CN204377177U - 感应发热辊装置和感应线圈温度检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供感应发热辊装置和感应线圈温度检测机构，无需在辊主体的内部设置温度传感器，就能检测感应线圈的温度。所述感应发热辊装置具备：控制直流电源(7)、对感应线圈(32)间歇地施加直流电压的直流电压施加部(61)；根据由直流电压施加部(61)施加的直流电压和流过感应线圈(32)的直流电流计算感应线圈(32)的电阻值的电阻值计算部(62)；存储表示感应线圈(32)的电阻值和感应线圈(32)的温度的电阻值－温度关系的关系数据的关系数据存储部(63)；及根据通过电阻值计算部(62)得到的电阻值和关系数据表示的电阻值－温度关系计算感应线圈(32)的温度的线圈温度计算部(64)。

Description

感应发热辊装置和感应线圈温度检测机构

技术领域

本实用新型涉及感应发热辊装置和检测所述感应发热辊装置的感应线圈的温度的温度检测机构。

背景技术

如专利文献1所示，感应发热辊装置具备：辊主体，以转动自如的方式被支承；以及磁通产生机构，设置在所述辊主体的内部，由铁芯和缠绕在所述铁芯上的感应线圈构成，感应线圈通常设置在辊主体的内部。所述感应线圈大多由于因通电造成的自发热和来自感应发热的辊主体的热量变成高温。

此外，为了防止感应线圈变成高温，超过容许耐热温度而烧毁，通常在感应线圈中埋设有温度传感器，监视感应线圈的温度。

可是，由于为了使温度传感器和感应线圈电绝缘，需要在温度传感器和感应线圈之间设置绝缘物，所以存在因被所述绝缘物隔热而使传感器的检测精度变差的问题。此外，因温度传感器和感应线圈的接触情况会使检测精度发生变化，难以进行准确的温度检测。此外，由于温度传感器经常发生因温度造成的劣化、以及因机械性外力造成的断线，所以存在为了更换温度传感器会伴随感应发热辊装置的分解等困难。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2001-155847号

实用新型内容

本实用新型是为了解决所述的问题而做出的实用新型，本实用新型的主要目的是无需在辊主体的内部设置温度传感器就能够检测感应线圈的温度。

即，本实用新型提供一种感应发热辊装置，其具备：辊主体，以转动自如的方式被支承；以及磁通产生机构，设置在所述辊主体的内部，由铁芯和缠绕在所述铁芯上的感应线圈构成，所述感应发热辊装置还具备：直流电压施加部，控制直流电源，对所述感应线圈间歇地施加直流电压；电阻值计算部，根据由所述直流电压施加部施加的直流电压以及当施加所述直流电压时流过所述感应线圈的直流电流，计算所述感应线圈的电阻值；关系数据存储部，存储关系数据，所述关系数据表示所述感应线圈的电阻值和所述感应线圈的温度的电阻值－温度关系；以及线圈温度计算部，根据通过所述电阻值计算部得到的电阻值和所述关系数据表示的电阻值－温度关系，计算所述感应线圈的温度。

此外，本实用新型还提供一种感应线圈温度检测机构，其具备：直流电压施加部，控制直流电源，对感应发热辊装置的感应线圈间歇地施加直流电压；电阻值计算部，根据由所述直流电压施加部施加的直流电压以及当施加所述直流电压时流过所述感应线圈的直流电流，计算所述感应线圈的电阻值；关系数据存储部，存储关系数据，所述关系数据表示所述感应线圈的电阻值和所述感应线圈的温度的电阻值－温度关系；以及线圈温度计算部，根据通过所述电阻值计算部得到的电阻值和所述关系数据表示的电阻值－温度关系，计算所述感应线圈的温度。

按照所述的技术方案，因为具有感应线圈温度计算部，所述感应线圈温度计算部根据通过电阻值计算部得到的电阻值、以及感应线圈的电阻值和感应线圈的温度的电阻值－温度关系计算感应线圈的温度，所以无需在辊主体的内部设置用于检测感应线圈的温度的温度传感器，就可以检测感应线圈的温度。

感应线圈的电阻率和温度具有大体与绝对温度成比例的关系，根据感应线圈的材质的不同会表现出固有的变化特性。例如电线材质如果是铜，则成为下述式子的关系，所以只要知道电阻值就能计算感应线圈的温度。

r＝kL/100S[Ω]

k＝2.1(234.5+θ_c)/309.5

在此，r是感应线圈的电阻值[Ω]，L是构成感应线圈的电线长度[m]，S是电线的断面面积[mm²]，θ_c是感应线圈的温度[℃]。

在数秒以内的短时间内对感应线圈施加规定的直流电压，用所述直流电压除以当施加所述直流电压时流过感应线圈的直流电流，可以计算出感应线圈的电阻值。在此，如果是直流电压则没有感应作用，所以直流电流不受辊主体和铁芯的影响，仅成为与感应线圈的电阻值有关的关系。

此外，所谓间歇地施加直流电压是指以从数秒钟至数分钟的例如规定的周期施加数秒以内的施加时间的直流电压。如果是这样的间歇地施加，则可以使从直流成分受到的偏磁作用变小，并且可以把对用于感应发热的交流电路的影响抑制在最小限度。此外，感应发热辊装置的感应线圈通常热惯性大，并且在通常的一定负载条件下的运转中感应线圈的温度的变化并不会成为很大的值。因此，如果以数秒钟至数分钟的单位，优选的是以数十秒钟至数分钟的单位实施用数秒以内的短时间的施加时间进行的温度检测，则对于辊主体的温度控制而言可以说是足够的。

优选的是，所述感应发热辊装置还具备电源电路，所述电源电路与所述感应线圈连接，并且设有控制电路部，所述控制电路部控制交流电流或交流电压，在由所述控制电路部使所述交流电流或所述交流电压成为切断或最小限度的状态下，向所述感应线圈施加直流电压并由所述电阻值计算部计算所述感应线圈的电阻值。

为了对施加有交流电压的感应线圈施加直流电压并且从交流电流和直流电流重叠的电流仅检测直流成分(直流电流)，需要复杂的检测电路。在此，在通常的感应发热辊装置中，具备电源电路，所述电源电路具有控制电路部，所述控制电路部控制用于控制辊主体的温度的交流电流或交流电压。因此，如果通过控制电路部，仅在施加直流电压的施加时间使交流电流或交流电压成为切断或最小限度的值，则能够抑制交流电流(交流成分)的影响，由此能够容易地进行直流电流(直流成分)的检测。在此，以数秒钟至数分钟的时间间隔，在数秒以内的短时间中使交流电流或交流电压成为切断或最小限度的值，因此不会妨碍感应发热作用。

作为使交流电流或交流电压成为切断或最小限度的值的实施方式，当控制电路部具有例如电磁接触器等开关设备时，可以考虑切断所述开关设备的方式，或者当控制电路部具有例如晶闸管等半导体元件(电力控制元件)时，可以考虑将所述半导体元件的通电相位角设为最小的方式。

按照如上所述的方式构成的本实用新型，无需在辊主体的内部设置温度传感器就可以检测感应线圈的温度。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的感应发热辊装置的结构的图。

图2是与图1为相同实施方式的控制装置的功能结构图。

附图标记说明

100···感应发热辊装置

2···辊主体

3···磁通产生机构

31···铁芯

32···感应线圈

4···控制电路部

5···电源电路

51···交流电源

6···控制装置

61···直流电压施加部

62···电阻值计算部

63···关系数据存储部

64···线圈温度计算部

65···辊温度控制部

7···直流电源

具体实施方式

下面，参照附图说明本实用新型的感应发热辊装置的一个实施方式。

如图1所示，本实施方式的感应发热辊装置100具备：辊主体2，以转动自如的方式被支承；磁通产生机构3，设置在所述辊主体2的内部，由铁芯31和缠绕在所述铁芯31上的感应线圈32构成；以及电源电路5，与感应线圈32连接，并且设有控制电路部4，所述控制电路部4控制交流电流或交流电压。

在辊主体2的侧周壁的壁内，沿周向等间隔地形成有多个夹套室2S，在所述多个夹套室2S内封入有气液两相的热介质。此外，本实施方式的控制电路部4具有控制电流或电压的通电角的半导体元件，具体地说，控制电路部4具有晶闸管。另外，作为控制电路部4，也可以具有例如电磁接触器等开关设备。

此外，本实施方式的感应发热辊装置100在使辊主体2感应发热来处理被加热物的加热运转中，周期性地进行检测感应线圈32的温度的温度检测动作。具体地说，感应发热辊装置100具有检测感应线圈32的温度的温度检测机构，详细地说，控制感应发热辊100的控制装置6具有检测感应线圈32的温度的温度检测功能。

具体地说，控制装置6是专用或通用的计算机，所述专用或通用的计算机具备CPU、内部存储器、A/D转换器、D/A转换器、以及输入输出接口等，如图2所示，所述CPU和外围设备按照预先存储在内部存储器中的规定程序进行动作，由此控制装置6发挥作为直流电压施加部61、电阻值计算部62、关系数据存储部63、线圈温度计算部64等的功能。

直流电压施加部61通过控制与感应线圈32电连接的直流电源7，向感应线圈32间歇地施加直流电压。具体地说，直流电压施加部61针对感应线圈32，以数秒钟至数分钟的规定周期，施加数秒以内的施加时间的、规定的直流电压。

在此，在通过直流电压施加部61对感应线圈32施加直流电压的施加时间内，控制装置6的辊温度控制部65控制控制电路部4，使交流电流或交流电压成为切断状态或使交流电流或交流电压成为最小限度的状态。另外，辊温度控制部65为了把辊主体2的温度控制成为规定的设定温度，通过控制设置在电源电路5上的控制电路部4来控制交流电压或交流电流。

电阻值计算部62根据由直流电压施加部61施加的直流电压、以及向感应线圈32施加直流电压时流过感应线圈32的直流电流，计算感应线圈32的电阻值。具体地说，电阻值计算部62根据预先输入的直流电源7的直流电压、以及通过设置在由感应线圈32和直流电源7构成的直流电路上的电流检测部8得到的直流电流，计算感应线圈32的电阻值。

此时，如上所述，由于在施加直流电压并检测直流电流的时期，使交流电流或交流电压成为切断的状态、或者使交流电流或交流电压成为最小限度的状态，所以能够抑制交流电流(交流成分)的影响，从而能够容易地进行直流电流(直流成分)的检测，能够高精度地计算电阻值。

关系数据存储部63存储有关系数据，所述关系数据表示感应线圈32的电阻值与感应线圈32的温度的电阻值－温度关系。当感应线圈32的电线材料为铜时，表示电阻值－温度关系的关系式如下。

r＝kL/100S[Ω]

k＝2.1(234.5+θ_c)/309.5

在此，r是感应线圈32的电阻值[Ω]，L是构成感应线圈32的电线长度[m]，S是电线断面面积[mm²]，θ_c是感应线圈32的温度[℃]。

另外，表示所述关系式的关系数据，可以设定在控制装置6的内部存储器的规定区域中，也可以设定在外加在所述控制装置6上的外部存储器的规定区域中。

线圈温度计算部64使用由所述电阻值计算部62计算出的感应线圈32的电阻值、以及存储在所述关系数据存储部63中的关系数据，计算感应线圈32的温度。

按照如上所述地构成的本实施方式的感应发热辊装置100，因为具有线圈温度计算部64，所述线圈温度计算部64根据通过电阻值计算部64得到的电阻值、以及感应线圈32的电阻值和感应线圈32的温度的电阻值－温度关系，计算感应线圈32的温度，所以无需在辊主体2的内部设置用于检测感应线圈32的温度的温度传感器，就可以检测感应线圈32的温度。

另外，本实用新型不限于所述实施方式。

例如，所述实施方式的感应发热辊可以是辊主体的轴向两端部以转动自如的方式被支承的所谓双支承方式的感应发热辊，也可以是通过在呈有底筒状的辊主体的底部连接转动轴而以转动自如的方式被支承的所谓悬臂式的感应发热辊。

此外，本实用新型不限于所述实施方式，在不脱离本实用新型技术思想的范围内可以进行各种变形。

可以相互组合本实用新型的各个实施方式中所记载的技术特征形成新的技术方案。

Claims (3)

1.一种感应发热辊装置，其具备：辊主体，以转动自如的方式被支承；以及磁通产生机构，设置在所述辊主体的内部，由铁芯和缠绕在所述铁芯上的感应线圈构成，所述感应发热辊装置的特征在于，

所述感应发热辊装置还具备：

直流电压施加部，控制直流电源，对所述感应线圈间歇地施加直流电压；

电阻值计算部，根据由所述直流电压施加部施加的直流电压以及当施加所述直流电压时流过所述感应线圈的直流电流，计算所述感应线圈的电阻值；

关系数据存储部，存储关系数据，所述关系数据表示所述感应线圈的电阻值和所述感应线圈的温度的电阻值－温度关系；以及

线圈温度计算部，根据通过所述电阻值计算部得到的电阻值和所述关系数据表示的电阻值－温度关系，计算所述感应线圈的温度。

2.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，

所述感应发热辊装置还具备电源电路，所述电源电路与所述感应线圈连接，并且设有控制电路部，所述控制电路部控制交流电流或交流电压，

在由所述控制电路部使所述交流电流或所述交流电压成为切断或最小限度的状态下，向所述感应线圈施加直流电压并由所述电阻值计算部计算所述感应线圈的电阻值。

3.一种感应线圈温度检测机构，其特征在于具备：

直流电压施加部，控制直流电源，对感应发热辊装置的感应线圈间歇地施加直流电压；

电阻值计算部，根据由所述直流电压施加部施加的直流电压以及当施加所述直流电压时流过所述感应线圈的直流电流，计算所述感应线圈的电阻值；

关系数据存储部，存储关系数据，所述关系数据表示所述感应线圈的电阻值和所述感应线圈的温度的电阻值－温度关系；以及

线圈温度计算部，根据通过所述电阻值计算部得到的电阻值和所述关系数据表示的电阻值－温度关系，计算所述感应线圈的温度。