CN204795670U - 感应发热辊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种感应发热辊装置，能够防止在感应线圈上产生冷凝从而能够防止感应线圈的绝缘性能降低。所述感应发热辊装置包括：辊主体；感应发热机构，设置在辊主体的内部，具有使辊主体感应发热的感应线圈；冷却机构，将雾状的冷却介质导入辊主体和感应发热机构之间以冷却辊主体；交流电压施加部，对感应线圈施加交流电压；以及直流电压施加部，对感应线圈施加直流电压。

Description

感应发热辊装置

技术领域

本实用新型涉及感应发热辊装置，尤其涉及具备向辊主体和感应发热机构之间供给雾状的冷却介质的冷却机构的感应发热辊装置。

背景技术

作为这种感应发热辊装置，如专利文献1所示，可以考虑使雾状的冷却介质在辊主体与设在所述辊主体内的感应发热机构之间流通的装置。

在该感应发热辊装置中，利用雾状的冷却介质与辊主体的内表面接触并蒸发时的汽化潜热、以及雾状的冷却介质在辊主体和感应发热机构之间温度上升时的显热和汽化蒸发时的潜热，能够冷却辊主体。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2011-108399号

在此，当从外部对辊主体输入的热量大时，由于辊主体的表面温度要成为高于目标设定值的温度，所以使对感应线圈供给的交流电压最小化，另一方面，连续地供给雾状的冷却介质，将辊主体的表面温度控制为成为所述目标设定值。

但是，雾状的冷却介质的一部分也对感应线圈的冷却做出贡献，因此当感应线圈的温度成为规定值以下时，雾状的冷却介质会在感应线圈的周围冷凝。于是，会发生感应线圈的绝缘性能劣化等不利情况。

在此，通过在感应线圈的外表面设置树脂屏障层来保护感应线圈，能够防止在感应线圈的周围冷凝的水(冷凝水)导致感应线圈的绝缘性能降低。

可是，由于所述树脂屏障层存在缺陷部分、所述树脂屏障层的扩散渗透等，因此将感应线圈从冷凝水完全保护起来是困难的，难以防止感应线圈的绝缘性能降低。

此外，当辊主体的最高温度为250℃以上时，所述树脂屏障层使用耐热树脂，但是由于会发生热老化，所以考虑用无机水泥代替树脂。

可是，无机水泥自身并不致密，因此难以防止冷凝水渗透，从而难以防止感应线圈的绝缘性能的降低。

实用新型内容

本实用新型是用于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提供一种感应发热辊装置，能够防止在感应线圈上产生的冷凝，从而能够防止感应线圈的绝缘性能降低。

即，本实用新型提供一种感应发热辊装置，其包括：辊主体，以转动自如的方式被支承；感应发热机构，设置在所述辊主体的内部，具有使所述辊主体感应发热的感应线圈；冷却机构，将雾状的冷却介质导入所述辊主体和所述感应发热机构之间以冷却所述辊主体；交流电压施加部，对所述感应线圈施加交流电压；以及直流电压施加部，对所述感应线圈施加直流电压。

按照该感应发热辊装置，由于具有对感应线圈施加直流电压的直流电压施加部，所以通过对感应线圈施加直流电压，能够使感应线圈发出焦耳热。由此，能够加热感应线圈自身，从而能够使感应线圈的周围难以产生冷凝，此外，能够使附着于感应线圈的周围的冷凝水蒸发。

另外，由于在对感应线圈施加直流电压的情况下辊主体不会感应发热，所以不会影响辊主体的针对目标设定值的温度控制。

优选的是，所述冷却机构在所述交流电压施加部停止施加交流电压后，将所述雾状的冷却介质导入所述辊主体和所述感应发热机构之间。

这样，在感应发热机构对辊主体的加热结束后利用雾状的冷却介质进行冷却，所以能够高效地冷却辊主体。因此，能够提高对目标设定值的控制响应性。

优选的是，所述直流电压施加部在所述交流电压施加部停止施加交流电压后，对所述感应线圈施加所述直流电压。

这样，能够防止感应发热机构对辊主体的加热结束后产生的、感应线圈的温度降低，能够使感应线圈的周围难以产生冷凝，此外，能够使附着于感应线圈的周围的冷凝水蒸发。

优选的是，所述直流电压施加部施加所述直流电压的时机与所述冷却机构导入所述雾状的冷却介质的时机联动。在此，所谓的“所述直流电压施加部施加所述直流电压的时机与所述冷却机构导入所述雾状的冷却介质的时机联动”，除了包括所述直流电压施加部施加所述直流电压的时机与所述冷却机构导入所述雾状的冷却介质的时机一致的情况以外，还包括一方的时机与另一方的时机错开规定时间的情况。

这样，能够很好地防止因导入雾状的冷却介质而产生的感应线圈的温度降低。

按照所述结构的本实用新型，由于具有对感应线圈施加直流电压的直流电压施加部，所以通过对感应线圈施加直流电压，能够防止在感应线圈上产生的冷凝，从而能够防止感应线圈的绝缘性能降低。

附图说明

图1是示意性地表示本实用新型的一个实施方式的感应发热辊装置的结构的图。

图2是表示与图1为相同实施方式的控制模式的一个例子的图。

附图标记说明

100···感应发热辊装置

2···辊主体

3···感应发热机构

32···感应线圈

4···冷却机构

51···交流电压施加部

52···直流电压施加部

具体实施方式

以下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。

本实施方式的感应发热辊装置100，例如用于塑料薄膜、纸、布、无纺布、合成纤维、金属箔等薄片体材料或织物材料、线材等连续材料的连续热处理工序等。

<1.装置构成>

具体地说，如图1所示，所述感应发热辊装置100包括：中空圆筒状的辊主体2，以转动自如的方式被支承；感应发热机构3，设置在所述辊主体2的内部；以及冷却机构4，将雾状的冷却介质导入辊主体2和感应发热机构3之间以冷却辊主体2。

在辊主体2的两端部设有中空的驱动轴21，所述驱动轴21通过滚动轴承等轴承8转动自如地支承在机座9上。此外，辊主体2利用由例如马达等转动驱动机构(未图示)从外部提供的驱动力转动。

感应发热机构3具备圆筒状铁心31，呈圆筒形状；以及感应线圈32，缠绕在所述圆筒状铁心31的外侧周面上。

在圆筒状铁心31的两端部设有支承轴33，所述支承轴33分别贯通驱动轴21的内部，通过滚动轴承等轴承10转动自如地支承在驱动轴21上。由此，感应发热机构3在转动的辊主体2的内部，相对于机座9(固定侧)保持为静止状态。

此外，外部引线L1与感应线圈32连接，用于施加交流电压等的电源电路5与所述外部引线L1连接。另外，关于电源电路5将在后面进行叙述。

通过这种感应发热机构3，如果对感应线圈32施加交流电压，则产生交变磁通，所述交变磁通通过辊主体2的侧周壁。利用所述通过，在辊主体2中产生感应电流，辊主体2利用所述感应电流发出焦耳热。

冷却机构4通过将雾状的冷却介质从形成在辊主体2和感应发热机构3之间的间隙部的轴向的一个端部导入，并且将冷却介质从间隙部的轴向的另一个端部向辊主体2的外部排出，由此冷却辊主体2。另外，所谓的轴向是指辊主体2的转动轴方向，在图1的纸面上为左右方向。

具体地说，冷却机构4包括：雾生成装置41，将压缩空气和水混合而生成雾状的冷却介质；以及冷却介质导入通道42，把由所述雾生成装置41生成的雾状冷却介质从间隙部的轴向的一个端部导入。所述雾状的冷却介质具有在刚喷射后不会立刻汽化蒸发程度的粒径，并且所述粒径是在雾状的冷却介质和空气一起输送的过程中不会因重力落下、且在流道的弯曲部与壁面碰撞不会液化程度的粒径。具体地说，雾状的冷却介质具有30～100μm范围的粒径。

另外，在向雾生成装置41供给压缩空气的压缩空气供给回路上设有开关阀43，所述开关阀43由控制向雾生成装置41供给压缩空气或停止向雾生成装置41供给压缩空气的电磁阀构成。此外，在向雾生成装置41供给作为冷却介质的水的冷却介质供给通道上设有开关阀44，所述开关阀44由控制向雾生成装置41供给水或停止向雾生成装置41供给水的电磁阀构成。此外，也可以在冷却介质供给通道上设置用于控制冷却介质流量的流量控制阀。此外，尽管图1中没有图示，冷却机构4具有冷却介质排出通道，所述冷却介质排出通道用于将通过了所述间隙部后的冷却介质从轴向的另一个端部向外部排出。

本实施方式的电源电路5具备：交流电压施加部51，对感应线圈32施加交流电压；以及直流电压施加部52，对感应线圈32施加直流电压。

交流电压施加部51用于使辊主体2产生感应电流，利用所述感应电流使辊主体2发出焦耳热(感应发热)。具体地说，交流电压施加部51具有交流电源5a以及例如相位控制方式的晶闸管等交流电压调整器5b，所述交流电压调整器5b调整所述交流电源5a的交流电压，并且交流电压施加部51通过开闭开关5c与感应线圈32的外部引线L1连接。另外，交流电压调整器5b和开闭开关5c等由后述的控制设备6控制。

直流电压施加部52用于通过使感应线圈32中流过直流电流，使感应线圈32发出焦耳热(直接通电发热)。具体地说，直流电压施加部52具有：所述交流电源5a；变压器5d，将所述交流电源的交流电压调整为规定的交流电压；以及整流器5e，对由所述变压器5d调整后的交流电压进行整流将其转换为直流电压，所述直流电压施加部52通过开闭开关5f与感应线圈32的外部引线L1连接。另外，变压器5d和开闭开关5f等，由后述的控制设备6控制。

在本实施方式中，交流电压施加部51侧的开闭开关5c与直流电压施加部52侧的开闭开关5f，由单个电源切换开关(例如电磁接触器)构成，所述电源切换开关由后述的控制设备6控制，以择一的方式使开闭开关5c或开闭开关5f成为接通状态。

此外，本实施方式的感应发热辊装置100，通过控制设备6控制各部分，由此进行温度控制，使得辊主体的温度(表面温度)成为规定的目标设定值。

具体地说，控制设备6通过放大器(未图示)，将来自埋设于辊主体2的侧周壁的温度传感器TS的检测信号检测为电流信号，并控制电源电路5和冷却机构4。另外，来自温度传感器TS的检测信号通过旋转变压器7向控制设备6输出。

<2.感应发热辊装置的动作>

以下，对控制设备6的控制内容及感应发热辊装置100的动作进行说明。

从感应发热辊装置100开始启动时，控制设备6使开闭开关5c成为接通状态，通过交流电压施加部对感应线圈32施加交流电压。

此外，在通过所述温度传感器TS得到的辊主体2的温度充分低于目标设定值(SV)的状态(图2的(A)区域)下，控制设备6控制交流电压调整器5b，向感应线圈32施加交流电源所能供给的最大电压。由此，辊主体2利用因电磁感应流过的感应电流而自发热，辊主体2的温度朝向SV上升。

此后，当控制设备6判断辊主体2的温度到达了相对于SV的比例带(图2的(B)区域)时，控制设备6根据辊主体2的温度与SV的偏差，控制交流电压调整器5b，对施加给感应线圈32的交流电压进行反馈控制。另外，所述的“比例带”是指：通过仅控制交流电压调整器5b，就能够以将辊主体2的温度维持为SV的方式进行电压控制的温度范围。

在此，例如存在从外部(例如热处理对象物)对辊主体2有热输入、且辊主体2的温度超过比例带而成为高温的情况(图2的(C)区域)。当控制设备6判断辊主体2的温度超过所述比例带成为高温时，控制设备6控制交流电压调整器5b，使对感应线圈32施加的交流电压成为零。另外，控制设备6也可以通过切断交流电压施加部51侧的开闭开关5c，使对感应线圈32施加的交流电压成为零。

此外，控制设备6在使对感应线圈施加的交流电压成为零的同时，通过打开冷却机构4的开关阀43和开关阀44，利用雾生成装置41生成雾状的冷却介质，并将生成的冷却介质导入辊主体2和感应发热机构3之间。

此外，与所述冷却机构4开始导入雾状的冷却介质同时，控制设备6控制电磁接触器，使得开闭开关5c成为关，并使开闭开关5f成为开。此外，控制设备6控制变压器5d将交流电压调整为规定的电压值。由此，向感应线圈施加通过整流器5e直流化后的一定的直流电压。这样地被施加了直流电压的感应线圈32，利用感应线圈32的线圈电阻值和施加的直流电压产生I²R的焦耳热。

此外，当控制设备6判断辊主体2的温度到达了比例带时，控制设备6停止冷却机构4导入雾状的冷却介质，并且控制电磁接触器以使开闭开关5c成为开，并使开闭开关5f成为关。此外，控制设备6根据辊主体2的温度与SV的偏差，控制交流电压调整器5b，对施加给感应线圈32的交流电压进行反馈控制。这样，在本实施方式中，冷却机构4的动作·停止的时机和直流电压施加部52的动作·停止的时机彼此联动，冷却机构导入雾状的冷却介质的期间与直流电压施加部52施加直流电压的期间一致。

<3.本实施方式的效果>

按照如上所述地构成的感应发热辊装置100，由于具有对感应线圈32施加直流电压的直流电压施加部52，所以通过向感应线圈32施加直流电压，可以使感应线圈32发出焦耳热。由此，能够加热感应线圈32自身，使感应线圈32的周围难以产生冷凝，此外，能够使附着于感应线圈32的周围的冷凝水蒸发。

此外，在本实施方式中，由于冷却机构4开始导入雾状的冷却介质的时刻与直流电压施加部52开始施加直流电压的时刻一致，因此能够从开始导入雾状的冷却介质的时刻起，使感应线圈32的周围难以发生冷凝。

<4.本实用新型的变形实施方式>

另外，本实用新型不限于所述实施方式。

例如，在所述实施方式中，冷却机构4开始导入雾状的冷却介质的时刻与直流电压施加部52开始施加直流电压的时刻一致，但是冷却机构4开始导入雾状的冷却介质的时刻与直流电压施加部52开始施加直流电压的时刻也可以彼此错开。例如，也可以进行校正，使得从冷却机构4开始导入雾状的冷却介质起经过规定时间后，使直流电压施加部52开始施加直流电压。

此外，在所述实施方式中，构成为交流电压施加部施加交流电压的施加期间与、冷却机构4导入雾状的冷却介质的导入期间和直流电压施加部52施加直流电压的施加期间不重叠，但是也可以构成为使所述交流电压的施加期间与所述冷却介质的导入期间重叠。在该情况下，可以构成为所述直流电压的施加期间与所述交流电压的施加期间重叠，也可以构成为所述直流电压的施加期间与所述交流电压的施加期间不重叠。当所述交流电压的施加期间与所述直流电压的施加期间重叠时，构成为向感应线圈32施加将直流电压施加部的直流电压重叠在交流电压施加部的交流电压上得到的电压。

此外，在所述实施方式中，直流电压施加部采用使用交流电压施加部的交流电源构成的直流电压施加部，但是也可以构成为直流电压施加部具有与所述交流电压施加部的交流电源不同的交流电源或直流电源。

此外，所述实施方式的直流电压施加部52对感应线圈32施加的直流电压是一定的，但是也可以使对感应线圈32施加的直流电压是可变的。

另外，本实用新型不限于所述实施方式，在不脱离本实用新型宗旨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 (4)

1.一种感应发热辊装置，其特征在于，

所述感应发热辊装置包括：

辊主体，以转动自如的方式被支承；

感应发热机构，设置在所述辊主体的内部，具有使所述辊主体感应发热的感应线圈；

冷却机构，将雾状的冷却介质导入所述辊主体和所述感应发热机构之间以冷却所述辊主体；

交流电压施加部，对所述感应线圈施加交流电压；以及

直流电压施加部，对所述感应线圈施加直流电压。

2.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，所述冷却机构在所述交流电压施加部停止施加交流电压后，将所述雾状的冷却介质导入所述辊主体和所述感应发热机构之间。

3.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，所述直流电压施加部在所述交流电压施加部停止施加交流电压后，对所述感应线圈施加所述直流电压。

4.根据权利要求1所述的感应发热辊装置，其特征在于，所述直流电压施加部施加所述直流电压的时机与所述冷却机构导入所述雾状的冷却介质的时机联动。