FR3035766A1

FR3035766A1 - INDUCTION HEATING DEVICE FOR METALLIC PARTS AND RAILWAY VEHICLE COMPRISING SUCH A DEVICE

Info

Publication number: FR3035766A1
Application number: FR1553890A
Authority: FR
Inventors: David Goeres; Loic Michel; Olivier Ghibaudo
Original assignee: Institut Polytechnique de Grenoble; Universite Joseph Fourier Grenoble 1; SNCF Mobilites
Current assignee: Institut Polytechnique de Grenoble; Universite Grenoble Alpes; SNCF Voyageurs SA
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-11-04
Anticipated expiration: 2035-04-29
Also published as: FR3035766B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) pour le chauffage par induction d'une pièce métallique (102), en particulier d'une pièce métallique de forme allongée, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un noyau magnétique (104) ouvert, prévu pour être disposé en face de ladite pièce à chauffer, et - au moins une bobine d'induction (106), enroulée autour d'au moins une partie dudit au moins noyau magnétique (104), pour induire un champ magnétique dans ledit noyau magnétique (104) ; ledit noyau magnétique (104) présentant une forme générale recourbée vers ladite pièce métallique (102). Elle concerne également un véhicule ferroviaire muni d'un tel dispositif.The invention relates to a device (100) for the induction heating of a metal part (102), in particular of an elongated metal part, characterized in that it comprises: at least one magnetic core (104) ) open, intended to be disposed opposite said part to be heated, and - at least one induction coil (106), wound around at least a part of said at least one magnetic core (104), to induce a magnetic field in said magnetic core (104); said magnetic core (104) having a general shape bent toward said metal piece (102). It also relates to a railway vehicle equipped with such a device.

Description

- 1 - « Dispositif de chauffage par induction de pièces métalliques et véhicule ferroviaire comprenant un tel dispositif » La présente invention concerne un dispositif de chauffage par induction d'une pièce métallique, en particulier d'une pièce métallique de forme allongée. Elle concerne également un véhicule ferroviaire muni d'un tel dispositif. Le domaine de l'invention est le domaine de chauffage par induction 10 de pièces métalliques, en particulier de pièces métalliques de forme allongée, par exemple dans le domaine ferroviaire. Etat de la technique Le chauffage par induction permet de chauffer une pièce métallique 15 sans qu'il y ait de contact entre la source d'énergie et la pièce à chauffer. Les dispositifs de chauffage par induction comprennent une source électrique alimentant une ou plusieurs bobines d'induction pour induire des courants de Foucault dans une pièce métallique se trouvant à proximité de ladite ou desdites bobines. Ces courants de Foucault provoquent un 20 échauffement de la pièce métallique par effet Joule. Dans ces dispositifs, l'utilisation d'une plaque en ferrite et/ou d'un noyau magnétique permet d'augmenter le rendement de ces dispositifs en agissant sur les lignes de champ magnétique. Pour chauffer une pièce métallique de forme allongée, de type barreau 25 métallique, une première solution est d'utiliser une bobine d'excitation magnétique qui vient encercler la pièce. Or, cette solution n'est pas utilisable dans tous les cas car il n'est pas toujours possible d'encercler la pièce à chauffer. De plus, lorsque la pièce est très longue, il est nécessaire de prévoir une bobine présentant un grand nombre de spires ce qui 30 augmente l'encombrement, le poids et l'impédance de la bobine, et diminue le rendement de chauffe. Lorsque la pièce à chauffer est fixée sur un véhicule, ou plus généralement sur un mobile, ces inconvénients sont encore plus contraignants. 3035766 -2 Une autre solution est d'utiliser une bobine plate, disposée en regard de la pièce, et qui n'impose pas d'encercler la pièce à chauffer. Cependant, cette deuxième solution présente un rendement très faible car la zone de chauffe obtenue avec une telle bobine sur une pièce de forme allongée est 5 trop petite, voire ponctuelle, même en augmentant le diamètre de la bobine plate. De plus, la zone de chauffe étant petite, la pièce à chauffer n'est pas chauffée de manière uniforme. Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.The present invention relates to a device for induction heating of a metal part, in particular of an elongated metal part. It also relates to a railway vehicle equipped with such a device. The field of the invention is the induction heating domain 10 of metal parts, in particular elongated metal parts, for example in the railway field. STATE OF THE ART Induction heating makes it possible to heat a metal part without any contact between the energy source and the part to be heated. Induction heating devices include an electrical source supplying one or more induction coils for inducing eddy currents in a metal piece near said one or more coils. These eddy currents cause the metal part to overheat by the Joule effect. In these devices, the use of a ferrite plate and / or a magnetic core makes it possible to increase the efficiency of these devices by acting on the magnetic field lines. In order to heat an elongated metal part of the metal bar type, a first solution is to use a magnetic excitation coil which encircles the part. However, this solution is not usable in all cases because it is not always possible to encircle the part to be heated. In addition, when the part is very long, it is necessary to provide a coil having a large number of turns which increases the bulk, the weight and the impedance of the coil, and decreases the heating efficiency. When the part to be heated is fixed on a vehicle, or more generally on a mobile, these disadvantages are even more restrictive. Another solution is to use a flat coil, arranged opposite the workpiece, and which does not require encircling the workpiece to be heated. However, this second solution has a very low efficiency because the heating zone obtained with such a coil on an elongated piece is too small, even punctual, even by increasing the diameter of the flat coil. In addition, the heating zone is small, the room to be heated is not uniformly heated. An object of the present invention is to overcome these disadvantages.

Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif pour chauffer une pièce, en particulier une pièce de forme allongée, présentant un meilleur rendement que les dispositifs connus. Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif pour chauffer une pièce, en particulier une pièce de forme allongée, permettant un chauffage plus uniforme de la pièce à chauffer. Il est encore un autre but de l'invention de proposer un dispositif pour chauffer une pièce, en particulier une pièce de forme allongée, moins couteux et moins volumineux. Enfin, un autre but de l'invention est de proposer un dispositif pour chauffer une pièce, en particulier une pièce de forme allongée, plus flexible et plus ergonomique quelle que soit la configuration et la taille de la pièce à chauffer. Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un dispositif pour le chauffage par induction d'une pièce métallique, en particulier d'une pièce métallique de forme allongée, ledit dispositif comprenant : - au moins un noyau magnétique ouvert, et en particulier un noyau magnétique comprenant au moins deux extrémités, prévu pour être disposé en face de ladite pièce à chauffer, et 3035766 -3 - au moins une bobine d'induction, enroulée autour d'au moins une partie dudit au moins noyau magnétique, pour induire un champ magnétique dans ledit noyau magnétique ; ledit noyau magnétique présentant une forme générale recourbée vers ladite 5 pièce métallique. Ainsi, le noyau magnétique recourbé vers la pièce à chauffer dirige le champ magnétique vers la pièce métallique à chauffer. Autrement dit, la pièce métallique à chauffer est située dans du noyau magnétique. La pièce métallique vient en quelque sorte fermer le circuit magnétique entre les 10 extrémités du noyau magnétique. Ainsi, le champ magnétique créé dans le noyau magnétique, parcourt et traverse la pièce magnétique entre les extrémités du noyau magnétique ouvert. Ce champ magnétique parcourant la pièce métallique crée des courants de Foucault qui chauffent la pièce métallique.Another object of the invention is to provide a device for heating a part, in particular an elongate piece, having a better performance than known devices. Yet another object of the invention is to provide a device for heating a workpiece, in particular an elongated workpiece, for a more uniform heating of the workpiece to be heated. It is yet another object of the invention to provide a device for heating a part, in particular a piece of elongated shape, less expensive and less bulky. Finally, another object of the invention is to provide a device for heating a room, in particular a piece of elongated shape, more flexible and more ergonomic regardless of the configuration and size of the room to be heated. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention makes it possible to achieve at least one of these objects by means of a device for induction heating of a metal part, in particular of an elongated metal part, said device comprising: at least one open magnetic core, and in particular a magnetic core comprising at least two ends, arranged to be arranged in front of said part to be heated, and at least one induction coil, wound around at least a part of said at least one magnetic core for inducing a magnetic field in said magnetic core; said magnetic core having a general shape curved towards said metal part. Thus, the magnetic core curved towards the part to be heated directs the magnetic field towards the metal part to be heated. In other words, the metal part to be heated is located in the magnetic core. The metal piece somehow closes the magnetic circuit between the ends of the magnetic core. Thus, the magnetic field created in the magnetic core, travels and passes through the magnetic piece between the ends of the open magnetic core. This magnetic field traversing the metal part creates eddy currents that heat the metal part.

15 Le dispositif selon l'invention permet donc de diriger la totalité, ou presque la totalité, du champ magnétique créé par la bobine d'induction vers la pièce à chauffer. Par conséquent, le rendement de chauffage par induction obtenu avec le dispositif selon l'invention est supérieur aux rendements obtenus avec les dispositifs connus, et ce avec une bobine d'induction de 20 plus petites dimensions et de coût plus faible que les bobines utilisées dans les dispositifs connus. Par ailleurs, la zone de chauffe obtenue avec le dispositif selon l'invention est au moins aussi grande que la distance qui sépare les deux extrémités du noyau magnétique. Par conséquent, le dispositif selon 25 l'invention permet de réaliser un chauffage plus uniforme que les dispositifs connus mettant en oeuvre des bobines plates. En outre, contrairement à certains dispositifs de l'état de la technique, le dispositif selon l'invention n'exige pas d'encercler la pièce métallique à chauffer par la bobine d'induction. Par conséquent, le dispositif selon 30 l'invention est plus flexible et plus ergonomique quelle que soit la configuration et la taille de la pièce à chauffer, qu'elle soit embarquée ou non dans un mobile. 3035766 -4 Le noyau magnétique peut être réalisé, de manière nullement limitative, par exemple en ferrite doux. Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins une 5 source électrique alimentant l'au moins une bobine d'induction. Alternativement, l'au moins une bobine d'induction peut être alimentée par une source d'un véhicule ferroviaire, plus généralement d'un mobile, équipé du dispositif selon l'invention.The device according to the invention thus makes it possible to direct all, or almost all, of the magnetic field created by the induction coil to the part to be heated. Consequently, the induction heating efficiency obtained with the device according to the invention is greater than the yields obtained with the known devices, and this with an induction coil of smaller dimensions and lower cost than the coils used in known devices. Furthermore, the heating zone obtained with the device according to the invention is at least as large as the distance separating the two ends of the magnetic core. Consequently, the device according to the invention makes it possible to achieve a more uniform heating than the known devices using flat coils. In addition, unlike some devices of the state of the art, the device according to the invention does not require to encircle the metal part to be heated by the induction coil. Therefore, the device according to the invention is more flexible and more ergonomic regardless of the configuration and size of the part to be heated, whether embedded or not in a mobile. The magnetic core can be made in no way limiting, for example soft ferrite. The device according to the invention may further comprise at least one electrical source supplying the at least one induction coil. Alternatively, the at least one induction coil may be powered by a source of a rail vehicle, more generally a mobile, equipped with the device according to the invention.

10 Selon l'invention, chaque bobine d'induction peut être alimentée par une source électrique indépendante. Alternativement, au moins deux, en particulier toutes les, bobines d'induction enroulées autour d'un noyau magnétique peuvent être alimentées par une même source électrique faisant partie ou non du 15 dispositif selon l'invention. Dans ce cas, les bobines d'induction alimentées par une même source peuvent être reliées à ladite source en série ou en parallèle. Dans tous les cas, il est bien entendu nécessaire de s'assurer que chaque bobine est alimentée de sorte que toutes les bobines magnétiques 20 induisent un champ magnétique dont le sens de circulation dans le noyau magnétique est le même. Avantageusement, au moins un, en particulier chaque, noyau magnétique peut comprendre au moins deux, en particulier exactement 25 deux, branches formant entre-elles un angle inférieur à 180°. Lorsqu'un noyau magnétique présente exactement deux branches formant entre-elles un angle inférieur à 180, le noyau magnétique présente une forme générale en « V ». Dans ce cas, en configuration d'utilisation, le noyau magnétique est 30 positionné de sorte que les branches sont dirigées vers la pièce métallique à chauffer. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'une architecture simple pour le noyau magnétique et utilisant moins de matériau magnétique. 3035766 -5 Dans le cas où, au moins un noyau magnétique comporte au moins deux, ou exactement deux branches, le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins deux, en particulier exactement deux, bobines d'induction chacune : 5 - enroulée autour d'une des branches du noyau magnétique, et - alimentée de sorte à générer un flux magnétique circulant dans le même sens dans ledit noyau magnétique. Au moins un, en particulier chaque, noyau magnétique peut 10 comprendre au moins trois, en particulier exactement trois, branches. Dans ce cas, deux desdites branches, dite branches latérales, peuvent être sensiblement parallèles entre-elles et reliées entre-elles par au moins une, en particulier exactement une, branche, dite branche centrale. Lorsqu'un noyau magnétique présente exactement trois branches, le 15 noyau magnétique présente une forme générale en « U ». Dans ce cas, le dispositif selon l'invention peut comprendre une bobine d'induction enroulée autour de la branche centrale. Alternativement, ou en plus, le dispositif selon l'invention peut 20 comprendre une bobine d'induction enroulée autour d'une, ou de chacune, des branches latérales. Quel que soit le mode de réalisation, lorsque le dispositif comprend plusieurs bobines. Selon un autre mode de réalisation, le noyau peut être formé par une branche unique incurvée, ou en arc de cercle, par exemple en forme de « C ». Dans ce cas, le dispositif selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs bobines d'inductions disposées autour de ladite branche unique. Quel que soit le mode de réalisation, au moins un, en particulier chaque, noyau magnétique peut présenter une section parallélépipédique ou circulaire, triangulaire, etc. 25 30 3035766 -6 Quel que soit le mode de réalisation, au moins un, en particulier chaque, noyau magnétique peut présenter une section dont la plus grande dimension est comprise entre 5 cm et 15 cm, préférentiellement comprise 5 entre 8 et 12 cm, et encore plus particulièrement est de 10 cm. Suivant une version particulière, le dispositif selon l'invention peut comprendre plusieurs noyaux magnétiques comportant chacun au moins une bobine d'induction enroulée autour d'au moins une partie dudit noyau 10 magnétique. Plus particulièrement, au moins un, en particulier chaque, noyau magnétique peut présenter l'une au moins des caractéristiques décrites plus haut. Au moins deux, en particulier tous les, noyaux magnétiques peuvent 15 être de forme et/ou de section et/ou de dimensions identique(s) ou différente(s). Quel que soit le mode de réalisation, lorsque le dispositif comprend plusieurs bobines d'induction, au moins deux, en particulier toutes les 20 bobines d'induction, d'un même noyau magnétique peuvent être de forme et/ou de section et/ou de dimensions identique(s) ou différente(s). Lorsque le dispositif selon l'invention comprend au moins deux noyaux identiques ou différents, les bobines d'induction d'au moins deux, en particulier de tous les, noyaux magnétiques peuvent être de forme et/ou de 25 section et/ou de dimensions identique(s) ou différente(s). Le dispositif selon l'invention peut comprendre une unique source électrique alimentant la, ou chaque, bobine d'induction d'un même noyau par un courant électrique alternatif.According to the invention, each induction coil can be powered by an independent electrical source. Alternatively, at least two, in particular all, inductor coils wound around a magnetic core can be powered by the same electrical source part or not of the device according to the invention. In this case, the induction coils fed by the same source can be connected to said source in series or in parallel. In all cases, it is of course necessary to ensure that each coil is powered so that all the magnetic coils 20 induce a magnetic field whose direction of flow in the magnetic core is the same. Advantageously, at least one, in particular each, magnetic core may comprise at least two, in particular exactly two, branches forming between them an angle of less than 180 °. When a magnetic core has exactly two branches forming between them an angle less than 180, the magnetic core has a general shape in "V". In this case, in the configuration of use, the magnetic core is positioned so that the branches are directed towards the metal part to be heated. This embodiment has the advantage of a simple architecture for the magnetic core and using less magnetic material. In the case where, at least one magnetic core comprises at least two, or exactly two branches, the device according to the invention may comprise at least two, in particular exactly two, induction coils each: 5 - wrapped around one of the branches of the magnetic core, and - fed so as to generate a magnetic flux flowing in the same direction in said magnetic core. At least one, in particular each, magnetic core may comprise at least three, in particular exactly three, branches. In this case, two of said branches, said side branches, may be substantially parallel to each other and connected to each other by at least one, in particular exactly one, branch, said central branch. When a magnetic core has exactly three branches, the magnetic core has a general "U" shape. In this case, the device according to the invention may comprise an induction coil wound around the central branch. Alternatively, or in addition, the device according to the invention may comprise an induction coil wound around one or each of the lateral branches. Whatever the embodiment, when the device comprises several coils. According to another embodiment, the core may be formed by a single curved branch, or in a circular arc, for example in the shape of a "C". In this case, the device according to the invention may comprise one or more induction coils arranged around said single branch. Whatever the embodiment, at least one, in particular each, magnetic core may have a parallelepipedal or circular, triangular, and so on. Whatever the embodiment, at least one, in particular each, magnetic core may have a section whose largest dimension is between 5 cm and 15 cm, preferably between 8 and 12 cm, and even more particularly is 10 cm. According to a particular version, the device according to the invention may comprise a plurality of magnetic cores each comprising at least one induction coil wound around at least a part of said magnetic core. More particularly, at least one, in particular each, magnetic core may have at least one of the features described above. At least two, in particular all, magnetic cores may be of shape and / or of the same or different size and / or section. Whatever the embodiment, when the device comprises several induction coils, at least two, in particular all induction coils, of the same magnetic core may be of shape and / or section and / or of the same or different dimensions. When the device according to the invention comprises at least two identical or different cores, the induction coils of at least two, in particular of all, magnetic cores may be of shape and / or of section and / or of dimensions identical (s) or different (s). The device according to the invention may comprise a single electrical source supplying the or each induction coil of the same core with an alternating electric current.

30 Lorsque le dispositif selon l'invention comprend plusieurs noyaux magnétiques, la ou les bobines d'induction d'au moins deux, en particulier de tous les, noyaux magnétiques peuvent être alimentées par une unique source électrique. 3035766 -7 Dans ce cas, les bobines d'induction d'un même noyau magnétique ou de deux noyaux magnétique peuvent être reliées à la source électrique en série ou en parallèle.When the device according to the invention comprises a plurality of magnetic cores, the induction coil or coils of at least two, in particular of all, magnetic cores can be powered by a single electrical source. In this case, the induction coils of the same magnetic core or two magnetic cores can be connected to the electrical source in series or in parallel.

5 Alternativement, le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins deux sources électriques de sorte qu'au moins deux desdites bobines d'induction d'un même noyau magnétique, ou de deux noyaux magnétiques, sont alimentées par deux sources électriques différentes.Alternatively, the device according to the invention may comprise at least two electrical sources so that at least two of said induction coils of the same magnetic core, or of two magnetic cores, are powered by two different electrical sources.

10 Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour chauffer des aiguillages ferroviaires et des rails, ou encore pour chauffer toute pièce métallique allongée d'un véhicule ferroviaire.The device according to the invention can be used to heat railway switches and rails, or to heat any elongate metal part of a railway vehicle.

15 Selon un autre aspect de l'invention il est proposé un véhicule ferroviaire, tel qu'un train ou un tramway ou encore un tram-train, muni d'un dispositif de chauffage par induction selon l'invention.According to another aspect of the invention there is provided a railway vehicle, such as a train or a tram or a tram-train, provided with an induction heating device according to the invention.

20 Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple 25 de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; 30 la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention ; et les FIGURES 5a-5d sont des représentations schématiques de noyaux magnétiques de différentes formes pouvant être utilisés dans le dispositif selon l'invention. 3035766 -8 Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques 5 décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement 10 suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and features will become apparent upon review of the detailed description of a non-limiting embodiment, and the accompanying drawings in which FIGURE 1 is a schematic representation of a first example. Embodiment of a device according to the invention; FIGURE 2 is a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention; FIGURE 3 is a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention; FIGURE 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of a device according to the invention; and FIGURES 5a-5d are schematic representations of magnetic cores of different shapes that can be used in the device according to the invention. It is understood that the embodiments which will be described in the following are in no way limiting. In particular, it will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention with respect to of the prior art. This selection comprises at least one preferably functional feature without structural details, or with only a portion of the structural details if this portion is only sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the prior art . In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.

15 La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de chauffage par induction d'une pièce métallique. Le dispositif 100 représenté sur la FIGURE 1 est prévu pour chauffer une pièce métallique 102, de forme allongée, c'est-à-dire une pièce 20 métallique dont la dimension dans une dimension de l'espace est bien supérieure à ses dimensions dans les deux autres dimensions de l'espace. Le dispositif 100 comprend un noyau magnétique 104, par exemple réalisé, en ferrite doux, une bobine d'induction 106 enroulée autour du noyau magnétique et une source électrique 108 alimentant la bobine 25 d'induction 106 avec un courant alternatif. Dans l'exemple représenté sur la FIGURE 1, le noyau magnétique 104 présente une forme générale en « U » et une section de forme rectangulaire. Le noyau magnétique 104 en forme « U » comporte : - deux branches latérales 1041 et 1042, correspondant aux 30 branches latérales du « U », sensiblement parallèle entre-elles, et dirigées vers la pièce métallique 102 à chauffer 102 ; et - une branche centrale 1043, correspondant à la base du « U », et rejoignant entre-elles les branches parallèles 1041 et 1042. 3035766 -9 La bobine d'induction 106 consiste en une bobine d'excitation magnétique et est enroulée autour de la branche centrale 1043. L'espace libre se trouvant entre les extrémités libres des branches latérales 1041 et 1042 constitue l'entrefer du noyau magnétique 104.FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an inductive heating device of a metal part. The device 100 shown in FIGURE 1 is intended to heat a metal piece 102, of elongated shape, that is to say a metal piece whose dimension in a dimension of the space is much larger than its dimensions in the two other dimensions of space. The device 100 comprises a magnetic core 104, for example made of soft ferrite, an induction coil 106 wound around the magnetic core and an electrical source 108 supplying the induction coil 106 with an alternating current. In the example shown in FIG. 1, the magnetic core 104 has a general "U" shape and a rectangular section. The magnetic core 104 shaped "U" comprises: - two lateral branches 1041 and 1042, corresponding to the lateral branches of the "U", substantially parallel to each other, and directed towards the metal part 102 to be heated 102; and a central branch 1043, corresponding to the base of the "U", and joining together the parallel branches 1041 and 1042. The induction coil 106 consists of a magnetic excitation coil and is wound around the central branch 1043. The free space between the free ends of the side branches 1041 and 1042 constitutes the air gap of the magnetic core 104.

5 La pièce à chauffer 102 est positionnée en regard des extrémités libres des branches latérales 1041 et 1042 en contact ou non avec les branches latérales 1041 et 1042. La bobine d'induction 106 crée un champ magnétique circulant dans le noyau magnétique 104 de sorte qu'il se crée des lignes 110 de champ 10 magnétique au niveau de l'entrefer du noyau magnétique 104, c'est-à-dire entre les extrémités libres des branches latérales 1041 et 1042. La pièce à chauffer étant disposée en regard du noyau magnétique 104 au niveau de son entrefer, les lignes de champ magnétique 110 qui s'y créent induisent des courants de Foucault dans la pièce à chauffer 102. Ces courants de 15 Foucault chauffent alors la pièce 102, par dissipation selon la loi de Joule. La zone de chauffe ainsi obtenue, matérialisée par le cercle en pointillés référencé 112 s'étend sur sensiblement toute la longueur de l'entrefer du noyau magnétique, c'est-à-dire sur toute la distance qui sépare les extrémités libres des branches latérales 1041 et 1042 du noyau magnétique 20 104. Bien entendu, la bobine d'induction 106 peut également être enroulée autour de l'une des branches latérales 1041 et 1042 du noyau magnétique 104.The part to be heated 102 is positioned facing the free ends of the side branches 1041 and 1042 in contact or not with the side branches 1041 and 1042. The induction coil 106 creates a magnetic field flowing in the magnetic core 104 so that Magnetic field lines 110 are created at the gap of the magnetic core 104, that is to say between the free ends of the side branches 1041 and 1042. The part to be heated is arranged facing the core. At the level of its gap, the magnetic field lines 110 which are created there induce eddy currents in the part to be heated 102. These currents of Foucault then heat the part 102, by dissipation according to the law of Joule. The heating zone thus obtained, embodied by the dashed circle referenced 112, extends over substantially the entire length of the gap of the magnetic core, that is to say over the entire distance which separates the free ends of the lateral branches. 1041 and 1042 of the magnetic core 104. Of course, the induction coil 106 can also be wound around one of the side branches 1041 and 1042 of the magnetic core 104.

25 La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple d'un dispositif de chauffage par induction selon l'invention. Le dispositif 200 représenté sur la FIGURE 2 comprend le même noyau magnétique 104 que celui du dispositif 100 de la FIGURE 1. A la différence du dispositif 100 de la FIGURE 1, le dispositif 200 de la 30 FIGURE 2 comprend non pas une, mais deux bobines d'induction, respectivement 2021 et 2022, enroulées chacune autour d'une branche latérale, respectivement 1041 et 1042, du noyau magnétique 104. Chaque bobine d'induction, respectivement 2021 et 2022, est alimentée par une source électrique indépendante, respectivement 2041 et 3035766 - 10 - 2042, de sorte à générer un champ magnétique se propageant dans le noyau magnétique 104 suivant un même sens, c'est-à-dire dans le sens allant de la branche latérale 1041 vers la pièce métallique 102 pour la bobine 2021 et dans le sens allant de la branche latérale 1042 vers la branche centrale 1043.FIGURE 2 is a schematic representation of a second example of an induction heater according to the invention. The device 200 shown in FIGURE 2 comprises the same magnetic core 104 as that of the device 100 of FIGURE 1. Unlike the device 100 of FIGURE 1, the device 200 of FIGURE 2 comprises not one, but two induction coils, respectively 2021 and 2022, each wound around a lateral branch, respectively 1041 and 1042, of the magnetic core 104. Each induction coil, respectively 2021 and 2022, is supplied by an independent electrical source, respectively 2041 and 3035766 - 10 - 2042, so as to generate a magnetic field propagating in the magnetic core 104 in the same direction, that is to say in the direction from the side branch 1041 to the metal part 102 for the coil 2021 and in the direction from the side branch 1042 to the central branch 1043.

5 La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un troisième exemple d'un dispositif de chauffage par induction selon l'invention. Le dispositif 300 représenté sur la FIGURE 3 correspond au dispositif 200 de la FIGURE 2 à ceci près que le dispositif 300 comprend une unique 10 source électrique alimentant les deux bobines d'induction 2021 et 2022 enroulées autour des branches latérales, respectivement 1041 et 1042, du noyau magnétique 104. Les bobines d'induction 2021 et 2022 sont chacune reliées à l'unique source en parallèle. Bien entendu, les bobines d'induction 2021 et 2022 peuvent 15 alternativement être reliées à l'unique source en série. Sur les FIGURES 2 et 3, chacune des bobines d'induction est enroulée autour d'une branche latérale du noyau magnétique. Bien entendu, une des bobines d'induction peut alternativement être enroulée à la branche centrale 20 du noyau magnétique. Plus généralement, le noyau magnétique 104 peut comprendre une à trois bobines d'induction enroulées sur une ou à trois de ses branches, alimentées en série ou en parallèle par une à trois sources électriques.FIGURE 3 is a schematic representation of a third example of an induction heater according to the invention. The device 300 shown in FIG. 3 corresponds to the device 200 of FIG. 2, except that the device 300 comprises a single electrical source supplying the two induction coils 2021 and 2022 wound around the lateral branches 1041 and 1042, respectively. of the magnetic core 104. The induction coils 2021 and 2022 are each connected to the single source in parallel. Of course, the induction coils 2021 and 2022 may alternatively be connected to the single serial source. In FIGURES 2 and 3, each of the induction coils is wound around a lateral branch of the magnetic core. Of course, one of the induction coils can alternatively be wound to the central branch 20 of the magnetic core. More generally, the magnetic core 104 may comprise one to three induction coils wound on one or three of its branches, supplied in series or in parallel by one to three electrical sources.

25 La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un quatrième exemple d'un dispositif de chauffage par induction selon l'invention. Le dispositif 400 de la FIGURE 4 est réalisé en utilisant, de manière adjacente, deux noyaux magnétiques 1041 et 1042 qui correspondent chacun au noyau magnétique 104 des FIGURES 2 ou 3 et qui génèrent chacune une 30 zone de chauffe dans la pièce à chauffer, respectivement 1121 et 1122. Le dispositif 400 comprend une unique source électrique 402, à laquelle sont reliées en série les quatre bobines d'induction 2021 et 2022 des deux noyaux 1041 et 1042, et alimentant les quatre bobines d'induction.FIGURE 4 is a schematic representation of a fourth example of an induction heater according to the invention. The device 400 of FIGURE 4 is made using, adjacent to one another, two magnetic cores 1041 and 1042 which each correspond to the magnetic core 104 of FIGURES 2 or 3 and which each generate a heating zone in the room to be heated, respectively 1121 and 1122. The device 400 comprises a single electrical source 402, to which are connected in series the four induction coils 2021 and 2022 of the two cores 1041 and 1042, and feeding the four induction coils.

3035766 Bien entendu, au moins deux bobines d'induction du dispositif 400 peuvent alternativement être reliées en parallèle. De plus, les bobines d'induction du dispositif 400 peuvent alternativement être alimentées par au moins deux sources électriques. En particulier, le dispositif 400 peut 5 comprendre une source électrique alimentant chaque bobine d'induction indépendamment, ou les bobines d'induction de chaque noyau magnétique i ndépendem ment. Alternativement, le dispositif 400 peut comprendre plus que deux noyaux magnétiques. Chaque noyau magnétique peut être équipé d'une, 10 deux ou trois bobines d'induction telles que décrites plus haut. En outre, le noyau magnétique peut présenter différentes formes, sections et/ou dimensions. Les FIGURES 5a-5d sont des représentations schématiques de noyaux 15 magnétiques de différentes formes pouvant être utilisés dans le dispositif selon l'invention, et en particulier dans les dispositifs des FIGURES 1 à 4. La FIGURE 5a représente un noyau magnétique 502 présentant une forme générale en « U » avec des coins arrondis. La FIGURE 5b représente un noyau magnétique 504 dont la forme 20 correspond à un demi-cercle. La FIGURE 5c représente un noyau magnétique 506 dont la forme correspond à un « V ». La FIGURE 5d représente un noyau magnétique 508 dont la forme correspond à un trident.Of course, at least two induction coils of the device 400 may alternatively be connected in parallel. In addition, the induction coils of the device 400 may alternatively be powered by at least two electrical sources. In particular, the device 400 may comprise an electrical source supplying each induction coil independently, or the induction coils of each magnetic core independently. Alternatively, the device 400 may comprise more than two magnetic cores. Each magnetic core may be equipped with one, two or three induction coils as described above. In addition, the magnetic core can have different shapes, sections and / or dimensions. FIGURES 5a-5d are schematic representations of magnetic cores of different shapes that can be used in the device according to the invention, and in particular in the devices of FIGURES 1-4. FIGURE 5a shows a magnetic core 502 having a shape general "U" shape with rounded corners. FIGURE 5b shows a magnetic core 504 whose shape corresponds to a semicircle. FIGURE 5c shows a magnetic core 506 whose shape corresponds to a "V". FIGURE 5d shows a magnetic core 508 whose shape corresponds to a trident.

25 Chacun des noyaux magnétiques représentés sur les FIGURES 5a-5d peut être muni d'une ou plusieurs bobines d'induction. Un dispositif selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs noyaux magnétiques représentés sur les FIGURES 1 à 5d identiques ou différents.Each of the magnetic cores shown in FIGURES 5a-5d may be provided with one or more induction coils. A device according to the invention may comprise one or more magnetic cores represented in FIGS. 1 to 5 d which are identical or different.

30 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci- dessus.Of course, the invention is not limited to the examples detailed above.

Claims

REVENDICATIONS1. Device (100-400) for the induction heating of a metal part (102), in particular of an elongated metal part, characterized in that it comprises: at least one open magnetic core (104), arranged to be disposed in front of said workpiece, and - at least one induction coil (106; 2021-2022), wound around at least a portion of said at least one magnetic core (104), to induce a field magnetic in said magnetic core (104); said magnetic core (104) having a general shape bent toward said metal piece (102).

2. Device (100-400) according to claim 1, characterized in that at least one magnetic core (104) comprises at least two branches (1041-1043) forming between them an angle less than 180 °.

3. Device (200-400) according to the preceding claim, characterized in that it comprises at least two induction coils (2021,202) each: - wrapped around one of the branches (1041,1042) of the magnetic core (104), and - fed so as to generate a magnetic flux flowing in the same direction in said magnetic core (104). 25

4. Device (100-400) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one magnetic core (104) comprises two branches (1041-1042), said side, substantially parallel to each other, and at at least one branch (1043), said central, connecting said lateral branches (1041-1042) to one another.

5. Device (100-400) according to the preceding claim, characterized in that it comprises a coil (106) wound around the central leg (1043), and / or an induction coil (2021- 2022) wrapped around one or each of the lateral branches (1041, 1042).

6. Device (100-400) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one, in particular each, magnetic core (104) has a section whose largest dimension is between 5cm and 15cm preferentially is 10cm.

7. Device (400) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of magnetic cores (1041, 1042) each comprising at least one induction coil (2021, 2022) wound around the at least a portion of said magnetic core (1041, 1042).

8. Device (100; 300; 400) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a single electrical source (108; 302; 402) supplying the or each induction coil (106; 2021, 2022) by an alternating electric current.

9. Device (200) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises at least two electrical sources (2041, 2042) so that at least two induction coils (2021, 2022) one magnetic core (104), or two different magnetic cores, are fed by two different electrical sources (2041, 2042).

10. Railway vehicle provided with an induction heating device (100-400) according to any one of the preceding claims.