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公開番号2025111831
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2025080895,2022580321
出願日2025-05-14,2021-06-25
発明の名称平坦な製品を加熱するための横磁束誘導加熱装置
出願人エイジャックストッコマグネサーミックコーポレーション
代理人個人
主分類H05B 6/44 20060101AFI20250723BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】誘導加熱装置及びその使用方法を提供する。
【解決手段】装置は2つの極を含み、各極は間隔を空けて配置された一対のコイルを含み、極間の間隔及び極ピッチの少なくとも1つは、ワークピースの幅方向に伝達される電力密度を制御するように調整可能である。いくつかの実施形態では、移動可能な磁束シールドも、ワークピースのエッジ部に沿って伝達される電力密度を制御するように調整される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
横磁束電気誘導コイルアセンブリに対してプロセス方向に沿って移動する関連する平坦なワークピースの少なくとも一部を誘導加熱するための横磁束誘導コイルアセンブリであって、
関連するワークピースは、対向する第１及び第２ワークピース面と第１及び第２ワークピースエッジとを有し、
前記誘導加熱装置は、
前記第１ワークピース面から間隔をあけて対向する第１共通平面に配置され、第１及び第２ワークピースエッジの間に延び、電気的に直列に結合される、第１平面コイル及び第２平面コイルを備え、
前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルは、同一の平面上に間隔をあけて配置され、前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルの少なくとも１つは、前記共通平面内で移動可能であり、その間の間隔を変更することができる、
横磁束誘導コイルアセンブリ。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１平面コイルと第２平面コイルの少なくとも１つは、コイルのピッチを変更するように調整可能である、
請求項１に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項３】
前記第１平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第１外向き脚と第１戻り脚とから形成され、前記第１外向き脚と前記第１戻り脚は第１エンドレールに物理的かつ電気的に結合され、第１外向き脚と第１戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第１平面コイルのコイルピッチを変更するように、第１外向き脚と第１戻り脚の少なくとも１つは第１エンドレールに移動可能に取り付けられており、
前記第２平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第２外向き脚と第２戻り脚とから形成され、前記第２外向き脚と前記第２戻り脚は第２エンドレールに物理的かつ電気的に結合され、第２外向き脚と第２戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第２平面コイルのコイルピッチを変更するように、第２外向き脚と第２戻り脚の少なくとも１つは第２エンドレールに移動可能に取り付けられている、
請求項２に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項４】
前記第１平面コイルと前記第２平面コイルは、それぞれ第１共通レールに結合され、前記第１コイル又は前記第２コイルの少なくとも１つは、前記第１共通レール上で、第１又は第２コイルの他方に向かって又は離れるように移動可能に支持されている、
請求項３に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項５】
前記第１コイルの第１戻り脚と前記第２コイルの第２外向き脚は、前記第１共通レールに結合され、前記第１戻り脚と前記第２外向き脚の少なくとも１つは、前記共通レールに対して移動可能であり、前記第１平面コイルと前記第２平面コイルの間の距離を変化させる、
請求項４に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項６】
前記第２ワークピース面から間隔を置いて対向する第２共通平面に配置され、前記第１及び前記第２ワークピースエッジの間に延び、前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルと電気的に直列に結合された第３平面コイル及び第４平面コイルをさらに含む、
請求項５に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項７】
前記第３平面コイルと前記第４平面コイルは、前記第２共通平面内で同一平面上に離れており、前記第３平面コイルと前記第４平面コイルの少なくとも１つは、前記第２共通平面内で移動可能であり、その間の間隔を変化させる、
請求項６に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項８】
前記第３平面コイルと前記第４平面コイルの少なくとも１つは、コイルのピッチを変更するように調整可能である、
請求項７に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項９】
前記第３平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第３外向き脚と第３戻り脚とから形成され、前記第３外向き脚と前記第３戻り脚は第３エンドレールに物理的かつ電気的に結合され、第３外向き脚と第３戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第３平面コイルのコイルピッチを変更するように、第３外向き脚と第３戻り脚の少なくとも１つは第３エンドレールに移動可能に取り付けられており、
前記第４平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第４外向き脚と第４戻り脚とから形成され、前記第４外向き脚と前記第４戻り脚は第４エンドレールに物理的かつ電気的に結合され、第４外向き脚と第４戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第４平面コイルのコイルピッチを変更するように、第４外向き脚と第４戻り脚の少なくとも１つは第４エンドレールに移動可能に取り付けられている、
請求項８に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
【請求項１０】
前記第３平面コイルと前記第４平面コイルはそれぞれ第２共通レールに結合され、前記第３平面コイル又は前記第４平面コイルの少なくとも１つは、前記第３又は第４平面コイルの他方に向かって又は離れるように前記第２共通レール上で移動可能に支持されている、
請求項９に記載の横磁束誘導コイルアセンブリ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
誘導加熱器は、図１に示すような導電性の連続した平坦なストリップ／プレート製品の様々な厚みや幅を加熱するのに適している。従来の誘導加熱は、図２に示すように、ソレノイド型のコイルをストリップ又はプレートに巻いて使用していた。図１は、プレート上の帯幅の加熱を示している。図２は従来のソレノイドコイルをプレートに巻いた状態を示している。交流電流がコイルに印加されると電磁場が発生し、コイル内の電流を反映してプレート表面の周りに渦電流が誘導され、プレートのジュール加熱が引き起こされる。ソレノイドコイル加熱システムにはいくつかの欠点があり、この特定の用途には望ましくない選択となっている。第１の問題は、プレートが薄いほど、効率的に誘導結合するために必要な誘導周波数が高くなることである。同時に、プレートの端がオーバーヒートしたり、プレートのコアが温度上昇する前に表面がオーバーヒートしたりするほど高くない周波数を選択する必要がある。このため、薄いプレートを加熱するには非常に高い周波数が必要であり、厚いプレートを加熱するには低い周波数が必要である。単一の電源から広い周波数範囲が必要な場合もあれば、加熱するプレート厚ごとに異なる周波数を有する複数の電源が必要な場合もある。このような状況では、誘導加熱に費用対効果がない場合がある。さらに、非常に薄いプレートの場合、従来のソレノイドコイル誘導技術によるストリップを効率的に加熱するために必要な周波数が合理的に利用可能な周波数よりも高くなり、誘導加熱が選択肢とならない場合がある。
続きを表示（約 2,800 文字）【０００２】
横磁束誘導加熱が知られている。例えば、参照によりその全体がここに組み込まれている米国特許第９４６２６４１号は、シート材料のストリップを加熱するために使用できる横方向誘導加熱装置を開示している。現在の横方向誘導加熱装置は、シートの長さ方向に伝達される電力密度を正確かつ精密に制御する能力に欠けており、多くの場合、ストリップのエッジ部分がオーバーヒートするか、又はストリップの中心部分がアンダーヒートするかのいずれかである。さらに、現在の横方向誘導加熱装置は、一般的にストリップ材料の狭い範囲の寸法しか受け入れることができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、誘導加熱装置及び使用方法を提供し、この装置は、２つの極（Pole）を含み、各極は、極間の間隔と、極ピッチの少なくとも１つが、ワークピースの幅方向に伝達される電力密度を制御するように調整可能な、間隔をあけた一対の離れたコイルを含む。いくつかの実施形態では、移動可能な磁束シールドも、ワークピースのエッジ部分に沿って伝達される電力密度を制御するように調整される。
【０００４】
本開示の一態様によれば、横磁束電気誘導コイルアセンブリに対してプロセス方向に沿って移動する関連する平坦なワークピースの少なくとも一部を誘導加熱するための横磁束誘導コイルアセンブリであって、関連するワークピースは、対向する第１及び第２ワークピース面と第１及び第２ワークピースエッジとを有し、前記誘導加熱装置は、前記第１ワークピース面から間隔をあけて対向する第１共通平面に配置され、第１及び第２ワークピースエッジの間に延び、電気的に直列に結合される、第１平面コイル及び第２平面コイルを備える。前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルは、同一の平面上に間隔をあけて配置され、前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルの少なくとも１つは、前記共通平面内で移動可能であり、その間の間隔を変更することができる。
【０００５】
前記第１平面コイルと第２平面コイルの少なくとも１つは、コイルのピッチを変更するように調整可能である。前記第１平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第１外向き脚と第１戻り脚とから形成され得る。前記第１外向き脚と前記第１戻り脚は第１エンドレールに物理的かつ電気的に結合され得、第１外向き脚と第１戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第１平面コイルのコイルピッチを変更するように、第１外向き脚と第１戻り脚の少なくとも１つは第１エンドレールに移動可能に取り付けられ得る。前記第２平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第２外向き脚と第２戻り脚とから形成され得る。前記第２外向き脚と前記第２戻り脚は第２エンドレールに物理的かつ電気的に結合され得、第２外向き脚と第２戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第２平面コイルのコイルピッチを変更するように、第２外向き脚と第２戻り脚の少なくとも１つは第２エンドレールに移動可能に取り付けられ得る。
【０００６】
前記第１平面コイルと前記第２平面コイルは、それぞれ第１共通レールに結合され得、前記第１コイル又は前記第２コイルの少なくとも１つは、前記第１共通レール上で、第１又は第２コイルの他方に向かって又は離れるように移動可能に支持される。前記第１コイルの第１戻り脚と前記第２コイルの第２外向き脚は、前記第１共通レールに結合され得、前記第１戻り脚と前記第２外向き脚の少なくとも１つは、前記共通レールに対して移動可能であり、前記第１平面コイルと前記第２平面コイルの間の距離を変化させる。
【０００７】
アセンブリは、前記第２ワークピース面から間隔を置いて対向する第２共通平面に配置され、前記第１及び前記第２ワークピースエッジの間に延び、前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルと電気的に直列に結合された第３平面コイル及び第４平面コイルをさらに含むことができる。前記第３平面コイルと前記第４平面コイルは、前記第２共通平面内で同一平面上に離れており、前記第２共通平面内で移動可能であり、その間の間隔を変化させる。前記第３平面コイルと前記第４平面コイルは、前記第２共通平面内で同一平面上に間隔を空けて配置され、前記第３平面コイルと前記第４平面コイルの少なくとも１つは、前記第２共通平面内で移動可能であり、その間の間隔を変化させることができる。前記第３平面コイルと前記第４平面コイルの少なくとも１つは、コイルのピッチを変更するように調整可能である。
【０００８】
前記第３平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第３外向き脚と第３戻り脚とから形成され、前記第３外向き脚と前記第３戻り脚は第３エンドレールに物理的かつ電気的に結合される。第３外向き脚と第３戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第３平面コイルのコイルピッチを変更するように、第３外向き脚と第３戻り脚の少なくとも１つは第３エンドレールに移動可能に取り付けられ得る。前記第４平面コイルは、共通方向に延び、間隔をあけた関係にある第４外向き脚と第４戻り脚とから形成され、前記第４外向き脚と前記第４戻り脚は第４エンドレールに物理的かつ電気的に結合される。第４外向き脚と第４戻り脚が互いに向かって及び離れるように移動して、前記第４平面コイルのコイルピッチを変更するように、第４外向き脚と第４戻り脚の少なくとも１つは第４エンドレールに移動可能に取り付けられ得る。
【０００９】
前記第３平面コイルと前記第４平面コイルはそれぞれ第２共通レールに結合され得、前記第３平面コイル又は前記第４平面コイルの少なくとも１つは、前記第３又は第４平面コイルの他方に向かって又は離れるように前記第２共通レール上で移動可能に支持される。前記第３コイルの第３戻り脚と前記第４コイルの第４外向き脚は、前記第２共通レールに結合され得、前記第３戻り脚と前記第４外向き脚の少なくとも１つは、前記第２共通レールに対して移動可能であり、前記第３平面コイルと前記第４平面コイルとの間の距離を変化させる。前記第２平面コイルの戻り脚と第３平面コイルの外向き脚は剛に結合され得る。
【００１０】
アセンブリは、第１共通平面と、前記第１及び第２ワークピースエッジの少なくとも１つに面する前記第１ワークピース面との間に間隔を置いて配置された、少なくとも１つの磁束シールドをさらに備えることができる。少なくとも１つの前記磁束シールドは、関連する前記ワークピースの横方向に移動可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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