JPH04262392A - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents
誘導発熱ローラ装置Info
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- General Induction Heating (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
関する。
中空のローラの内部に、電磁誘導用のコイルを設置し、
ローラの周壁を誘導電流によってジュール発熱させると
ともに、ローラの周壁の肉厚部分に設けた空隙に、気液
二相の熱媒を密封することにより、ローラの表面温度の
均熱を図るようにしたものは、既によく知られている。
燥、圧延あるいは鋼板その他の金属板の加熱などに使用
する場合、一般的にその熱負荷量は相当大きいものとな
る。熱負荷となる処理製品は、ローラの面長寸法内の一
定の働き巾において、処理製品が接する巾全域にわたっ
て、ほぼ等分布の奪熱作用を生じるとみることができる
。
そのローラの外周の表面上における奪熱されない区域、
すなわち処理製品の耳端より両外側の、処理製品が接し
ない区域が存在するので、その区域の表面温度は、奪熱
巾部の温度よりも高くなる傾向がある。
大きいほど助長される。そして遂には処理製品の両耳端
付近におけるローラの表面において、急峻な温度勾配を
呈するようになる。このような温度勾配の発生は、処理
製品の全巾方向にわたって均一に加熱しようとする目的
の達成を困難にする。
行にして重ね合わせて、各ローラ相互間にニップ圧を発
生させるようにした圧延装置などに適用しようとする場
合は、更に別の問題を生じる。
ニップル圧のかかったローラ間に通すときは、ローラの
中央部よりも両端部の近傍の温度が高い場合、その温度
に見合ったローラの直径方向の熱膨張差により、処理製
品の両耳端部分だけが過圧状態となり、処理製品の高品
質化を損ねる原因となる。
ーラではなく、その表面が、金属以外のたとえばゴム、
プラスチックなとのような弾性材料で構成されたもの、
あるいは比較的耐熱温度が低い材料で被覆されたもの(
以下単に弾性ローラという。)では、処理製品が接する
区域における、これら弾性ローラの表面温度は、処理製
品によって断熱されて、それほど加熱されない。
端部の近傍に接する弾性ローラは、直接に発熱ローラか
ら伝熱され、しかも前記したようにローラの両端部の近
傍は高温区域であるので、弾性ローラの表面が熱劣化を
起こし、物理的、機械的特性を阻害する。極端な場合は
、運転中に表面が破裂し、飛散するという事故を起こす
ことがある。
理製品の巾寸法に比較して大きくなれば、更に増大する
。換言すれば、一定の面長寸法のローラによって、巾寸
法の異なる幾種類かの処理製品を加工しようとする場合
、巾の狭い製品ほど、前記したような顕著な不具合を生
じるようになる。
よって奪熱されない区域が全くないか、あっても僅かで
あることが望ましい。しかし前記のように幾種類かの巾
寸法の異なる処理製品を加工しようとする場合には対応
できないし、操業上実際問題としてローラの両端部の余
裕面長をなくすことは現実的でない。
ーラの内部に設置される誘導コイルを軸方向に複数分割
して、それぞれを独立した磁束発生機構とすることによ
って、熱負荷のかからないローラの両端部付近に位置す
る誘導コイルへの入力を、適宜減ずることによって、ロ
ーラの両端部近傍の高温化を回避しようとする試みもさ
れている。
よるローラにおいてであるが、ローラの駆動軸の端部に
冷却用の回転継手を設け、ローラの両端部のみに冷媒を
循環させて強制的に冷却したり、あるいはローラの外部
からローラの外周表面の両端部に霧状の冷却水を噴射し
て冷却するようにしたものも考えられている。
きるものの、処理製品の全巾に対して均一な温度分布あ
るいは均一なニップ圧を得るには至っていない。それは
処理製品の両端部における急峻な温度勾配を依然として
解消することはできないし、あるいは過圧傾向、過冷に
よる圧不足の不具合も解消できないからである。
周壁の内部に密封された熱媒によって均熱作用を呈する
。この均熱作用が処理製品の巾寸法を越えてローラの両
端区域にまで延びている。これが前記した諸問題の解決
を阻んでいるのである。
ジャケット室をローラの周壁に設ける場合、その位置は
ローラの外周表面からできるだけ近接した位置に設ける
ことが望ましい。しかしローラに加わる荷重を考慮すれ
ば、或る程度の残肉量を確保しておかなければならない
。そのため熱媒に接するジャケット室の壁面からローラ
の外周面までのローラの半径方向の熱抵抗を減じること
には、おのずから限界がある。
のある区域と、ない区域において、等温度に保持されて
いたとしても、そこからローラの外周面に至る熱流束の
差に応じて、両者間で温度差となってローラの表面に現
われる。したがって前記したように、熱負荷のない区域
に相当する部分の誘導発熱をなくすようにしても、熱媒
による均熱作用がある限り、その区域の温度は高くなっ
てしまうのである。
ャケット室を備えた構成においては、その内部に密封さ
れた熱媒による均熱効果が、熱負荷が存在する区域だけ
に作用し、熱負荷が存在しないローラの両端部には及ば
ないようにし、これによって熱負荷の耳端部近辺におけ
る、急峻な温度勾配の発生を回避することを目的とする
。
にその軸心方向に延び、かつ内部に気液二相の熱媒を封
入してなるジャケット室を、互いに独立して、ローラの
円周方向に沿って複数設け、ローラの周壁にジャケット
室と平行に複数の深孔を設け、この深孔の内部にヒート
パイプを配置し、このヒートパイプをジャケット室の外
端付近からその外側に至る範囲にわたって移動自在とし
てなり、またローラの内部に設けられる磁束発生機構用
の誘導コイルのうち、ローラの両端部に位置する誘導コ
イルを細分化し、細分化された各誘導コイルの入力を独
立して調整自在としてなり、熱負荷の耳端に対応する個
所より外側の細分化された誘導コイルの入力を、それよ
り内側の誘導コイルよりも入力を少なく調節してなるこ
とを特徴とする。
ーラを発熱させる必要はないから、そのような区域に対
応する細分化された誘導コイルは、熱負荷の存在する区
域にある誘導コイルよりも入力を少なくする。場合によ
ってはその入力を全くなくしてもよい。
の発熱に応じて沸騰すると、蒸気を発生する。蒸気はジ
ャケット室の壁面の低温部に触れて凝縮して液化する。 その液は高温部に還流して再び蒸発する。この動作を絶
えず継続することによって均熱機能を果たす。
る最小巾に設定しておく。加工しようとする熱負荷が予
想最小巾よりも長い場合は、その熱負荷の巾に応じて熱
負荷の耳端部に対応する位置までヒートパイプを外側に
向けて移動させる。これによってジャケット室内の熱媒
およびヒートパイプ内の熱媒による均熱機能は、そのヒ
ートパイプの外端を越えてまで及ばない。したがって熱
負荷の両耳端部を境にしてその外側にある、熱負荷のな
い区域のローラ表面には、熱媒による均熱作用は働かな
い。また同じく熱負荷のない区域にある誘導コイルの入
力も減少乃至は停止される。
表面温度と、熱負荷のある区域のローラの表面温度との
差は低減し、両者間の急峻な温度勾配はなくなり、熱負
荷はその巾方向に沿って均一に加熱されるようになる。 また熱負荷のない区域のローラの表面温度が上がらない
ことにより、半径方向の膨張もおこらず、両耳部だけの
過圧も回避される。
ローラ、2はその両側に一体的に取り付けられてある駆
動軸、3はローラ1の周壁の内部に、互いに独立して複
数設けられたジャケット室で、これはたとえばドリルに
よってローラ1の軸方向に沿って穿孔されることに形成
する。ジャケット室3の内部には気液二相の熱媒たとえ
ば蒸留水が封入されてある。ジャケット室3は、熱負荷
の予想される最小巾に相当する長さにわたって形成され
てある。
て支持されている。支持ロッド5は駆動軸2内に挿通さ
れ、軸受6を介して駆動軸2に支持されている。7は磁
束発生機構を構成する誘導コイルである。そしてローラ
1の軸方向に沿う両端部にある誘導コイルは細分化され
てある。細分化された誘導コイルは互いに独立して入力
電力すなわち励磁電流が調整されるようにしてある。8
は熱負荷で、ローラ1の表面に図2に示すように添接し
ながら移送される。10はローラ1の周壁に設置された
温度計の出力を取り出すための回転トランスである。
流電源で、制御器12を経て各誘導コイル7に接続され
てある。13は駐動軸2を回転させるためのモータ、1
4は駆動軸2を機台15に回転自在に支持する軸受であ
る。
と平行して複数設けられた深孔である。これは図2に示
すように各ジャケット室3の間に位置するようにしてあ
る。各深孔16には、内部に熱媒を密封したヒートパイ
プ17が設置されてある。
ット室3の外端付近からその外側(ローラ1の端部側)
に向かって進退自在とされている。そしてジャケット室
3の外端から予想される最大巾の熱負荷の耳端まで、こ
のヒートパイプ17がカバーするように、その長さを予
め設定してある。
体例を図3及び図4に示す。ヒートパイプ17は断面を
角型とする回転自在のスプラインシャフト18に挿通さ
れてあり、スプラインシャフト18の回転によって、ヒ
ートパイプ17も回転するようになっている。
形成されてあり、このネジ部は、深孔16に取り付けら
れてあって、内面にネジ部が形成されてある筒状の送り
ネジ19のそのネジ部と噛みあっている。スプラインシ
ャフト18の外端は駆動軸2に取り付けてある回転体2
0に結合されている。
ャフト18が回転する。この回転によってヒートパイプ
17は送りネジ19に沿って回転しながら移動する。回
動体20の回転を停止すれば、ヒートパイプ17はその
位置で停止し、静止する。
の耳端より外側にあるものは、内側にあるものよりも、
その入力は減少され、乃至はその入力を絶つ。
ャケット室とは別にヒートパイプを設け、これを熱負荷
の予想最小巾を越えて進退自在とし、加工対象の熱負荷
が予想最小巾を越えた場合に、その熱負荷の巾に相応す
るように、ヒートパイプを移動させるようにしたので、
熱負荷の耳端部付近での急峻な温度勾配を回避すること
ができ、したがって熱負荷の加熱温度を均一にすること
ができるとともに、熱負荷に対する加圧の過不足がなく
なり、高品質の加工が可能となるといった効果を奏する
。
Claims (1)
- 【請求項1】 ローラの周壁にその軸心方向に延び、
かつ内部に気液二相の熱媒を封入してなるジャケット室
を、互いに独立して、前記ローラの円周方向に沿って複
数設けるとともに、前記ローラの周壁に前記ジャケット
室と平行に複数の深孔を設け、前記深孔の内部にヒート
パイプを配置し、前記ヒートパイプを前記ジャケット室
の外端付近からその外側に至る範囲にわたって移動自在
としてなり、また前記ローラの内部に設けられる磁束発
生機構用の誘導コイルのうち、前記ローラの両端部に位
置する前記誘導コイルを細分化し、細分化された前記各
誘導コイルの入力を独立して調整自在としてなり、前記
熱負荷の耳端に対応する個所より外側の細分化された誘
導コイルの入力を、それより内側の誘導コイルよりも入
力を少なく調節してなることを特徴とする誘導発熱ロー
ラ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JPH04262392A true JPH04262392A (ja) | 1992-09-17 |
JP2969294B2 JP2969294B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14498323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3108972A Expired - Lifetime JP2969294B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 誘導発熱ローラ装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0589685A2 (en) * | 1992-09-24 | 1994-03-30 | Shinko Denki Kabushiki Kaisha | Hot roller with a built-in motor |
US6455824B2 (en) * | 1999-12-28 | 2002-09-24 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Fixing device using induction heating |
JP2007016973A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Tokuden Co Ltd | 誘導発熱ローラ装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62178494U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3108972A patent/JP2969294B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62178494U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 |
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EP0589685A2 (en) * | 1992-09-24 | 1994-03-30 | Shinko Denki Kabushiki Kaisha | Hot roller with a built-in motor |
EP0589685A3 (en) * | 1992-09-24 | 1994-06-22 | Shinko Electric Co Ltd | Hot roller with a built-in motor |
US6455824B2 (en) * | 1999-12-28 | 2002-09-24 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Fixing device using induction heating |
US7205512B2 (en) | 1999-12-28 | 2007-04-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fixing device using induction heating |
JP2007016973A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Tokuden Co Ltd | 誘導発熱ローラ装置 |
JP4663432B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2011-04-06 | トクデン株式会社 | 誘導発熱ローラ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2969294B2 (ja) | 1999-11-02 |
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