JPH02203194A - ボイラ水管壁の耐火構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラの技術分野において利用され、特にボイ
ラ水管壁の耐火構造に関する。

（従来の技術〕 従来、ボイラ水管壁の耐火構造としては添付図面の第６
図（Ａ）　、　（Ｂ）のどとくのものが知られている。

同図において平行に列をなしているボイラ水管５１．５
Ｌ、・・・・・・・・・は溶接によってフィン５２＋５
２＋・・・・・・・・・で接続されて、水管壁を形成し
ている。この水管壁には、接ガス面の側すなわち炉内側
にスタッド５３が取付けられ、さらに耐火キャスタブル
を流し込んでライニングＮ５４を形成し、水管を保護し
ている。

（発明が解決しようとする課題］ 上述のごとくの従来のボイラ水管壁の耐火構造は、例え
ばゴミ焼却炉のようにボイラ水管壁で囲まれた炉内の温
度変動が大きく、また各種腐蝕性ガス及びダスト等の発
生量が多い使用条件下では、 ■　各種腐蝕性ガス、ダスト等の外来成分が耐火キャス
タブルで構成されるライニング層内に侵入し、変質層を
生成したり、組繊の劣化を発生させたりするため、また ■　温度変化に伴う発生熱応力を受けるために、ライニ
ング層に亀裂、剥離脱落を生じ、短期間でボイラ水管が
露出してしまい保護層としての機能を果たし得なくなる
ことが多い。

かかる現象は燃焼ガスに直接接する耐火キャスタブルが
、次のような性質を有する。ことに起因している。まず
第一には、キャスタブル耐火物（不焼成耐火材）は施工
後の加熱、すなわち使用雰囲気により内部まで焼結され
強度が発現する性質を有するが、ボイラ水管近傍では温
度が低いために焼結されず強度も上がらず、炉内の温度
変化により、キャスタブル内に発生する膨張・収縮に起
因する内部熱応力に耐えられずに亀裂が生ずる。第二に
は、キャスタブル耐火物は、適宜の水を加えて混練し施
工され、施工後の自然乾燥及び強制乾燥により脱水され
るが、内部の水分除去後そごに気孔が多く残存すること
となり通気率が大きくなる。したがって、気孔内に雰囲
気ガスが侵入し変質層を生成し跪化しクラックを発生す
る。そして上記雰囲気ガスにダストが存在すれば反応物
を生成し同様の問題をもたらす。さらに第三には、キャ
スタブルは施工時の多くの条件例えば添加水量、温度、
混練時間等によって大きく影響を受けるために、施工後
の品質にバラツキが生じやすいことである。

本発明は、これらの問題を解決し、施工時の条件に左右
されず、雰囲気ガスによる変質もなくきわめて安定した
耐火性を示し、かつ補修等も簡単に行うことのできるボ
イラ水管壁の耐火構造を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記目的は、 ボイラ水管にフィンを接続して水管壁を形成し、耐火レ
ンガ類のパネルを、該パネルの面と上記水管壁の接ガス
側の面の間及び隣接パネルの端面の間にモルタルを充填
した状態で、スタッドボルトにより水管壁に対し取付け
、 上記スタッドボルトの先端露出部に耐火レンガ類のキャ
ップを冠着する、 ことにより達成される。

〔作用〕

上述のごとくの本発明にあっては、使用中燃焼ガスに対
する直接接触は、耐火性に優れているレンガ類のパネル
によってなされる。該パネルは従来の耐火キャスタブル
に比し、強度が太き（、また気孔率が小さいために各種
ガスの侵入による影響は小さい。さらに、熱伝導率も大
きいために耐火物内部での温度勾配は小さくなり熱歪み
が小さい。しかも、上記パネルはモルタルを介してボイ
ラ水管壁と密看しているので、ボイラ水管への熱伝導率
が高められる。

また、補修に際しては、補修を行う必要のあるパネルに
ついてのみ、キャップを取外した後、スタッドボルトか
らパネルを外せる。したがって、作業が簡単のみならず
周囲に影響なく必要部分のみを補修できる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図ないし第５図にもとづいて本発
明の詳細な説明する。

先ず、各実施例の説明に先立ち、耐火レンガ類例えば炭
化珪素質のパネルの優位性について、従来の炭化珪素質
耐火キャスタブルと比較しつつ述べる。

■　製造段階でプレス成形（約５００〜８００　ｋｇ／
ｃｍ”）後加熱焼成されており、非加圧そして施工現場
での使用中の焼結による耐火キャスタブルに比し、その
品質は一段と安定している。

■　上記焼成はレンガの使用温度よりも３００〜５００
°Ｃ高い温度でなされているため、使用温度下での再加
熱膨張・収縮がない。

■　焼成品であるために強度が大きい。例えば、１００
０°Ｃ下における熱間曲げ強さは、耐火キャスタブルが
８０ｋｇ／ａｍ”程度であるのに対し、上記パネルは４
５０ｋｇ／ｃｍ”程度得られる。

■　気孔率が小さく各種ガスの侵入に対する抵抗が大き
い。気孔率は、耐火キャスタブルが２０％以上であるの
に対し上記パネルでは約１１％である。

■　熱伝導率が大きく耐火物内部での温度勾配が小さく
熱歪みが小さくなる。熱伝導率は、１０００°Ｃ下にお
いて耐火キャスタブルが８ｋｃａｌ／ｍｈ″Ｃであるの
に対し上記パネルでは１４ｋｃａｌ／ｍｈ″Ｃである。

第１図（＾）ないしくＣ）に示される第一実施例におい
て、ｌはボイラ水管の列で平行に配置されている。これ
らのボイラ水管１．１・・・・・・・・・は溶接された
フィン２によって接続されて、ボイラ水管壁を形成して
る。上記フィン２には、接ガス面の側すなわち炉内側に
向けてスタッドボルト３が溶接により取付けられている
。

一方、４は炭化珪素質レンガ製のパネルで、上述した製
法で作られ上述のような優位性を有しており、図示のご
とく平面形が略正方形をなしている。そしてその断面形
状は、−面が略平面をなし、他面が上記ボイラ水管壁の
形状にほぼ対応して半円溝を形成する形状となっている
。該パネルは上記−面の側の中央位置に凹部５が、そし
てそこには取付孔６が形成されている。

かかるパネル４は、その取付孔６にスタッドボルト３が
貫通する位置にて上記ボイラ水管壁に取付けられる。こ
の取付けに際しては、ボイラ水管壁の接ガス側の面とパ
ネルの上記他面との間及び隣接せるパネルの端面の間に
図示のごとく炭化珪素質モルタル７を充填する。しかる
後、パネル４の凹部５に突出するスタッドボルト３の頭
部に例えば、セラミック製パツキン板８、座金９を順次
配しナツト１０で締めつけてパネル４は強固に取付けら
れる。さらに、上記スタッドボルト３の頭部及びナツト
１０を保護するために、上記凹部５内に上記モルタルを
充填すると共にここに炭化珪素質レンガ製のキャップ１
１を冠着し、本実施例の耐火構造が得られる。

以上のように、本実施例では耐火性・強度、熱伝導性に
優れさらに気孔率の小さい炭化珪素質レンガ製のパネル
が全面的に接ガス面を形成するので、温度変化に対して
強く、ガスの侵入による脆化も小さく、また内部の温度
勾配が小さく内部熱応力の影響も小さ（なる。さらに、
隣接するパネル同士の隙間はモルタルにより完全にガス
の通過を防止する。

また、補修の際には、補修の必要なパネルについてのみ
、上記キャップ１１、ナツト１０等を外した後、そのパ
ネルを取外し、新たなパネルと交換することができる。

したがって、補修不要な隣接するパネルを何ら傷めるこ
とはない。

次に、第２図の第二実施例にあっては、パネル４＾は両
面共に平坦であり第一実施例のものに比しパネルの製造
が容易となる。そして、ボイラ水管壁の面とパネルの面
との不一致な形状となる空間はモルタル７Ａで充填され
る。

第３図の第三実施例に示されるパネル４Ｂでは、第１図
のパネルの端面に段部を設は印籠の形としたためにガス
通過防止の効果が高められる。

さらに第４図の第四実施例では、パネル４Ｃは隅部、例
えば平面が四角形をなしていれば四隅でスタッドボルト
３Ｃにより固定されるようにしである。したがって、第
１図の第一実施例のものでは中央で集中的に締められて
いるのに対し、締め付は力の分散が図れる。

第５図に示された第五実施例では、パネル４Ｄの取付は
部分の形状をプレート形としキャスタブル耐火物１１０
に保護されている。したがって、前出の実施例のごとく
キャンプを耐火レンガで作る必要がなく、部品点数が少
なくなる。

なお、既述のすべての実施例において、パネルは強度そ
の他の必要条件を満たすかぎり、できるだけ薄く形成さ
れることが望ましい。さらに、実施例ではパネルそして
キャップは炭化珪素質系のもので例示したが、これに限
定されるものではなく、これに相当する機能を有する耐
火レンガならば他の材質のものでも十分である。

〔発明の効果〕。

以上のごとくの本発明によれば、以下のごとくの効果を
得る。

■　耐火ライニング材質を炭化珪素質Ｉ／ンガとし、か
つボイラ水管に密着させるため熱伝導率を高められ、熱
歪みを小さくし剥離脱落の発生の防止が確実になされる
。

■　パネル支持部の保護対策を行いボルトの損傷の防止
が可能となる。

■　炉壁の熱的変形による曲げ、ねじれ等に対して、パ
ネル化することにより小ブロックで歪を分散吸収するた
め安定してか壁を維持することが可能である。

■　パネルレンガをモルタルで接着することにより、パ
ネルとボイラ水管を密着させ熱移動を円滑にすると共に
ガス通過を防止でき、さらには、加熱・冷却に伴うパネ
ルとボイラ水管の相対的な熱膨張、収縮に対し緩衝の役
割りを果たし、パネルレンガの割れが防止できる。

■　以上の■〜■により従来よりも長寿命なボイラ水管
の保護が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第一実施例を示すもの
で第１図（Ａ）はボイラ水管に直角な面での断面図、第
１図（Ｂ）はボイラ室側からみた平面図、第１図（Ｃ）
はボイラ水管に対し平行な面での断面図、第２図は第二
実施例のボイラ水管に直角な面での断面図、第３図は第
三実施例のボイラ水管に直角な面での断面図、第４図は
第四実施例のボイラ水管に直角な面での断面図、第５図
（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第五実施例を示すもので第５
図（Ａ）はボイラ水管に直角な面での断面図、第５図Ｃ
Ｂ）はボイラ室側からみた平面図、第５図（Ｃ）はボイ
ラ水管に対し平行な面での断面図、第６図（＾）は従来
の耐火構造のボイラ室外からみた平面図、第６図（Ｂ）
は第６図（＾）のものの断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ボイラ水管にフィンを接続して水管壁を形成し、耐火レ
   ンガ製のパネルを、該パネルの面と上記水管壁の接ガス
   側の面の間及び隣接パネルの端面の間にモルタルを充填
   した状態で、スタッドボルトにより水管壁に対し取付け
   、 上記スタッドボルトの先端露出部に耐火レンガ製のキャ
   ップを冠着する、 こととするボイラ水管壁の耐火構造。