JP7195604B2 - Induction heating roller device - Google Patents
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Description
本発明は、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 heating roller device.
従来の誘導発熱ローラ装置としては、特許文献1に示すように、誘導発熱されるローラ本体の側周壁に気液二相の熱媒体が封入されるジャケット室を設けたものがある。熱媒体が封入されたジャケット室はヒートパイプとして機能し、ローラ本体の側周壁の温度が均一化される。 As a conventional induction heating roller device, there is one in which a jacket chamber in which a gas-liquid two-phase heat medium is enclosed is provided in the side peripheral wall of a roller body that generates heat by induction, as shown in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100000. A jacket chamber in which a heat medium is enclosed functions as a heat pipe, and the temperature of the side peripheral wall of the roller body is made uniform.
ところで、従来のジャケット室の軸方向一端部には、ローラ本体の側周壁の温度が異常に上昇することによりジャケット室内の蒸気圧が所定値以上となった場合に、その圧力によりローラ本体が損傷するのを防止するため、圧力を開放するリリーフプラグが設けられている。具体的にジャケット室は、ローラ本体の側周壁に形成された軸方向に延びるジャケット室により構成されており、当該ドリル孔の一端部を塞ぐようにリリーフプラグが設けられている。 By the way, at one axial end of the conventional jacket chamber, when the temperature of the side peripheral wall of the roller body rises abnormally and the steam pressure in the jacket chamber rises above a predetermined value, the pressure damages the roller body. A relief plug is provided to relieve pressure. Specifically, the jacket chamber is configured by an axially extending jacket chamber formed in the side peripheral wall of the roller body, and a relief plug is provided so as to close one end of the drill hole.
しかしながら、上記の構成では、ジャケット室とリリーフプラグとが同軸上に設けられており、ローラ本体の半径方向の位置がジャケット室とリリーフプラグとで同じとなるため、ジャケット室の均温作用によって、ローラ本体の側周壁の温度とリリーフプラグの取り付け温度とがほぼ等しくなってしまう。そのため、ローラ本体の側周壁の温度がリリーフプラグの動作を確実に行わせるための温度によって制約を受けてしまう。特にリリーフプラグが、所定の温度で溶融する可溶性金属を用いて構成され、当該可溶性金属が溶融することによって圧力開放するものの場合には、ローラ本体の側周壁の加熱温度が可溶性金属の溶融温度により制約を受けてしまう。 However, in the above configuration, the jacket chamber and the relief plug are provided coaxially, and the radial position of the roller body is the same for the jacket chamber and the relief plug. The temperature of the side peripheral wall of the roller body and the mounting temperature of the relief plug will become substantially equal. Therefore, the temperature of the side peripheral wall of the roller body is restricted by the temperature required to reliably operate the relief plug. In particular, when the relief plug is made of a soluble metal that melts at a predetermined temperature, and the pressure is released when the soluble metal melts, the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body depends on the melting temperature of the soluble metal. be restricted.
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ローラ本体の側周壁の加熱温度がリリーフプラグによって制約を受け難くすることをその主たる課題としたものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and its main object is to make the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body less likely to be restricted by the relief plug.
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設けられ、前記ローラ本体を誘導発熱させる誘導コイルを有する誘導発熱機構とを備える誘導発熱ローラ装置であって、前記ローラ本体の側周壁に気液二相の熱媒体が封入されるジャケット室が形成されており、前記ローラ本体の軸方向端部の鏡板部に前記ジャケット室を圧力開放するためのリリーフプラグが設けられており、前記リリーフプラグは、前記鏡板部において、前記ジャケット室よりも径方向内側に設けられてい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 rotatably supported, and an induction heating mechanism provided inside the roller body and having an induction coil for inducing heat generation in the roller body. In the roller device, a jacket chamber in which a gas-liquid two-phase heat medium is enclosed is formed in the side peripheral wall of the roller body, and pressure is released from the jacket chamber to the end plate portion at the axial end of the roller body. A relief plug is provided in order to reduce the pressure, and the relief plug is provided radially inward of the jacket chamber in the end plate portion.
このような誘導発熱ローラ装置によれば、ローラ本体の鏡板部において、リリーフプラグをジャケット室よりも径方向内側に設けているので、誘導発熱機構により誘導発熱されるローラ本体の側周壁の加熱温度よりもリリーフプラグの温度を低くすることができる。その結果、ローラ本体の側周壁の加熱温度がリリーフプラグによって制約を受け難くすることができ、ローラ本体の側周壁の加熱温度をリリーフプラグの動作温度よりも高い温度に設定することができる。 According to such an induction heating roller device, since the relief plug is provided radially inward of the jacket chamber in the end plate portion of the roller body, the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body that is induced-heated by the induction heating mechanism is The temperature of the relief plug can be made lower than As a result, the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body is less likely to be restricted by the relief plug, and the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body can be set higher than the operating temperature of the relief plug.
具体的なリリーフプラグの取り付け位置としては、前記鏡板部において、前記ジャケット室の径方向内側端よりも径方向内側の領域に設けられていることが望ましい。
この構成であれば、軸方向から視てリリーフプラグとジャケット室とが重ならないように径方向内側に設けられることになり、ジャケット室に封入された熱媒体の均温効果により加熱される部分から離れてリリーフプラグが取り付けられることになる。その結果、ローラ本体の側周壁の加熱温度がリリーフプラグによって一層制約を受け難くすることができる。
As a specific mounting position of the relief plug, it is desirable that the end plate portion is provided in a region radially inward of the radially inner end of the jacket chamber.
With this configuration, the relief plug and the jacket chamber are provided radially inward so that they do not overlap when viewed from the axial direction. A relief plug will be attached at a distance. As a result, the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body can be further prevented from being restricted by the relief plug.
前記リリーフプラグは、所定の温度で溶融する可溶性金属を用いて構成されており、前記可溶性金属が溶融することによって前記ジャケット室を圧力開放するものであることが望ましい。
この構成であれば、リリーフプラグを小型化することができ、ロール本体の大型化を避けることができる。また、リリーフプラグの設置場所の自由度を増すことができ、ローラ本体の鏡板部においてリリーフプラグをジャケット室よりも径方向内側に設け易くできる。
It is desirable that the relief plug is made of a soluble metal that melts at a predetermined temperature, and releases pressure from the jacket chamber by melting the soluble metal.
With this configuration, the relief plug can be miniaturized, and an increase in the size of the roll body can be avoided. In addition, it is possible to increase the degree of freedom in the installation location of the relief plug, and it is possible to easily install the relief plug radially inward of the jacket chamber in the end plate portion of the roller body.
具体的には、前記リリーフプラグは、前記ローラ本体の側周壁の温度が前記可溶性金属の溶融温度よりも高い温度となっても前記可溶性金属が溶融しない位置に設けられていることが望ましい。
これにより、ローラ本体の側周壁の加熱温度を可溶性金属の溶融温度よりも高い温度に設定することができる。
Specifically, it is desirable that the relief plug is provided at a position where the soluble metal does not melt even when the temperature of the side peripheral wall of the roller body reaches a temperature higher than the melting temperature of the soluble metal.
Thereby, the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body can be set to a temperature higher than the melting temperature of the soluble metal.
前記熱媒体として水を用いた場合には、ローラ本体の側周壁を水の臨界温度(約374℃)よりも低い温度で動作させる必要がある。
このため、前記リリーフプラグは、前記ローラ本体の側周壁が水の臨界温度又はその直前の温度となった場合に前記可溶性金属が溶融する位置に設けられていることが望ましい。
この構成であれば、ローラ本体の側周壁が水の臨界温度又はその直前の温度となった場合にリリーフプラグにより圧力開放される。
When water is used as the heat medium, it is necessary to operate the side wall of the roller body at a temperature lower than the critical temperature of water (approximately 374° C.).
For this reason, it is desirable that the relief plug is provided at a position where the soluble metal melts when the side peripheral wall of the roller body reaches the critical temperature of water or a temperature just before that.
With this configuration, the pressure is released by the relief plug when the side peripheral wall of the roller body reaches the critical temperature of water or a temperature just before that.
ローラ本体のジャケット室への熱媒体の封入及び熱媒体の交換作業を容易にするためには、前記リリーフプラグは、前記ジャケット室に前記熱媒体を封入するための封入口とは別に設けられていることが望ましい。
この構成であれば、封入口に設けられる封止プラグにリリーフプラグとしての機能を持たせる必要がないので、封止プラグに安価なものを用いることもできる。
In order to facilitate the filling of the heat medium in the jacket chamber of the roller body and the replacement of the heat medium, the relief plug is provided separately from the filling port for filling the heat medium in the jacket chamber. It is desirable to be
With this configuration, it is not necessary to give the sealing plug provided in the sealing port a function as a relief plug, so an inexpensive sealing plug can be used.
リリーフプラグが圧力開放した際の周囲環境の安全を確保するためには、前記リリーフプラグの外側に前記リリーフプラグによる圧力開放時の熱媒体蒸気を遮る保護板が設けられていることが望ましい。 In order to ensure the safety of the surrounding environment when the pressure of the relief plug is released, it is desirable that a protective plate is provided outside the relief plug to block the heat medium vapor when the pressure is released by the relief plug.
リリーフプラグが圧力開放した際の周囲環境の安全をより一層確保するためには、前記リリーフプラグが設けられた鏡板部に、前記リリーフプラグによる圧力開放時の熱媒体蒸気を前記ローラ本体の内部に導く流路が形成されていることが望ましい。 In order to further ensure the safety of the surrounding environment when the pressure of the relief plug is released, the end plate portion provided with the relief plug is provided with a heating medium vapor that flows inside the roller body when the pressure is released by the relief plug. It is desirable that a channel for guiding is formed.
リリーフプラグが圧力開放したか否かを判断するためには、前記ローラ本体の側周壁には、軸方向において異なる位置に複数の温度センサが設けられており、前記複数の温度センサの検出温度に基づいて、前記リリーフプラグの動作の有無を判断する判断部を備えることが望ましい。 In order to determine whether or not the pressure of the relief plug is released, a plurality of temperature sensors are provided on the side peripheral wall of the roller body at different positions in the axial direction. It is desirable to provide a judgment part for judging whether or not the relief plug is operated based on the above.
このように構成した本発明によれば、ローラ本体の鏡板部において、リリーフプラグをジャケット室よりも径方向内側に設けているので、ローラ本体の側周壁の加熱温度をリリーフプラグの動作温度よりも高い温度に設定することができる。また、ローラ本体の側周壁の温度が例えば水の臨界温度以上に昇温した場合はリリーフプラグが動作し、ジャケット室内の蒸気圧を開放することができるので、ロール本体の損傷を防止できる。 According to the present invention configured as described above, since the relief plug is provided radially inward of the jacket chamber in the end plate portion of the roller body, the heating temperature of the side peripheral wall of the roller body is higher than the operating temperature of the relief plug. A higher temperature can be set. Further, when the temperature of the side peripheral wall of the roller body rises to, for example, the critical temperature of water or higher, the relief plug operates to release the steam pressure in the jacket chamber, thereby preventing damage to the roll body.
<第1実施形態>
以下に本発明に係る誘導発熱ローラ装置の第1実施形態について図面を参照して説明する。
<First embodiment>
A first embodiment of an induction heating roller device according to the present invention will be described below 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
具体的に誘導発熱ローラ装置は、図1に示すように、回転自在に支持されたローラ本体2と、ローラ本体2の内部に設けられ、ローラ本体2を誘導発熱させる誘導発熱機構3とを備え、ローラ本体2を軸方向の両側から支持する所謂両持ち式のものである。
Specifically, as shown in FIG. 1, the induction heating roller device includes a
ローラ本体2は、円筒状をなすロールシェル部2aと、当該ロールシェル部2aの軸方向両端部に設けられて、ロールシェル部2aの両端開口を閉塞する鏡板部であるジャーナル部2bと、ジャーナル部2bからロールシェル部2a外においてロールシェル部2aの回転中心軸上に延び設けられた中空の駆動軸部2cとを有する。駆動軸部2cは、転がり軸受等の軸受4を介して機台5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。なお、ローラ本体2には、ロールシェル部2aの温度を検出するための温度センサ(不図示)が設けられている。
The
誘導発熱機構3は、例えば円筒状の鉄心31と、当該鉄心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。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、それぞれ駆動軸部2cの内部に挿通されており、転がり軸受等の軸受7を介して駆動軸部2c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、ローラ本体2に対して静止状態に保持される。誘導コイル32には、リード線L1が接続されており、このリード線L1には、交流電圧を印加するための交流電源Vが接続されている。
The
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の側周壁であるロールシェル部2aを通過する。この通過によりロールシェル部2aに誘導電流が発生し、その誘導電流でロールシェル部2aはジュール発熱する。このとき、ロールシェル部2aの温度は、温度センサにより検出された温度に基づいてフィードバック制御される。
When an AC voltage is applied to the
しかして本実施形態の誘導発熱ローラ装置100において、ローラ本体2のロールシェル部2aには、気液二相の熱媒体が封入されるジャケット室21が形成されており、ローラ本体2の軸方向端部の鏡板部であるジャーナル部2bにジャケット室21を圧力開放するためのリリーフプラグ8が設けられている。本実施形態の熱媒体は、例えば純水等の水であるが、これに限られない。
In the induction
ジャケット室21は、ローラ本体2のロールシェル部2aに軸方向に沿って複数形成されている。複数のジャケット室21は、ロールシェル部2aの周方向に例えば等間隔に設けられている。また、複数のジャケット室21は、少なくとも一方の軸方向端部において連通路22により互いに連通するように構成されている。これにより、1つのジャケット室21から別のジャケット室21に熱媒体が流入可能に構成されている。なお、複数のジャケット室21は、互いに連通する構成でなくてもよく、1つずつ独立したものであっても良い。
A plurality of
また、ジャケット室21には、図2に示すように、熱媒体を封入するための封入路23が接続されている。当該封入路23は、ローラ本体2のジャーナル部2bに形成されており、当該封入路23の開口部(封入口23H)には封止プラグ9が設けられている。この封止プラグ9は、ジャケット室21に熱媒体を封入する際は、封入口23Hから取り外されており、ジャケット室21に熱媒体を封入した後に封入口23Hに取り付けられる。
In addition, as shown in FIG. 2, the
リリーフプラグ8は、ジャケット室21が所定の圧力以上となった場合に、ジャケット室21を圧力開放するものである。本実施形態では、気体の状態方程式により圧力上昇と温度上昇とが対応することから、ローラ本体2のロールシェル部2a又はジャケット室21の温度が所定温度以上となった場合に、ジャケット室21を圧力開放するプラグを用いている。具体的にリリーフプラグ8は、所定の温度で溶融する例えばハンダ等の可溶性金属81を用いて構成されており、可溶性金属81が溶融することによってジャケット室21を圧力開放するものである。このリリーフプラグ8は、圧力開放のための内部流路が可溶性金属81により充填されており、リリーフプラグ8が可溶性金属81の溶融温度以上となった場合に、可溶性金属81が溶融して内部流路が開放される構成とされている。
The
このリリーフプラグ8は、図2に示すように、ジャケット室21に連通する圧力開放路10に設けられている。圧力開放路10は、ローラ本体2のジャーナル部2bに形成されており、リリーフプラグ8は、ローラ本体2のジャーナル部2bに設けられる。本実施形態の圧力開放路10は、ジャーナル部2bにおいて封入路23に接続されている。なお、封入路23は、ジャケット室21と同軸上に形成されており、圧力開放路10は、ジャーナル部2bにおいて封入路23と例えば直交するように接続されている。このように本実施形態のリリーフプラグ8は、ジャケット室21に熱媒体を封入するための封入口23Hとは別に(具体的には同じジャーナル部2bにおいて径方向において互いに異なる位置に)設けられた構成である。なお、封入口23Hを軸方向一方のジャーナル部2bに設け、リリーフプラグ8を軸方向他方のジャーナル部2bに設けた構成としても良い。
The
そして、リリーフプラグ8は、図3に示すように、ローラ本体2のジャーナル部2bにおいて、ジャケット室21よりも径方向内側に設けられている。つまり、リリーフプラグ8は、軸方向から視て、ジャケット室21よりも径方向内側に設けられている。具体的にリリーフプラグ8は、ジャーナル部2bにおいて、ジャケット室21の径方向内側端21xよりも径方向内側の領域R1(網目部分)に設けられている。
3, the
リリーフプラグ8は、ローラ本体2のロールシェル部2aの温度が可溶性金属81の溶融温度よりも高い温度となっても可溶性金属81が溶融しない位置に設けられている。また、本実施形態では、熱媒体として水を用いていることから、リリーフプラグ8は、ローラ本体2のロールシェル部2aが水の臨界温度又はその直前の温度となった場合に可溶性金属81が溶融する位置に設けられている。この構成により、ロールシェル部2aを可溶性金属81の溶融温度以上、かつ、水の臨界温度未満の温度範囲で使用することができる。
The
<第1実施形態の効果>
このように構成した両持ち式の誘導発熱ローラ装置100によれば、ローラ本体2の鏡板部であるジャーナル部2bにおいて、リリーフプラグ8をジャケット室21よりも径方向内側に設けているので、誘導発熱機構3により誘導発熱されるローラ本体2のロールシェル部2aの加熱温度よりもリリーフプラグ8の温度を低くすることができる。その結果、ローラ本体2のロールシェル部2aの加熱温度がリリーフプラグ8によって制約を受け難くすることができ、ロールシェル部2aの加熱温度をリリーフプラグ8の動作温度よりも高い温度に設定することができる。具体的には、ローラ本体2のロールシェル部2aの加熱温度を可溶性金属81の溶融温度よりも高い温度に設定することができる。
<Effects of the first embodiment>
According to the double-supported induction
また、リリーフプラグ8を封入口23Hとは別の位置に設けているので、ローラ本体2のジャケット室21への熱媒体の封入及び熱媒体の交換作業を容易にする事ができる。さらに、封入口23Hに設けられる封止プラグ9に圧力開放機能を持たせる必要がないので、封止プラグ9に安価なものを用いることもできる。
Further, since the
<第2実施形態>
次に本発明に係る誘導発熱ローラ装置の第2実施形態について図面を参照して説明する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the induction heating 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、前記第1実施形態と同様に、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
具体的に誘導発熱ローラ装置100は、図4に示すように、回転自在に支持されたローラ本体2と、ローラ本体2の内部に設けられ、ローラ本体2を誘導発熱させる誘導発熱機構3とを備え、ローラ本体2を軸方向の片側から支持する所謂片持ち式のものである。
Specifically, as shown in FIG. 4, the induction
ローラ本体2は、円筒状をなすロールシェル部2aと、当該ロールシェル部2aの軸方向一端部に設けられて、ロールシェル部2aの一端開口を閉塞する鏡板部であるフランジ部2dと、当該フランジ部2dからロールシェル部2a内においてロールシェル部2aの回転中心軸上に延び設けられたボス部2eとを有する。
The roller
ボス部2eには、軸嵌合部2fが設けられており、当該軸嵌合部2fには、ローラ本体2を回転可能に支持するための回転支持軸11がボルト及びナットにより嵌合締結されている。当該回転支持軸11は、軸受12を介して固定台13に回転可能に支持されており、当該回転支持軸11はモータ等の回転駆動機構(不図示)により回転される。本実施形態において固定台13は、モータ等の駆動機構により構成されたものであっても良いし、固定台13とは別に駆動機構が設けられても良い。この駆動機構によりローラ本体2および回転支持軸11を回転させることができる。なお、本実施形態において回転支持軸11は固定台13に対して回転自在に支持されているが、これに限られるものではない。
A shaft
誘導発熱機構3は、円筒状の鉄心31および鉄心31に巻装された誘導コイル32からなり、支持体14に支持されている。支持体14は、固定台13に静止状態で保持されている。誘導コイル32には、リード線L1が接続されており、このリード線L1には、交流電圧を印加するための交流電源Vが接続されている。
The
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のロールシェル部2aを通過する。この通過によりロールシェル部2aに誘導電流が発生し、この誘導電流によってロールシェル部2aはジュール発熱する。このとき、ロールシェル部2aの温度は、ロールシェル部2aの温度を検出する温度センサ(不図示)により検出された温度に基づいてフィードバック制御される。
When an AC voltage is applied to the
しかして本実施形態の誘導発熱ローラ装置100において、図4に示すように、ローラ本体2のロールシェル部2aには、気液二相の熱媒体が封入されるジャケット室21が形成されており、ローラ本体2の軸方向一端部のフランジ部2dにジャケット室21を圧力開放するためのリリーフプラグ8が設けられている。本実施形態の熱媒体は、例えば純水等の水であるが、これに限られない。
In the induction
ジャケット室21は、ローラ本体2のロールシェル部2aに軸方向に沿って複数形成されている。複数のジャケット室21は、ロールシェル部2aの周方向に例えば等間隔に設けられている。また、複数のジャケット室21は、少なくとも一方の軸方向端部において連通路22により互いに連通するように構成されている。これにより、1つのジャケット室21から別のジャケット室21に熱媒体が流入可能に構成されている。なお、複数のジャケット室21は、互いに連通する構成でなくてもよく、1つずつ独立したものであっても良い。
A plurality of
また、ジャケット室21には、図5に示すように、熱媒体を封入するための封入路23が接続されている。当該封入路23は、ローラ本体2の軸方向一端部に形成されており、当該封入路23の開口部(封入口23H)には封止プラグ9が設けられている。この封止プラグ9は、ジャケット室21に熱媒体を封入する際は、封入口23Hから取り外されており、ジャケット室21に熱媒体を封入した後に封入口23Hに取り付けられる。
In addition, as shown in FIG. 5, the
リリーフプラグ8は、ジャケット室21が所定の圧力以上となった場合に、ジャケット室21を圧力開放するものである。本実施形態のリリーフプラグ8は、前記第1実施形態と同様に、ローラ本体2のロールシェル部2a又はジャケット室21の温度が所定温度以上となった場合に、ジャケット室21を圧力開放するプラグを用いている。具体的にリリーフプラグ8は、所定の温度で溶融する例えばハンダ等の可溶性金属81を用いて構成されており、可溶性金属81が溶融することによってジャケット室21を圧力開放するものである。このリリーフプラグ8は、圧力開放のための内部流路が可溶性金属81により充填されており、リリーフプラグ8が可溶性金属81の溶融温度以上となった場合に、可溶性金属81が溶融して内部流路が開放される構成とされている。
The
このリリーフプラグ8は、図5に示すように、ジャケット室21に連通する圧力開放路10に設けられている。圧力開放路10は、ローラ本体2のフランジ部2dに形成されており、リリーフプラグ8は、ローラ本体2のフランジ部2dに設けられる。本実施形態の圧力開放路10は、ジャケット室21に接続されている。なお、圧力開放路10は、フランジ部2dにおいてジャケット室21に対して例えば傾斜するように接続されている。このように本実施形態のリリーフプラグ8は、ジャケット室21に熱媒体を封入するための封入口23Hとは別に(具体的には封入口23Hに対して軸方向反対側に)設けられた構成である。なお、リリーフプラグ8と封入口23Hとをフランジ部2dに設けた場合には、フランジ部2dにおいてそれらを径方向において互いに異なる位置に設けた構成としても良い。
The
そして、リリーフプラグ8は、ローラ本体2のフランジ部2dにおいて、ジャケット室21よりも径方向内側に設けられている(図3参照)。つまり、リリーフプラグ8は、軸方向から視て、ジャケット室21よりも径方向内側に設けられている。具体的にリリーフプラグ8は、ローラ本体2のフランジ部2dにおいて、ジャケット室21の径方向内側端21xよりも径方向内側の領域R1に設けられている。
The
リリーフプラグ8は、ローラ本体2のロールシェル部2aの温度が可溶性金属81の溶融温度よりも高い温度となっても可溶性金属81が溶融しない位置に設けられている。また、本実施形態では、熱媒体として水を用いていることから、リリーフプラグ8は、ローラ本体2のロールシェル部2aが水の臨界温度又はその直前の温度となった場合に可溶性金属81が溶融する位置に設けられている。この構成により、ロールシェル部2aを可溶性金属81の溶融温度以上、かつ、水の臨界温度未満の温度範囲で使用することができる。
The
<第2実施形態の効果>
このように構成した片持ち式の誘導発熱ローラ装置100によれば、ローラ本体2の鏡板部であるフランジ部2dにおいて、リリーフプラグ8をジャケット室21よりも径方向内側に設けているので、誘導発熱機構3により誘導発熱されるローラ本体2のロールシェル部2aの加熱温度よりもリリーフプラグ8の温度を低くすることができる。その結果、ローラ本体2のロールシェル部2aの加熱温度がリリーフプラグ8によって制約を受け難くすることができ、ロールシェル部2aの加熱温度をリリーフプラグ8の動作温度よりも高い温度に設定することができる。
<Effects of Second Embodiment>
According to the cantilever type induction
また、リリーフプラグ8を封入口23Hとは別の位置に設けているので、ローラ本体2のジャケット室21への熱媒体の封入及び熱媒体の交換作業を容易にする事ができる。さらに、封入口23Hに設けられる封止プラグ9に圧力開放機能を持たせる必要がないので、封止プラグ9に安価なものを用いることもできる。
Further, since the
<3.本発明の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<3. Modified Embodiment of the Present Invention>
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、前記各実施形態では、封止プラグ9とリリーフプラグ8とを別部材として別々に設ける構成としているが、封止プラグ9とリリーフプラグ8との機能を有する単一のプラグを用いても良い。この場合であっても、リリーフプラグ8は鏡板部(ジャーナル部2b又はフランジ部2d)においてジャケット室21よりも径方向内側に位置することになる。また、リリーフプラグ8が設けられる圧力開放路10は、熱媒体の封入時においては封入路として機能する。
For example, in each of the above embodiments, the sealing
また、前記各実施形態では、リリーフプラグ8の圧力開放方向は、ローラ本体2の外側であったが、図6に示すように、リリーフプラグ8の圧力開放方向をローラ本体2の内側としても良い。この場合、両持ち式のローラ本体2の場合には、ジャーナル部2bの内壁面にリリーフプラグ8が設けられる構成となり、片持ち式のローラ本体2の場合には、フランジ部2dの内壁面にリリーフプラグ8が設けられる構成となる。このように構成することで、リリーフプラグ8の圧力開放時に噴出する高温の熱媒体蒸気がローラ本体2の外部に漏れない構成とすることができ、周囲環境の安全を確保することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the pressure releasing direction of the
さらに、リリーフプラグ8を鏡板部(ジャーナル部2b又はフランジ部2d)の外壁面に設けた場合には、図7に示すように、リリーフプラグ8の外側にリリーフプラグ8による圧力開放時の熱媒体蒸気を遮る保護板15を設ける構成としても良い。両持ち式のローラ本体2の場合には、ジャーナル部2bの外壁面を覆うように保護板15が設けられる構成となり、片持ち式のローラ本体2の場合には、フランジ部2dの外壁面を覆うように保護板15が設けられる構成となる。この構成により、リリーフプラグ8が圧力開放した際に噴出する高温の熱媒体蒸気は保護板15によって遮られて外部に広がらないので、周囲環境の安全を確保することができる。
Furthermore, when the
保護板15を設けた構成において、図7に示すように、リリーフプラグ8が設けられた鏡板部(ジャーナル部2b又はフランジ部2d)に、リリーフプラグ8による圧力開放時の高温の熱媒体蒸気をローラ本体2の内部に導く流路24を形成しても良い。両持ち式のローラ本体2の場合には、ジャーナル部2bに流路24が形成される構成となり、片持ち式のローラ本体2の場合には、フランジ部2dに流路24が形成される構成となる。ここで、リリーフプラグ8から流路24に高温の熱媒体蒸気が流入しやすくするために、鏡板部(ジャーナル部2b又はフランジ部2d)の外壁面にそれらを繋ぐ連通溝25(図7の右図参照)を形成しても良い。この構成により、リリーフプラグ8が圧力開放した際に噴出する高温の熱媒体蒸気はローラ本体2の内部に流入して外部に広がらないので、周囲環境の安全をより一層確保することができる。また、流路24を形成することでローラ本体2の軽量化にも寄与することになる。
In the structure provided with the
その上、リリーフプラグ8が圧力開放したか否かを判断するために、誘導発熱ローラ装置100は、図8に示すように、ローラ本体2の軸方向において異なる位置に設けられた複数の温度センサT1、T2と、複数の温度センサT1、T2の検出温度に基づいて、リリーフプラグ8の動作の有無を判断する判断部Cとを備える構成としてもよい。リリーフプラグ8が動作していない状態では、ジャケット室21の均温作用によって、複数の温度センサT1、T2の検出温度の差が所定の範囲内に収まっている。一方で、リリーフプラグ8が動作して圧力開放した後では、ジャケット室21の均温作用が不十分になり、複数の温度センサT1、T2の検出温度の差が所定の範囲外になってしまう。判断部Cは、複数の温度センサT1、T2の検出温度から、それらの差が所定の範囲外となったと判断した場合に、リリーフプラグ8が動作したと判断して、例えばユーザに報知する、又は、誘導発熱ローラ装置100を停止する。
Moreover, in order to determine whether the
加えて、前記実施形態では、リリーフプラグ8をジャケット室21よりも径方向内側に位置させる構成であったが、リリーフプラグ8をジャケット室21に対して軸方向に離す構成とすることも考えられる。この構成では、ロール本体が大型化してしまうので、上述した各実施形態の構成の方が好ましい。
In addition, in the above-described embodiment, the
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, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible 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
2a・・・ロールシェル部(側周壁)
2b・・・ジャーナル(鏡板部)
2d・・・フランジ部(鏡板部)
21・・・ジャケット室
23H・・・封入口
3・・・誘導発熱機構
32・・・誘導コイル
8・・・リリーフプラグ
81・・・可溶性金属
15・・・保護板
T1、T2・・・温度センサ
C・・・判断部
100... Induction
2b... journal (end plate)
2d... Flange part (head plate part)
21
Claims (9)
前記ローラ本体の側周壁に気液二相の熱媒体が封入されるジャケット室が形成されており、
前記ローラ本体の軸方向端部の鏡板部に前記ジャケット室を圧力開放するためのリリーフプラグが設けられており、
前記リリーフプラグは、前記鏡板部において、前記ジャケット室よりも径方向内側に設けられている、誘導発熱ローラ装置。 An induction heating roller device comprising a roller body rotatably supported and an induction heating mechanism provided inside the roller body and having an induction coil for inducing heat generation in the roller body,
A jacket chamber in which a gas-liquid two-phase heat medium is enclosed is formed in a side peripheral wall of the roller body,
a relief plug for releasing pressure from the jacket chamber is provided on the end plate portion at the axial end of the roller main body,
The induction heating roller device, wherein the relief plug is provided radially inward of the jacket chamber in the end plate portion.
前記リリーフプラグは、前記ローラ本体の側周壁が水の臨界温度又はその直前の温度となった場合に前記可溶性金属が溶融する位置に設けられている、請求項4記載の誘導発熱ローラ装置。 The heat medium is water,
5. The induction heating roller device according to claim 4, wherein the relief plug is provided at a position where the soluble metal melts when the side peripheral wall of the roller body reaches the critical temperature of water or a temperature just below it.
前記複数の温度センサの検出温度に基づいて、前記リリーフプラグの動作の有無を判断する判断部を備える、請求項1乃至8の何れか一項に記載の誘導発熱ローラ装置。 A plurality of temperature sensors are provided at different positions in the axial direction on the side peripheral wall of the roller body,
The induction heating roller device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a determination unit that determines whether or not the relief plug is operated based on the temperatures detected by the plurality of temperature sensors.
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