유도 가열 코일 디자인
- 유도 가열 코일 디자인
- 고주파 유도가열에 사용되는 코일은 형태, 모양, 크기에 따라매우 다양하게 제작될 수 있다. 코일의 디자인은 보통 가열될 제품의 모양과 사용되는 발전기의 형태에 따라서 달라진다. 간단히 말해 코일은 1회전, 다회전, 조립형, 복수형, 연속 연결형, 주물형으로 만들어 질 수 있다. 어떤 고주파발전기는 탱크 회로의 임피던스가 다회전 코일에 사용되는 것을 제한할 수도 있기 때문에 코일의 특별한 형태에는제한적일 수 있다. 이런 조건에서 가열 코일이 디자인되기 전에 전력원을 고려해야 한다. 다른 발전기는 코일 디자인의더 많은 선택이 가능하도록 실용적으로 부합되는 방법이 제공되기도 한다.
유도 작용에 대한 가열 코일의 또 다른 형태를 묘사하는데 있어서 작업 제품의 모양, 크기, 가열되는표면, 가열 코일 등에 관계하여 생길 수 있는 조건의 다른 형태 모두를 포함하는 것은 아니다. 어째든 보여지는 코일의다양성(가장 일반적으로 사용되는 대표적인 디자인), 기본적인 원리들을 포함하여 코일 구조의 가장 중요한 개념들이 얻어질것이다. 대표적인 코일의 디자인들은 가열 작업의 폭넓은 다양성에 필요성을 주고, 그것들에 대한 간단한 모조는 앞으로마주치게 될 다수의 가열 응용작업에 도움이 될 것이다.
유도 가열에서 코일 그 자체보다 중요한 것은 없다. 다음은 전력이다. 특별한 작업을 시도하는데꼭 적당한 것이어야 한다. 여기에서 말하는 것은 주파수와 사용 전력의 최저치와 최고치이다. 그러나 적당한 고주파 전력으로금속 제품 가열의 올바른 분배에 의존하는 것이 코일이다.
만약에 우리가 와류 전류의 전송열의 방법으로 가열 코일을 고려한다면 그 다음은 가열 제품의 표면에관계되는 코일의 모양이고 코일의 모양에 매우 밀접한 가열 유형을 볼 수 있고, 제품과 코일이 멀리 떨어져 있는 부분보다는더욱더 밀접해 있다는 것을 알 수 있다.
(그림37) 유도 가열 작업과 연결되어 사용되는 다양한 가열 코일인데 일회전, 다회전형을 포함하고 있다.- 따라서 문제는 처리되는 표면 주위의 모양을 따라 알맞은 코일을 만드는 것이고, 그 다음이 필요한 가열의 양에 따른 공간이다. 코일이 제품과 멀리 떨어질수록 와류 전류는 더 넓은 형태로 뻗어 나가고더 넓은 표면을 포함할 것이다. 따라서 커플링(연결)은 가장 중요한 고려사항이 된다.
최대 열 전달이 항상 가장 희망적인 요소가 되는 것은 아니다. 종종 느린 속도로 열 분배가 일어나는것이 중요한 요소가 될 수도 있다. 일반적인 경화에 있어서 빠르고 급속하게 표면을 가열하는 것이 필요하다. 솔더링은느린 가열 침투가 필요하고 브레이징은 그 중간쯤에서 요구되고 그로 인해서 급속한 가열은 부풀게 되는 원인이 되고 저속가열은 시간의 손실이 되거나 원치 않는 부분의 가열이 될 것이다. - 코일의 형태. 그림37은 유도 가열에 사용되는 코일의 형태 중 몇 가지이다. 일반적 목적의 형태가 A에 보이는 것이고 다회전으로 감기거나 가열될 제품의 외형과 모양에 따라 동관으로 형성되어 있다.
(그림38) 다회전 코일은 다양한 모양으로 형성되고 유도 가열 작업과 연결되어 폭넓은 범위로 응용될 수 있다.- 고정형 유도 코일(그림 B)은 폭넓게 사용되고 제한적인 가열 부분의 제품 가열에특히 알맞은 형태이다. 그림C와 같은 것은 동시에 여러 개의 제품 가열을 할 수 있다. 그림D의 편평한 형태는 다양한가열에 사용된다.
코일에 사용되는 형태에 상관없이 냉각이 필요하다. 다회전 코일은 코일 그 자체에 냉각수의 흐름이있어야 한다. 단일 회전 코일은 외부 동관의 추가 또는 물 흐름의 또 다른 적당한 통로가 있어야 한다.
디자인이나 모양에 상관없이 모든 코일은 전도성이 90%이상을 가전 동관으로 만들어야 한다. 순동은코일 제작에 가장 좋은 재료이다. - 다회전 코일. 동관으로다회전 코일을 만들 때 그림38과 같이 다양한 모양이 가능해야 한다. 가장 일반적인 것이 원통형이다.(그림A) 그것은봉과 둥근 제품의 표면 가열에 알맞다. 그림C의 캠 형태뿐만 아니라 그림B의 직각과 정방형의 코일은 바 또는 샤프트의외부 표면 가열에 사용되고 나무로 된 블록 위에서 쉽게 모양을 만들거나 감을 수 있다. 그림D의 팬케이크형태는 클러치 턱 또는 샤프트의 끝의 편평한 표면 가열에 사용되고 그림E의 소용돌이형 코일은 바벨 기어와 같은 원추형의표면 가열에 사용된다.
(그림39) 동관은 금속제품의 부분 가열을 위해 매우 다양하게 이상한 형태로 형성될 수 있다.- 그림F는 내부형이고 홀(구멍)의 내부 표면 가열에 사용된다.
(그림40) 다회전 동관 가열 코일의 구조적인 세부도를 보이고 있다.- 동관으로 만들어진 유도 코일의 다른 제시된 형태는 불규칙적인표면 가열을 위해 제작된 것인데 그림39에 보이고 있다. 슬롯 주위에 표면 가열을 위한 그림A와 철봉 구조 끈 부분가열은 그림B와 같다. 코일C(모양에서 다소 비슷한)는 플레이트의 허리통과 끝을 가열한다. 그리고 그림에서 가열하는동안 코일의 위치를 설명하고 있다. 이와 같이 복잡한 모양에 요구되는 불규칙한 표면에 있어서 정확한 가열 패턴이 얻어질때까지 실험이 필요하다. 때때로 한가지 코일로 여러 가지 원하는 가열에 확장해서 사용할 수 있지만, 어떤 경우에는새로운 방법으로 감아야만 되는 경우도 있다.
그림40은 동관 코일 제작에 대한 그림이다. 그런 코일들은 직경 1/8-1/4inch정도의 동관으로만들어진다. 1/8inch 크기는 되도록 드물게 사용해야 한다. 왜냐하면 크기가 너무 작기 때문에 과열을 방지하기에는냉각수의 흐름이 너무 작을 것 같기 때문이다. 짧은 가열 주기 동안(코일의 적은 가열이 효과가 전혀 없을 수도 있다.)은그 크기가 고려되어야만 한다.
(그림41) 포밍 툴이 제공된 수동작 관 플래터너는 평평한 관을 요구하는 가열 코일의 제작에 사용된다.- 그림A와 같이 둥근 동관의 여러 가지 형태의 코일에 사용된다. 비록 그림 B의 평평한 동관이 더욱 좋을 수도 있다. 또 다른 실용적인 형태는 그림C의 정방형, 또는 직방형이다. 또한 그림D의 5/8, 3/4 inch 더 큰 동관을 사용할 수도 있다. 앞서 설명한 고정형 유도 코일과 비슷한 평평한코일을 제작할 수도 있다.
(그림42) 가장 일반적인 다회전 코일의 세가지 형태는 외부형 팬케이크형, 내부형 디자인이다.- 제한적인 부분의 가열이 요구될 때는 소용돌이형으로 만들 수있고, 일정한 가열이 필요할 때는 그림E와 같이 만곡을 이루는 코일로 만들 수도 있다. 더 큰 직경의 코일을위해 그림F에서 받침대를 이용해 만들어지는데, 세그(늘어짐)형 또는 모양이 변경될 수 있는 형태를 가지고 있다. 이런받침대는 평평하지 않으며 보여진 것처럼 코일 부분에 작은 리베이트(못)를 브레이징으로 붙이거나 받침대의 바깥쪽에 리베이트(못)를박을 수도 있다. 이런 받침대는 석면으로 만들거나 플라스틱 재질로 얇은 판을 씌울 수도 있다. 정방형, 오벌형(달걀모양의), 또 다른 형태의 부분으로 요구되는 제한하는 관 플래트너(평평하게 만드는 장치)의 형태는 그림41에 보이고 있다. 이장치는 동관이 지나가는 두 개의 롤로 구성되어 있다. 롤은 핸드 크랭크(회전판)로 조정되어 관이 지나가도록 되어 있다. 위쪽 롤은 핸드 너브(손잡이) B에 의한 밑쪽 롤의 정확한 비례가 되도록 맞추어져야만 된다. 그림C는 원형관을 정방형관으로 만드는 홀의 형태이고, 반면 그림D는 오벌형(달걀형) 또는 평평한 모양의 관을 위한 롤의 모형이다.
- 가열비. 그림 42와 같이 원통형 코일 주위의 자기장의 자계 때문에 가장큰 자기장은 바깥쪽보다는 코일 그 자체에서 얻어질 것이다. 이런 이유로 철봉과 같은 제품의 외부 표면 가열은 너무빨리 진행될 것이다. 그림 B와 같은 팬케이크형 또는 평면 코일은 가열이 평방 인치당 다소 느린 가열이 되거나 그림 A와 같은 것에 비해 대략 75%정도가 될 것이다.
(그림43) 내부형 코일의 구조적인 특징을 보이고 있다. 이러한 형태의 코일은 가능한 얇은 것으로 만들어져야하고 제품 표면 가까이위치해야 한다.- 그림C와 같은 내부형 코일은 가열 전달이 제품 표면의 자기장력이 약하기 때문에느리게 되고, 외부 가열 속도에 비해 50-60% 정도밖에 안될 것이다. 이러한 기준들은 주어진 출력 전력에 대해고주파 발전기 사용을 근거로 하고 있다. 비철 금속 가열은 보통 1½에서 2∼1을 기준으로 철 금속보다 다소 시간이걸릴 것이다.
- 내부형 코일. 자기장은 코일 내부보다는 외부가 약하다. 왜냐하면 가장 강한 곳은 코일 바로 다음에 놓이기 때문이다. 그것은 코일의내부 표면 가장 가까운 곳에 위치한 곳에서 가열이 되기 때문에 내부형 코일을 만들 때 주의해야 한다. 그림 43은보통 디자인되는 다회전 코일인데 홀(구멍)안에 적용될 때 코일 내부 직경과 제품 표면 사이의 초과된 전체적인 깊이때문에 열 에너지 낭비의 결과가 된다.
그림B에서는 조건이 매우 향상된다. 왜냐하면 제품과 코일사이에 연결구가 감소되어서 코일은 평평해졌다. 이러한 방법은 전체적인 깊이가 최소화되었고 최대 가열 에너지를 보장하고 자기장은 가열 부분에서 더욱 압축된다. 내부가열 코일에 쓰는 연결구는 1/16inch보다는 크지 말아야 하고 가능하다면 작아야 한다.
내부 공간 가열을 위한 코일은 보통 크기에서 제한된다. 왜냐하면 그것들의 기계적인 구조로 인해보통 5/8inch로 제한된다. 다회전 코일로 가열할 수 있는 가장 작은 공간은 그림C에서 보이고 있다. 내부 코일의또 다른 형태는 2회전 코일이다. 그림 D에서 최대 열전송이 되도록 관은 평평해야 된다. 이런 형태의 코일을 만들때, 물이 흐름이 제한되지 않도록 관이 너무 붙지 않도록 주의해야 한다. 또한, 홀(공간)안에 가열 형태는 네 개의세로 밴드와 닮을 것이다. 제품은 가열하는 동안 회전해야 한다. 그림E의 코일은 직경이 작은 곳에 쓰이는 코일의 형태이다.
(그림44) 회전 사이의 공간 편차가 제공된 코일은 점점 가늘어지는 표면에일정하게 열을 전달하도록 배치될 수 있다. 가늘어지는 표면 가열에 있어서 코일은 제품의 각도보다 더 넓게만들어져야 한다.- 그림F의 헤어핀 코일은 또한 매우 작은 공간 가열에 실용적이지만, 열 전달이 일정하게 하기 위해 가열 동안에 제품은 회전해야 한다. 보통 보여지는 내부형 코일은 가열되는 표면의 높이가직경보다 두배이상 되지 않는 표면에만 제한된다. 길이가 이러한 비율보다 초과될 때는 가능하다면 점차적인 가열이 되어야한다. 이런 경우 열은 홀의 작은 부분에 집중하게 되고 유용한 발전기 출력 용량과 홀의 크기 가열되는 부분에 따라서제품 그 자체는 일정한 비율에서 작업이 되어야 한다. 열이 표면에서 점점 작아질 때 코일은 보통 점점 작아지는 형태로만들어야 한다.
그림44에서는 예외적인데 고정된 직경의 코일은 권선 간격이 더 넓은 끝에서는 넓게 감겨야한다. 이런 디자인에서는 간격의 변동 때문에 가열의 더 큰 집중이 작은 곳에서 제공되어야 한다.
(그림45) 매우 다양한 회전 공간 편차가 제공된 코일은 35~60 Rockwellc경도가 얻어지는 경화 기울기 범위의 사출형 경화에 사용된다.- 정확한 코일의 권선 간격을 유지할 때는 조잡한 간격을 유지한것보다 가열 침투 깊이가 더욱 깊어진다는 것을 기억해야 한다. 보통 코일 권선의 간격은 코일 직경의 절반보다 크면안된다. 반면에 간격이 작아질수록 더욱 좁아진다.
바벨 기어와 같이 원뿔형의 제품을 가열할 때 그림B에 보이는 것처럼 끄트머리가 작은 곳에서 간격이나연결부가 일정한 코일로는 더욱 강한 가열이 될 것이다. 이와 같은 조건을 보상하기 위해서 가열이 일정하도록 분배되기위해서 그림C에 보이는 것처럼 작은 끝에서는 더 넓은 각도로 만들어야 한다.
그림D와 같이 고정형 유도 코일을 사용할 때도 똑같은 진행 과정이 따른다.
(그림46) 철관과 인서트 결합 브레이징을 위해 사용되는 일회전 가열 코일이다. 열전달이 조립품의 가장 무거운 부분에집중되도록 코일을 배치할 필요가 있다.- 그림E에 설명한 것처럼 평평한 표면을 가열할 때 표면에 나란히 만들어진 코일은중앙 쪽으로 갈수록 가장 강한 가열이 되는 경향이 있다. 따라서 표면 가열을 위한 코일은 그림F에서처럼 조금 원뿔형이거나조금 모서리가 있게 만들어야 한다.
- 열 분배. 차동 단조를 원하는 데에서 투사하는 경화에 사용되는 다회전 동관 코일의 예가그림 45에 설명되어 있다. 투사점에서 베이스 점까지 단조가 Rockwell C 60-35까지 점차적으로 적어지도록코일을 만들어야 한다. 꼭 작업에 있어서 제품은 가열되고 그 다음 재빨리 끄게 되어 있다. 가열과 경화의 다양성은연결부와 코일 권선의 간격에 따라 다양해진다.
(그림47) 긴 다회전 코일을 만드는 것은 불규칙적인 가열이 일어나기 때문에 실용적이지 못하다. 긴 지역의 가열에 있어서짧은 코일을 사용하는 것이 좋고 제품 전체를 통하여 점차적으로 가열하는 것이 바람직하다.- 보여지는 그림은 위보다는 밑에서 더욱 넓어지는 것을 볼 수가 있다. 이러한 코일은가장 강한 경화 부분을 희망하는 곳에서 최대 가열이 되고 더 낮은 경화가 필요없는 부분에서는 점차적인 가열의 감소가된다.
(그림48) 발생기에 가열 코일을 연결할 대 인덕턴스 손실을 피하기 위해 간으한 한 가까이 위치하는 것이 좋다.- 가열 목적을 위해 디자인하는 코일 그것은 보통 최대 가열분배의 방법을 결정하기 위해 적용부분을 분석할 필요가 있다. 그림46에 보이고 있는 적용에서 압연 스틸 쉘에 집어넣어스틸 브레이징을 요구한다. 그림A에 보인 것같은 코일은 적당한 가열이 깊숙이 일어나기 전에 얇은 재질에는 과가열의원인이 될 수도 있다. 이러한 원인으로 해서 바깥쪽 표면은 부풀거나 뒤틀어짐이 생길 수 있다. 이런 조건을 극복하기위해 그림B와 같은 코일이 바람직하여 열의 발생이 깊숙한 곳까지 골고루 분배될 수 있고 부분적으로 밑바닥까지 그 다음직접적으로 유도되는 표면까지 고루 가열이 일어난다. 이러한 종류의 가열 작업에 있어서 고정형 1회전 코일과 직렬 코일형이바람직하다.
코일은 다소 필요한 것보다 길게 만들어질 수 있다. 그 다음 가열의 결과를 관찰하고 한가지 또는 그 이상 다른 방법으로정확한 가열이 일어날 때까지 조정할 수가 있다. - 코일의 길이. 거기에는 한번에 가열될 수 있는 표면의길이가 제한되어 있다. 그리고 규정대로 적용되지는 않는다. 소용돌이형 코일은 직경보다 3-4배 이상 되지는 않는다. 반면 1회전 코일은 직경의 반 이상이 되지 않을 때 더욱 효과적이다. 그림47의 A에서 보인 예에서 너무 길기 때문에너무 넓은 표면이 한번에 가열된다. 그로 인해 불균형 가열뿐만 아니라 열반사가 일어난다. 이러한 형태의 표면에는 경화를요구한다고 가정할 때 그것은 짧은 코일이 더욱 좋으며 그것을 점차적으로 그림B와 같이 통과시키며 가열한다. 유용한발전기 출력은 한번에 가열되는 표면 넓이에 관계가 있다. 점차적인 가열 방법과 비교해서 한번에 샤프트를 전체 가열하는것은 더 큰 출력이 요구된다.
(그림49) 연속형 코일의 연결에 있어서 최소 유도 손실이 일어날 수 있는 방법으로 연결시키는 것이 필수적이다.- 다회전 코일은 초과 비율로 철선, 로드, 특히 어닐링 작업의얇은 부분의 가열에 사용할 수 있다. 경화와 브레이징 등을 위한 코일들은 긴 가열을 제외하고 어려움이 있을 수도 있다. 때때로 그것은 작업이 유도 가열에 의하거나 또 다른 방법에 의해 가장 잘 수행되는지 고려해 볼 필요가 있다.
- 유도 손실. 가열코일을 발전기에 연결될 때 특히 빠르게 변화하는 형태는 그림48에서 대표적으로 예가 되는데, 발전기와 코일사이에유도 손실을 최소화하기 위해 될 수 있는 한 가까이 하는 것이 좋다. 그림A에서 대표적인 것과 같은 공간은 고주파전류의 어떤 왜곡의 결과가 될 수도 있어서 코일 내이 제품의 최대 가열이 얻어지지 않을 수도 있다. 오른쪽에 보인그림B의 공간은 최소가 되기 때문에 코일 내의 제품의 최대 가열을 보장하고 있다.
이와 똑같은 조건은 직렬 연결 코일이다. 거기에서 적합한 기술이 제공되지 않으면 상당한 손실이일어날 것이다. 그림49에 보인 A의 코일의 예를 들어 대표적으로 알맞지 않은 코일이다. 그런 모양의 코일에서원하지 않는 유도 전류가 일어난다. 반면 그림B에서는 똑같은 일반적인 형태인데, 매우 잘 정렬되어 있고 공간 안에위치한 제품의 최대 가열 집중을 보장할 것이다.
(그림50) 짧은 권선 간격이 제공된 코일은 느슨하게 감겨진 권선보다 더 깊은가열이 된다.- 코일 권선의 간격. 철 샤프트와 다른 둥근 제품의 가열을 위한 다회전 코일들의 적용에있어서 권선 간격은 가열 통과 깊이에 직접적인 관계가 있다. 그림50의 A에 묘사된 것과 같은 피치간격이 가는 코일에서는자기장의 통과 깊이가 가열 층이 깊어지는 결과에 따라 제품 표면에 더욱 집중될 것이다. 개방된 피치의 열은 그림B처럼권선 사이의 공간이 증가한다. 자기장이 더 넓은 지역으로 흩어지고 어떤 손실의 원인으로 다소 약한 영향을 준다. 보통다회전 코일을 만들 때는 관 직경의 1/2보다 크지 않도록 권선 간격을 조정해야 한다. 이러한 것을 고려하지 않거나느슨하게 회전시키지 않는다면 제품 표면의 가열 형태는 나선형 코일과 같은 모양이 될 것이다.
(그림51) 다회전 코일은 일정한 열 분배가 일어나도록 권선 사이공간과 제품표면으로부터의 거리가 정확하게 일정해야 한다.- 샤프트와 같은 강철 제품일 때 다회전 코일은 비교적 고속가열이 된다. 거기에는 나선형 권선의 자기장 원인에 의해 제품 표면의 온도에 변화가 있을 것 같다. 더욱 개방된 코일의권선에서는 과열되는 표면이 나선형의 코일의 모양을 따르는 지점에서 더욱 정교한 가열이 될 것이다. 이러한 이유로 연결구코일에서 제품과의 공간이 중요한 고려사항이 되고 코일의 권선 간격과 직접적인 관련이 있다.
그림51의 A에 보인 것과 같이 연결구가 밀접해 있고 코일의 권선 간격이 자유로울 때, 가열부분은 권선 모양을 따라 명확하고 그림에서 어두운 부분과 같이 될 것이다. 그림B에서처럼 연결구부가 증가할 때 제품표면에 전달되는 자기장 밀도가 다소 약해질지라도 가열은 일정하게 된다.
이런 가열의 효과는 다회전 코일에서 중요한 고려사항이 된다. 코일의 권선 간격이 연결부와 동등할때 가장 명확한 가열이 되고 연결부에 비례해서 관 공간이 감소할 때 가열은 줄어들게 된다.
(그림52) 집중형 코일이 둥근 철부분 가열에 사용될 때, 가열 침투 깊이의편차는 큰 코일보다 좁은 코일에서 비율적으로 더 클 것이다.- 가장 좋은 방법은 일정한 가열이 보장되도록 코일만의 제품을 회전시키는 것이다. 가능한 제품이면 수동으로 행해질 수 있다. 또는 축이 있는 모터장치(25r.p.m의 저속으로), 일정하지 않은 전류밀도의 차단이 가능하다면 또한 가능한 작업이 된다. 보통 제품 주위의 코일 공간은 특히 가열이 일정한 분배를 희망한다면더욱 일정함을 유지해야 한다. 어떤 경우에 제품과 코일 사이의 편심률이 작은 양은 결점이라이라고 할 수 없고 가열부분에 효과가 없을 수도 있다. 이러한 것은 작은 제품을 가열할 때와 유용한 전력이 매우 클 때이다. 가열 비율이느려질 수도 있는 곳에서는 코일의 편심률은 가열의 변화를 일으키고 코일 가장 가까운 곳에서는 가장 많은 양을 받아들인다.
(그림53) 가열 코일이 제품의 끝에서 겹쳐질 때, 끝 표면에서 과열이 일어날수 있다. 코일을 끝에서 조금 내린다면 더욱 일정한 가열 유형이 될 것이다.- 그림52의 A에 보여진 것과 같은 높이 있는 코일의 작은편심률은 거의 눈에 띄지 않을 것이다.
그림B와 같은 좁은 코일에 있어서 상당한 양의 편심률 또는 불규칙한 연결부는 제품 표면의 가열 변화의 형태가 더욱분명해질 것이다. 이러한 것은 특히 두께가 직경에 비례해서 작을 때 기어와 같은 가열에 있어서 두드러진다. 제품의회전은 유도가 집중적으로 일어나는 경우가 될 수 있는 연결부의 작은 변동에 의한 불규칙한 가열을 차단한다.
(그림54) 플랜지 표면에 열을 가할 때, 제품 표면에 대한 코일의 관계는중요한 고려 사항이 된다.- 가열 효과. 원통형의코일이 그림53의 A에 지시된 것같이 끝쪽에 가열하는 방법으로 샤프트의 끝 둘레에 위치해 있을 때 그림B에 지시한면의 가열이 집중될 것이다. 코일이 그림C와 같을 때는 제품의 끝쪽은 조금 가열되고 가열 형태는 그림D와 같이 일정하게된다.
이 같은 조건이 원판을 가열하거나 그림E와 같이 테두리 부분을 가열할 때도 있다. 가열 침투깊이는 끝쪽보다는 블랭크의 중간 부분이 더 작은 유형이 된다. 어떤 제품에서는 그림F와 같은 유형의 코일이 꼭 필요한경우도 있는데, 내부 표면이 볼록 렌즈와 같다. 이런 디자인은 그림G와 같이 일정한 가열 층을 제공하고 원통형 코일에서일어날 수 있는 끝부분의 과열을 방지한다. 이와 똑같은 조건으로 다회전 코일에 적용이 된다.
그림54에 보여진 솔더와 테두리가 있는 표면 가열 적용에 있어서 다양한 표면과 관계된 코일 공간은중요한 고려사항이 된다. 만약 그림A에서 같이 코일이 비례적일 때 중앙부분이 몸체에 비한 것보다 코일의 끝부분이 테두리끝부분에 더욱 잘 일어난다. 이것은 자기장 밀도의 많은 흡수의 결과인데 제품의 몸체는 단지 가열의 작은 양만을 받아들인다.
그와같은 표면에 있어서 코일은 그림B와 같이 만들어져야 한다. 왜냐하면 가열을 요구하는 몸체와 밀접해야 하기 때문이다. 어떤 경우에는 갈라진 형태의 유도체가 가열을 요구하는 표면에 관계하여 열 발생 표면이 적당한 위치에 놓여지는 것이필요하다. 그런 제품에 있어서 그림C와 같은 큰 코일의 사용이 가능한데 제품이 들어가고 보여지는 것과 같이 가장 적당한위치에 있어야 한다. 이로써 제품의 회전이 제공된다.
몸체가 우선적으로 가열될지라도 테두리부분이 많은 와류전류의 흡수를 하게 될 것 같다. - 두 개의 코일. 양쪽에 테두리가 있는표면의 가열에 사용되는 갈라진 형태의 코일이 그림55에 묘사되어 있다. 코일의 각 부분이 냉각관으로 분리되어 있다. 그것은 교대로 연속적인 냉각수의 흐름을 위해 직렬로 연결되어 있다. 양쪽부분이 클램프로 함께 고정되어 있는데 다양한다른 연결 방법이 사용될 수 있다. 가열되는 제품 중의 하나가 코일의 오른쪽에 보인다.
크랭크샤프트 베어링의 경화를 위해 사용되는 고정형 디자인의 경첩형 유도체가 그림56에 묘사되어있다. 코일은 제품의 적당한 위치에 놓여지고 그 안에 중심이 잡혀진다. 코일의 윗부분은 밑에 부분과 연결되고 이렇게해서 전기적인 연결이 완성된다. 코일의 각 부분은 가열 작업이 있는 동안 눌러져야 한다. 또한 각 코일은 가열 표면부분을 통하여 직접적인 물의 흐름을 차단하기 위한 적당한 차단 공간을 가진 내부 냉각수의 흐름이 제공되어야 한다. 작업을 위한 회전은 타이머에 따라 조정되고 다음에 따를 때 작동해야 한다.
① 코일이 닫혔을 때
② 고주파 가열이 제품표면에서 발생할 때
③ 동작이 제지될 때
④마지막으로 제품을 제거하기 위해 코일을 개방할 때
그림57에 묘사된 것과 같은 홀 또는 키웨이(열쇠구멍)를 포함하고 있는 표면에 고주파 전류가흐를 때 와전류는 구석에 집중하고 아마도 과전류가 일어날 것이다.
(그림57) 키웨이. 홀과 같은 날카로운 코너의 과열이 종종 일어나며 동 인서트의 사용은 고주파 전류 흐름을 돌리게 하는 방법이된다.- 왼쪽에 보이는 키웨이를 가진 끝부분은 급속 가열이 일어나고 가벼운 정도로 타버리는현상도 일어날 수 있다. 이러한 것을 극복하기 위해 이런 공간을 이어주는 동키를 가지고 채울 수 있다. 이렇게 하여일정한 가열을 만든다.
그림A에 보여지는 것과 같이 구멍을 가진 제품의 표면 가열에 있어서 코일부터의 자기장은 구멍속으로 들어가려는 경향이 있고 끝부분에서 최대 가열이 될 것이다. 이러한 조건을 감소시키기 위해서 샨트가 개방되어있는 동 플러그를 가진 구멍이 제공되어야 한다.
(그림58) 이 예에서 보인 것과 같은 모양의 제품 가열에 있어서 슬롯에 집중된고주파 전류는 과열의 결과가 된다.- 이렇게 하여 이 지점에서 와전류의 흡수가 감소되는 것이다.
그림58의 A에서와 같이 원통형 코일 내의 슬롯이 있는 제품 가열에 있어서 제품 표면에서 회전하는전류는 슬롯에 의해서 방해되지만, 폐쇄 회로 형태가 되는 고주파 전류의 특성 때문에 전류는 내부로 흐름이 계속될 것이다. 따라서 이런 디자인의 제품을 취급할 때 S에 지시된 슬롯의 끝부분에서는 보통 고온의 가열이 될 것이다. 그림B와 같이슬롯이 많은 제품에 있어서 제품 주위에서 회전하는 전류는 슬롯 T안으로 집중되는 경향을 가지고 있다. 그래서 구석에서과열이 일어날 것 같다. 이러한 직경에 비교해서 더 얇은 코일은 슬롯에서 더 가열이 잘 될 것이다. 반면 직경이 더큰 코일을 사용할 때는 이러한 조건이 덜 적용될 것이다. - 1회전 코일. 고정형 유도 코일은 그림59에 설명된 것과 같이 평면 동판으로 만들어지고, 단일 작업이거나 다양한 작업으로 설치될 수 있다.
(그림59) 평평한 동판으로 만들어지고 냉각수가 제공된 일회전 코일의 구조적인 세부도.- 그림A에 보여지는 코일은 동시적으로 가열하는 제품에 전형적인 것이다. 이것은 두꺼운동판으로 만들어지고 직경에 있어서 충분한 연결구를 제공하기 위해 뚫어져야 한다. 두 개의 연결부는 이 평판에 브레이징되고, 그 다음 평판은 잘려져서 고주파 전류는 한쪽 부분에서 들어와 다른 쪽 부분으로 화살표를 따라 흐른다.
(그림60) 일회전 코일을 만들 때, 보이는 것과 같이 전체 높이의 2/1 정도 유지하는 것이 좋다.- 그림B에서는 간단히 디자인된 단일부 코일인데 보여지는 것처럼필요한 냉각을 제공하기에 적합한 방법이다. 홈은 코일을 따라 갈려져 있고 동관이 그 자리에 브레이징되어 있다. 그림C는또 다른 고정형 유도 코일인데 냉각실이 바깥 끝부분 주위에 갈려진 슬롯이 제공되고, 그 위에 평면 철판이 덮여 있다. 두 개의 커넥터로 냉각수 출구가 구멍으로 뚫려지고 보이는 것처럼 작은 관이 연결되어 있다. 고정형 유도 코일의 또다른 형태가 그림D에 묘사되어 있다. 이것은 평평한 관 부분이 바깥쪽 끝부분과 브레이징되어 있는 동밴드를 포함하고있다.
소위 말하는 고정형 유도체를 만들 때 1회전 코일을 의미한다. 그것은 그림60에 보여지는 비율이가장 이상적이다. 코일의 높이는 직경의 절반정도 될 것으로 보인다. 이러한 비율은 경우에 따라서 초과될 수도 있다. 다양한 조정이 가능하다.
(그림61) 가열 부분의 전체적인 길이는 코일의 두께가 증가함에 따라 조금씩증가한다.- 그러나 그것은 보통 가열부의 높이 또는 길이가 코일의 직경보다 작은 경우에 적용되는 1회전 코일의 사용에는 제한되어 있다.
더 긴 지역의 가열을 요구할 때, 다회전 코일은 더욱 유리하게 사용될 수도 있다. 만약, 가열부분이 예외적으로 길어질 때 점차적인 가열을 함으로서 해결될 수 있다. 원통형 코일 안에 위치한 철봉의 가열 부분의길이는 연결구C와 같은 거리에 의한 양끝 코일의 모든 높이 이상이 될 것이다. 이것과 같은 부분은 그림에서 E에서지시하고 있다.
오른쪽에 보이는 코일T의 두께가 증가할 때, F에 지시하는 코일의 양끝까지 가열지역이 확대되는경향이 있다. 이런 가열 작용은 자기장의 폭넓은 분배에 있는데 더 두꺼운 코일에 따른 작용이다. 다회전 동관 코일을사용할 때도 같은 조건에서 또한 각각의 경우가 존재한다.
연속형코일. 그림 62에 묘사된 코일은 단조를요구하는 rocker arm 내부 표면 가열에 사용된다. 2회전 코일은 가열을 요구하는 표면 가까이에 놓이기 위해위치해 있다.
유도 가열의 많은 응용 부분은 다양한 크기의 표면에 적합한 2회전 또는 그 이상의 권선을 가진코일의 사용을 요구한다. 이같은 경우에는 전류의 흐름이 같은 방향의 경로가 되어야 하는 것이 중요한 사항이다. 그림 63과 같이 2회전 코일이 적당하다고 가정할 때, 화살표로 지시하는 것처럼 전류의 흐름이 같은 방향으로 흐르도록 권선이배치되어야 한다. 만약에 그림B와 같이 코일이 배치될 때, 전류의 흐름이 한쪽에서 흐르고 반대 방향에서 전류가 흐르면한쪽의 자기장은 다른 쪽에 의해 감쇄되어서 결과적으로 가열이 일어나지 않는다. 이러한 점에서 이같은 코일의 설계에있어서 중요한 고려사항이다. 다회전 코일과 연속형 가열 코일에서 부분적으로 필요하다.
(그림62) 작은 동관 코일이 단지 면만 경화되도록 철암(축) 두 개의 병렬 내부 표면을 가열하도록 배치되어 있다.- 두 부분의 표면 단조를 위한 연속형 다회전 코일이 그림64에묘사되어 있다. 반면, 이런 형태의 응용이 보기와 같이 제공될 수 있는데 거기에는 묘사된 것처럼 가열이 적용되기 이전에각 코일 사이의 리드 길이에 의한 약간의 손실이 있을 수 있고 단조에 대한 권장사항은 표면이 분리되어 있는 것이 고려되어야한다. 어떤 경우에 있어서 이런 형태의 코일은 리드가 밀접해 있어야 되고 그림의 점선과 같은 것은 절대 되지 않는다. 점퍼와 입력 리드가 가열 손실을 일으키는 결과로 인한 유도 작용 때문이다.
연속형 다회전 동관 코일은 보여지는 것처럼 한 개의 동관으로 만들어질 수 있고, 반면 또 다른 실용적인디자인의 그림65에 보여주고 있다. 여기에서 코일은 분리되어 만들어지고 버스-바 점퍼나 커넥터를 이용해 함께 연결된다. 윗부분에 보이는 호스가 네 개의 코일에 연속적으로 물을 공급하기 위해 사용되고 있다. 동관으로 조립된 두 개의 지지대는석면판으로 만들어진다. 연결부를 만드는 또 다른 방법을 보여 주는 연속형 내부 가열 코일이 그림66에 묘사되어 있다. 각 코일은 따로 만들어지고 그 다음 점퍼 플레이트A로 연결되어 있고 그것을 통해 고주파 전류가 한쪽에서 다른 한쪽으로흐른다.
(그림63) 연속형 코일을 만들 때 특히, 평평한 형태에서 왼쪽에 보이는 것과 같이 모든 회전이 같은 방향으로 전류가 흐를 수있도록 만들어져야 한다.- 코일 관의 끝부분에는 호스 부분이 연결되어 있고 연속적으로 냉각수가 흐른다. 코일의다른 두 끝부분은 고주파 발전기로 출력 리드가 연결되어 있다. 이런 디자인은 연속적으로 작업이 되는 조건에서 코일이더 많은 수로 연결될 수 있다.
두 개의 철부분을 브레이징하는데 사용되는 코일은 내부 표면으로부터의 가열이 바람직한데 그림67에묘사되어 있다. 오른쪽에 있는 제품은 코일의 상대적인 위치를 볼 때 절반정도 잘려져 있다. 이같은 경우는 긴 리드가요구되는데 보여지는 것과 같이 부분적으로 그것들이 밑바닥 개방된 곳으로 들어갈 때는 리드가 서로 밀접하게 유지시키는것이 필요하다.
만약에 리드가 금속 표면에 인접하여 놓여진다면 원하지 않는 곳에서 열이 발생하거나 특별히 가열이요구되는 부분에서는 에너지가 왜곡될 수 있다는 것을 염두에 두어야 한다. 이같은 경우 리드는 절연된 블록으로 함께붙여 놓여지는데 운모 절연으로 분리시켜야 한다.
(그림64) 여기에 보이는 연속형 코일을 만들 때 리드는 가열이 요구되는 부분에서 최대가열이 보장되도록 서로 가까이 유지되어야한다.
(그림65) 네 개의 다회전 코일을 포함한 연속형 코일 조립품이 내부 가열을 위해 배치되어 있다.
(그림66) 이중형 내부 가열 코일이 부스바 커넥터와 연속적인 물의 흐름을 위한 호스로 배치되어 있다.- 보여지는 작업에서두 제품은 한번 설치로 다루어지고 두 개의 코일이 직렬로 연결되어 있다. 모든 리드의 연결은 테이블 밑부분에서 만들어진다.
그림68에서 보여지는 코일은 한번에 두 개의 제품을 가열하기 위산 고정형 유도체의 좋은 예이다. 코일은 두 개의 제품이 가열되는 주위에 청결함을 유지하기 위해 두꺼우며 구멍난 3/8-인치 동판으로 만들어진다.
(그림67) 두 개의 분리된 장치를 가진 연속형 내부가열 코일은 동시에 두 개의 철 케이스 브레이징을 위해 사용된다.- 냉각에 사용되는 동관은 코일의 바깥 끝주위에 보일 수도 있다. 코일은 작업대 정면판넬에 연결된 두 개의 앵글 판에 의해 지지된다. 판넬은 절연 물질로 만들어져 있기 때문에 선반받이는 고주파 전류의쇼트 가능성은 결코 없다. 코일을 위한 지지대로 만들 때 알맞은 절연을 제공하는 것이 중요하다. 오른쪽에 보이는 것과는달리 코일은 두 개의 철관 모양의 제품을 브레이징하는데 사용한다. 몇 개의 동 부싱을 붙여서 만들어진 연속형 코일의예가 그림69에 설명되어 있다. 부싱의 위쪽과 밑쪽이 냉각수의 사용을 위해 브레이징되어 있다. 고주파 전류의 연속적인흐름을 제공하기 위해 Saw cuts(쇼 커트)들이 제공된다. 이같은 경우에 작업은 철관을 캡으로 브레이징하는 것이다. 여덟 개의 제품을 동시에 완성하기 위해 코일과 고정대를 정렬시킨다. 이같은 형태의 코일은 상대적으로 쉬운 설계이고다수의 설치를 요구할 때 매우 다양한 작업을 하는데 적용될 수 있다.
같은 일반적인 원리는 그림70에 묘사된 것과 같이 평평한 동판으로 만들어진 연속형 코일에 적용된다. 여기에서 냉각관은 판의 밑부분에 브레이징되고 코일 구멍 쪽과 일치시키기 위해 모양을 만든다. 관 연결구는 발진기 출력리드와 적절히 연결시키기 위해 한쪽 부분으로 들어간다. 코일은 단단한 설치가 되도록 지지버팀대와 붙을 수 있는 작은단말판을 제공해야 한다. - 일반형 코일. 가열 경로 또는 표면 접촉면은 그림71에 묘사된 것과 같이 평평한 원반이동관 코일에 브레이징되는 방법으로 증가될 수 있다. 원하는 가열부분이 1회전 동관 코일에 의해 얻어지는 것보다 커질때 이와 같은 방법이 잘 적용될 수 있다.
(그림68) 단일 회전형 직렬식 가열 코일은 철관 조립품의 브레이징을 위해 사용된다.- 그림에 묘사된 1회전 코일 대신에 다회전 팬케이크형 코일을 사용하는 것이 가능하지만보이는 것처럼 1회전 코일에서 폭넓은 가열 판의 적용은 제품 표면 가열이 이상한 결과를 낳을 것이다. 같은 원리가스텝 코일뿐만 아니라 연속형 코일에 적용될 수 있다. 여기에서 더 작은 직경이 코일이 또 다른 더 큰 직경 안에서 위치할수도 있다.
(그림69) 일련의 동부싱으로 만들어진 연속형 가열 코일이 동시에 여덟 개의 제품을 다루도록 배치되어 있고, 여기에 묘사되어 있다.- 내부 가열을 위한 1회전 유도 코일의 다른 형태가 그림72에묘사되어 있다. 동으로된 링 A를 포함한 코일이 보기와 같이 홈이 있다. 홈은 그 다음의 그림B와 같이 윗면 주위에서갈려지고 그 후 덮개판 C가 조립된다. 리드D는 다음으로 링의 밑부분에 연결되고 이런 연결을 통과한 A부분이 X에보여지고 있다.
(그림70) 편평한 동관으로 만들어지고 냉각관이 제공된 가열 코일은 밑부분에 놓여 있고, 위에 묘사되어 있다.- 이런 형태의 코일은 많은 적용 분야를 가지고 있고 종종 일반적인디자인 원리는 제한된 부분의 가열을 위해 배치될 수 있다. 리드는 코일이 외부 가열을 위해 사용될 수 있도록 바깥쪽으로연결이 될 수 있다.
(그림71) 단일 회전 코일의 가열 부분을 증가시키는 편리한 방법은 위에 보이는것처럼 그위에 평평한 플레이트(판)를 붙이는 것이다.- 작은 스티드(못)의 가열을 위한 코일이 그림73에 묘사되어 있다.
(그림72) 냉각수의 흐름을 위해 내부에 구멍난 고정형 유도체의 구조적인 세부도.- 섹션이 그림B에 보여지고 있다. 이러한 형태의 코일은 몇 개의 부분이 동시에 가열될수 있도록 직렬로 쉽게 연결될 수 있다. 그림C에서는 이런 디자인에서 다른 변경된 부분을 보여주고 있다. 여기서 코일은스티드(못)중앙 가열을 위해 형상화되어있다.
이런 형태의 코일은 코너부분에서 얻을 수 있는 가열이 어렵게 배치될 수 있다. 그래서 그것은고정링으로 만들어지고 재변경이 가능하다. 어떤 종류의 기계들은 확실한 가열 패턴을 얻을 수 있도록 간단하게 변경될수 있어야 한다.
고정형 유도 코일의 이러한 형태의 예는 그림74와 같이 직렬로 연결될 수 있다. 그것은 내부가열을 요구하는 관 바깥쪽에 위치한 두 개의 테두리 브레이징에 적용시킬 수 있다. 고주파 연결은 오른쪽 화살표로 지시한것과 같이 같은 방향의 양쪽 코일 부분 안에서 전류가 흐를 수 있도록 배치된다.
이러한 형태의 코일은 양쪽부분의 일정한 가열을 제공할 것이다. 반면 동관의 연결은 가열이 따로요구되는 연결부 사이에 관 표면에 불필요한 가열을 피하기 위하여 뒤쪽이 중앙으로 연결이 되도록 한다.
이러한 코일의 변경이 그림75에 보이고있다. 여기에서 구조는 그림A와 같이 홈이 있는 동 슬리브를포함하고 있다. 안쪽은 단일 동관B와 브레이징되어 있다.
(그림73) 고정형 유도체의 대표적인 디자인은 제한된 부분으로 가열을 전달하기 위해 다양한 수정을 가지고 만들어질 수 있다.
(그림74) 내부 가열을 위한 연속형 가열 코일이 위에 묘사되어 있다. 코일부는 두 코일이 같은 방향으로 전류가 흐르도록연결된다.- 이것은 코일부 사이에 연결 목적뿐만 아니라 발진기 리드에 냉각수 공급을 제공한다. 이런 연속형 코일은 다른 직경의 두 표면 가열을 위해 배치되고 앞서 보인 예와 같은 내부 가열을 위해서도 사용할 수있다.
- 병렬유도체. 고주파 전류는 코일 주위를완전히 회전하지는 않을지라도 금속제품의 표면 주위를 회전할 것이다.
(그림75) 연속형 내부 가열 코일의 또 다른 형태. 동관은 냉각수의흐름 뿐만 아니라 양쪽 부분의 연결을 위해 사용된다.- 당연히 이러한 원리를 적용시키는데 제한이 있지만 보통의 작은 제품에서는 고주파가열이 요구된다. 그것은 두 개의 병렬 유도체의 사용이 가능하고 가열이 제품 전체의 외부 표면에서 흡수될 수 있도록유도체에 비례되는 것을 배치해야 하거나 제품 밑으로 통과시키는 것이 가능하다. 이러한 원리가 그림76에서 묘사되어있다. 여기에서 A는 원형 콘덴서 몸체 덮개판을 솔더링하는데 사용되는 두 개의 병렬 유도체에 관계된 것으로 볼 수있다. 이 경우 가열은 단지 모서리 부분에 집중된다. 그림B에 보인 예와 같이 유도 봉은 솔더링되는 연결부 바로 윗부분에놓여지고 더 좋은 경우도 있을 것이다. 가열원리는 밑에서 보이고 있다. 고주파 전류는 코일의 봉(바)을 통하여 흐르는것을 볼 수 있고 바꿔서 반대 방향으로 밑에 위치한 제품 안으로 유도가 된다. 이러한 종류의 작업을 다루는데 있어서제품은 유도체에 비례하여 정교함을 제공하는 고정자 안에 놓여지거나 유도체 아래에 단계적인 콘베어를 부착하여 놓여질수도 있다. 두 개의 철봉을 포함하는 또 다른 형태의 유도체가 그림77에 묘사되어 있다. 여기에서 조금 더 긴 봉 A는 점퍼 B에 의해 조정될 수 있다. 보이는 것처럼 봉은 냉각관이 제공되고 냉각수의 연속적인 흐름을 위해 그것들끝에 호수 연결부를 가지고 있다. 그림78에 보이는 코일은 또한 두 개의 봉 타입이다. 그것은 제품이 그림A와 같이통과될 수 있도록 배치되어 있다. 제품은 어닐링을 요구하는 드라운 스틸쉘의 끝부분을 나타내고 있다. 작업은 봉을 통과하여한 쪽 끝에서 시작하여 다른 쪽에서 끝마치는 주입과 회전에 의해 수행된다. 이러한 형태에서 설치되는 코일들은 단단한설치가 되도록 하는 고정 절연물과 같은 적당한 지지대를 제공하는 것이 필요하다.
(그림76) 두 개의 바를 포함한 병렬형 유도체 예는 콘덴서 캔의 솔더링을 위해 사용된다.- 그림79에서는단지 끝부분에 경화를요구하는 긴철봉의가열에 사용되는병렬형 두봉 유도체를 묘사한 것이다.
(그림77) 두 개의 바가 병렬형 유도체의 적합한 형태를 위에 보이고 있다.- 이 예에서 그림A에 있는 다면부분에 보이는 것처럼 유도체는 제품 모양에 일치하도록잘려져 있다. 구멍은 냉각수의 흐름을 위한 유도체를 따라 세로로 뚫려 있다. 끝부분에서는 점퍼가 제공되고 반면에 각봉의 다른 끝단자에는 발진기 출력과 연결되어 있다. 이러한 종류의 코일들은 운모에 의해 절연이 되고 그 경우 그것들을견고하게 죄이는 수단으로 제공할 수가 있다.
유도체로 통한 부분이 가열 위치에 있는 제품을 볼 수가 있다. 유도체를 통과하여 점차적으로 바의끝부분만이 가열된다.
(그림78) 두 개의 바-형 유도체는 제품이 쉘 또는 관 끝 어닐링 요구 플레이트 사이에서 구를 수 있도록 배치된다.- 보여지지는 않지만 분사 식힘(스프레이 퀸치) 장치가 완전한 경화 처리를 위해 유도체의왼쪽에 위치한다. 연속적인 공급 작업을 위한 가열 코일을 만드는데 있어서 가열 제품이 공급되는 과정에 헤어핀 형태로만들어진 동관을 사용하는 것이 바람직하다. 그림80과 같이 그러한 코일에 있어서 코일의 끝부분을 윗방향으로 구부리는것이 필요하다. 만약에 코일이 그림A와 같이 정수평면에 놓여 있을 때 그림B와 같이 특히 날카로운 모서리가 마주치는경우에 제품의 끝부분이 과열될 가능성이 있다. 보통 더 얇은 제품은 코일의 끝부분에서 구부림은 더욱 필수적이다.
- 기타 코일. 그림81에서는 평평한 코일을 묘사했는데 일정한 가열을 요구하는 제품의 가열에사용하는 판(보드)을 가지고 있다.
(그림79) 점차적인 경화를 요구하는 긴 절단기(큰 가위) 날 끝의 가열에 사용되는 고정형 병렬 유도체.
(그림80) 좁은 스트립 끝 가열을 위해 헤어핀형 코일을 사용할 때, 제품 코너에 과열을 방지하기 위해 코일 위쪽 끝을 회전시키는것이 바람직하다.- 이 코일은 동판으로 만들어진다. 처음으로 네 개의 구멍이 전체 길이를 뚫려지고그 다음에 보이는 것처럼 슬롯이 잘려지고, 전류는 연결부 A를 통하여 B에서 끝마치는 형태로 앞뒤로 회전할 것이다. 냉각수의 흐름을 위해 코일의 끝부분이 설비되어 있고 지시하는 것처럼 작은 판(plates) P가 부착되어 있다. 이러한형태의 코일은 다양한 크기와 모양으로 만들어질수 있는데 단일헤어핀 코일을 적용시킬 수있는 케이스에 특히 알맞다.
그림82에 보이는 코일은 단조를 요구하는 드라운 컵(drawn cup)의 끝부분 가열에 사용된다. 이 경우에 코일은 냉각관이 브레이징되도록 노출 동으로 만들어진다.
제품이 가열되는 부분은 대략 길이가 2inch이고, 요구되는 온도는 섭씨 1800℃이다. 코일 커플링은 3/16inch이다. 이러한 형태의 코일을 사용하는데 매우 평평한 가열 분배가 되지만 같은 형태의 고정형은 가열 높이에서 제한적이다. 이러한특이한 코일에서 보여지는 비율은 매우 만족적이다. 예에서는 부분적인 표면에 고온 가열을 제공하는데 가능성을 나타내고있다. 다른 방법에 있어서 전체적인 제품을 가열하는 것이 필요하지만 경우에 따라 결점이 있다. 고주파 가열 온도 변화는제한적이어서 손에 의해 이동될 수 있도록 재빨리 열을 가한다. 절연 준비 없이 단조 프레스에 집어넣는 것이 보통 요구된다.
(그림81) 냉각수의 흐름을 위한 구멍이 뚫려 있고 고주파 전류 흐름이 되도록 슬롯 커팅되어 있는 동 블록으로 만들어진 평면형코일.
(그림82) 단조작업을 위해드라운 스틸 쉘 끝 가열에 사용되는 대형 단일회전 코일.- 반사체소켓 솔더링에 사용되는 1회전 코일이 그림83에 묘사되어 있다. 소켓은 반사체 몸체에 조립되고 솔더 고리가 연결부에놓여진다. 가열되는 제품 연결부가 얇기 때문에 가열이 급속히 커지고 일반적으로 코일 커플링을 특히 더 많은 양의 금속에서고려되는 곳에서 평균적인 가열 작업보다는 다소 크게 만들어진다. 코일이 만나는 연결부 공간은 가장 작게 유지되는데일정한 자기장 분배 효과를 위한 것이다. 이러한 종류의 솔더링 작업은 연속형 코일을 사용하여 다양하게 효과적으로 다룰수가 있다.
(그림83) 리플렉터(반사체) 소켓 솔더링에 사용되는 소형 단일 회전 코일.- 그림84에서는 철고리 연결을 위해 사용되는 이중 헤어핀형 코일을 보여주고있다. 보이는 것처럼 코일은 실용적으로 매우 다양한 표면 가열을 위해 만들 수 있고 디자인의 단순함은 매우 빨리 모양을만들 수가 있다. 때때로 그것은 그림85의 A에 보이는 것처럼 조립품의 모서리 가열을 위해 필요하다. 이 경우에 분석해 보면 일정한 가열을 위해 코일로부터 자기장의 왜곡이 만들어지게 된다. 그림B에 보이는 것처럼 헤어핀코일의 사용은 코너에서보다는 끝판 C에서 에너지의 흡수의 결과가 될 것이다. 이것은 코일이 코너부분에 여분의 자기장을제공하기 위하여 그림D와 같이 끝을 형성한 것을 제공해야 된다.
비슷한 조건에서 다른 제품들을 볼 때 보여지는 그림E와 같이 끝을 형성한 코일을 사용하는 것이가능하다. 코너에서 최대 자기장 밀도를 보장하기 위한 또 다른 방법은 그림F와 같이 가열 유도체를 만드는 것이다. 이 디자인에서 연결관의 말단에는 작은 동 블럭으로 조여준다. 이 블럭은 고주파 전류가 코너 쪽으로 통과하도록 그림G에서톱니 자국을 제공한다. 블럭 끝은 그림H와 같이 냉각수가 회전하도록 갈아낸다. 덮개 판은 다음으로 이 구조를 완성시키기위하여 블럭면에 붙인다.
그림86은 특별히 만들어진 코일에 있어서 세 개를 삽입하여 브레이징 목적의 가열을 요구하는 제품을나타낸다. 그림에서 윗부분에서 보여지는 것과 같이 대칭 코일이 사용됐다고 가정할 때,
(그림84) 철링 결합에 사용되는 이중 헤어핀형 코일.- 그림A와 같이 회전 전류는 제품의 좁은 부분을 통하여 집중되는 경향이 있다. 그러면과다 가열이 일어날 것이다. 또한 삽입되는 안쪽 부분은 불충분한 가열이 될 것이다.
그림B와 같이 연속형 코일 작업에서 다루어지는데 요구될 것이다. 그 경우 고주파 전체는 한쪽연결부로 들어가고 그 다음 세 개의 삽입된 주위로 흘러가고 다른 연결부는 통과한다. 그림C와 같이 코일을 삽입하여자속의 집중을 일으키는 것이 필요할 것이다. 그런 코일을 만드는데는 외부뿐만 아니라 삽입부분까지 냉각을 제공하는 것이꼭 필요하다.
그림87의 사슬 톱니바퀴와 같은 깊이 있는 편차를 가진 제품의 외부 표면 경화할 때는 제품 안쪽보다는톱니 바깥 부분이 더 많은 가열 흡수가 일어나는 경향이 있다. 1회전 평면을 사용한다고 가정했을 때, 그림A에서 점이있는 부분이 과열되는 유형의 가열이 일어날 것이다. 이같은 조건을 극복하기 위하여 코일은 그림의 밑부분에 보이는 것과같이 톱니의 대략적인 외형에 일치하는 형태로 만들어야 한다. 이같은 형태의 A코일은 크기에 맞게 주조될 수 있다. 일정한 가열이 보장되기 위한 매우 적은 편차가 요구될 수 있도록 주의 깊게 만들어야 한다. 이런 형태의 코일은 가열되는부분은 그림B와 같이 특히 내부쪽 톱니의 전체 윤곽 주위 가열이 더욱 일정한 밀도로 가열된다.
때때로 제품 표면의 최대 가열 집중을 위해 관 형태 코일의 제공이 필요한 곳에서는 고정형 유도체가다회전 코일보다 더욱 좋을 수도 있다. 그런 작업을 위한 코일의 디자인이 그림88에 묘사되어 있다.
(그림85) 열이 코너 쪽에 집중시키 때, 연결부에 과다한 양의 열이 전달될수 있는 코일을 제공하는 것이 필요하다.- 그림A와 같이요구되는 크기로 자르고 그 다음 그림B와 같이 작은 동관으로 감는다. 마지막으로 그림C와 같이 나선형으로 코일을 자른다.
연속적인 조각의 가열을 위한 유도 코일 조립이 그림89에 묘사되어 있다. 이 코일은 경화 작업을위해 보통 필요로 하는 직경에 비해서 더 길어진다. 그러나 연속적인 가열을 필요로 하는 경우에만 이러한 형태의 코일이 적용된다. 이 장치에 있어서 가열 코일부는 프레스에 인접해 있다. 가열되는 물질은 1800℉에서가열되는 자석철 조각이다.
(그림86) 단일 회전 가열 코일에 의해 캡에 러그(돌출부)를브레이징하는 원리인데 정확한 방법과 부정확한 방법을 보여 주고 있다.
(그림87) 스포라켓(사슬) 톱니와 같은 불규칙 표면을가열할 때, 일정한 가열을 보장하기 위해 특히, 캐스트 형태의 형상된 코일을 사용하는 것이 필수적이다.
(그림88) 동슬리브로 만들어진 나선형 코일이 냉각 목적을 위해 동관에 붙혀져 있는 구조적인 세부도.- 그다음 표면을 덮어 형상되고 경화된다. 철 경화에 요구되는 것보다 조금 높게 압력이 들어 갈 때와 같이 온도는 철에서얻어지는데, 블랭킹과 포밍 동안은 1525℉로 떨어진다. 1/8~5/8-inch 크기의 철은 30KVA 고주파 압력장치에 의해 가열된다. 고주파 가열에 의해 철은 강한 유도 자기를 받고 더 큰 자성이 생성된다. 다른 직접적인 축적은감소, 실제적 제거, 거부를 나타낸다.
후렉시블 리드가 유도 가열 장치에 사용될 수 있는데 응용은 필요한 가열 요구에 따라어느 정도 제한이 있다. 리드는 그림90의 A에 묘사된 것과 같이 후렉시블형 고압 금속관으로 만들어질 수 있다. 그것은고전기 전도성을 갖고 순동으로 만들어지고 내부 밑쪽만 아니라 커버가 브레이드(꼬아 만든 끈)가 되어야 하는 것이 필수적이다. 안전성을 위해 지시하는 것과 같이 외부는 고무 호스가 제공되어야 한다. 이러한 종류의 리드는 냉각수 흐름뿐만 아니라발진기에서 코일까지 고주파 전류의 흐름이 제공되어야 한다.
후렉시블 리드를 만드는 또 다른 방법이 그림B에 묘사되어 있다. 여기에서 브레이드 롱 리드는연결부에 브레이징되고 그 다음 보이는 것과 같이 고무로 감싸져야 한다. 이 형태의 리드에 있어서 작업 코일의 접속을위해 다른쪽에 같은 연결부가 되어야 한다.
(그림89) 철 스트립(조각)의 연속적인 가열을 위해 사용되는 긴 가열 코일.
(그림90) 유도 가열 장치와 결합해 사용될 수 있는 두 개의 후렉시블 리드.- 그림91에서는 짜맞춘 글라스 슬리브 형태의 절연이 제공된다회전 코일을 묘사하고 있다.
(그림91) 오븐(직) 글라스 슬리브로 덮여진 다회전 가열 코일. 코일 절연은절연 바니쉬 코팅으로 얻어진다.- 이 형태 절연의 잇점은 코일 권선의 금속대 금속 접촉을 방지할 수 있고 이 경우 권선 간격이 매우 좁다. 강한 가열이 되는 곳에서는 이 형태의 금속 절연은오래 가지 못하기 때문에 다른 절연 방법이 실용적이다. 동관 코일은 절연 바니쉬(니스)로 래커(옻칠)하거나 코팅할수 있다. 그 다음 브레이징에 사용되는 후럭스와 연관하여 사용하지 않는다면 구워진다. 플레이팅(도금)은 추천하고 싶지는않다. 고주파 전류는 코일 표면을 따라 흐르기 때문에 크롬(황연)과 같은 도금 재료는 좋은 전도체가 아니라 세라믹시멘트는 코일 주위에 좋은 절연을 제공하고 보호를 희망하는 곳에서 사용될 수 있다.
가열 코일은 그들의 크기와 모양 때문에 외부 보드-지지대를 요구한다. 그런 지지대는 다양하게제공되는데 코일로부터 고주파 전류의 손실을 막기 위해 절연을 고려하는 것이 최우선이다. 만족스러운 형태의 지지대는그림92에 묘사된 떨어져 서 있는 절연체이다. 약간의 확장은 코일 밑바닥 브레이징되고 그 다음 딱딱한 코일 마운팅이제공될 수 있도록 절연체가 확장체에 붙여질 수 있다. 그것은 또한 그림 밑에 부분에 보이는 것과 같이 사이드로부터유도 가열 코일을 지지할 수 있다. 절연체는 코일 사이드에 브레이징되고 그 다음 절연체 바닥은 옆쪽 편이한 수직형지지대에 올려진다.
(그림92) 긴 가열 코일은 단단한 지지를 위해 격리 절연체로지지될 수 있다.- 많은 다른 형태의 까치발과 지지대가 코일에 사용될 수 있고 석면판과 같은 절연 재질인 경우 작업테이블의위에 사용되고 배치 목적을 위해 발이나 다리를 동으로 제공해도 문제되지 않는다. 지지 코일의 다른 방법으로 다양한그림에서 경화나 브레이징 설치를 볼 수 있다.