JPH0674881B2 - 加熱炉のための熱放射管システム - Google Patents

加熱炉のための熱放射管システム

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JPH0674881B2
JPH0674881B2 JP2036018A JP3601890A JPH0674881B2 JP H0674881 B2 JPH0674881 B2 JP H0674881B2 JP 2036018 A JP2036018 A JP 2036018A JP 3601890 A JP3601890 A JP 3601890A JP H0674881 B2 JPH0674881 B2 JP H0674881B2
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    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱炉に使用される二重ピンまたはＷ字型の
熱放射管システム、特に金属バンドの連続式加熱炉にお
いて、バーナーにより放出される燃焼ガスと、加熱され
るべき製品との間の熱伝達を提供するためのもので、特
に連続的に供給される金属製品バンドのための、加熱炉
に使用される熱放射管システムに改良を加えることを目
的とする。
本発明のシステムは、バーナーは管の下部に位置し、管
の上部にある低温ベンド（曲管）の支持で低温ベンドと
高温ベンドは連結ロッド型中間部なしで互いに接続さ
れ、中間ベンドと下部管は、これらの二つのエレメント
間の接合動作で互いに接続される。
［発明の背景］ 一般に加熱装置では、Ｗ字型または二重ピン型をもつ放
射管が使用されることが知られている。
これらの管はバーナーから放出される燃焼ガスと加熱さ
れるべき製品特に連続的に供給される金属バンドとの間
の熱伝達を提供している。
熱伝達は放射管システムと加熱さるべき製品との間の放
射および放射管内部の対流／放射によりなされる。放射
管システム出口における燃焼ガスは1000℃近い温度をも
ち、一方放射管の温度は部分的には1050℃にもなるが、
平均950℃である。
［発明の構成］ 本発明者は、熱膨張による変形およびこれらの膨張に伴
う歪みのネットワークについて徹底的研究を行なった。
この歪みは、管の加熱が始まるときおよび運転が安定状
態にあるかまたは不安定時の操業中に現われる。
この研究の目的は、温度の関数として強く変動する、放
射下システムを形成する材料中の歪みの分布を最適にす
るための手段を、クリープ強さを考慮しながら、見つけ
出すことであった。
本発明は、上記の研究の結果を考慮して改良された放射
管システムに関するものである。
したがって本発明は、加熱炉特にバーナーから放射され
た燃焼ガスと加熱されるべき製品との間の熱伝達を提供
し、連続的に供給された金属バンドのための加熱炉に使
用される二重ピンまたはＷ字型の熱放射管システムに関
するもので、これはバーナーが上記管の下部に位置し、
管上部にある低温ベンドの支持デバイスが簡単な支持体
の形で作られ、低温ベンドと高温ベンドが、接続ロッド
型の中間部なしに互いに接続され、中間ベンドと下部管
が、これら二つのエレメント間の据付運動で互いに接続
される。
本発明の特徴は、低温ベンドを支持する簡単な支持体が
腕木の形で作られ、放射管が加熱される前にその上に支
持された低温ベンド自体がもち上がり、加熱が始まると
直に支持体を離れることである。
本発明のもう一つの特徴は、低温ベンドと高温ベンド
が、それぞれのベンドと一体となるように鋳造されたコ
ーナー金具を介して接続されていることである。これら
のコーナー金具は止めピンまたは同種の方法で互いに接
続されている。
本発明によれば、中間ベンドとバーナー側の下管部との
間の接続方法は、この中間ベンドと複合的に鋳造された
ラグが形成され、それに下部管上に支持されるあぶみ型
部を溶接する。中間の遊びがあぶみと下部管との間に作
られ、放射管の歪みの分布はこの中間遊びの値の関係で
ある。中間ベンドに発生した作用力は、最も低温の下部
管の管により確実に取られる。
本発明の他の特徴および利点は、本発明の態様をなんら
制限せずに説明する図面に関しての以下の記述から一層
明らかになる。
図面により、バンド特に金属バンド12、12′が加熱炉内
を連続的に移動し、熱処理されることが理解される。
加熱は放射管によりなされ、そのシステムは一般には10
のように設計され、放射管は既知のＷ字型または二重ピ
ン型である。ヒーター14は炉壁の外側に配置され、この
バーナーから放出された燃焼ガスが大気中に排出される
前に、放射管システム10を通って流れ、放射管は、バー
ナー14により放出される燃焼ガスと加熱されるべき製品
12、12′との間の熱伝達を提供する。
本発明によれば、バーナー14は、放射管システムの下部
に位置し、すなわち高温管を形成する下部管16の末端に
位置する。高温管16から伸びるベンド18はシステム10の
高温ベンドを形成する。以下ベンド20は中間ベンドと呼
び、上部ベンド22は低温ベンドと呼ぶ。上部管24に続く
前記ベンドは放射管システム10の低温管を形成する。
システム10の上部に低温ベンドが支持体で支持され、そ
の機能は簡単なベアリングベースから成る。
この態様で、この簡単なベアリングベースは腕木28の形
で作られ、その上に適当な方法で、低温ベンド22に強固
に接続されたベアリングプレート26を支持する。
バーナー14により、放射管システム10の加熱を始めると
き、低温下24およびベンド22自体がもち上がり、プレー
トと腕木28でできたベアリングベースは管システム10中
の歪み分布になんらの役割もしなくなる。
それ故、本発明によるベアリングベースの設計は、垂直
または水平方向の膨張になんら制限されない。
ベアリングベースと関連した低温ベンドが、最大の歪み
が受け入れられる低温ベンド22であることが理解され
る。
第３図には、管の長さの関係として管システム10の温度
変動が示され、横軸にそれぞれのベンド18、20、22の位
置がプロットされている。
第４図では、許容されるクリープ強さの変動を、管シス
テム10の温度の関数として示す。この曲線は、低温ベン
ドの領域で許容される歪みが、高温ベンド中で許容され
る歪みより遥かに大きいことを明確にしている。これが
歪みのネットワークを適切に処理する基本となる。
本発明によれば、高温ベンド18と低温ベンド22との間の
接続システムが提供され、その接続システムに、いかな
る中間部分（接続ロッド）も含まない事実が重要な特徴
となる。
第１、５、６図に示されているように、ベンド18には、
この高温ベンド18と一体に鋳造されたコーナー金具32が
取り付けられる。同様に、低温ベンド22にはこの低温ベ
ンド22と一体に製造された同種のコーナー金具30が取り
付けられる。こうしてコーナー金具30、32はベンドを鋳
造すると同時に作られそれぞれ一体となる。
溶接では歪みが集中し、操業中に最大歪みを生じるとこ
ろには微細なクラックのリスクを発生するので、コーナ
ー金具がベンドに溶接されねばならないなんらの理由も
ない。
第５、６図に見られるように、コーナー金具30、32は接
合部で接続され、その形は34で見られるように、ピン、
キイ等でも良い。
加熱スタート時、炉の安定操業時、過渡期、（放射管シ
ステムの力の変動時）に、高温ベンド18と低温ベンド22
の相互運動を許容するようにクリアランスが設計され
る。このように本発明によるデバイスでは、なんら余分
の歪みを発生しない。
本発明による改良された放射管システムには、中間ベン
ド20とヒーター14側の高温の下部ベンド16との間の接続
も含まれる。
第１図に示され、一層詳細には第７、８図に示されるこ
のシステムでは、システム10の歪み分布を最適にするこ
とが重要である。
図に見られるように、この接続システムでは、中間ベン
ド20と一体に鋳造された（コーナー金具30、32に関する
上記の理由から、ベンド20と接合部36の間ではいかなる
溶接も禁止される）ラグ形部とどんな歪みもサポートし
ないラグ36に溶接して取り付けられたあぶみ部38を含
む。
あぶみ部38と高温の下部管16間の中間の遊び“j"を制御
した後で、ラグ36とあぶみ部38が溶接で接続される。
放射管システム10の歪み分布はこの中間の遊びの値に左
右される。事実炉の加熱が始まるとき、中間ベンド20
は、低温状態で形成された中間の遊び“j"に相当する範
囲で、下部管16に近付くように動くがその移動は限定さ
れる。この状況は歪みの分布図特に各中間の遊びに一致
する。
あぶみ部38と高温の下部管16間の接合は溶接でない理由
が、高温の下部管16はバーナー14の操業の間、高温変化
にさらされることが基本になっていることから理解され
る。中間ベンド20により発生された作用力（移動の制
限）が、最も低温の部分、すなわち一層よく抵抗する部
分（バーナー側）にある高温の下部管16により引き受け
られる。
本発明によれば、下部管16と上部管24の炉金属ケーシン
グへの接続は、適当な方法、特にどんな通常の技術でで
も取り付けられるが、放射管システム10の一部に膨張ベ
ローを使用することは、標準装備の場合と同様に、利益
よりも一層の不利をもたらすので、このような条件下で
は、本発明には膨張ベローを使用せずに、下部管および
上部管と炉金属ケーシングとの接続をするよう注意すべ
きである。
明らかに本発明は、ここに示した態様には限定されず、
いかなる変化も包含する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による改良された放射管系をもつ連続
バンド熱処理炉の部分側面図、第２図は第１図の縦断面
図、第３図は、管長にわたる放射熱曲線図、第４図は、
温度の関数として放射管の変形を起こす歪みであるクリ
ープ強さの変動を示す曲線図、第５図は、本発明による
放射管の高温ベンドと低温ベンドの間の結合の詳細を示
す部分拡大図、第６図は、第５図の高温ベンドと低温ベ
ンドの間の接続の詳細を示す縦断面図、第７図は、放射
管システムの中間ベンドと下部高温ベンドの結合を示す
拡大図、第８図は第７図の縦断面図である。 10……放射管システム、 12、12′……バンド、 14……ヒーター、バーナー、 16……高温管、下部管、18……高温ベンド、 20……中間ベンド、22……低温ベンド、 24……上部管、26……ベアリングプレート、 28……腕木、30、32……コーナー金具、 34……ピン、キイ、36……ラグ、 38……あぶみ部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加熱炉、特に連続的に供給される金属バン
    ド用加熱炉に使用される二重ピンまたはＷ字型の熱放射
    管システムであって、 ａ）バーナーが、前記熱放射管（10）の下部管（16）に
    位置し； ｂ）その管の上部にある低温ベンド（22）を支持するデ
    バイスが、簡単なベアリングベース（26,28）の形につ
    くられ； ｃ）その低温ベンド（22）と高温ベンド（18）は、コー
    ナー金具（30,32）を介して相互に連結されてそれぞれ
    のベンドと一体に構成され、これらコーナー金具は、止
    めピン（34）によってお互いに連結され； ｄ）中間ベンド（20）と下部管（16）を、両部材相互間
    が調節できる遊びを有するように互いに接続させる： ことを特徴とするバーナーから放出される燃焼ガスと加
    熱される製品との間に熱伝達を行わせる加熱炉のための
    熱放射管システム。
  2. 【請求項２】前記低温ベンドを支持する簡単なベアリン
    グベースが、低温ベンドを支持する腕木の形に作られ、
    放射管の加熱に先立って低温バンド自体がもち上がり、
    加熱が始まると直ちにこの支持を離れることからなる請
    求項１に記載の熱放射管システム。
  3. 【請求項３】前記中間ベンドとバーナー側の下部管との
    間の接続手段が、中間ベンドと一体に鋳造されたラグか
    ら成り、下部管上に支持されるようにあぶみ部がラグに
    溶接され、前記あぶみ部と下部管との間に遊びが作ら
    れ、放射管の歪みの分布がこの遊びの値の関数であり、
    中間ベンドに発生した作用力が、最も低温の部分にある
    下部管により確実に引受けられる請求項１に記載の熱放
    射管システム。
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DE (2) DE69009519T2 (ja)
ES (1) ES2017061T3 (ja)
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