JP2019044987A - Double-pipe heat insulation furnace - Google Patents

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Abstract

To provide a double-pipe heat insulation furnace which can avoid that an inner pipe becomes instable in a heating state.SOLUTION: A double-pipe heat insulation furnace 1 comprises an outer pipe 2 whose both ends are opened, and an inner pipe 3 which is arranged in the outer pipe 2, and whose both ends are opened. A decompressed sealed space 8 is formed between the outer pipe 2 and the inner pipe 3, the outer pipe 2 and the inner pipe 3 are arranged so that their center axes are aligned in a horizontal direction, and a heating space 13 for heating a workpiece W is formed in the inner pipe 3. A reflection film and a non-woven fabric are alternately laminated. The double-pipe heat insulation furnace further comprises a load support part 7 for supporting a load of the inner pipe 3 and a load of the workpiece W which is accommodated in the heating space 13, and the load support part 7 is arranged so as to be sandwiched between the inner pipe 3 and the outer pipe 2 in a point at least at a lower side of the inner pipe 3 in a vertical direction in the sealed space 8.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、二重管断熱炉に関する。   The present invention relates to a double pipe insulated furnace.

内管が外管の内側に配置され、内管と外管との間に真空空間が形成された二重管断熱構造体が知られている。特許文献１には、外管と内管とが両端部においてベローズを介して結合された二重管断熱構造体が記載されている。   A double pipe insulation structure is known in which the inner pipe is disposed inside the outer pipe and a vacuum space is formed between the inner pipe and the outer pipe. Patent Document 1 describes a double-pipe insulation structure in which an outer pipe and an inner pipe are connected at both ends via a bellows.

特開２０１１−０８０７１９号公報JP, 2011-080719, A

ところで、上述した二重管断熱構造体を加熱炉として使用した二重管断熱炉が開発されている。図４は、本発明が解決しようとする課題にかかる二重管断熱炉について模式的に説明する模式図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図４および図５に示すように、二重管断熱炉５０１は、両端が開口した円筒状の外管５０２および内管５０３を備え、外管５０２と内管５０３との間には、減圧された密閉空間５０８が形成されている。密閉空間５０８には、輻射によって内管５０３から外管５０２に熱が伝わるのを抑制する多層反射膜５０６が配設されている。二重管断熱炉５０１は、外管５０２および内管５０３の中心軸が水平方向になるように配置されている。内管５０３の内側はワークＷを加熱するための加熱空間５１３である。加熱空間５１３には、加熱手段としてのヒータ１１が配置されている。内管５０３の中央付近には、加熱状態における内管５０３の熱膨張を吸収するためのベローズ部分５０５が設けられている。   By the way, the double pipe | tube heat insulation furnace which used the double pipe | tube insulation structure mentioned above as a heating furnace is developed. FIG. 4 is a schematic view schematically illustrating a double-pipe heat insulating furnace according to a problem to be solved by the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the double-pipe insulation furnace 501 comprises a cylindrical outer pipe 502 and an inner pipe 503 that are open at both ends, and pressure is reduced between the outer pipe 502 and the inner pipe 503. An enclosed space 508 is formed. In the enclosed space 508, a multilayer reflective film 506 is disposed, which suppresses the transfer of heat from the inner pipe 503 to the outer pipe 502 by radiation. The double-pipe insulating furnace 501 is disposed such that the central axes of the outer pipe 502 and the inner pipe 503 are in the horizontal direction. The inner side of the inner pipe 503 is a heating space 513 for heating the work W. In the heating space 513, a heater 11 as a heating unit is disposed. In the vicinity of the center of the inner pipe 503, a bellows portion 505 for absorbing the thermal expansion of the inner pipe 503 in a heated state is provided.

内管５０３は、鉛直下方の位置において、加熱空間５１３に収容されたワークＷの荷重を受けている。内管５０３がワークＷの荷重によって撓むのを避けるため、内管５０３における鉛直下方の位置の下側には、ワークＷの荷重を支えるための土台５１０を設置している。土台５１０を介して内管５０３から外管５０２に熱が伝わるのを抑制するため、土台５１０は、外管５０２および内管５０３よりも熱伝導率が低い材質で形成されている。また、図５に示すように、非加熱状態において、土台５１０における内管５０３と対向する面の形状と内管５０３の外周の形状とを一致させている。しかしながら、上述したように土台５１０と内管５０３とは異なる材質で形成する必要があるため、加熱状態では、土台５１０と内管５０３との熱膨張率の差により、土台５１０における内管５０３と対向する面の形状と内管５０３の外周の形状が一致しなくなる。このため、加熱状態において、土台５１０による内管５０３の支持が不安定になるという問題があった。   The inner pipe 503 receives the load of the workpiece W accommodated in the heating space 513 at a vertically lower position. In order to prevent the inner pipe 503 from being bent by the load of the work W, a base 510 for supporting the load of the work W is installed below the vertically lower position of the inner pipe 503. In order to suppress the transfer of heat from the inner pipe 503 to the outer pipe 502 through the base 510, the base 510 is formed of a material whose thermal conductivity is lower than that of the outer pipe 502 and the inner pipe 503. Further, as shown in FIG. 5, in the non-heated state, the shape of the surface of the base 510 facing the inner pipe 503 matches the shape of the outer periphery of the inner pipe 503. However, as described above, since the base 510 and the inner pipe 503 need to be formed of different materials, the difference between the thermal expansion coefficients of the base 510 and the inner pipe 503 causes the inner pipe 503 and the base 510 to be The shape of the opposing surface does not match the shape of the outer periphery of the inner pipe 503. For this reason, there is a problem that the support of the inner pipe 503 by the base 510 becomes unstable in the heating state.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、加熱状態において、内管が不安定になるのを抑制することができる二重管断熱炉を提供することを目的とする。   This invention is made in view of the above background, and an object of this invention is to provide the double-pipe heat insulation furnace which can suppress that an inner pipe becomes unstable in a heating state.

本発明は、両端が開口した外管と、前記外管の内側に配置され両端が開口した内管と、を備え、前記外管と前記内管との間には減圧された密閉空間が形成され、前記外管および前記内管は中心軸が水平方向になるように配置され、前記内管の内側にはワークを加熱するための加熱空間が形成されている二重管断熱炉であって、反射膜と不織布とを交互に複数積層して構成され、前記内管の荷重および前記加熱空間に収容された前記ワークなどの荷重を支持する荷重支持部をさらに備え、前記荷重支持部は、前記密閉空間における、少なくとも前記内管の鉛直方向下側の箇所において、前記内管と前記外管によって挟圧されるように配置されているものである。   The present invention comprises an outer pipe open at both ends, and an inner pipe disposed inside the outer pipe and open at both ends, and a pressure-reduced sealed space is formed between the outer pipe and the inner pipe. The outer pipe and the inner pipe are disposed such that the central axis is in the horizontal direction, and a heating space for heating a work is formed inside the inner pipe, A load supporting portion configured by alternately laminating a plurality of reflective films and a non-woven fabric and supporting a load of the inner pipe and a load of the work or the like accommodated in the heating space; It is arrange | positioned so that it may be pinched by the said inner pipe | tube and the said outer pipe | tube in the location of the perpendicular direction of the said internal pipe | tube at least in the said sealed space.

荷重支持部は、反射膜と不織布とを交互に複数積層して構成されているので、挟圧されている外管および内管の形状に柔軟に追随する。このため、加熱状態において、熱膨張により内管の形状が変わっても、荷重支持部の形状が内管の形状に追随するので、内管の荷重および加熱空間に収容されたワークなどの荷重を安定して支持することができる。これにより、加熱状態において、内管が不安定になるのを抑制することができる。   The load support portion is configured by alternately laminating a plurality of reflective films and non-woven fabrics, and therefore flexibly follows the shapes of the outer tube and the inner tube being clamped. For this reason, even if the shape of the inner pipe changes due to thermal expansion in the heated state, the shape of the load support follows the shape of the inner pipe, so the load of the inner pipe and the load such as the work accommodated in the heating space It can be stably supported. Thereby, in the heating state, it can be suppressed that the inner pipe becomes unstable.

本発明によれば、加熱状態において、内管が不安定になるのを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that an inner pipe becomes unstable in a heating state.

実施の形態１にかかる二重管断熱炉の構成について説明する模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining the structure of the double-pipe heat insulation furnace concerning Embodiment 1. FIG. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line of FIG. 実施の形態２にかかる、二重管断熱炉の構造について示す模式図である。It is a schematic diagram shown about the structure of a double pipe | tube heat insulation furnace concerning Embodiment 2. FIG. 本発明が解決しようとする課題にかかる二重管断熱炉について模式的に説明する模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which demonstrates typically the double pipe | tube heat insulation furnace concerning the subject which this invention tends to solve. 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the VV line | wire of FIG.

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。なお、図中に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。 Embodiment 1
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. The right-handed system xyz coordinates shown in the drawing are for convenience of describing the positional relationship of the components.

図１は、実施の形態１にかかる二重管断熱炉１の構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１および図２に示すように、二重管断熱炉１は、外管２および内管３を備えている。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a double-pipe heat insulating furnace 1 according to a first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the double-pipe insulated furnace 1 includes an outer pipe 2 and an inner pipe 3.

外管２および内管３は、両端が開口した円筒状の部材である。外管２および内管３の材質は、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどである。内管３は、外管２の内側において同軸に配置されている。外管２および内管３は、中心軸が水平方向になるように配置されている。   The outer pipe 2 and the inner pipe 3 are cylindrical members open at both ends. The material of the outer pipe 2 and the inner pipe 3 is, for example, stainless steel, steel, titanium or the like. The inner pipe 3 is coaxially disposed inside the outer pipe 2. The outer pipe 2 and the inner pipe 3 are arranged such that the central axis is in the horizontal direction.

外管２の両端には、開口面２ｄに沿って（平行に）内側に向かって延びる環状壁２ａが形成されている。内管３の両端は、外管２の環状壁２ａに連結されている。これにより、外管２と内管３との間には密閉空間８が形成されている。密閉空間８は減圧された真空空間である。内管３の内側はワークＷを加熱するための加熱空間１３である。加熱空間１３には、加熱手段としてのヒータ１１が配置されている。ワークＷは、内管３の開口からベルトコンベアまたはプッシャーによって加熱空間１３内に搬送する。   At both ends of the outer tube 2, annular walls 2a extending in parallel along (in parallel with) the opening face 2d are formed. Both ends of the inner pipe 3 are connected to the annular wall 2 a of the outer pipe 2. Thereby, a sealed space 8 is formed between the outer pipe 2 and the inner pipe 3. The enclosed space 8 is a reduced pressure vacuum space. The inner side of the inner pipe 3 is a heating space 13 for heating the work W. In the heating space 13, a heater 11 as a heating means is disposed. The workpiece W is conveyed from the opening of the inner pipe 3 into the heating space 13 by a belt conveyor or a pusher.

外管２の外周面は外気と接し、内管３の内周面は加熱空間１３と接している。外管２と内管３との間に真空空間である密閉空間８が存在することで、加熱空間１３の熱が外気へと放熱されるのを抑制することができる。   The outer peripheral surface of the outer pipe 2 is in contact with the outside air, and the inner peripheral surface of the inner pipe 3 is in contact with the heating space 13. The existence of the sealed space 8 which is a vacuum space between the outer pipe 2 and the inner pipe 3 can suppress the heat of the heating space 13 from being dissipated to the outside air.

内管３の中央付近には、加熱状態における内管３の熱膨張を吸収するためのベローズ部分５が設けられている。ベローズ部分５は、波状の形状で可撓性を有する伸縮管である。ベローズ部分５が弾性体として作用することにより、内管３が熱膨張することによる変形を吸収することが可能である。ベローズ部分５の材質は、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどである。   Near the center of the inner pipe 3 is provided a bellows portion 5 for absorbing the thermal expansion of the inner pipe 3 in a heated state. The bellows portion 5 is a flexible tube having a wavy shape and flexibility. By acting as an elastic body, the bellows portion 5 can absorb the deformation caused by the thermal expansion of the inner pipe 3. The material of the bellows portion 5 is, for example, stainless steel, steel, titanium or the like.

外管２と内管３との間の密閉空間８には、円筒状の多層反射膜６が配設されている。多層反射膜６は、反射率が高い部材である反射膜と、反射膜よりも熱伝導率が低い部材である不織布とを、交互に複数積層して構成されている。反射膜は、例えば、アルミ箔、銅箔、チタン箔などの金属箔である。不織布は、例えば、グラスファイバーやセラミックファイバーなどの布である。なお、多層反射膜６の形状を安定させるため、多層反射膜６の外周を、ワイヤー、接着剤、タグピンなどで固定してもよい。内管３の内側の加熱空間１３を高温の加熱温度まで加熱する場合、外管２と内管３との間における密閉空間８に配置された多層反射膜６により、高温の内管３から外管２へと輻射によって熱が伝わるのが抑制される。   A cylindrical multilayer reflective film 6 is disposed in a sealed space 8 between the outer pipe 2 and the inner pipe 3. The multilayer reflective film 6 is configured by alternately laminating a plurality of reflective films, which are members having high reflectance, and non-woven fabric, which is a member having thermal conductivity lower than that of the reflective films. The reflective film is, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a copper foil, or a titanium foil. The non-woven fabric is, for example, a cloth such as glass fiber or ceramic fiber. In order to stabilize the shape of the multilayer reflective film 6, the outer periphery of the multilayer reflective film 6 may be fixed by a wire, an adhesive, a tag pin or the like. When heating the heating space 13 inside the inner pipe 3 to a high heating temperature, the multilayer reflective film 6 disposed in the sealed space 8 between the outer pipe 2 and the inner pipe 3 Heat transfer to the tube 2 by radiation is suppressed.

図１および図２において、破線Ａ１で囲んだ領域が荷重支持部７である。荷重支持部７は、反射膜と不織布とを交互に複数積層して構成され、内管３の荷重および加熱空間１３に収容されたワークＷなどの荷重を支持する。荷重支持部７は、密閉空間８における、少なくとも内管３の鉛直方向下側の箇所において、内管３と外管２のそれぞれに接触し、内管３と外管２によって挟圧されるように配置されている。   In FIGS. 1 and 2, a region surrounded by a broken line A <b> 1 is a load support 7. The load support portion 7 is configured by alternately laminating a plurality of reflective films and non-woven fabrics, and supports the load of the inner pipe 3 and the load of the work W and the like accommodated in the heating space 13. The load support portion 7 contacts each of the inner pipe 3 and the outer pipe 2 at least at a position on the lower side in the vertical direction of the inner pipe 3 in the sealed space 8 and is squeezed by the inner pipe 3 and the outer pipe 2 Is located in

荷重支持部７の軸方向（Ｘ軸方向）における長さは、内管３の荷重および加熱空間１３に収容されたワークＷなどの荷重を支持するのに必要十分な接触面積を確保できる長さとするのが好ましい。本実施の形態にかかる二重管断熱炉１では、荷重支持部７を、内管３における中央より右側に位置する部分の中央部と、内管３における中央より左側に位置する部分の中央部と、の２箇所に配置させている。このようにする場合、荷重支持部材７によって支持されていない内管３の中央部分３ａを強度の高い素材で形成してもよい。   The length of the load support portion 7 in the axial direction (X-axis direction) is a length that can ensure a contact area sufficient for supporting the load of the inner pipe 3 and the load of the work W and the like accommodated in the heating space 13. It is preferable to do. In the double-pipe insulation furnace 1 according to the present embodiment, the load support portion 7 includes a central portion of a portion of the inner pipe 3 located to the right of the center and a central portion of a portion of the inner pipe 3 located to the left of the center And are arranged in two places. In this case, the central portion 3a of the inner pipe 3 not supported by the load support member 7 may be formed of a high strength material.

ただし、これに限るものではなく、荷重支持部７の軸方向における長さを、内管３の軸方向の長さと同程度にしてもよい。荷重支持部７の軸方向における長さを、内管３の軸方向の長さと同程度にすると、必要十分な接触面積を確保できる長さとする場合に対し、内管３をより安定して支持できるが、断熱性能は劣る。   However, the present invention is not limited to this, and the length in the axial direction of the load support portion 7 may be approximately the same as the length in the axial direction of the inner pipe 3. If the axial length of the load support portion 7 is substantially the same as the axial length of the inner pipe 3, the inner pipe 3 is supported more stably than in the case where the necessary and sufficient contact area can be secured. Yes, but the insulation performance is poor.

荷重支持部７は、厚みの薄い反射膜と不織布とを交互に複数積層して構成されているので、挟圧されている外管２および内管３の形状に柔軟に追随する。このため、加熱状態において、熱膨張により内管３の形状が変わっても、荷重支持部７の形状が内管３の形状に追随するので、内管３の荷重および加熱空間１３に収容されたワークＷなどの荷重を安定して支持することができる。これにより、加熱状態において、内管３が不安定になるのを抑制することができる   The load supporting portion 7 is configured by alternately laminating a thin reflective film and a non-woven fabric, and therefore flexibly follows the shapes of the outer tube 2 and the inner tube 3 being clamped. Therefore, even if the shape of the inner pipe 3 changes due to thermal expansion in the heated state, the shape of the load support 7 follows the shape of the inner pipe 3, so the load of the inner pipe 3 is accommodated in the heating space 13. The load such as the workpiece W can be stably supported. Thereby, in the heating state, it can suppress that the inner pipe 3 becomes unstable.

実施の形態２
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と共通の部分については共通の符号を付してその説明を省略する。 Embodiment 2
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図３は、実施の形態２にかかる、二重管断熱炉１０１の構造について示す模式図である。図３に示すように、二重管断熱炉１は、外管２および内管３を備えている。また、密閉空間８における、少なくとも内管３の鉛直方向下側の箇所において、荷重支持部７が、内管３と外管２のそれぞれに接触し、内管３と外管２によって挟圧されるように配置されている。図１および図２を参照して説明した実施の形態１にかかる二重管断熱炉１との構造上の違いは、密閉空間８において、多層反射膜６（図２参照）に代えて、複数の金属箔１０６を配置した点である。   FIG. 3 is a schematic view showing the structure of the double-pipe heat insulating furnace 101 according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the double-pipe insulating furnace 1 includes an outer pipe 2 and an inner pipe 3. Further, the load support 7 contacts with each of the inner pipe 3 and the outer pipe 2 at least at a position on the lower side of the inner pipe 3 in the enclosed space 8 at least in the vertical direction, and is clamped by the inner pipe 3 and the outer pipe 2 Are arranged to The structural difference from the double-pipe adiabatic furnace 1 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 is that in the enclosed space 8, a plurality of multilayer reflective films 6 (see FIG. 2) are substituted. Of the metal foil 106 of FIG.

図２に示す二重管断熱炉１において配設された多層反射膜６は、反射率が高い部材である反射膜と、反射膜よりも熱伝導率が低い部材である不織布との積層構成としているため、輻射によって内管３の熱が外管２に伝わるのを良好に抑制することができるが製作コストがかかる。このため、実施の形態２にかかる二重管断熱炉１０１のように、多層反射膜６の代わりに複数の金属箔１０６を用いると、二重管断熱炉１と比べて、断熱性能は多少劣るものの、より簡易な構成とすることができ、制作コストを抑えることができる。   The multilayer reflection film 6 disposed in the double-pipe heat insulation furnace 1 shown in FIG. 2 has a laminated structure of a reflection film which is a member having a high reflectance and a non-woven fabric which is a member having a heat conductivity lower than the reflection film. Therefore, the heat of the inner pipe 3 can be well suppressed from being transmitted to the outer pipe 2 by radiation, but the manufacturing cost is increased. For this reason, if a plurality of metal foils 106 are used instead of the multilayer reflective film 6 as in the double-pipe heat insulation furnace 101 according to the second embodiment, the heat insulation performance is somewhat inferior to that of the double-pipe heat insulation furnace 1. However, the configuration can be simplified and the production cost can be reduced.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention.

１、１０１ 二重管断熱炉
２ 外管
２ａ 環状壁
２ｄ 開口面
３ 内管
５ ベローズ部分
６ 多層反射膜
７ 荷重支持部
８ 密閉空間
１１ ヒータ
１３ 加熱空間
１０６ 金属箔
Ｗ ワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101 Double tube heat insulation furnace 2 Outer tube 2a Annular wall 2d Opening surface 3 Inner tube 5 Bellows portion 6 Multilayer reflective film 7 Load support part 8 Sealed space 11 Heater 13 Heating space 106 Metal foil W Work

Claims (1)

両端が開口した外管と、前記外管の内側に配置され両端が開口した内管と、を備え、前記外管と前記内管との間には減圧された密閉空間が形成され、前記外管および前記内管は中心軸が水平方向になるように配置され、前記内管の内側にはワークを加熱するための加熱空間が形成されている二重管断熱炉であって、
反射膜と不織布とを交互に複数積層して構成され、前記内管の荷重および前記加熱空間に収容された前記ワークなどの荷重を支持する荷重支持部をさらに備え、
前記荷重支持部は、前記密閉空間における、少なくとも前記内管の鉛直方向下側の箇所において、前記内管と前記外管によって挟圧されるように配置されている、二重管断熱炉。 An outer pipe having both ends open, and an inner pipe disposed inside the outer pipe and having both ends open, and a pressure-reduced sealed space is formed between the outer pipe and the inner pipe, the outer The pipe and the inner pipe are disposed such that the central axis is in the horizontal direction, and a heating space for heating a work is formed inside the inner pipe, which is a double pipe insulating furnace,
The apparatus further comprises a load support portion configured by alternately laminating a plurality of reflective films and non-woven fabrics, and supporting a load of the inner pipe and a load such as the work stored in the heating space.
The double-tube heat insulating furnace, wherein the load support portion is disposed so as to be pressed by the inner pipe and the outer pipe at least at a position vertically lower side of the inner pipe in the enclosed space.
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