설비기술/ 유도가열장치용 워크코일(WORK COIL) 실무기술(I)

설비기술/ 유도가열장치용 워크코일(WORK COIL) 실무기술

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유도가열장치용 워크코일 실무기술

1. 개 요

유도가열용 코일은 대단히 광범한 형식, 형장 또는 정밀도를 요하는 치수의 것이 제조되고 있다. 코일의 설계는 반드시 가열시켜야 하는 재료의 성질 혹은 사용되고 있는 고주파 유도 가열기의 형식에 따라 좌우된다. 예를 들면, 어떤 종류의 고주파유도가열기는 탱크 회로의 임피던스(impedance) 때문에 어떤 특정한 형식의 코일밖에 사용할 수 없고 멀티턴 (multi-turn, 다중굽힘 또는 회전)코일만이 사용되는 것도 있다.(출력 트랜스 고주파가열부 CT가 없는 방식일 때)
이러한 조건을 고려하면 가열코일을 설계하기 전에 고주파전원의 성 질을 우선 고려하지 않으면 안 된다. 또한 다른 고주파유도가열기에서는 대단히 폭이 넓은 코일을 설계할 수 있도록, 어떠한 형의 가열코일에도 임피던스를 조화시킬 수 있는 방법을 강구하여야 하는 것도 있다.
유도가열용의 여러 종류의 가열코일을 기술하는데 있어서, 예를들면 장치 부품( work piece)의 형장, 치수 가열되는 표면의 성질 및 가열 코일 등 이러한 관계의 조건을 주어, 여 기에 대한 모두 다른 형식에 관해 일일이 설명하기는 곤란하다.
여기에 나타낸 것은 가장 많이 사용되고 있는 몇 종류의 대표적인 설계에 대하여, 가열 코 일의 기본적 원리와 코일 제작상 충분한 개념을 얻을 수 있도록 설명한 것이다. 이러한 설 계예는 여러 가지로 변형시킨 가열작업에 큰 도움을 줄 것이며 약간의 변경, 개량을 함으로 써 가열 용도의 대부분을 카버(cover)할 수 있도록 코일에 관하여 설명하고 있다.
유도가열은 코일이상으로 대단히 중요하다. 또한 피가열물의 크기에 대한 출력의 선정도 대단히 중요하다. 적절한 고주파원을 사용할 경우, 통상 코일만이 피가열 물체에 올바른 열 분포를 기대할 수 있다. 그러므로 코일 설계는 유도가열장치에서 가장 본질적으로 필요한 사항으로서 가열 사이클(cycle)이 성공하던지 실패하던지를 결정하는 가장 중요한 요소의 하나이다.
가열코일은 과전류에 의한 전기에너지의 전달 수단으로 보아 재료표면에 관한 코일이 형상 을 고려하면, 재료와 코일이 떨어져 있는 것 보다, 가깝게 붙어 있는 것이 여기에서 발생하 는 가열패턴(pattern)으로 보아 한층 코일의 형장에 가깝게 됨을 알 수 있을 것이다. 따라서 문제는, 가열되는 표면에 관하여 올바른 형장의 코일을 제작하여야 하고, 다음에 코일에 필 요한 열량을 결합시킨다.
코일이 피가열물체로부터 떨어져 있으면, 과전류는 보다 한층 퍼지 어 넓은 폭으로 흘러가게 되어 가열속도는 한층 늦어지게 된다. 따라서 결합은 중요한 고려 사항의 하나이다.
항상 최대의 열전달이 가장 바람직하다고는 볼 수 없다. 온도 상승이 늦고, 균일한 열분포 를 가지는 것이 적합한 경우가 종종 있다.
.일반적인 소입담금질(열로 구울 때)의 목적일 경우 급속한 가열이 요구된다.
.납땜에 대해서는 가열이 늦고, 깊게 침투시킨 가열이 바람직하다.
.용접(땜질)에 대해서는 중간정도의 가열이 적합하다. 가열이 너무 빠르면 가열 얼룩이 생기 기 쉽고, 가열이 너무 느리면 쓸데없는 가열시간이 낭비되거나, 바람직하지 못한 부분까지 가열하게 된다.

2. 코일의 형식

그림 1은 유도가열용으로서 가장 많이 사용되고 있는 코일을 나타낸 것이다. A는 가장 많이 사용하고 있는 범용타입의 멀티 턴(multi-turn, 다중굽힘 또는 다중회전: 여러바퀴 돌 린 것) 설계의 한 예이다. 이것은 동파이프로 감아 준 형으로 되어 있고 피가열물의 둘레에 따라 대칭인 것, 재료의 외형에 의한 형장의 것 등이 있다.

그림 1
단단한 형의 코일도 널리 사용되고 있는 데 그중 한 예를 B에 나타냈다.
이 형식은 가열폭이 좁고, 한정된 부분을 가열시킬 때 필요하다. 여기에 나타낸 바와 같이 싱글턴 코일(single turn coil, 1회전 코일)도 여러 종 류의 형장 또는 스타일로 만들 수가 있다. C에 나타낸 직열 형식인 코일은 동시에 여러개의 재료(물체)를 가열할 수 있다.
이와 같은 코일은 납땜 또는 용접용으로 많이 이용되고 있다. 그림 D는 복수개 가열용의 코일을 나타낸 그림으로, 2개 또는 그 이상의 멀티턴 코일을 여러개로 만들어 직열로 열결 시켜 합친 것이다.
한편, 사용되는 코일의 형식에 관계없이 냉각을 시켜 줄 필요가 있다.
멀티턴 코일인 경우, 코일 그 자신에 냉각수를 순환시켜 줌으로써 냉각시켜 준다. 싱클턴 코일에서는 냉각은 외 측에 동파이프를 용접하기도 하고, 또한 냉각통수용을 적당히 공간을 줌으로써 냉각을 시켜 준다.
출력이 약1KW인 소형 탁상용 고주파 발진기로 사용할 경우, 가열시간이 적을 때에는 냉 각수 없이도 운전이 가능하다. 또한 견고한 솔리드 형(solid, 단단한 것) 코일로 단시간, 간 헐적으로 통전시키는 코일인 경우도 냉각수 없이 운전할 수 있다. 그러나 이러한 경우라도 냉각수를 순환시켜 주는 편이 한층 바람직하다. 모든 가열 코일은
, 이러한 설계, 관계없이 90% 또는 그 이상의 유전성을 가지고 있는 동으로 만들어야 한다. 순동은 코일 제작상 가 장 바람직한 재료임에 틀림없다.

3. 멀티턴 코일 (Multi-turn Coil)

동파이프로 멀티턴 코일을 제조할 때, 여러 가지 코일형장으로 만들 수 있다. 이러한 예를 그림 2에 나타내었다.

그림 2
가장 보편적인 것은, A에 나타낸 바와 같이, 원통형 코일로서 이것 은 샤프트(shaft, 기계축) 또는 원형부품의 표면가열에 적합하다.
B는 직사각형 또는 정방형, C는 캡(cam)형장을 한 코일 또는 봉이나 샤프트주위를 가열할 때 사용되어 용이하게 성형 할 수 있고, 적당한 형장으로 감아 줄 수 가 있다. D와 같은 팬케이크(pan cake, 프라이팬 같은 모양)형 코일은 샤프트 끝면과 같은 평면을 가열할 때 이용된다.
또한 E와 같은 나선 형 코일은, 베벨기기아(bevel gear)같은 원추형의 표면을 가열시키는데 이용된다. F는 외면 가열 형식으로서 공간내부를 가열할 때 사용한다.
불규칙적인 표면을 가열시킬 때 제작되는 동파이프제 코일의 예를 그림 3에 나타내었다.

그림 3
A의 코일은 장치등의 흠통 또는 틈새 주변의 표면을 가열시킬 때 사용되고, B는 변형 단면 을 가진 봉의 끝부분을 가열할 때 이용되며, 가열중의 코일의 위치를 나타내고 있다. 이와 같이 불규칙한 표면에서는 복잡한 형장의 코일이 필요하며, 올바른 가열분포 형상(heat pattern)이 얻을 수 있을 때까지 실험해야 할 경우가 종종 발생한다. 때로는 코일을 넓혀주 기만 하여도 좋은 결과가 얻어지는 경우도 있지만 넓혀주어도 좋은 결과를 얻지 못할 때에 는 모두 새로운 형으로 다시 굽혀 만들어 주는 것이 좋다.
그림 4은 동파이프 코일 제작에 대한 것을 나타낸 것이다. 코일은 3ø~6ø(직경이 3㎜~12㎜)인 동파이프로 만들어 주는 것이 보통이다.

그림 4
3ø파이프 코일은 너무 많이 사용해서는 안된다. 왜냐하면 냉각수가 순화되기가 어려워 과 열을 방지하기에는 지나치게 너무 작기 때문이다.
극히 단시간만 가열할 경우에는 그다지 코일은 가열되지 않고 코일에도 악영향이 없으므 로, 이럴 경우에는 그다지 코일은 가열되지 않고 코일에도 악영향이 없으므로, 3ø의 파이프 를 사용하여도 무방하다고 생각되지만, 역시 4ø~12ø동파이프를 사용하는 것이 좋다.
도형단면의 동파이프는 A와 같이 많은 형식의 코일에 사용되고 있지만, B와 같이 편평한 단면을 가진 파이프도 많이 이용되고 있다.
또 다른 예로 실용되어 있는 것으로 C와 같은 장병형(직사각형)또는 정방형 단면을 가진 파이프가 있다. 더구나 10ø 또는 13ø같은 굵은 직경의 파이프를 사용하는 것도 가능하다. 또한 D와 같이 앞에서 설명한 solid형(단단한 것) 코일과 마찬가지로 편평한 코일을 만들 수도 있다.
균일하거나 한정된 가열 범위가 요구되는 부분에 사용되는 나선상 동파이프 코일을 만들 경우, 균일하게 가열될 수 있도록 그림 좌하에 나타낸 바와 같이, 오프셋(offset)을 준 코일 을 제조하여야 한다.
그림 F는 구경이 큰 코일에서는 통상 휘어지는 (늘어지는)경향이 나타나기 때문에 바침대 (brace, 꺽쇠)를 부착한 것이다. 이러한 바침대의 재질은 얇은 석명판 FRP판 또는 적층된 플라스칙 재질로 만든다.
그림 5은 버팀대를 부착시킨 것 및 멀티턴 코일 고정방법을 나타낸 그림이다. A에서는 버팀대는 작은 나사에 의해 부착되어 있다.

그림 5
코일에 구멍을 뚫어, 탭(tap)을 만들어 놋쇠나사 를 삽입하여 땜납으로 고정시킨 후 좌하에 나타낸 그림과 같이, 나사머리 부분을 절단시킨 다. 버팀대를 고정시키기 위해서는 너트(nut)를 사용한다.
B에 있어서의 버팀대도 마찬가지 방법으로 부착시켜 주지만, 외면에는 코일주기간의 간격을 가질 수 있도록, 도형인 흠이 설 계되어 있다. 글리프탈과 같은 절선와니스가 C와 같은 코일을 코팅시키는데 사용되기도 한 다.
2, 3회 코팅한 후, 적당히 건조시켜 주면, 코일주기간의 공간을 막아주어 오히려 강성이 있 는 코일이 된다. 또한 그 외에 고온용락카 또는 적당한 절연성 물질도 사용된다. D의 코일 은 로용 고온 코일시멘트로 피복되어 있다.
락카 또는 시멘트의 건조는 적외선 램프를 사용함으로써 건조를 빨리 진행시킬 수가 있다.

장방형 타원 또는 기타 형장의 단면을 가지는 파이프가 필요로 할 경우 이와 같은 단면의 파이프를 만드는 성형기를 시사하는 형을 그림 6에 나타내었다. 이 장치는 동파이프를 통 과시켜 주는 부분에 2개의 성형을 (roll)로 구성되어 있다.
여기서 파이프의 공급은 수동핸들을 돌려줌으로써 진행시킨다. 위 예의 룰은 돌쩌귀가 있 는 선반받이 위에 부착되어 있고, 수동나사 B를 조절하여 상부롤과 규칙바르게 되도록 조절 한다.
C, D는 롤의 형식을 나타낸 그림으로 목적에 따라 사각형, 타원등이 되도록 제조한다. 그러나 일반적으로 거의 모든 코일은 바이스(vise)와 2, 3rodml 수공구를 가지고 만들 수 있 다.

그림 6

출력 25KW정도까지의 발전기에 요구되는 멀티턴 코일에 대해서는 6ø파이프가 많이 사용 되고 있다. 평균적인 멀티턴의 편평한 코일을 제작하는 방법을 그림 7에 나타내었다. 파이프는 보조관으로 끼워 편평하게 할 수 있고, 정반위에서 망치로 두들겨 넓고 평평하게 만들 수 있다. 상좌에 나타낸 바와 같이, 직각으로 구부리는 작업은 넙적하게 만든 다음에 한다.
그리고 나서 수분간의 노력으로 균일한 사각형부분을 좌하그림과 같이 만들 수가 있다. 멀 티된 코일을 감아 주기 위해서는, 그림 A와 같이 구부린 끝을 걸기위하여 바이스 턱 쪽에 핀을 부착시켜 주면 편리하다.
편평히 한 파이프는 뺀치를 이용하여 그림과 같이 잡아당기 면서 형의 주변을 감아준다. 원칙적으로 편평하게 시킨 파이프는 주름이 잡혀지지는 않지만, 만일 주름이 생기면 감아 주면서 망치로 평평하게 해 줄 수 있다. B는 이와 같은 방법으로 완성시킨 코일의 예를 나타낸 것이다.
그림 8은 3/16~1/4인치(5ø~6ø)파이프로 연결하여 코일을 만드는 방법을 나타낸 그림이 다. A에 나타낸 바와같이 리드 도선 (연결부분)을 부착시킬 수 있다. 그리고 직열코일을 B 와 같이 조립시켜 짜맞춘 후, 접속부를 고주파출력 트랜스를 사용하고 있는 발진기에서는, 코일의 접속은 수냉의 부스바리드에 의해 행한다.

그림 7 그림 8

전용기에서 코일리드는 출력 트랜스 2차 례에 직접 부착시킨다. 이러한 모습을 그림 9에 나타내었다.
발진기각 범용적 용도에 사용 될 경우에는, 코일 교환이 왕왕 일어나 그림에 나타난 바와 같이 한 개에 대한 리드가 필요하게 된다.

그림 9
접속은 플레어 또는 슬리브로 하지만 풀레어로 하는 편이 적합하다.
그림 10은 작은 직경을 가진 파이프의 코일을 10ø코일리드에 연결하는 방법의 한 예를 나타낸 것이다. 큰 파이프는, 작은 파이프위에 바이스로 바짝 조이던지 꼭꼭 찝어 한쪽으로 죄인 후 그 윗부분을 용접시킨다. 또한 플라스틱 고정판에 부착시킨 리드를 만들어 두어도 좋다.

그림 10

4. 인덕션의 손실

코일리드를 출력트랜스에 연결시킬 경우, 특히 Quick change(빠른교환 간단히 교환할 수 있는 것)인 것은, 리드간의 인덕턴스에 의한 손실을 피하기 위해, 그림 11 B와 같이 리드 를 접근시켜 주어야 한다. A인 경우는 바람직하지 못한 인덕턴스를 발생시켜 최대의 가열 을 코일중에 얻을 수가 없다.
그림 11 B에서는, 리드 인덕턴스가 A와 비교하여 적으므로, 코일에 전류가 잘 흘러가기 때문에 좋다. 이와 같은 것은 직렬코일에 있어서도 마찬가지이다.
그림 12 A에서는 과대 한 인덕턴스가 발생되기 때문에 좋지 못하다. B는 인덕턴스의 손실이 최소로 되어 최대의 가열효과를 얻을 수 있다.

그림 11

그림 12

5. 가열 속도

그림 13 A인 경우, 코일의 외측보다 내측에서 최대의 자계강도가 얻어진다. 따라서 샤프 트 같은 부품의 외면가열 특히 빠르게 할 수 있다.

그림 13
그림 B와 같은 평평한 모양 또는 프라이 팬 같은 모양인 코일에서는 같은 ㎠당 전력에서도 가열속도가 다소 늦어져, 약 75%정도의 가열속도가 얻어진다.
C와 같은 외면가열 코일에서는, 작업표면에 집중하는 자력선은 더욱 적고, ㎠당 같은 전력일지라도 A의 외주가열에 비해 약 25~50%정도의 속도를 가진다.
비철 금속은 철보다 더욱 시간이 걸리고, 1.5~2배 가열시간이 필요하다.

6. 외면 가열코일

코일 외측의 자력선의 밀도는 코일 외측보다 작기 때문에 내면가열은 효율이 나쁘다. 따라 서 코일과 물체와의 간격은 아주 작게 해 주어야 한다.
그림 14 A는 공간의 외측을 가열하는 일반적인 코일을 나타낸 그림이지만, 물체의 내면 과 코일외경의 차가 크기 때문에 대단히 큰 손실이 발생한다. 내면가열코일의 갭(gap, 틈)은 1.6㎜(1/16inch)이상으로 해서는 안 된다.

그림 14
내면 코일은 치수에 한계가 있으므로 C와 같이 7/16(10ø)정도인 구멍의 가열이 한도이다.
내면을 달구기 위해 또 다른 형은 D와 같은 것 으로, 여기서도 파이프는 최고의 효율을 얻기 위해 평평하게하여 사용한다. 이러한 종류의 코일은 파이프가 막혀 물의 순환이 나빠지지 않도록 주의하여야 한다.
이런 코일의 열패턴 은 공간 내측에 4개의 파이프가 들어 있기 때문에 물체를 회전시켜 주면 좋다. E는 머리핀 모양을 가진 코일로서 작은 공간을 가열할 때 많이 이용된다.
이것 또한 균일한 가열효과를 얻기 위하여 회전을 시켜주지 않으면 안 된다. 이러한 내면코일은, 높이가 직경의 2배 이상 의 것에 한정된다. 이 이상의 비율인 코일은 이동하면서 구어야 한다.
경사가 있는 부품의 가열은, 통상은 경사에 따른 형의 코일이 제조되지만 그림 15 A와 같은 예외도 고안할 수 있다. 상방은 피치를 채워 넣어 효율을 좋게 한다. 코일사이를 피치 로 메울 때 파이프 직경 반분이상으로 채워 주어서는 안되고, 좁을수록 좋다.

그림 15
원추형 부품의 달군, 예를 들면 베벨기어인 경우는 일정한 틈을 두면, 가는 측에서 가열이 강하게 됨으로 B와 같이 한다. 이러한 조건을 보완하기 위해서는, C와 같이 가는 측에 틈을 빌려주어 균일한 가열이 되도록 한다. 평면가열인 경우, D와 같이 코일을 평면과 평행하게 해 주면, 중심이 깊게 되는 경향이 있기 때문에, E와 같이 약간의 원추형으로 하여 중심으 로부터 떨어지게 한다.

7. 열의 분포

고주파가열현상은 피가열물의 표면상에 코일형으로 전류가 흘러가도록 하는 것이다. 그림 16 A는, 한 쪽만이 하측으로 굽힌 일회전 코일은, 이것과 같은 가열패턴을 생기게 한다. 멀 티턴에서도 B와 같이 마찬가지이다.
전류는 물체중에 닫혀진 루프(loop)를 만들지 않으면 안되며, 코일은 가열되어야 할 면의 주위에 형성시키지 않으면 안 된다. C와 같이 코일 바 깥에 물체가 있으면 가열되지 않는다. 표면상에 스포트(spot)에 한정된 가열만 하고 싶을때 에는 D와 같이 작은 코일을 면상에 만들지 않으면 안 된다.
그림 17과 같이 샤프트를 가열시키면, 코일 중심부는 깊게 가열이 되고 끝부분은 얕게 가열된다. 균일한 가열을 얻기 위해서는 B와 같이 약간 요형인 코일이 필요하다.
그러나 보통은 직경방향에 대하여 깊이의 차가 그다지 문제가 되는 일은 거의 없다. 멀티턴인 경우도 마찬가지로 그림과 같이 요형이던지 중앙부분을 불규칙하게 배열하는 등으로 해결한다.

그림 16

그림 17

8. 코일의 길이

동시에 가열될 수 있는 면적은 한도가 있다. 특별히 정한 법칙은 없지만, 직경의 3~4배 이 상이나 긴 코일은 사용하지 않은 것이 보통이다.
그림 18의 예와 같이, 한번에 표면을 아 주 강하게 가열시키기에는 코일이 너무 길다.
또한 균일한 가열도 얻기 어렵다. 이와 같이 면의 소입에 대해서는 B와 같은 짧은 코일이 좋고, 이것을 이동시키면서 사용한다.

그림 18
가열은 보다 강력하게 된다. 선재, 봉 등을 달구어 식힐 때에는, 직경의 3~4배 보다 긴 멀티턴 코일 이 사용된다. 소입, 용접에서는 아주 긴 코일은 좋지 못한 결과를 초래한다.

9. 코일피치

피치로 꽉 메운 코일은 자속이 집중되어 제 19그림A에 같이 깊이 되고, 피치가 대강 채워 진 코일은 B와 같이 약간 얕게 되는 경향이 있다.
대충 배열된 코일의 균일하게 가열되지 않으면 물체에 회전을 주지 않으면 코일의 나선형 이 표면에 노출된다.
그림 20 A와 같은 코일에서, 피치가 조잡하고 물체에 잘 결합되어 있는 것은, 코일의 형 에 따라 검은 패턴이 생긴다.

그림 19

그림 20

그러나 B인 경우는 물체와 코일의 틈을 벌려 줌으로써, 가열 이 균일한 방향으로 향하고 있다.
틈 간격과 코일 회전 간격이 같을 때에 가장 현저하게 나 타나며, 물체와 코일의 간격에 비해 코일회전 간격이 작아지면 감소하게 된다.
코일과 샤프트 편심(한 쪽으로 치우친 것)은 샤프트가 작고, 고출력일 때에는 그다지 문제 가 되지 않지만, 가열 속도가 늦은 때에는 가열의 차가 발생한다.
또한 코일에 가까운 곳이 보다 더 가열된다.
그림 21 A와 같이 약간의 편심은 문제가 되지 않지만 B와 같이 편심이 커지면 문제가 된다. 특히 기어(gear)와 같이 직경에 비해 얇으면 현저하다.

그림 21

10. 가열효과

코일은 그림 22와 같이 샤프트 끝이 튀어나오도록 (여분으로 나오도록) 배치하면, B에 나타낸 바와 같이 단면까지 퍼져 가열된다.
코일을 C와 같이 단면의 높이와 같이 배치하던 지, 약간 낮게 해 주면, D와 같이 한층 균일한 가열을 해 줄 수 있다.
이와 같은 상태는 E 와 같은 도판장인 경우도 발생된다.
가열패턴은 도판(desk)중앙에서는 양면보다 얕게 된다. 어떤 용도에 대해서는 F와 같이 내면 중앙이 요형이 된 코일을 제조할 필요가 있다.
이와 같이 하면 G와 같이 균일한 가열층을 얻을 수 있고, 양단면의 과열현상을 피할 수가 있다.
이러한 것은 멀티턴 코일에서도 마찬가지이다.

양단에 플랜지 또는 어깨모양을 한 경우, 제 23그림에 보는 바와 같이 표면을 가열시키기 위해서느 가열코일의 갭(gap, 간격)이 중요하다.
만일 코일이 A아 같은 비율로 코일이 중심 축보다 오히려 플랜지 쪽으로 가깝게 배치되어 있다면, 플랜지 끝이 가열된다.
이럴 경우에 는 코일은 B와 같이 만들어야 하면, 코일은 가열을 필요로 하는 중심부에 힘닿는데 까지 접 근시켜야 한다.
C와 같이 큰 코일에 한 쪽으로 치우치게 한 후, 회전을 시켜주면 전체에 가 열되어 C와 같이 된다.(검은부분)

11. 2개 부분으로 구성된 코일(two piece coil)

베아링면이 양단에 있는 플랜지를 가열시킬 필요가 있을 때의 할형(split형, 분활)코일을 그림 24에 나타내었다.
코일의 각부는 각각 따로따로 냉각 파이프가 있고, 직열로 냉각수가 흘러들어간다. 양부분 은 클램프(clamp, 고정시키기 위해 꽉 죄는 쇠)로 합쳐진다.
이 방법 외에 다른 여러 가지 접합 방법도 사용된다. 가열되는 부품하나가 오른편에 나타 내고 있다.
제 25그림은 냉각수 통수용 파이프를 용접한 코일의 그림을 나타낸 것으로, 통과로를 그대 로 두고 용이하게 개폐할 수 있도록 배치하고 있다. 이런 종류의 코일은, 코일의 개폐를 신 속히 할 수 있기 때문에 대량 생산용으로 적합하다.
제 26그림은 슬라이드(slide)부를 가지고 있는 같은 종류의 코일을 나타낸 것으로, 구리 덩 어리 중에 드릴로 구멍을 뚫어 고정부로부터 호스2개로 가동부에 물이 흘러 들어가게 하고 있다. 열쇠구멍 또는 공간을 가지고 있는 표면에 고주파 전류를 흘려 줄 경우, 제 27그림에 나타낸 바와 같이, 한쪽 구석(구멍이 있는 부분)에 전류가 집중되어 과열을 발생시킨다. 좌 측 그림에 있는 열쇠 흠 같은 곳에서의 가장자리는, 가열되어 약간 과열 작용이 일어난다. A와 같이, 표면을 관통한 구멍을 가진 부품인 경우, 전류는 구멍 양단으로 나누어져 가장자 리를 과열시킨다. 이러한 상태를 감소시키기 위해서는 구멍에 동마개를 넣어 개구부를 전기 적으로 단락시켜 이 부분의 가열을 감소시킨다.
제 28그림 A의 원통형 코일 중에 흠(slot)이 있는 부품을 가열할 경우 물체중의 순환전류 는 자연히 흠에 의해 방해된다.
여기서 전류는 흐름을 계속시키기 위해 물체 중측에 흘러 가게 한다. 이러한 방법으로 부품을 가열시키면, 흠 가장자리가 다소 고온으로 열을 받는 것 은 보통이다. B와 같이 흠이 많이 있는 부품은, 물체 주위를 순환하고 있는 전류는 흠T부근 에 모이는 경향이 있어 모서리 부근이 과열이 된다. 이와 같은 부품에 대해서는 동으로 다 리를 놓아주는 것을 응용하면, 전류가 다리를 통하게 되어 과열을 방지할 수 있다.
크랜크샤프트(crank shaft: 왕복 운동을 회전운동으로 변화시키거나 또는 그 반대의 일을 하는 장치에 의해 회전되는 회전축)의 소입용(담금질)을 단단한 형으로 한 이음매 코일을 제 29그림에 나타내었다.
프랭크를 적당히 위치시켜 코일 상반부를 하반부와 접촉시킨다. 이렇게 하여 전기적 접속 은 완속된다. 가열 중은 코일 양측과 함께 둔다.
공장 또는 수장으로 작동하는 코일을 제 30그림에 나타내었다. 때로는 A와 같이 양분 코 일 부분의 접촉을 확실히 하기 위해 스프링 클립(spring clip: 용수철집게)이 이용된다. 또 다른 방법을 B와 같은 스프링플런저(spring plunger)를 또한 하나 더 이음매가 붙은 코일을 제 31그림에 나타내었다.
이러한 코일은 금속판 띠의 용접부를 달구었다가 천천히 식히는데 이용된다. 코일중에 물체를 놓은 후, 윗 부분이 내려와 잠겨지어 좌방에 보이는 캠크램프 (cam clamp)로 잠구어 준다. 같은 방법이 트럭 타이어림(truik tirerim 바퀴 테두리)의 용접 응력을 제거시키는데 이용된다. 이것을 제 32그림에 나타내었다. 원리적으로 전술한 코일과 같다. 통수 구멍은 코일부외에 드릴로서 구멍을 뚫어 호스로 연결시킨다. 제 33그림에 나타내 이음매가 부착된 코일은 조 다른 설계로서 이 경우는
코일 앞 부분이 자유롭게 상, 하 움직일 수 있도록 되어 있다. 여기서 나타낸 코일은 직렬형으로 6개의 부품 이 적합하도록 배치되어 있다.
이음매가 있는 코일은 작업의 형편상 필요한 때가 있다. 예를 들면, 제 34그림, A와 같은 뱀브를 땜질할 때이다. 이음매 부착부는 전기적인 접촉이 양호하도록 튼튼하게 만들어야 한 다. B는 착탈을 위해 이음매 부분이 아래로 내려간 부분을 나타낸 것이다.
제 35그림에 나타낸 형은, 플렌지를 샤프츠에 땜질하기 위해 이용되는 것으로, 아랫 부분에 고정시킨 그 회전 코일이 있고, 윗 부분에 1회전이음매 부착코일이 있다. 이 경우 코일은, 장치에 따라 부착되고 윗 부분은 그래핑 플러그(graphing plug)를 움직이는 판에 부착되어 진다.
코일외에 장치를 들어올리는 것이 불편한 경우에는, 이음매가 있는 코일리드가 사용된다. 이와 같은 형을 제 36그림에 나타내었다. 뽑아낸 스케일(scale)의 본체에 푸슁(pushing, 미는 것)을 땜질 하는데 이용되는 담금질한 3개의 코일을 나타내고 있다. 이러한 코일의 조립은 부스(bus, 모선)구조를 이용하고 있고, 이음매는 리드 부분에 만들어져 있다. 냉각수는 호스 로 접속시킨다. 제 34그림은 장치의 착탈을 위한 코일을 들어올린 상태를 나타낸 것이다. 가 열 위치에서의 코일의 모양을 점선으로 나타내었다.
이 방법은 멀티 코일뿐만이 아니고, 솔리드(solid, 단단한 것)형 코일에도 사용할 수 있다. 코일 설계의 여하가 유도가열이 성공하는가 실패하는가를 가늠질 한다. 가열의 요구에 따라 코일의 형은 동파이프의 싱글턴 루프(single turn loop)로부터 동판 부스바(bus bar, 모선) 쟘퍼 (jumper) 및 지지대 (support)의 조립형으로 여러 갈래로 변화한다.
구조상의 세부는 거의 제한이 없고, 다른 목적에 따라 광범한 형의 코일이 사용되어 진다. 때로는 가열상태를 임시의 코일로써 테스트 한 후, 반영구적인 코일이 만들어지는 것도 있 다. 또한 어떤 경우에는, 정확한 코일을 필요로 하는 가열도 있고, 실험에 의해 목적하는 결 과가 얻어질 때까지 몇 차례나 다시 만드는 경우도 있다.
강의 부품에 은 땜질하는데 필요한, 범위가 좁은 가열패턴이 요구되는 작업에 대해서는 동 파이프를 1회전으로 만들거나 부스(모선)가 널리 이용되고 있다. 이와 같은 코일은 여러 가 지 방법으로 제조된다.
제 37그림은, 여러 가지 형을 설계할 경우에 사용되고 있는 여러 구조 예를 나타낸 그림이 다. A는 일회전 시킨 동파이프 코일로서 그 양단을 놋쇠마개로 막아, 리드를 턴(turn)외측에 땜질한 것이다. 또 다른 리드 부착법을 B에 나타내었다.
이것은 경사지게 접촉시켜 땜질한 것이다. 이와 같은 형의 접합은, C와 같이 코일면으로부터 리드를 들어올릴 때에도 사용된 다. 솔리드형의 일회전 코일도 D와 같이 이용되며, 튼튼하기 때문에 특히 대량 생산용으로 이용되고 있다. 이것은 동판에 드릴로 구멍을 뚫어 통수구멍을 만들고, 불필요한 구멍은 마 개를 하여 땜질한다. E는 동관으로 만들어 리드를 땜질한 것이다. 이 현의 파이프(튜브)는 코일 제작에 광범하게 도입되고 있다.
리드 부착에 편리한 것은 파이프에 탭(tap : 암 나사 줄)을 만들어 리드끝을 접속시킨 후 땜질하는 것이다. 이 방법은 튼튼한 조립이 가능하며, 땜질 한가운데에 리드가 고정되어 있 기 때문에 사정이 좋다.
또 다른 방법은, 동의 부스에 드릴 구멍을 뚫은 재료로 만들어 가열하여 성형하고 기계가 공하여 제조하는 것이다.
리드는 파이프 또는 단단한 것으로 만들며 그의 모양을 G에 나타 내었다. 캠(cam) 또는 6각등, 불규칙한 외주 가열용인 좁은 (얇은) 코일이 필요할 때에는 H 와 같이 만든다. 이와 같은 코일에서는, 성형된 형의 바깥둘레에 냉각파이프를 부착시킨다.

12. 싱글턴 코일(Single turn coil, One turn coil)

그림 38에 나타낸 바와 같이, 동판으로 만드는 솔리드(solid)형인 코일은, 싱글 또는 복수 가열용에 사용된다. 그림A에 나타낸 코일은, 동시에 수개 가열할때의 전형적인 것으로 두꺼 운 동판에 구멍을 뚫어 만든다.
B는 같은 방법인 1개소 가열코일을 나타낸 것으로, 냉각수 의 통과형을 보여주고 있다. 코일 주변에 흠을 파고 여기에 동파이프를 땜질한다.
C는 또 다른 솔리드형 코일을 나타낸 그림이다. 이 방법은 주변에 흠을 파서 이 흠에 동대를 땜질 하여 통수로를 만든다 그림 D는, 여기에 하나 더 솔리드형의 코일을 나타낸 것으로, 그 구 조는 동의 띠 주변에 평평한 동파이프를 땜질하여 통수로를 설치한 것이다.

13. 코일관계

싱글턴 코일은 담금질, 은 땜질등 넓은 범위에 사용되고 있다. 이러한 코일은 그 구조가 간 단하기 때문에 자주 사용되고 있지만, 가열하여야 할 직경, 길이에 한계가 있다. 고주파전류 는 임피던스(저항)가 최소인 통로를 통하여 흘러가고, 넓은폭으로 퍼져가지 않는다. 이것이 1회코일을 사용해야 하는가 또는 다중코일을 사용해야 하는가를 결정해 주는 현상인 것이 다.
싱글턴의 솔리드코일의 높이와 직경과의 관계는 그치수에 따라 다소 변화한다. 그림 39 A와 같이 작은 코일은, 그 직경과 높이를 같게 만들어 그동안에 샤프트를 넣으면 균일한 가열효과를 얻을 수 있다.
이것은 비교적 작은 코일면적에 전류가 집중되기 때문이다. B아 같은 보다 큰 코일에서는 코일폭이 직경의 2/1이상으로 해서는 안 된다. 코일 개구면이 증 가함에 따라 그의 비율은 더욱 감소한다. C와 같은 2인치(50㎜)정도의 코일에서는, 통상 3/4 인치(20㎜)가 최대 폭이 된다. 4인치(100㎜)코일은, 일반적 법칙을 1인치 (25㎜)를 넘어서는 안된다.
그림 40 A와 같이 좁은 폭에 가열하여야 할 경우에는, 싱글턴코일이 가장 적합하다. 가열 폭이 넓어짐에 따라 B와 같이 2turn(회전) 코일이 좋고, 더욱 폭이 넓어지면 멀티턴코일이 적합하게 된다.
그림 4 A에 있어서의 기아는 싱글턴코일로 가열하는 것이 올바른 비율의 것이다. 그러 나 B의 기아는 코일 일부의 통로에 전류가 순환하기 때문에, 싱글턴 코일로서는 균일한 가 열을 얻지 못한다. 이러한 기아에 대해서는 C와 같은 멀티턴코일을 사용하는 것이 올바른 방법이다. D의 예는 평평한 파이프로 만든 기아담금질용 코일로서, 가열 후 바로 분사 냉각 시키는데 적합하다.
도통코일중에 샤프트가 가열되는 부분의 길이는, 그림 42에 나타낸 결합 C와 같은 거리 만큼 코일 높이보다 양쪽으로 길어지게 된다. 길어지는 분을 E에 나타내었다. 코일 두께 T 가 증가하면 오른쪽 그림에 나타낸 바와 같이 양측에 약간 더 넓어지는 경향이 있는데, 이 것을 F그림에 나타낸 바와 같이 양측에 약간 더 넓어지는 경향이 있는데, 이것을 F에 나타 내었다. 이것은 자력선이 한층 넓어지기 때문이다. 고주파담금질은 가열 유지시간이 짧기 때문에 강중의 탄화물이 오오스테나이트 중에 완전 히 고용도기 전에 담금질이 이루어지는 일이 있다. 이 때문에 강의 표면은 완전히 담금질되 었다고 하더라도 강의내부는 여러 가지 혼합조직이 나타난다. 따라서 담금질을 하기전에 미 리 예열하여 솔루바이트(sorbite)등의 균일한 조직이 나타나도록 하는 것이 좋다. 또 합금원 소가 함유된 특수강은 탄소강에 비해서 가열확산 시간이 걸리므로 충분한 변태가 이루어지 기 위해서는 소정의 담금질 온도에서의 유지시간을 연장하거나 가열온도를 좀더 높여서 작 업을 행해야 한다. 그림 3-15는 직경 5㎜의 환봉을 고주파가열하여 방치하였을 때에 온도분포가 시간과 더불 어 변화하는 상태를 나타낸 것이다. 강의 깊은 담금질 경화층을 얻기 위해서는 내부까지 급 냉하여야 한다. 냉각속도는 분사냉각인 경우에는 유량과 압력에 따라 달라진다. (그림 3-16 참조) 담금질 경화층의 깊이는 절단면을 연마한 후 3~10%질산에 담그면 강재의 표면이 변색된 다. 이것을 관찰하여 보면 변색된 부분까지의 깊이와 실제로 유효한 경도를 구비한 부분까 지 깊이와의 상호관계는 담금질조건이나 재료에 따라서 달라진다. 그림 3-18은 변색깊이와 유효경화층과의 관계이다.

14. 고주파작업 방법의 요령과 특징

고주파를 하기 위한 필요한 코일의 종류, 담금질조건(장치의 번호, 주파수 필요한 전압, 전 류, 가열시간, 냉각제, 냉각조건 등)을 기입한 작업표준서를 작성해 둘 필요가 있다.

담금질 조건은 시험편을 일정한 조건하에서 담금질하여 경도, 경화깊이, 균열 등을 시험하고 반드시 최적조건을 일정한 범위에서 확인한 뒤 결정해 둔다. 대형부품이라도 비슷한 형상의 시험편 으로 시험하여 두는 것이 바람직하지만 그것을 얻을 수 없을 때에는 미리 가열 그림 45 상측에 나타낸 그림은, 전부를 동방향으로 감은 코일 4개를 직렬로 한 것이다.
밑의 그림은, 반대로 감은 코일을 직렬로 한 것이다. 어느 쪽이나 만족한 결과가 얻어진다. 1본의 샤프트상에서, 그림 46과 같이 둘로 떨어진 부분을 가열할 경우에는, 코일방향을 고려할 필요가 있다. 중앙에 나타낸 예는, 각 주기(회전은 동방향으로 향하고 있고, 상하 코 일간에 어떤량의 인덕턴스가 발생한다.
그리하여 이것이 샤프트의 A범위를 어느 정도 가열 이 된다. B와 같이 상하코일이 역방향으로 향하고 있으면, 중앙의 자력선을 소명시킬 것이 다. 따라서 상하 2개소 만이 가열된다.
직열형 코일을 연결하는데 많이 쓰이는 것을 그림 47 A의 방법이다. 감는 것이 번거롭 기 때문에 이것을 피하기 위하여, 각부를 각각 따로 만들어 슬리브(sleeve)에 의해 땜질하여 연결시킨다. 솔리드형의 리드도 이와같은 코일에 사용되고 있으며, B와 같이, 같은 방법으로 연결시킨다. 이러한 리드는 통상 1/2~3/4인치(13~18㎜)인 장방형 단면인 부스로서 제작되며, 냉각수의 구멍을 드릴로 뚫는다. C와 같이 플라스틱 지지대를 부착시켜 고정시킨다.
동파이프의 리드상에 지지대를 부착시키는 것이 가능하며, D에 나타난 바와 같이, 작은 놋 쇠나사를 땜질하고, 작은 띠모양의 플라스틱 지지대를 끼워 놋쇠너트로 고정시킨다. 또 하나 직렬 코인을 E에 나타내었고, 이것은 동판으로부터 만든다.
동파이프가 냉각수 통로 및 리 드로서 사용된다. F로부터 전류가 통입되어 하측의 판을 통과하여, 상측의 판으로 쟉퍼 (jumper)를 통해 흐르고, G로 흘러 나간다. 전기적으로 파이프 구조인 직열형 멀티턴 코일 과 같은 형을 하고 있다.
①가열시간이 극히 짧으므로 탈탄되는 일이 없고 표면경화의 산화가 극히 적다.
②열처리불량(담그질균열 및 변형)이 거의 없다.
③직접 가열하므로 열효율이 좋다.
④대량생산의 작업이 가능하고 균일한 담금질을 할 수 있다.
⑤직접 부분담금질이 가능하므로 침탄에서처럼 예비적 처리나 후처리가 필요없다.
⑥강의 표면은 경도가 높고 내마모성이 향상된다.
⑦기계적 성질이 향상되고 동적강도가 높다.
⑧재질은 보통 0.30~0.6%탄소강이면 충분하기 때문에 고탄소강이나 특수강을 필요로 하지 않는다.

15. 담금질부품에 따른 주파수의 선정

고주파 담금질은 고주파 발생장치, 즉 주파수를 선택하는 것이 문제가 된다. 주파수를 선정 하려면 소형물품이나 얕은 표면 경화층을 얻기 위해서는 높은 주파수를, 대형물품이나 깊은 표면 경화층을 얻기 위해서는 낮은 주파수를 선택한다. 표 3-20은 주파수선택의 한 예를 표 시한 것이다.
고주파수의 운전 및 조작은 기기마다 조금씩 차이가 있으나 특히 감전사고에 유의해야 한 다. 다음은 감전사고의 방지책에 관한 것이다.
2개소의 강의 부분을 땜질하는데 이용되는 내면가열의 멀티턴 코일을 제 50그림에 나타내었 다. 이와 같이 리드를 길게 할 때에는 , 리드 간을 극력 접근시키지 않으면 안 된다. 특히 밑의 개구부의 입구는 더욱 그렇다. 만일 이부분에서, 리드에 금속이 접해 있으면, 바람직하 지 못한 발열을 발생하게된다. 리드는 절연판에 단단히 고정시켜야 하며, 사이에는 마이카 (mica)로 절연시킨다. 2개의 물체를 한번에 세트시키고, 코일은 직렬로 연결되어 있으며, 전 리드는 테이블 밑에 접속되어 있다.
내외면의 가열에 사용되는 동파이프 코일을 그림 51에 나타내었다. 그 상세한 것은 상좌에 나타내고 있다. B. C와 같이 따로 따로 만들어 연결시킨다. 또한 D와 같은 것도 있다. 그림 52의 코일은, 동시에 2개의 부품을 가열하기 위한 솔리드형의 코일이다. 코일은 동판 3/8인치(10㎜)의 두께로 되어있다. 갭(gap, 틈새)을 정확히 내기 위해, 기계가공으로 외측의 구멍을 만든다. 그 주변에는 냉각 파이프를 땜질한다. 코일은 작업테이블 전면 벽판에 2개의 앵글판으로 지탱하고 있다. 이러한 코일은, 그림 우측에 나타낸 2개의 철파이프를 용접시키 는 데 이용된다.
수개의 동의 부슁(bushing)을 부착시킨형의 코일을 그림 53에 나타내었다. 코일은, A와 같은 4개의 동부슈로 구성되어 있고, 쟘퍼 B와 리드에 의해 중앙에 연결되어 있다. 슬리브 의 주변은, 3/8인치(13ø)파이프로 둘러싸여 있고, 리드까지에도 파이프가 연속되어 있다. 이 것을 C에 나타내었다. 슬로트(흠-slot)는 코일 전체를 만든 후 잘라 넣는다.
같은 원리에 근본을 둔 코일을 그림 54에 나타내었다. 이것은 동의 평판으로 제조된다. 여기서 동파이프는 판의 하측에 부착되어 있고, 파이프의 접속구는 발진기의 출력리드에 잘 연결할 수 있도록 한쪽으로 나와있다. 코일은 조그만 판A가 달려있고, 확실히 장치하기 위 해 지지버팀대를 여기에 부착시킬 수가 있다.
1주기(single turn)코일 대분분은 그림 55에 나타낸 바와 같이, 드릴로 구멍을 뚫을 수 가 있다. 구멍을 뚫은 후, 그림과 같이 마개를 한다. 코일 전면에 있는 구멍은 양측으로부터 구멍을 뚫는다. 구멍 재법은 코일의 두께에 따라 변화지만 보통은 3/16~1/4인치(5ø~6ø)의 구멍을 내고 있다. "리도"는 별도로 만든 후부터 "로우"에 붙이는 것이 보통의 순서이다.
8개의 부품을 동시에 땜질하기 위해, 싱글턴을 직렬로 한 코일의 예를 그림 56에 나타내 었다. 코일은 1/2인치(13㎜)의 두께로 1/4인치(6㎜)의 구멍이 뚫어졌다.
접합시켜야 할 2개의 부분이 코일 전면에 나타나 있고, 이것이 놓아지는 위치를 내는 도구가 도구가 코일 밑에 보이고 있다 2개만이 물체가 끼워있는 것이 보인다. 이런 종류의 질력코일이 복수개가열에 사용되는 경우, 양끝의 물체가 빨리 가열되는 경향이 있다. 이것은 양단개구부에는 흠이 하 나 적어, 여기에 전류가 집중하여 통하기 때문이다.
이러한 차이를 없애기 위해, 외측의 구멍은, 약간 구멍을 크게하여 가열을 늦추게 하던지, 그림 57과 같이 홈을 파서 다른 구멍으로 흘러가는 전류와 같도록 하기도 한다. 이러한 홈은, 이런 통로를 따라 전류를 흘러가게 되어 가열을 늦출 수가 있다.
고주파는 임피던스 (저항)가 최소인 통로를 따라 흘러간다고 하지만, 임피던스는 저항과 인덕턴스의 합이라는 것을 고려해둘 필요가 있다. 인덕턴스에 의한 저항이 충분히 크기 않으면, 통상 전류는 인덕 턴스 최저의 통로를 따라 흐를 것이다.
멀티턴 코일에 있어서는, 그림 58 A와 같이 W부분을 통하는 저항은 높고, 거기서 최소 임피던스 통로는 돌기를 가로지르는 것 같이 되어 화살표로 표시한 것 같이 다음 코일에 쟘 프(jump, 뜀)한다. 그 결과, 코일 중에 놓아 둔 물체는 둘러싼 코일의 은혜를 받지 못하고, 기대에 어긋나게 된다. B와 같은 비율의 코일에서는, 개구부간의 거리가 크고, 돌기P의 저 항을 발생하기 때문에 만족한 결과가 얻어진다. 그리고 전류는 화살표방향으로 흘러간다.
통상 코일 개구간의 거리는, 전류가 바람직한 인덕턴스 통로를 흘러가도록, 충분히 넓게 잡아 배치시킨다. 개구부를 접근시키지 않으면 안될 때에는, 전류가 인덕턴스 통로 주위를 흘러갈 수 있도록, 외측으로부터 홈을 잘라끼워주면 좋다. 만일 D와 같이 중앙에 있어서 충분한 스 페이스(space)를 취할 수 없을 때에는, 리드를 코일 끝으로부터 내어 주면 좋다. 이와 같은 코일의 냉각은 적당히 한다.
시트메탈(sheet metal: 금속도판) 및 덮개(cover)에 부슁을 은 땜질하기 위한 솔리드형의 복수가열코일을 그림 59A에 나타내었다.
조작은 다음과 같이 한다. 우선 카바 및 하우징(housing)을 보지치구 B에둔다. 에어 실린더 (air cylinder)로 물체를 상승시켜, 가열할 부분이 정확한 코일과의 관계위치에 오게 한다. 한쪽의 위치에서 땜질 혹은 가열하고 있는 사이, 또 다른 쪽에서 부착 또는 뗄 수 있도록 절환스위치 부착이 있는 2위치의 테이블(table)이 있다. 코일은 C와같이 테이블 전면에 부착 시킨 선반받이에 지지되어 있다.
코일설계의 상세한 구조는 그림 60에 나타내어 있고, 가열중의 카바와 본체도 거기에 보 인다. 코일은 부스리드를 부착시킨 3/8인치(10㎜)두께인 동으로 만든다. 인덕턴스를 가지는 개구는 물체의 부슁 위치에 적합한 곳에 있다. 화살표 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 각 개구간은 그림과 같이 흠이 파져 있다.
콩리 주변에 냉각수가 흘러들어 가게 할 구멍을 뚫 어 개폐장치를하여 통수로를 만든다. 홈은 통상 약 1/16인치(1.5㎜)이고, 동환A를 포함하여, 여기에 그림과 같이 홈이 파져 있다. 거기에 B와 같이 홈이 파져 있다. 리드는 이런 홈으로 부터 환하측에 접속된다. 이러한 단면을 X에 표시하였다. 이런 형의 코일은 많이 사용되며 한정된 범위의 가열에 이용되고 있다. 작은 물체의 가열에 이용되는 이런 종류의 코일이 D 에 나타나 있고 그의 단면은 E에 나타나 있다. 이런 종류의 코일은, 수개소의 면적을 동시 에 가열하기 위해 직열로 용이하게 연결시킬 수가 있다.
F는 이런형의 또 다른 변형을 나타 낸 그림이다. 이것은 스탓드 밑의 가열용으로 만든 것이다. 이런 형의 코일은 가열하기 어려 운 구석을 가열하는데 사용된다. 또한 솔리드(동 덩어리)로 만들기 때문에, 기계가공으로서 약간의 수정도 가능함으로 가열형장(heatpattern)을 변화시켜 목적에 맞도록 수정할 수 있 다.
출력트랜스가 없는 고주파 발전기는, 통상 저임피던스 코일은 사용할 수 없기 때문에, 싱글 턴 또는 이회전 코일은, 그림 64에 나타낸 것과 같은 변성기형식의 코일 집합(조합)이 사 용된다. 그리고 그림과 같이, 멀티턴 코일을 직열로 연결하기도 하고, 멀티턴 코일 중심부근 에서 병렬로 연결하기도 한다. 이러한 코일은 손실이 많아지며, 장치의 전력이 충분할 때 사 용한다.

16. 병행 인덕터(inductor)

코일이 완전히 물체주위를 둘러싸여 있지 않아도, 부품 표면의 주변에는 순환전류가 흘러 간다. 이러한 방법을 이용할 수 있는 것은 한도가 있고, 작은 부품에는 평균하여 사용한다. 평행인덕터 밑을 통과시키면 ,전외주가 발열된다.
이러한 원리를 그림 65에 나타내었다. A는, 콘덴서 통의 완형인 본체에 카바(cover)를 땜 질하는데 이용되는 2본의 인덕터를 나타낸 그림이다. B에 나타난 예에서 인덕터는, 땜질하 여야 할 부분의 바로 위에 있고, 어떤 용도에 대해 대단히 적합하다. 이런 종류의 코일을 이 용할 때에는, 물체를 치구에 끼워 넣어 인덕터(코일)에 대하여 바른 위치가 나오도록 해 준 다. 또한 코일 밑을 통과시키기도 하지만, 때로는 물체를 자전을 주는 것이 필요한 때도 있 다.
싱글턴 병행코일은, 조정리드와 쟝퍼를 이용하여 그림 66에 나타난 바와 같이, 가변형으 로 만들 수 있다. 이 가변 부분은 가열속도의 조정에 사용되며, 물체 치수의 변경, 보내는 속도의 변경, 발진기의 출력의 변경 등과 더불어 가열속도를 보정하는데 이용된다. 코일 부품은 모두 동으로 만들며, 파이프 또는 평판으로 제조한다.
가변리드A는 내부에 물의 통로를 가지고 있으며, 고무 호스로서 평평히 만든 동의 코일 부분에서 다른 쪽의 코일부에 물이 흘러가도록 연결시킨다. 쟘퍼B는 코일에 전류가 연속되 도록 하고, 물은 호스로 통로가 연속되도록 한다.
모든 코일의 고정 접합은 전기적으로 양호 한 전도를 확보하기 위해 땜질되어 있고, 화살표 방향으로 전류가 흘러간다. 평행코일 부분 을 넓히거나 좁히기 위해 세트(set)할 때에는, 우선 조절나사 2개를 풀어 간격을 조정한 후 , 조절나사를 조인다.
코일부는 편평히 한 동파이프로 만들고, 그 끝을 물이 새지 않도록 잠 근다. 만일 좁은 부분을 가열하기 위해서는 C와 같은 파이프를 사용한다. 이 단면도는 장치 부품의 치수가 다른 것을 가열할 필요가 있을 때에 스페이서(spacer : 열전류기)를 넣어 평 행코일과 쟘퍼 간격을 바꿔주는 것을 나타낸 것이다.
또 다른 평행형코일을 그림 67에 나타내고 있다. 코일부는 2개의 봉재(bar)로 되어 있다. 바(bar, 봉)A는 쟘퍼 B에 의해 조정되며, 그림과 같은 막대기(봉)에 냉각파이프가 설치되어 있고, 각각의 양단을 호스로 연결되어 있다.
그림 68에 나타나 있는 코일도 2개의 봉형인 코일로서, A에 나타낸 것과 같이 개구부를 물체가 통과하도록 배치되어 있다. 이 부품은 뽑아낸 동의 중공부품으로서, 끝 부분을 담금 질 할 때 이용된다.
작업은 봉 사이로 물체를 자전시켜 주면서, 코일 한쪽으로부터 들어가 다른 쪽으로 나가는 것이다. 이러한 코일을 설치하기에는 적당한 코일의 지특물이 필요하다. 그림 69은 기다란 강재의 한쪽 만의 가장자리를 담금질하느데 이용되는 통과가열용인 평 행형 인덕터(코일)을 나타낸 그림이다.
인덕터는 그림A의 단면에 나타난 바와 같이 배치되어 있다. 쟘퍼는 한쪽 끝에 있고, 각 봉 의 다른 쪽은 발진기 리드 단자가 접속되어 있다. 이와 같은 코일은 B와 같이 2회전으로 만 들 수도 있다.
여기서는 나타나 있지 않지만, 분사기가 코일 좌단에 배치되어 있어 담금질 한 주기를 환 성시키는데 이용되고 있다.
연속적으로 들어 보내는 작업용 가열 코일을 만드는 경우, 머리핀형 가열코일의 밑을 물체 가 통과할 수 있도록, 동파이프로 코일을 만드는 것이 바람직하다. 이와 같은 코일에서는, 코일 끝을 그림 70과 같이, 상측으로 구부려 줄 필요가 있다. 만일 코일이 A와 같이 수평 인 경우에는, 제작품끝은 B와 같이 과잉으로 가열된다. 특히 모서리가 뾰족하면 더욱 가열 된다. 제작품이 얇으면 얇을수록 코일끝을 크게 구부려 줄 필요가 있다.
압착기로 만든 강제 철모의 (또는 컵) 개구부 담금질용 통과 가열코일을 그림 71에 나타내었다. 작업은 자동적 으로 한다. 느리게 회전하고 있는 테이블 위에 부품을 놓아두면, 부품은 철모(또는 컵)를 어 떤 일정한 반경으로 미끄러져 고정시키는 위치 결정 치구에 접하게 된다. 물건은 거기로부 터 코일중에 공급되어, 가이드A에 닿아 인도된다.
A에 그의 단면을 나타내었다. 또한 테이블 회전운동은 컵을 테이블 밖으로 보내, 동시에 가 이드에 접촉시켜 자전시킨다. 공급비율은 조절 할 수가 있고, 테이블상의 D를 변화시킴으로 써 행한다. D가 작아지면 느려지면, 증가하면 빨라진다. 이와 같이 공급된 부품은, 그의 저 면이 평평하지 않으면 안 된다. 그리고 이런 형의 공급에 상대되는 부품의 설계가 아니면 안 된다.
그림 72은 땜질하기 위해 3개의 인서트(insert)를 가열할 필요가 있는 물체를 나타낸 그림 이다. 위에 나타낸 대칭인 코일이 사용한다면, 전류는 화살표와 같이, 좁은 부분에 집중하는 순환전류가 흐르는 경향이 있다.
또한 삽입물의 내측에서는 가열이 불충분하다. 이와 같은 것을 가열할 경우에는, B와 같은 직렬 코일이 필요하게 된다. 그렇지만, 자속집중기 (concentrator)로서 작용하는 C와 같은 코일 인서트를 이용하는 것이 필요하다. 이와 같은 코일을 제작하기 위해서는 외측만이 아니고 내측에도 냉각시켜 줄 필요가 있다.
이와 같은 코일의, 다른 변형을 그림 73에 나타내었다. A의 코일은 3개의 가열면적을 가 지고 있으며, 인서트를 필요로 하지 않는다. 코일B는 4개의 가열면을 어떻게 직렬로 접속하 는가를 나타내고 있다. 사각의 동판이 코일을 제작하는데 이용되며, 점선으로 나타내는 것과 같이, 냉각수 구멍을 드릴로 뚫은 간단한 형으로 되어 있다. 이와 같은 배열은 제 72그림에 사용하는 것도 가능하다.
연속 스트립(strip)가열용인 유도코일 조립품이 그림 74에 나타내었다. 이러한 코일은, 통 상 담금질작업용 코일보다 직경에 비교해 길지만, 금속의 연속 가열이 필요한 경우에는, 이 러한 형의 것이 만족한 작용을 한다. 이런 응용에서는 가열코일 유니트(unit:구성단위)가 파 워프레스(power press)에 인접해 둔다.
여기서 가열되는 물질은 자석강의 띠(strip)로서 1800°F(1000℃)로 가열되어 공백이 되고, 성형되어 담금질시킨다.
이런 공정은 한 동작으로 이루워진다. 강은 프레스에 들어 갈 때 ,소입(담금질)에 필요한 온도보다 약간 높게 가열하 여 비우게하고, 성형하는 동안 약 1525°F(800℃)로 저하되는 곳에서 기름으로 냉각시킨다. 이런 강은 1/8 X 5/8인치( 3 X 15㎜)로서 입력 30Kva의 장치로서 가열시킨다.
고주파 가열의 결과로써, 강은 고도한 자기특성을 발생시켜 보다 좋은 자석이 생산된다. 또 하나 직접적인 결과로서 불량품의 현저한 감소 또는 실제적으로 거의 불량품이 나오지 않는 다고 말할 수 있다. 또 하나 얇은 스트립을 연속적으로 가열하는 방법으로서, 모서리(가장자 리)를 따라가는 가열이 그림 75에 나타낸 그림과 같이, 멀티턴 코일의 회전 속으로 물체 를 통과시키는 방법이다. A의 예는, 쇠톱의 날과 날부분의 면적을 통과가열시키기 위한 코 일의 관계를 나타낸 것이다. 코일 턴(회전)간의 자계는 강하고, 급속히 가열을 발생한다.
극도로 얇은 강대가 코일중에 놓여 있는 경우, 순환하는 전류 때문에 가장자리가 과열되는 경 향이 있다. 만일 스트립이 0.005~0.01 인치(0.1~0.25㎜)의 두께라면, 대단히 불균일한 가열이 생기기 수비고, 자주 과열현상이 나타난다.
아주 얇은 것을 퀴리(Curie)점 이상으로 하고 싶 을 때에는 통상의 발진기로서는 어렵다. 이러한 물건에 대해서는, 홈을 판 강의 튜브(tube) 를 코일중에 놓아, 그 안을 통하여 그림 76과 같이 스트립을 통과시키는 방법이 자주 이용 되고 있다.
이러한 튜브는 트랜스의 2차례와 같이 작업하지만, 그의 주의 목적은, 소입에 필요한 큐리 점 이상으로 승온시키는 것은 물론이고, 승온시킬 필요가 있는 경우에는 튜브(관)를 총 180 0°F(1000℃)로 가열하여야한다. 통상, 자성이 있는 스테인레스 스틸로 홈이 파져 있는 튜브 를 만든다. 튜브 속을 통과하는 스트립은 약 1400°F(730℃)로 유도되어 가열된다. 그리고 나서 튜브의 고온에 의해 더욱 가열된다. 코일에서의 자력선은 스트립에는 물론 튜브에도 결합하여 유기전력을 발생시킨다.
그림 77은 유리섬유로 만든 슬리브(관)에 접속시킨 멀티턴 코일을 나타낸 그림이다. 이런 형의 접속의 이점은 코일 감은 총 사이의 금속-금속의 접촉을 방지해 주는 것이다. (턴 사 이가 가까울 때) 강력한 가열이 가해 질 때에는, 이런 종류의 절연물질은 장시간 사용에 견 디지 못한다.
여기서 다른 절연물질이 보다 실용적이다. 코일의 멕키(도금)은 보통 하지 않는 것이 좋다. 도금에 사용되는 크롬(cr)은 전기의 양도체가 아니기 때문이다. 내화시멘트는 양호한 코일의 절연성이 구비되어 있으며, 코일의 보호에도 바람직한 것이다.

17. 인서트 코일(Insert Coil, 삽입부 코일)

가열 코일을 느슨한 차입부(loose insert)를 가진 형식의 것으로 만드는 것이 가능하다. 서 로 다른 공경을 가진 코일이 필요할 때 이용된다. 특히 인서트 코일은 실험, 연구실 등에서 이용되고 있다.
그림 79 좌측에 나타난 것이 인서트형의 전형적인 것이다. 주 코일 또는 외환(outside ring)은 수냉, 그리고 인서트를 부착시키기 위한 수공(받아 드릴 수 있는 구멍)을 가진 것이 제조된다. 우측에 있는 것은 3/8~ 3 인체(10~75㎜)까지의 개구를 가진 주코일과 인서트의 세 트(set, 조립품)이다.
그림 79에 있어서의 코일은 인서트를 가지고 있고, 쇠사설 톱니(sprocket)를 샤프트에 땜 질할 때 이용된다. 이러한 모습을 그림 79 하측에 나타냈고, 쇠사슬 톱니의 양측부터열을 발생하는 것이 요구된다. 인서트는 조립품의 장착(loading)이 가능하다. 장착한 후 상측 링 (ring, 환)을 세트하여 너트로 고정시킨다.
그림 80 A는 평평한 강판을 홈이 있는 샤프트에 땜질하는데 사용되는 코일조립품으로서 그의 목적은 코일에 물체의 출입을 용이하게 하는 것이다.
코일속으로 연속적으로 냉각수를 흘러가게 하기 위하여, 고무호스로 연결되어 있다.
B에 나타난 2개의 코일(two piece coil)도 고무호스 접속으로 연속적으로 냉각수가 흐르도록 제조되어 있다. 코일은 닫혀져 있을 때에 올바른 전기적 접촉을 확보하는 적극적인 방법을 강구하지 않으면 안 된다. 작은 가이드 핀(guide pin)또는 다보 또한 양부가 닫혀져 있을 때 에 적절한 접촉을 하는데 도움이 된다. 코일이 열려져 있을 때, 만일 전원이 들어가면 발진 기가 파손되는 가능성이 있기 때문에 이것을 피하기 위하여 호스속에 그물선의 리드를 넣어 두는 것이 좋은 방법이다.
이러한 방법을 C에 나타내었다. 이 선은 코일이 완전히 닫혀져 있으면 전류는 흐르지 않는 다.
복수개 가열의 코일도 부품의 착탈을 용이하게 하도록 two-piece(2개코일) 형으로 만드는 것도 가능하다. 그림 81, 그림 82에 이런 형의 코일이 나타나 있다.
손으로 미는 펌프의 foot plate(발로 밟는 판)를 땜질하기 위해 이용된다. 이러한 코일은 6개를 처리하기 위한 것이다. 후의 A부분은 고정부에 부착되어 있고, 고정 된 코일의 반분이다. 전부분B는 맞췄다. 뗏다 할 수 있는가 열위치에 있을 때에는 2개의 용 수철 타입인 이음매 크램프C에 의해 고정측의 반분에 부착되어 있다.
후의 코일부는 2개 부분으로 구성되어 있어서, 물은 후로부터 들어가 우측으로 흐르며, 거 기서 호스를 통해 좌부분으로 가고, 다시 호스를 통해 가동부로 흘러나간다. 이 코일이 2부 분으로 나누어져 있도록 만든 것은, 물체의 착탈을 위한 것이다.
코일은 종종 강판 및 부스바(bus bar)를 이용하여 만든다. 그림 83은 석면판 A의 위에 설치된 3위치 코일을 나타낸 것이다.
코일의 인덕턴스 손실을 감소시키기 위해, 코일은 동판에 각 세그멘트(segment:부분)사이 를 좁게 만드러져 있다.
평면을 연속적으로 통과시켜 톱니 받침의 이와 같은 것을 가열 하기위해 소위 팬케잌(pan cake: 프라이팬 모양) 코일을 사용할 필요가 있다. 몇 개 예를 그림 84에 나타내었다. 팬 케이크 코일은 에너지 전송의 관점에서 보면, 샤프트를 둘러 싼 코일과 비교하여 그다지 효율은 좋지 않다. 따라서 통상 고 출력의 발진기가 필요하다. 팬케이크 코일은 평평한 강면 을 가열할 때, 중심이 가열되지 않는 점이 발생한다. 이것을 블랙스포트(black spot, 검은점) 라 말한다. 코일을 충분히 크게 만들어, A와 같이 톱니받침과의 위치관계를 빗나게 하면, 오 히려 균일한 패턴이 얻어진다.
그렇다 하더라도 B에 있어서의 코일도 때때로 적합한 경우도 있다. 코일단면이 C에 나타 나 있다. 보다 많은 자계를 물체 표면에 주어지도록 되어있다. 같은 원리 D의 코일에도 이 용 되었고, 동파이프의 루프(loop)와 동부스로 만들어져 있다. 이 코일의 단면을 E에 나타냈 다. 이론적인 자력선이 표시되도록 한 형으로서 물체 표면에 되어 있다. 참고예중에는 다른 목적에 용이하게 응용할 수 있는 코일 기술의 변형이 나타나 있다.
대부분의 가열 목적을 위해 몇 개의 방법을 시험한 후, 처음으로 바른형의 코일에 도달할 수 있다 그림 85 A의 예에서는 기다란 강관에 은 땜한 금속을 가열하고 두들겨 필요한 형 태로 만든 강의 환위의 3개 돌기를 소입할 필요가 있을 때, 땜질부분에 영향이 없이 돌기를 가열하는 것이 요구된다.
분사링중에 설치된 B와 같이 2턴의 원통 코일을 사용하면 돌기는 급속히 가열된다. 이것을 돌기열의 방산이 무시할 정도로 작기 때문이다. 그렇다고는 하지 만, 돌기간의 중간 부분도 어느 정도 가열되기 때문에 C와 같이 작은 루프(loop)코일을 사 용하게 된다. 이런 형의 코일은 돌기 주변만 전류가 순환하기 때문에 D에 나타난 바와 같은 코일이 채용된다. 이러한 코일에서 돌기는, 원통형의 코일보다 빨리 가열된다. 그리고 같은 분사링이 이용되었다. 반영구적으로 하기 위해, E에 나타난 바와 같이 내구성이 있는 코일 이 최종적으로 채용되었다. 이런 코일은 평평한 동판으로 만들어져 있으며, 전기적 분배를 위해 부채형으로 파져있고, 리드 및 3개의 루프코일을 위해 드릴로 구멍이 뚫려 있다. 냉각 수의 흐름도 연속적이며, 코일 각부는 비금속판에 의해 뒤에 설치되어 있다.
제86그림에 나타낸 복수개 가열 코일은, 잔디 깍는 기계의 릴(reel)조림품의 담금질에 사용 된다. 각각 5개의 코일이 링 위에 있는 원통상의 배치되어 있으며, 링은 세그먼트(segment) 로 절단되어있다. 링중의 인덕턴스 손실을 피하기 위해, 인덕턴스 소법ring이 세그멘트링 위 에 직접 배치되어 있으며, 전류가 역방향으로 흐르도록 전기적으로 연결되어 있다.
이런 원리의 상세를 그림 87에 나타내었다. 화살표 방향으로 상측의 루프주위를 흘러가 아래의 링을 흘러서 홈으로부터 코일을 통해 다시 아래측의 세그멘트로 진행하고 있는 전류 를 나타내고 있다.
여기서 인덕턴스 소법(cancellation)를 해주지 않으면, 코일 중심부의 인 덕턴스 손실은 커지게 되며, 칼날 외측에 가열을 제한할 수 없고, 릴(reel)전체가 가열하게 된다.

18. 코일의 지지(coil support)

고주파전류는 코일 안측을 흘러가기 때문에 전류 통로를 변화시키거나 효율을 저하시키는 것이 없이, 코일 바깥쪽에지지 버팀대, 또는 적당한 설치기구를 설치 가능하다. 여러 종류의 지지를 그림 88에 나타내었다. A에 나타낸 예는 코일 바깥둘레에 땜질한 3개의 지지를 가지고 있는 싱글턴 코일로써, 서퍼트(support)는 평판상에 설치되어 있다.
이런 형의 서퍼 트는 확실히 부착시킬 수 있는 것은 분명하지만 다소 빈약하다. 놋쇠 또는 구리로 이러한 버팀대를 만드는 것이 보통이고, 버팀대를 기판에 고정시키기 위해 나사가 사용된다. 어떠한 경우일지라도 코일 내측까지지지 부분이 넓어져 가는 것이 없도록 하지 않으면 안 된다. 왜 냐하면 고주파 전류의 통로를 변화시키기 때문이다. 그림 B에 나타난 바와 같은 자기의 절 연물도 코일 고정용마운트(mount)로서 사용할 수 있고, C와 같은 플라스틱 봉도 사용할 수 있다. D와 같은 작은 놋쇠의 발도 좋은 코일 서퍼트다.
그 외 서퍼트(지지)도 각각 상태에 맞도록 만들어 지며, E와 같은 놋쇠징(못,stud)에 의해 방법도 같은 목적에 사용되고 있다. 멀티턴 코일에 대해서는 F와 같이 지지대를 연결하여 사용되며, 지지대는 공통한 금속판 위에 부착시켜서는 안 된다.
이것은 단로회로가 되기 때문이다. 솔리드형 코일에서는 G와 같이 지지용인 다리는 코일의 전기적 특성에 영향을 미치는 일이 없이 코일 본체에 부착할 수 있다. 이것은 코일 개구의 내면만을 전류가 흘러가기 때문이다. 또다른 코일지지 방법을 H에 나타내었다. 여기서는 코 일 아랫면에 작은 놋쇠 스트립(strip, 띠)을 땜질하여 이용하고 있다. J와 같은 선반받이는설 치를 용이하게 하기 위해 사용하는 것이다.
코일 서퍼트는 여러 방법이 고안되고 있지만, 코일로부터 고주파 전류의 손실을 방지하는 절연물을 사용하는 고안이 가장 좋은 방법이라 말 할 수 있다. 만족한 형의 서퍼트의 하나 로서, 스탠드 오프(stand off : 떨어진 곳에 부착시키는 것)절연이 있다. 코일 하측에 설치 금구가 땜질되어 있고, 거기에 절연물이 부착되어 코일을 단단히 고정시키는 방법이다. 제 그림 89 하측에 나타낸 코일은, 외측에 서퍼트를 부착시킨 것이다. 이 경우, 스탠드 오프 인 슐레이터(stand off insulator: 떨어진 곳에서 설치하는 절연체)의 끝은 코일 옆에 땜질되어 절연물 토대 부분은 옆으로 있는 수직한 지지면에 설치되어 있다.
그림 90에는 조합형인 팬케이크 원형통 코일을 나타낸 것이다. 직렬로 접속된 부분을 2 개 가지고 있다. 각 코일은 A와 같이 서퍼트를 가지고 있다. 만일 서퍼트가 없이 한다면 코 일을 다소 스프링 성(탄력성)이 있게 하여 탄성을 가지게 한다. 서퍼트는 코일 턴 바깥둘레 면에 땜질한 3/16인치(5ø)인 놋쇠봉으로 만들어 다른 끝은 플라스틱 판에 설치한다. 접속단 은 벌려지어, 고정시키기 위해 너트를 사용하고 있다.
또 다른 코일 버팀대의 예를 그림 91에 나타내었다. 금속판A에 높쇠 못을 땜질한 직렬 코일이다. 선반받이 및 서퍼트, 기타 형의 것도 코일에 사용되고 있고, 석면판과 같은 절연 물이 작업 테이블 상판에 이용되는 경우에는 동다리를 설치하는데 불편은 없다.
때로는 그림 92와 같이 치구상에 올려 놓은 방법으로 휘기 쉬운 리드(flexible lead)를 가 진 뗄 수가 있는 코일이 편리하다. 코일A는 2개소 가열의 솔리드형 코일로써 손잡이B가 부 착되어 있어 치구 위로 들어 올려 떼어 낼 수가 있다. C에 나타낸 안내핀(guide pin)은 정 확한 가열 위치를 잡아 주는데 이용된다. 코일지지는 치구 바닥과 같이 비자성인 금속으로 만들어야 하며, 쇼트(shot)를 피하도록 한다. 휘기 쉬운 케이블(flexible cable)에는 고압, 호 스중에 동그물선을 삽입시켜 고주파를 운반시킨다. 물 또한 호스 속으로 흘러가게 하여 냉 각시킨다. 그림 상측좌에 확대 시킨 그림으로서 호스 내부를 보여 주고 있다.
내부를 보여 주기 위해 부분적으로 절단한 그림으로 되어 있다.
이러한 방법은 멀티턴 코일에도 이용된다. 휘어지기 쉬운 리드는 유도손실을 발생하기 때 문에 필요한 경우에 한해 사용해야 한다. 이러한 리드는 그림 93에 나타낸 바와 같이 고 압용 금속그물선 튜브 부분으로 되어 있다. 그렇지만 이런 꼬아진 카버(덮개)는 도전성이 좋 은 순동으로 만들어야 한다. 이미 설명한 바와 같이 외측에는 안전을 위해 고무호스로 덮어 씌워야 한다. 이런 종류의 리드는, 발진기로부터 부품으로 고주파 전류와 동시에 냉각수를 운반시킨다. 또 다른 Hexible lead를 만드는 방법이 B에 나타나 있다. 여기서는 꼬아진 리드 가 콘넥터(connector: 접속자)에 땜질되어 있으며, 이 주변은 고무 호스로 둘러싸여 있다. 이 런 형의 리드에서는 지단의 코일 부착측에도 같이 콘넥터를 붙일 필요가 있다.
그림 94은 멀티턴을 붙인 하나에 대하여 완전히 조립한 휘기 쉬운 리드를 나타낸 것이다. 통상 이러한 리드는 싱글턴 또는 저 임피던스 코일로는 불충분하다. 어쨌든 리드는 극력 밀 착시켜, 요구에 견딜 수 있는 범위에서 아주 짧게 만들어야 한다.

19. 근접가열(proximity heating)

유도가열에 사용되고 있는 또 다른 형인 코일은 물체(부품)에 가열하여야 할 부분을 코일 회로를 형성하는데 사용하는 방법이다. 실제로는 이러한 결과는 유도가열과 저항가열 양자 를 조합시킨 것이다. 이러한 원리를 그림 95에 나타내었다. 코일 부분은 부품에 완전히 접 촉되어 있고, 이런 부품의 일부가 가열되어야 할 면적을 형성하고 있다. 코일은 가열되지 않 도록 냉각되어 있다. 합리적인 밀결합(close coupling)에서 가열 패턴은 코일형에 따라 통 로로 할 수가 있다. 이런 형의 가열을 종종 근접가열이라 불리어 지며, 가열대의 폭도 한정 된다. 1인치(25.4㎜)이하에서는 균일하게 온도가 상승되지만, 1인치 이상에서는 가열폭이 넓 어진다. 부품이 접촉하는 부분은, 만일 접촉이 완전하지 않으면, 표면에서 아-크(arc)가 발생 하여 전기적으로 상처를 입는다.
근접가열의 실례는 그림 96에 나타낸 바와 같이 장도리가 있다. 접촉은 동의 스프링 플 렌저로 하며 코일리드 부분에 연결되어 있다. 이러한 플렌저에 장도리의 못을 빼는 부분을 장착시켜 약 1초간 10KW출력을 이용하여 가열시킨다. 이와 같이 극도로 빠른 가열에 못 빼는 부분의 가장자리는 자냉으로 담금질이 되어 오른쪽 위에 나타난 바와 같이 된다.
가열폭 제한외에 긴 방향인 제한이 있다. 이것은 가열에 필요한 전력 때문이다. 그다지 넓 지 않으면 , 6인치까지의 길이가 용이하게 처리할 수 있다. 12인치 이상에서는 큰 출력을 집 중시킬 필요가 있다.
적당한 출력을 사용하면 어느 정도까지 가열 깊이는 결합에 따라 조정 된다. 예를 들면 그림 97 윗부분에 나타난 바와 같이 3/4인치 (20㎜)만큼 캠부분을 소입 (담금질)하기 위해 가열 하지만 密 결합에는 비교적 균일하게 얕게 소입된다. 결합을 하부와 같이 작게 하면 자속의 침투는 얕게 되어 검게 표시한 것처럼 된다.
냉각을 고려하면 작은 구멍의 내면 가열은 대단히 곤란하다. 최소한 실용이 된 코일은 1/8 인치(3ø)경의 동파이프로 외경3/8인치(10ø)에 나선상(spiral)으로 감은 것이다. 이와 같은 코일로서 약 1~1.5인치(25~38㎜)폭으로 7/16인치(11ø)인 공간을 가열 할 수 있다.
더욱 작은 구멍에 대해서는 그림 98에 나타난 바와 같이 부품(제품)과 접속시킨 코일을 사용하여 고주파 저항 가열하는 것이 가열하는 것이 가능하다. 그의 한계는 2인치(50㎜)이하의 구멍으 로서 코일이 충분히 냉각할 수 있다고 말 할 수 있다.
통상의 이런 방법은 3/16~3/8인치 (5~10ø)또는 이것보다 약간 큰 구멍에 대하여 사용된다. 그림에 나타나 부품은 상의 접촉판 으로부터 하측의 접촉판으로 전류가 흐르고 있다. 그런데 인덕터는 1본의 동봉 또는 파이프 부분이 한 쪽의 접촉판을 관통하고 있으며, 다른 쪽의 접촉판에 부착되어 있다. 이러한 접촉 판은 어떤 가압장치 또는 크램프(clamp)에 의해 부품 표면에 단단히 장착되어 있다. 인덕터 의 상단에의 접속이 용이하게 탈착이 가능한 것이 아니면 안된다.
그리고 부품을 제거시키 지 않으면 안된다. 고주파전류는 최소 임피던스의 통로를 통하여 나가기 때문에, 전류는 구 멍 표면만을 흘러간다. 이런형의 코일은 이와 같은 인덕터에 필요한 저임피던스에 적합한 발진기만이 사용 가능하다.

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