(57)【要約】【課題】長期間に亘ってスケールや水蒸気の侵入による絶縁破壊を防止してコイル寿命を向上させた誘導加熱装置を提供するものである。【解決手段】板状被加熱材１が通過する耐火材２で角筒状に形成された被加熱材通過部３の外側に、板状被加熱材１を誘導加熱する銅管４を巻回した加熱コイル５の全体を、絶縁板９で箱状に構成されたコイルボックス１０の中に封入して外気と遮断して、スケールや水蒸気の侵入を長期間に亘って防止するようにしたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱材を誘導加熱する銅管で形成された加熱コイル全体を、絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断したことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
板状の被加熱材を誘導加熱する銅管を、横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイルの、上下の平面部分を絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断すると共に、加熱コイル端部の湾曲したコーナー部分は露出させて、ここを絶縁モールドしたことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項３】
コイルボックスを形成する絶縁板が、ガラスエポキシ積層板で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
コイルボックスに、エアー供給管を取付けて、コイルボックス内にエアーを供給して内圧を高めたことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
コイルボックスの中に絶縁材を充填して、絶縁材の中に加熱コイルを埋設したことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
絶縁材が、シリコン樹脂やエポキシ樹脂など、流し込み成型できる樹脂を用いたことを特徴とする請求項５記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導加熱コイルの絶縁構造を改良した誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属を誘導加熱作用により加熱する誘導加熱装置の加熱コイルは、例えば特開平１１−２６９５３８の図１に示すように、銅管の表面を絶縁テーピングして、これをコイル状に巻回し、被加熱材と対向する部分に、被加熱材からの輻射熱を遮蔽する耐火材が設けられている。このコイル銅管を絶縁テーピングする方法だけでは、水蒸気やスケールが多量に発生する環境では、絶縁が劣化し、更に絶縁破壊してコイル寿命が低下する問題があった。
【０００３】
これは図９に示すように鉄鋼熱間圧延ラインでは、板状被加熱材１が通過する耐火材２で角筒状に形成された被加熱材通過部３の外側に、絶縁テーピングされた水冷銅管４を横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイル５を設けて交流電源６に接続し、更に図１０に示すように、この加熱コイル５の全体を樹脂や耐火物などの絶縁物６でモールドして絶縁することが行なわれていた。また加熱コイル５の上下の水平部分には、板状被加熱材１の搬送方向に沿って鉄心７が設けられている。
【０００４】
この加熱コイル全体を、樹脂や耐火物などの絶縁物６でモールドして絶縁する方法は、スケールや水蒸気が多量に発生する環境の悪い所では、絶縁モールドされているのでこれらの侵入に対して有効である。しかしながら長期間使用しているうちに、加熱コイル５と、モールドした絶縁物６との熱膨張の相違によりクラックが発生する問題がある。特に板状被加熱材１を加熱する加熱コイル５のように、表面積が大きい鉄心７を取付けた上下の水平部分にクラックが発生し易く、このクラックから、スケールや水蒸気が侵入して絶縁破壊する問題が発生してきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、長期間に亘ってスケールや水蒸気の侵入による絶縁破壊を防止してコイル寿命を向上させた誘導加熱装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の誘導加熱装置は、被加熱材を誘導加熱する銅管で形成された加熱コイル全体を、絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項２記載の誘導加熱装置は、板状の被加熱材を誘導加熱する銅管を、横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイルの、上下の平面部分を絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断すると共に、加熱コイル端部の湾曲したコーナー部分は露出させて、ここを絶縁モールドしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３記載の誘導加熱装置は、コイルボックスを形成する絶縁板が、ガラスエポキシ積層板で構成されていることを特徴とするものである。請求項４記載の誘導加熱装置は、コイルボックスに、エアー供給管を取付けて、コイルボックス内にエアーを供給して内圧を高めたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５記載の誘導加熱装置は、コイルボックスの中に絶縁材を充填して、絶縁材の中に加熱コイルを埋設したことを特徴とするものである。更に請求項６記載の誘導加熱装置は、絶縁材が、シリコン樹脂やエポキシ樹脂など、流し込み成型できる樹脂を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。本発明の誘導加熱装置は、板状被加熱材１が通過する耐火材２で角筒状に形成された被加熱材通過部３の外側に、絶縁板９で箱状に形成されたコイルボックス１０が設けられ、この内側に水冷銅管４を横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイル５が封入されている。
【００１１】
この加熱コイル５は、図３に示すように水冷銅管４の外周を絶縁テープ１１で被覆したものを巻回し、この間に間隔板１２を介在させたものである。またコイルボックス１０は、ガラスエポキシ積層板で形成された絶縁板９を箱状に組み合わせ、面取りした端部を接着剤１３で接合したもので、内部に封入した加熱コイル５を外気から遮断して密閉した構造となっている。
【００１２】
このコイルボックス１０は図２に示すように、角筒状に形成された被加熱材通過部３の外側を囲むように設けられ、更にコイルボックス１０の上下の平面部分の外側には、板状被加熱材１の搬送方向に沿って複数本の鉄心７が取付けられている。
【００１３】
上記構成の誘導加熱装置は、加熱コイル５がコイルボックス１０内に封入されて外気から遮断されているので、水蒸気やスケールが多量に発生する鉄鋼熱間圧延ラインに設置しても、加熱コイル５はコイルボックス１０で保護されている。またコイルボックス１０は、ガラスエポキシ積層板で形成された絶縁板９で構成されているので、強度が強くクラックが発生しないので、ここから水蒸気やスケールの侵入が防止され、加熱コイル５の絶縁劣化や絶縁破壊を長期間にわたって防止して耐久性を高めることができる。
【００１４】
図４は本発明の他の実施の形態を示すもので、板状被加熱材１が通過する耐火材２で角筒状に形成された被加熱材通過部３の外側に、水冷銅管４を横長円状に巻回したソレノイドコイルで形成された加熱コイル５が設けられ、加熱コイル５の上下の平面部分を、絶縁板９で箱状に構成されたコイルボックス１０、１０の中に封入して外気と遮断している。また加熱コイル５の両端の湾曲したコーナー部分５Ａは露出させて、ここを絶縁物６でモールドしたものである。
【００１５】
この構造では、最も熱影響を受ける加熱コイル５の上下の平面部分が、絶縁板９で箱状に形成されたコイルボックス１０、１０内に封入されているので、水蒸気やスケールの侵入が防止され、加熱コイル５の絶縁劣化や絶縁破壊を長期間に亘って防止することができる。また加熱コイル５の両端の湾曲したコーナー部分５Ａは絶縁物６でモールドされてコイルボックス１０から露出しているが、このコーナー部分５Ａは、板状被加熱材１からの熱影響が少なく、絶縁物６にクラックが発生しにくいので絶縁劣化を防止することができる。
【００１６】
図５は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、コイルボックス１０にエアー供給管１４を取付けたものである。これはエアー供給管１４からコイルボックス１０内にエアーを供給して内圧を高めることにより、水蒸気やスケールが多量に発生する環境下に設置しても、外部から侵入せず長期間に亘って、加熱コイル５の絶縁性能を保持することができる。
【００１７】
図６は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、コイルボックス１０内に絶縁材１５を充填してこの中に加熱コイル５を埋設したものである。この絶縁材１５としては、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂など流し込み成型できる樹脂が好適である。シリコン樹脂はコイルボックス１０に充填後、常温で硬化し、エポキシ樹脂は加熱することにより硬化するが、何れも水冷銅管４の間に隙間なく充填されて緻密な絶縁層を形成し、加熱コイル５の絶縁劣化を防止することができる。また絶縁材１５としては、この他にキャスタブルセメントなどを充填しても良い。
【００１８】
図７は温度降下の速い板状被加熱材１の両端部を局部的に加熱して、全体をほぼ均一な温度状態にするＣ形インダクター１７に適用した場合の異なる他の実施の形態を示すものである。このＣ形インダクター１７は、Ｃ形状に組合せた鉄心１８の開口部１９を挟んだ上下の鉄心脚部１８ａ、１８ｂに加熱コイル５、５をそれぞれ巻回して上下インダクター２０ａ、２０ｂを形成したものである。
【００１９】
この加熱コイル５は絶縁板９で箱状に形成されたコイルボックス１０内に封入されている。このコイルボックス１０は図８に示すように、外側絶縁板９ａと内側絶縁板９ｂの間の上下に底面絶縁板９ｃと上面絶縁板９ｄを嵌合させて箱状に組合せたものである。このコイルボックス１０の中空部分にＣ形状鉄心１８の脚部１８ａを挿着して、これと上面絶縁板９ｄを連結金具２１で連結して上下インダクター２０ａ、２０ｂを形成したものである。
【００２０】
この構造では絶縁板９ａ〜９ｄを、例えばガラスエポキシ積層板で構成すると、耐熱性に優れていると共に軽量化され、従来の金属板で構成されていたものに比べて重量を大幅に軽減することができる。またこのコイルボックス１０内にエアーを供給するエアー供給管１４を設ければ、更に絶縁性能を向上させることができる。
【００２１】
なお上記説明では板状被加熱材１を誘導加熱する場合について示したが、本発明はこれに限らずで金属パイプや棒材を加熱する誘導加熱装置についても広く適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の誘導加熱装置によれば、加熱コイル全体を、絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断したので、長期間に亘ってスケールや水蒸気の侵入による絶縁破壊を防止してコイル寿命を向上させることができる。
【００２３】
また請求項２記載の誘導加熱装置によれば、ソレノイドコイルで形成された加熱コイルの、上下の平面部分を絶縁板で箱状に構成されたコイルボックスの中に封入して外気と遮断すると共に、加熱コイル端部の湾曲したコーナー部分は露出させて、ここを絶縁モールドしたので、最もクラックが発生しやすい、加熱コイルの上下の平面部分へのスケールや水蒸気の侵入を防止することができる。
【００２４】
また請求項３記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスを形成する絶縁板が、ガラスエポキシ積層板で構成されているので、軽量で且つ、耐熱性と強度に優れている。また請求項４記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスに、エアー供給管を取付けて、コイルボックス内にエアーを供給して内圧を高めたので、スケールや水蒸気の侵入を防止することができる。
【００２５】
また請求項５記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスの中に絶縁材を充填して、絶縁材の中に加熱コイルを埋設したので、スケールや水蒸気の侵入を防止することができる。更に請求項６記載の誘導加熱装置によれば、コイルボックスに充填する絶縁材が、シリコン樹脂やエポキシ樹脂など、流し込み成型できる樹脂を用いたので、水冷銅管の間に緻密な絶縁層を形成し、絶縁劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による誘導加熱装置の縦断正面図ある。
【図２】図１の誘導加熱装置を示す縦断斜視図である。
【図３】図２の加熱コイルを封入したコイルボックスを示す縦断側面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による誘導加熱装置の正面図である。
【図５】エアー供給管を取付けたコイルボックスを示す縦断側面図である。
【図６】絶縁材を充填したコイルボックスを示す縦断側面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態によるＣ形インダクターの正面図である。
【図８】図７に示すＣ形インダクターの、加熱コイルをコイルボックスに封入した上部インダクターを示す縦断正面図である。
【図９】従来の被加熱材通過部に加熱コイルを巻回した誘導加熱装置の斜視図である。
【図１０】図９の加熱コイルに絶縁モールドした誘導加熱装置の斜視図である。
【符号の説明】
１    板状被加熱材                      
２    耐火材                            
３    被加熱材通過部                    
４    水冷銅管                          
５    加熱コイル                        
６    絶縁物                            
７    鉄心                              
９    絶縁板                            
１０  コイルボックス                    
１１  絶縁テープ                        
１２  間隔板                            
１４  エアー供給管                      
１５  絶縁材                            
１７  Ｃ形インダクター                  
１８  Ｃ形状鉄心                        
２０ａ上部インダクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004206901.tif 000009
【図８】
2004206901.tif 000010
【図９】
2004206901.tif 000011
【図１０】
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