(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陶芸窯の排気口に接続され、該排気口から排出される燃焼ガスを外部に排出する筒状の煙突において、
該煙突は、その外壁を構成する金属製筒体と、該金属製筒体の内面に挿着した耐火断熱性筒体とからなり、前記耐火断熱性筒体が、耐火断熱材料を筒状に成形した内壁筒体と耐火断熱性繊維からなり前記内壁筒体に捲着した耐火断熱布とを備え、前記耐火断熱布の軸方向端部を内側に折り曲げて形成した裾部により前記内壁筒体の端面を被包した複数の前記耐火断熱性筒体を前記裾部同士が密接するように連接配置したことを特徴とする陶芸窯の煙突。
【請求項２】
前記金属製筒体の一端の径を他の部分より大きく形成し、該一端に別の金属製筒体の他端を嵌合させることにより、複数の煙突が連結されることを特徴とする請求項１記載の陶芸窯の煙突。
【請求項３】
前記耐火断熱材料として、セラミックファイバを使用したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の陶芸窯の煙突。
【請求項４】
前記耐火断熱性繊維として、セラミックファイバを使用したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の陶芸窯の煙突。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陶芸窯に設けられ、燃焼ガスを排出するための煙突に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、陶芸窯の煙突は、ステンレス等の金属製筒体のみで作られていた。しかし、高温の燃焼ガスが金属製筒体に直接触れるために、金属製筒体の傷みが激しく、短期間で新しい物に交換しなければならなかった。そこで近年は、日本工業炉協会編集「工業炉ハンドブック」１９７８年７月２０日東京テクノセンター発行の第５４９頁から第５５４頁に記載されているように、金属製筒体の内側に不定形耐火物を打設した煙突が用いられるようになっている。
【０００３】
不定形耐火物を打設した煙突の製造方法を、図９及び図１０をもとに説明する。まず、ステンレス等の金属製で、内壁３１ａにＹ字状やＬ字状の支持金具３２が突出して溶接された金属製筒体３１を形成する。この金属製筒体３１を燃焼炉に接続し、内部に円筒状の型３３を挿入する。そして、金属製筒体３１と型３３との間に、耐火断熱性を有する不定形耐火物３４を打設する。
【０００４】
不定形耐火物３４が固化した後、型３３を取りはずすことにより、煙突３０は完成する。固化した不定形耐火物は、支持金具３２により係止され、金属製筒体３１に固定されることになる。煙突３０の内部を高温の燃焼ガスが通過しても、不定形耐火物３４があることにより、燃焼ガスが直接金属製筒体３１に接することはなく、金属製筒体３１は傷みが急激に進行するような高温に曝されることはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の煙突の製造方法では、不定形耐火物を打設する方法を用いているため、不定形耐火物を現場で打設し固化するのを待つ必要があり、煙突の製造に時間を要してしまう。
別の場所で予め不定形耐火物を固化させた後に、完成した煙突を輸送し、現場で燃焼炉に接続することも可能であるが、金属製筒体と不定形耐火物とが一体となっていることから、煙突の重量は大きく、運搬には膨大な労力を必要とする。
【０００６】
また、支持金具を金属製筒体の内壁から突出した状態で溶接する必要があることから、金属製筒体を製造する工数およびコストが増大してしまう。
また、支持金具が必要であり、且つ、型の抜き差しを要することから、形成できる煙突の内径をあまり小さくすることができず、煙突の大きさが限定されてしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造及び簡単な製造方法で煙突の長寿命化を実現し、製造期間を短く抑えることが可能で、運搬が容易な耐火断熱性の高い陶芸窯の煙突を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、陶芸窯の排気口に接続され、該排気口から排出される燃焼ガスを外部に排出する筒状の煙突において、該煙突は、その外壁を構成する金属製筒体と、該金属製筒体の内面に挿着した耐火断熱性筒体とからなり、前記耐火断熱性筒体が、耐火断熱材料を筒状に成形した内壁筒体と耐火断熱性繊維からなり前記内壁筒体に捲着した耐火断熱布とを備え、前記耐火断熱布の軸方向端部を内側に折り曲げて形成した裾部により前記内壁筒体の端面を被包した複数の前記耐火断熱性筒体を前記裾部同士が密接するように連接配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記金属製筒体の一端の径を他の部分より大きく形成し、該一端に別の金属製筒体の他端を嵌合させることにより、複数の煙突が連結されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の煙突は、耐火断熱材料としてセラミックファイバを使用したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の煙突は、耐火断熱性繊維としてセラミックファイバを使用したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係わる陶芸窯の一例を示す正面図である。図２は部分断面図、図３は図２のII部拡大断面図、図４は図１のＩ部拡大断面図、図５は図１の煙突の部分断面図である。図６は本発明に係る耐火断熱性筒体の組立方法を示す説明図である。図７は本発明に係る煙突の製造方法を示す説明図である。
【００１３】
図１〜図８において、陶芸窯５は陶芸品５ａを焼くための燃焼炉１である。陶芸窯５は、耐火断熱レンガにより内部に燃焼室８を形成し、蓋７により燃焼室８を開閉自在としている。燃焼室８の底部には、気体燃料や液体燃料（灯油）により火炎ｆを発するバーナー６が設けられている。このバーナー６による火炎ｆにより、陶芸品５ａを焼くことになる。陶芸窯５の側面には、燃焼室８から連通して、燃焼室８で発生した燃焼ガスを排出するための排煙路９が陶芸窯５の上方に向かって設けられている。排煙路９の上端には排気口３が設けられている。
【００１４】
排気口３には、煙突２を固定するための円筒状で底面に外向きの鍔を有する煙突固定具１０が後述する熱シール材１１を介して固定されている。燃焼ガスを排出するための煙突２は、この煙突固定具１０により、排気口３に固定されて上方に伸びている。
【００１５】
煙突２は、外壁がステンレス製の金属製筒体１２で、内壁が耐火断熱性筒体２０で構成されている。本実施例で示す煙突２は、長さが約１ｍ〜０．３ｍの金属製筒体１２及び後述する耐火断熱性筒体２０を複数本つなぎ合わせて所定の長さを確保し、家屋の天井ｗを貫通して屋外に伸びている。尚、金属製筒体１２の直径は、約１６０ｍｍである。煙突２の先端の屋外に露出している部分には、断面略Ｈ字状の排気筒４が設けられており、雨水が煙突２の内部に侵入するのを防いでいる。天井ｗと煙突２との隙間には耐火断熱性を有するコーキング材である断熱材ｗ１が詰め込まれており、煙突２の熱が天井ｗに伝わりにくくしている。尚、煙突２が天井ｗを貫通する場合について記載しているが、壁面を貫通する場合も同様である。
【００１６】
次に、本発明に係る耐火断熱性筒体２０の製造方法を説明する。まず、耐火断熱性筒体２０の組立方法を説明する。図６（ｂ）に示すように、耐火断熱性を有するセラミックファイバを長さ約０．３ｍの円筒状に形成して固化させた内壁筒体２１を３本ならべて、セラミックファイバを繊維状に形成した耐火断熱布２２上に置く。そして、３本の内壁筒体２１に耐火断熱布２２を巻き付ける（矢印ｈ方向）。尚、内壁筒体２１の肉厚は約１０ｍｍであり、耐火断熱布２２の厚みは約６ｍｍである。また、耐火断熱布２２の大きさは、図６（ｃ）に示すように、耐火断熱布２２の裾部２２ａが内壁筒体２１の端面２１ａからはみ出す大きさである。また、本実施例では、１枚の耐火断熱布２２で３本の内壁筒体２１を包んだが、これに限らせるものではなく、煙突２の形状に合わせてもっと多くの内壁筒体２１を包んでもいいし、１本の内壁筒体２１を包んでもよい。
【００１７】
次に、図６（ｄ）に示すように、耐火断熱布２２の裾部２２ａを内側に折り曲げ、内壁筒体２１の端面２１ａを覆うようにする。これにより、耐火断熱性筒体２０が完成する。尚、耐火断熱布２２を内壁筒体２１に接着剤で固定してもよい。また、耐火断熱性筒体２０の組立は、燃焼炉１を据え付ける現場で行ってもよいし、別の場所である工場等で行ってもよい。
【００１８】
尚、セラミックファイバは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及びシリカ（ＳｉＯ２）を主材料とする、断熱性及び耐火性に特に優れる繊維である。耐久性を保持しつつ使用可能な温度は、約１，３００℃程度以下であり、燃焼ガスの温度には十分耐えうる性能を有している。また、本実施例で説明するセラミックファイバを用いた長さ約０．３ｍの耐火断熱性筒体２０は、重さが約２５０ｇであり、セラミックファイバを用いることにより、非常に軽い耐火断熱性筒体２０を作ることが可能である。耐火断熱性筒体２０に、セラミックファイバに換えてガラス繊維やアラミド繊維を用いることも可能であるが、それらの耐火断熱性は約６００℃以下であり、好ましくはセラミックファイバを用いる。
【００１９】
次に、煙突２本体の製造方法を説明する。まず、図３に示すように、排気口３に固定された煙突固定具１０に金属製筒体１２を嵌合させ固定する。次に、図７に示すように、固定された金属製筒体１２に耐火断熱性筒体２０を押し込む。耐火断熱布２２は弾性を有することから、縮ながら押し込まれ、金属製筒体１２の内部にあっては、拡径するため、金属製筒体１２と耐火断熱性筒体２０とがより強固に密接し、金属製筒体１２による耐火断熱性筒体２０のより大きな剛性が確保されることになる。
【００２０】
金属製筒体１２の下端は径が他の部分よりも大きく、上記のように耐火断熱性筒体２０を挿着した一段目の金属製筒体１２の上端に別の金属製筒体１２を嵌合連結する。そして、一段目と同様に、この別の金属製筒体１２に耐火断熱性筒体２０を挿着する。このとき、下に位置する耐火断熱布２２の裾部２２ｂと上から押し込み耐火断熱布２２の裾部２２ａとが密接するようにする。引き続き次の段を組み立てることにより、図４に示す断面構造としつつ、煙突２を上方に伸ばしていく。
【００２１】
天井ｗから屋外に突出する金属製筒体１２に挿着する耐火断熱性筒体２０には、長さが金属製筒体１２よりも短い物を使用する。そして、天井ｗよりも約０．５ｍ程度上方まで耐火断熱性筒体２０を入れ、それ以上は、金属製筒体１２のみとする。このような構造にすることにより、燃焼ガスが放熱性の高い金属性筒体１２に直接触れることになり冷やされ、燃焼ガスによる火炎が煙突２の先端から噴出しにくくなる。尚、煙突２の先端に到達した燃焼ガスが冷やされていることから、金属製筒体１２の表面温度は約２００℃以下であり、熱により金属製筒体１２が大きく傷つけられることはない。煙突２の先端に、排気筒４を固定することで、煙突２は完成する。
【００２２】
燃焼室８を出た燃焼ガスは（図２の矢印ａ）、排煙路９を通過し（図２の矢印ｂ）、排気口３を通って煙突２に入る。ここでの燃焼ガスの温度は、１，０００℃前後である。燃焼ガスは煙突２内を通過して上方に移動する（図３及び図４における矢印ｃ）。燃焼ガスは上昇しつつ少しずつ冷やされていく。尚、耐火断熱性筒体２０の断熱性により、金属製筒体１２の表面温度は約２００℃以下に抑えられる。即ち、金属製筒体１２に耐火断熱性筒体２０を挿入しただけの簡単な構造であっても、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体１２に触れることはなく、また内壁を形成する耐火断熱性筒体２０によって外壁をなす金属製筒体１２が高温に曝されにくいことから、煙突２の耐火断熱性は確保され長寿命となる。
【００２３】
また、金属製筒体１２の表面温度が抑えられていることから、金属製筒体１２と天井ｗとの間に断熱材ｗ１を詰めただけの簡易な断熱構造であっても、天井ｗが発火するほどには加熱されにくく、煙突２の施工を容易に行うことができる。
【００２４】
また、本実施例によれば、あらかじめ煙突２を組み立てず、耐火断熱性筒体２０と金属製筒体１２とを別々に運搬することが可能であることから、運搬の労力を軽減することができる。尚、この場合においても、燃焼炉１の製造現場での作業は、金属製筒体１２に耐火断熱性筒体２０を挿入するのみでよく、製造期間を短く抑えることが可能である。
【００２５】
また、金属製筒体１２と耐火断熱性筒体２０とを別々の工程で製造することが可能であることから、径の小さな耐火断熱性筒体２０を製造することが可能であり、また、金属製筒体１２の内周に直接加工を施す必要がないことから、径の小さな金属製筒体１２を用いることが可能であり、煙突の径の大きさに制限されにくい。
【００２６】
また、耐火断熱性筒体２０を支持金具や接着剤で金属製筒体１２に固定していないので、耐火断熱性筒体２０が傷んで交換する場合は、容易に金属製筒体１２から耐火断熱性筒体２０を抜き取ることができる。
【００２７】
また、耐火断熱布２２の裾部２２ａ，２２ｂにより内壁筒体２１の端面２１ａを被包した複数の耐火断熱性筒体２０を、裾部２２ａ，２２ｂ同士が密接するように連接配置している。このため、複数の耐火断熱性筒体２０を金属製筒体１２に挿入配置した場合、耐火断熱性筒体２０同士の隙間はなく、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体１２に触れることがなく金属製筒体１２は傷みにくい。尚、図８に示すように、耐火断熱性筒体２０同士の間に、発泡性セラミックファイバ等の耐火断熱材で作られた熱シール材１１を挟むことも出来る。
【００２８】
また、本実施例で用いたセラミックファイバは、化学的安定性にも優れていることから、ゴミを燃焼した場合に発生するダイオキシン等の物質による侵蝕にも強い。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２の発明によれば、耐火断熱性筒体を金属製筒体の内面に挿着し金属製筒体の内面に当接配置している。このため、金属製筒体に耐火断熱性筒体を挿入しただけの簡単な構造であっても、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体に触れることはなく、また内壁を形成する耐火断熱性筒体によって外壁をなす金属製筒体が高温に曝されにくいことから、煙突の耐火断熱性は確保され長寿命となる。
また、耐火断熱性筒体をあらかじめ成形してあることから、燃焼炉製造現場での作業は、金属製筒体に耐火断熱性筒体を挿入するのみでよく、耐火断熱性筒体を形成するための時間を省き、製造期間を短く抑えることが可能である。
また、金属製筒体内に支持金具を設けたり、型を挿入する必要が無いことから、形成できる煙突の内径を小さくすることができる。
また、あらかじめ成形された耐火断熱性筒体と金属製筒体とを別々に運搬することが可能であることから、運搬の労力を軽減することができる。
また、金属製筒体と耐火断熱性筒体とが密接していることから、耐火断熱性筒体に振動や揺れなどの外力が加わっても、金属製筒体の支持力により耐火断熱性筒体の剛性は確保される。
【００３０】
また、耐火断熱性筒体は、耐火断熱布を内壁筒体に捲着して形成されており、耐火断熱性筒体の外周面は弾力性を有し、耐火断熱性筒体をスムーズに金属製筒体に挿入することができる。また、金属製筒体の内部にあっては、耐火断熱布が拡径するため、金属製筒体と耐火断熱性筒体とがより強固に密接し、金属製筒体により耐火断熱性筒体のより大きな剛性が確保されることになる。
【００３１】
さらに、耐火断熱布の裾部により内壁筒体の端面を被包した複数の耐火断熱性筒体を、裾部同士が密接するように連接配置している。このため、複数の耐火断熱性筒体を金属製筒体に挿入配置した場合であっても、耐火断熱性筒体同士の隙間はなく、高温の燃焼ガスが直接金属製筒体に触れることがなく金属製筒体は傷みにくい。
【００３２】
請求項３の発明によれば、耐火断熱材料として、セラミックファイバを使用していることから、耐火断熱性筒体は特に耐火断熱性に優れると共に、耐火断熱性筒体自体は長時間高温に曝されても変質劣化しにくく長寿命である。
【００３３】
請求項４の発明によれば、耐火断熱性繊維として、セラミックファイバを使用していることから、耐火断熱性筒体は特に耐火断熱性に優れると共に、耐火断熱性筒体自体は長時間高温に曝されても変質劣化しにくく長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる陶芸窯の一例を示す正面図である。
【図２】  図１の部分断面図である。
【図３】  図２のII部拡大断面図である。
【図４】  図１のＩ部拡大断面図である。
【図５】  図１の煙突の部分断面図である。
【図６】  本発明に係る耐火断熱性筒体の組立方法を示す説明図である。
【図７】  本発明に係る煙突の製造方法を示す説明図である。
【図８】  本発明に係わる煙突の他の製造方法を示す説明図である。
【図９】  従来の煙突の製造方法を示す断面図である。
【図１０】  従来の煙突の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・燃焼炉
２・・・・・・・・・・煙突
５・・・・・・・・・・陶芸窯
６・・・・・・・・・・バーナー
１０・・・・・・・・・熱シール材
１２・・・・・・・・・金属製筒体
２０・・・・・・・・・耐火断熱性筒体
２１・・・・・・・・・内壁筒体
２２・・・・・・・・・耐火断熱布
【図１】
0004228060.tif 000002
【図２】
0004228060.tif 000003
【図３】
0004228060.tif 000004
【図４】
0004228060.tif 000005
【図５】
0004228060.tif 000006
【図６】
0004228060.tif 000007
【図７】
0004228060.tif 000008
【図８】
0004228060.tif 000009
【図９】
0004228060.tif 000010
【図１０】
0004228060.tif 000011