JPS641945Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案はセラミツクス製のコツターに関し、特
には、高温下で荷重物を係止するのに好適なセラ
ミツクス製のコツターに関する。

「従来技術およびその問題点」 例えば高温ガス流により鉄鋼などの被加熱物を
加熱する加熱炉においては、熱伝達手段として主
に高温ガスの輻射を利用しているが、ガスは本質
的に輻射能が低いため、炉の熱伝達効率が低い。
このため、近年、炉内に輻射パネルを設置するこ
とにより、熱の利用効率を向上させることが提案
されている。そして、かかる輻射パネルとして通
気性ブロツクを用いることも提案されている。

このような輻射パネルを設置した加熱炉の従来
例を説明すると、第７図に示すように、炉天井１
に対して平行に輻射パネル２を設置し、図中白抜
矢印で示すごとく高温ガス流を流通させるように
して、支持面３に支持された被加熱物４を加熱し
ている。そして、輻射パネル２は図中実線矢印で
示すごとく輻射熱を放出する。しかし、かかる従
来技術では、輻射パネル２の下面から放出される
輻射熱は被加熱物４に当たるが、輻射パネル２の
上面から放出される輻射熱は被加熱物４の加熱に
ほとんど寄与しないため、被加熱物４を効果的に
加熱することができなかつた。

このため、第８図に示すように、高温ガス流に
対して輻射パネル２をほぼ直交するように設置し
た加熱炉が提案された。この加熱炉では、高温ガ
ス流の大部分が通気性の輻射パネル２を流通して
輻射パネル２に効果的に熱伝達がなされ、輻射パ
ネル２から放出される輻射熱はその一部が直接被
加熱物４に当たり、かつ、炉天井１に当たつた輻
射熱は反射して被加熱物４に当たるので、被加熱
物４を効果的に加熱することができる。

そして、かかる輻射パネル２としては、ハニカ
ム状などのセラミツクス通気性ブロツクが好適に
用いられる。しかしハニカム状などのセラミツク
ス通気性ブロツクは、例えば12×12cm程度の断面
積のものは比較的容易に得られるが、この数倍の
断面積のものはもはや製造はかなり困難となる。
そこで鋼材連続加熱炉などに用いる0.5〜数m²に
も及ぶ大面積の輻射パネルを作成するには多数の
こうしたセラミツクス通気性ブロツクを組込む必
要がある。その場合、耐熱性を付与するため、材
質のほとんどはセラミツクスからなるので破損し
にくい構造としなければならない。また、製造コ
ストや破損時の修理の容易性等を考慮すると、で
きるだけ簡単な構造のものが望ましい。

そして、このような輻射パネルを高温ガス流中
に支持するためには、支持部材そのものが耐熱性
であること、さらに、ガス流の変動などがあつた
際にも輻射パネルや支持構造に無理な荷重や力が
加わらない構造であることが要求される。

「考案の目的」 したがつて、本考案の目的は、上記の要求を満
足して、高温下で輻射パネルをはじめとする各種
の荷重物を係止するのに好適なセラミツクス製の
コツターを提供するにある。

「考案の構成」 本考案のセラミツクス製のコツターは、略矩形
の板面を有し、かつ、所定厚さを有する板状体か
らなり、その略矩形を形成する一辺は、該一辺の
中央部近傍において外に凸の曲線状とされてな
り、かつ該一辺の対辺の両端縁部にはそれぞれ外
向きの凸部が形成されてなることを特徴とする。

以下、図面を参照しながら本考案を詳細に説明
する。

第１図および第２図に示す本考案の一実施例の
コツター２２は、全体として高さをｈとし、幅を
ｗとする略矩形の板面を有し、かつ、厚さをｔと
するセラミツクス製の板状体からなつている。そ
して第１図に示されるように、この略矩形の板面
を形成する四辺のうち、上辺はほぼ水平な直線状
であるのに対し、下辺はその中央部ｍ近傍におい
て外に凸（第１図では下に凸）の曲線状とされて
おり、中央部ｍから左右に離れるにつれて高さが
小さくなるようにされて、翼形を呈している。

このコツター２２は幅ｗに比べて中央部ｍにお
ける高さｈが小さく、全体として幅ｗ方向に横長
の板状体とされている。またこのコツター２２の
厚さｔは中央部ｍにおける高さｈよりも小さくさ
れている。そして下辺がその中央部ｍ近傍におい
て外に凸の曲線状とされているのに対し、この下
辺の対辺である上辺の両端縁部には係合部２２
ａ，２２ａを形成するようにそれぞれ外向き（第
１図では上向き）の凸部２２ｂ，２２ｂが形成さ
れている。

このコツター２２は第３〜６図に示すようにし
て荷重物である輻射パネル１０の係止に使用され
る。

すなわち、第５図からわかる通り、コツター２
２は、吊下棒１７の下端部に形成されたスリツト
２１に挿入される。コツター２２は吊下棒１７の
両側に突出し、係合部２２ａ，２２ａを形成して
いる。この係合部２２ａには、第６図に示すよう
に、連結板２３の上方の孔２３ａが係合するよう
になつている。また、連結板２３の下方の孔２３
ｂには、輻射パネル１０の上端部を貫通してこれ
を吊下げ支持する水平軸１５の端部が挿入され
る。水平軸１５の両端部には、第５図に示すよう
に環状溝１５ａが形成されて連結板１３の下方の
孔２３ｂが係合するようになつている。これらの
コツター２２、水平軸１５および連結板２３は、
炭化ケイ素、窒化ケイ素などの高強度のセラミツ
クスで形成されることが好ましい。

第３図および第４図に示すように、水平軸１５
は横方向に複数設けられ、複数の輻射パネル１０
を横に並べて、全体として幅広なパネル面を形成
するようになつている。

炉壁１６の上部には吊下手段である複数の吊下
棒１７が所定間隔をおいて平行に貫通されてい
る。

炉壁１６の上面にはスペーサ１８を介して取付
板１９が設けられており、吊下棒１７の上端部は
この取付板１９に固定されている。この吊下棒１
７も水平軸１５などと同様な高強度のセラミツク
スで形成されることが好ましい。炉壁１６の孔２
０は、吊下棒１７が挿通された後、キヤスタブル
耐火物、煉瓦等の材料が充填され、吊下棒１７を
しつかりと固定するようになつている。

輻射パネル１０は、複数組、この実施例では９
組のパネル要素１１を有する。これらのパネル要
素１１は、軸孔１２を有する角柱状の耐熱性部材
１３の下方に多数のハニカム状のセラミツクス通
気性ブロツク１４ａ，１４ｂが縦方向に接着によ
り結合されて短冊状をなしている。各パネル要素
１１は、軸孔１２に水平軸１５が挿通されて支持
されている。

したがつて、複数組のパネル要素が横方向に一
列に配列されて水平軸および吊下手段によつて炉
壁上部より吊下支持される。高温ガス流は各パネ
ル要素に当たつて通気性ブロツクの通気孔を流通
し、熱伝達が行なわれる。各パネル要素は相互に
分離しているので、温度分布が仮りに生じても熱
応力が発生しにくく、また長期にわたる使用によ
り一部にクラツクが発生し欠落することがあつて
も被害を小さく留めることが可能である。

耐熱性部材１３は高温でも所要の強度を有する
材質からなることが望まれ、耐熱合金などの金属
製であつてもよいが、より高温に耐えるセラミツ
クス製であることが望ましく、なかでもムライ
ト、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの
材質からなるものが、高温強度が大きいとともに
セラミツクス通気性ブロツクとの接着がしやすい
点で適している。

通気性ブロツク１４ａ，１４ｂは、例えば一辺
12cmの正方形状断面とされ、５mm角の角孔が0.5
mmの孔壁をもつて多数穿設されたハニカム状をな
している。この実施例では、上方の４個の通気性
ブロツク１４ａの厚さが25mmとされ、下方の10個
の通気性ブロツク１４ｂの厚さが15mmとされてい
る。したがつて、上方の通気性ブロツク１４ａの
接着面積はより広くなつており、かつ、下方の通
気性ブロツク１４ｂの重量はより軽くされてい
る。接着剤としては、シリカ・アルミナ系のボン
ドが好適に使用される。この接着剤は、例えば
1000℃の高温においても200ｇ／cm²の接着強度を
保持する。通気性ブロツク１４ａ，１４ｂの見か
け比重は例えば0.44程度であるため、最上段の通
気性ブロツク１４ａにかかる荷重はせいぜい60
ｇ／cm²である。したがつて、高温下においても各
通気性ブロツク１４ａ，１４ｂの接着力は充分に
保持される。

輻射パネル１０を上記のような構成とすること
により、パネル要素１１に万一破損が生じ欠落し
たとしても最小単位に留まり被害が少なくてす
み、修理がしやすくなる。さらに各パネル要素は
通気性ブロツク以外には実質的に何の付属物も要
しないで軽量であり、したがつてその長さをかな
り長くとることが可能であり、かつ、複数のパネ
ル要素を所要数並べて吊下げることも容易で、大
面積の輻射パネルが容易に構成できる。また、全
体として簡単な構成であるので、製造コストが低
く、軽量であるので炉への取付けも容易である。

セラミツクス通気性ブロツクとしてはハニカム
状のものが、軽量であり、低通気抵抗性であるな
どの点で好ましく、なかでもコージエライト、ム
ライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなど
からなるものは高輻射能を有していてより好まし
い。しかしセラミツクス通気性ブロツクはハニカ
ム状のものに限定されず、例えば三次元網目状通
気孔を有するものなどであつてもよい。

またセラミツクス通気性ブロツク同士、または
セラミツクス通気性ブロツクと耐熱性部材１３と
を結合するには接着剤による接合が簡便で好まし
いが、例えば、ありみぞ係合など他の結合方法も
適宜採用できる。

上記の構成において、パネル要素１１は高温ガ
ス流にほぼ直交するように吊下支持され、高温ガ
ス流は各パネル要素１１の通気性ブロツク１４
ａ，１４ｂを流通し、熱伝達を行なう。この場
合、通気性ブロツク１４ａ，１４ｂはハニカム状
をなすので、熱伝達が良好になされ、かつ、輻射
性能もよい。通気性ブロツク１４ａ，１４ｂは接
着剤によつて接合されているが、前述したように
重量が軽いため高温下においても充分な接着強度
が保持される。高温ガス流の変動や、地震等によ
る衝撃に対しては、パネル要素１１が水平軸１５
を中心に回動し、パネル要素１１における曲げ応
力の発生が防止されるので破損しにくくなつてい
る。また、輻射パネルを実際の加熱炉に適用する
際には、高温ガスの流れ方向にほぼ直交して複数
の輻射パネルを平行に所定間隔をおいて設置する
ようにしてもよい。

「考案の効果」 本考案のコツター２２は下辺中央部近傍に設け
た外に凸の曲線状部分において吊下棒１７などの
荷重支持体に形成されたスリツト２１の内面下縁
に接触している。

このコツター２２の接触部が鋭角状、直角状、
鈍角状などであると、コツター２２側の接触部あ
るいはスリツト２１内面側の接触部に高い応力が
発生して破損などにつながる。これに対し、本考
案のコツター２２の接触部は曲線状であるので上
述のような高い応力が発生しない。

また、取付け時の寸法誤差や高温ガス流の風圧
によつて吊下棒１７が傾いたり、水平軸１５が右
または左などに偏り、それにともなつて連結板２
３が傾いたりすることが少なくない。このような
場合に本考案のコツター２２の下辺中央部が外に
凸の曲線状であるため、吊下棒１７や連結板２３
が傾いても、このような傾きを許容しつつ、コツ
ター２２はほぼ水平を維持できて、各部材に好ま
しからざる曲げ応力が発生するのを大きく抑制で
きる。ちなみにこのコツター２２の接触部が直線
状であると、上述した傾きを許容せず、あるいは
傾いた場合には例えばスリツト２１のエツジ部に
大きな応力が発生したりする。

また幅ｗよりも中央部ｍにおける高さｈを小さ
くされているので、てこの原理で左右のバランス
がとりやすく、安定してコツター２２の水平状態
を保つことができる。

さらに中央部ｍにおける高さｈよりも厚さｔを
小さくされているので、吊下棒１７に形成するス
リツト２１の幅を小さくでき、かつ、その幅に比
して大きな荷重を支持できる。コツター２２の上
辺に形成した外向き凸部２２ｂが連結板２３など
の脱落、滑落の防止に有効なことはいうまでもな
い。

上記においては凸部２２ｂが上側に、曲線状の
中央部ｍが下側にある場合について説明したが、
本考案のコツター２２の使用態様はこれに限定さ
れるものではなく、例えば第１図において上下を
倒立して配置したような態様で使用することも可
能である。

かくして本考案のコツターは高温下での荷重物
の係止にきわめて有効であり、しかもその形状、
構造も簡単かつ軽量で、製造容易である。そのう
え、取付け、取りはずしも容易で設置や補修が簡
単であるなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図およびは第２図はそれぞれ本考案のコツ
ターの正面図および側面図、第３図は本考案のコ
ツターを用いて加熱炉内に吊下げた輻射パネルの
説明図、支持構造の説明図、第４図は第３図にお
けるＢ−Ｂ線に沿つた断面図、第５図は第３図に
おけるＡ部詳細図、第６図は第５図におけるＣ−
Ｃ線に沿つた断面図、第７図は従来の加熱炉を示
す説明図、第８図は本考案のコツターを好適に採
用しうる加熱炉を示す説明図である。 １０：輻射パネル、１１：パネル要素、１２：
軸孔、１３：耐熱性部材、１５：水平軸、１７：
吊下棒、２２：コツター、２２ｂ：凸部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 略矩形の板面を有し、かつ所定厚さを有する
   板状体からなるセラミツクス製のコツターであ
   つて、前記略矩形を形成する一辺は、該一辺の
   中央部近傍において外に凸の曲線状とされてな
   り、かつ該一辺の対辺の両端縁部にはそれぞれ
   外向きの凸部が形成されてなることを特徴とす
   るセラミツク製のコツター。 ２ 前記略矩形は、前記一辺方向の長さよりも前
   記中央部の高さを小さくされてなる略矩形であ
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載のセラミ
   ツクス製コツター。 ３ 前記所定厚さは前記中央部の高さよりも小さ
   くされてなる実用新案登録請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のセラミツクス製のコツター。