JPH067194U - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加熱材を通らず無効となる磁束を少なくし
て、最も加熱する必要がある被加熱材の端部を貫通する
磁束の密度を上げて加熱効率を向上させ、電源容量を小
型化することができる。 【構成】 Ｃ形鉄心１の開口部２を挟んで上下の鉄心脚
部３Ａ、３Ｂに、夫々加熱コイル４、４を巻回したＣ形
インダクターの、被加熱材５の端部が通過する前記開口
部２に対向して、Ｃ形鉄心１の内側に非磁性材料で形成
された磁気シールド板７を設けて、上下の加熱コイル
４、４から発生した磁束６を開口部２側に押し戻して、
磁束６を被加熱材５の端部に集中させて、この部分を局
部的に効率よく加熱することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は連続的に搬送されてくる帯状の被加熱材を誘導加熱するＣ形インダク ターに関し、特に被加熱材端部の加熱機構を改良したものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、鉄鋼圧延ラインなどでは被加熱材を予め所定の温度に加熱してから連 続的に搬送しながら順次圧延ミルで圧延して薄板に成形する過程で、被加熱材の 端部側の温度が次第に降下していく問題がある。このように端部側が温度降下し て全体に温度が不均一のまま圧延すると品質が一定せず、端部側の硬度が高くな って被加熱材が割れたり、圧延ミルのローラが摩耗するなどの問題が発生するた め、鉄鋼圧延ラインの圧延ミルの上流側に被加熱材の端部を加熱する誘導加熱装 置が設置されている。

【０００３】 この従来の誘導加熱装置としてはＥ形インダクターとＣ形インダクターとがあ る。このＥ形インダクターは、Ｅ形鉄心に加熱コイルを巻回しその表面に耐熱板 を被覆したインダクターを被加熱材の両端部の上下に対向して配置し、上部イン ダクターと下部インダクターとの間で磁束を発生させ、この磁束を被加熱材に鎖 交させることにより渦電流を誘起させ、この電流と被加熱材自身の抵抗によりジ ュール熱を発生させて加熱するようになっている。

【０００４】 またＣ形インダクターは図13に示すように、Ｃ形鉄心１の開口部２を挟んで上 下の鉄心脚部３Ａ、３Ｂに夫々加熱コイル４を巻回し、前記開口部２に被加熱材 ５の端部を通過させて、ここを上下に貫通する磁束６で誘導加熱するようになっ ている。

【０００５】 このＣ形インダクターは、上下に分離して配置するＥ形インダクターに比べて 磁束の通路に大きなエアーギャップがなく、Ｃ形鉄心１の内部に磁束６が通過す るループが形成されるため加熱効率が優れ、上下の脚部３Ａ、３Ｂの間隔を大き くとっても効率の低下が少ないので1000℃以上に加熱される被加熱材５からの輻 射熱による加熱コイル４への影響を少なくできる利点がある。

【０００６】 しかしながらこのように構成されたＣ形インダクターは、被加熱材５が高温に 加熱されてキューリー点を越えると非磁性体に変わるため、脚部３Ａ、３Ｂの間 の開口部２を通過する磁束６がその中間で大きく外側に膨らむ傾向がある。この ため、最も加熱する必要のある被加熱材５の端部を貫通する磁束５の密度が少な くなるので加熱温度が高くならず、外側に膨らんで被加熱材５の端部を通らず無 効となる磁束６が多くなって加熱効率が低下する問題があり、その分、電源容量 を大容量化しなければならなかった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記欠点を除去し、被加熱材を通らず無効となる漏れ磁束を少なくし て、最も加熱する必要のある被加熱材の端部を貫通する磁束の密度を上げて加熱 効率を向上させ、電源容量を小型化することができる誘導加熱装置を提供するも のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、Ｃ形鉄心の開口部を挟んで上下の鉄心脚部に、夫々加熱コイルを巻 回したＣ形インダクターの、被加熱材の端部が通過する前記開口部に対向して、 Ｃ形鉄心の内側に非磁性材料で形成された磁気シールド材を設けたことを特徴と するものである。

【０００９】

【作用】

本考案の誘導加熱装置は、Ｃ形インダクターを被加熱材の両側に配置して、被 加熱材の端部を開口部に通過させる。この状態で加熱コイルに通電すると磁束が 発生し、この磁束は開口部を上下に貫通してＣ形鉄心の内部を通るループが形成 される。この時、被加熱材の端部に対向してＣ形鉄心の内側に非磁性材料で形成 された磁気シールド材が設けられているので、ここで漏洩した磁束を鎖交させて 内部に渦電流を生じさせる。

【００１０】 この結果、磁気シールド材で発生した渦電流を打ち消す方向に逆方向の電流が 流れるためこれによる逆方向の磁束が発生して全体として、上下の加熱コイルか ら発生した磁束を開口部側に押し戻す作用が働いて、磁束が被加熱材の端部に集 中して貫通し、この部分を局部的に効率よく加熱することができる。

【００１１】

【実施例】

以下本考案の一実施例を図１および図２を参照して詳細に説明する。けい素鋼 板を積層してＣ形鉄心１が形成され、このＣ形鉄心１の開口部２を挟んで上下の 脚部３Ａ、３Ｂに夫々加熱コイル４、４が巻回されてＣ形インダクターが形成さ れている。このＣ形鉄心１の前記開口部２に対向して、Ｃ形鉄心１の内側に磁気 シールド板７が被加熱材５と直交して垂直に設けられている。この磁気シールド 板７は銅板やアルミニウム板などの非磁性材料で固有抵抗の少ない材料で形成さ れている。

【００１２】 従って上記構成の誘導加熱装置は、Ｃ形インダクターを被加熱材５の両側に配 置して被加熱材５の端部を開口部２に通過させる。この状態で図示しない交流電 源より上下の加熱コイル４、４に通電するとここで磁束６が発生し、この磁束６ は開口部２を上下に貫通してＣ形鉄心１の内部を通るループが形成される。

【００１３】 この時、開口部２を通る被加熱材５の端部に対向してＣ形鉄心１の内側に非磁 性材料で形成された磁気シールド板７が設けられているので、ここに漏洩した磁 束６を鎖交させて内部に渦電流を生じさせる。この結果、発生した渦電流を打ち 消す方向に逆方向の電流が流れるため、これによる逆方向の磁束が発生して全体 として、上下の加熱コイル４、４から発生した磁束６を脚部３Ａ、３Ｂの間に押 し戻す作用が働く。このため磁束６が膨らまずに集中して、最も加熱を必要とす る被加熱材５の端部を貫通する磁束の密度が高くなり、この部分を局部的に効率 よく加熱することができる。なおこの場合、磁気シールド板７は内部に渦電流が 流れるが、固有抵抗が少ないのでジュール熱による発熱を低く抑えることができ る。

【００１４】 図３ないし図５は夫々異なる本考案の他の実施例を示すもので、図３は磁気シ ールド板７を平面円弧状に湾曲させて、その内側中央部分を、被加熱材５が通過 する開口部２に対向して配置したものである。また図４は磁気シールド板７の中 央部を折曲げて平面く字形に形成し、この内側の陥没部分を被加熱材５が通過す る開口部２に対向して配置したものである。更に、図５は磁気シールド板７を平 面〔形に折曲げて形成し、この平面部分を被加熱材５が通過する開口部２に対向 して配置したものである。

【００１５】 図６および図７は更に異なる本考案の他の実施例を示すもので、非磁性材料で リング状に形成された磁気シールドリング８を、開口部２に対向してＣ形鉄心１ の内側に被加熱材５と平行に設けたものである。この構造では、磁気シールドリ ング８がリング状に形成されているので、内部に発生する渦電流が通るループが 形成され易く、更に脚部３Ａ、３Ｂの間の開口部２に磁束６を集中させることが できる。

【００１６】 また図８は磁気シールドリング８の表面にリング状の水冷銅管９を取付けて、 渦電流による発熱を冷却するようにしたもので、高温雰囲気で使用する場合に好 適である。なお上記実施例では磁気シールドリング８に水冷銅管９を取付けた場 合について示したが、板状の磁気シールド板７に水冷銅管９を取付けた構造でも 良い。

【００１７】 図９ないし図12は更に異なる本考案の他の実施例を示すもので、図９及び図10 は磁気シールド板７を正面円弧状に湾曲させて、その外側中央部分を、被加熱材 ５が通過する開口部２に対向して配置したものである。また図11及び図12は磁気 シールド板７の中央部を折曲げて正面逆く字形に形成し、この外側の突出部分を 被加熱材５が通過する開口部２に対向して配置したものである。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明した如く本考案によれば、Ｃ形鉄心の内側に開口部に対向して磁気シ ールド材を設けることにより、磁束を被加熱材の端部に集中させ、ここを貫通す る磁束の密度を上げて無効となる磁束を少なくすることにより加熱効率を向上さ せ、電源容量を小型化した誘導加熱装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による誘導加熱装置を示す正
面図である。

【図２】図１の誘導加熱装置を示す平面図である。

【図３】本考案の他の実施例による平面湾曲した磁気シ
ールド板を取付けた誘導加熱装置を示す平面図である。

【図４】本考案の他の実施例による平面く字形に折曲し
た磁気シールド板を取付けた誘導加熱装置を示す平面図
である。

【図５】本考案の他の実施例による平面〔形に形成した
磁気シールド板を取付けた誘導加熱装置を示す平面図で
ある。

【図６】本考案の他の実施例による誘導加熱装置を示す
正面図である。

【図７】図６の誘導加熱装置を示す平面図である。

【図８】リング状の水冷銅管を取付けた磁気シールドリ
ングの断面図である。

【図９】本考案の異なる他の実施例による正面湾曲した
磁気シールド板を取付けた誘導加熱装置を示す正面図で
ある。

【図10】図９の誘導加熱装置を示す平面図である。

【図11】本考案の異なる他の実施例による正面逆く字形
に折曲湾曲した磁気シールド板を取付けた誘導加熱装置
を示す正面図である。

【図12】図11の誘導加熱装置を示す平面図である。

【図13】従来の誘導加熱装置を示す正面図である。

【符合の説明】

１ Ｃ形鉄心 ２ 開口部 ３Ａ 脚部 ３Ｂ 脚部 ４ 加熱コイル ５ 被加熱材 ６ 磁束 ７ 磁気シールド板 ８ 磁気シールドリング ９ 水冷銅管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃ形鉄心の開口部を挟んで上下の鉄心脚部
   に、夫々加熱コイルを巻回したＣ形インダクターの、被
   加熱材の端部が通過する前記開口部に対向して、Ｃ形鉄
   心の内側に非磁性材料で形成された磁気シールド材を設
   けたことを特徴とする誘導加熱装置。