JPH01156268A - 冷却ローラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は冷却ローラ装置に関する。

（従来の技術） 所定の速度で走行する高温の、樹脂フィルム、繊維、金
属シート、金属スラブなどの熱負荷を連続的に冷却する
のに冷却ローラ装置が使用される。

冷却ローラ装置は駆動源によって回転されるローラ本体
を備え、その表面に前記熱負荷を添線させながら走行せ
しめるようにしである。前記ローラ本体の内部には、水
その他の冷媒を循環させて冷却している。

このような冷却ローラ装置において、前記ローラ本体の
表面温度を、軸方向に沿って均一化することが望まれる
。もし温度が均一でないと、熱負荷を、その幅方向に沿
って均一に冷却することができない。またローラ本体の
温度差により、ローラ直径の熱膨張差に起因するクラウ
ン（サーマルクラウン）が発生し、熱負荷の張力を不安
定にすることがある。

このローラ本体の表面温度の均一化を図るために、ロー
ラ本体の周壁内部に、気液二相の熱媒体を真空封入した
ジャケット室を、ローラ本体の軸方向に沿って構成する
ことが考えられている。前記熱媒体は高温域では蒸発し
て蒸発潜熱を奪い、また低温域では凝縮して凝縮潜熱を
与える。

第６図はジャケット室を設けた冷却ローラ装置の縦断面
図を示し、１はローラ本体、２はその回転軸、３は軸受
である。図の例ではローラ本体１は外筒部４と内筒部５
とにより構成されてあり、＝２− 両筒部間にジャケット室６が設置されである。７はジャ
ケット室６内に真空封入された、水その他の気液二相の
熱媒体である。

ローラ本体１の内部に、その軸心方向に沿ってのびるパ
イプ８が設置されてあり、その一方の端部はロータリジ
ヨイント９を介して、外部の冷媒供給源に連なっており
、また他方の端部は開口されてあって、パイプ８により
供給されてきた冷媒１０を、ローラ本体１内に矢印のよ
うに放流する。

放流された冷媒は、ローラ本体１内を通ってこのローラ
本体１を冷却し、ロータリシミインド９を介して外部に
排出される。１１は高温とされている被冷却物体である
熱負荷で、ローラ本体１の表面を添線しつつ走行する。

上記の構成において、ローラ本体１の表面における熱負
荷１１の接触部分付近は、表面中量も高い温度領域とな
る。そしてその両側は熱負荷が接触しないので低温とな
るが、ジャケット室６内の熱媒体７の気液二相の相変化
により、表面温度は均一化されるようになるのである。

ところが、このような熱媒体７を用いる冷却ローラ装置
においては、前記のように冷媒１０によってローラ本体
１が内部から冷却されているので、ローラ本体１の内面
には、その表面の低温領域（熱負荷に接していない領域
）よりもさらに低温となっている。

したがって表面の高温領域で発生した熱媒体７の蒸気の
ほとんどが、矢印Ｐで示すように高温領域の直下の、ロ
ーラ本体１の内面側のジャケット室６の壁面に、短絡的
経路で凝縮する傾向が強い。

そのため表面の低温域に蒸気が流れにくくなるから、表
面全域にわたる温度均一化傾向は、著しく阻害されるよ
うになる。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は熱媒体を封入したジャケット室を設けた場合
でも、熱媒体の短絡的経路による凝縮に基づく１表面温
度の不均一性を改善することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明はローラ本体の表面に接する熱負荷の、その接
触領域に向い合うローラ本体の内面部分に断熱層を配置
し、この内面部分の冷媒による冷却をこの断熱層によっ
て阻害するようにしたことを特徴とする。

（作用） 前記のような断熱層を配置すると、ローラ本体の内面部
分はそれほど冷却されることがなく、そのため熱媒体の
蒸気は、前記内面部分によって直接的に凝縮されるのが
防止され、ジャケット室内においてローラ本体の軸心方
向に向かう蒸気の流れを生ずるようになる。

これによって蒸気は熱負荷に相対していない表面部分に
向い合う内外面によって、より多く凝縮するようになり
、これによって表面温度の均一化傾向が促進されるよう
になる。

（実施例） この発明の実施例を第１図によって説明する。

なお第６図と同じ符号を付した部分は、同一または対応
する部分を示す。第１図に示すように、ローラ本体１の
内面（内筒部５の内面）５Ａにおいて、表面における熱
負荷１１の接触領域に相対する領域に断熱層１２を配置
する。

図の実施例における断熱層１２にあっては、内筒状壁１
２Ａを固着することによって、ローラ本体１の内面部分
を二重壁とし、その内部に断熱材（空気を含む。）を充
填して断熱を図っている。

第２図は第１図の横断面図を示し、ジャケット室６をロ
ーラ本体１の円周方向に沿って形成した例を示している
。

なお連続鋳造機における押えローラのように、上下一対
のローラでスラブをはさんで走行するような場合には、
上下ローラ間に大きな加圧力が作用してローラにたわみ
荷重を生じる。そのためローラの肉厚を大きくしておく
必要がある場合がある。

そのためには第３図に示す横断面図のように、ドリル孔
によるジャケット室６Ａを設け、各ジャケット室６Ａを
独立した中空室とするか、または一端もしくは両端で連
通ずる構成としておけばよい。あるいはこれらドリル孔
に別途準備されたヒ−トパイプを挿入するようにしても
よい。

以上の構成において、熱負荷１１がローラ本体１の表面
に接すると、その接触部分が熱負荷からの熱によって最
も高温となる。ところがこの最も高温となった領域に向
い合うローラ本体の内面部分に断熱層１２が配置されて
いるので、この内面部分は冷媒によって直接冷却される
ことがない。

そのため前記高温領域に向い合うジャケット室６の壁面
（ローラ本体の表面側の壁面）に触れて蒸気となった熱
媒体７は、断熱層１２に向い合っているジャケット室６
の壁面（ローラ本体の内面側の壁面）に直接向かうのに
代って、断熱層１２とは向い合っていないジャケット室
６の低温域の内外両壁面に向かう方向に流れ、その壁面
に触れて凝縮して潜熱を与える。これによってローラ本
体１の表面温度の均一性が促進されるようになるのであ
る。

第４図に示す実施例は、断熱層１２として、二重管構造
のシェル１２Ｂをローラ本体１の内面にはめこんだ構成
であり、内部に前述と同じく断熱効果の高い空気を充填
させて断熱を図っている。

この場合シェル１２Ｂとして、これを着脱自在にはめこ
んでおくと、熱負荷の幅に応じて、幅の異なるシェルを
適宜使用することができる。

第５図はこの発明によるローラ本体の表面温度分布曲線
（ローラ本体の軸方向に沿う分布）を示したものである
。Ａはこの発明による温度分布曲線を示し、熱負荷が与
えられていても、はぼ全長にわたって温度は均一となる
。

なおりは断熱層１２を配置しない場合を、またＣはジャ
ケット室６および断熱層１２をともに配置しない場合の
、それぞれの温度分布曲線を示す。

これからしても、この発明による断熱層１２の存在によ
る効果は明瞭である。

（発明の効果） 以上詳述したこの発明によれば、熱媒体を封入したジャ
ケット室をローラ本体の周壁に設けた場合、熱負荷から
熱が与えられても、ローラ本体の表面温度がほぼ全長に
わたって均一化され、熱負荷全幅にわたる均一な冷却が
可能となるし、また温度差によるローラ本体の直径方向
の熱膨張差に起因するサーマルクラウンを減少させるこ
とができ、熱負荷の張力が安定するようになるといった
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
同横断面図、第３図は別の例の横断面図、第４図はこの
発明の他の実施例を示す縦断面図、第５図は温度分布特
性曲線図、第６図は従来例を示す縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周壁に気液二相の熱媒体を封入したジャケット室を設け
   てなるローラ本体の内部に、冷媒を流すことによって冷
   却してなる冷却ローラ装置において、前記ローラ本体の
   表面に接する熱負荷に向い合う前記ローラ本体の内面に
   、断熱層を配置してなる冷却ローラ装置。