日本エレクトロヒートセンター

 

 

 

 

 

誘導加熱

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誘導加熱の原理

交流電源に接続されたコイルの中に金属棒を挿入すると、コイルと金属棒は離れているにもかかわらず金属棒は表面から加熱されていきます。これが誘導加熱です。

 

交流電流によってできる交番磁束が被加熱物を貫通して非常に密度の高い電流、うず電流を誘導(電磁誘導という)して、そのジュール熱で被加熱物の表面が加熱されるからです。

 

この方式は被加熱物に電流を流す直接加熱方式であり、被加熱物が導電体であることが条件になります。セラミックなどの絶縁体を誘導加熱する場合は、導電性の容器に被加熱物を入れて容器を誘導加熱して熱伝達させる間接加熱方式をとります。

 

誘導加熱に使われる主な周波数は、商用周波数の50/60Hzから450kHzです。

 

そして、効率よく誘導加熱するには、被加熱物外径と加熱コイル内径間のギャップを小さくし、コイルは加熱部分の大きさと被加熱物の形に合わせた形状とし、かつ、上記周波数範囲から最適周波数で加熱することが必要です。

 

うず電流は被加熱物の表面に近いほど大きく、内部にいくにつれて、指数関数的に小さくなります。これを表皮効果といいます。
図2はこの表皮効果化を示したものです。
うず電流が表面における電流密度の0.368倍に減少した点までの表面からの深さを電流の浸透深さδと呼び誘導加熱を利用する上で非常に重要な数値です。
電流浸透深さδは次式で表されます。同式を用いて算出した、各種材料質の浸透深さδの例を表1に示します。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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