TWI598001B - Induction heating device and induction heating method - Google Patents

Description

感應加熱裝置及感應加熱方法 發明領域

本發明是有關於一種感應加熱裝置及感應加熱方法。

發明背景

一直以來所進行的作法，都是使用感應加熱裝置來連續加熱帶狀鋼板等導體板。感應加熱裝置是將線圈產生的交變磁場(交流磁場)施加於導體板，使其根據藉由電磁感應在該導體板上誘發之渦電流在該導體板上產生焦耳熱，並以該焦耳熱加熱該導體板之裝置。

作為這樣的感應加熱裝置，有LF(Longitudinal Flux，縱向磁通)式的感應加熱裝置與TF(Transverse Flux，橫向磁通)式的感應加熱裝置。

圖12為顯示LF式之感應加熱裝置的構成的圖。具體而言，圖12是顯示從上方俯瞰LF式之感應加熱裝置1200的情形的圖。此外，各圖中所示之X-Y-Z座標，是表示各圖中的方位關係。各圖中的X-Y-Z座標的原點是相同的(X-Y-Z座標的原點並不限定於各圖所示之位置)。又，加熱對象之帶狀導體板S是做成朝Y軸的正方向(圖12中的中空箭頭方向)過 板的導體板。以上內容在其他圖也是一樣的。

圖12所示之LF式之感應加熱裝置1200，具有螺線管線圈(solenoid coil)1210。螺線管線圈1210是在與導體板S的過板方向大致垂直的方向上捲繞，以包圍帶狀的導體板S。因此，在LF式之感應加熱裝置1200中，是使於螺線管線圈1210中流動的電流之路徑與過板之導體板S交鏈(interlinkage)。再者，於螺線管線圈1210中流動的電流方向之一例為圖12的螺線管線圈1210內所示的箭頭線的方向。在螺線管線圈1210中流動交流電流，在導體板S的長邊方向上大致平行地施加交變磁場(此種磁場稱之為縱磁場(LF))。專利文獻1中所記載的技術即是作為此種LF式之感應加熱裝置。

如以上所述，在LF式之感應加熱裝置中，是在螺線管線圈的內部使導體板以已交鏈的狀態通過。因此，螺線管線圈的內部有導體板時，並無法使螺線管線圈暫時退避(也就是所謂的撤回(retract))。例如，當導體板在較感應加熱裝置更上游側斷裂時，導體板會顫動著於感應加熱裝置過板。如此一來，會有導體板接觸到線圈，而使線圈等損壞之虞。又，在重新開始操作作業時，當將導體板通過作業線時，線圈本身常成為回復作業的障礙物。

在此，專利文獻2中揭示有將線圈的一部分區域做成門部，並形成可相對線圈本體開關該門部之技術。若使用專利文獻2中記載的技術，可在相對線圈本體開放門部之後，使線圈在水平方向上移動，藉此即使是LF式之感應 加熱裝置，也可撤回。

圖13為顯示TF式之感應加熱裝置的構成的圖。具體而言，圖13是顯示從上方俯瞰TF式之感應加熱裝置1300的情形的圖。

如圖13所示，TF式之感應加熱裝置1300中，是透過帶狀導體板S的板面，在導體板S的上下配置2個線圈1310、1320。2個線圈1310、1320是在與導體板S之板面大致平行的方向上捲繞。因此，TF式之感應加熱裝置1300中，2個線圈1310、1320中流動的電流之路徑與過板之導體板S並未交鏈。再者，於線圈1310、1320中流動的電流之方向的一例為圖13的線圈1310、1320內所示的箭頭線的方向。在2個線圈1310、1320中流動相同方向的交流電流，並對導體板S的板面大致垂直地施加交變磁場(此種磁場稱之為橫磁場(TF))。此時，從線圈1310、1320產生相同方向的交變磁場。此橫磁場愈大，愈能將導體板S加熱到高溫。

又，專利文獻3中揭示有將配置成包夾導體板的2個單匝感應加熱線圈，在導體板的過板方向上，僅位移(shift)相當於線圈寬度的量之技術。專利文獻3所記載之2個單匝感應加熱線圈具有與線圈1310、1320相同的作用。然而，如前所述，線圈1310、1320中所流動的交流電流之方向是相同的。另一方面，於專利文獻3中所記載之2個單匝感應加熱線圈中所流動的交流電流的方向是相反的。藉由將2個單匝感應加熱線圈在導體板的過板方向上，僅位移相當於線圈寬度的量，就可抑制因為來自於2個單匝感應加熱線圈 的橫磁場而讓在導體板上產生的渦電流被抵消之情形。

又，在TF式之感應加熱裝置中，渦電流集中在導體板S之寬度方向中的端部(以下的說明中，將此部分因應需要而稱之為邊緣部)。因此，該邊緣部一般來說都會變得過度加熱。於是，在TF式之感應加熱裝置中，會如圖13所示，進行下列的作法：在為線圈1310、1320與導體板S之間的位置，且為與導體板S的兩邊緣部相面對的位置上配置導體板1330~1360(參照專利文獻4)。

又，專利文獻5揭示有並非配置導體板，而是配置線圈的技術。隔著導體板而在導體板的上下配置1次線圈。1次線圈為加熱線圈，且具有與線圈1310、1320相同的作用。在導體板與1次線圈之間設置複數個2次線圈。複數個2次線圈具有將從1次線圈產生之一次磁束中，將導體板的邊緣部附近的該一次磁束減弱，以降低於該導體板中流動之渦電流本身的作用。做成可使複數個2次線圈沿著導體板的板面方向活動。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平7-153560號公報

專利文獻2：日本專利特開平6-88194號公報

專利文獻3：日本專利特開2007-324009號公報

專利文献4：日本專利特許4959651號公報

專利文獻5：日本專利特開2007-122924號公報

非專利文獻

非專利文獻1：筈見繁治郎著，「電子加熱的特質與頻率」、電熱、日本電熱協會，1992年，No.62，p.6-7

發明概要

但是，專利文獻2所記載的技術中，維修上的作業負擔較大。例如，門部與線圈本體未均勻地接觸時，會造成門部與線圈本體的接觸部分的電流密度增加、或在門部與線圈本體之間引發放電。如此一來，有導致操作作業中斷或使門部或線圈本體局部熔解之虞。因此，為了使門部與線圈本體的接觸狀態穩定，維修的頻率會增加，而阻礙操作作業。又，將專利文獻2中記載的感應加熱裝置，例如應用在鍍覆作業線上時，會有來自電鍍浴的蒸氣停留在門部與線圈本體的接觸部位上之虞。在此狀態下將蒸氣冷卻時，構成電鍍浴的金屬會附著在門部與線圈本體的接觸部位，而有引起放電問題之情形。因此，變得需要進行用於去除所述金屬的維修作業。

另一方面，在專利文獻3~5記載的技術中，為了防止邊緣部的過度加熱，必須附加和加熱線圈不同的構件(導體板或2次線圈)。因此，感應加熱裝置的構造會變得複雜。再者，專利文獻5記載的技術中，必須因應加熱對象之導體板的板寬，來移動複數個2次線圈。因此，一般來說會有為了移動複數個2次線圈而進一步附加複雜的機構之情形。

本發明為有鑒於以上之課題所作成的發明，其目的在於提供一種不用附加特別的構成，即可實現將導體板在寬度方向上的溫度分布儘可能平均化、及可使線圈暫時退避這兩方面的感應加熱裝置。

本發明之感應加熱裝置是一種可感應加熱過板中的導體板的感應加熱裝置，其特徵在於具有：第1線圈，藉由交流電流流動而使其在前述導體板的板厚方向上產生磁場；及第2線圈，藉由交流電流流動而使其在前述導體板的板厚方向上產生磁場，前述第1線圈與前述第2線圈是位於包夾前述導體板之位置，且前述第1線圈及前述第2線圈之前述導體板的過板方向上的位置大致相同，藉由前述交流電流，從前述第1線圈及前述第2線圈產生在前述導體板的板厚方向上互相逆向的磁場，並藉由前述逆向的磁場而使其在前述導體板的內部產生渦電流，以藉由前述渦電流來感應加熱前述導體板。

本發明之感應加熱方法是使用感應加熱裝置來感應加熱過板中的導體板的感應加熱方法，該感應加熱裝置具有：第1線圈，藉由交流電流流動而使其在導體板的板厚方向上產生磁場；及第2線圈，藉由交流電流流動而使其在前述導體板的板厚方向上產生磁場，前述第1線圈與前述第2線圈是位於包夾前述導體板之位置，且前述第1線圈及前述第2線圈之前述導體板的過板方向上的位置大致相同，該感應加熱方法之特徵在於，藉由前述交流電流，從前述第1線 圈及前述第2線圈產生在前述導體板的板厚方向上互相逆向的磁場，並藉由前述逆向的磁場而使其在前述導體板的內部產生渦電流，以藉由前述渦電流來感應加熱前述導體板。

根據本發明，可提供一種不用附加特別的構成，即可實現將導體板在寬度方向上的溫度分布儘可能平均化、及可使線圈暫時退避這兩方面的感應加熱裝置。

100、900、1000‧‧‧UF式之感應加熱裝置

110、910、1110、1130‧‧‧第1線圈

120、920、1120、1140‧‧‧第2線圈

111、121、1111、1121、1131、 1141、112、122、1112、1122、1132、1142‧‧‧端部

130、1150‧‧‧第1芯材

140、1160‧‧‧第2芯材

1300‧‧‧TF式之感應加熱裝置

200、210、220‧‧‧交流電源

1310、1320‧‧‧線圈

201、211、221、202、212、222‧‧‧端子

d‧‧‧厚度

H1、H2‧‧‧磁場

230‧‧‧控制裝置

I1、I2、Ie1、Ie2‧‧‧渦電流

1200‧‧‧LF式之感應加熱裝置

S、1330、1340、1350、1360‧‧‧導體板

601、602‧‧‧圖形

1210‧‧‧螺線管線圈

圖1為顯示感應加熱系統的構成的一例的圖。

圖2為顯示實施形態的感應加熱裝置的Y-Z截面的一例的圖。

圖3為示意地顯示藉由於第1線圈及第2線圈中使交流電流流動而產生的磁場之方向的一例的圖。

圖4為示意地顯示使藉由交流電流在第1線圈及第2線圈中流動而產生的磁場進入導體板內部之情形的一例的圖。

圖5A為示意地顯示假設根據由第1線圈所產生之磁場的渦電流與根據由第2線圈所產生之磁場的渦電流為獨立存在時之渦電流的一例的圖。

圖5B為示意地顯示導體板內部產生的渦電流的一例的圖。

圖6為顯示寬度方向上的導體板的表面溫度之分布的一例的圖。

圖7為示意地顯示導體板的板厚方向的位置與於導體板中流動的渦電流的電流密度之間的關係的一例的圖。

圖8為顯示感應加熱系統的構成的第1變形例的圖。

圖9為顯示感應加熱系統的構成的第2變形例的圖。

圖10為顯示感應加熱系統的構成的第3變形例的圖。

圖11為顯示第3變形例之UF式之感應加熱裝置的Y-Z截面的一例的圖。

圖12為顯示LF式之感應加熱裝置的構成的圖。

圖13為顯示TF式之感應加熱裝置的構成的圖。

用以實施發明之形態

以下邊參照圖式邊說明本發明的一實施形態。再者，各圖中為了便於說明以及表達，視需要簡略化而僅顯示需要說明的部分。

圖1為顯示感應加熱系統的構成的一例的圖。具體而言，圖1是顯示從上方俯瞰感應加熱裝置100的情形的圖。此處，為了將本實施形態的感應加熱裝置100與LF式之感應加熱裝置以及TF式之感應加熱裝置作區別來表達，故因應需要而稱之為UF(Ulterior Flux，隱蔽磁通)式之感應加熱裝置。如後所述，在本實施形態的感應加熱裝置100中，會在為第1線圈110與第2線圈120之間且沒有導體板S的區域中，不管已藉由交流而生成磁場與否，都將彼此的磁場施加成相互抵消而消失。因為這個情形，所以將本實施形態的感應加熱裝置100的方式稱之為UF式。

導體板S為例如鋼板。但是，導體板S並不限定為鋼板。可將非磁性的金屬板或強磁性的金屬板等導體板作為加熱對象。也可在金屬板的表面施以鍍覆，或貼合複數個金屬板。又，導體板S的厚度並無特定限制。例如，可將1[mm]以下之厚度的導體板(薄板)作為加熱對象。再者，圖1中的Y軸的方向並無特定限制，例如可為相對於地面的水平的方向，也可為相對於地面的垂直的方向。

圖1中，感應加熱系統具有UF式之感應加熱裝置100與交流電源200。

UF式之感應加熱裝置100具有第1線圈110、第2線圈120、第1芯材130與第2芯材140。又，對第1線圈110及第2線圈120會電連接交流電源200。

第1線圈110與第2線圈120在材質、形狀及大小上都是相同的線圈。第1線圈110與第2線圈120是例如由銅等金屬所形成。

第1線圈110是在與導體板S的板面大致平行的方向上捲繞的線圈。第1線圈110是配置成，其捲繞的部分所構成的面(所謂的線圈面)與導體板S的2個板面中的一面(表面)具有間隔而大致形成面對面以避免和導體板S接觸。

第2線圈120也與第1線圈110一樣，是在與導體板S的板面大致平行的方向上捲繞的線圈。第2線圈120是配置成，其捲繞的部分所構成的面(所謂的線圈面)與導體板S的2個板面中的另一面(背面)具有間隔而大致形成面對面以避免和導體板S接觸。又，沿導體板S的過板方向(圖1所示之 例中為Y軸方向)看時，第1線圈110及第2線圈120的上端面及下端面是平面。此外，此面與導體板S的板面大致平行。

此外，第1線圈110與第2線圈120是被配置在包夾導體板S而大致形成面對面的位置上。即，第1線圈110與第2線圈120在Y軸方向(導體板S的過板方向)上的位置大致相同。圖1所示之例中，第1線圈110與導體板S的間隔和第2線圈120與導體板S的間隔是設為相同的間隔。又，圖1所示之例中，第1線圈110與第2線圈120的捲繞數都是1[次]。如上述，在圖1所示之例中，第1線圈110與第2線圈120的Z軸方向的位置以外的位置，是大致相同的位置。第1線圈110、120，可藉由與圖13所示之線圈1310、1320相同的構成來實現。

圖2為顯示UF式之感應加熱裝置100的Y-Z截面的一例的圖。Y-Z截面是將UF式之感應加熱裝置100沿由導體板S的過板方向(Y軸方向)與板厚方向(Z軸方向)決定的面(Y-Z平面)，且為在導體板S的寬度方向(X軸方向)之中心位置上切出的截面。

第1芯材130以及第2芯材140是材質、形狀及大小都相同的芯材。第1芯材130以及第2芯材140，是例如由鐵氧體(ferrite)等之軟磁性材料所形成。第1芯材130被配置於成為從第1線圈110產生之磁束的磁路的位置上。第2芯材140被配置於成為從第2線圈120產生之磁束的磁路的位置上。

如圖1及圖2所示，本實施形態中，第1芯材130具有如下之形狀：對於長方體形狀，配合第1線圈110在寬 度方向(X軸方向)上延伸設置的區域之形狀而形成有凹部。在本實施形態中，如圖1及圖2所示，是將第1芯材130的凹部形成為，當在此凹部配置了第1線圈110時，使第1線圈110之與導體板S相面對的面和第1芯材130之與導體板S相面對的面大致成為一個面。

同樣地，第2芯材140具有如下之形狀：對於長方體形狀，配合第2線圈120在寬度方向(X軸方向)上延伸設置的區域之形狀而形成有凹部。又，將第2芯材140的凹部形成為，當在此凹部配置了第2線圈120時，使第2線圈120之與導體板S相面對的面和第2芯材140之與導體板S相面對的面大致成為一個面。

再者，只要可以在導體板S上施加磁場，以讓第1芯材130與導體板S之間的磁場和第2芯材140與導體板S之間的磁場相互逆向，則第1線圈110及第2線圈120的形狀就不限定於圖1所示之形狀。例如，第1線圈110之與導體板S相面對的面和第1芯材130之與導體板S相面對的面未大致成為一個面亦可。這點對於第2線圈120及第2芯材140也相同。

又，可在第1線圈110與第1芯材130之間施以絕緣處理。第2線圈120與第2芯材140之間也可施以絕緣處理。

圖1中，雖然為了方便表達而省略圖示，但如圖2所示，在本實施形態中，第1線圈110及第2線圈120具有中空形狀。具體而言，圖2所示之例中，第1線圈110及第2線圈120中與交流電流的流動方向垂直之截面的形狀為中空 的長方形。於此中空部分使冷卻水流動。藉由此冷卻水，水冷第1線圈110及第2線圈120，可以抑制第1線圈110及第2線圈120的發熱增加。

在此，導體板S是將其寬度方向(X軸方向)的整體區域以可位於第1芯材130與第2芯材140之間的方式過板。即，導體板S是做成以其寬度方向上的端部(邊緣部)位於比第1芯材130與第2芯材140的寬度方向(X軸方向)之端部更內側的狀態，來通過第1線圈110與第2線圈120之間。為了要能夠做到這樣，可預先決定UF式之感應加熱裝置100(第1線圈110、第2線圈120、第1芯材130、第2芯材140)在寬度方向上(X軸方向)的長度。

又，如圖1所示，在本實施形態中，是將第1線圈110的一端部111電連接到交流電源200的2個輸出端子的一個端子201。又，將第1線圈110的另一端部112電連接到交流電源200的2個輸出端子的另一個端子202。

又，在第2線圈120的2個端部中，位於與第1線圈110之另一端部112在Z軸方向上相互面對的位置的一端部121，是電連接到交流電源200的2個輸出端子的一個端子201。又，在第2線圈120的2個端部中，位於與第1線圈110之一端部111在Z軸方向上相互面對的位置的另一端部122，是電連接到交流電源200的2個輸出端子的另一個端子202。

像這樣，在本實施形態中，第1線圈110及第2線圈120是在交流電源200上並聯連接成使(從交流電源200來看時之)第1線圈110及第2線圈120的捲繞方向成為互相逆 向。

因此，當從交流電源200使交流電流流動時，如圖1所示，在第1線圈110及第2線圈120的互相面對的區域流動的交流電流的(從相同時刻中的同一視點來看時之)方向，會成為互相逆向(參照圖1之第1線圈110及第2線圈120內所示之箭頭線)。

圖1之第1線圈110及第2線圈120內所示之箭頭線是顯示在從上方俯瞰UF式之感應加熱裝置100時，於第1線圈110中流動的交流電流的方向為順時針方向(右向方向)，於第2線圈120中流動的交流電流的方向為逆時針方向(左向方向)之情形。

在此，從交流電源200流動於第1線圈110及第2線圈120的交流電流，只有(從相同時刻中的同一視點來看時之)方向相異，(相同時刻之)大小與頻率各自相同。再者，交流電流的波形為例如正弦波。然而，交流電流的波形並不限定為正弦波，可以是與在一般的感應加熱裝置中可使用並可得到的波形相同的波形。

再者，以下的說明中，視需要將「第1線圈110及第2線圈120之互相面對的區域中流動的交流電流(在相同時刻之)方向」稱之為「第1線圈110及第2線圈120的交流電流的方向」。

圖3為示意地顯示因於第1線圈110及第2線圈120中使交流電流流動而產生的磁場方向的一例的圖。再者，在圖3中也和圖1一樣，省略第1線圈110及第2線圈120的中 空部分的圖示。又，圖3中，是舉在圖1之第1線圈110及第2線圈120內所示之箭頭線方向上使交流電流流動時的磁場方向為例來顯示。再者，為了方便表達，圖3中，將導體板S的厚度顯示得比其他圖更厚。

藉由在第1線圈110中交流電流流動，以在第1芯材130與導體板S之間的區域中，產生相對於導體板S的板面大致垂直方向(即導體板S的板厚方向)的磁場H1。同樣地，藉由在第2線圈120中交流電流流動，以在第2芯材140與導體板S之間的區域中，於相對於導體板S的板面大致垂直方向(即導體板S的板厚方向)產生磁場H2。在本實施形態中，因將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的方向形成相互逆向，故如圖3所示，第1芯材130與第2芯材140之互相面對的區域中的磁場H1、H2的方向為互相逆向。此時，於導體板S的其中一面(上表面)有渦電流Ie1並於另一面(下表面)有渦電流Ie2互相逆向地被感應而流動。關於渦電流Ie1、Ie2的詳情，將邊參照圖4、圖5A以及圖5B邊在後面描述。

本實施形態之UF式之感應加熱裝置100也與在先前技術中已說明的TF式之感應加熱裝置一樣，於第1線圈110、第2線圈120中流動的電流之路徑與過板之導體板S並未交鏈。

然而，在TF式之感應加熱裝置之中，是將於線圈1310、1320流動之交流電流方向形成相同的方向。又，專利文獻3記載之技術中，為了不讓因為來自2個單匝感應加熱線圈的 橫磁場在導體板上產生的渦電流被互相抵消，而使2個單匝感應加熱線圈，在導體板的過板方向上，僅位移相當於線圈寬度的量。

相對於此，在本實施形態中，如前所述，除了使於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向形成為互相逆向之外，也使第1線圈110與第2線圈120在Y軸方向(導體板S的過板方向)上的位置大致相同。會想到如此進行是取決於本案之發明者們本次初次發現到的以下之知識見解。

首先，在完全相同的2個線圈中使大小相同的交流電流逆向流動，而使這2個線圈接近時，由相互的線圈產生的磁場由於大小相同且逆向，所以在幾乎所有的地方都被抵消。

在TF式之感應加熱裝置中，是藉由貫通導體板的磁場而在導體板上使渦電流流動，並藉由此渦電流加熱導體板。此時，在TF式之感應加熱裝置中，是將於2個線圈中流動之電流的方向設成相同。若在2個線圈之間放置導體板，並使在TF式之感應加熱裝置上所採用之頻率的電流於該2個線圈中逆向流動時，則由線圈所產生的磁場即便是在導體板內也會被抵消。

因此，在導體板內不會產生渦電流，導體板不會被感應加熱。在TF式之感應加熱裝置中，是藉由加大由2個線圈所產生的磁場的大小，而可以將導體板加熱至較高溫度。因此，在該線圈中使交流電流流動以抵消由該2個線 圈所產生的磁場之作法，會導致降低TF式之感應加熱裝置的效果。

相對於此，專利文獻3所記載的技術中，於2個單匝感應加熱線圈中流動的交流電流的方向是相反的。但是，專利文獻3所記載的技術中，是將2個單匝感應加熱線圈，在導體板的過板方向上僅移位相當於線圈寬度的量。在專利文獻3中，為了防止因來自2個單匝感應加熱線圈的磁場而讓導體板上產生的渦電流互相抵消，而採用了此種構成。因此，專利文獻3所記載的技術，是立足於下列思想之技術：如果不將2個單匝感應加熱線圈在導體板的過板方向上位移，就會因為來自2個單匝感應加熱線圈的磁場而讓導體板上產生的渦電流互相抵消。並且，如專利文獻3所記載的技術，在將2個單匝感應加熱線圈在導體板的過板方向上，僅位移相當於線圈寬度的量的構成中，若不應用專利文獻4、5所記載的技術，則會產生邊緣部的過度加熱。又，2個單匝感應加熱線圈是輔助LF式之感應加熱裝置者，並無法以其單獨將導體板感應加熱到希望之溫度。

相對於此，本案之發明者們發現，在將第1線圈110與第2線圈120在Y軸方向(導體板S的過板方向)上的位置設成大致相同的狀態下，於第1線圈110與第2線圈120之間配置導體板S，即使將於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向設成互相逆向，只要調整於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的頻率，在導體板S的內部中，就會成為藉由在第1線圈110及第2線圈120中使交流電 流流動而產生之磁場H1、H2不被互相抵消的狀態，且使基於磁場H1、H2的渦電流產生於導體板S的內部。

圖4為示意地顯示藉由在第1線圈110及第2線圈120中使交流電流流動而產生的磁場H1、H2進入導體板S內部之情形的一例的圖。

藉由電磁感應而在導體內產生之電流的分布會有因集膚效應而偏向於表面的性質，此傾向在頻率愈高時愈強。如非專利文獻1等所記載，導體中的電流的穿透深度(從導體的表面到電流密度減少到表面的1/e(=0.368)之點的深度)δ[m]是由以下的式(1)來表示。

式(1)中，ρ為導體的電阻率[Ω‧m]，ω為角頻率[rad/s](=2πf)，μ為導體的磁導率[H/m]，μ _s為導體的相對磁導率[-]，f為頻率f[Hz]。磁導率μ(相對磁導率μ _s)以及電阻率ρ的值，是作為導體板S之主要而為目標加熱溫度的值。

本案之發明者們發現：在藉由基於前述式(1)，而調整於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流之頻率(式(1)的f)，即使在將第1線圈110與第2線圈120在Y軸方向(導體板S的過板方向)上的位置設成大致相同的狀態下，來將導體板S配置於第1線圈110與第2線圈120之間，且使於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向互相逆 向，也不會使藉由於第1線圈110及第2線圈120中使交流電流流動而產生的磁場在導體板S內被相抵消。

本案之發明者們發現了以下的範圍，作為於這樣的第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的頻率的較佳範圍。即，本案之發明者們發現，宜用滿足以下之式(2)的範圍，來訂定於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的頻率(式(1)的f)。

δ≦d/2…(2)

式(2)中，d為導體板S的板厚[m]。如式(2)所示，將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的頻率訂定成導體板S中的電流的穿透深度δ成為導體板S的板厚d[m]的1/2倍以下時，就會如圖4所示，將藉由於第1線圈110及第2線圈120中使交流電流流動而產生之磁場H1、H2的進入到導體板S內的範圍分離。因此，在此磁場H1、H2進入的區域中，會使互相逆向的渦電流Ie1、Ie2各自分離而出現。可以藉由渦電流Ie1，以加熱導體板S的其中一面之側，並可以藉由渦電流Ie2，而加熱導體板S的另一面之側。再者，圖4所示之渦電流Ie1、Ie2的方向為一例，如後述之圖5B所示，也會有渦電流Ie1、Ie2的方向與圖4所示之方向相反的區域。

另一方面，於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流頻率的上限值並無特定限制，可視用途等隨意設定。例如，想儘可能地平均感應加熱導體板S的內部整體時，只要在滿足式(1)的範圍內盡可能地選擇低頻率即可。 另一方面，只想加熱靠近導體板S表面的區域時，只要因應離欲加熱的區域之表面的厚度，選擇高頻率即可(作為欲加熱之範圍，離表面之厚度方向的範圍愈小，可選擇愈高的頻率)。

圖5A及5B為說明於導體板S的內部所產生的渦電流的一例的圖。具體而言，圖5A為示意地顯示已假設為基於藉由於第1線圈110中使交流電流流動所產生之磁場H1的渦電流與基於藉由於第2線圈120中使交流電流流動所產生之磁場H2的渦電流為獨立存在時的渦電流的一例的圖。又，圖5B為示意地顯示於導體板S的內部產生的渦電流的一例的圖。在圖5A及5B中，僅顯示導體板S之中，位於UF式之感應加熱裝置100內部(第1線圈110及第2線圈120之間)的區域附近。

在此，在圖5A及5B中，是舉使交流電流在圖1所示之方向上於第1線圈110及第2線圈120流動時產生的渦電流為例而表示。即，藉由於第1線圈110中使交流電流流動而產生之磁場H1的方向為Z軸之負方向。又，藉由於第2線圈120中使交流電流流動而產生之磁場H2的方向為Z軸之正方向。此外，在圖5A及5B中，是使滿足式(1)之頻率f的交流電流作為於第1線圈110及第2線圈120中流動的電流。

亦即，基於藉由於第1線圈110中使交流電流流動而產生之磁場H1的渦電流I1，是朝抵消磁場H1的方向流動(參照圖5A)。又，基於藉由於第2線圈120中使交流電流流 動而產生之磁場H2的渦電流I2，是朝抵消磁場H2的方向流動(參照圖5A)。該等之渦電流I1與I2是各自呼應磁場H1與H2而獨立生成。

但是，在圖5A中，在導體板S的寬度方向(X軸方向)上的端部(邊緣部)的區域中，於該端部的前端不存在(構成導體板S的)導體(該端部板厚部分也成為表面)。因此，在渦電流I1、I2之中，此區域之渦電流會互相混合而抵消，渦電流不會於此區域流動。

另一方面，於圖5A中，在已從導體板S的寬度方向(X軸方向)上的端部(邊緣部)遠離的區域中，於其周圍存在(構成導體板S的)導體(在過板方向(Y軸方向)上是使導體板S連續存在)。因此，在渦電流I1、I2之中，此區域之渦電流會維持已分離的狀態，且不互相混合地存在。

由以上可知，圖5A所示之渦電流I1、I2中，實際於導體板S上產生的渦電流，會成為僅存在於與導體板S的過板方向(Y軸方向)垂直之區域(面)中的渦電流。即，不會產生沿導體板S的寬度方向(X軸方向)上的端部(邊緣部)的渦電流。其結果，如圖5B所示，在與導體板S的過板方向(Y軸方向)垂直之區域(面)上，於導體板S的其中一面(上表面)上有渦電流Ie1，而於另一面(下表面)上有渦電流Ie2各自互相逆向地流動。其結果，如圖5B所示，在為與導體板S的過板方向(Y軸方向)垂直之導體板S內的區域(面)，且為在導體板S的過板方向(Y軸方向)上具有間隔之2個區域中，產生相互逆向之渦電流Ie1、Ie2(的迴圈)。

如以上所示，本案之發明者們獲得以下的知識見解：相對於第1線圈110及第2線圈120使互相逆向的交流電流流動時，儘管與TF式之感應加熱裝置一樣，使其從第1線圈110及第2線圈120相對於導體板S之板面在垂直的方向上產生磁場(橫磁場)，還是可與LF式之感應加熱裝置一樣，在與導體板S的過板方向(Y軸方向)垂直的區域(面)上使渦電流Ie1、Ie2流動。

此渦電流Ie1、Ie2並未沿著長邊方向(Y軸方向)於導體板S之寬度方向(X軸方向)上的端部(邊緣部)流動。因此，不致於變得如TF式之感應加熱裝置，將邊緣部過度加熱。由此，可以將導體板S之寬度方向(X軸方向)上的溫度分布形成大致為平均。而且，於導體板S中流動的渦電流Ie1、Ie2的方向為互相逆向。這與下列的渦電流等效：在將2個LF式之感應加熱裝置配置於導體板S的過板方向(Y軸方向)上，且使於該等2個LF式之感應加熱裝置的線圈中流動之電流的方向為互相逆向時所產生的渦電流。即，可用1個感應加熱裝置，就使其產生與使其在2個LF式之感應加熱裝置上所產生的渦電流等效的渦電流。

另一方面，在專利文獻3記載的技術中，是使2個單匝感應加熱線圈在導體板的過板方向上位移。因此，圖5A所示之渦電流I1、I2是使其於導體板S的過板方向(Y軸方向)的位置相異而存在。即，在專利文獻3記載的技術中，未流動如圖5B所示之渦電流Ie1、Ie2，渦電流是沿著長邊方向(Y軸方向)於導體板S之寬度方向(X軸方向)的端部(邊緣 部)流動。因此，如前所述，專利文獻3記載的技術中，會產生邊緣部的過度加熱。

又，第1線圈110及第2線圈120可用與TF式之感應加熱裝置相同的線圈來實現。因此，與TF式之感應加熱裝置一樣，藉由例如僅移動第1線圈110及第2線圈120，就可使UF式之感應加熱裝置100暫時退避(撤回)。

作為撤回的方法有例如以下的方法。

作為第1種方法，可舉將第1線圈110及第2線圈120朝水平方向移動至使UF式之感應加熱裝置100不與導體板S的板面互相面對為止的方法。

具體而言，可將第1線圈110及第2線圈120朝相同方向移動。即，將第1線圈110及第2線圈120朝X軸的正方向或負方向移動。

又，也可將第1線圈110及第2線圈120朝相異方向移動。即，將第1線圈110朝X軸的負方向移動，並將第2線圈120朝X軸的正方向移動。又，也可將第1線圈110朝X軸的正方向移動，並將第2線圈120朝X軸的負方向移動。

又，在以上之第1種方法中，亦可僅移動第1線圈110及第2線圈120的其中一方。

作為第2種方法，可舉將第1線圈110及第2線圈120朝鉛直方向(高度方向)移動至使UF式之感應加熱裝置100不會有與導體板S接觸之虞的位置為止的方法。

具體而言，可將第1線圈110朝Z軸的正方向移動，並將第2線圈120朝Z軸的負方向移動。

又，以上第2種方法中，亦可僅移動第1線圈110及第2線圈120的其中一方。

作為第3種方法，是將第1線圈110及第2線圈120之與交流電源200連接之側的預定位置作為轉動軸，而將第1線圈110及第2線圈120轉動至UF式之感應加熱裝置100不與導體板S的板面互相面對為止的方法。可將第1線圈110及第2線圈120的轉動在水平面內(圖1的X-Y平面內)進行。在水平面內(圖1的X-Y平面內)進行轉動時之轉動軸的方向為Z軸的方向。又，在水平面內(圖1的X-Y平面內)進行轉動時的轉動的方向，在第1線圈110及第2線圈120上可為相同，也可為不同。另一方面，亦可將第1線圈110及第2線圈120的轉動在垂直面內(圖1的X-Z平面內)進行。在垂直面內(圖1的X-Z平面內)進行時之轉動軸的方向為Y軸的方向。又，在垂直面內(圖1的X-Z平面內)進行時的轉動的方向，只要是以第1線圈110及第2線圈120各自從導體板S遠離的方向即可。又，第3種方法中，亦可僅轉動第1線圈110及第2線圈120的其中一方。

其他，也可以用組合前述之第1種方法~第3種方法中之至少2種方法的方法，來使UF式之感應加熱裝置100暫時退避(撤回)。

如以上所進行地，在使UF式之感應加熱裝置100暫時退避(撤回)時，用於移動UF式之感應加熱裝置100的控制裝置也包含在感應加熱系統的構成中。

圖6為顯示寬度方向(X軸方向)上的導體板的表 面溫度分布的一例(實測值)的圖。此處，是使用鋼板作為導體板。圖6中，所謂離中心的距離是指沿鋼板的寬度方向(X軸方向)測定時之離鋼板的寬度方向(X軸方向)的中心之位置的距離。圖6中，是把鋼板的寬度方向(X軸方向)的中心之位置設為0(零)。又，圖6中，僅顯示鋼板的寬度方向(X軸方向)之區域的一半的區域。

本案之發明者們，針對以下情況分別進行了測量：將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的方向如本實施形態地設成逆向的情況與將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的方向如TF式之感應加熱裝置地設成相同方向的情況。在進行這些測量時，針對於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向以外的測量條件，各自都設成相同。

具體的測量條件如下。

鋼板的板厚：1.1[mm]

鋼板的板寬：1[m]

過板速度：55[m/min]

鋼板的目標加熱溫度下的導電率：1.0×10⁷[S/m]

鋼板的目標加熱溫度下的有效磁導率：80

電流：10000[AT]

電流的頻率：10[kHz]

由以上可知，式(1)中所表示的(鋼板的目標加熱溫度下的)電流的穿透深度δ會成為0.18[mm]。

圖6中，圖形601是表示將於第1線圈110及第2線圈120 中流動的交流電流的方向設成逆向時的結果。圖形602是表示將於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向設成相同時的結果。不管在任一種情況，在中心(寬度方向(X軸方向)的中心位置)上，鋼板表面溫度都會上升到200[℃]左右。

又，將於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向設成逆向時，寬度方向(X軸方向)上的鋼板表面的溫度的偏差(從最大值減去最小值後的值)為2[℃](參照圖形601)。另一方面，將於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流的方向設成同向時，寬度方向(X軸方向)的端部(邊緣部)上的鋼板表面溫度，會變得遠比其他區域高，而超過1300[℃](參照圖形602)。

如上述，本實施形態中，是透過導體板S使第1線圈110與第2線圈120互相面對成使第1線圈110與第2線圈120在Y軸方向(導體板S的過板方向)上的位置成為大致相同。然後，藉由使電流的穿透深度δ成為導體板S的板厚d的一半以下的頻率f的交流電流，於第1線圈110及第2線圈120中逆向流動，來感應加熱過板中的導體板S。

因此，UF式之感應加熱裝置100可僅由線圈與芯材構成。由此，不需如TF式之感應加熱裝置一樣，為了抑制導體板S在寬度方向上的端部(邊緣部)的過度加熱，而設置像是導體板或2次線圈之類的特別的構造體。又，不需為了抑制導體板S在寬度方向上的端部(邊緣部)的過度加熱，而設置特別的構造物。因此，不需因應導體板S之寬度，而 變更感應加熱裝置100的設定。

又，在UF式之感應加熱裝置100中，是使其與TF式之感應加熱裝置一樣，相對於導體板S的板面在垂直的方向上產生磁場。因此，可將第1線圈110及第2線圈120做成與TF式之感應加熱裝置相同的線圈。由此，UF式之感應加熱裝置100中，即使不設置用於將線圈分離的機構，也可以使其輕易地暫時退避(撤回)。又，因為不需要設置用於分離線圈用的機構，故可減輕線圈的維修作業的負擔。像這樣，若使用的電流以及頻率的條件符合，即可沿用TF式之感應加熱裝置(線圈與芯材)，且藉由如前述所進行地使逆向的電流在線圈中流動，即可以實現UF式之感應加熱裝置100。因此，有TF式之感應加熱裝置時，可在不大幅變更該設備之下，實現UF式之感應加熱裝置100。

如上述，本實施形態之UF式之感應加熱裝置100中，不需為了抑制導體板S在寬度方向上的端部(邊緣部)的過度加熱、或使線圈暫時退避(撤回)而附加特別的構成，並可藉由簡單的構成，就實現將導體板S在寬度方向上的溫度分布儘可能平均化地形成、及使線圈暫時退避(撤回)這兩方面。

又，在本實施形態之UF式之感應加熱裝置100之中，會在第1芯材130及第2芯材140之間的區域中，於第1芯材130及第2芯材140之間不存在導體板S的區域(感應加熱裝置100在寬度方向(X軸方向)上的端部區域)中，產生大小相同且方向相反的磁場。因此，該區域中的磁場會被抵消。

由此，UF式之感應加熱裝置100中，可將洩漏至其周圍的磁場最小化，且也可將帶給周圍的電磁干擾抑制到最低限度。

又，一般而言，感應加熱裝置在作為負載的導體板S不存在的情況下，會生成藉由線圈及芯材所形成的強大的磁場。因此，感應加熱裝置的電感會變大。因此，當於線圈中使交流電流開始流動時，線圈兩端的電壓會急遽上升。由此，因為在沒有導體板S的狀態下，要在線圈中使交流電流流動到為感應加熱裝置的額定電流並不容易，故有無法事前確認電源系統的健全性的問題。

相對於此，在本實施形態之UF式之感應加熱裝置100中，在第1線圈110及第2線圈120之間的區域以外的區域，會使磁場被抵消而幾乎消失。因此，UF式之感應加熱裝置100的電感接近0(零)，即使是在沒有導體板S的狀態下，也可在第1線圈101及第2線圈120中使電流流動到為UF式之感應加熱裝置100的額定電流為止。因此，可以事前確認電源系統的健全性。

又，在本實施形態之UF式之感應加熱裝置100中，即使在導體板S的加熱中，與一般的感應加熱裝置相比較，其電感也較小。因此，與一般的感應加熱裝置相比較，可以將施加於線圈(第1線圈110及第2線圈120)的兩端的電壓變小。因此，可以抑制交流電源200的容量。又，可將第1線圈110及第2線圈120的絕緣處理的負擔減輕。再者，還能抑制因第1線圈110及第2線圈120放電而引起的問題。

還有，在本實施形態中，是將沿導體板S的過板方向(圖1所示之例子中為Y軸方向)所見時的第1線圈110及第2線圈120的上端面及下端面做成平面。又，沿導體板S的過板方向所見時的第1芯材130及第2芯材140的上端面及下端面也配合第1線圈110及第2線圈120而做成平面。因此，可提高UF式之感應加熱裝置100的加熱效率。又，可安全地進行導體板S的過板與撤回。此外，在第1芯材130及第2芯材140間的區域之中，可將第1芯材130及第2芯材140之間不存在有導體板S之區域的磁場充分地抵消。

(變形例)

本實施形態中，是舉下述情況為例來說明：將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的頻率(式(1)的f)規定成使導體板S中的電流的穿透深度δ成為導體板S的板厚d[m]的1/2倍(=d/2)以下。如此一來，因可提高UF式之感應加熱裝置100的加熱效率，故較佳。但是，只要是可進行導體板S的感應加熱之範圍即可，並不一定要將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的頻率這樣進行來決定。

圖7為示意地顯示導體板S的板厚方向的位置與於導體板S中流動的渦電流Ie1、Ie2的電流密度之間的關係的一例的圖。

如已參照著圖4所說明過的，藉由磁場H1，於導體板S的其中一面(上表面)上使渦電流Ie1流動，並藉由磁場H2，於導體板S的另一面(下表面)上使渦電流Ie2與渦電流Ie1逆向地流動(參照圖7的左圖)。即使渦電流Ie1、Ie2的穿透深 度δ為導體板S的厚度d，如圖7的左圖所示，渦電流Ie1、Ie2的電流密度在導體板S的板厚方向上並非固定，而是離表面愈遠就愈小。因此，如圖7之右圖所示，渦電流Ie1、Ie2的一部分雖然被抵消，但剩下的一部分未被抵消而存在。由此，例如將於第1線圈110及第2線圈120中流動之交流電流的頻率(式(1)的f)規定成使導體板S中的電流的穿透深度δ成為導體板S的板厚d[m]以下(或未滿)亦可。即，亦可採用δ≦d或δ<d的條件，來取代式(1)。

又，本實施形態中，舉了從1個交流電源200使交流電流流動到第1線圈110及第2線圈120的情況為例來說明。但是，只要可做成使藉由在第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流而產生的磁場的方向為互相逆向，則交流電源的數量不限定為1個。

圖8是顯示感應加熱系統的構成的第1變形例的圖。具體而言，圖8是顯示從上方俯瞰感應加熱裝置100的情形的圖。

在圖8中，感應加熱系統有UF式之感應加熱裝置100、交流電源210、220和控制裝置230。

UF式之感應加熱裝置100與圖1所示者相同。交流電源210、220與圖1所示的交流電源200相同。第1線圈110的一端部111是電連接到交流電源210的2個輸出端子的其中一個端子211，且第1線圈110的另一端部112是電連接到交流電源210的2個輸出端子的另一個端子212。第2線圈120的一端部121是電連接到交流電源220的2個輸出端子的其 中一個端子221，且第2線圈120的另一端部122是電連接到交流電源220的2個輸出端子的另一個端子222。交流電源210、220是同步動作。即，交流電源210、220各自在相同時刻中使相同波形、相同頻率的交流電流於第1線圈110及第2線圈120中流動。然而，於第1線圈110及第2線圈120之互相面對的區域中流動的交流電流的(相同時刻之)方向是設成為互相逆向。控制裝置230是為了使交流電源210、220像這樣地同步動作，而控制交流電源210、220的輸出的時機。

如上所述，只要例如先將2個交流電源設成可同步取得的話，則也可逐一地個別連接於第1線圈110及第2線圈120的每一個。

又，圖8中，是舉了下列的情況為例來說明：在導體板S的寬度方向的端部之中，在其中一邊的端部側(X軸的正方向側)配置2個交流電源210、220。但是，並不一定非要如此進行。例如，也可以在導體板S的寬度方向上的端部中，在其中一邊的端部側(X軸之正方向側)上，配置使電流於第1線圈110流動的交流電源210，並在另一邊的端部側(X軸之負方向側)上，配置使電流於第2線圈110流動的交流電源220。此時，是將圖8所示之第2線圈120以在X-Y平面上(即把Z軸當作轉動軸)使其轉動了180°的狀態配置。

又，在本實施形態中，是舉了下列的情況為例來說明：並聯連接第1線圈110及第2線圈120，並從1個交流電源200使交流電流並聯流動至第1線圈110及第2線圈120。但 是，只要做成使藉由於第1線圈110及第2線圈120中流動的交流電流而產生之磁場的方向成為互相逆向，則從1個交流電源200使交流電流於第1線圈110及第2線圈120中串聯流動亦可。

圖9為顯示感應加熱系統的構成的第2變形例的圖。具體而言，圖9是顯示從上方俯瞰感應加熱裝置900的情形的圖。

圖9中，感應加熱系統具有UF式之感應加熱裝置900與交流電源200。

UF式之感應加熱裝置900具有第1線圈910、第2線圈920、第1芯材130和第2芯材140。

第1芯材130和第2芯材140與圖1所示者相同。

第1線圈910、第2線圈920是將圖1所示之第1線圈110的另一端部112和第2線圈120之第2線圈120的一端部121連結而成。其他，第1線圈910、第2線圈920與第1線圈110、第2線圈120是相同的。第1線圈110的一端部111是電連接到交流電源200的2個輸出端子的其中一個端子211，且第2線圈110的另一端部122是電連接到交流電源200的2個輸出端子的另一個端子212。如上述，可以直接連接第1線圈110及第2線圈120，且使交流電流從1個交流電源200串聯流動至第1線圈110及第2線圈120。再者，在圖9所示之構成中，是形成為使UF式之感應加熱裝置900朝X軸的正方向側暫時退避(撤回)。

又，在本實施形態中，雖然舉出了將第1線圈110 及導體板S的間隔與第2線圈120及導體板S的間隔設成相同的情況為例來說明，但只要位於可以加熱導體板S之位置之情況，則不需將第1線圈110及導體板S的間隔與第2線圈120及導體板S的間隔設成完全相同。這是因為導體板S中的電流的穿透深度δ並不依賴於第1線圈110及第2線圈120與導體板S的間隔的緣故。

然而，隨著導體板S的溫度上升，導體板S的相對磁導率μ _s會急遽下降。當導體板S的溫度達居里溫度時，導體板S的相對磁導率μ _s即與真空相同而成為1。在此溫度以上時，有時會有依照式(1)而使式(2)變得不成立之情形。由此，必須先確認導體板S的溫度區域(例如目標加熱溫度)是否為依照式(1)並使式(2)成立的範圍。另一方面，電阻率ρ方面並沒有像相對磁導率一樣的依賴於溫度的急遽的變化，通常不需要特別的考量。

又，在本實施形態中，是舉了下列情況為例來說明：UF式之感應加熱裝置100(第1線圈110、第2線圈120、第1芯材130以及第2芯材140)的導體板S的寬度方向(X軸方向)比導體板S的過板方向(Y軸方向)長。但是，也可與此相反，將UF式之感應加熱裝置(第1線圈、第2線圈、第1芯材及第2芯材)構成為使UF式之感應加熱裝置的導體板S的過板方向(Y軸方向)變得比導體板S的寬度方向(X軸方向)長。

又，本實施形態中，是舉了下列情況為例來說明：為第1線圈110與第2線圈120的形狀，且為與來自交流電源200的交流電流流動的方向垂直之截面形狀是中空的 長方形(參照圖2)。但是，所述形狀也可以是中空的圓形或中空的橢圓形等其他的形狀。又，第1線圈110與第2線圈120也可以不具有中空形狀。又，第1線圈110與第2線圈120的冷卻方式可以是空氣冷卻方式，也可以是外部水冷方式，也可以組合各冷卻方式。

又，如本實施形態所示，使用第1芯材130及第2芯材140的話，就可以增大施加於導體板S上之磁場的大小，且藉此，可以提升導體板S之加熱效率因而較佳。又，由於使用第1芯材130及第2芯材140的話，可以抑制UF式之感應加熱裝置100對周圍的電磁干擾因而較佳。但是，也不一定要使用第1芯材130及第2芯材140。

又，使用的頻率較高時，會有因芯材會發熱，而無法使用芯材的情況。在這種情況下，會成為不使用第1芯材130及第2芯材140，來構成UF式之感應加熱裝置之情形。

又，在本實施形態中，是舉第1線圈110與第2線圈120之捲繞數各為1[次](1匝)的情況為例來說明。但是，第1線圈110與第2線圈120的捲繞數也可以是2[次]以上。

又，在本實施形態中，是舉對導體板S配置1台UF式之感應加熱裝置100的情況為例來說明。但是，例如因交流電源200的容量不足，在1台UF式之感應加熱裝置100中，會有無法將導體板S升溫到所希望的溫度的情況。又，有因缺乏UF式之感應加熱裝置100的設置空間，而無法設置大型的UF式之感應加熱裝置100的情況。又，有導體板S之溫度模式的限制，且有其溫度模式有時會要求複數個升溫 過程的情況。因此，亦可將複數台UF式之感應加熱裝置100與導體板S的過板方向平行排列而配置。此時，可以對各個UF式之感應加熱裝置100以1個個的方式連接交流電源200。不需要使這些複數個交流電源200的電壓、電流以及頻率的至少其中1個是相同的。此外，按各感應加熱裝置而變更線圈的捲繞數與芯材的材質亦可。又，交流電源200容量較大時，也可以將該交流電源200連接到複數台的UF式之感應加熱裝置100。

又，可將第1芯材、第2芯材各自做成1個，並將複數個第1線圈、複數個第2線圈各自設置於第1芯材與第2芯材中，且將第1線圈、第2線圈做成各自與導體板S的過板方向平行排列。

圖10為顯示感應加熱系統的構成的第3變形例的圖。具體而言，圖10是顯示從上方俯瞰感應加熱裝置1000的情形的圖。圖10中，感應加熱系統具有UF式之感應加熱裝置1000和交流電源210、220。

UF式之感應加熱裝置1000具有2個第1線圈1110、1130、2個第2線圈1120、1140、第1芯材1150與第2芯材1160。

第1線圈1110、1130以及第2線圈1120、1140與圖1所示之第1線圈110及第2線圈120相同。交流電源210、220與圖1所示之交流電源200相同。

圖11為顯示第3變形例的UF式之感應加熱裝置1000的Y-Z截面的一例的圖。圖11為與圖2對應的圖。

第1芯材1150以及第2芯材1160是材質、形狀及大小上都相同的芯材。第1芯材1150以及第2芯材1160，與如圖1所示之第1芯材130、第2芯材140一樣，是由例如鐵氧體等之軟磁性材料所形成。

如圖10及圖11所示，在本變形例中，第1芯材1150具有如下之形狀：對於長方體形狀，配合第1線圈1110、1130在寬度方向(X軸方向)上延伸設置的區域之形狀而形成有凹部。在本變形例中，第1芯材1150的凹部是形成為，當在此凹部配置了第1線圈1110、1130時，使第1線圈1110、1130之與導體板S相面對的面和第1線圈1110、1130之與導體板S相面對的面大致成為一個面。

同樣的，第2芯材1160具有如下之形狀：對於長方體形狀，配合第2線圈1120、1140在寬度方向(X軸方向)上延伸設置的區域之形狀而形成有凹部。又，第2芯材1160的凹部是形成為，當在此凹部配置了第2線圈1120、1140時，使第2線圈1120、1140之與導體板S相面對的面和第2芯材1160之與導體板S相面對的面大致成為一個面。

然而，如前述也可以將這些做成未大致成為一個面。

如圖10所示，將第1線圈1110的一端部1111電連接到交流電源210的2個輸出端子的其中一個端子211。又，將第1線圈1110的另一端部1112電連接到交流電源210的2個輸出端子的另一個端子212。

又，在第2線圈1120的2個端部中，位於與第1線圈1110之另一端部1112在Z軸方向上互相面對的位置的一端部 1121，是電連接到交流電源210的2個輸出端子的一個端子211。又，在第2線圈1120的2個端部中，位於與第1線圈1110的一端部1111在Z軸方向上互相面對的位置的另一端部1122，是電連接到交流電源210的2個輸出端子的另一個端子212。

又，將第1線圈1130的一端部1131電連接到交流電源220的2個輸出端子的其中一個端子221。又，將第1線圈1130的另一端部1132電連接到交流電源220的2個輸出端子的另一個端子222。

又，在第2線圈1140的2個端部中，位於與第1線圈1130之另一端部1132在Z軸方向上互相面對的位置的一端部1141，是電連接到交流電源220的2個輸出端子的一個端子221。又，在第2線圈1140的2個端部中，位於與第1線圈1130的另一端部1131在Z軸方向上互相面對的位置的另一端部1142，是電連接到交流電源220的2個輸出端子的另一個端子222。

像這樣，第1線圈1110及第2線圈1120是在交流電源210上並聯連接成使(從交流電源210來看時之)第1線圈1110及第2線圈1120的捲繞方向成為互相逆向。同樣的，第1線圈1130及第2線圈1140是在交流電源220上並聯連接成使(從交流電源220來看時之)第1線圈1130及第2線圈1140的捲繞方向成為互相逆向。

因此，當從交流電源210使交流電流流動時，如圖10所示，在第1線圈1110及第2線圈1120的互相面對的區 域流動的交流電流的(相同時刻之)方向，會成為互相逆向(參照圖1之第1線圈1110及第2線圈1120內所示之箭頭線)。同樣地，當從交流電源220使交流電流流動時，如圖10所示，在第1線圈1130及第2線圈1140的互相面對的區域流動的交流電流的(相同時刻之)方向，會成為互相逆向(參照圖1之第1線圈1130及第2線圈1140內所示之箭頭線)。

圖10中，是舉了下列情況為例來表示：於在導體板S的過板方向上平行地排列的2個第1線圈1110、1130中流動的交流電流的(相同時刻之)方向相同，且，於在導體板S的過板方向上平行地排列的2個第2線圈1120、1140中流動的交流電流的(相同時刻之)方向為相同。但是，只要做成使藉由在第1線圈1110及第2線圈1120中流動之交流電流所產生之磁場的方向成為互相逆向，且，使藉由在第1線圈1130及第2線圈1140中流動之交流電流所產生之磁場的方向成為互相逆向的話，則在第1線圈1110、1130中流動的交流電流的(相同時刻之)方向、以及在第2線圈1120、1140中流動的交流電流的(相同時刻之)方向也可為逆向。

又，如前所述，因為可以充分發揮提高UF式之感應加熱裝置100的加熱效率等效果，故較理想的是將沿導體板S的過板方向(圖1所示之例中為Y軸方向)來看時之第1線圈110及第2線圈120的上端面及下端面做成平面。但是，沿導體板S的過板方向來看時之第1線圈及第2線圈的上端面及下端面並不限於平面。也可以做成例如，在沿導體板S的過板方向來看時，愈接近導體板S的中央的位置， 第1線圈、第2線圈與導體板S間的距離就變得愈長，並將沿導體板S的過板方向來看時之第1線圈及第2線圈的上端面及下端面做成平滑的曲面或彎曲面。又，也可以做成例如，在沿導體板S的過板方向來看時，愈接近導體板S的中央的位置，第1線圈、第2線圈與導體板S間的距離就變得愈短，並將沿導體板S的過板方向來看時之第1線圈及第2線圈的上端面及下端面做成平滑的曲面或彎曲面。在對如以上之第1線圈及第2線圈設置芯材時，可配合第1線圈及第2線圈的形狀，而將沿導體板S的過板方向來看時的芯材的上端面及下端面做成平滑的曲面或彎曲面。

其他，也可以組合至少任2個以上之變形例。

再者，以上所說明之本發明的實施形態，僅是表示實施本發明時之具體化的例子，並非用以藉由此等來限定性地解釋本發明之技術性範圍者。即，可在不脫離本發明的技術思想或其主要特徵之情形下，以各種形式來加以實施。

產業上之可利用性

本發明可以利用於導體板之感應加熱。

100‧‧‧UF式感應加熱裝置

110‧‧‧第1線圈

111、112、121、122‧‧‧端部

120‧‧‧第2線圈

130‧‧‧第1芯材

140‧‧‧第2芯材

200‧‧‧交流電源

201、202‧‧‧端子

S‧‧‧導體板

X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (6)

1. 一種感應加熱裝置，是感應加熱過板中的導體板的感應加熱裝置，其特徵在於具有：第1線圈，藉由交流電流流動而在前述導體板的板厚方向上產生磁場；及第2線圈，藉由交流電流流動而在前述導體板的板厚方向上產生磁場，前述第1線圈與前述第2線圈是位於包夾前述導體板之位置，且前述第1線圈及前述第2線圈之前述導體板的過板方向上的位置大致相同，藉由前述交流電流，從前述第1線圈及前述第2線圈產生在前述導體板的板厚方向上互相逆向的磁場，並藉由前述逆向的磁場而在前述導體板的內部產生渦電流，以及藉由前述渦電流來感應加熱前述導體板。
2. 如請求項1之感應加熱裝置，其中，是藉由將滿足以下[數1]之式(A)之範圍的頻率f的交流電流作為前述交流電流而於前述第1線圈及前述第2線圈中流動，從前述第1線圈及前述第2線圈產生在前述導體板的板厚方向上互相逆向的磁場，在式(A)中，d為前述導體板的板厚[m]，在式(A)中，δ為前述導體板中的電流的穿透深度[m]，並用以下[數 1]的式(B)來表示，在式(B)中，ρ為前述導體板的電阻率[Ω‧m]，f為前述交流電流的頻率[Hz]，μ_s為前述導體板的相對磁導率[-]，
3. 如請求項1或2之感應加熱裝置，其中，前述第1線圈之捲繞數與前述第2線圈之捲繞數相同。
4. 如請求項1或2之感應加熱裝置，其具有：第1芯材，配置於成為從前述第1線圈產生之磁束的磁路的位置上，用以在其與前述導體板之間產生磁場；及第2芯材，配置於成為從前述第2線圈產生之磁束的磁路的位置上，用以在其與前述導體板之間產生磁場，並做成藉由前述交流電流，在前述第1芯材與前述導體板之間、以及前述第2芯材與前述導體板之間，產生在前述導體板的板厚方向上互相逆向的磁場，且藉由前述逆向的磁場而在前述導體板的內部產生互相逆向的渦電流。
5. 如請求項1或2之感應加熱裝置，其中，藉由前述逆向的磁場，不在前述導體板的寬度方向的端部上產生沿前述導體板的過板方向之渦電流，而是在與前述導體板的過板方向垂直的前述導體板內的區域，且為在前述導體板 的過板方向上具有間隔的2個區域中產生互相逆向之渦電流。
6. 一種感應加熱方法，是使用感應加熱裝置來感應加熱過板中的導體板的感應加熱方法，該感應加熱裝置具有：第1線圈，藉由交流電流流動而在導體板的板厚方向上產生磁場；及第2線圈，藉由交流電流流動而在前述導體板的板厚方向上產生磁場，前述第1線圈及前述第2線圈是位於包夾前述導體板之位置，且前述第1線圈及前述第2線圈之前述導體板的過板方向上的位置大致相同，該感應加熱方法之特徵在於：藉由前述交流電流，從前述第1線圈及前述第2線圈產生在前述導體板的板厚方向上互相逆向的磁場，並藉由前述逆向的磁場在前述導體板的內部產生渦電流，以及藉由前述渦電流來感應加熱前述導體板。