JP2004206901A - 誘導加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板状被加熱材1が通過する耐火材2で角筒状に形成された被加熱材通過部3の外側に、板状被加熱材1を誘導加熱する銅管4を巻回した加熱コイル5の全体を、絶縁板9で箱状に構成されたコイルボックス10の中に封入して外気と遮断して、スケールや水蒸気の侵入を長期間に亘って防止するようにしたものである。
【選択図】図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導加熱コイルの絶縁構造を改良した誘導加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、金属を誘導加熱作用により加熱する誘導加熱装置の加熱コイルは、例えば特開平11−269538の図1に示すように、銅管の表面を絶縁テーピングして、これをコイル状に巻回し、被加熱材と対向する部分に、被加熱材からの輻射熱を遮蔽する耐火材が設けられている。このコイル銅管を絶縁テーピングする方法だけでは、水蒸気やスケールが多量に発生する環境では、絶縁が劣化し、更に絶縁破壊してコイル寿命が低下する問題があった。
【0003】
これは図9に示すように鉄鋼熱間圧延ラインでは、板状被加熱材1が通過する耐火材2で角筒状に形成された被加熱材通過部3の外側に、絶縁テーピングされた水冷銅管4を横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイル5を設けて交流電源6に接続し、更に図10に示すように、この加熱コイル5の全体を樹脂や耐火物などの絶縁物6でモールドして絶縁することが行なわれていた。また加熱コイル5の上下の水平部分には、板状被加熱材1の搬送方向に沿って鉄心7が設けられている。
【0004】
この加熱コイル全体を、樹脂や耐火物などの絶縁物6でモールドして絶縁する方法は、スケールや水蒸気が多量に発生する環境の悪い所では、絶縁モールドされているのでこれらの侵入に対して有効である。しかしながら長期間使用しているうちに、加熱コイル5と、モールドした絶縁物6との熱膨張の相違によりクラックが発生する問題がある。特に板状被加熱材1を加熱する加熱コイル5のように、表面積が大きい鉄心7を取付けた上下の水平部分にクラックが発生し易く、このクラックから、スケールや水蒸気が侵入して絶縁破壊する問題が発生してきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、長期間に亘ってスケールや水蒸気の侵入による絶縁破壊を防止してコイル寿命を向上させた誘導加熱装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の誘導加熱装置は、被加熱材を誘導加熱する銅管で形成された加熱コイル全体を、絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断したことを特徴とするものである。
【0007】
本発明の請求項2記載の誘導加熱装置は、板状の被加熱材を誘導加熱する銅管を、横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイルの、上下の平面部分を絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断すると共に、加熱コイル端部の湾曲したコーナー部分は露出させて、ここを絶縁モールドしたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項3記載の誘導加熱装置は、コイルボックスを形成する絶縁板が、ガラスエポキシ積層板で構成されていることを特徴とするものである。請求項4記載の誘導加熱装置は、コイルボックスに、エアー供給管を取付けて、コイルボックス内にエアーを供給して内圧を高めたことを特徴とするものである。
【0009】
請求項5記載の誘導加熱装置は、コイルボックスの中に絶縁材を充填して、絶縁材の中に加熱コイルを埋設したことを特徴とするものである。更に請求項6記載の誘導加熱装置は、絶縁材が、シリコン樹脂やエポキシ樹脂など、流し込み成型できる樹脂を用いたことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図1ないし図3を参照して詳細に説明する。本発明の誘導加熱装置は、板状被加熱材1が通過する耐火材2で角筒状に形成された被加熱材通過部3の外側に、絶縁板9で箱状に形成されたコイルボックス10が設けられ、この内側に水冷銅管4を横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイル5が封入されている。
【0011】
この加熱コイル5は、図3に示すように水冷銅管4の外周を絶縁テープ11で被覆したものを巻回し、この間に間隔板12を介在させたものである。またコイルボックス10は、ガラスエポキシ積層板で形成された絶縁板9を箱状に組み合わせ、面取りした端部を接着剤13で接合したもので、内部に封入した加熱コイル5を外気から遮断して密閉した構造となっている。
【0012】
このコイルボックス10は図2に示すように、角筒状に形成された被加熱材通過部3の外側を囲むように設けられ、更にコイルボックス10の上下の平面部分の外側には、板状被加熱材1の搬送方向に沿って複数本の鉄心7が取付けられている。
【0013】
上記構成の誘導加熱装置は、加熱コイル5がコイルボックス10内に封入されて外気から遮断されているので、水蒸気やスケールが多量に発生する鉄鋼熱間圧延ラインに設置しても、加熱コイル5はコイルボックス10で保護されている。またコイルボックス10は、ガラスエポキシ積層板で形成された絶縁板9で構成されているので、強度が強くクラックが発生しないので、ここから水蒸気やスケールの侵入が防止され、加熱コイル5の絶縁劣化や絶縁破壊を長期間にわたって防止して耐久性を高めることができる。
【0014】
図4は本発明の他の実施の形態を示すもので、板状被加熱材1が通過する耐火材2で角筒状に形成された被加熱材通過部3の外側に、水冷銅管4を横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイル5が設けられ、加熱コイル5の上下の平面部分を、絶縁板9で箱状に構成されたコイルボックス10、10の中に封入して外気と遮断している。また加熱コイル5の両端の湾曲したコーナー部分5Aは露出させて、ここを絶縁物6でモールドしたものである。
【0015】
この構造では、最も熱影響を受ける加熱コイル5の上下の平面部分が、絶縁板9で箱状に形成されたコイルボックス10、10内に封入されているので、水蒸気やスケールの侵入が防止され、加熱コイル5の絶縁劣化や絶縁破壊を長期間に亘って防止することができる。また加熱コイル5の両端の湾曲したコーナー部分5Aは絶縁物6でモールドされてコイルボックス10から露出しているが、このコーナー部分5Aは、板状被加熱材1からの熱影響が少なく、絶縁物6にクラックが発生しにくいので絶縁劣化を防止することができる。
【0016】
図5は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、コイルボックス10にエアー供給管14を取付けたものである。これはエアー供給管14からコイルボックス10内にエアーを供給して内圧を高めることにより、水蒸気やスケールが多量に発生する環境下に設置しても、外部から侵入せず長期間に亘って、加熱コイル5の絶縁性能を保持することができる。
【0017】
図6は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、コイルボックス10内に絶縁材15を充填してこの中に加熱コイル5を埋設したものである。この絶縁材15としては、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂など流し込み成型できる樹脂が好適である。シリコン樹脂はコイルボックス10に充填後、常温で硬化し、エポキシ樹脂は加熱することにより硬化するが、何れも水冷銅管4の間に隙間なく充填されて緻密な絶縁層を形成し、加熱コイル5の絶縁劣化を防止することができる。また絶縁材15としては、この他にキャスタブルセメントなどを充填しても良い。
【0018】
図7は温度降下の速い板状被加熱材1の両端部を局部的に加熱して、全体をほぼ均一な温度状態にするC形インダクター17に適用した場合の異なる他の実施の形態を示すものである。このC形インダクター17は、C形状に組合せた鉄心18の開口部19を挟んだ上下の鉄心脚部18a、18bに加熱コイル5、5をそれぞれ巻回して上下インダクター20a、20bを形成したものである。
【0019】
この加熱コイル5は絶縁板9で箱状に形成されたコイルボックス10内に封入されている。このコイルボックス10は図8に示すように、外側絶縁板9aと内側絶縁板9bの間の上下に底面絶縁板9cと上面絶縁板9dを嵌合させて箱状に組合せたものである。このコイルボックス10の中空部分にC形状鉄心18の脚部18aを挿着して、これと上面絶縁板9dを連結金具21で連結して上下インダクター20a、20bを形成したものである。
【0020】
この構造では絶縁板9a〜9dを、例えばガラスエポキシ積層板で構成すると、耐熱性に優れていると共に軽量化され、従来の金属板で構成されていたものに比べて重量を大幅に軽減することができる。またこのコイルボックス10内にエアーを供給するエアー供給管14を設ければ、更に絶縁性能を向上させることができる。
【0021】
なお上記説明では板状被加熱材1を誘導加熱する場合について示したが、本発明はこれに限らずで金属パイプや棒材を加熱する誘導加熱装置についても広く適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項1記載の誘導加熱装置によれば、加熱コイル全体を、絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断したので、長期間に亘ってスケールや水蒸気の侵入による絶縁破壊を防止してコイル寿命を向上させることができる。
【0023】
また請求項2記載の誘導加熱装置によれば、ソレノイドコイルで形成された加熱コイルの、上下の平面部分を絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断すると共に、加熱コイル端部の湾曲したコーナー部分は露出させて、ここを絶縁モールドしたので、最もクラックが発生しやすい、加熱コイルの上下の平面部分へのスケールや水蒸気の侵入を防止することができる。
【0024】
また請求項3記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスを形成する絶縁板が、ガラスエポキシ積層板で構成されているので、軽量で且つ、耐熱性と強度に優れている。また請求項4記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスに、エアー供給管を取付けて、コイルボックス内にエアーを供給して内圧を高めたので、スケールや水蒸気の侵入を防止することができる。
【0025】
また請求項5記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスの中に絶縁材を充填して、絶縁材の中に加熱コイルを埋設したので、スケールや水蒸気の侵入を防止することができる。更に請求項6記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスに充填する絶縁材が、シリコン樹脂やエポキシ樹脂など、流し込み成型できる樹脂を用いたので、水冷銅管の間に緻密な絶縁層を形成し、絶縁劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による誘導加熱装置の縦断正面図ある。
【図2】図1の誘導加熱装置を示す縦断斜視図である。
【図3】図2の加熱コイルを封入したコイルボックスを示す縦断側面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態による誘導加熱装置の正面図である。
【図5】エアー供給管を取付けたコイルボックスを示す縦断側面図である。
【図6】絶縁材を充填したコイルボックスを示す縦断側面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態によるC形インダクターの正面図である。
【図8】図7に示すC形インダクターの、加熱コイルをコイルボックスに封入した上部インダクターを示す縦断正面図である。
【図9】従来の被加熱材通過部に加熱コイルを巻回した誘導加熱装置の斜視図である。
【図10】図9の加熱コイルに絶縁モールドした誘導加熱装置の斜視図である。
【符号の説明】
1 板状被加熱材
2 耐火材
3 被加熱材通過部
4 水冷銅管
5 加熱コイル
6 絶縁物
7 鉄心
9 絶縁板
10 コイルボックス
11 絶縁テープ
12 間隔板
14 エアー供給管
15 絶縁材
17 C形インダクター
18 C形状鉄心
20a上部インダクター
Claims (6)
- 被加熱材を誘導加熱する銅管で形成された加熱コイル全体を、絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断したことを特徴とする誘導加熱装置。
- 板状の被加熱材を誘導加熱する銅管を、横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイルの、上下の平面部分を絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断すると共に、加熱コイル端部の湾曲したコーナー部分は露出させて、ここを絶縁モールドしたことを特徴とする誘導加熱装置。
- コイルボックスを形成する絶縁板が、ガラスエポキシ積層板で構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の誘導加熱装置。
- コイルボックスに、エアー供給管を取付けて、コイルボックス内にエアーを供給して内圧を高めたことを特徴とする請求項1または2記載の誘導加熱装置。
- コイルボックスの中に絶縁材を充填して、絶縁材の中に加熱コイルを埋設したことを特徴とする請求項1または2記載の誘導加熱装置。
- 絶縁材が、シリコン樹脂やエポキシ樹脂など、流し込み成型できる樹脂を用いたことを特徴とする請求項5記載の誘導加熱装置。
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JP2011154805A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 誘導加熱装置 |
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2002
- 2002-12-24 JP JP2002371461A patent/JP4082584B2/ja not_active Expired - Lifetime
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