JP2001164315A - 高周波加熱方法および高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱方法および高周波加熱装置Info
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Abstract
加熱コイルの冷却が不要で、設備の据え付けや撤収作業
が比較的容易な高周波加熱技術を提供する。 【解決手段】 複数のセラミックスリング11が数珠状
に取り付けられたニクロム線10を被加熱物12の外周
に巻回して加熱コイル13が形成され、加熱コイル13
が配置された被加熱物12の外周面が断熱材14で覆わ
れ、高周波電流を供給するための高周波電源15の出力
ケーブル16,17が加熱コイル13に接続されてい
る。
Description
て鉄系素材、鉄系製品などを加熱する技術に関する。
施されている加熱装置として、図11に示すような高周
波誘導加熱装置が使用されている。
流電流にする順変換回路90、直流電流を高周波電流に
する逆変換回路91、逆変換回路91からの高周波電流
の電気レベルを加熱コイル94の定格(電圧と電流)に
合わせる整合回路92、高周波電流の通電により磁束を
発生して被加熱物93を昇温させる加熱コイル94、被
加熱物93の発熱から加熱コイル94を保護するととも
に加熱コイル94から被加熱物93への漏電防止のため
の絶縁性断熱材96、および発熱部分を冷却するための
冷却装置95などによって構成されている。
から発生する磁束が被加熱物93と交差すると、被加熱
物93内に高周波の渦電流が発生し、この電流が被加熱
物93の固有抵抗に応じて流れることによって発熱す
る。
状、熱処理条件などに対応して被加熱物93に加えられ
る電力を調整する必要があるが、この場合、整合回路9
2を構成するトランス(図示せず)のタップを切り替え
ることにより、加熱コイル94に通電される電圧、電流
を変化させている。
熱コイルに94流す高周波電流によって磁束を発生さ
せ、その磁束が被加熱物93を通過することにより被加
熱物93に発生する誘導電流で被加熱物93自体を発熱
させる方式であるため、加熱コイル94と被加熱物93
との隙間は極力小さくする必要がある。
温させる必要がある被加熱物93に加熱コイル94を近
づけすぎると、加熱コイル94の温度が自身の耐熱温度
を超えてしまい、加熱コイル94が損傷、溶断すること
があるため、図に示すように、被加熱物93と加熱コイ
ル94との間に絶縁性断熱材96を介在させる必要があ
る。したがって、被加熱物93と加熱コイル94との隙
間をある限度より小さくすることは困難であり、電流効
率向上の阻害要因の一つとなっている。
ル94の過熱を阻止できないことがあり、この場合、中
空素材の加熱コイルを使用し、中空部分に水や空気を通
して加熱コイル自体を冷却する方式が採用されている
が、構造が複雑であり、据え付けや撤収作業などにも多
大な労力と時間が必要である。
物を効率的に昇温させることができ、加熱コイルの冷却
が不要で、装置の据え付けや撤収作業が比較的容易な高
周波加熱技術を提供することにある。
め、本発明の高周波加熱方法は、通電によって発熱する
電熱線で製作した加熱コイルを被加熱物の露出面に電気
的絶縁状態に配置し、この加熱コイルに高周波電流を流
して被加熱物を昇温させることを特徴とする。このよう
な方法により、被加熱物は加熱コイルの発熱で加熱され
るとともに被加熱物に生じる誘導電流で被加熱物自体が
発熱するため、被加熱物を効率的に昇温させることがで
きる。
加熱温度以上の耐熱性を有するとともに、被加熱物に対
して誘導電流を発生させることのできる材質のものを使
用することが必要である。このような材質としては、た
とえばNi−Cr−Fe系、Fe−Cr−Al系、Fe
−Cr−Co−Al系の合金が挙げられる。これらの合
金は、電気抵抗率が7〜145μΩ・cm(20℃)
で、耐熱温度が1000〜1400℃程度であり、これ
らの合金で製作した加熱コイルに1本あたり200〜6
00V、30〜100A程度の高周波電流を通電するこ
とにより、加熱コイルは500〜1000℃程度に発熱
して被加熱物を加熱し、同時に被加熱物に誘導電流を生
じせしめて被加熱物を加熱する。
加熱コイルおよび加熱コイルが配置されている被加熱物
の露出面を断熱材で被覆することが望ましい。これによ
り、加熱コイルや被加熱物からの放熱が抑制されるの
で、電流効率が向上する。
よって発熱する電熱線で製作した加熱コイルと、加熱コ
イルと被加熱物との間の電気的絶縁手段と、加熱コイル
に高周波電流を供給する高周波電源とを備えたことを特
徴とする。このような構成とすることにより、被加熱物
を効率的に加熱することができるとともに、加熱コイル
は電熱線で製作されているので冷却装置が不要で、構造
の簡素化が可能であり、装置の据え付けや撤収作業も比
較的容易となる。
熱性絶縁体を数珠状に取り付ける構成とすることができ
る。このような構成とすることにより、被加熱物の露出
面に耐熱性絶縁体が接触する状態にまで、加熱コイルを
被加熱物に接近させて配置することができるので、電流
効率が向上し、かつ漏電も防止できる。数珠状に取り付
けられた耐熱性絶縁体は、電熱線の屈曲変形を妨げない
ので被加熱物の露出面の形状に沿って加熱コイルを形成
可能であり、セッティング性が良好である。
熱装置を示す構成図、図2は前記高周波加熱装置の一部
切欠斜視図、図3は図1のA−A線における断面図、図
4は図1のB−B線における断面図である。
接部を加熱するための装置であり、複数のセラミックス
リング11が数珠状に取り付けられた電熱線10を被加
熱物12の外周に巻回して加熱コイル13が形成され、
加熱コイル13および加熱コイル13が配置された被加
熱物12の外周面が断熱材14で覆われ、高周波電流を
供給するための高周波電源15の出力ケーブル16,1
7が加熱コイル13に接続されている。
波電流を供給すると、加熱コイル13が発熱して被加熱
物12を加熱するとともに、加熱コイル13に流れる高
周波電流によって被加熱物12に生じる誘導電流で被加
熱物12自体が発熱するため、これら二つの作用によっ
て被加熱物12を被加熱物を効率的に昇温させることが
できる。
Cr−Fe系合金製の電熱線10で製作されているの
で、空冷装置や水冷装置などの冷却装置が不要であり、
これによって、構造が簡素化されるため、装置の据え付
けや撤収作業も容易となる。
気的絶縁手段として、電熱線10に耐熱性絶縁体である
セラッミクスリング11が数珠状に取り付けられている
ので、被加熱物12の露出面にセラッミクスリング11
を接触させた状態で加熱コイル13を配置することがで
きる。したがって、被加熱物12と加熱コイル13との
距離を極力小さくすることができ、電流効率が向上する
とともに、漏電のおそれもない。また、数珠状に取り付
けたセラッミックスリング11は、電熱線10の屈曲変
形を妨げないので、被加熱物12の外周面形状に沿って
加熱コイル13を形成することができ、セッティング性
に優れている。
3が配置されている被加熱物12の外周面が断熱材14
で被覆されているため、加熱コイル13や被加熱物12
からの放熱が抑制され、高い電流効率を維持することが
できる。
はNi−Cr−Fe系合金製に限定されるものではな
く、また絶縁体もセラッミクスリングに限定されるもの
ではない。また、高周波電源の出力、周波数なども施工
条件に応じて任意に定めることができる。
ルに関する他の実施の形態について説明する。図5、図
6に示す実施の形態では、複数のセラッミクスリング2
0が数珠状に取り付けられたNi−Cr−Fe系合金製
の電熱線21を被加熱物22の表面上でドーナツ状に巻
いて加熱コイル23を形成し、これらの上面を断熱材2
4で被覆している。本実施形態は、被加熱物22が鋼板
である場合に好適であり、図1〜図4に示す実施形態と
同様、被加熱物22を効率的に昇温させることができ、
構造が簡素であるため、装置の据え付けや撤収作業も容
易である。
セラッミクスリング20が数珠状に取り付けられた電熱
線21を被加熱物25の表面上で渦巻き状に巻いて加熱
コイル26を形成し、これらの上面を断熱材27で被覆
している。本実施形態は、図5、図6に示す実施の形態
より加熱温度が低い場合に好適であり、その他の機能、
効果については図1〜図4に示す実施形態と同様であ
る。
のセラッミクスリング20が数珠状に取り付けられた電
熱線21を被加熱物28の表面上で角形リング状に巻い
て加熱コイル30を形成し、これらの上面を断熱材29
で被覆している。本実施形態は、図5〜図8に示す実施
の形態より加熱面積が狭い場合に好適であり、その他の
機能、効果については図1〜図4に示す実施形態と同様
である。
る。
した加熱コイルを被加熱物の露出面に電気的絶縁状態に
配置し、この加熱コイルに高周波電流を流して被加熱物
を昇温させることにより、被加熱物は加熱コイルの発熱
で加熱されるとともに被加熱物に生じる誘導電流で被加
熱物自体が発熱するため、被加熱物を効率的に昇温させ
ることができる。加熱コイルは電熱線で形成されている
ので冷却が不要であり、構造の簡素化が図られ、装置の
据え付けや撤収作業も比較的容易となる。
されている被加熱物の露出面を断熱材で被覆することに
より、加熱コイルや被加熱物からの放熱が抑制されるの
で、電流効率が向上する。
り付けることにより、被加熱物の露出面に耐熱性絶縁体
が接触する状態にまで加熱コイルを被加熱物に接近させ
て配置することができるので、電流効率が向上し、漏電
も防止できる。数珠状に取り付けられた耐熱性絶縁体
は、電熱線の屈曲変形を妨げないので、被加熱物の露出
面の形状に沿って加熱コイルを形成可能であり、セッテ
ィング性が良好である。
図である。
る。
面図である。
面図である。
面図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 通電によって発熱する電熱線で形成され
た加熱コイルを被加熱物の露出面に電気的絶縁状態に配
置し、前記加熱コイルに高周波電流を流して被加熱物を
昇温させることを特徴とする高周波加熱方法。 - 【請求項2】 少なくとも前記加熱コイルおよび前記加
熱コイルが配置されている被加熱物の露出面を断熱材で
被覆した請求項1記載の高周波加熱方法。 - 【請求項3】 通電によって発熱する電熱線で形成され
た加熱コイルと、前記加熱コイルと被加熱物との間の電
気的絶縁手段と、前記加熱コイルに高周波電流を供給す
る高周波電源とを備えたことを特徴とする高周波加熱装
置。 - 【請求項4】 前記電気的絶縁手段として、前記電熱線
に複数の耐熱性絶縁体を数珠状に取り付けた請求項3記
載の高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
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JP34686899A JP3510167B2 (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 高周波加熱方法 |
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ID=18386365
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---|---|---|---|
JP34686899A Expired - Lifetime JP3510167B2 (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 高周波加熱方法 |
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JP2007157497A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Hitachi Appliances Inc | 誘導加熱装置 |
JP2016040399A (ja) * | 2014-08-12 | 2016-03-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 配管の熱処理方法及び装置 |
RU213592U1 (ru) * | 2022-06-08 | 2022-09-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Устройство для магнитно-импульсной обработки трубопроводов |
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JPH11102781A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Nippon Thermal Engineering Kk | 高周波用強制冷却複合導体及び電磁誘導加熱コイル |
-
1999
- 1999-12-06 JP JP34686899A patent/JP3510167B2/ja not_active Expired - Lifetime
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RU2805733C1 (ru) * | 2023-02-21 | 2023-10-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Устройство для устранения дефектов структуры металла на внутренних стенках трубопровода магнитно-импульсной обработкой |
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