JPH10507257A - 断熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ほぼ逆Ｕ字型の断面を有する中空部材１０、１２を複数個包含してなる断熱装置。部材１０、１２は組み合わせて配置することにより例えばキルン上に、又はキルン壁や天井として、断熱構造を提供する。セラミックファイバーを中空部材１０、１２および中空部材により画定される空間、例えばキルン上の空間に配置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 断熱装置 本発明は断熱装置に関し、特に焼成時の温度上昇に晒すことのできる断熱装 置に関するが、これに限定されるものではない。本発明は更に断熱組立体に関し 、又キルン（kiln car）に関する。 セラミックファイバーや発泡セラミックなどの軽量断熱材、又はその他の素材 を、キルンや炉、特にセラミック産業で用いられるキルンや炉に使用することが 、近年非常に増加している。セラミック製品の焼成においては、連続キルンを高 速稼動工程に従って焼成を行い、週末の非労働日にはキルンのスイッチを切ると いうことが慣例になっている。これは、主に上記のような軽量断熱材を用いるこ とで初めて可能となっている。このような素材の重要な用途の一つに、キルンの 架台上の断熱ライニングとしての使用が挙げられる。これによりかなりの重量を 軽減する事ができ、多量のエネルギーの節約及びキルンの高速稼動が可能となる 。 セラミックファイバー等の軽量断熱材は一般には０．６−１gcm^-3の密度を有 する。以前はこの代わりに、一般に２．１−２．６gcm^-3の密度を有する剛性耐 火材が用いられていた。現在ではそのような素材は健康に害を与える恐れがある ものと考えられている。更にそのような素材は砕けやすく、焼成時に汚染の元と なり、製品をだめにする結果につながる。 本発明によると、内部に断熱材を配置することのできる剛性の中空部材を包含 する、焼成時の温度上昇に晒すことのできる断熱装置が提供される。 本装置は、断熱材を配置することができる閉空間を画定するように組み合わせ ることのできる、複数個の中空部材を包含するのが好ましい。中空部材は様々な 大きさや形の閉空間を画定することのできるモジュール型であってもよい。 中空部材は、複数個で閉空間を画定し、その閉空間上にカバーを設置できるよ うに配置されてもよい。中空部材の上には、カバーを受容できる構造を有しても よい。 中空部材は、実質的に直線状に伸長する第一のタイプのものと、角（かど）部 を形成する第二のものとを包含してもよい。中空部材は上部表面が連続している ことが好ましく、下端が開いていてもよく、概して逆Ｕ字型の断面を有するのが 望ましい。中空部材は連続した外側壁を有するのが好ましいが、対向する内側壁 に開口部があってもよい。 中空部材はアルミナ、望ましく鋳造によって作られたアルミナ等の耐火性材で できているものが好ましい。低温条件で用いる場合には、超合金などの金属でで きているものでもよい。 中空部材が他の構成部分と組み合うように及び／又は他の構成部分と複雑に（ ラビリンス状に）入り組んで熱封するように、突起及び／又は窪みが、中空部材 の外表面に備えられていてもよい。中空部材は、隣接して組み合う部材が部分的 に重なり合うように配置されてもよい。隣接する中空部材との連結を可能にする 連結手段が、部材に備えられていてもよい。連結手段は雄部及び雌部を包含して もよい。 中空部材には、製品や取り付け具上に中空部材を取り付けるための手段に組み 合う構造を設けてもよい。このような構造は突縁又は窪みを包含していてもよい 。 中空部材は、耐荷力を有するように形成することができる。 本発明は又、閉空間を画定するように配置された、複数個の、前記８段落のい ずれかに記載の中空部材、及びその閉空間に設ける断熱材を包含する断熱組立体 を提供する。 中空部材はある空間を囲み、その空間を覆うカバーを設置できるように配置さ れてもよい。あるいは、中空部材が、その内部のみにより閉空間を画定できるよ うな、実質的に連続した表面を備えていてもよい。 断熱材は中空部材の素材より低密度を有するものが好ましく、非剛性であるこ とが望ましい。断熱材は緩充填廃セラミック材(loose fillwaste ceramic mater ial)、発泡セラミック材又はセラミックファイバーのいずれかを包含するのが好 ましい。 中空部材が閉空間を画定する場合には、カバー手段は一つ以上の板材（batts ）を包含することが好ましい。 組立体は、キルン、オーブン又は炉の、床、壁、天井、炉床(hearth)、ライニ ング、カバー又は蓋として用いてもよい。或いは、組立体は、キルン上の、例え ば架台上の断熱ライニングとして用いてもよい。 本発明は更に、前記５段落のいずれかに記載の架台及び架台上の断熱ライニン グを包含するキルンを提供する。 断熱ライニングは、本発明による中空部材をキルンの架台よりも上の周縁に並 べてできる中空部材の輪、これら複数個の中空部材に囲まれてできる空間に配置 される断熱材、及び断熱材の上に置かれるカバーを包含することが好ましい。断 熱材は中空部材内にも設けられることが好ましい。 中空部材はその外表面に架台の枠を受容する構造を備えていてもよい。 キルンは更に、焼成する製品を支えるために、架台から伸長して断熱材を貫通し 、カバー上に突出している支持部材、及び製品を上に置いて支持するためのカバ ーを包含していることが好ましい。 本発明の態様を付属の図面を参照にした具体例を用いて説明する。 図１は複数個の本発明による中空部材を組み立てたものの透視図である。 図２は図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図３は図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 図４は図１の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 図５は本発明によるキルンの既略透視図である。 図６は本発明の更なる態様の既略断面図である。 図７は本発明の他に更なる態様の既略断面図である。 図８から１１は図４に類似した、本発明による更なる中空部材である。 図１２は本発明の他の態様の既略断面図である。 図１３は本発明の更に他の態様の既略断面図である。 図１４は図１０のとりうる配置の既略断面図の一部である。 図１５は本発明の更に他の態様の既略断面図である。 図１は、本発明による複数個の中空部材１０、１２を示している。複数個の 中空部材は直線タイプの中空部材１０と、角部タイプの中空部材１２を包含する 。中空部材１０、１２は双方とも、図４に示したように同じ断面を有しているが 、角部の中空部材１２は互いに垂直になるように伸長した二つの部分で構成され ている。中空部材１０、１２は中空で逆Ｕ字型の断面を有する。中空部材の一側 壁は連続した外面１４を有する。対向する内壁は内面１６を有し、直線タイプの 部材１０の内壁は開口部１８を有する。基部２０は内面１６の基底において外面 １４から離れる方向に伸長している。中空部材１０、１２の上面はその実質的な 中央部に、内面側に向かって下がる段２２を有している。面１４、１６は垂線よ り僅かに内側に傾いている。 この具体例における中空部材１０、１２はアルミナから鋳造したものである。 内側に向かう段２４を、下記に述べる目的のため、図５から図７に示すように外 面１４に備えていてもよい。 中空部材１０、１２は図１に示すように、互いに突き合わせ関係で配置され、 空間２６を囲むように矩形を画定している。空間２６及び中空部材１０、１２の 内部はセラミックファイバーなどの非剛性断熱材で満たすことができる。空間１ ６を覆うために縁を段２２にはめるようにして、板を置くことができる。この構 造により断熱組立体を多くの目的に用いることができる。例えば、キルン、オー ブンや炉が挙げられる。 図５はそのような組立体が架台３０及び車輪構造（wheel arrangement）（図 示せず）を保護するようにキルン２８上に用いられている図を示す。この態様に おいては、金属板３２が架台３０の上側表面の縁に沿って設置されており、金属 板３２は段２４と組み合うようになっている。セラミックファイバーは中空部材 １０、１２により画定される閉空間及びそれら部材内部に配置される。板３４は 、中空部材１０、１２からみてキルン２８に対して反対側で、中空部材１０、１ ２の間を延びて、段２２に組み合うように設置される。複数個の細長い支持部材 ３６が架台３０からセラミックファイバー及び板３４を貫通して伸長している。 部材３６の上端には、適当な支持装置、例えば断熱梁の枠組みを、焼成されるセ ラミック陶器を支える目的で設置してもよい。部材３６を受容する目的で、隣接 し合う板３４の間の継ぎ目を通って部材３６が伸長するように、板３４の縁に適 当な窪みを設けてもよい。 上記したキルン及び特にキルンの架台に対する断熱組立体は、多くの利点を有 する。セラミックファイバーや他の断熱材を中に入れることにより、きれいで実 質的に埃がない装置を提供することができ、製品を損なう可能性を減らすことが できる。このような装置は清掃が容易であり、モジュールを用いているので破損 した構成部分の交換も容易である。組立体は又、上記した利点を達成できるだけ でなく、比較的小さい質量を有するので、エネルギーを節約できる。 中空部材がモジュールであるので、組立体の形や大きさを変えて作ることがで きる。部材が中空であるので、大きな温度勾配にも耐えられ、熱衝撃を減らすこ とができる。従って、部材は急速な焼成条件に適している。 図６及び図７は二種類の負荷に耐えられる断熱組立体を既略的に示したもので ある。組立体は、上記したような中空部材１０の組み合わせに加え、下方に伸長 する部材４０及び横に伸長する部材４２からなる中空部材３８を更に備えている 。重なり合う構造４２を作るために、段４４がいくつかの部材３８に、段２２と 同様に備えられていてもよい。これらの断熱組立体は例えばキルン、オーブン又 は炉の床や他のより強度が必要とされるパネルとして用いることができる。図８ 及び９は例えばキルンのそれぞれの縁に使用するのに適している中空部材４６、 ４８を示す。内側へ向かう段５０は部材４６の外面に備えられている。これに対 応する外側へ向かう段５２が部材４８の外面に備えられている。従って、隣接す るキルンの両末端が部材４６、４８であり、キルンが隣接するとき、段５２は段 ５０と組み合わさり、キルンの床と加熱される空間との間を複雑に入り組ませて 熱封することができる。 図１０及び図１１は上記と同様な構造の中空部材５４、５６を示す。中空部材 ５４は中空部材４６と同様に内側へ向かう段５０を有している。部材５６は外側 へ向かう段を備えていないが、段５０に対応する形と大きさを有する断熱煉瓦５ ８を備えている。このような複数個の煉瓦５８をキルンの各々の縁に沿って設置 することもできる。 図１２はキルンが断熱側壁を備えている場合の本発明による中空部材６０の使 用例を示す。部材６０は実質的に通常の逆Ｕ字型の断面を有するが、Ｕ字型の一 脚部に窪み６２が、Ｕ字型の他方の脚部にこれに対応する突出部６４が備えられ ている。複数個の部材６０を積み上げたとき、突出部６４が隣接する部材６０の 窪みに組み合わさり、複雑に入り組ませて密着させることができる。Ｕ字型の末 端は内側に曲げられ、突縁６６を構成する。複数個のスチール製の保持クリップ 又は山形鋼６８が部材６０を取り付けるために、キルンの外側のスチール骨組み ７０に備えられている。 図１３は図１２と同様の配置であるが、キルンの天井を示している。複数個の 保持クリップ又は山形鋼６８はスチール梁から下方へ突出している。 図１４は中空部材を取り付けるのに可能な配置例を示す。この配置においては 、中空部材の内側に曲げられた基部に、外側に向いた窪み７４が設けられ、逆Ｔ 字型の支持体７６の横行部を囲むように組み合っている。図１４に示すように、 一組の中空部材が隣接するように設置されることにより支持体７６の取り付けが 非常に安定する。支持体は断熱材又は金属でできていてもよい。 図１５は図１３と同様の配置であるが、キルンの断熱天井ライニングを示して いる。この例においては、弧状天井７８を形成している。中空部材８０は閉じた 末端側に向かって僅かに収束していてもよいし、或いは複数個の部材８０の間の 空間が部材８０の閉じた末端に向かって狭くなっていてもよい。図のように、保 持クリップ８２を有する天井梁（図示せず）を設置しても部材８０の後ろに弧状 天井を設けることができる。キルンの中央に向かって伸長しているクリップ８２ は側壁に伸長しているクリップよりも短いため、弧状天井が形成される。 他に様々な改良を本発明の範囲内で行ってもよい。例えば、中空部材を他の素 材及び／又は他の方法により作成してもよい。非常に多様な断熱材を作成に用い ることができ、或いは低温条件にて用いる場合には、部材を超合金などの金属で 作成することができる。中空部材は他の様々な配置をとってもよい。例えばキル ン上にて一つ以上の突起を、対応するキルンの壁の窪みに組み合うようにしても よいし、或いはその逆でもよい。 中空部材が隣接する部材に組み合うように、組み合う手段を中空部材に備えて もよい。組み合う手段は各々雄部及び雌部であってもよい。図６及び図７に例示 されるように、中空部材は相互に重なり合うような構造を有してもよい。断熱材 はセラミックファイバー以外のものを用いることもでき、緩充填廃セラミック材 、発泡セラミック材又は他に適当な素材のいずれかを含有することができる。 板以外のカバーを閉空間を覆うのに用いることができる。本発明による装置は 上記に説明したように非常に広い範囲に適応でき、キルン、オーブン又は炉の、 床、壁、天井、炉床、ライニング、カバー又は蓋として用いることができる。本 装置はキルンだけでなく、炉の本体や他に類似の用途に用いることができる。特 に重要だと考えられる本発明の特徴を上記の明細中に述べたが、上で述べられた 及び／又は図に示されたいかなる特許性のある特徴又は特徴の組み合わせについ ても、特に強調がされているかいないかに関わらず、出願人は保護を請求する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．架台、並びに該架台上の複数個の剛性中空部材を含む断熱ライニングを包含 してなるキルンにして、閉空間を画定するように該架台の周縁上に、該中空部材 を組み台わせて配置したキルンであって、該中空部材は全てそれ自立構造を有し 且つほぼ逆Ｕ字型の断面を有する二つの側壁及び一つの上部壁からなり、該中空 部材は直線部材及び角部材の２種を含むモジュール型であり、各該角部材はほぼ 逆Ｕ字型の断面を有する第一の部分及び第二の部分を有し、該ライニングは閉空 間を覆うカバーを有し、断熱材が前記閉空間内及び前記中空部材内に配置され、 並びに焼成する製品を支えるために架台から伸長し断熱材を貫通してカバー上に 突出している複数個の支持部材を有することを特徴とするキルン。 ２．該中空部材がカバーを受容する構造を有することを特徴とする請求項１に記 載のキルン。 ３．該中空部材の上部壁が、カバーと上部壁が実質的に同一平面を形成するよう に、カバーを受容する窪みを有することを特徴とする請求項２に記載のキルン。 ４．該中空部材が連続した外側壁を有することを特徴とする請求項１から３のい ずれかに記載のキルン。 ５．該中空部材が内側壁に開口部を有することを特徴とする請求項１から４のい ずれかに記載のキルン。 ６．該中空部材が内側壁に内側に向かう基部を有することを特徴とする前記請求 項のいずれかに記載のキルン。 ７．該中空部材がアルミナ等の耐火性材で作られてなることを特徴とする前記請 求項のいずれかに記載のキルン。 ８．該中空部材が鋳造によって作られてなることを特徴とする請求項７に記載の キルン。 ９．該中空部材が超合金などの金属で作られてなることを特徴とする請求項１か ら６のいずれかに記載のキルン。 １０．該中空部材が他の構成部分と組み合うように及び／又は他の構成部分と複 雑に入り組んで密着するように、突起及び／又は窪みが、該中空部材の外表面に 備えられていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のキルン。 １１．隣接して組み合う該中空部材の部分が重なり合うように該中空部材が配置 されてなることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のキルン。 １２．隣接する該中空部材との連結を可能にする連結手段が、該中空部材に備え られていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のキルン。 １３．該連結手段が雄部及び雌部を包含してなることを特徴とする請求項１２に 記載のキルン。 １４．組み合わせに用いられる該中空部材が、キルン上に取り付けられる手段を 有する構造をしていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のキルン。 １５．該構造が突縁又は窪みを包含してなることを特徴とする請求項１４に記載 のキルン。 １６．カバーが一つ以上の板を包含してなることを特徴とする前記請求項のいず れかに記載のキルン。 １７．断熱材が中空部材より低密度を有することを特徴とする前記請求項のいず れかに記載のキルン。 １８．断熱材が非剛性であることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のキ ルン。 １９．断熱材が緩充填廃セラミック材、発泡セラミック材又はセラミックファイ バーのいずれかを包含してなることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のキ ルン。