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公開番号2025018260
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121821
出願日2023-07-26
発明の名称加熱装置、アルミニウム溶融装置および金型加熱装置
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H05B 6/10 20060101AFI20250130BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】適切な誘導加熱を実現できる加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱装置100は、金属を含む被加熱物体12を加熱する領域である作業領域SPに対して、超電導線材を巻回した超電導コイル7によって磁場を印加することによって前記被加熱物体12を加熱するとともに、前記作業領域SPに対して運動する磁場発生源24を備え、前記磁場発生源24は、前記磁場発生源24が発生した磁場のうち外部に漏洩する漏洩磁場を抑制するとともに、前記磁場発生源24と同一速度で運動する磁気シールド9を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金属を含む被加熱物体を加熱する領域である作業領域に対して、超電導線材を巻回した超電導コイルによって磁場を印加することによって前記被加熱物体を加熱するとともに、前記作業領域に対して運動する磁場発生源を備え、
前記磁場発生源は、前記磁場発生源が発生した磁場のうち外部に漏洩する漏洩磁場を抑制するとともに、前記超電導コイルと同一速度で運動する磁気シールドを備える
ことを特徴とする加熱装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記超電導コイルは永久電流モード運転を行うものであり、
前記磁場発生源が行う運動は、第１の軸を中心とする回転運動である
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱物体は、第２の軸に沿って延在しまたは搬送されるものであり、
前記第１の軸と前記第２の軸とは、略平行である
ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記超電導コイルは、第３の軸を巻回中心軸として超電導線材を巻回したものであり、前記磁場発生源は、前記第３の軸と前記第１の軸とが直交しない前記超電導コイルを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第３の軸と前記第１の軸とが直交しない前記超電導コイルは、前記第１の軸に沿って複数設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記超電導コイルは、
第１の磁場を発生する第１のコイルと、
前記第１の磁場とは逆方向の磁場を発生する第２のコイルと、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記超電導コイルは、
前記磁場発生源の運動に対して、異なる速度で磁場を変化させる複数のものを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記被加熱物体は、第２の軸に沿って延在しまたは搬送されるものであり、
前記第１の軸と前記第２の軸とは、略直交する
ことを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記磁場発生源は、作業領域を挟んで対向配置され、同一の速度で運動するように複数設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載の加熱装置を備える
ことを特徴とするアルミニウム溶融装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置、アルミニウム溶融装置および金型加熱装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
今日、軽量で耐食性に優れるアルミニウムまたはアルミニウム合金は様々の製品において構造材料として利用されている。複雑な３次元形状を形成する方法としては鋳造による方法に利点があり、精密な製品を作るためにはアルミダイキャスト鋳造が利用される。アルミダイキャストとは、アルミニウム合金などの溶融金属を金型に注入し圧力をかけて成形する、鋳造方法の一つであり、高精度な優れた鋳物を大量に生産することが可能である。アルミダイキャストを始めとする鋳造方法では、原料となるアルミ合金を一旦溶融させて湯とし、型（金型、砂型）に注入して成形品を得る。
【０００３】
これらの鋳造プロセスにおいては、原料の溶融や金型等の予熱などにおいて加熱が必要であり、ガス、電気などを利用して加熱が行われるが、アルミニウム圧延業界においてもカーボンニュートラルへ向けた取り組みが行われており、CO2排出量削減のため加熱プロセスにおける高効率化が要望されている。アルミ押し出しプロセスのアルミビレットの予熱のためにビレットヒータがあり、予熱のために燃焼ガスや高周波誘導加熱などによる方法が一般に行われている。
【０００４】
しかし、被加熱物体を表面から炙る燃焼ガスを用いた加熱方法では、均一な加熱が難しい。また、高周波誘導加熱方式ではガスと同様に表面側が温められる傾向が生じ、高周波磁場を発生させるためのコイル（電磁石）および導体でのジュール損失が大きくなる。そこで、下記特許文献１および非特許文献１には、超電導磁石を用いた誘導加熱装置に関する技術が記載されている。これら文献の記述は本願明細書の一部として包含される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０１０－５３７３７６号公報
【非特許文献】
【０００６】
Werner Prusseit, "Superconductor Industry in Germany: Status and Perspectives",IEEE/CSC & ESASEUROPEAN SUPERCONDUCTIVITY NEWS FORUM, No. 4, April 2008 ［online］、［令和５年７月１１日検索］、インターネット〈 URL：https://snf.ieeecsc.org/sites/ieeecsc.org/files/RN6_Final_042108.pdf 〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した技術において、一層適切な誘導加熱を実現したいという要望がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、適切な誘導加熱を実現できる加熱装置、アルミニウム溶融装置および金型加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明の加熱装置は、金属を含む被加熱物体を加熱する領域である作業領域に対して、超電導線材を巻回した超電導コイルによって磁場を印加することによって前記被加熱物体を加熱するとともに、前記作業領域に対して運動する磁場発生源を備え、前記磁場発生源は、前記磁場発生源が発生した磁場のうち外部に漏洩する漏洩磁場を抑制するとともに、前記超電導コイルと同一速度で運動する磁気シールドを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、適切な誘導加熱を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態による加熱装置の模式的断面図である。
超電導コイルの模式的な斜視図である。
第１－１変形例における超電導コイルの模式的な斜視図である。
同超電導コイルの模式的な平面図である。
第１－２変形例における超電導コイルの模式的な断面図である。
第１－３変形例における超電導コイルの模式的な斜視図である。
第１－４変形例の要部の模式的な斜視図である。
第１－５変形例における超電導コイルの模式的な断面図である。
第１－６変形例における超電導コイルの模式的な断面図である。
第１－７変形例における超電導コイルの模式的な断面図である。
第２実施形態による加熱装置の模式的断面図である。
第２実施形態における超電導コイルの模式的な斜視図である。
第２実施形態における超電導コイルの模式的な側面図である。
第３実施形態の加熱装置に適用される超電導コイルの模式的な斜視図である。
第３実施形態の加熱装置における４段の超電導コイルの模式的な側面図である。
第４実施形態による加熱装置の模式的断面図である。
磁場発生源の模式的斜視図である。
第５実施形態による加熱装置の模式的断面図である。
第６実施形態による真空ダイカスト装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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