JP2791800B2 - 高炉中に予熱された空気を送入する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外筒と内部耐火材内張りよりなり、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継手および第１補正装置により、１
側が接続され且つエルボと第３継手により高炉の壁に調
節連結された羽口とで延長された第２連結部に第２継手
および第２補正装置により、他側が接続され少なくとも
一つの中心管状要素を有する複数個の別々の要素で構成
された予熱空気を高炉に送入する装置に関する。

さらに、一般的には「送風接続部」として知られてい
るこれらの各種装置には運動性と密封の問題が伴う。事
実、予熱空気の温度（約1200℃またはそれ以上の温度）
と炉内の高温の結果として、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
起す熱膨張と変形とを受ける。従って、送風接続部はこ
の相対移動を補正すると共にまた同時に予熱ガスまたは
空気の漏出を防止できなければならない。

上記の要件を充足するため、米国特許番号3766868号
には叙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DE−C2P2218331に記載の型式の三
つ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要素の
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。これらのカルダン連結部は継手の運動の自由
度を維持すると共に玉継手の幅の維持を保証する。

これらのカルダン連結部がその本来の機能を需要者の
満足のゆくように果すけれども、送風連結部のコストや
重量を増すことが難点である。

本発明の目的は本文の導入部において記載の型式の送
入装置で、ずっと簡単で公知の装置のすべての利点を有
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、本発明の装置は中心要素の
両側に相互に正反対にあって、対向端がそれぞれ第１連
結部と第２連結部とに関節連結された一対のタイと、上
記中心要素の周りに配置されこの中心要素に二つの対向
主要点において、且つ上記二つのタイに他方の二つの対
向主要点において関節連結されたフレームとを基本的に
特徴としている。

上記四つの主要点における継手は相互に並行しタイの
縦軸により限定された平面の直角の三つの軸を中心に枢
動することを可能にする継手である。

上記二つのタイによって二つの連結部間の特定間隔が
保証されるが、中心要素はフレームを介してタイに支え
られている。

タイと二つの連結部との間の継手と、中心要素の周り
のフレームの継手とによってフレームの継手がこの要素
と二つの対向連結部との間に玉継手により可能にされる
全ての方向を取ることができる。

各玉継手は従来のごとく、即ち同一方向に並行に方向
づけるか、あるいは反対方向に方向づけることができる
ので、玉継手の曲率中心はそれぞれ隣接する連結部の各
々の中心に位置決めされる。

本発明のその他の特徴は添付の図面を参考に以下に例
として示す好ましき実施例の詳細な説明から明白にな
る。

第１図に符号20で示す公知の送風接続部は高炉の周り
に配置された主環状管路22を高炉の壁24に接続してい
る。この高炉接続部20は上端が環状管路22に固定された
連結部28に、下端がエルボ32にフランジ付けされた連結
部30に関節連結された環状要素26よりなる斜め直線部分
よりなる。

上記エルボ32には高炉の壁24に端部が固定されたノズ
ル36に関節連結された羽口34が続いている。環状要素26
の上側継手38およひ下側継手40は玉継手で、この曲率中
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で、この曲率中心はＺで明示
される。従って、これらの三点X,Y,Zが空間での三点と
の継手を形成し、これによって羽口34および中心要素26
が十分な角移動ができるので環状管路22と高炉の壁24と
の相対運動が全て補正される。

継手38および40の辺りの密封は管状要素26と隣接連結
部28および30とにそれぞれ固着された蛇腹式補正装置4
4,46により達成される。中心要素26を隣接の継手28およ
び30に接続するカルダン継手48,50によって機械的安定
性が保証され、玉継手の特定幅が維持される。送風接続
部の全ての要素は金属製外筒と、適切と考えられ場合に
は、継手38,40および42の辺りに密封材料と結合させた
耐火材内張りとよりなる。

本発明は第１図の二つのカルダン継手48および50を省
き、第４図乃至第11図は参照にさらに詳しく述べるごと
く、一方では二つの正反対点において中心連結部に、他
方では連結部28および30に関節連結された一対のタイに
関節連結されているフレーム52（第２図および第３図参
照）と取り替えることを提案するものである。第２図は
在来の送風接続部にこの新規な設計を用いたことを示
す。この接続部では玉継手は同じ方向に方向づけられて
いる。第１図の送風接続部の各種要素に対応する第２図
のこの送風接続部の各種の要素には100番台の同様な参
照符号を付した。

第３図は本発明の設計をルクセンブルブ国特許申請番
号87283号に設けられているごとく新しい送風接続部に
用いたことを示す。

第３図の実施例では、第１図の要素に対応する要素に
は200番台の同様な参照符号を付した。この実施例は下
側継手240の曲率が上下逆になっている点で第２図の実
施例とは異なるので、二つの継手238および240は反対方
向に方向づけされた曲率を有し、従って中心要素226の
長さを短くすることが可能になる。

第４図乃至第11図は第１図のカルダン継手48および50
に代るものとして本発明が提供する安定装置の構造的お
よび機能的詳細を示す。この装置は第３図の好ましき実
施例を参考に例として以下に説明する。しかし、本装置
は第２図の実施例に改変を加えることなく用いられるこ
とは明白である。

第４図および第５図はこれらの図に示されていない玉
継手238および240を囲む補正装置244,246を両側に備え
た中心管状要素226の側面図を示す。

例えば方形または好ましくは環状のフレーム52は中心
要素226の周りに配置され、この素子にフレーム52は例
えばリング52の通孔と中心要素226とに固定された二つ
の正反対のピボット54および56によって関節連結されて
いる。従って、リング52はこの二つのピボット54,56の
共通軸Ｏに対し、また逆に枢動する。リング52はさらに
このリングを二つのタイ58,60を連結する二つの正反対
の継手を、ピボット54,56に対し90゜片寄りに、有す
る。この二つの継手は、最も簡単な方法としては、二対
のフオーク62および64から構成することができる。この
場合、フオーク62,64は外側がリング52に溶接され、フ
オーク62,64の丸い凹陥部にはタイ58,60と一体の断面円
形のクロスピース66,68が係止している。従って、クロ
スピース66,68の軸線は一方ではリング52と他方ではタ
イ58,60との間に、またその逆の間に二つの枢軸を形成
しこれら二つの枢軸が上記の枢軸Ｏに対し並行してい
る。

さらに、二つのタイ58,60はそれぞれ上側連結部228の
上端および下側連結部230の下端に、関節連結されてい
る。これらの継手の各々はこの継手に固着された複ラグ
と、タイ58または60の端の穴とを介して係合されたピボ
ットハブ72よりなる単ヒンジ70で構成できる。タイ58,6
0の端の通孔はタイ58,60が第５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72もまた例えばナックルのごときもっと精巧な
継手に替えることもできる。本装置を正しく機能させる
ために、ハブの軸は必ず玉継手238.240の曲率中心Ｘお
よびＹを必然的に通らなければならないことに注目され
たい。

タイ58および60は従って連結部228と230間に一定の予
め決められた間隔を維持するが、他方両連結部間にはリ
ング52により中心要素226を浮動状に支えている。

第６図乃至第11図は連結部228と230との間の相対運動
および枢動のための二つの異なる可能性と、これらの両
運動が中心要素226を対応的に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６図乃至第８図の連結部228,230との間の相対運動
および枢動によってタイ58,60と連結部228,230との間の
ヒンジ72の近くの継手だけが応力を受けるのに対し、リ
ング52に近い継手は応力を受けないことの理由は第７図
および第８図に示すごとく、リング52がタイ58,60に対
してまた中心要素26に対して第６図の中立の直径位置を
維持するからである。

これに反して、第６図乃至第８図の平面に対して、ま
た第９図乃至第11図に示す横変形はリング52辺りの継手
に応力を加える。特に第10図および第11図に詳しく示す
ごとく、この平面内の運動はリング52が中心要素226に
対し軸Ｏを中心に枢動する結果として、またリング52と
タイ58,60との間で相対的枢動がおこなわれる結果とし
てタイ58,60とリング52との間に並行の変形をおこす。

第６図乃至第11図は例として基本運動（理解し易くす
るため拡大して）を示すが、実際には送風接続部の運動
はもっと複雑であること、即ち第６図乃至第11図に示す
片寄りや傾斜は同時に起り得ることを理解されたい。

従って、リング52とタイ58,60との組合せによって第
１図の二つのカルダン継手48および50と同じ機能を果す
ことができると同時により簡単で安価な構造のカルダン
継手を可能にする。換言すれば、二つのカルダン継手が
ただ一つの、しかもフレームだけで中心要素を支えれば
よいのでより軽量のカルダン継手に取って替えられたの
であるに対し、従来のカルダン継手では送風接続部内に
ある圧力を支えなければならず、従ってほぼ10倍も高い
応力を受ける。

本発明は玉継手を備えた送風接続部を参考に例として
説明したが、本発明はこの形式の送風接続部に限定され
るものではなく台形またはカスケード式継手を備えた送
風接続部にも使用できることの指摘が必要である。

さらに、リング52をタイ58,60と組合せることによっ
て、さらに利点がある。事実、中心要素226の軸をタイ5
8,60と恒久的且つ強制的に並行に心合せすることによっ
てタイは中心要素226の理想的な位置決めに助力できる
ので、中心要素226の縦軸はその全ての位置と方向づけ
において玉継手228および230の曲率中心ＸおよびＹを通
ることがで、従ってこの継手近くでの不規則運動や不必
要な摩擦の可能性が除去できる。

【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接続
部の概略的垂直断面図、第２図は本発明の第１実施例に
よる送風接続部の概略的垂直断面図、第３図は本発明の
第２実施例による送風接続部の概略的垂直断面図、第４
図および第５図は相互に垂直の二方向において送風接続
部の中心部分を示す図、第６図は第４図の断面図に対応
する概略断面図、第７図は上側および下側連結部の片寄
りを示す第６図の断面図同様の概略断面図、第８図は下
側管継手の上側連結部に対する傾きに関し第６図の断面
図同様の概略断面図、第９図乃至第11図は第５図の送風
接続部の中心部分を示す図に相当する断面図で、それぞ
れ心合せされた状態および片寄った状態において各断面
を示す概略断面である。 なお図において、符号52はフレーム、58,60はタイ、222
は環状管路、226は中心管状要素、228は第１連結部、23
0は第２連結部、232はエルボ、234は羽口、238は第１継
手、240は第２継手、242は第３継手、244は第１補正装
置、246は第２補正装置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギユスタブ・オエルペ ルクセンブルグ国モンドルフ‐レーバ ン、ドンドルフ ３ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21B 7/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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（22
   2）に固定された第１連結部（228）に第１継手（238）
   および第１補正装置（244）により１側が接続され且つ
   第３継手（242）により高炉の壁（224）に関節連結され
   た羽口（234）とエルボ（232）とで延長された第２連結
   部（230）に第２継手（240）および第２補正装置（24
   6）により他側が接続された少なくとも一つの中心管状
   要素（226）を有する複数個の別々の要素で構成された
   予熱空気を高炉に送入する装置において、 前記中心管状要素（226）の両側に正反対に配置され両
   端がそれぞれ上記第１連結部（228）と第２連結部（23
   0）とに関節連結された一対のタイ（58），（60）と、 上記中心管状要素（226）の周りに配置されこの中心管
   状要素に二つの対向主要点において関節連結され、上記
   二つのタイ（58），（60）に他方の二つの対向主要点に
   おいて関節連結されたフレーム（52）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. 【請求項２】前記フレーム（52）が管状であることを特
   徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記フレーム（52）の四つの主要点におけ
   る継手は、上記タイの縦軸により規定された平面に直角
   をなしまた相互に平行な三つの軸のまわりに枢動するこ
   とを可能にした継手であることを特徴とする請求項１に
   記載の装置。