JPH022043B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、それぞれ外周に突出するスペーサ
を備え、少なくとも１個はセラミツクで形成さ
れ、互いに端部で連結された管部材を具備し、マ
ントル付放射伝熱管に組込まれる煙管で、上記ス
ペーサは該煙管を囲むマントル筒を支持するよう
に形成された、工業用バーナに用いられるマント
ル付放射伝熱管用の煙管に関する。

［従来の技術］ 上述の放射伝熱用煙管はすでに知られており、
該煙管は耐用年数を低下させることなしに、バー
ナの動作中、特にバーナの発停動作の際に生ずる
大きな熱荷重に関わらず円滑に動作出来る点で勝
れている。その一例は英国特許公報第716579号に
記されている。この例では、煙管の全長を貫通す
るセラミツク製の管が用いられている。この従来
発明のマントル付放射伝熱管は破損の危険性が高
く、横方向に取付けられた場合には特に危険性が
高い。その理由は、煙管を間隔を隔てて取囲む金
属鋳物製のマントル筒は、温度の影響を受けたと
き、長さの変化のみでなくある程度のたわみを生
ずるからであり、このような長さの変化及びたわ
みに対して、一体的に形成され比較的高い剛性を
有するセラミツク製煙管は耐えられないからであ
る。

セラミツク製の煙管に、ある程度の弾性を与え
る発明として英国特許公報第564523号、米国特許
公報第2478732号に開示されたのは、端部で緩く
同軸に組立てられている円柱形の管部材又は環状
リング部によつて煙管が形成されている構成であ
る。接続箇所で管部材を相互に確実に移動可能と
するために、管部材の端面に形成されたノツチと
ばねが用いられており、この場合、煙管軸に対し
て直角の面内に半径方向外側に開口する環状ギヤ
ツプが形成される。金属製のマントル筒とセラミ
ツク製の煙管の長さが種々の変化、又は、マント
ル筒に生ずるたわみにより、密接する両管部材の
間の環状ギヤツプが、一部分でも開いた状態とな
つた場合には、高熱のフレームガスの流れが煙管
の内部から外部に向けて発生し、半径方向に進ん
で金属製のマントル筒に衝突する。マントル筒の
内側と煙管の間の環状空間から流れるかなり冷た
い排気ガスに内周面を常時さらされているマント
ル筒は、上記フレームガスによる部分的過熱によ
つて大きな熱過負荷をかけられるので、直ちに破
壊するか、破壊に至らぬとしても何等かの機能低
下を生ずる。これは正常運転に対応する寿命時間
内に於ても同じである。

比較的壁の厚いセラミツク製管部材又は環状リ
ング部は、内側及び外側に種々の温度の影響を受
けて、亀裂を生じ易いことは既に知られている。
この意味で西独特許公報第1551762号の場合のよ
うに環状のリング部から成る接続箇所を多くの扇
形の部分を用いて組立てる構造は、周知であると
言つてよい。比較的小さくてすみ上述の不都合を
回避するために大きな温度勾配に対して敏感に変
化しない部品によつて組立てられ、しかも可撓性
に富むセラミツク製煙管が開発されたが、煙管全
体に必要な弾性を与えるため、個々の部品は、セ
ラミツク製の密封用セメントによつて結合され、
そのためにコスト高なものとなるという不都合、
及びセラミツク製部品が損傷すると、煙管全体を
取替えなければならないという不都合が生じた。
それは密封用セメントで結合された部品の一部が
損傷しても、該一部のみを交換することが出来な
いからである。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明が解決しようとする問題点は、簡単な構
造であつて、しかも煙管を取囲む金属製のマント
ル筒に局部的過熱が発生するものを防止できると
ともに、組立と修理が容易であり、かつ耐久性と
可撓性を有するセラミツク製煙管を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、産業上の利用分
野に記載した本発明のマントル付放射伝熱管用煙
管は次のように形成されている。すなわち、管部
材は一端にスリーブが形成され、該管部材の他端
は連結される他の管部材の他端に遊嵌され、煙管
のスリーブを用いた結合部の外側には、セラミツ
ク製のカバーリングが遊嵌され、該カバーリング
は管部材の軸方向に、該管部材の上記他端に形成
された小直径部と重なるように延び、従つてこの
結合部の該当する管部材のスリーブの少なくとも
一部分は、上記カバーリングの延出部によつて覆
われている。

管部材の接続は、該管部材を分離することなし
に、接続箇所において、両管部材が軸方向にある
程度相対的に動けるように形成されている。スリ
ーブの内壁と、嵌入された管部材との間に形成さ
れた環状ギヤツプは、煙管の軸方向に延びる間隙
を通つて煙管の外部に開口している。又前記環状
ギヤツプの外側をめぐつて嵌められたカバーリン
グは、スリーブの外周面で及びスリーブに嵌入さ
れた管部材と外周面との間にそれぞれ煙管の軸方
向に延び上記間隙を外部に導く２つの環状ギヤツ
プを形成する。従つて、遊びを有して嵌入された
管部材の接続箇所に必ず形成されたギヤツプは、
煙管内部における高熱のフレームガスの流れに対
して高い流体抵抗を呈する迷路として作用する。
上記高い流体抵抗のギヤツプを通して漏れ出るフ
レームガスはマントル筒と煙管との間の環状空間
の中に於て、煙管の軸方向にのみ流れる。即ち、
高温の上記の漏出ガスは、管部材の表面すなわ
ち、セラミツク材に沿つて通過するので、該ガス
がマントル筒や煙管に害を与えることはない。又
接続箇所では、煙管の外側から半径方向に排出さ
れるフレームガス流、すなわち金属製マントル筒
に衝突して、その部分を局部的に過熱するフレー
ムガス流の漏れは発生しない。

煙管を形成する管部材とカバーリングは、相互
間に解体不能な接続箇所を設けることなしに、嵌
入されている。従つて、破損箇所を生じても該破
損部分は、煙管全体を取替えることなく、部分的
に交換することが出来る。

管部材の接続箇所の密封作用を高めるために
は、カバーリングがそれぞれ軸方向にスリーブを
超えて突出している方が有利である。更に、好ま
しい実施例では、カバーリングは煙管に軸方向一
方向に脱落不可能に固定されていることにより、
組立が容易になり、煙管でのカバーリングの意図
しないずれが防止されるという効果を得ることが
できる。上記効果を得るためには、それぞれの管
部材のスリーブと反対側の端部に、たとえばカバ
ーリングの軸方向移動を阻止する環状の肩部が形
成されている。

バーナと煙管との接続の好ましい構造は、バー
ナに隣接する管部材の、スリーブを有する端部が
バーナとの接続に用いるセラミツク製の連結部へ
嵌入されていて、この連結部に隣接するカバーリ
ングが、前記管部材のスリーブへ遊びを有して取
付けられる構造である。上記カバーリングが、セ
ミツク製の前記連結部と煙管との密な接続を形成
するので、前記連結部と煙管との間に逆燃焼
（zurueckbrennen）を生ずることはない。バーナ
用の上記連結部と煙管はただ嵌入されているだけ
なので、バーナを分解する必要を生じたとき、煙
管をマントル筒から外すにことなしに、容易に引
き出すことが出来る。カバーリングは、外周面に
スペーサを有するので、煙管と同時に上記カバー
リングを、バーナ用の連結部に近い所で、該連結
部に対して心合せすることができる。同様にカバ
ーリングがその外周にスペーサを設けられている
ときは、煙管をマントル筒に心合せするのに好適
である。

前記スペーサを有するカバーリングは、バーナ
と反対側の端部においても煙管を心決めするた
め、煙管の端部を嵌入された、スペーサを有する
カバーリングを約180度回転した位置に配置する
ことにより、特別の心合せ機構を必要とすること
なしに、煙管の心合せを行うことができる。

通常約５mmの肉厚で形成される管部材は、重荷
重に耐えるセラミツクによつて製造される。上記
セラミツクとしては、本発明の目的を達成するに
好適なセラミツクは純粋なシリコンカーバイトで
ある。

［実施例］ 以下、図面を参照にして本発明を実施例に基づ
いて説明する。

閉塞端２を有する鋳鋼製マントル筒１の中に
は、セラミツク製の煙管３が同軸に挿入されてい
る。煙管３とマントル筒１の間に、環状空間４が
形成され、該環状空間４は燃焼ガスの排出に用い
られる。マントル筒１は、図示されない工業用バ
ーナの一部を形成している。このバーナについて
は、マントル筒１と同軸に該マントル筒１の中に
突出し円錐形部を有する連結部５のみが図示され
ている。この連結部５は煙管３と同様にセラミツ
クで形成され、煙管３に嵌入されるほぼシリンダ
状の接続部６を有している。

煙管３を形成する複数個の同一形状のセラミツ
ク製の管部材７は薄肉に形成され、該煙管３の一
方の端部８はそれぞれスリーブ８として形成さ
れ、このスリーブ８の反対側には、環状の肩部１
０を介して小直径シリンダ部９が形成されてい
る。管部材７は純粋シリコンカーバイトにより製
造され、その肉厚は通常約５mmである。しかし図
面では、小直径シリンダ部９の形状を、明確に示
すために、約0.5乃至１mmに縮小されている。

内側と外側が滑らかな壁を有する管部材７のス
リーブ８は、図から明らかな方法で、半径方向の
遊びを有して嵌入されているが、バーナに隣接し
た管部材７ａのスリーブ８側端部は、連結部５の
接続部６に嵌入されている。

管部材７間のスリーブ接続箇所のそれぞれに於
て、セラミツク製のカバーリング１１は、煙管３
の外側に遊嵌されている。カバーリング１１は、
隣接する管部材７のスリーブから突出する小直径
シリンダ部９を覆つて延び、一方の管部材７の環
状の肩部１０とこれに隣接する管部材７のスリー
ブ８端面との間で、軸方向にずれないように支持
されている。各々のカバーリング１１は、それに
組込まれたスリーブ８を軸方向に少なくとも部分
的に覆う延出部１２を有している。但し必要に応
じて参照番号１３で示すようにスリーブ８を越え
て延出する部分を付与することもできる カバーリング１１は、シリンダ状の外周面に、
等間隔をへだてて軸と平行に突出し、カバーリン
グ１１と一体的に形成され凹所と凸所を交互に有
するように形成された複数個のスペーサ１４を有
している。上記スペーサ１４は、半径方向にマン
トル筒１の内壁まで突出し、マントル筒１の内面
で煙管３を半径方向に支持し、且つ煙管３とマン
トル筒１との心合せを行う働きをする。

半径方向に延びるスペーサ１４を相互に間隔を
おいて配置したことにより、環状空間４を流れる
排気ガスに対する流体抵抗を極端に小さくするこ
とはできないが、煙管３はマントル筒１との心合
せを十分に狙わぬように強固に維持することがで
きる。

端部に用いられた管部材７の自由端に嵌められ
たスペーサ１４を有するカバーリング１１を180
度回転すると、図面から明らかなように、煙管３
は末端の管部材７を押しつつ回転し、特別の支持
部材や心合せ用部材を必要とせずに、煙管３を自
由端において完全に半径方向に支持し、かつ心合
せすることができる。又煙管３の出口端では煙管
の端部に於て拡大されている。

煙管３の他端部では、セラミツク製の接続リン
グ１５が連結部５の接続部６に外側で密接してス
リーブ８へ嵌入され、シリンダ状外周面には、等
間隔に周設されたリブ状のスペーサ１６が設けら
れている。スペーサ１６は、煙管３と連結部５を
マントル筒１の内壁に於て半径方向に支持しかつ
心合せする。

図示されているように、管部材７の接続箇所
と、バーナに隣接しかつ連結部５に近接する管部
材７ａとの接続箇所とに、環状ギヤツプのみが形
成され、該環状ギヤツプは該煙管煙管３の軸方向
の隙間を介して環状空間４に連通されている。前
記環状ギヤツプは、符号１７及び１８で示されて
いる。隣接する管部材７を接続する部材１１，８
の間には、迷路のような環状ギヤツプの形状が形
成され、この迷路のような環状ギヤツプは、煙管
の中の高熱のフレームガスが、半径方向に環状空
間４に向かつて噴出するのを阻止する。

マントル筒１がたわんだりその長さが変化する
場合、管部材７は、その接続箇所において軸方向
に比較的大きく伸長されるが、これによつても、
管部材間の密な接続乃至は煙管３の安定性は損わ
れない。スリーブ８とカバーリング１１の接続領
域に設けられた遊びによつて、煙管３は、マント
ル筒１の比較的大きいたわみに追従することが出
来るが、これによつても、対処できない応力は管
部材又はカバーリング１１に引起こされることは
先ずないものと考えられる。

煙管３を形成する個々の部品を貼着し乃至は密
封用セメントで固定することは、特別な使用の際
部品相互の固定が必要である場合を除いて、不必
要である ［効果］ この発明を用いることにより、簡単で滑らかな
壁を有する管部材を僅かにコストで製造できるこ
と、及びカバーリングに設けられたスペーサによ
つて、管部材の接続箇所に於て煙管とマントル筒
との結合を安定に行うことができるとともに、該
煙管とマントル筒の心合せを容易に行うことがで
きる等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のマントル付放射伝熱管用煙管の
要部を示す断面図である。 ３……煙管、５……連結部、７……管部材、７
ａ……管部材、８……スリーブ、９……小直径シ
リンダ部、１０……肩部、１１……カバーリン
グ、１４……スペーサ、１５……接続リング、１
６……スペーサ、１８……スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ外周から突出するスペーサを備え、
   少なくとも１個はセラミツクで形成され、互いに
   端部で連結された管部材を具備し、マントル付放
   射伝熱管に組込まれる煙管で、前記スペーサは該
   煙管を囲むマントル筒を支持するように形成され
   た、工業用バーナに用いられるマントル付放射伝
   熱管用煙管に於て、 前記管部材７，７ａは一端にスリーブ８が形成
   され、該管部材７，７ａの他端は連結される他の
   管部材の他端に遊嵌されること、煙管３のスリー
   ブ８を用いた結合部の外側には、セラミツク製の
   カバーリング１１が遊嵌され、該カバーリング１
   １は管部材７，７ａの軸方向に、該管部材の上記
   他端に形成された小直径部ａと重なるように延
   び、従つて、この結合部の該当する管部材７，７
   ａのスリーブ８の少なくとも一部分は、前記カバ
   ーリング１１の延出部分によつて覆われているこ
   と、を特徴とするマントル付放射伝熱管用煙管。 ２ 前記カバーリング１１はスリーブ８と重なる
   ように管部材の軸方向に延出していること、を特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の放射伝熱
   管用煙管。 ３ 前記カバーリング１１は煙管３に該煙管をほ
   ぼ同軸に取囲んで取付けられていること、を特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   放射伝熱管用煙管。 ４ それぞれの管部材７，７ａは、スリーブ８と
   反対側の端部に、カバーリング１１を軸方向に支
   持する環状の肩部１０を有すること、を特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の放射伝熱管用煙
   管。 ５ バーナに隣接する管部材７ａのスリーブを有
   する端部にはバーナ用のセラミツク製の連結部５
   が嵌入され、前記管部材７ａのスリーブ８にはこ
   の連結部５に取付けられた接続リング１５が遊び
   をもつて嵌入されること、を特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第４のいずれかの１に記載の放
   射伝熱管用煙管。 ６ 前記接続リング１５はその外周面上にスペー
   サ１６を有すること、を特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載の放射伝熱管用煙管。 ７ 前記カバーリング１１がその外周面上にスペ
   ーサ１４を有する、ことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第６項のいずれかの１に記載の放
   射伝熱管用煙管。 ８ 前記スペーサ１４を有するカバーリング１１
   は、180度回転した状態で、末端に配置された管
   部材７へ取付けられていること、を特徴とする特
   許請求の範囲第７項に記載の放射伝熱管用煙管。 ９ 前記管部材７，７ａは純シリコンカーバイド
   から形成されていること、を特徴とする特許請求
   の範囲第１乃至第８項のいずれかの１に記載の放
   射伝熱管用煙管。