特許 6033807 金属溶湯攪拌装置及び金属溶湯移送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6033807

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】金属溶湯攪拌装置及び金属溶湯移送装置

(51)【国際特許分類】

   F27D 27/00 20100101AFI20161121BHJP

   F27B 3/08 20060101ALI20161121BHJP

   F27D 3/14 20060101ALI20161121BHJP

   B22D 35/00 20060101ALN20161121BHJP

   B22D 27/02 20060101ALN20161121BHJP

【ＦＩ】

   F27D27/00

   F27B3/08

   F27D3/14 Z

   !B22D35/00 C

   !B22D27/02 V

【請求項の数】34

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-66995(P2014-66995)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-190661(P2015-190661A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2016年6月28日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593059223

【氏名又は名称】高橋 謙三

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100103263

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 康

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(72)【発明者】

【氏名】高 橋 謙 三

【審査官】 田口 裕健

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−００７９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３５１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０６６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３５１０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２７Ｄ ２７／００

Ｆ２７Ｂ ３／００− ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性の金属の溶湯を収納する収納室を有する炉本体と、
前記炉本体内の溶湯を駆動して攪拌するための回転可能な回転移動磁界装置本体と、
を備え、
前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を有し、前記回転移動磁界装置本体の回転に伴って、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線が前記溶湯を貫通した状態で移動し、この移動により生じる渦電流により前記溶湯を駆動する第１の電磁力を生じさせ、
前記炉本体は、前記溶湯を介して電流を流し得る少なくとも一対の電極を有し、前記一対の電極は、前記収納室内の、前記一対の電極間に流れる電流と前記出力／入力磁力線が交差して前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する第２の電磁力を生じさせる位置に設けられており、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって前記収納室内の前記溶湯を駆動攪拌するようにした、
ことを特徴とする金属溶湯攪拌装置。

【請求項2】

前記一対の電極は高さ方向に沿った縦向きに所定の間隔で設けられており、前記回転移動磁界装置本体は縦向きの軸線の回りに回転可能に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項3】

前記一対の電極は高さ方向と交差する横向きに所定の間隔で設けられており、前記回転移動磁界装置本体は横向きの軸線の回りに回転可能に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項4】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、高さ方向に沿った縦向きの軸線又は高さ方向と交差する横向きの軸線の回りに同一の磁極が並んでいる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項5】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、高さ方向に沿った縦向きの軸線又は高さ方向と交差する横向きの軸線の回りに異なる磁極が交互に並んでいる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項6】

複数の前記永久磁石を備え、複数の前記永久磁石を前記縦の軸線又は前記横の軸線の回りに配列したことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項7】

第１組と第２組の２組の前記一対の電極を備え、前記第１組の前記一対の電極は高さ方向に沿った縦向きに所定の間隔で設けられており、前記第２組の前記一対の電極は高さ方向と交差する横向きに所定の間隔で設けられており、
前記回転移動磁界装置本体は、縦向きの軸線の回りに回転可能に設けられる第１設置位置と、横向きの軸線の回りに回転可能に設けられる第２設置位置と、を切り替え可能に採り得る、
ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項8】

前記一対の電極は高さ方向に沿った縦向きに所定の間隔で設けられており、前記回転移動磁界装置本体は高さ方向と交差する横向きの軸線の回りに回転可能に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項9】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、前記横向きの軸線の回りに同一の磁極が並んでいる、ことを特徴とする請求項８記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項10】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、前記横向きの軸線の回りに異なる磁極が交互に並んでいる、ことを特徴とする請求項８記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項11】

前記一対の電極間に直流電流を流す電源装置が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項12】

前記一対の電極間に交流電流を流す電源装置が接続され、前記交流電流の周期は、前記回転移動磁界装置本体における前記異なる磁極の回転周期との関係で制御され、前記第１の電磁力を同じ方向に前記溶湯を駆動するものとする、ことを特徴とする請求項５に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項13】

導電性の金属の溶湯を収納する収納室を有する炉本体を含むメインバス部と、
前記炉本体内の溶湯を駆動して攪拌するための攪拌部と、
を備え、
前記攪拌部は、前記炉本体内の前記溶湯を流出させその後に前記炉本体内に流入させる循環用の溶湯通路を有する通路部材と、前記溶湯通路内の前記溶湯を駆動する第１の電磁力を生じさせる回転可能な回転移動磁界装置本体と、を備え、
前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を備えるものとして構成され、
前記炉本体は側壁に穿けた溶湯流出口と溶湯流入口を有し、前記溶湯流出口と前記溶湯流入口は、前記通路部材を介して、前記炉本体から流出した溶湯が前記溶湯通路を通って前記炉本体に流入する環流を許容するように連通され、
前記回転移動磁界装置本体は前記通路部材の外部に設けられており、高さ方向に沿った縦軸の回りに回転可能とされ、前記回転移動磁界装置本体の回転に伴って、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線が前記溶湯通路内の前記溶湯を貫通した状態で移動し、この移動により生じる渦電流により前記第１の電磁力を生じさせ、前記第１の電磁力により前記溶湯を前記溶湯通路内で前記溶湯流出口から前記溶湯流入口に向かうように駆動し、
前記通路部材の前記溶湯通路内に、少なくとも一対の電極を、前記一対の電極間に前記溶湯を介して電流が流れ得るように、設け、
前記一対の電極は、前記溶湯通路内の、前記一対の電極間に流れる電流と前記出力／入力磁力線とが交差して前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する第２の電磁力を生じさせる位置に、設けられており、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって前記溶湯通路内の前記溶湯を前記溶湯流出口に向けて駆動して、前記収納室内の溶湯を駆動するようにした、
ことを特徴とする金属溶湯攪拌装置。

【請求項14】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、高さ方向に沿った縦向きの軸線の回りに同一の磁極が並んでいる、ことを特徴とする請求項１３記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項15】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、高さ方向に沿った縦向きの軸線の回りに異なる磁極が交互に並んでいる、ことを特徴とする請求項１３記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項16】

前記一対の電極間に直流電流を流す電源装置が接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項17】

前記一対の電極間に交流電流を流す電源装置が接続され、前記交流電流の周期は、前記回転移動磁界装置本体における前記異なる磁極の回転周期との関係で制御され、前記異なる磁極が回転しても前記第１の電磁力を同じ方向に前記溶湯を駆動するものとする、ことを特徴とする請求項１５に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項18】

導電性の金属の溶湯を収納する収納室を有する炉本体を含むメインバス部と、
溶湯を収納する攪拌室を有する攪拌炉と前記攪拌室内の溶湯を駆動する回転可能な回転移動磁界装置本体とを有し、前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を有する、攪拌部と、
を備え、
前記収納室と前記攪拌室とを開口によって連通させ、
前記攪拌室の内部に仕切板を上下方向に沿った縦向きに立設し、前記仕切板によって前記開口を第１開口と第２開口に区画すると共に、前記攪拌室を前記第１開口に繋がる第1の室と前記第２開口に繋がる第２の室に区画し、
前記仕切板の後端と前記攪拌部における側壁の内面との間に隙間を設けて、前記隙間によって前記第1の室と前記第２の室とを連通させ、
前記攪拌室の外部の下方又は上方に前記回転移動磁界装置本体を上下方向に沿った縦向きの軸線の回りに回転可能に設け、前記回転移動磁界装置本体の回転により、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線を前記攪拌部内の溶湯を貫通した状態で移動させ、これにより生じる渦電流により第１の電磁力を生じさせ、前記第１の電磁力により前記溶湯を前記第1の室から前記隙間を通って前記第２の室へ向かうように駆動し、
さらに、一対の電極を、前記攪拌室内における、前記一対の電極間に流れる電流と前記永久磁石からの磁力線とが交差して、前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する、第２の電磁力を生じさせる位置に、設け、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって、前記第1の室内の溶湯を前記隙間を介して前記第２の室へ向かわせ、前記第２開口から前記収納室へ流入させて、前記収納室内の溶湯を駆動するようにした、
ことを特徴とする金属溶湯攪拌装置。

【請求項19】

前記一対の電極の一方の電極を前記仕切板の前記後端に設け、他方の電極を前記攪拌部の前記攪拌室の内側に設けて、前記一方の電極と前記他方の電極とが横向きに対向するようにした、ことを特徴とする請求項１８に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項20】

前記他方の電極の複数を前記攪拌室の内側に設けたことを特徴とする請求項１９に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項21】

前記炉本体を構成する第１側壁と、前記攪拌炉を構成する第２側壁とが、前記開口を形成するように互いに接続されている、ことを特徴とする請求項１８乃至２０の１つに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項22】

前記仕切板は、前記後端部分を中心として前記縦向きの軸線の回りに回動可能に構成され、前記回動により前記第１開口と前記第２開口の大きさを調節可能としたことを特徴とする請求項１８乃至２１の１つに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項23】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、前記縦向きの軸線の回りに同一の磁極が並んでいる、ことを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１つに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項24】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、前記縦向きの軸線の回りに異なる磁極が交互に並んでいる、ことを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１つに記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項25】

前記一対の電極間に直流電流を流す電源装置が接続されていることを特徴とする請求項２３に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項26】

前記一対の電極間に交流電流を流す電源装置が接続され、前記交流電流の周期は、前記回転移動磁界装置本体における前記異なる磁極の回転周期との関係で制御され、前記異なる磁極が回転しても前記第１の電磁力を同じ方向に前記溶湯を駆動するものとする、ことを特徴とする請求項２４に記載の金属溶湯攪拌装置。

【請求項27】

第１の溶解炉から第２の溶解炉へ金属の溶湯を移送する金属溶湯移送装置であって、
前記第１の溶解炉と前記第２の溶解炉を連通する通路を有する通路部材を備え、
前記通路部材の途中における外部に、前記通路内の溶湯を駆動するための回転可能な回転移動磁界装置本体を設け、
前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を有し、前記回転移動磁界装置本体の回転により、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線を前記通路内の溶湯を貫通した状態で移動させ、この移動により生じる渦電流により前記通路内の前記溶湯を前記第１の溶解炉から前記第２の溶解炉へ向けて駆動する第１の電磁力を生じさせ、
前記通路部材はその内部に前記溶湯を介して電流を流し得る一対の電極を有し、前記一対の電極は、前記一対の電極間に流れる電流と前記出力／入力磁力線とが交差して前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する第２の電磁力を生じさせる位置に、設けられており、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって前記通路内の前記溶湯を前記第１の溶解炉から前記第２の溶解炉へ向かう方向に駆動するようにした、
ことを特徴とする金属溶湯移送装置。

【請求項28】

前記通路部材によって、前記第１の溶解炉の底壁の開口と前記第２の溶解炉の底壁の開口とを連通した、ことを特徴とする請求項２７記載の金属溶湯移送装置。

【請求項29】

前記一対の電極を、前記通路部材の前記通路内に、高さ方向と交わる横向きに、所定の間隔をもって、設けた、ことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の金属溶湯移送装置。

【請求項30】

前記回転移動磁界装置本体を前記横向きの軸線の回りに回転可能にしたことを特徴とする請求項２７乃至２９の１つに記載の金属溶湯移送装置。

【請求項31】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、高さ方向と交差する横向きの軸線の回りに同一の磁極が並んでいる、ことを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれかに記載の金属溶湯移送装置。

【請求項32】

前記回転移動磁界装置本体は、１又は複数の前記永久磁石を備え、高さ方向と交差する横向きの軸線の回りに異なる磁極が交互に並んでいる、ことを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれかに記載の金属溶湯移送装置。

【請求項33】

前記一対の電極間に直流電流を流す電源装置が接続されていることを特徴とする請求項３１に記載の金属溶湯移送装置。

【請求項34】

前記一対の電極間に交流電流を流す電源装置が接続され、前記交流電流の周期は、前記回転移動磁界装置本体における前記異なる磁極の回転周期との関係で制御され、異なる磁極が回転しても前記第１の電磁力を同じ方向に前記溶湯を駆動するものとする、ことを特徴とする請求項３２に記載の金属溶湯移送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導電性（伝導性）を有する金属の溶湯、即ち、非鉄金属（例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はＳｉ、あるいはこれらを主成分とする合金、あるいはＭｇ合金等）の溶湯又は非鉄金属以外の金属の溶湯の攪拌を行うための金属溶湯攪拌装置、及び、それらの金属の溶湯を移送する金属溶湯移送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非鉄金属の溶湯あるいはその他の金属の溶湯を攪拌する技術は各種開発され産業界で広く用いられているが、環境問題、エネルギー問題等地球の将来を考慮した技術、装置の開発、提供への期待が急速に高まっている。最近の攪拌装置は駆動原理として永久磁石を採用したものも少なくない。例えば、溶湯を流路内で加速し、メインバス内に放出して、攪拌する装置（特許文献１）や、炉底の外部下方に設置した回転移動磁界発生装置で炉内の溶湯を攪拌する装置（特許文献２）、更には炉の側壁の外部に回転磁場装置を設置する装置（特許文献３）等がある。これらはいずれも攪拌効果は大変優れていると評価されている。

【0003】

一方で産業界での技術進歩は著しく、業界ニーズも右肩上がりに高度になってきている。つまり、安価で小型軽量、メンテナンスが簡単で構造はシンプル、使い勝手が良く攪拌能力が大きい等、目的に合わせた攪拌効果が得られる金属溶湯攪拌装置の出現を望んでいる。しかしながら、本発明者の知得する範囲では、現在のところこのような要求を満たす金属溶湯攪拌装置は未だ提供されていない。また、これらの金属の溶湯を例えば一方のメインバスから他方のメインバスへ移送する金属溶湯移送装置として上記のような特徴を備えたものは提供されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４３７６７７１号公報

【特許文献2】特許第４２４５６７３号公報

【特許文献3】特開２０１１-１０６６８９公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、上記ニーズを満たす装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の金属溶湯攪拌装置は
導電性の金属の溶湯を収納する収納室を有する炉本体と、
前記炉本体内の溶湯を駆動して攪拌するための回転可能な回転移動磁界装置本体と、
を備え、
前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を有し、前記回転移動磁界装置本体の回転に伴って、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線が前記溶湯を貫通した状態で移動し、この移動により生じる渦電流により前記溶湯を駆動する第１の電磁力を生じさせ、
前記炉本体は、前記溶湯を介して電流を流し得る少なくとも一対の電極を有し、前記一対の電極は、前記収納室内の、前記一対の電極間に流れる電流と前記出力／入力磁力線が交差して前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する第２の電磁力を生じさせる位置に設けられており、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって前記収納室内の前記溶湯を駆動攪拌するようにした、
ものとして構成されている。

【0007】

本発明の金属溶湯攪拌装置は、
導電性の金属の溶湯を収納する収納室を有する炉本体を含むメインバス部と、
前記炉本体内の溶湯を駆動して攪拌するための攪拌部と、
を備え、
前記攪拌部は、前記炉本体内の前記溶湯を流出させその後に前記炉本体内に流入させる循環用の溶湯通路を有する通路部材と、前記溶湯通路内の前記溶湯を駆動する第１の電磁力を生じさせる回転可能な回転移動磁界装置本体と、を備え、
前記炉本体は側壁に穿けた溶湯流出口と溶湯流入口を有し、前記溶湯流出口と前記溶湯流入口は、前記通路部材を介して、前記炉本体から流出した溶湯が前記溶湯通路を通って前記炉本体に流入する環流を許容するように連通され、
前記回転移動磁界装置本体は前記通路部材の外部に設けられており、高さ方向に沿った縦軸の回りに回転可能とされ、前記回転移動磁界装置本体の回転に伴って、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線が前記溶湯通路内の前記溶湯を貫通した状態で移動し、この移動により生じる渦電流により前記第１の電磁力を生じさせ、前記第１の電磁力により前記溶湯を前記溶湯通路内で前記溶湯流出口から前記溶湯流入口に向かうように駆動し、
前記通路部材の前記溶湯通路内に、少なくとも一対の電極を、前記一対の電極間に前記溶湯を介して電流が流れ得るように、設け、
前記一対の電極は、前記溶湯通路内の、前記一対の電極間に流れる電流と前記出力／入力磁力線とが交差して前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する第２の電磁力を生じさせる位置に、設けられており、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって前記溶湯通路内の前記溶湯を前記溶湯流出口に向けて駆動して、前記収納室内の溶湯を駆動するようにした、
ものとして構成される。

【0008】

本発明の金属溶湯攪拌装置は、
導電性の金属の溶湯を収納する収納室を有する炉本体を含むメインバス部と、
溶湯を収納室する攪拌室を有する攪拌炉と前記攪拌室内の溶湯を駆動する回転可能な回転移動磁界装置本体とを有し、前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を有する、攪拌部と、
を備え、
前記収納室と前記攪拌室とを開口によって連通させ、
前記攪拌室の内部に仕切板を上下方向に沿った縦向きに立設し、前記仕切板によって前記開口を第１開口と第２開口に区画すると共に、前記攪拌室を前記第１開口に繋がる第1の室と前記第２開口に繋がる第２の室に区画し、
前記仕切板の後端と前記攪拌部における側壁の内面との間に隙間を設けて、前記隙間によって前記第1の室と前記第２の室とを連通させ、
前記攪拌室の外部の下方又は上方に前記回転移動磁界装置本体を上下方向に沿った縦向きの軸線の回りに回転可能に設け、前記回転移動磁界装置本体の回転により、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線を前記攪拌部内の溶湯を貫通した状態で移動させ、これにより生じる渦電流により第１の電磁力を生じさせ、前記第１の電磁力により前記溶湯を前記第1の室から前記隙間を通って前記第２の室へ向かうように駆動し、
さらに、一対の電極を、前記攪拌室内における、前記一対の電極間に流れる電流と前記永久磁石からの磁力線とが交差して、前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する、第２の電磁力を生じさせる位置に、設け、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって、前記第1の室内の溶湯を前記隙間を介して前記第２の室へ向かわせ、前記第２開口から前記収納室へ流入させて、前記収納室内の溶湯を駆動するようにした、
を備えるものとして構成される。

【0009】

本発明の金属溶湯移送装置は、
第１の溶解炉から第２の溶解炉へ金属の溶湯を移送する金属溶湯移送装置であって、
前記第１の溶解炉と前記第２の溶解炉を連通する通路を有する通路部材を備え、
前記通路部材の途中における外部に、前記通路内の溶湯を駆動するための回転可能な回転移動磁界装置本体を設け、
前記回転移動磁界装置本体は永久磁石を有し、前記回転移動磁界装置本体の回転により、前記永久磁石から出る又は前記永久磁石へ入る出力／入力磁力線を前記通路内の溶湯を貫通した状態で移動させ、この移動により生じる渦電流により前記通路内の前記溶湯を前記第１の溶解炉から前記第２の溶解炉へ向けて駆動する第１の電磁力を生じさせ、
前記通路部材はその内部に前記溶湯を介して電流を流し得る一対の電極を有し、前記一対の電極は、前記一対の電極間に流れる電流と前記出力／入力磁力線とが交差して前記第１の電磁力と同方向に前記溶湯を駆動する第２の電磁力を生じさせる位置に、設けられており、
前記第１の電磁力と前記第２の電磁力との合成駆動力によって前記通路内の前記溶湯を前記第１の溶解炉から前記第２の溶解炉へ向かう方向に駆動するようにした、
を備えるものとして構成される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の原理説明図。

【図2】（ａ）、（ｂ）は本発明の金属溶湯攪拌装置の第１実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図。

【図3】（ａ）、（ｂ）は回転移動磁界装置本体の正面説明図、側面説明図、（ｃ）は変形例の側面説明図。

【図4】（ａ）、（ｂ）は異なる回転移動磁界装置本体の正面説明図、側面説明図、（ｃ）は変形例の側面説明図。

【図5】（ａ）、（ｂ）は本発明の金属溶湯攪拌装置の第２実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図。

【図6】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の金属溶湯攪拌装置の第３実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図、ｃ−ｃ線縦断説明図。

【図7】（ａ）、（ｂ）は異なる回転移動磁界装置本体の正面説明図、側面説明図、（ｃ）は変形例の側面説明図。

【図8】（ａ）、（ｂ）は本発明の金属溶湯攪拌装置の第４実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図。

【図9】（ａ）、（ｂ）は本発明の金属溶湯攪拌装置の第５実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図。

【図10】（ａ）、（ｂ）は本発明の金属溶湯攪拌装置の第６実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図。

【図11】（ａ）、（ｂ）は本発明の金属溶湯移送装置の実施形態の平面説明図、ｂ−ｂ線縦断説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態を説明する前に、それをより容易に把握可能なるようにするため、まず本発明の原理を、次いで本発明者が本発明をなすに至った経緯を説明する。

【0012】

以下の原理の説明では、理解し易くするために、電磁力での駆動対象として、金属の溶湯の代わりに、長尺状で且つ横断面が矩形の導電性非鉄金属板を用いて説明する。

【0013】

図１に示すように、Ｘ方向に長い導電性の非鉄金属板１０１を想定する。この非鉄金属板１０１の下方に、Ｙ方向に長い棒状の永久磁石１０２を、Ｘ方向に沿って移動可能なるように、配置する。本実施形態では、前記永久磁石１０２として、上下両端側がＮ極及びＳ極となるように、磁化したものを用いる。これにより、永久磁石１０２からは磁力線ＭＬが上方（高さ方向）に立ち上がる。前記磁力線ＭＬは非鉄金属板１０１を下方から上方へ貫通する。

【0014】

さらに、非鉄金属板１０１の両側面に対向状態に一対の電極２ａ、２ａを付設する。これらの一対の電極２ａ、２ａ間に直流の電流ＩをＹ方向（幅方向）つまり横向きに沿って流す。これにより、この横向きの電流Ｉと前記永久磁石１０２からの高さ方向の磁力線ＭＬとが交わることになる。前記磁力線ＭＬは実際には後述するように永久磁石の回転に伴って移動するものであるが、ある条件を満たせば、非鉄金属板１０１における電流Ｉが流れる部分には、フレミングの左手の法則に従った電磁力（ローレンツ力）ｆが生じる。つまり、非鉄金属板１０１にはそれをＸ方向に駆動しようとする、フレミングの左手の法則によるローレンツ力ｆが加わる。

【0015】

また、このような構成において、前記永久磁石１０２を矢印ＡＲの方向（Ｘ方向）に移動させる。これにより、磁力線ＭＬは、非鉄金属板１０１を貫通した状態で移動することになる。これにより、非鉄金属板１０１の内部には、Ｘ方向に沿って、磁力線ＭＬの前後に、渦電流１０４，１０４が発生する。この渦電流１０４，１０４により発生する磁界と永久磁石１０２からの磁界とが互いに吸引、反発し、非鉄金属板１０１にはＸ方向に非鉄金属板１０１を動かそうとする電磁力ｆｅが生じる。つまり、非鉄金属板１０１にはそれをＸ方向に駆動しようとする、渦電流による電磁力ｆｅが加わる。

【0016】

このように、導電性の非鉄金属板１０１には、前記２つの電磁力ｆｅ、ｆが加わることとなる。つまり、非鉄金属板１０１には、２つの電磁力ｆ，ｆｅが合成された大きな合成電磁力（合成駆動力）Ｆ（＝ｆ+ｆｅ）が作用する。これにより、この大きな合成駆動力Ｆによって非鉄金属板１０１を確実にＸ方向に駆動することができる。

【0017】

つまり、先ず、第１の場合として、一対の電極２ａ、２ａ間に電流Ｉを流す場合を考えると、フレミングの法則に従った電磁力ｆが発生する。次に、第２の場合として、永久磁石１０２は移動させる場合を考えると、渦電流による電磁力ｆｅが発生する。前記第１の場合と前記第２の場合が一緒に実現されている本発明ではこれらの２つの電磁力ｆ，ｆｅが合成駆動力Ｆとして作用することになる。前記単一の電磁力ｆまたはｆｅと、本発明の合成駆動力Ｆ（＝ｆ+ｆｅ）とは、比較するまでもなく、本発明の合成駆動力Ｆが大きいのは明らかである。よって、非鉄金属板１はこの大きな合成駆動力Ｆにより確実に駆動される。

【0018】

ここで、前記非鉄金属板１０１を溶湯Ｍに置き換えて考えると、溶湯Ｍに前記合成駆動力Ｆが作用し、溶湯Ｍは大きな攪拌力で確実に駆動されるのが分かる。これが本発明の原理である。

【0019】

上記の原理の本発明は本発明者のみが知得し得たのであるが、その知得までの経緯を技術的に説明する。

【0020】

一般の当業者にとってと同様に、本発明者にとっても、図１において、永久磁石１０２を直線的に動かせば、渦電流による電磁力ｆｅが発生するのは、直感される。しかしながら、磁界が回転する永久磁石１０２（実際に想定されるのは、図２の回転移動磁界装置本体８のように、ある速度で回転する永久磁石）からの磁界であっても、上記のように、フレミングの法則に従った電磁力ｆがはたして本当に得られるかどうかは、当業者にとっては確信のできないことであった。このため、本発明者は多くの実験を繰り返した。これらの実験を経て得た本発明者に独自にある知識を知得した。この知得に基づき、本発明者は本発明をなすに至った。つまり、本発明は、下記の実験を行わなかった当業者は決してなし得ない発明と言わねばならない。以下にこのことを説明する。

【0021】

即ち、当業者は、２つの技術を、つまり、フレミングの法則に従った電磁力ｆにより溶湯Ｍを駆動する第１の技術（特開２０１１−２５７１２９号公報）と、渦電流による電磁力ｆｅで溶湯Ｍを駆動する第２の技術（特許第４２４５６７３号公報、特許文献２）とを知得している者と言える。しかしながら、当業者は前記２つの技術を単にばらばらに互いに無関係なものとして知得しているに過ぎない。そのため、このような当業者であっても上記のような本発明（原理）には至り得ないと言える。それは以下の理由から明らかである。即ち、前記第１の技術においては磁力線ＭＬは静止しており且つ静止していることが要求され、第２の技術においては磁力線ＭＬはある程度の速度で移動（回転）しており且つ移動（回転）することが要求される、と一般の当業者は直感する。このため、当業者は磁力線ＭＬが静止している第１の技術と、移動（回転）している第２の技術とを知得していても、当業者にはこれらを組み合わせるという発想が思い浮かぶことはない。また、仮に思い浮かんだとしても、組み合わせたらどちらの技術も上手く機能しないだろうと直感し、思考はそこで止まってしまう。加えて、一般の当業者は、本発明者と異なり、前記第１の技術、前記第２の技術のそれぞれに特に不都合があるとの課題的認識は持ち合わせていない。このような種々の理由により、当業者がこれらの第１の技術、第２の技術をとりたてて改良しようとも思わないし、組み合わせようとも思わないし、組み合わせる必然性もない。つまり、一般の当業者には、前記２つの技術を組み合わせる動機付けもない。

【0022】

しかしながら、本発明者は、前述したような業界の要望に応えるべく、とにかく大きな力で確実に溶湯Ｍを駆動、攪拌する、従来の装置よりも優れた装置を開発すべく日夜努力を続けている。本発明者は独自に日々このように考えていたので、前記第１の技術による力ｆと前記第２の技術による力ｆｅをなんとか同時に用いたいと思いを独自に有するに至った。しかしながら、本発明者も、当初は、一般の当業者と同様に、これらの２つの技術を両立させることはできないのではないかとの漠然とした思いを有していた。一般の技術者はここであきらめるであろうが、本発明者は、さらなる新しい優れた装置を提供したいという思いが強かったため、何かを工夫すれば両立可能かも知れないと思うと共に、何かを工夫して必ず両立させたいという望みを捨てきれなかった。つまり、本発明者は本発明者に独自の課題を持つに至った。そのため、本発明者は、一般の当業者は行わないであろう各種の実験を何度も繰り返した。それらの実験の結果に基づいて、本発明者は本発明者に独自の知得を得ることができ、その知得に基づいて本発明をなすに至った。つまり、本発明者は、後述の回転移動磁界装置本体８の磁極数、磁極の種類、磁極間の間隔あるいは磁極間の角度、回転速度等の各種のパラメータをある値とすれば、第１の技術と第２の技術を同時に両立させて、フレミングの法則に従った電磁力ｆと渦電流による電磁力ｆｅの合成駆動力（複合型駆動力）Ｆを得ることができ、この合成駆動力Ｆで溶湯Ｍを確実に駆動攪拌できるということを独自に知得した。本発明者はこの独自の知得に基づいて本発明をなすに至ったのである。

【0023】

このように、本発明は、本発明者による独自の実験結果に基づく本発明者に独自の知得に基づいてなされたもので、上記実験を行わない他の当業者には決してなし得ない発明と言える。

【0024】

以上に説明した独自の経過で本発明者に独自に得られた知得に基づいてなされた本発明の実施形態の金属溶湯攪拌装置を図面を参照しながら以下に説明する。

【0025】

なお、以下に説明する各図における縮尺は全図において同一ではなく、図面毎に任意に選択してある。また、各実施形態において、同等の構成要素には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

【0026】

（第１実施形態）
図２は、本発明の金属溶湯攪拌装置の第１実施形態を示し、（ａ）は平面説明図、（ｂ）はそのｂ−ｂ線に沿った縦断面説明図を示す。これらの図かわかるように、この第１の実施形態は、メインバス部１０の炉本体１の側壁１ａの外側に回転移動磁界装置２０を設けた例を示す。

【0027】

図２（ａ）、（ｂ）からわかるように、金属溶湯攪拌装置は前記メインバス部１０を有する。このメインバス部１０の炉本体１の収納室１Ａには、導電性（伝導性）を有する金属の溶湯、即ち、非鉄金属（例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はＳｉ、あるいはこれらを主成分とする合金、あるいはＭｇ合金等）の溶湯又は非鉄金属以外の金属の溶湯Ｍが収納される。

【0028】

前記メインバス部１０の炉本体１の側壁１ａには、特に図２（ｂ）から分かるように、上下方向（高さ方向）に沿って対向するように一対の電極２ａ、２ａが取り付けられている。前記一対の電極２ａ、２ａは側壁１ａの内部に埋め込まれているが、必ずしも埋め込む必要はなく、内表面に付設することもできる。このことは、以下の全ての実施形態においても同様である。つまり、これらの電極２ａ、２ａは、側壁１ａから露呈して、収納された溶湯Ｍに接している。これにより、これらの電極２ａ、２ａ間には溶湯Ｍを介して高さ方向に電流Ｉが流れ得るようになっている。前記電極２ａ、２ａは、配線４ａ、４ａによって、電源装置３に接続されている。前記配線４ａ、４ａの一部、つまり、前記電極２ａ、２ａに近い部分は、側壁１ａ中に設けられて、溶湯Ｍには接しないようになっている。電極２ａ、２ａ間に直流電流Ｉを流すのは、前に説明したように、フレミングの左手の法則に従ったローレンツ力（第２の電磁力）ｆを得るためである。

【0029】

前記電源装置３は、制御装置（図示せず）からの制御信号によって、各種態様で直流電流、交流電流を流し得るものとして構成されている。前記直流電流に関して言えば、一対の電極２ａ、２ａの極性を切り替え可能としている。交流電流に関して言えば、周期や波形等を選択調整可能としている。交流電流の場合において、電流Ｉの波形が例えば矩形波の場合は、デューティ比を変えるごとくに、１周期における正負のパルスの幅を任意に設定可能である。加えて、電源装置３は、直流電流、交流電流のいずれを出力する場合にあっても、電流値、電圧値を任意に設定可能に構成されている。

【0030】

このように、前記一対の電極２ａ、２ａ間には、上下方向に電流Ｉ（直流電流Ｉｄｃが上から下に、下から上に、あるいは、交流電流Ｉａｃ）が流れる。この電流Ｉと、回転移動磁界装置２０からの磁力線ＭＬとが交差して、フレミングの法則に従った、溶湯Ｍを矢印ＡＲ１〔図２（ａ）〕の方向に駆動する、電磁力（第２の電磁力）ｆが得られる。追って詳述するところから分かるように、前記矢印ＡＲ１方向への駆動力を得るには、回転移動磁界装置２０の外周がＮ極、Ｓ極の一方の極に磁化されている時は一対の電極２ａ、２ａ間に直流電流を流し、外周にＮ極とＳ極が交互に並んでいる場合にはＮ極とＳ極の周期（回転周期）に同期する交流電流を流す。これは、フレミングの左手の法則の電磁力として常に溶湯Ｍを同じ向きに、つまり矢印ＡＲ１の方向に駆動する駆動力ｆを得るためである。前記電源装置３によって、電極２ａ、２ａ間を流れる電流Ｉを直流電流、交流電流のいずれにもできるようにしているのは、後述する各種の回転移動磁界装置本体８〔図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照〕のいずれを用いても、溶湯Ｍに常に同じ回転方向の電磁力ｆを加え得るようにするためである。

【0031】

次に、前記回転移動磁界装置２０について説明する。

【0032】

図２（ａ）、（ｂ）から分かるように、回転移動磁界装置２０は、非磁性材製のシャーシ７と、その中に回転可能に組み込まれた回転移動磁界装置本体８と、前記回転移動磁界装置本体８を右回り（又は左回り）に駆動する駆動装置（図示せず）を有する。回転移動磁界装置本体８は、特に図２（ｂ）から分かるように、自己から出る又は自己へ入る出力／入力磁力線ＭＬを、炉本体２内の溶湯Ｍを上下方向と交差する横向きに貫かせながら回転可能に設置されている。これにより、回転移動磁界装置本体８は次のように機能することになる。即ち、特に図２（ｂ）において、一対の電極２ａ、２ａ間に上下方向に電流Ｉを流しておけば、回転移動磁界装置本体８からの横向きの磁力線ＭＬはこの電流Ｉと交差する。これにより、溶湯Ｍを図２（ａ）の矢印ＡＲ１に示すように駆動するローレンツ力（第２の電磁力）ｆが発生する。

【0033】

この時、この回転移動磁界装置本体８は、例えば図２（ａ）に示すように、上から見て、右回りに回転している。これにより、磁力線ＭＬが溶湯Ｍを横向きに貫通したまま移動する。これにより、移動する磁力線ＭＬの前後に渦電流が発生し、この渦電流と前記磁力線ＭＬとにより第１の電磁力ｆｅが発生する。前記渦電流による電磁力ｆｅは、先のフレミングの左手の法則による電磁力ｆと同様に、溶湯Ｍを矢印ＡＲ１の方向に駆動する。

【0034】

これにより、溶湯Ｍは、前記２つの第１、第２の電磁力ｆｅ、ｆが合成された合成駆動力Ｆにより、矢印ＡＲ１に沿って駆動されることになる。これにより、炉本体１内の溶湯Ｍは、図２（ａ）の矢印ＡＲ１１に示すように水平に回転する。

【0035】

前記回転移動磁界装置本体８としては種々の構成を採ることが出来る。その第１の例を図３（ａ）、（ｂ）に、その変形例を（ｃ）に、第２の例を図４（ａ）、（ｂ）に、その変形例を（ｃ）に示す。

【0036】

図３（ａ）、（ｂ）において、回転移動磁界装置本体８は、筒状の非磁性材製のケース８Ａとこの内部に回転可能に収納された回転体８Ｂを有する。回転体８Ｂは、回転中心部分に位置する長尺状の基体８Ｂ１を有する。この基体８Ｂ１は、横断面がほぼ正方形状をなし、４つの側面８Ｂ２を有する。各側面８Ｂ２にはそれぞれ永久磁石からなる棒磁石８Ｂ３が取り付けられている。各棒磁石８Ｂ３は、前記側面８Ｂ２へ取り付けられる内面側が一方の極（Ｓ極）に、外面側が他方の極（Ｎ極）に磁化されている。これにより、外周に同一の極（Ｎ極）が並んでいる。これと逆に外周にＳ極が並ぶように、外面側がＳ極に、内面側がＮ極に磁化されていてもよいのは当然である。

【0037】

図３（ｃ）は、基体８Ｂ１に取り付ける複数の棒磁石８Ｂ３を、周方向に沿って、交互に、Ｎ極とＳ極がくるようにした例である。

【0038】

図３（ａ）、（ｂ）のように外周に沿って同じ磁極が並ぶようにした場合には、前記一対の電極２ａ、２ａ間には同じ方向に流れる電流Ｉ、つまり、直流電流を流せばよい。しかしながら、図３（ｃ）のように、外周に沿ってＮ極とＳ極とが交互に並ぶようにした場合には、先にも簡単に述べたように、一対の電極２ａ、２ａ間に、磁極の並びに応じた周期の交流電流を流す必要がある。これによって、フレミングの法則に従った第２の電磁力ｆは、磁力線ＭＬの向きが交互に反転しても、同じ向き〔例えば、図２（ａ）の矢印ＡＲ１）の向き〕のものとして得られる。このような一対の電極２ａ、２ａ間の電流Ｉの向きの制御は前述のように前記制御装置によって行われる。

【0039】

前記基体８Ｂ１としては、その横断面の多角形を角数が任意数の多角形とすることができる。また、前記基体８Ｂ１に取り付ける棒磁石８Ｂ３の数も任意数とすることができる。図４（ａ）、（ｂ）は外周に同一の極が並ぶようにした場合にあって、棒磁石８Ｂ３の数を２本とした例を示す。図４（ｃ）は、交互に異なる磁極がくるようにした例を示す。

【0040】

つまり、上記からわかるように、基体８Ｂ１に取り付ける棒磁石８Ｂ３の数は適宜任意に定めることが出来る。且つ、周方向に並ぶ、棒磁石８Ｂ３の磁極は同じ磁極が来るようにも、交互に異なる磁極がくるようにもすることが出来る。また、設ける棒磁石８Ｂ３の数に応じて、基体８Ｂ１はその断面形状が任意の多角形のものとすることができる。

【0041】

さらには、前記回転体８Ｂとしては、この回転体８Ｂを単一の永久磁石となし、その周囲に同一または異なる磁極が並ぶように磁化した永久磁石を用いることもできる。

【0042】

なお、上記の第１実施形態の他、以下に説明するその他の実施形態において、一対の電極２ａ、２ａは、必ずしも図２（ｂ）に示すように炉壁の内部に埋め込むことなく、炉壁３ａの内表面に付設することもできる。この場合には、配線４ａ、４ａも炉壁３ａ内部に溶湯Ｍに接しないように埋め込んでも、埋め込むことなく炉本体１の収納室１Ａ内を這わせることもできる。

【0043】

（第２実施形態）
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の金属溶湯攪拌装置の第２の実施形態を示し、（ａ）は平面説明図、（ｂ）はそのｂ−ｂ線に沿った縦断面説明図を示す。メインバス部１０における炉本体１の側壁１ａの外側に設けた回転移動磁界装置２０を、第１の実施形態では立設状態（立てた状態）に設けたのに対し、この第２の実施形態では横設状態（寝かせた状態）に設けている。

【0044】

加えて、この第２実施形態が第１の実施形態（図２（ａ）、（ｂ））と違うところは、この第２の実施形態においては、回転移動磁界装置２０を横向きに設置したことに対応して、特に図５（ａ）から分かるように、一対の電極２ａ、２ａも横向き対向するように側壁１ａに設けて、横向きに電流Ｉが流れるようにしている。

【0045】

さらに、図５（ｂ）から分かるように、回転移動磁界装置本体８を図中右回りに回転するようにしている。

【0046】

このため、溶湯Ｍを矢印ＡＲ２に示すように駆動する合成駆動力Ｆ（＝渦電流による第１の電磁力ｆｅ＋フレミングの左手の法則による第２の電磁力ｆ）が生じる。これにより、溶湯Ｍは、炉本体１内において、図示のように、矢印ＡＲ２１に示すように対流するごとく確実に駆動される。

【0047】

以上の第１実施形態と第２実施形態の説明においては、両実施形態を別の実施形態として説明したが、これらを１つの実施形態として具現することもできる。即ち、回転移動磁界装置２０を、第１実施形態のように上下方向に沿った縦置きと第２実施形態のような寝かせた横置きとを切り替え可能に構成できる。なお、この場合には、メインバス部１０の炉本体１には、図２（ｂ）に示す上下に対向させた一対の電極２ａ、２ａと、図５（ａ）に示す左右に対向させた一対の電極２ａ、２ａの都合２組の４つの電極２ａを設ける必要がある。このような実施形態によれば、設置場所等の各種の条件に応じて、回転移動磁界装置２０を縦置きと横置きで切り替えて使用することができる。

【0048】

（第３実施形態）
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第３実施形態の平面説明図、そのｂ−ｂ線に沿った縦断面説明図、ｃ−ｃ線に沿った縦断面説明図である。

【0049】

この第３実施形態が前記第１実施形態、前記第２実施形態と異なる点は、回転移動磁界装置本体の構成にある。即ち、第３実施形態では、図７（ａ）、（ｂ）に示される回転移動磁界装置本体８１Ｂ０を用いている。即ち、円盤状の回転基板８１Ｂ１の表面に一対の矩形体状の永久磁石８１Ｂ２を任意の間隔で、例えば１８０°の間隔で取り付けている。
これらの永久磁石８１Ｂ２は、取り付ける内側がＳ極に、外側がＮ極となるように回転基板８１Ｂ１に取り付けられている。このような図７（ａ）、（ｂ）の回転移動磁界装置本体８１Ｂ０を回転させながら、一対の電極２ａ、２ａ（図６（ｂ））間に直流電流を流す。これにより、一対の電極２ａ、２ａ間に電流Ｉが流れることによるフレミングの左手の法則による電磁力ｆと、回転移動磁界装置本体８1Ｂ０が回転することによる渦電流による電磁力ｆｅと、の合成駆動力Ｆにより、溶湯Ｍは図６（ａ）に示すように矢印ＡＲ３方向に駆動され、炉本体１の溶湯Ｍは矢印ＡＲ３１に示すように駆動回転させられる。

【0050】

また、図７（ｃ）に示すように、複数の永久磁石８１Ｂ２を、周方向に異なる極が並ぶように、基体８Ｂ１に取り付けることもできる。この場合には、前述のように、一対の電極２ａ、２ａ間に交流電流を流す必要がある。

【0051】

以上に説明した第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態は、既設のメインバス部１０が一対の電極２ａ、２ａを有していれば、回転移動磁界装置２０のみを後付けすることによって実現される。また、あるいは既設のメインバス部１０に一対の電極２ａ、２ａと回転移動磁界装置２０とを後付けすれば、本発明の実施形態を実現することができる。

【0052】

（第４実施形態）
図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４実施形態の横断説明図、そのｂ−ｂ線縦断面説明図である。この第４実施形態は、いわゆる通路型の攪拌装置であり、メインバス部３０の溶湯Ｍをいわゆる溶湯通路４１ａに導いて、その溶湯通路４１ａにおいて溶湯Ｍに前記合成駆動力Ｆを加えてメインバス部３０に戻し、これによりメインバス部３０内の溶湯Ｍを攪拌するようにしたものである。

【0053】

即ち、この第４実施形態の金属溶湯攪拌装置は、メインバス部３０と攪拌部４０とを有する。メインバス部３０は溶湯Ｍを収納する炉本体１を有するものとして構成される。攪拌部４０は、内部に溶湯通路４１ａを有する通路部材４１と回転移動磁界装置本体８とを有するものとして構成される。

【0054】

即ち、メインバス部３０の１つの側壁３０ａに溶湯流出口３０ａ１と溶湯流入口３０ａ２を穿け、これらを攪拌部４０における横断面がほぼＵ字状の中空の通路部材４１で連通している。前記通路部材４１は、図８（ａ）から分かるように、内部に、横断面がほぼＵ字状の溶湯通路４１ａを有する。つまり、前記溶湯通路４１ａの一端は前記溶湯流出口３０ａ１に連通状態に接続され、他端は前記溶湯流入口３０ａ２に連通状態に接続されている。これにより、メインバス部３０の溶湯Ｍは、溶湯流出口３０ａ１から溶湯通路４１ａに流出し、ここで後述のように合成駆動力Ｆにより駆動され、やがて溶湯流入口３０ｂ２からメインバス部３０に還流する。

【0055】

前記攪拌部４０において、前記通路部材４１と側壁３０ａとによって収納空間４０ａが区画されている。前記収納空間４０ａに回転移動磁界装置本体８が回転可能に収納されている。この回転移動磁界装置本体８としては各種のものを用いることができるが、例えば、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）等に示されるものを用いることができる。例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すものを用いた場合においては、特に図８（ｂ）に示すように、磁力線ＭＬが横向きに射出し、前記溶湯通路４１ａ内の溶湯Ｍを貫通する。

【0056】

さらに、前記通路部材４１内壁には、特に図８（ｂ）から分かるように、前記溶湯通路４１ａに露呈するように、上下に対向した状態に一対の電極２ａ、２ａが設けられている。これらの電極２ａ、２ａ間には溶湯Ｍを介して上下方向に電流Ｉが流れる。これらの電極２ａ、２ａは電源装置３に接続されている。

【0057】

よって、特に図８（ｂ）からわかるように、上下方向に流れる電流Ｉと横向きに走る磁力線ＭＬとが交差してフレミングの左手の法則による第２の電磁力ｆが発生し、溶湯通路４１ａ内の溶湯Ｍを矢印ＡＲ４〔図８（ａ）〕の方向に駆動することになる。

【0058】

さらに、前記回転移動磁界装置本体８が回転することにより、渦電流による第１の電磁力ｆｅが発生し、この電磁力ｆｅによっても、前記溶湯通路４１ａ内の溶湯Ｍが矢印ＡＲ４の方向に駆動されることになる。

【0059】

前記第２の電磁力ｆと前記第１の電磁力ｆｅとが合成されて大きな合成駆動力Ｆとなって溶湯通路４１ａ内の溶湯Ｍに作用し、溶湯Ｍを、溶湯流入口２ｂ１からメインバス部３０の炉本体１に流入させ、且つ、メインバス部３０の溶湯Ｍを溶湯流入口２ｂ１から溶湯通路４１ａに引き込む。これにより、特に図８（ａ）に示すように、矢印ＡＲ４１に沿ってメインバス部３０の炉本体１内の溶湯Ｍが確実に攪拌駆動される。

【0060】

なお、特に図８（ａ）、（ｂ）においては、回転移動磁界装置本体８は通路部材４１の内側に設置しているが、この回転移動磁界装置本体８を通路部材４１の外側に設置することもできる。

【0061】

また、上記のように通路部材４１の外側に回転移動磁界装置本体８を設置する場合には、この回転移動磁界装置本体８に代えて、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す回転移動磁界装置本体８１Ｂ０を、回転軸が横向きとなるようにして用いることができる。このような構成としても、通路部材４１内の溶湯を駆動することが出来る。

【0062】

また、回転移動磁界装置本体８をＵ字型の通路部材４１のいわゆるＵ字の内側に設けたが、この通路部材４１のＵ字の外側に設けるということもできる。さらには、通路部材４１（溶湯通路４１ａ）を挟むようにＵ字の内側と外側に都合２つの回転移動磁界装置本体８を設けることもできる。

【0063】

なお、上記の実施形態では、１つの回転移動磁界装置本体８からの磁力線ＭＬを共用して、渦電流による電磁力ｆｅとフレミングの法則に従った電磁力ｆの２つを得るようにした。しかしながら、技術的には、回転移動磁界装置本体８からの磁力線ＭＬによっては渦電流による電磁力ｆｅのみを得るようにし、フレミングの法則に従った電磁力ｆを得るために、前記一対の電極２ａ、２ａを図８（ａ）とは別の位置に設け且つ別体の磁場装置を設け、別の位置に設けた一対の電極２ａ、２ａと別体の磁場装置によってフレミングの法則に従った電磁力ｆを得るようにすることも考えられる。ただし、この場合には、いわゆる磁場を発生させるための装置が２つ必要となり、コスト高となるだけでなく、装置自体も大きな設置面積を必要とすることになるのは避けられない。以上のことは、後述する図１１（ａ）、（ｂ）に示す実施形態においても同様に言える。つまり、図１１（ａ）において、回転移動磁界装置本体８の他にもう１つ磁場装置を設け、前記磁場装置との関係でフレミングの法則に従った電磁力ｆが生じる位置に一対の電極２ａ、２ａを設けることができる。この場合にも、上述のように、装置のコスト高と大型化が避けられない。

【0064】

（第５実施形態）
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第５実施形態の平面説明図、そのｂ−ｂ線縦断面説明図である。この第５実施形態が前記図８（ａ）、（ｂ）の第４実施形態と異なる点は、攪拌部４０Ａの構成にある。つまり、この実施形態は、メインバス部３０Ａと連通する攪拌室４０Ａ１を作り、そこで溶湯Ｍを合成駆動力Ｆで駆動するようにした実施形態である。

【0065】

より詳しくは、この第５実施形態の金属溶湯攪拌装置は、メインバス部３０Ａと攪拌部４０Ａを有する。

【0066】

メインバス部３０Ａは溶湯Ｍを収納する炉本体１を有する。

【0067】

攪拌部４０Ａにおける横断面がほぼＵ字型の側壁１ａ１は、炉本体１の１つの側壁１ａに繋がるものとして構成されている。この側壁１ａ１によって、メインバス部３０Ａの炉本体１の内部に連通する攪拌部４０Ａの攪拌室４０Ａ１が形成される。

【0068】

特に図９（ａ）から分かるように、炉本体１内と攪拌室４０Ａ１とが開口５０によって連通している。前記攪拌室４０Ａ１の内に溶湯の流れの方向に沿って仕切板４０Ａ０が立設されている。この仕切板４０Ａ０によって前記開口５０が２つに仕切られて開口５０Ａ、５０Ｂに仕切られ、さらに前記攪拌室４０Ａ１が図中上下の２つの部屋、つまり、第1の室４０Ａ１１と第２の室４０Ａ１２に仕切られる。前記仕切板４０Ａ０は軸部４０Ａ１０の回りに回動可能に設けられている。この仕切板４０Ａ０の回動によって、第1の室４０Ａ１１の開口５０Ａと第２の室４０Ａ１２の開口５０Ｂの幅が調整され、後述するように、溶湯の流れが最適とされる。前記軸部４０Ａ１０と側壁１ａ１の内側との間には溶湯Ｍの流れを許容する隙間Ｇが形成されている。これにより、後述するように、溶湯Ｍは、メインバス部３０Ａの炉本体１の内部から開口５０Ａ、第1の室４０Ａ１１、隙間Ｇ、第２の室４０Ａ１２、開口５０Ｂ、炉本体１と循環可能とされている。

【0069】

前記仕切板４０Ａ０は、仕切板本体４０Ａ０１と、前記軸部４０Ａ１０とを有するものとして構成されている。前記軸部４０Ａ１０（２ａ）は導電性材料で作製されており、前記一対の電極２ａ、２ａの一方として機能する。他方の電極２ａは前記側壁１ａ１の内側に複数設けられている。これにより、１つの前記軸部４０Ａ１０（２ａ）と複数の前記電極２ａとの間に溶湯Ｍを介して電流Ｉが横向きに流れる。つまり、横向きに電流Ｉの複数のパスが構成される。一方の電極４０Ａ１０（２ａ）及び他方の複数の前記電極２ａは電源装置３の両極の端子にそれぞれ接続されている。

【0070】

さらに、特に図９（ｂ）から分かるように、前記攪拌部４０Ａにおいては、攪拌室４０Ａ１の底壁の下方に回転移動磁界装置２０が設けられている。この回転移動磁界装置２０内には回転移動磁界装置本体８が上下方向に沿った軸の回りに回転可能に設けられている。この回転移動磁界装置本体８としては図７（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）に示すもの等を用いることができる。例えば図７（ａ）、（ｂ）に示すものを用いた場合には、図９（ｂ）に示すように磁力線ＭＬが立ち上がる。

【0071】

この磁力線ＭＬと、軸部４０Ａ１０（２ａ）と電極２ａとの間に流れる電流Ｉと、の交差により、フレミングの左手の法則による第２の電磁力ｆが発生する。且つ、前記回転移動磁界装置本体８の回転に伴って渦電流による第１の電磁力ｆｅも発生する。よって、これらの２つの電磁力ｆ、ｆｅの合成駆動力Ｆによって、溶湯Ｍは矢印ＡＲ５〔図９（ａ）〕の方向に駆動される。これにより、溶湯Ｍは炉本体１内において、矢印ＡＲ５１に示すように回転攪拌される。

【0072】

（第６実施形態）
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第６実施形態を示し、図９（ａ）、（ｂ）の回転移動磁界装置２０を攪拌室４０Ａ１の上方に設置した場合を示す。なお、回転移動磁界装置本体８は、図９（ｂ）の場合と反転して設置されているのは当然である。

【0073】

（第７実施形態）
図１１（ａ）、（ｂ）は、第７実施形態の縦断説明図、ｂ−ｂ線断面説明図を示す。

【0074】

この第７実施形態は、２つの溶解炉、つまり、メインバス部１００，１０１を備える。メインバス部１００の炉本体１００Ａからメインバス部１０１の炉本体１０１Ａへ溶湯Ｍを移動させる金属溶湯移送装置を有する金属溶湯炉システムを示す。

【0075】

即ち、一方のメインバス部１００と他方のメインバス部１０１は、それぞれの底壁１００ａ,１０１ａに開口１００ｂ，１０１ｂが穿けられている。これらの開口１００ｂ，１０１ｂはほぼＵ字型に湾曲した中空の通路部材１０３で互いに連通されている。この通路部材１０３の横断面形状は図１１（ｂ）に示される。ここからわかるように、通路部材１０３の内部の連通路１０３ａの横断面形状は矩形をしている。前記通路部材１０３の前記連通路１０３ａを挟んで幅方向に向かい合う一対の側壁１０３ｂ，１０３ｂの内面に、一対の電極２ａ、２ａを設けている。これらの一対の電極２ａ、２ａは、図１１（ａ）に示すように、通路部材１０３の上下方向に折れ曲がった湾曲部分１０３ｃの上方に設けられている。この湾曲部分１０３ｃの内側（上方部分）に回転移動磁界装置本体８が横向きに設けられている。この回転移動磁界装置本体８は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示される。前記電極２ａ、２ａは電源装置３に接続されている。

【0076】

このような装置において、一対の電極２ａ、２ａ間に電流Ｉを流し、回転移動磁界装置本体８を回転すれば、通路部材１０３内の溶湯Ｍを、フレミングの法則に従った第２の電磁力ｆと渦電流による第１の電磁力ｆｅの合成駆動力Ｆによって一方のメインバス部１００から他方のメインバス部１０１に、移送可能である。

【0077】

本発明者は上記各実施形態によりアルミニウム溶湯を駆動する実験を行い、駆動力（搬送力）を、渦電流による電磁力ｆｅのみによる場合、および、フレミングの法則に従った電磁力ｆのみによる場合、のそれぞれよりも増大できることを確認した。第４実施形態（図８）及び第７実施形態（図１１）については、ローレンツ力ｆのみによる搬送量が約１０００Tons/h、渦電流による電磁力ｆｅのみによる搬送量が約９００Tons/hのものを組み合わせた実験を行い、搬送量が約１８００―２０００Tons/hとできることを数値的に確認した。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】