KR19990077066A - 전자기 유도 가열 코일 - Google Patents

Abstract

측면 개방된 전자기 유도 가열 코일은 탱크 회로를 발생기에 접속하는 리드에 전력 손실을 최소화하기 위하여 원격 고주파 발생기에 기대된 주파수에서 공진 탱크 회로의 통합에 충분히 낮은 코일 임피던스를 유지하는 동안 비교적 큰 코일이 편리하게 구부릴 수 있는 좁은 구리 튜빙으로부터 구성되게 서로 병렬로 전기적으로 접속된 오버래핑 코일 섹션(도 2의 20, 21, 22, 23, 24, 25)을 가진다. 와이어링 하니스의 블록킹에 코일을 사용하는 유도 가열 방법은 또한 기술된다.

Description

전자기 유도 가열 코일

자기 재료는 전기 와이어의 다수의 턴 또는 다른 확장된 전기 전도체에 의해 형성된 작업 코일 양단에 교류 전압을 인가함으로써 형성된 고주파 교류 자기장과 결합함으로써 유도적으로 가열될수있다는 것이 공지되었다. 작동 동안, 유도 코일은 트랜스포머의 1차 권선으로서 작동하고 제품은 제 2 권선으로서 작동한다. 가열될 재료는 폐회로의 부분이 아니고 열의 생성은 제품으로 흐르는 유도 전류로 인한 것이다. 제품의 가열은 강자성 재료의 경우에 온도가 상승하도록 하는 저항 또는 히스테리시스 손실로 인한 내부 에너지 손실의 결과이다. 전도체 금속 튜브는 동작시 냉각 유체가 코일을 통하여 통과되도록 하는 코일 전도체로서 사용된다. 실제 전압 및 주파수는 전력 유니트의 크기, 제품 및 코일 형태를 포함하는 몇가지 요인에 따른다. 유도 가열 처리는 큰 범위에 대하여 인덕터로서 작동하는 작업 코일의 적당한 설계에 따라 성공한다. 가열 처리동안 제품을 완전히 둘러싸는 유도 코일은 가열될 대상물이 코일 내부 축을 따라 코일의 단부를 통하여 쉽게 삽입되고 제거될 수 없도록 하는 크기 또는 모양일 때 사용하기에 불편하다. 하나의 상기 형태의 대상물은 전기적인 와이어링 번들(bundle)이거나 하니스(harness)이고, 그것의 작은 부분은 이후 설명될 목적을 위하여 하니스에서 틈을 막기 위하여 재료의 유도 가열동안 코일내에 배치된다.

이런 불편함은 개방된 측면 코일을 사용함으로써 완화되고, 가열될 대상물은 밀폐된 코일에서 피할 수 없는 축을 따른 이동대신 코일 내부 축의 옆 방향으로 개방된 측면의 안팎으로 이동될 수 있다. 상기 측면 개방 유도 코일은 적당한 전도체를 사각형 모양의 단순하고 편평한 "팬케이크" 코일 모양으로 감고 보다 짧은 사각형 측면과 평행하게 진행하는 중심 라인을 중심으로 팬케이크 코일을 구부림으로써 만들어져서, 측면 개방 코일의 내부 공간을 일반적으로 U 모양 또는 C 모양으로 형성하도록 사각형 코일 아치의 보다 긴 측면이 형성된다. 그러나, 상기 측면 개방 "구부림 팬케이크" 코일의 크기가 보다 큰 유도 가열 대상물(예를들어 자동차 산업에서 현재 일반적인 20 mm 또는 그 이상의 직경의 전기 와이어링 하니스)를 수용하기 위하여 증가될 때, 바람직하지 않게 높은 전압 및/또는 전류 및/또는 주파수를 사용하는 바람직하지 않게 큰 발생기는 코일에 충분히 강력한 자기장을 형성할 것이 요구된다. 매우 높은 주파수(예를들어 5 MHz)는 만약 코일이 원격 동작을 위하여 연장된(1 내지 4 미터) 가요 리드에 의해 발생기에 부착되면 허용되지 않는 전력 손실이 발생하는 추가의 단점을 가진다.

본 발명은 대상물을 유도 가열하기 위한 하니스, 및 코일을 사용하여 유도 가열하는 방법에 바람직하게 사용될 수 있는 전자기 유도 코일에 관한 것이다.

본 발명은 서로 전기적으로 병렬로 접속된 적어도 두 개의 코일 섹션(바람직하게 전기적으로 전도 튜브로 만들어짐)을 포함하는 측면 개방 전자기 유도 코일을 제공함으로써 이런 문제를 처리하고, 느낌상으로 내부 코일 축을 따라 놓여있는 아치형 부분 사이에 공간이 있도록 각각의 상기 코일 섹션은 내부 코일 축 인접 아치 부분, 내부 코일 축 말단의 아치 부분, 및 내부 코일축과 같은 방향으로 실질적으로 연장하고 인접 부분 및 말단 부분을 함께 접속하는 접속 부분을 포함하고, 상기 코일 섹션중 제 1 섹션은 제 1 코일 섹션의 인접 부분 및 말단 부분과 제 1 코일 섹션의 말단 부분 아래 정렬된 상기 다른 코일 섹션의 말단 부분 사이 공간에 정렬된 적어도 하나의 제 2 코일 섹션의 인접 부분을 가진다.

전기적 병렬 섹션으로 코일을 구성함으로써, 본 발명은 보석 트레이드에서 작은 금속 대상물을 가열하기 위하여 작은 코일로서 사용되는 예를들어 CEIA "Power CubE"(상표) 120V, 1MHz, 2.5kW 발생기인 상업적으로 이용할 수 있는 발생기로부터 얻을 수 있는 높은 주파수(예를들어, 0.5-1.5 MHz)에서, 비교적 낮고 안전한 전압(예를들어, 250V 이하)에 의해 적절하게 구동되기에 충분히 낮은 총 코일 인덕턴스를 유지하면서, 목표된 보다 큰 코일이 작은 보어 튜브 또는 비교적 좁은 표준 와이어로부터 쉽게 제조되게한다.

"인접" 및 "말단" 부분은 코일의 한 단부로부터 내부 축을 따라 바라보는 관찰자로부터의 각각 보다 가깝고(인접) 및 보다 먼(말단) 것을 가리키는 제공된 코일 섹션 부분을 의미한다. 내부 코일 축 주변 "아치형" 이들 인접 및 말단 부분에 대한 언급은 어떤 특정 모양으로 아치형 부분을 제한하지 않는다. 사각형의 3 측부를 형성하는 각진 모양의 아치는 비록 보다 곡선진 모양이 코일내의 보다 균일한 필드를 생성하기 위하여 바람직할지라도 상상할 수 있다. 레그가 측면 개구부로부터 비교적 직선으로 연장하고 다른 측면상의 레그쪽으로 코일 축에 대하여 대략 180°곡선진 내부 코일 축의 어느 한 측면상에 "레그"를 가지는 아치는 편리한 깊이 및 측면 개구부 폭의 코일을 형성하는데 바람직하여, 내부 코일 공간내에 전체적으로 비교적 큰 대상물을 수용할 수 있다. 중앙 코일 축에 대하여 적어도 180°, 바람직하게 225°또는 가능하게 270°범위의 각을 가지는 실질적으로 원형 아치는 사용할 수 있다.

코일 섹션의 인접(또는 말단) 아치 부분은 만약 연속적인 코일 섹션에서 두 개의 자유 단부 지역으로부터 아치를 형성하는 것이 목표되면 불연속이다는 것이 이해된다. 바람직하게 자유 단부 지역은 상기 불연속이 사용시 코일에 생성된 필드의 균일성에 허용할 수 있는 작은 영향을 가지도록 함께 충분히 밀접하게 배치될 것이다. 선택적으로, 각 코일 섹션의 자유 단부는 상기된 접속 부분에 배치되고, 양쪽 아치 부분이 코일 섹션 전도체의 연속적인 길이로부터 형성되게 한다. 코일이 각 섹션의 인접 부분 및 말단 부분 양쪽에서 불연속적이다는 것이 생각될 수 있다. 상기 코일은 내부 코일 축의 어느 한 측면상 분리된 섹션으로 구성되고, 각각의 섹션은 축의 반대편 측면상 대응하는 코일 섹션쪽 축 주변 부분인 인접 부분 및 말단 부분을 가진다. 그러나 이런 구조는 상기 "왼쪽 및 오른쪽" 코일 섹션의 오버래핑 시리즈에 대한 전기 및 냉각 유체 접속을 복잡하게 한다. 코일 축의 한측면을 따라 연장하고 상기 축의 다른 측면을 따라 되돌아 오도록 아치형으로 만드는 연속적인 코일 섹션은 바람직하다. 각 코일 섹션의 상기 접속 부분은 내부 코일 축이 엄격히 평행한 배열로 장치를 제한하지 않을 때 동일 방향으로 연장한다. 만약 대상물이 축을 따라 인접 부분으로부터 먼 부분으로 적절하게 간격지면, 접속 부분은 완전히 직선이 아니고 몇몇 범위에 대하여 내부 코일 축쪽 또는 내부 코일 축으로부터 떨어져 경사지거나 편향할 수 있다. 이런 길이 방향 간격은 각각의 바람직한 코일 섹션 각각의 인접 및 말단 아치 부분에 형성된 마주보는 필드 사이에 파괴적인 상호작용 정도를 충분히 감소시키거나 영으로 하고, 아치형 부분은 하나의 자유 단부로부터 다른 단부로 코일 섹션을 따를 때 내부 코일 축 주변 반대편 방향으로 "트래블링"하는 것으로서 상상될 수 있다.

코일 섹션의 장치(제 1 코일 섹션의 인접 및 말단 부분과 상기 제 1 코일 섹션의 말단 부분 아래 정렬된 상기 다른 코일 섹션의 말단 부분 사이의 공간에 정렬된 적어도 하나의 다른쪽 상기 코일 섹션의 인접 부분을 가지는)는 내부 코일 축을 중심으로 한 방향(예를들어, 시계 방향)으로 "트래블링하는" 모든 인접 아치 부분이 다른 방향(예를들어, 반시계 방향)으로 "트래블링하는" 대응하는 그룹(코일 축을 따라)의 말단 아치 부분과 각각 함께 그룹지어지게 한다. 그래서 파괴적인 필드 상호작용은 각각의 인접 및 말단 그룹 사이 코일의 작은 중심 영역으로 제한된다. 인접한 아치 부분 사이의 간격은 의도된 동작을 위하여 허용 가능하게 균일한 필드를 유지하는 동안 코일의 축 길이를 최대화하기 위하여 선택된다. "정렬"된 인접 또는 말단 부분에 대한 언급은 두 개의(또는 그 이상) 코일 섹션에 의해 제공된 4개의(또는 그 이상) 아치 부분을 통합하는 인식할 수 있는 코일 구조를 형성하기 위하여 정렬된 코일 섹션 센스를 전달한다. 만약 사용중인 코일에 의해 형성된 필드가 적당한 균일성을 가지면, 정확한 정렬은 필수적이 아니고, 몇몇의 정렬 및/또는 모양의 편차는 허용 가능하다.

본 발명에 따른 코일의 특히 바람직한 형태에서, 두 개 또는 바람직하게 5개 이하의 상기 다른 코일 섹션은 제 1 코일 섹션과 상기 제 1 코일 섹션 아래 각각의 말단 부분의 공간내 각각의 인접 부분과 정렬된다. 이런 장치에서, 상기 제 1 코일 섹션의 인접 및 말단 부분 사이의 길이 방향 거리는 인접한 인접 부분 사이의 자유 공간과 함께 다른 코일 섹션의 중간 인접 부분의 결합된 폭을 일치시키기 위하여 선택될 것이다. 게다가 각각 연속적인 다른쪽 코일 섹션의 말단 부분이 상기 코일 섹션의 말단 부분 아래에 정렬된다. 바람직하게 이것은 인식할 수 있는 실질적으로 균일하게 정렬된 측면 개방 코일을 형성하기 위하여 서로의 안쪽 오버래핑 코일 섹션을 "네스팅"하기 위하여 필요한 바와같은 상기 최소의 변화만을 사용하여, 각각의 코일 섹션이 크기 및 모양과 인접-대-말단 간격으로 서로 밀접하게 닯아지게한다.

분리된 코일 섹션의 전기 병렬 접속은 5 mm 이하, 바람직하게 4 mm, 보다 바람직하게 3.5 mm, 특히 3.2 mm의 외측 직경의 작은 보우 금속(예를들어, 구리) 튜빙으로 만들어질 수 있다. 이것은 차례로 각각의 코일 섹션이 실질적으로 균일한 직경을 가지는 튜브의 분리된 연속 길이를 구부림으로써 편리하게 만들어지도록 하는 반면, 5 mm 직경 이상의 튜브는 커팅 및 결합을 요구하고, 요구된 복잡한 모양을 구부리기 위하여 너무 넓다. 각각의 코일 섹션은 코일 축같은 동일 방향으로 연장하는 접속 섹션의 총 길이를 초과하는 내부 코일 축 주변 튜빙 아치의 총 길이를 가진다. 사용시 코일의 유체 냉각은 일반적으로 바람직하고, 상기 경우, 상기 코일 섹션의 제 1 단부가 분리된 냉각 유체 유입 분기관과 평행으로 접속되고, 상기 코일 섹션의 다른 단부가 분리된 냉각 유체 유출 분기관에 평행으로 접속된다는 것이 바람직하다. 상기 분기관은 서로 전기적으로 병렬로 코일 섹션의 각 단부와 접속하고, 각각의 분기관은 고주파수 에너지 회로의 반대 측면에 전기적으로 접속된다.

자동차 하니스 블록킹을 위한 본 발명에 따른 유용한 코일은 적어도 20 mm, 바람직하게 적어도 25 mm, 바람직하게 적어도 30 mm의 폭, 적어도 20 mm, 바람직하게 적어도 25 mm, 보다 바람직하게 적어도 30 mm의 깊이의 측면 개구부를 가진다. 모든 코일 섹션의 제 1 인접 부분으로부터 마지막 말단 부분으로 바람직하게 내부 코일 축을 따르는 측정된 축 코일 길이는 적어도 45 mm, 바람직하게 적어도 50 mm가 바람직하다.

상기 코일은 요구된 주파수에서 공진할 수 있는 소위 "탱크 회로"의 다른 공지된 구성 요소를 포함하는 고주파수 발생기에 약간 강성적으로 부착될 수 있는데, 이런 경우에 유도적으로 가열될 대상물은 보통 상기 코일로 가져오게 될 것이다. 그러나, 종종 코일이 원격 고주파수 발생기와 전기적으로 유도 결합할 수 있는 독립적으로 이동가능한 모듈내의 탱크 회로의 일부로서 배열되도록 하는 것이 특히 와이어링 하니스와 같은 큰 대상물을 가열하기 위해 더욱 편리할 수 있다. 바람직하게 상기 모듈은 전기적 가요 리드 수단에 의해 적어도 1미터, 바람직하게 적어도 2미터, 더욱 바람직하게 3미터, 특히 3.8-4.2 미터의 길이로 원격 고주파수 발생기에 전기적으로 유도적으로 결합된다.

상기 유도 코일은 이런 원격 탱크 회로에서 인덕터이고, 캐패시턴스가 상기 코일에 부가된다. 이런 원격 탱크 회로의 캐패시턴스와 인덕턴스를 매칭시킴으로써, 동조 공진 회로가 형성되고, 그것은 매우 작은 리드에서의 손실을 억제하도록 공진 주파수에서 교류 전압을 공급할 수 있다. 공진 주파수가 바람직하게 원격 탱크 회로의 출력 주파수와 자기 동조되는 출력 주파수를 가지는 상업적으로 입수가능한 발생기의 동작 범위내에 있도록 원격 탱크 회로 캐패시턴스와 코일 인덕턴스를 선택하는 것이 바람직하다. 이런 시스템에서의 손실이 낮기 때문에, 상기 발생기의 전력과 물리적 크기는 편리하게 작게 유지될 수 있다. 상기 리드의 전기적 손실을 감소시키기 위해, 상기 리드를 통과하는 전류는 바람직하게 상기 주파수의 매칭에 의해 최소값으로 감소된다. 최소값의 전류를 달성하기 위해, 상기 코일은 바람직하게 가요 리드의 단부에 부착된 원격 하우징에 있는 상기 탱크 회로 캐패시터에 직접 접속된다. 그러나, 코일내의 바람직하게 높은 플럭스를 형성하기에 충분한 전류를 달성하기 위해, 상기 코일의 반응 임피던스는 바람직하게 5오움 미만, 가장 바람직하게 2오움 미만, 특히 1오움 이하 만큼 가능한 낮고; 바람직한 전력 레벨을 공급하도록 상기 원격 하우징내의 캐패시터는 바람직하게 200nF이상, 가장 바람직하게 350nF 이상, 특히 500nF 이상 만큼 크다. 매우 작은 금속 입자를 유도성 가열하기에 매우 충분한 1㎒의 주파수에서, 이전에 기술된 바와 같이 500nF의 캐패시턴스는 요구된 값까지 코일 인덕턴스를 감소하도록 병렬 접속된 코일 섹션의 수를 증가시킴으로써 본 발명에 따라 달성되는 0.05 마이크로헨리의 매칭 인덕턴스를 요구한다.

본 발명은 전자기 유도 가열 방법을 포함하는데, 본 발명의 어떤 특징에 따른 코일은 적당한 고주파수 발생기에 의해 에너지화되고, 전자기 유도에 의해 가열될 수 있는 대상물은 상기 코일내에 발생된 전계내에 배치되어 유도적으로 가열된다. 상기 방법의 일실시예에서, 절연된 와이어, 바람직하게 와이어링 하니스의 일부와 연관된 상기 유도적으로 가열할 수 있는 대상물은 와이어가 실질적으로 내부 코일축에 평행한 방향으로 연장되도록 배치되고, 그결과 상기 와이어의 유도성 가열을 최소화한다. 상기 와이어의 유도성 가열은 코일내의 플럭스선이 이런 바람직한 구성에서와 같이 와이어를 따라 진행하기 보다는 직각으로 상기 와이어와 교차하는 경우에 거의 두배가 된다. 한편, 상기 유도적으로 가열가능한 대상물이 유도적으로 가열가능한 자기 입자를 운반 또는 사용하는 열 수축되는 튜브형 슬리브를 포함할 때, 바람직하게 상기 대상물은 슬리브의 튜브축이 코일 내부축(상기 슬리브가 이전에 언급된 와이어링 하니스의 일부를 둘러싸는 경우 자연적으로 발생하는)에 평행하게 놓이도록 배치된다. 이때, 상기 슬리브 벽의 방향을 따라가는 자기 플럭스선이 슬리브 표면에 직각으로 슬리브 벽를 통과하는 플럭스가 되기 보다는 유도적으로 가열가능한 입자와의 상호 작용의 많은 기회를 가질 것이기 때문에, 상기 정렬은 상기 슬리브의 유도성 가열을 최대화시킨다(바람직하게 상기 슬리브가 수축하도록). 그래서, 슬리브는 와이어 절연에 대한 열적 손상 위험성을 유지하는 동안 유도 가열에 의해 수축될 수 있다.

본 발명의 이런 측면에 따라, 유도 가열 대상물은 열 수축 슬리브, 바람직하게 유도 가열 열 수축 슬리브(즉, 슬리브 운반 또는 통합 유도 가열 자기 입자)에의해 둘러싸진 와이어링 하니스의 상기 부분을 포함하고, 상기 슬리브는 열 활성 밀봉 재료, 바람직하게 유도 열 가열 활성 밀봉 재료(즉 상기된 유도 가열 자기 입자를 포함한다)의 분리 몸체를 밀봉하고, 슬리브 및/또는 밀봉 재료 및/또는 하니스의 와이어가 코일내의 필드에 의해 유도적으로 가열될 때 장치의 상기 부분내 틈을 블록킹하기 위하여 용해되고 흐른다. 전기 케이블 또는 하니스를 블록킹하기 위한 유도 가열 재료 및 유도 가열 방법은 US-A-5378879(MP1474)에 기술되고, 참고로써 통합된다.

본 발명은 이하의 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 1은 이상에서 언급된 "구부림 팬케이크" 코일을 비교를 위한 목적으로 도시하는 개략 투시도이다.

도 2는 본 발명에 따라 세 개의 평행-접속 코일부로 구성된 코일의 개략 투시도이다.

도 3a와 도 3b는 도 2에 도시된 코일과 유사한 코일의 단부와 측면 개구부를 도시하는 개략도이다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 세 개의 코일부를 갖는 것 대신에 다섯 개의 코일부를 갖는 코일의 개략도이다.

도 5는 원격-커플링 발생기로 사용하기 위한 코일 및 다른 구성요소에 대한 가능한 모듈 또는 하우징 형태를 개략적으로 도시한 도.

도 6은 플럭스 루프에 인접한 코일 입구내에 이동 가능하게 위치한 레버로 동작하는 플럭스 집속기를 가진 도 5의 코일 하우징의 단면을 도시하는 개략도이다.

도 1에 도시된 공지된 개방된 측면을 가진 코일은 유입단부(11)로부터 유출단부(12)까지 연장하는 구리관(10)의 단일 길이로 구성되고, 대략 직사각형 모양의 본래의 평평한 팬케이크 코일은 도시된 바와 같이 선 A로 표시된 내부 코일축 주위에서 구부러져, 내부축 A와 거의 평행하게 연장하는 접속부(14)를 가지고 아치상의 화살표로 표시된 방향으로 "트래블링"하는 아치형 인접부 및 말단부를 형성하도록 한다. 인덕턴스를 최소화하기 위하여 구부러질 수 있는 최대 직경(대략 5mm)을 가진 구리 튜빙을 사용한다 할지라도, 원격 탱크 회로를 가진 시스템에서의 이러한 형태의 코일의 최대 튜빙 길이는 대략 300mm이고, 이는 코일의 사용 가능 크기를 내부 직경과 깊이가 각각 최대 20mm로, 내부축을 따라 연장하는 코일 길이를 최대 40mm로 제한한다. 이는 코일 내부에 위치할 수 있는 와이어 번들의 직경을 대략 15mm로 제한하게 되고, 이 때문에 번들은 30개의 와이어밖에는 가질 수 없고, 현대의 자동 와이어링 하니스에서 사용되는 와이어 종류에 비해 작다.

도 1의 코일과는 대조적으로, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 코일은 세 개의 분할된 코일부로 구성되며, 각각의 코일부는 내부축 A 주위를 아칭하고 아치상의 화살표 방향으로 "트래블링" 하는 인접부(20, 21, 22)와 말단부(23, 24, 25) 및 내부축 A에 거의 평행하게 연장하는 개별 접속부(26, 27, 28)를 가진다. 인접부(20)와 해당 말단부(23) 사이의 공간내에 인접부(21, 22)에 의해 형성되는 아치는 제 1 인접부(20)와 세 개의 말단부(23, 24, 25)에 의해 형성되는 아치보다 약간 더 크다. 이는 제 1 말단부(23) 하부에 위치하는 제 2 말단부(24)와 제 2 말단부(24) 하부에 위치하는 제 3 말단부(24)를 가진 전반적으로 유사한 세 개의 코일부의 바람직한 오버래핑 배치를 수용하도록 수행된다. 원한다면, 튜빙이 자신의 길이 이상으로 휘어져 인접부(21, 22)가 다른 아치부와 더욱 인접하게 정렬되도록 하고, 인접부(21, 22)가 접속부(27, 28)에 거의 인접한 영역에서만 넓혀질 수 있도록 한다.

코일부의 자유 단부는 각각이 구리로 구성된 냉각 유체 유입 분기관 (29)과 유출 분기관(30)에 접속되고, 이는 서로에 대해 평행한 세 개의 코일부의 필요 전기 접속에 영향을 미친다. 이러한 구조로, 코일은 각각의 세 코일부가 300mm의 길이를 가진 3mm 직경의 구리 튜빙으로 구성되고, 코일내에서 용이하게 휘어질 수 있는 총 900mm의 구리 튜빙을 형성하는 한편, 원격 탱크 회로를 가진 시스템내에서 사용하기에 적합한 동작 범위(예를 들면, 0.5미크론 헨리 이하, 바람직하게는 0.3미크론 헨리 이하, 더욱 바람직하게는 0.08 내지 0.12미크론 헨리)내의 총 인덕턴스 웰을 이룰 수 있다. 이것은 코일이 평균 자동차 하니스에서 약 60개 와이어를 통합하는 최대 25mm인 공통 자동차 와이어 묶음을 수용할 수 있는, 약 30mm인 내부 폭, 약 32mm의 깊이 및, 약 50mm의 내부축(A)을 따른 길이를 갖는 더욱 유용한 작업 볼륨을 갖추어 제조되어 질 수 있게 한다.

도 3a 및 3b는 여러 부품이 대응하여 번호가 매겨진, 도 2에 도시된 것과 대응하는 코일의 개방측부를 보았을 때 그리고 단부로부터 보았을 때의 사시도를 각각 도시한다. 도 3a에는 상기 인접부(21 및 22)의 넓은 아치가 도시되어있으며, 도 3b에는 바람직한 연결부(27 및 28)의 만곡의 각각의 말단부 아치부(24 및 25)가 제 1 말단부(23)와 정렬되어지게 하기 위한 상기 바람직한 연결부(27 및 28)의 만곡이 도시되어 있다.

도 4a는 도 3에서와 마찬가지 방식으로 정렬된 연결부(43), 말단부(42) 및 인접부(41)를 갖춘 5개 오버래핑 코일 섹션을 포함하는 코일이 도 3b에서와 마찬가지로 도시되어 있다. 입구 및 출구 매니폴드는 이 도면에서 생략되어 있다.

도 4b는 상기 원격 탱크 회로의 기타 구성요소를 포함하는 모듈(46)에 부착된 코일(45)을 갖춘 도 3a에서와 마찬가지의 단부를 도시한다. 이 단부는 인접부 및 말단 아치부가 오버래핑 구조체를 수용하기 위해 연결부(48) 근처의 영역(47)에서만 약간 정렬되는 대안 장치도 도시되어 있다. 모든 형태에서, 코일은 점선(49)으로 지시된 바와 같이, 적절히 공지된 수지물질 및 방법을 이용하여 보호되어 담길 수 있다.

도 4c는 상기 오버래핑 장치에서, 입구 및 출구 매니폴드(51,52), 말단 아치부(53) 및 연결부(54)에 연결된 인접부 아치형 섹션(50)을 갖는 5개의 섹션 코일의 이상적인 측부를 도시한다.

도 5는 자동차 하니스 제조라인에서와 같은 튼튼한 산업적인 이용을 위한 바람직한 구조를 개략적으로 나타내며, 여기서 본 발명에 따른 코일이 사용할 때 위치되어야 하는 자동차 와이어링 하니스와 같은 물체와 직접적으로 접촉하는 것으로부터 코일을 보호하는 돌출 립(53)을 갖는 하우징(52) 내에 수용되어 있다. 상기 하우징(52)은 편리하게 개별적으로 이동가능한 모듈을 형성하기 위해 원격 탱크 회로의 다른 구성 요소를 포함할 수 있는데, 사용중에 바람직하게 유체 냉각제 도관과 결합하는 이전에 언급된 가요성 전기적 리드에 의해 요구된 고주파수 발생기에 접속될 것이다.

도 6에서, 도 5의 코일 하우징은 동작중에 자기 플럭스 루프를 차단하도록 상기 코일(61)의 입구에 레버(72)(바람직하게 스프링 로딩된)에 의해 이동가능하게 유지된, 바람직하게 페라이트로 이루어진, 플럭스 집속기(70)의 형태로 본 발명의 다른 부가적 특징을 가진다. 코일 하우징(62)에 피봇적으로 장착된 핸들(74)이 화살표(X)의 방향으로 이동될 때, 상기 플럭스 집속기는 절단선(76)에 의해 표시된 다른 와이어링 번들 둘레에 코일을 배치함으로써 수반되는 처리된 와이어링 번들 주위로부터 코일 하우징의 제거를 허용하도록 상기 코일 입구에서 화살표(Y)의 방향으로 이동된다. 상기 핸들(74)의 릴리싱 때, 상기 바람직한 스프링 로딩(도시 안됨)은 오퍼레이터가 유도적으로 가열될 새로운 와이어링 번들 주위의 플럭스 루프를 차단하도록 코일 입구내로 페라이트 플럭스 집속기를 반대 방향으로 리턴하는 것을 잊어버릴 수 없도록 한다. 이런 구성의 부가적 장점은 바람직하게 비자기 재료로 이루어지고 상기 플럭스 집속기(70)로부터 상기 와이어링 번들(76)을 일정간격 배치하고 최적의 유도 효과를 위해 코일축(A)에 도는 그 축 근처의 위치내로 상기 번들(76)을 프레싱하는 스탠드-오프 부재(78)에 의해 제공된다. 상기 스탠드-오프 부재(78)는 바람직하게 상기 코일의 단부 외부에서 상기 플럭스 집속기(70)의 단부에 제공되지만, 대안적으로 또는 부가적으로 코일 단부내에 놓여질 수 있고, 상기 스탠드-오프 재료가 코일내의 작업 영역과 용인할 수 없게 간섭하지않도록 규정되어 있다. 플럭스 집속기와 스탠드-오프와 관련한 이런 본 발명의 특징은 가늘고 긴 대상물, 예를 들어 이전에 언급된 와이어링 번들의 유도 가열을 위한 어떤 측면 진입 유도 코일에 적용할 수 있다.

Claims (20)

1. 서로 병렬로 연결된 적어도 2개의 코일 섹션을 포함하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일에 있어서,

   상기 각각의 코일 섹션은 내부 코일축을 중심으로 아치형으로 형성된 인접부, 내부 코일축을 중심으로 아치형으로 형성된 말단부 및 상기 내부 코일축과 동일한 방향으로 연장하며 상기 내부 코일축을 따라 인접부와 말단부사이에 공간을 형성하도록 상기 인접부와 말단부를 서로 연결하는 연결부를 포함하며,

   상기 코일 섹션중 제 1섹션은 상기 제 1코일 섹션의 인접부와 말단부 사이의 상기 공간에서 상기 코일 섹션중 적어도 하나의 다른 코일 섹션의 인접부와 정렬되며, 상기 다른 하나의 코일 섹션의 말단부는 상기 제 1코일의 말단부 외부에서 정렬되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
2. 제 1항에 있어서, 두 개이상 바람직하게는 5개 이하의 상기 다른 코일 섹션의 각각의 인접부는 상기 공간에서 정렬되며, 각각의 말단부는 상기 제 1코일 섹션 외부에서 정렬되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
3. 제 2항에 있어서, 상기 각각의 연속적인 다른 코일 섹션의 말단부는 이전 코일 섹션의 말단부 외부에서 정렬되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
4. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 각각의 코일 섹션은 서로 크기 및 형상이 유사한 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
5. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 코일 섹션의 튜브는 직경이 5밀리미터 이하이며, 바람직하게는 4밀리미터 이하, 더욱 바람직하게는 3.5밀리미터 이하, 특히 2.8 내지 3.2밀리미터인 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
6. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 코일 섹션은 각각 균일한 직경을 가지며 별도의 연속 길이를 가진 튜브로 만들어지며, 상기 튜브는 각각의 코일 섹션을 형성하도록 구부러지는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
7. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 각각의 코일 섹션에서 상기 코일축에 아치를 형성하는 상기 튜브의 전체 길이는 상기 코일축과 동일한 방향으로 연장되는 튜브의 길이를 초과하는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
8. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 튜브 코일 섹션의 제 1단부는 공유 냉각 유체 유입 분기관과 병렬로 연결되며, 상기 코일 섹션의 다른 단부는 공유 냉각 유체 유출 분기관과 병렬로 연결되며, 상기 분기관은 상기 코일 섹션의 각각의 단부들과 서로 병렬로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
9. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 전자기 유도 코일은 측면 개방부를 가지며, 상기 측면 개방부는 폭이 적어도 20mm(바람직하게는 적어도 25mm, 더욱 바람직하게는 적어도 30mm)이상이며, 코일축을 따른 코일 길이가 적어도 40mm(바람직하게는 적어도 45mm, 더욱 바람직하게는 적어도 50mm)이상인 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
10. 전술한 항중 어느 한항에 있어서, 상기 전자기 유도 코일은 원격 고주파수 발생기와 전기 유도적으로 결합될 수 있는 모듈의 공진 탱크 회로의 일부로서 배치되며, 상기 고주파수 발생기의 공진 주파수는 상기 탱크 회로의 주파수와 매칭되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
11. 제 10항에 있어서, 상기 모듈은 길이가 적어도 1미터, 바람직하게는 적어도 2미터, 더욱 바람직하게는 2.8 내지 3.2미터인 리드 수단에 의하여 원격 고주파수 발생기에 전기 유도적으로 결합되며, 상기 리드 수단은 상기 코일에 대하여 냉각 유체를 운반할 수 있는 냉각 유체 도관과 통합되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
12. 제 10항 또는 11항에 있어서, 상기 발생기는 1MHz 이하, 바람직하게는 500kHz이하, 더욱 바람직하게는 100 내지 300kHz인 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
13. 전자기 유도 가열 방법에 있어서,

    전술한 항중 어느 한항에 따른 코일은 고주파수 발생기에 의하여 에너지가 제공되며, 전자기 유도에 의하여 가열될 수 있는 물체는 코일 내에 발생된 필드 내에 배치되어 유도적으로 가열되는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 가열 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 유도 가열가능한 물체는 전기 와이어, 바람직하게는 와이어링 하니스와 관련되며, 상기 와이어는 상기 와이어가 코일축과 병렬 방향으로 연장하도록 배치되어 와이어의 유도 가열이 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 가열 방법.
15. 제 13 또는 14항에 있어서, 상기 유도 가열가능한 물체는 유도 가열가능 자석 입자를 가지거나 통합한 열 수축가능한 튜브 슬리브를 포함하며, 상기 유도 가열가능한 물체는 슬리브의 튜브축이 코일축에 대하여 병렬로 놓이도록 배치되어 슬리브의 유도 가열을 최대화하고 슬리브가 수축하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 가열 방법.
16. 제 14항에 있어서, 상기 유도 가열가능 물체는 열 수축가능한 슬리브, 바람직하게는 유도 가열가능한 열 수축가능한 슬리브에 의하여 감싸인 와이어링 하니스의 일부를 포함하며, 상기 슬리브는 또한 열 반응가능 밀봉 물질, 바람직하게는 유도 가열가능한 열 반응가능 밀봉 물질의 분리된 몸체를 감싸며, 상기 밀봉 물질은 슬리브 및/또는 밀봉 물질 및/또는 와이어가 코일내의 필드에 의하여 유도 가열될 때 상기 하니스 일부내의 틈을 차단하도록 녹아 흐르는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 가열 방법.
17. 개방면을 가진 전자기 유도 코일에 있어서,

    상기 전자기 유도 코일에는 상기 코일의 동작 중에 플럭스 루프에 가까운 코일 입구에 이동가능하게 위치될 수 있는 플러스 농축 부재가 가동가능하게(바람직하게는 축회전 가능하게) 부착되는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
18. 제 17항에 있어서, 상기 플럭스 농축 수단은 코일 입구의 폐쇄 루프 위치쪽으로 편향되어 있는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
19. 제 17항 또는 18항에 있어서, 코일을 통하여 연장하는 가늘고 긴 부재를 향하는 스탠드 오프 수단을 포함하여, 플러스 농축 수단과 상기 가늘고 긴 부재에 간격을 유지하도록 하고 상기 가늘고 긴 부재가 코일로 압박하도록 하는 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.
20. 제 17항 내지 제 19항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자기 유도 코일은 전술한 제 1항 내지 제 12항중 어느 한항에 따른 개방면을 가진 전자기 유도 코일인 것을 특징으로 하는 개방면을 가진 전자기 유도 코일.