JP4438596B2 - 線状物冷却装置 - Google Patents

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本発明は、走行する高温の線状物を冷却水中で冷却する線状物冷却装置に関するものであり、特に被覆電線などの樹脂被覆された線状物を製造する際に好適に用いられる線状物冷却装置に関する。
線状物、例えば被覆電線を製造する電線被覆装置は、芯線を走行させながら該芯線に樹脂被覆を施し、樹脂被覆されて走行する高温の被覆電線を冷却し、冷却された被覆電線を巻き取るようにしたものである。このような電線被覆装置には、押出機によって施された樹脂被覆を冷却硬化（凝固定着、冷却固化）させるために、樹脂被覆後の走行する高温の被覆電線を冷却する冷却装置が備えられている。
従来、被覆電線の冷却装置は、一般に、押出機による樹脂被覆後の高温の被覆電線を水平に延びる冷却水槽（貯水槽）の冷却水中に浸し走行させて冷却するように構成されている。なお、押出機による樹脂被覆後の該樹脂被覆の温度は、通常、１５０〜３００℃であり、樹脂被覆が例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）であれば１８０℃前後の値である。
しかしながら、前記冷却水槽（貯水槽）より構成される従来の被覆電線の冷却装置では、単に、高温の被覆電線を冷却水槽内の冷却水中を走行させるようにしたものであるから、前記被覆電線に対する冷却速度が遅く、このため、被覆電線の走行距離が長くとれる長尺の冷却水槽が必要で大きな設置スペースを必要とするという欠点があった。
特許第２９５１３７９号公報（第１図、第６図）
そこで本発明の課題は、樹脂被覆後の被覆電線など、走行する高温の線状物を冷却水中で冷却するに際し、前記線状物に対する冷却速度を高めることができて、従来に比べて冷却に要する線状物走行距離を短くして装置のコンパクト化とその設置面積の省スペース化を図ることができる線状物冷却装置を提供することにある。
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
請求項１の発明は、走行する高温の線状物を冷却水中で冷却する線状物冷却装置において、前記冷却水を貯留するとともに、前記線状物が通過可能なＵ字形切欠開口を有して前記線状物を通過させる貯水槽と、前記貯水槽内に前記線状物の横側において線状物走行方向に沿って間隔をあけて複数個設けられ、かつ、線状物走行路を挟むように対向配置され、前記冷却水中で前記線状物に向けて当該線状物の横側から水を噴射する水噴射ノズルとを備えていることを特徴とする線状物冷却装置である。
請求項２の発明は、押出機により樹脂被覆され、この樹脂被覆後の走行する高温の線状物を冷却水中で冷却する線状物冷却装置において、前記冷却水を貯留するとともに、前記線状物が通過可能なＵ字形切欠開口を有して前記線状物を通過させる貯水槽と、前記貯水槽内に前記線状物の横側において線状物走行方向に沿って間隔をあけて複数個設けられ、かつ、線状物走行路を挟むように対向配置され、前記冷却水中で前記線状物に向けて当該線状物の横側から水を噴射する水噴射ノズルとを備えていることを特徴とする線状物冷却装置である。
本発明の線状物冷却装置は、樹脂被覆後の被覆電線など、高温の線状物が導かれて冷却水中を走行する貯水槽内に、該線状物の横側において線状物走行路に沿って上流側から下流側へ間隔をあけて複数個設けられ、かつ、線状物走行路を挟むように対向配置され、冷却水中で線状物に向けて該線状物の横側から水を噴射する水噴射ノズルを備えている。したがって、水噴射ノズルが水を噴射することで発生する水流によって貯水槽内の冷却水を攪拌することにより、冷却水中を走行する線状物の表面に、連続的に新たな冷却水流を導き与えて接触させることで、水噴射ノズルを備えない従来装置に比べて、線状物と冷却水との熱交換を効率良く行って線状物に対する冷却速度を高めることができる。これにより、従来装置に比べて、所望温度までの冷却に要する線状物走行距離を短くして装置のコンパクト化とその設置面積の省スペース化を図ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による線状物冷却装置の構成を概略的に示す平面図、図２は図１におけるプレ冷却部のＡ−Ａ断面図、図３は図１におけるメイン冷却部のＢ−Ｂ断面図である。
図１〜図３に示すように、本実施形態の線状物冷却装置は、被覆電線製造ラインに備えられて、押出機４１により樹脂被覆され、この樹脂被覆後の走行する高温の被覆電線４２を冷却するものであって、押出機４１と図示しない引取機との間の位置に設置されており、押出機４１からの高温の被覆電線４２が通るプレ冷却部１０と、プレ冷却部１０を通過した被覆電線４２が通るメイン冷却部２０とを備えている。プレ冷却部１０の受水槽１１に連ねてメイン冷却部２０の貯水槽２１が連設されている。
プレ冷却部１０は、上側が開放可能な蓋付きの箱状の受水槽１１と、受水槽１１内に被覆電線４２の走行方向に沿って上流側から下流側にわたって所定の間隔をあけて、かつ、被覆電線４２の走行路を挟むように対向配置の状態で設けられた複数個のミスト噴射ノズル（ミストスプレーノズル）１２と、これらのミスト噴射ノズル１２から冷却水をミスト状態で円錐体形状に噴射させるために各ミスト噴射ノズル１２に冷却水を供給する冷却水供給管１３とを備えている。
また、メイン冷却部２０は、上側が開放可能な蓋付きの箱状をなし、冷却水を貯留し、被覆電線４２を冷却水中を走行させる貯水槽２１と、貯水槽内に被覆電線４２の走行方向に沿って上流側から下流側にわたって所定の間隔をあけて、かつ、被覆電線４２の走行路を挟むように対向配置の状態で設けられ、冷却水中で水を噴射する複数個の水噴射ノズル２２と、これらの水噴射ノズル２２に加圧水を供給するための加圧水供給管２３とを備えている。
なお、受水槽１１の受水槽端部板１１ａには、被覆電線４２が通過可能なようにＵ字形切欠開口（図示省略）が設けられている。また、受水槽１１と貯水槽２１との共用仕切壁３０、及び貯水槽端部板２１ａにも被覆電線４２が通過可能なようにＵ字形切欠開口（図示省略）が設けられている。貯水槽２１内の冷却水が、共用仕切壁３０のＵ字形切欠開口と貯水槽端部板２１ａのＵ字形切欠開口とからこぼれ落ちるが、貯水槽２１内には加圧水供給管２３より水噴射ノズル２２を通して冷却水が供給され、水位を一定に保持するようになっている。そして、貯水槽２１の貯水槽端部板２１ａの下側には、貯水槽２１からの冷却水を返送し循環させるための図示しないドレン容器及びドレン配管が設けられている。また、受水槽１１の下側には、ミスト噴射ノズル１２からミスト状態で噴射された冷却水や、共用仕切壁３０のＵ字形切欠開口からの冷却水を返送するために、図示しないドレン容器及びドレン配管が設けられている。
このように構成される線状物冷却装置においては、押出機４１からの走行する高温の被覆電線４２は、まず、受水槽１１内に入り、受水槽１１内を通過する間に、各ミスト噴射ノズル１２により冷却水がミスト状態で円錐体形状に拡がってまんべんなく噴射されることで、所定温度にまで冷却されてその硬化が進行する。
この受水槽１１を出て、被覆電線４２は、直ちに貯水槽２１内に入る。この貯水槽２１内を通過する間に、各水噴射ノズル２２から水を噴射することで被覆電線４２に向けて発生する水流によって貯水槽２１内の冷却水が積極的に攪拌されることにより、冷却水中を走行する被覆電線４２の表面に、連続的に新たな冷却水流が導き与えられて接触する。これにより、水噴射ノズル２２を備えない場合に比べて、被覆電線４２と冷却水との熱交換が効率良くなされて被覆電線４２に対する冷却速度を高めることができ、貯水槽２１の被覆電線走行方向の長さが従来より短くても、貯水槽２１内を通過する間に被覆電線４２を所定の温度にまで冷却して、巻取りの際断面形状の変形が生じることのないように硬化させることができる。
次に、貯水槽２１内に水噴射ノズル２２を備えない装置との比較を行ったので、これについて説明する。図５は比較例の線状物冷却装置の構成を概略的に示す平面図、図６は図５におけるメイン冷却部のＣ−Ｃ断面図である。ここで、この比較例では図１に示す装置と同一部分には図１と同一の符号を付してある。すなわち、図５及び図６に示すように、前記実施形態の装置との相違点は、比較例では、そのメイン冷却部２０’の貯水槽２１内に水噴射ノズルが設けられていない点にある。貯水槽２１は図示しない給水管にて注水されるようになっている。
前記実施形態及び比較例ともに、受水槽１１の被覆電線走行方向の長さ：１．５ｍ、貯水槽２１の被覆電線走行方向の長さ：３ｍにし、押出機からの、φ１．０ｍｍの銅線に樹脂被覆をされたφ１．６ｍｍの被覆電線を、走行速度６００ｍ／分にて通過させて冷却を行った。前記実施形態の装置では、被覆電線走行方向におけるミスト噴射ノズル１２同士の間隔は７０ｍｍとし（比較例も同じ）、被覆電線走行方向における水噴射ノズル２２同士の間隔は７０ｍｍとした。その結果、比較例では、所定温度まで冷却がなされずに引取機を経て巻取りされるため、図７に示すように、得られた被覆電線は、巻取りの際にその樹脂被覆の一部がつぶれて変形が生じていた。
これに対して、前記実施形態の装置によると、所定温度まで冷却されて十分に樹脂被覆の冷却硬化がなされるので、図４に示すように、変形のない円形断面を有する被覆電線が得られた。
なお、図１に示す線状物冷却装置は、連続鋳造により製造される線材の冷却にも適用可能であり、また、電線以外の用途として例えば樹脂被覆鋼線を製造する際の該樹脂被覆鋼線の冷却にも適用可能である。
本発明の一実施形態による線状物冷却装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１におけるプレ冷却部のＡ−Ａ断面図である。 図１におけるメイン冷却部のＢ−Ｂ断面図である。 図４は本発明に係る図であって、巻き取られた被覆電線の断面形状を説明するための図である。 比較例の線状物冷却装置の構成を概略的に示す平面図である。 図５におけるメイン冷却部のＣ−Ｃ断面図である。 比較例に係る図であって、巻き取られた被覆電線の断面形状を説明するための図である。
符号の説明
１０…プレ冷却部
１１…受水槽
１２…ミスト噴射ノズル
１３…冷却水供給管
２０…メイン冷却部
２１…貯水槽
２２…水噴射ノズル
２３…加圧水供給管
３０…共用仕切壁
４１…押出機
４２…被覆電線

Claims (2)

  1. 走行する高温の線状物を冷却水中で冷却する線状物冷却装置において、前記冷却水を貯留するとともに、前記線状物が通過可能なＵ字形切欠開口を有して前記線状物を通過させる貯水槽と、前記貯水槽内に前記線状物の横側において線状物走行方向に沿って間隔をあけて複数個設けられ、かつ、線状物走行路を挟むように対向配置され、前記冷却水中で前記線状物に向けて当該線状物の横側から水を噴射する水噴射ノズルとを備えていることを特徴とする線状物冷却装置。
  2. 押出機により樹脂被覆され、この樹脂被覆後の走行する高温の線状物を冷却水中で冷却する線状物冷却装置において、前記冷却水を貯留するとともに、前記線状物が通過可能なＵ字形切欠開口を有して前記線状物を通過させる貯水槽と、前記貯水槽内に前記線状物の横側において線状物走行方向に沿って間隔をあけて複数個設けられ、かつ、線状物走行路を挟むように対向配置され、前記冷却水中で前記線状物に向けて当該線状物の横側から水を噴射する水噴射ノズルとを備えていることを特徴とする線状物冷却装置。
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