JPH0280125A - 高周波誘導加熱装置 - 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］ 本発明は配管の高周波誘導加熱装置に係わり、特に配管
の曲げ加工に好適な高周波誘導加熱装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の高周波誘導加熱装置は、第５図に示すよ
うに、配管Ｐの周りを取り巻いて断面長方形の加熱コイ
ル１８があり、その前側に断面台形の冷却リング１９が
あり、加熱コイル１８に高周波電流を流して配管Ｐを加
熱し、他方、加熱コイル５内に流した冷却液を冷却リン
グ１９の孔より符号７で示すように噴射して配管Ｐを冷
却し。

その加熱部１４の巾を制御している。なお、図中。

配管Ｐはコイル１８およびリング２０に対して相対的に
左方へ徐々に移動せしめられるものとする。

この種の公知例として特開昭５８−９３５１６号公報が
挙げられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来技術は、断面長方形の加熱コイル１８
のため配管Ｐ側のコイル面が広くなることから配管の加
熱部１４が広くなり、配管の小半径曲げ加工には対応が
困難である。また、加熱コイル１８の前側の冷却リング
１９から一定角度で配管表面に冷却液７を噴射して加熱
部１４の輻を制御しているが、配管Ｐへの冷却液の衝突
圧により配管加熱部１４への冷却液の戻り込みが発生し
、その戻り込み量が配管周方向において一定ではないこ
と、また、加熱コイルに電流を供給する導体と加熱コイ
ルとの接続部を広くしであるため、配管側において磁束
密度が局部的に低下すること等に因り、加熱部１４の温
度が配管周方向において不均一となり、曲げ加工された
配管の減肉率及び楕円化率が大きいという問題があった
。

このように従来技術では配管加熱部の幅の広がり、冷却
液の加熱部への戻り込みを防止できず。

また周方向に均一な磁束密度が得られず、配管の均−温
度加工及び狭加熱幅による小半径曲げ加工への対応困難
という問題があった。

本発明の目的は、配管加熱部への冷却材の戻り込みを防
止し、周方向に均一な磁束密度を附与し。

配管加熱部の幅を狭くし、以て配管を狭い幅において均
一に加熱し、高周波誘導加熱曲げ加工の際の配管の楕円
化率、減肉率の低減、小半径の曲げ加工への対応を可能
にすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は特許請求の範囲の各
請求項記載の高周波誘導加熱装置を提供するものである
。

［作　　　用］ 配管に対しリングコイルにより高周波誘導加熱をしなが
ら冷却液を噴射し、その直後方よりパージ気体リングか
らパージ気体を斜めに配管に対し噴射する。配管に衝突
し前方へ流動した気体は、リングコイルより噴射された
冷却材が配管と衝突して配管加熱域へ戻り込もうとする
のを押し返すことにより、加熱域への冷却液戻り込みを
阻止する。リングコイルは内部を二室に分けてあり、そ
の隔壁には適宜多数の孔を開け、第１室に注入口から注
入された冷却液は均圧化されて第２室から噴射されるの
で、配管に衝突する際の冷却液は全て等圧となっている
。コイルへ高周波電流を供給する導体のコイルとの接合
部を細くくびれさせたことによりコイル端での磁束密度
低下が防止される。コーイルは配管側に突出した角部を
有する断面形状であることから、コイル表面積を大とし
てコイルの電流容量を大とし得るにもかかわらず配管に
面する幅は狭くなり、配管加熱幅を小さくすることが可
能となる。これらによって、配管加熱域の温度は配管周
方向に対し均一となり、加工さるべき配管材の変形抵抗
が均一となり配管周方向に対する加工力が一定となる。

又、狭加熱幅となったことから加工領域が狭くなり、配
管曲げ加工での配管曲げ内側の座屈発生防止及び配管曲
げ外側の減肉率低下、楕円化率の低下が可能となる。

［実　施　例］ 以下本発明の一実施例を図面より順に説明する。

第２図は本実施例装置を軸線方向で見たｉ略図を示すも
のであり、コイルリング３の内側に曲げ加工対象たる配
管Ｐを設定するものである。コイルリング３には電流供
給導体２，２′及び冷却液注入管１．パージ気体注入管
４が結合されている。

第１図は第２図Ａ−Ａで見たコイルリング３の断面を示
す。第１図において、配管Ｐはコイルリング３に対して
相対的に左方に徐々に移動せしめられるものとする。コ
イルリング３は銅製であり、中空のパージ気体リング５
と冷却リングコイル８との一体纏造である。コイルリン
グ３はそれに流れる高周波電流により配管Ｐを高周波誘
導加熱する。それと共に、パージ気体注入管４よりパー
ジ気体リング５にパージ気体が注入され、このパージ気
体はコイルリング３を冷却し、パージ気体リング５の多
数の孔５′から配管２表面に符号６で示す如く斜めに噴
射される。他方、冷却液（例えば水）が幾つかの冷却液
注入管１から冷却リングコイル８の第１室８１に注入さ
れ、そこから多数の孔９を通って冷却リングコイル８の
第２室８２に入り、こ九により、第２室８２内の冷却液
は均一な圧力になり、第２室８２の多数の孔８′から符
号７で示す如く斜めに配管２表面に噴射される。

これにより、配管Ｐの加熱部を冷却し、その加熱部の幅
を制御する。噴射された冷却液７は配管Ｐに衝突する際
にその一部の液が配管Ｐの加熱部へ（即ち第１図で右方
へ）戻り込もうとするが、この戻り込みは、噴射パージ
気体６によって配管周方向のどの位置においても阻止さ
れる。なお、冷却液は、冷却リングコイル８内を流れる
時に、冷却リングコイル８を冷却すると共に、それと一
体構造のパージ気体リング５をも熱伝導により冷却する
機能も奏する。

第４図は本実施例による配管Ｐの加熱・冷却状況を示す
。配管Ｐはコイルリング３に対して相対的に左方に徐々
に移動する。高周波電流が電流供給導体２，２′を介し
てコイルリング３を流れることによって、それに向い合
った配管Ｐの部分が加熱され（図中、符号１４は該加熱
部を示す）、それに引き続いて冷却液７で冷却される。

配管Ｐに衝突した冷却液の一部が加熱部１４の方へ戻ろ
うとするのをパージ気体６が阻止する様子が第４図に示
されている。

次に第３図に荷記装置におけるコイルリング３と電流供
給導体２，２′との接続部を示す。この接続部１０を図
示の様に細い電流通路規制部とすることにより強、制約
に電流通路を制約する。これにより、電流がコイルリン
グ３の両端間のギャップ近傍を通過するので、従来磁束
密度が低下し配管に対する温度上昇作用の良くなかった
ギャップ１２近傍位置での磁束密度低下を防止すること
ができ、この位置でも他の位置と同様の磁束密度を与え
ることができるので、配管の周方向における均一な温度
分布を得ることが可能となる。電流通路規制部１０を狭
くしたことによる機械的強度の低下を防止するため絶縁
材製の補強板１１をコイルリング３と電流供給導体２，
２′に接続して機械的強度を持たせる構成としである。

なお、ギャップ１２は適宜の絶杯板で埋めてもよい。

従来技術では、電流接続部１０に相当する部分が広げで
あるので、主にその部分を電流が通り、ギャップ１２近
傍の内側位置で磁束密度が低下する問題があったが１本
発明実施例では、上述のような狭い電流通路規制部を形
成したことにより、この問題を解消したものである。

第５図に示した従来技術では、断面長方形の加熱コイル
５の前方に冷却リング８があり加熱コイル５で配管Ｐを
加熱し、冷却液７を噴射して配管Ｐを冷却し、加熱域１
４を配管Ｐに形成する。そのため加熱域の１１は広くな
り、また冷却液７の加熱域１４への戻り込みも大となり
、温度の均一分布を得ることが困難となっている。

これに対して、本発明実施例装置では、第４図に示すよ
うに、冷却液７の後方よりパージ用気体６を冷却液７と
同角度で噴射するため、冷却液７の加熱部（加熱域）１
４への戻り込みを阻止することができる。またパージ気
体リング５と冷却リングコイル８を１体構造としたこと
により熱伝導を良くし、配管の輻射熱と自己発熱による
コイルリング３の温度上昇を防止する。またコイルリン
グ３の断面形状を、第１図、第５図に示す如く。

配管Ｐに向って突出した角部を持たせた形状にして配管
Ｐ側のコイルリング面積を少くしていることによって、
配管Ｐの加熱域１４の幅を狭くし、配管曲げ加工部の減
肉率や楕円化率の低下を図っている。

第６図に従来装置と本発明実施例装置による配管の加工
温度分布、第７図に配管曲げ加工部の楕同化率、減肉率
を示す。白丸は本発明実施例の場合を示し、黒丸は従来
装置の場合を示す。第６図に示す様に本発明実施例を使
用した場合は円周方向に対し均一な温度分布が可能であ
り、また第７図に示す様に楕円化率及び減肉率も向上さ
せることが可能である。

第８図は本発明の他の実施例を示し、冷却液７を配管に
対し概ね直角に噴射して配管加熱域を狭くし、その後方
より気体パージして加熱域への冷却液戻り込みを防ぐよ
うにしたものである。

第９図は更に他の実施例を示し、冷却リングコイル１６
に高周波電流を流して配管Ｐを加熱すると共に該冷却リ
ングコイル１６を冷却液で冷却し。

冷却リングコイル１６から該冷却液７を配管Ｐに噴射し
、他方、それとは別体の後方のパージ気体リング１７か
らパージ気体６を配管に噴射して冷却液７の配管加熱域
への戻り込みを防止するようにしたものである。

［発明の効果コ 本発明によれば、配管の加熱域を制御する噴射冷却液の
後方よりパージ気体を噴射することにより配管周方向に
対し均一な加工温度を附与することができ、配管曲げ加
工部の減肉率、楕円化率を低下させる事が可能となる。

またコイルリングへの電流通路規制部を設けることによ
り磁束密度の局部的低下を防止して周方向に均一な高周
波誘導加熱を可能とし、またコイルリング断面形状を配
管に向って傾斜した角部を持つ形状となして配管側での
コイルリング面積をｙＪｚさくした事により配管の加熱
域の幅を狭くし、配管の小径曲げ加工に対応可能となる
。そのため、楕円化率、減肉率の低い品質の高い配管曲
げ加工をすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置の断面図、第２図は同装置の
概要正面図、第３図は同装置における電流供給導体接続
部を示す図、第４図は同装置の加熱・冷却状態を示す図
、第５図は従来装置の加熱・冷却状態を示す図、第６図
は従来例と本発明実施例の加工温度分布を示す図、第７
図は同じく配管曲げ加工の楕円化率、減肉率図を示す図
、第８図、第９図は他の実施例を示す図である。 ｌ・・・冷却液注入管、　　２，２′・・・電流供給導
体、３・・・リングコイル、　　　４・・・パージ気体
注入管、５・・パージ気体リング、６・・・パージ気体
、７・・・冷却液、　　　　　８・・・冷却リングコイ
ル、９・・・孔、　　　　　　　ＩＯ・・・電流通路規
制部、１１・・・絶縁板製補強板、　１４・・・加熱域
、Ｐ・・・配管。 ３・−コイルリング ６・・・ハ０−）気２ぺ ９−一ン令却りン＞１ｍ 絶縁禰弧板 第６図 配管周方向１０置 配管周方向１０置 （１０置ｇＤＲ曲（丁）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高周波電流の流れるリングコイルで配管を取り巻き
   、該冷却リングコイルに対して相対的に配管を軸方向に
   移動させて該配管の順次の部分を加熱する高周波誘導加
   熱装置において、上記リングコイルを中空とし、その内
   部に冷却液を流し且つ該冷却液を配管の加熱域下流側（
   配管移動方向で見て）へ該リングコイルから噴射するよ
   うに構成すると共に、上記冷却液の配管との衝突による
   配管加熱域への戻り込みを阻止するように該冷却液と配
   管との衝突位置の上流側へパージ気体を斜めに噴射する
   パージ気体リングを設けたことを特徴とする高周波誘導
   加熱装置。 ２　前記リングコイルの断面形状は配管に面する側が配
   管に対して突出した角部をなすことを特徴とする請求項
   １記載の高周波誘導加熱装置。 ３　前記リングコイルに高周波電流を供給する導体の該
   リングコイルとの接合部が細くくびれていることを特徴
   とする請求項１又は２記載の高周波誘導加熱装置。 ４　前記リングコイルは、流却液注入管から流却液が注
   入されるリング状の第１室と、該第１室に多数の孔によ
   って連通するリング状の第２室とを有し、該第２室から
   配管へ前記冷却液噴射を行うように構成したことを特徴
   とする請求項１、２又は３記載の高周波誘導加熱装置。 ５　前記リングコイルとパージ気体リングとが相接して
   一体的に構成されている請求項１、２、３又は４記載の
   高周波誘導加熱装置。