(57)【要約】【課題】ローラーハース炉等のように、炉内に設置された複数のローラで被加熱物を搬送しながら加熱する方式の加熱炉における支軸と、炉壁の貫通孔及び軸受ハウジングの貫通孔との隙間や、２つの建築物に跨り露出している配管と建築物の貫通孔との隙間を、簡易な装着作業でありながらも、支軸や配管を断熱しつつ良好にシールする。【解決手段】無機繊維織布と金属箔とを接合してなり幅方向両端にフランジが形成された断熱材を、無機繊維織布が支軸または配管の外周面側となるように巻装し、その上に、フッ素樹脂製で幅方向両端にフランジが形成されたシート材を被せ、断熱材のフランジとシート材のフランジとを重ね合わせた部分を、構造物に設けた固定用フランジに締結する。【選択図】図５
2011058531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの構造物に跨り露出している高温の管状部材と、両構造物の貫通孔との隙間をシールするためのシール構造であって、
帯状の本体部の幅方向両端にフランジを付設してなる断熱材の前記本体部を、支軸または配管に巻装するとともに、本体部の端部同士を連結し、
断熱材の上に、帯状の本体部の幅方向両端にフランジを付設してなるシート材を巻装するとともに、シート材の本体部の端部同士を連結し、
断熱材のフランジとシート材のフランジとの重なり部分の一方を、一方の構造物の貫通孔を包囲して設けられた固定用フランジに固定し、他方の重なり部分を他方の構造物の貫通孔を包囲して設けられた固定用フランジまたは管状部材に設けられた固定用フランジに固定することを特徴とするシール構造。
【請求項２】
断熱材が、無機繊維織布と金属箔とを接合したものであり、かつ、無機繊維織布が支軸または配管と接するように巻装されることを特徴とする請求項１記載のシール構造。
【請求項３】
シート材がフッ素樹脂またはフッ素ゴムであることを特徴とする請求項１または２記載のシール構造。
【請求項４】
断熱材の本体部の端部同士及びシート材の本体部の端部同士が、それぞれの重なり部分に設けた面ファスナーにより連結されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のシール構造。
【請求項５】
シート材の面ファスナーにより連結された部分がシリコーンシーラントで封止されていることを特徴とする請求項４記載のシール構造。
【請求項６】
断熱材のフランジとシート材のフランジとの重なり部分と、固定用フランジとの固定をネジ止めにすることにより、断熱材及びシール材を取り外し可能にしたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物から突出している高温の支軸または配管等の管状部材と、前記管状部材を突出させるために前記構造物に開口された貫通孔との隙間をシールするためのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０はローラーハース炉１の一例を示す断面図であるが、炉１の入口１ａに至る導入部及び出口１ｂ、炉内２には、複数のローラ３が炉１の長手方向に配列されており、金属板等の被加熱物１０は、ローラ３により搬送されながら加熱される。
【０００３】
加熱は目的に応じて種々のガス雰囲気下で行われており、例えば鋼板の圧延工程に使用される保熱炉では、ＬＰＧや天然ガスの燃焼排ガスを炉内２に供給して加熱している。また、セラミックコンデンサーやソフトフェライト等の電子セラミックスの焼成には、炉内２を窒素ガス等による不活性雰囲気として行われる。
【０００４】
そのため、例えば、炉１の入口１ａの前段に導入空間を、出口１ｂの後段に搬出空間をそれぞれ設けて２重扉構成にし、炉内２に外気が流入しないような対策が講じられている。しかし、ローラ３は、図１１（図１０のＡＡ断面図）に示すように、ローラ３の支軸３ａを炉外に突出して軸受４で回転可能に支持されているため、支軸３ａと炉壁との隙間Ｇが存在しており、この隙間Ｇを通じて外気が炉内２に流入する。
【０００５】
この隙間Ｇをシールするために、例えば特許文献１では、図１２に示すように、ローラ３の支軸３ａと軸受４との間にガス密封機構２０を設けている。このガス密封機構２０において、支軸３ａはローラ支持フォルダー２１を介して軸受４に支持されており、ローラ支持フォルダー２１の中間にはオイルシール２２を介在して密封構造になっている。また、炉１の側壁１ｃのケーシング１ｄには、支軸３ａを貫通するための貫通孔を取り囲むように筒状突起２３が設けられており、筒状突起２３の先端部にゴムスリーブ２４が被嵌されている。このゴムスリーブ２４の外端内部にはオイルシール２２が設けてあり、オイルシール２２の中にローラ支持フォルダー２１が気密状態に挿入してある。
【０００６】
しかしながら、例えば圧延工程に使用される保熱炉では、炉内２の温度が３００℃近くにもなるため、ローラ３も同等の高温となり、支軸３ａを介してローラ支持フォルダー２１に伝熱し、ローラ支持フォルダー２１からの放熱によりゴムスリーブ２４が加熱される。また、高温の支軸３ａからの放熱により筒状突起２３も加熱されるため、ゴムスリーブ２４の筒状突起２３との接合部も高温になる。最も耐熱性に優れるフッ素系のゴムでも２００℃に至る前にゴム特性が低下するため、このようなガス密封装置２０ではゴムスリーブ２４によるシール性が比較的早期に低下することが考えられる。
【０００７】
また、図１３に示すように、工場や原子炉設備等では、２つの建物６５、６６に跨り配管される場合が多い。特許文献２に示すように、通常は、両建物の壁６５ａ、６６ａに設けた貫通孔に配管７０を挿通し、貫通孔と配管７０との隙間をモルタル等の充填材８０により穴埋めすることが行われている。そして、配管７０に加熱した流体を流通させる場合には、配管７０の建物６５，６６から露出している部分に断熱材９０を装着する。
【０００８】
そのため、隙間を埋めるための充填と断熱との２つの作業が必要であり、しかも充填材８０を充填するためのポンプやホースをはじめとする大掛かりな充填装置を必要とする。また、充填材８０としてモルタルを用いた場合には、モルタルが硬化するまでの時間も要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３０５７号公報
【特許文献３】特開２００９−１１４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明は、ローラーハース炉等のように、炉内に設置された複数のローラで被加熱物を搬送しながら加熱する方式の加熱炉における支軸と、炉壁の貫通孔及び軸受ハウジングの貫通孔との隙間や、２つの建築物に跨り露出している配管と建築物の貫通孔との隙間を、簡易な装着作業でありながらも、支軸や配管を断熱しつつ良好にシールすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、下記に示すシール構造を提供する。
（１）２つの構造物に跨り露出している高温の管状部材と、両構造物の貫通孔との隙間をシールするためのシール構造であって、
帯状の本体部の幅方向両端にフランジを付設してなる断熱材の前記本体部を、支軸または配管に巻装するとともに、本体部の端部同士を連結し、
断熱材の上に、帯状の本体部の幅方向両端にフランジを付設してなるシート材を巻装するとともに、シート材の本体部の端部同士を連結し、
断熱材のフランジとシート材のフランジとの重なり部分の一方を、一方の構造物の貫通孔を包囲して設けられた固定用フランジに固定し、他方の重なり部分を他方の構造物の貫通孔を包囲して設けられた固定用フランジまたは管状部材に設けられた固定用フランジに固定することを特徴とするシール構造。
（４）断熱材の本体部の端部同士及びシート材の本体部の端部同士が、それぞれの重なり部分に設けた面ファスナーにより連結されていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のシール構造。
（５）シート材の面ファスナーにより連結された部分がシリコーンシーラントで封止されていることを特徴とする上記（４）記載のシール構造。
（６）断熱材のフランジとシート材のフランジとの重なり部分と、固定用フランジとの固定をネジ止めにすることにより、断熱材及びシート材を取り外し可能にしたことを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか１項に記載のシール構造。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシール構造では、最表面がシート材であるため、外気が侵入することがない。また、支軸や配管の外周面には断熱材が接するため、高温の支軸や配管からの熱が断熱材で断熱されてシート材が熱劣化することもなく、長期間にわたり良好なシール性を維持できる。
【００１３】
また、ローラーハース炉に適用した場合には、断熱材及びシート材は共に柔軟性を有するため、ローラの回転に伴って支軸が揺動しても容易に変形することができ、ローラの回転に支障を来たすこともない。
【００１４】
更には、現場で断熱材とシート材とを重ね合わせ、本体部の重ね合わせ部分を面ファスナーで連結し固定するとともに、フランジ部を炉壁や建物の外壁に設けた固定用フランジにボルト締めにより固定するだけでよいため、シール構造の構築が簡単であり、メンテナンス作業も極めて容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のシール構造に使用される断熱材を示す斜視図である。
【図２】断熱材のフランジ取り付け方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明のシール構造に使用されるシート材を示す斜視図である。
【図４】シート材のフランジ取り付け方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明のシール構造をローラーハース炉に適用した例を示す図であり、炉側を示す半断面図である。
【図６】本発明のシール構造をローラーハース炉に適用した例を示す図であり、軸受ハウジング側を示す半断面図である。
【図７】本発明のシール構造を建物間の配管に適用した例を示す断面図である。
【図８】本発明のシール構造を建物間の配管に適用した他の例を示す断面図である。
【図９】リーク試験に用いた試験装置の概略図である。
【図１０】ローラーハース炉の一例を示す断面図である。
【図１１】図９のＡＡ断面図である。
【図１２】従来のローラーハース炉のシール構造を示す断面図である。
【図１３】従来の建物間の配管のシール構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のシール構造に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明のシール構成に用いる断熱材１を示す斜視図である。断熱材１は、無機繊維織布１０と金属箔１１とを接合したものが好ましいが、炉内温度が２５０℃よりも低い場合には無機繊維織布１０のみでもよい。また、断熱材１には、帯状の本体部１３の幅方向両端にフランジ１２が設けられている。無機繊維織布１０は、セラミック繊維やガラス繊維等からなる織布であるが、柔軟性やコストを考慮するとガラス繊維織布が好ましい。金属箔１１としてはアルミ箔やステンレス箔が挙げられるが、市場から入手しやすく安価であることからアルミ箔が好ましい。また、無機繊維織布１０と金属箔１１との接合方法としては、面状に均一な接合ができ、生産性にも優れることから熱融着フィルムを用いて熱融着することが好ましい。フランジ１２は、例えばゴムを含浸させたガラス織布からなり、ボルト締め用のボルト貫通孔１２ａが等間隔で開口されている。
【００１８】
本体部１３は、支軸からの熱を断熱し、その上に巻装されるシート材（図３参照）を形成するフッ素樹脂またはフッ素ゴムの耐熱温度（約２６０℃）以下に抑える限り、１枚の厚い無機繊維織布１０を金属箔１１と接合したものでもよいし、薄い無機繊維織布１０と金属箔１１との接合物を積層したものであってもよい。但し、無機繊維織布１０が厚くなるほど高価になり、また金属箔１１の数が増してシート材への伝熱が遮られることから、薄い無機繊維織布１０と金属箔１１との接合物を積層することが好ましい。しかし、積層数が多くなるほど支軸への巻装作業性が悪くなるため、適当な厚さの無機繊維織布１０と金属箔１１との接合物を、２層に積層することが特に好ましい。
【００１９】
また、本体部１３へのフランジ１２の取り付けは、図２に示すように、無機繊維織布１０と金属箔１１との接合物を２層積層し、その幅方向両端を略Ｌ字状に折り曲げてフランジ１２を挟持し、例えば符号１５で示すように折り曲げ部分の適所、及び折り曲げ部分の根元部分で縫い付けて行う。このような本体部１３とフランジ１２との取り付け構造からも、無機繊維織布１０と金属箔１１との接合物を２層に積層することが好ましい。
【００２０】
上記の断熱材１は、本体部１３の無機繊維織布１０が支軸の外周面側になるように、支軸に巻装される。この巻装状態を維持するには、本体部１３の重なり部分をテープ止めしたり、ベルトを本体部１３の全周に巻き付ける等の方法も可能であるが、図示されるように、重なり部分を上下一対の面ファスナー１４ａ，１４ｂで固定することにより巻装状態の保持性に加え、断熱材１の取り付け及び取り外し作業がより容易になる。即ち、本体部１３の長手方向の一方の端部において金属箔１１の略全幅にわたり下側の面ファスナー１４ａを取り付け、他方の端部において無機繊維織布１０の略全幅にわたり上側の面ファスナー１４ｂを取り付ける。そして、金属箔１１の端部の上に無機繊維織布１０の端部を重ね、面ファスナー１４ａ，１４ｂ同士を固定することにより巻装状態を維持できる。また、断熱材１を取り外す際には、重なり部分の端部を掴み、上側の面ファスナー１４ａを下側の面ファスナー１４ｂから引き剥がすだけでよい。
【００２１】
尚、面ファスナー１４ａ，１４ｂは、支軸からの熱による変形や劣化を抑えるために、アミド樹脂やアラミド樹脂等の耐熱性樹脂で基材を形成し、同じく耐熱性繊維、あるいはステンレス等の金属でループ部やフック部を形成することが好ましく、縫製により本体部１３に取り付けられる。また、耐熱性を向上させるために、ガラス繊維製のマットを介在させてもよい。
【００２２】
図３は、本発明のシール構造に用いるシート材２を示す斜視図である。シート材２は、耐熱性に優れ、通気性も無いことから、フッ素樹脂製またはフッ素ゴム製のシートを帯状に加工し、その本体部２１の幅方向両端に、同じくフッ素樹脂製またはフッ素ゴム製のフランジ２２を設けたものである。フランジ２２には、ボルト締め用のボルト貫通孔２２ａが等間隔で開口されており、図４に示すように、本体部２１の端部をＬ字状に折り曲げ、例えば符号２５で示すように折り曲げ部の適所にて縫製して取り付けられる。
【００２３】
また、本体部２１の長手方向の一方の端部の表面には、略全幅にわたり下側の面ファスナー２３ａが取り付けられており、他方の端部の裏面には、略全幅にわたり上側の面ファスナー２３ｂが取り付けられている。面ファスナー２３ａ，２３ｂは、断熱材１の面ファスナー１４ａ，１４ｂと同様である。そして、断熱材１と同様、本体部２１の端部同士を重ねて面ファスナー２３ａ，２３ｂ同士を固定することにより、シート材２の巻装状態を維持でき、取り外しも容易になる。
【００２４】
図５、６は、本発明のシール構造をローラーハース炉に適用した例を示しており、図５は炉側を、図６は軸受ハウジング側をそれぞれ示している。シール構造を構築するには、先ず、断熱材１の本体部１３を、無機繊維織布１０が支軸３ａの外周面側となるように支軸３ａに巻き付け、長手方向両端の重なり部分を面ファスナー１４ａ，１４ｂで固定する。次いで、断熱材１の上にシート材２を重ねて巻き付け、長手方向両端の重なり部分を面ファスナー２３ａ，２３ｂで固定する。その際、断熱材１のフランジ１２とシート材２のフランジ２２とを、それぞれのボルト貫通孔１２ａ，２２ａが重なるように、シート材２を周方向に移動させて位置合わせを行う。また、シール部材２の面ファスナー２３ａ，２３ｂによる固定部分をより気密にするために、重なり部分の端縁にシリコーンシーラントを塗工してもよい。
【００２５】
断熱材１とシート材２とを上記のように重ね合わせた後、シート材２のフランジ２２に沿って押さえ部材３０を添える。押さえ部材３０は、鋼板製で半円状の２部材を組み合わせて円環状になるように構成されでおり、断面L字状で、その垂直部３０aには、断熱材１のフランジ１２a及びシート材２のフランジ２２aと同様のボルト貫通孔が開口されている。
【００２６】
そして、断熱材１及びシート材２のボルト貫通孔と、押さえ部材３０のボルト貫通孔とが一致するように押さえ部材３０を周方向に移動させて位置合わせを行い、図５に示すように、炉の側壁１ｃのハウジング１ｄに形成された支軸３ａを貫通させるための貫通孔を取り囲むように設けられた固定用フランジ４０に、ボルト締めにて固定する。
【００２７】
このようなシール構造によれば、支軸３ａと炉壁との隙間Ｇが、断熱材１の本体部１３の厚み分により塞がれ、更には最表層のシート材２の本体部２１を通じて外気が侵入することもない。また、断熱材１のフランジ１２及びシート材２のフランジ２２との接合部分も、押さえ部材３０の垂直部３０ａと固定用フランジ４０とにより気密性が確保されている。しかも、支軸３ａからの放熱は断熱材１により断熱され、シート材２を形成するフッ素樹脂の耐熱温度以下に抑えられているため、シート材２の熱による劣化も殆ど無い。
【００２８】
一方、他方のフランジ側は、図６に示すように、同様の押さえ部材３０を添えて、軸受（図示せず）を気密に収容している軸受ハウジング５０に設けた固定用フランジ６０にボルト締めにて固定する。従って、軸受側も同様のシール性及び断熱性が得られる。
【００２９】
また、建物間に露出している配管をシールするには、図７に示すように、断熱材１とシート材２とを重ね合わせ、それぞれのフランジ部分に押さえ部材３０を添えて、建物６５、６６の外壁６５ａ，６６ａに設けた固定用フランジ６５ｂ、６６ｂにボルト締めにて固定する。これにより、配管７０を断熱しながら隙間Ｇをシールすることができる。
【００３０】
尚、配管７０が長い場合には、図８に示すような構成にすることができる。配管７０に固定用フランジ７０ｂを設けておき、断熱材１とシート材２とを重ね合わせて押さえ部分３０を添え、その一方を建物６６の外壁６６ａに設けた固定用フランジ６６ｂにボルト締めにて固定するとともに、他方を配管７０の固定用フランジ７０ｂにボルト締めにて固定する。これにより、隙間Ｇを断熱しつつシールできる。そして、配管７０の他の露出部分は、他の断熱材７５を巻装して断熱する。また、図示は省略するが、他方の建物側においても同様のシール構造とする。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００３２】
（試験１）
図１、２に示すように、直径０．３８ｍｍのガラス糸からなる厚さ０．７ｍｍのガラス繊維織布の一方の面にアルミ箔を熱融着したものを、２層積層して断熱材１の本体部１３を作製し、その両端にフランジ１２として厚さ２ｍｍのセラミックス織布製でゴムを含浸させたガスケットを縫製により取り付けた。また、本体部１３の一方の端部においてアルミ箔の表面に、厚さ４ｍｍのガラス繊維製マットを介在させて、アラミド樹脂製の基材にアラミド繊維製のループ部を形成した面ファスナー１４ａを縫製により取り付け、他方の端部においてガラス繊維織布の表面に、厚さ４ｍｍのガラス繊維製マットを介在させて、アラミド樹脂製の基材にステンレス製のフック部を形成した面ファスナー１４ｂを縫製により取り付けた。
【００３３】
また、図３、４に示すように、厚さ０．５ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製シートからなるシート材２の本体部２１の両端に、同じく厚さ０．５ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製のフランジ２２を縫製により取り付けた。また、本体部２１の一方の端部において表面に、厚さ４ｍｍのガラス繊維製マットを介在させて、アラミド樹脂製の基材にアラミド繊維製のループ部を形成した面ファスナー２３ａを縫製により取り付け、他方の端部において裏面に、厚さ４ｍｍのガラス繊維製マットを介在させて、アラミド樹脂製の基材にステンレス製のフック部を形成した面ファスナー２３ｂを縫製により取り付けた。
【００３４】
そして、上記の断熱材１及びシート材２を用いて、図９に示すリーク試験装置にてシール性を評価した。先ず、断熱材１の両端を面ファスナー１４ａ，１４ｂで固定し、その上に、シート材２を被せてその両端を面ファスナー２３ａ，２３ｂで固定し、更にシート材２の重なり部分の端縁にシリコーンシーラントを塗工して円筒体を作製した。円筒体は、断熱材１の内径が２６０ｍｍで、本体部の幅が１９０ｍｍである。次いで、円筒体を、直管１００に、直管１００の外径と一致する中心孔が開けられた円板状でのフランジ１０１を溶接してなる左右一対の気体導入用部材１１０にボルト締めして固定した。尚、ボルト締めは等間隔で８箇所とした。また、直管１００はキャップ１１１ａ，１１１ｂで封止されており、一方のキャップ１１１ａのノズル１１２から空気が供給される。
【００３５】
シール性の評価は、内圧が３０Ｐａの空気を１０分間供給し続け、その間の空気の漏洩量を流量計で計測した。結果は約８０００ＳＣＣＭ（１分間で約８リットル）の漏れ量となったが、約１００００ＳＣＣＭ（１分間に約１０リットル）以下の漏洩量であれば実用上問題無いことが確認されており、十分なシール性を有するといえる。
【００３６】
また、シート材２の表面に熱電対を設置して断熱材１の内面温度が３００℃になるようにしてシート材２の表面温度を測定したところ、１１６〜２１３℃であり、ポリテトラフルオロロエチレンの耐熱温度以下に抑えられていた。
【００３７】
（試験２）
シート材２の重なり部分の端部にシリコーンシーラントを塗工しないこと以外は、試験１と同様にして漏洩量を測定した。その結果、漏洩量は約１００００ＳＣＣＭ（１分間に約１０リットル）であり、実用上問題の無いことが確認された。
【符号の説明】
【００３８】
１  断熱材
２  シート材
１０  無機繊維織布
１１  金属箔
１２  フランジ
１３  本体部
１４ａ、１４ｂ  面ファスナー
２１  本体部
２２  フランジ
２３ａ、２３ｂ  面ファスナー
４０  固定用フランジ
６０  固定用フランジ
６５、６６  建物
６５ｂ、６６ｂ  固定用フランジ
７０  配管
７０ｂ  固定用フランジ
７５  断熱材
【図１】
2011058531.tif 000003
【図２】
2011058531.tif 000004
【図３】
2011058531.tif 000005
【図４】
2011058531.tif 000006
【図５】
2011058531.tif 000007
【図６】
2011058531.tif 000008
【図７】
2011058531.tif 000009
【図８】
2011058531.tif 000010
【図９】
2011058531.tif 000011
【図１０】
2011058531.tif 000012
【図１１】
2011058531.tif 000013
【図１２】
2011058531.tif 000014
【図１３】
2011058531.tif 000015