JPS62290093A - 連続送り式誘導加熱装置の加熱制御方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続送り式誘導加熱装置の加熱方法に関し、更
に詳述すれば被加熱材の単位時間当りの処理重量を変更
しても被加熱材の過昇温を防止できる加熱方法に関する
ものである。

〔従来技術） 鍛造加工等に先行して加工材を熱処理する連続送り式誘
導加熱装置は、従来第３図に示す如く変圧器１の出力を
高周波発生回路２に与えて、高周波発生回路２の出力を
被加熱材の搬送方向に並設した誘導加熱コイル３，４．
５及び力率改善用コンデンサ６に与える構成となってい
た。このような誘導加熱装置は特開昭５４−１４１４３
６号により公知である。

また第４図に示す如く、変圧器１の出力を高周波発生回
路２に与え、高周波発生回路２の出力を、整合変圧器７
．８．９を介して誘導加熱コイル３゜４．５に与えると
ともに力率改善用コンデンサ６に与える構成としたもの
もある。

なお、各整合変圧器７，８．９夫々に接続された１又は
複数の誘導加熱コイル３，４．５を加熱ブロックと称す
る。

更に、第５図に示す如く、変圧器１の出力を高周波発生
回路２に与え、高周波発生回路２の出力を誘導加熱コイ
ル３．４と力率改善用コンデンサ６と、電力調整装置１
０に与え、電力調整装置】０の出力を誘導加熱コイル５
及び力率改善用コンデンサ１１に与えるようにしたもの
も知られている。

このような誘導加熱装置はいずれも中−の電源から複数
個の誘導加熱コイル３，４．５に電力を与え被加熱材（
図示せず）をして誘導加熱コイル３．４．５を順次所定
の搬送速度で１ｆｆｌ遇せしめて所定温度に昇温さ廿て
いる。

そして、加熱後における被加熱材の表面とその内部の温
度差を少なくするために、誘導加熱コイル３，４．５は
出（１１１のものほど加熱用電力を低くして第６図の曲
線へで示されるように、出側の誘導加熱コイル５におい
て被加熱材が所要の加熱温度に達するように加熱制御し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近は被加熱材の多様化により、その熱処理
条件が大幅に異なる傾向にある。そのため同し誘導加熱
装置で被加熱材の単位時間当りの熱処理重量を大幅に減
らした操業を必要とする場合がある。

即ち、同じ誘導加熱装置で被加熱材のＩＭ送速度を極端
に遅くすることによって対処しようとしている。

しかるに、被加熱材の搬送速度を■ｏ、誘導加熱コイル
の入力電圧をＥ、とじて、第６図番こ示す曲線Ａで示さ
れる昇温特性が得られた場合に、被加熱材の搬送速度を
Ｖ、と遅くしたときの誘導加熱コイルの入力電圧Ｅ、は
、単位時間当りの加熱エネルギが電圧の２乗に比例する
から、Ｆ、＋　＝ＪＶｒ　／Ｖｏ　　−Ｅ６ として下降させて誘導加熱コイルに与えればよいことに
なる。

しかし乍ら、被加熱材からの放熱エネルギは被加熱材の
温度、誘導加熱コイル及び被加熱材の形状等によって定
まるものであるのに対し、誘導加熱コイルは一般に出側
の誘導加熱コイルはど加熱用電力を低くしているから、
入力電圧をＥｌｌからＥｌに低下させると出側の誘導加
熱コイルによる加熱エネルギが低下し、また出側の誘導
加熱コイル内の被加熱材はより昇温されていることから
、その放熱エネルギが大きいから第６図の曲ＩｊＩＢの
ように出側の誘導加熱コイルでは、被加熱材の温度が低
下し、目標加熱温度を得ることができない。

したがって、被加熱材を出側にて目標加熱温度にするた
めには、誘導加熱コイルの入力電圧をＥｌより高くして
加熱エネルギを大きくする必要があるが、そうすると被
加熱材の温度が入側と出側の誘導加熱コイルの中間の誘
導加熱コイル４の部分で一ト昇し、第６図の曲線Ｃの如
き中間の誘導加熱コイルで目標加熱温度を超えた昇温特
性となって、被加熱材を過昇温に至らしめて熔融させる
危険性がある。

このような問題を解消する手段として、第５図に示した
如く出側の誘導加熱コイルの加熱用電力のみを調整する
ことも考えられるが、現実には被加熱材の形状９重量等
によって加熱用電力を微細に調節する必要があり、制御
回路が複雑となり、制御設備が高価となるだけでなく、
故障の確率も増す等の問題がある。

本発明は前述した問題を解消すべく、被加熱材の単位時
間当りの処理重量が少なくなった場合、つまり被加熱材
の搬送速度を遅くした場合でも被加熱材を過昇温するこ
とがなく、適正温度で熱処理ができる連続送り式誘導加
熱装置の加熱制御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本願の第１の発明は、複数の誘導加熱コイル（以下加熱
コイルという）の内の入側の加熱コイルを電源から切離
しておく加熱制御方法であり、第２の発明は、電源から
切離しておく加熱コイルに相応してそれに接続された力
率改善用コンデンサをも電源から切離しておく加熱制御
方法である。

〔作用〕

被加熱材は複数の加熱コイルを通過して所定温度に加熱
される。入側の加熱コイルを電源から切離しておくと、
中間側及び出側にある残りの加熱コイルにより加熱され
て、被加熱材の単位時間当りの熱処理重量が少ない場合
でも被加熱材が過昇温されることなく、所定加熱温度に
昇温される。

あるいは、切離しておいた加熱コイルに相応して力率改
善用コンデンサも切１ｉｉ１ｔ　Ｉ、ておけば一部の誘
導加熱コイルの切離しによっても負荷の力率が変わるご
とがなく電力供給が行われる。

〔実施例〕

以下本願の第１の発明に係る連続送り式誘導加熱装置の
加熱制御方法を、連続送り式誘導加熱装置の電気回路を
示す第１図によって詳述する。図示しない電源に接続さ
れている変圧器１の出力は高周波発生回路２に与えられ
ている。

高周波発生回路２の高周波出力は、断路器、電磁遮断器
等のコイル開閉器２０を介して入側の加熱コイル３に加
熱用電力として与えられており、また中間側及び出側の
加熱コイル４，５と力率改善用コンデンサ６とに夫々与
えられている。

ここで、低処理時（ｉｆｆｌ常定格処理時の２０％〜５
０％程度）には初期加熱プロ・７りを切り離すことによ
り被加熱物への供給電力が減るので、印加電圧は初期加
熱ブロックを切り離さない場合と略同しでよい。このた
め最終ブロックの印加電力も定常加熱時と変わらな（な
り、昇温パターンは第６図りの如くになり、定常処理量
時の加熱パターン（第６図Ａ）と同様の加熱パターンに
できる。この発明は上記の点に着目してなされたもので
ある。

この連続送り式誘導加熱装置は被加熱材の中位時間当り
の熱処理重りが定格熱処理重量である場合には、コイル
開閉器２０を閉路して各加熱コイル３．４．５の夫々に
、高周波発生回路２からの加熱用電力が与えられる。し
たがって夫々の加熱コイル３．４．５内を通過して被加
熱材は第６図に示す曲線へで示す昇温特性によって加熱
され、出側の加熱コイル５で被加熱材は１２５０℃の目
標加熱温度に達して過昇温されずに熱処理が完了する。

ところで、被加熱材の単位時間当りの熱処理重量を定格
熱処理重量以下として熱処理を行う場合には、コイル開
閉器２０を開路して入側の加熱コイル３による加熱を停
止させる。これにより被加熱材は、加熱コイル４，５に
より第６図に示す曲線りの加熱特性によって加熱されて
、出側の加熱コイル５ではその目標加熱温度１２５０℃
に達して過胃温されずに被加熱材の熱処理が完了する。

次に本願の第２の発明を第２図によって説明する。第２
図は連続送り式誘導加熱装置の電気回路を示す概略回路
図であって、変圧器１の出力は高周波発生回路２に与え
られている。高周波発生回路２の高周波出力、即ち加熱
用電力はコンデン４）′開閉器３０及びこれと連動する
コイル開閉器２０を介して、入側の加熱コイル３に与え
られている。そしてコンデンサ開閉器３０とコイル開閉
器２０とを接続する回路には力率改善用コンデンサ１３
を１８続しており、この入側の加熱コイル３に連なる回
路の力率を改善している。

また高周波発生回！ｉｓ２の出力は力率改善用コンデン
サ６と直列接続された中間側及び出側の加熱コイル４，
５に与えられている。即ち、力率改善用コンデンサ６は
加熱コイル４，５に接続された回路の力率を改善してい
る。

この連続送り式誘導加熱装置は被加熱ｔオのＱｑ位待時
間りの熱処理重量が定格熱処理重量である場合には、コ
イル開閉器２０とともにコンデンサ開閉器閉器３０を閉
路して、各加熱コイル３，４．５に夫々加熱用電力を与
える。これにより加熱：ｌイル３゜４．５内を１ｆｆ１
通ずる被加熱材が前述したと同様にして過昇温すること
なく加熱して熱処理が完了する。

ところで、被加熱材の単位時間当りの熱処理重量を定格
熱処理重量以下として熱処理を行う場合には、前述した
と同様にコイル開閉器２０を回路させる。この場合、入
側の加熱コイル３の加熱用電力が大きい場合には、電源
から各加熱コイル３゜４．５を見た負荷インピーダンス
が大きく変動り。

て負荷整合がずれる。

即ち、電源の共振周波数ｆは 但し、■７は負荷全体のインダクタンスＣは力率改善用
コンデンサのキャパシタンス となり、入側の加熱コイル３が高周波発生回路２から切
離されると共振周波数ｆは高くなる。この共振周波数ｆ
は加熱特性にあたえる影響が大きく、可及的に一定にし
ておく必要があるが、この第２の発明ではコイル開閉器
２０を開路した場合には、コンデンサ開閉器３０も開路
して、力率改善用コンデンサ１３も高周波発生回路２か
ら切離す。そして残りの力率改善用コンデンサ６は加熱
コイル４゜５に接続されている。それ故、共振周波数が
変化せず、第６図に曲線りで示ず昇温特性によって過昇
温されることなく、熱処理が完了する。このようにして
、電源から切離した加熱コイルに相応して力率改善用コ
ンデンサも電源から切離されて、被加熱材の単位時間当
りの熱処理重量を変更しても負荷整合に変化がなく、過
昇温することなく所定温度による熱処理が完了する。

なお、本発明によれば、被加熱材を加熱コイル内で過昇
温することなく、熱処理できる熱処理範囲を、定格の熱
処理重量を１とした場合に、従来は１〜０．６５程度で
あったものを、１〜０．２５程度となして、熱処理速度
を大幅に遅くすることができることが確認できた。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は入側の加熱コイルを、または
加熱コイルと該加熱コイルに接続された力率改善用コン
デンサとを、高周波発生回路から切離して行う簡単な加
熱制御方法であって、同一の誘導加熱装置で熱処理速度
を広範囲に変更しても被加熱材は過昇温されず常に所定
温度の熱処理を行うことができ、また被加熱材の加熱不
足も生しず、誘導加熱装置の稼動率を高めることができ
る優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る加熱制御方法を行うた
めの連続送り式誘導加熱装置の電気回路を示す概略回路
図、第３図乃至第５図は従来の連続送り式誘導加熱装置
の電気回路を示す概略回路図、第６図は各加熱コイルと
加熱温度との関係を示すグラフである。 ２・・・高周波発生回路　３．４．５・・・加熱コイル
１３・・・力率改善用コンデンサ　２０・・・コイル開
閉器３０・・・コンデンサ開閉器 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第　１１！１ 第　２　図 算３　図 算４１ 第　５　旧 ５４ｔＬ′３　　　　　　］（Ｉｋ４　　　　　　Ｄイ
″′５　出１Ｊり入イ斐す 第６１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源に接続された誘導加熱コイルを被加熱材の搬送
   方向に並設している連続送り式誘導加熱装置の加熱制御
   方法において、 前記複数の誘導加熱コイルのうち入側の１ 又は複数の誘導加熱コイルを前記電源から切離し可能に
   しておき、被加熱材の単位時間当りの熱処理重量を所定
   値以下として被加熱材を熱処理する場合は、前記入側の
   １又は複数の誘導加熱コイルを電源から切離しておくこ
   とを特徴とする連続送り式誘導加熱装置の加熱制御方法
   。 ２、電源に接続された誘導加熱コイルを被加熱材の搬送
   方向に並設しており、前記誘導加熱コイルに力率改善用
   コンデンサを接続している連続送り式誘導加熱装置の加
   熱制御方法において、 前記複数の誘導加熱コイルのうち入側の１ 又は複数の誘導加熱コイルを前記電源から切離し可能に
   すると共に、前記入側の誘導加熱コイルとそれ以外の誘
   導加熱コイルとに夫々力率改善用コンデンサを接続して
   おき、被加熱材の単位時間当りの熱処理重量を所定値以
   下として被加熱材を熱処理する場合は、前記入側の１又
   は複数の誘導加熱コイルとともに該誘導加熱コイルに接
   続された力率改善用コンデンサを電源から切離しておく
   ことを特徴とする連続送り式誘導加熱装置の加熱制御方
   法。