(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を保持した収容部の外側に設置され、当該溶融金属に移動磁界を作用させて流動させることにより撹拌可能な電磁撹拌装置において、
前記収容部の下方で床面に対して円環状に亘って取り付けられた複数のコイルを有し、これら複数のコイルに電流を印加することにより移動磁界を発生させて前記収容部内の溶融金属に渦巻力を生じさせ得るものとされ、且つ、前記コイルは、
長手方向が床面に対して略垂直となる向きで載置された長尺状の磁極コアと、
前記磁極コアに巻かれ、電流が印加されることにより前記移動磁界を発生させ得る巻き線と、
を具備して構成され、前記磁極コアにおける前記収容部の外側底面に対峙する面とは反対側の面に接触して連結され、磁力線を短絡可能なヨークと、前記収容部の外側底面に対峙する面が形成された部位を連結して位置決めする連結部材とが取り付けられたことを特徴とする電磁撹拌装置。
【請求項２】
前記コイルは、前記収容部の外側底面に対峙する面とは反対側の面がそれぞれ円環状の前記ヨークに連結されたことを特徴とする請求項１記載の電磁撹拌装置。
【請求項３】
前記コイルは、円環状の前記連結部材が取り付けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁撹拌装置。
【請求項４】
前記コイルの巻き線に隙間が形成されるとともに、当該隙間に送風し得る送風手段を具備したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の電磁撹拌装置。
【請求項５】
前記収容部は、被溶融金属を投入して溶融させ得る前炉から成ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の電磁撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属を保持した収容部の外側に設置され、当該溶融金属に移動磁界を作用させて流動させることにより撹拌可能な電磁撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋳造に使用されるアルミニウム溶融金属を作成し、所定量保持するための金属溶融炉は、例えば特許文献１にて開示されているように、被溶融金属（例えばアルミニウム等から成るチップ状又は粉末状の処理材）を投入して溶融させ得る前炉（材料溶解室）と、該前炉と連通されるとともに、投入されて溶融された溶融金属を保持可能な保持炉（炉体）とを有して構成されており、保持炉は、バーナによって内部が高温に保持されている。
【０００３】
上記従来の金属溶融炉は、前炉に溶融金属を撹拌するための電磁撹拌装置が取り付けられている。かかる電磁撹拌装置は、リニアモータに三相交流を印加して移動磁界を発生させ、その移動磁界が前炉内の溶融金属に作用して誘導電流を流し、それによって溶融金属に渦巻力を発生させて撹拌させるもので、前炉の外周側面に近接して取り付けられている。これにより、前炉に投入された被溶融金属を外側から撹拌させることができ、良好に溶融させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の電磁撹拌装置は、前炉の外周側面に取り付けられているため、専ら電磁撹拌装置を設置するための床面上のスペースが必要とされるとともに、溶融金属に生じさせる渦巻力を更に大きくすることが難しく、撹拌効果を十分に高めるのが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、床面上の設置スペースを低減させて小型化を図ることができるとともに、溶融金属に生じさせる渦巻力を増大させて撹拌効果を一層高めることができる電磁撹拌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、溶融金属を保持した収容部の外側に設置され、当該溶融金属に移動磁界を作用させて流動させることにより撹拌可能な電磁撹拌装置において、前記収容部の下方で床面に対して円環状に亘って取り付けられた複数のコイルを有し、これら複数のコイルに電流を印加することにより移動磁界を発生させて前記収容部内の溶融金属に渦巻力を生じさせ得るものとされ、且つ、前記コイルは、長手方向が床面に対して略垂直となる向きで載置された長尺状の磁極コアと、前記磁極コアに巻かれ、電流が印加されることにより前記移動磁界を発生させ得る巻き線とを具備して構成され、前記磁極コアにおける前記収容部の外側底面に対峙する面とは反対側の面に接触して連結され、磁力線を短絡可能なヨークと、前記収容部の外側底面に対峙する面が形成された部位を連結して位置決めする連結部材とが取り付けられたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁撹拌装置において、前記コイルは、前記収容部の外側底面に対峙する面とは反対側の面がそれぞれ円環状の前記ヨークに連結されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の電磁撹拌装置において、前記コイルは、円環状の前記連結部材が取り付けられたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の電磁撹拌装置において、前記コイルの巻き線に隙間が形成されるとともに、当該隙間に送風し得る送風手段を具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載の電磁撹拌装置において、前記収容部は、被溶融金属を投入して溶融させ得る前炉から成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、収容部の下方で床面に対して円環状に亘って取り付けられた複数のコイルを有し、これら複数のコイルに電流を印加することにより移動磁界を発生させて収容部内の溶融金属に渦巻力を生じさせ得るので、床面上の設置スペースを低減させて小型化を図ることができるとともに、溶融金属に生じさせる渦巻力を増大させて撹拌効果を一層高めることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、コイルは、収容部の外側底面に対峙する面とは反対側の面がそれぞれ円環状のヨークに連結されたので、収容部の外側底面に対峙する面の磁力線を維持しつつ反対側の面の磁力線をヨークにて確実に短絡させることができ、より効率的に溶融金属に対して移動磁界を発生させることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、コイルは、収容部の外側底面に対峙する面が形成された部位を連結して位置決めする円環状の連結部材が取り付けられたので、それぞれのコイルに電流が印加されて移動磁界が発生した際、互いに離間又は近接する方向の力が生じて撓んでしまうのを防止することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、コイルの巻き線に隙間が形成されるとともに、当該隙間に送風し得る送風手段を具備したので、それぞれのコイルに電流が印加された際、過熱してしまうのを防止することができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、収容部は、被溶融金属を投入して溶融させ得る前炉から成るので、前炉内の溶融金属に生じさせる渦巻力を容易に増大させることができ、より円滑且つ確実に溶融金属を撹拌させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電磁撹拌装置及び適用される金属溶融炉を示す側面図
【図２】同金属溶融炉を示す平面図
【図３】同電磁撹拌装置を示す平面図及び側面図
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】図３におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】同電磁撹拌装置における連結部材を示す平面図
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図
【図８】同電磁撹拌装置の送風手段を示す模式図
【図９】本発明の他の実施形態に係る電磁撹拌装置を示す模式図
【図１０】本発明の更に他の実施形態に係る電磁撹拌装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る電磁撹拌装置は、溶融金属を保持した収容部の外側に設置され、当該溶融金属に移動磁界を作用させて流動させることにより撹拌可能なもので、図１、２に示すように、被溶融金属を投入して溶融させ得る前炉Ａと、内部が高温に保持されて前炉Ａと連通して形成されるとともに、溶融金属を保持可能な保持炉Ｂとを有し、所定容量の溶融金属を保持可能な金属溶融炉１に適用されている。本実施形態に適用される金属溶融炉１おいては、チップ状を含む小片のアルミ材が被溶融金属として前炉Ａに投入されるとともに、溶融したアルミニウム溶融金属が保持炉Ｂにて保持されるようになっている。
【００１９】
前炉Ａ（本発明の収容部に相当）は、保持炉Ｂの所定部位から延設されるとともに、上方が開口して被溶融金属の投入が可能とされたもので、内部が保持炉Ｂと連通して構成されている。また、前炉Ａにおける保持炉Ｂとの連通部には、仕切り板３が配設されており、この仕切り板３を上方に移動させることによって、前炉Ａが保持炉Ｂに連通した状態とされ、下方に移動させることにより、前炉Ａが保持炉Ｂと遮蔽された状態とされる。
【００２０】
保持炉Ｂは、その内部に溶融金属を収容するとともに、内部の雰囲気温度を高温に保持するためのバーナ２が取り付けられている。これにより、前炉Ａに投入された被溶融金属は、直接バーナ２によって加熱されず、雰囲気温度によって溶融金属内で溶融されつつ保持炉Ｂ内で収容されることとなる。そして、保持炉Ｂにて保持された溶融金属は、必要に応じて取出手段（不図示）にて外部に取り出されるようになっている。
【００２１】
ここで、本実施形態に係る電磁撹拌装置４は、図１〜５に示すように、前炉Ａ（収容部）の下方で床面に対して円環状に亘って取り付けられた複数のコイル（本実施形態においては、６つのコイル４ａ〜４ｆ）を有し、これら複数のコイル（４ａ〜４ｆ）に電流を印加することにより移動磁界を発生させて前炉Ａ内の溶融金属に渦巻力を生じさせ得るものである。すなわち、コイル（４ａ〜４ｆ）に三相交流（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）を印加すると前炉Ａ内に移動磁界が発生するので、この磁界（磁束）の作用により前炉Ａ内の溶融金属に起電力が発生し、誘導電流が流れることとなる。この電流は、更にコイル（４ａ〜４ｆ）の磁界と作用し、推力が溶融金属に誘起されるので、溶融金属が流動して撹拌されることとなる。
【００２２】
コイル（４ａ〜４ｆ）は、図３〜５に示すように、載置台Ｄ上において円環状に略等間隔で配設されるとともに、それぞれのコイル（４ａ〜４ｆ）には、例えば積層鋼板から成る磁極コアａと、該磁極コアａの外周面に巻かれた巻き線ｂとが形成されおり、巻き線ｂに電流（三相交流）を印加することにより移動磁界を発生させ得るよう構成されている。これらコイル（４ａ〜４ｆ）は、磁極コアａの長手方向が床面（載置台Ｄの載置面）に対して略垂直となる向きで載置されており、その上面が前炉Ａ（収容部）の外側底面と対峙するようになっている。
【００２３】
また、本実施形態に係るコイル（４ａ〜４ｆ）は、前炉Ａ（収容部）の外側底面に対峙する面（図５中上面）とは反対側の面（同図中下面）がそれぞれ円環状のヨーク７に連結されている。かかるヨーク７は、磁極コアａと同様の積層鋼板から成り、上面にコイル（４ａ〜４ｆ）の下面が接触することにより、当該コイル（４ａ〜４ｆ）のそれぞれから生じた下面側の磁力線を短絡させることができる。
【００２４】
さらに、本実施形態に係るコイル（４ａ〜４ｆ）は、前炉Ａ（収容部）の外側底面に対峙する面（図５中上面）が形成された部位（上端側部位）を連結して位置決めする円環状の連結部材８が取り付けられている。かかる連結部材８は、図６、７に示すように、円環状の樹脂プレートから成り、コイル（４ａ〜４ｆ）における磁極コアａの上面をそれぞれ嵌合し得る切欠き８ａが形成されている。しかして、これら切欠き８ａにコイル（４ａ〜４ｆ）における磁極コアａの上面をそれぞれ嵌合して組み付けることにより、磁極コアａが互いに離間又は近接するのを防止し得るよう構成されている。
【００２５】
またさらに、本実施形態に係る電磁撹拌装置４は、コイル（４ａ〜４ｆ）の巻き線ｂに隙間α（図５参照）が形成されるとともに、当該隙間αに送風し得る送風手段を具備している。かかる送風手段は、図１、８に示すように、分配器５及びブロア６を有して構成されており、ブロア６で発生した風を分配器５を介して各々のコイル（４ａ〜４ｆ）の隙間αに供給し得るよう構成されている。なお、隙間αは、コイル（４ａ〜４ｆ）の磁極コアａと略平行な方向に形成されており、下方から供給された風が上方に抜けて冷却効果を奏し得るようになっている。
【００２６】
上記実施形態によれば、前炉Ａ（収容部）の下方で床面に対して円環状に亘って取り付けられた複数のコイル（４ａ〜４ｆ）を有し、これら複数のコイル（４ａ〜４ｆ）に電流（三相交流）を印加することにより移動磁界を発生させて前炉Ａ（収容部）内の溶融金属に渦巻力を生じさせ得るので、床面上の設置スペースを低減させて小型化を図ることができるとともに、溶融金属に生じさせる渦巻力を増大させて撹拌効果を一層高めることができる。
【００２７】
すなわち、電磁撹拌装置４が前炉Ａの下方に位置することにより、前炉Ａの側方に位置するものに比べ、床面に対する設置面積が増大してしまうのを防止でき、全体として小型化を図ることができるとともに、円環状に配設するコイルの数を任意設定することにより、溶融金属に生じさせる渦巻力を任意調整することができ、前炉Ａ（収容部）の寸法や形状に応じた撹拌効果を得ることができる。
【００２８】
また、本実施形態に係るコイル（４ａ〜４ｆ）は、前炉Ａ（収容部）の外側底面に対峙する面とは反対側の面がそれぞれ円環状のヨーク７に連結されたので、前炉Ａの外側底面に対峙する面の磁力線を維持しつつ反対側の面の磁力線をヨーク７にて確実に短絡させることができ、より効率的に溶融金属に対して移動磁界を発生させることができる。さらに、本実施形態に係るコイル（４ａ〜４ｆ）は、前炉Ａ（収容部）の外側底面に対峙する面が形成された部位を連結して位置決めする円環状の連結部材８が取り付けられたので、それぞれのコイル（４ａ〜４ｆ）に電流が印加されて移動磁界が発生した際、互いに離間又は近接する方向の力が生じて撓んでしまうのを防止することができる。
【００２９】
またさらに、本実施形態においては、コイル（４ａ〜４ｆ）の巻き線ｂに隙間が形成されるとともに、当該隙間ｂに送風し得る送風手段（分配器５及びブロア６）を具備したので、それぞれのコイル（４ａ〜４ｆ）に電流が印加された際、過熱してしまうのを防止することができる。特に、本実施形態においては、収容部は、被溶融金属を投入して溶融させ得る前炉Ａから成るので、前炉Ａ内の溶融金属に生じさせる渦巻力を容易に増大させることができ、より円滑且つ確実に溶融金属を撹拌させることができる。
【００３０】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図９に示すように、金属溶融炉１における保持炉Ｂの下方に電磁撹拌装置４を設置するようにしてもよく、或いは図１０に示すように、金属溶融炉１とは異なる溶融金属の収容部１’の下方に電磁撹拌装置４を設置するようにしてもよい。また、コイルは、収容部の下方で床面に対して円環状に亘って複数取り付けられていれば足り、その個数は限定されない。なお、撹拌対象の溶融金属は、アルミニウム材に限定されず、他の種々金属であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
収容部の下方で床面に対して円環状に亘って取り付けられた複数のコイルを有し、これら複数のコイルに電流を印加することにより移動磁界を発生させて収容部内の溶融金属に渦巻力を生じさせ得るものとされ、且つ、コイルは、長手方向が床面に対して略垂直となる向きで載置された長尺状の磁極コアと、磁極コアに巻かれ、電流が印加されることにより移動磁界を発生させ得る巻き線とを具備して構成され、磁極コアにおける収容部の外側底面に対峙する面とは反対側の面に接触して連結され、磁力線を短絡可能なヨークと、収容部の外側底面に対峙する面が形成された部位を連結して位置決めする連結部材とが取り付けられた電磁撹拌装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  金属溶融炉
２  バーナ
３  仕切り板
４  電磁撹拌装置
４ａ〜４ｆ  コイル
５  分配器（送風手段）
６  ブロア（送風手段）
７  ヨーク
８  連結部材
Ａ  前炉（収容部）
Ｂ  保持炉
【図１】
0006601813.tif 000002
【図２】
0006601813.tif 000003
【図３】
0006601813.tif 000004
【図４】
0006601813.tif 000005
【図５】
0006601813.tif 000006
【図６】
0006601813.tif 000007
【図７】
0006601813.tif 000008
【図８】
0006601813.tif 000009
【図９】
0006601813.tif 000010
【図１０】
0006601813.tif 000011