JP2021140886A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化した場合でも、容易に輸送しながら、設置期間を短縮することが可能な誘導加熱装置を提供する。【解決手段】この誘導加熱装置１００では、坩堝１の外周に巻回される誘導加熱コイル１０と、誘導加熱コイル１０の外周に沿って配置される継鉄２０と、継鉄２０の外周側（Ｒ２側）に配置される炉枠４０と、を備え、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向（Ｚ方向）において、複数に分割可能に構成されている。【選択図】図７

Description

この発明は、誘導加熱装置に関し、特に、誘導加熱コイルと継鉄と炉枠とを備える誘導加熱装置に関する。

従来、誘導加熱コイルと継鉄と炉枠とを備える誘導加熱装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、耐火材から構成される坩堝と、坩堝の外周に巻回された誘導コイル（誘導加熱コイル）と、誘導コイルの外周に沿って配置されたＬ型鉄心（継鉄部）と、Ｌ型鉄心の外周側に配置された複数の鋼柱等を含む炉枠と、を備えた坩堝形誘導溶解炉（誘導加熱装置）が記載されている。上記特許文献１に記載の坩堝形誘導溶解炉では、Ｌ型鉄心は、誘導コイルの下端部に対応する高さ位置において、上下方向に上部鉄心と下部鉄心との２つに分割可能に構成されている。すなわち、上部鉄心（継鉄部の上部）は、誘導コイルが配置される高さ位置に略対応し、下部鉄心（継鉄部の下部）は、誘導コイルが配置されない高さ位置に略対応している。なお、上記特許文献１には明記されていないが、上記特許文献１に記載の坩堝形誘導溶解炉では、誘導コイル、および、炉枠に含まれる鋼柱は、上下方向に分割可能には構成されていないと考えらえる。

特許第３６０８２４０号公報

ここで、上記特許文献１に記載のような従来の誘導加熱装置では、誘導加熱装置の容量を大きくした場合には、誘導加熱装置の容量に対応するように、誘導加熱コイル、継鉄部および炉枠等の誘導加熱装置を構成する部材も大型化する。このため、既存の誘導加熱装置を製造する工場では、大容量化された誘導加熱装置の全体を組み立てることが困難になる場合がある。この場合、工場内において、組み立て可能な部分を組み立てた後、誘導加熱装置の設置場所において全体の組み立てを行う工法が考えられる。そして、上記特許文献１に記載のような従来の誘導加熱装置に対して、上記工法を用いる場合、継鉄部の上部、誘導加熱コイルおよび炉枠は、誘導加熱装置の全体の寸法の大部分を占める（比較的大きい）ので、手間がかかり時間を要する。このため、誘導加熱装置の設置期間が長期化してしまうという問題点がある。また、比較的大きな継鉄部の上部、誘導加熱コイルおよび炉枠に含まれる鋼柱を設置場所まで輸送する必要があるので、公道での輸送車両の規制を超え輸送が困難である場合があるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、大型化した場合でも、容易に輸送しながら、設置期間を短縮することが可能な誘導加熱装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による誘導加熱装置は、上下方向に沿うように配置され、内部に金属材料が投入される坩堝と、坩堝の外周に巻回され、金属材料を加熱して溶融させるための誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルの外周に沿って配置され、誘導加熱コイルによって発生する磁界を坩堝の内部に投入された金属材料に導くための継鉄と、継鉄の外周側に配置され、継鉄を誘導加熱コイルに密着させるように、継鉄を外周側から押圧するための枠状に形成された炉枠と、を備え、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向において、複数に分割可能に構成されている。

この発明の一の局面による誘導加熱装置では、上記のように、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向において、複数に分割可能に構成されている。これにより、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向において、複数に分割することによって、分割され互いに一体的に固定された誘導加熱コイル、継鉄および炉枠を、比較的小さな中間組立体として、誘導加熱装置の設置場所まで容易に輸送することができる。また、設置場所まで輸送された比較的小さな中間組立体を、積層して結合するだけで誘導加熱装置を組み立てることができる。すなわち、設置場所において、比較的短時間で、誘導加熱装置を組み立てることができる。その結果、誘導加熱装装置が大型化した場合でも、容易に輸送しながら、設置期間を短縮することができる。

上記一の局面による誘導加熱装置において、好ましくは、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠は、それぞれ、略同じ高さ位置において、複数のコイル部、複数の継鉄部および複数の炉枠部に分割可能に構成されており、略同じ高さ位置において分割されたコイル部と継鉄部と炉枠部とは、一体的に固定されている。このように構成すれば、分割されたコイル部、継鉄部および炉枠部の上下方向の長さを揃えることができるので、中間組立体（一体的に固定されたコイル部、継鉄部および炉枠部）を容易に積層することができるとともに、中間組立体同士を容易に結合することができる。

この場合、好ましくは、略同じ高さ位置において分割された複数のコイル部は、互いに並列に電気的に接続されている。このように構成すれば、並列に接続される予定のコイル部を基準に継鉄部および炉枠部を分割することにより、並列に接続される予定のコイル部を分断することなく、継鉄部および炉枠部を分割することができる。

上記複数の継鉄部を備える構成において、好ましくは、複数の継鉄部の各々に径方向に沿うように設けられ、継鉄部を周方向の両側から挟み込む板部材をさらに備え、上下方向に隣り合う板部材の各々には、互いに固定するための固定部が形成されている。このように構成すれば、固定部を用いて上下方向に隣り合う板部材同士を固定することができるので、板部材に挟み込まれた上下方向に隣り合う継鉄部同士を固定することができる。その結果、分割された上記中間組立体同士を容易に固定することができる。

この場合、好ましくは、固定部は、上下方向に隣り合う板部材のうちの上方側に配置される上側板部材の下部、および、上下方向に隣り合う板部材のうちの下方側に配置される下側板部材の上部に、締結部材を締結可能に周方向に突出するように形成されている。このように構成すれば、上側板部材の下部に周方向に突出するように形成された固定部と、下側板部材の上部に周方向に突出するように形成された固定部との間を、締結部材により締結することができるので、上下方向に隣り合う板部材同士を容易に固定することができる。

上記複数の継鉄部を備える構成において、好ましくは、複数の継鉄部の各々に径方向に沿うように設けられ、継鉄部を周方向の両側から挟み込む板部材をさらに備え、上下方向に隣り合う継鉄部のうちの上方側に配置される上側継鉄部の下端と上下方向に隣り合う継鉄部のうちの下方側に配置される下側継鉄部の上端とが接触位置において接触するように配置された状態で、上側継鉄部を周方向の両側から挟み込む上側板部材の下端と下側継鉄部を周方向の両側から挟み込む下側板部材の上端とが接触しないとともに、周方向から見て、接触位置の少なくとも一部が上側板部材の下端部または下側板部材の上端部とオーバラップするように構成されている。このように構成すれば、上側継鉄部の下端と下側継鉄部の上端とが接触位置において接触するように配置された状態で、上側板部材の下端と下側板部材の上端とが接触しないので、上側継鉄部を含む上側の上記中間組立体と下側継鉄部を含む下側の上記中間組立体とを固定する際に、上側継鉄部と下側継鉄部との間に隙間ができるのを抑制することができる。その結果、誘導加熱コイルにより発生する磁束が継鉄部の外周側に漏れるのを抑制することができる。また、上側継鉄部の下端と下側継鉄部の上端とが接触位置において接触するように配置された状態で、周方向から見て、接触位置の少なくとも一部が上側板部材の下端部または下側板部材の上端部とオーバラップするので、接触位置の全てが上側板部材の下端部および下側板部材の上端部の少なくともいずれかとオーバラップしない場合と比較して、上側板部材の下端部および下側板部材の上端部が、周方向から見て、継鉄部から露出される面積を小さくすることができる。その結果、上側継鉄部を含む上側の上記中間組立体と下側継鉄部を含む下側の上記中間組立体とを接触させて固定する際に、上側継鉄部の下端部および下側継鉄部の上端部に上下方向に作用する圧力により、上側継鉄部の下端部または下側継鉄部の上端部が周方向に折れ曲がる（座屈する）のを、上側継鉄部の下端部および下側継鉄部の上端部により、抑制することができる。

この場合、好ましくは、上側板部材の下端は、第１高さを有する第１部分と、第１高さとは異なる第２高さを有する第２部分と、を含む段差形状を有し、下側板部材の上端は、上側板部材の下端の段差形状に対応する段差形状を有する。このように構成すれば、上記中間組立体同士を、上側板部材の下端の段差形状と下側板部材の上端の段差形状とを合わせるように、上下方向に並べて配置することによって、上側の上記中間組立体と下側の上記中間組立体とが、軸方向から見て、周方向に位置ずれするのを抑制することができる。

上記上側板部材の下端と下側板部材の上端とが接触しない構成において、好ましくは、上側板部材の下端と、上側継鉄部の下端とは、略同じ高さ位置となるように構成されている。このように構成すれば、上側板部材の下端と上側継鉄部の下端とが異なる高さ位置となるように構成されている場合と比較して、上記中間組立体の下端が平坦になり易いので、上記中間組立体の輸送時における作業性を向上させることができる。

上記一の局面による誘導加熱装置において、好ましくは、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠と分離可能、かつ、炉枠の上方に回動軸の周りに傾動可能に設けられ、上下方向から見て炉枠よりも大きい矩形形状を有するデッキ部をさらに備え、デッキ部は、上下方向から見て、回動軸が配置されていない部分において、水平方向に分割可能に構成されている。このように構成すれば、デッキ部を、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠と分離した上で、水平方向に分割することができるので、輸送時における公道での輸送車両の規制（水平方向の大きさの規制）を超えるのを抑制することができる。また、デッキ部は回動軸が配置されていない部分において分割されるので、回動軸が複数に分割される場合と比較して、分割されたデッキ部が連結された際に回動軸に歪みが生じるのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、大型化した場合でも、容易に輸送しながら、設置期間を短縮することができる。

本発明の一実施形態による誘導加熱装置の側面図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の図１とは異なる方向から見た側面図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の炉体を示した側方断面図である。 図３の１００−１００線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の誘導加熱コイルを示した斜視図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の炉体の分割を説明するための図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の炉体を分割した状態を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の継鉄および継鉄当て板を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の継鉄および継鉄当て板の分割位置の構造を説明するための図である。 図９の状態から上下方向に隣り合う上側継鉄部の下端と下側継鉄部の上端とを接触させた状態を示した図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の組立方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の炉体を分割した状態を示した側面図である。 本発明の変形例による誘導加熱装置の側面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図１０を参照して、本発明の一実施形態による誘導加熱装置１００の構成について説明する。誘導加熱装置１００は、耐熱性の坩堝１（図３参照）の内部に投入された金属材料２（図３参照）を誘導加熱により加熱して溶融するための装置である。

図１に示すように、誘導加熱装置１００は、炉座３と、デッキ部４と、上部キャスタ５と、集塵フード６と、坩堝１と、炉体７と、を備えている。

炉座３は、炉体７およびデッキ部４を支持している。炉体７およびデッキ部４は、互いに固定されている。図２に示すように、炉座３は、回動軸３ａにより、デッキ部４と接続されている。炉座３には、回動軸３ａの周りにデッキ部４を傾動させるための油圧シリンダ３ｂが設けられている。炉座３は、誘導加熱装置１００の設置場所の設置面に設置される。なお、図示しないが、炉座３は、油圧シリンダ３ｂ等を取り外した状態において、上下方向（Ｚ方向）に分割可能に固定されている。

デッキ部４は、炉座３および炉体７の上方（Ｚ２側）に配置されている。図７に示すように、デッキ部４は、上下方向（Ｚ方向）から見て、炉体７よりも大きい略矩形形状を有する。すなわち、デッキ部４は、上下方向（Ｚ方向）から見て、後述する炉枠４０よりも大きい。デッキ部４は、炉体７から分離可能に固定されている。

本実施形態では、デッキ部４は、上下方向（Ｚ方向）から見て、回動軸３ａが配置されていない部分において、水平方向に分割可能に構成されている。具体的には、デッキ部４のＸ１側の端部には、回動軸３ａが配置される開孔部４ａが形成されている。そして、デッキ部４は、Ｘ方向における中央部の分割位置Ｐ１において、Ｘ１側の部分４ｂと、Ｘ２側の部分４ｃとに着脱可能（分割可能）に固定されている。なお、デッキ部４は、誘導加熱装置１００の設置場所において、使用される前に、炉体７の炉枠４０と溶接固定される。

図１に示すように、上部キャスタ５は、炉体７の上方（Ｚ１側）に設けられている。図７に示すように、上部キャスタ５は、中央部に設けられた環状の耐火性部材５ａと、耐火性部材５ａを囲むように環状に設けられた金属製の外枠部５ｂと、が一体的に構成されている。上部キャスタ５は、炉体７から着脱可能（分離可能）に固定されている。上部キャスタ５には、坩堝１（図３参照）の内部において溶融された金属材料２（溶湯）を外部に排出（出湯）するための出湯口５ｃが設けられている。

集塵フード６は、上部キャスタ５の上方（Ｚ１側）に設けられている。集塵フード６は、坩堝１（図３参照）において金属材料２（図３参照）が加熱される際の上蓋および粉塵回収装置として機能するように構成されている。

図３に示すように、坩堝１は、内部に金属材料２を投入可能なように、上側（Ｚ１側）が開口されたカップ形状を有する。すなわち、坩堝１は、上下方向（Ｚ方向）に沿うように配置されている。坩堝１は、耐火性を有する部材から構成されている。

炉体７は、誘導加熱コイル１０と、継鉄２０と、継鉄当て板３０と、炉枠４０と、炉底部材５０と、を含む。なお、継鉄当て板３０は、特許請求の範囲の「板部材」の一例である。

炉体７は、坩堝１の外周側（Ｒ２側）および下側（Ｚ２側）を囲むように設けられている。坩堝１は、上下方向（Ｚ方向）に沿うように配置されている。

誘導加熱コイル１０は、坩堝１の外周側（Ｒ２側）に巻回するように配置されている。すなわち、図４に示すように、誘導加熱コイル１０は、上側（Ｚ１側）から見て、坩堝１と略同心円となるように配置されている。また、図５に示すように、誘導加熱コイル１０は、坩堝１の外周側（Ｒ２側）において、上下方向（Ｚ方向）の略全体に渡って配置されている。

誘導加熱コイル１０は、坩堝１の内部の金属材料２を、誘導加熱によって加熱して溶融させるように構成されている。具体的には、誘導加熱コイル１０は、インバータ装置（図示しない）と接続され、インバータ装置から交流電流が供給されるように構成されている。誘導加熱コイル１０に、交流電流が供給されると、電磁誘導により、誘導加熱コイル１０の内側（Ｒ１側）に配置された、坩堝１（図３参照）の内部の金属材料２（図３参照）に渦電流が発生する。そして、金属材料２は、この渦電流に伴って生じるジュール熱により加熱される。

図４に示すように、継鉄２０は、誘導加熱コイル１０の外周側（Ｒ２側）に沿って複数配置されている。複数の継鉄２０は、各々、上側（Ｚ１側）から見て、誘導加熱コイル１０と略同心の円に沿って、互いに略等角度間隔に並ぶように配置されている。継鉄２０は、誘導加熱コイル１０の外周側（Ｒ２側）において、上下方向（Ｚ方向）の略全体に渡って配置されている。すなわち、継鉄２０は、誘導加熱コイル１０の径方向（Ｒ方向）の外側（Ｒ２側）への移動を規制している。

継鉄２０は、周方向（Ｃ方向）に積層された複数の（珪素の）鋼板から構成されている。継鉄２０は、誘導加熱コイル１０の外周側（Ｒ２側）に沿って配置されている。継鉄２０は、誘導加熱コイル１０によって発生する磁界を坩堝１の内部に投入された金属材料２に導くように構成されている。すなわち、継鉄２０が、誘導加熱コイル１０の外周側（Ｒ２側）に配置されることにより、誘導加熱の際に発生する磁束が外部（径方向（Ｒ方向）の外側（Ｒ２側））に漏れるのが抑制されている。

継鉄当て板３０は、径方向（Ｒ方向）に沿うように、継鉄２０を周方向（Ｃ方向）の両側から挟み込むように設けられている。継鉄当て板３０は、複数の継鉄２０の各々に対して設けられている。また、図８に示すように、継鉄２０を周方向（Ｃ方向）の両側から挟み込む継鉄当て板３０同士の間には、周方向（Ｃ方向）に延びる背面側梁部材５１が設けられている。背面側梁部材５１の両端部は、各々、継鉄当て板３０と溶接されている。これにより、継鉄２０は、継鉄当て板３０に対して固定されている。

図４に示すように、炉枠４０は、継鉄２０の外周側（Ｒ２側）に配置されている。炉枠４０は、複数の板状の部材、柱状の部材等から構成されている。すなわち、炉枠４０は、枠状に形成されている。炉枠４０は、金属製である。炉枠４０は、継鉄２０を誘導加熱コイル１０に密着させるように、継鉄２０を外周側（Ｒ２側）から押圧するためのコイル押さえ用締結部材５２を締結可能に構成されている。

図３に示すように、炉底部材５０は、坩堝１、誘導加熱コイル１０、継鉄２０、継鉄当て板３０、等の下方（Ｚ２側）に配置されている。炉底部材５０は、キャスタブル（耐火性のコンクリート）から構成されている。炉底部材５０は、ボルトおよびナット等の締結部材５４によって、継鉄当て板３０の下部と締結固定されている。誘導加熱装置１００では、締結部材５４が締結されることによって、継鉄当て板３０を介して、誘導加熱コイル１０を下方（Ｚ２側）に押圧するように構成されている。

ここで、本実施形態では、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向（Ｚ方向）において、複数に分割可能に構成されている。詳細には、図７に示すように、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０は、それぞれ、略同じ高さ位置において、複数のコイル部１１、複数の継鉄部２１および複数の炉枠部４１に分割可能に構成されている。そして、略同じ高さ位置において分割されたコイル部１１と継鉄部２１と炉枠部４１とは、一体的に固定されている。

具体的には、図５に示すように、誘導加熱コイル１０は、複数（３つの）のコイル部１１を含む。複数（３つの）のコイル部１１は、互いに並列に電気的に接続されるとともに、上下方向（Ｚ方向）に並んで配置されている。以下の説明では、上下方向（Ｚ方向）において、上側（Ｚ１側）に配置されるコイル部１１、中央部に配置されるコイル部１１および下側（Ｚ２側）に配置されるコイル部１１を、それぞれ、コイル部１１ａ、コイル部１１ｂおよびコイル部１１ｃとする。３つのコイル部１１は、各々、略１３回巻回されている。コイル部１１の上下方向（Ｚ方向）の両端部には、外部端子に接続されるコイル引出し部１２が外周側（Ｒ２側）に引き出されている。そして、誘導加熱コイル１０は、複数のコイル部１１（コイル部１１ａ、コイル部１１ｂおよびコイル部１１ｃ）に分割可能に構成されている。

また、図６に示すように、継鉄２０は、複数（３つの）の継鉄部２１を含む。複数（３つの）の継鉄部２１は、上下方向（Ｚ方向）に並んで配置されている。以下の説明では、上下方向（Ｚ方向）において、上側（Ｚ１側）に配置される継鉄部２１、中央部に配置される継鉄部２１および下側（Ｚ２側）に配置される継鉄部２１を、それぞれ、継鉄部２１ａ、継鉄部２１ｂおよび継鉄部２１ｃとする。継鉄部２１ａ、継鉄部２１ｂおよび継鉄部２１ｃは、それぞれ、コイル部１１ａ、コイル部１１ｂおよびコイル部１１ｃと略同じ高さ位置に配置されている。

図８に示すように、継鉄当て板３０は、上下方向（Ｚ方向）に並んで配置される継鉄部２１の各々に設けられている。本実施形態では、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄当て板３０の各々には、互いに固定するための固定部３１が形成されている。固定部３１は、継鉄当て板用締結部材５３を締結可能に周方向（Ｃ方向）に突出するように形成されている。なお、継鉄当て板用締結部材５３は、特許請求の範囲の「締結部材」の一例である。

図９に示すように、固定部３１は、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄当て板３０のうちの上方側（Ｚ１側）に配置される上側継鉄当て板３２の下部３２ａ、および、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄当て板３０のうちの下方側（Ｚ２側）に配置される下側継鉄当て板３３の上部３３ａに形成されている。すなわち、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄部２１（図８参照）同士は、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄当て板３０同士が締結固定されることにより、互いに固定されている。なお、上側継鉄当て板３２および下側継鉄当て板３３は、それぞれ、特許請求の範囲の「上側板部材」および「下側板部材」の一例である。

そして、図７に示すように、継鉄当て板用締結部材５３（図６参照）による締結固定を解除することにより、継鉄２０は、複数のコイル部１１（コイル部１１ａ、コイル部１１ｂおよびコイル部１１ｃ）と略同じ高さ位置において、複数の継鉄部２１（継鉄部２１ａ、継鉄部２１ｂおよび継鉄部２１ｃ）に分割可能に構成されている。

また、炉枠４０は、複数（３つの）の炉枠部４１を含む。複数（３つの）の炉枠部４１は、上下方向（Ｚ方向）に並んで配置されている。以下の説明では、上下方向（Ｚ方向）において、上側に配置される炉枠部４１ａ、中央部に配置される炉枠部４１ｂおよび下側（Ｚ２側）に配置される炉枠部４１ｃを、それぞれ、炉枠部４１ａ、炉枠部４１ｂおよび炉枠部４１ｃとする。炉枠部４１ａ、炉枠部４１ｂおよび炉枠部４１ｃは、それぞれ、コイル部１１ａ、コイル部１１ｂおよびコイル部１１ｃと略同じ高さ位置に配置されている。上下方向（Ｚ方向）に隣り合う炉枠部４１同士は、図示しない炉枠用締結部材を介して、互いに締結固定されている。そして、炉枠用締結部材による締結固定を解除することにより、炉枠４０は、複数のコイル部１１（コイル部１１ａ、コイル部１１ｂおよびコイル部１１ｃ）と略同じ高さ位置において、複数の炉枠部４１（炉枠部４１ａ、炉枠部４１ｂおよび炉枠部４１ｃ）に分割可能に構成されている。

また、継鉄２０を誘導加熱コイル１０に密着させるように、継鉄２０を外周側（Ｒ２側）から押圧するためのコイル押さえ用締結部材５２は、複数の炉枠部４１（炉枠部４１ａ、炉枠部４１ｂおよび炉枠部４１ｃ）の各々に設けられている。したがって、コイル押さえ用締結部材５２を介して、コイル部１１と、継鉄部２１と、炉枠部４１とが固定された状態で、継鉄部２１同士の固定および炉枠部４１同士の締結固定を解除することによって、図７に示すように、炉体７を、複数の中間組立体６０（中間組立体６０ａ、中間組立体６０ｂおよび中間組立体６０ｃ）に分割することができる。なお、中間組立体６０ａ、中間組立体６０ｂおよび中間組立体６０ｃは、それぞれ、コイル部１１ａと継鉄部２１ａと炉枠部４１ａとが一体的に固定された中間組立体６０、コイル部１１ｂと継鉄部２１ｂと炉枠部４１ｂとが一体的に固定された中間組立体６０、および、コイル部１１ｃと継鉄部２１ｃと炉枠部４１ｃとが一体的に固定された中間組立体６０である。なお、中間組立体６０ｃには、炉底部材５０も一体的に固定されていてもよい。

ここで、本実施形態では、図１０に示すように、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄部２１のうちの上方側（Ｚ１側）に配置される上側継鉄部２２の下端２２ａと上下方向に隣り合う継鉄部２１のうちの下方側（Ｚ２側）に配置される下側継鉄部２３の上端２３ａとが接触位置Ｐ２において接触するように配置された状態（継鉄部接触状態）で、上側継鉄部２２を周方向の両側から挟み込む上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと下側継鉄部２３を周方向（Ｃ方向）の両側から挟み込む下側継鉄当て板３３の上端３３ｂとが接触しないように構成されている。また、継鉄部接触状態で、周方向から見て、接触位置Ｐ２の少なくとも一部が上側継鉄当て板３２の下端部３２ｃまたは下側継鉄当て板３３の上端部３３ｃとオーバラップするように構成されている。

具体的には、図９に示すように、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂは、第１高さＨ１を有する第１部分３２ｄと、第１高さＨ１とは異なる第２高さＨ２を有する第２部分３２ｅと、を含む段差形状を有する。また、下側継鉄当て板３３の上端３３ｂは、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂの段差形状に対応する段差形状を有する。第１部分３２ｄと第２部分３２ｅとは、傾斜部３３ｆによって接続されている。上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと下側継鉄当て板３３の上端３３ｂとは、周方向（Ｃ方向）から見て、互いに略平行となるように構成されている。また、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄部２１同士を接触させていない状態（図９の状態）で、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと下側継鉄当て板３３の上端３３ｂとの距離Ｄ１が、上側継鉄部２２の下端２２ａと下側継鉄部２３の上端２３ａとの距離Ｄ２よりも大きくなるように構成されている。これにより、図１０に示すように、継鉄部接触状態で、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと下側継鉄当て板３３の上端３３ｂとの間に隙間Ｇが生じる。なお、本実施形態では、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと、上側継鉄部２２の下端２２ａとは、略同じ高さ位置となるように構成されている。

（誘導加熱装置の製造方法）
次に、図１１および図１２を参照して、誘導加熱装置１００の組立方法について説明する。

まず、図１１に示すように、ステップＳ１において、工場において、設置場所に輸送される誘導加熱装置１００を構成する各々の部分が準備される。具体的には、複数の中間組立体６０（上側の中間組立体６０ａ、中央の中間組立体６０ｂおよび下側の中間組立体６０ｃ）、上部キャスタ５、（デッキ部４が分割された）部分４ｂおよび部分４ｃ、炉座３が分割された各々の部分、等が準備される。

ここで、本実施形態では、複数の中間組立体６０を輸送する際には、上側の中間組立体６０ａおよび中央の中間組立体６０ｂに、それぞれ、治具７０を取り付けた状態で行われる。具体的には、図１２に示すように、上側の中間組立体６０ａおよび中央の中間組立体６０ｂに対して、コイル部１１の内側（Ｒ１側）に治具７０が挿入される。治具７０は、坩堝１の外径寸法と略等しい直径を有する環状部分７０ａを有する。これにより、治具７０の環状部分７０ａが、継鉄２０に作用する継鉄当て板用締結部材５３による締め付け荷重を負担するので、上側の中間組立体６０ａおよび中央の中間組立体６０ｂにおいて、コイル部１１が圧損するのを抑制することができる。また、治具７０は、上側の中間組立体６０ａおよび中央の中間組立体６０ｂの上側（Ｚ１側）の端部に載荷される治具上部７０ｂを有する。これにより、上側の中間組立体６０ａおよび中央の中間組立体６０ｂを輸送する際に、中間組立体６０が脱落するのを抑制することができる。

次に、図１１に示すように、ステップＳ２において、ステップＳ１で準備された誘導加熱装置１００を構成する各々の部分が、それぞれ、誘導加熱装置１００の設置場所へ輸送される。

次に、ステップＳ３において、誘導加熱装置１００の設置場所において、誘導加熱装置１００の設置場所へ輸送された誘導加熱装置１００を構成する各々の部分同士が組み立てられる。なお、複数の中間組立体６０同士を組み立てる際には、下側の中間組立体６０ｃ、中央の中間組立体６０ｂ、上側の中間組立体６０ａの順に、積み上げて（積層して）炉体７を組み立てる。具体的には、下側の中間組立体６０ｃの上部に、中央の中間組立体６０ｂを、クレーン等で吊り上げることによって積み上げる。そして、中央の中間組立体６０ｂから治具７０を取り外す。そして、中央の中間組立体６０ｂの上部に、上側の中間組立体６０ａを、クレーン等で吊り上げることによって積み上げる。そして、上側の中間組立体６０ａから治具７０を取り外す。そして、中間組立体６０同士を締結固定する。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向（Ｚ方向）において、複数に分割可能に構成されている。これにより、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向において、複数に分割することによって、分割され互いに一体的に固定された誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０を、比較的小さな中間組立体６０として、誘導加熱装置１００の設置場所まで容易に輸送することができる。また、設置場所まで輸送された比較的小さな中間組立体６０を、積層して結合するだけで誘導加熱装置１００を組み立てることができる。すなわち、設置場所において、比較的短時間で、誘導加熱装置１００を組み立てることができる。その結果、誘導加熱装置１００が大型化した場合でも、容易に輸送しながら、設置期間を短縮することができる。

また、本実施形態では、上記のように、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０は、それぞれ、略同じ高さ位置において、複数のコイル部１１、複数の継鉄部２１および複数の炉枠部４１に分割可能に構成されており、略同じ高さ位置において分割されたコイル部１１と継鉄部２１と炉枠部４１とは、一体的に固定されている。これにより、分割されたコイル部１１、継鉄部２１および炉枠部４１の上下方向（Ｚ方向）の長さを揃えることができるので、中間組立体６０（一体的に固定されたコイル部１１、継鉄部２１および炉枠部４１）を容易に積層することができるとともに、中間組立体６０同士を容易に結合することができる。

また、本実施形態では、上記のように、略同じ高さ位置において分割された複数のコイル部１１は、互いに並列に電気的に接続されている。これにより、並列に接続される予定のコイル部１１を基準に継鉄部２１および炉枠部４１を分割することにより、並列に接続される予定のコイル部１１を分断することなく、継鉄部２１および炉枠部４１を分割することができる。

また、本実施形態では、上記のように、誘導加熱装置１００は、複数の継鉄部２１の各々に径方向（Ｒ方向）に沿うように設けられ、継鉄部２１を周方向（Ｃ方向）の両側から挟み込む継鉄当て板３０を備える。そして、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄当て板３０の各々には、互いに固定するための固定部３１が形成されている。これにより、固定部３１を用いて上下方向に隣り合う継鉄当て板３０同士を固定することができるので、継鉄当て板３０に挟み込まれた上下方向に隣り合う継鉄部２１同士を固定することができる。その結果、分割された中間組立体６０同士を容易に固定することができる。

また、本実施形態では、上記のように、固定部３１は、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄当て板３０のうちの上方側（Ｚ１側）に配置される上側継鉄当て板３２の下部３２ａ、および、上下方向に隣り合う継鉄当て板３０のうちの下方側（Ｚ２側）に配置される下側継鉄当て板３３の上部３３ａに、継鉄当て板用締結部材５３を締結可能に周方向（Ｃ方向）に突出するように形成されている。これにより、上側継鉄当て板３２の下部３２ａに周方向に突出するように形成された固定部３１と、下側継鉄当て板３３の上部３３ａに周方向に突出するように形成された固定部３１との間を、継鉄当て板用締結部材５３により締結することができるので、上下方向に隣り合う継鉄当て板３０同士を容易に固定することができる。

また、本実施形態では、上記のように、誘導加熱装置１００は、複数の継鉄部２１の各々に径方向（Ｒ方向）に沿うように設けられ、継鉄部２１を周方向（Ｃ方向）の両側から挟み込む継鉄当て板３０を備える。そして、誘導加熱装置１００は、上下方向（Ｚ方向）に隣り合う継鉄部２１のうちの上方側（Ｚ１側）に配置される上側継鉄部２２の下端２２ａと上下方向に隣り合う継鉄部２１のうちの下方側（Ｚ２側）に配置される下側継鉄部２３の上端２３ａとが接触位置Ｐ２において接触するように配置された状態で、上側継鉄部２２を周方向の両側から挟み込む上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと下側継鉄部２３を周方向の両側から挟み込む下側継鉄当て板３３の上端３３ｂとが接触しないとともに、周方向から見て、接触位置Ｐ２の少なくとも一部が上側継鉄当て板３２の下端部３２ｃまたは下側継鉄当て板３３の上端部３３ｃとオーバラップするように構成されている。これにより、上側継鉄部２２の下端２２ａと下側継鉄部２３の上端２３ａとが接触位置Ｐ２において接触するように配置された状態で、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと下側継鉄当て板３３の上端３３ｂとが接触しないので、上側継鉄部２２を含む上側の中間組立体６０と下側継鉄部２３を含む下側の中間組立体６０とを固定する際に、上側継鉄部２２と下側継鉄部２３との間に隙間Ｇができるのを抑制することができる。その結果、誘導加熱コイル１０により発生する磁束が継鉄部２１の外周側（Ｒ２側）に漏れるのを抑制することができる。また、上側継鉄部２２の下端２２ａと下側継鉄部２３の上端２３ａとが接触位置Ｐ２において接触するように配置された状態で、周方向から見て、接触位置Ｐ２の少なくとも一部が上側継鉄当て板３２の下端部３２ｃまたは下側継鉄当て板３３の上端部３３ｃとオーバラップするので、接触位置Ｐ２の全てが上側継鉄当て板３２の下端部３２ｃおよび下側継鉄当て板３３の上端部３３ｃの少なくともいずれかとオーバラップしない場合と比較して、上側継鉄当て板３２の下端部３２ｃおよび下側継鉄当て板３３の上端部３３ｃが、周方向から見て、継鉄当て板３０から露出される面積を小さくすることができる。その結果、上側継鉄部２２を含む上側の中間組立体６０と下側継鉄部２３を含む下側の中間組立体６０とを接触させて固定する際に、上側継鉄部２２の下端部および下側継鉄部２３の上端部に上下方向に作用する圧力により、上側継鉄部２２の下端部または下側継鉄部２３の上端部が周方向に折れ曲がる（座屈する）のを、上側継鉄部２２の下端部および下側継鉄部２３の上端部により、抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂは、第１高さＨ１を有する第１部分３２ｄと、第１高さＨ１とは異なる第２高さＨ２を有する第２部分３２ｅと、を含む段差形状を有し、下側継鉄当て板３３の上端３３ｂは、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂの段差形状に対応する段差形状を有する。これにより、中間組立体６０同士を、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂの段差形状と下側継鉄当て板３３の上端３３ｂの段差形状とを合わせるように、上下方向（Ｚ方向）に並べて配置することによって、上側（Ｚ１側）の中間組立体６０と下側（Ｚ２側）の中間組立体６０とが、軸方向（Ｚ方向）から見て、周方向（Ｃ方向）に位置ずれするのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと、上側継鉄部２２の下端２２ａとは、略同じ高さ位置となるように構成されている。これにより、上側継鉄当て板３２の下端３２ｂと上側継鉄部２２の下端２２ａとが異なる高さ位置となるように構成されている場合と比較して、中間組立体６０の下端が平坦になり易いので、中間組立体６０の輸送時における作業性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、誘導加熱装置１００は、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０と分離可能、かつ、炉枠４０の上方（Ｚ１側）に回動軸３ａの周りに傾動可能に設けられ、上下方向（Ｚ方向）から見て炉枠４０よりも大きい矩形形状を有するデッキ部４を備える。そして、デッキ部４は、上下方向から見て、回動軸３ａが配置されていない部分において、水平方向に分割可能に構成されている。これにより、デッキ部４を、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０と分離した上で、水平方向に分割することができるので、輸送時における公道での輸送車両の規制（水平方向の大きさの規制）を超えるのを抑制することができる。また、デッキ部４は回動軸３ａが配置されていない部分において分割されるので、回動軸３ａが複数に分割される場合と比較して、分割されたデッキ部４が連結された際に回動軸３ａに歪みが生じるのを抑制することができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、デッキ部４が、上下方向から見て、回動軸３ａが配置されていない部分において、水平方向に分割可能に構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、デッキ部を、上下方向から見て、回動軸が配置されている部分において、水平方向に分割可能に構成されてもよい。また、デッキ部を、水平方向に分割できないように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下端３２ｂと、上側継鉄部２２の下端２２ａとは、略同じ高さ位置となるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上側板部材の下端と、上側継鉄部の下端とが、異なる高さ位置となるように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下端３２ｂと下側継鉄当て板３３（下側板部材）の上端３３ｂとが、周方向（Ｃ方向）から見て、互いに略平行となるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上側板部材の下端と下側板部材の上端とが、周方向から見て、互いに交差するように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下端３２ｂが、段差形状を有し、下側継鉄当て板３３（下側板部材）の上端３３ｂは、上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下端３２ｂの段差形状に対応する段差形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上側板部材の下端および下側板部材の上端が、段差を含まない平坦形状を有してもよい。

また、上記実施形態では、上側継鉄部２２の下端２２ａと下側継鉄部２３の上端２３ａとが接触位置Ｐ２において接触するように配置された状態で、上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下端３２ｂと下側継鉄当て板３３（下側板部材）の上端３３ｂとが接触しないとともに、周方向から見て、接触位置Ｐ２の少なくとも一部が上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下端部３２ｃまたは下側継鉄当て板３３（下側板部材）の上端部３３ｃとオーバラップするように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上側継鉄部の下端と下側継鉄部の上端とが接触位置において接触するように配置された状態で、上側板部材の下端と下側板部材の上端とが接触するように構成されてもよい。また、上側継鉄部の下端と下側継鉄部の上端とが接触位置において接触するように配置された状態で、周方向から見て、接触位置が上側板部材の下端部または下側板部材の上端部とオーバラップしないように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、固定部３１が、上側継鉄当て板３２（上側板部材）の下部３２ａおよび下側継鉄当て板３３（下側板部材）の上部３３ａに、継鉄当て板用締結部材５３（締結部材）を締結可能に周方向（Ｃ方向）に突出するように形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、固定部が、周方向（Ｃ方向）以外の方向に突出するように形成されてもよい。また、固定部が、上側板部材の下部および下側板部材の上部以外の位置に設けられてもよい。

また、上記実施形態では、誘導加熱コイル１０、継鉄２０および炉枠４０が、それぞれ、略同じ高さ位置において、複数のコイル部１１、複数の継鉄部２１および複数の炉枠部４１に分割可能に構成されており、略同じ高さ位置において分割されたコイル部１１と継鉄部２１と炉枠部４１とは、一体的に固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、誘導加熱コイル、継鉄および炉枠が、それぞれ、異なる高さ位置において複数のコイル部、複数の継鉄部および複数の炉枠部に分割可能に構成され、異なる高さ位置において分割されたコイル部と継鉄部と炉枠部とが、一体的に固定されてもよい。

また、上記実施形態では、誘導加熱装置１００が、上蓋および粉塵回収装置として機能するように構成された集塵フード６を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１３の変形例に示す誘導加熱装置２００のように、上蓋２０６ａと粉塵回収装置２０６ｂとを別個に備えてもよい。

また、上記実施形態では、継鉄２０を周方向（Ｃ方向）の両側から挟み込む継鉄当て板３０（板部材）同士の間に、周方向（Ｃ方向）に延びる背面側梁部材５１が設けられ、背面側梁部材５１の両端部が、各々、継鉄当て板３０（板部材）と溶接されることにより、継鉄２０が、継鉄当て板３０（板部材）に対して固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、継鉄を板部材により周方向の両側から挟み込んだ状態で、継鉄および両側の板部材を貫通するボルトと、ボルトに螺号するナットとにより、継鉄が、板部材に対して固定されてもよい。

１ 坩堝
２ 金属材料
３ａ 回動軸
４ デッキ部
１０ 誘導加熱コイル
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ） コイル部
２０ 継鉄
２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ） 継鉄部
２２ 上側継鉄部
２２ａ （上側継鉄部の）下端
２３ 下側継鉄部
２３ａ （下側継鉄部の）上端
３０ 継鉄当て板（板部材）
３１ 固定部
３２ 上側継鉄当て板（上側板部材）
３２ａ （上側板部材の）下部
３２ｂ （上側板部材の）下端
３２ｃ （上側板部材の）下端部
３２ｄ （上側板部材の下端の）第１部分
３２ｅ （上側板部材の下端の）第２部分
３３ 下側継鉄当て板（下側板部材）
３３ａ （下側板部材の）上部
３３ｂ （下側板部材の）上端
３３ｃ （下側板部材の）上端部
４０ 炉枠
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ） 炉枠部
５３ 継鉄当て板用締結部材（締結部材）
１００、２００ 誘導加熱装置
Ｐ２ 接触位置
Ｈ１ （第１高さ）
Ｈ２ （第２高さ）

Claims (9)

1. 上下方向に沿うように配置され、内部に金属材料が投入される坩堝と、
   前記坩堝の外周に巻回され、前記金属材料を加熱して溶融させるための誘導加熱コイルと、
   前記誘導加熱コイルの外周に沿って配置され、前記誘導加熱コイルによって発生する磁界を前記坩堝の内部に投入された前記金属材料に導くための継鉄と、
   前記継鉄の外周側に配置され、前記継鉄を前記誘導加熱コイルに密着させるように、前記継鉄を外周側から押圧するための枠状に形成された炉枠と、を備え、
   前記誘導加熱コイル、前記継鉄および前記炉枠は、互いに一体的に固定された状態で、上下方向において、複数に分割可能に構成されている、誘導加熱装置。
2. 前記誘導加熱コイル、前記継鉄および前記炉枠は、それぞれ、略同じ高さ位置において、複数のコイル部、複数の継鉄部および複数の炉枠部に分割可能に構成されており、
   略同じ高さ位置において分割された前記コイル部と前記継鉄部と前記炉枠部とは、一体的に固定されている、請求項１に記載の誘導加熱装置。
3. 略同じ高さ位置において分割された前記複数のコイル部は、互いに並列に電気的に接続されている、請求項２に記載の誘導加熱装置。
4. 前記複数の継鉄部の各々に径方向に沿うように設けられ、前記継鉄部を周方向の両側から挟み込む板部材をさらに備え、
   上下方向に隣り合う前記板部材の各々には、互いに固定するための固定部が形成されている、請求項２または３に記載の誘導加熱装置。
5. 前記固定部は、上下方向に隣り合う前記板部材のうちの上方側に配置される上側板部材の下部、および、上下方向に隣り合う前記板部材のうちの下方側に配置される下側板部材の上部に、締結部材を締結可能に周方向に突出するように形成されている、請求項４に記載の誘導加熱装置。
6. 前記複数の継鉄部の各々に径方向に沿うように設けられ、前記継鉄部を周方向の両側から挟み込む板部材をさらに備え、
   上下方向に隣り合う前記継鉄部のうちの上方側に配置される上側継鉄部の下端と上下方向に隣り合う前記継鉄部のうちの下方側に配置される下側継鉄部の上端とが接触位置において接触するように配置された状態で、前記上側継鉄部を周方向の両側から挟み込む上側板部材の下端と前記下側継鉄部を周方向の両側から挟み込む下側板部材の上端とが接触しないとともに、周方向から見て、前記接触位置の少なくとも一部が前記上側板部材の下端部または前記下側板部材の上端部とオーバラップするように構成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
7. 前記上側板部材の下端は、第１高さを有する第１部分と、前記第１高さとは異なる第２高さを有する第２部分と、を含む段差形状を有し、
   前記下側板部材の上端は、前記上側板部材の下端の段差形状に対応する段差形状を有する、請求項６に記載の誘導加熱装置。
8. 前記上側板部材の下端と、前記上側継鉄部の下端とは、略同じ高さ位置となるように構成されている、請求項６または７に記載の誘導加熱装置。
9. 前記誘導加熱コイル、前記継鉄および前記炉枠と分離可能、かつ、前記炉枠の上方に回動軸の周りに傾動可能に設けられ、上下方向から見て前記炉枠よりも大きい矩形形状を有するデッキ部をさらに備え、
   前記デッキ部は、上下方向から見て、前記回動軸が配置されていない部分において、水平方向に分割可能に構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。

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