JPH04106896U - 抵抗・誘導加熱機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】従来の抵抗加熱や誘導加熱に比べて高効率でエ
ネルギ的にも無駄の少ない加熱を可能にする。 【構成】グラファイト製の筐体１に設けた貫通孔１ａ内
に、グラファイト製の発熱体３を非接触かつル−プを形
成するように配設し、その発熱体３に３相交流電流を流
す。そして、発熱体３の抵抗熱と、筐体１の表面に誘起
される渦電流によるジュ−ル熱とによって筐体１を加熱
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工業炉等に好適に適用される抵抗・誘導加熱機構に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

一般的な工業炉は、加熱空間を囲繞する断熱壁を炉体の内部に形成している。 そして、筐体に収容した処理物を前記加熱空間に挿入した後に炉体を密閉し、当 該空間を例えば千数百度という高い温度に加熱するようにしている。その際の加 熱機構としては、筐体の外周にヒ−タを配設して抵抗加熱するものが一般的であ り、筐体の外周にコイルを巻回して誘導加熱を施すようにしたものも考えられて いる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような従来の加熱機構には、次のような不具合がある。すなわ ち、抵抗加熱においては、ヒ−タは筐体から一定距離離れた位置に配設され、こ こから筐体を輻射加熱しているため、加熱効率が必ずしも満足のいくものではな い。しかも、ヒ−タに流す電流はヒ−タの表面温度によって制約を受ける（負荷 密度の制限）ので、あまり大きな電流を流すことができない不都合もある。一方 、誘導加熱においては、コイルは銅製であり発熱を防ぐために冷却しなければな らないので、冷却機構が必要になり、構造が複雑化するとともにエネルギ的な無 駄を伴う。

【０００４】 本考案は、このような課題を有効に解決することのできる抵抗・誘導加熱機構 を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる目的を達成するために、次のような構成を採用したものであ る。

【０００６】 すなわち、本考案に係る抵抗・誘導加熱機構は、抵抗導体製の筐体の肉厚内に 、抵抗導体製の発熱体を非接触かつル−プを形成するように配設し、その発熱体 に交流電流を流すように構成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

このような構成のものであると、発熱体の抵抗熱が筐体を加熱するとともに、 発熱体に沿ってル−プ状に流れる交流電流が筐体内に磁束の変化を妨げる方向の 渦電流を誘起し、その渦電流と筐体の抵抗とによりジュ−ル熱を発生して筐体が 加熱されることになる。

【０００８】 しかして、このものによると、筐体を肉厚内から直接的に加熱することができ る。このため、従来に比べて加熱効率を確実に向上させることが可能になる。ま た、発熱体に流した交流電流のエネルギの一部は抵抗加熱の形で使われ、他の一 部は誘導加熱の形で使われることになり、抵抗加熱のみにエネルギを使用する場 合に比べて発熱体の負担軽減となる。このため、加熱効果を同一とした場合の発 熱体の温度を従来に比べて低減化することができ、発熱体の保護も図ることがで きる。さらに、発熱体に通電するようにすればコイルに通電する場合のような冷 却の必要性がなくなる。このため、従来の誘導加熱に比べて簡略でエネルギ損失 も低減化する。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

【００１０】 図１は抵抗・誘導加熱機構を一体に組み込んだ筐体１の正面図、図２は同底面 図、図３はその筐体１が挿入される炉を示している。この炉は、炉体Ｌの内部に 加熱空間Ｓを囲繞する断熱壁２を設けている。そして、処理物Ａを収容した筐体 １をその断熱材２の内部に挿入し、しかる後、炉体Ｌを密閉して当該空間Ｓを例 えば千数百度なる高温に加熱するようにしている。しかして、この実施例の筐体 １は、図１及び図２に示すように内周を円周面に、外周を六角面に成形されてお り、６０°の等角間隔ごとにその肉厚内に両端面に開口する貫通孔１ａを穿設し ている。そして、相隣接する貫通孔１ａを利用してグラファイト製の発熱体３を 非接触かつル−プを形成するように挿入し、それらの一端を中性点Ｏでスタ−結 線するとともに、他端を図外の位相φ₁ 、φ₂ 、φ₃ からなる３相交流電源に接 続している。

【００１１】 このような構成において、前記各発熱体３に３相交流電流を流すと、先ず、発 熱体３の抵抗熱が貫通孔１ａの内周から筐体１を輻射加熱することになる。また 、これにより、例えば位相φ₁ に対応したル−プでは電流Ｉ₁ の内周に筐体１の 肉厚を貫通する方向の磁束が現れ、その磁束が電流Ｉ₁ の周期に同期して反転す るので、筐体１の内部にはその磁束の変化を打ち消す方向に図示のような渦電流 Ｉｅが誘起される。その結果、筐体１にジュ−ル熱が発生し、内部から誘導加熱 されることになる。他の位相φ₂ 、φ₃ に対応したル−プにおいても同様である 。

【００１２】 しかして、このものによると、筐体１を肉厚内から直接的に加熱することがで きる。このため、従来に比べて加熱効率を確実に向上させることが可能になる。 また、発熱体３に流した交流電流のエネルギの一部は抵抗加熱の形で使われ、他 の一部は誘導加熱の形で使われることになり、抵抗加熱のみを行なう従来のもの に比べて発熱体３の負担軽減となる。このため、加熱効果を同一とした場合の発 熱体３の温度を従来のヒ−タにおけるそれ比べて遥かに低減化することができ、 発熱体３の延命効果を得ることができる。さらに、グラファイト製の発熱体３に 通電するようにすればコイルに通電する場合のような冷却の必要性がなくなる。 このため、従来の誘導加熱に比べて構成を簡略にし、エネルギ的な無駄を解消す ることが可能になる。また、筐体１の開口端に図１のような蓋４をすれば発熱体 ３を加熱雰囲気から遮断できるので、この構造は発熱体３を有害ガス等から保護 する上でも有効となる。

【００１３】 なお、交流電流を単相で供給してもよいのは言うまでもない。また、発熱体に よるル−プを多重にして磁束を増大させることもできる。さらに、渦電流の経路 を明確にするために筐体に溝等を加工しておいてもよい。その他、筐体の形状な ども本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【００１４】

【考案の効果】

本考案の抵抗・誘導加熱機構は、以上のような構成であるから、従来の抵抗加 熱や誘導加熱に比べて高効率でエネルギ的にも無駄の少ない加熱が可能になり、 発熱体の延命効果も伴う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示し、抵抗・誘導加熱機構
を組み込んだ筐体の正面図。

【図２】同実施例における筐体の底面図。

【図３】同実施例の筐体が挿入される炉の模式的な横断
面図。

【符号の説明】

１…筐体 ３…発熱体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】抵抗導体製の筐体の肉厚内に、抵抗導体製
   の発熱体を非接触かつル−プを形成するように配設し、
   その発熱体に交流電流を流すように構成したことを特徴
   とする抵抗・誘導加熱機構。