(57)【要約】【課題】収容部材の改良によって、コイルに通電したときに生ずる磁場の磁束密度を局所的に高め、効率よく電磁誘導加熱することができる電磁誘導加熱装置を提供する。【解決手段】底壁に貫通孔が形成された有底円筒体の磁束集束部材を備えている。磁束集束部材に底壁および側壁にスリットを形成する。スリットは、貫通孔から側壁の一端に向かって延びている。磁束集束部材の内部に円筒形状の誘導コイルを装入する。誘導コイルに交流電流を通電することにより、コイルから発生する磁束と磁束集束部材から発生する磁束とにより磁束密度が高まる。【選択図】図１
2013131408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁の一端に開口が他端に底壁が形成された有底円筒体であって、この底壁には貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔からこの側壁の一端に向かって延びるスリットが形成された導電性材料からなる磁束集束部材と、
この磁束集束部材の内部に装入された円筒形状の誘導コイルと、を備え、
この誘導コイルへの通電により発生した磁束の磁束密度を上記磁束集束部材により高めて上記貫通孔に近接させた導電性材料からなる被加熱体を加熱する電磁誘導加熱装置。
【請求項２】
上記磁束集束部材の内部に冷却用の気体を供給する内部冷却部材が設けられた請求項１に記載の電磁誘導加熱装置。
【請求項３】
上記磁束集中部材の底壁には上記貫通孔に連通する内孔を有する筒状の突起が突出して設けられ、
この突起の外周面には冷却用の冷媒が供給される冷却チューブが巻回された請求項１または請求項２に記載の電磁誘導加熱装置。
【請求項４】
上記被加熱体は板材で構成され、上記底壁に近接して保持され、この被加熱体の表裏面に冷却用気体をそれぞれ供給する複数の被加熱体用冷却部材が設けられた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電磁誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電磁誘導加熱装置、詳しくは誘導コイルに通電することにより、導電性被加熱体を局所的に加熱する電磁誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用機器や家電製品に使用される誘導加熱方式の加熱装置は、電磁誘導によって発生する渦電流によって加熱を行う。この加熱装置が有しているコイルに高周波電流を通電することにより磁場が発生する。この磁場が導電性被加熱体に与えられる。このとき、導電性被加熱体には、与えられた磁場をうち消す作用が働き、この導電性被加熱体に渦電流が発生する。この渦電流の電気エネルギーがこの導電性被加熱体自身の電気抵抗によりジュール熱に変換される。このジュール熱によりこの導電性被加熱体が加熱される。
従来の加熱装置は、特許文献１に記載するように円板状に巻回されたコイルの中央下部に磁束集束用コア板を設ける等、平板状の導電性被加熱体を均一に加熱することを目的とするものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４０３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の誘導加熱方式の加熱装置では、導電性被加熱体全体を均一に加熱することを目的とするため、コイルに通電するときに生ずる磁場の磁束のうち、導電性被加熱体に作用せずに外方に漏れる磁束については考慮する必要はなく、コイル径は磁束密度にあわせて決定すればよいとされていた。
しかしながら、従来の誘導加熱方式の加熱装置に係るコイルを用いて局所加熱を行う場合には、磁束の漏れにより、導電性被加熱体の加熱部位に作用する磁場の磁束密度が小さくなり、局所について効率よく電磁誘導加熱することはできない。
【０００５】
そこで、発明者は、磁場における磁束の性質に基づき、コイルを収容する収容部材の材質と形状とに着目した。この発明は、この収容部材の改良によって、従来の誘導加熱方式の加熱装置に係るコイルをそのまま利用することができる電磁誘導加熱装置を提供することを目的とする。また、コイルに通電したときに生ずる磁場の磁束密度を局所的に高め、効率よく電磁誘導加熱することができる電磁誘導加熱装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、側壁の一端に開口が他端に底壁が形成された有底円筒体であって、この底壁には貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔からこの側壁の一端に向かって延びるスリットが形成された導電性材料からなる磁束集束部材と、この磁束集束部材の内部に装入された円筒形状の誘導コイルと、を備え、この誘導コイルへの通電により発生した磁束の磁束密度を上記磁束集束部材により高めて上記貫通孔に近接させた導電性材料からなる被加熱体を加熱する電磁誘導加熱装置である。
【０００７】
請求項１に記載の電磁誘導加熱装置は、誘導コイル（励磁コイル）と磁束集束部材（コイル収容部材）とを備えて構成されている。
この誘導コイルは螺旋状に巻回されている（円筒形状の空芯コイル）。この誘導コイルのコイル径、巻数は任意である。誘導コイルの巻数が増えるほど、誘導コイルに通電した際に生ずる磁場の磁束密度は高くなる。また、誘導コイルは交流電源に接続されている。
【０００８】
この電磁誘導加熱装置は、底壁と側壁とを有した有底円筒形状の磁束集束部材を有し、この磁束集束部材の内部に誘導コイルが装入されている。
誘導コイルが装入されるとは、誘導コイルの芯の軸線方向と磁束集束部材の長さ方向とが同一方向となるように磁束集束部材に誘導コイルが差し込まれて取り付けられていることをいう。
この磁束集束部材は導電性材料にて形成されている。
上記誘導コイルに通電した際に生じる磁場の磁力線が上記磁束集束部材に作用することにより、この磁束集束部材に渦電流が発生する。この渦電流は底壁の半径方向および側壁の軸方向に設けたスリットの作用により底壁中央部の貫通孔（ホール）周辺部に集中的に流れ、その結果、渦電流により誘起された磁束が貫通孔内に集束（収束）されて磁束密度が高くなり、貫通孔内に交流強磁場が得られる。
被加熱体は導電性材料にて形成されている。
このため、磁束集束部材の内部の磁束は、この貫通孔を通じてこの磁束集束部材の外部に配設された被加熱体に対して局所的に磁場が与えられることとなる。これにより被加熱体の一部に渦電流が発生する。この渦電流の電気エネルギーがこの被加熱体の電気抵抗によりジュール熱に変換され、この被加熱体が局所的に加熱される。
また、磁束集束部材における側壁により磁束が外部へ漏れることを防止するため、効率よく被加熱体に磁束が照射される。
【０００９】
上記磁束集束部材の底壁および側壁には、この貫通孔を端部とするスリットが設けられている。このスリットがなければ、上記誘導コイルに通電した際に生ずる磁場により、渦電流がこの磁束集束部材の外周壁を周回することとなる。このとき、コイルに通電した際に生ずる磁場をうち消す磁場が発生することになる。このため、磁場における磁束密度が低下する。
上記スリットがこの磁束集束部材に形成されることによって、外周壁を周回する渦電流の生成を防止し、磁束密度の低下を防ぐことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記磁束集束部材の内部に冷却用の気体を供給する内部冷却部材が設けられた請求項１に記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１１】
上記誘導コイルに通電することにより生ずる磁界により、磁束集束部材に渦電流が発生する。このとき、この磁束集束部材の電気抵抗によりこの磁束集束部材の渦電流の電気エネルギーがジュール熱に変換され、この磁束集束部材が加熱される。
請求項２に記載の発明によれば、内部冷却部材から冷却用の気体を噴射・供給することにより、磁束集束部材の内部を冷却することができる。
この内部冷却部材として、磁束集束部材の内部に冷却用のエアを送風・供給する通風ファンやエア噴射ノズル等を採用することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、上記磁束集中部材の底壁には上記貫通孔に連通する内孔を有する筒状の突起が突出して設けられ、この突起の外周面には冷却用の冷媒が供給される冷却チューブが巻回された請求項１または請求項２に記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１３】
上記誘導コイルに通電することにより、この磁束集束部材が加熱されるが、最も加熱される箇所は、磁束密度が高められた貫通孔周辺である。
請求項３に記載の発明によれば、磁束集束部材の貫通孔に対して連通する内孔を有する筒状の突起を底壁から突出して設ける。そして、この突起の外周面に冷却チューブを巻回する。この冷却チューブに冷却用の冷媒を通すことにより、この貫通孔周辺を冷却することができる。
冷媒の種類は問わない。気体でも液体でもよく、冷水やアンモニア、イソブタンなどを用いることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、上記被加熱体は板材で構成され、上記底壁に近接して保持され、この被加熱体の表裏面に冷却用気体をそれぞれ供給する複数の被加熱体用冷却部材が設けられた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、例えば平板である被加熱体は、例えば保持部材により底壁に近接されて保持される。誘導コイルへの通電による加熱時に、被加熱体冷却部材にて被加熱体の加熱部位以外を冷却する。これにより、この被加熱体の加熱時の温度分布を制御することができる。
なお、上記保持部材は、この被加熱体を移動することができる機構を採用することができる。この場合にあっては、被加熱体を一点のみではなく、直線状、曲線状に加熱することが可能となる。
上記被加熱体冷却部材として、被加熱体に冷却用のエアを送風・供給する通風ファンやエア噴射ノズル等を採用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、誘電コイルに通電した際に生じる磁場と、この磁束による磁束集束部材に発生する渦電流により生ずる磁場とによって、この磁束集束部材の内部における磁場の磁束密度は高くなる。
この磁束集束部材の底壁には貫通孔が形成されている。このため、内部に存在する磁場における磁束は、この貫通孔を通じてこの磁束集束部材の外部へと流れ、被加熱体に局所的に磁場が与えられることとなる。これにより、被加熱体に局所的に渦電流が発生する。この渦電流により、被加熱体を局所的に加熱することができる。
【００１７】
また、誘導コイルに通電することによって、磁束集束部材も加熱されるが、請求項２に記載の発明では、磁束集束部材を内部から冷却することができる。また、請求項３に記載の発明によっては、冷却チューブに冷媒を流すことにより磁束集束部材をその外部から冷却することが可能となる。
【００１８】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、被加熱体を加熱と同時に非加熱体の加熱部位以外を冷却することができ、一点のみを局所的に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱装置を示す正面断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱装置における磁束集束部材を示す斜視図である。
【図３】この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱装置を示す上面図である。
【図４】この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱装置を用いて導電性被加熱体を加熱した際に作用する磁場の状態を比較例１、比較例２と対比して表した模式図である。
【図５】この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱装置を用いて導電性被加熱体を加熱した際に生ずる渦電流の渦電流密度を比較例１、比較例２と対比して表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明に係る電磁誘導加熱装置１０の実施例を図１〜図３を参照して説明する。
これらの図に示すように、この電磁誘導加熱装置１０は、水平に保持されている平面視して矩形の平板である電磁鋼板Ｗを、その上部から加熱する加熱部材と、この加熱部材およびこの電磁鋼板Ｗを冷却する冷却機構と、この電磁鋼板Ｗを保持するための保持部材（図示しない）とを有している。
上記加熱部材は、側壁の一端に開口が他端に底壁が形成された有底円筒体の磁束集束筒１３と、この磁束集束筒１３に装入される、環状溝１２ｂを有するコイルホルダ１２と、この環状溝１２ｂに挿入されている誘導コイル１１とから構成されている。
上記冷却機構は、磁束集束筒１３をその内部から冷却する内部通風ファン２１と、磁束集束筒をその外部から冷却する冷却チューブ２２と、上記電磁鋼板Ｗを冷却する冷却用ガス噴射ノズル２３とから構成されている。
【００２１】
上記磁束集束筒１３は導電性材料にて形成される円筒状の部材である。この実施例では、この磁束集束筒１３は、銅にて形成されている。図３に示すように、この磁束集束筒１３は、上記コイルホルダ１２を収容する有底の誘導コイル収容筒１３ａと、この誘導コイル収容筒の底壁から外方に向かって突出する小筒軸孔１３ｄを有する小筒１３ｂとを有している。この誘導コイル収容筒１３ａの底壁には、この小筒の小筒軸孔１３ｄの開口形状と同形状の開口を有する貫通孔１３ｃが形成されている。つまり、この小筒軸孔１３ｄと貫通孔１３ｃとは連通している。
【００２２】
上記誘導コイル収容筒１３ａは、有底でかつ円筒状の部材である。つまり、この誘導コイル収容筒１３ａは、平面視して円形の底壁と、この底壁の外縁から立設する側壁とにより構成される。この誘導コイル収容筒１３ａは、このコイルホルダ１２を挿入可能に形成されている。この誘導コイル収容筒１３ａの内径はこのコイルホルダ１２の外径と略同じである。
【００２３】
上記誘導コイル収容筒１３ａの底壁には、その中央に円形の貫通孔１３ｃが１つ形成されている。この貫通孔１３ｃの直径は上記コイルホルダ１２に有しているコイルホルダ軸孔１２ａの直径と同一である。そして、上記電磁鋼板Ｗの電磁誘導加熱領域の広さとコイルホルダ軸孔１２ａの開口広さとはほぼ等しい。また、この誘導コイル収容筒１３ａにこのコイルホルダ１２を挿入した場合、この誘導コイル収容筒１３ａの底壁に形成された貫通孔１３ｃと、このコイルホルダ１２に有するコイルホルダ軸孔１２ａと、の位置が重なり合う位置に貫通孔１３ｃが形成されている。このため、誘導コイル収容筒１３ａにこのコイルホルダ１２を挿入した場合、このコイルホルダ１２が有するコイルホルダ軸孔１２ａと、貫通孔１３ｃ、小筒１３ｂの有する小筒軸孔１３ｄとは連通することとなる。
【００２４】
上記小筒１３ｂは、上記誘導コイル収容筒１３ａの底壁から外方に向かって突出するように設けられている。この小筒１３ｂはこの誘導コイル収容筒１３ａと同一部材（この実施例では銅）により一体成形により形成されている。
この小筒１３ｂの長さは任意であり、装置全体の構成に応じて適当な長さに調整される。
この小筒１３ｂは、筒状に形成されている。つまり、この小筒１３ｂにはその両端が開口した小筒軸孔１３ｄが形成されている。この小筒軸孔１３ｄの開口の平面形状は、上記貫通孔１３ｃの平面形状と同一であり、この小筒軸孔１３ｄは、この貫通孔１３ｃに連通するように設けられている。
【００２５】
このように構成される磁束集束筒１３の外壁には、上記貫通孔１３ｃから上記側壁の開口まで延びるスリット１３ｅが１本形成されている。すなわち、この磁束集束筒１３を構成する誘導コイル収容筒１３ａと小筒１３ｂとにそれぞれスリット部が形成され、これらのスリット部が連通することによりスリット１３ｅが構築される。また、このスリット１３ｅは、上記誘導コイル１１に通電した際に生ずる磁場によって発生する渦電流がこの磁束集束筒１３の外周壁を周回するように流れることを防ぐためのものである。このため、このスリット１３ｅが磁束集束筒１３に形成されていればよく、このスリット１３ｅの幅は任意である。なお、このスリット１３ｅは複数本磁束集束筒１３に形成することはできない。
【００２６】
上記誘導コイル１１は、空芯コイルであり、電磁誘導加熱する部位の広さよりもコイル径が大きいコイルを採用している。このとき、使用する加熱部材の大きさ（つまり、磁束集束筒１３およびコイルホルダ１２の大きさ）、及び電磁鋼板Ｗの材質、電磁鋼板が加熱されるときの電磁鋼板の加熱部位の温度により、誘導コイル１１の大きさ、巻き数を選定する。
この誘導コイル１１は、長さ方向において断面形状が均一であるコイル線を同一ピッチ、同一径にて形成されている。そして、この誘導コイル１１の芯の軸方向における長さは、上記コイルホルダ１２に形成されている上記環状溝１２ｂの深さと略同一である。
この誘導コイル１１は交流電源に接続されており、この誘導コイル１１は交流電流を通電されることとなる。
【００２７】
上記誘導コイル収容筒１３に挿入されるコイルホルダ１２は、絶縁性材料（この実施例ではセラミックス）にて形成された、開口が円形であるコイルホルダ軸孔１２ａを有する円筒状の部材である。このコイルホルダ１２の外周壁の上面に、上記誘導コイル１１を挿入することができるように底部を有する環状溝１２ｂが形成されている。つまり、このコイルホルダ１２は、内周面と外周面とを有し、この内周面とこの外周面との間にこの誘導コイル１１を保持することができるよう、このコイルホルダ１２の上面に環状溝１２ｂが形成されている。
この環状溝１２ｂは、この誘導コイル１１の芯の軸線方向の長さと略同一の深さを有している。
上記コイルホルダ１２は、上記誘導コイル１１がその環状溝１２ｂにこの誘導コイル１１の軸線方向と同一方向にて挿入されることにより、この誘導コイル１１を固定する。
このとき、この誘導コイル１１は抜き差し自在にこのコイルホルダ１２に固定されている。
この誘導コイル１１が固定されたコイルホルダ１２を上記誘導コイル収容筒１３ａに挿入することにより、この誘導コイル１１がこの誘導コイル収容筒１３ａに収容されることとなる。すなわち磁束集束筒１３にこの誘導コイル１１が収容されることとなる。
なお、この誘導コイル１１を抜き差し不能にこのコイルホルダ１２に固定されていてもよい。この場合には、誘導コイル１１に通電する交流電流の大きさ及び周波数によって加熱温度等をコントロールすることとなる。
【００２８】
このように構成される加熱部材は、当該実施例にかかる電磁誘導加熱装置１０に設けられている複数のスタンド（図示しない）のうちいずれか１つに、クランプ（図示しない）を介して保持されている。このスタンドは、この電磁誘導加熱装置を載置されている載置面に立設している。なお、このクランプはスタンドに沿って上下移動が可能な構造であってもよい。
【００２９】
上記冷却機構は、前述したとおり、上記内部通風ファン２１と上記冷却チューブ２２とによって上記磁束集束筒１３を冷却する機能と、冷却用ガス噴射ノズル２３によって上記電磁鋼板Ｗを冷却する機能と、を有している。
【００３０】
上記内部通風ファン２１は、連通されている上記コイルホルダ軸孔１２ａ、上記貫通孔１３ｃ、上記小筒軸孔１３ｄに、小筒１３ｂの突出方向に向けて通風するファンである。この内部通風ファン２１は、数枚の羽根を有し、モータによりこれらの羽根を回転させることにより、通風が可能となるものである。
この内部通風ファン２１の羽根直径は、上記コイルホルダ軸孔１２ａの開口径と略同じである。
誘導コイル１１に交流電流を通電することにより上記電磁鋼板Ｗが加熱されるが、同時にこの加熱部材のうち磁束集束筒１３も加熱される。このため、この内部通風ファン２１によってこのコイルホルダ軸孔１２ａと、この貫通孔１３ｃ、この小筒軸孔１３ｄに空気を通風することで、この磁束集束筒１３をその内部から冷却することができる。
この内部通風ファン２１は、上記加熱部材の上方にて、クランプを介して上記複数のスタンドのうちいずれか１つに、固定されている。
【００３１】
上記冷却チューブ２２は、上記突起１３ｂの外周部を巻回している。この冷却チューブ２２の材質は問わないが、誘導コイル１１に通電することにより突起１３ｂも加熱されることから、耐熱性材料にて形成されている必要がある。また、この誘導コイル１１に通電することにより渦電流が流れることを防止するため、絶縁材料で形成されている。本実施例では、プラスチック（ポリエチレン）製冷却チューブを用いている。
前述したように、この誘導コイル１１に通電することにより上記電磁鋼板Ｗを加熱するものであるが、同時に上記磁束集束筒１３も加熱される。この場合に磁束集束筒１３のうち最も温度が高くなるところは、小筒１３ｂである。このため、この冷却チューブ２２に冷媒を流すことにより、この磁束集束筒１３における小筒１３ｂを冷却することができる。この冷却チューブ２２は、冷媒供給部材（図示しない）に連結されており、この冷媒供給部材により冷媒をこの冷却チューブ２２に流すことを可能とする。
この冷媒の種類は問わない。冷却方式によって適宜冷媒を選択することができる。
【００３２】
上記冷却用ガス噴射ノズル２３は、上記電磁鋼板Ｗの表裏面側にそれぞれ複数個設けられている。本実施例では、図３に示すように、この電磁鋼板Ｗの表裏面側にそれぞれ８台の冷却用ガス噴射ノズル２３が、上記加熱部材を上面視したときに加熱部材の中心を通る８等分線の方向に冷却用ガスが噴射し、上記加熱部材の中心位置より所定長さ位置にある電磁鋼板Ｗに冷却用ガスが吹き付けられるように設けられている。これらの冷却用ガス噴射ノズル２３は上記電磁鋼板Ｗが電磁誘導加熱を行う箇所以外の箇所の温度が上昇しないように冷却用ガスをこの電磁鋼板Ｗに向けて噴射するものである。
これらの冷却用ガス噴射ノズル２３から噴射される冷却用ガスの種類は問わないが、環境面と安全面の観点から最も好ましいガスは圧縮空気である。
これらの冷却用ガス噴射ノズル２３は、クランプを介して上記複数のスタンドにクランプを介して固定されている。
【００３３】
上記保持部材は、上記電磁鋼板Ｗを保持する部材である。この保持部材の保持の方法は任意である。この実施例における保持部材は、電磁誘導加熱装置１０に設けられているＸＹステージである。このＸＹステージにこの電磁鋼板Ｗを載置することにより、電磁鋼板Ｗを保持している。
このＸＹステージは、縦方向横方向自由に移動することが可能な構成を有している。
【００３４】
このように構成された電磁誘導加熱装置１０を用いて上記電磁鋼板Ｗを電磁誘導加熱する方法について説明する。
まず、この電磁鋼板Ｗを上記ＸＹステージに載置する。その後、上記小筒１３ｂの先端をこの電磁鋼板Ｗの所望の加熱部位に近接させる。
その後、上記交流電源から上記誘導コイル１１に交流電流を通電させると同時に内部通風ファン２１を作動させ、冷却チューブ２２に冷媒を流す。さらに、冷却用ガス噴射ノズル２３から冷却ガスを噴射する。
これにより、この電磁鋼板Ｗを局所的に加熱することができる。
なお、加熱部位を１点ではなく、直線状、曲線状に加熱するためには、上記ステージを移動させればよい。
【００３５】
この実施例に係る電磁誘導加熱装置１０を用いたときの磁場及び電磁鋼板Ｗの渦電流密度について比較例と対比して数値解析を行った。
比較例１は、磁束集束部材を用いず、この電磁鋼板Ｗの上面に対し垂直方向に延びる誘導コイル１１を、この電磁鋼板Ｗの上方に設けて、この電磁鋼板Ｗを加熱するものである。
比較例２は、電磁鋼板Ｗの上面と平行にかつこの電磁鋼板の上方に平板状の磁束集束部材（磁束集束板）を設け、この磁束集束板の上方に、この電磁鋼板の上面に対し垂直方向に延びる誘導コイル１１を設けて、この電磁鋼板を加熱するものである。
【００３６】
上記誘導コイルに通電した際に生じる磁場について端子電圧法を考慮した三次元軸対称有限要素解析を用いて数値シミュレーションを行った。解析条件は、加熱コイルの外径が４０ｍｍ、加熱コイルの巻数が３ターン、加熱コイルの印加電圧を１０Ｖ，周波数を１ｋＨｚ、被加熱体の透磁率を１８０００、被加熱体の導電率を１０．３×１０６とした。この測定における誘導コイルに通電した際に生ずる磁場における磁束の流れを図４に示す。
ここで、（ａ）は  加熱コイルに流れる電流が最大となる時間、（ｂ）は  加熱コイルに流れる電流が最小となる時間の磁束の分布を示している。
図４に示すように、比較例１においては、誘導コイル１１に通電した際に生ずる磁場は、電磁鋼板Ｗ全体に与えられている。つまり、誘導コイル１１から発生した磁束は、この電磁鋼板Ｗの加熱部位に局所的に照射されておらず、磁束の漏れが多くなっている。
また、比較例２においては、比較例１に対して磁場が集中して電磁鋼板Ｗに局所的に照射しているが、実施例においては、比較例２に対してより磁場がより集中して電磁鋼板Ｗに局所的に照射していることが明らかである。つまり、誘導コイル１１から発生した磁束は、磁束の漏れが少なく、効率よく、電磁鋼板Ｗに照射されている
電磁鋼板Ｗに与えられる磁場の磁束密度が高ければこの電磁鋼板Ｗの加熱位置における温度も高くなる。このため、図３において、比較例２に比べて実施例では電磁鋼板Ｗに照射している磁場の磁束密度が高いことから、比較例２に比べてより高い温度での電磁誘導加熱が可能であることが明らかである。
【００３７】
また、電磁鋼板Ｗの表面から３．１２５μｍの深さ位置における渦電流密度を、三次元軸対称磁界解析によって得られたポテンシャルの値から算出した。その結果を図５に示す。
渦電流密度が高ければ、渦電流が流れている電磁鋼板Ｗの加熱位置における温度は高くなる。そして、渦電流と距離との関係において、ピークが鋭いほど局所的に加熱されていることを示す。
図５において、実施例の場合には、比較例１、比較例２と比べて渦電流密度が高く、また、ピークも鋭い。
このことから、実施例では、比較例１、比較例２に比べて局所的に高い温度での加熱が可能であることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００３８】
１０    電磁誘導加熱装置、
１１    誘導コイル、
１３    磁束集束筒、
１３ｂ  小筒、
１３ｃ  貫通孔、
１３ｅ  スリット、
２１    内部通風ファン、
２２    冷却チューブ、
２３    冷却用ガス噴射ノズル、
Ｗ      導電性被加熱体。
【図１】
2013131408.tif 000003
【図２】
2013131408.tif 000004
【図３】
2013131408.tif 000005
【図４】
2013131408.tif 000006
【図５】
2013131408.tif 000007