(57)【要約】      （修正有）【課題】金属材料を収容する材料容器の周囲温度の上昇を抑える。【解決手段】金属材料の溶解装置であって、回転軸３１と、前記回転軸３１を通る直流磁場Ｂを発生する直流磁場発生装置と、前記回転軸３１に取り付けられ、前記直流磁場Ｂの磁場内に位置する材料容器４０と、前記直流磁場発生装置又は前記材料容器４０のうちいずれか一方を、前記回転軸３１を中心に回転させる回転装置９０と、前記材料容器４０を断熱する断熱部６０と、前記断熱部６０を強制冷却する強制冷却部とを備え、前記断熱部６０は、前記材料容器４０を囲む透光性の内筒体６１と、外筒体６５と、内筒体６１の外周面と外筒体６５の内周面のうちいずれか一方側の周面に設けられ、材料容器４０に収容された金属材料Ｍからの輻射熱を内側に反射する反射層６７とを含み、強制冷却部は、外筒体６５の外面側に、エア又は水を供給して、断熱部６０を強制冷却する。【選択図】図６
2017120136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料の溶解装置であって、
回転軸と、
前記回転軸を通る直流磁場を発生する直流磁場発生装置と、
前記回転軸に取り付けられ、前記直流磁場の磁場内に位置する材料容器と、
前記直流磁場発生装置又は前記材料容器のうちいずれか一方を、前記回転軸を中心に回転させる回転装置と、
前記材料容器を断熱する断熱部と、
前記断熱部を強制冷却する強制冷却部と、を備え、
前記断熱部は、
前記材料容器を囲む透光性の内筒体と、
前記内筒体を囲む外筒体と、
前記内筒体の外周面と前記外筒体の内周面とのうちいずれか一方側の周面に設けられ、前記材料容器に収容された前記金属材料からの輻射熱を内側に反射する反射層とを含み、
前記強制冷却部は、
前記外筒体の外周面側に、エア又は水を供給して、前記断熱部を前記強制冷却する、金属材料の溶解装置。
【請求項２】
金属材料の溶解装置であって、
回転軸と、
前記回転軸を通る直流磁場を発生する直流磁場発生装置と、
前記回転軸に取り付けられ、前記直流磁場の磁場内に位置する材料容器と、
前記直流磁場発生装置又は前記材料容器のうちいずれか一方を、前記回転軸を中心に回転させる回転装置と、
前記材料容器を断熱する断熱部と、
前記断熱部を強制冷却する強制冷却部と、を備え、
前記断熱部は、
前記材料容器を囲む透光性の内筒体と、
前記内筒体の外周面に設けられ、前記材料容器に収容された前記金属材料からの輻射熱を内側に反射する反射層と、を含み、
前記強制冷却部は、
前記内筒体の外周面に、エア又は水を供給して、前記断熱部を前記強制冷却する、金属材料の溶解装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の金属材料の溶解装置であって、
前記直流磁場発生装置は、
前記直流磁場を発生させる励磁用コイルとして超電導コイルを備えた超電導式の直流磁場発生装置である、金属材料の溶解装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属材料の溶解装置であって、
前記回転装置は、前記材料容器を、前記回転軸を中心に回転させる、金属材料の溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料を加熱溶解する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、渦電流による抵抗熱で金属材料を誘導加熱方法が知られている。誘導加熱方法には、金属材料に対して交流磁場を印加する方法と、直流磁場と金属材料を相対的に回転させる方法がある。下記特許文献１には、直流磁場を発生させる励磁用のコイルに超電導コイルを用いる点が記載されている。超電導コイルは、電気抵抗がゼロであることから自己発熱や銅損がなくエネルギー効率がよい、というメリットがある。また、銅線のコイルに比べて大電流を流すことが可能であり、高磁場を発生させることが出来るというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５７１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アルミニウムの融点は６６０℃であり、溶湯の状態では、７００［℃］〜８００［℃］になる。一方、超電導コイルは、断熱冷却容器（クライオスタット）の内に格納されており、−２４０［℃］程度に冷却されている。そのため、アルミニウム等の金属材料を加熱溶解するため高磁場を発生する励磁源に超電導コイルを用いると、溶湯と超電導コイルとの間に、１０００［℃］程度の温度差が生じることになる。断熱冷却容器（クライオスタット）の外壁温度が上昇すると、超電導コイルへの入熱が大きくなり、超電導特性が低下する。そのため、高磁場を発生する励磁源に超電導コイルを用いる場合、金属材料の熱が、断熱冷却容器（クライオスタット）に影響を及ぼさないように、金属材料を収容する材料容器の周囲温度が上昇することを抑えることが必要である。
【０００５】
また、高磁場を発生する励磁源に超電導コイルを用いない場合であっても、金属材料を加熱溶解する工場内の温度上昇を抑えて作業環境を改善するためには、金属材料を収容する材料容器の周囲温度が上昇することを抑えることが必要と考えられる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、金属材料を収容する材料容器の周囲温度の上昇を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、金属材料の溶解装置であって、回転軸と、前記回転軸を通る直流磁場を発生する直流磁場発生装置と、前記回転軸に取り付けられ、前記直流磁場の磁場内に位置する材料容器と、前記直流磁場発生装置又は前記材料容器のうちいずれか一方を、前記回転軸を中心に回転させる回転装置と、前記材料容器を断熱する断熱部と、前記断熱部を強制冷却する強制冷却部とを備え、前記断熱部は、前記材料容器を囲む透光性の内筒体と、前記内筒体を囲む外筒体と、前記内筒体の外周面と前記外筒体の内周面とのうちいずれか一方側の周面に設けられ、前記材料容器に収容された前記金属材料からの輻射熱を内側に反射する反射層と、を含み、前記強制冷却部は、前記外筒体の外周面側に、エア又は水を供給して、前記断熱部を前記強制冷却する。
【０００７】
本発明によれば、高温状態に加熱された金属材料から放射される輻射熱（赤外線）は、透光性の内筒体を透過した後、反射層により内側に反射する。そのため、材料容器の外側に輻射熱が放射されることを抑えることが出来るので、材料容器の断熱性が高まり、周囲温度の上昇を抑えることが出来る。しかも、熱を吸収して温度上昇した外筒体を強制冷却部が冷却する。以上のことから、強制冷却部を持たない構造に比べて、材料容器の周囲温度の上昇を抑えることが出来る。また、本発明では、内筒体と外筒体とからなる二重管の内側に反射層を設けている。そのため、反射層が外部に露出せず、表面に傷がつき難いことから、高い反射率を維持できるというメリットがある。
【０００８】
本発明は、金属材料の溶解装置であって、回転軸と、前記回転軸を通る直流磁場を発生する直流磁場発生装置と、前記回転軸に取り付けられ、前記直流磁場の磁場内に位置する材料容器と、前記直流磁場発生装置又は前記材料容器のうちいずれか一方を、前記回転軸を中心に回転させる回転装置と、前記材料容器を断熱する断熱部と、前記断熱部を強制冷却する強制冷却部とを備え、前記断熱部は、前記材料容器を囲む透光性の内筒体と、前記内筒体の外周面に設けられ、前記材料容器に収容された前記金属材料からの輻射熱を内側に反射する反射層とを含み、前記強制冷却部は、前記内筒体の外周面に、エア又は水を供給して、前記断熱部を前記強制冷却する。
【０００９】
本発明によれば、高温状態に加熱された金属材料から放射される輻射熱（遠赤外線）は、透光性の内筒体を透過した後、反射層により内側に反射する。そのため、材料容器の外側に輻射熱が放射されることを抑えることが出来るので、材料容器の断熱性が高まり、周囲温度の上昇を抑えることが出来る。しかも、熱を吸収して温度上昇した断熱部の内筒体を強制冷却部が冷却する。以上のことから、強制冷却部を持たない構造に比べて、材料容器の周囲温度の上昇を抑えることが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属材料を収容する材料容器の周囲温度の上昇を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に適用された溶解装置の斜視図
【図２】溶解装置の側面図（一部を断面図で示す）
【図３】溶解装置の平面図（一部を断面図で示す）
【図４】図１中のＡ−Ａ線断面図
【図５】治具で材料容器を保持した状態を示す断面図
【図６】図１中のＣ−Ｃ線断面図
【図７】材料容器の内部温度と外筒体の外面温度の関係を示すグラフ
【図８】溶解装置本体の断面図
【図９】実施形態２に適用された溶解装置本体の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図８によって説明する。
１．溶解装置１０の構造説明
図１は溶解装置１０の斜視図、図２は溶解装置の側面図、図３は溶解装置の平面図である。図４は図１のＡ−Ａ線断面図である。尚、図１において直流磁場発生装置１００は省略されている。また、図４、図６において断面位置より遠方に見える部分の図示は省略されている。
【００１３】
溶解装置１０は、金属材料（一例として、アルミニウム金属塊）Ｍを加熱溶解する装置であり、基台２０と、溶解装置本体３０と、回転装置９０と、直流磁場発生装置１００と、強制冷却部１３０とを備える。溶解装置本体３０は、基台２０のベース盤２１上に配置されている。溶解装置本体３０は、回転軸３１と、材料容器４０と、連結部材５０と、断熱部６０と、外部ケース７０と、蓋部材８０とを備えている。
【００１４】
回転軸３１は、溶解対象の金属材料に比べて、融点及び抵抗が高く、透磁率が小さい材料が好ましく、例えば、ステンレス製やセラミクス製である。回転軸３１は、図１に示すように、基台２０の正面側に位置している。回転軸３１は、図４に示すように、上下方向を向いており、ベース盤２１を上下に貫通している。回転軸３１は、ベース盤２１上に固定された支持板２３に対してベアリングを介して軸受けされており、軸線Ｌを中心として回転可能となっている。回転軸３１の軸上には、円環状をしたフランジ３５が設けられている。
【００１５】
材料容器４０は、溶解対象の金属材料Ｍに比べて、融点及び抵抗が比較的高く、透磁率が小さい材料が好ましく、例えば、ステンレス製やセラミクス製である。材料容器４０は、図４、図６に示すように、二重筒構造の容器であり、第１筒体４３と、第２筒体４５と、底板４１とを備える。
【００１６】
第１筒体４３と第２筒体４５は、上下に貫通する筒型である。第２筒体４５と第１筒体４３は外径が異なっており、図４、図６に示すように、回転軸３１を中心として同心状に配置されている。本例では、第２筒体４５の方が、第１筒体４３より外径が大きくなっており、第２筒体４５が外側に、第１筒体４３が内側に配置されている。
【００１７】
底板４１は、第１筒体４３と第２筒体４５の底部に位置しており、両筒体４３、４５の底面を塞いでいる。第１筒体４３と第２筒体４５の間のスペースは、金属材料Ｍを収容する材料収容空間であり、筒型の金属材料Ｍを収容することが出来るようになっている。
【００１８】
材料容器４０は、回転軸３１に対して、連結部材５０を介して着脱可能に取り付けられている。連結部材５０は、回転軸３１に対して回り止めされた状態で固定されることから、回転軸３１を回転させることで、材料容器４０及びそれに収容された金属材料Ｍが軸線Ｌを中心に回転する構造になっている。尚、材料容器４０と金属材料Ｍは例えば、凹凸等の固定手段により、周方向に回転止めされており、金属材料Ｍは材料容器４０の回転に伴って一体的に回転する。また、例えば、材料容器４０に対して仕切り板等を設けて、容器内部を複数空間に分けておく構造にしておけば、加熱溶解した金属材料Ｍが材料容器４０と一体的に回転する状態を保つことが出来る。また、材料容器４０は直流磁場発生装置１００の発生する直流磁場Ｂ内に位置する。
【００１９】
また、本例では、連結部材５０を回転軸３１の外側に位置する押さえ筒５３で抜け止めしており、回転軸３１の上端に位置するストッパプレート５５を外して押さえ筒５３を取り外すことで、連結部材５０及び材料容器４０を回転軸３１から取り外すことが出来るようになっている。
【００２０】
また、図５に示す符号３７は、材料容器４０を回転軸３１に対して組み付ける又は取り出すための治具である。治具３７の先端には、爪３７Ａが設けられており、この爪３７Ａを、第１筒体４３の内面上端に設けられたフック４３Ａに係止させることで、材料容器４０を保持することが出来る構造となっている。
【００２１】
断熱部６０は二重筒構造であり、図６に示すように、内筒体６１と、外筒体６５と、反射層６７とを含む。内筒体６１は、透光性の部材であって、少なくとも金属材料Ｍよりも融点が高い耐熱性に優れる材料が好ましく、例えば石英製である。外筒体６５は、透磁率の低い材料が好ましく、例えば、耐熱ガラス製である。
【００２２】
内筒体６１と外筒体６５は、回転軸３１を中心として同心状に配置されている。内筒体６１と外筒体６５の上下両端にはスペーサ６３が位置しており、両筒の相対的な位置関係がずれないようになっている。
【００２３】
内筒体６１と外筒体６５は、径方向で材料容器４０の外側に位置しており、材料容器４０の周囲を取り囲んでいる。また、内筒体６１と外筒体６５の軸方向（上下方向）の寸法は、材料容器４０の軸方向の寸法よりも大きくなっており、軸方向でも、材料容器４０の全体を取り囲んでいる。そして、内筒体６１と外筒体６５は、ベース盤２１に対して固定された台板２５上に位置しており、回転軸３１が回転しても、回転しない構造になっている。
【００２４】
反射層６７は金の薄膜であり、外筒体６５の内周面６５Ａに設けられている。反射層６７は、外筒体６５の内周面６５Ａに金を蒸着させることにより形成したものであり、外筒体６５の内周面６５Ａの全周全体に形成されている。本例では、反射層６７の厚みを１［μｍ］以下としている。
【００２５】
反射層６７は、加熱溶解に伴って、高温状態に加熱された金属材料Ｍから放射される輻射熱（具体的には赤外線）を、内側（回転軸側）に反射することで、材料容器４０を断熱する機能を果たす。より具体的には、材料容器４０の金属材料Ｍから放射される輻射熱は、内筒体６１を透過して反射層６７に向かう。その後、反射層６７の表面で内側に反射する。そのため、断熱部６０の外側に輻射熱が放射されることを抑えることが出来、材料容器４０を断熱することが出来るため、周囲温度が上昇することを抑えることが可能である。
【００２６】
図７は、断熱部６０での断熱効果を確認した実験データである。図７に示すように、材料容器４０の内部温度と外筒体６５の外面温度との関係は、概ね比例関係となり、材料容器４０の内部温度（溶湯温度）が８００［℃］の場合、外筒体６５の外面温度を２００［℃］程度に抑えることが出来る。また、材料容器４０の内部温度（溶湯温度）が６００［℃］の場合、外筒体６５の外面温度を１６０［℃］程度に抑えることが出来る。また、材料容器４０の内部温度（溶湯温度）が４００［℃］の場合、外筒体６５の外面温度を１２０［℃］程度に抑えることが出来る。
【００２７】
尚、図７に示す実験データでは、断熱部６０の各部の寸法、材質を、以下の条件としている。内筒体６１は、厚さ４［ｍｍ］で、内径は２１８［ｍｍ］、材質は石英である。外筒体６５は、厚さ４［ｍｍ」で、外径は２５０［ｍｍ」、材質は耐熱ガラスである。反射層６７は、厚さが１［μｍ］以下の金薄膜である。
【００２８】
外部ケース７０は、透磁率の低い金属製（例えば、ステンレス鋼）の筒体であり、外筒体６５よりも外径が一回り大きい。外部ケース７０は、図４、図６に示すように、回転軸３１を中心として同心状に配置されており、外筒体６５の外側を囲んでいる。外部ケース７０は、ベース盤２１に対して固定された台板２５上に位置しており、回転軸３１が回転しても、回転しない構造になっている。外部ケース７０は、材料容器４０や断熱部６０の周囲を、全周に渡って囲んでおり、保護壁として機能している。
【００２９】
また、外部ケース７０は、外筒体６５との間に、エアを通すエア通路（冷却通路）７５を形成している。エア通路７５は、外筒体６５の全周を囲んでいる。台板２５上には、エア通路７５と対応した位置に、エア取込口２７が設けられている。エア取込口２７は１８０°間隔で２か所形成されている。
【００３０】
蓋部材８０は、外部ケース７０と同様に、透磁率の低い金属製（例えば、ステンレス鋼）である。蓋部材８０は、図１、図２に示すように、外部ケース７０の上面を閉止する円形であり、ベース盤２１上に固定された支持フレーム２４に対して取り付けられている。蓋部材８０の中央には着脱孔８１が形成されている。着脱孔８１は、内筒体６１の内径と概ね等しく、この着脱孔８１を通じて、材料容器４０を着脱させることが出来る。
【００３１】
また、着脱孔８１の周囲には、開口８３が、回転軸３１を中心に概ね９０°間隔で４か所に設けられている。開口８３は、エア通路７５の位置と対応しており、エア通路７５内のエアをケース外に排気する機能を果たす。
【００３２】
回転装置９０は、回転軸３１を中心として材料容器４０を回転させる装置であり、図２、図３に示すように、モータ９１と、変速機９３と、第１ベルト９５と、第２ベルト９７を含む。モータ９１と変速機９３は、ベース盤２１の下部に配置されている。そして、モータ９１と変速機９３の間を、第１ベルト９５が掛け渡しており、また、変速機９３と回転軸３１との間を、第２ベルト９７が掛け渡している。
【００３３】
以上のことから、モータ９１の動力を変速させつつ、回転軸３１に伝達することが出来る。従って、モータ９１を駆動させることで、回転軸３１と共に材料容器４０及び金属材料Ｍを回転させることが出来る。
【００３４】
直流磁場発生装置１００は、回転軸３１を通る直流磁場Ｂを発生させる装置であり、直流電源（図略）と、励磁用コイルとを含む。本例では、直流磁場Ｂを発生させる励磁用コイルに、超電導コイル１１０を使用している。超電導コイル１１０は、図２に示すように、溶解装置本体３０の正面に位置しており、直流電源を駆動させると、回転軸３１を通る直流磁場Ｂを発生させる構成になっている。
【００３５】
尚、超電導コイル１１０は断熱冷却容器（クライオスタット）１２０に収容されている。断熱冷却容器１２０は、容器内に液体ヘリウム等の冷媒を循環させる冷却装置を備えており、容器１２０内に収容された超電導コイル１１０の温度を、極低温に維持している。
【００３６】
強制冷却部１３０は、一対のブロア１３１と、一対のエアホース１３３と、一対の接続ダクト１３５を含む。一対のブロア１３１は、ベース盤２１の後部側にあって、その左右両側に位置している。一対の接続ダクト１３５は、図６に示すように、台板２５の下方に位置している。
【００３７】
一対の接続ダクト１３５は、一対のエア取込口２７の位置と対応しており、ダクト出口をエア取込口２７に接続している。そして、各ブロア１３１と各接続ダクト１３５との間を、一対のエアホース１３３がそれぞれ接続している。以上のことから、ブロア１３１を駆動させると、図６、図８に示すように、エアホース１３３、接続ダクト１３５を経由して、エア通路７５内にエアが供給される構成になっている。
【００３８】
また、図１に示す開口２６は、エアホース１３３をベース盤２１の下方空間に通すために設けられており、ブロア１３１に接続されたエアホース１３３は、開口２６を通じて下方空間に通された後、接続ダクト１３５に繋がるようになっている。
【００３９】
２．溶解装置１０の動作説明
回転装置９０のモータ９１を駆動して、直流磁場Ｂ内で金属材料Ｍを回転させると、金属材料Ｍに鎖交する磁束の分布が変化する。すると、金属材料Ｍに対して渦電流が流れ、ジュール熱が発生する。そのため、渦電流によるジュール熱で、金属材料Ｍを加熱して溶解することが出来る。本例では、励磁用コイルに超電導コイル１１０を使用していることから、コイルでの銅損がなく、高効率で高磁場Ｂを発生させることが可能であり、省エネルギーで金属材料Ｍを加熱溶解することが出来る。
３．溶解装置１０の冷却作用
【００４０】
ところで、アルミニウムの融点は６６０［℃］である。そのため、アルミニウム金属塊を加熱溶解する場合、溶湯の温度は概ね７５０［℃］〜８００［℃］となり、材料容器４０の中心温度は、概ね８００［℃］程度になる。従って、加熱溶解中、材料容器４０及び溶湯から多量の輻射熱が放射される。
【００４１】
溶解装置１０は、材料容器４０を、内筒体６１と外筒体６５とからなる断熱部６０で囲っており、外筒体６５の内周面６５Ａに設けられた反射層６７が、放射される輻射熱を内側（回転軸側）に反射する。そのため、材料容器４０の周囲温度が上昇することを抑制することが出来る。具体的には、材料容器４０の内部温度（溶湯温度）が８００［℃］の場合、外筒体６５の外面温度を２００［℃］程度に抑えることが出来る。
【００４２】
しかも、溶解装置１０は、強制冷却部１３０を設けており、アルミニウム金属塊の加熱溶解中、エア通路７５に対して、エアを常時供給する。エア通路７５を流れるエアは、外筒体６５と熱交換して、外筒体６５を冷却する。本例では、エアの風速（流速）や、エア（流体）の熱伝導率に基づいて、外筒体６５の外面温度が室温になるように、供給するエアの量を設定している。そのため、材料容器４０の周囲温度を、室温（例えば、３０℃以下）に維持することが出来る。
【００４３】
このように、金属材料Ｍの加熱溶解中、材料容器４０の内部温度は高温になるものの、溶解装置１０は、断熱部６０と強制冷却部１３０を組み合わせた構造になっており、材用容器４０の周囲温度が上昇することを抑えることが出来る。そのため、金属材料Ｍを加熱溶解する工場内の作業環境を改善することが出来る。また、断熱冷却容器１２０の外壁温度が上昇することを抑えて、室温レベルに維持することが可能である。そのため、超電導コイル１１０への入熱を抑えることが可能であり、超電導コイル１１０の超電導特性が低下するのを抑制することが出来る。
【００４４】
また、溶解装置１０は、断熱部６０を内筒体６１と外筒体６５の二重筒構造としており、外筒体６５の内周面６５Ａと内筒体６１の外周面６１Ａの間に反射層６７を設けている。このようにすれば、反射層６７が外部に露出しないので、反射層６７の表面に傷が付くことを抑制することができる。そのため、反射率の低下を抑えることが可能である。
【００４５】
また、内筒体６１は石英製、外筒体６５は耐熱ガラス製であり、耐熱ガラス製の外筒体６５の方が、表面が滑らかである。反射層６７は、内筒体６１の外周面６１Ａに設けることも可能であるが、表面が滑らかな材料（本例では、外筒体６５）側に設けるようにすれば、凹凸が出来ず、反射層６７の表面は滑らかになる。そのため、高反射率となり、高い断熱性を維持できる。
【００４６】
また、溶解装置１０は、台板２５に対してエア取込口２７を１８０°間隔で２か所に設けている。そのため、外筒体６５の全周にエアをほぼ均等に供給することが可能であることから、断熱部６０の全周をほぼ均等に冷却することが出来る。尚、エア取込口２７は２か所に限らず、９０°間隔で４か所など、等間隔で複数箇所に設けることが望ましい。
【００４７】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図９によって説明する。
実施形態１では、断熱部６０を内筒体６１と外筒体６５とからなる二重筒構造としたが、実施形態２では、断熱部１６０を、内筒体１６１のみの単筒構造としている点が相違している。内筒体１６１は、実施形態１と同様に、石英製である。内筒体１６１は、図９に示すように、径方向で材料容器４０の外側に位置しており、材料容器４０の周囲を取り囲んでいる。
【００４８】
また、断熱部１６０は、反射層１６７を有している。反射層１６７は金の薄膜であり、内筒体１６１の外周面に設けられている。反射層１６７は、内筒体１６１の外周面に金を蒸着させることにより形成したものであり、厚さは１［μｍ］以下である。反射層１６７は、加熱溶解に伴って、高温状態に加熱された金属材料Ｍから放射される輻射熱（赤外線）を内側（回転軸側）に反射することで、材料容器４０を断熱する機能を果たす。
【００４９】
そして、内筒体１６１の外側には、外ケース１７０が位置している。外ケース１７０は、実施形態１と同様に、透磁率の低い金属製（例えば、ステンレス鋼）の筒体であり、内筒体１６１の外周面との間に、エアを通すエア通路１７５を形成している。そのため、強制冷却部１３０を用いて、エア通路１７５にエアを供給することで、内筒体１６１の外周面を冷却することが出来る。
【００５０】
このように実施形態２の溶解装置も、実施形態１と同様に、断熱部６０と強制冷却部１３０を組み合わせた構造になっており、材用容器４０の周囲温度が上昇することを抑えることが出来る。そのため、金属材料を加熱溶解する工場内の作業環境を改善することが出来る。
【００５１】
また、断熱冷却容器１２０の外壁温度が上昇することを抑えて、室温レベルに維持することが可能である。そのため、超電導コイル１１０への入熱を抑えることが可能であり、超電導コイル１１０の超電導特性が低下するのを抑制することが出来る。また、実施形態２では、外筒体６５を廃止しているので、実施形態１の構成に比べて、溶解装置本体３０を、径方向について、コンパクト化出来るというメリットがある。
【００５２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５３】
（１）実施形態１、２では、加熱溶解する金属材料に、アルミニウム金属塊を例示したが、アルミニウム以外の金属、例えば、銅や鉄、マグネシウム、亜鉛を溶解するようにしてもよい。
【００５４】
（２）実施形態１、２では、超電導コイル１１０を溶解装置本体３０の正面側だけに配置した例を示したが、溶解装置本体３０を間に挟んで前後に配置する構成にしてもよい。
【００５５】
（３）実施形態１、２では、材料容器４０側を回転させた例を示したが、回転装置９０を用いて、直流磁場発生装置１００を回転させるようにしてもよい。すなわち、回転軸３１を中心として直流磁場Ｂを回転させるようにしてもよい。
【００５６】
（４）実施形態１、２では、直流磁場Ｂを、励磁コイルを用いて発生させた例を示したが、マグネット（永久磁石）を用いるようにしてもよい。また、励磁コイルを用いる場合でも、必ずしも、超電導コイル１１０を用いる必要はなく、銅コイルを用いるようにしてもよい。
【００５７】
（５）実施形態１、２では、強制冷却部１３０の一例として空冷式を例示したが、水冷式でもよい。すなわち、例えば、実施形態１の構成であれば、外筒体６５の外周面にポンプで水を循環させることにより、外筒体６５の外面温度を下げる構造にしてもよい。また、実施形態２の構成であれば、内筒体１６１の外周面にポンプで水を循環させることにより、内筒体１６１の外面温度を下げる構造にしてもよい。
【００５８】
（６）実施形態１、２では、反射層６７、１６７を金製とした例を示した。反射層６７、１６７は、反射率の高い材料であればよく、非酸化面の銅薄膜等により構成してもよい。
【００５９】
（７）実施形態１、２では、内筒体６１、１６１を石英製とした例を示した。内筒体６１、１６１は、透光性の材料であって、少なくとも金属材料Ｍよりも融点が高い耐熱性に優れる材料であればよく、耐熱ガラス等でもよい。
【００６０】
（８）実施形態１、２では、外筒体６５を耐熱ガラス製とした例を示した。外筒体６５は、透磁率の低い金属であればよく、例えば、ステンレス鋼等でもよい。
【００６１】
（９）実施形態１では、外筒体６５の内周面に反射層６７を設けた例を示したが、内筒体６１の外周面側に反射層６７を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０...溶解装置
３０...溶解装置本体
３１...回転軸
４０...材料容器
６０...断熱部
６１...内筒体
６５...外筒体
６７...反射層
７０...外部ケース
７５...エア通路（冷却通路）
９０...回転装置
１００...直流磁場発生装置
１１０...超電導コイル
１２０...断熱冷却容器
１３０...強制冷却部
１３１...ブロア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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