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JP6908018B2 - In-core support structure for W-type radiant tube - Google Patents
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JP6908018B2 - In-core support structure for W-type radiant tube - Google Patents

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Description

本発明は、工業用加熱炉に用いられるW型ラジアントチューブを炉内で支持する炉内支持構造に関するものである。 The present invention relates to an in-furnace support structure that supports a W-type radiant tube used in an industrial heating furnace in the furnace.

従来から、工業用加熱炉における金属帯等の加熱装置として、ラジアントチューブを用いたバーナ(ラジアントチューブバーナ)が設置されることが多い(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a burner using a radiant tube (radiant tube burner) is often installed as a heating device for a metal band or the like in an industrial heating furnace (for example, Patent Document 1).

ここでは、W型のラジアントチューブを用いたラジアントチューブバーナを対象にしており、その代表例を図4に示す。 Here, a radiant tube burner using a W-shaped radiant tube is targeted, and a typical example thereof is shown in FIG.

図4に示すように、このラジアントチューブバーナに用いられているW型ラジアントチューブ(以下、単に「ラジアントチューブ」ともいう)1は、4本の円形断面の直管(第1直管2、第2直管3、第3直管4、第4直管5)と3本の円形断面の曲管(第1曲管6、第2曲管7、第3曲管8)を備えた構造となっている。 As shown in FIG. 4, the W-shaped radiant tube (hereinafter, also simply referred to as “radiant tube”) 1 used in this radiant tube burner has four straight pipes having a circular cross section (first straight pipe 2, first straight pipe 2, first). 2 Straight pipe 3, 3rd straight pipe 4, 4th straight pipe 5) and 3 curved pipes with a circular cross section (1st curved pipe 6, 2nd curved pipe 7, 3rd curved pipe 8) It has become.

そして、ラジアントチューブ1は、加熱炉内に設置されて、加熱炉内を上下方向に走行する金属帯等の被加熱材(図示せず)の表面に直管2〜5の側面が対向するように配置されている。炉壁11bに設置されたバーナ(バーナ本体)から噴射された燃焼ガス9は、ラジアントチューブ1の内部を通過し、排ガス10として系外に排出される。 Then, the radiant tube 1 is installed in the heating furnace so that the side surfaces of the straight pipes 2 to 5 face the surface of the material to be heated (not shown) such as a metal band running in the heating furnace in the vertical direction. Is located in. The combustion gas 9 injected from the burner (burner main body) installed on the furnace wall 11b passes through the inside of the radiant tube 1 and is discharged to the outside of the system as exhaust gas 10.

言い換えれば、上方から下方に向かって順に、第1直管2、第1曲管6、第2直管3、第2曲管7、第3直管4、第3曲管8、第4直管5を備えていて、第1直管2がバーナ側、第4直管5が排ガス側に位置している。 In other words, from the top to the bottom, the first straight pipe 2, the first curved pipe 6, the second straight pipe 3, the second curved pipe 7, the third straight pipe 4, the third curved pipe 8, the fourth straight pipe. The pipe 5 is provided, the first straight pipe 2 is located on the burner side, and the fourth straight pipe 5 is located on the exhaust gas side.

その際に、燃焼ガス9の温度が1000°C以上となる極めて高温で操業する場合があり、そのためにラジアントチューブ1の各管2〜8はそれぞれ管軸方向に熱伸びする。そこで、炉壁11aに設置された受金具12と第3曲管8に設けられた第3曲管サポート13によってラジアントチューブ1が支持されるようにして、受金具12と第3曲管サポート13の間の摺動部14にて、上記の熱伸び分だけ摺動することで、ラジアントチューブ1に熱拘束力が生じない構造にしている。また、第2直管3と第3直管4との間には、上部直管(第1直管2、第2直管3)の荷重(自重)を下部直管(第3直管4、第4直管5)に受け渡すための荷重受け渡し部材17が設置されている。 At that time, the combustion gas 9 may be operated at an extremely high temperature of 1000 ° C. or higher, and therefore each of the tubes 2 to 8 of the radiant tube 1 is thermally expanded in the tube axis direction. Therefore, the radiant tube 1 is supported by the metal fitting 12 installed on the furnace wall 11a and the third curved pipe support 13 provided on the third curved pipe 8, and the metal fitting 12 and the third curved pipe support 13 are supported. By sliding the sliding portion 14 between the two by the above-mentioned thermal elongation, the radiant tube 1 has a structure in which no thermal binding force is generated. Further, between the second straight pipe 3 and the third straight pipe 4, the load (own weight) of the upper straight pipe (first straight pipe 2, second straight pipe 3) is applied to the lower straight pipe (third straight pipe 4). , A load delivery member 17 for delivering to the fourth straight pipe 5) is installed.

ただし、上記のようなラジアントチューブ1は、直管2〜5が曲げ荷重によって垂れ下がりするという問題があった。すなわち、ラジアントチューブ1内のガス温度は、ガス流れ方向の下流ほど温度が低くなるので、直管2、3、4、5が等しくは熱伸びしないため、ラジアントチューブ1全体が歪んで曲げ荷重が作用し、直管2〜5が垂れ下がりに至ることになる。このような直管の垂れ下がりが大きくなると、垂れ下がった第4直管が当該ラジアントチューブの下方に隣接するラジアントチューブの第1直管に接触して、ラジアントチューブの損傷や操業トラブルを招くことになる。 However, the radiant tube 1 as described above has a problem that the straight pipes 2 to 5 hang down due to a bending load. That is, since the gas temperature in the radiant tube 1 becomes lower toward the downstream in the gas flow direction, the straight pipes 2, 3, 4, and 5 do not expand equally, so that the entire radiant tube 1 is distorted and the bending load is applied. It acts and the straight pipes 2 to 5 will hang down. If the drooping of such a straight pipe becomes large, the hanging fourth straight pipe comes into contact with the first straight pipe of the radiant tube adjacent to the lower side of the radiant tube, which causes damage to the radiant tube and operation trouble. ..

この問題に対して、断面形状が楕円形であるようなラジアントチューブが提案されている(例えば、特許文献2)。なお、断面の楕円形は、上下方向(被加熱材の走行方向)を長軸としている。このように、楕円形断面の直管を用いることによって、上記の円形断面の直管2〜5に比べて断面性能が向上するので、曲げ荷重による垂れ下がりを低減させることができる。 To solve this problem, a radiant tube having an elliptical cross-sectional shape has been proposed (for example, Patent Document 2). The elliptical shape of the cross section has a long axis in the vertical direction (running direction of the material to be heated). As described above, by using the straight pipe having an elliptical cross section, the cross-sectional performance is improved as compared with the straight pipes 2 to 5 having a circular cross section, so that the sagging due to the bending load can be reduced.

また、最近、工業製品に対する高性能・高品質の要求が強くなり、工業用加熱炉における加熱条件も厳しくなったため、ラジアントチューブの熱負荷もますます大きくなってきた。そこで、特許文献3では、楕円形断面の直管の内部に曲がり防止用の補強材を配置して、ラジアントチューブの高強度化と長寿命化を図っている。 In addition, recently, the demand for high performance and high quality for industrial products has become stronger, and the heating conditions in industrial heating furnaces have become stricter, so that the heat load of the radiant tube has become more and more large. Therefore, in Patent Document 3, a reinforcing material for preventing bending is arranged inside a straight pipe having an elliptical cross section to increase the strength and the life of the radiant tube.

特開平9−303711号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-303711 特開平5−285533号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-285533 特開2016−161221号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-161221

上述した従来技術によって、ラジアントチューブ自体の強度不足に起因する管の垂れ下がりは抑制できるようになったが、管断面の楕円化や管内への補強材設置等によってラジアントチューブの自重が増加していることから、ラジアントチューブの炉内支持構造が適切でないと、炉内支持構造に起因する管の垂れ下がりが発生するという問題が生じる。 The above-mentioned conventional technique has made it possible to suppress the sagging of the pipe due to insufficient strength of the radiant tube itself, but the weight of the radiant tube is increasing due to the elliptical cross section of the pipe and the installation of a reinforcing material inside the pipe. Therefore, if the in-core support structure of the radiant tube is not appropriate, there arises a problem that the pipe hangs down due to the in-core support structure.

ここで、図4に示したラジアントチューブバーナを例にして、炉内支持構造に起因する管の垂れ下がりの発生状況を図5に示す。 Here, using the radiant tube burner shown in FIG. 4 as an example, FIG. 5 shows a state in which the pipe hangs down due to the in-furnace support structure.

図5に示すように、第3曲管8に設けられた第3曲管サポート13が、第3曲管8との接続部を起点にして斜め上方に折れ曲がって、上反り変形し、サポート機能が損なわれて、管(特に第4直管)の垂れ下がりが発生している。 As shown in FIG. 5, the third curved pipe support 13 provided in the third curved pipe 8 bends diagonally upward with the connection portion with the third curved pipe 8 as a starting point, warps and deforms upward, and has a support function. Is damaged, and the pipe (particularly the fourth straight pipe) hangs down.

上述したように、管(特に第4直管)の垂れ下がりが大きくなると、垂れ下がった第4直管が当該ラジアントチューブの下方に隣接するラジアントチューブの第1直管に接触して、ラジアントチューブの損傷や操業トラブルを招くことになる。 As described above, when the hanging of the pipe (particularly the 4th straight pipe) becomes large, the hanging 4th straight pipe comes into contact with the 1st straight pipe of the radiant tube adjacent to the lower side of the radiant tube, and the radiant tube is damaged. And will cause operational troubles.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ラジアントチューブバーナに用いられるW型ラジアントチューブの炉内支持構造として、炉内支持構造に起因する管の垂れ下がりの発生を抑制して、W型ラジアントチューブの長寿命化を可能にするW型ラジアントチューブの炉内支持構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and as an in-core support structure for a W-type radiant tube used in a radiant tube burner, the occurrence of pipe sagging due to the in-core support structure is suppressed. It is an object of the present invention to provide an in-core support structure for a W-type radiant tube, which enables a long life of the W-type radiant tube.

上記の課題を解決するために、まず、W型ラジアントチューブの炉内支持構造において、図5に示したような、第3曲管サポート13の上反り変形が発生するメカニズムについて検討した。 In order to solve the above problems, first, in the in-core support structure of the W-type radiant tube, the mechanism by which the third curved tube support 13 is warped and deformed as shown in FIG. 5 is examined.

その結果、図6に示すように、第3曲管8から第3曲管サポート13が受ける荷重によって、第3曲管サポート13に回転モーメントが作用して、第3曲管サポート13に上反り変形が生じていると考えられた。ここで、この回転モーメントは、受金具12の先端の上面が第3曲管サポート13の下面に接している個所を回転中心21として回転する回転モーメント(図6では、反時計回りに回転する回転モーメント)である。 As a result, as shown in FIG. 6, a rotational moment acts on the third curved tube support 13 due to the load received by the third curved tube 8 to the third curved tube support 13, and the third curved tube support 13 is warped upward. It was considered that the deformation had occurred. Here, this rotational moment is a rotational moment that rotates with the upper surface of the tip of the receiving metal fitting 12 in contact with the lower surface of the third curved tube support 13 as the rotation center 21 (in FIG. 6, the rotation rotates counterclockwise). Moment).

そこで、第3曲管サポート13の上反り変形を抑止するためには、第3曲管8からの荷重によって第3曲管サポート13に作用する回転モーメント(反時計回りに回転する回転モーメント)を、逆方向に回転する回転モーメント(時計回りに回転する回転モーメント)によって打ち消せばよいと考えた。 Therefore, in order to suppress the upward warp deformation of the third curved tube support 13, a rotational moment (rotational moment rotating counterclockwise) acting on the third curved tube support 13 due to the load from the third curved tube 8 is applied. , I thought that it should be canceled by the rotational moment that rotates in the opposite direction (rotational moment that rotates clockwise).

本発明は上記のような考えに基づいており、以下のような特徴を有している。 The present invention is based on the above idea and has the following features.

[1]上方から下方に向かって順に、第1直管、第1曲管、第2直管、第2曲管、第3直管、第3曲管、第4直管を備えていて、前記第1直管がバーナ側、前記第4直管が排ガス側に位置しているW型ラジアントチューブを炉内で支持するための炉内支持構造であって、
前記第1曲管に設置された第1曲管サポートと、前記第3曲管に設置された第3曲管サポートと、炉壁に取付けられて前記第3曲管サポートを支持する受金具と、前記第1曲管サポートと前記第3曲管サポートとの間を連結する連結ロッドとを有し、
前記第3曲管から前記第3曲管サポートが受ける荷重によって前記第3曲管サポートに作用する回転モーメントを、前記連結ロッドから前記第3曲管サポートが受ける荷重によって前記第3曲管サポートに作用する逆方向の回転モーメントで打ち消すようにしていることを特徴とするW型ラジアントチューブの炉内支持構造。
[1] The first straight pipe, the first curved pipe, the second straight pipe, the second curved pipe, the third straight pipe, the third curved pipe, and the fourth straight pipe are provided in this order from the upper side to the lower side. An in-core support structure for supporting a W-shaped radiant tube in which the first straight pipe is located on the burner side and the fourth straight pipe is located on the exhaust gas side.
The first curved pipe support installed on the first curved pipe, the third curved pipe support installed on the third curved pipe, and the metal fittings attached to the furnace wall to support the third curved pipe support. It has a connecting rod for connecting the first curved pipe support and the third curved pipe support.
The rotational moment acting on the third curved pipe support due to the load received from the third curved pipe by the third curved pipe support is applied to the third curved pipe support by the load received from the connecting rod by the third curved pipe support. An in-core support structure for a W-shaped radiant tube, which is characterized in that it is canceled by a rotational moment in the opposite direction in which it acts.

[2]前記連結ロッドを複数本有していることを特徴とする前記[1]に記載のW型ラジアントチューブの炉内支持構造。 [2] The in-core support structure for a W-shaped radiant tube according to the above [1], which comprises a plurality of the connecting rods.

[3]前記第1直管、前記第2直管、前記第3直管、前記第4直管、前記第1曲管、前記第2曲管、前記第3曲管のそれぞれの断面形状が全て同一の楕円形であることを特徴とする前記[1]または[2]に記載のW型ラジアントチューブの炉内支持構造。 [3] The cross-sectional shapes of the first straight pipe, the second straight pipe, the third straight pipe, the fourth straight pipe, the first curved pipe, the second curved pipe, and the third curved pipe are The in-core support structure for a W-shaped radiant tube according to the above [1] or [2], which is characterized in that they all have the same elliptical shape.

本発明によれば、ラジアントチューブバーナに用いられるW型ラジアントチューブの炉内支持構造として、炉内支持構造に起因する管の垂れ下がりの発生を抑制して、W型ラジアントチューブの長寿命化を可能にするW型ラジアントチューブの炉内支持構造を得ることができる。 According to the present invention, as the in-core support structure of the W-type radiant tube used for the radiant tube burner, it is possible to suppress the occurrence of pipe sagging due to the in-core support structure and extend the life of the W-type radiant tube. It is possible to obtain an in-core support structure for a W-shaped radiant tube.

本発明の実施形態1を示す図である。It is a figure which shows Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1における作用効果を示す図である。It is a figure which shows the action effect in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2を示す図である。It is a figure which shows Embodiment 2 of this invention. 従来技術を示す図である。It is a figure which shows the prior art. 従来技術において、炉内支持構造に起因する管の垂れ下がりの発生を示す図である。It is a figure which shows the occurrence of the sagging of a pipe due to the support structure in a furnace in the prior art. 従来技術において、炉内支持構造に起因する管の垂れ下がりが発生するメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism which the hanging of a pipe occurs due to the support structure in a furnace in the prior art. 実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1を示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施形態におけるW型ラジアントチューブ1は、図4に示したW型ラジアントチューブ1と同様に、4本の円形断面の直管(第1直管2、第2直管3、第3直管4、第4直管5)と3本の円形断面の曲管(第1曲管6、第2曲管7、第3曲管8)を備えた構造となっている。 As shown in FIG. 1, the W-shaped radiant tube 1 according to the embodiment of the present invention has four straight pipes having a circular cross section (first straight pipe 2, first straight tube 2, second) similar to the W-shaped radiant tube 1 shown in FIG. 2 Straight pipe 3, 3rd straight pipe 4, 4th straight pipe 5) and 3 curved pipes with a circular cross section (1st curved pipe 6, 2nd curved pipe 7, 3rd curved pipe 8) It has become.

そして、ラジアントチューブ1は、加熱炉内に設置されて、加熱炉内を上下方向に走行する金属帯等の被加熱材(図示せず)の表面に直管2〜5の側面が対向するように配置されている。炉壁11bに設置されたバーナ(バーナ本体)から噴射された燃焼ガス9は、ラジアントチューブ1の内部を通過し、排ガス10として系外に排出される。 Then, the radiant tube 1 is installed in the heating furnace so that the side surfaces of the straight pipes 2 to 5 face the surface of the material to be heated (not shown) such as a metal band running in the heating furnace in the vertical direction. Is located in. The combustion gas 9 injected from the burner (burner main body) installed on the furnace wall 11b passes through the inside of the radiant tube 1 and is discharged to the outside of the system as exhaust gas 10.

言い換えれば、上方から下方に向かって順に、第1直管2、第1曲管6、第2直管3、第2曲管7、第3直管4、第3曲管8、第4直管5を備えていて、第1直管2がバーナ側、第4直管5が排ガス側に位置している。 In other words, from the top to the bottom, the first straight pipe 2, the first curved pipe 6, the second straight pipe 3, the second curved pipe 7, the third straight pipe 4, the third curved pipe 8, the fourth straight pipe. The pipe 5 is provided, the first straight pipe 2 is located on the burner side, and the fourth straight pipe 5 is located on the exhaust gas side.

その上で、この実施形態1においては、W型ラジアントチューブ1を炉内で支持するための炉内支持構造として、第1曲管2に設置された第1曲管サポート18と、第3曲管8に設置された第3曲管サポート13と、炉壁11aに取付けられて第3曲管サポート13を支持する受金具12と、第1曲管サポート18と第3曲管サポート12との間を連結する連結ロッド19とを有している。なお、ここでは、第1曲管サポート18に設けたピン20aと第3曲管サポート13に設けたピン20bの間を連結ロッド19で連結して両端が回転ジョイントとなるようにして、管の熱変形を吸収するようにしている。 Then, in the first embodiment, as the in-core support structure for supporting the W-shaped radiant tube 1 in the furnace, the first curved tube support 18 installed in the first curved tube 2 and the third curved tube support 18 are used. The third curved pipe support 13 installed on the pipe 8, the metal fitting 12 attached to the furnace wall 11a to support the third curved pipe support 13, and the first curved pipe support 18 and the third curved pipe support 12 It has a connecting rod 19 for connecting the spaces. Here, the pin 20a provided on the first curved pipe support 18 and the pin 20b provided on the third curved pipe support 13 are connected by a connecting rod 19 so that both ends form rotary joints of the pipe. It is designed to absorb thermal deformation.

これによって、この実施形態1では、まず、第3曲管サポート13が受ける荷重が第3曲管8からと連結ロッド19からとに分散するので、第3曲管8から第3曲管サポート13が受ける荷重とそれによる回転モーメントが減少する。その上で、図2に示すように、第3曲管8から第3曲管サポート13が受ける荷重によって第3曲管サポート13に作用する回転モーメントが、連結ロッド19から第3曲管サポート13が受ける荷重によって第3曲管サポート13に作用する逆方向の回転モーメントで打ち消される。 As a result, in the first embodiment, the load received by the third curved pipe support 13 is first distributed from the third curved pipe 8 and from the connecting rod 19, so that the third curved pipe 8 to the third curved pipe support 13 are distributed. The load received by the tube and the resulting rotational moment are reduced. Then, as shown in FIG. 2, the rotational moment acting on the third curved tube support 13 due to the load received by the third curved tube 8 to the third curved tube support 13 is generated from the connecting rod 19 to the third curved tube support 13. Is canceled by the rotational moment in the opposite direction acting on the third curved pipe support 13 due to the load received by the pipe.

なお、第3曲管8から第3曲管サポート13が受ける荷重によって第3曲管サポート13に作用する回転モーメントは、受金具12の先端の上面が第3曲管サポート13の下面に接している個所を回転中心21として回転する回転モーメント(図2では、反時計回りに回転する回転モーメント)である。これに対して、連結ロッド19から第3曲管サポート13が受ける荷重によって第3曲管サポート13に作用する逆方向の回転モーメントは、受金具12の先端の上面が第3曲管サポート13の下面に接している個所を回転中心21として逆方向に回転する回転モーメント(図2では、時計回りに回転する回転モーメント)である。 The rotational moment acting on the third curved tube support 13 due to the load received from the third curved tube 8 to the third curved tube support 13 is such that the upper surface of the tip of the receiving metal fitting 12 is in contact with the lower surface of the third curved tube support 13. It is a rotational moment (rotational moment that rotates counterclockwise in FIG. 2) that rotates with the location 21 as the center of rotation. On the other hand, the rotation moment in the reverse direction acting on the third curved pipe support 13 due to the load received from the connecting rod 19 to the third curved pipe support 13 is such that the upper surface of the tip of the receiving metal fitting 12 is the third curved pipe support 13. It is a rotational moment that rotates in the opposite direction with a portion in contact with the lower surface as the rotation center 21 (in FIG. 2, a rotational moment that rotates clockwise).

この結果、この実施形態1においては、第3曲管サポート13の上反り変形が抑制され、第3曲管サポート13を受金具12に安定して接触させることができるようになり、管(特に第4直管5)の垂れ下がりが減少して、W型ラジアントチューブ1の長寿命化を可能になる。 As a result, in the first embodiment, the warp deformation of the third curved pipe support 13 is suppressed, and the third curved pipe support 13 can be stably brought into contact with the receiving metal fitting 12, and the pipe (particularly). The sagging of the fourth straight pipe 5) is reduced, and the life of the W-shaped radiant tube 1 can be extended.

なお、図1では、管の熱変形を吸収するために、連結ロッド19の両端が回転ジョイントになるようにしているが、場合によっては、連結ロッド19の片端のみが回転ジョイントになるようにしてもよい。また、長孔を用いた回転ジョイントにしてもよい。さらに、第3曲管サポート13と受金具12の間にコロを設けたり、耐熱塗料を塗布したりしてもよい。 In FIG. 1, both ends of the connecting rod 19 are rotary joints in order to absorb the thermal deformation of the pipe, but in some cases, only one end of the connecting rod 19 is a rotary joint. May be good. Further, a rotary joint using a long hole may be used. Further, a roller may be provided between the third curved tube support 13 and the receiving metal fitting 12, or a heat-resistant paint may be applied.

[実施形態2]
図3は、本発明の実施形態2を示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

上記の図1に示した本発明の実施形態1では、第1曲管サポート18と第3曲管サポーとト12との間を連結する連結ロッド19が1本であるが、連結ロッド19に掛かる荷重が大きくなった場合、連結ロッド19が座屈して充分な機能を果たせなくなる可能性がある。 In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 above, there is one connecting rod 19 that connects the first curved tube support 18, the third curved tube support, and the to 12 to the connecting rod 19. If the applied load becomes large, the connecting rod 19 may buckle and fail to perform a sufficient function.

そこで、この実施形態2では、基本的な構成は、図1に示した本発明の実施形態1と同じであるが、図3に示すように、連結ロッド19を複数本有している(図3では、連結ロッド19a、19bの2本)。 Therefore, in the second embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, but as shown in FIG. 3, a plurality of connecting rods 19 are provided (FIG. 2). In 3, two connecting rods 19a and 19b).

これによって、それぞれの連結ロッド19a、19bに掛かる荷重が小さくなり、連結ロッド19a、19bの座屈が回避される。 As a result, the load applied to the connecting rods 19a and 19b is reduced, and buckling of the connecting rods 19a and 19b is avoided.

なお、上記の実施形態1、2は、W型ラジアントチューブであれば適用することができる。特に、高重量になってしまう楕円形断面の管を用いたW型ラジアントチューブ(例えば、第1直管、第2直管、第3直管、第4直管、第1曲管、第2曲管、第3曲管のそれぞれの断面形状が全て同一の楕円形であるW型ラジアントチューブ)に適用すれば、より一層効果を発揮する。また、管内に伝熱促進体を設置して高重量になったW型ラジアントチューブにも適用することもよい。 The above embodiments 1 and 2 can be applied to any W-type radiant tube. In particular, a W-shaped radiant tube using a tube having an elliptical cross section that becomes heavy (for example, a first straight tube, a second straight tube, a third straight tube, a fourth straight tube, a first curved tube, a second If it is applied to a W-shaped radiant tube in which the cross-sectional shapes of the curved tube and the third curved tube are all the same elliptical shape), the effect is further exhibited. Further, it may be applied to a W-shaped radiant tube which has a heavy weight by installing a heat transfer promoter in the tube.

本発明の効果を検証するために、有限要素法による解析を行った。 In order to verify the effect of the present invention, an analysis was performed by the finite element method.

その際に、従来例として、図4に示した従来技術に基づく解析モデルを用い、これに対して、本発明例として、図1に示した本発明の実施形態1に基づく解析モデルを用いた。なお、管の断面形状はいずれも楕円形とした。 At that time, as a conventional example, an analysis model based on the prior art shown in FIG. 4 was used, whereas as an example of the present invention, an analysis model based on the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 was used. .. The cross-sectional shape of the pipe was elliptical.

その解析結果を図7に示す。第3曲管と第3曲管サポートとの接続点における垂下り量を比較したところ、本発明例では従来例の60%以下の垂下り量になることが示されている。 The analysis result is shown in FIG. When the amount of sagging at the connection point between the third curved pipe and the support of the third curved pipe is compared, it is shown that the amount of sagging in the example of the present invention is 60% or less of that of the conventional example.

これによって、本発明の有効性が確認された。 This confirmed the effectiveness of the present invention.

1 W型ラジアントチューブ
2 第1直管
3 第2直管
4 第3直管
5 第4直管
6 第1曲管
7 第2曲管
8 第3曲管
9 燃焼ガス
10 排ガス
11a 炉壁
11b 炉壁
12 受金具
13 第3曲管サポート
14 摺動部
17 荷重受け渡し部材
18 第1曲管サポート
19 連結ロッド
20a ピン
20b ピン
21 回転中心
1 W type radiant tube 2 1st straight pipe 3 2nd straight pipe 4 3rd straight pipe 5 4th straight pipe 6 1st curved pipe 7 2nd curved pipe 8 3rd curved pipe 9 Combustion gas 10 Exhaust gas 11a Furnace wall 11b Furnace Wall 12 Receiving metal fittings 13 3rd curved pipe support 14 Sliding part 17 Load transfer member 18 1st curved pipe support 19 Connecting rod 20a pin 20b pin 21 Rotation center

Claims (3)

上方から下方に向かって順に、第1直管、第1曲管、第2直管、第2曲管、第3直管、第3曲管、第4直管を備えていて、前記第1直管がバーナ側、前記第4直管が排ガス側に位置しているW型ラジアントチューブを炉内で支持するための炉内支持構造であって、
前記第1曲管に設置された第1曲管サポートと、前記第3曲管に設置された第3曲管サポートと、炉壁に取付けられて前記第3曲管サポートを支持する受金具と、前記第1曲管サポートと前記第3曲管サポートとの間を連結する連結ロッドとを有し、
前記第3曲管から前記第3曲管サポートが受ける荷重によって前記第3曲管サポートに作用する回転モーメントを、前記連結ロッドから前記第3曲管サポートが受ける荷重によって前記第3曲管サポートに作用する逆方向の回転モーメントで打ち消すようにしていることを特徴とするW型ラジアントチューブの炉内支持構造。
The first straight pipe, the first curved pipe, the second straight pipe, the second curved pipe, the third straight pipe, the third curved pipe, and the fourth straight pipe are provided in this order from the upper side to the lower side. It is an in-core support structure for supporting the W-shaped radiant tube in which the straight pipe is located on the burner side and the fourth straight pipe is located on the exhaust gas side.
The first curved pipe support installed on the first curved pipe, the third curved pipe support installed on the third curved pipe, and the metal fittings attached to the furnace wall to support the third curved pipe support. It has a connecting rod for connecting the first curved pipe support and the third curved pipe support.
The rotational moment acting on the third curved pipe support due to the load received from the third curved pipe by the third curved pipe support is applied to the third curved pipe support by the load received from the connecting rod by the third curved pipe support. An in-core support structure for a W-shaped radiant tube, which is characterized in that it is canceled by a rotational moment in the opposite direction in which it acts.
前記連結ロッドを複数本有していることを特徴とする請求項1に記載のW型ラジアントチューブの炉内支持構造。 The in-core support structure for a W-shaped radiant tube according to claim 1, wherein the W-shaped radiant tube has a plurality of connecting rods. 前記第1直管、前記第2直管、前記第3直管、前記第4直管、前記第1曲管、前記第2曲管、前記第3曲管のそれぞれの断面形状が全て同一の楕円形であることを特徴とする請求項1または2に記載のW型ラジアントチューブの炉内支持構造。 The cross-sectional shapes of the first straight pipe, the second straight pipe, the third straight pipe, the fourth straight pipe, the first curved pipe, the second curved pipe, and the third curved pipe are all the same. The in-core support structure for a W-shaped radiant tube according to claim 1 or 2, characterized in that it has an elliptical shape.
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