KR20230174006A - High frequency induction heating device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 고주파 유도 가열기는 고주파 전원 공급이 이루어지는 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120); 상기 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120)과 접속된 유도 코일부(130); 상기 유도 코일부(130)에 일정 간격을 두고 배치한 저온 유도 가열부(140) 및 고온 유도 가열부(150);를 포함하여 유도 가열기 본체(100)를 구성하는 것을 특징으로 한다.The high-frequency induction heater according to the present invention includes first and second lead blocks 110 and 120 through which high-frequency power is supplied; an induction coil unit 130 connected to the first and second lead blocks 110 and 120; The induction heater main body 100 includes a low-temperature induction heating unit 140 and a high-temperature induction heating unit 150 disposed at regular intervals on the induction coil unit 130.
Description
본 발명은 고주파 유도 가열기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 모터의 적층 코어 제조 공정에서 사용되는 피가열체인 스테이터 코어를 적층된 상태에서 유도 가열시켜 접착하는데 사용하는 저온 유도 가열부 및 고온 유도 가열부를 겸비한 고주파 유도 가열기에 관한 것이다. The present invention relates to high frequency induction heaters. More specifically, the present invention relates to a high-frequency induction heater equipped with a low-temperature induction heating unit and a high-temperature induction heating unit used to bond stator cores, which are heating objects used in the laminated core manufacturing process of a motor, by inductively heating them in a laminated state.
일반적으로 스테이터 코어의 가열접착을 수행할 경우에는 피가열체의 전체 외측 둘레에 유도 코일을 배치하거나 또는 세라믹 등을 배치하여 피가열체인 스테이터 전체 외측 둘레를 가열시키는 것이 대부분이다.In general, when performing heat bonding of a stator core, an induction coil or ceramic is placed around the entire outer circumference of the object to be heated, in most cases, to heat the entire outer circumference of the stator, which is the object to be heated.
예컨대 모터의 로터나 스테이터는 적층 코어 형태로 제조된다. 피가열체인 적층 코어는 전기 강판을 프레스 장치에 의해 연속적으로 성형한 라미나 부재를 다수 개로 적층하여 제조한다. 적층되는 하나의 라미나 부재는 그 아래 및 그 위에 적층되는 라미나 부재와 서로 결합되어야 하는데 이들을 결합시키는 방식은 대한민국 등록특허 제10-1811266호에서 개시되어 있다.For example, the rotor or stator of a motor is manufactured in the form of a laminated core. The laminated core, which is the object to be heated, is manufactured by stacking multiple lamina members formed by continuously forming electrical steel sheets using a press device. One lamina member to be stacked must be combined with the lamina members stacked below and above it, and a method of combining them is disclosed in Korean Patent No. 10-1811266.
상기 선행기술에서는 전기 강판에 접착층이 코팅된 일명 셀프 본딩(self-bonding) 전기 강판을 이용하여 프레스 금형 내에서 코어 낱장을 성형하여 적층하는 동시에 적층 코어를 가열하여 코어 낱장을 서로 접착시키는 방식을 제시하고 있다. In the prior art, a method of forming and stacking core sheets in a press mold using a so-called self-bonding electrical steel sheet coated with an adhesive layer and simultaneously heating the laminated cores to bond the core sheets to each other was proposed. I'm doing it.
이와 같이 프레스 금형 내에서 가열에 의해 코어 낱장 사이의 접착층을 열경화시켜 코어 낱장이 서로 접착된 적층 코어를 얻고, 제조된 적층 코어를 냉각 공정을 통하여 냉각시켜 제품을 출하한다.In this way, the adhesive layer between the core sheets is heat-cured by heating in a press mold to obtain a laminated core in which the core sheets are adhered to each other, and the manufactured laminated core is cooled through a cooling process to ship the product.
대한민국 공개특허 제10-2021-0154779호에서는 적층 코어를 프레스 금형에서 적층한 다음 적층 코어를 하부 지그에 위치시킨 상태에서 상부 지그를 하부 지그와 결합하고, 이들 지그를 컨베이어를 통해 이송시켜 고주파 유도가열 시키는 기술에 대하여 개시하고 있다. 이 선행기술에서, 적층 코어에 대한 유도가열 방식은 스테이터 코어의 상부 및 하부 측에 설치한 가열판을 유도 코일에 의하여 유도 가열시켜 스테이터 코어를 가열하는 방식을 채택하고 있다.In Korean Patent Publication No. 10-2021-0154779, laminated cores are stacked in a press mold, then the upper jig is combined with the lower jig while the laminated core is placed in the lower jig, and these jigs are transported through a conveyor to perform high-frequency induction heating. The technology to do so is disclosed. In this prior art, the induction heating method for the laminated core adopts a method of heating the stator core by inductively heating heating plates installed on the upper and lower sides of the stator core by an induction coil.
그러나, 상기 선행기술은 적층 코어의 상부 및 하부에 설치한 가열판에 의해 유도 가열시키는 것이어서 적층된 스테이터 코어 내부 전체로 전달되는 열전달 시간이 상당히 소요되어 생산성이 저하된다.However, the prior art involves induction heating using heating plates installed on the top and bottom of the laminated core, so it takes a considerable amount of time to transfer heat to the entire inside of the laminated stator core, thereby reducing productivity.
특히, 상기 제시한 선행 기술에서 스테이터 코어 등과 같은 피가열체를 유도 가열시켜 스테이터의 가열접착을 수행할 경우 피가열체 전체 둘레 또는 피가열체의 상, 하부면 전체를 가열시키는 방법을 채택하고 있어 요구되는 피가열체의 특정 부위를 집중적으로 가열시킬 수 없을 뿐 아니라 유도 가열에 의해 스테이터 코어의 체결편과 같은 돌출된 구조물이 타거나 변색되어 제품의 변형을 가져와 불량률이 높아져 스테이터 코어의 품질을 저하 시키는 문제점이 지적된다.In particular, in the prior art presented above, when heat bonding of the stator is performed by inductively heating a heated object such as a stator core, a method of heating the entire circumference of the heated object or the entire upper and lower surfaces of the heated object is adopted. Not only is it impossible to intensively heat a specific part of the object to be heated, but induction heating causes protruding structures, such as fastening pieces of the stator core, to burn or discolor, resulting in deformation of the product, increasing the defect rate and deteriorating the quality of the stator core. Problems with Shiki are pointed out.
이에 본 발명자들은 피가열체의 외측 둘레의 국부(局部)를 집중적으로 신속하게 유도 가열시킴으로써 적층 스테이터 코어의 가열접착을 효율적으로 수행하게 하여 적층 코어의 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 고주파 유도 가열기를 제안하고자 한다.Accordingly, the present inventors have developed a high-frequency induction heater that can improve the productivity and quality of the laminated stator core by efficiently performing heat bonding of the laminated stator core by intensively and quickly inductively heating the local area around the outer circumference of the object to be heated. I would like to make a suggestion.
본 발명의 목적은 고주파 유도 가열기 본체에 저온 유도 가열부 및 고온 유도 가열부를 겸비하여 적층 스테이터의 요구되는 특정 국부를 저온 유도 가열시킴과 동시에 요구되는 집중 가열 국부를 고온 유도 가열시키는 것을 기술적 과제로 삼는다.The purpose of the present invention is to provide both a low-temperature induction heating unit and a high-temperature induction heating unit in the main body of the high-frequency induction heater, so as to heat the required specific local area of the laminated stator at a low temperature and at the same time heat the required concentrated heating local area at a high temperature. .
본 발명의 상기 목적 및 기타 내재 되어 있는 목적들은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.The above and other inherent objectives of the present invention can all be easily achieved by the present invention described below.
본 발명에 따른 고주파 유도 가열기는 고주파 전원 공급이 이루어지는 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120); 상기 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120)과 접속된 유도 코일부(130); 상기 유도 코일부(130)에 일정 간격을 두고 배치한 저온 유도 가열부(140) 및 고온 유도 가열부(150);를 포함하여 유도 가열기 본체(100)를 구성하는 것을 특징으로 한다.The high-frequency induction heater according to the present invention includes first and
본 발명은 새로운 구조의 고주파 유도 가열기를 통하여 적층 스테이터의 요구되는 특정 국부를 저온 유도 가열시켜 제품의 변형을 방지함으로써 불량률을 줄여 스테이터 코어의 품질을 향상시킬 수 있음은 물론 요구되는 집중 가열 국부를 고온 유도 가열시켜 스테이터의 국부를 집중적으로 근접 유도 가열시키게 함으로써 신속한 유도 가열이 이루어지게 함은 물론 유도 가열 효율을 증진시키는 효과를 가진다.The present invention can improve the quality of the stator core by reducing the defect rate by preventing deformation of the product by preventing deformation of the product by inducing low-temperature induction heating of specific required local areas of the laminated stator through a high-frequency induction heater of a new structure, as well as improving the quality of the stator core by heating the required localized areas at high temperature. By induction heating, the local area of the stator is intensively heated in close proximity, which not only achieves rapid induction heating but also improves induction heating efficiency.
또한, 본 발명은 유도 가열기 본체의 견고성을 가지게 하고, 조립을 간단하게 하여 생산성을 향상시키게 함으로서 제작비용의 절감을 도모하는 효과를 가진다.In addition, the present invention has the effect of reducing manufacturing costs by making the induction heater body more robust and simplifying assembly to improve productivity.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체를 저면에서 바라본 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 평 단면도로서 도 4의 A - A 선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 저온 유도 가열부 발췌 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 평 단면도로서 도 4의 B - B 선 단면도이다.
도 8은 도 7의 일부 확대 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 유도 가열기 본체를 유도 가열기 함체 내부에 설치한 상태의 예시 도면이다.
도 10은 도 10의 평 단면도이다.1 is an overall perspective view of the main body of a high-frequency induction heater according to the present invention.
Figure 2 is an overall perspective view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention viewed from the bottom.
Figure 3 is an exploded perspective view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention.
Figure 4 is a side view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention.
Figure 5 is a plan cross-sectional view of the main body of the high-frequency induction heater according to the present invention, taken along line A-A of Figure 4.
Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of the low-temperature induction heating portion of the high-frequency induction heater main body according to the present invention.
Figure 7 is a plan cross-sectional view of the main body of the high-frequency induction heater according to the present invention, taken along line B - B of Figure 4.
Figure 8 is a partially enlarged view of Figure 7.
Figure 9 is an example view of the induction heater main body according to the present invention installed inside the induction heater enclosure.
Figure 10 is a plan cross-sectional view of Figure 10.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 전체 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체를 저면에서 바라본 전체 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 분리 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 측면도, 도 5는 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 평 단면도로서 도 4의 A - A 선 단면도, 도 6은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 저온 유도 가열부 발췌 확대 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열기 본체의 평 단면도로서 도 4의 B - B 선 단면도, 도 8은 도 7의 일부 확대 도면이다.Figure 1 is an overall perspective view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention, Figure 2 is an overall perspective view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention viewed from the bottom, and Figure 3 is an exploded perspective view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention. 4 is a side view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention, Figure 5 is a plan cross-sectional view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention, along the line A - A of Figure 4, and Figure 6 is a low temperature view of the high-frequency induction heater main body according to the present invention. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of an excerpt of an induction heating unit, and FIG. 7 is a plan cross-sectional view of the main body of a high-frequency induction heater according to the present invention, which is a cross-sectional view taken along the line B - B of FIG. 4, and FIG. 8 is a partial enlarged view of FIG. 7.
본 발명에서 제시되는 피가열체는 예컨대 라미나 부재가 다수개 적층된 모터의 고정자로 사용되는 스테이터 코어(200)를 대상으로 할 수 있고, 상기 라미나 부재는 전기 강판의 표면 및 이면에 접착 코팅층이 형성된 일명 셀프본딩(self-bonding) 강판을 이용하여 제작된다.The object to be heated presented in the present invention may be, for example, a
이러한 스테이터 코어(200)의 형태는 도 5에 도시한 바와 같이 중앙 내측 둘레에 복수의 슬롯(210)이 형성되고, 외측 둘레에 일정 간격을 두고 외측으로 돌출시킨 체결 구멍이 형성된 체결편(220)을 가지는 형태 또는 변형된 다양한 형태로 제공될 수 있고, 체결편(220)이 일정간격을 두고 3개로 표현되어 있으나, 체결편(220)이 2개 또는 4개가 형성된 스테이터 코어에도 적용할 수 있다. As shown in FIG. 5, the form of the
따라서, 후술하는 본 발명에 다른 저온 유도 가열부를 2개 또는 3개 또는 4개를 일정 간격을 두고 유도 가열기 본체에 배치하게 할 수 있고, 스테이터 코어(200)를 적층시킨 상태에서 유도가열시킨다.Therefore, two, three, or four low-temperature induction heating units according to the present invention, which will be described later, can be placed on the induction heater main body at regular intervals, and induction heating is performed while the
본 발명에 따른 고주파 유도 가열기는 고주파 전원 공급이 이루어지는 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120); 상기 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120)과 접속된 유도 코일부(130); 상기 유도 코일부(130)에 일정 간격을 두고 배치한 저온 유도 가열부(140) 및 고온 유도 가열부(150);를 포함하여 유도 가열기 본체(100)를 구성하되, 상기 유도 가열기 본체(100)의 중앙 삽입부(100A)에 미 도시한 지그에 의하여 이동되어 삽입되는 적층된 스테이터 코어(200)의 체결편(220)의 외측 둘레를 저온 유도 가열부(140)에 의해 유도 가열하게 함과 동시에 적층된 스테이터 코어(200)의 외측 둘레의 국부를 고온 유도 가열부(150)에 의하여 유도 가열시키도록 하는 것이다.The high-frequency induction heater according to the present invention includes first and
이러한 유도 가열기 본체(100)는 별도의 미 도시한 고정장치에 의하여 고정된 상태에서 이송되어 온 적층 된 스테이터 코어(200)를 유도 가열기 본체(100)의 중앙 삽입부(100A)에 삽입시켜 미 도시한 받침판에 의하여 받쳐진 스테이터 코어(200)를 유도가열 시키게 하거나, 도 9 내지 도 10과 같이 유도 가열기 함체(300) 내부에 유도 가열기 본체(100)를 인서트 사출하여 유도 가열기 함체(300)에 배치된 유도 가열기 본체(100)를 통하여 스테이터 코어(200)를 유도가열 시킬 수 있고, 그 구체적인 설명은 이하 설명에서 제시한다.This induction heater
상기 유도 가열기 본체(100)를 고정 시키는 미 도시한 고정장치는 제1 및 제2 리드 블럭(110)(120)과 저온 유도 가열부(140)를 받쳐주는 합성수지 재질의 다양한 양태의 고정장치일 수 있고, 유도 가열기 본체(100)를 구성하는 모든 구성요소의 재질은 전기적인 도통이 원활한 동 재질로 제공하는 것이 바람직하다.The not shown fixing device for fixing the induction heater
상기 제1 리드 블럭(110) 및 제2 리드 블럭(120) 각각의 상단에 설치된 고주파 전원 공급 단자(110A)(120A)를 통하여 고주파 전원이 공급될 수 있고, 제1 리드 블럭(110) 및 제2 리드 블럭(120) 각각의 상단 일측에 냉각수 유입구(111) 및 냉각수 배출구(121)를 형성하되, 제1 리드 블럭(110) 및 제2 리드 블럭(120) 각각의 내부에는 냉각수 통과 중공부(11)(12)를 가지며, 상기 제1 리드 블럭(110)과 제2 리드 블럭(120) 사이에 절연재(I)가 게재되고, 상기 절연재(I)는 제1 리드 블럭(110) 및 제2 리드 블럭(120)과 결합 볼트나 용접등으로 결합 고정 시킬 수 있다.High-frequency power can be supplied through high-frequency
상기 제1 리드 블럭(110) 및 제2 리드 블럭(120) 각각의 하부 일측에는 유도 코일부(130)의 일단과 타단이 용접 등에 의하여 접속되게 하되, 제1 리드 블럭(110)의 냉각수 유입구(111)를 통하여 공급되는 냉각수가 유도 코일부(130)의 냉각수 통과 중공부(130A)를 통하여 순환되면서 제2 리드 블럭(120)의 냉각수 배출구(121)를 통해 배출되어 가열된 유도 코일부(130)를 냉각시킬 수 있다.One end and the other end of the
상기 유도 코일부(130)는 내부에 냉각수 통과 중공부(130A)를 가지는 사각 파이프 형태의 유도 코일로서, 유도 코일부(130)를 구성하는 이하 설명에서의 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138) 각각에 냉각수 통과 중공부(130A)가 형성된다.The
상기 유도 코일부(130)는 제1 리드 블럭(110)의 하부 일측에 접속된 제1 코일(131)과 제2 리드 블럭(120)의 하부 일측에 접속된 제2 코일(132); 상기 제1 코일(131) 및 제2 코일(132)의 타단에 접속된 제1 고정 블럭(133) 및 제2 고정 블럭(134); 제1 고정 블럭(133) 및 제2 고정 블럭(134)과 전기적으로 접속돤 제3 고정 블럭(135) 및 제4 고정 블럭(136); 상기 제3 고정 블럭(135) 및 제4 고정 블럭(136)과 접속된 제3 코일(137) 및 제4 코일(138); 상기 제3 코일(137) 및 제4 코일(138)과 접속된 제5 고정 블럭(139) 및 제6 고정 블럭(139A);를 포함하여 구성된다.The
따라서, 본 발명은 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138)과 제1 내지 제6 고정 블럭(133)(134)(135)(136)(139)(139A)을 포함하여 유도 코일부(130)가 형성되게 함으로써 견고한 구성을 통하여 외적 충격에도 변형을 방지할 수 있어 견고성을 유지할 수 있고, 간단한 조립 연결 구조로 전기적인 도통이 이루어질 수 있음과 동시에 냉각수 통과 중공부(130A)를 겸비한 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138)을 제공하여 제작비용을 절감할 수 있다.Therefore, the present invention includes the first to fourth coils (131) (132) (137) (138) and the first to sixth fixed blocks (133) (134) (135) (136) (139) (139A). By forming the
상기 제1 고정 블럭(133) 및 제2 고정 블럭(134), 제3 고정 블럭(135) 및 제4 고정 블럭(136) 및 제5 고정 블럭(139) 및 제6 고정 블럭(139A) 각각의 내부에는 냉각수 통과 중공부(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)가 형성되며, 전기적으로 제1 코일(131) 및 제2 코일(132), 제3 코일(137) 및 제4 코일(138)과 접속된다.Each of the first
상기 제1 고정 블럭(133)의 일측에 설치한 냉각수 배출구(133A)와 제3 고정 블럭(135)의 일측에 설치한 냉각수 유입구(135A)를 도 10과 같이 연결 호스(H1)로 상호 연결하고, 제5 고정 블럭(139)의 일측에 설치한 냉각수 배출구(139')와 제6 고정 블럭(139A)의 일측에 설치한 냉각수 유입구(139A')를 연결 호스(H2)로 상호 연결하되, 제4 고정 블럭(136)의 일측에 설치한 냉각수 유입구(136A)와 제2 고정 블럭(134)의 일측에 설치한 냉각수 배출구(134A)를 연결 호스(H3)로 상호 연결하여 냉각수가 통과되게 하여 제1 리드 블럭(110)의 냉각수 유입구(111)를 통하여 공급되는 냉각수가 유도 코일부(130)의 냉각수 통과 중공부(130A)를 통하여 순환되면서 제2 리드 블럭(120)의 냉각수 배출구(121)를 통해 배출되어 가열된 유도 코일부(130) 및 제1 내지 제6 고정 블럭(133)(134)(135)(136)(139)(139A)을 냉각시킬 수 있다.The
따라서, 냉각수 순환에 따라 유도 가열에 의한 고온을 열교환 시킬 수 있어 유도 코일부(130), 제1 내지 제6 고정 블럭(133)(134)(135)(136)(139)(139A) 등의 변형이나 훼손을 방지하게 되어 유도 코일부(130)에 의한 유도 가열 효율 저하를 방지함은 물론 유도 코일부(130)의 수명을 연장 시켜 경제적인 이득을 얻을 수 있다.Therefore, the high temperature caused by induction heating can be heat exchanged according to the circulation of the cooling water, so that the
본 발명에 있어서, 저온 유도 가열부(140)는 유도 코일부(130)에 일정 간격을 두고 배치하되, 스테이터 코어(200)의 체결편(220)이 위치되게 하여 열에 취약한 체결편(220)을 저온으로 유도 가열시키게 함으로써 유도 가열 시 스테이터 코어(200)의 체결편(220)이 타거나 변색되는 것을 방지하여 제품의 불량률을 줄이도록 하기 위한 것으로, 스테이터 코어(200)의 형태에 따라 저온 유도 가열부(140)의 설치 개수를 늘리거나 줄여 배치할 수 있고, 본 발명에서는 실시예적으로 유도 코일부(130)에 3개의 저온 유도 가열부(140)를 배치하는 것을 대상으로 설명한다.In the present invention, the low-temperature
상기 저온 유도 가열부(140)는 제1 고정 블럭(133)과 제3 고정 블럭(135)과의 사이에 설치한 제1 저온 유도 가열부(141)와; 제2 고정 블럭(134)과 제4 고정 블럭(136)과의 사이에 설치한 제2 저온 유도 가열부(142); 및 제5 고정 블럭(139)과 제6 고정 블럭(139A)과의 사이에 설치한 제3 저온 유도 가열부(143);를 포함하여 구성될 수 있다. The low-temperature
이하 설명에서 상기 제1 내지 제3 저온 유도 가열부(141)(142)(143)를 각 구성 요소는 동일한 구성을 가지고 있으므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 사용한다.In the following description, each component of the first to third low-temperature
제1 내지 제3 저온 유도 가열부(141)(142)(143) 각각은 외측에 냉각수 유입구(41)와 냉각수 배출구(42)가 끼워 설치된 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44)과; 상기 제1 저온 유도 가열 블럭(43)과 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44)의 전방 내측으로 일체로 만곡진 요입 형태의 반원형의 전방 도체편(45)과; 상기 전방 도체편(45)의 후방의 반원형 후방 도체편(46)과; 상기 반원형 후방 도체편(46)의 일단은 제1 저온 유도 가열 블럭(43)과 일체로 형성하고, 반원형 후방 도체편(46)의 타단은 제2 저온 유도 가열 블럭(44)과 일체로 형성하되, 전방 도체편(45)과 후방 도체편(46) 사이 및 후방 도체편(46)과 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44) 사이에 형성한 냉각수 통과 중공부(40A)가 상기 냉각수 유입구(41)와 냉각수 배출구(42)와 연통 되게 구성될 수 있고, 상기 냉각수 통과 중공부(40A)는 도 1, 도 3 및 도 5에서 노출된 상태로 제시되어 있으나, 미 도시한 덮개로 덮어 냉각수의 누수를 방지할 수 있다.The first to third low-temperature
따라서, 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 스테이터 코어(200)의 체결편(220)이 근접 배치되어 체결편(220)을 저온으로 유도 가열시킬 수 있다.Accordingly, the
즉, 적층된 스테이터 코어(200)의 체결편(220)이 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 근접 배치된 상태에서 유도 코일부(130)에 고주파 전류를 공급하면 전방 도체편(45)에 교번자속이 발생하면서 유도전류인 와전류가 체결편(220)에 흐르도록 함으로써 인가된 유도전류는 와전류 손에 의해 주울열을 발생시키며 이렇게 발생된 열로서 체결편(220)을 단시간에 급속가열하여 열처리하게 되나, 본 발명은 상기 전방 도체편(45) 후방에 배치된 반원형 후방 도체편(46)에 의하여 역기전력이 발생되어 전방 도체편(45)으로부터 발생되는 자기력선과 반원형 후방 도체편(46)으로부터 발생되는 자기력선이 상호 반대 작용을 통하여 상호 상쇄되게 되므로 체결편(220)에 가해지는 유도 가열 온도를 낮출 수 있게 되고, 이로 인하여 열에 취약한 체결편(220)이 타거나 변색 되는 현상을 배제하게 하여 제품의 변형을 방지함으로써 불량률을 줄여 스테이터 코어(200)의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.That is, when a high-frequency current is supplied to the
예컨대 제1 코일(131)을 통하여 공급되는 고주파 전류는 제1 고정 블럭(133)을 통하여 제1 저온 유도 가열 블럭(43)을 거쳐 전방 도체편(45)에서 시계방향으로 흐르고, 전방 도체편(45)을 통한 고주파 전류는 제2 저온 유도 가열 블럭(44)을 통하여 내측의 후방 도체편(46)에서 시계 반대 방향으로 흐르면서 제2 고정 블럭(135)을 통하여 제3 코일(137)로 공급됨으로써 전방 도체편(45)에서 발생되는 자기력선은 후방에 배치된 반원형 후방 도체편(46)에서 발생되는 자기력선과 상호 반대방향의 역기전력이 발생 되어 서로 반대되는 자기력선이 상쇄되게 됨으로써 전방 도체편(45)과 체결편(220)과의 사이에 발생되는 자속밀도가 낮아져 유도 가열 효율을 낮추게 함으로써 체결편(220)에 유도되는 가열 온도를 낮출 수 있다.For example, the high-frequency current supplied through the
도면 중 D는 제1 저온 유도 가열 블럭(43)과 제2 고정 블럭(135) 사이의 간극이다.In the drawing, D is the gap between the first low-temperature
이와 같은 구성의 제1 내지 제3 저온 유도 가열부(141)(142)(143) 각각의 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44)은 상호 교차 조립된 제1 고정 블럭(133)과 제3 고정 블럭(135) 상부와, 제2 고정 블럭(134)과 제4 고정 블럭(136) 상부 및 제5 고정 블럭(139)과 제6 고정 블럭(139A) 상부 각각에 안치시키되, 고정 볼트(B1)(B2)를 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44)에 뚫어 형성한 장공(43')(44')에 끼워 제1 고정 블럭(133)과 제3 고정 블럭(135), 제2 고정 블럭(134)과 제4 고정 블럭(136) 및 제5 고정 블럭(139)과 제6 고정 블럭(139A) 각각에 뚫은 끼움 나사 구멍((P1)(P2)과 나사 결합시켜 조립하게 할 수 있다.The first and second low-temperature induction heating blocks 43 and 44 of the first to third low-temperature
따라서, 고정 볼트(B1)(B2)를 중심으로 장공(43')(44')을 따라 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44)을 도 6과 같이 전, 후진하게 할 수 있도록 제시될 수 있고, 이러한 구성은 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 배치되는 스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 상기 요입부(A)에 근접시키거나 원격 시킬 수 있게 가변조절할 수 있다.Therefore, the first and second low-temperature induction heating blocks 43 and 44 can be moved forward and backward along the long holes 43' and 44' around the fixing bolts B1 and B2, as shown in FIG. 6. It can be presented so that the
스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 상기 요입부(A)에 근접시키거나 원격 시킬 수 있게 가변조절할 수 있게 하는 이유는 스테이터 코어(200)의 체결편(220) 에 유도 가열되는 온도를 낮추거나 또는 유도 효율을 현저히 저하 시키게 하는 것과 체결편(220)의 돌출 길이에 대응시켜 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 배치되는 스테이터 코어(200)의 체결편(220)이 근접되거나 원격 배치될 수 있어 이에 대응하기 위함이다.The reason why the
예컨대, 전방 도체편(45)이 형성된 요입부에 스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 근접배치시킬 경우에는 전방 도체편(45)으로부터 발생 되는 전자기파를 반원형 후방 도체편(46)에서 발생 되는 전자기파와의 상호 자속 상쇄를 통하여 차폐되어 체결편(220)에 가해지는 유도 가열이 이루어지지 않게 함으로써 체결편(220)에 인가되는 온도는 거의 없이하게 하고, 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 원격배치시킬 경우에는 전방 도체편(45)으로부터 발생되는 자기력선이 후방 도체편(46)에서 발생 되는 자기력선과의 상쇄가 이루어지나 전방 도체편(45)과 체결편(220)과의 이격된 거리를 통하여 발생 되는 누설자속에 의하여 현저히 낮은 유도 가열이 이루어지게 됨으로써 효율이 낮은 유도 가열에 의한 저온에 의하여 적층된 체결편(220)을 유도 가열시킬 수 있다.For example, when the
특히, 도 6과 같이 본 발명에서는 전방 도체편(45) 후방에 배치된 반원형 후방 도체편(46)에 의하여 역기전력이 발생되어 전방 도체편(45)으로부터 발생되는 자기력선과 반원형 후방 도체편(46)으로부터 발생되는 자기력선이 상호 반대 작용을 통하여 상호 상쇄되게 되므로 체결편(220)에 가해지는 유도 가열 온도를 낮출 수 있게 되므로 후술하는 고온 유도 가열부(150)에 의한 유도 가열에 의한 높은 온도에 비하여 현저히 낮은 온도로 체결편(220)을 유도 가열시킬 수 있다.In particular, as shown in Figure 6, in the present invention, a back electromotive force is generated by the semicircular
도 9는 본 발명에 따른 유도 가열기 본체를 유도 가열기 함체 내부에 설치한 상태의 예시 도면이고, 도 10은 도 10의 평 단면도이다.Figure 9 is an exemplary view of the induction heater main body according to the present invention installed inside the induction heater enclosure, and Figure 10 is a plan cross-sectional view of Figure 10.
본 발명에 따른 유도 가열기 본체(100)를 유도 가열기 함체(300) 내부에 인서트 설치하여 사용할 경우에는 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44) 상부에 용접하여 상향 돌출시킨 손잡이(L)를 유도 가열기 함체(300)의 장공을 통하여 유도 가열기 함체(300) 상부로 돌출시켜 도 6과 같이 전, 후로 손잡이(L)를 이동시키게 함으로써 유도 가열기 함체(300)의 외부에서 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 배치되는 스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 상기 요입부(A)에 근접시키거나 원격 시킬 수 있게 가변조절할 수 있고, 상기 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44) 이동시 유도 가열기 본체(100)가 유도 가열기 함체(300) 내부에 설치되더라도 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭(43)(44)이 이동될 수 있는 공간은 확보될 수 있다.When using the induction heater
상기에서, 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A)에 배치되는 스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 상기 요입부에 근접시키거나 원격 시킬 수 있게 가변조절할 경우 미 도시한 전방 도체편(45)이 형성된 요입부(A) 근방에 배치된 온도 센서의 센싱에 의하여 온도를 체킹하여 유도 가열 온도가 높을 경우 스테이터 코어(200)의 체결편(220)을 상기 요입부(A)로부터 원격 배치하도록 조절할 수 있다.In the above, when the
한편, 유도 가열기 함체(300)의 일측에는 외부 냉각수 탱크로부터 컴프레셔에 의하여 공급되고, 회수되는 외부 냉각수 유입구(310)와 냉각수 배출구(320)를 설치하되, 유도 가열기 함체(300) 내부에 배치된 냉각수 호스(330)가 제1 리드 블럭(110), 제2 리드 블럭(120), 제1 고정 블럭(133) 및 제2 고정 블럭(134), 제3 고정 블럭(135) 및 제4 고정 블럭(136) 및 제5 고정 블럭(139) 및 제6 고정 블럭(139A) 각각의 내부에는 냉각수 통과 중공부(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6) 및 유도 코일부(130)의 냉각수 통과 중공부(130A)와 연통되게 하여 냉각수 순환이 이루어지게 할 수 있다.Meanwhile, an
본 발명에 따른 유도 코일부(130)에 일정 간격을 두고 배치된 고온 유도 가열부(150)는 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138) 각각에 제1 내지 제3 고온 유도 가열부(151)(152))(153)로 구성될 수 있고, 상기 제1 내지 제3 고온 유도 가열부(151)(152))(153)는 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138) 각각에 E형 코어(E1)(E2)(E3)를 끼워 설치되는 구성으로 이루어질 수 있다.The high-temperature
본 발명에서는 E형 코어(E1)(E2)(E3)를 2개로 분할하여 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138) 각각에 배치하는 것을 예시적으로 설명하고 있으나, E형 코어(E1)(E2)(E3)의 배치 개수는 줄이거나 늘리수 도 있다.In the present invention, the E-type core (E1) (E2) (E3) is divided into two and arranged in each of the first to fourth coils (131) (132) (137) (138). The number of arrangement of E-type cores (E1) (E2) (E3) can be reduced or increased.
상기 E형 코어(E1)(E2)(E3)는 페라이트(Ferrite) 또는 아몰퍼스 금속(amorphous metals) 재질로 제작하여 제공하되, 공급되는 고주파 전원의 주파수 대역이 높을 때에는 상기 E형 코어(E1)(E2)(E3)를 페라이트로 제작하여 제공하게 함으로써 고주파 대역에서 와전류 손실을 줄여 자속 밀도 효율을 높이게 하고, 공급되는 주파수 대역이 낮은 주파수로 유도 가열을 수행할 경우에는 아몰퍼스 금속 재질의 E형 코어(E1)(E2)(E3)를 사용하게 함으로써 낮은 주파수 대역에서의 자속밀도 효율을 높일 수 있게 제공할 수 있고, E형 코어(E1)(E2)(E3)는 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138) 각각에 미 도시한 볼트나 용접 등으로 결합시켜 제공될 수 있다.The E-type cores (E1) (E2) (E3) are made of ferrite or amorphous metals, and when the frequency band of the supplied high-frequency power is high, the E-type core (E1) ( By providing E2) (E3) made of ferrite, eddy current loss is reduced in the high frequency band to increase magnetic flux density efficiency, and when induction heating is performed at a low frequency in the supplied frequency band, an E-type core made of amorphous metal ( By using E1) (E2) (E3), it is possible to increase the magnetic flux density efficiency in the low frequency band, and the E-type core (E1) (E2) (E3) is used in the first to
상기 페라이트 또는 아몰퍼스 금속 재질로 이루어진 E형 코어(E1)(E2)(E3)는 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138)과 피가열체인 스테이터 코어(200)의 외측 둘레 국부 사이에 발생되는 자기력선을 흡수하게 됨으로써 스테이터 코어(200)를 쇄교하는 유도 자기장을 모아지게 하면서 스테이터 코어(200)의 외측 둘레의 국부에 집중적이고도 신속하게 유도시켜 고온으로 유도 가열 효율을 높이게 된다.The E-type cores (E1) (E2) (E3) made of ferrite or amorphous metal are located on the outside of the first to fourth coils (131) (132) (137) (138) and the stator core (200), which is the object to be heated. By absorbing the magnetic force lines generated between peripheral parts, the induced magnetic field linking the
따라서, 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138)과 스테이터 코어(200) 외측 둘레 사이에 발생되는 자기력선은 페라이트 또는 아몰퍼스 재질의 E형 코어(E1)(E2)(E3)의 중심부에서 제1 내지 제4 코일(131)(132)(137)(138)에 의한 자기력선이 흡수되면서 외부로 자기력선이 손실됨이 없이 강한 자기력선이 스테이터 코어(200)의 외측 둘레 국부를 향하여 쇄교하게 할 수 있어 스테이터 코어(200)의 국부를 집중적으로 신속하게 고온의 상태에서 유도 가열할 수 있게 됨은 물론 자기력선이 유도 가열기 본체(100)의 외측으로 누설되지 않아 누설 자속 차폐 효과를 기대할 수 있어 외부 기기들에 대하여 고주파에 의한 오동작을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, the magnetic force lines generated between the first to
이상과 같이 본 발명은 하나의 유도 가열기 본체(100)에 저온 유도 가열부(140) 및 고온 유도 가열부(150)를 배치하여 스테이터 코어(200)의 열에 취약한 체결편(220)의 유도 가열 및 고온이 필요한 스테이터 코어(200)의 외측 둘레 국부의 유도 가열을 동시에 수행할 수 있다.As described above, the present invention provides induction heating and Induction heating of the outer circumference of the
이상에서 기술한 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.It should be noted that the description of the invention described above is merely an example for understanding the invention and is not intended to define the scope of the invention. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and it should be understood that any simple modification or change of the present invention within this scope falls within the scope of protection of the present invention.
100 : 유도 가열기 본체
100A : 중앙 삽입부
110, 120 : 제1 및 제2 리드 블럭
110A, 120A : 고주파 전원 공급단자
111 : 냉각수 유입구
121 : 냉각수 배출구
130 : 유도 코일부
130A : 냉각수 통과 중공부
131, 132, 137, 138 : 제1 내지 제4 코일
133, 134, 135, 136, 139, 139A : 제1 내지 제6 고정 블럭
140 : 저온 유도 가열부
41, 42 : 냉각수 유입구 및 배출구
43, 44 : 제1 및 제2 저온 유도 가열 블럭
45, 46 : 전, 후방 도체편
A : 요입부
40A : 냉각수 통과 중공부
150 : 고온 유도 가열부
E1, E2, E3 : E형 코어
200 : 스테이터 코어
220 : 체결편
300 : 유도 가열기 함체100:
110, 120: first and second lead blocks
110A, 120A: High frequency power supply terminal
111: Coolant inlet 121: Coolant outlet
130:
131, 132, 137, 138: first to fourth coils
133, 134, 135, 136, 139, 139A: first to sixth fixed blocks
140: low temperature induction heating unit
41, 42: Coolant inlet and outlet
43, 44: first and second low temperature induction heating blocks
45, 46: Front, rear conductor piece A: Concave inlet
40A: Hollow part through which coolant passes
150: High temperature induction heating unit
E1, E2, E3: E-type core
200: stator core 220: fastening piece
300: Induction heater enclosure
Claims (5)
The method of claim 1, wherein the high-temperature induction heating unit 150 includes first to third high-temperature induction heating units 151, 152 in each of the first to fourth coils 131, 132, 137, and 138. (153), wherein the first to third high-temperature induction heating units (151) (152)) (153) are E-type in each of the first to fourth coils (131) (132) (137) (138). A high-frequency induction heater characterized in that it is installed by inserting cores (E1) (E2) (E3).
Priority Applications (1)
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KR1020220074937A KR102689071B1 (en) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | High frequency induction heating device |
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ID=89378122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220074937A KR102689071B1 (en) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | High frequency induction heating device |
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KR (1) | KR102689071B1 (en) |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR20170092233A (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 청원금속 주식회사 | Induction heating apparatus for big ingot |
KR20190060366A (en) * | 2017-11-24 | 2019-06-03 | 셰플러코리아(유) | Coil Assembly For High-Frequency Induction Heat Treatment |
-
2022
- 2022-06-20 KR KR1020220074937A patent/KR102689071B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170092233A (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-11 | 청원금속 주식회사 | Induction heating apparatus for big ingot |
KR20190060366A (en) * | 2017-11-24 | 2019-06-03 | 셰플러코리아(유) | Coil Assembly For High-Frequency Induction Heat Treatment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR102689071B1 (en) | 2024-07-25 |
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