JPH01150705A

JPH01150705A - ラジアントチューブの密閉支持構造

Info

Publication number: JPH01150705A
Application number: JP30836887A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kanefuji; 金藤　紘一郎
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-13
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2737129B2

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】本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。

（産業上の利用分野）　この発明は炉内の加熱用熱源と
してのラジアントチューブが、その一方及び他方の端部
が炉体の一方の側壁に設けられた二つの貫通孔から夫々
炉体外に突出する状態で炉体に取付けである熱処理炉に
関し、詳しくは、上記炉体に対してラジアントチューブ
を支持する支持構造に関するものである。

（従来の技術）　この種の熱処理炉においては上記貫通
孔の内径がラジアントチューブの外形よりやや大きく形
成されている。しかしその貫通孔とラン１アントチユー
ブの端部との間にできるすき間は、炉内の雰囲気ガスを
適正に保持する為に密閉する必要がある。そこで従来よ
り、上記すき間を密閉した状態でラジアントチューブの
端部を支持する手段が種々構じら°れている。しかしい
ずれの手段も、上記端部の軸線と直角な方向にはラジア
ントチューブの端部を拘束する力が大きく、ラジアント
チューブの熱膨張によって端部相互の間隔が広がったり
した場合にはラジアントチューブにその許・容応力を超
える大きな応力が加わって、その永久変形や破壊を起こ
す問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点）　この発明は上記従
来の問題点を除き、ラジアントチューブの端部相互の間
隔の広がりにより炉体に対する端部の軸線とは直角な方
向の変位が生じても、その変位を吸収できて、ラジアン
トチューブの永久変形や破壊の発生を防止できるように
したラジアントチューブの密閉支持構造を提供しようと
するものである。

本願発明の構成は次の通りである。

（問題点を解決する為の手段）　本願発明は前記請求の
範囲記載の通りの手段を講じたものであってその作用は
次の通りである。

（作用）　ラジアントチューブが加熱されると、その熱
膨張によって一方と他方の端部相互の間隔が広がる。こ
の間隔の広がりによる炉体に対するラジアントチューブ
端部の変位即ち、該端部の軸線方向と直角な方向の変位
は、支持部材における軸線直角方向撓み部材によって吸
収される。

（実施例）以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図において、１は熱処理炉で、図面ではその一
部分の断面を示す。該熱処理炉１において、２は中空の
炉体を示し、その内部は熱処理空間３となっている。ま
た炉体２は第２図に示されるように・炉殻金物４に断熱
材５を内張すして構成しである。７，８は炉体２におけ
る一方の側壁に穿、１′ヨしたラジアントチューブ挿通
用の貫通孔を示し、夫々ラジアントチューブにおける端
部の外径よりも大きい内径に形成しである。

次に１０はラジアントチューブを示す。該ラジアントチ
ューブ１０は一例としてＵ字状に形成されているが、第
６図に示されるようにＷ字状に形成されたものであって
もよい。またこのラジアントチューブとしては、５ＣＨ
２２等のクロムやニッケルを主成分とする耐熱鋳鋼や、
ＭＯＲＥ二２　（商品名）等の超耐熱合金や、セラミッ
クス（炭化珪素系が多い）等で夫々製造されたものがあ
る。該ラジアントチューブ１０において、１１は中間部
で、加熱源部とも称され、熱処理空間３内に位置させで
ある。１２．１３は夫々一方の端部及び他方の端部で、
夫々上記貫通孔７．８を貫通して各先端部を炉体外に突
出させである。尚これらの端部１２．１３は夫々バーナ
側端部、排気側端部とも呼ばれている。

次に１５は上記端部１２に取付けたバーナで、例えばノ
ズルミックスガスバーナが用いられる。１６は燃料（ガ
ス）受入口、１７は燃焼空気受入口である。

一方、１８は上記端部１３に取付けた排気管を示す。

尚端部１３の内部には燃焼空気を予熱する為のレキュペ
レータ１９が挿入される場合もある。

次に２１．２２はラジアントチューブ１０の端部１２．
１３において貫通孔７，８から炉体外に突出した部分を
支えるようにした支持部材で、いずれも環状に形成され
ており、各々の一端２１ａ、２２ａは炉体２における上
記貫通孔７．８の孔縁に、他端２１ｂ。

２２ｂはラジアントチューブ１０の各端部１２．１３の
周囲に夫々気密的に止着しである。

上記構成のものにあっては、バーナ１５に供給された燃
料ガスが燃焼空気によって燃焼され、バーナ１５はラジ
アントチューブ１０内に向は火炎を発する。燃焼により
生じた高温の燃焼ガスは加熱源部１１の内部を通る過程
で該加熱源部１１を高温に加熱する。その結果加熱源部
１１は熱処理空間３内の熱処理物を、直接に、あるいは
空間３内に充満されている雰囲気ガスを加熱することに
よりそのガスを介して間接的に加熱する。加熱源部１１
の内部を通過した燃焼ガスは排気側端部１３から排気管
１８を通して排出される。向上記の場合、バーナ１５へ
の燃焼空気は、レキュペレータ１９によって予熱しても
よい。

次に上記支持部材２１．２２のうち一例としてバーナ側
端部１２の支持部材２１を詳細に示す第２図において、
２４は軸線方向の撓み部材として例示する軸線方向ベロ
ーズで、筒状に形成され、ラジアントチューブの端部１
２における軸線１２ａ方向に変形し易い性質を有する。

支持部材２１における前記の一端２１ａは該ベローズ２
４の一端２４ａをもって構成されており、止着手段２５
をもって前記貫通孔７の孔縁に止着しである。即ち、２
６は止着手段□におけるマウンティングプレートを示し
、該プレート２６に上記一端２４ａが溶接手段により気
密的に止着しである。プレート２６と炉殻金物４との間
にはパツキン２７が介設され、両者間の気密を保ってい
る。２８は炉殻金物４に対するプレート２６の締結用の
ボルト、ナンドの存在を示す、尚上記マウンティングプ
レート２６は第１図に示されるように炉体２に一体に付
設したラジアントチューブ取付用の台座４ａに取付けて
もよい。次に３０は軸線と直角な方向の撓み部材として
例示する軸線直角方向ベローズで、円盤状に形成され、
かつラジアントチューブ１０の端部１２における軸線方
向１２ａの変形容易性に比べ軸線と直角な方向の変形容
易性が大きいく軸線方向のばね定数〉軸線と直角な方向
のばね定数）性質を有する。該ベローズ３０の一端（外
周端）３０ａと上記ベローズ２４の他端２４ｂとは溶接
手段により気密的に接続しである。支持部材２１におけ
る前記の他端２１ｂは該ベローズ３０の他端（内周端）
３０ｂをもって構成されており、ラジアントチューブ１
０の端部１２の周囲に気密的に止着しである。その止着
は、ラジアントチューブ１０が金属製の場合は溶接又は
接着剤により行ない、ラジアントチューブ１０がセラミ
ックス製の場合は接着剤により行なうと良い、尚３１は
端部１２の先端に圧着（又は接着）手段により止着した
バーナ取付フランジを示す。

次に上記構成の支持部材２１の作用を説明する。

前記第１図において、ラジアントチューブ１０における
排気側端部１３が支持部材２２によって炉体２に固く取
付けであると、前記の如く加熱源部１１が高温化した場
合、その熱膨張によってバーナ側端部１２はその軸線１
２ａ方向に変位すると共に、軸線１２ａと直角な方向（
排気側端部１３から離れる方向）にも変位する。しかし
上記軸線方向の変位はベローズ２４の変形（伸長又は収
縮）によって吸収され、軸線と直角な方向の変位はベロ
ーズ３０の変形によって吸収される。従ってラジアント
チューブ１０には大きな拘束力が加わらず、その永久変
形や破壊が防止される。

上記のようにバーナ側端部１２に変位が生ずる場合、端
部外周に対するベローズ他端３０ｂの止着部に働く力は
、両者をずらす方向の力のみである（軸線と直角な方向
の変位はベローズ３０がその殆んどを吸収し、上記止着
部にはその方向の力が加わらない）。従ってそこの止着
が接着剤で行なわれていても、接着強度は一般に接着面
をずらす方向の強度が、接着面を直角にはがす方向の強
度に比べ格段に大きいから、止着の離反等の支障は生じ
難い。

上記ラジアントチューブ１０がセラミックスで形成され
ている場合、その製作精度は一般に低い０例えば１７０
φ程度で±２〜３鶴の誤差（鋳放し及び焼成肌のまま）
がある（加工や研磨等で精度を上げようとすると大巾な
コストアップにつながる）。

しかし本例では上記のようにベローズ３０を使用してい
る為、そのベローズ３０によって上記誤差を吸収できる
。従ってラジアントチューブ１０端部の外周面とベロー
ズ３０の内周端３０ｂとは密に接触した状態で接着でき
、高い接着強度が得られる。

上記第２図の構成にあっては、フランジ３１を利用して
バーナがラジアントチューブ１０のバーナ側端部１２に
直接に取付けられる。従ってその取付時にバーナの中心
軸が端部１２の軸線１２ａと一致する状態に取付けてお
けば、使用中に両者間に変位が生ずることはない、この
ことはラジアントチューブの偏熱を防止する上に効果が
大きい。

向上記第２図の構成の支持部材は、排気側端部１３にお
いて用いても、あるいはバーナ側と排気側の両端部１２
．１３において用いてもよい。

次に第３図は排気側端部における支持部材２２の一構成
例を示すものである。図において、３３は基体を成す筒
体である。支持部材２２における前記の一端２２ａは該
筒体３３の一端３３ａをもって構成してあり、前記止着
手段２５と均等構成の止着手段３５をもって貫通孔８の
孔縁に止着しである。尚３６はマウンティングプレート
、３７はパツキン、３８は締結部材の存在を示す。４０
は端部１３の軸線１３ａと直角な方向の撓み部材として
例示する軸線直角方向撓み管で、ラジアントチ・ユーズ
１０の端部１３における軸線方向１３ａの変形容易性に
比べ軸線と直角な方向の変形容易性が大きい性質を有す
る。該撓み管４０の一端４０ａと筒体３３の他端３３ｂ
とは連結手段４１でもって連結しである。即ち、上記他
端３３ｂにはリング状のチューブ固定金物４２が溶接に
よって止着され、上記一端４０ａにはリング状のチュー
ブ排気端フランジ４３が止着され、両者４２．４３は相
互間にパツキン４４を介在させて重合状に結合させであ
る。尚４５は締結部材の存在を示す。支持部材２２にお
ける前記の他端２２ｂは上記撓み管４０の他端４０ｂを
もって構成されており、端部１３の周囲に前記ベローズ
３０の他端３０ｂの場合と同様に止着しである。

尚４６は前記排気管の取付用フランジを示す。

上記構成の支持部材２２にあっては、端部１３が炉体２
に対し軸線１３ａと直角な方向に変位した場合、その変
位を撓み管４０で吸収でき、ラジアントチューブ１０に
大きな拘束力が及ぶことを防止できる。

尚上記第３図の構成の支持部材は、バーナ側端部１２に
おいて用いても良い。

次に第４図は第２図における軸線方向ベローズ２４の他
端２４ｂと軸線直角方向ベローズ３０の一端３０ａとの
接続構造の異なる例を示すもので、各端２４ｂ、３０ａ
を夫々個別に中間フランジ４８に連結した例を示すもの
である。このような接続構造によれば、各ベローズ２４
．３０が夫々薄く形成されていても、両者を的確に接続
できる。尚４９はタイボルトの存在を示す。

次に第５図は軸線直角方向撓み部材の異なる構成例を示
すもので、該部材は、夫々薄板材でもって形成されてい
る複数の環状要素５０．ａ　＋’　５０　ｂ　、　５０
０・・・を、溶接手段でもって図示される如く順々に接
続して構成されている。

（発明の効果）　以上のように本発明にあっては、炉体
２における貫通孔７．８をラジアントチューブ１０の端
部１２．１３の外径より大きく形成して、ラジアントチ
ューブ１０の端部１２．１３がその軸線方向と直角な方
向へ変位できるようにしたものであっても、支持部材２
１．２２により炉体２に対しラジアントチューブ１０を
機械的に支持できて、炉内の熱処理空間におけるラジア
ントチューブの中間部の適正位置を保持できる効果があ
る。

しかもその状態においては炉内の熱処理空間を上記支持
部材２１．２２により密閉できて、熱処理空間における
雰囲気ガスを適正に保持できる効果もある。

しかも上記の如く炉内を密閉する状態でラジアントチュ
ーブ１０を支持するものでも、ラジアントチューブが加
熱されその熱膨張によって両端部１２゜１３の間隔が広
がった場合、その間隔の広がりによる炉体に対するラジ
アントチューブの端部１２の変位を、撓み部材３０によ
って吸収できる特長がある。

このことはラジアントチューブに対する拘束力を小さく
できることであって、ラジアントチューブの永久変形や
破壊の発生を未然に防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は熱処理炉の
一部破断部分図、第２図はバーナ側端部の支持部材の詳
細構造を示す断面図、第３図は排気側端部の支持部材の
詳細構造を示す断面図、第４図は軸線方向ベローズと軸
線直角方向ベローズの接続構造の異なる例を示す部分図
、第５図は軸線直角方向撓み部材の異なる例を示す部分
図、第６図はラジアントチューブの形状の異なる例を示
す図。２・・・炉体、７，８・・・貫通孔１，１０・・・ラジ
アントチューブ、１２．１３・・・端部、２１．２２・
・・支持部材、３０・・・軸線直角方向撓み部材。

Claims

【特許請求の範囲】

　内部が熱処理空間となっている中空の炉体の一方の側
壁には、夫々ラジアントチューブにおける端部の外径よ
りも大きい内径の二つの貫通孔を穿設し、上記熱処理空
間内には、ラジアントチューブにおける中間部を存置さ
せると共に、該ラジアントチューブにおける一方及び他
方の端部は上記各貫通孔に貫通させ、かつその端部にお
ける炉体外に突出した部分は、各々の一端を上記各貫通
孔の孔縁に夫々気密的に止着しかつ他端を上記各端部の
周囲に夫々気密的に止着した二つの支持部材でもって支
持しているラジアントチューブの密閉支持構造において
、少なくとも一方の支持部材は、上記一端と他端との間
に、ラジアントチューブの端部における軸線方向の変形
容易性に比べ軸線と直角な方向の変形容易性が大きい撓
み部材を有していることを特徴とするラジアントチュー
ブの密閉支持構造。