JP2011106689A - Melting furnace system - Google Patents
Melting furnace system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011106689A JP2011106689A JP2009259051A JP2009259051A JP2011106689A JP 2011106689 A JP2011106689 A JP 2011106689A JP 2009259051 A JP2009259051 A JP 2009259051A JP 2009259051 A JP2009259051 A JP 2009259051A JP 2011106689 A JP2011106689 A JP 2011106689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet body
- melting furnace
- magnet
- body layer
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 86
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 39
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
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
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
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.
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
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
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
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
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
That is, the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Thus, in the
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
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
Claims (12)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009259051A JP5550885B2 (en) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Melting furnace system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009259051A JP5550885B2 (en) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Melting furnace system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011106689A true JP2011106689A (en) | 2011-06-02 |
JP5550885B2 JP5550885B2 (en) | 2014-07-16 |
Family
ID=44230360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009259051A Active JP5550885B2 (en) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Melting furnace system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5550885B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103047875A (en) * | 2012-12-31 | 2013-04-17 | 张家港市金邦铝业有限公司 | Aluminum melting furnace contactless stirring device |
CN103134339A (en) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 苏州新长光热能科技有限公司 | Novel bottom established type magnetic stirring window structure |
JP2013119096A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Kenzo Takahashi | Metal product manufacturing apparatus, metal product manufacturing method, and rotary magnetic field generation system for stirring |
WO2014175002A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Takahashi Kenzo | Molten metal circulation driving device and melting furnace having same |
CN104634129A (en) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 芜湖协诚金属制品有限公司 | Metal smelting connecting rod stirring mechanism |
WO2015147170A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 謙三 高橋 | Device for stirring molten metal and device for transferring molten metal |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58170808U (en) * | 1982-05-10 | 1983-11-15 | 山内ゴム工業株式会社 | permanent magnet structure |
JPS61148073U (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-12 | ||
JPH04186704A (en) * | 1990-11-20 | 1992-07-03 | Sagami Kagaku Kinzoku:Kk | Magnetic roll |
JPH10146650A (en) * | 1996-11-14 | 1998-06-02 | Kenzo Takahashi | Aluminum melting furnace with stirring device, molten aluminum stirring device and method for stirring molten aluminum |
JP2003156286A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-30 | Chubu Konetsu Kogyo Kk | Melting furnace |
JP2006017348A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Kenzo Takahashi | Melting furnace with stirring device, and stirring device |
JP2006177612A (en) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Kenzo Takahashi | Agitation device |
JP2006189229A (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Kenzo Takahashi | Stirring device and melting furnace with stirring device |
-
2009
- 2009-11-12 JP JP2009259051A patent/JP5550885B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58170808U (en) * | 1982-05-10 | 1983-11-15 | 山内ゴム工業株式会社 | permanent magnet structure |
JPS61148073U (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-12 | ||
JPH04186704A (en) * | 1990-11-20 | 1992-07-03 | Sagami Kagaku Kinzoku:Kk | Magnetic roll |
JPH10146650A (en) * | 1996-11-14 | 1998-06-02 | Kenzo Takahashi | Aluminum melting furnace with stirring device, molten aluminum stirring device and method for stirring molten aluminum |
JP2003156286A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-30 | Chubu Konetsu Kogyo Kk | Melting furnace |
JP2006017348A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Kenzo Takahashi | Melting furnace with stirring device, and stirring device |
JP2006177612A (en) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Kenzo Takahashi | Agitation device |
JP2006189229A (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Kenzo Takahashi | Stirring device and melting furnace with stirring device |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103134339A (en) * | 2011-11-23 | 2013-06-05 | 苏州新长光热能科技有限公司 | Novel bottom established type magnetic stirring window structure |
JP2013119096A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Kenzo Takahashi | Metal product manufacturing apparatus, metal product manufacturing method, and rotary magnetic field generation system for stirring |
CN103047875A (en) * | 2012-12-31 | 2013-04-17 | 张家港市金邦铝业有限公司 | Aluminum melting furnace contactless stirring device |
WO2014175002A1 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Takahashi Kenzo | Molten metal circulation driving device and melting furnace having same |
US9597726B2 (en) | 2013-04-23 | 2017-03-21 | Kenzo Takahashi | Metal melt circulating drive device and main bath including the same |
WO2015147170A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 謙三 高橋 | Device for stirring molten metal and device for transferring molten metal |
JP2015190661A (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 高橋 謙三 | Molten metal agitation device and molten metal transfer device |
KR20160134745A (en) | 2014-03-27 | 2016-11-23 | 겐조 다카하시 | Device for stirring molten metal and device for transferring molten metal |
US10281216B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-05-07 | Kenzo Takahashi | Molten metal stirring device and molten metal transfer device |
CN104634129A (en) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 芜湖协诚金属制品有限公司 | Metal smelting connecting rod stirring mechanism |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5550885B2 (en) | 2014-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5550885B2 (en) | Melting furnace system | |
US8158055B2 (en) | Melting furnace with agitator | |
JP4495346B2 (en) | Liquid stirrer with electromagnetic coupling | |
WO2016136121A1 (en) | Rotary cathode unit for magnetron sputtering apparatuses | |
JP4413786B2 (en) | Molten metal stirrer and non-ferrous metal melting furnace with stirrer | |
CN1793765A (en) | Agitator, agitating method, and melting furnace with agitator | |
RU2521958C2 (en) | Brushless dc motor with braking at dead state | |
US7573176B2 (en) | Dynamo-electric machine | |
KR20180081499A (en) | Circumferential flux electromechanical machine with field damping mechanism and method of use thereof | |
CN1240059A (en) | Electric machine | |
JP2014103741A (en) | Magnet embedded type rotor | |
KR20080108437A (en) | Magnetic motor | |
JP2014017980A (en) | Rotary machine | |
JP2012149338A5 (en) | ||
CN106921311A (en) | A kind of magnetic suspension engine based on permanent-magnet eddy current technology | |
US8344563B2 (en) | Rotating electrical machine having fans on frame | |
US20160380489A1 (en) | Multiple-vector inductive coupling and electric machine | |
CN101737340B (en) | Ultrathin radiating fan | |
JP2001238429A (en) | Rotary speed-up device | |
JP2012090468A (en) | Linear motor, back yoke for linear motor, and method of manufacturing back yoke | |
CN106300889B (en) | A kind of Surface Mount-Halbach array formula permanent-magnet surface gear set for quadrature axis transmission | |
JP2010156418A (en) | Collective magnet | |
CA2549629C (en) | Agitator, agitating method, and melting furnace with agitator | |
WO2015147170A1 (en) | Device for stirring molten metal and device for transferring molten metal | |
JP2021121153A (en) | Halbach field magneton and rotary electric machine equipped with the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140401 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140425 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140521 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5550885 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |