JP2002295802A - 耐火タイルの固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のボルト式固定タイル構成の課題であ
るボルトの腐食防止と、フック式固定タイル構成の課題
であるフックからの外れを防止すること。 【解決手段】 所定数の耐火タイル１３０からなるフッ
ク式固定タイル構成の炉壁構造１５０，１５１，…にお
いて、規則的或いは不規則的にボルト式固定タイル構成
の耐火タイル１１０を連続・不連続に介在させる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉などの内壁
に配置させる耐火タイルの固定構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ダイオキシンの発生防止や焼却物
を完全に溶融させる目的から焼却温度を１０００℃以上
というような高温に設定した焼却方法が採用されてい
る。

【０００３】したがって、焼却炉の内壁は、高温に曝さ
れる。また、炉の内壁は、高温の腐食性ガスに曝され
る。

【０００４】他方、炉内で発性する燃焼エネルギーを有
効利用するために、炉内壁に水管を配置し、焼却炉内で
発生した熱で水蒸気を作り、タービンを駆動させて発電
する。または温水を作り、その熱を地域冷暖房や温水プ
ールに利用するシステムが採用されている。

【０００５】水管は、一般に金属で構成されているの
で、腐食され易い。特に、高温では腐食が進行し易い。
そのため、熱伝導性の良好なセラミックスタイルで水管
を保護することが行われている。

【０００６】特開平８−５０１２２９号公報には、図１
３に示すような耐火タイル１を水管壁２に保持させるボ
ルト３で固定する構造が開示されている。この水管壁２
は、所定の間隔をもって配置された複数の金属製の水管
５と隣り合う水管５をつなぐ金属構成の壁で構成されて
いる構造体である。

【０００７】また、特開２０００−１７１００１号公報
には、図１４に示すような水管壁２から突出した保持用
のフック６に耐火タイル１を係止させることで、耐火タ
イル１を水管壁２に配置する構造が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平８−５０１
２２９号に示すものは、耐火タイル１を水管壁２にボル
ト３でもって固定する従来の構造であり、この構造は、
耐火タイル１の水管壁２への固定する力が大きいという
優位性がある。

【０００９】しかし、ボルト３やナット４が腐食性のガ
スによって腐食されて、耐火タイル１が落下脱落する問
題がある。

【００１０】この問題を回避するために、ナット４をは
め込む凹部７にセラミック製のキャップ８を取付け防護
する処置が施されている。しかし、この構造では、風圧
や振動によって、キャップ８が脱落することがあり、根
本的な解決策とはなっていなかった。

【００１１】上記図１４に示すものは、従来から使用さ
れている耐火タイル１を水管壁２に設けられたフック６
に引っ掛けて保持させる構造である。

【００１２】この構造は、フック６が炉内雰囲気から完
全に遮断されるので、フック６が腐食してしまう問題は
少ない。しかし、耐火タイル１がフック６に引っ掛かか
っているだけなので、その固定する力はボルト式に比較
すれば小さい。そのため、長期の使用において、耐火タ
イル１の酸化膨張や熱膨張に起因して、耐火タイル１が
フック６からせり上がり、脱落してしまう危険性があ
る。

【００１３】本来は、これらの膨張を吸収するため目地
部にセラミックファイバー質耐火物が充填されている。
しかし、長時間に亘り高温に晒されたり、ＮａＣＬ，Ｋ
ＣＬなどの外来のアルカリ成分とファイバーが反応して
硬化し、弾性力が低下することがある。その結果、耐火
タイル１に各膨張が加わると、迫り出しや浮き上がり現
象を招き脱落の危険性が高まる。

【００１４】耐火タイル１の１枚１枚は、熱膨張及び酸
化膨張により、僅かであるが膨張する。この場合、炉が
大きいと、耐火タイル１は一般に縦・横に数１０枚以上
並べて配置されているが、この膨張によって次のような
問題が発生する。

【００１５】まず、縦に並べられたフック式の耐火タイ
ル１における問題を説明する。この場合、１枚１枚の膨
張が小さくても、上方の耐火タイル１は、各タイルの膨
張を積算した寸法だけ上方に押し上げられることになる
ので、その変位は大きなものとなり、フック６から耐火
タイル１から外れるてしまう状態となり易い。

【００１６】また、隣り合う耐火タイル１は、焼却を行
う際にクリンカーと呼ばれる焼却灰の飛翔が付着し、こ
れが固化するので、相互に結合された状態となり易い。
しかも、前述のごとく所謂目地材が固化することでも、
このような状態となり易い。

【００１７】そして、このような個々の耐火タイル１が
結合した状態において、上述したように上方の耐火タイ
ル１がフックから外れ落ちると、壁が崩れるように炉を
構成する多数の耐火タイル１，１，…が一緒に外れ落ち
てしまう可能性が生じる。

【００１８】一方、水平方向に横に並んだフック式の耐
火タイル１においては、耐火タイル１の膨張によって、
中央付近の耐火タイル１が両側から押され、迫り出され
てしまうことにより、フック６から外れ易くなるし、こ
の場合も多数枚が一緒に外れてしまう可能性が高まる。

【００１９】この膨張の起因する問題は、全ての耐火タ
イル１の固定方法をボルト式のものに変更すれば解決さ
れるが、ボルト固定式のものは部品点数が増え、施工コ
ストが高いという問題がある。また、上記したボルト３
とナット４の固定部の腐食による問題は依然として残
り、耐火タイル１が脱落し易いという問題は解決されな
い。

【００２０】本発明は、上述したような問題を解決する
ことを課題とするものである。即ち、ボルト固定式の耐
火タイル１におけるボルト３とナット４の腐食の解決
と、フック固定式の耐火タイル１の膨張によりフック６
から耐火タイル１が外れてしまうという問題とを共に、
解決課題とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
水管壁に固定される耐火タイルであって、前記水管壁に
は、水平方向から上方に向かって傾斜状にボルトが起立
され、前記耐火タイルには、水管壁を保持する側の山部
にボルトと略同じ傾斜状にボルト用の穴が形成され、前
記ボルト用の穴には、水管壁の裏面に通じるボルトに螺
合するナットを案内でき、且つボルトと略同じ傾斜状に
凹部が形成され、前記ボルトをボルト用の穴に貫通さ
せ、凹部内でナットをボルトに螺合させることで耐火タ
イルは水管壁に固定され、前記凹部には、ボルト及びナ
ットを封入するためのキャップが嵌合されていることを
特徴とする。

【００２２】第２の発明は、ボルト用の穴及びこれに通
じる凹部は、円形或いは角形に形成されていることを特
徴とする。

【００２３】第３の発明は、水管壁に傾斜状に起立させ
たフックを介して耐火タイルを保持させるフック式固定
タイル構成と、水管壁に起立させたボルトを介して耐火
タイルを保持させるボルト式固定タイル構成とを併用し
た炉壁構造であって、縦及び横方向において、複数併設
させたフック式固定タイル構成の耐火タイルの両端或い
は上下にボルト式固定タイル構成の耐火タイルが介在さ
せ配置されていることを特徴とする。

【００２４】第４の発明は、介在させるボルト式固定タ
イル構成の耐火タイルは、規則或いは不規則に配置され
ていることを特徴とする。

【００２５】第５の発明は、ボルト式固定タイル構成の
耐火タイルは、請求項１又は２記載の固定構造を有する
ことを特徴とする。

【００２６】

【作用】第１及び第２の発明によれば、保持用のボルト
が斜め上方に起立しているので、耐火タイルの凹部に嵌
め込むキャップもまた斜め上方から嵌合することにな
り、その脱落が防止される。また、万一キャップが凹部
から外れてしまっても、耐火タイルが水管壁から外れに
くい構造となる。

【００２７】第３及び第４の発明によれば、多数枚のフ
ック式固定タイル構成の耐火タイルが配置された構造に
おいて、その耐火タイルの膨張により、上方向に並べら
れたものはその上方の耐火タイルが、また、横方向に並
べられたものはその中央の耐火タイルが、それぞれ外れ
てしまうことが防止される。

【００２８】この構造では、フック式固定タイル構成の
耐火タイルが、所定枚数おきに配置されたボルト式固定
タイル構成の耐火タイルで挟まれる状態となるので、そ
の膨張による変位が抑えられ、フックからフック式固定
タイル構成の耐火タイルが外れてしまうこと自体が避け
られる。

【００２９】例えば、横に並んで配置されたフック式固
定タイル構成の耐火タイルを５枚或いは１０枚おきにボ
ルト式固定タイル構成のものを配置することで、耐火タ
イルの膨張に起因する中央のフック式固定タイル構成の
耐火タイルのせり出しが抑えられ、その脱落が防止され
る。これは、横に並んで配置されたフック式固定タイル
構成の耐火タイルの数が少なければ、それぞれのタイル
における膨張の積算値も小さく、中央のフック式固定タ
イル構成の耐火タイルのせり出しも小さなものとなるか
らである。また、同様な構造をフック式固定タイル構成
の耐火タイルを縦に並べて配置した場合は、縦に並んだ
フック式固定タイル構成の耐火タイルの積算膨張寸法が
小さなものとなるので、最上部のフック式固定タイル構
成の耐火タイルがフックから外れてしまうことが防止さ
れる。

【００３０】第５の発明によれば、従来のボルト式固定
タイル構成の上述する課題が解決されるので、低コスト
であるというフック式固定タイル構成の優位性が活かさ
れ、さらに、このボルト式固定タイル構成のみの耐火タ
イルからなる炉壁構造における耐火タイルの脱落のない
構造が得られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面を
参照して説明する。図１は、ボルトを配した水管壁の一
例を示す概略斜視図、図２は、本発明に用いるボルト式
固定タイル構成の耐火タイルと金属台座の例を示す斜視
図、図３は、水管と耐火タイル及びナットとキャップを
示す説明図、図４は、図２の耐火タイルを用いた使用状
態を示す縦断面図、図５は、同横断面図、図６は、フッ
クを配した水管壁の一例を示す概略斜視図、図７は、本
発明に用いるフック式固定タイル構成の耐火タイルと金
属台座の例を示す斜視図、図８は、図７の耐火タイルを
用いた使用状態を示す縦断面図、図９は、同横断面図、
図１０は、本発明のボルト式固定タイル構成の耐火タイ
ルを規則的に配置した炉壁構造の例を示す説明図、図１
１は、同耐火タイルを不規則的に配置した炉壁構造の例
を示す説明図、図１２は、同耐火タイルを不規則的に配
置した炉壁構造の他例を示す説明図である。

【００３２】図１は、ボルトを配した水管壁の例を示す
概略斜視図であり、その水管壁１００には、後記する耐
火タイルをそれぞれ保持させる所定数のボルト１０１，
１０１，…が溶接により固定され、また、複数の水管１
０２ａ，１０２ｂ，…が、フィン１０３につながれてい
る。図示のように、このボルト１０１は、傾斜状態に形
成され、その傾きは、水平面となす角度が１０〜６０度
程度から任意な角度を選択できる。

【００３３】この角度が小さいと、後記するキャップが
外れ易く、また、この角度が大き過ぎると、耐火タイル
を水管壁１００に取り付け難くなり、好ましくない。そ
のため、上記するように、その角度が１０〜６０度程度
の範囲内であることが好ましい。

【００３４】上記ボルト１０１に取り付け保持させる耐
火タイル１１０は、図２と図３に図示した通の炉壁構造
を構成できる。この耐火タイル１１０には、表面に水管
１０２ａ，１０２ｂを抱え込めるように断面形状が、半
円弧状の溝部１１１が２個形成され、この溝部１１１，
１１１との間に溝部１１１に沿った山部１１２が設けら
れている。この図示では、山部１１２は、前後両端部ま
で延びているが、両端部まで延びている必要はなく、途
中で途切れる形状や両端部は、この山部１１２より低い
高さであってもよい。また、耐火タイル１１０の上端面
及び下端面は、ボルト１０１の水平面となす角度と同様
な角度で水平面に対して傾斜している。これは、耐火タ
イル１１０を斜め上方から水管壁１００に取り付ける際
に、上下の耐火タイル１１０と接触しないようにするた
めである。

【００３５】また、この山部１１２の略中央部には、そ
の表面側に上記ボルト１０１の略同じ角度に形成させた
傾斜状のボルト用の穴１１３が穿設してあり、この穴１
１３に通じる径大な凹部１１４が、裏面側に同様に同じ
角度に傾斜状に形成されている。穴１１３と凹部１１４
とは、円形や角形など任意な形状に構成でき、耐火タイ
ル１１０の左右両端部に前記山部１１２と同じ高さの突
条部１１５，１１５が形成されている。なお、この耐火
タイル１１０の材質は、従来周知のＳｉＣ，Ｓｉ_３ Ｎ
_４を主成分とすることが好ましく、図示のように２連
構成に限定されず、例えば、３連以上に構成することが
できる。

【００３６】上記構成の耐火タイル１１０の使用例は、
水管壁１００のボルト１０１に耐火タイル１１０のボル
ト用の穴１１３を通す。この際、図２に示す炭素鋼製の
金属座金１２０をボルト１０１の基端部に配し、この金
属座金１２０とフィン１０３とを当接させて溶接を施
し、両者を固定させる。

【００３７】そして、耐火タイル１１０の溝部１１１，
１１１が水管１０２ａ，１０２ｂ，を抱え込むように保
持させ、凹部１１４内において、ボルト１０１の先端部
にナット１１６を螺合させ、締付けた後、凹部１１４を
セラミック製のキャップ１１７で塞ぎ、凹部１１４に耐
火モルタル１１８が充填されている。

【００３８】また、空隙１０５，１０６には、ある程度
の柔軟性を有する耐火モルタル１０７が充填されてお
り、上記金属座金１２０は、図示のように円形で、略中
央部にボルト用の穴１２１を設けてあるが、この形状に
限定されず、角形など任意な形状の厚みを有し、ボルト
用の穴１２１に代わって、後記するような切込み部とす
ることができる。

【００３９】なお、キャップ１１７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１２００℃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。この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が得られる。この
キャップ１１７以外に耐火タイル１１０の表面全体やそ
の一部に同様な処理を施しても耐食性の向上が図られ
る。

【００４０】図６〜図９は、異なる耐火タイル１３０を
示し、具体的には、フック式固定タイル構成の耐火タイ
ル１３０である。即ち、この耐火タイル１３０は、上記
耐火タイル１１０と同様な材質からなる構成であり、異
なる構成は、その略中央部の表側にフック用の角形の穴
１３１が形成されていることと、その金属座金１３２の
形状が、厚みのあるコ字形であり、切込み部１３３を形
成させてあることである。なお、金属座金１３２は、こ
の形状に限定されることはなく、上記の金属座金１２０
を代替できることは勿論である。

【００４１】上記構成の耐火タイル１３０の使用方法
は、図示の水管壁１４０に固定させた所定数の傾斜状の
フック１４１，１４１，…（その角度は、上記のボルト
角度と同様な傾きである）に耐火タイル１３０のフック
用の穴１３１を引っ掛けるように取り付けることによ
り、この耐火タイル１３０，１３０，…をフック１４１
を介して水管壁１４０に設置できる。そのため、その詳
しい説明は、上述の水管壁１００とフック１４１の取り
付け方が異なるだけであるため、上述した符号を付し
て、その構成を明らかにする。

【００４２】本発明の場合、上記する各耐火タイル１２
０及び１３０を水管壁１００などに適宜は配置すること
により、その目的とするボルト式固定タイル構成の課題
であるボルトの腐食防止と、フック式固定タイル構成の
課題であるフックからの外れを防止することである。

【００４３】即ち、図１０に示すように、フック式固定
タイル構成の耐火タイル１３０，１３０，…を複数個規
則的に配置させた炉壁構造１５０において、規則的に例
えば、縦及び横方向にそれぞれ４つおきの間隔を設けて
ボルト式固定タイル構成の耐火タイル１１０，１１０，
…を連続状に配置した例である。

【００４４】また、図１１の例は、フック式固定タイル
構成の耐火タイル１３０，１３０，…を複数個規則的に
配置させた炉壁構造１５１において、不規則的に例え
ば、４つおきの間隔を設けて斜めにボルト式固定タイル
構成の耐火タイル１１０，１１０，…を連続状に配置し
てある。

【００４５】図１２の例は、不規則的であることは図１
０と同様であるが、フック式固定タイル構成の耐火タイ
ル１３０，１３０，…を複数個規則的に配置させた炉壁
構造１５２において、不規則的に例えば、異なる位置か
ら４つおきの間隔を設けてボルト式固定タイル構成の耐
火タイル１１０，１１０，…を連続状に配置してある構
成になっている。

【００４６】これらの構造では、並べて配置されたフッ
ク式固定タイル構成の耐火タイルの両端がボルト式固定
タイル構成のもので固定されるので、膨張の変位は両端
のボルト式固定タイル構成の耐火タイルの間で制限され
る。本発明では、並べて配置されるフック式固定タイル
構成の耐火タイルの枚数は制限されているので、その総
膨張寸法は大したものとならず、フック式固定タイル構
成の耐火タイルの脱落が防止される。なお、並べて配置
されるフック式固定タイル構成の耐火タイルの数として
は、１０枚以下、好ましくは５枚以下がより効果的であ
るが、コストの問題もあり、通常１０〜１５枚が選択さ
れる。

【００４７】以上の構成からなる本発明の場合、上記す
る所定数の耐火タイル１３０からなるフック式固定タイ
ル構成の炉壁構造１５０，１５１，…において、規則的
或いは不規則的にボルト式固定タイル構成の耐火タイル
１１０を連続・不連続に介在させることにより、その目
的とするボルト式固定タイル構成の課題であるボルトの
腐食防止と、フック式固定タイル構成の課題であるフッ
クからの外れを防止することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上の構成により次の効果を
奏する。 保持用のボルトが斜め上方に固定されているので、
耐火タイルの凹部に嵌め込むキャップもまた斜め上方か
ら嵌合できる。このため、その脱落が防止でき、また、
万一キャップが凹部から外れても、耐火タイルが水管壁
から外れにくい。 所定数のフック式固定タイル構成の耐火タイルが配
置された構造では、その耐火タイルの膨張により、上方
向に並べられたものはその上方の耐火タイルが、また、
横方向に並べられたものはその中央の耐火タイルが、そ
れぞれ外れることが防止される。即ち、この構造では、
フック式固定タイル構成の耐火タイルが、所定枚数おき
に配置されたボルト式固定タイル構成の耐火タイルで挟
まれる状態となるので、その膨張による変位が抑えら
れ、フックからフック式固定タイル構成の耐火タイルが
外れてしまうことが防止できる。 従来のボルト式固定タイル構成の課題が解決される
ので、低コストであるフック式固定タイル構成の優位性
が保てる。 このボルト式固定タイル構成のみの耐火タイルから
なる炉壁構造における耐火タイルの脱落が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボルトを配した水管壁の一例を示す概略斜視
図。

【図２】本発明に用いるボルト式固定タイル構成の耐火
タイルと金属台座の例を示す斜視図。

【図３】水管と耐火タイル及びナットとキャップを示す
説明図。

【図４】図２の耐火タイルを用いた使用状態を示す縦断
面図。

【図５】同横断面図。

【図６】フックを配した水管壁の一例を示す概略説明
図。

【図７】本発明に用いるフック式固定タイル構成の耐火
タイルと金属台座の例を示す斜視図。

【図８】図６の耐火タイルを用いた使用状態を示す縦断
面図。

【図９】同横断面図。

【図１０】本発明のボルト式固定タイル構成の耐火タイ
ルを規則的に配置した炉壁構造の例を示す説明図。

【図１１】同耐火タイルを不規則的に配置した炉壁構造
の例を示す説明図。

【図１２】同耐火タイルを不規則的に配置した炉壁構造
の他例を示す説明図。

【図１３】従来例を示す例の縦断面図。

【図１４】従来例を示す他例の縦断面図。

【符号の説明】

１１０ ボルト式固定タイル構成の耐火タイル １３０ フック式固定タイル構成の耐火タイル １５０，１５１ 炉壁構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/44 Ｆ２３Ｇ 5/44 Ｄ Ｆ２３Ｍ 5/02 Ｆ２３Ｍ 5/02 5/04 5/04 5/08 5/08 Ａ Ｆ２７Ｄ 1/14 Ｆ２７Ｄ 1/14 Ａ (72)発明者 川口 昌孝 東京都港区芝大門一丁目１番26号 ニチア ス株式会社内 Ｆターム(参考） 3J001 FA02 GA07 GB01 HA02 HA07 HA08 JA08 JD24 JD32 JE01 KA26 3K065 AB01 FA02 FA06 FA11 FB01 FC03 FC04 FC06 4K051 AA00 AB03 KA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水管壁に固定される耐火タイルであっ
   て、 前記水管壁には、水平方向から上方に向かって傾斜状に
   ボルトが起立され、 前記耐火タイルには、水管壁を保持する側の山部にボル
   トと略同じ傾斜状にボルト用の穴が形成され、 前記ボルト用の穴には、水管壁の裏面に通じるボルトに
   螺合するナットを案内でき、且つボルトと略同じ傾斜状
   に凹部が形成され、 前記ボルトをボルト用の穴に貫通させ、凹部内でナット
   をボルトに螺合させることで耐火タイルは水管壁に固定
   され、 前記凹部には、ボルト及びナットを封入するためのキャ
   ップが嵌合されていることを特徴とする耐火タイルの固
   定構造。
2. 【請求項２】 ボルト用の穴及びこれに通じる凹部は、
   円形或いは角形に形成されていることを特徴とする請求
   項１記載の耐火タイルの固定構造。
3. 【請求項３】 水管壁に傾斜状に起立させたフックを介
   して耐火タイルを保持させるフック式固定タイル構成
   と、水管壁に起立させたボルトを介して耐火タイルを保
   持させるボルト式固定タイル構成とを併用した炉壁構造
   であって、 縦及び横方向において、複数併設させたフック式固定タ
   イル構成の耐火タイルの両端或いは上下にボルト式固定
   タイル構成の耐火タイルが介在させ配置されていること
   を特徴とする耐火タイルの固定構造。
4. 【請求項４】介在させるボルト式固定タイル構成の耐火
   タイルは、規則或いは不規則に配置されていることを特
   徴とする請求項３記載の耐火タイルの固定構造。
5. 【請求項５】ボルト式固定タイル構成の耐火タイルは、
   請求項１又は２記載の固定構造を有することを特徴とす
   る耐火タイルの固定構造。