特許 7355990 コールドクルーシブル溶解炉、および、そのメンテナンス方法

(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】

(24)【登録日】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】コールドクルーシブル溶解炉、および、そのメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   F27B 14/08 20060101AFI20230927BHJP

   F27B 14/06 20060101ALI20230927BHJP

   F27D 7/06 20060101ALI20230927BHJP

   F27D 11/06 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

F27B14/08

F27B14/06

F27D7/06 B

F27D11/06 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019005346

(22)【出願日】2019-01-16

(65)【公開番号】P2020112334

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-11-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137486

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 雅直

(72)【発明者】

【氏名】中井 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】津田 正徳

(72)【発明者】

【氏名】中本 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】米虫 悠

【審査官】櫻井 雄介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２８５７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０７２６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５４５８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３１０８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１４４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２８１７０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ １４／０８

Ｆ２７Ｂ １４／０６

Ｆ２７Ｄ ７／０６

Ｆ２７Ｄ １１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のるつぼと、
前記るつぼの底部側を塞ぐ底板と、
前記底板に設けられた出湯ノズルと、
前記るつぼの周囲に配置された溶解用コイルと、
前記出湯ノズルの周囲に配置された出湯用コイルと、
前記るつぼが配置される溶湯空間および前記出湯ノズルの下方に設けられる出湯空間を内部に形成するチャンバーと、
を備え、
前記るつぼと前記底板と前記出湯ノズルとが、溶解ユニットとしてユニット化されており、
前記溶解ユニットが、前記チャンバーに対して着脱自在に形成され、
前記出湯用コイルは、前記溶解ユニットが前記チャンバーから取り外されたときに前記チャンバーの側に残される、
コールドクルーシブル溶解炉。

【請求項2】

筒状のるつぼと、
前記るつぼの底部側を塞ぐ底板と、
前記底板に設けられた出湯ノズルと、
前記るつぼの周囲に配置された溶解用コイルと、
前記出湯ノズルの周囲に配置された出湯用コイルと、
前記るつぼが配置される溶湯空間および前記出湯ノズルの下方に設けられる出湯空間を内部に形成するチャンバーと、
前記出湯用コイルの下方に配置された噴射ノズルと、
前記出湯用コイルと前記噴射ノズルの間に配置され、前記出湯用コイルにより形成される磁界から前記噴射ノズルを遮蔽する電磁シールド部材と、
を備え、
前記るつぼと前記底板と前記出湯ノズルとが、溶解ユニットとしてユニット化されており、
前記溶解ユニットが、前記チャンバーに対して着脱自在に形成されている、
コールドクルーシブル溶解炉。

【請求項3】

請求項２に記載のコールドクルーシブル溶解炉であって、
前記電磁シールド部材の上に設けられた、筒状の保護部材、
を備え、
前記底板が、前記保護部材の上に当接して配置され、
前記電磁シールド部材、前記保護部材、および、前記底板によって囲まれる空間に、前記出湯用コイルが配置される、
コールドクルーシブル溶解炉。

【請求項4】

請求項３に記載のコールドクルーシブル溶解炉であって、
前記出湯用コイル、前記電磁シールド部材、および、前記保護部材は、
前記溶解ユニットが前記チャンバーから取り外されたときに前記チャンバーの側に残される、
コールドクルーシブル溶解炉。

【請求項5】

請求項１～４の何れかに記載のコールドクルーシブル溶解炉であって、
前記底板に接続された、冷媒を供給する供給配管と、
前記底板に接続された、冷媒を排出する排出配管と、
を備え、
前記供給配管および前記排出配管の各々が、
その延在途中に設けられた接続部において分離接続可能であり、
前記接続部において分離される一方側の配管部分が、前記溶解ユニットに含まれており、他方側の配管部分が、前記溶解ユニットが前記チャンバーから取り外されたときに前記チャンバーの側に残される、
コールドクルーシブル溶解炉。

【請求項6】

筒状のるつぼと、前記るつぼの底部側を塞ぐ底板と、前記底板に設けられた出湯ノズルと、前記るつぼの周囲に配置された溶解用コイルと、前記出湯ノズルの周囲に配置された出湯用コイルと、前記るつぼが配置される溶湯空間および前記出湯ノズルの下方に設けられる出湯空間を内部に形成するチャンバーと、を備えるコールドクルーシブル溶解炉のメンテナンス方法であって、
前記るつぼと、前記底板と、前記るつぼと連結される連結板と、前記底板と連結される支持部材と、前記連結板と前記支持部材とを連結する連結柱と、前記出湯ノズルとがユニット化された溶解ユニットを、前記チャンバーから取り外す工程と、
メンテナンス済みの溶解ユニットを、前記チャンバーに取り付ける工程と、
前記チャンバーから取り外した溶解ユニットの前記るつぼと前記底板と前記出湯ノズルとを分解して、これらにメンテナンスを施す工程と、
を備える、コールドクルーシブル溶解炉のメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボトム出湯方式のコールドクルーシブル溶解炉に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なコールドクルーシブル溶解炉は、チャンバーと、その内部に組み付けられた、るつぼとを備える。るつぼの内部で溶解した被溶解材料（溶湯）を、るつぼの底部側に設けられた出湯ノズルを介して取り出す出湯方式（いわゆる、ボトム出湯方式）の場合、チャンバーの内部空間が上下に区画されて、るつぼが上側の空間に配置され、下側の空間が、出湯ノズルを介して溶湯が出湯される出湯空間とされることがある。

【0003】

一般に、るつぼは、銅等の良電導性金属からなる複数のセグメントを円筒状に配列することにより形成されている。また、るつぼの周囲には、誘導コイルが設けられる。一方、るつぼの底部側を塞ぐ底板には、漏斗状の出湯ノズルが配設され、この出湯ノズルの周囲にも、誘導コイルが設けられる。

【0004】

このような構成において、るつぼの中に金属等の被溶解材料が投入され、るつぼの周囲に設けられた誘導コイルに高周波電流が流されると、るつぼの中にある被溶解材料に渦電流が発生し、被溶解材料は渦電流による発熱（誘導加熱）によって、昇温し、溶解する。このとき、被溶解材料は、るつぼの底部側および出湯ノズルにおける拡径部の内部に、スカル（溶湯の凝固層）を形成しつつ、溶解する。このスカルによって出湯ノズルが栓をされ、るつぼの中で溶解した被溶解材料が出湯ノズルから漏れ出さないようになっている。そして、るつぼの中で被溶解材料が十分に溶解した後に、出湯ノズルの周囲に設けられた誘導コイルに高周波電流が流されると、出湯ノズルの内部のスカルが誘導加熱によって溶解し、るつぼ内の溶湯が、出湯ノズルを介して出湯空間に出湯される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－５４５８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ボトム出湯方式のコールドクルーシブル溶解炉においては、るつぼの内部の溶湯が少なくなるにつれて溶解電力が入りにくくなる。このため、溶湯が出湯し切ったときに、るつぼの内壁、底板の上面、出湯ノズルの内部、等にスカルが残存することが避けられない。

【0007】

スカルが残存した状態のままで次のロットに係る溶解・出湯動作が行われると、該残存していたスカルが、るつぼ、底板、あるいは、出湯ノズルと密着してしまう。内壁と密着してしまったスカルは、誘導加熱によってほとんど溶解されない。このため、安定した出湯が行われず、最悪の場合、出湯不能に陥るおそれがある。また、次のロットにおいて被溶解材料の種類が変更される場合は、残存しているスカルが、異種金属混入による汚染（コンタミネーション）の原因となってしまう。

【0008】

このような事態を回避するべく、１回あるいは所定回数の溶解・出湯動作が完了する毎に、るつぼ、底板、および、出湯ノズルに対して、これらに付着しているスカルを除去する作業を施す必要がある。また、高温環境に晒されるこれらの部品には損傷も生じやすく、スカルの除去に加えて、損傷部分の補修、部品の交換、等も適宜に行う必要がある。

【0009】

しかしながら、るつぼ、底板、出湯ノズル等の各要素は、チャンバーの内部に組み付けられており、該チャンバーの内部には、誘導コイルと高周波電源を接続するためのケーブルや、るつぼや底板に冷媒を循環させるための配管などが複雑に配設されている。このため、るつぼ等に対する上記のメンテナンス作業は非常に困難なものとなり、十分なメンテナンス品質を担保するためには、熟練の技術者が相当の時間をかけてメンテナンス作業を行わなければならなかった。

【0010】

また、メンテナンス作業中は、当然のことながら、コールドクルーシブル炉を稼働させることができないため、メンテナンス作業の所要時間が長くなるにつれて、コールドクルーシブル溶解炉の稼働効率が悪化してしまう。

【0011】

本発明は、上記の各課題を解決するためになされたものであり、ボトム出湯方式のコールドクルーシブル溶解炉において、メンテナンス作業の能率化を実現できる技術の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、上記の目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

【0013】

すなわち、本発明は、コールドクルーシブル溶解炉であって、
筒状のるつぼと、
前記るつぼの底部側を塞ぐ底板と、
前記底板に設けられた出湯ノズルと、
前記るつぼの周囲に配置された溶解用コイルと、
前記出湯ノズルの周囲に配置された出湯用コイルと、
前記るつぼが配置される溶湯空間および前記出湯ノズルの下方に設けられる出湯空間を内部に形成するチャンバーと、
を備え、
前記るつぼと前記底板と前記出湯ノズルとが、溶解ユニットとしてユニット化されており、
前記溶解ユニットが、前記チャンバーに対して着脱自在に形成され、
前記出湯用コイルは、前記溶解ユニットが前記チャンバーから取り外されたときに前記チャンバーの側に残される。

【0014】

ここで、「ユニット化される」とは、複数の要素が互いに連結される等して、まとまった１つの部品として扱える状態とされていることをいう。

【0015】

この構成によると、ユニット化されている各要素、すなわち、るつぼ、底板、および、出湯ノズルを、まとめてチャンバーから取り外すことができる。チャンバーから取り外された溶解ユニットを別の場所に運んで分解して、るつぼ、底板、出湯ノズルを分離させれば、これらの各要素に残存しているスカルの除去、損傷部分の補修、部品の交換、等を、容易かつ短時間で行うことが可能となり、メンテナンス作業が能率化される。

【0016】

また、複数個の溶解ユニットを準備しておき、使用済みの溶解ユニットを、メンテナンス済みの溶解ユニットと交換して用いるようにすれば、使用済みの溶解ユニットにメンテナンス作業が施されている間も、コールドクルーシブル溶解炉を稼働させることができる。こうすることで、コールドクルーシブル溶解炉の稼働効率を飛躍的に高めることができる。

【0019】

本発明は、コールドクルーシブル溶解炉であって、
筒状のるつぼと、
前記るつぼの底部側を塞ぐ底板と、
前記底板に設けられた出湯ノズルと、
前記るつぼの周囲に配置された溶解用コイルと、
前記出湯ノズルの周囲に配置された出湯用コイルと、
前記るつぼが配置される溶湯空間および前記出湯ノズルの下方に設けられる出湯空間を内部に形成するチャンバーと、
前記出湯用コイルの下方に配置された噴射ノズルと、
前記出湯用コイルと前記噴射ノズルの間に配置され、前記出湯用コイルにより形成される磁界から前記噴射ノズルを遮蔽する電磁シールド部材と、
を備え、
前記るつぼと前記底板と前記出湯ノズルとが、溶解ユニットとしてユニット化されており、
前記溶解ユニットが、前記チャンバーに対して着脱自在に形成されている。

【0020】

この構成によると、ユニット化されている各要素、すなわち、るつぼ、底板、および、出湯ノズルを、まとめてチャンバーから取り外すことができる。チャンバーから取り外された溶解ユニットを別の場所に運んで分解して、るつぼ、底板、出湯ノズルを分離させれば、これらの各要素に残存しているスカルの除去、損傷部分の補修、部品の交換、等を、容易かつ短時間で行うことが可能となり、メンテナンス作業が能率化される。
また、複数個の溶解ユニットを準備しておき、使用済みの溶解ユニットを、メンテナンス済みの溶解ユニットと交換して用いるようにすれば、使用済みの溶解ユニットにメンテ
ナンス作業が施されている間も、コールドクルーシブル溶解炉を稼働させることができる。こうすることで、コールドクルーシブル溶解炉の稼働効率を飛躍的に高めることができる。
また、出湯ノズルより出湯される溶湯に向けて噴射ノズルからガス等を吹き付けることによって、溶湯を凝固させて微粒粉を生成することができる（いわゆる、アトマイズ処理）。一方で、この噴射ノズルは、電磁シールド部材によって、出湯用コイルにより形成される磁界から遮蔽されるので、噴射ノズルが、出湯用コイルにより形成される磁界によって誘導加熱されることがない。したがって、噴射ノズルを出湯用コイルに十分に近づけて配置することが可能となり、アトマイズ処理で生成される微粒粉の品質を担保することができる。

【0023】

好ましくは、前記コールドクルーシブル溶解炉は、
前記電磁シールド部材の上に設けられた、筒状の保護部材、
を備え、
前記底板が、前記保護部材の上に当接して配置され、
前記電磁シールド部材、前記保護部材、および、前記底板によって囲まれる空間に、前記出湯用コイルが配置される。

【0024】

この構成によると、出湯用コイルが、噴射ノズルからガスを吹き付けられた溶湯の吹き上がりや、アトマイズ処理で生成された微粒粉の巻き上がりによって、汚染されにくい。したがって、出湯用コイルにパーティクルが付着し、これが異種金属混入による汚染の原因となる、といった事態が発生しにくい。また、出湯用コイルの近傍に溶湯の吹き上がりや、微粒粉の巻き上がりが到達することに起因する放電の発生も抑制されるので、安定したアトマイズ処理を行うことができる。

【0025】

好ましくは、前記コールドクルーシブル溶解炉において、
前記出湯用コイル、前記電磁シールド部材、および、前記保護部材は、
前記溶解ユニットが前記チャンバーから取り外されたときに前記チャンバーの側に残される。

【0026】

この構成によると、溶解ユニットが大型化、重量化することが抑制され、溶解ユニットの着脱や運搬を容易に行うことができる。
好ましくは、前記コールドクルーシブル溶解炉は、
前記底板に接続された、冷媒を供給する供給配管と、
前記底板に接続された、冷媒を排出する排出配管と、
を備え、
前記供給配管および前記排出配管の各々が、
その延在途中に設けられた接続部において分離接続可能であり、
前記接続部において分離される一方側の配管部分が、前記溶解ユニットに含まれており、他方側の配管部分が、前記溶解ユニットが前記チャンバーから取り外されたときに前記チャンバーの側に残される。
この構成によると、底板と接続される供給配管および排出配管の各々を、その延在途中に設けられた接続部において分離させることで、一部の配管部分を溶解ユニットから切り離すことができる。これにより、溶解ユニットが大型化、重量化することが抑制され、溶解ユニットの着脱や運搬を容易に行うことが可能となる。

【0027】

また、本発明は、コールドクルーシブル溶解炉のメンテナンス方法も対象としている。すなわち、該メンテナンス方法は、
筒状のるつぼと、前記るつぼの底部側を塞ぐ底板と、前記底板に設けられた出湯ノズルと、前記るつぼの周囲に配置された溶解用コイルと、前記出湯ノズルの周囲に配置された出湯用コイルと、前記るつぼが配置される溶湯空間および前記出湯ノズルの下方に設けられる出湯空間を内部に形成するチャンバーと、を備えるコールドクルーシブル溶解炉のメンテナンス方法であって、
前記るつぼと、前記底板と、前記るつぼと連結される連結板と、前記底板と連結される支持部材と、前記連結板と前記支持部材とを連結する連結柱と、前記出湯ノズルとがユニット化された溶解ユニットを、前記チャンバーから取り外す工程と、
メンテナンス済みの溶解ユニットを、前記チャンバーに取り付ける工程と、
前記チャンバーから取り外した溶解ユニットの前記るつぼと前記底板と前記出湯ノズルとを分解して、これらにメンテナンスを施す工程と、
を備える。

【0028】

この構成によると、ユニット化されている各要素、すなわち、るつぼ、底板、および、出湯ノズルを、まとめてチャンバーに対して着脱するので、メンテナンス作業が能率化される。

【0029】

ただし、上記の構成において、チャンバーから取り外される溶解ユニットと、チャンバーに取り付けられる溶解ユニットは、同一のものであってもよいし、別のものであってもよい。すなわち、予め複数個の溶解ユニットが準備されており、使用済みの溶解ユニットがチャンバーから取り外された後に、該溶解ユニットとは別のメンテナンス済みの溶解ユニットがチャンバーに取り付けられるものとしてもよいし、使用済みの溶解ユニットが取り外されて、これにメンテナンスが施された後に、該溶解ユニットがチャンバーに取り付けられるものとしてもよい。

【発明の効果】

【0030】

本発明によると、メンテナンス作業の能率化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉の構成を示す側断面図。

【図2】図１において、出湯ノズルの近傍を拡大して示す側断面図。

【図3】溶解ユニットの構成を示す側断面図。

【図4】チャンバー部から溶解ユニットが取り外された状態を示す側断面図。

【図5】図４において、出湯ノズルの近傍を拡大して示す側断面図。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

【0033】

＜１．コールドクルーシブル溶解炉の全体構成＞
実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉の構成を、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦの構成を示す側断面図である。図２は、図１において、出湯ノズル３２の近傍を拡大して示す側断面図である。

【0034】

コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦは、チャンバー部１、るつぼ部２、底板部３、溶解用コイル部４、出湯用コイル部５、アトマイズ処理部６、および、出湯用コイル保護部７を備える。

【0035】

（チャンバー部１）
チャンバー部１は、内部に、るつぼ部２、底板部３、溶解用コイル部４、出湯用コイル部５、アトマイズ処理部６、および、出湯用コイル保護部７が収容される容器である。チャンバー部１は、下端が閉塞されるとともに上端が開口した円筒状の容器であるチャンバー本体１１と、その上端の開口に着脱自在に設けられた蓋部（図示省略）と、を備える。また、チャンバー本体１１には真空ポンプ（図示省略）が接続されている。チャンバー本体１１の開口が蓋部によって気密に塞がれると、チャンバー本体１１の内部は閉鎖空間となる。この状態で、真空ポンプによってチャンバー本体１１の内部が減圧されることによって、該内部が真空空間となる。

【0036】

チャンバー本体１１の内部には、平面視においてリング状の仕切り板１２が設けられており、この仕切り板１２によって、チャンバー本体１１の内部空間が上下に区画されている。仕切り板１２よりも上側の空間は、被溶解材料を溶解させるための空間（溶解空間）Ｖ１となり、仕切り板１２よりも下側の空間は、溶解空間で溶解された溶湯が出湯される空間（出湯空間）Ｖ２となる。この実施形態では、出湯空間Ｖ２において、出湯された溶湯にアトマイズ処理が施されて微粒分が生成される。アトマイズ処理とは、周知の通り、出湯されてきた溶湯にガスを吹き付けて、微粒粉を生成する処理である。チャンバー本体１１における仕切り板１２よりも下側の部分には、出湯空間Ｖ２にて生成された微粒粉等を取り出すための開閉構造（図示省略）が設けられる。

【0037】

仕切り板１２の下方には、平面視においてリング状の支持板１３が設けられている。支持板１３の外径は、仕切り板１２の内径よりも大きく、支持板１３の内径は、仕切り板１２の内径よりも小さい。したがって、支持板１３は、その内径側の部分が、仕切り板１２の内側に張り出すように設けられる。後述するように、支持板１３の上面は、溶解ユニットＵＴが載置される載置面を構成する。

【0038】

（るつぼ部２）
るつぼ部２は、円筒状のるつぼ２１と、るつぼ２１を冷却するための冷媒循環機構（第１冷媒循環機構）２２とを備える。

【0039】

るつぼ２１は、銅により形成されるとともに、内部に水等の冷媒が循環される水冷銅セグメントが複数枚組み合わされた構造（いわゆる、水冷銅セグメント構造）となっている。すなわち、るつぼ２１は、断面弧状の縦長の水冷銅セグメントが、隣り合う水冷銅セグメントとの間にスリット状の間隙を設けつつ、絶縁材を介して周方向に複数枚並べられることによって、円筒状に組み立てられたものである。るつぼ２１を構成する各セグメントの内部には、冷媒の循環路２１１が形成されている。第１冷媒循環機構２２がこの循環路２１１に冷媒を循環させることによって、るつぼ２１が冷却されるようになっている。

【0040】

るつぼ２１の上端側には、支持部２１２が一体的に設けられている。支持部２１２の内部には、るつぼ２１を構成する各セグメントに形成された循環路２１１と連通する円環状の供給用水路および排水用水路が形成されている。また、支持部２１２の上側には、径方向に張り出したフランジ部２１３が、ボルトＢ１によって固定されて設けられている。

【0041】

第１冷媒循環機構２２は、循環路２１１に冷媒を循環させるための機構であり、循環路２１１に冷媒を供給する供給配管２２１と、循環路２１１に供給された冷媒を排出する排出配管２２２とを備える。

【0042】

供給配管２２１は、一端が冷媒供給源と接続され、他端が支持部２１２の内部に形成された供給用水路と接続される。具体的には、供給配管２２１の該他端側は、端部を供給用水路と連通させるような姿勢で支持部２１２に埋設されることで、支持部２１２に対して固定的に支持される。これによって、供給配管２１２の他端が、供給用水路を介して、るつぼ２１を構成する各セグメントに形成された循環路２１１と連通する。

【0043】

排出配管２２２は、一端が支持部２１２の内部に形成された排出用水路と接続され、他端が排出ラインと接続される。具体的には、排出配管２２２の該一端側は、端部を排出用水路と連通させるような姿勢で支持部２１２に埋設されることで、支持部２１２に対して固定的に支持される。これによって、排出配管２２２の一端が、排出用水路を介して、るつぼ２１を構成する各セグメントに形成された循環路２１１と連通する。

【0044】

各配管２２１，２２２の延在途中には、配管を分離接続させるための接続部２２３が設けられており、各配管２２１，２２２は、接続部２２３よりもるつぼ２１側の部分（第１部分）と他方側の部分（第２部分）とに、分離接続可能に構成されている。各配管２２１，２２２における第２部分の延在途中には、開閉バルブ、流量調整弁、等が介挿される。

【0045】

（底板部３）
底板部３は、るつぼ２１の底部側を塞ぐ平板状の底板３１と、底板３１に設けられた出湯ノズル３２と、底板３１を冷却するための冷媒循環機構（第２冷媒縦貫機構）３３と、を備える。

【0046】

底板３１は、るつぼ２１と同様、水冷銅セグメント構造となっている。すなわち、底板３１は、平面視にて扇形の水冷銅セグメントが、隣り合う水冷銅セグメントとの間にスリット状の間隙を設けつつ、絶縁材を介して周方向に複数枚並べられることによって、円板状に組み立てられたものである。底板３１を構成する各セグメントの内部には、冷媒の循環路３１１が形成されている。第２冷媒循環機構３３がこの循環路３１１に冷媒を循環させることによって、底板３１が冷却されるようになっている。

【0047】

出湯ノズル３２は、全体として漏斗状を呈する部材であり、上端に近づくにつれて拡径する逆円錐形状の拡径部の下側に、その軸方向の全体に亘って径寸法が変化しない筒状のストレート部が連なっている。出湯ノズル３２は、底板３１の略中央に設けられた貫通孔に挿通して設けられる。

【0048】

第２冷媒循環機構３３は、底板３１に設けられた循環路３１１に冷媒を循環させるための機構であり、循環路３１１に冷媒を供給する供給配管３３１と、循環路３１１に供給された冷媒を排出する排出配管３３２とを備える。供給配管３３１は、一端が冷媒供給源と接続されるとともに他端が循環路３１１と接続される。また、排出配管３３２は、一端が循環路３１１と接続されるとともに他端が排出ラインと接続される。各配管３３１，３３２の延在途中には、配管を分離接続させるための接続部３３３が設けられており、各配管３３１，３３２は、接続部３３３よりも底板３１側の部分（第１部分）と他方側の部分（第２部分）とに、分離接続可能に構成されている。各配管３３１，３３２における第２部分の延在途中には、開閉バルブ、流量調整弁、等が介挿される。

【0049】

各配管３３１，３３２における、循環路３１１と接続される側の端部およびその近傍は、底板３１の下方に設けられた支持部材３３４によって所定の位置に支持されている。すなわち、支持部材３３４は、リング状の部材であって、循環路３１１と連通する集水溝３３４１が設けられる。そして、各配管３３１，３３２の端部およびその近傍が、該端部を集水溝３３４１と連通させるような位置および姿勢で、支持部材３３４に埋設あるいは貫通して設けられている。この支持部材３３４が、集水溝３３４１が循環路３１１と連通するような位置に配置されて、ボルトＢ２等によって底板３１の下面に対して固定される。これによって、各配管３３１，３３２が、端部を循環路３１１と連通させつつ、底板３１に対して固定的に支持される。

【0050】

（溶解用コイル部４）
溶解用コイル部４は、るつぼ２１の周囲に設けられるコイル（溶解用コイル）４１と、溶解用コイル４１と接続された電源装置（第１電源装置）４２とを備える。後に説明するように、第１電源装置４２から溶解用コイル４１に高周波電力が投入されると、溶解用コイル４１に高周波電流が流れ、るつぼ２１の中にある被溶解材料が誘導加熱によって昇温して溶解する。

【0051】

（出湯用コイル部５）
出湯用コイル部５は、出湯ノズル３２の周囲に設けられるコイル（出湯用コイル）５１と、出湯用コイル５１と接続された電源装置（第２電源装置）５２とを備える。後に説明するように、第２電源装置５２から出湯用コイル５１に高周波電力が投入されると、出湯用コイル５１に高周波電流が流れ、出湯ノズル３２の拡径部内に形成されているスカル（溶湯の凝固層）が誘導加熱によって昇温して溶解する。これにより、るつぼ２１の中にある溶湯が出湯ノズル３２から出湯する。

【0052】

（アトマイズ処理部６）
アトマイズ処理部６は、出湯ノズル３２の下方に設けられた噴射ノズル６１と、出湯用コイル５１と噴射ノズル６１の間に設けられた電磁シールド部材６２と、電磁シールド部材６２を冷却するための冷却機構６３とを備える。

【0053】

噴射ノズル６１は、ガスを高圧で噴射するノズルであり、ＳＵＳ等の金属により形成される。噴射ノズル６１は、リング状を呈しており、出湯ノズル３２の下方であって、中心線が出湯ノズル３２と同軸となるような位置に設けられる。噴射ノズル６１の下面側には、斜め下方向にガスを噴出する噴出口６１１が、周方向に沿って複数個配列されて設けられている。また、噴射ノズル６１には、各噴出口６１１にガス（例えば、アルゴンガス等の不活性ガス）を供給するためのガス供給機構（図示省略）が接続されている。ガス供給機構は、具体的には、ガス供給源、これと噴射ノズル６１を接続する配管、および、該配管に介挿されたバルブ、等を含んで構成される。

【0054】

噴射ノズル６１の中心線上であって噴射ノズル６１よりも下側の位置には、所定の目標位置Ｐが規定されており、噴射ノズル６１の各噴出口６１１は、この目標位置Ｐに向けてガスを噴出するようになっている。したがって、出湯ノズル３２から出湯された溶湯は、この目標位置Ｐにおいて各噴出口６１１から吐出されたガスと衝突する。ガスと衝突した溶湯は、粉砕されつつ凝固し、これによって、微粒粉が生成される。

【0055】

電磁シールド部材６２は、出湯用コイル５１により形成される磁界から噴射ノズル６１を遮蔽する部材であり、出湯用コイル５１と噴射ノズル６１の間に設けられる。電磁シールド部材６２は、具体的には、導体材料（例えば、銅）により形成される平面視にてリング状の平板部材であり、中心線が出湯用コイル５１の中心線と一致するような位置に設けられる。また、電磁シールド部材６２は、内径が噴射ノズル６１の内径よりも小さく、かつ、外径が噴射ノズル６１の外径よりも大きいものとされ、上方から見て噴射ノズル６１を完全に覆うことができるようなサイズとされる。

【0056】

冷却機構６３は、電磁シールド部材６２を冷却するための機構であり、循環配管６３１と、ここに冷媒を供給する供給配管６３２と、循環配管６３１に供給された冷媒を排出する排出配管（図示省略）とを備える。循環配管６３１は、電磁シールド部材６２の下面に、例えばろう付けされることによって、電磁シールド部材６２の下面と接触した状態で直接に設けられている。供給配管６３２は、一端が冷媒供給源と接続されるとともに他端が循環配管６３１と接続される。また、排出配管は、一端が循環配管６３１と接続されるとともに他端が排出ラインと接続される。供給配管６３２および排出配管の各延在途中には、開閉バルブ、流量調整弁、等が介挿される。

【0057】

（出湯用コイル保護部７）
出湯用コイル保護部７は、出湯用コイル５１を保護するための要素であり、第１保護部材７１と第２保護部材７２とを備える。

【0058】

第１保護部材７１および第２保護部材７２は、いずれも、電磁シールド部材６２の上面に、同心配置で固定して設けられた円筒状の部材であり、各種の耐火物、ＢＮ等のセラミックス、等により形成される。第１保護部材７１は、相対的に外側に配置されており、その外径は、電磁シールド部材６２の外径以下であり、かつ、出湯用コイル５１の外径以上とされている。一方、第２保護部材７２は、相対的に内側に配置されており、その外径は、電磁シールド部材６２の内径と略同一であり、出湯用コイル５１の内径以下とされている。

【0059】

底板３１は、その下面と、各保護部材７１，７２の上端面とが接触するようにして配置される。したがって、電磁シールド部材６２、底板３１、および、一対の保護部材７１，７２で囲まれる空間（保護空間）Ｖ２１が形成され、出湯用コイル５１はこの保護空間Ｖ２１に配置される。保護空間Ｖ２１は、少なくとも、溶湯や微粉流等のパーティクルが入り込まない程度の閉鎖性を有していればよい。

【0060】

＜２．溶解ユニットＵＴ＞
コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、チャンバー部１の内部に配置される各要素のうち、るつぼ２１、底板３１、出湯ノズル３２、および、溶解用コイル４１が、溶解ユニットＵＴとしてユニット化されている。そして、この溶解ユニットＵＴが、チャンバー部１に対して着脱自在に形成されている。

【0061】

ただしここで、「ユニット化される」とは、複数の要素が互いに連結される等して、まとまった１つの部品として扱える状態とされていることをいう。

【0062】

溶解ユニットＵＴの構成について、図３～図５を参照しながら具体的に説明する。図３は、溶解ユニットＵＴの構成を示す側断面図である。図４は、チャンバー部１から溶解ユニットＵＴが取り外された状態を示す側断面図である。図５は、図４において、出湯ノズル３２の近傍を拡大して示す側断面図である。

【0063】

るつぼ２１と底板３１は、連結板８１および連結柱８２を介して連結される。すなわち、連結板８１は、支持部材３３４の外径と略同一の外径を有する、平面視リング状の平板状部材であり、るつぼ２１の上端に形成されたフランジ部２１３の下方に、ボルトＢ３を用いて連結される。一方、連結柱８２は、底板３１の下方に設けられた支持部材３３４の外縁側に、周方向に沿って複数個配列されて立設されており、各連結柱８２の上端が連結板８１の下面に対してボルト等を用いて連結される。これによって、るつぼ２１と底板３１が連結される。るつぼ２１と底板３１の連結強度は、るつぼ２１と底板３１の隙間から溶湯が漏れ出ない程度であればよい。

【0064】

上記の通り、出湯ノズル３２は底板３１に設けられている。また、溶解用コイル４１は底板３１に対してボルトＢ４を用いて連結されている。したがって、るつぼ２１と底板３１が連結されることによって、るつぼ２１、底板３１、出湯ノズル３２、および、溶解用コイル４１がユニット化されることとなり、これにより溶解ユニットＵＴが形成される。

【0065】

溶解ユニットＵＴは、支持板１３上に載置され、ボルト（ユニット固定ボルト）Ｂ５を用いて支持板１３に対して固定されることによって、チャンバー部１に対して固定される。すなわち、支持部材３３４における上方から見て支持板１３と重なる領域にはボルト挿通孔が設けられており、支持板１３における対応する位置にはボルト孔が設けられている。溶解ユニットＵＴが支持板１３に載置され、さらに、支持部材３３４のボルト挿通孔にユニット固定ボルトＢ５が挿通されて、支持板１３のボルト孔に螺合させつつ締め込まれることによって、溶解ユニットＵＴがチャンバー部１に対して固定される。このようにして溶解ユニットＵＴがチャンバー部１に設置された状態において、るつぼ２１が出湯空間Ｖ１に配置されるとともに、出湯ノズル３２の下方に出湯空間Ｖ２が設けられることとなる。

【0066】

＜３．残留ユニットＳＵＴ＞
コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、チャンバー部１内に配置される各要素のうち、溶解ユニットＵＴとしてユニット化されない各要素である、出湯用コイル５１、噴射ノズル６１、電磁シールド部材６２、および、一対の保護部材７１，７２もまた、残留ユニットＳＵＴとしてユニット化されている。以下において、残留ユニットＳＵＴの構成について、図５を参照しながら具体的に説明する。

【0067】

噴射ノズル６１と電磁シールド部材６２は、連結柱８３を介して連結される。すなわち、電磁シールド部材６２の下面側には、連結柱８３の上端が固定されており、該連結柱８３に、噴射ノズル６１がボルトＢ６を用いて連結される。これによって、噴射ノズル６１が、電磁シールド部材６２の下方側に、これと離間しつつ、略水平姿勢で配設される。

【0068】

上記の通り、一対の保護部材７１，７２は、電磁シールド部材６２の上面に固定して設けられている。また、出湯用コイル５１は電磁シールド部材６２に対して固定されている。したがって、噴射ノズル６１と電磁シールド部材６２が連結されることによって、噴射ノズル６１、電磁シールド部材６２、一対の保護部材７１，７２、および、出湯用コイル５１がユニット化されることとなり、これにより残留ユニットＳＵＴが形成される。

【0069】

残留ユニットＳＵＴは、支持板１３に対して固定されることによって、チャンバー部１に対して固定される。すなわち、電磁シールド部材６２の下面における外周縁の付近には、複数の支柱８４の上端が固定されている。そして、各支柱８４の下端と支持板１３の下面が、連結片８５に対してそれぞれボルトＢ７で固定される。これによって、支持板１３と電磁シールド部材６２が連結される。すなわち、残留ユニットＳＵＴがチャンバー部１に固定される。残留ユニットＳＵＴは、溶解ユニットＵＴと異なり、チャンバー部１に対して頻繁に着脱されるものではなく、基本的にチャンバー部１に固定された状態のままとされる。

【0070】

＜４．コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦの動作＞
次に、コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦの動作について、図１～図５を参照しながら説明する。

【0071】

（溶解処理工程）
コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいて、被溶解材料を溶解する際には、るつぼ２１の中に被溶解材料が投入されるとともに、第１電源装置４２から溶解用コイル４１に高周波電力が投入される。溶解用コイル４１に高周波電流が流れると、るつぼ２１の中にある被溶解材料が誘導加熱によって昇温する。被溶解材料は、るつぼ２１の底部側および出湯ノズル３２における拡径部の内部にスカルを形成しつつ、溶解する。このスカルによって出湯ノズル３２が栓をされることになり、溶解した被溶解材料（溶湯）９が出湯ノズル３２から漏れ出さないようになっている。この溶解処理工程が行われる間、各冷媒循環機構２２，３２が、循環路２１１，３１１に冷媒を循環させている。これにより、るつぼ２１および底板３１が、溶解、変形、損傷等しないように担保されている。

【0072】

（アトマイズ処理工程）
るつぼ２１の中の被溶解材料が十分に溶解すると、第２電源装置５２から出湯用コイル５１に高周波電力が投入される。出湯用コイル５１に高周波電流が流れると、出湯ノズル３２の内部およびその付近に形成されているスカルが誘導加熱によって昇温し、溶解する。これにより、るつぼ２１の中にある溶湯が出湯ノズル３２から出湯する。出湯ノズル３２から溶湯が出湯開始されるのとほぼ同時に、噴射ノズル６１からのガスの噴射が開始される。したがって、出湯ノズル３２から出湯された溶湯は、目標位置Ｐにおいて各噴出口６１から吐出されたガスと衝突して粉砕されつつ凝固し、微粒粉となる。

【0073】

上記の通り、噴射ノズル６１は、電磁シールド部材６２によって、出湯用コイル５１により形成される磁界から遮蔽されている。したがって、このアトマイズ処理工程において、噴射ノズル６１が出湯用コイル５１により形成される磁界に晒されて誘導加熱される、という事態が回避される。一方、電磁シールド部材６２の方は、出湯用コイル５１により形成される磁界に晒されて誘導加熱され得る。しかしながら、このアトマイズ処理工程が行われる間、冷却機構６３が電磁シールド部材６２を冷却している。したがって、アトマイズ処理工程において、電磁シールド部材６２が、溶解、変形、損傷等しないように担保されている。

【0074】

また、このアトマイズ処理工程において、出湯空間Ｖ２には、溶湯の吹き上がりや微粒粉の巻き上がりが生じる可能性があるが、出湯用コイル５１は、電磁シールド部材６２、一対の保護部材７１，７２、および、底板３１によって形成される保護空間Ｖ２１の内部に配置されているので、出湯用コイル５１が溶湯の吹き上がりや微粒粉の巻き上がり等によって汚染されることがない。また、出湯用コイル５１に溶湯の吹き上がりや、微粒粉の巻き上がりが到達することによって放電が発生する、といった事態も回避される。

【0075】

（溶解ユニット交換工程）
るつぼ２１の中にある溶湯が出湯し切ると、噴射ノズル６１からのガスの噴射が停止され、アトマイズ処理が終了する。るつぼ２１の中にある溶湯８が出湯し切った状態において、るつぼ２１や出湯ノズル３２の内部等にはスカルが残存している。このような状態のまま、次のロットに係る溶解処理工程が連続して行われると、出湯ノズル３２の内部等に残存していたスカルを溶解するために非常に大きな電力が必要となるばかりか、最悪の場合、スカルが十分に溶解されないために出湯が困難になる虞もある。また、次のロットにおいて被溶解材料の種類が変更される場合は、るつぼ２１や出湯ノズル３２の内部に残存しているスカルが、異種金属混入による汚染（コンタミネーション）の原因にもなってしまう。これらの事態を回避するべく、次のロットに係る溶解処理工程が行われる前に、溶解ユニットＵＴの交換が行われる。

【0076】

具体的には、まず、チャンバー本体１１から蓋部が取り外され、使用済みの溶解ユニットＵＴが、チャンバー部１から取り外されて、ここから搬出される。具体的には、まず、第１冷媒循環機構２２の各配管２２１，２２２が、接続部２２３において切り離されて、第１部分と第２部分に分離される。同様に、第２冷媒循環機構３２の各配管３３１，３３２も、接続部３３３において切り離されて、第１部分と第２部分に分離される。また、溶解用コイル４１の接続端子が第１電源装置４２のコネクタから取り外される。また、溶解ユニットＵＴをチャンバー部１に固定しているユニット固定ボルトＢ５が取り外される。その後、溶解ユニットＵＴの連結板８１の上面に設けられた被係止部８１１に昇降装置（例えば、クレーン）のフック等が引っ掛けられ、該昇降装置によって溶解ユニットＵＴが持ち上げられてチャンバー部１から搬出される。

【0077】

これにより、溶解ユニットＵＴに含まれる各要素、すなわち、るつぼ２１、底板３１、出湯ノズル３２、および、溶解用コイル４１、等が、まとめてチャンバー部１から取り外されて、ここから搬出される。また、第１冷媒循環機構２２が備える供給配管２２１および排出配管２２２における、接続部２２３よりもるつぼ２１の側の第１部分が、溶解ユニットＵＴに含まれて、これとともにチャンバー部１から搬出され、他方側の第２部分が、チャンバー部１の側に残される。同様に、第２冷媒循環機構３３が備える供給配管３３１および排出配管３３２における、接続部３３３よりも底板３１の側の第１部分が、溶解ユニットＵＴに含まれて、これとともにチャンバー部１から搬出され、他方側の第２部分が、チャンバー部１の側に残される。また、残留ユニットＳＵＴに含まれる各要素、すなわち、出湯用コイル５１、噴射ノズル６１、電磁シールド部材６２、および、一対の保護部材７１，７２、等も、チャンバー部１の側に残される。

【0078】

使用済みの溶解ユニットＵＴがチャンバー部１から搬出されると、これとは別のメンテナンス済みの溶解ユニットＵＴが、チャンバー部１に搬入されてこれに取り付けられる。具体的には、まず、該別の溶解ユニットＵＴの被係止部８１１に昇降装置のフック等が引っ掛けられ、該昇降装置で溶解ユニットＵＴが持ち上げられてチャンバー部１に搬入され、仕切り板１２の上に載置される。このとき、一対の保護部材７１，７２の上端と、溶解ユニットＵＴにおける底板３１の下面とが、互いの間に隙間を設けることなく当接した状態となる。これによって、保護空間Ｖ２１が形成されるとともに、その内部に出湯用コイル５１が収容された状態となる。

【0079】

続いて、支持部材３３４のボルト挿通孔にユニット固定ボルトＢ５が挿通されて、支持板１３のボルト孔に螺合させつつ締め込まれる。また、第１冷媒循環機構２２の各配管２２１，２２２が、接続部２２３において接続されて、第１部分と第２部分が連通した状態とされる。同様に、第２冷媒循環機構３２の各配管３３１，３３２も、接続部３３３において接続されて、第１部分と第２部分が連通した状態とされる。また、溶解用コイル４１の接続端子が第１電源装置４２のコネクタに取り付けられる。これによって、溶解ユニットＵＴの組み付けが完了する。以上で、溶解ユニットＵＴの交換が完了し、次のロットに係る溶解処理工程が開始可能な状態となる。

【0080】

なお、チャンバー部１から搬出された溶解ユニットＵＴは、次のロットに係る処理工程が行われている間に、メンテナンスを施される。すなわち、チャンバー部１から搬出された溶解ユニットＵＴは、別の解体場所等に運ばれて、分解される。そして、分離された各要素、すなわち、るつぼ２１、底板３１、出湯ノズル３２は、各々に付着しているスカルが除去されたり、必要に応じて損傷分が補修されたり、部品の交換等がなされたりした上で、再び組み立てられる。このようにしてメンテナンスを施された溶解ユニットＵＴは、使用済みの溶解ユニットＵＴと交換されて、再使用される。

【0081】

＜５．効果＞
上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、るつぼ２１と底板３１と出湯ノズル３２とが、溶解ユニットＵＴとしてユニット化されており、この溶解ユニットＵＴが、チャンバー部１に対して着脱自在に形成されている。

【0082】

この構成によると、溶解ユニットＵＴとしてユニット化されている各要素、すなわち、るつぼ２１、底板３１、および、出湯ノズル３２を、まとめてチャンバー部１から取り外すことができる。チャンバー部１から取り外された溶解ユニットＵＴを別の場所に運んで分解して、るつぼ２１、底板３１、出湯ノズル３２を分離させれば、これらの各要素に残存しているスカルの除去、損傷部分の補修、部品の交換、等を、容易かつ短時間で行うことが可能となり、メンテナンス作業が能率化される。

【0083】

また、上記の実施形態では、複数個の溶解ユニットＵＴが準備されており、使用済みの溶解ユニットＵＴとメンテナンス済みの溶解ユニットＵＴとが交換して用いられるので、使用済みの溶解ユニットＵＴにメンテナンス作業が施されている間も、コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦを稼働させることができる。こうすることで、コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦの稼働効率を飛躍的に高めることができる。

【0084】

また、上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、底板３１に接続された、冷媒を供給する供給配管３３１と、底板３１に接続された、冷媒を排出する排出配管３３２と、を備える。そして、供給配管３３１および排出配管３３２の各々が、その延在途中に設けられた接続部３３３において分離接続可能であり、接続部３３３において分離される一方側の配管部分が、溶解ユニットＵＴに含まれており、他方側の配管部分が、溶解ユニットＵＴがチャンバー部１から取り外されたときにチャンバー部１の側に残される。

【0085】

この構成によると、底板３１と接続される供給配管３３１および排出配管３３２の各々を、その延在途中に設けられた接続部３３３において分離させることで、一部の配管部分を溶解ユニットＵＴから切り離すことができる。これにより、溶解ユニットＵＴが大型化、重量化することが抑制され、溶解ユニットＵＴの着脱や運搬を容易に行うことが可能となる。

【0086】

また、上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、出湯用コイル５１の下方に配置された噴射ノズル６１と、出湯用コイル５１と噴射ノズル６１の間に配置され、出湯用コイル５１により形成される磁界から噴射ノズル６１を遮蔽する電磁シールド部材６２と、を備える。

【0087】

この構成によると、出湯ノズル３２より出湯される溶湯に向けて噴射ノズル６１からガス等を吹き付けることによって、溶湯を凝固させて微粒粉を生成することができる。一方で、この噴射ノズル６１は、電磁シールド部材６２によって、出湯用コイル５１により形成される磁界から遮蔽されるので、噴射ノズル６１が、出湯用コイル５１により形成される磁界によって誘導加熱されることがない。したがって、噴射ノズルを出湯用コイルに十分に近づけて配置することが可能となる。すなわち、目標位置Ｐを、出湯ノズル３２の吐出口に近接した位置に設定することができる。出湯ノズル３２から出湯される溶湯の流れは、出湯ノズル３２の吐出口から離れるにつれて乱れやすくなるところ、安定した溶湯の流れが得られる範囲内に目標位置Ｐが設定されることによって、アトマイズ処理で生成される微粒粉の品質（具体的には、微粒粉の形状、粒径、等）を担保することができる。

【0088】

また、上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、電磁シールド部材６２を冷却するための冷却機構６３をさらに備える。

【0089】

この構成によると、電磁シールド部材６２が、出湯用コイル５１により形成される磁界によって誘導加熱されても、過度に昇温することがない。したがって、電磁シールド部材６２が、誘導加熱によって溶解、変形、損傷等しにくい。

【0090】

また、上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、電磁シールド部材６２の上に設けられた、筒状の保護部材７１，７２を備える。そして、底板３１が、保護部材７１，７２の上に当接して配置され、電磁シールド部材６２、保護部材７１，７２、および、底板３１によって囲まれる保護空間Ｖ２１に、出湯用コイル５１が配置される。

【0091】

この構成によると、出湯用コイル５１が、噴射ノズル６１からガスを吹き付けられた溶湯の吹き上がりや、アトマイズ処理で生成された微粒粉の巻き上がりによって、汚染されにくい。したがって、出湯用コイル５１にパーティクルが付着し、これが異種金属混入による汚染の原因となる、といった事態が発生しにくい。

【0092】

また、出湯の際、出湯用コイル５１は高電圧状態となるところ、溶湯の吹き上がりや、微粒粉の巻き上がりがこのような出湯用コイル５１の近傍に到達すると、放電が発生する虞がある。放電が発生すると、出湯用コイル５１に対する電力の供給が停止され、その結果、出湯が不安定となってしまい、あるいは、停止されてしまい、アトマイズ処理を安定的に行うことができない。ひいては、生成される微粒粉の品質の低下や製造効率の低下が生じる。また、最悪の場合、放電が発生することで、出湯用コイルや電源装置が損傷する虞もある。上記の構成によると、出湯用コイル５１の近傍に溶湯の吹き上がりや、微粒粉の巻き上がりが到達することがないので、放電の発生が抑制される。これによって、安定したアトマイズ処理を行うことができるとともに、出湯用コイル５１や第２電源装置５２が損傷することも回避される。

【0093】

また、上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦにおいては、出湯用コイル５１、電磁シールド部材６２、および、保護部材７１，７２は、溶解ユニットＵＴがチャンバー部１から取り外されたときに、チャンバー部１の側に残される。

【0094】

この構成によると、溶解ユニットＵＴが大型化、重量化することが抑制され、溶解ユニットＵＴの着脱や運搬を容易に行うことができる。

【0095】

また、上記の実施形態に係るコールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦのメンテナンス方法においては、るつぼ２１と底板３１と出湯ノズル３２とがユニット化された溶解ユニットＵＴを、チャンバー部１から取り外す工程と、メンテナンス済みの溶解ユニットＵＴを、チャンバー部１に取り付ける工程と、を備える。

【0096】

この構成によると、溶解ユニットＵＴとしてユニット化されている各要素をまとめてチャンバー部１に対して着脱するので、メンテナンス作業が能率化される。

【0097】

＜６．他の実施形態＞
上記の実施形態においては、電磁シールド部材６２を冷却するための冷媒が循環される循環配管６３１は、電磁シールド部材６２の下面にろう付けされていたが、循環配管６３１は電磁シールド部材６２の内部に埋設して設けられてもよい。

【0098】

溶解ユニットＵＴとしてユニット化される要素は、上記の実施形態において例示されたものに限らない。例えば、出湯用コイル５１、第１保護部材７１、第２保護部材７２、電磁シールド部材６２、冷却機構６３、および、噴射ノズル６１のうちの少なくとも１個が、溶解ユニットＵＴとしてユニット化されてもよい。

【0099】

上記の実施形態では、噴射ノズル６１はリング状であるとしたが、噴射ノズルは必ずしもリング状でなくともよい。例えば、棒状の噴射ノズルパーツが、周方向に複数個配列されて、噴射ノズルを構成してもよい。

【0100】

上記の実施形態では、出湯ノズル３２から出湯した溶湯に対してアトマイズ処理が施されて微粒粉が生成されていたが、出湯された溶湯は、鋳型に注湯されて鋳造品が生成されてもよい。いうまでもなく、この場合は、噴射ノズル６１を設ける必要はない。

【0101】

上記の実施形態では、出湯用コイル保護部７は、一対の保護部材７１，７２を備えるものとしたが、出湯用コイル保護部の構成はこれに限らない。例えば、出湯用コイル保護部を、耐火物、セラミックス、等で形成されるブロック体により構成し、出湯用コイル５１の全体が、該ブロック体の内部に埋設されてもよい。

【0102】

上記の実施形態において、第１保護部材７１、および、第２保護部材７２は、必須の要素ではなく、これらのうちの少なくとも一方が省略されてもよい。出湯用コイル５１の下方に、電磁シールド部材６２が設けられている場合、溶湯の吹き上がりや微粒粉の巻き上がりは、電磁シールド部材６２によってある程度遮蔽されるため、一対の保護部材７１，７２を省略しても、出湯用コイル５１の汚染等をある程度抑制することができる。

【0103】

上記の実施形態において、電磁シールド部材６２を冷却する冷却機構６３の構成は、上記に例示したものに限らない。例えば、電磁シールド部材６２の上に、磁性体から形成されるプレートを積層して配置してもよい。このような構成によると、出湯用コイル５１と電磁シールド部材６２との間に、磁性体から形成されるプレートが介在することによって、電磁シールド部材６２の誘導加熱が抑制される。したがって、冷却機構６３を設けなくとも、電磁シールド部材６２が、誘導加熱によって溶解、変形、損傷等することを回避できる。

【0104】

上記の実施形態において、電磁シールド部材６２は、必須の要素ではなく、これを省略してもよい。

【0105】

上記の実施形態において、るつぼ２１は、底板３１上に載置され、連結板８１および連結柱８２を介して、間接的に底板３１と連結されるものとしたが、るつぼ２１の下端部が底板３１に対して嵌め合い構造等によって固定されることで、るつぼ２１と底板３１が直接的に連結されてもよい。

【0106】

上記の実施形態において、るつぼ２１は、必ずしも円筒状である必要はなく、多角形筒状であってもよい。また、るつぼ２１は、必ずしも上下に亘って同径なストレート形状である必要はなく、下広がりのテーパー状であってもよい。

【0107】

上記の実施形態において、溶解ユニットＵＴの交換は、１回のロットに係る一連の処理工程が終わる毎に行われてもよいし、被溶解材料の種類が変更される毎に行われてもよい。

【0108】

上記の実施形態では、複数個の溶解ユニットＵＴが準備されており、使用済みの溶解ユニットＵＴと別のメンテナンス済みの溶解ユニットＵＴとが交換されるものとしたが、必ずしも複数個の溶解ユニットＵＴが準備されている必要はない。この場合、使用済みの溶解ユニットＵＴがチャンバー部１から搬出されてメンテナンスを施されている間は、コールドクルーシブル溶解炉ＣＣＦを稼働させることができないので、その稼働効率を大きく高めることはできない。しかしながら、この場合も、るつぼ２１、底板３１、出湯ノズル３２、等の各要素に対するメンテナンス作業の作業効率、確実性、作業性を、これらの各要素がチャンバー部１に組み付けられた状態のままで行う場合と比べて、十分に向上させることができる。

【0109】

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0110】

１ チャンバー部
１１ チャンバー本体
１２ 仕切り板
１３ 支持板
２ るつぼ部
２１ るつぼ
２１１ 循環路
２１２ 支持部
２１３ フランジ部
２２ 冷媒循環機構（第１冷媒循環機構）
２２１ 供給配管
２２２ 排出配管
２２３ 接続部
３ 底板部
３１ 底板
３２ 出湯ノズル
３３ 冷媒循環機構（第２冷媒循環機構）
３３１ 供給配管
３３２ 排出配管
３３３ 接続部
３３４ 支持部材
４ 溶解用コイル部
４１ 溶解用コイル
４２ 第１電源装置
５ 出湯用コイル部
５１ 出湯用コイル
５２ 第２電源装置
６ アトマイズ処理部
６１ 噴射ノズル
６２ 電磁シールド部材
６３ 冷却機構
６３１ 循環配管
７ 出湯用コイル保護部
７１ 保護部材（第１保護部材）
７２ 保護部材（第２保護部材）
９ 被溶解材料（溶湯）
ＣＣＦ コールドクルーシブル溶解炉
ＵＴ 溶解ユニット
ＳＵＴ 残留ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】