JPH05280877A - 真空溶解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】装置の原材料の挿入、製品の取出しを簡易化す
ると共に装置を大型化し易く、連続運転可能にする。 【構成】真空雰囲気化可能な真空容器１内の溶解装置部
（るつぼ３）へ単一又は複数の原材料を線状、棒状又は
板状の形態に成形した原材料８を真空容器１壁を貫通す
る単一又は複数の開口部１３を経由して大気中の外部よ
り、直接連続的に送り込む原材料供給部１０を設けた真
空溶解装置。また、開口部１３の長さ方向に単一又は複
数の摺動式Ｏリング、ガスケット、ラビリンス等のシー
ル機構１６を設けることが好ましい。また、シール機構
１６のシール要素前後の間隔部の１又は複数個所に排気
ポートを設け、同排気ポートに接続して真空ポンプ２等
を設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空中で原材料を溶解
して処理する工程を有する装置、例えば原材料を溶解す
る工程を経て原材料の精製、純度向上、混合、複合化、
合金化、成分分離、同位体分離などの処理を行なうため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来の真空溶解装置の１例を示
す。図において従来のこの種装置は真空ポンプ０１で真
空雰囲気化される真空容器０２内にるつぼ０３、電気ヒ
ータ０４及び電子銃０５、飛散防止壁０６、原材料ホッ
パ０７等を備え、るつぼ０３へ供給した原材料０８を電
気ヒータ０４及び電子銃０５の電子ビーム０９又はその
何れかで溶解し、飛散防止壁０６内で溶解状態の原材料
に対する処理を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述のような
従来装置では、原材料０８のホッパ０７への供給は、一
般的には真空容器０２を開放してホッパ０７内に原材料
を装荷し、その都度装置の運転を停止し真空容器を開放
しなければならない不具合がある。

【０００４】また、まれに図３に示すように真空容器０
２の外にバルブ０１０，０１１で仕切った真空化可能な
容器０１２と投入ホッパ０１３を設け、大気圧下で投入
ホッパ０１３から容器０１２へ原材料０８を入れ、容器
０１２を真空化した状態でバルブ０１０を開き、真空容
器０２内のホッパ０７へ原材料を補給するような方法が
用いられるが機構及び操作が複雑になり、装置の大型化
には適合できない不具合がある。

【０００５】一方真空容器０２内の製品や廃棄物の取出
しは例えば図３のように真空容器の下に副真空室０１４
を設けて真空化し内部のコンベア等０１５に乗せた容器
０１６にバルブ０１７を介して取出し、バルブ０１８を
開としてコンベア０１５で副真空室０１４に移送したの
ちバルブ０１７を閉じて副真空室０１４を大気圧に戻
し、入口０１９を開放し、副真空室０１４へコンベア０
１５で送られた容器０１６′を取出す等の方法によって
行ない、同様に気圧操作を伴なう複雑な機構作業であ
る。

【０００６】本発明は従来装置の上記各不具合点を解消
するため、この種装置の原材料の挿入、製品の取出しを
簡易化すると共に装置を大型化し易く、連続運転可能に
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の真空溶解装置は、真空雰囲気化可
能な真空容器内の溶解装置部（るつぼ部）へ単一又は複
数の原材料を線状、棒状又は板状の形態に成形した原材
料を真空容器壁を貫通する単一又は複数の開口部を経由
して大気中の外部より、直接連続的に送り込む原材料供
給部を設けた。

【０００８】また、大気等真空容器外雰囲気の真空容器
内への流入を防止、低減するため、上記貫通開口部の長
さ方向に単一又は複数の摺動式Ｏリング、ガスケット、
ラビリンス等のシール機構を設けることが好ましい。

【０００９】また、上記シール機構のシール要素前後の
間隔部の１又は複数個所に排気ポートを設け、同排気ポ
ートに接続して真空ポンプ等を設けることができる。

【００１０】また、真空容器壁の貫通開口部の外端側に
定尺の原材料を溶接、接着等により接合する自動接合す
る自動接合装置を備えると効果的である。

【００１１】また、上記真空容器内で作られた製品又は
廃品を、線状、棒状又は板状に連続冷却固化成形する装
置を真空容器内に設け、同成形装置から送られる成形品
を真空容器壁を貫通する開口部を経由して真空中から大
気中へ直接、連続的に送出す取出部を設けるとよい。

【００１２】また、処理後の製品又は廃棄物の取出部の
貫通開口部の長さ方向に単一の又は複数の摺動式Ｏリン
グ、ガスケット、ラビリンス等のシール機構を設けても
よい。

【００１３】さらに、上記取出部シール機構のシール要
素前後の間隔部の１又は複数個所に排気ポートを設け、
同排気ポートに接続して真空ポンプ等を設けることが好
ましい。

【００１４】そして、上記取出部貫通開口部の外端側
に、送り出された連続成形物品を適宜長さに自動切断す
る装置を設けると効果的である。

【００１５】

【作用】上記のように構成された本発明の真空溶解装置
によれば、線状、棒状又は板状の形態に作られた原材料
が真空容器壁を貫通する開口部にゆるく嵌合した状態で
外部大気側から開口部を経て一定の必要送り速度で真空
容器内のるつぼ部へ連続的に供給される。

【００１６】この際開口部と原材料との隙間を最小限に
し、貫通開口部長さを長くとると開口部を通る大気の容
器内への流入は少なくなる。

【００１７】そして、大気部から真空部へ直接連続して
原材料が送られるから供給部は機構が簡素化し、大型化
し易く、装置の連続運転時間を規模の大型化に応じて長
くすることができる。

【００１８】また、供給部の貫通開口部に設けた摺動式
シール機構は給送される原材料をシール要素と接触しな
がら摺動させられるから外部からの開口部を通る大気の
真空容器内への流入をより小さくすることができる。

【００１９】またシール要素前後の間隙部に設けた排気
ポートから真空ポンプ等で吸引排気すると貫通開口部の
シール効果は充分に高くなる。

【００２０】自動接合装置は供給部の貫通開口部外端側
で、開口部に送り込まれている原材料の後端に後部から
送られる他の単位長さの原材料の前端を平行移動しなが
ら溶接又は接着方式等で接合し、原材料の連続供給を維
持する。

【００２１】真空容器内に設けた連続成形装置は真空容
器内で原材料の溶解処理により作られた液状の製品と廃
棄物が、それぞれ液溜に入りタンディッシュ、鋳型、エ
プロンローラ、の順にるつぼから壁で遮ぎられた真空容
器内で冷却固化されながら線状、棒状又は板状の形態に
連続成形され、取出部貫通開口を経て容器内真空中から
外部大気中へ送られ、外部に設けられた曲げガイドロー
ルを通り切断機で一定長さに切断されて保管場所へ運搬
される。

【００２２】そして処理後の製品又は廃棄物の取出側部
の貫通開口部にも摺動式のシール機構及び排気手段を設
けたことにより取出側でもシール効果を充分に保つこと
ができる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の１実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の実施例にかかる装置の横断
面図、図２は図１のII〜II矢視の縦断面である。

【００２４】これらの図において１は真空ポンプ２の駆
動で真空雰囲気化される真空容器、３は真空容器１内の
るつぼ、４はるつぼ３上を覆う飛散防止壁、５はるつぼ
３の外周に配置した電気ヒータ、６はるつぼ３へ電子ビ
ーム７を放射する電子銃であり、電気ヒータ５及び電子
ビーム７又はその何れか一方でるつぼ３へ送られる原材
料８を熱溶解し、飛散防止壁４内で材料の精製、純度ア
ップ、複合化、合金化、成分分離など諸種の処理を行な
う。なお飛散防止壁４内に設ける処理装置等は図示を省
略する。

【００２５】１０は真空容器１の側壁部を貫通して内外
に連通させて設けた原材料供給部、１１，１２は真空容
器１の下壁を貫通して内外に連通させて設けた単一又は
複数の取出部、ここでは２系統の取出部であり、一方を
真空容器１で処理した製品取出用、他方を廃棄物取出用
に用いる場合として示す。なお一方の取出部１２は真空
容器１の筒状の下側突出部１ａ内に配置される例として
示す。

【００２６】１３は供給部１０、取出部１１，１２の壁
貫通個所に固着した筒状の貫通開口部、また１４は、る
つぼ３の底から真空容器１底壁を貫通させて固着し、バ
ルブ１５を取付けたパイプである。

【００２７】１６は貫通開口部１３内に取付けた単一又
は複数のＯリング、ガスケット、ラビリンス等からなる
摺動式シール機構、１７はシール機構１６の間隔部の少
なくとも１つに管１８で接続して設けた排気用の真空ポ
ンプなど、１９，２０は原材料供給部１０の上流側及び
取出部１１，１２の下流側に設けた送りローラと搬送ロ
ーラ、２１は供給部１０のローラ１９，２０間に設けた
原材料８の端部自動接合装置である。

【００２８】また２２は取出部１１，１２側に配設され
たローラ１９，２０間に設けた切断装置、２３，２４は
取出される製品又は廃棄物、２５は取出部１１，１２の
上流部に設けた連続成形装置で液溜め３０、タンディッ
シュ３１、鋳型３２、エプロンローラ３３及び引抜きロ
ール３４等より構成される。

【００２９】次ぎに本装置の作動について説明すると、
原材料８は予め工場で単位長さの線状、棒状又は板状等
の形態に成形体単位８′に作り、供給部１０の搬送ロー
ラ２０へ順に送り、自動端部接合装置２１で原材料成形
体の前後端を溶接又は接着などの方法で接合し、連続し
た成形された原材料８として送りローラ１９により貫通
開口部１３へ挿入される。

【００３０】貫通開口部１３はシール機構１６を設けな
い場合は成形された原材料８と微小間隙で嵌合する同一
断面形のガイド孔を内部に設け、長さを大きくすること
によってシール効果を得られる。またシール機構１６、
あるいは排気管１８と真空ポンプ１７などを設ければ更
によいシール効果が得られる。

【００３１】原材料８は貫通開口部１３を通り外部大気
中から直接真空雰囲気の真空容器１へ入り、容器内のガ
イドローラ３５に案内され先端をるつぼ３上に保つよう
に一定速度で送られ、先端部が電子ビーム７の照射で溶
解されてるつぼ３内へ落下して行く。

【００３２】溶解した原材料８は飛散防止壁４内で行な
う各種の処理を経て、目的の製品と製品外の廃棄物溶解
液とに分離され、その一方例えば製品液は取出部１１ラ
インの連続成形装置２５の液溜め３０へ入り、他方の廃
棄物液はるつぼ３からパイプ１５を経て取出部１２ライ
ンの連続成形装置２５の液溜め３０へ入る。

【００３３】両取出部１１，１２ラインの連続成形装置
２５は製品液又は廃棄物液を線状、棒状又は板状等の連
続する形態に冷却固化させ乍ら連続成形し引抜きロール
３４で送り出し、送り出された製品又は廃棄物２３，２
４は切断装置２２で単位長さに切断され所定の置場など
へ搬送される。

【００３４】取出部１１，１２は装置の形式に応じ取付
け場所を任意の位置に変更して良い。

【００３５】上述した装置によると真空容器１内で溶解
処理すべき原材料の外部から真空容器１内への供給及び
真空容器１内から外部への製品と廃棄物の取出しが外部
の大気圧下と真空容器内真空雰囲気の間で直接連続した
流れで行なえるから、従来のような原材料の装荷あるい
は製品や廃棄物の取出し毎の運転停止、真空容器の開放
あるいは副真空室の開放などは不要になり、真空容器を
含む真空溶解装置の長時間の連続運転が可能になる。

【００３６】また原材料の供給、製品、廃棄物の取出し
が、著しく容易に高能率で行なえるようになり、真空溶
解装置本体の大型化への対応が容易になる。

【００３７】以上本発明の１実施例について縷々説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本
発明の技術思想の範囲内において種々設計変更し得るも
のである。

【００３８】

【発明の効果】本発明は上述した構成により、以下に述
べる効果を奏する。 （１）真空溶解装置に線状、棒状又は板状などの何れか
の形態に成形した原材料を真空容器壁を貫通する開口部
を経由し大気中より真空容器内の溶解装置部へ連続的に
送り込む原材料供給部を設けたことにより、原材料供給
部の構成が簡素化し装置の大型化に対応し易くなる。

【００３９】（２）上記貫通開口部に摺動式シール機構
を具備することにより、貫通開口部からの大気流入が低
減される。

【００４０】（３）上記シール要素の間隔部に排気管及
び真空ポンプ等を設けたことにより、貫通開口部経由の
大気流入は更に減少し、シール効果が高まる。

【００４１】（４）上記貫通開口部の外端側に定尺の原
材料を端部相互接合する自動接合装置を設けたことによ
り、原材料の連続供給を安定に維持できる。

【００４２】（５）真空容器内に同容器内で作られた製
品、廃品液を線状、棒状又は板状などの何れかの形態に
連続成形する装置を設け、同成形装置から送られる成形
品を真空容器壁を貫通する開口部を経由して、真空中か
ら大気中へ直接連続的に送り出す取出部を設けたことに
より、真空容器からの製品、廃品の取出しが自動化さ
れ、この取出しに起因する真空溶解装置の運転停止を不
要にし運転時間の連続性を高める。

【００４３】（６）上記取出部側貫通開口部に、摺動式
シール機構及び更にシール要素間隔部に排気管と真空ポ
ンプ等を接続して設けたことにより、製品、廃品取出側
でのシール効果も充分に保てる。

【００４４】（７）上記製品、廃品取出部の外端側に、
送り出された連続成形物品の切断装置等を設けたことに
より、製品、廃品の置場への搬送のためのハンドリング
が容易になる。

【００４５】（８）上記の総合として、真空溶解装置の
外部からの原材料の供給、製品と廃品の外部への取出し
が自動化し、かつ構成が簡易化され、装置の大型化への
対応及び装置の連続運転を可能にし、経済性を高められ
る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る真空溶解装置の概略構
成を示す横断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視縦断面図である。

【図３】従来の真空溶解装置の一般的構成を示す概略横
断面図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ 真空ポンプ ３ るつぼ ４ 飛散防止壁 ５ 電気ヒータ ６ 電子銃 ７ 電子ビーム ８ 原材料 １０ 原材料供給部 １１，１２ 製品又は廃棄物取出部 １３ 筒状の貫通開口部 １４ 貫通パイプ １５ バルブ １６ 摺動式シール機構 １７ 排気用真空ポンプ等 １８ 排気管 １９ 送りローラ ２０ 搬送ローラ ２１ 原材料端部自動接合装置 ２２ 切断装置 ２３，２４ 製品又は廃棄物 ２５ 連続成形装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空雰囲気を形成するための真空容器、
   真空ポンプ等から構成され、同真空容器中に電気ヒー
   タ、電子銃等を加熱源としてなる溶解装置を有する装置
   であって、同真空容器内部で、原材料を溶解する工程を
   経て、原材料を精製、純度向上、混合、複合化、合金
   化、成分分離、同位体分離などを行う装置において、単
   一、又は、複数の原材料を線状、棒状、又は、板状の形
   態に成形し、該成形された原材料を真空容器壁を貫通す
   る単一、又は、複数の開口部を経由して、大気中より、
   真空容器中の溶解装置に、直接かつ連続的に送り込む原
   材料供給部を設けたことを特徴とする真空溶解装置。
2. 【請求項２】 真空容器壁の貫通開口部の長手方向に、
   単一又は複数の摺動式Ｏリング、摺動式ガスケット、ラ
   ビリンス等のシール機構を具備した請求項１記載の真空
   溶解装置。
3. 【請求項３】 シール機構のシール要素前後の間隔部の
   １つ又は複数個所に、洩れにより流入する気体を吸引、
   排気するための排気管を配設し、同排気管に接続して真
   空ポンプ等を設けた請求項２記載の真空溶解装置。
4. 【請求項４】 真空容器壁の貫通開口部の外端側に、定
   尺の原材料を連続的に供給するため、溶接、接着等の方
   法により接合する自動接合装置を配置した請求項１記載
   の真空溶解装置。
5. 【請求項５】 真空容器内に、同容器内で作られた処理
   後の製品又は廃棄物質を線状、棒状又は板状に冷却固定
   成形する装置を設け、該成形装置から送られる成形品を
   真空容器壁を貫通する単一又は複数の開口部を経由して
   真空中から大気中に直接かつ連続的に送り出す取出部を
   設けた請求項１又は４記載の真空溶解装置。
6. 【請求項６】 処理後の製品又は廃棄物を取出す取出部
   の貫通開口部の長手方向に単一又は複数の摺動式Ｏリン
   グ、摺動式ガスケット、ラビリンス等のシール機構を設
   けた請求項５記載の真空溶解装置。
7. 【請求項７】 取出部シール機構のシール要素前後の間
   隔部の１つ又は複数個所に洩れにより流入する気体を吸
   引排出するための排気管を設け、該排気管に接続して真
   空ポンプ等を設けた請求項６記載の真空溶解装置。
8. 【請求項８】 取出部貫通開口部の外端側に、送り出さ
   れた連続成形物品を切断するための切断装置等を配置し
   た請求項１，５又は７記載の真空溶解装置。