JP3722410B2 - Inner tube support mechanism in single-ended radiant tube - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シングルエンド形ラジアントチューブは、例えば図9,図10に示すように、外管a内及びバーナヘッドc内に同軸状に内管bを支持した二重管構造のラジアントチューブであり、バーナヘッドcを構成する一端側において、内管b内に、先端に保炎器dを設けた燃料供給管eを挿入して燃焼させ、他端側において折り返した燃焼ガスを外管a、バーナヘッドcを経て排気する構成である。
【0003】
このようなシングルエンド形ラジアントチューブにおいて、使用温度に応じて耐熱性の観点から、外管aを金属製、内管bをセラミック製とする場合がある。この内管bは一端にフランジ部fを形成して、フランジ接合によりバーナヘッドcに完全に固定して支持している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来のシングルエンド形ラジアントチューブでは、高温での燃焼時において、図10の破線で示すように金属製の外管が熱応力により変形したり、自重により大きく撓むことがある。しかしセラミック製の内管は殆ど変形しないので、外管が内管に接触して大きな力が内管に加わることがあり、加わる力によっては内管を破損してしまう。
そこで、本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、シングルエンド形ラジアントチューブにおける内管のバーナヘッド側の端部外周を、耐熱性を有する環状弾性密封部材を圧接して気密性を保持しつつ傾動可能に支持すると共に、バーナヘッドには、内管受け部材を設けた支持棒体を弾性的に突出させる内管支持装置を構成し、バーナヘッド内において、端部から離れた内管の個所を、内管受け部材と支持棒体を介してばねの弾性力により支持する構成としたシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構を提案する。
【0006】
そして本発明では、以上の構成において、環状弾性密封部材は、高温用グランドパッキンにより構成することを提案する。
【0007】
また、本発明では、以上の構成において、内管内に設置するガス供給管の一部をフレキシブル管として構成することを提案する。
【0008】
また、本発明では、以上の構成において、内管支持装置は、下方側又は上方側から支持棒体を介して内管受け部材によって、内管を所定位置に支持する構成とすると共に、弾性力を調節する調節機構を構成することを提案する。
【0009】
また、本発明では、以上の構成において、内管受け部材は支持棒体に対して傾動可能に構成することを提案する。
【0010】
以上の本発明によれば、内管は、高温用グランドパッキン等の環状弾性密封部材と内管支持装置の支持棒体に設けた内管受け部材により外管内に同軸状に支持されるので、内管は、支持のためのフランジが不要となり、直管を使用することができる。
【0011】
そして、外管が変形し、内管に当接して上側から外力が加わると、内管は、弾性力に抗して内管受け部材を押し下げ、環状弾性密封部材を支点として下方に傾動する。内管は、このように外力に対して抗しないので、そこに大きな力が加わらず、破損が防止できる。
【0012】
内管内に設置するガス供給管の一部をフレキシブル管として構成すれば、内管の傾動に応じてガス供給管や保炎器も傾動するため、この点においても内管に大きな力が加わらない。
【0013】
内管支持装置により内管を支持する弾性力、従って内管を傾動させるために必要な外力を調節可能とすれば、内管の損傷の防止と、内管の芯出しの調整が可能となる。
【0014】
内管受け部材を支持棒体に対して傾動可能に構成すれば、この内管受け部材は内管の位置に追随して常に面で内管を支持することができ、点又は線接触により局部的に大きな力が加わることを防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図1〜図4は本発明の第一の実施の形態を示すもので、図1、図2はシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成を示す縦断面図であり、図3は図1の要部拡大図、図4は内管支持装置を拡大して示す拡大横断面図である。
【0016】
図において、符号1はシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッドを概して示すもので、符号2は金属製の外管、3はセラミック製の内管で、この内管3は直管である。また、4はラジアントチューブを取り付ける炉壁を示すものである。
【0017】
バーナヘッド1には、遊びをもって内管3を挿通可能な挿通孔5を形成した後壁6を設けており、この後壁6の挿通孔5側にはパッキン受け凹部7を形成している。そして、このパッキン受け凹部7に耐熱性を有する環状弾性密封部材として、高温用グランドパッキン8を装着し、外側からパッキン押さえ9をねじ止めすることにより、高温用グランドパッキン8を内管3の端部外周に圧接状態で支持している。
【0018】
このため、直管である内管3は、その端部において高温グランドパッキン8によりバーナヘッド1と気密的に仕切られ、高温グランドパッキン8は弾性変形可能であるため、それを支点として傾動可能に支持される。
【0019】
バーナヘッド1の端部外周には空気供給管10に連なる空気室11が構成されており、内管3の端部は、この空気室11に開口している。一方、バーナヘッド1の端部には排気管12が接続されている。
【0020】
符号13は内管支持装置を概して示すものであり、この内管支持装置13は、空気室11の下部外側に設置した装置本体14から、空気室11、バーナヘッド1を貫いて、バーナヘッド1内に支持棒体15を弾性的に突出させている。そして支持棒体15の上部には、内管3に接触する支持面16を形成した内管受け部材17を設けている。
【0021】
図4により装置本体14の具体的構成例を説明すると、この装置本体14は、支持棒体15を進退可能に支持するケーシング18に、支持棒体15を突出方向に付勢する圧縮コイルばね19を設置したものである。圧縮コイルばね19は、支持棒体15に設けたストッパー20と、ケーシング18に形成した雌ねじ部21に螺合して進退可能な調節板22との間に介装しており、調節板22を回して進退させることによりストッパー20、従って支持棒体15に対する弾性力を調節可能としている。
【0022】
こうして、内管3は、図1に示されるように、高温用グランドパッキン8により端部が傾動可能に支持されると共に、内管支持装置13の支持棒体15の内管受け部材17の支持面16により、バーナヘッド1において外管2内に同軸状に支持される。
【0023】
この際、調節板22を回して支持棒体15に対する圧縮コイルばね19の弾性力を調節することにより、内管3の芯出しの調整が可能である。
【0024】
以上のようにバーナヘッド1において外管2内に同軸状に支持される内管3内には、先端に保炎器23を設けたガス供給管24を挿入して同軸状に支持しており、このガス供給管24は一部をフレキシブル管25として構成している。
【0025】
しかして、高温での燃焼時において上述したように、金属製の外管2が熱応力により変形したり、自重により撓んで、内管3に当接して、内管3に所定以上の外力が加わると、内管3は圧縮コイルばね19の弾性力に抗して内管受け部材17を押し下げ、高温用グランドパッキン8による支持個所を支点として下方に傾動する。
【0026】
このように内管3は、所定以上の外力に対しては抗しないで傾動するので、そこに所定以上の大きな力が加わらず、破損が防止できる。
【0027】
内管3が傾動する外力は、即ち、内管受け部材17を介して内管3を支持する弾性力は、調節板22を回して調節することができ、内管3の損傷の防止と、内管3の不要な振動等の発生を防止する点を考慮して適切に調節することができる。
【0028】
以上のように、内管3が外管2からの外力により下方に傾動する際、内管3内に設置するガス供給管24の一部をフレキシブル管25として構成しているため、内管の傾動に応じてガス供給管24や保炎器23も傾動し、この点においても内管に大きな力が加わらない。
【0029】
次に図5は、内管支持装置13の縦断面図を示すもので、内管受け部材17は、支持棒体15に対して、例えば軸oを支点として傾動可能に構成している。
内管受け部材17は内管3の傾動に追随して常に面で内管3を支持することができ、従って内管3を点又は線接触で支持することがないので、局部的に大きな力が加わることを防止することができる。
【0030】
内管受け部材17は、内管3を安定に支持できる限りは、その大きさ等は適宜に設定することができ、例えば図4の一点鎖線の個所16′に示すように、内管3の外周に沿った長い円弧部分を支持することにより、図4中の左右方向の安定性を高めることができる。
【0031】
次に図6〜図8は、本発明の第二の実施の形態を示すもので、この実施の形態は、第一の実施の形態ではバーナヘッド1の下側に設置している内管支持装置を、バーナヘッド1の上側に設置したものであり、内管支持装置を除いて共通する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち、これらの図において、符号33は内管支持装置を概して示すものであり、この内管支持装置33は、空気室11の上部外側に設置した装置本体34から、空気室11、バーナヘッド1を貫いて、バーナヘッド1内に支持棒体35を突出させ、この支持棒体35の下部には、内管3の外径よりも僅かに径の大きい環状の内管受け部材37を設けている。
【0032】
装置本体34は支持棒体35を進退可能に支持する調整用治具38をバーナヘッド1に固定した支持金具39に雌雄ねじ40,41の螺合により位置調節可能に支持し、調整用治具38と支持棒体35の端部に設けたストッパー42間に圧縮コイルばね43を介装したものである。
【0033】
以上の構成において、内管3は、図1に示されるように、高温用グランドパッキン8により端部が傾動可能に支持されると共に、内管支持装置33の支持棒体35の環状の内管受け部材37により、圧縮コイルばね43の弾性力により上方に付勢されて、バーナヘッド1において外管2と同軸状に支持される。
【0034】
この際、調整用治具38を回して支持棒体35に対する圧縮コイルばね43の弾性力を調節することにより、内管3の芯出しの調整が可能である。
【0035】
しかして、高温での燃焼時において上述したように、金属製の外管2が熱応力により変形したり、自重により撓んで、内管3に当接して、内管3に所定以上の外力が加わると、内管3は圧縮コイルばね43の弾性力に抗して内管受け部材37を押し下げ、高温用グランドパッキン8による支持個所を支点として下方に傾動する。
【0036】
このように内管3は、所定以上の外力に対しては抗しないで傾動するので、そこに所定以上の大きな力が加わらず、破損が防止できる。
【0037】
この実施の形態では、内管受け部材37は環状に構成しているが、内管を受ける強度を有する限りはフック状の構成とすることもできる。但し、熱による変形を考慮すると環状の方が好ましい。
【0038】
また第一の実施の形態と同様に、内管受け部材37は、支持棒体35に対して、例えば軸o′を支点として傾動可能に構成れば、内管受け部材37は内管3の傾動に追随して常に面で内管3を支持することができ、従って内管3を点又は線接触で支持することがないので、局部的に大きな力が加わることを防止することができる。
【0039】
また、以上のように内管3が外管2からの外力により下方に傾動する際、内管3内に設置するガス供給管24の一部を、上記の実施の形態と同様にフレキシブル管25として構成することにより、内管の傾動に応じてガス供給管24や保炎器23も傾動し、この点においても内管に大きな力が加わらないようにすることができる。
【0040】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、次のような効果がある。
a.内管は、傾動可能に支持され、外管から外力が加わると、下方に傾動して所定以上の外力が加わらないので、破損することを防止できる。
b.内管は、端部をフランジ加工する必要がなく、直管で良いため、製作コストが削減され、取り付けも容易である。
c.また従来の既存のシングルエンド形ラジアントチューブにも容易に取り付けることができる。
d.内管を弾性的に支持する内管支持装置のばね、例えば圧縮コイルばねは、バーナヘッドを覆う空気室の外側に設置することにより、炉内温度の影響を受けず、低温に保たれるため、ばねの特性が維持されて、内管を安定に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用したシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成の第一の実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】 図1に示すバーナヘッド側の構成において外管が変形した場合の状態を示す縦断面図である。
【図3】 図1の要部拡大図である。
【図4】 内管支持装置を拡大して示す拡大横断面図である。
【図5】 内管支持装置を拡大して示す拡大縦断面図である。
【図6】 本発明を適用したシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成の第二の実施の形態を示す縦断面図である。
【図7】 内管支持装置を拡大して示す拡大横断面図である。
【図8】 図7の要部拡大図である。
【図9】 従来のシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッドの構成を示す縦断面図である。
【図10】 従来のシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成において外管が変形した場合の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 バーナヘッド
2 外管
3 内管
4 炉壁
5 挿通孔
6 後壁
7 パッキン受け凹部
8 高温用グランドパッキン
9 パッキン押さえ
10 空気供給管
11 空気室
12 排気管
13 内管支持装置
14 装置本体
15 支持棒体
16 支持面
17,17′ 内管受け部材
18 ケーシング
19 圧縮コイルばね
20 ストッパー
21 雌ねじ部
22 調節板
23 保炎器
24 ガス供給管
25 フレキシブル管
33 内管支持装置
34 装置本体
35 支持棒体
37 内管受け部材
38 調整用治具
39 支持金具
40 雌ねじ
41 雄ねじ
42 ストッパー
43 圧縮コイルばね[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a support mechanism for an inner tube in a single-ended radiant tube.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the single-ended radiant tube is a radiant tube having a double tube structure in which an inner tube b is coaxially supported in the outer tube a and the burner head c. The fuel supply pipe e provided with a flame stabilizer d at the tip is inserted into the inner pipe b and burned in the inner pipe b, and the combustion gas turned back at the other end side is connected to the outer pipe a and the burner head c. It is the structure which exhausts through.
[0003]
In such a single-ended radiant tube, the outer tube a may be made of metal and the inner tube b may be made of ceramic from the viewpoint of heat resistance depending on the operating temperature. The inner tube b is formed with a flange portion f at one end and is completely fixed and supported on the burner head c by flange joining.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional single-ended radiant tube described above, during combustion at a high temperature, the metal outer tube may be deformed by thermal stress as shown by the broken line in FIG. However, since the ceramic inner tube hardly deforms, a large force may be applied to the inner tube when the outer tube contacts the inner tube, and the inner tube is damaged depending on the applied force.
Therefore, the present invention aims to solve such problems.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention can tilt the outer periphery of the end of the inner tube on the burner head side of a single-ended radiant tube while pressing the heat-resistant annular elastic sealing member to maintain airtightness. And an inner tube support device that elastically protrudes a support rod provided with an inner tube receiving member in the burner head, and the location of the inner tube away from the end in the burner head, A mechanism for supporting an inner tube in a single-ended radiant tube, which is configured to be supported by the elastic force of a spring via an inner tube receiving member and a support bar, is proposed.
[0006]
In the present invention, it is proposed that in the above configuration, the annular elastic sealing member is constituted by a high-temperature gland packing.
[0007]
Further, in the present invention, in the above configuration, it is proposed to configure a part of the gas supply pipe installed in the inner pipe as a flexible pipe.
[0008]
According to the present invention, in the above configuration, the inner tube support device is configured to support the inner tube at a predetermined position by the inner tube receiving member via the support bar from the lower side or the upper side, and the elastic force. It is proposed to construct an adjustment mechanism that adjusts.
[0009]
Further, in the present invention, in the above configuration, it is proposed that the inner tube receiving member is configured to be tiltable with respect to the support bar.
[0010]
According to the present invention described above, the inner tube is coaxially supported in the outer tube by the annular elastic sealing member such as the high temperature gland packing and the inner tube receiving member provided on the support rod body of the inner tube support device. The inner pipe does not require a supporting flange, and a straight pipe can be used.
[0011]
When the outer tube is deformed and abuts against the inner tube and an external force is applied from the upper side, the inner tube pushes down the inner tube receiving member against the elastic force and tilts downward with the annular elastic sealing member as a fulcrum. Since the inner tube does not resist the external force in this way, a large force is not applied thereto, and breakage can be prevented.
[0012]
If a part of the gas supply pipe installed in the inner pipe is configured as a flexible pipe, the gas supply pipe and the flame holder are also tilted according to the tilt of the inner pipe, so that a large force is not applied to the inner pipe in this respect as well. .
[0013]
If the elastic force for supporting the inner tube by the inner tube support device, and hence the external force necessary to tilt the inner tube, can be adjusted, damage to the inner tube can be prevented and the centering of the inner tube can be adjusted. .
[0014]
If the inner tube receiving member is configured to be tiltable with respect to the support rod body, the inner tube receiving member can follow the position of the inner tube and always support the inner tube on the surface, and can be locally applied by point or line contact. It is possible to prevent a large force from being applied.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIGS. 1 and 2 are longitudinal sectional views showing the structure of a burner head side of a single-ended radiant tube. FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the inner tube support device in an enlarged manner.
[0016]
In the figure,
[0017]
The
[0018]
For this reason, the
[0019]
An
[0020]
[0021]
A specific configuration example of the apparatus
[0022]
Thus, as shown in FIG. 1, the
[0023]
At this time, the centering of the
[0024]
As described above, in the
[0025]
Thus, as described above during combustion at a high temperature, the metallic
[0026]
As described above, the
[0027]
The external force that the
[0028]
As described above, when the
[0029]
Next, FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of the inner
The inner
[0030]
As long as the inner
[0031]
Next, FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention, which is an inner tube support installed on the lower side of the
That is, in these drawings,
[0032]
The apparatus
[0033]
In the above configuration, as shown in FIG. 1, the
[0034]
At this time, the centering of the
[0035]
Thus, as described above during combustion at a high temperature, the metallic
[0036]
As described above, the
[0037]
In this embodiment, the inner
[0038]
Similarly to the first embodiment, if the inner
[0039]
As described above, when the
[0040]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, the following effects are obtained.
a. The inner tube is tiltably supported, and when an external force is applied from the outer tube, the inner tube is tilted downward and no external force exceeding a predetermined value is applied, so that the inner tube can be prevented from being damaged.
b. The inner pipe does not need to be flanged at the end, and may be a straight pipe. Therefore, the manufacturing cost is reduced and installation is easy.
c. It can also be easily attached to a conventional existing single-ended radiant tube.
d. Because the spring of the inner tube support device that elastically supports the inner tube, for example, the compression coil spring, is installed outside the air chamber covering the burner head, it is not affected by the furnace temperature and is kept at a low temperature. The characteristics of the spring are maintained, and the inner tube can be stably supported.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a configuration of a burner head side of a single-ended radiant tube to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state where an outer tube is deformed in the configuration on the burner head side shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the inner tube support device in an enlarged manner.
FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view showing the inner tube support device in an enlarged manner.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the configuration on the burner head side of the single-ended radiant tube to which the present invention is applied.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the inner tube support device in an enlarged manner.
FIG. 8 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a burner head of a conventional single-ended radiant tube.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state where an outer tube is deformed in the configuration on the burner head side of a conventional single-ended radiant tube.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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