JPH09241733A - 燃焼ガス循環式光輝焼鈍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線材11が通過するワークチャンバー13と、循
環チャンバー15に、バーナー17の燃焼ガスを循環させ
て、線材11を光輝焼鈍する装置において、燃焼ガス吹き
出し口21付近の圧力降下による外気吸引をなくし、酸化
変色を防止する。 【解決手段】 循環チャンバー15内のバーナー17の下流
側に、内部に空気が流通する熱交換器43を設置し、この
熱交換器43で燃焼ガスの温度を制御する。バーナー17の
燃焼ガス発生量は、循環する燃焼ガスの流量がワークチ
ャンバー13の線材入口41から空気が流入しない流量にな
るように、一定に保つ。炉内の圧力変動がないため、外
気を吸引するおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＰＧやＬＮＧ等
を燃焼させて得た高温の燃焼ガスにより、線材や条材な
どの被焼鈍材を光輝焼鈍する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２に従来の代表的な燃焼ガス循環式光
輝焼鈍装置を示す。この装置は銅線などの線材１１を光
輝焼鈍するものである。図において、１３は線材１１が
通過するワークチャンバー、１５はワークチャンバー１
３と共に燃焼ガスの循環路を構成する循環チャンバー、
１７は循環チャンバー１５の途中に設置されたバーナ
ー、１９は燃焼ガスを矢印方向に強制循環させるファン
である。

【０００３】循環チャンバー１５は、ワークチャンバー
１３の一端側に設けられた燃焼ガス吹き出し口２１と他
端側に設けられた燃焼ガス吸い込み口２３との間を連通
するものである。バーナー１７は、燃料弁２５で流量調
節された燃料ガスを、空気弁２７で流量調節された空気
と一定の比率で混合して燃焼させ、その燃焼ガスを循環
チャンバー１５内に供給するものである。ファン１９は
循環チャンバー１５内の燃焼ガス吸い込み口２３付近に
設置されている。ワークチャンバー１３の線材出口に
は、外部からの空気の流入および燃焼ガスの外部への流
出を阻止するためウォーターシール２９が設けられてい
る。

【０００４】焼鈍温度を決める燃焼ガスの温度は燃焼ガ
ス吹き出し口２１付近に設置された温度検出器３１によ
り検出され、温度調節計３３で設定温度と比較される。
検出温度と設定温度に差があるときは、演算器３５が燃
料弁２５の開度調節モーター３７と空気弁２７の開度調
節モーター３９を制御して、バーナー１７の燃焼ガス発
生量（すなわち発生熱量）を制御するようになってい
る。

【０００５】この装置では、光輝焼鈍を行うため、バー
ナー１７の燃焼状態が常に不完全燃焼気味になるよう
に、フィードフォワード制御により空燃比（空気と燃料
ガスの比）の制御が行われる。空燃比の制御は、燃料弁
２５の開度に対する空気弁２７の開度を演算器３５にプ
ログラミングしておき、そのプログラムに従って行われ
る。この制御により炉内の酸素濃度を０．５％以下に保
つようにしている。なお空燃比の制御はマイクロレシオ
バルブ等を用いた機械的制御で行うことも可能である。

【０００６】ワークチャンバー１３の入口４１から入っ
た線材１１は、ワークチャンバー１３内を通過するうち
に上記のように温度制御された燃焼ガスにより加熱さ
れ、焼鈍されて、ウォーターシール２９で冷却された
後、外部に引き出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は、炉内の
温度制御をバーナー１７の燃焼ガス発生量（燃料ガスと
空気の供給量）を制御することにより行っているため、
炉内を流通する燃焼ガス量はバーナーの最高燃焼状態か
ら最低燃焼状態の間で大きく変化することになる。また
炉内は線材１１の入口４１を除いて気密状態にあるか
ら、炉内を流通する燃焼ガス量の変化は炉内圧力の変動
を生じさせることになる。すなわちバーナーが高燃焼状
態のときは炉内圧力が高く、低燃焼状態のときは炉内圧
力が低くなる。

【０００８】一方、燃焼ガスを循環させるため、燃焼ガ
スは吹き出し口２１からワークチャンバー１１内に線材
１１の走行方向に向けて斜めに吹き出すようになってい
る。このため吹き出し口２１付近にはエゼクタ効果によ
る圧力降下が発生する。この圧力降下は燃焼ガスの流速
が高くなればなるほど大きくなる。この圧力降下が大き
くなると線材入口４１から外気を吸い込もうとする力が
発生する。その結果、前述のようにバーナーが低燃焼状
態で炉内圧力が低い場合には、この吸引力の方が勝って
しまい、線材入口から外気が流入して、循環する燃焼ガ
ス中の酸素濃度が上昇し、線材の酸化変色が発生すると
いう問題がある。またこの問題は、燃焼ガスの循環速度
を高くして高速焼鈍を行おうとする場合に大きな障害と
なっている。

【０００９】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、被焼鈍材の入口から外気が流入するおそれのない燃
焼ガス循環式光輝焼鈍装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、被焼鈍材が通過するワークチャンバーと、ワ
ークチャンバーの一端側の燃焼ガス吹き出し口と他端側
の燃焼ガス吸い込み口との間を連通する循環チャンバー
と、循環チャンバーの途中に設置された、燃料ガスを空
気と混合して燃焼させるバーナーと、循環チャンバーと
ワークチャンバーで構成される循環路に燃焼ガスを強制
循環させるファン、を備えた燃焼ガス循環式光輝焼鈍装
置において、前記循環チャンバー内のバーナーの下流側
に、内部を冷却媒体が流通する熱交換器を設置し、循環
する燃焼ガスの流量をワークチャンバーの被焼鈍材入口
から空気が流入しない流量に保った状態で、前記熱交換
器で燃焼ガスの温度を制御するようにした、ことを特徴
とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１を
参照して詳細に説明する。図１において先に説明した図
２と同一部分には同一符号を付してあるので、重複する
説明は省略する。この光輝焼鈍装置の特徴は、循環チャ
ンバー１５内のバーナー１７の下流側に熱交換器４３が
設置されていることである。熱交換器４３内には冷却媒
体として送風機４５から送り込まれる空気が流通するよ
うになっている。熱交換器４３内を流通する空気の量
は、送風機４５の回転数を送風機コントローラー４７で
制御することにより調節できるようになっている。

【００１２】上記のような熱交換器４３を設置しておけ
ば、バーナー１７の燃焼量を一定に保ったままでも、吹
き出し口２１からワークチャンバー１３へ吹き出す燃焼
ガスの温度を制御することが可能となる。すなわち、温
度検出器３１で検出した燃焼ガスの温度が設定温度より
高いときは、温度調節計３３からの指令により送風機コ
ントローラー４７が送風機４５の回転数を上げ、送風量
を多くする。すると熱交換器４３による燃焼ガスからの
吸収熱量が多くなるので、燃焼ガスの温度を低下させる
ことができる。逆に温度検出器３１で検出した燃焼ガス
の温度が設定温度より低いときは、温度調節計３３から
の指令により送風機コントローラー４７が送風機４５の
回転数を下げ、送風量を少なくする。すると熱交換器４
３による燃焼ガスからの吸収熱量が少なくなるので、燃
焼ガスの温度を上昇させることができる。

【００１３】このように熱交換器４３を設置すると、バ
ーナー１７の燃焼ガス発生量で温度制御をする必要がな
いので、バーナー１７の燃焼ガス発生量は、炉内を循環
する燃焼ガスの流量（すなわち炉内圧力）が、燃焼ガス
吹き出し口２１付近で圧力降下があっても線材入口４１
から空気が流入することのない流量となるようにほぼ一
定に保っておけばよい。これにより線材入口４１から炉
内に空気が流入するおそれはなくなくなるので、光輝焼
鈍を安定して行うことができる。また空気の流入がなけ
れば、燃焼ガスの循環速度を高めて、焼鈍速度（線速）
をアップすることも可能である。

【００１４】なお図１では熱交換器４３を通過した空気
はそのまま大気中に放出されるようになっているが、こ
の空気は加熱されているので、ウォーターシール２９か
ら出た線材１１の水切り乾燥に使用することもできる
し、またバーナー１７へ供給する空気として使用するこ
とも可能である。

【００１５】以上は本発明の一実施形態であり、本発明
はこれに限定されるものではない。例えば熱交換器４３
内に流通させる冷却媒体としては液体例えば水を使用す
ることもできる。また被焼鈍材は線材でなく条材などで
あってもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、焼
鈍温度を決める燃焼ガスの温度を循環チャンバー内に設
置した熱交換器で制御するようにしたので、バーナーの
燃焼ガス発生量をほぼ一定に保ったままで炉内の温度制
御を行うことが可能となる。このため炉内圧力を常に被
焼鈍材入口から外気を吸引しない圧力に保つことが可能
となり、外気吸引に影響されない温度制御を実現でき
る。その結果、被焼鈍材の酸化変色が発生することのな
い安定した光輝焼鈍を行うことができる。また燃焼ガス
の循環速度を高くすることも可能であるので、焼鈍速度
を向上させ、生産性の向上を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る燃焼ガス循環式光輝焼鈍装置の
一実施形態を示す断面図。

【図２】 従来の燃焼ガス循環式光輝焼鈍装置の一例を
示す断面図。

【符号の説明】

１１：線材（被焼鈍材） １３：ワークチャンバー １５：循環チャンバー １７：バーナー １９：ファン ２１：燃焼ガス吹き出し口 ２３：燃焼ガス吸い込み口 ２５：燃料弁 ２７：空気弁 ２９：ウォーターシール ３１：温度検出器 ４３：送風機 ４７：送風機コントローラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被焼鈍材が通過するワークチャンバーと、 ワークチャンバーの一端側の燃焼ガス吹き出し口と他端
   側の燃焼ガス吸い込み口との間を連通する循環チャンバ
   ーと、 循環チャンバーの途中に設置された、燃料ガスを空気と
   混合して燃焼させるバーナーと、 循環チャンバーとワークチャンバーで構成される循環路
   に燃焼ガスを強制循環させるファン、 を備えた燃焼ガス循環式光輝焼鈍装置において、 前記循環チャンバー内のバーナーの下流側に、内部を冷
   却媒体が流通する熱交換器を設置し、循環する燃焼ガス
   の流量をワークチャンバーの被焼鈍材入口から空気が流
   入しない流量に保った状態で、前記熱交換器で燃焼ガス
   の温度を制御するようにした、 ことを特徴とする燃焼ガス循環式光輝焼鈍装置。