專利名稱：不同導體的感應加熱方法和裝置及其高相對磁導率體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于利用電磁感應對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體進行加熱的方法和感應加熱裝置，另外，還涉及該不同導體的感應加熱方法和感應加熱裝置使用的高相對磁導率體。
感應加熱是利用由交變電磁場的電磁感應在導電性材料中產(chǎn)生的渦流即趨膚電流的電阻損耗或磁滯損耗的加熱方式，是使被加熱體位于與交流電源連接的感應加熱線圈內(nèi)進行加熱的。
利用電磁感應的感應加熱裝置與其他加熱方法比較，由于作業(yè)環(huán)境好、處理時間短、加熱效率高等理由，已用于各種被加熱體的加熱。
因此，在試運轉之前預熱發(fā)動機時也考慮使用感應加熱。
另外，如特開平2-132703號公報所公開的那樣，以往作為用于融解附著在送配電線上的冰雪的磁性發(fā)熱復合材料，已知的是在將具有絕緣涂層的多根磁性基線集束而構成的集束磁性體的周圍披覆導電性金屬等涂層。該磁性發(fā)熱復合材料配置在送配電線的周圍，利用在送配電線的周圍發(fā)生的磁場而發(fā)熱。
例如，組裝工序已完成的發(fā)動機為了檢查異常聲音等不正常情況，是在安裝到車輛上之前以單體進行試運轉的，但是，為了在適當?shù)臈l件下進行該試運轉，必須將發(fā)動機完全預熱。
通常，發(fā)動機的汽缸體使用鐵，汽缸蓋使用鋁合金。并且，在鐵和鋁合金中，相對磁導率不同。這樣，當利用感應加熱對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體進行加熱時，由于相對磁導率不同，加熱度便隨導體而不同，所以，具有不能均勻地有效地進行加熱等各種問題。
即，若以利用感應加熱進行發(fā)動機的預熱的例子進行說明，由于相對磁導率不同，所以，使用鐵的汽缸體容易被感應加熱，而使用鋁合金的汽缸蓋則難于被感應加熱。因此，為了將整個發(fā)動機加熱到指定的溫度，必須將汽缸蓋感應加熱到指定溫度，所以，使整個發(fā)動機達到指定溫度的感應加熱裝置的電力消耗和時間等有浪費。另外，這時在汽缸體和汽缸蓋之間將產(chǎn)生大的溫度差，要將整個汽缸加熱到指定的溫度，將會出現(xiàn)局部達到非常高的溫度，從而有可能發(fā)生龜裂等現(xiàn)象，或者發(fā)生電氣部件功能不良的問題。
本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，目的旨在提供可以利用電磁感應對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體均勻而有效地進行加熱的感應加熱方法。
另外，本發(fā)明的目的還要提供可以利用電磁感應對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體均勻而有效地進行加熱的感應加熱裝置。
此外，本發(fā)明的目的還在于提供適合用于對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體均勻地進行加熱的高相對磁導率體。
為了解決上述課題，本發(fā)明的相對磁導率不同的不同導體的感應加熱方法是將由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體置于線圈內(nèi)進行感應加熱的方法，其特征在于將高相對磁導率體相對于線圈的軸向與被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近地配置到線圈內(nèi)，將被加熱體與高相對磁導率體一起進行感應加熱。
另外，本發(fā)明的感應加熱裝置是用于對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體進行感應加熱的裝置，其特征在于具有線圈和相對于線圈的軸向與配置在線圈內(nèi)的被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近地配置在線圈內(nèi)并與被加熱體一起被感應加熱的高相對磁導率體。
另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的用于感應加熱的高相對磁導率體的特征在于利用絕緣體披覆由強磁性體構成的多根基線。
通過按上述方式構成本發(fā)明的不同導體的感應加熱方法和感應加熱裝置，將由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體置于線圈內(nèi)，將高相對磁導率體相對與上述線圈的軸向與被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近地配置到線圈內(nèi)，當向線圈供給交流電流將被加熱體與高相對磁導率體一起進行感應加熱時，感應加熱線圈便產(chǎn)生磁場，在被加熱體中激勵起感應電流，從而在被加熱體中發(fā)生渦流。由被加熱體的相對磁導率高的導體一側和與被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近配置的高相對磁導率體吸收的磁通便進入相對磁導率低的導體一側，使渦流量增多，從而在相對磁導率低的導體一側也發(fā)生比較多的焦耳熱。因此，可以對由不同導體構成的被加熱體的相對磁導率低的導體一側與相對磁導率高的導體一側同等地進行加熱。
另外，使用本發(fā)明的高相對磁導率體時，通過利用絕緣體披覆由強磁性體構成的基線，可以抑制在高相對磁導率體中發(fā)生的渦流。因此，由于可以抑制高相對磁導率體的發(fā)熱，所以，不需要進行冷卻便可連續(xù)使用，此外，還可以減少電力消耗。


圖1是本發(fā)明的感應加熱裝置的簡略正面圖。
圖2是表示為了使本發(fā)明的感應加熱裝置的高相對磁導率體與被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近使高相對磁導率體的形狀與被加熱體的相對磁導率低的導體一側一致而形成的例子的簡略正面圖。
圖3是本發(fā)明的感應加熱裝置的其他例子的簡略正面圖。
圖4是本發(fā)明的感應加熱裝置使用的高相對磁導率體的平面圖。
下面，參照圖1根據(jù)為了對作為被加熱體1的發(fā)動機進行預熱而使用的情況說明本發(fā)明的一個實施例。圖中，同一符號表示同一部分或相當?shù)牟糠?。在本實施例的發(fā)動機1中，汽缸體2使用鐵作為相對磁導率高的導體，汽缸蓋3使用鋁合金作為相對磁導率低的導體。另外，本發(fā)明不限于本實施例，可以應用于對由發(fā)動機以外的相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體進行感應加熱的情況，另外，作為由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體，當然也可以使用鐵和鋁合金以外的不同導體。
本發(fā)明的感應加熱裝置設置在用于將完成組裝的發(fā)動機1向進行試運轉的場所傳送的傳送路7中，具有感應加熱線圈10、用于將傳送來的發(fā)動機1配置到感應加熱線圈10內(nèi)的配置裝置11和以與配置在感應加熱線圈10內(nèi)的發(fā)動機1的汽缸蓋3相對而與線圈的軸向接近的狀態(tài)配置在感應加熱線圈10內(nèi)并與發(fā)動機1一起被感應加熱的高相對磁導率體12。
感應加熱線圈10設在傳送路7的下方，其軸向與傳送路7垂直，連接交流電源(圖中未示出)。
配置裝置11使發(fā)動機1在傳送路7與設在其下方的感應加熱線圈10之間升降移動，升降臺14安裝在流體壓汽缸等的調節(jié)器(圖中未示出)上。當發(fā)動機1位于感應加熱線圈10內(nèi)時，汽缸蓋3配置成相對于感應加熱線圈10的軸向位于上方。
門形支持框15跨越傳送路7而設在感應加熱線圈10的上方，高相對磁導率體12通過升降機及調節(jié)器等升降裝置(圖中未示出)支持為可以與發(fā)動機1的汽缸蓋3接近。
本發(fā)明的感應加熱裝置的高相對磁導率體12最好采用后面所述的結構，但是，也可以利用單一結構形成強磁性體材料。
高相對磁導率體12為了能夠盡可能與發(fā)動機1的汽缸蓋3接近，如圖2所示，最好與汽缸蓋3的形狀一致地形成突出部16或切口部17。
以往對發(fā)動機1的預熱是使發(fā)動機1以大于空轉的轉數(shù)運轉指定時間，或使溫水在發(fā)動機1的冷卻系統(tǒng)(圖中未示出)中循環(huán)或者將發(fā)動機油加熱后注入。但是，使發(fā)動機1以大于空轉的轉數(shù)運轉指定時間將會產(chǎn)生噪音，對環(huán)境造成惡劣影響，同時也消耗燃料。另外，為了使溫水在發(fā)動機1的冷卻系統(tǒng)中循環(huán)或將發(fā)動機油加熱后注入，需要冷卻水和用于加熱發(fā)動機油的大型設備，而且，由于難于將整個發(fā)動機1完全預熱，所以，必須同時使用上述大于空轉的轉數(shù)的轉動。并且，當利用感應加熱對由使用相對磁導率不同的鐵的汽缸體2和使用鋁合金的汽缸蓋3構成的發(fā)動機1進行預熱時，如上所述，必須將汽缸蓋3感應加熱到指定溫度，所以，使整個發(fā)動機1達到指定溫度的感應加熱裝置的電力消耗及時間等有浪費。另外，這時由于在汽缸體2與汽缸蓋3之間產(chǎn)生大的溫度差，所以，若將整個發(fā)動機1加熱到指定的溫度，就會局部地成為非常高的溫度，發(fā)生龜裂等現(xiàn)象，從而可能發(fā)生電氣部件的功能不良。
但是，如上所述，構成本發(fā)明的感應加熱裝置，將作為被加熱體的發(fā)動機1置于感應加熱線圈10內(nèi)，并且以與發(fā)動機1的汽缸蓋3接近的狀態(tài)將高相對磁導率體12配置到線圈10內(nèi)，向感應加熱線圈10供給交流電流與發(fā)動機1一起對高相對磁導率體12進行感應加熱時，感應加熱線圈10將產(chǎn)生磁場，在發(fā)動機1中激勵起感應電流，從而發(fā)生渦流。由發(fā)動機1的汽缸體2和與汽缸蓋3接近配置的高相對磁導率體12吸收發(fā)生的磁場的磁通，并進入汽缸蓋3內(nèi)，使渦流量增多，從而在汽缸蓋3內(nèi)也發(fā)生比較多的焦耳熱。因此，可以將發(fā)動機1的汽缸蓋3與汽缸體2同等地加熱。
下面，參照圖3說明本發(fā)明的感應加熱裝置的其他實施例。本實施例與上述實施例不同的地方大致在于，上述實施例是使高相對磁導率體12與從傳送路7配置到感應加熱線圈10內(nèi)的發(fā)動機1接近，與此相反，在本實施例中，是將高相對磁導率體12與組裝完成后為了進行試運轉而進行預熱的各發(fā)動機1的汽缸蓋3接近地配置。對于與上述實施例相同的部分，說明從略，只說明與上述實施例不同的部分。
發(fā)動機1由從設在作為吊設的傳送路的導軌20上的滑輪21垂下的吊架22吊掛著傳送，配置到設在傳送路的下方的感應加熱線圈10內(nèi)。高相對磁導率體12安裝在吊架22上，以使其與汽缸蓋3接近。
下面，參照圖4說明用于本發(fā)明的理想的高相對磁導率體12的一個實施例。本發(fā)明的高相對磁導率體12為了不因發(fā)生渦流損失而發(fā)熱，如圖4以平面圖所示的那樣，是將多根由直徑小于0.5mm的鐵、鎳、鈷、錳等強磁性體金屬或合金構成的線狀的磁性基線集束后利用絕緣體26披覆、然后再將其多根集束后利用絕緣體27披覆、最后再將其多根集束后利用絕緣體28披覆而成的。
這樣構成的高相對磁導率體12由于磁性基線25的線徑設定為小于渦流的浸透深度，可以減少由趨膚效應抑制磁通密度降低而發(fā)生的渦流抵消焦耳熱的發(fā)生，所以，可以連續(xù)地使用。
按照本發(fā)明，通過將高相對磁導率體與配置在感應加熱線圈內(nèi)的被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近配置，由高相對磁導率體吸收由感應加熱線圈發(fā)生的磁通，并進入相對磁導率低的導體一側，使渦流量增加，從而在低相對磁導率一側也發(fā)生比較多的焦耳熱。因此，可以利用電磁感應對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體均等而有效地進行加熱，從而被加熱體不會發(fā)生龜裂等現(xiàn)象。
另外，當使用利用絕緣體披覆由強磁性體構成的基線的高相對磁導率體時，可以抑制在高相對磁導率體中發(fā)生的渦流。因此，可以抑制高相對磁導率體的發(fā)熱，不必冷卻，能連續(xù)使用。從而可以減少電力消耗。
權利要求
1.一種將由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體置于線圈內(nèi)進行感應加熱的方法，其特征在于將高相對磁導率體相對于線圈的軸向與被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近地配置到線圈內(nèi)，將被加熱體與高相對磁導率體一起進行感應加熱。
2.一種用于對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體進行感應加熱的裝置，其特征在于具有線圈和相對于線圈的軸向與配置在線圈內(nèi)的被加熱體的相對磁導率低的導體一側接近地配置在線圈內(nèi)并與被加熱體一起被感應加熱的高相對磁導率體。
3.感應加熱裝置使用的高相對磁導率體的特征在于高相對磁導率體利用絕緣體披覆由強磁性體構成的多根基線而成。
全文摘要
利用電磁感應對由相對磁導率不同的不同導體構成的被加熱體均等而有效地進行加熱,發(fā)動機1由使用相對磁導率高的鐵的汽缸體2和使用相對磁導率低的鋁合金的汽缸蓋3構成。感應加熱裝置設在傳送路7中,具有感應加熱線圈10、具有用于將傳送來的發(fā)動機1配置到感應加熱線圈10內(nèi)的升降臺14的配置裝置11和相對于感應加熱線圈10的軸向與發(fā)動機1的汽缸蓋3接近地配置在感應加熱線圈10內(nèi)的高相對磁導率體12。
文檔編號H05B6/02GK1172411SQ9610937
公開日1998年2月4日 申請日期1996年7月30日 優(yōu)先權日1996年7月30日
發(fā)明者小林貴廣 申請人:豐田自動車株式會社