KR101676163B1 - 유도 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치는 유도 가열 방식으로 피가열부재를 가열하는 가열부재 상기 가열부재와 결합하여 상기 가열부재로부터 발생한 자속의 밀도를 증가시키는 적어도 하나의 코어 상기 코어와 결합되어 상기 코어를 냉각하는 하나 이상의 냉각부재 및 상기 코어에 연결되며, 상기 코어에 형성된 자속의 양을 계측하는 센싱부재를 포함할 수 있다.

Description

유도 가열 장치{Induction Heating Apparatus}
본 발명은 피가열부재의 상태를 측정할 수 있는 유도 가열 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
유도 가열 장치는 강력한 교류자기장을 형성하여, 전자기 유도로 유도 가열 장치를 통과하는 피가열부재 내에 유도전류를 야기하여 피가열부재를 가열하는 장치이다.
유도 가열 장치가 피가열부재를 가열함에 있어, 피가열부재가 중앙을 기준으로 어느 방향으로 쏠려있는지 여부, 피가열부재가 고르게 가열되는지 여부, 피가열부재와 가열 코일간의 간극 등을 실시간으로 모니터링할 필요가 있다.
그러나 전술하였듯이, 유도 가열 장치는 주변에 강력한 교류자기장을 형성하기 때문에, 자기장에 민감한 영향을 받는 센서들을 유도 가열 장치의 인근이나 내부에 설치하기 곤란한 문제가 있다.
따라서 피가열부재를 가열하는 유도 가열 장치에 있어서도 피가열부재의 상태를 실시간으로 모니터링하는 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 피가열부재를 가열함에 있어서, 강한 자기장을 형성하는 환경 내에서도 피가열부재의 상태를 측정할 수 있는 유도 가열 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치는 유도 가열 방식으로 피가열부재를 가열하는 가열부재, 상기 가열부재와 결합하여 상기 가열부재로부터 발생한 자속의 밀도를 증가시키는 적어도 하나의 코어, 상기 코어와 결합되어 상기 코어를 냉각하는 하나 이상의 냉각부재 및 상기 코어에 연결되며, 상기 코어에 형성된 자속의 양을 측정하는 센싱부재를 포함할 수 있다..
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 유도 가열 장치에 포함된 센싱부재가 가열 부재로부터 형성되는 자기장을 이용하여 피가열부재의 상태를 측정하기 때문에, 강한 자기장이 형성된 환경 내에서도 피가열부재의 상태를 정밀하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 개략 사시도이다..
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어의 개략 단면도이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 코어의 개략 단면도이다..
도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부재의 개략 사시도이다..
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(100)는 가열부재(110), 코어(120), 냉각부재(130) 및 센싱부재(140)를 포함한다.
가열부재(110)는 유도 가열(Induction heating) 방식으로 피가열부재(150)를 가열하는 하는 부재로서, 별도의 전원인가 장치와 연결되어 가열부재(110) 주변에 자기장을 형성한다.
피가열부재(150)는 도 1에 도시된 y 방향으로 진행을 하는데, 가열부재(110)가 형성한 자기장은 전자유도로 가열부재를 통과하는 피가열부재(150)에 와전류를 야기하고, 이때 발생한 와전류 에너지는 피가열부재(150)의 전기저항에 의하여 주울(joul)열로 변환되어 이 열에 의하여 피가열부재(150)가 가열된다.
가열부재(110)는 피가열부재(150)와 직접 접촉하지 않으며, 소정간격 이격되게 구비될 수 있다. 일 예로서, 도 1을 기준으로 피가열부재(150)의 상부에 폭방향으로 구비될 수 있으며, 도 1에 도시된 x 방향으로 배치될 수 있다.
가열부재(110)의 길이, 다시 말해, 가열부재(110)의 x축 방향으로의 길이는 피가열부재(150)의 폭, 다시 말해, 피가열부재(150)의 x축 방향으로의 길이 보다 길게 설정되어 피가열부재가 가열되지 않는 부분이 없도록 한다.
한편, 도 1은 가열부재(110)가 피가열부재(150)의 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 가열부재(110)는 도 1에 도시된 가열부재에 상하 및 좌우가 대칭된 형상으로 피가열부재(150)의 하부에 위치할 수 있으며, 피가열부재(150)의 상부, 하부 및 측면 모두에 위치할 수도 있다.
가열부재(110)는 제1 가열도체(111), 제2 가열도체(112) 및 연결도체(113)를 포함한다.
제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112)는 피가열부재(150)의 폭방향으로 구비될 수 있으며, 일 예로서 도 1에 도시된 x 방향으로 배치될 수 있다.
제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112)는 코일로 구성될 수 있으며, 가열부재(110)의 양 끝단에 연결된 전원장치(미도시)로부터 교류 전원을 공급받아 자속을 형성한다.
연결도체(113)는 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112) 및 전원장치가 폐회로를 형성할 수 있도록 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112)의 단부를 연결한다.
일 예로서, 연결도체(113)는 도 1에 도시된 것과 같이 만곡되어 제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112)를 연결할 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니고, 제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112)를 연결하여 폐회로를 구성하는 어떠한 형태로 구비되어도 무방하다.
코어(120)는 가열부재(110)와 결합하여, 자기저항을 감소시켜 가열부재(110)로부터 발생한 자속의 밀도를 증가시키고 원하는 방향으로 자속을 집속시키는 역할을 한다.
코어(120)가 결합되지 않은 가열부재(110)는 가열부재의 주변부의 모든 방향으로 자기장을 형성한다. 따라서, 특정방향으로 자속을 집속할 필요가 있는 경우, 가열부재만의 사용은 부적절한 측면이 있다.
여기서, 코어(120)는 규소 강판 등의 자성체로 구성되기 때문에, 가열부재(110)에 코어(120)가 결합되는 경우, 자기저항이 감소하여 상기 코어(120)로 가열부재에서 발생하는 자속이 집중된다. 따라서 코어(120)는 가열부재가 형성한 자속을 집속시키고 집속된 자속을 피가열부재(150)의 표면에 밀집시켜, 피가열부재(150)에 상대적으로 많은 유도전류가 발생하게 함으로써 발열효율을 증가시킨다.
코어(120)는 하부가 개방된 대략 ㄷ자 형상을 가지거나, 하부가 개방된 E자 형상을 가질 수 있다. 코어(120)가 ㄷ자 형상이나 E자 형상을 가지는 경우, 코어의 돌출된 부분의 사이에 가열부재(110)가 위치하도록 코어와 가열부재를 결합한다.
냉각부재(130)는 코어(120)와 결합하여, 코어(120)에서 발생하는 열을 냉각하는 역할을 한다. 코어(120)에는 자속이 집중되어, 코어(120) 내부에도 피가열부재와 마찬가지로 유도전류가 발생할 수 있다. 이에 따라 코어(120)에서도 피가열부재(150)와 같이 열이 발생할 수 있다. 냉각부재(130)는 코어에서 발생하는 열을 냉각시킨다.
냉각부재(130)는 코어(120)에 대응하는 단면의 형상을 가지며, 인접하는 코어(120)의 사이에 위치할 수 있다. 냉각부재(130)가 코어(120)에 대응하는 형상을 가지며 코어(120)의 사이에 위치하게 되면, 냉각부재(130)와 코어(120)의 접촉면적이 증가할 수 있다. 코어(120)가 냉각부재(130)의 접촉하는 면적이 증가하기 때문에, 코어(120)를 냉각시키는 냉각부재(130)의 냉각효율이 증가한다.
센싱부재(140)는 코어(120)에 연결되어 코어(120)를 따라 형성된 자기장을 측정하는 역할을 한다.
일 예로서, 센싱부재(140)는 코어(120)와 연결되어 코어(120)에 유입되는 자속으로부터 유도전압이 발생되는 센싱코일(141)과 상기 센싱코일(141)에 연결되어 센싱코일(141)에 발생한 유도전압의 크기를 측정하는 센서를 포함한다.
센싱코일(141)과 센서(142)로 이루어진다. 센싱코일(140)은 코어(120)에 직접 권선되며, 코어(120)를 따라 형성된 자속에 의해 유도 전압이 발생한다. 코어(120)를 따라 형성된 자속의 양과 이에 의해 발생하는 유도 전압의 크기도 비례하므로, 유도 전압을 계측하면 코어(120)를 따라 형성된 자속의 양을 계측할 수 있다.
센서(142)는 센싱코일(141)과 연결된다. 센서(142)는 센싱코일(141)에서 발생하는 유도 전압을 감지한다. 센서(142)가 유도 전압을 실시간으로 측정함으로써, 코어(120)에서 발생하는 자속의 양을 실시간으로 파악할 수 있다.
센싱부재(140)가 계측한 복수의 코어 각각에서 발생한 유도 전압의 양을 파노라마 형태의 그래프로 나타낼 수 있고, 이 그래프로부터 피가열부재(150)의 가열상태를 모니터링할 수 있다. 일 예로서, 상기 센싱부재(140)는 상기 피가열부재의 가열 상황, 상기 피가열부재의 폭 방향으로 치우친 정도, 상기 피가열부재의 두께가 고른지 여부, 복수의 피가열부재가 겹친부분이 존재하는지 여부, 상기 피가열부재 내에 버(Burr) 형상이 존재하는지 여부 등을 판단할 수 있다.
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어의 개략 단면도이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 코어의 개략 단면도이다.
도 2의 (a)는 전체적으로 E자 형태를 가진 코어를 도시하고 있다. 코어(120)는 몸체(121)와 대략 세 개의 돌출부(122, 124, 126)로 구성된다. 가열부재(110)의 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112)가 코어의 각각의 돌출부 사이에 형성된 빈 공간에 위치함으로써, 코어(120)와 가열부재(110)가 결합된다. 이렇게 코어(120)와 가열부재(110)가 결합되면서, 가열부재(110)가 형성한 자속은 어느 하나의 돌출부(122, 124, 126)로 집속된다.
코어(120)의 몸체 양 끝단(120a, 120b)은 요크(Yoke) 형상을 갖도록 처리하고, 코어(120)의 몸체(121) 및 돌출부(122, 124, 126)의 각 모서리에 모따기 처리를 한다. 도 2의 (a)에서는 편의상 돌출부의 모서리(128) 한 부분만을 가리키고 있으나, 이에 한하는 것은 아니고 코어(120)의 몸체(121) 및 돌출부(122, 124, 126)의 각 모서리에 모두 모따기 처리를 할 수 있다. 코어(120)의 돌출부(122, 124, 126)로 집속된 자속은 코어(120)의 몸체(121) 내부에 각이진 곳으로 밀집된다. 코어(120)의 몸체 내부로 자속이 밀집이 된다면, 코어(120)에 과도하게 열이 발생할 우려가 있고, 또한 피가열체(150)로 전달되어야 할 자속의 양도 줄어드는 악영향이 있다. 따라서 코어(120)의 몸체 내부로 자속이 밀집되는 것을 방지하기 위하여, 코어(120)의 몸체(121) 양 끝단에 요크 형상을 갖도록 처리하고, 코어의 몸체 및 돌출부의 각 모서리(128에 모따기 처리를 한다.
코어(120)에는 센싱부재(140)의 결합을 위해 상기 코어(120)를 관통하여 구비되는 연결공(120c)이 구비될 수 있으며, 센싱코일(141)은 상기 연결공(120c)를 관통하여 코어(120)에 결합될 수 있다.
일 예로서 코어(120)는 몸체의 대략 중앙부분에 일정한 크기의 연결공(120c)을 구비할 수 있다. 이는 코어(120)를 따라 형성된 자속의 양을 측정하는 센싱부재(140)를 결합하기 위한 구멍으로서, 센싱부재(140) 중 센싱코일(141)이 코어(120)와 결합이 용이하도록 코어(120)는 몸체 중앙부분에 일정한 크기의 연결공(120c)을 구비할 수 있다.
한편, 가열부재(110)와 코어(120)가 결합되는 경우, 가열부재(110)에 흐르는 전류가 코어(120)를 따라 흐르는 경우가 발생할 수 있다. 도 2의 (a)에 도시된 E자형 코어는 전술한 바와 같이 가열부재(110)의 제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112) 모두와 결합되기 때문에, 전류가 코어(120)를 따라 흐르게 되면, 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112)가 단락이 될 우려가 있다. 따라서 E자형 코어(120)는 코어에 절연처리를 함으로서, 코어(120)와 가열부재(110)의 결합시 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112)가 단락되는 것을 방지한다.
도 2의 (b)는 ㄷ자 형태를 가진 코어를 도시하고 있다. 코어(120)는 몸체(121)와 두 개의 돌출부(122, 124)로 구성된다. 두 개의 돌출부(122, 124) 사이에 가열부재(110)의 제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112) 중 어느 하나가 위치한다. 다시 말해 도 2의 (b)에 도시된 ‘ㄷ’자 형태의 코어의 경우, 두 개의 코어가 각각 가열부재(110)와 결합을 한다.
두 개의 코어(120)가 각각 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112)에 연결되어, 각각의 가열도체가 형성한 자속을 집속시킨다. 또한 코어(120)는 전술한 도 2의 (a)에 도시된 E자형 코어와 같이 코어의 몸체 양 끝단에 요크 형상을 갖도록 처리될 수 있고, 코어(120)의 몸체(121) 및 돌출부(122, 124)의 각 모서리에 모따기 처리를 할 수 있으며, 코어(120)의 몸체에 연결공(120c)을 구비할 수 있다.
도 2의 (b)에 도시된 ㄷ자형 코어는 제1 가열도체(111) 및 제2 가열도체(112) 각각에 결합되기 때문에, 가열도체(110)에 흐르는 전류가 코어(120)를 따라 흐르는 경우가 발생하더라도, 단락이 일어나지 않는다. 따라서 ㄷ자형 코어는 코어에 절연처리를 요하지 않는다. 코어에 절연처리를 하지 않기 때문에, 냉각부재에 의한 냉각효율이 상대적으로 E자형 코어보다 증가하고, 코어가 가열부재에 보다 밀착하여 결합할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 피가열부재의 개략 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 유도 가열 장치를 x 방향으로 절단한 단면을 도시하고 있다.
코어(120)의 폭은 가열부재의 길이보다 짧기 때문에 복수의 코어(120)가 가열부재(110)에 각각 개별적으로 결합할 수 있다. 다시 말해, 복수의 코어(120)가 가열부재(110)에 각각 개별적으로 결합할 수 있다. 따라서, 가열부재(110)와 결합하는 코어(120)의 위치 및 개수를 조절할 수 있다.
가열부재(110)에 결합하는 코어(120)의 위치를 조절하여 코어(120)의 하단부에 위치하는 피가열부재(150)를 선택적으로 가열할 수 있다. 피가열부재(150)에서 가열을 더 원하는 부분의 상부에 위치하는 가열부재(110)에 코어(120)를 결합하고, 피가열부재(150) 중 가열이 과하게 된 부분의 상부에 위치하는 가열부재에 코어를 결합시키지 않도록 제어하여, 피가열부재(150)의 부분들을 선택적으로 가열할 수 있다.
또한 피가열부재(150)를 가열함에 있어 코어(120)의 개수를 추가하거나 줄임으로써, 피가열부재(150)의 폭이 가열부재(110)의 길이 내에서 달라진다고 하더라도 그에 유연하게 대응할 수 있다.
한편, 도 3에서는 가열부재(110)와 코어(120)가 피가열부재(150)의 상부에만 존재하는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 가열부재(110)와 코어(120)가 상하 및 좌우가 대칭된 형상으로 피가열부재(150)의 하부에 위치할 수 있으며, 피가열부재(150)의 상부 및 하부 모두에 위치할 수 있다.
코어(120)는 규소 강판 등의 자성체로 구성되기 때문에, 가열부재(110)에서 발생한 자속이 집속되어 코어 내부를 이동하며, 코어 내부를 이동하는 자속이 변화하게 되면, 코어의 내부에 와전류(Eddy Current)가 발생한다.
와전류는 코어(120) 내부의 온도를 높이고 자속의 손실을 가져오기 때문에, 와전류의 발생을 억제하여야 할 필요가 있다. 특히 피가열부재(150)의 폭의 끝 부분에 위치하는 외측 코어(120d)는 다른 곳에 위치하는 코어보다 상대적으로 많은 양의 와전류가 발생한다. 외측 코어(120d)의 하단부에는 가열부재(110)의 연결도체(113, 도 1 참조)가 위치하게 되는데, 가열부재(110)의 제1 가열도체(111)와 제2 가열도체(112)를 연결하기 위하여 회전하거나 꺾이는 형상을 가지기 때문에, 자속의 밀도가 제1 가열도체(111)나 제2 가열도체(112)에 비하여 상대적으로 높다. 이러한 이유로 외측 코어(120d)에는 피가열부재(150)의 다른 위치에 존재하는 코어보다 상대적으로 많은 자속이 집속되고, 이에 따라 상대적으로 많은 와전류가 발생한다. 따라서 외측 코어(120d)는 피가열부재(150)의 다른 위치에 존재하는 코어와는 다른 구성을 갖는다.
예를 들어 코어가 규소 강판으로 구성되어 있는 경우, 피가열부재(150)의 다른 위치에 존재하는 코어는 규소의 함량이 3.5% 이내로 포함된 규소 강판을 사용한다면, 외측 코어(120d)는 규소의 함량이 6%가 넘고 두께가 매우 얇은 규소강판을 사용함으로써, 와전류의 발생을 억제한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재의 개략 단면도이다.
냉각부재(130)는 코어에 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 냉각부재(130)는 코어(120)에 대응하는 형상을 가지며 코어(120)들 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예는 코어에 대응하는 형상을 가진 냉각부재(130)가 코어(120)의 사이에 배치되기 때문에, 냉각부재(130)와 코어(120)는 모든 부분에서 접촉을 하게 되고, 이에 따라 냉각효과는 기존의 냉각방식에 비해 현저히 증가하게 된다.
더하여, 냉각효과를 더욱 증대시키기 위해, 냉각부재(130)는 구리 등의 열전도율이 높은 금속으로 제작될 수 있다. 열전도율이 높을 금속을 사용함으로써, 냉각부재(130)와 접촉하는 코어(120)에 보다 효율적으로 냉기를 전달할 수 있다. 도 4에는 냉각부재가 E자 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니고 ㄷ자형 코어가 사용되는 경우, 냉각부재는 ㄷ자형을 가질 수 있다.
냉각부재(130)는 내부에 냉각수로(130a)를 포함한다. 냉각부재 내부에 홈을 갖도록 밀링함으로써, 냉각부재(130)는 내부에 냉각수로(130a)를 갖는다. 이때, 냉각수로(130a)는 코어(120)에서 열이 다른 부분보다 상대적으로 많이 발생하는 부분에 집중적으로 배치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 일 예로서 냉각수로(130a)가 냉각부재의 돌출부(132, 134, 136)에 주로 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. 이에 따라 냉각부재(130)는, 자속이 집속되어 상대적으로 코어의 다른 부분에 비해 많은 열이 발생하는 코어의 돌출부를 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱부재의 개략 사시도이다.
도 5를 참조하면 센싱부재(140)는 센싱코일(141) 및 센서(142)를 포함한다.
센싱코일(141)은 코어(120)의 연결공(120c, 도 2 참조)을 관통하여 코어에 감기는 형태로 결합되거나 코어(120)의 몸체에 직접 연결될 수 있다. 센싱코일(141)은 코어(120)에 연결되어 코어(120)를 따라 형성된 자속의 양을 센싱한다. 코어(120)를 따라 형성된 자속에 의해 센싱코일(141)에는 유도전압이 발생하는데, 발생하는 유도전압의 크기는 자속의 양에 비례하기 때문에 유도전압을 파악하여 간접적으로 자속의 양을 센싱할 수 있다. 자기장에 의해 영향을 받는 특별한 부품이나 센서를 직접 이용하는 경우가 아니기 때문에, 가열부재가 형성한 강한 자기장 내에서도 크게 영향을 받지 않는다. 또한 냉각부재(130)를 이용하여 코어(120)를 냉각시킬 수 있기 때문에, 센싱코일(141)이 연결된 코어(120)에서 많은 열에 의한 센싱코일(141)의 변형의 우려는 줄어든다.
센싱된 모든 부분의 전압 계측치는 가열부재 인가 주파수와 동일한 주파수 및 위상을 갖게 되므로 대역필터를 쓰거나 DSP(Sigital Signal Processing) 프로세서로 대역 필터링 처리를 통하여 손쉽게 추가로 신호정제할 수 있다.
센서(142)는 가열부재가 형성한 강한 자기장의 영향을 받지 않도록 하기 위해, 센싱코일(141)과 기 설정된 거리만큼 이격되어 위치한다. 센서(142)는 센싱코일(141)과 연결되어 센싱코일(141)에서 발생한 유도전압을 측정한다. 이렇게 측정한 유도전압으로부터 각각의 코어(120)를 따라 형성된 자속의 양을 판단할 수 있다.
예를 들어, 특정한 코어에서 측정된 유도전압의 크기가 다른 코어에 비하여 현저히 큰 경우, 피가열부재(150)는 전술한 특정 코어의 하단에는 위치하지 않음을 알 수 있다. 이는 피가열부재(150)가 위치하지 않기 때문에, 가열부재가 생성하는 자기장과 역방향을 갖는 유도전류에 의한 자기장이 피가열부재(150)에서 생성되지 않는다. 이에 따라 보다 많은 자속이 코어에 집속되어 측정되는 유도전압의 크기는 커진다.
또한 이러한 유도전압의 크기를 측정함으로 인해, 피가열부재(150)의 평탄한지 여부(피가열부재에 굴곡이 있는지 여부), 피가열부재(150)와 가열부재(110) 간에 기 설정된 범위 이상으로 간극이 발생하였는지 여부 및 코어 하단에 위치하는 피가열부재(150)의 부분별로 가열되고 있는 상황 등을 파악할 수 있다. 이렇게 피가열부재(150)의 상태를 파악하여 가열이 필요 없는 피가열부재(150)의 부분에 위치한 코어를 제외하여 발생하는 총 자속의 양을 줄임으로써, 전원장치에 가해지는 부담을 줄일 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유도 가열 장치 110: 가열부재
120: 코어 130: 냉각부재
140: 센싱부재 150: 피가열부재
121: 몸체 122, 124, 126: 돌출부
230, 232: 몸체 양 끝단 240: 모따기
250: 연결공 260: 몸체
270, 272: 돌출부

Claims (10)

  1. 유도 가열 방식으로 피가열부재를 가열하는 가열부재;
    상기 가열부재와 결합하여 상기 가열부재로부터 발생한 자속의 밀도를 증가시키는 적어도 하나의 코어;
    상기 코어와 결합되어 상기 코어를 냉각하는 하나 이상의 냉각부재; 및
    상기 코어에 연결되며, 상기 코어에 형성된 자속의 양을 측정하는 센싱부재;를 포함하는 유도 가열 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱부재는,
    상기 코어에 권선되어 상기 코어에 유입되는 자속으로부터 유도전압이 발생되는 센싱코일; 및
    상기 센싱코일과 연결되어 상기 센싱코일에 발생한 유도전압의 크기를 측정하는 센서를 포함하는 유도 가열 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 코어에는 상기 코어를 관통하여 구비되는 연결공이 구비되고, 상기 센싱코일은 상기 연결공을 관통하여 상기 코어에 결합되는 유도 가열 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 코어는 복수개가 구비되며, 상기 센싱부재는 상기 코어에 각각 결합하는 유도 가열 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱부재는 상기 피가열부재의 가열 상황, 상기 피가열부재의 폭 방향으로 치우친 정도, 상기 피가열부재의 두께가 고른지 여부, 복수의 피가열부재가 겹친부분이 존재하는지 여부, 상기 피가열부재 내에 버(Burr) 형상이 존재하는지 여부 중 적어도 하나를 측정하는 유도 가열 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각부재는 상기 코어에 대응하는 형상으로 구비되며, 내부에는 냉각수 관로가 구비되는 유도 가열 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 코어는 복수개로 구비되며, 상기 냉각부재는 상기 코어의 사이에 구비되는 유도 가열 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 냉각수 관로는 상기 코어에서 고열이 발생하는 부분을 따라 배치되는 유도 가열 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 가열부재의 길이 방향으로 상기 가열부재의 길이보다 좁은 폭을 가지고 있어, 복수의 코어가 상기 가열부재의 길이“‡향으로 결합하는 유도 가열 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 코어는,
    상기 가열부재와 결합하는 위치에 따라 상기 코어의 구성성분을 달리하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
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