JP2008116150A - ボイラ水壁用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ水壁用パネル製造時における溶接作業の負担軽減と、ボイラ水壁用パネル組み込み火炉ハウジングの保全負荷の軽減ひいては稼働率向上とを図る。
【解決手段】ボイラ水壁用パネル８０にあっては、熱間押し出し法等で一体的に製造された金属製の継目無しフィン付単管６０を構成単位として、その複数体がフィン部分６２の先端を継目７１として相互に溶接接続されて水路付パネル体７０が構成され、更に、該パネル体７０の少なくとも片面側には耐食性合金による周縁部溶着被覆８１や内央領域溶着被覆８２が形成される。フィン付き管体６０は、冷却水路用の管体部分６１とその両脇で管体軸線方向に延びる一対のフィン部分６２とを有し、切替わり部位６３の外面が曲率半径３〜６ｍｍの凹曲面状に形成されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、冷却水路付の火炉ハウジングを構成するボイラ水壁用パネルに関する。
ボイラ水壁用パネルは、板材−管材の複合パネルであり、水熱ボイラーの心臓部に当る火炉（燃焼室兼熱交換器）のハウジングの壁パネルを形成する際にその要素部材として用いられ、多数枚が縦横に溶接接続されて火炉ハウジングとなる。
ボイラ水壁用パネルには、火炉ハウジング内面の耐久性を向上させるために、片面にニッケル自溶合金などの合金が被覆される。

互い違いに並んだ金属管部と金属板部とを有する水冷パネルセグメントを熱歪が生じないように加熱する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この水冷パネルセグメント２０（ボイラ水壁用パネル）の構造および製法を、図面を引用して説明する。図３は（ａ）が金属管部２１と金属板部２２の側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）が水冷パネルセグメント２０の横断面図である。なお、本明細書において、横断面は管軸方向と直交する断面を指す。

金属管部２１と金属板部２２は、交互に並べてパネルを成すのに必要な個数が別体で個々に作られ、その際に長さが揃えられる（図３（ａ），（ｂ）参照）。それから（図３（ｃ）参照）、最初の金属板部２２が最初の金属管部２１の脇にその管体軸線方向に延びる状態で添えられて金属板部２２の一方の長辺と金属管部２１の周面とが線状に溶接接続され、次の金属板部２２が最初の金属管部２１の両脇のうち残りの脇にやはり管体軸線方向に延びる状態で添えられて金属板部２２の一長辺と金属管部２１の周面とが線状に溶接接続され、その金属板部２２に次の金属管部２１が添えられ板体長辺方向と管体軸線方向とを揃えた状態で金属板部２２の他の長辺と金属管部２１の周面とが線状に溶接接続され、さらに同様の溶接接続を繰り返して水冷パネルセグメント２０の母材である水路付パネル体ができる。

さらに、そのような水路付パネル体毎に、その片面または両面に対してＮｉ−Ｃｒ基などの自溶合金系の材料による自溶合金系被覆が形成されて、水冷パネルセグメント２０ができあがる。その被覆は、溶射−フュージング処理法によって形成され、具体的には、水冷パネルセグメント２０の外面に対して、溶射法によって被覆材料の層を形成してから、それにフュージング処理を施すことで行われる。
このような製法のため、この水冷パネルセグメント２０では、その母材は、金属管部２１から金属板部２２への切替わり部位２３が溶接にて形成された溶接構造となっている。

別の製法や構造も挙げると、金属管の両脇に金属板製の縦フィンを立設した構造のフィン付管体の外面に自溶合金系の保護被覆を形成して水冷パネルセグメント用ユニット部材とし、更にその複数体を縦フィン先端の相互溶接接続にて水冷パネルセグメントにするパネル製造方法が知られている（例えば特許文献２参照）。この水冷パネルセグメント５０（ボイラ水壁用パネル）の構造および製法を、図面を引用して説明する。図４は、（ａ）が金属管３１と縦フィン３２の側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）がフィン付き管体３０の横断面図、（ｄ）が水冷パネルセグメント用ユニット部材４０の側面図、（ｅ）がその横断面図、（ｆ）が水冷パネルセグメント５０の横断面図である。

この場合も、冷却水路になる金属管３１とウェブになる縦フィン３２とは、一本と二枚が一組であるが、別体で個々に作られ（図４（ａ），（ｂ）参照）、水冷パネルセグメント５０に必要な組数について長さが揃えられる。そして（図４（ｃ）参照）、各組毎に、一対の縦フィン３２が管体軸線方向に延びる状態で金属管３１の両脇に添えられ、縦フィン３２の一方の長辺と金属管３１の周面とが線状に溶接接続されて、金属管３１とその両脇に設けられた管体軸線方向に延びる一対の縦フィン３２とを有するフィン付き管体３０が作られる。そのため、このようなフィン付き管体３０でも、金属管３１から縦フィン３２への切替わり部位３３が溶接にて形成された溶接構造となっている。

それから（図４（ｄ），（ｅ）参照）、個々のフィン付き管体３０毎に、その片面に対してＮｉ−Ｃｒ基などの自溶合金系の材料による自溶合金系被覆４１が形成されて、水冷パネルセグメント用ユニット部材４０が作られる。その被覆は、やはり溶射−フュージング処理法によって形成されるが、施工対象が細分化されており、組上がった水冷パネルセグメント５０でなく組み立て前の水冷パネルセグメント用ユニット部材４０に対して個々に行われる。その後（図４（ｆ）参照）、そのような水冷パネルセグメント用ユニット部材４０を構成単位として、その複数体が縦フィン３２の先端を継ぎ口５１として相互に溶接接続されて、水冷パネルセグメント５０ができあがる。

その他、図示は割愛したが、パネル母材に上述の水冷パネルセグメント２０の被覆形成前パネル母材を採用し、その片面側に耐食性合金による溶着被覆を形成するに際して、他のパネルとの溶接接続に供される端部には溶接肉盛法にて超合金被覆を施し内央側には溶射−フュージング処理法にて自溶合金被覆を施してボイラ火炉パネルを作る技術や（例えば特許文献３参照）、溶射後のフュージング処理における加熱中にボイラパネルを牽引用具にて縦長方向に引っ張りながら位置強制用具にて縦長方向と交叉する２軸方向への変位を多数箇所で規制することにより変形を矯正する合金被覆ボイラパネルの製造方法も（例えば特許文献４参照）、知られている。これらのボイラ水壁用パネルにおいても、金属管部２１から金属板部２２への切替わり部位２３が溶接にて形成された溶接構造となっている。

特開２０００−３２９３０４号公報 特開２００１−００４１０１号公報 特開２００５−２７４０２２号公報 特開２００５−３３７６２３号公報

しかしながら、このような従来のボイラ水壁用パネルでは、何れも、管体部から板状フィン部への切替わり部位が溶接接続されているため、その溶接の出来不出来がボイラ水壁用パネルの善し悪しに大きく影響する。すなわち、ボイラ使用時には管体部もフィン部も高温環境に曝されるが、管体部は中空から水や蒸気で冷やされるのに対しフィン部は冷やされないので、その切替わり部位に急な温度勾配すなわち熱歪駆動力が生じ、これに起因してこの切替わり部位が応力の最も大きく生じる部位となるため、切替わり部位の溶接が完璧でないと、例えばピンホールや，凹凸，ブローホール，オーバーラップ，アンダカット，スラグ巻き込み，溶接割れ，スパッタ，溶接ビード形状の極端な不均一などのうち何れか一つでも溶接不良があると、それらがノッチとなることから、そこを起点にして耐食性合金の溶着被覆が損なわれ、母材に及ぶ腐食が早期に生じてしまうのである。

溶接部の不良は、目視では判明しにくいことから、染色浸透探傷試験などで確認しなければならず、不良の発見された溶接部の補修は、ブラストを施工してからＴＩＧ溶接するなど面倒である。
しかも、管体部と板状フィン部との溶接は、フィン先端同士の突き合わせ溶接よりも作業がしづらいため、工数が掛かる割には溶接欠陥がでやすいので、溶接作業そのものの負担ばかりか、その後の検査や補修の負担も、大きかった。
そこで、ボイラ水壁用パネル製造時における溶接作業の負担軽減と、ボイラ水壁用パネル組み込み火炉ハウジングの保全負荷の軽減ひいては稼働率向上とを図るべく、ボイラ水壁用パネルの構成を改良することが技術的な課題となる。

本発明のボイラ水壁用パネル（請求項１）は、このような課題を解決するために創案されたものであり、冷却水路となる複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置して管体軸線方向に延びる一対のフィンとを備えた金属製の水路付パネル体を母材とし該母材の少なくとも片面に耐食性合金による溶着被覆が施されているボイラ水壁用パネルであって、母材である前記水路付パネル体は、単一の管体の両脇に該管体と連続相を以て連なる一対のフィンを備えた金属製の継目無しフィン付単管を構成単位としてその複数体が該構成単位のフィンの先端にて相互に溶接接続されて成り、前記ウェブの中央線位置に溶接部が位置する溶接構造となっている、ことを特徴とする。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項２）は、冷却水路となる複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置して管体軸線方向に延びる一対のフィンとを備えた金属製の水路付パネル体を母材とし該母材の少なくとも片面に耐食性合金による溶着被覆が施されているボイラ水壁用パネルであって、母材である前記水路付パネル体は、前記複数列の一部に当る僅数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置する一対のフィンとが夫々連続相を以て連なる金属製の継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーを構成単位としてその複数体が該構成単位のフィンの先端にて相互に溶接接続されて成り、前記ウェブのうちの一部のウェブの中央線位置に溶接部が位置する溶接構造となっている、ことを特徴とする。

さらに、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項３）は、冷却水路となる複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置して管体軸線方向に延びる一対のフィンとを備えた金属製の水路付パネル体を母材とし該母材の少なくとも片面に耐食性合金による溶着被覆が施されているボイラ水壁用パネルであって、母材である前記水路付パネル体は、前記複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置する一対のフィンとが夫々連続相を以て連なる金属製の継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーの一体のみでパネル体の全域が構成された継目無し一体構造となっている、ことを特徴とする。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項４）は、上記の請求項１〜請求項３記載のボイラ水壁用パネルであって更に、母材である前記水路付パネル体における前記管体から前記フィンや前記ウェブへの切替わり部位の外面が凹曲面状に形成されている、ことを特徴とする。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項５）は、上記の請求項１〜請求項４記載のボイラ水壁用パネルであって更に、その母材を構成する前記の連続相を以て連なる継目無しのフィン付単管またはフィン付管−ウェブアッセンブリーは、熱間押し出し法等の継目無し成形法によって製造されたものである、ことを特徴とする。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項６）は、上記の請求項１〜請求項５記載のボイラ水壁用パネルであって更に、前記溶着被覆を構成する耐食性合金は、前記パネルの周縁部の額縁状領域では、ＮｉリッチのＮｉ−Ｃｒ合金を基材としＢ，Ｓｉの含量を夫々０．１，０．５mass％以下に抑えた合金である、ことを特徴とする。

このような本発明のボイラ水壁用パネル（請求項１）にあっては、熱間押し出し法などで製造可能な、管体部分とその両脇に設けられた管体軸線方向に延びる一対のフィン部分とを有する、全体が連続相を以て一体に連なる継目のない金属製のフィン付き単管を構成単位としたことで、管体部分からフィン部分への切替わり部位は溶接で接続しないで済む。また、フィン部分先端同士の溶接は上記切替わり部位の溶接より簡単に行えるうえ溶接部の健全性が高い。これにより、ボイラ水壁用パネル製造時には溶接作業の負担が軽減されるとともに、できあがったボイラ水壁用パネルを組み込んだ火炉ハウジングについては、上記切替わり部位に溶接部が存在しないことでこの部位の溶接のばらつき等に起因するノッチの影響から溶着被覆が解放されるうえ、この溶接部に代るウェブ中央の溶接部は健全性が高く形成されているので、被覆の損傷ひいては保全の必要性が著減して稼動状態が安定し更には稼働率が向上する。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項２）にあっては、上述の継目無しフィン付単管の僅数本を全体連続相にて一体に連ねたのと等しい継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーを構成単位としたことで、やはり管体部分からフィン部分への切替わり部位を溶接で接続しないで済むうえ、フィン部分先端同士の溶接も減少することとなる。これにより、ボイラ水壁用パネル製造時には溶接作業の負担が一層軽減されるうえ、ボイラ水壁用パネルを組み込んだ火炉ハウジングについても被覆の損傷が更に著減する。
したがって、この発明によれば（請求項１，２）、ボイラ水壁用パネル製造時における溶接作業の負担が軽減されるとともに、このボイラ水壁用パネルを組み込んだ火炉ハウジングの稼働率を向上させることができる。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項３）にあっては、上述の継目無しフィン付単管の複数本を全体連続相にて一体に連ねたのと等しい継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーの一体のみでパネル体の全域を構成したことで、やはり管体部分からフィン部分への切替わり部位を溶接で接続しないで済むうえ、フィン部分先端同士の溶接が皆無になる。これにより、ボイラ水壁用パネル製造工程から溶接作業が一掃されるうえ、ボイラ水壁用パネルを組み込んだ火炉ハウジングについても被覆の損傷がさらに激減する。
したがって、この発明によれば（請求項３）、ボイラ水壁用パネル製造時における溶接作業の負担が払拭されるとともに、このボイラ水壁用パネルを組み込んだ火炉ハウジングの稼働率を向上させることができる。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項４）にあっては、パネル体における管体部分からフィンやウェブの部分への切替わり部位の外面が凹曲面状に形成されていることから、そこへの応力集中が緩和されるとともに、この部位の断面形状が根元に向けて肉厚が滑らかに増して行く形状となることでこの部位の剛性が高まり応力起因の変形が小となるので、前述の急な温度勾配に起因する応力の不所望な影響が小さくなり、上記の好ましい作用効果が増すこととなる。しかも、その凹曲面状の形成は、熱間押し出し法等の継目無し成形法によって容易に行えるうえ、熱間押し出し法等に用いる型部材の長寿命化にも資する。

ここで、管体部分からフィン部分への切替わり部位の外面に形成される凹曲面状の曲率半径は３ｍｍ以上とすることが望ましい。これにより、管体部分やウェブ部分の肉厚が大抵は数ｍｍであるパネルにあって、ほとんどの場合、応力集中を十分に緩和し且つ剛性を顕著に高めることができる。また、被覆に対するノッチ作用も３ｍｍ以上の半径によって十分に緩和される。これらの効果は半径が大きいほど顕著となるが、効果の飽和あるいは無駄回避の観点から上記半径は６ｍｍ程度に留めるのがよい。

さらに、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項５）にあっては、パネル母材を構成する前記の連続相を以て連なる継目無しのフィン付単管またはフィン付管−ウェブアッセンブリーが、熱間押し出し法等の継目無し成形法で製造されるので、確実に連続相を以て一体化されるうえ、能率よく生産される。
なお、一般的には現在のところ熱間押し出し法が継目無しフィン付単管や継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーの製造に最適であると考えられるが、設備事情やコストが適えば、他の継目無し成形法、例えば粉体焼結法や，砂型利用の鋳造法，遠心鋳造法などでパネル母材を構成する継目無しの構成単位等を製造することも可能である。

また、本発明のボイラ水壁用パネル（請求項６）にあっては、溶接接続に供される周縁部の溶着被覆はＢ、Ｓｉの配合量を極小に留めているため、Ｂ，Ｓｉを十分に配合した自溶合金材料のような熱衝撃割れ感受性については極く低いものとなっているので、ボイラ水壁用パネル同士を溶接接続して火炉ハウジングを構築してもパネルの繋ぎ目に熱衝撃割れが生じる懸念が概ね払拭される。なお、熱衝撃割れ感受性の低い耐食性合金としては、対費用性能あるいは入手性において請求項６記載の合金が優れるが、各種の要請に応じて他の合金（例えばＪＩＳの４９０１，４９０２あるいはＩＳＯの４９５５，９７２３記載の他系統合金）が適用されてもよい。

本発明のボイラ水壁用パネルの構成とその製造方法について、その一実施形態を、図面を引用して説明する。図１は、（ａ）がフィン付き管体６０の側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）がパネル母材７０の側面図、（ｄ）がその横断面図、（ｅ）がボイラ水壁用パネル８０の側面図、（ｆ）がその横断面図である。なお、各横断面図における横断面は管体部分６１の軸方向と直交する断面を指す。

このボイラ水壁用パネル８０は、先ず最小の構成単位となる金属製の継目無しフィン付単管であるフィン付き管体６０を熱間押し出し法によって一体的に製造しておき（図１（ａ），（ｂ）参照）、そのようなフィン付き管体６０の複数体について長さを揃えたうえでフィン部分６２の先端を継目７１として相互に溶接接続することにより水路付パネル体であるパネル母材７０を作り（図１（ｃ），（ｄ）参照）、そののちパネル母材７０の片面側を施工対象面として耐食性合金による溶着被覆を形成することにより、製造される。ボイラ水壁用パネル８０に係る耐食性合金の溶着被覆は（図１（ｅ），（ｆ）参照）、例えば先ず施工対象面の周縁部の額縁状領域（８１）に溶接肉盛法で熱衝撃割れ感受性の無い合金を適用し、それから額縁状領域に囲まれた内央領域（８２）に溶射−フュージング処理法で施工性の良い合金たとえばＮｉ系（Ｎｉ−Ｃｒ基など）やＣｏ系（Ｃｏ−Ｃｒ基など）の自溶合金，更にはこれらの自溶合金にＷＣが配合されたもの等を適用する、という手順で施工される。

フィン付き管体６０は（図１（ａ），（ｂ）参照）、冷却水路になる管体部分６１とその両脇に設けられた管体軸線方向に延びる一対のフィン部分６２とを有する金属条材であり、管体部分６１からフィン部分６２への切替わり部位６３が溶接接続でなく熱間押し出し法による一体的なものとなっている。また、その切替わり部位６３の外面は最小曲率半径部位の曲率半径が３ｍｍ以上かつ６ｍｍ以下の凹曲面状に形成されている。フィン付き管体６０の材質は、安価な炭素鋼や，低合金鋼（Ｃｒ−Ｍｏ鋼など）の圧延材が多用されるが、ステンレス鋼や、鋳造材、その他の金属であっても良い。一般的なボイラ火炉用パネルの場合、その寸法諸元は、例えば、管体部分６１の径が６０〜８０ｍｍ程度、管体部分６１の肉厚が５〜７ｍｍ程度、フィン部分６２の幅が１０〜２０ｍｍ程度、フィン部分６２の肉厚が５〜７ｍｍ程度である。熱間押し出し法は、ガラスを潤滑剤とする Ugine-Sejournet法が普及しているが、他の方法でも良い。

パネル母材７０は（図１（ｃ），（ｄ）参照）、上記のフィン付き管体６０の複数体から溶接接続にて作られる。具体的には、例えば５〜２０本ほどのフィン付き管体６０について、長さを揃えたうえで、平行に並べて、隣り合うフィン部分６２の先端同士を溶接接続することにより、平板状に組上げたものである。一般的なボイラ火炉用パネルの場合、パネル母材７０の一般的なサイズは、長さが４０００〜８０００ｍｍ程度で、幅が４００〜１２００ｍｍ程度である。パネル母材７０における継目７１の溶接接続は、一般的な炭酸ガスアーク溶接法やＴＩＧ溶接法などで行われるが、板材と板材の開先を突き合わせて行うだけで足り、板材と管体とを当接させて行う必要がないので、作業がし易くて、能率が向上する一方、溶接欠陥はほとんど発生しない。こうして作られた溶接構造のパネル母材７０においては、突き合わせ溶接されたフィン部分６２，６２が管体部分６１，６１を繋ぐウェブとなり、そのウェブの中央線位置には溶接部である継目７１が位置している。

ボイラ水壁用パネル８０（図１（ｅ），（ｆ）参照）は、上記のパネル母材７０に周縁部溶着被覆８１と内央領域溶着被覆８２を形成して、出来上がる。
熱衝撃割れ感受性が無くて周縁部溶着被覆８１に用いられる耐食性合金としては、ＮｉリッチのＮｉ−Ｃｒ合金を基材とし、融点降下元素であるボロンＢの含量を０．１mass％以下に抑えるとともに、やはり融点降下元素であるシリコンＳｉの含量を０．５mass％以下に抑えた合金が、挙げられる。そのような合金材料を規定する規格としては、日本国では、棒材のＪＩＳＧ４９０１や，板材のＪＩＳＧ４９０２が挙げられ、国際規格では、ＩＳＯ４９５５やＩＳＯ９７２３が挙げられる。周縁部溶着被覆８１の厚さは、１〜３ｍｍ程度である。

パネル母材７０の周縁部はボイラ水壁用パネル８０になってから他のパネルとの溶接接続に供されるので、熱衝撃割れ感受性の無いことが重要であるが、残りの内央領域については溶接済みなので被覆施工の容易性やコストが重視される。
溶射−フュージング処理法での使用に適していて施工性が良いため内央領域溶着被覆８２に用いられる耐食性合金としては、Ｎｉ−Ｃｒ基自溶合金が挙げられる。その材料は、ＮｉリッチのＮｉ−Ｃｒ成分が過半量を占めるものであるが、溶射処理やフュージング処理に好ましい易融性や自己フラクシング作用等を脆性が過大とならないように具備させるために、Ｂ，Ｓｉの含量が夫々１〜５mass％となっている。そのような合金材料としては、日本規格ＪＩＳＨ８３０３や国際規格ＩＳＯ１４９２０に規定された組成のニッケル自溶合金材料が挙げられる。内央領域溶着被覆８２の厚さは、通常は０．５〜３．０ｍｍ程度であるが、本発明構成にあっては、管体−フィン・ウェブ切替わり部位や溶接部に至るまで母材の表面形状が整っているので、０．２ｍｍ以上の厚さの被覆が存在していれば十分な防食が果たされる。

また、内央領域溶着被覆８２の形成に際しては、パネル母材７０の片面に内央領域溶着被覆８２を溶射した後のフュージング処理において、パネル縦長方向に局所加熱用の加熱作用子たとえば誘導コイルを移動させる形態で加熱しながら、その加熱中にパネル母材７０を牽引用具にて縦長方向に引っ張りながら位置強制用具にて縦長方向と交叉する２軸方向への変位を多数箇所で規制することにより変形を矯正すると更に良い。
こうして作られたボイラ水壁用パネル８０は、パネル製造工場からボイラ設置現場へ輸送され、他のパネルと周縁部を溶接接続されて火炉ハウジングに組み込まれる。

本発明のボイラ水壁用パネルの構成とその製造方法について、次なる実施形態を、図面を引用して説明する。図２は、（ａ）が継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０の側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）がパネル母材９５（水路付パネル体）の側面図、（ｄ）がその横断面図である。ここでも、各横断面図における横断面は管体部分９１の軸方向と直交する断面を指す。

このボイラ水壁用パネルが上述したボイラ水壁用パネル８０と相違するのは、母材となる水路付パネル体であるパネル母材９５の構成単位が継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０になっている点である。
継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０は、僅数列の管体９１と、その列間をつなぐウェブ部分９２と、最外列管体の更に外側に位置する一対のフィン部分９３とを具えたものであり、それらが夫々連続相を以て連なっている。フィン付き管体６０と同じく熱間押し出し法によって一体成形されるが、フィン付き管体６０のような単管でなく、フィン付き管体６０を並べてパネルの一部を予め組上げたかの如く、僅数本の管体部分９１が平面内で平行に並んだ状態で含まれている。

部分的には、冷却水路となる管体部分９１は管体部分６１と同じで良く、フィン部分９３はフィン部分６２と同じで良く、ウェブ部分９２はフィン部分９３の二枚分と略同等の寸法でよく、管体部分９１からウェブ部分９２やフィン部分９３への切替わり部位９４は切替わり部位６３と同じで良い。
継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０に含まれる管体部分９１の僅数列は、パネル母材９５やボイラ水壁用パネルに含まれる管体部分９１の複数列の一部に当り、この実施形態では三列の例を図示したが、二列や，四列，それ以上の場合も有り得る。

このようなパネル母材９５も、パネル母材７０同様、継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０の複数体から溶接接続にて作られる。具体的には、隣り合うフィン部分９３の先端同士を溶接接続することにより平板状に組上げられ、その溶接接続によってフィン部分９３，９３がウェブになったところについては、溶接部である継目９６がウェブの中央線位置に位置するものとなる。ただし、継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０の製造段階で管体部分９１と共に一体形成されたウェブ部分９２には継目９６が存在しないので、パネル母材９５は、冷却水路となる複数列の管体部分９１の列間をつなぐウェブのうちの一部のウェブの中央線位置に溶接部が位置する溶接構造のものとなっている。最外列管体の更に外側には一対のフィン部分９３が位置している。

こうして作られた溶接構造のパネル母材９５にも、上記のパネル母材７０と同じく、周縁部溶着被覆８１と内央領域溶着被覆８２が施工・形成されて、ボイラ水壁用パネルとなるが、パネル母材９５における継目９６の本数はパネル母材７０における継目７１の数より少ない。
出来上がったボイラ水壁用パネルは、やはり、パネル製造工場からボイラ設置現場へ輸送され、他のパネルと周縁部を溶接接続されて火炉ハウジングに組み込まれる。

本発明のボイラ水壁用パネルの構成とその製造方法について、更なる実施形態を説明する。
この実施形態は上記の次なる実施形態の変形例とも云えるものであって、上記の次なる実施形態のパネル母材の構造を示した図２を転用して説明するならば、パネル母材９５における継目９６さえもが排除された形態である。

すなわち、上記の次なる実施形態のパネル構成単位である継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０における管体部分９１の列数をパネル母材９５における管体部分９１の列数まで引き上げることで、その継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０がパネル構成単位ではなくパネル全域構成資材となったものである。
この更なる実施形態は、パネル母材が比較的狭巾（例えば４００〜６００ｍｍ／管体部分３〜６列）であるケースにて先ず有用である。そして、熱間押し出し法などのアッセンブリー製造技量の向上に応じて、これより広巾なパネルへと、好適対象範囲が拡張されることとなる。

［その他］
上記実施形態では、継目無しフィン付単管６０や，継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー９０が熱間押し出し法によって製造されていたが、熱間押し出し法に代る継目無し成形法であって管体と管体軸線方向に延びるフィンやウェブとを連続相で連なる一体物として製造しうる手法としては、粉体焼結法や，砂型利用の鋳造法，遠心鋳造法を例示できる。
上記実施形態では、熱衝撃割れ感受性の低い合金による周縁部溶着被覆８１が溶接肉盛法によって形成されていたが、溶射−フュージング処理法等の他の方法による被覆形成が可能な場合には、それで周縁部溶着被覆８１を形成しても良い。

本発明のボイラ水壁用パネルは、いわゆるスーパーボイラを含む各種ボイラの火炉ハウジングに適用できる。ボイラの設置例としては、焼却炉などが挙げられる。ゴミ焼却発電設備の焼却炉もこれに類する。

本発明の一実施形態について、ボイラ水壁用パネルの構造とその製造方法を示し、（ａ）がフィン付き管体（継目無しフィン付単管）の側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）がパネル母材（水路付パネル体）の側面図、（ｄ）がその横断面図、（ｅ）がボイラ水壁用パネルの側面図、（ｆ）がその横断面図である。 本発明の他の実施形態について、ボイラ水壁用パネルの構造とその製造方法を示し、（ａ）が継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーの側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）がパネル母材（水路付パネル体）の側面図、（ｄ）がその横断面図である。 従来の水冷パネルセグメントの一例について、（ａ）が金属管部と金属板部の側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）が水冷パネルセグメントの横断面図である。 従来の水冷パネルセグメントの他の例について、（ａ）が金属管と縦フィンの側面図、（ｂ）がその横断面図、（ｃ）がフィン付き管体の横断面図、（ｄ）が水冷パネルセグメント用ユニット部材の側面図、（ｅ）がその横断面図、（ｆ）が水冷パネルセグメントの横断面図である。

符号の説明

２０…水冷パネルセグメント（ボイラ水壁用パネル）、
２１…金属管部、２２…金属板部、２３…切替わり部位（溶接）、
３０…フィン付き管体、３１…金属管、
３２…縦フィン、３３…切替わり部位（溶接）、
４０…水冷パネルセグメント用ユニット部材、４１…自溶合金系被覆、
５０…水冷パネルセグメント（ボイラ水壁用パネル）、５１…継ぎ口（溶接）、
６０…フィン付き管体（継目無しフィン付単管）、
６１…管体部分、６２…フィン部分、６３…切替わり部位（一体成形）、
７０…パネル母材（水路付パネル体）、７１…継目（ウェブ中央の溶接部）、
８０…ボイラ水壁用パネル、８１…周縁部溶着被覆、８２…内央領域溶着被覆、
９０…継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリー、
９１…管体部分、９２…ウェブ部分、９３…フィン部分、９４…切替わり部位、
９５…パネル母材（水路付パネル体）、９６…継目（ウェブ中央の溶接部）

Claims (6)

1. 冷却水路となる複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置して管体軸線方向に延びる一対のフィンとを備えた金属製の水路付パネル体を母材とし該母材の少なくとも片面に耐食性合金による溶着被覆が施されているボイラ水壁用パネルであって、
   母材である前記水路付パネル体は、単一の管体の両脇に該管体と連続相を以て連なる一対のフィンを備えた金属製の継目無しフィン付単管を構成単位としてその複数体が該構成単位のフィンの先端にて相互に溶接接続されて成り、前記ウェブの中央線位置に溶接部が位置する溶接構造となっている、ことを特徴とするボイラ水壁用パネル。
2. 冷却水路となる複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置して管体軸線方向に延びる一対のフィンとを備えた金属製の水路付パネル体を母材とし該母材の少なくとも片面に耐食性合金による溶着被覆が施されているボイラ水壁用パネルであって、
   母材である前記水路付パネル体は、前記複数列の一部に当る僅数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置する一対のフィンとが夫々連続相を以て連なる金属製の継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーを構成単位としてその複数体が該構成単位のフィンの先端にて相互に溶接接続されて成り、前記ウェブのうちの一部のウェブの中央線位置に溶接部が位置する溶接構造となっている、ことを特徴とするボイラ水壁用パネル。
3. 冷却水路となる複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置して管体軸線方向に延びる一対のフィンとを備えた金属製の水路付パネル体を母材とし該母材の少なくとも片面に耐食性合金による溶着被覆が施されているボイラ水壁用パネルであって、
   母材である前記水路付パネル体は、前記複数列の管体とその列間をつなぐウェブと最外列管体の更に外側に位置する一対のフィンとが夫々連続相を以て連なる金属製の継目無しフィン付管−ウェブアッセンブリーの一体のみでパネル体の全域が構成された継目無し一体構造となっている、ことを特徴とするボイラ水壁用パネル。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載されたボイラ水壁用パネルであって、母材である前記水路付パネル体における前記管体から前記フィンや前記ウェブへの切替わり部位の外面が凹曲面状に形成されている、ことを特徴とするボイラ水壁用パネル。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載されたボイラ水壁用パネルであって、その母材を構成する前記の連続相を以て連なる継目無しのフィン付単管またはフィン付管−ウェブアッセンブリーは、熱間押し出し法等の継目無し成形法によって製造されたものである、ことを特徴とするボイラ水壁用パネル。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載されたボイラ水壁用パネルであって、前記溶着被覆を構成する耐食性合金は、前記パネルの周縁部の額縁状領域では、ＮｉリッチのＮｉ−Ｃｒ合金を基材としＢ，Ｓｉの含量を夫々０．１，０．５mass％以下に抑えた合金である、ことを特徴とするボイラ水壁用パネル。

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