JP3548773B2 - 熱処理炉内の断熱材保持構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理炉に関し、詳しくは、電子部品用のセラミック素体などを熱処理する場合に用いられる熱処理炉内の断熱材保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
セラミック電子部品などの製造工程において用いられる熱処理炉は、例えば１７００℃というような極めて高い温度にさらされるため、通常、炉本体内の熱処理ゾーンの内周面には、セラミックファイバー系の断熱材による内張りが施されている。そして、この断熱材を保持する方法の一つとして、スタッドにより断熱材を保持する方法が知られている。
【０００３】
図３はその一例を示すものであり、断熱材Ａは、炉本体５１の天井部６１を構成する外壁部６０に最も近い最外断熱材層５３、中間断熱材層５４及び炉本体５１の内部の熱処理ゾーン５２に最も近い最内断熱材層５５からなる３層構造を有している。そして、この断熱材Ａは、アルミナや炭化ケイ素などから形成されたスタッドピン５６、ワッシャ５７、ボルト５８，及びナット５９からなるスタッド（以下、「保持部材」という。）Ｈにより炉本体５１に保持、固定されている。
【０００４】
なお、図３は、炉本体５１の天井部６１を構成する外壁部６０への断熱材Ａの保持構造を示しているが、炉本体５１の側壁部の断熱材（図示せず）も同様の構造により保持されている。
【０００５】
しかし、上記従来の断熱材保持構造においては、炉本体５１内の加熱ゾーン５２に近い位置に配設された保持部材（スタッドピン５６やワッシャ５７など）Ｈが高温（例えば、１４００〜１７００℃）にさらされることによる熱ストレスや断熱材の荷重によって破損しやすく、信頼性が必ずしも十分ではないという問題点がある。また、保持部材Ｈのうちの数本が破損すると他の保持部材Ｈに大きな応力が加わり、保持部材Ｈが連鎖的に破損して断熱材Ａの落下を招く場合がある。
【０００６】
そのため、炉内が高温にさらされるような場合には、多数の位置で、多数の保持部材Ｈを用いて断熱材Ａを保持することが必要となる。その結果、保持部材Ｈから炉本体５１の外壁部６０への伝熱による熱損失が大きくなり、エネルギーの消費量が増大するばかりでなく、炉本体５１の外壁部６０の温度上昇を招いて歪みや腐食を引き起こすという問題点がある。さらに、断熱材Ａに保持部材Ｈを貫通させるための穴６２を多数形成することが必要になるため、最内断熱材層５５などにクラックが発生しやすいという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、保持部材の破損を防止することが可能で信頼性に優れ、しかも、保持部材から炉本体への伝熱による熱損失が少なく、炉本体の外壁部の歪みや腐食の発生を抑制することが可能な熱処理炉内の断熱材保持構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）の熱処理炉内の断熱材保持構造は、
炉本体内に内張りされる断熱材を、最も炉本体外壁部に近い最外断熱材層から、最も内側の最内断熱材層までの複数層に分割し、
各断熱材層を、保持しようとする断熱材層から最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造であって、
前記最内断熱材層の表面、及び、前記各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、前記各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、前記各耐熱材プレートから前記最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持したこと
を特徴としている。
【０００９】
断熱材を、最外断熱材層から最内断熱材層までの複数の断熱材層に分割し、保持しようとする断熱材層を、該断熱材層から最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造において、最内断熱材層の表面、及び、各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、各耐熱材プレートから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持することにより、例えば、保持部材の構成部材としてワッシャを用いた場合におけるワッシャの断熱材層へのめり込みを防止して、断熱材の損傷を防止することが可能になるとともに、断熱材が損傷した場合に生じる断熱材の破片やくずなどの落下を防止することが可能になる。
また、最内断熱材層の表面、及び、各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、各耐熱材プレートから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により断熱材層を保持するようにしているので、炉内の熱処理ゾーンの高温にさらされる保持部材の数を減少させて、保持部材が損傷する割合を減らすことが可能になる。また、高温にさらされる保持部材の数が減少するため、保持部材から炉本体の外壁部への伝熱による熱損失を減らすことが可能になるとともに、炉本体の外壁部の温度上昇を抑制して、歪みや腐食の発生を抑制することが可能になる。さらに、最内断熱材層に形成すべき保持部材貫通穴の数を減らすことが可能になり、最内断熱材層へのクラックの発生を抑制することが可能になる。
【００１０】
また、本発明（請求項２）の熱処理炉内の断熱材保持構造は、前記耐熱材プレートが、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも１種からなるものであることを特徴としている。
アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、ジルコニアの少なくとも１種からなる耐熱材プレートを用いることにより、耐熱材プレートの変形や破損を防止することが可能になり、保持部材の断熱材層へのめり込みや、断熱材の破片の落下などを防止することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００１２】
［本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造］
図１は、本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造を示す断面図である。この熱処理炉においては、その天井部１１に内張りされた断熱材Ａは、炉本体１の天井部１１を構成する外壁部１０の外側から順に配設された第１断熱材層３、第２断熱材層４及び炉本体１の内部の熱処理ゾーン２に最も近い第３断熱材層５の３層の断熱材層から構成されている。そして、上記断熱材Ａを構成する３層の断熱材層のうち、第１断熱材層３及び第２断熱材層４の２層の断熱材層が外側断熱材層（最外断熱材層）２１を構成しており、第３断熱材層５は、一層で内側断熱材層２２を構成している。また、断熱材層Ａを構成する各断熱材層３，４，５は、モルタル（不定形耐火物）により互いに接着されている。
【００１３】
そして、この３層構造の断熱材Ａが、アルミナや炭化ケイ素などから形成されたスタッドピン６、ワッシャ７、ボルト８，及びナット９からなる保持部材Ｈ１，Ｈ２により炉本体１に保持、固定されている。
【００１４】
具体的には、上記外側断熱材層２１は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第１保持部材（短尺保持部材）Ｈ１により炉本体１に保持、固定されている。また、内側断熱材層２２は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第２保持部材（長尺保持部材）Ｈ２により炉本体１に保持、固定されている。
【００１５】
また、炉本体１の側壁部３１に内張りされた断熱材Ｂは、炉本体１の側壁部３１側（外側）の断熱材層３２、炉本体１の内部の熱処理ゾーン２に面する内側の断熱材層３３の２層の断熱材層から構成されており、この２層構造の断熱材Ｂが、、断熱材Ｂを貫通するアルミナや炭化ケイ素などからなるスタッドピン６、ワッシャ７、ボルト８，及びナット９からなる第３保持部材Ｈ３により炉本体１に固定、保持されている。すなわち、側壁側の断熱材Ｂに関しては、これを保持する第３保持部材Ｈ３に、上記の天井部側の断熱材を保持する場合ほど大きな荷重がかからないため、従来の断熱材の保持構造と同様の保持構造を採用している。
【００１６】
上記の熱処理炉においては、断熱材Ａを、外側断熱材層２１と内側断熱材層２２とに分割し、外側断熱材層２１を、外側断熱材層２１を貫通して内側外壁部１０ａに取り付けられた第１保持部材Ｈ１により保持し、内側断熱材層２２を内側断熱材層２２及び外側断熱材層２１を貫通して内側外壁部１０ａに取り付けられた第２保持部材Ｈ２により保持するようにしているので、熱処理ゾーン２の高温にさらされる第２保持部材Ｈ２は、内側断熱材層２２のみを保持すればよいことになる。従って、高温にさらされる第２保持部材Ｈ２に加わる荷重を減少させて、第２保持部材Ｈ２が破損することを効率よく防止することが可能になり、信頼性を向上させることが可能になる。
【００１７】
また、外側及び内側断熱材層２１，２２がそれぞれ第１及び第２保持部材Ｈ１，Ｈ２により保持されるため、高温にさらされる第２保持部材Ｈ２の数を減らして、第２保持部材Ｈ２から炉本体１の外壁部１０への伝熱による熱損失を減少させることができる。したがって、炉本体１の天井部１１を構成する外壁部１０の温度上昇を抑制することが可能になり、炉本体１の歪みや腐食の発生を抑制することができる。また、内側断熱材層２２に形成すべき保持部材貫通穴１２の数を減らして内側断熱材層２２にクラックが発生することを防止することができる。
【００１８】
なお、ここでは、断熱材Ａを構成する各断熱材層３，４，５をモルタルにより互いに接着するようにしているので、接着による保持力により、第１及び第２保持部材Ｈ１，Ｈ２に加わる荷重をさらに軽減することが可能になる。但し、各断熱材層３，４，５は必ずしも互いに接着しなければならないものではない。
【００１９】
また、ここでは、外側断熱材層２１を第１断熱材層３及び第２断熱材層４の２層の断熱材層からなる構造とした場合について説明したが、外側断熱材層２１を単一の断熱材層から構成するようにしてもよく、また、断熱材Ａを第１，第２及び第３断熱材層３，４，５からなる３層構造とし、各層をそれ用の保持部材で保持するように構成することも可能である。また、内側断熱材層２２を複数の断熱材層から構成することも可能である。なお、断熱材を複数の層に分割する場合の分割数には特別の制約はなく、４層以上に分割することも可能である。
【００２０】
また、ここでは、天井部に取り付けられる断熱材についてのみ本発明の保持構造を適用した場合について説明したが、側壁側に内張りされる断熱材に本発明の保持構造を適用することも可能である。
【００２１】
［実施形態］
また、図２は、本発明の実施形態にかかる熱処理炉の断熱材保持構造を示す断面図である。
この実施形態の断熱材保持構造においては、炉本体１の天井部１１に内張りされた断熱材Ａは、炉本体１の天井部１１を構成する外壁部１０の外側から順に配設された第１断熱材層３、第２断熱材層４及び炉本体１の内部の熱処理ゾーン２に最も近い第３断熱材層５の３層の断熱材層から構成されている。そして、上記断熱材Ａを構成する第２断熱材層４及び第３断熱材層５の間、及び第３断熱材層５の表面（熱処理ゾーン２側の表面）にはそれぞれ、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、及びジルコニアなどからなる耐熱材プレート２３，２４が配設されている。
【００２２】
そして、耐熱材プレート２３より外側の断熱材層（第１断熱材層３、第２断熱材層４からなる外側断熱材層２１）は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第１保持部材（短尺保持部材）Ｈ１により耐熱材プレート２３を介して炉本体１に保持、固定されている。また、内側断熱材層２２は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第２保持部材（長尺保持部材）Ｈ２により耐熱材プレート２４を介して炉本体１に保持、固定されている。
その他の構成は、図１の本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造の場合と同様であるため説明を省略する。なお、図２において、図１と同一又は相当する部分には同一符号を付している。
【００２３】
この実施形態の断熱材保持構造においては、外側断熱材層２１と内側断熱材層２２の間及び内側断熱材層２２の熱処理ゾーン２側の表面に耐熱材プレート２３，２４を配設し、耐熱材プレート２３より外側の断熱材層２１を、耐熱材プレート２３から外側断熱材層２１までを貫通して炉本体１の内側外壁部１０ａに固定された第１保持部材Ｈ１により保持するとともに、耐熱材プレート２４より外側の断熱材層２１，２２を、炉本体１の内側外壁部１０ａに固定された第２保持部材Ｈ２により保持するようにしているので、前述の本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造の場合と同様の効果が得られるとともに、第２保持部材Ｈ２を構成するワッシャ７などが内側断熱材層２２にめり込んで内側断熱材層２２が損傷したり、内側断熱材層２２が損傷することにより生じる断熱材の破片やくずの落下を防止することが可能になる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、外側断熱材層２１を第１断熱材層３及び第２断熱材層４の２層の断熱材層からなる構造とした場合について説明したが、外側断熱材層２１を単一の断熱材層から構成するようにしてもよく、また、断熱材Ａを第１，第２及び第３断熱材層３，４，５からなる３層構造とし、各層をそれ用の保持部材で保持するように構成することも可能である。また、内側断熱材層２２を複数の断熱材層から構成することも可能である。
【００２５】
また、上記実施形態では、天井部に取り付けられる断熱材についてのみ本発明の保持構造を適用した場合について説明しているが、側壁側に内張りされる断熱材にも本発明の保持構造を適用することが可能である。
【００２６】
本発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、炉本体や断熱材の具体的な形状や構造、断熱材の種類などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、本発明の熱処理炉内の断熱材保持構造は、断熱材を、最外断熱材層から最内断熱材層までの複数の断熱材層に分割し、保持しようとする断熱材層を、そこから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造において、最内断熱材層の表面、及び、各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、各耐熱材プレートから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持するようにしているので、例えば、保持部材の構成部材としてワッシャを用いた場合におけるワッシャの断熱材層へのめり込みを防止して、断熱材の損傷を防止することが可能になるとともに、断熱材が損傷した場合に生じる断熱材の破片やくずなどの落下を防止することが可能になる。
また、炉内の熱処理ゾーンの高温にさらされる保持部材の数を減少させて、保持部材が損傷する割合を減らすことができる。
さらに、高温にさらされる保持部材の数が減少するため、保持部材から炉本体の外壁部への伝熱による熱損失を減らすことが可能になるとともに、炉本体の外壁部の温度上昇を抑制して、歪みや腐食の発生を抑制することができる。
また、最内断熱材層に形成すべき保持部材貫通穴の数を減らすことが可能になり、最内断熱材層へのクラックの発生を抑制することができる。
【００２８】
また、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、ジルコニアの少なくとも１種からなる耐熱材プレートを用いることにより、耐熱材プレートの変形や破損を防止することが可能になり、保持部材の断熱材層へのめり込みや、断熱材層からの断熱材の破片などの落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が関連する技術にかかる熱処理炉内の断熱材保持構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる熱処理炉内の断熱材保持構造を示す断面図である。
【図３】従来の熱処理炉内の断熱材保持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 炉本体
２ 熱処理ゾーン
３ 第１断熱材層
４ 第２断熱材層
５ 第３断熱材層
６ スタッドピン
７ ワッシャ
８ ボルト
９ ナット
１０ 炉本体の外壁部
１０ａ 内側外壁部
１１ 炉本体の天井部
１２ 保持部材貫通穴
２１ 外側断熱材層
２２ 内側断熱材層
２３，２４ 耐熱材プレート
３１ 炉本体の側壁部
３２，３３ 側壁部の断熱材層
Ａ，Ｂ 断熱材
Ｈ１ 第１保持部材
Ｈ２ 第２保持部材
Ｈ３ 第３保持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理炉に関し、詳しくは、電子部品用のセラミック素体などを熱処理する場合に用いられる熱処理炉内の断熱材保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
セラミック電子部品などの製造工程において用いられる熱処理炉は、例えば１７００℃というような極めて高い温度にさらされるため、通常、炉本体内の熱処理ゾーンの内周面には、セラミックファイバー系の断熱材による内張りが施されている。そして、この断熱材を保持する方法の一つとして、スタッドにより断熱材を保持する方法が知られている。
【０００３】
図３はその一例を示すものであり、断熱材Ａは、炉本体５１の天井部６１を構成する外壁部６０に最も近い最外断熱材層５３、中間断熱材層５４及び炉本体５１の内部の熱処理ゾーン５２に最も近い最内断熱材層５５からなる３層構造を有している。そして、この断熱材Ａは、アルミナや炭化ケイ素などから形成されたスタッドピン５６、ワッシャ５７、ボルト５８，及びナット５９からなるスタッド（以下、「保持部材」という。）Ｈにより炉本体５１に保持、固定されている。
【０００４】
なお、図３は、炉本体５１の天井部６１を構成する外壁部６０への断熱材Ａの保持構造を示しているが、炉本体５１の側壁部の断熱材（図示せず）も同様の構造により保持されている。
【０００５】
しかし、上記従来の断熱材保持構造においては、炉本体５１内の加熱ゾーン５２に近い位置に配設された保持部材（スタッドピン５６やワッシャ５７など）Ｈが高温（例えば、１４００〜１７００℃）にさらされることによる熱ストレスや断熱材の荷重によって破損しやすく、信頼性が必ずしも十分ではないという問題点がある。また、保持部材Ｈのうちの数本が破損すると他の保持部材Ｈに大きな応力が加わり、保持部材Ｈが連鎖的に破損して断熱材Ａの落下を招く場合がある。
【０００６】
そのため、炉内が高温にさらされるような場合には、多数の位置で、多数の保持部材Ｈを用いて断熱材Ａを保持することが必要となる。その結果、保持部材Ｈから炉本体５１の外壁部６０への伝熱による熱損失が大きくなり、エネルギーの消費量が増大するばかりでなく、炉本体５１の外壁部６０の温度上昇を招いて歪みや腐食を引き起こすという問題点がある。さらに、断熱材Ａに保持部材Ｈを貫通させるための穴６２を多数形成することが必要になるため、最内断熱材層５５などにクラックが発生しやすいという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、保持部材の破損を防止することが可能で信頼性に優れ、しかも、保持部材から炉本体への伝熱による熱損失が少なく、炉本体の外壁部の歪みや腐食の発生を抑制することが可能な熱処理炉内の断熱材保持構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）の熱処理炉内の断熱材保持構造は、
炉本体内に内張りされる断熱材を、最も炉本体外壁部に近い最外断熱材層から、最も内側の最内断熱材層までの複数層に分割し、
各断熱材層を、保持しようとする断熱材層から最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造であって、
前記最内断熱材層の表面、及び、前記各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、前記各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、前記各耐熱材プレートから前記最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持したこと
を特徴としている。
【０００９】
断熱材を、最外断熱材層から最内断熱材層までの複数の断熱材層に分割し、保持しようとする断熱材層を、該断熱材層から最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造において、最内断熱材層の表面、及び、各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、各耐熱材プレートから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持することにより、例えば、保持部材の構成部材としてワッシャを用いた場合におけるワッシャの断熱材層へのめり込みを防止して、断熱材の損傷を防止することが可能になるとともに、断熱材が損傷した場合に生じる断熱材の破片やくずなどの落下を防止することが可能になる。
また、最内断熱材層の表面、及び、各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、各耐熱材プレートから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により断熱材層を保持するようにしているので、炉内の熱処理ゾーンの高温にさらされる保持部材の数を減少させて、保持部材が損傷する割合を減らすことが可能になる。また、高温にさらされる保持部材の数が減少するため、保持部材から炉本体の外壁部への伝熱による熱損失を減らすことが可能になるとともに、炉本体の外壁部の温度上昇を抑制して、歪みや腐食の発生を抑制することが可能になる。さらに、最内断熱材層に形成すべき保持部材貫通穴の数を減らすことが可能になり、最内断熱材層へのクラックの発生を抑制することが可能になる。
【００１０】
また、本発明（請求項２）の熱処理炉内の断熱材保持構造は、前記耐熱材プレートが、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも１種からなるものであることを特徴としている。
アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、ジルコニアの少なくとも１種からなる耐熱材プレートを用いることにより、耐熱材プレートの変形や破損を防止することが可能になり、保持部材の断熱材層へのめり込みや、断熱材の破片の落下などを防止することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００１２】
［本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造］
図１は、本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造を示す断面図である。この熱処理炉においては、その天井部１１に内張りされた断熱材Ａは、炉本体１の天井部１１を構成する外壁部１０の外側から順に配設された第１断熱材層３、第２断熱材層４及び炉本体１の内部の熱処理ゾーン２に最も近い第３断熱材層５の３層の断熱材層から構成されている。そして、上記断熱材Ａを構成する３層の断熱材層のうち、第１断熱材層３及び第２断熱材層４の２層の断熱材層が外側断熱材層（最外断熱材層）２１を構成しており、第３断熱材層５は、一層で内側断熱材層２２を構成している。また、断熱材層Ａを構成する各断熱材層３，４，５は、モルタル（不定形耐火物）により互いに接着されている。
【００１３】
そして、この３層構造の断熱材Ａが、アルミナや炭化ケイ素などから形成されたスタッドピン６、ワッシャ７、ボルト８，及びナット９からなる保持部材Ｈ１，Ｈ２により炉本体１に保持、固定されている。
【００１４】
具体的には、上記外側断熱材層２１は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第１保持部材（短尺保持部材）Ｈ１により炉本体１に保持、固定されている。また、内側断熱材層２２は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第２保持部材（長尺保持部材）Ｈ２により炉本体１に保持、固定されている。
【００１５】
また、炉本体１の側壁部３１に内張りされた断熱材Ｂは、炉本体１の側壁部３１側（外側）の断熱材層３２、炉本体１の内部の熱処理ゾーン２に面する内側の断熱材層３３の２層の断熱材層から構成されており、この２層構造の断熱材Ｂが、、断熱材Ｂを貫通するアルミナや炭化ケイ素などからなるスタッドピン６、ワッシャ７、ボルト８，及びナット９からなる第３保持部材Ｈ３により炉本体１に固定、保持されている。すなわち、側壁側の断熱材Ｂに関しては、これを保持する第３保持部材Ｈ３に、上記の天井部側の断熱材を保持する場合ほど大きな荷重がかからないため、従来の断熱材の保持構造と同様の保持構造を採用している。
【００１６】
上記の熱処理炉においては、断熱材Ａを、外側断熱材層２１と内側断熱材層２２とに分割し、外側断熱材層２１を、外側断熱材層２１を貫通して内側外壁部１０ａに取り付けられた第１保持部材Ｈ１により保持し、内側断熱材層２２を内側断熱材層２２及び外側断熱材層２１を貫通して内側外壁部１０ａに取り付けられた第２保持部材Ｈ２により保持するようにしているので、熱処理ゾーン２の高温にさらされる第２保持部材Ｈ２は、内側断熱材層２２のみを保持すればよいことになる。従って、高温にさらされる第２保持部材Ｈ２に加わる荷重を減少させて、第２保持部材Ｈ２が破損することを効率よく防止することが可能になり、信頼性を向上させることが可能になる。
【００１７】
また、外側及び内側断熱材層２１，２２がそれぞれ第１及び第２保持部材Ｈ１，Ｈ２により保持されるため、高温にさらされる第２保持部材Ｈ２の数を減らして、第２保持部材Ｈ２から炉本体１の外壁部１０への伝熱による熱損失を減少させることができる。したがって、炉本体１の天井部１１を構成する外壁部１０の温度上昇を抑制することが可能になり、炉本体１の歪みや腐食の発生を抑制することができる。また、内側断熱材層２２に形成すべき保持部材貫通穴１２の数を減らして内側断熱材層２２にクラックが発生することを防止することができる。
【００１８】
なお、ここでは、断熱材Ａを構成する各断熱材層３，４，５をモルタルにより互いに接着するようにしているので、接着による保持力により、第１及び第２保持部材Ｈ１，Ｈ２に加わる荷重をさらに軽減することが可能になる。但し、各断熱材層３，４，５は必ずしも互いに接着しなければならないものではない。
【００１９】
また、ここでは、外側断熱材層２１を第１断熱材層３及び第２断熱材層４の２層の断熱材層からなる構造とした場合について説明したが、外側断熱材層２１を単一の断熱材層から構成するようにしてもよく、また、断熱材Ａを第１，第２及び第３断熱材層３，４，５からなる３層構造とし、各層をそれ用の保持部材で保持するように構成することも可能である。また、内側断熱材層２２を複数の断熱材層から構成することも可能である。なお、断熱材を複数の層に分割する場合の分割数には特別の制約はなく、４層以上に分割することも可能である。
【００２０】
また、ここでは、天井部に取り付けられる断熱材についてのみ本発明の保持構造を適用した場合について説明したが、側壁側に内張りされる断熱材に本発明の保持構造を適用することも可能である。
【００２１】
［実施形態］
また、図２は、本発明の実施形態にかかる熱処理炉の断熱材保持構造を示す断面図である。
この実施形態の断熱材保持構造においては、炉本体１の天井部１１に内張りされた断熱材Ａは、炉本体１の天井部１１を構成する外壁部１０の外側から順に配設された第１断熱材層３、第２断熱材層４及び炉本体１の内部の熱処理ゾーン２に最も近い第３断熱材層５の３層の断熱材層から構成されている。そして、上記断熱材Ａを構成する第２断熱材層４及び第３断熱材層５の間、及び第３断熱材層５の表面（熱処理ゾーン２側の表面）にはそれぞれ、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、及びジルコニアなどからなる耐熱材プレート２３，２４が配設されている。
【００２２】
そして、耐熱材プレート２３より外側の断熱材層（第１断熱材層３、第２断熱材層４からなる外側断熱材層２１）は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第１保持部材（短尺保持部材）Ｈ１により耐熱材プレート２３を介して炉本体１に保持、固定されている。また、内側断熱材層２２は、ナット９により内側外壁部１０ａに取り付けられたボルト８、ボルト８に連結されたスタッドピン６及びワッシャ７からなる第２保持部材（長尺保持部材）Ｈ２により耐熱材プレート２４を介して炉本体１に保持、固定されている。
その他の構成は、図１の本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造の場合と同様であるため説明を省略する。なお、図２において、図１と同一又は相当する部分には同一符号を付している。
【００２３】
この実施形態の断熱材保持構造においては、外側断熱材層２１と内側断熱材層２２の間及び内側断熱材層２２の熱処理ゾーン２側の表面に耐熱材プレート２３，２４を配設し、耐熱材プレート２３より外側の断熱材層２１を、耐熱材プレート２３から外側断熱材層２１までを貫通して炉本体１の内側外壁部１０ａに固定された第１保持部材Ｈ１により保持するとともに、耐熱材プレート２４より外側の断熱材層２１，２２を、炉本体１の内側外壁部１０ａに固定された第２保持部材Ｈ２により保持するようにしているので、前述の本発明が関連する技術にかかる熱処理炉の断熱材保持構造の場合と同様の効果が得られるとともに、第２保持部材Ｈ２を構成するワッシャ７などが内側断熱材層２２にめり込んで内側断熱材層２２が損傷したり、内側断熱材層２２が損傷することにより生じる断熱材の破片やくずの落下を防止することが可能になる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、外側断熱材層２１を第１断熱材層３及び第２断熱材層４の２層の断熱材層からなる構造とした場合について説明したが、外側断熱材層２１を単一の断熱材層から構成するようにしてもよく、また、断熱材Ａを第１，第２及び第３断熱材層３，４，５からなる３層構造とし、各層をそれ用の保持部材で保持するように構成することも可能である。また、内側断熱材層２２を複数の断熱材層から構成することも可能である。
【００２５】
また、上記実施形態では、天井部に取り付けられる断熱材についてのみ本発明の保持構造を適用した場合について説明しているが、側壁側に内張りされる断熱材にも本発明の保持構造を適用することが可能である。
【００２６】
本発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、炉本体や断熱材の具体的な形状や構造、断熱材の種類などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、本発明の熱処理炉内の断熱材保持構造は、断熱材を、最外断熱材層から最内断熱材層までの複数の断熱材層に分割し、保持しようとする断熱材層を、そこから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造において、最内断熱材層の表面、及び、各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、各耐熱材プレートから最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持するようにしているので、例えば、保持部材の構成部材としてワッシャを用いた場合におけるワッシャの断熱材層へのめり込みを防止して、断熱材の損傷を防止することが可能になるとともに、断熱材が損傷した場合に生じる断熱材の破片やくずなどの落下を防止することが可能になる。
また、炉内の熱処理ゾーンの高温にさらされる保持部材の数を減少させて、保持部材が損傷する割合を減らすことができる。
さらに、高温にさらされる保持部材の数が減少するため、保持部材から炉本体の外壁部への伝熱による熱損失を減らすことが可能になるとともに、炉本体の外壁部の温度上昇を抑制して、歪みや腐食の発生を抑制することができる。
また、最内断熱材層に形成すべき保持部材貫通穴の数を減らすことが可能になり、最内断熱材層へのクラックの発生を抑制することができる。
【００２８】
また、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、ジルコニアの少なくとも１種からなる耐熱材プレートを用いることにより、耐熱材プレートの変形や破損を防止することが可能になり、保持部材の断熱材層へのめり込みや、断熱材層からの断熱材の破片などの落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が関連する技術にかかる熱処理炉内の断熱材保持構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる熱処理炉内の断熱材保持構造を示す断面図である。
【図３】従来の熱処理炉内の断熱材保持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 炉本体
２ 熱処理ゾーン
３ 第１断熱材層
４ 第２断熱材層
５ 第３断熱材層
６ スタッドピン
７ ワッシャ
８ ボルト
９ ナット
１０ 炉本体の外壁部
１０ａ 内側外壁部
１１ 炉本体の天井部
１２ 保持部材貫通穴
２１ 外側断熱材層
２２ 内側断熱材層
２３，２４ 耐熱材プレート
３１ 炉本体の側壁部
３２，３３ 側壁部の断熱材層
Ａ，Ｂ 断熱材
Ｈ１ 第１保持部材
Ｈ２ 第２保持部材
Ｈ３ 第３保持部材
Claims (2)
- 炉本体内に内張りされる断熱材を、最も炉本体外壁部に近い最外断熱材層から、最も内側の最内断熱材層までの複数層に分割し、
各断熱材層を、保持しようとする断熱材層から最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により分割して保持した熱理炉内の断熱材保持構造であって、
前記最内断熱材層の表面、及び、前記各断熱材層間の少なくとも一つに耐熱材プレートを配設し、前記各耐熱材プレートより外側の断熱材層を、前記各耐熱材プレートから前記最外断熱材層までを貫通して炉本体に固定された保持部材により保持したこと
を特徴とする熱処理炉内の断熱材保持構造。 - 前記耐熱材プレートが、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素、及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも１種からなるものであることを特徴とする請求項１記載の熱処理炉内の断熱材保持構造。
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| JP05850797A JP3548773B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 熱処理炉内の断熱材保持構造 |
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