JP3819278B2 - Heating furnace seal structure - Google Patents

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JP3819278B2
JP3819278B2 JP2001331373A JP2001331373A JP3819278B2 JP 3819278 B2 JP3819278 B2 JP 3819278B2 JP 2001331373 A JP2001331373 A JP 2001331373A JP 2001331373 A JP2001331373 A JP 2001331373A JP 3819278 B2 JP3819278 B2 JP 3819278B2
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heating furnace
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sealing structure
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広之 伊藤
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Toho Gas Co Ltd
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Toho Gas Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空加熱炉のように炉内を気密に保った状態で加熱することが要求される加熱炉のシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば真空加熱炉のシール構造においては、特許第2531496号公報に開示されている技術が公知である。この技術では、真空加熱炉内の気密を保つために、この加熱炉に取り付けられるラジアントチュ−ブバーナの外筒フランジ部と炉体との間をシール部材(ゴム製のOリング)でシールしている。なおラジアントチュ−ブバーナの内部は高温の燃焼ガスや蒸気などが流れるので、その熱からOリングを保護するための冷却手段が採り入れられている。この冷却手段としては、前記の外筒フランジ部を加熱炉側に設けられた水冷ジャケットに接触させて冷却することにより、この外筒フランジ部からOリングに高温の熱が伝わるのを抑えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記の公報に開示されているシール構造では、ラジアントチュ−ブバーナの外筒フランジ部と一方の水冷ジャケットとの間に、前記のOリングを介在していることから、どうしても外筒フランジ部と水冷ジャケットとの密着性がわるくなる。したがって水冷ジャケットによる取付フランジの冷却機能が低くなり、Oリングに高熱が伝わる。またOリングはラジアントチュ−ブバーナの近くに配置されているので、このバーナの中を流れる高温の燃焼ガスや蒸気などの熱影響を受けやすい。結果としてラジアントチュ−ブバーナからの熱影響によりOリングが劣化しやすい。
【0004】
本発明は前記課題を解決しようとするもので、その目的は、ラジアントチュ−ブバーナなどの熱源体における取付フランジの冷却効果を促進してシール部材への伝導熱を減少させ、かつ熱源体から可能な限り離れた位置にシール部材を配置することで、熱源体からの熱影響によるシール部材の劣化を解消して耐久性をもたせることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するためのもので、請求項1に記載の発明は、加熱炉の内部を気密に保つためのシール構造であって、加熱炉側に設けられている冷却手段と締め付け部材との間に、加熱炉に取り付けられる熱源体に形成された取付フランジが位置している。該取付フランジの外周と、この外周に対向する位置において冷却手段または締め付け部材に設けられた壁部との間にシール部材が配置されている。そして熱源体の取付フランジと冷却手段とを相互の平坦面で接触させているとともに、締め付け部材によってシール部材に圧縮力を加えるように設定されている
このように熱源体の取付フランジと冷却手段との接触面からシール部材を排除して相互の密着性を高めることにより、この取付フランジの冷却効果を促進してシール部材への伝導熱を減少させることができる。またシール部材が熱源体から可能な限り離れた取付フランジの外周に配置されていることから、熱源体からの熱影響によるシール部材の劣化が解消され、安定したシール性能が維持される。しかもシール部材を締め付け部材によって直接圧縮することにより、この締め付け部材の締め付け力が熱源体の取付フランジに加わらないように設計することが可能となる。その結果、熱源体の外殻がセラミック材などで成形されている場合においても、締め付け力によって取付フランジが破損するといった事態が解消される。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載された加熱炉のシール構造であって、冷却手段に、熱源体の取付フランジの外周を受け止めて位置決めするストッパーが設けられている。
このように冷却手段にストッパーを設けることにより、熱源体における取付フランジの位置が安定し、ひいてはこの取付フランジと壁部との間に配置されているシール部材によるシール性能も安定したものとなる。
【0008】
請求項に記載の発明は、請求項1に記載された加熱炉のシール構造であって、前記冷却手段あるいは締め付け部材に、前記シール部材を取付フランジの外周に押し付ける方向に圧縮する斜面が設けられている。
この斜面により、シール部材によるシール機能が向上する。
【0009】
請求項に記載の発明は、請求項に記載された加熱炉のシール構造であって、前記締め付け部材により前記シール部材に圧縮力を加えた状態において、この締め付け部材と前記取付フランジとの間に僅かな隙間が設定されている。
前記の隙間により、締め付け部材を締めつけてシール材に適度の圧縮力を加えた状態でも、前記の取付フランジに作用する締め付け荷重はゼロとなり、セラミック材などの取付フランジが締め付け荷重で破損することが解消される。
【0010】
請求項に記載の発明は、請求項に記載された加熱炉のシール構造であって、前記熱源体の取付フランジと締め付け部材との間の隙間にスペーサを介在させている。
この構成によれば、前記スペーサの肉厚を選定することにより、取付フランジと締め付け部材との接触荷重を管理することができる。これにより、締め付け部材やその他の部材の寸法精度に多少のばらつきがあっても、取付フランジに過大な荷重が加わることが回避される。
【0011】
請求項に記載の発明は、請求項に記載された加熱炉のシール構造であって、シール部材を取付フランジの外周に押し付ける方向に圧縮する斜面が、取付フランジの外周に対向する位置に設けられた壁部を兼ねている。
これによってシール構造の簡素化を図ることができる。
【0012】
請求項に記載の発明は、請求項1,2,3,4,5又は6に記載された加熱炉のシール構造であって、前記熱源体が取付フランジを備えたラジアントチュ−ブバーナであるとともに、冷却手段が水冷ジャケットであり、前記取付フランジの外周に、この取付フランジと水冷ジャケットとの間をシールするシール部材が配置されている。
これにより、ラジアントチュ−ブバーナにおける取付フランジの冷却効果が促進され、ラジアントチュ−ブバーナの内部を流れる燃焼ガスなどの熱影響によるシール部材の劣化が防止される。
【0013】
請求項に記載の発明は、請求項1,2,3,4,5,6又は7に記載された加熱炉のシール構造であって、前記締め付け部材が水冷ジャケットである。
これにより、取付フランジの冷却効果がさらに促進され、シール部材の熱劣化が効果的に防止される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
まず図1,2にしたがって実施の形態1を説明する。図1は真空加熱炉の熱源体であるラジアントチュ−ブバーナの取付部を表した断面図である。この図面で示すようにラジアントチュ−ブバーナ20(以下、RTB20と略称する)は、加熱炉10の外殻を構成する炉壁12と一体の固定フランジ13に対し、加熱炉10の外側から内側に挿通させた状態で取り付けられている。つまりRTB20はその熱放射チューブ21を炉内11に挿入させた状態で炉壁12の固定フランジ13に取り付けられており、無酸化(真空)の炉内11において所定の処理物を加熱するために高温の熱を放射することができる。
【0015】
ここでRTB20の構造およびその機能について簡単に説明する。
図面で示すRTB20はシングルエンド形式であって、熱放射チューブ21は耐熱素材(合金鋼やセラミック)からなる内筒22および外筒24によって構成されている。この内筒22において、その基端部は加熱炉10の外に位置するバーナボデー28の内部に固定され、先端部は外筒24の内部で開口している。内筒22の内部にはバーナノズル30があり、ここにはガスパイプ32を通じてガスが供給される。またバーナボデー28は、パイロットバーナに点火するための点火プラグ34、エア供給口36およびその他の必要部品を備えている。
【0016】
バーナノズル30に供給されるガスは、エア供給口36から取り込まれたエアと予め混合され、パイロットバーナにより着火されてバーナノズル30の箇所で燃焼する。この燃焼に伴う外筒24の外表面からの放射熱によって炉内11が加熱される。また燃焼ガスは、内筒22の先端開口部で上方へ反転したのち、内筒22と外筒24との間の空間を流れ、バーナボデー28のガス排出口38から外部に排出される。
【0017】
炉壁12の固定フランジ13に対するRTB20の取付け箇所においては、加熱炉10の外部と真空の炉内11とをシールしてこの炉内11の気密、さらに炉内11と外筒24の内部との気密を保持し、同時に冷却によってシール部材を熱劣化から保護する温度以下に保つ必要がある。そこで固定フランジ13とRTB20の取付け箇所との間には冷却手段の一つとして用いた水冷ジャケット14が設けられている。そして水冷ジャケット14とRTB20における外筒24の取付フランジ26との間をゴム製のOリング40(シール部材)でシールしている。
【0018】
水冷ジャケット14は、その中央の開口部に外筒24が位置した環状をしているとともに、中空の内部を冷却水が循環するようになっている。なお外筒24の外側には、炉外寄りの所定の範囲において炉壁12に固定された耐熱壁18が位置している。
【0019】
図2は図1の一部を拡大して表した断面図である。この図面からも明らかなように水冷ジャケット14の上面には段差部15があり、この段差部15によって水冷ジャケット14の外周部に壁部16が構成されている。この壁部16の内側における水冷ジャケット14の上面に外筒24の取付フランジ26が位置し、この取付フランジ26の外周と壁部16の内周との間にOリング40が配置されている。
【0020】
また水冷ジャケット14(取付フランジ26)とバーナボデー28との間には締め付け部材42が位置しており、この締め付け部材42は取付フランジ26の外周と壁部16の内周との間に上側から入り込む突起部分44を備えている。この突起部分44と水冷ジャケット14との間でOリング40に圧縮力が加えられている。これによって水冷ジャケット14と取付フランジ26との間、つまり炉内11と炉外との間および炉内11と外筒24の内部との間がそれぞれシールされている。なお取付フランジ26と締め付け部材42との間には隙間があり、ここに銅板などを用いたスペーサ46を介在させている。
【0021】
外筒24の取付フランジ26は、熱放射チューブ21の中を流れる高温の燃焼ガスや蒸気などの伝導熱で加熱される。そこで、この取付フランジ26からの熱影響によってOリング40が劣化するのを避けるために、取付フランジ26を水冷ジャケット14によって冷却(冷却水との熱交換)している。そして前記のシール構造では、水冷ジャケット14と取付フランジ26とを直接接触させて相互の密着性を高めている。これによって取付フランジ26の冷却効果が促進され、Oリング40に対する熱影響も当然に減少する。またOリング40は、熱放射チューブ21の中を流れる高温ガスから可能な限り離れた取付フランジ26の外周に配置されている。これらのことから、RTB20からの熱影響によるOリング40の劣化が解消される。
【0022】
Oリング40は締め付け部材42の突起部分44によって必要な圧縮力を受けるようになっており、これによって外筒24の取付フランジ26に対してはOリング40に圧縮力を加えるための荷重をかける必要がない。そこでスペーサ46の肉厚を任意に選定することにより、締め付け部材42から取付フランジ26に加わる荷重を管理することができる。
【0023】
さらに前記のスペーサ46を設ける代わりに取付フランジ26と締め付け部材42との間に、他に支障をきたさない程度の隙間を残すことにより、締め付け部材42から取付フランジ26に加わる荷重をゼロにできる。いずれにしても、締め付け部材42などの寸法精度のばらつきにかかわらず、取付フランジ26に過大な荷重が加わることがなくなり、例えばセラミック製の取付フランジ26が締め付け荷重によって破損するといった事態を解消できる。
【0024】
つぎに図3によって実施の形態2を説明する。図3は実施の形態2におけるシール構造とその冷却手段を図2と対応させて表した断面図である。この図面で示すように実施の形態2では、実施の形態1の締め付け部材42を水冷ジャケット50に代えている。この水冷ジャケット50は、取付フランジ26の外周と壁部16の内周との間に上側から入り込む突起部分52を備えている。この突起部分52と水冷ジャケット14との間でOリング40に圧縮力が加えられてシール機能が保持されている。そして水冷ジャケット50と取付フランジ26との間には銅板などを用いたスペーサ46を介在させている。
【0025】
この実施の形態2では、熱放射チューブ21の中を流れる高温の燃焼ガスや蒸気などの伝導熱で加熱される取付フランジ26が水冷ジャケット14,50によってその両面から冷却される。したがってこの冷却効果がより高められ、Oリング40への熱影響が効果的に抑えられる。
なお実施の形態2において、実施の形態1と同一もしくは均等構成と考えられる部材には図面に同一符号を付して重複する説明は省略する。また、つぎに説明する実施の形態3,4についても同様に、重複する説明は省略する。
【0026】
つぎに図4によって実施の形態3を説明する。図4は実施の形態3のシール構造とその冷却手段を図2あるいは図3の一部と対応させて表した断面図である。この実施の形態3では、締め付け部材42(または水冷ジャケット50)の突起部分44(52)におけるOリング40との接触面が斜面60になっている。この斜面60によってOリング40を圧縮すると、このOリング40が取付フランジ26の外周に押し付けられる方向に変形する。したがってOリング40によるシール機能がより高められる。
【0027】
つづいて図5によって実施の形態4を説明する。図5は実施の形態4のシール構造を表した断面図である。この実施の形態4における水冷ジャケット70の段差部72は、その外周部に構成された壁部74から取付フランジ26の外周を受け止める位置まで突出させたストッパー78とを備えている。そして、この壁部74とストッパー78との間は斜面76になっている。この斜面76の箇所、つまり取付フランジ26の外周と壁部74の内周との間にOリング40が配置されている。
【0028】
また取付フランジ26の外周と壁部74の内周との間に、締め付け部材42(または水冷ジャケット50)の突起部分44(52)が入り込み、前記の斜面76との間においてOリング40に圧縮力が加えられる。この斜面76の傾斜により、実施の形態3において突起部分44(52)に斜面60を設けた場合と同様にOリング40が取付フランジ26の外周に押し付けられる方向に変形する。したがってOリング40によるシール機能が高められる。なお斜面76と突起部分44(52)の斜面60とを併用することも当然可能である。
【0029】
さらに実施の形態4では、前記のストッパー78によって取付フランジ26の外周を受け止めることにより、この取付フランジ26の位置、つまり水冷ジャケット70と外筒24との芯出し位置が安定し、結果としてOリング40によるシール性能も安定したものとなる。
【0030】
つぎに図6によって実施の形態5を説明する。図6は実施の形態5のシール構造を表した断面図である。この実施の形態5では、実施の形態4(図5)のシール構造における締め付け部材42(または水冷ジャケット50)から突起部分44(52)を廃止している。しかも水冷ジャケット70の斜面79が、取付フランジ26の外周と対向する位置でOリング40を位置決めする前記壁部74の機能と、Oリング40を取付フランジ26の外周に押し付けるように変形させる機能とを兼用している。なお実施の形態5の水冷ジャケット70における段差部72のストッパー78などについては、実施の形態4と同じ機能を果たす。
【0031】
つづいて図7によって実施の形態6を説明する。図7は実施の形態6のシール構造を表した断面図である。この実施の形態6のシール構造にあっては、例えば実施の形態4,5の水冷ジャケット70を、図7の水冷ジャケット80に変更している。この水冷ジャケット80は、その段差部82に実施の形態4,5のストッパー78と同じ機能のストッパー84が設けられているのみである。これに対し、締め付け部材42(または水冷ジャケット50)は取付フランジ26の外周と対向する位置において斜面86を備えている。そして、この斜面86と取付フランジ26の外周との間にOリング40が配置されている。したがって斜面86は、Oリング40を取付フランジ26の外周と対向する位置で位置決めする壁部の機能と、Oリング40を取付フランジ26の外周に押し付けるように変形させる機能とを兼用している。
【0032】
以上のように前記の各実施の形態におけるシール構造では、加熱炉10の熱源体であるRTB20の取付フランジ26と水冷ジャケットとの接触部からOリング40などのシール部材を排除することで、相互の密着性を高めている。これにより取付フランジ26が効果的に冷却され、この取付フランジ26からシール部材への熱影響によるシール部材の劣化が解消される。
【0033】
なお前記の各実施の形態では、加熱炉10の熱源体としてシングルエンド形式のRTB20を用いた場合について説明したが、これを他の形式のラジアントチュ−ブバーナに代えることは当然可能である。ラジアントチュ−ブバーナの他の形式としては、ストレートタイプ、U形タイプあるいはW形タイプなどが知られている。
また冷却手段として用いた水冷ジャケット14,70,80あるいは締め付け部材を兼ねた水冷ジャケット50は、熱伝導性の高い鋼材などで形成されたプレートに代えることもできる。この場合、プレートからの放熱作用によって取付フランジ26の冷却を促進する。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空加熱炉に対するラジアントチュ−ブバーナの取付部を表した断面図。
【図2】図1の一部を拡大して表した断面図。
【図3】実施の形態2のシール構造を表した断面図。
【図4】実施の形態3のシール構造を表した断面図。
【図5】実施の形態4のシール構造を表した断面図。
【図6】実施の形態5のシール構造を表した断面図。
【図7】実施の形態6のシール構造を表した断面図。
【符号の説明】
10 加熱炉
14 水冷ジャケット
16 壁部
20 ラジアントチュ−ブバーナ(熱源体)
26 取付フランジ
40 Oリング(シール部材)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing structure of a heating furnace that is required to be heated in a state where the inside of the furnace is kept airtight like a vacuum heating furnace.
[0002]
[Prior art]
For example, in the vacuum heating furnace sealing structure, the technique disclosed in Japanese Patent No. 2531496 is known. In this technique, in order to keep the inside of the vacuum heating furnace airtight, a seal member (rubber O-ring) is used to seal between the outer cylinder flange portion of the radiant tube burner attached to the heating furnace and the furnace body. Yes. In addition, since a high temperature combustion gas, a vapor | steam, etc. flow in the inside of a radiant tube burner, the cooling means for protecting an O-ring from the heat | fever is taken in. As this cooling means, the outer cylinder flange portion is brought into contact with a water-cooling jacket provided on the heating furnace side and cooled to prevent high temperature heat from being transmitted from the outer cylinder flange portion to the O-ring. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the seal structure disclosed in the above publication, since the O-ring is interposed between the outer cylinder flange portion of the radiant tube burner and one of the water cooling jackets, Adhesion with water-cooled jacket will be lost. Therefore, the cooling function of the mounting flange by the water cooling jacket is lowered, and high heat is transmitted to the O-ring. Further, since the O-ring is disposed near the radiant tube burner, it is easily affected by heat such as high-temperature combustion gas or steam flowing in the burner. As a result, the O-ring is likely to deteriorate due to the heat effect from the radiant tube burner.
[0004]
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is to promote the cooling effect of the mounting flange in a heat source body such as a radiant tube burner, to reduce the conduction heat to the seal member, and to be possible from the heat source body. By disposing the seal member at a position as far as possible, the deterioration of the seal member due to the heat effect from the heat source body is eliminated and durability is provided.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is for achieving the above object, and the invention according to claim 1 is a sealing structure for keeping the inside of the heating furnace airtight, and is provided with a cooling means and a fastening provided on the heating furnace side. An attachment flange formed on the heat source body attached to the heating furnace is located between the members . And an outer periphery of the mounting flange, the sealing member is disposed between the wall portions provided in the cooling means or clamping member at a position opposed to the outer periphery. And with that contacting the mounting flange and the cooling unit of the heat source body planar surface of each other, are set to apply a compressive force to the sealing member by a fastening member.
In this way, by eliminating the seal member from the contact surface between the mounting flange of the heat source body and the cooling means to enhance mutual adhesion, the cooling effect of the mounting flange is promoted and the conduction heat to the seal member is reduced. be able to. Further, since the seal member is disposed on the outer periphery of the mounting flange as far as possible from the heat source body , the deterioration of the seal member due to the heat effect from the heat source body is eliminated, and stable sealing performance is maintained. In addition, by directly compressing the sealing member with the fastening member, it is possible to design the fastening member so that the fastening force of the fastening member is not applied to the mounting flange of the heat source body. As a result, even when the outer shell of the heat source body is formed of a ceramic material or the like, the situation where the mounting flange is damaged by the tightening force is solved.
[0006]
The invention described in claim 2 is the sealing structure of the heating furnace described in claim 1, wherein the cooling means is provided with a stopper for receiving and positioning the outer periphery of the mounting flange of the heat source body .
Thus, by providing a stopper in the cooling means, the position of the mounting flange in the heat source body is stabilized, and as a result, the sealing performance by the seal member disposed between the mounting flange and the wall portion is also stabilized.
[0008]
The invention according to claim 3 is the sealing structure of the heating furnace according to claim 1, wherein the cooling means or the fastening member is provided with a slope that compresses the seal member in a direction to press the outer periphery of the mounting flange. It has been.
This inclined surface improves the sealing function of the sealing member.
[0009]
The invention according to claim 4 is the sealing structure of the heating furnace according to claim 1 , wherein a compression force is applied to the seal member by the tightening member. A slight gap is set between them.
Even when the tightening member is tightened and an appropriate compressive force is applied to the seal material due to the gap, the tightening load acting on the mounting flange becomes zero, and the mounting flange such as a ceramic material may be damaged by the tightening load. It will be resolved.
[0010]
A fifth aspect of the present invention is the heating furnace seal structure according to the fourth aspect , wherein a spacer is interposed in a gap between the mounting flange of the heat source body and the fastening member.
According to this configuration, the contact load between the mounting flange and the tightening member can be managed by selecting the thickness of the spacer. This prevents an excessive load from being applied to the mounting flange even if there is some variation in the dimensional accuracy of the fastening member and other members.
[0011]
The invention according to claim 6 is the sealing structure of the heating furnace according to claim 3 , wherein the slope that compresses the seal member in a direction to press the seal member against the outer periphery of the mounting flange is at a position facing the outer periphery of the mounting flange. It also serves as a wall .
This can simplify the seal structure.
[0012]
The invention according to claim 7 is the sealing structure of the heating furnace according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 , wherein the heat source body is a radiant tube burner provided with a mounting flange. At the same time, the cooling means is a water cooling jacket, and a sealing member for sealing between the mounting flange and the water cooling jacket is disposed on the outer periphery of the mounting flange.
Thereby, the cooling effect of the mounting flange in the radiant tube burner is promoted, and the deterioration of the seal member due to the heat effect of the combustion gas flowing inside the radiant tube burner is prevented.
[0013]
The invention described in claim 8 is the sealing structure of a heating furnace described in claim 1, 2, 3 , 4 , 5 , 6 or 7 , wherein the fastening member is a water cooling jacket.
Thereby, the cooling effect of a mounting flange is further accelerated | stimulated and the thermal deterioration of a sealing member is prevented effectively.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing a mounting portion of a radiant tube burner which is a heat source body of a vacuum heating furnace. As shown in this drawing, a radiant tube burner 20 (hereinafter abbreviated as RTB 20) is located from the outside to the inside of the heating furnace 10 with respect to the fixed flange 13 integral with the furnace wall 12 constituting the outer shell of the heating furnace 10. It is attached in a state of being inserted. That is, the RTB 20 is attached to the fixed flange 13 of the furnace wall 12 with the heat radiation tube 21 inserted into the furnace 11, and is used to heat a predetermined treatment in the non-oxidizing (vacuum) furnace 11. High temperature heat can be radiated.
[0015]
Here, the structure and function of the RTB 20 will be briefly described.
The RTB 20 shown in the drawing is of a single end type, and the heat radiation tube 21 is constituted by an inner cylinder 22 and an outer cylinder 24 made of a heat-resistant material (alloy steel or ceramic). In the inner cylinder 22, a base end portion thereof is fixed inside the burner body 28 located outside the heating furnace 10, and a distal end portion is opened inside the outer cylinder 24. Inside the inner cylinder 22 is a burner nozzle 30, to which gas is supplied through a gas pipe 32. The burner body 28 includes a spark plug 34 for igniting the pilot burner, an air supply port 36 and other necessary parts.
[0016]
The gas supplied to the burner nozzle 30 is preliminarily mixed with the air taken in from the air supply port 36, ignited by the pilot burner, and burned at the burner nozzle 30. The interior 11 of the furnace is heated by the radiant heat from the outer surface of the outer cylinder 24 accompanying this combustion. Further, the combustion gas is reversed upward at the tip opening of the inner cylinder 22, then flows through the space between the inner cylinder 22 and the outer cylinder 24, and is discharged to the outside from the gas discharge port 38 of the burner body 28.
[0017]
At the location where the RTB 20 is attached to the fixed flange 13 of the furnace wall 12, the outside of the heating furnace 10 and the vacuum furnace 11 are sealed so that the inside of the furnace 11 is hermetically sealed, and further, between the inside of the furnace 11 and the inside of the outer cylinder 24. It is necessary to maintain airtightness and at the same time keep the temperature below the temperature at which the seal member is protected from thermal degradation by cooling. Therefore, a water cooling jacket 14 used as one of the cooling means is provided between the fixed flange 13 and the mounting location of the RTB 20. The space between the water cooling jacket 14 and the mounting flange 26 of the outer cylinder 24 of the RTB 20 is sealed with a rubber O-ring 40 (seal member).
[0018]
The water cooling jacket 14 has an annular shape in which an outer cylinder 24 is positioned at the center opening, and cooling water circulates through the hollow interior. A heat-resistant wall 18 fixed to the furnace wall 12 is located outside the outer cylinder 24 in a predetermined range outside the furnace.
[0019]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. As is apparent from this drawing, a step portion 15 is provided on the upper surface of the water cooling jacket 14, and a wall portion 16 is formed on the outer peripheral portion of the water cooling jacket 14 by the step portion 15. A mounting flange 26 of the outer cylinder 24 is positioned on the upper surface of the water cooling jacket 14 inside the wall portion 16, and an O-ring 40 is disposed between the outer periphery of the mounting flange 26 and the inner periphery of the wall portion 16.
[0020]
A fastening member 42 is located between the water cooling jacket 14 (mounting flange 26) and the burner body 28. The fastening member 42 enters between the outer periphery of the mounting flange 26 and the inner periphery of the wall portion 16 from above. A protruding portion 44 is provided. A compressive force is applied to the O-ring 40 between the protruding portion 44 and the water cooling jacket 14. As a result, the space between the water cooling jacket 14 and the mounting flange 26, that is, between the inside of the furnace 11 and the outside of the furnace and between the inside of the furnace 11 and the inside of the outer cylinder 24 is sealed. There is a gap between the mounting flange 26 and the fastening member 42, and a spacer 46 using a copper plate or the like is interposed here.
[0021]
The mounting flange 26 of the outer cylinder 24 is heated by conduction heat such as high-temperature combustion gas or steam flowing through the heat radiation tube 21. Therefore, in order to avoid the deterioration of the O-ring 40 due to the heat effect from the mounting flange 26, the mounting flange 26 is cooled (heat exchange with cooling water) by the water cooling jacket 14. In the sealing structure, the water cooling jacket 14 and the mounting flange 26 are brought into direct contact with each other to improve mutual adhesion. As a result, the cooling effect of the mounting flange 26 is promoted, and the thermal influence on the O-ring 40 is naturally reduced. The O-ring 40 is disposed on the outer periphery of the mounting flange 26 as far as possible from the high-temperature gas flowing in the heat radiation tube 21. As a result, the deterioration of the O-ring 40 due to the thermal effect from the RTB 20 is eliminated.
[0022]
The O-ring 40 is adapted to receive a necessary compressive force by the projecting portion 44 of the fastening member 42, whereby a load for applying a compressive force to the O-ring 40 is applied to the mounting flange 26 of the outer cylinder 24. There is no need. Therefore, by arbitrarily selecting the thickness of the spacer 46, the load applied from the fastening member 42 to the mounting flange 26 can be managed.
[0023]
Further, instead of providing the spacer 46, by leaving a gap between the mounting flange 26 and the fastening member 42 so as not to cause any other trouble, the load applied to the mounting flange 26 from the fastening member 42 can be reduced to zero. In any case, regardless of variations in the dimensional accuracy of the fastening member 42 and the like, an excessive load is not applied to the mounting flange 26, and for example, a situation in which the ceramic mounting flange 26 is damaged by the tightening load can be solved.
[0024]
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing the seal structure and its cooling means in the second embodiment in correspondence with FIG. As shown in this drawing, in the second embodiment, the fastening member 42 of the first embodiment is replaced with a water cooling jacket 50. The water cooling jacket 50 includes a protruding portion 52 that enters from the upper side between the outer periphery of the mounting flange 26 and the inner periphery of the wall portion 16. A compressive force is applied to the O-ring 40 between the protruding portion 52 and the water cooling jacket 14 to maintain the sealing function. A spacer 46 using a copper plate or the like is interposed between the water cooling jacket 50 and the mounting flange 26.
[0025]
In the second embodiment, the mounting flange 26 heated by conduction heat such as high-temperature combustion gas or steam flowing in the heat radiation tube 21 is cooled from both sides by the water cooling jackets 14 and 50. Therefore, this cooling effect is further enhanced, and the thermal influence on the O-ring 40 is effectively suppressed.
In the second embodiment, members that are considered to be the same as or equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description is omitted. Similarly, the description of the third and fourth embodiments to be described next is omitted.
[0026]
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the seal structure of the third embodiment and its cooling means corresponding to a part of FIG. 2 or FIG. In the third embodiment, the contact surface with the O-ring 40 in the protruding portion 44 (52) of the fastening member 42 (or the water cooling jacket 50) is the inclined surface 60. When the O-ring 40 is compressed by the inclined surface 60, the O-ring 40 is deformed in a direction in which it is pressed against the outer periphery of the mounting flange 26. Therefore, the sealing function by the O-ring 40 is further enhanced.
[0027]
Next, the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view showing the seal structure of the fourth embodiment. The step portion 72 of the water-cooling jacket 70 according to the fourth embodiment includes a stopper 78 that protrudes from a wall portion 74 formed on the outer peripheral portion thereof to a position for receiving the outer periphery of the mounting flange 26. A slope 76 is formed between the wall 74 and the stopper 78. An O-ring 40 is disposed between the slope 76, that is, between the outer periphery of the mounting flange 26 and the inner periphery of the wall portion 74.
[0028]
Further, the projecting portion 44 (52) of the fastening member 42 (or the water cooling jacket 50) enters between the outer periphery of the mounting flange 26 and the inner periphery of the wall portion 74, and is compressed into the O-ring 40 between the inclined surface 76. Power is applied. Due to the inclination of the inclined surface 76, the O-ring 40 is deformed in the direction in which the O-ring 40 is pressed against the outer periphery of the mounting flange 26, as in the case where the inclined surface 60 is provided on the protruding portion 44 (52) in the third embodiment. Therefore, the sealing function by the O-ring 40 is enhanced. Of course, the slope 76 and the slope 60 of the protruding portion 44 (52) can be used in combination.
[0029]
Further, in the fourth embodiment, by receiving the outer periphery of the mounting flange 26 by the stopper 78, the position of the mounting flange 26, that is, the centering position of the water cooling jacket 70 and the outer cylinder 24 is stabilized, and as a result, the O-ring. The sealing performance by 40 is also stable.
[0030]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing the seal structure of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the protruding portion 44 (52) is omitted from the fastening member 42 (or the water cooling jacket 50) in the seal structure of the fourth embodiment (FIG. 5). Moreover, the function of the wall portion 74 for positioning the O-ring 40 at a position where the inclined surface 79 of the water-cooling jacket 70 faces the outer periphery of the mounting flange 26, and the function of deforming the O-ring 40 so as to press the outer periphery of the mounting flange 26. Is also used. The stopper 78 of the stepped portion 72 in the water cooling jacket 70 of the fifth embodiment fulfills the same function as that of the fourth embodiment.
[0031]
Next, the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sectional view showing the seal structure of the sixth embodiment. In the seal structure of the sixth embodiment, for example, the water cooling jacket 70 of the fourth and fifth embodiments is changed to the water cooling jacket 80 of FIG. This water cooling jacket 80 is only provided with a stopper 84 having the same function as the stopper 78 of the fourth and fifth embodiments at the step portion 82. On the other hand, the fastening member 42 (or the water cooling jacket 50) includes a slope 86 at a position facing the outer periphery of the mounting flange 26. An O-ring 40 is disposed between the slope 86 and the outer periphery of the mounting flange 26. Therefore, the slope 86 has both a function of a wall portion for positioning the O-ring 40 at a position facing the outer periphery of the mounting flange 26 and a function of deforming the O-ring 40 so as to press the outer periphery of the mounting flange 26.
[0032]
As described above, in the seal structure in each of the above-described embodiments, the seal member such as the O-ring 40 is excluded from the contact portion between the mounting flange 26 of the RTB 20 that is the heat source body of the heating furnace 10 and the water cooling jacket. To improve the adhesion. Thereby, the mounting flange 26 is effectively cooled, and the deterioration of the seal member due to the thermal influence from the mounting flange 26 to the seal member is eliminated.
[0033]
In each of the above-described embodiments, the case where the single-ended RTB 20 is used as the heat source body of the heating furnace 10 has been described, but it is naturally possible to replace this with a radiant tube burner of another type. Other types of radiant tube burners are known, such as a straight type, a U type, and a W type.
Further, the water cooling jackets 14, 70, 80 used as the cooling means or the water cooling jacket 50 serving also as a fastening member can be replaced with a plate formed of a steel material having high thermal conductivity. In this case, cooling of the mounting flange 26 is promoted by the heat radiation action from the plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting portion of a radiant tube burner with respect to a vacuum heating furnace.
2 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a seal structure according to a second embodiment.
4 is a cross-sectional view illustrating a seal structure according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a seal structure according to a fourth embodiment.
6 is a cross-sectional view illustrating a seal structure according to Embodiment 5. FIG.
7 is a cross-sectional view showing a seal structure according to Embodiment 6. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Heating furnace 14 Water cooling jacket 16 Wall 20 Radiant tube burner (heat source)
26 Mounting flange 40 O-ring (seal member)

Claims (8)

加熱炉の内部を気密に保つためのシール構造であって、加熱炉側に設けられている冷却手段と締め付け部材との間に、加熱炉に取り付けられる熱源体に形成された取付フランジが位置し、該取付フランジの外周と、この外周に対向する位置において冷却手段または締め付け部材に設けられた壁部との間にシール部材が配置され、熱源体の取付フランジと冷却手段とを相互の平坦面で接触させているとともに、締め付け部材によってシール部材に圧縮力を加えるように設定されている加熱炉のシール構造。A sealing structure for keeping the inside of the heating furnace airtight, and a mounting flange formed on a heat source body attached to the heating furnace is located between the cooling means provided on the heating furnace side and the fastening member. , and an outer periphery of the mounting flange, at a position opposed to the outer periphery is arranged a seal member between the wall portion provided in the cooling means or clamping member, the flat a mounting flange and cooling means of the heat source body mutual A sealing structure for a heating furnace that is set to contact with a surface and is configured to apply a compressive force to the sealing member by a fastening member . 請求項1に記載された加熱炉のシール構造であって、冷却手段に、熱源体の取付フランジの外周を受け止めて位置決めするストッパーが設けられている加熱炉のシール構造。The sealing structure for a heating furnace according to claim 1, wherein the cooling means is provided with a stopper for receiving and positioning the outer periphery of the mounting flange of the heat source body . 請求項1に記載された加熱炉のシール構造であって、前記冷却手段あるいは締め付け部材に、前記シール部材を取付フランジの外周に押し付ける方向に圧縮する斜面が設けられている加熱炉のシール構造。The sealing structure of a heating furnace according to claim 1, wherein the cooling means or the fastening member is provided with a slope that compresses the sealing member in a direction to press the sealing member against an outer periphery of a mounting flange. 請求項に記載された加熱炉のシール構造であって、前記締め付け部材により前記シール部材に圧縮力を加えた状態において、この締め付け部材と前記取付フランジとの間に僅かな隙間が設定されている加熱炉のシール構造。The heating furnace sealing structure according to claim 1 , wherein a slight gap is set between the fastening member and the mounting flange in a state where a compressive force is applied to the sealing member by the fastening member. The heating furnace seal structure. 請求項に記載された加熱炉のシール構造であって、前記熱源体の取付フランジと締め付け部材との間の隙間にスペーサを介在させている加熱炉のシール構造。The sealing structure for a heating furnace according to claim 4 , wherein a spacer is interposed in a gap between the mounting flange of the heat source body and the fastening member. 請求項に記載された加熱炉のシール構造であって、シール部材を取付フランジの外周に押し付ける方向に圧縮する斜面が、取付フランジの外周に対向する位置に設けられた壁部を兼ねている加熱炉のシール構造。It is the sealing structure of the heating furnace described in Claim 3 , Comprising: The slope which compresses a sealing member in the direction which presses on the outer periphery of a mounting flange serves as the wall part provided in the position facing the outer periphery of a mounting flange . Heating furnace seal structure. 請求項1,2,3,4,5又は6に記載された加熱炉のシール構造であって、前記熱源体が取付フランジを備えたラジアントチュ−ブバーナであるとともに、冷却手段が水冷ジャケットであり、前記取付フランジの外周に、この取付フランジと水冷ジャケットとの間をシールするシール部材が配置されている加熱炉のシール構造。The heating furnace sealing structure according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6 , wherein the heat source is a radiant tube burner having a mounting flange, and the cooling means is a water cooling jacket. A sealing structure for a heating furnace in which a sealing member for sealing between the mounting flange and the water cooling jacket is disposed on the outer periphery of the mounting flange. 請求項1,2,3,4,5,6又は7に記載された加熱炉のシール構造であって、前記締め付け部材が水冷ジャケットである加熱炉のシール構造。The heating furnace sealing structure according to claim 1, 2, 3 , 4 , 5 , 6, or 7 , wherein the fastening member is a water-cooling jacket.
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