JPH033568Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この考案は、例えば熱間圧延のための金属加熱
用の炉内で被加熱物を燃焼ガスにより加熱する加
熱装置において、その燃焼ガスを案内する案内管
の直線部の継手に関する。

＜従来の技術＞ 従来、高温の燃焼ガスが内部を通過し、かつ高
温の炉内に配設される管としては、輻射管やラジ
アントチユーブが知られている。これらの管は、
少なくともその一端が自由支持である為、これら
の管に継手を設けた場合でも、その継手部にてこ
れらの管軸方向の熱膨張を許容させる必要性がな
く、強固にこれらの管と継手とを結合させればよ
い。従つてその継手部のシール性も問題になる事
はない。

出願人は、先に加熱炉において、炉内に燃焼ガ
ス案内管を設けて、その両端又は片端に直結され
たバーナよりその案内管に燃焼ガスを供給し、案
内管の適所に被加熱物に向つて案内管内の燃焼ガ
スを高速噴射するように噴出部を設けて衝突伝熱
により急速加熱できる加熱装置を開発した。この
ような加熱装置では燃焼ガス案内管内の温度は千
数百℃で圧力は数百mmH₂Oとなり、案内管はそ
の高温化による管軸方向の熱膨張が生じる。従つ
て案内管の管軸方向の熱膨張を許容し、かつ燃焼
ガスのシール性の良好な継手等が要求される。出
願人が先に開発した加熱装置における案内管の接
続部には、第３図に示すように、管継手１を用い
てある。その管継手１は、角形ブロツク状のもの
であり、図の左右に貫通した内孔２を有し、その
両端に拡大内径部３を設けてある。内孔２は接続
される案内管４の内径と同一直径であり、拡大内
径部３は案内管４の外径よりもシール材５の厚さ
分大きい直径である。シール材５はセラミツクフ
アイバーのブランケツト状のもの又はペーパ状の
ものである。この管継手１と案内管４との結合
は、案内管４の端部と拡大内径部３の段部との間
に案内管４の熱膨張代として寸法ｅの間隙を残し
て行われている。管継手１は定位置に設けた耐火
材製支持台６に固定されている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 第３図に示した管継手１で接続された案内管４
は、内部が数百mmH₂Oになると、例えば一連の
案内管の途中に３個の継手が設けられている場合
にバーナから供給される燃焼ガスの10.5％程度が
洩れる。この10.5％の洩れは、衝突伝熱による加
熱において熱伝達率の相当な低下となる。すなわ
ち、前記３個の継手がある場合の熱伝達率αは、
洩れがない場合に25.10A Kcal／m²ｈ℃であるの
に対し洩れが10.5％の場合には23.2A Kcal／m²
ｈ℃である。Ａは常数である。従つて、衝突伝熱
加熱の熱伝達率が洩れのない場合に較べて7.5％
も低下する問題がある。

この考案は、管軸方向の熱膨張を許容できてシ
ール性の良好な案内管の継手を提供することを目
的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ この考案の手段は、バーナによる燃焼ガスを炉
内の所定の加熱位置へ案内して噴出孔から被加熱
面へ向つて噴出するように燃焼ガス案内管及び噴
出部を設け、上記案内管の途中に継手を設けてな
る炉内の加熱装置において、上記継手が、接続さ
れる一方の第１案内管の端と他方の第２案内管の
端との間を間隔を隔てて同軸的に位置させた状態
で双方の案内管端部の外周面と内周面とに夫々跨
つて同軸的に外筒及び内筒を配置し、上記案内管
端間に余裕をもつて位置するようにかつ第１案内
管の端に接近して上記内筒外周に鍔状の突縁を突
設し、第１案内管の端部内周面と上記内筒の外周
面との間をモルタルで結合し、第２案内管の端部
外周面と上記外筒の内周面との間をモルタルで結
合してなるものである。

＜作用＞ この継手は、外筒を固定台に支持した状態で使
用して第１案内管側の熱膨張を許容する。すなわ
ち、第１案内管の端部と内筒とが第２案内管側へ
熱膨張により変位するとき、第２案内管の端と内
筒の突縁との間の余裕によつて上記変位を許容す
る。案内管の内外は、比較的断面積の狭い第２案
内管の内周と内筒外周との間及び第１案内管の外
周と外筒内周との間、その双方の間の比較的断面
積の広い外筒内面と内筒外面との各空隙を介して
連通し、若干の通気性はあるが前記空隙構造から
ラビリンス効果があり、また内外の連通距離が長
い状態で形成されることになり、従つてシール性
が高い。上記空隙内には圧縮性耐火物を充填して
もよい。

なお、突縁は、内筒と第１案内管の結合の際の
位置決め作用をする。また炉の稼動中に内筒と第
１案内管とのモルタルによる結合が外れた場合に
内筒の軸方向移動が突縁と管端とで規制され、継
手部の洩れが極端に増大することを防止する。

＜実施例＞ この考案の１実施例を第１図及び第２図に示
す。この実施例は鋼片加熱炉における加熱装置の
燃焼ガス案内管の継手に適用したものである。

第１図に示す継手１０は、同一管径の第１案内
管１１と第２案内管１２とを接続したもので、外
筒１３及び内筒１４等からなる。外筒１３は、第
１、第２案内管１１，１２の外径よりも２〜４mm
大きい内径の横方向円孔１３ａを有するブロツク
状のものである。内筒１４は第１、第２案内管１
１，１２の内径よりも２〜４mm小さい外径の円筒
体に、その長手方向中央部よりも一方に片寄つた
外周位置に鍔状の突縁１５を突設してなるもので
ある。これらの第１、第２案内管１１，１２、外
筒１３、内筒１４はいずれもセラミツクス製であ
るが、場合によつては炉内雰囲気温度に耐え得る
適当な金属材料で形成することもある。

外筒１３は適当なれんが製の台１６上にモルタ
ルによつて固定され、第２案内管１２の一端が円
孔１３ａ内に挿入されてモルタル１７によつて結
合されている。内筒１４は予め第１案内管１１の
一端に挿入されてモルタル１８によつて結合され
ている。その結合状態は突縁１５に第１案内管１
１の管端が当接する程度に内筒１４の突縁１５の
片寄つている側の端部を挿入した状態である。こ
の第１案内管１１と内筒１４の外周面に、外筒１
３側の内孔１３ａ及び第２案内管１２の内孔に対
応するようにブランケツト状又はペーパ状セラミ
ツクフアイバーあるいは石綿等の圧縮性耐火充填
物１９を巻付け、これを外筒１３内に挿入して第
１図の状態としたものである。図中Ｌは予め計算
できる第１案内管１１側の熱膨張代を見込んだ余
裕寸法である。

このような継手１０は、第２図に示すように、
鋼片加熱炉等の加熱装置に設けられる。この加熱
装置は、鋼片加熱炉２０内のスキツドレール２１
上をプツシヤーによつて移送される鋼片２２を第
１、第２案内管１１，１２から分岐して設けられ
た噴出管２３から高速で噴出する燃焼ガスによつ
て加熱するようにしたものである。炉２０の両側
壁２０ａの外側に夫々設けたバーナ２４，２４に
第１案内管１１が夫々一端を固定に結合させ、こ
れに続いて継手１０を介して第２案内管１２が接
続され、その第２案内管１２が炉２０の中央部で
継手１０ａを介して接続されている。継手１０ａ
は、第１図に示した継手１０ａを若干改変したも
ので、寸法Ｌを２倍とし、モルタル１７の代りに
セラミツクフアイバーを設けたものである。従つ
て、接続される両側の管は共に熱膨張による管端
の変位を継手１０ａ内で許容できる。

第２図において、第１案内管１１の長手方向の
熱膨張は継手１０内で許容され、第２案内管１１
の長手方向の熱膨張は継手１０ａ内で許容され
る。

継手のシール性については、第３図に示した従
来の継手と上記実施例との比較実験の結果、一連
の案内管の途中に３個の継手を用いた場合、前述
したように第３図に示した従来の継手１は洩れ量
が10.5％であつたのに対して、上記実施例の継手
１０，１０ａは洩れ量が4.5％であつた。このこ
とは、熱伝達率では、23.2A Kcal／m²ｈ℃が
24.3A Kcal／m²ｈ℃となり、約５％向上してい
る。

＜考案の効果＞ この考案によれば、管軸方向の熱膨張を許容で
きて、数百mmH₂Oという高い圧力の燃焼ガスに
対してもシール性の良いガス案内管の継手が得ら
れる。また、途中にこの継手を有する一連の案内
管の管軸方向の熱膨張は、個々の案内管の膨張が
継手の部分で夫々許容されるが、一つの継手では
一方の案内管（第１案内管）の管端の変位を許容
し他方の案内管（第２案内管）の管端は外筒によ
り固定できるから、各案内管はいずれも一端が固
定で他端が自由端の状態であり、従つて各案内管
の熱膨張状態が一端を基準に計算できて実際にも
それにきわめて近いものとなる。これによつて加
熱用噴出部を案内管に設ける場合にその噴出位置
を高精度で設けることができる効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１実施例を示す縦断側面
図、第２図は同実施例の使用例を示す加熱炉の概
略炉幅方向断面図、第３図は従来の継手の縦断側
面図である。 １０……継手、１１……第１案内管、１２……
第２案内管、１３……外筒、１４……内筒、１５
……突縁、１７，１８……モルタル、１９……圧
縮性耐火充填物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バーナによる燃焼ガスを炉内の所定の加熱位置
   へ案内して噴出孔から被加熱面へ向つて噴出する
   ように燃焼ガス案内管及び噴出部を設け、上記案
   内管の途中に継手を設けてなる炉内の加熱装置に
   おいて、上記継手が、接続される一方の第１案内
   管の端と他方の第２案内管の端との間を間隔を隔
   てて同軸的に位置させた状態で双方の案内管端部
   の外周面と内周面とに夫々跨つて同軸的に外筒及
   び内筒を配置し、上記案内管端間に余裕をもつて
   位置するようにかつ第１案内管の端に接近して上
   記内筒外周に鍔状の突縁を突設し、第１案内管の
   端部内周面と上記内筒の外周面との間をモルタル
   で結合し、第２案内管の端部外周面と上記外筒の
   内周面との間をモルタルで結合してなる炉内の加
   熱装置におけるガス案内管の継手。