JPH08353Y2

JPH08353Y2 - 誘導加熱装置のインダクタコイル保護装置

Info

Publication number: JPH08353Y2
Application number: JP1990129898U
Authority: JP
Inventors: 義春枝広; 静穂宅見; 利己梅田; 悟寺田; 好寛伊藤; 慎次亀川
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2005-11-30
Also published as: JPH0484348U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は金属材料で形成された被加熱体を誘導加熱す
る誘導加熱装置に係わり、特に、この誘導加熱装置に組
込まれたインダクタコイルを被加熱体から放射される熱
から保護する誘導加熱装置のインダクタコイル保護装置
に関する。

［従来の技術］例えば製鉄所等において、ローラ等によって、連続的
に移動している粗バーのエッジを加熱する粗バーエッジ
加熱工程は例えば第４図に示すように構成されている。
すなわち、例えば薄鋼帯で構成された粗バー１は図示し
ない駆動モータにて回転駆動されるローラ2a,2bによっ
て一定速度で矢印３方向に搬送される。そして、粗バー
１の幅方向の各エッシジ1a,1bの下方位置および上方位
置に一対の磁化器4a,4bが配設されている。そしてこの
一対の磁化器4a,4bでもって誘導加熱装置５を構成す
る。

この誘導加熱装置５は例えば第５図に示すように構成
されている。すなわち、粗バー１のエッジ1aの下側に配
設された磁化器4aにおいては、鉄心６の磁極6a,6bにイ
ンダクタコイル7a,7bが巻装されている。なお、一般に
インダクタコイル7a,7bと鉄心６との隙間には例えば樹
脂等のキャスター材が充填されている。エッジ1aの上側
に配設された磁化器4bにおいても、鉄心の各磁極に各イ
ンダクタコイルが巻装されている。そして、各部電源８
から各インダクタコイルに励磁電流を供給すると、鉄心
６が磁化され、下側の磁化器4aと上側の磁化器4bとの間
に磁束９が生じる。そして、この磁束９が薄鋼帯で構成
された粗バー１を垂直に通過するので、この粗バー１に
渦電流10が生じる。よって、この渦電流10により、粗バ
ー１のエッジ1a近傍が加熱される。

このような基本構造を有する誘導加熱装置５で加熱す
る被加熱体となる粗バー１の温度は一般に1000℃以上と
非常に高い。また、誘導加熱装置5sで粗バー１を効率的
に加熱するためには、各磁化器4a,4bをできるだけ粗バ
ー１に接近させる必要がある。その間隔は通常せいぜい
10mm程度である。そのため、粗バー１からの輻射熱が直
接磁化器4a,4bの各インダクタコイル7a,7bへ印加され
る。その結果、各インダクタコイル7a,7bの粗バー１に
対する対向面は1000℃近くまで加熱される。また、誘導
加熱装置５の粗バー１の搬送方向側に配設された冷却設
備により、粗バー１表面を伝わった冷却水が下側に位置
する磁化器4aのインダクタコイル7a,7b上に落下する。
そのため、1000℃近くのインダクタコイル7a,7bが急激
に冷却される。すなわち、熱衝撃を受ける。熱衝撃を受
けると急激な収縮応力が発生する。この熱衝撃を繰返し
受けると、コイル銅管の絶縁が破壊する懸念がある。よ
って、誘導加熱装置５全体の耐久寿命が低下する。

このような不都合を解消するために、第６図に示すよ
うに、ベース板14上に取付けられた磁化器4aの上面を、
インダクタコイル7a,7bと鉄心６との隙間に充填された
同一キャスター材11で共通に覆い、かつ、このキャスタ
ー材11で覆れた磁化器4aの上面をクッション材12を介し
て断熱ボード13を取付けている。したがって、この断熱
ボード13によって、粗バー１からインダクタコイル7a,7
bに熱が輻射されることが防止できる。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、第６図に示すように、キャスター材11
で覆われたインダクタコイル7a,7bの上面に断熱ボード1
3を取付けた誘導加熱装置５においてもまだ改良すべ次
のような問題があった。

すなわち、磁束９が効率よく粗バー１に達するために
は、断熱ボード13を非磁性体材料で形成する必要があ
る。一般に、断熱ボード13として非磁性体材料でかつ断
熱特性のよい材料であるセラミクッス材料を用いてい
た。

しかし、このセラミックス材料においては、断熱特性
は非常に優れているが、熱衝撃に非常に弱い欠点があ
る。また、磁化器4aの上面も一定以上の面積を有してい
るので、急激な熱収縮応力が作用して、断熱ボード13が
ひび割れ現象を起こす懸念がある。

ひび割れ現象を起こしたまま、この誘導加熱装置５の
稼働を継続すれば、搬送中の1000℃以上に加熱された粗
バー１からスケールが断熱ボード13上に落下し、この断
熱ボード13上を流れ落ちる。この流れ落ちる過程で、ス
ケールがひび割れ部分から磁化器4a内部に侵入して、イ
ンダクタコイル7a,7bに到達して、コイル鋼管の絶縁を
破壊する懸念がある。

また、インダクタコイル7a,7bが巻装された鉄心６の
上面に形成されるキャスター材11は、成型，焼成過程が
必要であるので、そのキャスター材11の上面を均一な平
滑面に仕上げることは非常に困難である。したがって、
このキャスター材11の上面にコンビマイカやセラミック
ス等の堅い材料で形成された断熱ボード13を置くと、キ
ャスター材11と断熱ボード13との間に隙間が生じたり、
または断熱ボード13が傾斜して取付けられることにな
る。この場合、隙間が存在すると、前記スケールがこの
断熱ボード13上に落下して流れ落ちる過程で、インダク
タコイル7a,7bによる磁力が作用して、その隙間からス
ケールが磁化器4aの内部に吸込まれてしまう懸念があ
る。よって、この高温のスケールによって、コイル鋼管
の絶縁が破壊される懸念がある。

本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、インダクタコイルおよび鉄心を覆うキャスターモー
ルド上に断熱ボードとガラスクロス材料で形成されたカ
バー部材を設けることによって、インダクタコイルに被
加熱体による輻射熱が印加されるのを防止できるととも
に、たとえ、上方から水滴落下等によって急激に冷却さ
れたとしても、ひび割れ等が発生するのを未然に防止で
き、磁化器内に水分やスケールが侵入するのを防止で
き、絶縁低下等による故障を防止でき、インダクタコイ
ルを含む誘導加熱装置全体の長寿命化を図ることができ
る誘導加熱装置のインダクタコイル保護装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解消するために本考案の誘導加熱装置のイ
ンダクタコイル保護装置においては、鉄心にインダクタ
コイルを巻装してなる磁化器の鉄心とインダクタコイル
の隙間を充填しかつ鉄心の外表面を覆うキャスターモー
ルドと、このキャスターモールドの上面に取付けられ、
ガラス繊維をクロス状にしてなる複数枚のガラスクロス
材料と複数枚の不定形キャスター材とを交互に積層して
なる断熱ボードと、ガラスクロス材料と同一材料で形成
され、断熱ボードの上面とキャスターモールドの側面を
同時に覆うカバー部材と、このカバー部材と断熱ボード
の上面との間およびカバー部材とキャスターモールドと
の側面との間にそれぞれ充填された耐熱接着剤とを備え
たものである。

［作用］このように構成された誘導加熱装置用インダクタコイ
ル保護装置であれば、磁化器を構成する鉄心とインダク
タコイルはキャスターモールドで覆われている。そし
て、そのキャスターモールドで覆われた磁化器の上面に
断熱ボードが配設され、さらに、この断熱ボードの上面
および前記キャスターモールドの側面がカバー部材で覆
われる。そして、このカバー部材は耐熱接着剤で断熱ボ
ードの上面および前記キャスターモールドの側面に貼付
られる。

耐熱ボードは不定形キャスター材とガラスクロス材料
とを交互に積層したものである。ガラス繊維は圧縮応
力，曲げ応力，熱収縮応力に対して非常に強い物理的性
質を有している。また、非常に高い耐熱特性を有してい
る。さらに、不定形キャスター材とを積層しているの
で、ガラスクロス材料の繊維の隙間が目詰りされる。よ
って、水やスケールがこの耐熱ボードを透過することは
ない。

また、カバー部材で耐熱ボードの上面およびキャスタ
ーモールドの側面を覆い、耐熱接着剤で接着している。
よって、側面から水やスケールが侵入するのが防止され
る。

［実施例］以下本考案の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は第４図における金属材料で形成された被加熱
体としての粗バー１の幅方向のエッジ1aの両側に配設さ
れた一対の磁化器からなる誘導加熱装置における粗バー
１の下側に配設された磁化器21の概略構成を示す分解斜
視図である。また、第２図は磁化器21の断面模式図であ
り、第３図は第２図の円Ａで示す部分の拡大図である。
なお、第６図と同一部分には同一符号を付して、重複す
る部分の詳細説明を省略する。

ベース板14上に鉄心６が置かれ、この鉄心６の上部に
形成された各磁極6a,6bにインダクタコイル7a,7bが巻装
されている。そして、この各磁極6a,6bとインダクタコ
イル7a,7bとの隙間には例えば耐熱性に優れた樹脂等か
らなるキャスター材が充填れている。また、鉄心６の上
面およびこの鉄心６の側面にもキャスター材が取付けら
れている。すなわち、インダクタコイル7a,7bを磁極6a,
6bに巻装した状態で鉄心６全体を型（モールド）にいれ
て、キャスター材を注入して、成型，焼成することによ
って得られる。そして、最終的に図示するように、磁極
6a,6bとインダクタコイル7a,7bとの隙間，および鉄心６
の上面および側面を覆うキャスターモールド22が形成で
きる。なお、キャスターモールド22のうち鉄心６の上面
および側面を覆う部分の厚さは、第３図に示すように、
約2mmである。

そして、そのキャスターモールド22の上面22aに断熱
ボード23が載置される。さらに、この断熱ボード23の上
面およびキャスタターモールド22の各側面22bをカバー
部材24が覆う。

断熱ボード23は、第３図に示すように、５枚のガラス
クロス材料25と４枚の不定形キャスター材26とを交互に
積層したものである。ガラスクロス材料25は、アルミ
ナ，酸化ボロン，シリカの３成分からなる超高温用繊維
セラミックファイバをクロス状にしたものをキャスター
材に含浸させたものである。実施例においては3M社（米
国）製のネクステルクロスをキャスター材に含浸させて
いる。また、不定形キャスター材26は前記キャスターモ
ールド22と同一の樹脂で形成されている。そして、５層
に積層した状態で成型，焼成することによって得られ
る。このように、材質がガラス繊維であるために、熱衝
撃に強く、また、キャスター材を使用することにより、
高い断熱効果を得ることができる。なお、成型，焼成さ
れた後の断熱ボード23の厚さは第３図に示すように約10
mmである。

カバー部材24は、前記断熱ボード23に使用されたガラ
スクロス材料25と同一材料で形成されている。そして、
第１図に示すように、４隅に切込み部27が形成されてい
る。そして、切込み部27位置で折曲げて、１枚のカバー
部材24を上面部24aと４枚の折曲部24bとに分割してい
る。

そして、キャスターモールド22で覆われた磁化器６の
上面に断熱ボード23を載置し、さらにこの断熱ボード23
の上方から内面に耐熱接着剤28を塗布した状態のカバー
部材24を被せる。したがって、カバー部材24の上面24a
の内面が耐熱接着剤28でもって断熱ボード23の上面に接
着され、カバー部材24の各折曲面24bの内面が耐熱接着
剤28でもってキャスターモールド22で覆われた磁化器６
の側面22bに接着される。したがって、断熱ボード23の
上面とカバー部材24の上面24aの内面との間の1mm程度の
隙間に耐熱接着剤28が充填される。また、各折曲面24b
も耐熱接着剤28でキャスターモールド22の側面22bに接
着されるので、前記４隅の切込み部27は互いに接着され
る。

また、ガラスクロス材料で形成されたカバー部材24の
各隙間は結果的に耐熱接着剤28で目詰される。なお、こ
の耐熱接着剤28をキャスターモールド22と同一材料で形
成することができる。カバー部材24の上面24a部分の厚
みは1.5〜2.0mmである。

このように構成された誘導加熱装置のインダクタコイ
ル保護装置であれば、磁化器６を構成するインダクタコ
イル7a,7bは、第２図，第３図に示すように、キャスタ
ーモールド22,断熱ボード23,耐熱接着剤28およびカバー
部材24で覆われれる。また、磁化器６の側面はキャスタ
ーモールド22,耐熱接着剤28,カバー部材24で覆われてい
る。

被加熱体としての例えば1000℃以上に加熱された粗バ
ー１に至近距離で直接対向するカバー部材24は圧縮応
力，曲げ応力，熱収縮応力に対して非常に強い物理的性
質を有しているので、たとえこのカバー部材24の上面24
aに水等が落下したとしても、熱収縮によって破損する
ことはない。また、スケールが落下したとしても焦げる
ことはない。

前述したように、断熱ボード23を構成するガラスクロ
ス材料26は、圧縮応力，曲げ応力，熱収縮応力に対して
非常に強い物理的性質を有している。したがって、たと
えカバー部材24を水が透過して断熱ボード23上に達した
としても、この断熱ボード23が熱収縮によってひび割れ
現象を起こすことはない。

また、断熱ボード23を構成する不定形キャスター材25
は非常に高い耐熱特性を有しており、ガラスクロス材料
26の隙間が目詰りされる。よって、水やスケールがこの
断熱ボード23を透過して、下側に位置するキャスターモ
ールド22の上面22aに達することはない。

また、カバー部材24でもって断熱ボード23の上面およ
びキャスターモールド22の側面を覆い、耐熱接着剤28で
接着している。よって、側面から水やスケールが磁化器
21の内部まで侵入することはない。

このように、たとえ水やスケールが落下したとして
も、カバー部材24および断熱ボード23でもって遮られ
て、磁化器21の内部まで侵入することない。よって、イ
ンダクタコイル7a,7bの耐久寿命を大幅に延ばすことが
可能である。

［考案の効果］以上説明したように、本考案のインダクタコイル保護
装置によれば、インダクタコイルおよび鉄心を覆うキャ
スターモールド上に断熱ボードとガラスクロス材料で形
成されたカバー部材を設けている。したがって、インダ
クタコイルに被加熱体による輻射熱が印加されるのを防
止できるとともに、たとえ水滴落下等によって急激に冷
却されたとしても、カバー部材や耐熱ボードにひび割れ
等が発生するのを未然に防止できる。よって、水分やス
ケールが磁化器内に侵入するのが確実に防止でき、絶縁
低下等による故障を防止でき、インダクタコイルを含む
誘導加熱装置全体の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の一実施例に係わる誘導加熱
装置のインダクタコイル保護装置を示すものであり、第
１図は全体構成を示す分解斜視図、第２図は断面模式
図、第３図は第２図の要部を取出して示す部分断面図で
あり、第４図は誘導加熱装置が配設された製造ラインを
示す図、第５図は一般的な誘導加熱装置を示す斜視図、
第６図は一般的な磁化器を示す断面図である。１……粗バー、６……鉄心、7a,7b……インダクタコイ
ル、21……磁化器、22……キャスターモールド、23……
断熱ボード、24……カバー部材、25……不定キャスター
材、26……ガラスクロス材料、28……耐熱接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者寺田悟東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)考案者伊藤好寛東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)考案者亀川慎次東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開昭51−117912（ＪＰ，Ａ) 特公昭56−50769（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】金属材料で形成された被加熱体の下側に近
接して、鉄心にインダクタコイルを巻装してなる磁化器
を配設し、この磁化器によって、前記被加熱体内を通る
磁束を形成し、この磁束によって生じる渦電流にて前記
被加熱体を加熱する誘導加熱装置における前記インダク
タコイルを前記被加熱体の熱から保護する誘導加熱装置
のインダクタコイル保護装置において、前記鉄心とインダクタコイルの隙間を充填しかつ鉄心の
外表面を覆うキャスターモールドと、このキャスターモ
ールドの上面に取付けられ、ガラス繊維をクロス状にし
てなる複数枚のガラスクロス材料と複数枚の不定形キャ
スター材とを交互に積層してなる断熱ボードと、前記ガ
ラスクロス材料と同一材料で形成され、前記断熱ボード
の上面と前記キャスターモールドの側面を同時に覆うカ
バー部材と、このカバー部材と断熱ボードの上面との間
および前記カバー部材とキャスターモールドとの側面と
の間にそれぞれ充填された耐熱接着剤とを備えたことを
特徴とする誘導加熱装置のインダクタコイル保護装置。