JP2002022110A - データ構造及びセラミックラジアントチューブバーナの構造情報提供方法 - Google Patents
データ構造及びセラミックラジアントチューブバーナの構造情報提供方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、炉内１０に露出され、内部に燃焼
室８を形成するセラミック製のラジアントチューブ１
と、ラジアントチューブ１を接着剤４を介して内挿接合
し、炉壁１１に穿設された炉壁穴１１ａに内挿されるス
リーブ部２とを備えたセラミックラジアントチューブバ
ーナ１００において、スリーブ部１の長さ等の構造が適
切なものかを瞬時に判断するのに利用することができる
データ構造及びその技術を実現することを目的とする。 【解決手段】 ラジアントチューブ１の径φ及び長さＬ
と、スリーブ部２の長さｌとから求められるラジアント
チューブ１とスリーブ部２との接合部における最大応力
が、接合部の温度Ｔから求められる接着剤４の許容応力
以下となる、ラジアントチューブ１の径φ及び長さＬ
と、スリーブ部２の長さｌと、接合部の温度Ｔとの４つ
のパラメータ値の相関関係を示すデータ構造。
室８を形成するセラミック製のラジアントチューブ１
と、ラジアントチューブ１を接着剤４を介して内挿接合
し、炉壁１１に穿設された炉壁穴１１ａに内挿されるス
リーブ部２とを備えたセラミックラジアントチューブバ
ーナ１００において、スリーブ部１の長さ等の構造が適
切なものかを瞬時に判断するのに利用することができる
データ構造及びその技術を実現することを目的とする。 【解決手段】 ラジアントチューブ１の径φ及び長さＬ
と、スリーブ部２の長さｌとから求められるラジアント
チューブ１とスリーブ部２との接合部における最大応力
が、接合部の温度Ｔから求められる接着剤４の許容応力
以下となる、ラジアントチューブ１の径φ及び長さＬ
と、スリーブ部２の長さｌと、接合部の温度Ｔとの４つ
のパラメータ値の相関関係を示すデータ構造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】炉内に露出され、内部に燃焼
室を形成するセラミック製のラジアントチューブと、前
記ラジアントチューブを接着剤を介して内挿接合し、炉
壁に穿設された炉壁穴に内挿されるスリーブ部とを備え
たセラミックラジアントチューブバーナにおいて、その
構造情報を提供する技術に関する。
室を形成するセラミック製のラジアントチューブと、前
記ラジアントチューブを接着剤を介して内挿接合し、炉
壁に穿設された炉壁穴に内挿されるスリーブ部とを備え
たセラミックラジアントチューブバーナにおいて、その
構造情報を提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のラジアントチューブバーナは、加
熱炉や熱処理炉等の間接的な加熱に利用される。このよ
うなラジアントチューブバーナにおいて、最も一般的な
ものは、炉壁を貫通して炉内に露出されるラジアントチ
ューブが金属製のものであった。しかし、近年、炉内に
おける処理温度の上昇の要望に伴い、ラジアントチュー
ブの耐熱性等を向上させ長期間安定して使用することを
可能にするためにラジアントチューブの材質として、Ｓ
ｉＣ（炭化珪素）やＳｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）等の耐熱性
の高いセラミックの利用が検討、実用化されている。一
般にセラミック製のラジアントチューブは、従来の金属
製のラジアントチューブと同様にフランジ部においてつ
ば付きの形状であるが、単純に金属製のラジアントチュ
ーブをつば付きのセラミック製のラジアントチューブに
置き換えた場合、炉壁との固定部はセラミックチューブ
のフランジ部を挟み込むいわゆる二重フランジ構造とな
り、従来の金属製のフランジ部で固定していた場合と比
較して、その構造が複雑となるため、炉壁との固定部の
改造に多大な費用が必要となる。このような事態を避
け、固定部の構造の単純化、及び既設品との互換性を図
るために、セラミック製のラジアントチューブをつば無
しの直管型とし、そのラジアントチューブが炉壁に固定
される金属製のフランジ固定部材等に設けられ、炉壁穴
に内挿されるスリーブ部に耐熱接着材を介して内挿さ
れ、炉内に露出される構造とする場合がある。このよう
に構成することで、フランジ固定部及びスリーブ部を従
来通りの金属製としたまま、ラジアントチューブのみを
セラミック製とし、両者を耐熱接着剤を利用して簡便に
固定接合することができる。
熱炉や熱処理炉等の間接的な加熱に利用される。このよ
うなラジアントチューブバーナにおいて、最も一般的な
ものは、炉壁を貫通して炉内に露出されるラジアントチ
ューブが金属製のものであった。しかし、近年、炉内に
おける処理温度の上昇の要望に伴い、ラジアントチュー
ブの耐熱性等を向上させ長期間安定して使用することを
可能にするためにラジアントチューブの材質として、Ｓ
ｉＣ（炭化珪素）やＳｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）等の耐熱性
の高いセラミックの利用が検討、実用化されている。一
般にセラミック製のラジアントチューブは、従来の金属
製のラジアントチューブと同様にフランジ部においてつ
ば付きの形状であるが、単純に金属製のラジアントチュ
ーブをつば付きのセラミック製のラジアントチューブに
置き換えた場合、炉壁との固定部はセラミックチューブ
のフランジ部を挟み込むいわゆる二重フランジ構造とな
り、従来の金属製のフランジ部で固定していた場合と比
較して、その構造が複雑となるため、炉壁との固定部の
改造に多大な費用が必要となる。このような事態を避
け、固定部の構造の単純化、及び既設品との互換性を図
るために、セラミック製のラジアントチューブをつば無
しの直管型とし、そのラジアントチューブが炉壁に固定
される金属製のフランジ固定部材等に設けられ、炉壁穴
に内挿されるスリーブ部に耐熱接着材を介して内挿さ
れ、炉内に露出される構造とする場合がある。このよう
に構成することで、フランジ固定部及びスリーブ部を従
来通りの金属製としたまま、ラジアントチューブのみを
セラミック製とし、両者を耐熱接着剤を利用して簡便に
固定接合することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たセラミックラジアントチューブバーナにおいて、ラジ
アントチューブの自重等によりラジアントチューブと接
着剤との界面において発生する応力が、その接合部の許
容応力以上となるとラジアントチューブの脱落や破損の
虞があり、特に、ラジアントチューブの長手方向を水平
方向とする場合、上記界面の特にスリーブ部の炉内側の
縁部付近において、局所的に大きな応力が発生するの
で、その応力が許容応力以下であるかどうかを判定する
必要があった。しかし、スリーブ部の長さが、セラミッ
クラジアントチューブバーナを設置しようとする顧客側
の炉壁の厚さ以上であると、炉内にスリーブ部が晒され
破損する虞があり、スリーブ部の構造を適切なものに設
定する必要がある。よって、上記の顧客からセラミック
ラジアントチューブバーナの設置の検討依頼があったと
きに、これらの事情を踏まえて、顧客側の炉に設置可能
なセラミックラジアントチューブバーナの構造を決定
し、そのバーナの構造が顧客の要望にあったものかを判
断する必要があるが、従来、このような判断を適切且つ
瞬時に行う手段はなく、セラミックラジアントチューブ
を設置しようとする顧客から、その設置の可否等の問合
せがあっても、瞬時に対応することは困難であった。
たセラミックラジアントチューブバーナにおいて、ラジ
アントチューブの自重等によりラジアントチューブと接
着剤との界面において発生する応力が、その接合部の許
容応力以上となるとラジアントチューブの脱落や破損の
虞があり、特に、ラジアントチューブの長手方向を水平
方向とする場合、上記界面の特にスリーブ部の炉内側の
縁部付近において、局所的に大きな応力が発生するの
で、その応力が許容応力以下であるかどうかを判定する
必要があった。しかし、スリーブ部の長さが、セラミッ
クラジアントチューブバーナを設置しようとする顧客側
の炉壁の厚さ以上であると、炉内にスリーブ部が晒され
破損する虞があり、スリーブ部の構造を適切なものに設
定する必要がある。よって、上記の顧客からセラミック
ラジアントチューブバーナの設置の検討依頼があったと
きに、これらの事情を踏まえて、顧客側の炉に設置可能
なセラミックラジアントチューブバーナの構造を決定
し、そのバーナの構造が顧客の要望にあったものかを判
断する必要があるが、従来、このような判断を適切且つ
瞬時に行う手段はなく、セラミックラジアントチューブ
を設置しようとする顧客から、その設置の可否等の問合
せがあっても、瞬時に対応することは困難であった。
【０００４】従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、
上記のセラミックラジアントチューブにおいて、スリー
ブ部の長さ等の構造が適切なものかを瞬時に判断するの
に利用することができるデータ構造及びその技術を実現
することを目的とする。
上記のセラミックラジアントチューブにおいて、スリー
ブ部の長さ等の構造が適切なものかを瞬時に判断するの
に利用することができるデータ構造及びその技術を実現
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ構造
は、請求項１に記載したごとく、炉内に露出され、内部
に燃焼室を形成するセラミック製のラジアントチューブ
と、前記ラジアントチューブを接着剤を介して内挿接合
し、炉壁に穿設された炉壁穴に内挿されるスリーブ部と
を備えたセラミックラジアントチューブバーナにおい
て、前記ラジアントチューブの径φ及び長さＬと、前記
スリーブ部の長さｌとから求められる前記ラジアントチ
ューブと前記スリーブ部との接合部における最大応力
が、前記接合部の温度Ｔから求められる前記接着剤の許
容応力以下となる、前記ラジアントチューブの径φ及び
長さＬと、前記スリーブ部の長さｌと、前記接合部の温
度Ｔとの４つのパラメータ値の相関関係を示すことを特
徴とする。
は、請求項１に記載したごとく、炉内に露出され、内部
に燃焼室を形成するセラミック製のラジアントチューブ
と、前記ラジアントチューブを接着剤を介して内挿接合
し、炉壁に穿設された炉壁穴に内挿されるスリーブ部と
を備えたセラミックラジアントチューブバーナにおい
て、前記ラジアントチューブの径φ及び長さＬと、前記
スリーブ部の長さｌとから求められる前記ラジアントチ
ューブと前記スリーブ部との接合部における最大応力
が、前記接合部の温度Ｔから求められる前記接着剤の許
容応力以下となる、前記ラジアントチューブの径φ及び
長さＬと、前記スリーブ部の長さｌと、前記接合部の温
度Ｔとの４つのパラメータ値の相関関係を示すことを特
徴とする。
【０００６】セラミック製のラジアントチューブをフラ
ンジ固定部材のスリーブ部に内挿し、接着剤で接合して
なるセラミックラジアントチューブバーナにおいて、ス
リーブ部に充填された接着剤とラジアントチューブとの
界面にかかる最大応力は、ラジアントチューブの径φと
ラジアントチューブの長さＬとであるラジアントチュー
ブの構造に関する値とスリーブ部の長さｌに依存性を持
ち、ラジアントチューブの径φ及び長さＬが大きくなる
ほど、若しくはスリーブ部の長さｌが小さくなるほど、
上記界面にかかる最大応力は大きくなる。また、このよ
うな最大応力は、夫々の値から、実験若しくはコンピュ
ータシュミレーション等で求めることができる。また、
接着剤の許容応力は、スリーブ部の温度Ｔに依存し、温
度Ｔが大きくなるほど、許容応力は小さくなる。よっ
て、本構成のごとく、本発明のデータ構造は、上記の最
大応力が、上記の許容応力以下となるような、上記の４
つのパラメータ値（φ，Ｌ，ｌ，Ｔ）の相関関係を示す
ように構成され、このデータ構造は、ラジアントチュー
ブバーナの４つのパラメータ値が適正な値となっている
かを判断することに利用することができ、例えば、ラジ
アントチューブの径φとラジアントチューブの長さＬと
スリーブ部の温度Ｔとの既知のパラメータ値から、スリ
ーブ長さｌの下限界値を導出して、その下限界値に基づ
いてスリーブ部の長さを決定することができる。
ンジ固定部材のスリーブ部に内挿し、接着剤で接合して
なるセラミックラジアントチューブバーナにおいて、ス
リーブ部に充填された接着剤とラジアントチューブとの
界面にかかる最大応力は、ラジアントチューブの径φと
ラジアントチューブの長さＬとであるラジアントチュー
ブの構造に関する値とスリーブ部の長さｌに依存性を持
ち、ラジアントチューブの径φ及び長さＬが大きくなる
ほど、若しくはスリーブ部の長さｌが小さくなるほど、
上記界面にかかる最大応力は大きくなる。また、このよ
うな最大応力は、夫々の値から、実験若しくはコンピュ
ータシュミレーション等で求めることができる。また、
接着剤の許容応力は、スリーブ部の温度Ｔに依存し、温
度Ｔが大きくなるほど、許容応力は小さくなる。よっ
て、本構成のごとく、本発明のデータ構造は、上記の最
大応力が、上記の許容応力以下となるような、上記の４
つのパラメータ値（φ，Ｌ，ｌ，Ｔ）の相関関係を示す
ように構成され、このデータ構造は、ラジアントチュー
ブバーナの４つのパラメータ値が適正な値となっている
かを判断することに利用することができ、例えば、ラジ
アントチューブの径φとラジアントチューブの長さＬと
スリーブ部の温度Ｔとの既知のパラメータ値から、スリ
ーブ長さｌの下限界値を導出して、その下限界値に基づ
いてスリーブ部の長さを決定することができる。
【０００７】本発明に係るセラミックラジアントチュー
ブバーナの構造情報提供方法は、請求項２に記載したご
とく、炉内に露出され、内部に燃焼室を形成するセラミ
ック製のラジアントチューブと、前記ラジアントチュー
ブを接着剤を介して内挿接合し、炉壁に穿設された炉壁
穴に内挿されるスリーブ部とを備えたセラミックラジア
ントチューブバーナにおいて、前記ラジアントチューブ
の径φ、前記ラジアントチューブの長さＬ、前記スリー
ブ部の長さｌ、及び前記スリーブ部の温度Ｔの４つのパ
ラメータ値の内、３つの既知のパラメータ値を構造情報
依頼者から受付け、前記請求項１に記載のデータ構造に
示された前記４つのパラメータ値の相関関係に基づい
て、前記３つの既知のパラメータ値から、残りの１つの
パラメータ値を決定し、前記決定した構造に関する構造
情報を前記構造情報依頼者へ提供することを特徴とす
る。
ブバーナの構造情報提供方法は、請求項２に記載したご
とく、炉内に露出され、内部に燃焼室を形成するセラミ
ック製のラジアントチューブと、前記ラジアントチュー
ブを接着剤を介して内挿接合し、炉壁に穿設された炉壁
穴に内挿されるスリーブ部とを備えたセラミックラジア
ントチューブバーナにおいて、前記ラジアントチューブ
の径φ、前記ラジアントチューブの長さＬ、前記スリー
ブ部の長さｌ、及び前記スリーブ部の温度Ｔの４つのパ
ラメータ値の内、３つの既知のパラメータ値を構造情報
依頼者から受付け、前記請求項１に記載のデータ構造に
示された前記４つのパラメータ値の相関関係に基づい
て、前記３つの既知のパラメータ値から、残りの１つの
パラメータ値を決定し、前記決定した構造に関する構造
情報を前記構造情報依頼者へ提供することを特徴とす
る。
【０００８】本発明のセラミックラジアントチューブバ
ーナの構造情報提供方法は、本構成のごとく、例えばセ
ラミックラジアントチューブバーナを設置しようとする
顧客（構造情報依頼者）から、前記炉の加熱温度や炉壁
の厚さ、若しくは従来設置していたラジアントチューブ
バーナの構造等から求められる、前記ラジアントチュー
ブの径φ、前記ラジアントチューブの長さＬ、前記スリ
ーブ部の長さｌ、及び前記スリーブ部の温度Ｔの４つの
パラメータ値の内の３つの既知のパラメータ値を、直接
若しくはインターネット等を介して受付け、その３つの
パラメータ値と、上記の請求項１記載のデータ構造に示
された前記４つのパラメータ値の相関関係から、ラジア
ントチューブと接着剤との界面にかかる最大応力が、接
着剤の許容応力以下となるような、前記残りの１つのパ
ラメータ値を決定して、セラミックラジアントチューブ
バーナの構造を決定することができ、その決定されたパ
ラメータ値若しくはバーナ構造の情報、又はその決定さ
れたパラメータ値又はバーナ構造と、顧客側の炉の仕様
又は顧客の要求仕様等とを比較して得ることができる、
セラミックラジアントチューブバーナの設置可否を判断
情報等の前記構造情報を、直接若しくはインターネット
等を介して瞬時に顧客側に提供することができ、この構
造情報を提供された顧客は瞬時にセラミックラジアント
チューブバーナの設置の判断を行うことができる。ま
た、上記の決定されたバーナ構造は設置の際の設計基準
とすることができる。また、勿論、このようなデータ構
造は、前記データ構造を記憶し、コンピュータ読み取り
可能なデータ記憶媒体若しくは前記データ構造をグラフ
化してなるデータシートとして利用することもできる。
ーナの構造情報提供方法は、本構成のごとく、例えばセ
ラミックラジアントチューブバーナを設置しようとする
顧客（構造情報依頼者）から、前記炉の加熱温度や炉壁
の厚さ、若しくは従来設置していたラジアントチューブ
バーナの構造等から求められる、前記ラジアントチュー
ブの径φ、前記ラジアントチューブの長さＬ、前記スリ
ーブ部の長さｌ、及び前記スリーブ部の温度Ｔの４つの
パラメータ値の内の３つの既知のパラメータ値を、直接
若しくはインターネット等を介して受付け、その３つの
パラメータ値と、上記の請求項１記載のデータ構造に示
された前記４つのパラメータ値の相関関係から、ラジア
ントチューブと接着剤との界面にかかる最大応力が、接
着剤の許容応力以下となるような、前記残りの１つのパ
ラメータ値を決定して、セラミックラジアントチューブ
バーナの構造を決定することができ、その決定されたパ
ラメータ値若しくはバーナ構造の情報、又はその決定さ
れたパラメータ値又はバーナ構造と、顧客側の炉の仕様
又は顧客の要求仕様等とを比較して得ることができる、
セラミックラジアントチューブバーナの設置可否を判断
情報等の前記構造情報を、直接若しくはインターネット
等を介して瞬時に顧客側に提供することができ、この構
造情報を提供された顧客は瞬時にセラミックラジアント
チューブバーナの設置の判断を行うことができる。ま
た、上記の決定されたバーナ構造は設置の際の設計基準
とすることができる。また、勿論、このようなデータ構
造は、前記データ構造を記憶し、コンピュータ読み取り
可能なデータ記憶媒体若しくは前記データ構造をグラフ
化してなるデータシートとして利用することもできる。
【０００９】本発明に係るデータ記憶媒体は、請求項３
に記載したごとく、請求項１記載のデータ構造を記憶
し、コンピュータ読み取り可能なことを特徴とする。本
構成のごとく、本発明のデータ記憶媒体は、上記請求項
１記載のデータ構造を記憶し、コンピュータによって読
み取り可能に構成されているので、そのデータ記憶媒体
に記憶されているデータ構造を瞬時にパーソナルコンピ
ュータ等で読み取って、ラジアントチューブバーナの４
つのパラメータ値が適正な値となっているかを瞬時に判
断することに利用することができことができる。
に記載したごとく、請求項１記載のデータ構造を記憶
し、コンピュータ読み取り可能なことを特徴とする。本
構成のごとく、本発明のデータ記憶媒体は、上記請求項
１記載のデータ構造を記憶し、コンピュータによって読
み取り可能に構成されているので、そのデータ記憶媒体
に記憶されているデータ構造を瞬時にパーソナルコンピ
ュータ等で読み取って、ラジアントチューブバーナの４
つのパラメータ値が適正な値となっているかを瞬時に判
断することに利用することができことができる。
【００１０】本発明に係るデータシートは、請求項４に
記載したごとく、請求項１記載のデータ構造をグラフ化
してなることを特徴とする。本構成のごとく、本発明の
データシートは、上記請求項１記載のデータ構造をグラ
フ化してなるので、例えばそのデータシートをセラミッ
クラジアントチューブバーナが設置されている現場に持
ち込んで、その場で、ラジアントチューブバーナの４つ
のパラメータ値が適正な値となっているかを判断するこ
とに利用することができことができる。
記載したごとく、請求項１記載のデータ構造をグラフ化
してなることを特徴とする。本構成のごとく、本発明の
データシートは、上記請求項１記載のデータ構造をグラ
フ化してなるので、例えばそのデータシートをセラミッ
クラジアントチューブバーナが設置されている現場に持
ち込んで、その場で、ラジアントチューブバーナの４つ
のパラメータ値が適正な値となっているかを判断するこ
とに利用することができことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面に基づいて説明する。図１に示すセラミックラジアン
トチューブバーナ１００は、一端を封止したＳｉＣセラ
ミック製のラジアントチューブ１と、ラジアントチュー
ブ１の他端を耐熱性の接着剤４を介して内挿接合し、炉
壁１１に穿設された炉壁穴１１ａに内挿されるＳＵＳ３
１０Ｓ製のスリーブ部２とを備え、スリーブ部２を、炉
壁１１の外側にネジ等によって固定されるＳＵＳ３１０
Ｓ製のフランジ固定部３に接合している。さらに、ラジ
アントチューブ１内には、同じくＳｉＣセラミック製の
内管７と、その内管内に設けられたバーナ部材６とが備
えられており、バーナ部材６内に燃料を供給すると共
に、バーナ部材６と内管７との間に燃焼用空気を供給し
て、ラジアントチューブ１と内管７との間に形成された
燃焼室８内において燃料を燃焼させてラジアントチュー
ブ１を加熱し、炉内１０の加熱対象物（図示せず）を間
接的に加熱する。また、ラジアントチューブ１を加熱後
の排ガスは、ラジアントチューブの他端側から排出さ
れ、熱交換器を通じて燃焼用空気の予熱に利用される。
面に基づいて説明する。図１に示すセラミックラジアン
トチューブバーナ１００は、一端を封止したＳｉＣセラ
ミック製のラジアントチューブ１と、ラジアントチュー
ブ１の他端を耐熱性の接着剤４を介して内挿接合し、炉
壁１１に穿設された炉壁穴１１ａに内挿されるＳＵＳ３
１０Ｓ製のスリーブ部２とを備え、スリーブ部２を、炉
壁１１の外側にネジ等によって固定されるＳＵＳ３１０
Ｓ製のフランジ固定部３に接合している。さらに、ラジ
アントチューブ１内には、同じくＳｉＣセラミック製の
内管７と、その内管内に設けられたバーナ部材６とが備
えられており、バーナ部材６内に燃料を供給すると共
に、バーナ部材６と内管７との間に燃焼用空気を供給し
て、ラジアントチューブ１と内管７との間に形成された
燃焼室８内において燃料を燃焼させてラジアントチュー
ブ１を加熱し、炉内１０の加熱対象物（図示せず）を間
接的に加熱する。また、ラジアントチューブ１を加熱後
の排ガスは、ラジアントチューブの他端側から排出さ
れ、熱交換器を通じて燃焼用空気の予熱に利用される。
【００１２】このラジアントチューブバーナ１００は、
ラジアントチューブ１の長手方向、即ちスリーブ部２の
ラジアントチューブ１の挿入方向が水平方向であるの
で、ラジアントチューブ１と接着剤４との界面４ａの特
にスリーブ部２の炉内１０側の縁部付近において、局所
的に大きな応力が発生し、この界面４ａにおける最大応
力が、接着剤４の許容応力以上になると、ラジアントチ
ューブ１の脱落や破損の虞がある。
ラジアントチューブ１の長手方向、即ちスリーブ部２の
ラジアントチューブ１の挿入方向が水平方向であるの
で、ラジアントチューブ１と接着剤４との界面４ａの特
にスリーブ部２の炉内１０側の縁部付近において、局所
的に大きな応力が発生し、この界面４ａにおける最大応
力が、接着剤４の許容応力以上になると、ラジアントチ
ューブ１の脱落や破損の虞がある。
【００１３】そこで、図２に示すデータシートＳとして
グラフ化された本発明のデータ構造は、ラジアントチュ
ーブ１の径φ及び長さＬと、スリーブ部２の長さｌとか
ら求められるラジアントチューブ１とスリーブ部２との
接合部の界面４ａにおける最大応力が、界面４ａの温度
Ｔから求められる接着剤４の許容応力以下となる、ラジ
アントチューブ１の径φ及び長さＬと、スリーブ部２の
長さｌと、接合部の温度Ｔとの４つのパラメータ値の相
関関係を示すものである。即ち、このデータシートＳ
は、ラジアントチューブ１の数種類の径φ（φ１，φ
２，φ３・・・）毎に作成されたものであり、また、接
着剤４の許容応力がスリーブ部２の温度Ｔによって異な
ることから、数種類の温度Ｔ（例えば、Ｔ＝７４０℃，
７２０℃，７００℃，６８０℃）毎に、上記界面４ａに
発生する最大応力が接着剤４の許容応力となるラジアン
トチューブ１の長さＬとスリーブ部２の長さｌとの相関
関係を示すものである。このように求められた界面４ａ
に発生する最大応力は、図３に示すように、例えば、ラ
ジアントチューブ１の径φ＝φ１（一定）とした場合、
スリーブ長ｌが長くなるほど減少し、ラジアントチュー
ブ１の長さＬをＬ１，Ｌ２，Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）
と変化させる、言換えれば長さＬを長くするほど増加す
る。また、長さＬと同様に、ラジアントチューブ１の径
φを増加させても、上記の最大応力は増加する。
グラフ化された本発明のデータ構造は、ラジアントチュ
ーブ１の径φ及び長さＬと、スリーブ部２の長さｌとか
ら求められるラジアントチューブ１とスリーブ部２との
接合部の界面４ａにおける最大応力が、界面４ａの温度
Ｔから求められる接着剤４の許容応力以下となる、ラジ
アントチューブ１の径φ及び長さＬと、スリーブ部２の
長さｌと、接合部の温度Ｔとの４つのパラメータ値の相
関関係を示すものである。即ち、このデータシートＳ
は、ラジアントチューブ１の数種類の径φ（φ１，φ
２，φ３・・・）毎に作成されたものであり、また、接
着剤４の許容応力がスリーブ部２の温度Ｔによって異な
ることから、数種類の温度Ｔ（例えば、Ｔ＝７４０℃，
７２０℃，７００℃，６８０℃）毎に、上記界面４ａに
発生する最大応力が接着剤４の許容応力となるラジアン
トチューブ１の長さＬとスリーブ部２の長さｌとの相関
関係を示すものである。このように求められた界面４ａ
に発生する最大応力は、図３に示すように、例えば、ラ
ジアントチューブ１の径φ＝φ１（一定）とした場合、
スリーブ長ｌが長くなるほど減少し、ラジアントチュー
ブ１の長さＬをＬ１，Ｌ２，Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）
と変化させる、言換えれば長さＬを長くするほど増加す
る。また、長さＬと同様に、ラジアントチューブ１の径
φを増加させても、上記の最大応力は増加する。
【００１４】次に、上記のデータ構造に示された相関関
係の求める方法について以下に説明する。スリーブ部２
に充填された接着剤４とラジアントチューブ１の界面４
ａにかかる最大応力は、ラジアントチューブ１の径φと
ラジアントチューブ１の長さＬとであるラジアントチュ
ーブの構造に関するパラメータ値とスリーブ部２の長さ
ｌであるパラメータ値とに依存性を持ち、ラジアントチ
ューブ１の径φ及び長さＬが大きくなるほど、若しくは
スリーブ部２の長さｌが小さくなるほど、大きくなる。
そして、このような最大応力値を求めるに、夫々のパラ
メータ値から、有限要素法を利用したコンピュータシュ
ミレーションによって、界面４ａの炉内１０側の変曲点
となる縁部から例えば５ｍｍ程度手前の点に発生する応
力を最大値として求めることができ、夫々のパラメータ
値を変化させ、そのときの最大応力値を夫々求めた。
係の求める方法について以下に説明する。スリーブ部２
に充填された接着剤４とラジアントチューブ１の界面４
ａにかかる最大応力は、ラジアントチューブ１の径φと
ラジアントチューブ１の長さＬとであるラジアントチュ
ーブの構造に関するパラメータ値とスリーブ部２の長さ
ｌであるパラメータ値とに依存性を持ち、ラジアントチ
ューブ１の径φ及び長さＬが大きくなるほど、若しくは
スリーブ部２の長さｌが小さくなるほど、大きくなる。
そして、このような最大応力値を求めるに、夫々のパラ
メータ値から、有限要素法を利用したコンピュータシュ
ミレーションによって、界面４ａの炉内１０側の変曲点
となる縁部から例えば５ｍｍ程度手前の点に発生する応
力を最大値として求めることができ、夫々のパラメータ
値を変化させ、そのときの最大応力値を夫々求めた。
【００１５】また、接着剤４の許容応力は、スリーブ部
の温度Ｔに依存し、温度Ｔが大きくなるほど、小さくな
る。このような許容応力値は、その使用条件によって変
化するため、本実施の形態においては、実際の使用状況
に極力近い試験によって求めた。即ち、図４に示すよう
に、上記のラジアントチューブ１と同じＳｉＣセラミッ
ク製の棒材２１と、上記スリーブ部２と同じＳＵＳ３１
０Ｓ製のリング部材２２とを準備し、リング部材２２の
内部に棒材２１を内挿して接着剤４によって接合したも
のを作成する。そして周囲温度を上記のスリーブ部２の
温度となるように設定して、テーブル２５に載せられた
リング部材２２に接合された棒材２１を、ロードセル２
６の下方に設けられた押圧部２７によって下方に押圧
し、ロードセル２６によって接着剤４による接合が破壊
されたときのせん断破壊押圧力を測定し、その押圧力か
ら接着剤４のせん断破壊応力を求めた。このように求め
られた接着剤４のせん断破壊応力は温度Ｔに依存し、図
５に示すように、例えば、温度Ｔが上昇するに連れて、
せん断破壊応力は低下する。尚、図５に示すグラフの応
力軸は、ある温度でのせん断破壊応力を基準とした比率
を表わす対数軸である。そして、周囲温度Ｔを変化させ
て同様の試験を行って、夫々の温度Ｔに対するせん断破
壊応力を求め、それを基に夫々の温度Ｔに対する許容応
力を求めた。
の温度Ｔに依存し、温度Ｔが大きくなるほど、小さくな
る。このような許容応力値は、その使用条件によって変
化するため、本実施の形態においては、実際の使用状況
に極力近い試験によって求めた。即ち、図４に示すよう
に、上記のラジアントチューブ１と同じＳｉＣセラミッ
ク製の棒材２１と、上記スリーブ部２と同じＳＵＳ３１
０Ｓ製のリング部材２２とを準備し、リング部材２２の
内部に棒材２１を内挿して接着剤４によって接合したも
のを作成する。そして周囲温度を上記のスリーブ部２の
温度となるように設定して、テーブル２５に載せられた
リング部材２２に接合された棒材２１を、ロードセル２
６の下方に設けられた押圧部２７によって下方に押圧
し、ロードセル２６によって接着剤４による接合が破壊
されたときのせん断破壊押圧力を測定し、その押圧力か
ら接着剤４のせん断破壊応力を求めた。このように求め
られた接着剤４のせん断破壊応力は温度Ｔに依存し、図
５に示すように、例えば、温度Ｔが上昇するに連れて、
せん断破壊応力は低下する。尚、図５に示すグラフの応
力軸は、ある温度でのせん断破壊応力を基準とした比率
を表わす対数軸である。そして、周囲温度Ｔを変化させ
て同様の試験を行って、夫々の温度Ｔに対するせん断破
壊応力を求め、それを基に夫々の温度Ｔに対する許容応
力を求めた。
【００１６】そして、このように求められた温度Ｔに対
応する接着剤４の許容応力と、図３に示した界面４ａに
発生する最大応力を比較し、その最大応力が許容応力と
なるような、ラジアントチューブ１の径φ及び長さＬ
と、スリーブ部２の長さｌと、接合部の温度Ｔとの４つ
のパラメータ値の相関関係を求めて、本発明のデータ構
造として構成し、上記の図２に示すようなデータシート
Ｓとすることができる。
応する接着剤４の許容応力と、図３に示した界面４ａに
発生する最大応力を比較し、その最大応力が許容応力と
なるような、ラジアントチューブ１の径φ及び長さＬ
と、スリーブ部２の長さｌと、接合部の温度Ｔとの４つ
のパラメータ値の相関関係を求めて、本発明のデータ構
造として構成し、上記の図２に示すようなデータシート
Ｓとすることができる。
【００１７】以下に本発明のデータシートＳの利用した
本発明のラジアントチューブバーナの構造情報提供方法
の実施の形態について説明する。このようなデータ構造
をグラフ化したデータシートＳを利用して、例えば、セ
ラミックラジアントチューブバーナ１００を設置しよう
とする顧客等（構造情報依頼者の一例）から、ラジアン
トチューブの径φ、ラジアントチューブの長さＬ、スリ
ーブ部の長さｌ、及びスリーブ部の温度Ｔの４つのパラ
メータ値の内の３つの既知のパラメータ値を、直接若し
くはインターネットを介して受付け、その３つのパラメ
ータ値と、データシートＳに示された前記４つのパラメ
ータ値の相関関係から、ラジアントチューブ１と接着剤
４との界面にかかる最大応力が、接着剤の許容応力以下
となるような、残りの１つのパラメータ値を決定して、
セラミックラジアントチューブバーナ１００の構造を決
定して、セラミックラジアントチューブバーナ１００の
構造を決定することができ、その決定されたパラメータ
値若しくはバーナ構造の情報、又はその決定されたパラ
メータ値又はバーナ構造と顧客側の炉の仕様又は顧客の
要求仕様等とを比較して得られる、セラミックラジアン
トチューブバーナ１００の設置可否の判断情報等の構造
情報を、直接若しくはインターネットを介して瞬時に顧
客側に提供することができる。また、この構造情報は、
設置するセラミックラジアントチューブの設計基準とし
て利用することができる。具体的には、セラミックラジ
アントチューブバーナ１００の設置を検討している顧客
から、炉内１０の必要加熱温度等から決定されるラジア
ントチューブ１の長さＬと径φと、その必要加熱温度か
ら算出できるスリーブ部２の温度Ｔとを受け付ける。そ
して、受け付けたラジアントチューブ１の径φに対応す
るデータシートＳに示された、スリーブ部２の温度Ｔに
対応するグラフによって、受け付けたラジアントチュー
ブ１の長さＬに対応し、界面４ａに発生する最大応力が
許容応力となるスリーブ部２の長さｌの値を求める。こ
のように求められたスリーブ長さｌが、顧客側の炉壁１
１の厚さ以下である場合に、セラミックラジアントチュ
ーブバーナ１００を設置可能と判断し、その判断を構造
情報として瞬時に顧客に提供することができる。
本発明のラジアントチューブバーナの構造情報提供方法
の実施の形態について説明する。このようなデータ構造
をグラフ化したデータシートＳを利用して、例えば、セ
ラミックラジアントチューブバーナ１００を設置しよう
とする顧客等（構造情報依頼者の一例）から、ラジアン
トチューブの径φ、ラジアントチューブの長さＬ、スリ
ーブ部の長さｌ、及びスリーブ部の温度Ｔの４つのパラ
メータ値の内の３つの既知のパラメータ値を、直接若し
くはインターネットを介して受付け、その３つのパラメ
ータ値と、データシートＳに示された前記４つのパラメ
ータ値の相関関係から、ラジアントチューブ１と接着剤
４との界面にかかる最大応力が、接着剤の許容応力以下
となるような、残りの１つのパラメータ値を決定して、
セラミックラジアントチューブバーナ１００の構造を決
定して、セラミックラジアントチューブバーナ１００の
構造を決定することができ、その決定されたパラメータ
値若しくはバーナ構造の情報、又はその決定されたパラ
メータ値又はバーナ構造と顧客側の炉の仕様又は顧客の
要求仕様等とを比較して得られる、セラミックラジアン
トチューブバーナ１００の設置可否の判断情報等の構造
情報を、直接若しくはインターネットを介して瞬時に顧
客側に提供することができる。また、この構造情報は、
設置するセラミックラジアントチューブの設計基準とし
て利用することができる。具体的には、セラミックラジ
アントチューブバーナ１００の設置を検討している顧客
から、炉内１０の必要加熱温度等から決定されるラジア
ントチューブ１の長さＬと径φと、その必要加熱温度か
ら算出できるスリーブ部２の温度Ｔとを受け付ける。そ
して、受け付けたラジアントチューブ１の径φに対応す
るデータシートＳに示された、スリーブ部２の温度Ｔに
対応するグラフによって、受け付けたラジアントチュー
ブ１の長さＬに対応し、界面４ａに発生する最大応力が
許容応力となるスリーブ部２の長さｌの値を求める。こ
のように求められたスリーブ長さｌが、顧客側の炉壁１
１の厚さ以下である場合に、セラミックラジアントチュ
ーブバーナ１００を設置可能と判断し、その判断を構造
情報として瞬時に顧客に提供することができる。
【００１８】〔別実施の形態〕次に、本発明の別の実施
の形態を図面に基づいて説明する。 〈１〉 上記の実施の形態において、本発明のデータ構
造を、グラフ化したデータシートＳとして利用する構成
を説明したが、別に、データ構造をフロッピー（登録商
標）ディスク等のデータ記憶媒体に記憶させて、そのデ
ータ記憶媒体に記憶されているデータ構造を瞬時にパソ
コン等で取出して、ラジアントチューブバーナの４つの
パラメータ値（φ，Ｌ，ｌ，Ｔ）が適正な値となってい
るかを瞬時に判断することに利用することができことが
できる。
の形態を図面に基づいて説明する。 〈１〉 上記の実施の形態において、本発明のデータ構
造を、グラフ化したデータシートＳとして利用する構成
を説明したが、別に、データ構造をフロッピー（登録商
標）ディスク等のデータ記憶媒体に記憶させて、そのデ
ータ記憶媒体に記憶されているデータ構造を瞬時にパソ
コン等で取出して、ラジアントチューブバーナの４つの
パラメータ値（φ，Ｌ，ｌ，Ｔ）が適正な値となってい
るかを瞬時に判断することに利用することができことが
できる。
【００１９】〈２〉 上記の実施の形態において、顧客
側の炉の加熱温度に対応するように、ラジアントチュー
ブ１とスリーブ部２との接合部の温度Ｔを、複数点設定
したデータ構造を利用する構成について説明したが、別
に、本発明のデータ構造を、接合部の温度Ｔをセラミッ
クラジアントチューブバーナを利用する際に想定できる
最大温度として、その他のラジアントチューブの径φ及
び長さＬと、スリーブ部の長さｌの相関関係を示すもの
とすることができる。また、炉内の温度を接合部の温度
Ｔとみなして、本発明のデータ構造を構成することもで
きる。
側の炉の加熱温度に対応するように、ラジアントチュー
ブ１とスリーブ部２との接合部の温度Ｔを、複数点設定
したデータ構造を利用する構成について説明したが、別
に、本発明のデータ構造を、接合部の温度Ｔをセラミッ
クラジアントチューブバーナを利用する際に想定できる
最大温度として、その他のラジアントチューブの径φ及
び長さＬと、スリーブ部の長さｌの相関関係を示すもの
とすることができる。また、炉内の温度を接合部の温度
Ｔとみなして、本発明のデータ構造を構成することもで
きる。
【００２０】〈３〉 上記の実施の形態において、本発
明のラジアントチューブバーナの構造情報提供方法で、
顧客からスリーブ部の長さｌ以外のパラメータ値を受け
付けて、本発明のデータ構造を利用して、スリーブ部の
長さｌの下限界値を求める構成について説明したが、別
に、接合部温度Ｔ以外のパラメータ値を受け付けて、本
発明のデータ構造を利用して、接合部の温度Ｔの上限界
値を求めても構わず、勿論それ以外のパラメータ値の限
界値を求めるように構成しても構わない。
明のラジアントチューブバーナの構造情報提供方法で、
顧客からスリーブ部の長さｌ以外のパラメータ値を受け
付けて、本発明のデータ構造を利用して、スリーブ部の
長さｌの下限界値を求める構成について説明したが、別
に、接合部温度Ｔ以外のパラメータ値を受け付けて、本
発明のデータ構造を利用して、接合部の温度Ｔの上限界
値を求めても構わず、勿論それ以外のパラメータ値の限
界値を求めるように構成しても構わない。
【図１】セラミックラジアントチューブバーナの構成を
説明する概略断面図
説明する概略断面図
【図２】本発明のデータシートの実施の形態を説明する
図
図
【図３】ラジアントチューブの長さＬとスリーブ部の長
さｌに対する界面に発生する最大応力を示すグラフ図
さｌに対する界面に発生する最大応力を示すグラフ図
【図４】接着剤の破壊強度を測定する試験の構成を説明
する概略図
する概略図
【図５】接着剤の破壊強度と温度Ｔとの関係を示すグラ
フ図
フ図
１ ラジアントチューブ ２ スリーブ部 ３ フランジ部 ４ 接着剤 ６ バーナ部 ７ 内管 ８ 燃焼室 １０ 炉内 １１ 炉壁 １１ａ 炉壁穴 １００ セラミックラジアントチューブバーナ
フロントページの続き (72)発明者 浅野 秀昭 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3K017 BB05 BB06 BC05 BE12 BG03 3K091 AA20 BB08 CC22 DD10 EA01 EA16 EA34
Claims (4)
- 【請求項１】 炉内に露出され、内部に燃焼室を形成す
るセラミック製のラジアントチューブと、前記ラジアン
トチューブを接着剤を介して内挿接合し、炉壁に穿設さ
れた炉壁穴に内挿されるスリーブ部とを備えたセラミッ
クラジアントチューブバーナにおいて、 前記ラジアントチューブの径φ及び長さＬと、前記スリ
ーブ部の長さｌとから求められる前記ラジアントチュー
ブと前記スリーブ部との接合部における最大応力が、前
記接合部の温度Ｔから求められる前記接着剤の許容応力
以下となる、前記ラジアントチューブの径φ及び長さＬ
と、前記スリーブ部の長さｌと、前記接合部の温度Ｔと
の４つのパラメータ値の相関関係を示すデータ構造。 - 【請求項２】 炉内に露出され、内部に燃焼室を形成す
るセラミック製のラジアントチューブと、前記ラジアン
トチューブを接着剤を介して内挿接合し、炉壁に穿設さ
れた炉壁穴に内挿されるスリーブ部とを備えたセラミッ
クラジアントチューブバーナにおいて、 前記ラジアントチューブの径φ、前記ラジアントチュー
ブの長さＬ、前記スリーブ部の長さｌ、及び前記スリー
ブ部の温度Ｔの４つのパラメータ値の内、３つの既知の
パラメータ値を構造情報依頼者から受付け、 前記請求項１に記載のデータ構造に示された前記４つの
パラメータ値の相関関係に基づいて、前記３つの既知の
パラメータ値から、残りの１つのパラメータ値を決定
し、 前記決定した構造に関する構造情報を前記構造情報依頼
者へ提供するセラミックラジアントチューブバーナの構
造情報提供方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のデータ構造を記憶し、コ
ンピュータ読み取り可能なデータ記憶媒体。 - 【請求項４】 請求項１記載のデータ構造をグラフ化し
てなるデータシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212702A JP4073154B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | データ構造及びセラミックラジアントチューブバーナの構造情報提供方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212702A JP4073154B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | データ構造及びセラミックラジアントチューブバーナの構造情報提供方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022110A true JP2002022110A (ja) | 2002-01-23 |
| JP4073154B2 JP4073154B2 (ja) | 2008-04-09 |
Family
ID=18708582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000212702A Expired - Fee Related JP4073154B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | データ構造及びセラミックラジアントチューブバーナの構造情報提供方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4073154B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007448A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼設備構造 |
-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000212702A patent/JP4073154B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007448A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼設備構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4073154B2 (ja) | 2008-04-09 |
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