JPH02254208A - 加熱炉のための熱放射管システム - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱炉に使用される二重ピンまたはＷ字型の
熱放射管システム、特に金属バンドの連続式加熱炉にお
いて、バーナーにより放出される燃焼ガスと、加熱され
るべき製品との間の熱伝達を堤供するためのもので、特
に連続的に供給される金属製品バンドのための、加熱炉
に使用される熱放射管システムに改良を加えることを目
的とする。

本発明のシステムでは、バーナーは管の下部に位置し、
管の上部にある低温ベンド（曲管）の支持で低温ベンド
と高温ベンドは連結ロッド型中間部なしで互いに接続さ
れ、中間ベンドと下部管は、これらの二つのエレメント
間の接合動作で互いに接続される９ 〔発明の背景〕 一般に加熱装置では、Ｗ字型または二重ピン型をもつ放
射管が使用されることが知られている。

これらの管はバーナーから放出される燃焼ガスと加熱さ
れるべき製品特に連続的に供給される金属バンドとの間
の熱伝達を提供している。

熱伝達は放射管システムと加熱されるべき製品との間の
放射および放射管内部の対流／放射によりなされる。放
射管システム出口における燃焼ガスは１０００℃近い温
度をもち、一方放射管の温度は部分的には１０５０℃に
もなるが、平均９５０℃である。

［発明の構成］ 本発明者は、熱膨張による変形およびこれらの膨張に伴
う歪みのネットワークについて徹底的研究を行なった。

この歪みは、管の加熱が始まるときおよび運転が安定状
態にあるかまたは不安定時の操業中に現われる。

この研究の目的は、温度の関数として強く変動する、放
射管システムを形成する材料中の歪みの分布を最適にす
るための手段を、クリープ強さを考慮しながら、見つけ
出すことであった。

本発明は、上記の研究の結果を考慮して改良された放射
管システムに関するものである。

したがって本発明は、加熱炉特にバーナーから放出され
た燃焼ガスと加熱されるべき製品との間の熱伝達を提供
し、連続的に供給された金属バンドのための加熱炉に使
用される二重ピンまたはＷ字型の熱放射管システムに関
するもので、これはバーナーが上記管の下部に位置し、
管上部にある低温ベンドの支持デバイスが簡単な支持体
の形で作られ、低温ベンドと高温ベンドが、接続ロンド
型の中間部なしに互いに接続され、中間ベンドと基部管
が、これら二つのエレメント間の据付運動で互いに接続
される。

本発明の特徴は、低温ベンドを支持する簡単な支持体が
腕木の形で作られ、放射管が加熱される前にその上に支
持された低温ベンド自体がもち上がり、加熱が始まると
直に支持体を離れることである。

本発明のもう一つの特徴は、低温ベンドと高温ベンドが
、それぞれのベンドと一体となるようにＵ造されたコー
ナー金具を介して接続されていることである。これらの
コーナー金具は止めピンまたは同種の方法で互いに接続
されている。

本発明によれば、中間ベンドとバーナー側の下部管との
間の接続方法は、この中間ベンドと複合的にＵ造された
ラグが形成され、それに下部管上に支持されるあぶみ型
部を溶接する。中間の遊びがあぶみと下部管との間に作
られ、放射管の歪みの分布はこの中間遊びの値の関数で
ある。中間ベンドに発生した作用力は、最も低温の下部
管の管により確実に取られる。

本発明の他の特徴および利点は２本発明の態様をなんら
制限せずに説明する図面に関しての以下の記述から一層
明らかになる。

図面により、バンド特に金属バンド１２．１２′が加熱
炉内を連続的に移動し、熱処理されることが理解される
。

加熱は放射管によりなされ、そのシステムは一般には１
０のように設計され、放射管は既知のＷ字型または二重
ピン型である。ヒーター１４は炉壁の外側に配置され、
このバーナーから放出された燃焼ガスが人傑中に排出さ
れる前に、放射管システム１ｏを通って流れ、放射管は
、バーナー１４により放出される燃焼ガスと加熱される
べき製品１２．１２′との間の熱伝達を提供する。

本発明によれば、バーナー１４は、放射管システムの下
部に位置し、すなわち高温管を形成する下部管１６の末
端に位置する。？ｙ１温管１６から伸びるベンド１８は
システム１０の高温ベンドを形成する。以下ベンド２０
は中間ベンドと呼び、上部ベンド２２は低温ベンドと呼
ぶ。上部管２４に続く前記ベンドは放射管システム１０
の低温管を形成する。

システム１０の上部に低温ベンドが支持体で支持され、
その機能は簡単なベアリングベースから成る。

この態様で、この簡単なベアリングベースは腕木２８の
形で作られ、その上に適当な方法で、低温ベンド２２に
強固に接続されたベアリングプレート２６を支持する。

バーナー１４により、放射管システム１０の加熱を始め
るとき、低温管２４およびペンド２２自体がもち上がり
、プレートと腕木２８でできたベアリングベースは管シ
ステム１０中の歪み分布になんらの役割もしなくなる。

それ故１本発明によるベアリングベースの設計は、垂直
または水平方向の膨張になんら制限されない。

ベアリングベースと関連した低温ベンドが、最大の歪み
が受は入れられる低温ベンド２２であることが理解され
る。

第３図には、管の長さの関数として管システム１０の温
度変動が示され、横軸にそれぞれのベンド１８．２０．
２２の位置がプロットされている。

第４図では、許容されるクリープ強さの変動を、管シス
テム１ｏの湿度の関数として示す、この曲線は、低温ベ
ンドの領域で許容される歪みが、高温ベンド中で許容さ
れる歪みより遥かに大きいことを明確にしている。これ
が歪みのネットワークを適切に処理する基本となる。

本発明によれば、高温ベンド１８と低温ベンド２２との
間の接続システムが提供され、その接続システムに、い
かなる中間部分（接続ロンド）も含まない事実が重要な
特徴となる。

第１．５．６図に示されているように、ベンド１８には
、この高温ベンド１８と一体に鋳造されたコーナー金具
３２が取り付けられる。同様に。

低温ベンド２２にはこの低温ベンド２２と一体に鋳造さ
れた同種のコーナー金具３０が取り付けられる。こうし
てコーナー金具３０．３２はベンドを鋳造すると同時に
作られそれぞれ一体となる。

溶接では歪みが集中し、操業中に最大歪みを生じるとこ
ろには微細なりラックのリスクを発生するので、コーナ
ー金具がベンドに溶接されねばならないなんらの理由も
ない。

第５，６図に見られるように、コーナー金具３０．３２
は接合部で接続され、その形は３４で見られるように、
ピン、キイ等でも良い。

加熱スタート時、炉の安定操業時、過渡期、（放射管シ
ステムの力の変動時）に、高温ベンド１８と低温ベンド
２２の相互運動を許容するようにクリアランスが設計さ
れる。このように本発明によるデバイスでは、なんら余
分の歪みを発生しない。

本発明による改良された放射管システムには。

中間ベンド２０とヒーター１４側の高温の下部ベンド１
６との間の接続も含まれる。

第１図に示され、−層詳細には第７．８図に示されるこ
のシステムでは、システム１０の歪み分布を最適にする
ことが重要である。

図に見られるように、この接続システムでは、中間ベン
ド２０と一体に鋳造された（コーナー金具３０．３２に
関する上記の理由から、ベンド２０と接合部３６の間で
はいかなる溶接も禁止される）ラグ形部とどんな歪みも
サポートしないラグ３６に溶接して取り付けられたあぶ
み部３８を含む。

あぶみ部３８と高温の下部管１６間の中間の遊び”ｊ　
＋＋を制御した後で、ラグ３６とあぶみ部３８が溶接で
接続される。

放射管システム１０の歪み分布はこの中間の遊びの値に
左右される。事実炉の加熱が始まるとき、中間ベンド２
ｏは、低温状態で形成された中間の遊びＩＩ　ｊ”に相
当する範囲で、下部管１６に近付くように動くがその移
動は限定される。この状況は歪みの分布図特に各中間の
遊びに一致する。

あぶみ部３８と高温の下部管１６間の接合は溶接でない
理由が、高温の下部管１６はバーナー１４の操業の間、
高温変化にさらされることが基本になっていることから
理解される。中間ベンド２０により発生された作用力（
移動の制限）が、最も低温の部分、すなわち−層よく抵
抗する部分（バーナー側）にある高温の下部管１６によ
り引き受けられる。

本発明によれば、下部管１６と上部管２４の炉金属ケー
シングへの接続は、適当な方法、特にどんな通常の技術
ででも取り付けられるが、放射管システム１０の一部に
膨張ベローを使用することは、ｖ：４準装備の場合と同
様に、利益よりも一層の不利をもたらすので、このよう
な条件下では、本発明には膨張ベローを使用せずに、下
部管および上部管と炉金属ケーシングとの接続をするよ
う注意すべきである。

明らかに本発明は、ここに示した態様には限定されず、
いかなる変化も包含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による改良された放射管系をもつ連続
バンド熱処理炉の部分側面図、第２図は第１図の縦断面
図、第３図は、管長にわたる放射熱曲線図、第４図は、
温度の関数として放射管の変形を起こす歪みであるクリ
ープ強さの変動を示す曲線図、第５図は、本発明による
放射管の高温ベンドと低温ベンドの間の結合の詳細を示
す部分拡大図、第６図は、第５図の高温ベンドと低温ベ
ンドの間の接続の詳細を示す縦断面図、第７図は。 放射管システムの中間ベンドと下部高温ベンドの結合を
示す拡大図、第８図は第７図の縦断面図である。 １０・・・放射管システム。 １２．１２′・・・バンド、 １４・・・ヒーター、バーナー １６・・・高温管、下部管、　　１８・・・高温ベンド
。 ２０・・・中間ベンド、　２２・・・低温ベンド。 ２４・・・上部管、　２６・・・ベアリングプレー１−
１２８・・・腕木、　　３０．３２・・・コーナー金具
、３４・・・ピン、キイ、　　３６・・・ラグ。 ３８・・・あぶみ部。 一一、Ｊ 一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）加熱炉に使用された二重ピンまたはＷ字型の熱放射
   管システム、特に連続的に供給された金属バンドを加熱
   する炉中で、バーナーから放出された燃焼ガスと、加熱
   される製品との間に熱伝達を行うシステムにおいて、バ
   ーナーが熱放射管の低部に位置し、管の上部にある、低
   温ベンドを支持するデバイスが、簡単なベアリングベー
   スの形で作られ、低温ベンドと高温ベンドが、中間溶接
   部なしで互いに接続され、中間ベンドと下部管が、これ
   ら相互の間に調節できる遊びを有するように、互いに接
   続されることを特徴とする加熱炉のための熱放射管シス
   テム。 ２）前記低温ベンドを支持する簡単なベアリングベース
   が、低温ベンドを支持する腕木の形で作られ、放射管の
   加熱に先立って低温ベンド自体がもち上がり、加熱が始
   まると直ちにこの支持体を離れることからなる請求項１
   に記載の熱放射管システム。 ３）前記低温ベンドと高温ベンドが、それぞれのベンド
   と一体に鋳造されたコーナー金具を介して接続され、こ
   れらのコーナー金具が互いに止めピンで接続される請求
   項１に記載の熱放射管システム。 ４）前記中間ベンドとバーナー側の下部管との間の接続
   手段が、中間ベンドと一体に鋳造されたラグから成り、
   下部管上に支持されるようにあぶみ部がラグに溶接され
   、前記あぶみ部と下部管との間に遊びが作られ、放射管
   の歪みの分布がこの遊びの値の関数であり、中間ベンド
   に発生した作用力が、最も低温の部分にある下部管によ
   り確実に引受けられる請求項１に記載の熱放射管システ
   ム。