EP0577468A1 - Perfectionnements apportés aux bobines de système de chauffage par induction - Google Patents

Perfectionnements apportés aux bobines de système de chauffage par induction Download PDF

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EP0577468A1 EP93401582A EP93401582A EP0577468A1 EP 0577468 A1 EP0577468 A1 EP 0577468A1 EP 93401582 A EP93401582 A EP 93401582A EP 93401582 A EP93401582 A EP 93401582A EP 0577468 A1 EP0577468 A1 EP 0577468A1
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    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/42—Cooling of coils

Definitions

  • the present invention relates to improvements made to the production of coils used in electromagnetic induction heating systems.
  • Such systems generally used for heating parade of metallurgical products, in particular flat products, comprise a magnetic circuit having an air gap, a coil surrounding this magnetic circuit in the vicinity of the air gap and an electric generator supplying a current to a capacitive assembly connected across the coil.
  • One of the currently known solutions therefore consists in incorporating a cooling tube in the conductor. This is this type of solution that the present invention proposes to improve in particular in order to simplify, considerably, the production of such cooled coils while ensuring particularly efficient cooling.
  • the present invention relates to an electromagnetic induction heating coil, in particular for the heating of metallurgical products, in which the conductors are cooled using a tube in which a cooling fluid circulates, in thermal contact.
  • conductors characterized in that said conductors are wound in at least one ply, helically around the cooling tube so that said ply has at least one twist of a full pitch between two electrical terminals of the coil.
  • the conductors are wound around the cooling tube according to several crossed plies, superimposed and wound in helices of reverse pitch.
  • the conductors are wound around the cooling tube in several layers which are braided on said tube.
  • the conductors are wound in helices around the cooling tube so as to have four steps per meter.
  • Figures 1 to 3 are schematic perspective views illustrating three exemplary embodiments of conductor for inductive heating coils according to the present invention.
  • this tube 10 can have any suitable section such as for example circular, square, rectangular, etc.
  • these conductors 12 which can be of any suitable type (of circular, square, rectangular section, etc.) are wound in a helix, in a sheet, around the cooling tube 10. The winding is carried out so that the sheet of conductors 10 has at least one twist of a complete pitch between two electrical terminals (not shown) of the coil.
  • the conductors of the coil are wound around the cooling tube 10 according to several crossed plies, two crossed plies 14 and 16 in this example, which are superimposed and wound in a helix of opposite pitch around the tube 10.
  • the conductors are wound in helices around the cooling tube according to braided layers 18 and 20. This gives an analogous electrical behavior of each layer of conductor with respect to the other.
  • the induction heating coil can be made up of several cooling tubes as described above, supporting the conductors and which are wound in parallel undergoing the necessary transpositions well known to those skilled in the art.

Abstract

Bobine de chauffage par induction électro-magnétique, notamment pour le chauffage de produits métallurgiques, dans laquelle les conducteurs sont refroidis à l'aide d'un tube dans lequel circule un fluide de refroidissement, au contact thermique des conducteurs, caractérisé en ce que lesdits conducteurs (12) sont enroulés selon au moins une nappe, en hélice autour du tube de refroidissement (10) de manière que ladite nappe présente au moins un vrillage d'un pas complet entre deux bornes électriques de la bobine. <IMAGE>

Description

  • La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à la réalisation des bobines utilisées dans les systèmes de chauffage par induction électro-magnétique.
  • On sait que de tels systèmes utilisés généralement pour le chauffage au défilé de produits métallurgiques, notamment de produits plats comportent un circuit magnétique présentant un entrefer, une bobine entourant ce circuit magnétique au voisinage de l'entrefer et un générateur électrique fournissant un courant à un ensemble capacitif connecté aux bornes de la bobine.
  • Les températures mises en oeuvre dans de tels systèmes de chauffage par induction électro-magnétique exigent de prévoir des moyens de protection de la bobine et de la structure environnante. Il convient en outre d'éviter tout flux magnétique de fuite dans la région de la bobine qui serait susceptible d'induire des courants dans les conducteurs de cette dernière, et donc un chauffage parasite de ces derniers. On a donc été amené à envisager des moyens permettant de limiter un tel chauffage parasite. Par exemple, par un refroidissement de la bobine à l'aide d'un circuit de refroidissement approprié.
  • L'une des solutions actuellement connues consiste donc à incorporer un tube de refroidissement dans le conducteur. C'est ce type de solution que la présente invention se propose de perfectionner notamment afin de simplifier, de façon considérable, la réalisation de telles bobines refroidies tout en assurant un refroidissement particulièrement efficace.
  • En conséquence, la présente invention concerne une bobine de chauffage par induction électro-magnétique, notamment pour le chauffage de produits métallurgiques, dans laquelle les conducteurs sont refroidis à l'aide d'un tube dans lequel circule un fluide de refroidissement, au contact thermique des conducteurs, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont enroulés selon au moins une nappe, en hélice autour du tube de refroidissement de manière que ladite nappe présente au moins un vrillage d'un pas complet entre deux bornes électriques de la bobine.
  • Selon un mode de réalisation de la présente invention, les conducteurs sont enroulés autour du tube de refroidissement selon plusieurs nappes croisées, superposées ét enroulées en hélices de pas inverses.
  • Selon un autre exemple de réalisation de l'invention les conducteurs sont enroulés autour du tube de refroidissement selon plusieurs nappes qui sont tressées sur ledit tube.
  • Selon un mode de réalisation préféré de l'invention les conducteurs sont enroulés en hélices autour du tube de refroidissement de façon à présenter quatre pas par mètre.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif sur lequel les figures 1 à 3 sont des vues schématiques en perspective illustrant trois exemples de réalisation de conducteur pour bobines de chauffage inductif selon la présente invention.
  • En se référant au dessin on a représenté en 10 le tube dans lequel circule un fluide de refroidissement et au contact thermique duquel sont positionnés les conducteurs de la bobine. Ce tube 10 peut présenter toute section appropriée telle que par exemple circulaire, carrée, rectangulaire, etc. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, ces conducteurs 12 qui peuvent être de tout type approprié (à section circulaire, carrée, rectangulaire, etc) sont enroulées en hélice, selon une nappe, autour du tube de refroidissement 10. L'enroulement est réalisé de manière que la nappe de conducteurs 10 présente au moins un vrillage d'un pas complet entre deux bornes électriques (non représentées) de la bobine.
  • Selon un exemple non limitatif de l'invention, on peut prévoir quatre pas au mètre.
  • Grâce à la disposition adoptée par la présente invention, on réalise un vrillage naturel et sans contrainte des conducteurs autour du tube de refroidissement ce qui diminue la fragilité de ces conducteurs.
  • Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2, les conducteurs de la bobine sont enroulés autour du tube de refroidissement 10 selon plusieurs nappes croisées, deux nappes croisées 14 et 16 dans cet exemple, qui sont superposées et enroulées en hélice de pas inverse autour du tube 10.
  • Dans la variante qui est illustrée sur la figure 3, les conducteurs sont enroulés en hélices autour du tube de refroidissement selon des nappes tressées 18 et 20. On obtient ainsi un comportement électrique analogue de chaque couche de conducteur par rapport à l'autre.
  • Selon une variante de la présente invention, la bobine de chauffage par induction peut être constituée de plusieurs tubes de refroidissement tels que décrits ci-dessus, supportant les conducteurs et qui sont bobinés en parallèle en subissant les transpositions nécessaires bien connues de l'homme de l'art.
  • Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

Claims (7)

1- Bobine de chauffage par induction électro-magnétique, notamment pour le chauffage de produits métallurgiques, dans laquelle les conducteurs sont refroidis à l'aide d'un tube dans lequel circule un fluide de refroidissement, au contact thermique des conducteurs, caractérisé en ce que lesdits conducteurs (12, 14, 16, 18, 20) sont enroulés selon au moins une nappe, en hélice autour du tube de refroidissement (10) de manière que ladite nappe présente au moins un vrillage d'un pas complet entre deux bornes électriques de la bobine.
2- Bobine de chauffage selon la revendication 1 caractérisée en ce que les conducteurs sont enroulés autour du tube de refroidissement selon plusieurs nappes (14, 16) croisées, superposées et enroulées en hélices de pas inverses.
3- Bobine de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les conducteurs sont enroulés autour du tube de refroidissement selon plusieurs nappes (18, 20) qui sont tressées sur ledit tube.
4- Bobine de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les conducteurs sont enroulés autour dudit tube de refroidissement de manière qu'il existe quatre pas par mètre.
5- Bobine de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le tube (10) dans lequel circule le fluide de refroidissement est de section appropriée notamment circulaire, carrée, rectangulaire.
6- Bobine de chauffage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les conducteurs (12, 14, 16, 18, 20) enroulés autour du tube de refroidissement (10) présentent une section appropriée notamment circulaire, carrée, rectangulaire.
7- Bobine de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que elle est constituée de plusieurs desdits tubes de refroidissement (10) supportant les conducteurs et qui sont bobinés en parallèle en subissant des transpositions nécessaires de type connu.
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