JPS6236072Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、炉に使用することにより熱効率を向
上せしめうる炉の構成体の構造体に関するもので
あり、ユニツト化したパネルとしても供給できる
ばかりか現場施工で炉を構成しうるものでもあ
る。

ガラス溶融炉、セメント焼成炉、鉄鋼、非鉄な
ど金属加熱炉その他一般工業用炉において、省エ
ネルギーを目的とした各種の改善がなされてい
る。

例えばその一例として既設または新設の炉壁に
セラミツクフアイバーからなる断熱層を内張りす
ることが行われている。この方法は熱が炉壁を伝
わつて炉外へにげることを防ぐにはそれなりの効
果をもち断熱炉壁としては有用であるが、加熱炉
などとしての炉内での被加熱物の加熱促進という
点からすれば断熱層からの輻射効果は期待できな
い。

また他の例として、表面に多数の凹凸をもつセ
ラミツク多孔板が輻射増進の効果を有しているこ
とおよびそのような多孔板を炉の内張りとして使
用すると加熱促進に役立つことも知られている。

この方法は輻射増進の効果は期待されるのであ
るが、多孔板を炉壁耐火物の前面に直接内張りす
るものであるため炉壁耐火物を通しての熱伝導に
よる熱損失が大きいこと、さらには多孔板と炉壁
耐火物の熱膨張差に起因すると考えられる多孔板
或は耐火物への亀裂の発生があることなどのため
実用化が進んでいないのが実状である。

本考案は、これらの点に鑑み種々研究された結
果として見い出されたもので、多孔板使用による
波長変換機構をもたせた輻射増進効果を炉内面に
形成せしめるとともにこの効果を有効に発揮せし
めるための耐久性をもたせると同時に炉壁を伝わ
つての熱伝導による熱損失の防止をも可能ならし
めることに成功したものである。

即ち、本考案は、表面に多数の孔又は溝を有す
る輻射増進セラミツク層と耐熱繊維からなる可変
形断熱材層および耐熱固形断熱材層の少くとも３
層構造を有し、これらの３層を、これらの面に垂
直な方向に形成した複数の共通な孔又は溝部に不
定形耐火材を充填して一体化してなる炉の構造体
を要旨とするものである。

本考案はこのようにすることにより目的が達成
されるのであるが、さらに一つの大きな利点とし
てこれらの構成体をユニツト化した耐火パネルと
して供給できるということである。

即ち、工場で製造し、現場では新設、既設或は
補修を問わず炉内張りとしてそのまま設置すれば
よいものとして使用できるのである。勿論、必要
に応じて現場施工によりこのような構造の炉壁、
炉天井を構成することもできる。

本考案の他の利点は、図面を参照した以下の説
明でも明らかになるであろう。

第１図に示す如く、本考案の炉の構成体１は基
本的には、炉の内張りとして使用する或は施工す
るに際して炉内面側に位置する輻射増進セラミツ
ク層２とその背面に中間層として介在する耐熱繊
維からなる可変形断熱材層３およびそのさらに背
面に位置する固形断熱材層４の少くとも３層構造
とこれらを一体化した充填材による保持部材とか
らなつており、それぞれについてまず説明する。

輻射増進セラミツク層２は、表面（少くとも炉
内面に位置する外表面）に多数の孔又は溝を有し
ているもので、これらの孔又は溝はセラミツク層
の面に垂直な方向（厚み方向）に貫通していても
よいし或は未貫通のものであつてもよい。

第１図に示すものは格子状の薄型２ａで区画さ
れた多数の貫通孔２ｂを形成したいわゆるハニカ
ム状セラミツク板状体であり、第２図に示すもの
は多数の円形孔２Ｃを貫通或は未貫通で形成した
多孔板状体であり、第３図に示すものは格子状に
溝２ｄを形成した板状体である。

このようにセラミツク層として少くともその外
表面に多数の孔又は溝を有しているものを用いる
ので炉内張りとして使用した場合壁面からの輻射
率の向上が可能となるのであり、形成する孔や溝
の数、位置、形状、深さ、大きさなどは目的に応
じて適切なものとして選択決定することができ
る。

セラミツクの材質としてはジルコニア、アルミ
ナ、ムライト、マグネシア、コージエライトなど
通常の酸化物からなるものであつてもよいし、窒
化珪素、炭化珪素、ボロンカーバイドなどの非酸
化物からなるものであつてもよい。

中間層となる耐熱繊維からなる可変形断熱材層
３は高温下に使用しても耐熱性と柔軟性を維持し
ているものであつて高融点のいわゆるセラミツク
フアイバーからなるものである。セラミツクフア
イバーとして適当なものはアルミナシリカ、アル
ミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素
などであり、層状体とするにはこれらからなる織
布、不織布、綿状物であつてもよいし、これらを
ブランケツト状、シート状、束状など任意の形態
として使用することができる。

このようにこの断熱材層３は中間層として、高
温で強熱されて白熱化した内側セラミツク層の高
温下における有効な断熱層として作用するととも
に該セラミツク層と固形断熱材層との緩衝層とし
て、これらへの亀裂の発生を防ぎ耐久性のある構
造を可能とするのであり、具体的に介在せしめる
厚みとしては５〜20mm程度が適当である。

つぎに固形断熱材層４は高温白熱セラミツク層
の断熱を可変形断熱層３による断熱につづいて出
来るだけ補完せしめるものであり、熱伝導率が可
及的に小さい耐火材層として十分な厚みをもつて
通常形成するのが好ましい。1000℃までの熱伝導
率としては一般に0.5Kcal／ｍ・hr・℃以下程度
のものがよく、材質としては、通常よく知られて
いる断熱耐火物からなるものでよく、例えば不定
形耐火物（キヤスタブル）によるプレキヤスト品
であつてもよくまたプレス品であつてもよい。具
体的な例として多孔質シヤモツトやアルミナ中空
粒などを骨材とした軽量キヤスタブル耐火物が適
当である。

またこの固形断熱材層として、目的によつては
厚みを小さくすることが望ましい用途の場合やこ
の層でも高温下の有効な断熱を特に必要とする場
合などによつては、中間層として使用するような
セラミツクフアイバーからなる繊維質の断熱材を
応用することも有効であるが、この場合には無機
質のバインダーを使つて予め固形化しておくか、
熱をかけたら硬化し固形化するようにしておくこ
とが必要である。これは可変形のままでの使用は
炉へのセツトが困難であるばかりか安定した炉の
使用ができないからである。

本考案の構成体は、基本的にはこのように少く
とも３層構造からなるものであつて、これらの使
用態様としては、予め３層を一体化したパネルユ
ニツトとして現場の炉に適用することもできる
し、これらの３層構造を現場の炉で形成せしめる
こともできる。

いずれにしろ、本考案構造体は、これらの３層
構造を一体化したものとして炉としての使用に供
するものであり、そのためにさらにこれらの３層
の面に垂直な方向（厚み方向）に形成した複数の
共通な孔または溝に不定形耐火材を充填してなる
ものである。

第４図及び第５図を参照してこれらについて説
明する。即ち、第４図は第１図に示すようなそれ
ぞれの角部を略1/4円形に切欠した３層構造体１
を適当な台上に複数個やや間隔を置いて整列載置
し、これらの切欠角部と四隅をあけて載置したこ
とにより形成した間隙空間部５ａを不定形耐火材
５（キヤスタブル耐火材）を充填硬化したもので
ある。

この第４図に示す例は間隔をおいて３層構造体
を整列せしめたための充填した不定形耐火材によ
り各々が独立して位置した状態で格子状に充填し
た不定形耐火材により結合一体化されたものであ
るが、３層構造体の面に垂直な方向に３層に貫通
した孔を形成し、これに不定形耐火材を充填すれ
ば、格子状でなく棒状の不定形耐火材による一体
化とすることができる。

第５図は不定形耐火材を充填する３層構造体１
の共通孔を固形断熱材層の下まで完全には貫通せ
ずして一体化してなる例であり、不定形耐火材の
形断熱材層４における充填部を図面に示す如く外
側に拡大した脚部５ｂを形成するようにし一体化
を強固にしている。

この３層の一体化の充填材として使用する不定
形耐火材としては、固形断熱材層を形成する耐火
材と材質的には同じものであつてもよいが、固形
断熱材層より硬化後の強度が大きいものが望まし
く、断熱性より高強度がより重要である。

即ち、例えば前記したように固形断熱材層の好
ましい熱伝導率0.5Kcal／ｍ・hr・℃以下に対
し、この充填部はその以上の熱伝導率であつて
も、圧縮強度として100Kg／cm²以上望ましくは150
Kg／cm²以上になるものを使用するのがよく、具体
的には高アルミナ質や高級シヤモツトなどを骨材
としたものが一般によく知られている。

本考案のこのような構成体は、この３層体自体
として炉壁（炉天井）を直接構成することもでき
るし、または炉殻に内張りして若くは炉壁（天
井）ライニングのさらに内張りとして使用し炉を
構成することもできるものである。

このように本考案は、輻射増進による加熱効果
と断熱による熱損失を防ぐことを同時に可能なら
しめるものであつてその実用的な価値は多大なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案構造体の一例を説明するための
分解した斜視図、第２図及び第３図は輻射増進セ
ラミツク層の一例を示す部分斜視図、第４図ａ及
び第５図は使用態様の一例を示す断面図第４図ｂ
は第４図ａの平面図をそれぞれ示している。 図面にて１は本考案構造体、２は輻射増進セラ
ミツク層、３は可変形断熱材層、４は固形断熱材
層、５は不定形耐火材充填部を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 表面に多数の孔又は溝を有する輻射増進セラミ
   ツク層と耐熱繊維からなる可変形断熱材層および
   耐熱固形断熱材層の少くとも３層構造を有し、こ
   れらの３層を、これらの面に垂直な方向に形成し
   た複数の共通な孔又は溝部に不定形耐火材を充填
   して一体化してなる炉の構造体。