專利名稱：感應(yīng)加熱裝置及感應(yīng)加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感應(yīng)加熱裝置及感應(yīng)加熱方法。
背景技術(shù)：
在鋼板的制造等中，例如在退火爐、鍍層的合金化爐、涂裝鋼板的干燥等各種地方 進(jìn)行鋼板的加熱。作為該鋼板的加熱方法，例如有氣體加熱、變壓器感應(yīng)加熱等。例如，氣 體加熱多在退火爐中使用，變壓器感應(yīng)加熱可以在鍍層前的加熱中使用，但主要在鍍層的 合金化爐、涂裝鋼板的干燥等中使用。另一方面，作為感應(yīng)加熱方法，大體上劃分為電磁(solenoid)方式(軸向磁通加 熱)和橫向(transverse)方式(橫截磁通加熱)等。電磁方式對鋼板施加沿著鋼板的長 度方向的磁通而加熱。橫向方式對鋼板施加沿著貫通鋼板的方向的磁通而加熱。橫向方式 的感應(yīng)加熱方法通常用于非磁性體材料的加熱，在鋼板的加熱中主要使用電磁方式的感應(yīng) 加熱方法。作為該電磁方式的感應(yīng)加熱方法，以往以來已知有例如專利文獻(xiàn)1、2那樣的方 法。專利文獻(xiàn)1的感應(yīng)加熱方法按照在感應(yīng)加熱中使用的每個加熱線圈設(shè)置串聯(lián)可 變電容器，使流過各加熱線圈中的電流量相等。但是，在該方法中，如果將例如50kHz等的 高頻交流電壓施加在加熱線圈上，則串聯(lián)可變電容器中的電容性電抗值減少，為了適當(dāng)?shù)?控制電流量而需要更大電容的串聯(lián)可變電容器。另一方面，在將鋼板加熱到例如居里點附 近的高溫區(qū)，或使加熱速度上升的情況下，需要使大電流流過加熱線圈、或提高施加電壓的 頻率等，但在該專利文獻(xiàn)1的感應(yīng)加熱方法中，因為上述理由而不能施加高頻電壓，需要使 電流量上升。進(jìn)行裝置整體的設(shè)計以流過大電流是困難的，例如難以將鋼板加熱到高溫區(qū)寸。另一方面，專利文獻(xiàn)2的感應(yīng)加熱方法沿著鋼板的長度方向設(shè)置兩臺以上的單匝 線圈，使最后段的加熱線圈的磁化力為最前段的ι倍 10倍。根據(jù)該專利文獻(xiàn)2的感應(yīng)加 熱方法，能夠?qū)摪寮訜岬骄永稂c附近的高溫區(qū)，并且降低居里點附近的升溫速度的下降。 另外，在鋼板的加熱中，升溫速度的下降例如使再結(jié)晶動作及界面控制等變得模糊，導(dǎo)致難 以形成最佳的品質(zhì)，所以專利文獻(xiàn)2的感應(yīng)加熱方法降低了升溫速度的下降。但是，專利文 獻(xiàn)2的感應(yīng)加熱方法在各加熱線圈與電源之間插入可變電阻，并通過變更該可變電阻值， 來控制各加熱線圈的磁化力。因此，根據(jù)該專利文獻(xiàn)2的感應(yīng)加熱方法，由于在可變電阻中 產(chǎn)生焦耳熱，所以能量損失(發(fā)熱損失)較大。因此，雖然在較少的電流流過時沒有問題， 但由于在加熱鋼板的情況下例如流過4500A的大電流，所以耗費的能量損失變大，相應(yīng)地 必須使更大的電流流過加熱線圈，希望進(jìn)一步提高能量效率。此外，通過專利文獻(xiàn)2的感應(yīng) 加熱方法，也僅能夠通過可變電阻的電阻值和流過加熱線圈中的電流的頻率來調(diào)節(jié)加熱線 圈的磁動勢，所以難以完全使升溫速度一定，還希望有能夠進(jìn)一步降低升溫速度的下降的 感應(yīng)加熱方法。此外，在為了控制升溫速度而控制最終加熱溫度的方法及調(diào)節(jié)升溫速度的方法等其他方法中，也僅限于控制最終的加熱速度及升溫速度的平均值。另一方面，在以往的合金 化熔融鋅鍍層鋼板的制造工序中，合金化加熱的加熱爐的全長較長，例如為5 IOm左右， 在上述那樣的控制平均值的加熱方法中，即使不是居里點附近的高溫區(qū)，也難以將從鍍層 浴溫度到最終加熱到達(dá)溫度為止的升溫速度保持為一定。為了嚴(yán)密地控制合金構(gòu)造，將升 溫速度保持為一定是重要的，因此也希望有能夠?qū)⑸郎厮俣缺３譃橐欢ǖ母袘?yīng)加熱方法。專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-243137號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-206906號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2001-21270號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開平11-257850號公報

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，本發(fā)明的目的是在電磁方式的感應(yīng)加熱 裝置及感應(yīng)加熱方法中，在改善能量效率的同時，減少加熱鋼板的升溫速度的變化。為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個觀點，提供一種感應(yīng)加熱裝置，通過電磁方 式將鋼板連續(xù)加熱，其特征在于，具有至少3個加熱線圈，該至少3個加熱線圈沿著上述鋼 板的長度方向配置，以使上述鋼板通過內(nèi)部；并且，對于各個上述加熱線圈具備電感調(diào)節(jié) 器，該電感調(diào)節(jié)器配置在將各個上述加熱線圈與對該各個加熱線圈施加電壓的電源電連接 的電氣路徑上，產(chǎn)生自感應(yīng)，并且能夠調(diào)節(jié)該自感應(yīng)的自感；各個上述電感調(diào)節(jié)器配置成 至少在相鄰的上述自感調(diào)節(jié)器之間發(fā)生相互感應(yīng)。另外，所謂加熱線圈的個數(shù)，是指從1個電源電氣性地并列分支的加熱線圈的數(shù)量。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使由相鄰的加熱線圈產(chǎn)生的鋼板的加熱密度重疊。通過調(diào)節(jié)電 感調(diào)節(jié)器的自感，能夠調(diào)節(jié)對至少3個加熱線圈施加的電壓。此外，通過相鄰的電感調(diào)節(jié)器 間的互感，能夠使電感調(diào)節(jié)的效果相乘。此外，也可以是，對于鋼板的長度方向的最前段的加熱線圈及最后段的加熱線圈 所具備的電感調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的自感被調(diào)節(jié)為小于在最前段的加熱線圈與最后段的加熱線圈 之間配置的加熱線圈的電感調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的自感。此外，也可以是，相鄰的加熱線圈的相互距離是加熱線圈的高度方向的內(nèi)側(cè)的距 離的1/10以上1/3以下；各電感調(diào)節(jié)器通過在相對于電氣路徑交叉的方向上形成迂回路徑 而構(gòu)成；相鄰的電感調(diào)節(jié)器之間的間隙是50mm 500mm。此外，也可以是，各電感調(diào)節(jié)器通過使配置有該電感調(diào)節(jié)器的電氣路徑以大致線 圈狀迂回而產(chǎn)生自感應(yīng)，并且通過變更由迂回的電氣路徑的大致線圈狀的迂回路徑包圍的 區(qū)域的截面積，來調(diào)節(jié)自感應(yīng)的自感。此外，也可以是，將各個上述加熱線圈與上述電源連接的各個上述電氣路徑由一 對輸入輸出端子構(gòu)成，該一對輸入輸出端子從各個上述加熱線圈以長條狀延伸設(shè)置；上述 電感調(diào)節(jié)器使上述一對輸入輸出端子迂回以使上述一對輸入輸出端子的一個和另一個相 互分隔，并且變更上述迂回路徑中的上述一對輸入輸出端子的一個與另一個之間的距離而 變更由上述迂回路徑包圍的區(qū)域的上述截面積。此外，各加熱線圈與連接至該加熱線圈的電感調(diào)節(jié)器的間隙也可以是500mm 2000mm。此外，各加熱線圈也可以是單匝線圈或雙匝線圈。此外，為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點，提供一種感應(yīng)加熱方法，通過 電磁方式將鋼板連續(xù)加熱，其特征在于，沿著上述鋼板的長度方向配置至少3個加熱線圈， 以使上述鋼板通過內(nèi)部；在將各個上述加熱線圈與對該各個加熱線圈施加電壓的電源電連 接的電氣路徑上，對于各個上述加熱線圈配置產(chǎn)生自感應(yīng)、并且能夠調(diào)節(jié)該自感應(yīng)的自感 的電感調(diào)節(jié)器，以至少在相鄰的上述電感調(diào)節(jié)器之間發(fā)生相互感應(yīng)；將對于上述鋼板的長 度方向的最前段的上述加熱線圈及最后段的上述加熱線圈所具備的上述電感調(diào)節(jié)器分別 產(chǎn)生的自感調(diào)節(jié)為小于在上述最前段的加熱線圈與上述最后段的加熱線圈之間配置的上 述加熱線圈的上述電感調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的自感。此外，也可以是，相鄰的加熱線圈的相互距離是加熱線圈的高度方向的內(nèi)側(cè)的距 離的1/10以上1/3以下；各電感調(diào)節(jié)器通過在相對于電氣路徑交叉的方向上形成迂回路徑 而構(gòu)成；相鄰的電感調(diào)節(jié)器之間的間隙是50mm 500mm。此外，也可以是，各電感調(diào)節(jié)器通過使配置有該電感調(diào)節(jié)器的電氣路徑以大致線 圈狀迂回而產(chǎn)生自感應(yīng)，并且通過變更由迂回的電氣路徑的大致線圈狀的迂回路徑包圍的 區(qū)域的截面積，來調(diào)節(jié)自感應(yīng)的自感。此外，也可以是，將各個上述加熱線圈與上述電源連接的各個上述電氣路徑由一 對輸入輸出端子構(gòu)成，該一對輸入輸出端子從各個上述加熱線圈以長條狀延伸設(shè)置；上述 電感調(diào)節(jié)器使上述一對輸入輸出端子迂回以使上述一對輸入輸出端子的一個和另一個相 互分隔，并且變更上述迂回路徑中的上述一對輸入輸出端子的一個與另一個之間的距離而 變更由上述迂回路徑包圍的區(qū)域的上述截面積。此外，各加熱線圈與連接在該加熱線圈上的電感調(diào)節(jié)器的間隙也可以是500mm 2000mm。此外，各加熱線圈也可以是單匝線圈或雙匝線圈。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施方式的感應(yīng)加熱裝置的立體圖。圖2是從鋼板的通板方向看有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置的側(cè)視圖。圖3是從上方看有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置的俯視圖。圖4A是在有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置中、用來說明由加熱線圈產(chǎn)生的鋼板 上的加熱密度的說明圖，是表示將相鄰的加熱線圈的相互距離設(shè)為加熱線圈的高度方向的 內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10以上1/3以下的情況的圖。圖4B是在用來與該實施方式比較的感應(yīng)加熱裝置中、用來說明由加熱線圈產(chǎn)生 的鋼板上的加熱密度的說明圖，是表示將線圈的導(dǎo)線的寬度設(shè)為一定、將相鄰的加熱線圈 的相互距離設(shè)為超過加熱線圈的高度方向的內(nèi)側(cè)距離的1/3的情況的圖。圖5是在有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置中、用來說明L調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方法的說 明圖。圖6是在有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置中、表示調(diào)節(jié)了 L調(diào)節(jié)器時的流過加熱 線圈的電流量的曲線圖。
圖7A是用來概略地說明有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置的鋼板的長度方向上的 升溫速度的說明圖。圖7B是表示有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置的鋼板的長度方向上的升溫速度的 曲線圖。圖8是表示兩端全開的升溫速度的曲線圖。圖9是表示中央全開的升溫速度的曲線圖。圖10是表示相對于L調(diào)節(jié)器的面積比的加熱線圈的電流比的曲線圖。圖11是在有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置中表示相對于交流電源的交流電壓的 頻率的、交流電壓的曲線圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。另外，在本說明書及附圖 中，對于實質(zhì)上具有相同的功能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的標(biāo)號而省略重復(fù)的說明。<感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)>首先，參照圖1 圖3，對有關(guān)本發(fā)明的第1實施方式的感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 說明。圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施方式的感應(yīng)加熱裝置的立體圖，圖2是從鋼板的 通板方向看有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置的側(cè)視圖，圖3是從上方看有關(guān)該實施方式的 感應(yīng)加熱裝置的俯視圖。有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1具有加熱線圈IOA 10D、電氣路徑11、以及L 調(diào)節(jié)器12A 12D。因此，以下首先對它們的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1通過電磁(solenoid)方式加熱沿通板方向Jl 通板的鋼板2。所謂電磁方式(軸向磁通加熱)，是在被加熱體(例如鋼板2)的內(nèi)部產(chǎn)生 大致朝向被加熱體的長度方向(軸向、χ軸方向)的磁通、通過改變該磁通而在被加熱體內(nèi) 部產(chǎn)生渦電流、并通過該渦電流的焦耳熱將被加熱體加熱的感應(yīng)加熱的方式。(加熱線圈)感應(yīng)加熱裝置1為了產(chǎn)生上述鋼板1的長度方向的磁通，如圖1及圖2所示，具有 包圍鋼板2而配置的至少3個以上加熱線圈。另外，在本實施方式中，為了便于說明，對感 應(yīng)加熱裝置1具有4個加熱線圈IOA IOD的情況進(jìn)行說明。但是，加熱線圈的個數(shù)并不 限定于4個，在具備4個以外的3個加熱線圈的情況下，感應(yīng)加熱裝置1的其他結(jié)構(gòu)也具備 對應(yīng)于加熱線圈的個數(shù)。如圖3所示，加熱線圈IOA IOD分別以使鋼板1通過內(nèi)部的方式包圍鋼板1而 形成，并沿著鋼板2的長度方向(χ軸方向)配置。換言之，加熱線圈IOA IOD排列配置 成形成線圈的形成面大致平行，并且形成面的中心點位于大致同一直線上。此時，如果將 各加熱線圈IOA IOD配置為使鋼板2通過加熱線圈IOA IOD的線圈形成面的中心點， 則能夠提高加熱效率。(加熱密度的重疊)此外，加熱線圈IOA IOD分別配置成相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl 成為加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10倍以上1/3倍以下。通過這 樣將相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10倍以上1/3倍以下，各加熱線圈IOA IOD能夠?qū)摪?的加熱速度 保持為一定，能夠提高加熱效率。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在接近的加熱線圈IOA IOD的 加熱區(qū)域中修正因在居里點附近下降的鋼板2的導(dǎo)磁率而引起的加熱量的不足。此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在各加熱線圈IOA IOD間發(fā)生互感，能夠使該互感的影響 相乘。即，能夠使流過配置在端部上的加熱線圈10AU0D(最前段和最后段的加熱線圈)中 的電流變大。這是因為，使加熱線圈IOA IOD接近的結(jié)果使中央的加熱線圈10BU0C中 的電感增加，所以相對地端部的加熱線圈10AU0D的電感下降。并且，通過這樣的互感，能 夠使最后段的加熱線圈10A(及最前段的加熱線圈10D)中的加熱速度比其他加熱線圈10B、 IOC中的加熱速度大。由此，能夠使在最后段被加熱到居里點附近的鋼板2的加熱速度變 大。另外，如果將相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為小于加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10，則在施加了高頻交流電壓的情況下，有可能在相 鄰的加熱線圈IOA IOD間發(fā)生放電。此外，如以下說明，對加熱線圈IOA IOD施加的電 壓除了起因于線圈本身的電位差以外，還能夠通過下述的L調(diào)節(jié)器12A 12D按照各線圈 調(diào)節(jié)，而在線圈間產(chǎn)生電位差。因此，通過該電位差也有可能發(fā)生放電。因此，相鄰的加熱 線圈IOA IOD的相互距離Dl優(yōu)選的是加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl 的1/10以上。此外，如果使相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl超過加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/3，則不能提高相鄰的加熱線圈IOA IOD的加熱效 率。參照圖4，概略地說明通過將該相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為加熱線 圈的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/3以下進(jìn)行的鋼板2的加熱。圖4是在有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝置中、用來說明由加熱線圈10CU0D產(chǎn)生 的鋼板上的加熱密度的說明圖。具體而言，圖4A表示本實施方式的情況，即，將相鄰的加熱 線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的 1/10以上1/3以下的情況。圖4B表示為了與本實施方式比較而將線圈的導(dǎo)線的寬度設(shè)為 一定，并將相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為超過加熱線圈IOA IOD的高度 方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/3的情況。如圖4A所示，在將相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10以上1/3以下的情況下，由加熱線圈IOD產(chǎn)生的加 熱密度(單位是“Q/m2”，以下相同)HI、和由加熱線圈IOC產(chǎn)生的加熱密度H2相對于鋼板2 的長度方向大致成為高斯分布。因此，由于加熱線圈10CU0D相鄰配置成相鄰的加熱線圈 IOA IOD的相互距離Dl為加熱線圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10以上 1/3以下，所以加熱密度Hl和加熱密度H2峰腳重疊。因此，實際將鋼板2加熱的加熱密度 Tl即使在加熱線圈IOD與加熱線圈IOC之間也保持較高的值，即能夠?qū)⑸郎厮俣缺３譃橐?定。此外，如圖4B所示，在將相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl設(shè)為超過加熱線圈 IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/3的情況下，加熱密度HI、H2的重疊消失，當(dāng) 然不能保持一定的升溫溫度。另外，本實施方式中為了便于說明，如圖1等所示，設(shè)加熱線圈IOA IOD是單匝 線圈，但是，加熱線圈也可以是雙匝線圈。(電氣路徑)
對于該加熱線圈IOA 10D，從交流電源3施加交流電壓。作為施加該交流電壓 的端子，在各加熱線圈IOA IOD的各自上延伸設(shè)置電氣路徑11，對各個該電氣路徑11施 加來自交流電源3的交流電壓。換言之，電氣路徑11是用于將交流電源3與各加熱線圈 IOA IOD電連接、將來自交流電源3的交流電壓施加到各加熱線圈IOA 10D、輸入輸出 來自交流電源3的電流的輸入輸出導(dǎo)線。電氣路徑11由從加熱線圈IOA IOD的線圈形狀的兩端部分別以長條狀延伸設(shè) 置的一對輸入輸出端子111、112構(gòu)成。此外，該一對輸入輸出端子111、112分別與連接的 加熱線圈IOA IOD—體地形成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與兩者分體形成的情況相比，能夠降低加熱 線圈IOA IOD與一對輸入輸出端子111、112的連接部位的電阻，提高強(qiáng)度并且使制造變 得容易。但是，當(dāng)然也可以將加熱線圈IOA IOD與一對輸入輸出端子111、112分體地形 成。另外，在圖1等中表示加熱線圈IOA IOD由寬幅的板部件形成的情況，該一對輸入輸 出端子111、112也具有與加熱線圈IOA IOD相同的寬度。一對輸入輸出端子111、112通 過由寬幅的板部件形成，能夠提高耐電流強(qiáng)度而流過大電流，但一對輸入輸出端子111、112 并不一定需要由板部件構(gòu)成。此外，一對輸入輸出端子111、112相互大致平行地延伸設(shè)置。并且，優(yōu)選的是，一 對輸入輸出端子111、112的每一個(即電氣路徑11彼此)不論連接的各加熱線圈IOA IOD如何，都在大致同一平面內(nèi)(xy平面內(nèi))沿大致相同的方向(y軸方向)延伸設(shè)置。根 據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使感應(yīng)加熱裝置1緊湊化(小型化)，并且能夠?qū)⒏骷訜峋€圈IOA IOD以 相同的形狀形成，所以制造較容易。(L調(diào)節(jié)器)在各加熱線圈IOA IOD與交流電源3之間的電氣路徑11各自的電氣路徑上，插 入配置有L調(diào)節(jié)器12A 12D。L調(diào)節(jié)器12A 12D是能夠調(diào)節(jié)自感、調(diào)節(jié)電路內(nèi)的電抗的電感調(diào)節(jié)器的一例，使 電氣路徑11以大致線圈狀迂回。更具體地講，L調(diào)節(jié)器12A 12D如圖2所示，使構(gòu)成電 氣路徑11的一個輸入輸出端子111在上方(ζ軸正方向)迂回、使另一個輸入輸出端子112 在下方(ζ軸負(fù)方向)迂回，由此在配置了 L調(diào)節(jié)器12A 12D的位置上，隔離一個輸入輸出 端子111與另一個輸入輸出端子112。換言之，L調(diào)節(jié)器12A 12D使電氣路徑11的輸入 輸出端子111、112分別以大致“ 二 ”字狀迂回。結(jié)果，L調(diào)節(jié)器12A 12D形成由輸入輸出 端子111、112迂回的迂回路徑121、122包圍的區(qū)域S。包圍該區(qū)域S的輸入輸出端子111、 112的迂回路徑121、122形成單匝線圈那樣的大致線圈形成。由于具有這樣的結(jié)構(gòu)的L調(diào) 節(jié)器12A 12D具有大致線圈狀的形狀，所以如果從交流電源3流出交流電流(如果施加 交流電壓)，則產(chǎn)生自感應(yīng)。參照圖2，以L調(diào)節(jié)器12A為例更具體地說明L調(diào)節(jié)器12A 12D的各結(jié)構(gòu)例。L調(diào)節(jié)器12A具有立設(shè)部111C、111B、112C、112B、和連接部111M、112M。立設(shè)部 IllC通過將從加熱線圈IOA延伸設(shè)置的輸入輸出端子111朝向鉛直方向(Z軸方向)上方 彎折而形成，立設(shè)部IllB通過將與交流電源3連接的輸入輸出端子111同樣彎折而形成。 因此，立設(shè)部11IC和立設(shè)部IllB大致平行地立設(shè)。并且，連接部11IM將該立設(shè)部IllC與 立設(shè)部IllB之間電連接。該立設(shè)部111C、111B及連接部IllM形成迂回路徑121。另一方面，立設(shè)部112C通過將從加熱線圈IOA延伸設(shè)置的輸入輸出端子112朝向鉛直方向(ζ軸方向)下方彎折而形成，立設(shè)部112B通過將與交流電源3連接的輸入輸出 端子111同樣彎折而形成。因此，立設(shè)部112C和立設(shè)部112B大致平行地立設(shè)。并且，連接 部112M將該立設(shè)部112C與立設(shè)部112B之間電連接。該立設(shè)部112C、112B及連接部112M 形成迂回路徑122。即，該迂回路徑121與迂回路徑121之間的空間形成區(qū)域S，通過形成 該區(qū)域S，L調(diào)節(jié)器12A 12D形成大致線圈形狀，產(chǎn)生自感應(yīng)的自感。(自感)此外，各個L調(diào)節(jié)器12A 12D構(gòu)成為能夠調(diào)節(jié)各自的自感。具體而言，L調(diào)節(jié)器 12A 12D通過變更由迂回路徑121、122包圍的區(qū)域S的截面積(向yz平面內(nèi)的投影面 積)、即形成大致線圈狀的面的面積，能夠調(diào)節(jié)自感。另外，線圈的自感例如由匝數(shù)、線圈半 徑、線圈長度、導(dǎo)線的直徑、周圍的導(dǎo)磁率(芯、即鋼板2的導(dǎo)磁率)等決定，所以通過改變 線圈的截面積、例如變更線圈半徑等，能夠調(diào)節(jié)線圈的電感。因此，L調(diào)節(jié)器12A 12D通 過變更區(qū)域S的截面積，能夠調(diào)節(jié)自感。因此，通過L調(diào)節(jié)器12A 12D，能夠調(diào)節(jié)電路中 的電抗、調(diào)節(jié)分別對加熱線圈IOA 12D施加的電壓。由此，能夠按照各線圈調(diào)節(jié)加熱線圈 IOA 12D對鋼板2的加熱量。參照圖2，以L調(diào)節(jié)器12A為例更具體地說明用于該自感調(diào)節(jié)的截面積變更。如圖 2所示，在迂回路徑121與迂回路徑122之間平行地延伸設(shè)置的部位、即連接部IllM和連接 部112M配置為，能夠調(diào)節(jié)分隔距離。即，連接部111M、112M可上下移動地配置，通過使該連 接部111M、112M上下移動，L調(diào)節(jié)器112A調(diào)節(jié)區(qū)域S的截面積。另外，該連接部111M、112M 在立設(shè)部111C、111B、112C、112B延伸設(shè)置的長度的范圍內(nèi)上下移動，優(yōu)選的是進(jìn)行上下移 動以使區(qū)域S的中心點0位于輸入輸出端子111、112間的中心。即，連接部111M、112M上 下移動，以使從連接部IllM位于最下端、處于與輸入輸出端子111大致平行的狀態(tài)(沒有 迂回的狀態(tài))向連接部IllM的上方的移動距離大致等于從連接部112M位于最下端、處于 與輸入輸出端子112大致平行的狀態(tài)(沒有迂回的狀態(tài))向連接部112M的下方的移動距
1 ο此外，作為這樣變更L調(diào)節(jié)器12A 12D的截面積的方法，除了使連接部111M、 112M上下移動而變更L調(diào)節(jié)器12A 12D的高度的方法以外，還可以是使立設(shè)部111C、 111B、112C、112B平行移動而變更L調(diào)節(jié)器12A 12D的寬度的方法。但是，由于感應(yīng)加熱裝 置1與例如匯流條(Bus bar)及耦合器等連接，所以在變更寬度的方法中，需要變更這些連 接位置，裝置的設(shè)計上的困難性較高。另一方面，變更高度的方法在可變更的高度方面存在 限制。但是，在以下說明的L調(diào)節(jié)器12A 12D間產(chǎn)生互感時，由于能夠?qū)調(diào)節(jié)器12A 12D與加熱線圈IOA IOD之間的互感在幾何學(xué)上分離，所以L調(diào)節(jié)器間的互感調(diào)節(jié)較容 易ο另外，在本實施方式中，各連接部111M、112M例如通過螺栓等的連結(jié)機(jī)構(gòu)與立設(shè) 部111C、111B、112C、112B電連接而連結(jié)固定。此外，雖然在結(jié)構(gòu)上完全不同，并且來自其他技術(shù)領(lǐng)域，但作為調(diào)節(jié)電感而變更電 壓的技術(shù)，例如還可以舉出上述專利文獻(xiàn)3那樣的電弧式電爐的電爐用變壓器。但是，在該 變壓器中的調(diào)節(jié)中，變更三相電源的各相的端子間距離，并變更1個電路內(nèi)的相間的互感， 來調(diào)節(jié)電路內(nèi)的電感。另一方面，有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1由于調(diào)節(jié)1個電路內(nèi) 的自感，所以具有完全不同的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1如以下說明，利用各電路間的互感，與專利文獻(xiàn)3相比能夠使電壓調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)緊湊化。(互感)此外，各L調(diào)節(jié)器12A 12D分別沿著與電氣路徑11的延伸設(shè)置方向交叉的方向 (圖1的χ軸方向)配置。換言之，如圖2所示，各L調(diào)節(jié)器12A 12D配置成各L調(diào)節(jié) 器12A 12D的區(qū)域S的中心點0位于大致同一直線上。更具體地講，如圖1等所示，各L 調(diào)節(jié)器12A 12D沿著與加熱線圈IOA 12D的排列方向同樣的方向配置成區(qū)域S的截面 大致平行。即，各L調(diào)節(jié)器12A 12D的立設(shè)部IllC彼此平行地彎折而形成。其他立設(shè)部 111B、112C、112B也同樣形成。此外，此時優(yōu)選的是各L調(diào)節(jié)器12A 12D沿與鋼板2的通 板方向(χ軸方向)平行的方向排列。進(jìn)而，各L調(diào)節(jié)器12A 12D分別如圖3所示配置成相鄰的L調(diào)節(jié)器12A 12D 彼此的間隙D2為50mm 500mm。通過如上述那樣將L調(diào)節(jié)器12A 12D隔開50mm 500mm 的間隙D2并列配置在同一直線上，至少在相鄰的L調(diào)節(jié)器12A 12D彼此之間產(chǎn)生互感， 能夠產(chǎn)生相互感應(yīng)。通過產(chǎn)生相互感應(yīng)，L調(diào)節(jié)器12A 12D能夠提高基于自感的調(diào)節(jié)的 電路內(nèi)的電感調(diào)節(jié)效果及效率。由此，能夠減小L調(diào)節(jié)器12A 12D進(jìn)行的自感調(diào)節(jié)的幅 度。即，能夠減小L調(diào)節(jié)器12A 12D的截面積等、減小感應(yīng)加熱裝置1整體的結(jié)構(gòu)，能夠 使裝置變得緊湊。另一方面，根據(jù)例如上述專利文獻(xiàn)3的電壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在將電感調(diào)節(jié)約40%時需 要將各相的端子間的距離變更900mm以上。該電壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不僅裝置的結(jié)構(gòu)變大，而且需 要例如與匯流條或耦合器等連接，難以應(yīng)用到布局的變更困難的感應(yīng)加熱裝置中。另一方 面，有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1不僅是僅通過L調(diào)節(jié)器12A 12D的高度調(diào)節(jié)來進(jìn) 行自感調(diào)節(jié)而能夠緊湊化，還能夠通過利用互感而使L調(diào)節(jié)器12A 12D更加緊湊化。由 此，有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1具有的電壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與專利文獻(xiàn)3具有的電壓調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)相比非常緊湊，能夠使裝置整體的結(jié)構(gòu)小型化。另外，在相鄰的L調(diào)節(jié)器12A 12D彼此的間隙D2小于50mm的情況下，在施加了 高頻交流電壓的情況下有可能在相鄰的L調(diào)節(jié)器12A 12D間發(fā)生放電。此外，在相鄰的L 調(diào)節(jié)器12A 12D彼此的間隙超過500mm的情況下，相鄰的L調(diào)節(jié)器12A 12D間的互感 減少。以下，對于該L調(diào)節(jié)器12A 12D的相對的配置位置，從互感的觀點進(jìn)行說明。通 過如上述那樣配置各L調(diào)節(jié)器12A 12D，能夠?qū)⑾噜彽腖調(diào)節(jié)器12A 12D間的互感調(diào) 節(jié)為各L調(diào)節(jié)器12A 12D的自感的5 30%。另外，如果互感超過自感的30%，則相對 于1個L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積變化量，加熱線圈IOA IOD的電流變化量過大。即，在 此情況下，L調(diào)節(jié)器12A 12D的調(diào)節(jié)變得過于敏感，為了控制升溫速度，需要高精度的調(diào) 節(jié)(Imm單位的調(diào)節(jié))。因此，控制升溫速度變得困難。此外，如果互感小于自感的5%，則 相對于1個L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積變化量，加熱線圈IOA IOD的電流變化量過小，L 調(diào)節(jié)器12A 12D的緊湊化變得困難。另外，在此情況下，L調(diào)節(jié)器12A 12D間的互感可以根據(jù)L調(diào)節(jié)器12A 12D相 對于加熱線圈IOA IOD的面積變化的比、和流過該加熱線圈IOA IOD中的電流變化的 比而概略地求出。即，在將電流變化的比除以面積變化的值是1. 2的情況下，該值的增加 量(0.2)對應(yīng)于互感。因此，在該情況下，可以計算出互感是L調(diào)節(jié)器12A 12D的自感的20%。(加熱線圈與L調(diào)節(jié)器的關(guān)系)此外，L調(diào)節(jié)器12A 12D配置成各加熱線圈IOA IOD和與其連接的各L調(diào)節(jié) 器12A 12D之間的間隙D3為500_ 2000mm。通過隔開該間隙D3配置L調(diào)節(jié)器12A 12D，能夠更容易且穩(wěn)定地進(jìn)行L調(diào)節(jié)器12A 12D的電感調(diào)節(jié)。即，在該間隙D3小于500mm 的情況下，由L調(diào)節(jié)器12A 12D產(chǎn)生的磁場干涉加熱線圈IOA 10D，在兩者之間產(chǎn)生互 感。因此，L調(diào)節(jié)器12A 12D的調(diào)節(jié)變得困難。另一方面，間隙D3的上限2000mm由能夠 確保對地間耐壓的、包括加熱線圈IOA IOD和L調(diào)節(jié)器12A 12D的電路整體的阻抗值 決定。即，在間隙D3超過2000mm的情況下，不僅裝置整體的結(jié)構(gòu)變大而妨礙緊湊化，而且 電路整體的阻抗增加，線圈間的電位差增加而變得容易放電。此外，也因為鋼板2的大小，優(yōu)選地將L調(diào)節(jié)器12A 12D的鋼板2的板寬方向(y 軸方向)的寬度設(shè)定為例如500 2500mm(加熱線圈IOA IOD的約30 50% )，將L調(diào) 節(jié)器12A 12D的鋼板2的板厚方向(ζ軸方向)的高度設(shè)定為例如100 200mm (加熱線 圈IOA IOD的約20 200% )。換言之，L調(diào)節(jié)器12A 12D的大小優(yōu)選地設(shè)定為(加 熱線圈的面積+L調(diào)節(jié)器的面積)/加熱線圈的面積=1 3。此外，L調(diào)節(jié)器12A 12D的 鋼板2的通板方向Jl的寬度設(shè)定為與加熱線圈IOA IOD大致相同。(L調(diào)節(jié)器的效果的例子)以上那樣構(gòu)成的L調(diào)節(jié)器12A 12D能夠?qū)崿F(xiàn)裝置整體的緊湊化，并且能夠調(diào)節(jié) 加熱線圈IOA IOB各自的電流量。在調(diào)節(jié)電流量時，該L調(diào)節(jié)器12A 12D不使用上述 專利文獻(xiàn)2那樣的電阻，所以不發(fā)生焦耳熱的產(chǎn)生帶來的能量損失，有關(guān)本實施方式的感 應(yīng)加熱裝置1能夠提高能量效率。此外，各L調(diào)節(jié)器12A 12D由于能夠調(diào)節(jié)自感，所以例 如容易根據(jù)鋼板2的材質(zhì)及板厚、板寬等調(diào)節(jié)自感而調(diào)節(jié)鋼板2的加熱。(L調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方法)進(jìn)而，有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1通過調(diào)節(jié)L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積，不 僅調(diào)節(jié)自感，還調(diào)節(jié)互感，由此在居里點附近也能夠保持一定的升溫速度。以下，對在高溫 區(qū)中將升溫速度保持為一定時的L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積調(diào)節(jié)進(jìn)行說明。另外，不僅是 在以下說明的L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積調(diào)節(jié)，上述各結(jié)構(gòu)等當(dāng)然也起作用而能夠?qū)⒕永?點附近的升溫速度保持為一定。L調(diào)節(jié)器12A 12D如圖5所示，被調(diào)節(jié)為在分別與鋼板2的長度方向的最前段 的加熱線圈10D、和最后段的加熱線圈IOA連接的L調(diào)節(jié)器12D、12A中發(fā)生的自感比在它們 之間的L調(diào)節(jié)器12C、12B中發(fā)生的自感小。更具體地講，L調(diào)節(jié)器12A 12D被調(diào)節(jié)為L調(diào)節(jié)器12D、12A的區(qū)域S的截面積 比L調(diào)節(jié)器12C、12B的區(qū)域S的截面積小。換言之，L調(diào)節(jié)器12A 12D被調(diào)節(jié)為L調(diào)節(jié) 器12D、12A的連接部11說、11211間的分隔距離比1^周節(jié)器12(、128的連接部111M、112M間 的分隔距離小。如果用L調(diào)節(jié)器12A 12D的高度說明，則L調(diào)節(jié)器12D、12A的高度比L 調(diào)節(jié)器12B、12C的高度低。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則配置有L調(diào)節(jié)器12D、12A的電路內(nèi)的電抗變得比其他電 路小，結(jié)果能夠在加熱線圈10DU0A中流過比加熱線圈10CU0B中的電流大的電流。通過 這樣使最前段和最后段的加熱線圈10DU0A的電流量變大，能夠在對應(yīng)于該加熱線圈10D、IOA的鋼板2中使加熱密度變大，能夠?qū)⒕永稂c附近的鋼板2的升溫速度保持為一定。(實施例)對基于該L調(diào)節(jié)器12A 12D的調(diào)節(jié)的電流量及加熱密度的變化，表示實施例。在 有關(guān)本實施方式的實施例中，設(shè)加熱線圈IOA IOD的寬度(圖1的y軸方向的寬度)為1000mm、高度(圖1的ζ軸方向的長度、圖2的距離 Wl)為400mm、各加熱線圈IOA IOD的線圈長度為100mm、相鄰的加熱線圈IOA IOD的 相互距離Dl為50mm(即，在此情況下，相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl為加熱線 圈IOA IOD的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/8倍)。并且，L調(diào)節(jié)器12A 12D的寬度 (圖1的y軸方向的寬度)為400mm，并且使高度(圖1的ζ軸方向的長度)在Omm(輸入 輸出端子111、112間的間隙) 300mm中變化。此時，在圖6中表示調(diào)節(jié)了 L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積的結(jié)果、在對應(yīng)的加熱線圈 IOA IOD中流過的電流的變化。另外，在圖6中，橫軸表示各加熱線圈10D、10C、10B、10A， 縱軸表示流過各加熱線圈的電流。并且，“全開”是指將L調(diào)節(jié)器打開的情況，S卩，使連接部 IllM位于最上端、使連接部112M位于最下端、使L調(diào)節(jié)器的區(qū)域S的截面積最大的情況。 具體而言，在該實施例的情況下，表示將L調(diào)節(jié)器的高度(連接部111M、112M之間的距離) 設(shè)為300mm的狀態(tài)。另外，作為“全開”的相反意義的“全閉”表示將L調(diào)節(jié)器關(guān)閉的情況， 即，使連接部IllM位于最下端而配置在輸入輸出端子111的直線上、使連接部112M位于最 上端而配置在輸入輸出端子112的直線上的情況。具體而言，在該實施例的情況下，表示將 L調(diào)節(jié)器的高度設(shè)為0mm(輸入輸出端子111、112間的間隙)的狀態(tài)。如圖6所示，在全部全開的情況下，S卩，在使L調(diào)節(jié)器12A 12D全開的情況下，最 前段的加熱線圈10AU0D的電流量增加。在此情況下，L調(diào)節(jié)器12A 12D使電氣路徑111 迂回，通過上述說明的將加熱線圈IOA IOD接近配置的結(jié)果的互感的影響，能夠使兩端的 加熱線圈10AU0D的電流量增加。即，兩端的加熱線圈10AU0D中的電感變得比它們之間 的加熱線圈10BU0C中的電感小，結(jié)果能夠使兩端的加熱線圈10AU0D的電流量增加。另一方面，在中央全開的情況下，S卩，在使兩端的L調(diào)節(jié)器12A、12D全閉、使它們之 間的中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C全開的情況下，最前段的加熱線圈10AU0D的電流量進(jìn)一步 增加。在此情況下，通過在中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C中產(chǎn)生的電感，流過與其連接的加熱線 圈10BU0C中的電流減少。并且，通過L調(diào)節(jié)器12A 12D間的互感及加熱線圈IOA IOD 間的互感，能夠使流過兩端的加熱線圈10AU0D中的電流量增加。另一方面，在兩端全開的情況下，即在使兩端的L調(diào)節(jié)器12A、12D全開、使它們之 間的中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C全閉的情況下，該加熱線圈IOA IOD中的電流量的差減少， 大致相同的電流流過加熱線圈IOA IOD中。在此情況下，通過在兩端的L調(diào)節(jié)器12A、 12D中產(chǎn)生的電感，流過與其連接的加熱線圈10AU0D中的電流減少。但是，通過L調(diào)節(jié)器 12A 12D間的互感及加熱線圈IOA IOD間的互感，能夠使流過中央的加熱線圈10BU0C 中的電流量增加。結(jié)果，能夠?qū)⒃诟骷訜峋€圈IOA IOD中流動的電流調(diào)節(jié)為大致一定。這樣的L調(diào)節(jié)器12A 12D的高度調(diào)節(jié)帶來的加熱線圈IOA IOD的電流量的變 化，在相鄰的加熱線圈IOA IOD的相互距離Dl變更為加熱線圈IOA IOD的高度方向 的內(nèi)側(cè)的距離Wl的1/10倍以上1/3倍以下、加熱線圈IOA IOD的寬度變更為1000mm、 1500mm,2000mm時，也能夠得到同樣的趨勢。
在此情況下，設(shè)為中央全開時更能夠使整個溫度區(qū)域中的升溫速度均勻。參照圖 7 圖9對此進(jìn)行說明。(中央全開)圖7是用來概略地說明有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1的鋼板2的長度方向上 的升溫速度的說明圖，圖8是表示兩端全開的升溫速度的曲線圖，圖9是表示中央全開的升 溫速度的曲線圖。圖7A所示的、長度方向上的鋼板2的位置xl、x2、x3分別表示加熱線圈IOA 加熱 線圈IOD的中央、距離xl靠后方100mm(加熱線圈IOB的中心)、距離x3靠后方300mm(加 熱線圈IOA的中心)。并且，圖8及圖9所示的測量值Li、L2、L3分別表示位置xl、x2、x3 處的鋼板2的溫度變化。如圖8所示，在使兩端全開、使流過各加熱線圈IOA IOD中的電流量一定的情況 下，位置x3的升溫速度(L3的斜率)變得比位置xl、x2的升溫速度(Li、L2的斜率)小。 這是因為，鋼板2的溫度在居里點(例如約770°C)附近(例如約650°C)的高溫區(qū)域，鋼 板2的導(dǎo)磁率下降，結(jié)果升溫速度下降。另一方面，如圖9所示，在使中央全開、使流過兩端 的加熱線圈IOA IOD中的電流量增加的情況下，位置x3的升溫速度(L3的斜率)接近于 位置xl、x2的升溫速度(L1、L2的斜率)的約100°C /s。因此，能夠使居里點附近的溫度區(qū) 域中的鋼板2的升溫速度的下降減少。如果在感應(yīng)加熱裝置1的整體上概略地說明此情況下的鋼板2的升溫速度，則如 下所述。S卩，如圖7B所示，在使L調(diào)節(jié)器12A 12D為兩端全開、使電流一定的情況下，鋼 板2的入側(cè)的加熱線圈IOD不能得到在加熱開始時需要的加熱密度而升溫速度下降。另一 方面，鋼板2的溫度達(dá)到高溫區(qū)，結(jié)果出側(cè)的加熱線圈IOA的導(dǎo)磁率下降而升溫速度下降。 相對于此，在使L調(diào)節(jié)器12A 12D為中央全開的情況下，雖然中央的加熱線圈10BU0C中 的電流量下降而升溫速度減小，但兩端的加熱線圈10AU0D中的電流量增加，能夠使升溫 速度增大。此時，中央的加熱線圈10BU0C中的升溫速度的減小只要其影響小于兩端的加 熱線圈10AU0D中的升溫速度的增大帶來的效果即可。這是因為在L調(diào)節(jié)器12A 12D間 相互電抗起作用。S卩，在設(shè)為中央全開的情況下，能夠使得兩端的加熱線圈10AU0D中流過比中央 的加熱線圈10B/10C中的電流大的電流，并且能夠減小升溫速度的變化。另外，為了實現(xiàn)這 樣的升溫速度，在有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1中，線圈電流最高是約3000A。另一方 面，例如在利用可變電阻的上述專利文獻(xiàn)中，在將各線圈電壓使用為相同的值的情況下，需 要約4500A的電流。即，根據(jù)有關(guān)本實施方式的感應(yīng)加熱裝置1，在消耗電力中能夠削減約 33%的能量。該削減量相當(dāng)于家庭用消耗電力的約幾千戶的電力。此外，關(guān)于該能量削減， 即使L調(diào)節(jié)器12A 12D的互感帶來的效果較大，例如如專利文獻(xiàn)1那樣使用可變電阻，也 難以實現(xiàn)這樣的能量削減。對于這一點，參照圖10通過L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積比來考察。圖10是表示對于L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積比的加熱線圈IOA IOD的電流比 的曲線圖。另外，在圖10的橫軸中，表示兩端的L調(diào)節(jié)器12A、12D的面積相對于中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C的面積的比，在縱軸中表示中央的加熱線圈10BU0C的電流相對于兩端的加 熱線圈10AU0D的電流的比。并且，在此情況下，如果設(shè)橫軸為χ、縱軸為y，則各測量點的 近似直線用y = 1. 22x-0. 50表示。如圖10所示，通過變更L調(diào)節(jié)器的面積比，能夠變更加熱線圈的電流比。具體而 言，如果使中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C與兩端的L調(diào)節(jié)器12A、12D的面積相等(如果將面積比 設(shè)為1)，則流過兩端的加熱線圈10AU0D中的電流大于中央的加熱線圈10BU0C中的電流。 另一方面，如果使中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C的面積比兩端的L調(diào)節(jié)器12A、12D大(例如設(shè) 面積比為0. 8)，則兩端的加熱線圈10AU0D的電流進(jìn)一步增加，成為中央的加熱線圈10B、 IOC的電流的約2倍(電流比為約0. 5)。另一方面，如果使中央的L調(diào)節(jié)器12B、12C的面 積比兩端的L調(diào)節(jié)器12A、12D小(例如將面積比設(shè)為1.2)，則兩端的加熱線圈10AU0D的 電流減少，變?yōu)榕c中央的加熱線圈10BU0C的電流大致相等(電流比約為1)。S卩，如果使面積比從0. 8變?yōu)?. 2而增加到約1. 5倍，則能夠使電流從0. 5增加到 1.0即約2倍。即，可知通過改變L調(diào)節(jié)器12A 12D的面積，能夠高效率地控制電流量。 這是因為，不僅L調(diào)節(jié)器12A 12D產(chǎn)生自感，而且在相互之間產(chǎn)生互感。(施加電壓的頻率)接著，參照圖11，說明對具有有關(guān)本實施方式的L調(diào)節(jié)器12A 12D的感應(yīng)加熱裝 置1施加的交流電壓的頻率(也稱作運轉(zhuǎn)頻率)。圖11是在有關(guān)該實施方式的感應(yīng)加熱裝 置1中、表示對于交流電源3的交流電壓的頻率的交流電壓的曲線圖。通過加熱的鋼板1的升溫范圍/升溫速度等的使用，能夠決定應(yīng)流過加熱線圈 IOA IOD中的電流I。通過該電流及其頻率(電壓的頻率)、和各線圈及匯流條等引起的 線圈的電感，產(chǎn)生加熱線圈IOA IOD的線圈電壓與匯流條之間的電壓。對該線圈電壓，在 裝置的容許電壓或供給電壓等的關(guān)系上，存在下述的(公式1)的制約。(公式1)線圈電壓[V] = 2X π X (運轉(zhuǎn)頻率f[Hz])X (線圈的電感L[H]) X線圈的電流I≤30kV在該(公式1)的制約下，運轉(zhuǎn)頻率f與LXI (即線圈電壓)的關(guān)系成為如圖11 的曲線圖。另一方面，各線圈的電感需要由對地間耐壓、線圈電流I及運轉(zhuǎn)頻率f決定范 圍。因此，為了如上述那樣調(diào)節(jié)L調(diào)節(jié)器12A 12D的電感，運轉(zhuǎn)頻率f優(yōu)選地設(shè)定在例如 50kHz 500kHz的范圍中。在50kHz 500kHz的范圍中，包括L調(diào)節(jié)器12A 12D的線圈 的電感為整體的電感的99%以上，所以能夠抑制作為芯的鋼板2的負(fù)荷的影響，通過L調(diào)節(jié) 器12A 12D調(diào)節(jié)流過各加熱線圈IOA IOD中的電流。另外，在運轉(zhuǎn)頻率f小于50kHz時，受到作為芯的鋼板2的電阻的影響，L調(diào)節(jié)器 12A 12D的電流的調(diào)節(jié)效果變小。另一方面，在運轉(zhuǎn)頻率f超過500kHz時，對于L調(diào)節(jié)器 12A 12D帶來的電感的變化，對地間耐壓的富余變少，L調(diào)節(jié)器12A 12D的高度調(diào)節(jié)的 范圍被限定在狹小的范圍，難以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)電流。以上，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然并 不限定于這些例子。如果是具有本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中的通常的知識的人，在權(quán)利要求書所述的技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠想到各種變更例或修正例是顯而易見的，需要了解的是， 這些當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。例如，在上述實施方式中，在L調(diào)節(jié)器12A 12D中，連接部111M、112M的連結(jié)機(jī) 構(gòu)例如是螺栓，但本發(fā)明并不限定于該例子。例如，連結(jié)機(jī)構(gòu)也可以將連接部與立設(shè)部之間 電連接。例如也可以使用閂鎖等。在使用閂鎖等的情況下，例如能夠通過馬達(dá)等的驅(qū)動機(jī) 構(gòu)將閂鎖拆下而解除連結(jié)狀態(tài)，也可以通過其他驅(qū)動機(jī)構(gòu)，自動地使連接部111M、112M上 下移動。在此情況下，例如也可以測量各加熱線圈IOA IOD中的電流量及對應(yīng)的位置的 鋼板2的溫度等，而自動地使連接部111M、112M上下移動，以實現(xiàn)希望的升溫速度等。工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，能夠在改善能量效率的同時降低加熱鋼板的升溫速度的變化。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)加熱裝置，通過電磁方式將鋼板連續(xù)加熱，其特征在于，具有至少3個加熱線圈，該至少3個加熱線圈沿著上述鋼板的長度方向配置，以使上述 鋼板通過內(nèi)部；并且，對于各個上述加熱線圈具備電感調(diào)節(jié)器，該電感調(diào)節(jié)器配置在將各個上述加熱 線圈與對該各個加熱線圈施加電壓的電源電連接的電氣路徑上，產(chǎn)生自感應(yīng)，并且能夠調(diào) 節(jié)該自感應(yīng)的自感；各個上述電感調(diào)節(jié)器配置成至少在相鄰的上述自感調(diào)節(jié)器之間發(fā)生相互感應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，對于上述鋼板的長度方向上的最前段的上述加熱線圈及最后段的上述加熱線圈所具 備的上述電感調(diào)節(jié)器分別產(chǎn)生的自感被調(diào)節(jié)為小于在上述最前段的加熱線圈與上述最后 段的加熱線圈之間配置的上述加熱線圈的上述電感調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的自感。
3.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，相鄰的上述加熱線圈的相互距離是上述加熱線圈的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離的1/10以 上1/3以下；各個上述電感調(diào)節(jié)器通過在相對于上述電氣路徑交叉的方向上形成迂回路徑而構(gòu)成；相鄰的上述電感調(diào)節(jié)器之間的間隙是50mm 500mm。
4.如權(quán)利要求3所述的感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，各個上述電感調(diào)節(jié)器通過使配置有該電感調(diào)節(jié)器的上述電氣路徑以大致線圈狀迂回 而產(chǎn)生上述自感應(yīng)，并且通過變更由迂回的上述電氣路徑的大致線圈狀的迂回路徑包圍的 區(qū)域的截面積，來調(diào)節(jié)上述自感應(yīng)的自感。
5.如權(quán)利要求4所述的感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，將各個上述加熱線圈與上述電源連接的各個上述電氣路徑由一對輸入輸出端子構(gòu)成， 該一對輸入輸出端子從各個上述加熱線圈以長條狀延伸設(shè)置；上述電感調(diào)節(jié)器使上述一對輸入輸出端子迂回以使上述一對輸入輸出端子的一個和 另一個相互分隔，并且變更上述迂回路徑中的上述一對輸入輸出端子的一個與另一個之間 的距離而變更由上述迂回路徑包圍的區(qū)域的上述截面積。
6.如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，各個上述加熱線圈與連接至該加熱線圈的上述電感調(diào)節(jié)器的間隙是500mm 2000mm。
7.如權(quán)利要求6所述的感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，各個上述加熱線圈是單匝線圈或雙匝線圈。
8.—種感應(yīng)加熱方法，通過電磁方式將鋼板連續(xù)加熱，其特征在于，沿著上述鋼板的長度方向配置至少3個加熱線圈，以使上述鋼板通過內(nèi)部；在將各個上述加熱線圈與對該各個加熱線圈施加電壓的電源電連接的電氣路徑上，對 于各個上述加熱線圈配置產(chǎn)生自感應(yīng)、并且能夠調(diào)節(jié)該自感應(yīng)的自感的電感調(diào)節(jié)器，以至 少在相鄰的上述電感調(diào)節(jié)器之間發(fā)生相互感應(yīng)；將對于上述鋼板的長度方向的最前段的上述加熱線圈及最后段的上述加熱線圈所具 備的上述電感調(diào)節(jié)器分別產(chǎn)生的自感調(diào)節(jié)為小于在上述最前段的加熱線圈與上述最后段 的加熱線圈之間配置的上述加熱線圈的上述電感調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的自感。
9.如權(quán)利要求8所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于，相鄰的上述加熱線圈的相互距離是上述加熱線圈的高度方向的內(nèi)側(cè)的距離的1/10以 上1/3以下；各個上述電感調(diào)節(jié)器通過在相對于上述電氣路徑交叉的方向上形成迂回路徑而構(gòu)成；相鄰的上述電感調(diào)節(jié)器之間的間隙是50mm 500mm。
10.如權(quán)利要求9所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于，各個上述電感調(diào)節(jié)器通過使配置有該電感調(diào)節(jié)器的上述電氣路徑以大致線圈狀迂回 而產(chǎn)生上述自感應(yīng)，并且通過變更由迂回的上述電氣路徑的大致線圈狀的迂回路徑包圍的 區(qū)域的截面積，來調(diào)節(jié)上述自感應(yīng)的自感。
11.如權(quán)利要求10所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于，將各個上述加熱線圈與上述電源連接的各個上述電氣路徑由一對輸入輸出端子構(gòu)成， 該一對輸入輸出端子從各個上述加熱線圈以長條狀延伸設(shè)置；上述電感調(diào)節(jié)器使上述一對輸入輸出端子迂回以使上述一對輸入輸出端子的一個和 另一個相互分隔，并且變更上述迂回路徑中的上述一對輸入輸出端子的一個與另一個之間 的距離而變更由上述迂回路徑包圍的區(qū)域的上述截面積。
12.如權(quán)利要求11所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于，各個上述加熱線圈與連接至該加熱線圈的上述電感調(diào)節(jié)器的間隙是500mm 2000mm。
13.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 各個上述加熱線圈是單匝線圈或雙匝線圈。
全文摘要
提供一種感應(yīng)加熱裝置，通過電磁方式將鋼板連續(xù)加熱。該感應(yīng)加熱裝置(1)具有至少3個加熱線圈(10A～10D)，沿著鋼板的長度方向配置，以使鋼板(2)通過內(nèi)部；電感調(diào)節(jié)器(12A～12D)，配置在將各加熱線圈與對該各加熱線圈施加電壓的電源電連接的電氣路徑(11)上，產(chǎn)生自感應(yīng)，并且能夠調(diào)節(jié)該自感應(yīng)的自感；各電感調(diào)節(jié)器配置成至少在相鄰的電感調(diào)節(jié)器之間發(fā)生相互感應(yīng)。
文檔編號C21D1/42GK102100124SQ20098011157
公開日2011年6月15日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者古賀重信, 持永大照, 松永泰往, 梅津健司, 池田泰幸, 片岡毅晴, 石崎一成 申請人:富士電機(jī)系統(tǒng)株式會社, 新日本制鐵株式會社