JPS6324101B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被処理物を移送しつつ加熱処理する
誘導発熱ローラー、特に合成繊維の加熱処理工
程、例えば直接紡糸延伸装置、延伸加工装置等に
好適な誘導発熱ローラーに関する。

かかる誘導発熱ローラーを用いて、合成繊維等
の糸条を加熱する際、糸質及び工程の安定化を計
るため糸条を均一に加熱することが要求される。
一般に誘導発熱ローラーはローラー全体を発熱さ
せるものではあるが、糸条等の被加熱部の熱の奪
い方が軸方向で不均一かつその熱量差が大である
ため、誘導発熱ローラーの軸方向の表面温度が均
一にならないという欠点があつた。

かゝる欠点を改良するものとして誘導発熱ロー
ラーのローラーシエル部若しくはその内周面に設
けたジヤケツトに熱媒体を封入した熱媒式誘導発
熱ローラーが種々考案され近年多用されるように
なつてきている。

例えば、特公昭52−41896号公報には、加熱ロ
ール本体内に該本体の軸方向に平行な孔を同心円
周方向に多数設け、該孔を周方向に沿つて相互に
連通して形成したジヤケツトに熱媒を封入した熱
媒式誘導加熱ローラーが開示されている。しかし
ながらかかる従来の熱媒式誘導発熱ローラーはロ
ーラー全体を一つのジヤケツトで構成しているた
め、次のような欠点を有していた。すなわち前記
のようにジヤケツトの構造が複数本の孔を連通し
た複雑な構成になるため、熱媒封入時の不純物の
除去が十分にできず、使用に従つてそれが不活性
ガス化して一部に滞留して、ローラー特にその軸
方向の温度分布に悪影響を及ぼすとか、又、使用
中にピンホールが発生した場合、そのため前記温
度分布が悪化するとか、あるいは熱媒体の劣化等
により不活性ガスが生じ、それらが蓄積されて前
記温度分布が悪化するとか等の問題があり、長時
間の使用に耐えられないという欠点があつた。更
には、不良となつた加熱ローラーの修復には、製
作時同様に手間を要する熱媒封入作業及び性能テ
ストを行なわねばならないという欠点を有してい
た。

又、使用する熱媒の量が多く、回転開始時にア
ンバランスを生じ、振動が発生するという運転上
の問題、温度調節機器等の故障によりローラー温
度が上昇した場合ジヤケツト内部圧力が上昇し、
ローラーが爆発する危険性があるという安全面で
の問題があつた。後者の安全面での問題に対して
は、その防止策としてラプチヤーデイスク等の機
械的安全弁を設ける対策が取られているが、かか
る安全弁は規定温度より大きく外れた点（規定温
度の前、後）で動作する等、別の実用上の問題が
あつた。

本発明者等はかゝる問題に対し鋭意検討の結
果、ジヤケツト付誘導発熱ローラーの特徴を生か
し、長時間使用に耐え得る本発明の誘導発熱ロー
ラーに到達したものである。

すなわち、本発明は被処理物を移送しつつ加熱
処理する誘導発熱ローラーにおいて、ローラー本
体のローラーシエル部内に、ローラー本体の軸方
向に平行な孔を多数個同心円状に設けると共に、
該孔に熱媒を封入したヒートパイプエレメントを
着脱可能に挿着したことを特徴とする誘導発熱ロ
ーラーである。

以下本発明を実施例に基いて図面によつて説明
する。

第１図と第２図は本発明の一実施例である誘導
発熱ローラーの縦（軸）方向断面図とそのローラ
ーシエル部の横方向断面図である。

第１図、第２図に示す様に、本実施例の誘導発
熱ローラーは、糸条等を加熱処理するローラー本
体１と、ローラー本体１を支持し回転させる駆動
モーター（図示せず）等で駆動される回転軸６
と、ローラー本体１の軸方向に交番磁束を発生す
る磁束発生機構を構成する図示しない機台等に固
設された鉄心７とコイル８とから構成される。か
かる誘導発熱ローラーの構成は既に公知である。

ところで、ローラー本体１は、ローラーシエル
部１ａにローラー本体１の軸方向すなわち、回転
軸６方向に平行な孔３を所定間隔で円周方向に多
数設けると共に孔３に公知のヒートパイプエレメ
ント２を挿着した構成となしてある。そしてヒー
トパイプエレメント２は、ビス５によりカバー４
を取り付けて、孔３に固定するようになしてあ
る。又、孔３とヒートパイプエレメント２との間
隙には、熱良導性の物質を充填し、ローラー本体
１とヒートパイプエレメント２との熱伝達を良く
してある。

従つて、従来の誘導発熱ローラーと同様にコイ
ル８に交番電流を流すとローラーシエル１が誘導
加熱され又同時にヒートパイプエレメント２も熱
伝導により加熱され、所定温度まで昇温される。
ところで、昇温されたローラーシエル部１ａの表
面温度は、回転時の風損負荷及び熱処理される糸
条等の負荷の負荷量が該ローラーシエル１ａの軸
方向に著しく異るために、該ローラーシエル１ａ
の軸方向に大きな差異を生じようとする。しかし
ながら前記孔３に挿着されたヒートパイプエレメ
ント２は、公知のヒートパイプの作動原理に従つ
てヒートパイプエレメント２の軸方向すなわち該
ローラーシエル１ａの軸方向で前記負荷の小さい
個所から大きい個所への熱移動を自由に発生せし
め、ローラーシエル１ａの軸方向温度分布を均一
にするように作用する。すなわち、ヒートパイプ
エレメント２は、軸方向熱移動において従来の熱
媒式誘導発熱ローラーのジヤケツトと同じ作用を
奏する。一方円周方向のローラーシエル部１ａの
負荷は、ローラー本体が回転しているため、均一
化されるので、円周方向のローラーシエル部１ａ
の温度分布は実用上問題ない範囲内で安定してい
る。従つて、上述の構成により、従来の熱媒式誘
導発熱ローラーと同等の性能が確保できる上、下
記する種々の効果が得られるのである。その効果
の１つは次記するようにローラー本体１の製作が
非常に簡単化されることである。すなわちローラ
ー本体１は、まずローラーシエル部１ａに孔３を
機械加工等によつて穿設し、次いでヒートパイプ
エレメント２を孔３に挿着し、カバー４をビス５
により取着すれば製作される。従つて従来の熱媒
式誘導発熱ローラーの如く、複雑なジヤケツトを
構成し、該ジヤケツトに熱媒を封入し、昇温テス
トするという複雑な工程が全く不要であり、ロー
ラー本体１の製作とヒートパイプエレメント２の
製作を全く独立に実施でき、又市販の量産品で品
質の安定したヒートパイプエレメント２がそのま
ま適用できるので非常に製作が容易である。な
お、孔３とヒートパイプエレメント２の隙間への
熱良導性物質の充填は、ヒートパイプ２に熱良導
性のペーストを塗布して、孔３に挿着する方法、
液体金属を孔３に充填しておいて、ヒートパイプ
２を挿着する方法、あるいは孔３とヒートパイプ
２との隙間に液体金属を充填する方法等により容
易に実現できる。

又、ヒートパイプエレメント２は形状が簡単で
あり、又熱媒に適した材質を選定できるので、安
定した機能が確保できるし、又、近年開発が進み
射出成型材の金型の均一冷却等に多量に使用さ
れ、寿命実績もある。十分な品質管理下で製作さ
れ市販されているヒートパイプをそのまま適用で
きるので、従来の熱媒式誘導発熱ローラーに比
し、長寿命となる。

更に、ヒートパイプエレメント２を多数個使用
しているので、その内一部がピンホール等により
機能しなくなつても、従来のもの如くローラーシ
エル部１ａの温度分布が大巾に変化することがな
いので、突発故障による多大な製品損失が防止で
きる。

そして、上記場合においても、ヒートパイプエ
レメント２を着脱可能となしてあるので、ヒート
パイプエレメント２の交換のみで簡単に修復でき
る。

なお、前述した従来の振動発生に伴なう問題、
及び安全面での問題も以下の通り解決された。す
なわち、本発明のものでは熱媒の使用量が従来方
式に比し約10分の１と大巾に減少すると共に熱媒
がヒートパイプの夫々に分散されるのでバランス
が良く回転開始時における振動の発生はない。
又、本発明のものにおいては異常に加熱された場
合、夫々のヒートパイプのシール部が規定温度で
溶け、当該ヒートパイプに封入されている熱媒
（通常は水）が噴出するのみで、ローラ爆発に到
らない。なおヒートパイプはローラ軸方向に設け
た孔毎に個々に挿入されている為、耐爆発性の面
では極めて安全である。このように従来方式での
問題は完全に解決された。

ところで以上の実施例では、ヒートパイプエレ
メント２と孔３との隙間に熱良導性物質を充填す
るものを示したが、ヒートパイプエレメント２と
孔３の寸法精度を規制してヒートパイプエレメン
ト２との接触を確保すればそれで十分な場合もあ
る。又、孔３及びヒートパイプエレメント２を円
形となしたがその形状を限定するものでないこと
は、その作用から云うまでもない。

更に、カバー４とビス５によりヒートパイプエ
レメント２を固定するものを示したが、孔３にネ
ジを切り、ヒートパイプエレメント２をネジ止め
しても良く、要する回転時にも安定してヒートパ
イプエレメント２を固定できるものであれば良
い。又孔３はローラーシエル１ａに一方を閉端と
して穿設したものを示したが、孔３は貫通孔とし
て両端を別の部品で止着しても良い。又高速回転
されるもの等においては、ヒートパイプエレメン
ト２の交換は困難になるが、アルミ鋳込等で固定
しても良い。

なおヒートエレメント２の必要数及び太さは、
使用条件等から適宜実験的データを加味して設計
することは云うまでもないことである。

又、ローラーシエル１ａの内周面の適所に、銅
等の良電導材からなる公知の２次導電層を設けれ
ば、前記軸方向の温度分布改善に有効である。

更に、糸条処理に適したものを示したが、他の
紙、フイルム等の処理ローラーにも適用できるこ
とは明らかである。

以上のように、本発明によれば、技術確立した
ヒートパイプエレメントを組合せて、従来のジヤ
ケツトと同様な作用をなすように構成してあるの
で、長期に安定し、かつ製作容易で安価な誘導発
熱ローラーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例を示す誘
導発熱ローラーの縦方向断面図及びそのローラー
シエル部の横方向断面図である。 １：ローラー本体、２：ヒートパイプエレメン
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理物を移送しつつ加熱処理する誘導発熱
   ローラーにおいて、ローラーシエル部内に、ロー
   ラー軸方向に平行な孔を多数個略同心円状に設け
   ると共に、該孔に熱媒を封入したヒートパイプエ
   レメントを着脱可能に挿着したことを特徴とする
   誘導発熱ローラー。 ２ 前記孔と該孔に挿着したヒートパイプエレメ
   ントとの隙間に熱良導性物質を充填した特許請求
   の範囲第１項記載の誘導発熱ローラー。