(57)【要約】【課題】  破損によるガス漏れを早期に発見することが可能な、製錬炉廃熱回収ボイラーの壁部に設けた水管の吊設棒の挿通用貫通孔のシール機構を提供する。【解決手段】  ボイラー１の水管１０を懸吊する吊設棒１１端部の挿通用貫通孔Ｈのシール機構であって、吊設棒１１の端部を囲む内ベローズ１５と、該内ベローズ１５のフランジ１５ｃに気密に係合すると共に吊設棒１１の端部に気密に係合する環状の内ベローズ押え部１６と、該内ベローズ１５を囲む外ベローズ１７と、該外ベローズ１７のフランジ１７ｃに気密に係合すると共に、該内ベローズ押え部１６及び／又は内ベローズ１５のフランジ１５ｃに気密に係合する環状の外ベローズ押え部１８とから構成され、これら両ベローズ１５、１７の間の空間に連通するバルブ２１ａ付短管２１が外ベローズ押え部１８に設けられている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃熱回収ボイラー内に設けた水管を懸吊する吊設棒をボイラー外部の打撃手段で打撃するため、ボイラー壁部に設けた該吊設棒の端部の挿通用の貫通孔をシールするシール機構であって、該吊設棒の端部を囲む金属製の内ベローズと、該内ベローズを圧縮方向に押え付けた状態で該内ベローズのフランジに気密に係合すると共に該吊設棒の端部に気密に係合する環状の内ベローズ押え部と、該内ベローズを囲む金属製の外ベローズと、該外ベローズを圧縮方向に押え付けた状態で該外ベローズのフランジに気密に係合すると共に、該内ベローズ押え部及び／又は該内ベローズのフランジに気密に係合する環状の外ベローズ押え部とから構成され、これら内ベローズと外ベローズとの間の空間に連通するバルブ付短管が前記外ベローズ押え部に設けられていることを特徴とする廃熱回収ボイラーのシール機構。
【請求項２】
前記内ベローズ押え部及び外ベローズ押え部の各々は、その中心軸を通る面で分離可能な１対の分割片で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構。
【請求項３】
前記内ベローズ及び前記外ベローズは互いに同じ伸縮率を有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構。
【請求項４】
前記気密な係合が全周溶接であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構。
【請求項５】
前記内ベローズ、内ベローズ押え部、外ベローズ、及び外ベローズ押え部を覆うカバーが設けられており、前記バルブは該カバーの外側に位置していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構。
【請求項６】
前記バルブ付短管の先端部に圧力計又はマノメータが設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構。
【請求項７】
前記廃熱回収ボイラーが非鉄金属製錬炉の製錬排ガス用の廃熱回収ボイラーであり、その対流部のスラグスクリーン及び蒸発管として前記水管が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構に関し、特に非鉄金属製錬排ガスの熱回収用の廃熱回収ボイラーにおいて、水管に付着した煙灰をボイラー外部の打撃手段を用いて払い落とすべく、ボイラー壁部に設けた該水管の吊設棒の端部挿通用の貫通孔のガスシール機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫化精鉱等の鉱石原料を乾式で処理する非鉄金属製錬では、自熔炉や転炉等の製錬炉において、熔融状態の鉱石原料に酸素含有ガスを吹き込んで酸化処理を行うことで、スラグを分離して高品位の非鉄金属を生成している。その際、該製錬炉からは高濃度の亜硫酸を含んだ製錬排ガスが排出されるため、硫酸製造設備に供給して該製錬排ガスから硫酸を製造している。この製錬排ガスは、上記熔融状態の鉱石原料から排出されるので極めて高温で且つ煙灰を伴っており、そのため、先ず廃熱回収ボイラーで廃熱を回収し、得られた冷却後の製錬排ガスを電気集塵機に導入して煙灰を除去してから上記硫酸製造設備に供給している。
【０００３】
上記の廃熱回収ボイラー（以下、単にボイラーとも称する）は、一般的には放射部とその下流側の対流部とで構成されており、各々メンブレンウォールと称するパネル状の水管壁が内壁面に沿って設けられている。更に対流部には、懸垂式の水管で構成されるスラグスクリーン及び蒸発管がガス流路内に設けられている。これら水管にボイラー水を流通して高温の製錬排ガスと熱交換させることで、上記の廃熱の回収が行われる。
【０００４】
しかしながら、上記のスラグスクリーン及び蒸発管はボイラー内において製錬排ガスの流れを遮るように設けられるため、該製錬排ガスに含まれる煙灰が表面に付着することがあった。煙灰が付着すると熱回収の効率が低下するだけでなく、製錬排ガスのスムーズな流れを妨げ、製錬排ガスの温度上昇や圧力上昇を招くため、煙灰の付着を抑制する技術や付着した煙灰を除去する技術が種々提案されている。例えば付着した煙灰を除去する技術では、上記スラグスクリーンや蒸発管の水管を懸吊する吊設棒を打撃手段で打撃し、これにより該吊設棒を介して水管を振動させて水管に付着した煙灰を払い落とす技術が提案されている。
【０００５】
上記のように打撃手段を用いて水管の吊設棒を打撃する場合は、該吊設棒の端部を廃熱回収ボイラーの壁部に設けた貫通孔からボイラー外部に突出させ、該ボイラー外部に設けた打撃手段で該吊設棒の端部を打撃することが行われている。この場合、該廃熱回収ボイラーの内側の製錬排ガスや外側の外気がこの貫通孔を経て出入りしないように、該貫通孔を遮断（封止）する機構（以下、ガスシール又はシール機構とも称する）が必要となる。
【０００６】
すなわち、ボイラー壁部の貫通孔がガスシールされていないと、ボイラー内部が負圧の場合は、製錬排ガス中に含まれる亜硫酸ガスがボイラー内に侵入した外気で冷やされて硫酸を生成し、水管を著しく腐食させるおそれがある。逆にボイラー内部が正圧の場合は、製錬排ガス中に含まれる亜硫酸ガスが該貫通孔を経てボイラーの外部に漏洩し、外気で冷やされたり雨水と接触したりして硫酸を生成し、周辺設備を著しく腐食させるおそれがある。
【０００７】
この貫通孔をガスシール（封止）するため、従来、グランドパッキンやベローズが用いられていた。しかしながら、製錬排ガスの廃熱回収ボイラーの水管を懸吊する吊設棒に生じる熱膨張に対応可能なグランドパッキンは種類が少ない。一方、ベローズの場合はキャンバス製やゴム製等の非金属製のものが一般的に用いられているが、製錬排ガスに対してキャンバス製やゴム製では劣化が早いため、製錬排ガス用のガスシールとしては不適切である。
【０００８】
そこで、特許文献１には、廃熱回収ボイラーの上記ガスシール機構に金属ベローズを用いることが提案されている。また、特許文献２には、非金属製カバーで金属製ベローズの外側を覆うことで金属製ベローズが外気に直接触れるのを防止し、これにより金属製ベローズの寿命を延長させる技術が提案されている。更に、特許文献３には、金属製ベローズを内側と外側の２重構造にし、それらの間に冷却水を流すことで、実験装置に用いたガスによる熱伝導で昇温した表面温度を下げ、これにより使用材料の許容応力以下で金属製ベローズを使用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１１７７２５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１７７２６号公報
【特許文献３】実開平５−８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、金属製のベローズであっても長期間に亘って使用しているうちに伸縮部において腐食や金属疲労による割れ等の破損が発生し得るため、ベローズは点検や破損時の交換が必要になる。この場合、ベローズの外側は保温材及び外装ケーシングで覆われているため、ベローズが破損しても即座に特定できず、補修までは製錬排ガスの漏洩が継続することになる。また、ベローズの点検及び交換は周辺の保温材及び外装ケーシングを取り外してから行われるが、破損しているベローズを事前に特定できない場合は、廃熱回収ボイラーに取り付けられている全てのベローズの保温材及び外装ケーシングを取り外して破損しているベローズを特定した後、これを補修してから復旧する必要があった。
【００１１】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、長期間の使用に耐えうることができ、且つ破損によるガス漏れを早期に発見することが可能な、製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る製錬炉廃熱回収ボイラーのシール機構は、廃熱回収ボイラー内に設けた水管を懸吊する吊設棒をボイラー外部の打撃手段で打撃するため、ボイラー壁部に設けた該吊設棒の端部の挿通用の貫通孔をシールするシール機構であって、該吊設棒の端部を囲む金属製の内ベローズと、該内ベローズを圧縮方向に押え付けた状態で該内ベローズのフランジに気密に係合すると共に該吊設棒の端部に気密に係合する環状の内ベローズ押え部と、該内ベローズを囲む金属製の外ベローズと、該外ベローズを圧縮方向に押え付けた状態で該外ベローズのフランジに気密に係合すると共に、該内ベローズ押え部及び／又は該内ベローズのフランジに気密に係合する環状の外ベローズ押え部とから構成され、これら内ベローズと外ベローズとの間の空間に連通するバルブ付短管が前記外ベローズ押え部に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、非鉄金属製錬炉の廃熱回収ボイラーにおいて使用するガスシールの寿命を延ばすことができるうえ、該ガスシールのガス漏れを早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のシール機構が好適に適用される非鉄金属製錬炉の廃熱回収ボイラーの概略の側面図である。
【図２】図１のボイラーの対流部に設けたスラグスクリーン及び蒸発管として使用されるミアンダ状の水管及びこれを懸吊する吊設棒の正面図である。
【図３】図２の吊設棒の端部及びこれを打撃する打撃手段の打撃時（ａ）及び停止時（ｂ）の状態を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態のシール機構の断面図である。
【図５】図４のシール機構の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
先ず、図１を参照しながら本発明の実施形態のシール機構が好適に適用される非鉄金属製錬炉の廃熱回収ボイラーについて説明する。本発明の実施形態のシール機構が適用される製錬炉廃熱回収ボイラー（以下、単にボイラーとも称する）１は、例えば硫化精鉱を原料とする自熔炉や転炉等の非鉄金属製錬炉Ｆから排出される高濃度の亜硫酸ガス及び煙灰を含んだ高温の製錬排ガスの廃熱を回収してスチームを発生させる装置であり、非鉄金属製錬炉Ｆの製錬排ガス出口に煙道Ｄを介して接続される放射部１ａと、そのすぐ下流側に位置する対流部１ｂとから構成される。これら放射部１ａ及び対流部１ｂの内壁面には、水管群で形成されたメンブレンウォールが製錬排ガスの流路を囲むようにして設けられており、更に対流部１ｂの該製錬排ガスの流路内には、懸垂状の水管によって形成されるスラグスクリーン２及び蒸発管３がこの順に該製錬排ガスの流れを妨げるようにして設けられている。
【００１６】
かかる構成により、非鉄金属製錬炉Ｆから排出された製錬排ガスは先ず放射部１ａに流入し、メンブレンウォール内を流れるボイラー水に対して主に放射伝熱により熱を与えることで廃熱の一部が回収される。製錬排ガスは次に対流部１ｂに流入し、メンブレンウォール内のボイラー水、並びにスラグスクリーン２及び蒸発管３内のボイラー水に対して主に対流伝熱により熱を与えることで更に廃熱が回収される。なお、本発明の実施形態のシール機構が対象とする廃熱回収ボイラー１は、硫化精鉱を原料とする製錬炉から排出される製錬排ガスに限定されるものではなく、硫化精鉱以外の非鉄金属を原料とする非鉄金属製錬炉等から排出される製錬排ガスの廃熱を回収するものでもよい。
【００１７】
上記廃熱回収ボイラー１についてより具体的に説明すると、廃熱回収ボイラー１を構成する放射部１ａ及び対流部１ｂの各々は、製錬排ガスの入口開口部及び出口開口部をそれぞれ有する入口側壁部及び出口側壁部と、該製錬排ガスの流れ方向に平行な左側壁部、右側壁部、天井壁部、及び底面壁部から構成され、放射部１ａの出口開口部と対流部１ｂの入口開口部とが互いに接続することで一体的な密閉構造になっている。上記の壁部は内壁及び外壁の２重構造からなり、それらの間に保温材が充填されている。また、内壁の内表面にはほぼ全面に亘ってメンブレンウォールが設けられている。このメンブレンウォールは、複数の水管を並列に配列して互いに隣接するもの同士を溶接してパネル状に一体化させた水管壁とも称する構造体であり、該水管内を流通するボイラー水を製錬排ガスと熱交換させて該製錬排ガスの廃熱を一部回収すると共にボイラー壁部の温度を下げる役割を担っている。
【００１８】
上記の対流部１ｂの流路内には、更に図２に示すような上下方向にジグザグに蛇行するいわゆるミアンダ状の水管１０が、すだれ状に懸垂するようにして吊設棒１１に吊り下げられている。なお、このミアンダ状の水管１０は、その一端部及び他端部が例えば当該廃熱回収ボイラー１の外部に設けられた図示しないスチームドラムやボイラー水ポンプ等の循環設備に接続されており、この循環設備から供給されるボイラー水が該一端部から水管１０内に導入され、水管１０内を一方向に流通した後、他端部から排出されて循環設備に戻るようになっている。このように、ボイラー水が水管１０内を流れる間に、対流部１ｂに流入した製錬排ガスとの熱交換が行われ、製錬排ガスの廃熱が回収される。
【００１９】
この熱交換の効率を高めるため、図２に示すようにミアンダ状の水管１０が延在する面は製錬排ガスの流れ方向に対して直交するように配設されており、従ってこの水管１０を吊り下げる吊設棒１１は、対流部１ｂの対向する左側壁部から右側壁部に至るように水平に設けられている。また、吊設棒１１は、製錬排ガスの流れ方向に沿って所定の間隔をあけて例えば２０〜３０本程度設けられており、各吊設棒１１は、対流部１ｂの天井壁部から垂下する複数の吊り金具４によって支持されている。
【００２０】
上記のように、水管１０は対流部１ｂ内において、製錬排ガスの流れを妨げるようにして設けられているため、製錬排ガスに含まれる煙灰が表面に付着しやすい。煙灰が水管１０の表面に付着すると、廃熱回収の効率が低下するうえ、製錬排ガスのスムーズな流れが妨げられるので、対流部１ｂの出口開口部において製錬排ガスの温度が上昇したり、対流部１ｂの入口開口部において製錬排ガスの圧力が上昇したりするおそれがある。これを防ぐため、上記廃熱回収ボイラー１には、打撃により水管１０に付着した煙灰を除去する煙灰除去機構が設けられている。すなわち、各吊設棒１１の両端部は、図２に示すように、対流部１ｂの左側壁部ＷＬ及び右側壁部ＷＲにそれぞれ設けられた貫通孔Ｈからボイラー外部に突出しており、この吊設棒１１の両端部の一方又は両方において打撃手段Ｓによって軸方向に打撃されるようになっている。
【００２１】
具体的に説明すると、吊設棒１１は断面略円形又は断面多角形形状の棒状体からなり、その両先端部には、各々該吊設棒１１の断面の最も幅広部の長さと略同じか又はこれよりやや大きな外径を有する断面略円形状のフランジ部１１ａが形成されている。このフランジ部１１ａには、該フランジ部１１ａよりもやや小さな外径を有する断面略円形状のロッド部１２が同心軸状に接続されている。このロッド部１２は、吊設棒１１の両端部を対流部１ｂの壁部に設けた貫通孔Ｈから外部に突出させた状態で吊り金具４によって支持した後、該吊設棒１１のフランジ部１１ａの端面に全周溶接することで吊設棒１１に接続するのが好ましい。
【００２２】
上記ロッド部１２において上記吊設棒１１に接続している一端部とは反対側の他端部には、上記フランジ部１１ａの外径よりも大きな外径を有し、且つ後述するベローズ押え板が接合する円盤状又は平板状のロッドベース１２ａが設けられている。このロッドベース１２ａにおいて、上記ロッド部１２側とは反対側の面には、打撃手段Ｓが当接する被打撃体１３が溶接されている。なお、ロッドベース１２ａには、打撃手段Ｓによる打撃に対する機械的強度を高めるべく複数のリブ１２ｂが設けられており、ロッド部１２及び被打撃体１３との溶接強度が高められている。
【００２３】
上記被打撃体１３は、その長手方向の略中央部に位置する縮径部に可撓性部材からなる緩衝部１４が外嵌されており、これにより打撃による水管の振動時間を持続させる効果が得られる。この緩衝部１４は例えば２枚の皿状の鋼板をそれらの凹部同士対向させてそれらの周縁部同士を接合した形状のいわゆる皿バネからなり、その中心軸部分に上記被打撃体１３の縮径部が挿通可能な挿通孔が設けられている。なお、緩衝部１４の個数は１個に限定されるものではなく、複数個を設けてもよい。また、緩衝部１４の外径は、ロッド部１２の外径よりも大きく、且つロッドベース１２ａの外周よりも小さいのが好ましい。
【００２４】
上記の被打撃体１３に打撃する打撃手段Ｓは、例えば図３（ａ）に示すような、被打撃体１３に対向するようにして設けたシリンダーＳ１と、該シリンダーＳ１から出没する打撃体Ｓ２とからなる打撃装置で構成することができ、この場合は、打撃体Ｓ２の軸心が吊設棒１１の軸心と一致するようにして吊設棒１１の両端部又は一方の端部にフレーム等に固定して設置される。このシリンダーＳ１内に圧縮空気を供給することで図３（ｂ）に示すように打撃体Ｓ２を該シリンダーＳ１から突出させて被打撃体１３を打撃することができる。
【００２５】
上記のように、吊設棒１１に設けられている被打撃体１３を打撃手段Ｓで打撃することで間接的に水管１０に振動を与えることができるので、水管１０に付着した煙灰を払い落とすことができる。なお、打撃体Ｓ２は、図示しないバネ等の弾性体によってシリンダーＳ１側に付勢されており、打撃後はシリンダーＳ１内に収納される。打撃手段Ｓで被打撃体１３を打撃するタイミングについては特に限定はなく、図示しない制御部により所定の時間間隔ごと又は所定の時刻に打撃してもよいし、作業者の操作によって打撃してもよい。
【００２６】
本発明の廃熱回収ボイラー１は、上記吊設棒１１の両端部が挿通される対流部１ｂの壁部の貫通孔Ｈをシールするシール機構が設けられている。このシール機構は、図４に示すように、吊設棒１１の端部を囲むように配置された内ベローズ１５と、この内ベローズ１５をその圧縮方向に押え付けた状態でそのフランジに例えば全周溶接により気密に係合すると共に、上記ロッド部１２のロッドベース１２ａに例えば全周溶接により気密に係合する環状の内ベローズ押え部１６と、該内ベローズ１５を全体的に囲むように配置された外ベローズ１７と、この外ベローズ１７をその圧縮方向に押え付けた状態でそのフランジに例えば全周溶接により気密に係合すると共に、上記内ベローズ押え部１６及び／又は上記の内ベローズ１５のフランジに例えば全周溶接により気密に係合する環状の外ベローズ押え部１８とを有する。
【００２７】
具体的に説明すると、内ベローズ１５は、製錬排ガスに対する防食性に優れた可撓性の金属板からなる拡径部と縮径部とを軸方向に交互に形成することで伸縮性をもたせた断面略波形の内伸縮部１５ａと、該内伸縮部１５ａの両端部にそれぞれ全周溶接により取り付けられたボイラー側及び外部側の内ベローズフランジ１５ｂ、１５ｃとからなり、該内伸縮部１５ａの内径及び内ベローズフランジ１５ｂ、１５ｃの内径は、上記のロッドベース１２ａの外径よりも大きく形成されている。
【００２８】
上記の外ベローズ１７も上記内ベローズ１５と同様に可撓性の金属板からなる断面略波形の外伸縮部１７ａと、該外伸縮部１７ａの両端部にそれぞれ全周溶接により取り付けられているボイラー側及び外部側の外ベローズフランジ１７ｂ、１７ｃとからなり、該外伸縮部１７ａの内径及び外ベローズフランジ１７ｂ、１７ｃの内径は、上記内伸縮部１５ａの外径及び内ベローズフランジ１５ｂ、１５ｃの外径よりも大きく形成されている。上記の構成により、内ベローズ１５と外ベローズ１７との間にはボイラー内部及びボイラー外部のいずれからも隔離した略環状の空間が形成される。
【００２９】
上記の内ベローズ１５及び外ベローズ１７は、いずれも取り付け時に作業者が容易に手で収縮させることができると共に、吊設棒１１の熱膨張による伸縮に対応して伸縮できるように内伸縮部１５ａ、外伸縮部１７ａの肉厚や、それらの拡径部及び縮径部の径や数が定められる。例えば、内ベローズ１５の内伸縮部１５ａ及び外ベローズ１７の外伸縮部１７ａの各々は、肉厚０.６ｍｍ程度の金属板１枚の外側に防火シートを巻き付けた構造、又は肉厚０.５ｍｍ程度の金属板２枚からなる２層構造を有しており、その拡径部の数は５個程度であるのが好ましく、また、該金属板の材質は製錬排ガスの腐食性を考慮してＳＵＳ３１６であるのが好ましい。なお、これら内ベローズ１５と外ベローズ１７とは互いに同じ伸縮率を有しているのが好ましい。
【００３０】
これら内ベローズ１５及び外ベローズ１７をそれぞれ収縮する方向に押え付ける内ベローズ押え部１６及び外ベローズ押え部１８は、各々その中心軸を通る面で分離可能な１対の分割片で構成するのが好ましい。これにより、これら内ベローズ押え部１６及び外ベローズ押え部１８を取り付ける際、ロッド部１２を挟んで該１対の分割片の上記面同士を突き合わせて例えば溶接により互いに接合することで、前述した打撃手段Ｓを一時的に取り外すことが不要になる。
【００３１】
具体的には、先ず内ベローズ１５の取り付けでは、廃熱回収ボイラー１の壁部の貫通孔Ｈから突出している吊設棒１１の端部の被打撃体１３側から該内ベローズ１５をはめ込んで該吊設棒１１の端部を囲むように装着し、ボイラー側の内ベローズフランジ１５ａと該壁部の内壁（ガスケーシングとも称する）とを例えば全周溶接により気密に係合させる。この気密係合の際、図５に示すように、ボイラー側の内ベローズフランジ１５ａと内壁Ｗｉとの間に環状の内スペーサー１９を介在させてもよい。この場合は、先ず環状の内スペーサー１９の外縁部を内壁Ｗｉに全周溶接し、その後、ボイラー側の内ベローズフランジ１５ａの外縁部を内スペーサー１９に全周溶接するのが好ましい。
【００３２】
次に、上記した方法で１対の分割片を互いに溶接することで組み立てた環状の内ベローズ押え部１６で内ベローズ１５をその収縮方向に押え付けながら、該内ベローズ押え部１６の内縁部をロッドベース１２ａの外縁部に全周溶接することで気密に係合させると共に、該内ベローズ押え部１６の外縁部を外部側の内ベローズフランジ１５ｂに全周溶接することで気密に係合させる。これにより、内ベローズ１５は、内壁Ｗｉにおける貫通孔Ｈの周辺部と内ベローズ押え部１６とにより挟持されることで気密状態及び収縮状態が維持されるので、吊設棒１１が昇降温により膨張収縮しても、貫通孔Ｈを常時シールすることが可能になる。
【００３３】
この環状の内ベローズ押え部１６の内径は、図５ではロッドベース１２ａの外径よりも僅かに大きく形成されているが、ロッドベース１２ａの外径よりも小さく且つロッド部１２の外径よりもよりも大きくしてもよい。この場合は、吊設棒１１の軸方向において対向する内ベローズ押え部１６の内縁部とロッドベース１２ａの外縁部とを互いに当接させることができるので、より確実に気密シールすることが可能になる。
【００３４】
次に、外ベローズ１７を取り付けでは、吊設棒１１の端部の被打撃体１３側から該外ベローズ１７をはめ込んで上記にて取り付けられた内ベローズ１５を囲むように装着し、そのボイラー側の外ベローズフランジ１７ａと該壁部の内壁とを例えば全周溶接により気密に係合させる。この気密係合の際、上記の内ベローズ１５の場合と同様に、ボイラー側のベローズフランジ１７ａと内壁Ｗｉとの間に環状の外スペーサー２０を介在させてもよい。この場合は、先ず環状の外スペーサー２０の外縁部を内壁Ｗｉに全周溶接し、その後、ボイラー側のベローズフランジ１７ａの外縁部を外スペーサー２０に全周溶接するのが好ましい。なお、この環状の外スペーサー２０の溶接による取り付けは、上記の環状の内スペーサー１９を内壁Ｗｉに溶接する際に行ってもよい。
【００３５】
次に、上記した方法で１対の分割片を互いに溶接することで組み立てた環状の外ベローズ押え部１８で外ベローズ１７をその収縮方向に押え付けながら、該外ベローズ押え部１８の内縁部を上記内ベローズ押え部１６の外縁部又は外部側の内ベローズフランジ１５ｂに全周溶接することで気密に係合させると共に、該外ベローズ押え部１８の外縁部を外部側の外ベローズフランジ１８ｂに全周溶接することで気密に係合させる。これにより、外ベローズ１７は、内ベローズ押え部１６を介してロッドベース１２ａに固定されている外ベローズ押え部１８と、内壁Ｗｉにおける貫通孔Ｈの周辺部とによって挟持されるので、気密状態及び収縮状態が維持され、万一内ベローズ１５が破損しても貫通孔Ｈを常時シールすることが可能になる。
【００３６】
上記の外ベローズ押え部１８を構成する１対の分割片のうちの一方には、上記内ベローズ１５と外ベローズ１７との間の略環状空間に連通する短管２１が設けられており、この短管２１には上記内ベローズ１５の破損点検用のバルブ２１ａが設けられている。これにより、上記したように内ベローズ１５が破損してガス漏洩やガス吸引が生じても、外ベローズ１７にてガスシールされるので、製錬排ガスがボイラー外部に漏洩したり外気がボイラー内に侵入したりする問題を防ぐことができるうえ、バルブ２１ａの開閉により、これらガス漏れやガス吸引が生じているか否かの有無を確認することができる。
【００３７】
ガス漏れの有無の確認方法には特に限定はなく、製錬排ガスは特有の臭気を有する有色のガスであるので、例えばバルブ２１ａを開いた時に生じる臭気を検知することにより確認してもよいし、バルブ２１ａを開いた時に噴出するガスの色で確認してもよい。ガス漏洩やガス吸引が発生していなければバルブ２１ａを開閉しても上記内ベローズ１５と外ベローズ１７との間の空間の圧力は変動しないので、圧力変動の有無に基づいてガス漏れやガス吸引の有無を判断してもよい。例えば、短管２１の先端部に圧力計を設けてその指示値に基づいてガス漏れの有無を判断してもよい。また、ボイラー内が正圧の場合はバルブ２１ａを開けた時に漏洩ガスが噴き出し、ボイラー内が負圧の場合はバルブ２１ａを開けた時にエアを吸込む現象が生じるため、短管２１の先端部にマノメータ等の差圧計を設けてガス漏れやガス吸引の有無を判断してもよい。
【００３８】
なお、図４に示すように、上記した内ベローズ１５、内ベローズ押え部１６、外ベローズ１７及び外ベローズ押え部１８からなるシール機構を覆う着脱可能な例えば略円筒形状のカバー２２を更に設けてもよい。これにより、外部環境による腐食や、物理的な衝撃等から該シール機構を保護することができる。このカバー２２を設ける場合は、作業性の観点から上記バルブ２１ａ及び短管２１の先端部をカバー２２の外側に設けるのが好ましい。
【００３９】
このように、本発明の実施形態のシール機構を設けることで、内ベローズ１５が破損しても外ベローズ１７によりガスシールが維持されるので、ボイラー外部に腐食性の高い製錬排ガスが漏れたり外気がボイラー内に侵入したりするのを抑えることができるうえ、内ベローズ１５の破損の有無を短管２１に設けたバルブ２１ａの開閉によって容易に確認できるので、全てのベローズの保温材や外装ケーシングを取り外して、それら全てのベローズの点検をする必要がなくなる。また、ガス漏れやガス吸引を防ぐためにメンブレンウォールや内部ケーシングにより打撃手段を囲って密閉構造にする必要がなくなる。
【符号の説明】
【００４０】
１      廃熱回収ボイラー
２      スラグスクリーン
３      蒸発管
４      吊り金具
１０    水管
１１    吊設棒
１２    ロッド部
１２ａ  ロッドベース
１２ｂ  リブ
１３    被打撃体
１４    緩衝部
１５    内ベローズ
１５ａ  内伸縮部
１５ｂ、１５ｃ  内ベローズフランジ
１６    内ベローズ押え部
１７    外ベローズ
１７ａ  外伸縮部
１７ｂ、１７ｃ  外ベローズフランジ
１８    外ベローズ押え部
１９    内スペーサー
２０    外スペーサー
２１    短管
２１ａ  バルブ
２２    カバー
Ｆ      非鉄金属製錬炉
Ｄ      煙道
Ｓ      打撃手段
Ｓ１    シリンダー
Ｓ２    打撃体
Ｈ      貫通孔
ＷＲ      右側壁部
ＷＬ      左側壁部
Ｗｉ    内壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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