KR200286913Y1 - Induction heating roll using for three-phase ac source - Google Patents

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KR200286913Y1 KR2020020015956U KR20020015956U KR200286913Y1 KR 200286913 Y1 KR200286913 Y1 KR 200286913Y1 KR 2020020015956 U KR2020020015956 U KR 2020020015956U KR 20020015956 U KR20020015956 U KR 20020015956U KR 200286913 Y1 KR200286913 Y1 KR 200286913Y1
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Abstract

본 고안은 원통상 본체(12)의 중심부에 길이방향으로 복수개 구비되어 열을 발산하는 인덕션부(20)로 이루어진 열롤(10)에 있어서, 상기 열롤(10)의 표면과 인덕션부(20)의 사이 원주면상에 길이방향으로 관통된 복수개의 열전달 스프링홀(16)과, 상기 열전달 스프링홀(16)의 내부에 삽입되어 상기 열전달 스프링홀(16)에 충전된 열전용액(18)의 대류현상을 촉진시킴으로써 효율적으로 열을 전달하는 열전스프링(19)으로 구성된 인덕션 히팅롤에 관한 것으로서, 특히 상기 인덕션부(20)의 유도코일(23)에 공급되는 3상 교류전원을 스타결선(star-connection)방식 또는 환상결선(ring-connection)방식에 의해 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 이용하여 개별적으로 제어함으로써 열롤(10) 표면 위치에 따라 표면온도를 다르게 하여 캘린더 작업과 동시에 후처리 작업 즉, 직물의 표면에 주름이 잡히도록 하거나 직물의 색상에 변화를 주는 작업을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.The present invention is provided with a plurality of heat rolls in the longitudinal direction in the central portion of the cylindrical body 12 consisting of an induction part 20 for dissipating heat, the surface of the heat roll 10 and the induction part 20 Convection phenomenon of the plurality of heat transfer spring holes 16 penetrating in the longitudinal direction on the circumferential surface and the heat transfer solution 18 inserted into the heat transfer spring holes 16 and filled in the heat transfer spring holes 16. The present invention relates to an induction heating roll composed of a thermoelectric spring (19) which efficiently transfers heat by facilitating heat transfer. In particular, a three-phase AC power supplied to the induction coil (23) of the induction part (20) is star-connected. By individually controlled using SCR (Silicon Controlled Rectifier) by the method or ring-connection method, the surface temperature is changed according to the surface position of the heat roll 10 and the post-treatment work, that is, the surface of the fabric on It is effective to simultaneously wrinkle or change the color of the fabric.

Description

3상 교류전원을 이용한 인덕션 히팅롤{INDUCTION HEATING ROLL USING FOR THREE-PHASE AC SOURCE}INDUCTION HEATING ROLL USING FOR THREE-PHASE AC SOURCE}

본 고안은 저주파식 유도방식의 인덕션 코일을 캘린더머신으로 사용하는 열롤의 열원으로 사용하고, 열롤의 내측 원주면을 따라 열전도율이 높은 열전용액과 열전스프링이 내장된 복수개의 열전달 스프링홀을 구비함으로써, 캘린더 작업시 열손실을 줄임과 동시에 상기 열전달 스프링홀의 직경을 일정거리마다 다르게 함으로써 섬유 등의 원단 후가공시 편의를 제공하는 인덕션 히팅롤에 있어서, 상기 인던션부에 공급되는 3상 교류전원의 전력량을 스타결선 또는 환상결선방식에 의해 SCR로 조절함으로써 히팅롤의 표면온도를 정밀하게 제어하는 3상교류전원을 이용한 인덕션 히팅롤에 관한 것이다.The present invention uses a low frequency induction coil as a heat source for a heat roll using a calender machine, and has a plurality of heat transfer spring holes having a high thermal conductivity and a thermoelectric spring along the inner circumferential surface of the heat roll. In the induction heating roll that reduces heat loss during calendering and changes the diameter of the heat transfer spring hole at regular distances, thereby providing convenience in finishing fabrics such as fibers, the amount of power of the three-phase AC power supplied to the induction unit is determined. The present invention relates to an induction heating roll using a three-phase AC power supply that precisely controls the surface temperature of the heating roll by controlling the SCR by a connection or annular connection method.

통상적으로 캘린더머신(Calender machine)이라 함은 모든 종류의 직물과 편직물을 광택나게 하고 직물을 좁게하여 촉감을 부드럽게 가공하는 범용기계, 또는 부직포 및 필름 생산에 있어서 열과 압력으로 부직포 및 필름 표면의 두께를 일정하게 가공하는 기계를 말한다.Commonly referred to as a calender machine is a general-purpose machine that polishes all kinds of fabrics and knit fabrics and narrows them to soften the touch, or in the production of nonwovens and films, the thickness of nonwoven and film surfaces with heat and pressure. It refers to a machine that processes constantly.

위와 같은 캘린더머신에는 열롤(Heating roll)을 사용하게 되는데 그 열롤은 중심부에 길이방향으로 히터를 내장하여 가열하거나 또는 중심부에 길이방향으로 가열된 오일이 순환되도록 하여 가열한다.Heat roll (Heating roll) is used in the calender machine as described above. The heat roll is heated by embedding a heater in the longitudinal direction in the center or heating the oil heated in the longitudinal direction in the center.

그러나, 위와 같은 통상의 열롤은 단일 재질인 강으로 되어 있고, 중심부로부터 표면까지의 두께가 두꺼워 표면까지의 열전달이 제대로 되지않아 히터부와 열롤 표면의 온도 차이가 많으므로 히터가 수명이 짧아지거나, 필요 이상 히팅 오일의 온도를 높게 하여야 하므로 열손실이 많은 문제점이 있었다.However, such a conventional heat roll is made of steel, which is a single material, and the thickness from the center portion to the surface is so thick that heat transfer from the center portion to the surface is poor, so that the temperature difference between the heater part and the heat roll surface is large, resulting in a shorter heater life. Since the temperature of the heating oil must be higher than necessary, there were many problems of heat loss.

또한, 위와 같은 통상의 열롤은 단순히 캘린더 작업만을 할 수 있고, 캘린더 작업과 동시에 후처리 작업 예를 들면, 직물의 표면에 주름이 잡히도록 하거나 열롤의 표면온도를 표면의 위치에 따라 다르게 하여 색상의 변화를 주는 등의 작업은 할 수 없는 한계가 있었다.In addition, such a conventional hot roll can only be calendered, and at the same time as the calendering, the post-treatment work, for example, the wrinkles on the surface of the fabric or the surface temperature of the hot roll can be changed depending on the position of the surface. There is a limit that cannot work such as making a change.

한편, 종래의 히팅롤에 사용되는 전력원은 일반적으로 1상의 교류(AC; Alternating Current)전원을 사용하게 되는데, 상기 1상의 교류전원은 일의 간격,회수 등에 의하여, 부위마다 발생되는 유도 기전력의 차이로 인하여, 열롤 표면에 발생되는 열량이 다르기 때문에, 여러 번의 시험 및 재권선을 하여야 하는 단점이 있으며, 1상의 교류전원을 사용함으로서 전력의 불평형이 심한 문제점이 있었다.On the other hand, the power source used in the conventional heating roll generally uses one phase alternating current (AC) power, the one phase alternating current of the induced electromotive force generated in each part by the interval, the number of times, etc. Due to the difference, since the amount of heat generated on the surface of the heat roll is different, there are disadvantages of having to test and re-wound several times, and there is a problem of severe power unbalance by using an AC power in one phase.

본 고안은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 열롤의 내측에 삽입된 다수개의 유도코일을 SCR을 통해 개별적으로 제어함으로써 열롤의 정밀한 온도조절과 열롤을 이용한 다양한 후처리작업을 가능케하며, 열롤의 중심부와 표면의 사이의 원주면상에 열전도율이 높은 열전용액과 열전스프링이 내장된 복수개의 열전달 스프링홀을 구비하여 열롤의 열전달 효율을 높이는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by controlling a plurality of induction coils inserted into the inside of the thermal rolls individually through the SCR enables precise temperature control of the thermal rolls and various post-treatment operations using the thermal rolls. The purpose of the present invention is to increase the heat transfer efficiency of a heat roll by providing a plurality of heat transfer spring holes with a high thermal conductivity and a thermoelectric spring on the circumferential surface between the center and the surface.

도 1은 본 고안에 의한 인덕션 히팅롤에서 열이 발생되는 원리인 전자유도작용을 개략적으로 나타낸 도시도,1 is a schematic view showing the electron induction action that is a principle of heat generated in the induction heating roll according to the present invention,

도 2는 본 고안에 의한 인덕션 히팅롤의 구조를 개략적으로 나타낸 부분단면도,Figure 2 is a partial cross-sectional view schematically showing the structure of the induction heating roll according to the present invention,

도 3은 본 고안에 의한 인덕션 히팅롤의 구조를 개략적으로 나타낸 우측면도,3 is a right side view schematically showing the structure of the induction heating roll according to the present invention,

도 4a는 본 고안의 일 실시례로서 SCR에 의해 제어되는 인덕션부의 스타결선방식을 개략적으로 나타낸 회로도,4A is a circuit diagram schematically illustrating a star connection method of an induction unit controlled by an SCR as an embodiment of the present invention;

도 4b는 본 고안의 타 실시례로서 SCR에 의해 제어되는 인덕션부의 환상결선방식을 개략적으로 나타낸 회로도이다.Figure 4b is a circuit diagram schematically showing an annular connection method of the induction unit controlled by the SCR as another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 열롤 11: 설치부10: heat roll 11: mounting portion

12: 본체 13: 히타파이프12: main body 13: heater pipe

14: 히타샤프트 16: 열전달 스프링홀14: Hita shaft 16: heat transfer spring hole

17: 롤 교정용 스팀관 18: 열전용액17: steam pipe for straightening the roll 18: heat transfer liquid

19: 열전스프링 20: 인덕션부19: thermoelectric spring 20: induction part

21: 코아강판 22: 절연운모21: core steel plate 22: insulated mica

23: 유도코일 24: SCR23: guide coil 24: SCR

30: 온도센서 31: 온도센서홀더30: temperature sensor 31: temperature sensor holder

32: 온도센서홀32: temperature sensor hole

이하에서 첨부된 도면에 의해 본 고안을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 의한 인덕션 히팅 롤에서 열이 발생되는 원리인 전자유도작용을 개략적으로 나타낸 도시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 인덕션 히팅 롤의 구조를 개략적으로 나타낸 부분단면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 인덕션 히팅 롤의 구조를 개략적으로 나타낸 우측면도이고, 도 4a는 본 고안의 일 실시례로서 SCR에 의해 제어되는 인덕션부의 스타결선방식을 개략적으로 나타낸 회로도이고, 도 4b는 본 고안의 타 실시례로서 SCR에 의해 제어되는 인덕션부의 환상결선방식을 개략적으로 나타낸 회로도이다.1 is a schematic view showing the electromagnetic induction action that is the principle of the heat generated in the induction heating roll according to the present invention, Figure 2 is a partial cross-sectional view schematically showing the structure of the induction heating roll according to the present invention, Figure 3 Is a right side view schematically showing the structure of the induction heating roll according to the present invention, Figure 4a is a circuit diagram schematically showing the star connection method controlled by the SCR as an embodiment of the present invention, Figure 4b is the present invention As another embodiment of the present invention, a circuit diagram schematically illustrating an annular connection method of an induction unit controlled by an SCR.

본 고안은 원통상의 본체로 이루어진 열롤에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 열전용액과 열전스프링을 실장한 상태에서 밀폐되어 있으며 상기 열롤의 표면과 인덕션부 사이에 원주면상에 길이방향으로 관통된 복수개의 열전달 스프링홀(spring-hole)과, 열롤 중심부에 구비된 히타파이프의 외경에 밀착되어 있으며 전자유도작용에 의해 열을 발생하는 복수개의 인덕션부와, 상기 인덕션부에 공급되는 전력을 조절함으로써 열롤 표면의 온도분포를 제어하는 SCR과, 상기 히타파이프와 결합되어 있으며 열롤이 회전할 때 중심축이 되는 히타샤프트와, 상기 히타샤프트의 일측 소정부위에 구비되어 있으며 열롤의 온도를 검출하는 온도센서와, 상기 열전달 스프링홀과 인접한 다른 열전달 스프링홀 사이에 원주면상에 길이방향으로 관통된 복수개의 공간에 삽입되어 있으며 내부에 증류수가 충전되어 있는 롤 교정용 스팀관과, 상기 열전달 스프링홀의 내부에 충전되어 있으며 일정한 팽창계수를 갖는 열전용액과, 상기 열전용액이 충전되어 있는 열전달 스프링홀의 내부에 삽입되어 있으며 대류현상 및 스팀효과에 의해 열전용액이 순환되는 것을 촉진하는 열전스프링으로 구성되어 있다.The present invention is a heat roll consisting of a cylindrical body, as shown in Figure 2 is sealed in a state in which the thermoelectric fluid and the thermoelectric spring mounted and penetrated in the longitudinal direction on the circumferential surface between the surface and the induction portion of the heat roll By adjusting a plurality of heat transfer spring holes (holes), a plurality of induction parts that are in close contact with the outer diameter of the heater pipe provided in the center of the heat roll and generates heat by an electromagnetic induction action, and the power supplied to the induction parts SCR for controlling the temperature distribution of the surface of the heat roll, a heater shaft coupled to the heater pipe and serving as a central axis when the heat roll rotates, and a temperature sensor provided at one side of the heater shaft and detecting a temperature of the heat roll. And a plurality of spaces longitudinally penetrated on the circumferential surface between the heat transfer spring holes and other adjacent heat transfer spring holes. It is inserted into the roll calibration steam tube filled with distilled water, the heat transfer liquid filled in the heat transfer spring hole and having a constant expansion coefficient, and the heat transfer spring hole filled with the heat transfer liquid. It consists of a thermoelectric spring which promotes circulation of the thermoelectric fluid by convection and steam effects.

상기 인덕션부(20)에서는 저주파 유도가열을 통해 열을 발산하는 열원으로서 유도코일을 사용하는데, 본 고안에서 이용되는 저주파 유도가열의 원리는 다음과 같다.The induction unit 20 uses an induction coil as a heat source for dissipating heat through low frequency induction heating, and the principle of low frequency induction heating used in the present invention is as follows.

유도가열이란, 도전성이 있는 물체를 변화하는 자계의 가운데 넣어 가열하는방법을 말하며, 가열되는 물체는 반드시 자성체일 필요는 없지만,가열되는 물체는 반드시 전도성이 있어야 한다. 대다수의 철계 및 비철계의 재료는 유도에 의해 가열 또는 용해가 가능하다. 직접 유도가열 또는 용해가 가능한 것은 전도성이 있는 재료 뿐인데, 이는 재료 내를 흐르는 와전류(EDDY CURRENT)에 의해 발열 되기 때문이다.Induction heating refers to a method of heating a conductive object in the middle of a changing magnetic field. The heated object does not necessarily need to be a magnetic material, but the heated object must be conductive. Many ferrous and nonferrous materials can be heated or dissolved by induction. Direct induction heating or melting is only possible with conductive materials because they are generated by the EDDY CURRENT.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 에디 코일(Eddy Coil)에 의해 발생한 자력선은 금속 물체내를 관통하여 전기적인 반작용에 의해 금속 물체내에 자력선 변화(磁力線 變化)를 저지하려는 힘이 생긴다. 즉 코일의 전류와 반대방향의 기전력이 금속 물체내에 유기(誘起)되는데 이 현상을 전자유도작용(電磁誘導作用)이라 한다.That is, as shown in FIG. 1, the magnetic force line generated by the Eddy Coil penetrates in the metal object and generates a force to block the magnetic force line change in the metal object by electrical reaction. In other words, the electromotive force in the opposite direction to the current of the coil is induced in the metal object. This phenomenon is called an electromagnetic induction action.

또한, 와전류손(EDDY CURRENT LOSS)이란, 재료가 변압기의 2차회로로 작용하여 그 가운데에서 유도되어 발생하는 전류로서, 모든 전도성이 있는 재료를 변화하는 자계(磁界)의 가운데에 넣으면 이 와전류가 흐른다. 즉, 도천체에 교번자속(交番磁束)이 생기면 도체에는 유도기전력(誘導起電力)이 발생한다. 이 기전력에 의해 발생하는 전류를 와전류(渦電流:EDDY CURRENT)라고 하는데 이 와전류가 임의의 저항(抵抗)을 가진 도체내를 흐르면 그 도전체에 JOUL 열(熱)이 발생하며 이것을 와전류손이라 한다.In addition, EDDY CURRENT LOSS is a current generated by the material acting as a secondary circuit of the transformer and is induced in the center. When all conductive materials are placed in the middle of the changing magnetic field, the eddy current Flow. That is, when alternating magnetic flux is generated in the conductor, induction electromotive force is generated in the conductor. The current generated by this electromotive force is called eddy current. When this eddy current flows in a conductor with a certain resistance, JOUL heat is generated in the conductor, which is called eddy current loss. .

와전류는 도체의 표면에 따라 흐르고 있어 도체의 전류에 수직인 단면을 생각하는 경우, 그 단면의 단위면적을 통과하는 량, 즉 전류밀도는 도체의 단면에 대해서 똑같지 않으며 표면에 가까운 곳일수록 전류밀도는 크고 표면에서 중심부로 갈수록 전류밀도는 감소하는 현상을 표피효과(表皮效果/Skin effect)라고 한다. 표피효과는 주파수에 관계되어지고 주파수가 높을 수록 표피효과가 크게 되는데, 본 고안에서는 저주파를 사용하므로 표피효과가 극히 적게 나타난다.If the eddy current flows along the surface of the conductor and a cross section perpendicular to the current of the conductor is considered, the amount of current passing through the unit area of the cross section, that is, the current density is not the same as that of the conductor, and the closer to the surface, the more the current density The phenomenon that the current density decreases from the large surface to the center is called the skin effect. The epidermal effect is related to frequency, and the higher the frequency, the greater the epidermal effect. In the present invention, the epidermal effect is extremely low because the low frequency is used.

한편, 상기 저주파란 전자기파(電磁氣波)의 주파수에 의한 분류로서, 보통 10 kHz 이하를 말한다. 오디오(음성) 주파수와 비슷하다. 저주파에서는 전자기파의 공간방사가 적고, 유전체손실(誘電體損失)과 표피효과(表皮效果果) 등도 작으며, 측정기술이 충분히 확립되어 있다.On the other hand, the low frequency is a classification based on the frequency of electromagnetic waves, and usually refers to 10 kHz or less. Similar to the audio (voice) frequency. At low frequencies, the radiation of electromagnetic waves is small, the dielectric loss and the skin effect are small, and measurement techniques are well established.

본 고안에 있어서 저주파식 유도가열이란 상용교류전압인 100V, 200V에서의 상용주파수인 60㎐에서 동작하는 유도가열방식을 의미하는 것인데, 상기 상용전압은 일반 공장에서 많이 사용하는 3상교류전압인 380V, 440V 에서의 사용주파수인 50㎐ 인 경우에도 같은 의미로 사용된다.In the present invention, low frequency induction heating means an induction heating method operating at a commercial frequency of 60 V at a commercial frequency of 100 V and 200 V. The commercial voltage is 380 V, a three-phase AC voltage commonly used in a general factory. In the case of 50Hz, the operating frequency at 440V, the same meaning is used.

또한, 상기 대류(convection)현상이란, 열의 세 가지 전달과정 중 하나(다른 두 가지는 전도 ·복사)로, 열 때문에 유체(流體)가 상하로 뒤바뀌며 움직이는 현상을 의미하는 것으로서, 대류현상으로 인해서 열전용액은 전체가 고르게 가열된다.In addition, the convection phenomenon is one of the three transfer processes of heat (the other two are conduction and radiation), and means a phenomenon in which a fluid moves upside down due to heat. The solution is heated evenly throughout.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 고안에 의한 열롤(10)은 원통형의 본체(12)를 구비하고 있고, 그 본체(12)의 양단에는 상기 열롤(10)을 설치할 수 있도록 단면이 축소된 설치부(11)가 형성되어 있다.As shown in Figures 2 and 3, the heat roll 10 according to the present invention is provided with a cylindrical body 12, the end surface of the main body 12 so that the heat roll 10 can be installed This reduced installation part 11 is formed.

상기 열롤(10)의 본체(12) 중앙부에는 복수개의 인덕션부(20)가 길이방향으로 관통되어 형성되어 있는데, 상기 인덕션부(20)는 지속적으로 열을 발생하여 상기 열롤(10)을 일정한 온도로 유지시킨다.A plurality of induction parts 20 are formed in the center portion of the body 12 of the heat roll 10 in the longitudinal direction, and the induction part 20 continuously generates heat to heat the heat roll 10 at a constant temperature. Keep it at

본 고안에 의한 인덕션부(20)는 일실시례로 히타파이프(13)의 외경에 밀착되어 일정한 거리를 둔 상태에서 3개가 설치되어 있으며, 필요한 경우 인덕션부(20)의 갯수는 조절이 가능하다.Induction unit 20 according to the present invention is in close contact with the outer diameter of the heater pipe 13 in one embodiment is installed three at a predetermined distance, the number of induction unit 20 can be adjusted if necessary. .

상기 인덕션부(20)는 내측에 코아강판(21)이 구비되어 있는 상태에서 절연운모(22)로 감싸여 있고, 그 외측으로 유도코일(23)이 감겨져 있게 되며, 유도전류에 의해 상기 코아강판(21)이 자화되는 것을 방지하기 위해 상기 코아강판(21)의 일측은 일정한 히터 공극을 유지한 상태로 이격되어 있다.The induction part 20 is wrapped with the insulating mica 22 in a state in which the core steel plate 21 is provided on the inner side, and the induction coil 23 is wound on the outside thereof, and the core steel plate is caused by an induction current. In order to prevent the magnetization of 21, one side of the core steel plate 21 is spaced apart while maintaining a constant heater gap.

또한, 본 고안의 일 실시례로서, 상기 열롤(10)의 표면과 인덕션부(20)의 사이 원주면상에는 길이방향으로 6개의 열전달 스프링홀(16)이 구비되어 있는데, 상기 열전달 스프링홀(16)은 열롤(10)의 직경 및 작업조건에 따라 제작과정에서 적정한 수로 조절가능하며, 본 고안의 다른 실시례로서는 별도의 공간을 구성하고 그 공간내부에 본체(12)보다 열전도율이 높은 재질로 제작된 파이프를 삽입하는 방법을 사용할 수도 있다.In addition, as an embodiment of the present invention, there are provided six heat transfer spring holes 16 in the longitudinal direction on the circumferential surface between the surface of the heat roll 10 and the induction portion 20, the heat transfer spring holes 16 ) Can be adjusted to an appropriate number in the manufacturing process according to the diameter and the working conditions of the heat roll 10, as another embodiment of the present invention constitutes a separate space and made of a material having a higher thermal conductivity than the body 12 in the space You can also use a method of inserting a pipe.

한편, 일반적으로 열롤(10)은 일정온도 이상의 열을 지속적으로 받으면 열팽창으로 휘거나 꼬이는 현상이 나타나게 되는데, 본 고안에 의한 인덕션 열롤은 열전달 스프링홀(16)과 다른 열전달 스프링홀(16) 사이에 압력 조절기능을 수행하는 롤 교정용 스팀관(17)이 삽입되어 있으므로 열롤의 변형(10)을 최소화 할 수 있다.On the other hand, in general, the heat roll 10 will be bent or twisted due to thermal expansion when the heat continuously receives a predetermined temperature or more, the induction heat roll according to the present invention between the heat transfer spring hole 16 and the other heat transfer spring hole 16 Since the steam pipe 17 for the roll correction to perform the pressure control function is inserted, it is possible to minimize the deformation (10) of the heat roll.

즉, 상기 롤 교정용 스팀관(17)은 내부에 증류수를 실장하여 인덕션부(20)로부터 전달된 열에 의해 열롤이 팽창하는 것을 완화하는데, 본 고안에 의한 인덕션 열롤은 일실시례로서 도 3에 도시된 바와 같이 6개의 롤 교정용 스팀관(17)이 구비되어 있다.That is, the roll calibration steam pipe 17 is mounted therein to distilled water to mitigate the expansion of the heat roll by the heat transferred from the induction unit 20, the induction heat roll according to the present invention is shown in FIG. As shown there are six roll calibration steam tubes 17.

또한, 상기 롤 교정용 스팀관(17)의 일측에는 에어(air)조절나사(도시되지 않음)이 별도로 구비됨으로써, 작업자가 상기 에어조절나사를 통해 스팀의 압력을 조절하여 롤이 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.In addition, an air adjusting screw (not shown) is separately provided at one side of the roll straightening steam tube 17, so that the operator adjusts the pressure of steam through the air adjusting screw so that the roll is deformed by heat. Can be prevented.

한편, 상기 열전달 스프링홀(16)은 열전스프링(19)이 삽입되고 열전용액(18)이 충전된 후 양단을 밀폐시킨 구조를 형성하고 있는데, 상기 밀폐구조는 별도의마개(도시되지 않음) 등을 이용하여 필요한 경우 개폐가 가능하도록 형성될 수도 있다.On the other hand, the heat transfer spring hole 16 forms a structure in which both ends are sealed after the thermoelectric spring 19 is inserted and the heat transfer solution 18 is filled, and the sealing structure has a separate stopper (not shown). It may be formed to be opened and closed if necessary using the.

본 발명의 일실시례에서 상기 열전스프링(19)은 동 또는 알루미늄 등 열전도율이 높은 금속으로 제작되어 있으며, 한쌍이 열전달 스프링홀(16)에 삽입된 상태에서 상하대칭을 이루고 있다.In one embodiment of the present invention, the thermoelectric spring 19 is made of a metal having high thermal conductivity such as copper or aluminum, and a pair is vertically symmetrical in a state of being inserted into the heat transfer spring hole 16.

즉, 하부의 인덕션부(20)에서 전달된 열에 의해 열전용액(18)의 하부가 부분적으로 가열되어 온도가 높아지게 되고, 따라서 그 부분이 팽창하여 밀도가 작아지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라가며, 대신 위에 있던 온도가 낮고 밀도가 큰 부분이 내려온다. 이러한 과정을 되풀이함으로써 물질 자신의 운동에 의해 열을 전달하는 현상이 대류이며, 그 결과 열전용액(18)은 위쪽, 즉 열롤(10)의 표면부에서부터 따뜻해지게 되어 효율적인 열전달이 이루어진다.That is, the lower portion of the heat-transfer solution 18 is partially heated by the heat transferred from the lower induction portion 20, so that the temperature is increased, so that the portion expands and the density becomes smaller, so buoyancy is raised and rises up instead. The low temperature and high density come down. By repeating this process, the phenomenon of transferring heat by the movement of the material itself is convection. As a result, the heat-transfer solution 18 is warmed up from the upper part, that is, from the surface of the heat roll 10, thereby achieving efficient heat transfer.

한편, 상기 열전용액(16)의 종류에 따라 팽창계수가 달라지게 되므로, 상기 열전달 스프링홀(16)에 충전되는 열전용액(18)의 양은 열전달 스프링홀(16)에 어떤 열전용액(18)을 충전하는 가에 따라 달라지게 되는데, 충전량이 지나치게 되면 열전용액(18)이 지나치게 가열팽창되어 열전달 스프링홀(16)가 훼손될 수 있으므로 주의를 요한다.On the other hand, since the expansion coefficient is changed according to the type of the heat transfer liquid 16, the amount of heat transfer liquid 18 to be filled in the heat transfer spring hole 16 is a certain amount of heat transfer liquid 18 to the heat transfer spring hole 16. If the filling amount is excessive, the heat transfer solution 18 is excessively heat-expanded, so that the heat transfer spring hole 16 may be damaged.

상기 대류현상으로 열전용액(18)의 온도가 올라가게 되면, 열전용액(18)의 일부는 기체로 변환되므로, 스팀효과에 의해 열전달 스프링홀(16)의 온도는 보다 빠르게 상승하기 시작한다.When the temperature of the heat transfer liquid 18 rises due to the convection phenomenon, part of the heat transfer liquid 18 is converted into gas, so that the temperature of the heat transfer spring hole 16 starts to rise faster by the steam effect.

또한, 상기 열전용액(18)에 삽입된 열전스프링(19)은 상기 대류현상 및 스팀효과를 촉진하는 작용을 하는데, 가열됨으로써 온도가 높아진 열전용액(18) 및 스팀은 위로 상승하는 과정에서 상기 열전스프링(19)의 감겨진 곡선을 따라 회오리가 발생되는 것처럼 가속이 붙어서 움직이게 되므로, 상기 열전스프링(19)은 열전용액(18)의 대류현상 및 스팀효과를 촉진키는 역할을 수행하게 되는데, 상기 열전스프링(19)은 열롤(10) 본체보다 열전도율이 높은 재질을 사용하며, 필요한 경우 스프링의 형태가 아닌 나선형 코일 또는 격자 형태 등 다양한 모양으로 제작될 수 있다.In addition, the thermoelectric spring 19 inserted into the thermoelectric solution 18 serves to promote the convection phenomenon and the steam effect, and the thermoelectric spring 18 and the steam whose temperature has risen by being heated are heated in the process of rising upward. Since the acceleration moves along the wound curve of the spring 19 as the whirlwind is generated, the thermoelectric spring 19 plays a role of promoting convection and steam effects of the thermoelectric solution 18. The thermoelectric spring 19 uses a material having a higher thermal conductivity than the body of the thermal roll 10, and if necessary, the thermoelectric spring 19 may be manufactured in various shapes such as a spiral coil or a lattice, rather than a spring.

한편, 상기 열전용액(18)이란 열전도율이 높은 액체로서, 물 또는 특수오일을 사용할 수 있으며 히팅오일을 사용할 수도 있다.On the other hand, the thermoelectric liquid 18 is a liquid having high thermal conductivity, water or special oil may be used, and heating oil may be used.

위와 같이, 상기 열전달 스프링홀(16)의 내부에는 열전도율이 높은 열전용액 (18)이 충전되어 있으므로 상기 열롤(10)의 중앙부에서 전달된 인덕션부(20)의 열이 신속하게 열롤(10)의 표면으로 전달되므로 열효율이 높아진다.As described above, since the heat transfer solution 18 having a high thermal conductivity is filled in the heat transfer spring hole 16, the heat of the induction part 20 transmitted from the center portion of the heat roll 10 is quickly transferred to the heat roll 10. It is transferred to the surface, resulting in higher thermal efficiency.

한편, 열롤의 히타샤프트(14) 일측 소정부위에는 온도센서(30)와 상기 온도센서(30)를 고정시키는 온도센서홀더(31)가 구비되어 있으며, 상기 온도세서(30)는 열롤(10)의 내측에 형성된 온도센서홀(32)을 통해 열롤(10)의 정확한 온도를 감지하여 외부에서 인식할 수 있도록 표시함으로써 열롤(10)의 정밀한 온도제어를 가능하게 한다.On the other hand, one side of the heater shaft 14 of the heat roll is provided with a temperature sensor 30 and a temperature sensor holder 31 for fixing the temperature sensor 30, the temperature cleaner 30 is a heat roll 10 The temperature sensor hole 32 formed on the inside of the heat roll 10 by detecting the correct temperature to display it to be recognized from the outside enables precise temperature control of the heat roll (10).

또한, 상기 인덕션부(20)의 3개의 유도코일(23)에 공급되는 전력은 각각의 SCR(24)를 통해 제어가 되는데, 삼상교류전원의 결선방식을 변환함으로써 열롤의 온도분포를 다양한 패턴으로 구현할 수 있게 된다.In addition, the power supplied to the three induction coils 23 of the induction unit 20 is controlled through the respective SCRs 24. By varying the connection method of the three-phase AC power supply, the temperature distribution of the heat rolls is varied in various patterns. It can be implemented.

상기 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 또는 사이리스터(thyrister)는 일종의 실리콘 제어정류기로서 PNPN의 4층구조를 형성하고 있으며, 애노드(Anode), 캐소드(Cathode), 게이트(Gate)의 3개의 전극으로 구성되어 있는데, 작은 게이트전류로 큰 전력을 제어할때 많이 사용되는 전력제어소자로서 조광장치, 전차의 전력조절등 광범위하게 사용된다.The SCR (Silicon Controlled Rectifier) or thyrister is a kind of silicon controlled rectifier and forms a four-layer structure of PNPN, and is composed of three electrodes: an anode, a cathode, and a gate. It is a power control device that is used to control large power with small gate current. It is widely used for lighting control and electric power control of tanks.

즉, 본 발명에 의한 인덕션부(20)는 일실시례로서 도 4a에 도시된 바와 같이 3상4선식 교류전원을 사용하는 경우 스타결선(star-connection)방식에 의해 전력을 공급받는다.That is, the induction unit 20 according to the present invention is powered by a star-connection method when using a three-phase four-wire AC power source as shown in FIG. 4A as an example.

상기 스타결선은 Y 결선이라고도 하는데, 각 유도코일(23)의 일측은 SCR(24)을 통해 외부전원으로부터 전력을 공급받고, 각 유도코일(23)의 타단은 중성점(neutral point)에 연결하는 결선방식으로서, 사용자가 한개의 SCR(24)를 조정하더라도, 다른 2개의 SCR에는 전혀 영향을 주지 않게 되므로, 각각의 유도코일(23)에서 발생되는 발열량을 자유롭게 조절할 수 있게 된다.The star connection is also referred to as a Y connection, one side of each induction coil 23 is supplied with power from an external power source through the SCR 24, the other end of each induction coil 23 is connected to a neutral point (neutral point) As a method, even if the user adjusts one SCR 24, since the other two SCRs are not affected at all, the amount of heat generated in each induction coil 23 can be freely adjusted.

한편, 본 발명의 타 실시례로서, 도 4b에 도시된 바와 같은 3상3선식 교류전원을 사용하는 경우에는 환상결선(ring-connection)방식에 의해 전력을 공급받는다.On the other hand, as another embodiment of the present invention, when using a three-phase three-wire AC power source as shown in Figure 4b is powered by a ring-connection (ring-connection) method.

상기 환상결선은 Δ결선이라고도 하는데, 각 유도코일(23)의 양단이 서로 다른 유도코일의 일단과 연결되어 있는 결선방식으로서, 상기 각 유도코일(23)에 공급되는 전력은 각각의 SCR(24)을 통해 제어되므로, 상기 스타결선과 마찬가지로 사용자가 한개의 SCR(24)를 조정하더라도, 다른 2개의 SCR에는 전혀 영향을 주지 않게되며, 따라서 사용자는 작업상태에 따라 각각의 유도코일(23)에서 발생되는 발열량을 자유롭게 조절할 수 있게 된다.The annular connection, also called Δ connection, is a connection method in which both ends of each induction coil 23 are connected to one end of a different induction coil, and the power supplied to each induction coil 23 is each SCR 24. Since it is controlled by the user, even if the user adjusts one SCR 24 as in the star connection, it does not affect the other two SCR at all, and thus the user is generated in each induction coil 23 according to the working state It is possible to freely control the amount of heat generated.

즉, 상기 인덕션부(20)는 각 유도코일(23)의 일측이 외부전원에 직접 연결되어 있으며, 각 유도코일(23)의 타측은 외부전원에서 공급된 전력을 조절하는 SCR(24)이 중간에 삽입된 상태에서 다른 유도코일(23)의 일측과 연결되어 있는 환상결선방식으로 구성되어 있다.That is, the induction part 20 has one side of each induction coil 23 directly connected to an external power source, and the other side of each induction coil 23 has an intermediate SCR 24 for adjusting power supplied from an external power source. It is composed of an annular connection system connected to one side of the other induction coil 23 in the inserted state.

따라서, 사용자가 임의로 SCR(24)을 조절함으로써 열롤(10)의 길이방향에서 볼 때 열롤(10)의 표면의 각 부위를 동일한 온도로 조절할 수 있고, 특정부위마다 일정하게 높은 온도로 조절할 수도 있는 등, 열롤(10) 표면온도에 대한 지역적 차이를 자유롭게 조정가능하므로, 캘린더 작업과 동시에 직물의 주름작업 또는 색상 변화작업 등의 후처리 작업을 동시에 수행할 수가 있다.Therefore, when the user arbitrarily adjusts the SCR 24, each part of the surface of the heat roll 10 may be adjusted to the same temperature when viewed in the longitudinal direction of the heat roll 10, and may be adjusted to a constant high temperature for each specific portion. Etc., the local difference with respect to the surface temperature of the heat roll 10 can be freely adjusted, so that it is possible to simultaneously perform post-treatment work such as wrinkle work or color change work of the fabric at the same time as the calendar work.

이상과 같이 본 고안의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 고안의 권리범위가 미친다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to the range substantially equivalent to one embodiment of the present invention.

본 고안에 3상 교류전원을 이용한 인덕션 열롤은 유도가열방식에 의한 복수개의 인덕션부(20)를 열원으로 사용하며, SCR(24)를 통해 인덕션부(20)의 유도코일(21)에 공급되는 전력량을 제어하여 열롤(10) 표면에 대한 정밀한 온도변화를 조절할 수 있고, 열롤 본체(10)의 중심부와 표면 사이의 원주면상에 열전도율이 높은 열전용액(18)과 열전용액(18)의 대류현상을 촉진하기 위한 열전스프링(19)을 내장한 복수개의 열전달 스프링홀(16)을 구비함으로써 열롤 자체의 열전달 효율을 높이는 효과가 있으며, 3상 교류전원을 스타결선 또는 환상결선방식에 의해 공급받으며 SCR(24)을 이용하여 각각의 인덕션부(20)에 공급되는 전력량을 제어하여 열롤(10) 각 표면부위의 온도를 임의로 조절할 수 있으므로, 열롤(10) 자체보다 폭이 짧은 섬유인 경우에도 원하는 부위를 원하는 온도에 따라 자유롭게 가공할 수 있는 효과가 있다.Induction heat roll using a three-phase AC power in the present invention uses a plurality of induction unit 20 by the induction heating method as a heat source, supplied to the induction coil 21 of the induction unit 20 through the SCR (24) By controlling the amount of power, it is possible to adjust the temperature change precisely on the surface of the heat roll 10, and the convection phenomenon of the heat-transfer liquid 18 and the heat-transfer liquid 18 having high thermal conductivity on the circumferential surface between the center and the surface of the heat roll body 10. By providing a plurality of heat transfer spring holes (16) with a built-in thermoelectric spring (19) to promote the heat transfer efficiency of the heat roll itself, the three-phase AC power is supplied by the star connection or annular connection method and SCR Since the temperature of each surface portion of the heat roll 10 can be arbitrarily controlled by controlling the amount of power supplied to each induction part 20 by using the 24, a desired portion even when the fiber is shorter in width than the heat roll 10 itself. Won There are effects that can be processed freely in accordance with the temperature.

또한, 상기 롤 교정용 스팀관(17)의 일측에 구비된 에어조절나사(도시되지 않음)를 통해 스팀의 압력을 조절함으로써 열롤(10)이 열에 의해 변형되는 것을 손쉽게 방지할 수 있다.In addition, it is possible to easily prevent the heat roll 10 from being deformed by heat by adjusting the pressure of steam through an air adjusting screw (not shown) provided at one side of the roll straightening steam tube 17.

Claims (3)

원통상의 본체로 이루어진 열롤에 있어서,In the heat roll consisting of a cylindrical body, 열전용액과 열전스프링을 실장한 상태에서 밀폐되어 있으며 상기 열롤의 표면과 인덕션부 사이에 원주면상에 길이방향으로 관통된 복수개의 열전달 스프링홀과, 열롤 중심부에 구비된 히타파이프의 외경에 밀착되어 있으며 전자유도작용에 의해 열을 발생하는 복수개의 인덕션부와, 상기 인덕션부에 공급되는 전력을 조절함으로써 열롤 표면의 온도분포를 제어하는 복수개의 SCR과, 상기 히타파이프와 결합되어 있으며 열롤이 회전할 때 중심축이 되는 히타샤프트와, 상기 히타샤프트의 일측 소정부위에 구비되어 있으며 열롤의 온도를 검출하는 온도센서와, 상기 열전달 스프링홀과 인접한 다른 열전달 스프링홀 사이에 원주면상에 길이방향으로 관통된 복수개의 공간에 삽입되어 있으며 내부에 증류수가 충전되어 있는 롤 교정용 스팀관으로 구성되어 있는 3상 교류전원을 이용한 인덕션 히팅롤.It is enclosed in a state in which the thermoelectric fluid and the thermoelectric spring are mounted, and are in close contact with a plurality of heat transfer spring holes penetrated in the longitudinal direction on the circumferential surface between the surface of the heat roll and the induction part, and the outer diameter of the heater pipe provided at the center of the heat roll. A plurality of induction parts for generating heat by an electromagnetic induction action, a plurality of SCRs for controlling the temperature distribution on the surface of the heat roll by adjusting the power supplied to the induction part, and when the heat roll is rotated in combination with the heater pipe A plurality of penetrating longitudinally on the circumferential surface between a heater shaft serving as a central axis, a temperature sensor provided at one side of the heater shaft and detecting a temperature of a heat roll, and another heat transfer spring hole adjacent to the heat transfer spring hole; It consists of a roll calibration steam tube which is inserted in two spaces and filled with distilled water inside. Induction heating roll using three-phase AC power. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인덕션부는 각 유도코일의 일측이 외부전원에서 공급된 전력을 조절하는 SCR과 연결되어 있으며, 각 유도코일의 타측은 중성점(neutral point)에 연결되는 스타결선방식으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 3상 교류전원을 이용한 인덕션 히팅롤.The induction unit is connected to the SCR one side of each induction coil to control the power supplied from the external power source, the other side of each induction coil is characterized in that the star connection method is connected to the neutral point (neutral point) Induction heating roll using phase AC power. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인덕션부는 각 유도코일의 일측이 외부전원에 직접 연결되어 있으며, 각 유도코일의 타측은 외부전원에서 공급된 전력을 조절하는 SCR이 중간에 삽입된 상태에서 다른 유도코일의 일측과 연결되어 있는 환상결선방식으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 3상 교류전원을 이용한 인덕션 히팅롤.The induction part has one end of each induction coil directly connected to an external power source, and the other side of each induction coil has an annular shape connected to one side of another induction coil in a state in which an SCR for controlling power supplied from an external power source is inserted in the middle. Induction heating roll using a three-phase AC power source, characterized in that the connection method.
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