BR112018014751B1 - Dispositivo de aquecimento por indução e método de aquecimento por indução - Google Patents

Abstract

Trata-se de uma primeira bobina (110) e uma segunda bobina (120), voltadas uma para a outra, com a presença de uma placa condutora (S) entre as mesmas de modo que as posições da primeira bobina (110) e da segunda bobina (120) na direção de eixo geométrico (Y) sejam substancialmente iguais. A placa condutora (S) é aquecida por indução fluindo-se inversamente, até a primeira bobina (110) e até a segunda bobina (120), correntes alternadas em uma frequência com a qual a profundidade de penetração de corrente é igual ou menor que metade da espessura da placa condutora (S).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento por indução e a um método de aquecimento por indução.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] Convencionalmente, o aquecimento contínuo de uma placa condutora, tal como uma placa de aço em formato de banda, tem sido realizado com o uso de um dispositivo de aquecimento por indução. O dispositivo de aquecimento por indução deve aplicar campos magnéticos alternativos gerados a partir de bobinas à placa condutora, gerar, nessa placa condutora, calor de Joule com base em correntes parasitas induzidas nessa placa condutora por indução eletromagnética e aquecer essa placa condutora por esse calor de Joule.

[003] Os exemplos de tal dispositivo de aquecimento por indução incluem um dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF (Fluxo Longitudinal) e um dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF (Fluxo Transverso).

[004] A Figura 12 é uma vista que ilustra uma constituição do dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF. Concretamente, a Figura 12 é uma vista que ilustra o estado de um dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF 1200 visualizada de cima. Incidentalmente, as coordenadas X-Y-Z em cada desenho indicam a relação direcional em cada desenho. As origens das coordenadas X-Y- Z nos desenhos respectivos são iguais (a origem das coordenadas X- Y-Z não se limita à posição ilustrada em cada desenho). Além disso, uma placa condutora em formato de banda S a ser aquecida deve ser passada em uma direção positiva do eixo geométrico Y (em uma direção de seta delineada na Figura 12). O supracitado também é aplicado aos outros desenhos.

[005] O dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF 1200 ilustrado na Figura 12 inclui uma bobina solenoide 1210. A bobina solenoide 1210 é enrolada em uma direção substancialmente vertical à direção de passagem da placa condutora S de modo a circundar a placa condutora em formato de banda S. Desse modo, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF 1200, uma trajetória de corrente para fluir através da bobina solenoide 1210 e a placa condutora S a ser passada estão interligadas. Incidentalmente, um exemplo da direção da corrente que flui através da bobina solenoide 1210 é a direção de uma linha em seta ilustrada na bobina solenoide 1210 na Figura 12. Uma corrente alternada é aplicada à bobina solenoide 1210 para aplicar um campo magnético alternado substancialmente paralelo à direção longitudinal da placa condutora S (tal campo magnético é denominado de campo magnético longitudinal (LF)). Como tal dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF, há uma técnica descrita na Literatura de Patente 1.

[006] Conforme o supracitado, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF, a placa condutora é passada através do interior da bobina solenoide em um estado interligado. Por esse motivo, no caso em que a placa condutora está no interior da bobina solenoide, é impossível retrair a bobina solenoide temporariamente. Por exemplo, quando a placa condutora sofre fratura no lado a montante do dispositivo de aquecimento por indução, a placa condutora é passada através do dispositivo de aquecimento por indução durante vibração. Nesse caso, a placa condutora entra em contato com a bobina, e a bobina e semelhantes estão propensos a serem danificados. Além disso, a própria bobina se torna um obstáculo para um trabalho de restauração quando a placa condutora é passada através de uma linha quando a operação continua.

[007] Desse modo, a Literatura de Patente 2 revela uma técnica na qual uma região de parte de uma bobina é definida como uma porção de porta e a porção de porta é projetada para poder abrir e fechar com relação a um corpo principal de bobina. O uso da técnica descrita na Literatura de Patente 2 possibilita a retração até mesmo no dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF movendo-se horizontalmente a bobina após a porção de porta ser aberta com relação ao corpo principal de bobina.

[008] A Figura 13 é uma vista que ilustra uma constituição do dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF. Concretamente, a Figura 13 é uma vista que ilustra o estado de um dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF 1300 observado de cima.

[009] Conforme ilustrado na Figura 13, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF 1300, duas bobinas 1310, 1320 estão dispostas acima e abaixo de uma placa condutora S ao longo de uma superfície de placa da placa condutora em formato de banda S. As duas bobinas 1310, 1320 viram em uma direção substancialmente paralela à superfície de placa da placa condutora S. Desse modo, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF 1300, as trajetórias de correntes para fluírem através das duas bobinas 1310, 1320 e da placa condutora S a ser passada não se interligam. Incidentalmente, um exemplo da direção da corrente que flui através das bobinas 1310, 1320 é a direção de uma linha em seta ilustrada nas bobinas 1310, 1320 na Figura 13. As correntes alternadas, que estão na mesma direção, são aplicadas às duas bobinas 1310, 1320 e os campos magnéticos alternativos são aplicados de maneira substancialmente vertical à superfície de placa da placa condutora S (tal campo magnético é denominado de campo magnético transversal (TF)). Nesse momento, os campos magnéticos alternativos, que estão na mesma direção, são gerados a partir das bobinas 1310, 1320. Visto que esses campos magnéticos transversos são maiores, a placa condutora S pode ser aquecida a uma temperatura mais alta.

[0010] Além disso, a Literatura de Patente 3 revela uma técnica na qual duas bobinas de aquecimento de indução de volta única dispostas ao longo de uma placa condutora são deslocadas em uma direção de passagem da placa condutora por uma largura de bobina. As duas bobinas de aquecimento de indução de volta única descritas na Literatura de Patente 3 exercem a mesma função das bobinas 1310, 1320. No entanto, conforme descrito anteriormente, as correntes alternadas a serem aplicadas às bobinas 1310, 1320 estão na mesma direção. Por outro lado, as correntes alternadas a serem aplicadas às duas bobinas de aquecimento de indução de volta única descritas na Literatura de Patente 3 estão em direções opostas. As duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são deslocadas na direção de passagem da placa condutora por uma largura de bobina e, desse modo, um desvio das correntes parasitas geradas na placa condutora devido aos campos magnéticos transversos das duas bobinas de aquecimento de indução de volta única é suprimido.

[0011] Além disso, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, a corrente parasita se concentra nas porções de extremidade na direção da largura da placa condutora S (na explicação a seguir, essas porções são denominadas de porções de borda, conforme necessário). Portanto, é comum que essas porções de borda sejam superaquecidas. Desse modo, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, conforme ilustrado na Figura 13, nas posições voltadas para ambas as porções de borda da placa condutora S, que estão entre a bobina 1310 e a placa condutora S e entre a bobina 1320 e a placa condutora S, as placas condutoras 1330 a 1360 estão dispostas (consultar a Literatura de Patente 4).

[0012] Além disso, a Literatura de Patente 5 revela uma técnica na qual não é uma placa condutora que está disposta, mas sim as bobinas. As bobinas primárias estão dispostas acima e abaixo de uma placa condutora ao longo da placa condutora. As bobinas primárias são bobinas de aquecimento e exercem a mesma função das bobinas 1310, 1320. Uma pluralidade de bobinas secundárias é fornecida entre a placa condutora e a bobina primária. As várias bobinas secundárias exercem uma função de enfraquecer, dentre os fluxos magnéticos primários gerados a partir das bobinas primárias, os fluxos magnéticos primários próximos das porções de borda da placa condutora e reduzir, por si só, as correntes parasitas que fluem através da placa condutora. As várias bobinas secundárias são projetadas para serem móveis ao longo da direção de superfície de placa da placa condutora.

[0013] A Literatura de Patente 6 descreve um dispositivo de aquecimento por indução para mover produtos metálicos planos. O dispositivo compreende um único par de núcleos de bobina espaçados posicionados opostos aos lados de um produto, sendo os núcleos ajustáveis independentemente em relação ao produto que se move continuamente entre os núcleos, meios para guiar o produto ao longo de um eixo transversal ao comprimento dos núcleos, os núcleos incluindo uma pluralidade de laminações posicionadas paralelamente ao produto, e meios de bobina respectivamente montados nos núcleos para transportar corrente AC monofásica, de fase oposta, e tendo uma frequência pré-selecionada para induzir circuitos de corrente nas superfícies confrontantes correspondentes do produto, para profundidades inferiores a metade da espessura do produto.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[0014] Literatura de Patente 1: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 07-153560

[0015] Literatura de Patente 2: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 06-88194

[0016] Literatura de Patente 3: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2007-324009

[0017] Literatura de Patente 4: Patente no JP 4959651

[0018] Literatura de Patente 5: Publicação de Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2007-122924

[0019] Literatura de Patente 6: US 5 397 877 A

LITERATURA DE NÃO PATENTE

[0020] Literatura de Não Patente 1: HAZUMI, SHIGEJIRO, "Characteristics of electric heating and its frequencies," Electro-Heat, Japan Electro-heat Association, 1992, No. 62, páginas 6 e 7

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0021] No entanto, na técnica descrita na Literatura de Patente 2, há uma grande carga de trabalho para manutenção. Por exemplo, no caso em que a porção de porta e o corpo principal de bobina não estão em contato entre si de modo uniforme, a densidade de corrente em uma porção de contrato entre a porção de porta e o corpo principal de bobina aumenta, ou ocorre uma descarga entre a porção de porta e o corpo principal de bobina. Nesse caso, a interrupção da operação está propensa a ocorrer, e a porção de porta e o corpo principal de bobina estão propensos a derreterem parcialmente. Desse modo, a fim de estabilizar o estado de contato entre a porção de porta e o corpo principal de bobina, a frequência de manutenção aumenta para prejudicar a operação. Além disso, quando o dispositivo de aquecimento por indução descrito na Literatura de Patente 2 é aplicado a uma linha de chapeamento, por exemplo, o vapor de um banho de chapeamento está propenso a permanecer na porção de contato entre a porção de porta e o corpo principal de bobina. Quando o vapor é resfriado nesse estado, o metal que compõe o banho de chapeamento se fixa à porção de contato entre a porção de porta e o corpo principal de bobina para causar um problema de descarga em alguns casos. Desse modo, um trabalho de manutenção para remover tal metal é exigido.

[0022] Enquanto isso, nas técnicas descritas nas Literaturas de Patente 3 a 5, a fim de impedir o superaquecimento das porções de borda, é necessário adicionar membros diferentes das bobinas de aquecimento (a placa condutora e as bobinas secundárias). Por esse motivo, a estrutura do dispositivo de aquecimento por indução se torna complicada. Além disso, na técnica descrita na Literatura de Patente 5, é necessário mover as várias bobinas secundárias de acordo com a largura de placa da placa condutora a ser aquecida. Consequentemente, é comum adicionar um mecanismo complexo adicional a fim de mover as várias bobinas secundárias.

[0023] A presente invenção foi elaborada considerando os problemas acima, e um objetivo da mesma é fornecer um dispositivo de aquecimento por indução que obtenha ambos os resultados que são uniformizar o quanto possível uma distribuição de temperatura em uma direção de largura de uma placa condutora e retrair as bobinas temporariamente sem adicionar uma constituição especial.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0024] A presente invenção é definida nas reivindicações. Um dispositivo de aquecimento por indução de acordo com a presente invenção é um dispositivo de aquecimento por indução que aquece indutivamente uma placa condutora de passagem, sendo que o dispositivo de aquecimento por indução inclui; uma primeira bobina que gera um campo magnético em uma direção de espessura de placa da placa condutora por uma corrente alternada que flui através da mesma; e uma segunda bobina que gera um campo magnético na direção de espessura de placa da placa condutora por uma corrente alternada que flui através da mesma, através da qual a primeira bobina e a segunda bobina são posicionadas para ensanduichar a placa condutora entre as mesmas, a primeira bobina e a segunda bobina estão substancialmente na mesma posição em uma direção de passagem da placa condutora, os campos magnéticos que estão em direções opostas entre si são gerados na direção de espessura de placa da placa condutora a partir da primeira bobina e da segunda bobina pelas correntes alternadas, as correntes parasitas são geradas no interior da placa condutora pelos campos magnéticos que estão em direções opostas e a placa condutora é aquecida indutivamente pelas correntes parasitas.

[0025] Um método de aquecimento por indução de acordo com a presente invenção é um método de aquecimento por indução, com o uso de um dispositivo de aquecimento por indução que inclui: uma primeira bobina que gera um campo magnético em uma direção de espessura de placa de uma placa condutora por uma corrente alternada que flui através da mesma; e uma segunda bobina que gera um campo magnético na direção de espessura de placa da placa condutora por uma corrente alternada que flui através da mesma, na qual a primeira bobina e a segunda bobina são posicionadas para ensanduichar a placa condutora entre as mesmas, e a primeira bobina e a segunda bobina estão substancialmente na mesma posição em uma direção de passagem da placa condutora, aquecer por indução a placa condutora de passagem, sendo que o método inclui: gerar campos magnéticos que estão em direções opostas entre si na direção de espessura de placa da placa condutora a partir da primeira bobina e da segunda bobina pelas correntes alternadas; gerar correntes parasitas no interior da placa condutora pelos campos magnéticos em direções opostas; e aquecer indutivamente a placa condutora pelas correntes parasitas.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0026] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um dispositivo de aquecimento por indução que obtém ambos os resultados que são uniformizar o quanto possível uma distribuição de temperatura em uma direção de largura de uma placa condutora e retrair as bobinas temporariamente sem adicionar uma constituição especial.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] A Figura 1 é uma vista que ilustra um exemplo de uma constituição de um sistema de aquecimento por indução.

[0028] A Figura 2 é uma vista que ilustra um exemplo e um corte transversal Y-Z de um dispositivo de aquecimento por indução em uma modalidade.

[0029] A Figura 3 é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo de direções de campos magnéticos gerados pelas correntes alternadas que fluem através de uma primeira bobina e de uma segunda bobina.

[0030] A Figura 4 é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo do estado em que os campos magnéticos gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina e da segunda bobina penetram em uma placa condutora.

[0031] A Figura 5A é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo de correntes parasitas, presumindo que a corrente parasita com base no campo magnético gerada pela primeira bobina e uma corrente parasita com base no campo magnético gerado pela segunda bobina existem independentemente.

[0032] A Figura 5B é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo de correntes parasitas geradas no interior da placa condutora.

[0033] A Figura 6 é uma vista que ilustra um exemplo de uma distribuição de temperaturas de superfícies da placa condutora em uma direção de largura.

[0034] A Figura 7 é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo da relação entre uma posição da placa condutora em uma direção de espessura de placa e densidades de corrente das correntes parasitas que fluem através da placa condutora.

[0035] A Figura 8 é uma vista que ilustra um primeiro exemplo modificado da constituição do sistema de aquecimento por indução.

[0036] A Figura 9 é uma vista que ilustra um segundo exemplo modificado da constituição do sistema de aquecimento por indução.

[0037] A Figura 10 é uma vista que ilustra um terceiro exemplo modificado da constituição do sistema de aquecimento por indução.

[0038] A Figura 11 é uma vista que ilustra um exemplo de um corte transversal Y-Z de um dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF no terceiro exemplo modificado.

[0039] A Figura 12 é uma vista que ilustra uma constituição de um dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF.

[0040] A Figura 13 é uma vista que ilustra uma constituição de um dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0041] Doravante, com referência aos desenhos, será explicada uma modalidade da presente invenção. Incidentalmente, em cada desenho, a título de conveniência de explicação e de representação, apenas as porções necessárias para a explicação serão ilustradas simplificadamente, conforme necessário.

[0042] A Figura 1 é uma vista que ilustra um exemplo de uma constituição de um sistema de aquecimento por indução. De maneira concreta, a Figura 1 é uma vista que ilustra o estado de um dispositivo de aquecimento por indução 100 observado de cima. No presente contexto, a fim de descrever o dispositivo de aquecimento por indução 100 nessa modalidade distintamente do dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF e do dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, o dispositivo de aquecimento por indução 100 é denominado de dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF (Fluxo ulterior) conforme necessário. Conforme será descrito posteriormente, no dispositivo de aquecimento por indução 100 nessa modalidade, em uma região sem uma placa condutora S entre uma primeira bobina 110 e uma segunda bobina 120, os campos magnéticos são gerados pelas correntes alternadas, porém, as correntes alternadas são aplicadas de modo que os campos magnéticos mútuos sejam desviados para não serem vistos. Portanto, o tipo do dispositivo de aquecimento por indução 100 nessa modalidade é denominado de tipo de UF.

[0043] A placa condutora S é uma placa de aço, por exemplo. No entanto, a placa condutora S não se limita à placa de aço. É possível definir as placas condutoras, tais como uma placa de metal não magnética e uma placa de metal ferromagnética a um alvo de aquecimento. O chapeamento pode ser aplicado a uma superfície da placa de metal, e uma pluralidade de placas de metal pode ser laminada. Além disso, a espessura da placa condutora S não é particularmente limitada. É possível definir uma chapa condutora que tem uma espessura de 1 [mm] ou menos, por exemplo, (chapa fina) a um alvo de aquecimento. Incidentalmente, a direção do eixo geométrico Y na Figura 1 não é particularmente limitada, e pode ser uma direção horizontal até o solo ou uma direção vertical até o solo, por exemplo.

[0044] Na Figura 1, o sistema de aquecimento por indução inclui o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e uma fonte de alimentação de corrente alternada 200.

[0045] O dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 inclui a primeira bobina 110, a segunda bobina 120, um primeiro núcleo 130 e um segundo núcleo 140. Além disso, a fonte de alimentação de corrente alternada 200 é conectada eletricamente à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120.

[0046] A primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 são bobinas que têm o mesmo material, formato e tamanho. A primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 são formadas, cada uma, por um metal, tal como cobre, por exemplo.

[0047] A primeira bobina 110 é uma bobina virada em uma direção substancialmente paralela à superfície de placa da placa condutora S. A primeira bobina 110 está disposta de modo que uma superfície que é formada por porções viradas da mesma (o que é denominado de superfície de bobina da mesma) esteja voltada substancialmente para uma superfície (superfície frontal) das duas superfícies de placa da placa condutora S em tal distância de modo que não entre em contato com a placa condutora S.

[0048] A segunda bobina 120 também é uma bobina virada em uma direção substancialmente paralela à superfície de placa da placa condutora S semelhante à primeira bobina 110. A segunda bobina 120 está disposta de modo que uma superfície que é produzida a partir de porções viradas da mesma (que é denominada de superfície de bobina da mesma) esteja voltada substancialmente para a outra superfície (superfície traseira) das duas superfícies de placa da placa condutora S em tal distância de modo que não esteja em contato com a placa condutora S. Além disso, as superfícies de extremidade superior e superfícies de extremidade inferior da primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 quando observadas ao longo de uma direção de passagem da placa condutora S (direção de eixo geométrico Y no exemplo ilustrado na Figura 1) são superfícies planas. Além disso, essas superfícies são substancialmente paralelas à superfície de placa da placa condutora S.

[0047] Além disso, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 estão dispostas nas posições em que a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 estão substancialmente voltadas uma para a outra ao longo da placa condutora S. Ou seja, as posições da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 na direção de eixo geométrico Y (direção de passagem da placa condutora S) são substancialmente iguais. O exemplo ilustrado na Figura 1 é definido de modo que a distância entre a primeira bobina 110 e a placa condutora S e a distância entre a segunda bobina 120 e a placa condutora S sejam iguais. Além disso, no exemplo ilustrado na Figura 1, tanto o número de voltas da primeira bobina 110 quanto o número de voltas da segunda bobina 120 são ambos uma [vezes]. Conforme acima, no exemplo ilustrado na Figura 1, as posições da primeira bobina 110 diferentes da posição da direção de eixo geométrico Z e as posições da segunda bobina 120 diferentes da posição da direção de eixo geométrico Z são substancialmente iguais. As primeiras bobinas 110, a segunda bobina 120 podem ser fabricadas pela constituição igual àquela das bobinas 1310, 1320 ilustradas na Figura 13.

[0049] A Figura 2 é uma vista que ilustra um exemplo de um corte transversal Y-Z do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100. O corte transversal Y-Z é um corte transversal no caso de cortar o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 na posição intermediária em uma direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa condutora S ao longo de uma superfície determinada pela direção de passagem da placa condutora S (direção de eixo geométrico Y) e uma direção de espessura de placa (direção de eixo geométrico Z) (plano Y-Z).

[0050] O primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140 são núcleos que têm o mesmo material, formato e tamanho. O primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140 são formados, cada um, por um material magnético mole, tal como ferrita, por exemplo. O primeiro núcleo 130 é disposto na posição para ser uma trajetória magnética de fluxos magnéticos gerados a partir da primeira bobina 110. O segundo núcleo 140 está disposto na posição para ser uma trajetória magnética de fluxos magnéticos gerados a partir da segunda bobina 120.

[0051] Conforme ilustrado na Figura 1 e na Figura 2, nessa modalidade, o primeiro núcleo 130 tem um formato obtido formando-se as porções rebaixadas em um formato em paralelepípedo retangular de acordo com formatos de regiões que se estendem na direção de largura (direção de eixo geométrico X) da primeira bobina 110. Nessa modalidade, conforme ilustrado na Figura 1 e na Figura 2, as porções rebaixadas do primeiro núcleo 130 são formadas de modo que, no caso em que a primeira bobina 110 está disposta nas porções rebaixadas, a superfície da primeira bobina 110 que está voltada para a placa condutora S e a superfície do primeiro núcleo 130 que está voltada para a placa condutora S fiquem substancialmente niveladas entre si.

[0052] De igual modo, o segundo núcleo 140 tem um formato obtido formando-se porções rebaixadas em um formato em paralelepípedo retangular de acordo com formatos de regiões que se estendem na direção de largura (direção de eixo geométrico X) da segunda bobina 120. Além disso, as porções rebaixadas do segundo núcleo 140 são formadas de modo que, no caso em que a segunda bobina 120 que está disposta nas porções rebaixadas, a superfície da segunda bobina 120 que está voltada para a placa condutora S e a superfície do segundo núcleo 140 que está voltada para a placa condutora S fiquem substancialmente niveladas entre si.

[0053] Incidentalmente, contanto que os campos magnéticos possam ser aplicados à placa condutora S de modo que o campo magnético entre o primeiro núcleo 130 e a placa condutora S e o campo magnético entre o segundo núcleo 140 e a placa condutora S estejam em direções opostas entre si, os formatos da primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 não se limitam aos formatos ilustrados na Figura 1. Por exemplo, a superfície da primeira bobina 110 que está voltada para a placa condutora S e a superfície do primeiro núcleo 130 que está voltada para a placa condutora S não precisam estar substancialmente niveladas entre si. Isso é verídico em relação à segunda bobina 120 e ao segundo núcleo 140.

[0054] Além disso, um tratamento de isolamento é realizado entre a primeira bobina 110 e o primeiro núcleo 130. Um tratamento de isolamento também é realizado entre a segunda bobina 120 e o segundo núcleo 140.

[0055] Embora na Figura 1 a ilustração seja omitida a título de conveniência de representação, nessa modalidade, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 têm, cada uma, um formato oco, conforme ilustrado na Figura 2. Concretamente, no exemplo ilustrado na Figura 2, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 têm, cada uma, um retângulo oco em um corte transversal vertical à direção na qual a corrente alternada flui. É feito com que uma água de resfriamento flua através das porções ocas. Essa água de resfriamento resfria por água a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120, possibilitando, assim, suprimir os aumentos de geração de calor da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120.

[0056] No presente contexto, a placa condutora S é passada de modo que tenha toda uma região da mesma na direção de largura (direção de eixo geométrico X) posicionada no primeiro núcleo 130 e no segundo núcleo 140. Ou seja, a placa condutora S é projetada para passar entre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 em um estado em que as porções de extremidade da mesma (porções de borda) na direção de largura sejam posicionadas no lado interno em relação às porções de extremidade na direção da largura (direção de eixo geométrico X) do primeiro núcleo 130 e do segundo núcleo 140. Os comprimentos na direção de largura (direção de eixo geométrico X) do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 (a primeira bobina 110, a segunda bobina 120, o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140) são determinados antecipadamente de modo a obter o supracitado.

[0057] Além disso, conforme ilustrado na Figura 1, nessa modalidade, uma porção de extremidade 111 da primeira bobina 110 é conectada eletricamente a um terminal 201 dentre dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 200. Além disso, a outra porção de extremidade 112 da primeira bobina 110 está conectada eletricamente ao outro terminal 202 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 200.

[0058] Além disso, dentre duas porções de extremidade da segunda bobina 120, uma porção de extremidade 121 está posicionada em uma posição voltada para a outra porção de extremidade 112 da primeira bobina 110, sendo que cada uma na direção de eixo geométrico Z está conectada eletricamente ao um terminal 201 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 200. Além disso, dentre as duas porções de extremidade da segunda bobina 120, a outra porção de extremidade 122 posicionada em uma posição voltada a uma porção de extremidade 111 da primeira bobina 110, sendo que cada uma na direção de eixo geométrico Z está conectada eletricamente ao outro terminal 202 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 200.

[0059] Conforme acima, nessa modalidade, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 são conectadas em paralelo à fonte de alimentação de corrente alternada 200 de modo que as direções das voltas da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 (quando visualizadas a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 200) fiquem opostas entre si.

[0060] Consequentemente, quando as correntes alternadas são aplicadas à fonte de alimentação de corrente alternada 200, conforme ilustrado na Figura 1, as direções (quando visualizadas a partir do mesmo ponto de vista ao mesmo tempo) das correntes alternadas que fluem através das regiões voltadas mutuamente da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 ficam opostas entre si (consultar as linhas em seta ilustradas na primeira bobina 110 e na segunda bobina 120 na Figura 1).

[0061] As linhas em seta ilustradas na primeira bobina 110 e na segunda bobina 120 na Figura 1 indicam que no caso do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 que é observado de cima, a direção da corrente alternada que flui através da primeira bobina 110 está em sentido horário (à direita) e a direção da corrente alternada que flui através da segunda bobina 120 está em sentido anti-horário (à esquerda).

[0062] No presente contexto, as correntes alternadas aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 da fonte de alimentação de corrente alternada 200 têm apenas direções diferentes (quando observadas do mesmo ponto de vista ao mesmo tempo) e têm a mesma magnitude e frequência (ao mesmo tempo). Incidentalmente, uma forma de onda da corrente alternada é uma onda senoidal, por exemplo. No entanto, a forma de onda da corrente alternada não se limita à onda senoidal e pode ser definida como a forma de onda igual àquela que pode ser usada em um dispositivo de aquecimento por indução geral.

[0063] Incidentalmente, na explicação a seguir, "as direções (ao mesmo tempo) das correntes alternadas que fluem através das regiões voltadas mutuamente da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120" são denominadas de "direções das correntes alternadas da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120", conforme necessário.

[0064] A Figura 3 é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo das direções de campos magnéticos geradas pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120. Incidentalmente, também na Figura 3, as ilustrações das porções ocas da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 são omitidas semelhantemente à Figura 1. Além disso, na Figura 3, as direções dos campos magnéticos no caso em que as correntes alternadas fluem nas direções das linhas em seta ilustradas na primeira bobina 110 e na segunda bobina 120 na Figura 1 serão descritas como um exemplo. Além disso, a título de conveniência de representação, na Figura 3, a placa condutora S é ilustrada com maior espessura em comparação a outros desenhos.

[0065] A corrente alternada flui através da primeira bobina 110 e, desse modo, um campo magnético H1 em uma direção substancialmente vertical à superfície de placa da placa condutora S (a saber, na direção de espessura de placa da placa condutora S) é gerado na região entre o primeiro núcleo 130 e a placa condutora S. De modo semelhante, a corrente alternada flui através da segunda bobina 120 e, desse modo, um campo magnético H2 em uma direção substancialmente vertical à superfície de placa da placa condutora S (a saber, na direção de espessura de placa da placa condutora S) é gerada na região entre o segundo núcleo 140 e a placa condutora S. Nessa modalidade, as direções das correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 são definidas opostas entre si e, desse modo, conforme ilustrado na Figura 3, as direções dos campos magnéticos H1, H2 nas regiões voltadas mutuamente do primeiro núcleo 130 e do segundo núcleo 140 ficam opostas entre si. Nesse momento, uma corrente parasita Ie1 e uma corrente parasita Ie2 são induzidas nas direções opostas entre si para fluir através de uma superfície (superfície superior) da placa condutora S e da outra superfície (superfície inferior) da mesma respectivamente. Os detalhes das correntes parasitas Ie1, Ie2 serão descritos posteriormente com referência à Figura 4, à Figura 5A e à Figura 5B.

[0066] Além disso, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 nessa modalidade, as trajetórias das correntes que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 e da placa condutora S para serem passadas não são interligadas semelhantemente ao dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF explicado em TÉCNICA ANTECEDENTE.

[0067] No entanto, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, as direções das correntes que fluem através das bobinas 1310, 1320 são definidas iguais. Além disso, na técnica descrita na Literatura de Patente 3, as duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são comutadas na direção de passagem da placa condutora por uma largura de bobina a fim de impedir um desvio de correntes parasitas geradas na placa condutora devido aos campos magnéticos transversos das duas bobinas de aquecimento de indução de volta única.

[0068] Em contrapartida, nessa modalidade, conforme descrito anteriormente, as direções das correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 são definidas opostas entre si e, ao mesmo tempo, as posições da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 na direção de eixo geométrico Y (direção de passagem da placa condutora S) são definidas substancialmente iguais. As seguintes constatações constatadas pelos presentes inventores, pela primeira vez, contribuíram para tal concepção.

[0069] Primeiramente, quando as correntes alternadas, que têm a mesma magnitude, são aplicadas às duas bobinas completamente iguais nas direções opostas, e essas duas bobinas são colocadas próximas uma da outra, os campos magnéticos gerados pelas bobinas mútuas são cancelados na maioria dos lugares devido ao fato de que os campos magnéticos têm a mesma magnitude e têm direções opostas.

[0070] No dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, os campos magnéticos que penetram na placa condutora fazem com que as correntes parasitas fluam através da placa condutora, e essas correntes parasitas aquecem a placa condutora. Nesse momento, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, as direções das correntes a serem aplicadas às duas bobinas são definidas iguais. A placa condutora está disposta entre as duas bobinas e as correntes em uma frequência empregadas no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF são aplicadas a essas duas bobinas nas direções opostas e, desse modo, os campos magnéticos gerados pelas bobinas são desviados de modo uniforme na placa condutora.

[0071] Consequentemente, as correntes parasitas não são geradas na placa condutora, e a placa condutora não é aquecida indutivamente. No dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, os campos magnéticos gerados pelas duas bobinas têm a magnitude aumentada, desse modo, possibilitando aquecer a placa condutora a uma alta temperatura. Consequentemente, a aplicação das correntes alternadas a essas bobinas de modo a cancelar os campos magnéticos gerados por essas duas bobinas leva a uma redução nos efeitos do dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF.

[0072] Em contrapartida, na técnica descrita na Literatura de Patente 3, as direções das correntes alternadas aplicadas às duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são opostas. No entanto, na técnica descrita na Literatura de Patente 3, as duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são deslocadas na direção de passagem da placa condutora por uma largura de bobina. Na Literatura de Patente 3, tal constituição é empregada a fim de impedir que as correntes parasitas geradas na placa condutora pelos campos magnéticos a partir das duas bobinas de aquecimento de indução de volta única desviem. Consequentemente, a técnica descrita na Literatura de Patente 3 se baseia na ideia de que as correntes parasitas geradas na placa condutora pelos campos magnéticos a partir das duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são desviadas a menos que as bobinas de aquecimento de indução de volta única sejam deslocadas na direção de passagem da placa condutora. Então, como a técnica descrita na Literatura de Patente 3, na constituição na qual as duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são deslocadas na direção de passagem da placa condutora por uma largura de bobina, o aquecimento das porções de borda ocorre a menos que as técnicas descritas nas Literaturas de Patente 4, 5 sejam aplicadas. Além disso, as duas bobinas de aquecimento de indução de volta única, por si só, auxiliam o dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF e falham em aquecer indutivamente a placa condutora a uma temperatura desejada.

[0073] Em contrapartida, os presentes inventores constataram que a placa condutora S está disposta entre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 em um estado em que as posições da primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 na direção de eixo geométrico Y (direção de passagem da placa condutora S) são substancialmente iguais, desde que a frequência das correntes alternadas sejam aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 seja ajustada embora as direções das correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 estejam opostas entre si, o interior da placa condutora S é colocado em um estado em que os campos magnéticos H1, H2 gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 não são desviados, e as correntes parasitas com base no campos magnéticos H1, H2 são geradas no interior da placa condutora S.

[0074] A Figura 4 é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo do estado em que os campos magnéticos H1, H2 gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 penetram na placa condutora S.

[0075] Uma distribuição das correntes geradas na placa condutora por indução eletromagnética tem uma propriedade na qual a corrente se inclina em direção à superfície por um efeito pelicular, e essa tendência é aumentada à medida que a frequência se torna mais alta. Conforme descrito na Literatura de Não Patente 1, ou semelhante, uma profundidade de penetração da corrente na placa condutora (profundidade da superfície da placa condutora até o ponto em que a densidade de corrente diminui até 1/e (= 0,3680) da superfície) δ [m] é expressa pela Expressão (1) abaixo. [EXPRESSÃO MATEMÁTICA 1]

[0076] Na Expressão (1), p é a resistividade do condutor [Q ■ m], w é uma frequência angular [rad/s] (= 2πf), μ é uma permeabilidade magnética do condutor [H/m], μs é a permeabilidade relativa do condutor [-], e f é uma frequência f [Hz]. Os valores da permeabilidade magnética μ (permeabilidade relativa μs) e a resistividade p são valores da placa condutora S em uma temperatura-alvo de aquecimento principalmente.

[0077] As presentes inventores constataram que, com base na Expressão (1) acima, a frequência das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 (f na Expressão (1)) é ajustada, e, desse modo, os campos magnéticos gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 não são afetados no interior da placa condutora S até mesmo quando estiverem em um estado em que as posições da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 na direção de eixo geométrico Y (direção de passagem da placa condutora S) se tornam substancialmente iguais, a placa condutora S está disposta entre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120, e as direções das correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 se tornam opostas entre si.

[0078] Como uma faixa preferencial de tal frequência das correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120, os presentes inventores constataram a faixa a seguir. Ou seja, os presentes inventores constataram que é preferencial determinar a frequência das correntes alternadas a ser aplicada à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 (f na Expressão (1)) em uma faixa que satisfaz a Expressão (2) abaixo.

[0079] Na Expressão (2), d é uma espessura de placa [m] da placa condutora S. Conforme expresso na Expressão (2), desde que a frequência das correntes alternadas seja aplicada à primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 seja determinada de modo que a profundidade de penetração δ da corrente na placa condutora S se torne igual ou menor que 1/2 vez a espessura de placa d [m] da placa condutora S, uma faixa em que o campo magnético H1 gerado pela corrente alternada que flui através da primeira bobina 110 penetra na placa condutora S e uma faixa em que o campo magnético H2 gerado pela corrente alternada que flui através da segunda bobina 120 penetra na placa condutora S são separadas, conforme ilustrado na Figura 4. Consequentemente, em uma região na qual o campo magnético H1 penetra e em uma região na qual o campo magnético H2 penetra, as correntes parasitas Ie1, Ie2, que são opostas entre si na direção, aparecem separadamente. A corrente parasita Ie1 pode aquecer um lado da superfície da placa condutora S, e a corrente parasita Ie2 pode aquecer o outro lado da superfície da placa condutora S. Incidentalmente, as direções das correntes parasitas Ie1, Ie2 ilustradas na Figura 4 são um exemplo e, conforme ilustrado na Figura 5B que será descrita posteriormente, também há uma região onde a direção da corrente parasita Ie1 está oposta à direção ilustrada na Figura 4 e uma região onde a direção da corrente parasita Ie2 está oposta à direção ilustrada na Figura 4.

[0080] Enquanto isso, o valor de limite superior da frequência das correntes alternadas a ser aplicada à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 não é particularmente limitado e é definido apropriadamente conforme uso. Por exemplo, no caso em que é desejado que todo o inferior da placa condutora S seja aquecido indutivamente de modo mais uniforme possível, uma frequência mais baixa possível precisa ser selecionada apenas dentro da faixa que satisfaz a Expressão (1). Enquanto isso, no caso em que é desejado que apenas a região próxima à superfície da placa condutora S seja aquecida, uma alta frequência precisa ser selecionada apenas de acordo com a espessura da superfície da região cujo aquecimento é desejado (uma alta frequência precisa apenas ser selecionada, uma vez que a faixa na direção de espessura da superfície é menor, como uma faixa cujo aquecimento é desejado).

[0081] A Figura 5A e a Figura 5B são vistas que explicam, cada uma, um exemplo das correntes parasitas geradas no interior da placa condutora S. Concretamente, a Figura 5A é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo das correntes parasitas, presumindo que a corrente parasita com base no campo magnético H1 gerado pela corrente alternada que flui através da primeira bobina 110 e a corrente parasita com base no campo magnético H2 gerado pela corrente alternada que flui através da segunda bobina 120 existem independentemente. Além disso, a Figura 5B é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo das correntes parasitas geradas no interior da placa condutora S. Na Figura 5A e na Figura 5B, é ilustrada apenas uma porção da placa condutora S próxima de uma região (entre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120) no interior do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100.

[0082] No presente contexto, na Figura 5A e na Figura 5B, são descritas, como exemplo, as correntes parasitas geradas no caso em que as correntes alternadas fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 nas direções ilustradas na Figura 1. Ou seja, a direção do campo magnético H1 gerada pela corrente alternada que flui através da primeira bobina 110 é uma direção negativa do eixo geométrico Z. Além disso, a direção do campo magnético H2 gerada pela corrente alternada que flui através da segunda bobina 120 é uma direção positiva do eixo geométrico Z. Além disso, na Figura 5A e na Figura 5B, define-se que a corrente alternada na frequência f que satisfaz Expressão (1) flui através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120.

[0083] Ou seja, uma corrente parasita I1 com base no campo magnético H1 gerada pela corrente alternada que flui através da primeira bobina 110 flui em uma direção para cancelar o campo magnético H1 (consultar a Figura 5A). Além disso, uma corrente parasita I2 com base no campo magnético H2 gerada pela corrente alternada que flui através da segunda bobina 120 flui em uma direção para cancelar o campo magnético H2 (consultar a Figura 5A). Essas correntes parasitas I1 e I2 são geradas independentemente em resposta aos campos magnéticos H1 e H2 respectivamente.

[0084] No entanto, na Figura 5A, nas regiões da direção de largura (direção de eixo geométrico X), as porções de extremidade (porções de borda) da placa condutora S, um condutor (que forma a placa condutora S) não existe nas pontas dessas porções de extremidade (porções de espessura de placa dessas porções de extremidade também se tornam a superfície). Consequentemente, as correntes parasitas nessas regiões dentre as correntes parasitas I1, I2 são misturadas entre si para serem desviadas, o que resulta no fato de que as correntes parasitas não fluem através dessas regiões.

[0085] Por outro lado, na Figura 5A, em uma região separada das porções de extremidade (porções de borda) na direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa condutora S, o condutor (que forma a placa condutora S) existe ao redor da região (a placa condutora S existe continuamente na direção de passagem (direção de eixo geométrico Y). Consequentemente, as correntes parasitas nessa região dentre as correntes parasitas I1, I2 permanecem separadas e existem sem se misturarem uma com a outra.

[0086] A partir do supracitado, as correntes parasitas realmente geradas na placa condutora dentre as correntes parasitas I1, I2 ilustradas na Figura 5A resultam apenas nas correntes parasitas que existem na região (superfície) vertical à direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S. Ou seja, as correntes parasitas ao longo das porções de extremidade (porções de borda) na direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa condutora S não são geradas. Como resultado, conforme ilustrado na Figura 5B, na região (superfície) vertical à direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S, a corrente parasita Ie1 e a corrente parasita Ie2 fluem em direções opostas entre si através da uma superfície (superfície superior) e outra superfície (superfície inferior) da placa condutora S respectivamente. Como resultado, conforme ilustrado na Figura 5B, (os ciclos) das correntes parasitas Ie1, Ie2 com direções opostas entre si, são gerados em duas regiões separadas uma da outra na direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S, que são as regiões (superfícies) no interior da placa condutora S vertical à direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S.

[0087] Conforme acima, os presentes inventores obtiveram as constatações que, no caso em que as correntes alternadas opostas entre si na direção são aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120, até mesmo quando os campos magnéticos (campos magnéticos transversos) são gerados na direção vertical à superfície de placa da placa condutora S da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 semelhantemente ao dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, as correntes parasitas Ie1, Ie2 fluem através das regiões (superfícies) verticais à direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S semelhantemente ao dispositivo de aquecimento por indução do tipo LF.

[0088] Essas correntes parasitas Ie1, Ie2 não fluem através das porções de extremidade na direção de largura (direção de eixo geométrico X) (porções de borda) da placa condutora S ao longo da direção longitudinal (direção de eixo geométrico Y). Consequentemente, como o dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, as porções de borda não são superaquecidas. Desse modo, é possível tornar a distribuição de temperatura na direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa condutora S substancialmente uniforme. Além disso, as direções das correntes parasitas Ie1, Ie2 que fluem através da placa condutora S são opostas entre si. As mesmas tornam equivalentes às correntes parasitas geradas no caso em que os dois dispositivos de aquecimento por indução do tipo LF estão dispostos na direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S, e as direções das correntes a serem aplicadas às bobinas nesses dois dispositivos de aquecimento por indução do tipo LF se tornam opostas entre si. Ou seja, o único dispositivo de aquecimento por indução possibilita gerar as correntes parasitas equivalentes às correntes parasitas geradas nos dois dispositivos de aquecimento por indução do tipo LF.

[0089] Enquanto isso, na técnica descrita na Literatura de Patente 3, as duas bobinas de aquecimento de indução de volta única são deslocadas na direção de passagem da placa condutora. Como resultado, as correntes parasitas I1, I2 ilustradas na Figura 5A existem com as posições das mesmas na direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) da placa condutora S variada. Ou seja, na técnica descrita na Literatura de Patente 3, tais correntes parasitas Ie1, Ie2, conforme ilustrado na Figura 5B, não fluem e correntes parasitas fluem através das porções de extremidade (porções de borda) na direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa condutora S ao longo da direção longitudinal (direção de eixo geométrico Y). Desse modo, na técnica descrita na Literatura de Patente 3, o superaquecimento das porções de borda ocorre conforme descrito anteriormente.

[0090] Além disso, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 podem ser fabricadas por bobinas iguais àquelas do dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF. Consequentemente, semelhante ao dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF, por exemplo, mover apenas a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 possibilita retrair o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 temporariamente.

[0091] Como um método de retração, há os métodos a seguir, por exemplo.

[0092] Como o primeiro método, pode ser citado um método para mover a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 na direção horizontal até que o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e a superfície de placa da placa condutora S não estejam mais voltados um para o outro.

[0093] Concretamente, é possível mover a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 na mesma direção. Ou seja, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 são movidas na direção positiva ou na direção negativa do eixo geométrico X.

[0094] Além disso, também é possível mover a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 em diferentes direções. Ou seja, a primeira bobina 110 é movida na direção negativa do eixo geométrico X, e a segunda bobina 120 é movida na direção positiva do eixo geométrico X. Além disso, a primeira bobina 110 pode ser movida na direção positiva do eixo geométrico X, e a segunda bobina 120 pode ser movida na direção negativa do eixo geométrico X.

[0095] Além disso, por meio do primeiro método acima, apenas uma dentre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 pode ser movida.

[0096] Como o segundo método, pode ser citado um método para mover a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 na direção vertical (direção da altura) até uma posição em que o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 não está propenso a entrar em contato com a placa condutora S.

[0097] Concretamente, a primeira bobina 110 é movida na direção positiva do eixo geométrico Z, e a segunda bobina 120 é movida na direção negativa do eixo geométrico Z.

[0098] Além disso, por meio do segundo método acima, apenas uma dentre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 pode ser movida.

[0099] Como o terceiro método, há um método para virar a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 em torno de uma posição predeterminada do lado da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 conectada à fonte de alimentação de corrente alternada 200 como um eixo geométrico para voltas até que o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e a superfície de placa da placa condutora S não estejam mais voltados um para o outro. As voltas da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 podem ser realizadas em um plano horizontal (plano X-Y na Figura 1). A direção do eixo geométrico de volta no caso de realizar a volta em um plano horizontal (plano X-Y na Figura 1) resulta na direção de eixo geométrico Z. Além disso, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 podem ter direções iguais ou diferentes no caso de realizar as voltas em um plano horizontal (plano X-Y na Figura 1). Por outro lado, também é possível realizar as voltas da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 em um plano vertical (plano X-Z na Figura 1). A direção do eixo geométrico de voltas no caso de realizar as voltas em um plano vertical (plano X-Z na Figura 1) resulta na direção de eixo geométrico Y. Além disso, a direção das voltas no caso de realizar as voltas em um plano vertical (plano X-Z na Figura 1) precisa apenas ser uma direção na qual a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 se separam, cada uma, da placa condutora S. Além disso, no terceiro método, apenas uma dentre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 pode ser virada.

[00100] Além disso, também é possível retrair o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 temporariamente por meio de um método combinado dos pelo menos dois métodos dentre o primeiro método ao terceiro método descritos anteriormente.

[00101] No caso de retrair temporariamente o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100, conforme acima, um dispositivo de controle para mover o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 também está incluído no sistema de aquecimento por indução.

[00102] A Figura 6 é uma vista que ilustra um exemplo (valores reais medidos) de uma distribuição de temperaturas de superfícies da placa condutora na direção de largura (direção de eixo geométrico X). No presente contexto, uma placa de aço foi usada como a placa condutora. Na Figura 6, a distância do centro significa a distância da posição central da placa de aço na direção de largura (direção de eixo geométrico X) no caso em que a medição é realizada ao longo da direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa de aço. Na Figura 6, a posição central da placa de aço na direção de largura (direção de eixo geométrico X) é definida como 0 (zero). Além disso, na Figura 6, apenas metade da região de direção de largura (direção de eixo geométrico X) da placa de aço é ilustrada.

[00103] Os presentes inventores realizaram cada medição no caso em que as direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas opostas como essa modalidade e no caso em que as direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas iguais como o dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF. Durante a realização dessas medições, as condições de medição diferentes das direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas iguais.

[00104] As condições de medição concreta são conforme a seguir.

[00105] Espessura de Placa da Placa de Aço: 1,1 [mm]

[00106] Largura de Placa da Placa de Aço: 1 [m]

[00107] Velocidade de Passagem: 55 [m/min]

[00108] Condutividade a uma temperatura-alvo de aquecimento da placa de aço: 1,0 x io7 [S/m]

[00109] Permeabilidade eficaz a uma temperatura-alvo de aquecimento da placa de aço: 80

[00110] Corrente: 10.000 [AT]

[00111] Frequência de Corrente: 10 [kHz]

[00112] A partir do supracitado, a profundidade de penetração δ da corrente (na temperatura-alvo de aquecimento da placa de aço) expressa pela Expressão (1) se torna 0,18 [mm].

[00113] Na Figura 6, um gráfico 601 indica o resultado do caso em que as direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas opostas. Um gráfico 602 indica o resultado do caso em que as direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas iguais. De todo modo, no centro (posição central na direção de largura (direção de eixo geométrico X)), a temperatura de superfície da placa de aço aumentou para cerca de 200 [°C].

[00114] Além disso, no caso em que as direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas opostas, o desvio da temperatura de superfície da placa de aço na direção de largura (direção de eixo geométrico X) (valor obtido subtraindo-se o valor mínimo do valor máximo) foi 2 [°C] (consultar o gráfico 601). Por outro lado, no caso em que as direções das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 foram definidas iguais, a temperatura de superfície da placa de aço nas porções de extremidade (porções de borda) na direção de largura (direção de eixo geométrico X) aumentou muito mais que a outra região e excedeu 1.300 [°C] (consultar o gráfico 602).

[00115] Nessa modalidade, conforme acima, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 estão voltadas uma para a outra ao longo da placa condutora S de modo que as posições da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 na direção de eixo geométrico Y (direção de passagem da placa condutora S) se tornem substancialmente iguais. Em seguida, as correntes alternadas na frequência f em que a profundidade de penetração δ da corrente se torna igual ou menor que metade da espessura de placa d da placa condutora S são aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 em direções opostas, desse modo, aquecendo indutivamente a placa condutora de passagem S.

[00116] Consequentemente, o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 pode ser formado apenas pelas bobinas e pelos núcleos. Desse modo, não é mais necessário fornecer membros de estrutura especial, tais como a placa condutora e as bobinas secundárias para suprimir o superaquecimento das porções de extremidade na direção da largura (porções de borda) da placa condutora S como o dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF. Além disso, não é necessário fornecer estruturas especiais para suprimir o superaquecimento das porções de extremidade na direção da largura (porções de borda) da placa condutora S. Consequentemente, não é mais necessário mudar a definição do dispositivo de aquecimento por indução 100 de acordo com a largura da placa condutora S.

[00117] Além disso, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100, os campos magnéticos são gerados em uma direção vertical à superfície de placa da placa condutora S semelhante ao dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF. Consequentemente, é possível usar as bobinas semelhantes àquelas no dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF como a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120. Desse modo, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100, a retração temporária é possibilitada facilmente sem fornecer um mecanismo para separar as bobinas. Além disso, visto que não é necessário fornecer um mecanismo para separar as bobinas, é possível reduzir uma carga de um trabalho de manutenção das bobinas. Conforme acima, desde que as condições de uma corrente a serem usadas e uma frequência sejam satisfeitas, o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 pode ser fabricado com o uso do dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF (as bobinas e os núcleos) e aplicando-se as correntes opostas em direção às bobinas, conforme descrito anteriormente. Consequentemente, no caso em que o dispositivo de aquecimento por indução do tipo TF existe, o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 pode ser fabricado sem mudar consideravelmente uma instalação.

[00118] Conforme acima, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 nessa modalidade, é possível suprimir o superaquecimento das porções de extremidade na direção da largura (porções de borda) da placa condutora S e obter dois resultados que são uniformizar o quanto possível da distribuição de temperatura na direção de largura da placa condutora S e retrair as bobinas temporariamente com uma simples constituição, sem adicionar uma constituição especial para retrair temporariamente as bobinas. Além disso, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 nessa modalidade, os campos magnéticos que têm a mesma magnitude e direções opostas são gerados em regiões em que a placa condutora S não existe entre o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140 (regiões de porção de extremidade na direção de largura (direção de eixo geométrico X) do dispositivo de aquecimento por indução 100) de uma região entre o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140. Consequentemente, os campos magnéticos nessas regiões são desviados.

[00119] Desse modo, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100, é possível minimizar o campo magnético que vaza para as cercanias ao redor do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e também é possível suprimir até o mínimo a interferência eletromagnética nas cercanias.

[00120] Além disso, um dispositivo de aquecimento por indução geral gera fortes campos magnéticos pelas bobinas e pelos núcleos no caso em que não há placa condutora S como uma carga. Por esse motivo, uma indutância do dispositivo de aquecimento por indução aumenta. Desse modo, quando uma corrente alternada começa a ser aplicada à bobina, as tensões em ambas as extremidades da bobina aumentam rapidamente. Portanto, no caso em que não há placa condutora S, não é fácil aplicar a corrente alternada à bobina até uma corrente nominal do dispositivo de aquecimento por indução, consequentemente, algumas vezes é impossível confirmar a segurança de um sistema de fonte de alimentação antecipadamente.

[00121] Em contrapartida, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 nessa modalidade, os campos magnéticos são deslocados de modo que quase desapareçam na região diferente daquela região entre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120. Por esse motivo, a indutância do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 está próxima a 0 (zero) e até mesmo em um estado em que não há placa condutora S, é possível aplicar a corrente à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 até uma corrente nominal do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100. Desse modo, é possível confirmar a segurança do sistema de fonte de alimentação antecipadamente.

[00119] Além disso, no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 nessa modalidade, a indutância é pequena em comparação a um dispositivo de aquecimento por indução geral até mesmo quando a placa condutora S é aquecida. Por esse motivo, em comparação a um dispositivo de aquecimento por indução geral, é possível reduzir a tensão a ser aplicada a ambas as extremidades das bobinas (primeira bobina 110 e a segunda bobina 120). Desse modo, é possível suprimir uma capacidade da fonte de alimentação de corrente alternada 200. Além disso, uma carga de um tratamento de isolamento na primeira bobina 110 e na segunda bobina 120 é reduzida. Além disso, é possível suprimir problemas causados pela descarga da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120.

[00120] Além disso, nessa modalidade, as superfícies de extremidade superior e as superfícies de extremidade inferior da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S (direção de eixo geométrico Y no exemplo ilustrado na Figura 1) se tornam planas. Além disso, as superfícies de extremidade superior e as superfícies de extremidade inferior do primeiro núcleo 130 e do segundo núcleo 140 quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S também se tornam planas em conformidade com a primeira bobina 110 e com a segunda bobina 120. Desse modo, é possível aumentar a eficiência de aquecimento do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100. Além disso, é possível realizar com segurança a passagem da placa condutora S e da retração. Além disso, é possível desviar suficientemente os campos magnéticos nas regiões sem a placa condutora S entre o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140 para fora da região entre o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140.

(EXEMPLO MODIFICADO)

[00121] Nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que a frequência (f da Expressão (1))) das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 é determinada de modo que a profundidade de penetração δ da corrente na placa condutora S se torne igual ou menor que 1/2 vez a espessura de placa d [m] (= d/2) da placa condutora S. Isso possibilita aumentar a eficiência de aquecimento no dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e, consequentemente, é preferencial. No entanto, nem sempre é necessário determinar a frequência das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120, conforme acima, dentro de uma faixa em que o aquecimento por indução da placa condutora S é possibilitado.

[00122] A Figura 7 é uma vista que ilustra conceitualmente um exemplo da relação entre a posição da placa condutora S na direção de espessura de placa e as densidades de corrente das correntes parasitas Ie1, Ie2 que fluem através da placa condutora S.

[00123] Conforme foi explicado com referência à Figura 4, pelo campo magnético H1 a corrente parasita Ie1 flui através da uma superfície (superfície superior) da placa condutora S e pelo campo magnético H2 e corrente parasita Ie2 flui através da outra superfície (superfície inferior) da placa condutora S em uma direção oposta à corrente parasita Ie1 (consultar o desenho esquerdo na Figura 7). Até mesmo quando a profundidade de penetração δ das correntes parasitas Ie1, Ie2 é a espessura d da placa condutora S, conforme ilustrado no desenho esquerdo na Figura 7, as densidades de corrente das correntes parasitas Ie1, Ie2 não são constantes na direção de espessura de placa da placa condutora S e se tornam menores à medida que se distanciam da superfície. Desse modo, conforme ilustrado, no desenho direito na Figura 7, embora uma parte da corrente parasita Ie1 e uma parte da corrente parasita Ie2 sejam desviadas, as outras partes das mesmas não são desviadas, porém existem. Portanto, também é possível determinar a frequência (f na Expressão (1)) das correntes alternadas a serem aplicadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 de modo que a profundidade de penetração δ da corrente na placa condutora S se torne igual ou menor que (ou menor que) a espessura de placa d [m] da placa condutora S, por exemplo. Ou seja, no lugar da Expressão (1), a condição de δ i d ou δ < d pode ser empregada.

[00124] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que a única fonte de alimentação de corrente alternada 200 aplica as correntes alternadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120. No entanto, o número de fontes de alimentação de corrente alternada não se limita a um desde que as direções dos campos magnéticos gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 sejam projetadas para ficarem opostas entre si.

[00125] A Figura 8 é uma vista que ilustra um primeiro exemplo modificado da constituição do sistema de aquecimento por indução. De maneira concreta, a Figura 8 é uma vista que ilustra o estado de um dispositivo de aquecimento por indução 100 observado de cima.

[00126] Na Figura 8, o sistema de aquecimento por indução inclui um dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100, fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 e um dispositivo de controle 230.

[00127] O dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 é igual àquele ilustrado na Figura 1. As fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 são iguais à fonte de alimentação de corrente alternada 200 ilustrada na Figura 1. Uma porção de extremidade 111 de uma primeira bobina 110 está conectada eletricamente a um terminal 211 dentre dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 210, e outra porção de extremidade 112 da primeira bobina 110 está conectada eletricamente ao outro terminal 212 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 210. Uma porção de extremidade 121 de uma segunda bobina 120 está conectada eletricamente a um terminal 221 dentre dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 220, e a outra porção de extremidade 122 da segunda bobina 120 está conectada eletricamente ao outro terminal 222 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 220. As fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 operam sincronizadas entre si. Ou seja, as fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 aplicam as correntes alternadas que têm a mesma forma de onda na mesma frequência à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 respectivamente ao mesmo tempo. No entanto, as direções das correntes alternadas que fluem através das regiões voltadas mutuamente da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 (ao mesmo tempo) são projetadas de modo que estejam opostas entre si. O dispositivo de controle 230 controla temporizações de saída nas fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 para que as fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 operem sincronizadas entre si, conforme acima.

[00131] Conforme acima, desde que as duas fontes de alimentação de corrente alternada sejam projetadas apenas para sincronização, por exemplo, as mesmas podem ser conectadas à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 uma por uma individualmente.

[00132] Além disso, na Figura 8, foi explicado, como exemplo, o caso em que as duas fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 são dispostas em um lado de porção de extremidade (lado da direção positiva do eixo geométrico X) das porções de extremidade na direção da largura da placa condutora S. No entanto, nem sempre é necessário aplicar tal disposição. Por exemplo, também é possível dispor a fonte de alimentação de corrente alternada 210 que aplica a corrente à primeira bobina 110 em um lado de porção de extremidade (lado da direção positiva do eixo geométrico X) das porções de extremidade na direção da largura da placa condutora S e dispor a fonte de alimentação de corrente alternada 220 que aplica a corrente à segunda bobina 120 no outro lado de porção de extremidade (lado da direção negativa do eixo geométrico X) das mesmas. Nesse caso, a segunda bobina 120 ilustrada na Figura 8 está disposta em um estado de volta em 180° em um plano X-Y (a saber, em torno do eixo geométrico Z como um eixo geométrico de voltas).

[00133] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 são conectadas em paralelo e a única fonte de alimentação de corrente alternada 200 aplica as correntes alternadas em paralelo à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120. No entanto, desde que as direções dos campos magnéticos geradas pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120 sejam projetadas de modo que estejam opostas entre si, a única fonte de alimentação de corrente alternada 200 pode aplicar as correntes alternadas em série à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120.

[00134] A Figura 9 é uma vista que ilustra um segundo exemplo modificado da constituição do sistema de aquecimento por indução. De maneira concreta, a Figura 9 é uma vista que ilustra o estado de um dispositivo de aquecimento por indução 900 observado de cima.

[00135] Na Figura 9, o sistema de aquecimento por indução inclui um dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 900 e uma fonte de alimentação de corrente alternada 200.

[00136] O dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 900 inclui uma primeira bobina 910, uma segunda bobina 920, um primeiro núcleo 130 e um segundo núcleo 140.

[00137] O primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140 são iguais àqueles ilustrados na Figura 1.

[00138] A primeira bobina 910 e a segunda bobina 920 são acopladas pela outra porção de extremidade 112 da primeira bobina 110 e pela uma porção de extremidade 121 da segunda bobina 120 que são ilustradas na Figura 1. Caso contrário, a primeira bobina 910 e a segunda bobina 920 e a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 são iguais. Uma porção de extremidade 111 da primeira bobina 910 é conectada eletricamente a um terminal 201 dentre dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 200, e a outra porção de extremidade 122 da segunda bobina 920 é conectada eletricamente ao outro terminal 202 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 200. Conforme acima, a primeira bobina 910 e a segunda bobina 920 são conectadas diretamente, e a única fonte de alimentação de corrente alternada 200 pode aplicar a corrente alternada à primeira bobina 910 e à segunda bobina 920 em série. Incidentalmente, na constituição ilustrada na Figura 9, o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 900 é retraído temporariamente ao lado da direção positiva do eixo geométrico X.

[00128] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que a distância entre a primeira bobina 110 e a placa condutora S e a distância entre a segunda bobina 120 e a placa condutora S são igualadas, porém desde que a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 existam nas posições possibilitando que a placa condutora S seja aquecida, não é necessário igualar completamente a distância entre a primeira bobina 110 e a placa condutora S e a distância entre a segunda bobina 120 e a placa condutora S. Isso se deve ao fato de que a profundidade de penetração δ da corrente na placa condutora S não depende das distâncias entre a primeira bobina 110 e a placa condutora S e entre a segunda bobina 120 e a placa condutora S.

[00129] No entanto, à medida que a temperatura da placa condutora S aumenta, a permeabilidade relativa μs da placa condutora S diminui rapidamente. Quando a temperatura da placa condutora S atinge a temperatura de Curie, a permeabilidade relativa μs da placa condutora S se torna uma, que é igual àquela em um vácuo. Quando a temperatura é igual ou maior que essa temperatura, às vezes, a Expressão (2) não é mais estabelecida pela Expressão (1). Desse modo, é necessário confirmar antecipadamente se a zona de temperatura da placa condutora S (por exemplo, a temperatura-alvo de aquecimento) está dentro de uma faixa em que a Expressão (2) é estabelecida pela Expressão (1). Enquanto isso, em termos da resistividade p, tal mudança rápida depende da temperatura uma vez que a permeabilidade relativa não ocorre, e consequentemente, uma consideração especial, geralmente, não é exigida.

[00130] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 (a primeira bobina 110, a segunda bobina 120, o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140), a placa condutora S é mais longa na direção de largura (direção de eixo geométrico X) do que na direção de passagem (direção de eixo geométrico Y). No entanto, em contrapartida, também é possível constituir o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF (a primeira bobina, a segunda bobina, o primeiro núcleo e o segundo núcleo) de modo que do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF, a placa condutora S se torne mais longa na direção de passagem (direção de eixo geométrico Y) do que na direção de largura (direção de eixo geométrico X).

[00131] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que o formato d*e um corte transversal vertical à direção de fluxo da corrente alternada a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 200, que é o formato da primeira bobina 110 e da segunda bobina 120, é um retângulo oco (consultar a Figura 2). No entanto, tal formato pode ser outro formato, tal como um formato circular oco ou um formato elíptico oco. Além disso, a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 não precisam ter um formato oco. Além disso, o método para resfriar a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 pode ser um método de resfriamento a ar, um método de resfriamento à água externa ou um método combinado dos métodos de resfriamento respectivos.

[00132] Além disso, tal uso do primeiro núcleo 130 e do segundo núcleo 140 como essa modalidade possibilita aumentar a magnitude dos campos magnéticos a serem aplicados à placa condutora S e isso possibilita aprimorar a eficiência de aquecimento da placa condutora S e, logo, é preferencial. Além disso, o uso do primeiro núcleo 130 e do segundo núcleo 140 possibilita suprimir a interferência eletromagnética às cercanias do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e, logo, é preferencial. No entanto, nem sempre é necessário usar o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140.

[00133] Além disso, quando a frequência a ser usada é alta, os núcleos geram calor, consequentemente, algumas vezes há um caso em que é impossível usar os núcleos. Nesse caso, o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF é constituído sem usar o primeiro núcleo 130 e o segundo núcleo 140.

[00134] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que o número de voltas de cada uma dentre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 é um [vez] (uma volta). No entanto, o número de voltas de cada uma dentre a primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 pode ser dois [vezes] ou mais.

[00135] Além disso, nessa modalidade, foi explicado, como exemplo, o caso em que o único dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 está disposto para a placa condutora S. No entanto, algumas vezes, há um caso que o único dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 falha em aumentar a temperatura da placa condutora S até uma temperatura desejada devido à insuficiência de capacidade da fonte de alimentação de corrente alternada 200, por exemplo. Além disso, algumas vezes, há um caso que não há espaço para instalação do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 para, então, possibilitar dispor o dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF grande 100. Além disso, algumas vezes, há um caso que um padrão de temperatura da placa condutora S é restrito e o padrão de temperatura precisa de uma pluralidade de processos de aumento de temperatura. Desse modo, uma pluralidade dos dispositivos de aquecimento de indução do tipo UF 100 pode estar disposta paralela à direção de passagem da placa condutora S. Nesse caso, cada fonte de alimentação de corrente alternada 200 pode ser conectada a cada um dos dispositivos de aquecimento de indução do tipo UF 100. Não é necessário que essas várias fontes de alimentação de corrente alternada 200 igualem pelo menos uma dentre as tensões, correntes e frequências das mesmas. Além disso, o número de voltas das bobinas e o material das bobinas podem ser mudados em cada dispositivo de aquecimento por indução. Além disso, quando a capacidade da fonte de alimentação de corrente alternada 200 é grande, também é possível conectar essa fonte de alimentação de corrente alternada 200 aos vários dispositivos de aquecimento de indução do tipo UF 100.

[00136] Além disso, também é possível que sejam fornecidos um primeiro núcleo e um segundo núcleo, cada um, uma pluralidade de primeiras bobinas e uma pluralidade de segundas sejam fornecidas no primeiro núcleo e no segundo núcleo respectivamente, e as primeiras bobinas e as segundas bobinas são dispostas, cada uma, paralelas à direção de passagem da placa condutora S.

[00137] A Figura 10 é uma vista que ilustra um terceiro exemplo modificado da constituição do sistema de aquecimento por indução. De maneira concreta, a Figura 10 é uma vista que ilustra o estado de um dispositivo de aquecimento por indução 1000 observado de cima. Na Figura 10, o sistema de aquecimento por indução inclui um dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 1000 e as fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220.

[00138] O dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 1000 inclui duas primeiras bobinas 1110, 1130, duas segundas bobinas 1120, 1140, um primeiro núcleo 1150 e um segundo núcleo 1160.

[00139] As primeiras bobinas 1110, 1130 e as segundas bobinas 1120, 1140 são iguais à primeira bobina 110 e à segunda bobina 120 ilustradas na Figura 1. As fontes de alimentação de corrente alternada 210, 220 são iguais à fonte de alimentação de corrente alternada 200 ilustrada na Figura 1.

[00140] A Figura 11 é uma vista que ilustra um exemplo de um corte transversal Y-Z do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 1000 no terceiro exemplo modificado. A Figura 11 é uma vista correspondente à Figura 2.

[00141] O primeiro núcleo 1150 e o segundo núcleo 1160 são núcleos que têm o mesmo material, formato e tamanho. O primeiro núcleo 1150 e o segundo núcleo 1160 são formados, cada um, por um material magnético mole, tal como ferrita, por exemplo, semelhante ao primeiro núcleo 130 e ao segundo núcleo 140 ilustrados na Figura 1.

[00142] Conforme ilustrado na Figura 10 e na Figura 11, nesse exemplo modificado, o primeiro núcleo 1150 tem um formato obtido formando-se porções rebaixadas em um formato em paralelepípedo retangular de acordo com formatos de regiões que se estendem na direção de largura (direção de eixo geométrico X) dentre as primeiras bobinas 1110, 1130. Nesse exemplo modificado também, as porções rebaixadas do primeiro núcleo 1150 são formadas de modo que no caso em que as primeiras bobinas 1110, 1130 são dispostas nas porções rebaixadas, as superfícies das primeiras bobinas 1110, 1130 que estão voltadas para a placa condutora S e as superfícies do primeiro núcleo 1150 que estão voltadas para a placa condutora S se tornem substancialmente niveladas entre si.

[00143] De modo semelhante, o segundo núcleo 1160 tem um formato obtido formando-se porções rebaixadas em um formato em paralelepípedo retangular de acordo com formatos de regiões que se estendem na direção de largura (direção de eixo geométrico X) das segundas bobinas 1120, 1140. Além disso, as porções rebaixadas do segundo núcleo 1160 são formadas de modo que no caso em que as segundas bobinas 1120, 1140 estão dispostas nas porções rebaixadas, as superfícies das segundas bobinas 1120, 1140 que estão voltadas para a placa condutora S e a superfície do segundo núcleo 1160 que estão voltadas para a placa condutora S fiquem substancialmente niveladas entre si.

[00144] No entanto, a razão pela qual as mesmas não precisam ser substancialmente niveladas entre si é conforme descrito anteriormente.

[00145] Conforme ilustrado na Figura 10, uma porção de extremidade 1111 da primeira bobina 1110 é conectada eletricamente a um terminal 211 dentre dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 210. Além disso, a outra porção de extremidade 1112 da primeira bobina 1110 está conectada eletricamente ao outro terminal 212 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 210.

[00146] Além disso, dentre as duas porções de extremidade da segunda bobina 1120, uma porção de extremidade 1121 em uma posição que está voltada para a outra porção de extremidade 1112 da primeira bobina 1110, cada uma, na direção de eixo geométrico Z é conectada eletricamente ao um terminal 211 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 210. Além disso, dentre as duas porções de extremidade da segunda bobina 1120, a outra porção de extremidade 1122 em uma posição que está voltada para uma porção de extremidade 1111 da primeira bobina 1110, cada uma, na direção de eixo geométrico Z é conectada eletricamente ao outro terminal 212 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 210.

[00147] Além disso, uma porção de extremidade 1131 da primeira bobina 1130 é conectada eletricamente a um terminal 221 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 220. Além disso, a outra porção de extremidade 1132 da primeira bobina 1130 está conectada eletricamente ao outro terminal 222 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 220.

[00148] Além disso, dentre as duas porções de extremidade da segunda bobina 1140, uma porção de extremidade 1141 em uma posição que está voltada para a outra porção de extremidade 1132 da primeira bobina 1130, cada uma, na direção de eixo geométrico Z é conectada eletricamente ao um terminal 221 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 220. Além disso, dentre as duas porções de extremidade da segunda bobina 1140, a outra porção de extremidade 1142 em uma posição que está voltada para uma porção de extremidade 1130 da primeira bobina 1130, cada uma, na direção de eixo geométrico Z é conectada eletricamente ao outro terminal 222 dentre os dois terminais de saída da fonte de alimentação de corrente alternada 220.

[00160] Conforme acima, a primeira bobina 1110 e a segunda bobina 1120 estão conectadas em paralelo à fonte de alimentação de corrente alternada 210 de modo que a direção de voltas da primeira bobina 1110 e a direção de voltas da segunda bobina 1120, (que são observadas a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 210) se tornem opostas entre si. De modo semelhante, a primeira bobina 1130 e a segunda bobina 1140 estão conectadas em paralelo à fonte de alimentação de corrente alternada 220 de modo que a direção de voltas da primeira bobina 1130 e a direção de voltas da segunda bobina 1140, (que são observadas a partir da fonte de alimentação de corrente alternada 220) fiquem opostas entre si.

[00161] Desse modo, quando a fonte de alimentação de corrente alternada 210 aplica as correntes alternadas, conforme ilustrado na Figura 10, as direções das correntes alternadas que fluem através das regiões voltadas mutuamente da primeira bobina 1110 e da segunda bobina 1120 (ao mesmo tempo) se tornam opostas entre si (consultar as linhas em seta ilustradas na primeira bobina 1110 e na segunda bobina 1120 na Figura 10). De modo semelhante, quando a fonte de alimentação de corrente alternada 220 aplica as correntes alternadas, conforme ilustrado na Figura 10, as direções das correntes alternadas que fluem através das regiões voltadas mutuamente da primeira bobina 1130 e da segunda bobina 1140 (ao mesmo tempo) ficam opostas entre si (consultar linhas em seta ilustradas na primeira bobina 1130 e na segunda bobina 1140 na Figura 10).

[00162] Na Figura 10, foi explicado, como exemplo, o caso em que as direções das correntes alternadas (ao mesmo tempo) que fluem através das duas primeiras bobinas 1110, 1130 dispostas em paralelo à direção de passagem da placa condutora S são iguais e as direções das correntes alternadas (ao mesmo tempo) que fluem através das duas segundas bobinas 1120, 1140 dispostas em paralelo à direção de passagem da placa condutora S são iguais. No entanto, desde que seja projetado que as direções dos campos magnéticos gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 1110 e da segunda bobina 1120 se tornem opostas uma à outra e as direções dos campos magnéticos gerados pelas correntes alternadas que fluem através da primeira bobina 1130 e da segunda bobina 1140 se tornem opostas uma à outra, as direções das correntes alternadas (ao mesmo tempo) fluem através das primeiras bobinas 1110, 1130 e as direções das correntes alternadas (ao mesmo tempo) que fluem através das segundas bobinas 1120, 1140 podem ser opostas.

[00163] Além disso, visto que é possível exibir suficientemente os efeitos de aumentar a eficiência de aquecimento do dispositivo de aquecimento por indução do tipo UF 100 e semelhantes, conforme descrito anteriormente, as superfícies de extremidade superior e as superfícies de extremidade inferior da primeira bobina 110 e a segunda bobina 120 quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S (direção de eixo geométrico Y no exemplo ilustrado na Figura 1) se tornam, de preferência, planas. No entanto, as superfícies de extremidade superior e a superfície de extremidade inferior da primeira bobina e da segunda bobina quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S não se limitam a serem planas. As superfícies de extremidade superior e as superfícies de extremidade inferior da primeira bobina e da segunda bobina quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S podem ser uma superfície curvada lisa ou uma superfície flexionada de modo que a distância entre a primeira bobina e a placa condutora S e a distância entre a segunda bobina e a placa condutora S se tornem mais longas uma vez que a mesma está em uma posição mais próxima do centro da placa condutora S quando observada ao longo da direção de passagem da placa condutora S, por exemplo. Além disso, as superfícies de extremidade superior e as superfícies de extremidade inferior da primeira bobina e da segunda bobina quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S podem ser uma superfície curvada lisa ou uma superfície flexionada de modo que a distância entre a primeira bobina e a placa condutora S e a distância entre a segunda bobina e a placa condutora S se tornem mais curtas à medida que a mesma está em uma posição mais próxima ao centro da placa condutora S quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S, por exemplo. Quando os núcleos são fornecidos na primeira bobina e na segunda bobina acima, as superfícies de extremidade superior e as superfícies de extremidade inferior dos núcleos quando observadas ao longo da direção de passagem da placa condutora S podem ser definidas como uma superfície curvada lisa ou como uma superfície flexionada de acordo com formatos da primeira bobina e da segunda bobina.

[00149] Além disso, pelo menos dois dentre os exemplos modificados acima podem ser combinados.

[00150] Deve-se verificar que as modalidades explicadas acima da presente invenção ilustram apenas exemplos concretos de implantação da presente invenção, e os escopo técnico da presente invenção não deve ser interpretado de maneira restritiva por essas modalidades. Ou seja, a presente invenção pode ser implantada de várias formas sem haver afastamento do espírito técnico ou dos recursos principais dos mesmos.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00151] A presente invenção pode ser utilizada para aquecer por indução uma placa condutora.

Claims (6)

1. Dispositivo de aquecimento por indução (100) configurado para aquecer indutivamente uma placa condutora de passagem (S), sendo que o dispositivo de aquecimento por indução (100) é caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira bobina (110) configurada para gerar um campo magnético em uma direção de espessura de placa da placa condutora (S) por uma corrente alternada que flui através da mesma; e uma segunda bobina (120) configurada para gerar um campo magnético na direção de espessura de placa da placa condutora (S) por uma corrente alternada que flui através da mesma, em que a primeira bobina (110) e a segunda bobina (120) são posicionadas para ensanduichar a placa condutora entre as mesmas, a primeira bobina (110) e a segunda bobina (120) estão substancialmente na mesma posição em uma direção de passagem da placa condutora (S), a primeira bobina (110) e a segunda bobina (120) são configuradas para gerar campos magnéticos (H1, H2) que estão em direções opostas entre si na direção de espessura de placa da placa condutora (S) pelas correntes alternadas, para gerar correntes parasitas (Ie1, Ie2) no interior da placa condutora (S) pelos campos magnéticos (H1, H2) que são opostos entre si na direção da espessura da placa condutora (S), e para aquecer indutivamente a placa condutora (S) pelas correntes parasitas (Ie1, Ie2), em que cada uma das correntes parasitas (Ie1, Ie2) uma região que passa através de um circuito fechado em um primeiro lado da superfície da placa condutora (S) e região em um segundo lado da superfície da placa condutora (S), cercando o centro na direção da espessura da placa condutora (S).

2. Dispositivo de aquecimento por indução (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que como as correntes alternadas, as correntes alternadas em uma frequência f em uma faixa em que a Expressão (A) abaixo é satisfeita são aplicadas à primeira bobina (110) e à segunda bobina (120), e, desse modo, os campos magnéticos (H1, H2) que estão em direções opostas entre si, são gerados na direção de espessura de placa da placa condutora (S) da primeira bobina (110) e da segunda bobina (120), em que na Expressão (A), d é uma espessura de placa [m] da placa condutora (S) e δ é uma profundidade de penetração da corrente na placa condutora (S), e é expressa pela Expressão (B) abaixo, em que na Expressão (B), p é a resistividade [Q • m] da placa condutora (S), f é a frequência [Hz] das correntes alternadas, e μs é a permeabilidade relativa [-] da placa condutora (S), [EXPRESSÃO MATEMÁTICA 1]

3. Dispositivo de aquecimento por indução (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o número de voltas da primeira bobina (110) e o número de voltas da segunda bobina (120) são iguais.

4. Dispositivo de aquecimento por indução (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um primeiro núcleo (130) que está disposto em uma posição para ser uma trajetória magnética de fluxos magnéticos gerados a partir da primeira bobina (110) e é destinado para gerar um campo magnético entre o primeiro núcleo (130) e a placa condutora (S); e um segundo núcleo (140) que está disposto em uma posição para ser uma trajetória magnética dos fluxos magnéticos gerados a partir da segunda bobina (120) e é destinado para gerar um campo magnético entre o segundo núcleo (140) e a placa condutora (S), em que pelas correntes alternadas, os campos magnéticos (H1, H2) que estão em direções opostas entre si são gerados na direção de espessura de placa da placa condutora (S) entre o primeiro núcleo (130) e a placa condutora (S) e entre o segundo núcleo (140) e a placa condutora (S), e, pelos campos magnéticos (H1, H2) opostos entre si na direção da espessura da placa da placa condutora (S), as correntes parasitas (Ie1, Ie2) em direções opostas entre si são geradas no interior da placa condutora (S).

5. Dispositivo de aquecimento por indução (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelos campos magnéticos (H1, H2) opostos entre si na direção da espessura da placa da placa condutora (S), as correntes parasitas (Ie1, Ie2), em direções opostas entre si, são geradas em duas regiões com uma distância entre as mesmas na direção de passagem da placa condutora (S), sendo que as duas regiões são regiões verticais à direção de passagem da placa condutora (S) no interior da placa condutora (S) , sem gerar uma corrente parasita ao longo da direção de passagem da placa condutora (S) em porções de extremidade na direção da largura da placa condutora (S).

6. Método de aquecimento por indução que é um método de aquecimento por indução para, com o uso de um dispositivo de aquecimento por indução que inclui: uma primeira bobina (110) configurada para gerar um campo magnético em uma direção de espessura de placa de uma placa condutora (S) por uma corrente alternada que flui através da mesma; e uma segunda bobina (120) configurada para gerar um campo magnético na direção de espessura de placa da placa condutora (S) por uma corrente alternada que flui através da mesma, na qual a primeira bobina (110) e a segunda bobina (120) são posicionadas para ensanduichar a placa condutora (S) entre as mesmas, e a primeira bobina (110) e a segunda bobina (120), que estão substancialmente na mesma posição em uma direção de passagem da placa condutora (S), aquecem indutivamente a placa condutora (S) de passagem, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: gerar campos magnéticos (H1, H2) que estão em direções opostas entre si na direção de espessura de placa da placa condutora (S) a partir da primeira bobina (110) e da segunda bobina (120) pelas correntes alternadas; gerar correntes parasitas (Ie1, Ie2) no interior da placa condutora (S) pelos campos magnéticos (H1, H2) opostos entre si na direção da espessura da placa, da placa condutora (S); e aquecer indutivamente a placa condutora (S) pelas correntes parasitas (Ie1, Ie2), em que cada uma das correntes parasitas (Ie1, Ie2) forma uma região que passa através de um circuito fechado em um primeiro lado da superfície da placa condutora (S) e região em um segundo lado da superfície da placa condutora (S), cercando o centro na direção da espessura da placa, da placa condutora (S).