JP2014026884A - Induction heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば金属シートや炭素繊維シート等の導電性板材を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating device for induction heating a conductive plate such as a metal sheet or a carbon fiber sheet.
従来、金属シートや炭素繊維シート等をソレノイドコイル方式又はトランスバースコイル方式の誘導加熱装置によって誘導加熱するものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, some metal sheets, carbon fiber sheets, and the like are induction-heated by a solenoid coil type or transverse coil type induction heating device.
しかしながら、この誘導加熱装置を用いて、金属シートを５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波電源で誘導加熱する場合、比較的磁気抵抗が小さい磁気回路を構成する必要がある。磁気抵抗が大きいほど力率は低くなり、加熱効率が悪くなるからである。 However, when this induction heating apparatus is used to induction heat a metal sheet with a medium frequency power source of 50 Hz to 1000 Hz, it is necessary to configure a magnetic circuit having a relatively small magnetic resistance. This is because the greater the magnetic resistance, the lower the power factor and the lower the heating efficiency.
また、従来の誘導加熱装置で金属シート等の導電性板材を誘導加熱するものでは、金属シートの搬送方向に直交する方向（幅方向）の両端部は温度上昇が押さえられて低温となってしまうという問題がある。 In addition, in the case where a conductive plate such as a metal sheet is induction-heated by a conventional induction heating device, the temperature rise is suppressed at both ends in the direction (width direction) orthogonal to the metal sheet conveyance direction, resulting in a low temperature. There is a problem.
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、金属シート等の導電性板材を幅方向全体に亘って均一に加熱できる誘導加熱装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and its main purpose is to provide an induction heating apparatus capable of uniformly heating a conductive plate material such as a metal sheet over the entire width direction. It is to be an issue.
すなわち本発明に係る誘導加熱装置は、導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、前記導電性板材が搬送される搬送通路と、前記搬送通路の上側に配置された第１の平板状コイル群と、前記搬送通路の下側に配置された第２の平板状コイル群とを備え、前記第１の平板状コイル群及び前記第２の平板状コイル群それぞれが、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた複数の平板状要素コイルを有し、搬送方向に直交する幅方向に少なくとも１つの平板状要素コイルを配置してなるコイルユニットを搬送方向に沿って多段に配列して構成されており、少なくとも１つのコイルユニットを構成する１又は複数の平板状要素コイルが、前記導電性板材から幅方向外側にはみ出すように配置されていることを特徴とする。 That is, the induction heating device according to the present invention is an induction heating device for a conductive plate material at a medium frequency of 50 Hz to 1000 Hz, and is disposed on a conveyance path through which the conductive plate material is conveyed and above the conveyance path. The first flat coil group and the second flat coil group disposed on the lower side of the conveyance path, the first flat coil group and the second flat coil group are respectively A coil unit having a plurality of flat element coils provided with a magnetic path orthogonal to the transfer path in the center and having at least one flat element coil arranged in the width direction orthogonal to the transfer direction is transferred. Are arranged in multiple stages along the direction, and one or more flat element coils constituting at least one coil unit are arranged so as to protrude outward in the width direction from the conductive plate. It is characterized in.
このようなものであれば、第１の平板状コイル群及び第２の平板状コイル群において、各平板状要素コイルで発生した磁束は、当該平板状要素コイルの中心磁路から外周磁路を通って循環することになり、第１の平板状コイル群及び第２の平板状コイル群の間にある導電性板材に誘導電流が誘起されて導電性板材が加熱される。ここで、各平板状要素コイルの周囲に外周磁路部材を設けているので、各平板状要素コイルで発生した磁束の磁路における磁気抵抗を小さくすることができる。
また、平板状要素コイルを導電性板材の幅方向外側にはみ出すように配置しているので、導電性板材の幅方向端部が平板状要素コイルの径方向内側部分に位置することになる。ここで、各平板状要素コイルによる導電性板材の発熱量は、平板状要素コイルの径方向外側部分よりも径方向内側部分の方が多いことから、導電性板材の幅方向端部を効率良く加熱することができる。
さらに、少なくとも１つの平板状要素コイルからなるコイルユニットを搬送方向に沿って多段に配列しているので、各コイルユニットの構成を変更することによって導電性板材を幅方向全体に亘って均一に加熱することができる。このように平板状要素コイルの配置を工夫することにより導電性板材を幅方向全体に亘って均一に加熱することができる。
If it is such, in the 1st flat coil group and the 2nd flat coil group, the magnetic flux which generate | occur | produced in each flat element coil will carry an outer periphery magnetic path from the center magnetic path of the said flat element coil. It circulates through and an induced current is induced in the conductive plate material between the first flat coil group and the second flat coil group, and the conductive plate material is heated. Here, since the outer peripheral magnetic path member is provided around each flat element coil, the magnetic resistance in the magnetic path of the magnetic flux generated in each flat element coil can be reduced.
Further, since the flat element coil is arranged so as to protrude outward in the width direction of the conductive plate material, the width direction end portion of the conductive plate material is located at the radially inner portion of the flat plate element coil. Here, since the heat generation amount of the conductive plate material by each flat element coil is larger in the radially inner portion than in the radial outer portion of the flat element coil, the width direction end portion of the conductive plate material is efficiently used. Can be heated.
Furthermore, since the coil units composed of at least one flat element coil are arranged in multiple stages along the conveying direction, the conductive plate material is uniformly heated over the entire width direction by changing the configuration of each coil unit. can do. Thus, the electroconductive board | plate material can be uniformly heated over the whole width direction by devising arrangement | positioning of a flat element coil.
ここで、平板状要素コイルの巻回コイルの巻回径を２分割する位置において発熱量が最も多くなる。このため、前記導電性板材から幅方向外側にはみ出た平板状要素コイルの少なくとも１つにおいて、当該平板状要素コイルにおける巻回コイルの巻回径を２分割する位置を前記導電性板材の幅方向端部が通過するように配置されていることが望ましい。これならば、導電性板材の幅方向端部を好適に加熱することができる。 Here, the amount of heat generation becomes the largest at the position where the winding diameter of the winding coil of the flat element coil is divided into two. For this reason, in at least one of the flat element coils protruding outward in the width direction from the conductive plate material, the position in which the winding diameter of the winding coil in the flat element coil is divided into two is determined in the width direction of the conductive plate material. It is desirable that the end portion is disposed so as to pass therethrough. If it is this, the width direction edge part of an electroconductive board | plate material can be heated suitably.
搬送方向に隣接する２つのコイルユニットを構成する平板状要素コイルが幅方向に互いにずれて配置されていることが望ましい。これならば、各コイルユニットを通過する導電性板材の幅方向における発熱量を均一化することができる。 It is desirable that the flat element coils constituting the two coil units adjacent to each other in the transport direction are arranged so as to be shifted from each other in the width direction. If it is this, the emitted-heat amount in the width direction of the electroconductive board | plate material which passes each coil unit can be equalize | homogenized.
前記第１の平板状コイル群及び前記第２の平板状コイル群それぞれにおいて、前記複数の平板状要素コイルがコイル群の中心に対して点対称となるように配置されていることが望ましい。これならば、導電性板材の幅方向一端部の温度と、幅方向他端部の温度とを略同一にすることができる。 In each of the first flat coil group and the second flat coil group, it is desirable that the plurality of flat element coils are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the coil group. If it is this, the temperature of the width direction one end part of an electroconductive board | plate material and the temperature of the width direction other end part can be made substantially the same.
前記導電性板材の幅方向一端部からはみ出た１又は複数の平板状要素コイルのはみ出た部分形状と、前記導電性板材の幅方向他端部からはみ出た１又は複数の平板状要素コイルのはみ出た部分形状とが同一であることが望ましい。これによっても、導電性板材の幅方向一端部の温度と、幅方向他端部の温度とを略同一にすることができる。 The partial shape of one or more flat element coils protruding from one end in the width direction of the conductive plate and the protrusion of one or more flat element coils protruding from the other end in the width direction of the conductive plate It is desirable that the partial shape is the same. Also by this, the temperature of the one end part of the width direction of an electroconductive board | plate material and the temperature of the other end part of the width direction can be made substantially the same.
前記搬送通路を通過した導電性板材の幅方向各部における発熱量が、当該導電性板材の幅方向中心に対して左右対称となるように、前記複数の平板状要素コイルが配置されていることが望ましい。このように本発明では、コイルユニットを多段配置しているので、コイルユニットにおける平板状要素コイルの配置を工夫することによって、導電性板材の幅方向の温度分布を所望の温度分布とすることができる。 The plurality of plate-shaped element coils may be arranged so that the amount of heat generated in each part in the width direction of the conductive plate that has passed through the conveyance path is symmetrical with respect to the center in the width direction of the conductive plate. desirable. As described above, in the present invention, since the coil units are arranged in multiple stages, the temperature distribution in the width direction of the conductive plate can be set to a desired temperature distribution by devising the arrangement of the flat element coils in the coil unit. it can.
コイルユニットを複数の平板状要素コイルから構成する場合には、前記複数の平板状要素コイルに流す電流を制御することにより、前記導電性板材の幅方向における温度分布を調整することが望ましい。 When the coil unit is composed of a plurality of flat element coils, it is desirable to adjust the temperature distribution in the width direction of the conductive plate material by controlling the current flowing through the plurality of flat element coils.
このように構成した本発明によれば、金属シート等の導電性板材の幅方向端部の温度低下を抑えて、導電性板材の幅方向の均温化を図ることができる。 According to the present invention configured as described above, temperature reduction in the width direction of the conductive plate material can be achieved by suppressing a temperature drop at the end portion in the width direction of the conductive plate material such as a metal sheet.
以下に本発明に係る誘導加熱装置の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of an induction heating device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態に係る誘導加熱装置１００は、導電性板材Ｗを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で連続的に誘導加熱するものである。導電性板材Ｗとしては、例えばアルミニウム等の金属又は炭素繊維からなる板状又はシート状をなすものである。なお、アルミニウムシート等は、従来の中周波誘導加熱装置において誘導加熱しにくいものである。 The induction heating device 100 according to the present embodiment continuously heats the conductive plate W at a medium frequency of 50 Hz to 1000 Hz. As the conductive plate W, for example, a plate or sheet made of metal such as aluminum or carbon fiber is used. In addition, an aluminum sheet etc. is a thing which is hard to carry out induction heating in the conventional medium frequency induction heating apparatus.
具体的にこの誘導加熱装置１００は、図１〜図４に示すように、導電性板材Ｗが搬送される搬送通路２と、この搬送通路２の上側に配置された第１の平板状コイル群３と、搬送通路２の下側に配置された第２の平板状コイル群４とを備えている。 Specifically, as shown in FIGS. 1 to 4, the induction heating device 100 includes a conveyance path 2 through which the conductive plate W is conveyed, and a first flat coil group disposed on the upper side of the conveyance path 2. 3 and a second flat coil group 4 disposed below the conveyance path 2.
第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４は、図２及び図３に示すように、搬送通路２を介して上下対称となる構成であり、中心部に搬送通路２に直交する磁路が設けられた４つの平板状要素コイルＣと、各平板状要素コイルＣの周囲に設けられて、各平板状要素コイルＣにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する外周磁路部材５とを有する。なお、以下において、４つの平板状要素コイルＣを符号Ｃ１〜Ｃ４で示す場合がある。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4 are configured to be vertically symmetric via the conveyance path 2, and are arranged in the conveyance path 2 at the center. Four flat element coils C provided with orthogonal magnetic paths, and outer peripheral magnets that are provided around each flat element coil C to form an outer magnetic path through which the magnetic flux generated by each flat element coil C passes. And a road member 5. In the following description, the four flat element coils C may be denoted by reference numerals C1 to C4.
４つの平板状要素コイルＣは互いに同一構成及び同一形状をなし、各平板状要素コイルＣは、平面視において概略円状をなすものである（図１参照）。なお、平板状要素コイルＣの形状は、平面視において概略矩形状をなすものとしても良い。 The four flat element coils C have the same configuration and the same shape, and each flat element coil C has a substantially circular shape in plan view (see FIG. 1). Note that the shape of the flat element coil C may be a substantially rectangular shape in plan view.
また、図２〜図４に示すように、各平板状要素コイルＣの中心部には、コイル中心磁路を形成する中心鉄心６が設けられている。また、平板状要素コイルＣと搬送通路２との間には絶縁板７が設けられており、平板状要素コイルＣと導電性板材Ｗとの間の短絡を防止している（図４参照）。 Moreover, as shown in FIGS. 2-4, the center iron core 6 which forms a coil center magnetic path is provided in the center part of each flat element coil C. As shown in FIG. Moreover, the insulating plate 7 is provided between the flat element coil C and the conveyance path 2, and the short circuit between the flat element coil C and the electroconductive board | plate material W is prevented (refer FIG. 4). .
外周磁路部材５は、図１〜図３に示すように、平板状要素コイルＣを収容する磁性体金属からなるコイル収容容器５１〜５４から構成されている。コイル収容容器５１〜５４は、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４毎に設けられている。つまり、１つのコイル収容容器５１〜５４は、１つの平板状要素コイルＣを収容する。ここで、第１の平板状コイル群３のコイル収容容器５１〜５４は、平板状要素コイルＣの上面及び外側周面を覆うことにより平板状要素コイルＣを収容するものであり、下面が開口する概略中空直方体形状をなしている。また、第２の平板状コイル群４のコイル収容容器５１〜５４は、平板状要素コイルＣの下面及び外側周面を覆うことにより平板状要素コイルＣを収容するものであり、上面が開口する概略中空直方体形状をなしている。 The outer periphery magnetic path member 5 is comprised from the coil storage containers 51-54 which consist of a magnetic body metal which accommodates the flat element coil C, as shown in FIGS. The coil storage containers 51 to 54 are provided for each of the flat element coils C1 to C4. That is, one coil housing container 51 to 54 houses one flat element coil C. Here, the coil accommodating containers 51 to 54 of the first flat coil group 3 are for accommodating the flat element coil C by covering the upper surface and the outer peripheral surface of the flat element coil C, and the lower surface is opened. It has a generally hollow rectangular parallelepiped shape. Moreover, the coil storage containers 51 to 54 of the second flat coil group 4 are for receiving the flat element coil C by covering the lower surface and the outer peripheral surface of the flat element coil C, and the upper surface is opened. It has a generally hollow rectangular parallelepiped shape.
また、本実施形態では、図４に示すように、第１及び第２のコイル群３、４のコイル収容容器５１〜５４における発熱を避けるために、コイル収容容器５１〜５４に、短絡電流防止用のスリットＳを形成している。その他、コイル収容容器５１〜５４の発熱を避けるために、コイル収容容器５１〜５４を、珪素鋼鉄等の絶縁薄板磁性体を積層して構成しても良い。また、補助加熱等に使用するため積極的にコイル収容容器５１〜５４も加熱する場合には、中実又はスリットの深さを調整した磁性体を採用することが考えられる。 Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 4, in order to avoid the heat_generation | fever in the coil storage containers 51-54 of the 1st and 2nd coil groups 3 and 4, a short circuit current prevention is carried out to the coil storage containers 51-54. A slit S is formed. In addition, in order to avoid the heat generation of the coil storage containers 51 to 54, the coil storage containers 51 to 54 may be configured by laminating insulating thin plate magnetic materials such as silicon steel. In addition, when the coil housing containers 51 to 54 are also actively heated for use in auxiliary heating or the like, it is conceivable to employ a magnetic material in which the solid or slit depth is adjusted.
さらに、図４に示すように、上下に対向する２つの平板状要素コイルＣを収容するコイル収容容器５１（５２〜５４）において、上側のコイル収容容器５１（５２〜５４）の側壁の下端部と、下側のコイル収容容器５１（５２〜５４）の側壁の上端部とは、互いに対向している。これにより、上下に対向する２つの平板状要素コイルＣにより発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を小さくし、力率を高くして加熱効率を改善している。 Furthermore, as shown in FIG. 4, in the coil storage container 51 (52-54) which accommodates two flat element coils C facing up and down, the lower end part of the side wall of the upper coil storage container 51 (52-54) And the upper end part of the side wall of the lower coil storage container 51 (52-54) has mutually opposed. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic path through which the magnetic flux generated by the two flat element coils C facing each other passes is reduced, and the power factor is increased to improve the heating efficiency.
しかして本実施形態の誘導加熱装置１００は、図１に示すように、前記第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４が、搬送方向に直交する幅方向に２つの平板状要素コイルＣを配置してなるコイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２を搬送方向に沿って２段に配列して構成されている。 Therefore, as shown in FIG. 1, the induction heating apparatus 100 according to the present embodiment includes the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4 having two flat plates in the width direction orthogonal to the conveying direction. Coil units Cx1 and Cx2 formed by disposing the element coil C are arranged in two stages along the transport direction.
各コイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２において、２つの平板状要素コイルＣが、それら平板状要素コイルＣの周囲に設けられたコイル収容容器５１〜５４の一側面が対向するように配置されている。例えばコイルユニットＣｘ１について言うと、２つの平板状要素コイルＣ１、Ｃ２が、それら平板状要素コイルＣ１、Ｃ２の周囲に設けられたコイル収容容器５１、５２の一側面が対向するように配置されている。つまり、各コイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２は、平面視において、幅方向が長手方向となる概略矩形状である。 In each of the coil units Cx1 and Cx2, the two flat element coils C are arranged such that one side surfaces of the coil storage containers 51 to 54 provided around the flat element coils C are opposed to each other. For example, regarding the coil unit Cx1, two flat element coils C1 and C2 are arranged so that one side surfaces of the coil receiving containers 51 and 52 provided around the flat element coils C1 and C2 face each other. Yes. That is, each of the coil units Cx1 and Cx2 has a substantially rectangular shape in which the width direction is the longitudinal direction in plan view.
そして、各コイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２を構成する１又は複数の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４が、導電性板材Ｗから幅方向外側にはみ出すように配置されている。 And the 1 or several flat element coil C1-C4 which comprises each coil unit Cx1 and Cx2 is arrange | positioned so that it may protrude from the electroconductive board | plate material W to the width direction outer side.
具体的には、搬送上流のコイルユニットＣｘ１を構成する右側の平板状要素コイルＣ１の右側部分が導電性板材Ｗの右側端部よりも右側にはみ出るように配置されている。また、搬送下流のコイルユニットＣｘ２を構成する左側の平板状要素コイルＣ４の左側部分が導電性板材Ｗの左側端部よりも左側にはみ出るように配置されている。 Specifically, the right side portion of the right plate-shaped element coil C1 constituting the coil unit Cx1 on the upstream side of the conveyance is arranged so as to protrude beyond the right end portion of the conductive plate W. Further, the left side portion of the left plate-shaped element coil C4 constituting the coil unit Cx2 on the downstream side of the conveyance is arranged so as to protrude to the left side from the left end portion of the conductive plate W.
ここで、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の中心鉄心の幅寸法を２Ｓ、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の巻回コイルの巻回径をＤとした場合、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４における中心から距離「Ｄ／２＋Ｓ」の位置、つまり、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４における巻回コイルの巻回径を２分割する位置が最も発熱量が多くなる。 Here, when the width dimension of the central core of the flat element coils C1 to C4 is 2S and the winding diameter of the winding coil of the flat element coils C1 to C4 is D, from the center in the flat element coils C1 to C4. The position of the distance “D / 2 + S”, that is, the position at which the winding diameter of the winding coil in the flat element coils C1 to C4 is divided into two, generates the largest amount of heat.
したがって、導電性板材Ｗの幅方向一端部及び他端部が、搬送途中において少なくとも１つのコイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２において、当該コイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２を構成する平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過するように構成している。これならば、導電性板材Ｗの幅方向一端部及び他端部を効率良く加熱することができる。 Accordingly, one end and the other end in the width direction of the conductive plate W are in the middle of the conveyance in at least one of the coil units Cx1 and Cx2, and “D / of the flat element coils C1 to C4 constituting the coil units Cx1 and Cx2. It is configured to pass through the position of “2 + S”. If it is this, the width direction one end part and other end part of the electroconductive board | plate material W can be heated efficiently.
本実施形態では、平面視において、導電性板材Ｗの右側端部が、平板状要素コイルＣ１の右側においてコイルＣ１の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過し、導電性板材Ｗの左側端部が、平板状要素コイルＣ４の左側においてコイルＣ４の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過する。なお、搬送上流のコイルユニットＣｘ１と搬送下流のコイルユニットＣｘ２がともに同一形状の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４から構成されていることから、搬送上流のコイルユニットＣｘ１と搬送下流のコイルユニットＣｘ２とのずれ幅がＤ／２＋Ｓとなる。また、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４は、平面視において、複数の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４がコイル群の中心Ｘに対して点対称となるように配置されている。さらに、導電性板材Ｗの右側端部からはみ出た平板状要素コイルＣ１のはみ出た部分形状と、導電性板材Ｗの左側端部からはみ出た平板状要素コイルＣ４のはみ出た部分形状とが同一となる。 In the present embodiment, in plan view, the right end of the conductive plate W passes through the position “D / 2 + S” from the center of the coil C1 on the right side of the flat element coil C1, and the left end of the conductive plate W Part passes the position “D / 2 + S” from the center of the coil C4 on the left side of the flat element coil C4. In addition, since both the upstream coil unit Cx1 and the downstream coil unit Cx2 are composed of the same plate-shaped element coils C1 to C4, the upstream upstream coil unit Cx1 and the downstream transport coil unit Cx2 The deviation width is D / 2 + S. Further, the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4 are arranged so that the plurality of flat element coils C1 to C4 are point-symmetric with respect to the center X of the coil group in plan view. Has been. Furthermore, the shape of the protrusion of the flat element coil C1 protruding from the right end of the conductive plate W is the same as the shape of the protrusion of the flat element coil C4 protruding from the left end of the conductive plate W. Become.
上記構成の第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４の間を通過する導電性板材Ｗは、まず、搬送上流のコイルユニットＣｘ１を通過する。このとき、導電性板材Ｗの右側端部は、平面視において、搬送上流のコイルユニットＣｘ１の右側の平板状要素コイルＣ１の右側においてコイルＣ１の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過する。一方、導電性板材Ｗの左側端部は、平面視において、搬送上流のコイルユニットＣｘ１の左側の平板状要素コイルＣ２の左側端又は当該左側端近傍のコイル収容容器５２の側壁を通過する。 The conductive plate material W passing between the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4 having the above configuration first passes through the upstream coil unit Cx1. At this time, the right end portion of the conductive plate W passes through the position “D / 2 + S” from the center of the coil C1 on the right side of the flat element coil C1 on the right side of the coil unit Cx1 on the upstream side in plan view. On the other hand, the left end portion of the conductive plate W passes through the left end of the flat element coil C2 on the left side of the coil unit Cx1 on the upstream side in the plan view or the side wall of the coil container 52 near the left end in plan view.
次に、導電性板材Ｗは、搬送下流のコイルユニットＣｘ２を通過する。このとき、導電性板材Ｗの右側端部は、平面視において、搬送下流のコイルユニットＣｘ２の右側の平板状要素コイルＣ３の右側端又はその近傍のコイル収容容器５３の側壁を通過する。一方、導電性板材Ｗの左側端部は、平面視において、搬送下流のコイルユニットＣｘ２の左側の平板状要素コイルＣ４の左側においてコイルＣ４の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過する。 Next, the conductive plate W passes through the coil unit Cx2 on the downstream side of conveyance. At this time, the right end portion of the conductive plate W passes through the right end of the flat element coil C3 on the right side of the coil unit Cx2 on the downstream side in the plan view or the side wall of the coil housing container 53 in the vicinity thereof in plan view. On the other hand, the left end portion of the conductive plate W passes through the position “D / 2 + S” from the center of the coil C4 on the left side of the flat plate element coil C4 on the left side of the coil unit Cx2 on the downstream side in plan view.
このように搬送通路２を通過した導電性板材Ｗの右側端部は、平板状要素コイルＣ１の「Ｄ／２＋Ｓ」の位置と平板状要素コイルＣ３の右側端又はその近傍のコイル収容容器５３の側壁を通過し、導電性板材Ｗの左側端部は、平板状要素コイルＣ４の「Ｄ／２＋Ｓ」の位置と平板状要素コイルＣ２の左側端又はその近傍のコイル収容容器５２の側壁を通過することになる。これにより、導電性板材Ｗの左右両端部における発熱量は同一となり、導電性板材Ｗの右側端部の温度及び左側端部の温度を略同一にすることができる。 Thus, the right end of the conductive plate W that has passed through the conveyance path 2 is located at the position “D / 2 + S” of the flat element coil C1 and the right end of the flat element coil C3 or the coil receiving container 53 in the vicinity thereof. Passing through the side wall, the left end of the conductive plate W passes through the position of “D / 2 + S” of the flat element coil C4 and the left end of the flat element coil C2 or the side wall of the coil housing container 52 in the vicinity thereof. It will be. Thereby, the calorific values at the left and right ends of the conductive plate W are the same, and the temperature at the right end and the left end of the conductive plate W can be made substantially the same.
また、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４において、複数の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４がコイル群の中心Ｘに対して点対称であるので、搬送通路２を通過した導電性板材Ｗの幅方向各部における発熱量が、当該導電性板材Ｗの幅方向中心に対して左右対称となり、導電性板材Ｗの幅方向における温度分布を均一化することができる。つまり、図５に示すように、１つの平板状要素コイルの３点（中心位置、「Ｄ／２＋Ｓ」の位置、左右端の位置）を通過した場合の導電性板材Ｗの発熱量が、中心位置：２、「Ｄ／２＋Ｓ」の位置：３、左右端の位置：１であるとき、上記のコイル群構成では、搬送通路２を通過した導電性板材Ｗの各部の合計発熱量は、左から４、５、５、４、４、５、５、４となる。 Further, in the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4, the plurality of flat element coils C <b> 1 to C <b> 4 are point symmetric with respect to the center X of the coil group. The amount of heat generated in each part in the width direction of the conductive plate W becomes symmetrical with respect to the center in the width direction of the conductive plate W, and the temperature distribution in the width direction of the conductive plate W can be made uniform. That is, as shown in FIG. 5, the heat generation amount of the conductive plate W when passing through three points (center position, “D / 2 + S” position, left and right end positions) of one flat element coil is the center. When the position is 2, the position of “D / 2 + S” is 3, and the positions of the left and right ends are 1, the total heat generation amount of each part of the conductive plate W that has passed through the transport path 2 is To 4, 5, 5, 4, 4, 5, 5, 4.
このように構成した本実施形態の誘導加熱装置１００によれば、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４において、各平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４で発生した磁束は、当該平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の中心磁路から外周磁路を通って循環することになり、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４の間にある導電性板材Ｗに誘導電流が誘起されて導電性板材Ｗが加熱される。ここで、各平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の周囲に外周磁路部材５（コイル収容容器５１〜５４）を設けているので、各平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４で発生した磁束の磁路における磁気抵抗を小さくすることができる。 According to the induction heating device 100 of the present embodiment configured as described above, in the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4, the magnetic flux generated in each flat element coil C1 to C4 is The conductive plate material W is circulated from the central magnetic path of the flat element coils C1 to C4 through the outer peripheral magnetic path, and is between the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4. An induced current is induced to heat the conductive plate W. Here, since the outer peripheral magnetic path members 5 (coil receiving containers 51 to 54) are provided around the respective flat element coils C1 to C4, magnetism in the magnetic path of the magnetic flux generated in each flat element coil C1 to C4. Resistance can be reduced.
また、本実施形態の誘導加熱装置１００によれば、平板状要素コイルＣ１、Ｃ４を導電性板材Ｗの幅方向外側にはみ出すように配置しているので、導電性板材Ｗの左右両端部が平板状要素コイルＣ１、Ｃ４の径方向内側部分に位置することになる。これにより、導電性板材Ｗの左右両端部を効率良く加熱することができる。 Further, according to the induction heating device 100 of the present embodiment, the flat element coils C1 and C4 are arranged so as to protrude outward in the width direction of the conductive plate W, so that the left and right ends of the conductive plate W are flat. It will be located in the radial direction inner part of the shape element coils C1 and C4. Thereby, the left and right ends of the conductive plate W can be efficiently heated.
さらに、本実施形態の誘導加熱装置１００によれば、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４を、複数の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４から構成し、さらに、それら平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４からなるコイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２を搬送方向に多段に配置しているので、各コイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２の構成、例えば平板状要素コイルＣ１〜ｃ４の個数や形状等を変更することによって、導電性板材Ｗの加熱態様の自由度を増すことができ、導電性板材Ｗを幅方向全体に亘ってより一層均一に加熱することができる。 Furthermore, according to the induction heating apparatus 100 of the present embodiment, the first flat coil group 3 and the second flat coil group 4 are composed of a plurality of flat element coils C1 to C4, and these flat plates are further formed. Since the coil units Cx1 and Cx2 including the element coils C1 to C4 are arranged in multiple stages in the transport direction, the configuration of each coil unit Cx1 and Cx2, for example, the number and shape of the plate element coils C1 to C4 is changed. By this, the freedom degree of the heating aspect of the electroconductive board | plate material W can be increased, and the electroconductive board | plate material W can be heated more uniformly over the whole width direction.
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、２つの平板状要素コイルからなるコイルユニットを搬送方向に沿って２段配置したものであったが、その他、図６に示すように、第１及び第２の平板状コイル群３、４は、１つの平板状要素コイルＣからなるコイルユニットＣｘを搬送方向に沿って多段（図６では２段）に配置したものであっても良い。この場合であっても、導電性板材Ｗの右側端部が、搬送上流のコイルユニットＣｘ１（平板状要素コイルＣ１）の右側においてコイルＣ１の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過するようにし、導電性板材Ｗの左側端部が、搬送下流のコイルユニットＣｘ２（平板状要素コイルＣ２）の左側においてコイル中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過するようにする。
The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above-described embodiment, the coil unit composed of two flat element coils is arranged in two stages along the transport direction. In addition, as shown in FIG. The coil groups 3 and 4 may be configured by arranging the coil units Cx formed of one flat element coil C in multiple stages (two stages in FIG. 6) along the conveyance direction. Even in this case, the right end of the conductive plate W passes through the position “D / 2 + S” from the center of the coil C1 on the right side of the upstream coil unit Cx1 (flat element coil C1). The left end portion of the conductive plate W passes through the position “D / 2 + S” from the coil center on the left side of the coil unit Cx2 (flat element coil C2) on the downstream side of the conveyance.
また、図７に示すように、３つ以上（図７では３つ）の平板状要素コイルＣからなるコイルユニットＣｘを搬送方向に沿って３段以上（図７では３段）配置しても良い。このとき隣接するコイルユニットＣｘの（平板状要素コイルＣ）ずれ量を調整して、導電性板材Ｗの幅方向における温度分布を均一化する。図７においては、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１と搬送最下流のコイルユニットＣｘ３とのずれ幅がＤ／２＋Ｓとなり、搬送中流のコイルユニットＣｘ２がその中間のずれ幅（Ｄ／４＋Ｓ／２）となるように配置されている。 Moreover, as shown in FIG. 7, even if three or more (three in FIG. 7) coil units Cx composed of three or more (three in FIG. 7) flat element coils C are arranged along the transport direction. good. At this time, the (flat plate element coil C) shift amount of the adjacent coil unit Cx is adjusted to make the temperature distribution in the width direction of the conductive plate W uniform. In FIG. 7, the deviation width between the most upstream coil unit Cx1 and the most downstream coil unit Cx3 is D / 2 + S, and the middle conveyance coil unit Cx2 is the middle deviation width (D / 4 + S / 2). It is arranged to be.
さらに、各コイルユニットＣｘを構成する平板状要素コイルＣの個数が異なるようにしても良いし、また、各コイルユニットＣｘを構成する平板状要素コイルＣの形状も同一でなくとも良い。また、１つのコイルユニットＣｘ内で異なる形状の平板状要素コイルＣを用いても良い。このように個数や形状を種々組わせることによって、幅方向の温度分布を均一化させることができる。 Further, the number of flat element coils C constituting each coil unit Cx may be different, and the shape of the flat element coils C constituting each coil unit Cx may not be the same. Moreover, you may use the flat element coil C of a different shape within one coil unit Cx. Thus, the temperature distribution in the width direction can be made uniform by combining various numbers and shapes.
図８には、３つのコイルユニットＣｘ１〜Ｃｘ３を有するコイル群３、４について例示している。図８において、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３が、大小２種類の平板状要素コイルＣｍ、Ｃｎからなり、搬送中流のコイルユニットＣｘ２が１種類の平板状要素コイルＣｈからなる場合を示している。 FIG. 8 illustrates the coil groups 3 and 4 having three coil units Cx1 to Cx3. In FIG. 8, the most upstream coil unit Cx1 and the most downstream coil unit Cx3 are composed of two types of large and small flat element coils Cm and Cn, and the middle transfer coil unit Cx2 is a single flat element coil Ch. The case consisting of is shown.
具体的に搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３は、１つの小さい平板状要素コイルＣｍと、４つの大きい平板状要素コイルＣｍからなり、搬送中流のコイルユニットＣｘ２は、４つの大きい平板状要素コイルＣｈからなる。なお、小さい平板状要素コイルＣｎは、大きい平板状要素コイルＣｍの１／２のサイズであり、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３における大きい方の平板状要素コイルＣｍと、搬送中流のコイルユニットＣｘ２の平板状要素コイルＣｈは同一形状である。 Specifically, the most upstream coil unit Cx1 and the most downstream coil unit Cx3 are composed of one small flat element coil Cm and four large flat element coils Cm. The midstream coil unit Cx2 is 4 It consists of two large flat element coils Ch. The small flat element coil Cn is 1/2 the size of the large flat element coil Cm, and the larger flat element coil Cm in the most upstream coil unit Cx1 and the most downstream coil unit Cx3 of the transfer The flat element coil Ch of the coil unit Cx2 in the middle of the conveyance has the same shape.
そして、平面視において、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３が、導電性板材Ｗの左右両端部からはみ出して配置されている。詳細には、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１において、導電性板材Ｗの左側端部が、最左側の大きい平板状要素コイルＣｍの左側においてコイルＣｍの中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過し、導電性板材Ｗの右側端部が、最右側の小さい平板状要素コイルＣｎの中心を通過する。また、搬送最下流のコイルユニットＣｘ３において、導電性板材Ｗの右側端部が、最右側の大きい平板状要素コイルＣｍの右側においてコイルＣｍの中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過し、導電性板材Ｗの左側端部が、最左側の小さい平板状要素コイルＣｎの中心を通過する。さらに、搬送中流のコイルユニットＣｘ２においては、導電性板材Ｗの左右両端部は、左右両側の大きい平板状要素コイルＣｍの左右端又は当該左右端近傍のコイル収容容器の側壁を通過する。 In plan view, the most upstream coil unit Cx1 and the most downstream coil unit Cx3 are disposed so as to protrude from both left and right ends of the conductive plate W. Specifically, in the coil unit Cx1 at the most upstream side of the conveyance, the left end portion of the conductive plate W passes through the position of “D / 2 + S” from the center of the coil Cm on the left side of the large flat element coil Cm on the left side. The right end of the conductive plate W passes through the center of the small rightmost flat element coil Cn. Further, in the coil unit Cx3 at the most downstream side of the conveyance, the right end portion of the conductive plate W passes through the position of “D / 2 + S” from the center of the coil Cm on the right side of the large flat element coil Cm on the rightmost side. The left end portion of the conductive plate material W passes through the center of the leftmost small flat element coil Cn. Furthermore, in the coil unit Cx2 in the middle of the conveyance, the left and right ends of the conductive plate W pass through the left and right ends of the large flat element coil Cm on the left and right sides or the side walls of the coil container near the left and right ends.
また、大きい平板状要素コイルの３点（中心位置、「Ｄ／２＋Ｓ」の位置、左右端の位置）を通過した場合の導電性板材の発熱量が、中心位置：２、「Ｄ／２＋Ｓ」の位置：３、左右端の位置：１であり、小さい平板状要素コイルの２点（中心位置、左右端の位置）を通過した倍の導電性板材の発熱量が、中心位置：２、左右端の位置：１であるため、図８に示すコイル群構成では、搬送通路を通過した導電性板材の各部の合計発熱量は図８の下側に示す値となる。 In addition, the amount of heat generated by the conductive plate when passing through three points (center position, “D / 2 + S” position, left and right end positions) of the large flat element coil is the center position: 2, “D / 2 + S”. Position: 3, left and right end positions: 1 and the amount of heat generated by the conductive plate material that has passed through two points (center position, left and right end positions) of the small flat element coil is the center position: 2, left and right Since the position of the end is 1, the total heat generation amount of each part of the conductive plate material that has passed through the transport path is the value shown in the lower side of FIG. 8 in the coil group configuration shown in FIG.
また、各コイルユニットを２つ以上の平板状要素コイルで構成する場合には、各平板状要素コイルに流す電流を制御することによって磁束を調整して導電性板材Ｗの幅方向における温度分布を制御することもできる。 When each coil unit is composed of two or more flat element coils, the temperature distribution in the width direction of the conductive plate W is adjusted by adjusting the magnetic flux by controlling the current flowing through each flat element coil. It can also be controlled.
また、搬送通路２において導電性板材の通過の邪魔にならない部分においては、上下に配置されたコイル収容容器の側壁を互いに接続するようにしても良い。このように上下のコイル収容容器の側壁同士を接続することで、平板状要素コイルにより発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を一層小さくし、力率を高くして加熱効率をより一層改善することができる。 Further, the side walls of the coil storage containers arranged above and below may be connected to each other in a portion that does not interfere with the passage of the conductive plate material in the transport passage 2. By connecting the side walls of the upper and lower coil containers in this manner, the magnetic resistance of the magnetic path through which the magnetic flux generated by the flat element coil passes is further reduced, and the heating factor is further improved by increasing the power factor. be able to.
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１００・・・誘導加熱装置
Ｗ ・・・導電性板材（金属シート）
２ ・・・搬送通路
３ ・・・第１の平板状コイル群
４ ・・・第２の平板状コイル群
Ｘ ・・・コイル群の中心
Ｃ ・・・平板状要素コイル
Ｃｘ ・・・コイルユニット
５ ・・・外周磁路部材
100: Induction heating device W: Conductive plate material (metal sheet)
2 ... transport path 3 ... first flat coil group 4 ... second flat coil group X ... center C of coil group ... flat element coil Cx ... coil unit 5 ... Peripheral magnetic path member
Claims (7)
前記導電性板材が搬送される搬送通路と、
前記搬送通路の上側に配置された第１の平板状コイル群と、
前記搬送通路の下側に配置された第２の平板状コイル群とを備え、
前記第１の平板状コイル群及び前記第２の平板状コイル群が、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた複数の平板状要素コイルと、前記各平板状要素コイルの周囲に設けられて、前記各平板状要素コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する外周磁路部材とを有し、搬送方向に直交する幅方向に少なくとも１つの平板状要素コイルを配置してなるコイルユニットを搬送方向に沿って多段に配列して構成されており、
少なくとも１つのコイルユニットを構成する１又は複数の平板状要素コイルが、前記導電性板材から幅方向外側にはみ出すように配置されている誘導加熱装置。 Inductively heating the conductive plate at a medium frequency of 50 Hz to 1000 Hz,
A transport passage through which the conductive plate material is transported;
A first flat coil group disposed on the upper side of the conveyance path;
A second flat coil group disposed on the lower side of the conveyance path,
The first plate-like coil group and the second plate-like coil group are each composed of a plurality of plate-like element coils each having a magnetic path orthogonal to the conveyance path at the center, and surrounding each of the plate-like element coils An outer peripheral magnetic path member that forms an outer peripheral magnetic path through which the magnetic flux generated by each of the flat element coils passes, and at least one flat element coil is disposed in the width direction orthogonal to the conveying direction. Are arranged in multiple stages along the transport direction,
An induction heating apparatus in which one or more flat element coils constituting at least one coil unit are arranged so as to protrude outward in the width direction from the conductive plate material.
The induction heating device according to any one of claims 1 to 6, wherein a temperature distribution in a width direction of the conductive plate material is adjusted by controlling a current flowing through the plurality of flat element coils.
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