(57)【要約】【課題】  鉄心に巻回した１次コイルの外周に巻回し、２次コイルとして機能する流体通流路を有する加熱容器とからなる流体加熱装置において、加熱容器から外部へ放出される熱を抑制し、また、１次コイルと加熱容器との磁気結合を改善し加熱効率を高めること。【解決手段】  流体加熱装置を、鉄心１４に１次コイルの一部１５ａを巻回し、１次コイル１５ａの外周に絶縁兼保温部材１６を重ね、その外周に流体が通流するパイプからなる２次コイル（加熱容器）１ａを巻回し、その２次コイル１ａの外周に絶縁兼保温部材１６を重ね、その絶縁兼保温部材１６の外周に１次コイルの他の一部１５ｂを巻回し、２次コイル１ａの両端同士を電気的に短絡して構成する。これにより、２次コイル１ａと１次コイル１５ａ、１５ｂとの磁気結合が改善され、洩れインピーダンスが減少し、力率は改善され、また、１次コイル１５ａ、１５ｂの抵抗損による発熱を２次コイル（加熱容器）１ａの両面より伝達することができ、加熱容器の冷却速度を緩め、保温効果を高めることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉磁路鉄心と前記鉄心に巻回された１次コイルと流体を通流する貫通孔が形成された導電体を巻回した２次コイルを有し、前記２次コイルの両端同士を電気的に短絡し、短絡した２次コイルに流れる電流により発生する熱を、前記貫通孔を流れる流体に伝達してなる流体加熱装置において、前記１次コイルを２層に分割し、前記２層の１次コイルの層間に前記２次コイルを配置してなることを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
１次コイルと２次コイルとの間に絶縁性保温材を配置してなることを特徴とする請求項１に記載の流体加熱装置。
【請求項３】
循環する流体路に請求項１又は請求項２に記載の流体加熱装置を配置し、前記流体加熱装置で加熱された流体をローラ内部に通流して前記ローラを加熱された流体で加熱し、前記ローラの表面に当接する処理物を熱処理することを特徴とする熱媒体通流ローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体加熱装置およびその装置を使用した熱媒体通流ローラ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、熱媒体となる流体を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、これ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
【０００４】
しかし、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まい、また、発熱ヒータ自身も過熱を引き起こす恐れがあるため、流体が通流するパイプを螺旋状に巻回して加熱容器を構成し、その螺旋状のパイプ自身を通電により加熱することが提案されている（特願２００５−３２０６０４）。
【０００５】
図２は、このような螺旋状のパイプ自身を通電により加熱する流体加熱装置を使用した熱媒体通流ローラ装置の構成を示すもので、この図２において、１は熱媒体となる流体が通流するパイプを螺旋状に巻回した加熱容器１ａを備えた流体加熱装置、２はローラ本体を構成する円筒状のロールシェルである。流体加熱装置１で所定の温度に加熱された流体は、ポンプ３の駆動によりロータリジョイント４、中子５の中央部の貫通流路５ａ、ロールシェル２の内壁と中子４との間の通流路２ａおよびロータリジョイント４を順に経由して貯油タンク６へ排出され、貯油タンク６の流体７は流体加熱装置１へ送られる。このロールシェル２内の加熱流体の通流によりロールシェル２は加熱され、この加熱でロールシェル２の表面に当接する処理物を熱処理する。
【０００６】
ロールシェル２の肉厚内には、長手方向（流体が流れる方向）に沿って複数の密閉室２ｂが形成され、この密閉室２ｂ内には、潜熱移動によってロールシェル２の表面の温度を均一化、すなわち流体の上流と下流における温度差の影響を潜熱の移動により小さくする水などの気液二相の熱媒体が封入されており、また、温度センサ挿入孔２ｃが形成され、温度センサ挿入孔２ｃにはロールシェル２の表面の温度を検出する温度センサ８が挿入されている。この温度センサ８の検出温度はロータリ変圧器９を介して取り出し温度制御回路１０へ入力し、温度制御回路１０はロールシェル２内へ流入する流体の温度を検出する温度センサ１１からの検出温度を入力し、両検出温度を適宜比較して電力制御回路１２へ送り、流体加熱装置１に供給する電力を制御する。なお、１３は加熱容器１ａの温度を検出する温度センサで流体加熱装置１に供給する最大の電力を制御する。
【０００７】
流体加熱装置１は、図３の片側の断面で示すように、（閉磁路）鉄心１４とこの鉄心１４に巻回した１次コイル１５とを有し、１次コイル１５の外周に流体が通流するパイプを螺旋状に巻回した円筒状の加熱容器１ａとからなり、加熱容器１ａは2次コイルとして機能し、両端部は電気的に短絡されている。この短絡で１次コイル１５に交流電圧が印加されると2次コイルの加熱容器１ａに短絡電流が流れ、その電流で加熱容器１ａは抵抗発熱し、その熱が加熱容器１ａのパイプ内を通流する流体に伝達され流体は加熱される。この場合、加熱容器１ａ全体が発熱体となるので、流体と発熱体の接触面積が広く、熱伝達特性が高められ、流体や発熱体の過熱をなくすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、１次コイルと２次コイルの加熱容器との間の磁気漏洩が大きく加熱効率が劣り、また、２次コイルの加熱容器の外表面が広い分熱がその表面から外部へ放出されやすく冷却速度が速いといった問題があった。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、鉄心に巻回した１次コイルの外周に巻回し、２次コイルとして機能する流体通流路を有する加熱容器とからなる流体加熱装置において、加熱容器から外部へ放出される熱を抑制し、また、１次コイルと加熱容器との磁気結合を良くし、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】
【００１０】
本発明は、閉磁路鉄心と前記鉄心に巻回された１次コイルと流体を通流する貫通孔が形成された導電体を巻回した２次コイルを有し、前記２次コイルの両端同士を電気的に短絡し、短絡した２次コイルに流れる電流により発生する熱を、前記貫通孔を流れる流体に伝達してなる流体加熱装置において、前記１次コイルを２層に分割し、前記２層の１次コイルの層間に前記２次コイルを配置してなることを主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、流体通流路を有する２次コイルを発熱体とするので、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必要以上に高めることなく、流体を所望の温度に加熱することができるとともに、１次コイルを２層に分割し、分割した２層の間に２次コイルの加熱容器を配置するので、１次コイルとの磁気結合が改善され加熱効率を高めることができる。また、１次コイルの抵抗損による発熱を２次コイルの発熱体の両面より伝達することができ、１次コイルの熱の有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
鉄心に巻回した１次コイルの外周に巻回し、２次コイルとして機能する流体通流路を有する加熱容器とからなる流体加熱装置において、加熱容器から外部へ放出される熱を抑制し、また、１次コイルと加熱容器との磁気結合を良くする目的を、１次コイルを２層に分割し、その２層の間に２次コイルを配置することにより実現した。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る流体加熱装置の片面断面図である。なお、図２および図３に示す流体加熱装置と対応する部分には同一の符号を付している。この例の流体加熱装置では、１次コイルを２分割１５ａ、１５ｂし、その間に絶縁兼保温部材１６を介して中空螺旋状の２次コイルの加熱容器１ａを配置されている。
【００１４】
すなわち鉄心１４に１次コイルの一部１５ａを巻回し、１次コイル１５ａの外周に絶縁兼保温部材１６を重ね、その外周に流体が通流するパイプからなる２次コイル１ａを巻回し、その２次コイル１ａの外周に絶縁兼保温部材１６を重ね、その絶縁兼保温部材１６の外周に１次コイルの他の一部１５ｂを巻回し、２次コイル１ａの両端同士を電気的に短絡して構成されている。
【００１５】
このように構成した流体加熱装置を、図２に示す熱媒体通流ローラ装置の流体加熱装置として使用する場合、１次コイル１５ａ、１５ｂに交流電圧が印加されると2次コイルの加熱容器１ａに短絡電流が流れ、その電流で加熱容器１ａは抵抗発熱し、その熱が加熱容器１ａのパイプ内を通流する流体に伝達され流体は加熱される。この場合、加熱容器１ａ全体が発熱体となるので、流体と発熱体の接触面積が広く、熱伝達特性が高められ、流体や発熱体の過熱をなくすることができる効果を維持しながら、２次コイル１ａと１次コイル１５ａ、１５ｂとの磁気結合が良くなり、洩れインピーダンスが約半分程度に減少し、力率は９０〜９７％と従来よりも約２〜１０％改善され、また、１次コイル１５ａ、１５ｂの抵抗損による発熱を２次コイル１ａの加熱容器の両面より伝達することができ、加熱容器の冷却速度を緩め、保温効果を高めることができ、流体の温度変動に迅速に対応することができる。
【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片面断面図である。
【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。
【図３】従来の流体誘導加熱装置の片面断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  流体加熱装置
１ａ  加熱容器（２次コイル）
２  ロールシェル
２ａ  密閉室
３  ポンプ
４  ロータリジョイント
５  中子
６  貯油タンク
７  流体
１４  鉄心
１５ａ、１５ｂ  １次コイル
【図１】
2007168223.tif 000003
【図２】
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【図３】
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