JPH0853715A - マッフル炉の伸縮継手のシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マッフル本体の交換作業を容易にし、時間の
短縮を図り、フランジの熱影響による変形や劣化を防止
し、雰囲気ガスシールの信頼性を向上させる。 【構成】 金属帯２１は、アップヒート方式によって、
加熱炉２２から除冷室２３側に通板される。マッフル本
体２５と伸縮継手２４との接続は、上端フランジ２６と
下端フランジ２７との間にパッキン３５を介在させて、
ボルト３３とナット３４との締結によって行う。パッキ
ン３５がマッフル本体２５を加熱する熱で劣化しないよ
うに、水冷ジャケット３２によって周方向の内方側寄り
で冷却している。パッキン３５を用いるので、ボルト３
３とナット３４とによる締付けであっても、上端フラン
ジ２６と下端フランジ２７との間での気密封止を確実に
行うことができ、金属帯２１の熱処理を安定に継続して
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯を雰囲気熱処理
するために用いられるマッフル炉の伸縮継手のシール構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、金属帯を連続的に通板しなが
ら焼鈍などの熱処理を行うため、横型や縦型の熱処理炉
が使用されている。金属帯としてステンレス鋼帯を光輝
熱処理する場合は、図６に示すようなアップヒート方式
の縦型マッフル炉が好ましい特性を備えており、多く使
用されている。このような縦型の光輝焼鈍用マッフル炉
の構成は、たとえば特開平５−２９５４５２号公報など
に開示されている。この先行技術では、ステンレス鋼帯
などの金属帯１が、入側のデフレクタロール２から鉛直
方向に上昇し、一対のデフレクタロール３，４をへて鉛
直方向に出側のデフレクタロール５まで下降する。鉛直
上方に上昇する金属帯１を外囲して、下から上へ、加熱
炉６、除冷室７および冷却室８が配置される。加熱炉６
と除冷室７との間は、伸縮継手９によって接続される。

【０００３】加熱炉６は、炉殻１０がマッフル本体１１
を外囲して、炉殻１０の内側でマッフル本体１１の外側
に形成される燃焼室１２をバーナ１３などで加熱し、マ
ッフル本体１１の内部に通板される金属帯１を間接的に
加熱する。マッフル本体１１の内側には、たとえば水素
ガスと窒素ガスとの混合ガスなどの雰囲気ガスが供給さ
れる。この雰囲気ガスは、伸縮継手９、除冷室７、冷却
室８、および出側のデフレクタロール５付近まで金属帯
１を外囲するシュート１４内に供給される。加熱炉６へ
の金属帯１の入口には入口シール１５が設けられ、シュ
ート１４からデフレクタロール５への金属帯１の出口に
は出口シール１６が設けられる。入口シール１５および
出口シール１６は、金属帯１の通板を許容しながら大気
中の酸素が雰囲気ガス中に侵入することを防止してい
る。

【０００４】図７は、図６に示すようなマッフル炉にお
ける加熱炉６と伸縮継手９との間の接続構造を示す。マ
ッフル本体１１は、炉殻１０などに設けられる図６に示
すバーナ１３などの熱源によって高温に加熱され、金属
帯１を間接加熱する。マッフル本体１１の上端には、上
端フランジ１７が装着され、伸縮継手９の下端フランジ
１８に対して、外周部が溶接されて接続されている。こ
の溶接部１９は、伸縮継手９とマッフル本体１１とを機
械的に接合するばかりでなく、内部の雰囲気ガス等と外
気とを遮断するように気密封止も行っている。マッフル
本体１１は、たとえば１１００℃以上に加熱され、上端
フランジ１７もかなり高温になるので、上端フランジ１
７と下端フランジ１８との間にガスシールド用のパッキ
ンなどを介在させることは、耐熱性の点で不可能であ
る。なおマッフル本体１１の上部には、バッフル２０が
設けられ、金属帯１の周囲を除いてマッフル本体１１の
上部を塞いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】マッフル炉において
は、マッフル本体１１が高温にさらされ、インコネルな
どの耐熱性材料を使用しても、自重によるクリープ変形
などを生じやすい。このためマッフル本体１１は、たと
えば１年に１回の割合で交換する必要がある。マッフル
本体１１を交換する場合は、マッフル本体の上端フラン
ジ１７と伸縮継手９の下端フランジ１８との溶接部１９
を溶断することが不可欠である。しかしながら、その溶
断や溶接時の熱影響によって、マッフル本体１１の上端
フランジ１７と伸縮継手９の下端フランジ１８とが変形
するおそれがある。また何回もマッフル交換作業を繰返
して行って、溶接や溶断を繰返していると、その際の入
熱によってフランジ材質の劣化も進行し、いずれも使用
不可となることも考えられる。仮に溶接が可能であって
も、フランジの材質が劣化していると、溶接部１９によ
るガスシールの信頼性が低下し、マッフル炉の操業中に
ガス漏れを生じる可能性もある。また溶接や溶断には長
い作業時間が必要であり、マッフル本体１１の交換の際
の作業時間が長くなってしまう。

【０００６】本発明の目的は、マッフル本体の交換時に
溶接や溶断作業を行う必要がなく、フランジの変形を防
止することができ、ガスシールの信頼性を向上させるこ
とができ、マッフル交換作業時間の短縮が可能なマッフ
ル炉の伸縮継手のシール構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉛直下方から
上方へ通板される金属帯を外囲し、雰囲気熱処理するマ
ッフル本体と、冷却する冷却筒とが下から上に順次配置
され、マッフル本体の上端と冷却筒の下端との間に伸縮
継手が設けられ、マッフル本体上端のフランジと伸縮継
手下端のフランジとの間を気密封止するマッフル炉の伸
縮継手のシール構造において、マッフル本体上端のフラ
ンジと伸縮継手下端のフランジとの間に介在され、雰囲
気ガスのシールを行うパッキンと、パッキンよりも内方
側で、フランジのうちの少なくとも一方に設けられる水
冷ジャケットと、水冷ジャケットよりも外方側で、フラ
ンジ間を締結するボルトとを含むことを特徴とするマッ
フル炉の伸縮継手のシール構造である。また本発明の前
記パッキンは、耐熱性を有するひも状のゴム材料から成
り、ボルトよりも外方側に配置されることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明に従えば、マッフル本体上端のフランジ
と伸縮継手下端のフランジとの間を、ボルトの締結によ
って固定する。フランジ間にはパッキンが介在され、マ
ッフル本体内の雰囲気ガスに対するシールを行う。フラ
ンジのうちの少なくとも一方には水冷ジャケットが設け
られ、フランジを冷却するので、マッフル本体が高温に
加熱されてもフランジを冷却してその温度がパッキンの
耐熱温度以下となるように冷却することができ、雰囲気
ガスのシールを安定に行うことができる。伸縮継手とマ
ッフル本体との接続がボルト締結によって行われている
ので、溶接や溶断の必要がなく、それに伴う熱変形や劣
化を防止し、雰囲気ガスのシールの信頼性が向上し、マ
ッフル本体の交換作業時間も短縮することができる。

【０００９】また本発明に従えば、パッキンは耐熱性を
有するひも状のゴム材料から成り、ボルトよりも外方側
に配置されるので、フランジ間をボルトで軽く接合した
状態で、パッキンを巻付けるようにして容易に装着する
ことができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による伸縮継手の
シール構造を示し、図２は図１の実施例でフランジ間の
シール構造を示し、図３は図１の実施例が適用されるマ
ッフル炉の全体構成を示し、図４は本発明の他の実施例
によるシール構造を示し、図５は本発明のさらに他の実
施例によるシール構造を示す。

【００１１】図１に示すように、ステンレス鋼などの金
属帯２１は、鉛直下方から上方へ通板され、アップヒー
ト方式で光輝焼鈍される。金属帯２１を焼鈍するための
加熱炉２２と、その上方の除冷室２３との間は、伸縮継
手２４によって伸縮可能にかつ気密に接続される。伸縮
継手２４は、加熱炉２２内で金属帯２１を外囲するマッ
フル本体２５の上端に設けられる上端フランジ２６と、
伸縮継手２４の下端に設けられる下端フランジ２７との
間で接合される。マッフル本体２５の上端に設けられる
上端フランジ２６の外周部には、リブ２８で補強された
拡大フランジ２９が溶接部３０で溶接されて接合され
る。伸縮継手２４の下端フランジ２７の外周側にも、拡
大フランジ３１が接合される。拡大フランジ３１の上面
には、水冷ジャケット３２が取付けられ、拡大フランジ
３１を水で冷却することができる。水冷ジャケット３２
は、たとえばマッフル本体２５の端面よりもやや外側に
環状に設けられ、その外側の複数本のボルト３３とナッ
ト３４とによって、上下の拡大フランジ２９，３１間を
締付ける。ボルト３３よりも外方寄りには、耐熱性のあ
るシリコンゴムなどによるひも状のパッキン３５が配置
され、フランジ間の隙間から光輝焼鈍用の雰囲気ガスが
漏れないように封止する。

【００１２】図２は、フランジ間の接合部の構造を拡大
して示す。このようにボルト３３よりもパッキン３５を
外方寄りに配置すれば、ボルト３３とナット３４との締
結が多少緩い状態で、ひも状のパッキン３５を巻付けて
パッキン３５を所定位置に配置することができ、作業性
が良好である。ひも状のパッキンは、耐熱性のあるシリ
コンゴム製のものが好適に使用される。

【００１３】図３は、図１の実施例によるシール構造が
適用されるマッフル炉の全体構成を示す。縦型のやぐら
３６に、前述の加熱炉２２が取付けられる。加熱炉２２
の上方には、伸縮継手２４を介して、除冷室２３が配置
され、さらにその上方にはたとえば３つの冷却室３７
ａ，３７ｂ，３７ｃが配置される。金属帯２１は、加熱
炉２２の下方のデフレクタロール３８ａを経て上向きに
通板され、やぐら３６の上部に設けられる一対のデフレ
クタロール３８ｂ，３８ｃで下向きに方向が変えられ、
下方のデフレクタロール３８ｄまでの間をシュート３９
によって気密に封止される。マッフル本体２５は、やぐ
ら３６の途中で、マッフル台車４０によって支えられ
る。マッフル台車４０は、マッフル本体２５の交換の際
に炉殻を分解してマッフル本体２５を剥き出しにした状
態で、マッフル本体２５を吊下げて移動することができ
る。本実施例によれば、フランジ間の接合と分離とを、
ボルトの締結と取外しとによって、極めて容易に行うこ
とができる。

【００１４】図４は、本発明の他の実施例によるシール
構造を示す。本実施例において図１に示す実施例に対応
する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、マッ
フル本体側の拡大フランジ４１と伸縮継手側の拡大フラ
ンジ４２との間に２本のパッキン４３，４４を配置し、
それぞれのパッキンの位置を安定させるために、拡大フ
ランジ４１，４２には浅い溝４１ａ，４１ｂ；４２ａ，
４２ｂをそれぞれ形成していることである。なお本実施
例では、ボルト３３の頭部およびナット３４と拡大フラ
ンジ４１，４２の表面との間にはワッシャ４５，４６を
設けている。

【００１５】図５は、本発明のさらに他の実施例による
シール構造を示す。図１に示す実施例に対応する部分に
は同一の参照符を付す。注目すべきは、マッフル本体側
の拡大フランジ５１と伸縮継手側の拡大フランジ５２と
の間は、フランジ同士が直接接触して封止するようにし
ており、溝５１ａ，５２ａ間に配置されるパッキン５３
は、拡大フランジ５１，５２の接触面間から漏れた雰囲
気ガスをシールするために配置されていることである。

【００１６】以上の各実施例では、ボルト３３はパッキ
ンの内方側に設けられているけれども、パッキンよりも
外方側でもよい。ボルトがパッキンよりも外方側にあ
る、すなわちパッキンがボルトよりも内方寄りにあれ
ば、パッキンの使用量を減少させることができる。各実
施例のようにボルトよりもパッキンが外側にあれば、パ
ッキンを装着する作業を、ボルトがある程度締結された
状態で巻付けるようにして行うことができ、作業が容易
となる。

【００１７】また各実施例では、ボルト３３とナット３
４とによってフランジ間の接合を行っているけれども、
たとえば水冷ジャケット３２が取付けられる側のフラン
ジには、ボルト３３のねじ部と螺合する内ねじを形成し
ておいて、他方のフランジの表面から挿入されるボルト
３３と直接螺合させるようにして締結することもでき
る。また、水冷ジャケットは伸縮継手２４の下端フラン
ジ２７の外周側に設けているけれども、マッフル本体２
５の上端フランジ２６の外周側に設けるようにしてもよ
く、あるいは両方に設けるようにしてもよい。またマッ
フル本体２５の上端フランジ２６と、伸縮継手２４の下
端フランジ２７とのそれぞれ外周部に、拡大フランジ２
９，４１，５１および拡大フランジ３１，４２，５２を
それぞれ設けるようにしているけれども、これは従来の
溶接および溶断による組立分解方法に対応したフランジ
を元に本発明の実施を行っているためであり、拡大フラ
ンジを含めた一体のフランジとして上端フランジおよび
下端フランジを形成するようにしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フランジ
の少なくとも一方を水冷ジャケットによって冷却し、パ
ッキンを用いて雰囲気ガスのシールを行うことができる
ので、伸縮継手下端のフランジとマッフル本体上端のフ
ランジとの間の接合はボルトの締結によって行うことが
できる。フランジ間の接合をボルトによって行うので、
接続と分解とが溶接と溶断との場合に比較して極めて容
易となり、マッフル本体の交換の作業に要する時間が短
縮される。また溶接や溶断によって熱を加えることがな
いので、フランジの変形や劣化を防止し、雰囲気ガスシ
ールの信頼性を確保することができる。

【００１９】また本発明によれば、ひも状のパッキンを
巻付けることによって、フランジ間の雰囲気ガスに対す
るシールを行うことができるので、マッフル本体の交換
時などの作業時間が著しく短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシール構造を示す部分
的な断面図である。

【図２】図１のシール構造をさらに詳しく示す拡大断面
図である。

【図３】図１のシール構造が適用されるマッフル炉の全
体構成を示す簡略化した正面図である。

【図４】本発明の他の実施例の構成を示す部分的な断面
図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例の構成を示す部分的
な断面図である。

【図６】一般的なアップヒート方式のマッフル炉の構成
を示す簡略化した正面図である。

【図７】図６のマッフル炉におけるシール構造を示す部
分的な断面図である。

【符号の説明】

２１ 金属帯 ２２ 加熱炉 ２３ 除冷室 ２４ 伸縮継手 ２５ マッフル本体 ２６ 上端フランジ ２７ 下端フランジ ２９，３１，４１，４２，５１，５２ 拡大フランジ ３２ 水冷ジャケット ３３ ボルト ３５，４３，４４ パッキン ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ 冷却室 ３９ シュート ４１ａ，４１ｂ；４２ａ，４２ｂ 溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直下方から上方へ通板される金属帯を
   外囲し、雰囲気熱処理するマッフル本体と、冷却する冷
   却筒とが下から上に順次配置され、マッフル本体の上端
   と冷却筒の下端との間に伸縮継手が設けられ、マッフル
   本体上端のフランジと伸縮継手下端のフランジとの間を
   気密封止するマッフル炉の伸縮継手のシール構造におい
   て、 マッフル本体上端のフランジと伸縮継手下端のフランジ
   との間に介在され、雰囲気ガスのシールを行うパッキン
   と、 パッキンよりも内方側で、フランジのうちの少なくとも
   一方に設けられる水冷ジャケットと、 水冷ジャケットよりも外方側で、フランジ間を締結する
   ボルトとを含むことを特徴とするマッフル炉の伸縮継手
   のシール構造。
2. 【請求項２】 前記パッキンは、耐熱性を有するひも状
   のゴム材料から成り、ボルトよりも外方側に配置される
   ことを特徴とする請求項１記載のマッフル炉の伸縮継手
   のシール構造。