JPS6332896B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成繊維の延伸加熱工程例えば直接紡
糸延伸装置等に使用される誘導発熱ローラー、更
に詳しくはジヤケツト付誘導発熱ローラーに関す
る。

かかるジヤケツト付誘導発熱ローラーはジヤケ
ツトのない誘導発熱ローラーに比し、ローラーシ
エル部の表面温度パターンを均一化でき、かつ負
荷変動にも強いため、近年多用されるようにな
り、既に公知である。例えば第１図に示す如くロ
ーラーシエル１の内周面にフイン２を有する円筒
状ライニング材３を密着せしめると共に、更に内
壁材４を溶接することによつてジヤケツト部５を
形成したものがある。そして該ジヤケツト部５に
は使用温度に応じてダウサム、蒸溜水等の熱媒が
真空封入されており、該熱媒は円筒状ライニング
材３で加熱されて蒸発し、ジヤケツト部５内を移
動し低温部に熱を与えて凝縮するように作用する
ので、ジヤケツト部５内で熱媒による熱移動が起
こり、該ローラーシエル１の表面温度は均一化さ
れる。又、別のジヤケツト付誘導発熱ローラーと
して第２図に示す如くローラーシエル外筒材６
に、外周面に多数の軸方向の溝部７及び円周方向
溝部８が形成されたローラーシエル内筒材９を密
着嵌合することによつてジヤケツトを形成したも
のがある。なお、第１図、第２図において１３は
回転駆動される軸、１４及び１５は磁束発生機構
を構成する鉄心及びコイルである。

かかる従来のジヤケツト付誘導発熱ローラーに
おいては、構造が複雑であるために非常に高価に
なることは云うまでもないが、熱媒液の封入に際
しては各種材料の間隙もしくは溜留部分における
空気等の不活性気体を完全に取除く事が困難であ
るという問題がある。この問題は使用時に前記不
活性気体が前記熱媒蒸気による熱移動を防げ、ロ
ーラーシエル部の表面温度パターンが均一化しな
いという重大な結果を生じる。又、前記熱媒液の
封入後シール栓によりシールするのが普通である
が、非使用時もしくは低温使用時にはジヤケツト
内部は負圧サイドとなるので、シール栓も複雑に
なるという問題もある。更には前記熱媒液の種類
によつては前記ローラーシエル１、円筒状ライニ
ング材３、内壁材４、ローラーシエル外筒材６、
ローラー内筒材９の材質に制限を受け、前述の完
全密閉構造の製作が困難となるという問題があ
る。例えば、熱媒液として水を採用した場合は、
金属アルミニウム、炭素鋼、ステンレス鋼などの
材質は次記する理由から不適当となる。すなわち
水と前記構造材金属（Ｍ）は次式のように反応し
て Ｍ＋H₂O→MO＋H₂↑ 水素を発生する。ところで水素は前記不活性気体
の１つであり、次第に蓄積されて前記熱媒蒸気に
よる熱移動を防げるので、ローラーシエル部の表
面温度パターンが均一化しないという前述と同様
の重大な結果が生じるのである。

本発明者等はかかる問題に対し、近年開発進歩
の目覚ましいヒートパイプに注目し鋭意検討の結
果、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は磁性材料からなるローラー
シエルと、該ローラーシエルの内周面に沿つて設
けられた２次導電層及び熱媒を封入したジヤケツ
トと、前記ローラーシエルの内部に設けられ該ロ
ーラーシエルの軸方向に交番磁束を発生する磁束
発生機構とからなる誘導発熱ローラーにおいて、
熱媒液を封入した筒状の密閉容器を前記ローラー
シエルの軸に平行して該ローラーシエルと同心円
的に並設して前記ジヤケツトを形成したことを特
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３図と第４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り、第５図と第６
図は本発明の他の実施例である誘導発熱ローラー
の縦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３図、第４図に示すうに、この実施例の誘導
発熱ローラーの基本構成は前述の従来のものと同
じである。すなわち、糸条等を処理するローラー
シエル１と、ローラーシエル１を支持し回転させ
る駆動モーター（図示せず）の軸１３と、ローラ
ーシエル１の軸方向に交番磁束を発生する磁束発
生機構を構成する鉄芯１４とコイル１５とから構
成される。

一方そのジヤケツトは、第４図に示すように従
来のものとは異なり、熱媒液を封入した円筒パイ
プ状の密閉容器１０を、ローラーシエル１の内周
面に沿つて、ローラーシエル１の軸に平行に円周
方向にすなわちローラーシエル１と同心的に並設
して形成してある。そして、密閉容器１０は、導
電材からなり公知の２次導電層である２次導電層
リング１１を介してローラーシエル１の内周面に
沿つて取り付けてある。又、２次導電層リング１
１には、ローラーシエル１への伝熱量を調節する
ための表面円周溝１２が設けてある。

ところでかかる構成では、次のようにして製作
される。すなわち、まず、封入される熱媒液に最
適な材料で筒状の容器に真空状態で該熱媒液を封
入して密閉し多数の密閉容器１０を製作してお
く。ここで例えば水を熱媒液とするものでは密閉
容器１０としては銅材が最適である。なお容器の
製作方法及び熱媒の封入方法は公知のヒートパイ
プの製作方法がそのまま適用できるので説明を省
略する。次いで密閉容器１０を加熱して特性検査
をして前述の不活性気体等の影響があるものを除
去する。そして、選別された密閉容器１０を適当
な間隔で同心的にローラーシエル１に対応して製
作された２次導電層リング１１の鋳型内に配置
し、２次導電層リング１１となるアルミニウム等
の導電材料により鋳込むのである。

このようにして製作された２次導電性リング１
１は前記ローラーシエル１の内径に密着する如
く、その外径が決定されると共に、該ローラーシ
エル１の外表面からの放熱量及び負荷量に応じ
て、該２次導電性リング１１から該ローラーシエ
ル１への伝熱量が調整される如く表面円周溝１２
が適当に形成されている。しかる後に、該２次導
電性リング１１を該ローラーシエル１に密着嵌合
すると共に、銀ロー等の手段で接着固定する。

かかるローラーシエル１を図示しない駆動モー
ターの軸１３によつて回転させると共に、磁束発
生機構のコイル１５に交番電圧を印加する。これ
によつて、交番磁束は鉄心１４及びローラーシエ
ル１を磁路とする磁界を形成し、２次導電性リン
グ１１に短絡電流及びローラーシエル１に渦電流
が発生して加熱され。このようにして、該２次導
電性リング１１に発生した熱は前記ローラーシエ
ル１に伝達されるが、該ローラーシエル１の回転
時の風損負荷及び該ローラーシエル１に巻回され
て熱処理される糸条等の負荷が該ローラーシエル
１の軸方向に負荷量が著しく異なるために、該ロ
ーラーシエル１の軸方向表面温度に大きな差異が
生じようとする。しかしながら、前記密閉容器１
０に封入された熱媒は高温部で蒸発作用・低温部
で凝縮作用を繰返すことによつて、該ローラーシ
エル１の軸方向に自由に熱移動を発生せしめ、ロ
ーラーシエル１の軸方向温度分布を均一にするジ
ヤケツト効果を奏する。更に、前述のローラーシ
エル１の軸方向に著しく異なる負荷量を補償する
如く位置及び巾が調整された前記表面円周溝１２
によつて形成された環状空隙により、前記２次導
電性リング１１から該ローラーシエル１への伝熱
量が調整されている。従つて、前述のローラーシ
エル１の軸方向に著しく異なる負荷量による表面
温度の差異は、前述の密閉容器１０におけるジヤ
ケツト効果及び前記環状空隙による伝熱量の調整
によつて補償され、均一化される。

次に第５図及び第６図により本発明の他の実施
例を説明する。図から明からのように、この実施
例の基本構成は、前述の実施例と同じであるので
その説明は省略する。なお第５図、第６図の数字
は、第３図、第４図の数字と同じものを示す。

ところでこの実施例のジヤケツトは、前述の実
施例とは異なり、導電性材料よりなり、第６図に
示すようにその断面外形が環形をその中心を通る
直線で適当数に分割した扇状台形である筒状の密
閉容器１０′をローラーシエル１の内周面に沿つ
てその軸に平行にローラーシエル１と同心的に密
接して並設し、それらを銀ロウ等の導電材で溶接
して電気的に接続した構成としてある。従つて、
密閉容器１０′の側壁が、公知の２次導電層とな
る２次導電層リングを形成する。

かかる構成は、前述の実施例と同様に密閉容器
１０′を製作、検査し、検査された密閉容器１
０′をローラーシエル１の内周面に密着するよう
に順次溶接することにより簡単に製作できる。こ
こで溶接は、密閉容器１０′の構成材と同材で溶
接するのが好ましいが、前述のように銀ロウ等の
導電材を用いても良い。

ところで叙上の構成の作用であるが、密閉容器
１０′に封入された熱媒と、密閉容器１０′の側壁
から構成される前記２次導電層リングとにより、
前述の実施例と同じ作用効果を奏することは明ら
かであり、その説明は省略する。なお前述の実施
例と同様に円周溝により環状空隙を設けて、２次
導電層リングとローラーシエル１との間の伝熱量
を調整すれば、より一層ローラーシエル１の軸方
向温度分布の均一化が達成できることは云うまで
もない。

以上本発明を詳述したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではない。

例えば、第４図に示したものでは、密閉容器１
０を円筒パイプ状の形状に製作したが、形状はい
かなるものでもよいことはいうまでもない。更
に、円周方向にも連通された形状の密閉容器が好
ましいが、本発明者等の知見によると、糸条熱処
理に使用する回転ローラーの場合には単に軸方向
に熱媒液の蒸発・凝縮作用を繰返して熱移動を発
生させるだけで十分にローラー表面温度を均一化
できる。

更に、第６図のものでは、導電性密閉容器１
０′を単に多数接続するだけで環状体を形成する
断面形状となしたが、単に円周パイプ状となして
その間隙を銀ロー等の接着手段で埋込むことによ
つて筒状体を形成するようになしてもよいことは
いうまでもない。要するに、筒状の導電性密閉容
器を多数接続して円周方向に導電性の環状体を形
成できるものであればよいことはいうまでもな
い。

以上説明した如く本発明によれば、近年開発の
進んだヒートパイプ同様の構成の密閉容器を予め
検査して不活性気体等の悪影響のないもののみを
確認して使用するので、ジヤケツト効果が確実に
得られる。しかも、構造は非常に簡単になりかつ
２次導電層が設けてあるので効率のよい加熱が可
能となる。特に、第３図及び第４図に示す実施例
では密閉容器１０は２次導電性リング１１の中に
完全に鋳込まれるので、熱覆歴による膨脹・収縮
の繰返においてもシール部分から漏洩が発生する
ことは全くなく安定して使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来のジヤケツト
付誘導発熱ローラーの縦方向断面図、第３図及び
第４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、第５図及び第６図は本発明の別の実
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はローラーシエル、１０，１０′は密閉容器、
１１は２次導電性リング、１２は表面円周溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性材料からなるローラーシエルと、該ロー
   ラーシエルの内周面に沿つて設けられた２次導電
   層及び熱媒を封入したジヤケツトと、前記ローラ
   ーシエルの内部に設けられ該ローラーシエルの軸
   方向に交番磁束を発生する磁束発生機構とからな
   る誘導発熱ローラーにおいて、熱媒液を封入した
   筒状の密閉容器を前記ローラーシエルの軸に平行
   して該ローラーシエルと同心円的に並設して前記
   ジヤケツトを形成したことを特徴とする誘導発熱
   ローラー。 ２ 前記密閉容器を前記２次導電層に内蔵せしめ
   た特許請求の範囲第１項記載の誘導発熱ローラ
   ー。 ３ 前記密閉容器を前記２次導電層を形成する導
   電材中に鋳込んだ特許請求の範囲第２項記載の誘
   導発熱ローラー。 ４ 前記密閉容器を導電性の材料となすと共に、
   該密閉容器を電気的に接続して、前記２次導電層
   を形成した特許請求の範囲第１項記載の誘導発熱
   ローラー。 ５ 前記密閉容器を密接して設け、該密閉容器間
   を溶接により接続した特許請求の範囲第４項記載
   の誘導発熱ローラー。 ６ 前記ローラーシエルの内周面と前記２次導電
   層との間に環状空隙よりなる伝熱抵抗を、該ロー
   ラーシエルの軸方向に配設した特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項、第４項、若しくは第５項
   記載の誘導発熱ローラー。