JPH07280477A - ラジアントチューブ - Google Patents

ラジアントチューブ

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JPH07280477A
JPH07280477A JP9364494A JP9364494A JPH07280477A JP H07280477 A JPH07280477 A JP H07280477A JP 9364494 A JP9364494 A JP 9364494A JP 9364494 A JP9364494 A JP 9364494A JP H07280477 A JPH07280477 A JP H07280477A
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JP
Japan
Prior art keywords
radiant tube
rib
ribs
tube
radiant
Prior art date
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Pending
Application number
JP9364494A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Wake
浩一 和気
Kiyoshi Kawabe
潔 川邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH07280477A publication Critical patent/JPH07280477A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリープによる変形をできるだけ少なくし、
従来以上の高寿命で、伝熱効率の良いラジアントチュー
ブを提供する。 【構成】 一方にバーナーが取付けられて他方から排気
し、中央の加熱体の管が蛇行したラジアントチューブ1
0aにおいて、前記蛇行した部分の隣り合う管の間にリ
ブ13を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍炉等の加熱炉
に用いられるラジアントチューブに関する。
【0002】
【従来の技術】特開平3−226519号公報に記載の
ように、不活性ガス(例えば、窒素)雰囲気で焼鈍を行
う場合には、焼鈍炉の内部の気密を図りながら、材料の
加熱を行うためにW型形状をしたラジアントチューブが
使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このラ
ジアントチューブは、高温状態で使用されるので、自重
によるクリープ現象が発生して徐々に変形したり、ある
いはチューブの温度分布が不均一なために発生する熱応
力との相乗作用によって亀裂が入り、補修をしながら使
用はするが、比較的寿命が短いという欠点があった。ま
た、近年においては熱効率を向上する観点から、あるい
は軟鋼板等の焼鈍の要求から、高温焼鈍を行う必要があ
り、加熱温度の上昇を行うと更にクリープ現象等が大き
くなって寿命が短くなるという問題点があった。前記特
開平3−226519号公報や、特開平3−87321
号公報においては、ラジアントチューブの構造を工夫し
て熱応力を緩和する提案がされているが、発生するクリ
ープの減少及び伝熱効率の向上は殆ど期待できず、ま
た、チューブの自重が大きくなり、製造価格の高騰を招
き、前記問題点を根本的に解決するためのものではな
い。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、クリ
ープによる変形をできるだけ少なくし、かつ、伝熱効率
が良くしかも従来以上に長寿命のラジアントチューブを
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載のラジアントチューブは、一方にバーナーが取付け
られて他方から排気し、中央の加熱体の管が蛇行したラ
ジアントチューブにおいて、前記蛇行した部分の隣り合
う管の間にリブを設置して構成されている。請求項2記
載のラジアントチューブは、請求項1記載のラジアント
チューブにおいて、前記リブは複数に分割されて構成さ
れている。請求項3記載のラジアントチューブは請求項
1又は2記載のラジアントチューブにおいて、上側の管
と下側の管に別々にリブを取付け、ネジによって固定し
て構成されている。そして、請求項4記載のラジアント
チューブは、請求項1又は2記載のラジアントチューブ
において、リブは上下の管のいずれか一方の管に固着さ
れ、他方の管には非連結であるように構成されている。
【0005】
【作用】請求項1〜4記載のラジアントチューブは、蛇
行した部分の隣り合う管の間にリブを設置しているの
で、個々の管の間にリブが設置されていない場合よりも
断面二次モーメント及び断面係数が増加する。これによ
って、全体の曲げ剛性が向上し、耐クリープ性が向上
し、更には亀裂発生を防止できる。そして、隣り合う管
の間にリブを設置しているので、リブも加熱され、該リ
ブからも熱放射があるので、総熱伝達効率が向上する。
この作用、効果を確認する為に、図4に示すように、種
々の断面のラジアントチューブの総括輻射係数φを計算
によって求めて検討した。図4(A)に計算の条件を示
すが、ラジアントチューブ10内の温度TA を950
℃、ストリップ(鋼板)11の温度TB を100℃と
し、その他の寸法は図4(A)に示す通りとした。図4
(B)〜(E)は各条件の計算モデルを示したもので、
(B)は従来例に係るラジアントチューブ(内径177
mm、外径194mm)、(C)は径を大きくしたラジ
アントチューブ(内径210mm、外径231mm)、
(D)は外周にフィン(厚み9mm、高さ13mm)を
設けたラジアントチューブ(内径177mm)、(E)
はリブ(厚み6mm)を設けたラジアントチューブ(内
径177mm、外径194mm)である。これらの条件
での計算結果を表1に示すが、(E)に示すリブ付きが
一番効率が良いことになる。
【0006】
【表1】
【0007】請求項2記載のラジアントチューブにおい
ては、隣り合うリブが分割されているので、加熱に伴う
チューブ長手方向の温度差に起因する熱応力が緩和さ
れ、この熱応力による亀裂、割れ等を防止できる(図3
参照)。請求項3記載のラジアントチューブは、上側の
管に連結したリブと下側の管に連結したリブとをネジに
よって締結しているので、上側のリブと下側のリブの熱
膨張差を使用した雄ネジとリブに設けたネジ孔との隙間
によって吸収でき、リブ上側の管とリブ下側の管との間
の温度差に起因する熱応力が緩和され、この熱応力によ
る割れ、破損等を防止できる(図6参照)。請求項4記
載のラジアントチューブにおいては、上側の管と下側の
管とが中央に配置されたリブによって連結されていない
ので、両者がリブによって拘束しあうことがなく、リブ
上側の管とリブ下側の管の温度差による熱応力を0とす
ることができる(図5参照)。従って、請求項1〜4記
載のラジアントチューブにおいては、従来のラジアント
チューブに比較してクリープが大幅に低減され、かつ熱
効率も向上するが、請求項2と請求項3とに記載の構成
要件を組み合わせたラジアントチューブ及び請求項2と
請求項4とに記載の構成要件を組み合わせたラジアント
チューブにおいては、熱応力を大きく改善でき、更なる
長寿命を期待できる。
【0008】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図1は本発明の第1の実施例に係るラジア
ントチューブの斜視図、図2は図1における矢視C−C
断面図、図3は該ラジアントチューブの部分正面図、図
5は本発明の第2の実施例に係るラジアントチューブの
説明図、図6は本発明の第3の実施例に係るラジアント
チューブの説明図である。
【0009】図1に示すように、ラジアントチューブ本
体12は、耐熱鋳鋼(例えば、JISでいうSCH22
等)からなって、W型形状に屈曲している。そして、一
端部には図示しないバーナーが設けられ、他端部から排
ガスが抜けるようになっている。このラジアントチュー
ブ本体12の蛇行した加熱体の隣り合う管は耐熱性のあ
るステンレス板(例えば、板厚6mm)からなるリブ1
3によって連結されている。
【0010】前記各リブ13は複数(一列が8枚)に分
割されて、幅aが200mm程度となって、約2mmの
隙間bを有してラジアントチューブ本体12に溶接され
ている。
【0011】以上の構成によって、ラジアントチューブ
10aは図1に示すように縦方向に使用するが、各管が
リブ13によって連結されているので、断面二次モーメ
ント及び断面係数が大幅に増加し、これによって高温加
熱時の耐クリープ性が増加する。そして、前述のように
総括伝熱係数が増加するので、熱効率が向上する。な
お、図2において11aはストリップを示す。
【0012】前記実施例においては、リブを板によって
構成したが、多数の棒等で行う場合も本発明は適用され
る。また、前記実施例はW型形状のラジアントチューブ
について説明したが、U字型等のその他の蛇行したラジ
アントチューブについても本発明は適用される。なお、
操業上炉の昇降温頻度が大きかったり、昇温・降温速度
が大きい場合等はそうでない場合と比較して各部の温度
差が発生しやすいので比較的大きな熱応力が発生する。
このような場合、更なる熱応力の低減を図るため、請求
項3あるいは4記載のラジアントチューブを用いれば効
果的である。勿論、通常の昇降温頻度、昇降温速度であ
っても、請求項3あるいは4記載のラジアントチューブ
を用いれば更に長寿命化できる。
【0013】次に、図5に示す本発明の第2の実施例に
係るラジアントチューブについて前記実施例との相違点
について説明すると、蛇行したラジアントチューブの上
下の管に間には分割されたリブ15が配置されている
が、該リブ15は下側の管に溶接されて、該リブ15の
上部には受け金物16が設けられ、上側の管との間には
僅少の隙間(C)を有している。これによって、上下の
管がリブによって拘束されることなく、クリープが生じ
た場合には下部のリブ15で受けるのでクリープの防止
は可能となる。
【0014】図6には、本発明の第3の実施例に係るラ
ジアントチューブについて説明するが、蛇行するラジア
ントチューブの上下の管にはそれぞれ独立に分割された
リブ17、18が設けられ、更に上下のリブ17、18
にはネジ孔19が形成され、遊嵌するネジ(ボルト、ナ
ットをいう)20によって締結されている。これによっ
て、一応連結されているが、上下の管に熱膨張差が発生
した場合には、ネジ孔19内でリブが移動できるので、
熱応力の緩和が図られる。
【0015】
【発明の効果】請求項1〜4記載のラジアントチューブ
は以上の説明からも明らかなように、蛇行した部分の隣
り合う管の間にリブを設置しているので、剛性が増し高
温加熱時のクリープ、亀裂等を減少し、長期の寿命を有
するラジアントチューブを提供できる。そして、リブを
設けることによって熱放射面積が増加するので、これに
よって熱効率が向上する。特に、請求項2記載のラジア
ントチューブにおいては、リブが分割されているので、
熱応力が緩和され、熱応力による亀裂、割れ等の破損を
防止する事ができる。更には、請求項3においては上側
の管と下側の管に別々にリブを取付け、ネジによって固
定しており、請求項4記載のラジアントチューブにおい
てはリブは上下の管のいずれか一方の管に固着され、他
方の管には非連結であるので、更なる熱応力の緩和を図
ることができ、熱応力に起因する亀裂、割れ等の破損を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るラジアントチュー
ブの斜視図である。
【図2】図1における矢視C−C断面図である。
【図3】ラジアントチューブの部分正面図である。
【図4】ラジアントチューブの伝熱解析の説明図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施例に係るラジアントチュー
ブの説明図である。
【図6】本発明の第3の実施例に係るラジアントチュー
ブの説明図である。
【符号の説明】
10 ラジアントチューブ 10a ラジアントチューブ 11 ストリップ 11a ストリップ 12 ラジアントチューブ本体 13 リブ 15 リブ 16 受け金物 17 リブ 18 リブ 19 ネジ孔 20 ネジ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方にバーナーが取付けられて他方から
    排気し、中央の加熱体の管が蛇行したラジアントチュー
    ブにおいて、 前記蛇行した部分の隣り合う管の間にリブを設置したこ
    とを特徴とするラジアントチューブ。
  2. 【請求項2】 前記リブは複数に分割されている請求項
    1記載のラジアントチューブ。
  3. 【請求項3】 上側の管と下側の管に別々にリブを取付
    け、ネジによって固定したことを特徴とする請求項1又
    は2記載のラジアントチューブ。
  4. 【請求項4】 リブは上下の管のいずれか一方の管に固
    着され、他方の管には非連結である請求項1又は2記載
    のラジアントチューブ。
JP9364494A 1994-04-06 1994-04-06 ラジアントチューブ Pending JPH07280477A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110120453A1 (en) * 2008-07-04 2011-05-26 Wuenning Joachim A Radiant heating arrangement with distortion compensation
JP2011196614A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Jfe Steel Corp ラジアントチューブ
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JP2020101340A (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 Jfeスチール株式会社 W型ラジアントチューブ

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010703