KR101030076B1

KR101030076B1 - 히팅 롤

Info

Publication number: KR101030076B1
Application number: KR1020080110927A
Authority: KR
Inventors: 노창현
Original assignee: 노창현
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2011-04-19
Also published as: KR20100052062A

Abstract

본 발명은 열매체유를 가열수단으로 사용하는 히팅 롤(Heating Roll)에 관한 것으로, 원통형상의 롤 내측에 열매체유를 충진하고 전기히터로 열매체유를 가열하고, 가열된 열매체유는 원통형상의 롤을 가열하는 간접 가열 방식의 히팅 롤에 관한 것이다.

본 발명은 원통형상 내의 충진된 열매체유가 가열됨으로 발생되는 부피 팽창과, 히팅 롤의 사용중지시 냉각되는 열매체유의 부피 축소를 용이하게 대응하는 수단을 갖는 히팅 롤을 제공하는 것으로 상기 열매체유의 온도 상승에 의한 부피팽창과 냉각에 의한 부피 축소 대응 수단으로 피스톤을 내장한 실린더를 열매체유 내측에 설치하여 열매체유가 팽창 내지 수축할 때 실린더 내의 피스톤이 이동하여 열매체유의 부피 팽창 및 축소에 대응토록하는 히팅 롤에 관한 것이다.

히팅 롤, 가열롤, 원형외통체, 오일

Description

히팅 롤{heating Roll}

히팅 롤은 섬유류나 합성수지필름류, 철판코일류의 가공에 사용되는 것을 볼 수 있다.

히팅 롤의 보다 구체적인 사용예로는 라미네이팅(laminting), 시즈닝(seasoning), 코일(coating) 등의 원단의 표면 가공이나, 철판이나, 합금판재의 열처리 작업 내지, 표면 가공용으로 사용되고 있다.

이와 같은 히팅 롤의 일반적인 구조로는 원통형상의 롤 내측에 전기히터를 장착하고 전기히터가 발생하는 열로 롤을 가열하는 직열방식과, 원통형상의 롤 내측에 외부에서 가열된 열매체유를 순환시켜, 원통형상의 롤을 가열하는 간접 가열방식 타입을 볼 수 있다.

본 발명은 원통형상의 롤 내측에 열매체유를 충진하며, 충진된 열매체유를 전기히터를 원통형상의 롤 내측에 설치하며, 전기히터가 충진된 열매체유를 가열함 으로 원통형상의 롤을 간접으로 가열하는 한편 원통형상 내의 충진된 열매체유가 전기히터로 가열됨으로 발생되는 열매체유의 부피팽창과, 히팅 롤의 사용중지시 냉각되는 열매체유의 부피 축소를 용이하게 대응하는 실린더와 피스톤을 원통형상 롤 내측에 설치토록 한 것이다.

본 발명과 같이 가열수단을 갖는 히팅 롤에 대한 특허 및 실용신안 문헌으로는 다음과 같은 것을 볼 수 있다.

특허 등록 제10-0345157호

발명의 명칭: 표면 온도차를 줄이고 전력 효율을 높이기 위한 3상 유도 코일로 된 히팅 롤

실용신안 등록 제20-248704호

고안의 명칭: 캘린더 머신용 열 롤

특허 등록 제10-0428201호

발명의 명칭: 히터 부러싱 기계의 히팅 실린더 드럼 롤러 장치

특허 등록 제10-0737817호

발명의 명칭: 열매체유롤 히팅 롤

내측에 가열장치를 갖는 히팅 롤은 기계, 섬유, 합성수지, 필름 등을 생산 또는 가공하는데 사용되는 중요기계장치라 할 수 있다.

종래 히팅 롤의 일반적인 구조는, 원통형상의 롤 전기히터를 장착하여 롤을 가열하는 것을 볼 수 있다.

이와 같이 전기히터에 의해 직접 가열하는 히팅 롤은, 원하는 온도로 상승되었을 때, 전기공급을 중단하여, 히팅 롤을 원하는 온도로 유지하게 되며, 히팅 롤이 냉각되어 온도가 내려갈 시 재차 전기히터를 가열하여, 히팅 롤의 온도를 상승시키게 됨으로, 히팅 롤의 온도 편차가, 심하게 발생되는 것을 볼 수 있다.

이와 같은 전기히터에 의한 직접 가열방식은 히팅 롤의 온도를 균일하게 유지할 수 없음으로 인해, 외부에서 가열된 열매체유를 히팅 롤 내측으로 순환시켜, 히팅 롤을 가열하는 간접방식의 가열수단을 채택하는 것을 볼 수 있다. 이와 같은 간접 가열방식은 외측에 열매체유를 가열하는 보일러 또는 히터를 가지며, 열매체유를 순환시키는 배관로나, 펌프 등의 가열장치를 구비하는 크고 복잡한 설비를 요구하게 된다.

또한, 종래에 있어서, 원통형상의 롤 내측의 공간부에, 열매체유를 충진하고 열매체유를 가열할 경우, 열매체유의 가열에 의한 팽창과, 기계의 미사용시 열매체유의 수축에 의한 부피변환의 대응수단을 갖지 못함으로, 외부에서 가열한 열매체유를 히팅 롤 내부로 순환시키는 것을 볼 수 있다.

본 발명은 원통형상 내의 충진된 열매체유가 가열됨으로 발생되는 부피 팽창과, 히팅 롤의 사용중지시 냉각되는 열매체유의 부피 축소를 용이하게 대응하는 수단을 갖는 히팅 롤을 제공하는 것으로 상기 열매체유의 온도 상승에 의한 부피팽창과 냉각에 의한 부피 축소 대응 수단으로 피스톤을 내장한 실린더를 열매체유 내측에 설치하여 열매체유가 팽창 내지 수축할 때 실린더 내의 피스톤이 이동하여 열매체유의 부피 팽창 및 축소에 대응토록하는 히팅 롤에 관한 것 이다.

원통형상의 외통체(11)와 외통체(11)의 중심에는 회전축(12)을 가지며, 상기 외통체(11)와 회전축(12)을 지지하는 좌우 격벽(13)을 외통체(11) 양측에 가지며, 상기 외통체(11)와 회전축(12) 사이의 공간부에는 다수개의 전기히터(31)와 열감지센서(32)와, 다수개의 실린더(41)를 설치하며, 상기 실린더(41) 내측에는 각각의 피스톤(42)을 가지며, 상기 실린더(41) 단부에 체결되며, 격벽(13)에 고정되는 단부마개(43)에는 공기구멍(44)을 가지며, 상기 외통체(11)와 회전축(12) 사이의 공간부에는 열매체유(21)를 충진토록 한 것이다.

이와 같은 본 발명의 히팅 롤은 1개를 독립적으로 사용하거나 도4 에서 보는 바와 같이 히팅 롤을 상·하 2개를 1조로 하며, 회전축 단부에 모터(M), 감속기(51) 등의 동력발생장치를 연결하며, 상·하 히팅 롤 기어(52)로 연결하며, 상·하히팅 롤의 회전축(12)을 좌우 지지기둥(53)에 연결하며, 상·하 히팅 롤의 간격을 조절하는 간격조절기구(54)를 지지기둥(53) 하방에 갖는 히팅 롤 프레스장치를 구성하게 된다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명은 원통형상의 외통체(11)와 회전축(12)을 지지하는 좌우격벽(13)으로 밀폐된 내측공간부에 열매체유(21)를 충진하고, 열매체유(21)를 격벽(13)에 고정한 전기히터(31)로 가열하며, 가열된 열매체유(21)는 원통형상의 외통체(11)를 가열하게 되며, 열매체유(21)의 온도는 열감지센서(32)에 의해 감지되어, 설정된 온도에 도달할시 전기히터(31)는 OFF되며, 열매체유(21)의 열이 일정온도 이하로 냉각될시 전기히터(31)가 ON되어 열매체유(21)를 가열하게 된다.

이와 같이 전기히터(31)에 의해 가열되는 열매체유(21)는 외통체(11)를 가열하게 된다. 상기와 같이 전기히터(31)에 의해 가열되는 열매체유(21)는 부피가 팽창하게 된다.

반대로 열매체유(21)의 온도가 하강하거나, 기계를 사용하지 않을시에는 열매체유(21)는 부피가 축소되어지게 된다.

이와 같이 온도의 상승 및 하강에 의해 부피가 팽창 및 축소되는 열매체유(21)의 부피팽창 및 축소를 열매체유(21)가 충진되는 외통체(11)와 회전축(12) 사이의 공간부에 설치한 실린더(41)에서 이를 수용하게 된다.

즉, 열매체유(21)가 가열되어 온도가 상승되면서 발생되는 부피팽창분의 열매체유(21)는 실린더(41) 내측으로 유입되어 피스톤(42)을 가압하여, 열매체유(21)의 팽창분만큼의 피스톤(42)을 이동시키게 되며,

반대로 열매체유(21)가 냉각되어 부피가 축소될 경우, 실린더(42) 내측의 열매체유(21)가 빠져나가면서 피스톤(42)을 이동시켜, 열매체유(21)의 수축분 만큼의 피스톤(42)을 반대방향으로 이동시키게 되는 것이다.

상기 내측에 피스톤(42)이 삽입되는 실린더(41) 격벽(13)에 고정하는 실린더단부마개(43)의 공기구멍을 통해 피스톤(42)이 이동하면서 발생되는 부피팽창 및 부피축소에 해당하는 공기를 빼내거나 유입시키게 된다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명은 열매체유의 온도변화에 따른 부피팽창 및 부피축소를 용이하게 대처하는 히팅 롤을 제공하는 것이다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명은 전기히터(31)로 열매체유(21)를 가열하고, 가열된 열매체유(21)는 외통체(11)를 가열하는 간접 가열방식으로, 전기히터(31)에 의해 가열되는 열매체유(21)는 균일한 온도 상승 및 온도 하강을 하게 되며, 열매체유(21)에 의해 가열되는 외통체(11)는 균일한 온도 분포를 유지하게 된다.

따라서 외통체(11)에 의해 가공되는 피가공물은, 균일한 온도로 가공되어, 피가공물은 항상 균일한 품질 조건을 갖게 되는 것이다.

또한, 열매체유(21)의 온도를 온도감지센서(32)에 의해 정확하게 감지하며, 열매체유(21) 및 외통체(11)의 열전달 수치를 파악함으로 인해, 외통체(11)의 온도를 아주 정확하게 설정할 수 있으며, 외통체(11) 전 표면이 아주 균일한 온도 분포를 갖는 히팅 롤을 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 통상 롤상으로 감긴 합성수지, 섬유, 필름, 철판 등을 가열하여 열 처리나, 표면 가공 등을 수행하는 히팅 롤을 제공하는 것으로, 원하는 온도로 정확하게 외통체(11)를 가열하는 것으로, 외통체(11)의 가열을 미리 가열한 열매체유(21)를 통해 간접 가열하는 히팅 롤에 관한 것이다.

본 발명은 외통체(11) 내측을 좌우격벽(13)으로 밀폐한 공간부에 열매체유(21)를 충진하며, 열매체유(21)를 전기히터(31)로 가열토록 하는 것으로, 밀폐된 공간부에 충진된 열매체유(21)가 가열되어 부피가 팽창되거나, 냉각되어 부피가 축소할시, 발생되는 부피 변환을, 내측에 실린더(41) 내의 피스톤(42)의 이동으로 부피 변화를 수용토록 함으로, 열매체유(21)의 부피팽창 및 부피축소에 따른 외통체(11)의 변형 내지 파손이 발생되지 않게 되며,

열매체유(21)의 온도조절로 인해 원하는 외통체(11)의 온도를 오차 없이 정확하게 얻을 수 있게 되며, 이로 인해 히팅 롤을 통과하는 피가공물은 항상 균일한 가공상태를 얻을 수 있게 되는 히팅 롤을 제공하는 것이다.

도1 본 발명의 단면도.

도2 본 발명의 실시 예의 단면도.

도3 도1의 A-A선 단면도

도4 본 발명을 이용한 히팅 롤 프레스 장치의 계략 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 외통체 12 회전축

13 격벽

21 열매체유

31 전기히터 32 온도감지센서

41 실린더 42 피스톤

43 단부마개 44 공기구멍

51 감속기 52 기어

53 지지기둥 54 간격조절기구

Claims

원통형상의 외통체(11)와 외통체(11)의 중심에는 회전축(12)을 가지며, 상기 외통체(11)와 회전축(12)을 지지하는 좌우 격벽(13)을 외통체(11) 양측에 가지며, 상기 외통체(11)와 회전축(12) 사이의 공간부에는 다수개의 전기히터(31)와 열감지센서(32)와, 다수개의 실린더(41)를 설치하며, 상기 실린더(41) 내측에는 각각의 피스톤(42)을 가지며, 상기 실린더(41) 단부에 체결되며, 격벽(13)에 고정되는 단부마개(43)에는 공기구멍(44)을 가지며, 상기 외통체(11)와 회전축(12) 사이의 공간부에는 열매체유(21)를 충진토록 한 것을 특징으로 하는 히팅 롤.