TWI628394B - 水管保護用耐火物 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種水管保護用耐火物(2)，其係保護水管構造體(10)者，且具有：複數個水管(11)，其於上下方向(V)延伸；補強構件(12)，其遍及延伸方向而連結相鄰之水管(11)彼此；及複數個鉤件(13)，其係於上下方向隔開而配置於補強構件(12)者，且具有：基部(14)，其朝與補強構件(12)之表面交叉之方向突出；鉤件上部(15)，其從基部(14)之端部朝上方突出；及鉤件下部(16)，其從基部(14)之端部朝下方突出；且該保護水管構造體(10)具備：一對保護部(3)，其具有沿著相鄰之複數個水管(11)之各者之外周面之一部分之形狀；及連結部(4)，其連結保護部(3)彼此；且連結部(4)係藉由嵌合式而安裝在於上下方向V相鄰之一對鉤件(13)之鉤件上部(15)與鉤件下部(16)之間。

Description

水管保護用耐火物

本發明係關於用以於高溫氣體等之氣體環境中保護鍋爐等之熱交換器之水管之水管保護用耐火物。 本案係對2015年12月9日於日本提出申請之日本專利申請案第2015-240326號主張優先權，其全文以引用的方式併入本文中。

例如，於利用於焚燒垃圾等時產生之熱發電之带有鍋爐之焚化爐中，焚化爐之爐壁係由具有多個水管之水管構造體(鍋爐面板)形成。焚化爐之爐內由於為高溫高腐蝕性環境，故為了保護水管，一般使用耐火瓷磚等之水管保護用耐火物。作為耐火瓷磚，已知於專利文獻1記述者。 於專利文獻1記述之耐火瓷磚係以於形成於水管構造體之鉤件鉤掛瓷磚之方式安裝。於耐火瓷磚與水管構造體之間充填泥漿。 耐火瓷磚具有：一對保護部，其具有沿著水管之各者之半周部分之形狀；及連結部，其連結保護部彼此。保護部係形成為沿著水管之外周面之弓形狀。藉此，可將耐火瓷磚之保護部形成為較薄，抑制耐火瓷磚之表面溫度上升。藉由抑制耐火磁磚之表面溫度上升，而抑制因垃圾之燃燒而產生之灰渣之附著。 與設置於水管構造物之鉤件扣合之受承構造係形成於連結部之上下方向中央，即瓷磚之中心部。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本實用新案登錄第3163736號公報

[發明所欲解決之問題] 然而，專利文獻1所記述之耐火瓷磚係於耐火瓷磚之中心形成鉤件之受承構造，故必須將連結保護部彼此之連結部形成為較厚。因連結部之厚度增加，而有水管之冷卻效果難以推及連結部之表面(朝向焚化爐之內部空間之面)之課題。 又，為了於耐火瓷磚之中心形成鉤件之受承構造，耐火瓷磚之成型方法變得複雜，而有耐火瓷磚之製造成本增加之課題。 本發明之目的在於提供一種耐火瓷磚，其可將耐火瓷磚之中心設為較薄，且可降低耐火瓷磚之製造成本。 [解決問題之技術手段] 根據本發明之第一態樣，水管保護用耐火物係保護水管構造體者，且具有：複數個水管，其於上下方向延伸；補強構件，其遍及延伸方向而連結相鄰之上述水管彼此；及複數個鉤件，其係於上下方向隔開而配置於上述補強構件者，且具有：基部，其朝與上述補強構件之表面交叉之方向突出；鉤件上部，其由上述基部之端部朝上方突出；及鉤件下部，其由上述基部之端部朝下方突出；且該水管保護用耐火物具備：一對保護部，其具有沿著相鄰之上述複數個水管各者之外周面之一部分之形狀；及連結部，其連結上述保護部彼此；且上述連結部具有：連結部本體；第一突起，其自上述連結部本體朝上方突出，且插入於上述補強構件與上述鉤件下部之間之空間；及第二突起，其自上述連結部本體朝下方突出，且插入於上述補強構件與上述鉤件上部之間之空間；上述第一突起之自上述連結部本體之突出長度係形成為較上述第二突起之自上述連結部本體之突出長度更長，且自上述第一突起之上端至上述第二突起之下端之長度係形成為較於上下方向相鄰之一對上述鉤件中之上方之上述鉤件之上述鉤件下部之下端至下方之上述鉤件之上述鉤件上部之上端之尺寸更長。 根據此種構成，由於水管保護用耐火物為藉由嵌合式而於上端及下端受支持之構造，故不必於水管保護用耐火物之中心形成鉤件之受承構造，可將水管保護用耐火物之中心部之厚度設為較薄。再者，能以低成本製造水管保護用耐火物。 於上述水管保護用耐火物中，上述連結部亦可於與上述連結部之朝向上述補強構件之面相反之側，具有自上述連結部較上述第二突起更朝下方突出之蓋體部。 根據此種構成，可將由水管保護用耐火物保護之水管構造體之範圍更為擴大。 根據本發明之第二態樣，水管保護用耐火物係保護水管構造體者，且具有：複數個水管，其於上下方向延伸；補強構件，其遍及延伸方向而連結相鄰之上述水管彼此；及複數個鉤件，其係於上下方向隔開而配置於上述補強構件者，且具有：基部，其朝與上述補強構件之表面交叉之方向突出；鉤件上部，其由上述基部之端部朝上方突出；及鉤件下部，其由上述基部之端部朝下方突出；且該水管保護用耐火物具備：一對保護部，其具有沿著相鄰之上述複數個水管各者之外周面之一部分之形狀；及連結部，其連結上述保護部彼此；且上述連結部係藉由嵌合式而安裝在於上下方向相鄰之一對上述鉤件之上述鉤件上部與上述鉤件下部之間。 於上述水管保護用耐火物中，上述連結部亦可於與上述連結部之朝向上述補強構件之面相反之側，具有自上述連結部朝向下方突出之蓋體部。 於上述水管保護用耐火物中，上述連結部亦可於上下方向中央附近具有凹部。 於上述水管保護用耐火物中，上述保護部亦可具有保護物本體，其係以於與上述水管之外周面之間具有間隙之方式形成；及間隔件，其於上述保護部本體之內周面形成為與上述間隙相同之高度。 根據此種構成，可將水管與保護部之間之間隙保持為一定。 [發明之效果] 根據本發明，由於水管保護用耐火物為藉由嵌合式而於上端及下端受支持之構造，故可將水管保護用耐火物之中心部之厚度設為較薄。再者，能以低成本製造水管保護用耐火物。

以下，對本發明之實施形態之水管保護用耐火物(耐火瓷磚)、及具有水管保護用耐火物之水管保護用構造體，參照圖式詳細地說明。本實施形態之水管保護用構造體係例如保護機械爐床式焚化爐之鍋爐水管壁等之熱交換器之水管構造體者。 圖1係顯示應用具有本實施形態之水管保護用耐火物(以下，亦稱為耐火瓷磚)之水管保護用構造體1之機械爐床式焚化爐50之概略圖。 機械爐床式焚化爐50具備投入料斗51、爐篦52、內部空間53、鍋爐54、水管構造體10、及水管保護用構造體1。 投入料斗51係接收垃圾等之焚燒對象物之部分。投入料斗51連接於內部空間53。爐篦52形成內部空間53之底面。水管構造體10係設置於內部空間53之側面(爐壁)。 水管構造體10具有複數個水管11(參照圖2)。複數個水管11係沿著上下方向延伸。複數個水管11係連接於鍋爐54。 自投入料斗51投入之焚燒對象物(垃圾)被引導至內部空間53，於爐篦52上焚燒。藉由焚燒，於內部空間53內產生熱。於複數個水管11內流動之水與內部空間53之間進行熱交換。將複數個水管11內流動之水所受之熱於鍋爐54內進行熱交換，且有效利用。 於內部空間53內，藉由焚燒發生高溫高腐蝕性氣體。水管保護用構造體1係為了於高溫高腐蝕性氣體中保護複數個水管11而設置，保護複數個水管11之內部空間53側。 如圖2、圖3、圖4及圖5所示，水管構造體10具有補強構件12(鰭片)，其遍及延伸方向而連結於上下方向V延伸之複數個水管11與相鄰之水管11彼此；及複數個鉤件13，其係於上下方向V隔開而配置於補強構件12。複數個鉤件13係於上下方向V以等間隔配置。本實施形態之耐火瓷磚2係於上下方向V配置於相鄰之鉤件13彼此之間。 另，於圖式中標有上下方向V之方向、上方V1之朝向、及下方V2之朝向。 複數個水管11之各者係圓筒狀。複數個水管11具有相同之直徑，且以相同之間距排列。 補強構件12呈平板狀。補強構件12係配置於與包含複數個水管11之軸線之平面相同之平面上。 如圖5所示，鉤件13具有：基部14，其自補強構件12之內部空間53側之表面朝內部空間53側突出；鉤件上部15，其自基部14之端部朝上方突出；及鉤件下部16，其自基部14之端部朝下方突出。基部14朝與補強構件12之表面正交(交叉)之方向突出。 於鉤件上部15及鉤件下部16與補強構件12之間，形成有空間。鉤件下部16與補強構件12之間之第一空間S1，係後述之供插入耐火瓷磚2之第一突起6之空間。鉤件上部15與補強構件12之間之第二空間S2，係後述之插入有第二突起7之空間。如圖3所示，鉤件上部15及鉤件下部16之水平方向之寬度小於補強構件12之寬度。 鉤件下部16之自基部14之突出長度L1較鉤件上部15之自基部14之突出長度L2大。例如，可將鉤件下部16之自基部14之突出長度L1，設為鉤件上部15之自基部14之突出長度L2之1.5倍。 換言之，由鉤件下部16形成之第一空間S1之自鉤件下部16之端部起之深度，較藉由鉤件上部15形成之第二空間S2之自鉤件上部15之端部起之深度深。 其次，就保護水管構造體10之水管保護用構造體1之構成進行說明。 水管保護用構造體1具有：鉤件13，其係設置於補強構件12；複數個耐火瓷磚2，其經由鉤件13而安裝於水管構造體10；泥漿17，其係充填於水管構造體10與耐火瓷磚2之間。本實施形態之耐火瓷磚2可藉由嵌合式而安裝於水管構造體10。 嵌合式係板狀體之安裝方法。嵌合式係於安裝板狀體之空間之上下設置凹槽，於將板狀體之上部插入上之凹槽後，板狀體之下部落入下方凹槽之安裝方法。 各個耐火瓷磚2具有耐火性。耐火瓷磚2例如以碳化矽(SiC)製造。各個耐火瓷磚2係以保護鄰接之2個水管11之方式構成。耐火瓷磚2係經由泥漿17而接著於水管構造體10。 如圖3所示，耐火瓷磚2於安裝於水管構造體10之狀態下，自與水管構造體10正交之方向觀察呈矩形狀。耐火瓷磚2係以覆蓋朝向水管構造體10之內部空間53側之面之整體之方式，規則地配置於上下方向及左右方向。 如圖6、圖7及圖8所示，耐火瓷磚2具有：第一保護部3A及第二保護部3B(保護部3)，其具有沿著相鄰之複數個水管11之各者之半周部分之形狀；及連結部4，其連結第一保護部3A與第二保護部3B。保護部3只要為覆蓋水管11之外周面11a之一部分之形狀即可。 保護部3具有保護部本體18、及形成於保護部本體18之複數個間隔件19。 如圖4所示，保護部本體18之內周面31係以與水管11之外周面11a平行之方式形成。換言之，保護部本體18係以水管11與保護部3之間之間隙G1為大致一定之方式形成。 保護部本體18之外周面32係以成為與保護部本體18之內周面31平行之方式形成。換言之，保護部本體18係以厚度為一定之方式形成。 如圖6所示，間隔件19具有：主間隔件19A，其係配置於保護部本體18之內周部31之周向之中央附近；及子間隔件19B，其係配置於主間隔件19A之兩側。主間隔件19A係於上下方向設置複數個。主間隔件19A之高度(保護部本體18之自內周面31起之高度)及水管11與保護部3之間之間隙G1(參照圖4)為大致相同。 子間隔件19B係於上下方向設置有複數個。子間隔件19B之高度較主間隔件19A稍低。 另，只要於各個保護部3設置一個主間隔件19A即可。 如圖8所示，連結部4具有連結部本體5、自連結部本體5朝上方突出之第一突起6、及自連結部本體5朝下方突出之第二突起7。連結部本體5具有：連結部平行面20，其朝向補強構件12側且與補強構件12平行；及連結部表面21，其朝向內部空間53。本實施形態之耐火瓷磚2係將第一突起6及第二突起7於第一空間S1及第二空間S2嵌合式地安裝。 第一突起6及第二突起7係設置於連結部本體5之連結部平行面20側。即，第一突起6及第二突起7係設置於連結部本體5之補強構件12側。第一突起6係插入於補強構件12與鉤件下部16之間之第一空間S1。第二突起7係插入於補強構件12與鉤件上部15之間之第二空間S2。 第一突起6係藉由形成有底穴即第一穴部8而形成於連結部4之上表面。第二突起7係藉由形成有底穴即第二穴部9而形成於連結部4之下表面。 第一突起6之自連結部本體5之突出長度P1較第二突起7之自連結部4本體之突出長度P2更長。第一突起6之自連結部本體5之突出長度P1係與鉤件下部16之自基部14之突出長度L1大致相同。第二突起7之自連結部本體5之突出長度P2係與鉤件上部15之自基部14之突出長度L2大致相同。 自第一突起6之上端至第二突起7之下端之長度L4係形成為長於上下方向相鄰之一對鉤件13中之自上方之鉤件13之鉤件下部16之下端、至下方之鉤件13之鉤件上部15之上端為止之長度L3(參照圖5)。即，於將第一突起6配置於第一空間S1並將第二突起7配置於第二空間S2，且藉由鉤件13支持耐火瓷磚2之下部之狀態下，藉由第一突起6與鉤件下部16干涉，使得耐火瓷磚2不會落下。 又，本實施形態之瓷磚係第一穴部8之底面與第二突起7之下端之距離L5，小於自鉤件上部15之下端至鉤件下部16之上端之尺寸L3小。 藉由上述之構成，能夠以嵌合式而將耐火瓷磚2安裝於水管構造圖10。 如圖8所示，於連結部4形成減低連結部4之厚度之凹部22。凹部22係形成於連結部4之連結部表面21(朝向內部空間53之面)。凹部22係形成於連結部4之上下方向之中央。 藉由形成凹部22，於連結部4之上下方向中央附近，連結部4之厚度變薄。凹部22具有凹部中央23；及斜面24，其連接凹部中央23與連結部4之上下方向之端部。斜面24係以連結部4之厚度自凹部中央23隨著朝向連結部4之端部逐漸增厚之方式形成。 如圖8所示，連結部4係於連結部本體5之連結部表面21側，具有朝上方突出之第一蓋體部25，於連結部本體5之連結部表面21側，具有朝下方突出之第二蓋體部26。 第一蓋體部25之自連結部本體5之突出長度係與第一突起6之突出長度P1大致相同。第二蓋體部26之自連結部本體5之突出長度大於第二突起7之突出長度P2。於將複數個耐火瓷磚2安裝於水管構造體10時，第二蓋體部26具有填入與於下方相鄰之耐火瓷磚2之間隙之長度。 其次，對將實施形態之耐火瓷磚2安裝於水管構造體10之方法進行說明。 首先，如圖9(a)所示，將耐火瓷磚2傾斜，將耐火瓷磚2之第一突起6插入於水管構造體10之鉤件13下方(第一空間S1)。 其次，如圖9(b)所示，將耐火瓷磚2之第一突起6抵接於鉤件13之基部14。繼而，使耐火瓷磚2之下部朝水管構造體10側移動，而使耐火瓷磚2與水管構造體10平行。 最後，如圖9(c)所示，以耐火瓷磚2之第二突起7被支持於鉤件13之基部14之方式，將耐火瓷磚2落下嵌入。 藉由使用此種方法，能夠以嵌合式將耐火瓷磚2安裝於水管構造體10。 根據上述實施形態，耐火瓷磚2成為藉由嵌合式而於上端及下端受支持之構造，故不必於耐火瓷磚2之中心形成鉤件之受承構造，可將耐火瓷磚2之中心部之厚度設為較薄。即，可於耐火瓷磚2之連結部4形成凹部22。藉此，水管11之冷卻效果易於推及連結部4之表面(朝向連結部表面21、及內部空間53之面)，可抑制灰渣附著於連結部4。又，由於耐火瓷磚2之水管構造體10側與內部空間53側之溫度差變小，故可減小耐火瓷磚2自身產生之應力。 又，由於製造耐火瓷磚2時之成形方法變單純，故可以低成本製造耐火瓷磚2。例如，於使用模具壓製成型耐火瓷磚2之情形時，於將用以形成第一穴部8與第二穴部9之棒狀之治具分別配置於模型之特定位置後將碳化矽放入模具，進行壓製成型，其後拉出該等治具，藉由如此般之單純之方法，可獲得耐火瓷磚2之形狀。另，於該成形後，燒固而成為耐火瓷磚2。 又，第二蓋體部26自連結部本體5之下端突出，藉此可進一步增大由耐火瓷磚2保護之水管構造體10之範圍。 又，藉由於保護部3之內周面31形成間隔件19，可將水管11與保護部3之間之間隙G保持為一定。藉此，可均質地確保泥漿17之厚度，可提高施工品質。 以上，已對本發明之各實施形態進行說明，但可於不脫離本發明之技術性思想之範圍內，施加各種變更。 例如，於本實施形態中，將具有耐火瓷磚2之水管保護用構造體1應用於機械爐床式焚化爐50之鍋爐水管壁，但並非限定於此。亦可應用於機械爐床式焚化爐以外之爐之鍋爐水管壁。只要為與上述實施形態所記述之水管構造體10具有相同形狀之水管構造體之熱交換器，即可採用本發明之耐火瓷磚2。

1‧‧‧水管保護用構造體

2‧‧‧耐火瓷磚

3‧‧‧保護部

3A‧‧‧第一保護部

3B‧‧‧第二保護部

4‧‧‧連結部

5‧‧‧連結部本體

6‧‧‧第一突起

7‧‧‧第二突起

8‧‧‧第一穴部

9‧‧‧第二穴部

10‧‧‧水管構造體

11‧‧‧水管

11a‧‧‧外周面

12‧‧‧補強構件

13‧‧‧鉤件

14‧‧‧基部

15‧‧‧鉤件上部

16‧‧‧鉤件下部

17‧‧‧泥漿

18‧‧‧保護部本體

19‧‧‧間隔件

19A‧‧‧主間隔件

19B‧‧‧子間隔件

20‧‧‧連結部平行面

21‧‧‧連結部表面

22‧‧‧凹部

23‧‧‧凹部中央

24‧‧‧斜面

25‧‧‧第一蓋體部

26‧‧‧第二蓋體部

31‧‧‧內周面

32‧‧‧外周面

50‧‧‧機械爐床式焚化爐

51‧‧‧投入料斗

52‧‧‧爐篦

53‧‧‧內部空間

54‧‧‧鍋爐

L1‧‧‧突出長度

L2‧‧‧突出長度

L3‧‧‧尺寸

L4‧‧‧長度

L5‧‧‧距離

P1‧‧‧突出長度

P2‧‧‧突出長度

S1‧‧‧第一空間

S2‧‧‧第二空間

V‧‧‧上下方向

V1‧‧‧上方

V2‧‧‧下方

V-V‧‧‧線

VII-VII‧‧‧線

VIII-VIII‧‧‧線

G1‧‧‧間隙

圖1係顯示應用本發明之實施形態之水管保護用耐火物之機械爐床式焚化爐之概略圖。 圖2係應用本發明之實施形態之水管保護用耐火物之水管構造體之立體圖。 圖3係應用本發明之實施形態之水管保護用構造體之水管構造體之前視圖。 圖4係圖3之IV箭視圖，即應用水管保護用構造體之水管構造體之俯視圖。 圖5係圖3之V-V剖視圖，即應用水管保護用構造體之水管構造體之剖視圖。 圖6係自本發明之實施形態之水管保護用耐火物之保護部之內側觀察之前視圖。 圖7係圖6之VII箭視圖，即本發明之實施形態之水管保護用耐火物之仰視圖。 圖8係圖6之VIII-VIII剖視圖，即本發明之實施形態之水管保護用耐火物之剖視圖。 圖9(a)～(c)係說明將本發明之實施形態之水管保護用耐火物安裝於水管構造物之方法之說明圖。

Claims (5)

1. 一種水管保護用耐火物，其係保護水管構造體者，該水管構造體包含：複數條水管，其於上下方向延伸；補強構件，其遍及延伸方向而連結相鄰之上述水管彼此；及複數個鉤件，其係於上下方向隔開而配置於上述補強構件者，且包含：基部，其朝與上述補強構件之表面交叉之方向突出；鉤件上部，其從上述基部之端部朝上方突出；及鉤件下部，其從上述基部之端部朝下方突出；且該水管保護用耐火物包含：一對保護部，其具有沿著相鄰之上述複數個水管各者之外周面之一部分之形狀；及連結部，其連結上述保護部彼此；且上述連結部包含：連結部本體；第一突起，其自上述連結部本體朝上方突出，且插入上述補強構件與上述鉤件下部之間之空間；及第二突起，其自上述連結部本體朝下方突出，且插入上述補強構件與上述鉤件上部之間之空間；且上述第一突起之自上述連結部本體之突出長度，係形成為較上述第二突起之自上述連結部本體之突出長度長，且自上述第一突起之上端至上述第二突起之下端之長度，係形成為較於上下方向相鄰之一對上述鉤件中之上方之上述鉤件之上述鉤件下部之下端起、至下方之上述鉤件之上述鉤件上部之上端之尺寸長； 上述連結部包含凹部，該凹部形成於與朝向上述補強構件之面相反之側之上下方向中央附近。
2. 如請求項1之水管保護用耐火物，其中上述連結部係於上述連結部之與朝向上述補強構件之面為相反之側，具有自上述連結部較上述第二突起朝下方突出之蓋體部。
3. 一種水管保護用耐火物，其係保護水管構造體者，該水管構造體包含：複數個水管，其於上下方向延伸；補強構件，其遍及延伸方向而連結相鄰之上述水管彼此；及複數個鉤件，其係於上下方向隔開而配置於上述補強構件者，且包含：基部，其朝與上述補強構件之表面交叉之方向突出；鉤件上部，其從上述基部之端部朝上方突出；及鉤件下部，其從上述基部之端部朝下方突出；且該水管保護用耐火物包含：一對保護部，其具有沿著相鄰之上述複數個水管各者之外周面之一部分之形狀；及連結部，其連結上述保護部彼此；且上述連結部係藉由嵌合式而安裝在於上下方向相鄰之一對上述鉤件之上述鉤件上部與上述鉤件下部之間，且包含凹部，該凹部形成於與朝向上述補強構件之面相反之側之上下方向中央附近。
4. 如請求項3之水管保護用耐火物，其中上述連結部係於上述連結部之與朝向上述補強構件之面為相反之 側，包含自上述連結部朝下方突出之蓋體部。
5. 如請求項1至4中之任一項之水管保護用耐火物，其中上述保護部包含：保護部本體，其係以於與上述水管之外周面之間具有間隙之方式形成；及間隔件，其係以與上述間隙為相同高度之方式形成於上述保護部本體之內周面。