JP2002022150A - 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壁の隣り合う水管と
水管とをつなぐフィンに既設された支持ボルトを用い
て、水管壁とその水管壁を保護する耐火耐熱ブロックと
の間に空隙を有する水管壁保護構造である。 【解決手段】 水管壁の隣り合う水管１０３ａと水管１
０３ｂとをつなぐフィン１０１に固定された支持ボルト
１０２または支持フック１３１へ環装する金属台座１２
１，１４１を有し、この金属台座１２１，１４１を介在
させ、支持ボルト１０２または支持フック１３１をもっ
て、耐火耐熱ブロック１０４，１３２を支持するように
してある。

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を保護する耐火耐熱構造の水管壁保
護構造に係り、特に、水管壁との間に空隙を設けた状態
で耐火耐熱ブロックを配置した水管壁保護構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉では、内部で塩基性の腐食性ガス
が発生するので、炉内部に配置される水管をこの腐食性
ガスから保護するための構造が必要とされる。

【０００３】このような構造として、例えば、特許第２
９８６９１７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１０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
同士をつなぐフィン２とからなる水管構造を保護するた
めの耐火耐熱ブロック３（以下、これをブロックと称す
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
形してある。

【０００４】また、フィン２と接触し、かつ溝部４，４
の間であるブロック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をフィン２に接触
させ固定する構造としてある。この構造では、山部５の
頂上部６がフィン２に接触し、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などによって、ブロック３がフィン
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とが直接接触していないの
で、水管１の熱膨張に起因するブロック１の破損の問題
が解決される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示す構造では、ブロックの山部をせり上げた形状とし
なければならないために、ブロックの成形時に下記のよ
うな問題が発生する。一般に当該技術に用いられる耐火
ブロックの成形は、耐火セラミックス材料の粉体を型に
入れ圧力を加えることで行われる。

【０００７】この際、図１０に示すような特に山部をせ
り上げたような形状では、圧力を加えた際にせり上げた
部分（先細りした部分）に特に密に粉体が充填される状
態となってしまい、ブロック全体の密度の均一性に大き
なバラツキが生じてしまう。

【０００８】このことは、ブロックの熱伝導の不均一性
や耐食性の低下の要因となる。また、部分的に強度が弱
くなったり、クラックが発生し易くなる要因ともなる。
本発明は、水管壁と耐火耐熱ブロックとの間に互いに力
が及ぼし合わない空隙を有する水管壁保護構造におい
て、上述したような耐火耐熱ブロックの成形時の不都合
がなく、また、取付け精度を確保できる構造を提供する
ことを課題とする。

【０００９】

【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であって、前記水管壁の隣り合
う水管と水管とをつなぐフィンに既設された支持ボルト
または支持フックへ環装する金属台座を有し、前記金属
台座を介在させ、前記支持ボルトまたは支持フックでも
って前記耐火耐熱ブロックを支持することを特徴とす
る。

【００１０】第２の発明は、金属台座は、フィンに溶接
され固定されていることを特徴とする。

【００１１】第３の発明は、金属台座は、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から第３の発明によると、金属台
座を環装させた支持ボルトまたは支持フックでもって、
水管壁に耐火耐熱ブロックを支持させる。これにより、
耐火耐熱ブロックが水管壁から持ち上げられた状態とな
り、水管壁と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を構築すること
ができる。

【００１３】また、水管壁側やブロック側に寸法の狂い
があっても金属台座の寸法を調整することで、正確な取
付け寸法精度を確保することができる。そして、金属台
座によって水管壁と耐火耐熱ブロックとの間に隙間が確
保されるので、耐火耐熱ブロックの山部を特にせり上げ
た構造とする必要がなく、耐火耐熱ブロックの成形時に
おける不都合が回避される。

【００１４】加えて、第２の発明によると、金属台座が
フィンに溶接によって固定されるので、ブロックの固定
作業をより簡単に行うことができる。さらに第３の発明
によると、金属台座はフィンと同じ炭素鋼であるから、
その溶接部の信頼性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図１は、支持ボルトを設けた水管壁の一
例を示す概略斜視図、図２は、本発明に用いる耐火耐熱
ブロックと金属台座との一例を示す斜視図、図３は、同
金属台座の例を示す斜視図、図４は、同金属台座の使用
状態の一例を示す横断面図、図５は、同縦断面図、図６
は、支持フックを設けた水管壁の一例を示す概略斜視
図、図７は、本発明に用いる耐火耐熱ブロックと金属台
座との他例を示す斜視図、図８は、同金属台座の例を示
す斜視図、図９は、同金属台座の使用状態の一例を示す
横断面図、図１０は、同縦断面図である。

【００１６】最初に、第１実施形態としてボルトタイプ
の例を説明する。図１は、フィンに支持ボルトが溶接さ
れている水管壁を示す図面であり、そのフィン１０１に
は、支持ボルト１０２，１０２，…が複数溶接されてい
る。また、複数の水管１０３ａ，１０３ｂ，…がフィン
１０１につながれている。

【００１７】図２には、本発明に使用する耐火耐熱ブロ
ック（以下、単にブロックと称する）１０４の一例が示
されている。このブロック１０４は、表面に水管１０３
ａ，１０３ｂを抱え込めるような断面形状が半円弧状の
溝部１０５が２つ形成され、この溝部１０５，１０５と
の間に山部１０６が設けられている。この図示では、山
部１０６は、前後両端部まで延出しているが、前後両端
部まで延びている必要はなく、中途で途切れていて山部
１０６より低くても構わない。

【００１８】そして、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が設けてある。この凹部１０８
は、円形状或いは角形状など任意な形状にできる。ま
た、ブロック１０４の左右両端部に前記山部１０６と同
じ高さの突条部１０９，１０９が形成されている。

【００１９】この図２に示すブロック１０４は、図１に
示す水管１０３ａ，１０３ｂとをつなぐ上記フィン１０
１に、次に説明する金属台座１２１を介在させて取付け
られる。

【００２０】図２及び図３に示すように、金属台座１２
１は、所定の厚みを有する筒状の金具からなる。形状と
しては、平面形状が円形や四角形、六角形などの角形状
の任意な中空体を挙げることがきる。図３（ａ）は平面
形状が円形状をなす金属台座１２１、図３（ｂ）は平面
形状が四角形状の金属台座１２１ａ、図３（ｃ）は平面
形状が六角形状の１２１ｂをそれぞれ示している。この
金属台座１２１は、フィン１０１と同じ炭素鋼で構成す
ることが好ましい。また、その中空穴１２２は、単なる
中空でもよいが、雌ネジを設けた雌ネジ部としてもよ
い。

【００２１】ここで、金属台座１２１の使用例を説明す
る。まず、図１に示すような状態において、支持ボルト
１０２に金属台座１２１の中空穴１２２を通し、金属台
座１２１を支持ボルト１０２に環装させる。そして、こ
の金属台座１２１の上面側をフィン１０１に当接して溶
接を施し、金属台座１２１とフィン１０１とを固定す
る。なお、金属台座１２１ａ，１２１ｂを使用する場合
も実質的に同じであるから、その説明を省略する。ま
た、上記するように、金属台座１２１の中空穴１２２に
雌ネジ部を設けた場合には、支持ボルト１０２のねじ部
と螺合し合うことより、金属台座１２１が容易に離脱し
たり、損失しないなどの利点がある。

【００２２】次に、図２に示す耐火耐熱ブロック１０４
を取付け、図４に示す状態を得る。まず、耐火耐熱ブロ
ック１０４の取付け面に耐火モルタルを多めに塗る。そ
して、溝部１０５，１０５が、水管１０３ａ，１０３ｂ
を抱え込むように、支持ボルト１０２へブロック１０４
のボルト穴１０７を通して、ブロック１０４を取付け
る。さらに、凹部１０８内で支持ボルト１０２をナット
１１１で締付ける。こうして図４に示す状態が得られ
る。図４では、ナット１１１はキャップ１１５で塞が
れ、凹部１０８には耐火モルタル１１６が充填されてい
る。

【００２３】図３に示すように、金属台座１２１の底面
１２３の直径Ｌを山部１０６の横幅ｌより大きめに形成
することにより、使用時にブロック１０４における山部
１０６の頂上面１１０より金属台座１２１の底面１２３
が左右両端部から突出させるようにすることが好まし
い。このように形成することにより、ブロック１０４の
頂上面１１０が金属台座１２１に対して安定して当接さ
れる。

【００２４】金属台座１２１を介在することによって、
図４及び図５に示すようにブロック１０４の山部１０６
とフィン１０１とが、直接接触しない空隙１１２が形成
される。さらに、水管１０３ａ，１０３ｂとブロック１
０４の溝部１０５，１０５との間にも空隙１１３が形成
される。この空隙１１３が存在することで、水管１０３
ａ，１０３ｂが熱膨張してブロック１０４に力が加わ
り、ブロック１０４が破損してしまうことが防止され
る。なお、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。

【００２５】また、金属台座１２１を、フィン１０１と
同じ炭素鋼で構成すると、両者同じ炭素鋼のために両者
の溶接部の信頼性の向上が図れる。

【００２６】上記凹部１０８には、ナット１１１を覆う
ようにセラミックス製のキャップ１１５が被嵌してあ
り、この凹部１０８とキャップ１１５との隙間には、耐
火モルタル１１６が充填されている。このキャップ１１
５は、支持ボルト１０２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１１５は、ブロック１０
４と同じ材質で構成されている。

【００２７】キャップ１１５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１１５以外にブロック１０４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。

【００２８】以上のように、支持ボルト１０２に対し
て、複数の水管１０３ａ，１０３ｂ，…をブロック１０
４，１０４，…により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、炉内側の高温ガスが水管
１０３ａ，１０３ｂ，…に直接に触れず、水管１０３
ａ，１０３ｂ，…が腐食ガスから保護された構造が実現
される。

【００２９】第２実施形態としてフックタイプの例を説
明する。なお、この例において上述する第１実施形態と
同じ構成は、同じ符号を用いて説明する。図６は、フィ
ンに支持フックが溶接されている水管壁を示す図面であ
り、そのフィン１０１には、支持フック１３１，１３
１，…が溶接されている。また、複数の水管１０３ａ，
１０３ｂ，…がフィン１０１につながれている。

【００３０】そして、図７には、本発明に使用する耐火
耐熱ブロック１３２（以下、単にブロックと称する）の
他例が示されている。このブロック１３２は、第１実施
形態のブロック１０４と若干異なる構成になっている。
つまり、表面に水管１０３ａ，１０３ｂを抱え込めるよ
うな断面形状が半円弧状の溝部１０５が２つ形成され、
この溝部１０５，１０５との間に山部１０６が設けられ
ている構成は同じである。さらに、図示では、山部１０
６は、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山部１０６より低く
ても構わないこと、ブロック１３２の両端部に前記山部
１０６と同じ高さの突条部１０９，１０９が形成されて
いることは同じ構造である。

【００３１】第１実施形態と異なる構成は、上記支持フ
ック１３１，１３１，…に対応させて、ブロック１３２
の山部１０６の中央部に角状のフック穴１３３が穿設し
てあことである。そして、図７に示すブロック１３２
は、図６の水管１０３ａ，１０３ｂとをつなぐフィン１
０１に、次に説明する金属台座１４１を介在させて取付
けられている。

【００３２】図７及び図８に示すように、金属台座１４
１は、延出片１４２，１４２の間に切込み部１４３を設
けた所定の厚みを有するコ型状の金具で構成されてい
る。図８（ａ）は、切込み部１４３の基端部１４４の切
欠断面が垂直面１４５をなす金属台座１４１であり、図
８（ｂ）は、その基端部１４４の切欠断面が傾斜面１４
６をなす金属台座１４１ａをそれぞれ示している。この
金属台座１４１及び１４１ａは、フィン１０１と同じ炭
素鋼で構成することが好ましい。

【００３３】次に、金属台座１４１の使用例を説明す
る。図６に示すような状態において、支持フック１３１
に金属台座１４１の切込み部１４３を上方から通し、金
属台座１４１を支持フック１３１に環装させる。そし
て、この金属台座１４１の上面側をフィン１０１に当接
して溶接を施し、金属台座１４１とフィン１０１とを固
定する。なお、金属台座１４１ａを使用する場合も実質
的に同じであるから、その説明を省略する。

【００３４】その後、図７に示すブロック１３２を取付
け、図９及び図１０に示す状態を得る。まず、ブロック
１３２の取付け面に耐火モルタルを多めに塗る。そし
て、溝部１０５，１０５が、水管１０３ａ，１０３ｂを
抱え込むように、支持フック１３１へブロック１３２の
ブロック穴１３３を係合して、ブロック１３２を取付け
る。こうして図９及び図１０に示す状態が得られる。

【００３５】なお、図９に示すように、第１実施形態と
同様に、この例においても金属台座１４１の横幅を山部
１０６の横幅より大きめに形成することにより、使用時
にブロック１３２における山部１０６の頂上面１１０よ
り金属台座１４１の底面１４７が左右両端部から突出さ
せるようにすることが好ましい。

【００３６】このようにして金属台座１４１を介在する
ことによって、図９及び図１０に示すようにブロック１
３２の山部１０６とフィン１０１とが直接接触しない空
隙１１２が形成されることは、上述の第１実施形態と同
様である。また、水管１０３ａ，１０３ｂとブロック１
３２の溝部１０５，１０５との間にも空隙１１３が形成
される。この空隙１１３が存在することで、水管１０３
ａ，１０３ｂが熱膨張してもブロック１３２に力が加わ
り、ブロック１３２が破損してしまうことが防止される
ことも同様である。なお、空隙１１２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。

【００３７】以上構成の第２実施形態にあっては、支持
フック１３１に対し、複数の水管１０３ａ，１０３ｂ，
…をブロック１３２，１３２，…により保護した水管壁
保護構造が得られる。この実施形態の構造では、第１実
施形態と同様に、炉内側の高温ガスが水管１０３ａ，１
０３ｂ，…に直接に触れず、腐食ガスから保護される構
造が実現される。

【００３８】

【発明の効果】本発明を採用することで、次のような効
果が得られる。 支持ボルトまたは支持フックに金属台座を介在させ
て、耐火耐熱ブロックを取付けることで、耐火耐熱ブロ
ックの山部を特にせり上げた構造としなくても、水管と
耐火耐熱ブロックとの間に互いに空隙を有する水管壁保
護構造ができる。 金属台座は、極めて簡易な構成であり、安価に提供
できる。 金属台座は、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】支持ボルトを設けた水管壁の一例を示す概略斜
視図。

【図２】本発明に用いる耐火耐熱ブロックと金属台座と
の一例を示す斜視図。

【図３】同金属台座の例を示す斜視図であり、図３
（ａ）は第１例、図３（ｂ）は第２例、図３（ｃ）は第
３例をそれぞれ示す。

【図４】同金属台座の使用状態の一例を示す横断面図。

【図５】同縦断面図。

【図６】支持フックを設けた水管壁の一例を示す概略斜
視図。

【図７】本発明に用いる耐火耐熱ブロックと金属台座と
の他例を示す斜視図。

【図８】同金属台座の例を示す斜視図であり、図８
（ａ）は第１例、図８（ｂ）は第２例をそれぞれ示す。

【図９】同金属台座の使用状態の一例を示す横断面図。

【図１０】同縦断面図。

【図１１】従来例の説明図。

【符号の説明】

１０１ フィン １０２ 支持ボルト １０３ａ，１０３ｂ 水管 １０４，１３２ 耐火耐熱ブロック １２１，１４１ 金属台座

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 原 智彦 静岡県浜松市新都田１−８−１ ニチアス 株式会社浜松研究所内 (72)発明者 伊藤 泰男 静岡県浜松市新都田１−８−１ ニチアス 株式会社浜松研究所内 Ｆターム(参考） 4K051 AB03 HA12 HA14 KA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内部に配置される水管壁と、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であって、 前記水管壁の隣り合う水管と水管とをつなぐフィンに固
   定された支持ボルトまたは支持フックへ環装する金属台
   座を有し、 前記金属台座を介在させ、前記支持ボルトまたは支持フ
   ックでもって前記耐火耐熱ブロックを支持することを特
   徴とする水管壁保護構造。
2. 【請求項２】 金属台座は、フィンに溶接され固定され
   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】 金属台座は、炭素鋼を使用していること
   を特徴とする請求項１又は２記載の水管壁保護構造。