JPH0718654B2 - 断熱材ライニング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種産業において耐熱、断熱等あらゆる熱設備
に採用されている繊維質断熱材の新設あるいは補修にか
かるライニング方法に関し、特にスタッドを用いる方法
に関する。

〔従来の技術〕

周知の通り、近時加熱炉、保温炉を始めとし保冷設備に
至るまで、従来の耐火物即ち煉瓦や不定形耐火物にかえ
て繊維質断熱材ライニングを採用するようになった。

而して該繊維質断熱材としては、石綿保温材、岩綿及び
鉱滓綿保温材（JIS A9504）、ガラス綿保温材（JIS A95
05）、ミネラルグラスファイバー、セラミックファイバ
ー等が実用されている。

当初、繊維質断熱材は吹付けガンによって炉壁鉄皮に吹
付ける手段が採用されていたが、作業環境が悪くなるこ
とや付着効率が良くないことなど能率的に問題が多く経
済的で無いことから、ペーパー、パック、ブロック、ボ
ード、ブランケットなどあらかじめ薄膜や柔軟固化成型
品、厚帯状や蒲団状あるいは折畳みブロック体とし、ボ
ルトナット、ピンあるいはスタッドで炉壁に取りつける
手段が開発され広く利用されるようになった。

このような繊維質断熱材はそれ自身機械的強度が低いた
め取付けに当ってはスタッドを用いることが多く種々の
ライニング方法が提案されている。

通常炉壁鉄皮にあらかじめスタッドを溶接し、該スタッ
ドを刺通するようにブランケット状の繊維質断熱材をか
ぶせる方法あるいは前記炉壁鉄皮に繊維質断熱材のブラ
ンケットを仮溶着しておき、該ブランケットの表面から
鉄皮に向けて小径のスタッド（アンカーとも云う）を刺
通し溶着する方法などが採用されている。

而して、前記スタッド溶接による繊維質断熱材の取付け
をより確実かつ能率的に実施する手段として実開昭61−
167279号公報にはレグ前端に基板を設け、該基板に複数
の刺入杆とスタッド（アンカー）案内管を取付けて、ス
タッドを折曲する恐れなく断熱材に刺通し鉄皮に溶着す
る手段（以下Ａ考案と云う）が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者等は従来の断熱材ライニング方法において、鉄
皮にあらかじめスタッドを多数溶着しておき、繊維質断
熱材ブランケット（以下単にブランケットと云う）をか
ぶせる方法が非常に手間がかかり工期が長くなることを
知り、あからかじめ鉄皮にブランケットを仮に締付け具
を用いて展着しておきブランケット表面から鉄皮に向け
てスタッドを刺通し鉄皮に溶接したのち該スタッドに押
圧ワッシャを嵌着しブランケットを押し付け固定する方
法を採用して工期の短縮に成功したが、スタッドの完全
な溶着が非常に難しく、やり直しが多発すると云う技術
的問題点のあることを知った。

溶着が不完全なものとなり易い原因は、スタッドを刺通
する際に方向が狂い易く鉄皮に対しスタッドが垂直に当
接しないと云う点があり、またスタッドと鉄皮の間に繊
維や錆などが介在して溶接欠陥をつくり易いと云う点や
溶接部が目視できないため溶接に際して適切なアーク間
隔が取れず溶接結果が不具合になり易いことなどが原因
であり、そのような問題点の一部を前記Ａ考案は解決し
ているものの、前記Ａ考案には刺入杆によって鉄皮から
ブランケット表面まで貫通孔が生ずるので高温の加熱炉
では高温ガスが該貫通孔を経て鉄皮に達すると云う問題
点があり、また本発明者等の経験では鉄皮に全く錆や付
着物が無い場合は別としてＡ考案の手段では溶接欠陥が
生じ易く、不合格率が高いと云う課題がある。これは溶
接時に鉄皮とスタッド間にブランケットの１部など介在
物がはいり込み易いことや溶接時に発生するガス圧の問
題が有るからと考えられ、鉄皮に錆が有る場合では不合
格率は30〜50％に達することさえある。

本発明の目的は断熱材ライニング方法において、確実で
失敗が無く、かつ経済的な方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は前記問題点を解決し、目的を達成するため、鉄
皮に展着された繊維質断熱材をスタッドで止着する断熱
材ライニング方法において、鉄皮に垂直な方向から前記
繊維質断熱材にスタッドと同径の貫通孔を穿設すると共
に、該貫通孔を拡張すること無く鉄皮被溶着面拡張研摩
工具を前記貫通孔に挿入して被溶着面の拡張研摩を行な
いついで該被溶着面の研摩屑を吸引排出した後に、スタ
ッドを該貫通孔に挿入し前記鉄皮に溶接したあと、該ス
タッドに固着可能な押圧具を装着して前記繊維質断熱材
を止着することを特徴とする。

〔作用〕

本発明の方法は、あらかじめ溶着すべきスタッドと同径
の貫通孔を繊維質断熱材に穿設してスタッドを挿入する
方法であるため、鉄皮に対して正確にスタッドを当接さ
せることが出来るので良好な溶接が行なえる。

また、前記貫通孔と同径もしくはそれ以下の直径を有す
る鉄皮被溶着面拡張研摩工具を溶接前に前記貫通孔に挿
入して、鉄皮の被溶着面を研摩するので、欠陥の無い溶
接が実施できる。

而して、前記被溶着面の研摩については前記貫通孔の直
径比で略1.5〜5.0倍の広さに拡張研摩するので被溶着面
上に繊維質断熱材が除去された小容積ドームが必然的に
形成され、溶接時に瞬間的に発生するガス圧は前記ドー
ムによって効果的に分散され溶接は良好な環境で進行す
るので欠陥が生ずる恐れは激減する。

さらに前記研摩後溶接前に該被溶着面に付着している研
摩屑即ち錆や繊維質断熱材の破片や研摩工具の微小破片
など溶接に有害なものを前記貫通孔に吸引ノズルと挿入
して吸引排出するので、溶接欠陥の一因となる研摩屑に
よる障害は全く無くなる。

次に、本発明の方法はあらかじめ鉄皮上に挟持、あるい
は押圧保持または担持、溶接などの適宜手段で展着され
た繊維質断熱材の上面から鉄皮に向けてスタッドを貫通
溶着せしめる方法であるため作業が容易で、かつ迅速に
行なえる。

また溶着したスタッドを介してワッシャやナットあるい
はクランプなど寸法および材質などを含め適宜な押圧具
を目的に応じて採用し繊維質断熱材を正確に取付けるこ
とが可能である。

〔実施例〕

第１図は本発明の方法により鉄皮１に繊維質断熱材２
（本実施例では４層で構成されている）をスタッド３で
止着した状況を示す概略断面図であって、４は後述する
被溶着面５の拡張研摩工程で構成されたドームで、６は
鉄皮１に向って垂直方向に前記繊維質断熱材２に穿設さ
れたスタッド３と同径の貫通孔を示す。

而して、繊維質断熱材２は弾性があるので貫通孔６を穿
設した場合、幾何学的厳密さで同径とすることは困難で
あり、本発明ではスタッド３の挿通が容易でかつスタッ
ド３との間で大きな隙間つまり炉内雰囲気ガスが抵抗な
く流入するような隙間をつくらない程度の大きさで後述
の押圧具で締め付けた際にスタッド３を包むことが可能
な程度の径を同径と定義する。

７は溶着部における余盛を示す。而してそれぞれ異なっ
た品質からなる繊維質断熱材２（以下単に断熱材と云
う）の第１層2a、第２層2b、第３層2c、第４図2dは前記
スタッド３に装着された耐熱性ワッシャ88、耐熱性ナッ
ト９によって鉄皮１に止着される。

本発明の方法によれば、断熱材２をスタッド３により常
に第１図のように断熱材２の上面2mから確実に止着する
ことが可能であり、その手順を第２図〜第７図の概略説
明図に従って詳細に説明する。

第２図においてドリル案内具10は中央に穴10aを有する
平板状の当板11と該当板11に垂直に溶着されたガイド管
12から構成されており、断熱材２の上面におけるスタッ
ドの植立位置相当部に当接される。

ついで、スタッド３と同径の穿孔ドリル13を有する穿孔
具たとえば電動穿孔具14により前記ドリル案内具10を介
して断熱材２を穿孔すると、第３図に示すように鉄皮１
に垂直な貫通孔６が穿設できる。なお断熱材２の品質が
柔軟で加工性の良い場合は、単に刺入杆（図示せず）を
押し込むのみで穿孔が可能である。

次に前記貫通孔６と同径の鉄皮被溶着面拡張研摩ロッド
15（以下単に研摩ロッドと云う）を備えた電動研摩工具
16を用いて、前記貫通孔６に研摩ロッド15を挿入し、第
４図に示すように、鉄皮１の被溶着面５の拡張研摩を行
なう。

而して前記研摩ロッド15の先端は、後に詳述するように
本体とは別に直角方向回動自在に軸支された研摩ヘッド
15aに構成されており、前記電動研摩工具16によって適
宜に前記研摩ロッド15を回転させると被溶着面５は充分
に研摩される。

前記研摩ヘッド15aの長さを適宜に設定することにより
被溶着面５の面積を所望の広さとし最良の溶接効果が得
られると共に、該被溶着面５の上部には必然的に断熱材
２が破砕されて構成される小容積の空間即ちドーム４が
形成されることになる。

本発明者等の経験では、前記ドーム４によりスタッド溶
接時に瞬間的に発生するガス圧が効果的に分散されて非
常に良好な溶接が可能になる。

而してスタッド溶接を実施する前に前記被溶着面５の清
掃が望ましく、そのため第５図に示すように集塵ポンプ
17を用い、ホース18に接続された極細の吸引ノズル19を
用い、前記被溶着面５およびドーム４内の研摩屑20を吸
引排出する。

次に第６図に示すようにスタッド３を前記貫通孔６に挿
入するが、該スタッド３は後述するように先端から末端
まで同径のものが特に溶接成績が優れている。

本発明では前述のように貫通孔６があらかじめ穿設され
ているうえに清掃されているので、スタッド３の挿入は
極めて円滑で、鉄皮１の被溶着面５に的確にスタッド３
の先端が当接され、その当接は作業者の触感でも容易に
判定でき、また簡易な電気的検知たとえばランプ点灯回
路でも検出できる。

次に第７図に示すようにスタッド３の後端をスタッド溶
接器21のチャック22で掴持させると共にレッグ23に固着
されたフートピース24によって断熱材２の上面2mを押圧
し溶接を行なう。

該スタッド溶接は周知の通りスタッド３を所定の押圧力
で被溶着面５に押しつけて通電後、所定の間隔だけ離隔
させることによってアークを発生させスタッド３の先端
と被溶着面５の１部を溶融せしめ、ついでスタッド３を
被溶着面５に押しつけることによって行なわれ、本発明
でも前述の方法を採用し好結果を得たが、この方法に限
定することなく、フエルールを用いたスタッド溶接も可
能で、この場合スタッド３と同径のフエルールを採用す
ることが望ましい。

次に第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）は前述の研摩ロッド
15の先端に直角方向に回動自在に軸支された研摩ヘッド
15aの正面図、平面図および回動状況を示す正面図で、
研摩ヘッド15aは表面に研摩用の溝25が刻設されてお
り、軸ピン26によって研摩ロッド15に回動自在（この例
では180゜回動可能）に軸支されている。

この回動角度についてはストッパー（図示せず）を採用
するなど状況に応じて適宜に変更しても良く、また研摩
ヘッド15aの形状や軸支手段については目的を逸脱しな
い範囲において転回や角度保持が容易なように適宜に設
計して良い。即ち挿入に際して貫通孔６を拡張するのを
避けるため、同径のまま挿入でき、被溶着面５の拡張研
摩に際して広がり、引抜きに際して同径に戻るものであ
れば採用でき、後述の第10図のようなブラジ形状のもの
を用いることが可能である。

第９図は研摩ヘッド15aによる研摩状況を示す詳細断面
図であり、研摩ロッド15の回転時のぶれを少なくすると
貫通孔６の望ましくない拡径を避けることが出来る。

第10図は研摩ヘッド15aの異なった実施例にかかる概略
縦断面図で、27は研摩ロッド15の内腔28に挿通自在に遊
嵌されたスプリングシャフトで、その先端にブラシ29が
固着されており、前記スプリングシャフト27を突き出す
ことにより、該ブラシ29は研摩ロッド15の先端キャップ
30から突出して被溶着面（図示せず）を研摩する。該ス
プリングシャフト27は回転装置（図示せず）に接続され
適宜な速度で回転することは云うまでも無い。

次に第11図は本発明において好適に用いられるスタッド
３にかかる部分切欠断面図で、該スタッド３の先端3aに
は半球型の凹部31が穿設され、さらに溶接用フラックス
32が、該凹部31に塗布されている。

該スタッド３は全長が同径に作られているので、前述の
貫通孔６への挿入が円滑で、かつ極めて安価であるた
め、本発明方法のより経済的な実施が可能になる。

〔発明の効果〕

本発明の方法は断熱材をその上面から鉄皮に溶着したス
タッドによって止着するので、断熱材の品質の硬軟にか
かわらず作業が極めて能率的で、新設時であると補修時
であるとを問わず非常に経済的な施工が可能であると共
に、スタッド溶着が確実に行なわれるため施工の信頼性
が高く、従来のスタッド溶接方法による合格率70％に比
し98％の合格率の実現を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における断熱材止着状況を示す概略断面
図、第２図〜第７図は本発明にかかる断熱材止着手段を
順に示す概略説明図、第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
研摩ヘッドの正面図、平面図および回動時の正面図、第
９図は研摩状況を示す詳細断面図、第10図は研摩ヘッド
の概略縦断面図、第11図はスタッドの部分切欠断面図で
ある。 〔符号の説明〕 １……鉄皮、２……繊維質断熱材、2a〜2d……１層〜４
層、2m……上面、３……スタッド、４……ドーム、５…
…被溶着面、６……貫通孔、７……余盛、８……耐熱性
ワッシャ、９……耐熱性ナット、10……ドリル案内具、
10a……穴、11……当板、12……ガイド管、13……穿孔
ドリル、14……電動穿孔具、15……研摩ロッド、15a…
…研摩ヘッド、16……電動研摩工具、17……集塵ポン
プ、18……ホース、19……吸引ノズル、20……研摩屑、
21……スタッド溶接器、22……チャック、23……レッ
グ、24……フートピース、25……溝、26……軸ピン、27
……スプリングシャフト、28……内腔、29……ブラシ、
30……先端キャップ、31……凹部、32……溶接用フラッ
クス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 和人 福岡県北九州市八幡東区山王１丁目９番10 号 九築工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄皮に展着された繊維質断熱材をスタッド
   で止着する断熱材ライニング方法において、鉄皮に垂直
   な方向から前記繊維質断熱材にスタッドと同径の貫通孔
   を穿設すると共に、該貫通孔を拡張すること無く鉄皮被
   溶着面拡張研摩工具を前記貫通孔に挿入して被溶着面の
   拡張研摩を行ないついで該被溶着面の研摩屑を吸引排出
   した後に、スタッドを該貫通孔に挿入し前記鉄皮に溶接
   したあと、該スタッドに固着可能な押圧具を装着して前
   記繊維質断熱材を止着することを特徴とする断熱材ライ
   ニング方法。