JPH06260270A - 加熱コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導加熱時に高周波電流が流れた際の損失を
より一層低減させて機器の効率向上や冷却構造への負担
を小さくする加熱コイルを提供することを目的とする。 【構成】 導体１３上に絶縁層１４を持つ素線１１を複
数撚り合わせて第１リッツ線１２を形成し、このリッツ
線を２本以上撚って第２リッツ線１６を形成したもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波誘導加熱時の自己
損失を低減する加熱コイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の加熱コイルについて説明す
る。図４、図５において、１は素線で、導体３上に絶縁
層４を持っている。２はリッツ線で、前記素線１を一括
して撚り合わせて集合させたものである。５はリッツ線
２を必要な外形となるように中央から順次渦巻き上に巻
いて製作した加熱コイルである。

【０００３】以上のように構成された加熱コイルについ
て以下に説明する。従来、加熱コイルの素線が単線の場
合、高周波電流を流した時に表皮効果によって電流が表
面に集まり実効抵抗値が増加しこれに伴って損失が増加
するため、導体の単位長さ当たりにおいて、周波数で決
定される浸透深さから得られる導体の断面積と、全体の
電流を流すために必要な導体面積と、外形とから、素線
の最適な直径と必要本数を求めて、この素線を一括して
撚り合わせて集合させたリッツ線を使用して、実効抵抗
が下がる構成として、誘導加熱時の加熱コイルの損失を
減少させ、機器の効率向上や冷却構造への負担を小さく
していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
構成では、素線数が増加すると表皮効果による実効抵抗
の減少とともに近接効果による実効抵抗の増加の影響も
増すため、全体の実効的な抵抗値は表皮効果と近接効果
を乗じて得られることとなり、素線数と損失との関係は
一定の素線数において損失が極小となることから、素線
径を小さくすることによる損失の減少には限界があると
いう問題点を有していた。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、誘導加熱時に高周波電流が流れた際の損失をより一
層低減させて機器の効率向上や冷却構造への負担を小さ
くすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の加熱コイルは、第１の手段として、素線を複
数撚り合わせた第１リッツ線を２本以上撚って第２リッ
ツ線を形成したものであり、さらに第２の手段として、
第１リッツ線を柔軟性のある絶縁材で被覆したものであ
る。

【０００７】

【作用】この構成によって、近接効果による実効抵抗の
増加が抑えられるため、表皮効果のみを考慮して得られ
た素線径と素線数から製作された加熱コイルに比べて誘
導加熱時の高周波電流による損失が一層低減される。こ
のため、機器の効率が向上すると同時に発熱も減少する
ことから、冷却能力を緩和させることができるので、機
器の小型化及び薄型化が可能になる。また素線を複数撚
り合わせたリッツ線を柔軟性のある絶縁材で被覆するこ
とにより、一層効果が確実に得られるものである。

【０００８】

【実施例】以下本発明の第１の実施例について図面を参
照しながら説明する。図１において、素線１１は導体１
３上に絶縁層１４を持つものであり、この素線１１を複
数撚り合わせて第１リッツ線１２を形成し、この第１リ
ッツ線を２本以上撚って第２リッツ線１６を構成し、加
熱コイルとしているものである。

【０００９】上記の様に構成された加熱コイルについ
て、以下にその詳細な構成について説明する。導体１３
の単位長さ当たりにおいて、周波数で決定される浸透深
さから得られる導体１３の断面積と、全体の電流を流す
ために必要な導体面積と、外形から、素線１１の最適な
直径と必要本数を求める。その上で、素線１１を複数撚
り合わせて第１リッツ線１２を形成し、この第１リッツ
線１２を２本以上撚り合わせて第２リッツ線１６を構成
する。この第２リッツ線１６は全体の素線数が前記の素
線の必要本数に合致するようにして、第２リッツ線１６
を必要な外形となるように中央から順次渦巻き上に巻い
て加熱コイルを製作する。

【００１０】以上のように素線１１を第１リッツ線１２
に撚った後、この第１リッツ線１２を再び撚って第２リ
ッツ線１６にして、これを加熱コイルに仕上げることに
よって、誘導加熱時に高周波電流を流した場合の表皮効
果と近接効果による実効抵抗値を最小に抑えることがで
きるため、図２に示すように一定の素線数以上において
は従来の表皮効果のみを考慮した素線の一括撚りに比べ
て、本実施例の複数回撚り方式の方が損失も小さくな
り、機器の効率が向上すると同時に加熱コイルの自己発
熱も減少することから、機器が必要とする冷却能力を緩
和させることができるので、機器の小型化及び薄型化が
可能になる。

【００１１】次に、第２の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図３において、２１は素線であり、素
線２１内部は導体２３、外周には絶縁層２４が存在し、
前記素線２１を複数撚って第１リッツ線２２が形成され
ており、この第１リッツ線２２は柔軟性をもった絶縁チ
ューブ２７で被覆され、この絶縁チューブ２７で被覆さ
れた第１リッツ線２２は再び撚られて第２リッツ線２６
を構成して、第１の実施例と同様に必要な外形となるよ
うに、中央から順次渦巻き上に巻いて加熱コイルとな
る。

【００１２】上記構成において動作を説明すると、複数
の加熱コイルの製作する際に絶縁チューブ２７によって
第１リッツ線２２が囲まれているために、第２リッツ線
２６内部の導体２３間の平均距離のバラツキが小さくな
り、第１の実施例と同様に、誘導加熱時は高周波電流に
よる表皮効果によって電流は導体２３の表面に流れる
が、第１リッツ線２２の構成のために、周波数で決まる
浸透深さによって単線に比べて単位長さ当たりの電流の
流れる面積は大きくなることから実効的な抵抗値は減少
し、さらに導体２３間の距離が平均的に大きくなること
で近接効果による抵抗値の上昇も最小限に抑えるという
効果が確実に得られる。

【００１３】以上のように本実施例によれば、素線２１
を第１リッツ線２２に撚った後、この第１リッツ線２２
を絶縁チューブ２７で被覆し、さらに再び撚って第２リ
ッツ線２６にして、これを加熱コイルに仕上げることに
よって、加熱コイルに高周波電流を流した際の損失を最
小に抑えることと共に複数の加熱コイルに対してこの損
失のバラツキを抑えることが可能となり、かつ作業性も
向上する。

【００１４】なお、第２の実施例において第１リッツ線
２２を絶縁材として絶縁チューブ２７を用いて被覆した
が、前記絶縁チューブ２７の代わりに柔軟性のある接着
剤を用いて被覆してもよい。また、第１及び第２の実施
例共に２本以上のリッツ線を再び撚る構造としたが、２
回以上撚る構造としても良いことは言うまでもない。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明は誘導加熱時に高
周波電流が流れる加熱コイルにおいて、素線を撚って第
１リッツ線を形成し、再びこのリッツ線を撚って第２リ
ッツ線を形成することにより、近接効果による実効抵抗
の増加が抑えられるため、表皮効果のみを考慮して得ら
れた素線径と素線数から製作された加熱コイルに比べて
誘導加熱時の高周波電流による損失が一層低減されるた
め、機器の効率が向上すると同時に発熱も減少すること
から冷却能力が緩和され、機器の小型化及び薄型化が可
能になる。

【００１６】また素線を複数撚り合わせた第１リッツ線
を柔軟性のある絶縁材で被覆することにより、一層効果
が確実に得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における加熱コイルのリ
ッツ線の断面図

【図２】同加熱コイルの素線数と損失の関係を示す図

【図３】本発明の第２の実施例における加熱コイルのリ
ッツ線の断面図

【図４】従来の加熱コイルのリッツ線の断面図

【図５】（ａ）従来の加熱コイルの平面図 （ｂ）同加熱コイルの断面図

【符号の説明】

１１、２１ 素線 １２、２２ 第１リッツ線 １３、２３ 導体 １４、２４ 絶縁層 １６、２６ 第２リッツ線 ２７ 絶縁チューブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体上に絶縁層を持つ素線を複数撚り合
   わせて第１リッツ線を形成し、このリッツ線を２本以上
   撚って第２リッツ線を形成した加熱コイル。
2. 【請求項２】 第１リッツ線を柔軟性のある絶縁材で被
   覆した請求項１記載の加熱コイル。