JP6745968B1 - 乾燥装置、及び、乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥することが可能な乾燥装置を提供すること。【解決手段】乾燥装置１０−１は、耐火物３３を乾燥する。乾燥装置１０−１は、耐火物３３の表面３３１と隔てられた位置にて、表面３３１に沿う延在方向にて延びる面状のヒータ１４を備えるとともに、ヒータ１４と耐火物３３とにより形成される空間ＳＰ１が、延在方向における両端にて乾燥装置１０−１の外部に連通する。【選択図】図１１

Description

本発明は、乾燥装置、及び、乾燥方法に関する。

耐火物を乾燥する乾燥装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の乾燥装置は、型枠とヒータとを備える。型枠は、金属からなるとともに、耐火物の表面に接する。ヒータは、型枠を加熱する。従って、耐火物は、型枠からの熱伝導によって加熱されることにより、乾燥される。

特開平３−１９４３９２号公報

耐火物は、水分を含有するので、加熱されることにより水蒸気を発生する。ところで、上記乾燥装置においては、耐火物から発生した水蒸気は、型枠と耐火物との間で局所的に滞留しやすい。このため、比較的高い温度にて乾燥を行った場合、水蒸気の圧力が上昇すること等に起因して、耐火物が爆裂しやすい。そこで、耐火物の爆裂を回避するために、比較的低い温度にて乾燥を行うことが考えられる。しかしながら、この場合、耐火物の乾燥が完了するまでに要する時間が過度に長くなってしまう。
このように、上記乾燥装置においては、耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥できない、という課題があった。

本発明の目的の一つは、耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥することである。

一つの側面では、乾燥装置は、耐火物を乾燥する。乾燥装置は、耐火物の表面と隔てられた位置にて、当該表面に沿う延在方向にて延びる面状のヒータを備えるとともに、ヒータと耐火物とにより形成される空間が、延在方向における両端にて乾燥装置の外部に連通する。

他の一つの側面では、乾燥方法は、乾燥装置を用いて耐火物を乾燥する。乾燥装置は、面状のヒータを備える。乾燥方法は、耐火物の表面と隔てられた位置にて、当該表面に沿う延在方向にて延びるとともに、ヒータと耐火物とにより形成される空間が、延在方向における両端にて乾燥装置の外部に連通するように、ヒータを配置し、ヒータが熱を発生する、ことを含む。

耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥することができる。

第１実施形態の乾燥システムの構成を表すブロック図である。 第１実施形態の乾燥システム及びボイラ部の側面図である。 第１実施形態の乾燥システム及びボイラ部の断面図である。 第１実施形態の乾燥装置の斜視図である。 第１実施形態の乾燥装置の斜視図である。 第１実施形態の乾燥装置の側面図である。 第１実施形態の乾燥装置の背面図である。 第１実施形態の乾燥装置の正面図である。 第１実施形態の乾燥装置の断面図である。 第１実施形態の乾燥装置の部分拡大断面図である。 第１実施形態の乾燥装置及びボイラ部の断面図である。 第１実施形態の変形例の乾燥装置の斜視図である。 第１実施形態の変形例の乾燥装置の断面図である。

以下、本発明の乾燥装置、及び、乾燥方法に関する各実施形態について図１乃至図１３を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態の乾燥装置は、耐火物を乾燥する。乾燥装置は、耐火物の表面と隔てられた位置にて、当該表面に沿う延在方向にて延びる面状のヒータを備えるとともに、ヒータと耐火物とにより形成される空間が、延在方向における両端にて乾燥装置の外部に連通する。

これによれば、ヒータと耐火物とにより形成される空間内の温度が、乾燥装置の外部よりも高くなる。これにより、当該空間内の空気が、当該空間のうちの延在方向における両端の中の一端から乾燥装置の外部へ流出するとともに、乾燥装置の外部の空気が、当該両端の中の他端から当該空間へ流入する、煙突効果が生じる。換言すると、当該空間内の空気は、当該他端から当該一端へ流れる。

従って、耐火物から発生した水蒸気を、煙突効果による、当該空間内の空気の流れに伴って、乾燥装置の外部へ排出できる。この結果、耐火物の爆裂を回避できる。また、煙突効果による、当該空間内の空気の流れによって、当該空間内の熱の伝達を促進できる。この結果、当該空間内における温度の均一性を高めることができる。この結果、耐火物が局所的に過度に加熱されることを抑制できる。
このようにして、上記乾燥装置によれば、耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥することができる。
次に、第１実施形態の乾燥装置を備える乾燥システムについて、図１乃至図１１を参照しながら詳細に説明する。

（構成）
図１に表されるように、乾燥システム１は、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎと、制御装置２０と、を備える。Ｎは、１以上の整数を表す。本例では、Ｎは、４を表す。なお、乾燥システム１が備える乾燥装置の数は、１個、２個、３個、又は、５個以上であってもよい。

以下、図２乃至図１１に表されるように、ｘ軸、ｙ軸、及び、ｚ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎについて説明する。なお、本明細書において、後述の図１２及び図１３においても同様の座標系が用いられる。

本例では、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及び、ｚ軸方向は、乾燥装置１０−１の前後方向、乾燥装置１０−１の左右方向、及び、乾燥装置１０−１の上下方向とそれぞれ表されてもよい。また、本例では、ｘ軸の正方向、ｘ軸の負方向、ｙ軸の正方向、ｙ軸の負方向、ｚ軸の正方向、及び、ｚ軸の負方向は、乾燥装置１０−１の前方向、乾燥装置１０−１の後方向、乾燥装置１０−１の左方向、乾燥装置１０−１の右方向、乾燥装置１０−１の上方向、及び、乾燥装置１０−１の下方向とそれぞれ表されてもよい。
本例では、ｚ軸の正方向、及び、ｚ軸の負方向は、鉛直上方向、及び、鉛直下方向にそれぞれ一致する。

図２及び図３に表されるように、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、ボイラ部３に適用される。図２は、乾燥装置１０−１の右方から乾燥システム１及びボイラ部３を見た図（換言すると、右側面図）である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線により表される平面により切断された乾燥システム１及びボイラ部３の断面をｘ軸の正方向にて見た図である。

本例では、ボイラ部３は、火力を用いて発電を行う火力発電装置の一部を構成する。なお、ボイラ部３は、火力発電装置以外の装置（例えば、焼却炉、又は、ガス化炉等の炉等）を構成していてもよい。

図３に表されるように、ボイラ部３は、バーナー先端部３１と、燃焼室壁部３２と、接続部３３と、を備える。
バーナー先端部３１は、燃料を燃焼させることにより火炎を放射する燃焼装置の先端部を構成する。バーナー先端部３１は、燃焼装置の先端にて開口する放射穴を形成する穴部３１１を有する。本例では、穴部３１１により形成される放射穴は、ｙ軸方向にて延びる円柱状である。

燃焼室壁部３２は、バーナー先端部３１から放射される火炎によって加熱される燃焼室を形成する。燃焼室壁部３２は、水蒸気が通過する蒸気管を含む。燃焼室壁部３２は、バーナー先端部３１から放射される火炎を導入する導入穴を形成する穴部３２１を有する。本例では、穴部３２１により形成される導入穴は、ｙ軸方向にて延びるとともに、放射穴と同軸である円柱状である。

接続部３３は、バーナー先端部３１と燃焼室壁部３２との間に介在する。換言すると、接続部３３は、バーナー先端部３１と燃焼室壁部３２とを接続する。接続部３３は、耐火物からなる。本例では、接続部３３は、耐火物に対応する。本例では、耐火物は、キャスタブル耐火物（換言すると、不定形耐火物）である。本例では、キャスタブル耐火物は、炭化珪素を含む。例えば、キャスタブル耐火物は、緻密質炭化珪素キャスタブル耐火物であってよい。なお、キャスタブル耐火物は、炭化珪素と異なる成分（例えば、アルミナ等）を含んでいてもよい。

接続部３３は、穴部３１１により形成される放射穴と、穴部３２１により形成される導入穴と、を連通する連通穴を形成する穴部３３１を有する。本例では、穴部３３１により形成される連通穴は、ｙ軸方向にて延びるとともに、放射穴と同軸である円柱状である。

本例では、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、接続部３３を構成する耐火物を乾燥するために用いられる。Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、穴部３３１により形成される連通穴に配置される。

図２及び図３に表されるように、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、穴部３３１により形成される連通穴と同軸である円柱の側面の一部を形成するように、穴部３３１（換言すると、連通穴を形成する壁面）と対向する。本例では、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、ｙ軸の正方向にて乾燥システム１及びボイラ部３を見た場合における時計回りに順に並ぶ。Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれは、互いに隣接する乾燥装置と所定の間隙距離だけ隔てられる。

図４乃至図１０に表されるように、乾燥装置１０−１は、筐体１１と、温度センサ１２と、断熱体１３と、ヒータ１４と、を備える。なお、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのうちの、乾燥装置１０−１以外の各乾燥装置１０−２〜１０−Ｎも、乾燥装置１０−１と同様の構成を有する。

図４は、乾燥装置１０−１の右方であり、乾燥装置１０−１の前方であり、且つ、乾燥装置１０−１の上方である位置から、乾燥装置１０−１を見た図（換言すると、右前上方斜視図）である。図５は、乾燥装置１０−１の右方であり、乾燥装置１０−１の前方であり、且つ、乾燥装置１０−１の下方である位置から、乾燥装置１０−１を見た図（換言すると、右前下方斜視図）である。

図６は、乾燥装置１０−１の右方から乾燥装置１０−１を見た図（換言すると、右側面図）である。図７は、乾燥装置１０−１の後方から乾燥装置１０−１を見た図（換言すると、背面図）である。図８は、乾燥装置１０−１の前方から乾燥装置１０−１を見た図（換言すると、正面図）である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線により表される平面により切断された乾燥装置１０−１の断面をｙ軸の負方向にて見た図である。図１０は、図９の一点鎖線により囲まれた領域Ｘを拡大した図である。

本例では、筐体１１は、金属からなる板状である。本例では、筐体１１を構成する金属は、ステンレス鋼である。なお、筐体１１を構成する金属は、ステンレス鋼以外の金属（例えば、炭素鋼、又は、アルミニウム合金等）からなっていてもよい。
筐体１１は、支持面部１１１と、一対の側面部１１２と、支持体１１３と、係合部１１４と、を備える。

支持面部１１１は、接続部３３の穴部３３１と隔てられた位置にて、延在方向にて延びる支持面を有する。本例では、支持面は、支持面部１１１のうちの、ｚ軸の正方向、又は、ｘ軸の正方向（換言すると、穴部３３１に近づく方向）における端面である。本例では、接続部３３の穴部３３１は、耐火物の表面に対応する。

本例では、延在方向は、穴部３３１により形成される連通穴の中心軸が中心である円の円周に沿う方向である。なお、耐火物の表面が平面を形成する場合、延在方向は、当該平面に平行に延びる直線に沿う方向であってよい。

本例では、支持面部１１１は、穴部３３１により形成される連通穴と同軸である円柱の側面の一部を形成する。本例では、図９に表されるように、ｙ軸方向に直交する平面（換言すると、ｚｘ平面）により切断された支持面部１１１の断面は、穴部３３１により形成される連通穴の中心軸が中心である円の円弧を形成する。本例では、当該円弧の中心角は、９０度よりも僅かに小さい。

支持面部１１１は、延在方向における両端が、鉛直方向にて互いに異なる位置を有する。
本例では、支持面部１１１の支持面は、平滑である。ところで、穴部３３１が凹凸を有する場合、支持面と、穴部３３１と、の間の距離が所定の間隔に近づくように、支持面が凹凸を有していてもよい。
後述のように、支持面部１１１の支持面は、断熱体１３を介してヒータ１４を支持する。

一対の側面部１１２は、支持面部１１１のうちの、ｙ軸方向における両端部において、支持面部１１１の支持面から、接続部３３の穴部３３１へ向かって延びる一対の側面をそれぞれ有する。本例では、ｙ軸方向は、延在方向に直交する幅方向に対応する。

本例では、一対の側面部１１２は、支持面部１１１の支持面からの、当該支持面の法線方向における高さが所定の突出長である。なお、一対の側面部１１２は、支持面部１１１の支持面からの、当該支持面の法線方向における高さが、延在方向において変化していてもよい。

本例では、突出長は、支持面部１１１の支持面と、接続部３３の穴部３３１と、の間の距離のうちの、最も短い距離よりも僅かに短い。従って、本例では、一対の側面部１１２は、穴部３３１と隔てられる。

本例では、一対の側面部１１２は、ｚｘ平面に沿って延びる。なお、一対の側面部１１２は、ｚｘ平面に対して傾斜していてもよい。

支持体１１３は、一対の側面部１１２の間に架されるように、ｙ軸方向にて延びる板状である。本例では、支持体１１３は、支持面部１１１の支持面の法線方向に直交する平板状である。本例では、支持体１１３は、当該法線方向において、一対の側面部１１２の先端と、支持面部１１１の支持面と、の間に位置する。

本例では、支持体１１３は、筐体１１のうちの、延在方向における中央部に位置する。なお、支持体１１３は、筐体１１のうちの、延在方向における中央部よりも、鉛直上方側の端に近い位置を有していてもよい。また、乾燥装置１０−１が複数の温度センサを備える場合、筐体１１は、温度センサと同数の支持体１１３を備えていてよい。

支持体１１３は、ｙ軸方向における中央部にて、支持体１１３を貫通する貫通孔を形成する孔部１１３１を有する。本例では、孔部１１３１により形成される貫通孔は、円柱状である。なお、当該貫通孔は、円柱状と異なる形状（例えば、角柱状等）であってもよい。

図５に表されるように、係合部１１４は、支持面部１１１よりも、ｚ軸の負方向、又は、ｘ軸の負方向の位置にて支持面部１１１に固定される。係合部１１４は、支持面部１１１のうちの、延在方向における中央部であり、且つ、幅方向における中央部である位置を有する。

係合部１１４は、被係合体２−１に係合する。本例では、被係合体２−１は、一部のみが図示される。また、被係合体２−１は、図示されない地面、壁、又は、周辺の装置等に固定される。

本例では、係合部１１４は、被係合体２−１が係合部１１４に挿通された状態にて被係合体２−１に固定される。本例では、被係合体２−１は、円柱状のパイプである。本例では、係合部１１４は、パイプを取り外し可能に固定するクランプである。

なお、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのうちの、乾燥装置１０−１以外の乾燥装置１０−２〜１０−Ｎも、乾燥装置１０−１と同様に、被係合体２−２〜２−Ｎにそれぞれ係合する。

温度センサ１２は、支持体１１３により支持される。本例では、温度センサ１２は、支持体１１３のうちの、ｚ軸の正方向、又は、ｘ軸の正方向（換言すると、支持面から遠ざかる方向）における端面にて支持体１１３により支持される。

本例では、温度センサ１２は、熱電対である。なお、温度センサ１２は、熱電対と異なる温度センサ（例えば、測温抵抗体等）であってもよい。本例では、温度センサ１２は、温度を検出する測温部を構成する先端（本例では、測温接点）が、孔部１１３１の中央部に位置する。換言すると、温度センサ１２は、孔部１１３１により形成される貫通孔の近傍の位置にて温度を検出する。なお、温度センサ１２は、孔部１１３１により形成される貫通孔にて温度を検出してもよい。

断熱体１３は、断熱材からなる。本例では、断熱材は、シリカクロスである。なお、断熱材は、グラスウール、又は、ロックウール等であってもよい。図９に表されるように、断熱体１３は、支持面部１１１の支持面に沿う延在方向にて延びる面状である。断熱体１３は、支持面部１１１の支持面を被覆する。本例では、断熱体１３は、ｙ軸方向において、一対の側面部１１２の間にて延びる。本例では、断熱体１３は、延在方向において、支持面部１１１の両端の間にて延びる。

図９に表されるように、ヒータ１４は、支持面部１１１の支持面に沿う延在方向にて延びる面状である。ヒータ１４は、断熱体１３を被覆する。本例では、ヒータ１４は、ｙ軸方向において、一対の側面部１１２の間にて延びる。換言すると、一対の側面部１１２は、ｙ軸方向におけるヒータ１４の両端部の外方に位置する。

本例では、ヒータ１４は、延在方向において、支持面部１１１の両端の間にて延びる。本例では、ヒータ１４は、延在方向における長さが、断熱体１３よりも僅かに短い。なお、ヒータ１４は、延在方向における長さが、断熱体１３と等しくてもよい。

ヒータ１４は、電熱線と、セラミックスからなるとともに当該電熱線を被覆する絶縁体と、を備える。本例では、絶縁体は、碍子である。本例では、絶縁体は、取り外し可能に互いに嵌合される複数のブロックからなる。なお、絶縁体は、一体に形成されていてもよい。また、絶縁体は、セラミックスと異なる材料（例えば、磁器、又は、ガラス等）からなっていてもよい。

本例では、断熱体１３の厚さと、ヒータ１４の厚さと、の和は、一対の側面部１１２の突出長よりも短い。従って、ヒータ１４は、接続部３３の穴部３３１と隔てられる。

このような構成により、図１１に表されるように、ヒータ１４と、接続部３３の穴部３３１と、により形成される空間ＳＰ１は、延在方向における両端（本例では、第１端ＥＤ１及び第２端ＥＤ２）にて乾燥装置１０−１の外部に連通する。

本例では、図３に表されるように、ヒータ１４は、ｙ軸方向における長さ（換言すると、幅）が、接続部３３の穴部３３１のｙ軸方向における長さよりも長い。なお、ヒータ１４は、ｙ軸方向における長さが、接続部３３の穴部３３１のｙ軸方向における長さと略等しくてもよい。本例では、ヒータ１４は、ｙ軸方向において、接続部３３の穴部３３１の全体に亘って穴部３３１と対向する。なお、ヒータ１４は、ｙ軸方向において、接続部３３の穴部３３１の一部に亘って穴部３３１と対向していてもよい。

本例では、支持体１１３は、ヒータ１４と、接続部３３の穴部３３１と、の略中間に位置する。換言すると、本例では、支持体１１３は、ヒータ１４と、接続部３３の穴部３３１と、により形成される空間ＳＰ１において、ヒータ１４、及び、穴部３３１のそれぞれから隔てられた位置にて延びる。

従って、本例では、温度センサ１２は、ヒータ１４と、接続部３３の穴部３３１と、により形成される空間ＳＰ１において、ヒータ１４、及び、穴部３３１のそれぞれから隔てられた位置にて温度を検出する。

本例では、一対の側面部１１２の先端と、穴部３３１と、の隙間は、図示されない断熱材で閉塞される。本例では、断熱材は、グラスウールからなる。なお、断熱材は、グラスウールと異なる材料（例えば、ロックウール、又は、シリカクロス等）からなっていてもよい。

制御装置２０は、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれの温度センサ１２により検出された温度を取得する。制御装置２０は、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれのヒータ１４が生じる熱の量を、当該乾燥装置１０−１〜１０−Ｎから取得された温度に基づいて制御する。

本例では、制御装置２０は、所定の制御時間が経過するまでの間、温度センサ１２により検出される温度が所定の目標温度に一致するように、ヒータ１４へ電力を供給するオン状態と、ヒータ１４へ電力を供給しないオフ状態と、の間で状態を切り替える制御を行う。本例では、制御装置２０は、制御計画情報を予め記憶するとともに、記憶されている制御計画情報に基づいて上記制御を行う。本例では、制御計画情報は、制御時間と目標温度との組み合わせを複数含む制御計画を表す。

なお、制御計画は、制御時間と目標温度との組み合わせを１つだけ含んでいてもよい。また、制御装置２０は、上述の方式と異なる方式に従って、ヒータ１４が生じる熱の量を制御してもよい。
また、乾燥システム１は、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎをそれぞれ制御するＮ個の制御装置を備えていてもよい。この場合、Ｎ個の制御装置は、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの一部をそれぞれ構成していてもよい。

（乾燥方法）
次に、第１実施形態の乾燥方法について説明する。
先ず、連通穴を形成する穴部３３１を有する接続部３３を、キャスタブル耐火物を用いて形成する。
次いで、穴部３３１により形成される連通穴に、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎを挿入するとともに、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−ＮをＮ個の被係合体２−１〜２−Ｎにそれぞれ固定する。

これにより、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれのヒータ１４は、穴部３３１と隔てられた位置にて、穴部３３１に沿う延在方向にて延びるとともに、ヒータ１４と穴部３３１とにより形成される空間ＳＰ１が、延在方向における両端にて当該乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部に連通するように配置される。

そして、制御装置２０は、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれに対して、当該制御装置２０の状態をオン状態に切り替える。これにより、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれのヒータ１４は、熱の発生を開始する。

この結果、ヒータ１４と、接続部３３の穴部３３１と、により形成される空間ＳＰ１内の温度が、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部よりも高くなる。これにより、当該空間ＳＰ１内の空気が、当該空間ＳＰ１のうちの延在方向における両端の中の一端（本例では、鉛直上方側の端）から乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ流出するとともに、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部の空気が、当該両端の中の他端（本例では、鉛直下方側の端）から当該空間ＳＰ１へ流入する、煙突効果が生じる。換言すると、当該空間ＳＰ１内の空気は、当該他端から当該一端へ流れる。

従って、接続部３３から発生した水蒸気を、煙突効果による、当該空間ＳＰ１内の空気の流れに伴って、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ排出できる。この結果、接続部３３の爆裂を回避できる。また、煙突効果による、当該空間ＳＰ１内の空気の流れによって、当該空間ＳＰ１内の熱の伝達を促進できる。この結果、当該空間ＳＰ１内における温度の均一性を高めることができる。この結果、接続部３３が局所的に過度に加熱されることを抑制できる。
このようにして、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、接続部３３の爆裂を回避しながら、接続部３３を迅速に乾燥することができる。

また、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、温度センサ１２は、ヒータ１４と、接続部３３の穴部３３１と、により形成される空間ＳＰ１において、ヒータ１４、及び、穴部３３１のそれぞれから隔てられた位置にて温度を検出する。上述したように、当該空間ＳＰ１においては、煙突効果によって空気の流れが生じる。従って、接続部３３から発生した水蒸気は、当該空間ＳＰ１内の空気の流れに伴って移動する。これにより、接続部３３のうちの、比較的広い領域において発生した水蒸気が温度センサ１２の近傍に到達できる。従って、温度センサ１２により検出される温度は、接続部３３のうちの比較的広い領域の乾燥の程度を反映できる。この結果、接続部３３を適切に乾燥することができる。

制御装置２０は、制御計画情報に基づいて、Ｎ個の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎのそれぞれに対して、取得された温度が目標温度よりも高い場合、当該制御装置２０の状態をオフ状態に切り替え、一方、取得された温度が目標温度よりも低い場合、当該制御装置２０の状態をオン状態に切り替える。
このようにして、接続部３３の乾燥が完了する。

以上、説明したように、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、耐火物（本例では、接続部３３）を乾燥する。乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、耐火物の表面（本例では、接続部３３の穴部３３１）と隔てられた位置にて、当該表面に沿う延在方向にて延びる面状のヒータ１４を備える。乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、ヒータ１４と耐火物とにより形成される空間ＳＰ１が、延在方向における両端にて乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部に連通する。

これによれば、ヒータ１４と耐火物とにより形成される空間ＳＰ１内の温度が、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部よりも高くなる。これにより、当該空間ＳＰ１内の空気が、当該空間ＳＰ１のうちの延在方向における両端の中の一端から乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ流出するとともに、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部の空気が、当該両端の中の他端から当該空間ＳＰ１へ流入する、煙突効果が生じる。換言すると、当該空間ＳＰ１内の空気は、当該他端から当該一端へ流れる。

従って、耐火物から発生した水蒸気を、煙突効果による、当該空間ＳＰ１内の空気の流れに伴って、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ排出できる。この結果、耐火物の爆裂を回避できる。また、煙突効果による、当該空間ＳＰ１内の空気の流れによって、当該空間ＳＰ１内の熱の伝達を促進できる。この結果、当該空間ＳＰ１内における温度の均一性を高めることができる。この結果、耐火物が局所的に過度に加熱されることを抑制できる。
このようにして、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥することができる。

更に、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、筐体１１を備える。筐体１１は、耐火物の表面と隔てられた位置にて、延在方向にて延びるとともに、ヒータ１４を支持する支持面（本例では、支持面部１１１の支持面）を有する。筐体１１は、延在方向に直交する幅方向におけるヒータ１４の両端部の外方において、支持面から耐火物へ向かってそれぞれ延びる一対の側面（本例では、一対の側面部１１２の一対の側面）を有する。

これによれば、ヒータ１４と耐火物とにより形成される空間ＳＰ１は、一対の側面によって、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部と区画される。これにより、当該空間ＳＰ１のうちの、幅方向における両端面から、当該空間ＳＰ１内の空気が乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ流出することを抑制できる。従って、当該空間ＳＰ１から乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ熱が逃げることを抑制できる。この結果、ヒータ１４が熱を発生するために消費されるエネルギーに対する、耐火物に伝達される熱の量の割合を表す熱効率を高めることができる。

また、当該空間ＳＰ１のうちの、幅方向における両端面から、当該空間ＳＰ１内の空気が乾燥装置１０−１〜１０−Ｎの外部へ流出することを抑制できるので、煙突効果による、当該空間ＳＰ１内の空気の流れを速くすることができる。これにより、当該空間ＳＰ１内の熱の伝達が促進されるので、当該空間ＳＰ１内における温度の均一性を高めることができる。

更に、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、当該空間ＳＰ１において、ヒータ１４、及び、耐火物の表面のそれぞれから隔てられた位置にて温度を検出する温度センサ１２を備える。乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、検出された温度に基づいてヒータ１４が生じる熱の量が制御される。

空気中に含まれる水蒸気の量が多くなるほど、当該空気が温度センサ１２から奪う熱の量が増える。従って、温度センサ１２により検出される温度は、空気中に含まれる水蒸気の量が多くなるほど低くなる。ところで、耐火物から発生した水蒸気の量は、耐火物の乾燥の程度を反映する。従って、温度センサ１２により検出される温度は、耐火物の乾燥の程度を反映する。

ところで、耐火物の乾燥の程度は、耐火物に含まれる水分の不均一性、耐火物の形状、又は、耐火物の周囲の環境等に起因して、位置に応じて比較的大きく異なることが多い。このため、温度センサ１２の近傍に、耐火物のうちの、比較的狭い局所領域において発生した水蒸気しか到達できない場合、温度センサ１２により検出される温度が、耐火物のうちの、当該局所領域以外の領域の乾燥の程度を反映できない虞がある。

これに対し、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、温度センサ１２は、ヒータ１４と耐火物とにより形成される空間ＳＰ１において、ヒータ１４、及び、耐火物の表面のそれぞれから隔てられた位置にて温度を検出する。上述したように、当該空間ＳＰ１においては、煙突効果によって空気の流れが生じる。従って、耐火物から発生した水蒸気は、当該空間ＳＰ１内の空気の流れに伴って移動する。これにより、耐火物のうちの、比較的広い領域において発生した水蒸気が温度センサ１２の近傍に到達できる。従って、温度センサ１２により検出される温度は、耐火物のうちの比較的広い領域の乾燥の程度を反映できる。この結果、耐火物を適切に乾燥することができる。

例えば、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、耐火物の乾燥の程度が位置に応じて比較的大きく異なる場合であっても、比較的少ない数の温度センサ１２を設けるだけで、耐火物を適切に乾燥することができる。

更に、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎは、当該空間ＳＰ１において、ヒータ１４、及び、耐火物の表面のそれぞれから隔てられた位置にて延びる板状であるとともに、貫通孔を有する支持体１１３を備える。温度センサ１２は、支持体１１３により支持されるとともに、貫通孔、又は、貫通孔の近傍の位置にて温度を検出する。

ところで、耐火物の表面の温度が反映されずに、ヒータ１４の温度が反映された温度を目標値に制御する場合、耐火物の温度が、ヒータ１４の温度に比較的緩慢に追従するので、耐火物の乾燥が完了するまでに要する時間が過度に長くなる虞がある。
一方、ヒータ１４の温度が反映されずに、耐火物の表面の温度が反映された温度を目標値に制御する場合、ヒータ１４の温度が局所的に過度に高くなる虞がある。この場合、耐火物が局所的に過度に加熱されることにより耐火物が爆裂する虞がある。

これに対し、乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、温度センサ１２と、ヒータ１４、又は、耐火物の表面と、の間に遮蔽物が介在することを回避できる。これにより、ヒータ１４の温度と、耐火物の表面の温度と、の両方が反映された温度を検出できる。また、耐火物から発生した水蒸気は、貫通孔を通過する。従って、ヒータ１４、及び、耐火物のそれぞれの表面からの放射伝熱と、耐火物からの水蒸気を介した対流伝熱と、の両方が反映された温度を検出できる。この結果、耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物を迅速に乾燥することができる。

更に、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎにおいて、ヒータ１４は、電熱線と、セラミックスからなるとともに電熱線を被覆する絶縁体と、を備える。

これによれば、遠赤外線を用いた放射伝熱によって耐火物が加熱される。従って、耐火物が局所的に、過度に加熱されることを抑制できる。これにより、耐火物の爆裂を回避しながら、耐火物の乾燥を迅速に完了できる。

更に、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎにおいて、耐火物は、炭化珪素を含むキャスタブル耐火物である。

接続部３３の穴部３３１には、石炭の燃焼灰が溶融することにより生成されたクリンカが付着しやすい。これに対し、炭化珪素を含むキャスタブル耐火物を用いて穴部３３１を形成することにより、穴部３３１へのクリンカの付着を抑制できる。

ところで、例えば、炭化珪素を含むキャスタブル耐火物は、キャスタブル耐火物の施工後に、ガスバーナーによる乾燥を行うことが、標準的な施工方法として知られている。ガスバーナーを用いる場合、安全のために、作業者がボイラ部３の近傍に立ち入ることができない。この結果、ボイラ部３の近傍で実施される他の作業が遅延しやすい。

これに対し、第１実施形態の乾燥装置１０−１〜１０−Ｎによれば、穴部３３１の乾燥を行っている間に、作業者がボイラ部３の近傍に立ち入ることができるので、ボイラ部３の近傍で実施される他の作業を迅速に完了することができる。

図１２及び図１３に表されるように、第１実施形態の変形例の乾燥装置１０Ａ−１において、筐体１１は、一対の端面部１１５Ａを備える。図１２及び図１３は、第１実施形態の変形例の乾燥装置１０Ａ−１を表すとともに、第１実施形態の乾燥装置１０−１を表す図４及び図９にそれぞれ対応する。
一対の端面部１１５Ａは、支持面部１１１のうちの、延在方向における両端部において、支持面部１１１の支持面から、接続部３３の穴部３３１へ向かって延びる一対の端面をそれぞれ有する。

本例では、一対の端面部１１５Ａは、支持面部１１１の支持面からの、当該支持面の法線方向における高さが所定の突出長である。なお、一対の端面部１１５Ａは、支持面部１１１の支持面からの、当該支持面の法線方向における高さが、延在方向において変化していてもよい。

本例では、一対の端面部１１５Ａの突出長は、一対の側面部１１２の突出長よりも短い。また、一対の端面部１１５Ａの先端と、穴部３３１と、の隙間は、一対の側面部１１２と異なり、断熱材で閉塞されない。従って、本例でも、乾燥装置１０Ａ−１は、第１実施形態の乾燥装置１０−１と同様に、ヒータ１４と穴部３３１とにより形成される空間ＳＰ１が、延在方向における両端にて乾燥装置１０Ａ−１の外部に連通する。

本例では、一対の端面部１１５Ａは、延在方向に直交する平面に沿って延びる。なお、一対の端面部１１５Ａは、延在方向に直交する平面に対して傾斜していてもよい。

このような構成により、第１実施形態の変形例の乾燥装置１０Ａ−１によれば、第１実施形態の乾燥装置１０−１と同様の作用及び効果が奏される。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。

１ 乾燥システム
１０−１〜１０−Ｎ，１０Ａ−１ 乾燥装置
１１ 筐体
１１１ 支持面部
１１２ 側面部
１１３ 支持体
１１３１ 孔部
１１４ 係合部
１１５Ａ 端面部
１２ 温度センサ
１３ 断熱体
１４ ヒータ
２−１〜２−Ｎ 被係合体
２０ 制御装置
３ ボイラ部
３１ バーナー先端部
３１１ 穴部
３２ 燃焼室壁部
３２１ 穴部
３３ 接続部
３３１ 穴部
ＥＤ１ 第１端
ＥＤ２ 第２端
ＳＰ１ 空間

Claims (6)

1. 耐火物を乾燥する乾燥装置であって、
   前記耐火物の表面と隔てられた位置にて、当該表面に沿う延在方向にて延びる面状のヒータを備えるとともに、
   前記ヒータと前記耐火物とにより形成される空間が、前記延在方向における鉛直上方側の端及び前記延在方向における鉛直下方側の端にて前記乾燥装置の外部に連通する、乾燥装置。
2. 請求項１に記載の乾燥装置であって、
   前記耐火物の表面と隔てられた位置にて、前記延在方向にて延びるとともに、前記ヒータを支持する支持面と、
   前記延在方向に直交する幅方向における前記ヒータの両端部の外方において、前記支持面から前記耐火物へ向かってそれぞれ延びる一対の側面と、
   を有する筐体を備える、乾燥装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の乾燥装置であって、
   前記空間において、前記ヒータ及び前記耐火物の表面のそれぞれから隔てられた位置にて温度を検出する温度センサを備えるとともに、
   前記検出された温度に基づいて前記ヒータが生じる熱の量が制御される、乾燥装置。
4. 請求項３に記載の乾燥装置であって、
   前記空間において、前記ヒータ及び前記耐火物の表面のそれぞれから隔てられた位置にて延びる板状であるとともに、貫通孔を有する支持体を備え、
   前記温度センサは、前記支持体により支持されるとともに、前記貫通孔、又は、前記貫通孔の近傍の位置にて温度を検出する、乾燥装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の乾燥装置であって、
   前記ヒータは、電熱線と、セラミックスからなるとともに前記電熱線を被覆する絶縁体と、を備える、乾燥装置。
6. 乾燥装置を用いて耐火物を乾燥する乾燥方法であって、
   前記乾燥装置は、面状のヒータを備え、
   前記乾燥方法は、
   前記耐火物の表面と隔てられた位置にて、当該表面に沿う延在方向にて延びるとともに、前記ヒータと前記耐火物とにより形成される空間が、前記延在方向における鉛直上方側の端及び前記延在方向における鉛直下方側の端にて前記乾燥装置の外部に連通するように、前記ヒータを配置し、
   前記ヒータが熱を発生する、
   ことを含む、乾燥方法。

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