(57)【要約】るつぼの内部に対しても、またこれらの異なるエレメントの設置およびメンテナンスに対してもアクセスを妨害しないシステムによって、コールドクルーシブルは効率的に冷却される。特に、コールドクルーシブルは、複数のセグメント（１１）を備え、セグメントの各々は、その上部（１１Ｈ）がるつぼの中心を避けて外部へ延長しているヒートパイプからなる。各上部（１１Ｈ）は、冷却液（１４Ｅ，１４Ｓ）を循環するためのシステムに接触している。これら同ヒートパイプは、直接コイルるつぼを冷却するために用いることができる。ゆえに、いくつかのるつぼは、重ねることができ、最下部るつぼだけが土台（１２）を有する。ガラス、耐火性酸化物および種々の金属の加熱と融解のために使用できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス、耐火性酸化物および金属の融解を目的として、電磁誘導加熱を備えるコールドクルーシブルであって、
土台（２，２２）と、
少なくとも１つの誘導子（３，３３，５３）と、
るつぼチャンバを構成する並置された複数のセグメント（１１，２１，３１，５１）と、
冷却手段とを具備し、
前記複数のセグメント（１１，２１，３１，５１）は、電気的に絶縁された壁に、それ自体が冷却手段を構成している複数のヒートパイプからなることを特徴とするコールドクルーシブル。
【請求項２】
前記複数のヒートパイプは、各セグメントの下部部品（１１Ｂ，３１Ｂ，５１Ｂ）によって構成されたるつぼチャンバを超えて延長する上部部品（１１Ｈ，３１Ｈ，５１Ｈ）を有し、かつ、液体の強制循環によって熱の排出を可能にするために複数のセグメントの上部部品（１１Ｈ，３１Ｈ，５１Ｈ）に対して並置されていることを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項３】
前記土台を構成するか、または前記土台（１２）を冷却するために、前記るつぼチャンバの下に延長されている複数のセクタ（１１Ｆ）を具備することを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項４】
前記るつぼ土台は、前記るつぼチャンバを構成している前記複数のセグメント（１１，３１，５１）から独立した、複数の独立したヒートパイプ（２４）からなることを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項５】
複数のセグメント（１１，２１）の上部部品（１１Ｈ）を固定するために、電気的に絶縁され、かつそれら複数の上部部品（１１Ｈ）を総括的に囲むリング（１６）を具備することを特徴とする請求項２記載のコールドクルーシブル。
【請求項６】
前記複数のセグメント（１１，２１，５１）は、ストラッピング（５）によって、前記複数のセグメントの前記下部部品（１１Ｂ）に一緒に保持されることを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項７】
前記複数のセグメントは、自動ロック式カラー（１５）によって一緒に保持されることを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項８】
前記土台（２２）の下に設置されることにより、前記るつぼを加熱するための補助誘導子（２９）を具備することを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項９】
複数のセグメント（５１）を重ねた複数のステージを、このように重ねた複数のステージの各々の誘導子（５３）からなる誘導子とともに備え、これにより、長くて高いるつぼチャンバを構成することを特徴とする請求項２記載のコールドクルーシブル。
【請求項１０】
前記誘導子は、前記複数のヒートパイプ（５９）により冷却されるリング（５８）からなる、単一の直接コイルであることを特徴とする請求項１記載のコールドクルーシブル。
【請求項１１】
１つ（または複数）のコールドフィンガは、１つ（または複数）のヒートパイプ（６０）からなることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のコールドクルーシブル。
【請求項１２】
前記直接コイルのリング（５８）は、非電気的に絶縁された複数のヒートパイプの連続的なアセンブリにより構成されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のコールドクルーシブル。
【請求項１３】
前記直接コイルの構成要素である厚いリングは、そのままの位置で、複数のヒートパイプの製作のために機械加工されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のコールドクルーシブル。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
発明の分野
本発明は、電磁誘導による加熱によって、特定の金属だけでなく、高融解温度による、特定の原料、例えばガラス、耐火性酸化物と金属酸化物などの融解の分野に関する。
特に、本発明は、冷却されたセグメントと直接コイルるつぼを有するコールドクルーシブルに関する。
【０００２】
先行技術と関連課題
ガラス、耐火性酸化物、金属のような製品を溶解させ、鋳造するための方法、またはさらにこれらの製品の浮揚のための方法の中で、水で冷却されるコールドクルーシブルを用いることは普通であり、るつぼに収容されている原料に作用する電磁誘導によって加熱が行われる。るつぼを用いた２つの例が図１、図２および図３に示されている。
【０００３】
図１は、同じ目的のために用いられる、分割されたるつぼの第１のタイプを示す。それは、主に、セグメント１、土台２、いくつかのコイルを有する誘導子３、および冷却循環路４からなる。セグメント１は、るつぼのチャンバを構成するために、互いに接触して、垂直に配置されている。土台２は、このチャンバを仕上げる。この土台２は、るつぼ内部から溶解した原料を排出するために、引っ込めることができるか、１つ以上の開口部を含むことができる点に注意すべきである。セグメント１は、ストラッピング５を用いる固定によって、互いに接触する状態を保持される。冷却循環路４は、ほとんどの場合に水である冷却液のための入口４Ｅおよび出口４Ｓからなる。
【０００４】
このように構成されたるつぼは、強制されるわけではないが、通常、円筒形状である。高強度交流は、数十ヘルツと数メガヘルツの間の周波数で、数千アンペア程度である。電圧は、数千ボルトにも達することができる。るつぼの土台２は、冷却されても、冷却されなくてもよい。
【０００５】
図２は、入口４Ｅおよび出口４Ｓを通しての導水管６の水循環だけでなく、セグメント１を通しての断面を示す。水がセグメント１の全高さを循環する点に注意すべきである。
【０００６】
図３は、直接コイルとともに、加熱されるべき製品を直接収容しているチャンバを構成している単一円筒形コイルからなる誘導子６の他のタイプを示す。冷却循環路７は、ここでは、誘導子６を囲んでいるコイルによって構成されている。るつぼを閉じるため、および誘導子６の２つの端子６Ａ、６Ｂの間に現れる電圧と関連がある障害を避けるために、コールドフィンガ８がそれらの間に配置される。
【０００７】
これら２つのタイプのるつぼに固有の主な障害は、以下の通りである。
・大量の液体が循環する冷却循環路の使用は、セグメントの各々に連続的に、かつ高流速で供給されているので、セグメントが漏れた場合には蒸気爆発の危険性が現れる。
・冷却循環路４，７が比較的複雑である。
【０００８】
最後に、この装置のエレメントの１つに事故が起きた場合には、メンテナンスが非常に難しい。
【０００９】
発明の要約
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、ガラス、耐火性酸化物および金属の融解を定められた、電磁誘導加熱を有するコールドクルーシブルを提供することを主要な目的としている。本コールドクルーシブルは、原則的に、
・土台と、
・チャンバを囲んでいる少なくとも１つの誘導子と、
・並置された複数のセグメントと、
・冷却手段と
を具備している。
【００１０】
本発明の主要な特徴によれば、複数のセグメントは、各々、るつぼを構成している電気的に断熱された壁に設けられたヒートパイプだけでなく、それ自体の冷却手段から構成される。
【００１１】
当技術の習熟者間では既知の「ヒートパイプ」技術は、「"Techniques de l'Ingenieur" (The Engineer's Techniques), article B9545, vol. BE6」に特に記述されている。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態では、ヒートパイプの各々は、各セグメントの下部部品により構成されている、るつぼのチャンバを越えて延長している上部部品を有し、かつ外部の方に並置されることが好ましい。これは、るつぼの上部によるアクセスを可能しつつ、複数のヒートパイプの上部に対する液体の循環を強制することによって排熱を可能にする。
【００１３】
各セグメントのヒートパイプは、土台を構成するためにチャンバの下部に延長され得る。他の実施形態では、土台は、るつぼのチャンバを構成しているヒートパイプとは異なる他のヒートパイプから構成されることもあり得る。
【００１４】
各セクタを構成している複数のヒートパイプの上部部品を固定するために、上部部品の全てを囲む、電気的に絶縁された固定リングを用いることができる。
【００１５】
複数のヒートパイプを、特に複数のヒートパイプの下部を堅固に一緒に保持するために、複数のヒートパイプをストラッピングで囲む。
【００１６】
複数のヒートパイプは、また、自動ロック式カラーによって互いに固定され得る。
【００１７】
本発明によれば、るつぼの土台の下に配置される補助誘導子の使用もまた考えられる。
【００１８】
最後に、ヒートパイプを上位に重ねていくつかのステージを使用することも考えられるがゆえに、長くて高いチャンバを構成することが予想され、誘導子は、各ステージのそれぞれの誘導子を重ねることによって構成され得る。
【００１９】
本発明の好ましい第２の実施形態において、誘導子は、ヒートパイプによって冷却されるリングからなる、単一の直接コイルである。
【００２０】
これら２つの実施形態において、１つ、または複数のコールドフィンガは、１つ（またはいくつか）のヒートパイプから成り得る。
【００２１】
同様に、直接コイルのリングは、非電気的に絶縁された複数のヒートパイプの連続的なアセンブリによって構成され得る。
【００２２】
最後に、直接コイルの構成要素である厚いリングは、ヒートパイプをそのままの位置で製作するために、機械加工され得る。
【００２３】
発明の実施形態に関する詳述
本発明および限定されない異なる技術的な特徴は、本発明のいくつかの実施形態の、図とともに示される以下の説明を読むことにより、より理解される。
【００２４】
本発明による、るつぼの第１の可能な実施形態が図４に示される。原料は、常時図１で説明されたるつぼのそれと類似した部分にて溶解され、また複数のセグメント１１にて形成される。部品１１Ｂは図１のるつぼのセグメント１と数の上でかなり同等である。
【００２５】
実際には、これらセグメント１１が、下部部品１１Ｂを上方に延長して、るつぼの中心に対して広がる上部部品１１Ｈを有するという大きな違いがある。このように、それら上部部品１１Ｈは、例えば、充填システム、断熱、および主誘導子３のような装置中に、補助エレメントの配置を妨げない。実際には、上部部品１１Ｈは、図１に示すように、先行技術のるつぼ上で用いられるセグメント１１に類似している。
【００２６】
各セクタ１１は、ヒートパイプからなり、好ましくは、断面が円筒形であり、この形状が強制されることはない。それは、平行六面体の形状であってもよい。ヒートパイプの壁は、銅、ステンレス鋼、またはその他の製品、または予想された利用のために適切な金属で形成されなければならない。１つのセグメント１１を構成するヒートパイプに収容される冷却液は、水、またはその他の適切な液体、例えば、ナトリウム、ゲルマニウム、銀であってもよい。るつぼで集められた熱の排出が行われる、各セグメント１１の上部部品１１Ｈは、複数のセグメント１１の上部部品１１Ｈの近くに、入口１４Ｅおよび出口１４Ｓによって示された、液体の強制的な循環のための装置によって囲まれている。さらに、唯一の解決案ではないが、電気的に絶縁し、かつ複合材料で製造された、突き通されたリングによって上部部品１１Ｈの固定を確実にすることは、上部部品１１Ｈの周囲に存在すべき強制循環機器のために有利である。各エレメントの壁は、隣接したセグメント１１が互いに接触している場合、適切なコーティングを用いることにより、その下部部品１１Ｂにおいて電気的に絶縁される。例えば、プラズマによって、またはＰＶＤ方法によって射出されたアルミナのコーディングが考えられる。下部部品１１Ｂにおける複数のセグメント１１の固定はと言えば、本実施形態では、前述した図１のるつぼにおいて用いられるストラッピングと、同じストラッピングが用いられる。図５を参照すると、このストラッピングは、電気的に絶縁する複合材料で製作された、自動ロック式カラー１５に置き換えることができる。そのような自動ロック式カラーのクロージャは、図６に示され、２つの端部１５Ａ，１５Ｂが、フック１５Ｃによって、互いに一緒にカチリと嵌る。
【００２７】
図４に示すように、るつぼは、この場合、複数のセグメント１１の下部部品１１Ｂの下で、複数のセグメント１１の延長部１１Ｆによって冷却される土台１２を有する。
【００２８】
土台２は、冷却されなくてもよく、また、長い全長の部品の通路を可能にするために、または、再凝固された製品を引き上げるために、その中心で開いていてもよいということに注意すべきである。
【００２９】
図７は、図４と同じるつぼで土台１２が取り外された状態を下から見たものを示す。ゆえに、周縁から、るつぼの中心に向かって延長した複数のセグメント１１の下端１１Ｂを見ることができる。るつぼの土台の表面全体を覆うことを目的で、複数のセグメント１１の異なる下端１１Ｂは、ランダムに整合された寄せ木張りのフローリングのように、互いにフィットし、かつ土台を完全に覆うようなそのような方法において、異なる長さを有している。加えて、冷却液の循環のための入口１４Ｅおよび出口１４Ｓとともに、複数のセグメント１１の上部部品１１Ｈも見ることができる。
【００３０】
図８は、るつぼ土台の冷却することを実行するための複数のセグメント２１の下端２１Ｂの他の配置を示す。この図８において、各下端２１Ｂがるつぼの中心の方へ向けられていることを見ることができる。それら異なる下端２１Ｂは、互いにフィットしないが、るつぼ土台を概ね覆うことができるように、異なる長さを有している。
【００３１】
図９に示すように、土台２２は、また、複数のセグメント２１から独立し、土台２２を貫通する複数のヒートパイプ２４によって冷却される。補助誘導子２９が、るつぼの補助加熱を確実にするために、土台２２の下に配置される場合、この配置は、とりわけ予想される。独立したヒートパイプ２４は、すなわち誘導子２３の向こう側に、るつぼの中心から離れて広がることを意味する、図４のるつぼ上に示された複数のセグメントの上部部品１４Ｈに類似する上部部品２４Ｈを有する。
【００３２】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、るつぼ土台の下に用いることができる独立したヒートパイプを示す。図１０Ａの複数の独立したヒートパイプ２１Ａは、円筒形であるように示される、るつぼの左右対称面の両側に延長する。図１０Ｂの場合には、複数のヒートパイプ２１Ｂの各々は、るつぼの片側上に延長するだけでなく、土台の全表面上に延長する。
【００３３】
図１１は、るつぼの下部は、るつぼ土台を覆うために僅かに傾斜した方法で設置される、複数の独立したヒートパイプ３２によって構成されることが可能なことを示す。ゆえに、それらは、誘導子３３とるつぼ自体との間に設置された複数のセグメント３１を完成させる。熱は、その入口３４Ｅとその出口３４Ｓを有する冷却循環路のために取り除かれる。この配置は、特に、平行六面体形状で分割されたコールドクルーシブルによく適している。
【００３４】
図１２は、図１０の複数の独立したヒートパイプ３２が、冷却循環路がこの幾何学に適応し、入口４４Ｅおよび出口４４Ｓはもはや水平でない、複数の傾斜した独立したヒートパイプ４２によって置き換えられることを示す。
【００３５】
図１３は、本発明による、るつぼの他の変形例を示す。実際には、それは、かなりの高さを有する単一のものを形成するためのいくつかのるつぼの重ね合わせを示す。ゆえに、生産能力が増大している。複数のセグメント５１の上部部品５１Ｈの広げられた形状を考慮に入れることで、他の上に異なるるつぼを入れ子にすることが可能になる。最下部のるつぼは、図１１の複数の独立したヒートパイプ３２に類似している、複数の独立したヒートパイプ５２を備えていることに注意すべきである。異なる連続した誘導子５３は、単一の部分から形成されたより長い誘導子と同等である。
【００３６】
図１４に示すように、これら異なる複数のるつぼの１つの、他のるつぼの上部への固定は、セグメント５１の中央部分の各下端で、真鍮ピン５７によって行うことができ、ちょうどその上のるつぼのセグメント５１の下部部品５１Ｂの下端に固定される固定部５６で係合する。
【００３７】
このるつぼの設計は、例えば図３のそれのように、単一のコイルからなる誘導子を用いるるつぼにも適用される。
【００３８】
図１５は、リング５８がそれに固定された複数のヒートパイプ５９により冷却され、１つまたはいくつかのヒートパイプ６０がコールドフィンガからなる、直接コイルるつぼの実施形態を示す。実施形態の変形例は、適切な機械加工が、そのままの位置で複数のヒートパイプを製作するか、あるいは容易にそれらを挿入することを可能にする、直接コイルの実施形態における厚いリングを用いることからなる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】既に説明した先行技術によるコールドクルーシブルを示す図である。
【図２】既に説明した図１に示されたコールドクルーシブルのセグメントの断面図である。
【図３】既に説明した先行技術によるるつぼ誘導子の第２の例を示す図である。
【図４】本発明による第１のるつぼを示す図である。
【図５】本発明によるるつぼで用いることができる自動ロック式カラーを示す図である。
【図６】図５の自動ロック式カラーの詳細を示す図である。
【図７】図４に示されるるつぼの下から見た図である。
【図８】るつぼの土台の他の実施形態の下から見た図である。
【図９】本発明によるるつぼの第２の実施形態の正面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、図９のるつぼの土台の他の可能な実施形態を示す図である。
【図１１】本発明によるるつぼの第３の実施形態を示す図である。
【図１２】図１１に示す第３の実施形態の変形の詳細図である。
【図１３】本発明によるるつぼの他の可能な実施形態を示す図である。
【図１４】複数のるつぼを互いの上部に固定した例を示す図である。
【図１５】１つまたはいくつかのヒートパイプからなるコールドフィンガとともに、ヒートパイプによって冷却される直接コイルるつぼの実施形態を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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2005502018.tif 000004
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2005502018.tif 000028
2005502018.tif 000029
【国際調査報告】
2005502018.tif 000030
2005502018.tif 000031
2005502018.tif 000032
2005502018.tif 000033