JPH0273909A - 高炉に予熱された空気を送入する装置 - 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】 本発明は外筒と内面耐火材内張りとよりなり、予熱され
た空気を供給し且つ高炉を囲繞する環状管路に固定され
た第１連結部に第１玉継手および第１補正装置によって
１側が接続され、且つエルボと第３玉継手により高炉の
壁に対し関節連結された羽口とにより延長された第２連
結部に第２玉継手および第２補正装置によって他側が接
続された少なくとも一つの中心管状要素を有すると共に
第１連結部を第２連結部に関節連結装置によって連結す
る少なくとも一対のタイを有する数個の別々の要素より
構成され、上記第１玉継手はその曲率中心（Ｘ）が上記
第１管継手の内側でその軸上に位置するように方向づけ
られた、高炉に予熱された空気を送り込む装置に関する
。

上記装置は一般には「送風接続部」として知られている
が、これら各種装置には運動性と密封の問題が伴う。事
実、予熱された空気（約１２００℃またはそれ以上の温
度）の高温度と炉内の高温との結果として、炉壁、環状
管路および送風接続部は環状管路と高炉の壁との間に相
当な相対移動を起す熱膨張および変形を受ける。従って
、送風接続部はこれらの相対移動を補正でき、また同時
にガスまたは予熱された空気の漏出を防止することがで
きなければならない。

こうした要件を充たすために、米国特許番号３７６６８
６８号には斜上の型式の送風接続部が開示されている。

この後、この送風接続部は特許ＤＥＣ２−２２１８３３
１に記載の型式の自在玉継手の設計により改良されてき
た。この送風接続部の三つの継手によって高炉の環状管
路と壁との間の全ての相対運動の補正が可能になる。こ
の継手の近くの密封は蛇腹式補正装置によって達成され
るが、機械的安定性は第１および第２玉継手の近くで中
心環状素子の二つの対向端に組入れられたカルダン連結
部によって保証される。

中心要素の角移動量を少なくし、従って補正装置を開放
するためには、この要素の関節連結点間の間隔を出来る
限り大きくすることが望ましい。

他方、送風接続部の体積を小さくしコストを低減するた
めには、その寸法を小さくすることが望ましい。

本発明の目的は斜上の型式の送入装置で、これら相反す
る要件のよりよき妥協を可能にする送入装置を提供する
ことにある。

上記目的を達成するため、本発明の装置は第２継手が第
１継手とは反対方向に方向づけられていること、その曲
率中心が第２連結部内側にまたはエルボの内側において
第２連結部の軸上に配置されていることを基本的特徴と
している。

中心要素を反対方向に方向づけすることによって、この
中心要素の長さを大幅に短くすると同時に二つの継手の
中心間に同じ間隔を維持することが可能である。

本発明の第１実施例によれば、タイは二つの連結部に継
手によって連結され、継手の中心はそれぞれこれらの連
結部の二つの直径平面内に配置され、各連結部の各々は
第１および第２玉継手の一方の曲率中心を含む。

別の実施例によれば、タイの各々の端は球面の隣接摺動
面を有する一対のワッシャによって第１または第２連結
部のフランジに連結されていて、この摺動面の曲率中心
は前記の第１または第２玉継手の曲率中心を含む連結部
の直径平面内にタイの端を越えて配置されている。

好ましき実施例によれば、中心管状要素は中心要素を案
内し支える装置によってタイに連結されている。

本発明のその他の特徴は添付の図面を参照して例として
以下に示す若干の実施例の詳細な説明から明白になる。

第１図に符号２０で示す公知の送風連結部は高炉の周り
に配置された主環状管路２２を高炉の壁に連結している
。この送風連結部２０は環状管路２２に固定された管継
手２８に上端が、エルボ３２にフランジ付けされた管継
手３０に下端が関節連結された中心管状要素２６よりな
る直線斜部分よりなる。このエルボ３２は羽口３４で延
長され、羽目の端は高炉の壁２４に固定されたノルズ３
６に関節連結されている。中心管状要素２６の上側継手
３８および下側継手４０は玉継手で、これら継手の曲率
中心はＸおよびＹで確認される。同様に、羽口３４とノ
ズル３６との間の継手は玉継手４２、その曲率半径は２
で示されている。従って、これらの三点ｘ、ｙ、ｚは空
間に三点を有する継手を形成し、これで羽口３４および
中心要素２６の十分な角移動が可能になって高炉の環状
管路２２と壁２４との間の相対運動を全て補正する継手
３８および４０の近くの密封は管状要素２６と隣接の連
結部２８および３０とにそれぞれ固定された蛇腹式補正
装置４４．４６によって達成される。機械的安定性は隣
接の連結部２８および３０に同じく中心要素２６を連結
するカルダン継手４８．５０によって保証される。送風
連結部の全ての要素は金属外筒と、適切と考えられる場
合、継手３８．４０および４２の近くで密封材と結合し
た内面耐火材内張りとよりなる。

継手３８および４０の曲率中心ＸとＹとの間の間隔は第
１図に符号１で示す。中心要素２６の角移動量、従って
補正装置４４および４６に加わる応力は、上記間隔１が
大である程、大きくなる。

これに反し、長さｌが増加すると送風連結部の寸法は増
加する。

本発明によれば、中心管状要素の下側継手は逆になって
いるので、この中心要素の二つの上端と下端とは凹面で
あるが、環状管路の連結部の対応隣接端とエルボの端と
は凸面である。本発明のこの送風連結部を第２図に示す
。第１図の要素に対応する要素は１００番台をつけた同
様の符号を付した。この第２図から理解されるとおり、
玉継手１３８および１４０の曲率中心ＸおよびＹを間隔
１′で示す。この間隔１′は実施例では第１図の間隔１
と等しい。これに反して、中心要素１２６の全長は可成
り短くなっており、この長さの差を第２図の環状管路の
軸０′と第２図に同様に示す第１図の送風連結部の軸０
の位置との間隔で示した。その結果送風連結部１２０を
このように短くすることによって、環状管路１２２を下
げてこれを高炉の壁に一層近づけることができる。勿論
、この結果、送風連結部の体積が小さくなり製作費が安
くなることである。

また、第１図の中心要素２６の長さを維持し、従って玉
継手３８と４０との中心ＸおよびＹ間の間隔を大きくす
る、即ち中心要素２６の角移動量を小さくすることがで
きよう。

第３図および第４図は中心管状要素１２１の両側の二つ
の継手１３８および１４０をさらに詳しく示す。この二
つの継手１３８および１４０の曲率半径Ｒ１およびＲ２
は好ましくは等しい。

さらに本発明は第１図のカルダン継手４８および５０を
なくすることを提案するものである。しかし、補正装置
１４４．１４６は送風連結部の重量を支えることができ
ないので、相互に直径方向に対向して上側管継手１２８
を下側管継手１３０に連結する一対のタイが設けられて
いる。第３図および第４図の実施例において、これらの
タイ１５２　１５４は管継手１２８および１３０と一体
形成のピボット１５６に係合しているだけである。しか
し、次の図に関して記載した必要な可動性を許すために
、タイ１５２，１５４は十分′な遊びをもってピボット
１５６に係合してなければならない。この可動性を許す
ためには、連結部１２８の二つのピボット１５６の軸が
上側継手１３８の曲率中心Ｘを通ることも必要である。

同様に、下側ピボット１５６もその軸が同じく下側継手
１４０の曲率中心Ｙを通るように連結部１３０に固定さ
れてなければならない。

第５図乃至第８図は送風連結部の可動性の種々の可能性
を示す。第５図は例えば上側連結部１２８と下側連結部
＋３０との量Ｓの相対的横片寄りを示す。このような片
寄りは、例えば、環状管路２２の高炉に対する水平移動
によって、またはこの管路２２の高炉に対する回転によ
って、起り得る。第５図に示すごとく、連結部１２Ｂお
よび１３０の軸は相互に平行しているが、中心要素１２
６はその軸が二つの継手１３８および１４０の曲率中心
ＸおよびＹを通るように位置決めされることによってこ
の片寄りを補正する。この運動によって一側では補正装
置１４４および１４６の波形の圧縮が起り、他側ではこ
れら補正装置の波形の膨張が起る。

第６図および第７図はそれぞれ中心要素１２６の付近に
おける送風連結部の一方向と反対方向とにおけるベント
を示す。両方の場合、下側連結部１３０の軸は上側連結
部１２８の軸に対しある角度に傾斜している。この曲り
は中心要素１２６の軸が二つの継手の曲率中心を通るよ
うに、即ち要素１２６の軸が上側連結部１２８の軸と角
度α／２を、また下側連結部１３０の軸と角度ａ　／　
２を形成するように自動的に位置決めする中心要素１２
６により補正される。第６図および第７図の位置は基本
的には環状管路１２２と高炉の壁１２４との間の垂直相
対運動の結果として得られる。

第８図は上側連結部１２８と下側連結部１３０との間の
横片寄りを示す、この片寄りは第５図のものと同様であ
るが、第５図の運動に対して垂直方向にある。即ち第８
図の片寄りは第２図の平面内にある。第５図乃至第８図
は図を簡単にするため基本的運動を示すが、実際には送
風連結部の運動はもっと複雑であって、即ち第５図乃至
第８図の片寄りと傾斜は同時に起ることに注目されたい
第９図は第３図の実施例のタイを短くできる好ましき実
施例である。この第９図の実施例において、二つの連結
部２２８および２３０はそれぞれ環状フランジ２５８お
よび２６０を有し、これらのフランジに補正装置２４４
，２４６が取付けられ、またタイ２５２，２５４が貫通
している。

タイ２５２．２５４の端とフランジ２５８，２６０との
連結を第９ａ図にタイ２５４とフランジ２５８との連結
に言及して詳しく示すが、他の三つの連結は第９ａ図の
ものと同じである。フランジ２５８は第５図乃至第８図
に示した運動の結果としてフランジ２５８に対しタイが
幾分傾くことができるに足るだけのタイ２５用の通孔２
６２を備えている。タイはフランジ２５８，２６０の外
側にタイの端にねし止めされたナツト２６４によって保
持されている。各ナツト２６４とこれに対応するフラン
ジ２５８または２６０との間には二枚のワッシャ２６６
．２６８が配置され、ワッシャの隣接面はフランジに対
しタイが傾く結果として相互に摺動する。本発明の特徴
によれば、ワッシャ２６６．２６８の隣接摺動面は球面
曲率を有し、その曲率中心はフランジ２５８，２６０を
越えてタイ２５２，２５４の軸に、または軸の延長部に
ある。さらに、ワッシャ２６６．２６８の曲率中心は連
結部２２８と中心要素２２６との間に玉継手２３８の曲
率中心Ｘを含む連結部２２８の直径平面内に位置決めさ
れなければならない。二枚のワッシャ２６６および２６
８はそれぞれフランジ２５８と一体の座部およびナツト
２６４の凸面と代替できる。

第９図および第９ａ図による設計の利点はフランジ２５
８，２６０の各々を中心要素２２６に、ワッシャ２６６
．２６８の曲率半径に相当する距離Ｒだけより近づけ、
タイ２５２，２５４の各々の長さを２Ｒだけ短くするか
、または二つの玉継手２４０の曲率半径を太きくし、従
って玉継手の曲率中心Ｘと７間の距離を大きくすること
が可能であることである。

第５図乃至第８図は上側連結部と下側連結部との間の種
々の相対運動の補正は中心要素の軸を二つの玉継手の曲
率中心ＸおよびＹと一直線に合せることによって得られ
ることを示した。第１０図乃至第１７図の実施例におい
ては、継手の付近における全ての任意の運動および不必
要な摩擦を避けるために中心要素２２６を理想的に位置
決めすることを助けることが提案されている。

第１０図および第１１図は中心の管状要素が両側にこれ
らの図に示されてない玉継手３３８および３４０を囲繞
する補正装置を備えていることを示す側面図である。

例えば、方形、または好ましく環状のフレーム３５２は
中心要素３２６の周りに配置され、この中心要素にフレ
ーム３５２は例えばリング３５２の通孔に、および中心
要素３２６に固定された二つの正反対方向のピボット３
５４および３５６によって、関節連結されている。従っ
て、リング３５２は二つのピボット３５４，３５６の共
通軸０に対し枢動し、また逆に枢動する。リング３５２
はさらにこのリングを二つのタイ３５８，３６０に連結
する二つの正反対方向の継手を、ピボット３５４．３５
６に対し９０°食い違いに有する。

これらの二つの継手は、最も簡単な方法として、二対の
フォーク３６２および３６４から構成することができる
。この場合、フォーク３６２，３６４は外側がリング３
５２に溶接され、フォーク３６２．３６４の丸い凹陥部
にはタイ３５８，３６０と一体の断面円形のクロスピー
ス３６６．３６８が係止している。従って、クロスピー
ス３３６３６８の軸線は一方ではリング３５２と他方で
はタイ３５８，３６０との間に、またその逆の間に二つ
の枢動軸を形成し、これら二つの枢動軸は上記の枢動軸
Ｏに並行している。

さらに、二つのタイ３５８，３６０はそれぞれ上側連結
部３２８の上端および下側連結部３３０の下端に関節連
結されている。これら連結部の各々は該当連結部に固着
された複ラグと、タイ３５８または３６０の端の穴とを
介して係合されたビボットハブ３７２とよりなる簡単な
ヒンジ３７０で構成できる。タイ３５８，３６０の端の
通孔はタイ３５８，３６０が第１１図の平面内で枢動で
きるようにもするため楕円形の穴にし、好ましくは丸味
をつけた支承面を有する。

ヒンジ３７２もまた例えばナックルのごときもっと精巧
な継手に替えて第９図に示す配列にすることができる。

従って、タイ３５８および３６０は連結部３２８と３３
０間に一定の予め決められた間隔を維持するが、他方こ
れら両連結部間には中心要素３２６が浮動状に支えられ
ている。

第１２図乃至第１７図は連結部３２８と３３０との間の
相対運動および枢動のための種々の可能性と、これらの
運動が中心要素３２６を対応して配置することによって
どのように補正されるかを示す。

第１２図乃至第１４図に示す連結部３２８と３３０との
間の相対運動および枢動によってタイ３５８と連結部３
２８□３３０との間のヒンジ３７２の近くの継手だけが
応力を受けるのに対し、リング３５２の近くの継手は応
力を受けないことの理由は第１２図および第１３図に示
すごとく、リング３５２がタイに対して且つ中心要素３
２６に対して第１０図の中立の直径位置を維持するから
である。

これに対して、第１２図乃至第１４図および第１５図乃
至第１７図の平面に対する横変形はリング３５２に近い
継手に応力を加える。第１６図および第１７図に詳しく
示すごとく、この平面内の移動によってリング３５２が
中心要素３２６に対し軸０を中心に枢動する結果として
、またリング３５２とタイ３５８，３６０との間で相対
的枢動がおこなわれる結果としてタイ３５８，３６０と
リング３５２との間に並行の変形がおこる。

【図面の簡単な説明】

第１図は米国特許番号３７６６８６８号による従来の送
風連結部の概略的垂直断面図、第２図は本発明の送風連
結部の同様の断面図、第３図および第４図は発明の送風
連結部の中心部分の第１実施例の相互に垂直をなす二つ
の垂直断面図、第５図乃至第８図は隣接の連結部に対し
中心の管状要素がおこなう種々の運動を示す第３図およ
び第４図同様の垂直断面図、第９図は中心要素の第２実
施例の垂直断面図、第９ａ図は第９図の一部の拡大詳細
図、第】０図および第１１図は第３実施例の送風連結部
の中心部分を相互に垂直の二方向に示す図、第１２図は
第１Ｏ図の中心部に相当する概略断面図、第３図は上側
および下側連結部の片寄りを示す第１０図同様の図、第
１４図は上側連結部に対し下側連結部の傾きを示す第１
０図同様の図、第１５図乃至第１７図は種々の部分の整
合および片寄り状態を示す第１１図に相当する概略断面
図である。 なお図において、符号１２２は環状管路、１２４は炉の
壁、１２６は中心管状要素、１２８は第１連結部、１３
０は第２連結部、１３２はエルボ１３４は羽口、１３８
は第１玉継手、１４０は第２玉継手、１４２は第３玉継
手、１４４は第１補正装置、１５２，１５４はタイ、２
２８は第１連結部、２３０は第２連結部、２５２，２５
４はタイ、２５８，２６０はフランジ、２６６．２６８
はフランジ、２２６．２６８はワッシャ、３２６は中心
管状要素、３５２はフレーム、３５８３６０はタイ、Ｘ
は第１玉継手１３８の曲率中心、Ｙは第２玉継手の曲率
中心である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外筒と内面耐火材内張りとよりなり、予熱された空
   気を供給し且つ高炉を囲繞する環状管路（１２２）に固
   定された第１連結部（１２８）に第１玉継手（１３８）
   および第１補正装置（１４４）によって１側が接続され
   、且つエルボ（１３２）と第３玉継手（１４２）によっ
   て高炉の壁（１２４）に対し関節連結された羽口（１３
   ４）とにより延長された第２連結部（１３０）に第２玉
   継手（１４０）および第２補正装置によって他側が接続
   された少なくとも一つの中心管状要素（１２６）を有す
   ると共に第１連結部（１２８）を第２連結部（１３０）
   に関節連結装置によって連結する少なくとも一対のタイ
   （１５２、１５４）を有する数個の別々の要素より構成
   され、上記第１玉継手（１３８）はその曲率中心（Ｘ）
   が上記第１連結部（１２８）の内側でその軸上に位置す
   るように方向づけられた高炉に予熱された空気を送入す
   る装置において、上記第２玉継手（１４０）が上記第１
   玉継手（１３８）とは反対方向に方向づけられているこ
   と、該第２玉継手の曲率中心（Ｙ）が上記第２連結部（
   １３０）またはエルボ（１３２）の内側で該第２連結部
   （１３０）の軸上に位置することを特徴とする高炉に予
   熱された空気を送入する装置。 ２、前記タイ（１５２、１５４）が二つの連結部（１２
   ８、１３０）にこれら連結部の二つの直径平面内にそれ
   ぞれ中心をおく継手により接続され、連結部の各々が第
   １および第２玉継手（１３８、１４０）の一方の曲率中
   心（Ｘ）および（Ｙ）を含むことを特徴とする請求項１
   に記載の装置３、タイ（２５２、２５４）の各々の端部
   が隣接球面摺動面を備えた一対のワッシャ（２６６、２
   ６８）により第１または第２連結部（２２８、２３０）
   のフランジ（２５８、２６０）に接続され、隣接球面摺
   動面の曲率中心はタイ（２５２、２５４）の端を越えて
   第１または第２玉継手（２３８、２４０）の曲率中心（
   Ｘ）、（Ｙ）を含む連結部（２２８、２３０）の直径平
   面内にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ４、中心管状要素（３２６）が該要素を案内し支える装
   置によりタイ（３５８、３６０）に接続されたことを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。 ５、前記案内支持装置が中心要素（３２６）の周りに配
   置され、該中心素子に二つの対向主要点において、且つ
   二つのタイ（３５８、３６０）に他方の二つの対向主要
   点において関節連結されたことを特徴とする請求項４に
   記載の装置。 ６、前記フレーム（３５２）が環状であることを特徴と
   する請求項５に記載の装置。 ７、フレーム（３５２）の四つの主要点における継手は
   相互に平行し、タイの縦軸で限定される平面に直角をな
   す三つの軸を中心に枢動を可能にする継手であることを
   特徴とする請求項５に記載の装置。