日本エレクトロヒートセンター

 

 

 

 

 

誘導加熱

 

誘導加熱の原理

 電磁誘導を利用して加熱する方法で高周波誘導加熱、電磁誘導加熱とも呼ばれています。

 交流電源に接続されたコイルに電流を流すと、その周りには磁力線が発生します。コイルの中あるいはその近くに電気を通す金属を置くと、金属内には磁束の変化を妨げる方向に“うず電流”が流れます。金属には電気抵抗があるため、「電力=電流2×抵抗」に相当するジュール熱が発生して金属が加熱されます。この現象を誘導加熱といいます。

 

 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。

 

 金属の溶解や調理器具などの加熱装置では、うず電流をできるだけ多くする必要があり、被加熱物に鉄やステンレスなどが使われます。誘導加熱を使った加熱方法は、品質や生産性の向上、作業環境の改善、それにクリーン性や安全性に優れた特性を持ち、金属の溶解、銅板などの熱加工、機械部品の焼き入れなどの分野で広く利用されています。

 

 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。

 

 誘導加熱では、周波数の選定が極めて大切であり、加熱効率ひいてはその経済性に大きな影響を与えます。被加熱物が小さいほど高い周波数が、また、被加熱物が大きい場合には比較的低い周波数が必要となります。

 

 

 《参考》 表皮効果
 うず電流は、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る。これを表皮効果と言います。
 うず電流密度が表面における電流密度の0.368倍に減少した点を浸透深さδと呼び、表面からこの点までに自己発熱の約90%が生じます。
 浸透深さδは、周波数の平方根に反比例します。
 
           
             ρ:金属の固有抵抗(μΩ・cm)
              μ:比透磁率
             f:周波数(Hz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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