JPH02155190A - 磁力加熱装置 - Google Patents
磁力加熱装置Info
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- JPH02155190A JPH02155190A JP30910688A JP30910688A JPH02155190A JP H02155190 A JPH02155190 A JP H02155190A JP 30910688 A JP30910688 A JP 30910688A JP 30910688 A JP30910688 A JP 30910688A JP H02155190 A JPH02155190 A JP H02155190A
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Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、回転動力で得た磁石の変動磁束により、こ
れに相対向する常磁性体内に電磁誘導現象を引き起こし
、発生する渦電流を熱エネルギーに変換して取り出す誘
導加熱方式の方法と装置に関する。
れに相対向する常磁性体内に電磁誘導現象を引き起こし
、発生する渦電流を熱エネルギーに変換して取り出す誘
導加熱方式の方法と装置に関する。
従来の電力を熱源とした加熱方法と装置は、その周波数
にしたがって低い方から高い方へ、直接加熱の電気抵抗
方式と間接加熱の誘導加熱方式が挙げられる。そして今
日、使用される各種の誘導加熱方式のプロセスは、供給
電力をまず高周波発信装置で高周波電流にかえ、誘電フ
ィルに通電して高周波磁界を得る。次にこれを強磁性体
に作用させ電磁誘導で渦電流を発生させ、ついでジュー
ル熱に変換して取り出す。汎用的な装置には誘導加熱炉
、電磁調理器などがある。
にしたがって低い方から高い方へ、直接加熱の電気抵抗
方式と間接加熱の誘導加熱方式が挙げられる。そして今
日、使用される各種の誘導加熱方式のプロセスは、供給
電力をまず高周波発信装置で高周波電流にかえ、誘電フ
ィルに通電して高周波磁界を得る。次にこれを強磁性体
に作用させ電磁誘導で渦電流を発生させ、ついでジュー
ル熱に変換して取り出す。汎用的な装置には誘導加熱炉
、電磁調理器などがある。
誘導加熱方式は熱効率と作業雰囲気性の点で一応評価さ
れているが、装置の主体をなす高周波磁界と渦電流を発
生するプロセスが、高周波発信装置と誘電コイルおよび
強磁性体で構成されでいる。
れているが、装置の主体をなす高周波磁界と渦電流を発
生するプロセスが、高周波発信装置と誘電コイルおよび
強磁性体で構成されでいる。
そのためこれらの過程で装置の熱効率が抑制され、また
熱容量の増強方法にも手数が掛り加熱コストに影響を与
えている。
熱容量の増強方法にも手数が掛り加熱コストに影響を与
えている。
そこで、ここに新規な磁界に基いで、構成が簡易で高熱
効率の電磁誘導現象を引き起こすに足りる、変動磁束な
らびに渦電流発生の方法と装置に就いて、更に、電力以
外の水ブハ風力などのエネルギーをも直接活用し得る、
新誘導加熱方式の磁力加熱装置を提供しようとするもの
である。
効率の電磁誘導現象を引き起こすに足りる、変動磁束な
らびに渦電流発生の方法と装置に就いて、更に、電力以
外の水ブハ風力などのエネルギーをも直接活用し得る、
新誘導加熱方式の磁力加熱装置を提供しようとするもの
である。
上記の目的を達成するため、磁束の変動で渦電流を発生
するプロセスの基本概念を“アラゴーの回転板”に着想
を得て具体化をはかった。
するプロセスの基本概念を“アラゴーの回転板”に着想
を得て具体化をはかった。
具体化の手段を代表的な磁力加熱装置についで説明する
が、第３図はその側面図を示す。第１図は非磁性体ステ
ンレス製円板の周縁に、永久磁石２をＮ極とＳ極とを交
互順次等角度に配置した磁石円盤１を磁石側から視た平
面図で、ここではＮ極６個Ｓ極６個計１２個が配列して
あり、回転子として機能させる。第２図の２−Ａは常磁
性体アルミニウム板あるいは非磁性体銅板、若しくはこ
れらの合金製の平面形。長方型電磁誘導盤で、固定子と
して機能させるため板の上部中心に回転軸貫通孔を開け
である。またこれらの金属板は熱伝達性が高いので、上
部の変動磁束の照射を受ける発熱帯から下部の放熱帯に
よく熱を伝導して外系に放出する。第３図には図示され
でいないが、非磁性体ステンレス製回転軸４は両端の軸
受５で架台枠上に配置し、電磁誘導盤３も金具で枠のほ
ぼなか程に固定する。その両側にこれを挾んで２枚の磁
石円盤ｌを磁石面を内側に相向いに配置して回転軸４に
固定する。その際、磁石円盤の↑１］向う磁極性を、第
１図の１−Ｂ反発磁力線の説明図に示すようにＮ−Ｎ極
、Ｓ−Ｓ極と夫々１２固の磁石面を一致対面させる。こ
の様にすることで、各磁石の極が相対抗して電磁誘導盤
を挾んで磁石円盤にドーナツ状の反発磁界が生じる。回
転軸の一端には駆動みぞ車６があり、駆動原動機７から
ベルトなどで磁石円盤に回転力が与えられ、連続した反
発変動磁束が発生する機構になっており、これが装置へ
の入力となる。
が、第３図はその側面図を示す。第１図は非磁性体ステ
ンレス製円板の周縁に、永久磁石２をＮ極とＳ極とを交
互順次等角度に配置した磁石円盤１を磁石側から視た平
面図で、ここではＮ極６個Ｓ極６個計１２個が配列して
あり、回転子として機能させる。第２図の２−Ａは常磁
性体アルミニウム板あるいは非磁性体銅板、若しくはこ
れらの合金製の平面形。長方型電磁誘導盤で、固定子と
して機能させるため板の上部中心に回転軸貫通孔を開け
である。またこれらの金属板は熱伝達性が高いので、上
部の変動磁束の照射を受ける発熱帯から下部の放熱帯に
よく熱を伝導して外系に放出する。第３図には図示され
でいないが、非磁性体ステンレス製回転軸４は両端の軸
受５で架台枠上に配置し、電磁誘導盤３も金具で枠のほ
ぼなか程に固定する。その両側にこれを挾んで２枚の磁
石円盤ｌを磁石面を内側に相向いに配置して回転軸４に
固定する。その際、磁石円盤の↑１］向う磁極性を、第
１図の１−Ｂ反発磁力線の説明図に示すようにＮ−Ｎ極
、Ｓ−Ｓ極と夫々１２固の磁石面を一致対面させる。こ
の様にすることで、各磁石の極が相対抗して電磁誘導盤
を挾んで磁石円盤にドーナツ状の反発磁界が生じる。回
転軸の一端には駆動みぞ車６があり、駆動原動機７から
ベルトなどで磁石円盤に回転力が与えられ、連続した反
発変動磁束が発生する機構になっており、これが装置へ
の入力となる。
磁石円盤の磁極の配置数は原則として偶数個で、適用目
的に従って６・・・・・・２４個などの配列が挙げられ
る。また、配列永久磁石は汎用のフェライト磁石のほか
に、アルニコ磁石、希土類磁石および複合磁石を適用目
的と経済性を考慮して選ぶ。
的に従って６・・・・・・２４個などの配列が挙げられ
る。また、配列永久磁石は汎用のフェライト磁石のほか
に、アルニコ磁石、希土類磁石および複合磁石を適用目
的と経済性を考慮して選ぶ。
駆動原動機は汎用の電動機のほかに、回転力となり得る
ものであれば、広く水力、風力、圧力気体なども充分適
用対象エネルギー源として採択できる。
ものであれば、広く水力、風力、圧力気体なども充分適
用対象エネルギー源として採択できる。
次に、第４図に風車回転型磁力加熱装置の側面図を示す
。これは、固定子の磁石円盤１枚と、回転子の第２図２
−Ｃに示す風車型電磁誘導盤との組み合わせで構成した
装置である。駆動力を軽減するため、磁石円盤より軽量
なアルミニュームおよびその合金製の風車型電磁誘導盤
を回転させ、その中心部に吸い込まれた冷風が、風車を
通過中に加熱されその周辺部から連続的に排気する構成
の磁力加熱装置の例である。なお、水などの液体を加熱
する一方法として、磁石円盤を回転子に、第２図２−Ｄ
水筒型電磁誘導盤を固定子とした構成もある。その他、
磁石円盤１枚単独使用または２枚対抗使用の区別、電磁
誘導盤の型式による区別、回転子と固定子との機能別の
諸項目の組み合わせによる、数多くの磁力加熱装置を提
示することができる。
。これは、固定子の磁石円盤１枚と、回転子の第２図２
−Ｃに示す風車型電磁誘導盤との組み合わせで構成した
装置である。駆動力を軽減するため、磁石円盤より軽量
なアルミニュームおよびその合金製の風車型電磁誘導盤
を回転させ、その中心部に吸い込まれた冷風が、風車を
通過中に加熱されその周辺部から連続的に排気する構成
の磁力加熱装置の例である。なお、水などの液体を加熱
する一方法として、磁石円盤を回転子に、第２図２−Ｄ
水筒型電磁誘導盤を固定子とした構成もある。その他、
磁石円盤１枚単独使用または２枚対抗使用の区別、電磁
誘導盤の型式による区別、回転子と固定子との機能別の
諸項目の組み合わせによる、数多くの磁力加熱装置を提
示することができる。
特に、熱容量の増強方法では、磁石円盤を１枚単独型か
２枚対抗型とするか、また直径、磁極数および永久磁石
の品種を選択する方法がある。更に第３図に示す代表的
な磁力加熱の単位装置を、１本の回転軸に２組ないし数
組を並列配置し駆動することにより、容易に調節するこ
とが出来る。
２枚対抗型とするか、また直径、磁極数および永久磁石
の品種を選択する方法がある。更に第３図に示す代表的
な磁力加熱の単位装置を、１本の回転軸に２組ないし数
組を並列配置し駆動することにより、容易に調節するこ
とが出来る。
上記のように構成したことにより、本発明の磁力加熱装
置は駆動原動機で磁石円盤が高速回転することで、Ｎ極
同志およびＳ極同志の反発磁界が電磁誘導盤の表面に相
対運動により連続的に、ドーナツ状の高周波変動磁束を
発生し照射することになる。この激しい磁束変化を打ち
消そうとして渦電流が引き起こされ、電磁誘導盤の金属
内を流れ、いわゆる電磁誘導現象が起こるが、直ちにジ
ュール熱に変換する。次いで変換生成した熱は放熱帯に
熱伝達し、外部の系に放出される。かようにして磁力加
熱装置のエネルギーサイクルが進行する。すなわち、駆
動原動機の回転入力エネルギーが、磁気エネルギーの助
成を受けで熱エネルギに変換するのである。この変換効
率は、磁石円盤の配列磁石の対抗面積、磁束密度、相対
抗する磁石面の間隙、および回転速度などの影響を強く
受ける。
置は駆動原動機で磁石円盤が高速回転することで、Ｎ極
同志およびＳ極同志の反発磁界が電磁誘導盤の表面に相
対運動により連続的に、ドーナツ状の高周波変動磁束を
発生し照射することになる。この激しい磁束変化を打ち
消そうとして渦電流が引き起こされ、電磁誘導盤の金属
内を流れ、いわゆる電磁誘導現象が起こるが、直ちにジ
ュール熱に変換する。次いで変換生成した熱は放熱帯に
熱伝達し、外部の系に放出される。かようにして磁力加
熱装置のエネルギーサイクルが進行する。すなわち、駆
動原動機の回転入力エネルギーが、磁気エネルギーの助
成を受けで熱エネルギに変換するのである。この変換効
率は、磁石円盤の配列磁石の対抗面積、磁束密度、相対
抗する磁石面の間隙、および回転速度などの影響を強く
受ける。
加熱温度の限界は、フェライト磁石の場合、キュ！Ｊ
ｒｆＡ度カ５００〜７００ ’Ｃであるが、温度対磁
気モーメントの特性曲線から推定すれば約２００〜２５
０℃位である。
ｒｆＡ度カ５００〜７００ ’Ｃであるが、温度対磁
気モーメントの特性曲線から推定すれば約２００〜２５
０℃位である。
次に、本発明の実施例を第１図、第２図２−Ｄおよび第
３図に従って説明するが、熱収支が補促しやすい水の加
熱実験に従って実施した。
３図に従って説明するが、熱収支が補促しやすい水の加
熱実験に従って実施した。
実験装置の仕様と方法
※磁石円盤は直径３００ｍｇステンレス円板に、フェラ
イト磁石１２個を第１図の様に等角度に配列する。磁石
は巾４Ｑｍｍ・長４８１１１１・厚２６關の長方形で背
面に厚３．２Ｈの鉄片を密着し、厚み方向に着磁した。
イト磁石１２個を第１図の様に等角度に配列する。磁石
は巾４Ｑｍｍ・長４８１１１１・厚２６關の長方形で背
面に厚３．２Ｈの鉄片を密着し、厚み方向に着磁した。
表面中心部約１１００ガウス、周辺部約１３００ガウス
。
。
※電磁誘導盤は第２図２−Ｄに示す水筒型。２龍アルミ
ニウム板製縦・ｆｇ３００＋ｆｉｌ−厚３９ｍｍ。
ニウム板製縦・ｆｇ３００＋ｆｉｌ−厚３９ｍｍ。
回転軸重」通孔を開け、下部に水流入口、上部に水流出
口を設け、水ベースタンクとパイプ連結し試験水を循環
させる。
口を設け、水ベースタンクとパイプ連結し試験水を循環
させる。
※水筒型電磁誘導盤を固定子とし、２枚対抗型磁石円盤
を回転子として、第３図に準じて装置を組立てた。その
際、磁石面と水筒表面との間隙を左右それぞれ１０１１
ＩＩＩにおさえた。
を回転子として、第３図に準じて装置を組立てた。その
際、磁石面と水筒表面との間隙を左右それぞれ１０１１
ＩＩＩにおさえた。
※駆動原動機は４００ワット小型電動機を使用し、磁石
円盤を１３５０回／分回転で、試験水１８ｅを１９℃か
ら３９℃までに４３分間を要して加熱した。
円盤を１３５０回／分回転で、試験水１８ｅを１９℃か
ら３９℃までに４３分間を要して加熱した。
※熱情算の結果、装はの熱効率９４％を得た。
（発明の効果〕
この発明は、以下のような特徴ある効果を有する。
（１）高周波発信装置と誘導コイルに依存する従来の誘
導加熱方式と異なり、永久磁石の回転運動に基く変動磁
束と電磁誘導金属との相互作用が電磁誘導現象の起因と
なる斬新簡素な構成の装置であり、設計、製作および保
守が容易になし得る。
導加熱方式と異なり、永久磁石の回転運動に基く変動磁
束と電磁誘導金属との相互作用が電磁誘導現象の起因と
なる斬新簡素な構成の装置であり、設計、製作および保
守が容易になし得る。
（２） 永久磁石の温度特性から加熱温度に成る制限
はあるが、熱効率は従来の装置にくらべて極めて高い。
はあるが、熱効率は従来の装置にくらべて極めて高い。
（３）稼動中の装置の熱出力の増減が、回転数の調節で
簡便に行なえる。
簡便に行なえる。
（４）装置の型式の構成域が広く多様であり、なおまた
、装置の熱容量の増強設計、製作も容易に出来る。
、装置の熱容量の増強設計、製作も容易に出来る。
（５）装置の回転力の駆動源には電力のほか、広く水力
、風力、圧力気体なども活用し得る。したがって、入力
エネルギー源から視ると本発明の磁力加熱装置の利用分
野は、工鉱業用、農業・園芸・水産用、家屋・調理用な
どと広い適用性がある。
、風力、圧力気体なども活用し得る。したがって、入力
エネルギー源から視ると本発明の磁力加熱装置の利用分
野は、工鉱業用、農業・園芸・水産用、家屋・調理用な
どと広い適用性がある。
第１図は本発明の磁力加熱装置の配列磁石側から視た磁
石円盤の平面図。 １−Ｂ・・・反発磁力線の説明図。 第２図は磁力加熱装置の電磁誘導盤諸型式の説明図。 ２−Ａ・・・平面形・長方板型電磁誘導盤。 ２−Ｂ・・・平面形・円板型電磁誘導盤。 ２−Ｃ・・・立体形・風車型電磁誘導盤。 ２−Ｄ・・・立体形・水筒型電磁誘導盤。 第３図は代表的な磁力加熱装置の側面図。 第４図は風車回転型磁力加熱装置の側面図。 １・・・磁石円盤、 ２・・・永久磁石、 ３・・・電磁誘導盤、 ４・・・回転軸、 ５・・・軸受、 ６・・・駆動みぞ車、 ７・・・ 駆動原動機。
石円盤の平面図。 １−Ｂ・・・反発磁力線の説明図。 第２図は磁力加熱装置の電磁誘導盤諸型式の説明図。 ２−Ａ・・・平面形・長方板型電磁誘導盤。 ２−Ｂ・・・平面形・円板型電磁誘導盤。 ２−Ｃ・・・立体形・風車型電磁誘導盤。 ２−Ｄ・・・立体形・水筒型電磁誘導盤。 第３図は代表的な磁力加熱装置の側面図。 第４図は風車回転型磁力加熱装置の側面図。 １・・・磁石円盤、 ２・・・永久磁石、 ３・・・電磁誘導盤、 ４・・・回転軸、 ５・・・軸受、 ６・・・駆動みぞ車、 ７・・・ 駆動原動機。
Claims (3)
- （１）複数の永久磁石を常磁性体あるいは非磁性体円板
の周縁に、Ｎ極とＳ極とを交互に順次等角度に配列した
磁石円盤と、平面形あるいは立体形の常磁性体の電磁誘
導盤との間に、駆動原動機による相対回転運動で引き起
こる電磁誘導現象に伴い発生する、渦電流をジュール熱
に変換させる方法と装置を特徴とする磁力加熱装置。 - （２）相対向する２枚の磁石円盤の磁極から発生する反
発変動磁束を、中心に挾んだ電磁誘導盤の両側面に照射
し、または、電磁誘導盤の片側面に、磁石円盤の磁極か
ら発生する変動磁束を照射することで、電磁誘導現象を
引き起こす特許請求の範囲第１項記載の磁力加熱装置。 - （３）相対回転運動をする磁石円盤と電磁誘導盤とはそ
の何れをも、回転子または固定子に選択して組み合わせ
た特許請求の範囲第１項または第２項記載の磁力加熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30910688A JPH02155190A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 磁力加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30910688A JPH02155190A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 磁力加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155190A true JPH02155190A (ja) | 1990-06-14 |
Family
ID=17988959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30910688A Pending JPH02155190A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 磁力加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02155190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995025416A1 (en) * | 1994-03-16 | 1995-09-21 | Larkden Pty. Limited | Apparatus for eddy current heating, heat storage, electricity generation, and lens moulding process |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57875A (en) * | 1980-06-02 | 1982-01-05 | Takashi Yamanashi | Heat generator by electromagnetic induction |
| JPS57148889A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | Heater |
-
1988
- 1988-12-07 JP JP30910688A patent/JPH02155190A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57875A (en) * | 1980-06-02 | 1982-01-05 | Takashi Yamanashi | Heat generator by electromagnetic induction |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995025416A1 (en) * | 1994-03-16 | 1995-09-21 | Larkden Pty. Limited | Apparatus for eddy current heating, heat storage, electricity generation, and lens moulding process |
| US5994681A (en) * | 1994-03-16 | 1999-11-30 | Larkden Pty. Limited | Apparatus for eddy current heating a body of graphite |
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