JPH0212400B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0212400B2 JPH0212400B2 JP16119286A JP16119286A JPH0212400B2 JP H0212400 B2 JPH0212400 B2 JP H0212400B2 JP 16119286 A JP16119286 A JP 16119286A JP 16119286 A JP16119286 A JP 16119286A JP H0212400 B2 JPH0212400 B2 JP H0212400B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- iron core
- coil
- heated
- cooling
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- General Induction Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高周波誘導加熱により、高熱の鋼材を
更に加熱する誘導加熱コイル（以後単にコイルと
いう）の改良に関するものである。
更に加熱する誘導加熱コイル（以後単にコイルと
いう）の改良に関するものである。
（従来の技術）
従来の高温鋼材を加熱するコイル４０の部分構
造の一例を第４図ａ，ｂに示す。第４図におい
て、導体４１に鞍形状の鉄心４５が配置され、積
層の鉄心４５と鉄心４５の間には銅製の冷却板４
７が導体４１の長さ方向に定間隔で挾みこまれて
いる。鉄心４５の冷却は冷却は冷却板４７内の冷
却孔４７′を流通する冷却水により冷却が行われ
る。図中４８は冷却水の供給口、４９は排水口で
ある。又、導体４１の冷却は導体用冷却孔４３を
流通する冷却水により冷却が行われる。導体４
１、鉄心４５の被加熱物１０に対峙する側にはコ
イルを保護するために耐火ライニング４４として
耐火セメント（キヤスタブル耐火材）や、セラミ
ツクフアイバーが設けられているもの（例えば特
開昭51−117912号公報）が知られている。
造の一例を第４図ａ，ｂに示す。第４図におい
て、導体４１に鞍形状の鉄心４５が配置され、積
層の鉄心４５と鉄心４５の間には銅製の冷却板４
７が導体４１の長さ方向に定間隔で挾みこまれて
いる。鉄心４５の冷却は冷却は冷却板４７内の冷
却孔４７′を流通する冷却水により冷却が行われ
る。図中４８は冷却水の供給口、４９は排水口で
ある。又、導体４１の冷却は導体用冷却孔４３を
流通する冷却水により冷却が行われる。導体４
１、鉄心４５の被加熱物１０に対峙する側にはコ
イルを保護するために耐火ライニング４４として
耐火セメント（キヤスタブル耐火材）や、セラミ
ツクフアイバーが設けられているもの（例えば特
開昭51−117912号公報）が知られている。
（発明が解決しようとする問題点）
第４図に示すコイルの構造は、以下に示す欠点
が存在する。すなわち、鉄心４５の温度上昇は被
加熱物から輻射される熱量Ｑ及び、耐火ライニン
グ４４の断熱性能（熱伝達率の逆数）に比例す
る。又、鉄心４５は、けいそ鋼板に於いてはヒス
テリシス損等による発熱があり、さらに鋼板表面
の絶縁被膜の耐熱性も低く、フエライトに於いて
はキユリー温度が低い為、温度が上昇すると、損
失の急激な増加や磁性の喪失が発生するので、使
用できるのは高々300度前後迄に過ぎない。その
ため、1000℃から1400℃の高温の鋼材を加熱する
場合には、30ｍ／ｍ程の厚みのある耐火セメン又
はセラミツクフアイバーの層を必要とするが、こ
の耐火ライニング層は熱的スポーリングを受けて
亀裂や剥離が生じ、長寿命を期待出来るものでな
かつた。さらにコイルの効率は、ほぼコイルまた
は鉄心下面から、被加熱物迄の距離に比例する
為、このような厚い耐火セメント又はセラミツク
フアイバーを設けるコイルの構造では距離を短か
く出来ないため高い効率を得ることは、困難であ
る。この効率特性の一例を第３図に示す、従来ギ
ヤツプは30ｍ／ｍ以上であり、低い効率にとどま
つていた。特に、非対称な被加熱物の場合や、被
加熱物を局部的の加熱する場合には、対象物の片
側にしか加熱コイルを配置できず、この効率の低
下の影響は顕著である。誘導加熱設備の価格は、
電源の容量に依存するため、効率の低下は設備の
価格に大きな影響をあたえる等の間題点があつ
た。
が存在する。すなわち、鉄心４５の温度上昇は被
加熱物から輻射される熱量Ｑ及び、耐火ライニン
グ４４の断熱性能（熱伝達率の逆数）に比例す
る。又、鉄心４５は、けいそ鋼板に於いてはヒス
テリシス損等による発熱があり、さらに鋼板表面
の絶縁被膜の耐熱性も低く、フエライトに於いて
はキユリー温度が低い為、温度が上昇すると、損
失の急激な増加や磁性の喪失が発生するので、使
用できるのは高々300度前後迄に過ぎない。その
ため、1000℃から1400℃の高温の鋼材を加熱する
場合には、30ｍ／ｍ程の厚みのある耐火セメン又
はセラミツクフアイバーの層を必要とするが、こ
の耐火ライニング層は熱的スポーリングを受けて
亀裂や剥離が生じ、長寿命を期待出来るものでな
かつた。さらにコイルの効率は、ほぼコイルまた
は鉄心下面から、被加熱物迄の距離に比例する
為、このような厚い耐火セメント又はセラミツク
フアイバーを設けるコイルの構造では距離を短か
く出来ないため高い効率を得ることは、困難であ
る。この効率特性の一例を第３図に示す、従来ギ
ヤツプは30ｍ／ｍ以上であり、低い効率にとどま
つていた。特に、非対称な被加熱物の場合や、被
加熱物を局部的の加熱する場合には、対象物の片
側にしか加熱コイルを配置できず、この効率の低
下の影響は顕著である。誘導加熱設備の価格は、
電源の容量に依存するため、効率の低下は設備の
価格に大きな影響をあたえる等の間題点があつ
た。
（発明の目的）
本発明は、上記の問題点を解消するものであつ
て被加熱物が、おおむね1000℃から1400℃の高温
の鋼材をさらに加熱するにあたつて、導体及び鉄
心の下面と、被加熱物とのギヤツプを小さく保持
できる、効率の高い誘導加熱コイルの構造を提供
するものである。
て被加熱物が、おおむね1000℃から1400℃の高温
の鋼材をさらに加熱するにあたつて、導体及び鉄
心の下面と、被加熱物とのギヤツプを小さく保持
できる、効率の高い誘導加熱コイルの構造を提供
するものである。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するための本発明コイルの特徴
は高温鋼材を加熱する誘導加熱コイルにおいて、
高温の被加熱鋼材の上方で該物体に平行に設けら
れ表面を絶縁被覆された導体の周囲に鉄心を鞍掛
に配置し、該鉄心と導体の下面側に薄いセラミツ
ク製の成形耐火板を、鉄心の他の外周面に外箱を
配置し、少なくとも前記鉄心と導体の下面と、耐
火板との間にわずかな空隙を設けて冷却流体通路
を構成し、この通路に冷却流体を流通し、導体、
鉄心及びセラミツク製の成形耐火板の冷却を同時
に行うように構成したことを特徴とする誘導加熱
コイルにある。
は高温鋼材を加熱する誘導加熱コイルにおいて、
高温の被加熱鋼材の上方で該物体に平行に設けら
れ表面を絶縁被覆された導体の周囲に鉄心を鞍掛
に配置し、該鉄心と導体の下面側に薄いセラミツ
ク製の成形耐火板を、鉄心の他の外周面に外箱を
配置し、少なくとも前記鉄心と導体の下面と、耐
火板との間にわずかな空隙を設けて冷却流体通路
を構成し、この通路に冷却流体を流通し、導体、
鉄心及びセラミツク製の成形耐火板の冷却を同時
に行うように構成したことを特徴とする誘導加熱
コイルにある。
尚、本発明においては、後述の実施例に示す如
く、鉄心５はコの字形の一体物でなく、第１図ａ
に示す小片５-1〜５-3を接着して構成してもよ
い。
く、鉄心５はコの字形の一体物でなく、第１図ａ
に示す小片５-1〜５-3を接着して構成してもよ
い。
又、この例は流体通路を鉄心の全周に設けた例
を図示したが、コイル入力が低い場合は、全周の
冷却は必要なく、下面側だけ又は下面側と導体周
囲だけで良く、その場合は図示のように流体通路
に仕切壁１３を設けておき、流体通路を複数に分
割して、分割した仕切壁間ごとに冷却流体の供
給、排出口を接続し、個々に冷却するようにする
とよい。
を図示したが、コイル入力が低い場合は、全周の
冷却は必要なく、下面側だけ又は下面側と導体周
囲だけで良く、その場合は図示のように流体通路
に仕切壁１３を設けておき、流体通路を複数に分
割して、分割した仕切壁間ごとに冷却流体の供
給、排出口を接続し、個々に冷却するようにする
とよい。
（実施例及び作用）
以下、本発明のコイルを一実施例に基づき図面
により詳細に説明する。
により詳細に説明する。
本発明実施例コイル２０は直方体で構成されて
いる。第１図ａは垂直方向断面図（第１図ｂのＤ
−ｂ断面図）、同b′は一部切欠き斜視図である。
図において、磁気回路は有機系の薄いプラスチツ
クの絶縁皮膜２により被覆された導体１と該導体
１に対して間隙を設けて鞍掛けに配置した鉄心５
から構成される。導体１の絶縁皮膜２により冷却
水との絶縁が保たれる。導体１は導体内の冷却孔
３に流通する冷却水により冷却され、鉄心５は積
層方向に貫通した適宜の冷却孔７を流通する冷却
水により冷却される。上記磁気回路は側壁と上面
壁からなる外箱６内に納められ、該磁気回路下面
側には耐火板４が配置され、コイルを構成してい
る該磁気回路の全周（４周）と外箱内面、耐火板
内面との間にはわずかな空隙が設けられ冷却通路
を構成している。冷却水は流水口８から供給され
側壁内を通つて冷却通路１２に入り、一部は鉄心
と導体間の空隙を通り、他側の側壁内を通つて排
出口９から排出されるようになつている。このよ
うに構成されたコイルにより高温の被加熱（鋼
材）１０をさらに加熱する。
いる。第１図ａは垂直方向断面図（第１図ｂのＤ
−ｂ断面図）、同b′は一部切欠き斜視図である。
図において、磁気回路は有機系の薄いプラスチツ
クの絶縁皮膜２により被覆された導体１と該導体
１に対して間隙を設けて鞍掛けに配置した鉄心５
から構成される。導体１の絶縁皮膜２により冷却
水との絶縁が保たれる。導体１は導体内の冷却孔
３に流通する冷却水により冷却され、鉄心５は積
層方向に貫通した適宜の冷却孔７を流通する冷却
水により冷却される。上記磁気回路は側壁と上面
壁からなる外箱６内に納められ、該磁気回路下面
側には耐火板４が配置され、コイルを構成してい
る該磁気回路の全周（４周）と外箱内面、耐火板
内面との間にはわずかな空隙が設けられ冷却通路
を構成している。冷却水は流水口８から供給され
側壁内を通つて冷却通路１２に入り、一部は鉄心
と導体間の空隙を通り、他側の側壁内を通つて排
出口９から排出されるようになつている。このよ
うに構成されたコイルにより高温の被加熱（鋼
材）１０をさらに加熱する。
次に、この磁気回路内に形成される磁束の状況
を第２図により説明する。図から明らかなように
磁束１１を鉄心５の下面に集中する。又、電流も
導体の下面に集中する。従つてコイルの発熱密度
は導体１及び鉄心５の下面で高くなり、この部分
の冷却が充分でないと鉄心の損傷を招く。一方、
1000〜1400℃の高温の被加熱鋼材１０により耐火
板４は下面より加熱されるが、本コイル２０では
耐火板と磁気回路下面との間に設けた冷却通路を
流れる冷却水により鉄心５、導体１と耐火板４を
同時に冷却するもので十分輻射熱にたえるもので
ある。本発明における冷却通路１２の高さは加熱
効率を考え２〜３ｍ／ｍ程度が適当である。
を第２図により説明する。図から明らかなように
磁束１１を鉄心５の下面に集中する。又、電流も
導体の下面に集中する。従つてコイルの発熱密度
は導体１及び鉄心５の下面で高くなり、この部分
の冷却が充分でないと鉄心の損傷を招く。一方、
1000〜1400℃の高温の被加熱鋼材１０により耐火
板４は下面より加熱されるが、本コイル２０では
耐火板と磁気回路下面との間に設けた冷却通路を
流れる冷却水により鉄心５、導体１と耐火板４を
同時に冷却するもので十分輻射熱にたえるもので
ある。本発明における冷却通路１２の高さは加熱
効率を考え２〜３ｍ／ｍ程度が適当である。
耐火板として、例えば金属材料（ステンレス）
を用いた場合は電磁誘導の為に発熱対策が必要と
なり、又、被加熱鋼材に到達する磁束の量が減少
する為、加熱効率が低下し好ましくない。一方、
耐火板にかかる内部冷却水圧力により発生する曲
げ応力は、通常かかる内部圧力が、２−４キロ／
cm2と高く、例えば10×35cm角で厚さ４ミリの板で
は10キロ／mm2に達する。このため、低強度の耐火
板では、内部圧力により破損する可能性が高い。
又、プラスチツク系の耐火板では被加熱鋼材の温
度が高いため、輻射により耐火板が加熱され使用
には耐えられない。
を用いた場合は電磁誘導の為に発熱対策が必要と
なり、又、被加熱鋼材に到達する磁束の量が減少
する為、加熱効率が低下し好ましくない。一方、
耐火板にかかる内部冷却水圧力により発生する曲
げ応力は、通常かかる内部圧力が、２−４キロ／
cm2と高く、例えば10×35cm角で厚さ４ミリの板で
は10キロ／mm2に達する。このため、低強度の耐火
板では、内部圧力により破損する可能性が高い。
又、プラスチツク系の耐火板では被加熱鋼材の温
度が高いため、輻射により耐火板が加熱され使用
には耐えられない。
このため、耐火板の材料としては耐熱性がある
セラミツク製の成形耐火板が最適である。特に強
度も高い窒化けいそ、炭化けいそが適している。
厚みは薄いと冷却水の圧力でわれる危険があり、
又、厚いと内外表面の温度差でわれる危険がある
ので５〜７ｍ／ｍが強度、加熱効率の点からも適
当である。第３図で明らかな様に、加熱効率は導
体と被加熱鋼材の間のギヤツプに比例する。従つ
て、コイル効率を高めようとすれば、冷却水の流
れる冷却通路及び耐火板と、被加熱鋼材との間を
適正に設定する必要がある。本発明のコイル構造
にすることにより、耐火板と冷却通路を高々10
ｍ／ｍ以内にすることが可能となつた。
セラミツク製の成形耐火板が最適である。特に強
度も高い窒化けいそ、炭化けいそが適している。
厚みは薄いと冷却水の圧力でわれる危険があり、
又、厚いと内外表面の温度差でわれる危険がある
ので５〜７ｍ／ｍが強度、加熱効率の点からも適
当である。第３図で明らかな様に、加熱効率は導
体と被加熱鋼材の間のギヤツプに比例する。従つ
て、コイル効率を高めようとすれば、冷却水の流
れる冷却通路及び耐火板と、被加熱鋼材との間を
適正に設定する必要がある。本発明のコイル構造
にすることにより、耐火板と冷却通路を高々10
ｍ／ｍ以内にすることが可能となつた。
次に実施例として、耐火板として厚さ６ミリの
窒化けいそ成形板を用い、冷却通路の高さを２ミ
リとし、第１図に示す構成の誘導加熱コイルを製
作した。このコイルを用い、1350℃の被加熱鋼材
（鍛造鋼管）との間を７ミリとして、導体下面と
被加熱物とのギヤツプを15ミリとしてコイルの冷
却通路に冷却水を流し、冷却しつつ加熱した。こ
の結果、コイルの効率を約45％とすることができ
た。
窒化けいそ成形板を用い、冷却通路の高さを２ミ
リとし、第１図に示す構成の誘導加熱コイルを製
作した。このコイルを用い、1350℃の被加熱鋼材
（鍛造鋼管）との間を７ミリとして、導体下面と
被加熱物とのギヤツプを15ミリとしてコイルの冷
却通路に冷却水を流し、冷却しつつ加熱した。こ
の結果、コイルの効率を約45％とすることができ
た。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は耐熱、耐強度に
優れたコイル構造にしたので、1000〜1400℃とい
う高温の被加熱鋼材を導体下面の直下に配置して
加熱することが可能となり、加熱効率が大巾に向
上した。
優れたコイル構造にしたので、1000〜1400℃とい
う高温の被加熱鋼材を導体下面の直下に配置して
加熱することが可能となり、加熱効率が大巾に向
上した。
第１図ａは本発明実施例コイルの断面図、同ｂ
は同コイルの一部切欠き斜視図、第２図は本発明
コイルの磁束状況説明、第３図は導体の被加熱鋼
材間のギヤツプとコイル効率の関係を示す図、第
４図ａ，ｂは従来の誘導加熱コイルの斜視図及び
断面図である。 １……導体、２……絶縁被覆、３……導体用冷
却水、４……セラミツク板、５……鉄心、６……
外箱、７……鉄心用冷却孔、８……冷却流体入
口、９……冷却流体出口、１０……被加熱鋼材、
１１……磁束、１２……流体通路、２０……誘導
加熱コイル、１３……流体通路。
は同コイルの一部切欠き斜視図、第２図は本発明
コイルの磁束状況説明、第３図は導体の被加熱鋼
材間のギヤツプとコイル効率の関係を示す図、第
４図ａ，ｂは従来の誘導加熱コイルの斜視図及び
断面図である。 １……導体、２……絶縁被覆、３……導体用冷
却水、４……セラミツク板、５……鉄心、６……
外箱、７……鉄心用冷却孔、８……冷却流体入
口、９……冷却流体出口、１０……被加熱鋼材、
１１……磁束、１２……流体通路、２０……誘導
加熱コイル、１３……流体通路。
Claims (1)
- １ 高温鋼材を加熱する誘導加熱コイルにおい
て、高温の被加熱鋼板の上方で該鋼材に平行に設
けた表面を絶縁被覆した導体の周囲に鉄心を鞍掛
に配置し、該鉄心と導体の下面側に薄いセラミツ
ク製の成形耐火板を、鉄心の他の外周面に外箱を
配置し、少なくとも前記鉄心と導体の下面と、耐
火板との間にわずかな空隙を設けて冷却流体通路
を構成し、この通路に冷却流体を流通し、導体、
鉄心及びセラミツク製の成形耐火板の冷却を同時
に行うように構成したことを特徴とする誘導加熱
コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16119286A JPS6316595A (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 誘導加熱コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16119286A JPS6316595A (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 誘導加熱コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316595A JPS6316595A (ja) | 1988-01-23 |
| JPH0212400B2 true JPH0212400B2 (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=15730334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16119286A Granted JPS6316595A (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 誘導加熱コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6316595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03268800A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スチーム噴出器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03266391A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-27 | Fuji Denshi Kogyo Kk | 高周波加熱コイル体 |
| JP2558091Y2 (ja) * | 1991-09-13 | 1997-12-17 | 北芝電機株式会社 | 誘導加熱装置のインダクター |
| JP4833740B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-12-07 | 新日本製鐵株式会社 | 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP16119286A patent/JPS6316595A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03268800A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スチーム噴出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316595A (ja) | 1988-01-23 |
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