CN106170673B - 金属熔液搅拌装置及金属熔液移送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种效率良好的金属熔液搅拌装置、移送装置。构成为通过由旋转的永久磁铁输出的磁力线在熔液中产生涡电流而引起的第一电磁力和由预设的一对电极间流动的电流与所述磁力线交叉而根据弗莱明定则产生的第二电磁力所得的驱动合力，搅拌熔液或者移送熔液。

Description

金属熔液搅拌装置及金属熔液移送装置

技术领域

本发明涉及对具有导电性(传导性)的金属熔液，即非铁金属(例如Al、 Cu、Zn或者Si，或者以它们作为主成分的合金，或者Mg合金等)的熔液或者非铁金属以外的金属熔液进行搅拌的金属熔液搅拌装置，以及移送这种金属熔液的金属熔液移送装置。

背景技术

虽然搅拌非铁金属熔液或者其他金属熔液的技术被广泛应用于各种进行开发的产业界，但是对于开发、提供一种考虑到环境问题、能源问题等地球未来的技术、装置的期待在急速增长。最近，也有不少搅拌装置采用永久磁铁作为驱动原理。例如有，熔液在流路内加速，在主溶解炉内喷出、搅拌的装置(专利文献1)，通过设置在炉底外部下方的旋转移动磁场产生装置搅拌炉内熔液的装置(专利文献2)，进一步在炉侧壁的外部设置旋转磁场装置的装置(专利文献3)等。以上装置的任意一个都评价为搅拌效果非常优异。

另一方面，产业界的技术进步显著，业界的需求也呈直线上升。也就是，期望得到一种廉价、小型轻量、易于维护且构造简单、使用方便、搅拌能力强等目的相符的搅拌效果的金属熔液搅拌装置。但是，在本发明人的所知范围内，目前并没有满足以上要求的金属熔液搅拌装置。另外，也没有具有上述特征的例如将这种金属熔液从一主溶解炉移送到另一主溶解炉的金属熔液移送装置。

专利文献：

专利文献1：特许第4376771号公报

专利文献2：特许第4245673号公报

专利文献3：特开2011-106689公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种满足上述需求的装置。

本发明的金属熔液搅拌装置构成为包括：

炉主体，具有收纳导电性金属熔液的收纳室；

可旋转的旋转移动磁场装置主体，用于驱动搅拌所述炉主体内的熔液，

所述旋转移动磁场装置主体具有永久磁铁，随着所述旋转移动磁场装置主体旋转，从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述熔液的状态移动，根据该移动所产生的涡电流生成驱动所述熔液的第一电磁力，

所述炉主体具有通过所述熔液流动电流的至少一对电极，所述一对电极设置于所述收纳室内的、所述一对电极间流动的电流和所述输出/输入磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向上产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力驱动搅拌所述收纳室内的所述熔液。

本发明的金属熔液搅拌装置构成为包括：

主溶解炉部，包括具有收纳导电性金属熔液的收纳室的炉主体；

搅拌部，用于驱动搅拌所述炉主体内的熔液；

所述搅拌部包括：具有使所述炉主体内的所述熔液流出，之后流入所述炉主体内的用于循环的熔液通路的通路部件；以及产生驱动所述熔液通路内的所述熔液的第一电磁力的可旋转的旋转移动磁场装置主体；

所述炉主体具有贯穿侧壁的熔液流出口和熔液流入口，所述熔液流出口和所述熔液流入口通过所述通路部件连通成允许从所述炉主体流出的熔液通过所述熔液通路流入所述炉主体的环流，

所述旋转移动磁场装置主体设置在所述通路部件的外部，沿高度方向可围绕纵轴旋转，随着所述旋转移动磁场装置主体旋转，从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述熔液通路内的所述熔液的状态移动，根据该移动所产生的涡电流生成第一电磁力，通过所述第一电磁力驱动所述熔液在所述熔液通路内从所述熔液流出口流向所述熔液流入口，

在所述通路部件的所述熔液通路内，设置有至少一对电极，所述一对电极间通过所述熔液流动有电流，

所述一对电极设置在所述熔液通路内的、所述一对电极间流动的电流和所述输出/输入磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向上产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力驱动所述熔液通路内的所述熔液流向所述熔液流出口，从而驱动所述收纳室内的熔液。

本发明的金属熔液搅拌装置构成为包括：

主溶解炉部，包括具有收纳导电性金属熔液的收纳室的炉主体；

搅拌部，具有搅拌熔液的搅拌室的搅拌炉和驱动所述搅拌室内的熔液的可旋转的旋转移动磁场装置主体，所述旋转移动磁场装置主体具有永久磁铁，

所述收纳室和所述搅拌室通过开口连通，

在所述搅拌室的内部沿上下方向的纵向直立设置有隔板，通过所述隔板将所述开口划分为第一开口和第二开口，同时将所述搅拌室划分为与第一开口相连的第一室和与第二开口相连的第二室，

所述隔板的后端与所述搅拌部中的侧壁内面之间设有间隙，通过所述间隙连通第一室和第二室；

所述旋转移动磁场装置主体围绕沿上下方向的纵轴线可旋转地设置于所述搅拌室外部的下方或者上方，通过所述旋转移动磁场装置主体旋转，使从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述搅拌部内的熔液的状态移动，根据由此产生的涡电流生成第一电磁力，通过所述第一电磁力驱动所述熔液从所述第一室通过所述间隙流向所述第二室，

还设置有一对电极，所述一对电极设置在所述搅拌室内的、所述一对电极间流动的电流和来自所述永久磁铁的磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向产生驱动熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力，使所述第一室内的熔液通过所述间隙流向所述第二室，从所述第二开口流入所述收纳室，从而驱动所述收纳室内的熔液。

本发明的金属熔液移送装置从第一溶解炉向第二溶解炉移送金属熔液，构成为包括：

通路部件，具有连通所述第一溶解炉和所述第二溶解炉的通路，

在所述通路部件的中途上的外部设置有驱动所述通路内的熔液的可旋转的旋转移动磁场装置主体，

所述旋转移动磁场装置主体具有永久磁铁，通过所述旋转移动磁场装置主体旋转，使从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述通路内的熔液的状态移动，根据该移动所产生的涡电流生成驱动所述通路内的所述熔液从所述第一溶解炉流向所述第二溶解炉的第一电磁力，

所述通路部件在其内部具有通过所述熔液流动电流的一对电极，所述一对电极设置于所述一对电极间流动的电流和所述输出/输入磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力，驱动所述通路内的所述熔液从所述第一溶解炉流向所述第二溶解炉。

附图说明

图1是本发明的原理说明图。

图2A是本发明的金属熔液搅拌装置的第一实施方式的平面说明图。

图2B是图2A的b-b线的纵截面说明图。

图3A是旋转移动磁场装置主体的正面说明图。

图3B是旋转移动磁场装置主体的侧面说明图。

图3C是图3B的变形例的侧面说明图。

图4A是不同的旋转移动磁场装置主体的正面说明图。

图4B是不同的旋转移动磁场装置主体的侧面说明图。

图4C是图4B的变形例的侧面说明图。

图5A是本发明的金属熔液搅拌装置的第二实施方式的平面说明图。

图5B是图5A的b-b线的纵截面说明图。

图6A是本发明的金属熔液搅拌装置的第三实施方式的平面说明图。

图6B是图6A的b-b线的纵截面说明图。

图6C是图6A的c-c线的纵截面说明图。

图7A是不同的旋转移动磁场装置主体的正面说明图。

图7B是不同的旋转移动磁场装置主体的侧面说明图。

图7C是图7B的变形例的侧面说明图。

图8A是本发明的金属熔液搅拌装置的第四实施方式的平面说明图。

图8B是图8A的b-b线的纵截面说明图。

图9A是本发明的金属熔液搅拌装置的第五实施方式的平面说明图。

图9B是图9A的b-b线的纵截面说明图。

图10A是本发明的金属熔液搅拌装置的第六实施方式的平面说明图。

图10B是图10A的b-b线的纵截面说明图。

图11A是本发明的金属熔液移送装置的实施方式的平面说明图。

图11B是图11A的b-b线的纵截面说明图。

具体实施方式

在对本发明实施方式进行说明之前，为了更容易对其掌握，首先对本发明的原理进行说明，随后对本发明人完成本发明的过程进行说明。

在以下的原理说明中，为了便于理解，对于作为电磁力的驱动对象，用具有长条状且横截面为矩形的导电性非铁金属板代替金属熔液进行说明。

如图1所示，假设X方向上有长的导电性非铁金属板101。在该非铁金属板101的下方，Y方向上有长棒状的永久磁铁102，配置为可沿X方向移动。在本实施方式中，作为所述永久磁铁102，使用上下两端侧磁化为N极和S极的磁铁。由此，从永久磁铁102输出的磁力线ML朝向上方(高度方向)直立。所述磁力线ML从下方向上方贯穿非铁金属板101。

进一步，在非铁金属板101的两侧面相对地附设有一对电极103、103。在该一对电极103、103之间，直流电流I沿Y方向(宽度方向)也就是横向流动。由此，该横向的电流I与从所述永久磁铁102输出的高度方向上的磁力线ML 相交叉。所述磁力线ML实际上如后面所述一样随着永久磁铁旋转而移动，但是如果满足某个条件，对于非铁金属板101中的电流I流动的部分，根据弗莱明左手定则产生电磁力f(洛伦兹力)。也就是，在非铁金属板101中为了驱动其在X方向上移动，施加根据弗莱明左手定则产生的洛伦兹力f。

另外，在如上所述的结构中，使所述永久磁铁102朝箭头AR的方向(X 方向)移动。由此，磁力线ML在贯穿非铁金属板101的状态下移动。由此，在非铁金属板101的内部，沿X方向在磁力线ML的前后产生涡电流104、104。由该涡电流104、104产生的磁场与来自永久磁铁102的磁场相互吸引、排斥，对于非铁金属板101，在X方向上产生使非铁金属板101移动的电磁力fe。也就是，在非铁金属板101中为了驱动其在X方向上移动，施加由涡电流产生的电磁力fe。

这样，在导电性的非铁金属板101中，施加所述两个电磁力fe、f。也就是，在非铁金属板101中，作用有由两个电磁力f、fe合成的大电磁合力(驱动合力)F(＝f+fe)。由此，通过该大驱动合力F能够可靠地驱动非铁金属板101在 X方向上移动。

也就是，首先，作为第一种情况，考虑到一对电极103、103之间流动有电流I的情况，根据弗莱明定则产生电磁力f。然后，作为第二种情况，考虑到使永久磁铁102移动的情况，由涡电流产生电磁力fe。在所述第一种情况和所述第二种情况同时实现的本发明中，这两个电磁力f、fe作为驱动合力F产生作用。无需对所述单一的电磁力f或者fe与本发明的驱动合力F(＝f+fe)进行比较，本发明的驱动合力F较大是非常明显的。因此，非铁金属板1可靠地由该大驱动合力F驱动。

这里，如果考虑将非铁金属板101替换成熔液M的话，可知所述驱动合力F作用于熔液M，以较大的搅拌力可靠地驱动熔液M。这就是本发明的原理。

基于上述原理的本发明是仅为本发明人得到的发明，下面对所得到的发明过程进行技术说明。

与一般的本领域技术人员相同，对于本发明人也直觉认为，在图1中，如果使永久磁铁102进行直线移动，则由涡电流产生电磁力fe。但是，即使是磁场进行旋转的永久磁铁102(实际上假设的是，如图2A、图2B所示的旋转移动磁场装置主体8，以某个速度进行旋转的永久磁铁)产生的磁场是否能如上述一样根据弗莱明定则得到电磁力f，本领域技术人员也无法确信。因此，本发明人反复进行了大量的实验。通过这些实验得到了只有本发明人理解的知识。以所得的知识为基础，本发明人完成了本发明。也就是必须要说的是，没有进行下述实验的本领域技术人员是绝对无法达成发明的。接下来对此进行说明。

即，可以说本领域技术人员知道下面两个技术，即由根据弗莱明定则产生的电磁力f驱动熔液M的第一技术(特开2011-257129号公报)和由涡电流产生的电磁力fe驱动熔液M的第二技术(专利第4245673号公报，专利文献2)。但是，本领域技术人员不过是知道所述两个技术仅仅是分散的互无关系的技术。因此，可以说即使是这样的本领域技术人员也不可能达成如上所述的本发明(原理)。对此，从以下的理由明确可知。即，一般的本领域技术人员直觉认为，在所述第一技术中磁力线ML处于静止且要求保持静止，在第二技术中磁力线 ML以某种程度的速度移动(旋转)且要求保持移动(旋转)。因此，本领域技术人员即使知道磁力线ML保持静止的第一技术和保持移动(旋转)的第二技术，本领域技术人员也不会联想到将二者结合的想法。另外，假设即使想到了，也会直觉认为结合后哪一种技术都不会有好的性能，思考也会停止于此。再加上，与本发明人不同，一般的本领域技术人员不会同时认识到所述第一技术、所述第二技术各自特有的问题。根据上述的种种理由，本领域技术人员不会想到要对这样的第一技术、第二技术进行改良，进行结合，也没有结合的必然性。也就是，一般的本领域技术人员，不具有将所述两个技术进行结合的动机。

但是，本发明人为了响应如前所述的业界的期望，总之以大量力气夜以继日地持续开发可靠地驱动、搅拌熔液M的优于现有装置的装置。由于本发明人每天进行这样的独立思考，独立产生了无论如何将所述第一技术中的力f和所述第二技术中的力fe同时使用的想法。但是，本发明者当初也和一般的本领域技术人员一样，也产生了这两个技术是无法并立的漠然想法。一般的本领域技术人员想到这就放弃了，但是因为本发明人强烈地想要提供一种更加新颖优良的装置，认为只要花精力就可能使两者并立，同时也无法舍弃不管花多少功夫也一定要使两者并立的期望。也就是，本发明是本发明人独立解决这个问题而产生的。因此，本发明人多次反复地进行了一般的本领域技术人员不会进行的各种实验。以这些实验的结果为基础，本发明人能够得到只有本发明人自己知道的知识，以这些知识为基础完成本发明。也就是，本发明人独立思考出如果后述的旋转移动磁场装置主体8的磁极数、磁极的种类、磁极间的间隔或者磁极间的角度、旋转速度等各种参数是某个值的话，可以使第一技术和第二技术同时成立，可以得到根据弗莱明定则产生的电磁力f和由涡电流产生的电磁力 fe的驱动合力(复合型驱动力)F，通过该驱动合力F能够可靠地驱动搅拌熔液M。本发明人通过这个独立思考出的结果完成本发明。

如上，由于本发明是基于本发明人独立实验的结果、基于本发明人独立知晓的知识产生的，因此可以说是没有进行上述实验的其他的本领域技术人员绝对不会完成的发明。

通过以上说明的独立的过程，基于本发明人独立知晓的知识而产生的本发明的实施方式的金属熔液搅拌装置结合附图同时进行以下说明。

以下进行说明的各个附图中的比例尺并非在所有附图中都相同，每张附图任意选择。另外，在各实施方式中，对于同等的构成要素使用相同的符号，因此省略详细的说明。

第一实施方式

图2A、图2B表示本发明的金属熔液搅拌装置的第一实施方式，图2A表示平面说明图，图2B表示沿b-b线的纵截面说明图。通过这些附图可知，该第一实施方式表示主溶解炉部10的炉主体1的侧壁1a的外侧设有旋转移动磁场装置20。

从图2A、图2B可知，金属熔液搅拌装置具有所述主溶解炉部10。该主溶解炉部10的炉主体1的收纳室1A中收纳有具有导电性(传导性)的金属熔液，即非铁金属(例如，Al、Cu、Zn或者Si、或者以它们作为主成分的合金、或者Mg合金等)的熔液或者非铁金属以外的金属熔液M。

在所述主溶解炉部10的炉主体1的侧壁1a上，特别是从图2B可知，沿上下方向(高度方向)相对地安装有一对电极2a、2a。虽然所述一对电极2a、 2a被埋入侧壁1a的内部，但不是必须要埋入，也可以附设于内表面。在以下所有的实施方式中均与此相同。也就是，该电极2a、2a从侧壁1a中露出，与收纳的熔液M接触。由此，该电极2a、2a之间通过熔液M在高度方向上流动有电流I。所述电极2a、2a通过配线4a、4a与电源装置3连接。所述配线4a、 4a的一部分，即靠近所述电极2a、2a的部分设于侧壁1a中，不接触熔液M。电极2a、2a之间流动有直流电流I，如前面说明的，是为了根据弗莱明左手定则得到洛伦兹力(第二电磁力)f。

所述电源装置3构成为根据来自控制装置(图中未示出)的控制信号，流动有各种状态的直流电流、交流电流。关于所述直流电流，可以切换一对电极 2a、2a的极性。关于交流电流，可以选择性地调整周期或波形等。在交流电流的情况中，电流I的波形例如是矩形波时，像改变占空比一样，可以任意设定一个周期内的正负脉冲的宽度。并且，电源装置3构成为不管输出的是直流电流还是交流电流，可以任意设定电流值、电压值。

这样，在所述一对电极2a、2a之间，在上下方向上流动有电流I(直流电流Idc从上至下、从下至上，或者交流电流Iac)。该电流I和来自旋转移动磁场装置20的磁力线ML交叉，根据弗莱明定则，得到沿箭头AR1(图2A)的方向驱动熔液M的电磁力(第二电磁力)f。另外通过详述可知，对于得到朝向所述箭头AR1方向的驱动力，旋转移动磁场装置20的外周被N极、S极的其中之一磁化时，一对电极2a、2a之间流动有直流电流，在外周N极和S极交替排列时流动有N极和S极的周期(旋转周期)相同的交流电流。这是为了得到作为弗莱明左手定则的电磁力通常在相同方向，即箭头AR1的方向上驱动熔液M的驱动力f。根据所述电源装置3，电极2a、2a之间流动的电流I可以是直流电流、交流电流的任意一个，不论使用后述的各种旋转移动磁场装置主体 8(参照图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C)的任意一个，都是为了给熔液M施加相同旋转方向的电磁力f。

接下来，对所述旋转移动磁场装置20进行说明。

从图2A、图2B可知，旋转移动磁场装置20具有非磁性材质的底座7、其中可旋转地装入的旋转移动磁场装置主体8和驱动所述旋转移动磁场装置主体 8右旋(或左旋)的驱动装置(图中未示出)。特别是从图2B可知，旋转移动磁场装置主体8设置为从自身输出或者输入自身的输出/输入磁力线ML在与上下方向交叉的横向上贯穿炉主体2内的熔液M，且可旋转。由此，旋转移动磁场装置主体8具有如下的性能。即，特别是图2B中，一对电极2a、2a之间在上下方向上如果流动有电流I，来自旋转移动磁场装置主体8的横向磁力线ML 与该电流I交叉。由此，如图2A的箭头AR1所示，产生驱动熔液M的洛伦兹力(第二电磁力)f。

此时，如图2A所示，该旋转移动磁场装置主体8从上方看向右旋转。由此，磁力线ML保持横向贯穿熔液M进行移动。由此，移动的磁力线ML的前后产生涡电流，由该涡电流和所述磁力线ML产生第一电磁力fe。由所述涡电流产生的电磁力fe，与之前由弗莱明左手定则得到的电磁力f相同，沿箭头AR1 方向驱动熔液M。

由此，熔液M由所述两个第一、第二电磁力fe、f合成的驱动合力F沿箭头AR1方向被驱动。由此，炉主体1内的熔液M如图2A的箭头AR11所示水平转动。

作为所述旋转移动磁场装置主体8可以采用多种结构。第一例如图3A、图 3B所示，其变形例如图3C所示，第二例如图4A、图4B所示，其变形例如图 4C所示。

图3A、图3B中，旋转移动磁场装置主体8具有筒状非磁性材质的壳体8A 和其内部可旋转收纳的旋转体8B。旋转体8B具有位于旋转中心部分的长条状的基体8B1。该基体8B1的横截面为大体正方形，具有4个侧面8B2。各个侧面8B2上分别装有由永久磁铁形成的棒磁铁8B3。各个棒磁铁8B3在朝向所述侧面8B2安装的内面侧被磁化为一个极(S极)，外面侧被磁化为另一极(N极)。由此，外周排列有相同的极(N极)。反之，如果使外周排列有S极，当然也可以将外面侧磁化为S极，内面侧磁化为N极。

图3C为安装于基体8B1上的多个棒磁铁8B3沿圆周方向交替出现N极和 S极的实例。

如图3A、图3B所示，沿外周排列有相同磁极的情况下，所述一对电极2a、 2a之间流动有同方向的电流I，也就是，可以是直流电流。但是，如图3C所示，沿外周交替排列有N极和S极的情况下，如之前简单描述的，一对电极2a、2a 之间需要流动有与磁极的排列对应的周期性的交流电流。由此，根据弗莱明定则产生的第二电磁力f即使磁力线ML的方向交替反转，也可以得到相同方向 (朝向如图2A的箭头AR1方向)的力。如上所述的一对电极2a、2a之间的电流I的方向控制由前述的所述控制装置来进行。

作为所述基体8B1，其横截面的多边形的边数可以为任意个。另外，安装于所述基体8B1的棒磁铁8B3的数量也可以是任意个。图4A、图4B示出了外周排列有相同极的情况下，棒磁铁8B3的数量为两根的示例。图4C示出了不同的磁极交替出现的示例。

即，由上述可知，安装在基体8B1的棒磁铁8B3的数量可以适当地任意规定。并且，对于在圆周方向上排列的棒磁铁8B3的磁极既可以是相同的磁极，也可以是不同的磁极交替排列。另外，与棒磁铁8B3的数量相对应，基体8B1 的断面形状可以是任意的多边形。

进一步，作为所述旋转体8B，该旋转体8B可以是单一的永久磁铁，也可以使用其周围磁化为排列相同或不同的磁极的永久磁铁。

另外，除了上述的第一实施方式以外，下面进行说明的另外的实施方式中，一对电极2a、2a不是必须如图2B所示埋入炉壁的内部，也可以附设于炉壁3a 的内表面上。这时，配线4a、4a也可不接触熔液M的情况下埋入炉壁3a内部，也可以不埋入地收纳于炉主体1的收纳室1A内。

第二实施方式

图5A、图5B示出了本发明的金属熔液搅拌装置的第二实施方式，图5A 表示平面说明图，图5B表示沿b-b线的纵截面说明图。与第一实施方式中将在主溶解炉部10中的炉主体1的侧壁1a的外侧设置的旋转移动磁场装置20以直立设置状态(直立状态)设置相比，该第二实施方式中以横向设置状态(躺倒状态)设置。

该第二实施方式与第一实施方式(图2A、图2B)不同的是，该第二实施方式中，与旋转移动磁场装置20横向设置相对应，特别是从图5A可知，一对电极2a、2a也横向地相对设置于侧壁1a上，使电流I也横向流动。

进一步，从图5B可知，旋转移动磁场装置主体8在图中向右旋转。

因此，产生以箭头AR2所示方向驱动熔液M的驱动合力F(＝由涡电流产生的第一电磁力fe+根据弗莱明左手定则得到的第二电磁力f)。由此，熔液M 在炉主体1内，如图示的箭头AR21像对流一样被可靠地驱动。

以上第一实施方式和第二实施方式的说明中，将两种实施方式作为不同的实施方式进行说明，但是也可以表现为一种实施方式。即，旋转移动磁场装置 20可以构成为可在如第一实施方式中的沿上下方向纵向设置和如第二实施方式中的躺倒的横向设置之间切换。此时，需要在主溶解炉部10的炉主体1中设置有如图2B所示的上下相对设置的一对电极2a、2a和图5A所示的左右相对设置的一对电极2a、2a的2组4个电极2a。根据如上所述的实施方式，可以对应设置场所等各种条件，以纵向设置和横向设置切换使用旋转移动磁场装置20。

第三实施方式

图6A、图6B、图6C分别为本发明的第三实施方式的平面说明图、沿b-b 线的纵截面说明图、沿c-c线的纵截面说明图。

该第三实施方式与所述第一实施方式、所述第二实施方式的不同之处为旋转移动磁场装置主体的结构。即，第三实施方式中，使用图7A、图7B所示的旋转移动磁场装置主体81B0。即，在圆盘状的旋转基板81B1的表面，以任意间隔，例如180°的间隔安装一对长方体状的永久磁铁81B2。这些永久磁铁81B2 以安装的内侧为S极、外侧为N极的方式安装在旋转基板81B1上。如图7A、图7B所示的旋转移动磁场装置主体81B0旋转的同时，一对电极2a、2a(图 6B)之间流动有直流电流。由此，通过一对电极2a、2a之间流动有电流I而根据弗莱明左手定则得到的电磁力f和随着旋转移动磁场装置主体81B0旋转产生的涡电流得到的电磁力fe合成的驱动合力F，在如图6A所示的箭头AR3方向驱动熔液M，如箭头AR31所示，驱动炉主体1的熔液M转动。

另外，如图7C所示，可以如圆周方向上排列有不同的极一样，多个永久磁铁81B2安装在基体8B1上。这时，如前面所述，一对电极2a、2a之间需要流动有交流电流。

上述说明的第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式可以通过事先设置好的主溶解炉部10具有一对电极2a、2a，之后仅附装旋转移动磁场装置 20来实现。另外，或者在事先设置好的主溶解炉部10中，之后再安装一对电极2a、2a和旋转移动磁场装置20，也可以实现本发明的实施方式。

第四实施方式

图8A、图8B分别为本发明的第四实施方式的横截面图、b-b线的纵截面说明图。该第四实施方式为所谓的通路型的搅拌装置，主溶解炉部30的熔液M 引导至所谓的熔液通路41a，该熔液通路41a中对熔液M施加所述驱动合力F 使其返回主溶解炉部30，由此，搅拌主溶解炉部30内的熔液M。

即，该第四实施方式的金属熔液搅拌装置具有主溶解炉部30和搅拌部40。主溶解炉部30构成为具有收纳熔液M的炉主体1。搅拌部40构成为具有内部有熔液通路41a的通路部件41和旋转移动磁场装置主体8。

即，主溶解炉部30的一个侧壁30a被熔液流出口30al和熔液流入口30a2 贯穿，它们通过位于搅拌部40的横截面呈大体U型的中空的通路部件41连通。从图8A可知，所述通路部件41在内部具有横截面呈大体U型的熔液通路41a。也就是，所述熔液通路41a的一端以连通状态与所述熔液流出口30a1连接，另一端以连通状态与所述熔液流入口30a2连接。由此，主溶解炉部30的熔液M 从熔液流出口30a1流入熔液通路41a，此时被后面所述的驱动合力F驱动，最后从熔液流入口30b2回流至主溶解炉部30。

在所述搅拌部40中，由所述通路部件41和侧壁30a划分有收纳空间40a。所述收纳空间40a中收纳有可旋转的旋转移动磁场装置主体8。作为该旋转移动磁场装置主体8，可以使用各种装置主体，例如图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C所示的装置主体。例如，使用图3A、图3B所示的装置主体时，特别是如图8B所示的，磁力线ML横向输出，贯穿所述熔液通路41a内的熔液M。

进一步，特别是从图8B可知，所述通路部件41的内壁上设置有从所述熔液通路41a露出的上下相对设置的一对电极2a、2a。该电极2a、2a之间通过熔液M在上下方向上流动有电流I。该电极2a、2a与电源装置3连接。

因此，特别是从图8B可知，上下方向上流动的电流I和横向移动的磁力线 ML交叉而根据弗莱明左手定则产生第二电磁力f，沿箭头AR4(图8A)的方向驱动熔液通路41a内的熔液M。

进一步，随着所述旋转移动磁场装置主体8旋转，得到涡电流产生的第一电磁力fe，由该电磁力fe也可以沿箭头AR4的方向驱动熔液通路41a内的熔液M。

所述第二电磁力f和所述第一电磁力fe合成为大驱动合力F并作用于熔液通路41a内的熔液M，使熔液M从熔液流入口2b1流入主溶解炉部30的炉主体1，并且，将主溶解炉部30的熔液M从熔液流入口2b1引入至熔液通路41a。由此，特别是如图8A所示，沿箭头AR41可靠地驱动搅拌主溶解炉部30的炉主体1内的熔液M。

另外，特别是图8A、图8B中，旋转移动磁场装置主体8虽然设置在通路部件41的内侧，但是该旋转移动磁场装置主体8也可以设置在通路部件41的外侧。

另外，如上所述在通路部件41的外侧设置旋转移动磁场装置主体8时，代替该旋转移动磁场装置主体8，可以使用图7A、图7B、图7C所示的旋转移动磁场装置主体81B0，使旋转轴横向设置。即使是这种结构，也可以驱动通路部件41内的熔液。

另外，旋转移动磁场装置主体8设置在U型通路部件41的大体U型的内侧，但是也可以设置在该通路部件41的U型的外侧。进一步，也可以在夹隔通路部件41(熔液通路41a)的U型的内侧和外侧设置两个适当的旋转移动磁场装置主体8。

上述的实施方式中，共用一个旋转移动磁场装置主体8输出的磁力线ML，得到涡电流产生的电磁力fe和根据弗莱明定则产生的电磁力f。但是，在技术上认为，根据来自旋转移动磁场装置主体8的磁力线ML只能得到涡电流产生的电磁力fe，为了得到根据弗莱明定则产生的电磁力f，所述一对电极2a、2a 设置在和图8A中不同的位置且设置不同的磁场装置，由设置在不同位置的一对电极2a、2a和不同的磁场装置基于弗莱明定则得到电磁力f。但是，这种情况，要想产生所谓的磁场需要两个装置，无法避免的是，不仅成本增加，装置自身也需要较大的设置空间。上述的问题在后面的图11A、图11B中所示的实施方式中也同样存在。也就是，在图11A中，除旋转移动磁场装置主体8以外还设置有一个磁场装置，通过与所述磁场装置的关系根据弗莱明定则在产生电磁力f的位置可以设置一对电极2a、2a。这时，如上所述，无法避免装置的高成本和大型化。

第五实施方式

图9A、图9B分别为本发明的第五实施方式的平面说明图、b-b线的纵截面说明图。该第五实施方式与图8A、图8B所示的第四实施方式的不同点为搅拌部40A的结构。也就是，该实施方式中，制造与主溶解炉部30A连通的搅拌室40A1，在其中由驱动合力F驱动熔液M。

较详细地，该第五实施方式的金属熔液搅拌装置具有主溶解炉部30A和搅拌部40A。

主溶解炉部30A具有收纳熔液M的炉主体1。

搅拌部40A中横截面呈大体U型的侧壁1a1构成为与炉主体1的一个侧壁 1a相连。通过该侧壁1a1，形成与主溶解炉部30A的炉主体1的内部连通的搅拌部40A的搅拌室40A1。

特别是从图9A可知，炉主体1内和搅拌室40A1通过开口50相连通。在所述搅拌室40A1内沿熔液的流动方向直立设置有隔板40A0。通过该隔板 40A0，所述开口50被分隔成两个，从而分隔成开口50A、50B，进一步将所述搅拌室40A1分隔成如图中的上下两个室，即第一室40A11和第二室40A12。所述隔板40A0设置为围绕轴部40A10可转动。通过该隔板40A1的转动，调整第一室40A11的开口50A和第二室40A12的开口50B的宽度，如后面所述，使熔液可以进行最合适的流动。所述轴部40A10和侧壁1a1的内侧之间形成有允许熔液M流动的间隙G。由此，如后面所述，熔液M可以从主溶解炉部30A 的炉主体1的内部，在开口50A、第一室40A11、间隙G、第二室40A12、开口50B、炉主体1之间循环。

所述隔板40A1构成为具有隔板主体40A0和所述轴部40A10。所述轴部 40A10(2a)由导电性材料制成，作为所述一对电极2a、2a的其中之一发挥作用。另一个电极2a在所述侧壁1a1的内侧设置有多个。由此，一个所述轴部 40A10(2a)和多个所述电极2a之间通过熔液M横向流动有电流I。也就是，横向构成电流I的多个通路。一个电极40A10(2a)和其它多个所述电极2a分别与电源装置3的两极端子相连接。

进一步，特别是如图9B所示，在所述搅拌部40A中，搅拌室40A1的底壁的下方设置有旋转移动磁场装置20。该旋转移动磁场装置20内设置有围绕上下方向的轴可旋转的旋转移动磁场装置主体8。作为该旋转移动磁场装置主体8可以使用图7A、图7B或者图7C所示的装置主体。例如使用图7A、图7B 中的装置主体的话，如图9B所示，磁力线ML直立。

通过该磁力线ML与轴部40A10(2a)和电极2a间流动的电流I交叉，根据弗莱明左手定则产生第二电磁力f。并且，由随着所述旋转移动磁场装置主体8旋转，涡电流产生第一电磁力fe。因此，根据这两个电磁力f、fe的驱动合力 F，沿箭头AR5(图9A)的方向驱动熔液M。由此，在炉主体1内如箭头AR51 所示地转动搅拌熔液M。

第六实施方式

图10A、图10B分别表示本发明的第六实施方式，表示了图9A、图9B中的旋转移动磁场装置20设置在搅拌室40A1的上方的情况。当然，旋转移动磁场装置主体8也可以与图9B中的情况相反地设置。

第七实施方式

图11A、图11B分别表示第七实施方式的纵截面说明图、b-b线的截面图。

该第七实施方式中，具有两个溶解炉，即主溶解炉部100、101。表示了具有使熔液M从主溶解炉部100的炉主体100A向主溶解炉部101的炉主体101A 移动的金属熔液移送装置的金属熔液炉系统。

即，其中之一的主溶解炉部100和另一个主溶解炉部101分别被其底壁 100a、101a上的开口100b、101b贯穿。该开口100b、101b与大体U型弯曲的中空通路部件103相互连通。该通路部件103的横截面形状如图11B所示。可知，通路部件103的内部的通路103a的横截面形状为矩形。夹隔所述通路部件 103的所述通路103a在宽度方向上相对设置的一对侧壁103b、103b的内面上，设置有一对电极2a、2a。如图11A所示，该一对电极2a、2a设置在通路部件 103在上下方向上折弯的弯曲部分103c的上方。该弯曲部分103c的内侧(上方部分)横向设置有旋转移动磁场装置主体8。该旋转移动磁场装置主体8如图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C所示。所述电极2a、2a与电源装置3相连接。

在这种装置中，一对电极2a、2a之间流动有电流I，旋转移动磁场装置主体8旋转时，通过根据弗莱明定则产生的第二电磁力f和由涡电流产生的第一电磁力fe的驱动合力F，可将通路部件103内的熔液M从一个主溶解炉部100 移送至另一个主溶解炉部101。

本发明人根据上述的各个实施方式，进行了驱动铝熔液的实验，确认了与仅由涡电流产生的电磁力fe作为驱动力(移送力)的情况以及仅由根据弗莱明定则产生的电磁力f作为驱动力(移送力)的情况相比，能够提高驱动力。对于第四实施方式(图8)以及第七实施方式(图11A 、图 11B )，仅通过洛伦兹力f的移送量约为1000吨/h，仅通过涡电流产生的电磁力fe的移送量约为900吨/h，将其组合进行实验，确认移送量可以达到约1800～2000吨/h。

Claims (34)

1.一种金属熔液搅拌装置，其特征在于，包括：

炉主体，具有收纳导电性金属熔液的收纳室；

可旋转的旋转移动磁场装置主体，用于驱动搅拌所述炉主体内的熔液，

所述旋转移动磁场装置主体具有永久磁铁，随着所述旋转移动磁场装置主体旋转，从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述熔液的状态移动，根据该移动所产生的涡电流生成驱动所述熔液的第一电磁力，

所述炉主体具有通过所述熔液流动电流的至少一对电极，所述一对电极设置于所述收纳室内的、所述一对电极间流动的电流和所述输出/输入磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力驱动搅拌所述收纳室内的所述熔液。

2.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述一对电极沿高度方向的纵向以规定的间隔进行设置，所述旋转移动磁场装置主体围绕纵向轴线可旋转地进行设置。

3.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述一对电极在与高度方向交叉的横向以规定的间隔进行设置，所述旋转移动磁场装置主体围绕横向轴线可旋转地进行设置。

4.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕沿高度方向的纵向轴线或者与高度方向交叉的横向轴线排列有相同磁极。

5.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕沿高度方向的纵向轴线或者与高度方向交叉的横向轴线交替排列有不同磁极。

6.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，具有多个所述永久磁铁，将多个所述永久磁铁围绕纵向轴线或者横向轴线排列。

7.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，具有第一组和第二组的两组所述一对电极，所述第一组的所述一对电极沿高度方向的纵向以规定的间隔进行设置，所述第二组的所述一对电极在与高度方向交叉的横向以规定的间隔进行设置，

所述旋转移动磁场装置主体可切换地采用围绕纵向轴线可旋转设置的第一设置位置和围绕横向轴线可旋转设置的第二设置位置。

8.根据权利要求1所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述一对电极沿高度方向的纵向以规定的间隔设置，所述旋转移动磁场装置主体围绕与高度方向交叉的横向轴线可旋转地进行设置。

9.根据权利要求8所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕所述横向轴线排列有相同磁极。

10.根据权利要求8所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕所述横向轴线交替排列有不同磁极。

11.根据权利要求4所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过直流电流的电源装置。

12.根据权利要求5所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过交流电流的电源装置，所述交流电流的周期通过与所述旋转移动磁场装置主体中的所述不同磁极的旋转周期之间的关系来控制，在与所述第一电磁力相同的方向上驱动所述熔液。

13.一种金属熔液搅拌装置，其特征在于，包括：

主溶解炉部，包括炉主体，所述炉主体具有收纳导电性金属熔液的收纳室；

搅拌部，用于驱动搅拌所述炉主体内的熔液，

所述搅拌部包括：具有使所述炉主体内的所述熔液流出、之后流入所述炉主体内的用于循环的熔液通路的通路部件；和产生驱动所述熔液通路内的所述熔液的第一电磁力的可旋转的旋转移动磁场装置主体，

所述旋转移动磁场装置主体构成为具有永久磁铁；

所述炉主体具有贯穿侧壁的熔液流出口和熔液流入口，所述熔液流出口和所述熔液流入口通过所述通路部件连通成允许从所述炉主体流出的熔液通过所述熔液通路流入所述炉主体的环流，

所述旋转移动磁场装置主体设置在所述通路部件的外部，围绕沿高度方向的纵轴可旋转，随着所述旋转移动磁场装置主体旋转，从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述熔液通路内的所述熔液的状态移动，根据该移动所产生的涡电流生成第一电磁力，通过所述第一电磁力驱动所述熔液在所述熔液通路内从所述熔液流出口流向所述熔液流入口，

在所述通路部件的所述熔液通路内，设置有至少一对电极，以在所述一对电极之间通过所述熔液流动有电流，

所述一对电极设置在所述熔液通路内的、所述一对电极间流动的电流和所述输出/输入磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力驱动所述熔液通路内的所述熔液流向所述熔液流出口，从而驱动所述收纳室内的熔液。

14.根据权利要求13所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个永久磁铁，围绕沿高度方向的纵向轴线排列有相同磁极。

15.根据权利要求13所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个永久磁铁，围绕沿高度方向的纵向轴线交替排列有不同磁极。

16.根据权利要求14所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过直流电流的电源装置。

17.根据权利要求15所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过交流电流的电源装置，所述交流电流的周期通过与所述旋转移动磁场装置主体中的所述不同磁极的旋转周期之间的关系来控制，即使所述不同磁极旋转，也在与所述第一电磁力相同的方向上驱动所述熔液。

18.一种金属熔液搅拌装置，其特征在于，包括：

主溶解炉部，包括炉主体，所述炉主体具有收纳导电性金属熔液的收纳室；

搅拌部，具有搅拌炉和可旋转的旋转移动磁场装置主体，所述搅拌炉具有搅拌熔液的搅拌室，所述旋转移动磁场装置主体驱动所述搅拌室内的熔液，所述旋转移动磁场装置主体具有永久磁铁，

所述收纳室和所述搅拌室通过开口连通，

在所述搅拌室的内部沿上下方向的纵向直立设置有隔板，通过所述隔板将所述开口划分为第一开口和第二开口，同时将所述搅拌室划分为与所述第一开口相连的第一室和与所述第二开口相连的第二室，

所述隔板的后端与所述搅拌部中的侧壁内面之间设有间隙，通过所述间隙连通所述第一室和所述第二室，

所述旋转移动磁场装置主体围绕沿上下方向的纵向轴线可旋转地设置于所述搅拌室外部的下方或者上方，通过所述旋转移动磁场装置主体旋转，使从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述搅拌部内的熔液的状态移动，根据由此产生的涡电流生成第一电磁力，通过所述第一电磁力驱动所述熔液从所述第一室通过所述间隙流向所述第二室，

还设置有一对电极，所述一对电极设置在所述搅拌室内的、所述一对电极间流动的电流和来自所述永久磁铁的磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力，驱动所述第一室内的熔液通过所述间隙流向所述第二室，从所述第二开口流入所述收纳室，从而驱动所述收纳室内的熔液。

19.根据权利要求18所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述一对电极的一个电极设于所述隔板的所述后端，另一个电极设于所述搅拌部的所述搅拌室的内侧，使所述一个电极和所述另一个电极以横向相对设置。

20.根据权利要求19所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述搅拌室的内侧设置有多个所述另一个电极。

21.根据权利要求18所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，构成所述炉主体的第一侧壁和构成所述搅拌炉的第二侧壁以形成所述开口的方式相互连接。

22.根据权利要求18所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述隔板构成为以所述后端部分为中心围绕所述纵向轴线可转动，根据所述转动能够调节所述第一开口和所述第二开口的大小。

23.根据权利要求18所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕所述纵向轴线排列有相同磁极。

24.根据权利要求18所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕所述纵向轴线交替排列有不同磁极。

25.根据权利要求23所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过直流电流的电源装置。

26.根据权利要求24所述的金属熔液搅拌装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过交流电流的电源装置，所述交流电流的周期通过与所述旋转移动磁场装置主体中的所述不同磁极的旋转周期之间的关系来控制，即使所述不同磁极旋转，也在与所述第一电磁力相同的方向上驱动所述熔液。

27.一种金属熔液移送装置，从第一溶解炉向第二溶解炉移送金属熔液，包括：

通路部件，具有连通所述第一溶解炉和所述第二溶解炉的通路，

在所述通路部件的中途上的外部设置有用于驱动所述通路内的熔液的可旋转的旋转移动磁场装置主体，

所述旋转移动磁场装置主体具有永久磁铁，通过所述旋转移动磁场装置主体旋转，使从所述永久磁铁输出或者输入所述永久磁铁的输出/输入磁力线以贯穿所述通路内的熔液的状态移动，根据该移动所产生的涡电流生成驱动所述通路内的所述熔液从所述第一溶解炉流向所述第二溶解炉的第一电磁力，

所述通路部件在其内部具有通过所述熔液流过电流的一对电极，所述一对电极设置于所述一对电极间流动的电流和所述输出/输入磁力线交叉而在与所述第一电磁力同方向产生驱动所述熔液的第二电磁力的位置，

通过所述第一电磁力和所述第二电磁力的驱动合力，驱动所述通路内的所述熔液从所述第一溶解炉流向所述第二溶解炉。

28.根据权利要求27所述的金属熔液移送装置，其特征在于，通过所述通路部件，连通所述第一溶解炉的底壁开口和所述第二溶解炉的底壁开口。

29.根据权利要求27所述的金属熔液移送装置，其特征在于，所述一对电极在与高度方向交叉的横向上以规定间隔设置在所述通路部件的所述通路内。

30.根据权利要求27所述的金属熔液移送装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体围绕横向轴线可旋转。

31.根据权利要求27所述的金属熔液移送装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕与高度方向交叉的横向轴线排列有相同磁极。

32.根据权利要求27所述的金属熔液移送装置，其特征在于，所述旋转移动磁场装置主体具有一个或多个所述永久磁铁，围绕与高度方向交叉的横向轴线交替排列有不同磁极。

33.根据权利要求31所述的金属熔液移送装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过直流电流的电源装置。

34.根据权利要求32所述的金属熔液移送装置，其特征在于，在所述一对电极之间连接有流过交流电流的电源装置，所述交流电流的周期通过与所述旋转移动磁场装置主体中的所述不同磁极的旋转周期之间的关系来控制，即使不同磁极旋转，也在与所述第一电磁力相同的方向上驱动所述熔液。