誘導加熱時にコイル形状を変更した際の注意点

質問

実験的に高周波誘導加熱を用いて棒鋼を加熱しています。
備え付けの加熱コイルでは処理できないサイズのサンプルがあるので、より大きい加熱コイルを自作しようと考えております。
文献等をみるとコイルの形状等を加味して、整合をとっているとの記載は見つけましたがコイルの形状が変更した際にどんな変化が考えられるのでしょうか。注意すべき項目などがあればご教授頂けると助かります。

その他にわかっている詳細は下記に記載いたします。
加熱コイルの形状（密着巻）
現在　コイル径：Φ35mm、ターン数：5巻　⇒　変更後　コイル径：Φ70mm、ターン数：5巻
電源容量：10ＫＷ　、　周波数：25ＫＨｚ　、コイルを形成する銅パイプ：外径8ｍｍ、肉厚1ｍｍ　、

回答No.2

ohkawa3

コイルのインダクタンスを計算するサイトを利用して、インダクタンスを求めると
コイル径：Φ35mmの場合は、約0.44μH
コイル径：Φ70mmの場合は、約1.62μH　

高周波電源とコイルの間には「マッチング回路」と称するものが入っていると思いますが、上記計算のようにコイルのインダクタンスが4倍も異なりますので、効率よくエネルギーを供給するためには、マッチング回路の調整が必要と思います。
マッチング回路が、オートチューニングであれば、勝手に（自動的に）調整してくれますが、そうでなければ、マッチング回路のコンデンサの容量を変更するなどの調整が必要かもしれません。
高周波電源装置の取扱説明書にマッチング回路の仕様や負荷の範囲などが記載されていると思いますので、まずは取扱説明書をご参照ください。

コイルの形状について「密着巻」と記載なさっていますが、本当に密着していたら、コイルのターン間が短絡することになるので、コイルとして適切に動作しません。僅かな間隔で構わないと思いますので、完全密着巻ではなく、間隔を保つ必要があると思います。

参考URL：

https://mori.nc-net.or.jp/qa9778367.html

回答No.1

Nebusoku3

コイル径が倍になるので、巻き数が同じの為、L分は、ほぼ同じですが、抵抗分が、銅パイプの長くなった分に比例して増えると思います。（２πr　で計算できますね）

銅パイプの中は空冷か水冷か知りませんが、十分な余裕をもって発熱を抑える必要があると思います。（多分、大丈夫でしょう）

システムの方で、負荷が無い時には通電できないようになっているとは思いますので他には特に留意することは無いように思います。