JPH066450U - 加熱コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加熱コイルの製作が容易となり、コイル径も小
さくでき、しかもコイルの冷却が効率的に行えるように
する。 【構成】両端が塞がり、その一端側に冷却水入口１６と
冷却水出口１７が設けられたセラミック円筒１１の外周
面に、金属等の導体をメッキあるいは蒸着することで薄
膜状のコイル１２を形成する。コイル１２には高周波電
源から高周波電力を供給するための端子１３，１４が接
続される。セラミック円筒１１の内部には、一端が冷却
水入口１６を成す冷却管１５が挿入されて同軸的に配置
される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被加熱物の比較的細い孔部を内面より高周波加熱する際に用いる加 熱コイル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、内径２０mm程度の被加熱物孔部を内面より高周波誘導加熱する場合、孔 部の内径に挿入できる加熱コイルを銅管を加工して製作して用いていた。また、 場合によってはコイル内部に磁芯（コア）を挿入した構造のものを用いていた。 図３により、従来用いられている高周波誘導加熱コイル装置を説明する。

【０００３】 まず、装置の中心を成すコイル（加熱コイル）２２は、銅管を加工して製作さ れており、その管中を冷却水が流れるようになっている。コイル２２はコイル端 子２３，２４を有し、このコイル端子２３，２４の先端が、それぞれ冷却水の入 口２５，出口２６となっている。このコイル２２の内部には、センダストコア等 のフェライト磁芯２１が同軸的に挿入されている。

【０００４】 また、コイル２２は被加熱物に直接接触しないように全体を絶縁物２７で覆わ れている。この絶縁物２７としては、ガラス繊維、またはセラミック塗料が用い られる。

【０００５】 このような構造の加熱コイル装置を、図３に示されているように被加熱物の孔 部２８に挿入し、高周波電源（図示せず）にコイル端子２３，２４を接続し、高 周波電力を供給すると、被加熱物の孔部２８はその内部から加熱される。

【０００６】 この加熱方式では、高周波エネルギを集中して被加熱物に与えるため、その損 失と被加熱物からの熱でコイル２２自体の温度も上昇する。そこで、このコイル ２２を冷却するために、同銅コイル２２を形成している銅管（コイル銅管）中に 、冷却水入口２５を通して外部から冷却水が供給される。この冷却水はコイル銅 管中を循環して、コイル２２を冷却し、冷却水出口２６から排出される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記したように、高周波誘導加熱コイル装置では、高周波エネルギを集中して 被加熱物に与えることから、その損失と被加熱物からの熱でコイル自体の温度が 上昇する。

【０００８】 このため従来は、銅管を加工して加熱コイルを製作し、銅管内部に水を循環さ せることで、コイルを冷却していた。このコイル冷却を十分に行うためには、コ イル銅管の径をある程度大きくして冷却水の水量を確保する必要がある。

【０００９】 一方、内径が２０mm程度の細い孔部に挿入して使用するような加熱コイル装置 では、コイル銅管の径を小さくしなければならない。しかし、冷却水の水量を確 保しようとすると、コイル銅管の径を小さくすることはできない。このため従来 は、内径が比較的小さい孔部に挿入して使用する加熱コイル装置のコイルの製作 が非常に困難であるという問題があった。

【００１０】 また、内径が比較的小さい孔部に挿入して使用する加熱コイル装置では、加熱 コイルの径に比較して、コイル銅管の径が大きいので、コイル内部に磁芯を挿入 する余地がなくなるという問題もあった。

【００１１】 本考案は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、加熱コイルの 製作を容易にし、しかもコイル径が小さくでき、小径の孔部を加熱できる加熱コ イル装置を提供することにある。 本考案の他の目的は、加熱コイルが効率的に冷却できる加熱コイル装置を提供 することにある。 本考案の更に他の目的は、加熱コイル内部に特別に磁芯を挿入する必要のない 加熱コイル装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、両端が塞がり、一端側に、一方が冷却水流入部を成し、他方が冷却 水流出部を成す１対の孔を有するセラミック筒の内部に、冷却水を通すための冷 却管を上記１対の孔のいずれか一方を介して挿入すると共に、セラミック筒の外 周面に導体を蒸着あるいはメッキにて被着することにより加熱コイルを形成した ことを特徴とする。上記加熱コイルは、メッキあるいは蒸着で形成されるものの 他、薄板状の導体を巻回して形成されるものであってもよい。 また本考案は、上記のセラミック筒を透磁率の高いフェライト等で形成するこ とをも特徴とする。

【００１３】

【作用】

上記の構成においては、加熱コイルが薄膜あるいは薄板で形成され、従来のよ うに銅管等の金属パイプで制作されるのではないため、コイル制作が容易に行え る。

【００１４】 また、加熱コイルが薄膜あるいは薄板の導体で形成されることから、銅管等の 金属パイプを用いる場合に比べて、コイル径を小さくでき、小径の孔部を加熱す ることができる。

【００１５】 また、コイルが形成されているセラミック筒内に、外部より例えば冷却管を介 して冷却水を供給し、セラミック筒内を循環させて冷却水流出部を成す孔を介し て外部に排出することにより、セラミック筒全体が内部から冷却され、しかも加 熱コイルが薄膜あるいは薄板で形成されていることから、コイルに発生する熱を 効率的に冷却することができる。 また、セラミック筒を透磁率の高いフェライト等で形成した場合には、セラミ ック筒内部に特に磁芯を挿入しなくても、有効に磁束を利用できる。

【００１６】

【実施例】 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

【００１７】 図１は本実施例に係る加熱コイル装置の構造をその一部を切り欠いて示す斜視 図、図２は図１の加熱コイル装置が被加熱物の孔部に挿入された状態を示す断面 図である。

【００１８】 図において、１１はセラミック製の円筒（以下、セラミック円筒と称する）で ある。セラミック円筒１１は両端が塞がれており、その一端には冷却水を通す１ 対の管が取り付けられている。この１対の管の一方は、後述する冷却管１５を形 成しており、その先端は冷却水を外部からセラミック円筒１１内に導入するため の冷却水入口１６となっている。また上記１対の管の他方の先端は、冷却水をセ ラミック円筒１１から排出するための冷却水出口１７となっている。

【００１９】 セラミック円筒１１の外周面には、金属等の導体をメッキあるいは蒸着により 被着することで、薄膜状のソレノイドコイル（加熱コイル）１２が形成されてい る。なお、コイル１２はソレノイドコイルに限るものではなく、そのコイル形状 は、メッキあるいは蒸着によって、どのような形状にも製作可能である。また、 銅板等の薄板をセラミック円筒１１の外周面に巻回して貼付けてコイル１２を形 成してもよい。

【００２０】 上記ソレノイドコイル１２の両端には、コイル端子１３，１４が接続されてい る。この２つのコイル端子１３，１４のうち、コイル端子１４はコイル帰路を成 すもので、コイル１２を形成している導体の内側に配設されている。このため、 コイル端子１４は、コイル１２とは例えばセラミックで絶縁されている。

【００２１】 セラミック円筒１１の内部には冷却水入口１６を持つ冷却管１５が挿入され、 セラミック円筒１１に対して同軸的に配置されている。冷却管１５の一端は冷却 水入口１６を成している。この冷却管１５は、セラミック製あるいは金属製の管 である。 コイル１２は、同コイル１２自体が被加熱物に直接接触しないように、全体を セラミック塗料、ガラス繊維等の絶縁物１８で覆われている。 次に、本実施例における加熱コイル装置の動作を説明する。

【００２２】 まず、図１に示す加熱コイル装置を、図２に示すように被加熱物の孔部１９に 挿入する。ここで、セラミック円筒１１の外周面に形成されたコイル（ソレノイ ドコイル）１２のコイル端子１３，１４を高周波電源（図示せず）に接続し、高 周波電力を供給すると、コイル１２に高周波磁界が生じ、コイル１２の外側にあ る被加熱物孔部１９は誘導により加熱される。このとき、セラミック円筒１１が 透磁率の高いフェライト等で形成されているならば、これが磁芯となり、セラミ ック円筒１１の内部に特に磁芯を挿入しなくても、磁界を有効に利用できる。

【００２３】 このような状態において、外部より冷却水入口１６に冷却水を供給すると、こ の冷却水は冷却管１５の中を通って、図２中の矢印に沿ってセラミック円筒１１ 中を流れ、冷却水出口１７より排出される。この図２中の矢印に示す冷却水の流 れにより、セラミック円筒１１全体が内部から冷却され、したがってセラミック 円筒１１の外周面に形成されたコイル１２全体が効率的に冷却される。

【００２４】 なお、前記実施例では、コイル１２がセラミック円筒１１の外周面に形成され るものとして説明したが、円筒に限らず、例えば断面が矩形状の角筒に形成する ことも可能である。

【００２５】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、セラミック筒の外周面に導体を蒸着ある いはメッキにより被着することで、もしくは薄板状の導体をセラミック筒の外周 面に巻回することで、高周波加熱用のコイルが形成されるため、従来のように銅 管等で製作するのに比べてコイル製作が容易になる。 また本考案によれば、薄膜また薄板の導体でコイルが形成されるため、コイル の径を小さくでき、小径の孔部を加熱できる。

【００２６】 また本考案によれば、コイルを形成する導体が薄膜あるいは薄板である上に、 コイルが形成されているセラミック筒内部に冷却水を循環させることで筒内部か らコイル全体を冷却できる構造となっているので、コイルに発生する熱が有効に 冷却できる。

【００２７】 更に本考案によれば、セラミック筒を透磁率の高いフェライト等で形成した場 合には、筒自体が磁芯となるため、コイル内部に特別に磁芯を挿入することなく 有効に磁束を利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る加熱コイル装置の構造
をその一部を切り欠いて示す斜視図。

【図２】図１の加熱コイル装置が被加熱物の孔部に挿入
された状態を示す断面図。

【図３】従来の加熱コイル装置の構造を示す図。

【符号の説明】

１１…セラミック円筒、１２…コイル（加熱コイル）、
１３，１４…コイル端子、１５…冷却管、１６…冷却水
入口、１７…冷却水出口、１８…絶縁物、１９…被加熱
物孔部。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物の孔部を内面より高周波加熱す
   る加熱コイル装置において、 両端が閉じ、一端側に、一方が冷却水流入部を成し、他
   方が冷却水流出部を成す１対の孔を有するセラミック筒
   と、 このセラミック筒の内部に前記１対の孔のいずれか一方
   を介して挿入され、冷却水を通すための冷却管と、 前記セラミック筒の外周面に導体を蒸着あるいはメッキ
   にて被着することにより形成された加熱コイルと、 を具備することを特徴とする加熱コイル装置。
2. 【請求項２】 被加熱物の孔部を内面より高周波加熱す
   る加熱コイル装置において、 両端が閉じ、一端側に、一方が冷却水流入部を成し、他
   方が冷却水流出部を成す１対の孔を有するセラミック筒
   と、 このセラミック筒の内部に前記１対の孔のいずれか一方
   を介して挿入され、冷却水を通すための冷却管と、 前記セラミック筒の外周面に薄板状の導体を巻回して形
   成された加熱コイルと、 を具備することを特徴とする加熱コイル装置。
3. 【請求項３】 前記セラミック筒が透磁率の高いフェラ
   イト等で形成されていることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の加熱コイル装置。