JP3534718B2 - 水管保護用耐火構造体の組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボイラの水管等の熱
交換器の水管を高温ガスの雰囲気から保護するための水
管保護用耐火構造体の組立方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃熱回収ボイラにおいては、伝熱用の水
管を、耐火ブロックによって燃焼ガスから伝達される熱
及び腐食性雰囲気から保護している。図１９〜図２１は
かかる廃熱ボイラ用水管の耐火構造体の従来技術を示
す。図１９に示す技術は特開平９−１８４６０２号等に
て提供されているもので、図１９において、１１はボイ
ラの水管、１３は該水管１１同士を水平方向あるいは垂
直方向に接続して補強するための平面リブである。２６
は前記水管１１を燃焼ガス５０から覆うように設けられ
たセラミックス材から成る耐火ブロックで、前記水管１
１は該耐火ブロック２６によって燃焼ガス５０から伝達
される熱と腐食性雰囲気から保護されている。２３ａは
前記耐火ブロック２６を前記平面リブ１３に固定するた
めのボルトである。該ボルト２３ａは前記平面リブ１３
の板面から耐火ブロック２６を貫通して立設され、この
ボルト２３ａに螺合されるナット２３ｂを締め付けるこ
とによって、前記耐火ブロック２６が水管１１及び平面
リブ１３に固定されるようになっている。２０はモルタ
ルで、前記耐火ブロック２６の内側と平面リブ１３及び
水管１１の外側との間に形成される空間内に充填されて
いる。２７はキャップで、前記ボルト２３ａの頭部、つ
まりナット２３ｂの螺合部を燃焼ガス５０から保護する
ようにして、ナット２３ｂの上部に被せられている。

【０００３】図２０〜図２１は特開平９−２３６２０３
号にて提供されているもので、図２０は水管の軸心に直
角な断面図、図２１は図２０のＡ−Ａ線断面図である。
図２０〜図２１において、１１は水管、１３は該水管１
１同士を接続して補強する平面リブ、３６は前記水管１
１、平面リブ１３等を燃焼ガス５０から保護するための
耐火ブロック、２０は該耐火ブロック３６と平面リブ１
３及び水管１１との間に充填されたモルタルである。３
８は前記耐火ブロック３６を平面リブ１３に固定するた
めのアーム部で、このアーム部３８は前記平面リブ１３
の適所から突設されている。そして、前記耐火ブロック
３６は、これの凹み部３７を該アーム部３８に引掛ける
ことにより、水管１１及び平面リブ１３に固定されてい
る。

【０００４】また、図示を省略するが、前記のような水
管保護用耐熱構造体として実開平１−１０６７０６号
（考案の名称：水冷壁）の考案及び特開平７−２２５０
１６号（発明の名称：焼却炉の炉壁構造及び耐火レン
ガ）が提供されている。実開平１−１０６７０６号の考
案の技術は、水管同士を接続する平面リブ（フィン）
に、上向きに傾斜して形成された支持金物を水管の長さ
方向に所定の間隔で突出させて固定し、耐火ブロック側
には、前記支持金物に嵌り合うように窪み部を形成し、
さらに該支持金物と窪み部との間に形成される空隙にモ
ルタルを充填して構成されている。

【０００５】また、特開平７−２２５０１６号の技術
は、複数本の水管の外周面に沿うように断面を円弧状に
形成された複数の被覆部と、該被覆部同士を連結する連
結部とによって構成される耐火ブロック（耐火レンガ）
を有しており、該耐火ブロックには、これと前記水管の
外周面との間にモルタルを充填するに要する隙間を保持
するための複数の突起が前記水管の管軸方向に所定の間
隔で設けられている。さらに前記耐火ブロックには、こ
れの前記連結部に前記水管を取付けるための取付け具が
挿入される取付穴が形成されている。

【０００６】しかしながら、前記のような従来技術には
次のような問題点がある。図１９に示されている特開平
９−１８４６０２号で提供された技術では、装置の運転
中にボルト２３ａが高温になって熱膨張し、この熱膨張
によってキャップ２７が燃焼ガス５０側に向けて押し出
されて嵌合部から外れてしまう。これにより前記ボルト
２３ａ及びナット２３ｂは燃焼ガス５０中に露出され、
燃焼ガス５０によって腐食し易くなる。そして、かかる
腐食が進むと、耐火ブロック２６の破損や脱落を招くこ
ととなる。また、前記耐火ブロック２６は、平面リブ１
３に固定され、立設されたボルト２３ａを介してボイラ
の水管１１及び平面リブ１３に固定されるようになって
いるため、該ボルト２３ａの締め付けに伴なう拘束があ
り、これに加えて水管１１側と耐火ブロック２６との間
の熱膨張差による熱ひずみが発生する。かかる拘束や熱
ひずみが発生すると、これらによる熱応力及び耐火ブロ
ック２６の内外温度差による熱応力によって耐火ブロッ
ク２６の破損を招く。

【０００７】また図２０〜図２１に示されている特開平
９−２３６２０３号で提供された技術では、前記図１９
に示されている従来技術の課題を解決することが可能で
あるが、この技術においては平面リブ１３から斜め上方
に突設されたアーム部３８を耐火ブロック３６に形成さ
れた凹み部３７に引掛けるのみで耐火ブロック３６を支
持するようになっているので、耐火ブロック３６を水管
１１及び平面リブ１３に確実に固定することは困難であ
り、該耐火ブロック３６の脱落が発生し易い。

【０００８】また実開平１−１０６７０６号で提供され
た技術では、前記した特開平９−２３６２０３号の技術
と同様に、平面リブから斜め上方に突設された支持金物
に耐火ブロックの窪み部を引掛けるのみで該耐火ブロッ
クを水管側に支持するようになっているので、耐火ブロ
ックを水管側に確実に固定することは困難であり、該耐
火ブロックの脱落が発生し易い。

【０００９】さらに、特開平７−２２５０１６号で提供
された技術では、前記した特開平９−１８４６０２号の
技術と同様、耐火ブロックの連結部に水管を取付けるた
めの取付け具の端部が燃焼ガス中に露出されるので、該
取付け具が燃焼ガスによって腐食し、この腐食が進むと
耐火ブロックの破損や脱落を招くという問題点がある。

【００１０】また、前記のような従来技術、例えば図２
０〜図２１に示す特開平９−２３６２０３号の技術にお
けるように、耐火ブロック３６の凹み部３７が水管１１
側のアーム部３８を引掛けるために上方に傾斜して形成
されているような耐火ブロック３６を製造するに当たっ
ては、傾斜角が大きくなると、前記凹み部３７が上方に
傾斜して型抜きが出来ないため、該耐火ブロック３６は
プレスによる成型は不可能である。又確実に固定するに
は傾斜角を大きく取る必要があるが、大きく取ると特殊
な金型が必要となり、製造時間とコストが大になる。従
ってかかる耐火ブロック３６は、耐火ブロック材料を金
型に流し込むことによって製造しており、かかる製法に
よるものはプレス成型によって製造するものに比べて強
度が低く、耐久性に劣るという問題点を有している。

【００１１】また前記のような従来技術、例えば前記特
開平９−２３６２０３号の技術においては、水管１１側
に固定された金属製のアーム部３８と耐火ブロック３６
との間にはモルタル２０を充填して、該アーム部３８と
耐火ブロック３６とを固定している。然るに、前記アー
ム部３８と耐火ブロック３６との間のモルタル２０を充
填した部位の温度は２５０℃〜５００℃に上昇し、かつ
金属製のアーム部３８とモルタル２０とは熱膨張率が大
きく異なる。このため、かかる従来技術においては、前
記アーム部３８とモルタル２０との間に生じる熱膨張差
によってモルタル２０が破損し、耐火構造体の耐久性が
低下するという問題点を有している。

【００１２】さらに前記のような従来技術においては、
水管集合体と耐火ブロックとを固定するためのモルタル
を打設し、これを所要の厚さに仕上げる際には、作業者
がこて等の手動具を使用し、該作業者の勘によってモル
タルを所要厚さに仕上げている。このため、かかる従来
技術においてはモルタルの仕上り厚さに作業者によって
ばらつきが生じ、これによって複数の耐火ブロックの耐
久性に差が生じ、耐火ブロックの破損の原因となるとい
う問題点を有している。

【００１３】本発明は前記のような従来技術の問題点を
解決するものである。即ち、本発明の目的は、耐火ブロ
ックを水管及び平面リブより成る水管構造体に確実に固
定して、耐火ブロックの破損や脱落の発生を防止するこ
とである。また本発明の目的は、耐火ブロックを前記水
管構造体の如何なる部位においても取付け、取外しを可
能として、耐火ブロックの組み立て、分解作業を容易化
することである。さらに本発明の目的は、モルタルの充
填作業を簡単化して耐火構造体の取付作業の工数を低減
するとともに、モルタルを水管集合体と耐火ブロックと
の間に均一な厚さで充填可能として、モルタル打設部の
強度を向上することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求１記載の発明は、複数の水管と該隣接する水管
同士を接続する平面リブとよりなる水管集合体と、前記
水管の外周面及び平面リブの表面の形状に沿うように形
成された耐火ブロックと、前記平面リブの表面から前記
耐火ブロック側に突設された係合部と、前記耐火ブロッ
ク側に設けられ、前記係合部と係合する凹み部とを具え
た水管保護用耐火構造体の組立方法において、モルタル
を水管集合体の溝部を含めた外周面に打設するにあた
り、モルタル打設工程を水管集合体側と耐火ブロック側
に夫々分割し、前記夫々の所定部位にモルタルが打設さ
れた耐火ブロックと水管集合体とを、耐火ブロックの凹
み部を水管集合体側の係合部に係合させながらモルタル
を介して両者を面着させることにより該水管集合体と耐
火ブロックとを係合部とモルタルを介して固着すること
を特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記水管集合体側と耐火ブロック側夫々のモルタル
打設位置を、水管集合体側では隣接する水管と平面リブ
とに囲まれた溝状部とし、又耐火ブロック側では、水管
外周面に対向する耐火ブロックの円形内周面の凹部とす
ることを特徴とする。

【００１５】請求項１乃至請求項２に記載の発明によれ
ば、モルタルを水管集合体の溝部を含めた外周面に均一
に打設するのではなく、モルタル打設工程を水管集合体
側と耐火ブロック側に夫々分割して打設するために、言
換えれば開放空間でモルタル打設が行われるために熟練
度を要することなく、又、開放空間であるために、スク
レーパ等のゲージを用いて所定肉厚でのモルタル打設が
可能となる。又、水管集合体側及び耐火ブロック側のい
ずれも、溝部側が、モルタル打設位置であるために、そ
の凸部側（水管の外周面と耐火ブロックの平面リブに対
向する直状面）を案内面としてスクレーパ作業をするこ
とが可能となる。

【００１６】請求項３記載の発明は、複数の水管と該隣
接する水管同士を接続する平面リブとよりなる水管集合
体と、前記水管の外周面及び平面リブの表面の形状に沿
うように形成された耐火ブロックと、前記平面リブの表
面から前記耐火ブロック側に突設された係合部と、前記
耐火ブロック側に設けられ、前記係合部と係合する凹み
部とを具えた水管保護用耐火構造体の組立方法におい
て、前記隣接する水管同士を接続する平面リブ面に打設
されたモルタルの余肉分を、前記水管の外周面を案内と
してスクレーパで掻き落とす第１のモルタル厚さ規制工
程と、前記水管の外周に対向する耐火ブロックの円形凹
状面との間に打設されたモルタルの余肉分を前記耐火ブ
ロックの平面リブに対向する直状面を案内としてスクレ
ーパで掻き落とす第２のモルタル厚さ規制工程と、前記
夫々の所定部位にモルタルが打設された後の耐火ブロッ
クの凹み部を水管集合体側の係合部に係合させながらモ
ルタルを介して両者を面着させる工程とを行ない、前記
工程により耐火ブロックの円形凹状面に位置するモルタ
ルと水管同士を接続する平面リブ面に位置するモルタル
とを利用して水管集合体と耐火ブロックとを前記モルタ
ルによって固着させることを特徴とする。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、水管の間
と平面リブとに囲まれた溝状の部分に打設されたモルタ
ルの余肉分は、内周面が水管の外周面に合わせて円形状
に形成されたスクレーパによって水管の外周面を案内と
して掻き落とされ、また水管の外周とこれに対向する耐
火ブロックの円形状の内周面との間に打設されたモルタ
ルの余肉分は、耐火ブロックの平面リブに対向する直状
面を案内として、スクレーパによって掻き落とされるの
で、前記双方の余肉部とともに、内側が凹状に形成され
たスクレーパによって掻き落とされることとなり、モル
タルの余肉の掻き落とし作業が容易となり、水管保護用
耐火構造体の組立作業工数が少なくなる。また、前記水
管の外周面及び耐火ブロックの直状部を案内としてスク
レーパ作業を行うので、モルタルを正確な厚さに仕上げ
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００１９】図１〜図２には本発の明組立方法に適用さ
れる廃熱回収ボイラにおける水管保護用の耐火構造物構
造の一例が示されている。かかる図１〜図２において、
１２は水管集合体で、複数列の水管１１と、隣接する水
管１１同士を水平あるいは垂直方向に接続する平面リブ
１３とより成る。１６は耐火ブロックで、前記水管集合
体１２を燃焼ガス５０側から、その片側面全てを覆うよ
うに設けられている。該耐火ブロック１６は、比較的熱
伝導率が大きく耐熱性の大なるＳｉＣ等の耐熱材料を金
型によって成型してなる成形品からなり、前記ボイラの
水管１１及び平面リブ１３の燃焼ガス５０側を囲むよう
にして覆っている。前記平面リブ１３には、水管１１の
長手方向（軸方向）に沿って、所定ピッチで以てアーム
部１８が前記耐火ブロック１６側に向けて立設されてい
る。該アーム部１８は、図２に示すように、前記平面リ
ブ１３からその板面に垂直方向に延びる突出部１８ｂ
と、該突出部１８ｂから上方に平面リブ１３と平行にな
るように屈曲されてなる立上がり部１８ａとによって形
成される。また前記耐火ブロック１６には、前記アーム
部１８に対応して、これと同数の凹み部１７が設けられ
ている。そして前記耐火ブロック１６は、前記アーム部
１８の立上がり部１８ａに、モルタル２０を介して前記
凹み部１７を該耐火ブロック１６の重力を利用して係合
することにより、壁掛け式に取付けられている。前記ア
ーム部１８及びこれに対応して設けられた前記凹み部１
７は、図１に示すように、水管１１の２列を１組として
水管１１の間に設けるのが好適であるが、３列以上を１
組として設けてもよい。前記耐火ブロック１６と前記水
管集合体１２との間にはモルタル２０が充填されてい
る。また、前記耐火ブロック１６の水管包被部１６ａの
内周中央部には山形状の突起２１が形成され、該突起２
１の頂部に前記水管１１の外周の一部を当接せしめるこ
とによって、水管１１と耐火ブロック１６とを確実に位
置決めしている。また、相隣る前記耐火ブロック１６の
左右端部１６ｂの間にはモルタル２０が充填された隙間
が形成され、耐火ブロック１６の熱膨張の逃げを構成
し、熱応力の低減を図っている。また、前記耐火ブロッ
ク１６は、水平方向には前記のように複数の水管１１単
位で分割されているが、垂直方向においては、図２に示
すように、高さ方向（垂直方向）にも適当数に分割され
てなる。そして、各ブロック１６の上下の端部は、燃焼
ガス５０側が凸部となっている上側端部１６ｃ即ち燃焼
ガス側凸部と、水管１１側が凸部となっている下側端部
１６ｄ即ち水管側凸部とを互い違いに組み合わせ、双方
の隙間にはモルタル２０が充填される構造となってい
る。更に前記各組の耐火ブロック１６は、図２に示すよ
うに、燃焼ガス５０側に面するガス側ブロック１６ｅを
該ブロック１６の全高に亘って設け、該ガス側ブロック
１６ｅの水管集合体１２側には前記凹み部１７の下方部
位に水管側ブロック１６ｆを設け、両ブロック１６ｅ、
１６ｆを接合部１６ｇにて接着している。また各組毎の
前記耐火ブロック１６は、相隣る耐火ブロック１６の影
響を受けとることなく、つまり該ブロック１６を動かす
ことなく、１組毎に取付け、取外しが可能なように、上
側端部１６ｃと相手側ブロックの下面及び下側端部１６
ｄとの垂直方向間隙Ｓ_１、Ｓ_２等を設定している。

【００２０】かかる構成からなる耐火構造体を取付ける
際においては、前記平面リブ１３に突設されたアーム部
１８に、前記耐火ブロック１６の凹み部１７を、上方か
ら該耐火ブロック１６の重力を利用して壁掛け式に係合
し、次いでモルタル２０を打って固定する。従って、こ
の実施例によれば、図１９に示す従来技術のようなボル
ト、ナットが不要となり、これらの部材の高温腐食の発
生を回避できる。そして各耐火ブロック１６を取外す際
には、上記と逆の手順でモルタル２０を取り除いた後、
耐火ブロック１６を上方に持ち上げ、凹み部１７とアー
ム部１８の平行部（立上がり部）１８ａとの係合を外
し、該耐火ブロック１６を燃焼ガス５０側へ引き出す。
これにより、水管集合体１２が天井部を構成していて
も、耐火ブロック１６はその重力を利用して水管構造体
１２に取付け、取外し可能に固定されることとなる。

【００２１】従ってこの適用例によれば、従来技術のよ
うなボルト、ナットによる拘束部分が無くなり、また耐
火ブロック１６の１組毎に係脱可能な固定手段であるた
め、水管集合体１２と耐火ブロック１６との間の熱的拘
束が無くなり、耐火ブロック１６の薄肉化が可能とな
り、耐火ブロック１６の内・外面間の温度差が小さくな
るとともに、温度上昇が抑制され、これによって該耐火
ブロック１６の熱応力が低減される。また前記耐火ブロ
ック１６の上下端部は、上側端部１６ｃの燃焼ガス５０
側を凸、下側端部１６ｄの水管構造体１２側を凸となる
ように形成されているので、耐火ブロック１６を局部的
に１組だけ取り外して部分補修することが容易にでき
る。さらに、前記耐火ブロック１６の上、下端部１６
ｃ、１６ｄを厚さ方向において交互に凸にすることによ
って、該耐火ブロック１６の熱膨張のための隙間Ｓ_１、
Ｓ_２を確保しつつ、燃焼ガス５０側からの高温の腐食性
ガスが水管集合体１２及びその固定手段（アーム部１８
等）側に侵入するのを阻止することができる。

【００２２】図３〜図４には、本発の明組立方法に適用
される廃熱回収ボイラにおける水管保護用の耐火構造物
構造の他の一例が示されている。かかる図３〜図４にお
いて、前記ボイラの水管構造体１２の平面リブ１３に
は、垂直方向に沿って、所定ピッチで以って該平面リブ
１３から耐火ブロック１６側へ突出するに従い断面積が
大きくなるようなアーム部１９が設けられている。尚、
該アーム部１９の断面積は耐火ブロック１６側へ突出す
る部位のある位置において急激に大きくなるように形成
してもよい。また前記耐火ブロック１６には前記アーム
部１９に対応して凹み部１７が設けられていて、該アー
ム部１９にモルタル２０を介して凹み部１７を係合せし
めるようになっている。そして前記アーム部１９及び凹
み部１７は、図４に示すように、水平（平面リブ１３の
板面に直角）に形成されている。かかる構成によって、
耐火ブロック１６は強固に水管１１側の平面リブ１３に
固定される。以上の構成以外は図１〜図２に示す第１の
適用例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号に
て示す。

【００２３】図５〜図８には本発の明組立方法に適用さ
れる廃熱回収ボイラにおける水管保護用の耐火構造物構
造の他の一例が示されている。これらの図において、１
８は水管集合体１２の平面リブ１３から突設されたアー
ム部で、図１〜図２に示す第１の実施例と同様に、平面
リブ１３の板面に垂直に伸びる突出部１８ｂと該突出部
１８ｂから屈曲されて上方に伸びる立上がり部１８ａと
より成る。１７は耐火ブロック１６に形成された凹み部
で、前記第１の適用例と同様に前記アーム部１８が係合
可能な形状となっている。この実施例においては、図５
〜図６に示すように、前記アーム部１８の主として立上
がり部１８ａと耐火ブロック１６の凹み部１７の内面と
の間の空隙部に溶融部材５１を充填している。この溶融
部材５１は、上記アーム部１８の温度が少なくとも２５
０℃に達したとき溶融するような材料によって構成され
ており、２５０℃の温度で熱溶融するゴムテープを装填
する、あるいはアーム部１８の外面に、２５０℃の温度
で熱溶融する塗料を塗布する、等によるのが好適であ
る。上記溶融部材５１を介装した部分以外の部分にはモ
ルタル２０が打設される。かかる第３の実施例におい
て、装置の運転中、水管集合体１２を構成するアーム部
１８の温度が２５０℃程度までに上昇すると、図７〜図
８に示すように、前記溶融部材５１がアーム部１８から
伝達される熱によって融解し、アーム部１８の外面と凹
み部１７の内面との間に空隙５１ａが復活する。この空
隙５１ａは、図７〜図８に示すように、アーム部１８の
外周に沿って形成される。従って、該空隙５１ａが高温
となっているアーム部１８の熱膨張を許容する空間（熱
膨張代）となって、該アーム部１８と耐火ブロック１６
との熱膨張差が吸収され、従来かかる熱膨張差によって
生じていたモルタル２０の破損が回避される。その他の
構成は、図１〜図２に示す第１の適用例と同様であり、
これと同一の部材は同一の符号にて示す。

【００２４】図９〜図１１には本発の明組立方法に適用
される廃熱回収ボイラにおける水管保護用の耐火構造物
構造の他の一例が示されている。これらの図において、
１３は水管集合体１２の平面リブ、１８は該平面リブ１
３から突設されて垂直部１８ｂ及び立上がり部１８ａか
らなり、上方に屈曲されたアーム部である。該平面リブ
１３及びアーム部１８の構造は図１〜図２に示す第１の
適用例と同様である。５２は耐火スリーブである。該耐
火スリーブ５２は、前記耐火ブロック１６と同様なＳｉ
Ｃ等の耐火材料からなる。また、該耐火スリーブ５２に
は図９〜図１１に示すように、その内部に下側つまりア
ーム部１８側及び平面リブ１３側に開口部５２ｃ及び５
２ａを夫々有する溝部５２ｂが形成されており、該溝部
５２ｂ内に前記アーム部１８が嵌合されるようになって
いる。一方、前記耐火ブロック１６には水管集合体１２
側が開口された凹み部５４が形成され、該凹み部５４に
前記耐火スリーブ５２がその外面にて嵌合されている。
そして、前記耐火スリーブ５２は、その外面に高温に対
しても高い接着性能を有する高温接着材５３を塗布し
て、前記耐火ブロック１６の凹み部５４に接着される。
上記高温接着剤５３としては、リン酸モルタル、アロン
セラミック等の２５０℃以上の高温においても接着性能
が低下しない接着剤を用いる。上記適用例において、耐
火ブロック１６を水管集合体１２に取付ける際には、図
９〜図１０に示すように、平面リブ１３側に開放された
耐火ブロック１６の凹み部５４に該平面リブ１３側から
耐火スリーブ５２を挿入し、その外面に高温接着剤５３
を塗布して耐火ブロック１６の凹み部５４の内面に接着
固定する。次いで、図１１に示すように、耐火ブロック
１６に高温接着剤５３によって固定された耐火スリーブ
５２の下側開口部５２ｃからアーム部１８の立上がり部
１８ａを挿入するようにして、耐火ブロック１６及び耐
火スリーブ５２を下げていき、耐火スリーブ５２の溝５
２ｂ内にアーム部１８の立上がり部１８ａを嵌合する。
かかる嵌合時において、耐火スリーブ５２は、平面リブ
１３側に開口部５２ａを有するので、アーム部１８は耐
火スリーブ５２の溝５２ｂ内にスムースに嵌合される。
そして、前記嵌合後は、図９〜図１０に示すように、耐
火スリーブ５２の内側凸部５２ｄによって、アーム部１
８の立上がり部１８ａの平面リブ１３側への抜出しが係
止されることにより、アーム部１８と耐火スリーブ５２
とはズレや抜出しを生じることなく確実に嵌着される。
上記のようにして、耐火スリーブ５２にアーム部１８を
嵌着後、耐火ブロック１６周りの空隙部にモルタル２０
を打設する。従って、かかる適用例によれば、耐火ブロ
ック１６の凹み部５４はアーム部１８との嵌合部を形成
することなく、平面リブ１３側に開放された形状となる
ので、プレス成型時の型抜きが容易にでき、これによっ
て耐火ブロック１６をプレス成型によって製造すること
が可能となる。

【００２５】次に図１２〜図１８に基づき、本発明の実
施例である前記水管保護用耐火構造体の組立方法につい
て説明する。 （１）先ず、耐火ブロック１６を水管１１を含む水管集
合体１２に固定する際には、図１２に示すように、最下
列底部の耐火ブロック１６ａを最初に水管集合体１２に
固定し、次いで下から２列目１６ｂを固定し、以下上部
耐火ブロック１６を上部へと積み上げていく。 （２）水管１１の熱伸び方向に、不図示のエキスパンシ
ョンゲージを、耐火ブロック１６ａ、ｂ…３〜４個ごと
に取付ける。尚、エキスパンションゲージを入れるのは
膨張代を取るためである。 （３）図１３〜図１４に示すように、水管１１の間の平
面リブ１３上に、モルタル２０を打設する。該モルタル
２０は次の要領により、スクレーパ５５で所要の厚さｔ
_１（約１０ｍｍ）に仕上げる。該スクレーパ５５は、図
１３〜図１４に示すように、その内面５５ａが前記水管
１１の外周面と同一形状の円形面に形成されるととも
に、該円形面５５ａ、５５ａの間にはモルタル２０を所
要厚さｔ_１（＝１０ｍｍ）に仕上げ可能になるような平
面５５ｂが形成されている。

【００２６】しかして、水管集合体１２と耐火ブロック
１６との間に上記の様にして、モルタル２０を打設した
後において、スクレーパ５５の円形面５５ａを水管１１
の外面に接して、該水管１１の外面を案内として、図１
４の矢印に示すようにスクレーパ５５を水管１１の長手
方向に移動させる。かかる動作により、スクレーパ５５
の平面５５ｂによってモルタル２０の余肉部が掻き落と
され、該モルタル２０は所要の厚さｔ_１に正しく仕上げ
られる。

【００２７】（４）次いで、図１５〜図１６に示すよう
に、前記耐火ブロック１６の円形状内面１６ｎにモルタ
ル２０を打設する。該モルタル２０は、次の要領によ
り、スクレーパ５６で所要の厚さｔ_２（約５ｍｍ）に仕
上げる。該スクレーパ５６は、図１５〜図１６に示すよ
うに、その円形状凸面５６ｂ、５６ｂが前記水管１１の
外面と同一径に形成されるとともに、前記２つの円形状
凸面５６ｂ、５６ｂを直状面５６ａに連結して構成され
ている。そして、前記スクレーパ５６は、これの直状面
５６ａが耐火ブロック１６の直状面１６ｍに当接したと
き、円形状凸面５６ｂと耐火ブロック１６の内面１６ｎ
との間に所要の厚さｔ_２（＝５ｍｍ）のモルタル２０が
充填されるように、該直状面５６ａと円形状凸面５６ｂ
との関係寸法が設定される。

【００２８】しかして、耐火ブロック１６の内面１６ｎ
にモルタル２０を打設した後において、スクレーパ５６
の直状面５６ａを耐火ブロック１６の直状面１６ｍに接
して、該直状面１６ｍを案内として、図１６の矢印に示
すようにスクレーパ５６を水管１１の長手方向に移動さ
せる。かかる動作により、スクレーパ５６の円形状凸面
５６ｂによってモルタル２０の余肉部が掻き落とされ、
該モルタル２０は所要の厚さｔ_２に正しく仕上げられ
る。

【００２９】（５）次いで、図１７に示すように、耐火
ブロック１６をモルタル２０とともに、水管集合体１２
の長手方向に平面リブ１３側に押しながら引き降ろし、
平面リブ１３に突設されたアーム部１８に引掛ける。 （６）図１８に示すように、耐火ブロック１６の背面を
プラスチック製のハンマー５８で叩き、該耐火ブロック
１６を水管集合体１２にモルタル２０を介して、強く接
着させる。この際において、前記ハンマー５８の打撃に
よる接着作業は、耐火ブロック１６の中央を先に、次い
で該耐火ブロック１６の上部及び下部について行ない、
左側及び右側について行う。

【００３０】上記のようにして、水管集合体１２に耐火
ブロック１６を固定した後、図１８に示すように、ゲー
ジ５７を用いてモルタル２０の厚さを測定し、これが所
要厚さｔ３であることを確認する。

【００３１】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、モル
タル打設工程を水管集合体側と耐火ブロック側に夫々分
割して打設するために、言換えれば開放空間でモルタル
打設が行われるために熟練度を要することなく、又、開
放空間であるために、スクレーパ等のゲージを用いて所
定肉厚でのモルタル打設が可能となる。また、水管集合
体側及び耐火ブロック側のいずれも、溝部側がモルタル
打設位置であるために、その凸部側（水管の外周面と耐
火ブロックの平面リブに対向する直状面）を案内面とし
てスクレーパ作業をすることが可能となる。殊に、水管
集合体と耐火ブロックとの間に打設されるモルタルの余
肉分を、水管の外周及び耐火ブロックの直状面を案内と
して内側が凹状に形成されたスクレーパによって掻き落
とすので、モルタルの余肉分の掻き落とし作業が容易と
なり、装置の組立工数が低減できるとともに、モルタル
は正確な仕上り厚さとなり、モルタルの強度のばらつき
及びこれによる耐火ブロックの耐久性の低下を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発の明組立方法に適用される廃熱回収ボイラ
における水管保護用の耐火構造物構造の一例を示し、特
に、ボイラ燃焼室の水管保護用耐火構造体の水管中心に
直角な断面図である。

【図２】 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図３】 本発の明組立方法に適用される、廃熱回収ボ
イラにおける水管保護用の耐火構造物の他の一例を示
し、特に図１に対応する断面図である。

【図４】 図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図５】 本発の明組立方法に適用される、廃熱回収ボ
イラにおける水管保護用の耐火構造物の他の一例を示
し、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図に相当する図である。

【図６】 図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図７】 本発の明組立方法に適用される、廃熱回収ボ
イラにおける水管保護用の耐火構造物の他の一例を示す
作用説明図であり、図５に対応する断面図である。

【図８】 図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【図９】 本発の明組立方法に適用される、廃熱回収ボ
イラにおける水管保護用の耐火構造物の他の一例を示し
図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図に相当する図である。

【図１０】 図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。

【図１１】 図９の実施例の作用を説明するための斜視
図である。

【図１２】 本発の明組立方法に係る、請求の範囲第１
項〜第３項に対応する実施例の耐火ブロック組立方法を
示す背面図である。

【図１３】 本発明の廃熱回収ボイラにおける水管保護
用の耐火構造物における組立方法、特に請求の範囲第３
項に対応する接着用モルタルの掻き落とし要領を示し、
水管の中心線に直角な方向の矢視図である。

【図１４】 図１３のＧ−Ｇ矢の方向の矢視図である。

【図１５】 本発の明組立方法に係る、請求の範囲第１
項〜第３項に対応する実施例の図１３に対応する図であ
る。

【図１６】 図１５のＨ−Ｈ矢の方向の矢視図である。

【図１７】 請求の範囲第１項〜第３項に対応する実施
例の耐火ブロック組立要領を示す斜視図である。

【図１８】 請求の範囲第１項〜第３項に対応する実施
例の耐火構造体組立時の仕上要領を示す斜視図である。

【図１９】 従来技術の第１例を示す水管中心に直角方
向の断面図である。

【図２０】 従来技術の第２例を示す水管中心に直角方
向の断面図である。

【図２１】 図２０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１１ 水管 １２ 水管集合体 １３ 平面リブ １６ 耐火ブロック ２０ モルタル ５０ 燃焼ガス ５５ スクレーパ ５６ スクレーパ ５８ プラスチック製のハンマー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池 稔 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 (56)参考文献 特開 平９−236203（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203194（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／09493（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F22B 37/10 602 F23M 5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の水管と該隣接する水管同士を接続
   する平面リブとよりなる水管集合体と、前記水管の外周
   面及び平面リブの表面の形状に沿うように形成された耐
   火ブロックと、前記平面リブの表面から前記耐火ブロッ
   ク側に突設された係合部と、前記耐火ブロック側に設け
   られ、前記係合部と係合する凹み部とを具えた水管保護
   用耐火構造体の組立方法において、 モルタルを水管集合体の溝部を含めた外周面に打設する
   にあたり、モルタル打設工程を水管集合体側と耐火ブロ
   ック側に夫々分割し、 前記夫々の所定部位にモルタルが打設された耐火ブロッ
   クと水管集合体とを、耐火ブロックの凹み部を水管集合
   体側の係合部に係合させながらモルタルを介して両者を
   面着させることにより該水管集合体と耐火ブロックとを
   係合部とモルタルを介して固着することを特徴とする水
   管保護用耐火構造体の組立方法。
2. 【請求項２】 前記水管集合体側と耐火ブロック側夫々
   のモルタル打設位置を、 水管集合体側では隣接する水管と平面リブとに囲まれた
   溝状部とし、又耐火ブロック側では、水管外周面に対向
   する耐火ブロックの円形内周面の凹部とすることを特徴
   とする請求の範囲第１項記載の水管保護用耐火構造体の
   組立方法。
3. 【請求項３】 複数の水管と該隣接する水管同士を接続
   する平面リブとよりなる水管集合体と、前記水管の外周
   面及び平面リブの表面の形状に沿うように形成された耐
   火ブロックと、前記平面リブの表面から前記耐火ブロッ
   ク側に突設された係合部と、前記耐火ブロック側に設け
   られ、前記係合部と係合する凹み部とを具えた水管保護
   用耐火構造体の組立方法において、 前記隣接する水管同士を接続する平面リブ面に打設され
   たモルタルの余肉分を、前記水管の外周面を案内として
   スクレーパで掻き落とす第１のモルタル厚さ規制工程
   と、 前記水管の外周に対向する耐火ブロックの円形凹状面と
   の間に打設されたモルタルの余肉分を前記耐火ブロック
   の平面リブに対向する直状面を案内としてスクレーパで
   掻き落とす第２のモルタル厚さ規制工程と、 前記夫々の所定部位にモルタルが打設された後の耐火ブ
   ロックの凹み部を水管集合体側の係合部に係合させなが
   らモルタルを介して両者を面着させる工程とを行ない、
   前記工程により耐火ブロックの円形凹状面に位置するモ
   ルタルと水管同士を接続する平面リブ面に位置するモル
   タルとを利用して水管集合体と耐火ブロックとを前記モ
   ルタルによって固着させることを特徴とする水管保護用
   耐火構造体の組立方法。