WO2023085438A1 - 断熱構造体、工業炉構造体及び断熱構造体の取付方法 - Google Patents

断熱構造体、工業炉構造体及び断熱構造体の取付方法 Download PDF

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WO2023085438A1
WO2023085438A1 PCT/JP2022/042438 JP2022042438W WO2023085438A1 WO 2023085438 A1 WO2023085438 A1 WO 2023085438A1 JP 2022042438 W JP2022042438 W JP 2022042438W WO 2023085438 A1 WO2023085438 A1 WO 2023085438A1
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WO
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block
heat insulating
blanket
furnace wall
steel shell
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/042438
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸次 河野
盛一 坂輪
正晃 入江
Original Assignee
デンカ株式会社
ファーネスクリエイティブ合同会社
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating structure, an industrial furnace structure, and a method of mounting a heat insulating structure.
  • fiber blocks in which heat-resistant inorganic fiber blankets are laminated in the form of laminated blocks are widely used in industrial furnaces such as heating furnaces and annealing furnaces for the purpose of saving energy and reducing CO2 emissions.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose typical structures of such fiber blocks.
  • Patent Document 2 discloses a block 8 in which a fiber blanket 1 is continuously folded to form a laminate 5, which is fixed by beams 3 and channels 2, as shown in FIG.
  • Non-Patent Document 1 discloses a block (referred to as a "one-touch fine block" in Non-Patent Document 1) in which a fiber blanket is cut into a predetermined width and skewered on a beam.
  • FIG. 11 shows a structure in which FIG. 9 of Patent Document 2 is rotated by 90 degrees and attached to the ceiling.
  • a ceramic fiber blanket 10 is installed in a space between a channel 2 of a block 8, a bolt 11, and a furnace wall shell 9, and is tightened with a bolt 11 and a nut 12, whereby the block 8 and the furnace wall shell 9 are fixed. The gap is blocked.
  • Non-Patent Document 1 proposes a one-touch fine block that uses a one-touch bolt and a one-touch hanger that is a plate-like spring instead of the bolt 11 and nut 12 .
  • Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 an internal fixing method is adopted in which a block is fixed to the furnace wall shell from the inside of the furnace wall shell.
  • Patent Document 3 as shown in FIG. 12, a bolt 15 attached to a support fitting 16 is taken out of the furnace and blocked with a washer 17 and a nut 18 outside the furnace (Patent Document 3 describes a "ceramic The outer stop method for securing the fiber block 19 is shown.
  • Non-Patent Document 1 it seems that the problem of meshing the bolt 11 and the nut 12 can be solved. However, even with the method described in Non-Patent Document 1, it is necessary to cure the hole after construction. Moreover, even if the block is cured, there is still a risk that the fibers filled in the holes will fall off during use, and the one-touch bolts and the one-touch hangers will be oxidized and the block will fall off.
  • the outer fastening method described in Patent Document 3 does not cause defects such as holes in the block 19 . Therefore, it seems that troubles such as oxidation of the hardware 15 to 18 for fixing the block 19 can be avoided. However, there are many obstacles such as members for reinforcing the furnace wall steel shell outside the furnace, and it is difficult to construct all the blocks 19 by the external fixing method.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and one of its purposes is to provide a heat insulating structure or the like that can be adopted for the internal stop system and that is excellent in workability.
  • the heat insulating structure includes: a block made of an inorganic fibrous heat insulating material, and a heat insulating block including a support fitting fixed to the block; and a blanket made of inorganic fibers,
  • the support bracket is including a first latching portion provided at a portion protruding from one surface of the block and latched to a mounting bracket provided on the furnace wall steel shell, The blanket is placed between the furnace wall steel shell and one surface of the block while being compressed in a range of 1 to 50% of the thickness.
  • the industrial furnace structure according to the second aspect of the present invention comprises: an industrial furnace including the furnace wall shell; and the adiabatic structure described above,
  • the heat insulating structure further includes the mounting bracket provided on the furnace wall shell.
  • a method for attaching a heat insulating structure includes: a block made of an inorganic fibrous heat insulating material; and a support bracket fixed to the block,
  • the support bracket is
  • the mounting bracket provided on the furnace wall shell is provided at a portion protruding from one surface of the block and includes a hook portion that is hooked to the mounting bracket provided on the furnace wall shell. hangs on, Placing a blanket made of inorganic fibers between the furnace wall steel shell and one surface of the block in a compressed state in a range of 1 to 50% of the thickness.
  • FIG. 1 is a front view showing an exploded configuration of a heat insulating unit according to an embodiment
  • FIG. Figure 3 is a cross-sectional view of the insulation unit taken along line AA of Figure 2, showing the upper blanket in an uncompressed state
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a heat insulating unit according to one embodiment, and is a cross-sectional view taken along a line corresponding to line AA in FIG. 2
  • FIG. 3 is a view showing a state in which a vacuum-compressed upper blanket is arranged in the heat insulation unit according to one embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 .
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the structure of a conventional fiber block
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of an inner stop method for attaching the fiber block shown in FIG. 10 to the steel shell of the furnace wall
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an industrial furnace structure 100 according to an embodiment of the present invention, showing the external appearance of the industrial furnace structure 100 and an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by a dotted ellipse.
  • an industrial furnace structure 100 is an industrial furnace with a heat insulating structure for the purpose of saving energy and reducing CO2 emissions.
  • the industrial furnace 101 is a heating furnace for various metals such as steel, an annealing furnace, an aluminum melting furnace, a firing furnace for ceramics and electronic materials, a combustion furnace for thermal power generation, a garbage incinerator, etc., and includes a furnace wall steel shell 103 .
  • Furnace wall steel shell 103 is a member that forms a space inside for heating, incineration, and the like. That is, the furnace wall shell 103 constitutes the side wall, ceiling, etc. of the internal space.
  • the heat insulation structure 102 is a structure provided inside the furnace wall steel shell 103 for heat insulation, and is composed of one or more heat insulation units 104 .
  • the heat insulating structure 102 is attached to the ceiling of the furnace wall shell 103 will be described.
  • FIG. 2 is a front view showing an exploded configuration of the heat insulating unit 104 according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of insulation unit 104 taken along line AA of FIG. 2, showing upper blanket 107 (described in detail below) in a free, uncompressed state.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the heat insulation unit 104 according to the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. state.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which a vacuum-compressed upper blanket 107a (details will be described later) is arranged in the heat insulation unit 104 according to the present embodiment. It is a sectional view.
  • the heat insulation unit 104 includes a heat insulation block 105, and an upper blanket 107 and a mounting bracket 109 provided in association with the heat insulation block 105, as shown in FIGS.
  • the heat insulating block 105 includes a block 111 made of inorganic fibrous heat insulating material, a support fitting 112 fixed to the block 111, two beams 108, and side blankets 110.
  • the block 111 is a laminate formed by stacking a plurality of blankets made of inorganic fibrous heat insulating material, and is generally rectangular parallelepiped in the present embodiment.
  • the dimensions of the block 111 range, for example, from 100 mm to 600 mm in width and from 100 mm to 600 mm in height. Considering workability, the width of 300 mm ⁇ height of 300 mm is common. Also, the thickness is, for example, in the range of 10 mm to 75 mm, generally 25 mm.
  • the bulk specific gravity of the inorganic fibrous blanket may be arbitrarily selected from a range of, for example, 96 to 160 kg/m3.
  • Inorganic fiber blankets of arbitrary materials such as alumina fiber, mullite fiber, RCF (refractory ceramic fiber) fiber, AES (alkaline earth silicate) fiber, rock wool and glass fiber can be applied to the inorganic fiber blanket.
  • the block 111 has a slit portion 113 provided on one surface thereof and a through hole 114 into which the beam 108 is inserted.
  • the through hole 114 is continuously connected to the slit portion 113 and passes through the block 111 in the blanket overlapping direction.
  • the upper blanket 107 is made of inorganic fibers, and is made up of one blanket in this embodiment.
  • the upper blanket 107 is arranged between the furnace wall shell 103 and one surface of the block 111 in a state of being compressed in the thickness direction in the range of 1 to 50% of the thickness, and its restoring force It adheres to the skin 103 and one surface of the block 111 .
  • a blanket with an arbitrary density of 96-160 kg/m3 may be selected.
  • Any inorganic fibrous blanket such as alumina fiber, mullite fiber, RCF (refractory ceramic fiber) fiber, AES (alkaline earth silicate) fiber, rock wool or glass fiber can be applied to the upper blanket 107 .
  • the thickness of the upper blanket 107 may be arbitrarily selected within the range of 6 to 50 mm, preferably 12.5 mm or 25 mm depending on the size of the mounting bracket 109 .
  • the upper blanket 107a is 20 mm thick by vacuum compression before being placed in a compressed state (that is, during the operation for placing the upper blanket 107). It may be compressed to ⁇ 50%.
  • FIGS 6A and 6B are diagrams showing the configuration of the support fitting 112 according to the present embodiment, where (a) is its front view, (b) is its side view, and (c) is its plan view.
  • the support metal fitting 112 is a metal fitting for supporting the block 111 and includes a block fixing portion 115 and a first latching portion 116 .
  • the support fitting 112 is configured using a plate made of stainless steel such as SUS304 or SUS310S with a thickness of 0.5 mm to 2.0 mm, for example.
  • the block fixing portion 115 and the first latching portion 116 are welded to form a saddle shape.
  • the block fixing portion 115 includes a pair of flat plate-shaped flat portions 115a that are provided substantially parallel to each other, and a connecting portion 115b that connects the upper ends of the flat plate portions 115a.
  • Each of the flat plate portions 115a has a substantially trapezoidal shape when viewed from the front, and is fitted into the slit portion 113, which is a complementary shaped space.
  • the space between the pair of flat plate-like flat plate portions 115a has a width in which an integral number of blankets constituting the block 105 are accommodated.
  • Each of the flat plate portions 115a includes one or more first insertion holes 117 into which the beams 108 are inserted, and the first insertion holes 117 of the opposing flat plate portions 115a are arranged in a straight line. be done.
  • first insertion hole 117 may be provided in each of the opposed flat plate portions 115a, by providing a plurality (two in the embodiment) of each of the opposed flat plate portions 115a, the support fitting 112 can be blocked. 111 can be stably fixed. Further, as described above, by adopting the saddle-shaped support fitting 112 including the pair of flat plate-like flat plate portions 115a, it is possible to stabilize the support by the beam 108, which will be described later.
  • the first hooking portion 116 is provided at a portion that protrudes from one surface of the block 111 and is a portion that is hooked to the mounting bracket 109 provided on the furnace wall steel shell 103 .
  • the first latching portion 116 according to the present embodiment is fixed to the block fixing portion 115 via the leg portion 118, is a flat plate-like portion provided away from one surface of the block 111, and has at least one open end. It includes a U-shaped groove 119 with a ridge.
  • the beam 108 is a rod-shaped member that is inserted into the through hole 114 of the block 111 and the first insertion hole 117 of the support fitting 112 . By inserting the beam 108, the block 111 and the support fitting 112 are fixed to each other.
  • the beam 108 is made of stainless steel, for example.
  • the diameter of the beam 108 may be selected as appropriate, and is, for example, 1 to 8 mm.
  • each beam 108 is inserted into the through hole 114 and the first insertion hole, respectively, and each beam 108 supports a plurality of blankets that overlap each other in the block 111 .
  • the length of the beam 108 may be appropriately determined according to the number and thickness of the blankets that overlap each other in the block 111, but it is desirable that the beam 108 has a length that can penetrate more than half of the blankets positioned at both ends of the block 111.
  • the beam 108 may be oxidized by hot air from the joints when the industrial furnace 101 is in operation. Therefore, the length of the beam 108 is shorter than the entire length of the block 111 in the direction in which the blankets forming the block 111 overlap (the depth of the block 111 in this embodiment) so as not to reach both ends of the block 111. is desirable.
  • the space generated in the through hole 114 is preferably cured with an inorganic fibrous member.
  • the number of beams 108 may be one or more, and may be three or more.
  • the side blankets 110 are arranged continuously from one side of the block 111, and the overlapping of the blankets forming the block 111 appears to cover the entirety of each opposing side. It should be noted that the side blankets 110 may cover a portion of each of the facing surfaces where the blankets forming the block 111 overlap.
  • the thickness of the side blanket 110 is too large, it may become defective, and if it is too small, it may not be possible to prevent joint opening, so a thickness of about 2 to 12 mm is preferable.
  • Such side blankets 110 are provided by stacking a plurality of inorganic fiber blankets to form a block 111, and then placing the block 111 so as to cover two end faces where the blankets overlap. good.
  • the blankets and the side blankets 110 that constitute the block 111 are preferably fixed with an adhesive in order to prevent them from collapsing or coming off during installation.
  • the side blankets 110 are bent at the corners of the blocks 111 and turned to the upper part, thereby reducing the risk of falling off during use.
  • a covered surface is a surface at least partially covered by side blankets 110 .
  • the inner blanket surface is the surface that is not covered by the side blankets 110 .
  • the unevenness of the end face of the block 105 can be absorbed by the covering surface so that the insulation block 105 is not exposed to the outside.
  • the adjacent heat insulating blocks 105 are arranged such that the covering surface of one of the adjacent heat insulating blocks 105 and the other heat insulating block of the adjacent heat insulating blocks 105
  • the inner blanket surfaces of 105 are placed in contact with each other.
  • the side blankets 110 are interposed between the adjacent blocks 111, and each of the adjacent blocks 111 can be compressed and brought into close contact with the intervening side blankets 110, so that the adjacent blocks 111 are kept in the gaps. It can be installed without (joint opening).
  • side blankets 110 do not necessarily need to be provided. That is, side blankets 110 may not be provided.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams showing the configuration of the mounting bracket 109 according to the present embodiment, where (a) is a side view thereof and (b) is a bottom view of the same viewed from the inside of the industrial furnace 101.
  • FIG. A front view of the support fitting 112 is the same as the side view shown in FIG. 6(a).
  • the mounting bracket 109 is a member provided on the steel shell of the furnace wall, and includes a second latching portion 120 for latching the first latching portion 116 .
  • the second latching portion 120 includes a rod-shaped portion 121 and an overhanging portion 122 projecting sideways from the tip of the rod-shaped portion 121 .
  • Projecting portion 122 according to the present embodiment is disc-shaped.
  • the furnace wall shell 103 is threaded, and the projecting portion 122 is fixed to the furnace wall shell 103 by a rod-shaped portion 121 composed of bolts, screws, and the like.
  • the projecting portion 122 is, for example, a stainless steel plate with a thickness of 1 to 2 mm.
  • the mounting bracket 109 further includes one or more height adjusting washers W.
  • the washer W By fitting the washer W between the overhanging portion 122 and the furnace wall shell 103, the overhanging portion 122 and the furnace wall shell 103 are separated according to the thickness of the upper blanket 107 made of inorganic fibers for block adhesion. The distance between them can be adjusted.
  • FIG. 8A and 8B are views showing a state in which the support metal fitting 112 according to the present embodiment is attached to the mounting metal fitting 109.
  • FIG. 8A is a side view thereof, and FIG. It is a top view. Note that the furnace wall steel shell 103 is omitted in FIG. 8(b).
  • the rod-shaped portion 121 is inserted from the open end of the groove 119 .
  • the support metal fitting 112 and the mounting metal fitting 109 are fitted together, and the projecting portion 122 is latched to the portion forming the groove 119 .
  • the first hooking portion 116 of the heat insulating block 105 is hooked to the fitting 109 provided on the furnace wall steel shell 103 .
  • the heat insulating block 105 is attached to the support metal fitting 112 by sliding the support metal fitting 112 attached to the block 111 to the mounting metal fitting 109 fixed to the furnace wall steel shell 103 from the open end of the groove 119. be done.
  • an upper blanket 107 made of inorganic fibers is arranged in a compressed state between the furnace wall steel shell 103 and one surface of the block 111 .
  • FIG. 4 shows the state at that time, in which the upper blanket 107 is placed between the furnace wall shell 103 and one surface of the block 111 in a compressed state.
  • L1 be the thickness of the upper blanket 107 in the free state shown in FIG. 3 and L2 be the thickness of the upper blanket 107 in the attached state shown in FIG. %) is represented by (L1-L2)/L1.
  • the heat insulating block 105 can be brought into close contact with the furnace wall steel shell 103 when the compressibility is in the range of 1 to 50%. If the degree of compression is 1% or less, the adhesion is poor, and if it is 50% or more, the fibers of the upper blanket 107 are broken and the restorability is impaired.
  • a particularly preferable compression ratio is 5 to 25%, and at 5% or more, the rebound force is greater than the weight of the heat insulating block 105. can get.
  • the compression of about 25% is the limit when constructing by human power.
  • FIG. 9 shows an example of the relationship between compressibility and compressive stress for an 8 pound, 12.5 mm thick blanket made of alumina fibers.
  • the weight of the block 111 depends on the bulk specific gravity and thickness of the blanket, which is an inorganic fibrous heat insulating material used for the block 111. It is about 0.04 N/cm 2 , which corresponds to a compressive stress with a compressibility of about 5% (see dotted line A in FIG. 9).
  • the weight of the block 111 of 400 kg/m 3 and 300 mm in length and width is about 0.117 N/cm 2 , which corresponds to compressive stress with a compressibility of about 11% (see dotted line B in FIG. 9).
  • an upper blanket 107a having a thickness of, for example, 30% of the original size by vacuum compression may be used.
  • the degree of vacuum compression may be arbitrarily set within the range of reducing the thickness by 20 to 50%. Assuming that the thickness of the upper blanket 107a is L3, a relationship of L3 ⁇ L2 ⁇ L1 is established.
  • the upper blanket 107a made of vacuum-compressed inorganic fibers is used, the upper blanket 107a is placed between the furnace wall shell 103 and the heat insulating block 105 in a vacuum-packed state, for example. good.
  • the vacuum-compressed upper blanket 107a there is no need to apply force when attaching the upper blanket 107, and the attachment is smooth.
  • the vacuum-compressed state of the upper blanket 107a may be released. Methods for releasing the vacuum-compressed state include, for example, breaking the vacuum pack or burning it.
  • the upper blanket 107a is attached in a compressed state as shown in FIG. 4, and the same effect as described above can be obtained.
  • the vacuum pack is burned out during heating, and the upper blanket 107a is brought into close contact with the furnace wall steel shell 103 and the heat insulating block 105.
  • FIG. Therefore, the upper blanket 107a does not have to be released from the vacuum-compressed state during construction.
  • the upper blanket 107 is placed in a compressed state, fills the space between the furnace wall shell 103 and the heat insulating block 105, and adheres closely to the furnace wall shell 103 and the heat insulating block 105.
  • a clearance (gap) is also provided between the groove 119 and the rod-shaped portion 121
  • a clearance (gap) is provided between the projecting portion 122 and the leg portion 118 .
  • the disc shape of the projecting portion 122 makes it easy to rotate around the bar-shaped portion 121, but the projecting portion 122 has any shape as long as it does not interfere with the leg portion 118 connected to the first latching portion 116. may be changed as appropriate.
  • the first hooking portion 116 and the second hooking portion 120 may be configured to hook each other.
  • the other may include the portion forming the groove 119 .
  • the structure of the support bracket 112 may be changed as appropriate, for example, a groove 119 may be provided in the channel 2 shown in FIG.
  • a fiber blanket 10 may be installed between the block 8 and the furnace wall steel shell 9.
  • the main function of this fiber blanket 10 is as a filler, and the fastening by the bolts 11 and nuts 12 mainly contributes to the adhesion, and the fiber blanket has only an auxiliary function from the viewpoint of adhesion. don't work
  • Table 1 shows a comparison of workability between the mounting method using the conventional bolt 11 and nut 12 and the mounting method of the heat insulation structure 102 according to the present embodiment.
  • ordinary blanket means a method of arranging the blanket 107 in one layer.
  • vacuum-compressed blanket type means a method of attaching the blanket 107 by using a vacuum-compressed blanket 107a.
  • the installation time of the heat insulating block 105 is also greatly shortened, and since there are no holes on the inner surface, no curing time is required.
  • the vacuum compression blanket type if the vacuum is released at the time of installation, the number of installations will decrease.
  • the conventional method troubles caused by falling off of the filling material occurred, but in this method, holes on the inner surface and curing are unnecessary, so the possibility of troubles can be reduced. Therefore, it is possible to provide the heat insulating structure 102 and the like which can be adopted for the inner stop system and which is excellent in workability.
  • the present invention is not limited to the embodiments described so far, and may be modified as appropriate.
  • Block 111 may be, for example, a laminate formed by successively folding a soft inorganic fibrous blanket as the inorganic fibrous insulation material multiple times.
  • the block 111 may be a hard board vacuum-formed.
  • the block 111 When the block 111 is a rigid board vacuum-formed, the block 111 may be cut from a rigid board vacuum-formed from inorganic fibrous fibers, and its dimensions are, for example, 100 to 600 mm wide, as described above. , ranging from 100 mm to 600 mm in height. Considering workability, the width of 300 mm ⁇ height of 300 mm is common. Also, the thickness is, for example, in the range of 10 mm to 75 mm, generally 25 mm.
  • hard boards include alumina board mainly composed of alumina fiber and mullite fiber, RCF board mainly composed of RCF (refractory ceramic fiber) fiber, AES board mainly composed of AES (alkaline earth silicate) fiber, and rock wool. Any board such as a board mainly made of glass fiber can be applied. Furthermore, a board having a high bulk specific gravity in which calcium hexaaluminate (CA6) particles, Al2O3 particles, or the like is added as a filler to fibers is also applicable.
  • CA6 calcium hexaaluminate
  • a block 111 is constructed by stacking a plurality of hard boards, since the hard boards have poor elasticity, unevenness may occur on the end face where the hard boards overlap, and a gap (joint opening) may occur between the adjacent heat insulating blocks 111.
  • a gap joint opening
  • the gaps between the adjacent heat insulating blocks 111 can be reliably closed.
  • upper blanket 107 is one (that is, has a one-layer structure) has been described, but the upper blanket 107 may have a structure of two or more layers.
  • the upper blanket 107 having a structure of two or more layers may be formed by folding one blanket, or may be formed by stacking a plurality of upper blankets 107 one by one. Moreover, the upper blanket 107 having a structure of two or more layers may be formed by folding and stacking each of the plurality of upper blankets 107 .
  • the upper blanket 107 having a structure of two or more layers is also compressed in the thickness direction in a range of 1 to 50% of the thickness, similarly to the upper blanket 107 having a one-layer structure according to the embodiment. It is arranged between 103 and one surface of the block 111 and adheres to the furnace wall steel shell 103 and one surface of the block 111 by its restoring force.
  • the repulsive force when compressing a plurality of upper blankets 107 that are stacked one by one depends on the thickness and compression If the rate is the same and the materials and densities of the upper blankets 107 are substantially the same, the repulsive force of the upper blanket 107 according to the embodiment is substantially the same.
  • the support bracket is including a first latching portion provided at a portion protruding from one surface of the block and latched to a mounting bracket provided on the furnace wall steel shell, The blanket is arranged between the furnace wall steel shell and one surface of the block in a state of being compressed in a range of 1 to 50% of the thickness.
  • a supporting metal fitting for fixing two or more inorganic fibrous heat insulating materials is provided at a portion protruding from one surface of the block, and a first latching portion is provided to be latched to the mounting bracket provided on the block and the steel shell of the furnace wall.
  • a heat insulating structure in which a blanket made of inorganic fibers is arranged between the furnace wall steel shell and one surface of the block in a state of being compressed in a range of 1 to 50% of the thickness. 3.
  • the blanket is one or more,
  • the blanket has a structure of two or more layers by folding or overlapping, and is compressed between the furnace wall steel shell and one surface of the block in a range of 1 to 50% of the thickness. 3.
  • the heat insulating structure according to 1 or 2 above which is arranged in a state. 4. 4. The heat insulating structure according to any one of 1 to 3 above, wherein the blanket is compressed to 20 to 50% of its original thickness by vacuum compression before being arranged in the compressed state. 5. 5. The heat insulating structure according to any one of 1 to 4 above, wherein the block is a hard board vacuum-formed. 6. The block is a laminate formed by stacking a plurality of blankets made of inorganic fibrous heat insulating material, or a laminate formed by folding a plurality of blankets made of inorganic fibrous heat insulating material. 6. The thermal insulation structure according to any one of 1 to 5. 7.
  • the heat insulating block is continuously arranged from one surface of the block, and further includes a side blanket covering at least a part of each of the surfaces facing each other so that the blankets forming the block overlap each other. Insulated structure as described.
  • the heat insulation block is plural, an outer surface of each of the plurality of insulation blocks includes a covered surface that is at least partially covered by the side blankets and an inner blanket surface that is a surface that is not covered by the side blankets;
  • the adjacent heat insulating blocks are arranged such that the covering surface of one heat insulating block of the adjacent heat insulating blocks and the inner blanket surface of the other heat insulating block of the adjacent heat insulating blocks are in contact with each other. Insulated structure as described. 9.
  • the mounting bracket includes a second latching portion for latching the first latching portion; one of the first hooking portion and the second hooking portion includes an overhanging portion that overhangs sideways at the tip of the rod-shaped portion; The other of the first latching portion and the second latching portion is a portion forming a groove, and the overhanging portion is latched by inserting the rod-shaped portion into the groove.
  • the thermal insulation structure according to any one of the above 1 to 11, wherein the heat insulation block further includes a beam inserted between the block and the support fitting to fix the block and the support fitting to each other. . 13. an industrial furnace including the furnace wall shell; A heat insulating structure according to any one of 1 to 12 above, An industrial furnace structure, wherein the heat insulation structure further includes the mounting bracket provided on the furnace wall shell. 14. a block made of an inorganic fibrous heat insulating material; and a support bracket fixed to the block, The support bracket is A heat insulation block, which is provided at a portion protruding from one surface of the block and includes a latching portion that is latched to a mounting bracket provided on the steel shell of the furnace wall. 15.
  • the latching portion of the heat insulating block according to 14 above is latched to a mounting bracket provided on the furnace wall steel shell, disposing a blanket made of inorganic fibers between the steel shell of the furnace wall and one surface of the block in a compressed state in a range of 1 to 50% of the thickness;
  • a method of mounting an insulated structure including: 16. Two or more blocks made of inorganic fibrous heat insulating material are attached to a support metal fitting, and a disc-shaped mounting metal fitting provided on the furnace wall steel shell to which the block is attached to the latching portion provided at the tip of the support metal fitting. When fitting and fixing, an inorganic fiber blanket is placed between the furnace wall steel and the fixing metal fittings, and the blanket is compressed in the range of 1 to 50% of the thickness.
  • the inorganic fiber blanket is compressed by vacuum compression to 20 to 50% of the original thickness. After attaching this inorganic fiber blanket to the steel shell of the furnace wall, the vacuum state is released to reduce the thickness of the blanket to 1 to 50%.
  • the inorganic fibrous block and its mounting method according to 15 or 16 wherein the inorganic fibrous heat insulating material is a hard board formed by vacuum molding. 19. 17.
  • the inorganic fibrous block according to 15 or 16 wherein the inorganic fibrous heat insulating material is an inorganic fibrous blanket, which is formed by stacking one sheet at a time, or is continuously folded to form a laminate, and a method for attaching the inorganic fibrous block.
  • the inorganic fibrous heat insulating material is an inorganic fibrous blanket, which is formed by stacking one sheet at a time, or is continuously folded to form a laminate, and a method for attaching the inorganic fibrous block.

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Abstract

断熱構造体は、無機繊維質断熱材からなるブロック（１１１）、及び、ブロック（１１１）に固定された支持金具（１１２）を含む断熱ブロック（１０５）と、無機繊維質からなるブランケット（１０７）とを備える。支持金具（１１２）は、ブロック（１１１）の一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮（１０３）に設けられる取付金具（１０９）に掛かり止められる第１掛止め部（１１６）を含み、ブランケット（１０７）は、炉壁鉄皮（１０３）とブロック（１１１）の一面との間に圧縮された状態で配置される。

Description

断熱構造体、工業炉構造体及び断熱構造体の取付方法
　本発明は、断熱構造体、工業炉構造体及び断熱構造体の取付方法に関する。
　近年、省エネルギー、ＣＯ２排出量削減を目的に加熱炉や焼鈍炉等の工業炉に耐熱無機繊維ブランケットを積層ブロック形状にしたファイバーブロック（モジュール）が広く用いられている。
　このようなファイバーブロックの代表的な構造が文献１，２に開示されている。例えば、特許文献２には、図１０に示されるようにファイバーブランケット１を連続的に折りたたんで積層体５とし、これをビーム３とチャンネル２で固定したブロック８が示されている。また、非特許文献１にはファイバーブランケットを所定幅に裁断しビームに串刺したブロック（非特許文献１では、「ワンタッチ式ファインブロック」と称される。）が示されている。
　特許文献２では、ブロック８を所定の炉壁に取付けるために、図１１に示されるように炉壁鉄皮９に取付けたボルト１１をブロック内に通し、内側からナット１２を締め付け固定する内止め法が採用されている。図１１は他の図面と合わせるため、特許文献２の図９を９０度回転させて天井に取り付ける構造として記載している。
　ブロック８を炉壁鉄皮９に取付けた後、炉内の熱風がこの取付部に侵入するとチャンネル２やボルト１１が酸化され、ブロック８が脱落するおそれがある。このため、ブロック８を炉壁鉄皮９に密着させる必要がある。特許文献２では、ブロック８のチャンネル２やボルト１１と炉壁鉄皮９の空間にセラミックファイバーブランケット１０を設置し、ボルト１１とナット１２で締め付けることで、ブロック８と炉壁鉄皮９とのすき間が塞がれている。
　非特許文献１には、ボルト１１とナット１２の代わりにワンタッチボルトと板状のバネであるワンタッチハンガーとを用いたワンタッチ式ファインブロックが提案されている。
　特許文献１，２及び非特許文献１では、ブロックを炉壁鉄皮の内側から炉壁鉄皮に固定する内止め法が採用される。これに対して、特許文献３には、図１２に示すように、支持金具１６に装着されたボルト１５を炉外に出し、炉外でワッシャー１７及びナット１８でブロック（特許文献３では「セラミックファイバーブロック」と称される。）１９を固定する外止め法が示されている。
特公昭５７－２０５５３号公報 特開２００３－０５５０５６号公報 特開２０２０－１４３８２２号公報
ニチアス技術時報　Ｎｏ．３２７（２００１年５号）「高温断熱材セラミックファイバーモジュール　ワンタッチ式ファインブロック」［検索日　２０２１年１０月８日］，インターネット＜ＵＲＬ：https://www.nichias.co.jp/research/technique/pdf/327/finebrick.pdf＞
　しかし、特許文献２に記載の方法では２００ｍｍ（ミリメートル）以上の長尺のボックスレンチ１３を用いてナット１２をボルト１１に締結する必要があり、目視できない状況でナット１２をボルト１１に噛み合わせることになる。そのため、うまくナット１２をボルト１１に噛み合わせるための作業時間が掛かり、煩雑な作業となっている。また、ブロック中央にナット１２を通す穴が設けられるため、ナット１２の締結後にこの穴にファイバーを充填する等の養生が必要となり、このような養生のためにも、作業時間が掛かり、煩雑な作業となっている。
　非特許文献１では、ボルト１１とナット１２を噛み合わせる問題は解決できるようにも思える。しかしながら、非特許文献１に記載の方法であっても、施工後の穴の養生は必要である。また、養生をしたとしても、使用中にこの穴に充填したファイバーが脱落し、ワンタッチボルトやワンタッチハンガーが酸化されてブロックが脱落する等のトラブルのおそれは依然として残っている。
　特許文献３に記載の外止め法では、上述の内止め法とは異なり、ブロック１９に穴等の欠陥が生じない。そのため、ブロック１９を固定するための金物１５～１８の酸化等によるトラブルは回避できるようにも思える。しかしながら、炉外には炉壁鉄皮を補強するための部材等の障害物が多く、全てのブロック１９を外止め法で施工することは困難である。
　本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的の１つは、内止め方式に採用することができ、施工性に優れた断熱構造体等を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る断熱構造体は、
　無機繊維質断熱材からなるブロック、及び、前記ブロックに固定された支持金具を含む断熱ブロックと、
　無機繊維質からなるブランケットとを備え、
　前記支持金具は、
　前記ブロックの一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる第１掛止め部を含み、
　前記ブランケットは、前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置される。
　上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る工業炉構造体は、
　前記炉壁鉄皮を含む工業炉と、
　上記の断熱構造体とを備え、
　前記断熱構造体は、前記炉壁鉄皮に設けられた前記取付金具をさらに備える。
　上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る断熱構造体の取付方法は、
　無機繊維質断熱材からなるブロックと、
　前記ブロックに固定される支持金具とを備え、
　前記支持金具は、
　前記ブロックの一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる掛止め部を含む断熱ブロックの前記掛止め部を、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止め、
　無機繊維質からなるブランケットを前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置すること、を含む。
　本発明によれば、内止め方式に採用することができ、施工性に優れた断熱構造体等を提供することが可能になる。
本発明の一実施の形態に係る工業炉構造体の構成を示す図である。 一実施の形態に係る断熱ユニットの構成を分解して示す正面図である。 図２のＡ－Ａ線における断熱ユニットの断面図であり、上部ブランケットが圧縮されていない状態を示す。 一実施の形態に係る断熱ユニットの構成を示す図であって、図２のＡ－Ａ線に相当する線における断面図である。 一実施の形態に係る断熱ユニットにおいて、真空圧縮された上部ブランケットが配置された状態を示す図であって、図２のＡ－Ａ線に相当する線における断面図である。 一実施の形態に係る支持金具の構成を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図である。 一実施の形態に係る取付金具の構成を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその底面図である。 一実施の形態に係る支持金具を取付金具に取り付けた状態を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。 上部ブランケットの圧縮率と圧縮応力の関係の一例を示す図である。 従来のファイバーブロックの構造の例を示す図である。 図１０に記載のファイバーブロックを炉壁鉄皮に取り付ける内止め法の例を示す図である。 従来のブロックを炉壁鉄皮に取り付ける外止め法の例を示す図である。
　以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１は、本発明の一実施の形態に係る工業炉構造体１００の構成を示す図であり、工業炉構造体１００の外観とともに、点線の楕円で囲んだ部分の拡大断面図を示す。図１に示すように、工業炉構造体１００は、省エネルギー、ＣＯ２排出量削減を目的とした断熱構造を備えた工業炉であって、工業炉１０１と、断熱構造体１０２とを備える。
　工業炉１０１は、鉄鋼等の各種金属の加熱炉、焼鈍炉、アルミニウム溶解炉、陶磁器や電子材料の焼成炉、火力発電の燃焼炉、ゴミ焼却炉等であり、炉壁鉄皮１０３を含む。炉壁鉄皮１０３は、加熱、焼却等のための空間を内部に形成する部材である。すなわち、炉壁鉄皮１０３は、内部の空間の側壁、天井などを構成する。
　断熱構造体１０２は、断熱のために炉壁鉄皮１０３の内側に設けられる構造体であり、１つ以上の断熱ユニット１０４から構成されている。本実施の形態では、断熱構造体１０２が炉壁鉄皮１０３の天井に取り付けられる例により説明する。
　図２は、本実施の形態に係る断熱ユニット１０４の構成を分解して示す正面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線における断熱ユニット１０４の断面図であり、上部ブランケット１０７（詳細後述）が圧縮されていないフリーの状態を示す。図４は、本実施の形態に係る断熱ユニット１０４の構成を示す図であって、図２のＡ－Ａ線に相当する線における断面図であり、上部ブランケット１０７（詳細後述）が圧縮された状態を示している。図５は、本実施の形態に係る断熱ユニット１０４において、真空圧縮された上部ブランケット１０７ａ（詳細後述）が配置された状態を示す図であって、図２のＡ－Ａ線に相当する線における断面図である。
　断熱ユニット１０４は、図２～５に示すように、断熱ブロック１０５と、断熱ブロック１０５に対応付けて設けられる上部ブランケット１０７及び取付金具１０９を含む。
　断熱ブロック１０５は、無機繊維質断熱材からなるブロック１１１と、ブロック１１１に固定された支持金具１１２と、２つのビーム１０８と、側部ブランケット１１０とを含む。
　ブロック１１１は、無機繊維質断熱材からなる複数のブランケットを重ね合わせることによって形成された積層体であり、本実施の形態では概ね直方体である。
　ブロック１１１の寸法は、例えば、幅１００～６００ｍｍ、高さ１００ｍｍ～６００ｍｍの範囲である。作業性を考えると幅３００ｍｍ×高さ３００ｍｍが一般的である。また、厚みは、例えば、１０ｍｍ～７５ｍｍの範囲であり、２５ｍｍが一般的である。
　無機繊維質ブランケットの嵩比重は、例えば、９６～１６０ｋｇ／ｍ３の範囲から任意に選定されるとよい。また、無機繊維質ブランケットには、アルミナ繊維、ムライト繊維、ＲＣＦ（リフラクトリーセラミックファイバー）繊維、ＡＥＳ（アルカリアースシリケート）繊維、ロックウールやガラス繊維等任意の材料の無機繊維質ブランケットが適用できる。
　ブロック１１１は、その一面に設けられたスリット部１１３と、ビーム１０８が挿設される貫通孔１１４を有する。貫通孔１１４は、スリット部１１３に連続的に接続しており、ブランケットの重なり合う方向へブロック１１１を貫通する。
　上部ブランケット１０７は、無機繊維質からなり、本実施の形態では１枚のブランケットから構成される。上部ブランケット１０７は、厚みの１～５０％の範囲で厚さ方向に圧縮された状態で、炉壁鉄皮１０３とブロック１１１の一面との間に配置されており、その復元力により炉壁鉄皮１０３及びブロック１１１の一面に密着する。
　上部ブランケット１０７は、９６～１６０ｋｇ／ｍ３の任意の密度のブランケットが選定されるとよい。また、上部ブランケット１０７には、アルミナ繊維、ムライト繊維、ＲＣＦ（リフラクトリーセラミックファイバー）繊維、ＡＥＳ（アルカリアースシリケート）繊維、ロックウールやガラス繊維等任意の無機繊維質ブランケットが適用できる。上部ブランケット１０７の厚みは、６～５０ｍｍの範囲で任意に選定されてよく、取付金具１０９の大きさから１２．５ｍｍ又は２５ｍｍが好ましい。
　なお、上部ブランケット１０７ａは、図５に示すように、圧縮された状態で配置される前の状態において（すなわち、上部ブランケット１０７を配置するための作業の際に）、真空圧縮により原寸厚みの２０～５０％に圧縮されていてもよい。
　図６は、本実施の形態に係る支持金具１１２の構成を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図である。
　支持金具１１２は、ブロック１１１を支持するための金具であり、ブロック固定部１１５と、第１掛止め部１１６とを含む。支持金具１１２は、例えば０．５ｍｍ～２．０ｍｍのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス製のプレートを用いて構成されている。本実施の形態では、ブロック固定部１１５と第１掛止め部１１６とが溶接されることによって、鞍型をなしている。
　ブロック固定部１１５は、概ね平行に設けられた一対の平板状の平板部１１５ａと、平板部１１５ａの上端を接続する接続部１１５ｂとを含む。平板部１１５ａの各々は、正面から見て略台形状をなしており、相補的な形状の空間であるスリット部１１３に嵌め込まれる。一対の平板状の平板部１１５ａの間は、ブロック１０５を構成するブランケットが整数枚入る幅である。
　平板部１１５ａの各々は、ビーム１０８が挿設される１つ以上の第１挿設孔１１７を含んでおり、対向する平板部１１５ａの第１挿設孔１１７は、直線上に並ぶように設けられる。
　なお、第１挿設孔１１７は、対向する平板部１１５ａの各々に１つでもよいが、対向する平板部１１５ａの各々に複数（実施の形態では２つ）設けることによって、支持金具１１２をブロック１１１に安定して固定することができる。また、上述のように、一対の平板状の平板部１１５ａを含む鞍型の支持金具１１２を採用することで、後述するビーム１０８による支持を安定させることができる。
　第１掛止め部１１６は、ブロック１１１の一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮１０３に設けられる取付金具１０９に掛かり止められる部位である。本実施の形態に係る第１掛止め部１１６は、ブロック固定部１１５に脚部１１８を介して固定されており、ブロック１１１の一面から離れて設けられる平板状の部位であり、少なくとも一端が開放したＵ字状の溝１１９を含む。
　再び、図２～５を参照する。
　ビーム１０８は、ブロック１１１の貫通孔１１４と支持金具１１２の第１挿設孔１１７とに挿設される棒状の部材であり。ビーム１０８が挿設されることによって、ブロック１１１と支持金具１１２とは互いに固定される。ビーム１０８は、例えば、ステンレス製である。ビーム１０８の径は、適宜選定されてよいが、例えば１～８ｍｍである。
　本実施の形態では、２本のビーム１０８のそれぞれが貫通孔１１４及び第１挿設孔に挿設され、ビーム１０８の各々が、ブロック１１１において重なり合った複数枚のブランケットを支持する。ビーム１０８の長さは、ブロック１１１において重なり合うブランケットの枚数及びその厚さに応じて適宜定められるとよいが、ブロック１１１において両端に位置する各ブランケットの半分以上を貫通できる長さが望ましい。
　ビーム１０８がブロック１１１の端部にまで及ぶ長さを有する場合、工業炉１０１が稼働したときに目地からの熱風でビーム１０８が酸化されるおそれがある。そのため、ビーム１０８の長さは、ブロック１１１の両端部にまで及ばないように、すなわちブロック１１１を構成するブランケットが重なり合う方向におけるブロック１１１の全長（本実施の形態ではブロック１１１の奥行き）よりも短いことが望ましい。これにより、貫通孔１１４に生じる空間には、無機繊維質の部材により養生されるとよい。
　なお、ビーム１０８は、１つ以上であればよく、３つ以上であってもよい。
　側部ブランケット１１０は、ブロック１１１の一面から連続的に配置されており、ブロック１１１を形成するブランケットの重なり合いが表れて互いに対抗する面の各々の全体を覆う。なお、側部ブランケット１１０は、ブロック１１１を形成するブランケットの重なり合いが表れて互いに対抗する面の各々の一部を覆ってもよい。
　側部ブランケット１１０の厚みは、大きいと欠陥となり、小さいと目地開きを防止できないおそれがあるので、２～１２ｍｍ程度が良好である。
　このような側部ブランケット１１０は、複数枚の無機繊維質ブランケットを重ねることでブロック１１１が構成された後、ブロック１１１においてブランケットの重なりが表れる端面二面を覆うように設置することで設けられるとよい。また、ブロック１１１を構成するブランケットや側部ブランケット１１０は、取付時の崩れや剥がれを防止するために接着剤で固定されるとよい。
　本実施の形態のように、側部ブランケット１１０は、ブロック１１１のコーナー部で折り曲げて上部まで回されることで、使用時に脱落する危険性が少なくなる。
　これにより、断熱ブロック１０５の各々の外面の４つの側面には、互いに対向する被覆面の対と、互いに対向する内部ブランケット面の対とが形成される。被覆面は、側部ブランケット１１０により少なくとも一部が覆われた面である。内部ブランケット面は、側部ブランケット１１０により覆われていない面である。
　側部ブランケット１１０を設けることによって、被覆面では、ブロック１０５の端面の凹凸を吸収させて、断熱ブロック１０５の外部に露出しないように形成することができる。
　また、複数のユニットが炉壁鉄皮１０３に取り付けられる場合、隣接する断熱ブロック１０５は、当該隣接する断熱ブロック１０５の一方の断熱ブロック１０５の被覆面と当該隣接する断熱ブロック１０５の他方の断熱ブロック１０５の内部ブランケット面とが互いに接触するように配置される。これにより、隣接するブロック１１１の間には側部ブランケット１１０が介在し、隣接するブロック１１１の各々を当該介在する側部ブランケット１１０に圧縮して密着させることができるので、隣接するブロック１１１をすき間（目地開き）なく配設することができる。
　なお、側部ブランケット１１０は、必ず設ける必要はない。すなわち、側部ブランケット１１０は、設けられなくてもよい。
　図７は、本実施の形態に係る取付金具１０９の構成を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はそれを工業炉１０１の内方から見た底面図である。なお、支持金具１１２の正面図は、図６（ａ）に示す側面図と同様である。
　取付金具１０９は、炉壁鉄皮に設けられる部材であり、第１掛止め部１１６を掛かり止めるための第２掛止め部１２０を含む。第２掛止め部１２０は、棒状部１２１と、棒状部１２１の先端にて側方へ張り出す張出し部１２２とを含む。本実施の形態に係る張出し部１２２は、円盤状である。
　詳細には、炉壁鉄皮１０３にはネジが切ってありボルト、ビス等で構成される棒状部１２１によって、張出し部１２２は炉壁鉄皮１０３に固定される。張出し部１２２は、例えば厚さが１～２ｍｍのステンレス板である。
　本実施の形態では、取付金具１０９は、さらに１つ以上の高さ調整用のワッシャーＷを含む。張出し部１２２と炉壁鉄皮１０３との間にワッシャーＷが嵌め込まれることによって、ブロック密着用の無機繊維質からなる上部ブランケット１０７の厚みに応じて、張出し部１２２と炉壁鉄皮１０３との間の距離を調整できるようになっている。
　図８は、本実施の形態に係る支持金具１１２を取付金具１０９に取り付けた状態を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はそれを工業炉１０１の外方から見た平面図である。なお、図８（ｂ）では炉壁鉄皮１０３を図示省略している。
棒状部１２１は、溝１１９の開放端部から挿設される。これによって、支持金具１１２と取付金具１０９とが嵌合し、張出し部１２２が溝１１９を形成する部位に掛かり止められる。
（断熱構造体１０２の取付方法）
　ここから、断熱構造体１０２を取り付ける方法について説明する。
　断熱ブロック１０５の第１掛止め部１１６が、炉壁鉄皮１０３に設けられる取付金具１０９に掛かり止められる。詳細には、炉壁鉄皮１０３に固定された取付金具１０９に、ブロック１１１に取り付けられた支持金具１１２を、溝１１９の開放端部からスライドさせることにより、断熱ブロック１０５は支持金具１１２に装着される。
　このとき、支持金具１１２は取付金具１０９の張出し部１２２の上に乗っているだけなので、炉壁鉄皮１０３と断熱ブロック１０５及び側部ブランケット１１０とを密着させる力（図４では、炉壁鉄皮１０３を上方へ押す力）は作用しない。
　そこで、無機繊維質からなる上部ブランケット１０７が炉壁鉄皮１０３とブロック１１１の一面との間に圧縮された状態で配置される。
　詳細には、上部ブランケット１０７を取付けた断熱ブロック１０５を人力あるいは機械で炉壁鉄扉１０３へ押し上げつつ横にスライドさせ支持金具１１２と取付金具１０９を嵌合させる。図４はその時の状態を示しており、圧縮された状態で上部ブランケット１０７が炉壁鉄皮１０３とブロック１１１の一面との間に配置されている。
　図３に示すフリーな状態の上部ブランケット１０７の厚みをＬ１及び図４に示す取り付けられた状態における上部ブランケット１０７の厚み（すなわち、調整用のワッシャーＷの高さ）をＬ２とすると、圧縮率（％）は（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１により表される。
　この圧縮率が１～５０％の範囲で、断熱ブロック１０５は炉壁鉄皮１０３に密着できる。圧縮度１％以下では密着性が悪く、５０％以上では上部ブランケット１０７の繊維が折れ、復元性が損なわれる。
　上部ブランケット１０７にアルミナファイバー製、８ポンド、厚さ１２．５ｍｍのブランケットを使用した場合、特に好ましい圧縮率は、５～２５％であり、５％以上で断熱ブロック１０５の重量以上の反発力が得られる。また、人力で施工する際には２５％程度の圧縮が限界となる。
　上部ブランケット１０７の圧縮率はこれに使用するブランケットの材質、嵩比重によって異なり、最適値を得るには事前にオフラインで圧縮率を確認しておくとよい。図９は、アルミナファイバー製、８ポンド、厚さ１２．５ｍｍのブランケットの圧縮率と圧縮応力の関係の一例を示す。ブロック１１１の自重は、ブロック１１１に使用する無機繊維質断熱材であるブランケットの嵩比重、厚みにもよるが、例えば嵩比重１２８ｋｇ／ｍ３、縦横高さの各々が３００ｍｍのブロック１１１の自重は、０．０４Ｎ／ｃｍ２程度であり、圧縮率約５％の圧縮応力に相当する（図９の点線Ａ参照）。また例えば、４００ｋｇ／ｍ３、縦横高さの各々が３００ｍｍのブロック１１１の自重は、０．１１７Ｎ／ｃｍ２程度であり、圧縮率約１１％の圧縮応力に相当する（図９の点線Ｂ参照）。
　なお、図５に示すように、真空圧縮により原寸厚みの例えば３０％にした上部ブランケット１０７ａが使用されてもよい。真空圧縮の程度は、その厚みを２０～５０％にする範囲で任意に設定されるとよい。上部ブランケット１０７ａの厚みをＬ３とすると、Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１の関係が成り立つ。
　真空圧縮された状態の無機繊維質からなる上部ブランケット１０７ａが使用される場合、上部ブランケット１０７ａは、例えば真空パックされた状態で、炉壁鉄皮１０３と断熱ブロック１０５との間に配置されるとよい。このように、真空圧縮の上部ブランケット１０７ａを使用することで、上部ブランケット１０７を取付ける際に力を加える必要がなく、取付がスムーズとなる。断熱ブロック１０５の取付後（すなわち、炉壁鉄皮１０３と断熱ブロック１０５との間に上部ブランケット１０７ａを配置した後）、上部ブランケット１０７ａの真空圧縮された状態を開放するとよい。真空圧縮された状態を開放する方法としては、例えば、真空パックを破るあるいは焼失させる等の方法がある。これにより、上部ブランケット１０７ａは、図４に示すように、圧縮した状態で取り付けられるので、上述と同様の効果が得られる。実炉では昇熱時に真空パックが焼失し、上部ブランケット１０７ａは炉壁鉄皮１０３と断熱ブロック１０５とに密着した状態となる。そのため、施工時に、上部ブランケット１０７ａは、真空圧縮された状態から開放されなくてもよい。
　これにより、上部ブランケット１０７は、圧縮した状態で配置され、炉壁鉄皮１０３と断熱ブロック１０５との間に生じる空間を埋め、炉壁鉄皮１０３と断熱ブロック１０５とに密着する。
　また、溝１１９及び棒状部１２１の間にクリアランス（すき間）が設けられており、張出し部１２２と脚部１１８との間との間にもクリアランス（すき間）が設けられている。張出し部１２２を円盤状とすることで、断熱ブロック１０５を取付金具１０９に取り付けた後も、断熱ブロック１０５は棒状部１２１を概ね中心として回転することができる。また、棒状部１２１は、クリアランス（すき間）の範囲内で平行移動すること（炉壁鉄皮１０３の内面に沿って移動すること）もできる。これにより、複数の断熱ブロック１０５を取付金具１０９に取り付ける際に、隣接するブロック１１１間に生じ得る目地を低減することができる。
　なお、張出し部１２２が円盤状であることにより、棒状部１２１を中心として回転が容易になるが、張出し部１２２は、第１掛止め部１１６に接続する脚部１１８と干渉しなければなんら形状は適宜変更されてよい。また、第１掛止め部１１６と第２掛止め部１２０とは、互いに掛かり止めるように構成されればよく、例えば、いずれか一方が棒状部１２１の先端にて側方へ張り出す張出し部１２２を含み、その他方が溝１１９を形成する部位を含めばよい。さらに例えば、溝１１９が図１０に示すチャンネル２に設けられるなど、支持金具１１２の構造は適宜変更されてもよい。
　これまで、本発明の一実施の形態について説明した。
（作用・効果）
　上述した特許文献２に記載のボルト１１及びナット１２による取付構造（図１０，１１参照）及び非特許文献１に記載のバネ構造では、ブロック８が天井に取り付けられる場合、ファイバーブロックの自重による落下を防ぎ、ブロック８と炉壁鉄皮９との密着性をキープするために上向きの力を付与する機械的構造を備えている。従って、ブロック８と炉壁鉄皮９との空間には充填物があればよく、例えば、砂等の粒状物質でも構わない。
　また、図１１に示すように、ブロック８と炉壁鉄皮９との間にファイバーブランケット１０が設置されることがある。このファイバーブランケット１０は、充填物としての機能が主であり、密着性にはボルト１１及びナット１２による締結が主に寄与しており、ファイバーブランケットは密着性の観点からは補助的な作用でしか働かない。
　従来のボルト１１及びナット１２を用いた取付方法と、本実施の形態に係る断熱構造体１０２の取付方法による作業性の比較を表１に示す。表１において、「通常ブランケット」とは前述のブランケット１０７を一層で配置する方法を意味する。また、「真空圧縮ブランケット式」とは、真空圧縮のブランケット１０７ａを使用することで、ブランケット１０７を取付ける方法を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本実施の形態によれば、断熱ブロック１０５の取付時間も大幅に短縮されており、内面に穴が無いので養生時間も不要となる。真空圧縮ブランケット式では取付時に真空開放を行うと施工個数が落ちるが、真空開放を実施しなければ最大の施工能率である。また、従来法では充填材の脱落によるトラブルが発生していたが、本法では内面の穴、養生が不要なため、トラブルが発生する可能性を減らすことができる。従って、内止め方式に採用することができ、施工性に優れた断熱構造体１０２等を提供することが可能になる。
　本発明はこれまで説明した実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。
（ブロック１１１の変形例）
　ブロック１１１は、例えば、無機繊維質断熱材としての柔らかい無機繊維質ブランケットを複数回、連続的に折り畳むことによって形成された積層体であってもよい。
　また、例えば、ブロック１１１は、真空成型された硬質のボードであってもよい。
　ブロック１１１が真空成型された硬質のボードである場合、ブロック１１１は、無機繊維質のファイバーを真空成型した硬質のボードから切り出されるとよく、その寸法は、上述のように例えば、幅１００～６００ｍｍ、高さ１００ｍｍ～６００ｍｍの範囲である。作業性を考えると幅３００ｍｍ×高さ３００ｍｍが一般的である。また、厚みは、例えば、１０ｍｍ～７５ｍｍの範囲であり、２５ｍｍが一般的である。
　硬質ボードの嵩比重は１３０～８００ｋｇ／ｍ３の範囲から任意に選定されるとよい。また、硬質ボードには、アルミナ繊維、ムライト繊維を主体としたアルミナボード、ＲＣＦ（リフラクトリーセラミックファイバー）繊維を主体としたＲＣＦボード、ＡＥＳ（アルカリアースシリケート）繊維を主体としたＡＥＳボード、ロックウールやガラス繊維を主体としたボード等任意のボードが適用できる。さらに、ファイバーに、カルシウムヘキサアルミネート（ＣＡ６）粒子やＡｌ２Ｏ３粒子等をフィラーとして添加した高嵩比重のボードも適用可能である。
　複数の硬質ボードを重ねてブロック１１１を構成する場合、硬質ボードは弾力性が乏しいため、硬質ボードの重なりが表れる端面に凹凸が生じ、隣接する断熱ブロック１１１間にすき間（目地開き）が生じるおそれがある。本変形例においても、実施の形態と同様に、側部ブランケット１１０を設けることにより、隣接する断熱ブロック１１１間のすき間を確実に塞ぐことができる。
（上部ブランケット１０７の変形例）
　実施の形態では上部ブランケット１０７が１枚（すなわち、１層構造）の例を説明したが、上部ブランケット１０７は、２層以上の構造であってもよい。
　２層以上の構造の上部ブランケット１０７は、１枚のブランケットが折り畳まれることによって形成されていてもよく、複数の上部ブランケット１０７を１枚ずつ重ね合わせることによって形成されてもよい。また、２層以上の構造の上部ブランケット１０７は、複数の上部ブランケット１０７の各々が折り畳まれたうえで重ね合わされることによって形成されていてもよい。
　２層以上の構造の上部ブランケット１０７も、実施の形態に係る１層構造の上部ブランケット１０７と同様に、厚みの１～５０％の範囲で厚さ方向に圧縮された状態で、炉壁鉄皮１０３とブロック１１１の一面との間に配置され、その復元力により炉壁鉄皮１０３及びブロック１１１の一面に密着する。
　１枚ずつ重ね合わせた複数の上部ブランケット１０７を圧縮した場合の反発力は、実施の形態に係る上部ブランケット１０７（すなわち、１枚の上部ブランケット１０７から構成される１層構造）と厚さ及び圧縮率が同じであり、上部ブランケット１０７の各々の材質、密度が概ね同じであれば、実施の形態に係る上部ブランケット１０７の反発力と概ね等しい。
　これに対して、１枚又は複数のブランケット１０７を折り畳んで２層以上の構造にした場合、折り返し部分を起点とした反発力が掛かるため、小さい圧縮率で大きな反発力を得ることができる。そのため、この場合、比較的小さな圧縮率であっても、炉壁鉄皮１０３及びブロック１１１の各々と、ブランケット１０７との密着性を向上させることができ、炉壁鉄皮１０３とブロック１１１との間を確実に塞ぐことが可能になる。
　以上、図面を参照して本発明の実施の形態及び変形例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
　上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下に限られない。
１．
　無機繊維質断熱材からなるブロック、及び、前記ブロックに固定された支持金具を含む断熱ブロックと、
　無機繊維質からなるブランケットとを備え、
　前記支持金具は、
　前記ブロックの一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる第１掛止め部を含み、
　前記ブランケットは、前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置される
　断熱構造体。
２．
　２枚以上の無機繊維質断熱材を固定するための支持金物がブロックの一面から突き出た部位に設けられ、このブロックと炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる第１掛止め部を含み、前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に無機繊維質からなるブランケットが厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置される断熱構造体。
３．
　前記ブランケットは、１枚又は複数であり、
　前記ブランケットは、折り畳まれることにより、又は、重ね合わされることにより、２層以上の構造で、前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置される
　上記１又は２に記載の断熱構造体。
４．
　前記ブランケットは、前記圧縮された状態で配置される前の状態において、真空圧縮により原寸厚みの２０～５０％に圧縮されている
　上記１から３のいずれか１つに記載の断熱構造体。
５．
　前記ブロックは、真空成型された硬質のボードである
　上記１から４のいずれか１つに記載の断熱構造体。
６．
　前記ブロックは、無機繊維質断熱材からなる複数のブランケットを重ね合わせることによって形成された積層体、又は、無機繊維質断熱材からなるブランケットを複数回折り畳むことによって形成された積層体である
　上記１から５のいずれか１つに記載の断熱構造体。
７．
　前記断熱ブロックは、前記ブロックの一面から連続的に配置されており、前記ブロックを形成するブランケットの重なり合いが表れて互いに対抗する面の各々の少なくとも一部を覆う側部ブランケットをさらに含む
　上記６に記載の断熱構造体。
８．
　前記断熱ブロックは、複数であり、
　前記複数の断熱ブロックの各々の外面は、前記側部ブランケットにより少なくとも一部が覆われた面である被覆面と、前記側部ブランケットにより覆われていない面である内部ブランケット面とを含み、
　隣接する前記断熱ブロックは、当該隣接する断熱ブロックの一方の断熱ブロックの前記被覆面と当該隣接する断熱ブロックの他方の断熱ブロックの前記内部ブランケット面とが互いに接触するように配置される
　上記７に記載の断熱構造体。
９．
　前記取付金具は、前記第１掛止め部を掛かり止めるための第２掛止め部を含み、
　前記第１掛止め部と前記第２掛止め部との一方は、棒状部の先端にて側方へ張り出す張出し部を含み、
　前記第１掛止め部と前記第２掛止め部との他方は、溝を形成する部位であって、前記棒状部が当該溝に挿設されることによって前記張出し部が掛かり止められる
　上記１から８のいずれか１つに記載の断熱構造体。
１０．
　前記張出し部は、円盤状である
　上記９に記載の断熱構造体。
１１．
　前記無機繊維質断熱材は、カルシウムヘキサアルミネートを含む
　上記１から１０のいずれか１つに記載の断熱構造体。
１２．
　前記断熱ブロックは、前記ブロックと前記支持金具とに挿設されて、前記ブロックと前記支持金具とを互いに固定するためのビームをさらに含む
　上記１から１１のいずれか１つに記載の断熱構造体。
１３．
　前記炉壁鉄皮を含む工業炉と、
　上記１から１２のいずれか１つに記載の断熱構造体とを備え、
　前記断熱構造体は、前記炉壁鉄皮に設けられた前記取付金具をさらに備える
　工業炉構造体。
１４．
　無機繊維質断熱材からなるブロックと、
　前記ブロックに固定される支持金具とを備え、
　前記支持金具は、
　前記ブロックの一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる掛止め部を含む
　断熱ブロック。
１５．
　上記１４に係る断熱ブロックの前記掛止め部を、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止め、
　無機繊維質からなるブランケットを前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置すること、
　を含む断熱構造体の取付方法。
１６．
　２枚以上複数枚の無機繊維質断熱材からなるブロックを支持金具に装着し、その支持金具の先端に設けた掛止め部とブロックを取り付ける炉壁鉄皮に設けられた円盤状の取付金具を嵌合して固定する際に、炉壁鉄皮と固定金具の間に無機繊維質ブランケットを設け、そのブランケットを厚みの1～50%の範囲で圧縮し、ブランケットの復元力により炉壁鉄皮に密着させた無機繊維質ブロック及びその取付方法。
１７．
　無機繊維質ブランケットが真空圧縮で原寸厚みの20～50%に圧縮されており、この無機繊維質ブランケットを装着し炉壁鉄皮に取付けた後、真空状態を開放してブランケットの厚みが1～50%の範囲で圧縮された状態まで復元し、その復元力により炉壁鉄皮に密着させたことを特徴とする１５記載の無機繊維質ブロック及びその取付方法
１８．
　無機繊維質断熱材が真空で成型された硬質のボードである１５又は１６に記載の無機繊維質ブロック及びその取付方法。
１９．
　無機繊維質断熱材が無機繊維質ブランケットで、１枚ずつ重ね合わせて成形された、もしくは連続的に折りたたんで積層体とした１５又は１６に記載の無機繊維質ブロック及びその取付方法。
　この出願は、２０２１年１１月１５日に出願された日本出願特願２０２１－１８５４６７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１　ファイバーブランケット
２　チャンネル
３　ビーム
５　積層体
８　ブロック
９　炉壁鉄扉
１０　セラミックファイバーブランケット１０
１１，１５　ボルト
１２，１８　ナット
１３　ボックスレンチ
１６　支持金具
１７　ワッシャー
１９　セラミックファイバーブロック
１００　工業炉構造体
１０１　工業炉
１０２　断熱構造体
１０３　炉壁鉄皮
１０４　断熱ユニット
１０５　断熱ブロック
１０７　ブランケット
１０７ａ　真空圧縮されたブランケット
１０８　ビーム
１０９　取付金具
１１０　側部ブランケット
１１１　ブロック
１１２　支持金具
１１３　スリット部
１１４　貫通孔
１１５　ブロック固定部
１１５ａ　平板部
１１５ｂ　接続部
１１６　第１掛止め部
１１７　第１挿設孔
１１８　脚部
１１９　溝
１２０　第２掛止め部
１２１　棒状部
１２２　張出し部

Claims (7)

  1. 　無機繊維質断熱材からなるブロック、及び、前記ブロックに固定された支持金具を含む断熱ブロックと、
    　無機繊維質からなるブランケットとを備え、
    　前記支持金具は、
    　前記ブロックの一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる第１掛止め部を含み、
    　前記ブランケットは、前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置される
    　断熱構造体。
  2. 　前記ブランケットは、１枚又は複数枚のブランケットを重ね合わせるか、又は、１枚又は複数枚のブランケットの各々を２回以上折り畳むことにより構成され、前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置される請求項１に記載の断熱構造体。
  3. 　前記ブランケットは、前記圧縮された状態で配置される前の状態において、真空圧縮により原寸厚みの２０～５０％に圧縮されている
    　請求項１又は２に記載の断熱構造体。
  4. 　前記ブロックは、無機繊維質断熱材からなる複数のブランケットを重ね合わせることによって形成された積層体、又は、無機繊維質断熱材からなるブランケットを複数回折り畳むことによって形成された積層体である
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の断熱構造体。
  5. 　前記ブロックの無機繊維質断熱材が真空成型された硬質のボードである請求項１から３のいずれか１項に記載の断熱構造体。
  6. 　前記炉壁鉄皮を含む工業炉と、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の断熱構造体とを備え、
    　前記断熱構造体は、前記炉壁鉄皮に設けられた前記取付金具をさらに備える
    　工業炉構造体。
  7. 　無機繊維質断熱材からなるブロックと、前記ブロックに固定される支持金具とを備え、前記支持金具は、前記ブロックの一面から突き出た部位に設けられており、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止められる掛止め部を含む断熱ブロックの前記掛止め部を、炉壁鉄皮に設けられる取付金具に掛かり止め、
    　無機繊維質からなるブランケットを前記炉壁鉄皮と前記ブロックの一面との間に厚みの１～５０％の範囲で圧縮された状態で配置すること、
    　を含む断熱構造体の取付方法。
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