JP3125510B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鍛造用の誘導加熱装
置に係り、特に後工程のプレス装置が停止している間の
捨て材を少なくすることができる誘導加熱装置に関する
ものである。
置に係り、特に後工程のプレス装置が停止している間の
捨て材を少なくすることができる誘導加熱装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば「工業加熱」第２７巻第４
号（平成２年・社団法人・日本工業炉協会発行）に記載
された従来の誘導加熱装置の構成を示すブロック図、図
６は図５に示す従来の誘導加熱装置の昇温特性を示す曲
線図である。図において、１は低温領域用の第１の加熱
コイル、２は高温領域用の第２の加熱コイル、３は第１
の加熱コイル１に高周波電力を供給する低温領域用の第
１の高周波インバータ装置、４は第２の加熱コイル２に
高周波電力を供給する高温領域用の第２の高周波インバ
ータ装置、５は第１および第２の加熱コイル１、２内を
ピンチローラ６を介して搬送される鋼材等の被加熱材、
７はピンチローラ６を駆動回転させるモータ、８はこの
モータ７の回転速度を制御する速度制御装置、９はこの
速度制御装置８および両高周波インバータ装置３、４を
それぞれ制御する制御装置である。
号（平成２年・社団法人・日本工業炉協会発行）に記載
された従来の誘導加熱装置の構成を示すブロック図、図
６は図５に示す従来の誘導加熱装置の昇温特性を示す曲
線図である。図において、１は低温領域用の第１の加熱
コイル、２は高温領域用の第２の加熱コイル、３は第１
の加熱コイル１に高周波電力を供給する低温領域用の第
１の高周波インバータ装置、４は第２の加熱コイル２に
高周波電力を供給する高温領域用の第２の高周波インバ
ータ装置、５は第１および第２の加熱コイル１、２内を
ピンチローラ６を介して搬送される鋼材等の被加熱材、
７はピンチローラ６を駆動回転させるモータ、８はこの
モータ７の回転速度を制御する速度制御装置、９はこの
速度制御装置８および両高周波インバータ装置３、４を
それぞれ制御する制御装置である。
【０００３】以下、上記のように構成された従来の誘導
加熱装置の動作について説明する。まず、定常運転時の
場合、被加熱材５はピンチローラ６によって連続的に第
１の加熱コイル１、第２の加熱コイル２内を搬送され
て、所定の温度（通常は１２００℃前後）に昇温させら
れた後装置外に排出され、図示しない後工程（プレス装
置）に送られる。そして、この定常運転時における第１
および第２の加熱コイル１、２内の被加熱材５の昇温過
程は、図６中の曲線ａで示すように常温から所定の温度
に漸次上昇して行く。又、この間、第１および第２のイ
ンバータ装置３、４から出力される電力は、制御装置９
により曲線ａに沿うように制御されている。
加熱装置の動作について説明する。まず、定常運転時の
場合、被加熱材５はピンチローラ６によって連続的に第
１の加熱コイル１、第２の加熱コイル２内を搬送され
て、所定の温度（通常は１２００℃前後）に昇温させら
れた後装置外に排出され、図示しない後工程（プレス装
置）に送られる。そして、この定常運転時における第１
および第２の加熱コイル１、２内の被加熱材５の昇温過
程は、図６中の曲線ａで示すように常温から所定の温度
に漸次上昇して行く。又、この間、第１および第２のイ
ンバータ装置３、４から出力される電力は、制御装置９
により曲線ａに沿うように制御されている。
【０００４】次に、保温運転の場合について説明する。
まず、誘導加熱装置が連続運転中に、後工程であるプレ
ス装置が例えば故障等で停止した場合、速度制御装置８
から停止指令が出されてモータ７が停止し、ピンチロー
ラ６が回転を停止することにより被加熱材５の搬送も停
止する。そして、これと同時に制御装置９の制御により
第１および第２の高周波インバータ装置３、４が停止
し、第１および第２の加熱コイル１、２への電力供給も
停止する。
まず、誘導加熱装置が連続運転中に、後工程であるプレ
ス装置が例えば故障等で停止した場合、速度制御装置８
から停止指令が出されてモータ７が停止し、ピンチロー
ラ６が回転を停止することにより被加熱材５の搬送も停
止する。そして、これと同時に制御装置９の制御により
第１および第２の高周波インバータ装置３、４が停止
し、第１および第２の加熱コイル１、２への電力供給も
停止する。
【０００５】次いでプレス装置が運転を再開する時に
は、両加熱コイル１、２内の被加熱材５の昇温過程は、
定常運転時の昇温過程を示す図６中の曲線ａと比較し全
体に低下している。この低下の度合いは停止時間が長い
程大きくなる。したがって、誘導加熱装置の運転を再開
しても、第２の加熱コイル２の出口に位置する被加熱材
５、すなわち誘導加熱装置より排出される被加熱材５の
温度は、正規の昇温過程を経たものではないため所定の
温度には到達していない。このような状態には、誘導加
熱装置の停止時に両加熱コイル１、２内に存在する全て
の被加熱材５がなっており、これらの被加熱材５はプレ
ス装置で正規のプレスができないため、プレス装置の手
前でバイパス装置（図示せず）によりライン外に排出さ
れる。
は、両加熱コイル１、２内の被加熱材５の昇温過程は、
定常運転時の昇温過程を示す図６中の曲線ａと比較し全
体に低下している。この低下の度合いは停止時間が長い
程大きくなる。したがって、誘導加熱装置の運転を再開
しても、第２の加熱コイル２の出口に位置する被加熱材
５、すなわち誘導加熱装置より排出される被加熱材５の
温度は、正規の昇温過程を経たものではないため所定の
温度には到達していない。このような状態には、誘導加
熱装置の停止時に両加熱コイル１、２内に存在する全て
の被加熱材５がなっており、これらの被加熱材５はプレ
ス装置で正規のプレスができないため、プレス装置の手
前でバイパス装置（図示せず）によりライン外に排出さ
れる。
【０００６】保温運転は、このようにバイパス装置によ
ってライン外に排出される被加熱材５の数量を低減する
ためになされるもので、プレス装置が停止すると、制御
装置９から速度制御装置８へ保温速度指令が出され、速
度制御装置８はモータ７の回転速度を制御し、ピンチロ
ーラ６を介して被加熱材５の搬送速度を定常時の搬送速
度の約１／２に低下するとともに、制御装置９から両高
周波インバータ装置３、４へも保温速度に応じて、両高
周波インバータ装置３、４から両加熱コイル１、２に供
給される電力の値を、定常運転時の供給電力値の１／２
に低下させるよう指令が出される。なお、電力を１／２
に低下させた場合に、両高周波インバータ装置３、４か
ら出力される電圧値は、定常運転時に出力される電圧値
の約√１／２倍（約０．７倍）になる。
ってライン外に排出される被加熱材５の数量を低減する
ためになされるもので、プレス装置が停止すると、制御
装置９から速度制御装置８へ保温速度指令が出され、速
度制御装置８はモータ７の回転速度を制御し、ピンチロ
ーラ６を介して被加熱材５の搬送速度を定常時の搬送速
度の約１／２に低下するとともに、制御装置９から両高
周波インバータ装置３、４へも保温速度に応じて、両高
周波インバータ装置３、４から両加熱コイル１、２に供
給される電力の値を、定常運転時の供給電力値の１／２
に低下させるよう指令が出される。なお、電力を１／２
に低下させた場合に、両高周波インバータ装置３、４か
ら出力される電圧値は、定常運転時に出力される電圧値
の約√１／２倍（約０．７倍）になる。
【０００７】このように、従来装置では保温運転時にお
ける搬送速度を、定常運転時の搬送速度の１／２に低下
させることにより、ライン外に排出される被加熱材５の
数量を減少させ、又、両加熱コイル１、２に供給される
電力を完全に０にするのではなく、定常運転時の１／２
の電力を供給することにより、定常運転復帰後、比較的
速く所定の温度に到達できるようにしている。なお、プ
レス装置が運転を再開すると、搬送速度および両高周波
インバータ装置３、４から供給される電力を、それぞれ
定常運転時の値に復帰させ、誘導加熱装置は定常運転を
再開する。
ける搬送速度を、定常運転時の搬送速度の１／２に低下
させることにより、ライン外に排出される被加熱材５の
数量を減少させ、又、両加熱コイル１、２に供給される
電力を完全に０にするのではなく、定常運転時の１／２
の電力を供給することにより、定常運転復帰後、比較的
速く所定の温度に到達できるようにしている。なお、プ
レス装置が運転を再開すると、搬送速度および両高周波
インバータ装置３、４から供給される電力を、それぞれ
定常運転時の値に復帰させ、誘導加熱装置は定常運転を
再開する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の誘導加熱装置は
以上のように構成され、保温運転中にも加熱された被加
熱材５が捨て材としてライン外に排出されるので、被加
熱材５を再使用するためには一旦冷却する手間を要する
とともに、捨て材のためのスペース、その熱気等の対策
に大きな手間を要する等という問題点があった。したが
って、従来装置ではこの捨て材を少なくするために、保
温運転中の搬送速度を１／２に低下させているわけであ
るが、搬送速度を低下させると、図６中曲線ｂに示すよ
うに高温側で逆に低下する現象がある。
以上のように構成され、保温運転中にも加熱された被加
熱材５が捨て材としてライン外に排出されるので、被加
熱材５を再使用するためには一旦冷却する手間を要する
とともに、捨て材のためのスペース、その熱気等の対策
に大きな手間を要する等という問題点があった。したが
って、従来装置ではこの捨て材を少なくするために、保
温運転中の搬送速度を１／２に低下させているわけであ
るが、搬送速度を低下させると、図６中曲線ｂに示すよ
うに高温側で逆に低下する現象がある。
【０００９】これは、搬送速度を１／Ｎに低下させる場
合、両加熱コイル３、４に供給する電力も１／Ｎに低下
させて、図６中曲線ｃに示すような昇温過程を得るが、
被加熱材５から放出される放熱損失は被加熱材温度によ
ってほぼ一定のため、供給電力値の低い高温領域におい
ては放熱損失が供給電力を上回るのが原因である。この
ように高温側で温度が低下する現象を防止するために
は、供給電力を１／Ｎより大きくすればよいが、供給電
力が大きくなり過ぎると第２の加熱コイル４の途中で過
昇温となり、被加熱材５が溶融する恐れも生じる。な
お、搬送速度を定常運転時の搬送速度より低下できる限
界は、一般的に定常搬送速度の４０％程度である。
合、両加熱コイル３、４に供給する電力も１／Ｎに低下
させて、図６中曲線ｃに示すような昇温過程を得るが、
被加熱材５から放出される放熱損失は被加熱材温度によ
ってほぼ一定のため、供給電力値の低い高温領域におい
ては放熱損失が供給電力を上回るのが原因である。この
ように高温側で温度が低下する現象を防止するために
は、供給電力を１／Ｎより大きくすればよいが、供給電
力が大きくなり過ぎると第２の加熱コイル４の途中で過
昇温となり、被加熱材５が溶融する恐れも生じる。な
お、搬送速度を定常運転時の搬送速度より低下できる限
界は、一般的に定常搬送速度の４０％程度である。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、保温運転中における捨て材を最
小限に抑えることが可能な誘導加熱装置を提供すること
を目的とするものである。
ためになされたもので、保温運転中における捨て材を最
小限に抑えることが可能な誘導加熱装置を提供すること
を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
の誘導加熱装置は、複数の被加熱材を定常速度Ｓ0で連
続して搬送させる搬送手段と、連続して搬送される各被
加熱材を常温より所定の高温に誘導加熱する少なくとも
２以上のセクションに分割された加熱コイルと、これら
分割された各加熱コイルにそれぞれ高周波電力を供給す
る複数のインバータ装置と、保温指令により搬送手段の
搬送速度を定常速度Ｓ0より小さい値の第１の搬送速度
Ｓ1にするとともに第１の所定時間経過後に第１の搬送
速度Ｓ1より小さい値の第２の搬送速度Ｓ2に制御し、保
温指令解除により搬送手段の搬送速度を定常速度Ｓ0よ
り小さく且つ第２の搬送速度Ｓ2より大きい値の第３の
搬送速度Ｓ3にするとともに第２の所定時間経過後に定
常速度Ｓ0に復帰させるように制御する搬送速度制御手
段と、各インバータ装置の各供給高周波電力の電圧を各
搬送速度Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3に応じた値の電圧Ｖ0、
Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3にそれぞれ制御する電圧制御手段とを備
えたものである。
の誘導加熱装置は、複数の被加熱材を定常速度Ｓ0で連
続して搬送させる搬送手段と、連続して搬送される各被
加熱材を常温より所定の高温に誘導加熱する少なくとも
２以上のセクションに分割された加熱コイルと、これら
分割された各加熱コイルにそれぞれ高周波電力を供給す
る複数のインバータ装置と、保温指令により搬送手段の
搬送速度を定常速度Ｓ0より小さい値の第１の搬送速度
Ｓ1にするとともに第１の所定時間経過後に第１の搬送
速度Ｓ1より小さい値の第２の搬送速度Ｓ2に制御し、保
温指令解除により搬送手段の搬送速度を定常速度Ｓ0よ
り小さく且つ第２の搬送速度Ｓ2より大きい値の第３の
搬送速度Ｓ3にするとともに第２の所定時間経過後に定
常速度Ｓ0に復帰させるように制御する搬送速度制御手
段と、各インバータ装置の各供給高周波電力の電圧を各
搬送速度Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3に応じた値の電圧Ｖ0、
Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3にそれぞれ制御する電圧制御手段とを備
えたものである。
【００１２】又、この発明に係る請求項２の誘導加熱装
置は、請求項１における電圧制御手段が、定常運転時の
電圧Ｖ0に対する保温運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電
圧低下割合を高温領域のインバータ装置の方が低温領域
のインバータ装置より少なく制御するようにしたもので
ある。
置は、請求項１における電圧制御手段が、定常運転時の
電圧Ｖ0に対する保温運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電
圧低下割合を高温領域のインバータ装置の方が低温領域
のインバータ装置より少なく制御するようにしたもので
ある。
【００１３】
【作用】この発明における請求項１の誘導加熱装置の搬
送速度制御手段は、保温運転指令により被加熱材の搬送
速度を、定常運転速度から保温運転速度へ段階的に下降
させるとともに、保温運転指令解除により被加熱材の搬
送速度を、保温運転速度から定常運転速度へ段階的に上
昇させるように制御し、又、電圧制御手段は、搬送速度
制御手段により段階的に制御される各搬送速度に応じ
て、各高周波インバータ装置から各加熱コイルにそれぞ
れ供給される各高周波電力の電圧をそれぞれ制御する。
送速度制御手段は、保温運転指令により被加熱材の搬送
速度を、定常運転速度から保温運転速度へ段階的に下降
させるとともに、保温運転指令解除により被加熱材の搬
送速度を、保温運転速度から定常運転速度へ段階的に上
昇させるように制御し、又、電圧制御手段は、搬送速度
制御手段により段階的に制御される各搬送速度に応じ
て、各高周波インバータ装置から各加熱コイルにそれぞ
れ供給される各高周波電力の電圧をそれぞれ制御する。
【００１４】この発明における請求項２の誘導加熱装置
の電圧制御手段は、定常運転時の電圧Ｖ0に対する保温
運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電圧低下割合を高温領
域のインバータ装置の方が低温領域のインバータ装置よ
り少なく制御する。
の電圧制御手段は、定常運転時の電圧Ｖ0に対する保温
運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電圧低下割合を高温領
域のインバータ装置の方が低温領域のインバータ装置よ
り少なく制御する。
【００１５】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１における誘導加熱装置の
構成を示すブロック図、図２は図１に示す誘導加熱装置
の昇温特性を示す曲線図、図３は図１に示す誘導加熱装
置の各運転状態における搬送速度の変化を示す図、図４
は一般的な誘導加熱装置の各運転状態における各供給電
力の大きさと放熱損失との関係を示す図である。図１に
おいて、第１および第２の加熱コイル１、２、第１およ
び第２の高周波インバータ装置３、４、被加熱材５、ピ
ンチローラ６、モータ７および速度制御装置８は図５に
示す従来装置のものと同様である。９はピンチローラ６
の回転数を検出するピンチローラ回転数検出器、１０は
保温運転指令が出されると速度制御装置８を介してモー
タ７の回転数を変化させ、被加熱材５の搬送速度を図３
に示すように制御する搬送速度制御手段、１１はこの搬
送速度制御手段１０によって制御される各搬送速度に応
じた電力を、各加熱コイル１、２に供給すべく両高周波
インバータ装置３、４の電圧を制御する電圧制御手段で
ある。
る。図１はこの発明の実施例１における誘導加熱装置の
構成を示すブロック図、図２は図１に示す誘導加熱装置
の昇温特性を示す曲線図、図３は図１に示す誘導加熱装
置の各運転状態における搬送速度の変化を示す図、図４
は一般的な誘導加熱装置の各運転状態における各供給電
力の大きさと放熱損失との関係を示す図である。図１に
おいて、第１および第２の加熱コイル１、２、第１およ
び第２の高周波インバータ装置３、４、被加熱材５、ピ
ンチローラ６、モータ７および速度制御装置８は図５に
示す従来装置のものと同様である。９はピンチローラ６
の回転数を検出するピンチローラ回転数検出器、１０は
保温運転指令が出されると速度制御装置８を介してモー
タ７の回転数を変化させ、被加熱材５の搬送速度を図３
に示すように制御する搬送速度制御手段、１１はこの搬
送速度制御手段１０によって制御される各搬送速度に応
じた電力を、各加熱コイル１、２に供給すべく両高周波
インバータ装置３、４の電圧を制御する電圧制御手段で
ある。
【００１６】次に、上記のように構成される実施例１に
おける誘導加熱装置の動作について説明する。まず、定
常運転時における昇温過程は、図２中の曲線ａで示すよ
うに図６中の曲線ａの従来装置の場合と同様である。次
いで、後工程であるプレス装置が例えば故障等で停止し
て保温指令が出されると、搬送速度制御手段１０は速度
制御装置８を介してモータ７の回転速度を変化させ、図
３に示すように被加熱材５の搬送速度を定常速度から移
行速度に移るように制御する。一方、電圧制御手段１１
は両高周波インバータ装置３、４を制御して、両加熱コ
イル１、２に移行速度に応じた電力を供給する。
おける誘導加熱装置の動作について説明する。まず、定
常運転時における昇温過程は、図２中の曲線ａで示すよ
うに図６中の曲線ａの従来装置の場合と同様である。次
いで、後工程であるプレス装置が例えば故障等で停止し
て保温指令が出されると、搬送速度制御手段１０は速度
制御装置８を介してモータ７の回転速度を変化させ、図
３に示すように被加熱材５の搬送速度を定常速度から移
行速度に移るように制御する。一方、電圧制御手段１１
は両高周波インバータ装置３、４を制御して、両加熱コ
イル１、２に移行速度に応じた電力を供給する。
【００１７】この移行速度を持続する期間、すなわち、
移行期間の長さはピンチローラ回転数検出器９によって
検出され、所定の長さの移行期間が終了すると、搬送速
度制御手段１０および電圧制御手段１１は、それぞれ移
行速度から保温速度へ、又、移行速度に対応する供給電
力から保温速度に対応する供給電力へそれぞれ移るよう
に、速度制御装置８および両高周波インバータ装置３、
４を制御し保温運転を開始する。そして、この保温運転
期間がある程度継続された後、プレス装置が再稼働して
保温指令解除が出されると、速度制御手段１０および電
圧制御手段１１は、搬送速度を保温速度から移行速度
に、又、供給電力を保温速度に対応する値から移行速度
に対応する値に復帰するようにそれぞれ制御を行って再
び移行運転に戻り、上記同様所定の長さの移行期間を経
た後、定常運転に復帰する。
移行期間の長さはピンチローラ回転数検出器９によって
検出され、所定の長さの移行期間が終了すると、搬送速
度制御手段１０および電圧制御手段１１は、それぞれ移
行速度から保温速度へ、又、移行速度に対応する供給電
力から保温速度に対応する供給電力へそれぞれ移るよう
に、速度制御装置８および両高周波インバータ装置３、
４を制御し保温運転を開始する。そして、この保温運転
期間がある程度継続された後、プレス装置が再稼働して
保温指令解除が出されると、速度制御手段１０および電
圧制御手段１１は、搬送速度を保温速度から移行速度
に、又、供給電力を保温速度に対応する値から移行速度
に対応する値に復帰するようにそれぞれ制御を行って再
び移行運転に戻り、上記同様所定の長さの移行期間を経
た後、定常運転に復帰する。
【００１８】ここで、上記のように所定の長さの移行期
間を経た後、保温運転期間に入らなければならない理由
を説明する。すなわち、移行期間を設けずに定常運転か
ら保温運転に入る場合、昇温過程は図２に示す曲線ａの
状態から曲線ｂの状態に短時間で変わることになるが、
第１および第２の加熱コイル１、２内に存在する各被加
熱材５の温度は、定常運転における場合と保温運転にお
ける場合とでは異なっており、短時間に変化することは
できない。特に両運転の速度比が大きい場合には、昇温
過程の差も大きく瞬時の移行は困難である。そこで、定
常運転速度と保温運転速度との中間の速度で一旦運転
し、昇温過程も中間の値で調整することにより、定常運
転から保温運転にスムーズに移行することが可能になる
わけである。
間を経た後、保温運転期間に入らなければならない理由
を説明する。すなわち、移行期間を設けずに定常運転か
ら保温運転に入る場合、昇温過程は図２に示す曲線ａの
状態から曲線ｂの状態に短時間で変わることになるが、
第１および第２の加熱コイル１、２内に存在する各被加
熱材５の温度は、定常運転における場合と保温運転にお
ける場合とでは異なっており、短時間に変化することは
できない。特に両運転の速度比が大きい場合には、昇温
過程の差も大きく瞬時の移行は困難である。そこで、定
常運転速度と保温運転速度との中間の速度で一旦運転
し、昇温過程も中間の値で調整することにより、定常運
転から保温運転にスムーズに移行することが可能になる
わけである。
【００１９】又、図２に示す両加熱コイル１、２内の昇
温過程と搬送速度および供給電力との関係は以下のよう
になる。すなわち、加熱に必要な電力は単位時間当たり
に、両加熱コイル１、２内を通過する被加熱材５の総重
量に一般的に比例するので、換言すると電力は搬送速度
に比例する。従って、両高周波インバータ装置３、４は
電圧制御手段１１によって制御され、電圧を変化させる
ことによってそれぞれの搬送速度に応じた電力を、両加
熱コイル１、２に供給している。
温過程と搬送速度および供給電力との関係は以下のよう
になる。すなわち、加熱に必要な電力は単位時間当たり
に、両加熱コイル１、２内を通過する被加熱材５の総重
量に一般的に比例するので、換言すると電力は搬送速度
に比例する。従って、両高周波インバータ装置３、４は
電圧制御手段１１によって制御され、電圧を変化させる
ことによってそれぞれの搬送速度に応じた電力を、両加
熱コイル１、２に供給している。
【００２０】一方、被加熱材５の放熱損失は、ステファ
ン・ボルツマンの法則により被加熱材５の温度の４乗に
比例するので、図４に示すように高温領域になるほど放
熱損失は増大して供給電力に対する割合は大きくなり、
また、この放熱損失は搬送速度に関係しないため、搬送
速度の低下に伴って供給電力が減少すると、放熱損失の
供給電力に対する割合は大きくなるので、高温領域では
放熱損失が保温運転時の供給電力を越えることがある。
この場合は、従来の技術の項でも述べたように、高温領
域においては第２の加熱コイル２の出口側の温度が逆に
低下することになるので、高温領域における供給電力
は、搬送速度の低下に応じた低減率に比例した値よりも
大きな値が要求される。
ン・ボルツマンの法則により被加熱材５の温度の４乗に
比例するので、図４に示すように高温領域になるほど放
熱損失は増大して供給電力に対する割合は大きくなり、
また、この放熱損失は搬送速度に関係しないため、搬送
速度の低下に伴って供給電力が減少すると、放熱損失の
供給電力に対する割合は大きくなるので、高温領域では
放熱損失が保温運転時の供給電力を越えることがある。
この場合は、従来の技術の項でも述べたように、高温領
域においては第２の加熱コイル２の出口側の温度が逆に
低下することになるので、高温領域における供給電力
は、搬送速度の低下に応じた低減率に比例した値よりも
大きな値が要求される。
【００２１】一例として、定格電力１，０００ｋＷの誘
導加熱装置を考えると、φ５０の径の被加熱材５を１，
２００℃に昇温させる場合、加熱コイルの全長は約３，
０００ｍｍとなるが、高温領域、すなわち、第２の加熱
コイル２（約１，１００℃以上とする）の長さは約１，
０００ｍｍとなる。この場合の低温領域、すなわち、第
１の加熱コイル１内での放熱損失（加熱コイル電力に換
算）は約１０ｋＷにすぎないが、高温領域での放熱損失
は約５０ｋＷになる。定格電力を使用する搬送速度で
は、低温領域に供給される電力は約８００ｋＷなので、
たとえ搬送速度が１／５に低下しても供給電力は約１６
０ｋＷもあり、放熱損失よりはるかに大きいので、放熱
損失は無視してよい。一方、高温領域では供給電力は約
２００ｋＷなので、定格電力を使用する搬送速度では放
熱損失より大きいが、搬送速度が１／５に低下した場合
にそれに比例して供給電力を低下させると約４０ｋＷに
低下し、放熱損失より少なくなる。
導加熱装置を考えると、φ５０の径の被加熱材５を１，
２００℃に昇温させる場合、加熱コイルの全長は約３，
０００ｍｍとなるが、高温領域、すなわち、第２の加熱
コイル２（約１，１００℃以上とする）の長さは約１，
０００ｍｍとなる。この場合の低温領域、すなわち、第
１の加熱コイル１内での放熱損失（加熱コイル電力に換
算）は約１０ｋＷにすぎないが、高温領域での放熱損失
は約５０ｋＷになる。定格電力を使用する搬送速度で
は、低温領域に供給される電力は約８００ｋＷなので、
たとえ搬送速度が１／５に低下しても供給電力は約１６
０ｋＷもあり、放熱損失よりはるかに大きいので、放熱
損失は無視してよい。一方、高温領域では供給電力は約
２００ｋＷなので、定格電力を使用する搬送速度では放
熱損失より大きいが、搬送速度が１／５に低下した場合
にそれに比例して供給電力を低下させると約４０ｋＷに
低下し、放熱損失より少なくなる。
【００２２】以上のような観点から、移行期間および保
温運転期間の搬送速度は以下の式で決定される。 保温移行期間の搬送速度 Ｓ1＝Ｋ1×Ｓ0 保温運転期間の搬送速度 Ｓ2＝Ｋ2×Ｓ0 定常復帰移行期間の搬送速度 Ｓ3＝Ｋ3×Ｓ0 但し、上記各式中、Ｓ0は定常運転期間の搬送速度、
Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3は速度低減係数をそれぞれ示す。
温運転期間の搬送速度は以下の式で決定される。 保温移行期間の搬送速度 Ｓ1＝Ｋ1×Ｓ0 保温運転期間の搬送速度 Ｓ2＝Ｋ2×Ｓ0 定常復帰移行期間の搬送速度 Ｓ3＝Ｋ3×Ｓ0 但し、上記各式中、Ｓ0は定常運転期間の搬送速度、
Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3は速度低減係数をそれぞれ示す。
【００２３】そして、これら各速度低減係数Ｋ1、Ｋ2、
Ｋ3は、保温運転期間の搬送速度を定常運転期間の搬送
速度の１０％として設定（Ｋ2＝０．１）する。また、
保温移行期間の搬送速度は定常運転期間の搬送速度と保
温運転期間の搬送速度とのほぼ中間に設定（Ｋ1＝０．
５）するとともに、定常復帰移行期間の搬送速度はこれ
と同様に設定（Ｋ3＝０．５）する。
Ｋ3は、保温運転期間の搬送速度を定常運転期間の搬送
速度の１０％として設定（Ｋ2＝０．１）する。また、
保温移行期間の搬送速度は定常運転期間の搬送速度と保
温運転期間の搬送速度とのほぼ中間に設定（Ｋ1＝０．
５）するとともに、定常復帰移行期間の搬送速度はこれ
と同様に設定（Ｋ3＝０．５）する。
【００２４】又、移行期間および保温運転期間の供給電
力、すなわち、各高周波インバータ装置３、４の出力電
圧は以下の式で決定される。 （１）第１の高周波インバータ装置３（低温域用） 保温移行期間の出力電圧 ＶA1＝√Ｋ1×ＶA0 保温運転期間の出力電圧 ＶA2＝√Ｋ2×ＶA0 定常復帰移行期間の出力電圧 ＶA3＝√Ｋ3×ＶA0 但し、上記各式中、ＶA0は定常運転期間の出力電圧を示
す。 （２）第２の高周波インバータ装置４（高温域用） 保温移行期間の出力電圧 ＶB1＝√Ｋ1×ＶB0
×ＫB1 保温運転期間の出力電圧 ＶB2＝√Ｋ2×ＶB0
×ＫB2 定常復帰移行期間の出力電圧 ＶB3＝√Ｋ3×ＶB0
×ＫB3 但し、上記各式中、ＶB0は定常運転期間の出力電圧、Ｋ
B1、ＫB2、ＫB3は補正係数をそれぞれ示す。
力、すなわち、各高周波インバータ装置３、４の出力電
圧は以下の式で決定される。 （１）第１の高周波インバータ装置３（低温域用） 保温移行期間の出力電圧 ＶA1＝√Ｋ1×ＶA0 保温運転期間の出力電圧 ＶA2＝√Ｋ2×ＶA0 定常復帰移行期間の出力電圧 ＶA3＝√Ｋ3×ＶA0 但し、上記各式中、ＶA0は定常運転期間の出力電圧を示
す。 （２）第２の高周波インバータ装置４（高温域用） 保温移行期間の出力電圧 ＶB1＝√Ｋ1×ＶB0
×ＫB1 保温運転期間の出力電圧 ＶB2＝√Ｋ2×ＶB0
×ＫB2 定常復帰移行期間の出力電圧 ＶB3＝√Ｋ3×ＶB0
×ＫB3 但し、上記各式中、ＶB0は定常運転期間の出力電圧、Ｋ
B1、ＫB2、ＫB3は補正係数をそれぞれ示す。
【００２５】そして、上記のように低温域用としての第
１の高周波インバータ装置３の出力電圧は、速度の低減
率の平方根で設定されるのに対して、高温域用としての
第２の高周波インバータ装置４の出力電圧は、前述した
ように被加熱材５の放熱損失を補償するために、速度の
低減率の平方根より大きめの値に設定しなければならな
い。すなわち、速度が小さいほど供給電力に対する放熱
損失の割合が大きくなるので、補正係数はそれぞれほぼ
ＫB1＝１．２、ＫB2＝１．５、ＫB3＝１．２に設定され
る。
１の高周波インバータ装置３の出力電圧は、速度の低減
率の平方根で設定されるのに対して、高温域用としての
第２の高周波インバータ装置４の出力電圧は、前述した
ように被加熱材５の放熱損失を補償するために、速度の
低減率の平方根より大きめの値に設定しなければならな
い。すなわち、速度が小さいほど供給電力に対する放熱
損失の割合が大きくなるので、補正係数はそれぞれほぼ
ＫB1＝１．２、ＫB2＝１．５、ＫB3＝１．２に設定され
る。
【００２６】このように、上記実施例１によれば、加熱
コイルを低温領域用の第１の加熱コイル１および高温領
域用の第２の加熱コイル２に分割するとともに、両高周
波インバータ装置３、４からそれぞれ異なる電力を供給
するようにしているので、搬送速度の低い範囲での保温
運転が可能となり、また、保温運転に移行するときに、
一旦搬送速度を定常運転の搬送速度と保温運転の搬送速
度との中間の値で運転させる移行期間を設けるととも
に、保温運転が解除されて定常運転に復帰するときに
も、同様の移行期間を設けるようにしたので、両加熱コ
イル１、２内の昇温過程を正常に維持することができ、
第２の加熱コイル２から被加熱材５を常に安定した温度
で排出することが可能になる。
コイルを低温領域用の第１の加熱コイル１および高温領
域用の第２の加熱コイル２に分割するとともに、両高周
波インバータ装置３、４からそれぞれ異なる電力を供給
するようにしているので、搬送速度の低い範囲での保温
運転が可能となり、また、保温運転に移行するときに、
一旦搬送速度を定常運転の搬送速度と保温運転の搬送速
度との中間の値で運転させる移行期間を設けるととも
に、保温運転が解除されて定常運転に復帰するときに
も、同様の移行期間を設けるようにしたので、両加熱コ
イル１、２内の昇温過程を正常に維持することができ、
第２の加熱コイル２から被加熱材５を常に安定した温度
で排出することが可能になる。
【００２７】さらに又、定常運転時における両高周波イ
ンバータ装置３、４の出力電圧ＶA0、ＶB0に対する、保
温運転時における各出力電圧ＶA2、ＶB2の電圧低下の割
合を、高温領域用としての第２の高周波インバータ装置
の出力電圧ＶB2の方が、低温領域用としての第１の高周
波インバータ装置の出力電圧ＶA2より少なくしているの
で、高温領域においても被加熱材５にその放熱損失を上
回る電力を常に供給することができるようになり、低速
の保温運転時にも適正な昇温過程を維持することがで
き、プレス装置が運転を再開した時にもただちに所定の
温度に昇温した被加熱材５をプレス装置に供給すること
ができる。
ンバータ装置３、４の出力電圧ＶA0、ＶB0に対する、保
温運転時における各出力電圧ＶA2、ＶB2の電圧低下の割
合を、高温領域用としての第２の高周波インバータ装置
の出力電圧ＶB2の方が、低温領域用としての第１の高周
波インバータ装置の出力電圧ＶA2より少なくしているの
で、高温領域においても被加熱材５にその放熱損失を上
回る電力を常に供給することができるようになり、低速
の保温運転時にも適正な昇温過程を維持することがで
き、プレス装置が運転を再開した時にもただちに所定の
温度に昇温した被加熱材５をプレス装置に供給すること
ができる。
【００２８】実施例２．尚、上記実施例１によれば、加
熱コイルを第１および第２の加熱コイル１、２に分割
し、この両コイル１、２に２台の第１および第２の高周
波インバータ３、４からそれぞれ電力を供給する場合に
ついて説明したが、大電力を要する誘導加熱装置ではこ
れを３台もしくはそれ以上の台数の高周波インバータ装
置により電力を供給するようにしても、上記実施例１と
同様の効果を得ることは言うまでもない。この場合は、
当然のことながら高温領域の高周波インバータ装置ほ
ど、低速運転時における電圧低下割合を少なくして放熱
損失を補償するように制御される。
熱コイルを第１および第２の加熱コイル１、２に分割
し、この両コイル１、２に２台の第１および第２の高周
波インバータ３、４からそれぞれ電力を供給する場合に
ついて説明したが、大電力を要する誘導加熱装置ではこ
れを３台もしくはそれ以上の台数の高周波インバータ装
置により電力を供給するようにしても、上記実施例１と
同様の効果を得ることは言うまでもない。この場合は、
当然のことながら高温領域の高周波インバータ装置ほ
ど、低速運転時における電圧低下割合を少なくして放熱
損失を補償するように制御される。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、複数の被加熱材を定常速度Ｓ0で連続して搬送さ
せる搬送手段と、連続して搬送される各被加熱材を常温
より所定の高温に誘導加熱する少なくとも２以上のセク
ションに分割された加熱コイルと、これら分割された各
加熱コイルにそれぞれ高周波電力を供給する複数のイン
バータ装置と、保温指令により搬送手段の搬送速度を定
常速度Ｓ0より小さい値の第１の搬送速度Ｓ1にするとと
もに第１の所定時間経過後に第１の搬送速度Ｓ1より小
さい値の第２の搬送速度Ｓ2に制御し、保温指令解除に
より搬送手段の搬送速度を定常速度Ｓ0より小さく且つ
第２の搬送速度Ｓ2より大きい値の第３の搬送速度Ｓ3に
するとともに第２の所定時間経過後に定常速度Ｓ0に復
帰させるように制御する搬送速度制御手段と、各インバ
ータ装置の各供給高周波電力の電圧を各搬送速度Ｓ0、
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3に応じた値の電圧Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3に
それぞれ制御する電圧制御手段とを備え、
れば、複数の被加熱材を定常速度Ｓ0で連続して搬送さ
せる搬送手段と、連続して搬送される各被加熱材を常温
より所定の高温に誘導加熱する少なくとも２以上のセク
ションに分割された加熱コイルと、これら分割された各
加熱コイルにそれぞれ高周波電力を供給する複数のイン
バータ装置と、保温指令により搬送手段の搬送速度を定
常速度Ｓ0より小さい値の第１の搬送速度Ｓ1にするとと
もに第１の所定時間経過後に第１の搬送速度Ｓ1より小
さい値の第２の搬送速度Ｓ2に制御し、保温指令解除に
より搬送手段の搬送速度を定常速度Ｓ0より小さく且つ
第２の搬送速度Ｓ2より大きい値の第３の搬送速度Ｓ3に
するとともに第２の所定時間経過後に定常速度Ｓ0に復
帰させるように制御する搬送速度制御手段と、各インバ
ータ装置の各供給高周波電力の電圧を各搬送速度Ｓ0、
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3に応じた値の電圧Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3に
それぞれ制御する電圧制御手段とを備え、
【００３０】又、この発明の請求項２によれば、請求項
１における電圧制御手段が、定常運転時の電圧Ｖ0に対
する保温運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電圧低下割合
を高温領域のインバータ装置の方が低温領域のインバー
タ装置より少なく制御するようにしたので、後工程とし
てのプレス装置が停止した場合にも、きわめて低い搬送
速度で保温運転ができ、保温運転中における捨て材を最
小限に抑えることが可能な誘導加熱装置を提供すること
ができる。
１における電圧制御手段が、定常運転時の電圧Ｖ0に対
する保温運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電圧低下割合
を高温領域のインバータ装置の方が低温領域のインバー
タ装置より少なく制御するようにしたので、後工程とし
てのプレス装置が停止した場合にも、きわめて低い搬送
速度で保温運転ができ、保温運転中における捨て材を最
小限に抑えることが可能な誘導加熱装置を提供すること
ができる。
【図１】この発明の実施例１における誘導加熱装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す誘導加熱装置の昇温特性を示す曲線
図である。
図である。
【図３】図１に示す誘導加熱装置の各運転状態における
搬送速度の変化を示す図である。
搬送速度の変化を示す図である。
【図４】一般的な誘導加熱装置の各運転状態における各
供給電力の大きさと放熱損失との関係を示す図である。
供給電力の大きさと放熱損失との関係を示す図である。
【図５】従来の誘導加熱装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】図５に示す誘導加熱装置の昇温特性を示す曲線
図である。
図である。
１、２ 第１および第２の加熱コイル ３、４ 第１および第２の高周波インバータ装置 ５ 被加熱材 ６ ピンチローラ ７ モータ ８ 速度制御装置 ９ ピンチローラ回転数検出器 １０ 搬送速度制御手段 １１ 電圧制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21J 17/02 B21K 27/00
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の被加熱材を定常速度Ｓ0で連続し
て搬送させる搬送手段と、連続して搬送される上記各被
加熱材を常温より所定の高温に誘導加熱する少なくとも
２以上のセクションに分割された加熱コイルと、これら
分割された各加熱コイルにそれぞれ高周波電力を供給す
る複数のインバータ装置と、保温指令により上記搬送手
段の搬送速度を上記定常速度Ｓ0より小さい値の第１の
搬送速度Ｓ1にするとともに第１の所定時間経過後に上
記第１の搬送速度Ｓ1より小さい値の第２の搬送速度Ｓ2
に制御し、保温指令解除により上記搬送手段の搬送速度
を上記定常速度Ｓ0より小さく且つ上記第２の搬送速度
Ｓ2より大きい値の第３の搬送速度Ｓ3にするとともに第
２の所定時間経過後に上記定常速度Ｓ0に復帰させるよ
うに制御する搬送速度制御手段と、上記各インバータ装
置の各供給高周波電力の電圧を上記各搬送速度Ｓ0、
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3に応じた値の電圧Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3に
それぞれ制御する電圧制御手段とを備えたことを特徴と
する誘導加熱装置。 - 【請求項２】 電圧制御手段は、定常運転時の電圧Ｖ0
に対する保温運転時の各電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3の電圧低下
割合を高温領域のインバータ装置の方が低温領域のイン
バータ装置より少なく制御することを特徴とする請求項
１記載の誘導加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05081026A JP3125510B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 誘導加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05081026A JP3125510B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 誘導加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285577A JPH06285577A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3125510B2 true JP3125510B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=13734970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05081026A Expired - Fee Related JP3125510B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 誘導加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3125510B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518113U (ja) * | 1991-08-09 | 1993-03-05 | 東光株式会社 | マイクロストリツプアンテナ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4797736B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2011-10-19 | 日産自動車株式会社 | ビレット材の加熱装置および加熱方法 |
| CN102941306B (zh) * | 2012-11-15 | 2016-06-08 | 天津市天锻压力机有限公司 | 等温热成型锻压机保温装置 |
| CN105499476B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-06-05 | 湖南力方轧辊有限公司 | 一种锻打用真空保温感应加热炉 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP05081026A patent/JP3125510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518113U (ja) * | 1991-08-09 | 1993-03-05 | 東光株式会社 | マイクロストリツプアンテナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06285577A (ja) | 1994-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |