JPH0713909B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
- Publication number
- JPH0713909B2 JPH0713909B2 JP60245366A JP24536685A JPH0713909B2 JP H0713909 B2 JPH0713909 B2 JP H0713909B2 JP 60245366 A JP60245366 A JP 60245366A JP 24536685 A JP24536685 A JP 24536685A JP H0713909 B2 JPH0713909 B2 JP H0713909B2
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- Japan
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- heating
- heated
- high frequency
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高周波加熱装置、特にガスタービンエンジンを
用いて発電された高周波電力により高周波加熱を行う高
周波加熱装置に関する。
用いて発電された高周波電力により高周波加熱を行う高
周波加熱装置に関する。
［従来の技術］ 加熱コイルに高周波電流を通してコイル内に置かれた材
料を加熱する高周波加熱が鉄鋼材等の熱処理などに用い
られており、電磁誘導において生じる渦電流あるいは誘
電損失によって生じる加熱作用を利用して材料の均一な
加熱が行われている。
料を加熱する高周波加熱が鉄鋼材等の熱処理などに用い
られており、電磁誘導において生じる渦電流あるいは誘
電損失によって生じる加熱作用を利用して材料の均一な
加熱が行われている。
この様な高周波加熱を行う装置は、例えば三相交流電源
を整流器にて直流に変換し、この直流電力をインバータ
にて単相の高周波電力に変換するようにしている。そし
て、この単相の高周波電力を加熱コイルに供給すること
により所定周波数による高周波加熱が行われている。
を整流器にて直流に変換し、この直流電力をインバータ
にて単相の高周波電力に変換するようにしている。そし
て、この単相の高周波電力を加熱コイルに供給すること
により所定周波数による高周波加熱が行われている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述した従来の高周波加熱装置では、次
の２つの問題点がある。
の２つの問題点がある。
（１）高周波加熱用電源として三相交流電源などの商用
電源を用いており、商用電源が近くに無い場所では高周
波加熱を行うことができない。また、緊急時などにて商
用電源が得られない場合には各種の補助用発電装置が用
いられるが、従来の発電装置は、大型であると共に重量
もあるため設置が困難であるなどの問題を有している。
電源を用いており、商用電源が近くに無い場所では高周
波加熱を行うことができない。また、緊急時などにて商
用電源が得られない場合には各種の補助用発電装置が用
いられるが、従来の発電装置は、大型であると共に重量
もあるため設置が困難であるなどの問題を有している。
（２）被加熱体の温度変化に伴なって被加熱体の比透磁
率及び抵抗率が変化し、最適な状態での高周波加熱を行
うことができないという問題がある。
率及び抵抗率が変化し、最適な状態での高周波加熱を行
うことができないという問題がある。
すなわち、前記比透磁率をμ、抵効率をρとすると、被
加熱体を入れた加熱コイルのインダクタンスＬは、Ｌ＝
ｆ（ρ，μ）で表され、また共振周波数f0はインダクタ
ンスＬによって変化するので、f0＝Ｇ（ρ，μ）で表さ
れる。従って、比透磁率μ及び低効率ρが変わると、イ
ンダクタンスＬの値と同様に共振周波数f0が変わること
となる。この結果、後述する第２図に示されるように、
被加熱体温度が上昇するに従って共振周波数f0が徐々に
上昇する特性を有することとなり、加熱状態が変化して
効率の良い高周波加熱を行うことができないという問題
があった。
加熱体を入れた加熱コイルのインダクタンスＬは、Ｌ＝
ｆ（ρ，μ）で表され、また共振周波数f0はインダクタ
ンスＬによって変化するので、f0＝Ｇ（ρ，μ）で表さ
れる。従って、比透磁率μ及び低効率ρが変わると、イ
ンダクタンスＬの値と同様に共振周波数f0が変わること
となる。この結果、後述する第２図に示されるように、
被加熱体温度が上昇するに従って共振周波数f0が徐々に
上昇する特性を有することとなり、加熱状態が変化して
効率の良い高周波加熱を行うことができないという問題
があった。
発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑み成されたもので、その
目的は、商用電源のない場所・状況においても高周波加
熱を容易に行い、かつ被加熱体の加熱段階に応じて効率
の良い高周波加熱ができる高周波加熱装置を提供するこ
とにある。
目的は、商用電源のない場所・状況においても高周波加
熱を容易に行い、かつ被加熱体の加熱段階に応じて効率
の良い高周波加熱ができる高周波加熱装置を提供するこ
とにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、ガスタービンエ
ンジンにより直結された高周波発電機を有し、この高周
波発電機から得られた電力に高周波加熱を行う高周波加
熱装置であって、被加熱体が搬送される搬送路と、前記
搬送路に沿って加熱段階ごとに設けられ、前記搬送され
る被加熱体を順次加熱する複数の加熱コイルと、前記複
数の加熱コイルに対応して設けられ、前記高周波発電機
出力の電力周波数を当該加熱コイルが受け持つ加熱段階
に応じた所定周波数に変更する複数のインバータと、を
備えたことを特徴とする。
ンジンにより直結された高周波発電機を有し、この高周
波発電機から得られた電力に高周波加熱を行う高周波加
熱装置であって、被加熱体が搬送される搬送路と、前記
搬送路に沿って加熱段階ごとに設けられ、前記搬送され
る被加熱体を順次加熱する複数の加熱コイルと、前記複
数の加熱コイルに対応して設けられ、前記高周波発電機
出力の電力周波数を当該加熱コイルが受け持つ加熱段階
に応じた所定周波数に変更する複数のインバータと、を
備えたことを特徴とする。
［作用］ 以上のような構成によれば、ガスタービンエンジンは１
万〜10数万rpmで回転するので、このガスタービンエン
ジンに直結された高周波発電機からは高周波電力が容易
に取り出されることになる。
万〜10数万rpmで回転するので、このガスタービンエン
ジンに直結された高周波発電機からは高周波電力が容易
に取り出されることになる。
そして、前記高周波電力はインバータにより加熱段階に
て設定された所定周波数に変換され、この電力は各段階
の加熱コイルに供給される。
て設定された所定周波数に変換され、この電力は各段階
の加熱コイルに供給される。
従って、加熱温度が変化する各加熱段階において最適な
電力周波数にて被加熱体を効率良く加熱することができ
る。
電力周波数にて被加熱体を効率良く加熱することができ
る。
［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
第１図には高周波加熱装置の概略構成が示されており、
ガスタービンエンジン10は高周波発電機12に接続され、
また高周波発電機12は端子14a,14b,14cを介して整流器1
6に接続されている。
ガスタービンエンジン10は高周波発電機12に接続され、
また高周波発電機12は端子14a,14b,14cを介して整流器1
6に接続されている。
本発明において特徴的なことは、ガスタービンエンジン
を高周波発電機に直結することにより高周波電力を容易
に発生させ、かつ加熱段階に応じて最適な加熱条件を設
定して効率の良い高周波加熱を行うようにしたことであ
り、まずガスタービンエンジン10の主軸は高周波発電機
12の主軸に直結され、ガスタービンエンジン10の回転数
にて高周波発電機12を駆動させている。
を高周波発電機に直結することにより高周波電力を容易
に発生させ、かつ加熱段階に応じて最適な加熱条件を設
定して効率の良い高周波加熱を行うようにしたことであ
り、まずガスタービンエンジン10の主軸は高周波発電機
12の主軸に直結され、ガスタービンエンジン10の回転数
にて高周波発電機12を駆動させている。
このような構成によれば、例えば８万６千rpmで高周波
発電機が運転され、数千rpm程度で回転する従来の発電
機に比較すれば、高周波電力を得るための中間装置が不
要なため高周波発電機10を小型軽量な装置として製作す
ることが可能であり、実施例においてはその容量及び重
量は従来型に比して1/20程度に軽減されている。
発電機が運転され、数千rpm程度で回転する従来の発電
機に比較すれば、高周波電力を得るための中間装置が不
要なため高周波発電機10を小型軽量な装置として製作す
ることが可能であり、実施例においてはその容量及び重
量は従来型に比して1/20程度に軽減されている。
従って、このようなガスタービンエンジン10と高周波発
電機12の組合わせにて小型で容易に移動可能な高周波加
熱装置を得ることができ、商用電源の無い場所における
高周波加熱が可能となる。また、電源が供給できない非
常時でも対応できる装置として有用となる。
電機12の組合わせにて小型で容易に移動可能な高周波加
熱装置を得ることができ、商用電源の無い場所における
高周波加熱が可能となる。また、電源が供給できない非
常時でも対応できる装置として有用となる。
そして、本発明では加熱段階に応じて最適な加熱条件を
設定するため、複数個の加熱コイル及びインバータを用
いており、実施例では、３個のインバータ22,24,26と３
個の加熱コイル34,36,38を備えている。前記３個のイン
バータ22,24,26は高周波発電機から供給される電力周波
数をそれぞれ異なる周波数に変換しており、前述したよ
うに、各加熱段階の被加熱体の温度によって変わる加熱
回路の共振周波数の電力を出力するように、各インバー
タ22,24,26の変換周波数を設定している。
設定するため、複数個の加熱コイル及びインバータを用
いており、実施例では、３個のインバータ22,24,26と３
個の加熱コイル34,36,38を備えている。前記３個のイン
バータ22,24,26は高周波発電機から供給される電力周波
数をそれぞれ異なる周波数に変換しており、前述したよ
うに、各加熱段階の被加熱体の温度によって変わる加熱
回路の共振周波数の電力を出力するように、各インバー
タ22,24,26の変換周波数を設定している。
すなわち、第２図に示されているように、被加熱体の温
度が上昇するに従って共振周波数f0が緩やかに上昇する
特性に対応して高周波加熱を行うようにしており、イン
バータ22は温度T1のときの共振周波数f01に、インバー
タ24は温度T2のときの共振周波数f02に、インバータ26
は温度T3のときの共振周波数f03に変換する。従って、
加熱コイル34,36,38には、それぞれに対応するインバー
タ22,24,26から共振周波数f01,f02,f03の電力が供給さ
れることになる。
度が上昇するに従って共振周波数f0が緩やかに上昇する
特性に対応して高周波加熱を行うようにしており、イン
バータ22は温度T1のときの共振周波数f01に、インバー
タ24は温度T2のときの共振周波数f02に、インバータ26
は温度T3のときの共振周波数f03に変換する。従って、
加熱コイル34,36,38には、それぞれに対応するインバー
タ22,24,26から共振周波数f01,f02,f03の電力が供給さ
れることになる。
また、実施例では各加熱コイルへの電力の供給を選択的
に切り替えて行っており、これは各インバータを切り替
えるスイッチ22a,24a,26aによって行っている。なお、
整流器16の出力を平滑する平滑コンデンサ20と加熱回路
の力率を改善する力率改善用コンデンサ28が図のように
設けられる。
に切り替えて行っており、これは各インバータを切り替
えるスイッチ22a,24a,26aによって行っている。なお、
整流器16の出力を平滑する平滑コンデンサ20と加熱回路
の力率を改善する力率改善用コンデンサ28が図のように
設けられる。
以上のような構成により、各加熱コイル34,36,38には異
なる周波数の電力が供給されるが、実施例では第３図に
示されるように、加熱コイル34を第１段階（初期），加
熱コイル36を第２段階（中期）、そして加熱コイル38を
第３段階（後期）として順次設置し、被加熱体40をベル
トコンベア42にて各加熱コイル34,36,38内に移動させる
ようにしている。
なる周波数の電力が供給されるが、実施例では第３図に
示されるように、加熱コイル34を第１段階（初期），加
熱コイル36を第２段階（中期）、そして加熱コイル38を
第３段階（後期）として順次設置し、被加熱体40をベル
トコンベア42にて各加熱コイル34,36,38内に移動させる
ようにしている。
この場合、実施例では第１段階の加熱コイル34に供給す
る電力周波数を例えば1.3KHz（被加熱体の温度は600℃
程度）に、第２段階の加熱コイル36の電力周波数を1.35
KHz（被加熱体の温度は700〜800℃程度）に、第３段階
の加熱コイル28の電力周波数を1.4KHz（被加熱体の温度
は1,200℃程度）に設定する。従って、高周波発電機12
が前述した８万６千rpmで回転駆動する場合、1.433KHz
の高周波電力を出力することとなるが、各インバータ2
2,24,26にて前記所定周波数になるように微少変換すれ
ば良いことになる。この場合、ガスタービンエンジン10
の回転数を少し下げて高周波発電機12から出力される電
力周波数を1.4KHzになるように調整すれば、第３段階に
おけるインバータ26を省略することもでき、高周波発電
機12から出力される電力周波数にて加熱コイル38を直接
加熱することができる。
る電力周波数を例えば1.3KHz（被加熱体の温度は600℃
程度）に、第２段階の加熱コイル36の電力周波数を1.35
KHz（被加熱体の温度は700〜800℃程度）に、第３段階
の加熱コイル28の電力周波数を1.4KHz（被加熱体の温度
は1,200℃程度）に設定する。従って、高周波発電機12
が前述した８万６千rpmで回転駆動する場合、1.433KHz
の高周波電力を出力することとなるが、各インバータ2
2,24,26にて前記所定周波数になるように微少変換すれ
ば良いことになる。この場合、ガスタービンエンジン10
の回転数を少し下げて高周波発電機12から出力される電
力周波数を1.4KHzになるように調整すれば、第３段階に
おけるインバータ26を省略することもでき、高周波発電
機12から出力される電力周波数にて加熱コイル38を直接
加熱することができる。
この様にして、各加熱コイル34,36,38には各段階によっ
て変化する共振周波数f01,f02,f03の電力が供給され、
これらの共振周波数に基づいた加熱コイル34,36,38の電
磁誘導作用により、被加熱体40はその温度に適合した最
適条件にて効率良く加熱され、鉄鋼材等の熱処理を良好
に行うことができる。
て変化する共振周波数f01,f02,f03の電力が供給され、
これらの共振周波数に基づいた加熱コイル34,36,38の電
磁誘導作用により、被加熱体40はその温度に適合した最
適条件にて効率良く加熱され、鉄鋼材等の熱処理を良好
に行うことができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ガスタービンエ
ンジンを高周波発電機に直結することにより高周波電力
を容易に発生させるようにしたので、商用電源のない場
所でも高周波加熱を行うことができ、また装置が極めて
小型軽量化され装置の移動、設置が容易となる。そし
て、同時に各加熱段階に応じて最適な電力周波数の条件
を設定するようにしたので、被加熱体の温度変化によっ
て変る共振周波数で高周波加熱を行うことができ、最適
な条件で効率の良い高周波加熱が行えるという利点を有
する。さらに、搬送路に沿って複数の異なる周波数の加
熱コイルを設けることによって、被加熱体が加熱コイル
を通過する時に加熱段階に応じた周波数により順次加熱
することができ、効率良く高周波加熱を行うことができ
る。
ンジンを高周波発電機に直結することにより高周波電力
を容易に発生させるようにしたので、商用電源のない場
所でも高周波加熱を行うことができ、また装置が極めて
小型軽量化され装置の移動、設置が容易となる。そし
て、同時に各加熱段階に応じて最適な電力周波数の条件
を設定するようにしたので、被加熱体の温度変化によっ
て変る共振周波数で高周波加熱を行うことができ、最適
な条件で効率の良い高周波加熱が行えるという利点を有
する。さらに、搬送路に沿って複数の異なる周波数の加
熱コイルを設けることによって、被加熱体が加熱コイル
を通過する時に加熱段階に応じた周波数により順次加熱
することができ、効率良く高周波加熱を行うことができ
る。
第１図は本発明に係る高周波加熱装置の好適な実施例の
回路構成を示す回路図、 第２図は被加熱体の温度と共振周波数の関係を示すグラ
フ図、 第３図は各段階で被加熱体の加熱を行う状態を示す説明
図である。 10……ガスタービンエンジン 12……高周波発電機 16……整流器 22,24,26……インバータ 34,36,38……加熱コイル
回路構成を示す回路図、 第２図は被加熱体の温度と共振周波数の関係を示すグラ
フ図、 第３図は各段階で被加熱体の加熱を行う状態を示す説明
図である。 10……ガスタービンエンジン 12……高周波発電機 16……整流器 22,24,26……インバータ 34,36,38……加熱コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津村 俊一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−121296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−76741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−46244（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ガスタービンエンジンに直結された高周波
発電機を有し、この高周波発電機から得られた電力によ
り高周波加熱を行う高周波加熱装置であって、被加熱体
が搬送される搬送路と、前記搬送路に沿って加熱段階ご
とに設けられ、前記搬送される被加熱体を順次加熱する
複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルに対応して
設けられ、前記高周波発電機出力の電力周波数を当該加
熱コイルが受け持つ加熱段階に応じた所定周波数に変更
する複数のインバータと、を備えたことを特徴とする高
周波加熱装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲（１）記載の装置におい
て、前記インバータで変換する所定周波数は被加熱体の
温度に対応して変化する加熱回路の共振周波数に設定し
たことを特徴とする高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245366A JPH0713909B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245366A JPH0713909B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 高周波加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105390A JPS62105390A (ja) | 1987-05-15 |
| JPH0713909B2 true JPH0713909B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17132593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60245366A Expired - Lifetime JPH0713909B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713909B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004127854A (ja) * | 2002-10-07 | 2004-04-22 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 移動加熱方法及び移動加熱装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5276741A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-28 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Controlling method of highfrequency invertor |
| JPS55121296A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-18 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Induction heating cooking device |
| JPS5846244A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-17 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン減速機 |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60245366A patent/JPH0713909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62105390A (ja) | 1987-05-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |