JP4047488B2 - Heat plate equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートプレート装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
任意の平面又は曲面のプレートを電気的に加熱することが要求されることがある。従来ではそのプレートの内部にニクロム線のような発熱線を封入し、これに通電して発熱させてプレートを加熱するようにしている。しかしこのような手段ではプレートの熱慣性の影響を受けるため熱応答性が悪く、また温度制御が面倒であるといった欠点がある。
【0003】
これを避けるために電磁誘導によって発熱させることが提案されている。これは電磁誘導によって発生する磁束をプレートに鎖交させ、これによってプレート内に電流を誘起させるようにしたもので、この電流によるジュール熱によってプレートが発熱されるようになる。
【0004】
しかしこのような電磁誘導により発熱させるためには、鉄心とこれに巻回される誘導コイルを備えた電磁誘導発熱機構を使用する必要があるが、これをプレートに設置する場合は、これから誘起する磁束がブレートと鎖交するように設置する必要があることから、これをプレートに対して向かいあうように設置しなければならないことになり、したがって装置として大型化するし、また使用条件が制約されるといった欠点がある。
【0005】
更にここに使用する電磁誘導発熱機構は、加熱対象のプレートの大きさ、形状に応じて鉄心の大きさ、形状を定めなければならない不便があり、またプレートが大きい場合は、複数の電磁誘導発熱機構を設置しなければならないし、しかもこのように複数の電磁誘導発熱機構を設置した場合は、プレートを全面にわたって均等に加熱するのが困難となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プレートを電気的に発熱させるにあたり、簡単な構成で、しかもプレートの表面を全面的に均等に発熱させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、閉磁路を構成する鉄心構体の鉄心脚に、誘導コイル及び前記誘導コイルと磁気的に結合する帯状のコイルを巻装し、この帯状のコイルの一端に金属製の発熱プレートを、他端に導体をそれぞれ接続し、この発熱プレートと導体とを絶縁した状態で重ね合わせて一体化し、発熱プレート、導体の先端を電気的に接続して構成し、更に発熱プレートには、内部に気液二相の熱媒体を封入したジャケット室を、その発熱プレートの幅方向に沿って延びるように前記発熱プレートの長さ方向に沿って複数設けたことを主な特徴とする。
【0008】
鉄心脚に巻装された誘導コイルと帯状のコイルとは磁気的に結合しているので、今誘導コイルを交流電源で励磁すると、変圧器の原理によりコイルの両端に二次電圧が発生する。コイルの両端間には発熱プレート(以下の説明では、単にプレートという。)導体が接続されているので、この導体を介してプレートには前記二次電圧に基づいて電流(二次電流)が流れる。この電流によりプレートにはジュール熱が発生して加熱されることになる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図により説明する。1は閉磁路を構成する鉄心構体で、一対の鉄心脚2、3と、両鉄心脚2、3の各端部を橋絡する継鉄4、5によって構成されている。なお図に示す鉄心脚、継鉄はいずれも巻鉄心によって構成したものを示している。6は一方の鉄心脚2に巻装された誘導コイルで、これは交流電源によって励磁される。
【0010】
7は誘導コイル6と磁気的に結合する帯状の銅体からなるコイルで、図の例では誘導コイル6と同じ鉄心脚2に1ターン巻回されてある。コイル7の一方の端部8には例えば鉄製又はステンレス製のプレート9が接続されてあり、また他方の端部10にはたとえば銅製の導体11が接続されてある。12はその各接続のための接続金具である。
【0011】
プレート9、導体11は絶縁材13を介して一体的に重ね合わせてある。そしてその各先端は電気的に接続されている。そのためには先端に導電材14を介して重ね合わせ、締付ボルト15により締め付けて一体化している。
【0012】
プレート9には内部に気液二相の熱媒体(たとえば水類)が真空封入されてあるジャケット室16が設けてある。ジャケット室16はその長手方向(後記する誘起電流の流れる方向に対して直交する方向)がプレート9の幅方向に沿うように位置し、かつプレート9の長手方向(後記する誘起電流の流れる方向)に沿って複数並べて配置されている。各ジャケット室16は連通路17によって互いに内部が連通し合っている。
【0013】
以上の構成において、今誘導コイル6を交流電源によって励磁すると、誘導コイル6と磁気的に結合しているコイル7に変圧器の原理にしたがって二次電圧が発生する。コイル7の各端部にはプレート9、導体11が接続されているので、この電圧により誘起する電流はプレート9および導体11をその長手方向(矢印で示す。)に沿って流れる。この電流によりプレート9にはジュール熱が発生し、この熱によりプレート9が発熱するようになる。
【0014】
このような構成によれば、電流を誘起するのに必要な鉄心構体1、誘導コイル6、コイル7は加熱対象であるプレート9の端部側に偏って配置させることができるので、従来のように磁束をプレートに対して直交させて電流を誘起する場合のように電磁誘導発熱機構をプレート9の中央直下に配置する必要がなくなる。そのため従来構成に比較してプレート9の中央部分における上下方向の高さを低く構成することができ、したがってそれだけ小型化が可能となる。
【0015】
また誘起された電流はプレート9にその長手方向に沿って流れるので、その長手方向に沿う発熱温度は全長にわたって均一となる。しかもプレート9の内部には気液二相の熱媒体が封入されてあるジャケット室16が設置されてあるので、この熱媒体が加熱によって液相から気相に変換する際の蒸発潜熱、あるいは逆に気相から液相に変換する際の凝縮潜熱によって、プレート9の幅方向に沿う温度分布が均一化される。その結果プレート9の表面の発熱温度をその全面にわたって均一にすることができるようになる。しかもこのようにプレート全面の温度が均一となるので、プレート9が広い場合でも従来のように複数の電磁誘導発熱機構を用意する必要はなくなる。
【0016】
なお図に示す構成において、プレート9を一つの平面として構成しているが、これに替えて任意の曲面(3次曲面を含む。)に構成してもよい。更に図の構成ではプレート9のみを発熱する構成としているが、これに替えて導体11をプレート9と同じように例えば鉄製又はステンレス製のプレートとしておけば、両面において発熱させることができる。この場合プレートには図に示す構成と同様のジャケット室を設けるようにする。
【0017】
なお図の構成では鉄心構体1及び両コイル6、7をプレート9の端部に設置しているが、このような構成に限られず、これらをプレート9の端部直下または端部直上に設置するようにしてもよい。いずれの場合でもこれらはプレート9の中央直下にはないので、プレート9の中央部分において高くなることはない。
【0018】
次に本発明におけるプレートの発熱温度を制御するための構成を説明する。図4において、21は温度センサで、プレート9内に埋設されるなどして設置される。22は温度コントローラで、温度設定機能と、温度センサ21によって検出された温度とを比較する比較機能を備えている。
【0019】
そして温度センサ21による検出温度と設定温度とに差があるとき、その差に対応した出力信号を出して、これを電力調整装置23に送る。この電力調整装置23により、交流電源24から誘導コイル6に供給される電力が調整される。これによりプレート9の発熱温度が調整される。
【0020】
この調整により温度センサ21による検出温度と設定温度との差が減少するように、ひいてはその差が零となるように制御される。以上のように制御されることにより、プレート9の発熱温度を温度コントローラ21に設定される任意の値に制御可能となる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電磁誘導により電流を誘起させ、この誘起電流をプレートに流すことよるジュール熱によってプレートを加熱するようにしているので、発熱線を使用する従来構成に比較して応答性並びに制御性が良くなるし、また電磁誘導発熱機構を利用してプレートに電流を誘起するようにした構成に比較すれば、小型でしかもプレートの全面を均一に発熱させることができるし、またその発熱温度を任意の値に制御できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すもので一部を断面とした斜視図である。
【図2】図1のプレートの一部分の平面断面図である。
【図3】図2の横断面図である。
【図4】プレートを温度制御するための回路を併示した斜視図である。
【符号の説明】
1 鉄心構体
2 鉄心脚
6 誘導コイル
7 コイル
9 プレート
11 導体
16 ジャケット室
21 温度センサ
22 温度コントローラ
23 電力調整装置
24 交流電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat plate apparatus.
[0002]
[Prior art]
It may be required to electrically heat any flat or curved plate. Conventionally, a heating wire such as a nichrome wire is enclosed in the plate, and the plate is heated by energizing it to generate heat. However, such a means is disadvantageous in that it is affected by the thermal inertia of the plate, so that the thermal response is poor and the temperature control is troublesome.
[0003]
In order to avoid this, it has been proposed to generate heat by electromagnetic induction. In this method, magnetic flux generated by electromagnetic induction is linked to the plate, thereby causing current to be induced in the plate, and the plate is heated by Joule heat due to this current.
[0004]
However, in order to generate heat by such electromagnetic induction, it is necessary to use an electromagnetic induction heating mechanism having an iron core and an induction coil wound around the iron core. Since it is necessary to install the magnetic flux so as to be linked to the blade, it must be installed so as to face the plate. Therefore, the size of the apparatus is increased, and the use conditions are restricted. There are disadvantages.
[0005]
Furthermore, the electromagnetic induction heating mechanism used here has the inconvenience of having to determine the size and shape of the iron core according to the size and shape of the plate to be heated. A mechanism must be installed, and when a plurality of electromagnetic induction heat generating mechanisms are installed in this way, it is difficult to heat the plate uniformly over the entire surface.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to generate heat uniformly over the entire surface of the plate with a simple structure when the plate is electrically heated.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, an induction coil and a belt-like coil that is magnetically coupled to the induction coil are wound around the iron core leg of the iron core structure constituting the closed magnetic circuit, and a metal heating plate is attached to one end of the belt-like coil. respectively connecting the conductor to the other end, and the heating plate and the conductor integrated are overlapped in a state of being insulated, heating plates, formed by electrically connecting the tip of the conductor, the further heating plate, inside the jacket chamber enclosing a heating medium in the gas-liquid two-phase, is characterized mainly in that plurality along the length of the heating plate so as to extend along the width direction of the heating plate.
[0008]
Since the induction coil wound around the iron core leg and the strip-like coil are magnetically coupled, when the induction coil is excited with an AC power source, a secondary voltage is generated at both ends of the coil due to the principle of a transformer. Since a heat generating plate (simply referred to as a plate in the following description) conductor is connected between both ends of the coil, a current (secondary current) flows through the plate based on the secondary voltage. . This current generates Joule heat in the plate and heats it.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Reference numeral 1 denotes an iron core structure that constitutes a closed magnetic path, and includes a pair of
[0010]
7 is a coil made of a strip-shaped copper body that is magnetically coupled to the
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
In the above configuration, when the
[0014]
According to such a configuration, the iron core structure 1, the
[0015]
Further, since the induced current flows through the
[0016]
In the configuration shown in the figure, the
[0017]
In the configuration shown in the figure, the iron core structure 1 and the
[0018]
Next, a configuration for controlling the heat generation temperature of the plate in the present invention will be described. In FIG. 4,
[0019]
When there is a difference between the temperature detected by the
[0020]
By this adjustment, control is performed so that the difference between the temperature detected by the
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a current is induced by electromagnetic induction, and the plate is heated by Joule heat generated by flowing the induced current through the plate. Therefore, compared with the conventional configuration using a heating wire. Thus, the responsiveness and controllability are improved, and compared with a configuration in which an electric current is induced in the plate using an electromagnetic induction heating mechanism, the entire surface of the plate can be heated uniformly. In addition, the heat generation temperature can be controlled to an arbitrary value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view, partially in section, showing an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional plan view of a portion of the plate of FIG.
3 is a cross-sectional view of FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a circuit for controlling the temperature of the plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
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