CN117837270A - 横向方式的感应加热装置 - Google Patents

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CN117837270A CN202280056823.9A CN202280056823A CN117837270A CN 117837270 A CN117837270 A CN 117837270A CN 202280056823 A CN202280056823 A CN 202280056823A CN 117837270 A CN117837270 A CN 117837270A
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梅津健司
植木勉
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Abstract

本发明涉及一种横向方式的感应加热装置,线圈(230、330)分别配置在输送预定面(CP)的表面侧、背面侧。对于线圈(230、330)配置有配置主磁芯(211、311)、边缘磁芯(212、213、312、313)、以及桥式磁芯(220a、220b、320a、330b)。桥式磁芯(220a、220b、320a、330b)配置在主磁芯(211、311)以及边缘磁芯(212、213、312、313)的背面侧。主磁芯(211、311)以及边缘磁芯(212、213、312、313)能够通过桥式磁芯(220a、220b、320a、320b)磁耦合。

Description

横向方式的感应加热装置
技术领域
本发明涉及一种横向(transverse)方式的感应加热装置,特别适合用于使交变磁场与加热对象的导电体板的板面交叉而对该导电体板进行感应加热。本申请基于2021年9月1日向日本提出申请的特愿2021-142294号并主张优先权,将其内容全部引用于此。
背景技术
使用感应加热装置将带状钢板等导电体板连续地进行加热。感应加热装置将由线圈产生的交变磁场施加于导电体板。于是,通过电磁感应而在该导电体板中感应出涡流。通过基于该涡流的焦耳热加热导电体板。作为感应加热装置,具有螺线管(solenoid)方式的感应加热装置。螺线管方式的感应加热装置沿着配置在螺线管线圈内侧的导电体板的长度方向大致平行地施加交变磁场。当加热对象的导电体板的厚度变薄时(例如导电体板的厚度成为1mm以下时),在螺线管方式的感应加热装置中,即使提高交变磁场的频率也有可能无法将导电体板加热到所希望的温度。
作为能够对较薄的导电体板容易地进行感应加热的感应加热装置,具有横向方式的感应加热装置。横向方式的感应加热装置例如具备一对线圈,在沿着水平方向输送的导电体板的输送预定面的表面侧与背面侧各配置有至少一个。构成一对线圈的线圈被配置为,通过朝向相互相同的交流电流的通电而产生的交变磁场与导电体板的输送预定面交叉。在一般的横向方式的感应加热装置中,涡流集中在导电体板的宽度方向上的端部。因此,导电体板的宽度方向上的端部的电流密度上升。于是,导电体板的宽度方向上的端部有可能成为过加热。另外,宽度方向是与导电体板的输送方向、线圈的对置方向垂直的方向。在以下的说明中,根据需要将导电体板的宽度方向上的端部称为边缘部。
对于这种课题,在专利文献1中公开了:在导电体板的边缘部与磁极之间配置能够沿着宽度方向移动的屏蔽板(遮挡板)。屏蔽板由非磁性的金属材料构成。在所述技术中,由线圈产生的交变磁场被屏蔽板遮挡,由此抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。
另外,在专利文献2中公开了:将次级线圈配置在导电体板的边缘部与磁极之间,该次级线圈用于产生将由用于加热导电体板的线圈产生的交变磁场抵消的磁场。在专利文献2所记载的技术中,使次级线圈产生将由线圈产生的交变磁场抵消的磁场,由此抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。
另外,在专利文献3中公开了对于原本的磁芯形成鼓出部。鼓出部被配置于导电体板的区域中的与宽度方向的两端部的温度降低的区域对置的位置。在专利文献3所记载的技术中,通过对于原本的磁芯形成的鼓出部来抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。
另外,在专利文献4中公开了如下技术:使用first J-shaped conductor32(第1J-形状导体32)与second J-shaped conductor34(第2J-形状导体34)来构成线圈。在专利文献4所记载的技术中,通过使first J-shaped conductor32(第1J-形状导体32)相对于second J-shaped conductor34(第2J-形状导体34)在宽度方向上移动,由此first J-shaped conductor32(第1J-形状导体32)与second J-shaped conductor34(第2J-形状导体34)之间的区域在宽度方向上的长度变更。在专利文献4所记载的技术中,通过使firstJ-shaped conductor32(第1J-形状导体32)与second J-shaped conductor34(第2J-形状导体34)之间的区域在宽度方向上的长度与导电体的宽度相匹配地变更,由此抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。
另外,在专利文献5中公开了在宽度方向上配置多个磁极分段的技术。在所述技术中,通过使多个磁极分段与导电体的距离与导电体的宽度相匹配地变更,由此抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。另外,在专利文献5中公开了将卷绕有线圈的棒状的磁极沿着导电体的输送方向隔开间隔地配置多个的技术。在所述技术中,多个棒状的磁极将穿过各磁极的重心位置且沿着与导电体垂直的方向延伸的轴作为旋转轴而旋转。在所述技术中,通过使多个棒状的磁极与导电体的宽度相匹配地旋转,由此抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。另外,在专利文献5中公开了:在导电体的输送方向上配置多个铁芯,以及切换在卷绕于铁芯的线圈中流动的电流。在所述技术中,通过与导电体的宽度相匹配地切换在卷绕于铁芯的线圈中流动的电流,由此切换产生磁通的铁芯。在所述技术中,通过如此来抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。
另外,在专利文献6中公开了将在导电体的宽度方向上配置的多个magnetic bar(磁棒)作为磁芯的技术。在专利文献6所记载的技术中,通过与导电体的宽度相匹配地调制多个magnetic bar(磁棒)的间隔、以及使用屏蔽板,由此抑制导电体的宽度方向的温度分布变得不均匀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭63-27836号公报
专利文献2:日本特开2007-122924号公报
专利文献3:日本特开2010-108605号公报
专利文献4:美国专利第5739506号说明书
专利文献5:日本特开平3-291891号公报
专利文献6:美国专利第6498328号说明书
发明内容
发明要解决的课题
然而,在以上那样的横向方式的感应加热装置中,产生基于磁场的铁损而磁芯发热、升温。另外,在横向方式的感应加热装置中,为了产生较大的磁场,对磁芯卷绕用于加热导电体板的线圈。因而,磁芯的温度上升变得显著。另外,磁芯的发热在电源为大容量的感应加热装置中变得显著。关于这一点,在专利文献5、6所记载的技术中,虽然未考虑磁芯的发热,但磁芯被分割为多个。被分割为多个的磁芯整体的截面积比未分割的磁芯的表面积大。磁芯的表面积越大则来自磁芯的热发散越被促进。因而,被分割为多个的磁芯的发热与未分割的磁芯的发热相比被抑制。
当在宽度方向上磁芯被分割为多个时,磁芯的温度下降。然而,磁芯内的交变磁场被断开。因而,当在宽度方向上磁芯被分割为多个时,有可能无法对导电体板施加希望大小的交变磁场。由此,导电体板的加热效率降低,并且导电体板的宽度方向的温度分布产生偏差。本发明人确认到如下情况:当将一般的横向方式的感应加热装置的磁芯在宽度方向上分割为多个时,导电体板的边缘部的温度有时比导电体板的其他部分的温度降低100℃以上。
当为了抑制这种导电体板的温度降低(即,为了使希望大小的交变磁场与导电体板交叉)而减少磁芯的分割数时,无法使磁芯的温度降低到希望的温度。另一方面,当为了使磁芯的温度降低到希望的温度而增加磁芯的分割数时,变得无法抑制导电体板的温度降低(即,无法使希望大小的交变磁场与导电体板交叉)。在专利文献5、6所记载的技术中,为了抑制边缘部的过加热以及磁芯的发热而分割磁芯。因而,磁芯的分割数被确定为,能够抑制导电体板的边缘部的过加热以及磁芯的发热。在专利文献5、6所记载的技术中甚至没有认识到如下那样的课题:抑制磁芯的温度上升、以及对导电体施加的交变磁场的大小的降低。如此,在以往的技术中存在如下那样的问题:无法同时满足磁芯的温度上升的抑制、以及对导电体施加的交变磁场的大小降低的抑制的双方。
本发明是鉴于以上那样的问题点而完成,其目的在于提供一种横向方式的感应加热装置,能够同时满足磁芯的温度上升的抑制、以及对导电体施加的交变磁场的大小降低的抑制的双方。
用于解决课题的手段
本发明的横向方式的感应加热装置的第一例的特征在于,具备:一对线圈,以通过相互相同朝向的交流电流的通电而产生的交变磁场与导电体板的输送预定面交叉的方式,在所述输送预定面的表面侧与背面侧至少各配置有一个;以及磁芯,对于构成所述一对线圈的每一个线圈各配置有一组,对于所述每一个线圈配置的一组磁芯,具有以在宽度方向上相互具有间隔的状态配置的多个部分磁芯,所述宽度方向是与所述导电体板的输送方向以及所述线圈的对置方向垂直的方向,所述部分磁芯分别具有主体部以及中央腿部,所述主体部在所述线圈的背面侧,从比所述线圈靠所述输送方向的上游侧的区域到比所述线圈靠所述输送方向的下游侧的区域,沿着所述输送方向延伸设置,所述背面侧是所述输送预定面所存在一侧的相反侧,所述中央腿部以穿过所述线圈的中空部分的方式,沿着从所述主体部向所述输送预定面的方向延伸设置,在横向方式的感应加热装置中,所述一组磁芯具有能够与所述部分磁芯中的至少两个部分磁芯磁耦合的至少一个桥式磁芯,所述桥式磁芯配置在所述部分磁芯的背面侧。
本发明的横向方式的感应加热装置的第二例的特征在于,所述部分磁芯分别能够与至少一个所述桥式磁芯磁耦合。
本发明的横向方式的感应加热装置的第三例的特征在于,所述一组磁芯所包括的所有所述部分磁芯经由所述桥式磁芯而磁耦合。
本发明的横向方式的感应加热装置的第四例的特征在于,所述一组磁芯分别具有多个所述桥式磁芯,所述桥式磁芯以在所述宽度方向上相互具有间隔的状态配置。
本发明的横向方式的感应加热装置的第五例的特征在于,所述一组磁芯分别具有两个所述桥式磁芯,所述两个桥式磁芯以相互具有间隔的状态配置在所述宽度方向的两侧,在从所述线圈的对置方向观察的情况下,所述部分磁芯各自的至少一部分与一个所述桥式磁芯相互重合。
本发明的横向方式的感应加热装置的第六例的特征在于,所述一组磁芯分别具有的所述桥式磁芯的数量为1。
本发明的横向方式的感应加热装置的第七例的特征在于,在所述一组磁芯中,所述部分磁芯与所述桥式磁芯是不同的磁芯。
本发明的横向方式的感应加热装置的第八例的特征在于,在所述一组磁芯中,所述多个部分磁芯的至少一个与所述桥式磁芯的至少一个是一体的磁芯。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式,且表示感应加热装置的外观构成的一个例子的图。
图2是表示本发明的第一实施方式,且表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。
图3是表示本发明的第一实施方式,且表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。
图4是表示本发明的第一实施方式,且表示感应加热装置的第三截面的一个例子的图。
图5是表示本发明的第一实施方式,且表示带状钢板的x轴方向的位置与温度之间的关系的一个例子的图。
图6是表示本发明的第一实施方式的第一变形例,且表示感应加热装置的第一截面的图。
图7是表示本发明的第一实施方式的第二变形例,且表示感应加热装置的外观构成的图。
图8是表示本发明的第一实施方式的第二变形例,且表示感应加热装置的第一截面的图。
图9是表示本发明的第二实施方式,且表示感应加热装置的外观构成的一个例子的图。
图10是表示本发明的第二实施方式,且表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。
图11是表示本发明的第二实施方式,且表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。
图12是表示本发明的第二实施方式,且表示感应加热装置的第三截面的一个例子的图。
图13是表示本发明的第二实施方式,且表示感应加热装置的第四截面的一个例子的图。
图14是表示本发明的第二实施方式的第一变形例,且表示感应加热装置的第一截面的图。
图15是表示本发明的第二实施方式的第二变形例,且表示感应加热装置的第一截面的图。
图16是表示本发明的第三实施方式,且表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。
图17是表示本发明的第三实施方式,且表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。
图18是表示本发明的第四实施方式,且表示感应加热装置的外观构成的一个例子的图。
图19是表示本发明的第四实施方式,且表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。
图20是表示本发明的第四实施方式,且表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。
图21是表示本发明的第四实施方式,且表示感应加热装置的第三截面的一个例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在以下的说明中相同的情况,除了严格相同的情况以外,还包括在不脱离发明主旨的范围不同的情况。同样,在以下的说明中一致的情况,除了严格一致的情况以外,还包括在不脱离发明的主旨的范围不一致的情况。例如,在以下的说明中相同的情况,还包括在设计时确定的公差范围内(例如±5%以内)不同的情况。另外,在以下的说明中,根据需要将横向方式的感应加热装置称为感应加热装置。另外,在以下的说明中,例示加热对象的导电体板为带状钢板的情况(但是,加热对象的导电体板并不限定于带状钢板)。另外,为了便于表述以及说明,在各图中,将一部分构成省略或者简化地表示。另外,各图所示的x-y-z坐标表示各图中的朝向的关系。白圆(〇)之中附加黑圆(●)的符号表示从纸面的背面侧朝向跟前侧的方向。
技术方案所记载的部分磁芯具有各种形状、功能、配置位置的磁芯。因此,仅通过部分磁芯这个名称,难以说明本发明的实施方式。因此,在以下的实施方式的说明中,即使是部分磁芯,有时为了方便而不使用部分磁芯这个名称地进行说明。另外,即使在这种情况下,在各实施方式中进行说明的磁芯中的包括部分磁芯与桥式磁芯这两种磁芯的上侧磁芯以及下侧磁芯、以及桥式磁芯以外的名称的磁芯,全部都是部分磁芯。在各实施方式中,构成部分磁芯的磁芯的一个例子在各实施方式中明示。
(第一实施方式)
首先,对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示感应加热装置的外观构成的一个例子的图。具体地说,图1是从斜上方俯瞰感应加热装置的图。在图1中,在带状钢板100的前端附加的箭头的方向(y轴的正方向)例示带状钢板100被输送的情况。即,在图1中,例示带状钢板100的输送方向是y轴的正方向的情况。另外,在图1中,例示带状钢板100的长度方向为y轴方向,带状钢板100的宽度方向为x轴方向,带状钢板100的厚度方向为z轴方向的情况。另外,带状钢板100的厚度不被限定。但是,各实施方式的感应加热装置能够对厚度较薄的导电体板进行加热。因而,各实施方式的感应加热装置的加热对象的带状钢板100的厚度例如优选为1mm以下。但是,各实施方式的感应加热装置的加热对象的带状钢板100的厚度也可以超过1mm。
图1所示的感应加热装置具备上侧感应器200与下侧感应器300。上侧感应器200与下侧感应器300配置在隔着带状钢板100而相互对置的位置(参照图2~图4)。上侧感应器200与下侧感应器300具有相同构成。因而,此处,对上侧感应器200进行详细说明,根据需要省略下侧感应器300的详细说明。带状钢板100有时在z轴方向以及x轴方向上移动,带状钢板100也有时处于从感应加热装置的中央稍微偏离的位置。即使存在这样的带状钢板100的位置移动(例如蛇行等),大多情况下通过公知技术(例如国际公开公报WO2019/181653)进行控制,以使带状钢板100尽量位于感应加热装置的中央。在包括图1在内的以下的图中,作为原则图示出带状钢板100处于带状钢板100的上表面侧与下表面侧的加热量与带状钢板100的输送方向的左侧与右侧的加热量相等的理想位置(例如位于感应加热装置的中央)的情况下的状态。在以下的说明中,在带状钢板100处于所述理想位置的情况下,根据需要将穿过带状钢板100的厚度方向的中心位置且与该带状钢板100的厚度方向垂直的面称为输送预定面CP。另外,穿过带状钢板100的厚度方向的中心位置且与该带状钢板100的厚度方向垂直的面,也是穿过带状钢板100的厚度方向的中心位置且与该带状钢板100的板面平行的面。在感应加热装置的设计时决定有输送预定面CP,因此在感应加热装置自身内置有输送预定面CP。输送预定面CP位于感应加热装置的中央的情况较多。因此,也可以将上侧感应器200与下侧感应器300的间隔的中央所成的面作为输送预定面CP。另外,在以下的说明中,根据需要将带状钢板100的输送方向称为输送方向。另外,在以下的说明中,根据需要将上侧感应器200与下侧感应器300对置的方向称为线圈的对置方向或者简称为对置方向。在图1中,例示输送预定面CP的表面侧为z轴的正方向侧、输送预定面CP的背面侧为z轴的负方向侧的情况。另外,在图1中,例示上侧感应器200配置在输送预定面CP的表面侧且下侧感应器300配置在输送预定面CP的背面侧的情况。
如以上那样,在图1中,例示线圈的对置方向为z轴方向,带状钢板100的输送方向为y轴的正方向的情况。因而,在图1中,例示与线圈的对置方向以及带状钢板100的输送方向垂直的方向即宽度方向为x轴方向的情况。
另外,上侧感应器200和输送预定面CP的间隔(z轴方向的距离)、与下侧感应器300和输送预定面CP的间隔通常相等,但也可以相互不同。在本实施方式中,例示感应加热装置具有成为将感应加热装置的x轴方向中心处的y-z平面作为对称面的镜面对称关系的形状的情况。另外,y-z平面是与y轴以及z轴平行的虚拟面。在上侧感应器200和输送预定面CP的间隔、与下侧感应器300和输送预定面CP的间隔相同的情况下,感应加热装置具有成为将输送预定面CP作为对称面的镜面对称的关系的形状。
图2是表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。具体地说,图2是图1的I-I截面图。图3是表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。具体地说,图3是图1的II-II截面图。图4是表示感应加热装置的第三截面的一个例子的图。具体地说,图4是图1的III-III截面图。
在图2中,上侧感应器200具备原磁芯210、桥式磁芯220a~220b、线圈230、屏蔽板240a~240b、冷却翅片260a~260h、以及冷却小管270a~270h。在以下的说明中,根据需要将感应加热装置以及带状钢板100的宽度方向称为x轴方向。另外,在以下的说明中,根据需要将与带状钢板100的输送方向平行的方向(带状钢板100的长度方向)称为y轴方向。另外,在以下的说明中,根据需要将上侧感应器200与下侧感应器300的对置方向(带状钢板100的厚度方向)称为z轴方向。
线圈230是具有围绕部的导电体。另外,在图1中,例示具有厚度的部分(从交流电源400延伸的直线以外的部分)是线圈230的围绕部的情况。线圈230的围绕部被配置为,在x-y平面中穿过原磁芯210的开槽以跑道状围绕原磁芯210。在本实施方式中配置为,线圈230、330与输送预定面CP对置。另外,构成一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的表面侧的线圈230、构成该一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的背面侧的线圈330相对置的方向,是上述线圈的对置方向。另外,x-y平面是与x轴以及y轴平行的虚拟面。线圈230优选被配置为,与输送预定面CP垂直的方向与线圈230的轴心的方向平行。另外,线圈230的轴心是使线圈230围绕时的轴。在图1所示的例子中,线圈230的轴心与z轴平行。
另外,线圈230也可以具有配置在导电体周围的绝缘体。另外,此处,例示线圈230的卷绕次数为1的情况。然而,线圈230的卷绕次数也可以为2以上。线圈230、330的卷绕次数优选相同。
另外,在图2~图4中,例示线圈230的输送预定面CP侧的端部(线圈230的最接近输送预定面CP侧的z轴方向的端部)处于比原磁芯210的输送预定面CP侧的端部(原磁芯210的最接近输送预定面CP侧的z轴方向的端部)更靠输送预定面CP侧的情况。然而,例如线圈230的输送预定面CP侧的端部的z轴方向的位置、与原磁芯210的输送预定面CP侧的端部的z轴方向的位置也可以相同。
如图2所示,原磁芯210具有主磁芯211以及边缘磁芯212、213。主磁芯211与边缘磁芯212、213以在x轴方向上具有间隔的状态配置。
主磁芯211是主磁芯211以及边缘磁芯212、213之中配置在最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置上的强磁性体。边缘磁芯212、213是配置于比主磁芯211靠原磁芯210的x轴方向的端部侧的强磁性体。边缘磁芯212、213具有多个部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d。多个部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d以在x轴方向上具有间隔的状态配置。另外,多个部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中的处于最接近主磁芯211的位置的部分边缘磁芯212d、213d与主磁芯211也以在x轴方向上具有间隔的状态配置。
此处,两个部分边缘磁芯具有间隔的状态仅是指这两个部分边缘磁芯在物理上不相互相接的状态。例如,即使两个部分边缘磁芯的一部分相互接触,这两个部分边缘磁芯也未充分地磁耦合,因此比在这两个部分磁芯之间存在与该部分磁芯相同材质的强磁性体的情况相比,存在各部分边缘磁芯内的磁通密度降低的状态(例如降低50%以上或者降低80%以上的状态等)。这种状态也能够视为两个部分边缘磁芯具有间隔的状态。即,在这种状态下,也能够通过后述的桥式磁芯使部分边缘磁芯内的磁通密度恢复到与主磁芯内的磁通密度相同程度。
在本实施方式中例示如下情况:通过在x轴方向上层叠的多个电磁钢板、且是相同厚度以及相同平面形状的多个电磁钢板,构成主磁芯211。同样,在本实施方式中例示如下情况:通过在x轴方向上层叠的多个电磁钢板、且是相同厚度以及相同平面形状的多个电磁钢板,构成边缘磁芯212、213(部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)。另外,在本实施方式中例示如下情况:构成主磁芯211的电磁钢板的厚度以及平面形状、与构成边缘磁芯212、213的电磁钢板的厚度以及平面形状相同。另外,在本实施方式中例示如下情况:构成主磁芯211的电磁钢板的层叠张数、与构成边缘磁芯212、213(部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的电磁钢板的层叠张数不同。例如,在主磁芯211的x轴方向的长度、与边缘磁芯212、213(部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的x轴方向的长度不同的情况下,对应于该不同而构成主磁芯211的电磁钢板的层叠张数与构成边缘磁芯212、213(部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的电磁钢板的层叠张数不同。
构成主磁芯211的多个电磁钢板被固定为不会相互分离。构成部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d各自的多个电磁钢板也被固定为不会相互分离。多个电磁钢板的固定方法不限定。例如,作为多个电磁钢板的固定方法,采用基于粘合剂的固定、基于焊接的固定、基于凿密的固定、以及使用了固定部件的固定等公知的各种方法。另外,构成主磁芯211的电磁钢板的厚度以及平面形状、与构成边缘磁芯212、213的电磁钢板的厚度以及平面形状无需相同。另外,为了便于表述,在图2中省略各个电磁钢板的分界线的图示。在本实施方式中例示如下情况:通过使用主磁芯211、311、边缘磁芯212~213、312~313(多个部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d)来构成部分磁芯。
如图4所示,主磁芯211、311具有主体部2111、3111、中央腿部2112、3112、上游侧腿部2113、3113、以及下游侧腿部2114、3114。另外,为了方便说明,在图4中,用双点划线(虚拟线)(在各图中双点划线为虚拟线)表示主体部2111、3111、中央腿部2112、3112、上游侧腿部2113、3113、以及下游侧腿部2114、3114。在图4中,例示主体部2111、中央腿部2112、上游侧腿部2113以及下游侧腿部2114被一体化的情况。同样在图4中,例示主体部3111、中央腿部3112、上游侧腿部3113以及下游侧腿部3114也被一体化的情况。因而,不存在主体部2111、3111、中央腿部2112、3112、上游侧腿部2113、3113以及下游侧腿部2114、3114的分界线。
主体部2111、3111分别在线圈230、330的背面侧,从比线圈230、330靠输送方向的上游侧(y轴的负方向侧)的区域到比线圈230、330靠输送方向的下游侧(y轴的正方向侧)的区域,沿着与输送方向平行的方向(y轴方向)延伸设置。线圈230、330的背面侧是指输送预定面CP侧的相反侧。在图3以及图4所示的例子中,线圈230的背面侧是z轴的正方向侧,线圈330的背面侧是z轴的负方向侧。在以下的说明中,根据需要将输送方向的上游侧称为上游侧。另外,根据需要将输送方向的下游侧称为下游侧。另外,根据需要将输送预定面CP侧的相反侧称为背面侧。
中央腿部2112、3112分别以穿过线圈230、330的中空部分的方式从主体部2111、3111向输送预定面CP的方向延伸设置。此处,所谓中空部分,在将围绕为跑道状的线圈230、330视为一个圈的情况下,是指圈的(不是外侧)内侧。在中央腿部2112、3112的y轴方向上的位置之中优选包含线圈230、330的轴心的y轴方向上的位置。即,中央腿部2112、3112的y坐标之中优选存在与线圈230、330的轴心的y坐标重复的坐标。在本实施方式中例示如下情况:中央腿部2112、3112的重心在x-y平面上的位置(x-y坐标)、与线圈230、330的轴心在x-y平面上的位置(x-y坐标)一致。
上游侧腿部2113、3113分别在比线圈230、330靠上游侧(y轴的负方向侧),从主体部2111、3111向输送预定面CP的方向延伸设置。
下游侧腿部2114、3114分别在比线圈230、330靠下游侧(y轴的正方向侧),从主体部2111、3111向输送预定面CP的方向延伸设置。
中央腿部2112、上游侧腿部2113以及下游侧腿部2114以在y轴方向上具有间隔的状态配置。中央腿部3112、上游侧腿部3113以及下游侧腿部3114也以在y轴方向上具有间隔的状态配置。中央腿部2112、3112、上游侧腿部2113、3113以及下游侧腿部2114、3114是磁芯的齿。在主磁芯211、311中,中央腿部2112、3112的前端面、上游侧腿部2113、3113的前端面以及下游侧腿部2114、3114的前端面分别是磁极面。主体部2111、3111是磁芯的磁轭。另外,中央腿部2112、3112的前端面、上游侧腿部2113、3113的前端面以及下游侧腿部2114、3114的前端面是与输送预定面CP对置的面。
将边缘磁芯212、213、312、313沿着y-z平面剪切而成的截面整体的外形与将主磁芯211、311沿着y-z平面剪切而成的截面整体的外形相同。在图4中,在211、311之后附加的(212、213)、(312,313)表示该情况。
因而,边缘磁芯212、213、312、313(部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d)也与主磁芯211、311相同,具有主体部、中央腿部、上游侧腿部以及下游侧腿部。主体部的y轴方向以及z轴方向的长度、中央腿部的y轴方向以及z轴方向的长度、上游侧腿部的y轴方向以及z轴方向的长度、以及下游侧腿部的y轴方向以及z轴方向的长度,在主磁芯211、311与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d中相同。另一方面,主体部的x轴方向的长度、中央腿部的x轴方向的长度、上游侧腿部的x轴方向的长度、以及下游侧腿部的x轴方向的长度,在主磁芯211、311中比在部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d中长。
另外,将桥式磁芯220b,320a~320b沿着y-z平面剪切而成的截面整体的外形与将桥式磁芯220a、320a沿着y-z平面剪切而成的截面整体的外形相同(参照图3)。在以下的说明中,根据需要将沿着y-z平面剪切而成的截面称为y-z截面。
如以上那样,主磁芯211的与y-z平面平行的面的形状和边缘磁芯212、213的与y-z平面平行的面的形状分别为E形(参照图4所示的主磁芯211、311的外形)。即,主磁芯211和边缘磁芯212、213是所谓的E形磁芯。但是,如根据图4的主磁芯211、311的外形能够明确的那样,在本实施方式中例如如下情况:中央腿部2112、3112的z轴方向的长度、上游侧腿部2113、3113的z轴方向的长度、以及下游侧腿部2114、3114的z轴方向的长度相同。在这样的情况下,中央腿部2112、3112的前端面、上游侧腿部2113、3113的前端面以及下游侧腿部2114、3114的前端面与输送预定面CP之间的间隔相同。
另外,中央腿部2112、3112的前端面、上游侧腿部2113、3113的前端面以及下游侧腿部2114、3114的前端面与输送预定面CP之间的间隔也可以不同。例如,中央腿部2112、3112的前端面与输送预定面CP之间的间隔也可以比上游侧腿部2113、3113的前端面以及下游侧腿部2114、3114的前端面与输送预定面CP之间的间隔长。
如图1以及图2所示,线圈230、330的围绕部的x轴方向的长度比带状钢板100的宽度长。具体而言,线圈230、330的围绕部的x轴方向的长度比感应加热装置的最大可处理宽度长。其结果,在从z轴方向观察的情况下,线圈230、330具有覆盖感应加热装置的最大可处理宽度的x轴方向的长度。此处,感应加热装置的最大可处理宽度是指,即使感应加热装置能够加热的最大宽度的带状钢板100(由于蛇行等)向x轴的正或者负方向移动,该带状钢板100也有可能存在的x轴方向的范围。另外,线圈230、330的围绕部的x轴方向的两端存在于比带状钢板100的x轴方向的两端(即,所述感应加热装置的最大可处理宽度的两端)靠外侧的位置。即,线圈230、330的围绕部的x轴的正方向侧的端部存在于比带状钢板100(即,所述感应加热装置的最大可处理宽度)的x轴的正方向侧的端部靠x轴的正方向侧的位置。另外,线圈230、330的围绕部的x轴的负方向侧的端部存在于比带状钢板100(即,所述感应加热装置的最大可处理宽度)的x轴的负方向侧的端部靠x轴的负方向侧的位置。
如图1所示,线圈230、330与交流电源400电连接。如图1所示,在本实施方式中,线圈230的围绕部的一端部231与交流电源400的两个输出端子中的一个端子401电连接。另外,线圈230的围绕部的另一端部232与交流电源400的两个输出端子的另一个端子402电连接。
另外,线圈330的围绕部的两个端部中的处于与线圈230的围绕部的一端部231在z轴方向上相互对置的位置的一端部331,与交流电源400的两个输出端子的一个端子401电连接。另外,线圈330的围绕部的两个端部中的处于与线圈230的围绕部的另一端部232在z轴方向上相互对置的位置的另一端部332,与交流电源400的两个输出端子的另一个端子402电连接。
如此,在本实施方式中,在从交流电源400观察的情况下,线圈230以及线圈330以线圈230以及线圈330的卷绕方向相互成为相同朝向的方式与交流电源400并联连接。
因而,如图1所示,在相同时刻的相同视点观察的情况下,在线圈230以及线圈330的相互对置的区域中流动的交流电流的朝向成为相互相同的朝向(参照图1的线圈230以及线圈330内所示的箭头线)。
图1的线圈230以及线圈330内所示的箭头线表示如下情况:在从其上方俯瞰感应加热装置的情况下,在线圈230中流动的交流电流的朝向为顺时针(右旋),在线圈330中流动的交流电流的朝向为顺时针(向右)。
此处,从交流电源400向线圈230以及线圈330流动的交流电流的瞬时值分别相同。另外,交流电流的波形例如为正弦波。但是,交流电流的波形并不限定于正弦波。交流电流的波形也可以是与能够在一般的感应加热装置中使用的波形相同的波形。
如以上那样,线圈230、330配置在输送预定面CP的表面侧与背面侧,以使通过相互相同朝向的交流电流的通电而产生的交变磁场与带状钢板100的输送预定面CP交叉。在本实施方式中例示通过两个线圈230、330构成一对线圈的情况。构成一对线圈的线圈中的一个为线圈230,构成一对线圈中的另一个线圈为线圈330。
另外,只要在线圈230以及线圈330中流动以上那样的交流电流,则无需如图1所示那样对线圈230、330连接一个交流电源。例如,对于与线圈230连接的交流电源以及与线圈330连接的交流电源,只要能够取得从这些交流电源流动的电流的频率同步,则也可以是与这些交流电源不同的交流电源。
另外,在本实施方式中例示如下情况:构成感应加热装置所具备的一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的表面侧的线圈的数量、以及构成这一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的背面侧的线圈的数量分别为1。然而,构成感应加热装置所具备的一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的表面侧的线圈的数量、以及构成这一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的背面侧的线圈的数量也可以分别为2以上。例如,在输送预定面CP的表面侧,2个以上的线圈也可以以在y轴方向上相互具有间隔的状态配置。同样,例如,在输送预定面CP的背面侧,2个以上的线圈也可以以在y轴方向上相互具有间隔的状态配置。在构成感应加热装置所具备的一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的表面侧的2个以上的线圈中,例如流动与在线圈230中流动的电流相同朝向的交流电流。在该情况下,在构成一对线圈的线圈中的配置在输送预定面CP的背面侧的2个以上的线圈中,例如流动与在线圈330流动的电流相同朝向的交流电流。
在图2中,在部分边缘磁芯212a、212b之间、部分边缘磁芯212b、212c之间、部分边缘磁芯212c、212d之间、部分边缘磁芯212d与主磁芯211之间,分别配置有冷却翅片260a、260b、260c、260d。同样,在部分边缘磁芯213a、213b之间、部分边缘磁芯213b、213c之间、部分边缘磁芯213c、213d之间、部分边缘磁芯213d与主磁芯211之间,分别配置有冷却翅片260e、260f、260g、260h。另外,在本实施方式中例示这些之间的间隔被固定(不变更)的情况。然而,这些之间的间隔也可以能够变更。另外,各部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的x轴方向的长度可以相同也可以分别不同。
冷却翅片260a~260h是用于对主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d进行冷却的冷却用部件的一个例子。在本实施方式中例示冷却翅片260a~260h为翅片状的非磁性的导电体板的情况。冷却翅片260a~260h例如由铜板构成。
在冷却翅片260a~260h上安装有冷却小管270a~270h。冷却小管270a~270h是用于对主磁芯211、部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、以及桥式磁芯220a、220b进行冷却的冷却用部件的一个例子。在本实施方式中例示冷却小管270a~270h为非磁性的导电体管的情况。
冷却翅片260a~260h与其上所安装的冷却小管270a~270h相互接触。另外,在图3以及图4中例示如下情况:将冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h综合的区域的y-z截面整体的外形,与原磁芯210(主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的y-z截面的外形相同。即,在图3以及图4中例示如下情况:图3中的冷却翅片260a以及冷却小管270a的区域整体的形状以及大小,与图4中的主磁芯211的区域的形状以及大小相同。
冷却小管270a~270h的内部被供给冷却水等冷却介质。从部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d等经由冷却小管270a~270h以及冷却翅片260a~260h向冷却介质进行热传导。因而,部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d等的冷却被促进。
屏蔽板240a、240b是用于通过对线圈230与带状钢板100的电磁耦合度进行调整(减少)来防止带状钢板100的边缘部的过加热的屏蔽部件的一个例子。具体地说,屏蔽板240a、240b是在带状钢板100的边缘部与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间以与这些具有间隔的状态配置的非磁性的导电体板。屏蔽板240a~240b的y轴方向的长度优选比原磁芯210的y轴方向的长度长。另外,屏蔽板240a、240b的上游侧的端部优选处于比原磁芯210的上游侧的端部靠上游侧的位置。同样,屏蔽板240a、240b的下游侧的端部优选处于比原磁芯210的下游侧的端部靠下游侧的位置(参照图3)。
屏蔽板240a~240b也可以在其可动范围内在x轴方向上移动。屏蔽板240a、240b也可以根据带状钢板100的宽度而移动,以使屏蔽板240a、240b位于带状钢板100的边缘部与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间。另外,当带状钢板100蛇行时,屏蔽板240a、240b也可以在x轴方向上移动。例如,屏蔽板240a、240b也可以在x轴方向(带状钢板100蛇行的方向)上移动与带状钢板100的蛇行量相同的量。
另外,用于使屏蔽板240a~240b在x轴方向上移动的构成,例如通过使用了用于使屏蔽板240a~240b在x轴方向上移动的促动器的公知技术来实现。因而,此处,省略该构成的详细说明。另外,用于检测板的蛇行量的构成,也通过使用了对板的x轴方向的端部位置进行检测的传感器的公知技术来实现。因而,此处,省略该构成的详细说明。作为这些公知技术,例如具有日本专利第6658977号公报中记载的技术。
另外,在带状钢板100的蛇行量为cm级别(例如小于10cm)时,优选仅使屏蔽板240a、240b在x轴方向上移动。在带状钢板100的蛇行量超过cm级别的情况下(例如为10cm以上的情况下),优选使感应加热装置的整体(上侧感应器200以及下侧感应器300)在x轴方向上移动。例如,感应加热装置的整体(上侧感应器200以及下侧感应器300)也可以在x轴方向(带状钢板100蛇行的方向)上移动与带状钢板100的蛇行量相同的量。
通过基于在屏蔽板240a、240b中流动的涡流的磁场,主磁芯211的温度以及边缘磁芯212、213的温度在屏蔽板240a、240b的x轴方向的端部中的感应加热装置的板中心侧的端部上方附近变得最高。因此,在本实施方式中例示如下情况:如以下那样确定主磁芯211的x轴方向的位置(x坐标)以及边缘磁芯212、213的x轴方向的位置。
将在主磁芯211以及边缘磁芯212、213上形成的x轴方向的间隙的区域称为磁芯间隙区域。在本实施方式中例示如下情况:磁芯间隙区域是配置冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h的区域。在本实施方式中例示如下情况:主磁芯211的x轴方向的位置以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的x轴方向的位置被确定为,当屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时,存在于与桥式磁芯220a、220b对置的位置的磁芯间隙区域中的最靠板中心侧的磁芯间隙区域的板中心侧的端部被配置于比屏蔽板240a、240b靠内侧(板中心侧)的位置。在图2中例示如下情况:存在于与桥式磁芯220a、220b对置的位置的磁芯间隙区域中的最靠板中心侧的磁芯间隙区域的板中心侧的端部,为冷却翅片260d、260h的板中心侧的端部。
通过如此地确定主磁芯211的x轴方向的位置以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的x轴方向的位置,能够使主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间的区域位于上述主磁芯211以及边缘磁芯212、213的温度变高的区域附近。因而,能够降低上述主磁芯211以及边缘磁芯212、213的温度变高的区域的温度。另外,如本实施方式那样,如果在主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间的区域中配置冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h,则能够进一步降低上述主磁芯211以及边缘磁芯212、213的温度变高的区域的温度。
此处,所谓板中心侧是指接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的一侧。在比感应加热装置的x轴方向的中心靠x轴的正方向侧,板中心侧为x轴的负方向侧。另一方面,在比感应加热装置的x轴方向的中心靠x轴的负方向侧,板中心侧为x轴的正方向侧。例如,在图2中,主磁芯211的x轴方向的位置以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的x轴方向的位置被确定为,当屏蔽板240a在屏蔽板240a的可动范围内移动到最靠x轴的负方向侧时,冷却翅片260d的x轴的负方向侧的端部位于比屏蔽板240a的x轴的负方向侧的端部靠x轴的负方向侧的位置。
桥式磁芯220a、220b是能够与主磁芯211和部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中的至少一个磁芯磁耦合的强磁性体。另外,主磁芯211和部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中的至少一个磁芯,是仅主磁芯、仅一个以上的部分边缘磁芯、或者主磁芯及一个以上的部分边缘磁芯。
此处,两个磁芯能够磁耦合是指,在通过在感应加热装置所具备的线圈中流动交流电流而这两个磁芯被励磁的情况下,这两个磁芯磁耦合。在感应加热装置所具备的线圈中未流动交流电流的情况下,这两个磁芯不磁耦合。两个磁芯磁耦合是指,这两个磁芯中的一个磁芯的构成原子与另一个磁芯的构成原子产生自旋-自旋耦合。为了简便地确认两个磁芯是否磁耦合,在以下的情况下可以设为这两个磁芯磁耦合。即,在这两个磁芯中的在磁芯内产生的磁通密度较低的一方磁芯的磁通密度相对于在磁芯内产生的磁通密度较高的一方磁芯的磁通密度之比为0.2以上的情况下,可以设为这两个磁芯磁耦合。所述比是在感应加热装置的设计时由设计者决定的装置的设计目标。所述比可以如所述那样设为0.2,但也可以根据需要设为0.3以上、0.4以上、0.5以上或者0.6以上。
桥式磁芯220a、220b需要配置在部分磁芯(在本实施方式中为主磁芯211和部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的背面侧。以下说明其理由。
即使桥式磁芯220a、220b被配置在部分磁芯(在本实施方式中为主磁芯211与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的输送预定面CP所存在的一侧,桥式磁芯220a、220b与部分磁芯也能够磁耦合。然而,当如此配置桥式磁芯220a、220b与部分磁芯时,应贯通带状钢板100的磁通的至少一部分会贯通桥式磁芯220a、220b。其结果,变得无法充分加热带状钢板100。另外,在桥式磁芯220a、220b配置在部分磁芯(在本实施方式中为主磁芯211与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的侧面(上游侧或者下游侧的侧面、或者x轴方向的侧面)的情况下,桥式磁芯220a、220b与部分磁芯磁耦合的程度变得比较小。其结果,通过桥式磁芯220a、220b使由于部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d在x轴方向上离散而变小的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度恢复到与主磁芯211内的磁通密度相同程度的效果也变小。而且,在桥式磁芯220a、220b配置在部分磁芯的侧面的情况下,应贯通带状钢板100的磁通的至少一部分会贯通桥式磁芯220a、220b。其结果,有时会变得无法充分地加热带状钢板100、在宽度方向(x轴方向)上在带状钢板100中容易产生温度梯度。
根据以上情况,桥式磁芯220a、220b需要配置在部分磁芯的背面侧。
在本实施方式中例示如下情况:桥式磁芯220a、220b具有没有磁化方向的各向异性的强磁性体的一个例子即软磁性铁氧体。另外,在本实施方式中例示如下情况:桥式磁芯220a能够与主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d磁耦合,并且桥式磁芯220b能够与主磁芯211以及部分边缘磁芯213a~213d磁耦合。在该情况下,部分边缘磁芯212a~212d与部分边缘磁芯213a~213d也能够经由桥式磁芯220a、220b以及主磁芯211而磁耦合。即,构成原磁芯210的所有磁芯(主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)都能够经由桥式磁芯220a、220b而磁耦合。
通过经由桥式磁芯220a、220b而主磁芯211与边缘磁芯212、213磁耦合,由此存在桥式磁芯220a、220b的情况下的感应加热装置的电感比不存在桥式磁芯220a、220b的情况下的感应加热装置的电感变大。如此,桥式磁芯220a、220b、主磁芯211以及边缘磁芯212、213能够磁耦合。
如果不存在桥式磁芯220a、220b,则通过主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间的区域(在本实施方式中为冷却翅片260a~260h),将主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d断开。因而,各部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度变小。与此相对,在本实施方式中,通过使用桥式磁芯220a、220b,由此能够使这种较小的磁通密度增大。例如,通过使用桥式磁芯220a、220b,能够使各部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度恢复到与主磁芯211内的磁通密度同等程度。例如,各部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度,优选为主磁芯211内的磁通密度的0.75倍以上,更优选为0.9倍以上。但是,如上述那样,只要主磁芯211与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d能够磁耦合即可。
如图2所示,桥式磁芯220a、220b以相互具有间隔的状态配置在x轴方向的两侧。另外,在图2中例示如下情况:在从z轴方向观察的情况下,桥式磁芯220a、220b以与主磁芯211的一部分重合的方式配置。另外,在图2中例示如下情况:在从z轴方向观察的情况下,桥式磁芯220a、220b以分别与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d各自的至少一部分重合的方式配置。
此处,参照图2,对本实施方式中的桥式磁芯220a、220b的配置的一个例子更具体地进行说明。桥式磁芯220a的输送预定面CP侧的端面(下表面)与主磁芯211的背面侧(上表面)的一部分、配置于比主磁芯211靠x轴的正方向侧(一方侧)的部分边缘磁芯212a~212d的背面侧的端面(上表面)的整体、以及冷却小管270a~270d的背面侧的端部(上端部)接触。另外,桥式磁芯220b的输送预定面CP侧的端面(下表面)与主磁芯211的背面侧的端面(上表面)的一部分、配置于比主磁芯211靠x轴的负方向侧(另一方侧)的部分边缘磁芯213a~213d的背面侧的端面(上表面)的整体、以及冷却小管270e~270h的背面侧的端部(上端部)接触。
然而,只要桥式磁芯220a、220b与主磁芯211以及边缘磁芯212、213能够磁耦合,桥式磁芯220a、220b与主磁芯211、边缘磁芯212、213以及冷却小管270a~270h也可以不接触。例如,桥式磁芯220a、220b也可以以与主磁芯211以及边缘磁芯212、213具有间隔的状态配置。另外,桥式磁芯220a、220b也可以仅与主磁芯211以及边缘磁芯212、213中的一方接触或者具有间隔地对置。另外,桥式磁芯220a、220b也可以与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中的至少一个部分边缘磁芯的一部分区域接触或者具有间隔地对置。
桥式磁芯220a、220b优选如以下那样配置。
在图2中,桥式磁芯220a、220b的板中心侧重叠长度L为如下长度:在从z轴方向观察的情况下,比存在于与桥式磁芯220a、220b对置的位置的磁芯间隙区域中的最靠板中心侧的磁芯间隙区域更靠板中心侧的区域中,主磁芯211以及边缘磁芯212、213与该桥式磁芯220a、220b重合的部分的x轴方向的长度。在图2中例示如下情况:比存在于与桥式磁芯220a、220b对置的位置的磁芯间隙区域中的最靠板中心侧的磁芯间隙区域更靠板中心侧的区域,是主磁芯211的区域。
桥式磁芯220a、220b的板中心侧重叠长度L优选为长度α以上,更优选为长度β以上。其原因在于,部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d与主磁芯211能够可靠地实现经由桥式磁芯220a、220b而磁耦合。例如,在图2中,为了使桥式磁芯220a的板中心侧重叠长度L成为长度α以上,桥式磁芯220a的x轴的负方向侧的端部优选配置于比冷却翅片260d的x轴的负方向侧的端部更靠x轴的负方向侧的位置。另外,为了使桥式磁芯220a的板中心侧重叠长度L成为长度β以上,桥式磁芯220a的x轴的负方向侧的端部优选配置于比冷却翅片260d的x轴的负方向侧的端部更靠x轴的负方向侧的位置。
例如,能够根据使用了数式、有限要素法等的公知的电磁场分析(数值分析)的结果,来得到长度α以及长度β。但是,也可以如以下那样简易地决定长度α以及长度β。即,也可以将主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中、除了配置于最靠板中心侧的主磁芯211以外的磁芯(即,部分边缘磁芯212a~212d)的x轴方向的长度的最小值设为长度α,将最大值设为长度β。在图2中,例如,在从z轴方向观察的情况下与桥式磁芯220a重合的磁芯是主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d。主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d中的除了配置于最靠板中心侧的主磁芯211以外的部分边缘磁芯212a~212d的x轴方向的长度L1~L4的最小值是部分边缘磁芯212b~212d的x轴方向的长度L3(=L2=L1),其最大值是部分边缘磁芯212a的x轴方向的长度L4。因而,桥式磁芯220a的板中心侧重叠长度L优选为部分边缘磁芯212a~212d的x轴方向的长度的最小值(即,部分边缘磁芯212b~212d的x轴方向的长度L3(=L2=L1))以上,更优选为部分边缘磁芯212a~212d的x轴方向的长度L1~L4的最大值(即,部分边缘磁芯212a的x轴方向的长度L4)以上。同样,桥式磁芯220b的板中心侧重叠长度L优选为部分边缘磁芯213a~213d的x轴方向的长度的最小值(即,部分边缘磁芯213b~213d的x轴方向的长度L3(=L2=L1))以上,更优选为部分边缘磁芯213a~213d的x轴方向的长度L1~L4的最大值(即,部分边缘磁芯213a的x轴方向的长度L4)以上。
长度α是成为桥式磁芯220a、220b的板中心侧重叠长度L等的优选范围的下限的长度。作为简易地确定长度α的方法,已经说明了可以将除了主磁芯211以外的磁芯(即,部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)的x轴方向的长度的最小值设为α的情况。然而,由于主磁芯211的x轴方向的长度大于部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的x轴方向的长度,因此在简易地决定长度α的情况下无需将主磁芯211除外。因此,在后述的图7那样的实施方式的情况下,在简易地决定长度α的情况下,可以将在x轴方向上离散的部分磁芯(即,图7的部分原磁芯710a~710f)的x轴方向的长度的最小值设为α。
另一方面,桥式磁芯220a、220b的板中心侧重叠长度L的上限值无需特别规定。
另外,在图2中,关于桥式磁芯220a、220b的板端侧重叠长度L’,在从z轴方向观察的情况下,是主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中的配置于最靠板端侧的部分边缘磁芯212a、213a、与该桥式磁芯220a、220b重合的部分的x轴方向的长度。桥式磁芯220a、220b的板端侧重叠长度L’优选为长度α以上。桥式磁芯220a、220b的板端侧重叠长度L’例如也可以为长度β以上。
另外,无需禁止桥式磁芯220a或者220b的板端侧的端部比部分边缘磁芯212a、213a的板端侧的端部向板端侧(外侧)突出。然而,基本上,桥式磁芯220a或者220b的板端侧的端部无需比部分边缘磁芯212a、213a的板端侧的端部向板端侧(外侧)突出。其原因在于,由于向该板端侧突出的部分而产生的磁芯的磁通密度的提高效果(使由于部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d在x轴方向上离散而变小的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度,通过桥式磁芯220a、220b而恢复到与主磁芯211内的磁通密度相同程度的效果)比较小。此处,板端侧是板中心侧的相反侧。桥式磁芯220a的板端侧的端部以及边缘磁芯212a的板端侧的端部是x轴的正方向侧的端部。桥式磁芯220b的板端侧的端部以及边缘磁芯213b的板端侧的端部是x轴的负方向侧的端部。在比感应加热装置的x轴方向的中心靠x轴的正方向侧,板端侧是x轴的正方向侧。另一方面,在比感应加热装置的x轴方向的中心靠x轴的负方向侧,板端侧是x轴的负方向侧。
另外,桥式磁芯220a、220b的高度(z轴方向的长度)H优选为长度h、α中较小一方长度的0.5倍以上(0.5×h与0.5×α中较小一方的值以上)。其原因在于,能够可靠地实现部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d与主磁芯211经由桥式磁芯220a、220b而磁耦合的情况。另外,桥式磁芯220a、220b的厚度(z轴方向的长度)H更优选为长度h、α中较小一方长度的1.0倍以上(h与α中较小一方的值以上)。其原因在于,部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d与主磁芯211能够经由桥式磁芯220a、220b更稳固地磁耦合。无需特别决定桥式磁芯220a、220b的厚度(z轴方向的长度)H的上限,但也可以设为长度h、α中较大一方长度的2.0倍(2.0×h与2.0×α中较大一方的值)或者长度h、α中较小一方长度的1.0倍(h与α中较小一方的值)。
此处,如图2~如图4所示,长度h是主磁芯211以及边缘磁芯212、213的区域中的比配置于该主磁芯211以及边缘磁芯212、213的线圈230靠线圈230的背面侧的区域的z轴方向的长度。
另外,桥式磁芯220a、220b的y轴方向的长度BL相对于主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的y轴方向的长度CL之比(=BL/CL),优选为0.2以上。其原因在于,能够可靠地实现部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d与主磁芯211经由桥式磁芯220a、220b而磁耦合的情况。另外,从要使部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d与主磁芯211经由桥式磁芯220a、220b而稳固地磁耦合的观点出发,桥式磁芯220a、220b的y轴方向的长度BL相对于主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的y轴方向的长度CL之比(=BL/CL),更优选为超过0.5或者0.6以上。无需特别决定比(=BL/CL)的上限,但可以设为1.0或者0.8。
另外,主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的上游侧的端部的y轴方向的位置,也可以与桥式磁芯220a、220b的上游侧(y轴的负方向侧)的端部的y轴方向的位置一致。另外,主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的上游侧的端部优选为,位于比桥式磁芯220a、220b的上游侧的端部靠上游侧的位置、或者相同的位置。主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的上游侧的端部也可以位于比桥式磁芯220a、220b的上游侧的端部靠上游侧的位置。然而,磁芯的磁通密度的提高效果(使由于部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d在x轴方向上离散而变小的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度通过桥式磁芯220a、220b而恢复到与主磁芯211内的磁通密度相同程度的效果)比较小。因此,桥式磁芯220a、220b的上游侧的端部无需比主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的上游侧的端部向上游侧突出。同样,主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的下游侧(y轴的正方向侧)的端部的y轴方向的位置也可以与桥式磁芯220a、220b的下游侧的端部的y轴方向的位置一致。另外,主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的下游侧的端部也可以位于比桥式磁芯220a、220b的下游侧的端部靠下游侧的位置。主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的下游侧的端部也可以位于比桥式磁芯220a、220b的下游侧的端部靠上游侧的位置。然而,磁芯的磁通密度的提高效果(使由于部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d在x轴方向上离散而变小的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度通过桥式磁芯220a、220b而恢复到与主磁芯211内的磁通密度相同程度的效果)比较小。因此,桥式磁芯220a、220b的下游侧的端部无需比主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的下游侧的端部向下游侧突出。
另外,在桥式磁芯220a、220b的上游侧的端部不位于比主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的上游侧的端部靠上游侧的位置、且桥式磁芯220a、220b的下游侧的端部不位于比主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的下游侧的端部靠下游侧的位置的情况下,桥式磁芯220a、220b的y轴方向的中心位置与主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的y轴方向的中心位置也可以一致。
在从z轴方向观察感应加热装置的情况下,无需禁止桥式磁芯220a、220b比主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的x轴方向的两侧端部(板端侧的端部)以及将y轴方向的上游侧与下游侧的两侧端部连结的区域向外侧突出。然而,基本上,桥式磁芯220a、220b无需比将这些端部连结的区域向外侧突出。其原因在于,由于桥式磁芯220a、220b的突出部分而产生的磁芯的磁通密度的提高效果(使由于部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d在x轴方向上离散而变小的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d内的磁通密度通过桥式磁芯220a、220b而恢复到与主磁芯211内的磁通密度相同程度的效果)比较小。
另外,包括长度h、L1~L4、BL、CL在内的感应加热装置的各部的长度值本身,例如如以下那样确定。即,在感应加热装置的各部的长度值不同的多个条件下,进行对通过感应加热装置感应加热带状钢板100的情况进行模拟的模拟试验或者电磁场分析。然后,根据模拟试验或者电磁场分析的结果中、作为带状钢板100的x轴方向的温度分布而得到了所希望的温度分布的结果,决定感应加热装置的各部的长度值。另外,在感应加热装置中存在由于设置空间等而长度受到制约的部分的情况下,以满足该制约的方式确定该部分的长度值。例如,桥式磁芯220a、220b的大小、形状、以及位置被决定为,不影响线圈230、屏蔽板240a、240b等其他部件的活动。
如以上那样,本实施方式例示桥式磁芯220a、220b是与主磁芯211以及边缘磁芯212、213不同的磁芯的情况。因而,如图1以及图2所示,在桥式磁芯220a、220b与主磁芯211以及边缘磁芯212、213的分界存在分界线。
另外,在以上的说明中优选为,上侧感应器200的各部中的屏蔽板240a、240b以外的各部的位置被固定。
下侧感应器300也与上侧感应器200相同,具备具有主磁芯311以及边缘磁芯312、313(部分边缘磁芯312a~312d、313a~313d)的原磁芯310、桥式磁芯320a、320b、线圈330、屏蔽板340a、340b、冷却翅片360a~360h、以及冷却小管370a~370h,且具有与上侧感应器200相同的构成。
在本实施方式中例示如下情况:通过原磁芯210以及桥式磁芯220a、220b、原磁芯310以及桥式磁芯320a、320b,构成针对构成一对线圈的每隔线圈各配置有一组的磁芯。另外,在本实施方式中例示如下情况:构成一组磁芯的磁芯具有原磁芯210以及桥式磁芯220a、220b、原磁芯310以及桥式磁芯320a、320b。
如以上那样,在本实施方式中,通过桥式磁芯220a、220b、320a、320b,与不具有桥式磁芯220a、220b、320a、320b的情况相比,能够使通过主磁芯211、311以及边缘磁芯212、213、312、313的主磁通的范围以及主磁通的量增加。因而,能够使主磁芯211、311以及边缘磁芯212、213,312,313高效地磁耦合。
图5是表示带状钢板100的x轴方向的位置(板宽方向位置)与温度(钢板表面温度)之间的关系的一个例子的图。另外,图5的纵轴(钢板表面温度)是相对值。
在图5中,图表501是使用了本实施方式的感应加热装置的情况下的图表。另一方面,图表502是使用了比较例的感应加热装置的情况下的图表。本实施方式的感应加热装置设置有桥式磁芯220a、220b、320a、320b,而在比较例的感应加热装置中未设置桥式磁芯220a、220b、320a、320b。其他构成、动作条件以及动作环境在本实施方式的感应加热装置与比较例的感应加热装置中相同。
在图5中,图表501的温度偏差与图表502的温度偏差相比变小21.5%。因而可知,当设置桥式磁芯220a、220b、320a、320b时,与不设置桥式磁芯220a、220b、320a、320b的情况相比,能够实现抑制带状钢板100整体的温度降低、以及抑制x轴方向上的温度分布的偏差。
如以上那样,在本实施方式中,通过桥式磁芯220a、220b能够使主磁芯211与边缘磁芯212、213磁耦合。因而,在主磁芯211以及边缘磁芯212、213(部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d)与桥式磁芯220a、220b之间,能够使主磁芯211、边缘磁芯212、213、以及桥式磁芯220a、220b这三者的磁耦合(自旋-自旋耦合)增大。由此,与不设置桥式磁芯220a、220b的情况相比,能够使主磁芯211中的磁通密度、边缘磁芯212、213中的磁通密度提高。以上的情况在下侧感应器300中也相同。
另外,在专利文献6中,screen(屏幕)14由导电体构成。magnetic pad(磁板)16配置于支承screen(屏幕)14的armature(电枢)15。因而,即使假设magnetic pad(磁板)16为强磁性体,在magnetic bars(磁棒)8与magnetic pad(磁板)16之间也存在screen(屏幕)14(导电体)。由此,magnetic bars(磁棒)8与magnetic pad(磁板)16不会磁耦合。即,magnetic pad(磁板)16不具有作为在本实施方式中说明的桥式磁芯的功能。另外,由于magnetic pad(磁板)16不位于磁芯的背面侧,因此不具有作为在本实施方式中说明的桥式磁芯的功能。
另外,armature(电枢)12用于进行magnetic bar(磁棒)8的定位,不是与magneticbar(磁棒)8磁耦合的磁芯。即使假设armature(电枢)12为强磁性体,由于armature(电枢)12的厚度较薄,因此armature(电枢)12的磁阻也变得极高。即,即使通过magnetic bar(磁棒)8的主磁通要通过armature(电枢)12,armature(电枢)12也由于磁饱和而变得与非磁性体等价。如此,armature(电枢)12即使假设是强磁性体也与非磁性体等价,不与magneticbar(磁棒)8磁耦合。即,armature(电枢)12不具有作为在本实施方式中说明的桥式磁芯的功能。另外,armature(电枢)12由于不位于磁芯的背面侧,因此不具有作为在本实施方式中说明的桥式磁芯的功能。
另外,在专利文献6的技术中,多个magnetic bar(磁棒)8以具有间隔的状态配置。因此,由于多个magnetic bar(磁棒)8而变大的交变磁场从多个magnetic bar(磁棒)8之间的区域泄漏而向周围扩散。由于从多个magnetic bar(磁棒)8扩散的交变磁场,周围的物体(例如电子设备)有可能被加热。另外,由于从多个magnetic bar(磁棒)8扩散的交变磁场,周围的物体有可能产生噪声。另外,由于从多个magnetic bar(磁棒)8扩散的交变磁场,带状钢板100有可能产生非意图的加热。在该情况下,带状钢板100的x轴方向的温度分布有可能变得不均匀。设置感应加热装置的场所不成为相同条件,因此实质上无法预测带状钢板100是否产生非意图的加热。当由于非意图的带状钢板100的加热而感应加热装置的总电力变大时,有可能导致感应加热装置整体的加热效率降低。在该情况下,为了将带状钢板100加热到所希望的温度,有可能必须重新考虑对感应加热装置进行电力供给的方法。
与此相对,在本实施方式中,通过桥式磁芯220a、220b而能够使主磁芯211与边缘磁芯212、213磁耦合。因而,能够抑制由于磁芯(主磁芯211以及边缘磁芯212、213)而变大的交变磁场向周围扩散。由此,能够抑制上述各种弊端。
并且,在本实施方式中,桥式磁芯220a、220b由软磁性铁氧体(没有磁化方向的各向异性的强磁性体)构成。因而,能够进一步促进主磁芯211以及边缘磁芯212、213与桥式磁芯220a、220b之间的构成原子的自旋彼此的耦合。由此,能够增大主磁芯211以及边缘磁芯212、213中的磁通密度。
另外,在本实施方式中,通过冷却翅片260a~260h、冷却小管270a~270h,能够抑制原磁芯210的温度上升、桥式磁芯220a、220b的温度上升。
另外,在本实施方式中,桥式磁芯220a、220b是与主磁芯211以及边缘磁芯212、213不同的磁芯。因而,能够容易地进行感应加热装置的组装作业、维护作业。另外,只要整体的形状以及大小相同,则能够对不同规格的感应加热装置(例如部分边缘磁芯的数量不同的感应加热装置)应用相同的桥式磁芯220a、220b。
以上的情况对于下侧感应器300也相同。
如以上那样,在本实施方式中能够提供一种感应加热装置,能够同时满足抑制磁芯的温度上升、以及抑制对带状钢板100施加的交变磁场的大小降低的双方。特别是,随着感应加热装置的容量变大,同时满足抑制磁芯的温度上升、以及抑制对带状钢板100施加的交变磁场的大小降低的双方的效果增大。本实施方式的感应加热装置的容量不被限定,但从这种观点出发,在感应加热装置的容量为十kW级别以上(例如10kW以上)的情况下,所述效果变得显著,因此较优选。
<变形例>
在本实施方式中,例示了主磁芯211与边缘磁芯212、213由相同材料(电磁钢板)构成的情况。然而,主磁芯211与边缘磁芯212、213无需由相同材料构成。例如,也可以是主磁芯211与边缘磁芯212、213中的某一方由软磁性铁氧体构成。
另外,在本实施方式中,例示了桥式磁芯220a、220b由软磁性铁氧体构成的情况。然而,构成桥式磁芯220a、220b的软磁性材料不限定于软磁性铁氧体。例如,桥式磁芯220a、220b也可以由具有和桥式磁芯220a、220b的与x-y平面平行的面的形状相同的平面形状(在本实施方式的例子为长方形状)的多个电磁钢板、且是在z轴方向上层叠的多个电磁钢板构成。另外,桥式磁芯220a、220b也可以由具有和桥式磁芯220a、220b的与y-z平面平行的面的形状相同的平面形状的多个电磁钢板、且是在x轴方向上层叠的多个电磁钢板构成。
另外,在本实施方式中,例示了冷却翅片260a~260h的数量、冷却小管270a~270h的数量分别为8个的情况。然而,这些数量不限定于8个。另外,冷却翅片260a~260h的间隔以及冷却小管270a~270h的间隔无需分别相同。通过增多配置在边缘磁芯212、213的区域的冷却翅片260a~260h的数量、冷却小管270a~270h的数量,边缘磁芯212、213的冷却效果提高。即,冷却翅片260a~260h的数量、冷却小管270a~270h的数量不限定于图1、图2所示的数量,根据感应加热装置要求的温度而适当决定。
另外,在本实施方式中,例示了上侧感应器200所具备的桥式磁芯220a、220b的数量为两个的情况。然而,上侧感应器200所具备的桥式磁芯的数量不限定于两个。上侧感应器200所具备的桥式磁芯可以为一个,也可以为三个以上。例如,也可以配置与主磁芯211的背面侧的端面(上表面)的至少一部分区域、以及边缘磁芯212a~212d、213a~213d的背面侧的端面(上表面)各自的至少一部分区域分别对置的一个桥式磁芯。
另外,在本实施方式中例示了如下情况:当屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内,移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时,存在于与桥式磁芯220a、220b对置的位置处的磁芯间隙区域中的最靠板中心侧的磁芯间隙区域的板中心侧的端部(在图2所示的例子中为冷却翅片260d、260h的板中心侧的端部),配置于比屏蔽板240a、240b靠内侧(板中心侧)的位置。然而,屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时的屏蔽板240a、240b、与主磁芯211以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间的位置关系,不限定于这种关系。
例如,也可以为,当屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内,移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时,部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d中的至少一个部分边缘磁芯的板中心侧的端部分别配置在比屏蔽板240a、240b靠内侧(板中心侧)的位置。例如,部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d也可以分别配置在比屏蔽板240a、240b靠内侧(板中心侧)的位置。
另外,也可以为,当屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内,移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时,冷却翅片260a~260d中的至少一个的板中心侧的端部以及冷却翅片260e~260h中的至少一个的板中心侧的端部,配置在比屏蔽板240a、240b的板中心侧的端部靠内侧(板中心侧)的位置。
例如,也可以为,当屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内,移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时,冷却翅片260d、260h的板中心侧的端部配置在比屏蔽板240a、240b的板中心侧的端部靠内侧(板中心侧)的位置。另外,冷却翅片260a~260d、260e~260h的板中心侧的端部也可以分别配置在比屏蔽板240a、240b的板中心侧的端部靠内侧(板中心侧)的位置。另外,冷却翅片260a~260d、260e~260h的板中心侧的端部也可以分别配置在比屏蔽板240a、240b的板中心侧的端部靠内侧(板中心侧)的位置。另外,也可以为,当屏蔽板240a、240b在屏蔽板240a、240b的x轴方向的可动范围内,移动到最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置时,冷却翅片260a~260d中的至少一个的板中心侧的端部、以及冷却翅片260e~260h中的至少一个的板中心侧的端部,分别配置在比屏蔽板240a、240b的板中心侧的端部靠外侧(板端侧)的位置。
另外,在本实施方式中,例示了感应加热装置具备屏蔽板240a、240b的情况。然而,无需必须如此。例如,也可以为,在配置屏蔽板240a、240b的位置上,为了防止带状钢板100的边缘部的过加热,作为屏蔽部件的一个例子而配置用于对线圈230与带状钢板100的电磁耦合度进行调整(减少)的次级线圈。
另外,配置在主磁芯211、311与部分边缘磁芯212d、213d、312d、313d之间的冷却用部件、以及配置在部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d之间的冷却用部件,只要使用构成为能够冷却的非磁性的导电体,则无需是冷却翅片260a~260h、360a~360h以及冷却小管270a~270h、370a~370h。例如,在配置冷却翅片260a~260h、360a~360h以及冷却小管270a~270h、370a~370h的区域,也可以配置由非磁性的导电体构成的中空立方体形状的管。在这样的情况下,也可以向该管的中空部分供给冷却水。
另外,在主磁芯211、311与部分边缘磁芯212d、213d、312d、313d之间的区域、以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d之间的区域,也可以不配置冷却用部件。主磁芯211、311与部分边缘磁芯212d、213d、312d、313d之间的区域、以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d之间的区域也可以是空隙。在这样的情况下,作为冷却介质可以向该空隙供给冷却气体。另外,通过使该空隙的区域的x轴方向的长度比图2所示的长度长,由此也可以提高空冷的冷却效果。
另外,在本实施方式中,例示了主磁芯211为一体化的一个磁芯的情况。然而,例如,如图6所示,主磁芯211也可以具有以在x轴方向上具有间隔的状态配置的多个部分主磁芯211a~211b(另外,图6是与图2对应的截面图)。在这样的情况下,在部分主磁芯211a、211b之间也可以配置与冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h相同的冷却翅片260i以及冷却小管270i。另外,如图6所示,对于下侧感应器300也配置有与部分主磁芯211a~211b、冷却翅片260i、冷却小管270i相同的部分主磁芯311a~311b、冷却翅片360i、冷却小管370i。
另外,部分主磁芯的数量只要为2个以上即可,不限定。但是,优选部分主磁芯的全部能够与桥式磁芯中的至少一个磁耦合。另外,更优选所有部分主磁芯都磁耦合。在图6中,例示部分主磁芯211a~211b、311a~311b与桥式磁芯220c、320c能够磁耦合的情况。另外,在图6中例示如下情况:桥式磁芯220c被配置为,桥式磁芯220c的输送预定面CP侧的端面(下表面)与部分主磁芯211a~211b的背面侧的端面(上表面)的整体以及部分边缘磁芯212a~212d的背面侧的端面(上表面)的整体接触。同样,在图6中例示如下情况:桥式磁芯320c被配置为,桥式磁芯320c的输送预定面CP侧的端面(上表面)与部分主磁芯311a~311b的背面侧的端面(下表面)的整体以及部分边缘磁芯312a~312d的背面侧的端面(下表面)的整体接触。另外,多个部分主磁芯的形状以及大小不被限定。多个部分主磁芯的形状以及大小可以相同也可以不同。多个部分边缘磁芯的形状以及大小可以相同也可以不同。
另外,在本实施方式中,例示了原磁芯210具有主磁芯211与边缘磁芯212、213的情况。即,例示了主磁芯211与边缘磁芯212、213被区别的情况。然而,主磁芯211与边缘磁芯212、213也不一定被区别。例如,感应加热装置也可以如图7以及图8所示那样构成。图7是表示这种感应加热装置的外观构成的一个例子的图。图7是与图1对应的图。图8是表示该感应加热装置的第一截面的一个例子的图。具体地说,图8是图7的I-I截面图,且是与图2对应的图。
在图7以及图8中,上侧感应器200具备原磁芯210、桥式磁芯220c、线圈230、以及屏蔽板240a、240b。
原磁芯210具有以在x轴方向上具有间隔的状态配置的多个部分原磁芯710a~710f。部分原磁芯710a~710f相对于图2所示的部分边缘磁芯212a~212d来说,x轴方向的长度不同。部分原磁芯710a~710f的其他构成与部分边缘磁芯212a~212d相同。部分原磁芯710a~710f例如由在x轴方向上层叠的多个电磁钢板、且是相同厚度以及相同平面形状的多个电磁钢板构成。在这样的情况下,构成部分原磁芯710a~710f的电磁钢板的层叠张数与构成图2所示的部分边缘磁芯212a~212d的电磁钢板的层叠张数不同。
部分原磁芯710a~710f的y-z截面与图4所示的截面相同。另外,在图7以及图8中,例示所有部分原磁芯710a~710f、810a~810f的形状以及大小都相同的情况。由此,在多个部分原磁芯710a~710f以及多个部分原磁芯810a~810f由相同厚度以及相同平面形状的多个电磁钢板构成的情况下,各自中的电磁钢板的层叠张数变得相同。另外,在图7以及图8中,例示多个部分原磁芯710a~710f的间隔与多个部分原磁芯810a~810f的x轴方向的间隔相同的情况。
桥式磁芯220c是用于使部分原磁芯710a~710f中的至少一个磁芯能够磁耦合的强磁性体。另外,桥式磁芯220c自身与图6所示的桥式磁芯220c相同。在图7以及图8中,例示桥式磁芯220c的输送预定面CP侧的端面(下表面)与部分原磁芯710a~710f的背面侧的端面(上表面)的整体以相互具有间隔的状态对置的情况。桥式磁芯220c与部分原磁芯710a~710f的间隔被确定为,桥式磁芯220c能够与部分原磁芯710a~710f中的至少一个部分原磁耦合。与部分原磁芯710a~710f的间隔被确定为,桥式磁芯220c能够与所有部分原磁芯710a~710f磁耦合。
与上侧感应器200相同,下侧感应器300具备具有部分原磁芯810a~810f的原磁芯310、桥式磁芯320c、线圈330、以及屏蔽板340a、340b,具有与上侧感应器200相同的构成。
另外,在图7以及图8中,在以在x轴方向上具有间隔的状态邻接的两个部分原磁芯(例如部分原磁芯710a、710b)之间也可以配置冷却用部件(例如冷却翅片以及冷却小管)的情况,如在本实施方式中说明的那样。除此之外,原磁芯210、310与桥式磁芯220c、320c可以接触的情况等,也如在本实施方式中说明的那样。
另外,以上的各变形例也可以应用于下侧感应器300。
以上,对本实施方式的各种变形例进行了说明。包括在<变形例>项的说明之前说明的本实施方式的变形例、且将这些各变形例的至少两个组合而成的变形例,也可以应用于本实施方式的感应加热装置。
(第二实施方式)
接下来,对本发明的第二实施方式进行说明。在第一实施方式中,例示了原磁芯210(主磁芯211以及边缘磁芯212、213)与桥式磁芯220a、220b构成为不同磁芯的情况。同样,例示了原磁芯310(主磁芯311以及边缘磁芯312、313)与桥式磁芯320a、320b构成为不同磁芯的情况。与此相对,在本实施方式中,例示原磁芯与桥式磁芯构成为一体化的一个磁芯构的情况。如此,在本实施方式与第一实施方式中,主要是磁芯的构成不同。因而,在本实施方式的说明中,对于与第一实施方式相同的部分附加与在图1~图8中附加的附图标记相同的附图标记等而省略详细的说明。
图9是表示感应加热装置的外观构成的一个例子的图。图9是与图1对应的图。
图9所示的感应加热装置具备上侧感应器900与下侧感应器1000。上侧感应器900与下侧感应器1000配置于隔着带状钢板100的输送预定面CP而相互对置的位置(参照图10~图13)。上侧感应器900与下侧感应器1000具有相同的构成。因而,在此处,对上侧感应器900进行详细说明,根据需要省略下侧感应器1000的详细说明。另外,上侧感应器900以及输送预定面CP的间隔、下侧感应器1000以及输送预定面CP的间隔可以相同也可以不相同。与第一实施方式相同,在本实施方式中也例示如下情况:感应加热装置具有成为将感应加热装置的x轴方向的中心处的y-z平面作为对称面的镜面对称的关系的形状。另外,在上侧感应器900以及带状钢板100的间隔、与下侧感应器1000以及带状钢板100的间隔相同的情况下,感应加热装置具有成为将感应加热装置的z轴方向的中心处的x-y平面作为对称面的镜面对称的关系的形状。
图10是表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。具体地说,图10是图9的I-I截面图,且是与图2对应的图。图11是表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。具体地说,图11是图9的II-II截面图,且是与图3对应的图。图12是表示感应加热装置的第三截面的一个例子的图。具体地说,图12是图9的III-III截面图,且是与图4对应的图。图13是表示感应加热装置的第四截面的一个例子的图。具体地说,图13是图9的IV-IV截面图。
在图10中,上侧感应器900具备上侧磁芯910、线圈230、屏蔽板240a~240b、冷却翅片260a~260h、以及冷却小管270a~270h。
上侧磁芯910为,在第一实施方式中说明的原磁芯210与桥式磁芯220被一体化而构成为一个磁芯。
在本实施方式中,例示通过在x轴方向上层叠的多个电磁钢板且是相同厚度的多个电磁钢板构成上侧磁芯910的情况。
在图10中,上侧磁芯910的区域911a、911b是上侧磁芯910的区域中的包括与第一实施方式的桥式磁芯220a、220b相当的区域的区域。在本实施方式中,在与配置有冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h的区域在z轴方向上邻接的区域中、和其他区域中,配置在上侧磁芯910的区域911a、911b中的电磁钢板的形状不同。
在图10中,在上侧磁芯910的区域911a、911b中的与配置有冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h的区域在z轴方向上邻接的区域中,例如与该区域对应的平面形状的电磁钢板在x轴方向上层叠。该区域的y-z截面例如成为图11所示的上侧磁芯910的y-z截面那样。在图11中例示该区域的y-z截面整体的外形形状为长方形的情况。另外,在图11中例示该长方形的z轴方向的长度与第一实施方式的桥式磁芯220a、220b的z轴方向的长度相同的情况。但是,该长方形的z轴方向的长度例如也可以根据冷却小管270a~270h的曲率而在x轴方向的每个位置处(稍微)不同。
另一方面,在图10中,在上侧磁芯910的区域911a、911b中的与配置有冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h的区域在z轴方向上邻接的区域以外的区域中,例如与该区域对应的相同平面形状的电磁钢板在x轴方向上层叠。该区域的y-z截面例如成为图13所示的上侧磁芯910的y-z截面那样。在图13中例示该区域的y-z截面整体的外形形状为E形的情况(但是,在图13所示的例子中,E的横线的长度全部为相同长度)。另外,在图13中例示如下情况:该区域的z轴方向的长度(与E的横线平行的方向的长度),是将第一实施方式的桥式磁芯220a、220b的z轴方向的长度与第一实施方式的原磁芯210(主磁芯211、边缘磁芯212、213)的z轴方向的长度相加而得到的长度。
另外,在图10中,上侧磁芯910的区域912是不包括与第一实施方式的桥式磁芯220a、220b相当的区域的区域。在上侧磁芯910的区域912中,例如与该区域912对应的相同平面形状的电磁钢板在x轴方向上层叠。上侧磁芯910的区域912的y-z截面例如成为图12所示的上侧磁芯910的y-z截面那样。在图12中例示上侧磁芯910的区域912的y-z截面整体的外形形状为E形的情况(但是,在图12所示的例子中,E的横线的长度全部为相同长度)。另外,在图12中,上侧磁芯910的区域912的z轴方向的长度(与E的横线平行的方向的长度)与第一实施方式的原磁芯210(主磁芯211、边缘磁芯212、213)的z轴方向的长度相同。
构成上侧磁芯910的多个电磁钢板被固定为相互不分离。多个电磁钢板的固定方法不限定。例如,基于粘合剂的固定、基于焊接的固定、基于凿密的固定、以及使用了固定部件的固定等公知的各种方法,被采用为多个电磁钢板的固定方法。如以上那样,在本实施方式中,原磁芯(主磁芯以及边缘磁芯)以及桥式磁芯是被一体化而成的一个磁芯。因而,如图9以及图10所示,在桥式磁芯(与桥式磁芯220a、220b相当的区域)与主磁芯以及边缘磁芯(与主磁芯211以及边缘磁芯212、213相当的区域)的分界处不存在分界线。另外,为了便于表述,在图10中省略各个电磁钢板的分界线的图示。
在本实施方式中例示如下情况:通过上侧磁芯910、下侧磁芯1010的区域中的与桥式磁芯220a、220b、320a、320b相当的区域构成桥式磁芯。另外,在本实施方式中例示如下情况:通过上侧磁芯910、下侧磁芯1010的区域中的相当于与主磁芯211、311以及边缘磁芯212~213、312~313相当的区域的区域构成部分磁芯。
图12以及图13示出与主磁芯211、311相当的区域9110、10110。另外,图13示出与桥式磁芯220a、220b、320a、320b相当的区域9120、10120。
如图12以及图13所示,与主磁芯211、311相当的区域9110、10110具有主体部9111、10111、中央腿部9112、10112、上游侧腿部9113、10113、以及下游侧腿部9114、10114。主体部9111、10111、中央腿部9112、10112、上游侧腿部9113、10113、下游侧腿部9114、10114分别与主体部2111、3111、中央腿部2112、3112、上游侧腿部2113、3113、下游侧腿部2114、3114相同(参照图3以及图4)。
另外,将与边缘磁芯212~213、312~313相当的区域沿着y-z平面剪切而成的截面整体的外形,与将与主磁芯211、311相当的区域9110、10110沿着y-z平面剪切而成的截面整体的外形相同。因而,和与主磁芯211、311相当的区域9110、10110相同,与边缘磁芯(部分边缘磁芯)相当的区域也具有主体部、中央腿部、上游侧腿部、以及下游侧腿部。
与上侧感应器900相同,下侧感应器1000也具备下侧磁芯1010、线圈330、屏蔽板340a、340b、冷却翅片360a~360h、以及冷却小管370a~370h,且具有与上侧感应器900相同的构成。
如以上那样,在本实施方式中,使与桥式磁芯220a、220b、320a、320b相当的区域,不和与原磁芯210、320相当的区域分离而一体化。即,在本实施方式中,使原磁芯以及桥式磁芯成为一个磁芯(一个上侧磁芯910、一个下侧磁芯1010)。通过如此,也能够实现具有在第一实施方式中说明的效果的感应加热装置。另外,能够使与桥式磁芯220a、220b相当的区域的构成原子的自旋、和与原磁芯210相当的区域的构成原子的自旋之间的自旋彼此的耦合(自旋-自旋耦合)进一步增大。由此,和原磁芯210与桥式磁芯220a、220b为不同磁芯的情况相比,能够提高由于在线圈230中流动交流电流而在这些区域中产生的磁通密度。
而且,与第一实施方式相同,在本实施方式中,也能够通过冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h来抑制上侧磁芯910的温度上升。
以上的情况对于下侧感应器1000也相同。
如以上那样,与第一实施方式相同,在本实施方式中也能够提供能够同时实现将磁芯的温度抑制为希望的温度以下、以及产生希望大小的交变磁场的双方的感应加热装置。
另外,如根据以上说明可知的那样,本实施方式的构成为,将在第一实施方式中说明的原磁芯、主磁芯、边缘磁芯、桥式磁芯、部分边缘磁芯,分别替换为与原磁芯相当的区域、与主磁芯相当的区域、与边缘磁芯相当的区域、与桥式磁芯相当的区域、与部分边缘磁芯相当的区域。因而,通过进行这种替换地重读第一实施方式的说明,能够确定以下的优选范围。
·与桥式磁芯220a、220b相当的区域的板中心侧重叠长度L的优选范围(L≥α等)
·与桥式磁芯220a、220b相当的区域的板端侧重叠长度L’的优选范围(L’≥α等)
·与桥式磁芯220a、220b相当的区域的高度H的优选范围(H≥Min(0.5×h、0.5×α)等)
·与桥式磁芯220a、220b相当的区域的y轴方向的长度BL相对于与主磁芯211相当的区域以及与部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d相当的区域的y轴方向的长度CL之比的优选范围(BL/CL≥0.2等)
<变形例>
在本实施方式中例示了上侧磁芯910的区域912的形状为立方体形状的情况。然而,上侧磁芯910的区域912的形状不限定于立方体形状。例如,如图14所示,在上侧磁芯910的区域912的输送预定面CP侧的端面(下表面)上也可以形成有一个以上的凹陷部(另外,图14是与图10对应的截面图)。在图14中,例示两个凹陷部以在x轴方向上具有间隔的状态形成于上侧磁芯910的区域912的情况。另外,如图14所示,在该凹陷部可以配置有与冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h相同的冷却翅片260j~260k以及冷却小管270j~270k。在图14中例示如下情况:冷却翅片260j~260k的高度(z轴方向的长度)低于冷却翅片260a~260h的高度,以使冷却小管270j~270k不达到区域912的背面侧的端面(上表面)。如此,能够实现冷却翅片260j~260k以及冷却小管270j~270k配置于上侧磁芯910的区域912、以及区域911a、911b与区域912被一体化而构成为一个磁芯的双方。
另外,如图14所示,关于下侧磁芯1010也可以配置有与冷却翅片360a~360h以及冷却小管370a~370h同样的冷却翅片360j~360k以及冷却小管370j~370k。在图14中例示如下情况:与冷却翅片260j~260k同样,冷却翅片360j~360k的高度(z轴方向的长度)低于冷却翅片360a~360h的高度。
另外,配置有冷却翅片260j~260k、360j~360k以及冷却小管270j~270k、370j~370k的位置处的y-z截面,成为将图11中的冷却翅片260a、360a、上侧磁芯910、下侧磁芯1010的z轴方向的长度分别变更为配置有冷却翅片260j~260k、360j~360k以及冷却小管270j~270k、370j~370k的位置处的冷却翅片260j~260k、360j~360k、上侧磁芯910、以及下侧磁芯1010的z轴方向的长度的截面。
另外,在本实施方式中例示了上侧磁芯910的区域912的高度(z轴方向的长度)低于上侧磁芯910的其他区域的高度的情况。然而,无需一定如此。例如,也可以如图15所示,上侧磁芯910的高度(z轴方向的长度)与x轴方向的位置无关均相同。在图15中例示在上侧磁芯910的x轴方向的区域911c整体中包括与桥式磁芯相当的区域的情况(另外,图15是与图10对应的截面图)。
以上的变形例也可以应用于下侧感应器1000。
另外,在第一实施方式中说明的各种变形例也可以应用于本实施方式的感应加热装置。另外,包括在第一实施方式中说明的变形例在内,将以上各变形例的至少两个组合而成的变形例也可以应用于本实施方式的感应加热装置。
(第三实施方式)
接下来,对本发明的第三实施方式进行说明。在第一实施方式中例示了如下情况:在主磁芯211与边缘磁芯212、213之间、以及相互邻接的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d之间,配置有构成为能够冷却的非磁性的导电体。在本实施方式中例示如下情况:除此之外,在桥式磁芯220a~220b、320a~320b的背面侧的端面(上表面、下表面)上,也配置有构成为能够冷却的非磁性的导电体。如此,能够使桥式磁芯220a~220b、320a~320b的温度进一步降低。如此,在本实施方式中,对于第一实施方式的感应加热装置附加有用于使桥式磁芯220a~220b、320a~320b的温度降低的构成。因而,在本实施方式的说明中对于与第一实施方式以及第二实施方式相同的部分,附加与在图1~图15中附加的附图标记相同的附图标记等而省略详细说明。
图16是表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图,且是与图2对应的图。图17是表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图,且是与图3对应的图。与第一实施方式相同,在本实施方式中也例示如下情况:感应加热装置具有成为将感应加热装置的x轴方向的中心处的y-z平面作为对称面的镜面对称的关系的形状。
在图16、图17中例示在上侧感应器1600的桥式磁芯220a、220b的背面侧的端面(上表面)上配置有冷却管1610a、1610b的情况。同样,在图16、图17中例示在下侧感应器1700的桥式磁芯320a、320b的背面侧的端面(下表面)上配置有冷却管1710a、1710b的情况。另外,在本实施方式中例示冷却管1610a、1610b、1710a、1710b的外观形状为多重折叠形状的情况。
冷却管1610a、1610b在桥式磁芯220a、220b的背面侧的端面(上表面)上以成为多重折叠的方式配置。另外,冷却管1610a、1610b与桥式磁芯220a、220b接触。冷却管1610a、1610b例如由铜等非磁性的导电体构成。
同样,冷却管1710a、1710b在桥式磁芯320a、320b的背面侧的端面(下表面)上以成为多重折叠的方式配置。另外,冷却管1710a、1710b与桥式磁芯320a、320b接触。冷却管1620a、1620b例如也由铜等非磁性的导电体构成。
在第一实施方式的构成中,例如能够通过冷却小管270a~270h、以及空冷来抑制桥式磁芯220a、220b的温度上升。然而,在这种构成中,例如在感应加热装置周围的温度较高的情况下,有可能无法使桥式磁芯220a、220b的温度降低到希望的温度。与此相对,在本实施方式中,在桥式磁芯220a、220b的背面侧的端面(上表面)上配置有冷却管1610a、1610b。因而,与第一实施方式的构成相比,能够使桥式磁芯220a、220b的温度降低。如此,在本实施方式中,除了在第一实施方式中说明的效果之外,还起到能够使桥式磁芯220a、220b的温度可靠地降低这样的效果。
以上的情况对于下侧感应器1700也相同。
<变形例>
在本实施方式中例示了如下情况:作为用于对桥式磁芯220a、220b进行冷却的冷却用部件的一个例子,而使用冷却管1610a、1610b。然而,用于对桥式磁芯220a、220b进行冷却的冷却用部件不限定于这样的冷却用部件。例如,用于对桥式磁芯220a、220b进行冷却的冷却用部件也可以是板状的非磁性的导电体。在这种情况下,该板状的非磁性的导电体也可以通过热传导来冷却。
另外,在本实施方式中例示了对第一实施方式的感应加热装置附加有冷却管1610a、1610b的情况。然而,对第二实施方式的感应加热装置也可以附加冷却管1610a、1610b。
以上的变形例也可以应用于下侧感应器1700。
另外,在第一实施方式以及第二实施方式中说明的各种变形例也可以应用于本实施方式的感应加热装置。另外,包括在第一实施方式以及第二实施方式中说明的变形例在内,将以上各变形例的至少两个组合而成的变形例也可以应用于本实施方式的感应加热装置。
(第四实施方式)
接下来,对第四实施方式进行说明。在第一实施方式中例示了如下情况:原磁芯210、310(主磁芯211、311以及部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d)所具有的中央腿部、上游侧腿部、以及下游侧腿部的前端面与输送预定面CP之间的间隔(z轴方向的距离)相同。与此相对,在本实施方式中例示原磁芯所具有的中央腿部的前端面与输送预定面CP之间的间隔比原磁芯的区域中的除了中央腿部以外的区域与输送预定面CP之间的间隔短的情况。如此,在本实施方式与第一~第三实施方式中,主要是原磁芯的构成不同。因而,在本实施方式的说明中,对于与第一实施方式相同的部分附加与在图1~图8中附加的附图标记相同的附图标记等而省略详细说明。
图18是表示感应加热装置的外观构成的一个例子的图。图18是与图1对应的图。
图18所示的感应加热装置具备上侧感应器1800与下侧感应器1900。上侧感应器1800与下侧感应器1900配置于隔着带状钢板100的输送预定面CP而相互对置的位置(参照图19~图21)。上侧感应器1800与下侧感应器1900具有相同的构成。因而,此处,对上侧感应器1800进行详细说明,根据需要省略下侧感应器1900的详细说明。
另外,上侧感应器1800以及输送预定面CP的间隔、与下侧感应器1900以及输送预定面CP的间隔,可以相同也可以不相同。与第一实施方式相同,在本实施方式中也示出如下情况:感应加热装置具有成为将感应加热装置的x轴方向的中心处的y-z平面作为对称面的镜面对称的关系的形状。在上侧感应器1800以及输送预定面CP的间隔、与下侧感应器1900以及输送预定面CP的间隔相同的情况下,感应加热装置具有成为将输送预定面CP作为对称面的镜面对称的关系的形状。
图19是表示感应加热装置的第一截面的一个例子的图。具体地说,图19是图18的I-I截面图,且是与图2对应的图。图20是表示感应加热装置的第二截面的一个例子的图。具体地说,图20是图18的II-II截面图,且是与图3对应的图。图21是表示感应加热装置的第三截面的一个例子的图。具体地说,图21是图18的III-III截面图,且是与图4对应的图。
在图18以及图19中,上侧感应器1800具备原磁芯1810、桥式磁芯1820a~1820b、线圈1830、屏蔽板1840a~1840b、冷却翅片1860a~1860h、以及冷却小管1870a~1870h。
原磁芯1810具有主磁芯1811、以及边缘磁芯1812、1813。主磁芯1811、边缘磁芯1812、1813以在x轴方向上具有间隔的状态配置。
主磁芯1811是主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813之中,配置在最接近感应加热装置的x轴方向的中心位置的位置的强磁性体。边缘磁芯1812、1813是配置于比主磁芯1811更靠原磁芯1810中的x轴方向的端部侧的强磁性体。边缘磁芯1812、1813具有多个部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d。多个部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d以在x轴方向上具有间隔的状态配置。另外,多个部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d中的处于最接近主磁芯1811的位置的部分边缘磁芯1812d、1813d与主磁芯1811也以在x轴方向上具有间隔的状态配置。
在本实施方式中例示如下情况:通过在x轴方向上层叠的多个电磁钢板、且是相同厚度以及相同平面形状的多个电磁钢板来构成主磁芯1811。同样,在本实施方式中例示如下情况:通过在x轴方向上层叠的多个电磁钢板且是相同厚度以及相同平面形状的多个电磁钢板构成边缘磁芯1812、1813(部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d)。另外,在本实施方式中例示如下情况:构成主磁芯1811的电磁钢板的厚度以及平面形状、与构成边缘磁芯1812、1813的电磁钢板的厚度以及平面形状相同。另外,在本实施方式中例示如下情况:构成主磁芯1811的电磁钢板的层叠张数、与构成边缘磁芯1812、1813(部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d)的电磁钢板的层叠张数不同。
构成主磁芯1811的多个电磁钢板以相互不分离的方式固定。另外,构成部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d各自的多个电磁钢板也以相互不分离的方式固定。多个电磁钢板的固定方法不被限定。作为多个电磁钢板的固定方法,例如能够采用基于粘合剂的固定、基于焊接的固定、基于凿密的固定、以及使用了固定部件的固定等公知的各种方法。另外,构成主磁芯1811的电磁钢板的厚度以及平面形状、与构成边缘磁芯1812、1813的电磁钢板的厚度以及平面形状无需相同。另外,为了便于表述,在图19中省略各个电磁钢板的分界线的图示。在本实施方式中例示如下情况:通过使用主磁芯1811、1911、以及边缘磁芯1812~1813、1912~1913(多个部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d)来构成部分磁芯。
如图21所示,主磁芯1811、1911具有主体部18111、19111、以及中央腿部18112、19112。在图21中例示主体部18111以及中央腿部18112被一体化的情况。同样,在图21中例示主体部19111以及中央腿部19112也被一体化的情况。另外、如上述那样,表示主体部18111、19111以及中央腿部18112、19112的双点划线是虚拟线。
主体部18111、19111分别在线圈1830、1930的背面侧,从比线圈1830、1930靠上游侧(y轴的正方向侧)的区域到比线圈1830、1930靠下游侧(y轴的负方向侧)的区域,沿着与输送方向平行的方向(y轴方向)延伸设置。
中央腿部18112、19112分别以穿过线圈1830、1930的中空部分的方式,从主体部18111、18111向输送预定面CP的方向延伸设置。优选在中央腿部18112、19112的y轴方向上的位置之中包含线圈1830、1930的轴心的y轴方向上的位置。即,优选在中央腿部18112、19112的y坐标之中存在与线圈1830、1930的轴心的y坐标重复的坐标。在本实施方式中例示如下情况:中央腿部18112、19112的重心在x-y平面上的位置(x-y坐标)与线圈1830、1830的轴心在x-y平面上的位置(x-y坐标)一致。
中央腿部18112、19112是磁芯的齿。中央腿部18112、19112的前端面分别是磁极面。主体部18111、19111是磁芯的磁轭。
边缘磁芯1812、1813、1912、1913的y-z截面整体的外形与图21所示的主磁芯1811、1911的y-z截面整体的外形相同。在图21中,在1811、1911之后附加的(1812、1813)、(1912、1913)表示该情况。
因而,边缘磁芯1812、1813、1912、1913(部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d)也与主磁芯1811、1911相同地具有主体部、中央腿部、上游侧腿部、以及下游侧腿部。主体部的y轴方向以及z轴方向的长度、中央腿部的y轴方向以及z轴方向的长度、上游侧腿部的y轴方向以及z轴方向的长度、以及下游侧腿部的y轴方向以及z轴方向的长度,在主磁芯1811、1911与部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d中相同。另一方面,关于主体部的x轴方向的长度、中央腿部的x轴方向的长度、上游侧腿部的x轴方向的长度、以及下游侧腿部的x轴方向的长度,主磁芯1811、1911的长度比部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d的长度长。
桥式磁芯1820b、1920a~1920b的y-z截面整体的外形与桥式磁芯1820a、1920a的y-z截面整体的外形相同(参照图20)。
如以上那样,主磁芯1811的与y-z平面平行的面的形状以及边缘磁芯1812、1813的与y-z平面平行的面的形状分别为T形(参照图21所示的主磁芯1811、1911的外形)。即,主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813是所谓的T形磁芯。与此相对,第一实施方式的主磁芯211以及边缘磁芯212、213是所谓的E形磁芯。因而,主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813不具有主磁芯211以及边缘磁芯212、213所具有的上游侧腿部以及下游侧腿部。该情况在第一实施方式的主磁芯211以及边缘磁芯212、213、与本实施方式的主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813中不同。
线圈1830是具有围绕部的导电体。另外,在图18中例示具有厚度的部分(从交流电源400延伸的直线以外的部分)是线圈1830的围绕部的情况。线圈1830的围绕部在x-y平面中配置为,通过原磁芯1810的开槽而以跑道状围绕原磁芯1810的中央腿部。第一实施方式的线圈230的与x-y平面平行的面的大小,与原磁芯210的开槽的大小相匹配地确定。与此相对,本实施方式的线圈1830的与x-y平面平行的面的大小,与原磁芯1810的开槽的大小相匹配地确定。该情况在第一实施方式的线圈230与本实施方式的线圈1830中不同。如图18以及图19所示,线圈1830、1930的围绕部的x轴方向的长度比带状钢板100(输送预定面CP)的宽度长。另外,线圈1830、1930的围绕部的x轴方向的两端存在于比带状钢板100(输送预定面CP)的x轴方向的两端靠外侧的位置。另外,线圈1830也可以具有配置在导电体周围的绝缘体。
如图18所示,线圈1830、1930电连接有交流电源400。如图18所示,在本实施方式中,线圈1830的围绕部的一端部1831与交流电源400的两个输出端子中的一个端子401电连接。另外,线圈1830的围绕部的另一端部1832与交流电源400的两个输出端子中的另一个端子402电连接。
另外,线圈1930的围绕部的两个端部中的处于与线圈1830的围绕部的一端部1831在z轴方向上相互对置的位置的一端部1931,与交流电源400的两个输出端子中的一个端子401电连接。另外,线圈1930的围绕部的两个端部中的处于与线圈1830的另一端部1832在z轴方向上相互对置的位置的另一端部1932,与交流电源400的两个输出端子中的另一个端子402电连接。
如此,在本实施方式中,在从交流电源400观察的情况下,线圈1830以及线圈1930与交流电源400并联连接为,线圈1830以及线圈1930的卷绕方向成为相互相同的朝向。
因而,如图18所示,在从相同时刻的相同视点观察的情况下,在线圈1830以及线圈1930的相互对置的区域中流动的交流电流的朝向成为相互相同的朝向(参照图18的线圈1830以及线圈1930的内所示的箭头线)。
另外,在图19~图21中例示线圈1830的输送预定面CP侧的端部处于比原磁芯1810的前端面(最接近输送预定面CP的位置的面)更靠带状钢板100侧的情况。然而,线圈1830的输送预定面CP侧的端部与原磁芯1810的前端面也可以成为大致齐平面。
在图19中,在部分边缘磁芯1812a、1812b之间、部分边缘磁芯1812b、1812c之间、部分边缘磁芯1812c、1812d之间、部分边缘磁芯1812d与主磁芯1811之间分别配置有冷却翅片1860a、1860b、1860c、1860d。同样,在部分边缘磁芯1813a、1813b之间、部分边缘磁芯1813b、1813c之间、部分边缘磁芯1813c、1813d之间、部分边缘磁芯1813d与主磁芯211之间分别配置有冷却翅片1860e、1860f、1860g、1860h。另外,与第一实施方式相同,在本实施方式中也例示这些间隔固定(不变更)的情况。然而,这些间隔也可以能够变更。
冷却翅片1860a~1860h是用于对主磁芯1811以及部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d进行冷却的冷却用部件的一个例子。与第一实施方式相同,在本实施方式中也例示冷却翅片1860a~1860h是翅片状的非磁性的导电体板的情况。冷却翅片1860a~1860h例如由铜板构成。
在冷却翅片1860a~1860h之上安装有冷却小管1870a~1870h。冷却小管1870a~1870h是用于对主磁芯1811、部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、以及桥式磁芯1820a、1820b进行冷却的冷却用部件的一个例子。与第一实施方式相同,在本实施方式也例示冷却小管1870a~1870h是非磁性的导电体管的情况。
冷却翅片1860a~1860h与其上安装的冷却小管1870a~1870h相互接触。另外,在图20以及图21中例示如下情况:将冷却翅片1860a~1860h与冷却小管270a~270h组合的区域的y-z截面整体的外形,与原磁芯1810(主磁芯1811以及部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d)的y-z截面的外形相同。即,在图20以及图21中例示如下情况:图20中的冷却翅片1860a以及冷却小管1870a的区域整体的形状以及大小,与图21中的主磁芯1811的形状以及大小相同。与冷却小管270a~270h相同,冷却小管1870a~1870h的内部被供给冷却水等冷却介质。
如图3以及图4所示,第一实施方式的主磁芯211的y-z截面整体的外形为E形。另外,将冷却翅片260a~260h与其上安装的冷却小管270a~270h组合的区域的y-z截面整体的外形也为E形。另外,第一实施方式的部分边缘磁芯212a~212d、213a~213d的y-z截面整体的外形也为E形。与此相对,如图20以及图21所示,本实施方式的主磁芯1811的y-z截面整体的外形为T形。另外,将冷却翅片1860a~1860h与其上安装的冷却小管1870a~1870h组合的区域的y-z截面整体的外形也为T形。另外,本实施方式的部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d的y-z截面整体的外形也为T形。该情况在第一实施方式的主磁芯211、边缘磁芯212、213、冷却翅片260a~260h以及冷却小管270a~270h、与本实施方式的主磁芯1811、边缘磁芯1812、1813、冷却翅片1860a~1860h以及冷却小管1870a~1870h中不同。
与第一实施方式相同,在本实施方式中也是,配置在主磁芯1811、1911与部分边缘磁芯1812d、1813d、1912d、1913d之间、部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d之间的冷却用部件,只要使用构成为能够冷却的非磁性的导电体,则无需是冷却翅片1860a~1860h、1960a~1960h以及冷却小管1870a~1870h、1970a~1970h。另外,在主磁芯1811、1911与部分边缘磁芯1812d、1813d、1912d、1913d之间的区域、以及部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d之间的区域,也可以不配置冷却用部件。主磁芯1811、1911与部分边缘磁芯1812d、1813d、1912d、1913d之间的区域、以及部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d之间的区域也可以是空隙。另外,也可以通过使该空隙的区域的x轴方向的长度比图19所示的长度长,来提高基于空冷的冷却效果。
屏蔽板1840a、1840b是用于通过对线圈1830与带状钢板100的电磁耦合度进行调整(减少)来防止带状钢板100的边缘部的过加热的屏蔽部件的一个例子。第一实施方式的屏蔽板240a、240b的与x-y平面平行的面的大小,与原磁芯210的与x-y平面平行的面的大小相匹配地确定。与此相对,本实施方式的屏蔽板1840a、1840b的与x-y平面平行的面的大小,与原磁芯1810的与x-y平面平行的面的大小相匹配地确定。该情况在第一实施方式的屏蔽板240a、240b与本实施方式的屏蔽板1840a、1840b中不同。因而,屏蔽板1840a、1840b也与第一实施方式的屏蔽板240a、240b相同,也可以在其可动范围内沿着x轴方向移动。另外,与第一实施方式相同,在带状钢板100的蛇行量超过cm级别的情况下,也优选使感应加热装置的整体(上侧感应器1800以及下侧感应器1900)沿着x轴方向(带状钢板100蛇行的方向)移动与带状钢板100的蛇行量相同的量。
桥式磁芯1820a、1820b是能够与主磁芯1811以及部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d中的至少一个磁芯磁耦合的强磁性体。与第一实施方式相同,在本实施方式中也例示桥式磁芯1820a、1820b具有软磁性铁氧体(没有磁化方向的各向异性的强磁性体)的情况。另外,与第一实施方式相同,在本实施方式中也例示如下情况:桥式磁芯1820a能够与主磁芯1811以及部分边缘磁芯1812a~1812d磁耦合,且桥式磁芯1820b能够与主磁芯1811以及部分边缘磁芯1813a~1813d磁耦合。
如图19所示,桥式磁芯1820a、1820b以相互具有间隔的状态配置在x轴方向的两侧。另外,在图19中例示如下情况:在从z轴方向观察的情况下,桥式磁芯1820a、1820b以与主磁芯1811的一部分重合的方式配置。另外,在图19中例示如下情况:在从z轴方向观察的情况下,桥式磁芯1820a、1820b分别以与部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d各自的至少一部分重合的方式配置。
此处,参照图19对本实施方式中的桥式磁芯1820a、1820b的配置的一个例子具体地进行说明。桥式磁芯1820a的输送预定面CP侧的端面(下表面),与主磁芯1811的背面侧的端面(上表面)的一部分、部分边缘磁芯1812a~1812d的背面侧的端面(上表面)的整体、以及冷却小管1870a~1870d的背面侧的端面(上表面)的整体接触。另外,桥式磁芯1820b的输送预定面CP侧的端面(下表面),与主磁芯1811的背面侧的端面(上表面)的一部分、部分边缘磁芯1813a~1813d的背面侧的端面(上表面)的整体、以及冷却小管1870e~1870h的背面侧的端面(上表面)的整体接触。
然而,只要桥式磁芯1820a、1820b与主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813能够磁耦合,则无需使桥式磁芯1820a、1820b与主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813接触。例如,桥式磁芯1820a、1820b也可以以与主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813具有间隔的状态配置。另外,桥式磁芯220a、220b也可以与主磁芯211以及边缘磁芯212、213中的仅一方接触或者具有间隔地对置。
如以上那样,在本实施方式中例示主磁芯1811以及边缘磁芯1812、1813分别能够与桥式磁芯1820a、1820b的至少一方磁耦合的情况。
第一实施方式的桥式磁芯220a、220b的与x-y平面平行的面的大小,与原磁芯210以及冷却小管270a~270h的与x-y平面平行的面的大小相匹配地确定。与此相对,本实施方式的桥式磁芯1820a、1820b的与x-y平面平行的面的大小,与原磁芯1810以及冷却小管1870a~1870h的与x-y平面平行的面的大小相匹配地确定。该情况在第一实施方式的桥式磁芯220a、220b与本实施方式的桥式磁芯1820a、1820b中不同。
因而,在第一实施方式中,通过将对原磁芯、桥式磁芯、主磁芯、部分边缘磁芯、冷却翅片、冷却小管、线圈、以及屏蔽板附加的附图标记替换为在本实施方式中附加的附图标记而重读第一实施方式的说明,由此能够确定以下的范围。
·桥式磁芯1820a、1820b的板中心侧重叠长度L的范围(L≥β)
·桥式磁芯1820a、1820b的板端侧重叠长度L’的范围(L’>0等)
·桥式磁芯1820a、1820b的高度H的范围(H=0.5×h、H=0.5×α等)
·桥式磁芯1820a、1820b的y轴方向的长度BL相对于主磁芯1811以及部分边缘磁芯1812a~1812d、1813a~1813d的y轴方向的长度CL之比的范围(BL/CL≥0.2等)厚度
与上侧感应器1800相同,下侧感应器1900也具备具有主磁芯1911以及边缘磁芯1912、1913(部分边缘磁芯1912a~1912d、1913a~1913d)的原磁芯1910、桥式磁芯1920a、1920b、线圈1930、屏蔽板1940a、1940b、冷却翅片1960a~1960h、以及冷却小管1970a~1970h,且具有与上侧感应器1800相同的构成。
如以上那样,在本实施方式中,使原磁芯1810、1910成为所谓的T形磁芯。当使原磁芯210、310成为E形磁芯时,有可能产生将原磁芯210、310所具有的三个腿部(中央腿部、上游侧腿部以及下游侧腿部)中的两个腿部的前端面(磁极面)连结的磁通线。因而,在使原磁芯1810、1910成为所谓的T形磁芯的情况下,与使原磁芯210、310成为所谓的E形磁芯的情况相比,能够在z轴方向上使与带状钢板100交叉的磁通量增加。由此,在使原磁芯1810、1910成为所谓的T形磁芯的情况下,与使原磁芯210、310成为所谓的E形磁芯的情况相比,能够提高带状钢板100的加热效率。
另一方面,当使原磁芯1810、1910成为所谓的T形磁芯时,随着在z轴方向上与带状钢板100交叉的磁通量增加,在屏蔽板1840a、1840b中产生的涡流变大。因此,由上侧感应器1800、下侧感应器1900产生的磁通容易被在屏蔽板1840a、1840b中产生的涡流反弹,并容易作为噪声向周围扩散。
根据以上情况,例如,在使带状钢板100的加热效率比噪声的减少优先的情况下采用本实施方式的感应加热装置即可。另一方面,例如,在使噪声的减少比带状钢板100的加热效率优先的情况下,采用第一实施方式的感应加热装置即可。
<变形例>
在本实施方式中例示了使原磁芯1810、1910成为所谓的T形磁芯的情况。然而,只要原磁芯所具有的中央腿部的前端面与输送预定面CP之间的间隔比原磁芯的区域中的中央腿部以外的区域与输送预定面CP之间的间隔短,则原磁芯也可以不是所谓的T形磁芯。例如,主磁芯以及部分边缘磁芯除了中央腿部之外也可以具有在第一实施方式中说明的上游侧腿部以及下游侧腿部。在这种情况下,中央腿部的前端面与输送预定面CP之间的间隔优选比上游侧腿部的前端面与输送预定面CP之间的间隔、以及下游侧腿部的前端面与输送预定面CP之间的间隔短。在这种情况下,原磁芯(主磁芯以及边缘磁芯)的与y-z平面平行的面的形状,成为中间的横线的长度比上下两个横线长的E形。另外,原磁芯的形状不限定于第一实施方式以及本实施方式所示的形状。
另外,除了在本实施方式中说明的变形例之外,在第一实施方式中说明的各种变形例也可以应用于本实施方式的感应加热装置。另外,也可以如第二实施方式那样,原磁芯1810、1910(主磁芯1811、1911以及边缘磁芯1812、1813、1912、1913)与桥式磁芯1820a、1820b、1920a、1920b构成为一个磁芯。另外,也可以如第三实施方式那样,在桥式磁芯1820a、1820b、1920a、1920b的背面侧的端面(上表面、下表面)上配置有构成为能够冷却的非磁性的导电体(例如冷却管)。另外,第二实施方式以及第三实施方式的双方也可以应用于本实施方式的感应加热装置。而且,无论这些中的哪一个应用于本实施方式的感应加热装置的情况下,都可以应用在各实施方式中说明的各种变形例。另外,包括在第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式中说明的变形例在内,将以上各变形例中的至少两个组合而成的变形例也可以应用于本实施方式的感应加热装置。
另外,如上述那样,本实施方式与第一实施方式仅存在由于原磁芯210、310、1810、1910的形状不同而产生的差异,因此只要是本领域技术人员就能够理解对本实施方式应用第二实施方式以及第三实施方式的至少一方的方式。因而,省略与对本实施方式应用第二实施方式以及第三实施方式的至少一方相关的详细说明。
另外,在第一、第三、第四实施方式那样,原磁芯210、310、1810、1910、与桥式磁芯220a、220b、320a、320b、1820a、1820b、1920a、1920b是不同磁芯的情况下,也可以与屏蔽板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940b的x轴方向的移动相匹配,使桥式磁芯220a、220b、320a、320b、1820a、1820b、1920a、1920b沿着x轴方向移动。屏蔽板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940b的x轴方向的移动,如在第一实施方式中说明的那样执行。例如,在带状钢板100蛇行的情况下,当时屏蔽板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940b沿着x轴方向(带状钢板100蛇行的方向)移动的情况下,也可以使桥式磁芯220a、220b、320a、320b、1820a、1820b、1920a、1920b、以及屏蔽板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940b沿着x轴方向(带状钢板100蛇行的方向)移动与带状钢板100的蛇行量相同的量。
另外,以上说明的本发明的实施方式,均仅表示实施本发明时的具体化的例子,不通过这些限定地解释本发明的技术范围。即,本发明能够通过不脱离其技术思想、或者其主要特征的各种形式实施。
工业上的可利用性
本发明例如能够利用于对导电体板进行感应加热。

Claims (8)

1.一种横向方式的感应加热装置,其特征在于,具备:
一对线圈,以通过相互相同朝向的交流电流的通电而产生的交变磁场与导电体板的输送预定面交叉的方式,在所述输送预定面的表面侧与背面侧至少各配置有一个;以及
磁芯,对于构成所述一对线圈的每一个线圈各配置有一组,
对于所述每一个线圈配置的一组磁芯,具有以在宽度方向上相互具有间隔的状态配置的多个部分磁芯,
所述宽度方向是与所述导电体板的输送方向以及所述线圈的对置方向垂直的方向,
所述部分磁芯分别具有主体部以及中央腿部,
所述主体部在所述线圈的背面侧,从比所述线圈靠所述输送方向的上游侧的区域到比所述线圈靠所述输送方向的下游侧的区域,沿着所述输送方向延伸设置,
所述背面侧是所述输送预定面所存在一侧的相反侧,
所述中央腿部以穿过所述线圈的中空部分的方式,从所述主体部向所述输送预定面的方向延伸设置,
在横向方式的感应加热装置中,
所述一组磁芯具有能够与所述部分磁芯中的至少两个部分磁芯磁耦合的至少一个桥式磁芯,
所述桥式磁芯被配置在所述部分磁芯的背面侧。
2.如权利要求1所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
所述部分磁芯分别能够与至少一个所述桥式磁芯磁耦合。
3.如权利要求1或2所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
所述一组磁芯所包括的所有所述部分磁芯经由所述桥式磁芯而磁耦合。
4.如权利要求1~3中任一项所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
所述一组磁芯分别具有多个所述桥式磁芯,
所述桥式磁芯以在所述宽度方向上相互具有间隔的状态被配置。
5.如权利要求4所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
所述一组磁芯分别具有两个所述桥式磁芯,
所述两个桥式磁芯以相互具有间隔的状态被配置在所述宽度方向的两侧,
在从所述线圈的对置方向观察的情况下,所述部分磁芯各自的至少一部分与一个所述桥式磁芯相互重合。
6.如权利要求1~3中任一项所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
所述一组磁芯分别具有的所述桥式磁芯的数量为1。
7.如权利要求1~6中任一项所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
在所述一组磁芯中,所述部分磁芯与所述桥式磁芯是不同的磁芯。
8.如权利要求1~6中任一项所述的横向方式的感应加热装置,其特征在于,
在所述一组磁芯中,所述多个部分磁芯的至少一个与所述桥式磁芯的至少一个是一体的磁芯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6235490A (ja) 1985-08-09 1987-02-16 住友重機械工業株式会社 電磁誘導加熱装置
JPS6327836A (ja) 1986-07-21 1988-02-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ポジ型ホトレジスト組成物
US5844213A (en) * 1990-01-31 1998-12-01 Inductotherm Corp. Induction heating coil assembly for prevention of circulating currents in induction heating lines for continuous-cast products
JP2896917B2 (ja) 1990-04-10 1999-05-31 北芝電機株式会社 横断磁束式誘導加熱装置
US5739506A (en) 1996-08-20 1998-04-14 Ajax Magnethermic Corporation Coil position adjustment system in induction heating assembly for metal strip
FR2808163B1 (fr) 2000-04-19 2002-11-08 Celes Dispositif de chauffage par induction a flux transverse a circuit magnetique de largeur variable
JP3767327B2 (ja) * 2000-06-02 2006-04-19 三菱電機株式会社 誘導加熱コイル
JP4117315B2 (ja) 2005-10-25 2008-07-16 島田理化工業株式会社 誘導加熱装置
JP2010108605A (ja) 2008-10-28 2010-05-13 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd 高周波誘導加熱装置
KR101294918B1 (ko) * 2011-12-28 2013-08-08 주식회사 포스코 가열 장치, 압연 라인 및 가열 방법
JP6528712B2 (ja) * 2016-04-18 2019-06-12 Jfeスチール株式会社 誘導加熱コイル用鉄心、誘導加熱コイル、および加熱装置
US20210017624A1 (en) 2018-03-23 2021-01-21 Nippon Steel Corporation Metal strip induction heating method and induction heating apparatus
JP2021142294A (ja) 2020-03-13 2021-09-24 株式会社宮本製作所 調理器具、まな板、トレイおよび調理器具の製造方法

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