JP4710498B2 - High frequency power supply conductor - Google Patents
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Description
この発明は、誘導加熱装置等において高周波電流を給電する高周波給電用導体に関し、特に真空誘導加熱炉のように、負荷が真空容器内で高周波電源が大気側にあるような場合に、真空容器を気密に挿通させる高周波給電用導体に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency power supply conductor for supplying a high-frequency current in an induction heating apparatus or the like, and particularly when a load is in a vacuum container and a high-frequency power source is on the atmosphere side, such as a vacuum induction heating furnace. The present invention relates to a high-frequency power supply conductor that is hermetically inserted.
従来、特許文献1においては、真空中で誘導加熱により金属材料を溶解させる真空誘導溶解炉が示されている。これは、真空容器内においてルツボ内に金属材料を収納し、ルツボの周囲に設けた誘導加熱コイルに真空容器を気密に挿通させた高周波給電用導体を介して高周波電流を通電させ、真空中の誘導加熱により金属材料を溶解するものである。又、高周波給電用導体及び誘導加熱コイルは中空円管状とし、内部に冷却水を通流して冷却している。
Conventionally,
その他の先行技術文献情報として、特許文献2〜4がある。
上記した従来の高周波給電用導体においては、高周波電流が通流するため、高周波電流の表皮効果により電流は表面に集まる。しかしながら、高周波給電用導体は断面が円管状であるため、断面積に対する表面積の割合が小さく、高周波電流の通流に十分な表面積を得ようとすると断面積が大きくなり、高周波給電用導体は大きく、重いものとなった。又、大電流(数千〜1万アンペア)通電用の高周波給電用導体も、冷却のための通水量が約100L/minと大きくなり、冷却水通路の面積も大きくなり、やはり高周波給電用導体は大きく、重いものとなった。又、このために、高周波給電用導体の真空容器への取付作業等の取り扱いが困難となった。 In the above-described conventional high-frequency power supply conductor, since a high-frequency current flows, the current is collected on the surface by the skin effect of the high-frequency current. However, since the cross-section of the high-frequency power supply conductor is circular, the ratio of the surface area to the cross-sectional area is small, and the cross-sectional area increases when trying to obtain a sufficient surface area for high-frequency current flow, and the high-frequency power supply conductor is large. It became heavy. In addition, a high-frequency power supply conductor for energizing a large current (several thousands to 10,000 amperes) also has a large water flow rate for cooling of about 100 L / min, and the area of the cooling water passage is also large. Became big and heavy. For this reason, it has become difficult to handle the operation of attaching the high-frequency power supply conductor to the vacuum vessel.
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、軽量小形で取り扱いが容易となり、また製作容易で寸法精度も良く、水漏れも生じ難い高周波給電用導体を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended to obtain a high-frequency power supply conductor that is light and small in size, easy to handle, easy to manufacture, has good dimensional accuracy, and hardly causes water leakage. Objective.
この発明の請求項1に係る高周波給電用導体は、一端が真空容器の孔に挿入されるとともに、該一端に誘導加熱コイルが接続され、かつ他端に高周波電源が接続され、外周に真空容器の外壁と係合する第1のフランジ部が接合されるとともに、第1のフランジ部が第1の封止部材を介して真空容器に取り付けられた高周波給電用導体において、冷却水通路の通水溝が形成され、断面が長方形形状に形成された本体部と、本体部の冷却水通路の通水溝を覆うように本体部に接合された蓋部材とから形成されたものである。
The high-frequency power supply conductor according to
又、請求項2に係る高周波給電用導体は、前記本体部に形成された冷却水通路の通水溝が、断面が長方形形状で蛇行して形成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a high-frequency power supply conductor in which a water passage groove of a cooling water passage formed in the main body is formed to meander in a rectangular shape in cross section.
請求項3に係る高周波給電用導体は、一端が真空容器の孔に挿入されるとともに、該一端に誘導加熱コイルが接続され、かつ他端に高周波電源が接続され、外周に真空容器の外壁と係合する第1のフランジ部が接合されるとともに、第1のフランジ部が第1の封止部材を介して真空容器に取り付けられた高周波給電用導体において、第1のフランジ部の外面において真空側部分と大気側部分とに分割され、それぞれの分割端部からキリ穴加工により冷却水通路が形成されるとともに、大気側部分の分割端部の外周に第2のフランジ部が接合され、各分割部分に形成された冷却水通路が第2の封止部材を介して接続されるように第1のフランジ部に第2のフランジ部が取り付けられたものである。
The high-frequency power supply conductor according to
以上のようにこの発明の請求項1によれば、断面が長方形形状であり、かつ冷却水通路の通水溝が形成された本体部と、本体部の通水溝を覆うように接合された蓋部材とから高周波給電用導体を形成しており、通電部分が長方形になり、断面積に対する表面積の割合が大きくなり、高周波電流の十分な通流面積を取っても断面積は大きくならず、高周波給電用導体は小形軽量で真空容器への取付等の作業が容易となって、取り扱いが容易となる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the cross section is rectangular and the main body portion in which the water flow groove of the cooling water passage is formed is joined so as to cover the water flow groove of the main body portion. A high-frequency power supply conductor is formed from the lid member, the energized portion is rectangular, the ratio of the surface area to the cross-sectional area is increased, and the cross-sectional area does not increase even if a sufficient flow area of high-frequency current is taken, The high-frequency power supply conductor is small and lightweight, and can be easily attached to a vacuum vessel and handled easily.
又、請求項2によれば、冷却水通路の通水溝は断面が長方形形状で蛇行して形成されており、冷却水通路面積が大きくとれて、冷却効果を高めることができる。なお、通水溝を断面長方形形状にしたことにより、高周波の表皮効果により電流が高周波給電用導体の表面を通るので、断面積に対する電流の通流面積を大きくとることができ、高周波給電用導体の軽量、小形化が可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the water flow groove of the cooling water passage is meandering with a rectangular cross section, so that the cooling water passage area can be increased and the cooling effect can be enhanced. Since the water flow groove has a rectangular cross section, current flows through the surface of the high frequency power supply conductor due to the high frequency skin effect, so that the current flow area relative to the cross-sectional area can be increased. Can be reduced in size and size.
又、請求項3によれば、高周波給電用導体は真空側と大気側とに分割されるため、長さが約半分となり、冷却水通路の加工が容易になるとともに、小型軽量となり、真空容器への取付作業等も容易となり、取り扱いが容易となる。また、接合作業がフランジ部の取付だけとなるので、寸法精度が向上するとともに、製作が容易となり、水漏れも生じ難くなる。 According to the third aspect of the present invention, since the high-frequency power supply conductor is divided into the vacuum side and the atmosphere side, the length is reduced to about half, the processing of the cooling water passage is facilitated, and the size and weight are reduced. It becomes easy to attach to the head, and handling becomes easy. In addition, since the joining work is only mounting of the flange portion, the dimensional accuracy is improved, the manufacturing is facilitated, and water leakage is less likely to occur.
実施最良形態1
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図1(a)〜(c)はこの発明の実施最良形態1による高周波給電用導体の正面図、側面図及び図1(a)のB−B線縦断側面図、図2は実施最良形態1による真空誘導加熱装置の要部断面図である。図において、1は真空容器、2は真空容器1の外壁に取り付けられた絶縁板、3は一端が真空容器1の孔1a及び絶縁板2の孔2aに挿入された一対の高周波給電用導体であり、その一端には負荷である誘導加熱コイル4が接続され、誘導加熱コイル4は例えば金属材料を収納したルツボの周壁に配設される。誘導加熱コイル4は中空であり、内部に冷却水が通流される。又、高周波給電用導体3の他端には高周波電源5が接続される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A to 1C are a front view and a side view of a conductor for high-frequency power feeding according to
3aは断面が長方形形状の高周波給電用導体3の本体部であり、断面長方形形状の冷却水通路の通水溝3bが蛇行して形成され、本体部3aには通水溝3bを覆うように蓋部材3cがロー付けされる。蓋部材3cには冷却水の流入口3d及び流出口3eが設けられる。実際には、真空容器1内においては、流入口3d、流出口3eと誘導加熱コイル4とは冷却水が通流するように接続されている。なお、高周波給電用導体3の一端には誘導加熱コイル4を取り付けるための複数の取付孔3fが設けられ、高周波給電用導体3の他端には高周波電源5を取り付けるための複数の取付孔3gが設けられる。
3a is a main body portion of the high-frequency
又、高周波給電用導体3の外周には絶縁板2の外壁と係合する第1のフランジ部6がロー付けされ、フランジ部6の絶縁板2側には楕円状のOリング溝6aが形成され、Oリング溝6aには第1のOリング7が嵌合され、またフランジ部6には多くの取付孔6bが設けられ、取付孔6bに挿通したボルトを絶縁板2に螺着することにより高周波給電用導体3を絶縁板2に気密に取り付ける。なお、絶縁板2を設けずに、高周波給電用導体3を真空容器1の外壁に直接気密に取り付けても良い。
A
実施最良形態1においては、冷却水は例えば真空容器1の外部において一方の高周波給電用導体3の流入孔3dから流入し、通水溝3b内を蛇行した後、真空容器1内の流出孔3eから流出し、その後実際には誘導加熱コイル4内を通流した後、真空容器1内の他方の高周波給電用導体3の流入孔3dから流入し、他方の高周波給電用導体3の通水溝3b内を蛇行して通流し、真空容器1外の流出孔3eから流出する。
In the first embodiment, the cooling water flows, for example, from the
実施最良形態1においては、本体部3aが断面長方形状に形成されたので、断面積に対する表面積の割合が大きくなり、高周波電流の十分な通流面積を取っても断面積は大きくならず、小形軽量で真空容器1への取付等の作業が容易となって、取り扱いが容易となる。又、通水溝3bも断面長方形形状で蛇行して形成したので、冷却水の通路面積を大きく、長く取ることができ、冷却効果を向上することができる。なお、本体部3aと蓋部材3c、及び高周波給電用導体3と第1のフランジ部6とをロー付けしたが、その他の接合手段を用いてもよい。
In the first embodiment, since the
実施最良形態2
図3(a)〜(c)は実施最良形態2による高周波給電用導体の正面図、側面図及び図3(a)のA−A線縦断側面図、図4は実施最良形態2による真空誘導加熱装置の要部断面図である。図において、8は一端が真空容器1の孔1a及び絶縁板2の孔2aに挿入された一対の高周波給電用導体であり、その一端には負荷である誘導加熱コイル4が接続され、他端には高周波電源5が接続される。又、高周波給電用導体8の外周には絶縁板2の外壁と係合する第1のフランジ部6がロー付けされ、フランジ部6の絶縁板2側には楕円状の第1のOリング溝6aが形成され、Oリング溝6aには第1のOリング7が嵌合され、またフランジ部6には多くの取付孔6bが設けられ、取付孔6bに挿通したボルトを絶縁板2に螺着することにより高周波給電用導体8を絶縁板2に気密に取り付ける。
3A to 3C are a front view, a side view, and a vertical side view of the AA line in FIG. 3A of the high frequency power supply conductor according to the second embodiment, and FIG. 4 is a vacuum induction according to the second embodiment. It is principal part sectional drawing of a heating apparatus. In the figure, 8 is a pair of high-frequency power supply conductors, one end of which is inserted into the
又、各高周波給電用導体8は第1のフランジ部6の外面において真空側部分8aと大気側部分8bとに分割され、それぞれの分割端部からキリ穴加工により冷却水通路9が形成され、また冷却水通路9と連通する冷却水の流入口9a及び流出口9bが設けられる。また、高周波給電用導体8の大気側部分8bの分割端部の外周に第2のフランジ部10がロー付けされるとともに、大気側部分8bの分割端部の冷却水通路9の端部にOリング溝9cを設け、Oリング溝9cには第2のOリング11を嵌合する。又、第2のフランジ部10には、多数の取付孔10aを設ける。そして、第1のフランジ部6に第2のフランジ部10をボルトにより取り付ける。もちろん、第1のフランジ部6を絶縁板2に取り付ける際に、一緒に第2のフランジ部10を取り付けてもよい。このフランジ部6,10の取付の際に、真空側部分8aの冷却水通路9の端部と大気側部分8bの冷却水通路9の端部とを第2のOリング11を介して水漏れしないように接続する。
Further, each high frequency
なお、高周波給電用導体8の一端には誘導加熱コイル4を取り付けるための取付孔8cが設けられ、高周波給電用導体8の他端には高周波電源5を取り付けるための取付孔8dが設けられる。又、絶縁板2を設けずに、高周波給電用導体8を真空容器1の外壁に直接気密に取り付けても良い。
An
実施最良形態2においても、冷却水は真空容器1の外部において一方の高周波給電用導体8の流入孔9aから流入し、冷却水通路9内を通流した後、真空容器1内の流出孔9bから流出し、その後実際には誘導加熱コイル4内を通流した後、真空容器1内の他方の高周波給電用導体8の流入孔9aから流入し、他方の高周波給電用導体8の冷却水通路9内を通流した後、真空容器1外の流出孔9bから流出する。
Also in the second embodiment, the cooling water flows from the
実施最良形態2においては、高周波給電用導体8を真空側部分8aと大気側部分8bとに分割したため、長さが従来の半分となり、冷却水通路9の加工が容易となる。又、高周波給電用導体8は重さ及び大きさも半分となり、その真空容器1側への取付においては、真空側部分8aを取り付けた後、大気側部分8bを取り付けるという手順により、取付作業が容易となり、取り扱いが容易となる。又、フランジ部6,10のロー付けは必要であるが、実施最良形態1のように本体部3aと蓋部材3cとのロー付けは必要でなくなり、製作が容易となり、またロー付け部分が減少するため、熱による材料の伸縮、変形、ソリが減少し、寸法精度が向上するとともに、水漏れも生じ難くなる。なお、フランジ部6,10のロー付けは、その他の接合手段を用いてもよく、いずれの接合手段を用いても、接合個所を減少させることができる。
In the second embodiment, since the high-frequency
1…真空容器
1a,2a…孔
2…絶縁板
3,8…高周波給電用導体
3a…本体部
3b…通水溝
3c…蓋部材
4…誘導加熱コイル
5…高周波電源
6,10…フランジ部
7,11…Oリング
9…冷却水通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
One end is inserted into the hole of the vacuum vessel, an induction heating coil is connected to the one end, a high frequency power source is connected to the other end, and a first flange portion that engages with the outer wall of the vacuum vessel is joined to the outer periphery. And the first flange portion is divided into a vacuum side portion and an atmosphere side portion on the outer surface of the first flange portion in the high frequency power supply conductor attached to the vacuum vessel via the first sealing member, A cooling water passage is formed from each divided end portion by drilling, and a second flange portion is joined to the outer periphery of the divided end portion of the atmosphere side portion, and the cooling water passage formed in each divided portion is the first. A high-frequency power supply conductor, wherein a second flange portion is attached to the first flange portion so as to be connected via two sealing members.
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JP2007073450A JP2007073450A (en) | 2007-03-22 |
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- 2005-09-09 JP JP2005261480A patent/JP4710498B2/en active Active
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