JPH01274379A - 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、主として、鍛造用（熱間成形）の金属加熱
を行なう誘導加熱装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は、例えば特關昭６２−２４３２８１号公報で示
された従来の誘導加熱装置を示す構成図である。

（１）は、上下に一対の駆動ローラを配設したピンチロ
ーラ機構で被加熱物（２）を（３Ａ）〜（３Ｄ）の複数
の加熱コイルブロックから構成される加熱コイル内へ圧
送される。（４）は、加熱コイルブロック（３Ａ）−（
３Ｄ）各々に電力を供給する電源を示す。（５Ａ）〜（
５Ｄ）は、加熱コイルブロック（３Ａ）〜（３Ｄ）の各
々に対応したｔＩＩｔ源開閉器（以下コンタクタと呼称
する）である。

次に動作について説明する。ピンチローラ機構（１）は
、図示していないが通常電動機によって駆動されるが、
被加熱物（２）の処理量に応じて送り速度が自由に変速
出来るようになっている。そして通常の運転ニオイテは
、コンタクタ（５ａ）　（５ｂ）　（５ｃ）（ｓｄ）は
、全て閉じて加熱コイル（３Ａ）　（３Ｂ）　（３Ｃ）
　（３Ｄ）の全てに電力が投入されている。

次に、被加熱物（２）の処理量を通常より少なくする場
合は、第３図に示す通り加熱コイル（３Ａ）〜（３Ｄ）
各々に必要な電力ＰＡ、　ＰＢ、　ＰＣ，ＰＤに相当す
るように、コンタクタ（５Ａ）〜（５Ｄ）の開閉時間を
加熱コイルごとζこ変化させてその平均電力が各加熱コ
イルに必要な電力配分となるように制御をする。これは
、被加熱物が同じ材質であっても、処理量が異なると、
加熱コイル各々への電力配分を変えなければならないた
め、単一電源で複数の加熱コイルへの電力配分を変化さ
せる手段として考えられたものである。

以下、電力配分を変えなければならない理由被加熱物を
所定の温度まで加熱昇温するためには、投入電力に応じ
た加熱時間が必要となる。被加熱物を連続的に処理する
ためには、加熱コイル内に被加熱物を連続的に供給して
加熱昇温させることになる。又必要な加熱時間を確保す
るには、被加熱物の処理量に応じた加熱コイルの長さが
必要となってくる。この場合、被加熱物への投入される
電力は、被加熱物の昇温のための電力以外に昇温された
被加熱物の熱放散エネルギーも補償する必要がある。こ
の熱放散エネルギーは、温度によって大きくなるため温
度が低い加熱コイル（３Ａ）（３Ｂ）内にある被加熱物
の熱放散より、加熱コイル（３ＣＸ３Ｄ）内１こある被
加熱物の熱放散の方が圧倒的に大きい。この熱放散エネ
ルギーを補償した電力配分が必要となるが、熱放散エネ
ルギーは、被加熱物の温度に依存するもので、被加熱物
の処理量には関係しない。従って、処理量を、通常より
少なくしようとした場合、電源が一つであるため、通常
と同じ比率で電力を下げると、入口側の被加熱物の温度
が低い加熱コイルでは、被加熱への投入エネルギーが大
きくなり、出口側の被加熱物の温度が高い加熱コイルで
は、熱放散エネルギーにとられて、被加熱の昇温のため
の投入エネルギーが小さくなり結果として、被加熱物の
温度が低（なる。

即ち、加熱コイル（３Ａ）〜（３Ｄ）内の被加熱物の温
度分布曲線が処理量の変化によって変化することになる
。

第４図が通常の温度分布曲線を示すもので、第５図が、
同一加熱コイルで同一電源による通常より低い処理量で
加熱処理した場合の被加熱物の温度分布曲線を示す。

例えば、第５図において、出口の被加熱物の温度を所定
の温度にしようと電源からの電力供給量を上げると、加
熱コイル中央部が異常に高くなり、被加熱物の所定温度
が１２５０°Ｃとすれば、中央部は溶融温度まで達し、
溶損事故に至る危険がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の誘導加熱装置は、被加熱物が同一の材質で、しか
も処理量も限定された範囲で設計された加熱コイルであ
るため、各加熱コイルブロックへの電力配分は固定され
たものとなっている。従って電源からの電力を調整して
も、電力配分が比例的にしか変化しないため各加熱ブロ
ックにコンタクタを設け、開閉時間の制御で電力配分を
調整しているが、コンタクタの開閉時間の設定が繁雑で
複雑な制御が必要となるばかりか、大電流通電のため、
通電状態でコンタクタの開閉が出来ないため、コンタク
タの開閉の都度、電源を遮断して開閉作業する必要があ
った。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、複数の加熱コイルブロックから構成される
加熱コイルの各加熱コイルブロックにそれぞれ電源を配
設することにより、加熱コイルブロックへの電力供給を
、自由に変えて、被加熱物の処理量の変化に対しても、
最適な電力配分を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る誘導加熱装置は、一体ベース上に設置し
た複数の加熱コイルブロック各々あるいは、複数個づつ
組合せた加熱コイルブロック群各々に、別々に独立した
電源を配設し、それぞれの電源に対応した加熱コイルブ
ロック又は、加熱コイルブロック群に供給する電力を、
被加熱物の材質、処理量に応じた電力比率になるように
各電源の電圧を調整することにより、自由にかつ最適な
電力配分を提供しようとするものである。

〔作用〕 加熱コイルブロック群を適当な複数の電源単位に分割し
、各々に対応したＮ、源の電圧を調整して電力の配分を
変えるものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は被加熱物（２）を圧送するピンチ
ローラ機構、（３Ａ　（３Ｂ）は加熱コイルで、２ブロ
ツクから構成されたものを示す。（６月よ、加熱コイル
（３Ａ）　（３Ｂ）内の被加熱物を支承するスキンドレ
ールで、加熱コイルブロック（３Ａ）　（３Ｂ）を貫通
して敷設されている。（７）は加熱コイルブロック（３
Ａ）（３Ｂ）を設置する一体ベースである。（４Ａ）　
（４Ｂ）は電源で、加熱コイル（３Ａ）には電源（４Ａ
）　、加熱コイル（３Ｂ）には電源（４Ｂ）か接続され
、各々の電源から各々の加熱コイルブロックへ電力が供
給されるようにしたものである。

次に動作について説明する。第１図において、被加熱物
（２）はピンチローラ機構（１）によって加熱コイルブ
ロック（３Ａ）　（３Ｂ）内に圧送される。加熱コイル
ブロック（３Ａ）　（３Ｂ）は各々に対応した電源（４
Ａ）（４Ｂ）が配設され、加熱コイルブロック（３Ａ）
には電源（４人）から、加熱コイルコイルブロック（３
Ｂ）には［源（４Ｂ）からそれぞれ別々に電力が供給さ
れる構造となっている。電源が別々に独立しているため
、通常の処理量に対し、少ない処理をする場合において
も、それぞれの加熱コイルブロック内の被加熱物の熱放
散エネルギーを補償した投入電力に相当する電圧に設定
できる。このため適正な電力配分を供給することができ
る。従って、調整範囲は、電源のもつ容量範囲内で可能
であり、電源の容量を大きくすれば、調整範囲はさらに
広がる。

しかし、各加熱コイルブロックは、１伽が異なるので、
各電源の発信周波数の微少な違いにより相互干渉の恐れ
があるため、従来の加熱ブロックのように密着させて設
置できない。本発明では、相互干渉をなくするため、加
熱コイルブロック間をＸだけあけて、一体ベース（７）
上に加熱コイルを設置することにより問題点を解消する
ことができた。

実験によると間隔Ｘは、通常２５〜１００．程度広げる
のが好ましい。もちろ九、間隔をあけることによって生
じる開口部からの被加熱物の熱放散に対しては、防熱カ
バーを設ければ最小限に抑制できる。但し、関口部の被
加熱物の温度が８００°Ｃ程度以下であれば、熱放散エ
ネルギーは、比較的少ないため、特に防熱カバーを設け
なくても大きなロスとはならない。

本発明の実施例は、加熱コイルブロック２個に対応して
２台の［ｌｌｌ１ｉｊを配設した例で説明したが、加熱
ブロック数及び電源数は、経済的に許される限り多い程
、広範囲に対応できる。

誘導加熱方式では、被加熱物に電流を誘起させ、そのう
ず電流積により発熱するが、電流浸透深さが浅いため、
被加熱物の表面だけ加熱昇温される。

従って、被加熱物の中心部は、表面からの熱伝導によっ
て均熱化される。例えば、被加熱物が炭素合金鋼等の磁
性材料の場合、常温から７７０°Ｃ付近までの磁性体領
域では、電流浸透深さが浅いが、７７０°Ｃを超えると
非磁性体となり、電流浸透深さが深くなる。−殻内には
、均熱を促進させるため、低温域での昇温を急速に立ち
上げて、表面と中心間の熱勾配を大きくして、均熱速度
を早めたり、加熱コイルの長さを長くして、均熱するま
での時間を多くとったりしている。これに対し、磁性体
領域の加熱コイルに対応した電源の周波数は、被加熱物
の均熱に十分な輩透深さを得るだけのｇ％ｚ周波数とし
７７０°Ｃの温度以上の非磁性体領域の加熱コイルに対
応した電源の周波数は、比較的高い周波数にするなど異
なった周波数の電源を組合せて電力供給することにすれ
ば、不必要に熱勾配を多くしたり加熱コイルを長くしな
くても均熱化が早い理想的な誘導加熱装置を提供するこ
とができる。

又、上記実施例では、スキッドレール（６）を電源が異
なる加熱コイルブロック内金てに貫通させて敷設してい
るが、加熱コイルブロック個々にスキッドレールを敷設
してもその効果は変わらない。

さらに、上記実施例では電源を複数台設けたものについ
て説明したが、加熱コイルブロックそれぞれに対応した
出力数を有し、それぞれの電力を調整できる電源であれ
ば、−台の電源でも同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば一体ペース上に複数の
加熱コイルブロックを設置し、各加熱コイルブロック毎
または、各加熱コイルブロック群毎に独立した電源を配
設し、各々独立して調整することにより、被加熱物の広
範囲な処理量に対しても容易に実現出来るようになった
。

【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分布を示
す分布図である。 図において、　　（３Ａ）　（３Ｂ）は加熱コイルブロ
ック、（４）は電源、（７）は一体ベースである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数ブロックで構成される加熱コイルを備えたも
   のにおいて、電源が異なる２個以上の加熱コイルブロッ
   クを一体ベース上に設置し、上記各電源のコイルブロッ
   ク間を所定の間隔だけあけたことを特徴とする誘導加熱
   装置。