(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端のフランジ部が同一方向を向くように湾曲したラジアントチューブをフランジ取付型ガスバーナに備えるためのラジアントチューブの保持構造であって、
被取付部に密着状態にして取付けるガスバーナマウント部材に前記両フランジ部がそれぞれ貫通できる貫通部を形成し、該ガスバーナマウント部材の前記被取付部に面する側に該フランジ部を支持することのできる二つ割り形状の支持部材を配する一方、該ガスバーナマウント部材の前記被取付部に面する側とは反対側には該フランジ部を該支持部材に向けて押圧することのできる押さえ部材を配してなり、ラジアントチューブの端部が貫通した状態の前記支持部材を前記ガスバーナマウント部材に固定する構成としたラジアントチューブの保持構造。
【請求項２】
請求項１記載のラジアントチューブの保持構造において、
前記押さえ部材には前記支持部材に当接する当接部が形成されており、前記フランジ部を押圧する該押さえ部材の押さえ面と、前記フランジ部を支持する前記支持部材の支持面との間隔が、該フランジ部の厚さにフランジ用ガスケットの圧縮厚さを加えた所定の寸法に設定されていることを特徴とするラジアントチューブの保持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端のフランジ部が同一方向を向くように湾曲したラジアントチューブをフランジ取付型ガスバーナに備えるためのラジアントチューブの保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すような、Ｕ字形式のラジアントチューブを備えたフランジ取付型ガスバーナが知られている。そして、マウント部材５０とＵ字状のラジアントチューブ５１とは耐熱鋼等で形成され、図６参照、溶接で一体化するのが一般的な構成である。なお、ガスバーナの取付構造は、図７に示され、マウント部材５０の前後両面にガスケット５２，５３をはさみ込んだうえでマウント部材５０を加熱炉の炉壁Ｗに密着状態にして取付けるようになっている。図６中の５４はスタッドであり、図７中の５５は断熱材であり、５６はガスバーナ本体の取付フランジである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
金属製のラジアントチューブはスケールがつき易く、耐久性に問題を有しているが、近年、セラミック製のラジアントチューブが開発され、耐久性の改善が可能になった。
しかしながら、セラミック製のラジアントチューブは、フランジを大きく成形することが難しいので上記したような従来の取付構造を踏襲することができず、また、これに変わる適当な取付構造は提案されていない。
なお、セラミック製のラジアントチューブのフランジは取付ボルトの締め過ぎにより破損するおそれがあるので、この点も改善したい。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、Ｕ字状やＷ字状のラジアントチューブに適用できる保持構造を提供するとともに、例えば、セラミック製のラジアントチューブのように比較的フランジが小さいものを確実に保持することができるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このために、以下のようなラジアントチューブの保持構造を創作した。すなわち、第１の発明は、両端のフランジ部が同一方向を向くように湾曲したラジアントチューブをフランジ取付型ガスバーナに備えるためのラジアントチューブの保持構造であって、被取付部に密着状態にして取付けるガスバーナマウント部材に前記両フランジ部がそれぞれ貫通できる貫通部を形成し、該ガスバーナマウント部材の前記被取付部に面する側に該フランジ部を支持することのできる二つ割り形状の支持部材を配する一方、該ガスバーナマウント部材の前記被取付部に面する側とは反対側には該フランジ部を該支持部材に向けて押圧することのできる押さえ部材を配してなり、ラジアントチューブの端部が貫通した状態の前記支持部材を前記ガスバーナマウント部材に固定する構成としたことを特徴とする。
【０００６】
フランジ取付型ガスバーナを組立てるときには、ラジアントチューブの端部を貫通させた状態で支持部材相互を連結し、一体化した支持部材をガスバーナマウント部材に固定する。そして、ガスバーナ本体をガスバーナマウント部材に取付ける際、ガスバーナ本体が押さえ部材を押さえるようにすることによってラジアントチューブのフランジ部を支持部材と押さえ部材ではさみつけて保持することができる。したがって、ガスバーナ本体とラジアントチューブの接続が容易かつ確実にできるようになるとともに、ガスバーナマウント部材を炉壁等の被取付部に取付ける構成は従来のものを踏襲することができる。
【０００７】
また、第２の発明は、請求項１記載のラジアントチューブの保持構造において、前記押さえ部材には前記支持部材に当接する当接部が形成されており、前記フランジ部を押圧する該押さえ部材の押さえ面と、前記フランジ部を支持する前記支持部材の支持面との間隔が、該フランジ部の厚さにフランジ用ガスケットの圧縮厚さを加えた所定の寸法に設定されていることを特徴とする。
ここで、「ガスケットの圧縮厚さ」とは、ガスケットに所定の締付圧をかけたときのガスケットの厚さをいう。
【０００８】
上記の保持構造では、押さえ部材と支持部材の間隔が所定の寸法に設定されているのでラジアントチューブのフランジ部とフランジ用ガスケットを同時にはさみ込むときにフランジ用ガスケットに必要かつ十分な締付圧がかかるとともに、フランジ部に過大な締付力が加わることが防がれる。したがって、例えばセラミック製のラジアントチューブのフランジ部を破損することが防がれる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１はラジアントチューブバーナの要部分解斜視図であってラジアントチューブの保持構造を説明する図、図２は同ラジアントチューブバーナの取付構造を示す正面断面図、図３は同ラジアントチューブバーナの取付構造を説明する側面図である。
図１に示すように、ラジアントチューブの保持構造は、大別すると、Ｕ字形のラジアントチューブ１と、このラジアントチューブ１を支持する支持部材２と、被取付部（例えば無酸化焼入炉の炉壁に設けられている取付座）に密着状態にして取付けるマウントプレート（マウント部材ともいう）３と、ラジアントチューブ１のフランジ部１ｂ，１ｃを押圧するための押さえ部材４とで構成される。
【００１０】
そして、ラジアントチューブバーナ本体（以下、単に「バーナ本体」という）５は、バーナヘッド５ａの二つのフランジ５ｂ，５ｃがそれぞれ押さえ部材４をマウントプレート３に対して押しつける状態でそのマウントプレート３に取付けられる。なお、ラジアントチューブバーナ自体は周知のものであるから、バーナ本体５の細部の図示及び構成説明については省略する。また、上記の取付構造において、各合わせ面には、後述するように、組付時に所定のガスケットがはさみ込まれる。以下、順に説明する。
【００１１】
前記ラジアントチューブ１はセラミック材をＵ字パイプ形状に成形したものであり、両端にはフランジ部１ｂ，１ｃが形成されている。なお、ラジアントチューブの形はＵ字形に限るものではなく、Ｗ字形状など始端と終端が接近して同一方向を向いたものであれば本実施形態と同様の保持構造を適用し得る。また、セラミック以外の材質であっても良い。
【００１２】
前記支持部材２は上面がフラットなハーフピース２ａ及び２ｂの二つ割り構造であり、各ハーフピース２ａ，２ｂには、ラジアントチューブ１の直管部１ａを貫通させることのできる半円形状の切欠部２ｃと、合わせフランジ２ｄと、取付用の孔２ｅとが形成されており、合わせフランジ２ｄに形成された連結用の孔２ｆに連結ボルト６ａを挿通して締結するようになっている。この支持部材２の上面が、図２参照、ラジアントチューブ１のフランジ部１ｂ，１ｃの背面側（直管部１ａが突出する側）を支持する支持面となる。なお、図１において上に示される面を便宜的に「上面」としたが、実際の取付方向を示唆するものではない。
【００１３】
次に、マウントプレート３と押さえ部材４について説明する。マウントプレート３は、炉壁等の被取付部にねじ止めするボルトを通すための複数の取付孔３ａが周縁部に設けられた板状部材であり、ラジアントチューブ１のフランジ部１ｂ，１ｃがそれぞれ貫通できる貫通孔（貫通部ともいう）３ｂと、その貫通孔３ｂと同心に座ぐり状に凹設された段付面３ｃとが二箇所に設けられ、マウントプレート３の下面側には前記支持部材２の孔２ｅに対応する位置にねじ穴３ｄが形成され、上面側にはバーナ本体５のバーナヘッド５ａの二つのフランジ５ｂ，５ｃを固定するためのスタッド３ｅが立設されている。
【００１４】
上記の貫通孔３ｂと段付面３ｃとで押さえ部材４を取付けるための取付部が構成されており、リング形状の押さえ部材４がこの取付部にちょうど嵌まり込むようになっている。押さえ部材４は図２に示す断面形状とされ、押さえ部材４の周縁部下面が段付面３ｃに当接したときに、押さえ部材４の上面４ａとマウントプレート３の上面とが同じ高さになり、かつ、押さえ部材４の突部４ｂはマウントプレート３の下面から下方に突き出るように形成されている。この突き出し長さは、組立時にマウントプレート３の下面と支持部材２の上面との間にはさむガスケット７ａの圧縮厚さと同じ寸法に設定されていて支持部材２の上面（支持面）に突部４ｂの下端が当接するようになっている。なお、この突部４ｂの先端が本発明でいうところの当接部である。
そして、押さえ部材４は、ガスケット７ｅをはさんで、バーナ本体５のバーナヘッド５ａの二つのフランジ５ｂ，５ｃによって押圧され、マウントプレート３の段付面３ｃに密着するようになっている。
【００１５】
次に、上記構成のラジアントチューブの保持構造の作用について説明する。
例えば無酸化焼入炉の炉壁等に設けられている取付座Ｗにラジアントチューブバーナを取付ける際には、先ずラジアントチューブ１と支持部材２とマウントプレート３とを結合する。このとき、ラジアントチューブ１の直管部１ａが支持部材２を貫通する状態、すなわちフランジ部１ｂ，１ｃが切欠部２ｃを潜り抜けた位置関係にし、図３参照、合わせフランジ２ｄの間にガスケット７ｂをはさんだうえで連結ボルト６ａを締めつけてハーフピース２ａ，２ｂを一体化する。次いで、その支持部材２とマウントプレート３の間にガスケット７ａをはさむとともにボルト６ｂを締めつけて両者を一体化する。このとき、適宜に治具等を使用してガスケット７ａの圧縮厚さが一定値になるようにするのが好ましい。
そして、フランジ部１ｂ，１ｃのフランジ面とその背面にガスケット７ｃ，７ｄをはさんだ状態で押さえ部材４をマウントプレート３の貫通孔３ｂ（取付部）に嵌め込み、その上に、ガスケット７ｅを敷いたバーナヘッド５ａのフランジ５ｂ，５ｃを置き、スタッド３ｅに螺合させたナット３ｆで締め付けることによってバーナ本体５とラジアントチューブ１がマウントプレート３に取付けられ、ラジアントチューブバーナの組立てが終わる。
【００１６】
このとき、押さえ部材４の突部４ｂは支持部材２の上面（支持面）に当接しているが、図２参照、ガスケット７ｃに密着する押さえ部材４の押圧面と、ガスケット７ｄに密着する支持部材２の支持面との間隔Ａは、フランジ部１ｂ，１ｃの厚さに、規定の締付圧がかけられたときのガスケット７ｃ，７ｄの厚さ（圧縮厚さ）を加えた寸法に予め設定されているので、ガスケット７ｅに十分な締付圧を付与すべくナット３ｆを締めたときに、ガスケット７ｃ，７ｄは所定の締め代分だけ圧縮されて必要かつ十分な締付圧がかかる一方、フランジ部１ｂ，１ｃには過大な締付力がかかることがない。
【００１７】
しかる後、マウントプレート３を、ガスケット７ａを介在させて取付座Ｗに密着状態にし、ボルト６ｃにて固定することによってラジアントチューブバーナが取付けられる。
【００１８】
ラジアントチューブ１の保持構造は上記のように構成され、バーナヘッド５ａのフランジ５ｂ，５ｃをマウントプレート３に取付けるときに、ラジアントチューブ１のフランジ部１ｂ，１ｃと押さえ部材４とを同時に支持部材２に対して押しつけるようになっている。その際、押さえ部材４と支持部材２との間に所定の空間が形成されているので、フランジ部１ｂ，１ｃの両面にそわせた各ガスケット７ｃ，７ｄの締付圧が一定に確保されるとともに、フランジ部１ｂ，１ｃに過大な締付力がかかることが防がれる。したがって、比較的脆いセラミック製のラジアントチューブに適用できる信頼性の高い保持構造になっている。
なお、マウントプレート３を炉壁等に設けられている取付座にボルト締めで取付ける構成は従来と同じであるから、従来のマウントプレートと互換性をもたせることができ、上記の保持構造が比較的コンパクトであることと相まって、脱着等のメンテナンスが容易となる。したがって、金属製のラジアントチューブをセラミック製に取り替えることが簡単にできるようになる。
【００１９】
次に、ラジアントチューブの保持構造の別例について説明する。図４はラジアントチューブの保持構造を示す断面図である。この例は、ラジアントチューブのフランジ部が特に厚い場合にも前述の保持構造を適用できるようにしたものである。
同図に示すラジアントチューブ１０は、Ｕ字状あるいはＷ字状に形成されており、両端に肉厚のフランジ部１１を有している。支持部材１２は前述の支持部材２と同様の二つ割り形状とされ、ガスケット１７ａをはさんでマウントプレート１３に対してボルト締めされている。マウントプレート１３は前述のマウントプレート３と同様形状で、貫通孔１３ａと段付面３ｃが形成されてなる取付部が設けられている。
【００２０】
ラジアントチューブ１０のフランジ部１１を押圧するための押さえ部材１４は、ガスケット１７ｃに密着する上板部１４ａがマウントプレート１３の上面から高く持ち上がった位置にあり、押さえ部材１４の突部１４ｂの下端が支持部材１２の上面（支持面）に当接するように形成され、突部１４ｂの中間位置にフランジ部１４ｃが設けられていて、フランジ部１４ｃの上面とマウントプレート１３の上面とが同じ高さになるように形成されている。
そして、フランジ部１４ｃの上面とマウントプレート１３の上面を、ガスケット１８ａをはさんでスペーサ１８が押圧し、そのスペーサ１８の上にガスケット１８ｂをはさんでバーナ本体５のフランジ５ｂ，５ｃが載り、スペーサ１８とフランジ５ｂ，５ｃがスタッド１３ｅとナット１３ｆで共締めされてマウントプレート１３に固定されるようになっている。
【００２１】
すなわち、本例は、支持部材１２と押さえ部材１４とスペーサ１８とによってフランジ部１１を保持できるようにしたものであり、フランジ部１１とガスケット１７ｃ，１７ｄは予め設定された空間に収められ、過大な締めつけ力がかかるのが防がれている。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、両端のフランジ部が同一方向を向くように湾曲したラジアントチューブのフランジ部を支持部材と押さえ部材ではさみつけて保持することができ、比較的簡単に組立てることができるとともに、フランジ用ガスケットを使用してシール性を確保することができる。
また、フランジ用ガスケットの圧縮厚さを規制して必要締めつけ圧を確保し、フランジ部には過大な締めつけ力がかからないようになっているので、取付ボルト等の締め過ぎでフランジ部を破損するおそれがない。
なお、この保持構造は、セラミック製のラジアントチューブを保持するのに適し、マウント部材と被取付部との取り合いは従来の寸法関係を踏襲できるので互換性の確保が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラジアントチューブの保持構造を説明するラジアントチューブバーナの要部分解斜視図である。
【図２】同ラジアントチューブバーナの取付構造を示す正面断面図である。
【図３】同ラジアントチューブバーナの取付構造を説明する側面図である。
【図４】ラジアントチューブの保持構造の別例を示す断面図である。
【図５】従来例のラジアントチューブを示す斜視図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】従来例のラジアントチューブの取付構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
１  ラジアントチューブ
１ｂ，１ｃ  フランジ部
２  支持部材
２ａ，２ｂ  ハーフピース
３  マウントプレート
３ｂ  貫通孔
３ｃ  段付面
４  押さえ部材
４ｂ  突部
５  バーナ本体
５ｂ，５ｃ  フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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