WO2023033114A1 - トランスバース方式の誘導加熱装置 - Google Patents

トランスバース方式の誘導加熱装置 Download PDF

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WO2023033114A1
WO2023033114A1 PCT/JP2022/032995 JP2022032995W WO2023033114A1 WO 2023033114 A1 WO2023033114 A1 WO 2023033114A1 JP 2022032995 W JP2022032995 W JP 2022032995W WO 2023033114 A1 WO2023033114 A1 WO 2023033114A1
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cores
core
bridge
induction heating
partial
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PCT/JP2022/032995
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English (en)
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健司 梅津
勉 植木
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日本製鉄株式会社
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    • H05B6/103Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces multiple metal pieces successively being moved close to the inductor
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a transverse induction heating apparatus, and is particularly suitable for induction heating of a conductor plate to be heated by causing an alternating magnetic field to intersect the surface of the conductor plate.
  • a conductive plate such as a strip steel plate is continuously heated using an induction heating device.
  • An induction heating device applies an alternating magnetic field generated by a coil to a conductor plate. Then, an eddy current is induced in the conductor plate by electromagnetic induction. The conductor plate is heated by Joule heat based on this eddy current.
  • an induction heating device there is a solenoid type induction heating device.
  • a solenoid type induction heating device applies an alternating magnetic field substantially parallel to the longitudinal direction of a conductor plate placed inside a solenoid coil.
  • the solenoid type induction heating device cannot obtain the desired conductive plate even if the frequency of the alternating magnetic field is increased. There is a risk that it will not be possible to heat to temperature.
  • a transverse induction heating apparatus includes, for example, a pair of coils arranged at least one each on the front side and the back side of a plane to be conveyed of a conductor plate conveyed in a horizontal direction.
  • the coils forming the pair of coils are arranged so that alternating magnetic fields generated by energization of alternating currents in the same direction intersect the plane of the conductor plate to be conveyed.
  • eddy currents concentrate at the ends of the conductor plate in the width direction. As a result, the current density at the ends of the conductor plate in the width direction increases.
  • the width direction is a direction perpendicular to the conveying direction of the conductor plate and the facing direction of the coil.
  • the end portion of the conductor plate in the width direction will be referred to as an edge portion as necessary.
  • Patent Document 1 discloses disposing a shield plate (shield plate) movable in the width direction between the edge portion of the conductor plate and the magnetic pole.
  • the shield plate is made of non-magnetic metal material.
  • the alternating magnetic field generated by the coil is shielded by a shield plate, thereby suppressing uneven temperature distribution in the width direction of the conductor.
  • a secondary coil for generating a magnetic field that cancels the alternating magnetic field generated by the coil for heating the conductor plate is arranged between the edge portion of the conductor plate and the magnetic pole. is disclosed.
  • a magnetic field that cancels the alternating magnetic field generated by the coil is generated from the secondary coil, thereby suppressing uneven temperature distribution in the width direction of the conductor.
  • Patent Document 3 discloses forming a bulging portion on the original core.
  • the bulging portion is arranged at a position facing the regions where the temperature drops at both ends in the width direction in the regions of the conductive plate.
  • the uneven temperature distribution in the width direction of the conductor is suppressed by the bulging portion formed on the original core.
  • Patent Document 4 discloses a technique of forming a coil using a first J-shaped conductor 32 and a second J-shaped conductor 34 .
  • the technique described in Patent Document 4 by moving the first J-shaped conductor 32 in the width direction with respect to the second J-shaped conductor 34, the width direction of the region between the first J-shaped conductor 32 and the second J-shaped conductor 34 is changed.
  • the technique described in Patent Document 4 by changing the length in the width direction of the region between the first J-shaped conductor 32 and the second J-shaped conductor 34 according to the width of the conductor, to prevent the temperature distribution from becoming non-uniform.
  • Patent Document 5 discloses a technique of arranging a plurality of magnetic pole segments in the width direction. In such a technique, by changing the distance between the plurality of magnetic pole segments and the conductor according to the width of the conductor, uneven temperature distribution in the width direction of the conductor is suppressed. Further, Patent Literature 5 discloses a technique of arranging a plurality of bar-shaped magnetic poles wound with coils at intervals along the direction in which the conductor is conveyed. In such technology, a plurality of rod-shaped magnetic poles rotate about an axis that passes through the center of gravity of each magnetic pole and extends in a direction perpendicular to the conductor.
  • Patent Document 5 discloses arranging a plurality of iron cores in the direction in which the conductor is conveyed, and switching the current flowing through the coil wound around the iron cores.
  • the core that generates the magnetic flux is switched by switching the current flowing through the coil wound around the core in accordance with the width of the conductor. In this technique, by doing so, it is possible to prevent the temperature distribution in the width direction of the conductor from becoming uneven.
  • Patent Document 6 discloses a technique in which a plurality of magnetic bars arranged in the width direction of a conductor are used as a core.
  • the temperature distribution in the width direction of the conductor becomes non-uniform by adjusting the intervals between a plurality of magnetic bars according to the width of the conductor and by using a shield plate. suppress
  • transverse induction heating device core loss occurs due to the magnetic field, the core heats up, and the temperature rises.
  • a coil for heating a conductor plate is wound around a core in order to generate a large magnetic field. Therefore, the temperature rise of the core becomes remarkable.
  • the heat generation of the core becomes conspicuous in an induction heating apparatus with a large-capacity power source.
  • the techniques described in Patent Documents 5 and 6 do not consider heat generation of the core, but the core is divided into a plurality of parts.
  • the overall cross-sectional area of the multi-divided core is larger than the surface area of the undivided core. Heat dissipation from the core is facilitated as the surface area of the core increases. Therefore, the heat generation of the core divided into a plurality of pieces is suppressed compared to the heat generation of the undivided core.
  • the temperature of the core drops.
  • the alternating magnetic field in the core is decoupled. Therefore, if the core is divided into a plurality of parts in the width direction, there is a possibility that the alternating magnetic field of desired magnitude cannot be applied to the conductor plate. As a result, the heating efficiency of the conductor plate is lowered, and the temperature distribution in the width direction of the conductor plate is uneven.
  • the inventors found that when the core of a general transverse induction heating device is divided into a plurality of parts in the width direction, the temperature of the edge part of the conductor plate is 100% higher than the temperature of the other parts of the conductor plate. It was confirmed that there are cases where the temperature drops by more than °C.
  • the temperature of the core can be reduced to the desired temperature. can no longer be lowered to
  • the number of divisions of the core is increased so as to lower the temperature of the core to a desired temperature, it becomes impossible to suppress the decrease in the temperature of the conductor plate (that is, if an alternating magnetic field of a desired magnitude is applied to the conductor plate cannot be crossed).
  • the core is divided in order to suppress overheating of the edge portion and heat generation of the core.
  • the number of divisions of the core is determined so as to suppress overheating of the edge portion of the conductive plate and heat generation of the core.
  • the techniques described in Patent Literatures 5 and 6 do not even recognize the problem of suppressing the core temperature rise and the reduction in the magnitude of the alternating magnetic field applied to the conductor.
  • the conventional technique has the problem that it is not possible to satisfy both the suppression of the temperature rise of the core and the suppression of the decrease in the magnitude of the alternating magnetic field applied to the conductor at the same time.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and aims to simultaneously satisfy both suppression of core temperature rise and suppression of reduction in the magnitude of the alternating magnetic field applied to the conductor. It is an object of the present invention to provide a transverse induction heating apparatus capable of
  • an alternating magnetic field generated by energization of alternating currents in the same direction intersects the surface of the conductor plate to be conveyed. and a pair of coils arranged at least one on each side, and a set of cores arranged for each coil constituting the pair of coils, and one arranged for each of the coils.
  • a set of cores has a plurality of partial cores arranged in a state of being spaced apart from each other in the width direction, and the width direction is a direction perpendicular to the conveying direction of the conductor plate and the facing direction of the coils.
  • each of the partial cores has a trunk and a central leg, and the trunk extends from a region upstream of the coil in the conveying direction on the back side of the coil to the It extends in the conveying direction to a region on the downstream side in the conveying direction from the coil, the back surface side is the side opposite to the side on which the planned conveying surface exists, and the central leg portion is a hollow portion of the coil.
  • a transverse type induction heating device extending from the body in the direction of the plane to be conveyed so as to pass through the portions, wherein the set of cores includes at least two partial cores among the partial cores. and at least one bridge core that can be magnetically coupled with the partial core, and the bridge core is arranged on the rear side of the partial core.
  • a second example of the transverse induction heating device of the present invention is characterized in that each of the partial cores can be magnetically coupled to at least one of the bridge cores.
  • a third example of the transverse induction heating apparatus of the present invention is characterized in that all the partial cores included in the set of cores can be magnetically coupled via the bridge core.
  • each of the set of cores has a plurality of the bridge cores, and the bridge cores are spaced apart from each other in the width direction. It is characterized by being arranged.
  • each of the pair of cores has two bridge cores, and the two bridge cores are spaced apart from each other and have the width It is characterized in that at least a part of each of the partial cores overlaps one of the bridge cores when viewed from the opposite direction of the coils and arranged on both sides of the coil.
  • a sixth example of the transverse induction heating apparatus of the present invention is characterized in that each of the set of cores has one bridge core.
  • a seventh example of the transverse induction heating apparatus of the present invention is characterized in that, in the set of cores, the partial core and the bridge core are separate cores.
  • in an eighth example of the transverse induction heating apparatus of the present invention in the set of cores, at least one of the plurality of partial cores and at least one of the bridge cores are integral cores. Characterized by
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of an external configuration of an induction heating device.
  • FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a first cross section of the induction heating device.
  • FIG. 3 shows the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device.
  • FIG. 4 shows the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device.
  • FIG. 5 shows the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of the relationship between the position of the strip steel plate in the x-axis direction and the temperature.
  • FIG. 6 shows a first modification of the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 7 shows a second modification of the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing an external configuration of an induction heating device.
  • FIG. 8 shows a second modification of the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of an external configuration of an induction heating device.
  • FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device.
  • FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device.
  • FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a fourth cross section of the induction heating device.
  • FIG. 14 shows a first modification of the second embodiment of the present invention, and is a diagram showing a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 15 shows a second modification of the second embodiment of the present invention, and is a diagram showing a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device.
  • FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a fourth cross section of the induction heating device.
  • FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 17 shows a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device.
  • FIG. 18 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of an external configuration of an induction heating device.
  • FIG. 19 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a first cross section of an induction heating device.
  • FIG. 20 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device.
  • FIG. 21 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device.
  • partial cores described in the claims have various shapes, functions, and arrangement positions. Therefore, it is difficult to describe the embodiment of the present invention only by the name of partial core. Therefore, in the following description of the embodiments, even partial cores may be described without using the name "partial core" for the sake of convenience. Even in such a case, among the cores described in each embodiment, the upper core and the lower core including two types of cores, partial cores and bridge cores, and cores with names other than bridge cores are all Partial core. In each embodiment, an example of cores that constitute a partial core is specified in each embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an external configuration of an induction heating device. Specifically, FIG. 1 is a view of the induction heating device viewed obliquely from above. FIG. 1 illustrates a case where the steel strip 100 is conveyed in the direction of the arrow attached to the tip of the steel strip 100 (the positive direction of the y-axis). That is, FIG. 1 illustrates a case where the conveying direction of the steel strip 100 is the positive direction of the y-axis.
  • the thickness of the strip-shaped steel plate 100 is not limited.
  • the induction heating device of each embodiment can heat a thin conductor plate. Therefore, it is preferable that the thickness of the strip-shaped steel plate 100 to be heated by the induction heating apparatus of each embodiment is, for example, 1 mm or less. However, the thickness of the strip-shaped steel plate 100 to be heated by the induction heating apparatus of each embodiment may exceed 1 mm.
  • the induction heating device shown in FIG. 1 includes an upper inductor 200 and a lower inductor 300.
  • the upper inductor 200 and the lower inductor 300 are arranged to face each other with the strip-shaped steel plate 100 interposed therebetween (see FIGS. 2 to 4).
  • Upper inductor 200 and lower inductor 300 have the same configuration. Accordingly, the upper inductor 200 will be described in detail here, and the detailed description of the lower inductor 300 will be omitted as necessary.
  • the steel strip 100 may move in the z-axis direction and the x-axis direction, and the steel strip 100 may be located slightly off-center in the induction heating apparatus.
  • the steel strip 100 can be positioned at the center of the induction heating apparatus as much as possible by a known technique (for example, International Publication WO2019/181653). It is often controlled to In the following figures including FIG. 1, in principle, the ideal position (for example, , at the center of the induction heating device).
  • a plane passing through the center of the thickness direction of the steel strip 100 and perpendicular to the thickness direction of the steel strip 100 is required. is referred to as a planned transport plane CP.
  • a plane that passes through the center position of the thickness direction of the strip steel strip 100 and is perpendicular to the thickness direction of the strip steel strip 100 passes through the center position of the thickness direction of the strip steel strip 100 and passes through the strip shape It is also a plane parallel to the plate surface of the steel plate 100 . Since the planned transfer plane CP is determined when the induction heating device is designed, the planned transfer plane CP is inherent in the induction heating device itself. The planned transport plane CP is often located in the center of the induction heating device. For this reason, the plane formed by the center of the interval between the upper inductor 200 and the lower inductor 300 may be used as the intended transport plane CP.
  • FIG. 1 illustrates a case where the front side of the planned transport plane CP is on the positive direction side of the z-axis, and the back side of the planned transport plane CP is on the negative direction side of the z-axis.
  • FIG. 1 illustrates a case where the upper guide 200 is arranged on the front side of the plane CP to be conveyed, and the lower guide 300 is arranged on the back side of the plane CP to be conveyed.
  • FIG. 1 illustrates the case where the facing direction of the coils is the z-axis direction and the conveying direction of the steel strip 100 is the positive direction of the y-axis. Therefore, FIG. 1 illustrates a case where the width direction, which is the direction perpendicular to the opposing direction of the coils and the conveying direction of the steel strip 100, is the x-axis direction.
  • the interval (distance in the z-axis direction) between the upper guide 200 and the planned transport plane CP and the interval between the lower guide 300 and the planned transport plane CP are usually equal, but they may be different.
  • the induction heating device has a mirror symmetrical shape with the yz plane at the center of the induction heating device in the x-axis direction as a plane of symmetry.
  • the yz plane is a virtual plane parallel to the y-axis and z-axis.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the first cross section of the induction heating device. Specifically, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device. Specifically, FIG. 3 is a sectional view taken along the line II--II in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device. Specifically, FIG. 4 is a sectional view taken along line III--III in FIG.
  • the upper inductor 200 includes an original core 210, bridge cores 220a-220b, a coil 230, shield plates 240a-240b, cooling fins 260a-260h, and cooling tubes 270a-270h.
  • the width direction of the induction heating device and the steel strip 100 will be referred to as the x-axis direction as needed.
  • the direction parallel to the conveying direction of the steel strip 100 is referred to as the y-axis direction as necessary.
  • the direction in which the upper inductor 200 and the lower inductor 300 face each other (the thickness direction of the strip-shaped steel plate 100) will be referred to as the z-axis direction as necessary.
  • the coil 230 is a conductor having a winding portion.
  • FIG. 1 illustrates a case where the thick portion (the portion other than the straight line extending from the AC power source 400) is the winding portion of the coil 230.
  • the winding portion of the coil 230 is arranged so as to race around the original core 210 through the slots of the original core 210 in the xy plane.
  • the coils 230 and 330 are arranged to face the planned transport plane CP.
  • the coils constituting the pair of coils the coil 230 arranged on the front side of the planned conveyance plane CP, and the coil 330 arranged on the back side of the planned conveyance plane CP among the coils constituting the pair of coils.
  • the xy plane is a virtual plane parallel to the x-axis and the y-axis.
  • the coils 230 are preferably arranged so that the direction perpendicular to the plane CP to be conveyed is parallel to the direction of the axis of the coils 230 .
  • the axial center of the coil 230 is the axis when the coil 230 is circulated. In the example shown in FIG. 1, the axis of coil 230 is parallel to the z-axis.
  • the coil 230 may have an insulator arranged around the conductor. Moreover, here, the case where the number of turns of the coil 230 is 1 is exemplified. However, the number of turns of coil 230 may be two or more. The number of turns of coils 230, 330 is preferably the same.
  • the end of the coil 230 on the planned transport plane CP side (the end in the z-axis direction closest to the planned transport plane CP side of the coil 230) is the planned transport plane CP side of the original core 210. (the end in the z-axis direction closest to the planned conveyance plane CP side of the original core 210) is on the intended conveyance plane CP side.
  • the position of the end of the coil 230 on the planned transport plane CP side in the z-axis direction may be the same as the position of the end of the original core 210 on the planned transport plane CP side in the z-axis direction.
  • the original core 210 has a main core 211 and edge cores 212 and 213 .
  • the main core 211 and the edge cores 212 and 213 are arranged with a gap in the x-axis direction.
  • the main core 211 is a ferromagnetic material arranged in the position closest to the center position of the induction heating device in the x-axis direction among the main core 211 and the edge cores 212 and 213 .
  • the edge cores 212 and 213 are ferromagnetic bodies arranged closer to the ends of the original core 210 in the x-axis direction than the main core 211 is.
  • the edge cores 212, 213 have a plurality of partial edge cores 212a-212d, 213a-213d.
  • the plurality of partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d are arranged with intervals in the x-axis direction.
  • the partial edge cores 212d and 213d, which are closest to the main core 211 among the plurality of partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d, and the main core 211 are also arranged with a gap in the x-axis direction.
  • the state in which two partial edge cores are spaced apart does not mean only the state in which the two partial edge cores are not physically in contact with each other. For example, even if two partial edge cores are partially in contact with each other, the two partial edge cores are not sufficiently magnetically coupled.
  • states in which the magnetic flux density in each partial edge core is lower than in the presence of the magnetic material eg, 50% or more or 80% or more.
  • Such a state can also be regarded as a state in which two partial edge cores are spaced apart. In other words, even in such a state, the magnetic flux density in the partial edge core can be restored to the same degree as the magnetic flux density in the main core by the bridge core, which will be described later.
  • the main core 211 is composed of a plurality of magnetic steel sheets laminated in the x-axis direction and having the same thickness and the same planar shape.
  • edge cores 212, 213 (partial edge cores 212a to 212d, 213a 213d) is constructed.
  • the thickness and planar shape of the magnetic steel sheets forming the main core 211 and the thickness and planar shape of the magnetic steel sheets forming the edge cores 212 and 213 are the same.
  • the number of laminated magnetic steel sheets forming the main core 211 is different from the number of laminated magnetic steel sheets forming the edge cores 212 and 213 (the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d).
  • the main core 211 is The number of stacked electromagnetic steel sheets constituting edge cores 212, 213 (partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d) is different from the number of stacked electromagnetic steel sheets.
  • a plurality of electromagnetic steel plates that constitute the main core 211 are fixed so as not to separate from each other.
  • a plurality of magnetic steel sheets forming each of the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d are also fixed so as not to separate from each other.
  • a method for fixing the plurality of electromagnetic steel sheets is not limited. For example, various known methods such as adhesive fixation, welding fixation, caulking fixation, and fixation using a fixing member are employed as methods for fixing a plurality of electromagnetic steel sheets.
  • the thickness and planar shape of the magnetic steel sheets forming the main core 211 and the thickness and planar shape of the magnetic steel sheets forming the edge cores 212 and 213 need not be the same.
  • the boundary lines of the individual magnetic steel sheets are omitted in FIG.
  • the partial cores are configured by using main cores 211 and 311 and edge cores 212 to 213 and 312 to 313 (a plurality of partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d, 312a to 312d and 313a to 313d). This is an example of a case where
  • the main cores 211, 311 have trunks 2111, 3111, central legs 2112, 3112, upstream legs 2113, 3113, and downstream legs 2114, 3114.
  • a two-dot chain line is an imaginary line.
  • FIG. 4 illustrates a case where the body 2111, the central leg 2112, the upstream leg 2113, and the downstream leg 2114 are integrated.
  • FIG. 4 exemplifies a case where the body 3111, the central leg 3112, the upstream leg 3113, and the downstream leg 3114 are also integrated. Therefore, there are no boundaries between the torso 2111, 3111, the central legs 2112, 3112, the upstream legs 2113, 3113, and the downstream legs 2114, 3114.
  • the body portions 2111 and 3111 are arranged on the rear side of the coils 230 and 330, respectively, from a region upstream of the coils 230 and 330 in the conveying direction (negative direction side of the y-axis) and extending from the coils 230 and 330 in the conveying direction. , extending in the direction parallel to the conveying direction (y-axis direction) to a region on the downstream side (positive direction side of the y-axis).
  • the rear side of the coils 230 and 330 is the side opposite to the planned transport plane CP. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the back side of coil 230 is on the positive z-axis side, and the back side of coil 330 is on the negative z-axis side.
  • the upstream side in the transport direction will be referred to as the upstream side as required.
  • the downstream side in the transport direction is referred to as the downstream side as necessary.
  • the side opposite to the planned transport plane CP side is referred to as the rear side as necessary.
  • the central leg portions 2112 and 3112 extend from the body portions 2111 and 3111 in the direction of the planned transport plane CP so as to pass through the hollow portions of the coils 230 and 330, respectively.
  • the hollow portion means the inner side (not the outer side) of the ring when the coils 230 and 330 that are wound like a racetrack are regarded as one ring.
  • the y-axis position of the central legs 2112, 3112 preferably includes the y-axis position of the coil 230, 330 axis. That is, it is preferable that the y-coordinates of the central legs 2112 and 3112 overlap with the y-coordinates of the axial centers of the coils 230 and 330 .
  • the positions (xy coordinates) of the centers of gravity of the central legs 2112 and 3112 on the xy plane and the positions (xy coordinates) of the axes of the coils 230 and 330 on the xy plane are Illustrate the case of matching.
  • the upstream leg portions 2113 and 3113 extend from the body portions 2111 and 3111 in the direction of the intended transport plane CP on the upstream side (negative direction side of the y-axis) of the coils 230 and 330, respectively.
  • the downstream leg portions 2114 and 3114 extend from the body portions 2111 and 3111 in the direction of the intended transport plane CP on the downstream side (positive direction side of the y-axis) of the coils 230 and 330, respectively.
  • the central leg 2112, the upstream leg 2113, and the downstream leg 2114 are arranged with a gap in the y-axis direction.
  • Central leg 3112, upstream leg 3113, and downstream leg 3114 are also spaced apart in the y-axis direction.
  • Central legs 2112, 3112, upstream legs 2113, 3113, and downstream legs 2114, 3114 are teeth of the core.
  • the tip faces of the central legs 2112 and 3112, the tip faces of the upstream legs 2113 and 3113, and the tip faces of the downstream legs 2114 and 3114 are magnetic pole faces, respectively.
  • Body 2111, 3111 is the yoke of the core. Note that the tip surfaces of the central leg portions 2112 and 3112, the tip surfaces of the upstream leg portions 2113 and 3113, and the tip surfaces of the downstream leg portions 2114 and 3114 are surfaces facing the planned transport plane CP.
  • the outline of the entire cross section of the edge cores 212, 213, 312, 313 along the yz plane is the same as the outline of the entire cross section of the main cores 211, 311 along the yz plane.
  • (212, 213) and (312, 313) attached after 211 and 311 indicate this.
  • the edge cores 212, 213, 312, 313 are similar to the main cores 211, 311 in the trunk, the central leg, and the upstream leg. and a downstream leg.
  • y-axis and z-axis lengths of the trunk, y-axis and z-axis lengths of the central leg, y-axis and z-axis lengths of the upstream leg, and downstream leg are the same for the main cores 211, 311 and the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, 312a-312d, 313a-313d.
  • the length of the trunk in the x-axis direction, the length of the central leg in the x-axis direction, the length of the upstream leg in the x-axis direction, and the length of the downstream leg in the x-axis direction are The cores 211, 311 are longer than the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, 312a-312d, 313a-313d.
  • the outline of the entire cross section of the bridge cores 220b, 320a to 320b cut along the yz plane is the same as the outline of the entire cross section of the bridge cores 220a, 320a cut along the yz plane (Fig. 3).
  • a cross section cut along the yz plane will be referred to as a yz cross section as required.
  • the shape of the surface of the main core 211 parallel to the yz plane and the shape of the surfaces of the edge cores 212 and 213 parallel to the yz plane are E-shaped (the main core 211 shown in FIG. 4). , 311 outline). That is, the main core 211 and edge cores 212 and 213 are so-called E-shaped cores.
  • the outer shape of the main cores 211 and 311 in FIG. and the downstream legs 2114 and 3114 have the same length in the z-axis direction. In this case, the tip surfaces of the central leg portions 2112 and 3112, the tip surfaces of the upstream leg portions 2113 and 3113, and the tip surfaces of the downstream leg portions 2114 and 3114 are kept at the same distance from the transport plane CP. be.
  • the distances between the tip surfaces of the central leg portions 2112 and 3112, the tip surfaces of the upstream leg portions 2113 and 3113, the tip surfaces of the downstream leg portions 2114 and 3114, and the planned transport plane CP may be different.
  • the distance between the tip surfaces of the central leg portions 2112 and 3112 and the planned transport plane CP is the distance between the tip surfaces of the upstream leg portions 2113 and 3113 and the tip surfaces of the downstream leg portions 2114 and 3114 and the planned transport plane CP. may be longer than the interval of
  • the length of the winding portion of the coils 230 and 330 in the x-axis direction is longer than the width of the steel strip 100. Specifically, the length of the winding portion of the coils 230 and 330 in the x-axis direction is longer than the maximum processable width of the induction heating apparatus. As a result, the coils 230, 330 have an x-axis length sufficient to cover the maximum processable width of the induction heating apparatus when viewed in the z-axis direction.
  • the maximum processable width of the induction heating device means that even if the steel strip 100 having the maximum width that can be heated by the induction heating device moves in the positive or negative direction of the x-axis (due to meandering, etc.), the steel strip 100 is the possible x-axis range. Both ends of the winding portions of the coils 230 and 330 in the x-axis direction are located outside the both ends of the steel strip 100 in the x-axis direction (that is, both ends of the maximum processable width of the induction heating apparatus).
  • the ends of the winding portions of the coils 230 and 330 on the positive x-axis side are located further than the ends of the steel strip 100 (that is, the maximum processable width of the induction heating apparatus) on the positive x-axis side. , on the positive side of the x-axis.
  • the ends of the winding portions of the coils 230 and 330 on the negative x-axis side are closer to the ends of the steel strip 100 (that is, the maximum processable width of the induction heating apparatus) on the negative x-axis side. , on the negative side of the x-axis.
  • the coils 230 and 330 are electrically connected to an AC power supply 400 .
  • one end 231 of the winding portion of the coil 230 is electrically connected to one terminal 401 of two output terminals of the AC power supply 400 .
  • the other end 232 of the winding portion of the coil 230 is electrically connected to the other terminal 402 of the two output terminals of the AC power supply 400 .
  • the one end portion 331 facing the one end portion 231 of the winding portion of the coil 230 in the z-axis direction is one of the two output terminals of the AC power supply 400 . is electrically connected to the terminal 401 of the .
  • the other end portion 332 of the winding portion of the coil 230 and the other end portion 332, which is located in a position facing each other in the z-axis direction are connected to the two output terminals of the AC power supply 400. is electrically connected to the other terminal 402 of the .
  • the coils 230 and 330 are connected in parallel to the AC power supply 400 so that the winding directions of the coils 230 and 330 are the same when viewed from the AC power supply 400. .
  • the instantaneous values of the alternating currents flowing from the alternating current power supply 400 to the coils 230 and 330 are the same.
  • the waveform of the alternating current is, for example, a sine wave.
  • the waveform of alternating current is not limited to a sine wave.
  • the waveform of the alternating current may be the same waveform that can be used in common induction heating devices.
  • the coils 230 and 330 are arranged on the front side and the back side of the intended conveying plane CP so that the alternating magnetic fields generated by the energization of alternating currents in the same direction intersect the intended conveying plane CP of the steel strip 100. be done.
  • a pair of coils is configured by two coils 230 and 330 will be exemplified.
  • One of the coils forming the pair of coils is coil 230 and the other coil forming the pair of coils is coil 330 .
  • the AC power supply connected to the coil 230 and the AC power supply connected to the coil 330 may be different AC power supplies as long as the frequencies of the currents flowing from those AC power supplies are synchronized.
  • the number of coils arranged on the front side of the plane CP to be conveyed, and the number of coils constituting the pair of coils to be conveyed A case in which the number of coils arranged on the back side of the plane CP is one is illustrated.
  • the number of coils arranged on the front side of the plane CP to be conveyed, and the number of coils constituting the pair of coils on the back side of the plane CP to be conveyed The number of arranged coils may be two or more.
  • two or more coils may be arranged on the front side of the plane to be transported CP so as to be spaced apart from each other in the y-axis direction.
  • two or more coils may be arranged at intervals in the y-axis direction on the back side of the planned transport plane CP.
  • two or more coils arranged on the front side of the plane CP to be conveyed flow an alternating current in the same direction as the current flowing in the coil 230, for example.
  • two or more coils arranged on the back side of the plane CP to be conveyed are supplied with, for example, an alternating current flowing in the same direction as the current flowing through the coil 330 .
  • cooling fins 260a, 260b, 260c, 260a, 260b, 260c are provided between the partial edge cores 212a, 212b, between the partial edge cores 212b, 212c, between the partial edge cores 212c, 212d, between the partial edge core 212d and the main core 211, respectively.
  • 260d is placed.
  • cooling fins 260e, 260f, 260g and 260h are provided between partial edge cores 213a and 213b, between partial edge cores 213b and 213c, between partial edge cores 213c and 213d, between partial edge core 213d and main core 211, respectively. is placed.
  • interval between these is fixed (it is not changed) is illustrated.
  • the spacing between these may be variable.
  • the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d may have the same or different lengths in the x-axis direction.
  • the cooling fins 260a-260h are examples of cooling members for cooling the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d.
  • the cooling fins 260a to 260h are fin-shaped non-magnetic conductive plates.
  • the cooling fins 260a-260h are made of, for example, a copper plate.
  • Cooling small tubes 270a to 270h are attached on the cooling fins 260a to 260h.
  • Cooling tubes 270a-270h are examples of cooling members for cooling main core 211, partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, and bridge cores 220a, 220b. This embodiment exemplifies the case where the small cooling tubes 270a to 270h are non-magnetic conductor tubes.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate the outer shape of the entire yz cross section of the region where the cooling fins 260a to 260h and the cooling small tubes 270a to 270h are combined is the original core 210 (main core 211 and partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d) are the same as the yz cross section. That is, FIGS. 3 and 4 illustrate the case where the shape and size of the entire area of the cooling fins 260a and cooling tubes 270a in FIG. 3 are the same as the shape and size of the area of the main core 211 in FIG.
  • a cooling medium such as cooling water is supplied to the inside of the small cooling pipes 270a to 270h. Heat is transferred from the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, etc. to the cooling medium via the cooling tubules 270a-270h and the cooling fins 260a-260h. Therefore, the cooling of the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, etc. is promoted.
  • the shield plates 240 a and 240 b are an example of shield members for preventing overheating of the edge portion of the steel strip 100 by adjusting (reducing) the degree of electromagnetic coupling between the coil 230 and the steel strip 100 .
  • the shield plates 240a and 240b are non-magnetic conductive plates arranged between the edge portions of the strip steel plate 100 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d with a gap therebetween.
  • the length of the shield plates 240a and 240b in the y-axis direction is preferably longer than the length of the original core 210 in the y-axis direction.
  • the upstream ends of the shield plates 240 a and 240 b be located upstream of the upstream end of the original core 210 .
  • the downstream ends of shield plates 240a, 240b are preferably downstream of the downstream end of original core 210 (see FIG. 3).
  • the shield plates 240a-240b may move in the x-axis direction within their movable range.
  • the shield plates 240a and 240b are moved according to the width of the steel strip 100 so that the shield plates 240a and 240b are positioned between the edge portions of the steel strip 100 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d. good too.
  • the shield plates 240a and 240b may move in the x-axis direction when the steel strip 100 meanders.
  • the shield plates 240a and 240b may move in the x-axis direction (the direction in which the steel strip 100 meanders) by the same amount as the meandering amount of the steel strip 100 .
  • the configuration for moving the shield plates 240a-240b in the x-axis direction is realized, for example, by a known technique using an actuator for moving the shield plates 240a-240b in the x-axis direction. Therefore, detailed description of the configuration is omitted here.
  • the configuration for detecting the meandering amount of the plate is realized by a known technique using a sensor that detects the position of the end of the plate in the x-axis direction. Therefore, detailed description of the configuration is omitted here.
  • These known techniques include, for example, the technique described in Japanese Patent No. 6658977.
  • the amount of meandering of the steel strip 100 is on the order of cm (for example, less than 10 cm), it is preferable to move only the shield plates 240a and 240b in the x-axis direction.
  • the amount of meandering of the steel strip 100 exceeds the order of cm (for example, 10 cm or more)
  • the entire induction heating device (upper inductor 200 and lower inductor 300) may move in the x-axis direction (the direction in which the steel strip 100 meanders) by the same amount as the meandering amount of the steel strip 100. .
  • the temperature of the main core 211 and the temperature of the edge cores 212 and 213 are increased by the magnetic fields based on the eddy currents flowing through the shield plates 240a and 240b to the center side of the induction heating device among the ends of the shield plates 240a and 240b in the x-axis direction. is highest near the top of the edge of the Therefore, in this embodiment, the case where the position (x coordinate) of the main core 211 in the x-axis direction and the positions of the edge cores 212 and 213 in the x-axis direction are determined as follows will be illustrated.
  • a gap region in the x-axis direction formed between the main core 211 and the edge cores 212 and 213 will be referred to as a core gap region.
  • the core gap area is an area where the cooling fins 260a to 260h and the cooling small tubes 270a to 270h are arranged is illustrated.
  • the bridge core 220a, 220b so that the end portion of the core gap region closest to the plate center side of the core gap regions existing at positions facing the shield plates 220a, 220b is arranged inside (on the plate center side) of the shield plates 240a, 240b.
  • 4 illustrates the case where the x-axis direction position of the main core 211 and the x-axis direction positions of the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d are determined.
  • the end of the core gap region closest to the center of the plate among the core gap regions existing at positions facing the bridge cores 220a and 220b corresponds to the end of the cooling fins 260d and 260h on the plate center side.
  • a case is exemplified.
  • the cooling fins 260a to 260h and the cooling small tubes 270a to 270h are arranged in the regions between the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d as in the present embodiment, the main core 211 And the temperature of the regions where the temperature of the edge cores 212 and 213 is high can be further reduced.
  • the plate center side refers to the side near the center of the induction heating device in the x-axis direction.
  • the center side of the plate is the negative side of the x-axis.
  • the plate center side is the positive x-axis side.
  • the position of the main core 211 in the x-axis direction and the x-axis of the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d are positioned on the negative x-axis side of the plate 240a on the negative x-axis side.
  • An axial position is defined.
  • the bridge cores 220a and 220b are ferromagnetic materials that can be magnetically coupled with at least one of the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d and 213a-213d. At least one of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d means the main core only, only one or more partial edge cores, or the main core and one or more partial edge cores. be.
  • two cores can be magnetically coupled means that the two cores are magnetically coupled when the two cores are excited by an alternating current flowing through the coil provided in the induction heating device. point to When no alternating current flows through the coils of the induction heating device, the two cores are not magnetically coupled.
  • Two cores are magnetically coupled means that spin-spin coupling occurs between constituent atoms of one of the two cores and constituent atoms of the other core.
  • the two cores may be magnetically coupled in the following cases. That is, of the two cores, the ratio of the magnetic flux density of the core with the lower magnetic flux density generated in the core to the magnetic flux density of the core with the higher magnetic flux density generated in the core is 0.2 or more.
  • the two cores may be magnetically coupled.
  • Said ratio is a device design goal determined by the designer when designing the induction heating device. Said ratio may be 0.2 as described above, but may also be 0.3 or greater, 0.4 or greater, 0.5 or greater or 0.6 or greater, if desired.
  • the bridge cores 220a and 220b must be arranged on the rear side of the partial cores (the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d and 213a-213d in this embodiment). The reason is explained below.
  • the bridge cores 220a and 220b are arranged on the side of the partial cores (the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d in this embodiment) where the transfer plane CP exists, the bridge cores 220a and 220b and the partial The core can be magnetically coupled.
  • the bridge cores 220a, 220b and the partial cores are arranged in this way, at least part of the magnetic flux that should penetrate the steel strip 100 penetrates the bridge cores 220a, 220b. As a result, the steel strip 100 cannot be sufficiently heated.
  • the bridge cores 220a and 220b are formed on the side surfaces (upstream or downstream side surfaces, or x-axis direction side surfaces) of the partial cores (the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d in this embodiment).
  • the degree of magnetic coupling between the bridge cores 220a, 220b and the partial cores is relatively small.
  • the magnetic flux densities in the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d which are smaller due to the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d being dispersed in the x-axis direction, are reduced by the bridge cores 220a and 220b.
  • the bridge cores 220a and 220b are arranged on the side surfaces of the partial cores, at least part of the magnetic flux that should penetrate the steel strip 100 penetrates the bridge cores 220a and 220b. As a result, the steel strip 100 cannot be sufficiently heated, and a temperature gradient tends to occur in the steel strip 100 in the width direction (x-axis direction). For the above reasons, the bridge cores 220a and 220b must be arranged on the rear side of the partial cores.
  • the bridge cores 220a and 220b are made of soft magnetic ferrite, which is an example of a ferromagnetic material having no anisotropy in the magnetization direction.
  • the bridge core 220a can be magnetically coupled with the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d
  • the bridge core 220b can be magnetically coupled with the main core 211 and the partial edge cores 213a-213d.
  • partial edge cores 212 a - 212 d and partial edge cores 213 a - 213 d can also be magnetically coupled via bridge cores 220 a, 220 b and main core 211 . That is, all the cores (main core 211 and partial edge cores 212a-212d, 213a-213d) constituting the original core 210 can be magnetically coupled via the bridge cores 220a, 220b.
  • bridge cores 220a, 220b The magnetic coupling between the main core 211 and the edge cores 212, 213 via the bridge cores 220a, 220b reduces the inductance of the induction heating device in the absence of the bridge cores 220a, 220b.
  • the inductance of the induction heater is greater when there is
  • bridge cores 220a, 220b, main core 211, and edge cores 212, 213 can be magnetically coupled.
  • the bridge cores 220a, 220b were not present, the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d are divided. Therefore, the magnetic flux density in each of the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d is reduced. In contrast, in the present embodiment, such a small magnetic flux density can be increased by using the bridge cores 220a and 220b. For example, by using bridge cores 220a, 220b, the magnetic flux density in each of the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d can be restored to an extent comparable to that in main core 211. FIG.
  • the magnetic flux density in each of the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d is preferably 0.75 times or more, more preferably 0.9 times or more, that in the main core 211.
  • the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d can be magnetically coupled.
  • the bridge cores 220a and 220b are arranged on both sides in the x-axis direction while being spaced apart from each other.
  • 2 illustrates a case where the bridge cores 220a and 220b are arranged so as to partially overlap the main core 211 when viewed from the z-axis direction.
  • FIG. 2 illustrates a case where the bridge cores 220a and 220b are arranged so as to overlap at least a part of each of the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d when viewed from the z-axis direction. .
  • the end surface (lower surface) of the bridge core 220a on the planned transport surface CP side is arranged on a part of the back side (upper surface) of the main core 211 and on the positive direction side (one side) of the x-axis from the main core 211. It is in contact with the entire rear end faces (upper surfaces) of the partial edge cores 212a to 212d and the rear end portions (upper ends) of the small cooling tubes 270a to 270d.
  • the end surface (lower surface) of the bridge core 220b on the planned conveyance plane CP side is part of the end surface (upper surface) on the back side of the main core 211 and the negative direction side (other side) of the x-axis from the main core 211. It is in contact with the entire back side end faces (upper surfaces) of the partial edge cores 213a to 213d arranged in the bottom and the back side ends (upper ends) of the small cooling tubes 270e to 270h.
  • bridge cores 220a and 220b can be magnetically coupled to main core 211 and edge cores 212 and 213, bridge cores 220a and 220b are in contact with main core 211, edge cores 212 and 213, and cooling tubes 270a-270h. You don't have to.
  • the bridge cores 220a, 220b may be spaced apart from the main core 211 and the edge cores 212, 213.
  • the bridge cores 220a, 220b may be in contact with or face only one of the main core 211 and the edge cores 212, 213 with a gap.
  • the bridge cores 220a, 220b may contact or face a partial region of at least one of the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d with a gap therebetween.
  • the bridge cores 220a, 220b are preferably arranged as follows.
  • the plate center side wrap length L of the bridge cores 220a and 220b is the core closest to the plate center among the core gap regions existing at positions facing the bridge cores 220a and 220b when viewed from the z-axis direction. It is the length in the x-axis direction of the portion where the main core 211 and the edge cores 212, 213 and the bridge cores 220a, 220b overlap in the region closer to the plate center than the gap region.
  • FIG. 2 illustrates a case where the main core 211 is located at the center side of the main core 211 with respect to the core gap region closest to the center of the plate among the core gap regions existing at positions facing the bridge cores 220a and 220b.
  • the plate center side wrap length L of the bridge cores 220a and 220b is preferably equal to or longer than the length ⁇ , and more preferably equal to or longer than the length ⁇ . This is because the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d and the main core 211 can be reliably magnetically coupled via the bridge cores 220a and 220b.
  • the end portion of the bridge core 220a on the negative x-axis side is aligned with the x-axis negative side of the cooling fin 260d so that the plate center side wrap length L of the bridge core 220a is equal to or longer than the length ⁇ .
  • the end portion of the bridge core 220a on the negative x-axis side is located on the negative x-axis side of the cooling fin 260d so that the plate center side wrap length L of the bridge core 220a is equal to or longer than the length ⁇ . It is more preferable to arrange it at a position on the negative side of the x-axis from the end.
  • the length ⁇ and the length ⁇ are obtained, for example, from the results of known electromagnetic field analysis (numerical analysis) using mathematical expressions, the finite element method, and the like.
  • the length ⁇ and the length ⁇ may be determined simply as follows. That is, among the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d, the minimum value of the length in the x-axis direction of the cores (that is, the partial edge cores 212a to 212d) excluding the main core 211 arranged closest to the plate center side. be the length ⁇ and the maximum value be the length ⁇ .
  • the minimum value of the length in the x-axis direction of the cores that is, the partial edge cores 212a to 212d
  • the maximum value be the length ⁇ .
  • the cores overlapping the bridge core 220a when viewed from the z-axis direction are the main core 211 and partial edge cores 212a to 212d.
  • the length ⁇ is the lower limit of the preferred range of the wrap length L on the plate center side of the bridge cores 220a and 220b.
  • the minimum value of the length in the x-axis direction of the cores other than the main core 211 (that is, the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d) may be set to ⁇ .
  • the main core 211 in the x-axis direction is greater than the length of the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d in the x-axis direction, the main core 211 is excluded when the length ⁇ is simply determined. No need. Therefore, in the case of an embodiment as shown in FIG. 7 which will be described later, when the length ⁇ is simply determined, the x-axis
  • the minimum value of the length in the direction may be ⁇ .
  • the plate end side wrap length L′ of the bridge cores 220a and 220b is the most plate end side of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d when viewed from the z-axis direction. is the length in the x-axis direction of the portion where the partial edge cores 212a and 213a and the bridge cores 220a and 220b are overlapped.
  • the plate end side wrap length L' of the bridge cores 220a and 220b is preferably equal to or longer than the length ⁇ .
  • the plate end side wrap length L' of the bridge cores 220a and 220b may be equal to or longer than the length ⁇ , for example.
  • the edge portions of the bridge core 220a or 220b on the edge side do not need to protrude to the edge side (outside) from the edge portions on the edge side of the partial edge cores 212a and 213a. This is because the effect of improving the magnetic flux density of the core (the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d are reduced by being dispersed in the x-axis direction) by the portion protruding toward the plate end side.
  • the plate end side is the side opposite to the plate center side.
  • the plate-end-side end of the bridge core 220a and the plate-end-side end of the edge core 212a are ends in the positive direction of the x-axis.
  • the plate-end-side end of the bridge core 220b and the plate-end-side end of the edge core 213b are ends in the negative direction of the x-axis.
  • the plate end side On the positive side of the x-axis with respect to the center of the induction heating device in the x-axis direction, the plate end side is the positive side of the x-axis. On the other hand, on the negative x-axis side of the center of the induction heating device in the x-axis direction, the plate end side is on the negative x-axis side.
  • the height (length in the z-axis direction) H of the bridge cores 220a and 220b is 0.5 times or more (0.5 ⁇ h and 0.5 ⁇ h) the smaller one of the lengths h and ⁇ . ⁇ ). This is because the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d and the main core 211 can be reliably magnetically coupled via the bridge cores 220a and 220b.
  • the thickness (length in the z-axis direction) H of the bridge cores 220a and 220b is 1.0 times or more the smaller of the lengths h and ⁇ (the smaller of h and ⁇ ). ) is more preferred.
  • the partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d and the main core 211 are more strongly magnetically coupled via the bridge cores 220a, 220b. It is not necessary to set an upper limit for the thickness (length in the z-axis direction) H of the bridge cores 220a and 220b. and 2.0 ⁇ ), or 1.0 times the smaller one of the lengths h and ⁇ (the smaller value of h and ⁇ ).
  • the length h is longer than the coil 230 arranged in the main core 211 and the edge cores 212, 213 in the regions of the main core 211 and the edge cores 212, 213. It is the length in the z-axis direction of the region on the back side of the coil 230 .
  • the positions of the upstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d in the y-axis direction are the positions of the upstream (negative y-axis direction) ends of the bridge cores 220a and 220b. It may coincide with the position in the y-axis direction. Also, the upstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d are preferably located upstream or at the same position as the upstream ends of the bridge cores 220a, 220b.
  • the upstream ends of main core 211 and partial edge cores 212a-212d, 213a-213d may be located upstream from the upstream ends of bridge cores 220a, 220b.
  • the effect of improving the magnetic flux density of the core (the magnetic flux density in the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d that has become smaller due to the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d being dispersed in the x-axis direction is reduced by the bridge core 220a, 220b, the effect of restoring the same degree of magnetic flux density in the main core 211) is relatively small.
  • the upstream ends of the bridge cores 220a and 220b need not protrude upstream beyond the upstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d.
  • the positions in the y-axis direction of the downstream (positive y-axis) ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d correspond to the downstream ends of the bridge cores 220a and 220b.
  • downstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d may be positioned downstream from the downstream ends of the bridge cores 220a, 220b.
  • the downstream ends of main core 211 and partial edge cores 212a-212d, 213a-213d may be located upstream from the downstream ends of bridge cores 220a, 220b.
  • the effect of improving the magnetic flux density of the core is reduced by the bridge core 220a).
  • 220b) is relatively small. Therefore, the downstream ends of the bridge cores 220a and 220b need not protrude downstream beyond the downstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a-212d and 213a-213d.
  • the upstream ends of the bridge cores 220a and 220b are not located upstream from the upstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d, and the bridge cores 220a and 220b is not located downstream of the downstream ends of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d, the positions of the centers of the bridge cores 220a and 220b in the y-axis direction and , the center positions of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d in the y-axis direction.
  • the bridge cores 220a and 220b are located at both ends (plate end side ends) of the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d in the x-axis direction. It is not necessary to prohibit projecting outward from the area connecting the ends on both the upstream side and the downstream side in the y-axis direction. Basically, however, the bridge cores 220a, 220b do not need to protrude beyond the area connecting these ends.
  • the protruding portions of the bridge cores 220a and 220b improve the magnetic flux density of the cores (the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d are dispersed in the x-axis direction, which reduces the size of the partial edge cores 212a to 212d and 213a). 213d to the same extent as the magnetic flux density in the main core 211 by the bridge cores 220a and 220b) is relatively small.
  • the values of the lengths of the parts of the induction heating device including the lengths h, L 1 to L 4 , BL, and CL are determined, for example, as follows. That is, a simulation test or electromagnetic field analysis is performed to simulate the induction heating of the strip-shaped steel plate 100 by the induction heating device under a plurality of conditions in which the length values of the respective parts of the induction heating device are different. Then, the values of the length of each part of the induction heating device are determined based on the result of the desired temperature distribution in the x-axis direction of the steel strip 100 among the results of the simulation test or the electromagnetic field analysis.
  • the value of the length of the portion is determined so as to satisfy the restriction.
  • the size, shape, and position of bridge cores 220a and 220b are determined so as not to affect the movement of other members such as coil 230 and shield plates 240a and 240b.
  • this embodiment exemplifies the case where the bridge cores 220a and 220b are separate cores from the main core 211 and the edge cores 212 and 213.
  • FIG. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the bridge cores 220a, 220b have boundaries at their boundaries with the main core 211 and the edge cores 212, 213.
  • FIG. In the above description, among the parts of the upper inductor 200, the positions of the parts other than the shield plates 240a and 240b are preferably fixed.
  • the lower inductor 300 also includes an original core 310 including a main core 311 and edge cores 312 and 313 (partial edge cores 312a to 312d and 313a to 313d), bridge cores 320a and 320b, and a coil 330. , shield plates 340a and 340b, cooling fins 360a to 360h, and small cooling tubes 370a to 370h, and has the same configuration as the upper inductor 200.
  • the original core 210 and the bridge cores 220a and 220b and the original core 310 and the bridge cores 320a and 320b constitute a set of cores arranged for each coil constituting a pair of coils.
  • the cores constituting a set of cores include an original core 210 and bridge cores 220a and 220b, and an original core 310 and bridge cores 320a and 320b.
  • the bridge cores 220a, 220b, 320a, 320b determine the range and amount of the main magnetic flux passing through the main cores 211, 311 and the edge cores 212, 213, 312, 313. It can be increased compared to the case without 220a, 220b, 320a, 320b. Therefore, the main cores 211, 311 and the edge cores 212, 213, 312, 313 can be efficiently magnetically coupled.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the position in the x-axis direction (position in the plate width direction) of the steel strip 100 and the temperature (steel plate surface temperature).
  • the vertical axis (steel plate surface temperature) in FIG. 5 is a relative value.
  • a graph 501 is a graph when the induction heating device of this embodiment is used.
  • graph 502 is a graph when the induction heating device of the comparative example is used.
  • the induction heating device of the present embodiment includes bridge cores 220a, 220b, 320a, and 320b, whereas the induction heating device of the comparative example does not include bridge cores 220a, 220b, 320a, and 320b.
  • Other configurations, operating conditions, and operating environments are the same between the induction heating apparatus of this embodiment and the induction heating apparatus of the comparative example.
  • the temperature deviation of graph 501 is 21.5% smaller than the temperature deviation of graph 502. Therefore, when the bridge cores 220a, 220b, 320a, and 320b are provided, the reduction in the temperature of the entire steel strip 100 is suppressed and It can be seen that it is possible to suppress the deviation of the temperature distribution.
  • the main core 211 and the edge cores 212 and 213 can be magnetically coupled by the bridge cores 220a and 220b. Therefore, between the main core 211 and the edge cores 212, 213 (partial edge cores 212a-212d, 213a-213d) and the bridge cores 220a, 220b, the main core 211, the edge cores 212, 213, and the bridge cores 220a, 220b magnetic coupling (spin-spin coupling) can be increased. As a result, the magnetic flux density in the main core 211 and the magnetic flux density in the edge cores 212 and 213 can be made higher than when the bridge cores 220a and 220b are not provided. The above is the same for the lower inductor 300 as well.
  • the screen 14 is made of a conductor.
  • a magnetic pad 16 is placed on an armature 15 that supports the screen 14 . Therefore, even if the magnetic pad 16 is ferromagnetic, the screen 14 (conductor) exists between the magnetic bars 8 and the magnetic pad 16 . Therefore, the magnetic bars 8 and the magnetic pads 16 are not magnetically coupled. That is, the magnetic pad 16 does not function as the bridge core described in this embodiment. Also, since the magnetic pad 16 is not positioned on the back side of the core, it does not have the function of the bridge core described in this embodiment.
  • the armature 12 is for positioning the magnetic bar 8 and is not a core that magnetically couples with the magnetic bar 8. Even if the armature 12 is ferromagnetic, the magnetic resistance of the armature 12 is extremely high because the thickness of the armature 12 is small. That is, even if the main magnetic flux passing through the magnetic bar 8 tries to pass through the armature 12, the armature 12 becomes magnetically saturated and becomes equivalent to a non-magnetic material. Thus, the armature 12 is equivalent to a non-magnetic material, even if it is ferromagnetic, and is not magnetically coupled with the magnetic bar 8 . That is, the armature 12 does not have the function of the bridge core described in this embodiment. Also, since the armature 12 is not positioned on the back side of the core, it does not have the function of the bridge core described in this embodiment.
  • the plurality of magnetic bars 8 are arranged in a spaced manner. Therefore, the alternating magnetic field increased by the plurality of magnetic bars 8 leaks from the regions between the plurality of magnetic bars 8 and diffuses to the surroundings. Surrounding objects (such as electronic devices) may be heated by alternating magnetic fields diffused from multiple magnetic bars 8 . Also, the alternating magnetic field diffused from the plurality of magnetic bars 8 may cause noise in surrounding objects. Moreover, the alternating magnetic fields diffused from the plurality of magnetic bars 8 may cause unintended heating of the steel strip 100 . In this case, the temperature distribution in the x-axis direction of the steel strip 100 may become uneven.
  • the strip-shaped steel plate 100 Since the locations where the induction heating devices are installed are not under the same conditions, it is practically impossible to predict whether or not the strip-shaped steel plate 100 will be heated unintentionally. If the total electric power of the induction heating device is increased due to unintended heating of the strip-shaped steel plate 100, the heating efficiency of the entire induction heating device may be lowered. In this case, in order to heat the steel strip 100 to a desired temperature, there is a possibility that the method of supplying power to the induction heating device must be reconsidered.
  • the main core 211 and the edge cores 212 and 213 can be magnetically coupled by the bridge cores 220a and 220b. Therefore, the alternating magnetic field increased by the cores (main core 211 and edge cores 212 and 213) can be prevented from diffusing to the surroundings. Therefore, the various harmful effects described above can be suppressed.
  • the bridge cores 220a and 220b are made of soft magnetic ferrite (a ferromagnetic material with no anisotropy in the magnetization direction). Therefore, it is possible to further promote the coupling of the spins of constituent atoms between the main core 211 and the edge cores 212 and 213 and the bridge cores 220a and 220b. Therefore, the magnetic flux density in main core 211 and edge cores 212 and 213 can be increased.
  • the cooling fins 260a to 260h and the cooling small tubes 270a to 270h can suppress the temperature rise of the original core 210 and the temperature rise of the bridge cores 220a and 220b.
  • the bridge cores 220 a and 220 b are cores different from the main core 211 and the edge cores 212 and 213 . Therefore, assembly work and maintenance work of the induction heating device can be facilitated. Also, if the overall shape and size are the same, the same bridge cores 220a and 220b can be applied to induction heating devices with different specifications (for example, induction heating devices with different numbers of partial edge cores). The above is the same for the lower inductor 300 as well.
  • the present embodiment provides an induction heating apparatus capable of simultaneously satisfying both suppression of core temperature rise and suppression of reduction in the magnitude of the alternating magnetic field applied to the steel strip 100. be able to.
  • the capacity of the induction heating device increases, the effect of simultaneously satisfying both the suppression of the temperature rise of the core and the suppression of the decrease in the magnitude of the alternating magnetic field applied to the strip-shaped steel plate 100 increases.
  • the capacity of the induction heating device of the present embodiment is not limited, from this point of view, it is preferable that the capacity of the induction heating device is on the order of 10 kW or more (for example, 10 kW or more), because such an effect becomes remarkable.
  • the main core 211 and the edge cores 212 and 213 are made of the same material (electromagnetic steel sheet).
  • the main core 211 and edge cores 212, 213 need not be composed of the same material.
  • one of main core 211 and edge cores 212 and 213 may be made of soft magnetic ferrite.
  • the bridge cores 220a and 220b are made of soft magnetic ferrite.
  • the soft magnetic material forming bridge cores 220a and 220b is not limited to soft magnetic ferrite.
  • the bridge cores 220a and 220b are a plurality of electromagnetic steel sheets having the same planar shape (rectangular shape in the example of the present embodiment) as the shape of the surface parallel to the xy plane of the bridge cores 220a and 220b, It may be composed of a plurality of electromagnetic steel sheets laminated in the z-axis direction.
  • the bridge cores 220a and 220b are a plurality of electromagnetic steel sheets having the same planar shape as the shape of the surface parallel to the yz plane of the bridge cores 220a and 220b, and a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the x-axis direction. It may be made of a steel plate.
  • the number of cooling fins 260a to 260h and the number of cooling small tubes 270a to 270h are each eight. However, these numbers are not limited to eight. Also, the spacing between the cooling fins 260a-260h and the spacing between the cooling tubules 270a-270h need not be the same. By increasing the number of cooling fins 260a-260h and the number of cooling tubes 270a-270h arranged in the region of edge cores 212, 213, the cooling effect of edge cores 212, 213 is enhanced. That is, the number of cooling fins 260a-260h and the number of cooling small tubes 270a-270h are not limited to the numbers shown in FIGS.
  • the case where the number of bridge cores 220a and 220b included in the upper inductor 200 is two is exemplified.
  • the number of bridge cores included in upper inductor 200 is not limited to two.
  • the number of bridge cores included in the upper inductor 200 may be one, or three or more.
  • at least a partial region of the back side end surface (upper surface) of the main core 211 faces at least a partial region of each of the back side end surfaces (upper surfaces) of the edge cores 212a to 212d and 213a to 213d. You may arrange one bridge core which carries out.
  • the shield plates 240a and 240b move to the position closest to the center position of the induction heating device in the x-axis direction within the movable range of the shield plates 240a and 240b in the x-axis direction, Among the core gap regions existing at positions facing the bridge cores 220a and 220b, the edge of the core gap region closest to the plate center (in the example shown in FIG. 2, the plate center side ends of the cooling fins 260d and 260h portion) is arranged inside (center side of the plate) of the shield plates 240a and 240b.
  • the shield plates 240a and 240b move to the position closest to the center position of the induction heating device in the x-axis direction within the movable range of the shield plates 240a and 240b in the x-axis direction, the shield plates 240a and 240b , main core 211 and partial edge cores 212a-212d, 213a-213d are not limited to such a relationship.
  • the partial edge cores 212a to 212d , 213a to 213d may be arranged inside (toward the plate center) the shield plates 240a and 240b.
  • the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d may be arranged inside (toward the center of the plate) of the shield plates 240a and 240b, respectively.
  • the cooling fins 260a to 260d and at least one plate center side end of each of the cooling fins 260e to 260h are located inside (plate center side) the plate center side ends of the shield plates 240a and 240b. may be placed in
  • the cooling fins 260d and 260h may be arranged inside (on the plate center side) the ends of the shield plates 240a and 240b on the plate center side. Further, the plate center side end portions of the cooling fins 260a to 260d and 260e to 260h may be arranged inside (plate center side) the plate center side end portions of the shield plates 240a and 240b, respectively.
  • the plate center side end portions of the cooling fins 260a to 260d and 260e to 260h may be arranged inside (plate center side) the plate center side end portions of the shield plates 240a and 240b, respectively. Further, when the shield plates 240a and 240b move to the position closest to the center position of the induction heating device in the x-axis direction within the movable range of the shield plates 240a and 240b in the x-axis direction, the cooling fins 260a to 260d and at least one center-side end of each of the cooling fins 260e to 260h are outside (plate end side) the ends of the shield plates 240a and 240b on the plate center side. may be placed in
  • the case where the induction heating device includes the shield plates 240a and 240b is exemplified.
  • a secondary coil 230 for adjusting (reducing) the degree of electromagnetic coupling between the coil 230 and the steel strip 100 is placed at the position where the shield plates 240a and 240b are arranged in order to prevent overheating of the edge portion of the steel strip 100.
  • a coil may be arranged as an example of the shield member.
  • Cooling members arranged between the main cores 211, 311 and the partial edge cores 212d, 213d, 312d, 313d, and arranged between the partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d, 312a to 312d, 313a to 313d
  • the cooling members used need not be the cooling fins 260a-260h, 360a-360h and the cooling small tubes 270a-270h, 370a-370h as long as non-magnetic conductors configured to be cooled are used.
  • a hollow rectangular parallelepiped pipe made of a non-magnetic conductor may be arranged in the region where the cooling fins 260a-260h, 360a-360h and the small cooling tubes 270a-270h, 370a-370h are arranged.
  • cooling water may be supplied to the hollow portion of the pipe.
  • Cooling members are provided in the regions between the main cores 211, 311 and the partial edge cores 212d, 213d, 312d, 313d and the regions between the partial edge cores 212a to 212d, 213a to 213d, 312a to 312d, 313a to 313d. may not be placed.
  • the regions between the main cores 211, 311 and the partial edge cores 212d, 213d, 312d, 313d and the regions between the partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, 312a-312d, 313a-313d may be voids.
  • cooling gas may be supplied as a cooling medium to the gap. Further, the cooling effect of air cooling may be enhanced by making the length of the region of the gap in the x-axis direction longer than the length shown in FIG.
  • the main core 211 is one integrated core
  • the main core 211 may have a plurality of partial main cores 211a to 211b that are spaced apart in the x-axis direction. is a sectional view corresponding to FIG. 2).
  • cooling fins 260i and cooling tubules 270i similar to cooling fins 260a-260h and cooling tubules 270a-270h may be arranged between the partial main cores 211a, 211b.
  • the lower inductor 300 also includes partial main cores 311a to 311b, cooling fins 360i, and cooling small tubes 370i similar to the partial main cores 211a to 211b, cooling fins 260i, and cooling small tubes 270i. placed.
  • the number of partial main cores is not limited as long as it is 2 or more. However, it is preferred that all of the partial main cores can be magnetically coupled to at least one of the bridge cores. It is also more preferred that all partial main cores are magnetically coupled.
  • FIG. 6 illustrates a case where the partial main cores 211a-211b, 311a-311b and the bridge cores 220c, 320c can be magnetically coupled. Further, in FIG. 6, the end surface (lower surface) of the bridge core 220c on the side of the planned conveyance plane CP is the entire rear surface side end surface (upper surface) of the partial main cores 211a to 211b and the rear surface side end surface (upper surface) of the partial edge cores 212a to 212d.
  • the bridge core 220c is arranged so as to be in contact with the entire upper surface
  • the end surface (upper surface) of the bridge core 320c on the planned conveyance plane CP side is the entire rear end surface (lower surface) of the partial main cores 311a to 311b and the rear end surfaces of the partial edge cores 312a to 312d.
  • the case where the bridge core 320c is arranged so as to be in contact with the entire (lower surface) is illustrated.
  • the shape and size of the plurality of partial main cores are not limited.
  • the shape and size of the multiple partial main cores may be the same or different.
  • the partial edge cores may also have the same or different shapes and sizes.
  • the induction heating device may be configured as shown in FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the external configuration of such an induction heating device.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a first cross section of the induction heating device.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 7 and corresponds to FIG.
  • upper inductor 200 includes original core 210, bridge core 220c, coil 230, and shield plates 240a and 240b.
  • the original core 210 has a plurality of partial original cores 710a to 710f spaced apart in the x-axis direction.
  • the partial original cores 710a-710f differ in length in the x-axis direction from the partial edge cores 212a-212d shown in FIG.
  • Other configurations of the partial original cores 710a-710f are the same as the partial edge cores 212a-212d.
  • the partial original cores 710a to 710f are, for example, a plurality of magnetic steel sheets laminated in the x-axis direction, and are composed of a plurality of magnetic steel sheets having the same thickness and the same planar shape.
  • the number of stacked magnetic steel sheets forming the partial original cores 710a to 710f is different from the number of stacked magnetic steel sheets forming the partial edge cores 212a to 212d shown in FIG.
  • the yz cross section of the partial original cores 710a to 710f is the same as the cross section shown in FIG. 7 and 8 illustrate the case where all partial original cores 710a to 710f and 810a to 810f have the same shape and size. Therefore, when the plurality of partial original cores 710a to 710f and the plurality of partial original cores 810a to 810f are composed of a plurality of magnetic steel sheets having the same thickness and the same planar shape, the number of laminated magnetic steel sheets in each is the same. Become. 7 and 8 illustrate the case where the spacing between the multiple partial original cores 710a to 710f is the same as the spacing in the x-axis direction between the multiple partial original cores 810a to 810f.
  • the bridge core 220c is a ferromagnetic material for magnetically coupling at least one of the partial original cores 710a to 710f.
  • the bridge core 220c itself is the same as the bridge core 220c shown in FIG. In FIGS. 7 and 8, the end surface (lower surface) of the bridge core 220c on the planned conveyance surface CP side and the entire rear surface side end surfaces (upper surfaces) of the partial original cores 710a to 710f face each other with a gap therebetween. is exemplified.
  • the distance between bridge core 220c and partial original cores 710a-710f is determined such that bridge core 220c can be magnetically coupled to at least one partial original among partial original cores 710a-710f.
  • the distances from the partial original cores 710a-710f are determined so that the bridge core 220c can be magnetically coupled with all the partial original cores 710a-710f.
  • the lower inductor 300 includes an original core 310 having partial original cores 810a to 810f, a bridge core 320c, a coil 330, and shield plates 340a and 340b. 200 has the same configuration.
  • cooling members for example, cooling fins and small cooling tubes
  • partial original cores for example, partial original cores 710a and 710b spaced apart in the x-axis direction.
  • the original cores 210, 310 and the bridge cores 220c, 320c may be in contact with each other.
  • the original core 210 (the main core 211 and the edge cores 212 and 213) and the bridge cores 220a and 220b are configured as separate cores.
  • the case where original core 310 (main core 311 and edge cores 312 and 313) and bridge cores 320a and 320b are configured as separate cores is illustrated.
  • the case where the original core and the bridge core are integrated as one core will be exemplified.
  • the main difference between the present embodiment and the first embodiment is the configuration of the core. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 8, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of an external configuration of an induction heating device.
  • FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG.
  • the induction heating device shown in FIG. 9 comprises an upper inductor 900 and a lower inductor 1000 .
  • the upper inductor 900 and the lower inductor 1000 are arranged at positions opposed to each other with the conveying plane CP of the steel strip 100 interposed therebetween (see FIGS. 10 to 13).
  • Upper inductor 900 and lower inductor 1000 have the same configuration. Accordingly, the upper inductor 900 will be described in detail here, and the detailed description of the lower inductor 1000 will be omitted as necessary.
  • the interval between the upper director 900 and the planned transport plane CP may or may not be the same as the interval between the lower director 1000 and the planned transport plane CP.
  • the induction heating device has a mirror symmetrical shape with the yz plane at the center of the induction heating device in the x-axis direction as a plane of symmetry.
  • the induction heating device is arranged such that the xy plane at the center of the induction heating device in the z-axis direction is It has a shape that has a relationship of mirror symmetry with respect to the plane of symmetry.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the first cross section of the induction heating device.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 9 and corresponds to FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 9 and corresponds to FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line III--III in FIG. 9 and corresponds to FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a fourth cross section of the induction heating device.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • the upper inductor 900 includes an upper core 910, a coil 230, shield plates 240a-240b, cooling fins 260a-260h, and cooling tubes 270a-270h.
  • the upper core 910 is configured as one core by integrating the original core 210 and the bridge core 220 described in the first embodiment.
  • the upper core 910 is composed of a plurality of magnetic steel sheets laminated in the x-axis direction and having the same thickness is exemplified.
  • regions 911a and 911b of the upper core 910 are regions of the region of the upper core 910 that include regions corresponding to the bridge cores 220a and 220b of the first embodiment.
  • the shape of the magnetic steel sheets arranged in the regions 911a and 911b of the upper core 910 is such that the regions adjacent to the regions where the cooling fins 260a to 260h and the small cooling tubes 270a to 270h are arranged in the z-axis direction and the other regions different in the area of .
  • the region adjacent in the z-axis direction to the region where the cooling fins 260a to 260h and the cooling small tubes 270a to 270h are arranged has a plane corresponding to the region, for example.
  • Shaped electromagnetic steel sheets are laminated in the x-axis direction.
  • a yz section of the region is, for example, a yz section of the upper core 910 shown in FIG.
  • FIG. 11 illustrates a case where the entire yz section of the region has a rectangular outer shape. Also, FIG.
  • the length of the rectangle in the z-axis direction is the same as the length of the bridge cores 220a and 220b in the first embodiment in the z-axis direction.
  • the length of the rectangle in the z-axis direction may be (slightly) different for each position in the x-axis direction depending on, for example, the curvature of the small cooling tubes 270a to 270h.
  • the regions other than the regions adjacent to the regions in which the cooling fins 260a to 260h and the cooling small tubes 270a to 270h are arranged in the z-axis direction include, for example, the Electromagnetic steel sheets having the same planar shape corresponding to the regions are laminated in the x-axis direction.
  • a yz section of the region is, for example, a yz section of the upper core 910 shown in FIG.
  • FIG. 13 illustrates a case where the entire yz cross section of the region has an E shape (however, in the example shown in FIG. 13, all the horizontal lines of E have the same length). Further, in FIG.
  • the length of the region in the z-axis direction (the length in the direction parallel to the horizontal line of E) is the same as the length of the bridge cores 220a and 220b in the first embodiment in the z-axis direction. is the length obtained by adding the length in the z-axis direction of the original core 210 (the main core 211 and the edge cores 212 and 213).
  • a region 912 of the upper core 910 is a region that does not include regions corresponding to the bridge cores 220a and 220b of the first embodiment.
  • a region 912 of the upper core 910 for example, magnetic steel sheets having the same planar shape corresponding to the region 912 are laminated in the x-axis direction.
  • a yz cross section of region 912 of upper core 910 is, for example, like the yz cross section of upper core 910 shown in FIG.
  • FIG. 12 illustrates a case where the entire yz cross section of the region 912 of the upper core 910 has an E shape (however, in the example shown in FIG. 12, the horizontal lines of E are all the same length). be). Also, in FIG.
  • the length of the region 912 of the upper core 910 in the z-axis direction corresponds to the original core 210 of the first embodiment (main core 211, edge cores 212, 213). ) in the z-axis direction.
  • a plurality of electromagnetic steel sheets forming the upper core 910 are fixed so as not to separate from each other.
  • a method for fixing the plurality of electromagnetic steel sheets is not limited.
  • various known methods such as adhesive fixation, welding fixation, caulking fixation, and fixation using a fixing member are employed as methods for fixing a plurality of electromagnetic steel sheets.
  • the original core (main core and edge core) and bridge core are one integrated core. Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, the boundaries between the bridge cores (regions corresponding to the bridge cores 220a and 220b) and the main core and edge cores (regions corresponding to the main core 211 and the edge cores 212 and 213). There are no lines. For the sake of notation, the boundary lines of the individual magnetic steel sheets are omitted in FIG. 10 .
  • a bridge core is formed by areas corresponding to bridge cores 220a, 220b, 320a, and 320b among the areas of the upper core 910 and the lower core 1010.
  • FIG. Further, in the present embodiment, the partial cores are formed by regions corresponding to the main cores 211 and 311 and the edge cores 212 to 213 and 312 to 313 of the regions of the upper core 910 and the lower core 1010. is exemplified.
  • FIG. FIG. 13 also shows regions 9120 and 10120 corresponding to bridge cores 220a, 220b, 320a and 320b.
  • regions 9110 and 10110 corresponding to main cores 211 and 311 include body portions 9111 and 10111, central leg portions 9112 and 10112, upstream leg portions 9113 and 10113, and downstream leg portions 9113 and 10113.
  • regions corresponding to edge cores (partial edge cores) also have a trunk, a central leg, an upstream leg, and a downstream leg, similar to regions 9110 and 10110 corresponding to the main cores 211 and 311 .
  • the lower inductor 1000 also includes a lower core 1010, a coil 330, shield plates 340a and 340b, cooling fins 360a to 360h, and cooling tubes 370a to 370h. It has the same configuration as inductor 900 .
  • the regions corresponding to the bridge cores 220a, 220b, 320a, 320b are integrated with the regions corresponding to the original cores 210, 320 without being separated. That is, in this embodiment, the original core and the bridge core are one core (one upper core 910 and one lower core 1010). By doing so, the induction heating device having the effects described in the first embodiment is also realized. Further, the spin-to-spin coupling (spin-spin coupling) between the spins of constituent atoms in the regions corresponding to the bridge cores 220a and 220b and the spins of the constituent atoms in the region corresponding to the original core 210 can be further increased. As a result, the magnetic flux density generated in these regions by passing an alternating current through the coil 230 can be made higher than when the original core 210 and the bridge cores 220a and 220b are separate cores.
  • the temperature rise of upper core 910 can be suppressed by cooling fins 260a to 260h and cooling small tubes 270a to 270h.
  • the above also applies to the lower inductor 1000 .
  • the configuration of the present embodiment is such that the original core, the main core, the edge core, the bridge core, and the partial edge core described in the first embodiment are respectively replaced with the area corresponding to the original core, the main core, and the main core.
  • the region corresponding to the core, the region corresponding to the edge core, the region corresponding to the bridge core, and the region corresponding to the partial edge core are replaced. Therefore, by performing such replacement and rereading the description of the first embodiment, the following preferable ranges are determined.
  • the ratio of the y-axis length BL of the regions corresponding to the bridge cores 220a and 220b to the y-axis length CL of the regions corresponding to the main core 211 and the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d Preferred range of (BL / CL ⁇ 0.2, etc.)
  • region 912 of the upper core 910 has a rectangular parallelepiped shape
  • shape of region 912 of upper core 910 is not limited to a rectangular parallelepiped shape.
  • one or more depressions may be formed in the end surface (lower surface) of the region 912 of the upper core 910 on the side of the planned transport plane CP (FIG. 14 is similar to that shown in FIG. 10). corresponding cross section).
  • FIG. 14 illustrates the case where two recesses are formed in the region 912 of the upper core 910 with a gap in the x-axis direction. Further, as shown in FIG.
  • cooling fins 260j to 260k and cooling small tubes 270j to 270k similar to cooling fins 260a to 260h and cooling small tubes 270a to 270h may be arranged in the recess.
  • the height (length in the z-axis direction) of the cooling fins 260j to 260k is adjusted so that the cooling tubes 270j to 270k do not reach the end surface (upper surface) of the region 912 on the back side.
  • a case lower than the height is exemplified.
  • cooling fins 260j to 260k and cooling small tubes 270j to 270k are arranged in region 912 of upper core 910, and regions 911a and 911b and region 912 are integrated to form a single core. and both are realized.
  • cooling fins 360j to 360k and cooling small tubes 370j to 370k similar to cooling fins 360a to 360h and cooling small tubes 370a to 370h may be arranged for the lower core 1010 as well.
  • FIG. 14 exemplifies the case where the height (length in the z-axis direction) of the cooling fins 360j to 360k is lower than the height of the cooling fins 360a to 360h, like the cooling fins 260j to 260k.
  • the yz cross section at the position where the cooling fins 260j to 260k, 360j to 360k and the cooling small tubes 270j to 270k, 370j to 370k are arranged is the cooling fins 260a, 360a, the upper core 910, the lower core in FIG.
  • the length of 1010 in the z-axis direction is the cooling fins 260j-260k, 360j-360k, the upper core at the positions where the cooling fins 260j-260k, 360j-360k and the cooling tubes 270j-270k, 370j-370k are arranged. 910 and the length of the lower core 1010 in the z-axis direction.
  • the case where the height (the length in the z-axis direction) of the region 912 of the upper core 910 is lower than the height of the other regions of the upper core 910 is exemplified.
  • the height (length in the z-axis direction) of the upper core 910 may be the same regardless of the position in the x-axis direction.
  • FIG. 15 illustrates a case where the entire region 911c of the upper core 910 in the x-axis direction includes a region corresponding to the bridge core (FIG. 15 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10).
  • FIG. 15 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10).
  • various modifications described in the first embodiment may be employed in the induction heating device of the present embodiment.
  • a modification obtained by combining at least two of the above modifications, including the modification described in the first embodiment, may be employed in the induction heating device of the present embodiment.
  • non-magnetic conductors configured to be cooled are arranged between the main core 211 and the edge cores 212, 213 and between the adjacent partial edge cores 212a-212d, 213a-213d. exemplified the case.
  • the present embodiment exemplifies a case in which non-magnetic conductors configured to be cooled are arranged on the end surfaces (upper and lower surfaces) on the back side of the bridge cores 220a to 220b and 320a to 320b. . By doing so, the temperature of the bridge cores 220a-220b and 320a-320b can be further lowered.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a first cross section of the induction heating device, and is a diagram corresponding to FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device, and is a diagram corresponding to FIG.
  • the induction heating device has a mirror symmetrical shape with the yz plane at the center of the induction heating device in the x-axis direction as a plane of symmetry.
  • FIGS. 16 and 17 illustrate the case where cooling pipes 1610a and 1610b are arranged on the end faces (upper surfaces) on the back side of bridge cores 220a and 220b of upper inductor 1600.
  • 16 and 17 illustrate the case where cooling pipes 1710a and 1710b are arranged on the rear end surfaces (lower surfaces) of bridge cores 320a and 320b of lower inductor 1700.
  • the cooling pipes 1610a and 1610b are arranged in a zigzag manner on the end surfaces (upper surfaces) on the back side of the bridge cores 220a and 220b. Also, the cooling pipes 1610a and 1610b are in contact with the bridge cores 220a and 220b. Cooling pipes 1610a and 1610b are made of, for example, a non-magnetic conductor such as copper. Similarly, the cooling pipes 1710a and 1710b are arranged in a zigzag pattern on the rear end surfaces (lower surfaces) of the bridge cores 320a and 320b. Also, the cooling pipes 1710a and 1710b are in contact with the bridge cores 320a and 320b. Cooling pipes 1620a and 1620b are also made of a non-magnetic conductor such as copper.
  • the temperature rise of the bridge cores 220a and 220b can be suppressed by the small cooling tubes 270a to 270h and air cooling.
  • cooling pipes 1610a and 1610b are arranged on the end faces (upper surfaces) of the bridge cores 220a and 220b on the back side. Therefore, the temperature of the bridge cores 220a and 220b can be lowered more than the configuration of the first embodiment.
  • the temperature of the bridge cores 220a and 220b can be reliably lowered. The above is the same for the lower inductor 1700 as well.
  • cooling pipes 1610a and 1610b are used as an example of cooling members for cooling bridge cores 220a and 220b.
  • the cooling members for cooling bridge cores 220a and 220b are not limited to such cooling members.
  • the cooling member for cooling the bridge cores 220a and 220b may be a plate-shaped non-magnetic conductor. In this case, the plate-shaped non-magnetic conductor may be cooled by heat conduction.
  • cooling pipes 1610a and 1610b may be added to the induction heating apparatus of the first embodiment.
  • cooling pipes 1610a and 1610b may be added to the induction heating device of the second embodiment.
  • the above modifications may be employed in lower inductor 1700 .
  • various modifications described in the first and second embodiments may be employed in the induction heating device of this embodiment.
  • a modification obtained by combining at least two of the above modifications, including the modifications described in the first and second embodiments, may be employed in the induction heating device of the present embodiment.
  • the original cores 210, 310 (main cores 211, 311 and partial edge cores 212a-212d, 213a-213d, 312a-312d, 313a-313d) have a central leg, an upstream leg, and a downstream leg.
  • the distance (distance in the z-axis direction) between the tip surface of the leg and the plane to be transported CP is the same is illustrated.
  • the distance between the leading end surface of the central leg portion of the original core and the planned transport plane CP is the distance between the area of the original core other than the central leg portion and the planned transport plane CP.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of an external configuration of an induction heating device.
  • FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG.
  • the induction heating device shown in FIG. 18 comprises an upper inductor 1800 and a lower inductor 1900 .
  • the upper inductor 1800 and the lower inductor 1900 are arranged at positions opposed to each other with the intended conveying plane CP of the steel strip 100 interposed therebetween (see FIGS. 19 to 21).
  • Upper inductor 1800 and lower inductor 1900 have the same configuration. Accordingly, the upper inductor 1800 will be described in detail here, and a detailed description of the lower inductor 1900 will be omitted as necessary.
  • the induction heating device has a mirror symmetrical shape with the yz plane at the center of the induction heating device in the x-axis direction as a plane of symmetry.
  • the induction heating device has a mirror symmetry relationship with the planned transport plane CP as a plane of symmetry. have a shape.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the first cross section of the induction heating device. Specifically, FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 18 and corresponds to FIG.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a second cross section of the induction heating device. Specifically, FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 18 and corresponds to FIG.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a third cross section of the induction heating device. Specifically, FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 18 and corresponds to FIG.
  • upper inductor 1800 includes original core 1810, bridge cores 1820a-1820b, coil 1830, shield plates 1840a-1840b, cooling fins 1860a-1860h, and cooling tubules 1870a-1870h.
  • the original core 1810 has a main core 1811 and edge cores 1812 and 1813 .
  • a main core 1811 and edge cores 1812 and 1813 are arranged with a gap in the x-axis direction.
  • the main core 1811 is a ferromagnetic material arranged at the position closest to the center position of the induction heating device in the x-axis direction among the main core 1811 and the edge cores 1812 and 1813 .
  • the edge cores 1812 and 1813 are ferromagnetic bodies arranged closer to the ends of the original core 1810 in the x-axis direction than the main core 1811 is.
  • the edge cores 1812, 1813 have a plurality of partial edge cores 1812a-1812d, 1813a-1813d.
  • the plurality of partial edge cores 1812a to 1812d, 1813a to 1813d are arranged with intervals in the x-axis direction.
  • partial edge cores 1812d and 1813d which are closest to the main core 1811 among the plurality of partial edge cores 1812a to 1812d and 1813a to 1813d, and the main core 1811 are also arranged with a gap in the x-axis direction.
  • the main core 1811 is composed of a plurality of magnetic steel sheets laminated in the x-axis direction and having the same thickness and the same planar shape.
  • edge cores 1812, 1813 (partial edge cores 1812a to 1812d, 1813a 1813d) is configured.
  • the thickness and planar shape of the magnetic steel sheets forming the main core 1811 and the thickness and planar shape of the magnetic steel sheets forming the edge cores 1812 and 1813 are the same.
  • the number of laminated magnetic steel sheets forming the main core 1811 is different from the number of laminated magnetic steel sheets forming the edge cores 1812 and 1813 (partial edge cores 1812a to 1812d and 1813a to 1813d). .
  • a plurality of electromagnetic steel plates that constitute the main core 1811 are fixed so as not to separate from each other.
  • a plurality of magnetic steel sheets forming each of the partial edge cores 1812a to 1812d and 1813a to 1813d are also fixed so as not to separate from each other.
  • a method for fixing the plurality of electromagnetic steel sheets is not limited. For example, various known methods such as adhesive fixation, welding fixation, caulking fixation, and fixation using a fixing member are employed as methods for fixing a plurality of electromagnetic steel sheets.
  • the thickness and planar shape of the electromagnetic steel sheets that form the main core 1811 and the thickness and planar shape of the electromagnetic steel sheets that form the edge cores 1812 and 1813 do not need to be the same.
  • main cores 1811, 1911 and edge cores 1812 to 1813, 1912 to 1913 are used to form partial cores. exemplify the case where
  • the main cores 1811, 1911 have trunks 18111, 19111 and central legs 18112, 19112.
  • FIG. 21 illustrates a case in which the trunk portion 18111 and the central leg portion 18112 are integrated.
  • FIG. 21 illustrates a case in which the trunk portion 19111 and the central leg portion 19112 are also integrated.
  • the two-dot chain lines indicating the trunk portions 18111 and 19111 and the central leg portions 18112 and 19112 are imaginary lines.
  • the body portions 18111 and 19111 are arranged on the rear side of the coils 1830 and 1930, respectively, from the region upstream of the coils 1830 and 1930 (positive direction of the y-axis) to the downstream side of the coils 1830 and 1930 (y-axis direction). (negative direction side) in the direction parallel to the conveying direction (y-axis direction).
  • the central leg portions 18112 and 19112 extend from the trunk portions 18111 and 18111 in the direction of the planned transport plane CP so as to pass through the hollow portions of the coils 1830 and 1930, respectively.
  • the y-axis positions of the central legs 18112, 19112 preferably include the y-axis positions of the coils 1830, 1930 axes. That is, it is preferable that the y-coordinates of the central legs 18112 and 19112 overlap with the y-coordinates of the axial centers of the coils 1830 and 1930 .
  • the positions (xy coordinates) of the centers of gravity of the central legs 18112 and 19112 on the xy plane and the positions (xy coordinates) of the axes of the coils 1830 and 1830 on the xy plane are Illustrate the case of matching.
  • the central legs 18112, 19112 are teeth of the core.
  • the tip surfaces of the central legs 18112 and 19112 are magnetic pole surfaces, respectively.
  • the barrels 18111, 19111 are the yokes of the core.
  • the outline of the entire yz section of the edge cores 1812, 1813, 1912, 1913 is the same as the outline of the entire yz section of the main cores 1811, 1911 shown in FIG. (1812, 1813) and (1912, 1913) attached after 1811 and 1911 in FIG. 21 indicate this.
  • the edge cores 1812, 1813, 1912, 1913 are similar to the main cores 1811, 1911 in that the trunk, central legs, and upstream legs are and a downstream leg.
  • y-axis and z-axis lengths of the trunk, y-axis and z-axis lengths of the central leg, y-axis and z-axis lengths of the upstream leg, and downstream leg are the same for the main cores 1811, 1911 and the partial edge cores 1812a-1812d, 1813a-1813d, 1912a-1912d, 1913a-1913d.
  • the length of the trunk in the x-axis direction, the length of the central leg in the x-axis direction, the length of the upstream leg in the x-axis direction, and the length of the downstream leg in the x-axis direction are Cores 1811, 1911 are longer than partial edge cores 1812a-1812d, 1813a-1813d, 1912a-1912d, 1913a-1913d.
  • the outline of the entire yz cross section of the bridge cores 1820b, 1920a to 1920b is the same as the outline of the entire yz cross section of the bridge cores 1820a, 1920a (see FIG. 20).
  • the shape of the surface of the main core 1811 parallel to the yz plane and the shape of the surfaces of the edge cores 1812 and 1813 parallel to the yz plane are T-shaped (the main core 1811 shown in FIG. 21). , 1911 outline). That is, the main core 1811 and the edge cores 1812 and 1813 are so-called T-shaped cores. In contrast, the main core 211 and edge cores 212, 213 of the first embodiment are so-called E-shaped cores. Therefore, main core 1811 and edge cores 1812, 1813 do not have the upstream and downstream legs that main core 211 and edge cores 212, 213 have. This is the difference between the main core 211 and edge cores 212, 213 of the first embodiment and the main core 1811 and edge cores 1812, 1813 of this embodiment.
  • a coil 1830 is a conductor having a winding portion. Note that FIG. 18 illustrates a case where the thick portion (the portion other than the straight line extending from the AC power source 400) is the winding portion of the coil 1830. As shown in FIG. The turns of the coil 1830 are arranged in the xy plane through slots in the original core 1810 and around the central leg of the original core 1810 in a racetrack fashion. The size of the plane parallel to the xy plane of the coil 230 of the first embodiment is determined according to the size of the slot of the original core 210 . In contrast, the size of the plane parallel to the xy plane of the coil 1830 of this embodiment is determined according to the size of the slot of the original core 1810 .
  • the length of the winding portions of the coils 1830 and 1930 in the x-axis direction is longer than the width of the strip steel plate 100 (prepared transport plane CP).
  • both ends of the winding portions of the coils 1830 and 1930 in the x-axis direction are outside the both ends of the steel strip 100 (planned conveying plane CP) in the x-axis direction.
  • the coil 1830 may have an insulator disposed around the conductor.
  • the coils 1830 and 1930 are electrically connected to the AC power supply 400 .
  • one end portion 1831 of the winding portion of the coil 1830 is electrically connected to one terminal 401 of the two output terminals of the AC power supply 400 .
  • the other end 1832 of the winding portion of the coil 1830 is electrically connected to the other terminal 402 of the two output terminals of the AC power supply 400 .
  • one end portion 1931 located opposite to one end portion 1831 of the winding portion of coil 1830 in the z-axis direction is one of the two output terminals of AC power supply 400. is electrically connected to the terminal 401 of the .
  • the other end 1932 of the coil 1830 facing the other end 1832 of the coil 1830 in the z-axis direction is the other end of the two output terminals of the AC power supply 400. It is electrically connected to terminal 402 .
  • coil 1830 and coil 1930 are connected in parallel to AC power supply 400 so that the winding directions of coil 1830 and coil 1930 are the same when viewed from AC power supply 400. .
  • the end of the coil 1830 on the planned conveying plane CP side is closer to the steel strip 100 than the tip end surface of the original core 1810 (the surface closest to the planned conveying plane CP).
  • the end portion of the coil 1830 on the side of the planned transport plane CP and the tip end surface of the original core 1810 may be substantially flush with each other.
  • cooling fins 1860a, 1860b, 1860c are provided between partial edge cores 1812a, 1812b, between partial edge cores 1812b, 1812c, between partial edge cores 1812c, 1812d, and between partial edge core 1812d and main core 1811, respectively.
  • 1860d are located.
  • cooling fins 1860e, 1860f, 1860g and 1860h are provided between partial edge cores 1813a and 1813b, between partial edge cores 1813b and 1813c, between partial edge cores 1813c and 1813d, between partial edge core 1813d and main core 211, respectively. is placed.
  • this embodiment also exemplifies a case where these intervals are fixed (not changed). However, these intervals may be changeable.
  • the cooling fins 1860a-1860h are examples of cooling members for cooling the main core 1811 and the partial edge cores 1812a-1812d, 1813a-1813d.
  • cooling fins 1860a to 1860h are fin-shaped non-magnetic conductive plates.
  • the cooling fins 1860a-1860h are made of, for example, copper plates.
  • Cooling small tubes 1870a to 1870h are attached on the cooling fins 1860a to 1860h.
  • Cooling tubes 1870a-1870h are examples of cooling members for cooling main core 1811, partial edge cores 1812a-1812d, 1813a-1813d, and bridge cores 1820a, 1820b.
  • this embodiment also exemplifies the case where the small cooling tubes 1870a to 1870h are non-magnetic conductor tubes.
  • the cooling fins 1860a-1860h and the cooling tubes 1870a-1870h attached thereon are in contact with each other.
  • the outer shape of the entire yz cross section of the region where the cooling fins 1860a to 1860h and the cooling small tubes 270a to 270h are combined is the original core 1810 (main core 1811 and partial edge cores 1812a to 1812d, 1813a to 1813d) are the same as the yz cross section.
  • 20 and 21 illustrate the case where the shape and size of the entire area of the cooling fins 1860a and cooling small tubes 1870a in FIG. 20 are the same as the shape and size of the main core 1811 in FIG.
  • a cooling medium such as cooling water is supplied to the interior of the small cooling pipes 1870a to 1870h in the same manner as the small cooling pipes 270a to 270h.
  • the main core 211 of the first embodiment has an E-shaped profile along the entire yz cross section.
  • the entire yz cross section of the area including the cooling fins 260a to 260h and the cooling tubes 270a to 270h attached thereon has an E shape.
  • the entire yz cross section of the partial edge cores 212a to 212d and 213a to 213d of the first embodiment also has an E shape.
  • the main core 1811 of this embodiment has a T-shaped outer shape in the entire yz cross section.
  • the entire yz cross section of the area including the cooling fins 1860a to 1860h and the cooling tubes 1870a to 1870h attached thereon has a T shape.
  • the entire yz cross section of the partial edge cores 1812a to 1812d and 1813a to 1813d of this embodiment also has a T shape. This is the main core 211, edge cores 212, 213, cooling fins 260a-260h, and cooling tubes 270a-270h of the first embodiment, and the main core 1811, edge cores 1812, 1813, and cooling fins 1860a-1860h of the present embodiment. , and cooling tubules 1870a-1870h.
  • cooling members disposed therebetween need not be cooling fins 1860a to 1860h, 1960a to 1960h and cooling small tubes 1870a to 1870h, 1970a to 1970h as long as nonmagnetic conductors configured to be cooled are used. do not have.
  • Cooling members are provided in the regions between the main cores 1811, 1911 and the partial edge cores 1812d, 1813d, 1912d, 1913d and the regions between the partial edge cores 1812a to 1812d, 1813a to 1813d, 1912a to 1912d, 1913a to 1913d. may not be placed.
  • the regions between the main cores 1811, 1911 and the partial edge cores 1812d, 1813d, 1912d, 1913d and the regions between the partial edge cores 1812a-1812d, 1813a-1813d, 1912a-1912d, 1913a-1913d may be voids.
  • the cooling effect of air cooling may be enhanced by making the length of the region of the gap in the x-axis direction longer than the length shown in FIG.
  • the shield plates 1840a and 1840b are an example of a shield member for preventing overheating of the edge portion of the steel strip 100 by adjusting (reducing) the degree of electromagnetic coupling between the coil 1830 and the steel strip 100.
  • the size of the surfaces of the shield plates 240a and 240b parallel to the xy plane of the first embodiment is determined according to the size of the surface of the original core 210 parallel to the xy plane.
  • the sizes of the surfaces parallel to the xy plane of the shield plates 1840a and 1840b of this embodiment are determined according to the size of the surface of the original core 1810 parallel to the xy plane.
  • the shield plates 1840a and 1840b may also move in the x-axis direction within their movable range, like the shield plates 240a and 240b of the first embodiment.
  • the entire induction heating device (the upper inductor 1800 and the lower inductor 1900) is moved by the same amount as the meandering amount of the steel strip 100 on the x-axis. It is also the same as in the first embodiment that it is preferable to move in the direction (the direction in which the strip steel plate 100 meanders).
  • the bridge cores 1820a and 1820b are ferromagnetic materials that can be magnetically coupled with at least one of the main core 1811 and the partial edge cores 1812a-1812d and 1813a-1813d.
  • the bridge cores 1820a and 1820b of this embodiment also include soft magnetic ferrite (a ferromagnetic material having no anisotropy in the magnetization direction).
  • the bridge core 1820a can be magnetically coupled to the main core 1811 and the partial edge cores 1812a to 1812d
  • the bridge core 1820b can be connected to the main core 1811 and the partial edge cores 1813a to 1813d. A case where it can be magnetically coupled with 1813d is illustrated.
  • the bridge cores 1820a and 1820b are arranged on both sides in the x-axis direction while being spaced apart from each other. Also, FIG. 19 illustrates a case where the bridge cores 1820a and 1820b are arranged so as to partially overlap the main core 1811 when viewed from the z-axis direction. Also, FIG. 19 illustrates a case where the bridge cores 1820a and 1820b are arranged so as to overlap at least a part of each of the partial edge cores 1812a to 1812d and 1813a to 1813d when viewed from the z-axis direction. .
  • the end surface (lower surface) of the bridge core 1820a on the planned conveyance surface CP side includes a part of the end surface (upper surface) on the back side of the main core 1811, the entire end surface (upper surface) on the back side of the partial edge cores 1812a to 1812d, and the cooling It is in contact with the entire rear end surfaces (upper surfaces) of the small tubes 1870a to 1870d.
  • the end surface (lower surface) of the bridge core 1820b on the planned conveyance surface CP side consists of part of the end surface (upper surface) on the back side of the main core 1811 and the entire end surface (upper surface) on the back side of the partial edge cores 1813a to 1813d. , and the entire end surfaces (upper surfaces) of the cooling small tubes 1870e to 1870h on the back side.
  • bridge cores 1820a, 1820b can be magnetically coupled with main core 1811 and edge cores 1812, 1813, bridge cores 1820a, 1820b do not need to be in contact with main core 1811 and edge cores 1812, 1813.
  • bridge cores 1820a, 1820b may be spaced apart from main core 1811 and edge cores 1812, 1813.
  • the bridge cores 220a, 220b may be in contact with or face only one of the main core 211 and the edge cores 212, 213 with a gap.
  • the main core 1811 and the edge cores 1812 and 1813 are each magnetically coupled to at least one of the bridge cores 1820a and 1820b.
  • the sizes of the surfaces parallel to the xy plane of the bridge cores 220a and 220b of the first embodiment are determined according to the sizes of the surfaces of the original core 210 and the small cooling tubes 270a to 270h parallel to the xy plane.
  • the sizes of the bridge cores 1820a and 1820b of the present embodiment parallel to the xy plane are matched to the sizes of the original core 1810 and the small cooling tubes 1870a to 1870h parallel to the xy plane. determined by This is the difference between the bridge cores 220a and 220b of the first embodiment and the bridge cores 1820a and 1820b of the present embodiment.
  • the lower inductor 1900 also has an original core 1910 comprising a main core 1911 and edge cores 1912, 1913 (partial edge cores 1912a-1912d, 1913a-1913d), bridge cores 1920a, 1920b, and a coil 1930. , shield plates 1940a and 1940b, cooling fins 1960a to 1960h, and cooling tubes 1970a to 1970h, and has the same configuration as the upper inductor 1800.
  • the original cores 1810 and 1910 are so-called T-shaped cores. Assuming that the original cores 210 and 310 are E-shaped cores, the tip surfaces (magnetic pole There is a risk of magnetic flux lines connecting the planes). Therefore, when the original cores 1810 and 1910 are so-called T-shaped cores, the amount of magnetic flux crossing the steel strip 100 in the z-axis direction is increased more than when the original cores 210 and 310 are so-called E-shaped cores. be able to. Therefore, when the original cores 1810 and 1910 are so-called T-shaped cores, the heating efficiency of the steel strip 100 can be increased more than when the original cores 210 and 310 are so-called E-shaped cores.
  • the original cores 1810, 1910 are so-called T-shaped cores
  • the eddy current generated in the shield plates 1840a, 1840b increases as the amount of magnetic flux crossing the strip steel plate 100 in the z-axis direction increases. Therefore, the magnetic flux generated by the upper inductor 1800 and the lower inductor 1900 is easily bounced back by the eddy currents generated in the shield plates 1840a and 1840b, and is easily diffused to the surroundings as noise.
  • the induction heating device of the present embodiment should be adopted.
  • the induction heating device of the first embodiment may be adopted.
  • the original cores 1810 and 1910 are so-called T-shaped cores.
  • the distance between the front end surface of the central leg of the original core and the planned conveyance plane CP is shorter than the distance between the area of the original core other than the central leg and the planned conveyance plane CP, the original The core need not be a so-called T-shaped core.
  • the main core and partial edge cores may have the upstream leg and downstream leg described in the first embodiment in addition to the central leg.
  • the distance between the tip surface of the central leg and the planned transport plane CP is equal to the distance between the tip surface of the upstream leg and the planned transport plane CP, and the distance between the tip surface of the upstream leg and the planned transport plane CP. It is preferably shorter than the interval with CP.
  • the shape of the planes parallel to the yz plane of the original cores is an E-shape in which the middle horizontal line is longer than the two upper and lower horizontal lines.
  • the shape of the original core is not limited to the shapes shown in the first embodiment and the present embodiment.
  • this embodiment and the first embodiment differ only in the shapes of the original cores 210, 310, 1810, and 1910. It can be understood that at least one of the second embodiment and the third embodiment is applied. Accordingly, detailed description of applying at least one of the second embodiment and the third embodiment to the present embodiment will be omitted.
  • the original cores 210, 310, 1810, and 1910 and the bridge cores 220a, 220b, 320a, 320b, 1820a, 1820b, 1920a, and 1920b are separate cores.
  • the bridge cores 220a, 220b, 320a, 320b, 1820a, 1820b, 1920a, 1920b are moved along the x-axis by moving the shield plates 240a, 240b, 340a, 340b, 1840a, 1840b, 1940a, 1940b. It may be moved axially.
  • the movement of the shield plates 240a, 240b, 340a, 340b, 1840a, 1840b, 1940a, 1940b in the x-axis direction is performed as described in the first embodiment.
  • the steel strip 100 is meandering and the shield plates 240a, 240b, 340a, 340b, 1840a, 1840b, 1940a, 1940b are moved in the x-axis direction (the direction in which the steel strip 100 meanders)
  • the bridge cores 220a, 220b, 320a, 320b, 1820a, 1820b, 1920a, 1920b and the shield plates 240a, 240b, 340a, 340b, 1840a, 1840b, 1940a, 1940b are moved in the x-axis direction by the same amount as the meandering amount of 100. (The direction in which the steel strip 100 meanders).
  • the present invention can be used, for example, to induction-heat a conductor plate.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

コイル(230、330)は、それぞれ、搬送予定面(CP)の表側、裏側に配置される。主コア(211、311)、エッジコア(212、213、312、313)、およびブリッジコア(220a、220b、320a、330b)は、コイル(230、330)に対して配置される。ブリッジコア(220a、220b、320a、330b)は、主コア(211、311)およびエッジコア(212、213、312、313)の背面側に配置される。主コア(211、311)およびエッジコア(212、213、312、313)は、ブリッジコア(220a、220b、320a、320b)によって磁気的に結合できる。

Description

トランスバース方式の誘導加熱装置
 本発明は、トランスバース方式の誘導加熱装置に関し、特に、加熱対象の導電体板の板面に交番磁界を交差させて当該導電体板を誘導加熱するために用いて好適なものである。本願は、2021年9月1日に日本に出願された特願2021-142294号に基づき優先権を主張し、その内容を全てここに援用する。
 誘導加熱装置を用いて帯状鋼板等の導電体板を連続的に加熱することが行われる。誘導加熱装置は、コイルから発生した交番磁界を導電体板に印加する。そうすると、電磁誘導により当該導電体板に渦電流が誘起される。この渦電流に基づくジュール熱により導電体板は加熱される。誘導加熱装置として、ソレノイド方式の誘導加熱装置がある。ソレノイド方式の誘導加熱装置は、ソレノイドコイルの内側に置かれた導電体板の長手方向に交番磁界を略平行に印加する。加熱対象の導電体板の厚さが薄くなると(例えば導電体板の厚さが1mm以下になると)、ソレノイド方式の誘導加熱装置では、交番磁界の周波数を高くしても導電体板を所望の温度に加熱することができなくなる虞がある。
 薄い導電体板を容易に誘導加熱することができる誘導加熱装置として、トランスバース方式の誘導加熱装置がある。トランスバース方式の誘導加熱装置は、例えば、水平方向に搬送される導電体板の搬送予定面の表側と裏側とに少なくとも1つずつ配置された一対のコイルを備える。一対のコイルを構成するコイルは、互いに同じ向きの交流電流の通電により生じる交番磁界が導電体板の搬送予定面と交差するように配置される。一般的なトランスバース方式の誘導加熱装置では、導電体板の幅方向における端部に渦電流が集中する。このため、導電体板の幅方向における端部における電流密度が上がる。そうすると、導電体板の幅方向における端部が過加熱となる虞がある。尚、幅方向は、導電体板の搬送方向と、コイルの対向方向とに垂直な方向である。以下の説明では、導電体板の幅方向における端部を必要に応じてエッジ部と称する。
 このような課題に対し、特許文献1には、導電体板のエッジ部と磁極との間に、幅方向に移動可能なシールド板(遮蔽板)を配置することが開示されている。シールド板は、非磁性の金属材料からなる。かかる技術では、コイルから発生した交番磁界をシールド板で遮蔽することにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。
 また、特許文献2には、導電体板を加熱するためのコイルから発生した交番磁界を打ち消す磁界を発生させるための2次コイルを、導電体板のエッジ部と磁極との間に配置することが開示されている。特許文献2に記載の技術では、コイルから発生した交番磁界を打ち消す磁界を2次コイルから発生させることにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。
 また、特許文献3には、本来のコアに対して膨出部を形成することが開示されている。膨出部は、導電体板の領域のうち、幅方向の両端部における温度の低下する領域と対向する位置に配置される。特許文献3に記載の技術では、本来のコアに対して形成された膨出部により、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。
 また、特許文献4には、first J-shaped conductor32とsecond J-shaped conductor34とを用いてコイルを構成する技術が開示されている。特許文献4に記載の技術では、first J-shaped conductor32をsecond J-shaped conductor34に対して幅方向に移動させることにより、first J-shaped conductor32とsecond J-shaped conductor34との間の領域の幅方向における長さが変更される。特許文献4に記載の技術では、first J-shaped conductor32とsecond J-shaped conductor34との間の領域の幅方向における長さを、導電体の幅に合わせて変更することにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。
 また、特許文献5には、幅方向に複数の磁極セグメントを配置する技術が開示されている。かかる技術では、複数の磁極セグメントと導電体との距離を、導電体の幅に合わせて変更することにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。また、特許文献5には、コイルが巻き回された棒状の磁極を、導電体の搬送方向に沿って間隔をおいて複数配置する技術が開示されている。かかる技術では、複数の棒状の磁極は、各磁極の重心の位置を通り且つ導電体に垂直な方向に延びる軸を回転軸として回転する。かかる技術では、複数の棒状の磁極を、導電体の幅に合わせて回転することにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。また、特許文献5には、導電体の搬送方向に複数の鉄心を配置することと、鉄心に巻き回されているコイルに流れる電流を切り替えることとが開示されている。かかる技術では、鉄心に巻き回されているコイルに流れる電流を導電体の幅に合わせて切り替えることにより磁束を発生させる鉄心を切り替える。かかる技術では、このようにすることにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。
 また、特許文献6には、導電体の幅方向に配置された複数のmagnetic barをコアとする技術が開示されている。特許文献6に記載の技術では、導電体の幅に合わせて複数のmagnetic barの間隔を調整することと、シールド板を用いることとにより、導電体の幅方向の温度分布が不均一になることを抑制する。
特公昭63-27836号公報 特開2007-122924号公報 特開2010-108605号公報 米国特許第5739506号明細書 特開平3-291891号公報 米国特許第6498328号明細書
 ところで、以上のようなトランスバース方式の誘導加熱装置では、磁界による鉄損が発生してコアが発熱し、昇温する。また、トランスバース方式の誘導加熱装置では、大きな磁界を発生させるために、導電体板を加熱するためのコイルがコアに対して巻き回される。従って、コアの温度上昇が顕著になる。また、コアの発熱は、電源が大容量の誘導加熱装置において顕著になる。この点について、特許文献5、6に記載の技術では、コアの発熱は考慮されていないものの、コアは複数に分割される。複数に分割されたコア全体の断面積は、分割されていないコアの表面積に比べて大きくなる。コアの表面積が大きいほどコアからの熱放散は促進される。従って、複数に分割されたコアの発熱は、分割されていないコアの発熱に比べて抑制される。
 幅方向においてコアが複数に分割されると、コアの温度は下がる。しかしながら、コア内の交番磁界が分断される。従って、幅方向においてコアが複数に分割されると、所望の大きさの交番磁界を導電体板に与えることができない虞がある。これにより導電体板の加熱効率が落ちると共に、導電体板の幅方向の温度分布に偏りが生じる。本発明者らは、一般的なトランスバース方式の誘導加熱装置のコアを、幅方向において複数に分割すると、導電体板のエッジ部の温度が、導電体板の他の部分の温度よりも100℃以上低下する場合があることを確認した。
 このような導電体板の温度の低下を抑制するために(即ち、所望の大きさの交番磁界が導電体板を交差させるために)コアの分割数を減らすと、コアの温度を所望の温度に低下させることができなくなる。一方、コアの温度を所望の温度に低下させるようにコアの分割数を増やすと、導電体板の温度の低下を抑制することができなくなる(即ち、所望の大きさの交番磁界が導電体板を交差させることができなくなる)。特許文献5、6に記載の技術では、エッジ部の過加熱とコアの発熱とを抑制するためにコアを分割する。従って、コアの分割数は、導電体板のエッジ部の過加熱とコアの発熱とを抑制することができるように定められる。特許文献5、6に記載の技術には、コアの温度の上昇と、導電体に与えられる交番磁界の大きさの低下とを抑制するという課題の認識すらない。このように、従来の技術では、コアの温度の上昇の抑制と、導電体に与えられる交番磁界の大きさの低下の抑制との双方を同時に満足させることができないという問題点がある。
 本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、コアの温度の上昇の抑制と、導電体に与えられる交番磁界の大きさの低下の抑制との双方を同時に満足させることができるトランスバース方式の誘導加熱装置を提供することを目的とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第1の例は、互いに同じ向きの交流電流の通電により生じる交番磁界が、導電体板の搬送予定面と交差するように、前記搬送予定面の表側と裏側とに少なくとも1つずつ配置された一対のコイルと、前記一対のコイルを構成する1つのコイル毎に一組ずつ配置されたコアと、を備え、前記1つのコイル毎に配置された一組のコアは、幅方向において互いに間隔を有する状態で配置された複数の部分コアを有し、前記幅方向は、前記導電体板の搬送方向と、前記コイルの対向方向と、に垂直な方向であり、前記部分コアのそれぞれは、胴部と、中央脚部と、を有し、前記胴部は、前記コイルの背面側において、前記コイルよりも前記搬送方向の上流側の領域から、前記コイルよりも前記搬送方向の下流側の領域まで、前記搬送方向に延設され、前記背面側は、前記搬送予定面が存在する側の反対側であり、前記中央脚部は、前記コイルの中空部分を通るように、前記胴部から前記搬送予定面の方向に延設されるトランスバース方式の誘導加熱装置であって、前記一組のコアは、前記部分コアのうちの少なくとも2つの部分コアと磁気的に結合できる少なくとも1つのブリッジコアを有し、前記ブリッジコアは、前記部分コアの背面側に配置されることを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第2の例は、前記部分コアのそれぞれは、少なくとも1つの前記ブリッジコアと磁気的に結合できることを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第3の例は、前記一組のコアに含まれる全ての前記部分コアは、前記ブリッジコアを介して磁気的に結合できることを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第4の例は、前記一組のコアのそれぞれは、複数の前記ブリッジコアを有し、前記ブリッジコアは、前記幅方向において互いに間隔を有する状態で配置されることを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第5の例は、前記一組のコアのそれぞれは、2つの前記ブリッジコアを有し、前記2つのブリッジコアは、互いに間隔を有する状態で前記幅方向の両側に配置され、前記コイルの対向方向から見た場合に、前記部分コアのそれぞれの少なくとも一部は、1つの前記ブリッジコアと互いに重なり合うことを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第6の例は、前記一組のコアのそれぞれが有する前記ブリッジコアの数は1であることを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第7の例は、前記一組のコアにおいて、前記部分コアと、前記ブリッジコアとは、別々のコアであることを特徴とする。
 本発明のトランスバース方式の誘導加熱装置の第8の例は、前記一組のコアにおいて、前記複数の部分コアの少なくとも1つと、前記ブリッジコアの少なくとも1つとは、一体のコアであることを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態を示し、誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。 図2は、本発明の第1実施形態を示し、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。 図3は、本発明の第1実施形態を示し、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。 図4は、本発明の第1実施形態を示し、誘導加熱装置の第3断面の一例を示す図である。 図5は、本発明の第1実施形態を示し、帯状鋼板のx軸方向の位置と温度との関係の一例を示す図である。 図6は、本発明の第1実施形態の第1変形例を示し、誘導加熱装置の第1断面を示す図である。 図7は、本発明の第1実施形態の第2変形例を示し、誘導加熱装置の外観構成を示す図である。 図8は、本発明の第1実施形態の第2変形例を示し、誘導加熱装置の第1断面を示す図である。 図9は、本発明の第2実施形態を示し、誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。 図10は、本発明の第2実施形態を示し、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。 図11は、本発明の第2実施形態を示し、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。 図12は、本発明の第2実施形態を示し、誘導加熱装置の第3断面の一例を示す図である。 図13は、本発明の第2実施形態を示し、誘導加熱装置の第4断面の一例を示す図である。 図14は、本発明の第2実施形態の第1変形例を示し、誘導加熱装置の第1断面を示す図である。 図15は、本発明の第2実施形態の第2変形例を示し、誘導加熱装置の第1断面を示す図である。 図16は、本発明の第3実施形態を示し、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。 図17は、本発明の第3実施形態を示し、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。 図18は、本発明の第4実施形態を示し、誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。 図19は、本発明の第4実施形態を示し、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。 図20は、本発明の第4実施形態を示し、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。 図21は、本発明の第4実施形態を示し、誘導加熱装置の第3断面の一例を示す図である。
 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。尚、以下の説明において同じであることは、厳密に同じである場合の他、発明の主旨を逸脱しない範囲で異なるものことも含む。同様に、以下の説明において一致することは、厳密に一致する場合の他、発明の主旨を逸脱しない範囲で一致しないことも含む。例えば、以下の説明において同じであることは、設計時に定められる公差の範囲内(例えば±5%以内)で異なるものも含む。また、以下の説明では、トランスバース方式の誘導加熱装置を必要に応じて誘導加熱装置と称する。また、以下の説明では、加熱対象の導電体板が帯状鋼板である場合を例示する(ただし、加熱対象の導電体板は帯状鋼板に限定されない)。また、表記および説明の都合上、各図において、一部の構成を省略または簡略化して示す。また、各図に示すx-y-z座標は、各図における向きの関係を示すものである。白丸(〇)の中に黒丸(●)が付された記号は、紙面の奥側から手前側に向かう方向を示す。
 請求項に記載されている部分コアには、様々な形状、機能、配置位置のものがある。このため、部分コアという名称だけでは、本発明の実施形態を説明し難い。そこで、以下の実施形態の説明において、部分コアであっても、便宜的に部分コアという名称を用いずに説明する場合がある。なお、このような場合においても、各実施形態で説明するコアのうち、部分コアとブリッジコアの2種類のコアを含む上側コアおよび下側コア、並びに、ブリッジコア以外の名称のコアは、すべて部分コアである。各実施形態において、部分コアを構成するコアの一例は、各実施形態において明示する。
(第1実施形態)
 まず、本発明の第1実施形態を説明する。
 図1は、誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。具体的に図1は、誘導加熱装置を斜め上方から俯瞰した図である。図1では、帯状鋼板100の先端に付している矢印の方向(y軸の正の方向)に帯状鋼板100が搬送される場合を例示する。即ち、図1では、帯状鋼板100の搬送方向が、y軸の正の方向である場合を例示する。また、図1では、帯状鋼板100の長手方向がy軸方向であり、帯状鋼板100の幅方向がx軸方向であり、帯状鋼板100の厚さ方向がz軸方向である場合を例示する。尚、帯状鋼板100の厚さは限定されない。ただし、各実施形態の誘導加熱装置は、厚さが薄い導電体板を加熱することができる。従って、各実施形態の誘導加熱装置の加熱対象の帯状鋼板100の厚さは、例えば、1mm以下であるのが好ましい。ただし、各実施形態の誘導加熱装置の加熱対象の帯状鋼板100の厚さは1mmを上回っていてもよい。
 図1に示す誘導加熱装置は、上側誘導器200と下側誘導器300とを備える。上側誘導器200と下側誘導器300は、帯状鋼板100を介して互いに対向する位置に配置される(図2~図4を参照)。上側誘導器200と下側誘導器300とは同じ構成を有する。従って、ここでは、上側誘導器200について詳細に説明し、下側誘導器300の詳細な説明を必要に応じて省略する。帯状鋼板100は、z軸方向およびx軸方向に移動することがあり、帯状鋼板100は、誘導加熱装置の中央から少し外れた位置にあることもある。このような帯状鋼板100の位置の移動(例えば、蛇行など)があっても、公知の技術(例えば、国際公開公報WO2019/181653)により、帯状鋼板100が、出来るだけ誘導加熱装置の中央に位置するように制御されることが多い。図1を含め以下の図では、原則として、帯状鋼板100の上面側と下面側の加熱量と、帯状鋼板100の搬送方向の左側と右側の加熱量と、が等しくなる理想的な位置(例えば、誘導加熱装置の中央に位置)に帯状鋼板100ある場合の状態が、図示されている。以下の説明では、帯状鋼板100が前記の理想的な位置にある場合において、帯状鋼板100の厚さ方向の中心の位置を通り、且つ、当該帯状鋼板100の厚さ方向に垂直な面を必要に応じて搬送予定面CPと称する。尚、帯状鋼板100の厚さ方向の中心の位置を通り、且つ、当該帯状鋼板100の厚さ方向に垂直な面は、帯状鋼板100の厚さ方向の中心の位置を通り、且つ、当該帯状鋼板100の板面に平行な面でもある。誘導加熱装置の設計時に搬送予定面CPは決定されているため、誘導加熱装置自体に搬送予定面CPが内在している。搬送予定面CPは、誘導加熱装置の中央に位置している場合が多い。このため、上側誘導器200と下側誘導器300との間隔の中央がなす面を、搬送予定面CPとしてもよい。また、以下の説明では、帯状鋼板100の搬送方向を必要に応じて搬送方向と称する。また、以下の説明では、上側誘導器200と下側誘導器300とが対向する方向を必要に応じてコイルの対向方向または単に対向方向と称する。図1では、搬送予定面CPの表側がz軸の正の方向側であり、搬送予定面CPの裏側がz軸の負の方向側である場合を例示する。また、図1では、上側誘導器200が、搬送予定面CPの表側に配置され、且つ、下側誘導器300が、搬送予定面CPの裏側に配置される場合を例示する。
 以上のように図1では、コイルの対向方向がz軸方向であり、帯状鋼板100の搬送方向がy軸の正の方向である場合を例示する。従って、図1では、コイルの対向方向および帯状鋼板100の搬送方向と垂直な方向である幅方向がx軸方向である場合を例示する。
 尚、上側誘導器200および搬送予定面CPの間隔(z軸方向の距離)と、下側誘導器300および搬送予定面CPの間隔は通常等しくなるが、互いに異なってもよい。本実施形態では、誘導加熱装置のx軸方向の中心におけるy-z平面を対称面とする鏡面対称の関係となる形状を誘導加熱装置が有する場合を例示する。尚、y-z平面は、y軸およびz軸に平行な仮想面である。上側誘導器200および搬送予定面CPの間隔と、下側誘導器300および搬送予定面CPの間隔とが同じ場合、誘導加熱装置は、搬送予定面CPを対称面とする鏡面対称の関係となる形状を有する。
 図2は、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。具体的に図2は、図1のI-I断面図である。図3は、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。具体的に図3は、図1のII-II断面図である。図4は、誘導加熱装置の第3断面の一例を示す図である。具体的に図4は、図1のIII-III断面図である。
 図2において、上側誘導器200は、オリジナルコア210と、ブリッジコア220a~220bと、コイル230と、シールド板240a~240bと、冷却フィン260a~260hと、冷却小管270a~270hとを備える。以下の説明では、誘導加熱装置および帯状鋼板100の幅方向を、必要に応じてx軸方向と称する。また、以下の説明では、帯状鋼板100の搬送方向に平行な方向(帯状鋼板100の長手方向)を、必要に応じてy軸方向と称する。また、以下の説明では、上側誘導器200と下側誘導器300との対向方向(帯状鋼板100の厚さ方向)を、必要に応じてz軸方向と称する。
 コイル230は周回部を有する導電体である。尚、図1では、厚さがある部分(交流電源400から延びる直線以外の部分)がコイル230の周回部である場合を例示する。コイル230の周回部は、x-y平面において、オリジナルコア210のスロットを通ってオリジナルコア210をレーストラック状に周回するように配置される。本実施形態では、搬送予定面CPに対してコイル230、330が対向するように配置される。尚、一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの表側に配置されたコイル230と、当該一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの裏側に配置されたコイル330とが対向する方向は前述したコイルの対向方向である。また、x-y平面は、x軸およびy軸に平行な仮想面である。コイル230は、搬送予定面CPに対して垂直な方向とコイル230の軸心の方向とが平行になるように配置されるのが好ましい。尚、コイル230の軸心は、コイル230を周回させる際の軸である。図1に示す例では、コイル230の軸心はz軸に平行である。
 尚、コイル230は、導電体の周囲に配置される絶縁体を有していてもよい。また、ここでは、コイル230の巻き回数が1である場合を例示する。しかしながら、コイル230の巻き回数は2以上でもよい。コイル230、330の巻き回数は同じであるのが好ましい。
 また、図2~図4では、コイル230の搬送予定面CP側の端部(コイル230の搬送予定面CP側に最も近いz軸方向の端部)が、オリジナルコア210の搬送予定面CP側の端部(オリジナルコア210の搬送予定面CP側に最も近いz軸方向の端部)よりも搬送予定面CP側にある場合を例示する。しかしながら、例えば、コイル230の搬送予定面CP側の端部のz軸方向の位置と、オリジナルコア210の搬送予定面CP側の端部のz軸方向の位置とは同じでもよい。
 図2に示すように、オリジナルコア210は、主コア211と、エッジコア212、213とを有する。主コア211とエッジコア212、213とは、x軸方向において間隔を有する状態で配置される。
 主コア211は、主コア211およびエッジコア212、213の中で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近い位置に配置される強磁性体である。エッジコア212、213は、主コア211よりも、オリジナルコア210におけるx軸方向の端部側に配置される強磁性体である。エッジコア212、213は、複数の部分エッジコア212a~212d、213a~213dを有する。複数の部分エッジコア212a~212d、213a~213dは、x軸方向において間隔を有する状態で配置される。また、複数の部分エッジコア212a~212d、213a~213dのうち主コア211に最も近い位置にある部分エッジコア212d、213dと主コア211も、x軸方向において間隔を有する状態で配置される。
 ここで、2つの部分エッジコアが間隔を有する状態とは、当該2つの部分エッジコアが物理的に互いに接していない状態だけを意味しない。例えば、2つの部分エッジコアの一部が互いに接していても、当該2つの部分エッジコアが磁気的に十分に結合していないために、当該2つの部分コアの間に当該部分コアと同じ材質の強磁性体が存在する場合よりも、各部分エッジコア内の磁束密度が低下している状態(例えば、50%以上低下または80%以上低下している状態など)がある。このような状態も、2つの部分エッジコアが間隔を有する状態と見做すことができる。つまり、このような状態においても、後述のブリッジコアにより、部分エッジコア内の磁束密度を主コア内の磁束密度と同程度に回復させることができる。
 本実施形態では、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板であって、同一の厚さおよび同一の平面形状の複数の電磁鋼板により主コア211が構成される場合を例示する。同様に、本実施形態では、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板であって、同一の厚さおよび同一の平面形状の複数の電磁鋼板によりエッジコア212、213(部分エッジコア212a~212d、213a~213d)が構成される場合を例示する。また、本実施形態では、主コア211を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状と、エッジコア212、213を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状とが同じである場合を例示する。また、本実施形態では、主コア211を構成する電磁鋼板の積層枚数と、エッジコア212、213(部分エッジコア212a~212d、213a~213d)を構成する電磁鋼板の積層枚数とが異なる場合を例示する。例えば、主コア211のx軸方向の長さと、エッジコア212、213(部分エッジコア212a~212d、213a~213d)のx軸方向の長さとが違う場合、当該違いに対応して、主コア211を構成する電磁鋼板の積層枚数と、エッジコア212、213(部分エッジコア212a~212d、213a~213d)を構成する電磁鋼板の積層枚数とが異なることになる。
 主コア211を構成する複数の電磁鋼板は、互いに分離しないように固定される。部分エッジコア212a~212d、213a~213dのそれぞれを構成する複数の電磁鋼板も、互いに分離しないように固定される。複数の電磁鋼板の固定の方法は限定されない。例えば、接着剤による固定、溶接による固定、カシメによる固定、および固定部材を用いた固定など、公知の種々の方法が、複数の電磁鋼板の固定の方法として採用される。尚、主コア211を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状と、エッジコア212、213を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状は、同じである必要はない。また、表記の都合上、図2では個々の電磁鋼板の境界線の図示を省略する。本実施形態では、主コア211、311と、エッジコア212~213、312~313(複数の部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d)とを用いることにより部分コアが構成される場合を例示する。
 図4に示すように、主コア211、311は、胴部2111、3111と、中央脚部2112、3112と、上流側脚部2113、3113と、下流側脚部2114、3114とを有する。尚、説明の都合上、図4において、胴部2111、3111と、中央脚部2112、3112と、上流側脚部2113、3113と、下流側脚部2114、3114とを二点鎖線(仮想線)で示す(各図において二点鎖線は仮想線である)。図4では、胴部2111、中央脚部2112、上流側脚部2113、および下流側脚部2114が一体化されている場合を例示する。同様に図4では、胴部3111、中央脚部3112、上流側脚部3113、および下流側脚部3114も一体化されている場合を例示する。従って、胴部2111、3111、中央脚部2112、3112、上流側脚部2113、3113、および下流側脚部2114、3114の境界線は存在しない。
 胴部2111、3111は、それぞれ、コイル230、330の背面側において、コイル230、330よりも搬送方向の上流側(y軸の負の方向側)の領域から、コイル230、330よりも搬送方向の下流側(y軸の正の方向側)の領域まで、搬送方向に平行な方向(y軸方向)に延設される。コイル230、330の背面側とは、搬送予定面CP側の反対側である。図3および図4に示す例では、コイル230の背面側はz軸の正の方向側であり、コイル330の背面側はz軸の負の方向側である。以下の説明では、搬送方向の上流側を、必要に応じて上流側と称する。また、搬送方向の下流側を、必要に応じて下流側と称する。また、搬送予定面CP側の反対側を、必要に応じて背面側と称する。
 中央脚部2112、3112は、それぞれ、コイル230、330の中空部分を通るように、胴部2111、3111から搬送予定面CPの方向に延設される。ここで、中空部分とは、レーストラック状に周回しているコイル230、330をひとつの輪と見做した場合において、輪の(外側ではなく)内側を意味する。中央脚部2112、3112のy軸方向における位置の中に、コイル230、330の軸心のy軸方向における位置が含まれるのが好ましい。即ち、中央脚部2112、3112のy座標の中に、コイル230、330の軸心のy座標と重複する座標が存在するのが好ましい。本実施形態では、中央脚部2112、3112の重心のx-y平面における位置(x-y座標)と、コイル230、330の軸心のx-y平面における位置(x-y座標)とが一致する場合を例示する。
 上流側脚部2113、3113は、それぞれ、コイル230、330よりも上流側(y軸の負の方向側)において、胴部2111、3111から搬送予定面CPの方向に延設される。
 下流側脚部2114、3114は、それぞれ、コイル230、330よりも下流側(y軸の正の方向側)において、胴部2111、3111から搬送予定面CPの方向に延設される。
 中央脚部2112、上流側脚部2113、および下流側脚部2114は、y軸方向において間隔を有する状態で配置される。中央脚部3112、上流側脚部3113、および下流側脚部3114も、y軸方向において間隔を有する状態で配置される。中央脚部2112、3112、上流側脚部2113、3113、および下流側脚部2114、3114は、コアのティースである。主コア211、311においては、中央脚部2112、3112の先端面、上流側脚部2113、3113の先端面、および下流側脚部2114、3114の先端面はそれぞれ、磁極面である。胴部2111、3111は、コアのヨークである。尚、中央脚部2112、3112の先端面、上流側脚部2113、3113の先端面、および下流側脚部2114、3114の先端面は、搬送予定面CPと対向する面である。
 エッジコア212、213、312、313をy-z平面に沿って切った断面全体の外形は主コア211、311をy-z平面に沿って切った断面全体の外形と同じになる。図4において、211、311の後に付している(212、213)、(312、313)は、このことを示す。
 従って、エッジコア212、213、312、313(部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d)も、主コア211、311と同様に、胴部、中央脚部、上流側脚部、および下流側脚部を有する。胴部のy軸方向およびz軸方向の長さ、中央脚部のy軸方向およびz軸方向の長さ、上流側脚部のy軸方向およびz軸方向の長さ、および下流側脚部のy軸方向およびz軸方向の長さは、主コア211、311と、部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313dとで同じである。一方、胴部のx軸方向の長さ、中央脚部のx軸方向の長さ、上流側脚部のx軸方向の長さ、および下流側脚部のx軸方向の長さは、主コア211、311の方が部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313dよりも長い。
 また、ブリッジコア220b、320a~320bをy-z平面に沿って切った断面全体の外形は、ブリッジコア220a、320aをy-z平面に沿って切った断面全体の外形と同じになる(図3を参照)。以下の説明では、y-z平面に沿って切った断面を、必要に応じてy-z断面と称する。
 以上のように、主コア211のy-z平面に平行な面の形状とエッジコア212、213のy-z平面に平行な面の形状は、それぞれE形である(図4に示す主コア211、311の外形を参照)。即ち、主コア211とエッジコア212、213は、いわゆるE形コアである。ただし、図4の主コア211、311の外形から明らかなように、本実施形態では、中央脚部2112、3112のz軸方向の長さ、上流側脚部2113、3113のz軸方向の長さ、および下流側脚部2114、3114のz軸方向の長さが同じである場合を例示する。このようにする場合、中央脚部2112、3112の先端面、上流側脚部2113、3113の先端面、および下流側脚部2114、3114の先端面と、搬送予定面CPとの間隔は同じである。
 尚、中央脚部2112、3112の先端面、上流側脚部2113、3113の先端面、および下流側脚部2114、3114の先端面と、搬送予定面CPとの間隔は異なっていてもよい。例えば、中央脚部2112、3112の先端面と、搬送予定面CPとの間隔は、上流側脚部2113、3113の先端面および下流側脚部2114、3114の先端面と、搬送予定面CPとの間隔よりも長くてもよい。
 図1および図2に示すように、コイル230、330の周回部のx軸方向の長さは、帯状鋼板100の幅よりも長い。具体的には、コイル230、330の周回部のx軸方向の長さは、誘導加熱装置の最大処理可能幅よりも長い。その結果、z軸方向から見た場合において、コイル230、330は、誘導加熱装置の最大処理可能幅を覆うだけのx軸方向の長さを有する。ここで、誘導加熱装置の最大処理可能幅とは、誘導加熱装置が加熱可能な最大幅の帯状鋼板100が(蛇行などにより)x軸の正または負の方向に移動しても、当該帯状鋼板100が存在する可能性があるx軸方向の範囲である。また、コイル230、330の周回部のx軸方向の両端は、帯状鋼板100のx軸方向の両端(つまり、前記の誘導加熱装置の最大処理可能幅の両端)よりも、外側に存在する。即ち、コイル230、330の周回部のx軸の正の方向側の端は、帯状鋼板100(つまり、前記の誘導加熱装置の最大処理可能幅)のx軸の正の方向側の端よりも、x軸の正の方向側に存在する。また、コイル230、330の周回部のx軸の負の方向側の端は、帯状鋼板100(つまり、前記の誘導加熱装置の最大処理可能幅)のx軸の負の方向側の端よりも、x軸の負の方向側に存在する。
 図1に示すように、コイル230、330には、交流電源400が電気的に接続される。図1に示すように、本実施形態では、コイル230の周回部の一端部231は、交流電源400の2つの出力端子の一方の端子401に電気的に接続される。また、コイル230の周回部の他端部232は、交流電源400の2つの出力端子の他方の端子402に電気的に接続される。
 また、コイル330の周回部の2つの端部のうち、コイル230の周回部の一端部231とz軸方向において互いに対向する位置にある一端部331は、交流電源400の2つの出力端子の一方の端子401に電気的に接続される。また、コイル330の周回部の2つの端部のうち、コイル230の周回部の他端部232とz軸方向において互いに対向する位置にある他端部332は、交流電源400の2つの出力端子の他方の端子402に電気的に接続される。
 このように本実施形態では、コイル230およびコイル330は、交流電源400から見た場合に、コイル230およびコイル330の巻き方向が互いに同じ向きになるように、交流電源400に並列に接続される。
 従って、図1に示すように、同時刻における同一の視点から見た場合に、コイル230およびコイル330の互いに対向する領域に流れる交流電流の向きは、互いに同じ向きになる(図1のコイル230およびコイル330の内に示す矢印線を参照)。
 図1のコイル230およびコイル330の内に示す矢印線は、誘導加熱装置を、その上方から俯瞰した場合に、コイル230に流れる交流電流の向きが時計回り(右回り)であり、コイル330に流れる交流電流の向きが時計回り(右向き)であることを示す。
 ここで、交流電源400からコイル230およびコイル330に流れる交流電流の瞬時値は、それぞれ同じである。尚、交流電流の波形は、例えば、正弦波である。ただし、交流電流の波形は、正弦波に限定されない。交流電流の波形は、一般的な誘導加熱装置で使用され得る波形と同じ波形でもよい。
 以上のように、コイル230、330は、互いに同じ向きの交流電流の通電により生じる交番磁界が、帯状鋼板100の搬送予定面CPと交差するように、搬送予定面CPの表側と裏側とに配置される。本実施形態では、2つのコイル230、330により一対のコイルが構成される場合を例示する。一対のコイルを構成するコイルの1つはコイル230であり、一対のコイルを構成するもう1つのコイルはコイル330である。
 尚、コイル230およびコイル330に、以上のような交流電流が流れれば、図1に示すようにコイル230、330にひとつの交流電源が接続される必要はない。例えば、コイル230に接続される交流電源とコイル330に接続される交流電源とは、それらの交流電源から流れる電流の周波数の同期が取れていれば、別の交流電源でもよい。
 また、本実施形態では、誘導加熱装置が備える一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの表側に配置されるコイルの数と、当該一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの裏側に配置されるコイルとの数がそれぞれ1である場合を例示する。しかしながら、誘導加熱装置が備える一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの表側に配置されるコイルの数と、当該一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの裏側に配置されるコイルとの数は、それぞれ2以上でもよい。例えば、搬送予定面CPの表側において、2以上のコイルが、y軸方向で互いに間隔を有する状態で配置されてもよい。同様に、例えば、搬送予定面CPの裏側において、2以上のコイルが、y軸方向で互いに間隔を有する状態で配置されてもよい。誘導加熱装置が備える一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの表側に配置される2以上のコイルには、例えば、コイル230に流れる電流と同じ向きの交流電流が流れる。この場合、一対のコイルを構成するコイルのうち、搬送予定面CPの裏側に配置される2以上のコイルには、例えば、コイル330に流れる電流と同じ向きの交流電流が流れる。
 図2において、部分エッジコア212a、212bの間、部分エッジコア212b、212cの間、部分エッジコア212c、212dの間、部分エッジコア212d、主コア211の間には、それぞれ、冷却フィン260a、260b、260c、260dが配置される。同様に、部分エッジコア213a、213bの間、部分エッジコア213b、213cの間、部分エッジコア213c、213dの間、部分エッジコア213d、主コア211の間には、それぞれ、冷却フィン260e、260f、260g、260hが配置される。尚、本実施形態では、これらの間の間隔が固定されている(変更されない)場合を例示する。しかしながら、これらの間の間隔は変更可能でもよい。また、各部分エッジコア212a~212d、213a~213dのx軸方向の長さは同一でもそれぞれ異なっていてもよい。
 冷却フィン260a~260hは、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dを冷却するための冷却用部材の一例である。本実施形態では、冷却フィン260a~260hがフィン状の非磁性の導電体板である場合を例示する。冷却フィン260a~260hは、例えば銅板により構成される。
 冷却フィン260a~260hの上には、冷却小管270a~270hが取り付けられる。冷却小管270a~270hは、主コア211、部分エッジコア212a~212d、213a~213d、およびブリッジコア220a、220bを冷却するための冷却用部材の一例である。本実施形態では、冷却小管270a~270hが非磁性の導電体管である場合を例示する。
 冷却フィン260a~260hと、その上に取り付けられる冷却小管270a~270hとは互いに接触している。また、図3および図4では、冷却フィン260a~260hと、冷却小管270a~270hとを合わせた領域のy-z断面全体の外形が、オリジナルコア210(主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213d)のy-z断面の外形と同じである場合を例示する。即ち、図3および図4では、図3における冷却フィン260aおよび冷却小管270aの領域全体の形状および大きさが、図4における主コア211の領域の形状および大きさと同じである場合を例示する。
 冷却小管270a~270hの内部には冷却水等の冷却媒体が供給される。部分エッジコア212a~212d、213a~213d等から、冷却小管270a~270hおよび冷却フィン260a~260hを介して、冷却媒体に熱伝導が行われる。従って、部分エッジコア212a~212d、213a~213d等の冷却が促進される。
 シールド板240a、240bは、コイル230と帯状鋼板100との電磁結合度を調整(低減)することにより、帯状鋼板100のエッジ部の過加熱を防止するためのシールド部材の一例である。具体的にシールド板240a、240bは、帯状鋼板100のエッジ部と、部分エッジコア212a~212d、213a~213dとの間に、これらと間隔を有する状態で配置される非磁性の導電体板である。シールド板240a~240bのy軸方向の長さは、オリジナルコア210のy軸方向の長さよりも長いのが好ましい。また、シールド板240a、240bの上流側の端部が、オリジナルコア210の上流側の端よりも上流側にあるのが好ましい。同様に、シールド板240a、240bの下流側の端部が、オリジナルコア210の下流側の端よりも下流側にあるのが好ましい(図3を参照)。
 シールド板240a~240bは、その可動範囲内でx軸方向に移動してもよい。シールド板240a、240bは、帯状鋼板100のエッジ部と、部分エッジコア212a~212d、213a~213dとの間にシールド板240a、240bが位置するように、帯状鋼板100の幅に応じて移動してもよい。また、シールド板240a、240bは、帯状鋼板100が蛇行するとx軸方向に移動してもよい。例えば、シールド板240a、240bは、帯状鋼板100の蛇行量と同じ量だけ、x軸方向(帯状鋼板100が蛇行する方向)に移動してもよい。
 尚、シールド板240a~240bをx軸方向に移動させるための構成は、例えば、シールド板240a~240bをx軸方向に移動させるためのアクチュエータを用いた公知の技術で実現される。従って、ここでは、当該構成の詳細な説明を省略する。また、板の蛇行量の検出するための構成も、板のx軸方向の端部の位置を検出するセンサを用いた公知の技術で実現される。従って、ここでは、当該構成の詳細な説明を省略する。これらの公知の技術として、例えば、特許第6658977号公報に記載の技術がある。
 また、帯状鋼板100の蛇行量がcmのオーダー(例えば10cm未満)であるときに、シールド板240a、240bのみをx軸方向に移動させるのが好ましい。帯状鋼板100の蛇行量がcmのオーダーを上回る場合(例えば10cm以上である場合)、誘導加熱装置の全体(上側誘導器200および下側誘導器300)をx軸方向に移動させるのが好ましい。例えば、誘導加熱装置の全体(上側誘導器200および下側誘導器300)は、帯状鋼板100の蛇行量と同じ量だけ、x軸方向(帯状鋼板100が蛇行する方向)に移動してもよい。
 シールド板240a、240bに流れる渦電流に基づく磁界によって、主コア211の温度とエッジコア212、213の温度は、シールド板240a、240bのx軸方向の端部のうち、誘導加熱装置の板中心側の端部の上方付近において最も高くなる。そこで、本実施形態では、主コア211のx軸方向の位置(x座標)およびエッジコア212、213のx軸方向の位置が以下のようにして定められる場合を例示する。
 主コア211およびエッジコア212、213に形成されるx軸方向の隙間の領域を、コア隙間領域と称することとする。本実施形態では、コア隙間領域が、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hが配置される領域である場合を例示する。本実施形態では、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときに、ブリッジコア220a、220bと対向する位置に存在するコア隙間領域のうち最も板中心側のコア隙間領域の板中心側の端部が、シールド板240a、240bよりも内側(板中心側)に配置されるように、主コア211のx軸方向の位置および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのx軸方向の位置が定められる場合を例示する。図2では、ブリッジコア220a、220bと対向する位置に存在するコア隙間領域のうち最も板中心側のコア隙間領域の板中心側の端部が、冷却フィン260d、260hの板中心側の端部である場合を例示する。
 このようにして主コア211のx軸方向の位置および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのx軸方向の位置が定められることにより、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの間の領域を、前述した主コア211およびエッジコア212、213の温度が高くなる領域の近くに位置させることができる。従って、前述した主コア211およびエッジコア212、213の温度が高くなる領域の温度を低減させることができる。また、本実施形態のように、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの間の領域に、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hが配置されれば、前述した主コア211およびエッジコア212、213の温度が高くなる領域の温度をより低減させることができる。
 ここで、板中心側とは、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に近い側を指す。誘導加熱装置のx軸方向の中心よりもx軸の正の方向側においては、板中心側はx軸の負の方向側である。一方、誘導加熱装置のx軸方向の中心よりもx軸の負の方向側においては、板中心側はx軸の正の方向側である。例えば、図2において、シールド板240aが、シールド板240aの可動範囲内で最もx軸の負の方向側に移動したときに、冷却フィン260dのx軸の負の方向側の端部が、シールド板240aのx軸の負の方向側の端部よりも、x軸の負の方向側に位置するように、主コア211のx軸方向の位置および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのx軸方向の位置が定められる。
 ブリッジコア220a、220bは、主コア211と部分エッジコア212a~212d、213a~213dとのうちの少なくとも1つのコアと磁気的に結合できる強磁性体である。尚、主コア211と部分エッジコア212a~212d、213a~213dとのうちの少なくとも1つのコアとは、主コアのみ、1つ以上の部分エッジコアのみ、または、主コアと1つ以上の部分エッジコアである。
 ここで、2つのコアが磁気的に結合できるとは、誘導加熱装置が備えるコイルに交流電流が流れることにより当該2つのコアが励磁された場合に、当該2つのコアが磁気的に結合されることを指す。誘導加熱装置が備えるコイルに交流電流が流れていない場合、当該2つのコアは磁気的に結合されない。2つのコアが磁気的に結合されるとは、当該2つのコアのうち一方のコアの構成原子と、他方のコアの構成原子とのスピン-スピン結合が生じることである。2つのコアが磁気的に結合されているか否かを簡便に確認するために、以下の場合に、当該2つのコアは磁気的に結合されているとしてもよい。即ち、当該2つのコアのうち、コア内に発生する磁束密度が高い方のコアの磁束密度に対する、コア内に発生する磁束密度が低い方のコアの磁束密度の比が0.2以上である場合に、当該2つのコアは磁気的に結合されているとしてもよい。前記比は、誘導加熱装置の設計時に設計者により決定される装置の設計目標である。前記比は、前記のように0.2としてもよいが、必要に応じて、0.3以上、0.4以上、0.5以上または0.6以上としてもよい。
 ブリッジコア220a、220bは、部分コア(本実施形態では主コア211と部分エッジコア212a~212d、213a~213d)の背面側に配置される必要がある。以下にその理由を説明する。
 ブリッジコア220a、220bが、部分コア(本実施形態では主コア211と部分エッジコア212a~212d、213a~213d)の搬送予定面CPが存在する側に配置されても、ブリッジコア220a、220bと部分コアは、磁気的に結合できる。しかしながら、このようにしてブリッジコア220a、220bと部分コアとが配置されると、帯状鋼板100を貫通すべき磁束の少なくとも一部がブリッジコア220a、220bを貫通する。その結果、帯状鋼板100を十分に加熱できなくなる。また、ブリッジコア220a、220bが、部分コア(本実施形態では主コア211と部分エッジコア212a~212d、213a~213d)の側面(上流側または下流側の側面、若しくは、x軸方向の側面)に配置された場合、ブリッジコア220a、220bと部分コアとが磁気的に結合する度合いが比較的小さくなる。その結果、部分エッジコア212a~212d、213a~213dがx軸方向に離散されることにより小さくなった部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度を、ブリッジコア220a、220bにより、主コア211内の磁束密度と同程度に回復させる効果も小さくなる。さらに、ブリッジコア220a、220bが、部分コアの側面に配置された場合、帯状鋼板100を貫通すべき磁束の少なくとも一部がブリッジコア220a、220bを貫通するようになる。その結果、帯状鋼板100を十分に加熱できなくなることや、幅方向(x軸方向)において帯状鋼板100に温度勾配が生じ易くなることがある。
 以上のことから、ブリッジコア220a、220bは、部分コアの背面側に配置される必要がある。
 本実施形態では、ブリッジコア220a、220bが、磁化方向の異方性がない強磁性体の一例である軟磁性フェライトを有する場合を例示する。また、本実施形態では、ブリッジコア220aが、主コア211および部分エッジコア212a~212dと磁気的に結合でき、且つ、ブリッジコア220bが、主コア211および部分エッジコア213a~213dと磁気的に結合できる場合を例示する。この場合、部分エッジコア212a~212dと部分エッジコア213a~213dも、ブリッジコア220a、220bおよび主コア211を介して磁気的に結合できる。即ち、オリジナルコア210を構成する全てのコア(主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213d)は、ブリッジコア220a、220bを介して磁気的に結合できる。
 ブリッジコア220a、220bを介して主コア211とエッジコア212、213とが磁気的に結合されることにより、ブリッジコア220a、220bが存在しない場合の誘導加熱装置のインダクタンスよりも、ブリッジコア220a、220bが存在する場合の誘導加熱装置のインダクタンスの方が大きくなる。このように、ブリッジコア220a、220b、主コア211、およびエッジコア212、213は磁気的に結合できる。
 ブリッジコア220a、220bが存在しなければ、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの間の領域(本実施形態では冷却フィン260a~260h)によって主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dは分断される。従って、各部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度は小さくなる。これに対し本実施形態では、ブリッジコア220a、220bを用いることにより、このような小さな磁束密度を大きくすることができる。例えば、ブリッジコア220a、220bを用いることにより、各部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度を、主コア211内の磁束密度と同等の程度まで回復させることができる。例えば、各部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度は、主コア211内の磁束密度の0.75倍以上であるのが好ましく、0.9倍以上であるのがより好ましい。ただし、前述したように主コア211と部分エッジコア212a~212d、213a~213dとは磁気的に結合できればよい。
 図2に示すようにブリッジコア220a、220bは、互いに間隔を有する状態でx軸方向の両側に配置される。また、図2では、z軸方向から見た場合に、ブリッジコア220a、220bが、主コア211の一部と重なり合うように配置される場合を例示する。また、図2では、z軸方向から見た場合に、ブリッジコア220a、220bが、それぞれ、部分エッジコア212a~212d、213a~213dのそれぞれの少なくとも一部と重なり合うように配置される場合を例示する。
 ここで、図2を参照しながら、本実施形態におけるブリッジコア220a、220bの配置の一例をより具体的に説明する。ブリッジコア220aの搬送予定面CP側の端面(下面)は、主コア211の背面側(上面)の一部と、主コア211よりもx軸の正の方向側(一方側)に配置された部分エッジコア212a~212dの背面側の端面(上面)の全体と、冷却小管270a~270dの背面側の端部(上端部)とに接触している。また、ブリッジコア220bの搬送予定面CP側の端面(下面)は、主コア211の背面側の端面(上面)の一部と、主コア211よりもx軸の負の方向側(他方側)に配置された部分エッジコア213a~213dの背面側の端面(上面)の全体と、冷却小管270e~270hの背面側の端部(上端部)とに接触している。
 しかしながら、ブリッジコア220a、220bと、主コア211およびエッジコア212、213とが磁気的に結合できれば、ブリッジコア220a、220bと、主コア211、エッジコア212、213、および冷却小管270a~270hとは接触していなくてもよい。例えば、ブリッジコア220a、220bは、主コア211およびエッジコア212、213と間隔を有する状態で配置されてもよい。また、ブリッジコア220a、220bは、主コア211およびエッジコア212、213のうちの一方のみと接触または間隔を有して対向してもよい。また、ブリッジコア220a、220bは、部分エッジコア212a~212d、213a~213dのうちの少なくとも1つの部分エッジコアの一部の領域と接触または間隔を有して対向してもよい。
 ブリッジコア220a、220bは、以下のように配置されるのが好ましい。
 図2において、ブリッジコア220a、220bの板中心側ラップ長Lは、z軸方向から見た場合に、ブリッジコア220a、220bと対向する位置に存在するコア隙間領域のうち最も板中心側のコア隙間領域よりも板中心側の領域において、主コア211およびエッジコア212、213と、当該ブリッジコア220a、220bと、が重なり合う部分のx軸方向の長さである。図2では、ブリッジコア220a、220bと対向する位置に存在するコア隙間領域のうち最も板中心側のコア隙間領域よりも板中心側の領域が主コア211の領域である場合を例示する。
 ブリッジコア220a、220bの板中心側ラップ長Lは、長さα以上とすることが好ましく、長さβ以上であることがより好ましい。部分エッジコア212a~212d、213a~213dと、主コア211とが、ブリッジコア220a、220bを介して磁気的に結合されることを確実に実現することができるからである。例えば、図2において、ブリッジコア220aの板中心側ラップ長Lが長さα以上になるように、ブリッジコア220aのx軸の負の方向側の端部が、冷却フィン260dのx軸の負の方向側の端部よりもx軸の負の方向側の位置に配置されるのが好ましい。また、ブリッジコア220aの板中心側ラップ長Lが長さβ以上になるように、ブリッジコア220aのx軸の負の方向側の端部が、冷却フィン260dのx軸の負の方向側の端部よりもx軸の負の方向側の位置に配置されるのがより好ましい。
 長さαおよび長さβは、例えば、数式や有限要素法等を用いた公知の電磁界解析(数値解析)の結果から得られる。ただし、以下のように長さαおよび長さβを簡易的に定めてもよい。即ち、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのうち、最も板中心側に配置される主コア211を除くコア(つまり部分エッジコア212a~212d)のx軸方向の長さの最小値を長さα、最大値を長さβとしてよい。図2において、例えば、z軸方向から見た場合にブリッジコア220aと重なり合うコアは、主コア211および部分エッジコア212a~212dである。主コア211および部分エッジコア212a~212dのうち最も板中心側に配置される主コア211を除く部分エッジコア212a~212dのx軸方向の長さL~Lの最小値は、部分エッジコア212b~212dのx軸方向の長さL(=L=L)であり、その最大値は、部分エッジコア212aのx軸方向の長さLである。従って、ブリッジコア220aの板中心側ラップ長Lは、部分エッジコア212a~212dのx軸方向の長さの最小値(即ち、部分エッジコア212b~212dのx軸方向の長さL(=L=L))以上とすることが好ましく、部分エッジコア212a~212dのx軸方向の長さL~Lの最大値(即ち、部分エッジコア212aのx軸方向の長さL)以上とすることがより好ましい。同様に、ブリッジコア220bの板中心側ラップ長Lは、部分エッジコア213a~213dのx軸方向の長さの最小値(即ち、部分エッジコア213b~213dのx軸方向の長さL(=L=L))以上とすることが好ましく、部分エッジコア213a~213dのx軸方向の長さL~Lの最大値(即ち、部分エッジコア213aのx軸方向の長さL)以上とすることがより好ましい。
 長さαは、ブリッジコア220a、220bの板中心側ラップ長Lなどの好ましい範囲の下限となる長さである。長さαを簡易的に定める方法として、主コア211を除くコア(つまり部分エッジコア212a~212d、213a~213d)のx軸方向の長さの最小値をαとしてもよい旨を既に説明した。しかしながら、主コア211のx軸方向の長さは、部分エッジコア212a~212d、213a~213dのx軸方向の長さより大きいため、長さαを簡易的に決める場合においては、主コア211を除く必要はない。このため、後述の図7のような実施形態の場合において、長さαを簡易的に決める場合、x軸方向に離散した部分コア(つまり、図7の部分オリジナルコア710a~710f)のx軸方向の長さの最小値をαとしてよい。
 一方、ブリッジコア220a、220bの板中心側ラップ長Lの上限値は特に規定する必要はない。
 また、図2において、ブリッジコア220a、220bの板端側ラップ長L’は、z軸方向から見た場合に、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのうちの最も板端側に配置される部分エッジコア212a、213aと、当該ブリッジコア220a、220bと、が重なり合う部分のx軸方向の長さである。ブリッジコア220a、220bの板端側ラップ長L’は、長さα以上とすることが好ましい。ブリッジコア220a、220bの板端側ラップ長L’は、例えば、長さβ以上でもよい。
 また、ブリッジコア220aまたは220bの板端側の端部が、部分エッジコア212a、213aの板端側の端部より、板端側(外側)に突き出すことを禁止する必要はない。しかしながら、基本的に、ブリッジコア220aまたは220bの板端側の端部が、部分エッジコア212a、213aの板端側の端部より、板端側(外側)に突き出す必要はない。何故なら、当該板端側に突き出した部分によるコアの磁束密度の向上効果(部分エッジコア212a~212d、213a~213dがx軸方向に離散されることにより小さくなった部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度を、ブリッジコア220a、220bにより主コア211内の磁束密度と同程度に回復させる効果)は、比較的小さいためである。ここで、板端側は板中心側の反対側である。ブリッジコア220aの板端側の端部、およびエッジコア212aの板端側の端部は、x軸の正の方向側の端部である。ブリッジコア220bの板端側の端部、およびエッジコア213bの板端側の端部は、x軸の負の方向側の端部である。誘導加熱装置のx軸方向の中心よりもx軸の正の方向側においては、板端側はx軸の正の方向側である。一方、誘導加熱装置のx軸方向の中心よりもx軸の負の方向側においては、板端側はx軸の負の方向側である。
 また、ブリッジコア220a、220bの高さ(z軸方向の長さ)Hは、長さh、αのうち小さい方の長さの0.5倍以上(0.5×hと0.5×αのうち小さい方の値以上)であるのが好ましい。部分エッジコア212a~212d、213a~213dと、主コア211とが、ブリッジコア220a、220bを介して磁気的に結合されることを確実に実現することができるからである。また、ブリッジコア220a、220bの厚さ(z軸方向の長さ)Hは、長さh、αのうち小さい方の長さの1.0倍以上(hとαのうち小さい方の値以上)であるのがより好ましい。部分エッジコア212a~212d、213a~213dと、主コア211とが、ブリッジコア220a、220bを介してより強固に磁気的に結合されるからである。ブリッジコア220a、220bの厚さ(z軸方向の長さ)Hの上限を特に定める必要はないが、長さh、αのうち大きい方の長さの2.0倍(2.0×hと2.0×αのうち大きい方の値)または長さh、αのうち小さい方の長さの1.0倍(hとαのうち小さい方の値)としてもよい。
 ここで、長さhは、図2~図4に示すように、主コア211およびエッジコア212、213の領域のうち、当該主コア211およびエッジコア212、213に配置されているコイル230よりも、コイル230の背面側の領域のz軸方向の長さである。
 また、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのy軸方向の長さCLに対する、ブリッジコア220a、220bのy軸方向の長さBLの比(=BL/CL)は0.2以上であるのが好ましい。部分エッジコア212a~212d、213a~213dと、主コア211とが、ブリッジコア220a、220bを介して磁気的に結合されることを確実に実現することができるからである。また、部分エッジコア212a~212d、213a~213dと、主コア211とが、ブリッジコア220a、220bを介して強固に磁気的に結合されるようにする観点から、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのy軸方向の長さCLに対する、ブリッジコア220a、220bのy軸方向の長さBLの比(=BL/CL)は0.5超または0.6以上であるのがより好ましい。比(=BL/CL)の上限を特に定める必要はないが、1.0または0.8としてもよい。
 また、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの上流側の端部のy軸方向の位置は、ブリッジコア220a、220bの上流側(y軸の負の方向側)の端部のy軸方向の位置と一致していてもよい。また、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの上流側の端部は、ブリッジコア220a、220bの上流側の端部より上流側に位置するか、同じ位置であることが好ましい。主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの上流側の端部は、ブリッジコア220a、220bの上流側の端部より上流側に位置してもよい。しかしながら、コアの磁束密度の向上効果(部分エッジコア212a~212d、213a~213dがx軸方向に離散されるにより小さくなった部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度を、ブリッジコア220a、220bにより、主コア211内の磁束密度と同程度に回復させる効果)は比較的小さい。このため、ブリッジコア220a、220bの上流側の端部が、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの上流側の端部より、上流側に突き出す必要はない。同様に、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの下流側(y軸の正の方向側)の端部のy軸方向の位置は、ブリッジコア220a、220bの下流側の端部のy軸方向の位置と一致していてもよい。また、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの下流側の端部は、ブリッジコア220a、220bの下流側の端部より下流側に位置してもよい。主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの下流側の端部は、ブリッジコア220a、220bの下流側の端部より上流側に位置してもよい。しかしながら、コアの磁束密度の向上効果(部分エッジコア212a~212d、213a~213dがx軸方向に離散されることにより小さくなった部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度を、ブリッジコア220a、220bにより主コア211内の磁束密度と同程度に回復させる効果)は比較的小さい。このため、ブリッジコア220a、220bの下流側の端部が、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの下流側の端部より、下流側に突き出す必要はない。
 また、ブリッジコア220a、220bの上流側の端部が、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの上流側の端部よりも上流側に位置せず、且つ、ブリッジコア220a、220bの下流側の端部が、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの下流側の端部よりも下流側に位置しない場合、ブリッジコア220a、220bのy軸方向の中心の位置と、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのy軸方向の中心の位置とは一致してもよい。
 誘導加熱装置をz軸方向から見た場合、ブリッジコア220a、220bは、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dのx軸方向の両側の端部(板端側の端部)およびy軸方向の上流側と下流側との両側の端部を結ぶ領域よりも、外側に突き出すことを禁止する必要はない。しかしながら、基本的に、ブリッジコア220a、220bは、これらの端部を結ぶ領域よりも外側に突き出す必要はない。何故なら、ブリッジコア220a、220bの突き出した部分によるコアの磁束密度の向上効果(部分エッジコア212a~212d、213a~213dがx軸方向に離散されることにより小さくなった部分エッジコア212a~212d、213a~213d内の磁束密度を、ブリッジコア220a、220bにより主コア211内の磁束密度と同程度に回復させる効果)は、比較的小さいためである。
 尚、長さh、L~L、BL、CLを含む誘導加熱装置の各部の長さの値そのものは、例えば、以下のようにして定められる。即ち、誘導加熱装置の各部の長さの値が異なる複数の条件で、誘導加熱装置で帯状鋼板100を誘導加熱することを模擬する模擬試験または電磁界解析を行う。そして、模擬試験または電磁界解析の結果のうち、帯状鋼板100のx軸方向の温度分布として所望の温度分布が得られた結果から、誘導加熱装置の各部の長さの値を決定する。尚、設置スペース等により長さの制約受ける部分が誘導加熱装置にある場合、当該部分の長さの値は、当該制約を満たすように定められる。例えば、ブリッジコア220a、220bの大きさ、形状、および位置は、コイル230やシールド板240a、240b等の他の部材の可動に影響がでないように決定される。
 以上のように本実施形態は、ブリッジコア220a、220bが、主コア211およびエッジコア212、213とは別々のコアである場合を例示する。従って、図1および図2に示すように、ブリッジコア220a、220bは、主コア211およびエッジコア212、213との境界に境界線が存在する。
 尚、以上の説明において上側誘導器200の各部のうち、シールド板240a、240b以外の各部の位置は固定されるのが好ましい。
 下側誘導器300も、上側誘導器200と同様に、主コア311およびエッジコア312、313(部分エッジコア312a~312d、313a~313d)を備えるオリジナルコア310と、ブリッジコア320a、320bと、コイル330と、シールド板340a、340bと、冷却フィン360a~360hと、冷却小管370a~370hと、を備え、上側誘導器200と同じ構成を有する。
 本実施形態では、オリジナルコア210およびブリッジコア220a、220bと、オリジナルコア310およびブリッジコア320a、320bとにより、一対のコイルを構成するコイル毎に一組ずつ配置されたコアが構成される場合を例示する。また、本実施形態では、一組のコアを構成するコアが、オリジナルコア210およびブリッジコア220a、220bと、オリジナルコア310およびブリッジコア320a、320bと、を有する場合を例示する。
 以上のように本実施形態では、ブリッジコア220a、220b、320a、320bにより、主コア211、311およびエッジコア212、213、312、313を通る主磁束の範囲と主磁束の量とを、ブリッジコア220a、220b、320a、320bがない場合に比べて増やすことができる。従って、主コア211、311およびエッジコア212、213、312、313を効率よくの磁気的に結合させることができる。
 図5は、帯状鋼板100のx軸方向の位置(板幅方向位置)と温度(鋼板表面温度)との関係の一例を示す図である。尚、図5の縦軸(鋼板表面温度)は相対値である。
 図5において、グラフ501は本実施形態の誘導加熱装置を用いた場合のグラフである。一方、グラフ502は比較例の誘導加熱装置を用いた場合のグラフである。本実施形態の誘導加熱装置は、ブリッジコア220a、220b、320a、320bを設けているのに対し、比較例の誘導加熱装置では、ブリッジコア220a、220b、320a、320bを設けていない。その他の構成、動作条件、および動作環境は、本実施形態の誘導加熱装置と比較例の誘導加熱装置とで同じである。
 図5において、グラフ501の温度偏差は、グラフ502の温度偏差に比べて、21.5%小さくなった。従って、ブリッジコア220a、220b、320a、320bを設けると、ブリッジコア220a、220b、320a、320bを設けない場合に比べて、帯状鋼板100全体の温度の低下を抑制することと、x軸方向における温度分布の偏りを抑制することとを実現することができることが分かる。
 以上のように本実施形態では、ブリッジコア220a、220bによって、主コア211とエッジコア212、213とが磁気的に結合できる。従って、主コア211およびエッジコア212、213(部分エッジコア212a~212d、213a~213d)とブリッジコア220a、220bとの間において、主コア211、エッジコア212、213、およびブリッジコア220a、220bの三者の磁気的な結合(スピン-スピン結合)を増大させることができる。これにより、主コア211における磁束密度と、エッジコア212、213における磁束密度とを、ブリッジコア220a、220bを設けない場合に比べて高くすることができる。以上のことは、下側誘導器300においても同じである。
 尚、特許文献6において、screen14は、導電体で構成される。magnetic pad16は、screen14を支持するarmature15に配置される。従って、仮にmagnetic pad16が強磁性体であるとしても、magnetic bars8と、magnetic pad16との間にscreen14(導電体)が存在する。よって、magnetic bars8と、magnetic pad16とは磁気的に結合されない。即ち、magnetic pad16は、本実施形態で説明したブリッジコアとしての機能を有さない。また、magnetic pad16は、コアの背面側に位置していないため、本実施形態で説明したブリッジコアとしての機能を有さない。
 また、armature12は、magnetic bar8の位置決めを行うためのものであり、magnetic bar8と磁気的に結合するコアではない。仮にarmature12が強磁性体であるとしても、armature12の厚さは薄いため、armature12の磁気抵抗は極めて高くなる。即ち、magnetic bar8を通る主磁束がarmature12を通過しようとしてもarmature12は磁気飽和するため非磁性体と等価になる。このように、armature12は、仮に強磁性体であるとしても非磁性体と等価になり、magnetic bar8と磁気的に結合されない。即ち、armature12は、本実施形態で説明したブリッジコアとしての機能を有さない。また、armature12は、コアの背面側に位置していないため、本実施形態で説明したブリッジコアとしての機能を有さない。
 また、特許文献6の技術では、複数のmagnetic bar8は、間隔を有する状態で配置される。このため、複数のmagnetic bar8によって大きくなった交番磁界が、複数のmagnetic bar8の間の領域から漏れて周囲に拡散する。複数のmagnetic bar8から拡散された交番磁界によって、周囲の物体(例えば電子機器)が加熱される虞がある。また、複数のmagnetic bar8から拡散された交番磁界によって、周囲の物体でノイズが発生する虞がある。また、複数のmagnetic bar8から拡散された交番磁界によって、帯状鋼板100が意図しない加熱を起こす虞がある。この場合、帯状鋼板100のx軸方向の温度分布が不均一になる虞がある。誘導加熱装置を設置する場所は同一条件とはならないため、帯状鋼板100が意図しない加熱を起こすか否かを予測することは実質的に不可能である。意図しない帯状鋼板100の加熱のために、誘導加熱装置の総電力が大きくなると、誘導加熱装置全体の加熱効率の低下を招く虞がある。この場合、帯状鋼板100を所望の温度まで加熱するために、誘導加熱装置に対する電力供給の方法を見直さなければならなくなる虞がある。
 これに対し本実施形態では、ブリッジコア220a、220bによって、主コア211とエッジコア212、213とが磁気的に結合できる。従って、コア(主コア211およびエッジコア212、213)によって大きくなった交番磁界が周囲に拡散することを抑制することができる。よって、前述した種々の弊害を抑制することができる。
 さらに本実施形態では、ブリッジコア220a、220bは、軟磁性フェライト(磁化方向の異方性がない強磁性体)により構成される。従って、主コア211およびエッジコア212、213と、ブリッジコア220a、220bとの間における構成原子のスピン同士の結合をより一層促進させることができる。よって、主コア211およびエッジコア212、213における磁束密度を増すことができる。
 また、本実施形態では、冷却フィン260a~260hと、冷却小管270a~270hとにより、オリジナルコア210の温度の上昇と、ブリッジコア220a、220bの温度の上昇とを抑制することができる。
 また、本実施形態では、ブリッジコア220a、220bは、主コア211およびエッジコア212、213とは別のコアである。従って、誘導加熱装置の組み立て作業やメンテナンス作業を容易にすることができる。また、全体の形状および大きさが同じであれば、異なる仕様の誘導加熱装置(例えば、部分エッジコアの数が異なる誘導加熱装置)に対して同一のブリッジコア220a、220bを適用することができる。
 以上のことは、下側誘導器300についても同じである。
 以上のように、本実施形態では、コアの温度の上昇の抑制と、帯状鋼板100に与えられる交番磁界の大きさの低下の抑制との双方を同時に満足させることができる誘導加熱装置を提供することができる。特に誘導加熱装置の容量が大きくなるにつれ、コアの温度の上昇の抑制と、帯状鋼板100に与えられる交番磁界の大きさの低下の抑制との双方を同時に満足させる効果が増大する。本実施形態の誘導加熱装置の容量は限定されないが、このような観点から、誘導加熱装置の容量が十kWオーダー以上(例えば10kW以上)である場合に、かかる効果が顕著になるので好ましい。
<変形例>
 本実施形態では、主コア211とエッジコア212、213とが同じ材料(電磁鋼板)で構成される場合を例示した。しかしながら、主コア211とエッジコア212、213は同じ材料で構成される必要はない。例えば、主コア211とエッジコア212、213のいずれか一方は、軟磁性フェライトで構成されてもよい。
 また、本実施形態では、ブリッジコア220a、220bが軟磁性フェライトにより構成される場合を例示した。しかしながら、ブリッジコア220a、220bを構成する軟磁性材料は軟磁性フェライトに限定されない。例えば、ブリッジコア220a、220bは、ブリッジコア220a、220bのx-y平面に平行な面の形状と同一の平面形状(本実施形態の例では長方形状)を有する複数の電磁鋼板であって、z軸方向に積層された複数の電磁鋼板により構成されてもよい。また、ブリッジコア220a、220bは、ブリッジコア220a、220bのy-z平面に平行な面の形状と同一の平面形状を有する複数の電磁鋼板であって、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板により構成されてもよい。
 また、本実施形態では、冷却フィン260a~260hの数と、冷却小管270a~270hの数とがそれぞれ8個である場合を例示した。しかしながら、これらの数は8個に限定されない。また、冷却フィン260a~260hの間隔および冷却小管270a~270hの間隔はそれぞれ同一である必要はない。エッジコア212、213の領域に配置される冷却フィン260a~260hの数と、冷却小管270a~270hの数とを多くすることにより、エッジコア212、213の冷却効果が高くなる。即ち、冷却フィン260a~260hの数と、冷却小管270a~270hの数は、図1、図2に示した数に限定されず、誘導加熱装置に要求される温度に応じて適宜決定される。
 また、本実施形態では、上側誘導器200が備えるブリッジコア220a、220bの数が2つである場合を例示した。しかしながら、上側誘導器200が備えるブリッジコアの数は2つに限定されない。上側誘導器200が備えるブリッジコアは1つでもよいし、3つ以上でもよい。例えば、主コア211の背面側の端面(上面)の少なくとも一部の領域と、エッジコア212a~212d、213a~213dの背面側の端面(上面)のそれぞれの少なくとも一部の領域とのそれぞれと対向する1つのブリッジコアを配置してもよい。
 また、本実施形態では、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときに、ブリッジコア220a、220bと対向する位置に存在するコア隙間領域のうち最も板中心側のコア隙間領域の板中心側の端部(図2に示す例では冷却フィン260d、260hの板中心側の端部)が、シールド板240a、240bよりも内側(板中心側)に配置される場合を例示した。しかしながら、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときのシールド板240a、240bと、主コア211および部分エッジコア212a~212d、213a~213dの位置関係は、このような関係に限定されない。
 例えば、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときに、部分エッジコア212a~212d、213a~213dのうちの少なくとも1つの部分エッジコアの板中心側の端部がそれぞれシールド板240a、240bよりも内側(板中心側)に配置されてもよい。例えば、部分エッジコア212a~212d、213a~213dが、それぞれシールド板240a、240bよりも内側(板中心側)に配置されてもよい。
 また、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときに、冷却フィン260a~260dの少なくとも1つの板中心側の端部と、冷却フィン260e~260hの少なくとも1つの板中心側の端部とが、シールド板240a、240bの板中心側の端部よりも内側(板中心側)に配置されてもよい。
 例えば、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときに、冷却フィン260d、260hの板中心側の端部が、シールド板240a、240bの板中心側の端部よりも内側(板中心側)に配置されてもよい。また、冷却フィン260a~260d、260e~260hの板中心側の端部が、それぞれシールド板240a、240bの板中心側の端部よりも内側(板中心側)に配置されてもよい。また、冷却フィン260a~260d、260e~260hの板中心側の端部が、それぞれシールド板240a、240bの板中心側の端部よりも内側(板中心側)に配置されてもよい。また、シールド板240a、240bが、シールド板240a、240bのx軸方向の可動範囲内で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近づく位置まで移動したときに、冷却フィン260a~260dの少なくとも1つの板中心側の端部と、冷却フィン260e~260hの少なくとも1つの板中心側の端部が、それぞれシールド板240a、240bの板中心側の端部よりも外側(板端側)に配置されてもよい。
 また、本実施形態では、誘導加熱装置がシールド板240a、240bを備える場合を例示した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、シールド板240a、240bが配置される位置に、帯状鋼板100のエッジ部の過加熱を防止するために、コイル230と帯状鋼板100との電磁結合度を調整(低減)するための2次コイルがシールド部材の一例として配置されてもよい。
 また、主コア211、311と部分エッジコア212d、213d、312d、313dとの間に配置される冷却用部材と、部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313dの間に配置される冷却用部材は、冷却可能に構成された非磁性の導電体を用いていれば、冷却フィン260a~260h、360a~360hおよび冷却小管270a~270h、370a~370hである必要はない。例えば、冷却フィン260a~260h、360a~360hおよび冷却小管270a~270h、370a~370hが配置される領域に、非磁性の導電体からなる中空直方体形状のパイプが配置されてもよい。このようにする場合、当該パイプの中空部分に冷却水が供給されてもよい。
 また、主コア211、311と部分エッジコア212d、213d、312d、313dとの間の領域と、部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313dの間の領域に、冷却用部材が配置されなくてもよい。主コア211、311と部分エッジコア212d、213d、312d、313dとの間の領域と、部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313dの間の領域は、空隙でもよい。このようにする場合、当該空隙に冷却媒体として冷却ガスが供給されてもよい。また、当該空隙の領域のx軸方向の長さを、図2に示す長さよりも長くすることにより、空冷による冷却効果を高めてもよい。
 また、本実施形態では、主コア211が一体化された1つのコアである場合を例示した。しかしながら、例えば、図6に示すように、主コア211は、x軸方向において間隔を有する状態で配置された複数の部分主コア211a~211bを有していてもよい(尚、図6は、図2に対応する断面図である)。このようにする場合、部分主コア211a、211bの間に、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hと同様の冷却フィン260iおよび冷却小管270iが配置されてもよい。また、図6に示すように、下側誘導器300についても、部分主コア211a~211b、冷却フィン260i、冷却小管270iと同様の、部分主コア311a~311b、冷却フィン360i、冷却小管370iが配置される。
 尚、部分主コアの数は2以上であればよく、限定されない。ただし、部分主コアの全てがブリッジコアの少なくとも1つと磁気的に結合できるのが好ましい。また、全ての部分主コアが磁気的に結合されるのがより好ましい。図6では、部分主コア211a~211b、311a~311bとブリッジコア220c、320cとが磁気的に結合できる場合を例示する。また、図6では、ブリッジコア220cの搬送予定面CP側の端面(下面)が、部分主コア211a~211bの背面側の端面(上面)の全体および部分エッジコア212a~212dの背面側の端面(上面)の全体と接触するようにブリッジコア220cが配置される場合を例示する。同様に、図6では、ブリッジコア320cの搬送予定面CP側の端面(上面)が、部分主コア311a~311bの背面側の端面(下面)の全体および部分エッジコア312a~312dの背面側の端面(下面)の全体と接触するようにブリッジコア320cが配置される場合を例示する。また、複数の部分主コアの形状および大きさは限定されない。複数の部分主コアの形状および大きさは同じでも異なっていてもよい。複数の部分エッジコアについても、形状および大きさは同じでも異なっていてもよい。
 また、本実施形態では、オリジナルコア210が、主コア211とエッジコア212、213とを有する場合を例示した。即ち、主コア211とエッジコア212、213とが区別される場合を例示した。しかしながら、必ずしも主コア211とエッジコア212、213とは区別されていなくてもよい。例えば、誘導加熱装置は、図7および図8に示すように構成されてもよい。図7は、このような誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。図7は、図1に対応する図である。図8は、当該誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。具体的に図8は、図7のI-I断面図であり、図2に対応する図である。
 図7および図8において、上側誘導器200は、オリジナルコア210と、ブリッジコア220cと、コイル230と、シールド板240a、240bとを備える。
 オリジナルコア210は、x軸方向において間隔を有する状態で配置された複数の部分オリジナルコア710a~710fを有する。部分オリジナルコア710a~710fは、図2に示した部分エッジコア212a~212dに対し、x軸方向の長さが異なる。部分オリジナルコア710a~710fのその他の構成は、部分エッジコア212a~212dと同じである。部分オリジナルコア710a~710fは、例えば、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板であって、同一の厚さおよび同一の平面形状の複数の電磁鋼板により構成される。このようにする場合、部分オリジナルコア710a~710fを構成する電磁鋼板の積層枚数と、図2に示した部分エッジコア212a~212dを構成する電磁鋼板の積層枚数とは異なる。
 部分オリジナルコア710a~710fのy-z断面は、図4に示す断面と同じになる。また、図7および図8では、全ての部分オリジナルコア710a~710f、810a~810fの形状および大きさが同じである場合を例示する。よって、複数の部分オリジナルコア710a~710fおよび複数の部分オリジナルコア810a~810fが同一の厚さおよび同一の平面形状の複数の電磁鋼板により構成される場合、それぞれにおける電磁鋼板の積層枚数は同じになる。また、図7および図8では、複数の部分オリジナルコア710a~710fの間隔と、複数の部分オリジナルコア810a~810fのx軸方向の間隔とが同じである場合を例示する。
 ブリッジコア220cは、部分オリジナルコア710a~710fのうち、少なくとも1つのコアを磁気的に結合できるようにするための強磁性体である。尚、ブリッジコア220c自体は、図6に示したブリッジコア220cと同じである。図7および図8では、ブリッジコア220cの搬送予定面CP側の端面(下面)と、部分オリジナルコア710a~710fの背面側の端面(上面)の全体とが互いに間隔を有する状態で対向する場合を例示する。ブリッジコア220cと、部分オリジナルコア710a~710fとの間隔は、ブリッジコア220cが、部分オリジナルコア710a~710fのうちの少なくとも1つの部分オリジナルと磁気的に結合できるように定められる。部分オリジナルコア710a~710fとの間隔は、ブリッジコア220cが、全ての部分オリジナルコア710a~710fと磁気的に結合できるように定められる。
 下側誘導器300は、上側誘導器200と同様に、部分オリジナルコア810a~810fを有するオリジナルコア310と、ブリッジコア320cと、コイル330と、シールド板340a、340bと、を備え、上側誘導器200と同じ構成を有する。
 尚、図7および図8において、x軸方向において間隔を有する状態で隣接する2つの部分オリジナルコア(例えば、部分オリジナルコア710a、710b)の間に、冷却用部材(例えば、冷却フィンおよび冷却小管)が配置されてもよいことは本実施形態で説明した通りである。その他、オリジナルコア210、310とブリッジコア220c、320cとが接触してもよいこと等も本実施形態で説明した通りである。
 尚、以上の各変形例は、下側誘導器300に採用されてもよい。
 以上、本実施形態の各種の変形例を説明した。<変形例>の項の説明の前に説明した本実施形態の変形例を含め、これらの各変形例の少なくとも2つを組み合わせた変形例が、本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態では、オリジナルコア210(主コア211およびエッジコア212、213)とブリッジコア220a、220bとが別々のコアとして構成される場合を例示した。同様に、オリジナルコア310(主コア311およびエッジコア312、313)とブリッジコア320a、320bとが別々のコアとして構成される場合を例示した。これに対し本実施形態では、オリジナルコアとブリッジコアとが一体化された1つのコアとして構成される場合を例示する。このように本実施形態と第1実施形態では、コアの構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において第1実施形態と同一の部分については、図1~図8に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
 図9は、誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。図9は、図1に対応する図である。
 図9に示す誘導加熱装置は、上側誘導器900と下側誘導器1000とを備える。上側誘導器900と下側誘導器1000は、帯状鋼板100の搬送予定面CPを介して互いに対向する位置に配置される(図10~図13を参照)。上側誘導器900と下側誘導器1000とは同じ構成を有する。従って、ここでは、上側誘導器900について詳細に説明し、下側誘導器1000の詳細な説明を必要に応じて省略する。尚、上側誘導器900および搬送予定面CPの間隔と、下側誘導器1000および搬送予定面CPの間隔とは同じでも同じでなくてもよい。本実施形態でも第1実施形態と同様に、誘導加熱装置のx軸方向の中心におけるy-z平面を対称面とする鏡面対称の関係となる形状を誘導加熱装置が有する場合を例示する。また、上側誘導器900および帯状鋼板100の間隔と、下側誘導器1000および帯状鋼板100の間隔とが同じ場合、誘導加熱装置は、誘導加熱装置のz軸方向の中心におけるx-y平面を対称面とする鏡面対称の関係となる形状を有する。
 図10は、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。具体的に図10は、図9のI-I断面図であり、図2に対応する図である。図11は、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。具体的に図11は、図9のII-II断面図であり、図3に対応する図である。図12は、誘導加熱装置の第3断面の一例を示す図である。具体的に図12は、図9のIII-III断面図であり、図4に対応する図である。図13は、誘導加熱装置の第4断面の一例を示す図である。具体的に図13は、図9のIV-IV断面図である。
 図10において、上側誘導器900は、上側コア910と、コイル230と、シールド板240a~240bと、冷却フィン260a~260hと、冷却小管270a~270hとを備える。
 上側コア910は、第1実施形態で説明したオリジナルコア210とブリッジコア220とが一体化され、1つのコアとして構成されたものである。
 本実施形態では、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板であって、同一の厚さの複数の電磁鋼板により上側コア910が構成される場合を例示する。
 図10において、上側コア910の領域911a、911bは、上側コア910の領域のうち、第1実施形態のブリッジコア220a、220bに相当する領域を含む領域である。本実施形態では、上側コア910の領域911a、911bに配置される電磁鋼板の形状は、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hが配置される領域にz軸方向で隣接する領域と、その他の領域とで異なる。
 図10において、上側コア910の領域911a、911bのうち、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hが配置される領域にz軸方向で隣接する領域には、例えば、当該領域に対応する平面形状の電磁鋼板がx軸方向に積層される。当該領域のy-z断面は、例えば、図11に示す上側コア910のy-z断面のようになる。図11では、当該領域のy-z断面全体の外形形状が長方形である場合を例示する。また、図11では、当該長方形のz軸方向の長さが、第1実施形態のブリッジコア220a、220bのz軸方向の長さと同じである場合を例示する。ただし、当該長方形のz軸方向の長さは、例えば、冷却小管270a~270hの曲率に応じてx軸方向の位置ごとに(僅かに)異なってもよい。
 一方、図10において、上側コア910の領域911a、911bのうち、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hが配置される領域にz軸方向で隣接する領域以外の領域には、例えば、当該領域に対応する同一の平面形状の電磁鋼板がx軸方向に積層される。当該領域のy-z断面は、例えば、図13に示す上側コア910のy-z断面のようになる。図13では、当該領域のy-z断面全体の外形形状がE形である場合を例示する(ただし、図13に示す例では、Eの横線の長さは全て同じ長さである)。また、図13では、当該領域のz軸方向の長さ(Eの横線に平行な方向の長さ)が、第1実施形態のブリッジコア220a、220bのz軸方向の長さと第1実施形態のオリジナルコア210(主コア211、エッジコア212、213)のz軸方向の長さとを加算した長さである場合を例示する。
 また、図10において、上側コア910の領域912は、第1実施形態のブリッジコア220a、220bに相当する領域を含まない領域である。上側コア910の領域912には、例えば、当該領域912に対応する同一の平面形状の電磁鋼板がx軸方向に積層される。上側コア910の領域912のy-z断面は、例えば、図12に示す上側コア910のy-z断面のようになる。図12では、上側コア910の領域912のy-z断面全体の外形形状がE形である場合を例示する(ただし、図12に示す例では、Eの横線の長さは全て同じ長さである)。また、図12では、上側コア910の領域912のz軸方向の長さ(Eの横線に平行な方向の長さ)が、第1実施形態のオリジナルコア210(主コア211、エッジコア212、213)のz軸方向の長さと同じである場合を例示する。
 上側コア910を構成する複数の電磁鋼板は、互いに分離しないように固定される。複数の電磁鋼板の固定の方法は限定されない。例えば、接着剤による固定、溶接による固定、カシメによる固定、および固定部材を用いた固定など、公知の種々の方法が、複数の電磁鋼板の固定の方法として採用される。以上のように本実施形態では、オリジナルコア(主コアおよびエッジコア)およびブリッジコアは、一体化された1つのコアである。従って、図9および図10に示すように、ブリッジコア(ブリッジコア220a、220bに相当する領域)と、主コアおよびエッジコア(主コア211およびエッジコア212、213に相当する領域)との境界に境界線は存在しない。尚、表記の都合上、図10では個々の電磁鋼板の境界線の図示を省略する。
 本実施形態では、上側コア910、下側コア1010の領域のうち、ブリッジコア220a、220b、320a、320bに相当する領域によりブリッジコアが構成される場合を例示する。また、本実施形態では、上側コア910、下側コア1010の領域のうち、主コア211、311およびエッジコア212~213、312~313に相当する領域に相当する領域により部分コアが構成される場合を例示する。
 図12および図13に、主コア211、311に相当する領域9110、10110を示す。また、図13に、ブリッジコア220a、220b、320a、320bに相当する領域9120、10120を示す。
 図12および図13に示すように、主コア211、311に相当する領域9110、10110は、胴部9111、10111と、中央脚部9112、10112と、上流側脚部9113、10113と、下流側脚部9114、10114と、を有する。胴部9111、10111、中央脚部9112、10112、上流側脚部9113、10113、下流側脚部9114、10114は、それぞれ、胴部2111、3111、中央脚部2112、3112、上流側脚部2113、3113、下流側脚部2114、3114と同じである(図3および図4を参照)。
 尚、エッジコア212~213、312~313に相当する領域をy-z平面に沿って切った断面全体の外形は、主コア211、311に相当する領域9110、10110をy-z平面に沿って切った断面全体の外形と同じになる。従って、エッジコア(部分エッジコア)に相当する領域も、主コア211、311に相当する領域9110、10110と同様に、胴部、中央脚部、上流側脚部、および下流側脚部を有する。
 下側誘導器1000も、上側誘導器900と同様に、下側コア1010と、コイル330と、シールド板340a、340bと、冷却フィン360a~360hと、冷却小管370a~370hと、を備え、上側誘導器900と同じ構成を有する。
 以上のように本実施形態では、ブリッジコア220a、220b、320a、320bに相当する領域を、オリジナルコア210、320に相当する領域と分離せずに一体化する。即ち、本実施形態では、オリジナルコアおよびブリッジコアを、1つのコア(1つの上側コア910、1つの下側コア1010)とする。このようにすることによっても第1実施形態で説明した効果を有する誘導加熱装置が実現される。また、ブリッジコア220a、220bに相当する領域の構成原子のスピンと、オリジナルコア210に相当する領域の構成原子のスピンとのスピン同士の結合(スピン-スピン結合)をより増大させることができる。これにより、コイル230に交流電流を流すことによりこれらの領域に生じる磁束密度を、オリジナルコア210とブリッジコア220a、220bとが別々のコアである場合に比べて高くすることができる。
 そして、第1実施形態と同様に本実施形態でも、冷却フィン260a~260hと、冷却小管270a~270hとにより、上側コア910の温度の上昇を抑制することができる。
 以上のことは、下側誘導器1000についても同じである。
 以上のように本実施形態においても第1実施形態と同様に、コアの温度を所望の温度以下に抑制することと、所望の大きさの交番磁界を発生させることとの双方を同時に実現することができる誘導加熱装置を提供することができる。
 尚、以上の説明から明らかなように、本実施形態の構成は、第1実施形態で説明したオリジナルコア、主コア、エッジコア、ブリッジコア、部分エッジコアを、それぞれ、オリジナルコアに相当する領域、主コアに相当する領域、エッジコアに相当する領域、ブリッジコアに相当する領域、部分エッジコアに相当する領域に置き替えたものとなる。従って、このような置き替えを行って第1実施形態の説明を読み替えることにより、以下の好ましい範囲が定められる。
・ ブリッジコア220a、220bに相当する領域の板中心側ラップ長Lの好ましい範囲(L≧α等)
・ ブリッジコア220a、220bに相当する領域の板端側ラップ長L’の好ましい範囲(L’≧α等)
・ ブリッジコア220a、220bに相当する領域の高さHの好ましい範囲(H≧Min(0.5×h、0.5×α)等)
・ 主コア211に相当する領域および部分エッジコア212a~212d、213a~213dに相当する領域のy軸方向の長さCLに対するブリッジコア220a、220bに相当する領域のy軸方向の長さBLの比の好ましい範囲(BL/CL≧0.2等)
<変形例>
 本実施形態では、上側コア910の領域912の形状が直方体の形状である場合を例示した。しかしながら、上側コア910の領域912の形状は直方体の形状に限定されない。例えば、図14に示すように、上側コア910の領域912の搬送予定面CP側の端面(下面)に、1つ以上の窪み部が形成されてもよい(尚、図14は、図10に対応する断面図である)。図14では、x軸方向に間隔を有する状態で2つの窪み部が上側コア910の領域912に形成される場合を例示する。また、図14に示すように、当該窪み部に、冷却フィン260a~260hおよび冷却小管270a~270hと同様の冷却フィン260j~260kおよび冷却小管270j~270kが配置されてもよい。図14では、冷却小管270j~270kが領域912の背面側の端面(上面)に達しないように、冷却フィン260j~260kの高さ(z軸方向の長さ)が、冷却フィン260a~260hの高さよりも低い場合を例示する。このようにすれば、冷却フィン260j~260kおよび冷却小管270j~270kが上側コア910の領域912に配置されることと、領域911a、911bと領域912とが一体化されて1つのコアとして構成されることと、の双方が実現される。
 また、図14に示すように、下側コア1010についても、冷却フィン360a~360hおよび冷却小管370a~370hと同様の冷却フィン360j~360kおよび冷却小管370j~370kが配置されてもよい。図14では、冷却フィン260j~260kと同様に冷却フィン360j~360kの高さ(z軸方向の長さ)が、冷却フィン360a~360hの高さよりも低い場合を例示する。
 尚、冷却フィン260j~260k、360j~360kおよび冷却小管270j~270k、370j~370kが配置されている位置におけるy-z断面は、図11における冷却フィン260a、360a、上側コア910、下側コア1010のz軸方向の長さを、冷却フィン260j~260k、360j~360kおよび冷却小管270j~270k、370j~370kが配置されている位置における、冷却フィン260j~260k、、360j~360k、上側コア910、および下側コア1010のz軸方向の長さにそれぞれ変更した断面になる。
 また、本実施形態では、上側コア910の領域912の高さ(z軸方向の長さ)が上側コア910のその他の領域の高さよりも低い場合を例示した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、図15に示すように、上側コア910の高さ(z軸方向の長さ)は、x軸方向の位置に関わらず同じであってもよい。図15では、上側コア910のx軸方向の領域911c全体に、ブリッジコアに相当する領域が含まれる場合を例示する(尚、図15は、図10に対応する断面図である)。
 以上の変形例は、下側誘導器1000に採用されてもよい。
 また、第1実施形態で説明した種々の変形例が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。また、第1実施形態で説明した変形例を含め、以上の各変形例の少なくとも2つを組み合わせた変形例が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態を説明する。第1実施形態では、主コア211とエッジコア212、213との間と、互いに隣接する部分エッジコア212a~212d、213a~213dの間に、冷却可能に構成された非磁性の導電体が配置される場合を例示した。本実施形態では、これに加えて、ブリッジコア220a~220b、320a~320bの背面側の端面(上面、下面)に、冷却可能に構成された非磁性の導電体が配置される場合を例示する。このようにすれば、ブリッジコア220a~220b、320a~320bの温度をより一層低下させることができる。このように本実施形態では、第1実施形態の誘導加熱装置に対して、ブリッジコア220a~220b、320a~320bの温度を低下させるための構成が付加される。従って、本実施形態の説明において第1実施形態および第2実施形態と同一の部分については、図1~図15に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
 図16は、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図であり、図2に対応する図である。図17は、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図であり、図3に対応する図である。本実施形態でも第1実施形態と同様に、誘導加熱装置のx軸方向の中心におけるy-z平面を対称面とする鏡面対称の関係となる形状を誘導加熱装置が有する場合を例示する。
 図16、図17では、上側誘導器1600のブリッジコア220a、220bの背面側の端面(上面)に、冷却管1610a、1610bが配置される場合を例示する。同様に、図16、図17では、下側誘導器1700のブリッジコア320a、320bの背面側の端面(下面)に、冷却管1710a、1710bが配置される場合を例示する。また、本実施形態では、冷却管1610a、1610b、1710a、1710bの外観形状がつづら折り形状である場合を例示する。
 冷却管1610a、1610bは、ブリッジコア220a、220bの背面側の端面(上面)においてつづら折りになるように配置される。また、冷却管1610a、1610bは、ブリッジコア220a、220bに接触している。冷却管1610a、1610bは、例えば、銅等の非磁性の導電体により構成される。
 同様に、冷却管1710a、1710bは、ブリッジコア320a、320bの背面側の端面(下面)においてつづら折りになるように配置される。また、冷却管1710a、1710bは、ブリッジコア320a、320bに接触している。冷却管1620a、1620bも、例えば、銅等の非磁性の導電体により構成される。
 第1実施形態の構成では、例えば、冷却小管270a~270hと、空冷とによってブリッジコア220a、220bの温度の上昇を抑えることができる。しかしながら、このような構成では、例えば、誘導加熱装置の周囲の温度が高い場合、ブリッジコア220a、220bの温度を所望の温度に低下させることができない虞がある。これに対し本実施形態では、ブリッジコア220a、220bの背面側の端面(上面)に、冷却管1610a、1610bが配置される。従って、第1実施形態の構成よりも、ブリッジコア220a、220bの温度を低下させることができる。このように本実施形態では、第1実施形態で説明した効果に加えて、ブリッジコア220a、220bの温度を確実に低下させることができるという効果を奏する。
 以上のことは、下側誘導器1700についても同じである。
<変形例>
 本実施形態では、ブリッジコア220a、220bを冷却するための冷却用部材の一例として、冷却管1610a、1610bを用いる場合を例示した。しかしながら、ブリッジコア220a、220bを冷却するための冷却用部材は、このような冷却用部材に限定されない。例えば、ブリッジコア220a、220bを冷却するための冷却用部材は、板状の非磁性の導電体でもよい。このようにする場合、当該板状の非磁性の導電体が熱伝導により冷却されるようにしてもよい。
 また、本実施形態では、第1実施形態の誘導加熱装置に対して冷却管1610a、1610bが付加さる場合を例示した。しかしながら、第2実施形態の誘導加熱装置に対して冷却管1610a、1610bが付加されてもよい。
 以上の変形例は、下側誘導器1700に採用されてもよい。
 また、第1実施形態および第2実施形態で説明した種々の変形例が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。また、第1実施形態および第2実施形態で説明した変形例を含め、以上の各変形例の少なくとも2つを組み合わせた変形例が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。
(第4実施形態)
 次に、第4実施形態を説明する。第1実施形態では、オリジナルコア210、310(主コア211、311および部分エッジコア212a~212d、213a~213d、312a~312d、313a~313d)が有する中央脚部、上流側脚部、および下流側脚部の先端面と、搬送予定面CPとの間隔(z軸方向の距離)が同じである場合を例示した。これに対し本実施形態では、オリジナルコアが有する中央脚部の先端面と、搬送予定面CPとの間隔が、オリジナルコアの領域のうち中央脚部以外の領域と、搬送予定面CPとの間隔よりも短い場合を例示する。このように本実施形態と第1~第3実施形態では、オリジナルコアの構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において第1実施形態と同一の部分については、図1~図8に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
 図18は、誘導加熱装置の外観構成の一例を示す図である。図18は、図1に対応する図である。
 図18に示す誘導加熱装置は、上側誘導器1800と下側誘導器1900とを備える。上側誘導器1800と下側誘導器1900は、帯状鋼板100の搬送予定面CPを介して互いに対向する位置に配置される(図19~図21を参照)。上側誘導器1800と下側誘導器1900とは同じ構成を有する。従って、ここでは、上側誘導器1800について詳細に説明し、下側誘導器1900の詳細な説明を必要に応じて省略する。
 尚、上側誘導器1800および搬送予定面CPの間隔と、下側誘導器1900および搬送予定面CPの間隔は同じでも同じでなくてもよい。本実施形態でも第1実施形態と同様に、誘導加熱装置のx軸方向の中心におけるy-z平面を対称面とする鏡面対称の関係となる形状を誘導加熱装置が有する場合を例示する。上側誘導器1800および搬送予定面CPの間隔と、下側誘導器1900および搬送予定面CPの間隔とが同じ場合、誘導加熱装置は、搬送予定面CPを対称面とする鏡面対称の関係となる形状を有する。
 図19は、誘導加熱装置の第1断面の一例を示す図である。具体的に図19は、図18のI-I断面図であり、図2に対応する図である。図20は、誘導加熱装置の第2断面の一例を示す図である。具体的に図20は、図18のII-II断面図であり、図3に対応する図である。図21は、誘導加熱装置の第3断面の一例を示す図である。具体的に図21は、図18のIII-III断面図であり、図4に対応する図である。
 図18および図19において、上側誘導器1800は、オリジナルコア1810と、ブリッジコア1820a~1820bと、コイル1830と、シールド板1840a~1840bと、冷却フィン1860a~1860hと、冷却小管1870a~1870hとを備える。
 オリジナルコア1810は、主コア1811と、エッジコア1812、1813とを有する。主コア1811と、エッジコア1812、1813は、x軸方向において間隔を有する状態で配置される。
 主コア1811は、主コア1811およびエッジコア1812、1813の中で、誘導加熱装置のx軸方向の中心の位置に最も近い位置に配置される強磁性体である。エッジコア1812、1813は、主コア1811よりも、オリジナルコア1810におけるx軸方向の端部側に配置される強磁性体である。エッジコア1812、1813は、複数の部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dを有する。複数の部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dは、x軸方向において間隔を有する状態で配置される。また、複数の部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dのうち主コア1811に最も近い位置にある部分エッジコア1812d、1813dと主コア1811も、x軸方向において間隔を有する状態で配置される。
 本実施形態では、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板であって、同一の厚さおよび同一の平面形状の複数の電磁鋼板により主コア1811が構成される場合を例示する。同様に、本実施形態では、x軸方向に積層された複数の電磁鋼板であって、同一の厚さおよび同一の平面形状の複数の電磁鋼板によりエッジコア1812、1813(部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d)が構成される場合を例示する。また、本実施形態では、主コア1811を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状と、エッジコア1812、1813を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状とが同じである場合を例示する。また、本実施形態では、主コア1811を構成する電磁鋼板の積層枚数と、エッジコア1812、1813(部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d)を構成する電磁鋼板の積層枚数とが異なる場合を例示する。
 主コア1811を構成する複数の電磁鋼板は、互いに分離しないように固定される。また、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dのそれぞれを構成する複数の電磁鋼板も、互いに分離しないように固定される。複数の電磁鋼板の固定の方法は限定されない。例えば、接着剤による固定、溶接による固定、カシメによる固定、および固定部材を用いた固定など、公知の種々の方法が、複数の電磁鋼板の固定の方法として採用される。尚、主コア1811を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状と、エッジコア1812、1813を構成する電磁鋼板の厚さおよび平面形状は、同じである必要はない。また、表記の都合上、図19では個々の電磁鋼板の境界線の図示を省略する。本実施形態では、主コア1811、1911と、エッジコア1812~1813、1912~1913(複数の部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d)とを用いるにより部分コアが構成される場合を例示する。
 図21に示すように、主コア1811、1911は、胴部18111、19111と、中央脚部18112、19112とを有する。図21では、胴部18111および中央脚部18112が一体化されている場合を例示する。同様に図21では、胴部19111および中央脚部19112も一体化されている場合を例示する。尚、前述したように、胴部18111、19111および中央脚部18112、19112を示す二点鎖線は仮想線である。
 胴部18111、19111は、それぞれ、コイル1830、1930の背面側において、コイル1830、1930よりも上流側(y軸の正の方向側)の領域から、コイル1830、1930よりも下流側(y軸の負の方向側)の領域まで、搬送方向に平行な方向(y軸方向)に延設される。
 中央脚部18112、19112は、それぞれ、コイル1830、1930の中空部分を通るように、胴部18111、18111から搬送予定面CPの方向に延設される。中央脚部18112、19112のy軸方向における位置の中に、コイル1830、1930の軸心のy軸方向における位置が含まれるのが好ましい。即ち、中央脚部18112、19112のy座標の中に、コイル1830、1930の軸心のy座標と重複する座標が存在するのが好ましい。本実施形態では、中央脚部18112、19112の重心のx-y平面における位置(x-y座標)と、コイル1830、1830の軸心のx-y平面における位置(x-y座標)とが一致する場合を例示する。
 中央脚部18112、19112は、コアのティースである。中央脚部18112、19112の先端面はそれぞれ、磁極面である。胴部18111、19111は、コアのヨークである。
 エッジコア1812、1813、1912、1913のy-z断面全体の外形は図21に示す主コア1811、1911のy-z断面全体の外形と同じになる。図21において、1811、1911の後に付している(1812、1813)、(1912、1913)は、このことを示す。
 従って、エッジコア1812、1813、1912、1913(部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913d)も、主コア1811、1911と同様に、胴部、中央脚部、上流側脚部、および下流側脚部を有する。胴部のy軸方向およびz軸方向の長さ、中央脚部のy軸方向およびz軸方向の長さ、上流側脚部のy軸方向およびz軸方向の長さ、および下流側脚部のy軸方向およびz軸方向の長さは、主コア1811、1911と、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913dとで同じである。一方、胴部のx軸方向の長さ、中央脚部のx軸方向の長さ、上流側脚部のx軸方向の長さ、および下流側脚部のx軸方向の長さは、主コア1811、1911の方が部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913dよりも長い。
 ブリッジコア1820b、1920a~1920bのy-z断面全体の外形は、ブリッジコア1820a、1920aのy-z断面全体の外形と同じになる(図20を参照)。
 以上のように、主コア1811のy-z平面に平行な面の形状とエッジコア1812、1813のy-z平面に平行な面の形状は、それぞれT形である(図21に示す主コア1811、1911の外形を参照)。即ち、主コア1811とエッジコア1812、1813は、いわゆるT形コアである。これに対し、第1実施形態の主コア211およびエッジコア212、213はいわゆるE形コアである。従って、主コア1811とエッジコア1812、1813は、主コア211およびエッジコア212、213が有する上流側脚部および下流側脚部を有さない。このことが、第1実施形態の主コア211およびエッジコア212、213と、本実施形態の主コア1811およびエッジコア1812、1813とで異なる。
 コイル1830は周回部を有する導電体である。尚、図18では、厚さがある部分(交流電源400から延びる直線以外の部分)がコイル1830の周回部である場合を例示する。コイル1830の周回部は、x-y平面において、オリジナルコア1810のスロットを通ってオリジナルコア1810の中央脚部をレーストラック状に周回するように配置される。第1実施形態のコイル230のx-y平面に平行な面の大きさは、オリジナルコア210のスロットの大きさに合わせて定められる。これに対し、本実施形態のコイル1830のx-y平面に平行な面の大きさは、オリジナルコア1810のスロットの大きさに合わせて定められる。このことが、第1実施形態のコイル230と本実施形態のコイル1830とで異なる。図18および図19に示すように、コイル1830、1930の周回部のx軸方向の長さは、帯状鋼板100(搬送予定面CP)の幅よりも長い。また、コイル1830、1930の周回部のx軸方向の両端は、帯状鋼板100(搬送予定面CP)のx軸方向の両端よりも外側に存在する。尚、コイル1830は、導電体の周囲に配置される絶縁体を有していてもよい。
 図18に示すように、コイル1830、1930には、交流電源400が電気的に接続される。図18に示すように、本実施形態では、コイル1830の周回部の一端部1831は、交流電源400の2つの出力端子の一方の端子401に電気的に接続される。また、コイル1830の周回部の他端部1832は、交流電源400の2つの出力端子の他方の端子402に電気的に接続される。
 また、コイル1930の周回部の2つの端部のうち、コイル1830の周回部の一端部1831とz軸方向において互いに対向する位置にある一端部1931は、交流電源400の2つの出力端子の一方の端子401に電気的に接続される。また、コイル1930の周回部の2つの端部のうち、コイル1830の他端部1832とz軸方向において互いに対向する位置にある他端部1932は、交流電源400の2つの出力端子の他方の端子402に電気的に接続される。
 このように本実施形態では、コイル1830およびコイル1930は、交流電源400から見た場合に、コイル1830およびコイル1930の巻き方向が互いに同じ向きになるように、交流電源400に並列に接続される。
 従って、図18に示すように、同時刻における同一の視点から見た場合に、コイル1830およびコイル1930の互いに対向する領域に流れる交流電流の向きは、互いに同じ向きになる(図18のコイル1830およびコイル1930の内に示す矢印線を参照)。
 尚、図19~図21では、コイル1830の搬送予定面CP側の端部が、オリジナルコア1810の先端面(搬送予定面CPに最も近い位置の面)よりも帯状鋼板100側にある場合を例示する。しかしながら、コイル1830の搬送予定面CP側の端部とオリジナルコア1810の先端面とが略面一となるようにしてもよい。
 図19において、部分エッジコア1812a、1812bの間、部分エッジコア1812b、1812cの間、部分エッジコア1812c、1812dの間、部分エッジコア1812dと主コア1811との間には、それぞれ、冷却フィン1860a、1860b、1860c、1860dが配置される。同様に、部分エッジコア1813a、1813bの間、部分エッジコア1813b、1813cの間、部分エッジコア1813c、1813dの間、部分エッジコア1813d、主コア211の間には、それぞれ、冷却フィン1860e、1860f、1860g、1860hが配置される。尚、本実施形態でも第1実施形態と同様に、これらの間隔が固定されている(変更されない)場合を例示する。しかしながら、これらの間隔は変更可能でもよい。
 冷却フィン1860a~1860hは、主コア1811および部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dを冷却するための冷却用部材の一例である。本実施形態でも第1実施形態と同様に、冷却フィン1860a~1860hがフィン状の非磁性の導電体板である場合を例示する。冷却フィン1860a~1860hは、例えば銅板により構成される。
 冷却フィン1860a~1860hの上には、冷却小管1870a~1870hが取り付けられる。冷却小管1870a~1870hは、主コア1811、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、およびブリッジコア1820a、1820bを冷却するための冷却用部材の一例である。本実施形態でも第1実施形態と同様に、冷却小管1870a~1870hが非磁性の導電体管である場合を例示する。
 冷却フィン1860a~1860hと、その上に取り付けられる冷却小管1870a~1870hとは互いに接触している。また、図20および図21では、冷却フィン1860a~1860hと、冷却小管270a~270hとを合わせた領域のy-z断面全体の外形が、オリジナルコア1810(主コア1811および部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d)のy-z断面の外形と同じである場合を例示する。即ち、図20および図21では、図20における冷却フィン1860aおよび冷却小管1870aの領域全体の形状および大きさが、図21における主コア1811の形状および大きさと同じである場合を例示する。冷却小管1870a~1870hの内部には、冷却小管270a~270hと同様に、冷却水等の冷却媒体が供給される。
 図3および図4に示すように、第1実施形態の主コア211のy-z断面全体の外形はE形である。また、冷却フィン260a~260hと、その上に取り付けられる冷却小管270a~270hとを合わせた領域のy-z断面全体の外形もE形である。また、第1実施形態の部分エッジコア212a~212d、213a~213dのy-z断面全体の外形もE形である。これに対し、図20および図21に示すように、本実施形態の主コア1811のy-z断面全体の外形はT形である。また、冷却フィン1860a~1860hと、その上に取り付けられる冷却小管1870a~1870hとを合わせた領域のy-z断面全体の外形もT形である。また、本実施形態の部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dのy-z断面全体の外形もT形である。このことが、第1実施形態の主コア211、エッジコア212、213、冷却フィン260a~260h、および冷却小管270a~270hと、本実施形態の主コア1811、エッジコア1812、1813、冷却フィン1860a~1860h、および冷却小管1870a~1870hとで異なる。
 第1実施形態と同様に本実施形態においても、主コア1811、1911と部分エッジコア1812d、1813d、1912d、1913dとの間、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913dの間に配置される冷却用部材は、冷却可能に構成された非磁性の導電体を用いていれば、冷却フィン1860a~1860h、1960a~1960hおよび冷却小管1870a~1870h、1970a~1970hである必要はない。また、主コア1811、1911と部分エッジコア1812d、1813d、1912d、1913dとの間の領域と、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913dの間の領域に、冷却用部材が配置されなくてもよい。主コア1811、1911と部分エッジコア1812d、1813d、1912d、1913dとの間の領域と、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813d、1912a~1912d、1913a~1913dの間の領域は、空隙でもよい。また、当該空隙の領域のx軸方向の長さを、図19に示す長さよりも長くすることにより、空冷による冷却効果を高めてもよい。
 シールド板1840a、1840bは、コイル1830と帯状鋼板100との電磁結合度を調整(低減)することにより、帯状鋼板100のエッジ部の過加熱を防止するためのシールド部材の一例である。第1実施形態のシールド板240a、240bのx-y平面に平行な面の大きさは、オリジナルコア210のx-y平面に平行な面の大きさに合わせて定められる。これに対し、本実施形態のシールド板1840a、1840bのx-y平面に平行な面の大きさは、オリジナルコア1810のx-y平面に平行な面の大きさに合わせて定められる。このことが、第1実施形態のシールド板240a、240bと本実施形態のシールド板1840a、1840bとで異なる。従って、シールド板1840a、1840bも第1実施形態のシールド板240a、240bと同様に、その可動範囲内でx軸方向に移動してもよい。また、帯状鋼板100の蛇行量がcmのオーダーを上回る場合には、誘導加熱装置の全体(上側誘導器1800および下側誘導器1900)を、帯状鋼板100の蛇行量と同じ量だけ、x軸方向(帯状鋼板100が蛇行する方向)に移動させるのが好ましいことも第1実施形態と同様である。
 ブリッジコア1820a、1820bは、主コア1811と部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dとのうち、少なくとも1つのコアと磁気的に結合できる強磁性体である。本実施形態でも第1実施形態と同様に、ブリッジコア1820a、1820bが、軟磁性フェライト(磁化方向の異方性がない強磁性体)を有する場合を例示する。また、本実施形態でも第1実施形態と同様に、ブリッジコア1820aが、主コア1811および部分エッジコア1812a~1812dと磁気的に結合でき、且つ、ブリッジコア1820bが、主コア1811および部分エッジコア1813a~1813dと磁気的に結合できる場合を例示する。
 図19に示すようにブリッジコア1820a、1820bは、互いに間隔を有する状態でx軸方向の両側に配置される。また、図19では、ブリッジコア1820a、1820bが、z軸方向から見た場合に、主コア1811の一部と重なり合うように配置される場合を例示する。また、図19では、ブリッジコア1820a、1820bが、それぞれ、z軸方向から見た場合に、部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dのそれぞれの少なくとも一部と重なり合うように配置される場合を例示する。
 ここで、図19を参照しながら、本実施形態におけるブリッジコア1820a、1820bの配置の一例をより具体的に説明する。ブリッジコア1820aの搬送予定面CP側の端面(下面)は、主コア1811の背面側の端面(上面)の一部と、部分エッジコア1812a~1812dの背面側の端面(上面)の全体と、冷却小管1870a~1870dの背面側の端面(上面)の全体とに接触している。また、ブリッジコア1820bの搬送予定面CP側の端面(下面)は、主コア1811の背面側の端面(上面)の一部と、部分エッジコア1813a~1813dの背面側の端面(上面)の全体と、冷却小管1870e~1870hの背面側の端面(上面)の全体とに接触している。
 しかしながら、ブリッジコア1820a、1820bと、主コア1811およびエッジコア1812、1813とが磁気的に結合できれば、ブリッジコア1820a、1820bと、主コア1811およびエッジコア1812、1813とを接触させる必要はない。例えば、ブリッジコア1820a、1820bは、主コア1811およびエッジコア1812、1813と間隔を有する状態で配置されてもよい。また、ブリッジコア220a、220bは、主コア211およびエッジコア212、213のうちの一方のみと接触または間隔を有して対向してもよい。
 以上のように本実施形態では、主コア1811およびエッジコア1812、1813のそれぞれが、ブリッジコア1820a、1820bの少なくとも一方と磁気的に結合できる場合を例示する。
 第1実施形態のブリッジコア220a、220bのx-y平面に平行な面の大きさは、オリジナルコア210および冷却小管270a~270hのx-y平面に平行な面の大きさに合わせて定められる。これに対し、本実施形態のブリッジコア1820a、1820bのx-y平面に平行な面の大きさは、オリジナルコア1810および冷却小管1870a~1870hのx-y平面に平行な面の大きさに合わせて定められる。このことが、第1実施形態のブリッジコア220a、220bと本実施形態のブリッジコア1820a、1820bとで異なる。
 従って、第1実施形態でオリジナルコア、ブリッジコア、主コア、部分エッジコア、冷却フィン、冷却小管、コイル、およびシールド板に付した符号を、本実施形態で付した符号に置き替えて第1実施形態の説明を読み替えることにより、以下の範囲が定められる。
・ ブリッジコア1820a、1820bの板中心側ラップ長Lの範囲(L≧β)
・ ブリッジコア1820a、1820bの板端側ラップ長L’の範囲(L’>0等)
・ ブリッジコア1820a、1820bの高さHの範囲(H=0.5×h、H=0.5×α等)
・ 主コア1811および部分エッジコア1812a~1812d、1813a~1813dのy軸方向の長さCLに対するブリッジコア1820a、1820bのy軸方向の長さBLの比の範囲(BL/CL≧0.2等)厚さ
 下側誘導器1900も、上側誘導器1800と同様に、主コア1911およびエッジコア1912、1913(部分エッジコア1912a~1912d、1913a~1913d)を備えるオリジナルコア1910と、ブリッジコア1920a、1920bと、コイル1930と、シールド板1940a、1940bと、冷却フィン1960a~1960hと、冷却小管1970a~1970hと、を備え、上側誘導器1800と同じ構成を有する。
 以上のように本実施形態では、オリジナルコア1810、1910をいわゆるT形コアとする。オリジナルコア210、310をE形コアとすると、オリジナルコア210、310が有する3つの脚部(中央脚部、上流側脚部、および下流側脚部)のうち2つの脚部の先端面(磁極面)を結ぶ磁束線が生じる虞がある。従って、オリジナルコア1810、1910をいわゆるT形コアとする場合の方が、オリジナルコア210、310をいわゆるE形コアとする場合よりも、z軸方向において帯状鋼板100を交差する磁束の量を増やすことができる。よって、オリジナルコア1810、1910をいわゆるT形コアとする場合の方が、オリジナルコア210、310をいわゆるE形コアとする場合よりも、帯状鋼板100の加熱効率を上げることができる。
 一方、オリジナルコア1810、1910をいわゆるT形コアとすると、z軸方向において帯状鋼板100を交差する磁束量の増加に伴い、シールド板1840a、1840bに発生する渦電流が大きくなる。このため、上側誘導器1800、下側誘導器1900で発生する磁束が、シールド板1840a、1840bに発生する渦電流により跳ね返され易くなり、ノイズとして周囲に拡散し易くなる。
 以上のことから、例えば、帯状鋼板100の加熱効率をノイズの低減よりも優先させる場合には本実施形態の誘導加熱装置を採用すればよい。一方、例えば、ノイズの低減を帯状鋼板100の加熱効率よりも優先させる場合には第1実施形態の誘導加熱装置を採用すればよい。
<変形例>
 本実施形態では、オリジナルコア1810、1910をいわゆるT形コアとする場合を例示した。しかしながら、オリジナルコアが有する中央脚部の先端面と、搬送予定面CPとの間隔が、オリジナルコアの領域のうち中央脚部以外の領域と、搬送予定面CPとの間隔よりも短ければ、オリジナルコアは、いわゆるT形コアでなくてもよい。例えば、主コアおよび部分エッジコアは、中央脚部に加え、第1実施形態で説明した上流側脚部および下流側脚部を有していてもよい。このようにする場合、中央脚部の先端面と搬送予定面CPとの間隔は、上流側脚部の先端面と搬送予定面CPとの間隔と、下流側脚部の先端面と搬送予定面CPとの間隔よりも短いのが好ましい。このようにする場合、オリジナルコア(主コアおよびエッジコア)のy-z平面に平行な面の形状は、真ん中の横線の長さが上下の2つの横線よりも長いE形になる。また、オリジナルコアの形状は、第1実施形態および本実施形態に示す形状に限定されない。
 また、本実施形態で説明した変形例の他、第1実施形態で説明した種々の変形例が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。また、第2実施形態のように、オリジナルコア1810、1910(主コア1811、1911およびエッジコア1812、1813、1912、1913)とブリッジコア1820a、1820b、1920a、1920bとが、1つのコアとして構成されてもよい。また、第3実施形態のように、ブリッジコア1820a、1820b、1920a、1920bの背面側の端面(上面、下面)に、冷却可能に構成された非磁性の導電体(例えば冷却管)が配置されてもよい。また、第2実施形態および第3実施形態との双方が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。さらに、これらのいずれかが本実施形態の誘導加熱装置に採用される場合にも、各実施形態で説明した種々の変形例が採用されてもよい。また、第1実施形態、第2実施形態、および第3実施形態で説明した変形例を含め、以上の各変形例の少なくとも2つを組み合わせた変形例が本実施形態の誘導加熱装置に採用されてもよい。
 尚、前述したように本実施形態と第1実施形態とは、オリジナルコア210、310、1810、1910の形状が異なることによる相違のみであるので、当業者であれば、本実施形態に対し第2実施形態および第3実施形態の少なくとも一方を適用する形態を理解することができる。従って、本実施形態に対し第2実施形態および第3実施形態の少なくとも一方を適用することについての詳細な説明を省略する。
 また、第1、第3、第4実施形態のように、オリジナルコア210、310、1810、1910と、ブリッジコア220a、220b、320a、320b、1820a、1820b、1920a、1920bとが別々のコアである場合、ブリッジコア220a、220b、320a、320b、1820a、1820b、1920a、1920bを、シールド板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940bのx軸方向の移動に合わせて、x軸方向に移動させてもよい。シールド板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940bのx軸方向の移動は、第1実施形態で説明したようにして実行される。例えば、帯状鋼板100が蛇行している場合に、シールド板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940bをx軸方向(帯状鋼板100が蛇行する方向)に移動させる場合、帯状鋼板100の蛇行量と同じ量だけ、ブリッジコア220a、220b、320a、320b、1820a、1820b、1920a、1920bと、シールド板240a、240b、340a、340b、1840a、1840b、1940a、1940bとをx軸方向(帯状鋼板100が蛇行する方向)に移動させてもよい。
 尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
 本発明は、例えば、導電体板を誘導加熱することに利用することができる。

Claims (8)

  1.  互いに同じ向きの交流電流の通電により生じる交番磁界が、導電体板の搬送予定面と交差するように、前記搬送予定面の表側と裏側とに少なくとも1つずつ配置された一対のコイルと、
     前記一対のコイルを構成する1つのコイル毎に一組ずつ配置されたコアと、を備え、
     前記1つのコイル毎に配置された一組のコアは、幅方向において互いに間隔を有する状態で配置された複数の部分コアを有し、
     前記幅方向は、前記導電体板の搬送方向と、前記コイルの対向方向と、に垂直な方向であり、
     前記部分コアのそれぞれは、胴部と、中央脚部と、を有し、
     前記胴部は、前記コイルの背面側において、前記コイルよりも前記搬送方向の上流側の領域から、前記コイルよりも前記搬送方向の下流側の領域まで、前記搬送方向に延設され、
     前記背面側は、前記搬送予定面が存在する側の反対側であり、
     前記中央脚部は、前記コイルの中空部分を通るように、前記胴部から前記搬送予定面の方向に延設されるトランスバース方式の誘導加熱装置であって、
     前記一組のコアは、前記部分コアのうちの少なくとも2つの部分コアと磁気的に結合できる少なくとも1つのブリッジコアを有し、
     前記ブリッジコアは、前記部分コアの背面側に配置されることを特徴とする、トランスバース方式の誘導加熱装置。
  2.  前記部分コアのそれぞれは、少なくとも1つの前記ブリッジコアと磁気的に結合できることを特徴とする、請求項1に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
  3.  前記一組のコアに含まれる全ての前記部分コアは、前記ブリッジコアを介して磁気的に結合できることを特徴とする、請求項1または2に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
  4.  前記一組のコアのそれぞれは、複数の前記ブリッジコアを有し、
     前記ブリッジコアは、前記幅方向において互いに間隔を有する状態で配置されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
  5.  前記一組のコアのそれぞれは、2つの前記ブリッジコアを有し、
     前記2つのブリッジコアは、互いに間隔を有する状態で前記幅方向の両側に配置され、
     前記コイルの対向方向から見た場合に、前記部分コアのそれぞれの少なくとも一部は、1つの前記ブリッジコアと互いに重なり合うことを特徴とする、請求項4に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
  6.  前記一組のコアのそれぞれが有する前記ブリッジコアの数は1であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
  7.  前記一組のコアにおいて、前記部分コアと、前記ブリッジコアとは、別々のコアであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
  8.  前記一組のコアにおいて、前記複数の部分コアの少なくとも1つと、前記ブリッジコアの少なくとも1つとは、一体のコアであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載のトランスバース方式の誘導加熱装置。
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