JP2022049914A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱対象物としての金属が比較的複雑な形状を有するものであっても、当該金属の全体を可能な限り短時間で略均一に加熱すると共に、例えば幅狭深底孔の内部についても良好に加熱する。【解決手段】燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼させて火炎面の少なくとも一部を扁平形状とする扁平燃焼部２１を有するバーナ２０と、導電性がありコイル状に成型されたコイル状導電部３６と、当該コイル状導電部３６に高周波電力を供給するトランスを含む電源部３１とを有するＩＨ式のＩＨヒータ３０とを備え、バーナ２０の扁平燃焼部２１の一部に開孔Ｋが設けられ、バーナ２０の火炎面ＫＭ１を被加熱対象物ＫＧ１の被加熱対象面ＫＧ１ａに対向させた状態において、コイル状導電部３６が開孔Ｋを介して扁平燃焼部２１の火炎面ＫＭ１の一方側から被加熱対象面ＫＧ１ａが存在する他方側へ向けて挿通配置可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、金属から成る金型としての被加熱対象物を加熱する加熱装置に関する。

従来、例えば、鍛造に用いる金型等の金属を加熱する加熱装置として、導電性がありコイル状に成型されたコイル状導電部と、当該コイル状導電部に高周波電力を供給する電源とを有するＩＨ式の加熱装置が知られており、当該加熱装置では、高周波電力が供給されるコイル状導電部を金型に近づけることで、コイル状導電部の近傍の金型の表面に渦電流を発生させ、渦電流の発生箇所を局所的に加熱することができる（特許文献１を参照）。
他の鍛造に用いる金属型を加熱する加熱装置としては、扁平形状の火炎面と当該火炎面に形成される複数の火炎ポートとを有し燃料と燃焼用空気とを燃焼させた火炎を複数の火炎ポートにて形成する表面燃焼バーナを備えたものが知られており、当該加熱装置では、火炎面を金型の加熱対象面に対向させて複数の火炎ポートに火炎を形成し金型の加熱対象面を加熱することで、金型を加熱対象面の近傍から徐々に加熱することができる（特許文献２を参照）。

特許第６４７４２６３号公報 特開２０１８－８３２３３号公報

上記特許文献１に開示の技術によれば、コイル状導電部の近傍にある金属を局所的に加熱して高温にすることができるものの、局所的な加熱に留まるため、当該コイル状導電部へ通電している加熱状態から通電を停止した非加熱状態へ移行した場合、金型への熱伝導や大気への放熱により短時間で降温してしまうという問題があった。
また、加熱状態であっても、コイル状導電部から離れた箇所では渦電流が発生しないため、例えば金型が比較的容積が大きい場合、コイル状導電部の近傍の金型表面から離れた内部箇所は十分に加熱されず、全体を短時間で略均一に加熱し難いという課題があった。

一方、特許文献２に開示の表面燃焼バーナでは、金型等に用いる金属の加熱対象面の面積に対応した火炎面を有するものを採用することで、金属の加熱対象面全体を略均一に加熱でき、金属全体を良好に加熱できるから、加熱状態から非加熱状態へ移行したときにも、ＩＨに比べ金型の一部分から他の部分への熱伝導が生じにくく、温度低下が起きにくいというメリットがある。
しかしながら、金型に比較的径が小さく深さが深い幅狭深底孔が存在する場合、当該幅狭深底孔へ火炎面から火炎を噴射しても、幅狭深底孔の内部では排気干渉が生じると共に底部では酸素不足による不完全燃焼が発生し、孔内部を十分に加熱することができないという課題があった。

ここで、例えば、ＩＨ式の加熱装置とバーナとを組み合わせた加熱装置を設ける構成が考えられるが、一方の加熱装置が他方の加熱装置へ与える熱的損傷の影響を考慮した、実現可能な構成についてはこれまで知られていなかった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被加熱対象物としての金属が比較的複雑な形状を有するものであっても、当該金属の全体を可能な限り短時間で均一に加熱すると共に、例えば幅狭深底孔の内部についても良好に加熱できる加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するための加熱装置は、金属から成る金型としての被加熱対象物を加熱する加熱装置であって、その特徴構成は、
燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼させて火炎面の少なくとも一部を扁平形状とする扁平燃焼部を有するバーナと、
導電性がありコイル状に成型されたコイル状導電部と、当該コイル状導電部に高周波電力を供給する電源部とを有するＩＨ式のＩＨヒータとを備え、
前記バーナの前記扁平燃焼部の一部に開孔が設けられ、前記バーナの前記火炎面を前記被加熱対象物の被加熱対象面に対向させた状態において、前記コイル状導電部が前記開孔を介して前記扁平燃焼部の前記火炎面の一方側から前記被加熱対象面が存在する他方側へ向けて挿通配置可能に構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、まずもって、バーナが、火炎面の少なくとも一部を扁平形状とする扁平燃焼部により、被加熱対象物を加熱できるから、火炎面に対向した被加熱対象物の加熱対象面から順に加熱され、被加熱対象物の加熱対象面の近傍から徐々に昇温できる。
ただし、当該バーナのみでは、例えば、被加熱対象物としての金型が比較的複雑な形状を有しており幅狭深底孔を有する場合、その内部及び底部を良好に加熱し難い。
そこで、被加熱対象物の幅狭深底孔等の複雑な形状に沿わせた形状として、その表面を局所的に加熱できるコイル状導電部をＩＨヒータとして備えることで、被加熱対象物がヒータによる全体加熱がし難い比較的複雑な形状であっても、その部分も良好に加熱できる。
更に、前記扁平燃焼部の一部には開孔が設けられ、バーナの火炎面を被加熱対象物の被加熱対象面に対向させた状態において、コイル状導電部が開孔を介して扁平燃焼部の火炎面の一方側から被加熱対象面が存在する他方側へ向けて挿通配置できるから、ＩＨヒータのコイル状導電部へ高周波電力を供給する部位が、扁平燃焼部と被加熱対象物の被加熱対象面との間の比較的幅狭で高温となる領域に配設されることを避けることができ、火炎面からの火炎による熱損傷を抑制することができる。
以上より、被加熱対象物としての金属が比較的複雑な形状を有するものであっても、当該金属の全体を可能な限り短時間で均一に加熱すると共に、例えば幅狭深底孔の内部についても良好に加熱できる加熱装置を実現できる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記コイル状導電部は、前記火炎面の法線方向に沿って延びる長尺状導電部位を備える点にある。

上記特徴構成によれば、被加熱対象物において、火炎面の法線方向で、火炎面から離れて熱伝導による加熱が行われ難い部分で、且つ火炎面に対向する被加熱対象面に形成された幅狭深底孔等の内部であっても、長尺状導電部位を挿入することで局所的に良好に加熱できる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記ＩＨヒータは、前記電源部から前記扁平燃焼部の前記火炎面に沿う方向に延設され且つ前記コイル状導電部に前記高周波電力を供給する導電部を備えると共に、当該導電部を支持する支持部材を備える点にある。

通常、電源部は熱に弱いため、ヒータの扁平燃焼部から離間して設けることが好ましい。しかしながら、電源部とヒータの扁平燃焼部とを離間する場合、電源部からコイル状導電部に高周波電力を供給する導電部は、比較的高温に晒され剛性が低下することもあり、自重により変形する恐れがある。
上記特徴構成によれば、当該導電部を支持する支持部材を備えるから、比較的高温に晒され変形の虞のある導電部の形状を良好に維持することができる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
内部に前記導電部及び前記コイル状導電部を配設する状態で、絶縁性と耐熱性を有する素材を含む筒状の断熱保護部材を備える点にある。

上記特徴構成によれば、絶縁性と耐熱性を有する素材を含む筒状の断熱保護部材により、導電部及びコイル状導電部を外囲するから、例えば、ヒータの扁平燃焼部にて形成される火炎の輻射熱による導電部及びコイル状導電部の熱損傷を良好に抑制できる。
一方、コイル状導電部は、自身から熱を輻射する直接加熱方式ではなく、自身の近傍の金属に対して渦電流を発生させて加熱するＩＨ式の加熱方式であるから、断熱保護部材に外囲された構成であっても、コイル状導電部による被加熱対象物の局所加熱は良好に実現することができる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記扁平燃焼部から排出される燃焼排ガスの前記扁平燃焼部の近傍での排出方向に沿う面を有する一対の燃焼排ガス誘導部を備え、当該一対の前記燃焼排ガス誘導部は、前記扁平燃焼部が前記被加熱対象物に対して移動する際に、前記扁平燃焼部を前記被加熱対象物に対して位置決めする位置決め部として機能する点にある。

上記特徴構成によれば、当該扁平燃焼部から排出される燃焼排ガスの前記扁平燃焼部の近傍での排出方向に沿う面を有する一対の燃焼排ガス誘導部を備えるから、燃焼排ガスの流動方向を、燃焼排ガス誘導部の火炎軸に沿う面に沿った方向に制限でき、制限しない場合に比べ、燃焼排ガスによる被加熱対象物を加熱する効率を向上できる。
更に、バーナの扁平燃焼部は、被加熱対象物の被加熱対象面を熱効率の高い状態で加熱できる位置に配設されることが好ましい。
上記特徴構成によれば、上述した燃焼排ガス誘導部が、扁平燃焼部の被加熱対象物に対する位置決め機能をも担うから、所定の時間毎に被加熱対象物を交換する必要がある場合であっても、扁平燃焼部の被加熱対象物に対する位置決めを適切且つ迅速に行うことができる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記バーナの前記扁平燃焼部と前記ＩＨヒータの前記コイル状導電部とが、前記被加熱対象物に対して一体的に移動可能に構成されており、
前記位置決め部としての当該一対の前記燃焼排ガス誘導部は、前記扁平燃焼部と前記コイル状導電部とが前記被加熱対象物に対して移動する際に、前記扁平燃焼部及び前記コイル状導電部を前記被加熱対象物に対して位置決めする点にある。

上述した扁平燃焼部と同様に、コイル状導電部は、被加熱対象物に形成される幅狭深底孔等に対して良好に挿通され配設されることが好ましい。
上記特徴構成によれば、上述した燃焼排ガス誘導部が、扁平燃焼部とコイル状導電部の双方の被加熱対象物に対する位置決め機能をも担うから、所定の時間毎に被加熱対象物を交換する必要がある場合であっても、扁平燃焼部とコイル状導電部との双方を一体的に移動させて、双方の被加熱対象物に対する位置決めを、適切且つ迅速に行うことができる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記バーナの加熱開始時点は、前記ＩＨヒータの加熱開始時点以前に設定されている点にある。

ＩＨヒータのコイル状導電部による加熱では、被加熱対象物を局所的に加熱することができるものの、被加熱対象物の周囲への熱伝導や大気への放熱により、局所加熱部位の加熱停止後の降温速度が大きいという課題がある。
上記特徴構成によれば、まずもって、バーナにより被加熱対象物の全体を略均一に加熱し、それ以降にＩＨヒータのコイル状導電部による加熱を開始できるから、被加熱対象物の全体を良好に加熱した後に、幅狭深底孔の内部等の局所加熱を行って、特に、幅狭深底孔の内部の降温速度を低減でき、短時間で略均一な予熱を実現できる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記金型としての前記被加熱対象物は、前記火炎面に対向する面から凹欠して形成される開孔が設けられたものであり、
前記ＩＨヒータによる加熱状態において、前記コイル状導電部が、前記開孔の内部に挿入される点にある。

上記特徴構成によれば、バーナによる加熱では比較的昇温し難い開孔の内部をも良好に昇温させて予熱することができる。

加熱装置の更なる特徴構成は、
前記扁平燃焼部は、前記火炎面として、第１火炎面を有すると共に、当該第１火炎面からの燃焼排ガスの排出方向と逆側に燃焼排ガスを排出する第２火炎面を備え、
第１火炎面からの燃焼排ガスにより前記被加熱対象物としての第１被加熱対象物を加熱可能であると共に、前記第２火炎面からの燃焼排ガスにより前記被加熱対象物としての第２被加熱対象物を加熱可能に構成される点にある。

上記特徴構成によれば、一般的に、金型の下型としての第１被加熱対象物と、上型としての第２被加熱対象物を、一の扁平燃焼部により同時に一括して加熱できる。

実施形態に係る加熱装置の一部断面図を含む概略構成図である。 実施形態に係る扁平燃焼部及びコイル状導電部を金型に対して位置決めする位置決め部の働きを説明する平面図である。 金型に対する温度センサの設置位置を示す図である。 ＩＨヒータで加熱を行った場合の金型温度の経時変化を示すグラフ図である。 表面燃焼バーナで加熱を行った場合の金型温度の経時変化を示すグラフ図である。 ＩＨヒータ及び表面燃焼バーナで加熱を行った場合の金型温度の経時変化を示すグラフ図である。

本発明の実施形態に係る加熱装置１００は、被加熱対象物としての金属（当該実施形態にあっては、金型）が比較的複雑な形状を有するものであっても、当該金属の全体を短時間で略均一に加熱できると共に、例えば幅狭深底孔の内部についても良好に加熱できるものに関する。
以下、図１～６に基づいて、加熱装置１００の実施形態について説明する。

図１、２に示すように、当該実施形態に係る加熱装置１００は、鍛造に用いられ金属から成る金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１（被加熱対象物の一例）を予熱することに好適に用いられる。
当該加熱装置１００は、燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼させて扁平形状の第１火炎面ＫＭ１（火炎面の一例）を形成する扁平燃焼部２１を有するバーナ２０と、導電性がありコイル状に成型されたコイル状導電部３６と、当該コイル状導電部３６に高周波電力を供給する電源部３１とを有するＩＨ式のＩＨヒータ３０とを備え、バーナ２０の扁平燃焼部２１の一部に開孔Ｋが設けられ、バーナ２０の第１火炎面ＫＭ１を第１被加熱対象物ＫＧ１の第１被加熱対象面ＫＧ１ａ（被加熱対象面の一例）に対向させた状態において、コイル状導電部３６が開孔Ｋを介して扁平燃焼部２１の第１火炎面ＫＭ１の一方側から第１被加熱対象面ＫＭ１ａが存在する他方側（図１で矢印Ｚに沿う方向）へ向けて挿通配置可能に構成されている。
尚、燃焼用空気は、扁平燃焼部２１にて形成される火炎の温度を昇温させる場合、酸素を富化した空気としても構わない。

バーナ２０は、燃料ガスの流量を調整する第１流量調整弁Ｖ１と燃料ガスの逆流を防ぐ第１逆止弁ＧＶ１とを有する燃料ガス通流路Ｌ１と、燃焼用空気の流量を調整する第２流量調整弁Ｖ２と燃焼用空気の逆流を防ぐ第２逆止弁ＧＶ２とを有する燃焼用空気通流路Ｌ２と、燃料ガス通流路Ｌ１から導かれる燃料ガスと燃焼用空気通流路Ｌ２から導かれる燃焼用空気とを混合するベンチュリーミキサＢＭと、当該ベンチュリーミキサＢＭにて混合された混合気を扁平燃焼部２１へ導く混合気通流路Ｌ３とを有している。
当該バーナ２０は、平面燃焼バーナとしての所謂、メタルニットバーナとして構成されており、扁平燃焼部２１の第１火炎面ＫＭ１及びその外形は、図２に示すように、平面視で金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１と大凡同形状の方形状に構成されている。
尚、当該実施形態における扁平燃焼部２１は、第１火炎面ＫＭ１と反対の面に第２火炎面ＫＭ２を有しており、第１火炎面ＫＭ１に対向して配設される第１被加熱対象物ＫＧ１に加えて、第２火炎面ＫＭ２に対向して配設される金型としての第２被加熱対象物ＫＧ２をも加熱可能に構成されている。即ち、扁平燃焼部２１は、第１火炎面ＫＭ１からの燃焼排ガスにより金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１を加熱可能であると共に、第２火炎面ＫＭ２からの燃焼排ガスにより第２被加熱対象物ＫＧ２を加熱可能に構成される。
扁平燃焼部２１は、詳細な図示は省略するが、その内部に第１火炎面ＫＭ１及び第２火炎面ＫＭ２に沿って延びる一対の整流板が設けられており、当該一対の整流板の間に混合気を導く形態で、第１火炎面ＫＭ１と第２火炎面ＫＭ２とに略均等に混合気を分散供給する。第１火炎面ＫＭ１及び第２火炎面ＫＭ２には、所謂メタルニットが配設されており、夫々の面の法線方向へ略均等に輻射熱を放熱可能に構成されている。

ＩＨヒータ３０は、図１に示すように、筐体に一端及び他端が連通接続される形態で、コイル状導電部３６に電気的に接続される導電部３５が設けられている。
導電部３５は、電源部３１から扁平燃焼部２１の第１火炎面ＫＭ１に沿う方向に延設されており、屈曲して第１火炎面ＫＭ１の法線方向（図１で矢印Ｚ方向）に沿って延びる長尺状導電部位を有するコイル状導電部３６に電気的に接続されている。尚、導電部３５及びコイル状導電部３６は、銅製の中空筒状部材を好適に用いることができ、その内部には冷却水通流路Ｌ４から導かれる冷却用の冷却水ＣＷが連続的に通流可能となっている。
導電部３５は、その一端が電源部３１の筐体に第６ナットＮ６にて固定される一対の銅製の支持部材３４により支持されている。当該一対の銅製の支持部材３４は、他端は導電部３５の長手方向に沿って延設されており、導電部３５の自重による撓みを抑制するべく公知の構成にて導電部３５と接続されている。
導電部３５及びコイル状導電部３６は、バーナ２０の扁平燃焼部２１の輻射熱の影響を低減するため、絶縁性と耐熱性を有し且つ誘導加熱によって発熱しにくい素材を含む筒状の断熱保護部材３２の内部に配設されている。
説明を追加すると当該断熱保護部材３２は、扁平燃焼部２１の第１火炎面ＫＭ１に沿って延びる水平部位３２ａと、第１火炎面ＫＭ１の法線方向に沿って延びる鉛直部位３２ｃとから構成されている。

これまで説明してきたバーナ２０及びＩＨヒータ３０は、金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１を定期的に予熱するべく、当該第１被加熱対象物ＫＧ１に対して水平方向で一体的に移動可能に構成されている。
具体的には、加熱装置１００は、図１に示すように、水平方向に移動自在な車輪Ｔを有する台車１９と、当該台車１９から垂直方向（図１で矢印Ｚに沿う方向）に延びる支柱１０と、当該支柱１０に支持される形態で水平方向に延びて扁平燃焼部２１に連接する第１支持棒１１と、同じく支柱１０に支持される形態で水平方向に延びてトランス３１ａを載置可能な載置台１３に連接する第２支持棒１２とを有する支持移動機構Ｉを備えている。
説明を加えると、支持移動機構Ｉは、支柱１０に対して第１支持棒１１を鉛直方向で位置決めする第１治具Ｇ１及び第１ナットＮ１を備えると共に、支柱１０に対して第１支持棒１１を水平方向で位置決めする第２治具Ｇ２及び第２ナットＮ２を備える。また、支柱１０に対して第２支持棒１２を鉛直方向で位置決めする第３治具Ｇ３及び第３ナットＮ３を備えると共に、支柱１０に対して第２支持棒１２を水平方向で位置決めする第４治具Ｇ４及び第４ナットＮ４を備える。
更に、載置台１３と当該載置第１３に載置されるトランス３１ａとの間には、載置台１３に対してトランス３１ａを昇降させる昇降機構３７を備える。
以上の構成を有することにより、支持移動機構Ｉの台車１９を地面（図示せず）に沿って移動させることにより、第１被加熱対象物ＫＧ１に対してバーナ２０及びＩＨヒータ３０を一体的に移動することができる。
また、第１被加熱対象物ＫＧ１が、図１に示すように、鉛直方向に延びる幅狭深底孔ＨＦ（開孔の一例）を有するときには、平面視で、第１被加熱対象物ＫＧ１に対してバーナ２０の扁平燃焼部２１が重畳して位置するとき、換言すると、平面視で扁平燃焼部２１の開孔Ｋと第１被加熱対象物ＫＧ１の幅狭深底孔ＨＦとが重畳して位置するときに、昇降機構３７を働かせることで、コイル状導電部３６を、第１被加熱対象物ＫＧ１に形成される孔径が幅狭で孔の深さが比較的深い幅狭深底孔ＨＦに対して挿通することができる。

尚、支持移動機構Ｉが、バーナ２０及びＩＨヒータ３０を、第１被加熱対象物ＫＧ１に対して一体的に移動する場合、両者は第１被加熱対象物ＫＧ１に対して適切に位置決めされることが好ましい。また、扁平燃焼部２１の第１火炎面ＫＭ１からの燃焼排ガスは、水平方向に分散すると熱効率の観点で好ましくない。
そこで、当該実施形態に係る加熱装置１００にあっては、図１、２に示すように、扁平燃焼部２１から排出される燃焼排ガスの扁平燃焼部２１の近傍での排出方向に沿う面（当該実施形態では鉛直方向：火炎面の法線方向）を有する一対の燃焼排ガス誘導部Ｐを備え、当該一対の燃焼排ガス誘導部Ｐは、扁平燃焼部２１とコイル状導電部３６とが第１被加熱対象物ＫＧ１に向けて移動する際に、扁平燃焼部２１とコイル状導電部３６の位置決め部として機能する。
説明を追加すると、当該実施形態にあっては、一対の燃焼排ガス誘導部Ｐは、図１、２に示すように、バーナ２０及びＩＨヒータ３０が金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１へ近接するよう移動する移動方向（図１、２では矢印Ｘ方向）に沿う一対の誘導面Ｐｂを有しており、当該誘導面に沿って燃焼排ガスの排出方向を移動方向に規制するから、燃焼排ガスが移動方向やそれに直交する直交方向（図１、２で矢印Ｙ方向）等の四方へ拡散する場合に比べて熱効率を向上できる。
更には、一対の燃焼排ガス誘導部Ｐの一対の誘導面は、図２に示すように、金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１の側面に沿う間隔で設置されているから、移動方向に沿って移動するバーナ２０及びＩＨヒータＨ３０を、加熱状態をとる位置まで良好に導くことができる。
尚、一対の燃焼排ガス誘導部Ｐは、バーナ２０及びＩＨヒータ３０が金型としての第１被加熱対象物ＫＧ１へ近接するよう移動する移動方向（図１、２では矢印Ｘ方向）の基端側に、鍔部Ｐａを設けており、当該鍔部Ｐａが第１被加熱対象物ＫＧ１に当接することで、移動方向での位置決めがなされる。当該位置決めの後、上述した昇降機構３７を働かせることで、コイル状導電部３６を幅狭深底孔ＨＦの外部から内部へ挿入する。
尚、図１では、紙面の都合上、第２被加熱対象物ＫＧ２と第２火炎面ＫＭ２との間の距離ＬＨ２が比較的狭く図示されているが、バーナ２０及びＩＨヒータ３０の移動時には、第２被加熱対象物ＫＧ２と第２火炎面ＫＭ２との間の距離ＬＨ２は、コイル状導電部３６の長手方向での長さよりも十分に大きくとっている。

ここで、寸法関係に関する説明を追加すると、図１に示すように、主たる金型である第１被加熱対象物ＫＧ１に加え、従たる金型である第２被加熱対象物ＫＧ２を予熱する場合、ＩＨヒータ３０の第１火炎面ＫＭ１及び第２火炎面ＫＭ２に沿う導電部３５は、第１被加熱対象物ＫＧ１と第１火炎面ＫＭ１の間、又は第２被加熱対象物ＫＧ２と第２火炎面ＫＭ２の間に配設することが可能である。
しかしながら、通常、主たる金型である第１被加熱対象物ＫＧ１のほうが、従たる金型である第２被加熱対象物ＫＧ２よりも、第１火炎面ＫＭ１及び第２火炎面ＫＭ２の法線方向での厚みがあり体積が大きいため、両者を予熱する必要熱量を考慮すると、第１被加熱対象物ＫＧ１と第１火炎面ＫＭ１の間の距離ＬＨ１よりも、第２被加熱対象物ＫＧ２と第２火炎面ＫＭ２の間の距離ＬＨ２のほうが大きくて良いことになる。
そこで、当該実施形態においては、ＩＨヒータ３０の第１火炎面ＫＭ１及び第２火炎面ＫＭ２に沿う導電部３５は、第２被加熱対象物ＫＧ２と第２火炎面ＫＭ２の間で、且つ第２火炎面ＫＭ２から離間した位置に配設することで、バーナ２０からの輻射熱の影響を低減する構成を採用している。

尚、当該実施形態に係る加熱装置１００については、放熱損失及び熱効率の観点から、バーナ２０による加熱開始時点を、ＩＨヒータ３０による加熱開始時点以前に設定している。これにより、ＩＨヒータ３０のみで加熱して、放熱ロスが大きくなり熱効率が低下して加熱時間が延びることを抑制している。

次に、当該実施形態に係る加熱装置１００を用いて第１被加熱対象物ＫＧ１を加熱した場合の実験結果について、図４～６のグラフ図に基づいて説明する。
第１被加熱対象物ＫＧ１の内部の夫々の位置での温度は、図３に示すように、温度センサＣＨ１～ＣＨ１１を配設することで計測し、夫々の温度センサＣＨ１～ＣＨ１１での計測結した温度の経時変化を図４～６のグラフ図に示している。尚、夫々の実験において、加熱装置１００は、０秒から９００秒まで加熱状態とした。
図４はＩＨヒータ３０のみで加熱を行った場合、図５はバーナ２０のみで加熱を行った場合、図６はＩＨヒータ３０及びバーナ２０で加熱を行った場合の金型温度の経時変化を示すグラフ図である。

図４、５のグラフ図の比較から判明するように、ＩＨヒータ３０のみで加熱した場合の実験結果では、温度センサＣＨ１～５の測定結果から、特に、幅狭深底孔ＨＦの入口近傍で大気との接触面積が大きく、コイル状導電部３６から第１被加熱対象物ＫＧ１までの距離が遠い箇所ほど、昇温し難いことがわかる。一方で、温度センサＣＨ６～ＣＨ１１の測定結果から、幅狭深底孔ＨＦの底部に近いほど昇温し易いことがわかる。
これに対し、バーナ２０のみで加熱した場合の実験結果では、温度センサＣＨ１～５の測定結果から、特に、幅狭深底孔ＨＦの入口近傍で、扁平燃焼部２１の第１火炎面ＫＭ１に近いほど、昇温し易いことがわかる。一方で、温度センサＣＨ６～ＣＨ１１の測定結果から、幅狭深底孔ＨＦの底部に近いほど昇温し難いことがわかる。
最後に、図６に示すように、バーナ２０及びＩＨヒータ３０で加熱した場合の実験結果では、幅狭深底孔ＨＦの入口近傍で大気との接触面積が大きい箇所、及び幅狭深底孔ＨＦの底部の近傍箇所の何れにおいても、９００秒経過後の加熱終了時点においては、大凡１５０℃
以上に昇温できていることがわかる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態に係る加熱装置１００は、鍛造に用いられる金型を加熱するものとして説明したが、他の加熱用途であっても利用可能である。

（２）上記実施形態におけるバーナ２０における扁平燃焼部２１は、平面視で方形状に構成されている例を示したが、例えば、金型の形状に合わせて、平面視で円形等の種々の形状を採用することができる。
また、上記実施形態におけるバーナ２０は、表面燃焼バーナとしてのメタルニットバーナを一例として説明した。他のバーナ２０としては、環状の混合気流路に対して混合気流路の環が形成される面に対して一方側と他方側とに向けて火炎を噴射する複数の噴孔が設けられる環状バーナであっても構わない。当該構成の場合、環状バーナの混合気流路の環の中央をＩＨヒータ３０のコイル状導電部３６が挿通することとなる。

（３）上記実施形態において、第１火炎面ＫＭ１及び第２火炎面ＫＭ２は、水平方向（図１で矢印Ｘ，Ｙに沿う方向）に沿って設けられる構成例を示したが、これに限定されるものではない。
また、第１支持棒１１及び第２支持棒１２は、水平方向に支持されていなくても良く、支柱１０に対して任意の角度を有する形態で支持されていても構わない。

（４）上記実施形態において、支持部材３４及び断熱保護部材３２は、必ずしも設ける必要はない。

（５）上述した実施形態においては、扁平燃焼部２１とコイル状導電部３６とが一体的に移動可能に構成されている構成例を示したが、両者は、互いに各別に独立して移動可能に構成されていても構わない。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明の加熱装置は、被加熱対象物としての金属が比較的複雑な形状を有するものであっても、当該金属の全体を短時間で略均一に加熱できると共に、例えば幅狭深底孔の内部についても良好に加熱できる加熱装置として、有効に利用可能である。

２０ ：バーナ
２１ ：扁平燃焼部
３０ ：ＩＨヒータ
３１ ：電源部
３１ａ ：トランス
３４ ：支持部材
３５ ：導電部
３６ ：コイル状導電部
１００ ：加熱装置
Ｈ３０ ：ＩＨヒータ
ＨＦ ：幅狭深底孔
Ｋ ：開孔
ＫＧ１ ：第１被加熱対象物
ＫＧ２ ：第２被加熱対象物
ＫＭ１ ：第１火炎面
ＫＭ２ ：第２火炎面
Ｐ ：燃焼排ガス誘導部
Ｐａ ：鍔部

Claims (9)

1. 金属から成る金型としての被加熱対象物を加熱する加熱装置であって、
   燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼させて火炎面の少なくとも一部を扁平形状とする扁平燃焼部を有するバーナと、
   導電性がありコイル状に成型されたコイル状導電部と、当該コイル状導電部に高周波電力を供給するトランスを含む電源部とを有するＩＨ式のＩＨヒータとを備え、
   前記バーナの前記扁平燃焼部の一部に開孔が設けられ、前記バーナの前記火炎面を前記被加熱対象物の被加熱対象面に対向させた状態において、前記コイル状導電部が前記開孔を介して前記扁平燃焼部の前記火炎面の一方側から前記被加熱対象面が存在する他方側へ向けて挿通配置可能に構成されている加熱装置。
2. 前記コイル状導電部は、前記火炎面の法線方向に沿って延びる長尺状導電部位を備える請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記ＩＨヒータは、前記電源部から前記扁平燃焼部の前記火炎面に沿う方向に延設され且つ前記コイル状導電部に前記高周波電力を供給する導電部を備えると共に、当該導電部の形状を維持する支持部材を備える請求項１又は２に記載の加熱装置。
4. 内部に前記導電部及び前記コイル状導電部を配設する状態で、絶縁性と耐熱性を有する素材を含む筒状の断熱保護部材を備える請求項３に記載の加熱装置。
5. 前記扁平燃焼部から排出される燃焼排ガスの前記扁平燃焼部の近傍での排出方向に沿う面を有する一対の燃焼排ガス誘導部を備え、当該一対の前記燃焼排ガス誘導部は、前記扁平燃焼部が前記被加熱対象物に対して移動する際に、前記扁平燃焼部を前記被加熱対象物に対して位置決めする位置決め部として機能する請求項１～４の何れか一項に記載の加熱装置。
6. 前記バーナの前記扁平燃焼部と前記ＩＨヒータの前記コイル状導電部とが、前記被加熱対象物に対して一体的に移動可能に構成されており、
   前記位置決め部としての当該一対の前記燃焼排ガス誘導部は、
   前記扁平燃焼部と前記コイル状導電部とが前記被加熱対象物に対して移動する際に、前記扁平燃焼部と前記コイル状導電部とを前記被加熱対象物に対して位置決めする請求項５に記載の加熱装置。
7. 前記バーナの加熱開始時点は、前記ＩＨヒータの加熱開始時点以前に設定されている請求項１～６の何れか一項に記載の加熱装置。
8. 前記金型としての前記被加熱対象物は、前記火炎面に対向する面から凹欠して形成される開孔が設けられたものであり、
   前記ＩＨヒータによる加熱状態において、前記コイル状導電部が、前記開孔の内部に挿入される請求項１～６の何れか一項に記載の加熱装置。
9. 前記扁平燃焼部は、前記火炎面として、第１火炎面を有すると共に、当該第１火炎面からの燃焼排ガスの排出方向と逆側に燃焼排ガスを排出する第２火炎面を備え、
   第１火炎面からの燃焼排ガスにより前記被加熱対象物としての第１被加熱対象物を加熱可能であると共に、前記第２火炎面からの燃焼排ガスにより前記被加熱対象物としての第２被加熱対象物を加熱可能に構成される請求項１～８の何れか一項に記載の加熱装置。

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