JPH072713U - ラジアントチューブ式加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラジアントチューブ２の周方向温度分布を均
一化し、その長手方向の曲がりを抑える。 【構成】 ラジアントチューブ２内の少なくとも燃焼部
分に、隙間をあけて内筒６に挿入する。内筒６の被加熱
物３に面する部分に通気孔６ａを設ける。高温ガスの一
部を通気孔６ａから、ラジアントチューブ２と内筒６の
隙間に導入し、ラジアントチューブ２の被加熱物３に面
する部分を他の部分より強力に加熱する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、雰囲気熱処理炉の加熱源として用いられるラジアントチューブ式の 加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

金属ストリップや厚鋼板、鋼管等の雰囲気熱処理炉には、一般にラジアントチ ューブ式の加熱装置が使用されている。この型式の加熱装置は、図１および図２ （Ａ）に示すように、炉壁１の内部に水平に挿入されたラジアントチューブ２を 有する。ラジアントチューブ２は、炉壁１内を移動する被加熱物３の移動方向に 直交し、且つその移動方向に間隔をあけて配列されている。

【０００３】 ラジアントチューブ２の一端にはバーナー４が取り付けられている。バーナー ４に供給された燃料および空気は、ラジアントチューブ２内で燃焼して被加熱物 ３を加熱する。排ガスはラジアントチューブ２の他端から排出される。

【０００４】 図１および図２に示したラジアントチューブ２はストレート型であるが、これ 以外にも図３（Ａ）に示すＵ型や図３（Ｂ）に示すＷ型等がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このようなラジアントチューブ式加熱装置では、そのラジアントチューブの周 方向温度分布が不均一になるという問題がある。ラジアントチューブがストレー トナ型の場合の、チューブ表面温度の周方向温度分布の一例を図２（Ｂ）に示す 。被加熱物の温度が比較的低い場合の例であるが、ラジアントチューブは、被加 熱物に面する部分で低温となり、炉壁および隣接ラジアントチューブに面する部 分で高温となることが分かる。ラジアントチューブにこのような周方向温度分布 の不均一が生じると、そのラジアントチューブは熱膨張差により長さ方向の曲が り変形を生じ、寿命が短くなる。

【０００６】 ラジアントチューブの周方向温度分布を均一化する方法としては、ラジアント チューブの配列（隣接するラジアントチューブのピッチ、被加熱物との距離）の 適正化が従来より採用されているが、十分でないのが実状である。

【０００７】 また、実公平１−４８２５号公報にはバーナーの燃料噴出管を下側へ偏位させ た場合に、バーナー直前のチューブ下部内面に伝熱緩和板を取り付けて、ラジア ントチューブの局部加熱を解消する均熱対策が開示されているが、この対策は燃 料噴出管を下側へ偏位させるという特殊な条件下での均熱対策であり、燃料噴出 管を偏位させない一般のラジアントチューブの曲がりを防止できるような温度差 解消効果は得られない。

【０００８】 本考案の目的は、被加熱物の温度が炉内温度より低い場合のラジアントチュー ブの周方向温度差を全長にわたって解消して、熱膨張差によるラジアントチュー ブの長手方向の曲がりを抑制するラジアントチューブ式加熱装置を提供すること にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案のラジアントチューブ式加熱装置は、ラジアントチューブ内の少なくと も燃焼部分に、円筒状で被加熱物に面した部分に高温ガスの通気孔を有する内筒 を、ラジアントチューブとの間に間隔をあけて挿入したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案のラジアントチューブ式加熱装置においては、バーナーから内筒内に燃 焼ガスが噴出され内筒内でその燃焼が完結する。燃焼に伴う高温ガスの一部は、 内筒に設けた通気孔から内筒とラジアントチューブの間に侵入して、ラジアント チューブの被加熱物に面する部分を加熱する。従って、ラジアントチューブの周 方向温度差がラジアントチューブの全長にわたって解消される。

【００１１】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図４は本考案のラジアント チューブ式加熱装置の一例を示す縦断側面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図 ６は内筒の底面図である。

【００１２】 ラジアントチューブ２はストレート型で、従来と同様に炉壁１の天井部と被加 熱物３の間を、被加熱物３の移動方向と直角な方向に貫通し、その一端にバーナ ー４を取り付けた構成になっている。バーナー４はバーナータイル５内に保持さ れている。

【００１３】 ラジアントチューブ２内のバーナータイル５より前方には、ラジアントチュー ブ２の内径より小さい外径を有する内筒６が挿入されている。内筒６はラジアン トチューブ２と同様の例えば耐熱鋼からなり、その周囲全体に均等な隙間が生じ るようにスペーサー７にて支持されている。

【００１４】 内筒６の下部、すなわち、被加熱物３に面する部分には、多数の通気孔６ａが 内筒６の全長にわたって均一な密度で設けられている。通気孔６ａの配列は、本 実施例では、内筒６の最下部とその両側の周方向３位置に、通気孔６ａを内筒６ の長手方向に一定のピッチで千鳥状に設けたものとなっている。

【００１５】 内筒６の長さは、その内部で燃焼を完結させるように設定する必要がある。火 炎より前方では、ラジアントチューブ２の周方向温度差が１０〜５０℃と小さく 、内筒６を特に設ける必要はない。本実施例では、火炎長さより少し長く設定し てある。

【００１６】 ラジアントチューブ２と円筒６の隙間は、狭すぎるとその間隔に高温ガスが十 分に流れ込まず、また閉塞のおそれがあり、逆に広すぎると内筒６内で燃焼が完 結しないおそれがあるため、３ｍｍからラジアントチューブ内径の２０％程度ま での範囲が望ましい。

【００１７】 内筒６における通気孔６ａの直径は、小さいと閉塞のおそれがあり、大きすぎ るとラジアントチューブ２と内筒６の隙間に高温ガスが流入しすぎるため、内筒 外径に対する比率で表わして３〜１０％が望ましい。

【００１８】 内筒６の全面積に対する通気孔６ａの全面積の割合が小さすぎると、ラジアン トチューブ２と内筒６の隙間に高温ガスが十分に流入せず、ラジアントチューブ ２の周方向温度分布が均一化されない。逆に、この割合が大きすぎると、ラジア ントチューブ２の内筒６の隙間に大量の高温ガスが流入するため、内筒６を挿入 した意味がなくなる。従って、この割合は１０〜３０％が望ましい。

【００１９】 通気孔６ａを設ける範囲は、被加熱物法線に対する角度ａで表わして両側０〜 ６０度が良い。ａ＝０度とは内筒６の最下部に通気孔６ａが１列に配列された状 態である。

【００２０】 内筒６の材質は、ラジアントチューブ２と同様の耐熱鋼に限らず、他の耐熱鋼 でもよく、更に、耐火物、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ質のセラミックスなど を用いてもよい。

【００２１】 図４〜図６に示したラジアントチューブ式加熱装置においては、バーナー４か ら内筒６内に高温の燃焼ガスが噴出し、その燃焼は内筒６内で完結する。この高 温ガスは大部分が内筒６内を通過し、その外側のラジアントチューブ２を間接加 熱するが、その一部は通気孔６ａからラジアントチューブ２と内筒６の隙間に流 入して、ラジアントチューブ２の下部を直接加熱する。従って、ラジアントチュ ーブ２は、周方向温度分布が全長にわたって均一化され、その熱膨張差による長 手方向曲がり変形が抑制され、その曲がり変形による寿命低下が抑えられる。

【００２２】 内径１６２ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、全長２４００ｍｍ、炉内長１７００ｍｍの耐 熱鋳鋼からなるラジアントチューブの炉内部分に、外径１４０ｍｍ、内径１３０ ０ｍｍ、長さ９００ｍｍのＳＣＨ２４からなる内筒を、バーナータイルを起点と して周囲に５ｍｍの隙間をあけて挿入した。内筒における通気孔は、直径７ｍｍ の丸孔とし、これを内筒の最下部および両側の３列に５０ｍｍのピッチで千鳥状 に設けた。両側の通気孔は被加熱物法線からの角度ａで３０度のところに位置さ せた。このような内筒の使用により、ラジアントチューブの周方向温度差は５０ 〜２００℃であったものが２０〜５０℃に減少し、ラジアントチューブの曲がり による損傷を半減できた。

【００２３】 なお、通気孔の配列は上記実施例では千鳥状としたが、どのような配列でもよ い。ただし、規則性のある方が製作は容易である。配列数についても３列に限ら ず、適宜変更することができる。

【００２４】 ラジアントチューブについては、ストレート型に限らず、Ｕ型、Ｗ型のものも 使用することが可能である。また、本実施例では、ラジアントチューブの片側に のみ被加熱物が存在するが、両側に被加熱物が存在する場合は、それぞれの被加 熱物に面する部分に通気孔を設けることで対応できる。

【００２５】

【考案の効果】

以上に説明した通り、本考案のラジアントチューブ式加熱装置は、被加熱物が 比較的低温の場合に問題となるラジアントチューブの周方向温度差を解消し、そ の温度差による長手方向の曲がり変形を抑制して、ラジアントチューブの寿命延 長に大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のラジアントチューブ式加熱装置の構造を
示す断面図である。

【図２】従来のラジアントチューブ式加熱装置の構造を
示す断面図およびラジアントチューブの周方向温度を示
すグラフである。

【図３】ラジアントチューブの型式を説明するための模
式図である。

【図４】本考案のラジアントチューブ式加熱装置の一例
を示す縦断側面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】内筒の底面図である。

【符号の説明】

１ 炉壁 ２ ラジアントチューブ ３ 被加熱物 ４ バーナー ６ 内筒 ６ａ 通気孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジアントチューブ内の少なくとも燃焼
   部分に、円筒状で被加熱物に面した部分に高温ガスの通
   気孔を有する内筒を、ラジアントチューブとの間に間隔
   をあけて挿入したことを特徴とするラジアントチューブ
   式加熱装置。