KR101673645B1 - Induction heat generation roller device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 롤러 본체에 회전 씰(seal) 기구를 마련할 필요가 없고, 롤러 본체의 부식을 억제하면서도, 롤러 본체를 냉각하는 것이며, 롤러 본체(2)와, 롤러 본체(2)의 내부에 유지되며, 롤러 본체(2)를 유도 발열시키는 유도 발열 기구(3)와, 안개상(狀)의 냉각 매체를 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부(X)의 축방향 단부로부터 도입함과 아울러, 틈새부(X)의 축방향 단부로부터 냉각 매체를 롤러 본체(2)의 외부로 배출하는 냉각 기구(8)를 구비한다. The present invention is characterized in that it is not necessary to provide a rotating seal mechanism on the roller body and the roller body is cooled while suppressing the corrosion of the roller body and the roller body 2 and the roller body 2 (3) for guiding and heating the roller body (2), and a substantially tubular shape formed between the roller body (2) and the induction heating mechanism (3) And a cooling mechanism 8 for introducing the cooling medium from the axial end of the clearance X and discharging the cooling medium from the axial end of the clearance X to the outside of the roller body 2. [
Description
본 발명은, 유도 발열 롤러 장치에 관하며, 특히 냉각 성능이 뛰어난 유도 발열 롤러 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an induction heating roller apparatus, and more particularly to an induction heating roller apparatus having excellent cooling performance.
종래, 예를 들면 플라스틱 필름, 종이, 포(布), 부직포, 합성 섬유, 금속박(箔) 등의 시트재 또는 망(web)재, 선(線, 실)재 등의 연속재의 연속 열처리 공정 등에는, 회전하는 롤러 본체의 내부에 유도 발열 기구를 배치하고, 이것에 의해 롤러 본체의 둘레 벽부를 유도 전류에 의해서 발열시키는 유도 발열 롤러 장치가 이용되고 있다. Conventionally, a continuous heat treatment process of a continuous material such as a sheet material such as a plastic film, a paper, a cloth, a nonwoven fabric, a synthetic fiber, a metal foil or the like, or a web material, An induction heat generating mechanism is disposed inside the rotating roller body so that the peripheral wall of the roller body is heated by induction current.
그리고 최근, 예를 들면 연속재의 종류를 변경함에 따르는 롤러 본체에 의한 가열 온도의 변경을 단시간에 실시하는 요청이 있다. 또, 연신 처리 공정의 종료후에 있어서, 안전 위생상의 관점으로부터, 롤러 본체의 온도가 일정 온도 이하로 저하하지 않으면, 작업자가 그 장소로부터 떠날 수 없다. 이와 같은 일로부터 롤러 본체를 가급적 단시간에 냉각할 필요가 있다. In recent years, for example, there has been a demand to change the heating temperature by the roller body in a short period of time by changing the kind of the continuous material. In addition, from the viewpoint of safety and hygiene after the elongation treatment step is completed, the operator can not leave the roller body unless the temperature of the roller body falls below a predetermined temperature. For this reason, it is necessary to cool the roller body as short as possible.
게다가, 유도 발열 롤러 장치를 연속재의 가열에 이용할 뿐만 아니라, 냉각에 이용하는 경우도 있어, 유도 발열 롤러 장치에 냉각 기능을 구비할 필요가 있다. In addition, the induction heating roller device is used not only for heating the continuous material but also for cooling, and it is necessary to provide a cooling function for the induction heating roller device.
이와 같이 유도 발열 롤러 장치에 냉각 기능을 구비한 것으로서는, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 롤러 본체의 둘레벽 내에 중심 축방향을 따라서, 또한 둘레 방향에 등간격으로 복수의 냉각 매체 통로를 마련하고, 해당 냉각 매체 통로 내에 냉각 매체를 순환시킴에 의해서, 롤러 본체를 냉각시키는 것이 고려되고 있다. As shown in
그렇지만, 냉각 매체 통로에 냉각 매체를 순환시키기 위해서는, 외부로부터 냉각 매체를 롤러 본체 또는 그 단부에 일체로 마련한 축부(저널부)를 통하여 공급할 필요가 있고, 롤러 본체 또는 그 저널부는 회전체이기 때문에, 로터리 조인트 또는 기계식 씰(mechanical seal)이라고 하는 회전 씰(seal) 기구가 필요하다. 그렇다면, 어느 것이나 접촉 씰 기구로 구성되어 있기 때문에 씰부의 마모나 열적 열화나 화학적 열화의 진행에 수반하여 냉각 매체의 누설이라고 하는 문제를 피할 수 없다. 또, 그러한 문제를 회피하기 위해서는, 상기 회전 씰 기구의 보수 또는 교환을 정기적으로 실시하지 않으면 안된다. 당연히, 그러한 보수 또는 교환을 위해서는 유도 발열 롤러 장치를 정지하지 않으면 안되며, 보수 또는 교환에는 비용도 발생해 버린다. However, in order to circulate the cooling medium through the cooling medium passage, it is necessary to supply the cooling medium through the shaft body (journal portion) provided integrally with the roller body or the end portion thereof from the outside. Since the roller body or the journal portion is the rotating body, Rotary joints or rotating seals called mechanical seals are required. In this case, since all of them are constituted by the contact seal mechanism, the problem of leakage of the cooling medium can not be avoided due to wear, thermal deterioration or chemical deterioration of the seal portion. In order to avoid such a problem, maintenance or replacement of the rotary seal mechanism must be performed periodically. Naturally, in order to perform such repair or exchange, the induction heating roller device must be stopped, and the maintenance or replacement costs.
한편으로, 접촉 씰 기구를 이용하지 않는 구성으로서는, 특허 문헌 2에 나타낸 바와 같이, 롤러 본체의 내부에 냉각 매체를 도입하는 냉매 도입 기구와, 해당 냉매 도입 기구에 의해 도입된 냉각 매체를 롤러 본체의 내측 둘레벽을 향해 물방울상(狀)으로 살포하는 냉매 살포 기구를 구비하며, 살포된 냉각 매체가 롤러 본체의 내측 둘레벽에 접촉하여 기화할 때의 기화 잠열(기화열)에 의해서 롤러 본체를 냉각하는 것이 고려되고 있다. 그리고, 냉매 살포 기구는, 축방향을 따라서 롤러 본체의 내측 둘레벽에서의 일단부로부터 타단부에 걸쳐 연장 마련된 토출관을 가지며, 해당 토출관의 측벽에 마련된 토출구로부터 냉각 매체를 물방울상으로 살포하는 것이다. 이와 같은 구성이면, 롤러 본체의 내부에 정지(靜止) 상태로 유지된 유도 발열 기구의 일부에 냉매 도입 기구 및 살포 기구를 마련함에 의해서, 회전 씰 기구가 일절 불필요하고, 냉각 매체의 누설이나, 보수, 교환이라고 하는 번잡함을 방지할 수 있다. On the other hand, as shown in
그렇지만, 냉각 매체를 직접 롤러 본체의 내측 둘레벽에 살포하기 때문에, 냉각 매체 중에 포함되는 불순물 또는 비증발 성분이 롤러 본체의 내측 둘레벽에 퇴적해 버린다. However, since the cooling medium is directly applied to the inner peripheral wall of the roller body, impurities or non-evaporative components contained in the cooling medium are deposited on the inner peripheral wall of the roller body.
구체적으로는, 예를 들면 냉매가 물의 경우에는, 탄산칼슘 성분 등의 불순물이나 비증발 성분이 롤러 본체의 내측 둘레벽에 퇴적하거나, 용존염소 성분때문에 롤러 본체가 부식하거나, 해당 부위에 녹을 발생시켜 버린다. 예를 들면 냉각 매체가 유기 오일이면, 열분해한 탄화물이 롤러 본체의 내측 둘레벽에 퇴적한다. 또, 냉각 매체가 화학적으로 부식을 일으키는 성분을 포함하는 경우에는, 살포된 롤러 본체의 내측 둘레벽이 부식하여 마모해 버린다. Specifically, for example, when the refrigerant is water, impurities such as a calcium carbonate component and non-evaporation components are deposited on the inner peripheral wall of the roller body, or the roller body is corroded due to the dissolved chlorine component and rust is generated in the roller body Throw away. For example, if the cooling medium is an organic oil, the pyrolyzed carbide is deposited on the inner peripheral wall of the roller body. Further, when the cooling medium contains a chemical corrosion-causing component, the inner circumferential wall of the sprayed roller body is corroded and abraded.
또, 냉매 살포 기구의 토출관은 미세한 구멍을 통해서 냉각 매체가 살포되도록 구성되어 있기 때문에, 냉각 매체에 포함되는 먼지 등이 미세한 구멍에 막혀, 살포 기구가 막혀버리는 일이 있어, 유도 발열 롤러 장치를 분해하여 토출관 등을 교환하지 않으면 안되는 문제가 있다. Further, since the discharge tube of the refrigerant spreading mechanism is structured such that the cooling medium is sprayed through the fine holes, the dust or the like contained in the cooling medium may be clogged with fine holes to clog the spraying mechanism, There is a problem that the discharge pipe or the like must be exchanged for decomposition.
게다가, 유도 발열 롤러 장치에서는 연속재를 가열하는 목적으로 가열 롤러로서 사용하는 경우와, 연속재를 냉각하는 목적으로 냉각 롤러로서 사용하는 경우가 교대로 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 냉각 롤러로서 사용한 후에 가열 롤러로서 사용하는 경우에는, 냉매 살포 기구의 토출관 내에 체류하고 있는 냉각 매체가 롤러 본체로부터의 전열(傳熱)에 의해 가열되어, 경우에 따라서는 비등(沸騰)을 일으킬 우려가 있다. In addition, in the case of the induction heating roller device, there are cases where the continuous material is used as a heating roller for the purpose of heating and the case where it is used as a cooling roller for cooling the continuous material in some cases. In this case, when used as a heating roller after being used as a cooling roller, the cooling medium staying in the discharge tube of the refrigerant spreading mechanism is heated by heat transfer from the roller body, and in some cases boiling ).
이에 본 발명은, 상기 문제점을 일거(一擧)에 해결하기 위해 이루어진 것으로, 롤러 본체에 회전 씰 기구를 마련할 필요가 없고, 롤러 본체의 부식을 억제하면서도, 롤러 본체를 냉각할 수 있는 것을 그 주된 소기(所期) 과제로 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a roller bearing device capable of cooling a roller main body while suppressing corrosion of the roller main body, The main task is to do.
즉 본 발명에 관한 유도 발열 롤러 장치는, 회전 자재로 지지된 롤러 본체와, 상기 롤러 본체의 내부에서 상기 롤러 본체에 대해서 정지(靜止) 상태로 유지되며, 상기 롤러 본체를 유도 발열시키는 유도 발열 기구와, 안개상(狀)의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치를 가지며, 그 안개상의 냉각 매체를 상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부의 축방향 단부로부터 도입함과 아울러, 상기 틈새부의 축방향 단부로부터 냉각 매체를 상기 롤러 본체 외부로 배출하는 냉각 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. That is, the induction heat generating roller device according to the present invention includes: a roller body supported by a rotatable member; an induction heating device which is held in a stationary state with respect to the roller main body in the roller main body, And a mist generating device for generating a mist cooling medium, and introducing the cooling medium on the mist from the axial end of the clearance portion formed between the roller main body and the induction heating mechanism into a substantially cylindrical shape And a cooling mechanism for discharging the cooling medium from the axial end portion of the clearance portion to the outside of the roller body.
이와 같은 것이면, 안개상의 냉각 매체를 롤러 본체 내에 도입함에 의해, 안개상의 냉각 매체가 롤러 본체의 내측 둘레벽에 접촉하여 증발할 때의 기화 잠열 및 안개상의 냉각 매체가 틈새부에서 온도 상승할 때의 현열(顯熱) 및 기화 증발할 때의 잠열에 의해 롤러 본체 및 유도 가열 기구를 냉각할 수 있다. 그리고, 안개상의 냉각 매체를 틈새부의 축방향 단부로부터 도입함과 아울러, 틈새부의 축방향 단부로부터 냉각 매체를 롤러 본체 외부로 배출함에 의해, 틈새부 전체에 안개상의 냉각 매체를 고루 퍼지게 할 수 있다. 또, 틈새부의 축방향 단부에서 냉각 매체의 공급 및 배출을 실시하는 구성으로 하고 있으므로, 롤러 본체 내부의 구성을 간단화할 수 있고, 롤러 본체 내부에 구성부품을 배치하는 것에 의한 롤러 본체의 온도 영향을 무시할 수 있다. 게다가, 안개상의 냉각 매체를 이용하고 있으므로, 롤러 본체에 접촉하는 냉각 매체를 적게 할 수 있어, 롤러 본체 내벽의 부식, 불순물의 퇴적 등을 억제할 수 있다. In this case, by introducing the fogged cooling medium into the roller body, latent heat of vaporization when the fogged cooling medium comes into contact with the inner peripheral wall of the roller body and evaporates, and when the fogged cooling medium rises in the clearance The roller body and the induction heating mechanism can be cooled by sensible heat and latent heat at the time of vaporization and evaporation. The fogging cooling medium is introduced from the axial end portion of the clearance portion and the cooling medium is discharged from the axial end portion of the clearance portion to the outside of the roller body to spread the misty cooling medium over the entire clearance portion. In addition, since the cooling medium is supplied and discharged at the axial end portion of the clearance portion, the internal structure of the roller body can be simplified, and the temperature influence of the roller body caused by disposing the component parts inside the roller body Can be ignored. In addition, since the mist cooling medium is used, the amount of cooling medium contacting the roller body can be reduced, and corrosion of the inner wall of the roller body, deposition of impurities, and the like can be suppressed.
롤러 본체의 구성을 간단하게 함과 아울러, 유도 발열 롤러 장치의 대형화를 방지하기 위해서는, 상기 냉각 기구가, 상기 유도 발열 기구의 양단부로부터 연장하는 지지축의 내부에 형성되고, 상기 미스트 생성 장치로부터의 안개상의 냉각 매체를 유통시키는 냉각 매체 도입로를 구비하며, 해당 냉각 매체 도입로의 하류측 개구가 상기 틈새부의 축방향 단부에 배치되어 있는 것이 바람직하다. In order to simplify the configuration of the roller body and to prevent the size of the induction heating roller device from being increased, the cooling mechanism is formed inside the support shaft extending from both ends of the induction heating mechanism, It is preferable that an opening on the downstream side of the cooling medium introduction path is disposed at an axial end portion of the clearance portion.
틈새부에 균일하게 안개상의 냉각 매체를 공급하여, 롤러 본체 또는 유도 발열 기구의 냉각을 효율 좋게 실시하기 위해서는, 상기 냉각 매체 도입로의 하류측 개구가, 상기 지지축에서 방사상 방향으로 복수 마련되어 있는 것이 바람직하다. In order to uniformly supply a fog-like cooling medium to the gap portion and efficiently cool the roller body or the induction heating mechanism, it is preferable that a plurality of openings in the downstream side of the cooling medium introduction passage are provided in the radial direction desirable.
롤러 본체의 구성을 간단하게 함과 아울러, 유도 발열 롤러 장치의 대형화를 방지하기 위해서는, 상기 냉각 기구가, 상기 유도 발열 기구의 양단부로부터 연장하는 지지축의 내부에 형성되고, 상기 틈새부를 통과한 냉각 매체를 외부로 배출하기 위한 냉각 매체 배출로를 구비하며, 해당 냉각 매체 배출로의 상류측 개구가 상기 틈새부의 축방향 단부에 배치되어 있는 것이 바람직하다. In order to simplify the configuration of the roller body and to prevent the size of the induction heating roller device from being increased, the cooling mechanism is formed inside the support shaft extending from both ends of the induction heating mechanism, And an upstream opening of the cooling medium discharge path is disposed at an axial end portion of the clearance portion.
롤러 본체 및 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 틈새부로부터 냉각 매체 배출로로 냉각 매체를 배출하기 쉽게 함 아울러, 틈새부에서의 안개상의 냉각 매체의 기화를 촉진함과 아울러, 틈새부를 형성하는 롤러 본체 내측 둘레벽 및 유도 발열 기구에서의 결로를 방지하기 위해서는, 상기 냉각 매체 배출로로 연통하는 냉각 매체 배출관 상에, 상기 틈새부를 감압하는 감압 장치가 마련되어 있는 것이 바람직하다. It is possible to easily discharge the cooling medium from the clearance portion formed between the roller body and the induction heating mechanism to the cooling medium discharge path and to promote the vaporization of the fog cooling medium in the clearance portion, In order to prevent condensation in the inner peripheral wall and the induction heating mechanism, it is preferable that a decompression device for decompressing the gap portion is provided on a cooling medium discharge pipe communicating with the cooling medium discharge passage.
미스트 생성 장치에 문제가 생겼을 경우 등에, 그 미스트 생성 장치를 용이하게 착탈, 교환 가능하게 하기 위해서는, 상기 미스트 생성 장치가 상기 롤러 본체의 외부에 착탈 가능하게 마련되어 있는 것이 바람직하다. It is preferable that the mist generating device is detachably provided outside the roller body in order to easily detach and replace the mist generating device when the mist generating device has a problem.
안개상의 냉각 매체를 이용하여 롤러 본체 및/또는 유도 발열 기구를 냉각하는 유도 발열 롤러 장치에 있어서, 롤러 본체 및/또는 유도 발열 기구의 냉각을 정지(停止)하고 있는 단계에서, 안개상으로 냉각 매체에 의해 야기되는 롤러 본체 내부의 녹의 발생 및/또는 유도 발열 기구의 절연 저하를 방지하기 위해서는, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 있어서, 상기 틈새부 내에 가스를 공급하여, 상기 틈새부 내에 존재하는 냉각 매체를 외부로 배출하는 가스 공급 기구를 더 구비하는 것이 바람직하다. An induction heating roller apparatus for cooling a roller body and / or an induction heating mechanism using a mist cooling medium, characterized in that, in the step of stopping (stopping) the cooling of the roller body and / or the induction heating mechanism, In order to prevent the generation of rust and / or the deterioration of the induction heating mechanism in the roller body caused by the cooling of the cooling medium, the gas is supplied into the clearance portion after the supply of the mist cooling medium is stopped, And a gas supply mechanism for discharging the medium to the outside.
이와 같은 것이면, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 있어서, 틈새부에 가스를 공급하여 틈새부 내에 잔류하고 있는 냉각 매체를 외부로 배출함에 의해, 안개상의 냉각 매체가 결로하여 롤러 본체에 부착하여 녹을 발생시키는 것을 방지할 수 있다. 또, 결로한 냉각 매체가 유도 발열 기구에 부착함에 의한 절연 저하 및 단락 사고를 방지할 수 있다. 게다가, 틈새부에 가스를 공급함에 의해서 틈새부 내에서 이미 결로하고 있는 냉각 매체의 기화 증발을 촉진할 수 있고, 이것에 의해서도 롤러 본체 내부에서의 녹의 발생 및 유도 발열 기구의 절연 저하를 방지할 수 있다. In this case, after the supply of the cooling medium on the mist is stopped, gas is supplied to the clearance portion to discharge the cooling medium remaining in the clearance portion to the outside, so that the misty cooling medium adheres to the roller body and rust Can be prevented. It is also possible to prevent insulation deterioration and short-circuiting accidents caused by adhesion of the condensed cooling medium to the induction heating mechanism. In addition, by supplying the gas to the gap portion, vaporization evaporation of the cooling medium already dewed in the gap portion can be promoted, thereby preventing generation of rust and insulation deterioration of the induction heating mechanism inside the roller body have.
안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 있어서 틈새부 내에 잔류하고 있는 안개상의 냉각 매체를 결로하기 전에 효율 좋게 외부로 배출하기 위해서는, 상기 가스 공급 기구가, 상기 안개상의 냉각 매체의 공급 정지 직후로부터 일정 기간, 상기 틈새부에 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 또, 가스 공급의 타이밍으로서는, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지 직후가 아니라도, 그 공급 정지후 소정 시간 경과후에 가스를 공급하는 것이라도 좋다. In order to efficiently discharge the misty cooling medium remaining in the clearance portion after the supply of the mist cooling medium is stopped to the outside before dew condensation, It is preferable to supply the gas to the gap portion. As for the timing of gas supply, the gas may be supplied immediately after the supply of the cooling medium on the mist is not stopped, but after a predetermined time has elapsed after the supply of the cooling medium is stopped.
안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 가스를 공급함에 의해서 틈새부 내의 안개상의 냉각 매체가 줄어들어, 다량의 가스를 공급할 필요가 없어진다. 한편으로, 안개상의 냉각 매체를 외부로 배출할 필요가 없어져도 결로하고 있는 냉각 매체를 증발 기화시킴과 아울러, 더욱더 결로를 방지할 필요가 있다. 이 관점으로부터, 상기 가스 공급 기구가, 상기 안개상의 냉각 매체의 공급 정지로부터의 경과 시간에 대응하여, 상기 틈새부에 공급하는 가스 유량을 조정하는 것이 바람직하다. By supplying the gas after stopping the supply of the cooling medium on the mist, the mist cooling medium in the gap portion is reduced, and it becomes unnecessary to supply a large amount of gas. On the other hand, even if it is no longer necessary to discharge the fogged cooling medium to the outside, it is necessary to evaporate the cooling medium which has been condensed and to prevent further condensation. From this viewpoint, it is preferable that the gas supply mechanism adjusts the gas flow rate supplied to the clearance portion in accordance with the elapsed time from the supply stop of the cooling medium on the mist.
냉각 기구 및 가스 공급 기구를 공통으로 하여 유도 발열 롤러 장치의 구성을 간략화하기 위해서는, 상기 냉각 기구가, 안개상의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치와, 상기 미스트 생성 장치에 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 회로와, 상기 미스트 생성 장치에 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급 회로를 가지며, 상기 가스 공급 기구가, 상기 압축 공기 공급 회로를 이용하여 구성되며, 상기 냉각 매체 공급 회로를 폐지(閉止)한 후에 있어서, 상기 압축 공기 공급 회로로부터의 압축 공기를, 상기 미스트 생성 장치를 통하여 상기 틈새부에 공급하는 것이 바람직하다. In order to simplify the structure of the induction heating roller device by commoning the cooling mechanism and the gas supply mechanism, the cooling mechanism includes a mist generating device for generating a mist cooling medium, a compressed air supplying device for supplying compressed air to the mist generating device And a cooling medium supply circuit for supplying a cooling medium to the mist generation device, wherein the gas supply mechanism is configured using the compressed air supply circuit, and after the cooling medium supply circuit is closed So that the compressed air from the compressed air supply circuit is supplied to the gap portion through the mist generating device.
안개상의 냉각 매체의 공급 정지 직후로부터 일정 기간은, 잔류하고 있는 안개상의 냉각 매체의 제거 및 결로한 냉각 매체의 제거를 실시함과 아울러, 그 일정기간 경과후는, 내부결로의 방지 및 결로한 냉각 매체의 제거를 실시하기 위해서는, 상기 압축 공기 공급 회로가, 압축 공기원 및 미스트 생성 장치 사이에서 분기하고 있으며, 상기 미스트 생성 장치에 안개상의 냉각 매체 생성용 고압 공기를 공급하기 위한 고압용 감압 밸브를 가지는 제1 분기로와, 상기 미스트 생성 장치에 저압 공기를 공급하기 위한 저압용 감압 밸브를 가지는 제2 분기로와, 상기 제1 분기로 및 상기 제2 분기로를 전환하는 전환 기구를 가지며, 상기 가스 공급 기구가, 상기 틈새부로의 안개상의 냉각 매체의 공급 정지 직후로부터 일정 기간은, 상기 전환 기구에 의해 상기 제1 분기로를 이용하여 고압 공기를 공급하고, 해당 일정 기간 경과후는, 상기 전환 기구에 의해 상기 제2 분기로를 이용하여 저압 공기를 공급하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이것이라면, 제1 분기로 및 제2 분기로를 전환할 뿐이라는 간단한 구성 및 제어에 의해, 틈새부에 공급되는 가스의 유량을 변경할 수 있다. The residual cooling mist on the fog is removed and the condensed cooling medium is removed for a predetermined period of time immediately after the supply of the cooling medium on the mist has been stopped. In addition, after a certain period of time has elapsed, In order to perform the removal of the medium, the compressed air supply circuit is branched between the compressed air source and the mist generating device, and a high-pressure reducing valve for supplying high-pressure air for generating a misty cooling medium to the mist generating device Pressure reducing valve for supplying low-pressure air to the mist generating device, and a switching mechanism for switching the first branch passage and the second branch passage, wherein the first branch passage and the second branch passage are connected to each other, Wherein the gas supply mechanism is provided with a switching mechanism for switching the supply of the cooling medium to the gap section, It is preferable that the high pressure air is supplied using the first branch passage and the low pressure air is supplied using the second branch passage by the switching mechanism after the lapse of the predetermined period. If this is the case, the flow rate of the gas supplied to the gap portion can be changed by a simple configuration and control that only the first branch path and the second branch path are switched.
안개상의 냉각 매체를 공급하지 않는 상태에서 롤러 본체 내부에서의 결로를 보다 완전히 방지하기 위해서는, 상기 저압 공기의 공급이, 상기 틈새부로의 안개상의 냉각 매체의 공급, 및 안개상의 냉각 매체의 공급후의 고압 공기의 공급 이외에서 연속적으로 행해지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. In order to more completely prevent condensation inside the roller body in a state in which no fogging cooling medium is supplied, the supply of the low-pressure air causes the supply of the cooling medium on the mist to the clearance, It is preferable to be configured to be carried out continuously other than the air supply.
롤러 본체 및 유도 발열 기구에 의해 형성되는 틈새부 내에 안개상의 냉각 매체를 공급함에 있어서, 해당 안개상의 냉각 매체에 의해 롤러 본체가 국소적으로 과대 냉각되어 버리는 것을 방지하기 위해서는, 상기 냉각 기구가, 상기 유도 발열 기구의 양단부로부터 연장하는 지지축의 내부에 형성됨과 아울러, 하류측 개구가 상기 지지축의 외측 둘레면에 개구하고, 상기 미스트 생성 장치로부터의 안개상의 냉각 매체를 상기 틈새부의 축방향 단부에 반경 방향을 따라서 도입하는 냉각 매체 도입로를 가지며, 상기 틈새부의 축방향 단부에 마련되며, 상기 하류측 개구로부터의 반경 방향을 따라서 흐르는 안개상의 냉각 매체를, 상기 틈새부의 축방향 하류측으로 안내하는 가이드부를 구비하는 것이 바람직하다. In order to prevent the roller body from being locally over-cooled by the fogged cooling medium in supplying the fogged cooling medium into the clearance formed by the roller body and the induction heating mechanism, And the downstream side opening is opened in the outer circumferential surface of the support shaft, and a misty cooling medium from the mist generation device is formed in the axial direction end portion of the clearance portion in the radial direction And a guide portion provided at an axial end portion of the clearance portion and guiding the misty cooling medium flowing along the radial direction from the downstream opening to the downstream side in the axial direction of the clearance portion .
이와 같은 것이면, 냉각 매체 도입로의 하류측 개구로부터 반경 방향으로 흐르는 냉각 매체를, 가이드부에 의해서 틈새부의 축방향 하류측으로 방향 전환하도록 안내하고 있으므로, 안개상의 냉각 매체가 롤러 본체의 축방향 단부의 내면에 충돌함에 의해 발생하는 액적화(液滴化)를 저감할 수 있다. 이것에 의해서, 하류측 개구에 대향하는 롤러 본체의 축방향 단부가 국소적으로 과대 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 또, 가이드부에 의해서 안개상의 냉각 매체의 흐름을 반경 방향으로부터 축방향으로 효율 좋게 방향 전환할 수 있게 되어, 틈새부 전체에 안개상의 냉각 매체를 쉽게 고루 퍼지게 할 수 있다. In this case, since the cooling medium flowing in the radial direction from the downstream opening of the cooling medium introduction path is guided to be switched to the downstream side in the axial direction of the clearance portion by the guide portion, the cooling medium in the mist- It is possible to reduce dropletization (droplet formation) caused by collision with the inner surface. Thus, it is possible to prevent the axial end portion of the roller body facing the downstream opening from being locally over-cooled. In addition, it is possible to efficiently change the flow of the mist cooling medium from the radial direction to the axial direction by the guide portion, so that the mist cooling medium can spread easily throughout the gap portion.
가이드부에 안개상의 냉각 매체가 부딪히게 되므로, 해당 가이드부가 다른 부재에 비해서 과대 냉각되는 것이 고려된다. 이 과대 냉각된 가이드부로부터 롤러 본체가 받는 열영향을 가급적 적게 하기 위해서는, 상기 가이드부가, 상기 롤러 본체의 내측 둘레면에 단열층을 개재시켜서 마련되어 있는 것이 바람직하다. It is considered that the cooling medium in the mist is struck against the guide portion, so that the guide portion is excessively cooled as compared with other members. It is preferable that the guide portion is provided on the inner circumferential surface of the roller body with a heat insulating layer interposed therebetween in order to minimize the thermal influence of the roller body from the overly cooled guide portion.
가이드부로부터 롤러 본체에 부여하는 열영향을 간단한 구성에 의해 가급적 적게 하기 위해서는, 상기 가이드부가, 상기 롤러 본체의 양단부에 마련된 저널의 내면에 고정되며, 상기 롤러 본체의 내측 둘레면으로부터 이간(離間)하여 마련되어 있는 것이 바람직하다. The guide portion is fixed to the inner surface of the journal provided at both end portions of the roller body and is spaced apart from the inner circumferential surface of the roller body in order to reduce the thermal influence given to the roller body from the guide portion as much as possible, It is preferable to provide them.
또, 가이드부와 해당 가이드부가 고정되고 있는 부재를 열적으로 분리하여 가이드부로부터의 열영향을 억제하기 위해서는, 상기 가이드부가, 상기 틈새부의 축방향 단부를 형성하는 부재에, 단열성을 가지는 고정 부재에 의해서 고정되어 있는 것이 바람직하다. In order to thermally separate the guide portion and the member to which the guide portion is fixed and to suppress the influence of the heat from the guide portion, the guide portion is provided on the member forming the axial end portion of the clearance portion, As shown in Fig.
롤러 본체가 유도 발열 기구에 대해서 회전하기 때문에, 롤러 본체는, 유도 발열 기구의 지지축에 마련된 냉각 매체 도입로의 하류측 개구에 대해서 회전하게 된다. 이 구성 아래, 하류측 개구로부터 반경 방향으로 흐르는 안개상의 냉각 매체를 효율 좋게 틈새부 하류측으로 안내하기 위해서는, 상기 가이드부가, 상기 틈새부의 축방향 단부의 주변 전체에 마련되어 있는 것이 바람직하다. Since the roller body rotates with respect to the induction heating mechanism, the roller body rotates with respect to the opening on the downstream side of the cooling medium introducing passage provided on the support shaft of the induction heating mechanism. In order to efficiently guide the misty cooling medium flowing in the radial direction from the downstream opening to the downstream side of the clearance portion under this configuration, it is preferable that the guide portion is provided on the entire periphery of the axial end portion of the clearance portion.
또, 본 발명에 관한 유도 발열 롤러 장치는, 회전 자재로 지지된 롤러 본체와, 상기 롤러 본체의 내부에 배치되며, 해당 롤러 본체를 유도 발열시키는 유도 발열 기구와, 상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구를 냉각하기 위한 냉각 기구와를 구비하며, 상기 냉각 기구가, 안개상의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치와, 상기 미스트 생성 장치에 접속되고, 상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부의 축방향을 따라서 배치된 복수의 냉각 매체 공급구를 가지며, 상기 틈새부에 안개상의 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급관을 구비하는 것을 특징으로 한다. According to the present invention, there is provided an induction heating roller apparatus comprising: a roller body supported by a rotatable member; an induction heating mechanism disposed inside the roller body for inducing and heating the roller body; And a cooling mechanism for cooling the mist generating device, wherein the cooling mechanism includes: a mist generating device for generating a mist-like cooling medium; and an outline formed between the roller body and the induction heating device And a cooling medium supply pipe having a plurality of cooling medium supply ports arranged along the axial direction of the clearance part forming the cylindrical shape and supplying the misty cooling medium to the clearance part.
이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 안개상의 냉각 매체를 롤러 본체 및 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부에 공급함에 의해서 롤러 본체를 냉각하도록 하고 있으므로, 롤러 본체에 회전 씰 기구를 마련할 필요가 없고, 롤러 본체의 부식을 억제하면서도, 롤러 본체를 냉각할 수 있다. According to the present invention configured as described above, since the roller body is cooled by supplying the fog-like cooling medium to the clearance portion formed in a substantially cylindrical shape formed between the roller body and the induction heating mechanism, a rotary seal mechanism It is possible to cool the roller body while suppressing corrosion of the roller body.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 2는 변형 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 3은 변형 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 4는 별개의 변형 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 5는 그 외의 변형 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 6은 그 외의 변형 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 A-A선 단면도이다.
도 7은 그 외의 변형 실시 형태에 관한 편측 지지형의 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 9는 제2 실시 형태에서의 각 공급 회로의 구성을 도시한 모식도이다.
도 10은 제2 실시 형태에서의 온도 제어장치의 제어 회로를 도시한 모식도이다.
도 11은 제2 실시 형태에서의 온도 제어장치의 제어 플로우를 도시한 도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치의 단면도이다.
도 13은 제3 실시 형태의 냉각 매체 도입로 및 가이드부를 주로 가리키는 확대도이다.
도 14는 제3 실시 형태의 A-A선 단면도이다.
도 15는 변형 실시 형태에 관한 가이드부를 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 16은 별개의 변형 실시 형태에 관한 가이드부를 도시한 부분 확대 단면도이다. 1 is a sectional view of an induction heating roller device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the induction heat generating roller device according to a modified embodiment.
3 is a cross-sectional view of the induction heat generating roller device according to a modified embodiment.
4 is a cross-sectional view of an induction heating roller device according to a different modified embodiment.
5 is a cross-sectional view of an induction heating roller device according to another modified embodiment.
6 is a sectional view taken along line A-A of the induction heating roller device according to another modified embodiment.
7 is a cross-sectional view of a single-sided support type induction heating roller device according to another modified embodiment.
8 is a sectional view of the induction heat generating roller device according to the second embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram showing the configuration of each supply circuit in the second embodiment.
10 is a schematic diagram showing the control circuit of the temperature control device in the second embodiment.
11 is a diagram showing the control flow of the temperature control device in the second embodiment.
12 is a sectional view of an induction heat generating roller device according to a third embodiment of the present invention.
13 is an enlarged view mainly showing a cooling medium introduction path and a guide portion according to the third embodiment.
Fig. 14 is a sectional view taken along line A-A of the third embodiment. Fig.
15 is a partially enlarged cross-sectional view showing a guide portion according to a modified embodiment.
16 is a partially enlarged cross-sectional view showing a guide portion according to a different modified embodiment.
<제1 실시 형태>≪ First Embodiment >
이하에 본 발명에 관한 유도 발열 롤러 장치의 제1 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a first embodiment of the induction heating roller device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
본 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치(100)는, 예를 들면 플라스틱 필름, 종이, 포(布), 부직포, 합성 섬유, 금속박(箔) 등의 시트재 또는 망(web)재, 선(線, 실)재 등의 연속재의 연속 열처리 공정 등에서 이용되는 것이다. The induction heat generating
구체적으로 이것은, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전 자재로 지지된 중공 원통 모양의 롤러 본체(2)와, 이 롤러 본체(2) 내에 수용되는 유도 발열 기구(3)를 구비하고 있다. More specifically, as shown in Fig. 1, the apparatus includes a hollow
롤러 본체(2)의 양단부에는, 저널(41)이 O-링 등의 씰 부재(S1)를 통해 장착되어 있다. 이 씰 부재(S1)에 의해 후술의 안개상의 냉각 매체가 외부로 누설하는 것을 방지하고 있다. 또, 저널(41)은, 중공의 구동축(42)과 일체로 구성되어 있고, 구동축(42)은, 구름 베어링 등의 베어링(51)을 통해 기계 받침대(52)에 회전 자재로 지지되어 있다. 그리고, 롤러 본체(2)는, 예를 들면 모터 등의 회전 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 외부로부터 부여되는 구동력에 의해서 회전되도록 구성되어 있다. At both ends of the
유도 발열 기구(3)는, 원통 형상을 이루는 원통형 철심(31)과, 해당 원통형 철심(31)의 외측 둘레면에 권취된 유도 코일(32)로 구성되어 있다. 원통형 철심(31)의 양단부에는 각각, 지지축(6)이 장착되어 있다. 이 지지축(6)은, 각각 구동축(42)의 내부에 삽입 통과되어 있고, 구름 베어링 등의 베어링(7)을 통해 구동축(42)에 대해서 회전 자재로 지지되어 있다. 이것에 의해, 유도 발열 기구(3)는, 회전하는 롤러 본체(2)의 내부에서, 롤러 본체(2)에 대해서 정지(靜止) 상태로 유지된다. 유도 코일(32)에는, 리드선(L2)이 접속되어 있고, 이 리드선(L2)에는, 교류 전압을 인가하기 위한 교류 전원(V)이 접속되어 있다. 또한, 지지축(6)의 외면(外面)과 구동축(42)의 내면(內面)과의 사이에는, 오일 씰 또는 래비린드 씰(labyrinth seal) 등의 씰 기구(S2)가 마련되어 있어, 안개상의 냉각 매체가 외부로 누설하지 않게 구성하고 있다. The
이와 같은 유도 발열 기구(3)에 의해, 유도 코일(32)에 교류 전압이 인가되면 교번자속(交番磁束)이 발생하고, 그 교번자속은 롤러 본체(2)의 측 둘레벽(21)을 통과한다. 이 통과에 의해 롤러 본체(2)에 유도 전류가 발생하고, 그 유도 전류로 롤러 본체(2)는 줄(joule) 발열한다. When the alternating voltage is applied to the
그러나 본 실시 형태의 유도 발열 롤러 장치(100)는, 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)를 냉각하기 위한 냉각 기구(8)를 구비하고 있다. However, the induction
이 냉각 기구(8)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 안개상의 냉각 매체를 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부(X)의 축방향 일단부로부터 도입함과 아울러, 틈새부(X)의 축방향 타단부로부터 냉각 매체를 롤러 본체(2) 외부로 배출함에 의해, 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)를 냉각하는 것이다. 또한, 축방향이란, 도 1의 화살표로 도시한 바와 같이 지면의 좌우 방향이다. 1, the
구체적으로 이것은, 안개상의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치(81)와, 미스트 생성 장치(81)에 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 회로(82)와, 미스트 생성 장치(81)에 냉각 매체인 물을 공급하는 냉각 매체 공급 회로(83)와, 상기 미스트 생성 장치(81)로부터의 안개상의 냉각 매체를 틈새부(X)의 축방향 일단부로부터 도입하는 냉각 매체 도입로(84)와, 상기 틈새부(X)를 통과한 냉각 매체를 축방향 타단부로부터 외부로 배출하기 위한 냉각 매체 배출로(85)를 구비하고 있다. More specifically, it includes a
틈새부(X)는, 기밀성을 가지는 것이며, 주로, 롤러 본체(2)의 내측 둘레 벽면과 유도 발열 기구(3)의 외측 둘레면에 의해 형성되는 개략 원통 모양의 틈새(X1), 및, 롤러 본체(2)의 양단부에 마련된 저널(41)의 내면과 유도 발열 기구(3)의 축방향 단면에 의해 형성되는 개략 링 모양의 틈새(X2)로 이루어진다. The clearance X has airtightness and is mainly composed of a substantially cylindrical gap X1 formed by the inner circumferential wall surface of the
미스트 생성 장치(81)는, 압축 공기 공급 회로(82)로부터의 압축 공기와 냉각 매체 공급 회로(83)로부터의 물을 혼합하여 안개상(미스트상)의 냉각 매체를 생성하는 것이다. 이 안개상의 냉각 매체는, 분사된 직후에 기화 증발하지 않는 정도의 입경(粒徑)으로, 또한, 공기와 함께 운반되는 과정에서 중력으로 낙하하거나, 유로의 굴곡부에서 벽면에 충돌하여 액화하지 않는 정도의 입경이다. 구체적으로 안개상의 냉각 매체는, 30 ~ 100μm의 범위의 입경을 가지는 것이다. The
압축 공기 공급 회로(82)는, 압축 공기원(821)과, 일단이 압축 공기원(821)에 접속되고, 타단이 미스트 생성 장치(81)에 접속되는 압축 공기 배관(822)과, 해당 압축 공기 배관(822) 상에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)로의 압축 공기의 공급, 정지를 제어하는 개폐 밸브(823)를 구비하고 있다. The compressed
냉각 매체 공급 회로(83)는, 저수 탱크(831)와, 일단이 저수 탱크(831)에 접속되고, 타단이 미스트 생성 장치(81)에 접속되는 냉각 매체 배관(832)과, 해당 냉각 매체 배관(832) 상에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)에 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브(833)와, 해당 유량 조정 밸브(833)의 하류에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)로의 냉각 매체의 공급, 정지를 제어하는 개폐 밸브(834)를 구비하고 있다. The cooling
냉각 매체 배관(832) 상에 마련된 유량 조정 밸브(833)는, 롤러 본체(2)의 둘레벽에 매설된 온도 센서(2T)의 검출 신호를 받아들여 유도 코일(32)에 인가하는 전압을 제어하는 제어부(C)로부터, 롤러 본체(2)의 둘레벽 온도를 나타내는 온도 신호를 증폭기(A)를 통하여 전류 신호로서 검지하여, 냉각 매체의 유량을 조정한다. 이것에 의해, 롤러 본체(2)의 둘레벽 온도에 대응하여, 무단계(無段階)로 안개상의 냉각 매체의 공급량을 조정할 수 있도록 구성하여, 롤러 본체(2)의 냉각 속도, 냉각 성능을 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 온도 센서(2T)로부터의 검출 신호는 회전 트랜스(10)에 의해 제어부(C)로 출력된다. The flow
냉각 매체 도입로(84)는, 유도 발열 기구(3)의 일단부에 마련된 지지축(6, 이하, 이 지지축을 '6A'로 함)의 내부에 중심축을 따라 형성된 중공부(61)에 의해 구성되어 있다. 구체적으로 중공부(61)는, 지지축(6A)의 중심축과 동일축 상에 형성된 개략 원기둥 모양을 이루는 공간이다. The cooling
중공부(61)는 지지축(6A)의 외부 단면에서 개구하고 있고, 이 개구부에 상기 미스트 생성 장치(81)의 토출구(81s)가 중공부(61) 내부를 향하도록 장착된다. 구체적으로는 중공부(61)의 중심축 상에 미스트 생성 장치(81)의 토출구(81s)가 위치하도록 장착되어 있다. 이와 같이 미스트 생성 장치(81)를, 막힘 등의 문제시에 유도 발열 롤러 장치(100)로부터 용이하게 착탈할 수 있는 위치에 마련하고 있다. 또한, 중공부(61)의 개구부와 미스트 생성 장치(81)와는 씰 구조(도시하지 않음)를 통해 착탈 가능하게 장착되어 있다. The
또 중공부(61)는, 지지축(6A)의 기단부(起端部, 유도 발열 기구(3)측의 단부)에서 복수의 관통공(61H)을 통하여 틈새부(X)와 연통하고 있다. 이 관통공(61H)이 냉각 매체 도입로(84)의 하류측 개구를 형성하고 있다. 이 관통공(61H)은, 틈새부(X)의 축방향 일단부(본 실시 형태에서는 틈새(X2))에 배치되어 있고, 지지축(6A)에서 방사상 방향으로 복수개 등간격으로 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 하류측 개구(관통공(61H))로부터 나온 안개상의 냉각 매체는, 틈새부(X)의 축방향 상류측 단부에 반경 방향을 따라서 도입되게 된다. 구체적으로는, 그 안개상의 냉각 매체는, 틈새부(X) 중, 롤러 본체(2)의 양단부에 마련된 저널(41)의 내면과 유도 발열 기구(3)의 축방향 상류측 단면(3X)에 의해 형성되는 개략 링 모양의 틈새(X2)에 반경 방향을 따라서 도입된다. The
냉각 매체 배출로(85)는, 유도 발열 기구(3)의 타단부에 마련된 지지축(6, 이하, 이 지지축을 '6B'라고 함)의 내부를 따라서 마련된 냉각 매체 배출관(85T) 에 의해 구성되어 있다. 이 냉각 매체 배출관(85T)은, 지지축(6B)의 내부에 중심축을 따라 형성된 중공부(62) 내에 삽입하여 마련되며, 지지축(6B)의 기단부(유도 발열 기구(3)측의 단부)에서 틈새부(X)를 향하여 개구하고 있고, 해당 개구가 냉각 매체 배출로(85)의 상류측 개구가 된다. 그리고, 이 상류측 개구는, 틈새부(X)의 축방향 타단부(본 실시 형태에서는 틈새(X2))에 배치되어 있다. 또한, 지지축(6B)의 중공부(62) 내에는, 상술한 유도 코일(32)에 접속되는 리드선(L2)도 마련된다. The cooling
또, 지지축(6B) 외부에서의 냉각 매체 배출관(85T) 상에, 틈새부(X)를 감압하는 감압 장치(9)가 마련되어 있다. 이 감압 장치(9)는, 냉각 매체 배출관(85T) 상류측의 공기를 흡인(吸引)하여 외부로 배출함에 의해서 틈새부(X) 내를 감압한다. 이것에 의해, 틈새부(X)가 감압되어, 틈새부(X)에 도입된 안개상의 냉각 매체를 증발하기 쉽게 하여, 롤러 본체(2)를 냉각하기 쉽게 함과 아울러, 기화한 냉각 매체가 롤러 본체(2)의 내측 둘레벽 및 유도 발열 기구(3) 상에서 결로하기 어렵게 할 수 있다. 또, 감압 장치(9)에 의해서 안개상의 냉각 매체가 틈새부(X)를 소정의 유속으로 통과하도록 구성하고 있다. 구체적으로는, 틈새부(X)에서의 안개상의 냉각 매체의 유속이 0.3m/s 이상으로 함에 의해서, 높은 열전도율을 얻을 수 있고, 롤러 본체의 냉각 효율을 큰 폭으로 향상시킬 수 있다. A
또, 상기와 같이 안개상의 냉각 매체를 틈새부(X)에 공급하기 때문에, 틈새부(X)를 형성하는 부재 표면, 구체적으로는 롤러 본체(2)의 내측 둘레 벽면, 저널(41)의 내면 및 지지축(6)의 외측 둘레면에 방수 처리를 실시하고 있다. 또, 유도 발열 기구(3)의 외측 둘레면에는, 냉각 매체에 의한 전기 고장을 방지하기 위해서 방수막(F)이, 대략 전체에 걸쳐 마련되어 있다. 이 방수막(F)은, 롤러 본체(2) 내부의 미스트 농도에 의해 결정되는 이슬점 온도와, 냉각 동작시에서의 유도 발열 기구(3)와의 관계에서 결로가 염려되는 경우에 필요로 하지만, 유도 발열 기구(3)의 온도가 상기 이슬점 온도 이상인 것이 분명한 경우는 생략 가능하다.
The surface of the member forming the clearance X, more specifically, the inner peripheral wall surface of the
<제1 실시 형태의 효과>≪ Effects of First Embodiment >
이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치(100)에 의하면, 안개상의 냉각 매체를 롤러 본체(2) 내에 도입함으로써, 안개상의 냉각 매체가 롤러 본체(2)의 내측 둘레벽에 접촉하여 증발할 때의 기화 잠열 및 안개상의 냉각 매체가 롤러 본체(2) 내에서 온도 상승할 때의 현열 및 기화 증발할 때의 잠열에 의해 롤러 본체(2) 또는 유도 발열 기구(3)를 냉각할 수 있다. 그리고, 안개상의 냉각 매체를 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부(X)의 축방향 단부로부터 도입함과 아울러, 틈새부(X)의 축방향 단부로부터 냉각 매체를 롤러 본체(2) 외부로 배출함에 의해, 틈새부(X) 전체에 안개상의 냉각 매체를 고루 퍼지게 할 수 있다. 또, 안개상의 냉각 매체를 이용하고 있으므로, 롤러 본체(2)에 접촉하는 냉각 매체를 적게 할 수 있어, 롤러 본체(2) 내벽의 부식, 불순물의 퇴적 등을 억제할 수 있다. 예를 들면, 유도 발열 롤러 장치의 롤러 본체(2)의 온도를 200℃로부터 150℃로 자연 냉각하는 경우에는 약 30분 걸리지만, 이 냉각 기구(8)를 이용함에 의해서 롤러 본체(2)의 온도를 200℃에서 150℃로 냉각하는 시간을 약 10분으로 단축할 수 있다.
According to the induction heat generating
<제1 실시 형태의 변형예>≪ Modification of First Embodiment >
또한, 본 발명은 상기 제1 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. The present invention is not limited to the first embodiment.
상기 제1 실시 형태에서는, 저널(41)의 일단측에 냉각 기구(8), 타단측에 회전 트랜스(10)가 장비(裝備)되어 있고, 저널(41)의 단부의 일방에 회전 구동 기구를 장착하는 경우, 그 구성이 복잡하게 되어, 적용이 어려워지는 것이 고려된다. 이 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 냉각 기구(8)를 회전 트랜스(10)가 장비되어 있는 측과 동일 단부에 마련하는 것이 바람직하다. 이 때, 지지축(6B)의 중공부(62)에는 리드선(L2)도 통과하기 위해, 미스트 생성 장치(81)는, 지지축(6B)에 대해서 독립한 배관(84T)에 장착된다. 또, 냉각 매체 도입로(84)는, 타방의 지지축(6B)으로부터, 유도 발열 기구의 내부를 통하여 일방의 지지축(6A)의 기단부까지 연장 마련되어 있고, 해당 지지축(6A)의 기단부에서 관통공(61H)에 의해, 냉각 매체 도입로(84)의 하류측 개구가 틈새부(X)의 축방향 일단부에 배치된다. 냉각 매체 도입로(84)에 의해 도입된 안개상의 냉각 매체는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 냉각 매체 배출로(85)에 의해 외부로 배출된다. In the first embodiment, a
또, 상기 제1 실시 형태에서는 양측 지지식의 유도 발열 롤러 장치에 대해서 설명했지만, 도 3에 도시한 바와 같이, 저널(41)의 일방만을 회전 자재로 2점(点) 지지하는 유도 발열 롤러 장치에 적용할 수도 있다. 또한, 이 때 롤러 본체(2)는, 예를 들면 축방향으로 이간(離間)하여 배치된 2개의 베어링(51a, 51b)에 의해 2점 지지된다. 또, 냉각 기구(8)의 구성으로서는, 도 2에 도시한 것과 동일한 것을 적용하는 것이 고려된다. 3, the induction heating roller device for supporting only one of the
게다가, 냉각 기구(8)가, 도 4, 도 5 등에 도시한 바와 같이, 안개상의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치(81)와, 미스트 생성 장치(81)에 접속되며, 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부(X)의 축방향을 따라서 배치된 복수의 냉각 매체 공급구(86H)를 가지며, 틈새부(X)에 안개상의 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급관(86)을 구비하는 것이라도 좋다. 4, 5, and so on, the
이 때, 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 냉각 매체 공급관(86)이, 일단이 미스트 생성 장치(81)에 접속됨과 아울러 틈새부(X) 내에 예를 들면 중심축 방향을 따라서 배설된다. 또, 냉각 매체 공급관(86)에서의 유도 발열 기구(3)의 외측 둘레면 상에 배설된 부분의 외측 둘레면에는, 안개상의 냉각 매체를 틈새부(X) 내로 공급하기 위한 냉각 매체 공급구(86H)가 복수 형성되어 있다. 또한, 냉각 매체 공급관(86)에 의해 틈새부(X)로 공급된 냉각 매체는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 냉각 매체 배출로(85)에 의해 외부로 배출된다. At this time, for example, as shown in Fig. 4, the cooling
또, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 원통형 철심(31)에 배관 수용부(31M)를 마련하고, 해당 배관 수용부(31M)를 따라서 냉각 매체 공급관(86)을 마련해도 좋다. 이 때, 도 5에 도시한 바와 같이, 배관 수용부(31M)는, 축방향을 따라서 마련되어 있다. 또, 냉각 매체 공급관(86)의 냉각 매체 공급구(86H)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 원통형 철심(31)의 외측 둘레면에 간헐적으로 마련된 유도 코일(32) 사이에 위치하고, 해당 유도 코일(32) 사이로부터 틈새부(X)로 안개상의 냉각 매체를 공급한다. 이 변형 실시 형태에서, 냉각 매체 배출로(85)는, 지지축(6B)의 측 둘레벽에 일체로 형성되어 있고, 하류측 단부에 냉각 매체 배출관(85T)이 접속되어 있다. 또한, 도 5 및 도 6에서는 1개의 냉각 매체 공급관(86)만을 도시하고 있지만, 복수개 마련한 것이라도 좋다. 5 and 6, the
게다가, 도 7에 도시한 바와 같이, 이른바 편(片)지지형의 유도 발열 롤러 장치(100)에 적용할 수도 있다. 또한, 상기 제1 실시 형태와 대응하는 부재에는 동일 부호를 부여하고 있다. In addition, as shown in Fig. 7, the present invention can be applied to an induction heat generating
이 유도 발열 롤러 장치(100)는, 저부 중앙부에 축 끼워맞춤부(2a)를 가지는 저면이 있는 원통형의 롤러 본체(2)와, 롤러 본체(2)의 중공 내부에 삽입되어 선단부가 롤러 본체(2)의 축 끼워맞춤부(2a)에 끼워 맞춤 체결된 회전축(M1)을 가지는 모터(M)와, 일단에 모터(M)의 하우징(MH)이 고정되고, 타단이 롤러 본체(2)의 중공 내로 연장하며, 회전축(M1)을 베어링(11a, 11b)을 통해 지지하는 베어링 하우징(기계 받침대, 12)과, 롤러 본체(2)의 내측 둘레면을 따르도록 베어링 하우징(12)에 고정되어 롤러 본체(2)를 발열하는 유도 발열 기구(3)와, 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)를 냉각하는 냉각 기구(8)를 구비하고 있다. The induction heat generating
그리고, 냉각 기구(8)의 냉각 매체 도입로(84)가, 베어링 하우징(12) 내에 형성되어 있다. 구체적으로는, 냉각 매체 도입로(84)는, 일단이 베어링 하우징(12)의 외측 벽면(후단면)에 개구하고, 타단이 롤러 본체(2)와 베어링 하우징(12)의 타단부와의 사이에 형성되는 틈새부(X3, 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)의 사이에 형성되는 틈새부(X)와 연통하고 있음)를 형성하는 벽면(선단면)에서 개구하고 있다. 또 냉각 매체 도입로(84)의 일단에는, 미스트 발생 장치(81)의 토출구(81s)가 씰 구조(도시하지 않음)를 통해 착탈 가능하게 장착되어 있다. The cooling
또, 냉각 기구(8)의 냉각 매체 배출로(85)도, 베어링 하우징(12) 내에 형성되어 있다. 구체적으로는, 냉각 매체 배출로(85)는, 일단이 유도 발열 기구(3)와 회전축(M1)과의 사이에 형성되는 틈새부(X4)에 접하는 벽면에서 개구하고, 타단이 베어링 하우징(12)의 후단면에 개구하고 있다. 그리고, 냉각 매체 배출로(85)의 후단면의 개구에는, 감압 장치(9)가 마련된 냉각 매체 배출관(85T)이 접속되어 있다. 이 변형 실시 형태에서, 냉각 매체 도입로(84)와 냉각 매체 배출로(85)를 반대로 마련해도 좋다.A cooling
또한, 베어링 하우징(12)에서 롤러 본체(2)의 개구부를 덮는 플랜지부(12F)와, 롤러 본체(2)의 개구부와의 사이에는, 안개상의 냉각 매체가 외부로 누설하는 것을 막기 위해서 예를 들면 래비린드 씰 등의 비접촉 씰(S3)이 마련되어 있다. 또, 회전축(M1)과 베어링 하우징(12)과의 사이에서도, 선단측 베어링(11a)보다도 선단측에서, 안개상의 냉각 매체가 외부로 누설하는 것을 막기 위해서 예를 들면 래비린드 씰 등의 비접촉 씰(S4)이 마련되어 있다. In order to prevent the mist cooling medium from leaking to the outside between the
게다가, 상기 제1 실시 형태에서는, 틈새부에 안개상의 냉각 매체를 공급하는 것이었지만, 유도 발열 기구 내부에 배관을 마련하고, 해당 배관 내에 안개상의 냉각 매체를 유통시키는 것에 의해서 유도 발열 기구를 우선적으로 냉각할 수 있도록 구성해도 좋다. 이것에 의해, 유도 코일을 구성하는 전선이나 철심의 성능의 열화를 방지할 수 있다. In addition, although in the first embodiment, the fog-like cooling medium is supplied to the gap portion, a piping is provided in the induction heating mechanism, and a mist cooling medium is circulated in the piping, whereby the induction heating mechanism is preferentially Or may be configured to be cooled. This makes it possible to prevent the deterioration of the performance of the electric wire and the iron core constituting the induction coil.
더욱이, 상기 제1 실시 형태에서는, 안개상의 냉각 매체를 틈새부의 축방향 일단부로부터 도입하고, 축방향 타단부로부터 배출하도록 구성하고 있지만, 틈새부의 축방향 일단부로부터 도입하고, 동일한 축방향 일단부로부터 배출하도록 해도 좋다. Further, in the first embodiment, the fog-like cooling medium is introduced from one end portion in the axial direction of the clearance portion and discharged from the other end portion in the axial direction. However, the cooling medium is introduced from one end portion in the axial direction of the clearance portion, As shown in FIG.
<제2 실시 형태>≪ Second Embodiment >
이하에 본 발명에 관한 유도 발열 롤러 장치의 제2 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 제1 실시 형태에 대응하는 부재에는 동일 부호를 부여하고 있다. Hereinafter, a second embodiment of the induction heating roller device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The members corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
본 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치(100)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 회전 자재로 지지된 중공 원통형의 롤러 본체(2)와, 이 롤러 본체(2) 내에 수용되는 유도 발열 기구(3)와, 롤러 본체(2) 및 유도 발열 기구(3)를 안개상의 냉각 매체에 의해 냉각하는 냉각 기구(8)를 구비하고 있다. 8, the induction heat generating
그리고, 본 실시 형태의 압축 공기 공급 회로(82)는, 압축 공기원(821)과, 일단이 압축 공기원(821)에 접속되고, 타단이 미스트 생성 장치(81)에 접속되는 압축 공기 배관(822)과, 해당 압축 공기 배관(822) 상에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)로의 압축 공기의 공급, 정지를 제어하는 개폐 밸브(823)와, 해당 개폐 밸브(823)의 하류에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)에 공급되는 압축 공기의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브(824, 본 실시 형태에서는 감압 밸브)를 구비하고 있다. 또한, 압축 공기 공급 회로(82)의 구체적인 구성 및 개폐 밸브(823)에 대한 온도 제어장치(TC)의 구체적인 제어 상태에 대해서는 후술한다. The compressed
또, 본 실시 형태의 냉각 매체 공급 회로(83)는, 저수 탱크(831)와, 일단이 저수 탱크(831)에 접속되고, 타단이 미스트 생성 장치(81)에 접속되는 냉각 매체 배관(832)과, 해당 냉각 매체 배관(832) 상에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)로의 냉각 매체의 공급, 정지를 제어하기 위한 개폐 밸브(834)와, 해당 개폐 밸브(834)의 하류에 마련되며, 미스트 생성 장치(81)에 공급되는 냉각 매체의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브(833, 본 실시 형태에서는 감압 밸브)를 구비하고 있다. 또한, 개폐 밸브(834)는, 온도 제어장치(TC)로부터의 ON/OFF 신호에 의해 개폐하는 전자 밸브이며, 온도 제어장치(TC)의 구체적인 제어 상태에 대해서는 후술한다. The cooling
그러나, 본 실시 형태의 유도 발열 롤러 장치(100)는, 냉각 기구(8)에 의한 틈새부(X)로의 안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 있어서, 틈새부(X) 내에 냉각 매체 제거용 가스를 공급하여, 틈새부(X) 내에 존재하는 냉각 매체를 외부로 배출하는 가스 공급 기구를 더 구비하고 있다. However, in the induction
이 가스 공급 기구는, 냉각 기구(8)의 구성의 일부를 이용하여 구성되어 있다. 구체적으로 가스 공급 기구는, 압축 공기 공급 회로(82) 및 냉각 매체 도입로(84)를 이용하여 구성되고, 냉각 기구(8)의 냉각 매체 공급 회로(83)를 폐지한 후에 있어서, 압축 공기 공급 회로(82)로부터의 압축 공기를, 미스트 생성 장치(81) 및 냉각 매체 도입로(84)를 통하여 틈새부(X)에 공급하는 것이다. 또한, 틈새부(X)에 공급된 공기는, 냉각 매체 배출로(85)를 통하여 외부로 배출된다. This gas supply mechanism is constituted by using a part of the structure of the
가스 공급 기구를 구성하는 압축 공기 공급 회로(82)는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 압축 공기원(821) 및 미스트 생성 장치(81)의 사이에서 압축 공기 배관(822)이 분기하고 있고, 미스트 생성 장치(81)에 안개상의 냉각 매체 생성용 고압 공기를 공급하기 위한 고압용 감압 밸브(824A)를 가지는 제1 분기로(822A)와, 미스트 생성 장치(81)에 저압 공기를 공급하기 위한 저압용 감압 밸브(824B)를 가지는 제2 분기로(822B)와, 제1 분기로(822A) 및 제2 분기로(822B)를 전환하는 전환 기구를 가진다. 또한, 제2 분기로(822B)에 의해 공급되는 저압 공기의 유량은, 제1 분기로(822A)에 의해 공급되는 고압 공기의 유량보다도 적게 설정되어 있으며, 예를 들면 10% 정도로 설정되어 있다. 8 and 9, the compressed-
본 실시 형태의 전환 기구는, 제1 분기로(822A) 및 제2 분기로(822B) 각각에 마련된 제1 개폐 밸브(823A) 및 제2 개폐 밸브(823B)에 의해 구성되어 있다. 제1 개폐 밸브(823A) 및 제2 개폐 밸브(823B)는, 온도 제어장치(TC)로부터의 ON/OFF 신호에 의해 개폐하는 전자 밸브이다. 또한, 전환 기구로서는, 제1 분기로(822A) 및 제2 분기로(822B)의 분기점 또는 합류점에 3방향 전환 밸브를 마련하는 것에 의해서 구성해도 좋다. The switching mechanism of the present embodiment is constituted by the first opening /
다음에 본 실시 형태의 유도 발열 롤러 장치(100)의 온도 제어에 대해서, 냉각 기구(8) 및 가스 공급 기구의 동작과 함께 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 또한, 도 10은 온도 제어장치(TC) 내의 압축 공기 공급 회로(82) 및 냉각 매체 공급 회로(83)의 제어 회로도이며, 도 11은 롤러 본체(2)의 온도와 유도 발열 기구(3, 유도 코일 전력), 압축 공기 공급 회로(82, 개폐 밸브(823A 및 823B)의 ON/OFF) 및 냉각 매체 공급 회로(83, 개폐 밸브(834)의 ON/OFF)의 동작과의 대응 관계를 도시한 제어 플로우를 도시한 도면이다. Next, the temperature control of the induction
온도 제어장치(TC)는, 롤러 본체(2)의 둘레벽에 매설된 온도 센서(2T)의 검출 신호를 온도 검출 장치(구체적으로는 회전 트랜스, 10)를 통하여 받아들이고, 해당 검출 신호가 나타내는 검출 온도(PV) 및 미리 정해진 설정 온도(SV)를 비교하여, 검출 온도(PV)가 설정 온도(SV)가 되도록 유도 코일(32)로의 전력 공급과 안개상의 냉각 매체의 공급을 제어한다. 또한, 온도 제어장치(TC)는, 검출 온도(PV)와 설정 온도(SV)와의 차이에 대응하여, 예를 들면 사이리스터(thyristor)를 이용하여 구성된 전력 조정 장치(11)에 유도 코일(32)로 입력해야 할 신호를 출력한다. The temperature control device TC receives the detection signal of the
또, 온도 제어장치(TC)는, 검출 온도(PV)가 설정 온도(SV)보다도 높은 경우에는, 안개상의 냉각 매체를 틈새부(X)에 공급하여 롤러 본체(2)를 냉각하기 위해, 압축 공기 공급 회로(82)의 제1 분기로(822A) 상의 제1 개폐 밸브(823A) 및 냉각 매체 공급 회로(83) 상의 개폐 밸브(834)에 ON 신호를 출력한다. 또한, 도 11에서는, 검출 온도(PV)가 설정 온도(SV) +1℃보다도 높은 경우에 안개상의 냉각 매체를 틈새부(X)에 공급하는 형태를 나타내고 있다. 이것에 의해, 제1 개폐 밸브(823A) 및 개폐 밸브(834)가 개방되어, 미스트 생성 장치(81)에 압축 공기 및 냉각 매체가 공급되어 안개상의 냉각 매체가 생성된다. When the detected temperature PV is higher than the set temperature SV, the temperature controller TC supplies the cooling medium in the form of mist And outputs an ON signal to the first on-off
그 후, 온도 제어장치(TC)는, 롤러 본체(2)가 안개상의 냉각 매체에 의해 냉각되어 검출 온도(PV)가 설정 온도(SV)를 하회한 단계에서, 안개상의 냉각 매체의 공급을 정지하기 위해, 제1 개폐 밸브(823A) 및 개폐 밸브(834)에 OFF 신호를 출력한다. 이 때, 제1 분기로(822A) 상의 개폐 밸브(823A)는 지연 타이머(T1)에 의해 미리 정해진 설정 시간만큼 늦게 폐색하고, 그것까지의 사이, 고압 공기만이 미스트 생성 장치(81)를 통하여 틈새부(X) 내에 계속 공급되게 된다. 즉, 고압 공기가, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지 직후로부터 일정 기간, 틈새부(X)에 공급되어, 틈새부(X)에 잔류하고 있는 안개상의 냉각 매체를 외부로 배출할 수 있음과 아울러 이미 결로하고 있는 냉각 매체(결로수)를 증발시켜 외부로 배출할 수 있다. 또, 고압 공기를 정지 직후에 공급함에 의해, 잔류하고 있는 안개상의 냉각 매체가 결로하는 시간을 가급적 짧게 하고 있다. Thereafter, the temperature control device TC stops the supply of the mist cooling medium at the stage where the
그리고, 온도 제어장치(TC)는, 제1 분기로(822A) 상의 제1 개폐 밸브(823A)가 폐색(閉塞)한 시점에서, 제2 분기로(822B) 상의 제2 개폐 밸브(823B)에 ON 신호를 출력한다. 이것에 의해, 제2 개폐 밸브(823B)가 개방되어, 저압 공기만이 미스트 생성 장치(81)를 통하여 틈새부(X) 내에 공급된다. 이와 같이, 틈새부(X)로의 안개상의 냉각 매체의 공급 정지 직후로부터 일정 기간은, 전환 기구에 의해 제1 분기로(822A)를 이용하여 고압 공기를 공급하고, 해당 일정 기간 경과후는, 전환 기구에 의해 제2 분기로(822B)를 이용하여 저압 공기를 공급하도록 구성되어 있다. 즉, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지로부터의 경과 시간에 대응하여, 틈새부(X)에 공급하는 가스 유량을 2단계(고압 공기 및 저압 공기)로 조정하도록 구성되어 있다. 이와 같이 일정 시간 경과후에 있어서 저압 공기를 공급함에 의해, 내부 결로의 방지 및 결로한 냉각 매체의 제거를 실시할 수 있다. When the first on-off
그 후, 안개상의 냉각 매체의 공급 동작이 개시될 때까지의 사이, 즉, 다시 검출 온도(PV)가 설정 온도(SV)를 상회하고 냉각 동작이 개시될 때까지의 사이, 온도 제어장치(TC)는, 틈새부(X)에 저압 공기를 계속 공급하도록, 제2 개폐 밸브(823B)에 ON 신호를 계속 출력한다. 즉, 저압 공기의 공급은, 틈새부(X)로의 안개상의 냉각 매체의 공급, 및 안개상의 냉각 매체의 공급후의 고압 공기의 공급 이외에서 수시로 연속하여 행해지도록 구성되어 있다. Thereafter, during the period from when the supply of the fog cooling medium is started, that is, until the detection temperature PV exceeds the set temperature SV and the cooling operation is started, the temperature control device TC ) Continuously outputs an ON signal to the second on-off
<제2 실시 형태의 효과>≪ Effects of Second Embodiment >
이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치(100)에 의하면, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 있어서, 틈새부(X)에 가스를 공급하여 틈새부(X) 내에 잔류하고 있는 냉각 매체를 외부로 배출함에 의해, 안개상의 냉각 매체가 결로하여 롤러 본체(2)에 부착하여 녹을 발생시키는 것을 방지할 수 있다. 또, 결로한 냉각 매체가 유도 발열 기구(3)에 부착하는 것에 의한 절연 저하 및 단락 사고를 방지할 수 있다. 게다가, 틈새부(X)에 가스를 공급함에 의해서 틈새부(X) 내에서 이미 결로하고 있는 냉각 매체(결로수)의 기화 증발을 촉진할 수 있고, 이것에 의해서도 롤러 본체(2) 내부에서의 녹의 발생 및 유도 발열 기구(3)의 절연 저하를 방지할 수 있다.
According to the induction
<제2 실시 형태의 변형예>≪ Modification of Second Embodiment >
또한, 본 발명은 상기 제2 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. The present invention is not limited to the second embodiment.
예를 들면, 상기 제2 실시 형태에서는, 냉각 기구의 일부 구성을 이용하여 가스 공급 기구를 구성하고, 유도 발열 롤러 장치의 구성을 간략화하는 것이었지만, 그 외, 냉각 기구와 가스 공급 기구를 별개의 구성으로 해도 좋다. 이 때, 가스 공급 기구에 의해 공급되는 가스로서는, 공기 외에 질소 가스나 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 이용하는 것이 고려된다. For example, in the second embodiment, the gas supply mechanism is configured using a part of the cooling mechanism to simplify the configuration of the induction heating roller device. However, the cooling mechanism and the gas supply mechanism may be provided separately . At this time, as the gas supplied by the gas supply mechanism, it is considered to use an inert gas such as nitrogen gas or argon gas in addition to air.
또, 상기 제2 실시 형태에서는, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지후에 있어서, 고압 공기 및 저압 공기의 2단계 공급을 실시하는 것이었지만, 그 외, 압축 공기 공급 회로의 분기 개수를 3개 이상으로 하여, 각 분기로에서 다른 감압 밸브를 이용함에 의해, 안개상의 냉각 매체의 공급 정지로부터의 경과 시간에 대응하여, 3단계 이상의 공기의 공급을 실시하도록 해도 좋다. In the second embodiment, the two-stage supply of the high-pressure air and the low-pressure air is performed after the supply of the fog-like cooling medium is stopped. However, the number of branches of the compressed- , It is also possible to supply the air in three or more stages in response to the elapsed time from the stop of supply of the cooling medium on the mist by using the other decompression valve in each branch.
상기 제2 실시 형태에서는, 저널의 일단측에 냉각 기구(가스 공급 기구), 타단측에 회전 트랜스가 장비되어 있고, 저널의 단부의 일방에 회전 구동 기구를 장착하는 경우, 그 구성이 복잡하게 되어, 적용이 어려워지는 것이 고려된다. 이 경우, 냉각 기구를 회전 트랜스가 장비되어 있는 측과 동일 단부에 마련하는 것이 바람직하다. In the second embodiment, when a cooling mechanism (gas supply mechanism) is provided on one end side of the journal and a rotary transformer is provided on the other end side and a rotary drive mechanism is mounted on one end of the journal, , It is considered that application becomes difficult. In this case, it is preferable that the cooling mechanism is provided at the same end as the side equipped with the rotary transformer.
또, 상기 제2 실시 형태에서는 양측 지지식의 유도 발열 롤러 장치에 대해서 설명했지만, 저널의 일방만을 회전 자재로 2점 지지하는 유도 발열 롤러 장치에 적용할 수도 있다. 게다가, 이른바 편측 지지형의 유도 발열 롤러 장치에 적용할 수도 있다. In the above-described second embodiment, the induction heating roller device having both side supports is described. However, the present invention can also be applied to an induction heating roller device in which only one side of the journal is supported at two points by a rotary material. In addition, the present invention can be applied to a so-called one-side support type induction heating roller device.
더욱이, 냉각 기구가, 안개상의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치와, 미스트 생성 장치에 접속되고, 롤러 본체 및 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 개략 통 모양을 이루는 틈새부의 축방향을 따라서 배치된 복수의 냉각 매체 공급구를 가지며, 틈새부에 안개상의 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급관을 구비하는 것이라도 좋다. 이 때 가스 공급 기구는, 압축 공기 공급 회로 및 냉각 매체 공급관을 이용하여 구성된다. Further, it is preferable that the cooling mechanism includes a mist generation device for generating a mist-like cooling medium, and a plurality of (for example, two or more) cylinders arranged along the axial direction of the clearance portion formed between the roller body and the induction heating mechanism, And a cooling medium supply pipe for supplying a misty cooling medium to the clearance portion. At this time, the gas supply mechanism is constructed using a compressed air supply circuit and a cooling medium supply pipe.
게다가, 상기 제2 실시 형태에서는, 안개상의 냉각 매체를 틈새부의 축방향 일단부로부터 도입하고, 축방향 타단부로부터 배출하도록 구성하고 있지만, 틈새부의 축방향 일단부로부터 도입하고, 동일한 축방향 일단부로부터 배출하도록 해도 좋다.
Further, in the second embodiment, the mist cooling medium is introduced from one end portion in the axial direction of the clearance portion and discharged from the other axial end portion. However, the cooling medium is introduced from one axial end portion of the clearance portion, As shown in FIG.
<제3 실시 형태>≪ Third Embodiment >
이하에 본 발명에 관한 유도 발열 롤러 장치의 제3 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 제1, 제2 실시 형태에 대응하는 부재에는 동일 부호를 부여하고 있다. Hereinafter, a third embodiment of the induction heating roller device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The members corresponding to the first and second embodiments are given the same reference numerals.
본 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치(100)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 하류측 개구(관통공(61H))로부터의 틈새부(X)의 축방향 상류측 단부에 반경 방향을 따라서 흐르는 안개상의 냉각 매체를, 틈새부(X)의 축방향 하류측으로 안내하는 가이드부(G)를 구비하고 있다. As shown in Fig. 12, the induction heat generating
이 가이드부(G)는, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 틈새부(X)의 축방향 단부(구체적으로는 틈새(X1) 및 틈새(X2)의 연결 부분)에서 하류측 개구(관통공(61H))에 대향하도록 마련되어 있고, 틈새부(X)의 축방향 단부의 주변 전체에 마련된 단면 개략 만곡(彎曲) 모양을 이루는 고리 모양의 판(板)이다. As shown in Figs. 13 and 14, the guide portion G is provided at the axial side end portion of the clearance X (concretely, the connection portion of the clearance X1 and clearance X2)
또, 가이드부(G)는, 롤러 본체(2)의 상류측 단부에 마련된 저널(41)의 내면에 고정되어 있다. 이 때, 가이드부(G)는, 단열 특성이 뛰어난 재료로 이루어진 고정 부재(T)에 의해 고정되어 있다. 고정 부재(T)는, 저널(41)과 가이드부(G)와의 열적인 분리 작용을 크게 하기 위해서, 가이드부(G)와 저널(41)과의 사이에 복수개 마련되어, 가이드부(G)와 저널(41)을 부분적으로 연결하고 있다. 또, 복수의 고정 부재(T)는, 가이드부(G)를 둘레 방향에 등간격으로 배치되어 있다. 또한, 고정 부재(T)가 고리 모양을 이루는 것이며, 가이드부(G) 및 저널(41)을 둘레 방향 전체에 걸쳐 고정하는 것이라도 좋다. The guide portion G is fixed to the inner surface of the
게다가, 가이드부(G)는, 롤러 본체(2) 내의 내측 둘레면에 단열층을 개재시켜서 마련되어 있으며, 본 실시 형태에서는, 가이드부(G)가 롤러 본체(2)의 내측 둘레면으로부터 이간하여 마련됨에 의해서, 단열층으로서 공기층(AS)이 개재하는 구성으로 하고 있다. 이와 같이 가이드부(G)와 롤러 본체(2)의 내측 둘레면과의 사이에 공기층(AS)을 마련함에 의해서, 롤러 본체(2)가 가이드부(G)의 온도에 의해 열영향을 받기 어렵게 하고 있다. 이와 같이 가이드부(G)는 고정 부재(T) 이외와는 접촉하지 않도록 배치되어 있다. The guide portion G is provided on the inner circumferential surface of the
더욱이, 가이드부(G)의 하류측 단부(G1)는, 축방향에서 유도 발열 기구(3, 원통 모양의 철심(31))의 상류측 단면(3X)과 대략 동일한 위치, 또는 그것보다도 축방향 하류측에 위치하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 가이드부(G)가, 틈새(X2)를 반경 방향으로 흐르는 대략 전부 안개상의 냉각 매체를 받아 축방향으로 방향 전환할 수 있어, 롤러 본체(2)의 내측 둘레면에 반경 방향으로 흐르는 안개상의 냉각 매체가 직접적으로 충돌하는 것을 방지하고 있다.
The downstream side end portion G1 of the guide portion G is located at substantially the same position as the upstream
<제3 실시 형태의 효과>≪ Effect of Third Embodiment >
이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 유도 발열 롤러 장치(100)에 의하면, 냉각 매체 도입로(84)의 하류측 개구(관통공(61H))로부터 반경 방향으로 흐르는 냉각 매체를 가이드부(G)에서 틈새부(X)의 축방향 하류측으로 안내함에 의해서, 안개상의 냉각 매체가 롤러 본체(2)의 축방향 상류측 단부의 내면에 충돌함에 의해 발생하는 액적화를 방지할 수 있다. 이것에 의해서, 롤러 본체(2)의 축방향 상류측 단부가 국소적으로 과대 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 또, 가이드부(G)에 의해서 안개상의 냉각 매체의 흐름을 반경 방향으로부터 축방향으로 쉽게 방향 전환함에 의해서, 안개상의 냉각 매체를 효율 좋게 틈새부(X)의 축방향으로 전환할 수 있어, 틈새부(X) 전체에 쉽게 고루 퍼질 수 있다.
According to the induction
<제3 실시 형태의 변형예>≪ Modification of Third Embodiment >
또한, 본 발명은 상기 제3 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. The present invention is not limited to the third embodiment.
상기 제3 실시 형태의 가이드부(G)는, 단면 개략 만곡 형상을 이루는 고리 모양의 판이었지만, 그 외, 도 15에 도시한 바와 같이, 부분 원추(円錐) 모양을 이루는 고리 모양의 판이라도 좋다. The guide portion G of the third embodiment is an annular plate having a generally curved section, but may be an annular plate having a partial cone shape as shown in Fig. 15 .
또, 상기 제3 실시 형태의 가이드부(G)는, 저널(41) 및 가이드부(G)와는 별체의 고정 부재(T)에 의해, 저널(41)에 대해서 고정되는 구성이었지만, 그 외, 도 16에 도시한 바와 같이, 저널(41)의 내면에 고정용 돌기부(41T)를 형성하고, 해당 돌기부(41T)에 가이드부(G)를 고정하도록 해도 좋다. 또, 도시하지 않았지만, 가이드부에 고정용 돌기부를 형성하여, 해당 돌기부를 저널의 내면에 고정해도 좋다. 또한, 돌기부를 형성하지 않고 저널 및 가이드부끼리를 고정하도록 해도 좋다. 이 때, 저널과 가이드부와의 접촉 면적을 가급적 작게 하는 것이 바람직하다. The guide portion G of the third embodiment is configured to be fixed to the
게다가, 상기 제3 실시 형태에서는, 가이드부를 저널 내면에 고정하는 것이었지만, 가이드부를 롤러 본체의 내측 둘레면에 고정하도록 구성해도 좋다. In the third embodiment, the guide portion is fixed to the inner surface of the journal. However, the guide portion may be fixed to the inner circumferential surface of the roller body.
더욱이, 상기 가이드부는 저널 및 롤러 본체와 별체를 이루는 것이었지만, 가이드부를 저널 또는 롤러 본체와 일체 성형에 의해 일체로 해도 좋다. Furthermore, although the guide portion is separate from the journal and the roller body, the guide portion may be integrally formed with the journal or the roller body by integral molding.
더욱 가이드부는 고리 모양의 판에 한정되지 않고, 안개상의 냉각 매체의 반경 방향의 흐름을 축방향의 흐름으로 변환하는 만곡 모양 또는 부분 원추 모양의 가이드면을 가지는 것이면, 판 이외의 부재를 이용하여 구성할 수도 있다. Further, the guide portion is not limited to the annular plate but may be a plate having a curved or conical guide surface for converting the radial flow of the mist cooling medium into the axial flow, You may.
상기 제3 실시 형태에서는, 저널의 일단측에 냉각 기구, 타단측에 회전 트랜스가 장비되고 있고, 저널의 단부의 일방에 회전 구동 기구를 장착하는 경우, 그 구성이 복잡하게 되어, 적용이 어려워지는 것이 고려된다. 이 경우, 냉각 기구를 회전 트랜스가 장비되어 있는 측과 동일 단부에 마련하는 것이 바람직하다. In the third embodiment, when a cooling mechanism is provided at one end of the journal and a rotary transformer is provided at the other end, and the rotary drive mechanism is mounted on one end of the journal, the configuration becomes complicated, . In this case, it is preferable that the cooling mechanism is provided at the same end as the side equipped with the rotary transformer.
또, 상기 제3 실시 형태에서는 양측 지지식의 유도 발열 롤러 장치에 대해서 설명했지만, 저널의 일방만을 회전 자재로 2점 지지하는 유도 발열 롤러 장치에 적용할 수도 있다. 게다가, 이른바 편측 지지형의 유도 발열 롤러 장치에 적용할 수도 있다. In the above-described third embodiment, the induction heating roller device having both side supports is described. However, the present invention can also be applied to an induction heating roller device in which only one side of the journal is supported at two points by a rotary material. In addition, the present invention can be applied to a so-called one-side support type induction heating roller device.
게다가, 상기 제3 실시 형태에서는, 안개상의 냉각 매체를 틈새부의 축방향 일단부로부터 도입하고, 축방향 타단부로부터 배출하도록 구성하고 있지만, 틈새부의 축방향 일단부로부터 도입하고, 동일한 축방향 일단부로부터 배출하도록 해도 좋다. Further, in the third embodiment, the mist cooling medium is introduced from one end portion in the axial direction of the clearance portion and is discharged from the other axial end portion. However, the cooling medium is introduced from one axial end portion of the clearance portion, As shown in FIG.
그 외, 본 발명은 상기 제1 ~ 제3 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
In addition, it is needless to say that the present invention is not limited to the first to third embodiments, and that various modifications are possible within the scope not departing from the spirit of the present invention.
[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]
본 발명에 의해, 롤러 본체에 회전 씰 기구를 마련할 필요가 없고, 롤러 본체의 부식을 억제하면서도, 롤러 본체를 냉각할 수 있다.
According to the present invention, there is no need to provide a rotary seal mechanism in the roller body, and the roller body can be cooled while suppressing corrosion of the roller body.
100 … 유도 발열 롤러 장치 2 … 롤러 본체
3 … 유도 발열 기구 X … 틈새부
6 … 지지축 8 … 냉각 기구
81 … 미스트 생성 장치 84 … 냉각 매체 도입로
85 … 냉각 매체 배출로 9 … 감압 장치100 ... Induction
3 ... Induction heating device X ... Gap portion
6 ...
81 ...
85 ... Cooling
Claims (10)
상기 롤러 본체 내에 수용되며, 상기 롤러 본체를 유도 발열시키는 유도 발열 기구와,
안개상(狀)의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치를 가지며, 그 안개상의 냉각 매체를 상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 통 모양을 이루는 틈새부의 축방향 단부로부터 도입함과 아울러, 상기 틈새부의 축방향 단부로부터 냉각 매체를 상기 롤러 본체 외부로 배출하는 냉각 기구를 구비하고,
상기 미스트 생성 장치가 유도 발열 기구의 일단부에 마련된 지지축에서 착탈 가능하게 마련되어 있는 유도 발열 롤러 장치.A roller body supported by a rotatable member,
An induction heating mechanism which is accommodated in the roller body and induction heat of the roller body;
A mist generating device for generating a mist cooling medium and introducing the mist cooling medium from an axial end portion of a cylindrical gap portion formed between the roller body and the induction heating mechanism, And a cooling mechanism for discharging the cooling medium from the axial end portion of the clearance portion to the outside of the roller body,
And the mist generating device is detachably provided on a support shaft provided at one end of the induction heating device.
상기 냉각 기구가, 상기 유도 발열 기구의 양단부로부터 연장하는 지지축의 내부에 형성되고, 상기 미스트 생성 장치로부터의 안개상의 냉각 매체를 유통시키는 냉각 매체 도입로를 구비하며, 해당 냉각 매체 도입로의 하류측 개구가 상기 틈새부의 축방향 단부에 배치되어 있는 유도 발열 롤러 장치. In claim 1,
Wherein the cooling mechanism includes a cooling medium introduction path formed inside a support shaft extending from both ends of the induction heating mechanism and for distributing a fogged cooling medium from the mist generation device, And an opening is disposed at an axial end portion of the clearance portion.
상기 냉각 매체 도입로의 하류측 개구가, 상기 지지축에서 방사상 방향으로 복수 마련되어 있는 유도 발열 롤러 장치. In claim 2,
Wherein a plurality of openings on the downstream side of the cooling medium introduction path are provided in the radial direction on the support shaft.
상기 냉각 기구가, 상기 유도 발열 기구의 양단부로부터 연장하는 지지축의 내부에 형성되고, 상기 틈새부를 통과한 냉각 매체를 외부로 배출하기 위한 냉각 매체 배출로를 구비하며, 해당 냉각 매체 배출로의 상류측 개구가 상기 틈새부의 축방향 단부에 배치되어 있는 유도 발열 롤러 장치. In claim 1,
Wherein the cooling mechanism includes a cooling medium discharge path formed inside a support shaft extending from both ends of the induction heating mechanism and for discharging the cooling medium having passed through the clearance part to the outside, And an opening is disposed at an axial end portion of the clearance portion.
상기 냉각 매체 배출로로 연통하는 냉각 매체 배출관 상에, 상기 틈새부를 감압하는 감압 장치가 마련되어 있는 유도 발열 롤러 장치. In claim 4,
And a decompression device for decompressing the gap portion is provided on a cooling medium discharge pipe communicating with the cooling medium discharge path.
상기 미스트 생성 장치가 상기 롤러 본체의 외부에 착탈 가능하게 마련되어 있는 유도 발열 롤러 장치. In claim 1,
And the mist generating device is detachably provided outside the roller body.
상기 안개상의 냉각 매체의 공급 정지(停止)후에 있어서, 상기 틈새부 내로 가스를 공급하여, 상기 틈새부 내에 존재하는 냉각 매체를 외부로 배출하는 가스 공급 기구를 더 구비하는 유도 발열 롤러 장치. In claim 1,
Further comprising a gas supply mechanism for supplying a gas into the gap portion after stopping (stopping) the supply of the cooling medium on the mist, and discharging the cooling medium present in the gap portion to the outside.
상기 냉각 기구가, 상기 유도 발열 기구의 양단부로부터 연장하는 지지축의 내부에 형성됨과 아울러, 하류측 개구가 상기 지지축의 외측 둘레면에 개구하고, 상기 미스트 생성 장치로부터의 안개상의 냉각 매체를 상기 틈새부의 축방향 단부에 반경 방향을 따라서 도입하는 냉각 매체 도입로를 가지는 것이며,
상기 틈새부의 축방향 단부에 마련되며, 상기 하류측 개구로부터의 반경 방향을 따라서 흐르는 안개상의 냉각 매체를, 상기 틈새부의 축방향 하류측으로 안내하는 가이드부를 구비하는 유도 발열 롤러 장치. In claim 1,
Wherein the cooling mechanism is formed inside a support shaft extending from both ends of the induction heating mechanism and the downstream side opening is open at an outer circumferential surface of the support shaft and a misty cooling medium from the mist generation device And a cooling medium introduction path for introducing the cooling medium along the radial direction at the axial end,
And a guide portion provided at an axial end portion of the clearance portion and guiding a misty cooling medium flowing along a radial direction from the downstream opening to the downstream side in the axial direction of the clearance portion.
상기 롤러 본체의 중공 내부에 삽입되어 선단부가 상기 롤러 본체의 축 끼워맞춤부에 끼워 맞춤 체결된 회전축을 가지는 모터와,
상기 롤러 본체의 중공 내로 연장하며, 상기 회전축을 베어링을 통해 지지하는 베어링 하우징과,
상기 롤러 본체의 내측 둘레면을 따르도록 상기 베어링 하우징에 고정되어 상기 롤러 본체를 발열하는 유도 발열 기구와,
안개상(狀)의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치를 가지며, 그 안개상의 냉각 매체를 상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 통 모양을 이루는 틈새부의 축방향 단부로부터 도입함과 아울러, 상기 틈새부의 축방향 단부로부터 냉각 매체를 상기 롤러 본체 외부로 배출하는 냉각 기구를 구비하고,
상기 미스트 생성 장치가 유도 발열 기구의 일단부에 마련된 지지축에서 착탈 가능하게 마련되어 있는 유도 발열 롤러 장치.A cylindrical roller body having a bottom surface having a shaft fitting portion at a central portion of the bottom,
A motor having a rotation shaft inserted into the hollow interior of the roller body and having a tip end portion fitted to the shaft fitting portion of the roller body;
A bearing housing extending into the hollow of the roller body and supporting the rotary shaft through a bearing,
An induction heating mechanism fixed to the bearing housing along the inner peripheral surface of the roller body to generate heat,
A mist generating device for generating a mist cooling medium and introducing the mist cooling medium from an axial end portion of a cylindrical gap portion formed between the roller body and the induction heating mechanism, And a cooling mechanism for discharging the cooling medium from the axial end portion of the clearance portion to the outside of the roller body,
And the mist generating device is detachably provided on a support shaft provided at one end of the induction heating device.
상기 롤러 본체 내에 수용되며, 해당 롤러 본체를 유도 발열시키는 유도 발열 기구와,
상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구를 냉각하기 위한 냉각 기구를 구비하며,
상기 냉각 기구가,
안개상(狀)의 냉각 매체를 생성하는 미스트 생성 장치와,
상기 미스트 생성 장치에 접속되고, 상기 롤러 본체 및 상기 유도 발열 기구의 사이에 형성되는 통 모양을 이루는 틈새부의 축방향을 따라서 배치된 복수의 냉각 매체 공급구를 가지며, 상기 틈새부에 안개상의 냉각 매체를 공급하는 냉각 매체 공급관을 구비하고,
상기 미스트 생성 장치가 유도 발열 기구의 일단부에 마련된 지지축에서 착탈 가능하게 마련되어 있는 유도 발열 롤러 장치.A roller body supported by a rotatable member,
An induction heating mechanism which is accommodated in the roller body and induction heat of the roller body;
And a cooling mechanism for cooling the roller body and the induction heating mechanism,
Wherein the cooling mechanism comprises:
A mist generating device for generating a misty cooling medium,
And a plurality of cooling medium supply ports connected to the mist generating device and arranged along the axial direction of the cylindrical gap portion formed between the roller body and the induction heating mechanism, And a cooling medium supply pipe for supplying the cooling medium,
And the mist generating device is detachably provided on a support shaft provided at one end of the induction heating device.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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