การเหนี่ยวนำความร้อน (Induction heating)

หลักการทำงาน 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำ (Induction Heating)นั้นทำงานโดยอาศัยหลักการคล้ายกับหม้อแปลงไฟฟ้าโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับไหลผ่านขดลวดก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น ซึ่งเมื่อใส่ชิ้นโลหะเข้าไปในสนามแม่เหล็กนี้จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าในชิ้นโลหะในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของกระแสที่ไหลผ่านขดลวดทำให้เกิดความร้อนขึ้นในชิ้นโลหะ

หลักการทำงานของการให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำ

ประโยชน์

    • ใช้ระยะเวลาสั้นในการเริ่มทำงานและการทำความร้อนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ
    • ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากพลังงานไฟฟ้าเกือบทั้งหมดถูกถ่ายเทให้กับผลิตภัณฑ์โดยตรง
    • สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ
    • ให้คุณภาพของชิ้นงานที่ดีและลดปริมาณชิ้นงานที่เสีย เนื่องจากการควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ
    • ใช้พื้นที่ติดตั้งน้อยกว่าเตาเชื้อเพลิง
    • ง่ายต่อการจัดการให้เป็นกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ
    • ไม่ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมบริเวณใช้งาน เนื่องจากไม่มีก๊าซเสียจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง และมีระดับเสียง กลิ่นและความร้อนในพื้นที่ทำงานต่ำ

การใช้งาน 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำมีการใช้งานแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะ โดยสามารถออกแบบสำหรับการให้ความร้อนในลักษณะต่างๆ ได้แก่ การให้ความร้อนแก่ชิ้นโลหะทั้งชิ้น การให้ความร้อนเฉพาะผิวโลหะ และการหลอมโลหะ ซึ่งทำให้สามารถประยุกต์ใช้ในกระบวนต่างๆ ได้แก่

    • การชุบแข็งโลหะ (Hardening)
    • การขึ้นรูปโลหะ (Forging)
    • การหลอมโลหะ (Melting)
    • การเชื่อมโลหะเป็นเนื้อเดียวกัน (Brazing)
    • การอบอ่อนโลหะ (Annealing)

รูปแสดงการให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำในอุตสาหกรรม

การให้ความร้อนแก่ชิ้นโลหะทั้งชิ้น (Work-piece heating)

หลักการทำงาน 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำทำงานโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับวิ่งผ่านขดลวดเหนี่ยวนำเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กให้เหนี่ยวนำชิ้นโลหะให้เกิดความร้อนอย่างทั่วถึงทั้งชิ้นงาน

ประโยชน์ 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำใช้ระยะเวลาสั้นในการทำความร้อนและควบคุมอุณหภูมิตามต้องการ มีประสิทธิภาพสูงประมาณ 55-85% เนื่องจากพลังงานส่วนใหญ่ถูกถ่ายเทให้กับผลิตภัณฑ์โดยตรง เปรียบเทียบกับการให้ความร้อนโดยเชื้อเพลิงซึ่งมีประสิทธิภาพประมาณ 15-25%

การใช้งาน

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำสามารถประยุกต์ใช้กับการให้ความร้อนและปรับสภาพชิ้นงานโลหะ เช่น การให้ความร้อนสำหรับขึ้นรูป (Forging) การอบอ่อนโลหะ (Annealing) เป็นต้น

การให้ความร้อนเฉพาะส่วน (Partial heating)

หลักการทำงาน 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำทำงานโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับวิ่งผ่านขดลวดเหนี่ยวนำซึ่งออกแบบเฉพาะ โดยควบคุมปริมาณและความถี่ของกระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กให้เหนี่ยวนำชิ้นโลหะให้เกิดความร้อนเฉพาะในระดับผิวหรือส่วนที่ต้องการทำให้ร้อน

ประโยชน์ 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำสามารถให้ความร้อนบริเวณผิวของโลหะได้โดยตรงอย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีพลังงานเพียงส่วนน้อยที่สูญเสียเป็นความร้อนในส่วนอื่นๆของชิ้นงาน และยังสามารถควบคุมระดับอุณหภูมิของชิ้นงานในระดับความลึกที่ต้องการได้

การใช้งาน 

การให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำแบบให้ความร้อนเฉพาะส่วนสามารถประยุกต์ใช้กับงานโลหะต่างๆ เช่น งานอบเคลือบสีโลหะ งานปรับสภาพผิวก่อนเคลือบน้ำยา งานเชื่อมประสาน เป็นต้น

หลักการให้ความร้อนโดยการเหนี่ยวนำเฉพาะส่วน

Heating for pipe coating

ที่มา: http://radyne.com/blog/product_categories/pipetube-heating-coating-curing-systems/

Heating for epoxy powder surface coating

References :

กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน. (2557). บทที่ 6 แนวทางการอนุรักษ์พลังงานด้วยการปรับเปลี่ยนด้านเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์โลหะ เครื่องจักร อุปกรณ์. In คู่มือการอนุรักษ์พลังงานจากกรณีตัวอย่างที่ประสบผลสำเร็จ อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์โลหะ เครื่องจักร อุปกรณ์ (pp. 6-1 - 6-3).

ienergyguru.com

0 replies

Leave a Reply

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *

Advertisements