JP6623555B2 - Induction heating device - Google Patents
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Description
本発明は、誘導加熱装置に関する。 The present invention relates to an induction heating device.
例えば特許文献1に開示されるように、鋼管を誘導加熱する誘導加熱装置(インダクションヒータ、IH)が知られている。このような誘導加熱装置は、鋼管を誘導加熱するコイルを備える。そして、誘導加熱装置は、コイル内を鋼管が通過する際にコイルに交流電流を流すことで、鋼管に誘導電流を生じさせる。これにより、鋼管が加熱される。 For example, as disclosed in Patent Document 1, an induction heating device (induction heater, IH) for induction heating a steel pipe is known. Such an induction heating device includes a coil for induction heating a steel pipe. Then, the induction heating device generates an induction current in the steel pipe by flowing an alternating current to the coil when the steel pipe passes through the coil. Thereby, the steel pipe is heated.
ところで、上記誘導加熱装置には、コイルと鋼管との隙間(エアギャップ)が大きくなると鋼管の加熱効率が低下するという問題があった。このため、従来の技術では、鋼管の外径が変動した場合、操業を一旦停止し、誘導加熱装置内のコイルを鋼管の外径に応じたコイルに交換していた。しかし、この方法では、操業を一旦停止する必要があるので、鋼管の生産量が低下するという問題があった。さらに、コイルの交換作業が頻繁に発生するので、コイルの交換作業に要する人件費が高くなるという問題があった。さらに、交換用のコイルを複数種類用意する必要があった。したがって、操業コスト(例えば、コイルの交換作業に要する人件費、交換用のコイルの準備、管理等に要するコスト)が大きくなるという問題もあった。 By the way, the induction heating apparatus has a problem that the heating efficiency of the steel pipe is reduced when the gap (air gap) between the coil and the steel pipe is increased. For this reason, in the related art, when the outer diameter of the steel pipe changes, the operation is temporarily stopped, and the coil in the induction heating device is replaced with a coil corresponding to the outer diameter of the steel pipe. However, in this method, it is necessary to temporarily stop the operation, so that there is a problem that the production amount of the steel pipe is reduced. Further, there is a problem that the labor required for the coil replacement operation increases because the coil replacement operation frequently occurs. Further, it was necessary to prepare a plurality of types of replacement coils. Therefore, there is also a problem that operation costs (for example, labor costs required for coil replacement work, costs required for preparation and management of replacement coils, etc.) are increased.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、管状体(例えば鋼管)の生産量の低下及び操業コストの上昇を抑えつつ、管状体の加熱効率を向上させることが可能な、新規かつ改良された誘導加熱装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress the decrease in the production amount and the increase in operating costs of a tubular body (for example, a steel pipe) while heating the tubular body. An object of the present invention is to provide a new and improved induction heating device capable of improving efficiency.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、誘導加熱可能な管状体を誘導加熱する複数のリング状コイルを備え、リング状コイルの各々は、リング状コイルの中心点を通り、かつ管状体の中心軸に垂直な軸を回転軸として回転可能であり、リング状コイルは、回転軸に沿った方向に移動可能であり、複数のリング状コイルは、回転軸に沿った第1の方向に移動可能な第1のリング状コイルと、第1の方向とは逆の第2の方向に移動可能な第2のリング状コイルとを含み、第1のリング状コイルと、第2のリング状コイルとは、管状体の中心軸に沿って交互に配置され、回転軸に沿った方向の第1のリング状コイルと管状体との間に生じる第1のエアギャップと、回転軸に沿った方向の第2のリング状コイルと管状体との間に生じる第2のエアギャップとが、第1のリング状コイルと第2のリング状コイルとが管状体の中心軸方向視において交差する位置と管状体との間に生じる第3のエアギャップと同程度になるように、第1のリング状コイルおよび第2のリング状コイルを管状体に近接させる駆動装置をさらに備えることを特徴とする、誘導加熱装置が提供される。
According to an embodiment of the present invention, there is provided a plurality of ring-shaped coils for induction-heating a tubular body capable of induction heating, wherein each of the ring-shaped coils passes through a center point of the ring-shaped coil. And, it is rotatable about an axis perpendicular to the central axis of the tubular body as a rotation axis, the ring-shaped coil is movable in a direction along the rotation axis, and the plurality of ring-shaped coils are arranged along a rotation axis. A first ring-shaped coil movable in a first direction, and a second ring-shaped coil movable in a second direction opposite to the first direction, the first ring-shaped coil; The two ring-shaped coils are arranged alternately along the central axis of the tubular body, and a first air gap generated between the first ring-shaped coil and the tubular body in a direction along the rotation axis; Formed between the second ring-shaped coil in the axial direction and the tubular body The second air gap is substantially the same as a third air gap generated between a position where the first ring-shaped coil and the second ring-shaped coil intersect in the central axis direction of the tubular body and the tubular body. An induction heating device is further provided, further comprising a driving device for bringing the first ring-shaped coil and the second ring-shaped coil close to the tubular body .
また、第1のリング状コイルの個数は、第2のリング状コイルの個数に一致していてもよい。 Further, the number of the first ring-shaped coils may correspond to the number of the second ring-shaped coils.
また、管状体は鋼管であってもよい。 Further, the tubular body may be a steel pipe.
上記の観点によれば、リング状コイルを回転させることで、リング状コイルと管状体とのエアギャップを小さくすることができる。したがって、管状体の加熱効率が向上する。また、上記の観点によれば、管状体の外径に応じてリング状コイルの回転角度を調整することができるので、リング状コイルが対応可能な管状体の外径範囲が大幅に拡大する。したがって、リング状コイルの交換作業の回数を大幅に低減することできるので、誘導加熱装置を用いた操業の停止回数を大幅に低減することができる。さらに、リング状コイルの交換作業に要する人件費も大幅に低減される。さらに、交換用のリング状コイルの個数も大幅に低減される。したがって、管状体の生産量の低下及び操業コストの上昇を抑えることができる。 According to the above aspect, by rotating the ring-shaped coil, the air gap between the ring-shaped coil and the tubular body can be reduced. Therefore, the heating efficiency of the tubular body is improved. Further, according to the above aspect, since the rotation angle of the ring-shaped coil can be adjusted according to the outer diameter of the tubular body, the outer diameter range of the tubular body that can be accommodated by the ring-shaped coil is greatly expanded. Therefore, the number of times of replacing the ring-shaped coil can be greatly reduced, and the number of times of stopping the operation using the induction heating device can be significantly reduced. Further, the labor cost required for replacing the ring-shaped coil is greatly reduced. Further, the number of replacement ring-shaped coils is greatly reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the production amount of the tubular body and an increase in the operating cost.
以上説明したように本発明によれば、管状体の生産量の低下及び操業コストの上昇を抑えつつ、管状体の加熱効率を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the heating efficiency of the tubular body while suppressing a decrease in the production amount of the tubular body and an increase in the operating cost.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<1.誘導加熱装置の構成>
まず、図1〜図5に基づいて、本実施形態に係る誘導加熱装置の構成について説明する。図1に示すように、誘導加熱装置10は、複数のリング状コイル21と、各リング状コイル21に接続されたコイル端子22と、電源装置と、駆動装置とを備える。電源装置及び駆動装置については図示を省略する。
<1. Configuration of induction heating device>
First, the configuration of the induction heating device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
複数のリング状コイル21は、鋼管Pを誘導加熱するものである。リング状コイル21は、例えば、コイル線を1〜3巻程度巻回することで作製されるコイルである。なお、コイル線の巻き数はさらに多くてもよい。ただし、巻き数が多すぎると、リング状コイル21を回転させた際に上下のエアギャップL4(図4参照)のばらつきが大きくなる可能性がある。例えば、リング状コイル21の幅方向の両端では、鋼管Pの上側に生じるエアギャップL4が鋼管Pの下側に生じるエアギャップL4よりも非常に大きく(または小さく)なる可能性がある。上下のエアギャップL4のばらつきが大きいと、加熱ムラが発生する可能性がある。このような観点からは、コイル線の巻き数は、10巻未満であることが好ましく、3巻以下であることがより好ましい。なお、コイル線は、従来の誘導加熱装置のコイルに使用されるものと同様のものを使用すればよい。
The plurality of ring-
そして、各リング状コイル21は、互いに中心点Qが同一直線上に並ぶように配置される。さらに、開口面は互いに平行になっている。鋼管Pは、鋼管Pの中心軸L1に沿った搬送方向P1に搬送される。そして、鋼管Pは、リング状コイル21内を通過する。ここで、鋼管Pの中心軸L1は、リング状コイルPの中心点Qを通る。そして、電源装置は、リング状コイル21内を鋼管Pが通過する際にリング状コイル21に交流電流を流す。これにより、鋼管P内に誘導電流が発生し、鋼管Pが加熱される。なお、鋼管Pのサイズ、例えば外径等は特に制限されない。ただし、鋼管Pの外径が100mm以上になると、エアギャップ増大による加熱効率の低下が大きくなる。したがって、鋼管Pの外径が100mm以上となる場合、本実施形態の効果がより大きくなる。ここで、「加熱効率」は、入力電力に対する加熱量を意味する。
The ring-
さらに、リング状コイル21は、図1〜図3に示すように、リング状コイル21の中心点Qを通り、かつ鋼管Pの中心軸L1に垂直な軸L2を回転軸として矢印L31、L32方向に回転可能となっている。なお、リング状コイル21の回転は後述する駆動装置によって行われる。図2では、各リング状コイル21の開口面は、鋼管Pの中心軸L1に垂直となっている。この状態からリング状コイル21がL31方向に回転すると、図3に示すように、リング状コイル21の開口面は鋼管Pの中心軸L1に対して傾斜する。これにより、エアギャップが低減される。以下、その理由を図4及び図5に基づいて説明する。
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 3, the ring-
図4及び図5は、リング状コイル21と当該リング状コイル21内を通過する鋼管Pとの位置関係を示す正面図である。ここで、本実施形態における「正面図」は、リング状コイル21及び鋼管Pを鋼管Pの中心軸L1に垂直な平面に投影することで得られる図面を意味する。図4では、リング状コイル21の開口面は鋼管Pの中心軸L1に垂直になっている。また、リング状コイル21と鋼管Pとの間にはエアギャップL4〜L6が形成されている。エアギャップL4は、鋼管Pの中心軸L1及びリング状コイル21の回転軸L2の双方に垂直な方向に生じるエアギャップである。エアギャップL5、L6は、回転軸L2方向に生じるエアギャップである。
4 and 5 are front views showing the positional relationship between the ring-shaped
図5では、リング状コイル21の開口面は鋼管Pの中心軸L1に対して傾斜している。すなわち、リング状コイル21は、図4に示す状態から矢印L31方向に回転した状態となっている。図5に示すエアギャップL4は、図4に示すエアギャップL4よりも小さくなっている。このように、本実施形態に係る誘導加熱装置10は、リング状コイル21を矢印L31方向に回転させることで、エアギャップL4を小さくすることができる。したがって、誘導加熱装置10は、鋼管Pの加熱効率を向上することができる。
In FIG. 5, the opening surface of the ring-shaped
なお、本実施形態では、リング状コイル21の開口面、及び鋼管Pの中心軸L1に垂直な断面はいずれも円形であるが、これらの形状は円形に限定されない。例えば、これらの形状は矩形であってもよい。また、これらの形状は互いに異なっていてもよい。ただし、加熱効率及び加熱量の均一性の観点からは、これらの形状は同じであることが好ましい。
In the present embodiment, the opening surface of the ring-shaped
コイル端子22は、リング状コイル21から回転軸L2に沿った方向に伸びており、電源装置及び駆動装置に連結される。なお、図1では、各リング状コイル21のコイル端子22は、回転軸L2に沿った第1の方向Aに向けて伸びている。もちろん、コイル端子22は、リング状コイル21から回転軸L2に沿った第2の方向Bに伸びていてもよい。また、コイル端子22の伸びる方向はリング状コイル21毎に異なっていてもよい。例えば、図6に示すように、コイル端子22が第1の方向Aに伸びるリング状コイル21と、コイル端子22が第2の方向Bに伸びるリング状コイル21とが交互に配置されていてもよい。この例では、リング状コイル21の回転軸L2と、当該リング状コイル21に隣接するリング状コイル21の回転軸L2とのなす角度は180°となる。もちろん、リング状コイル21の配置はこの例に限られない。例えば以下のようにリング状コイル21を配置してもよい。すなわち、図1に示す回転軸L2を有するリング状コイル21を配置する。ついで、この回転軸L2を基準軸とし、基準軸とのなす角度がθ1、θ2、・・・、θnとなる回転軸L2を有する複数のリング状コイル21を配置する。ここで、nは1以上の整数であるが、2以上であることが好ましい。θ1、θ2、・・・、θnは、0<θ1<θ2<・・・<θnの関係を満たす。θnは180°である。ただし、θnは180°未満であっても良い。nが2以上となる場合、鋼管Pの周方向上に4つ以上の最近接点(リング状コイル21を傾斜させた際にリング状コイル21とのエアギャップが最小となる点)を形成することができる。例えば、基準軸とのなす角度が30°、60°、90°、120°、150°、180°となる回転軸L2を有する複数のリング状コイル21を配置してもよい。この場合、n=6となり、最近接点は12個となる。したがって、鋼管Pの加熱効率をより向上させることができ、かつ、鋼管Pをより均等に加熱することができる。なお、鋼管Pを均等に加熱するという観点からは、上記nの値は操業上可能な範囲でなるべく多いほど好ましく、回転軸L2は鋼管Pの周方向に沿って等間隔で配置されていることが好ましい。
The
電源装置は、各リング状コイル21のコイル端子22に電気的に接続されており、コイル端子22を介して各リング状コイル21に交流電流を供給する。ここで、リング状コイル21毎に電源装置が用意されていても良いが、各リング状コイル21のコイル端子22同士をフレキシブルな導線で順次連結することで電気回路を形成し、この電気回路に電源装置を連結してもよい。すなわち、電源装置から各リング状コイル21に交流電流を供給するための具体的な方法は特に制限されない。
The power supply device is electrically connected to a
駆動装置は、各リング状コイル21のコイル端子22を矢印L31、L32方向に回転させることで、各リング状コイル21を当該方向に回転させる。ここで、駆動装置は、リング状コイル21毎に用意されていても良いが、各リング状コイル21のコイル端子22をギア等の駆動力伝達機構で連結し、この駆動力伝達機構に駆動装置を連結してもよい。すなわち、駆動装置から各リング状コイル21に駆動力を供給するための具体的な方法は特に制限されない。
The drive device rotates each ring-shaped
<2.誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法>
つぎに、誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法について説明する。まず、鋼管Pの外径に応じて各リング状コイル21の回転角度を決定する。そして、駆動装置を駆動させて各リング状コイル21を当該決定された回転角度だけ回転させる。ここで、回転角度は、上述したエアギャップL4がなるべく低減されるように決定されることが好ましいが、他の様々な操業条件も考慮した上で決定されればよい。また、回転角度の決定及び駆動装置の駆動は人為的に(すなわち、誘導加熱装置10のオペレータによって)行われても良く、自動的に行われてもよい。すなわち、CPU、ROM、RAM等からなる制御装置を誘導加熱装置10に内蔵させておき、この制御装置が回転角度の決定及び駆動装置の駆動を行ってもよい。ここで、ROMには、回転角度の決定及び駆動装置の駆動に必要なデータ(例えばプログラム、鋼管Pの外径と各リング状コイル21の回転角度との対応関係を示すテーブル等)が格納される。CPUは、ROMに格納されたプログラムを読みだして実行する。RAMは、CPUによる作業領域として使用される。
<2. Induction heating method using induction heating device>
Next, an induction heating method using an induction heating device will be described. First, the rotation angle of each ring-shaped
その後、鋼管Pがリング状コイル21内に搬送される。なお、鋼管Pの搬送は図示しない搬送装置によって行われる。そして、電源装置から各リング状コイル21内に交流電流を供給する。これにより、鋼管Pが誘導加熱される。ここで、電源装置の駆動は人為的に行われてもよく、自動的に行われてもよい。
Thereafter, the steel pipe P is transported into the ring-shaped
以上により、本実施形態によれば、リング状コイル21を回転させることでエアギャップL4を小さくすることができる。したがって、鋼管Pの加熱効率が向上する。また、本実施形態によれば、鋼管Pの外径に応じてリング状コイル21の回転角度を調整することができるので、リング状コイル21が対応可能な鋼管Pの外径範囲が大幅に拡大する。後述する実施例によれば、内径490mmを有するリング状コイル21は、外径が150〜450mmの鋼管Pを高い加熱効率で誘導加熱することができる。したがって、リング状コイル21の交換作業の回数を大幅に低減することできるので、誘導加熱装置10を用いた操業の停止回数を大幅に低減することができる。さらに、リング状コイル21の交換作業に要する人件費も大幅に低減される。さらに、交換用のリング状コイル21の個数も大幅に低減される。したがって、鋼管Pの生産量の低下及び操業コストの上昇を抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the air gap L4 can be reduced by rotating the ring-shaped
<3.第1の変形例>
次に、第1の変形例について説明する。上述した実施形態では、図5に示すように、エアギャップL4を小さくすることはできるが、回転軸L2方向のエアギャップL5、L6を小さくすることができない。そこで、第1の変形例では、図7に示すように、リング状コイル21は、回転軸L2に沿った第1の方向Aに移動する。ここで、第1の方向Aは、図1に示すように、鋼管Pの搬送方向P1に対して右方向である。リング状コイル21の移動は上述した駆動装置によって行われれば良いが、リング状コイル21の移動用の駆動装置を別途用意してもよい。これにより、エアギャップL5が小さくなる。すなわち、エアギャップL5、L6のうち、鋼管Pに対して第1の方向Aとは逆方向に存在するエアギャップが小さくなる。また、鋼管Pはリング状コイル21の内径面に近づくので、エアギャップL4もさらに小さくなる。
<3. First Modification>
Next, a first modified example will be described. In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, the air gap L4 can be reduced, but the air gaps L5 and L6 in the direction of the rotation axis L2 cannot be reduced. Therefore, in the first modified example, as shown in FIG. 7, the ring-shaped
ここで、リング状コイル21の第1の方向Aへの移動量は特に制限されないが、エアギャップL5がエアギャップL4と同程度となる移動量となることが好ましい。この場合、加熱量の偏りが小さくなる。リング状コイル21の第1の方向Aへの移動量は、操業上可能な範囲でなるべく大きい(すなわち、操業上可能な範囲でリング状コイル21を鋼管Pになるべく近接させる)ことが好ましい。この場合、鋼管Pの加熱効率をより向上させることができ、かつ、鋼管Pをより均等に加熱することができる。また、リング状コイル21は第1の方向Aとは逆方向(図1に示す第2の方向B)に移動してもよい。この場合、エアギャップL6が小さくなる。移動量の好ましい範囲は上記と同様である。第1の変形例によれば、エアギャップL4に加え、さらにエアギャップL5、L6のいずれかが小さくなるので、鋼管Pの加熱効率がさらに向上する。
Here, the amount of movement of the ring-shaped
<4.第2の変形例>
上述した第1の変形例では、回転軸L2方向のエアギャップL5、L6のうち、いずれか一方しか小さくすることができない。そこで、第2の変形例では、図8に示すように、複数のリング状コイル21を第1のリング状コイル21a、第2のリング状コイル21bに区分する。第1のリング状コイル21aは第1の方向Aに移動し、第2のリング状コイル21bは第2の方向Bに移動する。第1及び第2のリング状コイル21a、21bの移動は第1の変形例と同様の方法により行われれば良い。第1及び第2のリング状コイル21a、21bの移動量は特に制限されないが、エアギャップL5、L6がエアギャップL4と同程度となる移動量となることが好ましい。この場合、加熱量の偏りが小さくなる。第1のリング状コイル21aの第1の方向Aへの移動量、及び第2のリング状コイル21bの第2の方向Bへの移動量は、操業上可能な範囲でなるべく大きい(すなわち、操業上可能な範囲で第1及び第2のリング状コイル21a、21bを鋼管Pになるべく近接させる)ことが好ましい。この場合、鋼管Pの加熱効率をより向上させることができ、かつ、鋼管Pをより均等に加熱することができる。第2の変形例によれば、エアギャップL5、L6の双方が小さくなる。より詳細には、第1のリング状コイル21aと鋼管PとのエアギャップL5が小さくなり、第2のリング状コイル21bと鋼管PとのエアギャップL6が小さくなる。第2の変形例によれば、エアギャップL4〜L6が全て小さくなるので、鋼管Pの加熱効率が更に向上する。
<4. Second modification>
In the first modified example described above, only one of the air gaps L5 and L6 in the direction of the rotation axis L2 can be reduced. Thus, in the second modification, as shown in FIG. 8, the plurality of ring-shaped
ここで、第1のリング状コイル21aの個数は、第2のリング状コイル21bの個数に一致することが好ましい。この場合、鋼管Pへの加熱量の偏りをより小さくすることができる。
Here, it is preferable that the number of the first ring-shaped
<5.第3の変形例>
次に、図9に基づいて、第3の変形例について説明する。図9に示すように、第3の変形例は第2の変形例とほぼ同様である。ただし、第1のリング状コイル21aに接続されたコイル端子22は第1の方向Aに伸びており、第2のリング状コイル21bに接続されたコイル端子22は第2の方向Bに伸びている。第3の変形例でも第2の変形例と同様の効果が得られる。
<5. Third Modification>
Next, a third modification will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the third modification is almost the same as the second modification. However, the
なお、上述した実施形態及び各変形例において、鋼管Pを回転させながら誘導加熱してもよい。なお、この場合の鋼管Pの回転軸は中心軸L1となる。この場合、加熱量の偏りがより小さくなる。 In addition, in the above-mentioned embodiment and each modification, induction heating may be performed while rotating the steel pipe P. In this case, the rotation axis of the steel pipe P is the central axis L1. In this case, the bias of the heating amount becomes smaller.
次に、本実施形態の実施例について説明する。本実施例では、上述した実施形態による効果を検証するために、以下の実験を行った。すなわち、外径が150mm〜450mmの範囲内で互いに異なる複数種類の鋼管Pを用意した。また、リング状コイル21として、内径が490mmとなるリング状コイル21を複数用意した。なお、各リング状コイル21の巻き数(コイル線の巻き数)は、いずれも1であった。
Next, an example of the present embodiment will be described. In this example, the following experiment was performed in order to verify the effects of the above-described embodiment. That is, a plurality of types of steel pipes P having different outer diameters in the range of 150 mm to 450 mm were prepared. Further, a plurality of ring-shaped
そして、これらのリング状コイル21を用いて鋼管Pを誘導加熱した。ここで、鋼管Pの外径に応じてリング状コイル21の回転角度を調整することで、エアギャップL4を20mm程度に維持した(図5に示されるように、エアギャップL4は2つ存在するが、その各々を20mmに維持した)。また、各鋼管Pを誘導加熱する際の電力量は一定とした。この結果、どの鋼管Pもほぼ同様の温度まで加熱することができた。すなわち、鋼管Pの外径に関わらず、ほぼ同様の加熱効率にて鋼管Pを加熱することができた。また、全てのリング状コイル21を第1の方向Aに移動させたところ、加熱効率がさらに向上した。また、半数のリング状コイル21を第1の方向Aに、残り半数のリング状コイル21を第2の方向Bに移動させたところ、加熱効率がさらに向上した。
And the steel pipe P was induction-heated using these ring-shaped
また、比較例として、以下の実験を行った。すなわち、リング状コイル21の開口面を鋼管Pの中心軸L1に対して垂直に維持した他は、実施例と同様の処理を行った。すなわち、比較例では、リング状コイル21の回転は行わなかった。この結果、外径が400〜450mmの外径の鋼管Pに対しては、ほぼ同程度の加熱効率にて誘導加熱を行うことができた。しかし、400mm未満の外径を有する鋼管Pを誘導加熱したところ、加熱効率が大幅に低下した。すなわち、上記と同様の電力量でこれらの鋼管Pを誘導加熱したところ、鋼管Pの温度の上昇速度が著しく低下した。したがって、比較例では、鋼管Pの外径が400mm未満となる場合、リング状コイル21をより内径の小さなものに交換する必要があることになる。上記の結果、本実施形態によって鋼管Pの加熱効率が高くなることが確認できた。
The following experiment was performed as a comparative example. That is, the same processing as that of the example was performed except that the opening surface of the ring-shaped
具体的には、比較例の操業によって外径450mmの鋼管Pを誘導加熱する際の加熱効率を「1」としたところ、実施例の操業では、外径150mmの鋼管Pを誘導加熱した際の加熱効率が「0.75〜0.9」程度となった。すなわち、加熱効率の低下量が0.25以下に抑えられた。一方、比較例の操業では、外径150mmの鋼管Pを誘導加熱した際の加熱効率が「0.5〜0.7」程度となった。すなわち、加熱効率の低下量が0.3以上と非常に大きな値となった。 Specifically, when the heating efficiency when the steel pipe P having an outer diameter of 450 mm is induction-heated by the operation of the comparative example is set to “1”, in the operation of the example, the heating efficiency when the steel pipe P having an outer diameter of 150 mm is induction-heated is set. The heating efficiency was about “0.75 to 0.9”. That is, the decrease in the heating efficiency was suppressed to 0.25 or less. On the other hand, in the operation of the comparative example, the heating efficiency when the steel pipe P having an outer diameter of 150 mm was induction-heated was about “0.5 to 0.7”. That is, the amount of decrease in the heating efficiency was a very large value of 0.3 or more.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、誘導加熱装置10は、鋼管P以外の管状体を誘導加熱してもよい。すなわち、本実施形態は、誘導加熱可能な管状体であればどのようなものであっても誘導加熱可能である。
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is apparent that those skilled in the art to which the present invention pertains can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the appended claims. It is understood that these also belong to the technical scope of the present invention. For example, the
10 誘導加熱装置
21、21a、21b リング状コイル
22 コイル端子
P 鋼管
Claims (3)
前記リング状コイルの各々は、前記リング状コイルの中心点を通り、かつ前記管状体の中心軸に垂直な軸を回転軸として回転可能であり、
前記リング状コイルは、前記回転軸に沿った方向に移動可能であり、
前記複数のリング状コイルは、前記回転軸に沿った第1の方向に移動可能な第1のリング状コイルと、前記第1の方向とは逆の第2の方向に移動可能な第2のリング状コイルとを含み、
前記第1のリング状コイルと、前記第2のリング状コイルとは、前記管状体の中心軸に沿って交互に配置され、
前記回転軸に沿った方向の前記第1のリング状コイルと前記管状体との間に生じる第1のエアギャップと、前記回転軸に沿った方向の前記第2のリング状コイルと前記管状体との間に生じる第2のエアギャップとが、前記第1のリング状コイルと前記第2のリング状コイルとが前記管状体の中心軸方向視において交差する位置と前記管状体との間に生じる第3のエアギャップと同程度になるように、前記第1のリング状コイルおよび前記第2のリング状コイルを前記管状体に近接させる駆動装置をさらに備えることを特徴とする、誘導加熱装置。 With a plurality of ring-shaped coils for induction heating a tubular body capable of induction heating,
Each of the ring-shaped coils is rotatable about an axis passing through a center point of the ring-shaped coil and perpendicular to a central axis of the tubular body as a rotation axis,
The ring-shaped coil is movable in a direction along the rotation axis,
The plurality of ring-shaped coils are a first ring-shaped coil movable in a first direction along the rotation axis, and a second ring-shaped coil movable in a second direction opposite to the first direction. Including a ring-shaped coil,
The first ring-shaped coil and the second ring-shaped coil are alternately arranged along a central axis of the tubular body,
A first air gap formed between the first ring-shaped coil and the tubular body in a direction along the rotation axis; and a second air-gap and the tubular body in a direction along the rotation axis. Between the position where the first ring-shaped coil and the second ring-shaped coil intersect in the central axis direction of the tubular body and the tubular body. An induction heating device, further comprising a driving device for bringing the first ring-shaped coil and the second ring-shaped coil close to the tubular body so as to be approximately the same as the generated third air gap. .
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