УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПОПЕРЕЧНЫМ ПОТОКОМ
DEVICE FOR INDUCTION HEATING BY CROSS FLOW

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству индукционного нагрева поперечным потоком. В частности, устройство индукционного нагрева поперечным потоком надлежащим образом используется для индуктивного нагрева проводящего листа посредством побуждения переменного магнитного поля приблизительно перпендикулярно пересекать проводящий лист.
Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2010-35199, поданной 19 февраля 2010 года, содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки.
Описание предшествующего уровня техники
В прошлом нагрев проводящего листа, такого как стальной лист, выполнялся, используя устройство индукционного нагрева. Устройство индукционного нагрева создает джоулево тепло на основе вихревого тока, который индуцируется в проводящем листе переменным магнитным полем (магнитным полем переменного тока), создаваемым от обмотки, в проводящем листе и нагревает проводящий лист посредством джоулева тепла. Устройство индукционного нагрева поперечным потоком представляет собой один тип такого устройства индукционного нагрева. Устройство индукционного нагрева поперечным потоком нагревает проводящий лист нагреваемого объекта посредством побуждения переменного магнитного поля приблизительно перпендикулярно пересекать проводящий лист.
В случае использования такого устройства индукционного нагрева поперечным потоком, в отличие от случая использования устройства индукционного нагрева соленоидального типа, существует проблема, заключающаяся в том, что оба конца в направлении ширины (оба боковых торца) проводящего листа нагреваемого объекта становятся перегретыми.
Технологии, описанные в патентной ссылке 1 и патентной ссылке 2, представляют собой технологии, относящиеся к такой проблеме.
В технологии, описанной в патентной ссылке 1, подвижная ровная экранирующая пластина, выполненная из немагнитного металла, предусмотрена между обмоткой и каждым из обоих боковых торцов проводящего листа объекта нагрева.
Дополнительно в технологии, описанной в патентной ссылке 2, ромбическая обмотка и овальная обмотка, которые имеют разные модели нагрева, размещены вдоль направления транспортирования проводящего листа объекта нагрева, тем самым нагревая проводящий лист с требуемой моделью нагрева относительно направления ширины проводящего листа.
Патентная ссылка
(Патентная ссылка 1) Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № S62-35490
(Патентная ссылка 2) Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2003-133037
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Однако посредством только обеспечения ровной экранирующей пластины между обмоткой и каждым из обоих боковых торцов проводящего листа объекта нагрева, как в технологии, описанной в патентной ссылке 1, так как вихревой ток распространяется в область незначительно внутрь обоих боковых торцов проводящего листа, плотность вихревого тока является небольшой, и так как вихревые токи, протекающие в обоих боковых торцах проводящего листа, не могут вытекать из проводящего листа, плотность вихревого тока становится большой на обоих боковых торцах. Следовательно, сложно снизить температуры обоих боковых торцов проводящего листа, и равномерность распределения температуры в направлении ширины проводящего листа также существенно снижена (в частности, градиент распределения температуры на каждом из обоих боковых торцов проводящего листа становится большим).
Дополнительно в технологии, описанной в патентной ссылке 2, является возможным подавить снижение равномерности распределения температуры в направлении ширины проводящего листа. Однако, если ширина проводящего листа меняется, необходимо переустанавливать обмотку в зависимости от ширины листа. Следовательно, требуется механизм для перемещения обмотки, и является трудным легко и быстро реагировать на изменение ширины листа.
Кроме того, в технологиях, описанных в патентной ссылке 1 и патентной ссылке 2, если проводящий лист перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, равномерность распределения температуры в направлении ширины проводящего листа снижена.
Настоящее изобретение было выполнено с учетом таких проблем и имеет целью обеспечение устройства индукционного нагрева поперечным потоком, которое позволяет уменьшить неравномерность распределения температуры в направлении ширины проводящего листа нагреваемого объекта и позволяет уменьшить изменения распределения температуры в направлении ширины проводящего листа нагреваемого объекта вследствие движения проводящего листа по извилистой траектории.
Способы решения проблемы
(1) Устройство индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения позволяет переменному магнитному полю пересекать грань проводящего листа, который транспортируется в одном направлении, тем самым индуктивно нагревая проводящий лист. Устройство индукционного нагрева поперечным потоком включает в себя: нагревательную обмотку, размещенную таким образом, что грань обмотки обращена к грани проводящего листа; сердечник, вокруг которого намотана нагревательная обмотка; и экранирующую пластину, образованную из проводника и размещенную между сердечником и боковым концевым участком в направлении, перпендикулярном к направлению транспортирования проводящего листа, причем экранирующая пластина имеет выступающий участок, и боковая поверхность выступающего участка представляет собой замкнутый контур, если смотреть с направления, перпендикулярного к грани обмотки.
(2) Устройство индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (1) может дополнительно включать в себя непроводящий магнитно-мягкий материал, который прикреплен к экранирующей пластине, причем экранирующая пластина помещена между сердечником и непроводящим магнитно-мягким материалом.
(3) Устройство индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (2) может дополнительно включать в себя теплостойкий материал, который прикреплен к непроводящему магнитно-мягкому материалу, причем теплостойкий материал размещен ближе к проводящему листу, чем непроводящий магнитно-мягкий материал.
(4) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (2) экранирующая пластина может иметь поперечное сечение, параллельное относительно грани обмотки, и поперечное сечение может включать в себя непроводящий магнитно-мягкий материал.
(5) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенными (1) или (2) выступающий участок может быть частично изолирован в направлении, перпендикулярном к грани обмотки.
(6) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенными (1) или (2) углубленный участок, который обращен к боковому концевому участку в направлении, перпендикулярном к направлению транспортирования проводящего листа, может быть образован в поверхности, обращенной к проводящему листу, экранирующей пластины.
(7) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (6) выступающий участок может быть образован на боковой поверхности углубленного участка вдоль окружного направления боковой поверхности углубленного участка таким образом, чтобы выступать по направлению к внутренней части углубленного участка от боковой поверхности углубленного участка.
(8) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (6) участок, который сужается по направлению к стороне вблизи с центральным участком в направлении, перпендикулярном к направлению транспортирования проводящего листа, от стороны, удаленной от центрального участка в направлении, перпендикулярном к направлению транспортирования проводящего листа, может быть включен в углубленный участок.
(9) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (6) первый участок, который сужается по направлению к стороне дальше по ходу от стороны ближе по ходу в направлении транспортирования проводящего листа, и второй участок, который сужается по направлению к стороне ближе по ходу от стороны дальше по ходу в направлении транспортирования проводящего листа, могут быть включены в углубленный участок, и первый участок и второй участок могут быть обращены друг к другу в направлении транспортирования проводящего листа.
(10) В устройстве индукционного нагрева поперечным потоком в соответствии с вышеприведенным (9) первый участок может быть скругленным по направлению к стороне дальше по ходу, и второй участок может быть скругленным по направлению к стороне ближе по ходу.
Преимущества изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, выступающий участок образован или размещен на экранирующей пластине, которая размещена между сердечником, вокруг которого намотана обмотка, и торцевым участком в направлении ширины проводящего листа таким образом, что боковая поверхность выступающего участка представляет собой замкнутый контур, если смотреть с направления толщины экранирующей пластины. Благодаря этому выступающему участку является возможным обеспечить вихревой ток, протекающий рядом с выступающим участком. То есть является возможным надежно обеспечить протекание вихревого тока таким образом, чтобы следовать по замкнутому контуру, который представляет собой выступающий участок. Следовательно, неравномерность распределения температуры в направлении ширины проводящего листа нагреваемого объекта может быть уменьшена, и изменения распределения температуры в направлении ширины проводящего листа нагреваемого объекта вследствие движения проводящего листа по извилистой траектории могут быть уменьшены.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи.
Фиг.1 представляет собой вид сбоку, показывающий один пример схематичной конфигурации непрерывной линии отжига для стального листа, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2A представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации устройства индукционного нагрева, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.2B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации устройства индукционного нагрева, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.2C представляет собой местный общий вид, показывающий один пример конфигурации устройства индукционного нагрева, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.3 представляет собой схему, показывающую один пример конфигураций нагревательной обмотки верхней стороны и нагревательной обмотки нижней стороны, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.4A представляет собой вид сверху, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.4B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.4C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.4D представляет собой местный вид, когда область, включающая экранирующую пластину 31d, в соответствии с первым вариантом осуществления, рассматривается непосредственно сверху стальной полосы 10.
Фиг.5A представляет собой вид сверху, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины в соответствии с первым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.5B представляет собой вид сверху, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии со вторым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.5C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с третьим модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.5D представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с четвертым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.6A представляет собой вид сверху, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг.6C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг.6D представляет собой местный вид, когда область, включающая экранирующую пластину 101, в соответствии со вторым вариантом осуществления, рассматривается непосредственно сверху стальной полосы 10.
Фиг.7 представляет собой схему, показывающую один пример зависимости между величиной вставки экранирующей пластины и коэффициентом отклонения температуры по ширине в примерах, использующих второй вариант осуществления.
Фиг.8A представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с пятым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с шестым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с седьмым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8D представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с восьмым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8E представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с девятым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8F представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с десятым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8G представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с одиннадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.8H представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двенадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.9A представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с тринадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.9B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с четырнадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.9C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с пятнадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.9D представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с шестнадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.9E представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с семнадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.10A представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с восемнадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.10B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с девятнадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.10C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.10D представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать первым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11A представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать вторым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать третьим модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать четвертым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11D представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать пятым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11E представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать шестым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11F представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать седьмым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11G представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать восьмым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11H представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с двадцать девятым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.11I представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с тридцатым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.12A представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с тридцать первым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.12B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с тридцать вторым модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.12C представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с тридцать третьим модифицированным примером первого варианта осуществления.
Фиг.13A представляет собой перспективный вид, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в тридцать четвертом модифицированном примере первого варианта осуществления.
Фиг.13B представляет собой перспективный вид, показывающий один пример конфигурации экранирующей пластины, в соответствии с тридцать пятым модифицированным примером первого варианта осуществления.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В дальнейшем варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. В каждом варианте осуществления, описанном ниже, случай, где устройство индукционного нагрева поперечным потоком применяется для непрерывной линии отжига для стального листа, описан в качестве примера. Кроме того, в нижеследующем описании "устройство индукционного нагрева поперечным потоком" называется "устройством индукционного нагрева" для краткости, если необходимо.
Первый вариант осуществления
Сначала будет описан первый вариант осуществления.
Конфигурация непрерывной линии отжига
Фиг.1 представляет собой вид сбоку, показывающий один пример схематичной конфигурации непрерывной линии отжига для стального листа. Кроме того, в каждом чертеже для удобства объяснения только необходимая конфигурация упрощена и показана.
На фиг.1 непрерывная линия 1 отжига включает в себя первый контейнер 11, второй контейнер 12, третий контейнер 13, сборку 14 первого уплотняющего ролика, транспортирующий блок 15, сборку 16 второго уплотняющего ролика, блок 17 подачи газа, блок 18 питания переменного тока, ролики 19a-19u (19) и устройство 20 индукционного нагрева.
Сборка 14 первого уплотняющего ролика перемещает стальную полосу (полосообразный лист) 10 в первый контейнер 11, при этом экранируя первый контейнер 11 от внешнего воздуха. Стальная полоса 10, транспортированная в первый контейнер 11 посредством сборки 14 первого уплотняющего ролика, транспортируется во второй контейнер 12 посредством роликов 19a и 19b в первом контейнере 11. Стальная полоса 10, транспортированная во второй контейнер 12, снова транспортируется в первый контейнер 11 посредством роликов 19g и 19h, при этом нагреваясь посредством устройства 20 индукционного нагрева, размещенного сверху и снизу горизонтального участка второго контейнера 12 (стальной полосы 10, которая транспортируется). Здесь устройство 20 индукционного нагрева электрически соединено с блоком 18 питания переменного тока и получает питание переменного тока от блока 18 питания переменного тока, тем самым создавая переменное магнитное поле, которое пересекается приблизительно перпендикулярно с листовой гранью стальной полосы 10, и индуктивно нагревая стальную полосу 10. Кроме того, подробности конфигурации устройства 20 индукционного нагрева будут описаны позже. Более того, в нижеследующем объяснении "электрическое соединение" называется "соединением" для краткости, если необходимо.
Стальная полоса 10, вернувшаяся в первый контейнер 11, транспортируется к транспортирующему блоку 15 в ходе стадии выдержки и медленного охлаждения посредством роликов 19c-19f. Стальная полоса 10, транспортированная к транспортирующему узлу 15, транспортируется в третий контейнер 13 посредством роликов 19i и 19j. Стальная полоса 10, транспортированная в третий контейнер 13, транспортируется, при этом перемещаясь вертикальным образом вверх и вниз, посредством роликов 19k-19u и быстро охлаждается в третьем контейнере 13.
Сборка 16 второго уплотняющего ролика направляет стальную полосу 10, быстро охлажденную таким образом, на последующую обработку, при этом блокируя третий контейнер 13 от внешнего воздуха.
В "первый контейнер 11, второй контейнер 12, третий контейнер 13 и транспортирующий блок 15", которые становятся "путем перемещения стальной полосы 10", как описано выше, неокислительный газ подается посредством узла 17 подачи газа. Затем посредством "сборки 14 первого уплотняющего ролика и сборки 16 второго уплотняющего ролика", которые блокируют внутреннюю часть (внутреннюю часть непрерывной линии 1 отжига) от внешней части (внешнего воздуха), неокислительная газовая атмосфера поддерживается в первом контейнере 11, втором контейнере 12, третьем контейнере 13 и транспортирующем блоке 15.
Конфигурация устройства индукционного нагрева
Фиг.2A-2C представляют собой схемы, показывающие один пример конфигурации устройства индукционного нагрева.
Конкретно фиг.2A представляет собой схему, показывающую один пример устройства 20 индукционного нагрева в этом варианте осуществления, как видно сбоку непрерывной линии отжига, и представляет собой вертикальный вид, разрезанный (в направлении вверх и вниз на фиг.1) вдоль продольного направления стальной полосы 10. На фиг.2A стальная полоса 10 транспортируется по направлению влево (см. стрелку, указывающую справа налево на фиг.2A). Более того, фиг.2B представляет собой вертикальный разрез, показывающий один пример устройства 20 индукционного нагрева в этом варианте осуществления, как видно в направлении A-A' на фиг.1 (т.е. схему, как видно со стороны дальше по ходу в направлении транспортирования листа). На фиг.2B стальная полоса 10 транспортируется по направлению от задней стороны чертежа вперед. Более того, фиг.2C представляет собой местный общий вид, частично показывающий один пример устройства 20 индукционного нагрева в этом варианте осуществления. На фиг.2C нижняя правая область, показанная на фиг.2B, рассматривается сверху вниз относительно стальной полосы 10.
На фиг.2A-2C устройство 20 индукционного нагрева включает в себя индуктор 21 верхней стороны и индуктор 22 нижней стороны.
Индуктор 21 верхней стороны включает в себя сердечник 23, нагревательную обмотку 24 верхней стороны (нагревательную обмотку 24) и экранирующие пластины 31a и 31c.
Нагревательная обмотка 24 верхней стороны представляет собой проводник, намотанный вокруг сердечника 23 по пазу сердечника 23 (здесь углубленный участок сердечника 23), и представляет собой обмотку (так называемую одновитковую), в которой количество витков составляет "1". Более того, как показано на фиг.2A, нагревательная обмотка 24 верхней стороны имеет участок, форма вертикального поперечного сечения которого представляет собой полый прямоугольник. Труба водяного охлаждения соединена с торцевой гранью полого участка полого прямоугольника. Охлаждающая вода, которая подается от трубы водяного охлаждения, протекает в полый участок (внутреннюю часть нагревательной обмотки 24 верхней стороны) полого прямоугольника, таким образом, индуктор 21 верхней стороны охлаждается. Более того, экранирующие пластины 31a и 31c смонтированы на нижней поверхности (сторона паза) сердечника 23.
1
2
3
4
5
6
7
s
Кроме того, на фиг.2A длина l в индукторе 21 верхней стороны составляет 45 (мм), длина l составляет 180 (мм), длина l составляет 80 (мм), длина l составляет 180 (мм), длина l составляет 45 (мм), длина l составляет 45 (мм) и длина l составляет 45 (мм). Более того, ширина W стальной полосы 10 составляет 900 (мм), и толщина d составляет 0,3 (мм). Однако эти размеры не ограничены значениями, описанными выше.
Индуктор 22 нижней стороны включает в себя сердечник 27, нагревательную обмотку 28 нижней стороны (нагревательную обмотку) и экранирующие пластины 31b и 31d аналогично индуктору 21 верхней стороны.
Нагревательная обмотка 28 нижней стороны также представляет собой проводник, намотанный вокруг сердечника 27 по пазу сердечника 27, и представляет собой обмотку (так называемую одновитковую), в которой количество витков составляет "1" аналогично нагревательной обмотке 24 верхней стороны. Более того, нагревательная обмотка 28 нижней стороны имеет участок, форма вертикального поперечного сечения которого представляет собой полый прямоугольник, аналогично нагревательной обмотке 24 верхней стороны. Труба водяного охлаждения соединена с торцевой гранью полого участка полого прямоугольника и может обеспечивать протекание охлаждающей воды в полый участок полого прямоугольника.
Дополнительно грань (грань, в которой образован контур, грань, в которой проходит силовая линия магнитного поля) нагревательной обмотки 24 верхней стороны индуктора 21 верхней стороны и грань нагревательной обмотки 28 нижней стороны индуктора 22 нижней стороны обращены друг к другу со стальной полосой 10, помещенной между ними. Кроме того, грани экранирующих пластин 31a-31d (31) обращены к боковым торцевым участкам (краям) в направлении ширины листа стальной полосы 10. Для того чтобы соответствовать такому взаимному расположению, индуктор 21 верхней стороны предусмотрен дальше на верхней стороне (рядом с верхней поверхностью горизонтального участка второго контейнера 12), чем стальная полоса 10, и индуктор 22 нижней стороны предусмотрен дальше на нижней стороне (рядом с нижней поверхностью горизонтального участка второго контейнера 12), чем стальная полоса 10.
Как описано выше, индуктор 21 верхней стороны и индуктор 22 нижней стороны отличаются положением для размещения, но имеют одинаковую конфигурацию.
Дополнительно в этом варианте осуществления экранирующие пластины 31a-31d могут отдельно перемещаться в направлении ширины (направлении двунаправленной стрелки, показанной на фиг.2B) стальной полосы 10 на основе работы приводного устройства (не показано).
2
4
2
4
Дополнительно в этом варианте осуществления расстояние d между нагревательной обмоткой 24 верхней стороны и нагревательной обмоткой 28 нижней стороны, ширины l и l нагревательной обмотки в нагревательной обмотке 24 верхней стороны и ширины l и l нагревательной обмотки в нагревательной обмотке 28 нижней стороны являются одинаковыми. Дополнительно положение, где "длина R наложения в направлении ширины стальной полосы 10" между каждым из обоих боковых концевых участков стальной полосы 10 и каждой из экранирующих пластин 31a-31d составляет 90 (мм), задано в качестве исходного положения.
Здесь ширина нагревательной обмотки представляет собой длину в направлении ширины нагревательной обмотки 24 верхней стороны (нагревательной обмотки 28 нижней стороны), которая находится в пазу. В примере, показанном на фиг.2A, ширина нагревательной обмотки равна длине в направлении ширины каждой из медных труб 41a-41d, показанных на фиг.3, которые будут описаны позже, и представляет собой приблизительно такую же длину, что и ширина паза каждого из сердечников 23 и 27.
Кроме того, в нижеследующем объяснении каждая из ширины нагревательной обмотки 24 верхней стороны и ширины нагревательной обмотки 28 нижней стороны просто называется шириной нагревательной обмотки, если необходимо, и расстояние между нагревательной обмоткой 24 верхней стороны и нагревательной обмоткой 28 нижней стороны называется зазором, если необходимо.
Конфигурация нагревательной обмотки
Фиг.3 представляет собой схему, показывающую один пример конфигураций нагревательной обмотки 24 верхней стороны и нагревательной обмотки 28 нижней стороны. Кроме того, стрелка, показанная на фиг.3, представляет собой один пример направления, в котором электрический ток протекает в определенное время.
Как показано на фиг.3, нагревательная обмотка 24 верхней стороны имеет медные трубы 41a и 41b и медную токопроводящую шину (соединительную пластину) 42b, которая соединена со сторонами концов основания медных труб 41a и 41b. Более того, нагревательная обмотка 28 нижней стороны имеет медные трубы 41c и 41d и медную токопроводящую шину 42f, которая соединена со сторонами концов основания медных труб 41c и 41d.
Один торец (сторона переднего конца медной трубы 41a) нагревательной обмотки 24 верхней стороны и выходная клемма на одной стороне блока 18 питания переменного тока взаимно соединены посредством медной токопроводящей шины 42a. С другой стороны, другой торец (сторона переднего конца медной трубы 41b) нагревательной обмотки 24 верхней стороны и один торец (сторона переднего конца медной трубы 41c) нагревательной обмотки 28 нижней стороны взаимно соединены посредством медных токопроводящих шин 42c-42e. Более того, другой торец (сторона переднего конца медной трубы 41d) нагревательной обмотки 28 нижней стороны взаимно соединен с выходной клеммой на другой стороне блока 18 питания переменного тока посредством медных токопроводящих шин 42i, 42h и 42g.
Как описано выше, нагревательная обмотка 24 верхней стороны и нагревательная обмотка 28 нижней стороны соединены последовательно относительно блока 18 питания переменного тока посредством комбинации медных труб 41a-41d (41) и медных токопроводящих шин 42a-42i (42) и образуют обмотки, количество витков каждой из которых составляет "1". На фиг.3 большой магнитный поток создается по направлению к нижней части от верхней части центрального участка, окруженного медными трубами 41 и медными токопроводящими шинами 42, и магнитный поток проходит через стальную полосу 10, посредством чего джоулево тепло создается в стальной полосе 10, таким образом, стальная полоса 10 нагревается.
Кроме того, здесь, для того чтобы четко показать конфигурации нагревательной обмотки 24 верхней стороны и нагревательной обмотки 28 нижней стороны, как показано на фиг.3, медные трубы 41a-41d и медные токопроводящие шины 42a-42g соединены друг с другом. Однако, когда нагревательная обмотка 24 верхней стороны и нагревательная обмотка 28 нижней стороны наматываются вокруг сердечников 23 и 27, существует необходимость прохождения (прикрепления) медных труб 41a-41d через пазы сердечников 23 и 27. Следовательно, в действительности медные токопроводящие шины 42 прикреплены к медным трубам 41a-41d так, чтобы избежать участков, где медные трубы 41 устанавливаются в сердечники 23 и 27.
Конфигурация экранирующей пластины
Фиг.4A-4D представляют собой схемы, показывающие один пример конфигурации экранирующей пластины 31.
e
h1
h2
Конкретно фиг.4A представляет собой вид сверху экранирующей пластины 31, если смотреть непосредственно сверху (со стороны стальной полосы 10). Более того, фиг.4B представляет собой вертикальный разрез, если смотреть с направления A-A' на фиг.4A. Фиг.4C представляет собой вертикальный разрез, если смотреть с направления B-B' на фиг.4A. Фиг.4D представляет собой местный вид, когда область, включающая экранирующую пластину 31d, показанная на фиг.2C, рассматривается непосредственно сверху стальной полосы 10. Кроме того, на фиг.4D показан только участок, который требуется для объяснения взаимного расположения между стальной полосой 10 и экранирующей пластиной 31d. Более того, на фиг.4D вихревые токи I, I и I, которые протекают в экранирующей пластине 31d, показаны концептуально. Кроме того, стальная полоса 10 транспортируется по направлению стрелки, показанной в правом конце на фиг.4A и 4D.
Кроме того, направление транспортирования стальной полосы 10 приблизительно соответствует направлению глубины экранирующей пластины 31, и направление (направление ширины стальной полосы 10), перпендикулярное к направлению транспортирования стальной полосы 10 на листовой грани, приблизительно соответствует направлению ширины экранирующей пластины. Более того, направление толщины пластины (толщины) экранирующей пластины 31 приблизительно соответствует направлению (направлению толщины листа стальной полосы 10), перпендикулярному к грани нагревательной обмотки (например, нагревательной обмотки 24 верхней стороны).
На фиг.4A-4C экранирующая пластина 31 выполнена из меди и имеет углубленные участки 51a и 51b (51), имеющие одинаковый размер и форму. Углубленные участки 51a и 51b размещены таким образом, чтобы иметь некоторое расстояние между ними в направлении транспортирования стальной полосы 10.
Как показано на фиг.4A, форма (форма отверстия) в направлении грани пластины (направлении толщины экранирующей пластины 31) каждого из углубленных участков 51a и 51b представляет собой ромб, в котором каждый из угловых участков 53a-53h (53) является скругленным. Кроме того, как показано на фиг.4A-4C, на верхних концах боковых поверхностей углубленных участков 51a и 51b, кромки (выступающие участки) 52a и 52b (52), которые выступают по направлению к внутренним частям (сторонам противостоящих боковых поверхностей) углубленных участков 51a и 51b от верхних концов боковых поверхностей, образованы вдоль окружных направлений боковых поверхностей.
На фиг.4A расстояние P между угловым участком, который представляет собой торцевой участок углубленного участка 51a и находится на стороне ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10, и угловым участком, который представляет собой торцевой участок углубленного участка 51b и находится на стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10, составляет 150 (мм). Более того, расстояние Q между угловым участком, который представляет собой торцевой участок углубленного участка 51a и расположен в центре в направлении транспортирования стальной полосы 10, и угловым участком, который представляет собой торцевой участок углубленного участка 51b и расположен в центре в направлении транспортирования стальной полосы 10, составляет 310 (мм).
Как показано на фиг.4D, в этом варианте осуществления экранирующая пластина 31 перемещается в направлении ширины стальной полосы 10 таким образом, что боковой конец 10a стальной полосы 10 и углубленные участки 51a и 51b накладываются друг на друга, если смотреть с направления вверх и вниз. В качестве его конкретного примера боковой конец 10a стальной полосы 10 и самые длинные участки на грани пластины углубленных участков 51a и 51b (участки диагональных линий скругленных ромбов, параллельные направлению транспортирования стальной полосы 10) накладываются друг на друга, если смотреть с направления вверх и вниз (направления, перпендикулярного к листовой грани стальной полосы 10).
Благодаря размещению экранирующей пластины 31 таким образом, чтобы находиться в таком взаимном расположении, основной магнитный поток, который создается посредством приведения в действие устройства 20 индукционного нагрева и тем самым протекания переменного тока в нагревательной обмотке 24 верхней стороны и нагревательной обмотке 28 нижней стороны, может быть экранирован посредством экранирующей пластины 31. Однако вихревые токи создаются в обоих боковых торцевых участках стальной полосы 10 основным магнитным потоком, и вихревой ток соприкасается с боковым концом стальной полосы, таким образом плотность тока в боковом конце становится высокой, и перепад температур возникает между боковым концом и окружающей его областью. Поэтому изобретатели обнаружили из результатов обширных исследований, что перепад температур может быть уменьшен посредством образования вышеупомянутых углубленных участков 51a и 51b в экранирующей пластине 31.
e
h1
h2
h1
h2
То есть, как показано на фиг.4D, если часть вихревого тока I, который протекает так, чтобы проходить вокруг торцевого участка экранирующей пластины 31, разветвляется таким образом, что вихревые токи I и I протекают вдоль краев углубленных участков 51a и 51b, вихревой ток стальной полосы 10, который создается магнитными полями, которые создаются вихревыми токами I и I, нейтрализует и ослабляет вихревой ток (вихревой ток вследствие основного магнитного потока), который протекает в боковом торцевом участке стальной полосы 10. В результате, может быть обеспечен эффект смещения вихревого тока, который протекает в боковом торцевом участке стальной полосы 10, внутрь в направлении ширины стальной полосы 10, таким образом улучшается гомогенизация плотности вихревого тока рядом с боковым концом 10a стальной полосы 10, и уменьшается перепад температур между боковым торцевым участком (участком высокой температуры) стальной полосы 10 и участком (участком низкой температуры) дальше внутрь, относительно бокового торцевого участка.
h1
h2
h1
h2
Следовательно, существует необходимость надежного протекания вихревых токов I и I вдоль краев углубленных участков, образованных в экранирующей пластине. Изобретатели обнаружили, что в экранирующей пластине только с углубленным участком, просто образованным в ней, имеет место вероятность, что эффект уменьшения вышеупомянутого перепада температур не может быть получен надежно. Считается, что это вследствие того, что вихревой ток непрерывно протекает через нижнюю поверхность углубленного участка. Поэтому изобретатели обнаружили, что благодаря образованию вышеупомянутых кромок 52a и 52b в углубленных участках 51a и 51b проникновение вихревых токов ниже нижних сторон кромок 52a и 52b (т.е. к внутренним частям углубленных участков 51a и 51b) может подавляться. При этом вихревые токи, которые протекают во внутренние части (нижние поверхности) углубленных участков 51a и 51b, существенно уменьшены, и вихревые токи I и I могут интенсивно протекать вдоль краев углубленных участков 51a и 51b. В частности, является предпочтительным образовать кромки 52a и 52b в углубленных участках 51a и 51b таким образом, что вихревые токи не протекают во внутренние части (нижние поверхности) углубленных участков 51a и 51b.
По причине, как описано выше, в этом варианте осуществления кромки 52a и 52b образованы в углубленных участках 51a и 51b, образованных в экранирующей пластине 31.
m
t
t
t
h1
h2
h1
h2
На фиг.4A-4C толщина D экранирующей пластины 31 составляет 25 (мм), глубина D каждого из углубленных участков 51a и 51b составляет 15 (мм), длина C выступания каждой из кромок 52a и 52b составляет 5 (мм) и высота (толщина) D каждой из кромок 52a и 52b составляет 5 (мм). Однако эти размеры не ограничены значениями, описанными выше. Здесь, так как высота (толщина) D каждой из кромок 52a и 52b существенно не способствует подавлению вышеупомянутого проникновения вихревых токов, она может быть уменьшена до толщины, которая требуется для точности обработки экранирующей пластины 31. Конечно, высота (толщина) D каждой из кромок 52a и 52b также может быть увеличена. Дополнительно длина C выступания каждой из кромок 52a и 52b может определяться в зависимости от частот вихревых токов I и I, которые протекают в экранирующей пластине 31 (если частоты вихревых токов I и I, которые протекают в экранирующей пластине 31, являются высокими, длина C выступа каждой из кромок 52a и 52b может быть увеличена). Изобретатели подтвердили, что в диапазоне частот (5 (кГц) - 10 (кГц)), который используется в устройстве 20 индукционного нагрева, если длина C выступа каждой из кромок 52a и 52b составляет 1 (мм) или более, в случае, где кромки 52a и 52b образованы, и случае, где кромки 52a и 52b не образованы, возникает достаточная разница в эффекте уменьшения вышеупомянутого перепада температур.
h1
h2
h1
h2
Дополнительно, как описано выше, в этом варианте осуществления угловые участки 53a-53h углубленных участков 51a и 51b являются скругленными. В этом случае является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, угловые участки 53a и 53e, которые представляют собой "угловые участки на стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленных участков 51a и 51b были скругленными таким образом, чтобы выступать в направлении стороны дальше по ходу, и угловые участки 53b и 53f, которые представляют собой "угловые участки на стороне ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленных участков 51a и 51b были скругленными таким образом, чтобы выступать в направлении стороны ближе по ходу. При этом, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, является возможным уменьшить величину изменения "длины наложения в направлении транспортирования стальной полосы 10" между боковым концом 10a стальной полосы и каждым из углубленных участков 51a и 51b", если смотреть с направления вверх и вниз. Более того, как описано выше, благодаря образованию кромок 52a и 52b в углубленных участках 51a и 51b вихревые токи I и I могут интенсивно протекать вдоль краев углубленных участков 51a и 51b, таким образом, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, уменьшение силы отталкивания, которая создается между вихревыми токами I и I и вихревым током, который протекает через боковой торцевой участок стальной полосы 10, может подавляться. Следовательно, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, изменение распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10 может быть уменьшено.
Резюме
h1
h2
h1
h2
h1
h2
Как описано выше, в этом варианте осуществления экранирующая пластина 31 размещена между боковым торцевым участком стальной полосы 10 и каждым из сердечников 23 и 27 (нагревательной обмоткой 24 верхней стороны и нагревательной обмоткой 28 нижней стороны). В экранирующей пластине 31 два углубленных участка 51a и 51b образованы таким образом, чтобы иметь некоторое расстояние между ними в направлении транспортирования стальной полосы 10. Кроме того, на верхних концах боковых поверхностей углубленных участков 51a и 51b кромки 52a и 52b, которые выступают по направлению к внутренним частям углубленных участков 51a и 51b от верхних концов боковых поверхностей, образованы вдоль окружных направлений боковых поверхностей. Следовательно, для вихревого тока, который протекает через экранирующую пластину 31, становится трудным проникать ниже нижних сторон кромок 52a и 52b. Более того, проникновение вихревого тока в нижние стороны кромок 52a и 52b также может быть полностью предотвращено. Соответственно вихревые токи, которые протекают во внутренние части (нижние поверхности) углубленных участков 51a и 51b, существенно уменьшены, и вихревые токи I и I могут интенсивно протекать вдоль краев углубленных участков 51a и 51b. В результате, может быть реализовано выравнивание распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10. Более того, таким образом, вихревые токи I и I могут интенсивно протекать вдоль краев (т.е. областей, включающих кромки 52a и 52b) углубленных участков 51a и 51b, посредством чего, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, эффект, в котором вихревые токи I и I смещают вихревой ток, протекающий в боковом торцевом участке стальной полосы 10, дальше внутрь, чем боковой торцевой участок, может поддерживаться до некоторой степени. Соответственно даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, изменение распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10 может быть уменьшено. Кроме того, даже в случае, где стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, магнитное поле, которое создается вихревым током, протекающим в экранирующей пластине 31d, смещает боковой конец стальной полосы 10 обратно к стороне центра в направлении ширины стальной полосы 10, таким образом, движение стальной полосы 10 по извилистой траектории может подавляться.
Дополнительно в этом варианте осуществления угловые участки 53a и 53e, которые представляют собой "угловые участки на стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленных участков 51a и 51b являются скругленными таким образом, чтобы выступать в направлении стороны дальше по ходу, и угловые участки 53b и 53f, которые представляют собой "угловые участки на стороне ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленных участков 51a и 51b являются скругленными таким образом, чтобы выступать в направлении стороны ближе по ходу. Следовательно, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, является возможным уменьшить величину изменения "длины наложения в направлении транспортирования стальной полосы 10" между боковым концом 10a стальной полосы и каждым из углубленных участков 51a и 51b", если смотреть с направления вверх и вниз, таким образом, величина изменения эффекта смещения внутрь вихревого тока, протекающего в боковом концевом участке стальной полосы 10, также может быть уменьшена. Соответственно изменение распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10, когда стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, может быть еще больше уменьшено.
Модифицированные примеры
Экранирующая пластина
Фиг.5A-5C представляют собой схемы, показывающие модифицированные примеры конфигурации экранирующей пластины. Фиг.5A и 5B соответственно показывают первый и второй модифицированные примеры экранирующей пластины и представляют собой схемы, показывающие экранирующую пластину, если смотреть непосредственно сверху (со стороны стальной полосы 10). Эти чертежи соответствуют фиг.4A.
На фиг.5A экранирующая пластина 61 выполнена из меди и имеет углубленные участки 62a и 62b (62), размещенные таким образом, чтобы имелось некоторое расстояние между ними в направлении транспортирования стальной полосы 10, и имеющие одинаковый размер и форму. С этих точек зрения экранирующая пластина 61 является такой же, что и экранирующая пластина 31, показанная на фиг.4A-4C. Однако, как показано на фиг.5A, форма (форма отверстия) в направлении грани пластины углубленного участка 62a представляет собой треугольник, который сужается по направлению к стороне ближе по ходу от стороны дальше по ходу в направлении транспортирования (направлении стрелки, показанной на фиг.5A и 5B) стальной полосы 10, и в котором угловые участки 63a-63c (63) являются скругленными. В таком случае является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, угловой участок 63a, который представляет собой "угловой участок на стороне ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленного участка 62a был скругленным таким образом, чтобы выступать в направлении стороны ближе по ходу.
Дополнительно форма (форма отверстия) в направлении грани пластины углубленного участка 62b представляет собой треугольник, который сужается по направлению к стороне дальше по ходу от стороны ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10 и в котором угловые участки 63d-63f (63) являются скругленными. В таком случае является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, угловой участок 63d, который представляет собой "угловой участок на стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленного участка 62b был скругленным таким образом, чтобы выступать в направлении стороны дальше по ходу.
Дополнительно кромки 64a и 64b, как описано выше, образованы на верхних концах боковых поверхностей углубленных участков 62a и 62b.
Дополнительно на фиг.5B экранирующая пластина 71 выполнена из меди. Как показано на фиг.5B, количество углубленных участков 72, которые образованы в экранирующей пластине 71, составляет 1. Как показано на фиг.5B, форма в направлении грани пластины углубленного участка 72 представляет собой форму, в которой "угловой участок (угловой участок 53b) на стороне ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10" углубленного участка 51a, показанного на фиг.4A-4C, и "угловой участок (угловой участок 53e) на стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10" углубленного участка 51b соединены друг с другом, и угловые участки 73a-73f (73) являются скругленными. Более того, является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, угловой участок 73f, который становится "угловым участком на стороне ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленного участка 72 был скругленным таким образом, чтобы выступать в направлении стороны ближе по ходу. Кроме того, угловой участок 73a, который становится "угловым участком на стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10", углубленного участка 72 также может быть скругленным таким образом, чтобы выступать в направлении стороны дальше по ходу. Более того, кромка 74, как описано выше, образована на верхнем конце боковой поверхности углубленного участка 72.
Как описано выше, является предпочтительным, чтобы участок (второй участок), который сужается по направлению к стороне ближе по ходу от стороны дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10, и участок (первый участок), который сужается по направлению к стороне дальше по ходу от стороны ближе по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10, были включены в углубленный участок, который образован в экранирующей пластине. Первый участок и второй участок также могут быть образованы отдельно (фиг.4A, 5A, 5C и 5D) и также могут быть образованы в виде одного целого (фиг.5B). Кроме того, является предпочтительным, что сужающиеся первый и второй участки обращены друг к другу в направлении транспортирования стальной полосы 10. Если форма в направлении грани пластины углубленного участка представляет собой такую форму, становится возможным образовать край углубленного участка экранирующей пластины в соответствии с траекторией вихревого тока, протекающего через стальную полосу 10. Более того, в этом случае является предпочтительным, чтобы, по меньшей мере, сужающийся концевой участок (сужающийся участок) из числа "угловых участков на стороне ближе по ходу и стороне дальше по ходу в направлении транспортирования стальной полосы 10" углубленного участка был скругленным.
Кроме того, форма (форма отверстия) в направлении грани пластины углубленного участка, который образован в экранирующей пластине, также может представлять собой любую форму (например, один треугольник), и его количество может составлять 1 и также может составлять 2 или более.
Дополнительно является предпочтительным, чтобы участок (третий участок), который сужается по направлению к стороне рядом с центральным участком в направлении ширины (направлении, перпендикулярном к направлению транспортирования) проводящего листа от стороны на удалении от центрального участка в направлении ширины проводящего листа, был включен в углубленный участок. В этом случае является возможным постепенно увеличивать величину изменения эффекта, в котором магнитное поле, которое создается вихревым током, протекающим в экранирующей пластине, смещает боковой конец стальной полосы в сторону центра в направлении ширины стальной полосы, таким образом подавление движения проводящего листа по извилистой траектории может более гибко управляться. Например, на фиг.4A два третьих участка включены в два углубленных участка 51a и 51b экранирующей пластины 31. Кроме того, также является приемлемым, что только один углубленный участок образован в экранирующей пластине, и третий участок включен в один углубленный участок. Однако, если множество третьих участков включено в углубленный участок экранирующей пластины, является возможным более равномерно обеспечить вышеупомянутый эффект смещения внутрь. Более того, также может быть включен участок (четвертый участок), который сужается по направлению к стороне на удалении от центрального участка в направлении ширины проводящего листа от стороны рядом с центральным участком в направлении ширины проводящего листа.
Фиг.5C и 5D соответственно показывают третий и четвертый модифицированные примеры экранирующей пластины и представляют собой вертикальные разрезы, когда экранирующая пластина разрезана в направлении толщины экранирующей пластины вдоль направления транспортирования стальной полосы 10. Эти чертежи соответствуют фиг.4B.
На фиг.5C экранирующая пластина 81 выполнена из меди и имеет углубленные участки 82a и 82b (82), размещенные таким образом, чтобы иметь некоторое расстояние между ними в направлении транспортирования стальной полосы 10, и имеющие одинаковый размер и форму. Более того, форма (форма отверстия) в направлении грани пластины каждого из углубленных участков 82a и 82b представляет собой ромб, в котором каждый из угловых участков является скругленным. Касательно этого экранирующая пластина на фиг.5C и экранирующая пластина 31, показанная на фиг.4A, являются одинаковыми. Однако, как показано на фиг.5C, кромки 83a и 83b образованы на промежуточных участках боковых поверхностей углубленных участков 82a и 82b, нежели чем на верхних концах боковых поверхностей углубленных участков 82a и 82b.
Как описано выше, кромка (имеющая верхнюю поверхность и нижнюю поверхность) может быть образована на боковой поверхности углубленного участка вдоль окружного направления боковой поверхности углубленного участка таким образом, чтобы выступать по направлению к внутренней части углубленного участка от боковой поверхности.
Дополнительно на фиг.5D экранирующая пластина 91 выполнена из меди и имеет углубленные участки 92a и 92b (92), размещенные таким образом, чтобы имелось некоторое расстояние между ними в направлении транспортирования стальной полосы 10, и имеющие одинаковый размер и форму. Дополнительно форма (форма отверстия) в направлении грани пластины каждого из углубленных участков 92a и 92b представляет собой ромб, в котором каждый из угловых участков является скругленным. Кроме того, на верхних концах боковых поверхностей углубленных участков 92a и 92b кромки 93a и 93b (93), которые выступают по направлению к внутренним частям углубленных участков 92a и 92b от верхних концов боковых поверхностей, образованы вдоль окружных направлений боковых поверхностей. Таким образом, экранирующая пластина 91, показанная на фиг.5D, и экранирующая пластина 31, показанная на фиг.4A, являются одинаковыми по материалу, форме и размеру. Однако экранирующая пластина 91, показанная на фиг.5D, образована посредством наложения верхней пластины 94a и нижней пластины 94b друг на друга и прикрепления их друг к другу.
Как описано выше, экранирующая пластина также может быть образована в виде одного целого и также может быть образована посредством объединения множества элементов.
Сверх того, хотя в этом варианте осуществления экранирующая пластина выполнена из меди, экранирующая пластина не ограничена медной пластиной. То есть при условии, что экранирующая пластина представляет собой проводник, предпочтительно, проводник, имеющий относительную проницаемость 1, экранирующая пластина также может быть выполнена из любого материала. Например, экранирующая пластина может быть выполнена из алюминия.
Будут описаны другие модифицированные примеры. Фиг.8A-12С соответственно показывают пятый - тридцать третий модифицированные примеры экранирующей пластины и представляют собой вертикальные разрезы, когда экранирующая пластина разрезана в направлении толщины экранирующей пластины вдоль направления транспортирования стальной полосы 10.
На фиг.8A-8H выступающий участок образован вдоль края углубленного участка, и выступающий участок проходит в направлении проводящего листа от верхней поверхности экранирующей пластины, которая обращена к боковому концевому участку проводящего листа.
В пятом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8A, образованы выступающие участки 113a и 113b (113), которые проходят в направлении толщины экранирующей пластины от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 114a и 114b (114) экранирующей пластины 111, в верхней поверхности экранирующей пластины 111, которая обращена к боковому торцевому участку проводящего листа. Более того, в шестом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8B, образованы первые выступающие участки 123a и 123b (123), которые проходят в направлении толщины экранирующей пластины от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 124a и 124b (124) экранирующей пластины 121, в верхней поверхности экранирующей пластины 121. Кроме того, образованы вторые выступающие участки 123c и 123d (123), которые проходят наружу замкнутой линии (в дальнейшем называемой замкнутым контуром), которая образована первыми выступающими участками 123a и 123b, от передних концов первых выступающих участков 123a и 123b. В седьмом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8C, образованы первые выступающие участки 133a и 133b (133), которые проходят в направлении толщины экранирующей пластины от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 134a и 134b (134) экранирующей пластины 131, в верхней поверхности экранирующей пластины 131. Кроме того, образованы вторые выступающие участки 133c и 133d (133), которые проходят внутрь замкнутого контура, который образован первыми выступающими участками 133a и 133b, от передних концов первых выступающих участков 133a и 133b (133). В восьмом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8D, образованы первые выступающие участки 143a и 143b (143), которые проходят в направлении толщины экранирующей пластины от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 144a и 144b (144) экранирующей пластины 141, в верхней поверхности экранирующей пластины 141. Кроме того, образованы вторые выступающие участки 143c и 143d (143), которые проходят как внутрь, так и наружу замкнутого контура, который образован первыми выступающими участками 143a и 143b, от передних концов первых выступающих участков 143a и 143b. В девятом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8E, образованы выступающие участки 153a и 153b (153), которые проходят в направлении, наклоненном относительно направления толщины экранирующей пластины 151, к внутренним частям углубленных участков 154a и 154b, от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 154a и 154b (154) экранирующей пластины 151. В десятом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8F, образованы выступающие участки 163a и 163b (163), которые проходят в направлении, наклоненном относительно направления толщины экранирующей пластины 161, к внешним частям углубленных участков 164a и 164b, от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 164a и 164b (164) экранирующей пластины 161. В одиннадцатом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8G, образованы выступающие участки 173a и 173b (173), которые проходят в направлениях, наклоненных относительно направления толщины экранирующей пластины 171, к внутренней части и внешним частям углубленных участков 174a и 174b, от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 174a и 174b (174) экранирующей пластины 171. В двенадцатом модифицированном примере этого варианта осуществления, показанном на фиг.8H, образованы криволинейные выступающие участки 183a и 183b (183), которые проходят в направлениях, наклоненных относительно направления толщины экранирующей пластины 181, к внутренней части и внешним частям углубленных участков 184a и 184b, от краевых участков, следующих по краям углубленных участков 184a и 184b (184) экранирующей пластины 181. Например, проводящие элементы, изготовленные посредством разрезания труб в их продольном направлении, могут использоваться для выступающих участков 183a и 183b. Кроме того, в пятом - двенадцатом модифицированных примерах, показанных на фиг.8A-8H, необязательно требуется, чтобы углубленный участок (участок с небольшой толщиной экранирующей пластины) был образован в экранирующей пластине, и является приемлемым, если углубленный участок образован на экранирующей пластине, используя выступающий участок.
На фиг.9A-9E и 10A-10D образованы выступающие участки, которые проходят вдоль боковых поверхностей углубленных участков к внутренним частям (сторонам противостоящих боковых поверхностей) углубленных участков от боковых поверхностей.
В тринадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.9A, каждый из выступающих участков 193a и 193b (193), которые проходят к внутренним частям углубленных участков 194a и 194b, образован между верхним концом (открывающимся концом) и нижним концом (закрытым концом) боковой поверхности каждого из углубленных участков 194a и 194b (194) экранирующей пластины 191. В тринадцатом модифицированном примере выступающий участок в третьем модифицированном примере, описанном выше, смещен в сторону открывающегося участка. В четырнадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.9B, образованы первые выступающие участки 203a и 203b (203), которые проходят к внутренним частям углубленных участков 204a и 204b от боковых поверхностей (верхних концов боковых поверхностей) углубленных участков 204a и 204b (204) экранирующей пластины 201, и вторые выступающие участки 203c и 203d (203), которые проходят к нижним поверхностям (в направлении толщины экранирующей пластины) углубленных участков 204a и 204b от первых выступающих участков 203a и 203b. В пятнадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.9C, образованы первые выступающие участки 213a и 213b (213), которые проходят к внутренним частям углубленных участков 214a и 214b от боковых поверхностей углубленных участков 214a и 214b (214) экранирующей пластины 211 (между верхним концом и нижним концом боковой поверхности каждого из углубленных участков 214a и 214b), и вторые выступающие участки 213c и 213d (213), которые проходят к открывающимся граням (в направлении толщины экранирующей пластины 211) углубленных участков 214a и 214b от первых выступающих участков 213a и 213b. Кроме того, в пятнадцатом модифицированном примере грани передних концов вторых выступающих участков 213c и 213d включены в ту же самую поверхность, что и верхняя поверхность экранирующей пластины 211. В четырнадцатом и пятнадцатом модифицированных примерах место образования первого выступающего участка также может представлять собой любое место между верхним концом и нижним концом боковой поверхности углубленного участка, при условии что первый выступающий участок и второй выступающий участок не входят в контакт с нижней поверхностью углубленного участка. Дополнительно в этих случаях направление прохождения второго выступающего участка также может быть наклонено относительно направления толщины экранирующей пластины, аналогично девятому и десятому модифицированным примерам, и множество второго выступающего участка также может быть образовано аналогично одиннадцатому модифицированному примеру. Дополнительно в шестнадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.9D, каждый из проводящих круглых элементов 223a и 223b (223) размещен между верхним концом и нижним концом боковой поверхности каждого из углубленных участков 224a и 224b (224) экранирующей пластины 221. Каждый из круглых элементов 223a и 223b также может представлять собой сплошной круглый стержень и также может представлять собой полую трубу. В семнадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.9E, проводящие квадратные трубы 233a и 233b (233) размещены на боковых поверхностях (верхних концах боковых поверхностей) углубленных участков 234a и 234b (234) экранирующей пластины 231. Кроме того, место размещения каждого из круглого элемента и квадратной трубы в шестнадцатом и семнадцатом модифицированных примерах также может представлять собой любое место между верхним концом и нижним концом боковой поверхности углубленного участка, при условии что круглый элемент и квадратная труба не входят в контакт с нижней поверхностью углубленного участка. Каждый из круглого элемента и квадратной трубы работает в качестве выступающего участка и может быть прикреплен к экранирующей пластине посредством сварки или адгезии.
В восемнадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.10A, образованы первые выступающие участки 243a и 243b (243), которые проходят к внутренним частям углубленных участков 244a и 244b от боковых поверхностей углубленных участков 244a и 244b (244) экранирующей пластины 241 (между верхним концом и нижним концом боковой поверхности каждого из углубленных участков 244a и 244b), и вторые выступающие участки 243c и 243d, которые проходят к открывающимся граням (в направлении толщины экранирующей пластины) углубленных участков 244a и 244b от первых выступающих участков 243a и 243b. Таким образом, вторые выступающие участки 243c и 243d также могут выступать к внешним частям углубленных участков 244a и 244b (открывающимся граням углубленных участков 244a и 244b), и длина в направлении прохождения каждого из вторых выступающих участков 243c и 243d конкретно не ограничена. В девятнадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.10B, образованы выступающие участки 253a и 253b (253), которые проходят к внутренним частям углубленных участков 254a и 254b от боковых поверхностей углубленных участков 254a и 254b (254) экранирующей пластины 251 (между верхним концом и нижним концом боковой поверхности каждого из углубленных участков 254a и 254b), и каждый из проводящих круглых элементов 253c и 253d (253) размещен на боковой поверхности на стороне открывающейся грани каждого из выступающих участков 253a и 253b (между передним концом и концом основания боковой поверхности). В двадцатом модифицированном примере, показанном на фиг.10C, образованы выступающие участки 263a и 263b (263), которые проходят к внутренним частям углубленных участков 264a и 264b от боковых поверхностей (верхних концов боковых поверхностей) углубленных участков 264a и 264b (264) экранирующей пластины 261, и проводящие квадратные элементы 263c и 263d (263) размещены на передних концах выступающих участков 263a и 263b. В девятнадцатом и двадцатом модифицированных примерах каждый из круглого элемента и квадратного элемента выступает к внешней части углубленного участка (открывающейся грани углубленного участка). Дополнительно в этих случаях каждый из круглого элемента и квадратного элемента также может представлять собой сплошной стержень (сплошной круглый стержень или сплошной квадратный стержень) и также может представлять собой полую трубу (круглую трубу или квадратную трубу). Кроме того, как в двадцать первом модифицированном примере, показанном на фиг.10D, проводящие квадратные элементы 273a и 273b (273) также могут быть непосредственно размещены на боковых поверхностях углубленных участков 274a и 274b (274) экранирующей пластины 271. Каждый из круглого элемента и квадратного элемента работает в качестве выступающего участка (выступающий участок) и может быть прикреплен к экранирующей пластине посредством сварки или адгезии.
На фиг.11A-11I проводящие элементы выступа (выступающие участки) размещены на верхней поверхности экранирующей пластины таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины.
В двадцать втором модифицированном примере, показанном на фиг.11A U-образные проводящие элементы 283a и 283b (283) соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 281 посредством болтов 285a и 285b (285) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 281. Дополнительно в двадцать третьем модифицированном примере, показанном на фиг.11B, Z-образные проводящие элементы 293a и 293b (293) соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 291 посредством болтов 295a и 295b (295) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 291. В двадцать четвертом модифицированном примере, показанном на фиг.11C, H-образные проводящие элементы 303a и 303b (303) соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 301 посредством болтов 305a и 305b (305) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 301. В двадцать пятом модифицированном примере, показанном на фиг.11D, проводящие круглые элементы 313a и 313b (313) размещены на верхней поверхности экранирующей пластины 311 таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 311. В двадцать шестом модифицированном примере, показанном на фиг.11E, проводящие квадратные элементы 323a и 323b соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 321 посредством болтов 325a и 325b (325) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 321. В двадцать пятом и двадцать шестом модифицированных примерах каждый из круглого элемента и квадратного элемента также может представлять собой сплошной стержень (сплошной круглый стержень или сплошной квадратный стержень) и также может представлять собой полую трубу (круглую трубу или квадратную трубу). В двадцать седьмом модифицированном примере, показанном на фиг.11F, V-образные проводящие элементы 333a и 333b (333) соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 331 посредством болтов 335a и 335b (335) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 331. В двадцать восьмом модифицированном примере, показанном на фиг.11G, L-образные проводящие элементы 343a и 343b (343) соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 341 посредством болтов 345a и 345b (345) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 341. В двадцать девятом модифицированном примере, показанном на фиг.11H, проводящие элементы 353a и 353b (353), имеющие закругление, соединены с верхней поверхностью экранирующей пластины 351 посредством болтов 355a и 355b (355) таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 351. Например, проводящий элемент, изготовленный посредством разрезания трубы в ее продольном направлении, может использоваться для каждого из проводящих элементов 353a и 353b, имеющих закругление. Кроме того, каждый элемент в двадцать втором, двадцать третьем, двадцать четвертом, двадцать седьмом и двадцать восьмом модифицированных примерах также может иметь закругление. Более того, в двадцать втором, двадцать седьмом и двадцать девятом модифицированных примерах открывающийся участок каждого элемента присутствует снаружи замкнутого контура. Однако открывающийся участок также может присутствовать внутри замкнутого контура. Кроме того, в двадцать втором - двадцать девятом модифицированных примерах каждый проводящий элемент прикреплен к экранирующей пластине, используя болт. Однако могут использоваться как металлический болт, так и неметаллический болт, и каждый проводящий элемент также может быть прикреплен к экранирующей пластине посредством сварки или адгезии. В тридцатом модифицированном примере, показанном на фиг.11I, немагнитные изоляционные материалы 366a и 366b (366) размещены на верхней поверхности экранирующей пластины 361 таким образом, чтобы представлять собой замкнутый контур на верхней поверхности экранирующей пластины 361, и L-образные проводящие элементы 363a и 363b (363) размещены на поверхностях немагнитных изоляционных материалов 366a и 366b, которые представляют собой замкнутый контур. Дополнительно экранирующая пластина 361, немагнитные изоляционные материалы 366a и 366b и L-образные проводящие элементы 363a и 363b соединены друг с другом посредством изоляционных болтов (болтов) 365a и 365b. Таким образом, благодаря использованию немагнитных изоляционных материалов 366a и 366b вихревой ток, независимый от вихревого тока основного тела экранирующей пластины, может быть обеспечен в проводящем элементе. Кроме того, немагнитный изоляционный материал может применяться к двадцать второму - двадцать девятому модифицированным примерам. Более того, немагнитный изоляционный материал также может быть размещен таким образом, чтобы полностью закрывать верхнюю поверхность экранирующей пластины. Дополнительно в случае использования немагнитного изоляционного материала, предпочтительным является прикрепление немагнитного изоляционного материала и проводящего элемента к экранирующей пластине, используя изоляционный болт. Кроме того, в двадцать втором - тридцатом модифицированных примерах углубленный участок не образован в основном теле экранирующей пластины. Однако также является приемлемым, что углубленный участок образован в основном теле экранирующей пластины, и каждый проводящий элемент в таком случае размещен вдоль края углубленного участка.
Кроме того, в шестнадцатом, семнадцатом, девятнадцатом, двадцатом, двадцать первом, двадцать пятом и двадцать шестом модифицированных примерах в случае использования полого проводящего элемента (трубы) охлаждение также может выполняться посредством протекания охлаждающей воды в полом участке проводящего элемента.
На фиг.12A-12C выступающие участки образованы на верхней поверхности экранирующей пластины.
В тридцать первом модифицированном примере, показанном на фиг.12A, выступающие участки 373a и 373b (373), которые проходят в направлении толщины экранирующей пластины 371, образованы на верхней поверхности экранирующей пластины 371. Дополнительно углубленные участки 377a и 377b (377) образованы в направлениях центров выступающих участков 373a и 373b вдоль концов основания боковых поверхностей выступающих участков 373a и 373b. В тридцать втором модифицированном примере, показанном на фиг.12B, изоляционные материалы 386a и 386b (386) размещены на верхней поверхности экранирующей пластины 381 таким образом, чтобы проходить в направлении толщины экранирующей пластины 381, и пластинчатые проводящие элементы 383a и 383b (383) размещены на изоляционных материалах 386a и 386b (в направлениях прохождения изоляционных материалов 386a и 386b). Область каждой из граней концов основания проводящих элементов 383a и 383b, где проводящие элементы 383a и 383b входят в контакт с изоляционными материалами 386a и 386b, становится шире, чем область каждой из граней передних концов, где изоляционные материалы 386a и 386b входят в контакт с проводящими элементами 383a и 383b. По этой причине, каждый из углубленных участков 387a и 387b (387) образован между экранирующей пластиной 381 и каждым из проводящих элементов 383a и 383b вдоль боковой поверхности каждого из изоляционных материалов 386a и 386b. В тридцать третьем модифицированном примере, показанном на фиг.12C, аналогично тридцать второму модифицированному примеру, изоляционные материалы 396a и 396b (396) размещены на верхней поверхности экранирующей пластины 391 таким образом, чтобы проходить в направлении толщины экранирующей пластины 391, и пластинчатые проводящие элементы 393a и 393b (393) размещены на изоляционных материалах 396a и 396b (в направлениях прохождения изоляционных материалов 396a и 396b). Область каждой из граней концов основания проводящих элементов 393a и 393b, где проводящие элементы 393a и 393b входят в контакт с изоляционными материалами 396a и 396b, является такой же, что и область каждой из граней передних концов, где изоляционные материалы 396a и 396b входят в контакт с проводящими элементами 393a и 393b. По этой причине, боковая поверхность каждого из проводящих элементов 393a и 393b и боковая поверхность каждого из изоляционных материалов 396a и 396b соединены так, чтобы быть непрерывными. Таким образом, в тридцать втором и тридцать третьем модифицированных примерах выступающий участок образован на верхней поверхности экранирующей пластины посредством изоляционного материала и проводящего элемента. В тридцать первом - тридцать третьем модифицированных примерах изоляционный участок (т.е. в тридцать первом и тридцать втором модифицированных примерах он представляет собой углубленный участок, и в тридцать третьем модифицированном примере он представляет собой изоляционный материал) образован между передним концом и концом основания боковой поверхности выступающего участка таким образом, что вихревой ток может быть обеспечен в крае грани переднего конца выступающего участка.
Описание было дано выше касательно выступающего участка (включающего элемент выступа), который обеспечивает второй вихревой ток, независимый от первого вихревого тока, протекающего в самом внешнем крае верхней поверхности экранирующей пластины (основного тела экранирующей пластины). Кроме того, форма (форма верхней поверхности) экранирующей пластины также не ограничена на прямоугольной форме и также может быть изменена в зависимости от, например, места внутренней части экранирующей пластины, в котором протекает второй вихревой ток.
Фиг.13A и 13B соответственно представляют собой общие виды, показывающие тридцать четвертый и тридцать пятый модифицированные примеры экранирующей пластины. На фиг.13A и 13B предусмотрен рамный участок, следующий по месту внутренней части экранирующей пластины, в котором протекает второй вихревой ток.
В тридцать четвертом модифицированном примере, показанном на фиг.13A, углубленные участки (два ромбических участка) 404a и 404b (404) образованы в экранирующей пластине 401, и экранирующая пластина 401 имеет рамные участки 408a и 408b (408), следующие по внешним периферийным формам (форме отверстия) углубленных участков 404a и 404b. Более того, кромки (выступающие участки) 403a и 403b (403) образованы в углубленных участках 404a и 404b. Более того, в тридцать пятом модифицированном примере, показанном на фиг.13B, углубленные участки (два треугольных участка) 414a и 414b (414) образованы в экранирующей пластине 411, и экранирующая пластина 411 имеет рамные участки 418a и 418b (418), следующие по внешним периферийным формам (форме отверстия) углубленных участков 414a и 414b. Более того, кромки (выступающие участки) 413a и 413b (413) образованы в углубленных участках 414a и 414b. Кроме того, в тридцать четвертом и тридцать пятом модифицированных примерах место внутренней части экранирующей пластины, которое обеспечивает протекание второго вихревого тока, определяется углубленным участком и кромкой. Однако является возможным объединить третий - тридцать третий модифицированные примеры с тридцать четвертым и тридцать пятым модифицированными примерами.
В этом варианте осуществления и его модифицированных примерах экранирующая пластина имеет выступающий участок, и боковая поверхность выступающего участка представляет собой замкнутый контур, если смотреть с направления толщины (направления, перпендикулярного к грани обмотки) экранирующей пластины, тем самым являясь способной обеспечивать протекание вихревого тока в экранирующей пластине. Более того, для более надежного обеспечения протекания вихревого тока рядом с выступающим участком, является предпочтительным, чтобы изоляционный участок был включен в направлении толщины экранирующей пластины, включающей в себя выступающий участок (например, первый - четвертый, шестой - двадцать пятый, двадцать седьмой и двадцать девятый - тридцать пятый модифицированные примеры). То есть является предпочтительным, чтобы выступающий участок (боковая поверхность или концевой участок выступающего участка) был частично изолирован в направлении, перпендикулярном к грани обмотки.
Другие варианты осуществления
В этом варианте осуществления место размещения устройства 20 индукционного нагрева не ограничено на положении, показанном на фиг.1. То есть при условии, что является возможным индуктивно нагревать проводящий лист поперечным способом, устройство 20 индукционного нагрева также может быть размещено где угодно. Например, устройство 20 индукционного нагрева также может быть размещено во втором контейнере 12. Более того, устройство 20 индукционного нагрева также может быть применено к местам, отличным от непрерывной линии отжига.
Дополнительно в этом варианте осуществления случай, где ширина нагревательной обмотки и зазор между нагревательными обмотками являются равными друг другу, был описан в качестве примера. Однако ширина нагревательной обмотки и размер зазора конкретно не ограничены. Однако является предпочтительным, чтобы ширина нагревательной обмотки была равной или большей, чем зазор (или ширина нагревательной обмотки была большей, чем зазор). В этом случае основное магнитное поле, которое создается от устройства 20 индукционного нагрева, становится больше, чем магнитное поле утечки, тем самым являясь способным повысить эффективность нагрева устройства 20 индукционного нагрева. Кроме того, верхний предел ширины нагревательной обмотки может надлежащим образом определяться в соответствии с условиями, такими как пространство, где размещено устройство 20 индукционного нагрева, или масса, или стоимость, которая требуется для устройства 20 индукционного нагрева. Более того, количества размещенных нагревательных обмоток и сердечников конкретно не ограничены. Например, множество из нагревательной обмотки и сердечника может быть размещено в направлении транспортирования стальной полосы для плавного осуществления управления нагревом стальной полосы.
Кроме того, количество размещенных экранирующих пластин также конкретно не ограничено. Например, множество из экранирующих пластин также может быть размещено в направлении транспортирования стальной полосы в соответствии с количествами размещенных нагревательных обмоток и сердечников. Множество экранирующих пластин, имеющих один углубленный участок, также может быть размещено для образования узла экранирующей пластины, имеющего множество углубленных участков.
Дополнительно в этом варианте осуществления случай, где предусмотрены индуктор 21 верхней стороны и индуктор 22 нижней стороны, был показан в качестве примера. Однако также может быть предусмотрен только один из либо индуктора 21 верхней стороны, либо индуктора 22 нижней стороны.
Второй вариант осуществления
Далее, будет описан второй вариант осуществления настоящего изобретения. В первом варианте осуществления в углубленном участке экранирующей пластины ничего не размещено (только воздух содержится в углубленном участке экранирующей пластины). Напротив, в этом варианте осуществления непроводящий магнитно-мягкий материал размещен в углубленном участке экранирующей пластины. Таким образом, этот вариант осуществления главным образом отличается от первого варианта осуществления тем, что непроводящий магнитно-мягкий материал размещен в углубленном участке экранирующей пластины. Следовательно, в описании этого варианта осуществления та же часть, что и в первом варианте осуществления обозначена тем же символом, что и символ, использующийся на фиг.1-5D, и подробное объяснение опущено.
Фиг.6A-6D представляют собой схемы, показывающие один пример конфигурации экранирующей пластины.
e
h1
h2
Конкретно фиг.6A представляет собой вид сверху экранирующей пластины 101, если смотреть непосредственно сверху (со стороны стальной полосы 10). Более того, фиг.6B представляет собой вертикальный разрез, если смотреть с направления A-A' на фиг.6A. Более того, фиг.6C представляет собой вертикальный разрез, если смотреть с направления B-B' на фиг.6A. Более того, фиг.6D представляет собой местный вид, когда область, включающая экранирующую пластину 101, размещенную на нижней стороне, рассматривается непосредственно сверху стальной полосы 10. Кроме того, на фиг.6D показан только участок, который требуется для объяснения взаимного расположения между стальной полосой 10 и экранирующей пластиной 101. Более того, на фиг.6D вихревые токи I, I и I, которые протекают в экранирующей пластине 101, показаны концептуально. Кроме того, стальная полоса 10 транспортируется по направлению стрелки, показанной на правой стороне на фиг.6A и 6D. Фиг.6A-6D соответствуют фиг.4A-4D.
На фиг.6A-6C экранирующая пластина 101 выполнена из меди и имеет углубленные участки 104a и 104b (104), размещенные таким образом, чтобы иметь некоторое расстояние относительно друг друга в направлении транспортирования стальной полосы 10, и имеющие одинаковый размер и форму. Как показано на фиг.6A, форма (форма отверстия) в направлении грани пластины (направлении толщины экранирующей пластины 101) каждого из углубленных участков 104a и 104b представляет собой ромб, в котором каждый из угловых участков 53a-53h (53) является скругленным. Кроме того, как показано на фиг.6B, в промежуточных участках боковых поверхностей углубленных участков 104a и 104b, углубленные участки, каждый имеющий толщину, соответствующую толщине каждой из теплостойких пластин 102a и 102b (102) (описанных позже), образованы вдоль окружных направлений боковых поверхностей. Таким образом, на верхних концах боковых поверхностей углубленных участков 104a и 104b, образованы кромки 52a и 52b, выступающие по направлению к внутренним частям (сторонам противостоящих боковых поверхностей) углубленных участков 104a и 104b от верхних концов боковых поверхностей.
F
F
Непроводящие магнитно-мягкие пластины 103a и 103b (103), выполненные из магнитно-мягкого феррита (например, феррита на основе Mn-Zn или феррита на основе Ni-Zn), размещены в нижних участках углубленных участков 104a и 104b. Каждая из непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b имеет форму, соответствующую форме (форме сечения, перпендикулярного к направлению толщины экранирующей пластины 101) в направлении грани пластины нижнего участка каждого из углубленных участков 104a и 104b, и ее толщина D составляет 5 (мм). Кроме того, изобретатели подтвердили, что в диапазоне частот (5 (кГц) - 10 (кГц)), который используется в устройстве 20 индукционного нагрева, если толщина D равна или больше чем 1 (мм) (и равна или меньше, чем глубина каждого из углубленных участков 104a и 104b), в случае, где непроводящие магнитно-мягкие пластины 103a и 103b размещены, и случае, где непроводящие магнитно-мягкие пластины 103a и 103b не размещены, достаточная разница возникает в эффекте уменьшения вышеупомянутого перепада температур.
D
Кроме того, теплостойкие пластины 102a и 102b, которые защищают непроводящие магнитно-мягкие пластины 103a и 103b от тепла снаружи, размещены сверху (со стороны стальной полосы 10) непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b в углубленных участках 104a и 104b. Толщина D каждой из теплостойких пластин 102a и 102b составляет 10 (мм). Здесь концевые участки теплостойких пластин 102a и 102b входят в углубленные участки, которые образованы в промежуточных участках боковых поверхностей углубленных участков 104a и 104b, таким образом, теплостойкие пластины 102a и 102b не выходят из углубленных участков 104a и 104b. Для размещения теплостойких пластин 102a и 102b в углубленных участках 104a и 104b, таким образом, является предпочтительным, если теплостойкие пластины 102a и 102b выполнены из деформируемого материала.
h1
h2
h1
h2
h1
h2
Как описано выше, благодаря размещению непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b в углубленных участках 104a и 104b магнитное поле, которое создается вихревым током, протекающим в экранирующей пластине 101, вследствие основного магнитного потока, усиливается. Благодаря усилению магнитного поля величины вихревых токов I и I, протекающих вдоль краев углубленных участков 104a и 104b, также становятся больше. Следовательно, магнитные поля, которые создаются этими вихревыми токами, также становятся большими, таким образом, больший вихревой ток, который нейтрализует вихревой ток, протекающий в боковом концевом участке стальной полосы 10, может быть обеспечен рядом с боковым концевым участком. В результате, обеспечивается эффект достаточного смещения вихревого тока бокового концевого участка стальной полосы 10, который обеспечивается основным магнитным потоком, внутрь в направлении ширины стальной полосы 10. Более того, так как вихревые токи I и I, протекающие вдоль краев углубленных участков 104a и 104b, становятся большими, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, величины вихревых токов I и I и эффект смещения вихревого тока, протекающего в боковом концевом участке стальной полосы 10, дальше внутрь, чем боковой концевой участок, могут поддерживаться до некоторой степени. Следовательно, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, является возможным усилить эффект уменьшения изменения распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10. В случае использования проводящих материалов вместо непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b, так как сама экранирующая пластина является проводящей, проводящий материал и экранирующая пластина работают в качестве объединенного проводящего элемента, таким образом, невозможно значительно ограничить распределение вихревого тока по краям углубленных участков 104a и 104b.
Как описано выше, в этом варианте осуществления непроводящие магнитно-мягкие пластины 103a и 103b размещены в углубленных участках 104a и 104b. Следовательно, могут быть более эффективно реализованы как выравнивание распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10, так и уменьшение изменения распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10 во время движения стальной полосы 10 по извилистой траектории.
Дополнительно в этом варианте осуществления, так как теплостойкие пластины 102a и 102b размещены сверху (со стороны стальной полосы 10) непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b, даже если устройство индукционного нагрева используется при высокой температуре, ухудшение характеристик непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b может быть предотвращено. Однако в случае, когда устройство индукционного нагрева не используется при высокой температуре, нет необходимости обязательно использовать теплостойкие пластины 102a и 102b.
Кроме того, материал, составляющий непроводящие магнитно-мягкие пластины 103a и 103b, не ограничен на магнитно-мягком феррите, при условии, что он представляет собой непроводящий магнитно-мягкий материал. Более того, непроводящий магнитно-мягкий материал также может представлять собой материал, в который заполнены или заключены порошок или частицы, или материал, в котором объединено множество блоков, нежели чем пластина. Дополнительно теплостойкие пластины 102a и 102b также необязательно являются пластинами и также могут представлять собой любой материал, при условии, что используется теплостойкий материал. Дополнительно формы непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b конкретно не ограничены. Если непроводящая магнитно-мягкая пластина может быть размещена в соответствии с участком (например, краем углубленного участка) внутренней части экранирующей пластины 101, в которой протекает вихревой ток, так как является возможным получить магнитное поле, которое повышает вихревой ток, например, непроводящая магнитно-мягкая пластина также может иметь полый участок. Однако для достаточного использования магнетизма непроводящей магнитно-мягкой пластины является предпочтительным, чтобы непроводящая магнитно-мягкая пластина была сплошной. В этом варианте воплощения благодаря выступающему участку, который заставляет вихревой ток обеспечиваться внутри экранирующей пластины, и непроводящему магнитно-мягкому материалу, который повышает вихревой ток, в случае, где проводящий лист объекта нагрева перемещается в некотором смысле по извилистой траектории, изменение распределения температуры в направлении ширины проводящего листа может быть более надежно предотвращено.
Дополнительно способ прикрепления непроводящих магнитно-мягких пластин 103a и 103b и теплостойких пластин 102a и 102b, которые размещены в углубленных участках 104a и 104b, к внутренним частям углубленных участков 104a и 104b не ограничен на способе, описанном выше. Например, является возможным прикрепить их к углубленному участку с помощью адгезива или прикрепить их к углубленному участку, используя винт с изоляцией, обеспеченный между экранирующей пластиной 101 и непроводящими магнитно-мягкими пластинами 103a и 103b и теплостойкими пластинами 102a и 102b.
Дополнительно также в этом варианте осуществления могут быть применены различные модифицированные примеры (первый - тридцатый, тридцать четвертый и тридцать пятый модифицированные примеры), описанные в первом варианте осуществления. Например, непроводящая магнитно-мягкая пластина может быть размещена в углубленном участке экранирующей пластины в пятом - двадцать первом, тридцать четвертом и тридцать пятом модифицированных примерах и углубленном участке, который образован проводящим элементом в двадцать втором - тридцатом модифицированных примерах.
Более того, форма и количество углубленных участков или выступающих участков экранирующей пластины в направлении грани пластины конкретно не ограничены. Кроме того, форма и количество непроводящих магнитно-мягких пластин также конкретно не ограничены.
Кроме того, в случае использования непроводящего магнитно-мягкого материала, является предпочтительным сделать величину вихревого тока в экранирующей пластине, который протекает рядом с непроводящим магнитно-мягким материалом, как можно больше. Например, если экранирующая пластина имеет сечение (сечение, параллельное относительно грани обмотки), перпендикулярное к направлению толщины, включающее непроводящий магнитно-мягкий материал, расстояние между непроводящим магнитно-мягким материалом и вихревым током в экранирующей пластине, который усилен непроводящей магнитно-мягкой пластиной, может быть уменьшено. Более того, вышеупомянутый граничный участок представляет собой замкнутую кривую (является кольцеобразным), таким образом, область вихревого тока, который повышается, может увеличиваться, и свойство непроводящей магнитно-мягкой пластины может полностью использоваться. Кроме того, для того чтобы сделать величину вихревого тока в экранирующей пластине, который протекает рядом с непроводящим магнитно-мягким материалом, как можно больше, является предпочтительным, чтобы экранирующая пластина и непроводящий магнитно-мягкий материал находились в контакте друг с другом. Однако пространство (пространство в качестве граничного участка) также может иметь место между экранирующей пластиной и непроводящим магнитно-мягким материалом таким образом, что непроводящий магнитно-мягкий материал может легко монтироваться на экранирующую пластину.
Дополнительно в случае использования устройства индукционного нагрева при высокой температуре или случае быстрого нагрева стальной полосы температура экранирующей пластины иногда становится высокой вследствие вихревого тока. В этом случае предпочтительным является охлаждение экранирующей пластины и непроводящего магнитно-мягкого материала с помощью охладителя, такого как труба водяного охлаждения. Этот способ охлаждения конкретно не ограничен. Например, экранирующая пластина также может охлаждаться посредством выполнения линии водяного охлаждения в виде одного целого с экранирующей пластиной, или экранирующая пластина также может охлаждаться посредством направления газа в экранирующую пластину нагнетательным вентилятором.
Пример
Фиг.7 представляет собой схему, показывающую один пример зависимости между величиной вставки экранирующей пластины и коэффициентом отклонения температуры по ширине.
Величина вставки экранирующей пластины соответствует "длине R наложения в направлении ширины стальной полосы 10" между каждым из обоих боковых концевых участков стальной полосы 10 и каждой экранирующей пластиной (см. фиг.2B). Дополнительно коэффициент отклонения температуры по ширине представляет собой величину (= температура центрального участка ширины листа/температура концевого участка листа), полученную делением температуры центрального участка в распределении температуры в направлении ширины стальной полосы 10 (температуры центрального участка ширины листа) на температуру концевого участка (температуру концевого участка листа).
На фиг.7 на графике A1 была использована ровная экранирующая пластина, в которой не образован углубленный участок. На графике A2 была использована экранирующая пластина, в которой образованы углубленные участки с кромками, как в первом варианте осуществления. На графике A3 была использована экранирующая пластина, в которой образованы углубленные участки с кромками, и непроводящая магнитно-мягкая пластина размещена в каждом углубленном участке, как во втором варианте осуществления.
Здесь графики, показанные на фиг.7, основаны на результатах экспериментов, выполненных при следующих условиях.
Ширина нагревательной обмотки: 1300 (мм)
Материал сердечника: Ni-Zn феррит
Материал, подлежащий нагреву: лист нержавеющей стали (с шириной 900 (мм) и толщиной 0,3 (мм))
Зазор между обмотками: 180 (мм)
Скорость транспортирования листа: 50 (метров в минуту (м/мин))
Температура нагрева: 400-730 (°C) (увеличение температуры центра установлено на 330 (°C))
Частота электропитания: 8,5 (кГц)
Ток: 3650 (Ампер-витков)
Материал экранирующей пластины: медь
Внешний размер экранирующей пластины: ширина 230 (мм), глубина 600 (мм) и толщина 25 (мм)
Форма углубленного участка экранирующей пластины: фиг.4A (график A2) и фиг.6A (график A3)
Длина выступания кромки углубленного участка: 5 (мм)
Толщина кромки углубленного участка: 5 (мм)
Материал непроводящей магнитно-мягкой пластины: Ni-Mn феррит
Толщина непроводящей магнитно-мягкой пластины: 5 (мм)
Норма величины вставки экранирующей пластины: 90 (мм)
На фиг.7 можно обнаружить, что чем меньше коэффициент отклонения температуры по ширине (чем ближе к коэффициенту отклонения температуры по ширине, равному 1), тем более равномерным может быть распределение температуры в направлении ширины стальной полосы 10. Более того, можно обнаружить, что чем меньше наклон графика, тем больше может быть уменьшено изменение распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10, даже если стальная полоса 10 перемещается в некотором смысле по извилистой траектории.
На фиг.7 можно обнаружить, что, если используется экранирующая пластина с углубленными участками с кромками, образованными в ней, как в первом варианте осуществления могут быть реализованы (см. графики A1 и A2) как выравнивание распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10, так и уменьшение изменения распределения температуры в направлении ширины стальной полосы 10 во время движения стальной полосы 10 по извилистой траектории. Кроме того, можно обнаружить, что, если непроводящая магнитно-мягкая пластина размещена в углубленном участке, как во втором варианте осуществления, эти эффекты становятся еще более выраженными (см. графики A2 и A3).
Кроме того, все варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше, только показывают примеры, осуществленные в воплощении настоящего изобретения, и технический объем настоящего изобретения не следует рассматривать как ограниченный ими. То есть настоящее изобретение может быть воплощено в различных формах, не отступая от его технической идеи или его основных признаков.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Обеспечено устройство индукционного нагрева поперечным потоком, которое позволяет уменьшить неравномерность распределения температуры в направлении ширины проводящего листа нагреваемого объекта и позволяет уменьшить изменение распределения температуры в направлении ширины проводящего листа нагреваемого объекта вследствие движения проводящего листа по извилистой траектории.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
10: стальная полоса (проводящий лист)
18: блок питания переменного тока
20: устройство индукционного нагрева
21: индуктор верхней стороны
22: индуктор нижней стороны
23, 27: сердечник
24: нагревательная обмотка верхней стороны (нагревательная обмотка)
28: нагревательная обмотка нижней стороны (нагревательная обмотка)
31, 61, 71, 81, 91, 101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191, 201, 211, 221, 231, 241, 251, 261, 271, 281, 291, 301, 311, 321, 331, 341, 351, 361, 371, 381, 391, 401, 411: экранирующая пластина
51, 62, 72, 82, 92, 104, 114, 124, 134, 144, 154, 164, 174, 184, 194, 204, 214, 224, 234, 244, 254, 264, 274, 377, 387, 404, 414: углубленный участок
52, 64, 74, 83, 93, 403, 413: кромка (выступающий участок)
113, 123, 133, 143, 153, 163, 173, 183, 193, 203, 213, 223, 233, 243, 253, 263, 273: выступающий участок
283, 293, 303, 313, 323, 333, 343, 353, 363: элемент выступа (выступающий участок)
373, 383, 393: выступающий участок
285, 295, 305, 315, 325, 335, 345, 355, 365: болт
102: теплостойкая пластина (теплостойкий материал)
103: непроводящая магнитно-мягкая пластина (непроводящий магнитно-мягкий материал).