JP2010108602A - High-frequency induction heating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency induction heating device capable of controlling its temperature constant by self-controlling heat generation. <P>SOLUTION: The high-frequency induction heating device heats a heated object with heat of a heating element generated by the high-frequency induction heating. The device has the heating element made by a platy magnetic material with a predetermined plate thickness formed almost in a cylindrical shape, coiled with a predetermined gap between the same without the plate joining together, a high-frequency induction heating coil arranged and wound around covering the heating element with a predetermined gap, and a high-frequency oscillator to supply a high-frequency electric current to the high-frequency induction heating coil. The predetermined plate thickness is to be not more than twice the depth of penetration at Curie temperature of an eddy current induced on a surface of the heating element. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、さらに詳細には、誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置に関し、具体的には、誘導加熱により加熱される発熱部の発熱を自己制御する高周波誘導加熱装置に関する。   The present invention relates to a high-frequency induction heating device, and more specifically, relates to a high-frequency induction heating device that heats an object to be heated by heat of a heat generating portion heated by induction heating, and specifically, heat generation heated by induction heating. The present invention relates to a high-frequency induction heating device that self-controls the heat generation of the section.

近年、誘導加熱により加熱される発熱部によって被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置の温度制御方法として、例えば、発熱部を構成する磁性材のキュリー温度を利用して、当該キュリー温度以上に昇温させないように発熱部の発熱を自己制御させる技術が知られている。   In recent years, as a temperature control method for a high-frequency induction heating apparatus that heats an object to be heated by a heat generating part heated by induction heating, for example, the Curie temperature of a magnetic material constituting the heat generating part is used to raise the temperature to the Curie temperature or higher. A technique for self-controlling the heat generation of the heat generating portion so as not to be heated is known.


ここで、図1には、キュリー温度以上に昇温させないように発熱部の発熱を自己制御する従来の高周波誘導加熱装置における発熱部の時間と温度との関係を表すグラフが示されている。

Here, FIG. 1 shows a graph showing the relationship between the time and temperature of the heat generating part in a conventional high-frequency induction heating apparatus that self-controls the heat generation of the heat generating part so as not to raise the temperature above the Curie temperature.

図1に示すグラフにおいて、発熱部の温度変化を見ると、発熱部を構成する磁性材のキュリー温度である温度Aまでは温度の上昇カーブの傾きは大きいが、発熱部を構成する磁性材のキュリー温度である温度A以降では温度の上昇カーブの傾きが急に小さくなっている。   In the graph shown in FIG. 1, when the temperature change of the heat generating part is seen, the slope of the temperature rise curve is large up to the temperature A which is the Curie temperature of the magnetic material forming the heat generating part. After the temperature A, which is the Curie temperature, the slope of the temperature rise curve suddenly decreases.

これは、発熱部が当該発熱部を構成する磁性材のキュリー温度に達するまでは磁性を示し、発熱部を構成する磁性材の表面で渦電流が誘導されることにより発熱部が加熱されていたが、発熱部を構成する磁性材が有するキュリー温度を超えると磁性を示さなくなるため、発熱部を構成する磁性材の表面で渦電流が誘導されなくなり発熱部の加熱が著しく低減するためである。   This showed magnetism until the heating part reached the Curie temperature of the magnetic material constituting the heating part, and the heating part was heated by inducing eddy currents on the surface of the magnetic material constituting the heating part. However, when the temperature exceeds the Curie temperature of the magnetic material constituting the heat generating part, the magnetic material does not exhibit magnetism, so that eddy current is not induced on the surface of the magnetic material constituting the heat generating part, and heating of the heat generating part is significantly reduced.

しかしながら、こうした従来の高周波誘導加熱装置においては、発熱部を構成する磁性材の有するキュリー温度に達した後も緩やかにではあるが経時的に温度が上昇し、発熱部を構成する磁性材の有するキュリー温度において正確に温度を一定に制御することができないという問題点があった。   However, in such a conventional high-frequency induction heating device, the temperature rises gradually over time even after reaching the Curie temperature of the magnetic material constituting the heat generating portion, and the magnetic material constituting the heat generating portion has There is a problem that the temperature cannot be accurately controlled at the Curie temperature.

また、上記したような従来の高周波誘導加熱装置においては、広範囲の領域を均熱状態で加熱したり、気体や液体といった流体を均熱状態で加熱したりすることが容易でないという問題点があった。   Further, the conventional high frequency induction heating apparatus as described above has a problem that it is not easy to heat a wide area in a soaking state or to heat a fluid such as a gas or a liquid in a soaking state. It was.


なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。

The prior art that the applicant of the present application knows at the time of filing a patent is as described above and is not an invention related to a known literature, so there is no prior art information to be described.

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発熱を自己制御して温度を一定に制御できる高周波誘導加熱装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the various problems of the prior art as described above. The object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating apparatus capable of controlling the temperature constant by self-controlling the heat generation. It is something to be offered.

また、本発明の目的とするところは、広範囲の領域を均熱状態で加熱したり、気体や液体といった流体を均熱状態で加熱したりすることが容易な高周波誘導加熱装置を提供しようとするものである。   Another object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating device that can easily heat a wide area in a soaking state or heat a fluid such as a gas or a liquid in a soaking state. Is.

上記目的を達成するために、本発明は、板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成して発熱部を構成し、当該板状の磁性材の板厚を当該磁性材の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下としたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a heat generating part by forming a plate-like magnetic material into a substantially cylindrical shape without opening a predetermined gap and joining the plate-like magnetic material. Is less than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the magnetic material.

これにより、本発明によれば、高周波誘導加熱により加熱された発熱部の温度が、当該発熱部を構成する磁性材のキュリー温度に達した後は当該キュリー温度を超える温度になることはなく、発熱部を構成する磁性材のキュリー温度より当該発熱部の温度が低下すると再び加熱され当該キュリー温度まで昇温されることになる。   Thereby, according to the present invention, after the temperature of the heat generating portion heated by high frequency induction heating reaches the Curie temperature of the magnetic material constituting the heat generating portion, the temperature does not exceed the Curie temperature. When the temperature of the heat generating part falls below the Curie temperature of the magnetic material constituting the heat generating part, it is heated again and raised to the Curie temperature.

従って、発熱部を加熱する際の最高温度は、発熱部を構成する磁性材のキュリー温度で常に一定に制御されることとなる。   Therefore, the maximum temperature when heating the heat generating part is always controlled to be constant by the Curie temperature of the magnetic material constituting the heat generating part.

また、本発明によれば、発熱部の略筒形状を形状や大きさを調整することにより、広範囲の領域を均熱状態で容易に加熱することができるようになり、また、発熱部の略筒形状の軸方向に沿って気体や液体といった流体を流すことにより、気体や液体といった流体を均熱状態で容易に加熱することができるようになる。   In addition, according to the present invention, by adjusting the shape and size of the substantially cylindrical shape of the heat generating part, a wide area can be easily heated in a soaking state, By flowing a fluid such as a gas or a liquid along the cylindrical axial direction, the fluid such as a gas or a liquid can be easily heated in a soaking state.


即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明は、高周波誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、所定の板厚の板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなる発熱部と、上記発熱部を覆うように所定の間隙を開けて巻回されて配設された高周波誘導加熱コイルと、上記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を給電する高周波発振器とを有し、上記所定の板厚は、上記発熱部の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下であるようにしたものである。

That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a high-frequency induction heating apparatus that heats an object to be heated by heat of a heat generating part heated by high-frequency induction heating. A heating part formed in a substantially cylindrical shape without opening a predetermined gap, and a high-frequency induction heating coil disposed by being wound with a predetermined gap so as to cover the heating part; and A high-frequency oscillator that feeds a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil, and the predetermined plate thickness is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating portion. It is a thing.

また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、高周波誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、絶縁材よりなる筒部と、所定の板厚の板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなり、上記筒部の内周側に配設された発熱部と、上記筒部の外周側に巻回されて配設された高周波誘導加熱コイルと、上記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を給電する高周波発振器とを有し、上記所定の板厚は、上記発熱部の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下であるようにしたものである。   The invention according to claim 2 of the present invention is a high-frequency induction heating apparatus that heats an object to be heated by heat of a heat generating part heated by high-frequency induction heating, and a cylindrical portion made of an insulating material and a predetermined plate A thick plate-like magnetic material is formed into a substantially cylindrical shape without a predetermined gap and bonded, and a heat generating part disposed on the inner peripheral side of the cylindrical part and an outer peripheral side of the cylindrical part A high-frequency induction heating coil that is wound and disposed, and a high-frequency oscillator that feeds a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil, wherein the predetermined plate thickness is an eddy current that is induced on the surface of the heat generating portion The penetration depth at the Curie temperature is 2 times or less.

また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、高周波誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、非磁性材よりなる筒部と、所定の板厚の板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなり、上記筒部の内周側に上記筒部の内面と接することなく配設された発熱部と、上記発熱部の内径側に配置されたボビンと、上記発熱部の内径側において上記ボビンの外周側に巻回されて配設された高周波誘導加熱コイルと、上記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を給電する高周波発振器とを有し、上記所定の板厚は、上記発熱部の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下であるようにしたものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a high frequency induction heating apparatus for heating an object to be heated by heat of a heat generating portion heated by high frequency induction heating. A plate-like magnetic material having a plate thickness is formed in a substantially cylindrical shape without being bonded with a predetermined gap, and is disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion without contacting the inner surface of the cylindrical portion. , A bobbin disposed on the inner diameter side of the heat generating portion, a high frequency induction heating coil disposed around the outer periphery of the bobbin on the inner diameter side of the heat generating portion, and a high frequency to the high frequency induction heating coil A high-frequency oscillator that feeds current, and the predetermined plate thickness is less than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating portion.

また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2または3のいずれか1項に記載の発明において、上記略筒形状の断面を略C形形状としたものである。   Further, the invention according to claim 4 of the present invention is the invention according to any one of claims 1, 2, or 3 of the present invention, wherein the substantially cylindrical cross-section is substantially C-shaped. Is.

また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2または3のいずれか1項に記載の発明において、上記略筒形状が、上記磁性材を所定の間隔を開けて渦巻き状に巻き込んだ渦巻き形状であるようにしたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first, second, and third aspects of the present invention, the substantially cylindrical shape has the magnetic material arranged at a predetermined interval. It is made to have a spiral shape that is wound in a spiral shape.

また、本発明のうち請求項6に記載の発明は、本発明のうち請求項5に記載の発明において、上記渦巻き形状が、渦巻き形状の中心部に所定の空間領域を形成した渦巻き形状であるようにしたものである。   In addition, the invention described in claim 6 of the present invention is the spiral sensor according to the invention described in claim 5 of the present invention, wherein the spiral shape is a spiral shape in which a predetermined space region is formed at the center of the spiral shape. It is what I did.

また、本発明のうち請求項7に記載の発明は、本発明のうち請求項5に記載の発明において、上記渦巻き形状が、渦巻き形状の中心部に上記板状の磁性材の一方の端部が位置するように形成した渦巻き形状であるようにしたものである。   The invention according to claim 7 of the present invention is the invention according to claim 5 of the present invention, wherein the spiral shape is one end of the plate-like magnetic material at the center of the spiral shape. It is made to be the spiral shape formed so that may be located.

また、本発明のうち請求項8に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3、4、5、6または7のいずれか1項に記載の発明において、上記発熱部は、複数の上記磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなるようにしたものである。   Moreover, invention of Claim 8 among this invention WHEREIN: The invention of any one of Claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 among this invention WHEREIN: The said heat generating part is as follows. A plurality of the magnetic materials are formed in a substantially cylindrical shape without opening them with a predetermined gap.

また、本発明のうち請求項9に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3、4、5、6、7または8のいずれか1項に記載の発明において、上記磁性材をインバー材としたものである。   The invention according to claim 9 of the present invention is the magnetic material according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8 of the present invention. Is made of invar material.

本発明は、以上説明したように構成されているので、発熱を自己制御して温度を一定に制御することができるという優れた効果を奏する。   Since the present invention is configured as described above, there is an excellent effect that the temperature can be controlled to be constant by self-controlling the heat generation.

また、本発明は、以上説明したように構成されているので、広範囲の領域を均熱状態で加熱したり、気体や液体といった流体を均熱状態で加熱したりすることが容易となるという優れた効果を奏する。   In addition, since the present invention is configured as described above, it is easy to heat a wide area in a soaking state or to heat a fluid such as a gas or a liquid in a soaking state. Has an effect.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。   Hereinafter, an example of an embodiment of a high-frequency induction heating device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.


まず、図2乃至図3を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の第1の実施の形態について説明する。

First, a first embodiment of a high-frequency induction heating apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図2には本発明の第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置の概略構成斜視説明図が示されており、図3には図2に示す高周波誘導加熱装置のA−A線による発熱部の端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)が示されている。   FIG. 2 shows a schematic perspective view of the high-frequency induction heating apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a heat generating portion by the AA line of the high-frequency induction heating apparatus shown in FIG. The end surface structure explanatory drawing (illustration of the high frequency induction heating coil is abbreviate | omitted) is shown.

この図2乃至図3示す高周波誘導加熱装置10は、矩形形状のインバー材を所定の間隔を開けて渦巻き状に巻き込んで略筒形状を形成した発熱部12と、高周波発振器(図示せず。)の一方の端子(図示せず。)に一方の端部14aを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー14および高周波発振器の他方の端子(図示せず。)に一方の端部16aを電気的に接続させた高周波電流を導通する線路たるフィーダー16と、フィーダー14の他方の端部14bに一方の端部18aを電気的に接続されるとともにフィーダー16の他方の端部16bに他方の端部18bを電気的に接続され発熱部12を覆うように所定の間隙を開けて巻回されて配設された高周波誘導加熱コイル18とを有して構成されている。   The high-frequency induction heating apparatus 10 shown in FIGS. 2 to 3 includes a heat generating part 12 in which a rectangular invar material is spirally wound at a predetermined interval to form a substantially cylindrical shape, and a high-frequency oscillator (not shown). One end (not shown) is electrically connected to one end (14a) of the feeder 14 as a line for conducting a high-frequency current and one end of the other terminal (not shown) of the high-frequency oscillator. A feeder 16 that is a line that conducts a high-frequency current electrically connected to 16a, and one end 18a is electrically connected to the other end 14b of the feeder 14 and to the other end 16b of the feeder 16 The other end portion 18b is electrically connected, and has a high frequency induction heating coil 18 that is wound around a predetermined gap so as to cover the heat generating portion 12.


より詳細には、発熱部12は、矩形形状のインバー材の一方の端部12bを他方の端部12cの内側に所定の間隔g1だけ離隔して位置するようにして渦巻き状に順次に巻き込んでいき、対向する発熱部12同士が間隔g1を維持するようにした渦巻き状の略筒形状を形成するようにしたものであり、中心部には空間S1が形成されるようになされている(図3を参照する。)。

More specifically, the heat generating portion 12 is sequentially wound in a spiral shape so that one end portion 12b of the rectangular invar material is positioned inside the other end portion 12c by a predetermined distance g1. In the meantime, a spiral substantially cylindrical shape is formed so that the opposing heat generating portions 12 maintain the gap g1, and a space S1 is formed at the center (see FIG. 3).

さらに、発熱部12は、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度においてインバー材の表面に誘導される渦電流の浸透深さがインバー材の板厚の1/2以上となるようにインバー材の板厚tが調整されている。   Further, the heat generating part 12 is made of an invar material so that the penetration depth of the eddy current induced on the surface of the invar material at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 12 becomes 1/2 or more of the thickness of the invar material. The plate thickness t is adjusted.


なお、インバー材とは磁性材の一種であり、鉄、ニッケル、コバルト、クロムなどの合金よりなるものである。インバー材は、その組成比率を調整することにより所望のキュリー温度を得ることができる。

The invar material is a kind of magnetic material and is made of an alloy such as iron, nickel, cobalt, and chromium. The invar material can obtain a desired Curie temperature by adjusting its composition ratio.


以上の構成において、高周波誘導加熱装置10の発熱部12の外面12a側にトンネル状に巻回された高周波誘導加熱コイル18に、高周波発振器からフィーダー14、16を介して高周波電流が給電されると、高周波誘導加熱コイル18が作る磁束が高周波誘導加熱コイル18により形成されるトンネル内を通過することにより、トンネル内に設けられた発熱部12を通過し、発熱部12の表面で渦電流が誘導されて発熱部12が加熱される。

In the above configuration, when a high frequency current is fed from the high frequency oscillator through the feeders 14 and 16 to the high frequency induction heating coil 18 wound in a tunnel shape on the outer surface 12a side of the heat generating portion 12 of the high frequency induction heating device 10. When the magnetic flux generated by the high frequency induction heating coil 18 passes through the tunnel formed by the high frequency induction heating coil 18, it passes through the heat generating part 12 provided in the tunnel, and eddy current is induced on the surface of the heat generating part 12. Then, the heat generating part 12 is heated.

ここで、発熱部12の表面に誘導される渦電流について説明すると、発熱部12の表面に誘導される渦電流は、例えば、図4に示すように、発熱部12の外面12aを端部12cから端部12bへ向けて時計回り方向へ進み、端部12bへ到達すると発熱部12の内面12dへ回り込み、発熱部12の内面12dを端部12bから端部12cへ向けて反時計回り方向へ進み、端部12cへ到達すると再び発熱部12の外面12aへ回り込んで外面12aを時計回り方向に進むものである。   Here, the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 12 will be described. The eddy current induced on the surface of the heat generating portion 12 is, for example, as shown in FIG. From the end 12b to the end 12b, and when it reaches the end 12b, it turns into the inner surface 12d of the heat generating part 12, and the inner surface 12d of the heat generating part 12 moves counterclockwise from the end 12b to the end 12c. When it reaches the end portion 12c, it goes around to the outer surface 12a of the heat generating portion 12 again and proceeds on the outer surface 12a in the clockwise direction.

このように、発熱部12の表面で誘導される渦電流は、発熱部12の表面を一方向に周回するように進むこととなる。   Thus, the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 12 proceeds so as to circulate around the surface of the heat generating portion 12 in one direction.


また、発熱部12に誘導される渦電流の浸透深さは、次に示す式1で表される。

Further, the penetration depth of the eddy current induced in the heat generating part 12 is expressed by the following formula 1.


δ=5.03√(ρ/μf) ・・・ 式1
δ:浸透深さ(cm)
ρ:固有抵抗(μΩ・cm)
μ:比透磁率
f:周波数(Hz)

そして、高周波発振器からの高周波誘導加熱コイル18への給電により、発熱部12が加熱され続けて、発熱部12が発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度まで加熱されると、発熱部12はそれ以上加熱されてもキュリー温度以上となることはなく、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度で一定となる。

δ = 5.03√ (ρ / μf) Equation 1
δ: penetration depth (cm)
ρ: Specific resistance (μΩ · cm)
μ: relative permeability
f: Frequency (Hz)

When the heat generating portion 12 is continuously heated by the power supply from the high frequency oscillator to the high frequency induction heating coil 18, and the heat generating portion 12 is heated to the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 12, the heat generating portion 12 is Even if heated further, it does not become the Curie temperature or higher, and becomes constant at the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 12.

ここで、発熱部12の板厚t、即ち、発熱部12を形成するインバー材の厚さは、発熱部12の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下となるように設定されている。   Here, the plate thickness t of the heat generating part 12, that is, the thickness of the invar material forming the heat generating part 12 is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating part 12. Is set to

従って、発熱部12の温度がキュリー温度に達しないときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)以下となるが、発熱部12の温度がキュリー温度に達したときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)より大きくなる。   Therefore, when the temperature of the heat generating portion 12 does not reach the Curie temperature, the penetration depth is not more than half the plate thickness t (t / 2), but when the temperature of the heat generating portion 12 reaches the Curie temperature, the penetration The depth is greater than half the plate thickness t (t / 2).

このため、発熱部12の温度がキュリー温度に達しないときには、図5(a)に示すように、発熱部12の外面12aと内面12dとにおける渦電流の浸透深さL1(L1≦t/2)は上記式1に従って徐々に大きくなり、また、外面12aと内面12dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがないので、発熱部12の温度は上昇する。   For this reason, when the temperature of the heat generating portion 12 does not reach the Curie temperature, as shown in FIG. 5A, the penetration depth L1 of the eddy current in the outer surface 12a and the inner surface 12d of the heat generating portion 12 (L1 ≦ t / 2). ) Gradually increases according to the above equation 1, and the eddy currents induced on the outer surface 12a and the inner surface 12d do not cancel each other, so the temperature of the heat generating portion 12 rises.

一方、発熱部12の温度がキュリー温度に達したときには、図5(b)に示すように、発熱部12の外面12aと内面12dとにおける渦電流の浸透深さL2は板厚tの半分(t/2)より大きくなり、発熱部12がキュリー温度以上に加熱されなくなる。   On the other hand, when the temperature of the heat generating portion 12 reaches the Curie temperature, as shown in FIG. 5B, the penetration depth L2 of the eddy current in the outer surface 12a and the inner surface 12d of the heat generating portion 12 is half the plate thickness t ( t / 2), and the heat generating part 12 is not heated to the Curie temperature or higher.

即ち、発熱部12の温度が発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度に達するときは、発熱部12の外面12aと内面12dとにおいて渦電流が発熱部12の板厚の1/2より大きい浸透深さL2で誘導されることになり、外面12aにおける渦電流と外面12aにおける渦電流と逆方向に流れる内面12dにおける渦電流とが互いに打ち消し合い、発熱部12が加熱されなくなるものである。   That is, when the temperature of the heat generating portion 12 reaches the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 12, the eddy current is larger than ½ of the plate thickness of the heat generating portion 12 on the outer surface 12a and the inner surface 12d of the heat generating portion 12. The eddy current in the outer surface 12a and the eddy current in the inner surface 12d flowing in the opposite direction cancel each other, and the heat generating portion 12 is not heated.

このように、高周波誘導加熱装置10においては、発熱部12の外面12aと内面12dとにおいてそれぞれ誘導される渦電流が、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度において互いに打ち消し合うことになるため、発熱部12が当該キュリー温度以上に加熱されることはなくなる。   As described above, in the high frequency induction heating apparatus 10, eddy currents induced on the outer surface 12 a and the inner surface 12 d of the heat generating part 12 cancel each other at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 12. The heat generating part 12 is not heated above the Curie temperature.


また、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度より発熱部12の温度が低下すると、誘導される渦電流の浸透深さは、発熱部12が当該キュリー温度に達した際に誘導される渦電流の浸透深さL2より小さい浸透深さL1となり、図5(a)に示すように外面12aと内面12dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがない状態となるので、発熱部12が再び加熱されるようになる。

Further, when the temperature of the heat generating portion 12 is lower than the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 12, the penetration depth of the induced eddy current is the eddy induced when the heat generating portion 12 reaches the Curie temperature. The penetration depth L1 is smaller than the penetration depth L2, and the eddy currents induced on the outer surface 12a and the inner surface 12d do not cancel each other as shown in FIG. Will be heated again.

こうして、高周波誘導加熱装置10においては、発熱部12が形成する渦巻きにより囲まれた広範囲の領域S1が、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度で一定で均一に加熱されるようになる。   In this way, in the high frequency induction heating apparatus 10, a wide area S <b> 1 surrounded by the spiral formed by the heat generating part 12 is heated uniformly and uniformly at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 12.

従って、広範囲の領域S1を被加熱物が通過すると、その被加熱物を当該キュリー温度で一定かつ均一に加熱することができる。   Therefore, when the object to be heated passes through the wide area S1, the object to be heated can be heated uniformly and uniformly at the Curie temperature.


上記において説明したように、高周波誘導加熱装置10によれば、図6に示すように、高周波誘導加熱により加熱された発熱部12の温度が、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度に達した後は当該キュリー温度を超える温度になることはなく、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度より発熱部12の温度が低下すると再び加熱され当該キュリー温度まで昇温するようになされている。

As described above, according to the high frequency induction heating device 10, as shown in FIG. 6, the temperature of the heat generating part 12 heated by high frequency induction heating reaches the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 12. After that, the temperature does not exceed the Curie temperature, and when the temperature of the heat generating portion 12 falls below the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 12, it is heated again and raised to the Curie temperature. .

従って、発熱部12を加熱する際の最高温度は、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度で常に一定に制御されることとなる。   Therefore, the maximum temperature when heating the heat generating portion 12 is always controlled to be constant by the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 12.

つまり、高周波誘導加熱装置10は、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度において発熱部12の発熱を自己制御できる構成となっている。   That is, the high frequency induction heating device 10 is configured to be able to self-control the heat generation of the heat generating part 12 at the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating part 12.

また、高周波誘導加熱装置10によれば、発熱部12を形成するインバー材の組成比率を変更することによりキュリー温度を選択することができ、所望のキュリー温度のインバー材により発熱部12を形成することによって、所望のキュリー温度において発熱部12の発熱を自己制御することができる。   Moreover, according to the high frequency induction heating device 10, the Curie temperature can be selected by changing the composition ratio of the invar material forming the heat generating portion 12, and the heat generating portion 12 is formed from the invar material having a desired Curie temperature. Thus, the heat generation of the heat generating portion 12 can be self-controlled at a desired Curie temperature.

さらに、高周波誘導加熱装置10によれば、発熱部12が形成する渦巻きにより囲まれた広範囲の領域S1が、発熱部12を形成するインバー材のキュリー温度で均一に加熱されるため、領域S1に被加熱物を通過させることにより、発熱部12に接触することなしに被加熱物をキュリー温度で均一に加熱することができる。   Furthermore, according to the high frequency induction heating device 10, the wide area S1 surrounded by the spiral formed by the heat generating part 12 is uniformly heated at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 12, so that the area S1 By passing the object to be heated, the object to be heated can be uniformly heated at the Curie temperature without contacting the heat generating portion 12.


次に、図7乃至図8を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の第2の実施の形態について説明する。

Next, a second embodiment of the high-frequency induction heating device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、以下の説明においては、図2乃至図3を参照しながら説明した本発明による高周波誘導加熱装置の第1の実施の形態と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いることにより、その構成ならびに作用の詳細な説明は適宜に省略することとする。   In the following description, the same or equivalent configurations as those of the first embodiment of the high-frequency induction heating device according to the present invention described with reference to FIGS. 2 to 3 are the same as those used above. By using the reference numerals, detailed description of the configuration and operation will be omitted as appropriate.


ここで、図7には本発明の第2に実施の形態による高周波誘導加熱装置の一部を破断して示した概略構成斜視説明図が示されており、図8には図7に示す高周波誘導加熱装置のB−B線による筒部および発熱部の端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)が示されている。

Here, FIG. 7 is a perspective view schematically illustrating the configuration of the high-frequency induction heating apparatus according to the second embodiment of the present invention, with a part thereof broken away. FIG. 8 shows a high-frequency view shown in FIG. The end surface structure explanatory drawing (illustration of the high frequency induction heating coil is abbreviate | omitted) by the BB line of an induction heating apparatus is shown.

この図7乃至図8に示す高周波誘導加熱装置20は、絶縁材よりなる略円柱状の筒部22と、筒部22の内周側に配置されるとともに矩形形状のインバー材を所定の間隔を開けて渦巻き状に巻き込んで略筒形状を形成した発熱部24と、高周波発振器(図示せず。)の一方の端子(図示せず。)に一方の端部14aを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー14および高周波発振器の他方の端部(図示せず。)に一方の端部16aを電気的に接続させた高周波電流を導通する線路たるフィーダー16と、フィーダー14の他方の端部14bに一方の端部18aを電気的に接続されるとともにフィーダー16の他方の端部16bに他方の端部18bを電気的に接続され筒部22の外面22a側に巻回されて配設された高周波誘導加熱コイル18とを有して構成されている。   The high-frequency induction heating apparatus 20 shown in FIGS. 7 to 8 is arranged on a substantially cylindrical cylindrical portion 22 made of an insulating material and an inner circumferential side of the cylindrical portion 22 and at a predetermined interval between rectangular invar materials. A heat generating part 24 that is opened and spirally wound to form a substantially cylindrical shape, and a high frequency in which one end 14a is electrically connected to one terminal (not shown) of a high frequency oscillator (not shown). A feeder 14 that is a line that conducts current, a feeder 16 that is a line that conducts high-frequency current in which one end 16a is electrically connected to the other end (not shown) of the high-frequency oscillator, and the other of the feeder 14 One end portion 18a is electrically connected to the end portion 14b and the other end portion 18b is electrically connected to the other end portion 16b of the feeder 16 and wound around the outer surface 22a side of the cylindrical portion 22. Arranged high circumference It is configured to include an induction heating coil 18.


より詳細には、発熱部24は、筒部22の内周側に配設され、矩形形状のインバー材の一方の端部24bを他方の端部24cの内側に所定の間隔g2だけ離隔して位置するようにして渦巻き状に順次に巻き込んでいき、対向する発熱部24同士が間隔g2を維持するとともに、端部24bが渦巻きの略中心に位置するようにした渦巻き状の略筒形状を形成するようにしたものである(図8を参照する。)。

More specifically, the heat generating portion 24 is disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 22, and one end portion 24b of the rectangular invar material is separated from the other end portion 24c by a predetermined interval g2. As a result, the coils are sequentially wound in a spiral shape so that the opposing heat generating portions 24 maintain the gap g2 and the end portion 24b is positioned substantially at the center of the spiral to form a substantially cylindrical shape. (Refer to FIG. 8).

さらに、発熱部24は、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度においてインバー材の表面に誘導される渦電流の浸透深さがインバー材の板厚の1/2以上となるようにインバー材の板厚tが調整されている。   Further, the heat generating part 24 is made of an invar material so that the penetration depth of the eddy current induced on the surface of the invar material at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 24 becomes 1/2 or more of the thickness of the invar material. The plate thickness t is adjusted.


従って、本発明の第2に実施の形態による高周波誘導加熱装置20は、筒部22の内周側に発熱部24が配置されている点と、発熱部24が端部24bを渦巻きの略中心に位置するようにした渦巻状の形状となっていることにより発熱部24の中心に大きな空間がない点とにおいて、高周波誘導加熱装置10と異なっている。

Therefore, in the high frequency induction heating device 20 according to the second embodiment of the present invention, the heat generating portion 24 is disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 22, and the heat generating portion 24 is substantially centered around the end portion 24b. It differs from the high frequency induction heating apparatus 10 in that there is no large space at the center of the heat generating part 24 due to the spiral shape that is positioned at the center.


以上の構成において、高周波誘導加熱装置20における筒部22の外面22a側にトンネル状に巻回された高周波誘導加熱コイル18に、高周波発振器からフィーダー14、16を介して高周波電流が給電されると、高周波誘導加熱コイル18が作る磁束が高周波誘導加熱コイル18により形成されるトンネル内を通過することにより、トンネル内に設けられた筒部22と筒部22の内周側に配設された発熱部24とを通過するが、絶縁材よりなる筒部22では渦電流が誘導されないので誘導加熱されることはなく、筒部22の内周側に配設されたインバー材よりなる発熱部24の表面で渦電流が誘導されて発熱部24が加熱される。

In the above configuration, when a high frequency current is fed from the high frequency oscillator through the feeders 14 and 16 to the high frequency induction heating coil 18 wound in a tunnel shape on the outer surface 22a side of the cylindrical portion 22 in the high frequency induction heating device 20. The magnetic flux generated by the high-frequency induction heating coil 18 passes through the tunnel formed by the high-frequency induction heating coil 18, thereby generating heat generated in the cylindrical portion 22 provided in the tunnel and the inner peripheral side of the cylindrical portion 22. However, since no eddy current is induced in the cylindrical portion 22 made of an insulating material, induction heating is not performed, and the heat generating portion 24 made of an invar material disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 22 An eddy current is induced on the surface, and the heat generating part 24 is heated.


ここで、発熱部24の表面に誘導される渦電流について説明すると、発熱部24の表面に誘導される渦電流は、例えば、図9に示すように、発熱部24の外面24aを端部24cから端部24bへ向けて時計回り方向へ進み、端部24bへ到達すると発熱部24の内面24dへ回り込み、発熱部24の内面24dを端部24bから端部24cへ向けて反時計回り方向へ進み、端部24cへ到達すると再び発熱部24の外面24aへ回り込んで外面12aを時計回り方向に進むものである。

Here, eddy currents induced on the surface of the heat generating part 24 will be described. The eddy currents induced on the surface of the heat generating part 24 are, for example, as shown in FIG. Proceeds to the end 24b in the clockwise direction, and when it reaches the end 24b, it turns into the inner surface 24d of the heat generating part 24, and the inner surface 24d of the heat generating part 24 moves in the counterclockwise direction from the end 24b to the end 24c. When it reaches the end 24c, it goes around again to the outer surface 24a of the heat generating part 24 and advances in the clockwise direction on the outer surface 12a.

このように、発熱部24の表面で誘導される渦電流は、発熱部24の表面を一方向に周回するように進むこととなる。   As described above, the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 24 proceeds so as to circulate around the surface of the heat generating portion 24 in one direction.


また、発熱部24に誘導される渦電流の浸透深さは、上記した式1で表される。

Further, the penetration depth of the eddy current induced in the heat generating portion 24 is expressed by the above-described formula 1.

そして、高周波発振器からの高周波誘導加熱コイル18への給電により、発熱部24が加熱され続けて、発熱部24が発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度まで加熱されると、発熱部24はそれ以上加熱されてもキュリー温度以上となることはなく、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度で一定となる。   When the heat generating part 24 is continuously heated by the power supply from the high frequency oscillator to the high frequency induction heating coil 18 and the heat generating part 24 is heated to the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating part 24, the heat generating part 24 is Even if heated further, the temperature does not exceed the Curie temperature, and becomes constant at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 24.

ここで、発熱部24の板厚t、即ち、発熱部24を形成するインバー材の厚さは、発熱部24の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下となるように設定されている。   Here, the plate thickness t of the heat generating portion 24, that is, the thickness of the invar material forming the heat generating portion 24 is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 24. Is set to

従って、発熱部24の温度がキュリー温度に達しないときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)以下となるが、発熱部24の温度がキュリー温度に達したときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)より大きくなる。   Therefore, when the temperature of the heat generating part 24 does not reach the Curie temperature, the penetration depth is not more than half of the plate thickness t (t / 2), but when the temperature of the heat generating part 24 reaches the Curie temperature, the penetration The depth is greater than half the plate thickness t (t / 2).

このため、発熱部24の温度がキュリー温度に達しないときには、図5(a)に示すように、発熱部24の外面24aと内面24dとにおける渦電流の浸透深さL1(L1≦t/2)は上記式1に従って徐々に大きくなり、また、外面24aと内面24dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがないので、発熱部24の温度は上昇する。   For this reason, when the temperature of the heat generating portion 24 does not reach the Curie temperature, as shown in FIG. 5A, the penetration depth L1 of the eddy current in the outer surface 24a and the inner surface 24d of the heat generating portion 24 (L1 ≦ t / 2). ) Gradually increases according to the above equation 1, and the eddy currents induced on the outer surface 24a and the inner surface 24d do not cancel each other, so the temperature of the heat generating portion 24 rises.

一方、発熱部24の温度がキュリー温度に達したときには、図5(b)に示すように、発熱部24の外面24aと内面24dとにおける渦電流の浸透深さL2は板厚tの半分(t/2)より大きくなり、発熱部24がキュリー温度以上に加熱されなくなる。   On the other hand, when the temperature of the heat generating portion 24 reaches the Curie temperature, as shown in FIG. 5B, the penetration depth L2 of the eddy current in the outer surface 24a and the inner surface 24d of the heat generating portion 24 is half the plate thickness t ( It becomes larger than t / 2), and the heat generating portion 24 is not heated above the Curie temperature.

即ち、発熱部24の温度が発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度に達するときは、発熱部24の外面24aと内面24dとにおいて渦電流が発熱部24の板厚の1/2より大きい浸透深さL2で誘導されることになり、外面24aにおける渦電流と外面24aにおける渦電流と逆方向に流れる内面24dにおける渦電流とが互いに打ち消し合い、発熱部24が加熱されなくなるものである。   That is, when the temperature of the heat generating part 24 reaches the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating part 24, the eddy current is larger than ½ of the plate thickness of the heat generating part 24 on the outer surface 24a and the inner surface 24d of the heat generating part 24. The eddy current in the outer surface 24a and the eddy current in the inner surface 24d flowing in the opposite direction cancel each other, and the heat generating portion 24 is not heated.

このように、高周波誘導加熱装置20においては、発熱部24の外面24aと内面24dとにおいてそれぞれ誘導される渦電流が、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度において互いに打ち消し合うことになるため、発熱部24が当該キュリー温度以上に加熱されることはなくなる。   As described above, in the high frequency induction heating device 20, eddy currents induced on the outer surface 24 a and the inner surface 24 d of the heat generating part 24 cancel each other at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 24. The heating unit 24 is not heated to the Curie temperature or higher.


また、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度より発熱部24の温度が低下すると、誘導される渦電流の浸透深さは、発熱部24が当該キュリー温度に達した際に誘導される渦電流の浸透深さL2より小さい浸透深さL1となり、図5(a)に示すように外面24aと内面24dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがない状態となるので、発熱部24が再び加熱されるようになる。

Further, when the temperature of the heat generating part 24 is lower than the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating part 24, the penetration depth of the induced eddy current is the eddy induced when the heat generating part 24 reaches the Curie temperature. The penetration depth L1 is smaller than the penetration depth L2, and the eddy currents induced in the outer surface 24a and the inner surface 24d do not cancel each other as shown in FIG. Will be heated again.

こうして、高周波誘導加熱装置20においては、筒部22内の空間が発熱部24により加熱され、この筒部22内の空間は、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度で一定で均一に加熱されるようになる。   Thus, in the high frequency induction heating device 20, the space in the cylindrical portion 22 is heated by the heat generating portion 24, and the space in the cylindrical portion 22 is heated uniformly and uniformly at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 24. Will come to be.

従って、筒部22内に被加熱物として気体や液体といった流体を流し込むことにより、その被加熱物を当該キュリー温度で一定かつ均一に加熱することができる。   Therefore, by pouring a fluid such as gas or liquid as a heated object into the cylindrical portion 22, the heated object can be heated uniformly and uniformly at the Curie temperature.

また、高周波誘導加熱装置20においては、断面が渦巻状の発熱部24の巻き数を多くすることにより、筒部22に被加熱物として流し込まれた流体と発熱部24の表面との接する面積が多くなるので、当該被加熱物をより効率的に加熱することができるようになる。   In addition, in the high frequency induction heating device 20, by increasing the number of turns of the heat generating part 24 having a spiral cross section, the area where the fluid poured into the cylindrical part 22 as an object to be heated and the surface of the heat generating part 24 comes into contact is increased. Since it increases, the said to-be-heated material can be heated more efficiently.


上記において説明したように、高周波誘導加熱装置20によれば、図6に示すように、高周波誘導加熱により加熱された発熱部24の温度が、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度に達した後は当該キュリー温度を超える温度になることはなく、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度より発熱部24の温度が低下すると再び加熱され当該キュリー温度まで昇温するようになされている。

As described above, according to the high frequency induction heating device 20, as shown in FIG. 6, the temperature of the heat generating part 24 heated by the high frequency induction heating reaches the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 24. After that, the temperature does not exceed the Curie temperature, and when the temperature of the heat generating part 24 is lower than the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 24, it is heated again and raised to the Curie temperature. .

従って、発熱部24を加熱する際の最高温度は、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度で常に一定に制御されることとなる。   Therefore, the maximum temperature when heating the heat generating part 24 is always controlled to be constant by the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 24.

つまり、高周波誘導加熱装置20は、発熱部24を形成するインバー材のキュリー温度において発熱部24の発熱を自己制御できる構成となっている。   That is, the high frequency induction heating device 20 is configured to be able to self-control the heat generation of the heat generating part 24 at the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating part 24.

また、高周波誘導加熱装置20によれば、発熱部24を形成するインバー材の組成比率を変更することによりキュリー温度を選択することができ、所望のキュリー温度のインバー材により発熱部24を形成することによって、所望のキュリー温度において発熱部24の発熱を自己制御することができる。   Moreover, according to the high frequency induction heating device 20, the Curie temperature can be selected by changing the composition ratio of the invar material forming the heat generating portion 24, and the heat generating portion 24 is formed of the invar material having a desired Curie temperature. Thus, the heat generation of the heat generating portion 24 can be self-controlled at a desired Curie temperature.


次に、図10乃至図11を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の第3の実施の形態について説明する。

Next, a third embodiment of the high-frequency induction heating device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、以下の説明においては、上記した第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置20と同様に、図2乃至図3を参照しながら説明した本発明による高周波誘導加熱装置の第1の実施の形態と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いることにより、その構成ならびに作用の詳細な説明は適宜に省略することとする。   In the following description, similarly to the high-frequency induction heating apparatus 20 according to the second embodiment described above, the first embodiment of the high-frequency induction heating apparatus according to the present invention described with reference to FIGS. About the structure which is the same as that of a form, or the structure corresponded, the detailed description of the structure and effect | action is abbreviate | omitted suitably by using the code | symbol same as the code | symbol used above.


ここで、図10には本発明の第3に実施の形態による高周波誘導加熱装置の一部を破断して示した概略構成斜視説明図が示されており、図11には図10に示す高周波誘導加熱装置のC−C線による筒部および発熱部の端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)が示されている。

Here, FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating the configuration of the high-frequency induction heating apparatus according to the third embodiment of the present invention, with a part thereof broken, and FIG. The end surface structure explanatory drawing (illustration of the high frequency induction heating coil is abbreviate | omitted) of the cylinder part by the CC line of an induction heating apparatus and a heat generating part is shown.

この図10乃至図11に示す高周波誘導加熱装置30は、ガラスなどの耐熱絶縁材よりなる略円柱状の筒部32と、筒部32の内周側に配置されるとともに断面C形形状に加工された複数のインバー材を組み合わせて断面が略渦巻状となるように形成した略筒形状の発熱部34と、高周波発振器(図示せず。)の一方の端子(図示せず。)に一方の端部14aを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー14および高周波発振器の他方の端部(図示せず。)に一方の端部16aを電気的に接続させた高周波電流を導通する線路たるフィーダー16と、フィーダー14の他方の端部14bに一方の端部18aを電気的に接続されるとともにフィーダー16の他方の端部16bに他方の端部18bを電気的に接続され筒部22の外面22a側に巻回されて配設された高周波誘導加熱コイル18とを有して構成されている。   The high-frequency induction heating device 30 shown in FIGS. 10 to 11 is arranged in a substantially cylindrical cylindrical portion 32 made of a heat-resistant insulating material such as glass, and is disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 32 and processed into a C-shaped cross section. A plurality of invar materials thus combined to form a substantially cylindrical heat generating portion 34 having a substantially spiral cross section, and one terminal (not shown) of a high-frequency oscillator (not shown). A high-frequency current in which one end 16a is electrically connected to the feeder 14 serving as a line for conducting high-frequency current electrically connected to the end 14a and the other end (not shown) of the high-frequency oscillator is conducted. One end 18a is electrically connected to the feeder 16 as the track to be connected to the other end 14b of the feeder 14, and the other end 18b is electrically connected to the other end 16b of the feeder 16. Part 22 Is configured to include a high-frequency induction heating coil 18 wound around the outer surface 22a side is arranged.

より詳細には、発熱部34は、同じ組成比率のインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6を、筒部32の内周側に配置することにより構成されている。   In more detail, the heat generating part 34 arranges invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 having the same composition ratio on the inner peripheral side of the cylindrical part 32. It is comprised by doing.

ここで、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6は、それぞれ所定の曲率を有した曲面に加工された断面C形形状を備えており、それぞれが外側もしくは内側に位置する対向するインバー材と間隔g3を開けるとともに隣り合うインバー材と間隔g4を開けるようにして、断面が略渦巻状をした略筒形状を備えるように構成されている。   Here, each of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 has a C-shaped cross section processed into a curved surface having a predetermined curvature. Each of them is configured to have a substantially cylindrical shape with a substantially spiral cross section so as to open a gap g3 with an invar material facing each other on the outside or inside and to open a gap g4 with an adjacent invar material. .

さらに、発熱部34は、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度においてインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面に誘導される渦電流の浸透深さが各インバー材の板厚の1/2以上となるようにインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の板厚tが調整されている。   Further, the heat generating part 34 is composed of the Invar materials 34-1 and 34- at the Curie temperatures of the Invar materials 34-1 and 34-2, 34-3, 34-4, 34-5 and 34-6 constituting the heat generating part 34. 2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 Invar material 34-1 so that the penetration depth of eddy currents induced on the surface of each invar material is 1/2 or more of the thickness of each invar material. , 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 are adjusted.


従って、本発明の第3の実施の形態による高周波誘導加熱装置30は、筒部32の内周側に発熱部34が配置されている点と、発熱部34が複数の断面C形形状のインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6を組み合わせて構成されている点とにおいて、高周波誘導加熱装置10、20と異なっている。

Therefore, in the high frequency induction heating device 30 according to the third embodiment of the present invention, the heat generating part 34 is arranged on the inner peripheral side of the cylindrical part 32, and the heat generating part 34 has a plurality of cross-sectional C-shaped invars. It is different from the high frequency induction heating devices 10 and 20 in that the materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 are combined.


以上の構成において、高周波誘導加熱装置30における筒部32の外面32a側にトンネル状に巻回された高周波誘導加熱コイル18に、高周波発振器からフィーダー14、16を介して高周波電流が給電されると、高周波誘導加熱コイル18が作る磁束が高周波誘導加熱コイル18により形成されるトンネル内を通過することにより、トンネル内に設けられた筒部32と筒部32の内周側に配設された発熱部34とを通過するが、ガラスなどの耐熱絶縁材よりなる筒部32では渦電流が誘導されないので誘導加熱されることはなく、筒部32の内周側に配設された発熱部34を構成する各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面で渦電流が誘導され、発熱部34、即ち、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6が加熱される。

In the above configuration, when a high frequency current is fed from the high frequency oscillator through the feeders 14 and 16 to the high frequency induction heating coil 18 wound in a tunnel shape on the outer surface 32a side of the cylindrical portion 32 in the high frequency induction heating device 30. The magnetic flux generated by the high-frequency induction heating coil 18 passes through the tunnel formed by the high-frequency induction heating coil 18, thereby generating heat generated in the cylindrical portion 32 provided in the tunnel and the inner peripheral side of the cylindrical portion 32. However, since the eddy current is not induced in the cylindrical portion 32 made of a heat-resistant insulating material such as glass, induction heating is not performed, and the heating portion 34 disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 32 is provided. Eddy currents are induced on the surface of each of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6, and the heat generating portion 34, that is, each of the invar materials 34-1, 3 -2,34-3,34-4,34-5,34-6 it is heated.


ここで、発熱部34、即ち、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面に誘導される渦電流について説明すると、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面に誘導される渦電流は、例えば、図12に示すように、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の渦巻き形状の外径側に面する外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aを渦巻き形状の外径側に位置する端部34−1c、34−2c、34−3c、34−4c、34−5c、34−6cから渦巻き形状の内径側に位置する端部34−1b、34−2b、34−3b、34−4b、34−5b、34−6bへ向けて時計回り方向へ進み、端部34−1b、34−2b、34−3b、34−4b、34−5b、34−6bへ到達するとインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の渦巻き形状の内径側に面する内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dへ回り込み、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dを端部34−1b、34−2b、34−3b、34−4b、34−5b、34−6bから端部34−1c、34−2c、34−3c、34−4c、34−5c、34−6cへ向けて反時計回り方向へ進み、端部34−1c、34−2c、34−3c、34−4c、34−5c、34−6cへ到達すると再びインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aへ回り込んで外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aを時計回り方向に進むものである。

Here, the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 34, that is, each of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 will be described. The eddy currents induced on the surfaces of 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 are, for example, as shown in FIG. -2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6, outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34 facing the outer diameter side of the spiral shape −6a from the end portions 34-1c, 34-2c, 34-3c, 34-4c, 34-5c, and 34-6c located on the outer diameter side of the spiral shape to the end portion 34− located on the inner diameter side of the spiral shape Clockwise toward 1b, 34-2b, 34-3b, 34-4b, 34-5b, 34-6b To the end portions 34-1b, 34-2b, 34-3b, 34-4b, 34-5b, 34-6b, the Invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34 -5, 34-6 wrap around the inner surfaces 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, 34-6d facing the inner diameter side of the spiral shape, and the Invar materials 34-1, 34- 2, 34-3, 34-4, 34-5, and the inner surface 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, and 34-6d of the end portions 34-1b and 34 -2b, 34-3b, 34-4b, 34-5b, 34-6b to end portions 34-1c, 34-2c, 34-3c, 34-4c, 34-5c, 34-6c, counterclockwise Direction, ends 34-1c, 34-2c, 34-3c, 34-4c, 34-5 , 34-6c, the outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 again. , 34-5a, 34-6a, and the outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a are advanced in the clockwise direction.

このように、発熱部34を構成する各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面で誘導される渦電流は、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面を一方向に周回するように進むこととなる。   As described above, the eddy currents induced on the surfaces of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating portion 34 are each invar material 34. -1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6, it will advance so that it may circulate in one direction.


また、発熱部34を構成する各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6にそれぞれに誘導される渦電流の浸透深さは、上記した式1で表される。

Moreover, the penetration depth of the eddy current induced in each of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating portion 34 is as described above. It is represented by Formula 1.

そして、高周波発振器からの高周波誘導加熱コイル18への給電により、発熱部34を構成する各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6が加熱され続けて、発熱部34が発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度まで加熱されると、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6はそれ以上加熱されてもキュリー温度以上となることはなく、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度で一定となる。   And each invar material 34-1 and 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 which comprise the heat generating part 34 are heated by the electric power feeding to the high frequency induction heating coil 18 from a high frequency oscillator. If the heat generating part 34 is continuously heated to the Curie temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 constituting the heat generating part 34, the invar material 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 do not exceed the Curie temperature even when heated further, and the invar materials 34-1, 34-2, and 34 are not increased. -3, 34-4, 34-5, and 34-6, the temperature becomes constant.

ここで、発熱部34を構成する各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の板厚tは、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下となるように設定されている。   Here, the thicknesses t of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating portion 34 are the invar materials 34-1 and 34-. 2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 are set to be not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of eddy currents induced on the surface.

従って、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の温度がキュリー温度に達しないときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)以下となるが、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の温度がキュリー温度に達したときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)より大きくなる。   Therefore, when the temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating portion 34 does not reach the Curie temperature, the penetration depth is the plate thickness. When the temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 reaches the Curie temperature, the permeation is less than half of t (t / 2). The depth is greater than half the plate thickness t (t / 2).

このため、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の温度がキュリー温度に達しないときには、図5(a)に示すように、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aと内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dとにおける渦電流の浸透深さL1(L1≦t/2)は上記式1に従って徐々に大きくなり、また、外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aと内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがないので、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6により構成される発熱部34の温度は上昇する。   For this reason, when the temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 does not reach the Curie temperature, as shown in FIG. 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and inner surfaces The penetration depth L1 (L1 ≦ t / 2) of eddy currents in 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, and 34-6d gradually increases according to the above equation 1, and , Outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and inner surfaces 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, 34-6d Since the eddy currents induced by each other do not cancel each other, Temperature of the heating unit 34 composed of 34-1,34-2,34-3,34-4,34-5,34-6 rises.

一方、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の温度がキュリー温度に達したときには、図5(b)に示すように、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aと内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dとにおける渦電流の浸透深さL2は板厚tの半分(t/2)以上の大きさとなり、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6により構成される発熱部34がキュリー温度以上に加熱されなくなる。   On the other hand, when the temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating portion 34 reaches the Curie temperature, it is shown in FIG. As described above, the outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6, The penetration depth L2 of the eddy current between 34-6a and the inner surfaces 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, 34-6d is more than half (t / 2) of the plate thickness t. It becomes a magnitude | size and the heat generating part 34 comprised by each Invar material 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 is no longer heated more than Curie temperature.

即ち、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の温度がそのキュリー温度に達するときは、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aと内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dとにおいて渦電流がインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の板厚の1/2より大きい浸透深さL2で誘導されることになり、外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aにおける渦電流と外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aにおける渦電流と逆方向に流れる内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dにおける渦電流とが互いに打ち消し合い、各インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6により構成される発熱部34が加熱されなくなるものである。   That is, when the temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 reaches its Curie temperature, the invar materials 34-1, 34-2, 34- 3, 34-4, 34-5, 34-6 outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and inner surfaces 34-1d, 34-2d, 34- In 3d, 34-4d, 34-5d, and 34-6d, the eddy current is 1/2 of the thickness of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6. The eddy currents on the outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and the outer surfaces 34-1a, 34-2a will be induced at a greater penetration depth L2. , 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and the opposite direction to the eddy current The eddy currents in the flowing inner surfaces 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, and 34-6d cancel each other, and the respective invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34 -4, 34-5, and 34-6 are not heated.

このように、高周波誘導加熱装置30においては、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aと内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dとにおいてそれぞれ誘導される渦電流が、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度において互いに打ち消し合うことになるため、発熱部34が当該キュリー温度以上に加熱されることはなくなる。   Thus, in the high frequency induction heating device 30, the outer surfaces 34-1a, 34 of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 constituting the heat generating portion 34. -2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and vortices induced on the inner surfaces 34-1d, 34-2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, 34-6d, respectively. Since the currents cancel each other out at the Curie temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating part 34, the heat generating part 34 It will not be heated above the Curie temperature.


また、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度より発熱部34の温度が低下すると、誘導される渦電流の浸透深さは、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6が当該キュリー温度に達した際に誘導される渦電流の浸透深さL2より小さい浸透深さL1となり、図5(a)に示すように外面34−1a、34−2a、34−3a、34−4a、34−5a、34−6aと内面34−1d、34−2d、34−3d、34−4d、34−5d、34−6dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがない状態となるので、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6が再び加熱されるようになる。

Further, when the temperature of the heat generating part 34 is lower than the Curie temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating part 34, the vortex induced The penetration depth of the current is the penetration depth of the eddy current induced when the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6 reach the Curie temperature. The penetration depth L1 is smaller than L2, and as shown in FIG. 5A, the outer surfaces 34-1a, 34-2a, 34-3a, 34-4a, 34-5a, 34-6a and the inner surfaces 34-1d, 34- Since the eddy currents induced to 2d, 34-3d, 34-4d, 34-5d, and 34-6d do not cancel each other, the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 are heated again.

こうして、高周波誘導加熱装置30においては、筒部32内の空間が発熱部34により加熱され、この筒部32内の空間は、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度で一定で均一に加熱されるようになる。   Thus, in the high frequency induction heating device 30, the space in the cylindrical portion 32 is heated by the heat generating portion 34, and the spaces in the cylindrical portion 32 are invar materials 34-1, 34-2, 34 constituting the heat generating portion 34. −3, 34-4, 34-5, and 34-6, and is heated at a constant and uniform temperature.

従って、筒部32内に被加熱物として気体や液体といった流体を流し込むことにより、その被加熱物を当該キュリー温度で一定かつ均一に加熱することができる。   Therefore, by flowing a fluid such as gas or liquid as a heated object into the cylindrical portion 32, the heated object can be heated uniformly and uniformly at the Curie temperature.

また、高周波誘導加熱装置30においては、断面が渦巻状の発熱部34の巻き数を多くすることにより、筒部32に被加熱物として流し込まれた流体と発熱部34の表面との接する面積が多くなるので、当該被加熱物をより効率的に加熱することができるようになる。   In addition, in the high frequency induction heating device 30, by increasing the number of turns of the heat generating part 34 having a spiral cross section, the area where the fluid poured into the cylindrical part 32 as the object to be heated and the surface of the heat generating part 34 is in contact with each other. Since it increases, the said to-be-heated material can be heated more efficiently.


上記において説明したように、高周波誘導加熱装置30によれば、図6に示すように、高周波誘導加熱により加熱された発熱部34の温度が、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度に達した後は当該キュリー温度を超える温度になることはなく、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度より発熱部34、即ち、インバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の温度が低下すると再び加熱され当該キュリー温度まで昇温するようになされている。

As described above, according to the high frequency induction heating device 30, as shown in FIG. 6, the temperature of the heat generating part 34 heated by the high frequency induction heating is the invar materials 34-1 and 34 constituting the heat generating part 34. -2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6, after reaching the Curie temperature, the temperature does not exceed the Curie temperature, Invar material 34-1 constituting the heat generating portion 34, From the Curie temperature of 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, 34-6, the heat generating part 34, that is, the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5. When the temperature of 34-6 is lowered, it is heated again to raise the temperature to the Curie temperature.

従って、発熱部34を加熱する際の最高温度は、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度で常に一定に制御されることとなる。   Therefore, the maximum temperature when heating the heat generating portion 34 is always the Curie temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating portion 34. It will be controlled to be constant.

つまり、高周波誘導加熱装置30は、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6のキュリー温度において発熱部34の発熱を自己制御できる構成となっている。   That is, the high frequency induction heating device 30 generates heat from the heat generating part 34 at the Curie temperature of the invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 constituting the heat generating part 34. It is configured to be self-controllable.

また、高周波誘導加熱装置30によれば、断面C形形状に加工されたインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6を組み合わせて渦巻き形状を形成して発熱部34を構成するため、高周波誘導加熱装置20のように単一のインバー材を渦巻き形状に加工して発熱部24を形成する場合と比較すると、渦巻き形状の発熱部を容易に構築することができる。   Moreover, according to the high frequency induction heating apparatus 30, the spiral shape is obtained by combining the Invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 processed into a C-shaped cross section. In order to form the heat generating part 34, the spiral heat generating part can be easily formed as compared with the case where the heat generating part 24 is formed by processing a single invar material into a spiral shape like the high frequency induction heating device 20. Can be built.

さらに、高周波誘導加熱装置30によれば、発熱部34を構成するインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6の組成比率を変更することによりキュリー温度を選択することができ、所望のキュリー温度のインバー材34−1、34−2、34−3、34−4、34−5、34−6により発熱部34を構成することによって、所望のキュリー温度において発熱部34の発熱を自己制御することができる。   Furthermore, according to the high frequency induction heating device 30, by changing the composition ratio of the invar materials 34-1 and 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 that constitute the heat generating portion 34. The Curie temperature can be selected, and the heat generating part 34 is configured by the Invar materials 34-1, 34-2, 34-3, 34-4, 34-5, and 34-6 having a desired Curie temperature. The heat generation of the heat generating part 34 can be self-controlled at the Curie temperature.


次に、図13乃至図14を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の第4の実施の形態について説明する。

Next, a fourth embodiment of the high-frequency induction heating device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、以下の説明においては、上記した第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置20と同様に、図2乃至図3を参照しながら説明した本発明による高周波誘導加熱装置の第1の実施の形態と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いることにより、その構成ならびに作用の詳細な説明は適宜に省略することとする。   In the following description, similarly to the high-frequency induction heating apparatus 20 according to the second embodiment described above, the first embodiment of the high-frequency induction heating apparatus according to the present invention described with reference to FIGS. About the structure which is the same as that of a form, or the structure corresponded, the detailed description of the structure and effect | action is abbreviate | omitted suitably by using the code | symbol same as the code | symbol used above.


ここで、図13には本発明の第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置の概念構成斜視説明図が示されており、図14には図13に示す高周波誘導加熱装置のD−D線による筒部、発熱部およびボビンの端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)が示されている。

Here, FIG. 13 shows a perspective view of a conceptual configuration of the high-frequency induction heating device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows a DD line of the high-frequency induction heating device shown in FIG. The cylindrical part, heat generating part, and bobbin end face configuration explanatory drawing (illustration of the high frequency induction heating coil is omitted) are shown.

この図13乃至図14に示す高周波誘導加工装置40は、アルミや銅などの非磁性材の金属よりなる略円柱状の筒部42と、筒部42の内周側に配置されるとともに断面C字形状に加工されたインバー材よりなる発熱部44と、筒部42の中心位置に配設されるボビン46と、高周波発振器(図示せず。)の一方の端子(図示せず。)に一方の端部14aを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー14および高周波発振器の他方の端部(図示せず。)に一方の端部16aを電気的に接続させた高周波電流を導通する線路たるフィーダー16と、フィーダー14の他方の端部14bに一方の端部18aを電気的に接続されるとともにフィーダー16の他方の端部16bに他方の端部18bを電気的に接続されボビン46の表面46aに巻回されて配設された高周波誘導加熱コイル18とを有して構成されている。   A high-frequency induction machining apparatus 40 shown in FIGS. 13 to 14 is arranged on a substantially cylindrical cylindrical portion 42 made of a nonmagnetic metal such as aluminum or copper, and on the inner peripheral side of the cylindrical portion 42 and has a cross section C. One of the heat generating part 44 made of Invar material processed into a letter shape, the bobbin 46 disposed at the center position of the cylindrical part 42, and one terminal (not shown) of a high-frequency oscillator (not shown). A high-frequency current in which one end 16a is electrically connected to a feeder 14 that is a line that conducts a high-frequency current electrically connected to the end 14a and the other end (not shown) of the high-frequency oscillator. One end 18a is electrically connected to the feeder 16 as a conducting line and the other end 14b of the feeder 14, and the other end 18b is electrically connected to the other end 16b of the feeder 16. Bobbin 46 It is configured to include a high-frequency induction heating coil 18 is wound on the surface 46a is arranged.


より詳細には、発熱部44は、矩形形状のインバー材の一方の端部44bと他方の端部44cとを所定の間隔g5を開けて対向させるようにして筒形形状を形成した略円柱形状を備えており、筒部42の内面42aと接することなく配設されている(図14を参照する。)。

More specifically, the heat generating portion 44 has a substantially cylindrical shape in which a cylindrical shape is formed such that one end 44b and the other end 44c of the rectangular invar material are opposed to each other with a predetermined gap g5. And disposed without contacting the inner surface 42a of the cylindrical portion 42 (see FIG. 14).

さらに、発熱部44は、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度においてインバー材の表面に誘導される渦電流の浸透深さがインバー材の板厚の1/2以上となるようにインバー材の板厚tが調整されている。   Further, the heat generating portion 44 is made of an invar material so that the penetration depth of the eddy current induced on the surface of the invar material at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 44 becomes 1/2 or more of the thickness of the invar material. The plate thickness t is adjusted.


従って、本発明の第4に実施の形態による高周波誘導加熱装置40は、筒部42の中心位置に高周波誘導加熱コイル18が巻回されたボビン46が載置されている点において、高周波誘導加熱装置10、高周波誘導加熱装置20および高周波誘導加熱装置30と異なっている。

Therefore, the high-frequency induction heating device 40 according to the fourth embodiment of the present invention has a high-frequency induction heating in that the bobbin 46 around which the high-frequency induction heating coil 18 is wound is placed at the center position of the cylindrical portion 42. It is different from the apparatus 10, the high frequency induction heating apparatus 20 and the high frequency induction heating apparatus 30.


以上の構成において、高周波誘導加熱装置40におけるボビン46の表面46aに巻回された高周波誘導加熱コイル18に、高周波発振器からフィーダー14、16を介して高周波電流が給電されると、高周波誘導加熱コイル18が作る磁束が発熱部44と筒部42とを通過するが、インバー材よりなる発熱部44では表面に渦電流が誘導されて発熱部44が誘導加熱され、アルミや銅などの非磁性材の金属よりなる筒部42では渦電流が誘導されないので筒部42は誘導加熱されることはない。

In the above configuration, when a high frequency current is fed from the high frequency oscillator through the feeders 14 and 16 to the high frequency induction heating coil 18 wound around the surface 46a of the bobbin 46 in the high frequency induction heating device 40, the high frequency induction heating coil. The magnetic flux produced by 18 passes through the heat generating portion 44 and the cylindrical portion 42. However, in the heat generating portion 44 made of an invar material, an eddy current is induced on the surface and the heat generating portion 44 is inductively heated, and a nonmagnetic material such as aluminum or copper is used. Since the eddy current is not induced in the cylindrical portion 42 made of this metal, the cylindrical portion 42 is not induction-heated.


ここで、発熱部44の表面に誘導される渦電流について説明すると、発熱部44の表面に誘導される渦電流は、例えば、図15に示すように、発熱部44の外面44aを端部44cから端部44bへ向けて時計回り方向へ進み、端部44bへ到達すると発熱部44の内面44dへ回り込み、発熱部44の内面44dを端部44bから端部44cへ向けて反時計回り方向へ進み、端部44cへ到達すると再び発熱部44の外面44aへ回り込んで外面44aを時計回り方向に進むものである。

Here, the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 44 will be described. The eddy current induced on the surface of the heat generating portion 44 is, for example, as shown in FIG. Proceeds to the end 44b in the clockwise direction, and when it reaches the end 44b, it turns into the inner surface 44d of the heat generating portion 44, and the inner surface 44d of the heat generating portion 44 moves in the counterclockwise direction from the end 44b to the end 44c. When it reaches the end portion 44c, it goes around to the outer surface 44a of the heat generating portion 44 again and advances in the clockwise direction on the outer surface 44a.

このように、発熱部44の表面で誘導される渦電流は、発熱部44の表面を一方向に周回するように進むこととなる。   Thus, the eddy current induced on the surface of the heat generating part 44 proceeds so as to circulate around the surface of the heat generating part 44 in one direction.


また、発熱部24に誘導される渦電流の浸透深さは、上記した式1で表される。

Further, the penetration depth of the eddy current induced in the heat generating portion 24 is expressed by the above-described formula 1.

そして、高周波発振器からの高周波誘導加熱コイル18への給電により、発熱部44が加熱され続けて、発熱部44が発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度まで加熱されると、発熱部44はそれ以上加熱されてもキュリー温度以上となることはなく、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度で一定となる。   When the heat generating portion 44 is continuously heated by the power supply to the high frequency induction heating coil 18 from the high frequency oscillator, and the heat generating portion 44 is heated to the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 44, the heat generating portion 44 is Even if heated further, the temperature does not exceed the Curie temperature, and becomes constant at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 44.

ここで、発熱部44の板厚t、即ち、発熱部44を形成するインバー材の厚さは、発熱部44の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下となるように設定されている。   Here, the plate thickness t of the heat generating portion 44, that is, the thickness of the invar material forming the heat generating portion 44 is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating portion 44. Is set to

従って、発熱部44の温度がキュリー温度に達しないときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)以下となるが、発熱部44の温度がキュリー温度に達したときには、その浸透深さは板厚tの半分(t/2)より大きくなる。   Therefore, when the temperature of the heat generating portion 44 does not reach the Curie temperature, the penetration depth is equal to or less than half the plate thickness t (t / 2), but when the temperature of the heat generating portion 44 reaches the Curie temperature, the penetration The depth is greater than half the plate thickness t (t / 2).

このため、発熱部44の温度がキュリー温度に達しないときには、図5(a)に示すように、発熱部44の外面44aと内面44dとにおける渦電流の浸透深さL1(L1≦t/2)は上記式1に従って徐々に大きくなり、また、外面44aと内面44dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがないので、発熱部44の温度は上昇する。   For this reason, when the temperature of the heat generating portion 44 does not reach the Curie temperature, as shown in FIG. 5A, the penetration depth L1 (L1 ≦ t / 2) of the eddy current in the outer surface 44a and the inner surface 44d of the heat generating portion 44. ) Gradually increases according to the above formula 1, and the eddy currents induced on the outer surface 44a and the inner surface 44d do not cancel each other, so the temperature of the heat generating portion 44 rises.

一方、発熱部44の温度がキュリー温度に達したときには、図5(b)に示すように、発熱部44の外面44aと内面44dとにおける渦電流の浸透深さL2は板厚tの半分(t/2)より大きくなり、発熱部44がキュリー温度以上に加熱されなくなる。   On the other hand, when the temperature of the heat generating portion 44 reaches the Curie temperature, as shown in FIG. 5B, the penetration depth L2 of the eddy current in the outer surface 44a and the inner surface 44d of the heat generating portion 44 is half of the plate thickness t ( t / 2) and the heat generating portion 44 is not heated to the Curie temperature or higher.

即ち、発熱部44の温度が発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度に達するときは、発熱部44の外面44aと内面44dとにおいて渦電流が発熱部44の板厚の1/2より大きい浸透深さL2で誘導されることになり、外面44aにおける渦電流と外面44aにおける渦電流と逆方向に流れる内面44dにおける渦電流とが互いに打ち消し合い、発熱部44が加熱されなくなるものである。   That is, when the temperature of the heat generating portion 44 reaches the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 44, the eddy current is larger than ½ of the plate thickness of the heat generating portion 44 on the outer surface 44a and the inner surface 44d of the heat generating portion 44. The eddy current in the outer surface 44a and the eddy current in the inner surface 44d flowing in the opposite direction to each other cancel each other, and the heat generating portion 44 is not heated.

このように、高周波誘導加熱装置40においては、発熱部44の外面44aと内面44dとにおいてそれぞれ誘導される渦電流が、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度において互いに打ち消し合うことになるため、発熱部44が当該キュリー温度以上に加熱されることはなくなる。   As described above, in the high frequency induction heating device 40, the eddy currents induced on the outer surface 44a and the inner surface 44d of the heat generating portion 44 cancel each other at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 44. The heat generating part 44 is not heated to the Curie temperature or higher.


また、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度より発熱部44の温度が低下すると、誘導される渦電流の浸透深さは、発熱部44が当該キュリー温度に達した際に誘導される渦電流の浸透深さL2より小さい浸透深さL1となり、図5(a)に示すように外面44aと内面44dとに誘導される渦電流が互いに打ち消し合うことがない状態となるので、発熱部44が再び加熱されるようになる。

Further, when the temperature of the heat generating portion 44 is lower than the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 44, the penetration depth of the induced eddy current is the eddy induced when the heat generating portion 44 reaches the Curie temperature. Since the penetration depth L1 is smaller than the penetration depth L2, the eddy currents induced in the outer surface 44a and the inner surface 44d do not cancel each other as shown in FIG. Will be heated again.

こうして、高周波誘導加熱装置40においては、筒部42内の空間が発熱部44により加熱され、この筒部42内の空間は、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度で一定で均一に加熱されるようになる。   Thus, in the high frequency induction heating device 40, the space in the cylindrical portion 42 is heated by the heat generating portion 44, and the space in the cylindrical portion 42 is heated uniformly and uniformly at the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 44. Will come to be.

従って、上記した筒部42内の空間の加熱に伴い、非磁性材よりなる筒部42もキュリー温度で一定で均一に加熱されるようになる。   Accordingly, with the heating of the space in the cylindrical portion 42 described above, the cylindrical portion 42 made of a non-magnetic material is also heated uniformly at a Curie temperature.


上記において説明したように、高周波誘導加熱装置40によれば、図6に示すように、高周波誘導加熱により加熱された発熱部44の温度が、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度に達した後は当該キュリー温度を超える温度になることはなく、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度より発熱部44の温度が低下すると再び加熱され当該キュリー温度まで昇温するようになされている。

As described above, according to the high frequency induction heating device 40, as shown in FIG. 6, the temperature of the heat generating part 44 heated by the high frequency induction heating reaches the Curie temperature of the invar material forming the heat generating part 44. After that, the temperature does not exceed the Curie temperature, and when the temperature of the heat generating portion 44 is lower than the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 44, it is heated again and raised to the Curie temperature. .

従って、発熱部44を加熱する際の最高温度は、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度で常に一定に制御されることとなる。   Therefore, the maximum temperature when heating the heat generating portion 44 is always controlled to be constant by the Curie temperature of the invar material forming the heat generating portion 44.

つまり、高周波誘導加熱装置40は、発熱部44を形成するインバー材のキュリー温度において発熱部44の発熱を自己制御できる構成となっている。   That is, the high frequency induction heating device 40 is configured to be able to self-control the heat generation of the heat generating portion 44 at the Curie temperature of the Invar material forming the heat generating portion 44.

また、高周波誘導加熱装置40によれば、発熱部44を形成するインバー材の組成比率を変更することによりキュリー温度を選択することができ、所望のキュリー温度のインバー材により発熱部44を形成することによって、所望のキュリー温度において発熱部44の発熱を自己制御することができる。   Further, according to the high frequency induction heating device 40, the Curie temperature can be selected by changing the composition ratio of the invar material forming the heat generating portion 44, and the heat generating portion 44 is formed from the invar material having a desired Curie temperature. Thus, the heat generation of the heat generating portion 44 can be self-controlled at a desired Curie temperature.

さらに、高周波誘導加熱装置40によれば、発熱部44の発熱により筒部42内の空間が均一に加熱されることで筒部42が加熱されるようになされている。   Furthermore, according to the high frequency induction heating device 40, the cylindrical portion 42 is heated by uniformly heating the space in the cylindrical portion 42 by the heat generated by the heat generating portion 44.

従って、筒部42をアルミや銅などの非磁性材の金属よりなるローラーとして構成することにより、コピー機やレーザービームプリンタなどのトナーの加熱定着装置や鋼板やプラスチックフィルムのラミネート加工装置などのローラーの加熱装置として高周波誘導加熱装置40を利用することができる。   Therefore, by configuring the cylindrical portion 42 as a roller made of a nonmagnetic metal such as aluminum or copper, a roller such as a toner heat fixing device such as a copying machine or a laser beam printer, a steel plate or a plastic film laminating device, etc. A high frequency induction heating device 40 can be used as the heating device.


なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(5)に示すように変形することができるものである。

The embodiment described above can be modified as shown in the following (1) to (5).

(1)上記した実施の形態においては、発熱部をインバー材により形成することにより、当該インバー材のキュリー温度を利用して発熱部の発熱を自己制御するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、発熱部をインバー材ではない磁性材で形成するようにして、その磁性材のキュリー温度を利用して発熱部の発熱を自己制御するようにしてもよい。   (1) In the above-described embodiment, the heat generating part is formed of an invar material, and the heat generation of the heat generating part is self-controlled using the Curie temperature of the invar material. Of course, the heat generating portion may be formed of a magnetic material that is not an invar material, and the heat generation of the heat generating portion may be self-controlled using the Curie temperature of the magnetic material.

(2)上記した実施の形態においては、発熱部を構成するインバー材のキュリー温度における渦電流の浸透深さが当該インバー材の板厚の1/2以上となるようにインバー材の板厚tを調整するようにしていたが、これに限られるものではないことは勿論であり、発熱部を構成するインバー材のキュリー温度における渦電流の浸透深さが当該インバー材の板厚の1/2以上となるように高周波電流の周波数を調整するようにしてもよい。   (2) In the above-described embodiment, the thickness t of the invar material is such that the penetration depth of the eddy current at the Curie temperature of the invar material constituting the heat generating portion is 1/2 or more of the thickness of the invar material. However, the present invention is not limited to this, and the penetration depth of the eddy current at the Curie temperature of the invar material constituting the heat generating portion is ½ of the thickness of the invar material. You may make it adjust the frequency of a high frequency current so that it may become above.

(3)上記した第3の実施の形態においては、所定の曲率を有する曲面を備えた断面C形形状のインバー材により渦巻状の断面の発熱部を形成したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、図16(a)(b)(c)に示すような断面の発熱部を用いるようにしてもよく、発熱部の内部の空間が各インバー材の配置により効果的に加熱されるような構成であればよい。   (3) In the third embodiment described above, the heat generating portion having a spiral cross section is formed by the invar material having a C-shaped cross section having a curved surface having a predetermined curvature. However, the present invention is not limited to this. Of course, for example, a heat generating portion having a cross section as shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C may be used, and the space inside the heat generating portion is more effective depending on the arrangement of each invar material. Any structure may be used as long as it is heated.

(4)上記した実施の形態においては、発熱部の構造については、各実施の形態間において適宜に置換することができる。即ち、第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置10の発熱部として、第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置20の発熱部24や第3の実施の形態による高周波誘導加熱装置30の発熱部34や第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置40の発熱部44を用いることができ、また、第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置20の発熱部として、第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置10の発熱部12や第3の実施の形態による高周波誘導加熱装置30の発熱部34や第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置40の発熱部44を用いることができ、また、第3の実施の形態による高周波誘導加熱装置30の発熱部として、第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置10の発熱部12や第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置20の発熱部24や第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置40の発熱部44を用いることができ、また、第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置40の発熱部として、第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置10の発熱部12や第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置20の発熱部24や第3の実施の形態による高周波誘導加熱装置30の発熱部34を用いることができる。   (4) In the above-described embodiment, the structure of the heat generating portion can be appropriately replaced between the embodiments. That is, as the heat generating portion of the high frequency induction heating device 10 according to the first embodiment, the heat generation portion 24 of the high frequency induction heating device 20 according to the second embodiment or the heat generation of the high frequency induction heating device 30 according to the third embodiment. The heating unit 44 of the high frequency induction heating device 40 according to the fourth embodiment can be used, and the first embodiment is used as the heating unit of the high frequency induction heating device 20 according to the second embodiment. The heat generating part 12 of the high frequency induction heating apparatus 10 according to the third embodiment, the heat generating part 34 of the high frequency induction heating apparatus 30 according to the third embodiment, or the heat generating part 44 of the high frequency induction heating apparatus 40 according to the fourth embodiment can be used. Further, as the heat generating portion of the high frequency induction heating device 30 according to the third embodiment, the heat generating portion 12 of the high frequency induction heating device 10 according to the first embodiment and the high frequency according to the second embodiment. The heat generating part 24 of the induction heating device 20 and the heat generating part 44 of the high frequency induction heating device 40 according to the fourth embodiment can be used, and as the heat generating part of the high frequency induction heating device 40 according to the fourth embodiment, The heat generating part 12 of the high frequency induction heating device 10 according to the first embodiment, the heat generating part 24 of the high frequency induction heating device 20 according to the second embodiment, and the heat generating part 34 of the high frequency induction heating device 30 according to the third embodiment. Can be used.

(5)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(4)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。   (5) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) thru | or (4).

本発明は、被加熱物を均一に加熱する均熱炉、コピー機やレーザービームプリンタなどのトナーの加熱定着装置あるいは鋼板やプラスチックフィルムのラミネート加工装置などとして利用することができる。   The present invention can be used as a soaking furnace for uniformly heating an object to be heated, a toner heat fixing device such as a copying machine or a laser beam printer, or a laminating device for a steel plate or a plastic film.

図1は、キュリー温度以上に昇温させないように発熱部の発熱を自己制御する従来の高周波誘導加熱装置における発熱部の時間と温度との関係を表すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the time and temperature of a heat generating part in a conventional high-frequency induction heating device that self-controls the heat generation of the heat generating part so as not to raise the temperature above the Curie temperature. 図2は、本発明の第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置の概略構成斜視説明図である。FIG. 2 is a schematic configuration perspective view of the high frequency induction heating apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3は、図2に示す高周波誘導加熱装置のA−A線による発熱部の端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an end face configuration of the heat generating portion by the AA line of the high frequency induction heating apparatus shown in FIG. 2 (illustration of the high frequency induction heating coil is omitted). 図4は、本発明の第1の実施の形態による高周波誘導加熱装置の発熱部の表面に誘導される渦電流の流れを示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the flow of eddy currents induced on the surface of the heat generating portion of the high frequency induction heating device according to the first embodiment of the present invention. 図5(a)は、インバー材のキュリー温度より低い温度で加熱された際の渦電流の浸透深さを示した説明図であり、また、図5(b)は、インバー材のキュリー温度に達したときの渦電流の浸透深さを示した説明図である。FIG. 5 (a) is an explanatory view showing the penetration depth of eddy current when heated at a temperature lower than the Curie temperature of the Invar material, and FIG. 5 (b) shows the Curie temperature of the Invar material. It is explanatory drawing which showed the penetration depth of the eddy current when it reached. 図6は、本発明による高周波誘導加熱装置における発熱部の時間と温度との関係を表すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the time and temperature of the heat generating part in the high frequency induction heating apparatus according to the present invention. 図7は、本発明の第2に実施の形態による高周波誘導加熱装置の一部を破断して示した概略構成斜視説明図である。FIG. 7 is an explanatory perspective view of a schematic configuration showing a part of the high-frequency induction heating device according to the second embodiment of the present invention broken away. 図8は、図7に示す高周波誘導加熱装置のB−B線による筒部および発熱部の端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the end surface configuration of the cylindrical portion and the heat generating portion taken along line BB of the high-frequency induction heating device shown in FIG. 7 (illustration of the high-frequency induction heating coil is omitted). 図9は、本発明の第2の実施の形態による高周波誘導加熱装置の発熱部の表面に誘導される渦電流の流れを示した説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the flow of eddy currents induced on the surface of the heat generating part of the high frequency induction heating device according to the second embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第3に実施の形態による高周波誘導加熱装置の一部を破断して示した概略構成斜視説明図である。FIG. 10 is an explanatory perspective view of a schematic configuration showing a part of a high-frequency induction heating device according to a third embodiment of the present invention broken away. 図11は、図10に示す高周波誘導加熱装置のC−C線による筒部および発熱部の端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the end face configuration of the cylindrical portion and the heat generating portion taken along line C-C of the high frequency induction heating apparatus shown in FIG. 10 (illustration of the high frequency induction heating coil is omitted). 図12は、本発明の第3の実施の形態による高周波誘導加熱装置の発熱部の表面に誘導される渦電流の流れを示した説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the flow of eddy currents induced on the surface of the heat generating portion of the high frequency induction heating device according to the third embodiment of the present invention. 図13は、本発明の第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置の概念構成斜視説明図である。FIG. 13 is an explanatory perspective view of the conceptual configuration of the high-frequency induction heating device according to the fourth embodiment of the present invention. 図14は、図13に示す高周波誘導加熱装置のD−D線による筒部、発熱部およびボビンの端面構成説明図(高周波誘導加熱コイルの図示は省略している。)である。FIG. 14 is an end surface configuration explanatory view (not shown of the high frequency induction heating coil) of the cylindrical portion, the heat generating portion, and the bobbin by the DD line of the high frequency induction heating apparatus shown in FIG. 図15は、本発明の第4の実施の形態による高周波誘導加熱装置の発熱部の表面に誘導される渦電流の流れを示した説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing the flow of eddy currents induced on the surface of the heat generating portion of the high frequency induction heating device according to the fourth embodiment of the present invention. 図16(a)(b)(c)は、断面C形形状のインバー材を用いて構成した発熱部の変形例を示す断面構成説明図である。16 (a), 16 (b), and 16 (c) are cross-sectional configuration explanatory views showing a modification of the heat generating portion configured using an invar material having a C-shaped cross section.

符号の説明Explanation of symbols

10、20、30、40 高周波誘導加熱装置
12、24、34、44 発熱部
14、16 フィーダー
18 高周波誘導加熱コイル
22、32、42 筒部
46 ボビン
10, 20, 30, 40 High-frequency induction heating device 12, 24, 34, 44 Heat generating part 14, 16 Feeder 18 High-frequency induction heating coil 22, 32, 42 Tube part 46 Bobbin

Claims (9)

高周波誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
所定の板厚の板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなる発熱部と、
前記発熱部を覆うように所定の間隙を開けて巻回されて配設された高周波誘導加熱コイルと、
前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を給電する高周波発振器と
を有し、
前記所定の板厚は、前記発熱部の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In a high frequency induction heating apparatus that heats an object to be heated by the heat of a heat generating part heated by high frequency induction heating,
A heating part formed by forming a plate-like magnetic material having a predetermined plate thickness into a substantially cylindrical shape without joining a predetermined gap;
A high-frequency induction heating coil disposed so as to be wound around a predetermined gap so as to cover the heat generating part;
A high-frequency oscillator for supplying a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil,
The high-frequency induction heating apparatus, wherein the predetermined plate thickness is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating part.
高周波誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
絶縁材よりなる筒部と、
所定の板厚の板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなり、前記筒部の内周側に配設された発熱部と、
前記筒部の外周側に巻回されて配設された高周波誘導加熱コイルと、
前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を給電する高周波発振器と
を有し、
前記所定の板厚は、前記発熱部の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In a high frequency induction heating apparatus that heats an object to be heated by the heat of a heat generating part heated by high frequency induction heating,
A cylindrical portion made of an insulating material;
A plate-shaped magnetic material having a predetermined plate thickness is formed in a substantially cylindrical shape without opening a predetermined gap, and a heat generating portion disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion;
A high-frequency induction heating coil that is wound around the outer periphery of the cylindrical portion;
A high-frequency oscillator for supplying a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil,
The high-frequency induction heating apparatus, wherein the predetermined plate thickness is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating part.
高周波誘導加熱により加熱される発熱部の熱により被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
非磁性材よりなる筒部と、
所定の板厚の板状の磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなり、前記筒部の内周側に前記筒部の内面と接することなく配設された発熱部と、
前記発熱部の内径側に配置されたボビンと、
前記発熱部の内径側において前記ボビンの外周側に巻回されて配設された高周波誘導加熱コイルと、
前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を給電する高周波発振器と
を有し、
前記所定の板厚は、前記発熱部の表面に誘導される渦電流のキュリー温度における浸透深さの2倍以下である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In a high frequency induction heating apparatus that heats an object to be heated by the heat of a heat generating part heated by high frequency induction heating,
A cylindrical portion made of a non-magnetic material;
A plate-like magnetic material having a predetermined plate thickness is formed in a substantially cylindrical shape without bonding with a predetermined gap, and is disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion without contacting the inner surface of the cylindrical portion. Heating part,
A bobbin disposed on the inner diameter side of the heat generating portion;
A high-frequency induction heating coil disposed around the outer periphery of the bobbin on the inner diameter side of the heat generating portion;
A high-frequency oscillator for supplying a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil,
The high-frequency induction heating apparatus, wherein the predetermined plate thickness is not more than twice the penetration depth at the Curie temperature of the eddy current induced on the surface of the heat generating part.
請求項1、2または3のいずれか1項に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記略筒形状は、断面が略C形形状である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In the high frequency induction heating apparatus according to any one of claims 1, 2, or 3,
The substantially cylindrical shape has a substantially C-shaped cross section.
請求項1、2または3のいずれか1項に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記略筒形状は、前記磁性材を所定の間隔を開けて渦巻き状に巻き込んだ渦巻き形状である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In the high frequency induction heating apparatus according to any one of claims 1, 2, or 3,
The substantially cylindrical shape is a spiral shape in which the magnetic material is spirally wound at a predetermined interval.
請求項5に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記渦巻き形状は、渦巻き形状の中心部に所定の空間領域を形成した渦巻き形状である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In the high frequency induction heating device according to claim 5,
The high frequency induction heating apparatus, wherein the spiral shape is a spiral shape in which a predetermined space region is formed in a central portion of the spiral shape.
請求項5に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記渦巻き形状は、渦巻き形状の中心部に前記板状の磁性材の一方の端部が位置するように形成した渦巻き形状である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In the high frequency induction heating device according to claim 5,
The spiral shape is a spiral shape formed so that one end of the plate-like magnetic material is positioned at the center of the spiral shape.
請求項1、2、3、4、5、6または7のいずれか1項に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記発熱部は、複数の前記磁性材を所定の間隙を開けて接合せずに略筒形状に形成してなる
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In the high frequency induction heating apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7,
The heat generating portion is formed by forming a plurality of the magnetic materials into a substantially cylindrical shape without joining them with a predetermined gap therebetween.
請求項1、2、3、4、5、6、7または8のいずれか1項に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記磁性材は、インバー材である
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
In the high frequency induction heating apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8,
The high frequency induction heating device, wherein the magnetic material is an invar material.
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