JP4506049B2 - エナメル線製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエナメル線製造装置に関するものである。更に詳述すれば本発明は細径のエナメル線を製造することができる横型のエナメル線製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エナメル線は導線、例えば銅線やアルミ線の上にエナメル線用塗料を塗布、焼き付けすることによって製造されている。ここにおいてエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業は１回だけで行うことはなく、通常３〜１５回繰り返し行うことが多い。
【０００３】
これら３〜１５回の繰り返しのエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業を１種類のエナメル線用塗料だけで行なって得られるエナメル線はシングルコートエナメル線と呼ばれている。
【０００４】
また、３〜１５回の繰り返しのエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業を下層側と上層側とで異なる２種類のエナメル線用塗料を用いて得られるエナメル線はダブルコートエナメル線と呼ばれている。
【０００５】
更に、３〜１５回の繰り返しのエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業において、エナメル線の下層側、中間層、上層側がそれぞれ異なる３種類のエナメル線用塗料を用いて得られるエナメル線はトリプルコートエナメル線と呼ばれている。
【０００６】
このようなダブルコートエナメル線やトリプルコートエナメル線はそれらの個々のシングルコートエナメル線の優れた特長を合わせ持つと共にそれらの個々の難点の特性を改善することができる。
【０００７】
このような訳でダブルコートエナメル線やトリプルコートエナメル線は広く実用されるようになってきている。
【０００８】
しかし、エナメル線用塗料の最適焼き付け温度は個々のエナメル線用塗料によって異なるのが通例である。従ってダブルコートエナメル線の焼き付け作業では下層側の焼き付け温度と上層側の焼き付け温度が異なることになる。また、トリプルコートエナメル線の焼き付け作業では下層側の焼き付け温度、中間層の焼き付け温度、上層側の焼き付け温度がそれぞれ異なることになる。
【０００９】
他方、あるエナメル線製造装置の焼付炉内温度は炉内位置により若干の温度差があるもののほぼ同一温度レベル範囲内にある。従って同一のエナメル線製造装置では２種類のエナメル線用塗料を焼き付けるダブルコートエナメル線を製造することができない。ましてや同一のエナメル線製造装置では３種類のエナメル線用塗料を焼き付けるトリプルコートエナメル線を製造することもできない。
そこで、従来のダブルコートエナメル線の製造では、まず焼付炉温度が異なる２台のエナメル線製造装置を連結してその内の１台で下層側の焼き付け作業を行い、他の１台で上層側の焼き付け作業を行っている。
【００１０】
図２は従来のエナメル線製造装置を示した横断面説明図である。
【００１１】
図２において１は導線、２はシングルコートエナメル線、１００は従来のエナメル線製造装置、１０１はエナメル線焼付炉、１０２はエナメル線用塗料塗布機構、１０３は加熱ヒータ、１０４は高温空気、１０５は排気ファン、１０６は白金触媒、１０７は熱交換器、１０８は給気ファン、１０９は新鮮外気である。ここにおいて熱交換器１０７は４台あり、これら４台は所定間隔をおいて設置されている。
【００１２】
この図２に示す従来のエナメル線製造装置１００の主要構成部材は横型のエナメル線焼付炉１０１である。このエナメル線焼付炉１０１の内部には新鮮外気１０９の流入する上側空洞とエナメル線を焼き付ける下側空洞とが設けられている。その下側空洞の下部には加熱ヒータ１０３が設置されており、炉内を加熱するようになっている。
【００１３】
まず、図示しない導線送出機構から送り出された導線１はエナメル線用塗料塗布機構１０２に入り、そこでその導線１上にエナメル線用塗料が塗布される。
【００１４】
次に、そのエナメル線用塗料が塗布された導線１は焼付炉１０１内を通過することによってエナメル線用塗料が焼き付けられる。
【００１５】
このエナメル線用塗料塗布作業と焼き付け作業とを複数回繰り返し行うことによってエナメル線２が製造される。このようにして製造されたエナメル線２は図示しない巻取機構により巻き取られるようになっている。
【００１６】
前述のようにエナメル線用塗料が塗布された導線１は焼付炉１０１内を通過することによってエナメル線用塗料が焼き付けられるが、この際エナメル線用塗料の樹脂分は導線１上にエナメル線皮膜として残るが、有機溶剤分は焼付炉１０１内で蒸発する。
【００１７】
次に、この蒸発した有機溶剤分と高温空気１０４とは排気ファン１０５により吸引されて白金触媒１０６内を通過する。有機溶剤分はこの白金触媒１０６内を通過するとき燃焼する。この有機溶剤分の燃焼により高温燃焼ガスが発生する。
【００１８】
次に、この白金触媒１０６で発生した高温燃焼ガスは熱交換器１０７内を通過する。
【００１９】
この熱交換器１０７内には給気ファン１０８により吸入された冷たい新鮮外気１０９が入ってきているので、その冷たい新鮮外気１０９は前述の白金触媒１０６で発生した高温燃焼ガスと熱交換し、昇温される。ここで昇温された新鮮外気１０９は焼付炉１０１の上側空洞を通って下側空洞内に入るようになっている。
【００２０】
新鮮外気１０９の温度は熱交換器１０７の稼動率、交換面積、熱交換路の長さ等を変えることによって調整する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の従来のエナメル線製造装置１００では、焼付炉１０１の温度が高かったり、有機溶剤蒸気濃度が高かったりした場合、白金触媒１０６が高温になり、その結果白金触媒１０６後段にある熱交換器１０７においては冷たい新鮮外気１０９を昇温するための熱交換量に余りができる。当然、余った熱量は排気ファン１０５を介して外界へ排出しなければならない。
【００２２】
即ち、焼付炉１０１の温度が高かったり、有機溶剤蒸気濃度が高かったりした場合、白金媒１０６で発生する熱量も大きくなり、その結果給気ファン１０８により吸入された冷たい新鮮外気１０９もより高温に昇温される。その高温に昇温された新鮮外気１０９は焼付炉１０１の上側空洞を通って下側空洞内に入ることから焼付炉１０１の下側空洞内の温度が設定温度より高めになり、その結果適正温度での焼き付け作業が困難となるのである。
【００２３】
そこで従来の従来のエナメル線製造装置１００では、焼付炉１０１の温度が高かったり、有機溶剤蒸気濃度が高かったりした場合、熱交換器１０７による熱交換量を減らすために白金触媒１０６通過時に触媒燃焼した高温燃焼ガスの一部を外気中に排出するようにしていた。このことは折角発生した大量の熱エネルギーを外気中に捨てることを意味する。
【００２４】
また、従来のエナメル線製造装置１００では、焼付炉１０１の温度が低かったり、有機溶剤蒸気濃度が低かったりした場合、白金触媒１０６通過時に触媒燃焼して発生する高温燃焼ガスの量が少なく、且つ低い温度であるため給気ファン１０８から吸入した冷たい新鮮外気１０９を十分に昇温することができない。このように十分に昇温されない新鮮外気１０９が焼付炉１０１の上側空洞を通って下側空洞内に入ってきた場合には、加熱ヒータ１０３の稼動率が上がり、その結果消費電力が増大してしまうという難点があった。
【００２５】
特に、焼付炉温度が異なる従来のエナメル線製造装置１００を２台連結し、その１台で下層側の焼き付け作業を行い、他の１台で上層側の焼き付け作業を行うようにするダブルコートエナメル線の製造においては各エナメル線製造装置の熱交換量のアンバランスが大きく、その結果熱損失が大きかった。
【００２６】
本発明はかかる点に立って為されたものであって、その目的とするところは前記した従来技術の欠点を解消し、エナメル線製造装置を複数台連結して成る連結エナメル線製造装置において、構成する個々のエナメル線製造装置同志の熱量を効率的に融通することができ、その結果優れた省エネルギー性を発揮することができる連結エナメル線製造装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、導線の送出機構と、該導線上にエナメル線用塗料を塗布してエナメル線用塗料塗布導線とすることができるエナメル線用塗料塗布機構と、該エナメル線用塗料塗布導線を高温で焼き付けることができるエナメル線焼付炉と、該エナメル線焼付炉で蒸発した有機溶剤蒸気を触媒燃焼させることができる白金触媒と、該白金触媒で触媒燃焼した高温空気と大気中から給気した新鮮外気との熱交換をすることができる熱交換器と、該熱交換器にて熱交換した新鮮外気を前記エナメル線焼付炉に直接給気する部位に設けられた給気ファンと、前記熱交換器と新鮮外気の給気部位の間に設けられた配管および前記熱交換器と前記給気ファンの間に設けられて前記エナメル線焼付炉へ前記熱交換器にて熱交換した新鮮外気を供給する配管を含む給気配管と、前記熱交換器で熱交換した排ガスを大気中へ排気させることができる排気ファンと、得られたエナメル線を巻き取ることができるエナメル線巻取機構と、を具備した複数台のエナメル線製造装置からなり、前記複数台のエナメル線製造装置における前記熱交換器と新鮮外気の給気部位の間に設けられた配管および前記熱交換器と前記給気ファンの間に設けられて前記エナメル線焼付炉へ前記熱交換器にて熱交換した新鮮外気を供給する配管同士が連結されていることを特徴とするエナメル線製造装置にある。
【００２８】
本発明において給気配管には外気給気バルブが取り付けられていることが好ましい。更に、本発明において給気配管には外気給気バルブと熱交換量制御ダンパーとが取り付けられていることがより好ましい。
【００２９】
本発明においてエナメル線製造装置には外気給気バルブと熱交換量制御ダンパーとを消費電力が最小になるように制御することができる演算制御回路が設置して成ることが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のエナメル線製造装置の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は本発明の連結エナメル線製造装置の一実施例を示した横断面説明図である。
【００３２】
図１において１は導線、２はシングルコートエナメル線、３はダブルコートエナメル線、２００は第１エナメル線製造装置、２０１は第１エナメル線焼付炉、２０２は第１エナメル線用塗料塗布機構、２０３は第１加熱ヒータ、２０４は第１高温空気、２０５は第１排気ファン、２０６は第１白金触媒、２０７は第１熱交換器、２０８は第１給気ファン、２０９は第１新鮮外気、２１０は第１新鮮外気給気バルブ、２１１は第１熱交換量制御ダンパー、２１２は第１分配量制御ダンパーである。ここにおいて第１熱交換器２０７は４台あり、これら４台が所定間隔をおいて設置されている。
【００３３】
また、図１において３００は第２エナメル線製造装置、３０１は第２エナメル線焼付炉、３０２は第２エナメル線用塗料塗布機構、３０３は第２加熱ヒータ、３０４は第２高温空気、３０５は第２排気ファン、３０６は第２白金触媒、３０７は第２熱交換器、３０８は第２給気ファン、３０９は第２新鮮外気、３１０は第２新鮮外気給気バルブ、３１１は第２熱交換量制御ダンパー、３１２は第２分配量制御ダンパーである。ここにおいて第２熱交換器３０７は４台あり、これら４台が所定間隔をおいて設置されている。
【００３４】
図１において有機溶剤蒸気を含んだ第１高温空気２０４、有機溶剤蒸気を含んだ第２高温空気３０４、第１新鮮外気２０９及び第２新鮮外気３０９の流れは矢印で示されている。
【００３５】
図１において第１熱交換器熱交換器２０７及び第２熱交換器３０７は単純な層構造のもの、スパイラル構造のもの、ループ状構造のもの等がある。また、これらに使用される熱交換器用伝熱管はローフィンチューブ、楕円チューブのもの等がある。
【００３６】
図１から判るように本発明の一実施例の連結エナメル線製造装置は第１エナメル線製造装置２００と第２エナメル線製造装置３００とを連結して成るものである。
【００３７】
この本発明の一実施例のエナメル線製造装置では、まず図示しない導線送出機構から送り出された導線１が第１エナメル線製造装置２００内へ入り、そこで下層塗布のエナメル線塗料の塗布、焼き付けを複数回行うことによりシングルコートエナメル線２に加工される。次に、このシングルコートエナメル線２は第２エナメル線製造装置３００に入り、そこで上層塗布のエナメル線塗料の塗布、焼き付けを複数回行うことによりダブルコートエナメル線３が製造されるようになっている。
【００３８】
図１において第１エナメル線製造装置２００の第１エナメル線焼付炉２０１、第１エナメル線用塗料塗布機構２０２、第１加熱ヒータ２０３、第１高温空気２０４、第１排気ファン２０５、第１白金触媒２０６、第１熱交換器２０７、第１給気ファン２０８及び第１新鮮外気２０９は、従来のエナメル線製造装置１００のそれぞれ該当するものと実質的に同一である。
【００３９】
同様に、図１において第２エナメル線製造装置３００の第２エナメル線焼付炉３０１、第２エナメル線用塗料塗布機構３０２、第２加熱ヒータ３０３、第２高温空気３０４、第２排気ファン３０５、第２白金触媒３０６、第２熱交換器３０７、第２給気ファン３０８及び第２新鮮外気３０９も、従来のエナメル線製造装置１００のそれぞれ該当するものと実質的に同一である。
【００４０】
第１エナメル線製造装置２００の特徴とするところは、第１熱交換器２０７へ給気する第１新鮮外気２０９の給気量を制御できるようにするため、第１新鮮外気給気バルブ２１０と、第１熱交換量制御ダンパー２１１と、第１分配量制御ダンパー２１２とを付加設置したことにある。
【００４１】
そして第１熱交換器２０７の４台には第１新鮮外気２０９を給気するための給気配管回路がそれぞれ配管されており、更にこれら給気配管同志は第１新鮮外気給気バルブ２１０と第１熱交換量制御ダンパー２１１とを介して連結されている。そしてこれらの給気配管は第１分配量制御ダンパー２１２を介して第２エナメル線製造装置３００の第２熱交換器３０７へも連結している。
【００４２】
同様に、第２エナメル線製造装置３００の特徴とするところは、第２熱交換器３０７へ給気する第２新鮮外気３０９の給気量を制御できるようにするため、第２新鮮外気給気バルブ３１０と、第２熱交換量制御ダンパー３１１と、第２分配量制御ダンパー３１２とを付加設置したことにある。
【００４３】
そして第２熱交換器３０７の４台にも第２新鮮外気３０９を給気するための給気配管回路がそれぞれ配管されており、更にこれら給気配管同志は第２新鮮外気給気バルブ３１０と第２熱交換量制御ダンパー３１１とを介して連結されている。そしてこれらの給気配管は第２分配量制御ダンパー３１２を介して第１エナメル線製造装置２００の第１熱交換器２０７へも連結している。
【００４４】
次に、この本発明の一実施例のエナメル線製造装置の動作について説明する。まず、第１エナメル線製造装置２００側では、エナメル線用塗料を塗布した導線１の焼き付けで蒸発した有機溶剤蒸気は第１高温空気２０４と混ざる。
【００４５】
次に、この有機溶剤蒸気を含んだ第１高温空気２０４は第１排気ファン２０５に吸引されて第１白金触媒２０６に入り、そこで有機溶剤蒸気は触媒作用を受けて燃焼して高温の燃焼ガスとなる。
【００４６】
次に、第１高温空気２０４はその高温の燃焼ガスにより高温に昇温され、そしてその高温に昇温された第１高温空気２０４は４台の第１熱交換器２０７にそれぞれ入る。
【００４７】
次に、これら４台の第１熱交換器２０７に入った第１高温空気２０４は、同じくこれら４台の内の２台に第１熱交換器２０７に給気ファン２０８により大気中から給気された第１新鮮外気２０９と熱交換する。
【００４８】
同様に、第２エナメル線製造装置３００側では、エナメル線用塗料を塗布したシングルコートエナメル線２上の焼き付けで蒸発した有機溶剤蒸気が第２高温空気３０４と混ざる。
【００４９】
次に、この有機溶剤蒸気を含んだ第２高温空気３０４は第２排気ファン３０５に吸引されて第２白金触媒３０６に入り、そこで有機溶剤蒸気は触媒作用を受けて燃焼して高温の燃焼ガスとなる。
【００５０】
次に、第２高温空気３０４はその高温の燃焼ガスにより高温に昇温され、そしてそのより高温に昇温された第２高温空気３０４は４台の第２熱交換器３０７にそれぞれ入る。
【００５１】
次に、これら４台の第１熱交換器３０７に入った第２高温空気３０４は、同じくこれら４台の内の２台に第１熱交換器３０７に給気ファン３０８により給気された第２新鮮外気３０９と熱交換する。
【００５２】
図１に示すように第１エナメル線製造装置２００側では、４台の第１熱交換器３０７の内の２台の第２熱交換器３０７へ給気ファン２０８によって大気中から第１新鮮外気２０９を給気することができるように構成されているが、通常運転時にはそれら２台の第２熱交換器３０７の内の１台側へのみ給気ファン２０８によって大気中から第１新鮮外気２０９を給気する。更に、その第１新鮮外気２０９の温度に応じて第１分配量制御ダンパー２１２を調整して給気配管の長さを変え、それによって第１新鮮外気２０９の温度を適宜調整する。
【００５３】
また、第１エナメル線製造装置２００の第１熱交換器２０７において高温の昇温空気が必要な場合には、第１新鮮外気給気バルブ２１０と第２新鮮外気給気バルブ３１０とを開き、且つ第１熱交換量制御ダンパー２１１と第２熱交換量制御ダンパー３１１とを適宜調整し、しかも第１分配量制御ダンパー２１２と第２分配量制御ダンパー３１２とを適量開いて供給する。
【００５４】
ここにおいて第１新鮮外気給気バルブ２１０、第２新鮮外気給気バルブ３１０、第１新鮮外気給気バルブ２１０及び第２新鮮外気給気バルブ３１０の調整は、手動調節または自動調節の両方ができるようになっている。
【００５５】
また、これらの調整作業は第１エナメル線製造装置２００側の第１エナメル線焼付炉２０１の第１加熱ヒータ２０３の温度及び消費電力、第２エナメル線製造装置３００側の第２エナメル線焼付炉３０１の温度及び第２加熱ヒータ３０３の消費電力、給気した第１新鮮外気２０９の温度、給気した第２新鮮外気３０９の温度、第１白金触媒２０６の温度、第２白金触媒３０６の温度等に応じて個々にフィードバック制御するか、複合的にフィードバック制御する。そしてそれらの制御は図示しないコンピュータで演算制御するか、手動で制御する。
【００５６】
このように本発明では必要に応じて給気配管の長さを変えたり、また熱交換を第１エナメル線製造装置２００と第２エナメル線製造装置３００との相互間でも行ったりすることが特徴である。
【００５７】
例えば、第１エナメル線製造装置２００側が交換する熱量が不足する場合には、第２エナメル線製造装置３００側の第２高温空気３０４を供給して貰う。逆に第１エナメル線製造装置２００側が交換する熱量が余る場合には、その余った第１高温空気２０４を第２エナメル線製造装置３００側へ供給する。このように第１エナメル線製造装置２００側と第２エナメル線製造装置３００側との間で熱量の交換を行うことにより、熱交換器の稼動率が上昇する。
【００５８】
また、第１新鮮外気２０９や第２新鮮外気３０９の給気量を大きくしたときには、第１白金触媒２０６や第２白金触媒３０６の過熱劣化を抑止できると共に第１エナメル線焼付炉２０１と第２エナメル線焼付炉３０１の炉内温度を均一化することができる。
なお、本発明のエナメル線製造装置の技術は他の加熱炉や乾燥炉等にも応用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のエナメル線製造装置は優れた省エネルギーを発揮できると共に高品質の複合エナメル線を効率よく生産できるものであり、工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエナメル線製造装置の一実施例を示した横断面説明図である。
【図２】従来のエナメル線製造装置を示した横断面説明図である。
【符号の説明】
１ 導線
２ シングルコートエナメル線
３ ダブルコートエナメル線
１００ 従来のエナメル線製造装置
１０１ エナメル線焼付炉
１０２ エナメル線用塗料塗布機構
１０３ 加熱ヒータ
１０４ 高温空気
１０５ 排気ファン
１０６ 白金触媒
１０７ 熱交換器
１０８ 給気ファン
１０９ 新鮮外気
２００ 第１エナメル線製造装置
２０１ 第１エナメル線焼付炉
２０２ 第１エナメル線用塗料塗布機構
２０３ 第１加熱ヒータ
２０４ 第１高温空気
２０５ 第１排気ファン
２０６ 第１白金触媒
２０７ 第１熱交換器
２０８ 第１給気ファン
２０９ 第１新鮮外気
２１０ 第１新鮮外気給気バルブ
２１１ 第１熱交換量制御ダンパー
２１２ 第１分配量制御ダンパー
３００ 第２エナメル線製造装置
３０１ 第２エナメル線焼付炉
３０２ 第２エナメル線用塗料塗布機構
３０３ 第２加熱ヒータ
３０４ 第２高温空気
３０５ 第２排気ファン
３０６ 第２白金触媒
３０７ 第２熱交換器
３０８ 第２給気ファン
３０９ 第２新鮮外気
３１０ 第２新鮮外気給気バルブ
３１１ 第２熱交換量制御ダンパー
３１２ 第２分配量制御ダンパー
【発明の属する技術分野】
本発明はエナメル線製造装置に関するものである。更に詳述すれば本発明は細径のエナメル線を製造することができる横型のエナメル線製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エナメル線は導線、例えば銅線やアルミ線の上にエナメル線用塗料を塗布、焼き付けすることによって製造されている。ここにおいてエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業は１回だけで行うことはなく、通常３〜１５回繰り返し行うことが多い。
【０００３】
これら３〜１５回の繰り返しのエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業を１種類のエナメル線用塗料だけで行なって得られるエナメル線はシングルコートエナメル線と呼ばれている。
【０００４】
また、３〜１５回の繰り返しのエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業を下層側と上層側とで異なる２種類のエナメル線用塗料を用いて得られるエナメル線はダブルコートエナメル線と呼ばれている。
【０００５】
更に、３〜１５回の繰り返しのエナメル線用塗料の塗布、焼き付け作業において、エナメル線の下層側、中間層、上層側がそれぞれ異なる３種類のエナメル線用塗料を用いて得られるエナメル線はトリプルコートエナメル線と呼ばれている。
【０００６】
このようなダブルコートエナメル線やトリプルコートエナメル線はそれらの個々のシングルコートエナメル線の優れた特長を合わせ持つと共にそれらの個々の難点の特性を改善することができる。
【０００７】
このような訳でダブルコートエナメル線やトリプルコートエナメル線は広く実用されるようになってきている。
【０００８】
しかし、エナメル線用塗料の最適焼き付け温度は個々のエナメル線用塗料によって異なるのが通例である。従ってダブルコートエナメル線の焼き付け作業では下層側の焼き付け温度と上層側の焼き付け温度が異なることになる。また、トリプルコートエナメル線の焼き付け作業では下層側の焼き付け温度、中間層の焼き付け温度、上層側の焼き付け温度がそれぞれ異なることになる。
【０００９】
他方、あるエナメル線製造装置の焼付炉内温度は炉内位置により若干の温度差があるもののほぼ同一温度レベル範囲内にある。従って同一のエナメル線製造装置では２種類のエナメル線用塗料を焼き付けるダブルコートエナメル線を製造することができない。ましてや同一のエナメル線製造装置では３種類のエナメル線用塗料を焼き付けるトリプルコートエナメル線を製造することもできない。
そこで、従来のダブルコートエナメル線の製造では、まず焼付炉温度が異なる２台のエナメル線製造装置を連結してその内の１台で下層側の焼き付け作業を行い、他の１台で上層側の焼き付け作業を行っている。
【００１０】
図２は従来のエナメル線製造装置を示した横断面説明図である。
【００１１】
図２において１は導線、２はシングルコートエナメル線、１００は従来のエナメル線製造装置、１０１はエナメル線焼付炉、１０２はエナメル線用塗料塗布機構、１０３は加熱ヒータ、１０４は高温空気、１０５は排気ファン、１０６は白金触媒、１０７は熱交換器、１０８は給気ファン、１０９は新鮮外気である。ここにおいて熱交換器１０７は４台あり、これら４台は所定間隔をおいて設置されている。
【００１２】
この図２に示す従来のエナメル線製造装置１００の主要構成部材は横型のエナメル線焼付炉１０１である。このエナメル線焼付炉１０１の内部には新鮮外気１０９の流入する上側空洞とエナメル線を焼き付ける下側空洞とが設けられている。その下側空洞の下部には加熱ヒータ１０３が設置されており、炉内を加熱するようになっている。
【００１３】
まず、図示しない導線送出機構から送り出された導線１はエナメル線用塗料塗布機構１０２に入り、そこでその導線１上にエナメル線用塗料が塗布される。
【００１４】
次に、そのエナメル線用塗料が塗布された導線１は焼付炉１０１内を通過することによってエナメル線用塗料が焼き付けられる。
【００１５】
このエナメル線用塗料塗布作業と焼き付け作業とを複数回繰り返し行うことによってエナメル線２が製造される。このようにして製造されたエナメル線２は図示しない巻取機構により巻き取られるようになっている。
【００１６】
前述のようにエナメル線用塗料が塗布された導線１は焼付炉１０１内を通過することによってエナメル線用塗料が焼き付けられるが、この際エナメル線用塗料の樹脂分は導線１上にエナメル線皮膜として残るが、有機溶剤分は焼付炉１０１内で蒸発する。
【００１７】
次に、この蒸発した有機溶剤分と高温空気１０４とは排気ファン１０５により吸引されて白金触媒１０６内を通過する。有機溶剤分はこの白金触媒１０６内を通過するとき燃焼する。この有機溶剤分の燃焼により高温燃焼ガスが発生する。
【００１８】
次に、この白金触媒１０６で発生した高温燃焼ガスは熱交換器１０７内を通過する。
【００１９】
この熱交換器１０７内には給気ファン１０８により吸入された冷たい新鮮外気１０９が入ってきているので、その冷たい新鮮外気１０９は前述の白金触媒１０６で発生した高温燃焼ガスと熱交換し、昇温される。ここで昇温された新鮮外気１０９は焼付炉１０１の上側空洞を通って下側空洞内に入るようになっている。
【００２０】
新鮮外気１０９の温度は熱交換器１０７の稼動率、交換面積、熱交換路の長さ等を変えることによって調整する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の従来のエナメル線製造装置１００では、焼付炉１０１の温度が高かったり、有機溶剤蒸気濃度が高かったりした場合、白金触媒１０６が高温になり、その結果白金触媒１０６後段にある熱交換器１０７においては冷たい新鮮外気１０９を昇温するための熱交換量に余りができる。当然、余った熱量は排気ファン１０５を介して外界へ排出しなければならない。
【００２２】
即ち、焼付炉１０１の温度が高かったり、有機溶剤蒸気濃度が高かったりした場合、白金媒１０６で発生する熱量も大きくなり、その結果給気ファン１０８により吸入された冷たい新鮮外気１０９もより高温に昇温される。その高温に昇温された新鮮外気１０９は焼付炉１０１の上側空洞を通って下側空洞内に入ることから焼付炉１０１の下側空洞内の温度が設定温度より高めになり、その結果適正温度での焼き付け作業が困難となるのである。
【００２３】
そこで従来の従来のエナメル線製造装置１００では、焼付炉１０１の温度が高かったり、有機溶剤蒸気濃度が高かったりした場合、熱交換器１０７による熱交換量を減らすために白金触媒１０６通過時に触媒燃焼した高温燃焼ガスの一部を外気中に排出するようにしていた。このことは折角発生した大量の熱エネルギーを外気中に捨てることを意味する。
【００２４】
また、従来のエナメル線製造装置１００では、焼付炉１０１の温度が低かったり、有機溶剤蒸気濃度が低かったりした場合、白金触媒１０６通過時に触媒燃焼して発生する高温燃焼ガスの量が少なく、且つ低い温度であるため給気ファン１０８から吸入した冷たい新鮮外気１０９を十分に昇温することができない。このように十分に昇温されない新鮮外気１０９が焼付炉１０１の上側空洞を通って下側空洞内に入ってきた場合には、加熱ヒータ１０３の稼動率が上がり、その結果消費電力が増大してしまうという難点があった。
【００２５】
特に、焼付炉温度が異なる従来のエナメル線製造装置１００を２台連結し、その１台で下層側の焼き付け作業を行い、他の１台で上層側の焼き付け作業を行うようにするダブルコートエナメル線の製造においては各エナメル線製造装置の熱交換量のアンバランスが大きく、その結果熱損失が大きかった。
【００２６】
本発明はかかる点に立って為されたものであって、その目的とするところは前記した従来技術の欠点を解消し、エナメル線製造装置を複数台連結して成る連結エナメル線製造装置において、構成する個々のエナメル線製造装置同志の熱量を効率的に融通することができ、その結果優れた省エネルギー性を発揮することができる連結エナメル線製造装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、導線の送出機構と、該導線上にエナメル線用塗料を塗布してエナメル線用塗料塗布導線とすることができるエナメル線用塗料塗布機構と、該エナメル線用塗料塗布導線を高温で焼き付けることができるエナメル線焼付炉と、該エナメル線焼付炉で蒸発した有機溶剤蒸気を触媒燃焼させることができる白金触媒と、該白金触媒で触媒燃焼した高温空気と大気中から給気した新鮮外気との熱交換をすることができる熱交換器と、該熱交換器にて熱交換した新鮮外気を前記エナメル線焼付炉に直接給気する部位に設けられた給気ファンと、前記熱交換器と新鮮外気の給気部位の間に設けられた配管および前記熱交換器と前記給気ファンの間に設けられて前記エナメル線焼付炉へ前記熱交換器にて熱交換した新鮮外気を供給する配管を含む給気配管と、前記熱交換器で熱交換した排ガスを大気中へ排気させることができる排気ファンと、得られたエナメル線を巻き取ることができるエナメル線巻取機構と、を具備した複数台のエナメル線製造装置からなり、前記複数台のエナメル線製造装置における前記熱交換器と新鮮外気の給気部位の間に設けられた配管および前記熱交換器と前記給気ファンの間に設けられて前記エナメル線焼付炉へ前記熱交換器にて熱交換した新鮮外気を供給する配管同士が連結されていることを特徴とするエナメル線製造装置にある。
【００２８】
本発明において給気配管には外気給気バルブが取り付けられていることが好ましい。更に、本発明において給気配管には外気給気バルブと熱交換量制御ダンパーとが取り付けられていることがより好ましい。
【００２９】
本発明においてエナメル線製造装置には外気給気バルブと熱交換量制御ダンパーとを消費電力が最小になるように制御することができる演算制御回路が設置して成ることが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のエナメル線製造装置の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は本発明の連結エナメル線製造装置の一実施例を示した横断面説明図である。
【００３２】
図１において１は導線、２はシングルコートエナメル線、３はダブルコートエナメル線、２００は第１エナメル線製造装置、２０１は第１エナメル線焼付炉、２０２は第１エナメル線用塗料塗布機構、２０３は第１加熱ヒータ、２０４は第１高温空気、２０５は第１排気ファン、２０６は第１白金触媒、２０７は第１熱交換器、２０８は第１給気ファン、２０９は第１新鮮外気、２１０は第１新鮮外気給気バルブ、２１１は第１熱交換量制御ダンパー、２１２は第１分配量制御ダンパーである。ここにおいて第１熱交換器２０７は４台あり、これら４台が所定間隔をおいて設置されている。
【００３３】
また、図１において３００は第２エナメル線製造装置、３０１は第２エナメル線焼付炉、３０２は第２エナメル線用塗料塗布機構、３０３は第２加熱ヒータ、３０４は第２高温空気、３０５は第２排気ファン、３０６は第２白金触媒、３０７は第２熱交換器、３０８は第２給気ファン、３０９は第２新鮮外気、３１０は第２新鮮外気給気バルブ、３１１は第２熱交換量制御ダンパー、３１２は第２分配量制御ダンパーである。ここにおいて第２熱交換器３０７は４台あり、これら４台が所定間隔をおいて設置されている。
【００３４】
図１において有機溶剤蒸気を含んだ第１高温空気２０４、有機溶剤蒸気を含んだ第２高温空気３０４、第１新鮮外気２０９及び第２新鮮外気３０９の流れは矢印で示されている。
【００３５】
図１において第１熱交換器熱交換器２０７及び第２熱交換器３０７は単純な層構造のもの、スパイラル構造のもの、ループ状構造のもの等がある。また、これらに使用される熱交換器用伝熱管はローフィンチューブ、楕円チューブのもの等がある。
【００３６】
図１から判るように本発明の一実施例の連結エナメル線製造装置は第１エナメル線製造装置２００と第２エナメル線製造装置３００とを連結して成るものである。
【００３７】
この本発明の一実施例のエナメル線製造装置では、まず図示しない導線送出機構から送り出された導線１が第１エナメル線製造装置２００内へ入り、そこで下層塗布のエナメル線塗料の塗布、焼き付けを複数回行うことによりシングルコートエナメル線２に加工される。次に、このシングルコートエナメル線２は第２エナメル線製造装置３００に入り、そこで上層塗布のエナメル線塗料の塗布、焼き付けを複数回行うことによりダブルコートエナメル線３が製造されるようになっている。
【００３８】
図１において第１エナメル線製造装置２００の第１エナメル線焼付炉２０１、第１エナメル線用塗料塗布機構２０２、第１加熱ヒータ２０３、第１高温空気２０４、第１排気ファン２０５、第１白金触媒２０６、第１熱交換器２０７、第１給気ファン２０８及び第１新鮮外気２０９は、従来のエナメル線製造装置１００のそれぞれ該当するものと実質的に同一である。
【００３９】
同様に、図１において第２エナメル線製造装置３００の第２エナメル線焼付炉３０１、第２エナメル線用塗料塗布機構３０２、第２加熱ヒータ３０３、第２高温空気３０４、第２排気ファン３０５、第２白金触媒３０６、第２熱交換器３０７、第２給気ファン３０８及び第２新鮮外気３０９も、従来のエナメル線製造装置１００のそれぞれ該当するものと実質的に同一である。
【００４０】
第１エナメル線製造装置２００の特徴とするところは、第１熱交換器２０７へ給気する第１新鮮外気２０９の給気量を制御できるようにするため、第１新鮮外気給気バルブ２１０と、第１熱交換量制御ダンパー２１１と、第１分配量制御ダンパー２１２とを付加設置したことにある。
【００４１】
そして第１熱交換器２０７の４台には第１新鮮外気２０９を給気するための給気配管回路がそれぞれ配管されており、更にこれら給気配管同志は第１新鮮外気給気バルブ２１０と第１熱交換量制御ダンパー２１１とを介して連結されている。そしてこれらの給気配管は第１分配量制御ダンパー２１２を介して第２エナメル線製造装置３００の第２熱交換器３０７へも連結している。
【００４２】
同様に、第２エナメル線製造装置３００の特徴とするところは、第２熱交換器３０７へ給気する第２新鮮外気３０９の給気量を制御できるようにするため、第２新鮮外気給気バルブ３１０と、第２熱交換量制御ダンパー３１１と、第２分配量制御ダンパー３１２とを付加設置したことにある。
【００４３】
そして第２熱交換器３０７の４台にも第２新鮮外気３０９を給気するための給気配管回路がそれぞれ配管されており、更にこれら給気配管同志は第２新鮮外気給気バルブ３１０と第２熱交換量制御ダンパー３１１とを介して連結されている。そしてこれらの給気配管は第２分配量制御ダンパー３１２を介して第１エナメル線製造装置２００の第１熱交換器２０７へも連結している。
【００４４】
次に、この本発明の一実施例のエナメル線製造装置の動作について説明する。まず、第１エナメル線製造装置２００側では、エナメル線用塗料を塗布した導線１の焼き付けで蒸発した有機溶剤蒸気は第１高温空気２０４と混ざる。
【００４５】
次に、この有機溶剤蒸気を含んだ第１高温空気２０４は第１排気ファン２０５に吸引されて第１白金触媒２０６に入り、そこで有機溶剤蒸気は触媒作用を受けて燃焼して高温の燃焼ガスとなる。
【００４６】
次に、第１高温空気２０４はその高温の燃焼ガスにより高温に昇温され、そしてその高温に昇温された第１高温空気２０４は４台の第１熱交換器２０７にそれぞれ入る。
【００４７】
次に、これら４台の第１熱交換器２０７に入った第１高温空気２０４は、同じくこれら４台の内の２台に第１熱交換器２０７に給気ファン２０８により大気中から給気された第１新鮮外気２０９と熱交換する。
【００４８】
同様に、第２エナメル線製造装置３００側では、エナメル線用塗料を塗布したシングルコートエナメル線２上の焼き付けで蒸発した有機溶剤蒸気が第２高温空気３０４と混ざる。
【００４９】
次に、この有機溶剤蒸気を含んだ第２高温空気３０４は第２排気ファン３０５に吸引されて第２白金触媒３０６に入り、そこで有機溶剤蒸気は触媒作用を受けて燃焼して高温の燃焼ガスとなる。
【００５０】
次に、第２高温空気３０４はその高温の燃焼ガスにより高温に昇温され、そしてそのより高温に昇温された第２高温空気３０４は４台の第２熱交換器３０７にそれぞれ入る。
【００５１】
次に、これら４台の第１熱交換器３０７に入った第２高温空気３０４は、同じくこれら４台の内の２台に第１熱交換器３０７に給気ファン３０８により給気された第２新鮮外気３０９と熱交換する。
【００５２】
図１に示すように第１エナメル線製造装置２００側では、４台の第１熱交換器３０７の内の２台の第２熱交換器３０７へ給気ファン２０８によって大気中から第１新鮮外気２０９を給気することができるように構成されているが、通常運転時にはそれら２台の第２熱交換器３０７の内の１台側へのみ給気ファン２０８によって大気中から第１新鮮外気２０９を給気する。更に、その第１新鮮外気２０９の温度に応じて第１分配量制御ダンパー２１２を調整して給気配管の長さを変え、それによって第１新鮮外気２０９の温度を適宜調整する。
【００５３】
また、第１エナメル線製造装置２００の第１熱交換器２０７において高温の昇温空気が必要な場合には、第１新鮮外気給気バルブ２１０と第２新鮮外気給気バルブ３１０とを開き、且つ第１熱交換量制御ダンパー２１１と第２熱交換量制御ダンパー３１１とを適宜調整し、しかも第１分配量制御ダンパー２１２と第２分配量制御ダンパー３１２とを適量開いて供給する。
【００５４】
ここにおいて第１新鮮外気給気バルブ２１０、第２新鮮外気給気バルブ３１０、第１新鮮外気給気バルブ２１０及び第２新鮮外気給気バルブ３１０の調整は、手動調節または自動調節の両方ができるようになっている。
【００５５】
また、これらの調整作業は第１エナメル線製造装置２００側の第１エナメル線焼付炉２０１の第１加熱ヒータ２０３の温度及び消費電力、第２エナメル線製造装置３００側の第２エナメル線焼付炉３０１の温度及び第２加熱ヒータ３０３の消費電力、給気した第１新鮮外気２０９の温度、給気した第２新鮮外気３０９の温度、第１白金触媒２０６の温度、第２白金触媒３０６の温度等に応じて個々にフィードバック制御するか、複合的にフィードバック制御する。そしてそれらの制御は図示しないコンピュータで演算制御するか、手動で制御する。
【００５６】
このように本発明では必要に応じて給気配管の長さを変えたり、また熱交換を第１エナメル線製造装置２００と第２エナメル線製造装置３００との相互間でも行ったりすることが特徴である。
【００５７】
例えば、第１エナメル線製造装置２００側が交換する熱量が不足する場合には、第２エナメル線製造装置３００側の第２高温空気３０４を供給して貰う。逆に第１エナメル線製造装置２００側が交換する熱量が余る場合には、その余った第１高温空気２０４を第２エナメル線製造装置３００側へ供給する。このように第１エナメル線製造装置２００側と第２エナメル線製造装置３００側との間で熱量の交換を行うことにより、熱交換器の稼動率が上昇する。
【００５８】
また、第１新鮮外気２０９や第２新鮮外気３０９の給気量を大きくしたときには、第１白金触媒２０６や第２白金触媒３０６の過熱劣化を抑止できると共に第１エナメル線焼付炉２０１と第２エナメル線焼付炉３０１の炉内温度を均一化することができる。
なお、本発明のエナメル線製造装置の技術は他の加熱炉や乾燥炉等にも応用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のエナメル線製造装置は優れた省エネルギーを発揮できると共に高品質の複合エナメル線を効率よく生産できるものであり、工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエナメル線製造装置の一実施例を示した横断面説明図である。
【図２】従来のエナメル線製造装置を示した横断面説明図である。
【符号の説明】
１ 導線
２ シングルコートエナメル線
３ ダブルコートエナメル線
１００ 従来のエナメル線製造装置
１０１ エナメル線焼付炉
１０２ エナメル線用塗料塗布機構
１０３ 加熱ヒータ
１０４ 高温空気
１０５ 排気ファン
１０６ 白金触媒
１０７ 熱交換器
１０８ 給気ファン
１０９ 新鮮外気
２００ 第１エナメル線製造装置
２０１ 第１エナメル線焼付炉
２０２ 第１エナメル線用塗料塗布機構
２０３ 第１加熱ヒータ
２０４ 第１高温空気
２０５ 第１排気ファン
２０６ 第１白金触媒
２０７ 第１熱交換器
２０８ 第１給気ファン
２０９ 第１新鮮外気
２１０ 第１新鮮外気給気バルブ
２１１ 第１熱交換量制御ダンパー
２１２ 第１分配量制御ダンパー
３００ 第２エナメル線製造装置
３０１ 第２エナメル線焼付炉
３０２ 第２エナメル線用塗料塗布機構
３０３ 第２加熱ヒータ
３０４ 第２高温空気
３０５ 第２排気ファン
３０６ 第２白金触媒
３０７ 第２熱交換器
３０８ 第２給気ファン
３０９ 第２新鮮外気
３１０ 第２新鮮外気給気バルブ
３１１ 第２熱交換量制御ダンパー
３１２ 第２分配量制御ダンパー
Claims (4)
- 導線の送出機構と、
該導線上にエナメル線用塗料を塗布してエナメル線用塗料塗布導線とすることができるエナメル線用塗料塗布機構と、
該エナメル線用塗料塗布導線を高温で焼き付けることができるエナメル線焼付炉と、
該エナメル線焼付炉で蒸発した有機溶剤蒸気を触媒燃焼させることができる白金触媒と、
該白金触媒で触媒燃焼した高温空気と大気中から給気した新鮮外気との熱交換をすることができる熱交換器と、
該熱交換器にて熱交換した新鮮外気を前記エナメル線焼付炉に直接給気する部位に設けられた給気ファンと、
前記熱交換器と新鮮外気の給気部位の間に設けられた配管および前記熱交換器と前記給気ファンの間に設けられて前記エナメル線焼付炉へ前記熱交換器にて熱交換した新鮮外気を供給する配管を含む給気配管と、
前記熱交換器で熱交換した排ガスを大気中へ排気させることができる排気ファンと、
得られたエナメル線を巻き取ることができるエナメル線巻取機構と、を具備した複数台のエナメル線製造装置からなり、
前記複数台のエナメル線製造装置における前記熱交換器と新鮮外気の給気部位の間に設けられた配管および前記熱交換器と前記給気ファンの間に設けられて前記エナメル線焼付炉へ前記熱交換器にて熱交換した新鮮外気を供給する配管同士が連結されていることを特徴とするエナメル線製造装置。 - 給気配管には、外気給気バルブが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のエナメル線製造装置。
- 給気配管には、外気給気バルブと熱交換量制御ダンパーとが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のエナメル線製造装置。
- エナメル線製造装置には、外気給気バルブと熱交換量制御ダンパーとを消費電力が最小になるように制御することができる演算制御回路が設置して成ることを特徴とする請求項１記載のエナメル線製造装置。
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