JP2001336734A - 水管壁保護構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉内部に配置される水管をフィンでつないだ
水管壁と水管壁を保護する耐火耐熱ブロックとの間に互
いに力を及ぼし合わない空隙を有する水管壁保護構造の
提供にある。 【解決手段】 水管１０１と水管１０２との間に嵌合す
る基部１２３に直角度を備えたボルト部１２２を設けた
金属台座１２１を有し、前記基部１２３が前記フィン１
１１と固定し、前記ボルト部１２２が前記耐火耐熱ブロ
ック１０３に設けられたボルト穴１０７に挿通してナッ
ト１１５により固定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉などの炉内
部に配置される水管壁を保護する耐火耐熱構造の水管壁
保護構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉などの炉内部に配置される水管を
炉内の高温ガスから保護するための構造には、各種のも
のが知られている。特に、焼却炉では炉内で塩気性の腐
食ガスが発生するので、一般に金属で構成される水管が
炉内雰囲気に直接触れることは好ましくない。そのた
め、耐火性のセラミックスタイルなどを水管の炉内側に
配置し、水管が炉内雰囲気に触れないようになってい
る。

【０００３】このような構造として、特許第２９８６９
１７号公報に開示されている水冷壁管ブロック構造が知
られている。これは、図５に示すように、複数並んで配
置された水管１，１と、隣り合う水管１，１同士をつな
ぐ薄膜部２とからなる水管構造に、この構造を保護する
ための耐火耐熱ブロック３（以下、単にブロックと称す
る）が取付けられ、このブロック３の一面に水管１の形
状に合わせて２つの半円弧状の溝部４，４がそれぞれ成
形されたものとなっている。

【０００４】また、薄膜部２と接触し、かつ溝部４，４
の間にあるブロック３の中央部に山部５をせり上げて高
くし、山部５の頂上部６でブロック３を薄膜部２に接触
させ固定する構造としてある。このため、この構造で
は、山部５以外では、水管１とブロック３とは直接接触
しない構造となっている。

【０００５】上記するブロック構造では、山部５におい
て図示省略のボルト或いはフックなどによって、ブロッ
ク３が薄膜部２に固定されている。この構造によれば、
水管１が熱膨張しても水管１とブロック３の半円弧状の
溝部４，４とが直接接触しないので、水管１の熱膨張に
起因するブロック１の破損の課題が解決される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなブ
ロック構造には、次のような課題がある。 ブロックを薄膜部に固定するためのボルトやフック
の取付け金具の取付け位置や取付け精度、正確な直角度
などが、その後に取付けるブロックの性能や耐久性に大
きく影響する。 水管壁は、一定間隔で配置された水管と水管同士を
つなぐ薄膜部とが交互に連続している壁を構成している
ため、凹凸面となっている。取付け金具を取付けるに
は、予め正確な罫書きが必要となるが、壁は凹凸面のた
め、作業性が悪く正確な罫書きが難しい。 取付け金具は、薄膜部に溶接により取付けるが、こ
の薄膜部は水管と水管とで囲まれた狭隘な部分であり、
比較的小さな取付け金具を溶接する際に位置ずれや溶接
による熱歪により垂直度がでないなど不具合が発生しや
すい。 水管とブロックの間の空隙を大きくとろうとする
と、ブロックの山部をよりせり上げた構造しなければな
らず、そうすると山部の頂上付近がより急峻で、さらに
その頂上部も幅が狭いものとなる。この結果、山部の強
度が低下し、ボルトなどで山部を薄膜部に固定した場合
に山部が破損してしまう問題が発生する。 取付け金具の材質は、炉内の腐食性ガスなどの環境
面から耐食性耐熱鋼が使用され、薄膜部は炭素鋼で作ら
れているため、この取付け金具は現場における異種金属
間の溶接となり、溶接部の強度など品質面での不安があ
る。 ブロックの成形は、セラミック原料粉体を型に入
れ、圧力を加えることで行われるのであるが、山部をせ
り上げた構造では、ブロックの成形時に、山部に原料粉
体が特に密に充填され、ブロック内部の均一性が損なわ
れてしまう。

【０００７】本発明は、上述したような課題を解決する
ものであり、その目的は、炉内部に配置される水管をフ
ィンでつないだ水管壁と、水管壁を保護する耐火耐熱ブ
ロックとの間に互いに力を及ぼし合わない空隙を有する
水管壁保護構造において、ボルト部と一体化した金属台
座を構成して、溶接部の信頼性や事前の罫書き作業を省
いて、ボルトの正確な取付け位置、取付け精度などが確
保できる耐火耐熱構造の水管壁保護構造を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
炉内部に配置される水管をフィンでつないだ水管壁と、
その水管壁を保護する耐火耐熱ブロックとの間に互いに
力を及ぼし合わない空隙を有する水管壁保護構造におい
て、水管と水管との間に嵌合する基部に直角度を備える
ボルト部を設けた金属台座を有し、前記基部が前記フィ
ンに固定され、前記ボルト部が前記耐火耐熱ブロックに
設けられたボルト穴に挿通してナットにより固定されて
いることを特徴とする。

【０００９】第２の発明は、基部の下端面の両側辺が、
それぞれ隣り合う水管に当接することを特徴とする。

【００１０】第３の発明は、基部の下端面の両側辺のよ
って、金属台座とそれぞれ隣り合う水管との位置関係が
決められていることを特徴とする。

【００１１】また、第４の発明は、ボルト部は耐食耐熱
鋼を使用し、基部は炭素鋼を使用していることを特徴と
する。

【００１２】

【作用】本発明の第１の発明によると、金属台座を水管
壁のフィンに固定する際、金属台座の基部が水管と水管
との間に嵌合されるために、金属台座に備えられたボル
ト部の位置もこれに合わせて自動的に定まる。従って、
水管壁のフィンにボルトを取付ける場合に、事前の罫書
きをしなくてもその取付け位置及び取付け精度などが正
確に確保できる。また、水管壁と耐火耐熱ブロックとの
間に金属台座を介することにより、水管と耐火耐熱ブロ
ックとが接触しない構造を構成できる。さらに、金属台
座とフィンとの接触面積を大きくすることができるの
で、ボルトの垂直性を簡単確実に高い再現性で実現する
ことができる。

【００１３】第２の発明によると、金属台座の基部の下
端面の両側辺が、それぞれ隣り合う水管に当接すること
により、前記基部が水管と水管との間に嵌合される。こ
のため、金属台座の取付け位置を簡単かつ正確に決める
ことができる。

【００１４】第３の発明によると、金属台座の下端面の
両側辺を利用して、金属台座とそれぞれ隣り合う水管と
の位置関係を決めることができるので、ブロックの水管
壁への取付けを簡単かつ正確に行うことができる。

【００１５】さらに、第４の発明によると、ボルト部の
耐食性を高めることができ、また、基部はフィンと同じ
炭素鋼とすることで、金属台座とフィンとの溶接部の信
頼性を高めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
により説明する。図１は、本発明に用いる一例のブロッ
クと金属台座とを示す斜視図、図２は、金属台座を示す
斜視図、図３は、金属台座の使用状態を示す横断面図、
図４は、同縦断面図である。

【００１７】図において、水管１０１及び１０２と、こ
れら水管１０１，１０２を保護する耐火耐熱ブロック１
０３（以下、ブロックと称する）の一例が示されてい
る。

【００１８】このブロック１０３は、表面に水管１０
１，１０２を抱え込めるような断面形状が半円弧状の溝
部１０４，１０５と、この溝部１０４，１０５との間に
山部１０６とを有している。図は、この山部１０６は、
前後両端部まで延出しているが、両端部まで延びている
必要はなく、中途で途切れていても構わない。また、こ
の山部１０６の中央部には、その表裏面に通じるボルト
穴１０７が穿設してあり、裏面側に径大な凹部１０８を
設けてある。この凹部１０８は、円形状或いは角形状な
ど任意な形状としてある。また、ブロック１０３の左右
両端部に前記山部１０６と同じ高さの突条部１０９が形
成されている。

【００１９】そして、水管１０１，１０２をつなぐフィ
ン１１１に、次に説明する金属台座１２１が溶接などで
固定されている。金属台座１２１のボルト部１２２がブ
ロック１０３のボルト穴１０７に固定されることで、フ
ィン１１１にブロック１０３が金属台座１２１を介して
取付けられる。

【００２０】金属台座１２１は、図２に示すように、断
面截頭角錐形状の基部１２３に直角度を備えるボルト部
１２２が設けてある。この例では、側辺１２４を長くす
ることで金属台座１２１をブロック１０３の山部１０６
に取付けたときに、その取付け状態の安定化を図ってい
る。しかし側辺１２４と、基辺１２５と同じ程度の長さ
にしてもよい。

【００２１】上記金属台座１２１の側辺１２４は、図３
に示すように、使用時にブロック１０３における山部１
０６の頂上面１１０の左右両端部から突出させ、左右両
側辺１２４，１２４を水管１０１，１０２に当接させて
いる。こうすることにより、金属台座１２１が水管１０
１，１０２の間に嵌合される。そして、金属台座１２１
のフィン１１１に対する取付け位置が定まり、同時に金
属台座１２１に備えられたボルト部１２２の位置もこれ
に合わせて自動的に定まる。従って、水管壁のフィン１
１１にボルトを取付ける場合に、事前の罫書きをしなく
てもその取付け位置及び取付け精度などが正確に確保で
きる。

【００２２】この保護構造では、金属台座１２１によっ
て山部１０６とフィン１１１との間に空隙１１２が形成
され、さらに、水管１０１，１０２とブロック１０３と
の間にも空隙１１３が形成される。このため、水管１０
１，１０２の熱膨張の影響がブロック１０３に及ばない
構造にできる。この空隙１１２及び１１３には、ある程
度の柔軟性を有する耐火モルタル１１４が充填されてい
る。

【００２３】金属台座１２１の基部１２３は、フィン１
１１と同じ炭素鋼で構成することが好ましく、また、ボ
ルト部１２２は、耐食耐熱鋼で構成することが好まし
い。こうすると、基部１２３をフィン１１１に溶接する
場合、同じ炭素鋼のために溶接部の向上が図れる。ま
た、ボルト部１２２を炉内の腐食性ガスなどの環境面に
強い材質とすることで、ボルト部１２２によるブロック
１０３の固定構造の信頼性を高めることができる。

【００２４】上記凹部１０８には、ナット１１５を覆う
ようにセラミックス製のキャップ１１６が被嵌してあ
り、この凹部１０８とキャップ１１６との空隙には、耐
火モルタル１１７が充填されている。このキャップ１１
６は、ボルト部１２２が火炎や溶融スラグ、その他腐食
性の高音ガスに曝されて腐食してしまうことを防ぐ機能
がある。なお、このキャップ１１６は、ブロック１０３
と同じ材質で構成されている。

【００２５】キャップ１１６には、熱酸化法によって形
成した酸化膜がその表面に形成されており、耐食性の向
上が図られている。この熱酸化法は、空気中で試料を１
２００℃程度で加熱することで、その表面に酸化膜を形
成するものである。なお、酸化膜を形成する他に、コロ
イダルシリカや珪素ソーダ、或いはエチルシリケートを
表面に塗布することで同様な効果を得られる。また、キ
ャップ１１６以外にブロック１０３の表面全体に同様な
処理を施しても耐食性の向上が図れる。

【００２６】以上のように複数の水管１０１，１０２，
…をブロック１０３，１０３，…によって保護した水管
壁保護構造が得られる。この実施形態の構造では、炉内
側の腐食性ガスが水管１０１，１０２に直接に触れず、
水管１０１，１０２が保護された構造が実現される。な
お、金属台座１２１の左右両側辺１２４，１２４を水管
１０１，１０２との間に多少の空隙があるような寸法関
係としてもよい。このような構造としても水管に対する
金属台座の位置合わせを金属台座の側辺を利用して簡単
に行うことができる。

【００２７】本発明によれば、水管１０１，１０２とブ
ロック１０３との間の空隙１１３が金属台座１２１によ
って獲得されるので、前記空隙１１３を形成するために
ブロック１０３の山部１０６をせり上げ鋭い形状とする
必要がなく、山部１０６が破損しやすくなること回避で
きる。図では、ブロック１０３を水管１０１，１０２に
長手方向に並べて位置する構造は示されていないが、水
管１０１，１０２に長手方向においては、金属台座１２
１間に位置スペンサーを配置することで、水管１０１，
１０２の長手方向における位置決めも正確に行うことが
できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明を採用することで、本発明には、
次のような効果がある。 ボルト部を設けた金属台座の一体化を図ったことに
より、予め工場などで正確に精密な金属台座を作製でき
る。 水管壁の形状に沿って金属台座を取り付けることが
でき、事前の罫書きをしなくても正確な取付け位置や取
付け精度が確保できる。また、水管壁に対するボルトの
垂直性を確保できる。 金属台座の基部は、溶接するフィンと同じ材質の金
属材で構成することにより、その溶接部の信頼性が向上
できる。 水管の長手方向への金属台座の取付けピッチも、金
属台座の間に一定のスペーサーなどを仮置きすることに
より、正確に取付けることができる。 耐火耐熱ブロックの山部をせり上げる必要がないの
で、山部が破損しにくい構造にできる。 耐火耐熱ブロックの山部をせり上げた構造としなく
てもよいので、ブロック成形時に山部の密度が特に高く
なってしまう不都合が回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる一例のブロックと金属台座とを
示す斜視図。

【図２】金属台座を示す斜視図。

【図３】金属台座の使用状態を示す横断面図。

【図４】同縦断面図。

【図５】従来例の説明図。

【符号の説明】

１０１，１０２ 水管 １０３ 耐火耐熱ブロック １０７ ボルト穴 １１１ フィン １１５ ナット １２１ 金属台座 １２２ ボルト部 １２３ 基部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 昌孝 東京都港区芝大門１丁目１番26号 ニチア ス株式会社内 Ｆターム(参考） 4K051 AA00 AB03 HA09 HA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内部に配置される水管をフィンでつな
   いだ水管壁と、その水管壁を保護する耐火耐熱ブロック
   との間に互いに力を及ぼし合わない空隙を有する水管壁
   保護構造において、 水管と水管との間に嵌合する基部に直角度を備えるボル
   ト部を設けた金属台座を有し、 前記基部が前記フィンに固定され、 前記ボルト部が前記耐火耐熱ブロックに設けられたボル
   ト穴に挿通してナットにより固定されていること特徴と
   する水管壁保護構造。
2. 【請求項２】 基部の下端面の両側辺が、それぞれ隣り
   合う水管に当接していることを特徴とする請求項１記載
   の水管壁保護構造。
3. 【請求項３】 基部の下端面の両側辺によって、金属台
   座とそれぞれ隣り合う水管との位置関係が決められてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の水管壁保護構
   造。
4. 【請求項４】 ボルト部は耐食耐熱鋼を使用し、基部は
   炭素鋼を使用していることを特徴とする請求項１，２又
   は３記載の水管壁保護構造。