KR20140001698U

KR20140001698U - Thermal insulation assembly

Info

Publication number: KR20140001698U
Application number: KR2020147000004U
Authority: KR
Inventors: 라이언 크리스토퍼 엘로잇; 프라샨스 수브라마니안
Original assignee: 그라프텍 인터내셔널 홀딩스 인코포레이티드
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2014-03-21
Also published as: WO2012177984A1; US20140109804A1; CN203893222U

Abstract

본 고안에 따른 퍼니스 단열 조립체는 대체로 U자형의 단면을 갖는 본체를 포함한다. 본체는 한 쌍의 측벽을 포함한다. 한 쌍의 단부 판이 본체의 양쪽 단부에 고정된다. 단부 판 및 본체는 내부 챔버를 형성한다. 단부 판 및 측벽은 탄소 섬유로부터 형성되는 단열 재료로 제조되고, 각각의 단부 판 및 측벽 내의 탄소 섬유는 그레인-대항 방향이 내부 챔버를 향해 내향으로 지향되도록 배향된다.The furnace insulation assembly according to the present invention comprises a body having a generally U-shaped cross section. The body includes a pair of side walls. A pair of end plates is fixed to both ends of the body. The end plate and the body form an inner chamber. The end plates and side walls are made of a heat insulating material formed from carbon fibers, and the carbon fibers in each end plate and side walls are oriented such that the grain-opposite direction is directed inwardly toward the inner chamber.

Description

Insulation Assembly {THERMAL INSULATION ASSEMBLY}

현재, 탄소 섬유 계열의 재료가 많은 적용 분야에서 단열 재료로서 사용되고 있다. 이들은 높은 온도가 결정화 전에 실리콘 기판 재료를 용융시키는 데 요구되는 태양광 관련 적용 분야(solar application)에 특히 양호하게 적합하다. 특히 스트링 리본 실리콘 오븐(string ribbon silicon oven)을 위한 종래 기술의 탄소 섬유 단열 조립체는 내부 체적부를 형성하도록 중공형으로 형성되는(cored) 단일 블록의 탄소 섬유로부터 제조된다.Currently, carbon fiber based materials are used as thermal insulation materials in many applications. They are particularly well suited for solar related applications where high temperatures are required to melt the silicon substrate material before crystallization. Prior art carbon fiber thermal insulation assemblies, especially for string ribbon silicon ovens, are made from a single block of carbon fiber that is cored to form an interior volume.

실리콘 퍼니스(silicon furnace)를 위한 개선된 단열 조립체 특히 스트링 리본 실리콘 오븐을 위한 단열 조립체에 대한 당업계에서의 필요성이 있다.There is a need in the art for improved thermal insulation assemblies for silicon furnaces, in particular thermal insulation assemblies for string ribbon silicon ovens.

본 고안의 하나의 태양에 따르면, 퍼니스 단열 조립체는 대체로 U자형의 단면을 갖는 본체를 포함한다. 본체는 한 쌍의 측벽을 포함한다. 한 쌍의 단부 판이 본체의 양쪽 단부에 고정된다. 단부 판 및 본체는 내부 챔버(interior chamber)를 형성한다. 단부 판 및 측벽은 탄소 섬유로부터 형성되는 단열 재료로 제조되고, 각각의 단부 판 및 측벽 내의 탄소 섬유는 그레인 평면(with-grain plane)에 평행으로 그리고 그레인-대항 방향(against-grain direction)에 직각으로 배향된다. 단부 판 및 측벽의 그레인-대항 방향은 내부 챔버를 향해 내향으로 지향된다.According to one aspect of the present invention, the furnace insulation assembly comprises a body having a generally U-shaped cross section. The body includes a pair of side walls. A pair of end plates is fixed to both ends of the body. The end plate and the body form an interior chamber. The end plates and sidewalls are made of an insulating material formed from carbon fibers, and the carbon fibers in each end plate and sidewalls are parallel to the with-grain plane and perpendicular to the against-grain direction. Is oriented. The grain-optical direction of the end plate and the side wall is directed inwardly towards the inner chamber.

도 1은 퍼니스 단열 조립체의 등각도이다.
도 2는 도 1의 퍼니스 단열 조립체의 평면도이다.
도 3은 도 1의 퍼니스 단열 조립체의 측면도이다.1 is an isometric view of the furnace insulation assembly.
FIG. 2 is a plan view of the furnace insulation assembly of FIG. 1. FIG.
3 is a side view of the furnace insulation assembly of FIG. 1.

퍼니스 단열 조립체에 사용하는 데 적합한 자체-지지(self-supporting) 단열 재료가 아래에서 설명될 것이다. 단열 재료는 예컨대 당 용액(sugar solution) 등의 액체 결합제와 탄화 섬유 등의 보강 재료를 혼합함으로써 형성될 수 있다. 보강 재료는 단독으로 그리고 다른 탄화되거나 탄화 가능한 재료와의 조합으로 탄소 섬유를 포함한다. 하나의 실시예에서, 섬유는 단독으로 또는 다른 탄소 섬유와 혼합된 상태로 중 어느 한쪽의 방식으로 등방성 피치-계열의 탄소 섬유(isotropic pitch-based carbon fiber)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 적어도 80%의 탄소 섬유가 등방성 피치 탄소 섬유이다. 또 다른 실시예에서, 적어도 95%의 탄소 섬유가 등방성 피치 탄소 섬유이다. 또 다른 실시예에서, 100 중량%의 탄소 섬유가 등방성 피치로부터 유도된다. 또 다른 실시예에서, 탄소 섬유는 중간상 피치 계열의 탄소 섬유(mesophase pitch based carbon fiber)일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 탄소 섬유는 탄화 레이온 섬유일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 탄소 섬유는 탄화 PAN 섬유일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단열 재료는 2개 이상의 상이한 종류의 탄소 섬유를 포함할 수 있다.Self-supporting insulation materials suitable for use in the furnace insulation assembly will be described below. The insulating material can be formed, for example, by mixing a liquid binder such as a sugar solution and a reinforcing material such as carbonized fibers. Reinforcing materials include carbon fibers, alone and in combination with other carbonized or carbonizable materials. In one embodiment, the fibers comprise isotropic pitch-based carbon fibers, either alone or in a mixture with other carbon fibers, in either manner. In one embodiment, at least 80% of the carbon fibers are isotropic pitch carbon fibers. In yet another embodiment, at least 95% of the carbon fibers are isotropic pitch carbon fibers. In another embodiment, 100% by weight of carbon fiber is derived from isotropic pitch. In another embodiment, the carbon fiber may be mesophase pitch based carbon fiber. In yet another embodiment, the carbon fiber may be a carbonized rayon fiber. In yet another embodiment, the carbon fiber may be a carbonized PAN fiber. In yet another embodiment, the thermal insulation material may comprise two or more different kinds of carbon fibers.

큰 시트나 보드 또는 유사한 강성의 단열 제품으로서 본 고안의 방법에 따른 탄소 섬유로부터 형성되는 단열 재료는 높은 온도의 퍼니스에 양호하게 적합해지게 할 정도로 충분한 강도 및 단열 성질을 나타내는 것으로 밝혀졌다.Insulation materials formed from carbon fibers according to the method of the present invention as large sheets or boards or similar rigid insulation products have been found to exhibit sufficient strength and insulation properties to make them well suited for high temperature furnaces.

본원에 사용된 용어 "섬유"는 섬유 직경의 적어도 20배 그리고 더 바람직하게는 적어도 100배인 길이(종종, 종횡비로서 불림)를 갖는 모든 긴 탄소 함유 보강 재료를 포함하도록 의도된다. 탄소 섬유는 바람직하게는 20:1 이상 그리고 더 바람직하게는 100:1 이상의 종횡비, 약 2-30 ㎜의 길이, 그리고 약 5-15 ㎛의 직경을 갖는다.The term "fiber" as used herein is intended to include all long carbon containing reinforcing materials having a length (often referred to as aspect ratio) that is at least 20 times and more preferably at least 100 times the fiber diameter. The carbon fibers preferably have an aspect ratio of at least 20: 1 and more preferably at least 100: 1, a length of about 2-30 mm, and a diameter of about 5-15 μm.

섬유는 후속의 처리 단계 중에 섬유를 함께 보유하는 액체 결합제와 결합된다. 양호한 결합제는 단당류 또는 이당류 등의 용해성 당의 수용액을 포함한다. 예시의 당은 수크로오스, 프럭토오스, 덱스트로오스, 말토오스, 만노오스 글루코오스, 갈락토오스, UDP-갈락토오스 및 크실로오스, 이들의 용해성 다당류 등가물 그리고 이들의 조합을 포함한다.The fibers are combined with a liquid binder that holds the fibers together during subsequent processing steps. Preferred binders include aqueous solutions of soluble sugars such as monosaccharides or disaccharides. Exemplary sugars include sucrose, fructose, dextrose, maltose, mannose glucose, galactose, UDP-galactose and xylose, soluble polysaccharide equivalents thereof, and combinations thereof.

결합제 용액 및 섬유는 약 10-40 중량부의 결합제 용액 : 약 60-40 중량부의 섬유의 비율로 함께 혼합된다. (즉, 물을 포함하지 않는) 당의 관점에서, 양호한 비율은 20-80 중량%의 당 : 80-20 중량%의 섬유 그리고 가장 바람직하게는 약 40 중량%의 당 : 60 중량%의 섬유이다. 약 35%의 탄소 수율을 갖는 수크로오스에 대해, 이러한 비율은 약 14 중량%의 탄화 당 그리고 86 중량%의 섬유를 갖는 (아래에서 설명되는 소성 후의) 제품을 가져온다. 바람직하게는, 제품의 탄화 당 함량은 약 10 중량% 내지 약 20 중량%이다. 탄화 당이 과도하게 낮으면, 최종 제품의 일체성이 손상될 수 있다. 탄화 당의 농도가 상승됨에 따라, 밀도가 상승되는 경향을 갖고, 그에 의해 재료의 열 전도도를 상승시키고, 단열 적용 분야에 덜 양호하게 적합해지게 한다.The binder solution and the fibers are mixed together at a ratio of about 10-40 parts by weight of binder solution: about 60-40 parts by weight of fiber. In terms of sugars (ie, not containing water), a good ratio is 20-80% by weight of sugars: 80-20% by weight of fibers and most preferably about 40% by weight of sugars: 60% by weight of fibers. For sucrose with a carbon yield of about 35%, this ratio results in a product (after firing described below) with about 14% by weight of carbonized sugar and 86% by weight of fibers. Preferably, the carbonated sugar content of the product is about 10% to about 20% by weight. If the carbonized sugar is excessively low, the integrity of the final product may be impaired. As the concentration of carbosaccharides is raised, the density tends to increase, thereby increasing the thermal conductivity of the material and making it less well suited for thermal insulation applications.

아래에서 설명되는 퍼니스 단열 조립체에 사용된 단열 재료의 섬유는 무작위로 정렬되지 않고, 각각의 단열 조립체 단편에서 그레인-순응 평면에 평행으로(즉, 그레인-대항 방향에 직각으로) 대체로 무작위로 배열된다. 적어도 60%, 더 유리하게는 80% 그리고 훨씬 더 유리하게는 90%의 섬유가 그레인-순응 평면에 실질적으로 평행하다. 이러한 섬유 정렬은 예컨대 일단부에서 필터가 끼워지는 폼(form) 또는 몰드 내로 섬유 및 결합제의 혼합물을 주입하고 중력 또는 진공 공급원에 의해 과잉의 결합제를 제거함으로써 성취될 수 있다. 이러한 방식으로, 섬유가 필터 상에 축적되고, 요구된 두께가 성취될 때에, 섬유 및 잔여 결합제가 프리-폼(pre-form)으로서 제거된다.The fibers of the insulation material used in the furnace insulation assembly described below are not randomly aligned, but are arranged substantially randomly parallel to the grain-compliant plane (i.e., perpendicular to the grain-opposite direction) in each insulation assembly piece. . At least 60%, more advantageously 80% and even more advantageously 90% of the fibers are substantially parallel to the grain-compliant plane. Such fiber alignment can be achieved, for example, by injecting a mixture of fibers and binder into a foam or mold into which the filter is fitted at one end and removing excess binder by gravity or vacuum source. In this way, the fibers accumulate on the filter and when the required thickness is achieved, the fibers and residual binder are removed as a pre-form.

더 높은 밀도의 제품을 위해, 가벼운 압력이 여과 또는 후속의 가열 단계 중 어느 한쪽의 단계 중에 프리-폼에 가해질 수 있지만, 과도한 압력은 최종 제품의 단열 성질을 손상시킬 수 있다. 바람직하게는, 압력이 가해지더라도 약 0.5 g/㎤ 초과의 최종 밀도를 갖는 단열 제품을 생성하지 못한다.For higher density products, light pressure may be applied to the pre-form during either of the filtration or subsequent heating steps, but excessive pressure may impair the thermal insulation properties of the final product. Preferably, even when pressure is applied, it does not produce insulation products having a final density of greater than about 0.5 g / cm 3.

프리-폼은 결합제 용액으로부터 물을 배출하도록 약 200℃ 내지 300℃의 온도까지 가열될 수 있다. 여과 단계는 없어질 수 있고 혼합물은 단순하게 우선 과잉의 물을 배출하고 나중에 가열 과정에서 잔여의 당을 중합체 폼으로 변환하도록 가열될 수 있다는 것이 또한 고려되어야 한다.The pre-form may be heated to a temperature of about 200 ° C. to 300 ° C. to drain water from the binder solution. It should also be considered that the filtration step can be eliminated and the mixture can simply be heated to first drain excess water and later to convert residual sugars into polymeric foam during the heating process.

프리-폼은 그 다음에 모든(또는 거의 모든) 산소 및 수소를 제거하여 요구된 형상으로 탄화 제품을 제조하도록 아르곤 등의 불활성(비-산화성) 분위기에서 약 900℃ 내지 약 2000℃의 최종 온도에서 탄화된다. 탄화 온도는 주조품의 최종 용도에 따라 선택되고, 일반적으로 사용 시에 주조품에 적용될 최고 온도보다 위에 있다. 이것은 사용 중의 탈기(out-gassing)에 대한 가능성을 감소시킨다.The pre-form is then removed at a final temperature of about 900 ° C. to about 2000 ° C. in an inert (non-oxidative) atmosphere such as argon to remove all (or almost all) oxygen and hydrogen to produce a carbonized product in the required shape. Carbonized. The carbonization temperature is selected according to the end use of the casting and is generally above the maximum temperature to be applied to the casting in use. This reduces the likelihood of out-gassing during use.

그 결과의 탄화 제품은 주로 탄소(즉, 적어도 95%의 탄소, 더 바람직하게는 적어도 98%의 탄소, 그리고 가장 바람직하게는 99.5% 초과의 탄소)를 포함하고, 전형적으로는 약 1 g/㎤ 미만, 바람직하게는 0.5 g/㎤ 미만, 그리고 더 바람직하게는 0.3 g/㎤ 미만의 밀도를 갖고, 이것은 단열에 적절하다. 제품은 아래에서 설명되는 것과 같이 적절한 크기로 절단 및 가공된다.The resulting carbonized product mainly contains carbon (ie, at least 95% carbon, more preferably at least 98% carbon, and most preferably more than 99.5% carbon), typically about 1 g / cm 3 It has a density of less than, preferably less than 0.5 g / cm 3, and more preferably less than 0.3 g / cm 3, which is suitable for thermal insulation. The product is cut and processed to a suitable size as described below.

위의 방법에 의해 제조된 단열 제품은 1500-2000℃ 이상의 온도에서 사용하는 데 양호하게 적합하다. 단열 재료는 0.1 내지 0.40 g/㎤ 그리고 더 바람직하게는 0.15-0.25 g/㎤의 낮은 밀도, 그리고 약 0.4 W/m˚K 미만, 더 바람직하게는 약 0.3 W/m˚K 미만 그리고 훨씬 더 바람직하게는 약 0.2 W/m˚K 미만의 그레인-대항 방향으로의 열 전도도를 갖는다. 이러한 또는 다른 실시예에서, 열 전도도는 약 0.15 내지 약 0.2 W/m˚K일 수 있다. (모든 열 전도도는 그렇지 않은 것으로 언급되지 않으면 25℃에서 공기 중에서 측정된다.) (즉, 섬유의 배향의 평면에 평행한) 그레인-순응 방향으로의 열 전도도는 그레인-대항 방향으로의 열 전도도보다 비교적 높다. 하나의 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도에 대한 그레인-대항 방향 열 전도도의 비율은 약 .6 미만이다. 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도에 대한 그레인-대항 방향 열 전도도의 비율은 약 .5 미만이다. 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도에 대한 그레인-대항 방향 열 전도도의 비율은 약 .42 미만이다. 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도에 대한 그레인-대항 방향 열 전도도의 비율은 약 .2 내지 약 .8이다. 또 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도에 대한 그레인-대항 방향 열 전도도의 비율은 약 .3 내지 약 .5이다. 이러한 또는 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도는 약 0.3 W/m˚K 초과일 수 있다. 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도는 약 0.3 내지 약 1 W/m˚K 초과일 수 있다. 다른 실시예에서, 그레인-순응 방향 열 전도도는 약 0.3 내지 약 0.5 W/m˚K 초과일 수 있다. 나아가, 150 psi 초과의 높은 강도 수준이 이러한 낮은 밀도의 제품에서 용이하게 얻어진다.The thermal insulation products produced by the above methods are well suited for use at temperatures of 1500-2000 ° C. or higher. The insulating material has a low density of 0.1 to 0.40 g / cm 3 and more preferably 0.15-0.25 g / cm 3, and less than about 0.4 W / m ° K, more preferably less than about 0.3 W / m ° K and even more preferred. Preferably has a thermal conductivity in the grain-opposite direction of less than about 0.2 W / m˚K. In such or other embodiments, the thermal conductivity may be about 0.15 to about 0.2 W / m ° K. (All thermal conductivity is measured in air at 25 ° C. unless stated otherwise.) The thermal conductivity in the grain-compliant direction (ie, parallel to the plane of the fiber's orientation) is greater than the thermal conductivity in the grain-counter direction. Relatively high. In one embodiment, the ratio of grain-opposite thermal conductivity to grain-compliant directional thermal conductivity is less than about .6. In another embodiment, the ratio of grain-opposite thermal conductivity to grain-compliant directional thermal conductivity is less than about .5. In another embodiment, the ratio of grain-opposite thermal conductivity to grain-compliant directional thermal conductivity is less than about .42. In another embodiment, the ratio of grain-opposite thermal conductivity to grain-compliant directional thermal conductivity is about .2 to about .8. In yet another embodiment, the ratio of grain-opposite thermal conductivity to grain-compliant directional thermal conductivity is about .3 to about .5. In this or other embodiments, the grain-compliant directional thermal conductivity may be greater than about 0.3 W / m ° K. In other embodiments, the grain-compliant directional thermal conductivity may be about 0.3 to greater than about 1 W / mKK. In other embodiments, the grain-compliant directional thermal conductivity may be greater than about 0.3 to about 0.5 W / m˚K. Furthermore, high strength levels above 150 psi are readily obtained in such low density products.

도 1-3을 이제부터 참조하면, 본 고안에 따른 퍼니스 단열 조립체(10)가 도시되어 있다. 단열 조립체(10)는 본체(12) 그리고 한 쌍의 단부 판(14a, 14b)을 포함하는 3개의 별개의 부품을 포함한다. 관찰될 수 있는 것과 같이, 본체(12)는 그 높이 및 폭의 대략 2배의 길이를 갖는 긴 직사각형의 형태로 되어 있다. 그러나, 도시 및 설명된 본체(12)의 길이는 예시일 뿐이고, 적용 분야에 따라 더 짧거나 더 길 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본체 부분(12)은 챔버(16)를 형성하는 대체로 U자형의 단면을 포함한다. 도면으로부터 관찰될 수 있는 것과 같이, 챔버(16)는 그 내에 수용되는 (도시되지 않은) 가열 및 기판 요소에 요구될 수 있는 것과 같이 다양한 표면 특징부 노치(notch) 또는 채널(channel)을 포함할 수 있다.Referring now to FIGS. 1-3, a furnace insulation assembly 10 according to the present invention is shown. The thermal insulation assembly 10 includes three separate parts comprising a body 12 and a pair of end plates 14a, 14b. As can be observed, the body 12 is in the form of an elongate rectangle having a length approximately two times its height and width. However, it should be understood that the length of the body 12 shown and described is exemplary only and may be shorter or longer depending on the application. Body portion 12 includes a generally U-shaped cross section that forms chamber 16. As can be seen from the figure, chamber 16 may include various surface feature notches or channels as may be required for heating and substrate elements (not shown) received therein. Can be.

본체(12)의 제1 단부(18)가 개방되고, 제2 단부(20)가 벽 섹션(22)을 포함한다. 관찰될 수 있는 것과 같이, 본체(12)의 그레인-순응 평면은 그 길이 및 높이를 따라 연장된다. 이러한 구성은 단열 재료의 위에서 설명된 열 전도도가 (도면에서 Z 방향으로 라벨이 부착된) 그레인-대항 방향으로의 열 전도도보다 비교적 낮기 때문에 유리하다. 그러므로, 길이 방향 측벽(24)은 최대 단열 효과를 제공하도록 배향된다. 바꿔 말하면, 측벽(24)은 2개의 대향된 주요 표면을 포함하고, Z 방향은 주요 표면에 직각으로 배향된다.The first end 18 of the body 12 is open and the second end 20 comprises a wall section 22. As can be observed, the grain-compliant plane of the body 12 extends along its length and height. This configuration is advantageous because the thermal conductivity described above of the insulating material is relatively lower than the thermal conductivity in the grain-counter direction (labeled in the Z direction in the figure). Therefore, the longitudinal sidewalls 24 are oriented to provide the maximum thermal insulation effect. In other words, the side wall 24 comprises two opposing major surfaces and the Z direction is oriented perpendicular to the major surface.

단부 판(14a, 14b)은 본체(12)의 양쪽 단부에 각각 고정된다. 단부 판(14)은 접착제, 기계 체결구 또는 이들의 조합을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 적절한 수단을 거쳐 본체(12)에 고정될 수 있다. 관찰될 수 있는 것과 같이, 단부 판(14)의 그레인-순응 평면은 단열 조립체의 폭 및 높이를 따라 연장된다. 위에서 논의된 것과 같이, 이러한 구성은 단부 판(14)이 최대 단열 효과를 제공하도록 배향되기 때문에 유리하다. 이러한 방식으로, 측벽(24) 및 단부 벽(14)은 각각의 부품의 그레인-대항 방향이 내부 챔버(16)를 향해 내향으로 지향되도록 배향된다. 이와 같이, 단열 재료의 최대 단열 성질이 얻어진다.End plates 14a and 14b are fixed to both ends of the body 12, respectively. The end plate 14 may be secured to the body 12 by any suitable means, including but not limited to adhesives, mechanical fasteners, or a combination thereof. As can be observed, the grain-compliant plane of the end plate 14 extends along the width and height of the thermal insulation assembly. As discussed above, this configuration is advantageous because the end plate 14 is oriented to provide the maximum thermal insulation effect. In this way, the side wall 24 and the end wall 14 are oriented such that the grain-optical direction of each component is directed inwardly towards the inner chamber 16. In this way, the maximum heat insulating property of the heat insulating material is obtained.

위에서 설명된 단열 조립체는 태양광 관련 산업을 위한 스트링 리본 풀러(string ribbon puller)에 사용하도록 특히 적용 가능하다. 그러나, 조립체는 개선된 에너지 효율을 요구하는 다른 태양광 및 실리콘 관련 적용 분야에 사용될 수 있다. 위에서 설명된 실시예는 3개-단편 단열 조립체를 개시하고 있지만, 3개 초과의 단편이 채용될 수 있고, 별개의 단편이 각각의 외부 대면 벽에 사용될 수 있고, 각각의 벽에 대한 별개의 그레인-대항 방향이 챔버를 향해 내향으로 지향되도록 배열될 수 있다는 것이 추가로 이해되어야 한다.The thermal insulation assembly described above is particularly applicable for use in string ribbon pullers for the solar industry. However, the assembly can be used in other solar and silicon related applications that require improved energy efficiency. While the embodiment described above discloses a three-piece insulation assembly, more than three pieces may be employed, and separate pieces may be used for each outer facing wall, with separate grains for each wall. It should be further understood that the opposite direction can be arranged to be directed inwardly towards the chamber.

본 고안은 양호한 실시예를 참조하여 설명되었다. 명확하게, 변형 및 변경이 이전의 상세한 설명을 일고 이해하면 당업자에게 착상될 것이다. 본 고안은 첨부된 실용신안등록청구범위 또는 그 등가물의 범주 내에 속하기만 하면 모든 이러한 변형 및 변경을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. Clearly, modifications and variations will occur to those skilled in the art upon reading and understanding the foregoing detailed description. This invention is intended to be construed as including all such variations and modifications as long as they fall within the scope of the appended utility model claims or their equivalents.

Claims

A body having a generally U-shaped cross section and comprising a pair of opposed and spaced sidewalls;
A pair of end plates fixed to both ends of the body (the end plate and the body form an inner chamber),
The end plates and sidewalls are made of a thermally insulating material formed from carbon fibers, and the carbon fibers in each end plate and sidewalls are substantially parallel to the with-grain plane and in the grain-counter direction. oriented at right angles, the grain-counter direction of the end plate and the side wall is directed inwardly towards the inner chamber,
Furnace Insulation Assembly.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein at least 60% of the fibers are parallel to the grain-compliant plane.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein at least 80% of the fibers are parallel to the grain-compliant plane.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein at least 90% of the fibers are parallel to the grain-compliant plane.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein the insulation material has a density of about 0.1 to about 0.4 g / cm 3.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein the insulation material has a grain-opposite thermal conductivity of less than about 0.4 W / m ° K.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein the insulation material has a grain-opposite thermal conductivity of less than about 0.2 W / m ° K.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein at least some carbon fibers are derived from an isotropic pitch.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein at least some carbon fibers are derived from rayon.

The furnace insulation assembly of claim 1, wherein at least some carbon fibers are derived from a PAN.

The furnace thermal insulation assembly according to claim 1, wherein the ratio of grain-opposite thermal conductivity to grain-compliant directional thermal conductivity is less than about 0.6.

The furnace thermal insulation assembly according to claim 1, wherein the ratio of the grain-opposite thermal conductivity to the grain-compliant directional thermal conductivity is less than about 0.5.