JPH116687A - 誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構 - Google Patents
誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構Info
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- JPH116687A JPH116687A JP10032688A JP3268898A JPH116687A JP H116687 A JPH116687 A JP H116687A JP 10032688 A JP10032688 A JP 10032688A JP 3268898 A JP3268898 A JP 3268898A JP H116687 A JPH116687 A JP H116687A
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶解対象物１３の溶解および取り出しの作業
を容易にすると共に、溶解対象物１３の側面壁３への付
着量を低減し、ガスを十分に除去する。 【解決手段】 側面壁３は、底部から上縁部にかけて半
径を増大させるように傾斜されている。側面壁３の底部
には、出湯部２が形成されている。側面壁３および出湯
部２の外周側には、溶解対象物１３を誘導加熱する第１
誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイル６とが設けられ
ている。これらの加熱コイル５・６には、交流電力が供
給されるように溶解用電源７と出湯用電源８とが接続さ
れている。
を容易にすると共に、溶解対象物１３の側面壁３への付
着量を低減し、ガスを十分に除去する。 【解決手段】 側面壁３は、底部から上縁部にかけて半
径を増大させるように傾斜されている。側面壁３の底部
には、出湯部２が形成されている。側面壁３および出湯
部２の外周側には、溶解対象物１３を誘導加熱する第１
誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイル６とが設けられ
ている。これらの加熱コイル５・６には、交流電力が供
給されるように溶解用電源７と出湯用電源８とが接続さ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱により金
属を溶解する誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構に
関するものである。
属を溶解する誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】反応性の高い金属を溶融して高純度の金
属を得たり、所望の成分の合金を得る場合には、誘導加
熱と撹拌作用により溶湯の全体を均等な温度にして品質
のばらつきを無くすことができると共に、不純物の混入
を低レベルに抑制して品質の低下を防止することができ
る誘導加熱溶解炉が注目されている。
属を得たり、所望の成分の合金を得る場合には、誘導加
熱と撹拌作用により溶湯の全体を均等な温度にして品質
のばらつきを無くすことができると共に、不純物の混入
を低レベルに抑制して品質の低下を防止することができ
る誘導加熱溶解炉が注目されている。
【０００３】従来の誘導加熱溶解炉は、例えば特開平４
−３２７３４２号公報に開示されているように、出湯部
を有した底部から口径を拡大させるように傾斜された
後、同一口径で上端まで立ち上げられた側面壁を有して
いる。側面壁は、縦割り状の複数の導電性セグメントを
円周方向に相互に絶縁して配列することにより形成され
ており、この側面壁の外周側には、側面壁の内周側に収
容された金属を誘導加熱するように誘導コイルが配置さ
れている。また、出湯部には、上下に出湯路を連通され
た鋳型が設けられている。そして、このように構成され
た誘導加熱溶解炉は、金属を誘導加熱により溶解して溶
湯とし、この溶湯を鋳型の出湯路に流入させることによ
って、溶湯を凝固させながら取り出すようになってい
る。
−３２７３４２号公報に開示されているように、出湯部
を有した底部から口径を拡大させるように傾斜された
後、同一口径で上端まで立ち上げられた側面壁を有して
いる。側面壁は、縦割り状の複数の導電性セグメントを
円周方向に相互に絶縁して配列することにより形成され
ており、この側面壁の外周側には、側面壁の内周側に収
容された金属を誘導加熱するように誘導コイルが配置さ
れている。また、出湯部には、上下に出湯路を連通され
た鋳型が設けられている。そして、このように構成され
た誘導加熱溶解炉は、金属を誘導加熱により溶解して溶
湯とし、この溶湯を鋳型の出湯路に流入させることによ
って、溶湯を凝固させながら取り出すようになってい
る。
【０００４】また、特開平８−１４５５７１号公報に
は、出湯部を有した平面状の底部から同一口径で上端ま
で立ち上げられた側面壁と、出湯部を閉口した底蓋とを
有した誘導加熱溶解炉が開示されている。そして、この
誘導加熱溶解炉は、金属が誘導加熱で溶解されて溶湯と
なったときに、底蓋を溶解して出湯部を開口させること
によって、溶湯を外部に取り出すようになっている。
は、出湯部を有した平面状の底部から同一口径で上端ま
で立ち上げられた側面壁と、出湯部を閉口した底蓋とを
有した誘導加熱溶解炉が開示されている。そして、この
誘導加熱溶解炉は、金属が誘導加熱で溶解されて溶湯と
なったときに、底蓋を溶解して出湯部を開口させること
によって、溶湯を外部に取り出すようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、出湯部に鋳型を設けた構成では、鋳型の出
湯路における凝固層と側面壁の凝固層とが接続した状態
になるため、鋳型から金属を取り出そうとすると、極め
て大きな引抜力を要することになって取り出し作業が困
難となる。また、出湯部を底蓋で閉口した構成では、底
蓋を一旦溶解して開口すると、全溶湯の取り出しを完了
するまで出湯部を閉口することができないため、金属の
溶解と取り出しとを容易に切り替えることができない。
即ち、従来の構成は、金属の溶解および取り出しの作業
を容易に行うことができないと共に、これらの溶解およ
び取り出しの切り替え操作を簡単に行うことができない
という第１の問題がある。
来のように、出湯部に鋳型を設けた構成では、鋳型の出
湯路における凝固層と側面壁の凝固層とが接続した状態
になるため、鋳型から金属を取り出そうとすると、極め
て大きな引抜力を要することになって取り出し作業が困
難となる。また、出湯部を底蓋で閉口した構成では、底
蓋を一旦溶解して開口すると、全溶湯の取り出しを完了
するまで出湯部を閉口することができないため、金属の
溶解と取り出しとを容易に切り替えることができない。
即ち、従来の構成は、金属の溶解および取り出しの作業
を容易に行うことができないと共に、これらの溶解およ
び取り出しの切り替え操作を簡単に行うことができない
という第１の問題がある。
【０００６】さらに、上記従来の構成のように、側面壁
が同一口径で立ち上げられていると、溶湯の湯面から金
属蒸気が蒸発したり、溶湯内で生成されたガス成分が湯
面から放散するときに、これらの金属蒸気の蒸発方向や
ガスの上昇方向が側面壁の壁面に対して平行になる。こ
れにより、従来の構成では、金属が側面壁に付着し易い
ため、側面壁を清掃する際に大きな負担がかかると共
に、ガスが側面壁に接触し易いため、ガスの排気抵抗が
増大し、結果としてガスを十分に除去することができず
に品質の低下を招来することになるという第２の問題が
ある。
が同一口径で立ち上げられていると、溶湯の湯面から金
属蒸気が蒸発したり、溶湯内で生成されたガス成分が湯
面から放散するときに、これらの金属蒸気の蒸発方向や
ガスの上昇方向が側面壁の壁面に対して平行になる。こ
れにより、従来の構成では、金属が側面壁に付着し易い
ため、側面壁を清掃する際に大きな負担がかかると共
に、ガスが側面壁に接触し易いため、ガスの排気抵抗が
増大し、結果としてガスを十分に除去することができず
に品質の低下を招来することになるという第２の問題が
ある。
【０００７】そこで、本発明は、上述の第１の問題およ
び第２の問題の少なくとも一方を解決することができる
誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構を提供しようと
するものである。
び第２の問題の少なくとも一方を解決することができる
誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構を提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、誘導加熱溶解炉であって、底部
に形成された出湯部と、縦割り状の複数の導電性セグメ
ントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより形
成された側面壁とを有し、セグメント（または側面壁）
を冷却しながら溶解対象物を収容する収容手段と、前記
出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記収容
手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル手段
と、前記コイル手段に電力を供給する電源手段と、前記
出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解と凝固と
で切り替えるように、前記電源手段を制御する電源制御
手段とを備えたことを特徴としている。
に、請求項１の発明は、誘導加熱溶解炉であって、底部
に形成された出湯部と、縦割り状の複数の導電性セグメ
ントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより形
成された側面壁とを有し、セグメント（または側面壁）
を冷却しながら溶解対象物を収容する収容手段と、前記
出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記収容
手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル手段
と、前記コイル手段に電力を供給する電源手段と、前記
出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解と凝固と
で切り替えるように、前記電源手段を制御する電源制御
手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】上記の構成によれば、収容手段に収容した
溶解対象物が誘導加熱されると、この加熱により溶解対
象物が溶解して溶湯になると共に、収容手段の側面壁や
底部の壁面、出湯部の壁面に接触する部分においては、
溶湯が冷却されて溶解対象物が凝固した状態となる。従
って、電源制御手段が電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができる。
溶解対象物が誘導加熱されると、この加熱により溶解対
象物が溶解して溶湯になると共に、収容手段の側面壁や
底部の壁面、出湯部の壁面に接触する部分においては、
溶湯が冷却されて溶解対象物が凝固した状態となる。従
って、電源制御手段が電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができる。
【００１０】請求項２の発明は、誘導加熱溶解炉であっ
て、底部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾
斜され、縦割り状の複数の導電性セグメントを円周方向
に相互に絶縁して配列することにより形成された側面壁
を有した収容手段と、前記側面壁の外周側に配置され、
前記収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコ
イル手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源
手段とを備えたことを特徴としている。
て、底部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾
斜され、縦割り状の複数の導電性セグメントを円周方向
に相互に絶縁して配列することにより形成された側面壁
を有した収容手段と、前記側面壁の外周側に配置され、
前記収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコ
イル手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源
手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】上記の構成によれば、電源手段からコイル
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面から
ガスとして放散する。この際、収容手段の側面壁は、底
部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜され
ているため、溶解対象物の蒸発やガスの上昇を遮ること
がない。従って、蒸発する溶解対象物が湯面から上方の
側面壁に接触することが殆どないため、側面壁に溶解対
象物が付着することによる不具合を抑制することができ
る。また、ガスが側面壁に接触することも殆どないた
め、ガスの排気抵抗を低減することが可能になり、結果
としてガスを十分に除去することができる。
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面から
ガスとして放散する。この際、収容手段の側面壁は、底
部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜され
ているため、溶解対象物の蒸発やガスの上昇を遮ること
がない。従って、蒸発する溶解対象物が湯面から上方の
側面壁に接触することが殆どないため、側面壁に溶解対
象物が付着することによる不具合を抑制することができ
る。また、ガスが側面壁に接触することも殆どないた
め、ガスの排気抵抗を低減することが可能になり、結果
としてガスを十分に除去することができる。
【００１２】請求項３の発明は、誘導加熱溶解炉であっ
て、底部に形成された出湯部と、該底部から上縁部にか
けて半径を増大させるように傾斜され、縦割り状の複数
の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列す
ることにより形成された側面壁とを有した収容手段と、
前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記
収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル
手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源手段
と、前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解
と凝固とで切り替えるように、前記電源手段を制御する
電源制御手段とを備えたことを特徴としている。
て、底部に形成された出湯部と、該底部から上縁部にか
けて半径を増大させるように傾斜され、縦割り状の複数
の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列す
ることにより形成された側面壁とを有した収容手段と、
前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記
収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル
手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源手段
と、前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解
と凝固とで切り替えるように、前記電源手段を制御する
電源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】上記の構成によれば、電源手段からコイル
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面から
ガスとして放散する。この際、収容手段の側面壁は、底
部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜され
ているため、溶解対象物の蒸発やガスの上昇を遮ること
がない。従って、蒸発する溶解対象物が湯面から上方の
側面壁に接触することが殆どないため、側面壁に溶解対
象物が付着することによる不具合を抑制することができ
る。また、溶湯から発生したガスが側面壁に接触するこ
とも殆どないため、ガスの排気抵抗を低減することが可
能になり、結果として溶湯中のガスを十分に除去するこ
とができる。さらに、電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができる。
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面から
ガスとして放散する。この際、収容手段の側面壁は、底
部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜され
ているため、溶解対象物の蒸発やガスの上昇を遮ること
がない。従って、蒸発する溶解対象物が湯面から上方の
側面壁に接触することが殆どないため、側面壁に溶解対
象物が付着することによる不具合を抑制することができ
る。また、溶湯から発生したガスが側面壁に接触するこ
とも殆どないため、ガスの排気抵抗を低減することが可
能になり、結果として溶湯中のガスを十分に除去するこ
とができる。さらに、電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができる。
【００１４】請求項４の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部は、前記収容手
段の底部に接合され、上部から下方に向かって口径を減
少させるように形成された導入口部と、該導入口部と一
体的にその下方に形成された中空筒状の流出口部とを有
したことを特徴としている。
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部は、前記収容手
段の底部に接合され、上部から下方に向かって口径を減
少させるように形成された導入口部と、該導入口部と一
体的にその下方に形成された中空筒状の流出口部とを有
したことを特徴としている。
【００１５】上記の構成によれば、出湯部の壁面に沿っ
て溶解対象物が凝固した後、内周方向に凝固が進行す
る。従って、出湯部の閉口動作は、導入口部の最も小さ
な口径の下部から始まって上部方向に順に進行する。こ
れにより、出湯部の全体が溶解対象物の凝固により大き
な力で急激に閉口することがないため、出湯部の開口率
を容易に増減させることが可能になり、結果として出湯
量を微調整しながら溶湯を取り出すことができる。
て溶解対象物が凝固した後、内周方向に凝固が進行す
る。従って、出湯部の閉口動作は、導入口部の最も小さ
な口径の下部から始まって上部方向に順に進行する。こ
れにより、出湯部の全体が溶解対象物の凝固により大き
な力で急激に閉口することがないため、出湯部の開口率
を容易に増減させることが可能になり、結果として出湯
量を微調整しながら溶湯を取り出すことができる。
【００１６】請求項５の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とを一体的に有
し、前記電源制御手段は、前記溶解対象物の溶解時にお
いては前記出湯部を凝固した溶解対象物で閉口する一
方、前記溶解対象物の溶湯の取り出し時においては前記
溶解対象物を溶解させて前記出湯部を開口させるよう
に、前記電源手段を制御することを特徴としている。上
記の構成によれば、第１コイル手段と第２コイル手段と
を一つのコイルで連続的に形成してコイル手段とするこ
とができる。
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とを一体的に有
し、前記電源制御手段は、前記溶解対象物の溶解時にお
いては前記出湯部を凝固した溶解対象物で閉口する一
方、前記溶解対象物の溶湯の取り出し時においては前記
溶解対象物を溶解させて前記出湯部を開口させるよう
に、前記電源手段を制御することを特徴としている。上
記の構成によれば、第１コイル手段と第２コイル手段と
を一つのコイルで連続的に形成してコイル手段とするこ
とができる。
【００１７】請求項６の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とに分離されて
おり、前記電源手段は、前記第１コイル手段に電力を供
給する第１電源手段と、前記第２コイル手段に電力を供
給する第２電源手段とを有し、前記電源制御手段は、前
記第１電源手段と前記第２電源手段とを独立に制御する
ことを特徴としている。上記の構成によれば、溶解対象
物の溶解と、溶湯の取り出しをそれぞれ独立して行うこ
とができるため、生産性を向上させることができる。
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とに分離されて
おり、前記電源手段は、前記第１コイル手段に電力を供
給する第１電源手段と、前記第２コイル手段に電力を供
給する第２電源手段とを有し、前記電源制御手段は、前
記第１電源手段と前記第２電源手段とを独立に制御する
ことを特徴としている。上記の構成によれば、溶解対象
物の溶解と、溶湯の取り出しをそれぞれ独立して行うこ
とができるため、生産性を向上させることができる。
【００１８】請求項７の発明は、請求項６記載の誘導加
熱溶解炉であって、前記第２電源手段は、溶解対象物を
溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解
用電源部と、溶解対象物を凝固させる程度の第２周波数
の交流電力を出力する凝固用電源部とを有し、前記電源
制御手段は、出湯部の開口時に前記溶解用電源部から交
流電力を出力させる一方、出湯部の閉口時に前記凝固用
電源部から交流電力を出力させることを特徴としてい
る。上記の構成によれば、溶解用電源部と凝固用電源部
との切り替えによって、出湯部の開口と閉口を容易に切
り替えることができると共に、高周波および低周波の電
力の供給時間を調整することによって、出湯量の調整も
容易にできる。
熱溶解炉であって、前記第２電源手段は、溶解対象物を
溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解
用電源部と、溶解対象物を凝固させる程度の第２周波数
の交流電力を出力する凝固用電源部とを有し、前記電源
制御手段は、出湯部の開口時に前記溶解用電源部から交
流電力を出力させる一方、出湯部の閉口時に前記凝固用
電源部から交流電力を出力させることを特徴としてい
る。上記の構成によれば、溶解用電源部と凝固用電源部
との切り替えによって、出湯部の開口と閉口を容易に切
り替えることができると共に、高周波および低周波の電
力の供給時間を調整することによって、出湯量の調整も
容易にできる。
【００１９】請求項８の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部から前記溶解対
象物を外部に強制的に引き抜く引抜手段を備えたことを
特徴としている。上記の構成によれば、溶解対象物の凝
固が進行した場合でも、溶解対象物を出湯部から強制的
に引き抜くことができるため、所望の凝固状態の溶解対
象物を得ることができる。
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部から前記溶解対
象物を外部に強制的に引き抜く引抜手段を備えたことを
特徴としている。上記の構成によれば、溶解対象物の凝
固が進行した場合でも、溶解対象物を出湯部から強制的
に引き抜くことができるため、所望の凝固状態の溶解対
象物を得ることができる。
【００２０】請求項９の発明は、請求項１ないし８のい
ずれか１項に記載の誘導加熱溶解炉であって、減圧下に
おいて前記溶解対象物を溶解することを特徴としてい
る。上記の構成によれば、多量のガスが発生する減圧下
において好適に使用することができる。
ずれか１項に記載の誘導加熱溶解炉であって、減圧下に
おいて前記溶解対象物を溶解することを特徴としてい
る。上記の構成によれば、多量のガスが発生する減圧下
において好適に使用することができる。
【００２１】請求項１０の発明は、誘導加熱溶解炉の底
部出湯機構であって、溶解対象物の溶解された溶湯を収
容する収容手段の底部に明けられた中空逆円錐状の開口
部と、前記開口部の内周に接してその内方に形成された
導入口部と、この導入口部と一体にその下方に形成され
た中空筒状の流出口部とからなり、それぞれが連続した
複数のスリットにより複数のセグメントに分割され、冷
却水の給排水配管に接続された漏斗状の出湯部と、前記
出湯部の前記導入口部と流出口部の、それぞれの外周に
配置された誘導加熱コイルと、これら誘導加熱コイルに
任意に選択的に接続される凝固用電源部と溶解用電源部
とを含んでなることを特徴としている。上記の構成によ
れば、比較的に簡単な構成により溶解と出湯の時間と量
を制御することができる。
部出湯機構であって、溶解対象物の溶解された溶湯を収
容する収容手段の底部に明けられた中空逆円錐状の開口
部と、前記開口部の内周に接してその内方に形成された
導入口部と、この導入口部と一体にその下方に形成され
た中空筒状の流出口部とからなり、それぞれが連続した
複数のスリットにより複数のセグメントに分割され、冷
却水の給排水配管に接続された漏斗状の出湯部と、前記
出湯部の前記導入口部と流出口部の、それぞれの外周に
配置された誘導加熱コイルと、これら誘導加熱コイルに
任意に選択的に接続される凝固用電源部と溶解用電源部
とを含んでなることを特徴としている。上記の構成によ
れば、比較的に簡単な構成により溶解と出湯の時間と量
を制御することができる。
【００２２】請求項１１の発明は、請求項１０記載の誘
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部は、
上部が広く下方に向かって狭くなる導入口部と、該導入
口部に連続して下方に延びる中空管状の流出口部とから
なることを特徴としている。上記の構成によれば、出湯
部の開口率を容易に増減させることができるため、出湯
量を微調整しながら溶湯を取り出すことができる。
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部は、
上部が広く下方に向かって狭くなる導入口部と、該導入
口部に連続して下方に延びる中空管状の流出口部とから
なることを特徴としている。上記の構成によれば、出湯
部の開口率を容易に増減させることができるため、出湯
量を微調整しながら溶湯を取り出すことができる。
【００２３】請求項１２の発明は、請求項１１記載の誘
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部の前
記導入口部と流出口部のそれぞれに配置された誘導加熱
コイルに、出湯する際は高周波電力が供給され、出湯を
停止する際は低周波電流が供給されることを特徴として
いる。上記の構成によれば底部出湯機構を一層簡単な構
成にすることができる。
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部の前
記導入口部と流出口部のそれぞれに配置された誘導加熱
コイルに、出湯する際は高周波電力が供給され、出湯を
停止する際は低周波電流が供給されることを特徴として
いる。上記の構成によれば底部出湯機構を一層簡単な構
成にすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１な
いし図７に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係
る誘導加熱溶解炉は、図２に示すように、チタン等の溶
解対象物１３を収容する銅製の炉本体１を有している。
尚、炉本体１は、純銅や銅合金からなる銅製の他、電気
抵抗率の低い金や銀または場合によってはステンレス等
を用いることができる。また、溶解対象物１３として
は、チタンの他、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、
ニオブ、タンタル、モリブデン、ウラン、希土類金属、
トリウム、およびこれらの合金から選ばれる金属からな
る反応性金属を挙げることができる。
いし図７に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係
る誘導加熱溶解炉は、図２に示すように、チタン等の溶
解対象物１３を収容する銅製の炉本体１を有している。
尚、炉本体１は、純銅や銅合金からなる銅製の他、電気
抵抗率の低い金や銀または場合によってはステンレス等
を用いることができる。また、溶解対象物１３として
は、チタンの他、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、
ニオブ、タンタル、モリブデン、ウラン、希土類金属、
トリウム、およびこれらの合金から選ばれる金属からな
る反応性金属を挙げることができる。
【００２５】上記の炉本体１は、高真空から大気圧まで
の任意の圧力に減圧可能な図示しない真空チャンバ内に
設けられている。また、炉本体１は、底部に配置された
出湯部２と、底部から上縁部にかけて半径を増大させる
ように傾斜された逆円錐形状の側面壁３とを有してい
る。出湯部２は、図１に示すように、炉本体１の底部を
開口し、この開口を上下方向に連通させる連通穴２ａを
有している。また、出湯部２および側面壁３は、縦割り
状の複数（８個）の導電性セグメント４を円周方向に相
互に絶縁して配列することにより形成されている。尚、
絶縁は、絶縁部材を導電性セグメント４・４間に介装し
たり、導電性セグメント４・４間を離隔することにより
行われている。
の任意の圧力に減圧可能な図示しない真空チャンバ内に
設けられている。また、炉本体１は、底部に配置された
出湯部２と、底部から上縁部にかけて半径を増大させる
ように傾斜された逆円錐形状の側面壁３とを有してい
る。出湯部２は、図１に示すように、炉本体１の底部を
開口し、この開口を上下方向に連通させる連通穴２ａを
有している。また、出湯部２および側面壁３は、縦割り
状の複数（８個）の導電性セグメント４を円周方向に相
互に絶縁して配列することにより形成されている。尚、
絶縁は、絶縁部材を導電性セグメント４・４間に介装し
たり、導電性セグメント４・４間を離隔することにより
行われている。
【００２６】上記の導電性セグメント４は、冷却水が流
動する冷却水路４ａを内部に有している。冷却水路４ａ
は、導電性セグメント４の上端部（側面壁３の上端部）
から下端部（出湯部２の下端部）にかけて形成されてい
る。上端部の冷却水路４ａは、図示しない冷却水供給装
置に接続されており、下端部の冷却水路４ａは、連絡口
４ｂを介して隣接する導電性セグメント４の冷却水路４
ａに連通されている。そして、冷却水路４ａは、隣接す
る２つの導電性セグメント４・４を一組として冷却系を
構成している。これにより、冷却系は、一方の導電性セ
グメント４の上端部から冷却水を導入して下端部に流動
させることにより一方の導電性セグメント４を冷却した
後、下端部の連絡口４ｂを介して隣接する導電性セグメ
ント４の冷却水路４ａに流入させ、この冷却水路４ａの
下端部から上端部に流動させることにより他方の導電性
セグメント４を冷却するようになっている。
動する冷却水路４ａを内部に有している。冷却水路４ａ
は、導電性セグメント４の上端部（側面壁３の上端部）
から下端部（出湯部２の下端部）にかけて形成されてい
る。上端部の冷却水路４ａは、図示しない冷却水供給装
置に接続されており、下端部の冷却水路４ａは、連絡口
４ｂを介して隣接する導電性セグメント４の冷却水路４
ａに連通されている。そして、冷却水路４ａは、隣接す
る２つの導電性セグメント４・４を一組として冷却系を
構成している。これにより、冷却系は、一方の導電性セ
グメント４の上端部から冷却水を導入して下端部に流動
させることにより一方の導電性セグメント４を冷却した
後、下端部の連絡口４ｂを介して隣接する導電性セグメ
ント４の冷却水路４ａに流入させ、この冷却水路４ａの
下端部から上端部に流動させることにより他方の導電性
セグメント４を冷却するようになっている。
【００２７】上記のように構成された炉本体１の外周側
には、第１誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイル６と
に分離された誘導加熱コイル１６が設けられている。第
１誘導加熱コイル５は、側面壁３の底部から上端部にか
けて巻回されている。一方、第２誘導加熱コイル６は、
出湯部２の下端から上端にかけて巻回されている。そし
て、第１誘導加熱コイル５および第２誘導加熱コイル６
は、電源装置１７の溶解用電源７および出湯用電源８に
それぞれ接続されており、これらの電源７・８から交流
電力が供給されたときに、側面壁３および出湯部２の壁
面に沿って交番磁場９を生成するようになっている。
には、第１誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイル６と
に分離された誘導加熱コイル１６が設けられている。第
１誘導加熱コイル５は、側面壁３の底部から上端部にか
けて巻回されている。一方、第２誘導加熱コイル６は、
出湯部２の下端から上端にかけて巻回されている。そし
て、第１誘導加熱コイル５および第２誘導加熱コイル６
は、電源装置１７の溶解用電源７および出湯用電源８に
それぞれ接続されており、これらの電源７・８から交流
電力が供給されたときに、側面壁３および出湯部２の壁
面に沿って交番磁場９を生成するようになっている。
【００２８】上記の溶解用電源７は、溶解対象物１３を
溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力するよう
に設定されていると共に、周波数を任意に変更可能にな
っている。一方、出湯用電源８は、溶解対象物１３を溶
解させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解用
電源部１０と、溶解対象物１３を凝固させる程度の第２
周波数の交流電力を出力する凝固用電源部１１とを有し
ている。そして、両電源部１０・１１は、上述の溶解用
電源７と同様に周波数を任意に変更可能になっている。
溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力するよう
に設定されていると共に、周波数を任意に変更可能にな
っている。一方、出湯用電源８は、溶解対象物１３を溶
解させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解用
電源部１０と、溶解対象物１３を凝固させる程度の第２
周波数の交流電力を出力する凝固用電源部１１とを有し
ている。そして、両電源部１０・１１は、上述の溶解用
電源７と同様に周波数を任意に変更可能になっている。
【００２９】上記の電源部１０・１１および溶解用電源
７は、電源制御装置１２に接続されている。溶解用電源
７および溶解用電源部１０の第１周波数は、２ｋＨｚ程
度の高周波数に設定するようになっている。尚、凝固用
電源部１１の第２周波数は、通常、商用電源の周波数
（１００〜２００Ｈｚ程度の低周波数）に設定されてい
る。また、電源制御装置１２は、動作信号を各電源７・
８に出力することによって、各電源７・８における交流
電力の出力と停止とを切り替え可能になっていると共
に、出湯用電源８における溶解用電源部１０と凝固用電
源部１１との作動を切り替え可能になっている。
７は、電源制御装置１２に接続されている。溶解用電源
７および溶解用電源部１０の第１周波数は、２ｋＨｚ程
度の高周波数に設定するようになっている。尚、凝固用
電源部１１の第２周波数は、通常、商用電源の周波数
（１００〜２００Ｈｚ程度の低周波数）に設定されてい
る。また、電源制御装置１２は、動作信号を各電源７・
８に出力することによって、各電源７・８における交流
電力の出力と停止とを切り替え可能になっていると共
に、出湯用電源８における溶解用電源部１０と凝固用電
源部１１との作動を切り替え可能になっている。
【００３０】上記の構成において、誘導加熱溶解炉の動
作について説明する。先ず、炉本体１の上方から溶解対
象物１３が投入されることによって、炉本体１への溶解
対象物１３の収容が行われる。この際、炉本体１の側面
壁３は、底部から上縁部にかけて半径を増大させるよう
に傾斜された逆円錐形状に形成されているため、上縁部
が最も大きな開口径となっている。従って、溶解対象物
１３の投入位置に多少の誤差があった場合や、体積が大
きく異なる溶解対象物１３を混在させながら投入した場
合であっても、溶解対象物１３の全量を確実に炉本体１
に投入することができる。
作について説明する。先ず、炉本体１の上方から溶解対
象物１３が投入されることによって、炉本体１への溶解
対象物１３の収容が行われる。この際、炉本体１の側面
壁３は、底部から上縁部にかけて半径を増大させるよう
に傾斜された逆円錐形状に形成されているため、上縁部
が最も大きな開口径となっている。従って、溶解対象物
１３の投入位置に多少の誤差があった場合や、体積が大
きく異なる溶解対象物１３を混在させながら投入した場
合であっても、溶解対象物１３の全量を確実に炉本体１
に投入することができる。
【００３１】この後、冷却水路４ａに冷却水を流すこと
により炉本体１を冷却し、溶解の準備を完了する。そし
て、オペレータが溶解開始の指令を電源制御装置１２に
入力したとき、電源制御装置１２は、溶解用電源７を動
作状態にすることによって、第１周波数（高周波数）の
交流電力を第１誘導加熱コイル５に出力させる。第１誘
導加熱コイル５に交流電力が供給されると、第１誘導加
熱コイル５から側面壁３の壁面に沿って交番磁場９が生
成され、この交番磁場９により溶解対象物１３が誘導加
熱されることにより塊状片の表面から溶解される。そし
て、溶解した溶解対象物１３が側面壁３の壁面に接触す
ると、側面壁３の冷却作用により溶解対象物１３が再び
凝固することによって、スカル１４が側面壁３に沿って
容器状に形成される。これにより、溶解初期において
は、図３に示すように、大きな層厚のスカル１４上に塊
状の溶解対象物１３と溶解した溶解対象物１３とが混在
しながら載置された状態となる。
により炉本体１を冷却し、溶解の準備を完了する。そし
て、オペレータが溶解開始の指令を電源制御装置１２に
入力したとき、電源制御装置１２は、溶解用電源７を動
作状態にすることによって、第１周波数（高周波数）の
交流電力を第１誘導加熱コイル５に出力させる。第１誘
導加熱コイル５に交流電力が供給されると、第１誘導加
熱コイル５から側面壁３の壁面に沿って交番磁場９が生
成され、この交番磁場９により溶解対象物１３が誘導加
熱されることにより塊状片の表面から溶解される。そし
て、溶解した溶解対象物１３が側面壁３の壁面に接触す
ると、側面壁３の冷却作用により溶解対象物１３が再び
凝固することによって、スカル１４が側面壁３に沿って
容器状に形成される。これにより、溶解初期において
は、図３に示すように、大きな層厚のスカル１４上に塊
状の溶解対象物１３と溶解した溶解対象物１３とが混在
しながら載置された状態となる。
【００３２】この後、図４に示すように、誘導加熱を継
続して全溶解対象物１３を溶解すると、スカル１４で囲
まれた容器部に溶解対象物１３の溶湯が収容された状態
となる。尚、通電されていない第２誘導加熱コイル６
は、交番磁場９を生成していないため、出湯部２の周辺
には、第１誘導加熱コイル５による小さな交番磁場９が
存在しているだけである。従って、出湯部２は、側面壁
３による冷却で形成された大きな層厚のスカル１４によ
り閉口された状態になっている。
続して全溶解対象物１３を溶解すると、スカル１４で囲
まれた容器部に溶解対象物１３の溶湯が収容された状態
となる。尚、通電されていない第２誘導加熱コイル６
は、交番磁場９を生成していないため、出湯部２の周辺
には、第１誘導加熱コイル５による小さな交番磁場９が
存在しているだけである。従って、出湯部２は、側面壁
３による冷却で形成された大きな層厚のスカル１４によ
り閉口された状態になっている。
【００３３】この後、図５に示すように、誘導加熱によ
る加熱電力が側面壁３の壁面に接触している側から内側
に向かって減衰するように加えられる。そして、図１に
示すように、溶解対象物１３の抜熱と交番磁場９の誘導
加熱による入熱とが平衡したスカル１４の層厚になった
ときに、スカル１４を浸透した交番磁場９の一部で溶解
対象物１３を誘導加熱することにより溶融状態を保持す
る。尚、溶解対象物１３の抜熱の要因には、溶解対象物
１３の湯面１３ａからの放射、湯面１３ａにおけるガス
の対流、および側面壁３による冷却があるが、スカル１
４の層厚は、側面壁３の冷却と交番磁場９の誘導加熱と
で主に決定される。
る加熱電力が側面壁３の壁面に接触している側から内側
に向かって減衰するように加えられる。そして、図１に
示すように、溶解対象物１３の抜熱と交番磁場９の誘導
加熱による入熱とが平衡したスカル１４の層厚になった
ときに、スカル１４を浸透した交番磁場９の一部で溶解
対象物１３を誘導加熱することにより溶融状態を保持す
る。尚、溶解対象物１３の抜熱の要因には、溶解対象物
１３の湯面１３ａからの放射、湯面１３ａにおけるガス
の対流、および側面壁３による冷却があるが、スカル１
４の層厚は、側面壁３の冷却と交番磁場９の誘導加熱と
で主に決定される。
【００３４】上述のようにして溶解対象物１３が溶解さ
れて溶湯になると、湯面１３ａから溶解対象物１３が蒸
発すると共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面１３
ａから放散する。この際、側面壁３は、底部から上縁部
にかけて半径を増大させるように傾斜されているため、
溶解対象物１３の蒸発や湯面１３ａで気化したガス成分
の上昇（矢符方向）を遮ることがない。従って、蒸発す
る溶解対象物１３が湯面１３ａから上方の側面壁３に接
触することが殆どないため、側面壁３に対する溶解対象
物１３の付着量が低減されたものになる。また、溶湯よ
り上昇するガスが側面壁３に接触することも殆どないた
め、ガスの排気抵抗が低減されることによって、溶湯中
のガスが十分に除去される。
れて溶湯になると、湯面１３ａから溶解対象物１３が蒸
発すると共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面１３
ａから放散する。この際、側面壁３は、底部から上縁部
にかけて半径を増大させるように傾斜されているため、
溶解対象物１３の蒸発や湯面１３ａで気化したガス成分
の上昇（矢符方向）を遮ることがない。従って、蒸発す
る溶解対象物１３が湯面１３ａから上方の側面壁３に接
触することが殆どないため、側面壁３に対する溶解対象
物１３の付着量が低減されたものになる。また、溶湯よ
り上昇するガスが側面壁３に接触することも殆どないた
め、ガスの排気抵抗が低減されることによって、溶湯中
のガスが十分に除去される。
【００３５】次に、溶解対象物１３の溶湯を取り出す場
合には、溶解用電源部１０を動作状態にすることによっ
て、第１周波数（高周波数）の交流電力を第２誘導加熱
コイル６に出力させる。第２誘導加熱コイル６に交流電
力が供給されると、第２誘導加熱コイル６により高周波
の交番磁場９が出湯部２の周辺に生成される。これによ
り、出湯部２の上方に存在するスカル１４が誘導加熱に
より溶解することによって、出湯部２が開口した状態と
なり、溶解対象物１３の溶湯が自重により出湯部２を介
して外部に出湯される。
合には、溶解用電源部１０を動作状態にすることによっ
て、第１周波数（高周波数）の交流電力を第２誘導加熱
コイル６に出力させる。第２誘導加熱コイル６に交流電
力が供給されると、第２誘導加熱コイル６により高周波
の交番磁場９が出湯部２の周辺に生成される。これによ
り、出湯部２の上方に存在するスカル１４が誘導加熱に
より溶解することによって、出湯部２が開口した状態と
なり、溶解対象物１３の溶湯が自重により出湯部２を介
して外部に出湯される。
【００３６】また、溶湯の取り出しを途中で中断した
り、取り出し量を調整する場合には、第２誘導加熱コイ
ル６への電力供給を溶解用電源部１０から凝固用電源部
１１に切り替える。凝固用電源部１１に切り替えると、
出湯部２の周辺に第２周波数（低周波数）の交番磁場９
が生成され、溶湯の表面からかなり深い部分まで渦電流
が生じる。そして、この部分における電力密度が低くな
り、加熱よりも専ら磁気圧が溶湯を上方に持ち上げるよ
うに作用する。これにより、出湯部２に加わる溶湯の自
重による圧力が低減されることによって、出湯量が減少
する。
り、取り出し量を調整する場合には、第２誘導加熱コイ
ル６への電力供給を溶解用電源部１０から凝固用電源部
１１に切り替える。凝固用電源部１１に切り替えると、
出湯部２の周辺に第２周波数（低周波数）の交番磁場９
が生成され、溶湯の表面からかなり深い部分まで渦電流
が生じる。そして、この部分における電力密度が低くな
り、加熱よりも専ら磁気圧が溶湯を上方に持ち上げるよ
うに作用する。これにより、出湯部２に加わる溶湯の自
重による圧力が低減されることによって、出湯量が減少
する。
【００３７】このようにして出湯量が減少すると、溶湯
から供給される熱量が減少し、出湯部２に接触している
部分から凝固が始まり、出湯量をさらに減少させること
によって、出湯部２の開口径が順次減少していくことに
なる。そして、溶解対象物１３の凝固を完全に進行させ
れば、出湯部２が閉口するため、出湯を停止させること
ができる。一方、出湯部２が所定の開口径となったとき
に、第２誘導加熱コイル６への電力供給を凝固用電源部
１１から溶解用電源部１０に切り替えれば、出湯部２の
開口径の減少を停止させた後、開口径を増大させる方向
に反転させることができる。従って、凝固用電源部１１
と溶解用電源部１０との切り替えを制御することによっ
て、出湯部２の開口径を一定に維持して所定の出湯量で
溶解対象物１３を取り出すことができる。
から供給される熱量が減少し、出湯部２に接触している
部分から凝固が始まり、出湯量をさらに減少させること
によって、出湯部２の開口径が順次減少していくことに
なる。そして、溶解対象物１３の凝固を完全に進行させ
れば、出湯部２が閉口するため、出湯を停止させること
ができる。一方、出湯部２が所定の開口径となったとき
に、第２誘導加熱コイル６への電力供給を凝固用電源部
１１から溶解用電源部１０に切り替えれば、出湯部２の
開口径の減少を停止させた後、開口径を増大させる方向
に反転させることができる。従って、凝固用電源部１１
と溶解用電源部１０との切り替えを制御することによっ
て、出湯部２の開口径を一定に維持して所定の出湯量で
溶解対象物１３を取り出すことができる。
【００３８】以上のように、本実施形態の誘導加熱溶解
炉は、底部から上縁部にかけて半径を増大させるように
傾斜され、縦割り状の複数の導電性セグメント４を円周
方向に相互に絶縁して配列することにより形成された側
面壁３を有した炉本体１（収容手段）と、側面壁３の外
周側に配置され、炉本体１に収容された溶解対象物１３
を誘導加熱する第１誘導加熱コイル５（第１コイル手
段）と、第１誘導加熱コイル５に交流電力を供給する溶
解用電源７（第１電源手段）とを備えた第１の構成を有
している。
炉は、底部から上縁部にかけて半径を増大させるように
傾斜され、縦割り状の複数の導電性セグメント４を円周
方向に相互に絶縁して配列することにより形成された側
面壁３を有した炉本体１（収容手段）と、側面壁３の外
周側に配置され、炉本体１に収容された溶解対象物１３
を誘導加熱する第１誘導加熱コイル５（第１コイル手
段）と、第１誘導加熱コイル５に交流電力を供給する溶
解用電源７（第１電源手段）とを備えた第１の構成を有
している。
【００３９】尚、誘導加熱溶解炉が第１の構成を有して
いれば、炉本体１は、本実施形態のように底部に出湯部
２を有し、この出湯部２から溶解対象物１３を取り出す
構造であっても良いし、出湯部２を備えずに炉本体１を
傾けて溶解対象物１３を取り出す構造であっても良い。
また、側面壁３の壁面は、底部から上縁部にかけて半径
を増大させるように傾斜されていれば、直線状であって
も湾曲状であっても良い。
いれば、炉本体１は、本実施形態のように底部に出湯部
２を有し、この出湯部２から溶解対象物１３を取り出す
構造であっても良いし、出湯部２を備えずに炉本体１を
傾けて溶解対象物１３を取り出す構造であっても良い。
また、側面壁３の壁面は、底部から上縁部にかけて半径
を増大させるように傾斜されていれば、直線状であって
も湾曲状であっても良い。
【００４０】上記の第１の構成において、溶解用電源７
から第１誘導加熱コイル５に交流電力を供給すると、第
１誘導加熱コイル５が交番磁場９を発生させることによ
って、炉本体１に収容された溶解対象物１３を誘導加熱
して溶解させる。そして、溶解対象物１３が溶解して溶
湯になると、湯面１３ａから溶解対象物１３が蒸発する
と共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面１３ａから
放散する。この際、炉本体１の側面壁３は、底部から上
縁部にかけて半径を増大させるように傾斜されているた
め、溶解対象物１３の蒸発や湯面１３ａで気化したガス
成分の上昇を遮ることがない。従って、蒸発する溶解対
象物１３が湯面１３ａから上方の側面壁３に接触するこ
とが殆どないため、側面壁３に溶解対象物１３が大量に
付着することによる不具合を低減することができる。即
ち、不純物を多量に含む付着物が溶湯中に落下すること
による溶解対象物１３の純度の低下や組成比のバラツキ
を低減することができると共に、付着物を除去する際の
負担を低減することができる。また、湯面１３ａで気化
して上昇するガスが側面壁３に接触することも殆どない
ため、ガスの排気抵抗を低減することが可能になり、結
果として溶湯中のガス成分を十分に除去することができ
る。
から第１誘導加熱コイル５に交流電力を供給すると、第
１誘導加熱コイル５が交番磁場９を発生させることによ
って、炉本体１に収容された溶解対象物１３を誘導加熱
して溶解させる。そして、溶解対象物１３が溶解して溶
湯になると、湯面１３ａから溶解対象物１３が蒸発する
と共に、溶湯内で生成されたガス成分が湯面１３ａから
放散する。この際、炉本体１の側面壁３は、底部から上
縁部にかけて半径を増大させるように傾斜されているた
め、溶解対象物１３の蒸発や湯面１３ａで気化したガス
成分の上昇を遮ることがない。従って、蒸発する溶解対
象物１３が湯面１３ａから上方の側面壁３に接触するこ
とが殆どないため、側面壁３に溶解対象物１３が大量に
付着することによる不具合を低減することができる。即
ち、不純物を多量に含む付着物が溶湯中に落下すること
による溶解対象物１３の純度の低下や組成比のバラツキ
を低減することができると共に、付着物を除去する際の
負担を低減することができる。また、湯面１３ａで気化
して上昇するガスが側面壁３に接触することも殆どない
ため、ガスの排気抵抗を低減することが可能になり、結
果として溶湯中のガス成分を十分に除去することができ
る。
【００４１】また、本実施形態の誘導加熱溶解炉は、上
述の第１の構成に加えて、側面壁３の底部に形成された
出湯部２と、出湯部２の外周側に配置され、溶解対象物
１３を誘導加熱する第２誘導加熱コイル６（第２コイル
手段）と、第２誘導加熱コイル６に交流電力を供給する
出湯用電源８（第２電源手段）と、出湯部２の開口と閉
口とを溶解対象物１３の溶解と凝固とで切り替えるよう
に出湯用電源８を制御する電源制御装置１２（電源制御
手段）とを備えた第２の構成を有している。
述の第１の構成に加えて、側面壁３の底部に形成された
出湯部２と、出湯部２の外周側に配置され、溶解対象物
１３を誘導加熱する第２誘導加熱コイル６（第２コイル
手段）と、第２誘導加熱コイル６に交流電力を供給する
出湯用電源８（第２電源手段）と、出湯部２の開口と閉
口とを溶解対象物１３の溶解と凝固とで切り替えるよう
に出湯用電源８を制御する電源制御装置１２（電源制御
手段）とを備えた第２の構成を有している。
【００４２】尚、誘導加熱溶解炉が第２の構成を有して
いれば、図６に示すように、炉本体１の側面壁３は、底
部から半径を増大させるように傾斜された後、鉛直方向
に立ち上げられた構造であっても良い。
いれば、図６に示すように、炉本体１の側面壁３は、底
部から半径を増大させるように傾斜された後、鉛直方向
に立ち上げられた構造であっても良い。
【００４３】上記の第２の構成によれば、炉本体１に収
容した溶解対象物１３が誘導加熱されると、この加熱に
より溶解対象物１３が溶解して溶湯になると共に、炉本
体１の側面壁３や底部の壁面、出湯部２の壁面に接触す
る部分においては、溶湯が冷却されて溶解対象物１３が
凝固した状態となる。従って、電源制御装置１２が出湯
用電源８による誘導加熱を制御することによって、溶解
対象物１３の溶解時においては凝固した溶解対象物１３
（スカル１４）で出湯部２を閉口し、溶解対象物１３の
溶湯の取り出し時においてはスカル１４を溶解させるこ
とで出湯部２を開口させることができる。これにより、
溶解対象物１３の溶解および取り出しの作業を容易に行
うことができると共に、これらの溶解および取り出しの
切り替え操作を極めて簡単に行うことができる。
容した溶解対象物１３が誘導加熱されると、この加熱に
より溶解対象物１３が溶解して溶湯になると共に、炉本
体１の側面壁３や底部の壁面、出湯部２の壁面に接触す
る部分においては、溶湯が冷却されて溶解対象物１３が
凝固した状態となる。従って、電源制御装置１２が出湯
用電源８による誘導加熱を制御することによって、溶解
対象物１３の溶解時においては凝固した溶解対象物１３
（スカル１４）で出湯部２を閉口し、溶解対象物１３の
溶湯の取り出し時においてはスカル１４を溶解させるこ
とで出湯部２を開口させることができる。これにより、
溶解対象物１３の溶解および取り出しの作業を容易に行
うことができると共に、これらの溶解および取り出しの
切り替え操作を極めて簡単に行うことができる。
【００４４】また、本実施形態の誘導加熱溶解炉は、誘
導加熱コイル１６が第１誘導加熱コイル５（第１コイル
手段）と第２誘導加熱コイル６（第２コイル手段）とに
分離されており、電源装置１７が第１誘導加熱コイル５
に交流電力を供給する溶解用電源７（第１電源手段）と
第２誘導加熱コイル６に交流電力を供給する出湯用電源
８（第２電源手段）とを有し、電源制御装置１２が溶解
用電源７と出湯用電源８とを独立に制御する構成を有し
ている。これにより、第１誘導加熱コイル５の誘導加熱
炉による溶解対象物１３の溶解と、第２誘導加熱コイル
６の誘導加熱による溶湯の取り出しとをそれぞれ独立し
て行うことができるため、生産性を向上させることがで
きる。
導加熱コイル１６が第１誘導加熱コイル５（第１コイル
手段）と第２誘導加熱コイル６（第２コイル手段）とに
分離されており、電源装置１７が第１誘導加熱コイル５
に交流電力を供給する溶解用電源７（第１電源手段）と
第２誘導加熱コイル６に交流電力を供給する出湯用電源
８（第２電源手段）とを有し、電源制御装置１２が溶解
用電源７と出湯用電源８とを独立に制御する構成を有し
ている。これにより、第１誘導加熱コイル５の誘導加熱
炉による溶解対象物１３の溶解と、第２誘導加熱コイル
６の誘導加熱による溶湯の取り出しとをそれぞれ独立し
て行うことができるため、生産性を向上させることがで
きる。
【００４５】さらに、本実施形態の誘導加熱溶解炉は、
出湯用電源８が溶解対象物１３を溶解させる程度の第１
周波数の交流電力を出力する溶解用電源部１０と、溶解
対象物１３を凝固させる程度の第２周波数の交流電力を
出力する凝固用電源部１１とを有し、電源制御装置１２
が出湯部２の開口時に溶解用電源部１０から交流電力を
出力させる一方、出湯部２の閉口時に凝固用電源部１１
から交流電力を出力させる構成を有している。これによ
り、溶解用電源部１０と凝固用電源部１１との切り替え
によって、出湯部２の開口と閉口を容易に切り替えるこ
とができると共に、第１周波数および第２周波数の交流
電力の供給時間を調整することによって、出湯量の調整
も容易にできる。
出湯用電源８が溶解対象物１３を溶解させる程度の第１
周波数の交流電力を出力する溶解用電源部１０と、溶解
対象物１３を凝固させる程度の第２周波数の交流電力を
出力する凝固用電源部１１とを有し、電源制御装置１２
が出湯部２の開口時に溶解用電源部１０から交流電力を
出力させる一方、出湯部２の閉口時に凝固用電源部１１
から交流電力を出力させる構成を有している。これによ
り、溶解用電源部１０と凝固用電源部１１との切り替え
によって、出湯部２の開口と閉口を容易に切り替えるこ
とができると共に、第１周波数および第２周波数の交流
電力の供給時間を調整することによって、出湯量の調整
も容易にできる。
【００４６】尚、本実施形態においては、誘導加熱コイ
ル１６を第１誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイル６
とを分離し、各コイル５・６を独立して作動させるよう
になっているが、これに限定されることはない。即ち、
誘導加熱溶解炉は、図７に示すように、第１誘導加熱コ
イル５と第２誘導加熱コイル６とを一体的に有した誘導
加熱コイル１６と、このコイル１６に任意の周波数で交
流電力を供給可能な溶解・出湯用電源１８（電源手段）
と、溶解対象物１３の溶解時においては出湯部２を凝固
した溶解対象物１３で閉口する一方、溶解対象物１３の
溶湯の取り出し時においては溶解対象物１３を溶解させ
て出湯部２を開口させるように、溶解・出湯用電源１８
を制御する電源制御装置１２とを備えた構成にされてい
ても良い。
ル１６を第１誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイル６
とを分離し、各コイル５・６を独立して作動させるよう
になっているが、これに限定されることはない。即ち、
誘導加熱溶解炉は、図７に示すように、第１誘導加熱コ
イル５と第２誘導加熱コイル６とを一体的に有した誘導
加熱コイル１６と、このコイル１６に任意の周波数で交
流電力を供給可能な溶解・出湯用電源１８（電源手段）
と、溶解対象物１３の溶解時においては出湯部２を凝固
した溶解対象物１３で閉口する一方、溶解対象物１３の
溶湯の取り出し時においては溶解対象物１３を溶解させ
て出湯部２を開口させるように、溶解・出湯用電源１８
を制御する電源制御装置１２とを備えた構成にされてい
ても良い。
【００４７】次に、本発明の第２の実施形態を図８ない
し図１１に基づいて説明する。尚、第１の実施形態と同
一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略す
る。
し図１１に基づいて説明する。尚、第１の実施形態と同
一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略す
る。
【００４８】第２の実施形態の誘導加熱溶解炉は、図９
に示すように、底部に出湯部２を有し、底部から上縁部
にかけて半径を増大させるように傾斜され、縦割り状の
複数の導電性セグメント４を円周方向に相互に絶縁して
配列することにより形成された側面壁３を有した炉本体
１（収容手段）を有している。炉本体１の外周側には、
図８に示すように、炉本体１に収容された溶解対象物１
３を誘導加熱する誘導加熱コイル１６が設けられてい
る。
に示すように、底部に出湯部２を有し、底部から上縁部
にかけて半径を増大させるように傾斜され、縦割り状の
複数の導電性セグメント４を円周方向に相互に絶縁して
配列することにより形成された側面壁３を有した炉本体
１（収容手段）を有している。炉本体１の外周側には、
図８に示すように、炉本体１に収容された溶解対象物１
３を誘導加熱する誘導加熱コイル１６が設けられてい
る。
【００４９】上記の誘導加熱コイル１６は、側面壁３の
外周側に配置された第１誘導加熱コイル５と、出湯部２
の外周側に配置された第２誘導加熱コイル６とに分離さ
れており、これらのコイル５・６は、溶解用電源７およ
び出湯用電源８にそれぞれ接続されている。そして、両
コイル５・６で構成された電源装置１７は、電源制御装
置１２に接続されている。
外周側に配置された第１誘導加熱コイル５と、出湯部２
の外周側に配置された第２誘導加熱コイル６とに分離さ
れており、これらのコイル５・６は、溶解用電源７およ
び出湯用電源８にそれぞれ接続されている。そして、両
コイル５・６で構成された電源装置１７は、電源制御装
置１２に接続されている。
【００５０】上記の出湯部２は、上下に同一径で貫通さ
れた連通穴２ｃを有していると共に、導電性の短絡部２
ｂを下部に有している。短絡部２ｂは、各導電性セグメ
ント４を電気的に接続しており、連通穴２ｃへの交番磁
場９の浸透を抑制することによって、溶解対象物１３の
凝固を促進させるようになっている。また、出湯部２の
連通穴２ｃには、冷却水等により冷却された棒状のスタ
ーティングブロック１９が移動自在に挿入されている。
スターティングブロック１９の上端面には、上部から下
部にかけて開口径を増大させた係合部１９ａが形成され
ており、係合部１９ａは、凝固した溶解対象物１３に係
合することによって、溶解対象物１３に引き抜き力を確
実に付与するようになっている。スターティングブロッ
ク１９は、引抜装置２０に連結されており、引抜装置２
０は、スターティングブロック１９を任意の速度および
タイミングで昇降可能になっている。その他の構成は、
第１の実施形態と同一であるのでその説明を省略する。
れた連通穴２ｃを有していると共に、導電性の短絡部２
ｂを下部に有している。短絡部２ｂは、各導電性セグメ
ント４を電気的に接続しており、連通穴２ｃへの交番磁
場９の浸透を抑制することによって、溶解対象物１３の
凝固を促進させるようになっている。また、出湯部２の
連通穴２ｃには、冷却水等により冷却された棒状のスタ
ーティングブロック１９が移動自在に挿入されている。
スターティングブロック１９の上端面には、上部から下
部にかけて開口径を増大させた係合部１９ａが形成され
ており、係合部１９ａは、凝固した溶解対象物１３に係
合することによって、溶解対象物１３に引き抜き力を確
実に付与するようになっている。スターティングブロッ
ク１９は、引抜装置２０に連結されており、引抜装置２
０は、スターティングブロック１９を任意の速度および
タイミングで昇降可能になっている。その他の構成は、
第１の実施形態と同一であるのでその説明を省略する。
【００５１】上記の構成において、誘導加熱溶解炉の動
作を説明する。溶解対象物１３を炉本体１に投入すると
共に、冷却水路４ａに冷却水を流すことにより炉本体１
を冷却し、溶解の準備を完了する。そして、溶解用電源
７および出湯用電源８を動作状態にすることによって、
交流電力を第１誘導加熱コイル５および第２誘導加熱コ
イル６に出力させる。これらのコイル５・６に交流電力
が供給されると、側面壁３の壁面および出湯部２の連通
穴２ｃに沿って交番磁場９が生成され、この交番磁場９
により溶解対象物１３が誘導加熱されることにより塊状
片の表面から溶解される。そして、溶解した溶解対象物
１３が側面壁３、出湯部２およびスターティングブロッ
ク１９に接触すると、側面壁３等の冷却作用により溶解
対象物１３が再び凝固することによって、スカル１４が
形成される。これにより、溶解初期においては、図１０
に示すように、大きな層厚のスカル１４上に塊状の溶解
対象物１３と溶解した溶解対象物１３とが混在しながら
載置された状態となる。
作を説明する。溶解対象物１３を炉本体１に投入すると
共に、冷却水路４ａに冷却水を流すことにより炉本体１
を冷却し、溶解の準備を完了する。そして、溶解用電源
７および出湯用電源８を動作状態にすることによって、
交流電力を第１誘導加熱コイル５および第２誘導加熱コ
イル６に出力させる。これらのコイル５・６に交流電力
が供給されると、側面壁３の壁面および出湯部２の連通
穴２ｃに沿って交番磁場９が生成され、この交番磁場９
により溶解対象物１３が誘導加熱されることにより塊状
片の表面から溶解される。そして、溶解した溶解対象物
１３が側面壁３、出湯部２およびスターティングブロッ
ク１９に接触すると、側面壁３等の冷却作用により溶解
対象物１３が再び凝固することによって、スカル１４が
形成される。これにより、溶解初期においては、図１０
に示すように、大きな層厚のスカル１４上に塊状の溶解
対象物１３と溶解した溶解対象物１３とが混在しながら
載置された状態となる。
【００５２】この後、図８に示すように、誘導加熱を継
続して全溶解対象物１３を溶解すると、湯面１３ａから
溶解対象物１３が蒸発すると共に、溶湯内に発生した不
純物を含むガス成分が溶湯中を上昇して湯面１３ａから
放散する。この際、側面壁３は、底部から上縁部にかけ
て半径を増大させるように傾斜されているため、溶解対
象物１３の蒸発や湯面１３ａで気化したガス成分の上昇
を遮ることがない。従って、蒸発する溶解対象物１３が
湯面１３ａから上方の側面壁３に接触することが殆どな
いため、側面壁３に対する溶解対象物１３の付着量が低
減されたものになる。また、湯面１３ａで気化したガス
成分が側面壁３に接触することも殆どないため、ガスの
排気抵抗が低減されることによって、溶湯中のガスが十
分に除去される。
続して全溶解対象物１３を溶解すると、湯面１３ａから
溶解対象物１３が蒸発すると共に、溶湯内に発生した不
純物を含むガス成分が溶湯中を上昇して湯面１３ａから
放散する。この際、側面壁３は、底部から上縁部にかけ
て半径を増大させるように傾斜されているため、溶解対
象物１３の蒸発や湯面１３ａで気化したガス成分の上昇
を遮ることがない。従って、蒸発する溶解対象物１３が
湯面１３ａから上方の側面壁３に接触することが殆どな
いため、側面壁３に対する溶解対象物１３の付着量が低
減されたものになる。また、湯面１３ａで気化したガス
成分が側面壁３に接触することも殆どないため、ガスの
排気抵抗が低減されることによって、溶湯中のガスが十
分に除去される。
【００５３】次に、溶解対象物１３の溶湯を取り出す場
合には、出湯用電源８をスカル１４が溶解するぐらい第
２誘導加熱コイル６への電力供給を増大する。この後、
引抜装置２０を作動させ、スターティングブロック１９
を下降させる。スターティングブロック１９が下降する
と、スターティングブロック１９の係合部１９ａに凝固
した溶解対象物１３が係合しているため、スターティン
グブロック１９の引き抜き力が溶解対象物１３に確実に
付与される。これにより、溶解対象物１３がスターティ
ングブロック１９と共に下降する。そして、出湯部２の
短絡部２ｂにおいて、溶解対象物１３の凝固が一層促進
された後、図１１に示すように、所望の凝固状態となっ
た溶解対象物１３が出湯部２から引き出されることにな
る。
合には、出湯用電源８をスカル１４が溶解するぐらい第
２誘導加熱コイル６への電力供給を増大する。この後、
引抜装置２０を作動させ、スターティングブロック１９
を下降させる。スターティングブロック１９が下降する
と、スターティングブロック１９の係合部１９ａに凝固
した溶解対象物１３が係合しているため、スターティン
グブロック１９の引き抜き力が溶解対象物１３に確実に
付与される。これにより、溶解対象物１３がスターティ
ングブロック１９と共に下降する。そして、出湯部２の
短絡部２ｂにおいて、溶解対象物１３の凝固が一層促進
された後、図１１に示すように、所望の凝固状態となっ
た溶解対象物１３が出湯部２から引き出されることにな
る。
【００５４】以上のように、第２の実施形態の誘導加熱
溶解炉は、出湯部２から溶解対象物１３を外部に強制的
に引き抜くスターティングブロック１９および引抜装置
２０（引抜手段）を備えた構成を有している。これによ
り、溶解対象物１３を出湯部２から強制的に引き抜くこ
とができるため、所望の凝固状態の溶解対象物１３を得
ることができる。
溶解炉は、出湯部２から溶解対象物１３を外部に強制的
に引き抜くスターティングブロック１９および引抜装置
２０（引抜手段）を備えた構成を有している。これによ
り、溶解対象物１３を出湯部２から強制的に引き抜くこ
とができるため、所望の凝固状態の溶解対象物１３を得
ることができる。
【００５５】尚、第２の実施形態においては、誘導加熱
コイル１６を第１誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイ
ル６とで構成し、電源装置１７を溶解用電源７と出湯用
電源８とで構成しているが、単一のコイルおよび電源か
らなる誘導加熱コイル１６および電源装置１７とで構成
されていても良い。
コイル１６を第１誘導加熱コイル５と第２誘導加熱コイ
ル６とで構成し、電源装置１７を溶解用電源７と出湯用
電源８とで構成しているが、単一のコイルおよび電源か
らなる誘導加熱コイル１６および電源装置１７とで構成
されていても良い。
【００５６】次に、本発明の第３の実施形態を図１２な
いし図１３に基づいて説明する。本実施形態の誘導加熱
溶解炉は、図１２（Ａ）に示すように、外周側に誘導加
熱コイル３８が巻回された円筒形状の側面壁３３と、側
面壁３３の底部を形成する平板状の底壁３４とからなる
炉本体３１を有しており、縦割り状の複数の導電性セグ
メントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより
形成されている。
いし図１３に基づいて説明する。本実施形態の誘導加熱
溶解炉は、図１２（Ａ）に示すように、外周側に誘導加
熱コイル３８が巻回された円筒形状の側面壁３３と、側
面壁３３の底部を形成する平板状の底壁３４とからなる
炉本体３１を有しており、縦割り状の複数の導電性セグ
メントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより
形成されている。
【００５７】上記の底壁３４の下面には、底部出湯機構
３０が設けられている。底部出湯機構３０は、炉本体３
１の底壁３４に明けられた中空逆円錐状の開口部２５
と、この開口部２５に設けられた出湯部２１とを有して
いる。
３０が設けられている。底部出湯機構３０は、炉本体３
１の底壁３４に明けられた中空逆円錐状の開口部２５
と、この開口部２５に設けられた出湯部２１とを有して
いる。
【００５８】上記の開口部２５には、図１２（Ｂ）にも
示すように、出湯部２１の上端部が接合されている。出
湯部２１は、上部が広く、内方に向かって所定の幅まで
狭くなる漏斗状の導入口部２１ａと、この導入口部２１
ａに連続して下方に延びる中空管状の流出口部２１ｂと
からなり、断面が『く』の字状で全体として漏斗状にな
るように形成されている。
示すように、出湯部２１の上端部が接合されている。出
湯部２１は、上部が広く、内方に向かって所定の幅まで
狭くなる漏斗状の導入口部２１ａと、この導入口部２１
ａに連続して下方に延びる中空管状の流出口部２１ｂと
からなり、断面が『く』の字状で全体として漏斗状にな
るように形成されている。
【００５９】上記の出湯部２１は、図１２（Ｃ）にも示
すように、軸線方向に延びる複数のスリット２２により
複数の導電性セグメント２１ｓに分割されている。各セ
グメント２１ｓの内部には、冷却水の通路となる中空部
２１ｃが形成されている。そして、中空部２１ｃの端部
には、図１３に示すように、冷却水の流入管２１ｅと流
出管２１ｆとが接続されている。
すように、軸線方向に延びる複数のスリット２２により
複数の導電性セグメント２１ｓに分割されている。各セ
グメント２１ｓの内部には、冷却水の通路となる中空部
２１ｃが形成されている。そして、中空部２１ｃの端部
には、図１３に示すように、冷却水の流入管２１ｅと流
出管２１ｆとが接続されている。
【００６０】上記の出湯部２１における流出口部２１ｂ
と導入口部２１ａのそれぞれの外周側には、外壁面に沿
って誘導加熱コイル２６ａ・２６ｂが配置されている。
これらの誘導加熱コイル２６ａ・２６ｂは、交流電力を
出力する出湯用電源２８に接続されている。出湯用電源
２８は、溶解対象物１３を凝固させる程度の第２周波数
の交流電力を出力する凝固用電源部２３と、溶解対象物
１３を溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力す
る溶解用電源部２４とを有している。尚、溶解用電源部
２４の第１周波数は、凝固用電源部２３の第２周波数よ
りも高周波数に設定されている。そして、出湯用電源２
８は、電源制御装置２９に接続されており、電源制御装
置２９は、出湯用電源２８における凝固用電源部２３と
溶解用電源部２４との作動を切り替え可能になってい
る。
と導入口部２１ａのそれぞれの外周側には、外壁面に沿
って誘導加熱コイル２６ａ・２６ｂが配置されている。
これらの誘導加熱コイル２６ａ・２６ｂは、交流電力を
出力する出湯用電源２８に接続されている。出湯用電源
２８は、溶解対象物１３を凝固させる程度の第２周波数
の交流電力を出力する凝固用電源部２３と、溶解対象物
１３を溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力す
る溶解用電源部２４とを有している。尚、溶解用電源部
２４の第１周波数は、凝固用電源部２３の第２周波数よ
りも高周波数に設定されている。そして、出湯用電源２
８は、電源制御装置２９に接続されており、電源制御装
置２９は、出湯用電源２８における凝固用電源部２３と
溶解用電源部２４との作動を切り替え可能になってい
る。
【００６１】上記の構成において、溶解および出湯する
場合には、図１２（Ａ）に示すように、側面壁３３の外
周側に配置された溶解用の誘導加熱コイル３８に通電し
て溶解対象物１３を溶解する。溶解が進行して炉本体３
１内部で溶解された溶湯が、所定の溶融状態に達した時
点で出湯を開始する。
場合には、図１２（Ａ）に示すように、側面壁３３の外
周側に配置された溶解用の誘導加熱コイル３８に通電し
て溶解対象物１３を溶解する。溶解が進行して炉本体３
１内部で溶解された溶湯が、所定の溶融状態に達した時
点で出湯を開始する。
【００６２】即ち、図１３に示すように、溶解用電源部
２４から第１周波数の高周波電力を誘導加熱コイル２６
ａ・２６ｂに供給する。下側の誘導加熱コイル２６ａに
第１周波数の高周波電力が供給されると、高周波電力に
より高周波の交番磁場が生じ、高周波の交番磁場９は、
流出口部２１ｂの内面の薄い凝固層（浸透深さ）にのみ
渦電流を流す。これにより、この薄い凝固層での電力密
度が高いため、出湯部２１の流出口部２１ｂの内表面に
凝固している溶解対象物１３が表面から溶解し、凝固層
が下方に落下することにより出湯が可能な状態となる。
２４から第１周波数の高周波電力を誘導加熱コイル２６
ａ・２６ｂに供給する。下側の誘導加熱コイル２６ａに
第１周波数の高周波電力が供給されると、高周波電力に
より高周波の交番磁場が生じ、高周波の交番磁場９は、
流出口部２１ｂの内面の薄い凝固層（浸透深さ）にのみ
渦電流を流す。これにより、この薄い凝固層での電力密
度が高いため、出湯部２１の流出口部２１ｂの内表面に
凝固している溶解対象物１３が表面から溶解し、凝固層
が下方に落下することにより出湯が可能な状態となる。
【００６３】一方、上側の誘導加熱コイル２６ｂは、導
入口部２１ａの導電性セングメント２１ｓと接触してい
る凝固層の薄い層に対して渦電流を生じさせる。そし
て、図１２（Ａ）に示すように、疑似断熱作用により導
入口部２１ａのスカル３５を凝固界面部から溶湯に接触
させて溶解させる。つまり、導電性セグメント２１ｓに
接触している部分が誘導加熱され、疑似断熱層を形成し
て導電性セグメント２１ｓの吸熱が抑制されることによ
って、凝固界面３５”から溶解が進行する。また、この
部分での溶湯の流れＶも導入口部２１ａのスカル３５の
低減を促し、最終的には導入口部２１ａ、流出口部２１
ｂともにスカル３５が薄くなることによって、溶湯の圧
力により出湯することになる。
入口部２１ａの導電性セングメント２１ｓと接触してい
る凝固層の薄い層に対して渦電流を生じさせる。そし
て、図１２（Ａ）に示すように、疑似断熱作用により導
入口部２１ａのスカル３５を凝固界面部から溶湯に接触
させて溶解させる。つまり、導電性セグメント２１ｓに
接触している部分が誘導加熱され、疑似断熱層を形成し
て導電性セグメント２１ｓの吸熱が抑制されることによ
って、凝固界面３５”から溶解が進行する。また、この
部分での溶湯の流れＶも導入口部２１ａのスカル３５の
低減を促し、最終的には導入口部２１ａ、流出口部２１
ｂともにスカル３５が薄くなることによって、溶湯の圧
力により出湯することになる。
【００６４】次に、出湯を停止する場合には、図１３に
示すように、流出口部２１ｂの誘導加熱コイル２６ａ
と、導入口部２１ａの誘導加熱コイル２６ｂに、溶解用
電源部２４から例えば商用周波数の低周波電力を供給す
る。この低周波電力で生じた低周波磁場は、溶湯の表面
からかなり厚い層まで渦電流を生じさせる。これによ
り、電力密度が低くなることによって、誘導加熱よりも
専ら磁気圧を溶湯に生じさせる。この現象により流出口
部２１ｂでは溶湯の流れが細くなり、流量が抑制され
る。そして、導入口部２１ａにおいては溶湯を上方へ持
ち上げる効果が生じ、下方向の圧力の低減により出湯量
が抑制される。
示すように、流出口部２１ｂの誘導加熱コイル２６ａ
と、導入口部２１ａの誘導加熱コイル２６ｂに、溶解用
電源部２４から例えば商用周波数の低周波電力を供給す
る。この低周波電力で生じた低周波磁場は、溶湯の表面
からかなり厚い層まで渦電流を生じさせる。これによ
り、電力密度が低くなることによって、誘導加熱よりも
専ら磁気圧を溶湯に生じさせる。この現象により流出口
部２１ｂでは溶湯の流れが細くなり、流量が抑制され
る。そして、導入口部２１ａにおいては溶湯を上方へ持
ち上げる効果が生じ、下方向の圧力の低減により出湯量
が抑制される。
【００６５】この後、出湯部２１を通過する溶湯量が減
ると、溶湯より供給される熱量が減り、導入口部２１ａ
の導電性セグメント２１ｓに接触している部分から凝固
が始まる。そして、出湯量がさらに減少し、最終的に出
湯が停止される。また、ただ単に溶解用電源２４からの
高周波電力を停止しても、導入口部２１ａ付近のスカル
層が増大することにより流出口部２１ｂへの開口部２５
がスカル３５により詰まってしまい流出量が落ちる。そ
して、益々スカル３５が増大し、開口部２５が閉鎖さ
れ、上記と同様に出湯が停止される。
ると、溶湯より供給される熱量が減り、導入口部２１ａ
の導電性セグメント２１ｓに接触している部分から凝固
が始まる。そして、出湯量がさらに減少し、最終的に出
湯が停止される。また、ただ単に溶解用電源２４からの
高周波電力を停止しても、導入口部２１ａ付近のスカル
層が増大することにより流出口部２１ｂへの開口部２５
がスカル３５により詰まってしまい流出量が落ちる。そ
して、益々スカル３５が増大し、開口部２５が閉鎖さ
れ、上記と同様に出湯が停止される。
【００６６】尚、第３の実施形態においては、側面壁３
３が垂直方向に立設されているが、これに限定されるこ
とはなく、底壁３４から上縁部にかけて半径を増大させ
るように傾斜されていても良い。そして、この場合に
は、第１および第２の実施形態のように、溶解対象物１
３の側面壁３３への付着量を低減することができると共
に、溶湯内のガスを十分に除去することができる。
３が垂直方向に立設されているが、これに限定されるこ
とはなく、底壁３４から上縁部にかけて半径を増大させ
るように傾斜されていても良い。そして、この場合に
は、第１および第２の実施形態のように、溶解対象物１
３の側面壁３３への付着量を低減することができると共
に、溶湯内のガスを十分に除去することができる。
【００６７】
【発明の効果】請求項１の発明は、誘導加熱溶解炉であ
って、底部に形成された出湯部と、縦割り状の複数の導
電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列するこ
とにより形成された側面壁とを有し、セグメント（また
は側面壁）を冷却しながら溶解対象物を収容する収容手
段と、前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置さ
れ、前記収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱す
るコイル手段と、前記コイル手段に電力を供給する電源
手段と、前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の
溶解と凝固とで切り替えるように、前記電源手段を制御
する電源制御手段とを備えた構成である。
って、底部に形成された出湯部と、縦割り状の複数の導
電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列するこ
とにより形成された側面壁とを有し、セグメント（また
は側面壁）を冷却しながら溶解対象物を収容する収容手
段と、前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置さ
れ、前記収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱す
るコイル手段と、前記コイル手段に電力を供給する電源
手段と、前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の
溶解と凝固とで切り替えるように、前記電源手段を制御
する電源制御手段とを備えた構成である。
【００６８】上記の構成によれば、収容手段に収容した
溶解対象物が誘導加熱されると、この加熱により溶解対
象物が溶解して溶湯になると共に、収容手段の側面壁や
底部の壁面、出湯部の壁面に接触する部分においては、
溶湯が冷却されて溶解対象物が凝固した状態となる。従
って、電源制御手段が電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができるという効果を奏
する。
溶解対象物が誘導加熱されると、この加熱により溶解対
象物が溶解して溶湯になると共に、収容手段の側面壁や
底部の壁面、出湯部の壁面に接触する部分においては、
溶湯が冷却されて溶解対象物が凝固した状態となる。従
って、電源制御手段が電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができるという効果を奏
する。
【００６９】請求項２の発明は、誘導加熱溶解炉であっ
て、底部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾
斜され、縦割り状の複数の導電性セグメントを円周方向
に相互に絶縁して配列することにより形成された側面壁
を有した収容手段と、前記側面壁の外周側に配置され、
前記収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコ
イル手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源
手段とを備えた構成である。
て、底部から上縁部にかけて半径を増大させるように傾
斜され、縦割り状の複数の導電性セグメントを円周方向
に相互に絶縁して配列することにより形成された側面壁
を有した収容手段と、前記側面壁の外周側に配置され、
前記収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコ
イル手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源
手段とを備えた構成である。
【００７０】上記の構成によれば、電源手段からコイル
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内に発生したガス成分が湯面から放
散する。この際、収容手段の側面壁は、底部から上縁部
にかけて半径を増大させるように傾斜されているため、
溶解対象物の蒸発や溶湯面で気化したガス成分の上昇を
遮ることがない。従って、蒸発する溶解対象物が湯面か
ら上方の側面壁に接触することが殆どないため、側面壁
に溶解対象物が付着することによる不具合を抑制するこ
とができる。また、溶湯面で気化したガス成分が側面壁
に接触することも殆どないため、ガスの排気抵抗を低減
することが可能になり、結果として溶湯中のガスを十分
に除去することができるという効果を奏する。
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内に発生したガス成分が湯面から放
散する。この際、収容手段の側面壁は、底部から上縁部
にかけて半径を増大させるように傾斜されているため、
溶解対象物の蒸発や溶湯面で気化したガス成分の上昇を
遮ることがない。従って、蒸発する溶解対象物が湯面か
ら上方の側面壁に接触することが殆どないため、側面壁
に溶解対象物が付着することによる不具合を抑制するこ
とができる。また、溶湯面で気化したガス成分が側面壁
に接触することも殆どないため、ガスの排気抵抗を低減
することが可能になり、結果として溶湯中のガスを十分
に除去することができるという効果を奏する。
【００７１】請求項３の発明は、誘導加熱溶解炉であっ
て、底部に形成された出湯部と、該底部から上縁部にか
けて半径を増大させるように傾斜され、縦割り状の複数
の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列す
ることにより形成された側面壁とを有した収容手段と、
前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記
収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル
手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源手段
と、前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解
と凝固とで切り替えるように、前記電源手段を制御する
電源制御手段とを備えた構成である。
て、底部に形成された出湯部と、該底部から上縁部にか
けて半径を増大させるように傾斜され、縦割り状の複数
の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列す
ることにより形成された側面壁とを有した収容手段と、
前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記
収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル
手段と、前記コイル手段に交流電力を供給する電源手段
と、前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解
と凝固とで切り替えるように、前記電源手段を制御する
電源制御手段とを備えた構成である。
【００７２】上記の構成によれば、電源手段からコイル
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内に生成されたガス成分が湯面から
上昇して放散する。この際、収容手段の側面壁は、底部
から上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜されて
いるため、溶解対象物の蒸発や溶湯面で気化したガス成
分の上昇を遮ることがない。従って、蒸発する溶解対象
物が湯面から上方の側面壁に接触することが殆どないた
め、側面壁に溶解対象物が付着することによる不具合を
抑制することができる。また、溶湯面で気化して上昇す
るガス成分が側面壁に接触することも殆どないため、ガ
スの排気抵抗を低減することが可能になり、結果として
溶湯中のガスを十分に除去することができるという効果
を奏する。
手段に交流電力を供給すると、コイル手段が交番磁場を
発生させることによって、収容手段に収容された溶解対
象物を誘導加熱して溶解させる。そして、溶解対象物が
溶解して溶湯になると、溶湯の湯面から溶解対象物が蒸
発すると共に、溶湯内に生成されたガス成分が湯面から
上昇して放散する。この際、収容手段の側面壁は、底部
から上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜されて
いるため、溶解対象物の蒸発や溶湯面で気化したガス成
分の上昇を遮ることがない。従って、蒸発する溶解対象
物が湯面から上方の側面壁に接触することが殆どないた
め、側面壁に溶解対象物が付着することによる不具合を
抑制することができる。また、溶湯面で気化して上昇す
るガス成分が側面壁に接触することも殆どないため、ガ
スの排気抵抗を低減することが可能になり、結果として
溶湯中のガスを十分に除去することができるという効果
を奏する。
【００７３】さらに、電源手段による誘導加熱を制御す
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができるという効果を奏
する。
ることによって、溶解対象物の溶解時においては凝固し
た溶解対象物で出湯部を閉口し、溶解対象物の溶湯の取
り出し時においては凝固した溶解対象物を溶解させるこ
とで出湯部を開口させることができる。これにより、溶
解対象物の溶解および取り出しの作業を容易に行うこと
ができると共に、これらの溶解および取り出しの切り替
え操作を極めて簡単に行うことができるという効果を奏
する。
【００７４】請求項４の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部は、前記収容手
段の底部に接合され、上部から下方に向かって口径を減
少させるように形成された導入口部と、該導入口部と一
体的にその下方に形成された中空筒状の流出口部とを有
した構成である。
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部は、前記収容手
段の底部に接合され、上部から下方に向かって口径を減
少させるように形成された導入口部と、該導入口部と一
体的にその下方に形成された中空筒状の流出口部とを有
した構成である。
【００７５】上記の構成によれば、出湯部の壁面に沿っ
て溶解対象物が凝固した後、内周方向に凝固が進行す
る。従って、出湯部の閉口動作は、導入口部の最も小さ
な口径の下部から始まって上部方向に順に進行する。こ
れにより、出湯部の全体が溶解対象物の凝固により大き
な力で急激に閉口することがないため、出湯部の開口率
を容易に増減させることが可能になり、結果として出湯
量を微調整しながら溶湯を取り出すことができるという
効果を奏する。
て溶解対象物が凝固した後、内周方向に凝固が進行す
る。従って、出湯部の閉口動作は、導入口部の最も小さ
な口径の下部から始まって上部方向に順に進行する。こ
れにより、出湯部の全体が溶解対象物の凝固により大き
な力で急激に閉口することがないため、出湯部の開口率
を容易に増減させることが可能になり、結果として出湯
量を微調整しながら溶湯を取り出すことができるという
効果を奏する。
【００７６】請求項５の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とを一体的に有
し、前記電源制御手段は、前記溶解対象物の溶解時にお
いては前記出湯部を凝固した溶解対象物で閉口する一
方、前記溶解対象物の溶湯の取り出し時においては前記
溶解対象物を溶解させて前記出湯部を開口させるよう
に、前記電源手段を制御する構成である。上記の構成に
よれば、第１コイル手段と第２コイル手段とを一つのコ
イルで連続的に形成してコイル手段とすることができる
という効果を奏する。
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とを一体的に有
し、前記電源制御手段は、前記溶解対象物の溶解時にお
いては前記出湯部を凝固した溶解対象物で閉口する一
方、前記溶解対象物の溶湯の取り出し時においては前記
溶解対象物を溶解させて前記出湯部を開口させるよう
に、前記電源手段を制御する構成である。上記の構成に
よれば、第１コイル手段と第２コイル手段とを一つのコ
イルで連続的に形成してコイル手段とすることができる
という効果を奏する。
【００７７】請求項６の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とに分離されて
おり、前記電源手段は、前記第１コイル手段に電力を供
給する第１電源手段と、前記第２コイル手段に電力を供
給する第２電源手段とを有し、前記電源制御手段は、前
記第１電源手段と前記第２電源手段とを独立に制御する
構成である。上記の構成によれば、溶解対象物の溶解
と、溶湯の取り出しをそれぞれ独立して行うことができ
るため、生産性を向上させることができるという効果を
奏する。
の誘導加熱溶解炉であって、前記コイル手段は、前記側
面壁の外周側に配置された第１コイル手段と、前記出湯
部の外周側に配置された第２コイル手段とに分離されて
おり、前記電源手段は、前記第１コイル手段に電力を供
給する第１電源手段と、前記第２コイル手段に電力を供
給する第２電源手段とを有し、前記電源制御手段は、前
記第１電源手段と前記第２電源手段とを独立に制御する
構成である。上記の構成によれば、溶解対象物の溶解
と、溶湯の取り出しをそれぞれ独立して行うことができ
るため、生産性を向上させることができるという効果を
奏する。
【００７８】請求項７の発明は、請求項６記載の誘導加
熱溶解炉であって、前記第２電源手段は、溶解対象物を
溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解
用電源部と、溶解対象物を凝固させる程度の第２周波数
の交流電力を出力する凝固用電源部とを有し、前記電源
制御手段は、出湯部の開口時に前記溶解用電源部から交
流電力を出力させる一方、出湯部の閉口時に前記凝固用
電源部から交流電力を出力させる構成である。上記の構
成によれば、溶解用電源部と凝固用電源部との切り替え
によって、出湯部の開口と閉口を容易に切り替えること
ができると共に、高周波および低周波の電力の供給時間
を調整することによって、出湯量の調整も容易にできる
という効果を奏する。
熱溶解炉であって、前記第２電源手段は、溶解対象物を
溶解させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解
用電源部と、溶解対象物を凝固させる程度の第２周波数
の交流電力を出力する凝固用電源部とを有し、前記電源
制御手段は、出湯部の開口時に前記溶解用電源部から交
流電力を出力させる一方、出湯部の閉口時に前記凝固用
電源部から交流電力を出力させる構成である。上記の構
成によれば、溶解用電源部と凝固用電源部との切り替え
によって、出湯部の開口と閉口を容易に切り替えること
ができると共に、高周波および低周波の電力の供給時間
を調整することによって、出湯量の調整も容易にできる
という効果を奏する。
【００７９】請求項８の発明は、請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部から前記溶解対
象物を外部に強制的に引き抜く引抜手段を備えた構成で
ある。上記の構成によれば、溶解対象物を流出口の下部
で凝固させつつ強制的に引き抜くことができるため、所
望の凝固状態の溶解対象物を得ることができるという効
果を奏する。
の誘導加熱溶解炉であって、前記出湯部から前記溶解対
象物を外部に強制的に引き抜く引抜手段を備えた構成で
ある。上記の構成によれば、溶解対象物を流出口の下部
で凝固させつつ強制的に引き抜くことができるため、所
望の凝固状態の溶解対象物を得ることができるという効
果を奏する。
【００８０】請求項９の発明は、請求項１ないし８のい
ずれか１項に記載の誘導加熱溶解炉であって、減圧下に
おいて前記溶解対象物を溶解する構成である。上記の構
成によれば、多量のガスが発生する減圧下において好適
に使用することができるという効果を奏する。
ずれか１項に記載の誘導加熱溶解炉であって、減圧下に
おいて前記溶解対象物を溶解する構成である。上記の構
成によれば、多量のガスが発生する減圧下において好適
に使用することができるという効果を奏する。
【００８１】請求項１０の発明は、誘導加熱溶解炉の底
部出湯機構であって、溶解対象物の溶解された溶湯を収
容する収容手段の底部に明けられた中空逆円錐状の開口
部と、前記開口部の内周に接してその内方に形成された
導入口部と、この導入口部と一体にその下方に形成され
た中空筒状の流出口部とからなり、それぞれが連続した
複数のスリットにより複数のセグメントに分割され、冷
却水の給排水配管に接続された漏斗状の出湯部と、前記
出湯部の前記導入口部と流出口部の、それぞれの外周に
配置された誘導加熱コイルと、これら誘導加熱コイルに
任意に選択的に接続される凝固用電源部と溶解用電源部
とを含んでなる構成である。上記の構成によれば、比較
的に簡単な構成により溶解と出湯の時間と量を制御する
ことができるという効果を奏する。
部出湯機構であって、溶解対象物の溶解された溶湯を収
容する収容手段の底部に明けられた中空逆円錐状の開口
部と、前記開口部の内周に接してその内方に形成された
導入口部と、この導入口部と一体にその下方に形成され
た中空筒状の流出口部とからなり、それぞれが連続した
複数のスリットにより複数のセグメントに分割され、冷
却水の給排水配管に接続された漏斗状の出湯部と、前記
出湯部の前記導入口部と流出口部の、それぞれの外周に
配置された誘導加熱コイルと、これら誘導加熱コイルに
任意に選択的に接続される凝固用電源部と溶解用電源部
とを含んでなる構成である。上記の構成によれば、比較
的に簡単な構成により溶解と出湯の時間と量を制御する
ことができるという効果を奏する。
【００８２】請求項１１の発明は、請求項１０記載の誘
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部は、
上部が広く下方に向かって狭くなる導入口部と、該導入
口部に連続して下方に延びる中空管状の流出口部とから
なる構成である。上記の構成によれば、出湯部の開口率
を容易に増減させることができるため、出湯量を微調整
しながら溶湯を取り出すことができるという効果を奏す
る。
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部は、
上部が広く下方に向かって狭くなる導入口部と、該導入
口部に連続して下方に延びる中空管状の流出口部とから
なる構成である。上記の構成によれば、出湯部の開口率
を容易に増減させることができるため、出湯量を微調整
しながら溶湯を取り出すことができるという効果を奏す
る。
【００８３】請求項１２の発明は、請求項１１記載の誘
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部の前
記導入口部と流出口部のそれぞれに配置された誘導加熱
コイルに、出湯する際は高周波電力が供給され、出湯を
停止する際は低周波電流が供給される構成である。上記
の構成によれば底部出湯機構を一層簡単な構成にするこ
とができるという効果を奏する。
導加熱溶解炉の底部出湯機構であって、前記出湯部の前
記導入口部と流出口部のそれぞれに配置された誘導加熱
コイルに、出湯する際は高周波電力が供給され、出湯を
停止する際は低周波電流が供給される構成である。上記
の構成によれば底部出湯機構を一層簡単な構成にするこ
とができるという効果を奏する。
【図１】第１の実施形態における誘導加熱溶解炉の概略
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図２】誘導加熱溶解炉の斜視図である。
【図３】溶解対象物の溶解される過程を示す説明図であ
る。
る。
【図４】溶解対象物が溶解された状態を示す説明図であ
る。
る。
【図５】表面距離と加熱電力との関係におけるスカルの
層厚を示す説明図である。
層厚を示す説明図である。
【図６】誘導加熱溶解炉の概略構成図である。
【図７】誘導加熱溶解炉の斜視図である。
【図８】第２の実施形態における誘導加熱溶解炉の概略
構成図である。
構成図である。
【図９】誘導加熱溶解炉の斜視図である。
【図１０】溶解対象物の溶解される過程を示す説明図で
ある。
ある。
【図１１】溶解対象物が溶解された状態を示す説明図で
ある。
ある。
【図１２】第３の実施形態における誘導加熱溶解炉の概
略構成図であり、（Ａ）は誘導加熱溶解炉の断面側面
図、（Ｂ）は出湯部の拡大断面側面図、（Ｃ）は出湯部
の斜視図である。
略構成図であり、（Ａ）は誘導加熱溶解炉の断面側面
図、（Ｂ）は出湯部の拡大断面側面図、（Ｃ）は出湯部
の斜視図である。
【図１３】底部出湯機構の概略構成図である。
１ 炉本体 ２ 出湯部 ３ 側面壁 ４ 導電性セグメント ５ 第１誘導加熱コイル ６ 第２誘導加熱コイル ７ 溶解用電源 ８ 出湯用電源 ９ 交番磁場 １０ 溶解用電源部 １１ 凝固用電源部 １２ 電源制御装置 １３ 溶解対象物 １４ スカル １６ 誘導加熱コイル １７ 電源装置 １８ 溶解・出湯用電源 １９ スターティングブロック ２０ 引抜装置 ２１ 出湯部 ２２ スリット ２３ 凝固用電源部 ２４ 溶解用電源部 ２５ 開口部 ３０ 底部出湯機構 ３１ 炉本体 ３３ 側面壁 ３４ 底壁
Claims (12)
- 【請求項１】 底部に形成された出湯部と、縦割り状の
複数の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配
列することにより形成された側面壁とを有し、溶解対象
物を冷却しながら収容する収容手段と、 前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記
収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル
手段と、 前記コイル手段に電力を供給する電源手段と、 前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解と凝
固とで切り替えるように、前記電源手段を制御する電源
制御手段とを備えたことを特徴とする誘導加熱溶解炉。 - 【請求項２】 底部から上縁部にかけて半径を増大させ
るように傾斜され、縦割り状の複数の導電性セグメント
を円周方向に相互に絶縁して配列することにより形成さ
れた側面壁を有した収容手段と、 前記側面壁の外周側に配置され、前記収容手段に収容さ
れた溶解対象物を誘導加熱するコイル手段と、 前記コイル手段に交流電力を供給する電源手段とを備え
たことを特徴とする誘導加熱溶解炉。 - 【請求項３】 底部に形成された出湯部と、該底部から
上縁部にかけて半径を増大させるように傾斜され、縦割
り状の複数の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁
して配列することにより形成された側面壁とを有した収
容手段と、 前記出湯部および前記側面壁の外周側に配置され、前記
収容手段に収容された溶解対象物を誘導加熱するコイル
手段と、 前記コイル手段に交流電力を供給する電源手段と、 前記出湯部の開口と閉口とを前記溶解対象物の溶解と凝
固とで切り替えるように、前記電源手段を制御する電源
制御手段とを備えたことを特徴とする誘導加熱溶解炉。 - 【請求項４】 前記出湯部は、 前記収容手段の底部に接合され、上部から下方に向かっ
て口径を減少させるように形成された導入口部と、該導
入口部と一体的にその下方に形成された中空筒状の流出
口部とを有したことを特徴とする請求項１または３記載
の誘導加熱溶解炉。 - 【請求項５】 前記コイル手段は、前記側面壁の外周側
に配置された第１コイル手段と、前記出湯部の外周側に
配置された第２コイル手段とを一体的に有し、 前記電源制御手段は、 前記溶解対象物の溶解時においては前記出湯部を凝固し
た溶解対象物で閉口する一方、前記溶解対象物の溶湯の
取り出し時においては前記溶解対象物を溶解させて前記
出湯部を開口させるように、前記電源手段を制御するこ
とを特徴とする請求項１または３記載の誘導加熱溶解
炉。 - 【請求項６】 前記コイル手段は、前記側面壁の外周側
に配置された第１コイル手段と、前記出湯部の外周側に
配置された第２コイル手段とに分離されており、 前記電源手段は、前記第１コイル手段に電力を供給する
第１電源手段と、前記第２コイル手段に電力を供給する
第２電源手段とを有し、 前記電源制御手段は、前記第１電源手段と前記第２電源
手段とを独立に制御することを特徴とする請求項１また
は３記載の誘導加熱溶解炉。 - 【請求項７】 前記第２電源手段は、溶解対象物を溶解
させる程度の第１周波数の交流電力を出力する溶解用電
源部と、溶解対象物を凝固させる程度の第２周波数の交
流電力を出力する凝固用電源部とを有し、 前記電源制御手段は、出湯部の開口時に前記溶解用電源
部から交流電力を出力させる一方、出湯部の閉口時に前
記凝固用電源部から交流電力を出力させることを特徴と
する請求項６記載の誘導加熱溶解炉。 - 【請求項８】 前記出湯部から前記溶解対象物を外部に
強制的に引き抜く引抜手段を備えたことを特徴とする請
求項１または３記載の誘導加熱溶解炉。 - 【請求項９】 減圧下において前記溶解対象物を溶解す
ることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に
記載の誘導加熱溶解炉。 - 【請求項１０】 溶解対象物の溶解された溶湯を収容す
る収容手段の底部に明けられた中空逆円錐状の開口部
と、 前記開口部の内周に接してその内方に形成された導入口
部と、この導入口部と一体にその下方に形成された中空
筒状の流出口部とからなり、それぞれが連続した複数の
スリットにより複数のセグメントに分割され、冷却水の
給排水配管に接続された漏斗状の出湯部と、 前記出湯部の前記導入口部と流出口部の、それぞれの外
周に配置された誘導加熱コイルと、 これら誘導加熱コイルに任意に選択的に接続される凝固
用電源部と溶解用電源部とを含んでなることを特徴とす
る誘導加熱溶解炉の底部出湯機構。 - 【請求項１１】 前記出湯部は、 上部が広く下方に向かって狭くなる導入口部と、該導入
口部に連続して下方に延びる中空管状の流出口部とから
なることを特徴とする請求項１０記載の誘導加熱溶解炉
の底部出湯機構。 - 【請求項１２】 前記出湯部の前記導入口部と流出口部
のそれぞれに配置された誘導加熱コイルに、出湯する際
は高周波電力が供給され、出湯を停止する際は低周波電
流が供給されることを特徴とする請求項１１記載の誘導
加熱溶解炉の底部出湯機構。
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