JPH06213573A - 冷却ダクト - Google Patents
冷却ダクトInfo
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- JPH06213573A JPH06213573A JP5003503A JP350393A JPH06213573A JP H06213573 A JPH06213573 A JP H06213573A JP 5003503 A JP5003503 A JP 5003503A JP 350393 A JP350393 A JP 350393A JP H06213573 A JPH06213573 A JP H06213573A
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- cooling jacket
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内面へのダストの付着を抑制する。
【構成】 ガス導管の外側に冷却水を通すジャケットを
配置し、この冷却ジャケットとガス導管の間に断熱材を
介装している。断熱材の種類やその厚さを変えれば、ダ
クト内壁の温度を所望の値に設定できる。このため、排
ガス温度を大幅に低下させることなく低融点ダストの付
着を抑制できる。上記冷却ジャケットの構造が、円周方
向に分割されたものであって、この分割体をバネ式機構
等によって連結すると、冷却ジャケットは半径方向に伸
縮可能になる。又、冷却ジャケットが、上記分割体をガ
ス導管に個別に取り付けたものであると、ガス導管は冷
却ジャケットがあっても、自由に伸縮できる。冷却ジャ
ケットが上記何れかの構造であれば、ガス導管に熱応力
が発生しても吸収できる。
配置し、この冷却ジャケットとガス導管の間に断熱材を
介装している。断熱材の種類やその厚さを変えれば、ダ
クト内壁の温度を所望の値に設定できる。このため、排
ガス温度を大幅に低下させることなく低融点ダストの付
着を抑制できる。上記冷却ジャケットの構造が、円周方
向に分割されたものであって、この分割体をバネ式機構
等によって連結すると、冷却ジャケットは半径方向に伸
縮可能になる。又、冷却ジャケットが、上記分割体をガ
ス導管に個別に取り付けたものであると、ガス導管は冷
却ジャケットがあっても、自由に伸縮できる。冷却ジャ
ケットが上記何れかの構造であれば、ガス導管に熱応力
が発生しても吸収できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温であり且つ融点が
低いダストを含む排ガスを流通させるためのダクトに関
する。
低いダストを含む排ガスを流通させるためのダクトに関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、鉄鉱石、石炭、石灰などの原料
を溶解炉に投入して連続精錬する際には、高温の排ガス
が発生する。発生した排ガスはダクトによって導かれて
他の工程に送られ、その熱量や有用成分の利用が図られ
る。
を溶解炉に投入して連続精錬する際には、高温の排ガス
が発生する。発生した排ガスはダクトによって導かれて
他の工程に送られ、その熱量や有用成分の利用が図られ
る。
【0003】このような溶解炉から発生する排ガスの温
度は1000℃程度の高温であるので、通常、排ガスを
流通させるダクトは普通鋼に耐火物の内張りが施された
ものが使用されている。
度は1000℃程度の高温であるので、通常、排ガスを
流通させるダクトは普通鋼に耐火物の内張りが施された
ものが使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記精錬の際に発生す
る高温排ガス中には多量のダストが含まれているが、こ
のダストは多種類の物質の混合物であり、原料そのもの
の粉の他に、原料に由来する硫黄分やアルカリ成分を含
有する灰分も混在している。この灰分は、その融点が約
800℃程度の低融点物であって、溶解炉から飛散する
際には溶融状態になっている。
る高温排ガス中には多量のダストが含まれているが、こ
のダストは多種類の物質の混合物であり、原料そのもの
の粉の他に、原料に由来する硫黄分やアルカリ成分を含
有する灰分も混在している。この灰分は、その融点が約
800℃程度の低融点物であって、溶解炉から飛散する
際には溶融状態になっている。
【0005】上記のような低融点のダストを含んだガス
をダクト内へ導入すると、次のような問題が起こる。溶
融状態のダストがダクトの内面に接触すると、そのまま
付着してしまう。この際、更に、溶融状態のダストはバ
インダーの役目をして原料のダストをも付着させ、ダク
ト内面の付着物の量を一層増大させる。このため、この
ような排ガスを発生する炉においては、短期間操業した
だけでダクトの圧力損失が急上昇し、操業不能となる。
をダクト内へ導入すると、次のような問題が起こる。溶
融状態のダストがダクトの内面に接触すると、そのまま
付着してしまう。この際、更に、溶融状態のダストはバ
インダーの役目をして原料のダストをも付着させ、ダク
ト内面の付着物の量を一層増大させる。このため、この
ような排ガスを発生する炉においては、短期間操業した
だけでダクトの圧力損失が急上昇し、操業不能となる。
【0006】本発明は、上記のような問題を解決し、内
面へのダストの付着を抑制することができるダクトを提
供することを目的とする。
面へのダストの付着を抑制することができるダクトを提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、ガス導管の外側に冷却流体を
流通させるためのジャケット(以下、冷却ジャケットと
言う)を配置し、このジャケットとガス導管の間に断熱
材を介装する構造にしている。
めに、本発明においては、ガス導管の外側に冷却流体を
流通させるためのジャケット(以下、冷却ジャケットと
言う)を配置し、このジャケットとガス導管の間に断熱
材を介装する構造にしている。
【0008】ガス導管と冷却ジャケットの間に介装する
上記断熱材は、セラミック繊維よりなるシート(以下、
セラミックシートと言う)であってもよく、或いは金属
繊維を不織布状に形成したものであってもよい。
上記断熱材は、セラミック繊維よりなるシート(以下、
セラミックシートと言う)であってもよく、或いは金属
繊維を不織布状に形成したものであってもよい。
【0009】断熱材がシート状のものである場合、その
厚さは、セラミックシートのときは1mm〜3mm程度
の範囲であるのがよく、金属繊維を不織布状に形成した
ものである場合には8.0mm〜15.0mm程度の範
囲であるのがよい。
厚さは、セラミックシートのときは1mm〜3mm程度
の範囲であるのがよく、金属繊維を不織布状に形成した
ものである場合には8.0mm〜15.0mm程度の範
囲であるのがよい。
【0010】上記セラミック繊維や金属繊維よりなる断
熱材としては、温度700℃〜1200℃における厚さ
(mm)/熱伝導率(kcal/m・hr・℃)の比が
8〜15であるものがよい。
熱材としては、温度700℃〜1200℃における厚さ
(mm)/熱伝導率(kcal/m・hr・℃)の比が
8〜15であるものがよい。
【0011】冷却ジャケットの具体的な構造の一例とし
ては、円周方向に分割された複数の分割体によって円筒
状に組み立てたものであって、且つ半径方向に伸縮可能
に形成するものがある。
ては、円周方向に分割された複数の分割体によって円筒
状に組み立てたものであって、且つ半径方向に伸縮可能
に形成するものがある。
【0012】上記冷却ジャケットにおいて、冷却ジャケ
ットを半径方向に伸縮可能に形成する機構がバネ式であ
ってもよい。又、冷却ジャケットを半径方向に伸縮可能
にするために、冷却ジャケットは複数の分割体を板バネ
を介して連結したものであってもよい。
ットを半径方向に伸縮可能に形成する機構がバネ式であ
ってもよい。又、冷却ジャケットを半径方向に伸縮可能
にするために、冷却ジャケットは複数の分割体を板バネ
を介して連結したものであってもよい。
【0013】又、更に、冷却ジャケットを半径方向に伸
縮可能にするために、冷却ジャケットは、ガス導管の外
側に複数のジャケットの分割体を円筒状に配置し、その
外周にバンドを掛け、このバンドをバネ式機構によって
締結したものであってもよい。
縮可能にするために、冷却ジャケットは、ガス導管の外
側に複数のジャケットの分割体を円筒状に配置し、その
外周にバンドを掛け、このバンドをバネ式機構によって
締結したものであってもよい。
【0014】冷却ジャケットの具体的な構造の他の例と
しては、円周方向に分割された複数の分割体によって構
成され、この分割体を断熱材を介してガス導管の外側に
個別に取り付けたものがある。
しては、円周方向に分割された複数の分割体によって構
成され、この分割体を断熱材を介してガス導管の外側に
個別に取り付けたものがある。
【0015】
【作用】ダクトの内壁が耐火物であると、飛散してきた
溶融状態のダストが耐火物と反応して一体になってしま
うので、この構成のダクトにおけるダストの付着防止は
極めて困難である。このため、本発明者らは、ダクトの
内壁の材質を変えることを検討すると共にダストの付着
防止に係る種々の試験を行った。
溶融状態のダストが耐火物と反応して一体になってしま
うので、この構成のダクトにおけるダストの付着防止は
極めて困難である。このため、本発明者らは、ダクトの
内壁の材質を変えることを検討すると共にダストの付着
防止に係る種々の試験を行った。
【0016】その結果として、ダクトの内壁を金属に
し、且つダクトの内面温度を前記低融点ダストの融点よ
りも低くすれば、ダストが付着しないと言う知見を得
た。前記精錬炉から発生する排ガスについて、本発明者
らが求めたダクトの内壁温度とダスト付着成長速度(k
g/ m2 ・h)の関係は図14のごとくである。
し、且つダクトの内面温度を前記低融点ダストの融点よ
りも低くすれば、ダストが付着しないと言う知見を得
た。前記精錬炉から発生する排ガスについて、本発明者
らが求めたダクトの内壁温度とダスト付着成長速度(k
g/ m2 ・h)の関係は図14のごとくである。
【0017】図14はダクトの内壁温度に対するダスト
付着成長速度の傾向を示した図であるが、この図で明ら
かなように、ダクトの内壁が約800℃(低融点ダスト
の融点と同程度の温度)を超えた温度になると、ダスト
の付着量が急激に増加する傾向にある。そして、ダクト
の内壁が約800℃以下であると、ダストの付着は殆ど
起こらない。ダクトの内壁温度が低融点ダストの融点よ
りも低くなっていると、飛散して来た溶融状態のダスト
がダクトの内壁に衝突しても直ちに凝固してしまうの
で、ダストの付着は起こらなくなる。又、ダストの一部
が付着したとしても、このような状態で付着したももの
付着力は小さいので、そのダストは操業中に容易に剥離
してしまう。
付着成長速度の傾向を示した図であるが、この図で明ら
かなように、ダクトの内壁が約800℃(低融点ダスト
の融点と同程度の温度)を超えた温度になると、ダスト
の付着量が急激に増加する傾向にある。そして、ダクト
の内壁が約800℃以下であると、ダストの付着は殆ど
起こらない。ダクトの内壁温度が低融点ダストの融点よ
りも低くなっていると、飛散して来た溶融状態のダスト
がダクトの内壁に衝突しても直ちに凝固してしまうの
で、ダストの付着は起こらなくなる。又、ダストの一部
が付着したとしても、このような状態で付着したももの
付着力は小さいので、そのダストは操業中に容易に剥離
してしまう。
【0018】そこで、当初、精錬炉の排ガスダクトを通
常の水冷ジャケット構造(二重管)にして使用したとこ
ろ、ダクト内面へのダストの付着は起こらず、この点に
ついては目的を達成できた。しかし、ダクト内面の温度
が冷却水の温度付近まで冷却されてしまうので、ダクト
内を通過して他の工程に送られるガス温度が著しく低下
し、他工程の性能が低下した。
常の水冷ジャケット構造(二重管)にして使用したとこ
ろ、ダクト内面へのダストの付着は起こらず、この点に
ついては目的を達成できた。しかし、ダクト内面の温度
が冷却水の温度付近まで冷却されてしまうので、ダクト
内を通過して他の工程に送られるガス温度が著しく低下
し、他工程の性能が低下した。
【0019】本発明は、上述のような段階を経ることに
よってなされたものであり、ダクト内面の急激な冷却を
避けることを図っている。そのために、本発明では、ガ
ス導管の外側に冷却ジャケットを設けるが、この冷却ジ
ャケットとガス導管の間に断熱材を介装した構造にして
いる。この断熱材の存在によって、ダクトの内面(ガス
導管の内面)は緩やかに冷却され、望ましい温度に保た
れる。即ち、ダクト内面の温度は、断熱材の種類やその
厚さを変えることによって、任意の値にすることができ
る。従って、冷却流体によるダクト内面からの抜熱は、
必要最小限に留められる。
よってなされたものであり、ダクト内面の急激な冷却を
避けることを図っている。そのために、本発明では、ガ
ス導管の外側に冷却ジャケットを設けるが、この冷却ジ
ャケットとガス導管の間に断熱材を介装した構造にして
いる。この断熱材の存在によって、ダクトの内面(ガス
導管の内面)は緩やかに冷却され、望ましい温度に保た
れる。即ち、ダクト内面の温度は、断熱材の種類やその
厚さを変えることによって、任意の値にすることができ
る。従って、冷却流体によるダクト内面からの抜熱は、
必要最小限に留められる。
【0020】上記断熱材がセラミックシートであると、
その性能が優れているので、断熱層を薄くすることがで
きる。又、断熱材が金属繊維を不織布状に形成したもの
であると、この断熱材は弾性材であるので、圧縮されて
も、その圧縮力から開放されれば、元の厚さに復元する
性質を有する。このため、ガス導管中を流れる排ガスの
温度が変化してガス導管の温度が変わると、ガス導管が
膨張したり、収縮したりして、ガス導管と冷却ジャケッ
トの間隔が変化し、これに追従して断熱材の厚さが変わ
る。そして、断熱材の厚さが変わると、その空隙率が変
化して熱伝導率が変わるので、ダクト内面は目標温度に
維持される。
その性能が優れているので、断熱層を薄くすることがで
きる。又、断熱材が金属繊維を不織布状に形成したもの
であると、この断熱材は弾性材であるので、圧縮されて
も、その圧縮力から開放されれば、元の厚さに復元する
性質を有する。このため、ガス導管中を流れる排ガスの
温度が変化してガス導管の温度が変わると、ガス導管が
膨張したり、収縮したりして、ガス導管と冷却ジャケッ
トの間隔が変化し、これに追従して断熱材の厚さが変わ
る。そして、断熱材の厚さが変わると、その空隙率が変
化して熱伝導率が変わるので、ダクト内面は目標温度に
維持される。
【0021】次に、ダクトの構造について説明する。上
述のような目的で介装する断熱材はガス導管及び冷却ジ
ャケットの両者に常時密着していなければならない。断
熱材が密着しておらず、ガス導管や冷却ジャケットと断
熱材との間に空気層ができていると、ガス導管と冷却ジ
ャケットの間の断熱性能が変わり、ガス導管の温度が予
定温度にならなくなってしまう。
述のような目的で介装する断熱材はガス導管及び冷却ジ
ャケットの両者に常時密着していなければならない。断
熱材が密着しておらず、ガス導管や冷却ジャケットと断
熱材との間に空気層ができていると、ガス導管と冷却ジ
ャケットの間の断熱性能が変わり、ガス導管の温度が予
定温度にならなくなってしまう。
【0022】ところで、その内側に高温の排ガスが流れ
るダクトにおいては、ガス導管の温度は装置の操業時と
停止時の間では著しい差があり、又、操業中にも排ガス
温度の変動に伴って変化する。しかし、冷却流体を流通
させる冷却ジャケットの温度変化は小さく、この冷却ジ
ャケットとガス導管の間には大きな温度差が生ずる。こ
のため、冷却ジャケットは殆ど伸縮しないのに対し、ガ
ス導管は大きく伸縮するので、上記のような条件下で使
用するダクトの冷却ジャケットは、ガス導管の伸縮を吸
収できる構造でなければならない。更に、冷却ジャケッ
トは断熱材と常時密着した状態に保たれたままガス導管
の伸縮が行なわれる構造でなければならない。
るダクトにおいては、ガス導管の温度は装置の操業時と
停止時の間では著しい差があり、又、操業中にも排ガス
温度の変動に伴って変化する。しかし、冷却流体を流通
させる冷却ジャケットの温度変化は小さく、この冷却ジ
ャケットとガス導管の間には大きな温度差が生ずる。こ
のため、冷却ジャケットは殆ど伸縮しないのに対し、ガ
ス導管は大きく伸縮するので、上記のような条件下で使
用するダクトの冷却ジャケットは、ガス導管の伸縮を吸
収できる構造でなければならない。更に、冷却ジャケッ
トは断熱材と常時密着した状態に保たれたままガス導管
の伸縮が行なわれる構造でなければならない。
【0023】本発明においては、ガス導管の伸縮を可能
にするための冷却ジャケットの一つとして、円周方向に
分割された複数の分割体によって組み立て、しかも、分
割体をバネ式機構などによって連結したものを提案して
いる。この冷却ジャケットは、分割体がバネ式機構によ
って連結されているので、半径方向に伸縮可能であり、
ガス導管の伸縮に伴って一緒に伸縮できる。このため、
ガス導管、冷却ジャケット、断熱材の間は常に密着した
状態に保たれる。
にするための冷却ジャケットの一つとして、円周方向に
分割された複数の分割体によって組み立て、しかも、分
割体をバネ式機構などによって連結したものを提案して
いる。この冷却ジャケットは、分割体がバネ式機構によ
って連結されているので、半径方向に伸縮可能であり、
ガス導管の伸縮に伴って一緒に伸縮できる。このため、
ガス導管、冷却ジャケット、断熱材の間は常に密着した
状態に保たれる。
【0024】又、ガス導管の伸縮を可能にするための冷
却ジャケットの他のものとして、複数の分割体を個別に
ガス導管に取り付けたものも提案している。この冷却ジ
ャケットにおいては、冷却ジャケットの分割体がガス導
管に取付けられ両者が一体になっているが、分割体は連
結されておらずそれぞれ個別に取付けられてだけである
ので、ガス導管は冷却ジャケットの存在に影響されるこ
となく、自由に伸縮できる。
却ジャケットの他のものとして、複数の分割体を個別に
ガス導管に取り付けたものも提案している。この冷却ジ
ャケットにおいては、冷却ジャケットの分割体がガス導
管に取付けられ両者が一体になっているが、分割体は連
結されておらずそれぞれ個別に取付けられてだけである
ので、ガス導管は冷却ジャケットの存在に影響されるこ
となく、自由に伸縮できる。
【0025】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。このダクトは、耐熱鋼製のガス導管1の外側に冷却
ジャケット内側部3及び冷却ジャケット外側部4よりな
る普通鋼製の冷却ジャケット2が間隔をあけて同心円状
に配置されている。ガス導管1の内側は高温排ガスの輸
送流路60であり、冷却ジャケット内側部3と冷却ジャ
ケット外側部4の間は冷却流体である水の流路61であ
る。そして、ガス導管1と冷却ジャケット2の間(ガス
導管1と冷却ジャケット内側部3の間)には、断熱材5
が介装されている。
る。このダクトは、耐熱鋼製のガス導管1の外側に冷却
ジャケット内側部3及び冷却ジャケット外側部4よりな
る普通鋼製の冷却ジャケット2が間隔をあけて同心円状
に配置されている。ガス導管1の内側は高温排ガスの輸
送流路60であり、冷却ジャケット内側部3と冷却ジャ
ケット外側部4の間は冷却流体である水の流路61であ
る。そして、ガス導管1と冷却ジャケット2の間(ガス
導管1と冷却ジャケット内側部3の間)には、断熱材5
が介装されている。
【0026】断熱材5としては、セラミックシートなど
のシート状のもの、マグネシア・カーボン、不定形耐火
物などの耐火物材料などが使用できる。又、これとは別
の種類の断熱材としては、ステンレス鋼やニッケルなど
の金属繊維をフェルト状(不織布状)にした弾性材も使
用できる。このような不織布状の断熱材を使用するダク
トの製作に際しては、断熱材5の熱伝導率は次のように
算定によって求める。ダクトの内面を設計温度(目標冷
却温度)にした場合のガス導管1の膨張寸法を算定し、
この膨張したガス導管1によって圧縮される断熱材5の
厚さを求め、この厚さ(空隙率)の状態における熱伝導
率を求める。
のシート状のもの、マグネシア・カーボン、不定形耐火
物などの耐火物材料などが使用できる。又、これとは別
の種類の断熱材としては、ステンレス鋼やニッケルなど
の金属繊維をフェルト状(不織布状)にした弾性材も使
用できる。このような不織布状の断熱材を使用するダク
トの製作に際しては、断熱材5の熱伝導率は次のように
算定によって求める。ダクトの内面を設計温度(目標冷
却温度)にした場合のガス導管1の膨張寸法を算定し、
この膨張したガス導管1によって圧縮される断熱材5の
厚さを求め、この厚さ(空隙率)の状態における熱伝導
率を求める。
【0027】セラミックシートや金属繊維を不織布状に
形成した断熱材を介装する場合、その厚さ(mm)/熱
伝導率(kcal/m・hr・℃)の比が8〜15のも
のを使用するのがよい。但し、上記厚さ及び熱伝導率
は、温度700℃〜1200℃における値である。上記
厚さ/熱伝導率の比が8未満のものであると、特にセラ
ミックシートの場合にはダクトの製作精度の影響を受け
易く、又その比が15を超えるものであると、ジャケッ
ト取付け強度に問題を生ずる。
形成した断熱材を介装する場合、その厚さ(mm)/熱
伝導率(kcal/m・hr・℃)の比が8〜15のも
のを使用するのがよい。但し、上記厚さ及び熱伝導率
は、温度700℃〜1200℃における値である。上記
厚さ/熱伝導率の比が8未満のものであると、特にセラ
ミックシートの場合にはダクトの製作精度の影響を受け
易く、又その比が15を超えるものであると、ジャケッ
ト取付け強度に問題を生ずる。
【0028】次に、図1の構造によるダクトの内壁面の
温度を800℃以下にするために必要な各種断熱材の厚
さを計算によって求めた結果について説明する。この場
合、ダクトはガス導管の内径が1000mm、冷却ジャ
ケットが普通鋼、ガス導管がステンレス鋼であるものと
し、又、操業条件は表1の通りとした。この結果は表2
に示す。なお、表2に記載したニッケル繊維材の熱伝導
率は、繊維径が20〜30μmで、空隙率が70%の場
合の値である。
温度を800℃以下にするために必要な各種断熱材の厚
さを計算によって求めた結果について説明する。この場
合、ダクトはガス導管の内径が1000mm、冷却ジャ
ケットが普通鋼、ガス導管がステンレス鋼であるものと
し、又、操業条件は表1の通りとした。この結果は表2
に示す。なお、表2に記載したニッケル繊維材の熱伝導
率は、繊維径が20〜30μmで、空隙率が70%の場
合の値である。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】表2の結果によれば、断熱材の最低必要厚
さは、セラミックシートの場合には0.8mm、金属繊
維の場合には8.0mmである。セラミックシートのよ
うな薄い断熱材を用いると、ダクトの製作時に、断熱材
5をガス導管1又は冷却ジャケット2に接着させておく
ことができるので、断熱材5の介装が容易になる。
さは、セラミックシートの場合には0.8mm、金属繊
維の場合には8.0mmである。セラミックシートのよ
うな薄い断熱材を用いると、ダクトの製作時に、断熱材
5をガス導管1又は冷却ジャケット2に接着させておく
ことができるので、断熱材5の介装が容易になる。
【0032】なお、断熱材の必要厚さは、冷却ジャケッ
トに流す冷却水の温度や流量などの冷却条件によって変
わるが、その厚さは、セラミックシートの場合には1〜
3mm程度、金属繊維の場合には8.0mm〜15.0
mm程度にする。セラミックシートの場合、厚さが1m
mに満たないものは製造が困難であるので、実質的に使
用できない。又、厚さが3mmを超えるものを使用する
と、断熱性がよくなり過ぎる。そして、金属繊維の場
合、その厚さが8.0mmに満たないものは断熱性の安
定を欠くので好ましくない。又、15.0mmを超える
ものもダクトの取付けが不安定になって断熱性の安定を
欠くので好ましくない。
トに流す冷却水の温度や流量などの冷却条件によって変
わるが、その厚さは、セラミックシートの場合には1〜
3mm程度、金属繊維の場合には8.0mm〜15.0
mm程度にする。セラミックシートの場合、厚さが1m
mに満たないものは製造が困難であるので、実質的に使
用できない。又、厚さが3mmを超えるものを使用する
と、断熱性がよくなり過ぎる。そして、金属繊維の場
合、その厚さが8.0mmに満たないものは断熱性の安
定を欠くので好ましくない。又、15.0mmを超える
ものもダクトの取付けが不安定になって断熱性の安定を
欠くので好ましくない。
【0033】上記の計算結果に基づき、内径が1000
mmで、断熱材として材質がシリカ・アルミナ系で厚さ
1.2mmのセラミックシートを介装したダクトを、前
記精錬炉と他の工程との間に取付けて操業した。この際
の排ガス及び冷却水の条件は表1の値とほぼ同じであ
り、ダクト内壁面の温度は740℃〜790℃の範囲で
あった。そして、この操業においては、3日間の連続操
業を行っても、ダクト内壁へのダストの付着が起こら
ず、ダクトの圧力損失は増加しなかった。これに対し、
冷却しない構造の従来技術によるダクト(耐火物の内張
り)を取り付けた操業においては、2日〜3日でダクト
の圧力損失が増加し、操業を停止せざるを得ない状態に
なった。
mmで、断熱材として材質がシリカ・アルミナ系で厚さ
1.2mmのセラミックシートを介装したダクトを、前
記精錬炉と他の工程との間に取付けて操業した。この際
の排ガス及び冷却水の条件は表1の値とほぼ同じであ
り、ダクト内壁面の温度は740℃〜790℃の範囲で
あった。そして、この操業においては、3日間の連続操
業を行っても、ダクト内壁へのダストの付着が起こら
ず、ダクトの圧力損失は増加しなかった。これに対し、
冷却しない構造の従来技術によるダクト(耐火物の内張
り)を取り付けた操業においては、2日〜3日でダクト
の圧力損失が増加し、操業を停止せざるを得ない状態に
なった。
【0034】又、同じ条件でニッケル繊維の断熱材15
mmを介装したダクトを使用したが、その結果は上記と
同様であった。そして、いずれの実施例のダクトを使用
した場合にも、ダクト内壁の温度は低融点ダストの融点
近傍までしか冷却しないので、排ガスの温度低下が小さ
く、他の工程の操業に及ぼす影響は少なかった。
mmを介装したダクトを使用したが、その結果は上記と
同様であった。そして、いずれの実施例のダクトを使用
した場合にも、ダクト内壁の温度は低融点ダストの融点
近傍までしか冷却しないので、排ガスの温度低下が小さ
く、他の工程の操業に及ぼす影響は少なかった。
【0035】なお、本実施例のダクトの使用結果につい
ては、精錬炉の排ガスに適用した場合だけを説明をした
が、本発明は、上記排ガス用に限定されるものではな
く、他の低融点のダストを含有する排ガス用にも使用で
きる。
ては、精錬炉の排ガスに適用した場合だけを説明をした
が、本発明は、上記排ガス用に限定されるものではな
く、他の低融点のダストを含有する排ガス用にも使用で
きる。
【0036】図2は冷却ジャケットを分割構造にしたダ
クトの一実施例を示す縦断面の部分図、図3は側面の概
略断面図、図4は図3の部分詳細図である。図中、1は
ガス導管、2は冷却ジャケット、5はシート状の断熱材
である。冷却ジャケット2は円周方向に分割された形状
をなす複数の分割体10が連結されて円筒状に組み立て
られている。このジャケットの分割体10は長い箱状で
あり、それぞれが個別の冷却流体の流路になる。
クトの一実施例を示す縦断面の部分図、図3は側面の概
略断面図、図4は図3の部分詳細図である。図中、1は
ガス導管、2は冷却ジャケット、5はシート状の断熱材
である。冷却ジャケット2は円周方向に分割された形状
をなす複数の分割体10が連結されて円筒状に組み立て
られている。このジャケットの分割体10は長い箱状で
あり、それぞれが個別の冷却流体の流路になる。
【0037】この実施例においては、ジャケットの分割
体10を連結するための機構に2つの手段が取り入れら
れている。その一つ手段は板バネ11による連結であ
り、もう一つの手段がフランジ12をコイルバネ14が
捲着されたボルト・ナット13で締結する連結である。
このボルト・ナット13による締結部は配置角θを12
0°にして3箇所に設けられている。なお、締結部の数
は必ずしも3箇所に限定されるものではない。
体10を連結するための機構に2つの手段が取り入れら
れている。その一つ手段は板バネ11による連結であ
り、もう一つの手段がフランジ12をコイルバネ14が
捲着されたボルト・ナット13で締結する連結である。
このボルト・ナット13による締結部は配置角θを12
0°にして3箇所に設けられている。なお、締結部の数
は必ずしも3箇所に限定されるものではない。
【0038】上記のように、冷却ジャケットは複数の分
割体10を板バネ11とコイルバネ14が捲着されたボ
ルト・ナット13で緊結することによって円筒状に形成
されている。この場合、分割体10と分割体10を緊結
する力はガス導管に発生する所定の熱応力に応じた範囲
にしなければならない。即ち、冷却ジャケットを半径方
向に伸縮可能に形成し、これによってガス導管の熱応力
を吸収するためには、コイルバネ14が捲着されたボル
ト・ナット13や板バネ11による緊結力を次の範囲に
する必要がある。 〔ガス導管の熱間許容応力から求めた締付力〕≧〔バネ
反力による締付力〕
割体10を板バネ11とコイルバネ14が捲着されたボ
ルト・ナット13で緊結することによって円筒状に形成
されている。この場合、分割体10と分割体10を緊結
する力はガス導管に発生する所定の熱応力に応じた範囲
にしなければならない。即ち、冷却ジャケットを半径方
向に伸縮可能に形成し、これによってガス導管の熱応力
を吸収するためには、コイルバネ14が捲着されたボル
ト・ナット13や板バネ11による緊結力を次の範囲に
する必要がある。 〔ガス導管の熱間許容応力から求めた締付力〕≧〔バネ
反力による締付力〕
【0039】図5は板バネの取付け状態及びその伸縮状
況を示し、(a)図は板バネを取り付けた状態を示す部
分断面図、(b)図は板バネが伸びた状態を示す部分断
面図である。板バネ11はジャケットの分割体10の下
部側面に溶接されており、ガス導管が熱膨張した場合に
は、その熱応力に応じて伸び、分割体10間の間隔が開
くようになっている。このため、ガス導管が伸縮して
も、同時に冷却ジャケットの径も変化し、ガス導管、断
熱材、冷却ジャケットの間は常時密着した状態に保たれ
る。
況を示し、(a)図は板バネを取り付けた状態を示す部
分断面図、(b)図は板バネが伸びた状態を示す部分断
面図である。板バネ11はジャケットの分割体10の下
部側面に溶接されており、ガス導管が熱膨張した場合に
は、その熱応力に応じて伸び、分割体10間の間隔が開
くようになっている。このため、ガス導管が伸縮して
も、同時に冷却ジャケットの径も変化し、ガス導管、断
熱材、冷却ジャケットの間は常時密着した状態に保たれ
る。
【0040】なお、ジャケットの分割体10の連結は、
必ずしも板バネ11による連結とコイルバネ14が捲着
されたボルト・ナット13による連結の組み合わせであ
る必要はない。即ち、図6のように、コイルバネ14が
捲着されたボルト・ナット13だけによる連結であって
もよく、又、図7のように、板バネ11だけによる連結
であってもよい。但し、ボルト・ナットによる締結箇所
があると、冷却ジャケット2の組み立てが容易になる。
必ずしも板バネ11による連結とコイルバネ14が捲着
されたボルト・ナット13による連結の組み合わせであ
る必要はない。即ち、図6のように、コイルバネ14が
捲着されたボルト・ナット13だけによる連結であって
もよく、又、図7のように、板バネ11だけによる連結
であってもよい。但し、ボルト・ナットによる締結箇所
があると、冷却ジャケット2の組み立てが容易になる。
【0041】断熱材5はセラミックシートのようなシー
ト状のものが好ましい。断熱材5がシート状の場合、こ
のシートはジャケットの分割体10の内側面に貼着する
のがよい。これは、冷却ジャケットが伸縮しても、分割
体10自体は温度変化が小さく、あまり伸縮しないの
で、冷却ジャケットと断熱材シートが常に密着した状態
に保たれるためである。
ト状のものが好ましい。断熱材5がシート状の場合、こ
のシートはジャケットの分割体10の内側面に貼着する
のがよい。これは、冷却ジャケットが伸縮しても、分割
体10自体は温度変化が小さく、あまり伸縮しないの
で、冷却ジャケットと断熱材シートが常に密着した状態
に保たれるためである。
【0042】図8は冷却ジャケットを分割構造にした冷
却ダクトの他の実施例を示す斜視図である。図中、1は
ガス導管、5は断熱材、2は冷却ジャケット、10は冷
却ジャケットの分割体である。この実施例における冷却
ジャケット2は、ガス導管1の外側に配置された分割体
10の外周に複数のバント20が掛けられ、このバンド
20がバネ式機構によって締結されて一体に形成されて
いる。この場合のバネ式機構は、バンド20をコイルバ
ネ14が捲着されたボルト・ナット13によって締結す
る構造のものが使用されている。冷却ジャケット2が上
記のように形成されていると、冷却ジャケット2はガス
導管1の伸縮に伴ってその径が変わり、ガス導管1、断
熱材5、冷却ジャケット2の3者は常時密着した状態に
保たれる。この構造のダクトは冷却ジャケット2の組み
立てに際し、個々の分割体10を逐次連結させる必要が
ないので、その製作が簡単である。なお、この図におい
ては、一つのバンド20の締結箇所が1箇所の場合を示
したが、締結箇所は複数であってもよい。
却ダクトの他の実施例を示す斜視図である。図中、1は
ガス導管、5は断熱材、2は冷却ジャケット、10は冷
却ジャケットの分割体である。この実施例における冷却
ジャケット2は、ガス導管1の外側に配置された分割体
10の外周に複数のバント20が掛けられ、このバンド
20がバネ式機構によって締結されて一体に形成されて
いる。この場合のバネ式機構は、バンド20をコイルバ
ネ14が捲着されたボルト・ナット13によって締結す
る構造のものが使用されている。冷却ジャケット2が上
記のように形成されていると、冷却ジャケット2はガス
導管1の伸縮に伴ってその径が変わり、ガス導管1、断
熱材5、冷却ジャケット2の3者は常時密着した状態に
保たれる。この構造のダクトは冷却ジャケット2の組み
立てに際し、個々の分割体10を逐次連結させる必要が
ないので、その製作が簡単である。なお、この図におい
ては、一つのバンド20の締結箇所が1箇所の場合を示
したが、締結箇所は複数であってもよい。
【0043】図9は冷却ジャケットを分割構造にした冷
却ダクトの更に他の実施例を示す縦断面図であり、図1
0は冷却ジャケットを取付けた箇所の側面の断面図であ
る。又、図11は図10におけるXI矢視の図であり、図
12は図11における XII−XII 矢視の断面図、図13
は図11におけるXIII−XIII矢視の断面図ある。
却ダクトの更に他の実施例を示す縦断面図であり、図1
0は冷却ジャケットを取付けた箇所の側面の断面図であ
る。又、図11は図10におけるXI矢視の図であり、図
12は図11における XII−XII 矢視の断面図、図13
は図11におけるXIII−XIII矢視の断面図ある。
【0044】図中、1はガス導管、5は断熱材、10は
冷却ジャケットの分割体である。この実施例において
は、ジャケットの分割体10が耐熱鋳鋼で製作されたガ
ス導管1に個別に取付けられている。それぞれの分割体
10はガス導管1との間に断熱材5を挟んでボルト30
によって取付けられている。分割体10のガス導管1へ
の取付けは図11、図12及び図13に示すように、分
割体10の外側にU字状に切り欠い形状の凹部31を所
定間隔で設けておき、又、ガス導管1の外側には雌ねじ
を刻設したねじ孔を設けておく。そして、分割体10の
内側面に断熱材5のシートを貼着した後、分割体10を
断熱材5上にセットし、ガス導管1に設けたねじ孔にボ
ルト30を螺合させて分割体10をガス導管1に固定す
る。このボルト30の螺合に際しては、トルクレンチ等
を使用し、その締付力がそれぞれ所定の値になるように
締め付ける。
冷却ジャケットの分割体である。この実施例において
は、ジャケットの分割体10が耐熱鋳鋼で製作されたガ
ス導管1に個別に取付けられている。それぞれの分割体
10はガス導管1との間に断熱材5を挟んでボルト30
によって取付けられている。分割体10のガス導管1へ
の取付けは図11、図12及び図13に示すように、分
割体10の外側にU字状に切り欠い形状の凹部31を所
定間隔で設けておき、又、ガス導管1の外側には雌ねじ
を刻設したねじ孔を設けておく。そして、分割体10の
内側面に断熱材5のシートを貼着した後、分割体10を
断熱材5上にセットし、ガス導管1に設けたねじ孔にボ
ルト30を螺合させて分割体10をガス導管1に固定す
る。このボルト30の螺合に際しては、トルクレンチ等
を使用し、その締付力がそれぞれ所定の値になるように
締め付ける。
【0045】なお、分割体の凹部31には、そのベース
プレートの張出部32が設けてある。この張出部32
は、ボルト30を螺合した際に、ボルト30で押圧さ
れ、分割体10をガス導管1に固定できる寸法になって
なっている。又、張出部32はガス導管1の熱膨張を加
味した形状及び寸法になっており、分割体10がガス導
管1の熱膨張・収縮に追従してスライドできるようにし
てある。
プレートの張出部32が設けてある。この張出部32
は、ボルト30を螺合した際に、ボルト30で押圧さ
れ、分割体10をガス導管1に固定できる寸法になって
なっている。又、張出部32はガス導管1の熱膨張を加
味した形状及び寸法になっており、分割体10がガス導
管1の熱膨張・収縮に追従してスライドできるようにし
てある。
【0046】長さ方向の伸縮に対しては、次のような手
段が設けられている。図9において、40は長さ方向の
膨張吸収部で、水冷の短管41の外周に水冷の短管42
が軸方向に摺動可能に設けられている。43はガスシー
ル用の伸縮部材である。又、50は本実施例のダクトを
接続する通常のダクトを示す。
段が設けられている。図9において、40は長さ方向の
膨張吸収部で、水冷の短管41の外周に水冷の短管42
が軸方向に摺動可能に設けられている。43はガスシー
ル用の伸縮部材である。又、50は本実施例のダクトを
接続する通常のダクトを示す。
【0047】
【発明の効果】本発明は、ガス導管の外側に冷却ジャケ
ットを配置し、この冷却ジャケットとガス導管の間に断
熱材を介装した構造である。このため、断熱材の種類や
その厚さを変えることによって、ダクト内壁の温度を所
望の値に設定できる。
ットを配置し、この冷却ジャケットとガス導管の間に断
熱材を介装した構造である。このため、断熱材の種類や
その厚さを変えることによって、ダクト内壁の温度を所
望の値に設定できる。
【0048】本発明を使用すれば、ダクト内壁の温度を
適切な値に設定できるので、排ガス温度を大幅に低下さ
せることなく低融点ダストの付着を抑制することがで
き、低融点ダストを含む排ガスを発生する設備の連続操
業が可能になる。
適切な値に設定できるので、排ガス温度を大幅に低下さ
せることなく低融点ダストの付着を抑制することがで
き、低融点ダストを含む排ガスを発生する設備の連続操
業が可能になる。
【0049】又、冷却ジャケットが、円周方向に分割さ
れたものであって、この分割体をバネ式機構等によって
連結したものであると、半径方向に伸縮可能になるの
で、ガス導管の温度変化による伸縮に伴って冷却ジャケ
ットも伸縮し、ガス導管の熱応力を吸収できる。
れたものであって、この分割体をバネ式機構等によって
連結したものであると、半径方向に伸縮可能になるの
で、ガス導管の温度変化による伸縮に伴って冷却ジャケ
ットも伸縮し、ガス導管の熱応力を吸収できる。
【0050】更に、冷却ジャケットが、上記分割体をガ
ス導管に個別に取り付けたものであると、ガス導管は冷
却ジャケットの存在に影響されることなく、自由に伸縮
でき、ガス導管の熱応力を吸収できる。
ス導管に個別に取り付けたものであると、ガス導管は冷
却ジャケットの存在に影響されることなく、自由に伸縮
でき、ガス導管の熱応力を吸収できる。
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】冷却ジャケットを分割構造にしたダクトの一実
施例を示す縦断面の部分図である。
施例を示す縦断面の部分図である。
【図3】図2の実施例における側面の概略断面図であ
る。
る。
【図4】図3の部分詳細図である。
【図5】冷却ジャケットの分割体を連結するための板バ
ネの取付け状態及びその板バネの伸縮状況を示す図であ
る。
ネの取付け状態及びその板バネの伸縮状況を示す図であ
る。
【図6】分割体が連結された冷却ジャケットの他の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図7】分割体が連結された冷却ジャケットの更に他の
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図8】冷却ジャケットを分割構造にした冷却ダクトの
他の実施例を示す斜視図である。
他の実施例を示す斜視図である。
【図9】冷却ジャケットを分割構造にした冷却ダクトの
更に他の実施例を示す縦断面図である。
更に他の実施例を示す縦断面図である。
【図10】図9における冷却ジャケットを取付けた箇所
の側面の断面図である。
の側面の断面図である。
【図11】図10におけるXI矢視部の図である。
【図12】図11における XII−XII 矢視の断面図であ
る。
る。
【図13】図11におけるXIII−XIII矢視の断面図であ
る。
る。
【図14】ダクトの内壁温度に対するダスト付着成長速
度の傾向を示した図である。
度の傾向を示した図である。
1 ガス導管 2 冷却ジャケット 3 冷却ジャケット内側部 4 冷却ジャケット外側部 5 断熱材 10 冷却ジャケットの分割体 11 板バネ 12 フランジ 13 ボルト・ナット 14 コイルバネ 20 バンド 30 ボルト 31 U字状の凹部 32 分割体ペースプレートの張出部 60 排ガスの輸送流路 61 水の流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 栄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 ガス導管の外側に冷却流体を流通させる
ためのジャケットが設けられ、このジャケットと前記ガ
ス導管の間に断熱材が介装されている冷却ダクト。 - 【請求項2】 ガス導管とジャケットの間に介装されて
いる断熱材がセラミック繊維よりなるシートである請求
項1記載の冷却ダクト。 - 【請求項3】 ガス導管とジャケットの間に介装されて
いる断熱材が金属繊維を不織布状に形成したものである
請求項1記載の冷却ダクト。 - 【請求項4】 ガス導管の外側に冷却流体を流通させる
ためのジャケットが設けられ、このジャケットと前記ガ
ス導管の間に断熱材が介装され、前記ジャケットが円周
方向に分割された複数の分割体によって円筒状に組み立
てられ、且つ半径方向に伸縮可能に形成されている冷却
ダクト。 - 【請求項5】 ジャケットを半径方向に伸縮可能に形成
する機構がバネ式である請求項4記載の冷却ダクト。 - 【請求項6】 ジャケットが複数の分割体を板バネを介
して連結されたものである請求項4記載の冷却ダクト。 - 【請求項7】 ガス導管の外側に複数のジャケットの分
割体が円筒状に配置され、その外周にバンドが掛けら
れ、このバンドがバネ式機構によって締結されたもので
ある請求項4記載の冷却ダクト。 - 【請求項8】 ガス導管の外側に冷却流体を流通させる
ためのジャケットが設けられ、このジャケットと前記ガ
ス導管の間に断熱材が介装され、前記ジャケットが円周
方向に分割された複数の分割体によって構成され、この
分割体が前記断熱材を介して前記ガス導管の外側に個別
に取り付けられている冷却ダクト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003503A JPH06213573A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 冷却ダクト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003503A JPH06213573A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 冷却ダクト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213573A true JPH06213573A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11559163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003503A Pending JPH06213573A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 冷却ダクト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06213573A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102966806A (zh) * | 2011-08-28 | 2013-03-13 | 黑利福卡斯有限公司 | 流体传输组件 |
| JP2017122571A (ja) * | 2017-02-14 | 2017-07-13 | 三菱電機株式会社 | 冷却装置 |
| KR20230090260A (ko) * | 2021-12-14 | 2023-06-21 | (주)삼성플렉스 | 냉각자켓부를 구비하는 벨로우즈 유닛 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP5003503A patent/JPH06213573A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102966806A (zh) * | 2011-08-28 | 2013-03-13 | 黑利福卡斯有限公司 | 流体传输组件 |
| JP2017122571A (ja) * | 2017-02-14 | 2017-07-13 | 三菱電機株式会社 | 冷却装置 |
| KR20230090260A (ko) * | 2021-12-14 | 2023-06-21 | (주)삼성플렉스 | 냉각자켓부를 구비하는 벨로우즈 유닛 |
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