JPS5837369B2 - 金属管の内面を加熱する方法 - Google Patents

金属管の内面を加熱する方法

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JPS5837369B2
JPS5837369B2 JP10135682A JP10135682A JPS5837369B2 JP S5837369 B2 JPS5837369 B2 JP S5837369B2 JP 10135682 A JP10135682 A JP 10135682A JP 10135682 A JP10135682 A JP 10135682A JP S5837369 B2 JPS5837369 B2 JP S5837369B2
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tube
inductor
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heated
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JP10135682A
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JPS581018A (ja
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辰美 岡本
雅則 寺崎
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DAIICHI KOSHUHA HONSHA KK
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DAIICHI KOSHUHA HONSHA KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes

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  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属管の内面を加熱する方法に関するものであ
る。
鋼管等の金属管の内面に焼入れ等の熱処理を施したり、
金属管の内面に樹脂ライニングを施したり、或は金属管
に曲げ加工を施したりする場合、該管を連続的且つ直進
的に推進し乍ら高周波誘導子により加熱することが行わ
れているが、その加熱に際し、従来は主として管をその
外側から加熱しているため、管の内面を所定温度に加熱
するためには、管の外側を前記温度以上に加熱しなけれ
ばならないので、管に悪影響を及ぼすばかりでなく、電
力消費量が多くて不経済でもあった。
そのため、管の内側に高周波誘導子を配してその内面を
直接加熱する方法が提案され実施されたが、この方法に
あっては、第1図々示のように、整合変圧器の2次側リ
ード線を管長(鋼管は定尺5.5m)又はそれ以上に伸
ばさなければならないため、電圧降下が犬で加熱効率は
極めて悪く、今日では殆んど実施されていない。
即ち、前記の方法は、例えば整合変圧器Tの1次側と2
次側の巻線部C1,C2の巻数比を10:1とし、2次
側リード線2の長さを5.5mにしてその先端に環状の
高周波誘導子3を取附け、該誘導子3を管P内に挿入し
てから、1次側のリード線1にsoovの高周波電圧を
印加して1200Aの電流を流し、2次側のリード線2
に1200OAの電流を流して誘導子3による誘導加熱
により管Pの内面を加熱するのであるが、2次側の電圧
は巻線部C2の80■に対し、誘導子側はリード線2の
抵抗により30Vに低下するため、加熱効率が極めて悪
くならざるを得なかったのである。
然し乍ら、管の内面に熱処理を施したり、樹脂ライニン
グを施したり、或は金属管に曲げ加工を施したりする場
合、管の内面を内側から効率よく加熱することができれ
ば、従来主として採られている管の外側から加熱する方
法に比べて過加熱により管に悪影響を及ぼすおそれがな
く、電力消費量も節減できて経済的でもある。
本発明は上記のような観点から、鋼管等の金属管の内面
をその内側から効率よく加熱する方法を提供することを
目的としてなされたもので、その構成は、内面を加熱す
べき金属管内に遊挿できる大きさで、1次側巻線部の巻
数を2次側のそれより大きくすると共に、1次側巻線部
のリード部材を、前記金属管の長さと同等ないしはそれ
以上の長さを有する導電性の内管と外管とから或りそれ
ら両管を電気的に絶縁した二重管構造で且つ内面を加熱
すべき金属管内に遊挿できる大きさに形成し、必要に応
じては、該リード部材を通して整合変圧器及び/又は誘
導子を冷却する冷却水を供給できるようにした整合変圧
器の2次側巻線部に誘導子を設け、該整合変圧器を前記
金属管内に挿入し、該金属管の外側で前記1次側リード
部材に電圧を印加して、前記誘導子による誘導加熱によ
り該管の内面を加熱することを特徴とするものである。
即ち、本発明方法の原理は、第2図々示のように、整合
変圧器Tの1次側の巻線部C1と2次側の巻線部C2の
巻数比を10=1とし、1次側のリード部材であるリー
ド線1の長さを、内面を加熱すべき金属管Pの長さと同
等又はそれ以上にする一方、2次側のリード部材である
リード線2に誘導子3を設けて、該整合変圧器Tを金属
管Pの中に挿入し、1次側のリード線1に金属管Pの外
側に於てsoovの電圧を印加して1200Aの電流を
流せば、リード線1の長さにより電力損失を生じるとは
いうものの1次側の巻線部C1の電圧は730Vにとど
まり、2次側の巻線部C2の電圧は73Vでリード線2
には12000Aの電流が流れる結果、誘導子3による
誘導加熱により効率よく金属管Pの内面を加熱すること
ができるというものである。
而して、本発明方法では上記リード線1として第4図に
示すリード部材を用いる。
例えば大容量の整合変圧器を用いた場合には、それから
少なくとも5. 5 m (鋼管の定尺)以上離れた位
置から電流及び冷却水を供給しなければならないため、
このような場合に第4図々示のリード部材を用いると好
適である。
即ち、第4図に於で、11.12はそれぞれ径の異なる
例えば鋼、アルミ等の導電性材から成る管体、13は外
管11と内管12とに水密に取附けられ、両管を電気的
に絶縁する絶縁材、14.15はそれぞれ外管11,内
管12の端部に設けた端子、16は絶縁材13に設けた
冷却水回収口、17は内管12の先端部中央に設けた冷
却水送出口で、端子14.15に整合変位器T(図示せ
ず)を接続し、外管11と内管12の外端部を電源装置
(図示せず)に接続して、電源装置から電流が外管11
を流れ、端子14から整合変圧器Tを通って端子15に
達し、内管12を流れて電源装置に帰り、一方、冷却水
供給装置(図示せず)から内管12内へ冷却水を送り込
み、該冷却水をその送出口17から送り出して、整合変
圧器T及び誘導子3を冷却せしめた後、回収口16に戻
し、両管間を通して適宜の装置に回収するようになって
いる。
整合変圧器Tの1次側リード部材を上記のように二重管
構造にすれば、電流を流すことにより外管11及び内管
12に発生するオーミツクロスも冷却水により冷却され
て効果的であり、また、外管11を電気的にアースすれ
ば、高電圧の露出部分の大半をなくすことができるので
、人体への感電の危険性をも減らすことができる。
また、本発明方法の実施に当っては、例えば、第3図々
示のように、磁気鉄芯4に1次側巻線C1を施し、その
上に2次側巻線C2を施すと共に該2次側巻線部に誘導
子3を設けて、整合変圧器Tと誘電子3とを一体に構成
し、前記整合変圧器Tを金属管Pの中に配置して金属管
Pの外側に於で1次側の前記リード線部材に電圧を印加
するようにするのであるが、管Pの内面に焼入れ等の熱
処理を施したり、管Pの内面に樹脂ライニングを施した
り、或は管Pに曲げ加工を施したりする場合は、通常、
管Pを連続的且つ直進的に推進し乍ら、該管Pの内面を
局部的に連続して加熱するものとする。
尚、上記に於ける1次側リード部材に印加すべき電源の
周波数は特に限定されるものではなく、高、中、低いず
れの周波数でもよく、また誘導子3の数は通常1個であ
るが、必要に応じては複数個設けてもよいし、更に誘導
子3は整合変圧器Tに不可分一体に設けてもよいが、機
械的及び/又は電気的に分離、交換可能に連結して取附
ける方が望ましい。
更に、整合変圧器Tの形状は加熱すべき管Pの内径によ
り制約され、実際には細くて長い形状とならざるを得な
い。
第3図に示すような開放された磁路を有する構造であれ
ば、比較的容易に所要の形状及び性能を満足させること
ができるが、励磁電流を小さくして更に高効率を得たい
場合には、例えば外鉄型等の閉磁路を有する構造にして
もよい。
この場合、巻線1回当りの印加電圧を低く抑えるための
適切な設計を行えば、細長い形状で大出力の整合変圧器
を得ることができる。
実際に研究、実験を行なった結果、出力1 0 0 0
1aで内径300mmの管内に、また出力300臥で内
径150山の管内にそれぞれ挿入可能で、極めて高能率
な加熱を行なうことのできる整合変圧器を作ることがで
きた。
整合変圧器Tの形状を細長くする目的を達或する別の手
段として次のような方法も考えられる。
即ち、1台当りの出力容量を小さくし小型になるように
構成した整合変圧器の複数台を、機械的には縦列に例え
ば列車のように連結し、また電気的には各変圧器の1次
側及び2次側巻線をそれぞれ並列又は直列に接続して、
結果的には合計で所要の出力容量を満足する細長い整合
変圧器1台分の性能を得る方法である。
また、前述したように、整合変圧器Tの形状は管Pの内
径により物理的に制約されるため、インピーダンスマッ
チングのためのタップを設けることが不可能か又は著し
く困難な場合が多く、また、仮にそれが可能な場合でも
、タップの接ぎかえを行うためには該部分を一旦管Pか
ら抜き出して行わなければならないため、作業上能率が
悪くなるという幣害がある。
このような場合には、1次側と2次側の巻数が略等しく
且つインピーダンスマッチングに必要なタップを備えた
変圧器を管の外に固定的に設け、その2次側端子に整合
変圧器Tの1次側リード部材を接続することにより目的
を達成することができる。
本発明に於で、使用する前記の誘導子3と整合変圧器T
が一体に構成されているときは、その合計重量は整合変
圧器Tの出力が1 0 0 0Kiの場合には約100
kgにも達するから、これを1次側のリード部材等で浮
かして支持することは得策でないし、容易でもないので
、これら一連の装置を、管Pの内壁を案内として自在車
等で走行できるようにしてもよい。
また、管Pの内壁と誘電子3の間隙は常に一定に保たれ
ることが望ましいので、これを調節するため、外部から
制御可能な、整合変圧器Tと管壁ガイドとの位置関係を
変化させるための機構を整合変圧器Tに一体に取附ける
こともできる。
更に、管Pが非常に長い場合や管Pを曲げ加工するよう
な場合には、内面の加熱状況を外部から監視することが
困難になる。
このような場合には、電気的、光学的その他の手段を整
合変圧器Tの1次側リード部材に添わせる等の方法で、
予め所要位置の監複に適するように配置することにより
監視可能とすることができ、必要に応じては、監視情報
により内部の加熱状態を外部から制御するようにするこ
とも可能である。
本発明は前述したように、管の内面を加熱する方法であ
るが、実施に際しては管の外側にも誘導子を配して、管
を内外面から加熱するようにしてもよい。
この場合、内、外の誘導子の、管の長手軸方向に関する
相互の位置関係を調節するか、又は両誘導子の幅をそれ
ぞれ適切に選択する等の方法により、管壁の加熱されて
いる部分の分布状態を調節して管の熱処理、曲げ加工等
の良好な結果を期待することができる。
本発明は上述の通りであって、内面を加熱すべき金属管
内に遊挿できる大きさで、1次側巻線部の巻数を2次側
のそれより大きくすると共に、1次側巻線部のリード部
材を、前記金属管の長さと同等ないしはそれ以上の長さ
を有する導電性の内管と外管とから成りそれら両管を電
気的に絶縁した二重管構造で且つ内面を加熱すべき金属
管内に遊挿できる大きさに形成し、必要に応じては、該
リード部材を通して整合変圧器及び/又は誘導子を冷却
する冷却水を供給できるようにした整合変圧器の2次側
巻線部に誘導子を設け、該整合変圧器を前記金属管内に
挿入し、該金属管の外側で前記1次側リード部材に電圧
を印加して、前記誘導子による誘導加熱により該管の内
面を加熱するようにしたから、電力損失による電圧の降
下が少ないので、効率よく金属管の内面を加熱すること
ができ、従って、金属管の内面に熱処理を施したり、そ
の内面に樹脂ライニングを施したり、或は金属管に曲げ
加工を施したりするために該管の内面を加熱する場合に
採用すれば、過加熱により金属管に悪影響を及ぼしたり
、電力消費量が多くて不経済であった。
管の外側から加熱する従来方法の難点は勿論、従来の管
の内側から加熱する方法の難点をも払拭することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は金属管の内面をその内側から加熱する従来方法
の原理を示す図、第2図は本発明方法の原理を示す図、
第3図は本発明方法の実施の一例を示す図、第4図はリ
ード部材の断面図である。 C1・・・・・・1次側巻線部、C2・・・・・・2次
側巻線部、1・・・・・・1次側リード線、2・・・・
・・2次側リード線、T・・・・・・整合変圧器、3・
・・・・・誘導子、4・・・・・・磁気鉄芯、P・・・
・・・金属管、11・・・・・・外管、12・・・・・
・内管、13・・・・・・絶縁材、14,15・・・・
・・端子、16・・・・・・冷却水回収口、17・・・
・・・冷却水送出口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内面を加熱すべき金属管内に遊挿できる大きさで、
    1次側巻線部の巻数を2次側のそれより大きくすると共
    に、1次側巻線部のリード部材を、前記金属管の長さと
    同等ないしはそれ以上の長さを有する導電性の内管と外
    管とから或りそれら両管を電気的に絶縁した二重管構造
    で且つ内面を加熱すべき金属管内に遊挿できる大きさに
    形成し、必要に応じては、該リード部材を通して整合変
    圧器及び/又は誘導子を冷却する冷却水を供給できるよ
    うにした整合変圧器の2次側巻線部に誘導子を設け、該
    整合変圧器を前記金属管内に挿入し、該金属管の外側で
    前記1次側リード部材に電圧を印加して、前記誘電子に
    よる誘導加熱により該管の内面を力口熱することを特徴
    とする金属管の内面を力日熱する方法。
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US5230939A (en) * 1990-09-04 1993-07-27 James River Corporation Of Virginia Forming of pressed trays
DE10112295B4 (de) * 2001-03-08 2004-07-29 Berstorff Gmbh Herstellung eines Zylindergehäuses eines Doppelschneckenextruders

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