JP2001289404A - ラジアントチューブ式加熱装置 - Google Patents
ラジアントチューブ式加熱装置Info
- Publication number
- JP2001289404A JP2001289404A JP2000108983A JP2000108983A JP2001289404A JP 2001289404 A JP2001289404 A JP 2001289404A JP 2000108983 A JP2000108983 A JP 2000108983A JP 2000108983 A JP2000108983 A JP 2000108983A JP 2001289404 A JP2001289404 A JP 2001289404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- straight pipe
- bend
- straight
- radiant tube
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
起因する熱変形や高温クリープ変形を抑制し、ラジアン
トチューブの寿命を延長させるためのラジアントチュー
ブ式加熱装置を提供する。 【解決手段】 一端にバーナーを装着し、他端にＵ字形
の第１ベンドを接続した第１直管と、それぞれ両端にＵ
字形の第３ベンドおよび第４ベンドを接続した第４直管
とを、炉幅方向に、かつ両直管を平行に配設し、第１直
管と第４直管の間に、該直管より短い第２直管および第
３直管、第５直管および第６直管を設け、第２直管と第
３直管をＵ字形の第２ベンドで接続すると共に、第２直
管は前記第１ベンドと、第３直管は前記第３ベンドとそ
れぞれ接続し、一方、第５直管と第６直管をＵ字形の第
５ベンドで接続するとともに、第５直管は前記第４ベン
ドと第６直管は炉外排ガス管にそれぞれ接続し、第２ベ
ンドと第５ベンドが炉幅方向において相対するように配
置したことを特徴とするラジアントチューブ式加熱装
置。
Description
鋼帯、電磁鋼板およびアルミ薄帯等の帯状体の連続式熱
処理設備において、帯状体の被加熱材料を間接加熱する
ラジアントチューブ式加熱装置に関するものである。
体を炉内還元雰囲気中で連続的に熱処理する連続式熱処
理炉の加熱装置においては、炉内還元雰囲気を汚染する
ことなく間接加熱することができるラジアントチューブ
式加熱装置が利用されている。ラジアントチューブの形
状は、従来Ｕ字形状をしたＵチューブやＷ型ラジアント
チューブが使用されている。Ｗ型ラジアントチューブ
は、チューブ１本当たりの表面積が大きく、竪型式連続
熱処理炉などによく利用されている。
のラジアントチューブは、炉内の高温雰囲気ガス中にお
いて使用され、しかも、内部の燃焼ガスは、バーナー付
近で最高温度域を形成し、バーナー付近から下流側に向
かって流れることによりチューブの長手方向に大きな温
度勾配を生じせしめる。このような過酷な使用条件のも
とで、ラジアントチューブはやがて高温熱変形による亀
裂やつぶれ現象を生じ、そのために定期的に取替える必
要があった。
ーブの寿命を延長させるには、高温強度の優れた材料を
ラジアントチューブに使用するものも一つの方法である
が、使用条件下での熱変位による応力を緩和することが
重要な要素である。このように、使用中のラジアントチ
ューブの熱変位に起因する熱応力を緩和する目的で、ラ
ジアントチューブと炉体との接続部の一端に、軸方向の
チューブ熱膨張による変位を吸収し軸方向の変位を許容
する伸縮部材を用いる方法が提唱されている。
温度状態でのチューブの熱応力を緩和する効果は得られ
るものの、炉昇温時など冷間状態から過渡的に温度が上
昇してゆく過程で、チューブ長手方向での非定常温度分
布による局所熱応力の増大とそれに起因する局部熱変形
を防止することは出来ず、従って、チューブ寿命も大幅
に改善することはできないという問題があった。
向上させるために、バーナー排気側に熱交換器を設置し
排ガス顕熱により燃焼空気を予熱させるレキュペレーテ
ィブタイプが多く使用されている。従来のレキュペレー
ティブタイプのＷ型ラジアントチューブでは、バーナー
側と他端の排気口側に設けられた熱交換器が離れて位置
する構造であるため、これらの両者を接続する連結管は
長くならざるを得ず、従って、この連結管の表面からの
熱放散量は多大であり、一旦熱交換器で予熱された燃焼
用空気の予熱温度がバーナーに導入されるまでの間に温
度低下を生じ、その結果熱効率が向上しないという問題
に加えて、バーナー燃焼状態点検の目的でバーナー前へ
近寄るオペレーターにとっての作業環境を悪化させる原
因となっていた。その対策として、連結管外部を断熱保
温することによって熱損失の低減を計るという手段もあ
るが、相当分のコストが掛かることは避けられなかっ
た。
題を解消するために、本発明では、一端にバーナーを装
着し、他端にＵ字形の第１ベンドを接続した第１直管
と、それぞれ両端にＵ字形の第３ベンドおよび第４ベン
ドを接続した第４直管とを、炉幅方向に、かつ両直管を
平行に配設し、第１直管と第４直管の間に、該直管より
短い第２直管および第３直管、第５直管および第６直管
を設け、第２直管と第３直管をＵ字形の第２ベンドで接
続すると共に、第２直管は前記第１ベンドと、第３直管
は前記第３ベンドとそれぞれ接続し、一方第５直管と第
６直管をＵ字形の第５ベンドで接続するとともに、第５
直管は前記第４ベンドと、第６直管は炉外排ガス管にそ
れぞれ接続し、第２ベンドと第５ベンドが炉幅方向にお
いて相対するように配置したことを特徴とするラジアン
トチューブ式加熱装置にある。
もって具体的に説明する。本発明におけるラジアントチ
ューブ式加熱装置は、図１に示すように、６本の直管と
５本のベンドを接続して全体が構成されている。すなわ
ち、図１は本発明に係るラジアントチューブバーナーの
全体構成図である。この図に示すように、一端にバーナ
ー１を装着し、他端にＵ字形の第１ベンド４を接続した
第１直管３と、それぞれ両端にＵ字形の第３ベンド８と
第４ベンド１０を接続した第４直管９とを、炉幅方向
に、なお、かつ両直管３、９が平行になるように配置し
ている。そして、この第１直管３と第４直管９の間に囲
まれるようにして、これら両直管３、９よりも短い第２
直管５および第３直管７、第５直管１１および第６直管
１３を配置している。
置しており、第２直管５と第３直管７はＵ字形の第２ベ
ンド６で接続すると共に、第２直管５は第１ベンド４
と、第３直管７は第３ベンド８とそれぞれ接続してい
る。また、第５直管１１と第６直管１３は平行に配置し
ており、第５直管１１と第６直管１３とはＵ字形の第５
ベンド１２で接続すると共に、第５直管１１は第４ベン
ド１０と、第６直管１３は炉外の排ガス管２５と接続し
ている。さらに、第２ベンド６と第５ベンド１２は炉幅
方向において相対するように配置されている。
装置は、一端にバーナー１を装着し、排気口側には燃焼
空気予熱用の熱交換器２を備えている。また、このラジ
アントチューブ式加熱装置は、全体として前述したよう
な形状となっているため、バーナー１と、熱交換器２と
が近接した位置となっている。燃焼空気は、燃焼空気導
入口２４から供給され熱交換器２によって、排ガスとの
間で熱交換されることにより予熱された後、連結管２６
を通ってバーナー１側へ送られ、燃料導入口２３から供
給される燃料ガスと混合して、バーナー１で燃焼用とし
て供される。
ら順次下流側へ向かって、第１ベンド４、第２直管５、
第２ベンド６、第３直管７、第３ベンド８、第４直管
９、第４ベンド１０、第５直管１１、第５ベンド１２を
経て第６直管１３へ至り、排ガス管２５から排出され
る。本発明におけるラジアントチューブ式加熱装置で
は、連結管２６を従来のＷ型ラジアントチューブ式加熱
装置に比べてかなり短くすることが可能となるため、連
結管２６の表面からの熱放散量を最小に抑えることがで
きる。
１直管３と第２直管５の間、および第２直管５と第３直
管７の間にはサポート１４、１５、１６がそれぞれ設け
られており、チューブの鉛直方向および水平方向の変位
があらかじめ隙間として設定された値を超えた際には、
互いの直管部がその変位を拘束し合う構造になってい
る。また、第３ベンド８に接続したブラケット１７、第
４ベンド１０に接続したブラケット１９は、炉殻２１に
固定されたチューブ受け１８および２０によって、それ
ぞれスライド支持されている。
置の各部分の寸法関係は、炉殻のサイズ、被加熱材料の
幅、バーナー燃焼容量およびラジアントチューブ表面温
度などの諸因子を考慮して最適に計画され、図１におい
て、第２直管５は第３直管７より短く示されているが、
これも最適設計の範囲で決定されるもので、同じ長さと
することもある。
加熱装置（ａ）と本発明によるラジアントチューブ式加
熱装置（ｂ）におけるチューブの変形状態を示す図であ
る。この図に示すように、高温操業時におけるそれぞれ
のチューブの熱変形の形態を破線で示している。すなわ
ち、従来のＷ型ラジアントチューブ式加熱装置（ａ）に
おいては、熱変形の拘束点はシュミレーション解析の結
果実質上、Ａ２の点となっており、また、バーナー側の
固定点Ａ１との二点拘束状態の元で熱変形が行われてい
る。一方、本発明のラジアントチューブ式加熱装置
（ｂ）では、バーナー側の固定点Ｂ１と実質拘束点Ｂ２
の間で熱変形が行われている。このために、本発明にお
いては、第１直管、第１ベンド、第２直管、第２ベン
ド、第３直管、第３ベンドおよび第４直管の各部に分散
され、熱変形が特定部に集中することが緩和され最大変
形量が抑制されることが判る。
加熱装置（ａ）と本発明によるラジアントチューブ式加
熱装置（ｂ）におけるチューブ長手方向の温度分布を示
す図である。上述したように、従来のＷ型ラジアントチ
ューブ式加熱装置（ａ）においては、熱変形の拘束点は
シュミレーション解析の結果実質上、Ａ２の点となって
おり、また、バーナー側の固定点Ａ１との二点拘束状態
の元で、チューブ長手方向の温度偏差は最大△Ｔａとな
り、変形が第１直管、第１ベンド、第２直管、第２ベン
ドに集中している。これに対し、本発明のラジアントチ
ューブ式加熱装置（ｂ）では、チューブ長手方向の温度
偏差は最大△Ｔｂと比較的小さく、従って、各部の熱応
力が分散により低く抑えられ、その結果ラジアントチュ
ーブの高温クリープ変形が大幅に抑制されるので、チュ
ーブの変形や亀裂の発生などが小さく、従来に比べ、ラ
ジアントチューブの寿命延長が可能となる。
の違いを説明する概念図である。すなわち、それぞれの
ラジアントチューブ式加熱装置における横変位の状況を
示しており、従来のＷ型ラジアントチューブ式加熱装置
（ａ）における断面ａ−ａでは、第１ベンドと第２ベン
ドが離れて位置しているため、第１直管、第１ベンドお
よび第２直管により形成される断面の性能が単独化して
しまうことにより、その断面性能自体が小さくなってお
り、チューブ長手方向の温度分布に起因する熱変形に対
してその抵抗が小さく、大きな横変形δａを生じている
ことが判る。そのため、チューブに一旦横変形が生じる
と、チューブ内の燃焼排ガス流れに影響が発生し、チュ
ーブ外周方向の温度差がさらに助長されることになり、
その結果横変形δａは益々おおきくなる。一方、本発明
によるラジアントチューブ式加熱装置（ｂ）では、断面
ｂ−ｂに示すように断面性能が大きくなっており、チュ
ーブの熱による横変形δｂを小さくすることが出来る。
のラジアントチューブ式加熱装置にすることにより、ラ
ジアントチューブ長手方向での温度勾配による高温クリ
ープ変形や熱変形を抑制することができ、従って、亀裂
やつぶれ現象の発生を防止しつつラジアントチューブの
寿命を飛躍的に向上させることが可能となる。特に、定
常使用時の熱変形抑制に加えて、炉昇温時等における冷
間からの過渡的温度上昇過程でのチューブ長手方向温度
差に起因する熱変形をもラジアントチューブの各部が分
散負担することによって軽減できるため、ラジアントチ
ューブの寿命延長に果たす効果は大きい。また、本発明
では従来のＷ型ラジアントチューブ式加熱装置のように
バーナーと他端に設けられた熱交換器を接続する予熱空
気の連結管が殆ど必要でなくなるため、連結管からの熱
放散が殆どなくなり、相当分の熱効率向上効果が得られ
る。同時にバーナー前の作業環境を改善することがで
き、バーナーの燃焼状況の点検作業などがやり易くなる
等極めて優れた効果を奏するものである。
体構成図、
発明によるラジアントチューブ式加熱装置におけるチュ
ーブの変形状態を示す図、
発明によるラジアントチューブ式加熱装置におけるチュ
ーブ長手方向の温度分布を示す図、
する概念図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 一端にバーナーを装着し、他端にＵ字形
の第１ベンドを接続した第１直管と、それぞれ両端にＵ
字形の第３ベンドおよび第４ベンドを接続した第４直管
とを、炉幅方向に、かつ両直管を平行に配設し、第１直
管と第４直管の間に、該直管より短い第２直管および第
３直管、第５直管および第６直管を設け、第２直管と第
３直管をＵ字形の第２ベンドで接続すると共に、第２直
管は前記第１ベンドと、第３直管は前記第３ベンドとそ
れぞれ接続し、一方第５直管と第６直管をＵ字形の第５
ベンドで接続するとともに、第５直管は前記第４ベンド
と、第６直管は炉外排ガス管にそれぞれ接続し、第２ベ
ンドと第５ベンドが炉幅方向において相対するように配
置したことを特徴とするラジアントチューブ式加熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000108983A JP4234879B2 (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | ラジアントチューブ式加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000108983A JP4234879B2 (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | ラジアントチューブ式加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001289404A true JP2001289404A (ja) | 2001-10-19 |
| JP4234879B2 JP4234879B2 (ja) | 2009-03-04 |
Family
ID=18621738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000108983A Expired - Fee Related JP4234879B2 (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | ラジアントチューブ式加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4234879B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040021229A (ko) * | 2002-09-03 | 2004-03-10 | 주식회사 포스코 | 가열로의 버너 |
| CN106594728A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种蛇形燃气辐射管 |
| JP2020101340A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｗ型ラジアントチューブ |
-
2000
- 2000-04-11 JP JP2000108983A patent/JP4234879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040021229A (ko) * | 2002-09-03 | 2004-03-10 | 주식회사 포스코 | 가열로의 버너 |
| CN106594728A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种蛇形燃气辐射管 |
| JP2020101340A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｗ型ラジアントチューブ |
| JP7006579B2 (ja) | 2018-12-25 | 2022-01-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｗ型ラジアントチューブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4234879B2 (ja) | 2009-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1996032617B1 (en) | Ceramic heat exchanger system | |
| JP5322142B2 (ja) | ２塔式排熱回収システム | |
| RU2554679C2 (ru) | Подогреватель воздуха топочным газом, способ установки, а также воздушный трубный компонент для подогревателя воздуха топочным газом | |
| EP2438356B1 (en) | An air guide sleeve and a preheating apparatus | |
| JP4234879B2 (ja) | ラジアントチューブ式加熱装置 | |
| WO2013118527A1 (ja) | 熱交換器 | |
| JP2705545B2 (ja) | 熱交換器の低温腐食防止構造 | |
| JPH01318891A (ja) | 熱交換器 | |
| JPS5847634B2 (ja) | ロカンオシシヨウスルホウホウ オヨビ ソノタメノシジコウゾウタイ | |
| CN210773495U (zh) | 一种台车式退火炉的排烟及换热系统 | |
| JPH09210305A (ja) | ラジアントチューブ加熱炉の熱回収方法及び装置 | |
| JP2630427B2 (ja) | セラミックス製バイヨネット式熱交換器 | |
| CN110529873A (zh) | 一种高效板式空气预热器 | |
| CN114353039B (zh) | 一种余热锅炉入口烟罩 | |
| CN211638610U (zh) | 一种钎焊炉马弗高温膨胀装置 | |
| CN216049382U (zh) | 一种补偿器保护结构及预热器 | |
| US11209225B2 (en) | Heat exchanger, radiant tube type heating device, and method of manufacturing heat exchanger | |
| KR20000008536U (ko) | 열전달핀을 구비한 열교환기 | |
| JPH0241503Y2 (ja) | ||
| JP2988363B2 (ja) | 煙管を備えたボイラ | |
| JPS61190286A (ja) | 熱交換器 | |
| JP2002005592A (ja) | 多管式熱交換器 | |
| JP2000220972A (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JPH07280477A (ja) | ラジアントチューブ | |
| JPH07253285A (ja) | 熱交換チューブ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061018 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061108 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20061211 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080829 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081209 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081212 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111219 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 4 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131219 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |