JPH0814761A - 非接触給電による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置 - Google Patents
非接触給電による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置Info
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- JPH0814761A JPH0814761A JP6168638A JP16863894A JPH0814761A JP H0814761 A JPH0814761 A JP H0814761A JP 6168638 A JP6168638 A JP 6168638A JP 16863894 A JP16863894 A JP 16863894A JP H0814761 A JPH0814761 A JP H0814761A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空誘導溶解炉では、溶湯を鋳型に鋳込む際
に炉体の傾動に伴う変形を可能にしている可撓性の絶縁
ケ−ブルの絶縁被覆材料が、真空容器内の高温、高真空
中に曝されて発生するガスにより、溶湯を汚染しあるい
は真空容器内の真空度を低下させて溶解される金属ある
いは合金の純度を低下させているのを防止する。 【構成】 一対のポット型の一次側のコア１６ａと、２
次側のコア１６ｂとを備えた非接触給電装置１６を真空
容器２０内に配置し、非接触給電装置１６を介して外部
電源１９と誘導加熱コイル１３とを電気的に接続する接
続導体１７、１８の真空容器２０内に配置される部分に
水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−を使用し、また誘
導溶解炉１０の炉体１１と２次側のコア１６ｂおよび接
続導体１８とを非導電性の支持部材で固定した構造であ
る。
に炉体の傾動に伴う変形を可能にしている可撓性の絶縁
ケ−ブルの絶縁被覆材料が、真空容器内の高温、高真空
中に曝されて発生するガスにより、溶湯を汚染しあるい
は真空容器内の真空度を低下させて溶解される金属ある
いは合金の純度を低下させているのを防止する。 【構成】 一対のポット型の一次側のコア１６ａと、２
次側のコア１６ｂとを備えた非接触給電装置１６を真空
容器２０内に配置し、非接触給電装置１６を介して外部
電源１９と誘導加熱コイル１３とを電気的に接続する接
続導体１７、１８の真空容器２０内に配置される部分に
水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−を使用し、また誘
導溶解炉１０の炉体１１と２次側のコア１６ｂおよび接
続導体１８とを非導電性の支持部材で固定した構造であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度の金属あるいは
合金を溶解する真空誘導溶解装置の真空容器内に配置さ
れる真空誘導溶解炉の炉体傾動装置に関し、具体的には
誘導加熱コイルと外部電源とを電気的に接続する真空誘
導溶解炉の炉体傾動装置に関する。
合金を溶解する真空誘導溶解装置の真空容器内に配置さ
れる真空誘導溶解炉の炉体傾動装置に関し、具体的には
誘導加熱コイルと外部電源とを電気的に接続する真空誘
導溶解炉の炉体傾動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来技術による真空誘導溶解装置
の主要部を示す概略断面図である。図７を参照して従来
の真空誘導溶解装置による溶解法を説明すると、真空容
器８０または真空室（チャンバ−とも呼ばれる）内の真
空誘導溶解炉７０に炉体７１を配置し、この炉体７１の
外周に設けた誘導加熱コイル７３に真空容器８０の外部
に設けた外部電源７９から給電して、所定の減圧下で金
属あるいは合金の被溶解材料を溶解し、溶解が完了する
と炉体７１に設けた図示しない傾動装置の傾動軸が１点
鎖線Ｙを中心軸として矢示Ｒ１で示すように回動して炉
体７１を傾斜させて、この炉体７１内部の溶湯ｍを鋳物
の鋳型またはインゴットモ−ルド７５内に注入し鋳込ん
でいる。このように溶湯ｍを鋳込むため炉体７１を傾動
させる必要があることから、外部電源７９から誘導加熱
コイル７３に高電流を給電する接続導体７７としては、
炉体７１の傾動に順応して変形できる可撓性（フレキシ
ビリティ−）を有するとともに、外部に対して絶縁性を
保持することと、飛散する溶解中の金属や溶湯からケ−
ブルを保護することの可能な耐熱性を有する絶縁被覆材
を用いた可撓性ケ−ブルを使用している。
の主要部を示す概略断面図である。図７を参照して従来
の真空誘導溶解装置による溶解法を説明すると、真空容
器８０または真空室（チャンバ−とも呼ばれる）内の真
空誘導溶解炉７０に炉体７１を配置し、この炉体７１の
外周に設けた誘導加熱コイル７３に真空容器８０の外部
に設けた外部電源７９から給電して、所定の減圧下で金
属あるいは合金の被溶解材料を溶解し、溶解が完了する
と炉体７１に設けた図示しない傾動装置の傾動軸が１点
鎖線Ｙを中心軸として矢示Ｒ１で示すように回動して炉
体７１を傾斜させて、この炉体７１内部の溶湯ｍを鋳物
の鋳型またはインゴットモ−ルド７５内に注入し鋳込ん
でいる。このように溶湯ｍを鋳込むため炉体７１を傾動
させる必要があることから、外部電源７９から誘導加熱
コイル７３に高電流を給電する接続導体７７としては、
炉体７１の傾動に順応して変形できる可撓性（フレキシ
ビリティ−）を有するとともに、外部に対して絶縁性を
保持することと、飛散する溶解中の金属や溶湯からケ−
ブルを保護することの可能な耐熱性を有する絶縁被覆材
を用いた可撓性ケ−ブルを使用している。
【０００３】真空誘導溶解装置の真空誘導溶解炉に使用
される耐熱性を有する可撓性ケ−ブルの絶縁被覆層用の
絶縁材料としては、ＪＩＳ Ｃ ４００３によれば、例
えば許容最高温度１５５℃に対しては、マイカ、石綿、
ガラス繊維などをシリコ−ン、アルキド樹脂で複合した
もの、ポリエステルイミドなどが推奨され、許容最高温
度１８０℃に対しては、マイカ、石綿、ガラス繊維など
を、けい素樹脂で複合したもの、耐熱ポリエステル、ポ
リイミド、ポリアミドイミドなどが推奨され、それぞれ
真空誘導溶解炉に使用されている。一方、真空誘導溶解
炉としては、炉体が耐火材料で構築されたホットウォ−
ル型のものと、炉体が水冷されるコ−ルドウォ−ル型の
ものがある。図８はコ−ルドウォ−ル溶解炉の一例を示
す主要部の断面図である。同図において、コ−ルドウォ
−ル溶解炉９０では、銅など熱伝導率が大きな金属製の
炉体８１の側壁８１ａと底壁８１ｂの内部には冷却水の
通路８２ａ（入口側）、８２ｂ（出口側）とが設けら
れ、側壁８１ａの外周側に誘導加熱コイル８３が螺旋状
に巻回され、炉体８１は溶湯ｍの温度上昇あるいは炉体
８１自身の誘導加熱による温度上昇を水冷により抑制し
ている。なお、この図では側壁８１ａは、円周方向に所
定の幅の隙間（スリット）８５により分割された複数の
セグメント８６により形成されている。
される耐熱性を有する可撓性ケ−ブルの絶縁被覆層用の
絶縁材料としては、ＪＩＳ Ｃ ４００３によれば、例
えば許容最高温度１５５℃に対しては、マイカ、石綿、
ガラス繊維などをシリコ−ン、アルキド樹脂で複合した
もの、ポリエステルイミドなどが推奨され、許容最高温
度１８０℃に対しては、マイカ、石綿、ガラス繊維など
を、けい素樹脂で複合したもの、耐熱ポリエステル、ポ
リイミド、ポリアミドイミドなどが推奨され、それぞれ
真空誘導溶解炉に使用されている。一方、真空誘導溶解
炉としては、炉体が耐火材料で構築されたホットウォ−
ル型のものと、炉体が水冷されるコ−ルドウォ−ル型の
ものがある。図８はコ−ルドウォ−ル溶解炉の一例を示
す主要部の断面図である。同図において、コ−ルドウォ
−ル溶解炉９０では、銅など熱伝導率が大きな金属製の
炉体８１の側壁８１ａと底壁８１ｂの内部には冷却水の
通路８２ａ（入口側）、８２ｂ（出口側）とが設けら
れ、側壁８１ａの外周側に誘導加熱コイル８３が螺旋状
に巻回され、炉体８１は溶湯ｍの温度上昇あるいは炉体
８１自身の誘導加熱による温度上昇を水冷により抑制し
ている。なお、この図では側壁８１ａは、円周方向に所
定の幅の隙間（スリット）８５により分割された複数の
セグメント８６により形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来より一層高純度の
金属や合金を溶成する要求が高まるのに伴い、真空容器
内の雰囲気をできるだけ減圧すること、つまり、可能な
限り高い真空度にする必要が生じ、このような高真空度
下でかつ誘導加熱コイルと接続導体自身を通した伝導熱
や、輻射熱により加熱され温度が上昇する環境に置かれ
た、接続導体としてのケ−ブルを絶縁被覆する前記の絶
縁材料は、マイカ、石綿、ガラス繊維や耐熱材料として
の合成樹脂などにより構成されるため、主として水蒸気
などのガスが表層に付着しており高真空化にともなって
雰囲気中に放出され易く、溶湯に吸収されて不純物とし
て溶湯を汚染したり、あるいは、これらのガスが雰囲気
中に次々に放出されて真空容器内の内部圧力を上昇させ
真空容器内を所定の圧力に維持するのを困難にさせる、
などの問題を生じている。特に、コ−ルドウォ−ル溶解
炉のように高純度金属の溶解を使命とする炉では、溶湯
の汚染防止と高真空の維持が最重要な要件であり、上記
の問題の影響は大きい。そこで、高温、高真空中に曝し
てもガス放出の少ないセラミックス等を絶縁被覆層とし
て使用することが期待されるが、可撓性ケ−ブルの特性
として絶縁被覆層を構成する絶縁材料にも可撓性が要求
されるので、この点から硬く柔軟性に欠けるセラミック
ス等の使用は不可能である。本発明は、このようなガス
放出の問題なしに、誘導加熱コイルと外部電源とを電気
的に接続し、かつ炉体の傾動を可能にする傾動装置を有
する誘導溶解炉を開発することを課題とした。
金属や合金を溶成する要求が高まるのに伴い、真空容器
内の雰囲気をできるだけ減圧すること、つまり、可能な
限り高い真空度にする必要が生じ、このような高真空度
下でかつ誘導加熱コイルと接続導体自身を通した伝導熱
や、輻射熱により加熱され温度が上昇する環境に置かれ
た、接続導体としてのケ−ブルを絶縁被覆する前記の絶
縁材料は、マイカ、石綿、ガラス繊維や耐熱材料として
の合成樹脂などにより構成されるため、主として水蒸気
などのガスが表層に付着しており高真空化にともなって
雰囲気中に放出され易く、溶湯に吸収されて不純物とし
て溶湯を汚染したり、あるいは、これらのガスが雰囲気
中に次々に放出されて真空容器内の内部圧力を上昇させ
真空容器内を所定の圧力に維持するのを困難にさせる、
などの問題を生じている。特に、コ−ルドウォ−ル溶解
炉のように高純度金属の溶解を使命とする炉では、溶湯
の汚染防止と高真空の維持が最重要な要件であり、上記
の問題の影響は大きい。そこで、高温、高真空中に曝し
てもガス放出の少ないセラミックス等を絶縁被覆層とし
て使用することが期待されるが、可撓性ケ−ブルの特性
として絶縁被覆層を構成する絶縁材料にも可撓性が要求
されるので、この点から硬く柔軟性に欠けるセラミック
ス等の使用は不可能である。本発明は、このようなガス
放出の問題なしに、誘導加熱コイルと外部電源とを電気
的に接続し、かつ炉体の傾動を可能にする傾動装置を有
する誘導溶解炉を開発することを課題とした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、真空誘導溶
解装置において、真空誘導溶解炉の炉体またはるつぼの
外周に配置された誘導加熱コイルと真空容器外に配置さ
れた外部電源との間に、所定の間隔を有して対向配置さ
れ、それぞれに電磁コイルが巻回された１次側のコアと
２次側のコアとにより構成されるポット型トランス方式
の非接触給電装置を配置し、誘導加熱コイルと外部電源
間を非接触給電装置を介して電気的に接続し、誘導加熱
コイルと非接触給電装置の２次側のコアの電磁コイルと
の間を水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−で接続し、２
次側のコアが１次側のコアと２次側のコアの同軸の回転
対称軸を回動の中心軸として傾動され、これにより、炉
体を傾動する場合も非接触給電装置の２次側部分のみが
上記の回転対称軸を中心軸として回動するため、給電さ
れた状態のまま傾動に追従するので、従来技術のように
真空容器内に絶縁被覆層を有する可撓性ケ−ブルを使用
する必要がなくなり、絶縁被覆層からのガス放出による
真空容器内の圧力上昇の問題とそのガスによる溶湯の汚
染を解消する。
解装置において、真空誘導溶解炉の炉体またはるつぼの
外周に配置された誘導加熱コイルと真空容器外に配置さ
れた外部電源との間に、所定の間隔を有して対向配置さ
れ、それぞれに電磁コイルが巻回された１次側のコアと
２次側のコアとにより構成されるポット型トランス方式
の非接触給電装置を配置し、誘導加熱コイルと外部電源
間を非接触給電装置を介して電気的に接続し、誘導加熱
コイルと非接触給電装置の２次側のコアの電磁コイルと
の間を水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−で接続し、２
次側のコアが１次側のコアと２次側のコアの同軸の回転
対称軸を回動の中心軸として傾動され、これにより、炉
体を傾動する場合も非接触給電装置の２次側部分のみが
上記の回転対称軸を中心軸として回動するため、給電さ
れた状態のまま傾動に追従するので、従来技術のように
真空容器内に絶縁被覆層を有する可撓性ケ−ブルを使用
する必要がなくなり、絶縁被覆層からのガス放出による
真空容器内の圧力上昇の問題とそのガスによる溶湯の汚
染を解消する。
【０００６】必要に応じて、誘導加熱コイルと２次側の
コアとを接続する水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−
および／または２次側のコアと炉体とを、セラミックス
などの絶縁性材料製の支持部材で固定することにより、
傾動時の水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−の変形を
確実に防止する。上記の非接触型給電装置は真空容器の
内部に、あるいは真空容器の壁部を挟んで配置すること
ができる。いずれの場合も、誘導加熱コイルと２次側の
コアの電磁コイルとの間は接続導体として上記のように
水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−を使用するが、１
次側のコアの電磁コイルと外部電源との間の接続導体に
は真空容器内にある部分だけ水冷銅パイプあるいは水冷
銅ブスバ−を使用し、真空容器外にある部分には通常の
水冷ケ−ブルあるいは絶縁ケ−ブルを使用できる。本発
明では上記の構成により課題を解決した。
コアとを接続する水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−
および／または２次側のコアと炉体とを、セラミックス
などの絶縁性材料製の支持部材で固定することにより、
傾動時の水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−の変形を
確実に防止する。上記の非接触型給電装置は真空容器の
内部に、あるいは真空容器の壁部を挟んで配置すること
ができる。いずれの場合も、誘導加熱コイルと２次側の
コアの電磁コイルとの間は接続導体として上記のように
水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−を使用するが、１
次側のコアの電磁コイルと外部電源との間の接続導体に
は真空容器内にある部分だけ水冷銅パイプあるいは水冷
銅ブスバ−を使用し、真空容器外にある部分には通常の
水冷ケ−ブルあるいは絶縁ケ−ブルを使用できる。本発
明では上記の構成により課題を解決した。
【０００７】
【作用】誘導加熱コイルと非接触給電装置の２次側のコ
アの電磁コイルとに接続される水冷銅パイプまたは水冷
銅ブスバ−は、炉体に固定したセラミックス等の支持板
に取り付けられ、炉体の傾動に追従して、ポット型トラ
ンス方式の非接触給電装置の１次側のコアと同じ２次側
のコアの回転対称軸を中心にして回転されるので絶縁被
覆層を有する可撓性ケ−ブルを使用する必要が無く、絶
縁被覆層からのガス放出の問題を解消でき高真空下での
真空誘導溶解炉、特に導電性金属製水冷セグメントるつ
ぼを使用するコ−ルドウォ−ル溶解炉における高純度の
金属あるいは合金の溶解を一層確実にする。
アの電磁コイルとに接続される水冷銅パイプまたは水冷
銅ブスバ−は、炉体に固定したセラミックス等の支持板
に取り付けられ、炉体の傾動に追従して、ポット型トラ
ンス方式の非接触給電装置の１次側のコアと同じ２次側
のコアの回転対称軸を中心にして回転されるので絶縁被
覆層を有する可撓性ケ−ブルを使用する必要が無く、絶
縁被覆層からのガス放出の問題を解消でき高真空下での
真空誘導溶解炉、特に導電性金属製水冷セグメントるつ
ぼを使用するコ−ルドウォ−ル溶解炉における高純度の
金属あるいは合金の溶解を一層確実にする。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例として、非接触
給電装置を真空容器内に配置した誘導溶解炉の主要部の
概略断面図である。非接触給電装置は真空容器の内部に
配置することも真空容器の壁部に配置することも可能で
あるが、第１実施例として真空容器の内部に配置した場
合を示し、真空容器の壁部に設置する実施例については
後述する。図１を参照して本発明の第１実施例を説明す
ると、符号１０は通常の真空誘導溶解炉であり、また符
号１１は炉体であり、非接触給電装置１６の一次側のコ
ア１６ａおよび２次側のコア１６ｂの共通の回転対称軸
を回動の中心軸Ｘとして矢示Ｒの方向に所定の角度だけ
回動され、炉体１１の内部で所定の溶解作業を終わった
溶湯ｍをインゴットモ−ルド１５または通常の鋳物の鋳
型（図示せず）内に注入する。本発明の非接触給電装置
１６は、例えば図示のようにポット型トランスにより成
り、その１次側のコア１６ａに巻回された電磁コイル２
４ａは外部電源１９に接続されるが、その接続導体１７
の真空容器２０内にある部分は水冷銅パイプまたは水冷
銅ブスバ−を使用するものとする。本発明の以下に示す
各実施例の給電装置のすべての２次側のコアと接続胴体
とは、図示はしないが図１に示したものと同様に１次側
のコアと２次側のコアとの共通の回転対称軸を回動の中
心軸として回動される。
給電装置を真空容器内に配置した誘導溶解炉の主要部の
概略断面図である。非接触給電装置は真空容器の内部に
配置することも真空容器の壁部に配置することも可能で
あるが、第１実施例として真空容器の内部に配置した場
合を示し、真空容器の壁部に設置する実施例については
後述する。図１を参照して本発明の第１実施例を説明す
ると、符号１０は通常の真空誘導溶解炉であり、また符
号１１は炉体であり、非接触給電装置１６の一次側のコ
ア１６ａおよび２次側のコア１６ｂの共通の回転対称軸
を回動の中心軸Ｘとして矢示Ｒの方向に所定の角度だけ
回動され、炉体１１の内部で所定の溶解作業を終わった
溶湯ｍをインゴットモ−ルド１５または通常の鋳物の鋳
型（図示せず）内に注入する。本発明の非接触給電装置
１６は、例えば図示のようにポット型トランスにより成
り、その１次側のコア１６ａに巻回された電磁コイル２
４ａは外部電源１９に接続されるが、その接続導体１７
の真空容器２０内にある部分は水冷銅パイプまたは水冷
銅ブスバ−を使用するものとする。本発明の以下に示す
各実施例の給電装置のすべての２次側のコアと接続胴体
とは、図示はしないが図１に示したものと同様に１次側
のコアと２次側のコアとの共通の回転対称軸を回動の中
心軸として回動される。
【０００９】一方、２次側の電磁コイル２４ｂは、誘導
溶解炉１０の誘導加熱コイル１３に接続導体１８として
の水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−により接続され、
２次側のコア１６ｂと接続導体１８とはセラミックスな
どの支持部材により炉体１１に取り付けられて、真空誘
導溶解炉１０の傾動とともにこれと一体に回動されるの
で、可撓性ケ−ブルを使用する必要はなく、さらに必要
に応じ絶縁被覆材としてセラミックスなどを使用するこ
ともできる。なお真空容器２０の内部と外部とにある接
続導体１７は、真空容器２０の中間フランジ部などに設
けられた絶縁材料製の円板２０ａに埋め込まれた導体を
介して、真空容器２０内の気密を破ることなく相互に電
気的に接続される。図２は非接触給電装置１６の斜視図
である。また、図３は非接触給電装置１６内に生じる磁
束φを示す断面図である。この磁束φは一次側コイルを
流れる電流の方向反転と同時に方向を反転する。図２と
図３を参照して非接触給電装置について概略説明する。
斜視図としての図２と磁束を示す図３の断面図に示され
るように、ポット型トランスと呼ばれるこの非接触給電
装置１６は、それぞれ対向する断面形状がＥ字形で底付
円筒状の１対のポット型のコア１６ａ、１６ｂの、底部
２３ａ、２３ｂと、これらの底部２３ａ、２３ｂの外周
部に設けられた円筒状の周壁２１ａ、２１ｂと、各底部
の軸心部から周壁２１ａ、２１ｂに平行にそれぞれ軸方
向内方に突出した突出部２２ａ、２２ｂと、これらの突
出部２２ａ、２２ｂの外周に巻かれた電磁コイル２４
ａ、２４ｂとから成る。
溶解炉１０の誘導加熱コイル１３に接続導体１８として
の水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−により接続され、
２次側のコア１６ｂと接続導体１８とはセラミックスな
どの支持部材により炉体１１に取り付けられて、真空誘
導溶解炉１０の傾動とともにこれと一体に回動されるの
で、可撓性ケ−ブルを使用する必要はなく、さらに必要
に応じ絶縁被覆材としてセラミックスなどを使用するこ
ともできる。なお真空容器２０の内部と外部とにある接
続導体１７は、真空容器２０の中間フランジ部などに設
けられた絶縁材料製の円板２０ａに埋め込まれた導体を
介して、真空容器２０内の気密を破ることなく相互に電
気的に接続される。図２は非接触給電装置１６の斜視図
である。また、図３は非接触給電装置１６内に生じる磁
束φを示す断面図である。この磁束φは一次側コイルを
流れる電流の方向反転と同時に方向を反転する。図２と
図３を参照して非接触給電装置について概略説明する。
斜視図としての図２と磁束を示す図３の断面図に示され
るように、ポット型トランスと呼ばれるこの非接触給電
装置１６は、それぞれ対向する断面形状がＥ字形で底付
円筒状の１対のポット型のコア１６ａ、１６ｂの、底部
２３ａ、２３ｂと、これらの底部２３ａ、２３ｂの外周
部に設けられた円筒状の周壁２１ａ、２１ｂと、各底部
の軸心部から周壁２１ａ、２１ｂに平行にそれぞれ軸方
向内方に突出した突出部２２ａ、２２ｂと、これらの突
出部２２ａ、２２ｂの外周に巻かれた電磁コイル２４
ａ、２４ｂとから成る。
【００１０】電磁コイル２４ａを外部電源に接続して１
次側とした時、１次側の電磁コイル２４ａを流れる電流
によって発生する磁界の磁束φは突出部２２ａから軸方
向外方に向かい底部２３ａを経由し、さらに上下両側の
周壁２１ａに向かって放射状に拡散して均一に形成さ
れ、所定の間隔を保って対向して配置された２次側のコ
ア１６ｂの側壁２１ｂに向かって均一に流れ、さらに底
部２３ａを経て突出部２２ｂに至り、１次側のコア１６
ａに還流する。この磁束φは一次側コイルを流れる電流
の方向反転と同時に方向を反転する。この磁束φによ
り、２次側の電磁コイル２４ｂに発生した誘導電流が、
水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−による接続導体１８
を通して前記の誘導加熱コイル１３（図１参照）に供給
され炉体１０の内部に装入された被溶解材料が誘導加熱
される。図４は本発明の第２実施例を示す概略断面図で
あり、炉体や外部電源の部分は第１実施例と同一なので
図示を省略した。この実施例では１次側の電磁コイル３
４ａと２次側の電磁コイル３４ｂの中間に、真空容器３
０のフランジ部３１にボルト３５等でＯリング３３を介
して気密に固定した例えば円板状の壁３１ａが配置さ
れ、１次側の電磁コイル３４ａと外部電源との間の接続
導体１７ａとしては通常の水冷ケ−ブルあるいは通常の
絶縁ケ−ブルで接続される。
次側とした時、１次側の電磁コイル２４ａを流れる電流
によって発生する磁界の磁束φは突出部２２ａから軸方
向外方に向かい底部２３ａを経由し、さらに上下両側の
周壁２１ａに向かって放射状に拡散して均一に形成さ
れ、所定の間隔を保って対向して配置された２次側のコ
ア１６ｂの側壁２１ｂに向かって均一に流れ、さらに底
部２３ａを経て突出部２２ｂに至り、１次側のコア１６
ａに還流する。この磁束φは一次側コイルを流れる電流
の方向反転と同時に方向を反転する。この磁束φによ
り、２次側の電磁コイル２４ｂに発生した誘導電流が、
水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−による接続導体１８
を通して前記の誘導加熱コイル１３（図１参照）に供給
され炉体１０の内部に装入された被溶解材料が誘導加熱
される。図４は本発明の第２実施例を示す概略断面図で
あり、炉体や外部電源の部分は第１実施例と同一なので
図示を省略した。この実施例では１次側の電磁コイル３
４ａと２次側の電磁コイル３４ｂの中間に、真空容器３
０のフランジ部３１にボルト３５等でＯリング３３を介
して気密に固定した例えば円板状の壁３１ａが配置さ
れ、１次側の電磁コイル３４ａと外部電源との間の接続
導体１７ａとしては通常の水冷ケ−ブルあるいは通常の
絶縁ケ−ブルで接続される。
【００１１】それぞれ対向する１次側のコア２６ａと２
次側のコア２６ｂとの間の壁３１ａの材質は、磁束φの
漏洩を少なくし２次側に発生する電流を大きく保つた
め、非導電材料とするのが好ましい。図４では、真空容
器３０にフランジ部３１を設けて、このフランジ部３１
に壁３１ａを固定したが、第２実施例の別の実施態様と
しては、壁３１ａと同じ材質の壁をねじ込みあるいはろ
う付けなど他の方法を利用して真空容器に気密に取り付
けることによっても同じ効果が得られる。図５は本発明
の第３実施例を示す概略断面図であ。本実施例では、１
次側のコア３６ａの周壁４１ａの内周面と、中心部の突
出部４２ａの外周面との間には、内外両面にＯリング４
５ａと４５ｂとがはめ込まれた環状のシ−ル部材４７に
よりシ−ルされる。第２実施例と同様に、前記コア３６
ａの周壁４１ａの外周と真空容器４０との間には、Ｏリ
ング４８が配置されて真空容器４０内が外部の大気から
シ−ルされる。従って、１次側の電磁コイル４４ａと外
部電源との間の接続導体１７ｂとしては通常の水冷銅パ
イプあるいは絶縁ケ−ブルを用いて接続することができ
る。
次側のコア２６ｂとの間の壁３１ａの材質は、磁束φの
漏洩を少なくし２次側に発生する電流を大きく保つた
め、非導電材料とするのが好ましい。図４では、真空容
器３０にフランジ部３１を設けて、このフランジ部３１
に壁３１ａを固定したが、第２実施例の別の実施態様と
しては、壁３１ａと同じ材質の壁をねじ込みあるいはろ
う付けなど他の方法を利用して真空容器に気密に取り付
けることによっても同じ効果が得られる。図５は本発明
の第３実施例を示す概略断面図であ。本実施例では、１
次側のコア３６ａの周壁４１ａの内周面と、中心部の突
出部４２ａの外周面との間には、内外両面にＯリング４
５ａと４５ｂとがはめ込まれた環状のシ−ル部材４７に
よりシ−ルされる。第２実施例と同様に、前記コア３６
ａの周壁４１ａの外周と真空容器４０との間には、Ｏリ
ング４８が配置されて真空容器４０内が外部の大気から
シ−ルされる。従って、１次側の電磁コイル４４ａと外
部電源との間の接続導体１７ｂとしては通常の水冷銅パ
イプあるいは絶縁ケ−ブルを用いて接続することができ
る。
【００１２】本実施例のシ−ル部材４７は非導電性であ
ることが好ましい。また、１次側の電磁コイル４４ａが
発生した磁束を２次側の部材以外に漏洩させることのな
いようにするため、真空容器４０と１次側のコア３６ａ
の周壁４１ａの外周との間隔を大きくするか、または真
空容器４０の１次側のコア３６ａに近接する部分だけ非
導電性の材料で構成することによって、２次側のコア３
６ｂに流れる磁束を大きくすることが好ましい。なお、
図５では簡略化して示したが、真空容器４０の内部の圧
力と外側の大気圧との圧力差により、シ−ル部材４７や
１次側のコア３６ａが真空容器の内方に引き込まれるこ
とがないよう、非導電性材料製の係止部材５０、５１を
配置する必要がある。図６は本発明の第４実施例を示す
概略断面図である。同図においてこれまでに示した部材
と同じ効果を有する部材には特に符号を付していない。
本実施例は、第２実施例と同様の手段により１次側のコ
ア６６ａに近接する部分だけ非導電性材料で構成した真
空容器６７に、Ｏリング６１などシ−ル材料を介して気
密に固定した１次側のコア６６ａに所定の間隔を有して
２次側のコア６６ｂを対向して配置するものである。こ
の場合、１次側のコア６６ａの底部６３ａの接続導体１
７ｃを導入する部分に真空容器内の気密を保つため一対
のシ−ル部材６３ｃが設けられている。接続導体１７ｃ
に水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−を使用する場
合、１次側のコアの軸方向外方に配置したコネクタ１７
ｄを介して外部電源１９からの絶縁ケ−ブルなどによる
接続導体１７ｅと接続する。コネクタ１７ｄには上記の
水冷銅パイプなどのため図示しない冷却水の給、排水口
が設けられている。
ることが好ましい。また、１次側の電磁コイル４４ａが
発生した磁束を２次側の部材以外に漏洩させることのな
いようにするため、真空容器４０と１次側のコア３６ａ
の周壁４１ａの外周との間隔を大きくするか、または真
空容器４０の１次側のコア３６ａに近接する部分だけ非
導電性の材料で構成することによって、２次側のコア３
６ｂに流れる磁束を大きくすることが好ましい。なお、
図５では簡略化して示したが、真空容器４０の内部の圧
力と外側の大気圧との圧力差により、シ−ル部材４７や
１次側のコア３６ａが真空容器の内方に引き込まれるこ
とがないよう、非導電性材料製の係止部材５０、５１を
配置する必要がある。図６は本発明の第４実施例を示す
概略断面図である。同図においてこれまでに示した部材
と同じ効果を有する部材には特に符号を付していない。
本実施例は、第２実施例と同様の手段により１次側のコ
ア６６ａに近接する部分だけ非導電性材料で構成した真
空容器６７に、Ｏリング６１などシ−ル材料を介して気
密に固定した１次側のコア６６ａに所定の間隔を有して
２次側のコア６６ｂを対向して配置するものである。こ
の場合、１次側のコア６６ａの底部６３ａの接続導体１
７ｃを導入する部分に真空容器内の気密を保つため一対
のシ−ル部材６３ｃが設けられている。接続導体１７ｃ
に水冷銅パイプあるいは水冷銅ブスバ−を使用する場
合、１次側のコアの軸方向外方に配置したコネクタ１７
ｄを介して外部電源１９からの絶縁ケ−ブルなどによる
接続導体１７ｅと接続する。コネクタ１７ｄには上記の
水冷銅パイプなどのため図示しない冷却水の給、排水口
が設けられている。
【００１３】上記の各実施例は、アルミナやマグネシア
などセラミックス製の炉体を使用して被溶解金属など装
入材料の加熱に伴い加熱されるホットウォ−ル型の真空
誘導溶解炉を参照して説明したが、好適には図８に示し
たコ−ルドウォ−ル溶解炉に適用できる。コ−ルドウォ
−ル溶解炉は炉体の内部に冷却水を供給して炉体の温度
上昇を抑制して、銅などを炉体材料として使用可能に
し、セラミックスの微粒子が脱粒したり、高温下におけ
る化学反応を生じたりして溶湯に混入することを防止で
きるので、コ−ルドウォ−ル溶解炉を使用する真空誘導
溶解炉に対しても上記各実施例が同様に適用可能であ
る。このようなコ−ルドウォ−ル溶解炉においても、給
電方式や傾動機構などは上記の各実施例におけるホット
ウォ−ル型の誘導溶解炉のそれと同じであり、上記各実
施例の誘導溶解炉をコ−ルドウォ−ル溶解炉に置き換え
ることにより同じ効果が得られる。
などセラミックス製の炉体を使用して被溶解金属など装
入材料の加熱に伴い加熱されるホットウォ−ル型の真空
誘導溶解炉を参照して説明したが、好適には図８に示し
たコ−ルドウォ−ル溶解炉に適用できる。コ−ルドウォ
−ル溶解炉は炉体の内部に冷却水を供給して炉体の温度
上昇を抑制して、銅などを炉体材料として使用可能に
し、セラミックスの微粒子が脱粒したり、高温下におけ
る化学反応を生じたりして溶湯に混入することを防止で
きるので、コ−ルドウォ−ル溶解炉を使用する真空誘導
溶解炉に対しても上記各実施例が同様に適用可能であ
る。このようなコ−ルドウォ−ル溶解炉においても、給
電方式や傾動機構などは上記の各実施例におけるホット
ウォ−ル型の誘導溶解炉のそれと同じであり、上記各実
施例の誘導溶解炉をコ−ルドウォ−ル溶解炉に置き換え
ることにより同じ効果が得られる。
【００１４】
【発明の効果】本発明では、ポット型トランスによる非
接触給電装置を用い、少なくとも２次側のコアを真空容
器の内部に備え、また２次側の接続導体に水冷銅パイプ
あるいは水冷銅ブスバ−を使用し、２次側のこれら部材
をセラミックスなどによる支持部材で炉体に固定して炉
体に追従して回動可能にしたため、高温高真空中でガス
を放出する可撓性の絶縁ケ−ブル不必要とし、真空容器
内での上記のガスの発生を防止して、放出ガスによる真
空容器内の圧力上昇を防止して、溶湯の汚染を防止する
ことにより高純度の金属あるいは合金の溶解が可能にな
った。
接触給電装置を用い、少なくとも２次側のコアを真空容
器の内部に備え、また２次側の接続導体に水冷銅パイプ
あるいは水冷銅ブスバ−を使用し、２次側のこれら部材
をセラミックスなどによる支持部材で炉体に固定して炉
体に追従して回動可能にしたため、高温高真空中でガス
を放出する可撓性の絶縁ケ−ブル不必要とし、真空容器
内での上記のガスの発生を防止して、放出ガスによる真
空容器内の圧力上昇を防止して、溶湯の汚染を防止する
ことにより高純度の金属あるいは合金の溶解が可能にな
った。
【図１】本発明の第１実施例として、非接触給電装置を
真空容器内に配置した誘導溶解炉の主要部の概略断面図
である。
真空容器内に配置した誘導溶解炉の主要部の概略断面図
である。
【図２】非接触給電装置の斜視図である。
【図３】非接触給電装置内に生じる磁束φを示す断面図
である。
である。
【図４】本発明の第２実施例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す概略断面図であ。
【図６】本発明の第４実施例を示す概略断面図である。
【図７】従来技術による真空誘導溶解装置の主要部を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図８】コ−ルドウォ−ル溶解炉の一例を示す主要部の
断面図である。
断面図である。
１０ 真空誘導溶解炉 １１ 炉体 １３ 誘導加熱コイル １６ 非接触給電装置 １６ａ、２６ａ、３６ａ、６６ａ １次側のコア １６ｂ、２６ｂ、６６ｂ ２次側のコア １７、１７ａ、１７ｃ、１７ｅ、１８ 接続導体 １９ 外部電源 ２０、３０、４０ 真空容器 ２１ａ、２１ｂ、４１ａ 周壁 ２２ａ、２２ｂ、４２ａ 突出部 ２３ａ、２３ｂ、６３ａ 底部 ３１ａ、４０、６７ 壁 ３３、４５ａ、４５ｂ、４８、６１ Ｏリング ４７ シ−ル部材 Ｘ 回転対称軸
Claims (7)
- 【請求項１】 真空容器内に収容され外部電源に接続さ
れた真空誘導溶解炉により金属や合金を溶解し、炉体を
傾動して溶湯を注湯する真空誘導溶解炉の炉体傾動装置
において：前記真空誘導溶解炉の炉体の外周に配置され
た誘導加熱コイルと外部電源との間に配置され、２次側
のコアが１次側のコアから分離されて炉体の傾動に追従
して回動される非接触給電装置と、 該非接触給電装置と前記誘導加熱コイルとを接続する水
冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−と、 前記非接触給電装置と外部電源との間に接続され、その
少なくとも前記真空容器内に延在する部分が水冷銅パイ
プまたは水冷銅ブスバ−である導体と、を含んで成る非
接触給電による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置。 - 【請求項２】 前記非接触給電装置は断面がＥ形で、円
板状の底部の外周側に周壁を、中心部に突出部を有する
底付円筒状の１対のコアが、それぞれの凹面部が対向さ
れて所定の間隔を保って対称に配置され、前記２次側の
コアが前記１対のコアの共通の回転対称軸の周りに回動
可能にされた非接触型変圧器である請求項１記載の非接
触給電による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置。 - 【請求項３】 前記非接触給電装置が、その２次側のコ
アと１次側のコアとが中間に真空容器の壁を挟んで対向
されている請求項１または２記載の非接触給電による真
空誘導溶解炉の炉体傾動装置。 - 【請求項４】 前記２次側のコアと１次側のコアとの間
に挟まれた真空容器の壁の磁束通過部が、セラミックス
などの非導電性材料製である請求項３記載の非接触給電
による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置。 - 【請求項５】 前記非接触給電装置の１次側のコアが前
記真空容器の壁に、溶接、ろう付け、Ｏリングなどによ
り真空容器外の大気からシ−ルされた状態で、前記１次
側のコアが真空容器を貫通して真空容器内に突出してい
ることを特徴とする請求項１または２記載の非接触給電
による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置。 - 【請求項６】 前記１次側のコアの前記周壁の内周と前
記突出部の外周との間にＯリングを介して円環状で非導
電性材料製のシ−ル部材を配置した請求項５記載の非接
触給電による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置。 - 【請求項７】 前記水冷銅パイプまたは水冷銅ブスバ−
の絶縁被覆として、前記真空容器内の雰囲気の減圧と昇
温によってもガス放出の可能性の無いセラミックスなど
が使用されている請求項１から６までのいずれかに記載
の非接触給電による真空誘導溶解炉の炉体傾動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16863894A JP3815626B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 非接触給電によるコールドウォール溶解炉の炉体傾動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16863894A JP3815626B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 非接触給電によるコールドウォール溶解炉の炉体傾動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814761A true JPH0814761A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3815626B2 JP3815626B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=15871754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16863894A Expired - Fee Related JP3815626B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 非接触給電によるコールドウォール溶解炉の炉体傾動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3815626B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009065759A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 非接触伝送装置 |
| JP2011076843A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sinfonia Technology Co Ltd | 水冷ケーブル及び真空加熱装置 |
| JP2012119662A (ja) * | 2011-09-22 | 2012-06-21 | Panasonic Corp | 非接触充電モジュール及び非接触充電機器 |
| JP2013135490A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Nichiei Intec Co Ltd | 真空チャンバ |
| KR20140050727A (ko) * | 2011-08-15 | 2014-04-29 | 콘삭 코퍼레이션 | 전기 유도 용해 어셈블리 |
| CN111829342A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-27 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种自过滤上引熔炼炉及其自过滤上引熔炼方法 |
| JP2024154614A (ja) * | 2023-04-19 | 2024-10-31 | 三建産業株式会社 | 非鉄金属溶解炉用電気ヒータ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215069B (zh) * | 2014-08-01 | 2016-01-20 | 洛阳鹏起实业有限公司 | 一种用于真空自耗电极凝壳炉的分体式盛液杯 |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP16863894A patent/JP3815626B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009065759A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 非接触伝送装置 |
| JP2011076843A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sinfonia Technology Co Ltd | 水冷ケーブル及び真空加熱装置 |
| KR20140050727A (ko) * | 2011-08-15 | 2014-04-29 | 콘삭 코퍼레이션 | 전기 유도 용해 어셈블리 |
| JP2014527612A (ja) * | 2011-08-15 | 2014-10-16 | コンサーク コーポレイションＣｏｎｓａｒｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 電気誘導溶解アセンブリ |
| JP2012119662A (ja) * | 2011-09-22 | 2012-06-21 | Panasonic Corp | 非接触充電モジュール及び非接触充電機器 |
| JP2013135490A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Nichiei Intec Co Ltd | 真空チャンバ |
| CN111829342A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-27 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种自过滤上引熔炼炉及其自过滤上引熔炼方法 |
| JP2024154614A (ja) * | 2023-04-19 | 2024-10-31 | 三建産業株式会社 | 非鉄金属溶解炉用電気ヒータ装置 |
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|---|---|
| JP3815626B2 (ja) | 2006-08-30 |
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