JP2014228229A - Thermal insulation lining structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塔槽類や工業炉、ダクト等の内壁面に適用可能な断熱ライニング構造に関するものである。 The present invention relates to a heat insulating lining structure applicable to inner wall surfaces of tower tanks, industrial furnaces, ducts and the like.
塔槽類や工業炉等の内壁面に対する断熱ライニングの構築方法としては、特許文献1が開示するように、赤レンガを使用して単層又は複数層の断熱層を形成し、この断熱層の上に耐火レンガを使用して耐熱層を形成する方法がある。この構築方法を開示する特許文献1は、段落[0008]において「コークス炉の炉床、擁壁等の築炉に際して作業性を大幅に向上することができ、かつ炉の長期耐熱性を実現すること」を目的とする、としている。しかるに、特許文献1の方法は、多数の赤レンガを使用して断熱ライニングを構築する方法であるところ、赤レンガは重く、しかも加工性が悪いため、少なくとも作業性という観点で改善の余地がある。
As a method of constructing a heat insulation lining for inner wall surfaces of tower tanks, industrial furnaces, etc., as disclosed in
本発明が解決しようとする主たる課題は、容易に構築することができる断熱ライニング構造を提供することにある。 The main problem to be solved by the present invention is to provide a heat insulating lining structure that can be easily constructed.
この課題を解決するための本発明は、次の通りである。
〔請求項1記載の発明〕
ライニング対象面に、断熱層及び耐熱層がこの順に備わるライニング構造であって、
前記断熱層は、単層構造又は複数層構造で、かつ、少なくとも1層が連続気泡を有する発泡ガラス層であり、
当該発泡ガラス層の少なくとも耐熱層側の表面が、モルタルを含む接着層によって覆われている、
ことを特徴とする断熱ライニング構造。
The present invention for solving this problem is as follows.
[Invention of Claim 1]
A lining structure in which a heat-insulating layer and a heat-resistant layer are provided in this order on the surface to be lined,
The heat insulating layer is a single layer structure or a multi-layer structure, and at least one layer is a foamed glass layer having open cells,
The surface of at least the heat-resistant layer side of the foamed glass layer is covered with an adhesive layer containing mortar,
A heat-insulated lining structure.
(主な作用効果)
発泡ガラスは連続気泡や独立気泡を有するため軽量である。また、発泡ガラスは連続気泡や独立気泡を有するため圧縮強さや曲げ強さ等の機械的性質(機械特性)が不足する可能性があるが、発泡ガラス層の耐熱層側の表面がモルタルを含む接着層によって覆われていると構造体としての機械的性質(強度等)が向上するため、当該機械的性質が不足するおそれがない。さらに、発泡ガラスは連続気泡を有するためモルタルを含む接着材料中の水分を吸収するが、当該接着材料として、例えば、フラン樹脂や水ガラスを含むものを使用することで、水分の吸収を抑制することができる。
(Main effects)
Foamed glass is lightweight because it has open cells and closed cells. In addition, since foamed glass has open cells and closed cells, mechanical properties (mechanical properties) such as compressive strength and bending strength may be insufficient, but the surface of the foamed glass layer on the heat-resistant layer side contains mortar. When covered with the adhesive layer, the mechanical properties (strength and the like) of the structure are improved, and there is no fear that the mechanical properties are insufficient. Furthermore, since foamed glass has open cells, it absorbs moisture in the adhesive material containing mortar. However, for example, a material containing furan resin or water glass is used as the adhesive material to suppress moisture absorption. be able to.
〔請求項2記載の発明〕
前記発泡ガラス層は、JIS R 2614:1985に準拠して測定した真気孔率が50〜90%で、かつJIS K 7138:2006に準拠して測定した連続気泡及び独立気泡の気泡率比が20:80〜70:30である、
請求項1記載の断熱ライニング構造。
[Invention of Claim 2]
The foamed glass layer has a true porosity measured in accordance with JIS R 2614: 1985 of 50 to 90%, and a ratio of open cells and closed cells measured in accordance with JIS K 7138: 2006 is 20 : 80-70: 30,
The heat-insulating lining structure according to
(主な作用効果)
発泡ガラス層の真気孔率が低く過ぎると、単位容積当たりの重量が増加し、また、断熱性が不十分になるおそれがある。他方、発泡ガラス層の真気孔率が高過ぎると、断熱性には優れるものの、強度不足になるおそれがある。一方、連続気泡の気泡率比が高過ぎると、圧縮強さや曲げ強さなどの機械的性質が不十分になるおそれがある。また、連続気泡の気泡率比が高過ぎると、吸水による問題が生じるおそれがある。他方、独立気泡の気泡率比が高過ぎると、製造が難しくなり、しかも、表面が平滑化するため、接着層との接着性が不十分になるおそれがある。しかるに、真気孔率並びに連続気泡及び独立気泡の気泡率比を上記範囲とすることで上記問題を解決することができる。
(Main effects)
If the true porosity of the foamed glass layer is too low, the weight per unit volume may increase and the heat insulating property may be insufficient. On the other hand, if the true porosity of the foam glass layer is too high, the heat insulating property is excellent, but the strength may be insufficient. On the other hand, if the cell ratio of open cells is too high, mechanical properties such as compressive strength and bending strength may be insufficient. Moreover, if the bubble ratio of open cells is too high, a problem due to water absorption may occur. On the other hand, if the cell ratio of closed cells is too high, the production becomes difficult, and the surface becomes smooth, so that the adhesiveness with the adhesive layer may be insufficient. However, the above problems can be solved by setting the true porosity and the ratio of open cells and closed cells to the above ranges.
〔請求項3記載の発明〕
前記モルタルが樹脂系モルタルである、
請求項1又は請求項2記載の断熱ライニング構造。
[Invention of Claim 3]
The mortar is a resin mortar.
The heat insulation lining structure of
(作用効果)
ライニング構造に接触するガスや液体等がアルカリ性である場合、当該ガスや液体等が発泡ガラス層に接触すると発泡ガラスの主成分であるシリカが溶出するおそれがあるが、樹脂系モルタルは耐アルカリ性に優れるため、シリカの溶出等を確実に防止することができる。また、樹脂系モルタルは止水性に優れ、発泡ガラス層内への液体の侵入を阻止するため、シリカの溶出を抑制することができ、また、シリカの溶出に伴う熱伝導率の低下も抑制することができる。
(Function and effect)
When the gas or liquid that comes into contact with the lining structure is alkaline, if the gas or liquid comes into contact with the foamed glass layer, silica, which is the main component of the foamed glass, may elute, but the resin mortar is resistant to alkali. Since it is excellent, silica elution can be reliably prevented. In addition, resin-based mortar is excellent in water-stopping property and prevents liquid from entering the foam glass layer, so that silica elution can be suppressed, and the decrease in thermal conductivity accompanying silica elution is also suppressed. be able to.
〔請求項4記載の発明〕
前記発泡ガラス層は、複数の発泡ガラスブロックが並べられて構成されており、各発泡ガラスブロックの表面及び側面がモルタルを含む接着層によって覆われている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱ライニング構造。
[Invention of Claim 4]
The foamed glass layer is configured by arranging a plurality of foamed glass blocks, and the surface and side surfaces of each foamed glass block are covered with an adhesive layer containing mortar,
The heat insulation lining structure of any one of Claims 1-3.
(作用効果)
発泡ガラスブロックの表面がモルタルを含む接着層によって覆われていると、ライニング構造全体としての止水性が向上する。また、発泡ガラス層が複数の発泡ガラスブロックが並べられて構成される場合において、各発泡ガラスブロックの側面がモルタルを含む接着層によって覆われていると、接着層が格子状に構築されていることになるため、ライニング構造全体としての圧縮強さや曲げ強さ等の機械的性質が向上する。
(Function and effect)
When the surface of the foam glass block is covered with an adhesive layer containing mortar, the water-stopping property of the entire lining structure is improved. Further, in the case where the foam glass layer is configured by arranging a plurality of foam glass blocks, if the side surface of each foam glass block is covered with an adhesive layer containing mortar, the adhesive layer is constructed in a lattice shape. Therefore, mechanical properties such as compressive strength and bending strength as the entire lining structure are improved.
〔請求項5記載の発明〕
前記発泡ガラス層は、発泡ガラスシートが積層されてなり、かつ相互に隣接する各発泡ガラスシート同士が、樹脂系モルタル及び水ガラス含有モルタルの少なくとも一方を含む接着材料によって接着されている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱ライニング構造。
[Invention of Claim 5]
The foamed glass layer is formed by laminating foamed glass sheets, and the foamed glass sheets adjacent to each other are bonded by an adhesive material including at least one of a resin-based mortar and a water glass-containing mortar,
The heat insulation lining structure of any one of Claims 1-3.
(作用効果)
発泡ガラス層が、発泡ガラスシートが積層されてなるものであると、厚さ方向に関する性状が均質な発泡ガラスシートによって発泡ガラス層を構築することができるため、発泡ガラス層が均質化する。また、相互に隣接する各発泡ガラスシート同士が、樹脂系モルタル、又は水ガラス及びモルタルを含む接着層によって接着されていると吸水性の問題が生じ難くなり、また、断熱性が極端に低下するおそれもない。
(Function and effect)
When the foamed glass layer is formed by laminating the foamed glass sheet, the foamed glass layer can be constructed by the foamed glass sheet having a uniform property in the thickness direction, so that the foamed glass layer is homogenized. Moreover, when each foam glass sheet adjacent to each other is bonded by a resin-based mortar or an adhesive layer containing water glass and mortar, the problem of water absorption hardly occurs, and the heat insulating property is extremely reduced. There is no fear.
〔請求項6記載の発明〕
前記発泡ガラス層は、発泡ガラスシートが積層されて形成された複数の発泡ガラスブロックからなり、
各発泡ガラスブロックの隣接する発泡ガラスブロックが位置する側の面、及び耐熱層側の表面が樹脂系モルタル及び水ガラス含有モルタルの少なくとも一方を含む接着層によって覆われ、
前記発泡ガラス層は、JIS R 2614:1985に準拠して測定した真気孔率が50〜90%で、かつJIS K 7138:2006に準拠して測定した連続気泡及び独立気泡の気泡率比が20:80〜70:30である、
請求項1記載の断熱ライニング構造。
[Invention of Claim 6]
The foam glass layer comprises a plurality of foam glass blocks formed by laminating foam glass sheets,
The surface on the side where the adjacent foam glass block of each foam glass block is located, and the surface on the heat-resistant layer side are covered with an adhesive layer containing at least one of a resin-based mortar and a water glass-containing mortar,
The foamed glass layer has a true porosity measured in accordance with JIS R 2614: 1985 of 50 to 90%, and a ratio of open cells and closed cells measured in accordance with JIS K 7138: 2006 is 20 : 80-70: 30,
The heat-insulating lining structure according to
(作用効果)
本発明による作用効果は、後述する。
(Function and effect)
The effect by this invention is mentioned later.
本発明によると、容易に構築することができる断熱ライニング構造となる。 According to the present invention, the heat insulating lining structure can be easily constructed.
次に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は以下で説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
〔用途〕
本形態の断熱ライニング構造は、塔槽類や工業炉、ダクト等の内壁面に対して適用することができる。塔槽類としては、例えば、酸やアルカリ等の薬品の洗浄や貯留、混合等を行う際に使用する塔、槽、タンク、酸性ガスやアルカリ性ガス等の排ガスを処理する際に使用する排煙処理塔、吸収塔、槽、タンク等を例示することができる。また、工業炉としては、例えば、加熱炉、均熱炉、焼却炉、溶解炉等のほか、焼却炉の下部に設けたクエンチャー等も例示することができる。
Next, an embodiment of the present invention will be described. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[Use]
The heat insulation lining structure of this form is applicable with respect to inner wall surfaces, such as tower tanks, an industrial furnace, a duct. As tower tanks, for example, towers, tanks, tanks used when cleaning, storing, mixing, etc., chemicals such as acids and alkalis, flue gas used when treating exhaust gases such as acid gas and alkaline gas A processing tower, an absorption tower, a tank, a tank, etc. can be illustrated. Moreover, as an industrial furnace, the quencher etc. which were provided in the lower part of the incinerator other than a heating furnace, a soaking furnace, an incinerator, a melting furnace etc. can be illustrated, for example.
〔基本構造〕
図1に示すように、本形態の断熱ライニング構造10は、塔槽類等を構成する缶体1の内壁面(ライニング対象面)1a上に、耐食層11、外側接着層12A、断熱層たる発泡ガラス層13、内側接着層12B、及び耐熱層14がこの順に積層された構造とされている。なお、以下では、外側接着層12Aや内側接着層12B、後述するブロック間接着層12Cを含む接着層全体を、符号12で示すこともある。
〔Basic structure〕
As shown in FIG. 1, the heat insulating
断熱ライニング構造10は缶体1の内壁面1aを保護する機能を有しており、保護の対象となる内壁面1aは、鋼等の金属製であっても、樹脂製であっても、その他の材質からなるものであってもよい。缶体1の内壁面1aがどのような材質からなるものであっても、酸やアルカリ等の薬品、酸性ガス、アルカリ性ガス等に対する耐食性や、断熱性、耐熱性、耐摩耗性等が要求される場合は、本形態の断熱ライニング構造10を好適に適用することができる。
The heat insulating
〔耐食層(腐食防止層)〕
耐食層11は、ライニング対象面1aを、好ましくは連続的に覆っている。耐食層11によってライニング対象面1aを覆うことで、連続気泡を有する発泡ガラス層13によって断熱層を構成するとしても、ライニング対象面1aが薬品やガス等に接触するおそれがなくなる。結果、ライニング対象面1aが腐食するのを確実に防止することができる。ただし、缶体1が薬品やガス等によって腐食するおそれのない材質である場合は、この耐食層11の構築を省略することもできる。
[Corrosion resistant layer (corrosion prevention layer)]
The corrosion
耐食層11の構築材料は、例えば、天然硬質ゴム、天然軟質ゴム、クロロプレン系合成ゴム、ブチル系合成ゴム等からなるゴム材料や、フェノール系樹脂、フラン樹脂、ポリ4フッ化エチレン樹脂、エポキシ樹脂等からなる樹脂材料であるのが好ましく、それぞれの材料がシート状に形成されたものを使用するのがより好ましい。特に好ましくは、継ぎ目のない耐食シートによって構築されたものである。
The construction material of the corrosion-
この点、耐食層11によってライニング対象面1aの腐食は防止されるが、耐食層11は、通常、ゴムや樹脂等によって構築されるため、耐熱性や耐摩耗性の点で劣る。しかしながら、本形態の断熱ライニング10は、耐食層11上に、断熱層たる発泡ガラス層13及び耐熱層14が積層されるため、耐食層11が耐熱性や耐摩耗性に劣ることによる問題が生じるおそれはない。
In this respect, the corrosion-
〔発泡ガラス層〕
本形態の断熱層は、単層構造の連続気泡及び独立気泡を有する発泡ガラス層13によって構成されている。この発泡ガラス層13は、図2にも示すように、複数のブロック状の発泡ガラス(発泡ガラスブロック)13Aを上下左右に並べることで構築することができる。なお、本発明において連続気泡及び独立気泡とは、JIS K 7138:2006において用いられている連続気泡及び独立気泡と同義である。
(Foamed glass layer)
The heat insulation layer of this form is comprised by the foamed
本形態の発泡ガラス層13は単層構造であるが、複数層構造とすることもできる。発泡ガラス層13を複数層構造とする場合は、例えば、図4の(1)に示すように、発泡ガラスブロック13Aを、上下左右に並べる他、厚さ方向にも並べる(積層する)ことで構築することができる。また、複数層構造の発泡ガラス層13は、例えば、図4の(2)に示すように、シート状の発泡ガラス(発泡ガラスシート)13xを積層することで構築することができる。さらに、発泡ガラスシート13xの積層方向を、上下方向や、例えば、図4の(3)に示すように、左右方向とすることで、発泡ガラスシート13xを積層しつつ、単層構造の発泡ガラス層13を構築することもできる。この点、発泡ガラスシート13xは厚さが薄く、厚さ方向に関する均質性に優れるため、発泡ガラスシート13xを使用して発泡ガラス層13を構築すると、当該発泡ガラス層13が均質性に優れたものとなる。
Although the foamed
なお、断熱層を複数層構造とする場合は、少なくとも1層を発泡ガラス層とする限り、他の層を抗火石等からなる他の材料を用いて断熱層を構築することもできる。 In addition, when making a heat insulation layer into a multi-layer structure, as long as at least 1 layer is made into a foam glass layer, another layer can also comprise a heat insulation layer using the other material which consists of a fireproof stone etc.
ここで、本発明者等が使用した発泡ガラスの物性を、断熱層の構成材料とすることができる抗火石の物性と対比して表1に示した。 Here, the physical properties of the foamed glass used by the present inventors are shown in Table 1 in comparison with the physical properties of anti-fluorite that can be used as a constituent material of the heat insulating layer.
この表からも明らかなように、発泡ガラスは、多数の連続気泡及び独立気泡を有するため、嵩比重を低くすることができ、軽量化することができる。したがって、運搬や面取り加工等の加工が容易であり、断熱ライニング構造を形成する作業性が向上する。また、発泡ガラスは、熱伝導率を極めて低くすることができ(断熱性)、断熱層を薄型化することができる。さらに、発泡ガラスは、圧縮強さや曲げ強さ等の強度を抗火石以上とすることができる。他方、発泡ガラスは、耐熱温度(耐熱性)が抗火石に比べて劣るものの、発泡ガラス層13の上に耐熱層14を積層することで、当該耐熱性による問題を回避することができる。
As apparent from this table, the foamed glass has a large number of open cells and closed cells, so that the bulk specific gravity can be lowered and the weight can be reduced. Accordingly, processing such as transportation and chamfering is easy, and workability for forming the heat insulating lining structure is improved. In addition, the foamed glass can make the thermal conductivity extremely low (insulating property), and can reduce the thickness of the insulating layer. Furthermore, foam glass can make strength, such as compressive strength and bending strength, more than anti-fluorite. On the other hand, although the heat-resistant temperature (heat resistance) of foamed glass is inferior to anti-fluorite, the problem due to heat resistance can be avoided by laminating the heat-
発泡ガラス層13は、ライニング対象面1aが平面である場合は、前述したように、複数個の発泡ガラスブロック13Aを並べて構築することや、複数枚の発泡ガラスシート13xを積層して構築することができる。これに対し、ライニング対象面1aが曲面等である場合は、複数個の発泡ガラスブロック13Aを用意し、この発泡ガラスブロック13Aに適宜面取り加工等の加工を施して構築するのが好ましい。
When the
ここで、発泡ガラスシート13xや発泡ガラスブロック13Aの製造方法の一例を説明する。
発泡ガラスシート13xや発泡ガラスブロック13Aを製造するにあたっては、まず、ガラスカレット(ガラス屑)やガラスビーズ等からなるガラス材を粉砕機によって粉砕する。この粉砕径は、得られる発泡ガラスの熱伝導率や真気孔率、連続気泡及び独立気泡の気泡率比等の物性に影響を与える。
Here, an example of the manufacturing method of the
In manufacturing the foamed
ガラスカレットの原材料となる廃ガラスとしては、例えば、板ガラス等のガラス製品の製造中に破損したガラスや、不用分として切り取られたガラス、廃品回収されたガラス等を使用することができる。この点、ガラス材としては、バージンガラスも使用することができるが、ガラスカレットを使用すれば資源の有効利用や製造コストの削減につながり好適である。 As the waste glass used as the raw material of the glass cullet, for example, glass that has been damaged during the manufacture of glass products such as plate glass, glass that has been cut off as unnecessary, and glass that has been collected as waste can be used. In this respect, virgin glass can also be used as the glass material, but using glass cullet is preferable because it leads to effective use of resources and reduction of manufacturing costs.
ガラスカレット等からなるガラス材は、粉砕機に供給する。この粉砕機としては、例えば、ボールミル、アトマイザー、ハンマーミル等を使用することができる。 A glass material made of glass cullet or the like is supplied to a pulverizer. As this pulverizer, for example, a ball mill, an atomizer, a hammer mill or the like can be used.
ガラス材を粉砕することで得られた粉末ガラスは、発泡剤と混合する。この発泡剤としては、例えば、炭酸カルシウム,硫酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボンブラック等のカーボン粉末、アルカリカーボネイト等の中から1種又は2種以上を適宜選択して使用することができる。この発泡剤の選択は、得られる発泡ガラスの熱伝導率や真気孔率、連続気泡及び独立気泡の気泡率比等の物性に影響を与える。 The powder glass obtained by pulverizing the glass material is mixed with a foaming agent. As the foaming agent, for example, one or more kinds of carbon carbonate, calcium sulfate, sodium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, carbon black and other carbon powder, alkali carbonate and the like are appropriately selected. Can be used. The selection of the foaming agent affects physical properties such as the thermal conductivity and true porosity of the obtained foamed glass, the ratio of open cells and the ratio of closed cells.
粉末ガラスや発泡剤等からなる混合物は、例えば、1000mm×1000mmの大きさの型枠(成型用容器)に敷き詰める。この敷き詰めは、混合物の厚さが、例えば、30〜60mmとなるように、好ましくは40〜50mmとなるように行う。混合物の厚さが30mmを下回ると、得られた発泡ガラスシート13xから発泡ガラスブロック13Aを形成するための作業が煩瑣になる。他方、混合物の厚さが60mmを上回ると、得られた発泡ガラスシート13xが厚さ方向に関して不均質になるおそれがある。
A mixture made of powdered glass, a foaming agent, or the like is spread on, for example, a mold (a container for molding) having a size of 1000 mm × 1000 mm. This laying is performed so that the thickness of the mixture is, for example, 30 to 60 mm, and preferably 40 to 50 mm. When the thickness of the mixture is less than 30 mm, the operation for forming the foamed
混合物を敷き詰めた型枠は、キルン等の加熱装置内に送り込み、粉末ガラスや発泡剤等からなる混合物を加熱する。この加熱によって粉末ガラスが溶融、焼結等し、また、発泡剤が発泡する。この溶融や焼結、発泡等を制御することによって、得られる発泡ガラスの熱伝導率や真気孔率、連続気泡及び独立気泡の気泡率比等の物性を調節することができる。 The formwork in which the mixture is spread is fed into a heating device such as a kiln, and the mixture made of powdered glass, a foaming agent, or the like is heated. This heating melts and sinters the powdered glass and foams the foaming agent. By controlling the melting, sintering, foaming, and the like, physical properties such as the thermal conductivity and true porosity of the obtained foamed glass, the ratio of open cells and closed cells can be adjusted.
粉末ガラスや発泡剤等からなる混合物を加熱して得た焼成物は、加熱装置から取り出し、型枠から脱型する。この脱型された焼成物は、そのまま、あるいは適宜の形状に切断することで発泡ガラスシート13xとして使用することができる。
A fired product obtained by heating a mixture composed of powdered glass, a foaming agent, and the like is taken out of the heating device and removed from the mold. This demolded fired product can be used as the foamed
このようにして得られた発泡ガラスシート13xは、例えば、300mm×300mmの大きさに切断し、更に、例えば、図3の(1)に示すように、この切断した発泡ガラスシート13xを積層して、発泡ガラスブロック13Aとすることができる。この際、相互に隣接する発泡ガラスシート13x同士は、圧着、融着したり、接着材料を用いて積層したりすることができる。なお、後述する接着材料等を使用して接着するのが好ましく、樹脂系モルタル又は水ガラスを含有する耐酸モルタルを含む接着材料を使用して接着するのがより好ましい。
The foamed
発泡ガラスブロック13Aを得るための発泡ガラスシート13xの積層枚数は特に限定されないが、例えば、発泡ガラスブロック13Aの大きさが、横サイズL1が300mm、縦サイズL2が300mm、厚さサイズL3が100mm、200mm又は300mmとなるように行うと好適である。発泡ガラスブロック13Aの横サイズL1が300mm、縦サイズL2が300mm、厚さサイズL3が100mm、200mm又は300mmとなるようにすることで、ライニング現場における発泡ガラスブロック13Aの面取り加工や積層作業等の施工作業が容易となる。また、発泡ガラスブロック13Aの厚さサイズL3が複数種類、本形態では100mm、200mm及び300mmの3種類となるようにしておくことで、種々の形状や大きさのライニング対象面1aに、柔軟に対応することができる。
The number of laminated
以上のようにして得た発泡ガラスブロック13Aは、例えば、図3の(2)に示すように、各発泡ガラスシート13xが上下方向に積層された状態で左右方向中央部が凹むように面取り加工をし、もって面取り面Fを形成することや、図3の(3)に示すように、各発泡ガラスシート13xが左右方向に積層された状態で左右方向中央部が凹むように面取り加工をし、もって面取り面Fを形成すること等ができる。
The foamed
なお、詳細な説明は省略するが、発泡ガラスブロック13Aは、例えば、塊状の発泡ガラスを必要な寸法に切断して形成することもできる。ただし、発泡ガラスブロック13Aの均質性という観点からは、発泡ガラスシート13xを積層して得るのが好ましい。
In addition, although detailed description is abbreviate | omitted, 13 A of foam glass blocks can also be formed by cut | disconnecting a block-shaped foam glass to a required dimension, for example. However, from the viewpoint of the homogeneity of the
以上のような発泡ガラスシート13xや、発泡ガラスブロック13A等を使用して、発泡ガラス層13を構築する場合、この発泡ガラス層13の厚さは、耐食層11の表面温度が耐熱性の点で問題が生じない温度となるようにする。この厚さの設定は、例えば、フーリエの法則から導き出される定常一次元熱伝導方程式を用いて算出することができる。
When the foamed
また、発泡ガラス層13は、上記製造過程における種々の条件を変更する等して、JIS R 2616:2001の熱線法に準拠して測定した熱伝導率が0.16〜0.41W/m・Kとなるようにするのが好ましい。熱伝導率が高過ぎると、断熱性が不十分になるおそれがある。他方、熱伝導率が低過ぎると、断熱性は十分であるものの強度不足になるおそれがある。
In addition, the foamed
同様に、発泡ガラス層13は、上記製造過程における種々の条件を変更する等して、JIS R 2614:1985に準拠して測定した真気孔率が50〜90%で、かつIS K 7138:2006に準拠して測定した連続気泡及び独立気泡の気泡率比が20:80〜70:30となるようにするのが好ましく、JIS K 7138:2006に準拠して測定した連続気泡及び独立気泡の気泡率比が30:70〜67:33となるようにするのがより好ましい。発泡ガラス層13の真気孔率が低過ぎると、重量化し、また、断熱性が不十分になるおそれがある。他方、発泡ガラス13層の真気孔率が高過ぎると、断熱性には優れるものの、強度不足になるおそれがある。一方、連続気泡の気泡率比が高過ぎると、圧縮強さや曲げ強さが不十分になるおそれがある。また、連続気泡の気泡率比が高過ぎると、吸水による問題が生じるおそれがある。他方、独立気泡の気泡率比が高過ぎると、製造が難しくなり、しかも、表面が平滑化するため、接着層との接着性が不十分になるおそれがある。
Similarly, the foamed
さらに、発泡ガラス層13は、上記製造過程における種々の条件を変更する等して、JIS R 2615:1995に準拠して測定した圧縮強さが4.5〜8.0MPaで、かつJIS R 2619:1995に準拠して測定した曲げ強さが1.3〜5.0MPaとなるようにするのが好ましい。
Furthermore, the foamed
〔断熱層(その他の層)〕
前述したように、断熱層は、発泡ガラス層13と発泡ガラス層以外の層とを積層して構築することもできる。この発泡ガラス層以外の層は、例えば、酸質カルシウム断熱材、パーライト断熱材、成型炭マグ保温材、等の粉末質断熱材や、石綿、岩綿、ガラス面、等の繊維質断熱材、耐火断熱レンガ、多孔質耐酸磁器レンガ、等のセラミック断熱材、抗火石等の天然石断熱材、等で構築することができる。
[Insulation layer (other layers)]
As described above, the heat insulating layer can be constructed by laminating the
〔接着層〕
発泡ガラス層13の耐熱層14側の表面は内側接着層12Bによって覆われており、また、発泡ガラス層13の耐食層11側の表面は外側接着層12Aによって覆われている。さらに、発泡ガラス層13が発泡ガラスブロック13Aによって構築されている本形態においては、各発泡ガラスブロック13Aの側面がブロック間接着層12Cによって覆われている。そして、外側接着層12Aや内側接着層12B、ブロック間接着層12C等の接着層12は、モルタルを含む、好ましくは主成分(50質量%以上)とする接着材料によって形成されている。
(Adhesive layer)
The surface of the
発泡ガラス層13は連続気泡や独立気泡を有するため強度不足となる可能性があるが、発泡ガラス層13の耐熱層14側の表面がモルタルを含む内側接着層12Bによって覆われていると強度不足となるのが防止される。この強度不足の防止効果は、発泡ガラス層13の耐食層11側の表面がモルタルを含む外側接着層12Aによって覆われていると、より確実なものとなる。また、発泡ガラス層13の表面が外側接着層12Aや内側接着層12Bによって覆われていると、ライニング構造10全体としての止水性が向上する。さらに、発泡ガラス層13が複数の発泡ガラスブロック13Aが並べられて構築される場合において、各発泡ガラスブロック13Aの側面がブロック間接着層12Cによって覆われていると、当該接着層12Cが格子状に構築されていることになるため、ライニング構造10全体としての強度が向上する。
The foamed
なお、発泡ガラス層13の耐熱層14側の表面に使用される接着材料と、ブロック間接着層12Cに使用される接着材料とは、異なる材料とすることができるが、同一の接着材料を使用して接着層を形成するのが好ましい。同一の接着材料を使用することで接着層全体が一体構造となり、全体として強度が向上する。また、接着材料の変更が不要となるのでライニング構造の施工(構築)時間が短縮される。さらに、発泡ガラス層13の耐食層11側の表面に使用される接着材料ついても、耐熱層14側の表面やブロック間接着層12Cに使用される接着材料と同一の接着材料を使用するとより好ましいものとなる。
The adhesive material used for the surface of the
接着層(目地層)12の形成方法は特に限定されず、例えば、こて塗り等によることができる。ただし、発泡ガラス層13の表面に、この発泡ガラス層13を発泡ガラスブロック13Aで構築する場合においては当該発泡ガラスブロック13Aの表面及び側面に、モルタルを含む接着材料を塗布することで接着層12を形成するのが好ましい。このように、接着材料を発泡ガラス層13や発泡ガラスブロック13Aの表面に直接塗布する方法によると、当該表面や側面に接着材料が馴染み易いとの利点を有する。
The formation method of the contact bonding layer (joint layer) 12 is not specifically limited, For example, it can be by troweling. However, in the case where the foamed
一方、内側接着層12Bは、図2に示すように、発泡ガラス層13を構築後、この発泡ガラス層13の全表面に連続的に接着材料をこて塗り等して形成することや、各発泡ガラスブロック13Aを積み上げていく過程で当該発泡ガラスブロック13Aの表面に接着材料を塗布して形成すること、つまり、発泡ガラス層13を構築するのと同時並行的に内側接着層12Bを形成することができる。これらいずれの形成方法も、発泡ガラス層13や発泡ガラスブロック13Aの表面に接着材料を塗布する方法である。なお、相互に隣接する発泡ガラスブロック13A間におけるブロック間接着層12Cは、通常、発泡ガラスブロック13Aに接着材料を塗布することで形成する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the inner
以上の接着材料の塗布は、塗布厚が3〜5mmとなるように行うのが好ましい。接着材料の塗布厚が3mmを下回ると、接着力不足になるおそれがある。他方、接着材料の塗布厚が5mmを上回ると、経済性に劣るものとなるおそれがある。 It is preferable to apply the above adhesive material so that the coating thickness is 3 to 5 mm. If the coating thickness of the adhesive material is less than 3 mm, the adhesive force may be insufficient. On the other hand, if the coating thickness of the adhesive material exceeds 5 mm, the economy may be inferior.
接着材料に含まれるモルタルとしては、例えば、水ガラスを含む耐酸モルタル等の無機質モルタル、フラン樹脂系モルタル、ビニルエステル樹脂系モルタル等の樹脂系モルタル、等を採用することができ、塔槽類等の用途に応じて使用することができる。なお、参考のために、水ガラスを含む耐酸モルタル、フラン樹脂系モルタル、及びビニルエステル樹脂系モルタルの物性を表2に示した。 As the mortar contained in the adhesive material, for example, inorganic mortar such as acid-resistant mortar containing water glass, resin-based mortar such as furan resin-based mortar, vinyl ester resin-based mortar, etc. It can be used according to the application. For reference, the physical properties of acid-resistant mortar containing water glass, furan resin mortar, and vinyl ester resin mortar are shown in Table 2.
この表から明らかなように、各モルタルは、それぞれ異なる物性を有するが、加えて、水ガラスを含む耐酸モルタルは耐酸性に優れるとの特性を有する。また、フラン樹脂系モルタルは、耐酸性、耐アルカリ性、及び耐熱性に優れるとの特性を有する。さらに、ビニルエステル樹脂系モルタルは、耐酸性、耐アルカリ性に優れ、また、硝酸に対する耐性を有するとの特性も有する。また、接着材料が樹脂系モルタルを含む場合や水ガラスを含む無機質モルタルを含む場合は、接着材料を発泡ガラス層13に塗工する際に当該接着材料中の水分が発泡ガラス層13に吸収されるとの問題が生じ難くなるとの効果が得られる。
As is apparent from this table, each mortar has different physical properties, but in addition, acid-resistant mortar containing water glass has the property of being excellent in acid resistance. Moreover, furan resin mortar has the characteristic that it is excellent in acid resistance, alkali resistance, and heat resistance. Furthermore, the vinyl ester resin mortar is excellent in acid resistance and alkali resistance, and also has a characteristic of having resistance to nitric acid. In addition, when the adhesive material contains a resin-based mortar or an inorganic mortar containing water glass, moisture in the adhesive material is absorbed by the foamed
このような接着材料から形成される接着層12は、以下の物性を満たすと好適である。
すなわち、接着層12は、JIS R 2206:1991に準拠して測定した圧縮強さが65〜85MPaであるのが好ましい。
The adhesive layer 12 formed from such an adhesive material preferably satisfies the following physical properties.
That is, the adhesive layer 12 preferably has a compressive strength of 65 to 85 MPa measured according to JIS R 2206: 1991.
〔耐熱層〕
耐熱層14は、断熱層13を保護する機能を有しており、耐熱性のほか、例えば、耐食性や耐摩耗性を有すると好適である。このような観点から、耐熱層14は、例えば、耐酸磁器レンガ、カーボンレンガ等の窯業製品や、花崗岩等の天然石、等で構成することができる。なお、窯業製品とは無機質固体原料を熱処理して改質した材料であり、無機質固体原料には珪酸塩を主体とする天然原料(鉱物)のほか、高度に精選された人工原料が含まれる。
[Heat resistant layer]
The heat-
耐熱層14は、例えば、図1及び図2に示すように、ブロック状の材料(耐熱ブロック)14Aを、上下左右に並べる等して構築することができる。また、相互に隣接する耐熱ブロック14A同士の接着は、前述したモルタルを含む接着材料を使用して行うことができる。
The heat-
次に、本発明の実施例を説明する。
本実施例は、「廃棄物焼却設備の排煙(排ガス)処理塔」に対して本発明の断熱ライニング構造を適用した場合のシミュレーションを行ったものである。
Next, examples of the present invention will be described.
In this embodiment, a simulation is performed in the case where the heat insulating lining structure of the present invention is applied to a “smoke (exhaust gas) treatment tower of a waste incineration facility”.
まず、前提として、排ガスは廃棄物焼却によるものであるため、塩化水素等の腐食性ガスを含むものとする。また、排ガス温度を400℃、さらに、外気温度を35℃に設定する。一方、排煙処理塔の缶体は、一般的なSS41で構成され、肉厚12mmとする。このようにしてなる缶体の内壁面(ライニング対象面)には、4mmの厚さのブチルゴムからなる耐食シートを貼り付け、耐食層を形成する。なお、ブチルゴムの耐熱温度は110℃とされていることから、断熱層や耐熱層等は、耐食層の表面温度が100℃以下となるように構築する。また、塩化水素等の存在を前提とすることから、耐熱層は耐酸レンガによって構築し、内側接着層及び外側接着層は水ガラスを含む耐酸モルタルを使用して構築する。 First, it is assumed that the exhaust gas is generated by incineration of waste and therefore contains corrosive gas such as hydrogen chloride. Further, the exhaust gas temperature is set to 400 ° C., and the outside air temperature is set to 35 ° C. On the other hand, the can body of the flue gas treatment tower is made of general SS41 and has a wall thickness of 12 mm. A corrosion-resistant sheet made of butyl rubber having a thickness of 4 mm is attached to the inner wall surface (lining target surface) of the can body thus formed to form a corrosion-resistant layer. Since the heat resistance temperature of butyl rubber is 110 ° C., the heat insulation layer, the heat resistance layer, and the like are constructed so that the surface temperature of the corrosion resistance layer is 100 ° C. or less. Moreover, since it presupposes presence of hydrogen chloride etc., a heat-resistant layer is constructed | assembled with an acid-resistant brick, and an inner side adhesion layer and an outer side adhesion layer are constructed | assembled using the acid-resistant mortar containing water glass.
以上のような前提条件のもと、断熱層を発泡ガラス層で構築した場合と、天然石である抗火石で構築した場合とについて、断熱層の厚さを算出することとした。この厚さの算出は、フーリエの法則から導き出される定常一次元熱伝導方程式によって行った。ここで発泡ガラスとしては、真気孔率が89%、独立気泡及び連続気泡の気泡比率が33:67のものを使用した。
結果を、表3に示す。
Based on the above preconditions, the thickness of the heat insulating layer was calculated for the case where the heat insulating layer was constructed of a foam glass layer and the case where the heat insulating layer was constructed of natural firestone. The thickness was calculated by a steady one-dimensional heat conduction equation derived from Fourier's law. Here, as the foamed glass, one having a true porosity of 89% and a cell ratio of closed cells and open cells of 33:67 was used.
The results are shown in Table 3.
この表から明らかなように、ブチルゴムからなる耐食層の表面温度(外側接着層と耐食層との境界温度)を100℃以下にするためには、抗火石の厚さは165mm必要であるのに対し、発泡ガラス層の厚さは75mmで足りる。したがって、断熱層を発泡ガラス層で構築すれば、抗火石で構築する場合に比べて断熱層の厚さを半分以下とすることができ、処理塔の内径を広げて排煙容量を増やすことや、処理塔の外径を小径化できることが分かる。さらに圧縮強さや曲げ強さなどの機械的特性についても問題はなかった。 As is clear from this table, in order to make the surface temperature of the corrosion-resistant layer made of butyl rubber (boundary temperature between the outer adhesive layer and the corrosion-resistant layer) 100 ° C. or less, the thickness of the anti-fluorite must be 165 mm. On the other hand, 75 mm is sufficient for the thickness of the foam glass layer. Therefore, if the heat insulating layer is constructed with a foam glass layer, the thickness of the heat insulating layer can be reduced to half or less compared with the case of constructing with anti-fluorite, and the inner diameter of the processing tower can be widened to increase the smoke emission capacity. It can be seen that the outer diameter of the processing tower can be reduced. Furthermore, there were no problems with mechanical properties such as compressive strength and bending strength.
本発明は、塔槽類や工業炉、ダクト等の内壁面に適用可能な断熱ライニング構造として適用可能である。 The present invention is applicable as a heat insulating lining structure applicable to inner wall surfaces of tower tanks, industrial furnaces, ducts and the like.
1…缶体、1a…内壁面(ライニング対象面)、11…耐食層、12,12A,12B,12C…接着層、13…発泡ガラス層、13A…発泡ガラスブロック、13x…発泡ガラスシート、14…耐熱層、14A…耐熱ブロック。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記断熱層は、単層構造又は複数層構造で、かつ、少なくとも1層が連続気泡を有する発泡ガラス層であり、
当該発泡ガラス層の少なくとも耐熱層側の表面が、モルタルを含む接着層によって覆われている、
ことを特徴とする断熱ライニング構造。 A lining structure in which a heat-insulating layer and a heat-resistant layer are provided in this order on the surface to be lined,
The heat insulating layer is a single layer structure or a multi-layer structure, and at least one layer is a foamed glass layer having open cells,
The surface of at least the heat-resistant layer side of the foamed glass layer is covered with an adhesive layer containing mortar,
A heat-insulated lining structure.
請求項1記載の断熱ライニング構造。 The foamed glass layer has a true porosity measured in accordance with JIS R 2614: 1985 of 50 to 90%, and a ratio of open cells and closed cells measured in accordance with JIS K 7138: 2006 is 20 : 80-70: 30,
The heat-insulating lining structure according to claim 1.
請求項1又は請求項2記載の断熱ライニング構造。 The mortar is a resin mortar.
The heat insulation lining structure of Claim 1 or Claim 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱ライニング構造。 The foamed glass layer is configured by arranging a plurality of foamed glass blocks, and the surface and side surfaces of each foamed glass block are covered with an adhesive layer containing mortar,
The heat insulation lining structure of any one of Claims 1-3.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱ライニング構造。 The foamed glass layer is formed by laminating foamed glass sheets, and the foamed glass sheets adjacent to each other are bonded by an adhesive material including at least one of a resin-based mortar and a water glass-containing mortar,
The heat insulation lining structure of any one of Claims 1-3.
各発泡ガラスブロックの隣接する発泡ガラスブロックが位置する側の面、及び耐熱層側の表面が樹脂系モルタル及び水ガラス含有モルタルの少なくとも一方を含む接着層によって覆われ、
前記発泡ガラス層は、JIS R 2614:1985に準拠して測定した真気孔率が50〜90%で、かつJIS K 7138:2006に準拠して測定した連続気泡及び独立気泡の気泡率比が20:80〜70:30である、
請求項1記載の断熱ライニング構造。 The foam glass layer comprises a plurality of foam glass blocks formed by laminating foam glass sheets,
The surface on the side where the adjacent foam glass block of each foam glass block is located, and the surface on the heat-resistant layer side are covered with an adhesive layer containing at least one of a resin-based mortar and a water glass-containing mortar,
The foamed glass layer has a true porosity measured in accordance with JIS R 2614: 1985 of 50 to 90%, and a ratio of open cells and closed cells measured in accordance with JIS K 7138: 2006 is 20 : 80-70: 30,
The heat-insulating lining structure according to claim 1.
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