JP2001141228A - 煙突及び煙突の製造方法 - Google Patents

煙突及び煙突の製造方法

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JP2001141228A
JP2001141228A JP31972699A JP31972699A JP2001141228A JP 2001141228 A JP2001141228 A JP 2001141228A JP 31972699 A JP31972699 A JP 31972699A JP 31972699 A JP31972699 A JP 31972699A JP 2001141228 A JP2001141228 A JP 2001141228A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造及び簡単な製造方法で煙突の長寿命
化を実現し、製造期間を短く抑えることが可能で、運搬
が容易な耐火断熱性の高い煙突及び煙突の製造方法を提
供することにある。 【解決手段】煙突の外壁を構成する金属製筒体を排気口
に接続し、次に、耐火断熱性材料を筒状に成形した耐火
断熱性筒体を、金属製筒体の内面に挿着して煙突を完成
させ、耐火断熱性筒体を金属製筒体の内面に当接配置し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陶芸窯や焼却炉等
の燃焼炉に設けられ、燃焼ガスを排出するための煙突及
び煙突の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、陶芸窯や焼却炉等の燃焼炉の煙突
は、ステンレス等の金属製筒体のみで作られていた。し
かし、高温の燃焼ガスが金属製筒体に直接触れるため
に、金属製筒体の傷みが激しく、短期間で新しい物に交
換しなければならなかった。そこで近年は、日本工業炉
協会編集「工業炉ハンドブック」1978年7月20日
東京テクノセンター発行の第549頁から第554頁に
記載されているように、金属製筒体の内側に不定形耐火
物を打設した煙突が用いられるようになっている。
【0003】不定形耐火物を打設した煙突の製造方法
を、図9及び図10をもとに説明する。まず、ステンレ
ス等の金属製で、内壁31aにY字状やL字状の支持金
具32が突出して溶接された金属製筒体31を形成す
る。この金属製筒体31を燃焼炉に接続し、内部に円筒
状の型33を挿入する。そして、金属製筒体31と型3
3との間に、耐火断熱性を有する不定形耐火物34を打
設する。
【0004】不定形耐火物34が固化した後、型33を
取りはずことにより、煙突30は完成する。固化した不
定形耐火物は、支持金具32により係止され、金属製筒
体31に固定されることになる。煙突30の内部を高温
の燃焼ガスが通過しても、不定形耐火物34があること
により、燃焼ガスが直接金属製筒体31に接することは
なく、金属製筒体31は傷みが急激に進行するような高
温に曝されることはない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
煙突の製造方法では、不定形耐火物を打設する方法を用
いているため、不定形耐火物を現場で打設し固化するの
を待つ必要があり、煙突の製造に時間を要してしまう。
別の場所で予め不定形耐火物を固化させた後に、完成し
た煙突を輸送し、現場で燃焼炉に接続することも可能で
あるが、金属製筒体と不定形耐火物とが一体となってい
ることから、煙突の重量は大きく、運搬には膨大な労力
を必要とする。
【0006】また、支持金具を金属製筒体の内壁から突
出した状態で溶接する必要があることから、金属製筒体
を製造する工数およびコストが増大してしまう。また、
支持金具が必要であり、且つ、型の抜き差しを要するこ
とから、形成できる煙突の内径をあまり小さくすること
ができず、煙突の大きさが限定されてしまう。
【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、簡単な構造及び簡単な製造方法で煙突の長寿
命化を実現し、製造期間を短く抑えることが可能で、運
搬が容易な耐火断熱性の高い煙突及び煙突の製造方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の煙突は、
その外壁を構成する金属製筒体と、耐火断熱材料を筒状
に成形した耐火断熱性筒体とからなり、耐火断熱性筒体
を金属製筒体の内面に挿着し金属製筒体の内面に当接配
置したことを特徴とする。
【0009】請求項2記載の煙突は、耐火断熱性筒体が
耐火断熱材料を筒状に成形した内壁筒体と、耐火断熱性
繊維からなる耐火断熱布とを備え、耐火断熱布を内壁筒
体に捲着したことを特徴とする。
【0010】請求項3記載の煙突は、耐火断熱布の裾部
により内壁筒体の端面を被包してなる複数の前記耐火断
熱性筒体を、裾部同士が密接するように連接配置したこ
とを特徴とする。
【0011】請求項4記載の煙突は、耐火断熱性を有す
る熱シール材を耐火断熱性筒体同士の間に配置したこと
を特徴とする。
【0012】請求項5記載の煙突は、耐火断熱材料とし
てセラミックファイバを使用したことを特徴とする。
【0013】請求項6記載の煙突は、耐火断熱性繊維と
してセラミックファイバを使用したことを特徴とする。
【0014】請求項7記載の煙突は、熱シール材に発泡
性セラミックファイバを使用したことを特徴とする。
【0015】請求項8記載の煙突の製造方法は、煙突の
外壁を構成する金属製筒体を排気口に接続し、次に、耐
火断熱材料を筒状に成形した耐火断熱性筒体を、耐火断
熱性筒体の内面に挿着して煙突を完成させ、耐火断熱性
筒体を金属製筒体の内面に当接配置したことを特徴とす
る。
【0016】請求項9記載の煙突の製造方法は、耐火断
熱性筒体として、耐火断熱材料を筒状に成形した内壁筒
体に、耐火断熱性繊維からなる耐火断熱布を捲着し、耐
火断熱布の裾部を内壁筒体の端面に被包したものを用
い、複数の耐火断熱性筒体を、耐火断熱布の裾部同士が
密接すると共に、耐火断熱性筒体と金属製筒体とが密接
するように金属製筒体に挿着することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の形態について図面
を参照しながら具体的に説明する。図1は本発明に係わ
る燃焼炉の一例を示す正面図である。図2は図1の燃焼
炉の部分断面図、図3は図2のII部拡大断面図、図4は
図1のI部拡大断面図、図5は図1の煙突の部分断面図
である。図6は本発明に係る耐火断熱性筒体の組立方法
を示す説明図である。図7は本発明に係る煙突の製造方
法を示す説明図である。
【0018】図1〜図8において、陶芸窯5は陶芸品5
aを焼くための燃焼炉1である。陶芸窯5は、耐火断熱
レンガにより内部に燃焼室8を形成し、蓋7により燃焼
室8を開閉自在としている。燃焼室8の底部には、気体
燃料や液体燃料(灯油)により火炎fを発するバーナー
6が設けられている。このバーナー6による火炎fによ
り、陶芸品5aを焼くことになる。陶芸窯5の側面に
は、燃焼室8から連通して、燃焼室8で発生した燃焼ガ
スを排出するための排煙路9が陶芸窯5の上方に向かっ
て設けられている。排煙路9の上端には排気口3が設け
られている。
【0019】排気口3には、煙突2を固定するための円
筒状で底面に外向きの鍔を有する煙突固定具10が後述
する熱シール材11を介して固定されている。燃焼ガス
を排出するための煙突2は、この煙突固定具10によ
り、排気口3に固定されて上方に伸びている。尚、本実
施例においては、燃焼炉の一種である陶芸窯5について
説明するが、これに限られるものではなく例えば焼却炉
や熱処理炉、ガラス溶解炉、金属溶解炉などであっても
よい。
【0020】煙突2は、外壁をステンレス製の金属製筒
体12で、内壁を耐火断熱性筒体20で構成されてい
る。本実施例で示す煙突2は、長さが約1m〜0.3m
の金属製筒体12及び後述する耐火断熱性筒体20を複
数本つなぎ合わせて所定の長さを確保し、家屋の天井w
を貫通して屋外に伸びている。尚、金属製筒体12の直
径は、約160mmである。煙突2の先端の屋外に露出
している部分には、断面略H字状の排気筒4が設けられ
ており、雨水が煙突2の内部に侵入するのを防いでい
る。天井wと煙突2との隙間には耐火断熱性を有するコ
ーキング材である断熱材w1が詰め込まれており、煙突
2の熱が天井wに伝わりにくくしている。尚、煙突2が
天井wを貫通する場合について記載しているが、壁面を
貫通する場合も同様である。
【0021】次に、本発明に係る耐火断熱性筒体20の
製造方法を説明する。まず、耐火断熱性筒体20の組立
方法を説明する。図6(b)に示すように、耐火断熱性
を有するセラミックファイバを長さ約0.3mの円筒状
に形成して固化させた内壁筒体21を3本ならべて、セ
ラミックファイバを繊維状に形成した耐火断熱布22上
に置く。そして、3本の内壁筒体21に耐火断熱布22
を巻き付ける(矢印h方向)。尚、内壁筒体21の肉厚
は約10mmであり、耐火断熱布22の厚みは約6mm
である。また、耐火断熱布22の大きさは、図6(c)
に示すように、耐火断熱布22の裾部22aが内壁筒体
21の端面21aからはみ出す大きさである。尚、はみ
出さない場合については後述する。また、本実施例で
は、1枚の耐火断熱布22で3本の内壁筒体21を包ん
だが、これに限らせるものではなく、煙突2の形状に合
わせてもっと多くの内壁筒体21を包んでもいいし、1
本の内壁筒体21を包んでもよい。
【0022】次に、図6(d)に示すように、耐火断熱
布22の裾部22aを内側に折り曲げ、内壁筒体21の
端面21aを覆うようにする。これにより、耐火断熱性
筒体20が完成する。尚、耐火断熱布22を内壁筒体2
1に接着剤で固定してもよい。また、耐火断熱性筒体2
0の組立は、燃焼炉1を据え付ける現場で行ってもよい
し、別の場所である工場等で行ってもよい。
【0023】尚、セラミックファイバは、アルミナ(A
)及びシリカ(SiO)を主材料とする、断
熱性及び耐火性に特に優れる繊維である。耐久性を保持
しつつ使用可能な温度は、約1,300℃程度以下であ
り、燃焼ガスの温度には十分耐えうる性能を有してい
る。また、本実施例で説明するセラミックファイバを用
いた長さ約0.3mの耐火断熱性筒体20は、重さが約
250gであり、セラミックファイバを用いることによ
り、非常に軽い耐火断熱性筒体20を作ることが可能で
ある。耐火断熱性筒体20に、セラミックファイバに換
えてガラス繊維やアラミド繊維を用いることも可能であ
るが、それらの耐火断熱性は約600℃以下であり、好
ましくはセラミックファイバを用いる。
【0024】次に、煙突2本体の製造方法を説明する。
まず、図3に示すように、排気口3に固定された煙突固
定具10に金属製筒体12を嵌合させ固定する。次に、
図7に示すように、固定された金属製筒体12に耐火断
熱性筒体20を押し込む。耐火断熱布22は弾性を有す
ることから、縮ながら押し込まれ、金属製筒体12の内
部にあっては、拡径するため、金属製筒体12と耐火断
熱性筒体20とがより強固に密接し、金属製筒体12に
よる耐火断熱性筒体20のより大きな剛性が確保される
ことになる。
【0025】金属製筒体12の下端は径が他の部分より
も大きく、上記のように耐火断熱性筒体20を挿着した
一段目の金属製筒体12の上端に別の金属製筒体12を
嵌合連結する。そして、一段目と同様に、この別の金属
製筒体12に耐火断熱性筒体20を挿着する。このと
き、下に位置する耐火断熱布22の裾部22bと上から
押し込み耐火断熱布22の裾部22aとが密接するよう
にする。引き続き次の段を組み立てることにより、図4
に示す断面構造としつつ、煙突2を上方に伸ばしてい
く。
【0026】天井wから屋外に突出する金属製筒体12
に挿着する耐火断熱性筒体20には、長さの金属製筒体
12よりも短い物を使用する。そして、天井wよりも約
0.5m程度上方まで耐火断熱性筒体20を入れ、それ
以上は、金属製筒体12のみとする。このような構造に
することにより、燃焼ガスが放熱性の高い金属性筒体1
2に直接触れることになり冷やされ、燃焼ガスによる火
炎が煙突2の先端から噴出しにくくなる。尚、煙突2の
先端に到達した燃焼ガスが冷やされていることから、金
属製筒体12の表面温度は約200℃以下であり、熱に
より金属製筒体12が大きく傷つけられることはない。
煙突2の先端に、排気筒4を固定することで、煙突2は
完成する。
【0027】燃焼室8を出た燃焼ガスは(図2の矢印
a)、排煙路9を通過し(図2の矢印b)、排気口3を
通って煙突2に入る。ここでの燃焼ガスの温度は、1,
000℃前後である。燃焼ガスは煙突2内を通過して上
方に移動する(図3及び図4における矢印c)。燃焼ガ
スは上昇しつつ少しずつ冷やされていく。尚、耐火断熱
性筒体20の断熱性により、金属製筒体12の表面温度
は約200℃以下に抑えられる。即ち、金属製筒体12
に耐火断熱性筒体20を挿入しただけの簡単な構造であ
っても、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体12に触れる
ことはなく、また内壁を形成する耐火断熱性筒体20に
よって外壁をなす金属製筒体12が高温に曝されにくい
ことから、煙突2の耐火断熱性は確保され長寿命とな
る。
【0028】また、金属製筒体12の表面温度が抑えら
れていることから、金属製筒体12と天井wとの間に断
熱材w1を詰めただけの簡易な断熱構造であっても、天
井wが発火するほどには加熱されにくく、煙突2の施工
を容易に行うことができる。
【0029】また、本実施例によれば、あらかじめ煙突
2を組み立てず、耐火断熱性筒体20と金属製筒体12
とを別々に運搬することが可能であることから、運搬の
労力を軽減することができる。尚、この場合において
も、燃焼炉1の製造現場での作業は、金属製筒体12に
耐火断熱性筒体20を挿入するのみでよく、製造期間を
短く抑えることが可能である。
【0030】また、金属製筒体12と耐火断熱性筒体2
0とを別々の工程で製造することが可能であることか
ら、径の小さな耐火断熱性筒体20を製造することが可
能であり、また、金属製筒体12の内周に直接加工を施
す必要がないことから、径の小さな金属製筒体12を用
いることが可能であり、煙突の径の大きさに制限されに
くい。
【0031】また、耐火断熱性筒体20を支持金具や接
着剤で金属製筒体12に固定していないので、耐火断熱
性筒体20が傷んで交換する場合は、容易に金属製筒体
12から耐火断熱性筒体20を抜き取ることができる。
【0032】また、耐火断熱布22の裾部22a,22
bにより内壁筒体21の端面21aを被包した複数の耐
火断熱性筒体20を、裾部22a,22b同士が密接す
るように連接配置している。このため、複数の耐火断熱
性筒体20を金属製筒体12に挿入配置した場合、耐火
断熱性筒体20同士の隙間はなく、高温の燃焼ガスが直
接金属製筒体12に触れることがなく金属製筒体12は
傷みにくい。尚、図8に示すように、耐火断熱布22の
裾部22a,22bにより内壁筒体21の端面21aを
被包していない耐火断熱性筒体20を用いた場合には、
耐火断熱性筒体20同士の間に、発泡性セラミックファ
イバ等の耐火断熱材で作られた熱シール材を挟むことに
より、同様の効果を得ることが出来る。
【0033】また、本実施例で用いたセラミックファイ
バは、化学的安定性にも優れていることから、ゴミを燃
焼した場合に発生するダイオキシン等の物質による侵蝕
にも強い。
【0034】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、耐火断熱性筒
体を金属製筒体の内面に挿着し金属製筒体の内面に当接
配置している。このため、金属製筒体に耐火断熱性筒体
を挿入しただけの簡単な構造であっても、高温の燃焼ガ
スが直接金属製筒体に触れることはなく、また内壁を形
成する耐火断熱性筒体によって外壁をなす金属製筒体が
高温に曝されにくいことから、煙突の耐火断熱性は確保
され長寿命となる。また、耐火断熱性筒体をあらかじめ
成形してあることから、燃焼炉製造現場での作業は、金
属製筒体に耐火断熱性筒体を挿入するのみでよく、耐火
断熱性筒体を形成するための時間を省き、製造期間を短
く抑えることが可能である。また、金属製筒体内に支持
金具を設けたり、型を挿入する必要が無いことから、形
成できる煙突の内径を小さくすることができる。また、
あらかじめ成形された耐火断熱性筒体と金属製筒体とを
別々に運搬することが可能であることから、運搬の労力
を軽減することができる。また、金属製筒体と耐火断熱
性筒体とが密接していることから、耐火断熱性筒体に振
動や揺れなどの外力から加わっても、金属製筒体の支持
力により耐火断熱性筒体の剛性は確保される。
【0035】請求項2記載の発明によれば、耐火断熱性
筒体は、耐火断熱布を内壁筒体に捲着して形成されてお
り、耐火断熱性筒体の外周面は弾力性を有し、耐火断熱
性筒体をスムーズに金属製筒体に挿入することができ
る。また、金属製筒体の内部にあっては、耐火断熱布が
拡径するため、金属製筒体と耐火断熱性筒体とがより強
固に密接し、金属製筒体により耐火断熱性筒体のより大
きな剛性が確保されることになる。
【0036】請求項3の発明によれば、耐火断熱布の裾
部により内壁筒体の端面を被包した複数の耐火断熱性筒
体を、裾部同士が密接するように連接配置している。こ
のため、複数の耐火断熱性筒体を金属製筒体に挿入配置
した場合であっても、耐火断熱性筒体同士の隙間はな
く、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体に触れることがな
く金属製筒体は傷みにくい。
【0037】請求項4の発明によれば、耐火断熱性を有
する熱シール材を耐火断熱性筒体同士の間に配置してい
る。このため、複数の耐火断熱性筒体を金属製筒体に挿
入配置した場合であっても、耐火断熱性筒体同士の隙間
はなく、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体に触れること
がなく金属製筒体は傷みにくい。
【0038】請求項5の発明によれば、耐火断熱材料と
して、セラミックファイバを使用していることから、耐
火断熱性筒体は特に耐火断熱性に優れると共に、耐火断
熱性筒体自体は長時間高温に曝されても変質劣化しにく
く長寿命である。
【0039】請求項6の発明によれば、耐火断熱性繊維
として、セラミックファイバを使用していることから、
耐火断熱性筒体は特に耐火断熱性に優れると共に、耐火
断熱性筒体自体は長時間高温に曝されても変質劣化しに
くく長寿命である。
【0040】請求項7の発明によれば、熱シール材に発
泡性セラミックファイバを使用していることから、熱シ
ール材は特に耐火断熱性に優れる。また、熱シール材自
体は長時間高温に曝されても変質劣化しにくく長寿命で
あるため、耐火断熱性筒体同士の隙間は生じにくく高温
の燃焼ガスが金属製筒体に触れることはない。
【0041】請求項8の発明によれば、耐火断熱性筒体
を金属製筒体の内面に挿着し金属製筒体の内面に当接配
置している。このため、金属製筒体に耐火断熱性筒体を
挿入しただけの簡単な製造方法であっても、高温の燃焼
ガスが直接金属製筒体に触れることはなく、また内壁を
形成する耐火断熱性筒体によって外壁をなす金属製筒体
が高温に曝されにくいことから、煙突の耐火断熱性は確
保され長寿命となる。また、耐火断熱性筒体をあらかじ
め成形してあることから、燃焼炉製造現場での作業は、
金属製筒体に耐火断熱性筒体を挿入するのみでよく、耐
火断熱性筒体を形成するための時間を省き、製造期間を
短く抑えることが可能である。また、金属製筒体内に支
持金具を設けたり、型を挿入する必要が無いことから、
形成できる煙突の内径を小さくすることができる。
【0042】請求項9の発明によれば、耐火断熱性筒体
として、耐火断熱材料を筒状に成形した内壁筒体に、耐
火断熱性繊維からなる耐火断熱布を捲着し、耐火断熱布
の裾部を該内壁筒体の端面に被包したものを用い、複数
の耐火断熱性筒体を耐火断熱布の裾部同士が密接すると
共に、耐火断熱性筒体と該金属製筒体とが密接するよう
に該金属製筒体に挿着している。このため、耐火断熱性
筒体の外周面は弾力性を有し、耐火断熱性筒体をスムー
ズに金属製筒体に挿入することができる。また、金属製
筒体の内部にあっては、耐火断熱布が拡径するため、金
属製筒体と耐火断熱性筒体とがより強固に密接し、金属
製筒体により耐火断熱性筒体のより大きな剛性が確保さ
れることになる。また、耐火断熱布の裾部により耐火断
熱性筒体同士の隙間はなく、高温の燃焼ガスが直接金属
製筒体に触れることがなく金属製筒体は傷みにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる燃焼炉の一例を示す正面図であ
る。
【図2】図1の燃焼炉の部分断面図である。
【図3】図2のII部拡大断面図である。
【図4】図1のI部拡大断面図である。
【図5】図1の煙突の部分断面図である。
【図6】本発明に係る耐火断熱性筒体の組立方法を示す
説明図である。
【図7】本発明に係る煙突の製造方法を示す説明図であ
る。
【図8】本発明に係る煙突の他の製造方法を示す説明図
である。
【図9】従来の煙突の製造方法を示す断面図である。
【図10】従来の煙突の断面図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・・・・燃焼炉 2・・・・・・・・・・煙突 5・・・・・・・・・・陶芸窯 6・・・・・・・・・・バーナー 10・・・・・・・・・熱シール材 12・・・・・・・・・金属製筒体 20・・・・・・・・・耐火断熱性筒体 21・・・・・・・・・内壁筒体 22・・・・・・・・・耐火断熱布

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼炉の排気口に接続され、該排気口から
    排出される燃焼ガスを外部に排出する筒状の煙突におい
    て、該煙突は、その外壁を構成する金属製筒体と、耐火
    断熱材料を筒状に成形した耐火断熱性筒体とからなり、
    該耐火断熱性筒体を該金属製筒体の内面に挿着し該金属
    製筒体の内面に当接配置したことを特徴とする煙突。
  2. 【請求項2】前記耐火断熱性筒体は、耐火断熱材料を筒
    状に成形した内壁筒体と、耐火断熱性繊維からなる耐火
    断熱布とを備え、該耐火断熱布を該内壁筒体に捲着した
    ことを特徴とする請求項1記載の煙突。
  3. 【請求項3】前記耐火断熱布の裾部により前記内壁筒体
    の端面を被包してなる複数の前記耐火断熱性筒体を、該
    裾部同士が密接するように連接配置したことを特徴とす
    る請求項2記載の煙突。
  4. 【請求項4】耐火断熱性を有する熱シール材を前記耐火
    断熱性筒体同士の間に配置したことを特徴とする請求項
    2又は請求項3記載の煙突。
  5. 【請求項5】前記耐火断熱材料として、セラミックファ
    イバを使用したことを特徴とする請求項1〜請求項4記
    載の煙突。
  6. 【請求項6】前記耐火断熱性繊維として、セラミックフ
    ァイバを使用したことを特徴とする請求項2又は請求項
    3記載の煙突。
  7. 【請求項7】前記熱シール材に発泡性セラミックファイ
    バを使用したことを特徴とする請求項4記載の煙突。
  8. 【請求項8】燃焼炉の排気口から排出される燃焼ガスを
    外部に排出する筒状の煙突の製造方法において、該煙突
    の外壁を構成する金属製筒体を該排気口に接続し、次
    に、耐火断熱材料を筒状に成形した耐火断熱性筒体を、
    該耐火断熱性筒体の内面に挿着して該煙突を完成させ、
    該耐火断熱性筒体を該金属製筒体の内面に当接配置した
    ことを特徴とする煙突の製造方法。
  9. 【請求項9】前記耐火断熱性筒体として、耐火断熱材料
    を筒状に成形した内壁筒体に、耐火断熱性繊維からなる
    耐火断熱布を捲着し、該耐火断熱布の裾部を該内壁筒体
    の端面に被包したものを用い、複数の該耐火断熱性筒体
    を、該耐火断熱布の裾部同士が密接すると共に、該耐火
    断熱性筒体と該金属製筒体とが密接するように該金属製
    筒体に挿着することを特徴とする請求項8記載の煙突の
    製造方法。
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