JPH0576153B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は誘導発熱ローラ装置に関する。

（従来の技術） この種装置において、圧力容器としての適用か
ら回避するために、ローラの周壁内部にその軸心
方向に沿つて互いに独立して複数のジヤケツト室
を設置した場合でも、ローラの円周方向に沿う温
度差が発生しないようにすることが要求される。

これを満足するため、前記したジヤケツト室の
内側にローラの円周方向に沿つて更に別のジヤケ
ツト室を設置し、各ジヤケツト室の内部にそれぞ
れ気液二相の熱媒体を封入したものは、本発明者
によつてすでに提案されている（特開昭62−4918
号公報参照。）。

しかしこの場合、内側のジヤケツト室をローラ
の円周方向に沿う環状の室として構成すると、高
速回転の際に熱媒体がそのジヤケツト室の外側の
壁面に全面的に付着してしまうため、この外側の
壁面全体が熱媒体の蒸発面となり、内側の壁面全
体が凝縮面となる。そのためこの凝縮面に放出さ
れる潜熱の伝導効率が低下してしまう。

そこで前記した既提案の発明では更に、内側の
ジヤケツト室の外側の壁面に、ローラの軸心方向
にのびる複数の溝を設けるか、あるいはこのジヤ
ケツト室をローラの軸心方向にのびる複数の孔に
よつて構成するようにしている（前掲公報第３図
乃至第６図参照。）。

これによれば内側のジヤケツト室の外側の壁面
に、熱媒体によつて覆われない凝縮面が存在する
ようになつて都合がよい。しかし前者の構成は溝
を必要とするためその加工が複雑であり、また後
者の構成は外側と内側の２系列の孔加工が必要で
あり、何れにしてもその製作は面倒である。

（発明が解決しようとする問題点） この発明はローラの周壁に、その軸心方向にの
びる互いに独立した複数のジヤケツト室を設け、
軸心方向に温度差をなくすようにした構成におい
て、そのローラの円周方向に沿う温度差をなくす
ためのジヤケツト室の構成の簡易化を図ることを
目的とする。

またこの発明はローラの均温化を有効に促進さ
せることをも目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明はローラの周壁に、このローラの軸心
方向にのびる複数の第１のジヤケツト室を設置す
るとともに、この第１のジヤケツト室を連通する
環状の溝を設け、更に前記第１のジヤケツト室の
各内部に、それぞれ互いに独立した中空状の第２
のジヤケツト室を設置し、各第１および第２の各
ジヤケツト室の内部には、気液二相の熱媒体を封
入したことを特徴とする。

（実施例） この発明の実施例を図によつて説明すると、１
は図示しない回転駆動源によつて回転されるロー
ラで、これに軸２が連結されてあり、これは固定
盤３に設置されてある軸受４によつて回転自在に
支持されている。ローラ１の内部には磁束発生機
構５が配置されてある。この磁束発生機構５は、
誘導コイル６とこれが巻回されてある鉄心７とか
ら主として構成されてあり、これは固定軸８によ
つて支持されている。

軸２の内部に固定軸８が挿通されてあり、軸受
４Ａによつて固定軸８に対して軸２が回転自在に
支持されている。誘導コイル６を交流電源によつ
て励磁すると、ローラ１の周壁に電流が誘起し、
この電流によつて周壁が発熱する。９は誘導コイ
ル用のリード線を示す。これらの構成は通常のこ
の種装置と特に相違するところはない。

１０は第１のジヤケツト室で、ローラ１の周壁
１Ａにその軸心方向にのびる孔によつて構成され
ている。このジヤケツト室１０はローラ１の円周
方向に並んで複数設置されるとともに、その両端
は、ローラ１内においてその円周方向に沿つて形
成されている円環状の溝１１によつて、互いに連
通されている。１２はジヤケツト室１０内に真空
封入されている気液二相の熱媒体である。

１３は第２のジヤケツト室で、これは第１のジ
ヤケツト室１０の内部に中空状に設置されてい
る。具体的には両端を閉塞した中空のパイプ１４
を、ジヤケツト室１０内に挿通することによつて
設置される。各ジヤケツト室１３は互いに独立さ
れており、その内部に気液二相の熱媒体１５が真
空封入されている。

ジヤケツト室１０内に封入される熱媒体１２と
しては、高沸点で、高温でも比較的蒸気圧の低
く、潜熱の小さいもの、たとえば有機熱媒体がよ
く、またジヤケツト室１３内に封入される熱媒体
１５としては、比較的低沸点、高蒸気圧のもの
で、潜熱の大きいもの、たとえば蒸溜水がよい。

以上の構成においてローラ１が誘導発熱機構５
により発熱するとき、各ジヤケツト室１０内の熱
媒体１２が蒸発、凝縮を繰り返す。そしてジヤケ
ツト室１０が、ローラ１の円周方向に沿う溝１１
によつて連通していることに基づき、熱媒体１２
の前記した凝縮により、ローラ１の表面の円周方
向に沿う温度差が減少される。

本来この種誘導発熱ローラ装置では、ローラの
周方向に沿つて一定の２次短絡電流が流れること
によつて、そのローラが発熱するようになつてい
る。したがつてローラの周方向に対しては、すべ
ての個所で均一な発熱エネルギーが生ずることに
なり、理論的には温度も均一となる。

しかし実際には、均一な発熱エネルギーが生じ
ても、ローラの製作上の肉厚の不均一性が温度差
を生ずることになり得るし、あるいはローラの外
部よりもたらされる紙、フイルムなどの熱的負荷
の不均一性によつて、周方向の温度不均一化の傾
向がある。

しかしこれらによつて発生する温度不均一性
は、それほど大きなものではなく、したがつて熱
媒体１２の熱エネルギーの移動量は、比較的小さ
くてよく、前述したように低蒸気圧、低潜熱の特
性を有するもので差し支えない。

一方ローラの軸方向の温度分布については、ロ
ーラの端部に連結された軸２、軸受４を介して、
固定盤３に大きな熱エネルギーが流れ、結果とし
てローラの中央部より端部の温度が下がるように
なる。

また逆にローラの軸方向の長さに比較して、フ
イルムなどの熱的負荷の巾寸法が短ければ、ロー
ラ表面上には熱的負荷が存在している個所と、存
在していない個所とが生じ、熱的負荷の存在して
いる個所の温度は下がるようになる。

このようにローラの軸方向の温度均一化に対し
ては、大きな熱エネルギーの移動が必要となり、
またその移動距離が大きいこともあつて、前記し
た低潜熱の熱媒体１２では、不充分となることが
往々にしてある。このような傾向を解消するため
に、高蒸気圧、高潜熱の熱媒体１５を封入したジ
ヤケツト室１３をここでは設けている。

ローラにその軸心方向に沿つて温度差が生じた
場合、ローラの高温部と接触する熱媒体１２は蒸
発し、ローラの低温部に向かつて軸方向および連
通部を介して円周方向へ蒸気流を生ずることはも
ちろんである。しかし同時に蒸発した部位と僅少
距離を隔てて対向するジヤケツト室１３を構成し
ている中空パイプの外壁面にも凝縮し、潜熱を与
える。

ジヤケツト室１３の内部に封入されている高蒸
気圧、高潜熱を有する熱媒体１５は、この凝縮潜
熱を受けて活溌に蒸発し、ローラの軸方向に沿つ
てジヤケツト室１３の内部を高速で蒸気が流れ
る。そして低温部のジヤケツト室１３の壁面に凝
縮し、潜熱を与える。さらにその外壁では熱媒体
１２が蒸発し、僅少距離を隔てて対向するジヤケ
ツト室１０の壁面に凝縮してここに潜熱を与え
る。

以上述べた両ジヤケツト室１０，１３の、相互
に関連した熱エネルギー移動の効果は、円周方向
の均温化に対しても、熱媒体１５の移動距離を短
くするという点で、効果が期待できることは言う
までもない。

ここでローラ１が高速回転して、ジヤケツト室
１０内の熱媒体１２に大きな遠心力が作用したと
する。このときは熱媒体１２はジヤケツト室１０
内において、その外周側の壁面部分に沿つて付着
するようになる。この付着壁面が熱媒体１２の蒸
発面となる。

しかしジヤケツト室１０はそれぞれ孔状であつ
て、その断面形状は円形であるように閉じた面と
なつている。そのため熱媒体１２が付着すること
のない壁面部分がジヤケツト室１０の内周側に存
在し、これが凝縮面となる。また凝縮して液相と
なつた熱媒体１２は、再び遠心力で外周側に戻る
ようになる。

またこのときジヤケツト室１３内の熱媒体１５
も遠心力の作用で同様の挙動を呈し、したがつて
ジヤケツト室１３は、蒸発面と凝縮面とを兼ね備
えたジヤケツト室を形成することになる。

このようにしてジヤケツト室１０は溝１１を介
して連通し、したがつて大きな容積を占めるよう
になるが、低蒸気圧の熱媒体を包蔵しているし、
一方ジヤケツト室１３はそれぞれ互いに独立して
いるのでその容積は小さいものの、高蒸気圧の熱
媒体を包蔵している。したがつて両ジヤケツト室
とも圧力容器としての、容積と蒸気圧との積によ
る規制値以下の範囲に収まるようになる。

しかも両ジヤケツト室は相互に関連しながら、
ローラの軸方向、円周方向の均温化に有効に作用
する。しかも既提案のようにローラの円周方向に
沿つて連通するジヤケツト室として、熱媒体の凝
縮面の確保のために、その壁面を凹凸状に加工し
たり、別の孔加工をしたりする必要はなくなる。

またこのときジヤケツト室１３の外周面（パイ
プ１４の外周壁）も熱媒体１２の凝縮面として作
用する。この凝縮時の潜熱はジヤケツト室１３の
外周壁より、ローラ１の端壁を介してローラ１の
外周に伝達される。したがつてこれによつてもロ
ーラ１の円周方向に沿う均熱作用が促進される。

またジヤケツト室１０，１４の間の距離は僅少
である。そのため両室間の潜熱および顕熱の授受
は、効率的に行なれるようになる。

（発明の効果） 以上詳述したこの発明によれば、ローラの軸心
方向に沿つて複数の互いに独立したジヤケツト室
を設けるとともに、ローラの円周方向に沿う温度
差を減少させるためにジヤケツト室を設けても、
そのジヤケツト室として、複雑な加工をなんら必
要としないためその製作が極めて容易となるし、
また両ジヤケツト室は互いに接近しているので、
両室間の熱の授受は極めて高効率で行なわれるよ
うになり、更に両ジヤケツト室の熱媒体同志が互
いに効果的に作用し、これによつてローラの均温
化が有効に促進されるようになるといつた効果を
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図は同横断面図である。 １……ローラ、５……誘導発熱機構、１０……
第１のジヤケツト室、１１……溝、１２……熱媒
体、１３……第２のジヤケツト室、１５……熱媒
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に誘導発熱用の磁束発生機構を備えたロ
   ーラの周壁に、前記ローラの軸心方向にのびる複
   数の第１のジヤケツト室を設置するとともに、前
   記第１のジヤケツト室の端部を、前記ローラの円
   周方向に沿つて設けた環状の溝によつて連通し、
   更に前記各第１のジヤケツト室の内部に、それぞ
   れ互いに独立した密閉中空状の第２のジヤケツト
   室を設置してなり、前記第１および第２の各ジヤ
   ケツト室の内部には、気化、凝縮を繰り返す気液
   二相の熱媒体を封入してなる誘導発熱ローラ装
   置。