(57)【要約】【課題】  誘導発熱ローラ装置のロール表面の温度を部分的に調整可能とすること。【解決手段】  順巻誘導加熱コイルＬ１１、Ｌ１３、Ｌ１５、Ｌ１７と逆巻誘導加熱コイルＬ１２、Ｌ１４、Ｌ１６、Ｌ１８とを交互に配列してロ−ルの中空内部に配置し、各誘導加熱コイルＬ１１〜Ｌ１８が発生する磁束の方向を同一としてなる誘導発熱ローラ装置において、配列順に順巻誘導加熱コイルと隣接の逆巻誘導加熱コイルの接続点をトランス１６の出力端子ｖに接続し、逆巻誘導加熱コイルと隣接の順巻誘導加熱コイルの接続点をそれぞれに電圧調整器１２〜１５を介してトランス１６の出力端子ｕ１に接続し、逆巻誘導加熱コイルと順巻誘導加熱コイルを組にして、各組の誘導加熱コイルに印加する電圧を調整する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するロ−ルと、順方向に巻回された順巻誘導加熱コイルと、逆方向に巻回された逆巻誘導加熱コイルと、前記各誘導加熱コイルに電圧を印加する交流電源とを有し、前記順巻誘導加熱コイルと前記逆巻誘導加熱コイルとを交互に配列して前記ロ−ルの中空内部に配置し、隣り合う誘導加熱コイル間に同電位を印加して配列した各誘導加熱コイルが発生する磁束の方向を同一としてなる誘導発熱ローラ装置において、順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを交互に順に配列してなる順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルの接続点と逆巻誘導加熱コイルと順巻誘導加熱コイルの接続点のいずれか一方の接続点を前記交流電源の一方の電位に接続し、他方の接続点を前記交流電源の他方の電位に接続するとともに、前他方の接続点の所定の接続点ごとに電圧調整器を挿入してなることを特徴とする誘導発熱ローラ装置。
【請求項２】
ロールの一方の端部に位置する順巻誘導加熱コイルの最端部と他方の端部に位置する逆巻誘導加熱コイルの最端部とを接続し、その接続点を、ロールの中間部に位置する各誘導加熱コイルに印加する電位よりも高い電位の電源に電圧調整器を介して接続してなることを特徴とする請求項１に記載の誘導発熱ローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するロールの中空内部に、巻回方向の異なる誘導加熱コイルを交互に配列配置した誘導発熱ローラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導発熱ローラ装置は、一般に、回転するロールの中空内に、鉄心に誘導加熱コイルを巻回した磁束発生機構を配置し、誘導加熱コイルに交流電圧を印加し、この印加によって発生する交番磁束によりロールを加熱する構成とされている。図２はこのような誘導発熱ローラ装置の一例を構成示すもので、図２において１は中空のロールである。中空のロール１は、架台２に対して軸受３によって回転可能に支持され、図示しない回転源によって回転駆動される。４はロール１の肉厚部分に形成されてある密閉室で、内部に気液二相の熱媒体が封入されている。
【０００３】
ロール１の中空内には、軸方向に沿って鉄心５に巻装された複数個（この例では５個）の誘導加熱コイルＬ１〜Ｌ５が順次並んで配置されている。６は鉄心５および鉄心５に巻装された誘導加熱コイルＬ１〜Ｌ５を支持する支持ロッドで、これは軸受７を介してロール１に連なるジャーナル８の内部に支持されている。９は誘導加熱コイルＬ１〜Ｌ５のリード線で、支持ロッド６内を通って外部に導出され、外部の交流電源に接続される。
【０００４】
ロール１の中空内で軸方向に沿って配列された誘導加熱コイルＬ１〜Ｌ５のうち、誘導加熱コイルＬ２、Ｌ４は誘導加熱コイルＬ１、Ｌ３、Ｌ５の巻回方向（以下、順巻という。）に対して逆の方向に巻回（以下、逆巻という。）されている。すなわち、順巻誘導加熱コイル（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５）と逆巻誘導加熱コイル（Ｌ２、Ｌ４）とを交互に配列されている。そして、図３（ｂ）に示すように各誘導加熱コイルＬ１〜Ｌ５は直列に接続され、順巻誘導加熱コイルＬ１と逆巻誘導加熱コイルＬ２の接続点および順巻誘導加熱コイルＬ３と逆巻誘導加熱コイルＬ４の接続点並びに一方の端部に位置する順巻誘導加熱コイルＬ５の最端部と交流電源１０の一方の電位端子Ｖとを接続し、逆巻誘導加熱コイルＬ２と順巻誘導加熱コイルＬ３の接続点および逆巻誘導加熱コイルＬ４と順巻誘導加熱コイルＬ５の接続点並びに他方の端部に位置する順巻誘導加熱コイルＬ５の最端部と交流電源１０の他方の電位端子Ｕとをサイリスタなどの電圧調整器１１を介して接続している。
【０００５】
この接続で隣り合う誘導加熱コイルに流れる電流の方向は逆となるが、各誘導加熱コイルが発生する磁束の方向は同一となる。そして、各誘導加熱コイルＬ１・・・Ｌ５に交流電源から交流電圧が印加されると、各誘導加熱コイルＬ１・・・Ｌ５は同一方向に向く交番磁束を発生し、ロール１にこの交番磁束と交鎖する電流が流れ、この電流によりロール１はジュール発熱する。この場合、隣接する誘導加熱コイルの端部は同電位であるため、その間に絶縁部材の挿入の必要がなく、隣接の誘導加熱コイル間を狭くすることができ、したがって、誘導加熱コイル間の磁束量の低減が少なく、密閉室４の気液二相の熱媒体による潜熱移動と相俟って、図３（ａ）に示すようにロール１の外表面の軸方向における温度分布の均一化が図れる。
【特許文献１】特開昭２００２−１６４１５９号公報
【０００６】
しかし、以上のように構成した誘導発熱ローラ装置では、ロールの端部の熱が回転軸部を伝達して放熱されるため、ロールの長手方向の両側の端部の温度が図３（ａ）に示すように低下し、誘導加熱コイルの全長に対して、均一温度が得られる長さ、すなわち有効長さが短いという問題があり、一方、長手方向の両側の端部の温度が低下するとは言え依然としてその端部の温度は高く、そのためにニップロールとして使用する場合などでは、負荷を挟む高圧によりロールが湾曲し、ロールの端部同志が接触し、ロールが損傷するといった問題があり、さらには、負荷幅や荷重条件など運転条件が変われば、ロール適径プロファルの適正な条件が得られないといった問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを交互に配列してロ−ルの中空内部に配置し、隣り合う誘導加熱コイル間に同電位を印加して配列した各誘導加熱コイルが発生する磁束の方向を同一としてなる誘導発熱ローラ装置において、各誘導加熱コイルに印加する電圧の調整を可能にし、斯かる問題を解消する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転するロ−ルと、順方向に巻回された順巻誘導加熱コイルと、逆方向に巻回された逆巻誘導加熱コイルと、前記各誘導加熱コイルに電圧を印加する交流電源とを有し、前記順巻誘導加熱コイルと前記逆巻誘導加熱コイルとを交互に配列して前記ロ−ルの中空内部に配置し、隣り合う誘導加熱コイル間に同電位を印加して配列した各誘導加熱コイルが発生する磁束の方向を同一としてなる誘導発熱ローラ装置において、順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを交互に順に配列してなる順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルの接続点と逆巻誘導加熱コイルと順巻誘導加熱コイルの接続点のいずれか一方の接続点を前記交流電源の一方の電位に接続し、他方の接続点を前記交流電源の他方の電位に接続するとともに、前他方の接続点の所定の接続点ごとに電圧調整器を挿入してなることを主たる特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
発明によれば、順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを交互に配列し、隣接する誘導加熱コイルの端部を同電位としているので、隣接の誘導加熱コイル間を狭くでき、ロールの外表面の軸方向における温度分布の均一化が図れるとともに、順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを一つの組にして組ごとに誘導加熱コイルに印加する電圧が調整できるので、負荷幅や荷重条件など運転条件に適応した誘導発熱ローラ装置を得ることができる。
【００１０】
また、ロールの一方の端部に位置する順巻誘導加熱コイルの最端部と他方の端部に位置する逆巻誘導加熱コイルの最端部とを接続し、その接続点を、ロールの中間部に位置する各誘導加熱コイルに印加する電圧よりも高い電圧の交流電源に電圧調整器を介して接続すると、ロールの端部の温度を必要に応じて高くしたり、低くすることができる。これにより、ニップロールとして使用する場合などでは、ロールの端部の直径方向の膨張を抑制し、ロールの端部同志の接触を防ぎ、ロールの損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを交互に配列した各誘導加熱コイルに印加する電圧の調整を可能にする目的を、順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルとを一つの組にして組ごとに誘導加熱コイルに印加する電圧を調整することにより実現した。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る誘導発熱ローラ装置の誘導加熱コイルの接続回路図である。図１において、Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１５、Ｌ１７は順巻誘導加熱コイル、Ｌ１２、Ｌ１４、Ｌ１６、Ｌ１８は逆巻誘導加熱コイルで、各誘導加熱コイルＬ１１〜Ｌ１８は図２に示す誘導発熱ローラ装置と同様に、鉄心に順巻誘導加熱コイルと逆巻誘導加熱コイルを交互に巻回してロールの中空内に配置され、誘導加熱コイルＬ１１〜Ｌ１８は直列に接続されている。図示例は誘導加熱コイルを８個とし、ロールの一方の端部に位置する誘導加熱コイルＬ１１は順巻誘導加熱コイルとされ、他方の端部に位置する誘導加熱コイルＬ１８は逆巻誘導加熱コイルとされ、誘導加熱コイルＬ１１の最端部は誘導加熱コイルＬ１８の最端部と接続されている。
【００１３】
１２〜１５はサイリスタなどの電圧調整器、１６はトランスで、トランス１６は図示しない交流電源の一方の電位に接続する入力端子Ｖと他方の電位に接続する入力端子Ｕおよび入力端子ＵＶ間に入力された交流電圧を分圧して出力する出力端子ｖ、ｕ１、ｕ２を備え、出力端子ｕ１、ｕ２の出力電圧は出力端子ｖの出力電圧に対して出力端子ｕ１、ｕ２の順に高い交流電圧を出力する。
【００１４】
そして、順巻誘導加熱コイルＬ１１の最端部と逆巻誘導加熱コイルＬ１８の最端部との接続点は電圧調整器１２を介してトランス１６の出力端子ｕ２に接続し、順巻誘導加熱コイルＬ１１と逆巻誘導加熱コイルＬ１２の接続点、順巻誘導加熱コイルＬ１３と逆巻誘導加熱コイルＬ１４の接続点、順巻誘導加熱コイルＬ１５と逆巻誘導加熱コイルＬ１６の接続点、順巻誘導加熱コイルＬ１７と逆巻誘導加熱コイルＬ１８の接続点、すなわち配列順に、順巻誘導加熱コイルと隣接の逆巻誘導加熱コイルの接続点はトランス１６の出力端子ｖに接続している。
【００１５】
また、逆巻誘導加熱コイルＬ１２と順巻誘導加熱コイルＬ１３の接続点は電圧調整器１３を介し、逆巻誘導加熱コイルＬ１４と順巻誘導加熱コイルＬ１５の接続点は電圧調整器１４を介し、逆巻誘導加熱コイルＬ１６と順巻誘導加熱コイルＬ１７の接続点は電圧調整器１５を介してトランス１６の出力端子ｕ１に接続している。すなわち配列順に、逆巻誘導加熱コイルと隣接の順巻誘導加熱コイルの接続点はそれぞれに電圧調整器を介してトランス１６の出力端子ｕ１に接続している。
【００１６】
この接続により、互いに隣り合う誘導加熱コイルの接続点を同電位とすることができるとともに、ロールの端部に位置する順巻誘導加熱コイルＬ１１と逆巻誘導加熱コイルＬ１８、逆巻誘導加熱コイルＬ１２と順巻誘導加熱コイルＬ１３、逆巻誘導加熱コイルＬ１４と順巻誘導加熱コイルＬ１５、逆巻誘導加熱コイルＬ１６と順巻誘導加熱コイルＬ１７をそれぞれ一組として、各組の誘導加熱コイルに印加する電圧を各組ごとに挿入した電圧調整器１２〜１５により調整することができる。この場合、順巻誘導加熱コイルＬ１１の最端部と逆巻誘導加熱コイルＬ１８の最端部との接続点は電圧調整器１２を介して高出力端子ｕ２に接続しているので、電圧調整器１２の調整によりロールの端部の温度の低下を抑制し、またその端部の温度を一層低下させることができる。さらにロールの中間部の温度を電圧調整器１３、１４、１５の個別の調整により部分的に調整することができる。
【００１７】
なお、以上の実施例は、単相用で誘導加熱コイルの数を８個としているが、誘導加熱コイルの数は４個以上の偶数個であればよく、また、三相以上の多相用に構成しても良い。誘導加熱コイルの数を多くし、逆巻誘導加熱コイルと順巻誘導加熱コイルの複数を一組とし、その組ごとに電圧調整器を挿入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る誘導発熱ローラ装置の誘導加熱コイルの接続回路図である。
【図２】誘導発熱ロール装置のロール部の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は従来の誘導発熱ローラ装置のロールの軸方向における温度分布を示す特性図、（ｂ）は従来の誘導発熱ロール装置の回路構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ロール
５  鉄心  
６  支持ロッド
９  リード線
１０  電源
１２〜１５  サイリスタ（電圧調整器）
１６  トランス
Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１５、Ｌ１７  順巻誘導加熱コイル
Ｌ１２、Ｌ１４、Ｌ１６、Ｌ１８  逆巻誘導加熱コイル
【図１】
2005332654.tif 000003
【図２】
2005332654.tif 000004
【図３】
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