JPH04132400U - 高温ガスに接する冷却壁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温ガスに接するダクト等の冷却壁構造にお
いて、ダスト付着の無い、かつ熱負荷に強い構造を提供
する。 【構成】 ダクト等の内壁板１の接ガス面２はダスト付
着のない平滑面にし、反接ガス面３にセグメントパイプ
４又はアングル材７等を列設し、いくつもの冷却水路５
を側断面鱗状に連接状態に細分化して形成する。内壁板
１における冷却面は連続的になり、大きな温度差を生じ
ず、そのため熱応力が低くなり、熱変形などを生じな
い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、セメントプラント、石炭ガス化プラント、石灰焼成プラント、各 種冶金炉等での高温、含塵ガスに接する冷却壁構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば各種プラントでの炉で発生する高温、含塵ガスを導く煙道等の冷却壁構 造においては、運転を阻害しないという見地から一般に次の要件を備えているこ とが望ましい。

【０００３】 ダスト等が付着して堆積しない。

【０００４】 高温、高含塵ガスによる摩耗に強い。

【０００５】 補修頻度が低く、寿命が長い。

【０００６】 従来の冷却壁構造としては、ジャケット型ないしメンブレン型の水冷構造が知 られているが、このうちジャケット型は冷却水の圧力に応じて板厚が厚くなり、 逆に板厚が厚いと熱応力が高くなって変形や破壊が生じる欠点がある。

【０００７】 そこで、最近では安定した長期の使用に耐えられる図３ないし図４のようなメ ンブレン方式が採用されている。図３は、冷却水路１０を形成しているチューブ １１の中心にフィン１２を有するいわゆる中心フィン型メンブレンであり、図４ はチューブ１１の接線方向にフィン１２を有するいわゆる接線フィン型メンブレ ンである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

図３に示す中心フィン型では、冷却水と接するチューブ１１内面にスケールが 固着した場合、チューブ１１とフィン１２との接ガス面（高温ガスに接する面） １３の温度差が大きくなるため、熱疲労による接合部のクラック発生につながり 、また接ガス面１３が凹凸になっているためガス中のダストが堆積したり、ダス トカット（摩耗）を受け易いなどの欠点もある。この中心フィン型メンブレンを 発展させたものが図４の接線フィン型メンブレンである。

【０００９】 この接線フィン型メンブレンの場合には中心フィン型とは異なり、接ガス面１ ３が平滑になっているため、高含塵ガス中のダストが堆積しにくいが、熱負荷に 弱く接合部１４からクラックを生じるなどの欠点がある。

【００１０】 上記のようなフィン型メンブレン方式では、いずれも冷却水路１０を形成する チューブ１１がフィン１２を介在して離れて接合されているため、冷却水と接し ない面（即ち、冷却面の非連続性）が生じ、これが接ガス面１３において大きな 温度差を生じる原因となり、熱負荷に対して弱い構造となっている。

【００１１】 本考案の目的は、かかる中心フィン型ないし接線フィン型メンブレン方式に更 に改良を加えて上記従来の課題を解決することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的達成のため、本考案は、高温ガスに接する内壁面は平滑面とし、反接 ガス面にセグメントパイプやアングル材等を列設し、細分化された冷却媒体路を 側断面鱗状に連接して形成してなる高温ガスに接する冷却壁構造である。

【００１３】

【作用】

上記のような構成においては、接ガス面はダストが付着しない平滑面に保たれ る一方、セグメントパイプやアングル材等が列設されて冷却媒体路は側断面鱗状 に細分化され、冷却媒体に接する面が内壁板において連続的になる。つまり、ダ クト壁面がほぼ全面にわたって冷却媒体に接するようなメンブレン型の高強度の 冷却壁構造が形成される。従って、冷却壁の部材厚さを小さくできることから、 また、壁面が一様に冷却され、接ガス面の温度差が少なくなることから、熱応力 が低くなり変形やクラックなどが発生しにくい。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００１５】 図１は第１実施例の冷却壁構造の要部側断面図、図２は第２実施例にかかる冷 却壁構造の要部側断面図である。

【００１６】 図１のように、高温、含塵ガスがに接する内壁板１において、内面は接ガス面 ２、反対側の外面は反接ガス面３である。接ガス面２は、ダスト付着を生じない よう平滑な面に構成されている。一方、反接ガス面３には冷却壁構造が弧状のセ グメントパイプ４によって形成されている。すなわち、冷却壁構造の始端（上端 ）ではパイプを半割りしたような半円弧状のセグメントパイプ４が、その両端を 内壁板１の反接ガス面３に溶着して設けられており、内壁板１とセグメントパイ プ４との間に冷却水（冷却媒体）路５が形成されている。更に、このセグメント パイプ４の弧面に一端が溶着され、他端が内壁板１の反接ガス面３に溶着された 別の弧状のセグメントパイプ４が列設されている。この場合も内壁板１とセグメ ントパイプ４とによって形成される空間に冷却水路５が形成される。同様に次々 とセグメントパイプ４が内壁板１に沿って列設されてメンブレン型の冷却壁構造 を形成している。このように本案の冷却壁構造においては、側断面鱗状に幾つも の細分化された冷却水路５よりなり、しかも内壁板１のほぼ全域が冷却水（冷却 媒体）に接するよう冷却水路５が相互に連接した側断面視で鱗状に形成されてい る。冷却面の連続性が確保されることで（従来のフィン型メンブレンでは、フィ ンによって冷却面が分断され連続性がない）、内壁板１の接ガス面２において大 きな温度差を生じるおそれがなくなる。また、セグメントパイプ４よりなる冷却 壁を連ねて設けて（列設して）いるので冷却水圧に対する強度が大きい。そのた め部材厚さが小さくできるから熱応力が低くなり熱変形やクラックが発生しにく い。

【００１７】 図２では、始端（上端）においてチャンネル材６の両端が内壁板１の反接ガス 面３に溶着されて矩形状の冷却水（冷却媒体）路５を形成し、更にこのチャンネ ル材６の頂部にアングル材７の一端が溶着され、他端が内壁板１の反接ガス面３ に溶着されて、別の冷却水路５を連続的に（側断面鱗状に連接状態に）形成して いる。そして、次々に同様なアングル材７が列設されてメンブレン型の冷却壁構 造を形成している。この場合も冷却水路５は細分化され、矩形状の冷却水路５が 側断面鱗状に連接した状態で内壁板１の反接ガス面３全域にわたって形成されて おり、従って内壁板１の反接ガス面３はほぼ全範囲にわたって冷却水に接し、こ れによって、内壁板１面は一様に冷却され、大きな温度差が生じないようになっ ている。

【００１８】 以上のように上記実施例いずれも、内壁板の接ガス面は平滑にして、従来のフ ィン型メンブレンのように冷却水に接する部分がフィンによって分断されて連続 性を失うということはなく、冷却面が連続的に形成されている。つまり、内壁板 のほぼ全域にわたって冷却水と接する連続的な冷却面が形成されており、内壁板 が均一に冷却される構成となっている。このため接ガス面において大きな温度差 が生じず、熱負荷に強い。また各冷却水路壁は連なっているため水圧に対しても 強い構造となっている。

【００１９】 なお、上記実施例では水を冷却媒体として使用しているが他の冷却媒体、例え ば空気や熱回収用プロセスガス等も適用できることはいうまでもない。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明した本考案によれば、内壁板の接ガス面は平滑面になっているからダ スト等が付着しないうえに、さらに次のような効果が得られる。

【００２１】 内壁板の反接ガス面側に、セグメントパイプやアングル材等によって冷却壁を 列設して冷却媒体路を細分化且つ側断面鱗状に連接状態に形成しているため、冷 却媒体の圧力に対する強度が高く、部材の厚さを薄く出来る。従って内壁に生じ る熱応力が低くなり、変形やクラックを生じない。

【００２２】 冷却媒体に接する面が連続的に形成される（従来のメンブレン型のようにフィ ンによる冷却面の分断がない）ため、内壁板全域が均一に冷却され、部材の厚さ が薄いことと相まって接ガス面において大きな温度差を生じず、熱負荷に強い構 造となる。

【００２３】 冷却媒体路が細分化され、強度的に有利となるので高圧で高速で冷却媒体を通 すことができることから冷却能が高く、また、冷却媒体の滞留部がないために部 分過熱を生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す冷却壁構造の要部側
断面図である。

【図２】本考案の第２実施例を示す冷却壁構造の要部側
断面図である。

【図３】従来技術にかかる冷却壁構造（いわゆる中心フ
ィン型メンブレン）の要部側断面図である。

【図４】従来技術にかかる冷却壁構造（いわゆる接線フ
ィン型メンブレン）の要部側断面図である。

【符号の説明】

１…内壁板 ２…接ガス面 ３…反接ガス面 ４…セグメントパイプ ５…冷却水（冷却媒体）路 ７…アングル材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温ガスに接する内壁面は平滑面とし、
   反接ガス面にセグメントパイプやアングル材等を列設
   し、細分化された冷却媒体路を側断面鱗状に連接して形
   成したことを特徴とする高温ガスに接する冷却壁構造。