JPS585517B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導加熱装置に関するものである。

一般に誘導加熱装置における誘導加熱コイルは高密度電
流が流れるため高温に加熱される。

このため、従来においては誘導加熱コイルの内部に冷却
水を通流して誘導加熱コイルの冷却を行っていた。

この水冷方式においては電流密度は５０〜１００Ａ／ｍ
ｍ２と大きく、又温度上昇△ｔは△ｔ＝αＷ／Ｑ（Ｗ：
導体熱損失、Ｑ：冷却水量、α：換算定数）となる。

しかるにこの水冷方式の構成は第１図Ａに示すように被
加熱材１の周囲に間隔をあけて巻回されるとともに電源
２に接続された誘導加熱コイル３に管路４を介して分配
給水器５を接続し、又分配給水器５に管路４を介して純
水循環装置（熱交換器も含む）６を接続した構成とされ
ており、良質の水を用いることにより絶縁性を良好にす
るとともに誘導加熱コイル３内の細い通水路における水
あかによる詰りを防止するために純水循環装置６を必要
とし、又純水循環装置６からの水を誘導加熱コイル３の
各部分に供給するために分配給水器５を必要とし、非常
に高価となった。

又、純水の補給、水漏れのチェック、断水保護リレーの
チェック等のメンテナンスが煩雑であった。

さらに、第１図Ｂに示すように通水路３ａを有する誘導
加熱コイル３は絶縁モールド材７によりモールドして電
磁力による振動防止、被加熱材との接触防止および被加
熱材からの熱による加熱防止を行っており、これによっ
ても高価で製作に手間の掛るものとなった。

本発明は上記の点を考慮して、安価でかつ電流密度を比
較的大きくすることができる強制風冷方式の誘導加熱装
置を提供することを目的とする。

誘導加熱コイルを強制風冷方式により冷却する場合熱伝
導の三要素である伝導、対流、輻射が様様な姿と度合で
入り混るが、誘導加熱コイルの配列形状を半導体素子の
冷却フィン形状と同様にすると誘導加熱コイルの温度上
昇△Ｔは空気の流量、フィンのスペース（ダクトの面積
）、空気流とフインとの結合の度合によって決まり、 で算出できる。

たたし、Ｗ：導体熱損失、■：空気の速度、Ａ：ダクト
の面積、Ｋ：空気流との結合係数である。

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

第２図において、８は帯状導体を平打巻に巻回して形成
した誘導加熱コイル、９は誘導加熱コイル８の周方向数
箇所において巻回間に挿入された各絶縁板で、各絶縁板
９は誘導加熱コイル８の径方向両側に突出する。

絶縁板９の挿入により誘導加熱コイル８の巻回間に間隔
ｄが生じ、この間隔ｄは空気通路となるので空気流との
結合係数Ｋに関係し、導体巾ｌは２０ｍｍ以上とするこ
とが望ましい。

又、間隔ｄはダクトの面積Ａに関係するとともに巻回間
の絶縁厚さとなる。

１０は枠体１１の内壁に取付けられた各固定具で、各固
定具１０は誘導加熱コイル８の外周に四方から痛接して
誘導加熱コイル８を支持する。

１２は移動する被加熱材１を挿通された絶縁材製の筒状
体で、筒状体１２は一端が固定具１０に当接した絶縁板
９の他端に当接して支持される。

１１ａは枠体１１の取付片で、各取付片１１ａには筒状
体１２の軸方向の移動を抑える移動抑え板１３を取付け
る。

１４は取付片１１ａに螺合した押ボルトで、押ボルト１
４の回動により押ボルト１４の先端に係合した抑圧部材
１５を介して誘導加熱コイル８と絶縁板９とを軸方向に
締付ける。

又、１６は枠体１１の四隅に取付けられた冷却ファンで
ある。

上記装置においては、冷却ファン１６を回すと空気が枠
体１１に形成された窓１１ｂなどより枠体１１内に流入
し、この空気は誘導加熱コイル８の巻回間の間隔ｄを通
って誘導加熱コイル８を冷却した後に誘導加熱コイル８
と筒状体１２との間の空隙を通って軸方向に排出される
。

又、誘導加熱コイル８の電流浸透深さへは （ｆ：周波数、μ：比透磁率、Ｐ：固有抵抗）で定まり
、誘導加熱コイル８は平打巻に巻回するとともに導体巾
ｌは２０ｍｍ以上としたので冷却フィンとしての役割を
する部分の長さｌ−△は第３図に示すように大きくなり
、冷却効果を向上させる。

第４図は本発明の他の実施例を示し、この例では被加熱
材１が矢印１７方向に移動するとして枠体１１′の一端
は閉塞し、枠体１１′の他端には熱風を被加熱材１の反
進行方向側に案内する案内部１１′ｃを形成する。

他の構造は前記実施例と同様である。冷却空気は冷却フ
ァン１６の回転により枠体１１′の周壁に形成された窓
１１′ｂから枠体１１′内に入り、誘導加熱コイル８の
間隔ｄを通って誘導加熱コイル８を冷却するとともに冷
却空気は熱せられる。

この熱せられた空気は誘導加熱コイル８と筒状体１２の
間の空隙および案内部１１′ｃを通り被加熱材１の反進
行方向側に吹付けられる。

このため、被加熱材１は誘導加熱コイル８の内部に入っ
て本加熱される以前に熱風により予熱され、加熱効率が
向上する。

尚、１１′ａは枠体１１′の取付片である。

又、上記各実施例では筒状体１２を絶縁材で形成したが
、第５図Ａに示すように−ターン損失電流が流れないよ
うスリット１２ａを設けた円筒状の非鉄金属（非磁性体
）で形成しても良く、さらにスリツト１２ａから内部に
入った冷却風が被加熱材１を冷却することのないように
第５図Ｂに示すようにスリツト１２ａを絶縁板１２ｂで
継いだものでも良い。

以上のように本発明においては帯状導体を平打巻に巻回
して誘導加熱コイルを形成し、この誘導加熱コイルの周
方向数箇所において巻回間に径方向両側に突出した絶縁
板を挿入しており、誘導加熱コイルの径方向外側部分は
電流が流れないので冷却フィンとしての役割をし、しか
も冷却ファンによる風が誘導加熱コイルの巻回間の間隔
を流れて誘導加熱コイルは効果的に冷却される。

このため、誘導加熱コイルには高密度の電流を流すこと
ができ、大きな容量の誘導加熱に用いることができる。

又、水冷式のものに比べると、冷却水循環装置、純水製
造装置、熱交換機、配管、分配給水器等が不要となり、
安価となる。

さらに水冷式のものに比べると、冷却水回路の詰りゃ水
漏れの点検、ホース等の劣化による交換、断水保護リレ
ーのチェック等が不要となり、メンテナンスが容易とな
る。

又、誘導加熱コイルを冷却することにより加熱された空
気を被加熱材の反進行方向側に吹き付けて被加熱材を予
熱しており、誘導加熱コイルの熱損失を有効に利用する
ことができ、被加熱材の加熱効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図Ａ，Ｂは夫々水冷式の誘導加熱装置の概略構成図
および一部拡大断面図、第２図Ａ，Ｂおよび第３図は夫
々本発明装置の一実施例における正面図、そのＸ−Ｘ線
断面図、および説明図、第４図Ａ，Ｂは夫々本発明装置
の他の実施例における正面図およびＹ−Ｙ線断面図、第
５図Ａ，Ｂは夫々本発明に係る筒状体の他の実施例にお
ける斜視図。 １・・・・・・被加熱材、２・・・・・・電源、８・・
・・・・誘導加熱コイル、９・・・・・・絶縁板、１０
・・・・・・固定具、１１，１１′・・・・・・枠体、
１１ａ，１１′ａ・・・・・・取付片、１１ｂ，１１′
ｂ・・・・・・窓、１１′ｃ・・・・・・案内部、１２
・・・・・・筒状体、１４・・・・・・押ボル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帯状導体を平打巻に巻回して誘導加熱コイルを形成
   するとともに誘導加熱コイルの周方向数箇所において巻
   回間に径方向両側に突出した絶縁板を挿入し、誘導加熱
   コイルの外周を枠体に取付けられた固定具により支持す
   るとともに、内部に被加熱材が収められた筒状体を固定
   具に絶縁板を介して支持し、誘導加熱コイルと絶縁板と
   は枠体に取付けられた押ボルトにより軸方向に締付け、
   かつ誘導加熱コイルに送風する冷却ファンを枠体に取付
   けたことを特徴とする誘導加熱装置。 ２ 帯状導体を平打巻に巻回して誘導加熱コイルを形成
   するとともに誘導加熱コイルの周方向数箇所において巻
   回間に径方向両側に突出した絶縁板を挿入し、誘導加熱
   コイルの外周を枠体に取付けられた固定具により支持す
   るとともに、内部に移動する被加熱材が挿入された筒状
   体を固定具に絶縁板を介して支持し、誘導加熱コイルと
   絶縁板とは枠体に取付けられた押ボルトにより軸方向に
   締付け、かつ誘導加熱コイルに送風する冷却ファンを枠
   体に取付けるとともに、誘導加熱コイルおよび誘導加熱
   コイルと筒状体との間を通った冷却ファンによる風を被
   加熱材の反進方向側に案内する案内部を枠体に設けたこ
   とを特徴とする誘導加熱装置。