JPH01122591A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、誘導加熱装置、例えば、１対が相互間に間
隔を介して設けられていると共に横方向にも複数対設け
られている鉄心とコイルとを備えてそれから発生する磁
束を上記間隔部分である空隙中の一部に集中させて、鋼
材例えば鋼板を加熱する誘導加熱装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図に示すものは、例えば、本出願人の出願に係る実
開昭５５−２０９０号公報によって開示された従来の誘
導加熱装置の断面図である。

図において、符号（１）は空隙（２）を介して対向して
設けられている１対の鉄心、（３）は鉄心（１）に巻回
されているコイル、（４）は空隙（２）に挿入されて加
熱される被加熱物、（５）はコイル（６）により発生し
ている主磁束で、（６）　、　（７）は加熱に関与しな
いその他の漏洩磁束である。

第４図は上記誘導加熱装置を例えば鋼板の熱延ラインに
配置している従来例であり、（８）は被加熱物（４）を
支承して搬送する磁性体で構成されている搬送ローラ、
（９）は誘導加熱インダクタであって、横方向に複数対
、この例では２対設けられている。

第３図に示すように、誘導加熱装置は、コイル（６）に
より発生した主磁束（５）が被加熱物（４）を貫通する
だめに、この被加熱物（４）の内部に渦電流が発生し、
これが被加熱物（４）を加熱する。

しかしながら、第４図に示すように、誘導加熱インダク
タ（９）は、磁性体で構成されている搬送ローラ（８）
に近接して配置されているために、漏洩磁束（ハの一部
は、誘導加熱インダクタ（９）を構成する鉄心（１）と
搬送ローラ（８）との平均磁路長を（Ｇ）とし、磁束の
入る搬送ローラ（８）の面積を（Ｓ’ｌとすると、搬送
ローラ（８）が磁性体の場合には、 平均磁路長（Ｇ）と面積（Ｓ）とで決まる磁気抵抗に反
比例した磁束（Φ７）として、搬送ローラ（８）に入り
、搬送ローラ（８）内には、磁束（Φ７）に応じた電圧
が誘起され、渦電流が発生する。

更に、第５図に示すように、搬送ローラ（８）内に誘起
された渦電流と、搬送ローラ（８）と被加熱物（４）と
が接触していることにより、上記渦電流の一部が被加熱
物（４）に回り込み、搬送ローラ（８）から被加熱物（
４）を通って再び搬送ローラ（８）に帰るという循環電
流（工京ンとが発生することになる。

このため、搬送ローラ（８）は自分自身で発熱してしま
い、更に、被加熱物（４）の搬送中のおどりや被加熱物
（４）の尾端が搬送ローラ（８）を通り抜ける時等、被
加熱物（４）が搬送ローラから離れる場合に、その瞬間
、誘導電流を遮断することになり、従って、被加熱物（
４）と搬送ローラ（８）との間でアーク放電が発生し、
被加熱物（４）あるいは搬送ローラ（３）に放電痕を発
生させる原因となる。

一部、誘導加熱インダクタ（９）の漏洩磁束（７）に対
し、鉄心（１）の一部に図示しない短絡リングを固定す
る方法により、・搬送ローラ（８）への漏洩磁束（７）
を低減する方法も考えられる。

しかし、実際に運転してみると、漏洩磁束（７）が、あ
らゆる方向に発生しており、搬送ローラ（８）への漏洩
磁束（７）を完全に打ち消すことは困難であることが判
明した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の誘導加熱装置は、以上のように磁束（７）が外部
に漏れているために、この漏洩磁束（７）の磁路の一部
に磁性体で構成されている搬送ローラ（８）が配設され
ているので、この搬送ローラ（８）に誘導電流が流れる
。その結果、搬送ローラ（８）が自己発熱し、従って、
これを冷却する必要が生じる。

また、被加熱物（４）の走行によって生ずるおどりや、
被加熱物（４）の尾端が搬送ローラ（８）を通り抜ける
時に生じる渦電流遮断により、被加熱物（４）と搬送ロ
ーラ（８）との間でアーク放電が発生し、被加熱物（り
あるいは搬送ローラ（８）に放電痕を発生させ、その結
果、被加熱物（４）は製品価値が低下し、また、搬送ロ
ーラ（８）のメンテナンス頻度が増加するという問題点
があった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、誘導加熱インダクタ間に配置されている搬送ロー
ラに誘起する渦電流が打ち消されるようにされて、搬送
ローラが加熱されず、また、被加熱物と搬送ローラとの
間にアーク放電が発生しない誘導加熱装置を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る誘導加熱装置は、横方向に隣接している
誘導加熱インダクタ間に配置されている搬送ローラに誘
起する漏洩磁束により生ずる渦電流が、打ち消し合われ
るように、誘導加熱インダクタの磁束方向を定めている
ものである。

〔作　用〕

この発明における搬送ローラに誘起する渦電流は、これ
を打ち消し合うように誘導加熱インダクタ（９）の磁束
方向を定めているので、搬送ローラ内を流れる渦電流は
誘導加熱インダクタの磁束による渦電流によって打ち消
され、従って、搬送ローラの加熱防止及び被加熱物と搬
送ローラとの間のアーク放電の発生を防止する。

〔実施例〕

以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図はこの発明の一実施例による誘導加熱装置の説明
図である。

第１図において、符号（１）〜（９）は第３図及び第４
図に示した従来装置の同符号によって示すものと同−又
は相当部分であり、その説明はここでは省略する。

次に符号（１０）　、　（１月は搬送ローラ（８）内に
主磁束（５）によって生じた渦電流であり、その流れ方
向を示しである。

なお、渦電流（１０）の流れ方向は紙面手前より紙背に
向けて、また、渦電流（１１）は紙背より紙面手前へ向
けて流れていることを示している。

いま、搬送ローラ（８）の両側の誘導加熱インダクタ（
９）の主磁束（５）の向きを例えば図中矢印で示す方向
に定める。この両誘導加熱インダクタ（９）の主磁束（
５）の向きを上記のように定めるためには、各々のコイ
ル（３）に流れる電流の方向を定めることにより簡単に
得られる。なお、コイル（３）には図示されていない誘
導加熱用電源装置、例えば高周波インバータが接続され
ている。

すなわち、上記例を第２図によって説明すると、コイル
（３）に矢印の方向の電流（工。）を流すと、主磁束（
５）は矢印の方向となる。

以下、上記のように構成されている誘導加熱装置の作用
について説明する。

誘導加熱インダクタ（９）を構成する鉄心（１）と搬送
ローラ（８）との平均磁路長を（（））とし、磁束の入
る搬送ローラ（８）の面積を（Ｓ）とすると、搬送ロー
ラ（８）が磁性体で構成されている場合には、平均磁路
長（Ｇ）と面積（Ｅ＋）とで決まる磁気抵抗に反比例し
た磁束（Φ７）が搬送ローラ（８）に入り、搬送ローラ
（８）内にはこの磁束（Φ７）に応じた電圧が誘起され
、これによって、渦電流（１０）、（１１）が発生する
。

いま、誘導加熱インダクタ（９）の主磁束（５）の向き
を第１図の矢印の向きに定めると、搬送ローラ（８）の
渦電流（１す、（１１Ｊの向きは、第１図に示すように
、渦電流（１１月：あっては、紙面の背後から紙面の手
前に向って流れ、また、渦電流（１ｏ）はその逆に流れ
、漏洩磁束（７）により搬送ローラ（８）内に発生の渦
電流（１２）　、　（１５）を打ち消す方向に流れる。

従って、搬送ローラ（８）内の渦電流は相互に逆方向と
なって打ち消し合い、搬送ローラ（８）内の渦電流は大
幅に低減する。その結果、搬送ローラ（８）の自己発熱
及び搬送ローラ（８）と被加熱物（４）との間のアーク
放電も防止される。

なお、上記実施例では、主磁束（５）の方向を図示の矢
印方向としたが、逆方向でも成り立つことば言うまでも
ない。

また、誘導加熱インダクタ（９）は、上下１対にしたも
のを２対横方向に設けている例を示したが、これに限ら
ず、２対以上設けられている場合でも、誘導加熱インダ
クタ（９）の対間に配置された搬送ローラ（８）に対し
ては、すべて上記と同様の効果が有ることは言うまでも
ない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、誘導加熱インダクタ
の対間に配置されている搬送ローラに誘起する漏洩磁束
による渦電流が打ち消されるように、誘導加熱インダク
タの磁束方向を定めて通電するように構成しているので
、搬送ローラにおける渦電流は相互に打ち消されて大幅
に減少し、従って、搬送ローラの加熱は防止され、また
、被加熱物と搬送ローラとの間のアーク放電の発生も防
止でき、その結果、被加熱物の高品質化及び搬送ローラ
のメンテナンス頻度の減少化も可能である誘導加熱装置
が得られる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による誘導加熱装置の構成
説明図、第２図は第１図のコイル電流方向と主磁束方向
との関係を説明する説明図、第６図は従来の誘導加熱装
置の構成説明図、第４図は第６図に示す従来の誘導加熱
装置の配置図、第５図は第４図に示す搬送ローラに発生
する渦電流モデル図である。 （１）・・鉄心、（２）・・空隙、（６）・・コイル、
（４）・・被加熱物、（５）・・主磁束、（６）　、　
（７）・・漏洩磁束、（８）・・搬送ローラ、（９）・
・誘導加熱インダクタ、（１ａ）　、　（１１）　、　
（１２Ｊ　ｅ　（１５）・・渦電流。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １対が空隙を介して対向配置されていると共に横方向に
   複数対設けられている鉄心と、この各鉄心に巻回されて
   いるコイルとを有し上記空隙中に被加熱物を挿入して加
   熱する誘導加熱インダクタ、及び上記横方向に隣接する
   誘導加熱インダクタ間に設けられて上記被加熱物を支持
   して搬送する搬送ローラを備えており、上記搬送ローラ
   に対して、上記誘導加熱インダクタよりの漏洩磁束によ
   つて誘起するうず電流が打ち消され合うように、誘導加
   熱インダクタの磁束方向が定められていることを特徴と
   する誘導加熱装置。