JPS63281379A - 誘導発熱ロ−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って互
いに独立して複数のジャケッ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、前記したジャケット室の内側にロ
ーラの円周方向に沿って更に別のジャケット室を設置し
、各ジャケッ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、本発明者によっ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、内側のジャケッ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
媒体がそのジャケッ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、内側のジャケッ
ト室の外側の壁面に、ローラの軸心方向にのびる複数の
溝を設けるが、あるいはこのジャケット室をローラの軸
心方向にのびる複数の孔によっ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ャケット室の外側の壁面に、熱媒
体によって覆われない凝縮面が存在するようになって都
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、その細心方向にのびる互い
に独立した複数のジャケット室を設け、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ャケット室の構成の
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のジャケット室を設置するとともに、こ
の第１のジャケット室を連通ずる環状の溝を設け、更に
前記第１のジャケット室の各内部に、それぞれ互いに独
立した中空状の第２のジャケット室を設置し、各第１お
よび第２の各ジャケット室の内部には、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って説明すると、１は図示し
ない回転駆動源によっ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に設置されである
軸受４によっ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が配置されである。この磁束発
生機構５は、誘導コイル６とこれが巻回されである鉄心
７とから主として構成されてあり、これは固定軸８によ
って支持されている。

軸２の内部に固定軸８が挿通されてあり、軸受４Ａによ
って固定軸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を交流電源によって励磁すると、ローラ
１の周壁に電流が誘起し、この電流によって周壁が発熱
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のジャケット室で、ローラ１の周壁ＩＡにそ
の軸心方向にのびる孔によって構成されている。このジ
ャケット室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
円周方向に沿って形成されている円環状の溝１１によっ
て、互いに連通されている。１２はジャケット室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のジャケット室で、これは第１のジャケット
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、ジャケ
ット室１０内に挿通することによって設置される。各ジ
ャケット室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。

ジャケット室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、またジャケット室１
３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、各ジャケット室１０内の熱媒体１２が蒸発
、凝縮を繰り返す。そしてジャケット室１０が、ローラ
１の円周方向に沿う溝１１によっ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
沿って一定の２次短絡電流が流れることによって、その
ローラが発熱するようになっている。したがってローラ
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
、フィルムなどの熱的負荷の不均一性によって、周方向
の温度不均一化の傾向がある。

しかしこれらによっ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、したがって熱媒体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、フィルムな
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って、前記し＝７− た低潜熱の熱媒体１２では、不充分となることが往々に
しである。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を封入したジャケット室１３をこ
こでは設けている。

ローラにその軸心方向に沿っ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
低温部に向かっ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ャケット室
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。

ジャケット室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ってジャケット室１３の
内部を高速で蒸気が流れる。

そして低温部のジャケット室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ャケット室１０の壁面に凝縮
してここに潜熱を与える。

以上述べた両ジャケット室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、ジャケット室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はジャケット室１０内において、その外周
側の壁面部分に沿っ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。

しかしジャケット室１０はそれぞれ礼状であって、その
断面形状は円形であるように閉じた面となっている。そ
のため熱媒体１２が付着することのない壁面部分がジャ
ケット室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った熱媒体１２は、再び遠心力で
外周側に戻るようになる。

またこのときジャケット室１３内の熱媒体１５も遠心力
の作用で同様の挙動を呈し、したがってジャケット室１
３は、蒸発面と凝縮面とを兼ね備えたジャケット室を形
成することになる。

このようにしてジャケット室１０は溝１１を介して連通
し、したがっ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、一方ジャケット室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。したがって両
ジャケッ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。

しかも両ジャケッ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って連通ずるジャケ
ット室として、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。

またこのときジャケット室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
縮時の潜熱はジャケット室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。したがっ
てこれによってもローラ１の円周方向に沿う均熱作用が
促進される。

またジャケット室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
なわれるようになる。

（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
って複数の互いに独立したジャケッ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
ジャケット室を設けても、そのジャケット室として、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、また両ジャケッ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、更に両ジャケット室の熱媒体同志が互いに効
果的に作用し、これによってローラの均温化が有効に促
進され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
同横断面図である。 １・・・ローラ、５・・・誘導発熱機構、１ｏ・・・第
１のジャケット室、１１・・・溝、１２・・・熱媒体、
１３・・・第２のジャケット室、１５・・・熱媒体、区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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のジャケ
   ット室を設置するとともに、前記第１のジャケット室を
   連通する環状の溝を設け、更に前記第１のジャケット室
   の各内部に、それぞれ互いに独立した中空状の第２のジ
   ャケット室を設置してなり、前記第１および第２の各ジ
   ャケット室の内部には、気液二相の熱媒体を封入してな
   る誘導発熱ローラ装置。