TW202242313A - 燃燒器用耐火物、燃燒器用耐火物之製造方法、蓄熱式燃燒器、及工業爐 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種安裝於大型殼體之具備複數個孔之燃燒器用耐火物。 燃燒器用耐火物之特徵在於具備複數個貫通孔，且各個貫通孔係由複數個無機纖維壓縮成型體形成。

Description

燃燒器用耐火物、燃燒器用耐火物之製造方法、蓄熱式燃燒器、及工業爐

本發明係關於一種燃燒器用耐火物、燃燒器用耐火物之製造方法、蓄熱式燃燒器、及具備蓄熱式燃燒器之工業爐。

安裝插入於加熱爐或熱處理爐等工業爐之天花板或側壁之燃燒器之周圍，由耐火物即耐火瓦包圍。例如，安裝於天花板之蓄熱式燃燒器用耐火物大多安裝於1 m×1.5 m等比較大之殼體。又，一個耐火物具備燃料噴射孔或供燃燒用之空氣出入之空氣孔等之貫通爐內外之複數個貫通孔，又，貫通孔之角度大多相對於爐壁不是與爐內外方向垂直，而帶有角度。

於該等用途之耐火物，先前係使用可鑄材，但該可鑄材製之耐火瓦耐熱衝擊性低而容易產生龜裂。特別是若為大型耐火瓦，則更容易產生龜裂。又，近年來，基於節能之觀點，大多將耐火瓦以外之天花板之耐火材纖維化，該情形下，因可鑄材製之耐火瓦與纖維製之耐火材之熱膨脹不同及耐熱衝擊性不同，於可鑄材製之耐火瓦更容易產生龜裂，而有可鑄材製之耐火瓦崩壞而落下之虞。若高密度、較重之耐火瓦之碎片自天花板掉落，則會危及人命，因此有欲儘早將耐火瓦纖維化之期望。

於專利文獻1中，記載如下之陶瓷纖維製耐火瓦：其將陶瓷纖維氈料以交叉狀、放射狀或馬賽克狀積層，使陶瓷纖維氈料之纖維前端位於形成於耐火瓦之中央部、且在爐內面側擴開之喇叭狀或圓筒狀之燃燒器插入孔。

於專利文獻2中，記載如下纖維質絕熱材塊體：其係將纖維質絕熱材氈料在加壓下積層而形成，具備單位塊體，用於爐內被加工面之爐襯施工。

於專利文獻3中，記載如下之耐火瓦，其係具有由無機纖維成形體形成、並貫通爐內外方向之燃燒器用主孔者，且其特徵在於：該耐火瓦之至少爐內側具有包圍該主孔之內套部、及包圍該內套部之外周之外套部，於該內套部中，無機纖維製板體將板面相對於主孔以大致放射方向積層，於該外套部中，無機纖維氈料周繞該內套部之外周複數次。

於專利文獻4中，記載如下之爐體構造，其特徵在於：在貫通包含覆蓋外之鋼製爐殼、及由設置於該爐殼之內側之棉狀陶瓷絕熱材形成之內壁部的爐之縱壁而形成、並安裝有燃燒器之火焰吹出口側之橫孔內，設置橫孔構件，該橫孔構件由以設置將自該燃燒器吹出之火焰與該內壁部之間遮斷以供火焰貫通之火焰貫通空間之方式成形之陶瓷纖維成形品形成。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開平6-281132號公報 [專利文獻2] 日本特開2011-226771號公報 [專利文獻3] 日本專利第6409786號 [專利文獻4] 日本專利第6062873號

[發明所欲解決之課題]

於專利文獻1之陶瓷纖維製耐火瓦之情形下，為了固定供形成內筒部之氈料，而需要安裝向爐內側突出之鐵皮(固定金屬件)，而施工繁雜。又，因固定金屬件向爐內側翹出，而在耐熱性之點上較差。 又，於上述之固定方式下，因無法將氈料壓縮而設置，而內筒部之強度不充分，而有在吸引時之排氣時或被供給高溫預熱空氣時等，內壁或貫通孔之內周面被風蝕之問題。又，因耐熱性不足，而有氈料收縮、節能效果下降或熱傳遞至殼體而使其破損之問題。

於對專利文獻2之纖維質絕熱材塊體進行施工時，採用如下之模組化工法：將對無機纖維之氈料進行壓縮而塊體化、並在固定於爐壁之側之面安裝固定金屬件(固定桿與通道)而成之絕熱塊體經由該固定金屬件安裝於設為與爐壁成直角之螺柱，基於防止落下之觀點作為天花板安裝用之絕熱構件而為較佳。然而，基於絕熱塊體之強度之觀點，因在上述絕熱塊體之固定於爐壁之側之面之中央部附近安裝有固定金屬件，故有無法在絕熱塊體之中央部附近形成孔之課題。

為了解決上述問題，若將固定金屬件安裝於絕熱塊體之固定於爐壁之側之面之端部，則有在有固定金屬件之側與無固定金屬件之側失去壓縮之平衡，而絕熱塊體之強度下降之問題。又，亦考量在絕熱塊體之固定於爐壁之側之面之中央部設置貫通孔，將固定金屬件安裝於該面之兩端，而取得壓縮之平衡之方法，但亦考量在安裝複數個固定金屬件之情形下，有除非固定金屬件之安裝位置或與殼體熔接之螺柱之安裝位置之精度非常高，否則無法安裝之課題。

於專利文獻3記載之耐火瓦中，孔內周面之耐風蝕性高，適宜於作為耐火瓦使用，但表面尺寸為0.25 m ²以上之成型體難以使用賦形板壓縮製作，故不適宜於大型耐火瓦用途。又，於具有複數個貫通孔之情形下，難以將孔間均一壓縮，而有孔間之尺寸精度變低之問題或孔間之強度下降之問題。 為了以安裝於大型殼體之方式製作專利文獻3記載之耐火瓦，而不得不組合複數個耐火瓦而製作。然而，因出現為了將複數個耐火瓦固定於大型殼體而僅接著於背面而固定於殼體之部位，故接著力不充分，而耐火瓦有可能自天花板落下，而有不適宜於天花板部之問題。 又，使用於蓄熱式燃燒器之耐火瓦具有複數個孔，但大多孔間之距離比較短。於組合複數個專利文獻3記載之耐火瓦而使用之情形下，有自貫通孔至耐火瓦之外周面之距離未達30 mm之情形，而有因厚度不充分而自孔至外周面之強度不充分之問題。

於專利文獻4記載之方法中，將橫孔構件插入孔之內側，但當在天花板處使用時，需要將該橫孔構件與棉狀陶瓷絕熱材即內壁部進行接著。然而，若僅憑藉接著，在長期使用下接著劑剝離，而有橫孔構件落下之顧慮。又，雖然藉由在橫孔構件安裝凸緣而不需要接著劑，但因僅藉由凸緣部支撐橫孔構件之重量，而有凸緣部破損、橫孔構件落下之顧慮。

基於以上情況，本發明提供一種供安裝於大型殼體之具備複數個孔之燃燒器用耐火物。 [解決課題之技術手段]

本發明人等為了解決上述課題而深入研究之結果，發現以下之事項。 ・藉由組合複數個無機纖維壓縮成型體，而可適用於安裝在大型殼體之用途 ・藉由以複數個無機纖維壓縮成型體形成貫通孔，而可維持無機纖維壓縮成型體本身之強度、且可保持貫通孔間之強度

基於以上事項，本發明人完成了以下之發明。 第1本發明係一種燃燒器用耐火物，其特徵在於係具備複數個貫通孔者，且各個貫通孔係由複數個無機纖維壓縮成型體形成。

於第1本發明中，較佳的是形成前述無機纖維壓縮成型體之無機纖維集合體之墊之寬度為50 mm以上。

於第1本發明中，較佳的是在前述無機纖維壓縮成型體之固定於爐殼之側之面之大致中央部安裝有固定金屬件。 又，較佳的是，前述固定金屬件在前述無機纖維壓縮成型體之壓縮方向上為長尺寸。例如，於圖3(a)之形態中，因將無機纖維壓縮成型體沿X方向壓縮，故固體金屬件在X方向上為長尺寸。

於第1本發明中，較佳的是，前述無機纖維壓縮成型體之壓縮方向，與在前述燃燒器用耐火物中前述複數個貫通孔排列之方向為相同之方向。

於第1本發明中，較佳的是，在前述複數個貫通孔中之供燃燒空氣出入之貫通孔內部，具備將無機纖維製板體以板面相對於孔呈大致放射狀積層而成之筒狀成型體，該貫通孔之爐殼側之剖面積大於爐內側之剖面積。 又，較佳的是前述筒狀成型體具有可更換之構造。作為可更換之構造，例如為圖4(a)(b)所示之構造，該情形下，筒狀成型體可自爐殼之外側卸除並更換。

於第1本發明中，較佳的是，前述無機纖維壓縮成型體具備至少1個供形成前述貫通孔之缺口構造。

於第1本發明中，較佳的是爐內側之面積為0.5 m ²以上。

第1本發明之燃燒器用耐火物較佳的是安裝於殼體。

第1本發明之燃燒器用耐火物較佳的是安裝於天花板。

第2本發明係一種燃燒器用耐火物之製造方法，其係用於製造燃燒器用耐火物者，該燃燒器用耐火物具備複數個貫通孔，且各個貫通孔係由複數個無機纖維壓縮成型體形成，該燃燒器用耐火物之製造方法包含如下步驟： 以將複數個無機纖維壓縮成型體之壓縮方向設為與形成之複數個貫通孔排列之方向相同之方向、且組合複數個無機纖維壓縮成型體所具備之缺口構造而形成貫通孔之方式，配置前述複數個無機纖維壓縮成型體。

第3本發明為構成第1本發明之燃燒器用耐火物之無機纖維壓縮成型體。

第4本發明為具備第1本發明之燃燒器用耐火物之蓄熱式燃燒器。

第5本發明為具備第4本發明之蓄熱式燃燒器之工業爐。 [發明之效果]

根據本發明之燃燒器用耐火物，可提供一種安裝於大型殼體之具備複數個孔之燃燒器用耐火物。

以下，對於作為本發明之實施形態之一例之燃燒器用耐火物、該燃燒器用耐火物之製造方法、具備該燃燒器用耐火物之蓄熱式燃燒器、及具備該蓄熱式燃燒器之工業爐進行說明。然而，本發明之範圍並不限定於以下所說明之實施形態。 再者，表示數值範圍之「a～b」之記述若無特別說明，則意指「a以上b以下」，且包含「較佳的是大於a」及「較佳的是小於b」之含義。 又，本說明書中之數值範圍之上限值及下限值，即便在自本發明特定之數值範圍內略微偏離之情形下，只要具備與該數值範圍內相同之作用效果，則亦包含於本發明之均等範圍內。

＜燃燒器用耐火物100＞ 本發明之燃燒器用耐火物100之特徵在於其係具備複數個貫通孔20者，且各個貫通孔20係由複數個無機纖維壓縮成型體10形成。 圖1顯示自爐內側觀察本發明之燃燒器用耐火物100之概念圖。於圖1(a)中，顯示如下燃燒器用耐火物100，其由6個無機纖維壓縮成型體10構成，各個貫通孔20a、20b、20c分別係由2個無機纖維成型體構成，於圖2(b)中，顯示如下燃燒器用耐火物100：其由4個無機纖維壓縮成型體10構成，左右之貫通孔20a、20c分別係由2個無機纖維壓縮成型體構成，中央之貫通孔20b係由4個壓縮成型體構成。

(複數個貫通孔20) 圖1所示之燃燒器用耐火物具備3個貫通孔20a、20b、20c。 貫通孔20a、20c相當於燃料噴射孔，貫通孔20b相當於供燃燒空氣出入之貫通孔。 然而，貫通孔20之數目並不限定於圖示之3個，若為至少兩個，則可根據設置之燃燒器之種類獲得各種形態，但較佳的是具備圖1所示之3個貫通孔之形態。

(複數個壓縮成型體10) 又，於圖1(a)中，顯示由6個無機纖維壓縮成型體10形成之形態，於圖1(b)中，顯示由4個無機纖維壓縮成型體10形成之形態，但構成燃燒器用耐火物100之複數個無機纖維壓縮成型體10之數目並不限定於此，只要為至少2個即可，較佳為4個以上。 又，於圖1之形態中，顯示構成燃燒器用耐火物100之所有各無機纖維壓縮成型體10，具有將於後文說明之缺口構造22之形態，但本發明之燃燒器用耐火物100亦可進一步具備不具有缺口構造22之無機纖維壓縮成型體10。 燃燒器用耐火物100之大小，於具備複數個貫通孔時，基於貫通孔之耐久性提高等之理由，爐內側之面之面積較佳為0.5m ²以上。藉由設為爐內側之面之面積為0.5m ²以上之大型耐火物，可較佳地使用於具備複數個貫通孔之燃燒器用耐火物(例如，蓄熱式燃燒器用耐火物)用途。

(無機纖維壓縮成型體10) ・無機纖維集合體之墊 無機纖維壓縮成型體10係藉由將無機纖維集合體之墊進行積層而製造。形成無機纖維集合體之墊之無機纖維並無特別限制，例如可舉出氧化矽、氧化鋁、氧化鋁/氧化矽、包含該等之氧化鋯、尖晶石、氧化鈦及氧化鈣之單獨、或複合纖維。其中，基於耐熱性、耐熱衝擊性、纖維強度(韌性)、安全性之點，尤佳為氧化鋁/氧化矽系纖維、特別是多晶氧化鋁/氧化矽系纖維。特別是，較佳的是氧化鋁比為70～80質量%、氧化矽比為30～20質量%之氧化鋁/氧化矽纖維。又，基於能夠耐壓縮、及耐熱之點，較佳的是氧化鋁比為70～76質量%、氧化矽比為30～24質量%氧化鋁/氧化矽纖維。

作為無機纖維集合體之墊，基於確保安全性、且提高耐熱性及耐久性之理由，較佳的是對實質上不包含纖維徑3 μm以下之無機纖維之集合體實施針刺處理之墊(針刺氈料)。 無機纖維集合體之體積密度並無特別限定，但基於形成之絕熱塊體10之耐熱性及強度之點，較佳為85 kg/m ³～150 kg/m ³，更佳為90 kg/m ³～140 kg/m ³，尤佳為90 kg/m ³～128 kg/m ³。

無機纖維集合體之墊之厚度係適當選擇，基於施工性或強度之點較佳為10～30 mm，更佳為12.5～27 mm。若厚度過薄，則施工時耗時費力，若厚度過厚，則有在摺疊時不易維持構造體之問題點。 無機纖維集合體之墊之尺寸(寬度)係相應於形成之無機纖維壓縮成型體10之大小而調整，並無特別限定。根據形成之燃燒器用耐火物100之大小、壓縮方向、及將該燃燒器用耐火物幾分割而適當調整墊之尺寸。具體而言，為了維持無機纖維壓縮成型體之形狀，墊之最小尺寸(寬度)較佳的是設為50 mm以上。更佳的是設為100 mm以上較為理想。 再者，在無機纖維壓縮成型體10具備缺口構造22時，相當於該缺口構造22之無機纖維集合體之墊之寬度減小與該缺口構造22相應之量，但即便在該情形下，具備上述之下限以上之寬度亦為較佳。在該寬度超過上述下限而過小時，難以進行將無機纖維集合體之墊重疊、彎折、壓縮之作業。又，難以維持無機纖維壓縮成型體之形狀。

・墊之積層方法 圖2(a)顯示無機纖維壓縮成型體10之一實施形態之立體圖。再者，圖2(a)之無機纖維壓縮成型體10不具備將於後文說明之缺口構造22。又，圖2(b)顯示表示無機纖維壓縮成型體10之製造方法之一例之示意圖。 無機纖維壓縮成型體10之無機纖維集合體之墊之積層方法並無特別限制。可為將具備形成之無機纖維壓縮成型體10之大小的無機纖維集合體之板狀墊積層複數個而成者，或者，亦可為如圖2所示般將長尺寸之無機纖維集合體之墊11反覆彎折而成者。其中，因可使用附固定部之桿12(以下有時省略為「固定桿」)將塊體固定金屬件16進行固定，故可將安裝金屬件更牢固地安裝於無機纖維壓縮成型體10，因無機纖維壓縮成型體10之耐久性提高，因此較佳的是將長尺寸之墊反覆彎折而成者。 再者，於無機纖維壓縮成型體10具備缺口構造22時，上述無機纖維集合體之墊之相當於該缺口構造11之位置之寬度變小。

關於無機纖維壓縮成型體10之體積密度並無特別限制，較佳為96 kg/m ³～160 kg/m ³，更佳為120 kg/m ³～150 kg/m ³。 無機纖維壓縮成型體10之大小設為500 mm×500 mm×500 mm以下，基於作業性之觀點而為較佳。又，若無機纖維壓縮成型體之大小變大，則製造困難。

無機纖維壓縮成型體10可利用氧化鋁繩等進行縫製、壓縮，或保持構造。又，亦可藉由將無機纖維集合體之墊進行積層、將壓縮面之兩側以薄板或金屬板等壓板18按壓而進行壓縮，以帶19等進行固定，而提高無機纖維壓縮成型體10之體積密度。藉由如此般實施，可在施工後藉由將帶19切斷，而釋放壓縮，使無機纖維壓縮成型體10彼此密接，並固定於爐壁。

圖2(c)顯示無機纖維壓縮成型體10固定於爐殼50之狀態之側面透視圖。 可於無機纖維壓縮成型體10之與爐殼50相接之面，安裝塊體固定金屬件16。藉由連接該塊體固定金屬件16與豎立設置於爐殼50之螺柱52(例如，藉由將固定於爐殼50之螺柱52插入設置於塊體固定金屬件16之孔，利用螺帽54自塊體固定金屬件16背面之無機纖維壓縮成型體10側進行固定)，而將構成本發明之燃燒器用耐火物100之各無機纖維壓縮成型體10設置於爐殼50。或者，藉由將螺栓或螺柱熔接於塊體固定金屬件16，使殼體貫通，自外側利用螺帽等進行固定，而將構成本發明之燃燒器用耐火物之100之各無機纖維壓縮成型體10設置於爐殼50。 特別是在將本發明之燃燒器用耐火物固定於天花板時，僅憑藉釋放壓縮之反彈力，而無機纖維壓縮成型體10有可能落下，故較佳的是使用固定金屬件等固定於殼體。

(無機纖維壓縮成型體10之製造方法) 以下，顯示無機纖維壓縮成型體10之製造方法之一例。

首先，切成具有所期望之寬度及長度之無機纖維集合體之墊11。於形成之無機纖維壓縮成型體10具備將於後文說明之缺口構造22時，該切成之無機纖維集合體之墊11之相當於缺口構造22的墊之寬度變窄。使該切成之無機纖維集合體之墊11如圖2(b)所示般，交替摺疊積層。 又，如圖2(b)所示般，以刃向形成之無機纖維壓縮成型體10之爐殼側伸出之方式將固定桿12安裝於無機纖維集合體之墊11之折痕之內側。 固定桿12具有將塊體固定金屬件16與無機纖維壓縮成型體10進行固定之功能，如圖示般，插入無機纖維集合體之墊11之摺疊部，固定桿12之刃穿過墊，向無機纖維壓縮成型體10之爐殼側突出，而如將於後文所說明般，將該刃固定於塊體固定金屬件16。又，因固定桿12在插入無機纖維集合體之墊、且設置於爐壁時，位於爐壁側，故可抑制因熱造成之損傷。

固定桿12之個數並無特別限定，只要安裝塊體固定金屬件16即可，但基於接合強度之點較佳的是設為4個以上。固定桿12之材質並無特別限定，只要在爐內使用時可發揮耐熱性即可，例如可舉出SUS310S、SUS304。固定桿12之形狀並無特別限定，只要可將無機纖維壓縮成型體10與塊體固定金屬件16進行固定即可，例如可舉出如圖示之在圓桿上熔接有三角形狀之刃之形狀。

再者，在不是將無機纖維集合體之墊11反覆彎折而成之無機纖維壓縮成型體10，而是積層板狀之無機纖維集合體之墊而成之無機纖維壓縮成型體10時，無法使用固定桿12將塊體固定金屬件16與無機纖維壓縮成型體10進行固定。該情形下，以貫通所積層之墊之方式貫通熔接有支持金屬件之橫串。基於耐久性之觀點，較佳的是使用上述之固定桿12將塊體固定金屬件16與無機纖維壓縮成型體10進行固定。

又，如圖2(b)所示般，將導管14安裝於無機纖維集合體之墊11之折痕之內側。導管14之孔與塊體固定金屬件16之孔對應，承擔為了使殼體之螺柱與固定於無機纖維壓縮成型體10之塊體固定金屬件16接合、而用於自爐內側進行螺帽緊固之引導之作用。各無機纖維壓縮成型體10之導管14之數目，與對應於各無機纖維壓縮成型體10之螺柱之數目對應。再者，導管14在進行螺帽緊固之後，因其功能已發揮，故較佳的是將其去除。

導管14之材質並無特別限定，可使用金屬、瓦楞紙板、塑膠之筒。內徑取決於螺柱之直徑或螺栓之大小，較佳的是設為10～30 mm。又，螺帽較佳的是使用SUS310S、SUS304等耐熱不銹鋼製之螺帽。

一般而言，設置於爐壁之無機纖維集合體之墊11藉由其本身之反彈力而固定於爐壁，但除了該墊之反彈力以外，為了將無機纖維壓縮成型體10牢固地固定於爐壁而亦使用塊體固定金屬件16。具體而言，如上述般，塊體固定金屬件16經由固定桿12，安裝於無機纖維壓縮成型體10之設置於爐壁之側。再者，無機纖維壓縮成型體10經由固定於該無機纖維壓縮成型體10之塊體固定金屬件16，安裝於豎立設置在殼體之螺柱。然後，藉由利用螺帽自爐內側經由塊體固定金屬件16固定於螺柱，而設置於爐壁。塊體固定金屬件16因安裝於爐壁(鐵皮)，故較佳的是由可抑制因熱造成之損傷之材質構成，例如，較佳的是由SUS310S、SUS304等之耐熱性不銹鋼構成。

之後，如圖2(a)所示般，將側面利用相同尺寸之壓板18進行按壓，藉由壓縮捆包機等經由該壓板18沿圖示X方向壓縮至特定之厚度，且藉由帶19進行固定。帶19使用於將無機纖維壓縮成型體10壓縮成特定之尺寸並固定。帶19之材質並無特別限定，只要發揮該功能即可，例如，可使用聚丙烯(PP)帶、聚乙烯(PE)帶、鐵帶等。

壓板18安裝於無機纖維壓縮成型體10之側面，具有在利用帶19壓縮無機纖維壓縮成型體10時，保護無機纖維壓縮成型體10之作用。在將無機纖維壓縮成型體10施工於爐壁之後，在將帶19切斷後，亦將壓板18去除。壓板18之材質並無特別限定，可適當選擇薄板、木板、鐵板、塑膠板、瓦楞紙板等。壓板18之形狀並無特別限定，可配合無機纖維壓縮成型體10之側面形狀而選擇。壓板18之大小並無特別指定，較佳的是較無機纖維壓縮成型體10之大小稍許大。

其後，於自無機纖維壓縮成型體10突出之固定桿12之刃，安裝塊體固定金屬件16。例如，可使固定桿12之刃穿過設置於塊體固定金屬件16之槽隙，藉由將該刃彎折並利用熔接或螺釘固定，而將塊體固定金屬件16固定於固定桿12，

(缺口構造22、貫通孔20) 本發明之燃燒器用耐火物100具備複數個貫通孔20，該貫通孔20係由複數個無機纖維壓縮成型體10形成。因此，形成該貫通孔20之無機纖維壓縮成型體10具備缺口構造22。

於本發明之燃燒器用耐火物100中，藉由複數個無機纖維壓縮成型體10形成貫通孔20，相對於此，圖3顯示以一個無機纖維壓縮成型體10形成貫通孔20之情形。 於圖3(a)所示之形態中，無機纖維壓縮成型體之壓縮方向與複數個貫通孔排列之朝向差異90度。於各無機纖維壓縮成型體10中，因需要避開貫通孔20安裝固定金屬件16，故固定金屬件16不存在於無機纖維壓縮成型體10之中央部附近。因此，壓縮強度不恆定，而無機纖維壓縮成型體10之強度成為問題。即，成為如下問題：在有固定金屬件16之側與無固定金屬件16之側，帶切斷時之釋放程度不同。又，於施工於天花板時，若安裝金屬件位於單側，則有在無安裝金屬件之側下垂之問題。

於圖3(b)所示之形態中，於各無機纖維壓縮成型體10中，隔著貫通孔20安裝兩個固定金屬件16，而使壓縮均一化。然而，該情形下，以非常高之水準要求固定金屬件16之安裝精度，且亦以非常高之水準要求對應之螺柱之位置精度，難以施工而不具現實性。 於本發明之燃燒器用耐火物100中，藉由具備缺口構造22之複數個無機纖維壓縮成型體10形成貫通孔20，而解決上述問題。即，於構成本發明之燃燒器用耐火物100之各無機纖維壓縮成型體10中，因在該無機纖維壓縮成型體10之固定於爐殼之側之面之大致中央部無貫通孔，而安裝有固定金屬件16，故不產生上述之問題。此處，「大致中央部」意指較佳的是固定金屬件16之重心以位於距無機纖維壓縮成型體10之設置於爐壁之側之面之重心位置半徑75 mm之圓之範圍內之方式設置，或意指較佳的是在將無機纖維壓縮成型體10之設置於爐壁之側之面於縱向及橫向進行三分割時，固定金屬件16之重心以位於中央部之方式設置。

本發明之燃燒器用耐火物100可採用如圖5(a)所示之形態。於本形態中，各無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向與貫通孔之排列差異90度。於本形態中，因安裝金屬件16位於各無機纖維壓縮成型體10之大致中央部，故解決上述問題。然而，於圖5(a)所示之形態中，在供形成貫通孔之無機纖維壓縮成型體10之形成貫通孔之部分(圖中之以虛線圓圈示出之部位Z1)無法安裝固定桿12，而無法安裝安裝金屬件16(圖中以虛線示出安裝固定桿12之位置)。因此，於在天花板等處使用時，無機纖維壓縮成型體之距離安裝金屬件16遠之部位，與殼體之固定不充分而有可能下垂於爐內。

本發明之燃燒器用耐火物100可採用圖5(b)所示之形態作為與上述圖5(a)相比較佳之形態。於本形態中，各無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向與貫通孔之排列差異90度。安裝金屬件16位於各無機纖維壓縮成型體10之大致中央部，且亦藉由安裝金屬件16支持貫通孔之部分。然而，於貫通孔間之距離較近時，形成圖中之以虛線圓圈示出之部分Z2之缺口構造22的無機纖維集合體之墊之大小(寬度)有可能變窄。若寬度窄，則非常難以將無機纖維集合體之墊重合、或摺疊。又，即便製作無機纖維壓縮成型體，亦有可能無法充分保證強度。至少形成無機纖維壓縮成型體10之無機纖維集合體之墊之寬度較佳為50 mm以上，更佳為100 mm。

另一方面，如圖1(a)、(b)所示之形態般，較佳的是各無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向與在燃燒器用耐火物100中形成之複數個貫通孔20排列之方向為相同之方向。 關於本發明之燃燒器用耐火物100之貫通孔20間之強度，若無機纖維壓縮成型體10與複數個貫通孔20在相同之方向上排列，則即便在貫通孔20之間為窄之情形下，仍可充分獲得該貫通孔間之無機纖維集合體之墊之寬度，而貫通孔間之強度變得良好。 (再者，圖1(a)之情形下，寬度最窄之部位，為以虛線圓圈示出之部分Z3之部位。)

形成一個貫通孔20之缺口構造22之數目較佳為2個以上，更佳為2～4個。於圖1(a)之形態中，各貫通孔20係由兩個缺口構造22構成，於圖1(b)之形態中，左右兩端之貫通孔20a、20c係由兩個缺口構造構成，中央之貫通孔20b係由4個缺口構造22構成。

缺口構造22之形狀並無特別限定，只要組合而形成貫通孔20即可，例如，可設為如圖1(a)所示般，剖面半圓狀之半圓柱形狀、或如形成圖1(b)之中央部之貫通孔20b之缺口構造22般，設為橫剖面扇形之4分割圓柱形狀，。

較佳的是無機纖維壓縮成型體10具備至少一個缺口構造22。較佳的是，無機纖維壓縮成型體10具備2個以上之缺口構造22較為理想。於圖1(a)之形態中，各無機纖維壓縮成型體具備1個缺口構造22，於圖1(b)之形態中，各無機纖維壓縮成型體具備2個缺口構造22。

於本發明之燃燒器用耐火物100中，利用將無機纖維墊壓縮而成之無機纖維壓縮成型體10形成貫通孔20。又，如以下所說明般，於較佳之形態中，無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向成為燃燒器用耐火物100之複數個貫通孔20排列之方向。藉此，可保證貫通孔20與貫通孔20之間之強度，且可縮短貫通孔間之距離，而設備設計之自由度變高。

貫通孔20間之間隔壁之距離，具體而言，基於保證貫通孔間之強度及防止各貫通孔間之流體之洩漏之理由，理想的是較佳為30 mm以上，更佳為50 mm以上，尤佳為80 mm以上。又，下限可設為窄至20 mm。

貫通孔20之形狀並無特別限定，若為複雜之形狀則產生因時間經過所致之變形之可能性高，因此較佳為圓形或橢圓形。其大小較佳為Φ(直徑)50 mm以上、500 mm以下。

(貫通孔之定義) 作為形成於構成燃燒器用耐火物100之無機纖維壓縮成型體10之貫通孔，除了供燃燒空氣出入之貫通孔、燃料噴射孔以外，亦會有形成窺孔或供放入儀器之孔之情形，但本發明作為對象之貫通孔為供燃燒空氣出入之貫通孔、燃料噴射孔。 供燃燒空氣出入之貫通孔之直徑(Φ)較佳為40 mm以上、550 mm以下，更佳為150 mm以上、350 mm以下。又，燃料噴射孔之直徑(Φ)較佳為20 mm以上、300 mm以下，更佳為50 mm以上、200 mm以下。又，窺孔或供放入儀器之孔之直徑(Φ)通常為10 mm以上、50 mm以下。

(貫通孔之排列方向之定義) 在本發明中，所謂貫通孔之排列方向，如圖1所示般，在貫通孔在圖示上下方向中央(與燃燒器用耐火物之設置於爐殼之面之長邊平行之方向)對齊而排列之情形下，圖中之Y1方向成為貫通孔之排列方向。 然而，貫通孔之排列方向並不限定於上述方向，亦可為在自與圖示上下方向垂直之方向傾斜地偏移之方向上排列。圖6(a)(b)顯示如此之例。 於圖6(a)(b)中，貫通孔自與燃燒器用耐火物之設置於爐殼之面之長邊平行之方向傾斜地偏移。於如此之形態中，貫通孔之排列方向如下述般定義。首先，於任一貫通孔之中心軸，與燃燒器用耐火物之長邊及短邊平行地設定軸Y2、軸Y3。於該任一軸與其他貫通孔重疊之情形(圖6(a)之情形)，將該軸(圖6(a)之情形下為軸Y3)之方向定義為貫通孔之排列方向。又，於任一軸均不與其他貫通孔重疊之情形(圖6(b)之情形)下，或者於任一軸均與其他貫通孔重疊之情形下，選擇與其他貫通孔之中心之距離為近之軸，將該軸(圖6(b)之情形下為軸Y3)之方向定義為貫通孔之排列方向。

(供燃燒空氣出入之貫通孔) 於本發明之燃燒器用耐火物100具備供燃燒空氣出入之貫通孔20之情形下(於圖1所示之形態中，中央之貫通孔20b相當於供燃燒空氣出入之貫通孔，左右之貫通孔20a、20c相當於燃料噴射孔)，要求該供燃料空氣出入之貫通孔20與燃料噴射孔相比更高之耐久性。 因此，較佳的是沿著該供燃燒空氣出入之貫通孔20之內周面，設置如圖4(a)之筒狀成型體30。 又，供燃燒空氣出入之貫通孔20為了防止筒狀成型體30之脫離、且穩定地保持筒狀成型體30，較佳的是貫通孔20之爐殼側之剖面積大於爐內側之剖面積。圖4(b)顯示將筒狀成型體30設置於貫通孔20、而設置於爐殼50之狀態之燃燒器用耐火物100之剖視圖。貫通貫通孔20之軸心之剖面形狀如圖4(b)所示般，為朝向爐殼擴大之梯形形狀，梯形形狀之斜邊相對於貫通孔20之軸心所成之角度較佳為10度以上、更佳為15～30度。

・筒狀成型體30 圖4顯示筒狀成型體30之一實施形態。筒狀成型體30較佳的是具有將無機纖維製板體31、32以板面相對於孔呈大致放射狀積層而成之構造。 圖示之筒狀成型體30係將與該筒狀成型體30之軸心垂直之剖面為三角形或梯形之第1板體31、和與該軸心垂直之剖面為長方形之第2板體32交替積層而成者。剖面三角形或梯形之第1板體31以三角形之頂點側或梯形之短邊側面向孔34之內周面之方式配置。剖面長方形之第2板體32以長方形之一條短邊面向孔34之內周面之方式配置。又，板體31、32以各自之長度方向為孔34之軸心方向。藉由將板體31、32在孔34之周向上交替排列，而構成由圍繞孔34之板體31、32之積層體形成之圍繞體。於該圍繞體，各板體31、32之板面相對於孔34成為大致放射方向。

以下，對於筒狀成型體30之製造方法之一例進行說明。 首先，準備具有筒狀成型體30之孔34之形狀之模具。在將由玻璃布等形成之離型片材捲繞於該模具之外周面後，在該模具之外周將無機纖維氈料製之板體31、32分別以板面相對於模具之軸心成為放射方向、沿周向將板體31、32交替積層之方式配置，而圍繞模具。再者，在配置板體31、32時，較佳的是對該板體31、32進行壓縮。藉此，形成之孔34之真圓度變高，且在板體31、32間不產生間隙。

對板體31、32進行壓縮之機構並無特別之限制，可在使用緊固帶等輔助器具以特定之壓縮率緊固後，利用繃帶或膠帶類固定而達成。前述之壓縮率基於耐風蝕性等被要求之物性較佳的是設為10%以上，又，為了防止因壓縮造成之纖維之壓潰，較佳的是設為50%以下。

將上述所製作之壓縮體浸漬於包含無機質溶膠之黏合劑液中。該情形下，較佳的是以壓縮體之軸心線方向為上下方向，浸漬於黏合劑液中。黏合劑液通過形成於模具之小孔而自壓縮體之內周面浸透至壓縮體之內部，且透過位於外周之繃帶或膠帶類自壓縮體之外周面浸透至壓縮體之內部。又，黏合劑液自未由繃帶或膠帶類覆蓋之暴露面直接浸透至壓縮體之內部。

在黏合劑液浸透至壓縮體之至少內周側與外周側後，將壓縮體自黏合劑液拉出。浸漬時間可相應於壓縮體之大小及構造或黏合劑液之組成等適當調整，較佳的是進行至在使壓縮體浸透於黏合劑液後，以目視自壓縮體確認不到空泡之程度為止。

吸引自黏合劑液拉出之壓縮體之模具內之浸透之黏合劑液。如是，空氣經由壓縮體之暴露面等被吸入壓縮體之內部，保持於壓縮體之黏合劑液之一部分被吸出至模具之內孔內、而被排出。在以特定時間進行黏合劑液之吸引排出後，將壓縮體轉移至乾燥器內，以較佳為100℃以上之溫度進行乾燥。之後，將壓縮體自乾燥器取出，在放涼後，卸除包圍外周之繃帶或膠帶類，進而將模具脫模。此時，亦將捲繞於模具之離型片材去除。

將如此般乾燥及脫模之壓縮體轉移至煅燒爐進行煅燒，而將無機黏合劑燒結於無機纖維。藉此，獲得筒狀成型體基體。於筒狀成型體基體，藉由模具之脫模而形成孔34。之後，自筒狀成型體基體切除露出部分(毛刺)，且將筒狀成型體基體以成為規格尺寸之方式整形加工，而形成筒狀成型體30。作為整形加工，例如使用帶鋸等高速剪切裝置而加工。

本發明之燃燒器用耐火物100之貫通孔20中之供燃料空氣出入之貫通孔20，較佳的是該貫通孔20之爐殼側之剖面積大於爐內側之剖面積。而且，較佳的是插入該供燃料空氣出入之貫通孔20的上述筒狀成型體30成為沿著該供燃料空氣出入之貫通孔20之形狀，即，較佳的是爐殼側為大徑、爐內側為小徑之中空之圓錐台形狀。 於圖4中，成為孔34之軸心方向之一者(圖示近前側)為大徑、另一者(圖示深處側)為小徑之中空之圓錐台形狀。藉由組合如此之形狀之貫通孔20、與筒狀成型體30，而防止筒狀成型體30自貫通孔20脫離，特別是，在將燃燒器用耐火物100例如設置於天花板時，可不將該筒狀成型體30接著地設置於貫通孔20。又，增加筒狀成型體30與貫通孔20之接觸面積，而可更穩定地支撐筒狀成型體30。

＜燃燒器用耐火物100之製造方法＞ 本發明之燃燒器用耐火物100可藉由以組合各無機纖維壓縮成型體10所具有之缺口構造22設為貫通孔20之方式，組合複數個無機纖維壓縮成型體10而設置於爐壁，而製造(設置)。

作為將各無機纖維壓縮成型體10設置於爐壁之方法，例如，使用供收納燃燒器用耐火物100之殼體，設置於爐殼。該殼體為爐內側之面為開放之箱型，在設置於爐壁之側之面內側豎立設置有螺柱。可藉由自爐內側經由各無機纖維壓縮成型體10所具備之固定金屬件16之孔螺固於該螺柱，而將各無機纖維壓縮成型體10設置於殼體。 於在殼體與無機纖維壓縮成型體10之間有間隙時，根據需要在其間插入無機纖維集合體之墊。其後，將帶19切斷、將壓板18卸除，釋放壓縮而將無機纖維壓縮成型體10固定於殼體。

於殼體之設置於爐壁之側之面，在與各貫通孔20對應之位置，設置有孔。將筒狀成型體30自該殼體之孔插入供燃燒空氣出入之貫通孔20，因供燃燒空氣出入之貫通孔20作為較佳之形態形成為爐殼側之孔之剖面積大於爐內側之孔之剖面積，故可容易地插入筒狀成型體30，且即便在將燃燒器用耐火物100設置於天花板時，仍可防止筒狀成型體30之脫落。

作為將收納有上述之本發明之燃燒器用耐火物100之殼體設置於爐壁之方法，較佳的是，可舉出自爐外安裝收納有該燃燒器用耐火物100之殼體，並利用螺栓等對殼體之凸緣部等進行固定之方法。

(無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向) 較佳的是無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向與在燃燒器用耐火物100中形成之複數個貫通孔20排列之方向為相同之方向。 關於本發明之燃燒器用耐火物100之貫通孔20間之強度，若無機纖維壓縮成型體10與複數個貫通孔20在相同之方向上排列，則即便在貫通孔20之間為窄之情形下，仍可充分獲得該貫通孔間之無機纖維集合體之墊之寬度，而貫通孔間之強度變得良好。 另一方面，在無機纖維壓縮成型體10之壓縮方向與貫通孔20之排列方向不同時，會由極端細之無機纖維集合體之墊形成貫通孔20，而不合時宜。

＜本發明之燃燒器用耐火物100之用途＞ 本發明之燃燒器用耐火物100適宜於設置在天花板之燃燒器用耐火物。即，如上述般，於較佳之形態中，因供燃燒空氣出入之貫通孔20之爐殼側之剖面積大，爐內側之剖面積小，而成為圓錐台形狀，故即便設置於天花板，仍防止貫通孔20內之筒狀成型體30之脫離。又，因藉由無機纖維壓縮成型體10構成，故無如先前之可鑄材製耐火瓦般因破碎之碎片落下而危及人命之問題。 [產業上之可利用性]

本發明之燃燒器用耐火物100適宜於設置在天花板之燃燒器用耐火物。特別是，適宜於需要複數個孔之蓄熱式燃燒器用耐火物。

10:無機纖維壓縮成型體 11:無機纖維集合體之墊 12:固定桿(附固定部之桿) 14:導管 16:塊體固定金屬件 18:壓板 19:帶 20,20a,20b,20c:貫通孔 22:缺口構造 30:筒狀成型體 31:無機纖維製板體(第1板體) 32:無機纖維製板體(第2板體) 34:孔 50:爐殼 52:螺柱 54:螺帽 100:燃燒器用耐火物 X,Y1:方向 Y2,Y3:軸 Z1:部位 Z2,Z3:部分

圖1(a)、(b)顯示燃燒器用耐火物100之爐殼側表面，係顯示各無機纖維壓縮成型體10之配置之示意圖。 圖2(a)係無機纖維壓縮成型體10之立體圖。圖2(b)係顯示無機纖維壓縮成型體10之製造方法之示意圖。圖2(c)係顯示無機纖維壓縮成型體10固定於爐殼50之狀態之側面透視圖。 圖3(a)、(b)係說明燃燒器用耐火物之塊體固定金屬件16之位置之示意圖。 圖4(a)係筒狀成型體30之立體圖。圖4(b)係將筒狀成型體30設置於貫通孔20、且設置於爐殼50之狀態之燃燒器用耐火物100之剖視圖。 圖5(a)、(b)係說明燃燒器用耐火物之塊體固定金屬件16之位置與供形成貫通孔之無機纖維壓縮成型體10之形成貫通孔之部分之示意圖。 圖6(a)、(b)係說明貫通孔之排列方向之定義之示意圖。

10:無機纖維壓縮成型體

12:固定桿(附固定部之桿)

16:塊體固定金屬件

20a,20b,20c:貫通孔

22:缺口構造

100:燃燒器用耐火物

Y1:方向

Z3:部分

Claims (15)

1. 一種燃燒器用耐火物，其特徵在於具備複數個貫通孔，且各個貫通孔係由複數個無機纖維壓縮成型體形成。
2. 如請求項1之燃燒器用耐火物，其中形成前述無機纖維壓縮成型體之無機纖維集合體之墊之寬度為50 mm以上。
3. 如請求項1或2之燃燒器用耐火物，其中在前述無機纖維壓縮成型體之固定於爐殼之側之面之大致中央部安裝有固定金屬件。
4. 如請求項3之燃燒器用耐火物，其中前述固定金屬件在前述無機纖維壓縮成型體之壓縮方向上為長尺寸。
5. 如請求項1至4中任一項之燃燒器用耐火物，其中前述無機纖維壓縮成型體之壓縮方向，與在前述燃燒器用耐火物中前述複數個貫通孔排列之方向為相同之方向。
6. 如請求項1至5中任一項之燃燒器用耐火物，其中在前述複數個貫通孔中之供燃燒空氣出入之貫通孔內部，具備將無機纖維製板體以板面相對於孔呈大致放射狀積層而成之筒狀成型體，該貫通孔之爐殼側之剖面積大於爐內側之剖面積。
7. 如請求項6之燃燒器用耐火物，其中前述筒狀成型體具有可更換之構造。
8. 如請求項1至7中任一項之燃燒器用耐火物，其中前述無機纖維壓縮成型體具備至少1個形成前述貫通孔之缺口構造。
9. 如請求項1至8中任一項之燃燒器用耐火物，其中爐內側之面積為0.5 m ²以上。
10. 如請求項1至9中任一項之燃燒器用耐火物，其安裝於殼體。
11. 如請求項1～10中任一項之燃燒器用耐火物，其安裝於天花板。
12. 一種燃燒器用耐火物之製造方法，其係用於製造具備複數個貫通孔且各個貫通孔係由複數個無機纖維壓縮成型體形成之燃燒器用耐火物者，該燃燒器用耐火物之製造方法包含如下步驟： 以將複數個無機纖維壓縮成型體之壓縮方向設為與形成之複數個貫通孔排列之方向相同之方向、且組合複數個無機纖維壓縮成型體所具備之缺口構造而形成貫通孔之方式，配置前述複數個無機纖維壓縮成型體。
13. 一種無機纖維壓縮成型體，其構成如請求項1至11中任一項之燃燒器用耐火物。
14. 一種蓄熱式燃燒器，其具備如請求項1至11中任一項之燃燒器用耐火物。
15. 一種工業爐，其具備如請求項14之蓄熱式燃燒器。

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