JPS6348807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は冷却ローラ装置に関する。

所定の速度で走行する高温の、樹脂フイルム、
繊維、金属シート、金属ストリツプ等の熱負荷を
連続的に冷却するのに冷却ローラ装置が使用され
る。冷却ローラ装置は駆動源によつて回転される
ローラ本体を備え、その表面に前記熱負荷を添纒
させながら走行せしめるようにしてある。前記ロ
ーラ本体の内部には水その他の冷媒を循環させて
冷却している。

このような冷却ローラ装置において、前記ロー
ラ本体の表面温度を軸方向に沿つて均一化するこ
とが望まれており、そのためにローラ本体の周壁
内部に、気液二相の熱媒体を真空封入したジヤケ
ツト室を、ローラ本体の軸方向に沿つて構成する
ことが考えられている。前記熱媒体は高温域では
蒸発して蒸発潜熱を奪い、又低温域では凝縮して
凝縮潜熱を与える。

第１図はジヤケツト室を設けた冷却ローラ装置
を示し、１はローラ本体、２はその回転軸、３は
軸受である。図の例ではローラ本体１は外筒部４
と内筒部５とにより構成されており、両筒部間に
ジヤケツト室６が設置されてある。７はジヤケツ
ト室６内に真空封入された水その他の気液二相の
熱媒体である。ローラ本体１の内部に、その軸心
方向に沿つてのびるパイプ８が設置されてあり、
その一方の端部はロータリジヨイント９を介して
外部の冷媒供給源に連なつており、又他方の端部
は開口されてあつて、パイプ８により供給されて
きた冷媒１０をローラ本体１内に矢印のように放
流する。放流された冷媒はローラ本体１内を通つ
てこれを冷却し、ロータリジヨイント９を介して
外部に排出される。１１は熱負荷で、ローラ本体
１の表面を添纒しつつ走行する。

ところでこのような構成の冷却ローラ装置にお
いて、熱負荷１１の張力が大きいとき、或いは２
本のローラ本体に熱負荷を強制的に通過させよう
とするとき、ローラ本体に大きな曲げモーメント
がかかる。この曲げモーメントによつてもローラ
本体がわん曲することのないように、ローラ本体
の曲げ剛性を大きくすることが要求される。その
対策としてローラ本体１の周壁を厚く構成すれば
よいが、これを厚くするとローラ本体の内面と表
面との間の熱抵抗が当然のことながら増大する。
そのため熱負荷から与えられた熱はジヤケツト室
６に到達しにくくなるし、又ジヤケツト室６内で
の熱媒体による表面の冷却作用も阻害され、その
結果としてジヤケツト室６による均温効果がロー
ラ本体の表面に反映しにくくなるといつた欠点が
ある。

この考案はローラ本体の曲げ剛性を大きくして
もジヤケツト室による均温効果が阻害されないよ
うにすることを目的とする。

この考案の実施例を第３図により説明する。な
お第１図と同じ符号を附した部分は同一又は対応
する部分を示す。第３図に示す実施例はローラ本
体１の軸方向にのびる複数のジヤケツト室１２を
ローラ本体１の円周方向に並べて構成する。各ジ
ヤケツト室１２の端部は、ローラ本体１の円周方
向に沿う環状溝１３によつて互いに連通し合つて
いる。そしてジヤケツト室１２の端部と環状溝１
３との連通は連通部１４を介して行なわれる。こ
の連通部１４はジヤケツト室１２よりも細径とし
て段部１５を形成するなどして、ジヤケツト室１
２の、ローラ本体１の軸心側の壁面を、連通部１
４の段部１５の段面より、ローラ本体１の軸心側
に位置せしめておく。これによりジヤケツト１２
のローラ本体１の軸心側の壁面よりも段部１５が
高くなる。

ローラ本体１の表面からジヤケツト室１２まで
の距離は、剛性上支障のない程度に短かく設定し
てある。したがつてこの間の熱抵抗は可能な限り
小さく設定される。この場合第１図の例ではジヤ
ケツト室６はローラ本体１の円周方向に連続して
構成されてあるので、第３図に示すように円周方
向にジヤケツト室１２を復数並設した場合よりも
剛性が小さい。したがつてローラ本体１の表面か
らジヤケツト室までの距離を剛性上支障のない程
度に短かくしたといつても、第１図に比較すれば
第３図の構成の方がこの距離は充分短かいことは
明らかである。したがつて同一材質からなるロー
ラ本体では第３図の構成の方がローラ本体１の表
面とジヤケツト１２との間の熱抵抗は小さい。

ローラ方体１が低速回転しているときは、液相
熱媒体７は重力により下方のジヤケツト１２及び
環状溝１３内にたまつた状態となる。そしてロー
ラ本体１の回転につれて、たまつている液相部の
水位以上にまでジヤケツト室が上昇すると、ジヤ
ケツト室内の液相熱媒体は連通部１４、環状溝１
３を経由して下方に流出する。しかし段部１５を
こえてまで流出することはできず、そのため一定
量の液相熱媒体７は、上昇したジヤケツト室１２
内に第３図、第４図に示すように残るようにな
る。すなわちジヤケツト室１２のいずれにも液相
熱媒体７が存在することになる。

そのため熱負荷１１がローラ本体１の表面のど
の位置から接触しても熱負荷からローラ本体１の
表面に移動した熱により液相熱媒体７は効率よく
蒸発し、この熱を潜熱に変換する。そしてジヤケ
ツト室１２の軸方向及び環状溝１３を経由する蒸
気の流れを生じ、低温部に至つて凝縮する。以上
によつてローラ本体１の軸方向及び円周方向の温
度均一性が充分果されることになる。

又ローラ本体１が高速回転するときは、第５図
に示すように遠心力により液相熱媒体７は各ジヤ
ケツト室１２内において、回転中心からみて外側
にはりついた状態となり、各ジヤケツト室内に液
相熱媒体７はほぼ均等に分配される。そのため熱
負荷１１がローラ本体１の表面にどの位置から接
触しても前記したと同様ローラ本体１の軸方向、
円周方向の温度均一性が充分果されることにな
る。

以上詳述したようにこの考案によれば、大きな
外力がローラ本体にかかるような場合でも、ロー
ラ本体の表面温度が均一化され、熱負荷全幅にわ
たつて均一な冷却が可能となるとともに、温度差
によるローラ本体直径の熱膨張差に起因するサー
マルクラウンを減少させることができ、熱負荷の
張力が安定するといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面図、第２図は同横断面
図、第３図はこの考案の実施例を示す縦断面図、
第４図、第５図は同横断面図である。 １……ローラ本体、７……熱媒体、１１……熱
負荷、１２……ジヤケツト室、１３……環状溝、
１４……連通部、１５……段部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に冷媒を流すことによつて冷却されるロー
   ラ本体の周壁に、前記ローラ本体の軸心方向に沿
   う複数のジヤケツト室を前記ローラ本体の円周方
   向に並べて設け、前記ジヤケツト室の端部を前記
   ローラ本体の円周方向に沿う環状溝に連通し、又
   前記ジヤケツト室に気液二相の熱媒体を封入して
   なり、更に前記ジヤケツト室の端部と前記環状溝
   とを、前記ジヤケツト室の、前記ローラ本体の軸
   心側の壁面よりも高い段部を有する連通部を介し
   て連通せしめてなる冷却ローラ装置。