[发明专利]功率感应器加热装置、功率感应器和以此配备的炉子

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应加热装置，这类感应加热装置包括：

-一高频电源，

-用于加热元件的一功率感应器，

-和在所述功率感应器的电路中的一电容电路。

表述“高频”表示等于或大于5千赫兹(kHz)和可以达到1兆赫(1MHz)甚至更大的频率。表述“功率感应器”表示由其强度至少为100安培的电流穿过的感应器。

本发明特别地但不是惟一地涉及用于多种应用的通过感应对行进的各种导电产品的感应加热，如：

-各种涂层产品的干燥(涂料、有机涂层尤其是耐指纹的有机涂层，等)；

-热处理；

-处理前的加热；(退火...)

-常规炉子的生产率的提高。

背景技术

高频感应加热是有效的，不过整体的能量效率受到感应器的能量效率的影响，这是因为电功率在感应器中以热量消散。在以下的说明中感应器是纵向通量类型的感应器，不过其也可以是横向通量类型的感应器，尤其是用于加热非磁性构件或特定几何形状的构件的横向通量类型的感应器。

文献EP 0577468提出一种电磁感应加热线圈，这种电磁感应加热线圈包括用于线圈的导线的特定冷却装置。这种解决方案对于小于10kHz的功率是有利的，不过对于较高的频率效率显著降低。

文献WO 2007/141422公开一种感应加热装置，这种感应加热装置包括高频电源，这种高频电源允许通过感应器传输高功率，同时减少由电压产生的构造困难，特别地在感应器和电容器的连接处。对于这类加热装置，提高能量效率也是期望的。

文献JP 10-50127涉及与本发明的领域不同的领域，这是由于其涉及用于在阴极管中偏离电子束的导流板片的一种制造方法。利兹线呈两列设置以方便焊接。其不述及感应功率加热。

发明内容

本发明的目的尤其在于提供一种高频感应功率加热装置，在该加热装置中感应器的加热损耗得到降低。

文献EP 1604551提出将单体螺线圈串联和并联，这种串联和并联可以有利地被使用于从利兹电缆制作的螺线圈(单体或多螺线圈)的连接。

本发明特别地旨在限制能量损耗，尤其是来自于电流在感应器内经过的损耗，以及在电容器处的连接损耗和由于电流在电容器中经过的损耗。

根据本发明，感应加热装置包括：

-一高频电源，

-用于加热感应元件的一功率感应器，

-和在所述功率感应器的电路中的一电容电路，

其特征在于，所述功率感应器包括具有彼此绝缘的多绞线的至少一电缆，通常称为利兹电缆，并且在其连接端部电缆绞线展开呈扇形，以与形成电源接线柱的一金属母线并联连接，所述电缆绞线的直径被选择以使得电缆绞线允许克服由相邻的导线所产生的高频傅科电流的损耗，在电缆中并联的绞线或导线的数目足够高以允许对应高加热功率的电流强度的通过。

用于加热功率的电流强度可以达到数百到数千安培。为了给出量值等级，非限制性地，对于50kHz的频率，电缆的绞线的直径可以为0.1mm。

有利地，往复导线相面对地进行展开。

电缆的绞线可以由一电绝缘套壳卷绕，或不卷绕。

电缆的绞线的端部连接可以通过在母线上的焊接来保证，或如镶嵌的另一连接方式来保证，或过熔的端部来保证。

有利地，金属母线的长度为电缆直径的至少五倍，优选地大于电缆的直径的十倍。

根据电缆的绞线的数目，扇形部分可以涉及绞线子组。此外，可以设置多个并联的扇形层。扇形的绞线层挨着母线平坦地连接。有利地，绞线层或绞线子组层的厚度小于高频电流进入形成电源接线柱的母线中的进入深度。

用于进行连接的电缆绞线的每个扇形层优选地容有一中平面，所述中平面经过电缆端部的几何轴线或者在电缆端部的几何轴线附近。扇形部分在电缆端部的几何轴线的延伸部分两侧展开。

在组成扇形部分的端部边缘的绞线和电缆端部的几何轴线之间形成的角度可以达到或甚至超过60°。

优选地，绞线扇形部分的电源接线柱在与扇形部分相对的边侧与至少一电容器板片相连接。

在具有纵向通量的行进加热的情形中，连接扇形部分的中平面可以与要加热的元件的行进方向正交，作为变型，该平面可以在该方向上倾斜。

对于水平移动的要加热的钢带而言，扇形部分的中平面将是垂直的。