JP2011208825A

JP2011208825A - 炉の断熱構造

Info

Publication number: JP2011208825A
Application number: JP2010074510A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Teranishi; 健寺西
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】炉体の外表面と外気との間を遮断し、炉の熱効率を向上させることが可能な断熱構造を提供する。
【解決手段】被処理物を供給し加熱処理する際に炉体２２の外表面が１３０℃以下の温度になる炉２０であって、前記外表面に断熱材２３が取り付けられており、前記断熱材２３は板状の部材であって、板状の断熱芯材と、該断熱芯材の表面および裏面に貼り付けられた不燃紙とを備えた部材からなり、鋼板で形成した炉体２２表面の略全体を覆うように磁石によって取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱炉又は乾燥炉等の炉の断熱構造に関する。

従来より、熱効率を向上させて省エネ化を図ったり、被処理物の乾燥処理時間を短縮して作業効率を高めたりするために、加熱炉又は乾燥炉等の炉体に断熱材を配する炉の構造が広く知られており、例えば下記特許文献１に開示された断熱構造が提案されている。

図６は、特許文献１に示す乾燥炉の断熱構造を示しており、この図に示すように乾燥炉の炉体１は、側板Ａ、天井板Ｂ及び底板Ｃとを備えた構成とされている。

側板Ａは、両側端縁をＣ型鋼フレーム２、２で被覆した断熱ユニット３を複数連設し、その内面側に金属製被覆板４を固定するとともに外側面に山形鋼５、５を介して金属製被覆板６を固定したものである。
断熱ユニット３と金属製被覆板６との間には空気層７が形成されている。

天井板Ｂ及び底板Ｃは、上記と同一構成の断熱ユニット３を被覆連設し、それぞれの内外面に金属製被覆板４、８を固定したものである。
この炉体１は、断熱ユニット３及び空気層７により該炉体１の内外の熱伝導を遮断するようにしたものである。

特開平８−１７８５３１号公報

しかしながら、上記の断熱構造を有する炉体１は、側板Ａにおいては炉体１内で加熱された内側の金属製被覆板４の温度がフレーム２、山形鋼５を通じて外側の金属製被覆板６に伝達され、天井板Ｂ、底板Ｃにおいては、加熱された内側の金属製被覆板４の温度がフレーム２を通じて外側の金属製被覆板８に伝達されるため、外側の被覆板６、８から熱が放出されることにより熱効率が十分に得られないという問題があった。

また、炉体１の外表面に熱が伝わって高温になっている時には、該稼働中の乾燥炉の周辺で作業をする作業者が炉体１に触れないように作業をするように留意する必要があるため、作業を集中して行い難いという問題があった。

また、炉体１の外表面が高温になり熱が周囲に放出されることによって、該炉体１を設置した室内が高温となり、夏季には特に、室内の作業環境が悪くなるとともに、室内温を下げるための冷房等による費用が嵩むという問題があった。

また更に、断熱ユニット３の劣化により断熱構造の補修が必要となった場合に、断熱ユニット３の取替え作業が大掛かりとなり、補修に時間と費用が嵩むという問題があった。

本発明に係る炉の断熱構造は、上記した課題を解決するべく、下記の手段を提供している。
すなわち、請求項１に係る炉の断熱構造は、被処理物を供給し加熱処理する際に炉体の外表面が１３０℃以下の温度になる炉であって、前記外表面に断熱材が取り付けられていることを特徴とする。

本発明による炉の断熱構造によれば、上記した解決手段によって下記の効果を奏する。
すなわち、請求項１に係る炉の断熱構造によれば、断熱材が炉体の外表面と外気との間を遮断するため、炉の熱効率を向上させることが可能となるという効果を奏する。

また、断熱材が炉体の外表面に配されることによって、断熱材の外表面が高温にならないため、作業者が炉の周辺において作業を安心して行い易くなるという効果を奏する。

また、炉体の外表面に達した熱を外表面に配した断熱材で遮断し、炉の周囲に放出させることを抑制するため、炉を稼動している室内の温度上昇を抑えて作業環境を良好に維持することが可能となるとともに、室内温の調整のための冷房費用等を低減することができるという効果が得られる。

また更に、外表面に断熱材を配する構造であるため、断熱構造の施工が簡便で、補修にも便利であるという効果を奏する。

は、本発明の一実施形態として示した炉の一部を分解して示した斜視図である。は、本発明の一実施形態として示した炉の概略構成図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態として示した炉の断熱材の取付構造を示す断面図である。は、本発明の別の実施形態として示した炉の断熱材の取付構造を示す断面図である。は、本発明の更に別の実施形態として示した炉の断熱材の取付構造を示す図である。は、従来の断熱構造を示す要部の断面図である。

以下、本発明に係る炉の断熱構造の実施形態について、乾燥炉に本発明を適用した場合を例として、図を参照して説明する。
図１は、本発明を適用した乾燥炉２０の一部を分解して示した斜視図である。
この図に示すように、乾燥炉２０は、炉体２２の外表面に断熱材２３が略隙間なく配された構成とされている。

乾燥炉２０は、乾燥食品（例えば、干し椎茸）に加工する野菜等又は液体に溶解された古紙を固めて成形される紙容器（例えば、卵包装用パッケージ）等の被処理物２４（図２に示す）を乾燥する際に使用される連続式の搬送型乾燥炉である。

乾燥炉２０の炉体２２は、側板２５、天井板２６、及び図２に示す底板２７を備えて構成されたものであり、これらの側板２５、天井板２６、底板２７は鋼板により形成されたものである。

この炉体２２には、図２に示すように、被処理物２４を投入する投入口２８、炉体２２内に熱風を送風する熱風発生装置２９、被処理物２４の取出口３０、炉体２２内を流れ湿気を帯びた熱風を再び熱風発生装置２９に送り込んで循環させる循環ダクト３１、及び外気を取り入れる吸気口３２が設けられており、炉体２２の内部には、上下３段に形成されたベルトコンベア３３が炉体２２の長手方向に被処理物２４を搬送し得るように備えられている。

最上段のベルトコンベア３３ａの被処理物２４を搬送する始端部の上方には、被処理物２４を投入する投入口２８が天井板２６から突出して形成されており、最下段のベルトコンベア３３ｃの被処理物２４を搬送する終端側には該被処理物２４を取り出す取出口３０が側板２５から突出するように形成されている。

熱風発生装置２９は、炉体２２の天井板２６上に設置されており、該熱風発生装置２９から発生する高温の熱風を炉体２２内に吹き込む送風管３４を介して炉体２２と連通している。

循環ダクトは３１、一方が炉体２２の下部において炉体２２内と連通するように設けられ、他方が熱風発生装置２９に連通するように設けられており、該循環ダクト３１から循環し余熱を有した空気を再度加熱し、熱を有効利用できるように形成されている。

炉体２２の側板２５には、ベルトコンベア３３によって炉体２２内を搬送される被処理物２４の状態を側方から視認することができるように、図１に示すように、監視窓４０が設けられている。

また、側板２５は、一定間隔ごとに、必要に応じて乾燥途中の被処理物２４を取り出したり炉体２２内を清掃したりすることができるように、外面に取っ手４１を設けた扉部４２を有する構成とされている。

炉体２２、熱風発生装置２９、及び循環ダクト３１の外表面には複数の断熱材２３が取り付けられている。

断熱材２３は、板状の部材であり、図３（ａ）に示すように、炉体２２に当接する取付面２３ａ側の角部には凹所４３が形成され、該凹所４３に嵌入可能な形状をした薄板状の磁石４４が不図示の耐熱両面テープにより貼着固定されている。
この断熱材２３は、炉体２２が鋼板により形成されていることから、磁石４４を炉体２２の表面に吸着させて取り付けることができるようにしたものである。

断熱材２３は、炉体２２の側板２５においては、図１に示す監視窓４０や取っ手４１、その他図１に示す循環ダクト３１が形成された部分を避けるように開口又は切欠して形成され、天井板２６や底板２７においても炉体２２に設けられた各部を避けて板面に取り付けられている。

また、断熱材２３は、炉体２２に設けられた熱風発生装置２９等の各部にも取り付けられるように、それぞれの形状に沿う外形となるように形成されており、取付面２３ａ側に備えられた磁石４４により、乾燥炉２０の鋼板に取り付けられ、乾燥炉２０の略全体を覆うように取り付けられている。

この断熱材２３は、板状の断熱芯材と、該断熱芯材の表面及び裏面に貼り付けられた不燃紙とを備えた部材である。
断熱材２３の断熱芯材の材質としては、フェノール樹脂発泡体を用いることが好ましく、該フェノール樹脂発泡体以外には、ポリウレタンフォーム、押出発泡ポリスチレンフォーム、ビーズ法ポリスチレンフォーム、メラミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂の発泡体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂の発泡体を用いることが可能であり、更にその他には、グラスウールやロックウール等の繊維材等を用いることが出来る。また、断熱芯材の厚さは１０ｍｍ〜１００ｍｍとするのが望ましい。

本発明で使用される好ましいフェノール樹脂のタイプは、レゾール樹脂である。レゾール樹脂は、フェノール、又はクレゾール、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェニールフェノール、レゾルシノール等のフェノール化合物と、ホルムアルデヒド、フルフラール、アセトアルデヒド等のアルデヒドとの、触媒量の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、又はトリメチルアミンやトリエチルアミン等の脂肪族アミンの存在下での化学反応によって得ることができる。これらの化学薬品は、通常は標準的なレゾール樹脂製造において使用されるものであってよく、本発明は、ここで記載された化学薬品に限定されるものではない。

フェノールとアルデヒドとのモル比は、特に限定されず、好ましくはフェノール：アルデヒド＝１：１〜１：３、より好ましくは１：１．５〜１：２．５、特に好ましくは１：１．６〜１：２．１である。

フェノール樹脂の好ましい重量平均分子量は、４００〜３，０００であり、より好ましくは７００〜２，０００である。数平均分子量は、好ましくは１５０〜１，０００であり、より好ましくは３００〜７００である。

発泡剤は、特に限定されず、炭素数１〜８の脂肪族炭化水素、炭素数１〜８の塩素化脂肪族炭化水素、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン等の弗素化炭化水素化合物（代替フロン）、トリクロロモノフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン等の塩弗素化炭化水素化合物、イソプロピルエーテル等のエーテル化合物、窒素、アルゴン、炭酸ガス、空気等が単独で又は２種以上の混合物で使用される。

発泡剤の中でも、得られる発泡体が低熱伝導率でありかつ地球温暖化の潜在的危険性が小さいことから、炭素数２〜７の脂肪族炭化水素と炭素数２〜６の塩素化脂肪族炭化水素が単独で又は２種以上の混合物で好ましく用いられ、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭素数３〜６の脂肪族炭化水素とジクロロエタン、プロピルクロリド、イソプロピルクロリド、ブチルクロリド、イソブチルクロリド、ペンチルクロリド、イソペンチルクロリド等の炭素数２〜５の塩素化脂肪族炭化水素の２種以上の混合物が、特に好ましい。

発泡剤の量は、フェノール樹脂の１００重量部当り１〜２０重量部であり、より好ましくはフェノール樹脂の１００重量部当り３〜１０重量部である。

フェノール樹脂の重合を開始させるために使用される硬化剤は、硫酸、リン酸等の無機酸、ベンゼンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ナフトールスルホン酸、フェノールスルホン酸等の有機酸が用いられ、ベンゼンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ナフトールスルホン酸及びフェノールスルホン酸が好ましく、特にパラトルエンスルホン酸およびキシレンスルホン酸が好適である。

これらの硬化剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。その使用量は、硬化剤の種類にもよるが、フェノール樹脂１００重量部当たり、通常５〜２５重量部、好ましくは７〜２２重量部の範囲であり、より好ましくは１０〜２０重量部の範囲である。

断熱材２３の不燃紙としては、アルミ箔の他に、ノンアスベストの天然鉱物である含水ケイ酸マグネシウムを主成分とする無機質原紙や、水酸化アルミニウムを含有する紙等が用いられる。また、不燃紙の厚さは、０．００６ｍｍ〜０．３ｍｍであることが望ましい。

上記の乾燥炉２０の断熱構造の構築方法としては、例えば、縦及び横寸法を９１０ｍｍ×１８２０ｍｍとし、厚み寸法を１０〜９０ｍｍとする断熱材２３を複数枚用意し、図１に示すように、炉体２２の側板２５、天井板２６、及び循環ダクト３１等、断熱材２３を貼着することができる各板面の形状に合わせて断熱材２３を裁断する。この際、側板２５において監視窓４０及び取っ手４１等が形成された部分においては、当該部分を開口部又は切欠を形成する。
そして、図３に示す断熱材２３の磁石４４を備えた取付面２３ａを炉体２２外表面に当接させるようにして、断熱材２３の貼り付けが可能な炉体２２の外表面に隙間なく貼着させることにより、乾燥炉２０の断熱構造が完成する。

このように、本発明を適用した乾燥炉２０の断熱構造によれば、断熱材２３を炉体２２の内部から熱が伝導しやすい箇所を含めて略全体に被覆することが可能であるため、乾燥炉２０の表面と外気との間を遮断することができ、乾燥炉２０の熱効率を向上させることが可能となるという効果が得られる。

また、断熱材２３が炉体２２の外表面に配されているため、断熱材２３の外表面が高温にはならず、乾燥炉２０の周辺で、作業者が作業を安心して行い易くなるという効果が得られる。

また、炉体２２の外表面に伝導された熱を断熱材２３で遮断し、乾燥炉２０の周囲に放出させることを抑制するため、乾燥炉２０を稼動している室内の温度上昇を抑えて作業環境を良好に維持することが可能となるとともに、室内温の調整のための冷房費用等を低減することができるという効果が得られる。

また更に、磁石４４を用いて断熱材２３を炉体２２の外表面に取り付ける構造としているため、乾燥炉２０の断熱構造の施工が簡便で、かつ、側板２５の扉部４２を開閉する際には断熱材２３を簡単に取り外すことができるため、乾燥炉２０の全体を断熱材２３で略隙間なく覆うことができ、乾燥炉２０の取り扱い時及び乾燥炉２０の断熱構造の補修時においても断熱材２３を容易に取り扱うことが可能であるという効果が得られる。また、乾燥炉２０の断熱構造の部分的な補修にも適しているという利点がある。

また、断熱材２３の着脱が自在でかつ簡便であるため、乾燥炉２０の断熱構造の補修のための時間と費用を低減することができるという効果が得られる。

また、断熱材２３として板状のフェノール樹脂発泡体を使用することにより、高い断熱性能を得て熱効率を向上することができるとともに、断熱材２３の厚みを抑えて乾燥炉２０を設置した室内空間を確保することができるという効果が得られる。

また、断熱材２３の軽量化を図ることができるため、断熱材２３の施工現場への持ち運び及び施工が簡便となって効率よく施工作業をすることができ、施工作業の簡便化により施工費用の低減が図れるという効果を奏し、更には乾燥炉２０の固定荷重の軽減を図ることができるという効果が得られる。

上記の実施形態において、断熱材２３は、薄板状に形成された磁石４４を凹所４３に嵌合させた構成とされているが、断熱材２３の乾燥炉２０からの取り外し時を考慮して、図３（ｂ）に示すように、磁石４４に不燃性繊維材料からなる棒状の把持部４５を突設させ断熱材２３の外表面から該把持部４５を突出させた構成としても良い。

このような構成とすることによって、把持部４５を通じて磁石４４を直接に引っ張って乾燥炉２０から断熱材２３を容易に取り外すことが可能となり、磁石４４が凹所４３から抜け取れたり、磁石４４周辺に応力が掛かって断熱材２３を損傷させたりすることを防止することができるという効果が得られる。

また、図３（ｂ）に示すように、厚み寸法が凹所４３よりも僅かに厚い磁石４４を嵌合させた断熱材２３を炉体２２の外表面に取り付けるか、或いは凹所４３のない断熱材２３の取付面２３ａに磁石４４を取り付けた断熱材２３を、二点鎖線で示すように炉体２２の外表面に取り付け、乾燥炉２０の断熱構造を取付面２３ａと炉体２２の外表面との間に空気層Ｐを形成した構成としてもよい。
このような構成とすることで、該空気層Ｐと断熱材２３とによってより高い断熱効果が得られる。

また、上記のように磁石４４を使用する方法の他、断熱材２３の乾燥炉２０への取り付け手段として、図４に示すように、炉体２２の外表面と断熱材２３の取付面２３ａの互いに対向する位置に、耐熱テープにより面ファスナ４６、４７を取り付けることも可能である。
このような貼着手段とすることにより、断熱材２３の着脱が自在でかつ簡便であり、乾燥炉２０の断熱構造の補修のための時間と費用を低減することができるという効果を奏する。

または、断熱材２３の炉体２２への取り付け手段として、図５に示すように、炉体２２の外表面に乾燥炉２０の一部を構成する部材として係合凸部４８を形成する取付部材を固定するとともに、断熱材２３に係合凹部５０を形成し、これら係合凸部４８と係合凹部５０とを嵌合させることにより取り付けるようにしてもよい。

この場合、係合凸部４８を弾性変形可能な合成樹脂材料で形成し、係合凸部４８に先端に向けて互いに接近する傾斜面５１、５１を有する突起５２、５２を形成するとともに、すり割り間隙５３を形成しておく。

また、断熱材２３の係合凹部５０は奥部に前記係合凸部４８の突起５２、５２を係合させる段部５４、５４を有する構成とする。
そして、断熱材２３を取り付ける際には、係合凸部４８の突起５２、５２を有する壁部を互いに弾性変形させて係合凹部５０内に挿入し、前記壁部を弾性復帰させて突起５２、５２を段部５４、５４に係合させる。

かくして、この取付手段においては、断熱材２３を乾燥炉２０の堅固に取り付けることができる。

また、本発明の別の実施形態として、板状に形成された断熱材２３を合成樹脂性又は金属製の枠体内に組み込み、枠体を乾燥炉２０の表面に取り付ける構成としてもよい。
この際、枠体を乾燥炉２０に取り付ける手段としては、上述した図３（ａ）、（ｂ）に示す手段のほか螺子止め手段を用いることもできる。

２０断熱構造を適用した乾燥炉
２２炉体
２３断熱材
２４被処理物
４４磁石
４６面ファスナ
４７面ファスナ
４８係合凸部
５０係合凹部

Claims

被処理物を供給し加熱処理する際に炉体の外表面が１３０℃以下の温度になる炉であって、
前記外表面に断熱材が取り付けられていることを特徴とする炉の断熱構造。