JPH07243783A - Double tube structural heat pipe and roll employing said heat pipe - Google Patents
Double tube structural heat pipe and roll employing said heat pipeInfo
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- JPH07243783A JPH07243783A JP3807594A JP3807594A JPH07243783A JP H07243783 A JPH07243783 A JP H07243783A JP 3807594 A JP3807594 A JP 3807594A JP 3807594 A JP3807594 A JP 3807594A JP H07243783 A JPH07243783 A JP H07243783A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F5/00—Elements specially adapted for movement
- F28F5/02—Rotary drums or rollers
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、繊維・紙・フィルム製
造分野などで使用されているカレンダーロール等の加熱
ロール、ゴム製造分野などで使用されている混練ロール
等に使用されている加熱・冷却ロール、及びこれらのロ
ールに好適な二重管構造ヒートパイプに関する。さらに
詳しくは、均熱性に優れたロール及びこれらのロール等
に好適な二重管構造ヒートパイプに関する。The present invention relates to a heating roll such as a calender roll used in the field of fiber / paper / film production, a kneading roll used in the field of rubber production, etc. The present invention relates to a chill roll and a double-pipe heat pipe suitable for these rolls. More specifically, the present invention relates to a roll having excellent heat uniformity and a heat pipe having a double tube structure suitable for these rolls.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から繊維・紙・フィルム製造分野な
どにおいてはカレンダーロール等の加熱ロールが使用さ
れ、ゴム製造分野などにおいては加熱・冷却ロールが混
練ロール等として使用されている。これらのロールは、
ロールの長さ方向の均熱性が要求されるため、内部に作
動液が封入されたヒートパイプを埋め込むことが提案さ
れている。例えば、特公昭６３−２４１０１号公報に
は、ロールの長さ方向の中空口にヒートパイプを着脱可
能に取り付けることが提案されており、特開昭６３−９
１９９１号公報には、ロールの長さ方向の中空口にヒー
トパイプを挿入し、拡管して中空口にヒートパイプを密
着させることが提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, heating rolls such as calender rolls have been used in the field of fiber / paper / film production, and heating / cooling rolls have been used as kneading rolls in the field of rubber production. These roles are
Since heat uniformity in the length direction of the roll is required, it has been proposed to embed a heat pipe in which the working fluid is sealed. For example, Japanese Examined Patent Publication No. 63-24101 proposes to attach a heat pipe to a hollow opening in the length direction of a roll in a detachable manner.
In 1991, it is proposed that a heat pipe is inserted into a hollow opening in the length direction of the roll and expanded so that the heat pipe is brought into close contact with the hollow opening.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前記特
公昭６３−２４１０１号公報、及び特開昭６３−９１９
９１号公報に提案されているものにあっては、いずれも
ロールに穴あけ加工によって形成する中空口を貫通させ
なければならないという問題があった。その理由は、ロ
ールの中空口にヒートパイプを挿入するとき、中空口の
貫通口から残存空気を抜く必要があったからである。す
なわち、ロールの中空口とヒートパイプとはできる限り
密着しているほうが熱伝導性が良好となるため、中空口
の内径とヒートパイプの外径とのクリアランスの小さい
ものを使用するのが好ましい。このため、貫通口がない
と中空口の残存空気を抜くことができなかったのであ
る。その結果、貫通口を形成するための穴あけ加工コス
トが高いという問題があった。また、長い穴になると、
穴あけ加工中に先端が曲がってしまうという問題もあっ
た。However, the conventional Japanese Patent Publication No. 63-24101 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-919 have been proposed.
In all of the proposals in Japanese Patent No. 91, there is a problem that a hollow opening formed in a roll by punching must be penetrated. The reason is that when the heat pipe was inserted into the hollow mouth of the roll, it was necessary to remove residual air from the through hole of the hollow mouth. That is, the heat conductivity is better when the hollow mouth of the roll and the heat pipe are in close contact with each other as much as possible. Therefore, it is preferable to use a roll having a small clearance between the inner diameter of the hollow mouth and the outer diameter of the heat pipe. For this reason, the residual air in the hollow port could not be removed without the through port. As a result, there has been a problem that the cost of drilling for forming the through hole is high. Also, when it comes to long holes,
There was also a problem that the tip was bent during drilling.
【０００４】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ため、ヒートパイプを組み込むための穴が比較的短くて
すむ二重管構造ヒートパイプ、及びこのヒートパイプを
組み、製造コストが安価で均熱性に優れたロールを提供
することを目的とする。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention has a double pipe structure heat pipe in which a hole for incorporating a heat pipe can be relatively short, and the heat pipe is assembled, and the manufacturing cost is inexpensive and uniform. It is intended to provide a roll having excellent heat properties.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る二重管構造ヒートパイプの構成は、内
部に作動液が封入されたヒートパイプであって、前記ヒ
ートパイプは二重管で構成され、内管と外管との間に前
記作動液が封入されており、かつ、内管の内側の中空部
が長さ方向に貫通していることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the structure of a double pipe structure heat pipe according to the present invention is a heat pipe in which a working fluid is enclosed, and the heat pipe is a double pipe. It is composed of a pipe, the working fluid is sealed between the inner pipe and the outer pipe, and the hollow portion inside the inner pipe penetrates in the length direction.
【０００６】また、前記ヒートパイプの構成において
は、内管の内側の中空部の直径が、気体を通過させるに
十分な大きさであるのが好ましい。また、前記ヒートパ
イプの構成においては、内管と外管とがヒートパイプの
両末端で封止されているのが好ましい。Further, in the structure of the heat pipe, it is preferable that the inner hollow portion of the inner pipe has a diameter large enough to allow gas to pass therethrough. Further, in the configuration of the heat pipe, it is preferable that the inner pipe and the outer pipe are sealed at both ends of the heat pipe.
【０００７】また、本発明に係るロールは、ロールの長
さ方向の断面から見て未貫通の中空口が形成され、前記
未貫通の中空口に、内管と外管との間に作動液が封入さ
れており、かつ、内管の内側の中空部が長さ方向に貫通
している二重管構造ヒートパイプが挿入されているとい
う構成を備えたものである。In the roll according to the present invention, a hollow hole which is not penetrated is formed when viewed from a cross section in the length direction of the roll, and the working liquid is provided between the inner pipe and the outer pipe in the hollow hole which is not penetrated. And a double pipe structure heat pipe having a hollow portion inside the inner pipe penetrating in the lengthwise direction is inserted.
【０００８】また、前記ロールの構成においては、未貫
通の中空口が、ロールの両端部からそれぞれ位置をずら
せて穴あけ加工により形成されており、かつ、それぞれ
の中空口はロール全長の半分以上の長さを有するのが好
ましい。Further, in the structure of the roll, the hollow holes which are not penetrated are formed by punching by shifting the positions from both ends of the roll, and each hollow port has a length of more than half of the total length of the roll. It preferably has a length.
【０００９】また、前記ロールの構成においては、ヒー
トパイプが、中空口に熱伝導性充填剤によって固定され
ているか、又は取り外し可能に取り付けられているのが
好ましい。In addition, in the roll structure, it is preferable that the heat pipe is fixed to the hollow port by a heat conductive filler or is detachably attached.
【００１０】また、前記ロールの構成においては、ロー
ルが、加熱又は冷却ロールであるのが好ましい。この場
合には、ロールが、電磁誘導加熱ロールであるのが好ま
しく、さらには、三相電源を用いたスコット結線方式の
電磁誘導加熱ロールであるのが好ましい。Further, in the constitution of the roll, it is preferable that the roll is a heating or cooling roll. In this case, the roll is preferably an electromagnetic induction heating roll, and more preferably a Scott connection type electromagnetic induction heating roll using a three-phase power source.
【００１１】また、前記ロールの構成においては、ロー
ルの端部のヒートパイプ末端部に、流体付与による冷却
手段が設けられているのが好ましい。Further, in the structure of the roll, it is preferable that cooling means by applying a fluid is provided at the end of the heat pipe at the end of the roll.
【００１２】[0012]
【作用】前記本発明のヒートパイプの構成によれば、二
重管で構成され、内管と外管との間に作動液が封入され
ており、かつ、内管の内側の中空部が長さ方向に貫通し
ていることにより、ヒートパイプを挿入するための中空
口の内径とヒートパイプの外径とのクリアランスが小さ
い場合であっても、ヒートパイプを挿入する際に中空部
を通して中空口内部の残存空気を抜くことができる。従
って、ヒートパイプを挿入するための中空口は必ずしも
貫通口にする必要がなく、その結果、長い穴を必要とし
ないので、穴あけ加工コストを安価にすることができ
る。According to the structure of the heat pipe of the present invention, the heat pipe is composed of a double pipe, the working fluid is sealed between the inner pipe and the outer pipe, and the hollow portion inside the inner pipe is long. Even if the clearance between the inner diameter of the hollow pipe for inserting the heat pipe and the outer diameter of the heat pipe is small due to the penetration in the depth direction, the hollow port is inserted through the hollow portion when inserting the heat pipe. The remaining air inside can be evacuated. Therefore, the hollow port for inserting the heat pipe does not necessarily have to be a through port, and as a result, a long hole is not required, so that the drilling cost can be reduced.
【００１３】また、前記ヒートパイプの構成において、
内管の内側の中空部の直径が、気体を通過させるに十分
な大きさであるという好ましい構成によれば、ヒートパ
イプを挿入するための中空口内部の残存空気を容易に抜
くことができる。Further, in the structure of the heat pipe,
According to the preferable configuration in which the diameter of the hollow portion inside the inner tube is large enough to allow the gas to pass therethrough, the residual air inside the hollow port for inserting the heat pipe can be easily removed.
【００１４】また、前記ヒートパイプの構成において、
内管と外管とがヒートパイプの両末端で封止されている
という好ましい構成によれば、ヒートパイプの全長を有
効に使用することができる。また、この場合、ヒートパ
イプの両末端で内管と外管とを固定することができ、そ
れ以外の部分で固定する必要はないので、ヒートパイプ
は構造が簡単で作製も容易なものとなる。Further, in the structure of the heat pipe,
With the preferable configuration in which the inner pipe and the outer pipe are sealed at both ends of the heat pipe, the entire length of the heat pipe can be effectively used. Further, in this case, the inner pipe and the outer pipe can be fixed at both ends of the heat pipe, and it is not necessary to fix at other portions, so that the heat pipe has a simple structure and is easy to manufacture. .
【００１５】また、前記本発明のロールの構成によれ
ば、ロールの長さ方向の断面から見て未貫通の中空口が
形成され、前記未貫通の中空口に、内管と外管との間に
作動液が封入されており、かつ、内管の内側の中空部が
長さ方向に貫通している二重管構造のヒートパイプが挿
入されていることにより、製造コストが安価で均熱性に
優れたロールを実現することができる。ヒートパイプを
挿入するための中空口の内径とヒートパイプの外径との
クリアランスが小さい場合であっても、ヒートパイプを
中空口に挿入する際に、ヒートパイプの中空部を通して
中空口内部の残存空気を外部へ抜くことができ、その結
果、ヒートパイプを挿入するための中空口を必ずしも貫
通口にする必要はなく、穴あけ加工コストを安価にする
ことができるからである。Further, according to the roll structure of the present invention, a hollow hole which is not penetrated is formed when seen from a cross section in the length direction of the roll, and the hollow hole which is not penetrated is formed with an inner pipe and an outer pipe. Since the working fluid is enclosed between them and the heat pipe of the double pipe structure in which the inner hollow part of the inner pipe penetrates in the length direction is inserted, the manufacturing cost is low and the thermal uniformity is high. Excellent roll can be realized. Even when the clearance between the inner diameter of the hollow opening for inserting the heat pipe and the outer diameter of the heat pipe is small, when the heat pipe is inserted into the hollow opening, the inner portion of the hollow opening remains through the hollow portion of the heat pipe. This is because the air can be vented to the outside, and as a result, the hollow port for inserting the heat pipe does not necessarily have to be a through port, and the drilling cost can be reduced.
【００１６】また、前記ロールの構成において、未貫通
の中空口が、ロールの両端部からそれぞれ位置をずらせ
て穴あけ加工により形成されており、かつ、それぞれの
中空口はロール全長の半分以上の長さを有するという好
ましい構成によれば、ロールの中間部でヒートパイプが
重なり合う状態となるので、加熱されにくいロールの中
間部をも容易に加熱することができ、その結果、ロール
全長の均熱性をさらに向上させることができる。Further, in the above-mentioned roll structure, the hollow holes which are not penetrated are formed by punching by shifting the positions from both ends of the roll, and each hollow port has a length of more than half of the total length of the roll. According to the preferable configuration having the thickness, since the heat pipes are overlapped with each other in the middle part of the roll, the middle part of the roll, which is difficult to be heated, can be easily heated, and as a result, the heat uniformity of the entire length of the roll can be improved. It can be further improved.
【００１７】また、前記ロールの構成において、ヒート
パイプが、中空口に熱伝導性充填剤によって固定されて
いるという好ましい構成によれば、クリアランス部分に
熱伝導性充填剤が介在することとなるため、ロールの均
熱性をさらに向上させることができる。また、例えば、
ヒートパイプが中空口の入り口部で熱伝導性充填剤によ
って部分的に固定されていれば、ヒートパイプを取り外
し可能に取り付けることができるので、修理などを容易
に行うことができる。Further, in the roll structure, according to a preferable structure in which the heat pipe is fixed to the hollow mouth by the heat conductive filler, the heat conductive filler is interposed in the clearance portion. The soaking property of the roll can be further improved. Also, for example,
If the heat pipe is partially fixed by the heat conductive filler at the entrance of the hollow mouth, the heat pipe can be detachably attached, so that repair or the like can be easily performed.
【００１８】また、前記ロールの構成において、ロール
が、加熱又は冷却ロールであるという好ましい構成によ
れば、均熱性を十分に発揮させることができる。また、
前記ロールの構成において、ロールが、電磁誘導加熱ロ
ールであるという好ましい構成によれば、温度コントロ
ール性に優れ、さらに高い均熱性を発揮させることがで
きる。Further, in the constitution of the roll, if the roll is a heating or cooling roll, a uniform constitution can be sufficiently exhibited. Also,
According to the preferable constitution that the roll is an electromagnetic induction heating roll in the constitution of the roll, it is possible to exhibit excellent temperature controllability and further exhibit high soaking property.
【００１９】また、前記ロールの構成において、ロール
が、三相電源を用いたスコット結線方式の電磁誘導加熱
ロールであるという好ましい構成によれば、電力の有効
利用を図ることができる。Further, in the configuration of the roll, according to a preferable configuration in which the roll is a Scott connection type electromagnetic induction heating roll using a three-phase power source, it is possible to effectively use electric power.
【００２０】また、前記ロールの構成において、ロール
の端部のヒートパイプ末端部に、流体付与による冷却手
段が設けられているという好ましい構成によれば、ゴム
材料の混練等の工程で、初期は加熱が必要で、時間の経
過と共に冷却が必要となるロールに好適である。Further, according to a preferable constitution in which the cooling means by applying a fluid is provided at the end portion of the heat pipe at the end portion of the roll in the constitution of the roll, in the step of kneading the rubber material, etc. It is suitable for rolls that require heating and need cooling over time.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をより具体的に
説明する。図１は本発明に係る二重管構造ヒートパイプ
の斜視図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図、図３は図１のＩ
Ｉ−ＩＩ断面図である。図１、図２、図３に示すよう
に、ヒートパイプ１は、外管２と内管３とにより構成さ
れた二重管構造を有しており、外管２と内管３との間は
その両末端６で封止されている。すなわち、内管３の内
側の中空部５が長さ方向に貫通している。このように、
外管２と内管３との間をその両末端６で封止することに
より、ヒートパイプ１の全長を有効に使用することがで
きる。また、この場合、ヒートパイプ１の両末端６で外
管２と内管３とを固定することができ、それ以外の部分
で固定する必要はないので、ヒートパイプ１は構造が簡
単で作製も容易なものとなる。また、外管２と内管３と
の間には、高真空に保持された状態で超純水からなる作
動液４が封入されている。これにより、ヒートパイプ１
の一部を加熱すれば、作動液４が低温で沸騰し、ヒート
パイプ１の軸方向の温度分布を瞬時に均一化することが
できる。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. 1 is a perspective view of a double pipe structure heat pipe according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-I of FIG. 1, and FIG.
It is an I-II sectional view. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the heat pipe 1 has a double pipe structure composed of an outer pipe 2 and an inner pipe 3, and a space between the outer pipe 2 and the inner pipe 3 is formed. Is sealed at both ends 6 thereof. That is, the hollow portion 5 inside the inner pipe 3 penetrates in the length direction. in this way,
By sealing the outer pipe 2 and the inner pipe 3 at both ends 6, the entire length of the heat pipe 1 can be effectively used. Further, in this case, the outer pipe 2 and the inner pipe 3 can be fixed at both ends 6 of the heat pipe 1, and it is not necessary to fix at other portions, so that the heat pipe 1 has a simple structure and can be manufactured easily. It will be easy. A working fluid 4 made of ultrapure water is sealed between the outer tube 2 and the inner tube 3 while being kept in a high vacuum. This allows the heat pipe 1
If a part of is heated, the working fluid 4 boils at a low temperature, and the temperature distribution in the axial direction of the heat pipe 1 can be instantly made uniform.
【００２２】このような構造を有するヒートパイプ１を
作製するには、以下のようにすればよい。すなわち、ま
ず、外管２と内管３との間の一端を溶接によって封止
し、外管２と内管３との間に作動液４を注入する。次い
で、外管２と内管３との間の他端から真空引きを行い、
高真空になった時点で外管２と内管３との間の他端を溶
接によって封止する。The heat pipe 1 having such a structure can be manufactured as follows. That is, first, one end between the outer pipe 2 and the inner pipe 3 is sealed by welding, and the hydraulic fluid 4 is injected between the outer pipe 2 and the inner pipe 3. Then, a vacuum is drawn from the other end between the outer tube 2 and the inner tube 3,
When the high vacuum is reached, the other end between the outer tube 2 and the inner tube 3 is sealed by welding.
【００２３】ヒートパイプ１としては、肉厚０．４〜２
ｍｍ、特に１ｍｍ程度の銅製パイプを用いるのが好まし
く、外径は１０〜２０ｍｍ程度、中空部５の直径は１ｍ
ｍ以上であるのが好ましい。また、ヒートパイプ１内の
真空度としては、１〜１０-5Ｔｏｒｒの範囲が好まし
い。The heat pipe 1 has a wall thickness of 0.4 to 2
It is preferable to use a copper pipe having a diameter of about 1 mm, particularly about 1 mm, an outer diameter of about 10 to 20 mm, and a diameter of the hollow portion 5 of 1 m.
It is preferably m or more. The vacuum degree in the heat pipe 1 is preferably in the range of 1 to 10 -5 Torr.
【００２４】次に、上記のように構成されたヒートパイ
プを用いたロールについて説明する。図４は本発明に係
るロールの一実施例を示す電磁誘導加熱ロールの断面
図、図５はスコット結線変圧器とロール内部のコイルと
の配線図、図６はロール本体の端面図、図７は図６のＩ
ＩＩ−ＩＩＩ断面図である。Next, a roll using the heat pipe configured as described above will be described. 4 is a cross-sectional view of an electromagnetic induction heating roll showing an embodiment of the roll according to the present invention, FIG. 5 is a wiring diagram of a Scott connection transformer and a coil inside the roll, FIG. 6 is an end view of the roll body, and FIG. Is I in FIG.
It is a II-III sectional view.
【００２５】図４に示すように、電磁誘導加熱ロール２
３は、固定された中空軸１４と、中空軸１４の軸方向に
並列に設けられた第１及び第２の継鉄心１５、１６と、
中空軸１４の軸に対して直交するように設けられた脚鉄
心１７、１８、１９と、第１及び第２の継鉄心１５、１
６の周囲に巻回された第１及び第２の電磁コイル２０、
２１と、中空軸１４の両端にそれぞれ設けられた軸受２
２と、軸受２２とそれぞれ係合するジャーナル部１３
と、２つのジャーナル部１３により支持され中空軸１４
の軸を中心として回転する金属製のロール本体１０とに
より構成されている。As shown in FIG. 4, the electromagnetic induction heating roll 2
3 is a fixed hollow shaft 14 and first and second yoke cores 15 and 16 provided in parallel in the axial direction of the hollow shaft 14,
Leg cores 17, 18, 19 provided so as to be orthogonal to the axis of the hollow shaft 14, and first and second yoke cores 15, 1
First and second electromagnetic coils 20 wound around 6;
21 and a bearing 2 provided at both ends of the hollow shaft 14, respectively.
2 and the journal portion 13 engaging with the bearing 22, respectively.
And a hollow shaft 14 supported by the two journal portions 13.
And a roll body 10 made of metal that rotates around the axis.
【００２６】図４、図６、図７に示すように、ロール本
体１０のローラーシェル部１１には、ロール本体１０の
軸方向に未貫通の中空口１２ａ、１２ｂが形成されてお
り、中空口１２ａ、１２ｂの内部にはヒートパイプ１が
配置されている。ここで、中空口１２ａと中空口１２ｂ
とは、ロール本体１０の両端部からそれぞれ位置をずら
せて交互に穴あけ加工により形成されており、それぞれ
の中空口１２ａ、１２ｂはロール本体１０の全長の半分
以上の長さを有している。また、上記したように、ヒー
トパイプ１は、内管３の内側の中空部５が長さ方向に貫
通しているために、図８に示すように、ヒートパイプ１
を挿入するための中空口１２ａ、１２ｂの内径とヒート
パイプ１の外径とのクリアランスが小さい場合であって
も、ヒートパイプ１を中空口１２ａ、１２ｂに挿入する
際に（図８矢印Ａ）、ヒートパイプ１の中空部５を通し
て中空口１２ａ、１２ｂの内部の残存空気を外部へ抜く
ことができるので（図８矢印Ｂ、Ｃ）、ヒートパイプ１
を中空口１２ａ、１２ｂに容易に挿入することができ
る。従って、ヒートパイプ１を挿入するための中空口１
２ａ、１２ｂは貫通口にする必要がなく、ロール本体１
０の長さ方向の途中部分まで形成すればよい。このよう
に、ヒートパイプ１を、内管３の内側の中空部５が長さ
方向に貫通するように構成したことにより、ヒートパイ
プ１を挿入するための中空口１２ａ、１２ｂとして長い
穴を必要としないので、穴あけ加工コストを安価にする
ことができる。As shown in FIGS. 4, 6 and 7, the roller shell portion 11 of the roll body 10 is formed with hollow holes 12a and 12b which are not penetrated in the axial direction of the roll body 10 and which are hollow holes. The heat pipe 1 is arranged in the inside of 12a, 12b. Here, the hollow port 12a and the hollow port 12b
Are formed by alternately punching by shifting the positions from both ends of the roll body 10, and each of the hollow ports 12a and 12b has a length of half or more of the entire length of the roll body 10. Further, as described above, in the heat pipe 1, since the hollow portion 5 inside the inner pipe 3 penetrates in the length direction, as shown in FIG.
Even when the clearance between the inner diameter of the hollow ports 12a, 12b for inserting the heat pipe and the outer diameter of the heat pipe 1 is small, when the heat pipe 1 is inserted into the hollow ports 12a, 12b (arrow A in FIG. 8). Since the residual air inside the hollow ports 12a and 12b can be discharged to the outside through the hollow portion 5 of the heat pipe 1 (arrows B and C in FIG. 8), the heat pipe 1
Can be easily inserted into the hollow ports 12a and 12b. Therefore, the hollow mouth 1 for inserting the heat pipe 1
2a and 12b do not need to be through holes, and the roll body 1
It suffices to form the middle part of the length direction of 0. As described above, since the heat pipe 1 is configured such that the hollow portion 5 inside the inner pipe 3 penetrates in the length direction, long holes are required as the hollow ports 12a and 12b for inserting the heat pipe 1. Therefore, the drilling cost can be reduced.
【００２７】中空口１２ａ、１２ｂとヒートパイプ１と
のクリアランス部分には熱伝導性充填剤が介在してお
り、これによりヒートパイプ１が中空口１２ａ、１２ｂ
に固定されている。このように中空口１２ａ、１２ｂの
内径とヒートパイプ１の外径とのクリアランス部分に熱
伝導性充填剤を介在させたことにより、均熱性をさらに
向上させることができる。A heat conductive filler is interposed in the clearance between the hollow ports 12a and 12b and the heat pipe 1, so that the heat pipe 1 is closed in the hollow ports 12a and 12b.
It is fixed to. By interposing the heat conductive filler in the clearance between the inner diameters of the hollow ports 12a and 12b and the outer diameter of the heat pipe 1 as described above, the heat uniformity can be further improved.
【００２８】ロール本体１０の金属材料としては、炭素
鋼（鉄製）が好ましい。また、ヒートパイプ１の中空部
５は、中空口１２ａ、１２ｂの内部の残存空気を通過さ
せるに十分な大きさであるのが好ましく、さらには、前
述したように中空部５の直径が１ｍｍ以上であるのが好
ましい。また、中空口１２ａ、１２ｂの内径とヒートパ
イプ１の外径とのクリアランスは０．１〜０．３ｍｍで
あるのが好ましい。また、熱伝導性充填剤としては、シ
リコンオイル又はゴムに窒化ケイ素などの良伝導粉を混
合したものを用いるのが好ましく、これをヒートパイプ
１に塗布し中空口１２ａ、１２ｂに挿入すればよい。The metal material of the roll body 10 is preferably carbon steel (made of iron). Further, the hollow portion 5 of the heat pipe 1 is preferably large enough to allow the residual air inside the hollow ports 12a and 12b to pass therethrough. Furthermore, as described above, the diameter of the hollow portion 5 is 1 mm or more. Is preferred. The clearance between the inner diameter of the hollow ports 12a and 12b and the outer diameter of the heat pipe 1 is preferably 0.1 to 0.3 mm. Further, as the thermally conductive filler, it is preferable to use a mixture of silicon oil or rubber with a good conductive powder such as silicon nitride, and this may be applied to the heat pipe 1 and inserted into the hollow ports 12a and 12b. .
【００２９】図４、図５に示すように、第１及び第２の
電磁コイル２０、２１は、それぞれ途中に継ぎ目（接続
部）の無い１本の導線を巻回したものである。各電磁コ
イル２０、２１の導線端部ｃ1 、ｃ2 、ｄ1 、ｄ2 は、
それぞれ中空軸１４の中空部１４ａを通って中空軸１４
の外部へ導かれている。導線の材料としては、例えばア
ルミニウム線のような耐熱性に優れた線に絶縁被覆を施
したものを用いるのが好ましい。As shown in FIGS. 4 and 5, each of the first and second electromagnetic coils 20 and 21 is formed by winding one conductor wire having no joint (connection portion) in the middle thereof. The conductor wire ends c 1 , c 2 , d 1 and d 2 of the electromagnetic coils 20 and 21 are
Each of the hollow shafts 14 passes through the hollow portion 14a of the hollow shaft 14.
Being led to the outside of. As the material of the conductive wire, it is preferable to use a wire having excellent heat resistance, such as an aluminum wire, coated with an insulating coating.
【００３０】第１の継鉄心１５、脚鉄心１７、１８、及
びロール本体１０によって一つの閉磁路が形成され、第
２の継鉄心１６、脚鉄心１８、１９、及びロール本体１
０によってもう一つの閉磁路が形成される。前述したよ
うに、中空軸１４、第１及び第２の継鉄心１５、１６、
脚鉄心１７、１８、１９、及び第１及び第２の電磁コイ
ル２０、２１は固定されており、ロール本体１０及びジ
ャーナル１３は外部からの駆動力によって回転する。One closed magnetic circuit is formed by the first yoke 15, the leg irons 17, 18 and the roll body 10, and the second yoke 16, the leg irons 18, 19 and the roll body 1 are formed.
0 forms another closed magnetic path. As described above, the hollow shaft 14, the first and second yoke cores 15, 16,
The leg iron cores 17, 18, 19 and the first and second electromagnetic coils 20, 21 are fixed, and the roll body 10 and the journal 13 are rotated by a driving force from the outside.
【００３１】図５に示すように、スコット結線変圧器２
４は、第１及び第２の１次側コイル２５、２６と、第１
及び第２の１次側コイル２５、２６にそれぞれ対応する
第１及び第２の２次側コイル２７、２８とを具備してい
る。三相交流電源からの入力のうち、Ｗ相端子及びＵ相
端子はそれぞれ第１の１次側コイル２５の２つの端子に
接続されている。また、三相交流電源からの入力のうち
のＶ相端子は第２の１次側コイル２６の１つの端子に接
続され、さらに第２の１次コイルの残りの端子は第１の
１次コイルの中間部に接続されている。第１及び第２の
２次側コイル２７、２８は、それぞれ電磁誘導加熱ロー
ル２３の外部において、第１及び第２の電磁コイル２
０、２１に接続されている。As shown in FIG. 5, the Scott connection transformer 2
4 is the first and second primary side coils 25 and 26, and the first
And second primary side coils 25 and 26 respectively corresponding to the first and second secondary side coils 27 and 28. Of the inputs from the three-phase AC power supply, the W-phase terminal and the U-phase terminal are respectively connected to the two terminals of the first primary side coil 25. The V-phase terminal of the inputs from the three-phase AC power supply is connected to one terminal of the second primary coil 26, and the remaining terminals of the second primary coil are the first primary coil. Is connected to the middle part of. The first and second secondary side coils 27 and 28 are provided outside the electromagnetic induction heating roll 23, respectively.
0 and 21 are connected.
【００３２】本実施例のようにロールが電磁誘導加熱方
式であれば、温度コントロール性に優れ、さらに高い均
熱性を発揮させることができるが、もちろん、電気抵抗
加熱ロール等にも適用することができる。また、本実施
例のようにロールが三相電源を用いたスコット結線方式
の電磁誘導加熱ロールであれば、電力の有効利用を図る
ことができるが、もちろん、単相電源や、三相電源を用
いたデルタ結線方式及びスター結線方式等にも利用する
ことができる。If the roll is of the electromagnetic induction heating type as in the present embodiment, the temperature controllability is excellent and a higher soaking property can be exhibited, but of course it can be applied to an electric resistance heating roll or the like. it can. Further, if the roll is a Scott connection type electromagnetic induction heating roll using a three-phase power source as in this embodiment, effective use of electric power can be achieved, but of course, a single-phase power source or a three-phase power source can be used. It can also be used for the used delta connection method and star connection method.
【００３３】次に、ロール本体１０の直径を２００ｍ
ｍ、長さを７００ｍｍとし、第１及び第２の電磁コイル
２０、２１の巻数を共に１６０回として、電磁誘導加熱
ロール２３を試作した。そして、この電磁誘導加熱ロー
ル２３に６０Ｈｚ、２００Ｖの三相交流電源を接続した
ところ、各相に流れる電流値は、Ｕ相が３６．８Ａ、Ｖ
相が３７．１Ａ、Ｗ相が３７．０Ａであった。これによ
り、第１及び第２の電磁コイル２０、２１の周囲に磁束
が発生し、これが発熱源となってロール本体１０が加熱
される。この場合、ロール本体１０のローラーシェル部
１１には、ロール本体１０の軸方向にヒートパイプ１が
配置されているため、作動液４たる超純水が蒸発と凝縮
とを繰り返し、ロール本体１０は均一に加熱される。と
ころで、ロール本体１０の中間部は磁束の影響が少ない
ために加熱されにくいが、中空口１２ａ、１２ｂをロー
ル本体１０の全長の半分以上の長さを有するように形成
し、ロール本体１０の中間部でヒートパイプ１が重なり
合うようにしたので、ロール本体１０の全長の均熱性を
さらに向上させることができる。Next, the diameter of the roll body 10 is set to 200 m.
An electromagnetic induction heating roll 23 was prototyped with m, a length of 700 mm, and the number of turns of the first and second electromagnetic coils 20 and 21 both set to 160. When a 60 Hz, 200 V three-phase AC power source was connected to this electromagnetic induction heating roll 23, the current value flowing in each phase was 36.8 A, V for the U phase.
The phase was 37.1A and the W phase was 37.0A. As a result, magnetic flux is generated around the first and second electromagnetic coils 20 and 21, and this serves as a heat source to heat the roll body 10. In this case, since the heat pipe 1 is arranged in the roller shell portion 11 of the roll body 10 in the axial direction of the roll body 10, the ultrapure water as the working fluid 4 repeats evaporation and condensation, and the roll body 10 is Heated evenly. By the way, although the middle portion of the roll body 10 is hard to be heated because the influence of the magnetic flux is small, the hollow ports 12a and 12b are formed to have a length of half or more of the entire length of the roll body 10, Since the heat pipes 1 overlap each other in the portion, the heat uniformity of the entire length of the roll body 10 can be further improved.
【００３４】尚、上記実施例においては、中空口１２
ａ、１２ｂとヒートパイプ１とのクリアランス部分の全
体に熱伝導性充填剤を介在させ、ヒートパイプ１を中空
口１２ａ、１２ｂ内に固定しているが、必ずしもこのよ
うな構成にする必要はなく、例えば、ヒートパイプ１を
中空口１２ａ、１２ｂの入り口部で熱伝導性充填剤によ
って部分的に固定する構成としてもよい。このような構
成にすれば、ヒートパイプ１を取り外し可能に取り付け
ることができるので、修理などを容易に行うことができ
る。In the above embodiment, the hollow port 12
The heat pipe 1 is fixed in the hollow ports 12a and 12b by interposing a heat conductive filler in the entire clearance portion between the heat pipe 1 and the heat pipe 1a and 12b. For example, the heat pipe 1 may be partially fixed at the entrances of the hollow ports 12a and 12b with a heat conductive filler. With such a configuration, the heat pipe 1 can be removably attached, so that repair or the like can be easily performed.
【００３５】また、上記実施例においては、作動液４と
して超純水を用いているが、必ずしもこれに限定される
ものではなく、温度によっては水以外にオイルや他の液
体を任意に使用することができる。In the above embodiment, ultrapure water is used as the working fluid 4, but it is not limited to this, and oil or other liquid other than water may be used depending on the temperature. be able to.
【００３６】また、上記実施例においては、加熱ロー
ル、特に電磁誘導加熱ロール２３を例に挙げて説明した
が、必ずしもこれに限定されるものではなく、冷却ロー
ルであってもよい。特に、ロール本体１０の端部に位置
するヒートパイプ１の末端部に、空気や水などの流体を
付与する冷却手段を設ければ、ゴム材料の混練等の工程
で、初期は加熱が必要で、時間の経過と共に冷却が必要
となるロールに好適である。図１、図２、図３に示した
ように、ヒートパイプ１には、その長さ方向に貫通する
中空部５が設けられているため、流体を中空部５内に注
入することにより、ヒートパイプ１を容易に冷却するこ
とができ、ロール本体１０の全体を冷却することができ
る。In the above embodiment, the heating roll, especially the electromagnetic induction heating roll 23 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and a cooling roll may be used. In particular, if a cooling means for applying a fluid such as air or water is provided at the end portion of the heat pipe 1 located at the end portion of the roll body 10, heating is required in the initial stage in the step of kneading the rubber material. It is suitable for rolls that require cooling over time. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the heat pipe 1 is provided with the hollow portion 5 penetrating in the length direction thereof. The pipe 1 can be easily cooled, and the entire roll body 10 can be cooled.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒー
トパイプによれば、二重管で構成され、内管と外管との
間に作動液が封入されており、かつ、内管の内側の中空
部が長さ方向に貫通していることにより、ヒートパイプ
を挿入するための中空口の内径とヒートパイプの外径と
のクリアランスが小さい場合であっても、ヒートパイプ
を挿入する際に中空部を通して中空口内部の残存空気を
抜くことができる。従って、ヒートパイプを挿入するた
めの中空口は必ずしも貫通口にする必要がなく、その結
果、長い穴を必要としないので、穴あけ加工コストを安
価にすることができる。As described above, according to the heat pipe of the present invention, the heat pipe is composed of the double pipe, the working fluid is sealed between the inner pipe and the outer pipe, and Since the inner hollow portion penetrates in the length direction, even when the clearance between the inner diameter of the hollow opening for inserting the heat pipe and the outer diameter of the heat pipe is small, when inserting the heat pipe The residual air inside the hollow can be removed through the hollow part. Therefore, the hollow port for inserting the heat pipe does not necessarily have to be a through port, and as a result, a long hole is not required, so that the drilling cost can be reduced.
【００３８】また、前記ヒートパイプの構成において、
内管の内側の中空部の直径が、気体を通過させるに十分
な大きさであるという好ましい構成によれば、ヒートパ
イプを挿入するための中空口内部の残存空気を容易に抜
くことができる。Further, in the structure of the heat pipe,
According to the preferable configuration in which the diameter of the hollow portion inside the inner tube is large enough to allow the gas to pass therethrough, the residual air inside the hollow port for inserting the heat pipe can be easily removed.
【００３９】また、前記ヒートパイプの構成において、
内管と外管とがヒートパイプの両末端で封止されている
という好ましい構成によれば、ヒートパイプの全長を有
効に使用することができる。また、この場合、ヒートパ
イプの両末端で内管と外管とを固定することができ、そ
れ以外の部分で固定する必要はないので、ヒートパイプ
は構造が簡単で作製も容易なものとなる。Further, in the structure of the heat pipe,
With the preferable configuration in which the inner pipe and the outer pipe are sealed at both ends of the heat pipe, the entire length of the heat pipe can be effectively used. Further, in this case, the inner pipe and the outer pipe can be fixed at both ends of the heat pipe, and it is not necessary to fix at other portions, so that the heat pipe has a simple structure and is easy to manufacture. .
【００４０】また、本発明に係るロールによれば、ロー
ルの長さ方向の断面から見て未貫通の中空口が形成さ
れ、前記未貫通の中空口に、内管と外管との間に作動液
が封入されており、かつ、内管の内側の中空部が長さ方
向に貫通している二重管構造のヒートパイプが挿入され
ていることにより、製造コストが安価で均熱性に優れた
ロールを実現することができる。ヒートパイプを挿入す
るための中空口の内径とヒートパイプの外径とのクリア
ランスが小さい場合であっても、ヒートパイプを中空口
に挿入する際に、ヒートパイプの中空部を通して中空口
内部の残存空気を外部へ抜くことができ、その結果、ヒ
ートパイプを挿入するための中空口を必ずしも貫通口に
する必要はなく、穴あけ加工コストを安価にすることが
できるからである。Further, according to the roll of the present invention, a hollow hole which is not penetrated is formed when viewed from the cross section in the length direction of the roll, and the hollow hole which is not penetrated is provided between the inner pipe and the outer pipe. Since the working fluid is enclosed and the heat pipe of the double pipe structure in which the hollow part inside the inner pipe penetrates in the length direction is inserted, the manufacturing cost is low and the heat uniformity is excellent. It is possible to realize a roll. Even when the clearance between the inner diameter of the hollow opening for inserting the heat pipe and the outer diameter of the heat pipe is small, when the heat pipe is inserted into the hollow opening, the inner portion of the hollow opening remains through the hollow portion of the heat pipe. This is because the air can be vented to the outside, and as a result, the hollow port for inserting the heat pipe does not necessarily have to be a through port, and the drilling cost can be reduced.
【００４１】また、前記ロールの構成において、未貫通
の中空口が、ロールの両端部からそれぞれ位置をずらせ
て穴あけ加工により形成されており、かつ、それぞれの
中空口はロール全長の半分以上の長さを有するという好
ましい構成によれば、ロールの中間部でヒートパイプが
重なり合う状態となるので、加熱されにくいロールの中
間部をも容易に加熱することができ、その結果、ロール
全長の均熱性をさらに向上させることができる。Further, in the above-mentioned roll structure, the hollow holes which are not penetrated are formed by punching by shifting the positions from both ends of the roll, and each hollow port has a length of more than half of the total length of the roll. According to the preferable configuration having the thickness, since the heat pipes are overlapped with each other in the middle part of the roll, the middle part of the roll, which is difficult to be heated, can be easily heated, and as a result, the heat uniformity of the entire length of the roll can be improved. It can be further improved.
【００４２】また、前記ロールの構成において、ヒート
パイプが、中空口に熱伝導性充填剤によって固定されて
いるという好ましい構成によれば、クリアランス部分に
熱伝導性充填剤が介在することとなるため、ロールの均
熱性をさらに向上させることができる。また、例えば、
ヒートパイプが中空口の入り口部で熱伝導性充填剤によ
って部分的に固定されていれば、ヒートパイプを取り外
し可能に取り付けることができるので、修理などを容易
に行うことができる。Further, in the roll structure, according to the preferable structure in which the heat pipe is fixed to the hollow opening by the heat conductive filler, the heat conductive filler is interposed in the clearance portion. The soaking property of the roll can be further improved. Also, for example,
If the heat pipe is partially fixed by the heat conductive filler at the entrance of the hollow mouth, the heat pipe can be detachably attached, so that repair or the like can be easily performed.
【００４３】また、前記ロールの構成において、ロール
が、加熱又は冷却ロールであるという好ましい構成によ
れば、均熱性を十分に発揮させることができる。また、
前記ロールの構成において、ロールが、電磁誘導加熱ロ
ールであるという好ましい構成によれば、温度コントロ
ール性に優れ、さらに高い均熱性を発揮させることがで
きる。Further, in the constitution of the roll, if the roll is a heating or cooling roll, it is possible to sufficiently exhibit the soaking property. Also,
According to the preferable constitution that the roll is an electromagnetic induction heating roll in the constitution of the roll, it is possible to exhibit excellent temperature controllability and further exhibit high soaking property.
【００４４】また、前記ロールの構成において、ロール
が、三相電源を用いたスコット結線方式の電磁誘導加熱
ロールであるという好ましい構成によれば、電力の有効
利用を図ることができる。Further, in the configuration of the roll, according to a preferable configuration in which the roll is a Scott connection type electromagnetic induction heating roll using a three-phase power source, it is possible to effectively use electric power.
【００４５】また、前記ロールの構成において、ロール
の端部のヒートパイプ末端部に、流体付与による冷却手
段が設けられているという好ましい構成によれば、ゴム
材料の混練等の工程で、初期は加熱が必要で、時間の経
過と共に冷却が必要となるロールに好適である。Further, in the above-mentioned roll structure, according to a preferable structure in which a cooling means by applying a fluid is provided at the end portion of the heat pipe at the end portion of the roll, in the step of kneading the rubber material, etc., initially. It is suitable for rolls that require heating and need cooling over time.
【図１】本発明に係る二重管構造ヒートパイプの斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view of a heat pipe having a double pipe structure according to the present invention.
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。3 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図４】本発明に係るロールの一実施例を示す電磁誘導
加熱ロールの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an electromagnetic induction heating roll showing an embodiment of the roll according to the present invention.
【図５】スコット結線変圧器とロール内部のコイルとの
配線図である。FIG. 5 is a wiring diagram of a Scott connection transformer and a coil inside a roll.
【図６】ロール本体の端面図である。FIG. 6 is an end view of the roll body.
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。7 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
【図８】ヒートパイプの装着状態を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a mounted state of a heat pipe.
１ ヒートパイプ ２ 外管 ３ 内管 ４ 作動液 ５ 中空部 ６ 末端 １０ ロール本体 １１ ローラーシェル部１１ １２ａ、１２ｂ 中空口 ２３ 電磁誘導加熱ロール 1 Heat Pipe 2 Outer Tube 3 Inner Tube 4 Working Fluid 5 Hollow Part 6 Terminal 10 Roll Body 11 Roller Shell Part 11 12a, 12b Hollow Mouth 23 Electromagnetic Induction Heating Roll
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｃ 15/08 Ｄ２１Ｇ 1/02 Ｈ０５Ｂ 6/14 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location D06C 15/08 D21G 1/02 H05B 6/14
Claims (10)
であって、前記ヒートパイプは二重管で構成され、内管
と外管との間に前記作動液が封入されており、かつ、内
管の内側の中空部が長さ方向に貫通していることを特徴
とする二重管構造ヒートパイプ。1. A heat pipe having a working fluid sealed therein, wherein the heat pipe is composed of a double pipe, and the working fluid is sealed between an inner pipe and an outer pipe, and A double-pipe heat pipe, wherein a hollow portion inside the inner pipe penetrates in a length direction.
過させるに十分な大きさである請求項１に記載の二重管
構造ヒートパイプ。2. The double pipe structure heat pipe according to claim 1, wherein a diameter of a hollow portion inside the inner pipe is large enough to allow gas to pass therethrough.
封止されている請求項１に記載の二重管構造ヒートパイ
プ。3. The double pipe structure heat pipe according to claim 1, wherein the inner pipe and the outer pipe are sealed at both ends of the heat pipe.
の中空口が形成され、前記未貫通の中空口に、内管と外
管との間に作動液が封入されており、かつ、内管の内側
の中空部が長さ方向に貫通している二重管構造のヒート
パイプが挿入されているロール。4. A non-penetrating hollow port is formed when viewed from a cross section in the lengthwise direction of the roll, and the non-penetrating hollow port is filled with a working fluid between an inner pipe and an outer pipe, and A roll in which a heat pipe having a double pipe structure in which a hollow portion inside the inner pipe penetrates in the length direction is inserted.
それぞれ位置をずらせて穴あけ加工により形成されてお
り、かつ、それぞれの中空口はロール全長の半分以上の
長さを有する請求項４に記載のロール。5. The non-penetrating hollow mouth is formed by punching at a position displaced from both ends of the roll, and each hollow mouth has a length not less than half the total length of the roll. Roll described in.
剤によって固定されているか、又は取り外し可能に取り
付けられている請求項４に記載のロール。6. The roll according to claim 4, wherein the heat pipe is fixed to the hollow opening by a heat conductive filler or is removably attached to the hollow opening.
求項４に記載のロール。7. The roll according to claim 4, wherein the roll is a heating or cooling roll.
求項７に記載のロール。8. The roll according to claim 7, wherein the roll is an electromagnetic induction heating roll.
線方式の電磁誘導加熱ロールである請求項８に記載のロ
ール。9. The roll according to claim 8, wherein the roll is a Scott connection type electromagnetic induction heating roll using a three-phase power source.
に、流体付与による冷却手段が設けられている請求項７
に記載のロール。10. The cooling means by applying a fluid is provided at the end of the heat pipe at the end of the roll.
Roll described in.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6038075A JP2905081B2 (en) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | Roll using double pipe heat pipe |
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| JPH07243783A true JPH07243783A (en) | 1995-09-19 |
| JP2905081B2 JP2905081B2 (en) | 1999-06-14 |
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