JPS6236073Y2 - - 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
上せしめうる炉壁の構造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
現場施工で炉壁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
耐火物の熱膨脹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、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組合せからなり、これ
らの３層はそれらの面に垂直な方向に嵌挿された
セラミツク保持具で一体に保持されているととも
にさらに輻射増進セラミツク層はセラミツク固定
枠を介して該保持具にて固定されている炉壁の構
造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
（炉天井も含む）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、本考案の炉壁の構成体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壁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、炭化硅素、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、炭化硅
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、束状などの任意の
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。

本考案の構成体はこのように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。

前者のパネルユニツトとして使用に供する場合
や施工を容易とするためには３層の夫々の境界面
を高温接着剤で接合しておくことも望ましい。

この接着剤の使用の有無にかかわらず、本考案
炉壁の構造は、これらの３層を一体化する手段と
してセラミツク保持具およびセラミツク固定枠を
使用するものであり、以下第４図乃至第７図を参
照しながら説明する。

まず第４図に示すものは、３層構成体１の面に
垂直な方向（厚み方向）に共通した貫通孔（溝で
もよいし、格子状を形成するものでもよい）を適
当箇所に形成し、これらにセラミツクからなるア
ンカーボルトなどの保持具（スタツド）５を嵌挿
して一体化するとともに、輻射増進セラミツク層
２をセラミツク固定枠６を介して保持具５で固定
している。

即ち、固定枠６を保持具５の拡大頭部５ａに当
接して抑え、一方断熱材層４の外部をナツト５ｂ
で係止して３層を一体化している例である。

また、第５図は、予め拡大した脚部５ｃを埋設
した保持具５の一方端をセラミツク層２の外にま
で延出して、これにナツト５ｂをねじどめするに
先立つて固定枠６を嵌め込みこれをセラミツク層
と同時に固定した例である。

第６図及び第７図は他の好ましい実施例を示す
もので、拡大した脚部５ｃをもつセラミツク保持
具５を３層に共通して形成した貫通孔に嵌挿し、
この共通孔の固形断熱材層に相当する孔部に高強
度となる不定形耐火材７を充填して、３層を固定
化した例である。

このように固定枠６を介在せしめることにより
セラミツク層をはじめとして３層の一体化をより
強くしかしながらセラミツク層２の変動の余地を
残してかつ容易になしうるばかりか、セラミツク
層２が第７図に示すように２１，２２，２３の如
く複数に分割されたものを使用してもこれらを同
時にまとめて保持しうるものである。

尚、固定枠は、炉の内側に位置して高温にさら
されるため保持具と同様セラミツクからなるもの
が必要で、具体的な材質としては、炭化珪素、窒
化珪素、ジルコニアなどでつくつたものが適して
いる。

また、固定枠としては、第７図に示すように□
状でなければならないことはなく、コ字状、Ｌ字
状、Ｉ字状或は単なる棒状またはこれらの組合せ
からなる枠であつてもよいが、輻射増進セラミツ
ク層の孔又は溝面をなるべく遮蔽しないよう開口
が大きくなるような形状がよい。

本考案のこのような構造は、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構造としても有効なも
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図は本考案をもたらす構成体の一例を説明
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図乃至第５図は本考案炉壁の使用態様の一例
を示す断面図、第６図は第７図のＡ−Ａ線に沿つ
た断面図、第７図は本考案炉壁の使用態様の一例
を示す一部を切欠いた平面図をそれぞれ示してい
る。 図面にて、２及び２１，２２，２３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は保持具、６は固定枠を示す。

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組合せからなり、これらの３
   層はそれらの面に垂直な方向に嵌挿されたセラミ
   ツク保持具で一体に保持されているとともにさら
   に輻射増進セラミツク層はセラミツク固定枠を介
   して該保持具にて固定されている炉壁の構造。