JPH08108044A - 脱硝装置のシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒支持フレームが熱により伸縮変形しても
安定した排ガスシール効果を発揮できるようにすると共
に、組立てを容易にする。 【構成】 排ガスダクトに接続された外部ケーシング３
内に、触媒を収容して配置される触媒支持フレーム５の
外周と、外部ケーシング３の内周との間に配設する脱硝
装置のシール構造であって、触媒支持フレーム５の外周
と外部ケーシング３の内周との一方に形成したシール材
収容空間１９と、シール材収容空間１９に挿入した伸縮
性シール材２６と、触媒支持フレーム５の外周と外部ケ
ーシング３の内周との他方に取付けて伸縮性シール材２
６を圧縮状態に保持する加圧保持部材２２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は脱硝装置のシール構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４はボイラの排ガスダクト１などに備
えられる脱硝装置２の一例を示した切断側面図であり、
排ガスダクト１の途中に断面積を拡大して外部ケーシン
グ３を形成し、該外部ケーシング３内に、アングルによ
って枠組みされた脱硝装置外胴４を設けている。

【０００３】脱硝装置外胴４の内部には、図５に示すよ
うな枠形状の触媒支持フレーム５が、排ガスダクト１内
を流れる排ガス６を横切るように挿入配置されている。
触媒支持フレーム５は、内部が左右、上下に複数区画さ
れて排ガス６の流れ方向に貫通開口された多数の開口部
を有しており、且つ触媒支持フレーム５の上面、下面、
及び左右側面は夫々側板５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによっ
て覆われている。

【０００４】前記触媒支持フレーム５に多数形成されて
いる開口部の夫々には、触媒バスケット７を介して多数
の触媒８が隙間なく挿入配置されている。

【０００５】また、図４においては、前記排ガスダクト
１、外部ケーシング３、及び脱硝装置外胴４の外周部内
面には、保温材９が内張りされており、更に該保温材９
の内面はシール板１０によってカバーされている。

【０００６】一方、外部ケーシング３及び脱硝装置外胴
４は、保温材９によって排ガス６の温度変化による影響
を低減するようにしているが、触媒支持フレーム５は排
ガス６の流れを横切るように配置されていて排ガス６の
温度の影響を直接受けるようになっており、従って排ガ
ス６の温度が変化すると触媒支持フレーム５は伸縮変形
し、よって触媒支持フレーム５の外周と、外部ケーシン
グ３の内周との間の隙間が変化することになる。従っ
て、このように変化する隙間に対してもシールを保持す
る必要があるため、従来は図６に示すようなシール構造
１４を設けるようにしている。

【０００７】図６は、従来のシール構造１４の一例を示
した図４をＶＩ−ＶＩ方向から見た切断平面図であり、
触媒支持フレーム５の外周（図５の側板５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ）に沿って、該触媒支持フレーム５を覆うよう
にシールフランジ１１を配設し、該シールフランジ１１
をボルト１２により前記触媒支持フレーム５に位置調整
可能に取付ける。

【０００８】更に、外部ケーシング３の内周面に沿って
配置されている保温材９の内面のシール板１０を折曲げ
て立上がり部１３を形成し、該立上がり部１３の先端を
前記シールフランジ１１の内側に重ね合わせ、前記立上
がり部１３をばね効果によりシールフランジ１１に押付
け、メタルタッチによってシールを行わせるようにして
いる。

【０００９】更に、前記触媒支持フレーム５の外周と、
外部ケーシング３の内周との間に隙間があると、排ガス
６が矢印６’で示すように、触媒８を通ることなく外周
を流れてリークすることになるため、触媒支持フレーム
５の外周と外部ケーシング３の内周との間に、綿状或い
は紐状のセラミック材からなるシールパッキンＰを挿入
するようにしている。

【００１０】また、図６においては、触媒支持フレーム
５の左右側部と、外部ケーシング３内面との間のシール
について説明したが、触媒支持フレーム５の上下部と外
部ケーシング３内面との間に配設されるシール構造も略
同様の構成となっているので、説明は省略する。

【００１１】上記従来のシール構造１４では、外部ケー
シング３に対して触媒支持フレーム５が排ガス６の温度
変化によって上下方向及び左右幅方向に伸縮変形して
も、前記シールフランジ１１とシール板１０の立上がり
部１３とのメタルタッチと、触媒支持フレーム５の外周
と外部ケーシング３の内周との間に設けたシールパッキ
ンＰにより、脱硝装置２に流入される排ガス６が外部ケ
ーシング３の内周と触媒支持フレーム５の外周との間を
通って下流側にリークするのを防止するようにしてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の脱
硝装置のシール構造１４においては、立上がり部１３の
ばね効果による伸縮変形量は小さく、よって触媒支持フ
レーム５が熱によって大きく伸縮変形した場合には塑性
変形を起こして元に戻れなくなり、シールフランジ１１
と立上がり部１３との間に隙間ができてしまい、これに
より充分なシールができなくなってしまうことがあり、
また、シールフランジ１１と立上がり部１３との間に異
物が噛み込まれたり或いは燃焼灰が付着堆積することに
よって隙間が生じ易くなって排ガス６がリークすること
があり、脱硝装置２の脱硝率を低下させてしまう問題を
生じていた。

【００１３】また、触媒支持フレーム５の外周と外部ケ
ーシング３の内周との間に従来備えているシールパッキ
ンＰは、前記触媒支持フレーム５が熱によって大きく伸
縮変形すると、圧縮変形されたまま元に戻らなくなり、
そのために隙間が生じて排ガス６がリークして脱硝装置
２の脱硝率を低下させる問題を生じ、さらに、圧縮され
たシール材Ｐが隙間を矢印６’方向に流れるガスによっ
て下流に持ち去られてシール効果を著しく低下させてし
まう等といった問題を生じていた。

【００１４】また、従来のシール構造１４は、大型の触
媒支持フレーム５（例えば３ｍ×５ｍ）の外周に沿って
均一なメタルタッチが得られるようにシールフランジ１
１及び立上がり部１３を精度良く製作して取付ける必要
があり、更に触媒支持フレーム５の外周と外部ケーシン
グ３の内周との間にシールパッキンＰを適度の圧縮状態
に挿入する必要があるため、上記構造の製造、取付けが
非常に大変で高価なものとなっていた。

【００１５】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、触媒支持フレームが熱により伸縮変形しても、安定
した排ガスシール効果を発揮でき、而も取付けが容易で
安価に実施することができる脱硝装置のシール構造を提
供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、排ガスダクト
に接続された外部ケーシング内に、触媒を収容して配置
される触媒支持フレームの外周と、前記外部ケーシング
の内周との間に配設する脱硝装置のシール構造であっ
て、前記触媒支持フレームの外周と外部ケーシングの内
周との一方に形成したシール材収容空間と、該シール材
収容空間に挿入した伸縮性シール材と、前記触媒支持フ
レームの外周と外部ケーシングの内周との他方に取付け
て前記伸縮性シール材を圧縮状態に保持する加圧保持部
材とを備えたことを特徴とするものである。

【００１７】また本発明は、伸縮性シール材が繊維状充
填材を網状材で包んだ構成を有することを特徴とするも
のである。

【００１８】また本発明は、繊維状充填材がセラミック
スファイバーであり、網状材がステンレス網であること
を特徴とするものである。

【００１９】

【作用】本発明によれば、触媒支持フレームの外周と外
部ケーシングの内周との一方に形成したシール材収容空
間に伸縮性シール材を挿入し、前記触媒支持フレームの
外周と外部ケーシングの内周との他方に取付けた加圧保
持部材により、前記伸縮性シール材を所要の圧縮状態に
加圧した状態にしておくと、触媒支持フレームが熱によ
って伸縮変形しても伸縮性シール材の伸縮によってその
伸縮変形に追従することができ、よって常に安定した排
ガスシール効果を確保することができる。

【００２０】また、本発明では、伸縮性シール材を、繊
維状充填材を網状材で包んだ構成としているので、繊維
状シール材が飛散するなどの問題を生じることがなく、
また伸縮性シール材の取扱い性が良く、従って設置が容
易で、しかも寸法精度を厳しく管理する必要がなく、安
価に実施することができる。

【００２１】また、本発明では、伸縮性シール材を、セ
ラミックスファイバーをステンレス網で包んだ構成とし
ているので、排ガスの温度が高い場合にも、伸縮性シー
ル材が伸縮性を失うようなことがなく、確実なシールを
行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２３】図１及び図２は、前記図４〜図６の従来の
脱硝装置に適用した本発明のシール構造の一実施例を示
すもので、図中同一の符号を付したものは同一物を表わ
している。

【００２４】図１は、図６に示した従来の触媒支持フレ
ーム５の外周における側部側板５ｃと、外部ケーシング
３の内周との間のＩ部分に適用した場合の側部のシール
構造１６の一例を示す切断平面図であり、外部ケーシン
グ３の内面における保温材９を、排ガス６の流れ方向前
後に所要の間隔で切り欠き、該切欠部内の前後に沿って
配置したシール材収容板１７，１８を溶接により外部ケ
ーシング３内面に固定することにより、上下方向に延び
るシール材収容空間１９を形成する。この時、前記保温
材９の内面に設けられているシール板１０の端部は曲げ
て前記前後のシール材収容板１７，１８の外側に沿わせ
ることにより、保温材９を気密に包囲するようにしてい
る。

【００２５】前記触媒支持フレーム５の外部ケーシング
３に沿って上下方向に延びているフレーム材２０に、支
持材２１を介して前記外部ケーシング３と所要の間隔を
有してシール材収容空間１９の内側開口側（図１の下
側）を塞ぐように上下方向に延びる加圧保持部材２２を
設ける。

【００２６】また、内側端が前記フレーム材２０に溶接
固定され、外側端が前記加圧保持部材２２の後面に沿う
と共に、前記後側のシール材収容板１８の前面に沿い外
部ケーシング３の内面と所要の間隔Ｓ₁を有した位置ま
で延びた後部シールプレート２３を設けてシール材収容
空間１９の後側のシールを行うようにすると共に、前記
加圧保持部材２２の前面から、前側のシール材収容板１
７の後面に沿って外部ケーシングの内面と所要の間隔Ｓ
₁を有した位置まで延びた前部シールプレート２４を設
けてシール材収容空間１９の前側のシールを行うように
し、前記前部シールプレート２４は前記加圧保持部材２
２にボルト２５により固定するようにしている。

【００２７】２６は前記シール材収容空間１９に挿入し
た伸縮性シール材であり、該伸縮性シール材２６は図３
に示すように、繊維状充填材２７を網状材２８で包んで
蒲団状に構成し、取扱い易いようにしている。

【００２８】また、上記伸縮性シール材２６は、セラミ
ックスファイバー２９からなる繊維状充填材２７を、ス
テンレス網３０からなる網状材２８で包んだ構成とする
ことにより、耐熱性の高い伸縮性シール材２６とするこ
とができる。

【００２９】前記側部のシール構造１６を組立るには、
外部ケーシング３に前後部のシール材収容板１７，１８
を固定してシール材収容空間１９を形成し、且つ加圧保
持部材２２の後面と後側のシール材収容板１８の前面に
沿う後部シールプレート２３をフレーム材２０に固定
し、前記シール材収容空間１９に、前記図３に示した伸
縮性シール材２６を１０〜３０％程度の圧縮状態になる
ように挿入し、その状態で前部シールプレート２４をボ
ルト２５により加圧保持部材２２に取付けることにより
行う。

【００３０】図２は、図４に示した従来の触媒支持フレ
ーム５の外周における上部側板５ａと、外部ケーシング
３との間のＩＩ部分に適用した場合の上部のシール構造
３１の一例を示した切断側面図であり、脱硝装置外胴４
が上方に突出してトッププレート３２を形成している立
上がり部３３と、前記外部ケーシング３の上面との角部
３４に、垂直部３５ａと、後方に近接配置される触媒支
持フレーム５の前面上部に設けた前面シール板３６方向
に向かって延びる水平部３５ｂとを有したＬ型固定板３
５を設けることにより、外部ケーシング３と触媒支持フ
レーム５との間に左右方向（図２と鉛直の方向）に延び
るシール材収容空間３７を形成し、また前記触媒支持フ
レーム５の前面シール板３６の前面に沿う垂直部３８ａ
及び前記Ｌ型固定板３５の水平部３５ｂの下面に沿う水
平部３８ｂからなるＬ型シール板３８を設けて、前記立
上がり部３３と前面シール板３６との間の隙間をシール
するようにしている。

【００３１】前記触媒支持フレーム５の前面シール板３
６に、前記Ｌ型固定板３５の水平部３５ｂと所要の間隔
を有してシール材収容空間３７に沿って左右方向（図２
と鉛直の方向）に延びる加圧保持部材３９を設け、該加
圧保持部材３９の前面に沿うと共に、前側Ｌ型固定板３
５の垂直部３５ａの後面に沿って水平部３５ｂの内面と
所要の間隔Ｓ₂を有した位置まで延びる前部シールプレ
ート４０を、前記加圧保持部材３９にボルト４１により
固定するようにしている。前記シール材収容空間３７に
は、図３と同様の伸縮性シール材２６を挿入するように
している。

【００３２】前記上部のシール構造３１を組立る際に
は、外部ケーシングの角部３４にＬ型固定板３５を固定
してシール材収容空間３７を形成し、且つＬ型シール板
３８を配置して外部ケーシング３と触媒支持フレーム５
との間の隙間を塞いだ後、Ｌ型固定板３５と、Ｌ型シー
ル板３８と、前面シール板３６と、加圧保持部材３９に
よって形成された空間に、前記図３に示した伸縮性シー
ル材２６を１０〜３０％程度の圧縮状態になるように挿
入し、その状態で前部シールプレート４０をボルト４１
により加圧保持部材３９に取付けることにより行う。

【００３３】次に上記実施例の作用を説明する。

【００３４】図１に示す触媒支持フレーム５の外周側部
と外部ケーシング３との間に設けたシール材収容空間１
９、及び図２に示す触媒支持フレーム５の外周上部と外
部ケーシング３との間に設けたシール材収容空間３７
に、図３に示す伸縮性シール材２６を、外部ケーシング
３の内外方向に積層するようにして１０〜３０％の圧縮
状態になるように挿入し、続いて前部シールプレート２
４，４０を加圧保持部材２２，３９に取付けてシール構
造１６，３１を構成すると、前記伸縮性シール材２６は
常に所要の圧縮状態に保持されおり、触媒支持フレーム
５が排ガス６の熱によって伸縮変形しても、前記伸縮性
シール材２６の伸縮性によってその伸縮変形に追従する
ことができ、よって、触媒支持フレーム５の外周におけ
る排ガス６のシール効果を常に安定して保持することが
できる。この時、図１及び図２では触媒支持フレーム５
が更に間隔Ｓ₁，Ｓ₂以内で伸長することができるように
している。

【００３５】また、触媒支持フレーム５は、下面を脱硝
装置外胴４に支持されているので、左右両側における伸
長量より上方への伸長量の方が大きくなるので、図１の
場合よりも図２の場合の方が伸縮性シール材２６の挿入
厚さを大きくするように構成している。

【００３６】上記したように、触媒支持フレーム５の外
周におけるシール効果を高めて排ガス６が下流側にリー
クするのを防止することにより、脱硝装置２の脱硝率を
高めることができる。

【００３７】また、前記伸縮性シール材２６の取付け
が、外部ケーシング３と触媒支持フレーム５との間に形
成されるシール材収容空間１９，３７に所要の圧縮状態
になるように押込んで挿入するのみで良いため、装置構
成に高い精度が要求されることがなく、簡単に設置する
ことができる。

【００３８】また、図３に示すように、伸縮性シール材
２６は、繊維状充填材２７を網状材２８で包んだ構成と
しているので、取扱い性が容易で設置作業を軽減するこ
とができ、寸法精度を厳しく管理する必要がなく、よっ
て安価に実施することができる。

【００３９】また、前記伸縮性シール材２６を、セラミ
ックスファイバー２９をステンレス網３０で包んだ構成
とすると、排ガス６の温度が高い場合にも、伸縮性シー
ル材２６が伸縮性を失うようなことがなく、確実なシー
ルを行うことができる。

【００４０】尚、上記実施例においては、外部ケーシン
グ３側にシール材収容空間１９，３７を形成し、触媒支
持フレーム５側に加圧保持部材２２，３９を取付けた場
合について例示したが、これを逆にして、触媒支持フレ
ーム５側にシール材収容空間１９，３７を形成し、外部
ケーシング３側に加圧保持部材２２，３９を取付けるよ
うにしてもよいこと、シール材収容空間１９，３７及び
加圧保持部材２２，３９の形状は種々変更し得ること、
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ること等は勿論である。

【００４１】

【発明の効果】上記したように、請求項１の発明では、
触媒支持フレームの外周と外部ケーシングの内周との一
方に設けたシール材収容空間に、伸縮性シール材を挿入
し、触媒支持フレームの外周と外部ケーシングの内周と
の他方に取付けた加圧保持部材により前記伸縮性シール
材を所要の圧縮状態になるように加圧しておくと、触媒
支持フレームの熱による伸縮変形に対して前記圧縮され
た伸縮性シール材がその伸縮性によって追従することが
でき、よって常に安定したシール効果を確保して排ガス
が触媒支持フレームの外周を通って下流にリークするの
を防止し、脱硝装置の脱硝率を高めることができる優れ
た効果を奏し得る。

【００４２】また、請求項２の発明では、伸縮性シール
材が繊維状充填材を網状材で包んだ構成を有しているの
で、設置が容易で寸法精度を厳しく管理する必要がな
く、安価に実施することができる。

【００４３】また、請求項３の発明では、伸縮性シール
材がセラミックスファイバーをステンレス網で包んだ構
成としているので、排ガスの温度が高い場合にも、伸縮
性シール材が伸縮性を失うようなことがなく、確実なシ
ールを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱硝装置の側部のシール構造の一例を
示すもので、図６のＩ部分に適用した状態を示す切断平
面図である。

【図２】本発明の脱硝装置の上部のシール構造の一例を
示すもので、図４のＩＩ部分に適用した状態を示す切断
側面図である。

【図３】本発明の伸縮性シール材の一例を示す斜視図で
ある。

【図４】脱硝装置の一例を示す切断側面図である。

【図５】図４の脱硝装置に挿入される触媒支持フレーム
の一例を示す斜視図である。

【図６】図４をＶＩ−ＶＩ方向から見た従来のシール構
造の一例を示す切断平面図である。

【符号の説明】

１ 排ガスダクト ２ 脱硝装置 ３ 外部ケーシング ５ 触媒支持フレーム １６ シール構造 １９ シール材収容空間 ２２ 加圧保持部材 ２６ 伸縮性シール材 ２７ 繊維状充填材 ２８ 網状材 ２９ セラミックスファイバー ３０ ステンレス網 ３１ シール構造 ３７ シール材収容空間 ３９ 加圧保持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガスダクトに接続された外部ケーシン
   グ内に、触媒を収容して配置される触媒支持フレームの
   外周と、前記外部ケーシングの内周との間に配設する脱
   硝装置のシール構造であって、前記触媒支持フレームの
   外周と外部ケーシングの内周との一方に形成したシール
   材収容空間と、該シール材収容空間に挿入した伸縮性シ
   ール材と、前記触媒支持フレームの外周と外部ケーシン
   グの内周との他方に取付けて前記伸縮性シール材を圧縮
   状態に保持する加圧保持部材とを備えたことを特徴とす
   る脱硝装置のシール構造。
2. 【請求項２】 伸縮性シール材が繊維状充填材を網状材
   で包んだ構成を有することを特徴とする請求項１に記載
   の脱硝装置のシール構造。
3. 【請求項３】 繊維状充填材がセラミックスファイバー
   であり、網状材がステンレス網であることを特徴とする
   請求項２に記載の脱硝装置のシール構造。