感應(yīng)加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用使交流磁通量通過(guò)加熱對(duì)象物而產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)該加熱對(duì)象物進(jìn)行加熱的感應(yīng)加熱裝置，特別涉及對(duì)加熱對(duì)象物垂直地導(dǎo)入磁通量的方式的感應(yīng)加熱
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]在工廠中，對(duì)金屬板等進(jìn)行加熱的工序是重要的作業(yè)工序之一。在該加熱的方式中有各種方式，其一種是感應(yīng)加熱方式。該感應(yīng)加熱方式基本上是如下方式:將通過(guò)向線(xiàn)圈供給交流電流而產(chǎn)生的磁通量導(dǎo)入到金屬板等的加熱對(duì)象物，利用由該磁通量而在加熱對(duì)象物中產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)加熱對(duì)象物進(jìn)行加熱。
[0003]在這樣的感應(yīng)加熱裝置中，在加熱對(duì)象物的寬度方向的中央部，磁通量難以通過(guò)，在其邊緣部，磁通量容易通過(guò)。因此，以從中央部開(kāi)始繞著邊緣部的方式流動(dòng)的磁通量分布增加，在邊緣部聚集的磁通量密度變高。其結(jié)果是，存在邊緣部被過(guò)度加熱的傾向，確保邊緣部和中央部的溫度分布的均勻性(以下，稱(chēng)為“均熱性”)是困難的。
[0004]特別是，在加熱對(duì)象物為薄板的情況下，一般采用使針對(duì)加熱對(duì)象物的磁通量的導(dǎo)入方向?yàn)榇怪钡臋M向方式。在該情況下，產(chǎn)生邊緣部的過(guò)加熱，確保均熱性是困難的。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的橫向方式的感應(yīng)加熱裝置中，使磁通量集中地通過(guò)在加熱對(duì)象物的邊緣部的附近配置的磁性體，由此，謀求抑制邊緣部的過(guò)加熱。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-294396號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的裝置中，對(duì)于加熱對(duì)象物的邊緣部抑制過(guò)加熱，但是，關(guān)于在加熱對(duì)象物的中央部磁通量難以通過(guò)的情況沒(méi)有做任何考慮。因此，殘留有不能夠促進(jìn)中央部的升溫，加熱效率未提高這樣的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種感應(yīng)加熱裝置，能夠抑制邊緣部的過(guò)加熱并且促進(jìn)中央部的升溫，能夠謀求加熱的均熱性以及加熱效率的提高。
[0008]用于解決課題的方案
本發(fā)明提供一種感應(yīng)加熱裝置，使通過(guò)向線(xiàn)圈通電而產(chǎn)生的磁通量流到導(dǎo)電性且板狀的加熱對(duì)象物，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而對(duì)加熱對(duì)象物進(jìn)行加熱。因此，該感應(yīng)加熱裝置的特征在于，具有核心、線(xiàn)圈、導(dǎo)體(第一磁通量控制要素)以及側(cè)面磁性體(第二磁通量控制要素)。
[0009]核心由能夠傳遞磁通量的磁性材料形成，具有以在其間夾著加熱對(duì)象物的方式配置并且磁極性彼此相反的一對(duì)以上的磁極。所謂磁極是指產(chǎn)生磁通量的部分的部位。
[0010]線(xiàn)圈纏繞在核心上，被通電交流電流而產(chǎn)生磁通量。
[0011]導(dǎo)體在加熱對(duì)象物的主板面(例如，板厚度方向的兩側(cè)面)的至少一個(gè)側(cè)與磁極相鄰并且沿著加熱對(duì)象物的主板面設(shè)置。導(dǎo)體具有“難以通過(guò)交流磁場(chǎng)”的性質(zhì)，所以，將朝向沿著加熱對(duì)象物的主板面從磁極離開(kāi)的方向的磁通量截?cái)?。此處，“將磁通量截?cái)唷辈⒉灰欢ㄊ?00%截?cái)嗟囊馑?，而是“截?cái)嘀饕牧鳌钡囊馑?。?dǎo)體由銅等具有導(dǎo)電性的材料形成。即，優(yōu)選導(dǎo)體由磁導(dǎo)率與空氣同等的非磁性金屬材料形成。
[0012]側(cè)面磁性體由磁性材料形成，對(duì)于加熱對(duì)象物的寬度方向的端部即邊緣部的至少一個(gè)，以在從該寬度方向的中央部離開(kāi)的方向沿著邊緣部并且在厚度方向上跨過(guò)加熱對(duì)象物的方式設(shè)置。側(cè)面磁性體采用磁導(dǎo)率與空氣相比充分大的磁性材料，具體地說(shuō)，硅鋼等符口 O
[0013]例如，在將磁通量垂直地導(dǎo)入(照射)到由鋁構(gòu)成的加熱對(duì)象物時(shí)，該磁通量難以通過(guò)加熱對(duì)象物的中央部，具有以向邊緣部迂回的方式傳播的傾向。
[0014]因此，與磁極相鄰并且沿著加熱對(duì)象物的主板面設(shè)置的導(dǎo)體將從中央部向邊緣部迂回的磁通量截?cái)?，使該磁通量集中到中央部。由此，能夠使通過(guò)中央部的磁通量增加，能夠促進(jìn)中央部的升溫，能夠提高加熱效率。
[0015]此外，通過(guò)了加熱對(duì)象物和導(dǎo)體的間隔的磁通量容易在邊緣部集中。因此，在邊緣部的附近設(shè)置由磁性材料構(gòu)成的側(cè)面磁性體，將磁通量引導(dǎo)到側(cè)面磁性體，由此，使邊緣部的磁通量密度緩和。由此，能夠抑制邊緣部的過(guò)加熱，能夠提高均熱性。
[0016]這樣，在本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置中，關(guān)于磁通量的分布，在加熱對(duì)象物的邊緣部緩和磁通量密度，并且，在中央部使磁通量集中，由此，形成“作為目標(biāo)的磁通量分布”。由此，能夠同時(shí)提高均熱性以及加熱效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的示意圖。
[0018]圖2是圖1的I1-1I線(xiàn)剖面圖。
[0019]圖3是圖1的主要部分放大圖。
[0020]圖4是示出使用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的加熱對(duì)象物的升溫特性的圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的主要部分示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的主要部分示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的主要部分示意圖。
[0024]圖8是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的主要部分示意圖。
[0025]圖9是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的主要部分示意圖。
[0026]圖10是本發(fā)明的第七實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置的主要部分示意圖。
[0027]圖11是比較例的感應(yīng)加熱裝置的示意圖。
[0028]圖12是示出使用了比較例的感應(yīng)加熱裝置的加熱對(duì)象物的升溫特性的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0030](第一實(shí)施方式)
參照?qǐng)D1?圖3對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0031]如圖1?圖3所示，感應(yīng)加熱裝置101是對(duì)導(dǎo)電性且板狀的加熱對(duì)象物60進(jìn)行加熱的裝置，在本實(shí)施方式中，將圖1的上下方向作為鉛垂方向(板厚度方向)來(lái)設(shè)置。
[0032]加熱對(duì)象物60將主板面601、602設(shè)置為水平。此處，“主板面”是成為加熱的對(duì)象的面。該主板面在加熱對(duì)象物60為大致長(zhǎng)方體且板狀的情況下，是面積最大的表面和背面的面，即，板方向的表面和背面的面(兩側(cè)面或者兩面)(以下，將該兩側(cè)面或者兩面稱(chēng)作主板面進(jìn)行說(shuō)明)。該主板面不一定平坦，也可以彎曲或者形成有臺(tái)階差。此外，將圖1中的加熱對(duì)象物60的左右方向稱(chēng)作“加熱對(duì)象物60的寬度方向”。
[0033]關(guān)于導(dǎo)電性且板狀的加熱對(duì)象物60，例如鋁板符合。特別是在圖2所示的例子中，加熱對(duì)象物60是長(zhǎng)條帶狀，通過(guò)由塊箭頭所示的輸送動(dòng)作，一邊通過(guò)感應(yīng)加熱裝置101，一邊被加熱。作為具體例子，本實(shí)施方式的感應(yīng)加熱裝置101被使用于熱交換器管材料用鋁薄板的預(yù)熱等的用途。
[0034]感應(yīng)加熱裝置101主要具備核心10、線(xiàn)圈20、25、作為第一磁通量控制要素而起作用的導(dǎo)體311、312、313、314以及作為第二磁通量控制要素而起作用的側(cè)面磁性體41、42。
[0035]核心10由方向性硅鋼等磁性材料形成為四角框狀。詳細(xì)地說(shuō)，左右的對(duì)邊構(gòu)成磁通量產(chǎn)生部11、12，上下的對(duì)邊構(gòu)成外傳遞部13、18。在外傳遞部13、18的中心部，形成有向框的內(nèi)側(cè)延伸的內(nèi)傳遞部14、17。進(jìn)而，在上側(cè)的內(nèi)傳遞部14的下端以及下側(cè)的內(nèi)傳遞部17的上端，形成有以比內(nèi)傳遞部14、17窄的寬度向框的中心突出并且使磁通量集中的一對(duì)磁極15、16。
[0036]一對(duì)磁極15、16夾著空隙19對(duì)置。此外，在設(shè)置了加熱對(duì)象物60時(shí)，一對(duì)磁極15、16的前端151、162在其間夾著加熱對(duì)象物60的主板面601、602的方向成對(duì)配置。優(yōu)選一對(duì)磁極15、16在其間夾著主板面601、602的中央部65。此外，加熱對(duì)象物60在上下方向配置在一對(duì)磁極15、16間的大致中央。
[0037]線(xiàn)圈20、25在核心10的磁通量產(chǎn)生部11、12分別纏繞有纏繞部22、27。纏繞開(kāi)始部21、26以及纏繞結(jié)束部23、28與未圖示的電源輸出裝置連接。
[0038]當(dāng)對(duì)線(xiàn)圈20、25供給交流電流I時(shí)，在核心10的磁通量產(chǎn)生部11、12產(chǎn)生磁通量Φ。該磁通量Φ根據(jù)交流電流I的周期，例如將正弦波作為基本波成分，強(qiáng)度以及朝向周期性地變化。
[0039]但是，在以下的說(shuō)明中，為了方便，關(guān)注“磁通量Φ的波形為正的最大振幅的時(shí)亥|J”的磁通量Φ來(lái)定義朝向等。因此，如圖1所示那樣，將在核心10的磁通量產(chǎn)生部11、12產(chǎn)生從下朝向上的磁通量Φ的期間定義為“磁通量波形為正的期間”。此時(shí)，磁通量Φ以磁通量產(chǎn)生部11、12 —外傳遞部13 —內(nèi)傳遞部14 —磁極15 —(空隙19)—磁極16 —內(nèi)傳遞部17 —外傳遞部18 —磁通量產(chǎn)生部11、12這樣的路徑傳遞。
[0040]此處，對(duì)于一對(duì)磁極15、16來(lái)說(shuō)，如果忽略磁通量波形過(guò)零的瞬間，那么極性始終彼此相反。如上述的定義那樣，假定在磁通量Φ為正時(shí)磁極15的極性為N、磁極16的極性為S，將磁極15、16稱(chēng)作“模擬N磁極15”、“模擬S磁極16”。
[0041]在以下的圖中，以由細(xì)的點(diǎn)構(gòu)成的梨皮狀表示模擬N磁極，以空白表示模擬S磁極。即，意思是以梨皮狀表示的磁極和以空白表示的磁極的極性相反。此外，對(duì)從模擬N磁極朝向模擬S磁極的方向標(biāo)記磁通量Φ的箭頭。
[0042]接著，導(dǎo)體311?314由作為導(dǎo)電體并且非磁性金屬材料的銅形成，具有“難以通過(guò)交流磁場(chǎng)”這樣的性質(zhì)。此處，所謂“非磁性金屬材料”是磁導(dǎo)率與空氣同等即與真空同等，因此“相對(duì)磁導(dǎo)率約為I”的金屬材料。此外，“銅”不限于純