TWI807518B - 感應加熱設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種感應加熱設備，其主要是在電磁鋼片組的內外兩側設有懸空設置的內感應線圈及外感應線圈，其可以大幅縮短加熱時間。此外，還可以透過冷卻構件來對電磁鋼片組進行快速冷卻。因此，可以降低製作電磁鋼片組的加熱與冷卻時間。

Description

感應加熱設備

本發明係關於一種加熱設備，特別是關於一種感應加熱設備。

因應全球政府擬解決地球暖化之目標，電動車儼然成為相當重要之發展。然而，其高效率節能馬達產業(包含電動車)之發展趨勢，朝向低鐵損、薄尺寸電磁鋼片的需求將會快速成長。

然而，上述電磁鋼片的製造方法通常需要通過感應加熱的方式製成。例如中華民國109年4月11日所公告的中華民國第M593709號專利，其是利用外側感應加熱的方式來製造該電磁鋼片。

然而，上述的方式卻產生加熱時的內外部溫度差異過大的問題。故，有必要提供一種感應加熱設備，以解決習用技術所存在的問題。

本發明的一目的在於提供一種感應加熱設備，其主要是在電磁鋼片組的內外兩側設有懸空設置的內感應線圈及外感應線圈，其可以大幅縮短加熱時間。此外，還可以透過冷卻構件來對電磁鋼片組進行快速冷卻。因此，可以降低製作電磁鋼片組的加熱與冷卻時間。

為達上述之目的，本發明提供一種感應加熱設備，用於黏性塗膜之堆疊電磁鋼片固化及黏結，該感應加熱設備包含：一工作平台，包括一上平台及一下平台，該上平台及該下平台上下間隔一距離而相對設置；一治具組件，包括一上治具件及一下治具件，該上治具件及該下治具件分別設置於該上平台及該下平台的面向彼此的一表面，該下治具件面向該上治具件的一表面供設置一待加熱的電磁鋼片組，該上治具件與該下治具件之間形成有一電磁鋼片加工區域；一定位加壓控制裝置，連接並驅動該上平台及該下平台相對彼此的垂直移動，以及對該治具組件施予一壓力；一感應加熱裝置，包括相互連接的一頻率感應控制件及一感應線圈，該頻率感應控制件用以控制一頻率及一功率，以控制對該電磁鋼片組的加熱，該感應線圈懸空設置在該上平台與該下平台之間的該電磁鋼片加工區域，其中該感應線圈包含一內感應線圈及一外感應線圈，該外感應線圈環繞該電磁鋼片組的外表面，以及該電磁鋼片組的內表面環繞該內感應線圈；以及一冷卻構件，連接於該上治具件及該下治具件，以對該電磁鋼片組進行冷卻。

在本發明之一實施例中，該工作平台包括複數個定位伸縮柱，設置在該上平台與該下平台之間。

在本發明之一實施例中，該治具組件係一非導磁治具組件。

在本發明之一實施例中，該內感應線圈的直徑及該外感應線圈的直徑各自對應該電磁鋼片組的直徑。

在本發明之一實施例中，該頻率感應控制件控制該感應線圈的功率為1kW至100kW。

在本發明之一實施例中，該頻率感應控制件控制該感應線圈的頻率為1kHz至30kHz。

在本發明之一實施例中，該定位加壓控制裝置對該治具組件所施予的一壓力為使該電磁鋼片組表面感受之壓力為0.1至5N/mm ²。

在本發明之一實施例中，該冷卻構件可將冷卻流體經該冷卻構件通過該上治具件及該下治具件而流至該上治具件及該下治具件之間的電磁鋼片加工區域，以對該電磁鋼片組進行冷卻。

在本發明之一實施例中，該內感應線圈及該外感應線圈由同一條金屬導線組成。

在本發明之一實施例中，該感應線圈通電時，該內感應線圈及該外感應線圈的電流方向相同。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1至4圖，根據本發明的一實施例的一感應加熱設備100，包含：一工作平台1、一治具組件、一定位加壓控制裝置3、一感應加熱裝置、及一冷卻構件5。

如第1至4圖所示，該工作平台1包括一上平台11及一下平台12，該上平台11及該下平台12上下間隔一距離而相對設置。詳細而言， 在本實施例中，該工作平台1包括四個定位伸縮柱13，設置在該上平台11與該下平台12之間，且相對地位於該工作平台1的四個角落處。每個該定位伸縮柱13包括一外管131及一內管132，該外管131套置於該內管132的外部，且該外管131與該內管132相對彼此為可伸縮地垂直移動，藉此，當該工作平台1在該定位加壓控制裝置3驅動時，該上平台11及該下平台12可透過該定位伸縮柱13的伸縮而上下移動。當然，本發明不以該定位伸縮柱13的數量為四個為限。在其他實施例中，該定位伸縮柱13的數量可有所不同，例如五個、六個、七個、八個。

如第1至4圖所示，該治具組件包括一上治具件21及一下治具件22，該上治具件21及該下治具件22分別設置於該上平台11及該下平台12的面向彼此的一表面，該上治具件21與該下治具件22之間形成有一電磁鋼片加工區域，該下治具件22面向該上治具件21的一表面供設置一待加熱的電磁鋼片組S，該電磁鋼片組S的位置係位於該電磁鋼片加工區域內。詳細而言，該電磁鋼片組S為複數個電磁鋼片的散片經層疊而形成。在本實施例中，該上治具件21及該下治具件22概呈方柱體，該上治具件21及該下治具22之間基本上具有容置該電磁鋼片組S以及該感應線圈42的空間。較佳地，該治具組件為一非導磁治具組件，即該治具組件的材料選自非導磁的材料，以避免該治具組件在感應加熱的過程中升溫。該材料包括發泡材料，例如聚氨基甲酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及酚醛樹脂，並可添加其它成份，增加材料的耐熱性及耐久性。

如第1至4圖所示，該定位加壓控制裝置3連接並驅動該上平台11及該下平台12的上下垂直移動，以及對該治具組件施予一壓力。在實際操作狀態下，該電磁鋼片組S設置於該上治具件21及該下治具22之間，而該定位加壓控制裝置3係控制該上平台11朝著該下平台12下降，使得該定位凸件211接觸該電磁鋼片組S，以透過該定位凹槽221與該定位凸件211夾固該電磁鋼片組S。當然，本發明不以此限。在其他實施例中，可以是該下平台12朝向該上平台11向上垂直位移。該定位加壓控制裝置3對該治具組件所施予的一壓力為使該電磁鋼片組S表面感受之壓力為0.1至5N/mm2。

如第1至4圖所示，該感應加熱裝置包括相互連接的一頻率感應控制件41及一感應線圈42，該頻率感應控制件41用以控制一頻率及一功率，以控制對該電磁鋼片組S的加熱。該感應線圈42懸空設置在該上平台11與該下平台12之間的該電磁鋼片加工區域，其中該感應線圈42包含一內感應線圈421及一外感應線圈422，該外感應線圈422環繞該電磁鋼片組S的外表面，以及該電磁鋼片組S的內表面環繞該內感應線圈421。較佳地，該內感應線圈421的直徑及該外感應線圈422的直徑各自對應該電磁鋼片組S的直徑(例如，該內感應線圈421與該電磁鋼片組S之間保持一定範圍的間距，以及該外感應線圈422也與該電磁鋼片組S之間保持一定範圍的間距)，以適度維持該電磁鋼片組S的內表面及外表面皆產生加熱效果。詳細而言，該頻率感應控制件41控制該感應線圈42的頻率為1kHz至30kHz，而功率為1kW至100kW。選擇性地，該頻率的範圍可為2kHz至28kHz、4kHz至26kHz、6kHz至24kHz、8kHz至22kHz、10kHz至20kHz、12kHz至18kHz、14kHz至16kHz。或者，該頻率可為1kHz、2 kHz、3kHz、4kHz、5kHz、6kHz、7kHz、8kHz、9kHz、10kHz、11kHz、12kHz、13kHz、14kHz、15kHz、16kHz、17kHz、18kHz、19kHz、20kHz、21kHz、22kHz、23kHz、24kHz、25kHz、26kHz、27kHz、28kHz、29kHz、或30kHz。選擇性地，該功率的範圍可為2kW至98kW、4kW至96kW、6kW至94kW、8kW至92kW、10kW至90kW、12kW至88kW、14kW至86kW、16kW至84kW、18kW至82kW、20kW至80kW。或者，該功率可為2kW、4 kW、6kW、8kW、10kW、12kW、14kW、16kW、18kW、20kW、22kW、24kW、26kW、28kW、30kW、32kW、34kW、36kW、38kW、40kW、42kW、44kW、46kW、48kW、50kW、52kW、54kW、56kW、58kW、60kW、62kW、64kW、66kW、68kW、70kW、72kW、74kW、76kW、78kW、80kW、82kW、84kW、86kW、88kW、90kW、92kW、94kW、96kW、或98kW。

如第1至4圖所示，該冷卻構件5連接於該上治具件21及該下治具件22，一冷卻流體g(例如冷卻空氣)經該冷卻構件5通過該上治具件21及該下治具件22各自的一通孔（未示）而流至該上治具件21與該下治具件22之間的該電磁鋼片加工區域，以對該電磁鋼片組S進行冷卻。詳細而言，該冷卻流體g的溫度範圍可在10℃至150℃、20℃至140℃、30℃至130℃、40℃至120℃、50℃至110℃、60℃至100℃、70℃至90℃。選擇性地，該冷卻流體g的溫度可為150℃、140℃、130℃、120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、40℃、30℃、20℃、10℃、或其組合，即，以不同的溫度進行對該電磁鋼片組S的冷卻。

在一實施例中，該內感應線圈421及該外感應線圈422由同一條金屬導線組成。也就是說，該內感應線圈421及該外感應線圈422可利用同一個頻率感應控制件來控制該內感應線圈421及該外感應線圈422對該電磁鋼片組的加熱。在一實施例中，該感應線圈通電時，該內感應線圈421及該外感應線圈422的電流方向相同，以利均勻感應加熱。例如，內感應線圈421與外感應線圈421的電流方向皆為順時針方向或皆為逆時針方向。

由上可知，本發明實施例的感應加熱設備主要是在電磁鋼片組的內外兩側設有懸空設置的內感應線圈及外感應線圈，其可以大幅縮短加熱時間。此外，還可以透過冷卻構件來對電磁鋼片組進行快速冷卻。因此，可以降低製作電磁鋼片組的加熱與冷卻時間。因此，有效地解決先前技術加熱不均以及加熱速度過慢的問題。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:工作平台 3:定位加壓控制裝置 5:冷卻構件 11:上平台 12:下平台 13:定位伸縮柱 21:上治具件 22:下治具件 41:頻率感應控制件 42:感應線圈 100:感應加熱設備 131:外管 132:內管 421:內感應線圈 422:外感應線圈 g:冷卻空氣 S:電磁鋼片組

第1圖是本發明實施例之感應加熱設備的一立體示意圖。 第2圖是本發明實施例之感應加熱設備的工作平台的一立體示意圖。 第3圖是本發明實施例之感應加熱設備的流體流動的剖面示意圖。 第4圖是本發明實施例之感應加熱設備中裝設有電磁鋼片組的剖面示意圖。

1:工作平台 3:定位加壓控制裝置 5:冷卻構件 11:上平台 12:下平台 13:定位伸縮柱 21:上治具件 22:下治具件 41:頻率感應控制件 42:感應線圈 100:感應加熱設備 131:外管 132:內管 421:內感應線圈 422:外感應線圈

Claims (8)

1. 一種感應加熱設備，用於黏性塗膜之堆疊電磁鋼片固化及黏結，該感應加熱設備包含：一工作平台，包括一上平台及一下平台，該上平台及該下平台上下間隔一距離而相對設置；一治具組件，包括一上治具件及一下治具件，該上治具件及該下治具件分別設置於該上平台及該下平台的面向彼此的一表面，該下治具件面向該上治具件的一表面供設置一待加熱的電磁鋼片組，該上治具件與該下治具件之間形成有一電磁鋼片加工區域，該治具組件係一非導磁治具組件，其中該非導磁治具組件由一發泡材料所製成；一定位加壓控制裝置，連接並驅動該上平台及該下平台相對彼此的垂直移動，以及對該治具組件施予一壓力；以及一感應加熱裝置，包括相互連接的一頻率感應控制件及一感應線圈，該頻率感應控制件用以控制一頻率及一功率，以控制對該電磁鋼片組的加熱，該感應線圈懸空設置在該上平台與該下平台之間的該電磁鋼片加工區域，其中該感應線圈包含一內感應線圈及一外感應線圈，該外感應線圈環繞該電磁鋼片組的外表面，以及該電磁鋼片組的內表面環繞該內感應線圈，其中該內感應線圈及該外感應線圈由同一條金屬導線組成，該內感應線圈及該外感應線圈利用同一該頻率感應控制件來控制該內感應線圈及該外感應線圈對該電磁鋼片組的加熱；以及一冷卻構件，連接於該上治具件及該下治具件，以對該電磁鋼片組進行冷卻。
2. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該工作平台包括 複數個定位伸縮柱，設置在該上平台與該下平台之間。
3. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該內感應線圈的直徑及該外感應線圈的直徑各自對應該電磁鋼片組的直徑。
4. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該頻率感應控制件控制該感應線圈的功率為1kW至100kW。
5. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該頻率感應控制件控制該感應線圈的頻率為1kHz至30kHz。
6. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該定位加壓控制裝置對該治具組件所施予的一壓力為使該電磁鋼片組表面感受之壓力為0.1至5N/mm²。
7. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該冷卻構件可將冷卻流體經該冷卻構件通過該上治具件及該下治具件而流至該上治具件及該下治具件之間的電磁鋼片加工區域，以對該電磁鋼片組進行冷卻。
8. 如請求項1所述之感應加熱設備，其中該感應線圈通電時，該內感應線圈及該外感應線圈的電流方向相同。