(57)【要約】【課題】マイクロ波加熱炉に使用する耐火断熱ブロックおいて、マイクロ波による放電の発生を回避できる耐火断熱ブロックを提供することである。【解決手段】本発明の耐火断熱ブロックは、マイクロ波を透過する無機繊維を積層して形成した積層体と、この積層体を鋼材からなる炉殻に固定する固定手段とを有する耐火断熱ブロックにおいて、前記固定手段は、積層体を刺挿して支持する支持部材と、この支持部材と係合する係合部と炉殻に固定する固定部とを備え積層体を支承する基台とを有し、少なくとも支持部材をセラミックの棒体とすることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を透過する無機繊維を積層して形成した積層体と、
該積層体を鋼材からなる炉殻に固定する固定手段とを有する耐火断熱ブロックにおいて、
前記固定手段は、前記積層体を刺挿して支持する支持部材と、
該支持部材と係合する係合部と前記炉殻に固定する固定部とを備え前記積層体を支承する基台とを有し、
少なくとも前記支持部材をセラミックの棒体とすることを特徴とする耐火断熱ブロック。
【請求項２】
前記基台の前記炉殻との当接面にチョークを設ける請求項１に記載の耐火断熱ブロック。
【請求項３】
前記基台の前記炉殻との当接面に金属メッシュを設ける請求項１に記載の耐火断熱ブロック。
【請求項４】
前記基台はセラミックである請求項１に記載の耐火断熱ブロック。
【請求項５】
前記セラミックはアルミナまたはシリカである請求項１または４に記載の耐火断熱ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐火断熱ブロックに関し、より詳しくはマイクロ波によって被加熱物を加熱焼成するマイクロ波加熱炉の炉壁に使用する耐火断熱ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐火断熱ブロックは、各種工業用炉の炉壁材として広く用いられている。
一般的に、耐火断熱ブロックは、アルミナやシリカなどの無機繊維からなるフェルトまたはブランケットなどの積層体と、この積層体を支承する固定金具とから構成されている。つまり、複数枚のフェルトまたはブランケットをステンレスなど金属製の棒またはパイプで刺挿することにより一体化した積層体とするとともに、金属製の棒またはパイプを固定金具と係合して形成するものである。そして固定金具と炉殻とを適宜の方法で固定して炉壁を構成する。
【０００３】
ところで、近年、従来のバーナやヒータを熱源とする輻射加熱に比べ生産性が高くまた、省エネルギ効果も著しいマイクロ波加熱が、陶磁器やファインセラミックスなどの加熱焼成に用いられるようになり、多くの研究開発がなされている。例えば、マイクロ波加熱を用いた連続焼成炉において、焼成室を囲む炉壁の断熱層の厚みを炉長方向で異ならしめることによって、焼成室内の炉長方向の温度分布を任意のパターンに形成する連続式のマイクロ波焼成炉が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、このようなマイクロ波焼成炉の断熱層を形成するために前記した従前の耐火断熱ブロックを使用すると以下のような問題を生じることがある。
【０００５】
炉内に照射されたマイクロ波は、被加熱物やその載置台などに吸収されそれらを加熱昇温する。しかし、積層体がマイクロ波を透過しやすいセラミック繊維などからなる場合には、被加熱物や載置台で吸収されなかったマイクロ波は、耐火断熱ブロックの積層体を透過して鋼材からなる炉殻で反射し、再度積層体を透過して被加熱物や載置台などに吸収されることになる。
【０００６】
ところが、このように積層体を透過するマイクロ波は、積層体を支承する固定金具や炉殻との間で放電現象を生じることがある。この放電現象が積層体を刺挿しているステンレス棒などの支持部材と、その支持部材と係合している固定金具との隙間で発生する場合には、ステンレス棒や固定金具の係合部が溶断されて、その結果、積層体のブランケットが相対的に位置ズレを起こして変形したり、時には炉の天井部分などに設置された耐火断熱ブロックのブランケットが脱落するという危険があった。
【０００７】
また、マイクロ波による放電が固定金具と炉殻との間の僅かな隙間で発生する場合には、放電により炉殻が加熱されて変形したり、あるいはこの変形によってマイクロ波が炉外部へ漏洩する危険がった。
【０００８】
このため、マイクロ波による放電の発生を回避できる耐火断熱ブロックの開発が望まれていた。
【特許文献１】特開２００３−７５０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、マイクロ波加熱炉に使用する耐火断熱ブロックおいて、マイクロ波による放電の発生を回避できる耐火断熱ブロックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の耐火断熱ブロックは、マイクロ波を透過する無機繊維を積層して形成した積層体と、この積層体を鋼材からなる炉殻に固定する固定手段とを有する耐火断熱ブロックにおいて、前記固定手段は、積層体を刺挿して支持する支持部材と、この支持部材と係合する係合部と炉殻に固定する固定部とを備え積層体を支承する基台とを有し、少なくとも支持部材をセラミックの棒体とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の耐火断熱ブロックは、基台の炉殻との当接面にチョークを設けることが望ましい。また、チョークに替えて金属メッシュを設けてもよい。
【００１２】
本発明の耐火断熱ブロックは、基台をセラミックとすることができる。ここで、セラミックはアルミナまたはシリカであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の耐火断熱ブロックは、無機繊維からなる積層体を支持する支持部材をセラミックとしたので、支持部材と基台の係合部との隙間ではマイクロ波による放電は発生しない。従って、支持部材や基台の係合部がマイクロ波の放電によって溶断されることがないので、積層体の変形や脱落を回避することができる。
【００１４】
また、炉殻と基台との間にマイクロ波による放電を防止するチョークを設けたので、炉殻と基台との間の隙間におけるマイクロ波による放電は発生しない。従って、マイクロ波の放電により炉殻が加熱されたり、それによる炉殻の変形を生じることがなく、また、炉殻の変形に伴うマイクロ波の炉外への漏洩の危険も生じることがない。
【００１５】
また、炉殻と基台との間に設けたマイクロ波による放電を防止するチョークに替えて金属メッシュを設けることで、安価な材料でチョークと同様の効果を奏することができる。
【００１６】
さらに、耐火断熱ブロックの基台を金属製からセラミック製とすることで、マイクロ波による放電の発生を確実に回避することができる。
【００１７】
ここで、支持部材の棒体や基台のセラミックスとして、アルミナやシリカを用いることができる。アルミナやシリカは、マイクロ波の吸収率が小さいので支持部材や基台はマイクロ波により加熱されることがないためにエネルギロスを抑制することができ、支持部材の棒体や基台のセラミックとして好適である。
【００１８】
以上のような本発明の耐火断熱ブロックを使用することにより、マイクロ波の放電による炉殻などの損傷を防止することができる。従って、マイクロ波加熱炉の安全性を向上するとともに、その修理維持費用を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の耐火断熱ブロックの実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の耐火断熱ブロックの一実施形態を模式的に示した斜視図である。
【００２１】
本発明の耐火断熱ブロック１０は、無機繊維を積層して形成した積層体１２とこの積層体１２を炉殻に固定する固定手段１４とから構成されている。
【００２２】
積層体１２は、マイクロ波を透過するフェルトまたはブランケット状の断熱材であり、アルミナ繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、あるいは岩綿などを積層して形成したものである。これらの無機繊維は耐熱温度が異なり、耐熱温度が高い繊維ほど高価である。従って、対象とする加熱炉の最高使用温度に応じて適宜選定することが望ましいが、一般的には、安価で入手が容易であるセラミック繊維が望ましい。セラミック繊維としては、例えば、アルミナが６５重量％以下のアルミナとシリカを主成分とする繊維や、アルミナとシリカとジルコニアとを主成分とする繊維が好ましい。さらに、これらの繊維を１０００℃以上で熱処理し、ムライトやジルコニアの結晶を析出させると耐熱性を向上させることができる。なお、これらの最高使用温度は１２６０℃である。
【００２３】
固定手段１４は、積層体１２を刺挿して支持するパイプあるいは棒状の支持部材１６と、この支持部材１６と係合して積層体１２を支承する基台１８とから構成されている。
【００２４】
支持部材１６は、無機繊維からなる複数枚のブランケットを刺挿して一体化した積層体１２を形成するとともに、基台１８と係合する部材である。本発明の支持部材１６はセラミックからなる棒体で、アルミナ、アルミナシリカ、あるいはシリカなどのセラミックで形成されている。なかでもアルミナはマイクロ波の吸収率が小さいためにマイクロ波を透過することができるとともに、強度も高いので支持部材としては好適である。
【００２５】
基台１８は、底部１８ａの両端に支持部材１６との係合部１８ｂが積層体１２を挟持するように積層体１２の内部へ垂下した断面コの字状に形成されている。なお、この態様においては、炉殻に固定する固定部１８ｃが底部１８ａに一体的に形成されている。
【００２６】
係合部１８ｂには係合孔２０が設けられており、係合孔２０に支持部材１６を挿通することにより基台１８と係合することができる。
【００２７】
固定部１８ｃは基台１８の底部１８ａに一体的に形成されており、例えばナットなどで炉殻に固定できるようになっている。
【００２８】
ここで、基台１８の底部１８ａと係合部１８ｂとはステンレス鋼板などを所定の形状に折り曲げて形成したものや、チャンネルなどを使用することができる。また、固定部１８ｃは、ステンレス製のボルトを溶接などで底部１８ａに固設して形成してもよい。
【００２９】
以上のような耐火断熱ブロックは、以下の手順で形成される。まず、基台１８の左右の係合部１８ｂ、１８ｂで区画される空間にブランケットを挿入する。次に、支持部材１６を係合孔２０に挿入し、そのまま挿入したブランケットを刺挿して支持部材１６と基台１８とを係合する。この時、支持部材１６の両端を係合部１８ｂ、１８ｂの両側に所定長さ突出させておき、この支持部材の突出部へさらにブランケットを刺挿して積層体１２を形成する。
【００３０】
この様にして形成される耐火断熱ブロック１０においては、支持部材１６と係合孔２０との間には僅かの隙間があるので、従来のステンレス管などの金属製の棒体では、この隙間にマイクロ波による放電が生じることがあった。しかし、本発明では、この支持部材１６をセラミックの棒体としたので係合孔２０との間に隙間があってもマイクロ波による放電は発生しない。従って、支持部材や係合部の溶断による積層体の変形（例えば、隣り合うブランケット間の相対的な位置のズレなど）や落下を生じることがない。
【００３１】
次に、この実施形態の耐火断熱ブロックを加熱炉へ施工した状態を図２に模式的に示す。図２において、耐火断熱ブロック１０は、加熱炉の炉殻２０に予め設けられている固定穴２２から固定部１８ｃを炉外へ突出させるように設置され、ボルト２４で炉殻２０に締結されている。
【００３２】
ここで、耐火断熱ブロック１０の基台１８の底部１８ａの炉殻２０に対向する底面と炉殻２０の炉内面２０ａとの間に隙間αがあると、この隙間αでマイクロ波による放電が発生することがある。この様な場合には、基台１８の底部１８ａの底面周縁部にマイクロ波による放電を防止するチョークを設ける。チョークは市販のフィンガチョークを使用することができる。また、チョークの代わりに金属メッシュを使用することも望ましい。金属メッシュとしては、例えば、銅製の＃１６〜＃１０００程度のメッシュを好適に用いることができる。
【００３３】
ところで、以上説明した本発明の耐火断熱ブロックでは、積層体を支承する基台は、ステンレスやアルミニウムなどの金属を用いて形成されている。しかし、この金属製の基台を支持部材と同様にセラミックとすることも好ましい。すなわち、支持部材と基台とからなる積層体の固定手段を全てセラミックで形成するのである。固定手段を全てセラミックとして耐火断熱ブロックに金属を一切使用しなければ、耐火断熱ブロックにおけるマイクロ波の放電は発生しない。
【００３４】
基台をセラミックとする場合には、セラミックとしてアルミナ、シリカなどを使用することが望ましい。アルミナやシリカなどは成形が容易で強度が高く、かつマイクロ波の吸収率が小さくてその大部分を透過することができるので、支持部材と同様に基台としても好適である。
【００３５】
以上のように、本発明の耐火断熱ブロックは、マイクロ波を熱源とする加熱炉の断熱材として使用してもマイクロ波による放電の発生を極めて効果的に回避することができる。
【００３６】
なお、本発明の耐火断熱ブロックは上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更することも可能である。
【００３７】
例えば、前記の実施形態の耐火断熱ブロック１０では、固定部１８ｃは基台底部１８ａに立設して固設されており、この固定部１８ｃを炉殻２０に設けられた固定穴２２に挿通して炉殻２０の外側からボルト２４で締結する態様であった。
【００３８】
しかし、基台１８の形状を変えて炉殻の内側から耐火断熱ブロックを固定するようにしてもよい。すなわち、基台１８に固定部１８ｃを設けないで、図３に示すように、基台の底部１８ａの中央部に固定穴２２を設け、この固定穴２２に炉殻２０に溶接などで予め固設されているスタッド３０を挿通し、炉殻の内側からボルト２４で締結して耐火断熱ルロック１０を炉壁２０に締結する態様である。この場合にも前記の実施形態で説明したそれぞれの方策を講じることにより、マイクロ波の放電発生を回避することができる。
【００３９】
また、本発明の耐火断熱ブロックは、被加熱物をマイクロ波で加熱するマイクロ波加熱炉のみならず、従来のバーナやヒータによる輻射加熱とマイクロ波加熱とを併用するハイブリッド加熱炉でも好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の耐火断熱ブロックは、陶磁器やファインセラミックス、あるいは金属粉体などの被加熱物を加熱処理するマイクロ波加熱炉、および、従来のバーナやヒータによる輻射加熱とマイクロ波加熱とを併用できるハイブリッド加熱炉などの炉壁の断熱材として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の耐火断熱ブロックの構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の耐火断熱ブロックの施工の態様を示す断面模式図である。
【図３】別の施工の態様を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０：耐火断熱ブロック  １２：積層体  １４：固定手段  １６：支持部材  １８：基台  ２０：炉殻  ２２：固定穴  ３０：スタッド
【図１】
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【図２】
2005241143.tif 000004
【図３】
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