JPH0788847A - フィルム熱処理用ドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドラム表面の温度むらが少なく、熱交換効率が
高く、ニップ圧が高くてもドラムが変形しにくく、ヒー
トサイクルによる劣化が生じにくいフィルム熱処理用ド
ラムを提供する。 【構成】外筒１の内周面に微細な凹凸加工を施して、内
筒４との間に形成される密閉空間に適量の作動液を封入
する。前記密閉空間を複数枚の補強板５で軸方向に略等
間隔毎に仕切る。外筒１の内周面に沿って複数本の熱媒
管７を螺旋状に配置し、中空回転軸３を介して吸熱又は
排熱用の熱媒を流通させる。 【効果】補強板５により高ニップ圧に耐え得る。外筒１
を薄くでき、熱効率が上がる。微細な凹凸加工により外
筒１の内周面に作動液が保持されて、温度むらが少なく
なる。熱媒管７を螺旋状に配置したから、ドラムの回転
によるポンプ効果があり、急熱・急冷時の応力も緩和し
やすい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフィルム熱処理用ドラム
に関するものであり、例えば、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどからなる金属蒸着用、コンデ
ンサ用、レントゲンフィルムベース用などの高級フィル
ムの製造装置や、機能性を付与するために各種フィルム
やシートを積層するラミネート製造装置等に利用される
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のフィルム熱処理用ドラムの
概略構成を示している。図中、１は中空円筒状の外筒で
あり、その軸方向両端は一対の端板２により覆われてい
る。各端板２の中心部からは、それぞれ中空回転軸３が
軸方向に突設されている。外筒１の内部には中空円筒状
の内筒４が同心円状に配置されている。内筒４の両端に
は一対の水箱９を形成するように、仕切り板１０が装着
されている。外筒１と内筒４の間の空間は、螺旋状の補
強板１５で仕切られて、螺旋通水路が形成されている。
螺旋通水路は両端の水箱９と中空回転軸３を介して外部
の冷却水循環装置と連通している。このドラムの製作法
は当社の特公昭５７−２９２４８号に開示されている。

【０００３】このような構造のドラムでは、冷却水が螺
旋通水路に沿って流れるので、一方の中空回転軸に近い
部分ではドラムの表面温度が低く、他方の中空回転軸に
近い部分ではドラムの表面温度が高くなり、冷却むらを
生じる場合がある。そこで、特公平４−２７２０号に開
示されているように、ドラムの内部に多数本の冷却水管
を収納すると共に、作動液をドラムの内周面に張設され
たウィックに保持させて、ドラム全体をヒートパイプ化
することが提案されている。この従来例では、実公昭５
８−５３４５７号に開示されたドラムと比較すると、作
動液の凝縮部面積が蒸発部面積よりも大きいため冷却能
力が高く、また、作動液がドラムの内周面に張設された
ウィックに保持されているので、ドラムの回転速度が低
くても作動液が底部に溜まることがなく、円周方向にわ
たって均一に冷却できるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
４−２７２０号に開示されたドラムでは、内筒を有して
おらず、ドラムの内周面を支える構造を有していない。
このため、高ニップ圧に耐えるには、ドラムの肉厚を大
きくする必要があり、それだけ冷却効率が低下するとい
う問題がある。特に、ラミネート製造装置のフィルム熱
処理用ドラムでは、ニップ圧が高く、ドラムの内周面を
支える構造が無ければ、変形が起こる可能性がある。ま
た、多数本の冷却水管が軸方向にストレートに配置され
ているため、運転開始時には、冷却水管が急激に冷却さ
れ、ドラムとの寸法差により冷却水管の溶接部に応力が
加わり、長期的にはクラック等が生じる可能性がある。
また、各冷却水管は軸方向に配置されているため、内部
の冷却水はドラムの回転による慣性力を受けることがで
きず、各冷却水管について内部の冷却水の滞留時間に差
が生じることになり、冷却むらや冷却効率の低下を生じ
やすいという問題があった。

【０００５】本発明は上述のような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、ドラム表面の温
度むらが少なく、熱交換効率が高く、ニップ圧が高くて
もドラムが変形しにくく、ヒートサイクルによる劣化が
生じにくいフィルム熱処理用ドラムを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルム熱処理
用ドラムは、上記の課題を解決するために、図１乃至図
３に示すように、内周面に微細な凹凸加工を施された中
空円筒状の外筒１と、外筒１の軸方向両端部を覆う一対
の端板２と、各端板２の中心部から軸方向に突出する一
対の中空回転軸３と、外筒１の内部に同心円状に配置さ
れた内筒４と、外周部が外筒１の内周面に当接し内周部
が内筒４の外周面に当接して外筒１と内筒４の間に形成
される密閉空間を軸方向に略等間隔毎に仕切る複数枚の
補強板５と、前記補強板５の外周部に略等角度間隔毎に
形成された切り欠き溝６により位置決めされて外筒１の
内周面に沿って螺旋状に配置されて前記中空回転軸３を
介して吸熱又は排熱用の熱媒を流通される複数本の熱媒
管７とを備え、前記補強板５に形成された隙間８を介し
て前記密閉空間内を流通して蒸発と凝縮を繰り返す適量
の作動液を封入されて成ることを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明のフィルム熱処理用ドラムは、図４に示
した従来の二重管螺旋通水路型のドラムにおいて、螺旋
仕切り板１５の代わりに補強板５を取り付けて外筒１の
補強構造を実現すると共に、従来は螺旋通水路であった
外筒１と内筒４の間の密閉空間を全体としてヒートパイ
プ化し、機械的強度を保ちつつ、冷却能力を向上させた
ものである。このヒートパイプ化のために、外筒１と内
筒４の間の密閉空間には作動液凝縮部又は蒸発部として
熱媒管７を設置するが、その取り付け形状を螺旋状にす
ることで、熱媒管７の急冷、急温による溶接部の無理な
応力を緩和すると共に、ドラム回転によるポンプ効果を
得ることにより、熱媒の循環ポンプの負荷を低減すると
共に、個々の熱媒管７の温度むらを低減するものであ
る。また、外筒１の内周面に簡単な機械加工で凹凸形状
を付けることで、ウィックを張設する従来例に比べて簡
単な構造でありながら、作動液の保持効果を持たせるこ
とができ、ドラムの回転速度が低い場合でも一様な冷却
効果が得られるものである。

【０００８】

【実施例】図１は本発明のフィルム熱処理用ドラムの断
面図であり、図２はそのＸ−Ｘ線についての断面図、図
３はＹ−Ｙ線についての断面図である。図中、１は中空
円筒状の外筒であり、その軸方向両端は一対の端板２に
より覆われている。各端板２の中心部からは、それぞれ
中空回転軸３が軸方向に突設されている。外筒１の内部
には中空円筒状の内筒４が同心円状に配置されている。
内筒４の両端には一対の水箱９を形成するように、仕切
り板１０が装着されている。水箱９は中空回転軸３を囲
むように構成されている。この水箱９に連通するよう
に、中空回転軸３の中心孔１１から放射状に連通孔１２
が形成されている。

【０００９】外筒１と内筒４の間の空間は、複数枚のド
ーナツ板状の補強板５で仕切られている。各補強板５の
外周部と内周部は、それぞれ外筒１の内周面と内筒４の
外周面に当接しており、外筒１に加わるニップ圧に対す
る補強構造を実現している。各補強板５の外周部には、
略等角度間隔毎に複数の切り欠き溝６が設けられてい
る。各切り欠き溝６により、複数本の冷却水管７が位置
決めされている。各冷却水管７は外筒の内周面に沿って
螺旋状に配置されている。各冷却水管７の両端は、それ
ぞれドラムの両端に設けられた水箱９に連通している。
外筒１と内筒４の間の空間は密閉されており、適量の作
動液が封入されている。作動液は使用温度やドラムの材
料を考慮して、適切な作動液が選択されることは言うま
でもない。外筒１の内周面には、作動液の保持効果を得
るために、機械加工により微細な凹凸形状が施されてい
る。補強板５の内周部には、作動液を流通させるための
隙間８が略等角度間隔毎に形成されている。

【００１０】以下、本発明のフィルム熱処理用ドラムの
動作について説明する。ドラムは両端の中空回転軸３に
より略水平に支持されて、図示しない駆動機構により回
転駆動される。ドラムの一方の中空回転軸３から水箱９
を介して冷却水管７に冷却水が流入され、図１の矢印で
示したように、他方の水箱９を介して他方の中空回転軸
３に冷却水が流出する。冷却水管７の回転方向前方が冷
却水の流入側となり、冷却水管７の回転方向後方が冷却
水の流出側となるように、ドラムの回転方向を設定する
と、スクリュー効果により冷却水を流入側から流出側に
送る力が働き、冷却水を循環させるポンプの負荷を軽減
することができる。また、このように、冷却水を流す力
が働くことにより、各冷却水管７の流量にばらつきが生
じにくいので、冷却むらが少なくなるという利点があ
る。

【００１１】ドラム内部に封入された作動液は、ドラム
の外筒１の内周面に設けられた微細な凹凸形状により保
持されており、ドラム表面のフィルムからの被熱により
蒸発して、その蒸気が複数本の冷却水管７の表面で凝縮
して作動液に戻る。冷却水管７の表面から滴下した作動
液は重力により落下したり、内筒４や補強板５に沿って
流れ落ちて、外筒１の内周面の底部に集まるが、ドラム
の外筒１の内周面に設けられた微細な凹凸形状により作
動液が保持されて、この状態でドラムが回転するので、
ドラムの外筒１の内周面には一様に作動液が保持される
ことになる。したがって、ドラムの表面の温度差は小さ
くなる。

【００１２】以上の実施例では、ドラム表面を作動液の
気化熱によって冷却し、蒸気化した作動液を冷却水管の
表面で凝縮させて、冷却水に吸熱させる場合について説
明したが、熱サイクルを逆にして、ドラム表面を加熱す
る用途にも本発明を適用できることは言うまでもない。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、内筒及び補強板により
外筒が補強されているので、外筒の板厚が薄くてもニッ
プ圧やその他の力に対して強く、変形しにくいという利
点があり、また、外筒の板厚が薄くできるため、熱効率
が高くなるという効果がある。また、熱媒管を螺旋状に
配置したことにより熱媒管の急冷や急熱に対して熱媒管
の溶接部に無理な応力が加わることがないという利点が
ある。さらに、ドラムの回転方向を熱媒管の回転方向前
方が熱媒の流入側となり、回転方向後方が熱媒の流出側
となるように設定すると、スクリュー効果により熱媒を
流入側から流出側に送り出すことができ、熱媒の循環ポ
ンプの負荷が少なくて済むと共に、個々の熱媒管内での
液の滞留が生じにくく、したがって、個々の熱媒管の温
度差が低減されるという利点がある。それに加えて、外
筒の内周面に形成されている凹凸形状により作動液が保
持されているので、簡単な構造でありながら外筒の内周
面に作動液が一様に分布し、作動液の蒸発と凝縮が効率
良く且つむら無く行われることから、ドラム表面の温度
むらが低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルム熱処理用ドラムの一実施例の
断面図である。

【図２】同上のＸ−Ｘ線についての断面図である。

【図３】同上のＹ−Ｙ線についての断面図である。

【図４】従来のフィルム熱処理用ドラムの一実施例の断
面図である。

【符号の説明】

１ 外筒 ２ 端板 ３ 中空回転軸 ４ 内筒 ５ 補強板 ６ 切り欠き溝 ７ 冷却水管 ８ 隙間 ９ 水箱 １０ 仕切り板 １１ 中心孔 １２ 連通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に微細な凹凸加工を施された中
   空円筒状の外筒と、外筒の軸方向両端部を覆う一対の端
   板と、各端板の中心部から軸方向に突出する一対の中空
   回転軸と、外筒の内部に同心円状に配置された内筒と、
   外周部が外筒の内周面に当接し内周部が内筒の外周面に
   当接して外筒と内筒の間に形成される密閉空間を軸方向
   に略等間隔毎に仕切る複数枚の補強板と、前記補強板の
   外周部に略等角度間隔毎に形成された切り欠き溝により
   位置決めされて外筒の内周面に沿って螺旋状に配置され
   て前記中空回転軸を介して吸熱又は排熱用の熱媒を流通
   される複数本の熱媒管とを備え、前記補強板に形成され
   た隙間を介して前記密閉空間内を流通して蒸発と凝縮を
   繰り返す適量の作動液を封入されて成ることを特徴とす
   るフィルム熱処理用ドラム。