(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面視Ｕ字状をなしそのＵ型溝部内に冷却パイプを可及的密に受け入れ得るとともに左右の側辺部は冷却パイプの上面位置を超えて延びる高さを有する所要長さのＵ型耐火煉瓦を設け、このＵ型耐火煉瓦は、そのＵ型溝部内の軸方向に開口するスリットの奥端に該スリットより広幅の拡大溝部を有する下部溝と、前記左右の側辺部の前記冷却パイプの上面より上方位置の内面に開口するスリットの奥端に該スリットより広幅の拡大溝部を有する上部溝とが形成されており、前記冷却パイプの下部外周面には前記下部溝に整合して嵌合する形状の下部プレートを固設するとともに、両端部が前記上部溝に整合して嵌合する形状とされた上部プレートを設け、前記冷却パイプの上面にナット部材を固設して前記上部プレートに挿通するボルトを螺合自在に形成してなり、前記冷却パイプの下部プレートを前記Ｕ型耐火煉瓦の下部溝に嵌合させて軸方向にスライドさせ、前記上部溝に上部プレートの両端を嵌合させてこの上部プレートに挿通するボルトを冷却パイプのナット部材に螺合締結することによりＵ型耐火煉瓦を順次固定し、これらＵ型耐火煉瓦列により冷却パイプの周面を囲繞して保護するようにしたことを特徴とするごみ焼却炉における冷却パイプ保護構造。
【請求項２】
前記冷却パイプの外周面にセラミックファイバーフェルトが巻着されている請求項１記載のごみ焼却炉における冷却パイプ保護構造。
【請求項３】
前記Ｕ型耐火煉瓦は高アルミナ質および／または炭化珪素の耐火物を主原料として形成されている請求項１または２記載のごみ焼却炉における冷却パイプ保護構造。
【請求項４】
前記Ｕ型耐火煉瓦列の末端と冷却パイプの末端が接続されるケーシングとの間にセラミックファイバーブランケットを介在させ、Ｕ型耐火煉瓦の熱膨張を上記セラミックファイバーブランケットが吸収するようにされている請求項１〜３のいずれか１項記載のごみ焼却炉における冷却パイプ保護構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却炉における冷却パイプの保護構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等のごみ焼却炉は、図５に略示断面図を示すように、炉１の内部での燃焼効率を向上させる目的から冷却パイプ２、２…を内蔵した中間天井（仕切り壁）３、３が設置されている。なお図５において４は燃焼室、５はガス混合室、６、６はバーナ、７はごみシュート部、８は火格子、９は主灰シュートを示す。
【０００３】
上記のような中間天井３、３はその先端部３ａ、３ａが炉１内の燃焼室４の上部に位置するため、高温の燃焼ガスと接触する。また冷却パイプ２、２…は熱膨張やベンディングが発生するため、上記のような条件下におかれる中間天井３、３の先端部３ａ、３ａには耐熱スポーリング性と耐摩耗性を有する高強度な耐火物で保護することが必要となる。
【０００４】
そこで従来では、上記の条件を考慮して選択されたキャスタブルを用いて中間天井３、３の先端部の冷却パイプ２の保護を図るようにしている。
【０００５】
すなわち従来では図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す構造が採られている。
【０００６】
図６（Ａ）に示すものは、冷却パイプ２の周面に金属製のＹスタッド１０、１０…を溶接等により該パイプ２の軸方向に千鳥状に配列固着し、これらＹスタッド１０、１０…をアンカ部材としてキャスタブル１１を支持するようにしたものである。
【０００７】
図６（Ｂ）に示すものは、冷却パイプ２の下面側に、金属製の取付金物１２ａ、１２ａを溶接してそれにアンカ煉瓦１２、１２…を配設し、上面側にはＹスタッド１０、１０…を配列固着して、これらアンカ煉瓦１２、１２…およびＹスタッド１０、１０…をアンカ部材としてキャスタブル１１を支持したもので、アンカ部材の強度向上とキャスタブル１１の先端部までの支持を可能としたものである。
【０００８】
図６（Ｃ）に示すものは、冷却パイプ２の下半周部に外形が釣鐘状をなし先端にボルトを埋入して一体化されたアンカ煉瓦１３、１３…を冷却パイプ２に溶接されたナットに前記のボルトを螺挿して配設し、これをアンカ部材としてキャスタブル１１を支持するようにしたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記いずれのものもキャスタブル１１を用いるものであるから、現地施工が必須であり、また炉の使用中にキャスタブル１１の厚み方向で温度差が生じるため、被熱温度によりキャスタブルの内部に強度差が生じるという問題がある。
【００１０】
図６（Ａ）の金属製Ｙスタッド１０によるものでは、キャスタブル１１の先端部まで支持することができないので、キャスタブル１１の剥離脱落が生じやすく、また金属製Ｙスタッド１０では高温下で十分なる支持力が得難く、しかもＹスタッド１０の熱膨張等によりキャスタブル１１に層状の亀裂が発生しやすく、この亀裂が成長するとキャスタブル１１の脱落が生じる。したがってこの構造によるものでは、耐用年数は高々１〜２年どまりである。
【００１１】
図６（Ｂ）、（Ｃ）のアンカ煉瓦１２、１３をアンカ部材として用いるものでは、冷却パイプ２とキャスタブル１１との熱膨張差による応力集中が起きやすく、この応力集中によってアンカ煉瓦１２、１３に曲げ応力が発生し、厚み方向に割れてキャスタブル１１を損傷させるという問題がある。したがってアンカ煉瓦１２、１３を用いたものでも耐用年数は２〜３年程度である。
【００１２】
これらの問題点を解消する手段として、高強度な耐火煉瓦を使用することも考えられるが、冷却パイプ２に対する耐火煉瓦の施工にはその支持方法の問題があるうえ、耐火煉瓦に割れや脱落等が生じた場合、操業に与える影響が大きく、それ故に未だ実用化されるには至っていない。
【００１３】
本発明は上記従来の技術が有する問題点を解消することを課題としてなされたもので、中間天井の先端部の冷却パイプの保護に耐火煉瓦の使用を可能とし、冷却パイプの適切な保護を図りながら耐火煉瓦の脱落を防止して長期にわたる使用を可能ならしめたことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、正面視Ｕ字状をなしそのＵ型溝部内に冷却パイプを可及的密に受け入れ得るとともに左右の側辺部は冷却パイプの上面位置を超えて延びる高さを有する所要長さのＵ型耐火煉瓦を設け、このＵ型耐火煉瓦は、そのＵ型溝部内の軸方向に開口するスリットの奥端に該スリットより広幅の拡大溝部を有する下部溝と、前記左右の側辺部の前記冷却パイプの上面より上方位置の内面に開口するスリットの奥端に該スリットより広幅の拡大溝部を有する上部溝とが形成されており、前記冷却パイプの下部外周面には前記下部溝に整合して嵌合する形状の下部プレートを固設するとともに、両端部が前記上部溝に整合して嵌合する形状とされた上部プレートを設け、前記冷却パイプの上面にナット部材を固設して前記上部プレートに挿通するボルトを螺合自在に形成してなり、前記冷却パイプの下部プレートを前記Ｕ型耐火煉瓦の下部溝に嵌合させて軸方向にスライドさせ、前記上部溝に上部プレートの両端を嵌合させてこの上部プレートに挿通するボルトを冷却パイプのナット部材に螺合締結することによりＵ型耐火煉瓦を順次固定し、これらＵ型耐火煉瓦列により冷却パイプの周面を囲繞して保護するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
こうしたことにより冷却パイプはＵ型耐火煉瓦により囲繞され、このＵ型耐火煉瓦は焼成により均一な組織および強度を有することから耐熱スポーリング性、耐摩耗性に優れ、冷却パイプの保護機能を長期にわたって全うすることができる。
【００１６】
またＵ型耐火煉瓦は下部プレートおよび上部プレートに対し軸方向には拘束されていないので、Ｕ型耐火煉瓦の軸方向（炉幅方向）の膨張を阻害することがなく、内部応力の集中が避けられ、応力集中による破損を防ぐことができる。
【００１７】
加えて冷却パイプとＵ型耐火煉瓦とは機械的に拘束されていないことにより、冷却パイプの熱膨張やベンディングの影響を最小限に抑えることができる。
【００１８】
さらにＵ型耐火煉瓦は機械成形が可能であって製造が容易かつ均質に得られ、また上下のプレートはＵ型耐火煉瓦内に埋没されているので燃焼ガスによる酸化腐食を最小限に抑えることができるとともに、Ｕ型耐火煉瓦に万一亀裂や割れが生じたとしても、上下のプレートが軸方向に通っているので脱落することがなく、冷却パイプの保護機能を失うことがない。
【００１９】
一方、冷却パイプの外周面にセラミックファイバーフェルトを巻着すれば、冷却パイプの熱膨張やベンディングを吸収してＵ型耐火煉瓦の損傷を抑え、一層冷却パイプの保護機能を高めることができる。
【００２０】
またＵ型耐火煉瓦列の末端と冷却パイプの末端が接続されるケーシングとの間にセラミックファイバーブランケットを介在させるようにすれば、Ｕ型耐火煉瓦の熱膨張をセラミックファイバーブランケットの圧縮により吸収させることができ、Ｕ型耐火煉瓦に過度な内部応力が発生することを防ぐことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照し、図６と共通する部材にはこれと同一符号を用いて説明する。
【００２２】
図１（Ａ）は本発明による冷却パイプ保護構造の全体の略示断面図を、同（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ相当の断面図を示し、図２は本発明におけるＵ型耐火煉瓦１４と冷却パイプ２との関係を示しており、図示の実施形態においては冷却パイプ２の外周面にセラミックファイバーフェルト１５を巻着した場合を示している。
【００２３】
前記Ｕ型耐火煉瓦１４は正面視Ｕ字状をなし、そのＵ型溝部１６内に外周にセラミックファイバーフェルト１５を巻着した冷却パイプ２が可及的密に嵌合するようになっており、その左右に立ち上がる側辺部１７，１７は冷却パイプ２の上面位置を超えて延びる高さを有し、軸方向Ａに所要の長さを有するものとされている。
【００２４】
上記Ｕ型耐火煉瓦１４の前記Ｕ型溝部１６内には、図３に示すように垂直線に対し略４５°の角度位置の左右部に対称的に開口されたスリット１８ａと、このスリット１８ａの奥端に該スリット１８ａより広幅に形成された拡大溝部１８ｂとからなる断面Ｔ形の下部溝１８，１８が形成されている。
【００２５】
前記左右の側辺部１７，１７の前記冷却パイプ２の上面より上方位置の内面側には、水平方向に開口されたスリット１９ａと、このスリット１９ａの奥端に該スリット１９ａより広幅に形成された拡大溝部１９ｂとからなる断面Ｔ形の上部溝１９，１９がそれぞれ形成されている。
【００２６】
前記冷却パイプ２の下部外周には、前記Ｕ型耐火煉瓦１４の下部溝１８，１８に整合して嵌合し得る断面Ｔ形の下部プレート２０，２０が溶接等により固設されている。この下部プレート２０，２０はＵ型耐火煉瓦１４の軸方向の長さＡより若干短い寸法とされている。
【００２７】
一方、両端部が前記上部溝１９，１９に整合して嵌合し得る断面Ｔ形に形成された上部プレート２１が設けられ、この上部プレート２１の中央部には２本のボルト２２，２２が挿通されるようになっている。この上部プレート２１もＵ型耐火煉瓦１４の長さＡより若干短くされている。
【００２８】
前記冷却パイプ２の上面の前記ボルト２２，２２と対応する位置にはナット２３，２３が溶接等により固設され、前記ボルト２２，２２の先端が螺合自在とされており、螺合したのち座金２４とナット２５とでボルト２２を上部プレート２１に固定するようになっている。
【００２９】
図１において２６ａ，２６ｂは冷却パイプ２の両端が接続されるケーシングを示し、このケーシングを通じて冷却パイプ２内に冷却用流体が流通するようになっている。また２７は冷却パイプ２の一端において前記ケーシング２６ａとＵ型耐火煉瓦１４との間に圧縮状態で介装されるセラミックファイバーブランケットを示す。
【００３０】
なお前記下部溝１８および上部溝１９はＴ形断面形状に限らず、これら下部溝１８および上部溝１９の拡大溝部１８ｂ，１９ｂの断面形状が円形、菱形、その他であってもよく、要すればスリット１８ａ，１９ａの幅より広幅であればよい。これに併せて下部プレート２０、上部プレート２１の端部形状を上記下部溝および上部溝に整合する形状とすればよい。
【００３１】
次に上記Ｕ型耐火煉瓦１４を冷却パイプ２に取り付ける手順の一例について説明する。
【００３２】
図１（Ａ）に略示断面図を示すように、ケーシング２６ａ，２６ｂ間に固着された冷却パイプ２の一端（図１（Ａ）では右端）の外周に下部プレート２０，２０を所定の位置に溶接するとともに該部の冷却パイプ２の外周にセラミックファイバーフェルト１５を巻着する。
【００３３】
次いでその下部プレート２０，２０の左側位置の冷却パイプ２にその下方からＵ型耐火煉瓦１４のＵ型溝部１６を嵌め込み、そのＵ型耐火煉瓦１４の下部溝１８，１８と前記下部プレート２０，２０とを位置合わせして右方へスライドさせる。これにより前記下部プレート２０，２０がＵ型耐火煉瓦１４の下部溝１８，１８にそれぞれ嵌合し、下方へ脱落することなく保持される。
【００３４】
次に上記Ｕ型耐火煉瓦１４の上部溝１９，１９に上部プレート２１の両端を嵌合させ、その上部プレート２１に挿通するボルト２２，２２の下端を冷却パイプ２のナット２３，２３にそれぞれ螺合し、座金２４、ナット２５をセットして締着する。
【００３５】
これにより最初のＵ型耐火煉瓦１４のＵ型溝部１６は冷却パイプ２の下半周部に密着して固定される。
【００３６】
なお最初のＵ型耐火煉瓦１４とケーシング２６ａとの間には、施工後操業による冷却パイプ２およびＵ型耐火煉瓦１４，１４…の熱膨張差を吸収させるためセラミックファイバーブランケット２７を介在させておく。
【００３７】
前記のように最初のＵ型耐火煉瓦１４の固定が終了したら、次位の下部プレート２０，２０を前記と同様にして冷却パイプ２に溶接し、前記と同じ手順により２番目のＵ型耐火煉瓦１４を取り付ける。その際に、２番目のＵ型耐火煉瓦１４と既に固着されている最初のＵ型耐火煉瓦１４との間にモルタル２８を介在させて相互に接着するとともにそのＵ型耐火煉瓦１４を前記と同様にボルト２２，２２により固定する。
【００３８】
このようにして冷却パイプ２の軸方向全域にＵ型耐火煉瓦１４，１４…を順次取り付けたのち、最後のＵ型耐火煉瓦１４とケーシング２６ｂとの間に残る隙間にはキャスタブル２９を施工して完了する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば下記の効果を得ることができる。
【００４０】
▲１▼従来のキャスタブルを用いるものに比し、焼成により均一な組成および強度を有して耐熱スポーリング性と耐摩耗性に富む耐火煉瓦を用いていることにより、中間天井の先端部位の冷却パイプに施工したとき耐用年数の大幅な延長（予測耐用年数４〜５年）を図ることができる。
【００４１】
▲２▼本発明において用いる耐火煉瓦は正面視Ｕ字状をなし、冷却パイプに対し軸方向には拘束されない構成であるから、Ｕ型耐火煉瓦の軸方向（炉幅方向）の膨張を阻害することがなく、これにより耐火煉瓦の内部応力の集中が回避され、応力集中による破損を防止することができる。
【００４２】
▲３▼冷却パイプとＵ型耐火煉瓦とは機械的に拘束されていないので、冷却パイプの熱膨張やベンディングの影響を最小限に抑えることができる。
【００４３】
▲４▼Ｕ型耐火煉瓦は機械成形が可能であるから、製造が容易であるとともに均質に製造することができ、強靱な耐火煉瓦とすることができる。
【００４４】
▲５▼上下のプレートはＵ型耐火煉瓦内に埋没しているので、燃焼ガスによる酸化腐食が最小限に留められるとともに、Ｕ型耐火煉瓦に亀裂や割れが生じたとしても上下のプレートが軸方向に通っているので脱落することがなく、冷却パイプの保護機能を失うことがない。
【００４５】
▲６▼請求項２のように冷却パイプの外周面にセラミックファイバーフェルトを巻着すれば、冷却パイプの熱膨張やベンディングを吸収してＵ型耐火煉瓦の損傷を抑え、Ｕ型耐火煉瓦と冷却パイプとの密着性を高め、冷却パイプの保護機能を一層高めることができる。
【００４６】
▲７▼請求項３のようにＵ型耐火煉瓦を高アルミナ質の耐火物で構成すれば、耐用性を高めることができる。
【００４７】
▲８▼請求項４のようにＵ型耐火煉瓦列の末端とケーシングとの間にセラミックファイバーブランケットを介在させれば、Ｕ型耐火煉瓦の熱膨張をセラミックファイバーブランケットの圧縮により吸収させることができ、Ｕ型耐火煉瓦に過度の内部応力が発生することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冷却パイプ保護構造の一実施形態を示し、（Ａ）は略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ相当の断面図。
【図２】本発明における１個のＵ型耐火煉瓦と冷却パイプとの関係を示す斜視図。
【図３】同、正面図。
【図４】冷却パイプにＵ型耐火煉瓦を取り付けた状態を示す一部の側面図。
【図５】本発明が対象とするごみ焼却炉の一例を示す略示断面図。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は従来の技術を示す説明図。
【符号の説明】
２  冷却パイプ
３  中間天井
１４  Ｕ型耐火煉瓦
１５  セラミックファイバーフェルト
１６  Ｕ型溝部
１８  下部溝
１９  上部溝
２０  下部プレート
２１  上部プレート
２２  ボルト
【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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【図６】
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