JP2007168223A - Fluid heating device and heat medium circulation roller device using the device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体加熱装置およびその装置を使用した熱媒体通流ローラ装置に関するものである。 The present invention relates to a fluid heating device and a heat medium flow roller device using the device.
樹脂フィルムなどの処理物をローラに掛け、ローラに当接して通過する間に処理物を所定の温度に加熱したり、高温の処理物を所定の温度にまで奪熱することが行われている。加熱処理する場合、ローラは加熱処理に必要な温度に高められ、奪熱処理する場合、処理物からの奪熱作用によってローラ自体の温度が上昇するので、処理物の冷却に適応する温度までローラを冷却する。いずれの場合も熱をローラに移送する熱媒体を必要とし、その熱媒体としてたとえば油などの流体が使用されている場合がある。 A treatment object such as a resin film is placed on a roller, and the treatment object is heated to a predetermined temperature while passing through the roller, or the high temperature treatment object is deprived to a predetermined temperature. . When heat treatment is performed, the roller is heated to a temperature required for the heat treatment. When heat treatment is performed, the temperature of the roller itself increases due to heat removal from the processed material. Cooling. In either case, a heat medium that transfers heat to the roller is required, and a fluid such as oil may be used as the heat medium.
この場合、熱媒体となる流体を線状の発熱ヒータを設置した加熱容器内で所定の温度に加熱し、これをポンプによってロールシェル内に送り、ロールシェル内を通流した後、貯油タンクへ排出され、貯油タンク内の流体を加熱容器内に送るように構成されている。
しかし、このような線状の発熱ヒータによる流体の加熱では、発熱ヒータの伝熱面積が小さく、また、流体の温度伝達が遅いため、特に流量を低下させた場合には、発熱ヒータと接触する部分の流体が耐熱温度を越えて過熱しまい、また、発熱ヒータ自身も過熱を引き起こす恐れがあるため、流体が通流するパイプを螺旋状に巻回して加熱容器を構成し、その螺旋状のパイプ自身を通電により加熱することが提案されている(特願2005−320604)。 However, in the fluid heating by such a linear heater, since the heat transfer area of the heater is small and the temperature transfer of the fluid is slow, the heater contacts the heater particularly when the flow rate is lowered. Since the fluid of the part exceeds the heat resistant temperature and overheats, and the heater itself may cause overheating, the pipe through which the fluid flows is spirally wound to form a heating container, and the spiral pipe It has been proposed to heat itself by energization (Japanese Patent Application No. 2005-320604).
図2は、このような螺旋状のパイプ自身を通電により加熱する流体加熱装置を使用した熱媒体通流ローラ装置の構成を示すもので、この図2において、1は熱媒体となる流体が通流するパイプを螺旋状に巻回した加熱容器1aを備えた流体加熱装置、2はローラ本体を構成する円筒状のロールシェルである。流体加熱装置1で所定の温度に加熱された流体は、ポンプ3の駆動によりロータリジョイント4、中子5の中央部の貫通流路5a、ロールシェル2の内壁と中子4との間の通流路2aおよびロータリジョイント4を順に経由して貯油タンク6へ排出され、貯油タンク6の流体7は流体加熱装置1へ送られる。このロールシェル2内の加熱流体の通流によりロールシェル2は加熱され、この加熱でロールシェル2の表面に当接する処理物を熱処理する。
FIG. 2 shows a configuration of a heat medium flow roller device using a fluid heating device that heats the spiral pipe itself by energization. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a fluid as a heat medium. A
ロールシェル2の肉厚内には、長手方向(流体が流れる方向)に沿って複数の密閉室2bが形成され、この密閉室2b内には、潜熱移動によってロールシェル2の表面の温度を均一化、すなわち流体の上流と下流における温度差の影響を潜熱の移動により小さくする水などの気液二相の熱媒体が封入されており、また、温度センサ挿入孔2cが形成され、温度センサ挿入孔2cにはロールシェル2の表面の温度を検出する温度センサ8が挿入されている。この温度センサ8の検出温度はロータリ変圧器9を介して取り出し温度制御回路10へ入力し、温度制御回路10はロールシェル2内へ流入する流体の温度を検出する温度センサ11からの検出温度を入力し、両検出温度を適宜比較して電力制御回路12へ送り、流体加熱装置1に供給する電力を制御する。なお、13は加熱容器1aの温度を検出する温度センサで流体加熱装置1に供給する最大の電力を制御する。
A plurality of sealed
流体加熱装置1は、図3の片側の断面で示すように、(閉磁路)鉄心14とこの鉄心14に巻回した1次コイル15とを有し、1次コイル15の外周に流体が通流するパイプを螺旋状に巻回した円筒状の加熱容器1aとからなり、加熱容器1aは2次コイルとして機能し、両端部は電気的に短絡されている。この短絡で1次コイル15に交流電圧が印加されると2次コイルの加熱容器1aに短絡電流が流れ、その電流で加熱容器1aは抵抗発熱し、その熱が加熱容器1aのパイプ内を通流する流体に伝達され流体は加熱される。この場合、加熱容器1a全体が発熱体となるので、流体と発熱体の接触面積が広く、熱伝達特性が高められ、流体や発熱体の過熱をなくすることができる。
The fluid heating device 1 has a (closed magnetic path)
しかし、1次コイルと2次コイルの加熱容器との間の磁気漏洩が大きく加熱効率が劣り、また、2次コイルの加熱容器の外表面が広い分熱がその表面から外部へ放出されやすく冷却速度が速いといった問題があった。 However, the magnetic leakage between the primary coil and the heating container of the secondary coil is large, the heating efficiency is inferior, and the heat of the outer surface of the heating container of the secondary coil is easily released from the surface to the outside. There was a problem of high speed.
本発明が解決しようとする課題は、鉄心に巻回した1次コイルの外周に巻回し、2次コイルとして機能する流体通流路を有する加熱容器とからなる流体加熱装置において、加熱容器から外部へ放出される熱を抑制し、また、1次コイルと加熱容器との磁気結合を良くし、斯かる問題を解消する点にある。 The problem to be solved by the present invention is a fluid heating apparatus comprising a heating container having a fluid passage that functions as a secondary coil wound around the outer periphery of a primary coil wound around an iron core. It is in the point which suppresses the heat | fever discharge | released to this and improves the magnetic coupling of a primary coil and a heating container, and eliminates such a problem.
本発明は、閉磁路鉄心と前記鉄心に巻回された1次コイルと流体を通流する貫通孔が形成された導電体を巻回した2次コイルを有し、前記2次コイルの両端同士を電気的に短絡し、短絡した2次コイルに流れる電流により発生する熱を、前記貫通孔を流れる流体に伝達してなる流体加熱装置において、前記1次コイルを2層に分割し、前記2層の1次コイルの層間に前記2次コイルを配置してなることを主な特徴とする。 The present invention has a closed magnetic circuit core, a primary coil wound around the iron core, and a secondary coil wound with a conductor formed with a through hole through which fluid flows, and both ends of the secondary coil are In the fluid heating apparatus in which the heat generated by the current flowing through the shorted secondary coil is transferred to the fluid flowing through the through hole, the primary coil is divided into two layers, and the 2 The main feature is that the secondary coil is arranged between the primary coils of the layers.
本発明では、流体通流路を有する2次コイルを発熱体とするので、流体と発熱体との伝熱面積が大きく、発熱体の加熱温度を必要以上に高めることなく、流体を所望の温度に加熱することができるとともに、1次コイルを2層に分割し、分割した2層の間に2次コイルの加熱容器を配置するので、1次コイルとの磁気結合が改善され加熱効率を高めることができる。また、1次コイルの抵抗損による発熱を2次コイルの発熱体の両面より伝達することができ、1次コイルの熱の有効利用を図ることができる。 In the present invention, since the secondary coil having the fluid passage is used as a heating element, the heat transfer area between the fluid and the heating element is large, and the fluid is heated to a desired temperature without increasing the heating temperature of the heating element more than necessary. The primary coil is divided into two layers, and the heating container of the secondary coil is disposed between the two divided layers, so that the magnetic coupling with the primary coil is improved and the heating efficiency is increased. be able to. Further, heat generated by the resistance loss of the primary coil can be transmitted from both surfaces of the heating element of the secondary coil, and effective use of the heat of the primary coil can be achieved.
鉄心に巻回した1次コイルの外周に巻回し、2次コイルとして機能する流体通流路を有する加熱容器とからなる流体加熱装置において、加熱容器から外部へ放出される熱を抑制し、また、1次コイルと加熱容器との磁気結合を良くする目的を、1次コイルを2層に分割し、その2層の間に2次コイルを配置することにより実現した。 In a fluid heating apparatus comprising a heating container having a fluid passage that functions as a secondary coil wound around the outer periphery of a primary coil wound around an iron core, heat released from the heating container to the outside is suppressed, and The purpose of improving the magnetic coupling between the primary coil and the heating container was realized by dividing the primary coil into two layers and arranging the secondary coil between the two layers.
図1は、本発明の実施例に係る流体加熱装置の片面断面図である。なお、図2および図3に示す流体加熱装置と対応する部分には同一の符号を付している。この例の流体加熱装置では、1次コイルを2分割15a、15bし、その間に絶縁兼保温部材16を介して中空螺旋状の2次コイルの加熱容器1aを配置されている。
FIG. 1 is a one-side cross-sectional view of a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to the fluid heating apparatus shown to FIG. 2 and FIG. In the fluid heating apparatus of this example, the primary coil is divided into two
すなわち鉄心14に1次コイルの一部15aを巻回し、1次コイル15aの外周に絶縁兼保温部材16を重ね、その外周に流体が通流するパイプからなる2次コイル1aを巻回し、その2次コイル1aの外周に絶縁兼保温部材16を重ね、その絶縁兼保温部材16の外周に1次コイルの他の一部15bを巻回し、2次コイル1aの両端同士を電気的に短絡して構成されている。
That is, a
このように構成した流体加熱装置を、図2に示す熱媒体通流ローラ装置の流体加熱装置として使用する場合、1次コイル15a、15bに交流電圧が印加されると2次コイルの加熱容器1aに短絡電流が流れ、その電流で加熱容器1aは抵抗発熱し、その熱が加熱容器1aのパイプ内を通流する流体に伝達され流体は加熱される。この場合、加熱容器1a全体が発熱体となるので、流体と発熱体の接触面積が広く、熱伝達特性が高められ、流体や発熱体の過熱をなくすることができる効果を維持しながら、2次コイル1aと1次コイル15a、15bとの磁気結合が良くなり、洩れインピーダンスが約半分程度に減少し、力率は90〜97%と従来よりも約2〜10%改善され、また、1次コイル15a、15bの抵抗損による発熱を2次コイル1aの加熱容器の両面より伝達することができ、加熱容器の冷却速度を緩め、保温効果を高めることができ、流体の温度変動に迅速に対応することができる。
When the fluid heating device configured as described above is used as the fluid heating device of the heat medium flow roller device shown in FIG. 2, when an AC voltage is applied to the
1 流体加熱装置
1a 加熱容器(2次コイル)
2 ロールシェル
2a 密閉室
3 ポンプ
4 ロータリジョイント
5 中子
6 貯油タンク
7 流体
14 鉄心
15a、15b 1次コイル
1 Fluid heating device 1a Heating container (secondary coil)
2
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005367865A JP2007168223A (en) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Fluid heating device and heat medium circulation roller device using the device |
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