JPS6211601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、晶出ベルト（冷却ベルト）および予
晶出器からなり、種晶形成物が予晶出器に薄い層
にして供給されかつ完全晶出作用が冷却ベルトで
行なわれ、予晶出した融解物が厚い層にして冷却
ベルト上へ供給される晶出装置に関する。

この種の晶出装置は、融解物から晶出するため
使用され、種晶形成速度が所定の過冷却に対して
最大値に達する。結晶成長速度が同様に著しく温
度に左右されるので、多量の晶出では多量を完全
晶出できるように最適種晶形成または最適結晶成
長に対しそれぞれ必要な条件を満すことが好まし
い。

このため予晶出器が使用され、種晶形成物が予
晶出器へ供給され、それから完全晶出は、無端に
回転する冷却ベルトで行なわれ、融解物へ均一に
分布される。冷却ベルトの冷却作用が冷却ベルト
へ吹きつけられる空気あるいはベルトの上方半体
の下部に設けられる冷却槽あるいはこの冷却槽に
ベルトを直接沈下することによつて達成されるの
で、完全晶出は、凝固しつつある融解物が冷却ベ
ルト上にある限り、行なわれそれからベルトの終
端において完全晶出した生成物が取り出される。
予晶出器として融解物が供給されるるつぼを使用
することも公知であり、このるつぼがベルト始端
の上にあり、したがつて融解物は、下方開口から
供給することができる。その際このるつぼは、種
晶形成最大速度と見なされる温度に等しい温度に
保持される。種晶形成を増大するため、このるつ
ぼ内にある融解物に結晶粉末が添加され、この粉
末は、晶出帯域から採取されかつ第１に粉砕しな
ければならず、このため余分の費用を要する。さ
らにこの種類の予晶出では甚だ正確な温度調整を
行なわねばならぬという欠陥がある。なぜならば
他の場合るつぼの融解物の再溶融または凝固が発
生し得るからである。

他の公知の設計では予晶出器が融解物の供給帯
域に設けられ、この予晶出器は、種晶形成速度に
対する最適温度を備えている。種晶材料は、豆形
ワイパー（従来技術のワイパーであつて豆形をし
ている）を用いて晶出帯域から融解物の上記供給
帯域へ移されかつ最大種晶頻度の間隔（種晶成長
の出現が最高のレベルである温度の間隔をいう）
をあまりに迅速に通り過ぎないように温度経過を
調和させるならば、上記帯域の強烈な混合作用に
よつて種晶数の増加に寄与する。この種類の予晶
出の場合でも種晶数を増加するため、融解物の種
晶材料が余分に添加されねばならぬという欠陥が
ある。このため常に装置の費用と関連し、さらに
常に追加の種晶材料が必要とされる。

本発明の課題は、予晶出器において追加の種晶
材料を添加することもなく最適の種晶形成速度お
よび種晶数を達成できる晶出装置を提供するにあ
る。

この課題は、本発明によると予晶出器が同方向
に回転する少なくとも二つのロールから形成さ
れ、それらのロールが冷却ベルトの上部で互いに
上下に設けられ、したがつて最上方にロールの軸
線が下方ロールの軸線を通る直立投影面に対し平
行にしてベルト始端に向かつた方向は変位されて
おり、ロールの外周面がそれらの最短距離の個所
において間隙を形成し、この間隙の幅が最上方ロ
ールへ供給される融解物の層以下となるようにそ
れらのロールが設けられており、最上方ロールの
周辺においてベルト始端に向かつた方向にある側
で係合するかき取りナイフが設けられていること
によつて解決される。上記本発明による予晶出器
は、融解物の追加の種晶材料が添加されねばなら
ないことを不要にする。なぜならば複数のロール
を使用してそれらを互いに適宜配置することによ
つて種晶形成が剪断および摩耗力を用いて行なわ
れるからである。このため同方向に回転する二つ
あるいはより以上のロールが互いに上下または相
接して設けられている。融解物が最上方ロールへ
供給され、それから融解物は、ロールの回転運動
によつてロール上で均一に薄い層となつて分布さ
れかつ最上方ロールから次のロールまでのロール
距離が甚だ小さくなる部分（すなわちロール間の
間隙）へ到達するまで最上方ロールの外周面に付
着している。この間隙が本発明によると供給され
る融解物の層厚よりも小さくなつているので、融
解物は、かかる間隙で最上方ロールからかき取ら
れるかまたはせき止められる。それから同方向に
回転する次のロールへの移行が行なわれ、そのと
きこの作用は、それぞれどれほどロールが設けら
れているかにしたがつて結局融解物が再び最上方
ロールへ到達するまで続けられ、かつそこでかき
取りナイフによつてかき取られ、それによつてこ
の融解物がそれらのロールの下部に延長する冷却
ベルトの始端へ落下する。

ロールがこれらの外周面を冷却する冷却装置を
備える場合は、極めて有利である。その際この冷
却装置は、ロール軸によつて形成される管として
設けることができ、この管が循環水装置と接続さ
れかつ外周面の輪郭の内部に複数の噴射ノズルを
もち、それらのノズルが外周面の内壁に対して配
向されておりかつロール内部空間かつ再び循環水
装置に冷却水を供給する吸込装置が設けられてい
る。したがつて薄い層にしてロールへ供給される
融解物が種晶形成最大値を有する温度で冷却され
ることによつて、直接外周面の冷却温度へ、した
がつて種晶形成作用へも影響をおよぼすことがで
きる。ロールの外周面で達成されるこの過冷却に
よつてこの晶出装置全体の性能は向上される。

冷却装置は噴射ノズル以外の他の例としてらせ
ん状ガイドがある。このらせん状ガイドはロール
の内側周辺にめぐらされて冷却水をロールの内壁
面に接触した状態で案内するらせん状通路を形成
している。かかるらせん状ガイドによつて外周面
の極めて均一な冷却が行なわれるように保証さ
れ、このためさらに融解物の均一な予晶出作用を
助長する。

各種の層厚および融解物を予晶出できるため
に、同方向に回転するロール間の間隙は、停止部
を介して調整可能である場合には好ましいもので
ある。これは、ロール距離の変化によつて行なわ
れ、この変化がたとえば、ばね部材あるいは押圧
シリンダを介して行なわれ、したがつて融解物
は、前記間隙を通過しないで、融解物の回転方向
に見て前記間隙の始端においてせき止められ、そ
れからそれぞれ最も近いロールへ供給される。

異なる直径を有するロールを構成することも好
ましいものにすることができ、これが予晶出する
融解物すなわち種晶形成速度に関係してそれぞれ
適合させることができるので、それぞれ最適種晶
形成速度を達成できる。本発明による予晶出器が
各種の融解物に対して使用しなければならぬ場
合、ロール周辺速度が各ロールに対して別々に調
整可能であるのも同様に有利である。したがつて
間隙において異なる大きさの剪断力を働かせるこ
とができ、そのためさらに種晶形成へ影響をおよ
ぼすことができる。しかもこれらのロールは、そ
れぞれの間で一定の回転数比率を形成するように
共通の駆動装置を介しても調整することができ
る。

かき取りナイフが加熱可能である場合も有利で
ある。したがつて予晶出済の融解物のロールから
の取除きが容易であり、さらに融解物の確実な取
除きを阻害する堅い皮がかき取りナイフのまわり
に発生することを防止する。

さらに冷却ベルトが搬送方向に対して平行に延
びかつベルトの側に設けられるせき止め条片を備
える場合には極めて有利である。なぜならばこの
ため冷却ベルトへ厚い層にして予晶出した融解物
を凝固させることができるからである。したがつ
て冷却ベルトの能力を著しく増大できる。冷却ベ
ルトにおける冷却は、帯域冷却によつて最も良好
に行なわれ、この帯域冷却では断片的に異なる温
度ベルトにおいて、その下に設けられる冷却部材
を介して達成できるので、凝固相にしたがつてそ
れぞれ区別して融解物へ影響をおよぼすことがで
きる。

この晶出装置の能力は、ロール幅が冷却ベルト
幅の約90％になるとき、極めて大きくすることが
できる。したがつてほぼ冷却ベルト幅全体が完全
に利用され、冷却ベルトでの予晶出した融解物の
均一な分布が保証されている。

最上方ロールに融解物を均一に供給するため、
最上方ロールへの融解物の供給線がこのロールの
頂点よりもやや前方にあるように最上方ロールの
上部に溢流せきが設けられている場合には有利で
ある。この種の供給せきは、ロールの全幅にわた
つて均一な生成物の分布を保証する。

本発明の別の長所および特徴は、本発明による
晶出装置の従属特許請求の範囲および添付図面に
示されかつ以下説明される実施例から明瞭とな
る。

第１図では、冷却ベルト２および反応装置４に
おいてつくられる融解物を冷却ベルト２へ供給す
る予晶出器２０をもつて晶出装置１が示されてい
る。予晶出器２０が種晶形成を調整する課題をも
ち、したがつて冷却ベルト２へ供給される融解物
は冷却ベルトで完全に晶出できる。冷却ベルト２
は、複数の駆動ローラ３によつて無端ベルトのよ
うに駆動され、排出端２２において完全晶出した
塊が取り出されかつ粉砕機２３で粉砕できる。

予晶出器２０は、第１図および第１ａ図で示さ
れる実施例において互いに上下に設けられる二つ
のロール６および７から構成されており、しかも
第１ｂ図で示されるように、三つあるいはより以
上のロールを同様に相互に上下あるいは相接して
設けることも考えられる。第１図の実施例では６
で示される最上方ロールへ、しかもこの上方ロー
ル６の頂点Ｓの直前にある範囲において融解物が
供給される。この融解物が供給せき５を介して供
給され、このせきは、ロール６の外周面６ａでの
融解物の均一な薄い層の分布を保証する。それら
のロールは、最上方ロール６の軸線が下方ロール
７の軸線を通る直立投影面Ａ―Ａに対して平行に
してベルト始端に向かつた方向に変位しているよ
うに設けられており、このためかき取りナイフ１
３が予晶出した融解物を取り除く取外し個所で融
解物が下に設けられる冷却ベルト２へ落下する結
果となる。さらにロール６および７は互いに移動
可能に設けられている。本実施例ではロール７
は、切断面―に対して平行にその軸と共に縦
方向案内部２０ａに移動可能に支持されている。
この縦方向案内部２０ａにおいて移動可能な支持
部７ｂは、ロール６に対するその相対位置におい
て層厚限界に対する停止部を備えておりかつ固定
圧を発生させるため複数のばねあるいはシリンダ
をもつている。

両ロール６および７は、同方向のＤ矢視方向に
回転するように、駆動電動機９を介して駆動され
る。その際両ロールの駆動は、同期して行なう。
しかし別々にも行なうことができるので、上方ロ
ール６および下方ロール７に対して異なるロール
速度が得られる。ロールの駆動は、Ｖベルト１０
および１１を介して行なうことができ、Ｖベルト
伸張機２４は、伝動が確実に行なわれるように設
けられている。

両ロール６および７は、間隙８を構成するよう
に互いに設けられ、この間隙の幅が供給される融
解物の層厚よりも小さく、この間隙８は、ロール
の移動によつて互いに可変に調整可能、なるべく
0.1と0.5mmとの間である。融解物がロール６およ
び７を経て通る通路は、第１ａ図に示され、融解
物が間隙８を通つて達することができないで、こ
の間隙に突き当る際にせき止められ、下方ロール
７の回転によつて融解物は、このロールへ移され
かつこのロールで別の側から再び間隙へ突き当る
まで冷却し続けられ、そこで再びせき止められか
つその上にあるロール６へ移される。その外周面
にはかき取りナイフ１３が設けられていて、予晶
出した融解物は上方ロールから取り除かれる。か
かるかき取りナイフ１３は上方ロール６の軸線を
通る水平面Ｂ―Ｂと上方ロール６の外周面との交
線であつてベルト２の始端側の交線に沿つて上方
ロール６と係合している。従つて上方ロール６か
らかき取られたものは冷却ベルト２上へへ落下す
る。なおかき取りナイフ１３は加熱可能になされ
ていてもよい。前記間隙におけるせき止めによつ
てそこでは融解物に剪断力を働かせている。この
剪断力は、種晶数を増大することによつて、種晶
形成作用を増加する。部分的に凝固してロールに
付着した融解物は、前記間隙において、こすり取
られてせき止められている融解物の中へ入れら
れ、そのため種晶形成作用が更に促進される。

正しい種晶形成温度に達するため、この融解物
は著しく冷却され、このためロールの外周面へ内
側から働く冷却装置を用いて行なうことができ
る。その際、第２図で示されるように、この冷却
装置は、ロールの軸に沿つて延びる噴射ビーム１
４から形成され、このビームが複数のノズル１５
を備えており、これらのノズルからパツキン箱１
８を経て導入される冷却水が外周面へ内部から噴
射している。これは、第２図の下方ロールにおい
て示されている。吸込装置１６を介してこの冷却
水は、再びポンプでくみ出されかつ冷却後再び循
環水装置に供給される。この冷却装置はらせん状
ガイド１７からも構成できる。このらせん状ガイ
ド１７はロール６の外周面６ａの内側面に接して
冷却がらせん状に通過するようにらせん状通路を
形成している。冷却水はロール６の軸を通つて左
側からロール６内のらせん状通路の一端に入る。
そしてらせん通路の他端から出て再びロールの軸
を通つて右側から出る。このようならせん状ガイ
ド１７にすると極めて均一な冷却作用を働らかす
ことができ、この冷却作用は、種晶形成作用を加
速しかつ均一に助長する。両ロールの直径あるい
は複数のロールを設ける場合、これらのロールの
直径を異つた大きさにすることができ、これは、
それぞれ完全晶出する融解物へ適合させることが
できかつ大体において各々の融解物の種晶形成速
度に左右される。ロール回転速度もいろいろに制
御できるので、この予晶出器において各種の種晶
形成時間を達成することができる。第２図からも
融解物の供給幅がロール幅b₂の約80％に等しいの
で、予晶出するためほぼロール面全体を使用でき
ることが判明する。したがつてこのような装置に
すると比較的大きい融解物塊を連続的に処理する
ことができる。

第２図で上方ベルト２ａを見ることができるベ
ルト２の範囲において、縦方向に延びるせき止め
条片１９が取りつけられており、それらの条片
は、予晶出した比較的厚い融解物をベルト上へ供
給できるようにしている。ベルト上への予晶出済
融解物の供給帯域においてさらに第１図からも見
ることができる飛散防止装置１２が設けられてい
る。

ロールの回転速度は、冷却ベルトより約10なな
いし50倍速くなるように調整されている。したが
つてこの融解物が薄い層にして予晶出できるが、
しかし予晶出が冷却ベルトで厚い層にできるの
で、この種の晶出装置にすると多量の融解物を完
全晶出することが保証される。

第１ｂ図ではロールを異つて配置できることが
示されている。この図では上方ロール６と同じ水
平面に別のロール２５が設けられており、融解物
は、予晶出の際に供給点から排出点までの途中ロ
ール２５を経てロール６で図示した矢印に沿つて
案内される。予晶出するため比較的長い通路が必
要な場合、この配置を使用するのが有利である。

このような晶出装置は、公知の設計では融解物
の種晶形成作用を導入または増大するため供給し
なければならない種晶材料なしに足りさせる。本
発明により上記の種晶形成を無視することができ
る。さらに生産能力は、公知の設計の場合よりも
大きくなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による晶出装置の概略側面図、
第１ａ図は第１実施例の場合融解物がそれらのロ
ールを経て通る通路の概略図、第１ｂ図は別の実
施例の場合融解物がそれらのロールを経て通る通
路の概略図、第２図は第１図の―線に沿つて
見た横断面図である。 ２…冷却ベルト、６…最上方ロール、７…下方
ロール、６ａ，７ａ…ロールの外周面、８…間
隙、１３…かき取りナイフ、２０…予晶出器、Ａ
―Ａ…直立投影面、ｂ…間隙幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 晶出ベルト（冷却ベルト）および予晶出器か
   らなり、種晶形成物が予晶出器に薄い層にして供
   給され、予晶出した融解物が厚い層にして冷却ベ
   ルト上へ供給され完全晶出作用が冷却ベルトで行
   なわれる晶出装置において、 予晶出器２０が少なくとも二つの同方向に回転
   するロール６，７から形成され、それらのロール
   が冷却ベルト２の上方で互いに上下に配置され、
   しかも最上方ロール６の軸線が下方ロール７の軸
   線を通る直立投影面Ａ―Ａに対し平行にしてベル
   ト始端に向かつた方向に変位されており、ロール
   の外周面６ａ，７ａがそれらの最短距離の箇所で
   間隙８を形成し、この間隙幅ｂが最上方ロール６
   へ供給される融解物の層厚以下となるようにロー
   ル６，７が設けられており、最上方ロール６の外
   周面６ａにおいてベルト始端に向かつた方向にあ
   る側で係合するかき取りナイフ１３が設けられて
   いることを特徴とする晶出装置。 ２ ロール６，７がこれらのロール６，７の外周
   面６ａ，７ａを冷却する冷却装置を備えているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の晶
   出装置。 ３ 冷却装置としてロール軸によつて形成される
   噴射ビーム１４が設けられており、このビームが
   循環水装置と接続されかつ外周面７ａの輪郭の内
   部に噴射ノズル１５をもち、それらのノズルが外
   周面７ａの内壁に対して配向されており、内部空
   間から再び循環水装置に冷却水を供給する吸込装
   置１６が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項あるいは第２項に記載の晶出装
   置。 ４ 冷却装置としてらせん状ガイド１７が構成さ
   れており、このらせん状ガイドはロールの外周面
   ６ａの内側周辺にめぐらされて冷却水をロールの
   内壁に接触した状態で案内するらせん通路を形成
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   あるいは第２項に記載の晶出装置。 ５ 間隙８が停止部を介して調整可能であり、固
   定圧がばね部材あるいは押圧シリンダを介して加
   えられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項の一つに記載の晶出装置。 ６ それらのロールが異なる直径で構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第５項の一つに記載の晶出装置。 ７ ロールの速度が各々のロール６，７に対して
   別々に調整可能であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第６項の一つに記載の晶出装
   置。 ８ それらのロールが一定の回転数比率を形成し
   かつ共通の駆動装置をもつていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第６項の一つに記
   載の晶出装置。 ９ かき取りナイフ１３が加熱可能であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項の
   一つに記載の晶出装置。 １０ 冷却ベルト２が搬送方向に対し平行に延び
   かつベルトの側方２ａに設けられるせき止め条片
   １９を備えていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第９項の一つに記載の晶出装置。 １１ ロール幅b₂が冷却ベルト幅の約90％となつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第１０項の一つに記載の晶出装置。 １２ 供給せき５が最上方ロール６の上部に設け
   られ、かつ最上方ロール６への融解物の供給線が
   回転方向に見て最上方ロールの頂点Ｓの若干前方
   にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第１１項の一つに記載の晶出装置。 １３ かき取りナイフ１３が最上方ロール６の軸
   線を通る水平面Ｂ―Ｂとこのロール６の外周面６
   ａとの交線においてこの外周面６ａに係合するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の晶
   出装置。 １４ ロール６，７の周辺速度が冷却ベルトのベ
   ルト速度より約10ないし50倍大きく選択されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第１３項の一つに記載の晶出装置。 １５ 上下に設けられたロール６，７の最上方ロ
   ール６に並んでそれとほぼ同一の水平面で上部ロ
   ール６と第二の間隙を形成する別のロール２５が
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第１４項の一つに記載の晶出装置。