JPS5884A - U型間接通電加熱炉 - Google Patents

U型間接通電加熱炉

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JPS5884A
JPS5884A JP9914281A JP9914281A JPS5884A JP S5884 A JPS5884 A JP S5884A JP 9914281 A JP9914281 A JP 9914281A JP 9914281 A JP9914281 A JP 9914281A JP S5884 A JPS5884 A JP S5884A
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heat pipe
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heat pipes
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中村 義彦
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、先端部を連結したU型間接通電加熱炉に関
する。
lのヒートパイプの両端部に設けられた電極に電源端子
を接続させて超耐熱鋼よりなる・《イブを120 o@
cの高温に加熱する場合、長さ3Mに対して先端部にお
いて約40〜50画の割合で熱膨張することが判明した
。このように熱膨張によってヒートパイプの長さが変化
した場合、先端部に接続される端子もそれに応じて伸縮
性のものが要求される。又、端子の重量のためにヒート
パイプの先端部が曲りやすくなる傾向があると共に1特
に材料の排出側において端子から放熱による熱損失が著
しい。しかも比較的遠距離にある2個の端子に1台のト
ランスの電源を接続する場合、配線が煩雑になる等の欠
点がある。
この発明は、上述の欠陥を除去するもので、その目的と
するところは、内部を材料が通過し得る金属製の複数の
ヒートパイプを相互に離間した位置に平行配置し、該ヒ
ートパイプの材料供給側の各端部に電源用接続端子を設
けると共に材料排出側で上記ヒートパイプの先端部を金
属板よシなる連結板にて連結し、前記各端子に接続され
た低電圧、高電流の電源によりヒートパイプを発熱させ
ることKより、1対の電源接続端子を材料供給側にのみ
位置させ、以ってヒートノ<イブの先端の放熱、曲がり
、等をなくすと共に、°電源の配線を簡略化できると共
に、1個のトランスにて2個のヒートパイプを効率よく
加熱し得る等のU型間接通電加熱炉を提供することであ
る。
更に、本発明の他の目的は、特に先端部に於て肉厚とし
た偏肉性ヒートパイプを用いることによシヒートパイプ
の本来有する加熱能力をフルに活用でき、従って、ヒー
トパイプの管長さを可能な限り短くし得るU型間接通電
加熱炉を提供することである。
以下、この発明を添付図面に示す実施例図に従って説明
する。
(1)は例えばニッケルとクロム合金よりなる超耐熱鋼
のような耐酸、耐熱、耐摩耗性を有する金属よりなる長
尺の均一の肉厚を有するヒートノくイブで、この複数の
ヒートパイプill II)は若干離間した位置に平行
に配置される。ヒートパイプ+t+ +tfは供給され
る材料によって、その断面が円形又は正方形のものが使
用される。各ヒートパイプは)はiの材料供給口+z+
 t2’rの端部に電源用接続端子+a+ ta”+が
溶着され、更に、ヒートパイプ+t+ +r5の材料排
出口+4+ +aSの近辺に超耐熱鋼板よシなる連結板
(5)が溶清さへこの連結板(5)を介xして各ヒート
パイプ+t+ n5がU字状に電気的に通じるように配
慮されている。連結板(5)はパイプの断面積より小さ
い断面積を有するものが使用される。各ヒートパイプn
+ +Sには温度自動調整用のセンサー(6)が装着さ
れる。供給される被加熱材料に応じて、最適温度がセン
サー(6)によって自動的に選ばれる。
上記のヒートパイプill litは外函(7)内に充
填されたセラミックファイバのような耐火断熱層(8)
内で放熱を防止し保温される。電源(9)は例えば22
0vの交流電圧をlV〜3v程度の低電圧に変換する変
圧器tlGと、該変圧器tl(Iの2次側出力を整流す
る整流回路11とからなシ、整流回路の正端子(xg−
)を前記電源用接続正端子(3)に、負端子(12b)
を前記電源用接続負端子(3fにそれぞれ接続すること
によ千アンペアの交流電力をヒートパイプill il
lに供給すするように構成しである。
また前記変圧器illの1次側にはサイリスタ(131
3を正逆に挿入してあり、前記自動温度調整用センサー
(6)より送られる検出信号に応じて制御回路(至)に
てサイリスタf13 +13のゲート信号を発生し7、
サイリスタの導通角を変化させてヒートパイプ・11 
Illへの供給電力を調整し、該ヒートパイプfil 
Illの発熱温度を適当に制御するようにしである。
上記構成によりヒートパイプill 111はそれが持
つ電気抵抗と客流電源(9)から供給される高電流とに
よってジュール熱を発生し、パイプ温度を材料0番の加
熱所要温度まで上昇されることが出来る。一定温度まで
ヒートパイプ+t+ +tjが加熱されると、その後は
センサー(6)とサイリスタillの働きによって一定
温度が維持される。
被加熱材料(141は通例鍛造金属片であって、従って
ヒートパイプfil iffの内径路(2)で加熱され
る最適温度は金属の種別に応じて以下のように各別に設
定されねばならない。
アルミニウム 約3500C 真      鍮  約650°C 銅     約1000°C 鉄     約1200”c N1250°Cヒートパ
イプIll il’lの加熱時に、電源用接続端子(3
)(3)からの熱伝導によりその接続面qeが加熱によ
る通電不良を回避すべく、接続面(1sの上部に於て、
上記電源用接続端子+311菌の外周に水管Uηを配設
しである。水管(1″71の一端には給水口(旧他端に
排水口(19を設け、該水管09間に通じる冷却水によ
り上記電源用接続端子+3+ (6の加熱を防止してい
る。接続端子+a+ tmの加熱を防止するために上記
のような水冷方式に代えてファンによる風冷方式(図示
を略す)とすることも出来る。
第4図に示すように、供給口+21 +z)の後方には
、材料案内用台板圓と材料自動供給装置(社)及び材料
突き出し棒(2)が順次に設けられる。材料14)の突
き出し時にペース(至)への漏電を防止するため、材料
案内用台板■はエボナイト板の如き絶縁板(財)上に固
定されると共に、突き出し棒■はシリンダー(至)によ
り前後に往復する摺動体重の上部に絶縁体罰を介して把
持されている。
材料の自動供給装置(2)によシ順次に送られる材料は
併置した突き出し棒により交互に案内用台板■に案内さ
れ各ヒートパイプ+1115の供給口+2+ tzlに
供給される。ヒートパイプに供給された材料Iは突き出
し棒@が供給口(2)・i)位置で加える押圧力を各材
料が順次に隣接材料を排出口+41 +41まで抑圧移
動せしめる。材料q4がヒートパイプ111 illの
内径路0!9を移動する過程でヒートパイプil+ +
11自体の温度を吸収し材料が所定温度に加熱される。
上記の発明では、U型間接通電加熱炉に使用するヒート
パイプill fl’lは、均一の肉厚のものを使用し
である。第6図はこのような均肉タイプのヒートパイプ
の温度曲線で、被加熱材料の供給前及び供給後のヒート
パイプ自体の温度を変化を示したものである。即ち、ヒ
ートパイプの温度が材料供給前に於て鎖線(イ)の如(
x2or;Cをヒートパイプの全長に亘って維持するが
、ここに材料を供給すると、材料(須による温度吸収に
よシ実線(ロ)の曲線のようになる。
ヒートパイプの内径路の長さは単位時間あたりに供給す
る材料の容量によシ異るが例えば全型t50柁の多数の
被加熱用鉄材を1時間で1200°Cで加熱するために
上記の均肉性のヒートパイプは2m50amの長さを必
要とする。従って、供給される材料の容量が増加すれば
、それだけ材料による吸熱も活発となるので1時間内で
1200’(:まで加熱するためには、それに応じて長
くしなければならない。
この発明は、上述のように、1対の電源接続端子を材料
供給側に近接して位置させであるため配線を簡略化し得
ると共に1個のトランスにて2個のヒートパイプを効率
よく加熱し得る。又、先端には電源接続端子等の垂下物
を不要とする構造としであるので、先端部の放熱を最小
限となし得ると共に先端部の曲シ傾向を除去することが
でき、しかも、従来の鍛造炉は特に鍛造材料の取り出し
口から多量の放熱が行われたので、炉内の熱損失が大き
く、従って、作業環境が悪化したが、本発明のU型間接
的通電加熱炉では、上記のような放熱は最小限にできる
ため、′例えば、加熱された鍛造材料を鍛造機に近接し
た取シ出゛し口に設置することができ、鍛造等に随伴す
る諸作業を効率良く運ぶことが出来、作業環境を良好に
保つことが出来る。
しかしながら、ヒートパイプの全長が長くなれば加熱炉
とし以下のような欠陥がある。
即ち、■加熱炉を構成する高価なヒートパイプ、断熱材
、外函等の材料費が高騰する。■設置面積を大きく占め
る。の加熱処理中、内径路中での材料の滞留時間が長く
なり材料の酸化がそれだけ激しくなる。■加熱処理中に
放熱面積が犬きくなシ熱効率が悪くなる。■処理後に内
径路中の残留材料の取り出しが困難になる。
従って、上記のような欠点を除去するために、ヒートパ
イプは出来る限り短尺とすることが要請される。以下の
発明はこの要請に応えるものである。内部(5a)を材
料が通過し得る金属製の複数の長尺ヒートパイプ(la
Xlb)を相互に離間、した位置に平行配置し、該ヒー
トパイプの材料供給口(2!L) (!b)側の各端部
に電源用接続端子(3a)(3b)を設けると共に材料
排出口(4a)(4b)側で上記ヒートパイプ(la)
(lb)の先端部を金属板よりなる連結板(5a)にて
連結すると共に、ヒートパイプの先端部外面一定範囲に
亘シ厚肉性■を付与し、前記各電源接続用端子(3a)
(3b)に接続された低電圧高電流の電源によりヒート
パイプを発熱させるようにしたものである。
偏肉性ヒートパイプ(laXll))及び連結板(5a
)は共に超耐熱鋼のような耐酸、耐熱、耐摩耗性を有す
る金属が望ましい。偏肉性ヒートパイプ(la) (l
b)は、第7図(イ)に示すように、先端部のみ外径を
大きくしたもの、及び第7図(ロ)のように、超耐熱鋼
よりなる均肉性ヒートバイブの先端部(至)外面に適宜
形状の超耐熱鋼よりなる金属板片(至)を溶着した偏肉
ヒートパイプとしてもよい。
即ち、偏肉性ヒートパイプ(laXlb)にあっては、
先端の厚肉部(至)に於て、電気抵抗が少くなりその結
果として、偏肉性ヒートパイプ(laXlb)の内径路
の発熱量が供給口(2aK2b)から厚肉部(至)に到
る薄肉領域(日が特に発熱量が大きく、厚肉部に相当す
る内径路厚肉領域(至)の発熱量は飛躍的に小さくなる
lのセンサー(至)は材料(X4a洪給前に最高温度x
rfc位置に設置し、他のセンサー(至)は材料加熱処
理時に最高温度1200′C位置に設置される。
各センサー(至)(至)は該位置のヒートパイプの温度
を個々に検出し、そこで得られた信号に応じて各制御回
路(28aX28b)にてサイリスタ(13a)のゲー
ト信号を発生し、サイリスタの導通角を変化させて、偏
肉性ヒートパイプ(laXlb)−=の供給電力を個々
に調整し、その温度を自在に制御し得る。
材料(14a)を供給口(2a)(2b)より発熱エネ
ルギー量の大きい薄肉領域■に順次に供給した場合、材
料は薄肉領域(慢短径路中で一気に熱エネルギーを急激
に吸収し、相当の高温まで加熱される。材料(14a)
は低温域である厚肉領域(至)前に於てすでにかなりの
高温加熱されているので、上記厚肉領域(至)に於て材
料の所望の加熱温度にまで一気に加熱し得るものである
。均肉性ヒートパイプでは材料150 Kgを1時間で
uoooCに加熱するのに2M50amの長さを要する
とすれば、偏肉性ヒートパイプでは同材料を同時間内で
加熱処理するのにI M 60 amの長さで足りる。
この発明は、ヒートパイプ(laXlb)の先端部の外
面に肉厚性を付与することによシ、その電気抵抗の変化
により薄肉部の内径路の発熱量を均肉性のヒートパイプ
に比較して格段に大きくなし得るので、ごく短い内径路
中で所望の材料加熱温度まで短時間で加熱し得るもので
ある。
従って、偏肉性ヒートパイプではそれが持つ加熱能力を
フルに活用でき、従って、ヒートパイプを偏肉性とした
場合、均肉性ヒートパイプより短尺のものとでき、それ
故に加熱炉自体をコンパクト且つ安価に設計することが
出来、工場内に設置する場合にも便利である。
又、材料の加熱処理中での滞留時間が短縮され材料の酸
化を防止できると共に、加熱処理中のヒートパイプの外
面放熱面積を小さくし得るので熱損失が少くてすむ。し
かも内径路が短尺となることにより処理後の残留材料の
とり出しも容易になる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施例を示すもので、第1図は全体構
成図、第2図はU型通電加熱炉の横断面図、第3図は縦
断面図、第4図は材料の供給状態を示す側面図、第5図
は冷却装置を示す断面図、第6図は均肉性ヒートパイプ
の温度曲線である。 第7図は偏肉性ヒートパイプの斜視図、第8図は偏肉性
ヒートパイプの縦断面図、第9図は偏肉性ヒートパイプ
の温度曲線、第10図は偏肉性ヒートパイプを使用した
場合の全体構成図である。 Ill fi+−ヒートパイプ   +31 +3)−
電源接続用端子(5)一連結板 (9)−電源 15−内径路 (laXlb)  −偏肉性ヒートパイプ(3aX3b
)  −電源用接続端子 (5a)一連 給板  13G−厚 肉 性lツー金 
属 片  1慢−薄肉領斌 IMJ−厚肉領域      以上 第q邑

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 11)  内部を材料が通過し得る金属−の複数の長尺
    ヒートパイプを相互に離間した位置に平行配置し、該ヒ
    ートパイプの材料供給側の各端部に電源用接続端子を設
    けると共に材料排出側で上記ヒートパイプの先端部を金
    属板よりなる連結板にて連結し、前記各端子に接続され
    た低電圧、高電流の電源によりヒートパイプを発熱させ
    るようにしたことを特徴とするU型間接通電加熱炉。 (2)  ヒートパイプは超耐熱鋼である上記特許請求
    の範囲第1項記載のU型間接通電加熱炉。 (3)連続板は超耐熱鋼である上記特許請求の範囲第1
    項又は2項記載のU型間接通電加熱炉。 (4)  内部を材料が通過し得る金属製の複数の長尺
    ヒートパイプを相互に離間した位置に平行配置し、該ヒ
    ートペイプの材料供給側の各端部に電源用接続端子を設
    けると共に材料排出側で上記ヒートパイプの先端部を金
    属板よりなる連結板にて連結すると共にヒートパイプの
    先端部外面一定範囲に亘り偏肉性を付与し、前記各端子
    に接続された低電圧、高電流の電源によりヒーレ笥ブを
    発熱させるようにしたことを特徴とするU型間接通電加
    熱炉。 (5)  ヒートパイプは、先端部を厚肉とした偏肉性
    パイプであることを特徴とする上記第4項記載のU型間
    接通電加熱炉。 (6)  ヒートパイプは、先端部外面に適宜形状の金
    属板を溶着してなることを特徴とする上記第4項記載の
    U型間接通電加熱炉。 (7)  金属板は超耐熱鋼であることを特徴とする特
    許 熱炉。
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