JP3628858B2 - ラジアントチューブ支持装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理炉内に設置して輻射熱源として使用するラジアントチューブを炉内で支持するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄鋼その他の熱処理炉において、炉内で燃料を燃焼させることができない場合には、耐熱鋼管からなるラジアントチューブを炉内に設置し、炉外からバーナー等で加熱された高温ガスをラジアントチューブ内に供給することによって、炉内雰囲気を一定に保ちながら、ラジアントチューブ外周からの輻射熱により炉内を加熱することが行われている。
【0003】
ラジアントチューブには、管の一部を湾曲させて途中に曲管部分を設けたU形又はW形のほか、直管のみからなるストレート形、直管を2重に配置したシングルエンド形等がある。例えば、W形のラジアントチューブは、図1に示すように、長短2個づつの直管1a、1b、1c、1dを短いものを中にして間隔をおいて平行に配置し、これらに180°湾曲した曲管2a、2b、2cを溶接してW形に接続したものである。
【0004】
また、これらのラジアントチューブを炉内に設置する仕方にも、縦置き式、横置き式、垂直懸垂式などがある。図1に示すようにW形のラジアントチューブを炉内に縦置き式に設置する場合、直管1a、1bの開放端部を鉛直方向に揃えて炉壁5aに固定し、曲管2a、2b、2cに溶接した各サポート3a、3b、3cを炉壁5a、5bから突出して設けた各受金物4a、4b、4cで支持する。尚、U形のラジアントチューブの場合も、またこれらのラジアントチューブを横置き式に設置する場合も、上記と同様にサポートと受金物とでラジアントチューブを支持するようになっている。
【0005】
かかるラジアントチューブは、熱処理炉内で高温で使用されるため大きな熱負荷がかかり、加熱・冷却や温度勾配による熱応力や、高温下での自重によるクリープ応力等が作用するため、曲がり等の変形や亀裂が発生しやすい。特に、第2直管1bの第1曲管2aとの接続箇所寄りに亀裂が発生しやすく、これがラジアントチューブの寿命を短くする大きな原因になっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来のラジアントチューブは、上記のごとく過酷な熱的負荷がかかるため変形や亀裂が起こり、特に図1に示す第2直管1bの第1曲管2aとの接続箇所寄りに亀裂が発生しやすく、そのため寿命が短いという欠点があった。
【0007】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、ラジアントチューブの変形や亀裂を抑制して、その寿命を大幅に向上させることができるラジアントチューブの支持装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供するラジアントチューブ支持装置は、ラジアントチューブの曲管の端部に設けたサポートと、炉壁より突出して該サポートを支持する受金物と、該サポートと該受金物との間に挟み込まれてその相互間にて転動するローラとを配置し、
前記ローラは、サポート及び受金物のそれぞれに接触するローラ本体と、このローラ本体と一体になり該ローラ本体を支えるシャフトを有し、該サポートはシャフトのサイズよりも大きく開口しローラをサポートと受金物との間で挟み込む前に該シャフトを支える長孔を備えることを特徴とするラジアントチューブ支持装置である。
【0009】
従来のラジアントチューブの支持装置は、前記のごとくラジアントチューブの曲管に設けたサポートを炉壁から突出して設けた受金物により支持する構造であるため、使用中に凝着(かじり)が発生して、サポートと受金物との摺動が円滑、容易でなくなる。このため、ラジアントチューブの熱膨張や熱収縮が拘束され、この膨張収縮の繰り返しにより曲がり等の変形が生じやすい。しかも、この変形の進行により、特に温度勾配が大きい第2直管の第1曲管よりに亀裂が誘発されやすいものと考えられる。
【0010】
ラジンアトチューブの湾曲した曲管の端部にサポートを設け、炉壁より突出する受金物との間にローラを介在させると、サポートと受金物との間の接触抵抗が低減されて相互に動き易くなり、熱膨張や熱収縮による拘束がなくなる。前記ローラとしては、とくに回転軸がローラ本体と一体となったものが適合する。ローラは、ラジアントチューブと同様の耐熱鋼か、若しくは炭化ケイ素等のセラミックスで作製することができるが、その表面に溶射あるいは肉盛り処理を施し耐熱性を改善する表面処理層を設けることもできる。
【0011】
本発明のラジアントチューブの支持装置を、図面により具体的に説明する。
【0015】
このように、サポートと受金物の間に回転部材を介在させた本発明の支持装置によれば、サポートと受金物との間の接触抵抗が低減されて相対的に動き易くなるので、ラジアントチューブが熱膨張又は熱収縮しても、受金物上をサポートが容易に移動して膨張及び収縮を逃がすことができる。このため、熱応力によるラジアントチューブの変形及び亀裂の発生を効果的に防止し、その寿命を大幅に延長させることができる。
【0017】
図2(a)〜(c)に示した構成の装置はローラ6の本体部とシャフト部6aを一体にしサポート3に設けた長孔3aにワッシャー9を介して回転可能に支持したものである。このような構造のものでは、ローラ6はサポート3、受金物4においてすべりが生じることがない。また、ローラ6のシャフト部6aは長孔6aに通してあるので、ラジアントチューブを設置するに際してローラ6が簡単に落下するようなことはない。長孔3aについてはとくに、ラジアントチューブが伸びるときにローラ6を適切に転動させるためにその開口面に傾斜を設けておき、ローラ6がサポート3と受金物4の相互間に挟み込まれた初期位置でローラ6の移動代を確保することができるようにしておく(図2の例ではサポート3の先端にローラ6がきて初期位置が設定できるように長孔3aの下側における開口面を先端に向けて低くなるように傾斜させておく)とともに、シャフト6aが長孔3aの開口面と接触してその部位で焼き付けが生じないようにシャフト6aのサイズよりも大きく開口させておくのがよい(ローラ6が初期位置に置かれた際、シャフト6aは長孔3aのどこにも接触しない)。長孔3aの長さはラジアントチューブの移動量の半分以上あればよい。
上掲図2(a)〜(c)に示した構成においては、ローラ6はサポート3の先端部にセットされることになり、サポート3がラジアントチューブの熱膨張によって先端に向かって移動した場合、ローラ6はサポート3と受金物4間で転動し徐々にサポートの取付け部へ移動し、その際、シャフト6aは長孔3aの開口面に接触することなくチューブがスムーズに伸縮することになる。とくに、図2(c)に示すように受金物4にローラ6が転動する面を囲うような溝Mを設ければラジアントチューブが熱膨張や収縮による変形してもサポート3が受金物4から脱落するようなおそれはない。
【0018】
図3(a)〜(c)は、ローラ6の胴部に湾曲をもたせるとともに、この湾曲に適合する溝Mをもつ受金物4を組み合わせた例を示したものであり、既設の受金物が湾曲しているものにも受金物を改造することなく適用できる。
【0021】
【実施例】
本発明のラジアントチューブ支持装置の実施例について図1〜3を例にして説明する。ラジアントチューブは、図1に示すように、厚さが約10mmで長さが約2510mmの長い第1直管1aと第4直管1dの間に、長さが約1495mmの短い第2直管1bと第3直管1cを互いに間隔をおいて平行に配置し、これらに中心の曲率半径が約150mmで180°湾曲した曲管2a、2b、2cを溶接してW形に接続したものである。
【0022】
なお、曲管2a、2b、2cの厚さは、直管1a、1b、1c、1dよりも若干厚くなっている。また、各直管1a、1b、1c、1dの内径は、約175〜195mmの範囲であって、この順で徐々に第4直管1dに至るほど小さく形成されている。
【0023】
上記の各曲管2a、2b、2cの端部には、耐熱鋼製のサポート3a、3b、3cがそれぞれ溶接してある。各サポート3a、3b、3cは、図2、図3に図示するように、サポート3の先端部にローラ6をそれぞれ備えている。
【0025】
このようにしてサポート3に保持されたローラ6を、図2、図3に示すように炉壁から突設された受金物4の上面に載置することにより、ラジアントチューブを熱処理炉内で支持した。支持方法は図1と同様に、各直管1a、1b、1c、1dを鉛直方向に沿って配置する縦置き式とした。
【0026】
このラジアントチューブを備えた熱処理炉で、鋼板の連続熱処理を行なった。即ち、炉内温度950°c(ラジアントチューブの最高温度1100°c)で360時間の熱処理を行い、次に48時間停止する(炉内は常温となる)繰返しを行なったところ、図2、図3の何れの構成の装置についても何ら支障なく使用することができ、12カ月経過後もなおラジアントチューブに曲がりや亀裂の発生は認められなかった。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、ラジアントチューブのサポートと受金物との相互の移動が容易かつ円滑になるので、ラジアントチューブに熱膨張や熱収縮が起こってもサポートが受金物上を容易に移動して、熱膨張や熱収縮を吸収することができる。従って、ラジアントチューブの変形や亀裂を抑制でき、その寿命を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】縦置き式のW形ラジアントチューブの正面図である。
【図2】(a)〜(c)は本発明のラジアントチューブ支持装置の具体例を示す図である。
【図3】(a)〜(c)は本発明のラジアントチューブ支持装置の他の具体例を示す図である。
Claims (2)
- ラジアントチューブの曲管の端部に設けたサポートと、炉壁より突出して該サポートを支持する受金物と、該サポートと該受金物との間に挟み込まれてその相互間にて転動するローラとを配置し、
前記ローラは、サポート及び受金物のそれぞれに接触するローラ本体と、このローラ本体と一体になり該ローラ本体を支えるシャフトを有し、該サポートはシャフトのサイズよりも大きく開口しローラをサポートと受金物との間で挟み込む前に該シャフトを支える長孔を備えることを特徴とするラジアントチューブ支持装置。 - 前記ローラは、焼付き防止のために表面処理層を有するものである、請求項1記載のラジアントチューブ支持装置。
Priority Applications (1)
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JP33692197A JP3628858B2 (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-08 | ラジアントチューブ支持装置 |
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JP33704196 | 1996-12-17 | ||
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Publications (2)
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JPH10237539A JPH10237539A (ja) | 1998-09-08 |
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ID=26575618
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JP33692197A Expired - Lifetime JP3628858B2 (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-08 | ラジアントチューブ支持装置 |
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1997
- 1997-12-08 JP JP33692197A patent/JP3628858B2/ja not_active Expired - Lifetime
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