CN108430126A - 感应发热辊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种感应发热辊装置，能够利用气体将辊主体和/或感应发热机构均匀地冷却，且不会使辊主体的周围结构复杂。其包括：中空的辊主体(2)；感应发热机构(3)，设置于中空部分内，且使辊主体(2)感应发热；冷却机构(7)，在辊主体(2)及感应发热机构(3)之间的空隙部(X1)产生气流并冷却辊主体(2)和/或感应发热机构(3)，冷却机构(7)包括：吸气口(71)，形成在辊主体(2)的轴向一端侧，并与空隙部(X1)连通；排气口(72)，形成在辊主体(2)的轴向另一端侧，并与空隙部(X1)连通；吸引机构(73)，与排气口(72)连接并从排气口(72)吸引空隙部(X1)的气体。

Description

感应发热辊装置

技术领域

本发明涉及感应发热辊装置。

背景技术

例如在塑料膜、纸、布、无纺布、合成纤维、金属箔等片材或板材、线(丝)材等连续材料的连续热处理工序等中，使用在旋转的辊主体的内部配置感应发热机构、由此利用感应电流使辊主体的周壁部发热的感应发热辊装置。

而且近年来，例如随着连续材料种类改变，要求由辊主体产生的加热温度在短时间内也改变。此外，在热处理工序结束后，从安全卫生的方面来看，若辊主体的温度不降低到一定温度以下，操作者无法从现场离开。从而需要将辊主体在尽可能短时间内冷却。

作为冷却辊主体的方法，如专利文献1所示，可考虑通过向辊主体及感应发热机构之间的空隙部供给空气，将辊主体冷却的空冷方式。具体来说，该辊装置中，在辊主体的一端部连接空气供给管，在辊主体的另一端部连接空气排出管。而且，在空气供给管连接用于向空隙部供给空气的送风机。

但是，在此种结构中，仅是利用送风机从辊主体的一端部供给空气，在辊主体的另一端部侧，在空隙部热空气不能有效排出，因而产生辊主体冷却不均的问题。

另外，还可考虑向辊主体的内部供给水或雾而对辊主体进行水冷的方式，但水供给回路的设置成本高，此外，在发生漏水等情况下，还可能由于破坏绝缘而导致事故。

专利文献1日本专利公开公报特开2010－17943号

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明的主要目的在于能够利用气体将辊主体和/或感应发热机构均匀地冷却。

即，本发明的感应发热辊装置包括：中空的辊主体；感应发热机构，设置于所述中空部分内，并使所述辊主体感应发热；冷却机构，在所述辊主体及所述感应发热机构之间的空隙部产生气流，并对所述辊主体和/或所述感应发热机构进行冷却，所述冷却机构包括：吸气口，形成在所述辊主体的轴向一端侧并与所述空隙部连通；排气口，形成在所述辊主体的轴向另一端侧并与所述空隙部连通；吸引机构，与所述排气口连接并从所述排气口吸引所述空隙部的气体。

按照如此构成，将吸引机构与形成在辊主体的轴向另一端侧的排气口连接，并从该排气口吸引气体，由此从形成在辊主体的轴向一端侧的吸气口吸入外部气体，并在辊主体及感应发热机构之间的空隙部流动。此时，辊主体及感应发热机构之间的空隙部呈大致圆筒形状，从吸气口吸入的外部气体在圆周方向均匀地流动，从而能够对辊主体和/或感应发热机构进行均匀的冷却。其中，在空隙部流动的热空气利用吸引机构进行吸引，被有效排出，从而能够更加均匀地冷却辊主体和/或感应发热机构。此外，作为用于实现均匀地冷却辊主体这一主要效果的辊主体的周边构造，由于只在辊主体的轴向另一端侧设置吸引机构即可，因此不会使辊主体的周围结构变得复杂。

除此以外，通过在吸引机构设置排气管道等，将高温气体排出到屋外等适当的场所，而不会向辊主体的设置空间内排出高温气体，从而不仅能够防止高温气体威胁操作者的安全，还能够防止对连续材料的连续热处理工序造成不良影响。

辊主体包括呈圆筒状的壳部和与壳部的轴向两端部连接的一对轴颈部。此外，为了实现辊主体等冷却效果或辊主体的周向均温性，优选流过空隙部的气体在周向上以均匀的流速流动。

为此，优选所述吸气口在轴向一端侧的轴颈部形成有多个。通过设置多个吸气口，能够确保轴颈部的机械强度，并减小吸气阻力，同时在空隙部的周向上无遗漏地吸入气体。

为了使空隙部中气体的流速在周向上更均匀，优选所述吸气口在所述轴向一端侧的轴颈部沿周向等间隔地形成。

若异物从吸气口进入到辊主体内，则可能会产生感应发热机构的感应线圈破损等问题。为了恰当地解决该问题，优选在所述吸气口设有用于去除被吸引气体中异物的过滤器。在此，过滤器的开口率(或网眼)可以根据辊主体周围产生的粉尘而进行各种设定。另外，在过滤器的开口率小的情况下，由于吸气阻力变大，因此为了得到期望的风速，使用如高压吸引装置等需要加大吸引机构的吸引能力。

排气口由于设置于辊主体侧而旋转，但吸引机构由于设置在静止侧而不旋转。作为用于从旋转的排气口吸引空隙部气体的具体实施方式，所述吸引机构包括：静止体，设置成在静止侧覆盖所述排气口；吸引装置，与该静止体连接并从所述排气口吸引所述空隙部的气体。在此，静止体既可以是吸引机构的专用部件，在辊主体设有温度检测装置的旋转变压器的情况下，也可以是保持该旋转变压器的定子的定子外壳，或者与该定子外壳一体形成的部件。

在所述辊主体包括在轴向两端部设置的一对驱动轴结构的情况下，为了尽可能增大流过空隙部的气体与辊主体的壳部的内表面之间的接触面，考虑将排气口形成在轴向另一端侧的驱动轴的外侧周面。在该结构中，所述静止体借助在轴向上隔着所述排气口设置的两个轴承以覆盖所述排气口的方式设置于所述驱动轴。

所述感应发热机构包括感应线圈和支承该感应线圈的支承轴。在该结构中，支承轴借助轴承支承于辊主体的内部。此时，若轴承暴露于高温，则润滑脂老化加快，有可能快速地导致损伤。该轴承的损伤成为感应线圈与辊主体共转的主要原因，有可能导致重大电事故。

为了取消有可能暴露于排出侧高温气体的轴承，恰当地解决上述问题，优选所述支承轴的轴向一端部借助轴承支承于所述辊主体，所述支承轴的轴向另一端部支承于设置在静止侧的部件(例如支承轴用机台)。

另外，在该结构的情况下，在轴向另一端侧需要设置旋转密封件，以防止从辊主体的轴颈部的驱动轴与支承轴之间的间隙吸入外部气体。

此外，在所述支承轴借助轴承分别支承于所述辊主体的轴向两端侧结构的情况下，优选在所述辊主体的轴向另一端侧设置的轴承形成在比所述排气口更靠轴向外侧。

若为该结构，则由于轴向另一端侧的轴承位于比排气口更靠轴向外侧，因此能够避免该轴承主动暴露于高温气体，从而能够抑制轴承的寿命降低。此外，在轴向另一端侧的轴承与排气口之间设置屏蔽板等屏蔽构造，增大通气阻力，由此防止从轴承吸入外部气体，此外，能够应对轴承的高温化。

为了简化辊主体的轴向另一端侧的结构，优选所述静止体支承所述支承轴的轴向另一端侧。

为了简化吸引机构的结构，优选所述吸引装置不借助配管而一体设置于所述静止体。

作为吸引装置例如考虑电动送风机或鼓风机这样的电动吸引装置。另一方面，在工厂等感应发热辊装置的设置场所具有压缩气体源的情况下，作为所述吸引装置可以使用从所述压缩气体源供给压缩气体并从排出口吸引气体的气流放大器。

在感应发热辊装置设置于包含腐蚀性气体或可燃性气体的气氛中的情况下，因腐蚀性气体或可燃性气体被吸入到辊主体有可能导致重大的事故。为了恰当地解决该问题，优选感应发热辊装置还包括向所述吸气口供给气体的供给机构，且所述供给机构包括：供给配管，向所述吸气口供给气体；接头部件，连接该供给配管与所述吸气口。

利用吸引装置从排气口排出的气体变得高温，该高温气体向外部排出。如此，产生对周围环境造成热影响的问题。因此，优选感应发热辊装置还包括：循环路径，在所述辊主体的外部将所述吸气口与所述排气口连通，并将由所述吸引装置从所述排气口吸引来的气体返回至所述吸气口；热交换器，设置于所述循环路径，并冷却所述气体。若为该结构，则能够降低由吸气及排气造成的影响。

进行辊主体等冷却的目的是，在运转结束后尽快降低到安全温度、或随着生产品种改变而向运转温度较低的一方改变设定时尽快降低温度、或者更换为具有其他功能的另外的辊主体时尽快降低温度等。在上述情况下，基本上不进行负载运转。

另一方面，由于进入辊主体的负载(热处理物)为高温，因此存在从负载向辊主体输入热，从而即便切断电输入，辊主体的温度有时也逐渐上升。在此种情况下可采用如下温度控制方法：进行稍微超过负载输入热的去热，并将该超过的量利用感应加热进行输入，由此稳定控制在规定的温度。在此种运转中，由于需要负载运转时的冷却，所以要求冷却时的辊主体的轴向均温性。因此，优选所述辊主体包括封入有气液二相的热介质并沿轴向延伸的封套室。

辊主体中的冷却热量及冷却所需要的时间与气体的流速即流量成比例关系。也就是说，若提高空隙部中的气体的流量，则冷却热量増加，冷却所需要的时间缩短。但是，在负载运转中，因负载的热量或运转条件不同导致所需的冷却量不同，因此相应地，优选所述冷却机构对流过所述空隙部的气体的流量进行调节。若为此结构，则能够有效地调节到规定的辊主体的温度。

利用冷却机构，由于气体流过感应发热机构的感应线圈的外侧周面，因此湿气或污染物质进入有可能导致绝缘降低。所以，优选所述感应发热机构的感应线圈的外周面由例如聚酰亚胺类、硅酮类或环氧类等绝缘漆覆盖。另外，绝缘漆的种类可以选择能够耐感应线圈达到的最高温度。

若感应发热机构与辊主体接触，则有可能发生接地故障，在两者之间需要一定的空隙。为了减小辊主体与感应发热机构之间的空隙部并加大气流的流速，提高冷却效果，优选在所述感应发热机构的外周固定有比所述辊主体的内周径小的绝缘管，在所述辊主体与所述绝缘管之间形成所述空隙部。此外，由于设置绝缘管，因此即便万一绝缘管与辊主体接触，也难以引发大的事故。

若辊主体的内表面附着湿气则会生锈，有可能导致绝缘降低。因此，优选所述辊主体的内表面由防锈材料(例如镀硬质铬、镀镍、不锈钢外层(stainless coat)(商品名)等防锈涂料等)覆盖。

为了增大辊主体的内表面的传热面积并提高冷却效果，优选在所述辊主体的内表面形成有凹凸构造。在此，辊主体的内表面成为基于感应加热的发热部，因此从发热量均衡化的角度来看，优选圆周方向及轴向是规则形状的加工。

发明效果

按照如此构成的本发明，能够利用气体将辊主体和/或感应发热机构均匀地冷却。

附图说明

图1是示意表示第一实施方式的感应发热辊装置的结构的剖面图。

图2是表示该实施方式的吸气口结构的A－A方向剖面图。

图3是表示该实施方式的排气口结构的B－B方向剖面图。

图4是表示该实施方式的辊主体的轴向另一端侧的结构的剖面图。

图5是表示风量不同导致的辊主体降温特性的曲线图。

图6是表示第二实施方式的辊主体的轴向另一端侧的结构的剖面图。

图7是表示第三实施方式的辊主体的轴向另一端侧的结构的剖面图。

图8是示意地表示吸引机构的变形例的剖面图。

图9是示意地表示吸引机构的变形例的剖面图。

图10是示意地表示吸引机构的变形例的剖面图。

图11是示意地表示吸气口的变形例的剖面图。

图12是示意地表示吸气口的变形例的剖面图。

图13是示意地表示吸气口的变形例的剖面图。

图14是示意地表示吸气口的变形例的剖面图。

图15是示意地表示变形实施方式的感应发热辊装置中的供给机构的剖面图。

图16是示意地表示变形实施方式的感应发热辊装置的结构的图。

图17是表示变形实施方式的辊主体结构的剖面图。

图18是表示变形实施方式的辊主体结构的剖面图。

附图标记说明

100···感应发热辊装置

2···辊主体

21···壳部

21A···封套室

22···轴颈部

222···驱动轴

3···感应发热机构

31···感应线圈

331、332···支承轴

X1···空隙部

7···冷却机构

71···吸气口

8···过滤器

72···排气口

73···吸引机构

731···罩体(静止体)

732···吸引装置

61、62···轴承

91、92···轴承

13···机台(支承轴用机台)

15···圆筒状部件(静止体)

18···供给机构

181···供给配管

182···接头部件

具体实施方式

＜第一实施方式＞

第一实施方式的感应发热辊装置100例如用于塑料膜、纸、布、无纺布、合成纤维、金属箔等片材或板材、线(丝)材等连续材料的连续热处理工序等。

具体来说，如图1所示，该感应发热辊装置100包括支承为旋转自如的中空圆筒状的辊主体2、以静止状态配置在该辊主体2的中空部分内的感应发热机构3。

辊主体2包括呈圆筒状的壳部21、在该壳部21的两端部设置的一对轴颈部22。该轴颈部22包括覆盖壳部21的端部开口的突缘部221、与该突缘部221一体形成的中空的驱动轴222。此外，驱动轴222通过滚动轴承等轴承41、42旋转自如地支承于机台51、52。而且，辊主体2例如在利用由马达等旋转驱动机构(未图示)从外部施予的驱动力的作用下旋转。

此外，在辊主体2的壳部21上，沿长边方向(轴向)延伸的封入气液二相热介质的封套室21A，在周向整体空开间隔例如等间隔地形成有多个。利用该封套室21A内封入的气液二相热介质的潜热移动使壳部21的表面温度均匀化。

感应发热机构3包括呈圆筒形状的圆筒状铁芯31、在该圆筒状铁芯31的外侧周面上缠绕的感应线圈32、对上述部件进行支承的支承轴331、332。支承轴331、332分别设置于圆筒状铁芯31的两端部。该支承轴331、332分别穿过驱动轴222的内部，并通过滚动轴承等轴承61、62旋转自如地支承于驱动轴222。由此，感应发热机构3在旋转的辊主体2的内部相对于辊主体2保持为静止状态。感应线圈32上连接有引线L1，且在该引线L1上经由电力调整装置(未图示)连接有用于施加交流电压的交流电源(未图示)。

利用此种感应发热机构3，当对感应线圈32施加交流电压时，产生交变磁通，该交变磁通通过辊主体2的壳部21。由于交变磁通的通过导致在壳部21产生感应电流，利用该感应电流的作用壳部21产生焦耳热。

而且，本实施方式的感应发热辊装置100包括冷却机构7，该冷却机构7在辊主体2及感应发热机构3之间的空隙部X1产生气流使辊主体2及感应发热机构3冷却。另外，本实施方式的冷却介质即气体是辊主体2的设置空间的氛围气体即空气，但除此以外，也可以将氛围气体设为例如氮气等，由此可将上述气体设为氮气等。

如图1所示，该冷却机构7将辊主体2的外部气体从形成在辊主体2及感应发热机构3之间的呈大致圆筒状的空隙部X1的轴向一端部导入，并从空隙部X1的轴向另一端部向外部排出，由此冷却辊主体2及感应发热机构3。另外，轴向如图1箭头所示是纸面左右方向。

具体来说，冷却机构7包括：吸气口71，形成在辊主体2的轴向一端侧并与空隙部X1连通；排气口72，形成在辊主体2的轴向另一端侧并与空隙部X1连通；吸引机构73，与排气口72连接并从排气口72吸引空隙部X1的气体。

如图2所示，吸气口71在轴向一端侧的轴颈部22的突缘部221形成有多个。此外，吸气口71在轴向一端侧的突缘部221上沿周向例如等间隔地形成。各吸气口71由在突缘部221沿轴向形成的贯通孔构成。本实施方式的吸气口71的开口形状呈圆形，但除此以外，也可以形成为长圆形、椭圆形、矩形或多边形等各种形状。而且，吸气口71设有用于去除被吸引的气体中异物的过滤器8。本实施方式的过滤器8设为将多个吸气口71闭塞的一体式过滤器，但也可以是在多个吸气口71分别设置的过滤器。

如图3所示，排气口72在轴向另一端侧的轴颈部22的驱动轴222的外侧周面形成有多个。此外，排气口72在轴向另一端侧的驱动轴222沿周向例如等间隔地形成。各排气口72由在驱动轴222的侧周壁沿径向形成的贯通孔构成。本实施方式的排气口72的开口形状呈圆形，但除此以外，也可形成为长圆形、楕圆形、矩形或多边形等各种形状。另外，在轴向另一端侧的驱动轴222上，在比排气口72更靠轴向外侧设有轴承62。

尤其如图4所示，吸引机构73包括：作为静止体的罩体731，在静止侧设置成覆盖排气口72；吸引装置732，与该罩体731连接并从排气口72吸引空隙部X1的气体。另外，本实施方式中，罩体731与吸引装置732之间通过连接配管(连接管道)733来连接。

罩体731是在形成有排气口72的驱动轴222的外侧周面外侧设置的呈大致圆筒形状的罩体。罩体731的内侧周面与驱动轴222的外侧周面一同形成用于将从排气口72排出的气体向外部排出的排出空间X2。在罩体731形成有供连接管道733连接的连接端口P1，上述排出空间X2与连接端口P1连通。而且，该罩体731借助在轴向上隔着排气口72设置的两个轴承91、92以覆盖排气口72的方式设置于驱动轴222。在本实施方式中，罩体731在驱动轴222上设置于比机台52更靠轴向外侧。此外，罩体731不与驱动轴222一同旋转而固定于静止侧。

另外，在设有罩体731的驱动轴222的轴向外侧设有用于将检测辊主体2的壳部21温度的温度传感器T1(参照图1)的检测信号向静止侧的控制部发送的旋转变压器10。旋转变压器10包括在轴颈部22的驱动轴222设置的转子101、和配置在该转子101周围的定子102，且定子102设置于呈圆筒状的定子外壳103上。

吸引装置732从罩体731的连接端口P1经由排出空间X2吸引空隙部X1的气体，例如是电动送风机或鼓风机、吸引泵等。该吸引装置732设置于静止侧。此外，在吸引装置732的排气端口P2连接有排气管道(未图示)，该排气管道的排气端口P2设置在例如与感应发热辊装置100的设置空间不同的外部空间(例如屋外)。另外，也可将吸引装置732设置于上述外部空间，并利用连接管道733将设置于外部空间的吸引装置732与罩体731的连接端口P1连接起来。此外，吸引装置732例如也可通过改变转速来改变吸引力，由此，能够调节流过空隙部X1的气体流量。除此以外，也可在连接管道设置流量调节阀等流量调节机构。

在此种结构中，当吸引装置732开始吸引时，从排气口72吸引空隙部X1的气体，并且辊主体2周围的外部气体从吸气口71吸入到空隙部X1。而且，从吸气口71吸入的气体流过空隙部X1的内部并从排气口72排出。在此，由于轴承62位于比排气口72更靠轴向外侧，因此大部分的高温气体在接触轴承62之前就从排出口72排出，从而能够防止轴承62主动暴露于高温气体。

此外，在本实施方式中，在轴向另一端侧的轴承62与排气口72之间设有屏蔽板等屏蔽构造11。利用该屏蔽构造11能够使轴向另一端侧的轴承62难以接触高温气体，此外，由于轴承62侧的通气阻力增大，因此能够防止从轴承62吸引外部气体。

同样地，在罩体731与驱动轴222之间设置的轴承91、92的内侧也设有屏蔽板等屏蔽构造12。利用该屏蔽构造12能够使轴承91、92难以接触高温气体，此外，能够防止从轴承91、92吸引外部气体。

进而在本实施方式中，与从吸气口71吸入的外部气体接触的部分被实施下述处理。也就是说，外部气体接触的感应线圈32的外周面例如由聚酰亚胺类、硅酮类或环氧树脂类等耐热绝缘漆覆盖。具体来说，感应线圈32的外侧周面涂敷有耐热绝缘漆。此外，与外部气体接触的辊主体2的内表面由耐热材料覆盖。具体来说，辊主体2的内表面涂敷有耐热涂料或防锈涂料、或者实施防绣用的电镀处理。

＜第一实施方式的效果＞

按照如此构成的感应发热辊装置100，将吸引机构73与形成在辊主体2的轴向另一端侧的排气口72连接，并从该排气口72吸引气体，由此从形成在辊主体2的轴向一端侧的吸气口71吸入外部气体，并在辊主体2及感应发热机构3之间的空隙部X1流动。此时，辊主体2及感应发热机构3之间的空隙部X1呈大致圆筒形状，从吸气口71吸入的外部气体在圆周方向均匀地流动，能够对辊主体2及感应发热机构3进行均匀的冷却。其中，在空隙部X1流动的热空气利用吸引机构73进行吸引，被有效排出，从而能够更加均匀地冷却辊主体2和感应发热机构3。此外，作为用于实现均匀地冷却辊主体2这一主要效果的辊主体2的周边构造，由于只在辊主体2的轴向另一端侧设置吸引机构73即可，因此不会使辊主体2的周围结构变得复杂。

除此以外，按照本实施方式，通过在吸引机构73设置排气管道等，将高温气体排出到屋外等适当的场所，而不会向辊主体2的设置空间内排出高温气体，从而不仅能够防止高温气体威胁操作者的安全，还能够防止对连续材料的连续热处理工序造成不良影响。

在此，研究了风量(从排出口出来的空气流量、即空隙部X1的空气流速)不同导致的辊主体的降温特性。另外，辊主体的尺寸为直径250mm、轴长1400mm。周围温度为20℃，辊主体的冷却开始温度为200℃。此外，测量了在辊主体的转速为90rpm的状态下冷却辊主体时辊主体的表面温度。风量设为7m³/min、4m³/min、1m³/min、自然冷却(0m³/min)，并测量辊主体的表面温度下降至30℃的时间。

其结果示于图5。如图5所示，在自然冷却的情况下花费420分钟以上，但随着风量提升，冷却时间缩短，在风量为7m³/min的情况下变为不足60分钟。

另外，有时由于向辊主体2(热辊)输入比必要的运转温度更高温的负载，因此即使切断电输入，辊温度也会上升。在此种情况下，由于仅依靠气体流通来进行冷却难以进行高精度的温度控制，因此可进行稍微超过来自负载输入热量的通风冷却，并仅仅将该超过部分的热量由感应加热来输入，从而能精度良好地控制在期望的温度。在进行此控制时，基于上述所示的风量调整的冷却热量控制变得有效。

进而，即使在冷却时也进行负载运转的情况下，辊主体2的壳部21的温度分布的均匀性是极为重要的。由于在辊主体2的壳部21形成有封入了气液二相热介质的封套室21A，因此能够提高冷却运转时辊主体2的壳部21的轴向的温度均匀性。

此外，由于吸气口71在轴向一端侧的轴颈部22形成有多个，因此能够确保轴颈部22的机械强度，减小吸气阻力，并能够在空隙部X1的周向上无遗漏地吸入气体。

＜第二实施方式＞

接着，对第二实施方式的感应发热辊装置进行说明。另外，对于与上述第一实施方式相同或对应的部件标注相同的附图标记。

第二实施方式的感应发热辊装置100与上述第一实施方式的不同主要在于感应发热机构3的支承轴331、332的支承方式。

具体来说，如图6所示，该感应发热辊装置100中，轴向一端侧的支承轴331借助滚动轴承等轴承61旋转自如地支承于轴向一端侧的驱动轴222，轴向另一端侧的支承轴332从轴向另一端侧的驱动轴222向外部伸出，并固定于设置在静止侧的部件(支承轴用机台)13。

在该结构中，当利用吸引机构73自排气口72进行吸引时，不仅吸引辊主体2及感应发热机构3之间空隙部X1的气体，还从轴向另一端侧的驱动轴222与支承轴332之间的间隙及旋转变压器10吸引外部气体。因此，在本实施方式中，在轴向另一端侧，在驱动轴222的内侧周面与支承轴332的外侧周面之间设有旋转密封件14。另外，旋转密封件14也可设置在旋转变压器10的定子外壳103的内侧周面与驱动轴222的外侧周面之间。

在此种结构中，当利用吸引装置732开始吸引时，从排气口72吸引空隙部X1的气体，且辊主体2周围的气体从吸气口71吸入到空隙部X1。此时，由于在比排气口72更靠轴向另一端侧设有旋转密封件14，因此能够防止从轴向另一端侧吸引外部气体。而且，从吸气口71吸入的气体流过空隙部X1的内部，从排气口72排出。在此，在辊主体2的内部，在轴向另一端侧未设有轴承(上述实施方式的轴承62)，因此高温气体不会接触轴承。

＜第二实施方式的效果＞

按照如此构成的感应发热辊装置100，除了具有上述第一实施方式的效果以外，由于将轴向另一端侧的支承轴332支承于静止侧的机台13，因此取消了有可能暴露于高温气体的轴承，从而能防止因高温气体导致产生的轴承损伤，并能够防止感应线圈32与辊主体2共转。

＜第三实施方式＞

下面，对第三实施方式的感应发热辊装置进行说明。另外，对于与上述第一、二实施方式相同或对应的部件标注相同的附图标记。

第三实施方式的感应发热辊装置100是在上述第二实施方式的结构中，如图7所示，至少罩体731与旋转变压器10的定子外壳103一体形成。另外，图7中，除罩体731及定子外壳103以外，例示了支承轴用机台13也一体形成。

具体来说，该感应发热辊装置100中，罩体731、定子外壳103及支承轴用机台13由作为静止体的共用的圆筒状部件15构成。该圆筒状部件15的侧周壁借助两个轴承91、92设置于驱动轴222。该两个轴承91、92之间的空间成为排出空间X2。在侧周壁上的轴承91、92之间形成有连接吸引装置732的连接端口P1。此外，在侧周壁的内侧周面，且在与旋转变压器10的转子101相对的位置设有旋转变压器10的定子102。进而，支承轴332贯通圆筒状部件15的底壁，且该支承轴332固定于底壁。该圆筒状部件15利用未图示的部件固定于静止侧。该静止侧的部件防止圆筒状部件15的旋转，并在应避过辊主体2等热伸展的轴向上支承为滑动自如。

＜第三实施方式的效果＞

按照如此构成的感应发热辊装置100，除具有上述第一、第二实施方式的效果以外，罩体731、定子外壳103及支承轴用机台13由共用的圆筒状部件15构成，因此能够使辊主体2的轴向另一端侧的结构简单，并减少部件数。

＜其他的变形实施方式＞

另外，本发明并不限于上述各实施方式。

例如，如图8所示，也可以是将吸引装置732不经由连接管道而直接安装于罩体731(或圆筒状部件15)的连接端口P1的结构。

在该情况下，作为吸引装置732也可使用从压缩气体源供给压缩气体并从排出口吸引气体的气流放大器。若为该结构，在工厂等感应发热辊装置100的设置场所存在压缩气体源的情况下，不需要另外准备送风机或鼓风机等。

在上述第三实施方式中，将罩体731、定子外壳103及支承轴用机台13一体形成，但也可将罩体731及定子外壳103一体形成。在该情况下，长边方向另一端侧的支承轴332由支承轴用机台13支承。此外，在第一实施方式的结构中，也可将罩体731及定子外壳103一体形成。

在将罩体731及定子外壳103等一体形成的情况下，如图9及图10所示，连接端口P1在共用的圆筒状部件15上也可形成在比旋转变压器10的定子102更靠轴向外侧(底壁侧)。另外，图9是支承轴332由支承轴用机台13支承的结构，图10是支承轴332由圆筒状部件15支承的结构。此时，排气口72由轴向另一端侧中驱动轴222(或转子101)与支承轴332之间形成的圆环状的空间构成。

此外，在图9结构的情况下，由于从圆筒状部件15的开口部分、即转子101及定子102之间吸引外部气体，因此优选在圆筒状部件15的侧周壁上比定子102更靠开口侧设置旋转密封件16。此外，在图9及图10中，在圆筒状部件15的侧周壁上，在定子102与旋转密封件16或轴承9之间形成与外部连通的贯通孔15h，从该贯通孔15h吸入适度流量的气体，使转子101及定子102冷却，抑制其老化。另外，图10中，为了防止从轴承9吸入外部气体，优选在轴承9设置屏蔽板等屏蔽构造。

在上述各实施方式中，都将排气口72形成在轴颈部22的驱动轴222的外侧周面，但与上述实施方式的吸气口71同样，也可形成在轴颈部22的突缘部221。在该情况下，以与该突缘部221对置的方式设置圆环状的罩体731。

在上述各实施方式中，都将吸气口71形成在轴向一端侧的轴颈部22的突缘部221，但除此以外，可以进行各种变更，只要是能够向空隙部X1的轴向一端侧供给气体的位置即可。

例如，如图11所示，也可将轴向一端侧的支承轴331支撑于设置在辊主体2外部的机台17，并将轴向一端侧的驱动轴222与支承轴331之间形成的圆环状的空间设为吸气口71。另外，也可与在其他位置设置的吸气口并用。此外，在该吸气口71设置过滤器的情况下，由于需要设置在旋转部(驱动轴222)与非旋转部(支承轴331)之间，因此过滤器的内侧周面与支承轴331的外侧周面之间的空隙需要在允许的异物尺寸以下。

此外，如图12所示，也可在支承轴331的内部，在与轴中心同轴上形成内部流路R1，并将该内部流路R1在支承轴331的感应线圈32侧以放射状分路，并在支承轴331的外侧周面开口。在该情况下，支承轴331的轴向端面中的内部流路R1的开口成为吸气口71。另外，也可与其他位置设置的吸气口并用。

进而，如图13所示，也可在轴向一端侧的驱动轴222的侧周壁上沿轴向形成贯通孔H1。此时，优选在侧周壁、在周向上等间隔地形成有多个贯通孔H1。在该情况下，驱动轴222的轴向端面中的贯通孔H1的开口成为吸气口71。另外，也可与其他位置设置的吸气口并用。

此外，如图14所示，也可在轴向一端侧的驱动轴222的侧周壁上沿径向形成贯通孔H2。此时，贯通孔H2形成在比轴向一端侧的轴承61更靠轴向内侧。在该情况下，贯通孔H2的径向外侧的开口成为吸气口71。另外，也可与其他位置设置的吸气口并用。

在感应发热辊装置100设置于含有腐蚀性气体或可燃性气体的有害气氛中的情况下，如图15所示，感应发热辊装置100还可包括向吸气口71供给气体的供给机构18。若为该结构，则能够消除因气氛中的腐蚀性气体或可燃性气体吸入辊主体2而导致重大事故的风险。另外，供给的气体除空气以外也可是例如氮气等惰性气体。此外，根据需要也可供给气体中含有雾的气体。

该供给机构18包括：向吸气口71供给气体的供给配管181、连接该供给配管181与上述吸气口71的接头部件182。另外，供给配管181连接于形成在接头部件182的连接端口P3。在图15的结构中，吸气口71形成在驱动轴222的外侧周面，供给配管181的气体导入口181a设置于利用壁W与有害气氛隔离的气氛中。

接头部件182设置在形成有吸气口71的驱动轴222的外侧周面的外侧并呈大致圆筒形状。接头部件182的内侧周面与驱动轴222的外侧周面一同形成用于向吸气口71导入气体的导入空间X3。接头部件182形成有用于连接供给配管181的连接端口P3，上述导入空间X3与连接端口P3连通。而且，该接头部件182借助轴向上隔着吸气口71设置的两个轴承191、192以覆盖吸气口71的方式设置于驱动轴222。另外，接头部件182固定于静止侧而不与驱动轴222一同旋转。此外，优选在轴承61及轴承191、192设置屏蔽板等屏蔽构造，以防止吸入有害的氛围气体。

此外，如图16所示，感应发热辊装置100还可包括：循环路径CP，在辊主体2的外部连通吸气口71及上述排气口72，并将由吸引装置732从排气口72吸引的气体返回至吸气口71；热交换器HE，设置于循环路径CP，并对气体进行冷却。

图16所示的循环路径CP包括：上述实施方式的吸引机构73、将该吸引机构73的吸引装置732的排气端口P2与吸气口71连接起来的连接配管(连接管道)CP1。连接配管CP1与吸气口71利用与排气口72和吸引机构73的连接构造中使用的罩体731相同构造的罩体CP2来连接。若为具有此种循环路径CP的结构，则能够降低吸气及排气造成的影响。

进而，如图17所示，感应发热辊装置100中，也可在感应发热机构3的外周固定有比辊主体2的内周径小的绝缘管34，并在辊主体2与绝缘管34之间形成空隙部X1。该绝缘管设置成覆盖感应发热机构3的感应线圈32的整体。此外，绝缘管34设置为与感应线圈32向外径方向离开。利用该绝缘管34能够减小辊主体2与感应发热机构3之间的空隙部X1并增大气流的流速，能够提高冷却效果。此外，即便万一绝缘管34与辊主体2接触也难以酿成大的事故。

除此以外，为了增大辊主体2的内表面的传热面积并提高冷却效果，如图18所示，优选在辊主体2的内表面形成有凹凸构造2Z。图18中，通过在辊主体2的内表面形成凹部而形成凹凸构造2Z，但也可通过在该内表面形成凸部而形成凹凸构造2Z。在此，由于辊主体2的内表面作为利用感应加热进行发热的发热部，因此从发热量均衡化的角度来看，优选在圆周方向及轴向上进行规则形状的加工。

虽然上述实施方式的罩体731及圆筒状部件15呈圆筒形状，但只要是覆盖驱动轴222外周的形状，并不限于圆筒形状，例如也可是四棱柱等多棱柱形状等。

除此以外，本发明并不限于上述实施方式，当然可以在不脱离本发明思想的范围内进行各种变形。

Claims (19)

1.一种感应发热辊装置，其特征在于，

包括：中空的辊主体；感应发热机构，设置于所述中空部分内，并使所述辊主体感应发热；冷却机构，在所述辊主体及所述感应发热机构之间的空隙部产生气流，并对所述辊主体和/或所述感应发热机构进行冷却，

所述冷却机构包括：吸气口，形成在所述辊主体的轴向一端侧并与所述空隙部连通；排气口，形成在所述辊主体的轴向另一端侧并与所述空隙部连通；吸引机构，与所述排气口连接并从所述排气口吸引所述空隙部的气体。

2.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述辊主体包括在轴向两端部设置的一对轴颈部，

在轴向一端侧的轴颈部形成有多个所述吸气口。

3.根据权利要求2所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述吸气口在所述轴向一端侧的轴颈部沿周向等间隔地形成。

4.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

在所述吸气口设有过滤器，所述过滤器去除被吸引气体中的异物。

5.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述吸引机构包括：静止体，设置在静止侧，覆盖所述排气口；吸引装置，与该静止体连接并从所述排气口吸引所述空隙部的气体。

6.根据权利要求5所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述辊主体包括在轴向两端部设置的一对驱动轴，

所述排气口形成在轴向另一端侧的驱动轴的外侧周面，

所述静止体借助轴承以覆盖所述排气口的方式设置于所述驱动轴。

7.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述感应发热机构包括感应线圈和支承该感应线圈的支承轴，

所述支承轴的轴向一端部借助轴承支承于所述辊主体，

所述支承轴的轴向另一端部支承于设置在静止侧的部件。

8.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述感应发热机构包括感应线圈和支承该感应线圈的支承轴，

所述支承轴借助轴承分别支承于所述辊主体的轴向两端侧，

设置在所述辊主体的轴向另一端侧的轴承形成在比所述排气口更靠轴向外侧。

9.根据权利要求5所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述感应发热机构包括感应线圈和支承该感应线圈的支承轴，

所述静止体支承所述支承轴的轴向另一端侧。

10.根据权利要求5所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述吸引装置未借助配管而一体地设置于所述静止体。

11.根据权利要求10所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述吸引装置是气流放大器。

12.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

还具备向所述吸气口供给气体的供给机构，

所述供给机构包括：供给配管，向所述吸气口供给气体；接头部件，连接该供给配管与所述吸气口。

13.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，还包括：

循环路径，在所述辊主体的外部将所述吸气口与所述排气口连通，并将由所述吸引装置从所述排气口吸引来的气体返回至所述吸气口；

热交换器，设置于所述循环路径，并冷却所述气体。

14.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述辊主体包括封套室，该封套室封入有气液二相的热介质并沿轴向延伸设置。

15.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述冷却机构对流过所述空隙部的气体流量进行调节。

16.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述感应发热机构的感应线圈的外周面由绝缘漆覆盖。

17.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

在所述感应发热机构的外周，固定有比所述辊主体的内周径小的绝缘管，

在所述辊主体与所述绝缘管之间形成所述空隙部。

18.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述辊主体的内表面由防锈材料覆盖。

19.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

在所述辊主体的内表面形成有凹凸构造。