三次元磁界－熱連成 FEM 解析と二次元レベルセット法の併用による誘導加熱ロールの一次側鉄心設計に関する検討

摘要

繊維や紙やフィルム等の熱プレス、エンボス、延伸、乾燥等に使用される機器として、加熱ロールは産業分野で広く利用されている。近年、ロールの加熱方式に関しては、温度設定変化に対する早い応答性から誘導加熱方式が通常用いられている。このような誘導加熱システムの性能改善については、高い熱伝導率を持つヒートパイプを付加することで温度分布を均一にする、コイル位置、電流の振幅·周波数を最適化することで望ましい温度分布を得るために必要なエネルギーを最小にする、コイルの銅の体積を最適化して効率を上昇させるなどの研究がなされている。一方、誘導加熱方式における加熱性能は二次側における磁束分布で決まることから、その磁束を誘導する一次側鉄心の形状もまた重要であると考えられる。