专利名称：带搅拌装置的熔化炉以及搅拌装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带搅拌装置的熔化炉以及搅拌装置。
背景技术：
以往，例如作为再利用、熔化铝的熔化炉中的带搅拌装置的熔化炉，有将旋转体插入炉内直接搅拌的机械式熔化炉，由负压泵上吸熔液进行搅拌的减压式熔化炉，以及向固定磁极通入三相交流电、产生移动磁场、基于该磁场由电磁力进行搅拌的电磁式熔化炉。
上述的机械式熔化炉由于直接在高温熔液内搅拌旋转体，所以作为装置的耐久性不充分，进而存在操作性或维修麻烦且复杂等的问题。在减压式的熔化炉中，操作性差，至今尚未普及。另外，电磁式熔化炉需要大电流，电力消耗大，运行成本巨大，并且要充分注意线圈的冷却，存在作为装置整体价格过高的问题，这些都妨碍了普及。
发明内容
本发明是鉴于上述现状而提出的，其目的在于提供一种熔化炉以及搅拌装置，价格低廉，操作性好，运行成本低，能够可靠地熔化投入的原料。
本发明提供一种带搅拌装置的熔化炉，其特征是，具备使原料熔化成熔液的熔化炉主体，以及向上述熔化炉主体中的熔液施加交变磁场、对其进行搅拌的搅拌装置，上述搅拌装置具有多个磁铁，将这些磁铁配置成从其中的某一磁铁发出的磁力线通过上述熔化炉主体中的上述熔液中后返回到其他的磁铁中，并且这些磁铁是沿着相对于水平面具有一定角度而倾斜的倾斜面安装的，可绕大致垂直于上述倾斜面的轴旋转。
另外，本发明提供一种向熔化炉主体中的熔液施加交变磁场、对其进行搅拌的搅拌装置，其特征是，上述搅拌装置具有多个磁铁，将这些磁铁配置成从其中的某一磁铁发出的磁力线通过上述熔化炉主体中的上述熔液中后返回到其他的磁铁中，并且这些磁铁是沿着相对于水平面具有一定角度而倾斜的倾斜面安装的，可绕大致垂直于上述倾斜面的轴旋转。
图1为本发明实施方式的纵剖说明图以及各部分的放大图。
图2为图1的动作状态的纵剖说明图。
图3为表示图1的永久磁铁的配置例的俯视图以及侧视图。
图4为表示永久磁铁的不同配置例的俯视图。
图5为表示本发明实施方式的不同例子的纵剖说明图。
图6为采用了图1的装置的炉子例子的俯视图以及纵剖说明图。
具体实施例方式
图1(a)表示本发明的实施例的非使用中状态，图2表示其使用中的状态。图1(b)、图1(c)为放大表示图1(a)的局部的图，图1(b)为从上面观察图1(a)的装置的局部的俯视图，图1(c)为从与图1(a)相同的方向观察局部的图。在图1(a)中，在地板1上设置有框架2。在该框架2上，以铰链4为中心、并且可绕大致垂直于纸面的水平的轴起伏旋转地安装有磁场产生部3。即，磁场产生部3具有中空的壳体(支承台)6，该壳体6以铰链4为中心，如图1(a)和图2那样可绕大致水平的轴起伏旋转地安装在框架2上。实际上，通过将壳体6的图1中左侧上抬使其离开框架2的支承台2A、以及使其复原，绕铰链4的大致水平轴进行起伏动作。作为进行这种动作的机构，可采用各种方式。在图示的实施例中是采用了丝杆机构。当然，也可以采用齿轮机构。即在图1(a)中，通过固定在框架2上的支承部8，将驱动杆9轴支承成可绕其轴(大致垂直的轴)旋转。特别是，如图1(c)所示，在该驱动杆9的长度方向大致中央部上固定有旋转驱动用的手柄9A。在该驱动杆9的上侧切出螺纹，成为阳螺纹部9B。在该阳螺纹部9B上旋合有大致球状的阴螺纹体9C。通过阳螺纹部9B的旋转，阴螺纹体9C上下移动。特别是如图1(b)所示，在该阴螺纹体9C上，通过横向的轴9D、9D，可相互旋转地轴支承有固定在上述壳体6上的被驱动部件10、10。另外，在上述被驱动部件10、10上，如图1(c)所示，在长度方向上切出狭槽10A、10A，可在轴9D、9D之间相互滑动。因此，若通过手柄9A使驱动杆9旋转，则阴螺纹体9C上下移动，随之被驱动部件10、10绕轴9D、9D旋转，并且，如轴9D、9D在狭槽10A、10A内滑动那样，被驱动部件10、10移动，磁场产生部3如图2所示地被上抬。即，壳体6绕铰链4起伏旋转。因此，若调节手柄9A的旋转量，则可控制壳体6的起伏量。另外，用于使壳体6起伏的机构并不仅限于此。
在上述壳体6中设置有磁场产生装置(搅拌装置)12。即该磁场产生装置(搅拌装置)12具有固定在壳体6的内底面上的安装座13，在该安装座13上安装有旋转速度可连续改变的驱动马达14。该驱动马达14的轴经由联轴节15连接在磁基座(旋转板)17的轴17A上。该轴17A的两端由位于固定的撑板19的中心部分的轴承20轴支承在壳体6的内部。而且，在磁基座17上，特别是如图3(a)、图3(b)所示，固定有棒状的永久磁铁22、22…。各永久磁铁22是上下两面为磁极的磁铁。另外，这些永久磁铁22、22…配置成其上表面的磁极与相邻的磁铁彼此不同。这些相邻的两个永久磁铁构成磁铁对，在此，设置了两组的磁铁对。永久磁铁22、22…也可如图4所示配置四组磁铁对。通过采用这种结构，驱动马达14的旋转经由联轴节15、磁基座17传递到磁铁对、即永久磁铁22、22…上。
在这种壳体6(磁场产生部3)的上方，通过未图示的机构将非磁性材料制成的熔化炉(熔化炉主体)25设置成固定状态。该熔化炉25的底部25A如图1(a)所示，呈仅倾斜角度θ。如图2所示，这是为了在绕铰链4将壳体6(磁场产生部3)上抬时使其与壳体6的上表面无间隙地抵接，尽力利用磁力线的缘故。
使用图1、图2的装置时，将壳体6(磁场产生部3)如图2所示绕铰链4从图1的状态上抬，使其为图2的状态。在图2的状态下，来自各永久磁铁22、22…的磁力线如图2所示穿过熔化的铝等熔液30中。
在图2的状态下，最初，通过未图示的燃烧器等使熔化炉25中的铝熔化成熔液30。边向该状态下的熔液中投入铝屑，边通过马达14使永久磁铁22、22…旋转，从而这些磁力线在贯穿熔液30的状态下移动。即，向熔液30施加交变磁场。因此，产生涡电流，熔液30在绕大致垂直于磁基座17的轴、即在熔化炉25中倾斜的状态下开始旋转。也就是说，熔液30的表面与磁基座17的表面(被上抬的永久磁铁22的上表面)大致平行地旋转。即，在本装置中，如上所述，永久磁铁22在仅倾斜角度θ的状态下旋转。当假设水平(θ＝0)的情况时，熔液30以中央部下凹的状态旋转。在这种情况下，熔液30作为其流动近似于整流地旋转。因此，铝不能够高效率地熔化。而在本实施例中，仅倾斜角度θ。因此，熔液30如图2所示，通过磁力线以液面倾斜的状态旋转。所以，熔液30的动作变则地激烈动作。从而即使将原材料(铝的切屑等)投入熔液30中，原材料也不会浮在熔液30中，原材料高效地混在熔液30中，投入的原材料在短时间内可靠地熔化。
为了有效地进行这种搅拌，作为永久磁铁22的强度，熔化炉25的底面内侧的磁场强度优选地为0.2～0.2以上。而且，永久磁铁22(磁铁对)、即磁基座17的旋转速度如图3所示，在将永久磁铁22配置成磁铁对为两组的情况下优选地为60-250rpm。即，该旋转速度因设置在磁基座17上的永久磁铁22、22…的数量、即永久磁铁22中相邻的磁极不同的一组永久磁铁22、22(磁铁对)的数量而不同。如图3所示，在磁铁对为两组的情况下为60-250rpm左右，如图4所示，在四组的情况下为30-125rpm，在八组的情况下为15-62.5rpm。即，在磁铁对为n组的情况下，优选地为(120/n)-(500/n)rpm。这种转速的意思如下所述。定义为通过磁基座17的旋转，在1秒中通过基准点的磁铁对的数量为1时频率为1Hz。优选地以该频率为2-8.38Hz左右的转速旋转。
而且，熔化炉25也可以不是底面仅倾斜角度θ，即使是θ以下的倾斜，进而如图5所示那样θ＝0、即水平状态下也不会不能够熔化。
图6(a)、图6(b)表示采用上述图1、图2的装置作为辅助炉41，使在此熔化的熔液流入比其大的大型炉42中的实施例。即，在辅助炉41熔化的熔液43从辅助炉41和大型炉42之间的隔板45的间隙44流向框架46上的大型炉42。在图6中，对与图1、图2等中相同的部件赋予了相同的附图标记。
如上所述，根据本发明，可有效地使熔化炉中的熔液旋转，可靠地使投入的原材料熔化。
权利要求
1.一种带搅拌装置的熔化炉，其特征是，具备使原料熔化成熔液的熔化炉主体，以及向上述熔化炉主体中的熔液施加交变磁场、对其进行搅拌的搅拌装置，上述搅拌装置具有多个磁铁，将这些磁铁配置成从其中的某一磁铁发出的磁力线通过上述熔化炉主体中的上述熔液中后返回到其他的磁铁中，并且这些磁铁是沿着相对于水平面具有一定角度而倾斜的倾斜面安装的，可绕大致垂直于上述倾斜面的轴旋转。
2.根据权利要求1所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述搅拌装置设置在上述熔化炉主体的下方。
3.根据权利要求1或2所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述磁铁设置在可旋转的旋转板上。
4.根据权利要求3所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述旋转板的结构为起伏，可调节相对于熔化炉主体的底面的角度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述熔化炉主体的底面沿着上述搅拌装置的上述倾斜面倾斜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述磁铁的旋转速度可以控制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，在上述熔化炉主体的下方具有绕大致水平的轴起伏旋转的支承台，上述搅拌装置设置在该支承台上。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述各磁铁是上表面部分以及下表面部分为磁极，多个这样的磁铁安装在上述旋转板上。
9.根据权利要求8所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，在上述旋转板上沿着圆周方向相邻的两个磁铁的上表面的磁极是互不相同的磁极。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，具备驱动上述磁铁旋转的、驱动速度可变的马达。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述支承台为壳体。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述支承台可通过铰链起伏旋转地安装在设置于地板上的框架上。
13.根据权利要求12所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，具有使上述支承台起伏旋转的驱动机构，作为其驱动机构，采用螺旋机构或齿轮机构。
14.根据权利要求13所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述驱动机构的结构为，可将上述支承台从大致水平的位置驱动到上述支承台的倾斜大致与上述熔化炉的倾斜的底面平行的朝向。
15.根据权利要求13所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述驱动机构的结构为，使上述壳体起伏旋转到其顶面与上述熔化炉主体的倾斜的底面相接触。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，上述磁铁的磁力是在上述熔化炉的底面内侧为0.2T-0.3T左右。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，其特征是，将上述相邻的一对磁铁作为磁铁对，在这种磁铁对在上述旋转板上设置n组时，使上述旋转板在(120/n)-(500/n)(rpm)左右的范围内旋转。
18.一种带搅拌装置的熔化炉，其特征是，具有权利要求1至17中任一项所述的带搅拌装置的熔化炉，以及与上述熔化炉主体连通的其他的熔化炉。
19.一种搅拌装置，向熔化炉主体中的熔液施加交变磁场、对其进行搅拌，其特征是，上述搅拌装置具有多个磁铁，将这些磁铁配置成从其中的某一磁铁发出的磁力线通过上述熔化炉主体中的上述熔液中后返回到其他的磁铁中，并且这些磁铁是沿着相对于水平面具有一定角度而倾斜的倾斜面安装的，可绕大致垂直于上述倾斜面的轴旋转。
20.根据权利要求19所述的搅拌装置，其特征是，上述磁铁设置在可旋转的旋转板上。
21.根据权利要求20所述的搅拌装置，其特征是，上述旋转板的结构为可起伏，通过其起伏可调节上述一定的角度。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的搅拌装置，其特征是，上述磁铁的旋转速度可以控制。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的搅拌装置，其特征是，具有绕大致水平的轴起伏旋转的支承台，上述搅拌装置设置在该支承台上。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的搅拌装置，其特征是，上述各磁铁是上表面部分以及下表面部分为磁极，多个这样的磁铁安装在上述旋转板上。
25.根据权利要求24所述的搅拌装置，其特征是，在上述旋转板上沿着圆周方向相邻的两个磁铁的上表面的磁极是互不相同的磁极。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的搅拌装置，其特征是，具备驱动上述磁铁旋转的、驱动速度可变的马达。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的搅拌装置，其特征是，上述支承台为壳体。
28.根据权利要求19至27中任一项所述的搅拌装置，其特征是，上述支承台可通过铰链起伏旋转地安装在设置于地板上的框架上。
29.根据权利要求28所述的搅拌装置，其特征是，具有使上述支承台起伏旋转的驱动机构，作为其驱动机构，采用螺旋机构或齿轮机构。
30.根据权利要求29所述的搅拌装置，其特征是，上述驱动机构的结构为，可将上述支承台从大致水平的位置驱动到上述支承台的倾斜大致与上述熔化炉的倾斜的底面平行的朝向。
全文摘要
一种搅拌装置，向熔化炉主体中的熔液施加交变磁场、对其进行搅拌，具有多个磁铁，将这些磁铁配置成从其中的某一磁铁发出的磁力线通过上述熔化炉主体中的上述熔液中后返回到其他的磁铁中，并且这些磁铁是沿着相对于水平面具有一定角度而倾斜的倾斜面安装的，可绕大致垂直于上述倾斜面的轴旋转。
文档编号H05B6/34GK1715819SQ20041007130
公开日2006年1月4日 申请日期2004年7月19日 优先权日2004年6月30日
发明者高桥谦三 申请人:高桥谦三