(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉とペントハウスとの間に設けられ、隙間を挟んで隣接する被接続部材間に撓んだ状態で且つ前記隙間を閉塞するように取り付けられる高温環境用接続材であって、
耐熱材と、この耐熱材の周囲に設けられ、耐熱材の流出を防止するよう金属繊維から形成された布状物からなる流出防止部材とを備え
該流出防止部材が、織り構成が２５．４ｍｍ四方において縦４０〜６０本、横２５〜４０本であり、目付けが８００〜１４００ｇ／ｍ2であり、厚さが０．５〜１．０ｍｍの金属繊維より構成されている高温環境用接続材。
【請求項２】
前記金属繊維は、インコネル材又はステンレス鋼よりなることを特徴とする請求項１の高温環境用接続材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数部材を接続する高温環境用接続材であり、特に熱膨張などにより部材間の間隔が変化し得る接続態様に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、熱膨張などにより部材間の間隔の変化を許容するような接続材があった。その一例としてボイラに用いられるものがあり、図３にボイラの概要を示す。ボイラ１は、ボイラ壁２より構成された燃焼炉３と、その上方に形成されたペントハウス４とを備えている。燃焼炉３の下部には、バーナー５が設けられている。また、ボイラ壁２におけるバーナー５とやや離隔した位置には、脱硝等のための図示しない排気ダクトへの連絡口６や、燃焼後の灰の取り出し口７が設けられている。さらに、燃焼炉３の上部には、主蒸気管８、高圧タービン用蒸気管９及び中圧タービン用蒸気管１０などの各種配管が設けられている。このようなボイラ１においては、燃焼炉３内で石炭粉末や重油などを燃焼させ、その熱により各種蒸気管８，９，１０を加熱し、蒸気を発生させる。
【０００３】
燃焼炉３とペントハウス４との間には、図４に示されるような仕切り手段１１が設けられている。仕切り手段１１は、燃焼炉３において発生した灰がペントハウス４へと達しないようにするものであり、屋根形に組み立てられる複数枚の鉄製パネル１２と、それらを相互に接続する複数の接続材としてのベローズ１３（図５参照）とにより構成されている。ボイラ稼動中、仕切り手段１１における燃焼炉３側は約６５０°Ｃに、ペントハウス４側は約４５０°Ｃになり、金属よりなる各パネル１２の熱膨張が問題となるため、隣接するパネル１２の間には、図中に斜線で示されるように膨張を吸収するための隙間１４が設けられている。ベローズ１３は、板状の可撓性部材であり、この隙間１４を覆うように配設されている。なお、図４中の隙間１４は、説明の明瞭性を優先し誇張して図示されており、実際よりも大きく図示されている。
【０００４】
ベローズ１３は、図５にその断面が示されるように、３層構造になっている。すなわち、中心部にセラミックフェルト１５があり、この周囲にシリカクロス１６が設けられており、さらにその周囲に補強部材として、目の比較的粗い金属網であるデミスター１７が設けられている。シリカアルミナ系繊維からなるセラミックフェルト１５は、密度が１３０ｋｇ／ｍ3で厚さが６ｍｍであり、シリカ系繊維からなるシリカクロス１６は、目付け５８０ｇ／ｍ2で厚さが０．６ｍｍの綾織りのクロスである。このように構成されたベローズ１３は、適当な耐熱性及び可撓性を有しており、隣接するパネル１２の間にまたがって配置され、隙間１４を覆うことにより、燃焼炉３で生じた高温の灰が隙間１４を通ってペントハウス４側に流れるのを防止すると共に、熱膨張によるパネル１２の間隔変化にも適用することが可能となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したベローズのような従来の接続材では、その耐久性が問題となることがあった。すなわち、接続材は、金属パネル１２のような被接続部材が熱により伸縮するため、部材間の摺動や湾曲変形に対する耐性が要求される。しかし、従来の接続材では、セラミックフェルトの周囲に設けられたシリカクロスに十分な耐性がなかったため、長期間使用した場合には、シリカクロス及びセラミックフェルトがデミスターの外方へと流出してしまう恐れがあった。また、最外側に設けられているデミスターは目が粗いため、これらシリカクロス及びセラミックフェルトの流出を防止することは困難であった。
【０００６】
従って、本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、耐久性の高い高温環境用接続材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】
上述の目的を達成するため、本発明の高温環境用接続材は、燃焼炉とペントハウスとの間に設けられ、隙間を挟んで隣接する被接続部材間に撓んだ状態で且つ前記隙間を閉塞するように取り付けられており、耐熱材と、この耐熱材の周囲に設けられ、耐熱材の流出を防止するよう金属繊維から形成された布状物からなる流出防止部材とを備え、さらに、該流出防止部材は、織り構成が２５．４ｍｍ四方において縦４０〜６０本、横２５〜４０本であり、目付けが８００〜１４００ｇ／ｍ2であり、厚さが０．５〜１．０ｍｍの金属繊維より構成されている。なお、前記金属繊維は、インコネル材又はステンレス鋼よりなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る高温環境用接続材について添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態に係る高温環境用接続材が、隣接する被接続部材としての鉄製パネルを相互に接続している状態を示す。相互に隣接する鉄製パネル１２は、上述したようにボイラにおける燃焼炉とペントハウスとの間に設けられた灰仕切り手段を構成する板状部材である。これら鉄製パネル１２の間には、鉄製パネル１２の熱による寸法変化を吸収するための隙間１４が設けられている。高温環境用接続材としてのベローズ３１は、この隙間１４を閉塞するように設けられている。ベローズ３１は、平面がほぼ矩形の板状部材であり、熱による隙間１４の大きさの変化に対応できるよう、ペントハウス側に撓んだ状態で一対の鉄製パネル１２に取り付けられている。ベローズ３１と鉄製パネル１２との固定は、複数のボルト手段３２により行われている。複数のボルト手段３２は、ベローズ３１の周縁に沿って配置されている。
【０００９】
次にベローズ３１の内部構造について説明する。図２に断面が示されるように、ベローズ３１は、五層構造になっている。まず、中央部に、耐熱材としてセラミックフェルト３４が設けられている。次に、このセラミックフェルト３４を取り囲むように、耐熱材としてセラミッククロスからなる第１セラミッククロス層３５が設けられている。さらに、この第１セラミッククロス層３５を取り囲むように、同様な第２セラミッククロス層３６が設けられている。さらに、この第２セラミッククロス層３６を被覆するように、金属繊維から形成された布状物からなる流出防止部材３７が設けられている。最後に、この流出防止部材３７を取り囲むように、従来のものと同様なデミスター３８が設けられている。
【００１０】
シリカアルミナ系繊維からなるセラミックフェルト３４は、密度が１３０ｋｇ／ｍ3で厚さが６ｍｍであり、シリカアルミナ系繊維からなる第１セラミッククロス層３５及び第２セラミッククロス層３６は、密度が１３０ｋｇ／ｍ3で厚さが２ｍｍである。
【００１１】
流出防止部材は、織り構成が２５．４ｍｍ四方において縦４０〜６０本、横２５〜４０本であり、目付けが８００〜１４００ｇ／ｍ2の布状物であり、厚さが０．５〜１．０ｍｍの金属繊維によって構成されていることが好適である。このような金属繊維が好適である理由は以下の通りである。まず、織り構成が上記の下限値に達しない場合には、目が粗くなり、耐熱材の流出防止が好適に図れない恐れがあると共に、ダストシール性が不十分となる恐れもある。逆に、上記の上限値を超えるような場合には、目が細かくなり過ぎ、織り手間が非常にかかると共にコストが増加するためである。次に、目付けが上記の下限値に達しない場合には、接続材内部の耐熱材が劣化しやすくなり、逆に、上記の上限値を超える場合には、耐熱材の周囲に流出防止部材を設ける加工が行いにくくなるためである。最後に、厚さが上記の下限値に達しない場合には、耐久性が不十分となり、逆に、上記の上限値を超える場合には、耐熱材の周囲に流出防止部材を設ける加工が行いにくくなるためである。具体的には、本実施の形態の流出防止部材３７は、ナスロン（商品名）によって構成されている。このナスロンは、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）が基材となっており、織り構成が２５．４ｍｍ四方において縦５４本、横３４本であり、目付けが１２００ｇ／ｍ2であり、厚さが０．８ｍｍの金属繊維である。
【００１２】
次に、以上のように構成された高温環境用接続材の作用について説明する。ボイラの燃焼炉３においては、蒸気を発生させるための熱が作られ、また燃焼により灰が生じる。この灰は、燃焼炉３及びペントハウス４の間に設けられた仕切り手段１１によりペントハウス４側に流出するのが防止されている。また、燃焼炉３において生じた熱により、仕切り手段１１を構成する個々の鉄製パネル１２は、熱膨張などによりその外径寸法を変化させていく。しかし、隣接する鉄製パネル１２同士は、適度な可撓性を有するベローズ３１により接続されているため、個々の鉄製パネル１２の変形を阻害することなく隣接する鉄製パネル１２の間から灰が漏れることを防止することができる。また、鉄製パネル１２の変形に起因したパネル間の隙間形状の変化に従って、ベローズ３１は高温環境下で湾曲変化を繰り返すこととなるが、本発明に係るベローズ３１においては、耐熱材の周囲に、摺動や高温環境に関して優れた耐久性を備えた金属繊維からなる流出防止部材３７が設けられているため、長期に亙った使用においても耐熱材が外に流出するようなことがなく、ベローズが所望の機能を発揮し続けることができるようになっている。
【００１３】
以上のように構成された本実施の形態の高温環境用接続材においては、従来の接続材が約３ヶ月程度で補修・交換等が必要であったのに対し、５ヶ月以上の使用を続けても全く問題なく、耐熱材の流出が生じることもなく、かつ、燃焼炉及びペントハウスの間の良好なダストシール性も維持されている。
【００１４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の改変を行って実施することが可能である。例えば、上記実施の形態のベローズ３１では、最外側にデミスター３８が設けられていたが、本発明は、これに限定されるものではなく、デミスター３８に代えて他の部材を設けたり、或いは、デミスター３８を設けずに流出防止部材３７を最外側に有するようなベローズとして実施してもよい。また、セラミックフェルト３４と第１セラミッククロス層３５との間、又は／及び、第１セラミッククロス層３５と第２セラミッククロス層３６との間に、例えば厚さ１０〜５０μｍのステンレス層（ＳＵＳ３０４／ＳＵＳ３１６Ｌ）を介在させるようにしてもよい。さらに、流出防止部材に包囲される耐熱材の構造は、本実施の形態のように、セラミックフェルト３４、第１セラミッククロス層３５、第２セラミッククロス層３６の三層構造に限定されず、他の構造であってもよい。また、流出防止部材は、ステンレス鋼からなる金属繊維に限定されず、例えば、インコネル材からなる金属繊維から構成されていてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高温環境用接続材によれば、耐久性の優れた金属繊維からなる部材により耐熱材が保護されているため、高温環境下において湾曲を繰り返し伴うような接続態様で長期間使用されても、耐熱材が外に流出することなく被接続部材を接続することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る高温環境用接続材により被接続部材が接続されている状態を示す図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】  従来及び本発明の高温環境用接続材が適用されるボイラの内部構造を示す図である。
【図４】  図３のボイラにおける仕切り手段に関する斜視図である。
【図５】  従来の接続材の内部構造を示す図である。
【符号の説明】
３１…高温環境用接続材、３４，３５，３６…耐熱材、３７…流出防止部材。
【図１】
0003768423.tif 000002
【図２】
0003768423.tif 000003
【図３】
0003768423.tif 000004
【図４】
0003768423.tif 000005
【図５】
0003768423.tif 000006