KR101988665B1

KR101988665B1 - 금속체 유도가열장치

Info

Publication number: KR101988665B1
Application number: KR1020120141859A
Authority: KR
Inventors: 도루 도노무라; 야스히로 후지모토
Original assignee: 토쿠덴 가부시기가이샤
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2019-06-12
Also published as: US20130146589A1; CN103167657B; DE102012222440A1; CN203027520U; KR20130065614A; US9622297B2; CN103167657A

Abstract

본 발명은 복수의 컵 모양 금속체 또는 환상 금속체를 균일하고 또한 동시에 가열하여 생산성을 향상시키는 것으로, 환상철심(2)을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부(21, 22)를 가지고, 그들 분할철심부(21)의 복수의 분할단부(21x, 21y) 각각에 비자성 금속으로 이루어진 금속체(W)가 장착되며, 당해 금속체(W)의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선(3)에 의해 상기 금속체(W)를 유도가열한다.

Description

금속체 유도가열장치 {METALLIC BODY INDUCTION HEATING APPARATUS}

본 발명은 유도가열에 의해 컵 모양 또는 환상(環狀)을 이루는 비자성 금속체를 가열하는 금속체 유도가열장치에 관한 것이다.

피가열물인 환상 금속체를 유도가열하는 장치로서는, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 환상 금속체의 둘레방향을 따라서 복수의 환상철심(鐵心)을 마련하고, 입력권선(入力捲線)에 교류전압을 인가함으로써, 환상 금속체에 단락(短絡)전류를 흘림으로써 환상 금속체를 유도발열하는 것이 있다.

구체적으로 이 유도가열장치는 피가열물인 환상 금속체의 둘레방향을 따라서 당해 환상 금속체가 관통하도록 마련된 복수의 환상철심과, 상기 각 환상철심의 일부에 감아 장착되어 교류전압이 인가되는 입력권선을 구비하고 있다.

그렇지만, 상기의 유도가열장치에서는 1개의 피가열물에 대해서 복수의 환상철심을 이용하고 있어, 생산성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

그런데, 바닥이 있는 통 모양을 이루는 컵 모양 금속체는 상기의 유도가열장치로는 유도가열하지 못하기 때문에, 여전히 특허문헌 2에 나타내는 가열로를 이용하여 가열하도록 하고 있다.

그렇지만, 가열로를 이용하여 컵 모양 금속체를 가열하는 것에서는, 승온(昇溫)속도가 늦는 등의 승온효율의 문제나, 열효율이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2011-23251호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2004-278930호 공보

그래서 본 발명은 상기 문제점을 일거에 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 비자성 금속으로 이루어지는 환상 금속체 또는 컵 모양 금속체를 효율 좋게 가열할 수 있음과 아울러, 1개의 유도가열장치에 의해 복수의 컵 모양 금속체를 동시에 가열하여 생산성을 향상시키는 것을 그 주된 소기 과제로 하는 것이다.

즉 본 발명에 관한 환상 금속체 유도가열장치는, 환상철심을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부를 가지고, 그들 분할철심부 중 적어도 1개에서의 복수의 분할단부 각각에 비자성 금속으로 이루어지는 환상 금속체가 장착됨으로써 복수의 환상 금속체에 상기 환상철심을 관통시키며, 상기 복수의 환상 금속체 각각의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선에 교류전압을 인가하여 상기 복수의 환상 금속체를 유도가열하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 것으로 하면, 분할철심부의 분할단부에 환상 금속체를 장착하여 입력권선에 교류전압을 인가시킴으로써, 비자성 금속으로 이루어지는 환상 금속체에 단락전류가 흘러 유도발열하므로, 환상 금속체를 효율 좋게 가열할 수 있다. 또, 분할철심부의 복수의 분할단부 각각에 환상 금속체를 장착하고 있으므로 1개의 환상철심에 의해 복수의 환상 금속체를 유도가열할 수 있어, 복수의 환상 금속체를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 환상 금속체가 자성금속으로 이루어진 것이면, 굳이 환상 금속체의 내부에 자로(磁路)를 관통시키는 구성으로 하지 않아도 금속체 자신이 자로와 단락 회로를 형성하여 발열한다. 한편, 본 발명은 환상 금속체가 비자성 금속으로 이루어지기 때문이야말로, 환상 금속체의 내주 측에 자로를 구성하는 철심을 배치하여, 비자성 금속에 자속을 관통시키는 구성이 필요하다.

환상철심을 간단한 구성에 의해 복수로 분할하기 위해서는, 상기 환상철심이 컷-코어(cut-core)형 권(卷)철심에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.

환상철심을 컷-코어형 권철심에 의해 구성하는 경우의 구체적인 실시형태로서는, 상기 환상철심이 컷-코어로 이루어지는 제1 분할철심부 및 제2 분할철심부로 분할되어 있고, 상기 제1 분할철심부 또는 상기 제2 분할철심부 중 적어도 한쪽에서의 복수의 분할단부 각각에 환상 금속체가 장착되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

컷-코어형 권철심 이외의 구성에서 환상철심을 간단한 구성에 의해 복수로 분할하기 위해서는, 상기 환상철심이 복수의 각(脚)철심과, 상기 복수의 각철심의 일단부에 접속되는 제1 계(繼)철심과, 상기 복수의 각철심의 타단부에 접속되는 제2 계철심으로 구성되어 있고, 상기 복수의 각철심이 인볼류트(involute) 형상으로 만곡된 만곡부를 가지는 다수의 자성강판을 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성한 원통 모양을 이루는 것(이하, '인볼류트 철심'이라고도 한다.)인 것이 바람직하다.

환상철심을 복수의 각철심, 제1 계철심 및 제2 계철심에 의해 구성하는 경우의 구체적인 실시형태로서는, 상기 환상철심이 상기 복수의 각철심 및 상기 제1 계철심으로 이루어지는 제1 분할철심부와, 상기 제2 계철심으로 이루어지는 제2 분할철심부로 분할되어 있고, 상기 복수의 각철심 각각에 환상 금속체가 장착되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 별도의 부재로서 구성되는 각철심 및 제2 계철심의 구성을 살려, 각철심을 분할하는 등의 가공을 시행하지 않고, 환상 금속체를 유도가열할 수 있다.

환상 금속체의 내경의 관계에 의해, 각철심의 단면적에 제약이 있는 경우에는, 입력권선에 인가하는 교류전압의 주파수를 올리는 것에 의해서, 필요한 입력 전압을 확보하면서, 자속밀도를 포화자속밀도 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다. 그런데, 이 경우, 주파수의 상승에 의해서 철손(鐵損)이 증가하여 각철심의 온도가 상승해 버린다고 하는 문제가 발생한다. 이 문제를 인볼류트 철심의 구성을 살려 바람직하게 해결하기 위해서는, 상기 복수의 각철심의 내측 둘레면에 밀착하여 냉각관을 마련하고, 당해 냉각관에 냉각매체를 유통시키는 것에 의해 상기 복수의 각철심을 냉각하는 것이 바람직하다.

환상 금속체의 착탈을 용이하게 행하기 위해서는, 상기 복수의 분할철심부에서의 적어도 1개의 분할철심부를, 상기 환상 금속체가 장착되어 상기 복수의 분할철심부에 의해 폐(閉)자로가 형성되는 장착위치 및 상기 환상 금속체를 상기 분할철심부의 분할단부로부터 떼어낼 수 있는 떼어냄 위치 사이에서 이동시키는 착탈기구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관한 컵 모양 금속체 유도가열장치는, 환상철심을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부를 가지고, 그들 분할철심부의 복수의 분할단부 각각에 비자성 금속으로 이루어지는 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체를 복수의 분할철심부에 의해 끼움과 아울러, 당해 컵 모양 금속체의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선에 교류전압을 인가하여 상기 컵 모양 금속체를 유도가열하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 것으로 하면, 분할철심부의 분할단부에 비자성 금속으로 이루어지는 컵 모양 금속체를 덮어씌워 복수의 분할철심부에 의해서 끼우기 입력권선에 교류전압을 인가시킴으로써, 컵 모양 금속체에 단락전류가 흘러 유도발열하므로, 컵 모양 금속체를 효율 좋게 가열할 수 있다. 또, 분할철심부의 복수의 분할단부 각각에 컵 모양 금속체를 덮어씌우고 있으므로 1개의 환상철심에 의해 복수의 컵 모양 금속체를 유도가열할 수 있어, 복수의 컵 모양 금속체를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 컵 모양 금속체가 자성금속으로 이루어진 것이면, 굳이 컵 모양 금속체의 내부에 자로를 관통시키는 구성으로 하지 않아도 컵 모양 금속체 자신이 자로와 단락 회로를 형성하여 발열한다. 한편, 본 발명은 컵 모양 금속체가 비자성 금속으로 이루어지기 때문이야말로, 컵 모양 금속체의 내주 측에 자로를 구성하는 철심을 배치하여, 비자성 금속에 자속을 관통시키는 구성이 필요하다.

여기서, 분할한 분할철심부(폐자로 철심)에서의 서로 대응하여 쌍을 이루는 분할단부의 사이에 피가열물인 컵 모양 금속체를 끼우면, 그 두께분만큼 철심길이가 증가한다. 서로 대향하여 쌍을 이루는 분할단부가 복수 있고, 그 1개에 피가열물을 사이에 두는 경우에는, 그 외의 쌍을 이루는 분할단부 중 적어도 한쪽을 피가열물의 두께분만큼 길게 해 두면, 피가열물을 사이에 둔 상태에서도 그 외의 쌍을 이루는 분할단부를 밀착시킬 수 있다. 이 구성은 항상 피가열물이 동일 형상이면 문제없지만, 다른 두께를 가지는 피가열물을 사이에 두는 경우에는, 쌍을 이루는 분할단부의 길이(철심길이)를 조절하는 기구가 필요하게 되어 버린다. 따라서, 복수 쌍의 모두에 동일한 피가열물을 사이에 두는 것에 의해서, 분할단부의 길이(철심길이)를 조절하는 기구가 불필요하게 되어, 한 번의 복수의 피가열물을 가열할 수 있다. 이것은 매회 피가열물의 두께가 다른 경우라도, 각 회마다 가열하는 피가열물이 동일하면 된다.

환상철심을 컷-코어형 권철심에 의해 구성하는 경우의 구체적인 실시형태로서는, 상기 환상철심이 컷-코어로 이루어지는 제1 분할철심부 및 제2 분할철심부로 분할되어 있고, 상기 제1 분할철심부 또는 상기 제2 분할철심부 중 적어도 한쪽에서의 복수의 분할단부에 상기 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체를 상기 제1 분할철심부 및 상기 제2 분할철심부에 의해 끼워지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 때, 제1 분할철심부 및 상기 제2 분할철심부의 양쪽에서의 복수의 분할단부에 상기 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체를 상기 제1 분할철심부 및 상기 제2 분할철심부에 의해 끼워지도록 구성한 것이면, 동시에 가열할 수 있는 컵 모양 금속체의 수를 늘릴 수 있어, 컵 모양 금속체의 생산성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

환상철심을 복수의 각철심, 제1 계철심 및 제2 계철심에 의해 구성하는 경우의 구체적인 실시형태로서는, 상기 환상철심이 상기 복수의 각철심 및 상기 제1 계철심으로 이루어지는 제1 분할철심부와, 상기 제2 계철심으로 이루어지는 제2 분할철심부로 분할되어 있고, 상기 복수의 각철심의 타단부에 상기 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체를 상기 제1 분할철심부 및 상기 제2 분할철심부에 의해 끼워지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 별도의 부재로서 구성되는 각철심 및 제2 계철심의 구성을 살려, 각철심을 분할하는 등의 가공을 시행하지 않고, 컵 모양 금속체를 유도가열할 수 있다.

컵 모양 금속체의 내경의 관계에 의해, 각철심의 단면적에 제약이 있는 경우에는, 입력권선에 인가하는 교류전압의 주파수를 올리는 것에 의해서, 필요한 입력 전압을 확보하면서, 자속밀도를 포화자속밀도 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다. 그런데, 이 경우, 주파수의 상승에 의해서 철손이 증가하여 각철심의 온도가 상승해 버린다고 하는 문제가 발생한다. 이 문제를 인볼류트 철심의 구성을 살려 바람직하게 해결하기 위해서는, 상기 복수의 각철심의 내측 둘레면에 밀착하여 냉각관을 마련하고, 당해 냉각관에 냉각매체를 유통시키는 것에 의해 상기 복수의 각철심을 냉각하는 것이 바람직하다.

컵 모양 금속체의 착탈을 용이하게 행하기 위해서는, 상기 복수의 분할철심부에서의 적어도 1개의 분할철심부를, 상기 복수의 분할철심부에 의해 상기 컵 모양 금속체를 끼운 협지(挾持)위치 및 상기 컵 모양 금속체를 상기 분할철심부로부터 떼어낼 수 있는 떼어냄 위치 사이에서 이동시키는 착탈기구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 비자성 금속으로 이루어지는 환상 금속체 또는 컵 모양 금속체를 균일하게 가열함과 아울러, 복수의 컵 모양 금속체를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 환상 금속체 유도가열장치의 제1 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 착탈기구의 구체적인 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 환상 금속체 유도가열장치의 제2 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 4는 환상 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 환상 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 6은 환상 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 환상 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 8은 컵 모양 금속체 유도가열장치의 제1 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 9는 착탈기구의 구체적인 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 10은 컵 모양 금속체 유도가열장치의 제2 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 11은 컵 모양 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 12는 컵 모양 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 13은 컵 모양 금속체 유도가열장치의 변형 실시형태의 모식적 구성을 나타내는 종단면도이다.

이하에 본 발명에 관한 환상 금속체 유도가열장치의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

1. 환상 금속체 유도가열장치의 제1 실시형태

제1 실시형태에 관한 환상 금속체 유도가열장치(100)는, 예를 들면 스테인리스 또는 알루미늄 등의 비자성 금속으로 이루어지는 환상 금속체(W)를 유도가열하여 열처리하는 것이다.

구체적으로 이것은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 환상철심(2)을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부(21, 22)를 가지고, 그들 분할철심부(21, 22)의 복수의 분할단부(21x, 21y) 각각에 환상 금속체(W)가 장착됨으로써 복수의 환상 금속체(W)에 환상철심(2)을 관통시켜, 당해 환상 금속체(W)의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선(3)에 교류전압을 인가하여 상기 환상 금속체(W)를 유도가열하는 것이다. 또한, 이 환상 금속체 유도가열장치(100)는 동일 형상을 이루는 복수의 환상 금속체(W)를 동시에 유도가열하는 것이다.

환상철심(2)은 컷-코어형 권철심에 의해 구성된 대략 직사각형 환상을 이루는 것이며, 컷-코어로 이루어지는 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)로 분할되어 있다. 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)는 모두, 정면에서 보아 대략 'U'자 형상을 이루는 것이다.

하측에 위치하는 제1 분할철심부(21)는 그 좌우 2개의 분할단부(21x, 21y) 각각에 환상 금속체(W)가 포위하도록 장착된다. 즉, 2개의 분할단부(21x, 21y)는 환상체 금속(W) 내에 관통하도록 삽입된다. 이들 2개의 분할단부(21x, 21y)는 제1 분할철심부(21)에서의 직선 모양을 이루는 수직부(각철심부)에 의해 구성된다. 또, 제1 분할철심부(21)에서의 수직부(각철심부)(211)는 환상 금속체(W)의 길이치수(구체적으로는 측둘레벽의 축방향 길이치수)보다도 길게 구성되어 있다. 또한, 제1 분할철심부(21)의 수직부(211)(특히 분할단부(21x, 21y))는 환상 금속체(W)에 삽입할 수 있는 정도의 단면적을 가지는 것이다.

상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)는 착탈기구(도 1에는 미도시)에 의해 제1 분할철심부(21)에 대해서 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있고, 그 좌우 2개의 분할단부(22x, 22y)의 선단면(평면 모양의 컷면(22x1, 22y1))은 제1 분할철심부(21)의 좌우 2개의 분할단부(21x, 21y)의 선단면(평면 모양의 컷면(21x1, 21y1))에 접촉한다. 이것에 의해, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 의해 폐자로가 형성된다. 또한, 제2 분할철심부(22)의 분할단부(22x, 22y)는 상기 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)와 대략 동일한 단면적을 가지는 것이다.

또, 상기와 같은 제1 분할철심부(21)에 설치된 2개의 환상 금속체(W) 각각의 외주부에는 주파수 50㎐ ~ 1000㎐의 중주파전원(미도시)에 의해 단상(單相)교류전압이 인가되는 입력권선(3)이 마련되어 있다. 이 입력권선(3), 환상 금속체(W) 및 분할단부(21x, 21y)는 동심(同心) 모양으로 배치되어 있으며, 역률(力率)을 향상시켜 가열효율을 향상시키고 있다. 이 입력권선(3)의 상하방향의 권회(卷回)폭은 환상 금속체(W)의 외형의 길이치수와 대략 동일하다. 그리고, 입력권선(3)에 단상교류전압이 인가됨으로써, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 발생하는 자속을 통하여, 환상 금속체(W)에 2차 전류(단락전류)가 야기되어, 환상 금속체(W)가 유도발열함으로써 가열된다.

이와 같이 구성한 본 실시형태의 환상 금속체 유도가열장치(100)에 의하면, 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)에 환상 금속체(W)를 장착하여 입력권선(3)에 교류전압을 인가시킴으로써, 환상 금속체(W)에 단락전류가 흘러 유도발열하므로, 환상 금속체(W)를 효율 좋게 가열할 수 있다. 또, 제1 분할철심부(21)의 2개의 분할단부(21x, 21y) 각각에 환상 금속체(W)를 장착하고 있으므로 1개의 환상철심(2)에 의해 2개의 환상 금속체(W)를 유도가열할 수 있어, 2개의 환상 금속체(W)를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

다음으로 본 실시형태의 환상 금속체 유도가열장치(100)에서의 착탈기구(4)에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 착탈기구(4)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 하측에 위치하는 제1 분할철심부(21)에 대해서 상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)를 진퇴(進退) 이동시켜, 환상 금속체(W)를 제1 분할철심부(21)에 장착하거나 또는 떼어내기를 가능하게 하는 것이다. 즉 이 착탈기구(4)는 상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)를, 환상 금속체(W)가 제1 분할철심부(21)에 장착되고, 2개의 분할철심부(21, 22)에 의해 폐자로가 형성되는 장착위치(P)와, 환상 금속체(W)를 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)로부터 떼어낼 수 있는 떼어냄 위치(Q)와의 사이에서 이동시키는 것이다. 또한, 떼어냄 위치(Q)는 제2 분할철심부(22)가 제1 분할철심부(21)로부터 이간하여 제1 분할철심부(21)의 상부가 개방된 상태이다.

구체적으로 착탈기구(4)는, 예를 들면 유압기구를 이용한 것을 고려할 수 있으며, 수동 또는 자동에 의해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 소정의 회전축(C)을 회전중심으로 하여 제2 분할철심부(22)를 회전시켜, 제1 분할철심부(21)의 상부를 개방하는 방식이나, 제2 분할철심부(22)를 제1 분할철심부(21)에 대해서 위쪽으로 이간시켜, 제1 분할철심부(21)의 상부를 개방하는 방식이나, 제2 분할철심부(22)를 제1 분할철심부(21)에 대해서 측방으로 이간시켜, 제1 분할철심부(21)의 위쪽을 개방하는 방식 등을 고려할 수 있다. 또한, 제1 분할철심부(21)의 상부가 개방된 상태에서, 환상 금속체(W)의 장착 또는 떼어냄을 행한다.

또한, 제1 분할철심부(21)의 상부를 개방하는 방식이면, 각 부재를 어떻게 이동시키는 것이라도 된다. 예를 들면, 제1 분할철심부(21)를 제2 분할철심부(22)에 대해서 아래쪽으로 이간시키거나, 제1 분할철심부(21)를 소정의 회전축을 회전중심으로 하여 회전시키거나, 또는 측방으로 이동시키는 것이라도 된다.

2. 환상 금속체 유도가열장치의 제2 실시형태

다음으로 본 발명의 제2 실시형태에 관한 환상 금속체 유도가열장치(100)에 대해서 설명한다. 제2 실시형태에 관한 환상 금속체 유도가열장치(100)는 상기 제1 실시형태와 환상철심(2)의 구성이 다르다.

본 실시형태의 환상철심(2)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 2개의 각철심(2a, 2a)과, 이들 2개의 각철심(2a, 2a)의 일단부(하단부)에 접속되는 제1 계철심(2b)과, 2개의 각철심(2a, 2a)의 타단부(상단부)에 접속되는 제2 계철심(2c)으로 구성되어 있다. 그리고, 2개의 각철심(2a, 2a)이 인볼류트 형상으로 만곡된 만곡부를 가지는 다수의 자성강판을 원주방향으로 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성한 원통 모양을 이루는 인볼류트 철심이다.

이 구성의 환상철심(2)은 2개의 각철심(2a, 2a) 및 제1 계철심(2b)으로 이루어지는 제1 분할철심부(21)와, 제2 계철심(2c)으로 이루어지는 제2 분할철심부(22)로 분할되어 있다.

하측에 위치하는 제1 분할철심부(21)의 좌우 2개의 분할단부(21x, 21y)(2개의 각철심(2a, 2a)) 각각에 환상 금속체(W)가 포위하도록 장착된다. 즉, 2개의 각철심(2a, 2a)은 환상체 금속(W) 내에 관통하도록 삽입된다. 2개의 분할단부(21x, 21y)는 제1 분할철심부(21)에서의 원기둥 모양을 이루는 2개의 각철심(2a, 2a)으로 구성된다. 또, 제1 분할철심부(21)에서의 각철심(2a, 2a)은 환상 금속체(W)의 길이치수보다도 크게 구성되어 있으며, 환상 금속체(W)에 삽입할 수 있는 정도의 단면적을 가지는 것이다.

상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)는 착탈기구에 의해 제1 분할철심부(21)에 대해서 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있고, 그 하면은 제1 분할철심부(21)의 좌우 2개의 분할단부(21x, 21y)의 선단면(2개의 각철심(2a, 2a)의 상단면)에 접촉한다. 이것에 의해, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 의해 폐자로가 형성된다.

또, 본 실시형태의 환상철심(2)은 각철심(2a)의 원형 모양을 이루는 내측 둘레면에 밀착하여 마련된 원통 모양의 냉각관(5)을 구비하고 있고, 냉각관(5)에 냉각매체를 유통시킴으로써 각철심(2a)을 냉각하도록 구성하고 있다.

냉각관(5)은 각철심(2a) 및 제1 계철심(2b)의 상하를 관통하도록 마련되어 있고, 그 제1 계철심(2b)의 하부에 위치하는 단부에 냉각매체를 도입하는 도입포트(P1) 및 냉각매체를 도출하는 도출포트(P2)를 가진다. 도입포트(P1)에는 냉각매체 공급배관(미도시)이 접속되고, 도출포트(P2)에는 냉각매체 도출배관(미도시)이 접속되어 있으며, 이들 배관에 접속된 냉각매체원(미도시)으로부터 냉각매체가 공급됨으로써 냉각관(5) 내를 냉각매체가 유통한다. 냉각매체의 온도 및 유량은, 도시하지 않은 예를 들면 열교환기 등의 온조(溫調)기구 및 예를 들면 매스 플로우 콘트롤러 등의 유량제어기기 등에 의해서 제어된다.

구체적으로 냉각관(5)은 스테인리스제이며, 도입포트(P1) 및 도출포트(P2)가 동일 단부(하측 단부)에 마련된 이중관구조이고, 도입포트(P1)로부터 내관(51) 내를 통과하여 내관(51) 및 외관(52)의 사이에 냉각매체가 흐르며, 그리고 외관(52)에 마련된 도출포트(P2)로부터 도출되도록 구성되어 있다. 또한, 상부의 제2 계철심(2c)이 각철심(2a)에 대해서 착탈 가능하게 구성되어 있기 때문에, 당해 계철심(2a)의 착탈의 방해가 되지 않도록, 본 실시형태의 냉각관(5)은 각철심(2a)의 상부에는 연장하고 있지 않고, 냉각관(5)의 상단면과 각철심(2a)의 상단면이 대략 동일면이 되도록 구성되어 있다. 이 때문에 도입포트(P1) 및 도출포트(P2)는 제1 계철심(2b)의 하부에 위치하도록 구성되어 있다.

여기서, 냉각관(5)에서 내관(51)의 외측 둘레면 및 외관(52)의 내측 둘레면에 나선 모양의 리브나 홈을 마련하는 것이 바람직하다. 이 나선 모양의 리브나 홈에 의해, 냉각매체가 내관(51) 및 외관(52)의 사이의 공간에서 교반(攪拌)되게 되어, 외관(52)과 각철심(2a)과의 열교환을 효율 좋게 행할 수 있다. 또, 냉각관(5)과 각철심(2a)과의 사이에 예를 들면 에폭시 수지 등의 내열성이 뛰어나고 열전도성이 뛰어난 접착제를 충전함으로써 각철심 등을 보다 한층 효율 좋게 냉각할 수 있다.

이와 같이 구성한 제2 실시형태의 환상 금속체 유도가열장치(100)에 의하면, 인볼류트 철심에 환상 금속체(W)를 장착하여 입력권선(3)에 교류전압을 인가시킴으로써, 환상 금속체(W)에 단락전류가 흘러 유도발열하므로, 환상 금속체(W)를 효율 좋게 가열할 수 있다. 또, 좌우 2개의 각철심(2a, 2a) 각각에 환상 금속체(W)를 장착하고 있으므로 1개의 환상철심(2)에 의해 2개의 환상 금속체(W)를 유도가열할 수 있어, 2개의 환상 금속체(W)를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

특히 본 실시형태에서는, 냉각관(5)에 의해 인볼류트 철심(2a)을 냉각하고 있으므로, 입력권선(3)에 인가하는 교류전압의 주파수를 올려 환상 금속체(W)를 효율 좋게 가열하면서도, 자속밀도를 포화자속밀도 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 컷-코어형 권철심을 이용하여 구성된 환상철심(2)에서는, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)를 모두, 정면에서 보아 대략 'E'자 형상을 이루는 것으로 하여, 3개의 각철심부를 가지는 환상철심(2)으로 해도 된다. 이 경우, 제1 분할철심부(21)에는 그 좌우 3개의 분할단부(21x, 21y, 21z) 각각에 환상 금속체(W)가 포위하도록 장착된다. 또, 각 환상 금속체(W)에 대응하여 3개의 입력권선(3)이 마련되어 있다. 이 3개의 입력권선(3)에는 삼상(三相)전원에 의해 삼상 교류전압이 인가된다. 이와 같은 것으로 하면, 1개의 환상 금속체 유도가열장치에 의해 동시에 3개의 환상 금속체(W)를 유도가열할 수 있다.

또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 인볼류트 철심(각철심)(2a) 및 계철심(2b, 2c)을 이용하여 구성된 환상철심(2)에서는, 인볼류트 철심(각철심)을 3개 가지는 것으로 해도 된다. 이 경우, 3개의 인볼류트 철심(2a, 2a, 2a) 및 제1 계철심(2b)에 의해 제1 분할철심부(21)가 구성된다. 이와 같은 것이라도, 1개의 환상 금속체 유도가열장치(100)에 의해 동시에 3개의 환상 금속체(W)를 유도가열할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y) 각각에 1개의 환상 금속체(W)를 장착하는 것이었지만, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y) 각각에 2개의 환상 금속체(W)를 장착함과 아울러, 당해 환상 금속체(W)의 외주부에 각각 입력권선(3)을 마련한 구성으로 해도 된다. 이렇게 하면, 2개의 각철심을 가지는 환상철심(2)에서는 4개의 환상 금속체(W)를 동시에 유도가열할 수 있고, 3개의 각철심을 가지는 환상철심(2)에서는 6개의 환상 금속체(W)를 동시에 유도가열할 수 있다.

게다가, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 분할철심부(21)의 한쪽의 분할단부(21x) 및 제2 분할철심부(22)의 다른 쪽의 분할단부(22x)의 양쪽 및 제1 분할철심부(21)의 다른 쪽의 분할단부(21y) 및 제2 분할철심부(22)의 다른 쪽의 분할단부(22y)의 양쪽를 포위하도록 환상 금속체(W)가 장착되도록 구성해도 된다.

이에 더하여, 상기 제2 실시형태에서는, 냉각관(5)의 대신에 히트 파이프를 각철심의 내측 둘레면에 밀착하여 마련해도 된다. 이 경우, 히트 파이프의 일단부를 각철심의 하면에서 외부로 연장하도록 하여, 이 연장한 부분을 냉각하도록 구성해도, 상기 실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 입력권선(3)이 환상 금속체(W)의 외주부에 마련되어 있지만, 입력권선(3)을 환상 금속체(W)의 내주부에 마련한 것이라도 된다.

다음으로 본 발명에 관한 컵 모양 금속체 유도가열장치의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

3. 컵 모양 금속체 유도가열장치의 제1 실시형태

제1 실시형태에 관한 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)는, 예를 들면 스테인리스제의 비자성 금속으로 이루어진 바닥이 있는 통 모양을 이루는 컵 모양 금속체(W)를 유도가열하여 열처리하는 것이다. 또한, 컵 모양 금속체(W)로서는, 예를 들면 금속제 캔용기나 금형 등을 생각할 수 있다.

구체적으로 이것은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 환상철심(2)을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부(21, 22)를 가지고, 그들 분할철심부(21, 22)의 복수의 분할단부(21x, 21y) 각각에 컵 모양 금속체(W)를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체(W)를 복수의 분할철심부(21, 22)에 의해 끼움과 아울러, 당해 컵 모양 금속체(W)의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선(3)에 교류전압을 인가하여 상기 컵 모양 금속체(W)를 유도가열하는 것이다. 또한, 이 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)는 동일 형상을 이루는 복수의 컵 모양 금속체(W)를 동시에 유도가열하는 것이다.

하측에 위치하는 제1 분할철심부(21)는 그 좌우 2개의 분할단부(21x, 21y)에 각각 컵 모양 금속체(W)가 덮어 씌워진 상태로 설치된다. 이 때, 컵 모양 금속체(W)의 저벽의 내면은 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)의 선단면(평면 모양의 컷면(21x1, 21y1))에 접촉 또는 근접한다. 또, 제1 분할철심부(21)에서의 수직부(각철심부)(211)는 컵 모양 금속체(W)의 길이치수(구체적으로는 깊이치수 등)보다도 크게 구성되어 있다. 또한, 제1 분할철심부(21)의 수직부(211)(특히 분할단부(21x, 21y))는 컵 모양 금속체(W)에 삽입할 수 있는 정도의 단면적을 가지는 것이다.

상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)는 착탈기구(도 8에는 미도시)에 의해 제1 분할철심부(21)에 대해서 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있고, 그 좌우 2개의 분할단부(22x, 22y)의 선단면(평면 모양의 컷면(22x1, 22y1))은 제1 분할철심부(21)에 설치된 컵 모양 금속체(W)의 저벽의 외면에 접촉 또는 근접한다. 이것에 의해, 컵 모양 금속체(W)는 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 의해 끼워지도록 하여 설치된다. 또한, 제2 분할철심부(22)의 분할단부(22x, 22y)는 상기 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)와 대략 동일한 단면적을 가지는 것이다.

또, 상기와 같이 제1 분할철심부(21)에 설치된 2개의 컵 모양 금속체(W) 각각의 외주부에는 주파수 50㎐ ~ 1000㎐의 중주파전원(미도시)에 의해 단상교류전압이 인가되는 입력권선(3)이 마련되어 있다. 이 입력권선(3)의 상하방향의 권회폭은 컵 모양 금속체(W)의 외형의 길이치수와 대략 동일하다. 그리고, 입력권선(3)에 단상교류전압이 인가됨으로써, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 발생하는 자속을 통하여, 컵 모양 금속체(W)에 2차 전류(단락전류)가 야기되어, 컵 모양 금속체(W)가 유도발열함으로써 가열할 수 있다.

이와 같이 구성한 본 실시형태의 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)에 의하면, 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)에 컵 모양 금속체(W)를 덮어씌워 2개의 분할철심부(21, 22)에 의해서 끼우기 입력권선(3)에 교류전압을 인가시킴으로써, 컵 모양 금속체(W)에 단락전류가 흘러 유도발열하므로, 컵 모양 금속체(W)를 효율 좋게 가열할 수 있다. 또, 제1 분할철심부(21)의 2개의 분할단부(21x, 21y) 각각에 컵 모양 금속체(W)를 덮어씌우고 있으므로 1개의 환상철심(2)에 의해 복수의 컵 모양 금속체(W)를 유도가열할 수 있어, 복수의 컵 모양 금속체(W)를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

다음으로 본 실시형태의 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)에서의 착탈기구(4)에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 착탈기구(4)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 하측에 위치하는 제1 분할철심부(21)에 대해서 상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)를 진퇴 이동시켜, 컵 모양 금속체(W)를 제1 분할철심부(21)에 장착하거나 또는 떼어내기를 가능하게 하는 것이다. 즉 이 착탈기구(4)는 상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)를, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 의해 컵 모양 금속체(W)를 사이에 두는 협지위치(P)와 컵 모양 금속체(W)를 제1 분할철심부(21)로부터 떼어낼 수 있는 떼어냄 위치(Q)와의 사이에서 이동시키는 것이다. 또한, 협지위치(P)는 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 의해 폐자로가 형성되는 상태이며, 떼어냄 위치(Q)는 제2 분할철심부(22)가 제1 분할철심부(21)로부터 이간하여 제1 분할철심부(21)의 상부가 개방된 상태이다.

구체적으로 착탈기구(4)는, 예를 들면 유압기구를 이용한 것을 고려할 수 있고, 수동 또는 자동에 의해, 도 9에 나타내는 바와 같이, 소정의 회전축(C)을 회전중심으로 하여 제2 분할철심부(22)를 회전시켜, 제1 분할철심부(21)의 상부를 개방하는 방식이나, 제2 분할철심부(22)를 제1 분할철심부(21)에 대해서 위쪽으로 이간시켜, 제1 분할철심부(21)의 상부를 개방하는 방식이나, 제2 분할철심부(22)를 제1 분할철심부(21)에 대해서 측방으로 이간시켜, 제1 분할철심부(21)의 위쪽을 개방하는 방식 등이 고려된다. 또한, 제1 분할철심부(21)의 상부가 개방된 상태에서, 컵 모양 금속체(W)의 장착 또는 떼어냄을 행한다.

또한, 제1 분할철심부(21)의 상부를 개방하는 방식이면, 각 부재를 어떻게 이동시키는 것이라도 좋다. 예를 들면, 제1 분할철심부(21)를, 제2 분할철심부(22)에 대해서 아래쪽에 이간시키거나, 제1 분할철심부(21)를 소정의 회전축을 회전중심으로 하여 회전시키거나, 또는 측방으로 이동시키는 것이라도 된다.

4. 컵 모양 금속체 유도가열장치의 제2 실시형태

다음으로 본 발명의 제2 실시형태에 관한 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)에 대해서 설명한다. 제2 실시형태에 관한 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)는 상기 제1 실시형태와 환상철심(2)의 구성이 다르다.

본 실시형태의 환상철심(2)은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 2개의 각철심(2a, 2a)과, 이들 2개의 각철심(2a, 2a)의 일단부(하단부)에 접속되는 제1 계철심(2b)과, 2개의 각철심(2a, 2a)의 타단부(상단부)에 접속되는 제2 계철심(2c)으로 구성되어 있다. 그리고, 2개의 각철심(2a, 2a)이 인볼류트 형상으로 만곡된 만곡부를 가지는 다수의 자성강판을 원주방향으로 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성한 원통 모양을 이루는 인볼류트 철심이다.

하측에 위치하는 제1 분할철심부(21)의 좌우 2개의 분할단부(21x, 21y)(2개의 각철심(2a, 2a))에 각각 컵 모양 금속체(W)가 덮어 씌워진 상태에서 설치된다. 이 때, 컵 모양 금속체(W)의 저벽의 내면은 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)의 선단면(각철심(2a)의 상단면)에 접촉 또는 근접한다. 또, 제1 분할철심부(21)에서의 각철심(2a, 2a)은 컵 모양 금속체(W)의 길이치수보다도 크게 구성되어 있으며, 컵 모양 금속체(W)에 삽입할 수 있는 정도의 단면적을 가지는 것이다.

상측에 위치하는 제2 분할철심부(22)는 착탈기구에 의해 제1 분할철심부(21)에 대해서 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있고, 그 하면은 제1 분할철심부(21)에 설치된 컵 모양 금속체(W)의 저벽의 외면에 접촉 또는 근접한다. 이것에 의해, 컵 모양 금속체(W)는 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)에 의해 끼워지도록 하여 설치된다.

또, 본 실시형태의 환상철심(2)은 각철심(2a)의 원형 모양을 이루는 내측 둘레면에 밀착하여 마련된 원통 모양의 냉각관(5)을 구비하고 있으며, 냉각관(5)에 냉각매체를 유통시킴으로써 각철심(2a)을 냉각하도록 구성하고 있다.

냉각관(5)은 각철심(2a) 및 제1 계철심(2b)의 상하를 관통하도록 마련되어 있고, 그 제1 계철심(2b)의 하부에 위치하는 단부에 냉각매체를 도입하는 도입포트(P1) 및 냉각매체를 도출하는 도출포트(P2)를 가진다. 도입포트(P1)에는 냉각매체 공급배관(미도시)이 접속되고, 도출포트(P2)에는 냉각매체 도출배관(미도시)이 접속되어 있으며, 이들 배관에 접속된 냉각매체원(미도시)으로부터 냉각매체가 공급됨으로써 냉각관(5) 내를 냉각매체가 유통한다. 냉각매체의 온도 및 유량은, 도시하지 않은 예를 들면 열교환기 등의 온조기구 및 예를 들면 매스 플로우 콘트롤러 등의 유량제어기기 등에 의해서 제어된다.

구체적으로 냉각관(5)은 스테인리스제이며, 도입포트(P1) 및 도출포트(P2)가 동일 단부(하측 단부)에 마련된 이중관구조이고, 도입포트(P1)로부터 내관(51) 내를 통과하여 내관(51) 및 외관(52)의 사이에 냉각매체가 흐르며, 그리고 외관(52)에 마련된 도출포트(P2)로부터 도출되도록 구성되어 있다. 또한, 상부의 제2 계철심(2c)이 각철심(2a)에 대해서 착탈 가능하게 구성되어 있기 때문에, 당해 계철심(2a)의 착탈의 방해가 되지 않도록, 본 실시형태의 냉각관(5)은 각철심(2a)의 상부로는 연장하고 있지 않고, 냉각관(5)의 상단면과 각철심(2a)의 상단면이 대략 동일면이 되도록 구성되어 있다. 이 때문에 도입포트(P1) 및 도출포트(P2)는 제1 계철심(2b)의 하부에 위치하도록 구성되어 있다.

여기서, 냉각관(5)에서 내관(51)의 외측 둘레면 및 외관(52)의 내측 둘레면에 나선 모양의 리브나 홈을 마련하는 것이 바람직하다. 이 나선 모양의 리브나 홈에 의해, 냉각매체가 내관(51) 및 외관(52)의 사이의 공간에서 교반되게 되어, 외관(52)과 각철심(2a)과의 열교환을 효율 좋게 행할 수 있다. 또, 냉각관(5)과 각철심(2a)과의 사이에 예를 들면 에폭시 수지 등의 내열성이 뛰어나고 열전도성이 뛰어난 접착제를 충전함으로써 각철심 등을 보다 한층 효율 좋게 냉각할 수 있다.

이와 같이 구성한 제2 실시형태의 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)에 의하면, 인볼류트 철심의 상단부에 컵 모양 금속체(W)를 덮어씌워 제2 계철심(2c)과의 사이에서 끼우기 입력권선(3)에 교류전압을 인가시킴으로써, 컵 모양 금속체(W)에 단락전류가 흘러 유도발열하므로, 컵 모양 금속체(W)를 효율 좋게 가열할 수 있다. 또, 좌우 2개의 각철심(2a, 2a)의 상단부 각각에 컵 모양 금속체(W)를 덮어씌우고 있으므로 1개의 환상철심(2)에 의해 2개의 컵 모양 금속체(W)를 유도가열할 수 있어, 2개의 컵 모양 금속체(W)를 동시에 가열하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

특히 본 실시형태에서는, 냉각관(5)에 의해 인볼류트 철심(2a)을 냉각하고 있으므로, 입력권선(3)에 인가하는 교류전압의 주파수를 올려 컵 모양 금속체(W)를 효율 좋게 가열하면서도, 자속밀도를 포화자속밀도 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 컷-코어형 권철심을 이용하여 구성된 환상철심(2)에서는, 제1 분할철심부(21) 및 제2 분할철심부(22)를 모두, 정면에서 보아 대략 'E'자 형상을 이루는 것으로 하여, 3개의 각철심부를 가지는 환상철심(2)으로 해도 된다. 이 경우, 제1 분할철심부(21)에는 그 좌우 3개의 분할단부(21x, 21y, 21z)에 각각 컵 모양 금속체(W)가 덮어 씌워진 상태로 설치된다. 또, 각 컵 모양 금속체(W)에 대응하여 3개의 입력권선(3)이 마련되어 있다. 이 3개의 입력권선(3)에는 삼상전원에 의해 삼상 교류전압이 인가된다. 이와 같은 것으로 하면, 1개의 컵 모양 금속체 유도가열장치에 의해 동시에 3개의 컵 모양 금속체(W)를 유도가열할 수 있다.

또, 도 12에 나타내는 바와 같이, 인볼류트 철심(각철심)(2a) 및 계철심(2b, 2c)을 이용하여 구성된 환상철심(2)에서는, 인볼류트 철심(각철심)을 3개 가지는 것으로 해도 된다. 이 경우, 3개의 인볼류트 철심(2a, 2a, 2a) 및 제1 계철심(2b)에 의해 제1 분할철심부(21)가 구성된다. 이와 같은 것이라도, 1개의 컵 모양 금속체 유도가열장치(100)에 의해 동시에 3개의 컵 모양 금속체(W)를 유도가열할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 제1 분할철심부(21)의 분할단부(21x, 21y)에 컵 모양 금속체(W)를 설치하는 것이었지만, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 분할철심부(21)에 더하여, 제2 분할철심부(22)의 분할단부(22x, 22y)에 컵 모양 금속체(W)를 설치함과 아울러, 당해 컵 모양 금속체(W)의 외주부에 각각 입력권선(3)을 마련한 구성으로 해도 된다. 이렇게 하면, 2개의 각철심을 가지는 환상철심(2)에서는 4개의 컵 모양 금속체(W)를 동시에 유도가열할 수 있고, 3개의 각철심을 가지는 환상철심(2)에서는 6개의 컵 모양 금속체(W)를 동시에 유도가열할 수 있다.

게다가, 상기 각 실시형태에서는, 환상철심(2)을 상하 2개의 분할철심부(21, 22)로 분할하는 것이었지만, 상하 3개 이상의 분할철심부로 분할하는 것이라도 된다. 이와 같이 분할수를 늘림으로써, 분할단부의 수가 증가하므로, 동시에 유도가열할 수 있는 컵 모양 금속체(W)의 개수를 늘릴 수 있다.

게다가, 상기 제2 실시형태에서는, 냉각관(5) 대신에 히트 파이프를 각철심의 내측 둘레면에 밀착하여 마련해도 된다. 이 경우, 히트 파이프의 일단부를 각철심의 하면으로부터 외부로 연장하도록 하여, 이 연장한 부분을 냉각하도록 구성해도, 상기 실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 입력권선(3)이 컵 모양 금속체(W)의 외주부에 마련되어 있지만, 입력권선(3)을 컵 모양 금속체(W)의 내주부에 마련한 것이라도 된다.

그 외, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

100 … 금속체 유도가열장치 W … 금속체
2 … 환상철심 21 … 제1 분할철심부
21x, 21y … 분할단부 22 … 제2 분할철심부
22x, 22y … 분할단부 2a … 각철심
2b … 제1 계철심 2c … 제2 계철심
3 … 입력권선 4 … 착탈기구
5 … 냉각관

Claims

환상철심(環狀鐵心)을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부를 가지고, 그들 분할철심부 중 적어도 1개에서의 복수의 분할단부 각각에 비자성 금속으로 이루어지는 환상 금속체가 장착됨으로써 복수의 환상 금속체에 상기 환상철심을 관통시키고, 상기 복수의 환상 금속체 각각의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선(入力捲線)에 교류전압을 인가하여 상기 복수의 환상 금속체를 유도가열하는 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 1에 있어서,
상기 환상철심이 컷-코어(cut-core)형 권(卷)철심에 의해 구성되어 있는 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 2에 있어서,
상기 환상철심이 컷-코어로 이루어지는 제1 분할철심부 및 제2 분할철심부로 분할되어 있고,
상기 제1 분할철심부 또는 상기 제2 분할철심부 중 적어도 한쪽에서의 복수의 분할단부 각각에 환상 금속체가 장착되도록 구성되어 있는 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 1에 있어서,
상기 환상철심이 복수의 각(脚)철심과, 상기 복수의 각철심의 일단부에 접속되는 제1 계(繼)철심과, 상기 복수의 각철심의 타단부에 접속되는 제2 계철심으로 구성되어 있고,
상기 복수의 각철심이 인볼류트(involute) 형상으로 만곡된 만곡부를 가지는 다수의 자성(磁性)강판을 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성한 원통 모양을 이루는 것인 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 4에 있어서,
상기 환상철심이 상기 복수의 각철심 및 상기 제1 계철심으로 이루어지는 제1 분할철심부와, 상기 제2 계철심으로 이루어지는 제2 분할철심부로 분할되어 있고,
상기 복수의 각철심 각각에 환상 금속체가 장착되도록 구성되어 있는 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 4에 있어서,
상기 복수의 각철심의 내측 둘레면에 밀착하여 냉각관을 마련하고, 당해 냉각관에 냉각매체를 유통시키는 것에 의해 상기 복수의 각철심을 냉각하는 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 1에 있어서,
상기 환상 금속체 및 입력권선이 2조(組) 마련되어 있고, 상기 입력권선에 교류전압을 인가하는 입력전원이 단상(單相)전원인 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 1에 있어서,
상기 환상 금속체 및 입력권선이 3조 마련되어 있고, 상기 입력권선에 교류전압을 인가하는 입력전원이 삼상(三相)전원인 환상 금속체 유도가열장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 분할철심부에서의 적어도 1개의 분할철심부를, 상기 환상 금속체가 장착되어 상기 복수의 분할철심부에 의해 폐자로(閉磁路)가 형성되는 장착위치 및 상기 환상 금속체를 상기 분할철심부의 분할단부로부터 떼어낼 수 있는 떼어냄 위치 사이에서 이동시키는 착탈기구를 구비하고 있는 환상 금속체 유도가열장치.
환상철심을 분할하여 구성되는 복수의 분할철심부를 가지고, 그들 분할철심부의 복수의 분할단부 각각에 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 비자성 금속으로 이루어지는 컵 모양 금속체를 복수의 분할철심부에 의해 끼움과 아울러, 당해 컵 모양 금속체의 외주부 또는 내주부에 마련한 입력권선에 교류전압을 인가하여 상기 컵 모양 금속체를 유도가열하는 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 10에 있어서,
상기 환상철심이 컷-코어형 권철심에 의해 구성되어 있는 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 11에 있어서,
상기 환상철심이 컷-코어로 이루어지는 제1 분할철심부 및 제2 분할철심부로 분할되어 있고,
상기 제1 분할철심부 또는 상기 제2 분할철심부 중 적어도 한쪽에서의 복수의 분할단부에 상기 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체를 상기 제1 분할철심부 및 상기 제2 분할철심부에 의해 끼워지도록 구성되어 있는 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 10에 있어서,
상기 환상철심이 복수의 각철심과, 상기 복수의 각철심의 일단부에 접속되는 제1 계철심과, 상기 복수의 각철심의 타단부에 접속되는 제2 계철심으로 구성되어 있고,
상기 복수의 각철심이 인볼류트 형상으로 만곡된 만곡부를 가지는 다수의 자성강판을 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성한 원통 모양을 이루는 것인 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 13에 있어서,
상기 환상철심이 상기 복수의 각철심 및 상기 제1 계철심으로 이루어지는 제1 분할철심부와, 상기 제2 계철심으로 이루어지는 제2 분할철심부로 분할되어 있고,
상기 복수의 각철심의 타단부에 상기 컵 모양 금속체를 덮어씌운 상태에서 그들 컵 모양 금속체를 상기 제1 분할철심부 및 상기 제2 분할철심부에 의해 끼워지도록 구성되어 있는 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 13에 있어서,
상기 복수의 각철심의 내측 둘레면에 밀착하여 냉각관을 마련하고, 당해 냉각관에 냉각매체를 유통시키는 것에 의해 상기 복수의 각철심을 냉각하는 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 10에 있어서,
상기 컵 모양 금속체 및 입력권선이 2조 마련되어 있고, 상기 입력권선에 교류전압을 인가하는 입력전원이 단상전원인 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 10에 있어서,
상기 컵 모양 금속체 및 입력권선이 3조 마련되어 있고, 상기 입력권선에 교류전압을 인가하는 입력전원이 삼상전원인 컵 모양 금속체 유도가열장치.
청구항 10에 있어서,
상기 복수의 분할철심부에서의 적어도 1개의 분할철심부를, 상기 복수의 분할철심부에 의해 상기 컵 모양 금속체를 끼운 협지(挾持)위치 및 상기 컵 모양 금속체를 상기 분할철심부로부터 떼어낼 수 있는 떼어냄 위치 사이에서 이동시키는 착탈기구를 구비하고 있는 컵 모양 금속체 유도가열장치.