JP5557539B2 - Induction heating roller device - Google Patents

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本発明は、誘導発熱ローラ装置に関し、特に冷却性能の優れた誘導発熱ローラ装置に関するものである。   The present invention relates to an induction heat roller device, and more particularly to an induction heat roller device having excellent cooling performance.

従来、例えばプラスチックフィルム、紙、布、不織布、合成繊維、金属箔等のシート材又はウェブ材、線(糸)材等の連続材の連続熱処理工程等には、回転するローラ本体の内部に誘導発熱機構を配置し、これによりローラ本体の周壁部を誘導電流によって発熱させる誘導発熱ローラ装置が用いられている。   Conventionally, for example, a continuous heat treatment process for a sheet material such as plastic film, paper, cloth, non-woven fabric, synthetic fiber, metal foil, or a continuous material such as a web material, a wire (thread) material, etc., is guided inside the rotating roller body. An induction heating roller device is used in which a heat generation mechanism is arranged to heat the peripheral wall portion of the roller body by an induced current.

そして近年、例えば連続材の種類を変更することに伴うローラ本体による加熱温度の変更を短時間で行う要請がある。また、延伸処理工程の終了後において、安全衛生上の観点から、ローラ本体の温度が一定温度以下に低下しなければ、作業者がその場から離れることができない。このようなことからローラ本体を可及的短時間で冷却する必要がある。さらに、誘導発熱ローラ装置を連続材の加熱に用いるだけでなく、冷却に用いる場合もあり、誘導発熱ローラ装置に冷却機能を持たせる必要がある。   In recent years, for example, there has been a request for changing the heating temperature by the roller body accompanying changing the type of continuous material in a short time. Further, after the end of the stretching process, from the viewpoint of health and safety, the operator cannot leave the site unless the temperature of the roller body is lowered below a certain temperature. For this reason, it is necessary to cool the roller body in as short a time as possible. Furthermore, the induction heating roller device is not only used for heating the continuous material but also used for cooling, and the induction heating roller device needs to have a cooling function.

このように誘導発熱ローラ装置に冷却機能を持たせたものとしては、特許文献1に示すように、ローラ本体の周壁内に中心軸方向に沿って、且つ周方向に等間隔に複数の冷却媒体通路を設け、当該冷却媒体通路内に冷却媒体を循環させることによって、ローラ本体を冷却させるものが考えられている。   In this way, the induction heating roller device is provided with a cooling function. As shown in Patent Document 1, a plurality of cooling media are arranged along the central axis in the circumferential wall of the roller body and at equal intervals in the circumferential direction. It has been considered that a roller body is cooled by providing a passage and circulating the cooling medium in the cooling medium passage.

しかしながら、冷却媒体通路に冷却媒体を循環させるためには、外部から冷却媒体をローラ本体又はその端部に一体的に設けた軸部(ジャーナル部)を介して供給する必要があり、ローラ本体又はそのジャーナル部は回転体であるため、ロータリジョイント又はメカニカルシールといった回転シール機構が必要となる。   However, in order to circulate the cooling medium in the cooling medium passage, it is necessary to supply the cooling medium from the outside through a roller body or a shaft portion (journal portion) integrally provided at the end portion thereof. Since the journal part is a rotating body, a rotary seal mechanism such as a rotary joint or a mechanical seal is required.

一方で、回転シール機構を用いない構成としては、特許文献2に示すように、ローラ本体の内部に冷却媒体を導入する冷媒導入機構と、当該冷媒導入機構により導入された冷却媒体をローラ本体の内周壁に向かって水滴状に散布する冷媒散布機構と、を備え、散布された冷却媒体がローラ本体の内周壁に接触して気化する際の気化潜熱(気化熱)によってローラ本体を冷却するものが考えられている。そして、冷媒散布機構は、軸方向に沿ってローラ本体の内周壁における一端部から他端部に亘って延設された吐出管を有し、当該吐出管の側壁に設けられた吐出口から冷却媒体を水滴状に散布するものである。   On the other hand, as a configuration not using the rotary seal mechanism, as shown in Patent Document 2, a refrigerant introduction mechanism that introduces a cooling medium into the roller main body, and a cooling medium introduced by the refrigerant introduction mechanism is used for the roller main body. A coolant spraying mechanism that sprays water droplets toward the inner peripheral wall, and cools the roller body by latent heat of vaporization (vaporization heat) when the sprayed cooling medium contacts and vaporizes the inner peripheral wall of the roller body Is considered. The refrigerant spraying mechanism has a discharge pipe extending from one end portion to the other end portion of the inner peripheral wall of the roller body along the axial direction, and is cooled from a discharge port provided on the side wall of the discharge pipe. The medium is sprayed in the form of water droplets.

しかしながら、冷却媒体を直接ローラ本体の内周壁に散布するものであるため、冷却媒体の中に含まれる不純物又は非蒸発成分がローラ本体の内周壁に堆積してしまう。また、冷媒散布機構の吐出管は微細な孔を通じて冷却媒体が散布されるように構成されているため、冷却媒体に含まれる塵等が微細な孔に詰まり、散布機構が目詰まりしてしまうことがあり、誘導発熱ローラ装置を分解して吐出管等を交換しなければならないという問題がある。さらに、誘導発熱ローラ装置では連続材を加熱する目的で加熱ローラとして使用する場合と、連続材を冷却する目的で冷却ローラとして使用する場合とが交互に発生する場合がある。この場合、冷却ローラとして使用した後に加熱ローラとして使用する場合には、冷媒散布機構の吐出管内に滞留している冷却媒体がローラ本体からの伝熱により加熱されて、場合によっては沸騰を起こす恐れがある。   However, since the cooling medium is directly sprayed on the inner peripheral wall of the roller body, impurities or non-evaporated components contained in the cooling medium are deposited on the inner peripheral wall of the roller body. In addition, the discharge pipe of the refrigerant spraying mechanism is configured so that the cooling medium is sprayed through the fine holes, so that dust or the like contained in the cooling medium is clogged into the fine holes and the spraying mechanism is clogged. There is a problem in that the induction heating roller device must be disassembled and the discharge pipe or the like must be replaced. Furthermore, in the induction heating roller device, the case where the continuous material is used as a heating roller for the purpose of heating and the case where the continuous material is used as a cooling roller for the purpose of cooling may occur alternately. In this case, when used as a heating roller after being used as a cooling roller, the cooling medium staying in the discharge pipe of the refrigerant spraying mechanism is heated by heat transfer from the roller body, possibly causing boiling. There is.

このような問題点を解決すべく、本出願人は、ローラ本体に回転シール機構を設ける必要が無く、ローラ本体の腐食を抑制しながらも、ローラ本体を冷却するために、回転自在に支持されたローラ本体と、ローラ本体の内部においてローラ本体に対して静止状態に保持され、ローラ本体を誘導発熱させる誘導発熱機構と、霧状の冷却媒体をローラ本体及び誘導発熱機構の間に形成される隙間部に導入するとともに、当該冷却媒体を隙間部から外部に排出する冷却機構とを備えた誘導発熱ローラ装置の開発を進めている。この誘導発熱ローラ装置は、霧状の冷却媒体をローラ本体内に導入することにより、霧状の冷却媒体がローラ本体の内周壁に接触して蒸発するときの気化潜熱及び霧状の冷却媒体がローラ本体内で温度上昇するときの顕熱並びに気化蒸発するときの潜熱によりローラ本体又は誘導発熱機構を冷却するというものである。   In order to solve such problems, the present applicant does not need to provide a rotation seal mechanism in the roller body, and is supported rotatably in order to cool the roller body while suppressing corrosion of the roller body. A roller body, an induction heating mechanism that is held stationary with respect to the roller body inside the roller body, and causes the roller body to generate heat, and a mist-like cooling medium is formed between the roller body and the induction heating mechanism. Development of an induction heating roller device that includes a cooling mechanism that introduces the cooling medium into the gap and discharges the cooling medium to the outside through the gap is underway. In this induction heating roller device, by introducing a mist-like cooling medium into the roller main body, the latent heat of vaporization and the mist-like cooling medium when the mist-like cooling medium evaporates in contact with the inner peripheral wall of the roller main body are generated. The roller body or the induction heating mechanism is cooled by sensible heat when the temperature rises in the roller body and by latent heat when vaporizing and evaporating.

しかしながら、ローラ本体の所望の温度に冷却した後に霧状の冷却媒体の供給を停止しても、当該隙間部に霧状の冷却媒体が残留している。そうすると、残留した霧状の冷却媒体がローラ本体の内側周面で結露してしまい、ローラ本体において錆が生じてしまう可能性がある。また、残留した冷却媒体が誘導発熱機構の誘導コイルで結露することによって、誘導コイルの絶縁低下を招き、最悪の場合には短絡事故を引き起こしてしまう可能性がある。   However, even if the supply of the mist-like cooling medium is stopped after the roller body is cooled to a desired temperature, the mist-like cooling medium remains in the gap portion. If it does so, the residual mist-like cooling medium may condense on the inner peripheral surface of the roller body, and rust may be generated in the roller body. In addition, condensation of the remaining cooling medium by the induction coil of the induction heating mechanism may lead to a decrease in insulation of the induction coil, which may cause a short-circuit accident in the worst case.

特開2000−353588号公報JP 2000-353588 A 特開2003−269442号公報JP 2003-269442 A

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、霧状の冷却媒体を用いてローラ本体及び/又は誘導発熱機構を冷却する誘導発熱ローラ装置において、ローラ本体及び/又は誘導発熱機構の冷却を停止している段階において、霧状に冷却媒体により引き起こされるローラ本体内部の錆の発生及び/又は誘導発熱機構の絶縁低下を防止することをその主たる所期課題とするものである。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems all at once, and in an induction heating roller device that cools a roller body and / or an induction heating mechanism using a mist-like cooling medium, the roller body and / or Alternatively, in the stage where the cooling of the induction heating mechanism is stopped, the main intended problem is to prevent the generation of rust inside the roller body caused by the cooling medium in the form of a mist and / or the insulation deterioration of the induction heating mechanism. Is.

すなわち本発明に係る誘導発熱ローラ装置は、回転自在に支持されたローラ本体と、前記ローラ本体の内部に配置され、前記ローラ本体を誘導発熱させる誘導発熱機構と、霧状の冷却媒体を前記ローラ本体及び前記誘導発熱機構の間に形成される隙間部に導入するとともに、当該冷却媒体を隙間部から外部に排出する冷却機構と、前記霧状の冷却媒体の供給停止後において、前記隙間部内にガスを供給して、前記隙間部内に存在する冷却媒体を外部に排出するガス供給機構とを備えることを特徴とする。
That is, an induction heating roller device according to the present invention includes a roller body that is rotatably supported, an induction heating mechanism that is disposed inside the roller body and that causes the roller body to generate heat, and a mist-like cooling medium is used as the roller. A cooling mechanism that is introduced into a gap formed between the main body and the induction heating mechanism and discharges the cooling medium to the outside from the gap, and after the supply of the mist-like cooling medium is stopped, And a gas supply mechanism for supplying a gas and discharging the cooling medium existing in the gap to the outside.

このようなものであれば、霧状の冷却媒体の供給停止後において、隙間部にガスを供給して隙間部内に残留している冷却媒体を外部に排出することにより、霧状の冷却媒体が結露してローラ本体に付着して錆を発生させることを防止することができる。また、結露した冷却媒体が誘導発熱機構に付着することによる絶縁低下及び短絡事故を防止することができる。さらに、隙間部にガスを供給することによって隙間部内において既に結露している冷却媒体の気化蒸発を促進することができ、これによってもローラ本体内部での錆の発生及び誘導発熱機構の絶縁低下を防止することができる。   In such a case, after the supply of the mist-like cooling medium is stopped, the mist-like cooling medium is obtained by supplying the gas to the gap and discharging the cooling medium remaining in the gap to the outside. It is possible to prevent dew condensation and adhesion to the roller body to generate rust. Further, it is possible to prevent insulation deterioration and short circuit accidents due to the condensed cooling medium adhering to the induction heating mechanism. Further, by supplying gas to the gap portion, vaporization and evaporation of the cooling medium already condensed in the gap portion can be promoted, and this also reduces the generation of rust in the roller body and the insulation heat generation mechanism. Can be prevented.

霧状の冷却媒体の供給停止後において隙間部内に残留している霧状の冷却媒体を結露する前に効率よく外部に排出するためには、前記ガス供給機構が、前記霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間、前記隙間部にガスを供給するものであることが望ましい。また、ガス供給のタイミングとしては、霧状の冷却媒体の供給停止直後でなくとも、その供給停止後所定時間経過後にガスを供給するものでもよい。   In order to efficiently discharge the mist-like cooling medium remaining in the gap portion after the supply of the mist-like cooling medium to the outside before dew condensation, the gas supply mechanism is provided with the mist-like cooling medium. It is desirable that gas is supplied to the gap portion for a certain period immediately after the supply is stopped. Further, the gas supply timing may not be immediately after the supply of the mist-like cooling medium is stopped, but the gas may be supplied after a predetermined time has elapsed after the supply stop.

霧状の冷却媒体の供給停止後にガスを供給することによって隙間部内の霧状の冷却媒体が減り、多量のガスを供給する必要がなくなる。一方で、霧状の冷却媒体を外部に排出する必要がなくなっても結露している冷却媒体を蒸発気化させると共に、更なる結露を防止する必要がある。この観点から、前記ガス供給機構が、前記霧状の冷却媒体の供給停止からの経過時間に応じて、前記隙間部に供給するガス流量を調整するものであることが望ましい。   By supplying the gas after the supply of the mist-like cooling medium is stopped, the mist-like cooling medium in the gap is reduced, and it is not necessary to supply a large amount of gas. On the other hand, even if it is not necessary to discharge the mist-like cooling medium to the outside, it is necessary to evaporate the condensed cooling medium and to prevent further condensation. From this point of view, it is preferable that the gas supply mechanism adjusts the gas flow rate supplied to the gap portion according to the elapsed time from the supply stop of the mist-like cooling medium.

冷却機構及びガス供給機構を共通として誘導発熱ローラ装置の構成を簡略化するためには、前記冷却機構が、霧状の冷却媒体を生成するミスト生成装置と、前記ミスト生成装置に圧縮空気を供給する圧縮空気供給回路と、前記ミスト生成装置に冷却媒体を供給する冷却媒体供給回路とを有し、前記ガス供給機構が、前記圧縮空気供給回路を用いて構成され、前記冷却媒体供給回路を閉止した後において、前記圧縮空気供給回路からの圧縮空気を、前記ミスト生成装置を介して前記隙間部に供給するものであることが望ましい。   In order to simplify the configuration of the induction heating roller device using a common cooling mechanism and gas supply mechanism, the cooling mechanism supplies a mist generating device that generates a mist-like cooling medium and compressed air to the mist generating device. And a cooling medium supply circuit for supplying a cooling medium to the mist generating device, wherein the gas supply mechanism is configured using the compressed air supply circuit, and the cooling medium supply circuit is closed. After that, it is desirable to supply the compressed air from the compressed air supply circuit to the gap through the mist generating device.

霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間は、残留している霧状の冷却媒体の除去及び結露した冷却媒体の除去を行うと共に、その一定期間経過後は、内部結露の防止及び結露した冷却媒体の除去を行うためには、前記圧縮空気供給回路が、圧縮空気源及びミスト生成装置の間において分岐しており、前記ミスト生成装置に霧状の冷却媒体生成用の高圧空気を供給するための高圧用減圧弁を有する第1分岐路と、前記ミスト生成装置に低圧空気を供給するための低圧用減圧弁を有する第2分岐路と、前記第1分岐路及び前記第2分岐路を切り替える切替機構とを有し、前記ガス供給機構が、前記隙間部への霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間は、前記切替機構により前記第1分岐路を用いて高圧空気を供給し、当該一定期間経過後は、前記切替機構により前記第2分岐路を用いて低圧空気を供給するように構成されていることが望ましい。これならば、第1分岐路及び第2分岐路を切り替えるだけという簡単な構成及び制御により、隙間部に供給されるガスの流量を変更することができる。   Immediately after the supply of the mist-like cooling medium is stopped, the remaining mist-like cooling medium is removed and the condensed cooling medium is removed, and after that period, internal condensation is prevented and condensation is formed. In order to remove the cooling medium, the compressed air supply circuit branches between the compressed air source and the mist generating device, and supplies the mist generating device with high-pressure air for generating a mist-like cooling medium. A first branch path having a high-pressure pressure reducing valve, a second branch path having a low-pressure pressure reducing valve for supplying low-pressure air to the mist generating device, the first branch path, and the second branch path. A switching mechanism for switching, and the gas supply mechanism supplies high-pressure air using the first branch path by the switching mechanism for a certain period immediately after the supply of the mist-like cooling medium to the gap is stopped. After a certain period of time It is preferably configured to supply low pressure air with the second branch passage by the switching mechanism. If it is this, the flow volume of the gas supplied to a clearance gap part can be changed by the simple structure and control which only switch a 1st branch path and a 2nd branch path.

霧状の冷却媒体を供給しない状態においてローラ本体内部における結露をより完全に防止するためには、前記低圧空気の供給が、前記隙間部への霧状の冷却媒体の供給、及び霧状の冷却媒体の供給後の高圧空気の供給以外において連続的に行われるように構成されていることが望ましい。   In order to prevent condensation within the roller body in a state where no mist-like cooling medium is supplied, the low-pressure air is supplied by supplying the mist-like cooling medium to the gap and the mist-like cooling. It is desirable that the operation is continuously performed except for the supply of high-pressure air after the supply of the medium.

このように構成した本発明によれば、霧状の冷却媒体を用いてローラ本体又は誘導発熱機構を冷却する誘導発熱ローラ装置において、ローラ本体又は誘導発熱機構の冷却を停止している段階において、霧状に冷却媒体により引き起こされるローラ本体内部の錆の発生又は誘導発熱機構の絶縁低下を防止することができる。   According to the present invention configured as described above, in the induction heating roller device that cools the roller body or the induction heating mechanism using the mist-like cooling medium, in the stage where the cooling of the roller body or the induction heating mechanism is stopped, Generation of rust inside the roller body caused by the cooling medium in the form of mist or insulation deterioration of the induction heating mechanism can be prevented.

本発明の一実施形態に係る誘導発熱ローラ装置の断面図である。It is sectional drawing of the induction heating roller apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態における各供給回路の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of each supply circuit in the same embodiment. 同実施形態における温度制御装置の制御回路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the control circuit of the temperature control apparatus in the embodiment. 同実施形態における温度制御装置の制御フローを示す図である。It is a figure which shows the control flow of the temperature control apparatus in the embodiment.

以下に本発明に係る誘導発熱ローラ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of an induction heat roller device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る誘導発熱ローラ装置100は、例えばプラスチックフィルム、紙、布、不織布、合成繊維、金属箔等のシート材又はウェブ材、線(糸)材等の連続材の連続熱処理工程等において用いられるものである。   The induction heating roller device 100 according to the present embodiment is, for example, in a continuous heat treatment process of a continuous material such as a sheet material such as a plastic film, paper, cloth, nonwoven fabric, synthetic fiber, and metal foil, a web material, and a wire (thread) material. It is used.

具体的にこのものは、図1に示すように、回転自在に支持された中空円筒状のローラ本体2と、このローラ本体2内に収容される誘導発熱機構3と、を備えている。   Specifically, as shown in FIG. 1, this includes a hollow cylindrical roller body 2 that is rotatably supported, and an induction heating mechanism 3 that is accommodated in the roller body 2.

ローラ本体2の両端部には、ジャーナル41がOリング等のシール部材S1を介して取り付けられている。このシール部材S1により後述の霧状の冷却媒体が外部に漏洩することを防止している。また、ジャーナル41は、中空の駆動軸42と一体に構成されており、駆動軸42は、転がり軸受等の軸受51を介して機台52に回転自在に支持されている。そして、ローラ本体2は、例えばモータ等の回転駆動機構(不図示)により外部から与えられる駆動力によって回転されるように構成されている。   Journals 41 are attached to both ends of the roller body 2 via seal members S1 such as O-rings. This sealing member S1 prevents a mist-like cooling medium described later from leaking to the outside. Further, the journal 41 is configured integrally with a hollow drive shaft 42, and the drive shaft 42 is rotatably supported by the machine base 52 via a bearing 51 such as a rolling bearing. The roller body 2 is configured to be rotated by a driving force applied from the outside by a rotation driving mechanism (not shown) such as a motor.

誘導発熱機構3は、円筒形状をなす円筒状鉄心31と、当該円筒状鉄心31の外側周面に巻装された誘導コイル32とから構成されている。円筒状鉄心31の両端部にはそれぞれ、支持軸6が取り付けられている。この支持軸6は、それぞれ駆動軸42の内部に挿通されており、転がり軸受等の軸受7を介して駆動軸42に対して回転自在に支持されている。これにより、誘導発熱機構3は、回転するローラ本体2の内部において、静止状態で保持される。誘導コイル32には、リード線L2が接続されており、このリード線L2には、交流電圧を印加するための交流電源Vが電力調整装置11を介して接続されている。なお、支持軸6の外面と駆動軸42の内面との間には、オイルシール又はラビリンスシール等のシール機構S2が設けられており、霧状の冷却媒体が外部に漏洩しないように構成している。

The induction heating mechanism 3 includes a cylindrical iron core 31 having a cylindrical shape, and an induction coil 32 wound around the outer peripheral surface of the cylindrical iron core 31. Support shafts 6 are attached to both ends of the cylindrical iron core 31, respectively. Each of the support shafts 6 is inserted into the drive shaft 42 and is rotatably supported with respect to the drive shaft 42 via a bearing 7 such as a rolling bearing. Thereby, the induction heating mechanism 3 is held in a stationary state inside the rotating roller body 2. A lead wire L <b> 2 is connected to the induction coil 32, and an AC power source V for applying an AC voltage is connected to the lead wire L <b> 2 via the power adjustment device 11. A seal mechanism S2 such as an oil seal or a labyrinth seal is provided between the outer surface of the support shaft 6 and the inner surface of the drive shaft 42 so that the mist-like cooling medium does not leak to the outside. Yes.

このような誘導発熱機構3により、誘導コイル32に交流電圧が印加されると交番磁束が発生し、その交番磁束はローラ本体2の側周壁21を通過する。この通過によりローラ本体2に誘導電流が発生し、その誘導電流でローラ本体2はジュール発熱する。   With such an induction heating mechanism 3, an alternating magnetic flux is generated when an AC voltage is applied to the induction coil 32, and the alternating magnetic flux passes through the side peripheral wall 21 of the roller body 2. This passage generates an induced current in the roller body 2, and the roller body 2 generates Joule heat by the induced current.

そして、本実施形態の誘導発熱ローラ装置100は、ローラ本体2及び誘導発熱機構3を霧状の冷却媒体により冷却する冷却機構8を備えている。   The induction heat roller device 100 of this embodiment includes a cooling mechanism 8 that cools the roller body 2 and the induction heat generation mechanism 3 with a mist-like cooling medium.

この冷却機構8は、図1に示すように、霧状の冷却媒体をローラ本体2及び誘導発熱機構3の間に形成される概略筒状をなす隙間部Xの軸方向一端部から導入するとともに、隙間部Xの軸方向他端部から冷却媒体をローラ本体2外部に排出することにより、ローラ本体2及び誘導発熱機構3を冷却するものである。なお、軸方向とは、図1の矢印に示すように紙面左右方向である。   As shown in FIG. 1, the cooling mechanism 8 introduces a mist-like cooling medium from one end in the axial direction of a substantially cylindrical gap X formed between the roller body 2 and the induction heating mechanism 3. The roller main body 2 and the induction heating mechanism 3 are cooled by discharging the cooling medium from the other axial end of the gap X to the outside of the roller main body 2. The axial direction is the left-right direction of the paper as indicated by the arrows in FIG.

具体的にこのものは、霧状の冷却媒体を生成するミスト生成装置81と、ミスト生成装置81に圧縮空気を供給する圧縮空気供給回路82と、ミスト生成装置81に冷却媒体である水を供給する冷却媒体供給回路83と、ミスト生成装置81からの霧状の冷却媒体を隙間部Xの軸方向一端部から導入する冷却媒体導入路84と、隙間部Xを通過した冷却媒体を軸方向他端部から外部に排出するための冷却媒体排出路85と、を備えている。   Specifically, this is a mist generating device 81 that generates a mist-like cooling medium, a compressed air supply circuit 82 that supplies compressed air to the mist generating device 81, and water that is a cooling medium is supplied to the mist generating device 81. The cooling medium supply circuit 83 that performs the cooling medium introduction path 84 that introduces the mist-like cooling medium from the mist generating device 81 from one end in the axial direction of the gap X, and the cooling medium that has passed through the gap X in the axial direction, etc. And a cooling medium discharge path 85 for discharging from the end to the outside.

隙間部Xは、気密性を有するものであり、主として、ローラ本体2の内周壁面と誘導発熱機構3の外側周面とにより形成される概略円筒状の隙間X1、および、ローラ本体2の両端部に設けられたジャーナル41の内面と誘導発熱機構3の軸方向端面とにより形成される概略円環状の隙間X2からなる。   The gap portion X has airtightness, and is mainly a substantially cylindrical gap X1 formed by the inner peripheral wall surface of the roller body 2 and the outer peripheral surface of the induction heating mechanism 3, and both ends of the roller body 2. It consists of a substantially annular gap X2 formed by the inner surface of the journal 41 provided in the section and the axial end surface of the induction heating mechanism 3.

ミスト生成装置81は、圧縮空気供給回路82からの圧縮空気と冷却媒体供給回路83からの水とを混合して霧状(ミスト状)の冷却媒体を生成するものである。この霧状の冷却媒体は、噴射された直後に気化蒸発しない程度の粒径であって、且つ、空気とともに運搬される過程で重力で落下したり、流路の屈曲部において壁面に衝突して液化しない程度の粒径である。具体的に霧状の冷却媒体は、30〜100μmの範囲の粒径を有するものである。   The mist generating device 81 mixes the compressed air from the compressed air supply circuit 82 and the water from the cooling medium supply circuit 83 to generate a mist (mist) cooling medium. This mist-like cooling medium has a particle size that does not vaporize and evaporate immediately after being injected, and falls by gravity in the process of being transported with air, or collides with a wall surface at a bent portion of the flow path. The particle size is such that it does not liquefy. Specifically, the mist-like cooling medium has a particle size in the range of 30 to 100 μm.

圧縮空気供給回路82は、圧縮空気源821と、一端が圧縮空気源821に接続され、他端がミスト生成装置81に接続される圧縮空気配管822と、当該圧縮空気配管822上に設けられ、ミスト生成装置81への圧縮空気の供給、停止を制御する開閉弁823と、当該開閉弁823の下流に設けられ、ミスト生成装置81に供給される圧縮空気の流量を調整する流量調整弁824(本実施形態では減圧弁)を備えている。なお、圧縮空気供給回路82の具体的な構成及び開閉弁823に対する温度制御装置TCの具体的な制御態様については後述する。   The compressed air supply circuit 82 is provided on a compressed air source 821, a compressed air pipe 822 having one end connected to the compressed air source 821, and the other end connected to the mist generating device 81, and the compressed air pipe 822. An on-off valve 823 that controls the supply and stop of compressed air to the mist generating device 81 and a flow rate adjusting valve 824 that is provided downstream of the on-off valve 823 and adjusts the flow rate of the compressed air supplied to the mist generating device 81 ( In this embodiment, a pressure reducing valve) is provided. The specific configuration of the compressed air supply circuit 82 and the specific control mode of the temperature control device TC for the on-off valve 823 will be described later.

冷却媒体供給回路83は、貯水タンク831と、一端が貯水タンク831に接続され、他端がミスト生成装置81に接続される冷却媒体配管832と、当該冷却媒体配管832上に設けられ、ミスト生成装置81への冷却媒体の供給、停止を制御するための開閉弁833と、当該開閉弁833の下流に設けられ、ミスト生成装置81に供給される冷却媒体の流量を調整する流量調整弁834(本実施形態では減圧弁)とを備えている。なお、開閉弁833は、温度制御装置TCからのON/OFF信号により開閉する電磁弁であり、温度制御装置TCの具体的な制御態様については後述する。   The cooling medium supply circuit 83 is provided on the water storage tank 831, a cooling medium pipe 832 having one end connected to the water storage tank 831 and the other end connected to the mist generating device 81, and the cooling medium pipe 832. An on-off valve 833 for controlling the supply and stop of the cooling medium to the device 81 and a flow rate adjusting valve 834 (downstream valve 833 provided downstream of the on-off valve 833 for adjusting the flow rate of the cooling medium supplied to the mist generating device 81) In this embodiment, a pressure reducing valve) is provided. The on-off valve 833 is an electromagnetic valve that opens and closes by an ON / OFF signal from the temperature control device TC, and a specific control mode of the temperature control device TC will be described later.

冷却媒体導入路84は、誘導発熱機構3の一端部に設けられた支持軸6(以下、この支持軸を6Aとする。)の内部に中心軸に沿って形成された中空部61により構成されている。具体的に中空部61は、支持軸6Aの中心軸と同軸上に形成された概略円柱形状をなす空間である。   The cooling medium introduction path 84 is configured by a hollow portion 61 formed along a central axis inside a support shaft 6 (hereinafter, this support shaft is referred to as 6A) provided at one end of the induction heating mechanism 3. ing. Specifically, the hollow portion 61 is a space having a substantially cylindrical shape formed coaxially with the central axis of the support shaft 6A.

中空部61は支持軸6Aの外部端面において開口しており、この開口部に前記ミスト生成装置81の吐出口81sが中空部61内部を向くように取り付けられる。具体的には中空部61の中心軸上にミスト生成装置81の吐出口81sが位置するように取り付けられている。このようにミスト生成装置81を、目詰まり等の不具合時に誘導発熱ローラ装置100から容易に着脱できる位置に設けている。なお、中空部61の開口部とミスト生成装置81とはシール構造(不図示)を介して着脱可能に取り付けられている。   The hollow portion 61 is opened at the outer end surface of the support shaft 6A, and the discharge port 81s of the mist generating device 81 is attached to the opening portion so as to face the hollow portion 61. Specifically, the discharge port 81 s of the mist generating device 81 is attached on the central axis of the hollow portion 61. In this way, the mist generating device 81 is provided at a position where it can be easily attached to and detached from the induction heat roller device 100 when there is a malfunction such as clogging. In addition, the opening part of the hollow part 61 and the mist production | generation apparatus 81 are attached so that attachment or detachment is possible via the seal structure (not shown).

また中空部61は、支持軸6Aの基端部(誘導発熱機構3側の端部)において複数の貫通孔61Hを介して隙間部Xと連通している。この貫通孔61Hが冷却媒体導入路84の下流側開口を形成している。この貫通孔61Hは、隙間部Xの軸方向一端部(本実施形態では隙間X2)に配置されており、支持軸6Aにおいてラジアル方向に複数個等間隔に形成されている。   The hollow portion 61 communicates with the gap portion X through a plurality of through holes 61H at the base end portion (end portion on the induction heating mechanism 3 side) of the support shaft 6A. The through hole 61H forms an opening on the downstream side of the cooling medium introduction path 84. The through holes 61H are arranged at one end in the axial direction of the gap X (the gap X2 in the present embodiment), and are formed at equal intervals in the radial direction on the support shaft 6A.

冷却媒体排出路85は、誘導発熱機構3の他端部に設けられた支持軸6(以下、この支持軸を6Bとする。)の内部に沿って設けられた冷却媒体排出管85Tにより構成されている。この冷却媒体排出管85Tは、支持軸6Bの内部に中心軸にそって形成された中空部62内に挿入して設けられ、支持軸6Bの基端部(誘導発熱機構3側の端部)において隙間部Xを向いて開口しており、当該開口が冷却媒体排出路85の上流側開口となる。そして、この上流側開口は、隙間部Xの軸方向他端部(本実施形態では隙間X2)に配置されている。なお、支持軸6Bの中空部62内には、前述した誘導コイル32に接続されるリード線L2も設けられる。   The cooling medium discharge path 85 is configured by a cooling medium discharge pipe 85T provided along the inside of a support shaft 6 (hereinafter, this support shaft is referred to as 6B) provided at the other end of the induction heating mechanism 3. ing. The cooling medium discharge pipe 85T is provided by being inserted into a hollow portion 62 formed along the center axis inside the support shaft 6B, and is provided at the base end portion (end portion on the induction heating mechanism 3 side) of the support shaft 6B. , The opening is directed toward the gap X, and the opening is the upstream opening of the cooling medium discharge path 85. And this upstream opening is arrange | positioned in the axial direction other end part (gap X2 in this embodiment) of the clearance gap X. FIG. In addition, the lead wire L2 connected to the induction coil 32 described above is also provided in the hollow portion 62 of the support shaft 6B.

また、支持軸6B外部における冷却媒体排出管85T上に、隙間部Xを減圧する減圧装置9が設けられている。この減圧装置9は、冷却媒体排出管85T上流側の空気を吸引して外部に排出することによって隙間部X内を減圧する。これにより、隙間部Xが減圧されて、隙間部Xに導入された霧状の冷却媒体が蒸発し易くして、ローラ本体2を冷却し易くすると共に、気化した冷却媒体がローラ本体2の内周壁及び誘導発熱機構3上で結露しにくくすることができる。また、減圧装置9によって霧状の冷却媒体が隙間部Xを所定の流速で通過するように構成している。具体的には、隙間部Xにおける霧状の冷却媒体の流速が0.3m/s以上とすることによって、高い熱伝導率を得ることができ、ローラ本体2の冷却効率を大幅に構造させることができる。   Further, a decompression device 9 for decompressing the gap X is provided on the cooling medium discharge pipe 85T outside the support shaft 6B. The decompression device 9 decompresses the inside of the gap X by sucking the air upstream of the cooling medium discharge pipe 85T and discharging it to the outside. As a result, the gap X is depressurized, the mist-like cooling medium introduced into the gap X is easily evaporated, the roller body 2 is easily cooled, and the vaporized cooling medium is contained in the roller body 2. It is possible to prevent condensation on the peripheral wall and the induction heating mechanism 3. Further, the decompression device 9 is configured so that the mist-like cooling medium passes through the gap X at a predetermined flow rate. Specifically, by setting the flow rate of the mist-like cooling medium in the gap portion X to 0.3 m / s or higher, high thermal conductivity can be obtained, and the cooling efficiency of the roller body 2 is greatly structured. Can do.

また、上記のとおり霧状の冷却媒体を隙間部Xに供給することから、隙間部Xを形成する部材表面、具体的にはローラ本体2の内周壁面、ジャーナル41の内面及び支持軸6の外周面に防錆処理を施している。また、誘導発熱機構3の外側周面には、冷却媒体による電気故障を防止するために防水膜Fが、略全体に亘って設けられている。この防水膜Fは、ローラ本体2内部のミスト濃度により決定される露点温度と、冷却動作時における誘導発熱機構3との関係で結露が懸念される場合に必要となるが、誘導発熱機構3の温度が前記露点温度以上であることが明らかな場合は省略可能である。   Further, since the mist-like cooling medium is supplied to the gap portion X as described above, the surface of the member forming the gap portion X, specifically, the inner peripheral wall surface of the roller body 2, the inner surface of the journal 41, and the support shaft 6 Rust prevention treatment is applied to the outer peripheral surface. In addition, a waterproof film F is provided on the outer peripheral surface of the induction heat generating mechanism 3 over substantially the entire surface in order to prevent electrical failure due to the cooling medium. This waterproof film F is necessary when there is a concern about condensation due to the relationship between the dew point temperature determined by the mist concentration inside the roller body 2 and the induction heating mechanism 3 during the cooling operation. If the temperature is clearly above the dew point temperature, it can be omitted.

このような冷却機構8によって、霧状の冷却媒体をローラ本体2内に導入することにより、霧状の冷却媒体がローラ本体2の内周壁に接触して蒸発するときの気化潜熱及び霧状の冷却媒体がローラ本体2内で温度上昇するときの顕熱並びに気化蒸発するときの潜熱によりローラ本体2又は誘導発熱機構3を冷却することができる。そして、霧状の冷却媒体をローラ本体2及び誘導発熱機構3の間に形成される概略筒状をなす隙間部Xの軸方向端部から導入するとともに、隙間部Xの軸方向端部から冷却媒体をローラ本体2外部に排出することにより、隙間部X全体に霧状の冷却媒体を行き渡らせることができる。また、霧状の冷却媒体を用いているので、ローラ本体2に接触する冷却媒体を少なくすることができ、ローラ本体2内壁の腐食、不純物の堆積等を抑制することができる。例えば、誘導発熱ローラ装置のローラ本体2の温度を200℃から150℃に自然冷却する場合には約30分かかるところ、この冷却機構8を用いることによってローラ本体2の温度を200℃から150℃に冷却する時間を約10分に短縮することができる。   By introducing the mist-like cooling medium into the roller main body 2 by such a cooling mechanism 8, the latent heat of vaporization and the mist-like heat generated when the mist-like cooling medium contacts the inner peripheral wall of the roller main body 2 and evaporates. The roller body 2 or the induction heating mechanism 3 can be cooled by the sensible heat when the temperature of the cooling medium rises in the roller body 2 and the latent heat when it evaporates and evaporates. Then, the mist-like cooling medium is introduced from the axial end of the gap portion X formed between the roller body 2 and the induction heat generating mechanism 3 and is cooled from the axial end of the gap portion X. By discharging the medium to the outside of the roller body 2, the mist-like cooling medium can be spread over the entire gap X. Moreover, since the mist-like cooling medium is used, the cooling medium in contact with the roller body 2 can be reduced, and corrosion of the inner wall of the roller body 2 and accumulation of impurities can be suppressed. For example, when the temperature of the roller body 2 of the induction heating roller device is naturally cooled from 200 ° C. to 150 ° C., it takes about 30 minutes. By using this cooling mechanism 8, the temperature of the roller body 2 is changed from 200 ° C. to 150 ° C. The cooling time can be reduced to about 10 minutes.

しかして、本実施形態の誘導発熱ローラ装置100は、冷却機構8による隙間部Xへの霧状の冷却媒体の供給停止後において、隙間部X内に冷却媒体除去用のガスを供給して、隙間部X内に存在する冷却媒体を外部に排出するガス供給機構をさらに備えている。   Thus, after the supply of the mist-like cooling medium to the gap X by the cooling mechanism 8 is stopped, the induction heating roller device 100 of the present embodiment supplies the cooling medium removal gas into the gap X, A gas supply mechanism for discharging the cooling medium present in the gap X to the outside is further provided.

このガス供給機構は、冷却機構8の構成の一部を用いて構成されている。具体的にガス供給機構は、圧縮空気供給回路82及び冷却媒体導入路84を用いて構成され、冷却機構8の冷却媒体供給回路83を閉止した後において、圧縮空気供給回路82からの圧縮空気を、ミスト生成装置81及び冷却媒体導入路84を介して隙間部Xに供給するものである。なお、隙間部Xに供給された空気は、冷却媒体排出路85を介して外部に排出される。   This gas supply mechanism is configured by using a part of the configuration of the cooling mechanism 8. Specifically, the gas supply mechanism is configured using a compressed air supply circuit 82 and a cooling medium introduction path 84. After the cooling medium supply circuit 83 of the cooling mechanism 8 is closed, the compressed air from the compressed air supply circuit 82 is supplied. The mist generating device 81 and the cooling medium introduction path 84 are supplied to the gap X. The air supplied to the gap X is discharged to the outside through the cooling medium discharge path 85.

ガス供給機構を構成する圧縮空気供給回路82は、図1及び図2に示すように、圧縮空気源821及びミスト生成装置81の間において圧縮空気配管822が分岐しており、ミスト生成装置81に霧状の冷却媒体生成用の高圧空気を供給するための高圧用減圧弁824Aを有する第1分岐路822Aと、ミスト生成装置81に低圧空気を供給するための低圧用減圧弁824Bを有する第2分岐路822Bと、第1分岐路822A及び第2分岐路822Bを切り替える切替機構とを有する。なお、第2分岐路822Bにより供給される低圧空気の流量は、第1分岐路822Aにより供給される高圧空気の流量よりも小さく設定されており、例えば10%程度に設定されている。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the compressed air supply circuit 82 constituting the gas supply mechanism has a compressed air pipe 822 branched between the compressed air source 821 and the mist generating device 81. A first branch passage 822A having a high-pressure pressure reducing valve 824A for supplying high-pressure air for generating a mist-like cooling medium, and a second low-pressure pressure reducing valve 824B for supplying low-pressure air to the mist generating device 81. It has a branch path 822B and a switching mechanism that switches between the first branch path 822A and the second branch path 822B. Note that the flow rate of the low-pressure air supplied from the second branch path 822B is set smaller than the flow rate of the high-pressure air supplied from the first branch path 822A, and is set to about 10%, for example.

本実施形態の切替機構は、第1分岐路822A及び第2分岐路822Bそれぞれに設けられた第1開閉弁823A及び第2開閉弁823Bにより構成されている。第1開閉弁823A及び第2開閉弁823Bは、温度制御装置TCからのON/OFF信号により開閉する電磁弁である。なお、切替機構としては、第1分岐路822A及び第2分岐路822Bの分岐点又は合流点に三方切換弁を設けることによって構成しても良い。   The switching mechanism of the present embodiment is configured by a first on-off valve 823A and a second on-off valve 823B provided on the first branch path 822A and the second branch path 822B, respectively. The first on-off valve 823A and the second on-off valve 823B are electromagnetic valves that are opened and closed by an ON / OFF signal from the temperature control device TC. In addition, as a switching mechanism, you may comprise by providing a three-way switching valve in the branch point or confluence | merging point of 1st branch path 822A and 2nd branch path 822B.

次に本実施形態の誘導発熱ローラ装置100の温度制御について、冷却機構8及びガス供給機構の動作とともに図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は温度制御装置TC内の圧縮空気供給回路82及び冷却媒体供給回路83の制御回路図であり、図4は、ローラ本体2の温度と、誘導発熱機構3(誘導コイル電力)、圧縮空気供給回路82(開閉弁823A及び823BのON/OFF)及び冷却媒体供給回路83(開閉弁833のON/OFF)の動作との対応関係を示す制御フローを示す図である。   Next, temperature control of the induction heating roller device 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 together with operations of the cooling mechanism 8 and the gas supply mechanism. 3 is a control circuit diagram of the compressed air supply circuit 82 and the cooling medium supply circuit 83 in the temperature control device TC. FIG. 4 shows the temperature of the roller body 2, the induction heating mechanism 3 (induction coil power), It is a figure which shows the control flow which shows a corresponding relationship with the operation | movement of the compressed air supply circuit 82 (ON / OFF of the on-off valve 823A and 823B) and the cooling medium supply circuit 83 (ON / OFF of the on-off valve 833).

温度制御装置TCは、ローラ本体2の周壁に埋設された温度センサ2Tの検出信号を温度検出装置(具体的には回転トランス)10を介して受け付けて、当該検出信号が示す検出温度(PV)及び予め定められた設定温度(SV)を比較し、検出温度(PV)が設定温度(SV)となるように誘導コイル32への電力供給と霧状の冷却媒体の供給とを制御する。なお、温度制御装置TCは、検出温度(PV)と設定温度(SV)との差に応じて、例えばサイリスタを用いて構成された電力調整装置11に誘導コイル32へ入力すべき信号を出力する。   The temperature control device TC receives a detection signal of a temperature sensor 2T embedded in the peripheral wall of the roller body 2 via a temperature detection device (specifically, a rotary transformer) 10, and detects a detection temperature (PV) indicated by the detection signal. Then, a predetermined set temperature (SV) is compared, and power supply to the induction coil 32 and supply of the mist-like cooling medium are controlled so that the detected temperature (PV) becomes the set temperature (SV). The temperature control device TC outputs a signal to be input to the induction coil 32 to the power adjustment device 11 configured using, for example, a thyristor, according to the difference between the detected temperature (PV) and the set temperature (SV). .

また、温度制御装置TCは、検出温度(PV)が設定温度(SV)よりも高い場合には、霧状の冷却媒体を隙間部Xに供給してローラ本体2を冷却すべく、圧縮空気供給回路82の第1分岐路822A上の第1開閉弁823A及び冷却媒体供給回路83上の開閉弁833にON信号を出力する。なお、図4においては、検出温度(PV)が設定温度(SV)+1℃よりも高い場合に霧状の冷却媒体を隙間部Xに供給する態様を示している。これにより、第1開閉弁823A及び開閉弁833が開放されて、ミスト生成装置81に圧縮空気及び冷却媒体が供給され、霧状の冷却媒体が生成される。   Further, when the detected temperature (PV) is higher than the set temperature (SV), the temperature controller TC supplies compressed air to supply the mist-like cooling medium to the gap X and cool the roller body 2. An ON signal is output to the first on-off valve 823A on the first branch path 822A of the circuit 82 and the on-off valve 833 on the cooling medium supply circuit 83. FIG. 4 shows a mode in which the mist-like cooling medium is supplied to the gap X when the detected temperature (PV) is higher than the set temperature (SV) + 1 ° C. Accordingly, the first on-off valve 823A and the on-off valve 833 are opened, and the compressed air and the cooling medium are supplied to the mist generating device 81, so that a mist-like cooling medium is generated.

その後、温度制御装置TCは、ローラ本体2が霧状の冷却媒体により冷却されて検出温度(PV)が設定温度(SV)を下回った段階で、霧状の冷却媒体の供給を停止するため、第1開閉弁823A及び開閉弁833にOFF信号を出力する。このとき、第1分岐路822A上の開閉弁823Aは遅延タイマT1により予め定められた設定時間だけ遅れて閉塞し、それまでの間、高圧空気のみがミスト生成装置81を介して隙間部X内に供給され続けることになる。つまり、高圧空気が、霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間、隙間部Xに供給され、隙間部Xに残留している霧状の冷却媒体を外部に排出することができるとともに既に結露している冷却媒体(結露水)を蒸発させて外部に排出することができる。また、高圧空気を停止直後に供給することにより、残留している霧状の冷却媒体が結露する時間を可及的に短くしている。   Thereafter, the temperature controller TC stops supplying the mist-like cooling medium when the roller body 2 is cooled by the mist-like cooling medium and the detected temperature (PV) falls below the set temperature (SV). An OFF signal is output to the first on-off valve 823A and the on-off valve 833. At this time, the on-off valve 823A on the first branch path 822A closes with a delay of a preset time by the delay timer T1, and until then, only high-pressure air passes through the mist generating device 81 in the gap X. Will continue to be supplied. That is, the high-pressure air is supplied to the gap X for a certain period immediately after the supply of the mist-like cooling medium is stopped, and the mist-like cooling medium remaining in the gap X can be discharged to the outside and the condensation has already occurred. The cooling medium (condensation water) is evaporated and discharged to the outside. Further, by supplying the high-pressure air immediately after the stop, the time during which the remaining mist-like cooling medium is condensed is shortened as much as possible.

そして、温度制御装置TCは、第1分岐路822A上の第1開閉弁823Aが閉塞した時点で、第2分岐路822B上の第2開閉弁823BにON信号を出力する。これにより、第2開閉弁823Bが開放されて、低圧空気のみがミスト生成装置81を介して隙間部X内に供給される。このように、隙間部Xへの霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間は、切替機構により第1分岐路822Aを用いて高圧空気を供給し、当該一定期間経過後は、切替機構により第2分岐路822Bを用いて低圧空気を供給するように構成されている。つまり、霧状の冷却媒体の供給停止からの経過時間に応じて、隙間部Xに供給するガス流量を2段階(高圧空気及び低圧空気)で調整するように構成されている。このように一定時間経過後において低圧空気を供給することにより、内部結露の防止及び結露した冷却媒体の除去を行うことができる。   Then, the temperature controller TC outputs an ON signal to the second on-off valve 823B on the second branch 822B when the first on-off valve 823A on the first branch 822A is closed. As a result, the second on-off valve 823B is opened, and only low-pressure air is supplied into the gap X via the mist generating device 81. Thus, high-pressure air is supplied using the first branch path 822A by the switching mechanism for a certain period immediately after the supply of the mist-like cooling medium to the gap X is stopped, and after the certain period has elapsed, the switching mechanism The second branch path 822B is used to supply low pressure air. In other words, the gas flow rate supplied to the gap X is adjusted in two steps (high pressure air and low pressure air) according to the elapsed time from the supply stop of the mist-like cooling medium. In this way, by supplying low-pressure air after a certain period of time, internal condensation can be prevented and the condensed cooling medium can be removed.

その後、霧状の冷却媒体の供給動作が開始されるまでの間、つまり、再び検出温度(PV)が設定温度(SV)を上回り冷却動作が開始されるまでの間、温度制御装置TCは、隙間部Xに低圧空気を供給し続けるように、第2開閉弁823BにON信号を出力し続ける。つまり、低圧空気の供給は、隙間部Xへの霧状の冷却媒体の供給、及び霧状の冷却媒体の供給後の高圧空気の供給以外において随時連続して行われるように構成されている。   Thereafter, until the supply operation of the mist-like cooling medium is started, that is, until the detection temperature (PV) exceeds the set temperature (SV) again and the cooling operation is started, the temperature control device TC The ON signal is continuously output to the second on-off valve 823B so that the low pressure air is continuously supplied to the gap X. That is, the supply of the low-pressure air is configured to be continuously performed at any time other than the supply of the mist-like cooling medium to the gap X and the supply of the high-pressure air after the supply of the mist-like cooling medium.

<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態に係る誘導発熱ローラ装置100によれば、霧状の冷却媒体の供給停止後において、隙間部Xにガスを供給して隙間部X内に残留している冷却媒体を外部に排出することにより、霧状の冷却媒体が結露してローラ本体2に付着して錆を発生させることを防止することができる。また、結露した冷却媒体が誘導発熱機構3に付着することによる絶縁低下及び短絡事故を防止することができる。さらに、隙間部Xにガスを供給することによって隙間部X内において既に結露している冷却媒体(結露水)の気化蒸発を促進することができ、これによってもローラ本体2内部での錆の発生及び誘導発熱機構3の絶縁低下を防止することができる。
<Effect of this embodiment>
According to the induction heating roller device 100 according to the present embodiment configured as described above, the cooling medium remaining in the gap X by supplying the gas to the gap X after the supply of the mist-like cooling medium is stopped. By discharging to the outside, it is possible to prevent the mist-like cooling medium from condensing and adhering to the roller body 2 to generate rust. Further, it is possible to prevent insulation deterioration and short circuit accidents due to the condensed cooling medium adhering to the induction heating mechanism 3. Further, by supplying gas to the gap X, it is possible to promote vaporization and evaporation of the cooling medium (condensation water) that has already condensed in the gap X, which also generates rust inside the roller body 2. And the insulation fall of the induction heating mechanism 3 can be prevented.

<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、前記実施形態では、冷却機構の一部の構成を用いてガス供給機構を構成し、誘導発熱ローラ装置の構成を簡略化するものであったが、その他、冷却機構とガス供給機構とを別構成としても良い。このとき、ガス供給機構により供給されるガスとしては、空気の他に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを用いることが考えられる。   For example, in the above-described embodiment, the gas supply mechanism is configured by using a part of the configuration of the cooling mechanism, and the configuration of the induction heat roller device is simplified. It is good also as another structure. At this time, as the gas supplied by the gas supply mechanism, it is conceivable to use an inert gas such as nitrogen gas or argon gas in addition to air.

また、前記実施形態では、霧状の冷却媒体の供給停止後において、高圧空気及び低圧空気の2段階供給を行うものであったが、その他、圧縮空気供給回路の分岐数を3つ以上にして、各分岐路において異なる減圧弁を用いることにより、霧状の冷却媒体の供給停止からの経過時間に応じて、3段階以上の空気の供給を行うようにしても良い。   In the above embodiment, the two-stage supply of high-pressure air and low-pressure air is performed after the supply of the mist-like cooling medium is stopped. In addition, the number of branches of the compressed air supply circuit is set to three or more. In addition, by using different pressure reducing valves in the respective branch paths, the air may be supplied in three or more stages according to the elapsed time since the supply of the mist-like cooling medium is stopped.

前記実施形態では、ジャーナルの一端側に冷却機構(ガス供給機構)、他端側に回転トランスが装備されており、ジャーナルの端部の一方に回転駆動機構を取り付ける場合、その構成が複雑になり、適用が難しくなることが考えられる。この場合、冷却機構を回転トランスが装備されている側と同一端部に設けることが望ましい。   In the above embodiment, a cooling mechanism (gas supply mechanism) is provided on one end side of the journal, and a rotary transformer is provided on the other end side. When the rotary drive mechanism is attached to one end of the journal, the configuration becomes complicated. , It can be difficult to apply. In this case, it is desirable to provide the cooling mechanism at the same end as the side where the rotary transformer is equipped.

また、前記実施形態では両持ち式の誘導発熱ローラ装置について説明したが、ジャーナルの一方のみを回転自在に2点支持する誘導発熱ローラ装置に適用することもできる。さらに、いわゆる片持ち型の誘導発熱ローラ装置に適用することもできる。   In the above-described embodiment, the dual-support induction heating roller device has been described. However, the invention can also be applied to an induction heating roller device that supports only one of the journals at two points in a freely rotatable manner. Furthermore, the present invention can be applied to a so-called cantilever induction heating roller device.

その上、冷却機構が、霧状の冷却媒体を生成するミスト生成装置と、ミスト生成装置に接続され、ローラ本体及び誘導発熱機構の間に形成される概略筒状をなす隙間部の軸方向に沿って配置された複数の冷却媒体供給口を有し、隙間部に霧状の冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、を備えるものであっても良い。このときガス供給機構は、圧縮空気供給回路及び冷却媒体供給管を用いて構成される。   In addition, the cooling mechanism is connected to the mist generating device for generating a mist-like cooling medium, and is connected to the mist generating device in the axial direction of a substantially cylindrical gap formed between the roller body and the induction heating mechanism. A cooling medium supply pipe that has a plurality of cooling medium supply ports arranged along the gap and supplies a mist-like cooling medium to the gap may be provided. At this time, the gas supply mechanism is configured using a compressed air supply circuit and a cooling medium supply pipe.

加えて、前記実施形態では、霧状の冷却媒体を隙間部の軸方向一端部から導入し、軸方向他端部から排出するように構成しているが、隙間部の軸方向一端部から導入して、同じ軸方向一端部から排出するようにしても良い。   In addition, in the embodiment, the mist-like cooling medium is introduced from one axial end of the gap and discharged from the other axial end, but is introduced from the axial one end of the gap. And you may make it discharge | emit from the same axial direction one end part.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100 ・・・誘導発熱ローラ装置
2 ・・・ローラ本体
3 ・・・誘導発熱機構
X ・・・隙間部
8 ・・・冷却機構
81 ・・・ミスト生成装置
82 ・・・圧縮空気供給回路
822A・・・第1分岐路
822B・・・第2分岐路
824A・・・高圧用減圧弁
824B・・・低圧用減圧弁
83 ・・・冷却媒体供給回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Induction heating roller apparatus 2 ... Roller main body 3 ... Induction heating mechanism X ... Gap part 8 ... Cooling mechanism 81 ... Mist production | generation apparatus 82 ... Compressed air supply circuit 822A ..First branch path 822B ... second branch path 824A ... high pressure reducing valve 824B ... low pressure reducing valve 83 ... cooling medium supply circuit

Claims (6)

回転自在に支持されたローラ本体と、
前記ローラ本体の内部に配置され、前記ローラ本体を誘導発熱させる誘導発熱機構と、
霧状の冷却媒体を前記ローラ本体及び前記誘導発熱機構の間に形成される隙間部に導入するとともに、当該冷却媒体を隙間部から外部に排出する冷却機構と、
前記霧状の冷却媒体の供給停止後において、前記隙間部内にガスを供給して、前記隙間部内に存在する冷却媒体を外部に排出するガス供給機構とを備える誘導発熱ローラ装置。
A roller body rotatably supported;
An induction heating mechanism that is disposed inside the roller body and causes the roller body to generate heat;
A cooling mechanism that introduces a mist-like cooling medium into a gap formed between the roller body and the induction heating mechanism, and discharges the cooling medium from the gap to the outside;
An induction heating roller device comprising: a gas supply mechanism that supplies gas into the gap and discharges the cooling medium existing in the gap after the supply of the mist-like cooling medium is stopped.
前記ガス供給機構が、前記霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間、前記隙間部にガスを供給するものである請求項1記載の誘導発熱ローラ装置。   The induction heat roller device according to claim 1, wherein the gas supply mechanism supplies gas to the gap portion for a certain period immediately after the supply of the mist-like cooling medium is stopped. 前記ガス供給機構が、前記霧状の冷却媒体の供給停止からの経過時間に応じて、前記隙間部に供給するガス流量を調整するものである請求項1又は2記載の誘導発熱ローラ装置。   The induction heating roller device according to claim 1 or 2, wherein the gas supply mechanism adjusts a gas flow rate supplied to the gap portion according to an elapsed time from the supply stop of the mist-like cooling medium. 前記冷却機構が、霧状の冷却媒体を生成するミスト生成装置と、前記ミスト生成装置に圧縮空気を供給する圧縮空気供給回路と、前記ミスト生成装置に冷却媒体を供給する冷却媒体供給回路とを有し、
前記ガス供給機構が、前記圧縮空気供給回路を用いて構成され、前記冷却媒体供給回路を閉止した後において、前記圧縮空気供給回路からの圧縮空気を、前記ミスト生成装置を介して前記隙間部に供給するものである請求項1、2又は3記載の誘導発熱ローラ装置。
The cooling mechanism includes a mist generating device that generates a mist-like cooling medium, a compressed air supply circuit that supplies compressed air to the mist generating device, and a cooling medium supply circuit that supplies a cooling medium to the mist generating device. Have
The gas supply mechanism is configured using the compressed air supply circuit, and after the cooling medium supply circuit is closed, the compressed air from the compressed air supply circuit is transferred to the gap through the mist generating device. The induction heating roller device according to claim 1, 2 or 3, which is supplied.
前記圧縮空気供給回路が、圧縮空気源及びミスト生成装置の間において分岐しており、前記ミスト生成装置に霧状の冷却媒体生成用の高圧空気を供給するための高圧用減圧弁を有する第1分岐路と、前記ミスト生成装置に低圧空気を供給するための低圧用減圧弁を有する第2分岐路と、前記第1分岐路及び前記第2分岐路を切り替える切替機構とを有し、
前記ガス供給機構が、前記隙間部への霧状の冷却媒体の供給停止直後から一定期間は、前記切替機構により前記第1分岐路を用いて高圧空気を供給し、当該一定期間経過後は、前記切替機構により前記第2分岐路を用いて低圧空気を供給するように構成されている請求項4記載の誘導発熱ローラ装置。
The compressed air supply circuit is branched between a compressed air source and a mist generating device, and has a high pressure reducing valve for supplying high pressure air for generating a mist-like cooling medium to the mist generating device. A branch path, a second branch path having a low pressure reducing valve for supplying low pressure air to the mist generating device, and a switching mechanism for switching the first branch path and the second branch path,
The gas supply mechanism supplies high-pressure air using the first branch path by the switching mechanism for a certain period immediately after the supply of the mist-like cooling medium to the gap is stopped, and after the certain period has elapsed, The induction heating roller device according to claim 4, wherein the switching mechanism is configured to supply low-pressure air using the second branch path.
前記低圧空気の供給が、前記隙間部への霧状の冷却媒体の供給、及び霧状の冷却媒体の供給後の高圧空気の供給以外において連続的に行われるように構成されている請求項5記載の誘導発熱ローラ装置。
The supply of the low-pressure air is continuously performed except for the supply of the mist-like cooling medium to the gap and the supply of high-pressure air after the supply of the mist-like cooling medium. The induction heating roller device as described.
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