(57)【要約】  樋の電気抵抗値を、金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定して、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流を、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路を流し、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流を、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路を流し、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と前記横に走る電流を交差させてローレンツ力を発生させ、このローレンツ力により対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送する。
2019212021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象とする対象導電性金属溶湯をローレンツ力により駆動する導電性金属溶湯搬送装置であって、
少なくとも、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁とそれらを繋ぐ底壁とによって画成された金属溶湯収納空間を有し、耐火性があり且つ導電性がある材料により構成した、樋と、
前記樋の前記底壁の下方に配置され、前記底壁と上下に対向する上面側をＮ極又はＳ極に磁化した、磁場装置であって、磁場強度を、前記磁場装置から出る又は前記磁場装置へ入る磁力線が、前記底壁を貫通した状態で、前記金属溶湯収納空間中及びそこに収納された対象導電性金属溶湯中を縦に走る、強度に設定した、磁場装置と、
を備え、
前記樋の電気抵抗値を、前記金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定することにより、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流が、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路を流れ、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流が、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路を流れ、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と横に走る前記電流が交差してローレンツ力を発生させ、このローレンツ力が対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送するようにした、
ことを特徴とする導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項２】
少なくとも直流電流を供給可能な電源装置をさらに備え、前記電源装置と前記一対の側壁とをケーブルで接続したことを特徴とする請求項１に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項３】
前記樋の前記一対の側壁の外側にそれぞれ電極を設け、前記電極を前記ケーブルと接続するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項４】
前記電極の電気抵抗値を前記樋のそれよりも小さいものとしたことを特徴とする請求項３に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項５】
前記電極を前記樋の長さ方向に長尺なものとして構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項６】
前記磁場装置は永久磁石によって構成したことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項７】
前記磁場装置は電磁石によって構成したことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項８】
前記電源装置は、１乃至５Ｈｚの低周期の交流電流をも供給可能の構成されていることを特徴とする請求項２に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項９】
前記樋は水平に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項１０】
前記樋は基端側よりも先端側が持ち上がった勾配をつけて設置されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れか１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置の複数を備え、前記複数の導電性金属搬送装置を、前段の導電性金属溶湯搬送装置で搬送した対象導電性金属溶湯を次段の導電性金属溶湯搬送装置の前記金属溶湯収納空間に供給可能に、直列に接続した、ことを特徴とする導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１２】
前記各導電性金属溶湯搬送装置を、各樋が水平となるように、配置したことを特徴とする請求項１１に記載の導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１３】
前記各導電性金属溶湯搬送装置を、各樋の基端側よりも先端側が持ち上がった状態となるように、配置したことを特徴とする請求項１１に記載の導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１４】
前記複数の導電性金属溶湯搬送装置のうちの任意数のものを各樋が水平となるように配置し、残りのものを各樋の基端側よりも先端側が持ち上がった状態となるように配置したことを特徴とする請求項１１に記載の導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１５】
駆動対象とする対象導電性金属溶湯をローレンツ力により駆動する導電性金属溶湯搬送方法であって、
少なくとも、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁とそれらを繋ぐ底壁とによって画成された金属溶湯収納空間を有し、耐火性があり且つ導電性がある材料により構成した、樋を準備し、
前記樋の前記底壁の下方に、前記底壁と上下に対向する上面側をＮ極又はＳ極に磁化した、磁場装置を配置して、前記磁場装置から出る又は前記磁場装置へ入る磁力線を、前記底壁を貫通した状態で、前記金属溶湯収納空間中及びそこに収納された対象導電性金属溶湯中を縦に走らせ、
前記樋の電気抵抗値を、前記金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定して、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流を、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路に沿って流し、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流を、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路に沿って流し、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と横に走る前記電流を交差させてローレンツ力を発生させ、このローレンツ力により対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送する、
ことを特徴とする導電性金属溶湯搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性金属溶湯搬送装置、導電性金属溶湯搬送システム及び導電性金属溶湯搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性（伝導性）を有する金属の溶湯、即ち、非鉄金属（例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はＳｉ、あるいはこれらのうちの少なくとも２つの合金、あるいはＭｇ合金等）の溶湯又は非鉄金属以外の金属の溶湯によって、例えば鋳造品（丸棒状のインゴット等）を製造することが行われている。【０００３】
この鋳造品を得るにあたり、溶解炉から溶湯を樋により導いてモールド（鋳型）に流し込むことが一般的に行われている。【０００４】
さらに、本発明者は、特許文献１により、樋を流れる金属の溶湯をフレミングの左手の法則によるローレンツ力により駆動して搬送することを開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７７２４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の技術によれば、樋中の溶湯をローレンツ力により駆動することにより、重力だけに頼らず、より確実に溶湯を駆動搬送することができるようになった。【０００７】
しかしながら、樋中の溶湯の量の減少に伴い、液面が低下して、液面が電極の位置よりも下がった場合には、前記ローレンツ力が得られなくなり、溶湯を駆動することができないのは当然のことである。【０００８】
これを防ぐには、例えば以下のようにすれば良い。つまり、電極の位置を下げればよい、あるいは、電極を板状に構成し電極の下端が樋の底壁内面に達するようにすればよい。【０００９】
しかし、上記のいずれのようにしても、作業終盤においても、前記ローレンツ力によって樋中の溶湯を完全に駆動搬送し、樋中から溶湯を完全に排出することは困難である。即ち、金属の溶湯は、その属性に起因して、例えば後述する図５に示すように、樋５の底壁５ｃ上のあちらこちらに、滴状或いは島状の溶湯が多数残存することは普通にある。このように残存する溶湯は前記ローレンツ力によっては駆動搬送することができない。【００１０】
このため、実際に現場においては、搬送終了間際のまだ溶湯が固化する前に、多くの作業員が手作業で、樋中から溶湯を掻き出すことを行っている。このような作業は、溶湯が高温であることから且つ短時間で行わなければならないことから、非常に危険な作業である。しかしながら、このような作業は、樋を使って溶湯を搬送する場合には、特許文献１の場合に限らず不可欠な作業である。【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、搬送に樋を使った場合においても、可及的に溶湯が樋中に残らないように駆動搬送することのできる導電性金属溶湯搬送装置、導電性金属溶湯搬送システム及び導電性金属溶湯搬送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態の導電性金属溶湯搬送装置は、
駆動対象とする対象導電性金属溶湯をローレンツ力により駆動する導電性金属溶湯搬送装置であって、
少なくとも、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁とそれらを繋ぐ底壁とによって画成された金属溶湯収納空間を有し、耐火性があり且つ導電性がある材料により構成した、樋と、
前記樋の前記底壁の下方に配置され、前記底壁と上下に対向する上面側をＮ極又はＳ極に磁化した、磁場装置であって、磁場強度を、前記磁場装置から出る又は前記磁場装置へ入る磁力線が、前記底壁を貫通した状態で、前記金属溶湯収納空間中及びそこに収納された対象導電性金属溶湯中を縦に走る、強度に設定した、磁場装置と、
を備え、
前記樋の電気抵抗値を、前記金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定することにより、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流が、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路を流れ、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流が、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路を流れ、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と前記横に走る電流が交差してローレンツ力を発生させ、このローレンツ力が対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送するようにした、
ものとして構成される。【００１３】
本発明の実施形態の導電性金属溶湯搬送システムは、
前記導電性金属溶湯搬送装置の複数を備え、前記複数の導電性金属搬送装置を、前段の導電性金属溶湯搬送装置で搬送した対象導電性金属溶湯を次段の導電性金属溶湯搬送装置の前記金属溶湯収納空間に供給可能に、直列に接続した、
ものとして構成される。【００１４】
本発明の導電性金属溶湯搬送方法は、
駆動対象とする対象導電性金属溶湯をローレンツ力により駆動する導電性金属溶湯搬送方法であって、
少なくとも、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁とそれらを繋ぐ底壁とによって画成された金属溶湯収納空間を有し、耐火性があり且つ導電性がある材料により構成した、樋を準備し、
前記樋の前記底壁の下方に、前記底壁と上下に対向する上面側をＮ極又はＳ極に磁化した、磁場装置を配置して、前記磁場装置から出る又は前記磁場装置へ入る磁力線を、前記底壁を貫通した状態で、前記金属溶湯収納空間中及びそこに収納された対象導電性金属溶湯中を縦に走らせ、
前記樋の電気抵抗値を、前記金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定して、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流を、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路を流し、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流を、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路を流し、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と前記横に走る電流を交差させてローレンツ力を発生させ、このローレンツ力により対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送する、
ものとして構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態としての導電性金属溶湯搬送装置を用いた、導電性金属溶湯搬送システムの全体構成を示す側面説明図。
【図２】図１における導電性金属溶湯搬送装置の斜視説明図。
【図３】図１の導電性金属溶湯搬送システムにおける非駆動状態における電流の流れを示す説明図。
【図４】図１の導電性金属溶湯搬送システムにおける駆動状態における電流の流れを示す説明図。
【図５】図１の導電性金属溶湯搬送システムにおいて、溶湯が滴状に残存した場合における電流の流れを示す説明図。
【図６】図５の部分拡大説明図。
【図７】本発明の第２の実施形態としての複数の導電性金属溶湯搬送装置を用いた、導電性金属溶湯搬送システムの全体構成を示す側面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る実施形態の特徴の１つは、後述するところからも分かるように、樋全体を導電性材料で構成したことにある。しかしながら、この構成は、たとえ前述の特許文献１が公知であっても、本発明者以外の当業者は決して採用し得ない構成である。その理由は、樋中の溶湯を駆動するためのローレンツ力を得るには、対向する一対の電極間にそれらで挟んだ溶湯を介して電流を流す必要がある。然るに、樋全体を導電性材料で構成すると、電流は樋だけを流れ、一方の電極から溶湯に流れ込み再び他方の電極に戻るという電流のパスを採り得ないことが直感されるからである。
【００１７】
さらに、本発明者は、電流が本当に後述の図４に示すようなパスをとるかどうかを確認するための実験を実際に行った。その実験の結果から、電流のパスが図４のようになることを技術的に理解した。本発明はこの実験結果に基づいて本発明者が独自になしたものである。つまり、本発明は、このような実験をしない当業者がなし得るはずがない発明とも言える。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態としての導電性金属溶湯搬送装置１を用いた、導電性金属溶湯搬送システム１００の全体構成を示す側面説明図である。なお、以下の説明では、「導電性金属溶湯搬送装置」を短縮して「金属溶湯搬送装置」もしくは「溶湯搬送装置」ともいう。
【００１９】
図１は、導電性金属溶湯搬送装置１によって溶湯Ｍを図中横方向に搬送する場合を示している。
【００２０】
即ち、この溶湯搬送装置１によって、溶解炉２から注がれる、導電性（伝導性）を有する金属の溶湯Ｍを、即ち、非鉄金属（例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はＳｉ、あるいはこれらのうちの少なくとも２つの合金、あるいはＭｇ合金等）の溶湯又は非鉄金属以外の金属の溶湯を、図中左から右へ搬送して、容器３に収納している。
【００２１】
溶湯搬送装置１の詳細は、斜視図である図２に、より分かり易く示される。金属溶湯搬送装置１は樋５を有する。この樋５は、導電性を有する材料によって構成されている。詳しくは、通電により自己発熱し、耐火性のある、純カーボン等の自己発熱型の導電性材料によって構成されている。樋５を構成する導電性材料としては、電気抵抗値が、そこに流し込まれる金属の溶湯Ｍの電気抵抗値よりも大きい値のものを用いている。さらに、この樋５はチャネル鋼型に構成され、その基端側は閉じられ（複数の樋を連結する場合は基端側が開放されていてもよい）、先端側は開放されている。つまり、この樋５は、幅方向に対向する一対の側壁５ａと、基端側を閉じる端壁５ｂと、底壁５ｃとを有し、先端側は開放された注ぎ口としての開口６となっている。つまり、樋５は、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁５ａとそれらを繋ぐ底壁５ｃとによって画成された金属溶湯収納空間６Ａを有している。
【００２２】
一対の側壁５ａのそれぞれの外側に、長尺でバンプ状の端子（電極）８が付設されている。
この端子８は、銅等の高導電率材料で構成されており、樋５とケーブル９との間の電気的な導通性を高めるためのものである。つまり、端子８はケーブル９によって、外部に設置された電源制御盤１１に接続されている。この電源制御盤１１は、一対の端子８に電流を供給するが、その電流値、電圧値、周波数を加減調整可能に且つ極性を切り替え可能に構成されている。この電源制御盤１１は本発明の実施形態においては基本的には直流電流供給装置として使用される。
【００２３】
樋５の下方には磁場装置１２が配置されている。この磁場装置１２は永久磁石又は電磁石で構成されている。この磁場装置１２は、上方がＮ極に、下方がＳ極に磁化されている。これにより、例えば後述の図４から分かるように、磁力線ＭＬが下方から上方へ出て、樋５の底壁５ｃ通り、樋５中の溶湯Ｍ中を縦に走る。これにより、溶湯Ｍ中を横に電流Ｉが流れている時には、磁力線ＭＬと電流Ｉとが交差し、フレミングの左手の法則によるローレンツ力Ｆを生じさせる。なお、上記とは逆に、上方がＳ極に、下方がＮ極に磁化されていてもよい。この際には、電流Ｉは上記とは逆方向に流すことになる。
【００２４】
次に、このように構成された導電性金属溶湯搬送システム１００における電流の流れについて説明する。
【００２５】
先ず、樋５に溶湯Ｍが存在しない状態（非駆動状態）においては、電流Ｉは、図３に示すように、電源制御盤１１の電源端子１１ａから出て、ケーブル９、端子８、樋５（側壁５ａ、底壁５ｃ、側壁５ａ）、端子８、ケーブル９を通って、電源制御盤１１の電源端子１１ｂに戻る（第１の流路）。上記の電流Ｉの流れによって、樋５はジュール熱による自己発熱を行って高温状態となり、通電継続によりその高温状態が保たれる。これにより、余熱状態が保たれる。
【００２６】
溶解炉２から樋５に溶湯Ｍが注ぎ込まれた状態（駆動状態）においては、電流Ｉは、図４に示すように流れる。つまり、特に、端子８から一方の側壁５ａに流れ込んだ電流Ｉは、当該側壁５ａの電気抵抗値よりも溶湯Ｍの電気抵抗値が小さいことから、当該側壁５ａの途中から溶湯Ｍ中に流れ込み、溶湯Ｍを通って他方の側壁５ａに至り、端子８、ケーブル９を介して電源制御盤１１に戻る（第２の流路）。図４と図３から分かるように、第２の流路の最初と最後は第１の流路と同一の流路である。つまり、駆動状態においては、電流は、一方の側壁５ａから第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び第１の電流路における他方の側壁５ａに戻る第２の電流路を流れる。
【００２７】
図４のように電流Ｉが流れる場合においても、電流Ｉは一対の側壁５ａの一部を通ることから、側壁５ａはジュール熱により自己発熱し、樋５は高温状態に保たれる。これにより、樋５を、外部のニクロム線やバーナー等によって加熱しなくても、樋５中の溶湯Ｍは加熱され、液体の状態を保って、継続的に流通する。
【００２８】
図５は、特に溶解炉２からの溶湯Ｍがほとんど搬送され終わって、樋５上に少しだけ滴状或いは島状の溶湯Ｍ１として残った場合の電流Ｉの流れを示す。つまり、溶湯Ｍ１が図５のように、底壁５ｃ上に僅かに残った場合は、図５の部分拡大図である図６から特に分かるように、電流Ｉは、底壁５ｃ（右側部分５ｃ１）から、溶湯Ｍ１下方の底壁５ｃをバイパスして、溶湯Ｍ１に流れ込み、その後再び底壁５ｃ（左側部分５ｃ２）に戻る。つまり、溶湯Ｍが樋５の底壁５ｃ上に滴状或いは島状の溶湯Ｍ１としてほんの少し残存している場合においても、樋５が導電性材料で構成されているため、電流Ｉは確実に溶湯Ｍ中を流れることとなる。これにより、後述するように、ほんの少しの溶湯Ｍ１が底壁５ｃ上に残った場合であっても、フレミングの左手の法則によるローレンツ力により、その溶湯Ｍ１を樋５の底壁５ｃ上から外部に搬送、排出できることになる。このことは、後述するする本発明者が行った実験によって確かめられている。
【００２９】
つまり、後述するように、本発明の実施形態の装置によれば、溶湯Ｍの量の多少に拘わらず、電流Ｉを確実に溶湯Ｍ中に流すことができる。これにより、電流Ｉと磁力線ＭＬとを確実に交差させて、フレミングの左手の法則によるローレンツ力により溶湯Ｍを確実に搬送し、樋から排出することができる。
【００３０】
このことを以下に説明する。つまり、上記の電流Ｉの流れと、磁場装置１２からの磁力線ＭＬとの交差による、フレミングの左手の法則によるローレンツ力Ｆにより、樋５中の溶湯Ｍを駆動することについて詳しく説明する。
【００３１】
先ず、図４においては、図示のように、電流Ｉと、磁場装置１２からの磁力線ＭＬとが交差する。これによりフレミングの左手の法則によるローレンツ力Ｆが発生し、溶湯Ｍを樋５の基端側から先端側へ駆動、搬送する。これにより、溶湯Ｍは、図１における容器３に確実に流し込まれる。
【００３２】
また、図５においても、図４の場合と同様に、残存する溶湯Ｍ１は図１の容器３に流し込まれる。つまり、特に溶湯Ｍの流れ終わりの状態のように、溶湯Ｍが極めて少なくなった場合においても、電流Ｉは確実に溶湯Ｍ中を流れることから、前記ローレンツ力を確実に得て、全ての溶湯Ｍを樋５の先端側へ確実に駆動、搬送することができ、樋５中に溶湯Ｍが残存するのを防ぐことができる。
【００３３】
第１の実施形態では、溶湯Ｍを水平方向に搬送する場合について説明した。次に説明する本発明の第２の実施形態によれば、図７から分かるように、溶湯Ｍを重力に抗って斜め上方に持ち上げるように搬送することもできる。つまり、図１において、樋５の先端側を基端側よりも持ち上げて、いわゆる勾配を付けた状態に樋５を設置した場合においても、溶湯Ｍをその勾配を付けた樋５を上昇するように搬送することができる。
【００３４】
即ち、図７は、本発明の第２の実施形態に係る導電性金属溶湯搬送システム１００Ａの側面説明図である。この第２の実施形態においては、図２に示す溶湯搬送装置１を２台（すなわち、溶湯搬送装置１Ａおよび溶湯搬送装置１Ｂ）直列に連携させて用いるとともに、それぞれの樋を先端側を持ち上げて勾配をつけた状態で設置したいわゆるタンデム型の装置を示している。即ち、溶解炉２からの溶湯Ｍを溶湯搬送装置１Ａで一段上方へ搬送して溶湯搬送装置１Ｂに送り、この溶湯搬送装置１Ｂで、さらに一段上方へ搬送して、溶解炉２よりも都合二段だけ高い位置にある容器３に収納するようにしている。なお、直列に連携させる溶湯搬送装置１の数は３以上とすることもできる。これにより、水平方向への搬送距離を伸ばし、且つ、搬送高さもより高いものとすることもできる。
【００３５】
なお、図７で用いた溶湯搬送装置１Ａ、１Ｂは図２の溶湯搬送装置１と実質的に同じであるが、溶湯搬送装置１Ａ、１Ｂは、樋５の先端側における底壁５ｃに、溶湯Ｍの下方への流れを案内する案内板５ｄを形成した点だけが溶湯搬送装置１と異なる。
【００３６】
なお、図７に示す実施形態では、溶湯搬送装置１Ａ，１Ｂをともに勾配をつけたものとしているが、勾配をつけたものと、勾配をつけないものとを任意に組み合わせることもできる。また、当然、水平にした金属溶湯搬送装置だけを任意数直列に接続することもできる。
【００３７】
また、上記した何れの実施形態においても、電源制御盤１１の操作により、電流値、電圧値、極性を適宜に調整することにより、より適した状態で溶湯Ｍを駆動することができる。
【００３８】
さらに、電源制御盤１１から低周期（１乃至５Ｈｚ等）の交流電流を流すことにより、溶湯Ｍを搬送方向に沿って前後に低周期で振動させることができる。この振動により、溶湯中に混入している気体が溶湯中を上昇する速度を早め、気体が溶湯から抜け出るのを促進し、溶湯の品質を向上させることができる。また、溶湯の駆動、搬送の前に、又は駆動、搬送中に、随時、溶湯を前記のように搬送方向の前後に振動させてもよい。これにより、溶湯の前方への駆動、搬送をよりスムーズに且つ確実に行わせることができ、溶湯の搬送の高効率化を達成することができる。
【００３９】
（実験例）
本発明者は、本発明の導電性金属溶湯搬送装置の動作と効果を確認すべく下記の実験を行った。
【００４０】
即ち、本発明者は、アルミニウム等の溶湯と同等の特性を有するいわゆる低融点合金を用い、下記の条件の下に実験を行った。
【００４１】
樋の長さ            1000mm
内寸（樋の溝の幅）  90mm
高さ                50mm
傾き                +5度
磁場強度            1500G
溶湯（低溶融合金）比重  約10
温度約              100℃
電流                500Ａ
この時の実験による搬送量として、150Kg/min（＝9000Kg/h）が得られた。
【００４２】
また搬送終了時に樋の内部を確認したが、樋５の溝中に残存する溶湯は認められなかった。つまり、溶湯は最後の一滴まで勾配のついた樋５を上昇して出口から排出された。
【００４３】
以上に説明した本発明の実施形態に係る導電性金属溶湯搬送装置によれば以下のような効果が得られる。
1．熱衝撃による装置の破損防止が可能となった。つまり、図３のように、空の樋５に予め通電しておけば、外部の加熱手段を必要とすることなく、余熱することができ、これにより樋５に溶湯Ｍを流しても、樋５が溶湯の熱によって破損することを防ぐことができる。
2．樋の予熱のための特別で煩雑な作業は必要ない。つまり、余熱のためには、単に樋５に通電しておけばよい。
3．複数の金属溶湯搬送装置を直列に接続することにより、より長い距離の溶湯搬送が可能である。
4．搬送途中の溶湯の温度低下を極力防止することが可能となった。溶湯Ｍを駆動するために樋５に通電しておくだけで樋５自体も自己発熱が自動的に行われる。このため、樋５中を溶湯Ｍが流れていく際に溶湯Ｍは加熱された樋５中を走ることとなり、搬送中に溶湯Ｍの温度が低下するのを防ぐことができ、溶湯を確実に搬送することができる。
5．搬送終了時に樋の中に残存する溶湯量を実質的になくすことができ、樋５中の溶湯Ｍを極限まで減少させることが可能である。
6．使用後に樋５中に残存する溶湯Ｍを実質的になくすことができるので、樋の清掃が実質的に不要である。
7．溶湯の搬送量は電源制御盤１１で電流Ｉを制御することにより任意に調整可能である。
8．電極８を樋５の一対の側壁５ａの外側に設けるようにしたので、電極８が金属の溶湯Ｍに接することがない。よって、電極８の消耗を極力抑えることができ、電極の交換作業等は必要がない。
【００４４】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  導電性金属溶湯搬送装置
１Ａ，１Ｂ  溶湯搬送装置
２  溶解炉
３  容器
５  樋
５ａ  側壁
５ｂ  端壁
５ｃ  底壁
５ｃ１  右側部分
５ｃ２  左側部分
５ｄ  案内板
６  開口
６Ａ  金属溶湯収納空間
８  端子（電極）
９  ケーブル
１１  電源制御盤
１１ａ  電源端子
１１ｂ  電源端子
１２  磁場装置
１００，１００Ａ  導電性金属溶湯搬送システム
Ｆ  ローレンツ力
Ｉ  電流
Ｍ  溶湯
Ｍ１  溶湯
ＭＬ  磁力線
【図１】
2019212021.tif 000003
【図２】
2019212021.tif 000004
【図３】
2019212021.tif 000005
【図４】
2019212021.tif 000006
【図５】
2019212021.tif 000007
【図６】
2019212021.tif 000008
【図７】
2019212021.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月11日(2019.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象とする対象導電性金属溶湯をローレンツ力により駆動する導電性金属溶湯搬送装置であって、
少なくとも、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁とそれらを繋ぐ底壁とによって画成された金属溶湯収納空間を有し、耐火性があり且つ導電性がある材料により構成した、樋と、
前記樋の前記底壁の下方に配置され、前記底壁と上下に対向する上面側をＮ極又はＳ極に磁化した、磁場装置であって、磁場強度を、前記磁場装置から出る又は前記磁場装置へ入る磁力線が、前記底壁を貫通した状態で、前記金属溶湯収納空間中及びそこに収納された対象導電性金属溶湯中を縦に走る、強度に設定した、磁場装置と、
を備え、
前記樋の電気抵抗値を、前記金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定することにより、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流が、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路を流れ、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流が、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路を流れ、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と横に走る前記電流が交差してローレンツ力を発生させ、このローレンツ力が対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送するようにした、
ことを特徴とする導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項２】
少なくとも直流電流を供給可能な電源装置をさらに備え、前記電源装置と前記一対の側壁とをケーブルで接続したことを特徴とする請求項１に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項３】
前記樋の前記一対の側壁の外側にそれぞれ端子を設け、前記端子を前記ケーブルと接続するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項４】
前記端子の電気抵抗値を前記樋のそれよりも小さいものとしたことを特徴とする請求項３に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項５】
前記端子を前記樋の長さ方向に長尺なものとして構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項６】
前記磁場装置は永久磁石によって構成したことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項７】
前記磁場装置は電磁石によって構成したことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項８】
１乃至５Ｈｚの交流電流を供給可能な電源装置をさらに備え、前記電源装置と前記一対の側壁とをケーブルで接続したことを特徴とする請求項１に記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項９】
前記樋は水平に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項１０】
前記樋は基端側よりも先端側が持ち上がった勾配をつけて設置されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れか１つに記載の導電性金属溶湯搬送装置の複数を備え、前記複数の導電性金属搬送装置のうち前記対象導電性金属溶湯の流れる方向に沿って並んだ前段及び後段の前記導電性金属溶湯搬送装置の位置関係を、前記前段の導電性金属溶湯搬送装置で搬送した対象導電性金属溶湯を前記後段の導電性金属溶湯搬送装置の前記金属溶湯収納空間に供給可能な位置関係とした、ことを特徴とする導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１２】
前記各導電性金属溶湯搬送装置を、各樋が水平となるように、配置したことを特徴とする請求項１１に記載の導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１３】
前記各導電性金属溶湯搬送装置を、各樋の基端側よりも先端側が持ち上がった状態となるように、配置したことを特徴とする請求項１１に記載の導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１４】
前記複数の導電性金属溶湯搬送装置のうちの任意数のものを各樋が水平となるように配置し、残りのものを各樋の基端側よりも先端側が持ち上がった状態となるように配置したことを特徴とする請求項１１に記載の導電性金属溶湯搬送システム。
【請求項１５】
駆動対象とする対象導電性金属溶湯をローレンツ力により駆動する導電性金属溶湯搬送方法であって、
少なくとも、所定距離をおいて横向きに対向する一対の側壁とそれらを繋ぐ底壁とによって画成された金属溶湯収納空間を有し、耐火性があり且つ導電性がある材料により構成した、樋を準備し、
前記樋の前記底壁の下方に、前記底壁と上下に対向する上面側をＮ極又はＳ極に磁化した、磁場装置を配置して、前記磁場装置から出る又は前記磁場装置へ入る磁力線を、前記底壁を貫通した状態で、前記金属溶湯収納空間中及びそこに収納された対象導電性金属溶湯中を縦に走らせ、
前記樋の電気抵抗値を、前記金属溶湯収納空間に収納される対象導電性金属溶湯の電気抵抗値よりも大きい値に設定して、前記金属溶湯収納空間に前記対象導電性金属溶湯の存在しない非駆動状態においては、電流を、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から前記底壁を介して他方の側壁に至る第１の電流路に沿って流し、前記金属溶湯収納空間に対象導電性金属溶湯が存在する駆動状態においては、電流を、前記一方の側壁から前記第１の電流路の途中を経て対象導電性金属溶湯にバイパスした後に再び前記第１の電流路に戻る第２の電流路に沿って流し、前記駆動状態においては、前記対象導電性金属溶湯中において、前記縦に走る磁力線と横に走る前記電流を交差させてローレンツ力を発生させ、このローレンツ力により対象導電性金属溶湯を駆動して前記樋中を搬送する、
ことを特徴とする導電性金属溶湯搬送方法。
【国際調査報告】
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