JPH05141873A

JPH05141873A - セラミツク断熱スリーブ

Info

Publication number: JPH05141873A
Application number: JP30590991A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Shindou; 尊彦新藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】セラミック断熱スリーブの高温での断熱性と柔
軟性とを共に高める。【構成】アルミナが９９．０ｗｔ％以上の高純度アルミ
ナを主成分とする長繊維により空芯の紐に編み込む。こ
の紐の空芯部内に、アルミナが９４．０ｗｔ％以上のア
ルミナを主成分とする短繊維を、充填密度が０．２０〜
０．３０ｇｒ／ccで充填する。この紐によりスリーブ形
状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管状炉や高周波誘導加
熱炉等に好適なセラミック断熱スリーブに係り、特に、
断熱性と柔軟性の向上とを共に図ったセラミック断熱ス
リーブに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、管状炉や高周波誘導加熱炉等で
は高温発熱部位の断熱部材としてセラミック断熱スリー
ブを使用している。これらの炉は高温部に使用される加
熱管の外周に熱源を配置し、さらに、この熱源の外周に
セラミック断熱スリーブを設け、さらにまた、このセラ
ミック断熱スリーブの外周に金属ハウジングを設けてい
る。

【０００３】加熱管は例えば１５００℃の高温になるこ
と、直径が例えば１００〜２００φで大きいこと、長さ
が例えば５００〜１０００mmで長いこと等から、高温で
発生する熱応力を考慮して分割構造に構成されている。

【０００４】また、加熱管とハウジングとの間の空間は
狭い上に曲率を持っているので、加熱管が分割構造とな
っており、そのために、加熱管の保持と断熱用にブロッ
ク形状のバルク材を断熱材として充填しているが、これ
では曲率加工が困難である上に、クッション性に欠ける
という不都合がある。

【０００５】そこで、従来のセラミック断熱スリーブで
は、柔軟性と製造容易性を有するという理由から、アル
ミナ・シリカを主成分とし、少量の添加物をさらに加え
ている。

【０００６】例えば、商品化されているセラミック繊維
では、アルミナ・シリカ・ホウ酸から成り、アルミナが
６２ｗｔ％、シリカが２４ｗｔ％、Ｂ₂Ｏ₃が１４ｗｔ
％の連続セラミック製長繊維を空芯の紐状に編み込み、
その紐の各空芯部内に、アルミナが９５ｗｔ％でシリカ
が５ｗｔ％のアルミナファイバ（短繊維）を、充填率が
０．１〜０．２８ｇｒ／ccで充填してスリーブ状に形成
し、炉の断熱部等に充填部材として充填している。

【０００７】このようなアルミナ・シリカのセラミック
繊維は柔軟性に優れ、加熱管とハウジングの狭い曲率部
にもよく密着し、しかも、弾性があるために加熱管の保
持が適切であり、また断熱性にも優れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のセラミック断熱スリーブでは、例えば１３０
０℃以上の高温になると、アルミナ・シリカのセラミッ
ク繊維が結晶化し始め、柔軟性が失われる。また、その
ために、曲り部に部分的な破断が生じ、劣化する。さら
に、劣化すると断熱性と保持性が悪くなり、寿命が短く
なる。

【０００９】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は高温における断熱性と柔軟
性とを共に向上させることができるセラミック断熱スリ
ーブを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。

【００１１】つまり本発明は、アルミナが９９．０ｗｔ
％以上の高純度アルミナを主成分とする長繊維により空
芯の紐に編み込み、この紐の空芯部内に、アルミナが９
４．０ｗｔ％以上のアルミナを主成分とする短繊維を、
充填密度が０．２０〜０．３０ｇｒ／ccで充填し、この
紐により所要のスリーブ形状に形成したことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】アルミナ純度が９９．０ｗｔ％以上の高純度ア
ルミナ長繊維により空芯の紐に編み込み、この紐の空芯
部内に、アルミナ純度が９４．０ｗｔ％以上のアルミナ
製短繊維を、充填密度が０．２０〜０．３０ｇｒ／ccで
充填してスリーブに形成したところ、このスリーブの断
熱性と柔軟性とを共に高めることができた。つまり、本
発明によれば、断熱性と柔軟性とを共に高めることがで
きる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１４】本実施例のセラミック断熱スリーブは例え
ば外直径が１００mmで最高使用温度が１５００℃である
加熱管と、内直径が１２０mmの金属製ハウジングの断熱
のために、ハウジングの内方に介在されるものであり、
次のように構成される。

【００１５】つまり、本実施例のセラミック断熱スリー
ブは、まず、アルミナが９９．０ｗｔ％以上の高純度ア
ルミナ製の長繊維により空芯の紐に編み込む。この長繊
維は例えばメートルオーダの長さを有し、その引張強度
を図２に示している。つまり、高純度アルミナ製の長繊
維の引張強度は１５００℃で１０時間熱処理では図２に
示すようにアルミナ純度が低いと低下するが、アルミナ
純度が９９．０ｗｔ％以上では高温での引張強度の低下
が見られないので、アルミナ純度が９９．０ｗｔ％以上
が望ましい。

【００１６】そして、この高純度アルミナ製の長繊維よ
り成る紐の空芯部内に、アルミナが９４．０ｗｔ％以上
の短繊維（以下ファイバという）を０．２０〜０．３０
ｇｒ／ccの充填密度で充填し中実の紐を形成し、しかる
後に、この紐により所要のスリーブに形成する。このフ
ァイバはセンチオーダの長さを有し、そのアルミナ純度
と、これを充填した紐より成るセラミック断熱スリーブ
の復元率（柔軟性）の関係を図３に示している。図３は
ファイバのアルミナ純度が低いと、セラミック断熱スリ
ーブの復元率が小さいが、アルミナ純度が９４．０ｗｔ
％以上では復元率の低下が見られないので、ファイバの
アルミナ純度は９４．０ｗｔ％以上が望ましい。そし
て、高純度アルミナ製の長繊維の紐の空芯部の中に、充
填するファイバの充填密度と断熱温度および復元率との
関係を図１（Ａ），（Ｂ）に示す。

【００１７】つまり、ファイバの充填密度を、熱処理が
１５００℃、１０ｈｒｓでは０．２ｇｒ／ccより低い場
合には、断熱温度が上がるものの、復元率が低下する。
この傾向は１６００℃でも同じである。また、充填密度
が０．３ｇｒ／cc以上であると断熱温度が低下する。そ
して、ファイバの充填密度が０．２０〜０．３０ｇｒ／
ccであると、断熱温度と復元率（柔軟性）とを共に高め
ることができる。したがって本実施例によれば、加熱管
使用温度の高温における断熱性と復元率、つまり柔軟性
を共に高めることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、アルミナ
が９９．０ｗｔ％以上の高純度アルミナを主成分とする
長繊維と空芯の紐に編み込み、この紐の空芯部内に、ア
ルミナが９４．０ｗｔ％以上のアルミナを主成分とする
短繊維を、充填密度が０．２０〜０．３０ｇｒ／ccで充
填してスリーブに形成したので、高温における断熱性と
柔軟性とを共に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミック断熱スリーブの一実施
例の高温における特性を示しており、（Ａ）は高純度ア
ルミナ製長繊維より成る空芯紐の空芯部内に、ファイバ
を充填する充填密度と断熱温度との相対関係を示すグラ
フ、（Ｂ）は同充填密度とスリーブの復元率（柔軟性）
との相対関係を示すグラフ。

【図２】セラミックス製長繊維のアルミナ純度とその長
繊維の引張強度との相対関係を示すグラフ。

【図３】高純度セラミック製長繊維より成る紐の空芯部
内に充填されるアルミナ製ファイバのアルミナ純度とス
リーブの復元率との相対関係を示すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミナが９９．０ｗｔ％以上の高純度
アルミナを主成分とする長繊維により空芯の紐に編み込
み、この紐の空芯部内に、アルミナが９４．０ｗｔ％以
上のアルミナを主成分とする短繊維を、充填密度が０．
２０〜０．３０ｇｒ／ccで充填し、この紐により所要の
スリーブ形状に形成したことを特徴とするセラミック断
熱スリーブ。