JPH0820817A

JPH0820817A - 放射発熱管

Info

Publication number: JPH0820817A
Application number: JP15771294A
Authority: JP
Inventors: Takaki Marushichi; 香樹丸七; Nobuyoshi Kurauchi; 伸好倉内
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳造欠陥が無く変形や割れを防止することが
でき、肉厚をより薄くすることで重量を小さくすること
ができ、加熱炉内の温度制御及び熱効率を向上させるこ
とができ、さらに、取付時や交換時の取り扱いが容易な
放射発熱管を提供する。【構成】加熱炉内に配置された管本体２１の一端部か
ら管本体２１内に燃焼ガスｇを導入し、燃焼ガスｇが管
本体２１内を流動する間に発生する放射熱により加熱炉
内を加熱する放射発熱管であって、管本体２１は、１つ
以上のＵ字管部２２ａ〜２２ｃと１つ以上の直管部１３
ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂとを備え、Ｕ字管部２２ａ
〜２２ｃは、薄肉の耐熱合金からなる板材を丸めて両端
部を突合せ溶接してなる複数の管部材２４，２４，…を
連通状態で接続してなり、直管部１３ａ，１３ｂ，１４
ａ，１４ｂは、耐熱合金からなる鋳造管である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉内に配置され、
導入された燃焼ガスが管本体内を流動する間に発生する
放射熱により加熱炉内を加熱する放射発熱管に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、例えば、特開平３−２２６５１
９号公報に示された従来のラジアントチューブ（放射発
熱管）が加熱炉内に配置された状態を示す斜視図であ
り、図において、１はＲＸガス等の非酸化性ガスや浸炭
ガスが充満された加熱炉、２は加熱炉１内に配置されＵ
ベント部（Ｕ字管部）２ａを有するチューブ本体（管本
体）である。該チューブ本体２は、鉄基合金からなる鋳
造管により構成されており、一般には遠心鋳造または静
止鋳造により作製される。なお、図２中、３は加熱炉１
内に配設され所定方向へ移動可能なメッシュコンベアで
ある。このラジアントチューブは、図３に示すように、
Ｕベント部２ａの外側に固定されたサポート５を加熱炉
１の一方の内壁に固定された支持金具６上に当接して支
持されるとともに、Ｕベント部２ａ付近がワイヤ７によ
り懸架されている。このラジアントチューブは、図４に
示すように、チューブ本体２の一端部に設けられたバー
ナー９によりガスを燃焼させ、該燃焼ガスｇが該チュー
ブ本体２内を流動する間に発生する放射熱により加熱炉
１内を加熱している。

【０００３】このラジアントチューブは、加熱炉１内の
高温の雰囲気（浸炭処理に使用するものでは９００〜９
５０゜Ｃ、焼結処理に使用するものでは１１５０゜Ｃ程
度）中に配設されるものであるから、熱によりチューブ
本体２が軟化してその自重クリープにより図３中２点鎖
線で示したような変形が生じ、場合によっては破損する
等の問題がある。そこで、従来のラジアントチューブは
耐熱性に優れた鋳造管で構成されている。

【０００４】また、図５は従来のＷ型のラジアントチュ
ーブ（放射発熱管）を示す縦断面図であり、図におい
て、１１は加熱炉内に配置され、３つのＵベント部（Ｕ
字管部）１２ａ〜１２ｃ、直管部１３ａ，１３ｂ及び直
管部１４ａ，１４ｂとをＷ型となる様に配置・接続して
なるチューブ本体（管本体）、１５，１６はＵベント部
１２ａ〜１２ｃ及び直管部１３ｂの外側に固定されたサ
ポート、１７は直管部１３ａ，１３ｂの開口部周囲に設
けられたフランジ、１８はフランジ１７ｂからフランジ
１７ａ近傍に向かって延びるバーナーバング、１９はベ
ローズである。Ｕベント部１２ａ〜１２ｃ及び直管部１
３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは、Ｆｅを主成分としＮ
ｉ及びＣｒを所定量含有する鉄基合金からなる鋳造管に
より構成され、一般には遠心鋳造または静止鋳造により
作製される。このラジアントチューブは、直管部１３ａ
の一端から該直管部１３ａ内に燃焼ガスｇを導入し、該
燃焼ガスｇが該チューブ本体１１内を流動する間に発生
する放射熱により加熱炉内を加熱している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の各ラ
ジアントチューブはチューブ本体２，１１が鋳造管によ
り構成されているので、鋳造欠陥が発生し易く、変形や
割れが生じる危険性があり、また、肉厚が厚く最小肉厚
が８ｍｍ程度に限定されることから重量が大きくなり、
高温時において発生する曲げモーメントが大きくなり変
形し易くなるという問題点があった。また、チューブ本
体２，１１自体の熱容量が大きいので熱効率が悪く、ま
た、昇温・降温に伴う温度追従性が悪く加熱炉内の温度
制御がし難いという問題点、及び燃焼ガスｇより発生す
る熱がチューブ本体２，１１に吸収されてしまい、熱効
率が悪いという問題点がある。また、重量が大きいの
で、取付時や交換時に取り扱いが不便であるという問題
点もある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、鋳造欠陥が無く変形や割れを防止することが
でき、肉厚をより薄くすることで重量を小さくすること
ができ、加熱炉内の温度制御及び熱効率を向上させるこ
とができ、さらに、取付時や交換時の取り扱いが容易な
放射発熱管を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な放射発熱管を採用した。すなわ
ち、請求項１記載の放射発熱管は、１つ以上のＵ字管部
と１つ以上の直管部とを備えた管本体からなり、前記Ｕ
字管部は、薄肉の耐熱合金からなる板材を丸めて両端部
を突合せ溶接してなる複数の管部材を連通状態で接続し
てなり、前記直管部は、耐熱合金からなる鋳造管である
ことを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の放射発熱管は、１つ以上の
Ｕ字管部と１つ以上の直管部とを備えた管本体からな
り、前記Ｕ字管部は、薄肉の耐熱合金からなる板材を断
面略半円状に丸め、かつ、その長手方向に沿う一方の端
部が外側になるように湾曲された１対の管部材の長手方
向に沿う端部同士を突合せ溶接してなり、前記直管部
は、耐熱合金からなる鋳造管であることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項３記載の放射発熱管は、請求項１ま
たは２記載の放射発熱管において、前記直管部を、薄肉
の耐熱合金からなる板材を丸めて端部を突合せ溶接した
ことを特徴としている。

【００１０】請求項４記載の放射発熱管は、請求項１，
２または３記載の放射発熱管において、前記板材を、ニ
ッケルを主成分とするニッケル基合金としたことを特徴
としている。

【００１１】請求項５記載の放射発熱管は、請求項１，
２または３記載の放射発熱管において、前記板材を、鉄
を主成分とする鉄基合金としたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１記載の放射発熱管では、前記
Ｕ字管部を、薄肉の耐熱合金からなる板材を丸めて両端
部を突合せ溶接してなる複数の管部材を連通状態で接続
したことにより、従来の様に鋳造欠陥が発生するおそれ
がない。また、肉厚が薄く重量が小さくなることによ
り、高温時において発生する曲げモーメントが小さくな
る。また、Ｕ字管部自体の熱容量が小さくなることによ
り、熱効率、昇温・降温に伴う温度追従性、加熱炉内の
温度制御性が向上する。また、重量が小さいことによ
り、取付時や交換時の取り扱いが容易となる。

【００１３】請求項２記載の放射発熱管では、Ｕ字管部
を、薄肉の耐熱合金からなる板材を断面略半円状に丸
め、かつ、その長手方向に沿う一方の端部が外側になる
ように湾曲された１対の管部材の長手方向に沿う端部同
士を突合せ溶接したことにより、従来の様に鋳造欠陥が
発生するおそれがない。また、肉厚が薄く重量が小さく
なることにより、高温時において発生する曲げモーメン
トが小さくなる。また、Ｕ字管部自体の熱容量が小さく
なることにより、熱効率、昇温・降温に伴う温度追従
性、加熱炉内の温度制御性が向上する。また、重量が小
さいことにより、取付時や交換時の取り扱いが容易とな
る。さらに、１対の管部材の端部同士を突合せ溶接すれ
ばよいので、溶接箇所が減少し、溶接工程が短縮され
る。

【００１４】請求項３記載の放射発熱管では、前記直管
部を、薄肉の耐熱合金からなる板材を丸めて端部を突合
せ溶接したことにより、該放射発熱管全体に鋳造欠陥が
発生するおそれがなくなる。また、全体の肉厚が薄く重
量が小さくなることにより、該放射発熱管全体の高温時
における曲げモーメントが小さくなる。また、熱効率、
昇温・降温に伴う温度追従性、加熱炉内の温度制御性が
さらに向上する。また、取付時や交換時の取り扱いもさ
らに容易となる。

【００１５】請求項４記載の放射発熱管では、前記板材
をニッケルを主成分とするニッケル基合金としたことに
より、前該板材を用いた管部材のＲＸガス等の非酸化性
ガスや浸炭ガスに対する耐食性及び耐熱性が向上する。

【００１６】請求項５記載の放射発熱管では、前記板材
を鉄を主成分とする鉄基合金としたことにより、前該板
材を用いた管部材の耐熱性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の放射発熱管の一実施例につい
て図面に基づき説明する。図１はＷ型のラジアントチュ
ーブ（放射発熱管）を示す縦断面図であり、図におい
て、２１は加熱炉内に配置され、３つのＵベント部（Ｕ
字管部）２２ａ〜２２ｃ、直管部１３ａ，１３ｂ及び直
管部１４ａ，１４ｂとをＷ型となる様に配置・接続して
なるチューブ本体（管本体）、２３は直管部１３ａ，１
４ａ間に設けられたサポートである。

【００１８】Ｕベント部２２ａ（２２ｂ，２２ｃ）は、
例えば、Ｃｒを２２重量％、Ｗを１４重量％、Ｍｏを２
重量％含有するＮｉ基合金からなる薄肉の板材が円筒状
に丸められて両端部が突合せ溶接され、該円筒状の両端
の開口部が軸線に対して所定の角度θ傾斜された複数の
管部材２４，２４，…が全体の形状が略半円環状となる
様に連通状態で接続されている。

【００１９】このラジアントチューブでは、Ｕベント部
２２ａ〜２２ｃをＮｉ基合金からなる薄肉の板材を丸め
て管とすることにより、ＲＸガス等の非酸化性ガスや浸
炭ガスにより腐食され難くなり、耐熱性が向上する。ま
た、従来の鋳造管と比べて鋳造欠陥が発生するおそれが
なく、鋳造欠陥に起因する変形や割れが発生するおそれ
がなくなる。また、肉厚が薄く重量が小さくなることに
より、高温時において発生する曲げモーメントが小さく
なり、変形し難くなる。また、Ｕ字管部自体の熱容量が
小さくなることにより該Ｕ字管部における熱効率が向上
し、昇温・降温に伴う温度追従性が向上し、したがっ
て、加熱炉内の温度制御性が向上する。また、重量が小
さいことにより、取付時や交換時の取り扱いが容易とな
り、作業性が向上する。

【００２０】以上説明した様に、この実施例のラジアン
トチューブによれば、Ｕベント部２２ａ〜２２ｃを、Ｎ
ｉ基合金からなる薄肉の板材を円筒状に丸めて両端部を
突合せ溶接した複数の管部材２４，２４，…を連通状態
で接続する構成としたので、Ｕベント部２２ａ〜２２ｃ
のＲＸガス等の非酸化性ガスや浸炭ガスに対する耐食性
及び耐熱性を向上させることができる。また、従来の鋳
造管と比べて鋳造欠陥が発生するおそれがなく、鋳造欠
陥に起因する変形や割れが発生するおそれがなく、Ｕベ
ント部２２ａ〜２２ｃの信頼性を向上させることができ
る。また、肉厚が薄く重量が小さくなり、高温時におい
て発生する曲げモーメントを小さくすることができ、変
形し難くすることができる。また、Ｕベント部２２ａ〜
２２ｃ自体の熱容量が小さくなり、該Ｕ字管部における
熱効率、昇温・降温に伴う温度追従性、加熱炉内の温度
制御性が向上し、より省エネルギー、より高精度の温度
管理を行うことができる。また、重量が小さく、取付時
や交換時の取り扱いを容易とすることができ、作業性を
向上させることができる。

【００２１】なお、本実施例では、Ｕベント部２２ａ〜
２２ｃを、薄肉の板材を円筒状に丸めて両端部を突合せ
溶接した複数の管部材２４，２４，…を連通状態で接続
する構成としたが、該Ｕベント部２２ａ〜２２ｃを、薄
肉の板材を断面略半円状に丸め、かつ、その長手方向に
沿う一方の端部が外側になるように湾曲された１対の管
部材の長手方向に沿う端部同士を突合せ溶接した構成と
してもよい。この場合、１対の管部材の端部同士を突合
せ溶接すればよいので、Ｕベント部２２ａ〜２２ｃと同
様の効果に加えて溶接箇所を減少させることができ、溶
接工程を短縮することができるという効果を奏すること
ができる。

【００２２】また、Ｕベント部２２ａ〜２２ｃの組成
を、Ｃｒを２２重量％、Ｗを１４重量％、Ｍｏを２重量
％含有するＮｉ基合金としたが、この組成に限定される
ことなく、他の組成のＮｉ基合金を用いてももちろんよ
い。また、上記Ｎｉ基合金以外に、例えば、ＳＵＳ３１
０Ｓのようなステンレス鋼等の鉄基合金を用いても、Ｕ
ベント部２２ａ〜２２ｃの耐熱性を向上させることがで
きる。

【００２３】さらに、Ｕベント部２２ａ〜２２ｃのみ
を、薄肉の板材を円筒状に丸めて両端部を突合せ溶接し
た複数の管部材２４，２４，…をとしたが、を連通状態
で接続する構成としたが、直管部１３ａ，１３ｂ，１４
ａ，１４ｂを薄肉の板材を円筒状に丸めて両端部を突合
せ溶接したものとしてもよい。この場合、Ｕベント部２
２ａ〜２２ｃと同様の効果に加えて、ラジアントチュー
ブ全体の鋳造欠陥の発生を防止することができる。全体
の肉厚が薄く重量が小さくなるのでラジアントチューブ
全体の高温時における曲げモーメントを小さくすること
ができ、全体を変形し難くすることができる。熱効率、
昇温・降温に伴う温度追従性、加熱炉内の温度制御性を
さらに向上させることができる。取付時や交換時の取り
扱いもさらに容易とすることができる等の優れた効果を
奏することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の請求項１記
載の放射発熱管によれば、前記Ｕ字管部を、薄肉の耐熱
合金からなる板材を丸めて両端部を突合せ溶接してなる
複数の管部材を連通状態で接続する構成としたので、従
来の鋳造管と比べて鋳造欠陥が発生するおそれがなく、
鋳造欠陥に起因する変形や割れが発生するおそれがな
く、Ｕ字管部の信頼性を向上させることができる。ま
た、肉厚が薄く重量が小さくなり、高温時において発生
する曲げモーメントが小さくなり変形し難くすることが
できる。また、Ｕ字管部自体の熱容量が小さくなり、該
Ｕ字管部における熱効率、昇温・降温に伴う温度追従
性、加熱炉内の温度制御性を向上させ、より省エネルギ
ー、より高精度の温度管理を行うことができる。また、
重量が小さく、取付時や交換時の取り扱いを容易とする
ことができ、作業性を向上させることができる。

【００２５】請求項２記載の放射発熱管によれば、前記
Ｕ字管部を、薄肉の耐熱合金からなる板材を断面略半円
状に丸め、かつ、その長手方向に沿う一方の端部が外側
になるように湾曲された１対の管部材の長手方向に沿う
端部同士を突合せ溶接する構成としたので、鋳造欠陥に
起因する変形や割れが発生するおそれがなく、Ｕ字管部
の信頼性を向上させることができる。また、肉厚が薄く
重量が小さくなり、高温時において発生する曲げモーメ
ントが小さくなり変形し難くすることができる。また、
Ｕ字管部自体の熱容量が小さくなり、該Ｕ字管部におけ
る熱効率、昇温・降温に伴う温度追従性、加熱炉内の温
度制御性を向上させ、より省エネルギー、より高精度の
温度管理を行うことができる。また、重量が小さく、取
付時や交換時の取り扱いを容易とすることができ、作業
性を向上させることができる。さらに、溶接箇所を減少
させることができ、溶接工程を短縮することができる。

【００２６】請求項３記載の放射発熱管によれば、前記
直管部を、薄肉の耐熱合金からなる板材を丸めて端部を
突合せ溶接する構成としたので、該放射発熱管全体に鋳
造欠陥に起因する変形や割れが発生するおそれがなく、
該放射発熱管全体の信頼性を向上させることができる。
また、全体の肉厚が薄く重量が小さくなり、高温時にお
いて発生する曲げモーメントが小さくなり該放射発熱管
全体をより変形し難くすることができる。また、該放射
発熱管全体の熱容量が小さくなり、熱効率、昇温・降温
に伴う温度追従性、加熱炉内の温度制御性を向上させ、
より省エネルギー、より高精度の温度管理を行うことが
できる。また、該放射発熱管全体の重量が小さく、取付
時や交換時の取り扱いをさらに容易とすることができ、
作業性をさらに向上させることができる。

【００２７】請求項４記載の放射発熱管によれば、前記
板材をニッケルを主成分とするニッケル基合金としたの
で、前該板材を用いた管部材のＲＸガス等の非酸化性ガ
スや浸炭ガスに対する耐食性及び耐熱性を向上させるこ
とができる。

【００２８】請求項５記載の放射発熱管によれば、前記
板材を鉄を主成分とする鉄基合金としたので、前該板材
を用いた管部材の耐熱性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＷ型のラジアントチューブ
（放射発熱管）を示す縦断面図である。

【図２】従来のラジアントチューブを用いた加熱炉を示
す斜視図である。

【図３】従来のラジアントチューブの設置構造を示す側
面図である。

【図４】従来のラジアントチューブを示す一部を破断し
た平面図である。

【図５】従来のＷ型のラジアントチューブを示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ直管部２１チューブ本体（管本体）２２ａ〜２２ｃＵベント部（Ｕ字管部）ｇ燃焼ガス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉内に配置された管本体の一端部か
ら該管本体内に燃焼ガスを導入し、該燃焼ガスが該管本
体内を流動する間に発生する放射熱により加熱炉内を加
熱する放射発熱管であって、前記管本体は、１つ以上のＵ字管部と１つ以上の直管部
とを備え、前記Ｕ字管部は、薄肉の耐熱合金からなる板材を丸めて
両端部を突合せ溶接してなる複数の管部材を連通状態で
接続してなり、前記直管部は、耐熱合金からなる鋳造管であることを特
徴とする放射発熱管。
【請求項２】加熱炉内に配置された管本体の一端部か
ら該管本体内に燃焼ガスを導入し、該燃焼ガスが該管本
体内を流動する間に発生する放射熱により加熱炉内を加
熱する放射発熱管であって、前記管本体は、１つ以上のＵ字管部と１つ以上の直管部
とを備え、前記Ｕ字管部は、薄肉の耐熱合金からなる板材を断面略
半円状に丸め、かつ、その長手方向に沿う一方の端部が
外側になるように湾曲された１対の管部材の長手方向に
沿う端部同士を突合せ溶接してなり、前記直管部は、耐熱合金からなる鋳造管であることを特
徴とする放射発熱管。
【請求項３】前記直管部は、薄肉の耐熱合金からなる
板材を丸めて端部を突合せ溶接してなることを特徴とす
る請求項１または２記載の放射発熱管。
【請求項４】前記板材は、ニッケルを主成分とするニ
ッケル基合金からなることを特徴とする請求項１，２ま
たは３記載の放射発熱管。
【請求項５】前記板材は、鉄を主成分とする鉄基合金
からなることを特徴とする請求項１，２または３記載の
放射発熱管。