JP6320321B2 - Heat insulation roller - Google Patents

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Description

本発明は、高温炉内で使用される断熱ローラに関する。   The present invention relates to a heat insulating roller used in a high temperature furnace.

従来、熱処理炉のような高温炉内で使用される断熱ローラとして、ローラ内部に冷却水を通過させて、熱伝導を利用してローラの外面を冷却するようにしたものが提案されている。例えば特許文献1に記載の断熱ローラは、冷却水を通過させるように形成された金属軸の外周に、複数個の無機質材ディスクが軸方向に積層されて構成されている。この断熱ローラは、金属軸の一端に固定フランジが溶接され、他端に移動フランジが移動自在に設けられている。また、これら両フランジ間には耐熱金属管が嵌装配置され、この金属管の一端を固定し、他端を移動フランジに対して相対移動可能に設けることで、高温時における熱的伸縮変化を吸収できるとされている。   Conventionally, a heat insulating roller used in a high temperature furnace such as a heat treatment furnace has been proposed in which cooling water is passed through the roller and the outer surface of the roller is cooled using heat conduction. For example, the heat insulating roller described in Patent Document 1 is configured by laminating a plurality of inorganic material disks in the axial direction on the outer periphery of a metal shaft formed to allow cooling water to pass therethrough. In this heat insulating roller, a fixed flange is welded to one end of a metal shaft, and a moving flange is movably provided at the other end. In addition, a heat-resistant metal tube is fitted between the two flanges, one end of the metal tube is fixed, and the other end is provided so as to be relatively movable with respect to the moving flange. It can be absorbed.

特許第4101908号公報Japanese Patent No. 4101908

ところで、冷却水を流通させる軸の外周に、複数の円盤状の部材(以下、単に円盤という)を嵌合して軸方向に積層した断熱ロールにおいて、異なる材質の円盤を組み合わせたものが知られている。例えば、熱伝導率の異なる材質でできた二種類の円盤を組み合わせることで、断熱ロールの表面温度のばらつきを抑えるようにしたものが存在する。しかしながら、異なる材質の円盤を組み合わせた場合は、熱伝導率が異なるため部材温度が異なり、また、線膨張係数(熱膨張率)も異なることから、これらの異なる材質の円盤の間で、高温炉内での使用時の熱膨張量に差が生じる。   By the way, in a heat insulating roll in which a plurality of disk-shaped members (hereinafter simply referred to as disks) are fitted to the outer periphery of a shaft through which cooling water is circulated and stacked in the axial direction, a combination of disks made of different materials is known. ing. For example, there is one in which variations in the surface temperature of the heat insulating roll are suppressed by combining two types of disks made of materials having different thermal conductivities. However, when disks of different materials are combined, the thermal conductivity is different, so the member temperature is different, and the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) is also different. There is a difference in the amount of thermal expansion during use.

上記の特許文献1の断熱ロールでは、軸方向への熱的伸縮変化は吸収されるものの、径方向への熱膨張に関しては考慮されていないため、断熱ロールの使用時に径方向へ大きく膨張した円盤の外周面が、その外側に配置される外管の内周面と接触することで、円盤と外管との間に大きな摩擦力が発生するおそれがある。このように円盤と外管との間の摩擦力が大きくなると、熱ひずみが拘束されて熱応力が発生し、断熱ローラが損傷する可能性がある。   Although the thermal expansion and contraction change in the axial direction is absorbed in the heat insulating roll of Patent Document 1 above, since the thermal expansion in the radial direction is not taken into consideration, the disk that has greatly expanded in the radial direction when the heat insulating roll is used. There is a possibility that a large frictional force is generated between the disk and the outer tube by the outer peripheral surface of the tube being in contact with the inner peripheral surface of the outer tube arranged on the outer side. When the frictional force between the disk and the outer tube increases as described above, the thermal strain is restrained and thermal stress is generated, which may damage the heat insulating roller.

本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、高温炉内で使用される断熱ローラに関し、熱応力の発生を抑制することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。   The present case has been devised in view of such a problem, and an object of the heat insulating roller used in the high temperature furnace is to suppress the generation of thermal stress. The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.

(1)ここで開示する断熱ローラは、高温炉内で使用される断熱ローラであって、内部を冷却媒体が流通する円筒状の内管を備える。また、この断熱ローラは、前記内管に外嵌されて前記内管の軸方向に配置された複数の第一円盤と、前記内管に外嵌されて前記内管の軸方向に配置され、前記第一円盤よりも前記高温炉内での使用時の熱膨張量が大きく、前記第一円盤とともに軸方向に押圧される複数の第二円盤と、前記内管と同軸を有し、前記第一円盤及び前記第二円盤の外周を覆う円筒状の外管と、を備える。さらに、前記断熱ローラは、前記第二円盤の外周面と前記外管の内周面との間に設けられ、前記使用時における前記外周面と前記内周面とのクリアランスが負の値にならないように予め設定された初期クリアランスを備える。 (1) The heat insulating roller disclosed herein is a heat insulating roller used in a high-temperature furnace, and includes a cylindrical inner pipe through which a cooling medium flows. Further, the heat insulating roller is a plurality of first disks that are externally fitted to the inner pipe and arranged in the axial direction of the inner pipe, and are fitted to the inner pipe and arranged in the axial direction of the inner pipe, the amount of thermal expansion when used in the first circle the hot furnace than Release is rather large, a plurality of the second disc to be pressed in the axial direction together with the first disc, having the inner pipe coaxially, the A cylindrical outer tube covering the outer periphery of the first disk and the second disk. Moreover, the insulation roller, said the second disc outer peripheral surface of the disposed between the inner peripheral surface of the outer tube, the clearance between the outer peripheral surface and the inner circumferential surface definitive when the use is not a negative value Thus, an initial clearance set in advance is provided.

(2)前記内管及び前記第二円盤は、何れも寸法公差がマイナス側に設定され、前記外管は、寸法公差がプラス側に設定されることが好ましい。
(3)前記第一円盤は、断熱材料で成形されるとともに、前記第二円盤よりも前記内管の軸方向に占める割合が大きくなるように配置されることが好ましい。
(4)前記第一円盤は、前記内管の軸方向に間隔をあけて所定数毎に配置され、前記第二円盤は、隣接する前記第一円盤の間において、所定数毎に配置されることが好ましい。
(2) It is preferable that the inner tube and the second disk each have a dimensional tolerance set to a minus side, and the outer tube has a dimensional tolerance set to a plus side.
(3) It is preferable that the first disk is formed of a heat insulating material and disposed so that a ratio of the first disk in the axial direction of the inner tube is larger than that of the second disk.
(4) The first disks are arranged at a predetermined number with an interval in the axial direction of the inner tube, and the second disks are arranged at a predetermined number between the adjacent first disks. It is preferable.

開示の断熱ローラによれば、高温炉内での使用時に発生する第二円盤と外管との間の摩擦力を抑制することができる。すなわち、使用時における断熱ローラの熱ひずみの拘束を防止することができるため、熱応力の発生を抑制することができる。これにより、断熱ローラの損傷を回避することができる。   According to the heat insulating roller of the disclosure, it is possible to suppress the frictional force between the second disk and the outer tube that is generated during use in the high temperature furnace. That is, since it is possible to prevent the heat distortion of the heat insulating roller during use, the generation of thermal stress can be suppressed. Thereby, damage to the heat insulating roller can be avoided.

実施形態に係る断熱ローラの構成(常温時の状態)を示す模式的な軸方向断面図である。It is a typical axial direction sectional view showing the composition (state at the time of normal temperature) of the heat insulation roller concerning an embodiment. 図1のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG.

図面を参照して、実施形態としての断熱ローラについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。   With reference to drawings, the heat insulation roller as embodiment is demonstrated. The embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected or combined as necessary.

[1.構成]
図1は、本実施形態の断熱ローラ1の構成を示す模式的な軸方向断面図であり、常温(例えば20℃)での状態を示す。図2は図1のA部拡大図である。なお、図1では後述の円盤7,8及びナット6の断面を表すハッチを省略し、図2では全てのハッチを省略して示す。本断熱ローラ1は、例えば、熱処理炉のような高温炉内において高温の物体を搬送するときに用いられる。このため断熱ローラ1は、使用時には1000℃を超えるような高温になることもある。
[1. Constitution]
FIG. 1 is a schematic axial sectional view showing the configuration of the heat insulating roller 1 of the present embodiment, and shows a state at room temperature (for example, 20 ° C.). FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG. In FIG. 1, hatches representing the cross sections of disks 7 and 8 and nuts 6 to be described later are omitted, and in FIG. 2, all hatches are omitted. The heat insulating roller 1 is used, for example, when a high temperature object is conveyed in a high temperature furnace such as a heat treatment furnace. For this reason, the heat insulation roller 1 may become high temperature exceeding 1000 degreeC at the time of use.

図1に示すように、断熱ローラ1は、円筒状の内管2に、材質の異なる二種類の円盤7,8がそれぞれ複数外嵌されて中心軸Cの方向(以下、軸方向という)に積層配置されるとともに、これらの円盤7,8の外周が外管3によって覆われて構成される。中心軸Cは、内管2の軸心であるとともに断熱ローラ1の軸心でもある。内管2は、断熱ローラ1の回転軸を構成する部品である。内管2の内部には、図中黒矢印で示すように冷却媒体が流通する。これにより、使用時の断熱ローラ1が冷却される。   As shown in FIG. 1, the heat insulating roller 1 includes a cylindrical inner tube 2 in which a plurality of two kinds of disks 7 and 8 of different materials are fitted on each other in the direction of the central axis C (hereinafter referred to as the axial direction). The outer periphery of these discs 7 and 8 is covered with the outer tube 3 and arranged. The central axis C is the axis of the inner tube 2 and the axis of the heat insulating roller 1. The inner tube 2 is a component that constitutes the rotating shaft of the heat insulating roller 1. A cooling medium flows through the inner pipe 2 as indicated by black arrows in the figure. Thereby, the heat insulation roller 1 at the time of use is cooled.

内管2の外周面2aの一側(図中左側)には、溶接により固定された第一フランジ4が設けられる。一方、内管2の外周面2aの他側(図中右側)には、軸方向に移動自在な第二フランジ5と、外周面2aに形成されたねじ部に螺合されるナット6とが設けられる。ナット6は、第二フランジ5に対して軸方向への付勢力を与えるものである。第一フランジ4及び第二フランジ5の間には、中心に円形状の孔部を有する二種類の円盤7,8がそれぞれ複数個配置される。これらの円盤7,8は、ナット6によって第二フランジ5が第一フランジ4側に付勢されることで、第一フランジ4と第二フランジ5とによって軸方向に押圧される。なお、複数の円盤7,8は、それぞれが同一の材質で同一の形状に構成される。   A first flange 4 fixed by welding is provided on one side (the left side in the figure) of the outer peripheral surface 2a of the inner tube 2. On the other hand, on the other side (right side in the figure) of the outer peripheral surface 2a of the inner tube 2, there are a second flange 5 that is movable in the axial direction, and a nut 6 that is screwed into a screw portion formed on the outer peripheral surface 2a. Provided. The nut 6 gives an urging force in the axial direction to the second flange 5. Between the first flange 4 and the second flange 5, a plurality of two types of disks 7 and 8 each having a circular hole at the center are arranged. These disks 7 and 8 are pressed in the axial direction by the first flange 4 and the second flange 5 when the second flange 5 is biased toward the first flange 4 by the nut 6. The plurality of disks 7 and 8 are each formed of the same material and the same shape.

外管3は、内管2と同軸を有し、その一端(図中左端)が第一フランジ4に対して溶接により固定され、その他端(図中右端)が第二フランジ5に対して相対移動可能に設けられる。つまり、外管3の軸方向の一方は固定端として設けられ、他方は自由端として設けられている。これにより、外管3の熱伸びの拘束が防止され、外管3の座屈やクリープ,ラチェット変形といった損傷が回避される。   The outer tube 3 is coaxial with the inner tube 2, one end (left end in the figure) is fixed to the first flange 4 by welding, and the other end (right end in the figure) is relative to the second flange 5. It is provided so as to be movable. That is, one of the outer pipes 3 in the axial direction is provided as a fixed end, and the other is provided as a free end. Thereby, restraint of the thermal elongation of the outer tube 3 is prevented, and damage such as buckling, creep and ratchet deformation of the outer tube 3 is avoided.

本実施形態では、二種類の円盤7,8のうち、使用時の熱膨張量(熱伸び量)の小さい一方を第一円盤7と呼び、使用時の熱膨張量の大きい他方を第二円盤8と呼ぶ。なお、使用時の熱膨張量と線膨張係数(熱膨張率)とは比例関係にあることから、第二円盤8の線膨張係数α2の方が第一円盤7の線膨張係数α1よりも大きい(α1<α2)ともいえる。第一円盤7は、例えばガラス繊維やセラミックス繊維等の無機繊維を素材とした断熱材料で形成される。一方、第二円盤8は、例えばステンレス鋼や高Cr鋼等の金属で形成される。なお、第一円盤7と第二円盤8とは熱伝導率も異なる。本実施形態の第二円盤8は、第一円盤7よりも高い熱伝導率を有する。 In the present embodiment, one of the two types of disks 7 and 8 that has a small thermal expansion amount (thermal expansion amount) at the time of use is called a first disk 7 and the other one that has a large thermal expansion amount at the time of use is a second disk. Call it 8. Since the thermal expansion amount in use and the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) are in a proportional relationship, the linear expansion coefficient α 2 of the second disk 8 is more than the linear expansion coefficient α 1 of the first disk 7. Can also be said to be large (α 12 ). The first disk 7 is formed of a heat insulating material made of inorganic fibers such as glass fibers and ceramic fibers. On the other hand, the second disk 8 is formed of a metal such as stainless steel or high Cr steel. The first disk 7 and the second disk 8 also have different thermal conductivities. The second disk 8 of the present embodiment has a higher thermal conductivity than the first disk 7.

図2に示すように、第一円盤7は、断熱ローラ1の常温時に、その外周面7aが外管3の内周面3bに接触するとともに、その内周面7bが内管2の外周面2aに接触するような内径及び外径を有する。一方、第二円盤8は、断熱ローラ1の常温時に、その外周面8aが外管3の内周面3bとの間に所定のクリアランス9を形成するとともに、その内周面8bが内管2の外周面2aに接触するような内径及び外径を有する。   As shown in FIG. 2, the first disk 7 has an outer peripheral surface 7 a that contacts the inner peripheral surface 3 b of the outer tube 3 and the inner peripheral surface 7 b that is the outer peripheral surface of the inner tube 2 when the heat insulating roller 1 is at room temperature. It has an inner diameter and an outer diameter so as to contact 2a. On the other hand, the second disk 8 forms a predetermined clearance 9 between the outer peripheral surface 8a and the inner peripheral surface 3b of the outer tube 3 when the heat insulating roller 1 is at normal temperature, and the inner peripheral surface 8b is the inner tube 2. The inner diameter and the outer diameter are in contact with the outer peripheral surface 2a.

つまり、使用時の熱膨張量が大きい(大きな線膨張係数α2を有する)第二円盤8の外周には、外管2の内側に予めクリアランス9が設けられ、第二円盤8の外周面8aと外管2の内周面3bとが非接触状態とされる。以下、このクリアランス9を初期クリアランス9という。この初期クリアランス9は、断熱ローラ1の使用時(すなわち高温時)に第二円盤8の外周面8aと外管2の内周面3bとの接触が開始するように予め設定される。 That is, a clearance 9 is provided in advance on the inner side of the outer tube 2 on the outer periphery of the second disk 8 having a large amount of thermal expansion during use (having a large linear expansion coefficient α 2 ), and the outer peripheral surface 8 a of the second disk 8. And the inner peripheral surface 3b of the outer tube 2 are brought into a non-contact state. Hereinafter, this clearance 9 is referred to as initial clearance 9. The initial clearance 9 is set in advance so that the contact between the outer peripheral surface 8a of the second disk 8 and the inner peripheral surface 3b of the outer tube 2 starts when the heat insulating roller 1 is used (that is, at a high temperature).

初期クリアランス9は、断熱ローラ1の使用時における、内管2,外管3及び第二円盤8の径方向の各熱膨張量を考慮して、その径方向長さX(以下、単に長さXという)が算出される。言い換えると、断熱ローラ1は、各熱膨張量に基づいて算出された長さXの初期クリアランス9が形成されるように、内管2,外管3及び第二円盤8の径方向の各寸法が設定される。なお、内管2及び外管3の径方向の各寸法が設定されることで、第一円盤7の径方向の寸法も設定される。   The initial clearance 9 takes into account the respective thermal expansion amounts in the radial direction of the inner tube 2, the outer tube 3 and the second disk 8 when the heat insulating roller 1 is used. X)) is calculated. In other words, the heat insulating roller 1 has each dimension in the radial direction of the inner tube 2, the outer tube 3, and the second disk 8 so that an initial clearance 9 having a length X calculated based on each thermal expansion amount is formed. Is set. In addition, the dimension of the radial direction of the 1st disk 7 is also set by each dimension of the radial direction of the inner tube 2 and the outer tube 3 being set.

ここで、初期クリアランス9の長さXの算出方法の一例を説明する。以下、断熱ローラ1の常温時における、中心軸Cから第二円盤8の肉厚(外径から内径を引いた差を2で割った長さ)の径方向中心8cまでの長さを、第二円盤8の中心半径r2という。同様に、中心軸Cから内管2の肉厚の径方向中心2cまでの長さを、内管2の中心半径r3といい、中心軸Cから外管3の肉厚の径方向中心3cまでの長さを、外管3の中心半径r4という。また、内管2及び外管3の線膨張係数をそれぞれα3,α4とする。 Here, an example of a method for calculating the length X of the initial clearance 9 will be described. Hereinafter, the length from the central axis C to the radial center 8c of the thickness of the second disk 8 (the length obtained by subtracting the inner diameter from the outer diameter divided by 2) at the normal temperature of the heat insulating roller 1 is This is called the center radius r 2 of the two disk 8. Similarly, a length of up radial center 2c of the wall thickness of the inner tube 2 from the center axis C, called the central radius r 3 of the inner tube 2, the radial center 3c of the wall thickness of the outer tube 3 from the central axis C This length is referred to as the center radius r 4 of the outer tube 3. In addition, the linear expansion coefficients of the inner tube 2 and the outer tube 3 are α 3 and α 4 , respectively.

まず、断熱ローラ1が使用される高温炉の炉内温度,断熱ローラ1の冷却条件(冷却媒体の温度,流量,冷却時間等),冷却管である内管2の熱伝達率と、第二円盤8,内管2,外管3の各部寸法及び各熱伝導率とから、熱伝導計算を実施して、断熱ローラ1の使用時における第二円盤8,内管2,外管3の各平均温度T2,T3,T4を算出する。 First, the in-furnace temperature of the high-temperature furnace in which the heat insulating roller 1 is used, the cooling conditions of the heat insulating roller 1 (cooling medium temperature, flow rate, cooling time, etc.), the heat transfer coefficient of the inner pipe 2 which is a cooling pipe, The heat conduction calculation is carried out from the dimensions and the respective thermal conductivities of the disk 8, the inner tube 2 and the outer tube 3, and each of the second disk 8, the inner tube 2 and the outer tube 3 when the heat insulating roller 1 is used. calculating an average temperature T 2, T 3, T 4 .

次に、上記の各温度T2,T3,T4から常温時の温度を減算して、第二円盤8,内管2,外管3の各温度差ΔT2,ΔT3,ΔT4を求める。そして、これらの温度差ΔT2,ΔT3,ΔT4に、各線膨張係数α2,α3,α4と各中心半径r2,r3,r4とを乗算して、使用時における第二円盤8,内管2,外管3の径方向の各熱膨張量Δr2,Δr3,Δr4を算出する。 Next, the temperature at normal temperature is subtracted from each of the above temperatures T 2 , T 3 , T 4 , and the temperature differences ΔT 2 , ΔT 3 , ΔT 4 of the second disk 8, the inner tube 2, and the outer tube 3 are obtained. Ask. The temperature differences ΔT 2 , ΔT 3 , ΔT 4 are multiplied by the linear expansion coefficients α 2 , α 3 , α 4 and the center radii r 2 , r 3 , r 4 , respectively. The respective thermal expansion amounts Δr 2 , Δr 3 , Δr 4 in the radial direction of the disk 8, the inner tube 2, and the outer tube 3 are calculated.

ここで、断熱ロール1の使用時における第二円盤8の外周面8aと外管3の内周面3bとのクリアランス9′(以下、使用時クリアランス9′という)の長さをX′とすると、使用時クリアランス9′の長さX′は、以下の式(1)で表される。
X′=X+Δr4−Δr2−Δr3 ・・・(1)
Here, when the length of the clearance 9 'between the outer peripheral surface 8a of the second disk 8 and the inner peripheral surface 3b of the outer tube 3 when the heat insulating roll 1 is used (hereinafter referred to as the clearance 9' during use) is X '. The length X ′ of the in-use clearance 9 ′ is expressed by the following formula (1).
X ′ = X + Δr 4 −Δr 2 −Δr 3 (1)

初期クリアランス9は、上記のように、断熱ローラ1の使用時に第二円盤8の外周面8aと外管2の内周面3bとの接触が開始するように(X′=0になるように)設定される。すなわち、初期クリアランス9の長さXは、以下の式(2)で計算される。
X=Δr2+Δr3−Δr4
=α2ΔT22+α3ΔT33−α4ΔT44 ・・・(2)
As described above, the initial clearance 9 is set so that the contact between the outer peripheral surface 8a of the second disk 8 and the inner peripheral surface 3b of the outer tube 2 starts when the heat insulating roller 1 is used (X '= 0). ) Is set. That is, the length X of the initial clearance 9 is calculated by the following equation (2).
X = Δr 2 + Δr 3 −Δr 4
= Α 2 ΔT 2 r 2 + α 3 ΔT 3 r 3 −α 4 ΔT 4 r 4 (2)

この長さXの初期クリアランス9が形成されるように、内管2,外管3及び第二円盤8の径方向の各寸法が設定される。ただし、本実施形態の断熱ローラ1は、使用時クリアランス9′の長さX′が負の値にならないように、初期クリアランス9が設定される。つまり、外管3の寸法公差はプラス側に設定され、内管2及び第二円盤8の寸法公差は何れもマイナス側に設定される。これにより、断熱ローラ1の使用時に、少なくとも第二円盤8と外管3とが締まりばめにならないようにする。   The respective dimensions in the radial direction of the inner tube 2, the outer tube 3 and the second disk 8 are set so that the initial clearance 9 having this length X is formed. However, in the heat insulating roller 1 of the present embodiment, the initial clearance 9 is set so that the length X ′ of the clearance 9 ′ during use does not become a negative value. That is, the dimensional tolerance of the outer tube 3 is set on the plus side, and the dimensional tolerances of the inner tube 2 and the second disk 8 are both set on the minus side. Thereby, at the time of use of the heat insulation roller 1, at least the second disk 8 and the outer tube 3 are prevented from being an interference fit.

なお、第一円盤7及び第二円盤8の各軸方向長さは特に限定されず、これらが同一の長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。また、第一円盤7は、内管2の軸方向に所定の間隔をあけて所定数毎に配置され、第二円盤8は、隣接する第一円盤7,7の間において、所定数毎に配置される。これらの所定数は特に限定されず、同一の数であってもよいし、異なる数であってもよい。   In addition, each axial direction length of the 1st disk 7 and the 2nd disk 8 is not specifically limited, These may be the same length and a different length may be sufficient as them. Further, the first disks 7 are arranged at a predetermined number with a predetermined interval in the axial direction of the inner tube 2, and the second disks 8 are arranged at predetermined intervals between the adjacent first disks 7, 7. Be placed. These predetermined numbers are not particularly limited, and may be the same number or different numbers.

ただし、本実施形態の断熱ローラ1は、図1及び図2に示すように、内管2の軸方向に占める割合が、第一円盤7の方が第二円盤8よりも大きくなるように、各軸方向長さ及び各所定数が設定される。言い換えると、第一円盤7は、第二円盤8よりも軸方向に占める割合が大きくなるように配置される。例えば、第一円盤7及び第二円盤8の各軸方向長さが同一の場合は、第一円盤7の所定数が第二円盤8の所定数よりも多くなるように設定される。また、第一円盤7の軸方向長さが第二円盤8の軸方向長さよりも長い場合は、第一円盤7の所定数と第二円盤8の所定数とが同一であってもよい。   However, the heat insulating roller 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the proportion of the inner tube 2 in the axial direction is such that the first disk 7 is larger than the second disk 8. Each axial length and each predetermined number are set. In other words, the first disk 7 is arranged so that the proportion of the first disk 7 in the axial direction is larger than that of the second disk 8. For example, when the axial lengths of the first disk 7 and the second disk 8 are the same, the predetermined number of the first disks 7 is set to be larger than the predetermined number of the second disks 8. Further, when the axial length of the first disk 7 is longer than the axial length of the second disk 8, the predetermined number of the first disk 7 and the predetermined number of the second disk 8 may be the same.

[2.効果]
上述の断熱ローラ1は、高温炉内での使用時に第二円盤8の外周面8aと外管3の内周面3bとの接触が開始するように予め設定された初期クリアランス9を有するため、高温炉内での使用時に第二円盤8と外管3との間に発生する摩擦力を抑制することができる。すなわち、使用時における断熱ローラ1の熱ひずみの拘束を防止することができるため、熱応力の発生を抑制することができる。これにより、断熱ローラ1の損傷を回避することができる。
[2. effect]
Since the above-described heat insulating roller 1 has an initial clearance 9 set in advance so that contact between the outer peripheral surface 8a of the second disk 8 and the inner peripheral surface 3b of the outer tube 3 starts when used in a high-temperature furnace, The frictional force generated between the second disk 8 and the outer tube 3 during use in the high temperature furnace can be suppressed. That is, it is possible to prevent the thermal strain of the heat insulating roller 1 from being restricted during use, and thus it is possible to suppress the generation of thermal stress. Thereby, damage to the heat insulating roller 1 can be avoided.

また、上述の断熱ローラ1は、内管2及び第二円盤8の寸法公差が何れもマイナス側に設定され、外管3の寸法公差がプラス側に設定されるため、使用時クリアランス9′が負の値となることがない。このため、断熱ローラ1の使用時における、第二円盤8と外管3との間の摩擦力の発生自体を抑制することができ、熱応力の発生をさらに抑制することができる。なお、微小な使用時クリアランス9′が存在していたとしても、内管2を通る冷却媒体による冷却効果は、第一円盤7を経由した熱伝導によって外管3へと伝わって、外管3の温度は適温に制御される。また、搬送物の荷重は第一円盤7によって負担することができる。したがって、微小な使用時クリアランス9′の存在は問題とならない。   In the heat insulating roller 1 described above, since the dimensional tolerances of the inner tube 2 and the second disk 8 are both set to the minus side and the dimensional tolerance of the outer tube 3 is set to the plus side, the clearance 9 ′ during use is It will never be negative. For this reason, at the time of use of the heat insulation roller 1, generation | occurrence | production itself of the frictional force between the 2nd disk 8 and the outer tube | pipe 3 can be suppressed, and generation | occurrence | production of a thermal stress can further be suppressed. Even if there is a minute clearance 9 ′ during use, the cooling effect by the cooling medium passing through the inner tube 2 is transmitted to the outer tube 3 by heat conduction via the first disk 7, and the outer tube 3. The temperature is controlled to an appropriate temperature. Further, the load of the conveyed product can be borne by the first disk 7. Accordingly, the presence of a minute clearance 9 'during use does not cause a problem.

上述の断熱ローラ1は、第一円盤7が第二円盤8よりも軸方向に占める割合が大きくなるように配置される。そのため、第一円盤7を経由した熱伝導によって外管3の温度を適温に制御することができる。また、第一円盤7によって搬送物の荷重を多く負担することができる。なお、このように配置されていれば、微小な使用時クリアランス9′が存在する場合であっても、第一円盤7を経由した熱伝導によって外管3の温度をより適温に制御することができるとともに、第一円盤7によって搬送物の荷重をより多く負担することができる。   The above-described heat insulating roller 1 is arranged such that the proportion of the first disk 7 in the axial direction is larger than that of the second disk 8. Therefore, the temperature of the outer tube 3 can be controlled to an appropriate temperature by heat conduction via the first disk 7. Further, the first disk 7 can bear a large load on the conveyed product. If arranged in this way, the temperature of the outer tube 3 can be controlled to a more appropriate temperature by heat conduction via the first disk 7 even when a minute clearance 9 ′ in use exists. In addition, the first disk 7 can bear a greater load on the conveyed product.

また、上述の断熱ローラ1は、第一円盤7が軸方向に間隔をあけて所定数毎に配置され、第二円盤8が隣接する第一円盤7,7の間において所定数毎に配置されるため、断熱ローラ1の軸方向の温度分布を均一化することができ、外管3の表面温度のばらつきを抑制することができる。これにより、断熱ローラ1の外表面の温度(外管3の表面温度)を適正な温度に保持しやすくすることができる。   Further, in the heat insulating roller 1 described above, the first disks 7 are arranged at a predetermined number with an axial interval, and the second disks 8 are arranged at a predetermined number between the adjacent first disks 7 and 7. Therefore, the temperature distribution in the axial direction of the heat insulating roller 1 can be made uniform, and variations in the surface temperature of the outer tube 3 can be suppressed. Thereby, it is possible to easily maintain the temperature of the outer surface of the heat insulating roller 1 (surface temperature of the outer tube 3) at an appropriate temperature.

[3.その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の初期クリアランス9の長さXの算出方法は一例であって、上述のものに限られない。上述の方法では、断熱ローラ1の使用時における第二円盤8,内管2,外管3の各温度T2,T3,T4を熱伝導計算を実施することで算出しているが、これらの温度を実測により取得してもよいし、計算と実測とを組み合わせてもよい。
[3. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the above-described method for calculating the length X of the initial clearance 9 is an example, and is not limited to the above. In the above-described method, the temperatures T 2 , T 3 , T 4 of the second disk 8, the inner tube 2, and the outer tube 3 when the heat insulating roller 1 is used are calculated by conducting heat conduction. These temperatures may be acquired by actual measurement, or calculation and actual measurement may be combined.

また、上記実施形態では、使用時クリアランス9′の長さX′が負の値にならないように、外管3の寸法公差はプラス側に設定され、内管2及び第二円盤8の寸法公差は何れもマイナス側に設定されているが、各寸法公差はこれらに限られない。例えば、内管2,外管3,第二円盤8の各寸法公差を何れもマイナス側に設定して、使用時クリアランス9′の長さX′が僅かに正の値になることを許容するようにしてもよい。   In the above embodiment, the dimensional tolerance of the outer tube 3 is set on the plus side so that the length X ′ of the clearance 9 ′ in use does not become a negative value, and the dimensional tolerance of the inner tube 2 and the second disk 8 is set. Are set on the negative side, but the dimensional tolerances are not limited to these. For example, the dimensional tolerances of the inner tube 2, the outer tube 3, and the second disk 8 are all set to the negative side, and the length X ′ of the clearance 9 ′ in use is allowed to be slightly positive. You may do it.

1 断熱ローラ
2 内管
3 外管
7 第一円盤
7a 外周面
7b 内周面
7c 径方向中心
8 第二円盤
8a 外周面
8b 内周面
8c 径方向中心
9 初期クリアランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat insulation roller 2 Inner tube 3 Outer tube 7 First disk 7a Outer peripheral surface 7b Inner peripheral surface 7c Radial center 8 Second disc 8a Outer peripheral surface 8b Inner peripheral surface 8c Radial center 9 Initial clearance

Claims (4)

高温炉内で使用される断熱ローラであって、
内部を冷却媒体が流通する円筒状の内管と、
前記内管に外嵌されて前記内管の軸方向に配置された複数の第一円盤と、
前記内管に外嵌されて前記内管の軸方向に配置され、前記第一円盤よりも前記高温炉内での使用時の熱膨張量が大きく、前記第一円盤とともに軸方向に押圧される複数の第二円盤と、
前記内管と同軸を有し、前記第一円盤及び前記第二円盤の外周を覆う円筒状の外管と、
前記第二円盤の外周面と前記外管の内周面との間に設けられ、前記使用時における前記外周面と前記内周面とのクリアランスが負の値にならないように予め設定された初期クリアランスと、を備える
ことを特徴とする、断熱ローラ。
A heat insulating roller used in a high temperature furnace,
A cylindrical inner pipe through which a cooling medium flows;
A plurality of first disks externally fitted to the inner tube and disposed in the axial direction of the inner tube;
Are arranged in the axial direction of the inner tube is fitted on the inner tube, the amount of thermal expansion when used in the first circle the hot furnace than Release large active, is pressed in the axial direction together with the first disc A plurality of second disks,
A cylindrical outer tube that is coaxial with the inner tube and covers the outer circumference of the first disk and the second disk;
Wherein the second disc outer peripheral surface of the disposed between the inner peripheral surface of the outer tube, the initial clearance of the outer peripheral surface definitive during use and the inner peripheral surface is set in advance so as not to negative A heat insulating roller, comprising: a clearance;
前記内管及び前記第二円盤は、何れも寸法公差がマイナス側に設定され、
前記外管は、寸法公差がプラス側に設定される
ことを特徴とする、請求項1記載の断熱ローラ。
The inner pipe and the second disk are both set with a dimensional tolerance on the negative side,
The heat insulation roller according to claim 1, wherein the outer tube has a dimensional tolerance set to a plus side.
前記第一円盤は、前記第二円盤よりも前記内管の軸方向に占める割合が大きくなるように配置される
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の断熱ローラ。
3. The heat insulating roller according to claim 1, wherein the first disk is disposed so that a ratio of the first disk in the axial direction of the inner tube is larger than that of the second disk.
前記第一円盤は、前記内管の軸方向に間隔をあけて所定数毎に配置され、
前記第二円盤は、隣接する前記第一円盤の間において、所定数毎に配置される
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の断熱ローラ。
The first disks are arranged at predetermined intervals with an interval in the axial direction of the inner tube,
The heat insulation roller according to any one of claims 1 to 3, wherein the second disks are arranged at a predetermined number between the adjacent first disks.
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