CH258643A - Appareil de chauffage par induction à haute fréquence. - Google Patents

Description

  Appareil de chauffage par induction à haute fréquence.    La présente     invention    concerne un appa  reil de chauffage par induction à haute fré  quence. Il comprend un élément inducteur  annulaire ayant une section     droite    en forme  de<B>V,</B> constante, le     sommet    du<B>V</B> étant dirigé  vers la surface de la     pièce    à chauffer     induc-          tivement.     



  La fréquence utilisée .sera, de préférence,  comprise entre 5 000 000 et 15 000 000 dont  l'emploi permet de réduire la durée du trai  tement thermique à 'une seconde ou moins.  Certains avantages importants découlent de  ce traitement; on évite en particulier le  chauffage de la. pièce sur une profondeur in  désirable et une action     d'autorefroidissement     par la masse du métal plus froid et toute in  fluence pratique -sur la trempe du métal     im-          médiatement    situé au-dessous de la. couche  traitée.  



  L'élément inducteur permettant le chauf  fage efficace de la pièce dans les conditions  rigoureuses     nécessaires    à la     concentration     d'une chaleur élevée est de     forme    spéciale  permettant un rayonnement important de la  chaleur à partir de l'élément inducteur qui,  sans cela, pourrait être chauffé jusqu'au  point de fusion. L'élément de chauffage par  induction     perfectionné    est de forme annu  laire ou à spire unique, de     section    en<B>V,</B> le       sommet    du<B>V</B> étant dirigé vers la pièce à  chauffer, les bras de ce<B>V</B> servant d'éléments  de refroidissement.

   On prévoit également des  moyens     supplémentaires    de refroidissement    constitués, par exemple, par un serpentin re  froidisseur en tube de cuivre en contact étroit;  avec la rainure du conducteur en<B>V,</B> et à l'in  térieur duquel circule une matière ou     fluide     de refroidissement, de l'eau, par     exemple.     



  Le fonctionnement de l'appareil suivant  la présente invention sera mieux compris en  se rapportant au dessin joint montrant, à     titre     d'exemple, une forme d'exécution - où     les     mêmes références sont utilisées dans les di  verses     vues,    ces références correspondant à  celles employées dans la description.  



       Dans    le dessin:  La     fig.    1 est une vue en plan d'une forme  d'exécution de l'appareil de chauffage par       induction,    selon la     présente    invention.  



  La     fig.    2 est une vue en coupe selon 2-2  de la     fig.    1 de cet appareil.  



  La     fig.    3 -est une vue à grande échelle,  détaillée, montrant schématiquement le tra  jet approximatif des lignes de force dans  l'opération de chauffage par induction.  



  Dans cette forme d'exécution     particulière     de l'objet de la présente invention, 1 désigne  la pièce destinée à subir un traitement ther  mique, par exemple la partie portante d'un  arbre de diamètre uniforme. L'arbre est sup  posé en position     verticale    et il est supporté  par un support mobile 'non représenté ac  tionné pour déplacer progressivement la pièce       axialement    pendant l'opération de chauffage.  L'élément -de chauffage par induction I, est  de forme     annulaire    et     constitué    par un an-      veau fendu, cet élément étant placé autour  de l'arbre à traiter.

   Dans l'exemple, l'élément  inducteur est     supposé    immobilisé par un sup  port rigide approprié non représenté sur le  dessin. Au point de vue construction, l'élé  ment inducteur du type à spire unique a une       section    en forme de<B>V,</B>     comme        représenté,    le  sommet du<B>V</B> étant disposé vers l'intérieur  et     destiné    à     venir    au voisinage     immédiat    de  la surface de la pièce; les     extrémités,    libres de  l'anneau sont reliées aux     bornes    3-3 et sé  parées par une feuille isolante 4 -en mica..

    Les     extrémités        dirigées        vers    l'intérieur     des     bornes 3 s'adaptent au contour en<B>V</B> de l'in  ducteur et ces bornes sont prolongées     radia-          lement    et     extérieurement    comme représenté,  avec des     parties        divergentes    5-5 pour con  nexions avec les conducteurs 6 du     circuit     d'alimentation à haute fréquence qui excite  l'inducteur.

   De plus, on a prévu, comme     re-          présenté,        un.    organe     supplémentaire    de re  froidissement constitué par un tuyau de cui  vue 8 dont la forme lui     permet    de     s'adapter     à la courbure -de la     partie    interne du loge  ment formé     dans        l'inducteur,    cet organe étant       ajusté    étroitement     dans    ce logement.

   Les  extrémités     extérieures    du tube     refroidisseur     forment deux     boucles    opposées pour     faciliter     son raccordement aux conduites d'un système  de circulation de fluide refroidisseur.     Ces     conduites sont     représentées    sous la forme de       raccordas    de     tuyaux    en caoutchouc 9-9 pou  vant donner passage à un fluide refroidis  seur,     tel    que l'eau,     comme    on le compren  dra aisément.  



  Pendant l'opération de chauffage par in  duction, on déplacera lentement l'arbre à tra  vers la bobine ou     l'anneau,de    chauffage par  induction, d'un mouvement     uniforme    et à  une     vitesse        proportionnée    à l'énergie de  chauffage par induction utilisée pour obtenir  le degré de     chauffage    désiré de la pièce sui  vant     les    cas traités.  



  Le courant d'excitation de l'élément in  ducteur de chauffage sera, de préférence, du  domaine des hautes fréquences, soit de  5 000 000-     périodes    ou au-dessus, de fa  çon à obtenir une vitesse de chauffage extrê-    meurent grande. On     évite    ainsi dans la plus  grande mesure une conduction indésirable de  la chaleur vers la masse interne qui affecte  rait     appréciablement    la     structure    moléculaire  ou l'état de la pièce métallique traitée.  



  La     fig.    3 montre schématiquement les  lignes de force     approximatives    du champ de  haute fréquence     utilisé    pour le chauffage,  telles qu'elles sont     produites    par l'élément  inducteur représenté,     et    dans et au voisinage  de la surface de la pièce à chauffer.     Ainsi     qu'on le     remarquera,    il se produit une forte       concentration    de lignes de force     primaire    à  l'intérieur et au     sommet    du<B>V</B> d'où     il    résulte  qu'un champ chauffant concentré et étroit.

    sera induit .sur la surface de la pièce traitée  par induction. Par ce moyen, on obtient une  concentration maximum de l'énergie de  chauffage et la chaleur est engendrée dans le  fer à une     vitesse    plus élevée pour une     puis-          sance    donnée que si elle était     répartie    sur  une     grande,    surface.  



  La     forme    en<B>V</B> de l'élément inducteur à  haute fréquence mentionné est préférable, car  elle comporte des côtés divergents vers l'ex  térieur qui remplissent     l'importante    fonction  de radiateurs pour évacuer la chaleur prove  nant du     sommet    de la     section        droite    de l'in  ducteur. De plus, l'angle du<B>V</B> est choisi de       préférence    de manière à obtenir une concen  tration de lignes de force émanant de la  pièce travaillée suivant le côté de la bobine  de l'inducteur.

   Le but de     cette        disposition     angulaire     des    côtés qui     est    analogue à la     dis-          position        des        lignes    de     force    est de réduire la  perte par courants de Foucault dans la bo  bine d'induction, c'est-à-dire dans, le cuivre,  dans     l'exemple    de réalisation     décrit.     



  Dans la     construction    de l'élément induc  teur, ses     extrémités    sont amenées aussi     près     qu'il est possible l'une de l'autre au point  de vue construction et qu'il est     admissible     au     point,de    vue électrique pour éviter la for  mation d'une zone     moins    chaude qui pour  rait     être    causée par une     discontinuité    .appré  ciable de la     bobine.,    A cet égard,     ainsi    qu'on  le comprendra aisément,     le    support de la  pièce traitée,

   en     plus    de son     mouvement    lon-           gitudinal,    peut être animé d'un mouvement  de rotation faisant tourner la pièce pendant  le chauffage, -de façon à répartir ou à annu  ler l'effet de tout chauffage inconstant à ce  point de jonction ou à le réduire à une va  leur négligeable. On peut aussi recouvrir  l'élément inducteur d'un revêtement d'argent  dans le but de réduire les     pertes    par courants  de Foucault à la .surface de la bobine chauf  fante.

Claims (1)

1. REVENDICATTON Appareil .de chauffage par induction à haute fréquence, caractérisé par un élément inducteur annulaire ayant une section droite en forme de<B>V,</B> constante, le sommet du<B>V</B> étant dirigé vers la surface de la pièce à chauffer inductivement. SOUS-REVENDICATIONS 1. Appareil selon la revendication, carac térs6 en ce que les ailes du<B>V</B> de la section droite de l'inducteur sont approximativement parallèles aux lignes de force du champ ma gnétique. 2.

   Appareil selon la revendication, ca ractérisé par un organe de refroidissement de section tubulaire prévu pour la circulation d'un liquide de refroidissement -de l'induc teur, organe disposé contre le sommet entre le=s ailes du<B>V..</B> 3. Appareil selon la revendication, carac térisé en ce qu'il comporte des moyens per mettant de donner à la pièce à traiter un mouvement relatif par rapport à l'inducteur.