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N.V. PHILIPSIGLOEILAMPENFABRIEKEN, résidant à EINDHOVEN (Pays¯Bas)
INDUCTEUR POUR LE CHAUFFAGE INDUCTIF H.F.
L'invention concerne un inducteur pour le chauffage inductif H.F. muni de conducteurs pour la connexion à un générateur H.F. Lorsqu'une pièce ne doit être chauffée qu'en un seul endroit assez étroit ; dans le cas d'emploi d'inducteurs usuels ne comportant qu'une seule spire, on la dispose à proximi- té de l'un des conducteurs d'une façon telle que le plan de la pièce soit perpendiculaire au plan passant par la spire.
Toutefois, dans ce cas, une partie notable du champ électromagnétique engendré par la spire est perdue, car elle ne traverse pas la pièce et de plus, le facteur de couplage entre la pièce et l'inducteur est assez petito Si l'on désire obvier à cet Incon- vénient, en disposant la pièce à courte distance du plan de la spire et paral- lèlement à ce plan, il se produit en général deux trajets de chauffage. Lors- qu'on rend la spire si étroite que ces deux trajets coïncident, la spire a une faible self-induction de sorte qu'à l'état non chargé, l'inducteur absor- be une assez grande puissance, ce qui constitue également un inconvénient.
L'inducteur conforme à l'invention obvie à ces inconvénients;il est constitué par un corps creux étanche qui est muni de préférence, d'un noyau en une matière à faibles pertes H.F.., et comporte à sa partie {Supérieu- re une ouverture telle que l'un des conducteurs de connexion est disposé à proximité du bord de l'ouverture et l'autre, du côté opposé de l'ouverture é- galement à proximité du bord, d'où il s'étend au maximum à une petite distance du plan passant par l'ouverture, entre les bords latéraux de celle-ci jusqu'à proximité du premier conducteur mentionnéo
Dans l'inducteur ainsi formé,
l'ouverture active est constituée par les ouvertures subsistant entre les bords latéraux du corps creux et le dernier conducteur de connexion mentionnée Cet agencement offre plusieurs
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avantages une pièce ne peut être chauffée qu'en un endroit assez étroit;à vide, la self-induction de l'inducteur a encore une valeur assez élevée, de sorte que l'intensité du courant à vide est assez faible; le champ des lignes de force entourant le corps creux qui fait office de conducteur, contribue au chauffage.- Un point important est que le facteur de couplage entre la pièce et l'inducteur est grand, de sorte que la puissance absorbée est très élevée.
L'inducteur conforme à l'invention convient particulièrement bien à la trempe superficielle, le fait que le corps creux est étanche permet de refroidir l'inducteur à l'aide d'un liquide et de plus, de "saisir" la pièce à l'aide dudit liquide.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non li- mitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien en- tendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente en coupe un inducteur rectangulaire 1, connu dans lequel une pièce 2 est disposée parallèlement au plan de l'inducteur, à courte distance de ce piano Le champ de lignes de force autour des deux con- ducteurs est indiqué par 3. En général, la pièce 2 sera alors chauffée aux deux endroits indiqués par 4. Si l'on ne désire qu'un seul endroit de chauf- fage, les conducteurs 1 et 2 devraient être disposés très près l'un de l'au- tre, de sorte que les deux endroits 4 coïncident.
De ce fait, la self-induc- tion de l'inducteur à vide tombe fortement et l'intensité du courant à vide est très élevée.Lorsqu'on désire quel-'intensité du courant à vide ait une valeur raison- nable et que l'on veut, de plus,chauffer en un seul endroit,il.faut utiliser un inducteur à self-induction assez élevée, donc à grande surface de bobine,et dis- poser le plan de la pièce perpendiculairement au plan de l'inducteur de la manière représentée sur la Figo 2.Le chauffage se produit alors uniquement à l'endroit 4, mais les lignes de force 3,qui entourent le conducteur supérieur l,ne participent pas au chauffage et constituent donc une perte.
L'inducteur conforme à l'invention est représenté sur la fige 3.
Le conducteur de connexion 5 est connecté au bord de l'ouverture 6 d'un corps creux 7, et l'autre conducteur de connexion 8 est connecté au côté opposé du bord de l'ouverture 6 et s'étend de là, à faible distance du plan passant par l'ouverture 6, jusqu'à proximité du conducteur de connexion 5. L'ouverture active se trouve entre les bords latéraux 9 et le conducteur de connexion 8.
La figo 4 est une coupe transversale perpendiculaire à la direction longitu- dinale du conducteur de connexion 8. La pièce à chauffer est indiquée par 10, le sens d'avancement est marqué par une flèche, et la zone chauffée est indi- quée par llo
Le champ de lignes de force entourant le conducteur de connexion 8 est indiqué par 12 et celui qui entoure le corps creux 7 est indiqué par 13.
Par suite de la forme du conducteur 7, le champ 13 est dirigé vers la pièce 10 et contribue donc au chauffage de la pièce, dans le voisinage des limites de la zone chauffée llo De plus, la self-induction à vide de l'inducteur est suffisamment élevée et le facteur de couplage est particulièrement favorable.
Il va de soi que les dimensions et la forme de l'inducteur doivent être adap- tées à une pièce déterminée suivant les conditions de chauffage imposées (di- mensions de la zone à chauffer, température, matière).
Les figSo 5, 6 et 7, montrent en coupe quelques autres formes pos- sibles. Sur ces figures, l'ouverture active est choisie plus petite encore, de sorte que les lignes de force qui se ferment autour du corps creux sont encore plus fortement déviées vers l'endroit de chauffage.
Toutefois, on a constaté que l'ouverture active ne peut pas toujours êttre rétrécie, car dans ce cas, le courant dans le corps creux ne se répartit pas plus ou moins uni- formément sur toute la section, mais essentiellement le long des deux bords 9, ce qui, en principe;se rapproche de la spire étroite et d'une réduction de la self-induction pour l'inducteur fonctionnant à vidéo
Sur la figo 6, le corps creux comporte un noyau 14, par exemple en ferrite ;
noyau dépasse le corps creux, de sorte que la matière du noyau
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vient également entre le conducteur de connexion 8 et les bords 9 du corps creuxo De ce fait, la self-induction de l'inducteur est plus élevée et le champ concentré est amené aussi près que possible de la zone à chauffero
L'inducteur représenté sur la fige 7 peut être non seulement cylindrique, mais également sphérique.
Sur la figo 8, le conducteur de connexion 5 est un tube à tra- vers lequel un liquide réfrigérant pénètre dans le corps creux 7, qui, de cette façon, fait lui-même office de réservoir. Le liquide réfrigérant peut servir non seulement à refroidir le noyau éventuel de l'inducteur, mais aussi à "saisir" la partie chauffée de la pièce, lors de l'avancement de celle-ci (voir flèche sur la figo 4).
La figo 9 représente une forme de réalisation dans laquelle le conducteur de connexion 8 est également constitué par une canalisation creuse par l'évacuation du liquide réfrigérant. Dans cette forme de réalisation, le liquide de réfrigération est réparti uniformément sur l'inducteur et le noyau (éventuel à travers de petites ouvertures 15o
Au corps creux doivent encore être fixés des galets pour suppor- ter la pièce 10 à la distance requise au-dessus du conducteur 8 et faciliter son déplacement au-dessus de l'inducteur.
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N.V. PHILIPSIGLOEILAMPENFABRIEKEN, residing in EINDHOVEN (Netherlands)
INDUCTIVE HEATING INDUCTOR H.F.
The invention relates to an inductor for inductive H.F. heating provided with conductors for connection to an H.F. generator. When a room must only be heated in one fairly narrow place; in the case of use of usual inductors comprising only one turn, it is placed near one of the conductors in such a way that the plane of the part is perpendicular to the plane passing through the turn .
However, in this case, a significant part of the electromagnetic field generated by the coil is lost, because it does not pass through the part and moreover, the coupling factor between the part and the inductor is quite small if one wishes to obviate To this disadvantage, by placing the part at a short distance from the plane of the coil and parallel to this plane, two heating paths generally occur. When the coil is made so narrow that these two paths coincide, the coil has a low self-induction so that in the unloaded state the inductor absorbs a fairly large amount of power, which also constitutes a disadvantage.
The inductor in accordance with the invention obviates these drawbacks: it consists of a sealed hollow body which is preferably provided with a core made of a material with low HF losses., And comprises at its upper part a opening such that one of the connecting conductors is arranged near the edge of the opening and the other, on the opposite side of the opening also near the edge, from where it extends at most to a small distance from the plane passing through the opening, between the lateral edges thereof up to the proximity of the first mentioned conductor
In the inductor thus formed,
the active opening is formed by the openings remaining between the lateral edges of the hollow body and the last mentioned connection conductor This arrangement offers several
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advantages a room can only be heated in a rather narrow place; at no load, the self-induction of the inductor still has a fairly high value, so that the intensity of the no-load current is quite low; the field of the lines of force surrounding the hollow body which acts as a conductor, contributes to the heating. An important point is that the coupling factor between the part and the inductor is large, so that the power absorbed is very high.
The inductor according to the invention is particularly suitable for surface quenching, the fact that the hollow body is sealed makes it possible to cool the inductor with the aid of a liquid and, moreover, to "grab" the part. using said liquid.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of the invention. .
Fig. 1 shows in section a rectangular inductor 1, known in which a part 2 is arranged parallel to the plane of the inductor, at a short distance from this piano. The field of lines of force around the two conductors is indicated by 3. In general , room 2 will then be heated at the two places indicated by 4. If only one heating place is desired, conductors 1 and 2 should be placed very close to each other, so that the two places 4 coincide.
As a result, the self-induction of the no-load inductor drops sharply and the intensity of the no-load current is very high. When it is desired that the intensity of the no-load current has a reasonable value and we want, moreover, to heat in one place, it is necessary to use an inductor with fairly high self-induction, therefore with a large coil surface, and to arrange the plane of the part perpendicular to the plane of the inductor as shown in Fig. 2. The heating then occurs only at location 4, but the lines of force 3, which surround the upper conductor 1, do not participate in the heating and therefore constitute a loss.
The inductor according to the invention is shown in fig 3.
The connection conductor 5 is connected to the edge of the opening 6 of a hollow body 7, and the other connection conductor 8 is connected to the opposite side of the edge of the opening 6 and extends from there low distance from the plane passing through the opening 6, up to the proximity of the connection conductor 5. The active opening is located between the side edges 9 and the connection conductor 8.
Fig. 4 is a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the connection conductor 8. The part to be heated is indicated by 10, the direction of advance is marked by an arrow, and the heated area is indicated by llo
The field of lines of force surrounding the connection conductor 8 is indicated by 12 and that which surrounds the hollow body 7 is indicated by 13.
Due to the shape of the conductor 7, the field 13 is directed towards the part 10 and therefore contributes to the heating of the part, in the vicinity of the limits of the heated zone llo In addition, the vacuum self-induction of the inductor is sufficiently high and the coupling factor is particularly favorable.
It goes without saying that the dimensions and the shape of the inductor must be adapted to a given room according to the heating conditions imposed (dimensions of the zone to be heated, temperature, material).
Figures 5, 6 and 7 show in section some other possible shapes. In these figures, the active opening is chosen even smaller, so that the lines of force which close around the hollow body are even more strongly deflected towards the heating point.
However, it has been found that the active opening cannot always be narrowed, because in this case the current in the hollow body is not distributed more or less evenly over the whole section, but essentially along the two edges. 9, which, in principle; approaches the narrow turn and a reduction of the self-induction for the inductor operating with video
In figo 6, the hollow body comprises a core 14, for example made of ferrite;
core protrudes beyond the hollow body, so that the core material
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also comes between the connection conductor 8 and the edges 9 of the hollow body o Therefore, the self-induction of the inductor is higher and the concentrated field is brought as close as possible to the area to be heated.
The inductor shown in pin 7 can be not only cylindrical, but also spherical.
In figure 8, the connecting conductor 5 is a tube through which a refrigerant liquid enters the hollow body 7, which in this way itself acts as a reservoir. The refrigerant liquid can be used not only to cool the possible core of the inductor, but also to "grab" the heated part of the part, during the advancement of this one (see arrow in figo 4).
Figo 9 shows an embodiment in which the connection conductor 8 is also formed by a hollow pipe through the discharge of the refrigerant liquid. In this embodiment, the refrigerant liquid is distributed evenly over the inductor and the core (possibly through small openings 15o
To the hollow body must still be fixed rollers to support the part 10 at the required distance above the conductor 8 and facilitate its movement above the inductor.