(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルエンド形ラジアントチューブにおける内管のバーナヘッド側の端部外周を、耐熱性を有する環状弾性密封部材を圧接して気密性を保持しつつ傾動可能に支持すると共に、バーナヘッドには、内管受け部材を設けた支持棒体を弾性的に突出させる内管支持装置を構成し、バーナヘッド内において、端部から離れた内管の個所を、内管受け部材と支持棒体を介してばねの弾性力により支持する構成としたシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構
【請求項２】
環状弾性密封部材が、高温用グランドパッキンである請求項１に記載のシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構
【請求項３】
内管内に設置するガス供給管の一部をフレキシブル管として構成した請求項１に記載のシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構
【請求項４】
内管支持装置は、下方側から支持棒体を介して内管受け部材によって、内管を所定位置に支持する構成とすると共に、弾性力を調節する調節機構を構成した請求項１に記載のシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構
【請求項５】
内管支持装置は、上方側から支持棒体を介して内管受け部材によって、内管を所定位置に支持する構成とすると共に、弾性力を調節する調節機構を構成した請求項１に記載のシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構
【請求項６】
内管受け部材は支持棒体に対して傾動可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シングルエンド形ラジアントチューブは、例えば図９，図１０に示すように、外管ａ内及びバーナヘッドｃ内に同軸状に内管ｂを支持した二重管構造のラジアントチューブであり、バーナヘッドｃを構成する一端側において、内管ｂ内に、先端に保炎器ｄを設けた燃料供給管ｅを挿入して燃焼させ、他端側において折り返した燃焼ガスを外管ａ、バーナヘッドｃを経て排気する構成である。
【０００３】
このようなシングルエンド形ラジアントチューブにおいて、使用温度に応じて耐熱性の観点から、外管ａを金属製、内管ｂをセラミック製とする場合がある。この内管ｂは一端にフランジ部ｆを形成して、フランジ接合によりバーナヘッドｃに完全に固定して支持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来のシングルエンド形ラジアントチューブでは、高温での燃焼時において、図１０の破線で示すように金属製の外管が熱応力により変形したり、自重により大きく撓むことがある。しかしセラミック製の内管は殆ど変形しないので、外管が内管に接触して大きな力が内管に加わることがあり、加わる力によっては内管を破損してしまう。
そこで、本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、シングルエンド形ラジアントチューブにおける内管のバーナヘッド側の端部外周を、耐熱性を有する環状弾性密封部材を圧接して気密性を保持しつつ傾動可能に支持すると共に、バーナヘッドには、内管受け部材を設けた支持棒体を弾性的に突出させる内管支持装置を構成し、バーナヘッド内において、端部から離れた内管の個所を、内管受け部材と支持棒体を介してばねの弾性力により支持する構成としたシングルエンド形ラジアントチューブにおける内管の支持機構を提案する。
【０００６】
そして本発明では、以上の構成において、環状弾性密封部材は、高温用グランドパッキンにより構成することを提案する。
【０００７】
また、本発明では、以上の構成において、内管内に設置するガス供給管の一部をフレキシブル管として構成することを提案する。
【０００８】
また、本発明では、以上の構成において、内管支持装置は、下方側又は上方側から支持棒体を介して内管受け部材によって、内管を所定位置に支持する構成とすると共に、弾性力を調節する調節機構を構成することを提案する。
【０００９】
また、本発明では、以上の構成において、内管受け部材は支持棒体に対して傾動可能に構成することを提案する。
【００１０】
以上の本発明によれば、内管は、高温用グランドパッキン等の環状弾性密封部材と内管支持装置の支持棒体に設けた内管受け部材により外管内に同軸状に支持されるので、内管は、支持のためのフランジが不要となり、直管を使用することができる。
【００１１】
そして、外管が変形し、内管に当接して上側から外力が加わると、内管は、弾性力に抗して内管受け部材を押し下げ、環状弾性密封部材を支点として下方に傾動する。内管は、このように外力に対して抗しないので、そこに大きな力が加わらず、破損が防止できる。
【００１２】
内管内に設置するガス供給管の一部をフレキシブル管として構成すれば、内管の傾動に応じてガス供給管や保炎器も傾動するため、この点においても内管に大きな力が加わらない。
【００１３】
内管支持装置により内管を支持する弾性力、従って内管を傾動させるために必要な外力を調節可能とすれば、内管の損傷の防止と、内管の芯出しの調整が可能となる。
【００１４】
内管受け部材を支持棒体に対して傾動可能に構成すれば、この内管受け部材は内管の位置に追随して常に面で内管を支持することができ、点又は線接触により局部的に大きな力が加わることを防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１〜図４は本発明の第一の実施の形態を示すもので、図１、図２はシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成を示す縦断面図であり、図３は図１の要部拡大図、図４は内管支持装置を拡大して示す拡大横断面図である。
【００１６】
図において、符号１はシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッドを概して示すもので、符号２は金属製の外管、３はセラミック製の内管で、この内管３は直管である。また、４はラジアントチューブを取り付ける炉壁を示すものである。
【００１７】
バーナヘッド１には、遊びをもって内管３を挿通可能な挿通孔５を形成した後壁６を設けており、この後壁６の挿通孔５側にはパッキン受け凹部７を形成している。そして、このパッキン受け凹部７に耐熱性を有する環状弾性密封部材として、高温用グランドパッキン８を装着し、外側からパッキン押さえ９をねじ止めすることにより、高温用グランドパッキン８を内管３の端部外周に圧接状態で支持している。
【００１８】
このため、直管である内管３は、その端部において高温グランドパッキン８によりバーナヘッド１と気密的に仕切られ、高温グランドパッキン８は弾性変形可能であるため、それを支点として傾動可能に支持される。
【００１９】
バーナヘッド１の端部外周には空気供給管１０に連なる空気室１１が構成されており、内管３の端部は、この空気室１１に開口している。一方、バーナヘッド１の端部には排気管１２が接続されている。
【００２０】
符号１３は内管支持装置を概して示すものであり、この内管支持装置１３は、空気室１１の下部外側に設置した装置本体１４から、空気室１１、バーナヘッド１を貫いて、バーナヘッド１内に支持棒体１５を弾性的に突出させている。そして支持棒体１５の上部には、内管３に接触する支持面１６を形成した内管受け部材１７を設けている。
【００２１】
図４により装置本体１４の具体的構成例を説明すると、この装置本体１４は、支持棒体１５を進退可能に支持するケーシング１８に、支持棒体１５を突出方向に付勢する圧縮コイルばね１９を設置したものである。圧縮コイルばね１９は、支持棒体１５に設けたストッパー２０と、ケーシング１８に形成した雌ねじ部２１に螺合して進退可能な調節板２２との間に介装しており、調節板２２を回して進退させることによりストッパー２０、従って支持棒体１５に対する弾性力を調節可能としている。
【００２２】
こうして、内管３は、図１に示されるように、高温用グランドパッキン８により端部が傾動可能に支持されると共に、内管支持装置１３の支持棒体１５の内管受け部材１７の支持面１６により、バーナヘッド１において外管２内に同軸状に支持される。
【００２３】
この際、調節板２２を回して支持棒体１５に対する圧縮コイルばね１９の弾性力を調節することにより、内管３の芯出しの調整が可能である。
【００２４】
以上のようにバーナヘッド１において外管２内に同軸状に支持される内管３内には、先端に保炎器２３を設けたガス供給管２４を挿入して同軸状に支持しており、このガス供給管２４は一部をフレキシブル管２５として構成している。
【００２５】
しかして、高温での燃焼時において上述したように、金属製の外管２が熱応力により変形したり、自重により撓んで、内管３に当接して、内管３に所定以上の外力が加わると、内管３は圧縮コイルばね１９の弾性力に抗して内管受け部材１７を押し下げ、高温用グランドパッキン８による支持個所を支点として下方に傾動する。
【００２６】
このように内管３は、所定以上の外力に対しては抗しないで傾動するので、そこに所定以上の大きな力が加わらず、破損が防止できる。
【００２７】
内管３が傾動する外力は、即ち、内管受け部材１７を介して内管３を支持する弾性力は、調節板２２を回して調節することができ、内管３の損傷の防止と、内管３の不要な振動等の発生を防止する点を考慮して適切に調節することができる。
【００２８】
以上のように、内管３が外管２からの外力により下方に傾動する際、内管３内に設置するガス供給管２４の一部をフレキシブル管２５として構成しているため、内管の傾動に応じてガス供給管２４や保炎器２３も傾動し、この点においても内管に大きな力が加わらない。
【００２９】
次に図５は、内管支持装置１３の縦断面図を示すもので、内管受け部材１７は、支持棒体１５に対して、例えば軸ｏを支点として傾動可能に構成している。
内管受け部材１７は内管３の傾動に追随して常に面で内管３を支持することができ、従って内管３を点又は線接触で支持することがないので、局部的に大きな力が加わることを防止することができる。
【００３０】
内管受け部材１７は、内管３を安定に支持できる限りは、その大きさ等は適宜に設定することができ、例えば図４の一点鎖線の個所１６′に示すように、内管３の外周に沿った長い円弧部分を支持することにより、図４中の左右方向の安定性を高めることができる。
【００３１】
次に図６〜図８は、本発明の第二の実施の形態を示すもので、この実施の形態は、第一の実施の形態ではバーナヘッド１の下側に設置している内管支持装置を、バーナヘッド１の上側に設置したものであり、内管支持装置を除いて共通する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち、これらの図において、符号３３は内管支持装置を概して示すものであり、この内管支持装置３３は、空気室１１の上部外側に設置した装置本体３４から、空気室１１、バーナヘッド１を貫いて、バーナヘッド１内に支持棒体３５を突出させ、この支持棒体３５の下部には、内管３の外径よりも僅かに径の大きい環状の内管受け部材３７を設けている。
【００３２】
装置本体３４は支持棒体３５を進退可能に支持する調整用治具３８をバーナヘッド１に固定した支持金具３９に雌雄ねじ４０，４１の螺合により位置調節可能に支持し、調整用治具３８と支持棒体３５の端部に設けたストッパー４２間に圧縮コイルばね４３を介装したものである。
【００３３】
以上の構成において、内管３は、図１に示されるように、高温用グランドパッキン８により端部が傾動可能に支持されると共に、内管支持装置３３の支持棒体３５の環状の内管受け部材３７により、圧縮コイルばね４３の弾性力により上方に付勢されて、バーナヘッド１において外管２と同軸状に支持される。
【００３４】
この際、調整用治具３８を回して支持棒体３５に対する圧縮コイルばね４３の弾性力を調節することにより、内管３の芯出しの調整が可能である。
【００３５】
しかして、高温での燃焼時において上述したように、金属製の外管２が熱応力により変形したり、自重により撓んで、内管３に当接して、内管３に所定以上の外力が加わると、内管３は圧縮コイルばね４３の弾性力に抗して内管受け部材３７を押し下げ、高温用グランドパッキン８による支持個所を支点として下方に傾動する。
【００３６】
このように内管３は、所定以上の外力に対しては抗しないで傾動するので、そこに所定以上の大きな力が加わらず、破損が防止できる。
【００３７】
この実施の形態では、内管受け部材３７は環状に構成しているが、内管を受ける強度を有する限りはフック状の構成とすることもできる。但し、熱による変形を考慮すると環状の方が好ましい。
【００３８】
また第一の実施の形態と同様に、内管受け部材３７は、支持棒体３５に対して、例えば軸ｏ′を支点として傾動可能に構成れば、内管受け部材３７は内管３の傾動に追随して常に面で内管３を支持することができ、従って内管３を点又は線接触で支持することがないので、局部的に大きな力が加わることを防止することができる。
【００３９】
また、以上のように内管３が外管２からの外力により下方に傾動する際、内管３内に設置するガス供給管２４の一部を、上記の実施の形態と同様にフレキシブル管２５として構成することにより、内管の傾動に応じてガス供給管２４や保炎器２３も傾動し、この点においても内管に大きな力が加わらないようにすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、次のような効果がある。
ａ．内管は、傾動可能に支持され、外管から外力が加わると、下方に傾動して所定以上の外力が加わらないので、破損することを防止できる。
ｂ．内管は、端部をフランジ加工する必要がなく、直管で良いため、製作コストが削減され、取り付けも容易である。
ｃ．また従来の既存のシングルエンド形ラジアントチューブにも容易に取り付けることができる。
ｄ．内管を弾性的に支持する内管支持装置のばね、例えば圧縮コイルばねは、バーナヘッドを覆う空気室の外側に設置することにより、炉内温度の影響を受けず、低温に保たれるため、ばねの特性が維持されて、内管を安定に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成の第一の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】  図１に示すバーナヘッド側の構成において外管が変形した場合の状態を示す縦断面図である。
【図３】  図１の要部拡大図である。
【図４】  内管支持装置を拡大して示す拡大横断面図である。
【図５】  内管支持装置を拡大して示す拡大縦断面図である。
【図６】  本発明を適用したシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成の第二の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】  内管支持装置を拡大して示す拡大横断面図である。
【図８】  図７の要部拡大図である。
【図９】  従来のシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッドの構成を示す縦断面図である。
【図１０】  従来のシングルエンド形ラジアントチューブのバーナヘッド側の構成において外管が変形した場合の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１                    バーナヘッド
２                    外管
３                    内管
４                    炉壁
５                    挿通孔
６                    後壁
７                    パッキン受け凹部
８                    高温用グランドパッキン
９                    パッキン押さえ
１０                  空気供給管
１１                  空気室
１２                  排気管
１３                  内管支持装置
１４                  装置本体
１５                  支持棒体
１６                  支持面
１７，１７′          内管受け部材
１８                  ケーシング
１９                  圧縮コイルばね
２０                  ストッパー
２１                  雌ねじ部
２２                  調節板
２３                  保炎器
２４                  ガス供給管
２５                  フレキシブル管
３３                  内管支持装置
３４                  装置本体
３５                  支持棒体
３７                  内管受け部材
３８                  調整用治具
３９                  支持金具
４０                  雌ねじ
４１                  雄ねじ
４２                  ストッパー
４３                  圧縮コイルばね
【図１】
0003722410.tif 000002
【図２】
0003722410.tif 000003
【図３】
0003722410.tif 000004
【図４】
0003722410.tif 000005
【図５】
0003722410.tif 000006
【図６】
0003722410.tif 000007
【図７】
0003722410.tif 000008
【図８】
0003722410.tif 000009
【図９】
0003722410.tif 000010
【図１０】
0003722410.tif 000011