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誘導加熱
(induction heating)

交番磁界中に 金属などの導電性の物体を置くと、 電磁誘導によってその物体中に渦電流が誘起される。 この電流は、その物体の電気抵抗に応じたジュール熱を生じ、 その物体を熱することになる。 この現象は、トランスやリアクトルなどのコアの中でも意図せずに生じている (これは電力の損失やその装置の過熱を引き起こすため、好ましいものではない) が、 これを意図的な加熱のために用いることも可能である。 これは、誘導加熱、あるいは IH と呼ばれ、 家庭用の IH 調理器や工業用の加熱装置などで用いられている。 また、誘導加熱は、人体に対して医療目的で適用されることもある。

誘導加熱では、被加熱物は、 高周波電源と誘導コイルを用いて発生させられた交番磁界に曝される。 誘導加熱は被加熱物を直接熱するため、効率的であり、 また加熱を細かく制御することが可能である。 通常のヒーターによる加熱では、 ヒーター自身は必然的に被加熱物よりも高温となるが、 誘導加熱においては誘導コイルを高温にする必要はなく、 これは非常に高い温度 (金属が変性を生じるような) を達成したい場合に 大きな利点となる。

磁界が物体の中にどの程度の深さまで浸透するかは、 表皮深さと関係している。 周波数が高くなると表皮深さは小さくなるため、 低い周波数の磁界を用いれば深いところまでが加熱され、 高い周波数の磁界を用いれば表面のみが集中的に加熱される。 例えば、強力な、比較的高い周波数の磁界を用いることで、 金属の物体の表面のみを急激に熱することも可能であり、 これは金属の加工品の表面焼入れのために広く用いられている。

誘導加熱装置は高周波磁界を意図的に発生するため、 ISM 機器として扱われ、 一般的な電子/電気機器とは異なる規制 (例えば、日本においては電波法) の対象となることがある。 また、機器によってはかなりの磁界が漏洩することがあるため、 人体への曝露についても注意が必要となる。

誘導加熱は、原理的に非導電性の物質に対して用いることはできない。 誘電体 (例えばプラスチック類のような) の加熱には、 磁界ではなく高周波電界を用いた、 誘電加熱 (dielectric heating) が用いられることがある。


by Tom Sato, 2008-07-01