JPH10508938A

JPH10508938A - 過熱管の新規な耐熱遮蔽構造

Info

Publication number: JPH10508938A
Application number: JP8534931A
Authority: JP
Inventors: イー．グリーン，ケネス
Original assignee: サン−ゴバンインダストリアルセラミックス，インコーポレイティド
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: DE19681394C2; WO1996036835A1; JP2930429B2; KR19990014766A; DE19681394T1; KR100247675B1; US5881802A; US5724923A

Abstract

(57)【要約】本発明は過熱管を流体の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体に関し、第１及び第２の部分管（２，８）からなり、各部分管がＣ字形断面を有し、Ｃ字形断面が第１（３，９）及び第２（４，10）の端部を区画形成し、部分管の端部が対向できるように係合され、部分管が第１の部分管の第２の部分管に対する半径方向の運動を阻止する手段（５）を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】過熱管の新規な耐熱遮蔽構造発明の背景高価なエネルギーが産業に導入され実際的である場合には必ず高温の廃棄水蒸気から有用な熱を抽出していた。ある用途においては、加熱された水蒸気が清潔な周囲の空気を包含する普通の直交流式金属熱交換器管を通過する。周囲の空気は廃棄水蒸気によって加熱され次に典型的には設備の熱又は処理用の熱として使用される。くずや廃棄物が焼却されて2500°Ｆまでの温度のガス生産物を形成する地方自治体の団体廃棄物の焼却のような他の用途においては、水が、ガス状の発生水蒸気の内部に位置する金属管（「過熱管」）を通されこの高温度によって水蒸気に交換される。この管組立体によって発生された水蒸気はついでタービン駆動の発電機を駆動するのに用いられる。金属管の熱交換器を用いて高温の廃棄水蒸気からの熱の抽出は効率的ではあるが、金属管に関する２つの特別な問題が観察される。第１に、金属の温度上の限界がしばしば熱交換器の作動温度によって超過することである。第２に、廃棄水蒸気は摩耗性及び腐食性の少なくとも一方の性質を有することが多くそのため金属管の物理的な完全性を損なうことである。燃焼生産物による管への直接の攻撃を防止するとともに管が過熱できるようにするため、当該技術では耐熱性セラミック遮蔽が管を被覆するために用いられてきた。これらの遮蔽物の耐熱性は高温伝導性、高温での完全性、浸食抵抗、及び腐食抵抗をもたらす。例えば、米国特許第4,682,568号は、同一の相互に交換可能なかみ合う大きさと形状の一対の耐熱性半割り遮蔽体からなり、かみ合い舌片と溝の構造（「舌片と溝の遮蔽体」）を含む耐熱性遮蔽体を開示している。図１を参照。この構造は、モルタルＭを過熱管Ｓか半割り遮蔽体の内面かに塗布し、半割り遮蔽体の一方を過熱管の外面に取付け、第２の部分の管をこれに対し180°に位置させ舌片Ｔと溝Ｇとを整列させ、２つの半割り遮蔽体を軸方向に係合させることにより、組立てられる。この工程が各過熱管の外側が被覆されるまで繰返される。しかし、この構造は２つの欠点を有している。第１に、この構造はモルタルが遮蔽体を管に接着するまで遮蔽体を一緒に保持するための締めつけ機構を必要とする。第２に、舌片と溝の遮蔽体は金属の熱交換器の管を過激な使用条件のもとで劣化させる。したがって、過酷な環境での作動中に金属の熱交換器管が劣化することのない耐熱性管遮蔽体が必要となる。発明の概要本発明によれば、周囲の攻撃から過熱管を保護する耐熱性遮蔽体が提供され、この遮蔽体はそれぞれがＣ字形断面を有する第１及び第２の部分管を具備し、前記Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を区画形成し、第１の部分管の端部が第２の部分管の端部に対向し、これら部分管が第２の部分に対する第１の部分管の半径方向の運動を阻止する手段を具備している。図２に示されるような特に好ましい実施態様においては、過熱管を周囲の攻撃から保護するための耐熱性遮蔽体が提供され、この耐熱性遮蔽体は（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各外側半径部分が各内側半径部分よりも大きく延び各内側半径部分の末端に座部を区画形成し、各外側半径部分が先端で終わっている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の先端で終わっている第２の部分管、とからなり、第２の部分管の先端が第１の部分管の座部に向き合い、第２の部分管の先端の間の距離が第１の部分管の先端の間の距離よりも大きくなっている。図面の記載図１は過熱管に取付けられた従来技術の遮蔽体構造の半径方向断面図である。図２から６は過熱管に取付けられた本発明の遮蔽体の半径方向の断面図である。図７は本発明の好ましい実施態様の軸方向の図である。発明の詳細な説明本発明の目的のため、「半径方向の運動」とは半割り遮蔽体の分離をもたらす過熱管の表面に近づき又は離れる直角の運動と考えられるものである。理論にとらわれることを欲しないで、米国特許第4,682,568号に開示された構造の弱点は遮蔽体上に十分な圧力を加え舌片と溝の締めつけ機構を作動させるモルタル層に信頼をおくことに由来すると考えられる。特に、モルタルは使用時に乾燥し収縮し、管とかみ合わされる半割り遮蔽体との間に空間を生じると考えられる。極端な環境のもとで、かみ合わされた半割り遮蔽体は相互に対し半径方向に移動し、係合がはずれ最後にはボイラーの高速ガスにさらされた時管から落下することになる。本発明は舌片と溝からなる構造により直面する問題を、モルタルの能力とは無関係のロック手段を設け半割り遮蔽体の間に緊密の嵌め合いを得るようにすることにより解決する。図２を参照すると、特に好ましい実施態様において過熱管Ｓを周囲の攻撃から保護するための耐熱性遮蔽体１が提供され、この耐熱性遮蔽体は（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管２であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部３及び４を有し、各端部が外側半径部分５と内側半径部分６とからなり、各外側半径部分５が各内側半径部分よりも大きく少なくとも約10°の凹曲の円弧で延び各内側半径部分６の終端部に座部７を区画形成し、各外側半径部分５が先端12で終わっている、第１の部分管２と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管８であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の先端９及び10で終わっている、第２の部分管８、とを具備し、第２の部分管８の先端９と10が第１の部分管２の座部７に向き合い、第２の部分管８の先端９と10の間の距離（図２の「ｂ」）が第１の部分管２の先端12の間の距離（図２の「ａ」）より大きくなっている。図２に示される好ましい実施態様では、第２の部分管８の先端９と10と、第１の部分管２の対向する座部７との間に、間隙が設けられる。しかし、この間隙は小さいので第２の部分管８はいずれの方向にも２，３度より大きく周方向に回転するのが阻止される。典型的には、この間隙はモルタルで充たされる。使用時、この間隙はしばしば約１／32と１／４インチの間、典型的には１／16インチとされる。図２に示される実施態様は第２の部分管が第２の部分管８が第２の部分管の先端間の距離が第１の部分管の先端間の距離より大きくすることによる半径方向への移動（すなわち、分離すること）を阻止する。この状態は（ａ）第２の部分管の先端を整列して第１の部分管の座部に向き合わせることと、（ｂ）第１の部分管の各外側半径部分を凹曲面に内側半径部分より大きく約10°と約50°の間、好ましくは約37°だけ延長させることとによって、達成される。好ましくは第２の部分管８の先端間の距離は第１の部分管２の先端間の距離より少なくとも10％大きくする。さらに好ましくは、第２の部分管の先端間の距離は第１の部分管の先端間の距離より少なくとも20％大きくする。これら部分管は堅い耐熱性体で作られているので、第２の部分管は第１の部分管２の先端12の間の開放した空間を通って曲げられることがなくなる。図２の構造はまた比較的滑らかな輪郭を提供しそれによりボイラーのガスに対し少しの水力学的抵抗しか与えないようにする。必要であれば、第２の部分管８はまた中央の立上り外側半径方向部分16を特徴とし図３に示すように均一なさらに滑らかな輪郭とすることができる。さらに、図２の遮蔽体の組立体は締めつけ具の使用を必要としない。むしろ遮蔽体は、まず湿ったモルタルを過熱管の全周に塗布し、第１の部分管２を過熱管に沿ってその使用位置まで摺動させ、第２の部分管８を過熱管、座部７及び第１の部分管２の外側部分５の内面11によって区画形成された開口の中へと摺動させることにより、過熱管に取付けられ、それにより過熱管の全周を有害なボイラーガスから遮蔽することができるようにする。本発明のある好ましい実施態様においては、半径方向の運動を阻止する手段は、（ａ）各部分管の内面から延び図４におけるように過熱管に接触する軸方向の突起、（ｂ）第１の部分管の表面から第２の部分管に向って半径方向に延びる軸方向の「Ｔ」字形突起と、第２の部分管の表面へと延び図５におけるように「Ｔ」字形突起を軸方向に受け入れる軸方向の溝、（ｃ）座部が図６におけるように短い部分管の外側半径部分の上に位置する座部１突起組立体、のうちのいずれか１つからなっている。ここで図４を参照すると、本発明の他の実施態様では、舌片43と反対側の各部分管の内面から延びる過熱管に接触する軸方向の突起41によって変更が加えられた米国特許第4,682,568号に示されるような過熱遮蔽体が提供される。図４に示されるように、底部部分管42の半径方向の移動は管Ｓに当接する突起41と溝44に当接する舌片43とによって阻止される。さて図５を参照すると、１つの部分管の表面から反対側の部分管表面に向って半径方向に延びるＴ字形突起31と34と、反対側の部分管の表面へと延びＴ字形突起を軸方向に中に受け入れる溝32と33とが設けられている。このＴ字形突起は過熱管に近づき又は離れるよう延びることができる。図５に示されるように、全ての半径方向の運動はＴ字形突起31と34が溝32と33に受け入れられた時に形成される固定ロックによって阻止される。ここで図６を参照すると、図２に展開された座部と対向先端の概念の変形例が提供され、座部は短い部分管の外側半径部分に形成されている。図６では、遮蔽体は、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管62であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部63と64を有し、各端部が外側半径部分65と内側半径部分66 とからなり、各内側半径部分66が各外側半径部分65より外方に少なくとも約10° の凹面の円弧で延び外側半径部分65の終端部に座部67を区画形成し、各内側半径部分66が先端71で終わっている第１の部分管62と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管68であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の先端69と70で終わっている、第２の部分管68、とを具備し、第２の部分管68の先端69と70が第１の部分管62の座部67に対向し、第１の部分管62の先端71の間の距離（図６の「ｃ」）が第２の部分管68の先端69と70の間の距離（図６の「ｄ」）より大きくなっている。周面方向の運動は座部と対向先端との接触面によって阻止され、一方半径方向の運動は第２の部分管68の先端69と 70の堅い内面に当接する第１の部分管の堅い内側半径部分66によって阻止される。図２から６の構造は異なる熱交換器構造に異なる利点をもたらす異なった部分管ロック構造を開示しているが、各構造はそれにもかかわらず、一方の部分管の反対側の部分管に対する相対的な半径方向の運動を阻止する手段を共通に含んでいる。したがって、本発明の範囲は部分管の半径方向の運動をモルタルや締めつけ具に依存しないで妨げる過熱管遮蔽体構造を含むものである。過熱管が第２の遮蔽体を必要とするような長さであったならば、モルタルは正しい位置の遮蔽体の軸方向端部に施され第２の遮蔽体が第１の遮蔽体の隣りに設置された時第１の遮蔽体と第２の遮蔽体との間に確実な接着が得られるようにする。多数の遮蔽体を含む１つの好ましい実施態様では、各遮蔽体20は一方の軸方向端部の周縁リップ13と、他方の軸方向端部の対応周縁溝14とを特徴としている。図７を参照。この実施態様では第１の遮蔽体のリップが第２の遮蔽体の溝の上を摺動し、それにより遮蔽体の外側から過熱管の表面まで曲がりくねった経路を形成するようにしている。この曲がりくねった経路は、有害なボイラーガスが特にこの経路がモルタルで充たされている場合に過熱管に達するのをより困難にする。本発明の遮蔽体は典型的には過熱管遮蔽体として用いられる任意の耐熱性材料で作ることができ、シリコン炭化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、クロミア、及びその混合物を含んでいる。好ましい実施態様では、遮蔽体は窒化接合シリコン炭化物から作られそのシリコン炭化物成分は30−90メッシュグリーンシリコン炭化物の30重量パーセント（「Ｗ／Ｏ」）、−100 メッシュグリーンシリコン炭化物の17Ｗ／Ｏ、３ミクロンシリコン炭化物の35Ｗ／Ｏ、及び−200 メッシュシリコン金属粉の18Ｗ／Ｏを混合することで作られる。この混合物は次に12 Ｗ／Ｏの水と0.75Ｗ／Ｏの硅酸ナトリウム解膠剤とに、この混合物が所望形状の多孔性成形型の中のスリップ成形に適当な粘性が得られるまで混合される。このスリップ（粘土懸濁液）は次に、参照例として本明細書に含まれている米国特許第2,964,823号に実質的にしたがってスリップ成形され、そしてその成形型から取出される。このグリーンスリップ成形形状はそれからさらに乾燥され硬化されるまで窒素のふん囲気の中を約1450℃で熱せられる。ある実施態様では、遮蔽体はウースター、MAのノートン社から入手可能なCRYSTON（商標名）から作られる。管遮蔽体を過熱管に接合するのに普通に用いられる任意のモルタルを用いることができる。好ましくは、シリカ、アルミナ及びアルカリを含有するシリコン炭化物を基剤とするモルタルが用いられる。さらに好ましくは、ウースター、MAのノートン社耐熱システムから入手可能なCRYSTOLON MC−1063が用いられる。本発明の実施態様は本質的に円筒形の過熱管のために考えられているが、本発明はまた長円形や楕円のような非円形断面を有する他の過熱管構造についても実施することを意図するものである。典型的には、過熱管は５cmと８cmの間、好ましくは約6.4 cmの円形の外径を有している。図２のような好ましい実施態様では、第１の部分管は8.3 cmと10.8cm の間、好ましくは約9.6 cmの外径と、約5.7 cmと約8.3 cmとの間、好ましくは約 6.9 cmの内径と、その内側部分を通って約10°と約50°の間、好ましくは約37° で凹面状に延びる外側半径部分とを有している。本発明は部分管の内径よりほんの僅かに小さい外径を有する過熱管に所望のように用いられるが、通常より多くの量のモルタルが取付け中に塗布されることが求められる非常に小さな過熱管に後から取付けることもできる。本発明はボイラーの用途における過熱管に関して特に用いるよう考えられたが、上記の構造はまた床の配管、バイパス管又は摩耗性又は腐食性の条件にさらされる管のような他の熱交換器の用途にも有利に用いることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年２月１１日【補正内容】明細書過熱管の新規な耐熱遮蔽構造発明の背景高価なエネルギーが産業に導入され実際的である場合には必ず高温の廃棄水蒸気から有用な熱を抽出していた。ある用途においては、加熱された水蒸気が清潔な周囲の空気を包含する普通の直交流式金属熱交換器管を通過する。周囲の空気は廃棄水蒸気によって加熱され次に典型的には設備の熱又は処理用の熱として使用される。くずや廃棄物が焼却されて2500°Ｆ（1644Ｋ）までの温度のガス生産物を形成する地方自治体の団体廃棄物の焼却のような他の用途においては、水が、ガス状の発生水蒸気の内部に位置する金属管（「過熱管」）を通されこの高温度によって水蒸気に交換される。この管組立体によって発生された水蒸気はついでタービン駆動の発電機を駆動するのに用いられる。金属管の熱交換器を用いて高温の廃棄水蒸気からの熱の抽出は効率的ではあるが、金属管に関する２つの特別な問題が観察される。第１に、金属の温度上の限界がしばしば熱交換器の作動温度によって超過することである。第２に、廃棄水蒸気は摩耗性及び腐食性の少なくとも一方の性質を有することが多くそのため金属管の物理的な完全性を損なうことである。燃焼生産物による管への直接の攻撃を防止するとともに管が過熱できるようにするため、当該技術では耐熱性セラミック遮蔽が管を被覆するために用いられてきた。これらの遮蔽物の耐熱性は高温伝導性、高温での完全性、浸食抵抗、及び腐食抵抗をもたらす。例えば、米国特許第4,682,568号は、同一の相互に交換可能なかみ合う大きさと形状の一対の耐熱性半割り遮蔽体からなり、かみ合い舌片と溝の構造（「舌片と溝の遮蔽体」）を含む耐熱性遮蔽体を開示している。図１を参照。この構造は、モルタルＭを過熱管Ｓか半割り遮蔽体の内面かに塗布し、半割り遮蔽体の一方を過熱管の外面に取付け、第２の部分の管をこれに対し180°に位置させ舌片Ｔと溝Ｇとを整列させ、２つの半割り遮蔽体を軸方向に係合させることにより、組立てられる。この工程が各過熱管の外側が被覆されるまで繰返される。しかし、この構造は２つの欠点を有している。第１に、この構造はモルタルが遮蔽体を管に接着するまで遮蔽体を一緒に保持するための締めつけ機構を必要とする。第２に、舌片と溝の遮蔽体は金属の熱交換器の管を過激な使用条件のもとで劣化させる。フランス特許公開第0272579号は鋭利な隅部を有する舌片と溝の金属管遮蔽組立体を開示している。必然的なボイラー管の膨張の間、金属ボイラー管は金属管遮蔽体よりも非常に大きく膨張し、そのためこの２つの管遮蔽体を押圧しこれら遮蔽体を外側に向って押す。フランス特許公開第636392号の構造はボイラー管の膨張中の管遮蔽体の運動を舌片が溝によって形成された座部を押しつけるのを保証することにより阻止する。しかし、この舌片と溝のロック機構の鋭利な隅部は特に溝によって形成された座部に隣接した隅部に大きな応力を生じる。これらの応力は耐熱性管遮蔽体において特に大きいものとなる。ヨーロッパ特許公開第0272579号は相互にかみ合うタブと溝を有する耐熱性管遮蔽組立体を開している。しかし、これらのタブと溝もまた鋭い隅部を有しそのため上記したのと同様な応力の集中を受けるものとなる。したがって、過酷な環境での作動中に金属の熱交換器管が劣化することのない耐熱性管遮蔽体が必要となる。発明の概要本発明によれば、図２に示されるように、過熱管を周囲の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体が提供され、この遮蔽体は、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各外側半径部分が凹面の内面を有し各内側半径部分よりも大きく延び各内側半径部分の終端部に座部を形成し、各外側半径部分が内側面を有する外側先端部で終っている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の内側先端部を区画形成する第１及び第２の端部で終わっており、各内側先端部が外側面を有している、第２の部分管、とからなり、第２の部分管の内側先端部が第１の部分管の座部に対向し、第２の部分管の各端部が第１の部分管の対応の外側半径部分の凹面の内面に対応する凸面の外面を有し、第２の部分管の内側先端部の外側面の間の距離が第１の部分管の外側先端部の内側面の間の距離より大きくなっている。図面の記載図１は過熱管に取付けられた従来技術の遮蔽体構造の半径方向断面図である。図２から４は過熱管に取付けられた本発明の遮蔽体の半径方向の断面図である。図５は本発明の好ましい実施態様の軸方向の図である。発明の詳細な説明本発明の目的のため、「半径方向の運動」とは半割り遮蔽体の分離をもたらす過熱管の表面に近づき又は離れる直角の運動と考えられるものである。理論にとらわれることを欲しないで、米国特許第4,682,568号に開示された構造の弱点は遮蔽体上に十分な圧力を加え舌片と溝の締めつけ機構を作動させるモルタル層に信頼をおくことに由来すると考えられる。特に、モルタルは使用時に乾燥し収縮し、管とかみ合わされる半割り遮蔽体との間に空間を生じると考えられる。極端な環境のもとで、かみ合わされた半割り遮蔽体は相互に対し半径方向に移動し、係合がはずれ最後にはボイラーの高速ガスにさらされた時管から落下することになる。本発明は舌片と溝からなる構造により直面する問題を、モルタルの能力とは無関係のロック手段を設け半割り遮蔽体の間に緊密の嵌め合いを得るようにすることにより解決する。図２を参照すると、特に好ましい実施態様において過熱管Ｓを周囲の攻撃から保護するための耐熱性遮蔽体１が提供され、この耐熱性遮蔽体は（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管２であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部３及び４を有し、各端部が外側半径部分５と内側半径部分６とからなり、各外側半径部分５が凹面の内面を有し各内側半径部分よりも大きく少なくとも約10°延び各内側半径部分６の終端部に座部７を区画形成し、各外側半径部分５が内側面12を有する外側先端部で終わっている、第１の部分管２と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管８であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の内側先端部を区画形成する第１及び第２の先端部で終わっており、各内側先端部が外側面９と10を有している、第２の部分管８、とを具備し、第２の部分管８の内側先端が第１の部分管２の座部７と対向し、第２の部分管の各端部が第１の部分管の対応の外側半径部分の凹面の内面に対応する凸面の外面を有し、第２の部分管８の内側先端部の外側面９と10の間の距離（図２の「ｂ」）が第１の部分管２の外側先端部の内側面12の間の距離（図２の「ａ」）より大きくなっている。図２に示される好ましい実施態様では、第２の部分管８の先端部９と10と、第１の部分管２の対向する座部７との間に、間隙が設けられる。しかし、この間隙は小さいので第２の部分管８はいずれの方向にも２，３度より大きく周方向に回転するのが阻止される。典型的には、この間隙はモルタルで充たされる。使用時、この間隙はしばしば約１／32と１／４インチ（約0.08と0.64cm）の間、典型的には１／16インチ（0.16cm）とされる。図２に示される実施態様は第２の部分管が第２の部分管の内側先端部の外側面の間の距離が第１の部分管の外側先端部の内側面の間の距離より大きくすることによる半径方向への移動（すなわち、分離すること）を阻止する。この状態は（ａ）第２の部分管の先端を整列して第１の部分管の座部に向き合わせることと、（ｂ）第１の部分管の各外側半径部分を凹曲面に内側半径部分より大きく約10° と約50°の間、好ましくは約37°だけ延長させることとによって、達成される。好ましくは第２の部分管８の内側先端部の外側面の間の距離は第１の部分管２の外側先端部の内面の間の距離より少なくとも10％大きくする。さらに好ましくは、第２の部分管の内側先端部の外側面の間の距離は第１の部分管の外側先端部の内側面の間の距離より少なくとも20％大きくする。これら部分管は堅い耐熱性体で作られているので、第２の部分管は第１の部分管２の外側先端部12の内側面間の開放した空間を通って曲げられることがなくなる。図２の構造はまた比較的滑らかな輪郭を提供しそれによりボイラーのガスに対し少しの水力学的抵抗しか与えないようにする。必要であれば、第２の部分管８はまた中央の立上り外側半径方向部分16を特徴とし図３に示すように均一なさらに滑らかな輪郭とすることができる。さらに、図２の遮蔽体の組立体は締めつけ具の使用を必要としない。むしろ遮蔽体は、まず湿ったモルタルを過熱管の全周に塗布し、第１の部分管２を過熱管に沿ってその使用位置まで摺動させ、第２の部分管８を過熱管、座部７及び第１の部分管２の外側部分５の内面11によって区画形成された開口の中へと摺動させることにより、過熱管に取付けられ、それにより過熱管の全周を有害なボイラーガスから遮蔽することができるようにする。本発明のある好ましい実施態様においては、半径方向の運動を阻止する手段は図４におけるように短い部分管の外側半径部分に座部が位置する座部と先端部の組立体からなっている。図４を参照すると、図２に展開された座部と対向する先端部との概念の変更例が提供され、座部が短い部分管の外側半径部分に形成されている。図４では、過熱管を流体の攻撃から保護する耐熱性の遮蔽体は、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管62であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部63と64を有し、各端部が外側半径部分65と内側半径部分66とからなり、各内側半径部分66が凸面の外面を有し各外側半径部分65より外方に少なくとも約 10°の円弧で延び各外側半径部分65の終端部に座部67を区画形成し、各内側半径部分66が外側面71を有する内側先端部で終わっている第１の部分管62と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管68であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の外側先端部を区画形成する第１及び第２の端部で終わっており、各外側先端部が内側面69と70を有している、第２の部分管68 とを具備し、第２の部分管68の外側先端部69と70が第１の部分管62の座部67に対向し、第２の部分管68の各端部が第１の部分管62の対応の内側半径部分の凸面の外面に対応する凹面の内面を有し、第１の部分管62の内側先端部71の外側面間の距離（図４の「Ｃ」）が第２の部分管68の外側先端部69と70の内側面間の距離（図４の「ｄ」）より大きくなっている。周方向の運動は座部と対向先端部の接触面によって阻止され一方半径方向の運動は第２の部分管68の先端部の堅固な内側面69と70に当接する第１の部分管の内側半径部分66の堅固な凸面の外面によって阻止される。図２から４の構造は異なる熱交換器構造に異なる利点をもたらす異なった部分管ロック構造を開示しているが、各構造はそれにもかかわらず、一方の部分管の反対側の部分管に対する相対的な半径方向の運動を阻止する手段を共通に含んでいる。したがって、本発明の範囲は部分管の半径方向の運動をモルタルや締めつけ具に依存しないで妨げる過熱管遮蔽体構造を含むものである。過熱管が第２の遮蔽体を必要とするような長さであったならば、モルタルは正しい位置の遮蔽体の軸方向端部に施され第２の遮蔽体が第１の遮蔽体の隣りに設置された時第１の遮蔽体と第２の遮蔽体との間に確実な接着が得られるようにする。多数の遮蔽体を含む１つの好ましい実施態様では、各遮蔽体20は一方の軸方向端部の周縁リップ13と、他方の軸方向端部の対応周縁溝14とを特徴としている。図５を参照。この実施態様では第１の遮蔽体のリップが第２の遮蔽体の溝の上を摺動し、それにより遮蔽体の外側から過熱管の表面まで曲がりくねった経路を形成するようにしている。この曲がりくねった経路は、有害なボイラーガスが特にこの経路がモルタルで充たされている場合に過熱管に達するのをより困難にする。本発明の遮蔽体は典型的には過熱管遮蔽体として用いられる任意の耐熱性材料で作ることができ、シリコン炭化物、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、クロミア、及びその混合物を含んでいる。好ましい実施態様では、遮蔽体は窒化接合シリコン炭化物から作られそのシリコン炭化物成分は30−90メッシュグリーンシリコン炭化物の30重量パーセント（「Ｗ／Ｏ」）、−100 メッシュグリーンシリコン炭化物の17Ｗ／Ｏ、３ミクロンシリコン炭化物の35Ｗ／Ｏ、及び−200 メッシュシリコン金属粉の18Ｗ／Ｏを混合することで作られる。この混合物は次に12 Ｗ／Ｏの水と0.75Ｗ／Ｏの硅酸ナトリウム解膠剤とに、この混合物が所望形状の多孔性成形型の中のスリップ成形に適当な粘性が得られるまで混合される。このスリップ（粘土懸濁液）は次に、参照例として本明細書に含まれている米国特許第2,964,823号に実質的にしたがってスリップ成形され、そしてその成形型から取出される。このグリーンスリップ成形形状はそれからさらに乾燥され硬化されるまで窒素のふん囲気の中を約1450℃で熱せられる。ある実施態様では、遮蔽体はウースター、MAのノートン社から入手可能なCRYSTON（商標名）から作られる。管遮蔽体を過熱管に接合するのに普通に用いられる任意のモルタルを用いることができる。好ましくは、シリカ、アルミナ及びアルカリを含有するシリコン炭化物を基剤とするモルタルが用いられる。さらに好ましくは、ウースター、MAのノートン社耐熱システムから入手可能なCRYSTOLON MC−1063が用いられる。本発明の実施態様は本質的に円筒形の過熱管のために考えられているが、本発明はまた長円形や楕円のような非円形断面を有する他の過熱管構造についても実施することを意図するものである。典型的には、過熱管は５cmと８cmの間、好ましくは約6.4 cmの円形の外径を有している。図２のような好ましい実施態様では、第１の部分管は8.3 cmと10.8cm の間、好ましくは約9.6 cmの外径と、約5.7 cmと約8.3 cmとの間、好ましくは約 6.9 cmの内径と、その内側部分を通って約10°と約50°の間、好ましくは約37° で凹面状に延びる外側半径部分とを有している。本発明は部分管の内径よりほんの僅かに小さい外径を有する過熱管に所望のように用いられるが、通常より多くの量のモルタルが取付け中に塗布されることが求められる非常に小さな過熱管に後から取付けることもできる。本発明はボイラーの用途における過熱管に関して特に用いるよう考えられたが、上記の構造はまた床の配管、バイパス管又は摩耗性又は腐食性の条件にさらされる管のような他の熱交換器の用途にも有利に用いることができる。請求の範囲１．過熱管を周囲の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体であって、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各外側半径部分が凹面の内面を有し各内側半径部分より大きく延び各内側半径部分の終端部に座部を区画形成し、各外側半径部分が内側面を有する外側先端部で終わっている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の内側先端部を区画形成する第１及び第２の端部で終わっており、各内側先端部が外側面を有している、第２の部分管、とを具備し、第２の部分管の内側先端部が第１の部分管の座部に対向し、第２の部分管の各端部が第１の部分管の対応の外側半径部分の凹面の内面に対応する凸面の外面を有し、第２の部分管の内側先端部の外側面間の距離が第１の部分管の外側先端部の内側面間の距離より大きくなっている、耐熱性遮蔽体。２．第１の部分管の各外側半径部分がその内側半径部分よりも大きく約10°と約50°との間で凹面状に延びている請求項５に記載の遮蔽体。３．第１の部分管の各外側半径部分がその内側半径部分よりも大きく約37°凹面状に延びている請求項２に記載の遮蔽体。４．第２の部分管の先端部の間の距離が第１の部分管の先端部の間の距離より少なくとも10％大きくなっている請求項１に記載の遮蔽体。５．第２の部分管の先端部の間の距離が第１の部分管の先端部の間の距離より少なくとも20％大きくなっている請求項２に記載の遮蔽体。６．第２の部分管の第１及び第２の端部が第１の部分管の座部と約1/32インチと１／４インチ（約0.08と0.64cm）との間の距離で対向している請求項１に記載の遮蔽体。７．第２の部分管の第１及び第２の端部が第１の部分管の座部と約1/16インチ（0.16cm）の距離で対向している請求項５に記載の遮蔽体。８．過熱管を流体の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体であって、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各凸面の外面を有し内側半径部分が各外側半径部分より大きく延び各外側半径部分の終端部に座部を区画形成し、各内側半径部分が外側面を有する内側先端部で終わっている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の外側先端部を区画形成する第１及び第２の端部で終わっており、各外側先端部が内側面を有している、第２の部分管とからなり、第２の部分管の外側先端部が第１の部分管の座部に対向し、第２の部分管の各端部が第１の部分管の対応の内側半径部分の凸面の内面に対応する凹面の内面を有し、第１の部分管の内側先端部の外側面間の距離が第２の部分管の外側先端部の内側面間の距離より大きくなっている、耐熱性遮蔽体。【図１】【図２】【図３】【図４】【図５】【手続補正書】【提出日】１９９７年１１月１７日【補正内容】請求の範囲１．過熱管を周囲の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体であって、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各外側半径部分が凹面の内面を有し各内側半径部分より大きく延び各内側半径部分の終端部に座部を区画形成し、各外側半径部分が内側面を有する外側先端部で終わっている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の内側先端部を区画形成する第１及び第２の端部で終わっており、各内側先端部が外側面を有している、第２の部分管、とを具備し、第２の部分管の内側先端部が第１の部分管の座部に対向し、第２の部分管の各端部が第１の部分管の対応の外側半径部分の凹面の内面に対応する凸面の外面を有し、第２の部分管の内側先端部の外側面間の距離が第１の部分管の外側先端部の内側面間の距離より大きくなっている。耐熱性遮蔽体。

Claims

【特許請求の範囲】１．第１及び第２の部分管からなる、流体の攻撃から過熱管を保護するための耐熱性の遮蔽体であって、各部分管がＣ字形断面を有し、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を区画形成している耐熱性遮蔽体において、第１の部分管の端部が第２の部分管の端部に対向し、第１及び第２の部分管が第１の部分管の第２の部分管に対する半径方向の運動を阻止する手段を具備している耐熱性遮蔽体。２．半径方向の運動を阻止する手段が、（ａ）各部分管の内面から延び過熱管に接触する軸方向の突起又は（ｂ）第１の部分管の表面から第２の部分管に向って半径方向に延びる軸方向のＴ字形突起と第２の部分管の表面へと延び前記軸方向のＴ字形突起を受け入れる軸方向の溝のいずれかからなる請求項１に記載の遮蔽体。３．半径方向の運動を阻止する手段が各部分管の内面から延び過熱管に接触する軸方向の突起からなる請求項１に記載の遮蔽体。４．半径方向の運動を阻止する手段が、第１の部分管の表面から第２の部分管に向って半径方向に延びる軸方向のＴ字形突起と、第２の部分管の表面へと延び軸方向のＴ字形突起を軸方向に受け入れる軸方向の溝とからなる請求項１に記載の遮蔽体。５．過熱管を周囲の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体であって、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各外側半径部分が各内側半径部分よりも大きく延び各内側半径部分の終端部に座部を区画形成し、各外側半径部分が先端で終わっている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の先端で終わっている、第２の部分管、とからなり、第２の部分管の先端が第１の部分管の座部に対向し、第２の部分管の先端の間の距離が第１の部分管の先端の間の距離よりも大きくなっている、耐熱性遮蔽体。６．第１の部分管の各外側半径部分がその内側半径部分よりも大きく約10°と約50°との間で凹面状に延びている請求項５に記載の遮蔽体。７．第１の部分管の各外側半径部分がその内側半径部分よりも大きく約37°凹面状に延びている請求項６に記載の遮蔽体。８．第２の部分管の先端の間の距離が第１の部分管の先端の間の距離より少なくとも10％大きくなっている請求項５に記載の遮蔽体。９．第２の部分管の先端の間の距離が第１の部分管の先端の間の距離より少なくとも20％大きくなっている請求項６に記載の遮蔽体。 10．第２の部分管の第１及び第２の端部が第１の部分管の座部と約1/32インチと１／４インチとの間の距離で対向している請求項５に記載の遮蔽体。 11．第２の部分管の第１及び第２の端部が第１の部分管の座部と約1/16インチの距離で対向している請求項５に記載の遮蔽体。 12．過熱管を流体の攻撃から保護するための耐熱性の遮蔽体であって、（ａ）Ｃ字形断面を有する第１の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の端部を有し、各端部が外側半径部分と内側半径部分とからなり、各内側半径部分が各外側半径部分より大きく延び各外側半径部分の終端部に座部を区画形成し、各内側半径部分が先端で終わっている、第１の部分管と、（ｂ）Ｃ字形断面を有する第２の部分管であって、Ｃ字形断面が第１及び第２の先端で終っている第２の部分管、とからなり、第２の部分管の先端が第１の部分管の座部に対向し、第１の部分管の先端の間の距離が第２の部分管の先端の間の距離より大きくなっている、耐熱性遮蔽体。