EP0577468B1 - 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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EP0577468B1 EP93401582A EP93401582A EP0577468B1 EP 0577468 B1 EP0577468 B1 EP 0577468B1 EP 93401582 A EP93401582 A EP 93401582A EP 93401582 A EP93401582 A EP 93401582A EP 0577468 B1 EP0577468 B1 EP 0577468B1
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Jean Hellegouarc'h
Gérard Prost
Jean Camille Uring
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Celes Ste
Celes SA
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
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    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/42—Cooling of coils

Definitions

  • the present invention relates to improvements brought to the realization of the coils used in the electro-magnetic induction heating systems.
  • EP-A-0 462 011 discloses a coil of electro-magnetic induction heating, in which the conductors are cooled using a tube in which circulates a coolant, and around which are housed in conductive strands, this tube being in thermal contact with these conductors which are twisted simultaneously with the tube on at least half a turn to form the coil.
  • the present invention relates to an electromagnetic induction heating coil, especially for heating products metallurgical, in which the conductors are cooled using a tube in which a cooling fluid circulates thermal contact of the conductors, characterized in that said conductors form at least one ply and are wound in a helix around the tube cooling so that there are four steps per meter and that said at least one tablecloth has at least one full pitch twist between the two electrical terminals of the coil.
  • the conductors are wrapped around the cooling tube according to several crossed layers, superimposed and wound in reverse pitch propellers.
  • the conductors are wrapped around the cooling tube according to several layers which are braided on said tube.
  • the tube is shown at 10 in which circulates a coolant and on contact of which the coil conductors are positioned.
  • This tube 10 can have any appropriate section such as for example circular, square, rectangular, etc.
  • these conductors 12 which can be of any suitable type (section circular, square, rectangular, etc.) are wound in helix, in a sheet, around the cooling tube 10. The winding is carried out so that there are four steps per meter and that the sheet of conductors 10 has at least one twist of a full pitch between two electrical terminals (not shown) of the coil.
  • the arrangement adopted by the present invention it is performs a natural and unconstrained twist of the conductors around the cooling tube which reduces fragility of these drivers.
  • the coil conductors are wrapped around the tube cooling 10 according to several crossed plies, two plies crossed 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 tube cooling using braided plies 18 and 20. We obtain thus an analogous electrical behavior of each layer of driver compared to the other.
  • the coil induction heating can consist of several tubes cooling as described above, supporting the conductors and which are wound in parallel by undergoing the necessary transpositions well known to those skilled in the art.

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  • Electromagnetism (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

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.
On connaít par le document EP-A-0 462 011 une bobine de chauffage par induction électro-magnétique, dans laquelle les conducteurs sont refroidis à l'aide d'un tube dans lequel circule un fluide de refroidissement, et autour duquel sont logés des brins conducteurs, ce tube étant au contact thermique de ces conducteurs qui sont vrillés simultanément avec le tube sur au moins un demi-tour pour former la bobine.
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, caractérisée en ce que lesdits conducteurs forment au moins une nappe et sont enroulés en hélice autour du tube de refroidissement de manière qu'il existe quatre pas par mètre et que ladite au moins une nappe présente au moins un vrillage d'un pas complet entre les 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 et 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.
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 qu'il existe quatre pas par mètre et que la nappe de conducteurs 10 présente au moins un vrillage d'un pas complet entre deux bornes électriques (non représentées) de la bobine.
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, dans la mesure où est respectée l'étendue de protection des revendications.

Claims (5)

  1. Bobine de chauffage par induction électro-magnétique, notamment pour le chauffage de produits métallurgiques, dans laquelle les conducteurs (12) sont refroidis à l'aide d'un tube (10) dans lequel circule un fluide de refroidissement au contact thermique des conducteurs (12), caractérisée en ce que lesdits conducteurs (12) forment au moins une nappe (14, 16, 18, 20) et sont enroulés en hélice autour du tube de refroidissement (10) de manière qu'il existe quatre pas par mètre et que ladite au moins une nappe (14, 16, 18, 20) présente au moins un vrillage d'un pas complet entre les 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, caractérisée en ce que les conducteurs sont enroulés autour du tube de refroidissement selon une ou 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 le tube (10) dans lequel circule le fluide de refroidissement est de section droite circulaire ou carrée ou rectangulaire.
  5. Bobine de chauffage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les conducteurs (12) enroulés autour du tube de refroidissement (10) présentent une section droite circulaire ou carrée ou rectangulaire.
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