JPH03241688A

JPH03241688A - 誘導加熱ロール装置

Info

Publication number: JPH03241688A
Application number: JP4039990A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sakata; 坂田　三男; Omiki Yamamuro; 山室　臣樹
Original assignee: YURI ROLL KK
Current assignee: YURI ROLL KK
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、商用波数の三相交流電源を用いた金属製誘導
加熱ロールの改良に関する。

［従来の技術］近年、近年金属製加熱ロールの加熱手段として、誘導加
熱方式が一般に使用されている。この理由は、電力はク
リーンな加熱手段であり、しかも誘導加熱は電力が効率
的に熱に変換できること、及び保守管理などが容易で、
耐久性のある装置とすることができる装置とすることが
できるからである。

従来の誘導加熱ロールは、単相交流電源を用いる方式、
あるいは三相交流電源を用いる方式が知られている。た
とえば三相交流電源を用いる方式の例としては、特公昭
５９−３０３４号公報に提案されているように、ロール
の内部に３個の独立した閉磁路を設け、この独立した閉
磁路の内部に誘導コイルを収め、三相交流電源を用いて
スターまたはデルタ結線などで誘導加熱するものである
。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前記従来技術においては、電力の熱転換
効率（力率）が低く、電力を無駄に使用しているという
課題がある上、閉磁路を３個設ける必要性から、閉磁路
（継鉄心）の真上に当たるロールの部分の２箇所が発熱
されず、均熱性があまりよくないという重要な課題があ
った。

本発明は、前記従来技術の課題を改善するために、三相
電源を電源に用いて、閉磁路を２個とし、しかも特定の
結線方式とすることにより、均一加熱性を向上させ、か
つ力率の高い誘導加熱ロールを提供することを目的とす
るものである。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。

すなわち本発明の誘導加熱ロール装置は、回転する金属
製ロールの内部に、ロールの軸方向に沿って互いに独立
する閉磁路を２個設け、前記各閉磁路の内部に鉄心及び
電磁コイルを設け、前記電磁コイルは、商用波数からな
る交流の三相電源を電源とし、前記三相交流電源のうち
のＵ−Ｖ相を前記独立した閉磁路のうちの一方の閉磁路
内に収めた２個の直列の電源コイルに接続するとともに
、前記独立した閉磁路のうちの他方の閉磁路内に収めた
１個の電磁コイルの一方を、前記直列の２個の電磁コイ
ルの中間接続部に接続し、他方を前記三相交流電源のう
ちのＷ相に接続したことを特徴とする。

上記構成においては、金属ロールの軸方向に沿って、ヒ
ートパイプが挿入されていることが好ましい。

［作用］上記本発明の構成によれば、三相交流電源のうちのＵ−
Ｖ相を前記独立した閉磁路のうちの一方の閉磁路内に収
めた２個の直列の電源コイルに接続するとともに、前記
独立した閉磁路のうちの他方の閉磁路内に収めた１個の
電磁コイルの一方を、前記直列の２個の電磁コイルの中
間接続部に接続し、他方を前記三相交流電源のうちのＷ
相に接続したので、均一発熱・性を向上することができ
るとともに、力率を大幅に向上することができ、電力の
有効活用ができる。また、閉磁路を従来の３個から２個
にしたので、非発熱部分（閉磁路と閉磁路の境界部分）
が２個から１個になり、したがって均一な加熱が可能と
なる。また、商用波数の三相交流電源を有効に用いるこ
とができるので、コスト的にもメリットが大きい。

また、本発明の好ましい態様によれば、金属ロールの軸
方向に沿って、ヒートパイプが挿入されているので、金
属ロールの軸方向の均熱性に優れたものにすることがで
きる。

［実施例コ以下、本発明の一実施例を図面を用いてさらに具体的に
説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるも
のではない。

第１図は本発明一実施態様のロールの側面から見た断面
図である。第１図において、１は金属製ロール、２はフ
ランジ、３は中心軸、４は脚鉄心、５は継鉄心、６〜８
は電磁コイル、９はリード線、１０はヒートパイプ挿入
口、１１はヒートパイプ、１２は機台、１３は回り止め
金具、１４はフランジ２と機台１２との間の軸受け、１
５は中心軸３とフランジ２との間の軸受けである。

また第２図には、本発明の結線方式の模式図を示す。

以上のように構成した本発明の一実施例について、以下
その動作を説明する。

回転する炭素鋼材料からなるロール１の内部に、ロール
の軸方向に沿って互いに独立する閉磁路を２個設ける。

かかる閉磁路は、脚鉄心４を３個以下設置することによ
り構成することができる。両端の脚鉄心は省略すること
もできる。この場合は１個で良い。両端はフランジ２に
よって磁束路になるからである。かかる脚鉄心４は、ケ
イ素鋼板またはアモルファス合金の薄膜などを積層して
、たとえば円盤状に（りぬき、スリットを設けて作成す
ることができる。脚鉄心４の他の例としては、炭素鋼板
を円盤状にし、スリットを設けて作成することもできる
。

また前記閉磁路のうち、中央部の脚鉄心４は１個（また
は１枚）でも良いが、２個（または２枚）設け、その間
にステンレス等の磁束不良導体を設けるか、エアギャッ
プを設けても良い。

そして、前記各閉磁路の内部に継鉄心５及び電磁コイル
６．７．８を設ける。前記コイル６．７は同一方向に巻
線を巻くのが好ましい。一方、コイル８の巻線方向は、
コイル６．７と同一方向でも反対方向でも良い。

前記電磁コイル６、　７．　８は、商用波数（たとえば
わが国では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）からなる交流の三
相電源を電源として供給する。結線方式は、前記三相交
流電源のうちのＵ−Ｖ相を前記独立した閉磁路のうちの
一方の閉磁路内に収めた２個の直列の電磁コイル（６，
７）に接続するとともに、前記独立した閉磁路のうちの
他方の閉磁路内に収めた１個の電磁コイル（８）の一方
を、前記直列の２個の電磁コイルの中間接続部に接続し
、他方を前記三相交流電源のうちのＷ相に接続する。

前記本発明の一実施例においては、必ずしもヒートパイ
プを使用することは必要でないが、好ましい例として金
属ロール１の軸方向に沿って、ヒートパイプ１１を挿入
する。ヒートパイプの作動液（たとえば純水）の蒸発と
凝縮を利用して、ロールの均一加熱をさらに向上するた
めである。

ヒートパイプの設置手段は、たとえばヒートパイプを拡
管する技術（特開昭６３−９１９９１号公報）、溶融金
属を隙間に充填する技術（特願平１−１３７６７３号）
、その他特開昭５５−１２２０３７号公報などを使用す
ることができる。

実施例１ヒートパイプを使用しない以外は、第１図および第２図
に示す装置（但しロール長さ２５０　Ｑｍｍ１０−ル太
さ４００ｍｍ）を用イテ、巻線６゜７．８の標準巻数比
を、巻線６：巻線７：巻線８１００Ｔ：１００Ｔ：１７
３Ｔとし、６０ヘルツ、２２０ボルトの三相交流電源と
接続したところ、Ｕ、ＶＸＷ（７）電流値がそれぞれ３
３．５Ａ。

３４、ＯＡ、３５．ＯＡとなった。また、Ｕ−Ｖ間の電
圧は２０８ＶＸＶ−Ｗ間の電圧は２ｏ３ｖ１Ｗ−Ｕの電
圧は２０８ｖであった。さらに、力率を求めたところ、
８３％という高い値を得ることができた。

またロールの表面の温度を測定したところ、ロール中央
部で１４８℃、ロールの両端部で１４６℃であり、脚鉄
心４に相当するロール表面にも特に温度低下したところ
は見られず均一加熱することができた。

実施例２第１図および第２図に示す装置を用い、ヒートパイプ１
１は、作動液純水、直径１３ｍｍのものを１８本、ロー
ル内部に円周状に拡管法によって配置した。他の条件は
実施例１と同様にした。

その結果、力率は８３％という高い値を得ることができ
た。

またロールの表面の温度を測定したところ、ロール中央
部で１４８℃、ロールの両端部で１４８℃であり、ロー
ル全面においても１４８±１℃内に入っていた。もちろ
ん脚鉄心４に相当するロール表面にも特に温度低下した
ところは見られず均一加熱することができた。

比較例第１図に示す装置のうち、独立の閉磁路の部分を変えて
、閉磁路を均等に３個作成しく特公昭５９−３０３４号
公報の第１図に示す装置）、第３図、第４図に示す通り
の結線方式を用いて、その効果を実験により確かめた。

第１表に、実施例１の結果とともに比較例の結線方式と
その結果を示す。

第１表第１表に示す通り、実施例１に示す加熱方式は電流値が
安定しており、力率が最も高いのに対して、第３図ａ　
−ｅおよび第４図ａ　−ｃの比較例（このうち第３図す
の結線が、特公昭５９−３０３４号公報に示される結線
）では、電流値は安定せず、力率も低かった。

［発明の効果コ以上説明した本発明によれば、三相交流電源のうちのＵ
−Ｖ相を前記独立した閉磁路のうちの一方の閉磁路内に
収めた２個の直列の電源コイルに接続するとともに、前
記独立した閉磁路のうちの他方の閉磁路内に収めた１個
の電磁コイルの一方を、前記直列の２個の電磁コイルの
中間接続部に接続し、他方を前記三相交流電源のうちの
Ｗ相に接続したので、均一発熱性を向上することができ
るとともに、力率を大幅に向上することができ、電力の
有効活用ができるという優れた効果を達成することがで
きる。また、閉磁路を従来の３個から２個にしたので、
非発熱部分が２個から１個になり、したがって均一な加
熱が可能となる。また、商用波数の三相交流電源を有効
に用いることができるので、コスト的にもメリットが大
きい。

また、本発明の好ましい態様によれば、金属ロールの軸
方向に沿って、ヒートパイプが挿入されているので、金
属ロールの軸方向の均熱性をさらに優れたものにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す誘導加熱ロール装置の
断面図、第２図は同実施例で使用するスコツト結線図、
第３図および第４図は比較例の三相電源を使用した回路
図である。１・・・金属製ロール、２・・・フランジ、３・・・中
心軸、４・・・脚鉄心、５・・・継鉄心、　６．７．８
・・・電磁コイル、９・・・リード線、１０・・・ヒー
トパイプ挿入口、１１・・・ヒートパイプ、１２・・・
機台、１３・・・回り止め金具、１４・・・フランジ２
と機台１２との間の軸受け、１５・・・中心軸３とフラ
ンジ２との間の軸受。１２第３図Ｕ ■ 第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転する金属製ロールの内部に、ロールの軸方向
に沿って互いに独立する閉磁路を２個設け、前記各閉磁
路の内部に鉄心及び電磁コイルを設け、前記電磁コイル
は、商用波数からなる交流の三相電源を電源とし、前記
三相交流電源のうちのＵ−Ｖ相を前記独立した閉磁路の
うちの一方の閉磁路内に収めた２個の直列の電源コイル
に接続するとともに、前記独立した閉磁路のうちの他方
の閉磁路内に収めた１個の電磁コイルの一方を、前記直
列の２個の電磁コイルの中間接続部に接続し、他方を前
記三相交流電源のうちのＷ相に接続したことを特徴とす
る誘導加熱ロール装置。
（２）金属ロールの軸方向に沿って、ヒートパイプが挿
入されてなる請求項１記載の誘導加熱ロール装置。