JP2010091220A - 耐火壁装置および熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】耐火壁と管体との熱膨張差による破損や剥離を防止でき、腐食性の高温排ガスによる腐食を防止する。
【解決手段】腐食性の高温ガスを軸心方向に案内する内筒１５の内周面に耐火壁１４を取り付ける耐火材保持装置１３であって、前記耐火壁１４を、軸心方向および周方向に複数に分割された耐火ブロック１７により構成し、各軸心方向に沿って配置されたブロック群毎に、各耐火ブロック１７に互いに連通する保持孔１８を軸心方向に貫通形成し、内筒１５に支持された支持ロッド１９を保持孔１８に嵌合し、支持ロッド１９と保持孔１８の間に、耐火ブロック１７および支持ロッド１９の熱変形を許容する許容隙間を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、腐食性の高温ガスの煙道の内周面に耐火材を保持する耐火壁装置およびこの耐火壁装置を備えた熱交換器に関するものである。

廃棄物の燃焼や溶融処理過程で発生した高温の排ガスから熱を回収し、熱エネルギーの有効利用を図るとともに排ガスを冷却し、さらにガス流路の路壁を熱や腐食から保護するものがたとえば特許文献１に開示されている。

特許文献１の炉壁構造は、ガス流路の周囲の炉壁を、複数の水管と、水管の間を連結するフィンからなる水管壁により形成し、この水管壁の内周面に耐火壁を取り付けるとともに、水管壁の外周面を保温材で覆ったものである。水管壁に対する耐火壁の取付手段は開示されていないが、水管壁に取り付けられたアンカーなどを介して耐火壁が保持されていると考えられる。

また他の従来の排ガス用熱交換器は、図１９および図２０に示すように、排ガスの排出流路である煙道５０を形成する管体５１の外周に所定隙間をあけて外筒５２を配置することにより、管体５１と外筒５２との間に低温のエアを導入する環状空間室５３を形成したものもある。この管体５１の内周面に、アンカー５４を介して耐火壁５５が取り付けられ、外筒５２の外周面に断熱材５６が取り付けられている。
特開平１０−３２５５２７号公報

しかしながら、水管壁と耐火壁、管体と耐火壁とはそれぞれ熱膨張率に差が大きく、特に運転と停止の繰り返しにより、温度変動が繰り返されると、耐火壁が割れて剥離したり、アンカーが損傷して耐火壁が外れることがあり、また割れた耐火壁の隙間から浸入した腐食性の高温ガスにより、アンカーや水管壁が腐食されるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、耐火壁と管体との熱膨張差による破損や剥離を防止でき、腐食性の高温ガスによる腐食を防止することができる耐火壁装置および熱交換器を提供することを目的とする。

請求項１記載の耐火壁装置は、腐食性の高温ガスを軸心方向に案内する筒体の内周面に耐火壁を取り付ける耐火壁装置であって、前記耐火壁を、筒体の軸心方向および周方向に複数に分割した複数の耐火ブロックにより構成し、各軸心方向に沿って配置された耐火ブロックのブロック列毎に、各耐火ブロックに互いに連通する貫通穴を軸心方向に貫通形成し、筒体に支持された長尺支持部材を前記貫通穴に嵌合し、前記長尺支持部材と貫通穴との間に、耐火ブロックおよび長尺支持部材の熱変形を許容する許容隙間を形成したものである。

請求項２記載の耐火壁装置は、請求項１記載の構成において、長尺支持部材を中空状に形成し、長尺支持部材の中空部に低温ガスを導入する冷却手段を設けたものである。
請求項３記載の耐火壁装置は、請求項２記載の構成において、長尺支持部材の中空部に低温ガスを導入する冷却手段は、高温ガスより高圧の低温ガスを使用し、長尺支持部材に、貫通穴内に低温ガスを充填する複数の細孔を形成したものである。

請求項４記載の耐火壁装置は、請求項１乃至３記載のいずれかに記載の構成において、耐火ブロックの周方向に隣接する周方向隣接面および軸心方向に隣接する軸心方向隣接面の少なくとも一方に、互いに係合する段部または凹凸部を形成したものである。

請求項５記載の熱交換器は、筒体の軸心部に筒体に環状空間をあけて外嵌された外筒により二重筒構造にされ、筒体内に腐食性の高温ガスを導入する高温ガス流路を形成するとともに、前記環状空間に低温ガスを導入する低温ガス流路を形成し、高温ガス流路内の高温ガスと低温ガス流路内の低温ガスとの間で熱交換を行う熱交換器であって、前記筒体の内周面に請求項１乃至４に記載の耐火壁装置を設けたものである。

請求項６記載の熱交換器は、耐火壁装置により筒体の内周面に取り付けられた耐火物の軸心部に、腐食性の高温ガスを案内する高温ガス流路が形成されるとともに、前記耐火物内に低温ガスを導入する低温ガス流路が形成され、高温ガス流路内の高温ガスと低温ガス流路の低温ガスとの間で熱交換を行う熱交換器であって、前記耐火壁を、筒体の軸心方向および周方向に複数に分割された耐火ブロックにより構成し、前記耐火壁装置は、各軸心方向に沿って配置された耐火ブロックのブロック列に軸心方向に貫通形成されて互いに連通する貫通穴と、筒体に支持されるとともに前記貫通穴内に、耐火ブロックおよび長尺支持部材の熱変形を許容する許容隙間を介して嵌合され耐火物ブロックを保持するとともに低温ガス流路を形成する冷却ガス管とを具備したものである。

請求項７記載の熱交換器は、請求項６記載の構成において、耐火ブロックの周方向に隣接する周方向隣接面および軸心方向に隣接する軸心方向隣接面の少なくとも一方に、互いに係合する段部または凹凸部を形成したものである。

請求項１記載の発明によれば、腐食性の高温ガスを案内する筒体の内周面に取り付けられた耐火壁を、周方向および軸心方向に分割された耐火ブロックとし、これら耐火ブロックの軸心方向に沿って配置されたブロック列ごとに、貫通穴を介して長尺支持部材により保持し、長尺支持部材と貫通穴との間に熱変形を許容する許容隙間を設けたので、内筒や長尺支持部材の熱膨張による応力が耐火ブロックに負荷されることがなくなり、内筒と耐火ブロックとの熱膨張率差による破損や剥離を防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、長尺支持部材内に低温ガスを流すことにより、長尺支持部材を効果的に冷却することができ、長尺支持部材の焼損を効果的に防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、細孔から貫通穴内に、高温ガスより高圧の低温ガスを充填することにより、耐火物の割れや欠けにより腐食性の高温ガスが貫通穴内に流入するのを未然に防止することができ、高温ガスによる長尺支持部材や筒体内周面の腐食を防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、隣接面に形成された段部や凹凸部により、耐火ブロックの熱膨張や変位を吸収するとともに、位置ずれによる隙間の形成を防止することができて、高温ガスが隣接面を介して筒体の内周面に流入し接触するのを未然に防止することができ、筒体の内周面の腐食を効果的に防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、腐食性の高温ガスを案内する筒体の内周面に取り付けられた耐火壁を、周方向および軸心方向に分割して形成された耐火ブロックにより形成するとともに、これら耐火ブロックを、軸心方向に形成された貫通穴を介して長尺支持部材により保持するとともに、長尺支持部材と貫通穴との間に熱変形を許容する許容隙間を設けたので、内筒の熱膨張による応力が耐火ブロックに負荷されることがなくなり、内筒と耐火ブロックの熱膨張率差による破損や剥離を防止することができる。また長尺支持部材内に低温ガスを導入することにより、長尺支持部材を冷却して焼損を防止することができる。さらに細孔から貫通穴内に低温ガスを充填することにより、高温ガスが貫通穴内に流入するのを防止して、長尺支持部材や筒体内周面の腐食を防止することができる。

請求項６記載の発明によれば、段部や凹凸部により、耐火ブロックの位置ずれを吸収することができるとともに、位置ずれによる隙間の形成を防止できて、高温ガスが筒体の内周面に接触するのを防止することができ、筒体の内周面の腐食を防止することができる。

本発明は、たとえば廃棄物のガス化溶融炉から腐食性の高温ガスを排出するガス排出ダクトの筒体の内周面に、耐火材（耐火壁）を取り付ける耐火壁装置およびこの耐火壁装置を備えた熱交換器に関るものである。この熱交換器は、ガス排出ダクトの所定部位に設置され、軸心部で高温ガスを軸心方向に流す高温ガス流路と、当該高温ガス流路の外周部に設けられて低温ガスを軸心方向に流す低温ガス流路とを具備し、高温ガス流路に流される高温ガスと、低温ガス流路に流される低温ガスとの間で熱交換を行い、高温ガスから熱回収して冷却するとともに、高温ガスによる腐食を防止するものである。実施の形態１乃至５において、筒体の内周面に耐火壁を良好に取り付ける耐火壁装置の基本構造は同一に構成されている。

[実施の形態１]
以下、本発明に係る耐火壁装置を備えた熱交換器の実施の形態１を図１〜図６に基づいて説明する。

図１〜図３に示すように、この熱交換器１は、円筒形のガス排出ダクト１１を、内筒（筒体）１５の軸心部に形成された高温ガス流路１０と、この内筒１５とその外周部に配置されたケーシング（外筒）１２との間の環状空間に形成された低温ガス流路１６とからなる二重構造とし、高温ガス流路１０にその軸心方向に沿って下から上に流される腐食性の高温ガスＨＧと、低温ガス流路１６内にその軸心方向に沿って下から上に（または上から下に）流される熱媒用の低温ガス（低温エア）ＬＧとの間で熱交換を行うように構成されている。

ケーシング１２は耐熱鋼製で、その外周面に断熱材１２ａが取り付けられている。また内筒１５の内周面に本発明に係る耐火壁装置１３により耐火壁１４が取り付けられている。

耐火壁１４は、周方向に複数に分割されるとともに、高温ガス流路１０の軸心方向に複数に分割されて、正面視が矩形で円弧状断面の複数の耐火ブロック１７により構成されている。耐火壁装置１３は、軸心方向に配列された軸心方向ブロック列の各耐火ブロック１７の平面視断面の中央位置に、軸心方向に貫通する単数の貫通穴１８がそれぞれ形成されて互いに連通されている。そして、これら貫通穴１８に、熱変形により変位を許容可能な所定の隙間（熱変形許容隙間）をあけて耐火ブロック１７を保持する耐熱鋼製の支持ロッド（長尺支持部材）１９が嵌合されて構成されている。これら支持ロッド１９は、ガスの流れ方向の上流端が端部耐火ブロック１７Ａ内で上流支持部材２０Ａにより支持されるとともに、ガスの流れ方向の下流端（図３では上部）が端部耐火ブロック１７Ｂ内で下流支持部材２０Ｂにより支持されて、内筒１５の内面に沿って平行に軸心方向に設置されている。

耐火ブロック１７は、図４，図５に示すように、耐火ブロック１７の周方向に隣接する周方向隣接面１７ｃに、互いに嵌合する凹凸部１７ｄ（または段部）がそれぞれ形成され、図６（ａ）に示すように、周方向隣接面１７ｃの縦断面に沿う当接面間に周方向の変位を許容する許容隙間δ１が形成されることで、周方向隣接面１７ｃに周方向の隙間が生じても凹凸部１７ｄにより高温ガスＨＧの流入と内筒１５との接触による腐食を防止することができる。軸心方向に隣接する２つの軸心方向隣接面１７ａに、互いに係合する段部１７ｂ（または凹凸部）がそれぞれ形成されており、図６（ｂ）に示すように、軸心方向隣接面１７ａの横断面に沿う当接面間に軸心方向の変位を許容する許容隙間δ２が形成されることで、軸心方向隣接面１７ａに軸心方向の隙間が生じても段部１７ｂにより高温ガスＨＧの流入と内筒１５との接触による腐食を防止することができる。

熱交換器１の上流端（または下流側）の外周部に、送風機２３からエア供給管２４を介して低温ガスＬＧが供給される環状の給気ヘッダ２１が配置され、給気ヘッダ２１と低温ガス流路１６の上流端とが、ケーシング１２を貫通する接続管２２を介して互いに接続されている。また熱交換器１の下流端（または上流側）の外周部に環状の排気ヘッダ２５が配置され、排気ヘッダ２５と低温ガス流路１６の下流端とが、ケーシング１２を貫通する接続管２６を介して接続されている。排気ヘッダ２５には、加熱された低温ガスＬＧを加熱器やタービンなどの使用機器に送る高温エア排気管２７が接続されている。

上記構成において、高温ガス流路１０に高温ガスＨＧが上流側から下流側に軸心方向に沿って流送され、給気ヘッダ２１から低温ガス流路１６に低温ガスＬＧが導入されて上流側から下流側に軸心方向に沿って流送され、耐火壁１４および内筒１５を介して低温ガスＬＧが加熱されて熱回収されるとともに、高温ガスＨＧが冷却される。そして耐火壁１４と、この耐火壁１４より熱膨張率の大きい耐熱鋼製の内筒１５、支持ロッド１９が加熱されて熱膨張しても、支持ロッド１９が貫通穴１８内に熱変形を許容するだけの隙間をあけて遊嵌され耐火ブロック１７がそれぞれ保持されているので、ケーシング１２や内筒１５、支持ロッド１９の熱応力が耐火ブロック１７に負荷されることがなく、耐火ブロック１７に欠けや割れなど破損が生じることがない。

上記実施の形態１によれば、耐火壁１４を周方向および軸心方向に分割された複数の耐火ブロック１７により構成するとともに、これら耐火ブロック１７を、貫通穴１８に熱変形を許容するだけの隙間をあけて支持ロッド１９により保持するように構成したので、内筒１５の熱膨張による応力が耐火ブロック１７に負荷されることがなくなり、内筒１５と耐火ブロック１７の熱膨張率差による破損や剥離を効果的に防止することができる。

なお、耐火ブロック１７には、軸心方向隣接面１７ａに段部１７ｂを形成し、周方向隣接面１７ｃに凹凸部１７ｄを形成したが、図７（ａ），（ｂ）に示すように、軸心方向隣接面１７ａにのみ段部１７ｂを形成したり、図８（ａ），（ｂ）に示すように、周方向隣接面１７ｃにのみ凹凸部１７ｄを形成しても、シール効果を奏することができる。

[実施の形態２]
図９〜図１１に示すように、実施の形態２は、実施の形態１の耐火壁装置１３において、支持ロッド１９を、中空部に冷却ガス（冷却エア）ＣＧが供給される支持管（長尺支持部材）３１に替えたものである。

すなわち、熱交換器１の上流端の外周部に環状の冷却用給気ヘッダ３３が設けられるとともに、下流端の外周部に環状の排気ヘッダ２５が設けられている。そして送風機２３からエア供給管２４を介して給気ヘッダ２１に供給される低温ガスＬＧの一部を、分岐接続管３２により冷却用給気ヘッダ３３に導入し、冷却用給気ヘッダ３３から給気管３４を介して支持管３１の上流端にそれぞれ冷却ガスＣＧが供給されて支持管３１を冷却した後、この冷却ガスＣＧを各支持管３１の下流端から排気管３５を介して排気ヘッダ２５に排出するように構成されている。

上記構成によれば、冷却ガスＣＧにより冷却される支持管３１を設けたので、支持管３１の焼損や強度低下を防止することができ、耐火ブロック１７を確実に保持させることができる。

なお、図１２に示すように、支持管３１の内面に、横断面上で直交交差する対称位置に４枚の伝熱フィン３６を軸心方向に沿って突設し、支持管３１から冷却ガスＣＧに効果的に熱伝達できるように構成することもできる。

[実施の形態３]
図１３に示すように、実施の形態３は、実施の形態２の耐火壁装置１３において、支持管３１に複数の細孔３１ａを所定ピッチで形成して、低温ガス（低温エア）ＬＧの一部を加圧して、腐食防止ガスＰＧとして貫通穴１８に充填するたものである。なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。

すなわち、図９を参照して説明すると、分岐接続管３２を介して取り出された低温ガスＬＧの一部を、エアコンプレッサ（高圧ガス供給手段）２８により高温ガスＨＧより高圧に加圧し、冷却用給気ヘッダ３３から給気管３５を介して支持管３１に導入し、細孔３１ａを介して貫通穴１８に充填する。また支持管３１の下流端は閉塞されており、排気管は接続されていない。

これにより、支持管３１に供給された低温ガスＬＧの一部が、腐食防止ガスＰＧとして複数の細孔３１ａから供給されて貫通穴１８に充填される。
上記構成によれば、貫通穴１８に腐食防止ガスＰＧが充填されるので、支持管３１を効果的に冷却して焼損や強度低下から保護すると同時に、耐火ブロック１７の隣接面１７ａ，１７ｃや欠け、割れで生じた隙間が生じることがあっても、これらの隙間から腐食防止ガスＰＧが高温ガス流路１０に漏出することで、高温ガスＨＧが流入するのを防止することができる。これにより腐食性の高温ガスＨＧが支持管３１や内筒１５の内周面に接触して腐食させるのを防止することができる。

[実施の形態４]
本発明に係る熱交換器の実施の形態４を図１４〜図１６を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。

この熱交換器２は、高炉ガス排出ダクト１１のケーシング（筒体）４２内に耐火壁４４を介して形成されて軸心部で高温ガスＨＧを軸心方向に流す高温ガス流路１０と、当該高温ガス流路１０の外周部で耐火壁４４内に配置された低温ガス管（長尺支持部材）４５内に低温ガスＬＧを軸心方向に流す低温ガス流路４６とを具備し、前記低温ガス管４５により、耐火壁４４を保持する耐火壁装置１３を構成したものである。またケーシング４２の外周面に断熱材４２ａが取り付けられている。この熱交換器２は、高温ガス流路１０に流される高温ガスＨＧと、低温ガス流路４６に流される低温ガスＬＧとの間で熱交換を行うものである。

耐火壁４４は、実施の形態１と同様に、高温ガス流路１０の周方向に複数に分割されるとともに、軸心方向に複数に分割され、正面視が矩形で円弧状断面の複数の耐火ブロック１７により構成されている。ケーシング４２の内周面に耐火ブロック１７を取り付ける耐火壁装置１３は、周方向に分割された耐火ブロック１７の平面視断面の略中央位置に、軸心方向に貫通する単数の貫通穴１８がそれぞれ形成されて互いに連通され、これら貫通穴１８内に熱変形を許容可能な隙間（熱変形許容隙間）をあけて低温ガス管４５が遊嵌され、耐火ブロック１７をそれぞれ位置決め保持するように構成されている。

なお、図１２に示すように、支持管３１と同様に、低温ガス管４５の内周面に、軸心に直交交差する方向に４枚の伝熱フィン３６を軸心方向に沿って突設させ、これにより低温ガス管４５から冷却ガスＬＧに効果的に熱伝達させることができる。

前記耐火ブロック１７は、周方向隣接面１７ｃに形成された凹凸部１７ｄ（または段部）と、軸心方向隣接面１７ａに形成された段部１７ｂ（または凹凸部）とがそれぞれ形成されている。前記低温ガス管４５は、その上流端および下流端が、複数の接続管２２，２６により支持されている。

図１６に示すように、熱交換器２の上流端の外周部に、送風機２３からエア供給管２４を介して低温ガスＬＧが供給される環状の給気ヘッダ２１が配置され、給気ヘッダ２１から接続管２２を介して低温ガス管４５の上流端に低温ガスＬＧが供給される。また熱交換器２の下流端の外周部に環状の排気ヘッダ２５が配置され、低温ガス管４５から接続管２６を介して排気ヘッダ２５に低温ガスＬＧが排出される。

なお、貫通穴１８および低温ガス管４５とを、耐火ブロック１７に、図１７に示すように、２箇所または２箇所以上設置することもできる。
上記構成において、高温ガス流路１０に高温ガスＨＧが上流側から下流側に軸心方向に沿って流送され、送風機２３からエア供給管２４を介して低温ガスＬＧが供給され、給気ヘッダ２１から低温ガス管４５に低温ガスＬＧが供給され、耐火壁４４および低温ガス管４５を介して低温ガスＬＧが加熱されて熱回収され、高温ガスＨＧが冷却される。

上記構成によれば、起動、停止および運転時に、耐火壁４４と、この耐火壁４４より熱膨張率の大きい耐熱鋼製のケーシング４２や低温ガス管４５が加熱、冷却されて熱膨張、収縮しても、耐火壁装置１３により低温ガス管４５が耐火ブロック１７の貫通穴１８に熱変形を許容可能な熱変形許容隙間をあけて遊嵌され、耐火壁４４を位置決め保持しているので、ケーシング４２や低温ガス管４５の熱応力が耐火ブロック１７に負荷されることがない。したがって、熱変形による耐火壁４４の割れや欠けを少なくすることができ、高温ガスＨＧによる腐食を防止することができる。

[実施の形態５]
実施の形態５は、図１８に示すように、実施の形態４の低温ガス管４５に供給した冷却用の低温ガスＬＧの一部を、低温ガス管４５から貫通穴１８内に噴出させる複数の細孔４５ａを所定ピッチで形成して、貫通穴１８内に腐食防止ガスＰＧ（低温ガスＬＧ）を充填させるものである。低温ガスＬＧのエア圧が高温ガスＨＧより低い場合には、エア供給管２４にエア加圧機であるエアコンプレッサ（高圧ガス供給手段）２８を介在させて低温ガスＬＧを昇圧する（図１６参照）。

すなわち、給気ヘッダ２１から低温ガス管４５の上流端に、高温ガスＨＧより高圧の低温ガスＬＧが供給され、低温ガス管４５に沿って流送される。そして、低温ガスＬＧの一部を腐食防止ガスＰＧとして細孔４５ａから貫通穴１８内に充填させることにより、欠けや割れ、隣接面１７ａ，１７ｃの隙間などが生じても、腐食防止ガスＰＧをこれら隙間から高温ガス流路１０に流入させて、高炉ガスＨＧが貫通穴１８内やケーシング４２の内周面側に流入するのを防止することができ、これにより腐食性の高温ガスＨＧによる低温ガス管４５およびケーシング４２の内周面の腐食を防止することができる。

上記構成によれば、低温ガス管４５により熱回収して低温ガス管４５を焼損や強度低下から保護できるとともに、低温ガス管４５から細孔４５ａを介して貫通穴１８内に低温ガスＬＧの一部が充填されるので、低温ガス管４５の過熱を防止できるとともに、耐火ブロック１７に生じた欠け、割れや隣接面１７ａ，１７ｃに生じた隙間から高温ガス流路１０に流入させ、これにより腐食性の高温ガスＨＧが貫通穴１８に流入したり、ケーシング４２に接触するのを防ぎ、腐食を効果的に防止することができる。

本発明に係る熱交換器の実施の形態１を示す横断面図である。 図１の部分拡大図である。 熱交換器の縦断面図である。 耐火ブロックおよび耐火壁を示し、（ａ）は一部を取り出した部分斜視図、（ｂ）は部分縦断面図である。 耐火ブロックを示し、（ａ）は上方斜視図で、（ｂ）は下方斜視図である。 耐火ブロックの接合部を示し、（ａ）は周方向隣接面の平面視の拡大断面図、（ｂ）は軸心方向隣接面を示す側面図である。 耐火ブロックの変形例１を示し、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図である。 耐火ブロックの他の変形例２を示し、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図である。 本発明に係る熱交換器の実施の形態２を示す縦断面図である。 ガス排出ダクトの部分拡大横断面図である。 ガス排出ダクトの一部を切り欠いた拡大斜視図である。 支持管の変形例を示す横断面図である。 本発明に係る熱交換器の実施の形態３を示す部分拡大斜視図である。 本発明に係る熱交換器の実施の形態４を示すガス排出ダクトの平面視の断面図である。 図１４の部分拡大図である。 熱交換器の縦断面図である。 熱交換器の変形例を示す部分拡大横断面図である。 本発明に係る熱交換器の実施の形態５を示す部分拡大斜視図である。 従来の熱交換器を示す横断面図である。 従来の熱交換器を示す部分拡大横断面図である。

符号の説明

ＨＧ 高温ガス
ＬＧ 低温ガス（低温エア）
ＣＧ 冷却ガス（冷却エア）
ＰＧ 腐食防止ガス
δ１，δ２ 許容隙間
１ 熱交換器
２ 熱交換器
１０ 高温ガス流路
１１ ガス排出ダクト
１２ ケーシング（外筒）
１３ 耐火壁装置
１４ 耐火壁
１５ 内筒
１６ 低温ガス流路
１７ 耐火ブロック
１７ａ 軸心方向隣接面
１７ｂ 段部
１７ｃ 周方向隣接面
１７ｄ 凹凸部
１８ 貫通穴
１９ 支持ロッド（長尺支持部材）
３１ 支持管（長尺支持部材）
３１ａ 細孔
３２ 分岐接続管
３３ 冷却用給気ヘッダ
４２ ケーシング（筒体）
４４ 耐火壁
４５ 低温ガス管（長尺支持部材）
４６ 低温ガス流路

Claims (7)

1. 腐食性の高温ガスを軸心方向に案内する筒体の内周面に耐火壁を取り付ける耐火壁装置であって、
   前記耐火壁を、筒体の軸心方向および周方向に複数に分割した複数の耐火ブロックにより構成し、
   各軸心方向に沿って配置された耐火ブロックのブロック列毎に、各耐火ブロックに互いに連通する貫通穴を軸心方向に貫通形成し、
   筒体に支持された長尺支持部材を前記貫通穴に嵌合し、
   前記長尺支持部材と貫通穴との間に、耐火ブロックおよび長尺支持部材の熱変形を許容する許容隙間を形成した
   ことを特徴とする耐火壁装置。
2. 長尺支持部材を中空状に形成し、
   長尺支持部材の中空部に低温ガスを導入する冷却手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の耐火壁装置。
3. 長尺支持部材の中空部に低温ガスを導入する冷却手段は、高温ガスより高圧の低温ガスを使用し、
   長尺支持部材に、貫通穴内に低温ガスを充填する複数の細孔を形成した
   ことを特徴とする請求項２記載の耐火壁装置。
4. 耐火ブロックの周方向に隣接する周方向隣接面および軸心方向に隣接する軸心方向隣接面の少なくとも一方に、互いに係合する段部または凹凸部を形成した
   ことを特徴とする請求項１乃至３記載の耐火壁装置。
5. 筒体の軸心部に筒体に環状空間をあけて外嵌された外筒により二重筒構造にされ、筒体内に腐食性の高温ガスを導入する高温ガス流路を形成するとともに、前記環状空間に低温ガスを導入する低温ガス流路を形成し、高温ガス流路内の高温ガスと低温ガス流路内の低温ガスとの間で熱交換を行う熱交換器であって、
   前記筒体の内周面に請求項１乃至４に記載の耐火壁装置を設けた
   ことを特徴とする熱交換器。
6. 耐火物保持装置により筒体の内周面に取り付けられた耐火物の軸心部に、腐食性の高温ガスを案内する高温ガス流路が形成されるとともに、前記耐火物内に低温ガスを導入する低温ガス流路が形成され、高温ガス流路内の高温ガスと低温ガス流路の低温ガスとの間で熱交換を行う熱交換器であって、
   前記耐火壁を、筒体の軸心方向および周方向に複数に分割された耐火ブロックにより構成し、
   前記耐火物保持装置は、各軸心方向に沿って配置された耐火ブロックのブロック列に軸心方向に貫通形成されて互いに連通する貫通穴と、筒体に支持されるとともに前記貫通穴内に、耐火ブロックおよび長尺支持部材の熱変形を許容する許容隙間を介して嵌合され耐火物ブロックを保持するとともに低温ガス流路を形成する冷却ガス管とを具備した
   ことを特徴とする熱交換器。
7. 耐火ブロックの周方向に隣接する周方向隣接面および軸心方向に隣接する軸心方向隣接面の少なくとも一方に、互いに係合する段部または凹凸部を形成した
   ことを特徴とする請求項６記載の熱交換器。

Images