JPH1030801A - 水管保護用耐火構造体 - Google Patents
水管保護用耐火構造体Info
- Publication number
- JPH1030801A JPH1030801A JP20423196A JP20423196A JPH1030801A JP H1030801 A JPH1030801 A JP H1030801A JP 20423196 A JP20423196 A JP 20423196A JP 20423196 A JP20423196 A JP 20423196A JP H1030801 A JPH1030801 A JP H1030801A
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- JP
- Japan
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- water pipe
- water tube
- ribbon
- heat
- boiler
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- Withdrawn
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- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の耐火ブロックの割れ破損、モルタルを
厚くすることによる伝熱効率の低下、取付け固定のため
の鋼製ボルト・ナットの高温腐食防止を図った水管保護
用耐火構造体を提供する事。 【解決手段】 本発明は、熱歪及び伝熱効率の低下に対
して有利な、うすいリボン状のセラミックス帯１２を水
管１１に巻き付ける構造とするとともに、かかるセラミ
ックス帯１２の水管１１への固定は、セラミックス帯１
２の巻き始めと巻き終わりに円環状リングやバンド等の
固定手段１４で固定することにより水管保護用耐火構造
体を構成する。
厚くすることによる伝熱効率の低下、取付け固定のため
の鋼製ボルト・ナットの高温腐食防止を図った水管保護
用耐火構造体を提供する事。 【解決手段】 本発明は、熱歪及び伝熱効率の低下に対
して有利な、うすいリボン状のセラミックス帯１２を水
管１１に巻き付ける構造とするとともに、かかるセラミ
ックス帯１２の水管１１への固定は、セラミックス帯１
２の巻き始めと巻き終わりに円環状リングやバンド等の
固定手段１４で固定することにより水管保護用耐火構造
体を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水管が挿設された
ボイラに使用する水管保護用耐火構造体に係り、特に都
市ごみや産業廃棄物を焼却し、その燃焼排ガスの熱によ
りボイラの蒸気エネルギーを得るプラントの水管保護用
耐火構造体に関する。
ボイラに使用する水管保護用耐火構造体に係り、特に都
市ごみや産業廃棄物を焼却し、その燃焼排ガスの熱によ
りボイラの蒸気エネルギーを得るプラントの水管保護用
耐火構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ボイラ水管への燃焼排ガスか
らの熱と腐食性雰囲気から保護するのに使用される種々
の耐火性構造物がある。その一例を図３に基づいて説明
するに、水管１１は燃焼ガス炉に宙づりになっているボ
イラ水管群の１つである。水管１１は、その周りを２つ
割りの耐火ブロック２２で覆われている。この水管１１
と耐火ブロック２２の間は、モルタル２３で埋められて
いる。２つ割りの耐火ブロックは、ボルト・ナット２４
で一体的に結合されている。
らの熱と腐食性雰囲気から保護するのに使用される種々
の耐火性構造物がある。その一例を図３に基づいて説明
するに、水管１１は燃焼ガス炉に宙づりになっているボ
イラ水管群の１つである。水管１１は、その周りを２つ
割りの耐火ブロック２２で覆われている。この水管１１
と耐火ブロック２２の間は、モルタル２３で埋められて
いる。２つ割りの耐火ブロックは、ボルト・ナット２４
で一体的に結合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる構成の従来の水
管保護用耐火構造体において、耐火ブロックはセラミッ
ク材で形成されているために熱伝導性が比較的に高い
が、該耐火ブロック２２は厚みが比較的厚いことから、
従来技術では最大の熱の流れを燃焼ガスから期待できな
い。最大の熱の流れはボイラ効率にとって重要である。
又、耐火ブロック２２から水管１１への伝熱が効果的に
行われないために、耐火ブロック２２の内外温度差が大
きくなり、ガス側表面の温度が上昇する。これによって
水管１１側（耐熱性金属材）と耐火ブロック（セラミッ
クス）間の熱膨張差が大きくなり、結果として耐火ブロ
ック２２の熱応力が大きくなる。
管保護用耐火構造体において、耐火ブロックはセラミッ
ク材で形成されているために熱伝導性が比較的に高い
が、該耐火ブロック２２は厚みが比較的厚いことから、
従来技術では最大の熱の流れを燃焼ガスから期待できな
い。最大の熱の流れはボイラ効率にとって重要である。
又、耐火ブロック２２から水管１１への伝熱が効果的に
行われないために、耐火ブロック２２の内外温度差が大
きくなり、ガス側表面の温度が上昇する。これによって
水管１１側（耐熱性金属材）と耐火ブロック（セラミッ
クス）間の熱膨張差が大きくなり、結果として耐火ブロ
ック２２の熱応力が大きくなる。
【０００４】さらに、耐火性ブロック２２と水管１１と
の間の伝熱が最適条件に満たない場合には、耐火ブロッ
ク２２の外表面は温度が上昇し、燃焼している燃料の残
渣灰（アッシュ）が溶融付着しこれが熱絶縁層を形成す
る。灰が付着し始めると、この層の伝熱が極端に不十分
になるので、上記灰２４の溶融付着が更に進み、絶縁層
の厚さが増して伝熱の大きな障害となるとともに、溶融
付着した灰２４には塩素等の腐食成分を含んでいること
から水管１１には高温腐食が発生し、水管の損傷が引き
起こされる。又、燃焼残渣灰が付着すると、該残渣灰は
塩素などの腐食成分を含んでいるために、２つ割りの耐
火ブロック２２の隙間を通して、ボイラ水管１１を腐食
減肉する。更に前記ボルト・ナット２４は燃焼ガス中に
露出されているため、燃焼ガスによって腐食され易く、
かかる腐食が進むと、耐火ブロック２２の破損や脱落を
招くこととなる。
の間の伝熱が最適条件に満たない場合には、耐火ブロッ
ク２２の外表面は温度が上昇し、燃焼している燃料の残
渣灰（アッシュ）が溶融付着しこれが熱絶縁層を形成す
る。灰が付着し始めると、この層の伝熱が極端に不十分
になるので、上記灰２４の溶融付着が更に進み、絶縁層
の厚さが増して伝熱の大きな障害となるとともに、溶融
付着した灰２４には塩素等の腐食成分を含んでいること
から水管１１には高温腐食が発生し、水管の損傷が引き
起こされる。又、燃焼残渣灰が付着すると、該残渣灰は
塩素などの腐食成分を含んでいるために、２つ割りの耐
火ブロック２２の隙間を通して、ボイラ水管１１を腐食
減肉する。更に前記ボルト・ナット２４は燃焼ガス中に
露出されているため、燃焼ガスによって腐食され易く、
かかる腐食が進むと、耐火ブロック２２の破損や脱落を
招くこととなる。
【０００５】本発明はかかる技術的課題に鑑み、従来の
耐火ブロックの割れ破損、モルタルを厚くすることによ
る伝熱効率の低下、取付け固定のための鋼製ボルト・ナ
ットの高温腐食防止を図った水管保護用耐火構造体を提
供する事を目的としている。
耐火ブロックの割れ破損、モルタルを厚くすることによ
る伝熱効率の低下、取付け固定のための鋼製ボルト・ナ
ットの高温腐食防止を図った水管保護用耐火構造体を提
供する事を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの欠点
を解決するために、熱歪及び伝熱効率の低下に対して有
利な、薄いリボン状の耐火薄層帯、例えばセラミックス
帯を水管に巻き付ける構造とする。そしてかかるセラミ
ックス帯の水管への固定は、セラミックス帯の巻き始め
と巻き終わりに円環状リングやバンド等の固定手段で固
定することにより水管保護用耐火構造体を構成してい
る。
を解決するために、熱歪及び伝熱効率の低下に対して有
利な、薄いリボン状の耐火薄層帯、例えばセラミックス
帯を水管に巻き付ける構造とする。そしてかかるセラミ
ックス帯の水管への固定は、セラミックス帯の巻き始め
と巻き終わりに円環状リングやバンド等の固定手段で固
定することにより水管保護用耐火構造体を構成してい
る。
【０００７】即ち、従来の耐火ブロックは所定の形状を
以て形成してあるために厚く而も厚みが一様でないた
め、熱応力によって割れ易いが、本発明は、うすくかつ
一様なリボン状の耐火薄層帯で水管を巻回して覆うこと
により熱応力を緩和している。又薄く、一様な水管に沿
ったリボン状の耐火薄層帯（以下セラミックス帯とい
う）を巻き付けることにより、水管への伝熱が効率良
く、蒸気発生プラントの熱効率が増大する。更にリボン
状のセラミックス帯を水管に巻き付け、両端を円環によ
って固定することにより、取付部の高温腐食を防止す
る。
以て形成してあるために厚く而も厚みが一様でないた
め、熱応力によって割れ易いが、本発明は、うすくかつ
一様なリボン状の耐火薄層帯で水管を巻回して覆うこと
により熱応力を緩和している。又薄く、一様な水管に沿
ったリボン状の耐火薄層帯（以下セラミックス帯とい
う）を巻き付けることにより、水管への伝熱が効率良
く、蒸気発生プラントの熱効率が増大する。更にリボン
状のセラミックス帯を水管に巻き付け、両端を円環によ
って固定することにより、取付部の高温腐食を防止す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明を具体的に説明する。本発
明は、前記課題を解決するために、ボイラ水管にリボン
状のセラミックス帯を巻き付ける構成を採用したもので
ある。このようにすることにより、従来、発生していた
耐火ブロックの損傷および取付け部の高温腐食による脱
落が防止できる。これらの構造体は、リボン状のセラミ
ックス帯と固定用の円環リングによって構成される。リ
ボン状のセラミックス帯は、窒化物結合ＳｉＣ質、酸化
物結合ＳｉＣ質のファインセラミックスを薄板状に成形
したものを用いるのが好ましいが、これのみならず金属
中に長・短繊維ウイスカー、粒子などを埋め込んだ金属
複合材料、例えば強さや弾性率、耐熱性や耐摩耗性に優
れて且つ軽量化しているＦＲＭ（Fiber Reinforced Met
al）、セラミックスの耐熱性、耐摩耗性などを生かし、
その弱点である脆さを炭化珪素ウイスカーで強化し、信
頼性の高い高温強度材料であるウイスカー強化セラミッ
クス、セラミックスと金属とを組合せた傾斜機能材料
で、厚さ０．５〜１０ｍｍにおいて表面温度１７００
℃、温度落差１０００℃に耐えられるジルコニア／ステ
ンレス鋼等の傾斜機能材料で構成するのがよい。そして
かかるリボン状のセラミックス帯は、化学硬性または水
溶硬性のプラスチック接着剤をボイラ水管とセラミック
ス帯の間に塗布することにより、水管に密着して巻くこ
とができ、この間に高温腐食ガスの流入を防止できるた
め、水管の高温腐食は起らない。このような方法は、取
付けが簡単であるばかりでなく、リボン状のセラミック
ス帯が薄い（例えば０．５〜１０ｍｍ前後の厚さ）こと
により、過大な熱応力が発生せず、かつボイラ水管への
伝熱効率が高いという優れた作用を有する。すなわち、
本発明は、前記の構成とすることにより、ボイラ水管お
よびこれを覆うセラミックス帯の耐久性を向上するだけ
でなく、ごみを燃やす焼却炉の燃焼エネルギーの回収を
増大する。また、リボン状のセラミックス帯と水管の間
のプラスチック接着剤は、化学硬性または水溶硬性のた
め、施工時にしっかりセラミックス帯をボイラ水管に固
着できる。これらの作用により、腐食成分の多い燃焼ガ
スにさらされても、ボイラ水管は、長期間にわたって高
温腐食による減肉が極めて少なく、信頼性の高い水管保
護用耐火構造体を提供できる。
明は、前記課題を解決するために、ボイラ水管にリボン
状のセラミックス帯を巻き付ける構成を採用したもので
ある。このようにすることにより、従来、発生していた
耐火ブロックの損傷および取付け部の高温腐食による脱
落が防止できる。これらの構造体は、リボン状のセラミ
ックス帯と固定用の円環リングによって構成される。リ
ボン状のセラミックス帯は、窒化物結合ＳｉＣ質、酸化
物結合ＳｉＣ質のファインセラミックスを薄板状に成形
したものを用いるのが好ましいが、これのみならず金属
中に長・短繊維ウイスカー、粒子などを埋め込んだ金属
複合材料、例えば強さや弾性率、耐熱性や耐摩耗性に優
れて且つ軽量化しているＦＲＭ（Fiber Reinforced Met
al）、セラミックスの耐熱性、耐摩耗性などを生かし、
その弱点である脆さを炭化珪素ウイスカーで強化し、信
頼性の高い高温強度材料であるウイスカー強化セラミッ
クス、セラミックスと金属とを組合せた傾斜機能材料
で、厚さ０．５〜１０ｍｍにおいて表面温度１７００
℃、温度落差１０００℃に耐えられるジルコニア／ステ
ンレス鋼等の傾斜機能材料で構成するのがよい。そして
かかるリボン状のセラミックス帯は、化学硬性または水
溶硬性のプラスチック接着剤をボイラ水管とセラミック
ス帯の間に塗布することにより、水管に密着して巻くこ
とができ、この間に高温腐食ガスの流入を防止できるた
め、水管の高温腐食は起らない。このような方法は、取
付けが簡単であるばかりでなく、リボン状のセラミック
ス帯が薄い（例えば０．５〜１０ｍｍ前後の厚さ）こと
により、過大な熱応力が発生せず、かつボイラ水管への
伝熱効率が高いという優れた作用を有する。すなわち、
本発明は、前記の構成とすることにより、ボイラ水管お
よびこれを覆うセラミックス帯の耐久性を向上するだけ
でなく、ごみを燃やす焼却炉の燃焼エネルギーの回収を
増大する。また、リボン状のセラミックス帯と水管の間
のプラスチック接着剤は、化学硬性または水溶硬性のた
め、施工時にしっかりセラミックス帯をボイラ水管に固
着できる。これらの作用により、腐食成分の多い燃焼ガ
スにさらされても、ボイラ水管は、長期間にわたって高
温腐食による減肉が極めて少なく、信頼性の高い水管保
護用耐火構造体を提供できる。
【０００９】
【実施例】図１は、都市ごみや産業廃棄物の高温焼却炉
のようなボイラの燃焼室において、垂直か水平に延び
て、水管集合体を形成する複数の水管のうちの１つの水
管１１を示す。図１に示すように、水管１１の外周はリ
ボン状の薄層セラミックス帯１２によって巻回されてい
る。巻回方法は上下に隣接するセラミックス帯１２同士
が互いに１／５〜１／３幅程度重合するように巻回する
とともに、両者間を化学硬性または水溶硬性を有するプ
ラスチック接着剤１３を埋めて接着固定する。プラスチ
ック接着剤１３には耐熱性のあるものを用いるのがよ
い。そして前記巻回したリボン状のセラミックス帯１２
の巻き始め１２ａと巻き終り１２ｂは円環状の耐熱材リ
ング１４で固定する。この耐熱材リング１４は本実施例
では２つ割りした焼ばめ耐熱材リング１４で構成してい
るが、２つ割りしない耐熱材リングで構成しても、又バ
ンド体で構成する事も出来る。
のようなボイラの燃焼室において、垂直か水平に延び
て、水管集合体を形成する複数の水管のうちの１つの水
管１１を示す。図１に示すように、水管１１の外周はリ
ボン状の薄層セラミックス帯１２によって巻回されてい
る。巻回方法は上下に隣接するセラミックス帯１２同士
が互いに１／５〜１／３幅程度重合するように巻回する
とともに、両者間を化学硬性または水溶硬性を有するプ
ラスチック接着剤１３を埋めて接着固定する。プラスチ
ック接着剤１３には耐熱性のあるものを用いるのがよ
い。そして前記巻回したリボン状のセラミックス帯１２
の巻き始め１２ａと巻き終り１２ｂは円環状の耐熱材リ
ング１４で固定する。この耐熱材リング１４は本実施例
では２つ割りした焼ばめ耐熱材リング１４で構成してい
るが、２つ割りしない耐熱材リングで構成しても、又バ
ンド体で構成する事も出来る。
【００１０】かかる実施例によれば、前記水管が挿設し
た焼却炉は、都市ごみや産業廃棄物を燃やし、高温の燃
焼ガスが発生するが、鋼材水管１１はリボン状のセラミ
ックス帯１２で巻回被覆されている為に、前記燃焼ガス
に起因する水管の高温腐食を完全に防止できる。又前記
したようにリボン状のセラミックス帯により均一厚さの
薄膜構造となるので、高い伝熱性を有することとなり、
水管に有効に熱エネルギーを伝達することができるとと
もに、セラミックス帯表面の過熱が防止され、従来のも
ののように、燃焼ガス側の表面に灰が堆積することがな
く、高い伝熱性を維持でき、水管への伝熱が効率良く、
蒸気発生プラントの熱効率が増大する。また、従来のも
ののように燃焼ガス側に露出するボルト、ナット等が無
くなるため、その部分での高温腐食の発生が抑制され
る。
た焼却炉は、都市ごみや産業廃棄物を燃やし、高温の燃
焼ガスが発生するが、鋼材水管１１はリボン状のセラミ
ックス帯１２で巻回被覆されている為に、前記燃焼ガス
に起因する水管の高温腐食を完全に防止できる。又前記
したようにリボン状のセラミックス帯により均一厚さの
薄膜構造となるので、高い伝熱性を有することとなり、
水管に有効に熱エネルギーを伝達することができるとと
もに、セラミックス帯表面の過熱が防止され、従来のも
ののように、燃焼ガス側の表面に灰が堆積することがな
く、高い伝熱性を維持でき、水管への伝熱が効率良く、
蒸気発生プラントの熱効率が増大する。また、従来のも
ののように燃焼ガス側に露出するボルト、ナット等が無
くなるため、その部分での高温腐食の発生が抑制され
る。
【００１１】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば下記の
ような効果を得る事が出来る。 （１）本発明のリボン状のセラミックス帯は、うすくて
重量が軽く、持運び取付けの施工が容易であり、かつ運
転時の熱応力が小さく損傷し難い。 （２）リボン状のセラミックス帯は、うすいため燃焼ガ
スエネルギーのボイラ水管への伝熱が良好である。 （３）リボン状のセラミックス帯とボイラ水管の隙間に
は、化学硬性または水溶硬性を有するプラスチック接着
剤を埋めるため、施工時に固着してしっかりした構造体
となる。したがって高温腐食ガスの侵入はなく、ボイラ
水管の寿命は著しく延長する。
ような効果を得る事が出来る。 （１）本発明のリボン状のセラミックス帯は、うすくて
重量が軽く、持運び取付けの施工が容易であり、かつ運
転時の熱応力が小さく損傷し難い。 （２）リボン状のセラミックス帯は、うすいため燃焼ガ
スエネルギーのボイラ水管への伝熱が良好である。 （３）リボン状のセラミックス帯とボイラ水管の隙間に
は、化学硬性または水溶硬性を有するプラスチック接着
剤を埋めるため、施工時に固着してしっかりした構造体
となる。したがって高温腐食ガスの侵入はなく、ボイラ
水管の寿命は著しく延長する。
【図１】本発明の実施例に係る水管保護用耐火構造体の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】従来の耐火ブロックを示す横断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ´断面図である。
１１ 水管 １２ セラミックス帯 １３ プラスチック接着剤 １４ 固定手段
Claims (2)
- 【請求項１】 ボイラ内での燃焼の生成物による高温腐
食に対して、ボイラ内の水管を保護するために、水管の
少なくとも燃焼ガスと対峙する領域にリボン状の耐火薄
層帯を巻回したことを特徴とする水管保護用耐火構造
体。 - 【請求項２】 前記リボン状の耐火薄層帯の巻き始めと
巻き終りを円環状の固定手段で水管に固定することを特
徴とする水管保護用耐火構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20423196A JPH1030801A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 水管保護用耐火構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20423196A JPH1030801A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 水管保護用耐火構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030801A true JPH1030801A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16487023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20423196A Withdrawn JPH1030801A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 水管保護用耐火構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030801A (ja) |
-
1996
- 1996-07-15 JP JP20423196A patent/JPH1030801A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |