JPH07106382B2 - ラジアントチューブの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無酸化炉やガス雰囲気
炉のように炉内で燃料を燃焼させることができない形式
の炉において使用されるラジアントチューブの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】無酸化炉などにおいては、加熱源とし
て、Ｎｉ系、Ｎｉ−Ｃｒ系などからなる耐熱性金属チュ
ーブの一端側をバーナ側とし、他端側を排気側として該
チューブ内で燃料を燃焼させ、この金属チューブの外表
面からの放射熱で被処理物を処理しており、この耐熱性
金属チューブがラジアントチューブと称されている。

【０００３】一般に、このラジアントチューブは炉内の
形態によって種々の形式があるが、基本的には、図９に
示すように直管１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）と、これ
に接続されるベンド（リターンベンド）１０２（１０２
Ａ〜１０２Ｃ）との組み合わせによって構成される。上
記直管１０１は一般に遠心鋳造管を使用するのに対し
て、ベンド１０２はその形状から遠心鋳造ができず、普
通鋳造管を使用しており、これがラジアントチューブ全
体のコストアップの要因となっている。

【０００４】そのため、従来では、図１０に示すように
ベンドの管軸方向で複数に分割されて曲率中心軸Ｘに沿
った平面視で台形の複数の分割管片１１２Ａ〜１１２Ｎ
を成形し、これら分割管片１１２Ａ〜１１２Ｎを溶接な
どで接合することにより、ベンド１０２を製作する方法
が取られている。

【０００５】上記したような構成の従来のラジアントチ
ューブにおいては、ベンド１０２が複数の台形の分割管
片１１２Ａ〜１１２Ｎで構成されているので、ベンド１
０２の内周および外周側での流線が折れ線となり、各接
ぎ目に燃焼灰分が堆積しやすい傾向にあり、このため不
整熱流を起こして熱効率の低下、つまりは燃費の上昇を
招いている。また、複数の分割管片１１２Ａ〜１１２Ｎ
の接続体で構成されているので、機械的強度が低いう
え、上記燃焼灰分の堆積があると、局部加熱状態となっ
て、強度面で一層の不安を与えることになる。

【０００６】上記のような問題点を解決するために、図
４に示すように、ベンド２を、その中心軸（ベンドの断
面の中心にある軸）を通り且つ該ベンドの曲率中心軸Ｘ
と直交する面に沿って２等分し、耐熱性金属板材をプレ
ス加工して上記２等分に対応する各分割体２０Ａ，２０
Ｂを成形した後、これら両分割体２０Ａ，２０Ｂの各周
縁部２０ａ，２０ｂ同志を溶接で接続固定して上記ベン
ド２を形成する方法が考えられる。

【０００７】即ち、図５及び図６に示すように耐熱性金
属板材２０を分割体成形用の金型Ｍ，Ｎによってプレス
加工することにより、図７及び図８で示すような両側一
対の分割体２０Ａ，２０Ｂを成形する。この後、両分割
体２０Ａ，２０Ｂを各内周および外周縁部２０ａ，２０
ｂ同志を溶接で固定して、図４に示すようなベンド２を
形成する。

【０００８】この方法によれば、ベンド２を縦割り状態
に２等分し、それに対応する各分割体２０Ａ，２０Ｂを
プレス加工で成形してあるので、比較的低コストにして
製作することが可能となり、またベンド２の管軸方向で
の接ぎ目がないので、ここに燃焼灰分が堆積したりする
こともなくなり、熱流の流れが良くなり、熱費を抑え る
ことができ、しかも、管軸方向で複数に分割して構成し
たものに比して強度も向上する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法でベンド２
を形成するにあたり、先ず、プレス成形用の耐熱性金属
板材２０を、各分割体２０Ａ，２０Ｂごとに大判の原板
材から所要大きさの矩形状等に裁断する必要があるが、
この場合、上記の方法によれば、図８に示すように、成
形時に加圧される方向から見た各分割体２０Ａ，２０Ｂ
の平面視形状が略半円形となるため、各金属板材２０
は、同図に示されるコーナー部分と中央部分Ｋのよう
に、実際にプレスされる部分以外の部分、つまり不要部
分が相当大きな面積を占め、このため残材が多く生じ
て、材料のロスが多く、不経済で、材料コストが高くつ
くと言う問題がある。

【００１０】本発明は、上記の課題に鑑み、ラジアント
チューブのベンドの形成にあたって、残材を極力少なく
し、プレス成形用の板材を有効に利用できて、製造コス
トの低廉化を図ることのできるラジアントチューブの製
造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、図中の参照符号を付して示すならば、直
管１とベンド２を組み合わせて使用したラジアントチュ
ーブの製造方法において、上記ベンド２をその中心軸に
沿って外周側の大径部分と内周側の小径部分とに分割
し、耐熱性金属板材をプレス加工して上記両部分にそれ
ぞれ対応する外周側大径分割体２１Ａと内周側小径分割
体２１Ｂとを成形した後、これら両分割体の互いに対向
する周縁部２１ａ，２１ｂ同志を溶接で接続固定して上
記ベンド２を形成することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明においては、ベンド２をその中心軸Ｌに
沿って外周側の大径部分と内周 側の小径部分とに分割
し、これら両部分にそれぞれ対応する外周側大径分割体
２１Ａと内周側小径分割体２１Ｂとをプレス成形するも
のであるから、成形時に加圧される方向から見た各分割
体２１Ａ，２１Ｂの平面視形状は、図３に示すように、
それぞれ矩形状に近い形状となる。従って、各分割体２
１Ａ，２１Ｂのプレス成形用金属板材を大判の原板材か
らそれぞれ所要大きさの矩形状等に裁断するにあたって
は、上記平面視略矩形状に沿って裁断すればよく、この
ため各耐熱性金属板材２０には、成形スされる部分以外
の部分、つまり不要部分がきわめて少なくなる。従っ
て、本発明によれば、残材を極力少なくすることができ
て、プレス成形用板材の有効利用を図ることができ、も
ってラジアントチューブの製造コストを安くすることが
できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図３によって
説明する。図１は本発明の実施例によるラジアントチュ
ーブの製造方法で得られたラジアントチューブを示す平
面図である。

【００１４】図１において、このラジアントチューブ
は、たとえば４本の直管１（１Ａ〜１Ｄ）と３本のベン
ド２（２Ａ〜２Ｃ）とを組み合わせたＷ形に構成されて
おり、各直管１は耐熱性金属材としてのＮｉ系合金、た
とえばインコネル６００を鋳造材とする遠心鋳造管が用
いられている。

【００１５】また、上記ベンド２は、図２に示すように
該ベンド２の中心軸Ｌに沿って外周側の大径部分と内周
側の小径部分とに２分割された外周側大径分割体２１Ａ
と内周側小径分割体２１Ｂとで構成されている。尚、中
心軸Ｌは、ベンド２の断面円形の中心にあって、ベンド
２の曲率中心軸Ｘから一定の曲率半径を有する円弧線上
にある。

【００１６】このベンド２はつぎのようにして製作され
る。まず、図３に示すように耐熱性金属板材としてのＮ
ｉ系合金、たとえばインコネル６００の板材２２，２３
を用意する。板材２２は外周側大径分割体２１Ａ用の板
材、板材２３は内周側小径分割体２１Ｂ用の板材で、各
板材２２，２３は、大判の原板材を所要大きさの矩形状
に裁断したものである。しかして、これらの各板材２
２，２３をそれぞれ分割体成形用の金型（図示省略）に
よりプレス加工することにより、図３の（Ａ）及び
（Ｂ）に示すような分割体２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ成
形する。その後、外周側大径分割体２１Ａの内周縁部２
１ａ，２１ａと内周側小径分割体２１Ｂの外周縁部２１
ｂ，２１ｂとを互いに溶接で接合固定することにより、
図２に示すようなベンド２が製作される。このようにし
て得られたベンド２を、それぞれ直管１に対して突き合
わせ溶接などで接続固定することにより、図１に示すラ
ジアントチューブが得られることになる。

【００１７】このようなラジアントチューブにおいて
は、１番管を構成する直管１Ａの一端側をバーナ側と
し、２番管を構成する直管１Ｂの一端側を排気側として
使用する。

【００１８】上記ベンド２をプレス成形による外周側大
径分割体２１Ａと内周側小径分割体２１Ｂとによって形
成されるものであるから、成形時に加圧される方向から
見た各分割体２１Ａ，２１Ｂの平面視形状は、図３
（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれ右側に示すように、矩形状
に近い形状となり、このため各分割体２１Ａ，２１Ｂの
プレス成形用金属板材を大判の原板材からそれぞれ所要
大きさの矩形状に裁断するに際には、上記平面視略矩形
状に沿って裁断すればよく、従って各耐熱性金属板材２
２，２３には、実際にプレスされる部分以外の部分、即
ち不要部分がきわめて少なくなる。また、このベンド２
の管軸方向での接ぎ目がなく円弧の流線が得られるの
で、燃焼灰分の堆積による不整熱流や局部加熱状態が惹
起するおそれもなくなり、燃焼性能が向上し、その分燃
費を大幅に抑えることが可能となる。また、上記管軸方
向での接ぎ目が存在しないので、機械的強度が上がり、
上記局部加熱のおそれがないことと相俟って長寿命化を
保証することができる。

【００１９】なお、上記ベンド２の成形用金属板材２
２，２３は、上記インコネル６００に限らず、種々の耐
熱性金属から選択できるものである。また、上記の例で
は、Ｗ形ラジアントチューブを例に説明したものである
が、Ｕ形ラジアントチューブなど、直管１とベンド２と
の組み合わせ使用する種々の形態のラジアントチューブ
に適用できることは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベンドを
その中心軸に沿って外周側の大径部分と内周側の小径部
分とに分割し、これら両部分にそれぞれ対応する外周側
大径分割体と内周側小径分割体とをプレス成形するよう
にしたから、成形時に押圧される方向から見た各分割体
の平面視形状がそれぞれ矩形状に近い形状となり、この
ため各耐熱性金属板材には残材が極力少なくなって、プ
レス成形用板材の有効利用を図ることができて、ラジア
ントチューブの製造コストを安くすることができる。更
に、管軸方向での接ぎ目がなくなって熱流の流れが円滑
になり、熱効率が高められて熱費の低減化に貢献できる
とともに、機械的強度の高いラジアントチューブを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る方法によって製造されたラジア
ントチューブを示す平面図である。

【図２】 図１のラジアントチューブにおけるベンドを
拡大して示すもので、左側はその平面図、右側は端面図
である。

【図３】 （Ａ）は、図２のベンドの外周側大径分割体
を示すもので、左側はその平面図、右側は端面図、
（Ｂ）は、図２のベンドの内周側小径分割体を示すもの
で、左側はその平面図、右側は端面図である。

【図４】 本発明以外の方法によって製作されたベンド
の断面図である。

【図５】 図４に示すベンドの製作における分割体のプ
レス加工前の状態を示す断面図である。

【図６】 図４に示すベンドにおける同分割体のプレス
加工時の断面図である。

【図７】 図４に示すベンドの分割体を示す断面図であ
る。

【図８】 図４に示すベンドの各分割体の平面図であ
る。

【図９】 一般のラジアントチューブを示す平面図であ
る。

【図１０】 従来のベンドを示す平面図である。

【符号の説明】

１（１Ａ〜１Ｄ） 直管 ２（２Ａ〜２Ｃ） ベンド ２２，２３ 耐熱性金属板材 ２１Ａ 外周側大径分割体 ２１Ｂ 内周側小径分割体 ２０ａ 外周側大径分割体２１Ａの内周縁部 ２０ｂ 内周側小径分割体２１Ｂの外周縁部 Ｘ 曲率中心軸 Ｌ ベンドの中心軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直管とベンドを組み合わせて使用したラ
   ジアントチューブの製造方法において、上記ベンドをそ
   の中心軸に沿って外周側の大径部分と内周側の小径部分
   とに分割し、耐熱性金属板材をプレス加工して上記両部
   分にそれぞれ対応する外周側大径分割体と内周側小径分
   割体とを成形した後、これら両分割体の互いに対向する
   周縁部同志を溶接で接続固定して上記ベンドを形成する
   ことを特徴とするラジアントチューブの製造方法。