JP2003207101A - 水管保護用耐火構造体及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温雰囲気下においても安定した耐久性を有
するとともに、耐火物の脱落が発生した場合においても
突然水管が露出して破損することのない水管保護用耐火
構造体及びその施工方法を提供する。 【解決手段】 水管壁２６の燃焼ガス側に配設される水
管保護用耐火構造体２５Ｂが、前記燃焼ガス側に位置す
る外層水管保護用構造体である耐火タイル１３と、該外
層水管保護用構造体と前記水管との間に介装される内層
水管保護用構造体である耐火キャスタブル１２とからな
る二層構造であり、かつ前記耐火キャスタブル１２と前
記耐火タイル１３との肉厚比を約２：１〜３：１、若し
くは前記キャスタブル肉厚と前記水管半径の比を１＋
α：１で前記αが約０．１〜０．３に設定するととも
に、前記水管１０にタイル係止フック１５ａを植設した
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、焼却炉やボイラ等
に配設される熱交換用水管壁を高温ガス雰囲気から保護
するための水管保護用耐火構造体及びその施工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉やボイラ等には、高温ガス雰
囲気の冷却、熱交換を目的として水管壁が配設されてい
るが、例えば焼却炉炉壁などのように高温ガス雰囲気に
加えて焼却灰の飛散による磨耗、腐食が著しい設置場所
などでは、耐火タイル、耐火キャスタブル等の耐火構造
体を炉内壁に周設して水管を保護している。従来の耐火
構造体は、図９に示されるように、水管壁の燃焼室側、
すなわち高温ガスが接触する側の水管１０にはスタッド
１４が植設されており、一方、水管壁の高温ガス側を覆
う耐火キャスタブル１２内にはスリーブ１９が埋設され
ており、前記スタッド１４とスリーブ１９とが嵌合して
前記耐火キャスタブル１２を保持している。

【０００３】前記耐火キャスタブル１２には、高熱伝導
性で化学的にも安定しているＳｉＣ質が用いられ、ま
た、前記スタッド１４にはステンレス性材料、前記スリ
ーブ１９にはセラミックス材料が用いられている。該ス
リーブ１９は、廃ガス腐食からの前記スタッド１４の保
護、及び該スタッド１４による耐火キャスタブルのき
裂、脱落を防止するために設けられている。尚、かかる
耐火キャスタブルを用いた耐火物の構築方法は、特開平
８−２１６８８号に開示されている。

【０００４】一方、ＳｉＣ等のセラミックス粉体を主原
料として加工成型した耐火タイルを前記水管壁に貼着す
る耐火構造体が特開２０００−１６７８１６に提案され
ている。図１０及び図１１に、かかる発明にて開示され
ている耐火タイルを用いた耐火構造体を示す。かかる構
成は、隣接する水管１０を結合するフィン１１に係止部
材１５ｄが植設されており、該係止部材１５ｄを介して
耐火タイル１３が水管１０の高温ガス側にモルタル２０
により固設されている。図１１の側面図に示されるよう
に、前記係止部材１５ｄはＬ型支持フックであり、該Ｌ
型支持フック１５ｄの取付穴を有する耐火タイルを上か
ら嵌合して支持させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記耐
火キャスタブルのように不定形耐火物を塗布又は吹付け
などにより水管壁に直接施工する耐火構造体は耐久性が
不安定であり数年で大規模な剥離、崩落が発生し、ま
た、外部で加工成型して製造した前記耐火タイルを用い
た耐火構造体では、タイル自体の耐久性は高いものの一
旦剥離すると直接水管が露出する惧れがあり、その結果
高温と腐食ガスにより水管が損傷してしまうという問題
がある。特に、炉出口温度が１０００℃程度であって炉
内温度が非常に高いストーカ式焼却炉に配設される場合
においては、前記耐火キャスタブルや耐火タイル等の耐
火構造体の支持部材と、該耐火構造体との熱膨張差によ
りき裂が生じることがあり該き裂から燃焼ガスが侵入し
て前記支持部材を腐食させてしまう。その結果該耐火物
の剥離、脱落が発生し易くなり、水管に穴が開いてしま
う惧れがある。

【０００６】本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、安
定した耐久性を有するとともに、耐火構造体の脱落が発
生した場合においても突然水管が露出して破損すること
がない耐火構造体で、該耐火構造体が接する燃焼ガスが
高温である場合においても、水管や支持部材を確実に保
護することのできる水管保護用耐火構造体及びその施工
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明はかかる
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、焼却炉
若しくはボイラ等の燃焼装置に設けられた水管壁の燃焼
ガス側に配設される水管保護用耐火構造体において、前
記耐火構造体が、前記燃焼ガス側に位置する外層水管保
護用構造体と、該外層水管保護用構造体と前記水管との
間に介装される内層水管保護用構造体とからなる二層構
造であり、前記外層水管保護用構造体と前記内層水管保
護用構造体とが異なる材質部材で形成されるとともに、
前記外層水管保護用構造体が耐火キャスタブル若しくは
耐火タイルであり、前記内層水管保護用構造体が肉盛形
成物、溶射形成物及び耐火キャスタブルより選択される
一の部材であることを特徴とする。

【０００８】かかる発明によれば、夫々が耐火機能を有
し、異なる性質、特徴を有する材質の水管保護用構造体
で前記水管を二層に覆うことにより、高温ガス雰囲気に
よる腐食、磨耗から確実に水管を保護することができ
る。前記耐火タイルは、固体密度が高く密度分布が均一
であるために耐久性が高く、前記耐火キャスタブルは、
施工が容易でかつ万が一脱落、崩落が生じても突然水管
が露出することがない。また、前記肉盛形成物及び溶射
形成物は、水管に近い熱膨張率であるためにき裂が入る
ことが殆どなく、確実に水管を保護することができる。

【０００９】これらの耐火物を次のように組合せること
ができる。例えば、耐火タイル−耐火キャスタブル、耐
火タイル−肉盛形成物、耐火タイル−溶射形成物、耐火
キャスタブル−肉盛形成物、耐火キャスタブル−溶射形
成物（外層水管保護用構造体−内層水管保護用構造体の
順）の組合せが挙げられる。これにより、前記従来技術
に挙げたような夫々の材料の欠点を、組合せた材料によ
り補うことができ、確実に水管を保護することができ
る。尚、前記耐火タイル及び耐火キャスタブルには、熱
交換効率を高くするために炭化ケイ素質、窒化ケイ素結
合炭化ケイ素質の材料を用いるのが好ましい。また、前
記肉盛形成物及び溶射形成物には、耐食性の高いニッケ
ルクロム、Ｎｉベース合金等の合金を用いるのが良い。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、前記耐火構
造体は、炉出口温度が約９００〜１２００℃のストーカ
式焼却炉に設けられた水管壁に配設されることを特徴と
する。また、請求項３記載の発明は、前記耐火構造体
は、炉内耐火物施工最上部である炉出口温度が約９００
〜１２００℃のストーカ式焼却炉に設けられた水管壁に
配設されることを特徴とする。なお、炉出口温度は一般
的には耐火物施工最上部における温度である。かかる発
明は、一般に広く普及しているストーカ式焼却炉におい
て、特に炉内を高温に設定された炉に配設したものであ
って、このように炉内が高温域である場合には、熱膨張
が著しく、水管に植設された支持部材と耐火構造体との
熱膨張差が大となりき裂が生じ易くなるため、従来使用
されていた一層型耐火構造体では耐火物が破損し易く、
水管に穴が開いてしまう。従って、前記したように二層
構造の耐火構造体を配設することによって、高温ガス雰
囲気においても確実に水管を保護することができる。

【００１１】さらに、請求項４記載の発明は、前記外層
水管保護用構造体が、複雑な形状を有する水管部位は耐
火キャスタブルで、略直線状の水管部位は耐火タイルで
形成されることを特徴とする。これによれば、例えばマ
ンホール部（作業員用出入口部）、空気供給口部若しく
は測定気類挿入口部等の水管壁の屈曲部や突設部には、
耐火タイルを使用せず不定形の耐火キャスタブルを使用
することで、複雑な形状を有する水管部位にも容易に耐
火物を施工することができる。

【００１２】さらにまた、請求項５記載の発明は、炉内
側壁下方に二次空気導入口が設けられたストーカ式焼却
炉に配設される水管保護用耐火構造体において、前記二
次空気導入口の周囲及びその下方に位置する水管壁に配
設される耐火構造体の外層水管保護用構造体が耐火キャ
スタブルで、前記内層水管保護用構造体が肉盛形成物若
しくは溶射形成物であることを特徴とする。

【００１３】前記ストーカ式焼却炉は、炉底部から供給
する一次空気と炉内側壁下方から供給する二次空気によ
り燃焼制御されており、該二次空気導入口、これの周辺
及びその下方側は複雑な水管構造が多くみられる。その
ため、耐火キャスタブル、肉盛形成物及び溶射形成物の
ように凹凸にも容易に施工可能な構造物を用いることで
施工コストを抑えることができる。また、前記二次空気
導入口付近は空気の吹き出しによる影響が大きく損傷が
激しいため内層水管保護用構造体に肉盛形成物若しくは
溶射形成物を使用することで水管を確実に保護すること
が可能となる。

【００１４】また、請求項６記載の発明は、前記水管壁
の少なくとも高熱負荷部位に配設される耐火構造体が、
前記外層水管保護用構造体は耐火タイルで、前記内層水
管保護用構造体は肉盛形成物若しくは溶射形成物で形成
されることを特徴とする。かかる発明によれば、耐熱性
の高い耐火タイルを高熱負荷部位に配設することで、高
熱負荷による劣化、損傷等を抑止できメンテナンス頻度
を低減することができ、運転コストを最小限に抑えるこ
とが可能となる。

【００１５】請求項７記載の発明は、前記外層水管保護
用構造体が耐火タイルである水管保護用耐火構造体であ
って、該耐火タイルを前記水管壁に固定する係止部材
が、該水管壁の水管部に設けられていることを特徴とす
る。このように、冷却水の流路である水管部に前記耐火
タイルを支持する前記係止部材を設けることにより、該
係止部材が冷却されているため熱による破損を生じる惧
れがない。また、前記支持部材を、Ｌ型フック等の係止
部材とすることで、タイル脱落を確実に防止できる。

【００１６】また、請求項８記載の発明は、前記耐火構
造体は、前記外層水管保護用構造体が耐火タイル、内層
水管保護用構造体が耐火キャスタブルであるとともに、
前記耐火キャスタブルと前記耐火タイルとの肉厚比が、
約２：１〜３：１となるように構成されることを特徴と
する。かかる発明によれば、前記耐火タイルと耐火キャ
スタブルとを組合せることにより、耐久性が向上すると
ともに、前記耐火タイルが突然脱落した場合においても
外層側に位置する耐火キャスタブルが水管を保護し、該
水管の露出を防ぐことができる。

【００１７】このとき、前記耐火キャスタブル肉厚を前
記肉厚比２：１より小さくすると、前記耐火タイルが脱
落した場合に、水管を被覆する耐火キャスタブルの最も
薄い箇所が十分な肉厚をもたず、直ぐに水管が露出して
しまう。一方、前記耐火キャスタブルの肉厚を前記肉厚
比３：１より大きくすると、水管による耐火タイルの冷
却効果が低くなり、該耐火タイル支持部材の耐久性が低
下してしまう。よって、前記肉厚比を約２：１〜３：１
とすることで、確実に水管を保護することができるとと
もに、支持部材の耐久性を向上させることができる。

【００１８】さらに、請求項９記載の発明は、前記耐火
構造体は、前記外層水管保護用構造体が耐火タイル、内
層水管保護用構造体が耐火キャスタブルであるととも
に、前記耐火キャスタブル肉厚と前記水管半径の比が、
１＋α：１となるように構成され、前記αが約０．１〜
０．３であることを特徴とする。かかる発明の比１＋
α：１（α＝約０．１〜０．３）は、前記請求項８記載
の発明と同様に、前記耐火タイルが脱落した場合におい
ても水管がすぐには露出せず、かつ前記耐火タイル支持
部材の冷却効果が高い値を示している。尚、前記耐火キ
ャスタブルの肉厚とは、前記水管同士を連結するフィン
から耐火キャスタブル表面までの肉厚をいう。

【００１９】さらに、前記耐火タイルと水管との間に耐
火キャスタブルを挟持させる構成としているため、該耐
火キャスタブル肉厚を調整することにより請求項１０記
載のように、前記耐火タイルを平板形状とすることが可
能となり、かかる構成とすることで、前記耐火タイルの
製造が容易となるとともに施工が簡単にでき、製造コス
ト、施工コストを安価にすることができる。

【００２０】請求項１１乃至１３は前記耐火構造体の施
工方法の発明であって、請求項１１記載の発明は、焼却
炉若しくはボイラ等の燃焼装置に設けられた水管壁の燃
焼ガス側に配設される水管保護用耐火構造体の施工方法
において、前記水管壁の燃焼ガス側に肉盛形成物、溶射
形成物及び耐火キャスタブルより選択される一の部材を
施工する内層水管保護用構造体施工工程と、前記内層水
管保護用構造体の表面に耐火キャスタブル及び耐火タイ
ルより選択される一の部材を施工する外層水管保護用構
造体施工工程と、からなり、前記内層水管保護用構造体
と外層水管保護用構造体とが異なる部材となるように前
記部材を夫々選択することを特徴とする。

【００２１】また、請求項１２記載の発明は、焼却炉若
しくはボイラ等に設けられた水管壁の燃焼ガス側に配設
される水管保護用耐火構造体の施工方法において、前記
水管壁の燃焼ガス側表面に耐火キャスタブルを施工する
工程と、該耐火キャスタブル表面にモルタル等の接着材
を施工しその後耐火タイルを施工する工程と、からなる
ことを特徴とする。また、請求項１３記載の発明は、前
記隣接する水管同士を連結するフィンに予め孔部を設け
ておき、前記耐火タイル施工工程後に、前記孔部から水
抜きをする工程と、該水抜きが終了した後に前記孔部を
塞ぐ工程とを設けたことを特徴とする。

【００２２】請求項１１乃至１３記載の発明は、請求項
１乃至１０記載の発明の耐火構造体を施工する場合であ
って、これらの発明によれば最初に不定形構造体を水管
に直接施工しているため、水管が凹凸を有していても施
工可能である。さらに、水管が屈曲部や突設部等のより
複雑な形状を有している場合には外層水管保護用構造体
を耐火キャスタブルとすることで、耐火タイルを複数種
類製造する必要がなく製造コストを抑えることができ
る。尚、請求項１２及び１３記載の発明は、外層水管保
護用構造体に耐火タイル、内層水管保護用構造体に耐火
キャスタブルを施工したもので、前記耐火キャスタブル
を耐火タイル若しくは肉盛形成物、溶射形成物の間に挟
持させたときに該耐火キャスタブルの水抜きを前記フィ
ンの孔部から行い、水抜きが終了した後に前記孔部を溶
接などにより塞ぐ。このように、予め前記フィンに孔部
を設けておくことにより容易に水抜きを行うことができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。図１は、本発明の実施形態に係る水管保護用
耐火物の第１実施例を示す断面図、図２は本発明の別の
実施形態である水管保護用耐火物の第２実施例を示す断
面図、図３、図５乃至図７は同様に本発明の第３乃至第
６実施例を示す断面図である。本実施形態において耐火
構造体を配設する水管は、一例としてストーカ式焼却炉
に設けられるものとする。さらに、かかるストーカ式焼
却炉は炉出口温度が約９００〜１２００℃の高温炉と
し、炉壁温度は８００℃程度まで上昇することがある。

【００２４】図１〜図７において、１０は水管、１６は
冷却水流路、１１は前記水管１０同士を水平方向あるい
は垂直方向に連結して補強するための平面状フィンで、
該水管１０及びフィン１１により水管壁２６を構成して
いる。１２は主としてＳｉＣからなる耐火キャスタブル
で、１３は同様にＳｉＣからなる耐火タイルである。前
記耐火キャスタブル１２は、例えば前記水管外周面にキ
ャスタブルを吹付けて硬化させる方法や、水管１０に対
向させて設けられた型枠にキャスタブルを鋳込み充填さ
せて硬化させた後に脱型して施工する方法により施工さ
れるのに対し、前記耐火タイル１３は、工場等でＳｉＣ
を主成分とする材料を型材に入れて加圧、焼結等の加工
成形を施して製造し、該成形された耐火タイル１３をモ
ルタルなどの接着材により壁面に施工する方法を採って
いる。尚、前記耐火タイル、耐火キャスタブルには、Ｓ
ｉＣのほかにＳＫ、Ｓｉ_３Ｎ_４等熱伝導性が高く耐久
性、耐食性の高い材料であれば特に限定されない。

【００２５】本発明における第１実施例の耐火構造体２
５Ａは、図１に示されるように水管１０外周の耐火キャ
スタブル１２を施工する側に、スタッド１４を複数本植
設し、該スタッド１４が約４５°間隔で２本突設された
水管１０と３本突設された水管１０とが交互に配列する
ように構成されている。このような配置とすることによ
り、耐火キャスタブル１２が脱落し難い構成となってい
る。前記スタッド１４は、水管１０との熱膨張差による
破損を防ぐために、該水管１０と同様の材料で形成する
ことが好ましい。また、図９に示したように、前記スタ
ッド１４にスリーブを嵌合させる構成としても良い。

【００２６】さらに、前記フィン１１には、ステンレス
製のタイル係止フック１５ａを溶接している。そして、
図１１に示した耐火タイル１３と同様に、凹部を設けた
タイル１３と該フック１５ａとを嵌合させて該タイル１
３を係止している。前記フィン１１には、予め孔部１１
ａが設けられており、耐火キャスタブル１２を充填し、
耐火タイル１３を前記タイル支持フック１５ａにより係
止し、固定した後に該孔部１１ａから水抜きを行うこと
ができるようになっている。そして、水抜きをした後に
該孔部１１ａを溶接などにより塞ぐことにより、前記水
管１０と耐火タイル１３との間に水が溜まる不具合を解
消でき、耐火構造物２５Ａを容易に施工できる。このと
き、孔部を耐火タイル１３側に設けて前記耐火キャスタ
ブル１２の水抜きをした後にモルタル等で塞いでも良
い。

【００２７】かかる第１実施例では、ストーカ式焼却炉
に配設されている水管１０の半径Ｒが約３８ｍｍのと
き、前記耐火キャスタブル１２と耐火タイル１３からな
る耐火構造体の肉厚Ｈａを約７０ｍｍ、前記耐火キャス
タブル１２の肉厚Ｈｋを約５０ｍｍ、前記耐火タイル１
３の肉厚Ｈｔを約２０ｍｍとしている。このように、前
記耐火キャスタブル１２の肉厚Ｈｋと前記耐火タイル１
３の肉厚Ｈｔとの比をＨｋ：Ｈｔ＝２：１〜３：１程
度、若しくは前記耐火キャスタブル１２の肉厚Ｈｋと前
記水管１０の半径Ｒの比をＨｋ：Ｒ＝１＋α：１程度と
なるように構成することで、前記耐火タイル１３が万が
一脱落した場合においても突然水管が露出することがな
く、また前記タイル係止フック１５ａの冷却効果が高く
なるため該フック１５ａの破損を防ぐことができる。

【００２８】また、図２に示す第２実施例の耐火構造体
２５Ｂでは、前記水管１０に第１実施例と同様の部材で
あるＬ型のタイル係止フック１５ａが植設されており、
前記フィン１１にはＹ型アンカ１７が植設されている。
他部位の構成は前記した第１実施例とほぼ同様の構成で
あるために説明を省略する。図４に、かかる第２実施例
のＡ−Ａ断面図を示している。１０は冷却水流路１６を
有する水管であり、該水管１０の炉内側に耐火キャスタ
ブル１２が水管外周を覆うように設けられている。さら
に、その上部に耐火タイル１３が配設されており、前記
Ｌ型フック１５ａと嵌合して係止されるとともにモルタ
ル２０により接着固定されている。

【００２９】また、図３には本実施形態の第３実施例で
ある耐火構造体２５Ｃが示されている。かかる第３実施
例の構成は、ほぼ第１、第２実施例と同様であるが、タ
イル支持フック１５ａ及びキャスタブル支持フック１５
ｂに同じＬ型フックを用いて部品数を少なくしている。
これらの実施例のように、耐火構造体を、前記耐火キャ
スタブル１２と耐火タイル１３との二層構造とすること
で、高温ガス雰囲気側に位置する前記耐火タイル１３が
突然脱落した場合においても水管側に位置する前記耐火
キャスタブル１２が水管を保護し、該水管の露出をほぼ
確実に防ぐことができる。

【００３０】さらに、前記タイル係止フック１５ａを水
管１０に植設することにより、温度が非常に高いストー
カ式焼却炉においても冷却効果が高まり該フック１５ａ
の耐久性の低下を防げる。尚、これらの実施例におい
て、前記耐火タイル１３を平板状に形成しても良く、こ
のようにすることで、該タイル１３の加工成型、及び施
工作業が容易に行え、コスト的にも安価に製造できる。
また、本実施例で使用した耐火タイル係止部材及び耐火
キャスタブル支持部材には、前記したＬ型フック、Ｙ型
アンカに限らず耐火物を支持、係止できる構造であれば
何れでも良く、どのような組合せで用いても良い。

【００３１】また、図５には、本実施形態の第５実施例
として水管１０の外周に溶射を施した耐火構造体２５Ｄ
を示している。かかる実施例は、水管１０を溶射形成物
１８ｂで包囲し、さらにその外周炉内側に耐火タイル１
２を配設した構成となっている。かかる溶射形成物の肉
厚は約０．１〜１．０ｍｍが好ましく、その材質には例
えば５０Ｎｉ−５０Ｃｒ合金などが挙げられる。さら
に、前記溶射形成物１８ｂのほかに肉盛形成物を用いて
も良く、この場合、肉盛肉厚は約１〜１０ｍｍが好まし
く、肉盛形成物材料としては、例えばインコネル等のニ
ッケルベース合金が適している。

【００３２】図６に示される本実施形態の第５実施例
は、水管１０の外周にニッケルベース合金で肉盛を行っ
た後に耐火キャスタブル１２を施工しており、かかる耐
火構造体２５Ｅは内層水管保護用構造体が肉盛形成物１
８ａ、外層水管保護用構造体が耐火キャスタブル１２と
いう構造となっている。また、図７に示される本実施形
態の第６実施例は、水管１０の外周にＮｉ−Ｃｒ溶射を
施しており、かかる耐火構造体２５Ｆは内層水管保護用
構造体が溶射形成物１８ｂ、外層水管保護用構造体が耐
火キャスタブル１２という構造となっている。

【００３３】かかる実施例５及び実施例６の耐火構造体
は、耐火キャスタブル１２を肉盛形成物１８ａ若しくは
溶射形成物１８ｂの表面に直接施工しているためモルタ
ル等の接着材を使用する必要がなく、耐火タイルを施工
する場合に比べて層数が少なくなるため支持部材にスタ
ッド１４を使用することができ、支持部材の損傷、脱落
等の問題も生じ難くい。尚、このときスリーブ１９を用
いることが好ましい。

【００３４】このように、肉盛形成物１８ａ若しくは溶
射形成物１８ｂを水管１０の外周に溶接することで水管
が強固に保護されて前記耐火タイル１３が脱落した場合
においても水管が露出することがない。しかし、肉盛形
成物１８ａ若しくは溶射形成物ｂは高価であるため、炉
内で特に高温となる箇所に部分的用いても良い。また、
本実施例では内層水管保護用構造体に肉盛形成物、溶射
形成物を用いたが、内層水管保護用構造体に耐火キャス
タブルを用いる構成でも良い。

【００３５】次に、図８に示す概略構成図により本実施
形態の耐火構造体をストーカ式焼却炉に施工した場合に
ついて説明する。かかるストーカ式焼却炉３０は、ごみ
を供給する投入ホッパ３２と、炉底部に具えられ一次空
気を供給しながらごみを燃焼させる火格子３１と、該火
格子３１の上方に位置する一次燃焼室３４と、その上方
に位置して二次空気の供給により未燃分を完全燃焼させ
る二次燃焼室３３とから構成されている。前記火格子３
１には酸素付加した空気を供給する一次空気導入口（不
図示）が具えられ、前記二次燃焼室３３の下方には二次
空気導入口３５が具備されている。

【００３６】そして、前記二次燃焼室３３の下部には作
業員がメンテンナンス等を行うための出入口であるマン
ホール３６、バーナー（不図示）などが設けられおり、
その他にも種々計器類の挿入口等付属設備が多数具備さ
れている。かかる焼却炉３０に配設される水管は、前記
二次燃焼室３３では縦方向に略直線状に配設され、前記
一次燃焼室３４では縦方向から火格子方向に屈曲して配
設されている。

【００３７】従って、かかる焼却炉３０に施工する耐火
構造体は、前記二次空気導入口３５の周囲、その下方及
びマンホール３６等の水管屈曲部を有する部位には前記
第５若しくは第６実施例の如く、肉盛形成物１８ａ若し
くは溶射形成物１８ｂを内層水管保護用構造物とし、耐
火キャスタブル１２を外層水管保護用構造物とした構造
体を用いるとよく、一方、前記二次空気導入口３５の上
方、及び水管が略直線状である部位には前記第１、２、
３、４実施例の如く外層水管保護用構造物に耐火タイル
１３を用いるとよい。

【００３８】このとき、高熱負荷部位若しくは空気吹き
込み口等の損傷が激しい水管部には、肉盛形成物１８ａ
若しくは溶射形成物ｂを内層水管保護用構造物として部
分的に施工し、そのほか損傷の少ない水管部には耐火キ
ャスタブル１２若しくは耐火タイル１３等を単一層で施
工してもよく、これにより施工コストを削減することが
できる。尚、上記した焼却炉３０への耐火構造体の施工
例は一実施例に過ぎず、様々な形態の耐火構造体を組み
合わせ施工することにより低コストでかつ耐久性、耐熱
性の高い耐火構造体を提供することが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、異な
る性質、特徴を有する材質の耐火物で前記水管を二層に
覆うことにより、夫々の材料の欠点を、組合せた材料が
補うことができ、高温ガス雰囲気、磨耗から確実に水管
を保護することができる。また、炉出口温度が約９００
〜１２００℃のストーカ式焼却炉に配設した場合におい
ても、本発明のように二層構造の耐火構造体を配設する
ことによって、熱膨張差による耐久性の低下を防ぐこと
ができる。また、冷却水の流路である水管部に前記耐火
タイルを支持する係止部材を設けることにより、該係止
部材が冷却されて熱による破損を防ぐことができる。さ
らに、前記係止部材にＬ型フックを用いることで、該係
止部材が燃焼ガス雰囲気中に露出することがなく過剰な
加熱を防止できる。

【００４０】また、前記耐火キャスタブルと前記耐火タ
イルとの肉厚比を約２：１〜３：１、若しくは前記キャ
スタブルの肉厚と前記水管の半径の比を１＋α：１かつ
α＝０．１〜０．３と設定することで、確実に水管を保
護することができるとともに、支持部材の耐久性を向上
させることができる。さらに、前記耐火タイルを平板形
状とすることにより該耐火タイルの製造が容易になりコ
ストを低減することができるとともに、タイルの施工が
簡単にできるようになる。さらにまた、内層水管保護用
構造物に肉盛形成物若しくは溶射形成物を用い、外層水
管保護用構造物に耐火キャスタブルを用いることによ
り、複雑な形状を有する水管にも容易に施工可能でかつ
耐久性、耐磨耗性の高い耐火構造体を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る水管保護用耐火物の
第１実施例を示す断面図である。

【図２】 本発明の別の実施形態である水管保護用耐火
物の第２実施例を示す断面図である。

【図３】 本発明の別の実施形態である水管保護用耐火
物の第３実施例を示す断面図である。

【図４】 図２のＡ−Ａ断面図である。

【図５】 本発明の別の実施形態である水管保護用耐火
物の第４実施例を示す断面図である。

【図６】 本発明の別の実施形態である水管保護用耐火
物の第５実施例を示す断面図である。

【図７】 本発明の別の実施形態である水管保護用耐火
物の第６実施例を示す断面図である。

【図８】 本実施形態の耐火構造体を施工したストーカ
式焼却炉の全体概略構成図である。

【図９】 耐火キャスタブルを用いた従来の水管保護用
耐火物の断面図である。

【図１０】 耐火タイルを用いた従来の水管保護用耐火
物の断面図である。

【図１１】 図１０のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１０ 水管 １１ フィン １１ａ 孔部 １２ 耐火キャスタブル １３ 耐火タイル １４ スタッド １５ａ、ｄ タイル係止フック １５ｂ キャスタブル支持フック １６ 冷却水流路 １７ Ｙ型アンカ １８ａ 肉盛形成物 １８ｂ 溶射形成物 １９ スリーブ ２０ モルタル ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｅ、２５Ｆ 耐
火構造体 ２６ 水管壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 裕二 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 佐伯 健太郎 横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重 工業株式会社横浜研究所内 Ｆターム(参考） 3K065 AA01 AB01 AC01 BA01 BA07 BA08 FA06 FA11 FB01 FB07

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉若しくはボイラ等の燃焼装置に設
   けられた水管壁の燃焼ガス側に配設される水管保護用耐
   火構造体において、 前記耐火構造体が、前記燃焼ガス側に位置する外層水管
   保護用構造体と、該外層水管保護用構造体と前記水管と
   の間に介装される内層水管保護用構造体とからなる二層
   構造であり、 前記外層水管保護用構造体と前記内層水管保護用構造体
   とが異なる材質部材で形成されるとともに、 前記外層水管保護用構造体が耐火キャスタブル若しくは
   耐火タイルであり、前記内層水管保護用構造体が肉盛形
   成物、溶射形成物及び耐火キャスタブルより選択される
   一の部材であることを特徴とする水管保護用耐火構造
   体。
2. 【請求項２】 前記耐火構造体は、炉出口温度が約９０
   ０〜１２００℃のストーカ式焼却炉に設けられた水管壁
   に配設されることを特徴とする請求項１記載の水管保護
   用耐火構造体。
3. 【請求項３】 前記耐火構造体は、炉内耐火物施工最上
   部である炉出口温度が約９００〜１２００℃のストーカ
   式焼却炉に設けられた水管壁に配設されることを特徴と
   する請求項１記載の水管保護用耐火構造体。
4. 【請求項４】 前記外層水管保護用構造体が、複雑な形
   状を有する水管部位は耐火キャスタブルで、略直線状の
   水管部位は耐火タイルで形成されることを特徴とする請
   求項１記載の水管保護用耐火構造体。
5. 【請求項５】 炉内側壁下方に二次空気導入口が設けら
   れたストーカ式焼却炉に配設される水管保護用耐火構造
   体において、前記二次空気導入口の周囲及びその下方に
   位置する水管壁に配設される耐火構造体の外層水管保護
   用構造体が耐火キャスタブルで、前記内層水管保護用構
   造体が肉盛形成物若しくは溶射形成物であることを特徴
   とする請求項１記載の水管保護用耐火構造体。
6. 【請求項６】 前記水管壁の少なくとも高熱負荷部位に
   配設される耐火構造体が、前記外層水管保護用構造体は
   耐火タイルで、前記内層水管保護用構造体は肉盛形成物
   若しくは溶射形成物で形成されることを特徴とする請求
   項１記載の水管保護用耐火構造体。
7. 【請求項７】 前記外層水管保護用構造体が耐火タイル
   である水管保護用耐火構造体であって、該耐火タイルを
   前記水管壁に固定する係止部材が、該水管壁の水管部に
   設けられていることを特徴とする請求項１記載の水管保
   護用耐火構造体。
8. 【請求項８】 前記耐火構造体は、前記外層水管保護用
   構造体が耐火タイル、内層水管保護用構造体が耐火キャ
   スタブルであるとともに、前記耐火キャスタブルと前記
   耐火タイルとの肉厚比が、約２：１〜３：１となるよう
   に構成されることを特徴とする請求項１記載の水管保護
   用耐火構造体。
9. 【請求項９】 前記耐火構造体は、前記外層水管保護用
   構造体が耐火タイル、内層水管保護用構造体が耐火キャ
   スタブルであるとともに、前記耐火キャスタブル肉厚と
   前記水管半径の比が、１＋α：１となるように構成さ
   れ、前記αが約０．１〜０．３であることを特徴とする
   請求項１記載の水管保護用耐火構造体。
10. 【請求項１０】 前記耐火タイルが平板形状を有するこ
    とを特徴とする請求項１、４、６乃至９の何れかに記載
    の水管保護用耐火構造体。
11. 【請求項１１】 焼却炉若しくはボイラ等の燃焼装置に
    設けられた水管壁の燃焼ガス側に配設される水管保護用
    耐火構造体の施工方法において、 前記水管壁の燃焼ガス側に肉盛形成物、溶射形成物及び
    耐火キャスタブルより選択される一の部材を施工する内
    層水管保護用構造体施工工程と、 前記内層水管保護用構造体の表面に耐火キャスタブル及
    び耐火タイルより選択される一の部材を施工する外層水
    管保護用構造体施工工程と、からなり、 前記内層水管保護用構造体と外層水管保護用構造体とが
    異なる部材となるように前記部材を夫々選択することを
    特徴とする水管保護用耐火構造体の施工方法。
12. 【請求項１２】 焼却炉若しくはボイラ等に設けられた
    水管壁の燃焼ガス側に配設される水管保護用耐火構造体
    の施工方法において、 前記水管壁の燃焼ガス側表面に耐火キャスタブルを施工
    する工程と、該耐火キャスタブル表面にモルタル等の接
    着材を施工しその後耐火タイルを施工する工程と、から
    なることを特徴とする水管保護用耐火構造体の施工方
    法。
13. 【請求項１３】 前記隣接する水管同士を連結するフィ
    ンに予め孔部を設けておき、前記耐火タイル施工工程後
    に、前記孔部から水抜きをする工程と、該水抜きが終了
    した後に前記孔部を塞ぐ工程とを設けたことを特徴とす
    る請求項１２記載の水管保護用耐火構造体の施工方法。