ラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法
【課題】レキュペレータに対するラジアントチューブからの輻射熱の影響を小さくして、該レキュペレータの熱による損傷を可及的に防止することができる、簡単且つ安価なレキュペレータ保護方法を得る。
【解決手段】ラジアントチューブ式加熱装置１において、レキュペレータ５を、ラジアントチューブ３内において該レキュペレータ５の先端部５ａが炉壁２の炉内側の面２ａから突出しない位置まで該ラジアントチューブ３に挿入すると共に、ラジアントチューブ３内おけるレキュペレータ５の先端部５ａよりも炉内側に、ラジアントチューブ３からの輻射熱を遮る遮断部１４とバーナー４の排ガスを流通させる流通部１５とを有する耐火部材１３を、該レキュペレータ５の先端部５ａに接触しない程度に近接させて配設する。
【解決手段】ラジアントチューブ式加熱装置１において、レキュペレータ５を、ラジアントチューブ３内において該レキュペレータ５の先端部５ａが炉壁２の炉内側の面２ａから突出しない位置まで該ラジアントチューブ３に挿入すると共に、ラジアントチューブ３内おけるレキュペレータ５の先端部５ａよりも炉内側に、ラジアントチューブ３からの輻射熱を遮る遮断部１４とバーナー４の排ガスを流通させる流通部１５とを有する耐火部材１３を、該レキュペレータ５の先端部５ａに接触しない程度に近接させて配設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理用のラジアントチューブ式の加熱装置において、ラジアントチューブバーナーに送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータを輻射熱から保護するレキュペレータ保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば金属鋼帯の加熱等に使用する熱処理炉のラジアントチューブ式加熱装置としては、特許文献１に示すように、略Ｗ字状に屈曲させたラジアントチューブの一端にバーナーを、他端側に、ラジアントチューブ内の排ガスの顕熱を熱交換して該バーナーに送る燃焼用空気を加熱するレキュペレータをそれぞれ挿入して取付け、該レキュペレータによって加熱された燃焼用空気を炉壁外に設けられたダクトを通してバーナーに供給する構成のものが広く知られている。上記レキュペレータは、耐熱鋼からなる外筒の内部に、空気源から燃焼用空気を流入させる内筒が配設された全体として二重の筒状のもので、燃焼用空気は外筒を介してラジアントチューブ内を流れる排ガスの顕熱と熱交換される。
【０００３】
この種の加熱装置においては、上記レキュペレータは、ラジアントチューブ内に晒されているため、バーナーの排ガスの熱、さらにはラジアントチューブからの輻射熱の影響を直接的に受けることになる。特に、ラジアントチューブからの輻射熱は、排ガスに近い温度に達していて、全体として大きな熱量を有していることから、レキュペレータにおけるラジアントチューブ内に晒される部分、即ち外筒には、排ガスの熱に伴う熱量に加えて輻射熱に伴う熱量も負荷されることになる。通常、レキュペレータの外筒の耐熱性は、バーナーの排ガスの温度や熱量のみを考慮して設定されることから、レキュペレータの内部を流れる低温の燃焼用空気との間で熱交換が行われたとしても、レキュペレータの外筒は依然として輻射熱の膨大な熱量が負荷され、予想外に高い温度となっている場合が多い。
この結果、上記レキュペレータは、排ガスの熱及びラジアントチューブからの輻射熱の影響による熱応力、酸化減肉、ヒートショック等によって亀裂が生じ、損傷する場合があり、レキュペレータの先端部はこの傾向が顕著であった。しかも、その亀裂が生じた部分から燃焼用空気が吹き出して異常燃焼を起こしてしまうため、排気煙道での赤熱や燃料使用量の増加、加熱装置の加熱能力の低下などの問題を引き起こし、修繕等にも多大な時間と費用を要していた。
【０００４】
上述のようなレキュペレータの熱による損傷を防ぐため、従来ではレキュペレータの外筒を耐熱性の高いものに交換することが行われていたが、より高温に耐えられるものを選択するほどＮｉやＣｒ等の高価な材料の含有量が上昇するため、交換に多くの費用が必要となっていた。また、外筒を、例えば特許文献２に示すような耐熱性の高いセラミックス管とすることも考えられるが、非常に高価であるため、やはり費用面で問題があった。
しかも、レキュペレータの外筒の交換は、費用だけでなく交換のための時間も多く必要であるため、操業を長期にわたり停止しなければならないという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５９−５９６２９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、ラジアントチューブ式加熱装置において、レキュペレータに対するラジアントチューブからの輻射熱の影響を小さくして、該レキュペレータの熱による損傷を可及的に防止することができる、簡単且つ安価なレキュペレータ保護方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法は、両端部が熱処理炉の炉壁外方に導出されたラジアントチューブと、該ラジアントチューブの一端側に上記炉壁の炉外側から挿入されたバーナーと、上記ラジアントチューブの他端側に上記炉壁の炉外側から挿入されて、該バーナーに送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータとを備えたラジアントチューブ式加熱装置におけるレキュペレータの保護方法であって、上記レキュペレータを、上記ラジアントチューブ内において該レキュペレータの先端部が炉壁の炉内側の面から突出しない位置まで該ラジアントチューブに挿入すると共に、ラジアントチューブ内におけるレキュペレータの先端部よりも炉内側に、ラジアントチューブからの輻射熱を遮る遮断部とバーナーの排ガスを流通させる流通部とを有する耐火部材を、該レキュペレータの先端部に接触しない程度に近接させて配設することを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、上記ラジアントチューブ内に配設する耐火部材の数を増加させることにより、これら耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させることができる。
また、本発明においては、上記耐火部材の遮断部を、ラジアントチューブの軸線方向に沿う方向に延びる軸部と、該軸部に沿って放射状に立ち上がる複数の突部とを有する構成とすることができる。この場合においては、上記ラジアントチューブ内に、複数の耐火部材を該ラジアントチューブの軸線方向に直列状に並べ、且つこれら耐火部材を、軸線周りに角度を相互にずらすことにより各耐火部材の突部の位置が相互にずれた状態で配置することができる。
【０００９】
本発明によれば、ラジアントチューブ内におけるレキュペレータの先端部よりも炉内側に、ラジアントチューブからの輻射熱を遮る遮断部とバーナーの排ガスを流通させる流通部とを有する耐火部材を、該レキュペレータの先端部に接触しない程度に近接させて配設することにより、熱交換に必要な熱を有する排ガスは流通部から流通させる一方で、ラジアントチューブからの輻射熱は遮断部で大幅に遮られる。
この結果、ラジアントチューブからの輻射熱のレキュペレータへの伝熱を直接的且つ確実に減少させることができ、これにより熱の影響によるレキュペレータの損傷を抑制防止し、長寿命化を図ることができる。
さらに、上記レキュペレータを、上記ラジアントチューブ内において該レキュペレータの先端部が炉壁の炉内側に突出しない位置まで該ラジアントチューブに挿入したことにより、炉内側にあるラジアントチューブからの輻射熱がレキュペレータに伝わる範囲をできる限り小さくしたため、レキュペレータがラジアントチューブ内において炉壁の炉内側に突出した場合に比べて、ラジアントチューブからの輻射熱の影響を小さくすることができる。
【００１０】
また、レキュペレータの位置を調整すると共に、ラジアントチューブ内に耐火部材を配設することによって比較的に簡単且つ短時間の作業でレキュペレータを確実に保護することができる上、レキュペレータの保護・長寿命化を図るに際して、レキュペレータに高耐熱性を有する高価な材質のものを使用する場合に比べ、非常に安価であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のレキュペレータ保護方法が実施されるラジアントチューブ式加熱装置を模式的に示す一部破断側面図である
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係る耐火部材の斜視図である。
【図４】耐火部材をラジアントチューブ内に配設した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明のレキュペレータ保護方法の実施に使用されるラジアントチューブ式加熱装置を示すもので、この加熱装置１は、両端部が熱処理炉の共通の炉壁２外方側に気密に導出されたラジアントチューブ３と、該ラジアントチューブ３の一端側に上記炉壁２の炉外側から挿入されたバーナー４と、上記ラジアントチューブ３の他端側に上記炉壁２の炉外側から挿入されて、該バーナー４に送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータ５とを備えている。
【００１３】
上記ラジアントチューブ３は、バーナーの燃焼により発生した熱を金属管を介して間接的に炉内に熱を供給する役割を持ち、これにより金属材料を酸化させずに高品位に熱処理を行うことを可能としたものである。具体的に、このラジアントチューブ３は、全体として略Ｗ字状に屈曲されていると共に、両端部が共通の炉壁２の外方側の面上に開口した状態で該炉壁２に固定されていて、バーナー４の燃焼に伴う排ガスがバーナー側の端部からレキュペレータ側の端部に向けて流される構成となっている。なお、図１のラジアントチューブは、屈曲された部分以外はほぼ直線状に形成されている例を示している。
上記バーナー４は、メインガス供給管７により供給されたメインガスに着火して、上記レキュペレータ５から送られてきた燃焼用空気と共に燃焼させる構成となっている。なお、上記バーナー４の基端側の下部には、レキュペレータ５から送られてくる予熱された燃焼用空気を流入させる筒状のダクト８の上端部が取付けられている。
【００１４】
上記レキュペレータ５は、先端側が半球面状に閉塞された外筒９と、該外筒９の内部に外筒９の基端側から挿通されて、空気源から燃焼用空気を外筒９内に流入させる内筒１０とを備えている。そして、外筒９内に流入した燃焼用空気を、該外筒９の筒壁９ａを介してラジアントチューブ３内の排ガス顕熱と熱交換させる構成となっている。
上記外筒９の基端側の上部には、上記バーナー４に予熱した燃焼用空気を送る上記ダクト８の下端部が取付けられ、また、炉壁２の外方側において外筒９を覆うカバー１１の下部には排ガスを外部に排出する排気煙道１２が取付けられている。
また、上記レキュペレータ５は、外筒９の軸線がラジアントチューブ３の軸線上に位置するように、つまりラジアントチューブ３の径の中心に位置するように、該ラジアントチューブ３内に挿入されている。
【００１５】
上記構成のラジアントチューブ式加熱装置１において上記レキュペレータの保護を図るに際して、本発明の保護方法においては、まずラジアントチューブ３に対するレキュペレータ５の位置を調整する。
即ち、上記レキュペレータ５を、上記ラジアントチューブ３内において該レキュペレータ５の先端部５ａが炉壁２の炉内側の面２ａから突出しない位置まで該ラジアントチューブ３に挿入し、位置を固定する。
この実施の形態では、上記レキュペレータ５の先端部５ａが、ラジアントチューブ３内において上記炉壁２の炉内側の面２ａと同じ面上に位置するように、レキュペレータ５全体を炉壁２の外方側に移動させた状態（即ち、レキュペレータ５の外筒９を、ラジアントチューブ３に対して浅めに挿し込んだ状態）としている。
【００１６】
このように、上記レキュペレータ５を、ラジアントチューブ３内において炉壁２の炉内側から完全に引っ込めることにより、温度の高い炉内側のラジアントチューブ３からの輻射熱がレキュペレータ５に伝熱する範囲が狭まるため、レキュペレータ５がラジアントチューブ３内において炉壁２の炉内側に突出している場合に比べて、炉内側に位置するラジアントチューブ３からの輻射熱の影響を小さくすることができる。
【００１７】
その一方で、ラジアントチューブ３内におけるレキュペレータ５の先端部５ａよりも炉内側に、ラジアントチューブ３からの輻射熱を遮って、該輻射熱のレキュペレータ５への伝熱量を大幅に減少させる耐火部材１３を、該レキュペレータ５の先端部５ａに接触しない程度にできる限り近接させて配設する。これにより、レキュペレータ５の先端側に、ラジアントチューブ３からの輻射熱を直接的に遮る壁が形成されるため、レキュペレータ５に対する輻射熱による熱量を大幅に減少させることができる。
【００１８】
ここで、上記耐火部材１３は、ラジアントチューブ３からの輻射熱を遮る遮断部１４と、上記バーナー４の排ガスを流通させる流通部１５とを有するもので、一般の耐火ブロックや耐火レンガ等の汎用の耐火物と同等の素材により形成されている。
より具体的に、上記耐火部材１３は、ラジアントチューブ３の軸線方向（直線部分の軸線方向）にある程度の厚みを有するブロック状のもので、図３に示すように、上記遮断部１４を、ラジアントチューブ３の直線部分の軸線方向に沿う方向に延びる軸部１４ａと、該軸部１４ａに沿ってこの軸部１４ａから９０度間隔で四方に放射状に立ち上がった、４つの同形板状の突部１４ｂとを備えた断面略十字形状に形成されている。そして、この４つの突部１４ｂの間の空間が上記流通部１５となっている。
また、この耐火部材１３は、相反する方向に立ち上がる２つの突部１４ｂ、１４ｂの各先端間の距離が、上記ラジアントチューブ３の内径とほぼ同じか若干小さくなるように設定されていて、ラジアントチューブ３内に設置する際に各突部１４ｂの先端部をラジアントチューブの内周壁に当接させることにより、上記軸部１４ａが突部１４ｂによって、ラジアントチューブ３の直線部分の軸線上であってレキュペレータ５の先端部５ａと対向する位置に安定的に支持されるようにしている。
【００１９】
さらに、この実施の形態においては、レキュペレータ５の保護に際して、図２及び図４に示すように、上述の構成の耐火部材１３が２個使用されていて、これらの耐火部材１３，１３は、ラジアントチューブ３内に、該ラジアントチューブ３の軸線方向に直列状に且つ相互に近接させた状態で配設されている。
また、これらの耐火部材１３，１３は、図２及び図４に示すように、軸線周りに角度（図２及び図４の場合は４５度）を相互にずらした状態、即ち、各軸部１４ａが両耐火部材１３，１３ともラジアントチューブ３の直線部分の軸線上に位置した状態で、突部１４ｂのみが相互にずれた状態で配置されている。つまり、レキュペレータ５が挿し込まれたラジアントチューブ３の開口側から見た場合には、レキュペレータ側に位置する手前側の耐火部材１３の流通部１５から、奥側に位置する耐火部材１３の突部１４ｂが見えるような状態となる（特に図４参照）。
【００２０】
このように、２つの耐火部材１３，１３をラジアントチューブ３内に配設する一方、これらの耐火部材１３，１３を、軸線周りに角度を相互にずらして各耐火部材１３，１３の遮断部１４の突部１４ｂの位置が相互にずれた状態で配置することにより、これら耐火部材１３，１３の遮断部１４全体がなす該耐火部材１３の軸線方向の投影面積が、耐火部材単体の場合に比べて増大する。これにより、実質的に、ラジアントチューブ３からの輻射熱がレキュペレータ５に向けて透過する範囲が一層小さくなるため、レキュペレータ５に伝熱される輻射熱をより確実且つより大幅に遮ることが可能となる。
その一方で、２個の耐火部材１３，１３は軸線方向に直列状されているため、たとえ各耐火部材１３，１３の各突部１４ｂの位置が相互にずれたことによって遮断部１４全体がなす軸線方向の投影面積が増大しても、上記流通部１５の空間は常に確保され、したがって、排ガスの流通が阻害されることはない。
【００２１】
ところで、上記耐火部材全体をラジアントチューブの軸線方向から見た場合の該耐火部材の遮断部がなす見かけの面積、即ち、両耐火部材１３，１３の遮断部１４全体がなす軸線方向の投影面積は、その面積が大きいほど輻射熱のレキュペレータへの伝熱を遮ることができる。したがって、耐火部材全体としての投影面積が大きいほど、即ち該投影面積がラジアントチューブ内の径方向の断面積に近づくほどレキュペレータの保護効果が向上することになる。
耐火部材の遮断部全体がなす軸線方向の投影面積については、レキュペレータの外筒の表面温度の減少具合と、耐火部材に対する排ガスの通風抵抗や、排ガスに含まれるカーボンや灰が耐火部材に付着することによる流通部の閉塞の可能性を考慮して最も適切な大きさに設定する必要があるが、基本的に、この投影面積は、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積中において流通部に相当する面積よりも大きいこと、つまり遮断部全体の投影面積が、耐火部材の軸線方向から見た場合の流通部に相当する見かけの面積よりも大きいことが好ましい。
この場合において、遮断部全体の投影面積は、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積の６０％以上を占める（投影率）となる程度に設定することが望ましく、さらには８０％以上を占める程度に設定することが望ましい。
【００２２】
以上のように、上述のレキュペレータの保護方法によれば、上記レキュペレータ５を、先端部５ａが炉壁２の炉内側に突出しない位置まで該ラジアントチューブ３に挿入させた上、ラジアントチューブ３内おけるレキュペレータ５の先端部５ａよりも炉内側に、上記耐火部材１３，１３を該レキュペレータ５の先端部５ａに接触しない程度に近接させたことにより、炉壁２と耐火部材１３，１３とが、ラジアントチューブ３からの輻射熱をレキュペレータ５に伝熱する範囲及び経路を大きく狭めることとなる。
これにより、上記輻射熱は、炉壁２及び耐火部材１３，１３によりレキュペレータ５に至る前に大幅に遮られるため、この輻射熱によるレキュペレータ５への伝熱量を確実に減少させて該レキュペレータ５の熱負荷を軽減することができ、したがって、従来過度に上昇していたレキュペレータ５（具体的には外筒９）の温度を下げることが可能となる。この結果、排ガスの熱と輻射熱とを含む熱の影響によるレキュペレータ５の損傷を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００２３】
さらに、上記レキュペレータの保護方法によれば、レキュペレータ５の位置の調整、及びラジアントチューブ３内に耐火部材１３を配設するという簡単且つ短時間の作業でレキュペレータの安定的且つ確実な保護を図ることができるという利点がある。しかも、レキュペレータの保護・長寿命化を図るに際して、レキュペレータに高耐熱性を有するセラミックス等の高価な材質のものを使用する場合に比べ、非常に安価である。
【００２４】
上記実施の形態においては、レキュペレータ５を、該レキュペレータ５の先端部５ａが、ラジアントチューブ３内において上記炉壁２の炉内側の面２ａと同じ面上に位置するようにラジアントチューブに挿入、固定しているが、レキュペレータの位置は、先端部が上記ラジアントチューブ内において炉壁の炉内側の面から突出しない位置であればよく、例えば先端部が炉壁の炉内側の面と外方側の面（即ち炉壁の厚み内）に位置するようにレキュペレータの位置を調整してもよい。ただし、ラジアントチューブ内の排ガスの熱をレキュペレータによる熱交換に有効利用すべき点を考慮すると、該レキュペレータは、先端部が炉壁の炉内側の面から突出しない範囲で該炉内側の面に可能な限り近い位置となるように配設することが好ましい。
【００２５】
また、上記耐火部材１３の形状は、上述のような断面十字形状である必要はなく、突部の数を３個以下、または５個以上としたものであってもよい。これ以外にも、断面が略三角形、略四角形、あるいは星型等の多角形のものや、ブロック状や板状の各形状の基材に流通部として複数の穴を貫設したり螺旋状の溝を切設したりしたもの等、ラジアントチューブに対して遮断部と流通部とが形成されたものであれば各種形状のものを採用することができる。
【００２６】
また、上記実施の形態においては、上記ラジアントチューブ内に配設する耐火部材の数を２個とした例について述べたが、耐火部材の数をより増加（例えば３個以上）させることにより、これら耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させてもよい。また、この場合において、使用する耐火部材の形状はすべて同じである必要はなく、複数種の形状のものを併用することができる。
なお、耐火部材の数については、必要な投影面積を確保できるのであれば、１個であってもかまわないことはもちろんである。この場合において、その耐火部材単体は、遮断部がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積が、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積中において上記流通部に相当する面積よりも大きい形状とすることが望ましい。
【００２７】
さらに、上記実施の形態では、耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させる手段として、断面十字形状の２つの耐火部材１３，１３を軸線周りに４５度相互にずらした状態でラジアントチューブ３内に配置しているが、耐火部材全体としての必要な投影面積に応じて、相互の角度を変えて投影面積を調整してもよい。
この点については、耐火部材を３個以上使用する場合も同様で、必要な投影面積に応じて、それらの耐火部材全体がなす投影面積の大きさを、各耐火部材の軸線周りの角度をそれぞれ調整することにより増減することができる。また、この場合においては、使用する耐火部材の遮断部全体がなす軸線方向の投影面積が、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積中において上記流通部に相当する面積よりも大きくなるように、各耐火部材の軸線周りの角度を配置を相互にずらす等、適切な態様で配置することが好ましい。
【実施例】
【００２８】
本発明のレキュペレータ保護方法の効果を調べるため、上記実施の形態の構成のラジアントチューブ式加熱装置において、上述したレキュペレータ保護方法を実施し、レキュペレータの外筒における先端部の表面温度を測定した。
上記レキュペレータ保護方法を実施するに際しては、バーナーの火力を一定にした状態した上で、耐火部材全体の投影面積が異なる耐火部材、具体的には、ラジアントチューブ内の径方向の断面積に対する耐火部材全体の投影面積（投影率）が４０％，６０％，８０％，９０％，９４％のものをレキュペレータの先端側に配置し、各投影面積ごとにレキュペレータ先端部の表面温度をそれぞれ測定するようにした。一方で、耐火部材を配設しない場合、即ち本発明の保護方法を実施しない場合（投影率０％）についても、レキュペレータ先端部の表面温度を測定した。
なお、実験に際しての主な条件は次の通りである。
（１）ラジアントチューブの径方向の断面積： ２４８７２ｍｍ２
（２）レキュペレータの軸線方向の投影面積（外筒部分）： １７６６３ｍｍ２
（３）レキュペレータの外筒の材質： 耐熱鋼（ＳＣＨ１３（ＪＩＳ Ｇ５１２２））
（４）熱交換前の燃焼用空気の温度： ３５℃
【００２９】
実験の結果、レキュペレータの外筒における先端部の表面温度は、耐火部材全体の投影率が４０％の場合９３１℃、６０％の場合９０３℃、８０％の場合８４２℃、９０％の場合７７２℃、９４％の場合７２９℃であった。一方、耐火部材を配設しなかった場合の上記先端部の表面温度は９５６度であった。
また、耐火部材全体の投影率における排ガスの温度についても測定したところ、本発明によってラジアントチューブからレキュペレータへの輻射伝熱量が小さくなることにより、レキュペレータは排ガスの顕熱をより効率的に回収することができるようになったため、耐火部材を配設しなかった場合の排ガス温度７２０℃に比べて、投影率が６０％の場合の排ガス温度は約１０℃低下、投影率が９４％の場合は約４０℃低下しており、バーナーに使用する燃料の節約に繋がっていることがわかった。
【００３０】
以上により、本発明のレキュペレータ保護方法を実施することにより、レキュペレータの外筒の表面温度を確実に下げることができることがわかった。
さらには、耐火部材の投影面積を大きくするほどレキュペレータの先端部の表面温度は下がることが実証された。特に、投影率が６０％の場合は、耐火部材を配置しなかった場合よりも５０℃以上、投影率８０％の場合は１００℃以上も表面温度を下げることができることから、耐火部材の投影面積を大きくすることによってレキュペレータの保護効果を向上させることができることがわかった。
以上のように、本発明のレキュペレータ保護方法によれば、該レキュペレータの表面温度を確実に抑制し、レキュペレータに対する熱の影響を抑えることが可能であることが実証された。
【符号の説明】
【００３１】
１ ラジアントチューブ式加熱装置
２ 炉壁
２ａ 炉壁の炉内側の面
３ ラジアントチューブ
４ バーナー
５ レキュペレータ
１３ 耐火部材
１４ 遮断部
１４ａ 軸部
１４ｂ 突部
１５ 流通部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理用のラジアントチューブ式の加熱装置において、ラジアントチューブバーナーに送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータを輻射熱から保護するレキュペレータ保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば金属鋼帯の加熱等に使用する熱処理炉のラジアントチューブ式加熱装置としては、特許文献１に示すように、略Ｗ字状に屈曲させたラジアントチューブの一端にバーナーを、他端側に、ラジアントチューブ内の排ガスの顕熱を熱交換して該バーナーに送る燃焼用空気を加熱するレキュペレータをそれぞれ挿入して取付け、該レキュペレータによって加熱された燃焼用空気を炉壁外に設けられたダクトを通してバーナーに供給する構成のものが広く知られている。上記レキュペレータは、耐熱鋼からなる外筒の内部に、空気源から燃焼用空気を流入させる内筒が配設された全体として二重の筒状のもので、燃焼用空気は外筒を介してラジアントチューブ内を流れる排ガスの顕熱と熱交換される。
【０００３】
この種の加熱装置においては、上記レキュペレータは、ラジアントチューブ内に晒されているため、バーナーの排ガスの熱、さらにはラジアントチューブからの輻射熱の影響を直接的に受けることになる。特に、ラジアントチューブからの輻射熱は、排ガスに近い温度に達していて、全体として大きな熱量を有していることから、レキュペレータにおけるラジアントチューブ内に晒される部分、即ち外筒には、排ガスの熱に伴う熱量に加えて輻射熱に伴う熱量も負荷されることになる。通常、レキュペレータの外筒の耐熱性は、バーナーの排ガスの温度や熱量のみを考慮して設定されることから、レキュペレータの内部を流れる低温の燃焼用空気との間で熱交換が行われたとしても、レキュペレータの外筒は依然として輻射熱の膨大な熱量が負荷され、予想外に高い温度となっている場合が多い。
この結果、上記レキュペレータは、排ガスの熱及びラジアントチューブからの輻射熱の影響による熱応力、酸化減肉、ヒートショック等によって亀裂が生じ、損傷する場合があり、レキュペレータの先端部はこの傾向が顕著であった。しかも、その亀裂が生じた部分から燃焼用空気が吹き出して異常燃焼を起こしてしまうため、排気煙道での赤熱や燃料使用量の増加、加熱装置の加熱能力の低下などの問題を引き起こし、修繕等にも多大な時間と費用を要していた。
【０００４】
上述のようなレキュペレータの熱による損傷を防ぐため、従来ではレキュペレータの外筒を耐熱性の高いものに交換することが行われていたが、より高温に耐えられるものを選択するほどＮｉやＣｒ等の高価な材料の含有量が上昇するため、交換に多くの費用が必要となっていた。また、外筒を、例えば特許文献２に示すような耐熱性の高いセラミックス管とすることも考えられるが、非常に高価であるため、やはり費用面で問題があった。
しかも、レキュペレータの外筒の交換は、費用だけでなく交換のための時間も多く必要であるため、操業を長期にわたり停止しなければならないという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５９−５９６２９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、ラジアントチューブ式加熱装置において、レキュペレータに対するラジアントチューブからの輻射熱の影響を小さくして、該レキュペレータの熱による損傷を可及的に防止することができる、簡単且つ安価なレキュペレータ保護方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法は、両端部が熱処理炉の炉壁外方に導出されたラジアントチューブと、該ラジアントチューブの一端側に上記炉壁の炉外側から挿入されたバーナーと、上記ラジアントチューブの他端側に上記炉壁の炉外側から挿入されて、該バーナーに送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータとを備えたラジアントチューブ式加熱装置におけるレキュペレータの保護方法であって、上記レキュペレータを、上記ラジアントチューブ内において該レキュペレータの先端部が炉壁の炉内側の面から突出しない位置まで該ラジアントチューブに挿入すると共に、ラジアントチューブ内におけるレキュペレータの先端部よりも炉内側に、ラジアントチューブからの輻射熱を遮る遮断部とバーナーの排ガスを流通させる流通部とを有する耐火部材を、該レキュペレータの先端部に接触しない程度に近接させて配設することを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、上記ラジアントチューブ内に配設する耐火部材の数を増加させることにより、これら耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させることができる。
また、本発明においては、上記耐火部材の遮断部を、ラジアントチューブの軸線方向に沿う方向に延びる軸部と、該軸部に沿って放射状に立ち上がる複数の突部とを有する構成とすることができる。この場合においては、上記ラジアントチューブ内に、複数の耐火部材を該ラジアントチューブの軸線方向に直列状に並べ、且つこれら耐火部材を、軸線周りに角度を相互にずらすことにより各耐火部材の突部の位置が相互にずれた状態で配置することができる。
【０００９】
本発明によれば、ラジアントチューブ内におけるレキュペレータの先端部よりも炉内側に、ラジアントチューブからの輻射熱を遮る遮断部とバーナーの排ガスを流通させる流通部とを有する耐火部材を、該レキュペレータの先端部に接触しない程度に近接させて配設することにより、熱交換に必要な熱を有する排ガスは流通部から流通させる一方で、ラジアントチューブからの輻射熱は遮断部で大幅に遮られる。
この結果、ラジアントチューブからの輻射熱のレキュペレータへの伝熱を直接的且つ確実に減少させることができ、これにより熱の影響によるレキュペレータの損傷を抑制防止し、長寿命化を図ることができる。
さらに、上記レキュペレータを、上記ラジアントチューブ内において該レキュペレータの先端部が炉壁の炉内側に突出しない位置まで該ラジアントチューブに挿入したことにより、炉内側にあるラジアントチューブからの輻射熱がレキュペレータに伝わる範囲をできる限り小さくしたため、レキュペレータがラジアントチューブ内において炉壁の炉内側に突出した場合に比べて、ラジアントチューブからの輻射熱の影響を小さくすることができる。
【００１０】
また、レキュペレータの位置を調整すると共に、ラジアントチューブ内に耐火部材を配設することによって比較的に簡単且つ短時間の作業でレキュペレータを確実に保護することができる上、レキュペレータの保護・長寿命化を図るに際して、レキュペレータに高耐熱性を有する高価な材質のものを使用する場合に比べ、非常に安価であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のレキュペレータ保護方法が実施されるラジアントチューブ式加熱装置を模式的に示す一部破断側面図である
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係る耐火部材の斜視図である。
【図４】耐火部材をラジアントチューブ内に配設した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明のレキュペレータ保護方法の実施に使用されるラジアントチューブ式加熱装置を示すもので、この加熱装置１は、両端部が熱処理炉の共通の炉壁２外方側に気密に導出されたラジアントチューブ３と、該ラジアントチューブ３の一端側に上記炉壁２の炉外側から挿入されたバーナー４と、上記ラジアントチューブ３の他端側に上記炉壁２の炉外側から挿入されて、該バーナー４に送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータ５とを備えている。
【００１３】
上記ラジアントチューブ３は、バーナーの燃焼により発生した熱を金属管を介して間接的に炉内に熱を供給する役割を持ち、これにより金属材料を酸化させずに高品位に熱処理を行うことを可能としたものである。具体的に、このラジアントチューブ３は、全体として略Ｗ字状に屈曲されていると共に、両端部が共通の炉壁２の外方側の面上に開口した状態で該炉壁２に固定されていて、バーナー４の燃焼に伴う排ガスがバーナー側の端部からレキュペレータ側の端部に向けて流される構成となっている。なお、図１のラジアントチューブは、屈曲された部分以外はほぼ直線状に形成されている例を示している。
上記バーナー４は、メインガス供給管７により供給されたメインガスに着火して、上記レキュペレータ５から送られてきた燃焼用空気と共に燃焼させる構成となっている。なお、上記バーナー４の基端側の下部には、レキュペレータ５から送られてくる予熱された燃焼用空気を流入させる筒状のダクト８の上端部が取付けられている。
【００１４】
上記レキュペレータ５は、先端側が半球面状に閉塞された外筒９と、該外筒９の内部に外筒９の基端側から挿通されて、空気源から燃焼用空気を外筒９内に流入させる内筒１０とを備えている。そして、外筒９内に流入した燃焼用空気を、該外筒９の筒壁９ａを介してラジアントチューブ３内の排ガス顕熱と熱交換させる構成となっている。
上記外筒９の基端側の上部には、上記バーナー４に予熱した燃焼用空気を送る上記ダクト８の下端部が取付けられ、また、炉壁２の外方側において外筒９を覆うカバー１１の下部には排ガスを外部に排出する排気煙道１２が取付けられている。
また、上記レキュペレータ５は、外筒９の軸線がラジアントチューブ３の軸線上に位置するように、つまりラジアントチューブ３の径の中心に位置するように、該ラジアントチューブ３内に挿入されている。
【００１５】
上記構成のラジアントチューブ式加熱装置１において上記レキュペレータの保護を図るに際して、本発明の保護方法においては、まずラジアントチューブ３に対するレキュペレータ５の位置を調整する。
即ち、上記レキュペレータ５を、上記ラジアントチューブ３内において該レキュペレータ５の先端部５ａが炉壁２の炉内側の面２ａから突出しない位置まで該ラジアントチューブ３に挿入し、位置を固定する。
この実施の形態では、上記レキュペレータ５の先端部５ａが、ラジアントチューブ３内において上記炉壁２の炉内側の面２ａと同じ面上に位置するように、レキュペレータ５全体を炉壁２の外方側に移動させた状態（即ち、レキュペレータ５の外筒９を、ラジアントチューブ３に対して浅めに挿し込んだ状態）としている。
【００１６】
このように、上記レキュペレータ５を、ラジアントチューブ３内において炉壁２の炉内側から完全に引っ込めることにより、温度の高い炉内側のラジアントチューブ３からの輻射熱がレキュペレータ５に伝熱する範囲が狭まるため、レキュペレータ５がラジアントチューブ３内において炉壁２の炉内側に突出している場合に比べて、炉内側に位置するラジアントチューブ３からの輻射熱の影響を小さくすることができる。
【００１７】
その一方で、ラジアントチューブ３内におけるレキュペレータ５の先端部５ａよりも炉内側に、ラジアントチューブ３からの輻射熱を遮って、該輻射熱のレキュペレータ５への伝熱量を大幅に減少させる耐火部材１３を、該レキュペレータ５の先端部５ａに接触しない程度にできる限り近接させて配設する。これにより、レキュペレータ５の先端側に、ラジアントチューブ３からの輻射熱を直接的に遮る壁が形成されるため、レキュペレータ５に対する輻射熱による熱量を大幅に減少させることができる。
【００１８】
ここで、上記耐火部材１３は、ラジアントチューブ３からの輻射熱を遮る遮断部１４と、上記バーナー４の排ガスを流通させる流通部１５とを有するもので、一般の耐火ブロックや耐火レンガ等の汎用の耐火物と同等の素材により形成されている。
より具体的に、上記耐火部材１３は、ラジアントチューブ３の軸線方向（直線部分の軸線方向）にある程度の厚みを有するブロック状のもので、図３に示すように、上記遮断部１４を、ラジアントチューブ３の直線部分の軸線方向に沿う方向に延びる軸部１４ａと、該軸部１４ａに沿ってこの軸部１４ａから９０度間隔で四方に放射状に立ち上がった、４つの同形板状の突部１４ｂとを備えた断面略十字形状に形成されている。そして、この４つの突部１４ｂの間の空間が上記流通部１５となっている。
また、この耐火部材１３は、相反する方向に立ち上がる２つの突部１４ｂ、１４ｂの各先端間の距離が、上記ラジアントチューブ３の内径とほぼ同じか若干小さくなるように設定されていて、ラジアントチューブ３内に設置する際に各突部１４ｂの先端部をラジアントチューブの内周壁に当接させることにより、上記軸部１４ａが突部１４ｂによって、ラジアントチューブ３の直線部分の軸線上であってレキュペレータ５の先端部５ａと対向する位置に安定的に支持されるようにしている。
【００１９】
さらに、この実施の形態においては、レキュペレータ５の保護に際して、図２及び図４に示すように、上述の構成の耐火部材１３が２個使用されていて、これらの耐火部材１３，１３は、ラジアントチューブ３内に、該ラジアントチューブ３の軸線方向に直列状に且つ相互に近接させた状態で配設されている。
また、これらの耐火部材１３，１３は、図２及び図４に示すように、軸線周りに角度（図２及び図４の場合は４５度）を相互にずらした状態、即ち、各軸部１４ａが両耐火部材１３，１３ともラジアントチューブ３の直線部分の軸線上に位置した状態で、突部１４ｂのみが相互にずれた状態で配置されている。つまり、レキュペレータ５が挿し込まれたラジアントチューブ３の開口側から見た場合には、レキュペレータ側に位置する手前側の耐火部材１３の流通部１５から、奥側に位置する耐火部材１３の突部１４ｂが見えるような状態となる（特に図４参照）。
【００２０】
このように、２つの耐火部材１３，１３をラジアントチューブ３内に配設する一方、これらの耐火部材１３，１３を、軸線周りに角度を相互にずらして各耐火部材１３，１３の遮断部１４の突部１４ｂの位置が相互にずれた状態で配置することにより、これら耐火部材１３，１３の遮断部１４全体がなす該耐火部材１３の軸線方向の投影面積が、耐火部材単体の場合に比べて増大する。これにより、実質的に、ラジアントチューブ３からの輻射熱がレキュペレータ５に向けて透過する範囲が一層小さくなるため、レキュペレータ５に伝熱される輻射熱をより確実且つより大幅に遮ることが可能となる。
その一方で、２個の耐火部材１３，１３は軸線方向に直列状されているため、たとえ各耐火部材１３，１３の各突部１４ｂの位置が相互にずれたことによって遮断部１４全体がなす軸線方向の投影面積が増大しても、上記流通部１５の空間は常に確保され、したがって、排ガスの流通が阻害されることはない。
【００２１】
ところで、上記耐火部材全体をラジアントチューブの軸線方向から見た場合の該耐火部材の遮断部がなす見かけの面積、即ち、両耐火部材１３，１３の遮断部１４全体がなす軸線方向の投影面積は、その面積が大きいほど輻射熱のレキュペレータへの伝熱を遮ることができる。したがって、耐火部材全体としての投影面積が大きいほど、即ち該投影面積がラジアントチューブ内の径方向の断面積に近づくほどレキュペレータの保護効果が向上することになる。
耐火部材の遮断部全体がなす軸線方向の投影面積については、レキュペレータの外筒の表面温度の減少具合と、耐火部材に対する排ガスの通風抵抗や、排ガスに含まれるカーボンや灰が耐火部材に付着することによる流通部の閉塞の可能性を考慮して最も適切な大きさに設定する必要があるが、基本的に、この投影面積は、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積中において流通部に相当する面積よりも大きいこと、つまり遮断部全体の投影面積が、耐火部材の軸線方向から見た場合の流通部に相当する見かけの面積よりも大きいことが好ましい。
この場合において、遮断部全体の投影面積は、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積の６０％以上を占める（投影率）となる程度に設定することが望ましく、さらには８０％以上を占める程度に設定することが望ましい。
【００２２】
以上のように、上述のレキュペレータの保護方法によれば、上記レキュペレータ５を、先端部５ａが炉壁２の炉内側に突出しない位置まで該ラジアントチューブ３に挿入させた上、ラジアントチューブ３内おけるレキュペレータ５の先端部５ａよりも炉内側に、上記耐火部材１３，１３を該レキュペレータ５の先端部５ａに接触しない程度に近接させたことにより、炉壁２と耐火部材１３，１３とが、ラジアントチューブ３からの輻射熱をレキュペレータ５に伝熱する範囲及び経路を大きく狭めることとなる。
これにより、上記輻射熱は、炉壁２及び耐火部材１３，１３によりレキュペレータ５に至る前に大幅に遮られるため、この輻射熱によるレキュペレータ５への伝熱量を確実に減少させて該レキュペレータ５の熱負荷を軽減することができ、したがって、従来過度に上昇していたレキュペレータ５（具体的には外筒９）の温度を下げることが可能となる。この結果、排ガスの熱と輻射熱とを含む熱の影響によるレキュペレータ５の損傷を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００２３】
さらに、上記レキュペレータの保護方法によれば、レキュペレータ５の位置の調整、及びラジアントチューブ３内に耐火部材１３を配設するという簡単且つ短時間の作業でレキュペレータの安定的且つ確実な保護を図ることができるという利点がある。しかも、レキュペレータの保護・長寿命化を図るに際して、レキュペレータに高耐熱性を有するセラミックス等の高価な材質のものを使用する場合に比べ、非常に安価である。
【００２４】
上記実施の形態においては、レキュペレータ５を、該レキュペレータ５の先端部５ａが、ラジアントチューブ３内において上記炉壁２の炉内側の面２ａと同じ面上に位置するようにラジアントチューブに挿入、固定しているが、レキュペレータの位置は、先端部が上記ラジアントチューブ内において炉壁の炉内側の面から突出しない位置であればよく、例えば先端部が炉壁の炉内側の面と外方側の面（即ち炉壁の厚み内）に位置するようにレキュペレータの位置を調整してもよい。ただし、ラジアントチューブ内の排ガスの熱をレキュペレータによる熱交換に有効利用すべき点を考慮すると、該レキュペレータは、先端部が炉壁の炉内側の面から突出しない範囲で該炉内側の面に可能な限り近い位置となるように配設することが好ましい。
【００２５】
また、上記耐火部材１３の形状は、上述のような断面十字形状である必要はなく、突部の数を３個以下、または５個以上としたものであってもよい。これ以外にも、断面が略三角形、略四角形、あるいは星型等の多角形のものや、ブロック状や板状の各形状の基材に流通部として複数の穴を貫設したり螺旋状の溝を切設したりしたもの等、ラジアントチューブに対して遮断部と流通部とが形成されたものであれば各種形状のものを採用することができる。
【００２６】
また、上記実施の形態においては、上記ラジアントチューブ内に配設する耐火部材の数を２個とした例について述べたが、耐火部材の数をより増加（例えば３個以上）させることにより、これら耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させてもよい。また、この場合において、使用する耐火部材の形状はすべて同じである必要はなく、複数種の形状のものを併用することができる。
なお、耐火部材の数については、必要な投影面積を確保できるのであれば、１個であってもかまわないことはもちろんである。この場合において、その耐火部材単体は、遮断部がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積が、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積中において上記流通部に相当する面積よりも大きい形状とすることが望ましい。
【００２７】
さらに、上記実施の形態では、耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させる手段として、断面十字形状の２つの耐火部材１３，１３を軸線周りに４５度相互にずらした状態でラジアントチューブ３内に配置しているが、耐火部材全体としての必要な投影面積に応じて、相互の角度を変えて投影面積を調整してもよい。
この点については、耐火部材を３個以上使用する場合も同様で、必要な投影面積に応じて、それらの耐火部材全体がなす投影面積の大きさを、各耐火部材の軸線周りの角度をそれぞれ調整することにより増減することができる。また、この場合においては、使用する耐火部材の遮断部全体がなす軸線方向の投影面積が、ラジアントチューブ内周の径方向の断面積中において上記流通部に相当する面積よりも大きくなるように、各耐火部材の軸線周りの角度を配置を相互にずらす等、適切な態様で配置することが好ましい。
【実施例】
【００２８】
本発明のレキュペレータ保護方法の効果を調べるため、上記実施の形態の構成のラジアントチューブ式加熱装置において、上述したレキュペレータ保護方法を実施し、レキュペレータの外筒における先端部の表面温度を測定した。
上記レキュペレータ保護方法を実施するに際しては、バーナーの火力を一定にした状態した上で、耐火部材全体の投影面積が異なる耐火部材、具体的には、ラジアントチューブ内の径方向の断面積に対する耐火部材全体の投影面積（投影率）が４０％，６０％，８０％，９０％，９４％のものをレキュペレータの先端側に配置し、各投影面積ごとにレキュペレータ先端部の表面温度をそれぞれ測定するようにした。一方で、耐火部材を配設しない場合、即ち本発明の保護方法を実施しない場合（投影率０％）についても、レキュペレータ先端部の表面温度を測定した。
なお、実験に際しての主な条件は次の通りである。
（１）ラジアントチューブの径方向の断面積： ２４８７２ｍｍ２
（２）レキュペレータの軸線方向の投影面積（外筒部分）： １７６６３ｍｍ２
（３）レキュペレータの外筒の材質： 耐熱鋼（ＳＣＨ１３（ＪＩＳ Ｇ５１２２））
（４）熱交換前の燃焼用空気の温度： ３５℃
【００２９】
実験の結果、レキュペレータの外筒における先端部の表面温度は、耐火部材全体の投影率が４０％の場合９３１℃、６０％の場合９０３℃、８０％の場合８４２℃、９０％の場合７７２℃、９４％の場合７２９℃であった。一方、耐火部材を配設しなかった場合の上記先端部の表面温度は９５６度であった。
また、耐火部材全体の投影率における排ガスの温度についても測定したところ、本発明によってラジアントチューブからレキュペレータへの輻射伝熱量が小さくなることにより、レキュペレータは排ガスの顕熱をより効率的に回収することができるようになったため、耐火部材を配設しなかった場合の排ガス温度７２０℃に比べて、投影率が６０％の場合の排ガス温度は約１０℃低下、投影率が９４％の場合は約４０℃低下しており、バーナーに使用する燃料の節約に繋がっていることがわかった。
【００３０】
以上により、本発明のレキュペレータ保護方法を実施することにより、レキュペレータの外筒の表面温度を確実に下げることができることがわかった。
さらには、耐火部材の投影面積を大きくするほどレキュペレータの先端部の表面温度は下がることが実証された。特に、投影率が６０％の場合は、耐火部材を配置しなかった場合よりも５０℃以上、投影率８０％の場合は１００℃以上も表面温度を下げることができることから、耐火部材の投影面積を大きくすることによってレキュペレータの保護効果を向上させることができることがわかった。
以上のように、本発明のレキュペレータ保護方法によれば、該レキュペレータの表面温度を確実に抑制し、レキュペレータに対する熱の影響を抑えることが可能であることが実証された。
【符号の説明】
【００３１】
１ ラジアントチューブ式加熱装置
２ 炉壁
２ａ 炉壁の炉内側の面
３ ラジアントチューブ
４ バーナー
５ レキュペレータ
１３ 耐火部材
１４ 遮断部
１４ａ 軸部
１４ｂ 突部
１５ 流通部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が熱処理炉の炉壁外方に導出されたラジアントチューブと、該ラジアントチューブの一端側に上記炉壁の炉外側から挿入されたバーナーと、上記ラジアントチューブの他端側に上記炉壁の炉外側から挿入されて、該バーナーに送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータとを備えたラジアントチューブ式加熱装置におけるレキュペレータの保護方法であって、
上記レキュペレータを、上記ラジアントチューブ内において該レキュペレータの先端部が炉壁の炉内側の面から突出しない位置まで該ラジアントチューブに挿入すると共に、
ラジアントチューブ内におけるレキュペレータの先端部よりも炉内側に、ラジアントチューブからの輻射熱を遮る遮断部とバーナーの排ガスを流通させる流通部とを有する耐火部材を、該レキュペレータの先端部に接触しない程度に近接させて配設することを特徴とするラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項２】
上記ラジアントチューブ内に配設する耐火部材の数を増加させることにより、これら耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させることを特徴とする請求項１に記載のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項３】
上記耐火部材の遮断部を、ラジアントチューブの軸線方向に沿う方向に延びる軸部と、該軸部に沿って放射状に立ち上がる複数の突部とを有する構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項４】
上記ラジアントチューブ内に、複数の耐火部材を該ラジアントチューブの軸線方向に直列状に並べ、且つこれら耐火部材を、軸線周りに角度を相互にずらすことにより各耐火部材の突部の位置が相互にずれた状態で配置することを特徴とする請求項３に記載のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項１】
両端部が熱処理炉の炉壁外方に導出されたラジアントチューブと、該ラジアントチューブの一端側に上記炉壁の炉外側から挿入されたバーナーと、上記ラジアントチューブの他端側に上記炉壁の炉外側から挿入されて、該バーナーに送られる燃焼用空気を予熱するレキュペレータとを備えたラジアントチューブ式加熱装置におけるレキュペレータの保護方法であって、
上記レキュペレータを、上記ラジアントチューブ内において該レキュペレータの先端部が炉壁の炉内側の面から突出しない位置まで該ラジアントチューブに挿入すると共に、
ラジアントチューブ内におけるレキュペレータの先端部よりも炉内側に、ラジアントチューブからの輻射熱を遮る遮断部とバーナーの排ガスを流通させる流通部とを有する耐火部材を、該レキュペレータの先端部に接触しない程度に近接させて配設することを特徴とするラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項２】
上記ラジアントチューブ内に配設する耐火部材の数を増加させることにより、これら耐火部材の遮断部全体がなす該耐火部材の軸線方向の投影面積を増大させることを特徴とする請求項１に記載のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項３】
上記耐火部材の遮断部を、ラジアントチューブの軸線方向に沿う方向に延びる軸部と、該軸部に沿って放射状に立ち上がる複数の突部とを有する構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【請求項４】
上記ラジアントチューブ内に、複数の耐火部材を該ラジアントチューブの軸線方向に直列状に並べ、且つこれら耐火部材を、軸線周りに角度を相互にずらすことにより各耐火部材の突部の位置が相互にずれた状態で配置することを特徴とする請求項３に記載のラジアントチューブ式加熱装置のレキュペレータ保護方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−９４９００（Ｐ２０１１−９４９００Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５０３６２（Ｐ２００９−２５０３６２）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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