JPH0968388A - 走行長尺体の加圧加熱処理装置および加圧加熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高建築の設備を不要にし、エネルギー効率を
向上させ、ランニングコストを安くする。 【解決手段】 加圧加熱処理すべき長尺体２を水平に走
行させる長尺体走行管３と、その管内に加圧・雰囲気ガ
スを送り込み循環させる加圧・雰囲気ガス循環系４と、
前記管内で前記ガスが長尺体２を下から吹き上げ浮遊さ
せるように前記ガスを案内する加圧・雰囲気ガス案内手
段５と、前記走行管３に対して内側または外側の二重管
構造をなすように設けた加熱用管６ａ、６ｂと、前記走
行管３内の前記ガスに対して熱交換を行わせるために前
記加熱管６ａ、６ｂ内に大気圧・加熱ガスを送り込み循
環させる大気圧・加熱ガス循環系７とを備えた走行長尺
体の加圧加熱処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，ゴムまたはプラ
スチック被覆の絶縁ケーブルを製造する場合における加
硫・架橋装置（加硫装置または架橋装置）等のように，
長尺体を走行させつつ加圧下で加熱処理を行う必要のあ
る場合に用いられる走行長尺体の加圧加熱処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ゴムまたはプラスチック被覆の絶縁ケー
ブル（電気ケーブル）を製造する方法として，予め導体
の外周にゴムやプラスチック等のコンパウンドを押出被
覆した後，加硫・架橋装置に通し加圧加熱して，連続的
に加硫・架橋反応（加硫反応または架橋反応）を起こさ
せる方法がある。この種の従来の加硫・架橋装置とし
て，押出成形後の表面が加熱反応中に周囲に接触して損
傷することがないように，押出機をタワーの最上階に設
置し，垂直に押出・反応・冷却するいわゆる立形加硫・
架橋装置がある。また，カテナリー状に傾斜した加熱炉
を用いるいわゆるカテナリー加硫・架橋装置もある。ま
た，従来の加硫・架橋装置における加熱炉中の雰囲気は
水蒸気あるいは窒素ガスであるが，従来はこれらのガス
を炉の中に単に充填し自然対流させる方式あるいは一部
のガスを循環させる一部ガス循環方式を採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の立形加硫・架橋
装置では，高建築の特殊な工場を建設する必要があり，
多大な設備費を必要とする。また，カテナリー加硫・架
橋装置でも，上流側がかなり高くなるカテナリー状反応
炉を構築する必要があり，やはり設備費が高くなる。

【０００４】また，従来の加熱炉中のガスは，充填自然
対流方式の場合は勿論，一部ガス循環方式の場合でもそ
の風速は低いので，そしてガス自体は一般に不良導体で
あるから，加熱する上でのエネルギー効率は低いもので
あった。

【０００５】本発明は上記従来の欠点を解消するために
なされたもので，高建築を不要にして設備費を安価に
し，エネルギー効率を向上させ，さらに，ランニングコ
ストを安くすることのできる走行長尺体の加圧加熱処理
装置および加圧加熱処理方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の走行長尺体の加圧加熱処理装置は，加圧加熱処理す
べき長尺体を水平に走行させる長尺体走行管と，前記長
尺体走行管内に加圧・雰囲気ガスを送り込み循環させる
加圧・雰囲気ガス循環系と，前記長尺体走行管内で前記
加圧・雰囲気ガスが長尺体を下から吹き上げ浮遊させる
ように加圧・雰囲気ガスを案内する加圧・雰囲気ガス案
内手段と，前記長尺体走行管に対して内側または外側の
二重管構造をなすように設けた加熱用管と，前記長尺体
走行管内の加圧・雰囲気ガスに対して熱交換を行わせる
ために前記加熱用管内に大気圧・加熱ガスを送り込み循
環させる大気圧・加熱ガス循環系とを備えたことを特徴
とする。

【０００７】請求項２は，請求項１において，長尺体走
行管内に大気圧・加熱ガスの往路用および復路用の２本
の加熱用管を互いに隙間をあけて横並びに収容し，前記
２本の加熱用管の対向面を前記加圧・雰囲気ガス案内手
段として利用したことを特徴とする。

【０００８】請求項３は，請求項１において，長尺体走
行管と前記加熱用管とを長尺体走行管が内側となる同心
の二重管構造としたことを特徴とする。

【０００９】請求項４は，請求項１において，大気圧・
加熱ガスの一部を加圧・雰囲気ガス循環系に取り込むよ
うにしたことを特徴とする。

【００１０】請求項５は，請求項１記載の加圧加熱処理
装置を用いて走行長尺体の加圧加熱処理を行う加圧加熱
処理方法であって，大気圧・加熱ガス循環系の加熱源と
してガス燃焼炉を用い，このガス燃焼炉において燃料ガ
スを空気比１未満で燃焼させたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を図１
〜図４の実施例を参照して説明する。この実施例の走行
長尺体の加圧加熱処理装置または方法は，ゴムまたはプ
ラスチック被覆の絶縁ケーブルを製造する絶縁ケーブル
製造装置において，導体にゴムまたはプラスチックのコ
ンパウンドを押出成形した後，被覆したコンパウンドの
加硫・架橋反応（加硫または架橋反応）を行う加硫・架
橋装置（加硫装置または架橋装置）または方法である。

【００１２】図１は本発明の第１実施例の加圧加熱処理
装置１Ａを縦断面図的に示した構成説明図，図２は図１
における加熱炉を横断面図的に示した構成説明図であ
る。この加圧加熱処理装置１Ａは，加圧加熱処理すべき
長尺体２を水平に走行させる長尺体走行管３と，前記長
尺体走行管３内に加圧・雰囲気ガスを送り込み循環させ
る加圧・雰囲気ガス循環系４と，前記長尺体走行管３内
で前記加圧・雰囲気ガスが長尺体２を下から吹き上げ浮
遊させるように加圧・雰囲気ガスを案内する加圧・雰囲
気ガス案内手段５と，前記長尺体走行管３に対して内側
の二重管構造をなすように設けた加熱用管６ａ，６ｂ
と，前記長尺体走行管３内の加圧・雰囲気ガスに対して
熱交換を行わせるために前記加熱用管６ａ，６ｂ内に大
気圧・加熱ガスを送り込み循環させる大気圧・加熱ガス
循環系７とを備えている。なお，加圧加熱処理装置１Ａ
の本体部分である加熱炉８は，前記長尺体走行管３内の
全体である。

【００１３】この第１実施例では，加圧・雰囲気ガスを
循環させる長尺体走行管３を外管として設け，この長尺
体走行管３内に内管として大気圧・加熱ガスの往路用の
加熱用管６ａおよび復路用の加熱用管６ｂの２本を並べ
て設けている。往復の加熱用管６ａ，６ｂは，図１の右
端側で連絡管６ｃを介して連通している。長尺体走行管
３および加熱用管６ａ，６ｂ等はステンレスパイプを用
いている。

【００１４】前記加熱用管６ａ，６ｂ内に大気圧・加熱
ガスを送り込み循環させる大気圧・加熱ガス循環系７
は，例えば都市ガスやＬＮＧやＬＰＧ等の燃焼ガスを常
圧かつ空気比１未満で燃焼させる（すなわち，微還元燃
焼を行わせる）燃焼炉１０，この燃焼炉１０で発生した
燃焼ガスを長尺体走行管３内に送り込み循環させる循環
ブロア１１，この循環ブロア１１に順次連通する大気圧
・加熱ガスサプライ管１２，前記往路側の加熱用管６
ａ，前記復路側の加熱用管６ｂ，大気圧・加熱ガスリタ
ーン管１３，さらに，大気圧・加熱ガスの一部を排出す
るための大気圧・加熱ガス一部排気管１４等から構成さ
れている。大気圧・加熱ガスの一部排気は，循環する大
気圧・加熱ガスの温度低下を補うために燃焼炉１０から
燃焼ガスが送り込まれるので，それに応じて行われる。

【００１５】前記長尺体走行管３内に加圧・雰囲気ガス
を送り込み循環させる加圧・雰囲気ガス循環系４は，圧
力室１５，この圧力室１５内に設置され加圧・雰囲気ガ
スを長尺体走行管３内に送り込み循環させる循環ブロア
１６，長尺体走行管３の中央の下面部に接続された加圧
・雰囲気ガスサプライ管１７，長尺体走行管３内の加圧
・雰囲気ガスを長尺体走行管３の上流端部および下流端
部の上面部から前記循環ブロア１６に戻す加圧・雰囲気
ガスリターン管１８，加圧・雰囲気ガスの一部を排気す
る加圧・雰囲気ガス排気管１９，この加圧・雰囲気ガス
排気管１９に設けた圧力シール排気弁２０を備えてい
る。なお，循環ブロア１６は圧力室１５の室内に連通さ
せて同圧にしている。また，加圧・雰囲気ガスの排気
は，コンパウンドの加熱に伴って加圧・雰囲気ガスが次
第に汚染されてくるので，その一部を排気して，加圧・
雰囲気ガスが許容範囲を越えて汚染されないようにす
る。また，長尺体走行管３内の圧力を維持するためのシ
ール手段は図示および説明を省略した。

【００１６】さらに，この実施例では，大気圧・加熱ガ
スの一部を加圧・雰囲気ガス循環系７に取り込むように
している。すなわち，前記燃焼炉１０の燃焼ガスの一部
を取り込むためのガス取入管２１，このガス取入管２１
で取り入れた燃焼ガスを冷却する冷却水槽２２，冷却さ
れた燃焼ガスを加圧するコンプレッサを内蔵した加圧室
２３を設け，この加圧室２３で加圧した燃焼ガスを圧力
室１５内の循環ブロア１６に連通させている。

【００１７】また，長尺体走行管３内で加圧・雰囲気ガ
スが長尺体２を下から吹き上げ浮遊させるように加圧・
雰囲気ガスを案内する加圧・雰囲気ガス案内手段５とし
て，２本の加熱用管６ａ，６ｂの対向面を利用してい
る。すなわち，長尺体走行管３内の前記２本の加熱用管
６ａ，６ｂを互いに隙間をあけて横並びに収容し，２本
の加熱用管６ａ，６ｂ間に形成されるスリット５ａから
吹き上がる加圧・雰囲気ガスにより長尺体２を浮遊させ
るようにしている。図２において，２４は長尺体２を吹
き上げる流れを整えるための整流板である。図２中に最
大径の長尺体２と最小径の長尺体２とを示している。ま
た，長尺体走行管３の外周に断熱材による保温層２５を
設けている。

【００１８】上記の加圧加熱処理装置１Ａにおいて，図
１の左端部に押出機のヘッドが連結され，導体の外周に
ゴムまたはプラスチックのコンパウンドを押出被覆され
た長尺体２が連続的に送り込まれる。この長尺体走行管
３内には，前述の通り加圧・雰囲気ガス循環系４による
加圧・雰囲気ガスが循環している。一方，加熱用管６
ａ，６ｂ内には大気圧・加熱ガス循環系７による大気圧
・加熱ガスが往復循環しており，加熱用管６ａ，６ｂと
長尺体走行管３との間の熱交換により，長尺体走行管３
内の加圧・雰囲気ガスが加熱される。そして，長尺体２
は，２つの加熱用管６ａ，６ｂの対向面間のスリット５
ａから吹き上がる熱風（熱交換で加熱された加圧・雰囲
気ガス）により浮遊した状態で走行するとともに，この
熱風により加熱され加硫・架橋反応が行われる。

【００１９】この場合，加圧・雰囲気ガスは長尺体走行
管３の長手方向中央部から供給され，両端から循環ブロ
ア１６に吸引されて戻る循環なので，循環ブロア１６の
強い噴出熱風を長尺体２の中央部に当てて浮遊させるこ
とになり，長尺体２を無接触で浮遊させる上で効果的で
ある。

【００２０】ところで，一般に，架橋ポリエチレン絶縁
ケーブルの製造の場合，その架橋反応は酸化性雰囲気ガ
ス（加熱酸素を含む）あるいはスチームや窒素等の中性
雰囲気ガス中で行われるが，この架橋反応中に絶縁表面
層で酸素による劣化が起き布設後の寿命に悪影響を与え
るといわれている。しかし，この実施例では大気圧・加
熱ガスとしての燃焼ガスの一部を加圧・雰囲気ガスとし
て利用されており（加圧・雰囲気ガスはすべて燃焼ガス
からなる），そして，この燃焼ガスは空気比１未満の燃
焼によるものであって微還元性なので，つまり微還元性
雰囲気ガスが得られるので，この還元性雰囲気ガスの存
在で絶縁表面の劣化を防止することができ，製品の品質
向上に寄与することができる。

【００２１】なお，上記の加圧加熱処理装置１Ａのライ
ン全長は，被加熱物（長尺体２）の形状・重量・熱容量
等にもよるが，通常のラインとしては２０〜６０ｍ（メ
ートル）程度が適当である。また，加圧・雰囲気ガス循
環の条件としては，例えば，長尺体２の単位重量が０．
５〜２．５ｋｇ／ｍの場合，加圧・雰囲気ガスの圧力＝
５ｋｇ／ｃｍ² ，温度＝２５０℃，２つの加熱用管６
ａ，６ｂ間のスリット５ａの隙間＝５〜１０ｍｍ，この
スリット５ａからの噴出風速＝３０〜６０ｍ／秒等とす
る。このような条件において，長尺体２の完全浮遊走行
が行われた。この条件は長尺体２の形状・重量等により
当然異なるが，通常は加圧・雰囲気ガスの温度について
は２００〜３００℃に調節する。また，大気圧・加熱ガ
スの温度制御範囲は，熱交換のロスも考慮して２５０℃
〜４００℃程度必要である。なお，燃焼炉１０は大気圧
下でのガス燃焼を行うものであるから，一般的なガスバ
ーナーを使用できる。

【００２２】図３，図４に本発明の第２実施例の加圧加
熱処理装置１Ｂを示す。図３は加圧加熱処理装置１Ｂの
縦断面図的に示した構成説明図，図４は図３における加
熱炉の横断面図的に示した構成説明図である。この加圧
加熱処理装置１Ｂでは，長尺体走行管３’と加熱用管
６’とを長尺体走行管３’が内側となる同心の二重管構
造としている。

【００２３】加熱用管６’内の全体が加圧加熱処理装置
１Ｂにおける本体部分である加熱炉８’であるが，この
加熱炉８’以外の部分は第１実施例と基本的に同様な構
造である。すなわち，この加圧加熱処理装置１Ｂにおけ
る大気圧・加熱ガス循環系７’は，燃焼炉１０，循環ブ
ロア１１，大気圧・加熱ガスサプライ管１２’，加熱用
管６’の内面と長尺体走行管３’の外面との間のガス通
路７’ａ，大気圧・加熱ガスリターン管１３’，大気圧
・加熱ガス一部排気管１４’等からなる。前記大気圧・
加熱ガスリターン管１３’は，ガス通路７’ａの図３に
おいて右端側の上面部から循環ブロア１１に連通してい
る。また，加圧加熱処理装置１Ｂにおける雰囲気ガス循
環系４’は，圧力室１５，循環ブロア１６，加圧・雰囲
気ガスサプライ管１７’，長尺体走行管３’，加圧・雰
囲気ガスリターン管１８’，加圧・雰囲気ガス排気管１
９’，圧力シール排気弁２０等からなる。

【００２４】また，この実施例では，長尺体２を浮遊さ
せるための加圧・雰囲気ガス案内手段５’として，長尺
体走行管３’内に，下部にスリット３０ａを形成しその
すぐ上の部分でＶ形壁面を形成する左右一対の整流板３
０を設けている。なお，この左右の整流板３０はそれぞ
れ表面がく字形をなしており，上部を狭めた流路を形成
している。図４中に最大径の長尺体２および最小径の長
尺体２の両者を示している。

【００２５】実施例では，ゴムまたはプラスチック被覆
の絶縁ケーブルの製造ラインにおける加硫・架橋装置と
して説明したが，パイプやホース等の長尺成形品の製造
ラインにおける加硫・架橋装置として適用することもで
き，さらに，加硫・架橋反応を行う場合に限らず，その
他長尺体を走行させながら加圧下で加熱する必要のある
種々の場合に適用することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば，加熱炉を水平に設置で
きるので，従来の立形加熱炉やカテナリー形加熱炉とは
異なり，高建築物が不要となり，設備費が大幅に低減さ
れる。また，加熱炉が水平であるから，ライン長を確保
するために水平方向のみを考慮すればよく，ライン長の
延長に制約がなくなる。

【００２７】加圧・雰囲気ガスの循環ブロアによるスリ
ットからの高速噴出は，長尺体を熱風中で完全に浮遊さ
せ，側壁と接触することなく走行させることができ，製
品の損傷を防止することができる。そして，該長尺体が
ゴムまたはプラスチック被覆の絶縁ケーブルである場合
には，重力によって上部が薄く下部が厚くなるように偏
らんとする絶縁被覆に対して，スリットから高速で吹き
上がるガスが該絶縁被覆を押し上げるように作用するこ
とにより，重力による偏りが生じることのない，すなわ
ち偏肉のない絶縁被覆を得ることができる。さらに，こ
の加圧・雰囲気ガスの高速噴出により熱伝播が倍加し，
加熱する上でのエネルギー効率が向上するので，従来の
輻射を主体とした加熱方法と比べて，生産速度を大幅に
向上させることができる。

【００２８】また，加熱源を加圧・雰囲気ガス循環系と
は別にし熱交換により加圧・雰囲気ガスを加熱する構成
としているので，加熱源を大気圧下での通常のガス燃焼
とすることができ，従来のスチームや電気による加熱方
式と比較してランニングコストを安くすることができ
る。

【００２９】架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの製造の場
合には，架橋反応中に絶縁層表面で酸素による劣化が生
じるおそれがあるが，請求項５のように加熱源としてガ
ス燃焼炉で燃料ガスを空気比１未満で燃焼させると，還
元性雰囲気ガスが得られ，この還元性雰囲気ガスの存在
で絶縁表面の劣化を防止することができ，製品の品質向
上に寄与することができる。また，燃焼ガスを還元性の
加圧・雰囲気ガスとして常時利用できるので，別途不活
性ガスを供給する等が不要であり，きわめて簡便であ
り，かつランニングコストを安くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の走行長尺体の加圧加熱処
理装置を縦断面図的に示した構成説明図である。

【図２】図１における加熱炉を横断面図的に示した構成
説明図である。

【図３】本発明の第２実施例の走行長尺体の加圧加熱処
理装置を縦断面図的に示した構成説明図である。

【図４】図３における加熱炉を横断面図的に示した構成
説明図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ 加圧加熱処理装置 ２ 長尺体（絶縁ケーブル） ３，３’ 長尺体走行管 ４，４’ 加圧・雰囲気ガス循環系 ５，５’ 加圧・雰囲気ガス案内手段 ６ａ，６ｂ，６’ 加熱用管 ７，７’ 大気圧・加熱ガス循環系 ７’ａ 通路 ８，８’ 加熱炉 １０ 燃焼炉 １１ 循環ブロア（大気圧・加熱ガス用） １２，１２’，１７，１７’ 大気圧・加熱ガスサプラ
イ管 １３，１３’，１８，１８’ 大気圧・加熱ガスリター
ン管 １５ 圧力室 １６ 循環ブロア（加圧・雰囲気ガス用） ２１ ガス取り入れ管 ２２ 冷却水槽 ２３ 加圧室

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧加熱処理すべき長尺体を水平に走行
   させる長尺体走行管と，前記長尺体走行管内に加圧・雰
   囲気ガスを送り込み循環させる加圧・雰囲気ガス循環系
   と，前記長尺体走行管内で前記加圧・雰囲気ガスが長尺
   体を下から吹き上げ浮遊させるように加圧・雰囲気ガス
   を案内する加圧・雰囲気ガス案内手段と，前記長尺体走
   行管に対して内側または外側の二重管構造をなすように
   設けた加熱用管と，前記長尺体走行管内の加圧・雰囲気
   ガスに対して熱交換を行わせるために前記加熱用管内に
   大気圧・加熱ガスを送り込み循環させる大気圧・加熱ガ
   ス循環系とを備えたことを特徴とする走行長尺体の加圧
   加熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記長尺体走行管内に大気圧・加熱ガス
   の往路用および復路用の２本の加熱用管を互いに隙間を
   あけて横並びに収容し，前記２本の加熱用管の対向面を
   前記加圧・雰囲気ガス案内手段として利用したことを特
   徴とする請求項１記載の走行長尺体の加圧加熱処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記長尺体走行管と前記加熱用管とを前
   記長尺体走行管が内側となる同心の二重管構造としたこ
   とを特徴とする請求項１記載の走行長尺体の加圧加熱処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記大気圧・加熱ガスの一部を加圧・雰
   囲気ガス循環系に取り込むようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の走行長尺体の加圧加熱処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の加圧加熱処理装置を用い
   て走行長尺体の加圧加熱処理を行う走行長尺体の加圧加
   熱処理方法であって，大気圧・加熱ガス循環系の加熱源
   としてガス燃焼炉を用い，このガス燃焼炉において燃料
   ガスを空気比１未満で燃焼させることを特徴とする走行
   長尺体の加圧加熱処理方法。