KR101327167B1

KR101327167B1 - 고주파 유도가열용 워킹헤드

Info

Publication number: KR101327167B1
Application number: KR1020120039166A
Authority: KR
Inventors: 하재호
Original assignee: 세향산업 주식회사
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2032-04-16
Also published as: KR20130116614A

Abstract

본 발명은 피가공물을 열처리하거나, 금속이나 무기질 재료를 용융하기 위한 고주파 유도 가열용 워킹 헤드(Working head)에 관한 것으로, 워킹헤드의 본체 하우징에 성능이 우수한 세라믹 커패시터를 채용하되 세라믹 커패시터의 온도차에 의한 열스트레스에 취약한 점을 보완한 냉각수 유로를 구성하되 코일부로부터 회기한 데워진 냉각수가 직접적으로 세라믹 커패시터와 열교환하지 못하도록 냉각수 배출유로를 형성하여 안정한 고주파 열처리용 워킹 헤드를 구현한 것이다.

Description

고주파 유도가열용 워킹헤드{WORKING HEAD FOR HIGH FREQUENCY INDUCTION HEATING}

본 발명은 고주파 유도가열 장치에 관한 것으로, 특히 피가공물을 열처리하거나 금속이나 무기질 재료를 용융하기 위한 고주파 유도가열용 워킹헤드의 개량에 관한 것이다.

고주파 유도 가열 방식은 전자유도작용을 이용하여 가열코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자기장이 발생되게 함으로써 고주파 자기장 내에 있는 가열물에 유도전류가 흐르도록 하는 것이다. 유도전류는 물체 내에서 전류가 소용돌이치며 흐르는 와전류에 의해 생기는 손실과 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하며 매우 단시간에 발열이 이루어진다. 이렇게 고주파 전류를 이용하여 발생하는 열로서 가열하는 것을 고주파 유도 가열이라 한다.

고주파 유도 가열 방식에 따르면 주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용 및 근접효과에 의해서 피가열체의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며 이때 발생하는 열손실(와전류 손실, 히스테리시스 손실)이 피가열체의 표면층을 가열하게 된다. 이러한 특성을 이용한 것이 고주파 표면 열처리이다.

또 이러한 유도가열방식의 열을 활용하여 재료물질 자체를 녹이는 것을 고주파 유도가열 용융이라 하며, 유도가열 용융기법에는 내화물 도가니를 사용하여서 녹여야 할 물질 자체를 유도가열로 직접 녹이는 직접 가열방식과 금속 혹은 흑연으로 된 도가니를 유도가열하여 간접 열로 도가니 내의 재료물질을 가열시켜 용융시키는 간접 가열 방식이 있다.

고주파 유도가열방식의 일 예로서 피가공물을 열처리하거나 금속이나 무기질 재료를 용융하기 위한 고주파 유도 가열용 워킹헤드(Working head)가 있다.

도 1은 종래기술에 따라 고주파 유도 가열용 워킹 헤드(2)의 사시도로서, 본체하우징(4)의 외부로 연장된 코일부(6)는 코일의 동손(Copper Loss)과 가열물에 대한 복사열에 의해서 열이 발생하는 수단이고, 본체하우징(4)에 장치된 필름 커패시터(8)는 높은 유전손실과 내부에 가지는 동손(Copper Loss) 때문에 열이 발생하므로 냉각수를 흘려주어야 하는 구조를 취한다.

도 1에 도시된 종래의 고주파 열처리용 워킹헤드(2)는 냉각수 유입구(10)와 제1 냉각판(12), 단일 또는 다수 개의 필름 커패시터(8), 제1,2 코일 부스바(14)(16)를 양끝단으로 하여 코일 형태로 감겨져 있는 코일부(6)와, 냉각수 배출구(18)와 제2 냉각판(20)을 구성한다. 미설명 부호 "9"는 워킹헤드 부스바이다.

코일부(6)의 코일형태는 도 2의 (a) 내지 (d)에 예시된 것과 같은 여러 종류가 있다.

냉각수 유입구(10)를 통해 유입된 냉각수는 제1 냉각판(12)을 거쳐 필름 커패시터(8)의 일측 극판을 냉각시킨 후 제1 코일 부스바(14)로 유입된다. 제1 코일 부스바(14)로부터 연장된 코일부(6)에는 냉각수가 흐를 수 있는 중공통로가 연장형성되어 있는바, 제1 코일 부스바(14)로부터 유입되는 냉각수가 코일부(6)를 통과하며 다시 제2 코일 부스바(16)를 통하고 제2 냉각판(20)을 거친 냉각수는 필름 커패시터(20)의 타측 극판을 냉각 시킨 후 냉각수 배출구(18)를 통해 외부로 배출된다.

대개 세라믹 커패시터(Ceramic Capacitor)가 낮은 유전손실과 정전용량의 안정성 등에서 우수한 전기적 특성을 가지며 비교적 고온에서도 안전한 열적 안정성도 우수하지만, 열스트레스에 취약한 단점이 있어 커패시터의 일측 극판과 타측 극판의 온도가 다를 수 밖에 없는 도 1과 같은 고주파 유도 가열용 워킹헤드(2)에 채용하기 위해서는 별도의 냉각시스템을 구비하여야 하며 제조 단가가 상당히 비싸다.

반면, 도 1에 도시된 바와 같이 본체하우징(4)에 장치된 필름 커패시터(8)는 전류용량이 부족하고 내부에 인덕턴스 성분을 포함하며 고주파에서 유전손실이 큰 단점에도 불구하고 단락 시 회복능력이 우수한 장점으로 인해 많이 사용되고 있지만, 필요한 전류용량과 전력용량을 가지기 위해 부피가 큰 필름 커패시터를 사용할 수 밖에 없다는 것이 문제다.

또 도 1에 도시된 바와 같이 코일 부스바(14)(16)는 코일부(6)와 전기적 연결은 물론이고 냉각수 유출입이 있기 때문에 내부 고무오링과 같은 실링재를 사이에 두고 나사로 체결하도록 되어 있다. 내부에 끼워진 고무오링은 고른 압력으로 눌려서 씰링되게 해야 누수를 방지할 수 있으므로 코일 부스바(14)(16) 각각에 2개 이상의 나사(17)를 체결하여야 하며, 코일부(6)의 잦은 교체에 따라 체결된 나사(17)를 모두 풀어야만 교체가 가능한 사용상 불리함도 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 전기적 특성과 열적 안정성이 우수한 세라믹 커패시터의 사용이 가능한 냉각구조를 갖는 고주파 유도가열용 워킹헤드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고주파 유도가열용 코일부의 교체가 아주 용이하도록 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드를 제공함에 있다.

상기한 목적에 따른 본 발명의 고주파 유도가열용 워킹 헤드는, 각기 열교환실을 갖는 제1 단자대와 제2 단자대 내측면 사이에 세라믹 커패시터를 개재하여 전기적 접속되게 구성하고, 냉각수가 제1,제2 단자대의 열교환실과 유도가열하는 코일부를 차례대로 통과되게 냉각수 유로를 형성하고 상기 코일부로부터 제1 단자대로 회기되는 데워진 냉각수가 제1 단자대의 열교환실내 냉각수와는 열적으로 차단되는 단열 배출유로를 구비하여 데워진 냉각수가 상기 단열 배출유로를 통해 외부로 배출되게 구성함을 특징으로 한다.

상기에서 단열 배출유로는 상기 제1 단자대의 열교환실을 관통하는 단열파이프로 구성하거나, 제1 단자대의 열교환실을 우회하는 우회파이프로 구성할 수 있다.

또한 본 발명의 고주파 유도가열용 워킹 헤드(100)는, 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 내측면 사이에 세라믹 커패시터(28)를 개재하여 전기적으로 접속하며, 제1,제2 단자대(24)(26) 내에는 제1,제2 열교환실(30)(32)을 갖게 구성하고, 제1 단자대(24)의 냉각수 유입구(34)를 통해서 유입된 냉각수(W)가 제1 열교환실(30)에 유입되어 세라믹 커패시터(28)의 일측 극판면과 열교환하고, 제1 단자대(24)의 제1 열교환실 출구(36)와 제2 단자대(26)의 제2 열교환실 입구(38)를 연결하는 연결파이프(40)를 통해 냉각수(W)가 제2 단자대(26)의 제2 열교환실(32)로 유입되어 세라믹 커패시터(28)의 타측 극판면과 열교환하며, 제2 단자대(26)의 제2 열교환실 출구(42)와 제1 열교환실(30)의 회기구(43) 간에 연결되며 코일부(6)를 따르는 코일호스(58)를 통해서 코일부(6)를 냉각하게 구성하며, 제1 열교환실(30)의 회기구(43)와 냉각수 배출구(44)간에는 단열파이프(46)로 연결하여서 코일호스로부터 회기하여 흐르는 냉각수(W)가 제1 열교환실(30)에 유입된 냉각수(W)와 분리되어서 외부로 배출되게 구성함을 특징으로 한다.

더욱이 본 발명은 코일호스(58)를 통해 코일부(6)와 연결되는 제1,제2 코일 부스바(50)(52)에 결합구(54)를 구비하며, 상기 결합구(54)는 걸림턱(55)을 갖는 결합홈(56)에 코일호스(58)가 결속되고 테이퍼면(60a)을 갖는 연결구(60)와 볼트(62)를 갖는 체결고정구(64)를 함께 삽입하여서 결합고정되게 구성하되 체결고정구(64)가 연결구(60)의 테이퍼면(60a)을 압박하는 경사면(64a)을 갖도록 구성함을 특징으로 한다.

또 상기한 고주파 유도가열용 워킹헤드(100)를 구성함에 있어, 제1,제2 코일 부스바(50)(52)로 이어지는 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26)의 배면측에는 제1,제2 단자대(24)(26) 상호간의 전자파를 차폐하기 위한 쉴드(49)가 설치되게 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 냉각수 유로를 구성하되 코일부를 통과한 가열된 냉각수가 직접적으로 워킹헤드에 흐르는 것을 방지케 하는 냉각구조를 구현하여 낮은 유전손실과 정전용량의 안정성 등에서 우수한 전기적 특성을 가지고 비교적 고온에서도 안전한 열적 안정성을 갖는 세라믹 커패시터를 사용할 수 있게 하며 열스트레스에 취약한 세라믹 커패시터의 파손도 방지할 수 있다. 또 고주파 유도가열용 코일부의 교체가 잦더라도 교체 작업의 어려움이 없고 누수의 위험도 없게 해주는 이점이 있다.

도 1은 종래의 고주파 유도가열용 워킹 헤드의 외관 사시도,
도 2는 일반적인 고주파 유도가열용 코일부의 코일형태 일 예도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 유도가열용 워킹헤드의 외관 사시도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 유도가열용 워킹헤드의 후미 외관 사시도,
도 5는 제1 단자대와 제2 단자대가 세라믹 커패시터와 연결되는 내측부의 분리 사시도,
도 6은 본 발명에 따라 냉각수 유로가 형성된 제1,제2 단자대의 부분 절개 사시도,
도 7은 본 발명 워킹헤드의 분리 사시도,
도 8은 워킹헤드의 본체하우징과 코일부가 결합되는 코일 부스바의 결합 개략도,
도 9는 도 8의 코일 부스바의 정면도,
도 10은 도 8의 코일 부스바의 후면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 고주파 유도가열용 워킹헤드(100)는 비록 냉온과 고온 차이로 인한 열스트레스에 취약하지만 낮은 유전손실과 정전용량의 안정성 등에서 우수한 전기적 특성을 가지고 비교적 고온에서도 안전한 열적 안정성을 갖는 세라믹 커패시터를 사용하도록 구현하며, 이때 세라믹 커패시터의 취약점이 보완될 수 있는 냉각구조도 함께 구현한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 유도가열용 워킹헤드(100)의 외관 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파 유도가열용 워킹헤드(100)의 후미 외관 사시도이다.

그리고, 도 5는 도 3의 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26)가 그 사이에 끼이는 세라믹 커패시터(28)와 연결되는 부분의 분리 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따라 냉각수 유로가 형성된 제1,제2 단자대(24)(26)의 부분 절개 사시도이며, 도 7은 본 발명 워킹헤드(100)의 분리 사시도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 고주파 유도가열용 워킹헤드(100)는 도 5의 분리사시도에 도시된 바와 같이 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 내측면 사이에 세라믹 커패시터(28)를 개재하여 전기적으로 접속된 본체하우징(22)를 구비한다. 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 각각은 세라믹 커패시터(28)와는 납땜용접되어 고정되지만 제1,제2 단자대(24)(26)간은 전기적으로 절연되며 이렇게 되어야만 세라믹 커패시터(28)가 제기능을 할 수 있다.

세라믹 커패시터(28)는 상기한 바와 같이 낮은 유전손실과 정전용량의 안정성 등에서 우수한 전기적 특성을 가지고 비교적 고온에서도 안전한 열적 안정성을 갖는 커패시터이다.

제1,제2 단자대(24)(26)에는 대전류 전달을 위한 워킹헤드 부스바(working head bus bar)(48)가 각각 고정되며, 코일부(6)로의 대전류 전달을 위한 제1,제2 코일 부스바(50)(52)가 연결된다.

워킹헤드(100)의 본체 하우징(22)을 구성함에 있어 제1,제2 코일 부스바(50)(52)로 이어지게 하는 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26)의 배면측에는 제1,제2 단자대(24)(26) 상호간의 전자파를 차폐하기 위한 쉴드(49)를 설치한다.

본 발명에서는 제1,제2 단자대(24)(26)에 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 냉각수를 이용한 열교환을 위한 제1,제2 열교환실(30)(32)이 내장되게 형성한다. 제1 단자대(24)의 제1 열교환실(30)과 제2 단자대(26)의 제2 열교환실(32)은 냉각수(W)가 임시로 머무는 장소로서 높은 열을 발생하는 세라믹 커패시터(28)의 일측 및 타측 극판면에 근접되어 있다. 그러므로 제1,제2 열교환실(30)(32)의 냉각수(W)가 세라믹 커패시터(28)의 열을 흡수하여 세라믹 커패시터(28)를 식혀주는 열교환이 제1,제2 열교환실(30)(32)에서 일어난다.

본 발명에서는 냉각수(W)가 제1,제2 단자대(24)(26)의 열교환실(30)(32)과 유도가열하는 코일부(6)를 차례대로 통과되게 냉각수 유로가 형성되게 하고, 상기 코일부(6)로부터 제1 단자대(24)로 회기되는 데워진 냉각수가 제1 단자대(24)의 열교환실(30)내 냉각수와는 열적으로 차단되는 단열 배출유로를 구비하여서 데워진 냉각수가 상기 단열 배출유로를 통해 외부로 배출되게 구성하는 것이다.

본 발명에서는 제1 단자대(24)에 내부의 제1 열교환실(30)과 연통된 냉각수 유입구(34)와 냉각수 배출구(44)가 함께 형성된 것을 일예로 설명한 것이다.

냉각수 유입구(34)는 외부에서 공급되는 냉각수(W)가 공급되는 포트이고, 냉각수 배출구(44)는 고주파 유도가열 워킹헤드(2)에 있는 세라믹 커패시터(28)의 열과 코일부(6)의 열을 식혀주는데 이용되어 데워진 냉각수(W)가 배출되는 포트이다.

냉각수 유입구(34)를 통해 제1 단자대(24)의 제1 열교환실(30)에 유입된 냉각수(W)가 제2 단자대(26)의 제2 열교환실(32)로 전달될 수 있도록 제1 단자대(24)의 제1 열교환실(30)과 제2 단자대(26)의 제2 열교환실(32)에는 냉각수 전달용 출구(36)와 입구(38)가 대응 형성된다.

제1 열교환실(30)의 출구(36)와 제2 열교환실(32)의 입구(38) 간에는 제1,제 단자대(24)(26)와는 절연되도록 절연재로 된 연결파이프(40)가 연결된다. 또 워킹헤드(100)의 본체 하우징(22)에 절연재 연결파이프(40)를 구성함에 있어 연결파이프(40)가 본체 하우징(22) 외부로 돌출되지 않도록 하기 위해 제1,제2 단자대(24)(26)에는 내부 연통공 및 제1,제2 단자대(24)(26) 전면을 잇는 이음홈 등이 형성되는 것이 바람직하다.

제1 단자대(24)의 냉각수 유입구(34)를 통해서 냉각수(W)가 내부의 제1 열교환실(30)에 유입되어서 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 사이에 위치한 세라믹 커패시터(28)의 일측 극판면과 열교환하고, 그 후 냉각수(W)는 제1 단자대(24)내 제1 열교환실(30)의 출구(36)와 제2 단자대(26)내 제2 열교환실(32)의 입구(38)간에 연결된 절연재 연결파이프(40)를 통해 제2 단자대(26)의 제2 열교환실(32)로 유입된다.

제1 열교환실(30)로부터 제2 단자대(26)내 제2 열교환실(32)에 바로 유입된 냉각수(W)는 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 사이에 위치한 세라믹 커패시터(28)의 타측 극판면과 열교환을 하게 된다. 제1 단자대(24)내 제1 열교환실(30)과 제2 단자대(26)내 제2 열교환실(32)에 유입된 냉각수(W)는 그 온도차가 별로 없는 관계로 제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 사이에 위치한 세라믹 커패시터(28)의 일측 및 타측 극판이 받는 온도차는 별로 없게 되고 온도차에 기인한 열스트레스를 세라믹 커패시터(28)가 받지 않게 되므로 본 발명의 워킹헤드(100)가 커패시터를 세라믹 커패시터로 채용함에 문제가 없게 된다.

제2 단자대(26)내 제2 열교환실(32)에서 세라믹 커패시터(28)의 타측 극판면과 열교환한 후 냉각수(W)는 제2 열교환실 출구(42)와 제1 열교환실(30)의 회기구(43) 간에 연결된 코일부(6)를 따르는 코일호스(58)를 통해서 코일부(6)의 유도코일(working coil)을 냉각하도록 구성한다.

즉 고주파 유도가열 워킹헤드(100)의 코일부(6)를 구성하는 유도코일(working coil)에는 열손실에 의해 고온이 발생되므로 수냉 등으로 냉각시키게 되는바, 코일부(6)의 냉각을 위한 코일호스(58)가 루프(loop)형성되는 것이다.

워킹헤드(100)의 코일부(6) 루프 양단에는 제1,제2 코일 부스바(50)(52)가 구비된다. 워킹헤드(100)의 코일부(6)는 도 2에 예시된 바와 같이 다양한 형태가 있으며, 코일부(6)이 교체가 필요할 경우를 대비하여 제1,제2 코일 부스바(50)(52)에는 코일부(6)의 교체작업이 가능하도록 결합구(54)를 구비한다.

제2 열교환실(32)의 출구(36)와 제1 코일부스바(50)간 및 제1 열교환실(30)의 회기구(43)와 제1 코일부스바(50)간에는 유수공(68)이 연장형성되고, 제1,제2 코일 부스바(50)(52)의 결합구(54)를 매개로 코일부(6)를 따르는 코일호스(58)가 연결된다.

제2 열교환실(32)의 출구(36)로 배출된 냉각수(W)는 제1 코일부스바(50)를 통한 다음 코일부(6)의 코일호스(58)를 통해서 코일부(6)의 유도코일을 식혀주고 회기하여 제2 코일부스부(52)를 통과하여 제1 단자대(24)내 제1 열교환실(30)에 형성된 회기구(43)로 돌아온다.

코일부(6)의 코일호스(58)를 통해 제1 단자대(24)로 들어오는 냉각수(W)는 세라믹 커패시터(28)뿐만 아니라 코일부(6)의 유도코일까지 식히는데 소용되므로 외부로부터 유입되는 냉각수(W)에 비해서 상당히 데워진 상태이므로 제1 단자대(24)내 제1 열교환실(30)에 유입되면, 외부로부터 유입되는 낮은 온도의 냉각수(W)와 혼입되면서 제1 열교환실(30)내 냉각수(W)의 온도가 전체적으로 높아져버려 세라믹 커패시터(28)와의 열교환 성능을 떨어뜨린다.

그에 따라 본 발명에서는 제1 열교환실(30)에 형성된 회기구(43)와 냉각수 배출구(44)간을 본 발명의 단열 배출유로인 단열파이프(46)로 연결하여서 코일부(6)의 코일호스(58)로부터 회기되어서 흐르는 데워진 냉각수(W)가 제1 열교환실(30)에 유입되지 않고 단열파이프(46)를 통해 제1 열교환실(30)을 관통하여서 냉각수배출구(44)측으로 나가서 외부로 배출되게 구성한다. 이렇게 되면 냉각수 유입구(34)를 통해 제1 열교환실(30)로 유입된 차가운 냉각수(W)와 코일부(6)로부터 회기된 데워진 냉각수(W)간은 열차단이 이루어지게 분리되므로 제1 열교환기(30)에서의 열교환 성능은 여전히 우수하게 확보할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로서 제1 열교환실(30)로 유입된 차가운 냉각수(W)와 코일부(6)로부터 회기된 데워진 냉각수(W)간의 열차단을 위한 단열 배출유로서 제1 열교환기(30)를 관통하는 단열파이프(46)로 구현하였지만, 단일파이프(46) 대신에 코일호스(58)로부터 회기되어 흐르는 데워진 냉각수(W)를 냉각수 배출구(44)로 우회시키는 우회파이프를 이용하여서 구현할 수도 있음이 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

한편 코일호스(58)를 통해 코일부(6)와 연결되는 제1,제2 코일 부스바(50)(52)에 도 3에서와 같은 결합구(54)를 구비하되, 코일부(6) 교체시 쉽게 볼트(62)와 같은 체결부재 하나만 있어도 쉽게 풀고 조일 수 있는 구조이면서 누수는 방지되게 하는 결합구조로 결합구(54)를 구성한다.

도 8은 고주파 유도가열 워킹헤드(100)에 코일부(6)가 연결되게 하는 제1,제2 코일 부스바(50)(52)의 결합구에서의 결합 및 해제를 설명하는 개략 구성도이고, 도 9는 도 8의 제1,제2 코일 부스바(50)(52)의 정면도이며, 도 10은 도 8의 제1,제2 코일 부스바(50)(52)의 후면도이다.

제1,제2 코일 부스바(50)(52)에 각각 구비된 결합구(54)는 도 8에서와 같은 걸림턱(55)을 갖는 결합홈(56)을 제1,제2 코일부스바(50)(52) 몸체에 형성한다.

결합구(54)의 결합홈(56)은 도 3 및 도 8에서 함께 볼 수 있듯이, 내측 바닥면에 형성된 유수공(68)을 둘러싼 씰링용 고무오링(66)이 형성되고, 결합홈(56)의 좌우는 개방되고 하측에는 내측으로 가면서 하향 경사진 걸림턱(55)을 갖는다.

이때 결합홈(56)의 바닥면과 경사진 걸림턱(55)이 이루는 경사각(β)은 5~85°이다.

결합구(54)의 결합홈(56)에는 테이퍼면(60a)을 갖는 연결구(60)와 볼트(62)를 갖는 체결고정구(64)가 함께 삽입된 후 연결구(60)가 결합 고정되는 결합구조이며, 제1,제2 코일 부스바(50)(52)에 결합되는 각 연결구(60)는 코일부(6)의 코일호스(58)의 양측 단부가 된다. 이때 연결구(60)의 테이퍼면(60a)이 결합홈(56)의 바닥면과 이루는 각도는 상기 경사각(β)인 5~85°와 동일한 것이 가장 바람직하며, 상기 경사각(β)보다는 조금 크되 최대 90°미만의 각으로 형성될 수도 있는 것이다.

코일부(6)와 연결된 연결구(60)가 결합홈(56)에 삽입후 이어서 결합홈(56)에 삽입되는 체결고정구(64)는 볼트체결시 연결구(60)의 테이퍼면(60a)을 압박하는 경사면(64a)을 가지며, 볼트(62)가 체결되면 도 8의 (a)와 같이 체결고정구(64)의 경사면(64a)이 연결구(60)의 테이퍼면(60a)을 점차 조임 압박함으로써 연결구(60)가 결합홈(56)에 견고히 고정된다.

코일부(6)를 교체할 경우에는 연결구(60)를 해제하면 되는데, 체결고정구(64)의 볼트(62)를 풀되 어느 정도만 풀어도 8의 (b)와 같이 연결구(60)의 조임상태가 느슨해지게 되고 이 상태에서 연결구(60)를 개방된 측방으로 빼내면 도 8의 (c)에서와 같이 연결구(60)가 조립해제 된다. 본 발명에서는 제1,제1 코일 부스바(50)(52) 각각이 볼트(62) 한개만 약간 풀거나 약간 푼상태에서 조아도 조립해제나 조립고정을 할 수 있으므로 코일부(6)의 교체를 아주 쉽게 해준다.

상기 제1,제2 코일 부스바(50)(52)를 구성함에 있어 제1,제2 코일 부스바(50)(52) 간에도 절연재(70)가 개재하여서 단락현상이 없도록 해주어야 한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)(100)-- 고주파 유도가열 워킹헤드 (4)(22)-- 본체 하우징
(6)-- 코일부 (8)-- 필름 커패시터
(10)(34)-- 냉각수유입구 (12)-- 제1 냉각판
(14)(16)-- 제1,제2 코일 부스바 (18)(44)-- 냉각수배출구
(20)-- 제2 냉각판 (24)-- 제1 단자대
(26)-- 제2 단자대 (28)-- 세라믹 커패시터
(30)-- 제1 열교환실 (32)-- 제2 열교환실
(36)-- 제1 열교환실 출구 (38)-- 제2 열교환실 입구
(40)-- 연결파이프 (42)-- 제2 열교환실 출구
(43)-- 회기구 (46)-- 단열 파이프
(48)--워킹헤드 부스바 (50)(52)-- 제1,제2 코일 부스바
(54)-- 결합구 (55)-- 걸림턱
(56)-- 결합홈 (58)-- 코일호스
(60)-- 연결구 (60a)-- 테이퍼면
(62)-- 볼트 (64)-- 체결고정구
(64a)-- 경사면 (66)-- 고무오링
(68)-- 유수공 (70)-- 절연재

Claims

고주파 유도가열용 워킹 헤드에 있어서,
각기 열교환실을 갖는 제1 단자대와 제2 단자대 내측면 사이에 세라믹 커패시터를 개재하여 전기적 접속되게 구성하고, 냉각수가 제1,제2 단자대의 열교환실과 유도가열하는 코일부를 차례대로 통과되게 냉각수 유로를 형성하고 상기 코일부로부터 제1 단자대로 회기되는 데워진 냉각수가 제1 단자대의 열교환실내 냉각수와는 열적으로 차단되는 단열 배출유로를 구비하여 데워진 냉각수가 상기 단열 배출유로를 통해 외부로 배출되게 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
제1항에 있어서, 상기 단열 배출유로는 상기 제1 단자대의 열교환실을 관통하는 단열파이프로 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
제1항에 있어서, 상기 단열 배출유로는 제1 단자대의 열교환실을 우회하는 우회파이프로 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
제1항에 있어서, 상기 코일부와 연결되는 제1,제2 코일 부스바(50)(52)에 결합구(54)를 구비하되, 상기 결합구(54)는 바닥에 냉각유로의 유수공(68)이 형성되며 좌우측이 개방단이고 상하측중 일측은 걸림턱(55)을 갖는 결합홈(56)을 구비하여서 상기 냉각유로를 코일부와 연통시키는 연결구(60)가 결합홈(56)에 삽입되어 체결고정구(64)의 볼트(62)로 체결되고 체결해제시 볼트(62)를 덜 푼 상태에서 연결구(60)가 좌우 개방단으로 빠져나올 수 있게 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
제4항에 있어서, 상기 결합구(54)는,
냉각유로가 형성되며 좌우측이 개방단이고 상하측중 일측은 걸림턱(55)을 갖는 결합홈(56)과, 상기 냉각유로와 연통하며 코일부와 연결되며 결합홈(56)에 삽입상태에서 상기 걸림턱(55)에 걸림되는 테이퍼면(60a)을 갖는 연결구(60)와, 볼트(62)를 가지며 결합홈(56)에 삽입후 볼트체결시 연결구(60)의 테이퍼면(60a)을 압박하는 경사면(64a)을 갖는 체결고정구(64)로 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
제5항에 있어서, 결합홈(56)의 바닥면과 경사진 걸림턱(55)이 이루는 경사각(β)은 5~85°임을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
제1항에 있어서, 상기 코일부로 이어지는 제1 단자대와 제2 단자대의 배면측에는 제1,제2 단자대 상호간의 전자파 차폐를 위한 쉴드가 설치되게 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.
고주파 유도가열용 워킹 헤드에 있어서,
제1 단자대(24)와 제2 단자대(26) 내측면 사이에 세라믹 커패시터(28)를 개재하여 전기적으로 접속하며, 제1,제2 단자대(24)(26) 내에는 제1,제2 열교환실(30)(32)을 갖게 구성하고, 제1 단자대(24)의 냉각수 유입구(34)를 통해서 유입된 냉각수(W)가 제1 열교환실(30)에 유입되어 세라믹 커패시터(28)의 일측 극판면과 열교환하고, 제1 단자대(24)의 제1 열교환실 출구(36)와 제2 단자대(26)의 제2 열교환실 입구(38)를 연결하는 연결파이프(40)를 통해 냉각수(W)가 제2 단자대(26)의 제2 열교환실(32)로 유입되어 세라믹 커패시터(28)의 타측 극판면과 열교환하며, 제2 단자대(26)의 제2 열교환실 출구(42)와 제1 열교환실(30)의 회기구(43) 간에 연결되며 코일부(6)를 따르는 코일호스(58)를 통해서 코일부(6)를 냉각하게 구성하며, 상기 코일호스(58)로부터 회기하여 흐르는 냉각수(W)가 제1 단자대(24)의 냉각수 배출구(44)와 연결된 우회 파이프를 통해서 외부로 배출되게 구성함을 특징으로 하는 고주파 유도가열용 워킹헤드.