JP2011106689A - Melting furnace system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a melting furnace system feasible at a low cost. <P>SOLUTION: This melting furnace system includes a melting furnace 102 storing molten aluminum 103, and a stirring device 101 opposed to a side wall and the bottom wall of the melting furnace, and includes first magnet bodies 11 and second magnet bodies 11 made of permanent magnets and disposed around the certain axis, and a driving mechanism rotating the first and second magnet bodies, and in which the first and second magnet bodies are respectively magnetized to have N-poles and S-poles on the outer peripheral face side and the inner peripheral face side, the first magnet bodies and the second magnet bodies are alternately disposed around the axis, and magnetic field intensities of the first magnetic bodies and second magnetic bodies are determined so that a magnetic line from the first or second magnetic bodies reaches the storage space through the side wall or the bottom wall, and a magnetic line from the storage space reaches the second or first magnetic bodies through the side wall or the bottom wall. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶解炉システムに関する。   The present invention relates to a melting furnace system.

従来、アルミニウムスクラップ等を溶解し、アルミニウムをインゴットにして製品化することが行われている。この際、インゴットの品質を均一化するためには、溶解炉中のアルミニウムを十分に撹拌する必要がある。このため、撹拌棒を溶解炉中に入れて、熔解アルミニウムを人為的に撹拌したり、あるいは、炉底下に電気駆動式の撹拌装置を設置し、この装置により熔解アルミニウムの撹拌を行っていた。   Conventionally, aluminum scrap or the like is melted, and aluminum is made into an ingot to produce a product. At this time, in order to make the quality of the ingot uniform, it is necessary to sufficiently stir the aluminum in the melting furnace. For this reason, a stirring rod is placed in the melting furnace, and the molten aluminum is artificially stirred, or an electrically driven stirring device is installed under the furnace bottom, and the molten aluminum is stirred by this device.

さらには、特許文献1に示すように、溶解炉にバイパス(連通路)を設け、このバイパス中の溶湯を電磁力で駆動することにより、溶解炉中の溶湯を攪拌するものもあった。   Furthermore, as shown in Patent Document 1, there has been a case where a bypass (communication path) is provided in the melting furnace and the molten metal in the melting furnace is agitated by driving the molten metal in the bypass by electromagnetic force.

特開2006−177612号公報JP 2006-177612 A

従来の特許文献1のものは、溶解炉にバイパスを設けるものであるため、溶解炉の製造コストが嵩むのが避けられない。また、既存の溶解炉にバイパスを設けるのは理論上可能ではあるが、コストや設置場所等の要因によって、実際上不可能の場合もあり得る。   Since the thing of the conventional patent document 1 provides a bypass in a melting furnace, it is unavoidable that the manufacturing cost of a melting furnace increases. Although it is theoretically possible to provide a bypass in an existing melting furnace, it may be impossible in practice depending on factors such as cost and installation location.

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、低コストで実現可能な溶解炉システムを提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a point, The objective is to provide the melting furnace system realizable at low cost.

本発明の溶解炉システムは、
側壁と底壁とにより収納空間を有する容器状に形成された、アルミニウムの溶湯を収納する、溶解炉と、
前記溶解炉の前記側壁及び前記底壁のうちの少なくとも一方に対向させた攪拌装置であって、ある軸線の回りの円上に配列された、永久磁石製の、少なくとも1つの第1の磁石体と少なくとも1つの第2の磁石体とを備え、前記第1及び第2の磁石体は前記軸線の回りに回転駆動する駆動機構を備え、前記第1の磁石体は外周面側及び内周面側がそれぞれN極及びS極となるように磁化され、前記第2の磁石体は外周面側及び内周面側がそれぞれS極及びN極となるように磁化され、前記円上に前記第1の磁石体と前記第2の磁石体が交互に配置され、前記第1の磁石体及び第2の磁石体の磁場強度を、前記第1あるいは第2の磁石体からの磁力線が前記側壁あるいは前記底壁を貫通して前記収納空間に至り、前記収納空間からの磁力線が前記側壁あるいは前記底壁を貫通して前記第2あるいは第1の磁石体に至るものに設定した、攪拌装置と、
を備えるものとして構成される。
The melting furnace system of the present invention comprises:
A melting furnace for storing a molten aluminum formed in a container shape having a storage space by a side wall and a bottom wall;
An agitating device opposed to at least one of the side wall and the bottom wall of the melting furnace, wherein the at least one first magnet body is made of a permanent magnet and arranged on a circle around an axis. And at least one second magnet body, wherein the first and second magnet bodies are provided with a drive mechanism that rotates around the axis, and the first magnet body has an outer peripheral surface side and an inner peripheral surface. The second magnet body is magnetized so that the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are the S pole and the N pole, respectively, and the first magnet is placed on the circle. The magnet bodies and the second magnet bodies are alternately arranged, and the magnetic field strengths of the first magnet body and the second magnet body are represented by the magnetic field lines from the first or second magnet body as the side wall or the bottom. The wall passes through the wall and reaches the storage space. Was set to something that leads to the second or the first magnet body through the side wall or the bottom wall, and a stirring device,
It is comprised as provided with.

低コストで実現可能な溶解炉システムを提供できる。   A melting furnace system that can be realized at low cost can be provided.

本発明によるアルミニウム溶解炉システムの全体構成の平面説明図。The top explanatory view of the whole composition of the aluminum melting furnace system by the present invention. 本発明によるアルミニウム溶解炉システムの全体構成の縦断説明図。The longitudinal section explanatory drawing of the whole structure of the aluminum melting furnace system by this invention. 攪拌装置本体の具体的構成の一例を示す、縦断説明図。Longitudinal explanatory drawing which shows an example of the specific structure of the stirring apparatus main body. 磁石体の配置を示す平面説明図。Plane explanatory drawing which shows arrangement | positioning of a magnet body. 磁石体の構成例を示す斜視図、磁石体を構成する第1、第2の層と、第3の層を示す平面図。The perspective view which shows the structural example of a magnet body, the top view which shows the 1st, 2nd layer which comprises a magnet body, and a 3rd layer. 本発明の実施形態との比較のために示す、基本型磁石体の構成例を示す斜視図、磁石体を構成する第1―第3の層を示す平面図。The perspective view which shows the structural example of the basic magnet body shown for the comparison with embodiment of this invention, and the top view which shows the 1st-3rd layer which comprises a magnet body. 本発明の実施形態の磁石体による得られる磁束強度を、基本型磁石体によるそれとの比較で示す、特性曲線。The characteristic curve which shows the magnetic flux intensity obtained by the magnet body of embodiment of this invention by the comparison with that by a basic magnet body. 本発明の実施形態から得られる磁力線の分布を示す特性説明図。The characteristic explanatory view showing distribution of the line of magnetic force obtained from the embodiment of the present invention. 図8において、基点からの距離による、溶解炉中の溶湯に加えられる電磁力の大きさを示す特性曲線。In FIG. 8, the characteristic curve which shows the magnitude | size of the electromagnetic force added to the molten metal in a melting furnace by the distance from a base point. 図8において、基点(溶解炉の側壁の外表面上の1点)からの距離と磁束密度との関係を示す特性曲線。In FIG. 8, the characteristic curve which shows the relationship between the distance from a base point (one point on the outer surface of the side wall of a melting furnace), and magnetic flux density. 本発明によるアルミニウム溶解炉システムの変形例の全体構成を示す、平面説明図。Plane explanatory drawing which shows the whole structure of the modification of the aluminum melting furnace system by this invention. 本発明によるアルミニウム溶解炉システムのさらに異なる変形例の全体構成を示す、平面説明図。Plane explanatory drawing which shows the whole structure of the further different modification of the aluminum melting furnace system by this invention. 本発明によるアルミニウム溶解炉システムの別の変形例の全体構成を示す、縦断説明図。Longitudinal explanatory drawing which shows the whole structure of another modification of the aluminum melting furnace system by this invention. 図13の例における平面説明図。Plane explanatory drawing in the example of FIG. 本発明によるアルミニウム溶解炉システムのさらに別の変形例の全体構成を示す、縦断説明図。Longitudinal explanatory drawing which shows the whole structure of another modification of the aluminum melting furnace system by this invention. 本発明によるアルミニウム溶解炉システムのさらに別の変形例の全体構成を示す、縦断説明図。Longitudinal explanatory drawing which shows the whole structure of another modification of the aluminum melting furnace system by this invention.

図1及び図2は、本発明に係る溶解炉システム100の全体構成の平面説明図及び縦断説明図である。この溶解炉システム100は、溶解炉102と攪拌装置101とを有するものとして構成される。攪拌装置101は、この実施形態においては、特に図2から分かるように、溶解炉102に隣接して立設状態に設けられている。   FIG.1 and FIG.2 is the plane explanatory drawing and longitudinal cross-sectional explanatory drawing of the whole structure of the melting furnace system 100 which concern on this invention. The melting furnace system 100 is configured to include a melting furnace 102 and a stirring device 101. In this embodiment, the stirring device 101 is provided in an upright state adjacent to the melting furnace 102, as can be seen particularly from FIG.

前記溶解炉102としては、公知のものを採用することもできる。即ち、この溶解炉102は、投入されたアルミニウムスクラップを各種のバーナー(図示せず)で加熱して溶解し、溶湯103とするものとして構成されている。さらには、溶解炉102として本発明とは関係無しに既に設置されたものを、あとから本発明の実施形態の一部として用いることもできる。つまり、既設の溶解炉に、前記攪拌装置101を付設することにより、本発明の溶解炉システム100とすることができる。   As the melting furnace 102, a known one can be adopted. That is, the melting furnace 102 is configured as a molten metal 103 by melting the charged aluminum scrap by heating with various burners (not shown). Furthermore, what has already been installed as the melting furnace 102 regardless of the present invention can be used later as a part of the embodiment of the present invention. That is, the melting furnace system 100 of the present invention can be obtained by attaching the stirring device 101 to an existing melting furnace.

この溶解炉102の4つの側壁のうちの1つの側壁の外側に、特に図2からわかるように、前記攪拌装置101が設けられている。   As can be seen from FIG. 2 in particular, the stirring device 101 is provided outside one of the four side walls of the melting furnace 102.

なお、図1では、溶解炉102の側壁を全て同じ厚さWtのものとして構成しているが、攪拌装置101と向かい合う側壁だけを、必要に応じて、薄く構成することもできる。例えば、攪拌装置101と向かい合う側壁のみを25mmとし、それ以外の側壁を50mmとすることができる。   In FIG. 1, all the side walls of the melting furnace 102 are configured to have the same thickness Wt, but only the side wall facing the stirrer 101 can be configured to be thin as necessary. For example, only the side wall facing the stirrer 101 can be 25 mm, and the other side wall can be 50 mm.

この攪拌装置101は、内部の攪拌装置本体101Aと、それを収納するケース101Bとを有する。このケース101Bは、後述のように、外側の3側面を磁気シールドするものである。
即ち、ケース101Bは、図1から分かるように、第1−第4の側面部111−114、底面部115、上面部116を有する。溶解炉本体102に向かい合う第1の側面部111は非磁性材で構成され、それ以外の3つの第2―第4の側面部112−114、底面部115、上面部116は磁性材あるいは強磁性材で構成されている。これにより、攪拌装置本体101Aは、1つの側面のみが磁気的に解放され、それ以外の3つの側面が磁気シールドされていることになる。よって、後述するところからも分かるように、攪拌装置本体101Aから射出する/に戻る磁力線は前記第1の側面部111のみを通過して外部に/外部から出射/入射されることになる。なお、前記第1の側面部111を省略し、解放状態のものとして構成することもできる。
The stirring device 101 includes an internal stirring device body 101A and a case 101B for housing it. As will be described later, the case 101B magnetically shields the outer three side surfaces.
That is, the case 101 </ b> B has first to fourth side portions 111 to 114, a bottom surface portion 115, and an upper surface portion 116 as can be seen from FIG. 1. The first side surface portion 111 facing the melting furnace main body 102 is made of a nonmagnetic material, and the other three second to fourth side surface portions 112 to 114, the bottom surface portion 115, and the upper surface portion 116 are made of a magnetic material or ferromagnetic material. It is composed of materials. Thereby, only one side surface of the stirring apparatus main body 101A is magnetically released, and the other three side surfaces are magnetically shielded. Therefore, as will be understood from the description below, the lines of magnetic force emitted from / returned to the stirrer main body 101A pass through only the first side surface portion 111 and are emitted / incident to / from the outside. Note that the first side surface portion 111 may be omitted, and the first side surface portion 111 may be configured in a released state.

この攪拌装置本体101Aとしては、各種の構成のものを採用できる。例えば、図3に記載のものを用いることができる。この図3に記載のものは、本発明の発明者の先の発明、特許出願にかかるものである(特開2006−177612号公報)。ただし、攪拌装置本体101Aの磁石体11は、後述する図3(a)―(c)の構成を有し、本発明に独自のものである。また、図面上、視覚的には、各部分の寸法の比率は多少変えてある。   As this stirring apparatus main body 101A, the thing of various structures is employable. For example, the one shown in FIG. 3 can be used. The one shown in FIG. 3 is related to the prior invention and patent application of the inventor of the present invention (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-177612). However, the magnet body 11 of the stirring apparatus main body 101A has a configuration shown in FIGS. 3A to 3C described later, and is unique to the present invention. Further, in the drawing, the ratio of dimensions of each part is slightly changed visually.

上記攪拌装置本体101Aは、概略的には、ほぼ垂直な軸線の回りに複数の磁石体11,11,……を配置し、それらの磁石体11を前記軸線の回りに回転させるようにしたものである。これにより、磁石体11から出てアルミニウムの溶湯103を通過している磁力線(磁場)が回転する。これにより、磁力線がアルミニウムの溶湯103中を移動して、電磁力が生じる。この電磁力により、溶湯103を強制的に図1の矢印Aに沿って左回りに流動させるものである。なお、その際に熱が発生するが、その熱を空冷する機構を備えるものとして構成されている。   The stirrer main body 101A schematically includes a plurality of magnet bodies 11, 11,... Arranged around a substantially vertical axis, and the magnet bodies 11 are rotated about the axis. It is. As a result, the magnetic lines of force (magnetic field) coming out of the magnet body 11 and passing through the molten aluminum 103 are rotated. As a result, the lines of magnetic force move in the molten aluminum 103, and electromagnetic force is generated. By this electromagnetic force, the molten metal 103 is forced to flow counterclockwise along the arrow A in FIG. In addition, although heat generate | occur | produces in that case, it is comprised as what has a mechanism which air-cools the heat.

なお、図1において、外側がN極とされている磁石体11を第1の磁石体11Aと呼び、外側がS極とされている磁石体11を第2の磁石体11Bと呼ぶ。   In FIG. 1, the magnet body 11 whose outside is the north pole is called a first magnet body 11A, and the magnet body 11 whose outside is a south pole is called a second magnet body 11B.

より詳しくは、前記攪拌装置本体101Aは以下のように構成されている。   More specifically, the stirring apparatus main body 101A is configured as follows.

即ち、図3において、ステンレス等の非磁性部材製のケースとしての外筒1は上蓋2を備えている。この外筒1の内部には回転磁石体4がほぼ垂直な軸線Lのまわりに回転可能に軸支されている。つまり、外筒1の底面内側には下側軸受5が取り付けられている。また、上蓋2の外面には上側軸受6が取り付けられている。一方、これらの軸受5,6に軸支される前記回転磁石体4は、上下に隔てた上支持板としての上鏡板8と下支持板としての下鏡板9を有し、これらの間に、4本の永久磁石の磁石体11,11,……が固定されている。前記磁石体11については追って詳しく説明するが、複数の磁石を独自の態様で組み合わせたものとして構成したものである。   That is, in FIG. 3, the outer cylinder 1 as a case made of a nonmagnetic member such as stainless steel is provided with an upper lid 2. A rotating magnet body 4 is pivotally supported in the outer cylinder 1 so as to be rotatable about a substantially vertical axis L. That is, the lower bearing 5 is attached inside the bottom surface of the outer cylinder 1. An upper bearing 6 is attached to the outer surface of the upper lid 2. On the other hand, the rotating magnet body 4 pivotally supported by these bearings 5 and 6 has an upper end plate 8 as an upper support plate and a lower end plate 9 as a lower support plate, which are separated from each other in the vertical direction. Four permanent magnet bodies 11, 11,... Are fixed. The magnet body 11 will be described in detail later, but is configured as a combination of a plurality of magnets in a unique manner.

これらの磁石体11の数は4に限定されるものではなく、その他の任意の複数、例えば、6等にすることもできる。   The number of these magnet bodies 11 is not limited to 4, and can be any other plural number, for example, 6 or the like.

上鏡板8を取り除いた説明図としての図4からわかるように、これらの磁石体11,11,……はほぼ90°間隔で配置されている。各磁石体11は、内側と外側がN,Sの磁極となるように磁化されたものである。これらの磁石体11,11,……は、90°おきに、極性が逆となるように配置されている。これにより、図4に示すように、磁力線MLが走ることになる。つまり、ある磁力線MLはある水平面内に含まれるが、図1の設置状態にあっては、ある磁石体11からある水平面に沿って射出し、水平溶解炉102中の溶湯を貫通し、その後その水平面に沿って前記磁石体11に戻るように入射する。   As can be seen from FIG. 4 as an explanatory diagram with the upper end plate 8 removed, these magnet bodies 11, 11,... Each magnet body 11 is magnetized so that the inside and outside are N and S magnetic poles. These magnet bodies 11, 11,... Are arranged so that the polarities are reversed every 90 °. As a result, the magnetic field lines ML run as shown in FIG. That is, a certain magnetic field line ML is included in a certain horizontal plane, but in the installation state of FIG. 1, it is injected along a horizontal plane from a certain magnet body 11, penetrates the molten metal in the horizontal melting furnace 102, and then Incident light returns to the magnet body 11 along a horizontal plane.

つまり、図2を参照していえば、ある磁石体11からのある磁力線MLは、その磁石体11から水平に出て、溶解炉102の炉壁を貫通し、溶湯103中を走った後、再び炉壁を貫通して、最終的に磁石体11に戻るように、構成されている。   That is, referring to FIG. 2, a certain magnetic field line ML from a certain magnet body 11 comes out horizontally from the magnet body 11, passes through the furnace wall of the melting furnace 102, runs through the molten metal 103, and then again. It is configured to pass through the furnace wall and finally return to the magnet body 11.

さらに、前記上及び下鏡板8,9には、これを回転させるための上下の回転軸としての上中空シャフト13、下中空シャフト14が貫通状態に固定されている。つまり、上中空シャフト13は、上蓋2の送風用の開口2bを貫通している。これらの上及び下中空シャフト13,14が、前記上及び下側軸受6,5に回転可能に軸受けされている。   Furthermore, an upper hollow shaft 13 and a lower hollow shaft 14 as upper and lower rotating shafts for rotating the upper and lower end plates 8 and 9 are fixed in a penetrating state. That is, the upper hollow shaft 13 passes through the opening 2 b for blowing air of the upper lid 2. These upper and lower hollow shafts 13 and 14 are rotatably supported by the upper and lower bearings 6 and 5.

前記上蓋2上にはこの回転磁石体4を回転駆動するための駆動モータ15が固定されている。このモータ15の駆動軸15aには駆動側スプロケット16が取り付けられ、前記上中空シャフト13には従動側スプロケット17が取り付けられている。これらの一対のスプロケット15,16間には動力伝達用のチエーン18が巻き掛けられている。これにより、前記駆動モータ15の駆動力によって、回転磁石体4が回転させられる。   A drive motor 15 for rotating the rotating magnet body 4 is fixed on the upper lid 2. A driving side sprocket 16 is attached to the driving shaft 15 a of the motor 15, and a driven side sprocket 17 is attached to the upper hollow shaft 13. A power transmission chain 18 is wound between the pair of sprockets 15 and 16. Thereby, the rotating magnet body 4 is rotated by the driving force of the driving motor 15.

さらに前記上蓋2上にはブロワー19が取り付けられている。このブロワー19の吐出口19aは前記上中空シャフト13に、カップリング22を介して、連通状態に固定されている。このカップリング22は、図中下側の回転する中空シャフト13と、図中上側のブロワー19の静止状態の吐出口19aとを、連通状態に支持している。これにより、ブロワー19からの風は、磁石体11,11,……の間を横向きに通り抜けると共に、下鏡板9に穿けた通風孔9a,9a,……及び下中空シャフト14を下向きに流れる。さらに、これらの風は、上向きに流れを変え、上蓋2に穿けた排風孔2a,2a,……及び排風チューブ20,20,……から外気に放出する。このような流れの過程において電磁力(渦電流)に基づいて外筒1に発生する熱が冷却されることとなる。なお、外筒1は、耐熱樹脂で構成することもできる。この場合には、ジュール熱による自己発熱はしないが、ブロワー19による冷却は、溶湯等からの輻射熱の冷却に有効に作用することになる。   Further, a blower 19 is mounted on the upper lid 2. The discharge port 19 a of the blower 19 is fixed to the upper hollow shaft 13 through a coupling 22 in a communicating state. The coupling 22 supports the rotating hollow shaft 13 on the lower side in the figure and the stationary discharge port 19a of the upper blower 19 in the figure in a communicating state. As a result, the wind from the blower 19 passes between the magnet bodies 11, 11,... Sideways, and flows downward through the ventilation holes 9 a, 9 a,. Furthermore, these winds change the flow upward and are discharged to the outside air from the exhaust holes 2a, 2a,... And the exhaust tubes 20, 20,. In such a flow process, heat generated in the outer cylinder 1 is cooled based on electromagnetic force (eddy current). In addition, the outer cylinder 1 can also be comprised with a heat resistant resin. In this case, self-heating due to Joule heat is not performed, but cooling by the blower 19 effectively acts on cooling of radiant heat from the molten metal or the like.

なお、攪拌装置本体101Aは、必ずしも以上に説明した上記の構造と全く同じ構造を採る必要はない。しかしながら、前記回転磁石体4を回転可能とすることは最小限必要である。   The agitator main body 101A does not necessarily have the same structure as the above-described structure. However, it is necessary to make the rotating magnet body 4 rotatable at a minimum.

このような構成の攪拌装置本体101Aの高さと前記溶解炉102の深さの関係について述べれば以下の通りである。   The relationship between the height of the stirrer main body 101A having such a configuration and the depth of the melting furnace 102 will be described as follows.

図2に、前記攪拌装置本体101Aの高さ、特に磁石体11の高さH1と、溶解炉102中の溶湯103の深さD1と、の関係が、示される。つまり、磁石体11の高さH1と、溶解炉102中の溶湯103の深さD1とを、ほぼ等しくすることが、エネルギー効率から考えられる。なお、図2は、攪拌装置本体101Aを、その要部がわかるように要部のみを概略的に表示した図である。   FIG. 2 shows the relationship between the height of the stirring apparatus main body 101A, in particular, the height H1 of the magnet body 11, and the depth D1 of the molten metal 103 in the melting furnace 102. That is, it can be considered from the energy efficiency that the height H1 of the magnet body 11 and the depth D1 of the molten metal 103 in the melting furnace 102 are substantially equal. FIG. 2 is a diagram schematically showing only the main part of the stirring apparatus main body 101A so that the main part can be seen.

次に、図5(a)―(c)を参照しながら、図1の攪拌装置本体101Aで用いた前記磁石体11の構成について説明する。この図5の磁石体11は、図2からわかるように、立てて使用していた磁石体11を横に倒した状態で示される。   Next, the configuration of the magnet body 11 used in the stirring apparatus main body 101A of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (c). As shown in FIG. 2, the magnet body 11 shown in FIG. 5 is shown in a state where the magnet body 11 that has been used upright is tilted sideways.

この図5(a)から分かるように、この磁石体11は、縦l、横w、高さtのディメン ジョンを有している。この磁石体11は、この図5から分かるように、厚さ方向に複数の層を有するものとして構成される。図5(a)においては、第1乃至第3の3つの磁石体磁石体層ly1、ly2、ly3を有している。前記第1乃至第3の磁石体層ly1、ly2、ly3は、それぞれ永久磁石としての複数の第1単位磁石11a、第2単位磁石11b、第3単位磁石11cのうちの2種類のものをある規則に沿ってあるXY平面に沿って配列したものとして構成される。   As can be seen from FIG. 5A, the magnet body 11 has a dimension of vertical l, horizontal w, and height t. As can be seen from FIG. 5, the magnet body 11 is configured to have a plurality of layers in the thickness direction. In FIG. 5A, the first to third three magnet body layers ly1, ly2, and ly3 are provided. The first to third magnet body layers ly1, ly2, and ly3 are each of two types of a plurality of first unit magnets 11a, second unit magnets 11b, and third unit magnets 11c as permanent magnets. It is configured as being arranged along an XY plane along a rule.

つまり、これらの第1乃至第3単位磁石11a、11b、11cは、それぞれ、同じ厚さを持ち、上面側がN極に磁化され、下面側がS極に磁化されている。ただし、それらの長さあるいは幅は、図5(b)、(c)から分かるように、異なる。つまり、仮に第1単位磁石11aが基本の磁石と考える。そして、第2単位磁石11bは、前記第1単位磁石11aの長さを半分としたものであり、第3単位磁石11cは第1単位磁石11aの幅を半分としたものである。それ以外の点においては、前記3つの第1乃至第3単位磁石11a、11b、11cほぼ同じ磁石として構成される。   That is, the first to third unit magnets 11a, 11b, and 11c have the same thickness, the upper surface is magnetized to the N pole, and the lower surface is magnetized to the S pole. However, their lengths or widths are different as can be seen from FIGS. 5 (b) and 5 (c). That is, suppose that the 1st unit magnet 11a is a basic magnet. The second unit magnet 11b is obtained by halving the length of the first unit magnet 11a, and the third unit magnet 11c is obtained by halving the width of the first unit magnet 11a. In other respects, the three first to third unit magnets 11a, 11b, and 11c are configured as substantially the same magnets.

このような、第1乃至第3単位磁石11a、11b、11cのうちの第1単位磁石11aと第2単位磁石11bで構成される前記第1及び第3の磁石体層ly1、ly3の平面図は図5(b)に示され、第2の磁石体層ly2の平面図は図5(c)に示される。   A plan view of the first and third magnet body layers ly1 and ly3 composed of the first unit magnet 11a and the second unit magnet 11b among the first to third unit magnets 11a, 11b, and 11c. Is shown in FIG. 5 (b), and a plan view of the second magnet body layer ly2 is shown in FIG. 5 (c).

図5(b)に示される第1の磁石体層ly1(及び第3の磁石体層ly3)は、長さ方向の中央部に位置する4つの第1単位磁石11aと、長さ方向両端に位置する4つの第2単位磁石11bを備えている。   The first magnet body layer ly1 (and the third magnet body layer ly3) shown in FIG. 5 (b) has four first unit magnets 11a located at the center in the length direction and both ends in the length direction. Four second unit magnets 11b are provided.

また、図5(c)に示される第2の磁石体層ly2は、幅方向の中央部に縦に並んで位置する3つの第1単位磁石11aと、幅方向両側に位置する6つの第3単位磁石11cとを備えている。   In addition, the second magnet body layer ly2 shown in FIG. 5C includes three first unit magnets 11a that are arranged vertically in the center in the width direction, and six third units that are located on both sides in the width direction. And a unit magnet 11c.

このような第1乃至第3の単位磁石11a、11b、11cは、XYいずれの方向に隣り合う場合にあっても、第1単位磁石11a同士の間、第2単位磁石11b同士の間、第3単位磁石11c同士の間、第1単位磁石11aと第2単位磁石11bの間、及び第1単位磁石11aと第3単位磁石11cとの間には、同極同士による互いに反発する磁力が働くのは避けられない。つまり、前記第1乃至第3単位磁石11a、11b、11cのうちの隣り合う単位磁石間においては、上面側においてはN極同士が対向し、下面側においてはS極同士が横方向に対向しているからである。このことから、図5(a)―(c)からわかるように、論理的には、XYいずれの方向に隣り合う単位磁石間にも空隙Gが存するのが避けられない。この空隙Gは、各単位磁石の大きさにもよるが、例えば、1−2mmとなる。   Such first to third unit magnets 11a, 11b, and 11c are adjacent to each other in the XY direction, between the first unit magnets 11a, between the second unit magnets 11b, Between the three unit magnets 11c, between the first unit magnet 11a and the second unit magnet 11b, and between the first unit magnet 11a and the third unit magnet 11c, repulsive magnetic forces due to the same poles act. Is inevitable. That is, between adjacent unit magnets of the first to third unit magnets 11a, 11b, and 11c, N poles face each other on the upper surface side, and S poles face each other on the lower surface side. Because. From this, as can be seen from FIGS. 5A to 5C, logically, it is inevitable that the gap G exists between the unit magnets adjacent in any direction of XY. Although this gap G depends on the size of each unit magnet, it is, for example, 1-2 mm.

而して、前記磁石体11は、前記第1の磁石体層(第1タイプの磁石体層)ly1、第2の磁石体層(第2タイプの磁石体層)ly2、第3の磁石体層(第1タイプの磁石体層)ly3が厚さ方向に順次積層されたものとして構成される。しかしながら、特に図5(b),(c)に示される2つの層ly1(ly3)とly2を重ねることにより分かるように、前記空隙Gの位相が、上下に並ぶ第1と第2の層ly1、ly2、第2と第3の層ly2、ly3で、互いにずれており、3つの層ly1、ly2、ly3の空隙Gが上下に位相が揃った状態に重なり合うことはない。上下の層ly1、ly2、ly3の空隙Gが上下に揃った状態で重なり合わないことにより、これら3層ly1、ly2、ly3における単位磁石が上下に強固に磁力的に吸引し合って、1つの一体の磁石体11を構成することになる。つまり、特に、図5(a)からわかるように、上下3層ly1、ly2、ly3のうちの重なり合う2つの層の一方の層におけるある1つの単位磁石は、他方の層の複数の単位磁石に直接的に接触し合う。これは、重なり合う2つの層における全ての単位磁石同士についていえる。これにより、上下に重なり合う全ての単位磁石同士が互いに強力に吸引しあって、1つの磁石体11として一体化することになる。   Thus, the magnet body 11 includes the first magnet body layer (first type magnet body layer) ly1, the second magnet body layer (second type magnet body layer) ly2, and the third magnet body. The layers (first type magnet body layers) ly3 are configured to be sequentially stacked in the thickness direction. However, as can be seen by overlapping the two layers ly1 (ly3) and ly2 shown in FIGS. 5B and 5C in particular, the first and second layers ly1 are arranged such that the phase of the gap G is aligned vertically. , Ly2, and the second and third layers ly2, ly3 are shifted from each other, and the gaps G of the three layers ly1, ly2, ly3 do not overlap in a state where the phases are aligned vertically. Since the gaps G in the upper and lower layers ly1, ly2, and ly3 are not overlapped in a vertically aligned state, the unit magnets in these three layers ly1, ly2, and ly3 are strongly magnetically attracted up and down, and one unit An integral magnet body 11 is formed. That is, in particular, as can be seen from FIG. 5A, one unit magnet in one of the two layers of the upper and lower three layers ly1, ly2, and ly3 is replaced with a plurality of unit magnets in the other layer. Direct contact with each other. This is true for all the unit magnets in the two overlapping layers. As a result, all the unit magnets that overlap in the vertical direction are strongly attracted to each other and integrated as one magnet body 11.

より詳しくは、例えば、第1の層ly1と第2の層ly2との重なりについてみる。図5(b)の第1の層ly1の第1単位磁石11a(11)は、図5(c)の第2の層ly2の第3単位磁石11c(21)、11c(22)と第1単位磁石11a(21)、11a(22)bの4つの単位磁石と、直接的に重なり合って、磁気的に吸引し合っている。これは他の単位磁石についても同様である。よって、3つの層ly1、ly2、ly3の各単位磁石は強固に吸引し合い、その配列状態が強く維持され、一体化することとなる。   More specifically, for example, the overlap between the first layer ly1 and the second layer ly2 will be described. The first unit magnet 11a (11) of the first layer ly1 in FIG. 5B is similar to the third unit magnets 11c (21) and 11c (22) of the second layer ly2 in FIG. 5C. The unit magnets 11a (21) and 11a (22) b are directly superposed and magnetically attracted to the four unit magnets. The same applies to other unit magnets. Therefore, the unit magnets of the three layers ly1, ly2, and ly3 are strongly attracted to each other, and the arrangement state is strongly maintained and integrated.

而して、層ly1、ly2、ly3の1層だけを見ると、縦横に並ぶ各単位磁石が磁気的に反発し合って離れようとする。つまり、空隙Gを生じさせ、且つこれを大きくしようとする。しかし、上述のように、上下に並ぶ層ly1、ly2、ly3における単位磁石同士が直接上下に強く吸引し合っている。このため、3つの層ly1、ly2、ly3を1つのまとまりとして見ると、各層における全ての単位磁石が、各層毎の互いに離反しようとする反発力に打ち勝って、強固に一体化される。   Thus, when only one of the layers ly1, ly2, and ly3 is viewed, the unit magnets arranged in the vertical and horizontal directions are magnetically repelled and try to separate. That is, the gap G is generated and an attempt is made to enlarge it. However, as described above, the unit magnets in the upper and lower layers ly1, ly2, and ly3 strongly attract each other directly. For this reason, when the three layers ly1, ly2, and ly3 are viewed as a single unit, all unit magnets in each layer overcome the repulsive force that tends to separate from each other and are firmly integrated.

これにより、上述のように都合3層ly1、ly2、ly3により、強固な一体型の磁石体11が構成されることになる。   Thereby, as described above, the strong three-piece magnet body 11 is configured by the three layers ly1, ly2, and ly3.

なお、図5(a)―(c)に示す、第1−第3タイプの磁石体層11A−11cの構成は次のように見ることもできる。   In addition, the structure of the 1st-3rd type magnet body layer 11A-11c shown to Fig.5 (a)-(c) can also be seen as follows.

前記第1タイプの磁石体層ly1,ly3及び前記第2タイプの磁石体層ly2は、それぞれ、XYZ方向にそれぞれある値を採る単位磁石11a―11cの複数を備える。   Each of the first type magnet body layers ly1 and ly3 and the second type magnet body layer ly2 includes a plurality of unit magnets 11a to 11c each having a certain value in the XYZ directions.

前記第1タイプの磁石体層ly1,ly3を、前記第1タイプの磁石体層ly1,ly3のXY面における中心CT1を第1座標中心とみたてて、前記第1座標中心の回りの4象限にそれぞれ1つずつ都合4つの前記単位磁石11aを配し、且つ、前記4つの単位磁石11aのそれぞれにXY方向に連続的に隣り合うようにさらに別の前記複数の単位磁石11bを配することにより、構成する。   The first type magnet body layers ly1 and ly3 are regarded as four quadrants around the first coordinate center when the center CT1 on the XY plane of the first type magnet body layers ly1 and ly3 is regarded as the first coordinate center. Four unit magnets 11a are arranged one by one, and a plurality of other unit magnets 11b are further arranged adjacent to each of the four unit magnets 11a in the XY direction. By configuring.

前記第2タイプの磁石体層ly2を、前記第2タイプの磁石体層ly2のXY面における中心CT2を第2座標中心とみたてて、前記第2座標中心に、1つの前記単位磁石11a(21)をその中心が重なるように配し、且つ、前記1つの単位磁石11a(21)にXY方向に連続的に隣り合うように前記複数の単位磁石11a、11cを配することにより、構成する。   The second type magnet body layer ly2 is regarded as having a center CT2 on the XY plane of the second type magnet body layer ly2 as a second coordinate center, and one unit magnet 11a ( 21) is arranged such that the centers thereof overlap, and the unit magnets 11a and 11c are arranged adjacent to the unit magnet 11a (21) in the XY direction. .

前記磁石体11を上記のように構成したので、強力な磁場を発生させることができる。   Since the magnet body 11 is configured as described above, a strong magnetic field can be generated.

このことを、本発明者が先に用いていた図6(a)、(b)に示す基本型磁石体21と比較しながら説明する。   This will be described in comparison with the basic magnet body 21 shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) used previously by the present inventor.

まず、比較のための基本型磁石体21について説明する。図6(b)からわかるように、この基本型磁石体21は、図5(b)に示される3種類の単位磁石11a、11b、11cのうちの1種類としての単位磁石11aのみを複数を用いたものである。つまり、単位磁石11a、11a、……をXY方向に6個並べたものとして、各層ly10、ly20、ly30が構成される。各層ly10、ly20、ly30において、これらの単位磁石11a、11a、……の間には、前述と同様の空隙G0が存在している。而して、これらの層ly10、ly20、ly30を図6(a)のように積み重ねることにより、基本型磁石体21が構成される。   First, the basic magnet body 21 for comparison will be described. As can be seen from FIG. 6B, the basic magnet body 21 includes a plurality of unit magnets 11a as only one of the three types of unit magnets 11a, 11b, and 11c shown in FIG. 5B. It is what was used. That is, the layers ly10, ly20, and ly30 are configured as six unit magnets 11a, 11a,... Arranged in the XY direction. In each layer ly10, ly20, ly30, a gap G0 similar to that described above exists between these unit magnets 11a, 11a,. Thus, the basic magnet body 21 is configured by stacking these layers ly10, ly20, ly30 as shown in FIG.

この基本型磁石体21においては、各層ly10、ly20、ly30の空隙G0の位相が揃っている。例えば、一番下の第1層ly10とその上の第2の層ly20についてみる。第1層ly10のある単位磁石11a(11)は、これと上下に重なり合う、第2層ly20の単位磁石11a(21)とのみ重なり合って互いに磁力で引き合っている。しかし、第1層ly10中のある単位磁石11a(11)は、第2層ly20の単位磁石11a(21)とは重なり合うが、第2層ly20におけるそれ以外のいずれの単位磁石11aとも重なり合わない。このため、図6(a)から分かるように、上下に重なり合う3つの単位磁石11a、11a、……はひとかたまりとなり複合単位磁石211とはなるものの、これらの複合単位磁石211、211、・・・同士は互いに磁気的に反発し合うのみであり、互いには引き合わない。このため、図6(a)における基本型磁石体21においては、前記空隙G0はさらに広がる傾向にあり、一体型の磁石としては機能し得ない。言い換えれば、前記空隙G0が磁石としてのパーミアンス(動作点)を下げて、磁束が遠くへ飛ぶのを妨げている。つまり、基本型磁石体21は一体型の磁石とはなり得ず、これからは強い磁場は発生し得ない。   In the basic magnet body 21, the phases of the gaps G0 of the layers ly10, ly20, and ly30 are aligned. For example, consider the lowest first layer ly10 and the second layer ly20 above it. The unit magnet 11a (11) having the first layer ly10 overlaps only with the unit magnet 11a (21) of the second layer ly20, and is attracted to each other by magnetic force. However, a unit magnet 11a (11) in the first layer ly10 overlaps with the unit magnet 11a (21) in the second layer ly20, but does not overlap with any other unit magnet 11a in the second layer ly20. . Therefore, as can be seen from FIG. 6 (a), the three unit magnets 11a, 11a,. They only repel each other magnetically and do not attract each other. For this reason, in the basic magnet body 21 in FIG. 6A, the gap G0 tends to further widen and cannot function as an integral magnet. In other words, the gap G0 lowers the permeance (operating point) as a magnet and prevents the magnetic flux from flying far. That is, the basic magnet body 21 cannot be an integral magnet, and a strong magnetic field cannot be generated from now on.

これに対し、図5(a)―(c)の磁石体11においても、各層ly1、ly2、ly3において、単位磁石11a、11b、11c間に空隙Gは存在するのは避けられない。しかしながら、前述のように、各層ly1、ly2、ly3中の各単位磁石11a、11b、11cは上下に積み重なった層の位相のずれた単位磁石11a、11b、11cと直接的に接し、互いに磁気力により吸引しあって一体となっている。これにより、あたかも、空隙Gが存在しない一体型の磁石、つまり、初めから一体型の磁石と同等の高いパーミアンス(動作点)が得られる磁石と同等に機能するものとなった。これにより、図5(a)―(c)に示す磁石体11からは、より遠くまで磁力線を飛ばすことが可能となった。つまり、図1からわかるように、溶解炉102の壁厚Wtの炉壁を十分貫通する強度の磁場を得ることができる。   On the other hand, in the magnet body 11 of FIGS. 5A to 5C, it is inevitable that the gap G exists between the unit magnets 11a, 11b, and 11c in each of the layers ly1, ly2, and ly3. However, as described above, the unit magnets 11a, 11b, and 11c in the layers ly1, ly2, and ly3 are in direct contact with the unit magnets 11a, 11b, and 11c that are out of phase in the stacked layers, and are magnetically coupled to each other. They are sucked together and integrated. As a result, it functions as if it were an integrated magnet with no gap G, that is, a magnet that can provide high permeance (operating point) equivalent to that of an integrated magnet from the beginning. As a result, the magnetic lines of force can be blown farther from the magnet body 11 shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). That is, as can be seen from FIG. 1, it is possible to obtain a magnetic field having a strength that sufficiently penetrates the furnace wall having the wall thickness Wt of the melting furnace 102.

図7は、本発明者が、図5の磁石体11による効果を調べるために行った実験結果を示す特性図である。本実験においては、図5の磁石体11と図6の基本型磁石体21の両方の特性を採った。この特性図は、磁石体11を用いた攪拌装置101と、基本型磁石体21を用いた攪拌装置(図示せず)を、実際に図1、図2の如くに設置して、磁束分布(磁束の到達距離)を測定したものである。磁束分布曲線MFD1は図5の磁石体11を用いた際のものであり、磁束分布曲線MFD2は図6の磁石体21を用いた際のものである。   FIG. 7 is a characteristic diagram showing a result of an experiment conducted by the inventor for examining the effect of the magnet body 11 of FIG. In this experiment, the characteristics of both the magnet body 11 in FIG. 5 and the basic magnet body 21 in FIG. 6 were adopted. This characteristic diagram shows that a stirrer 101 using a magnet body 11 and a stirrer (not shown) using a basic magnet body 21 are actually installed as shown in FIG. 1 and FIG. This is a measurement of the reach distance of the magnetic flux. The magnetic flux distribution curve MFD1 is obtained when the magnet body 11 shown in FIG. 5 is used, and the magnetic flux distribution curve MFD2 is obtained when the magnet body 21 shown in FIG. 6 is used.

図7の磁束分布曲線MFD1によって、図5の磁石体11を用いた場合には、溶解炉102中の溶湯103を攪拌するのに必要な強度及び距離の磁束分布が得られることが分かる。図7の磁束分布曲線MFD1、D2にける底の部分のWtは、前述のように、溶解炉102の炉壁の壁厚に対応する、攪拌に寄与しない部分を示す。よって、各磁束分布曲線のうち、L0及びL1の部分が、溶解炉102中の溶湯103を攪拌する力として用いられることになる。   It can be seen from the magnetic flux distribution curve MFD1 in FIG. 7 that when the magnet body 11 in FIG. 5 is used, the magnetic flux distribution having the strength and distance necessary for stirring the molten metal 103 in the melting furnace 102 can be obtained. As described above, Wt at the bottom of the magnetic flux distribution curves MFD1 and D2 in FIG. 7 indicates a portion that does not contribute to stirring, corresponding to the wall thickness of the furnace wall of the melting furnace 102. Therefore, portions L 0 and L 1 in each magnetic flux distribution curve are used as a force for stirring the molten metal 103 in the melting furnace 102.

この図7の磁束分布曲線MFD1,2からわかるように、図5の磁石体11によれば図6の基本型磁石体21よりも一段と大きな磁場が得られることが分かった。この理由は、前記したことから解析される。つまり、磁石体11では全ての単位磁石11a、11b、11cが一体に集合しているのに対し、基本型磁石体21では単位磁石11a、11a、……が3つずつの複合単位磁石211、211、・・・とはなるものの、それらの複合単位磁石211同士は反発し合うだけで、互いには引き合わないからである、と考えられる。   As can be seen from the magnetic flux distribution curves MFD1 and MFD2 in FIG. 7, it was found that the magnetic body 11 in FIG. 5 can obtain a magnetic field much larger than that of the basic magnet body 21 in FIG. The reason is analyzed from the above. That is, in the magnet body 11, all the unit magnets 11a, 11b, 11c are integrated together, whereas in the basic magnet body 21, the unit magnets 11a, 11a,. It is considered that the composite unit magnets 211 repel each other but do not attract each other.

図8は図1の要部を示す説明図である。この図8は回転する攪拌装置本体101Aの1瞬間を捕らえたものである。この瞬間においては、磁束MFが図示のように表される。図中、Leは磁束MFが届く、磁石体11の表面からの最遠距離を示す。図10は、溶解炉102の外表面からの距離(磁石体11の表面からの距離と実質的に等しい)Lと、その地点における磁束密度Φとの関係を示すグラフである。而して、図8において、攪拌装置本体101Aを回転させると、図10の磁束密度との関係から、図9に示すように、溶解炉102の内壁面ISからの距離に応じて、速度曲線Fm&Vに示される速度で、溶解炉102内の溶湯103が図1の矢印Aのように攪拌される。   FIG. 8 is an explanatory view showing a main part of FIG. FIG. 8 shows one moment of the rotating stirring device main body 101A. At this moment, the magnetic flux MF is represented as shown. In the figure, Le indicates the farthest distance from the surface of the magnet body 11 where the magnetic flux MF reaches. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the distance L from the outer surface of the melting furnace 102 (substantially equal to the distance from the surface of the magnet body 11) and the magnetic flux density Φ at that point. Thus, in FIG. 8, when the stirrer main body 101A is rotated, as shown in FIG. 9, according to the distance from the inner wall surface IS of the melting furnace 102, the velocity curve is obtained from the relationship with the magnetic flux density of FIG. At a speed indicated by Fm & V, the molten metal 103 in the melting furnace 102 is stirred as indicated by an arrow A in FIG.

図11は、図1の溶解炉システム100の変形例である。この図11は、攪拌装置101を2つ用いた例を示す。攪拌装置101は3以上の任意の数を採用することができる。また、複数の攪拌装置101は、溶解炉102の周囲の任意の位置に設置することができる。   FIG. 11 is a modification of the melting furnace system 100 of FIG. FIG. 11 shows an example in which two stirring devices 101 are used. The stirring device 101 can employ any number of 3 or more. Further, the plurality of stirring devices 101 can be installed at arbitrary positions around the melting furnace 102.

図12は、同じく図1の溶解炉システム100の変形例である。この図12では、溶解炉102として、円筒形のものを用いている。   FIG. 12 is a modification of the melting furnace system 100 of FIG. In FIG. 12, a cylindrical furnace is used as the melting furnace 102.

図13は、攪拌装置101を、溶解炉102の底の外部下方に設けた例を示す。図14は図13の平面説明図である。つまり、例えば、設置すべき地面に穴Hを掘り、この穴H1内に攪拌装置101を横向きの横臥状態に設置し、この上に、溶解炉102を設置している。この攪拌装置101における攪拌装置本体101Aの回転によって、溶湯103は図13に示すように、水平な軸線の回りに、矢印で示す向きに、回転駆動させられる。   FIG. 13 shows an example in which the stirrer 101 is provided below the bottom of the melting furnace 102. FIG. 14 is an explanatory plan view of FIG. In other words, for example, a hole H is dug in the ground to be installed, the stirring device 101 is installed in a sideways state in this hole H1, and the melting furnace 102 is installed thereon. By the rotation of the stirrer main body 101A in the stirrer 101, the molten metal 103 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow around the horizontal axis as shown in FIG.

図15は、攪拌装置101を溶解炉102の外側に横向きに設置した例を示す。   FIG. 15 shows an example in which the stirring device 101 is installed laterally outside the melting furnace 102.

図16は、図13のシステムにさらに2つ目の攪拌装置101を付加した例を示す。   FIG. 16 shows an example in which a second stirring device 101 is further added to the system of FIG.

図1溶解炉システム100において、攪拌装置101の攪拌装置本体101Aが回転すると、特に図8からわかるように、磁力線MLが溶解炉本体102内のアルミニウムの溶湯103中をある水平面に沿って移動する。これにより生じる電磁力によって、溶解炉102中の溶湯103が図1の矢印Aに示すように循環し、攪拌される。
而して、この攪拌装置101においては、図3に示すように、ブロワー19からの風を内部に強制的に送り込むようにしている。これにより、磁石体11,11、・・・の回転に伴い渦電流により外筒1に発生するジュール熱は、上記ブロワー19からの風によって冷却されることとなる。
In the melting furnace system 100, when the stirrer main body 101A of the stirrer 101 rotates, the magnetic force lines ML move along a certain horizontal plane in the molten aluminum 103 in the melting furnace main body 102, as can be seen from FIG. . Due to the electromagnetic force generated thereby, the molten metal 103 in the melting furnace 102 is circulated and stirred as shown by an arrow A in FIG.
Thus, in the stirring device 101, as shown in FIG. 3, the wind from the blower 19 is forcibly sent into the interior. Thereby, the Joule heat generated in the outer cylinder 1 due to the eddy current with the rotation of the magnet bodies 11, 11,... Is cooled by the wind from the blower 19.

さらに、上述の実施形態では、回転磁石体4として、上下2枚の鏡板8,9の間に4本の永久磁石の磁石体11,11……を立てた状態に固定した例を示したが、この構造に限るものでないのは明らかである。即ち、図4に示すように又はそれに準じて磁力線が発生するような構造の磁石構造物であればよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example is shown in which the rotating magnet body 4 is fixed in a state in which the magnet bodies 11, 11... Of the four permanent magnets are erected between the upper and lower end plates 8, 9. Obviously, the structure is not limited to this. That is, any magnet structure may be used as long as the magnetic field lines are generated as shown in FIG.

以上に説明した本発明の実施形態によれば、以下の通りの利点が得られる。   According to the embodiment of the present invention described above, the following advantages can be obtained.

即ち、本発明の実施形態によれば、連通路を設ける必要がないので、イニシャルコストを抑えることができる。且つ、連通路を有しないため、溶解炉を構造的に堅固なものとして構成することができ、溶湯の漏れ等が生じるおそれもなく、安全面でも優れたものとできる。さらに、連通路のメンテナンスも当然必要なく、ランニングコストを抑えることもできる。   That is, according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to provide a communication path, so that the initial cost can be suppressed. And since it does not have a communicating path, a melting furnace can be comprised as a structurally solid thing, there is no possibility that the leak of a molten metal etc. may arise, and it can be excellent also in terms of safety. Furthermore, the maintenance of the communication path is naturally unnecessary, and the running cost can be suppressed.

100 溶解炉システム
101 攪拌装置
101A 攪拌装置本体
101B ケース
102 溶解炉
103 溶湯
11 磁石体
11A 第1の磁石体
11B 第2の磁石体
11a、11b、11c 単位磁石
G、G0 空隙
ly1−ly3 磁石体層
ly1,ly3 第1タイプの磁石体層
ly2 第2タイプの磁石体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Melting furnace system 101 Stirring apparatus 101A Stirring apparatus main body 101B Case 102 Melting furnace 103 Molten metal 11A 1st magnet body 11B 2nd magnet body 11a, 11b, 11c Unit magnet G, G0 Space | gap ly1-ly3 Magnet body layer ly1, ly3 first type magnet body layer ly2 second type magnet body layer

Claims (12)

側壁と底壁とにより収納空間を有する容器状に形成された、アルミニウムの溶湯を収納する、溶解炉と、
前記溶解炉の前記側壁及び前記底壁のうちの少なくとも一方に対向させた攪拌装置であって、ある軸線の回りに配列された、永久磁石製の、少なくとも1つの第1の磁石体と少なくとも1つの第2の磁石体とを備え、前記第1及び第2の磁石体を前記軸線の回りに回転駆動する駆動機構を備え、前記第1の磁石体は外周面側及び内周面側がそれぞれN極及びS極となるように磁化され、前記第2の磁石体は外周面側及び内周面側がそれぞれS極及びN極となるように磁化され、前記第1の磁石体と前記第2の磁石体は前記軸線の回りに交互に配置され、前記第1の磁石体及び第2の磁石体の磁場強度を、前記第1あるいは第2の磁石体からの磁力線が前記側壁あるいは前記底壁を貫通して前記収納空間に至り、前記収納空間からの磁力線が前記側壁あるいは前記底壁を貫通して前記第2あるいは第1の磁石体に至るものに設定した、攪拌装置と、
を備えることを特徴とする溶解炉システム。
A melting furnace for storing a molten aluminum formed in a container shape having a storage space by a side wall and a bottom wall;
A stirring device that is opposed to at least one of the side wall and the bottom wall of the melting furnace, at least one first magnet body and at least one made of permanent magnets arranged around an axis. Two second magnet bodies, and a drive mechanism that rotationally drives the first and second magnet bodies around the axis, wherein the first magnet body has N outer peripheral surfaces and inner peripheral surfaces respectively. The second magnet body is magnetized so that the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side are the S pole and the N pole, respectively, and the first magnet body and the second magnet body The magnet bodies are alternately arranged around the axis, and the magnetic field strengths of the first magnet body and the second magnet body are changed, and the magnetic lines of force from the first or second magnet body pass through the side wall or the bottom wall. Penetrates to the storage space, and the magnetic field lines from the storage space Was set to something that leads to the second or the first magnet body through the side wall or the bottom wall, and a stirring device,
A melting furnace system comprising:
前記第1及び第2の磁石体は、それぞれ、一面側がN極に磁化され他面側がS極に磁化された少なくとも1つの第1タイプの磁石体層と、一面側がN極に磁化され他面側がS極に磁化された少なくとも1つの第2タイプの磁石体層と、を積層したものとして構成されていることを特徴とする請求項1に記載の溶解炉システム。   Each of the first and second magnet bodies includes at least one first-type magnet body layer having one surface magnetized as an N pole and the other surface magnetized as an S pole, and the other surface magnetized as an N pole. 2. The melting furnace system according to claim 1, wherein the melting furnace system is configured by laminating at least one second-type magnet body layer whose side is magnetized to an S pole. 前記第1タイプの磁石体層及び前記第2タイプの磁石体層は、それぞれ、一面側がN極に磁化され他面側がS極に磁化された複数の単位磁石をある面に沿ってマトリクス状に配列したものとして構成され、前記第1タイプの磁石体層及び前記第2タイプの磁石体層のいずれも、前記ある面に沿って隣り合う前記単位磁石間に作用する同極同士の反発に伴う空隙を備え、前記前記第1タイプの磁石体層及び前記第2タイプの磁石体層は、前記第1タイプの磁石体層の前記空隙と前記第2タイプの磁石体層の前記空隙が重なり合わないように位相をずらした状態で積層されている、ことを特徴とする請求項2に記載の溶解炉システム。   Each of the first-type magnet body layer and the second-type magnet body layer has a plurality of unit magnets in which one surface is magnetized as an N pole and the other surface is magnetized as an S pole in a matrix along a certain surface. It is configured as an array, and both the first type magnet body layer and the second type magnet body layer are accompanied by repulsion between the same poles acting between the unit magnets adjacent to each other along the certain surface. The first type magnet body layer and the second type magnet body layer include a gap, and the gap of the first type magnet body layer and the gap of the second type magnet body layer overlap each other. The melting furnace system according to claim 2, wherein the layers are laminated so that the phases are shifted so as not to exist. 前記第1タイプの磁石体層及び前記第2タイプの磁石体層のうちの一方における単位磁石は、他方における複数の単位磁石と直接的に同時に重なり合って、互いに磁力により吸引し合い、前記第1の磁石体あるいは前記第2の磁石体を構成する、ことを特徴とする請求項3に記載の溶解炉システム。   The unit magnets in one of the first type magnet body layer and the second type magnet body layer directly and simultaneously overlap with the plurality of unit magnets in the other, and attract each other by magnetic force. The melting furnace system according to claim 3, wherein the magnet body or the second magnet body is configured. 前記第1タイプの磁石体層及び前記第2タイプの磁石体層は、それぞれ、XYZ方向にそれぞれある値を採る単位磁石の複数を備え、
前記第1タイプの磁石体層を、前記第1タイプの磁石体層のXY面における中心を第1座標中心とみたてて、前記第1座標中心の回りの4象限にそれぞれ1つずつ都合4つの前記単位磁石を配し、且つ、前記4つの単位磁石のそれぞれにXY方向に連続的に隣り合うようにさらに別の前記複数の単位磁石を配することにより、構成し、
前記第2タイプの磁石体層を、前記第2タイプの磁石体層のXY面における中心を第2座標中心とみたてて、前記第2座標中心に、1つの前記単位磁石をその中心が重なるように配し、且つ、前記1つの単位磁石にXY方向に連続的に隣り合うように前記複数の単位磁石を配することにより、構成した、
ことを特徴とする請求項2乃至4請求項に記載の溶解炉システム。
Each of the first type magnet body layer and the second type magnet body layer includes a plurality of unit magnets each taking a certain value in the XYZ directions,
The first type magnet body layer is regarded as the first coordinate center when the center of the first type magnet body layer in the XY plane is considered as one quadrant around the first coordinate center. Arranging the two unit magnets, and further arranging the plurality of unit magnets so as to be continuously adjacent to each of the four unit magnets in the XY direction,
The center of the second type magnet body layer in the XY plane of the second type magnet body layer is regarded as the second coordinate center, and one unit magnet overlaps the center of the second coordinate center. And arranged by arranging the plurality of unit magnets so as to be continuously adjacent to the one unit magnet in the XY direction.
The melting furnace system according to any one of claims 2 to 4, wherein the melting furnace system is provided.
前記単位磁石として、XYZ方向にある大きさの第1単位磁石と、前記第1単位磁石のX方向に半分の寸法の第2単位磁石と、Y方向に半分の寸法の第3単位磁石を用いた、ことを特徴とする請求項5に記載の溶解炉システム。   As the unit magnet, a first unit magnet having a size in the XYZ direction, a second unit magnet having a half size in the X direction of the first unit magnet, and a third unit magnet having a half size in the Y direction are used. The melting furnace system according to claim 5, wherein 前記攪拌装置は、前記攪拌装置を磁気シールド状態に収納するケースを備え、少なくとも前記ケースのうちの前記溶解炉と対向する面は非シールド面として構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の溶解炉システム。   The stirrer includes a case for storing the stirrer in a magnetic shield state, and at least a surface of the case facing the melting furnace is configured as a non-shielded surface. The melting furnace system as described in one of thru | or 6. 前記攪拌装置は、前記溶解炉のある側壁に、立設状態に設けられている、ことを特徴とする請求項1乃至7に記載の溶解炉システム。   The melting furnace system according to claim 1, wherein the stirring device is provided in a standing state on a side wall of the melting furnace. 前記攪拌装置は、前記溶解炉の側壁の周囲に複数設けられていることを特徴とする請求項8に記載の溶解炉システム。   The melting furnace system according to claim 8, wherein a plurality of the stirring devices are provided around a side wall of the melting furnace. 前記攪拌装置は、前記溶解炉の底壁の外部下側に対向させて、横臥状態に設けられている、ことを特徴とする請求項1乃至7に記載の溶解炉システム。   The melting furnace system according to any one of claims 1 to 7, wherein the stirring device is provided in a recumbent state so as to face the outside lower side of the bottom wall of the melting furnace. 前記溶解炉のある側壁に対向させて、横臥状態に設けられた攪拌装置をさらに備えている、ことを特徴とする請求項10に記載の溶解炉システム。   The melting furnace system according to claim 10, further comprising a stirring device provided in a recumbent state so as to face a side wall having the melting furnace. 前記攪拌装置は冷却機構を備えている、ことを特徴とする請求項1乃至請求項11に記載の溶解炉システム。   The melting furnace system according to claim 1, wherein the stirring device includes a cooling mechanism.
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