(57)【要約】【課題】  流体と発熱体の接触面積を大きくして加熱効率を高め、流体や発熱体の過熱をなくすこと。【解決手段】  ＳＵＳなどの磁性体からなるパイプを螺旋状に巻回し、両側の端部にフランジ１ａを設け、螺旋状の流体通流路を形成した円筒状の加熱容器１とし、前記円筒状の加熱容器１の中空内に絶縁ボビン３に巻回された誘導コイル２を挿入して流体誘導加熱装置を構成する。使用時、流体が流れる導管にフランジ１ａを介して接続し、導管内を流れる流体を加熱容器１の螺旋状に巻回されたパイプ内に導き、その螺旋状の流路を通流させ、誘導コイル２に交流電圧を印加し、その交番磁束により加熱容器１を加熱する。これにより流体と発熱体との伝熱面積が大きくなり、発熱体の加熱温度を高めることなく、流体を所望の温度に加熱することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を通流する螺旋状の通流路を備えた筒状の容器と、誘導コイルとを有し、前記誘導コイルを前記容器の中空内に配置し、前記誘導コイルが発生する交番磁束により前記容器を誘導加熱し、前記容器の螺旋状の通流路を通流する流体を加熱してなることを特徴とする流体誘導加熱装置。
【請求項２】
内部に加熱された流体を通流し、表面に当接する処理物を前記加熱された流体の通流で熱処理するローラの前記流体の加熱装置として使用してなることを特徴とする請求項１に記載の流体誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルムなどの処理物をローラに掛け、ローラに当接して通過する間に処理物を所定の温度に加熱したり、高温の処理物を所定の温度にまで奪熱することが行われている。加熱処理する場合、ローラは加熱処理に必要な温度に高められ、奪熱処理する場合、処理物からの奪熱作用によってローラ自体の温度が上昇するので、処理物の冷却に適応する温度までローラを冷却する。いずれの場合も熱をローラに移送する熱媒体を必要とし、その熱媒体としてたとえば油などの流体が使用されている場合がある。
【０００３】
この場合、線状の発熱ヒータを設置した加熱容器内で所定の温度に加熱した流体をポンプによってロールシェル内に送り、ロールシェル内を通流した後、貯油タンクへ排出され、貯油タンク内の流体を加熱容器内に送るように構成されている。
【特許文献１】特開２００４−１９５８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような線状の発熱ヒータによる流体の加熱では、発熱ヒータの伝熱面積が小さく、また、流体の温度伝達が遅いため、特に流量を低下させた場合には、発熱ヒータと接触する部分の流体が耐熱温度を越えて過熱してしまうという問題や発熱ヒータ自身も過熱を引き起こすといった問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、流体と発熱体の接触面積を大きくして加熱効率を高め、流体や発熱体の過熱をなくし、斯かる問題を解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、流体を通流する螺旋状の通流路を備えた筒状の容器と、誘導コイルとを有し、前記誘導コイルを前記容器の中空内に配置し、前記誘導コイルが発生する交番磁束により前記容器を誘導加熱し、前記容器の螺旋状の通流路を通流する流体を加熱してなることを主な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、流体を通流する螺旋状の通流路を備えた筒状の容器全体が誘導加熱による発熱体となり、螺旋状の通流路の内壁全面で通流する流体を加熱するので、流体と発熱体との伝熱面積が大きく、発熱体の加熱温度を高めることなく、流体を所望の温度に加熱することができる。したがって、容器自身の温度を監視することにより、良好な制御応答性を得て、簡単に流体や発熱体の過熱を避けることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
流体と発熱体の接触面積を大きくして加熱効率を高め、流体や発熱体の過熱をなくす目的を、流体を加熱する容器を誘導加熱するとともに、その容器に流体を通流する螺旋状の通流路を形成することにより実現した。
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明の実施例に係る流体誘導加熱装置の組み立て斜視図である。図１において、１は加熱容器、２は誘導加熱コイル、３は絶縁ボビンである。加熱容器１はＳＵＳなどの磁性体からなるパイプを螺旋状に巻回し、両側の端部にフランジ１ａを設けて全体として円筒状に形成されており、流体は一方の開口端部から他方の開口端部へ通流する。誘導加熱コイル２は円筒状の絶縁ボビン３に巻回されている。そして円筒状に形成された加熱容器１の中空内部に絶縁ボビン３に巻回された誘導コイル２を挿入して流体誘導加熱装置を完成させる。
【００１０】
このように構成した流体誘導加熱装置は、流体が流れる導管にフランジ１ａを介して接続し、導管内を流れる流体を加熱容器１の螺旋状に巻回されたパイプ内に導き、その螺旋状の流路を通流させる。このとき誘導コイル２に交流電圧を印加すると、誘導コイル２が発生する交番磁束により螺旋状に巻回されたパイプすなわち加熱容器１に誘導電流が発生し、この誘導電流で加熱容器１全体がジュール発熱する。この発熱は螺旋状の流路を通流する流体に伝達され、その流体は螺旋状の流路を通流する間に加熱される。
【００１１】
なお、以上の実施例では、加熱容器１を１本のパイプを螺旋状に巻回して構成しているが、複数本のパイプを並列して螺旋状に巻回してもよい。また、加熱容器を筒状に形成し、その筒状の肉厚内に筒状の内周面に沿う螺旋状の通流孔を形成するようにしてもよい。
【００１２】
図２は、以上のように構成された流体誘導加熱装置の使用例を示すもので、この図２において、１は加熱容器、２は誘導コイル、１１はローラ本体を構成するロールシェル、１２は図示しないモータにより回転してロールシェルを回転する回転駆動軸、１３は中子、１４はロータリジョイント、１５は貯油タンク、１６は流体（油などの熱媒体）、１７はポンプ、１８はサイリスタなどからなる電力制御回路、１９はロールシェルの表面温度検出器、２０は流体温度検出器、２１は加熱容器の温度検出器、２２は温度制御回路、２３は回転トランスである。
【００１３】
ロールシェル１１は円筒状をなし、この例ではその肉厚内部に長手方向に沿う密閉室１１ａと温度センサ挿入孔１１ｂが形成され、温度センサ挿入孔１１ｂには、ロールシェル１の表面温度を検出する温度センサ１９が配置され、密閉室１１ａ内には、潜熱移動によってロールシェル１の表面の温度を均一化する水などの気液二相の熱媒体が封入されている。そして、中空内部に中子１３が配置され、中子１３の中央部を貫通して熱媒体の通流路１３ａが形成されている。熱媒体の通流路１３ａは回転駆動軸１２内を経てロータリジョイント４の流入口に連結され、ロールシェル１１の内周壁と中子１３の外周壁との間で形成された熱媒体の通流路１１ｃは回転駆動軸１２内を経てロータリジョイント１４の出口に連結されている。なお、熱媒体はロールシェル１の一方の端部から他方の端部へ通流する場合もある。
【００１４】
貯油タンク１５の熱媒体１６は加熱容器１の螺旋状の通流路を通り、所定の温度に加熱され、その熱媒体１６がポンプ１７によってロールシェル１１内に送られ、熱媒体の通流路１３ａおよび１１ｃを通流し、貯油タンク５へ排出される。この通流によってロールシェル１１は加熱され、ロールシェル１１の表面に当接する処理物は加熱処理される。この加熱処理時温度センサ１９の検出温度と温度センサ２０の検出温度を温度制御回路２２に入力し、適宜目標値S1とS2と比較し、その偏差に応じた制御信号を電力制御回路１８へ送り、誘導加熱コイル２に流す電流を制御し、加熱容器１の温度を制御する。温度センサ２２の検出温度は電力制御回路１８に送られ加熱容器１の温度を監視する。
【００１５】
この使用例におけるロールシェル１１には、気液二相の熱媒体が封入した密閉室１１ａを備えており、流入口と流出口における熱媒体１６の温度差によるロールシェル１１の表面温度に与える影響が少なく、ロールシェル１１内を通流する熱媒体１６の流量を少なくすなわち加熱容器１の熱媒体１６の通流路の径を小さくすることができ、加熱容器１の熱は熱媒体１６全体に迅速に伝達され、加熱容器１の温度を必要以上に高めることなく熱媒体１６の所望の温度に追従させることができるので、上記実施例の流体誘導加熱装置を効果的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る流体誘導加熱装置の組み立て斜視図である。
【図２】図１に示す流体誘導加熱装置の使用例を示す熱媒体通流ローラ装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  加熱容器
２  誘導加熱コイル
３  絶縁ボビン
１１  ロールシェル
１１ａ  密閉室
１１ｂ  温度センサ挿入孔
１２  回転駆動軸
１３  中子
１３a 熱媒体通流路
１４  ロータリジョイント
１５  貯油タンク
１６  熱媒体（流体）
１７  ポンプ
１８  電力制御回路
１９、２０、２１  温度検出器
２２  温度制御回路
２３  回転トランス
【図１】
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【図２】
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