JPH0258521B2 - - Google Patents

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JPH0258521B2
JPH0258521B2 JP58076317A JP7631783A JPH0258521B2 JP H0258521 B2 JPH0258521 B2 JP H0258521B2 JP 58076317 A JP58076317 A JP 58076317A JP 7631783 A JP7631783 A JP 7631783A JP H0258521 B2 JPH0258521 B2 JP H0258521B2
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boiler
inlet
economizer
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Pii Saifuaato Tomasu
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Babcock and Wilcox Co
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Publication of JPS5921901A publication Critical patent/JPS5921901A/ja
Publication of JPH0258521B2 publication Critical patent/JPH0258521B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
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    • F22G7/00—Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition
    • F22G7/14—Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition in water-tube boilers, e.g. between banks of water tubes
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    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気発生器に関するものであり、特
には従来からの燃料に加えて都市固形廃棄物や製
紙業界のクラフトパルプ廃黒液をも燃やすのに適
応する炉を備える新規にして有用なボイラ装置に
関係する。
こうしたボイラ装置は燃焼室の下流の対流区画
において過熱器及びエコノマイザ（節炭器）を含
んでいるのが通常である。追加的なボイラ組体が
また過熱器とエコノマイザとの間に介設されるこ
ともある。蒸気／水混合物を受取りそして該混合
物を蒸気供給体と水供給体に分離する為、特に蒸
気発生管に連結される蒸気及び水ドラムを複数個
設けることが知られている。
クラフトパルプ廃液や固形廃棄物を燃焼する為
ボイラ装置を取扱う時、異常量の煤や他の不純物
が発生し、これらは過熱器、ボイラ及びエコノマ
イザの熱伝熱管に付着する傾向のある点で特別の
問題が起つている。
特に上昇するエネルギーコストに鑑みて、蒸気
発生目的にこうした廃物を利用することへの関心
が高まりつつある。こうした関心の結果として、
融通性のある広範な過熱器管理範囲の下で一層高
い蒸気圧力及び温度への要求が生じている。
クラフト廃液燃焼に際しての煤等の付着問題に
加えて、水が炉室の底に形成される溶融物床に漏
出する恐れがあり、これは熔融物−水反応による
激しい爆発及び火災問題を生じる危険がある。従
つて、こうしたボイラ装置に対する圧力部の作製
に厳しい品質管理が要求される。
特に、都市固形廃棄物の燃焼に伴つて、過剰の
煤及び灰物質が熱伝達表面の管から除去されねば
ならない点でまた別の問題が生じている。
本発明の目的は、様々の改善された特性を有し
そして都市固形廃棄物やクラフト廃液のような廃
物燃料を焚くのに特に適したボイラー装置系及び
炉を提供することである。
本発明に従えば、単一の気水ドラムが使用さ
れ、これは加えて装置系の高温帯域の外に位置ず
けることができ、従つてより危険性の少ない炉雰
囲気にしか曝されない。
加えて、単一ドラムの使用は、蒸気発生ユニツ
トのボイラ及び／或いはエコノマイザ用の溶接式
管モジユールの工場組立を容易化する。これは設
備を建設するに当つての現場作業を軽減する。こ
れは、複数の蒸気及び水ドラムを分離する為管が
上端及び下端において拡張され、ドラム自体が高
温ガス流中にあつた先行技術と対照的である。
本発明に従えば、単一ドラムは鍜造鋼製連結体
を有し、これは熱伝達管への蒸気及び水ドラムを
連結するに際して先行技術において必要とされた
ローリングやシール溶接を必要としない。
本発明に従えば、過熱器は、管の過熱への保護
を提供する為高蒸気質量流量を持つ多数の蒸気流
路を備えて設計される。小さくされたボイラーモ
ジユール断面はまた、過熱器表面が２つの蒸気及
び水ドラムを使用するボイラバンクの型式のもの
により従来占められた帯域内に延長することを許
容する。
本発明に従えば、ボイラ及びエコノマイザモジ
ユールは終始流体の上向き流れ用に設計されてい
る。ボイラモジユールの下方管寄せの端には、フ
ランジ付き部片が取付けられ、これは飽和水回路
内での汚染物の沈積の有無に対する検査を許容す
る。先行技術の２ドラム設計は、背後ボイラ管列
の降水管として働く幾つかにおいての水の下向き
流れと残りの管区画における上向き流れを基礎と
している。
炉室内で炉の上方領域内にそして過熱器の下側
において改善されたアーチ（張出）構造がまた設
けられる。
本発明のまた別の特徴に従えば、過熱器管には
管から煤や灰を管の腐食を減ずる少量の灰の有益
な保留分を残して衝撃により除去する為の打撃器
が設けられる。
従つて、本発明の目的は、燃焼室と該燃焼室に
遷移帯域を介して連結される対流区画とを具備
し、過熱器が遷移帯域に配置され、エコノマイザ
が対流区画に配置されそして単一蒸気ドラムがエ
コノマイザと過熱器に連結される入口及び出口を
有することを特徴とする単一ドラムボイラ装置及
び炉を提供することである。
本発明のまた別の目的は、対流区画においてエ
コノマイザと過熱器との間にボイラ管組立体を提
供し、ボイラとエコノマイザ両方がそこを通して
の流体の上向き流れの為下側から流れを供給され
るようにすることである。
本発明のまた別の目的は、過熱器に流入するガ
スの流れ及び温度分布の改善の為燃焼室内にアー
チ部材を設けることである。
本発明の追加目的は、付着物の浄化と処分を容
易ならしめる為細長い垂直熱伝達表面を提供する
ことである。
図面を参照すると、第１図において具体的に示
された本発明は、全体を１０が表示される単一ド
ラムボイラ装置系と全体を２０で表示される炉か
ら成る。炉２０は、様々の燃料を燃やすよう適応
せる燃焼手段３０を含んでいる。図示具体例にお
いて、都市固形廃棄物が燃やされうるようになつ
ている。都市固形廃棄物は、それを貯蔵所４１か
ら卸し樋４２内へ移すバケツト４０により供給さ
れ、そこから廃棄物はストーカ３１に移される。
ストーカ３１には、既知の方式で、廃棄物を着火
しそして燃やす為の空気供給手段３２が取付けら
れる。炉２０は燃焼室２２を含み、その下端は供
給手段２４により過剰燃焼用空気を受取る。対流
区画２６は排ガス出口３４を含み、これは既知方
式で汚染防止設備及び煙突に接続されうる。
都市固形廃棄物が燃やされる場合、炉はまた溶
融未燃物を収受する消火溜め４４をも含んでい
る。
燃焼室２２において発生する高温ガスは、遷移
区画２８を通つて前記対流区画２６内に矢印５２
の方向に立昇る。図示具体例において、対流区画
２６は、そこを通して曲りくねつた行路で排ガス
を差向ける為複数の邪魔板壁５４を備えている。
収集ポツパ５６が対流区画２６の底において煤等
を捕集する為設けられうる。
ボイラ装置系は対流区画２６内に配置されるエ
コノマイザ（節炭器）７０を含んでいる。水はエ
コノマイザ７０の下方入口管寄せ７４に供給され
る。エコノマイザ７０は、後に詳述するような熱
伝達管群をモジユール方式で構成したものとされ
る。水は管を通して出口管寄せ６８へとそして後
ドラム９０へと上向きに流れる。
ドラム９０からの水は降水管７６を通つて下降
して、下方炉壁管寄せに入ると共に、下方管寄せ
７８を通してボイラモジユール７２に入る。気水
流体流れは管群を通して上方管寄せ８０へとそし
て後ドラム９０へと上方に通る。
本発明に従えば、ボイラ装置系１０はまた、前
及び後管寄せ６４及び６２をそれぞれ相互連結す
る多数の管群区画から構成される過熱器６０を包
含する。第１ａ図を参照すると、蒸気は前管寄せ
６４の中央区画にドラム９０からの並列接続部６
１を通して流入する。その後、蒸気は矢印７３に
より示されるガス流れ方向に沿つて矢印６３によ
り示すように後方に流れそして後管寄せ６２の中
央区画に流入する。その後、多数の外部接続部６
５が蒸気を前管寄せ６４の一側の区画へと導き、
そこから流れは再度矢印６７により示されるよう
に後方に流れて、後管寄せ６２の一側の区画に入
る。流れは、外部配管を通つて温度低減器６６へ
と次いで前管寄せ６４の反対側区画に入り、その
後矢印６９により示されるように再度後方に該管
寄せ６２に流れ、そこから矢印７１により示され
るように使用地点まで導出される。
第１図を参照すると、管から所望されざる付着
物を除去する為過熱器６０の管に打撃を与える為
の手段１００が設置される。こうした付着物落し
手段は都市固形廃棄物が燃やされる場合にはその
高い不純物含量の故に特に有益である。付着物叩
き落し手段１００については後述する。
本発明のまた別の特徴に従えば、炉２０の燃焼
室２２にはストーカ３０直上の帯域内での燃焼特
性を改善する為第１のアーチ（張出）構造１０２
が形成される。第２アーチ構造１０４がまた、過
熱器を通しての改善されたガス流れ及びガス温度
分布を与える為過熱器６０の下側の遷移帯域２８
内に設けられる。唯一つだけのドラム９０が使用
されるという事実に加えて、本発明は、過熱器ス
クリーンが燃焼室内に設けられていない点で、こ
の型式の炉及びボイラ設計への先行技術の対処の
仕方とは区別される。
長い流路のエコノマイザ７０及びボイラモジユ
ール７２は都市固形廃棄物処分用に設計されたユ
ニツトへの応用においてユニークである。更に、
大形炉２０は過熱器の前方にスクリーン管或いは
ボイラ表面の必要性を排除する。
対流区画上方のそして燃焼ガス流れに曝されな
い遠隔の帯域にドラム９０を位置づけたことはま
た、エコノマイザ７０及びボイラモジユール７２
に対して全溶接工場組立されるモジユール式管配
列構成体の使用を許容する。
第６図を参照すると、エコノマイザモジユール
７０とボイラモジユール７２は同一の設計のもの
である。管１１４は２インチ外径でありそして上
下管寄せに溶接されている。管１１４の垂直走程
部は７ 1/2インチの背後空隙を有しそして２ 1/2
インチ巾のフインが管の各側でフイン間のギヤツ
プを1/2インチとして垂直走程部に沿つて溶接さ
れている。任意の所望の数のモジユールが操業要
件に合うよう必要とされるに応じてボイラモジユ
ール或いはエコノマイザを提供するべく対流区画
の適宜の部分に設けられうる。
第３，４及び５図を参照すると、過熱器管から
灰等を叩き落す為の打撃装置１００の詳細が例示
されている。過熱器６０の下端近くに（第３図に
はその部分のみ示す）、管列１１８が整列ラグ
（突片、突起）１２０，１２２を伴つて設けられ
ている。第３図にはその一対のみが例示されてい
る。第４図に明示されるように、各管１１８は後
方に面するラグ１２０と前方に面するラグ１２２
を含んでいる。一つの管１８の後向きラグ１２０
は隣りあう管１１８の前向きラグ１２２と係合当
接している。最背後の管１１８ａにおいて、ラグ
１２０，１２２より大きくそしてラム１２６から
の衝撃を受取るべく適応する衝撃体１２４が設け
られている。管１１８の各列には、それ自身のラ
グ及び衝撃体が取付けられ、一つの列のラグ及び
衝撃体は管列毎の打撃を容易にする為隣りあう列
のものと垂直方向に偏らされている。一組の外側
の従つて接近可能な管１１９は、ボス乃至衝撃体
なく設けられており、従つてラム１２６に内側の
衝撃体を露呈するべく第５図に示されるように彎
曲している。ラム１２６は、矢印１２８の方向に
第７図と関連して示す適当な手段により衝撃体１
２４まで往復動しうる。ラム１２６は過熱器６０
の背後から接近可能な状態で設けられている。管
１１８から煤や異種物質を取除く為の打撃作用は
耐食層として働く薄い灰皮膜を管表面に好都合に
残すことが見出された。
再度第３図を参照すると、蒸気発生ユニツトの
設計におけるまた別の変更点は特別な過熱器回路
であり、ここでは一つのループ１５２が付着物叩
き落し作業中適正な緊縛具（図示なし）を介して
管群を整列状態に維持する為過熱器の全深さにわ
たつて後方に伸延している。灰落し後の灰の落下
とストーカ３０への下向き排出を許容するよう過
熱器６０とアーチ管１０４との間には充分の間隙
１５０が設けられている。銘記すべき特徴は、ア
ーチ１０４及び過熱器の構成が過熱器下側での大
きな間隙にもかかわらず過熱器表面のガスバイパ
スを排除することである。
第７図を参照すると、打撃器１００は比較的ゆ
つくりと回転できそして一つ以上のハンマー１５
６を担持する軸１５４を含んでいる。各ハンマー
１５６は枢点１５８において軸１５４に連結され
る腕１６２に接続されている。軸１５４の回転に
伴つて、枢点１５８は円形行路１６０を移動す
る。腕１６２を有する各ハンマーは、順次して位
置１５６ａ〜１５６ｇへと移動する。位置１５６
ｇにおいてハンマーはラム１２６を丁度打撃す
る。位置１５６ａにおいて、ハンマーはラム１２
６を摺動自在に受容する支持体１６４を横切つて
いる。位置１５６ｂ及び１５６ｃにおいて、ハン
マーは自由に懸吊している。位置１５６ｄにおい
てハンマーはその腕１６２の助けの下で軸１５４
の上端を越えてその周りに回転される。位置１５
６ｆにおいて、ハンマーはラム１２６を打撃する
直前まで自由落下している。
第２及び２ａ図を参照すると、同じ参照番号が
同じ部品を表示するのに使用されている。ボイラ
装置系は燃料としてクラフトパルプ廃液を燃やす
クラフト回収ユニツト向けとしてその一部が示さ
れている。クラフトパルプ廃液燃焼の為の炉下方
部分は米国特許第2893829号に記載されるユニツ
トに同様となしうる。このユニツトはまた下方炉
に修正を加えて石炭、ガス或いは油焚き動力ボイ
ラとして使用するのに適応する。このようなユニ
ツトは、パルプ及び紙業界で煮沸工程において使
用されるスチームの発生の為使用される。都市固
形廃棄物燃焼炉の場合と同じく、第２図のクラフ
ト回収ユニツトは特殊な配慮を必要とする。 理
解を容易ならしめる為に、実線は水或いは水／蒸
気混合物の流路を表示するのに使用されそして点
線は蒸気の流れを表示するのに使用される。第２
ａ図は炉の天井管の概略上面図である。
エコノマイザ入口管寄せ７４は水を第１段エコ
ノマイザ７０の底に供給する。水流れはモジユー
ル内を上向きに流れ、その後外部管路７６ａを通
つて第２段エコノマイザ７０ａの下方管寄せ７４
ａに下向きに流れる。水流れは再度モジユール内
を上向きに流れそして後管路８１を通つてドラム
９０に流れる。
水はドラム９０から２本の降水管７６（その一
つのみ図示）に供給される。降水管７６は管路７
７を通してボイラモジユール４６の下方管寄せに
送られる。ボイラモジユール４６は過熱器６０と
エコノマイザ７０及び７０ａとの間の対流区画２
６内に配置されている。流体流れはボイラモジユ
ール４６内を上向きに流れそして管路４８を経て
ドラム９０に送られる。矢印９８により示される
ように、水はまた炉の下方炉壁管寄せ（図示な
し）にも送給される。水及び蒸気は炉壁を通して
上昇しそして上方炉壁管寄せに放出されそして後
上昇管を経てドラム９０に流れる。
蒸気はドラム９０から飽和連結部９２を通つて
前天井管寄せ８２に流れる。第２ａ図に明示され
るように、蒸気流れは天井管の両外側1/4を占め
る管群８３を経て後天井管寄せ８４に至る。管寄
せ８４から、流れは外部連結部１３０を経て下方
側壁管寄せ１３２へと下方に流れる。蒸気流れ
は、側壁管を通して上方側壁管寄せ１３４まで上
向きに流れる。流れはその後後天井管寄せ８４の
中央部に外部連結管１３６を通して供給され、そ
して後天井管の中央半分８５を通して前天井管寄
せ８２に戻る。
第２図を再度参照して、蒸気は前天井管寄せ８
２の中央から連結管１３８を通して一次過熱器６
０ａに供給される。一次過熱器６０ａから、蒸気
流路は温度低減器６６を通りそして後二次過熱器
６０ｂを通り、そして使用地点まで管路８８を通
して流出する。
ボイラ及びエコノマイザモジユールは単一の或
いは数個のユニツトとして構成されうる。任意の
所要数のモジユールの使用を許容する特徴とボイ
ラ及びエコノマイザ加熱表面間の分担量を変更し
うることは、設計者に融通性を与える。これによ
り、作動圧力の関数として加熱表面分担の最適化
を可能ならしめそして所望されざるエコノマイザ
での蒸気発生を回避する。
第１図の具体例の場合と同じく、エコノマイザ
とボイラは第６図に例示されるような工場組立さ
れた溶接モジユールから成る。
本発明のまた別の改善に従えば、過熱器用のア
ーチ部材１０４は、約50゜〜水平の配向が有益で
あることの認められた上流部分１０４ａと約30゜
〜水平の配向が有益である下流部分１０４ｂを備
えて形成される。これは過熱器６０を通してのガ
ス流れ及び温度分布の最適化を与える。
ここで説明した炉及びボイラ装置系の個々の要
素は先行技術において類似の形態で知られている
が、こえら要素のユニークな組合せと設計がこれ
まで見られない機能の改善を与え、斯界に有意義
な貢献をなすものである。
本発明の精神内で多くの改変をなしうることを
銘記されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従う単一ドラムボイラ装置の
概略図である。第１ａ図は第１図の具体例におい
て使用された過熱器の蒸気流路を示す概略上面図
である。第２図はまた別の具体例の第１図と同様
の図面である。第２ａ図は、第２図の具体例にお
いて使用された天井管構成の概略上面図である。
第３図は、煤及び灰を除去するのに使用される打
撃手段を示す過熱器の部分側面図である。第４図
は第３図の４−４線に沿う打撃装置の平面図であ
る。第５図は第３図の５−５線に沿う打撃装置の
背面図である。第６図は本発明のエコノマイザ及
びボイラ用に使用される管モジユールを示す斜視
図である。第７図は打撃装置の好ましい具体例を
示す拡大側面図である。 １０：ボイラ装置系、７０：エコノマイザ、７
２：ボイラモジユール、６０：過熱器、９０：ド
ラム、２０：炉、２２：燃焼室、２８：遷移帯
域、２６：対流区画、３４：排ガス出口、３１：
ストーカ、３２：空気供給手段、４４：溜め、７
４，６８：入口及び出口管寄せ、７８，８０：下
方及び上方管寄せ、６４，６２：前及び後管寄
せ、１００：付着物叩き落し手段、１２０，１２
２：ラグ、１２４：衝撃体、１２６：ラム、１５
６：ハンマ、１５４：軸、１０２，１０４：アー
チ構造。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室と、該燃焼室の下流で遷移帯域に於て
    該燃焼室に連通する対流区画とを具備する炉用の
    単一ドラム全溶接式ボイラ装置であつて、 前記遷移帯域に納置され、１つの入口と１つの
    出口とを有する過熱器と、 前記対流区画に納置され、１つの入口と１つの
    出口とを有するエコノマイザモジユールユニツト
    と、 前記対流区画において該エコノマイザと前記過
    熱器との間に納置され、そして下端に於て共通の
    入口管寄せに溶接されそして上端に於て共通の出
    口管寄せに溶接された複数の管から成る少くとも
    一つのモジユールユニツトから成るボイラと、 単一の気水ドラムと、 複数の燃焼ガスに曝されない加熱状態下にない
    降水管と を包含し、前記ボイラ及びエコノマイザモジユー
    ルユニツトが、ガス流れの方向に平行して管の各
    側に溶接されたひれ状の拡張表面を有しそして管
    内を通して垂直上向きに流体を流すものとされ、
    前記降水管が前記単一の気水ドラムから垂直に下
    方に伸延して下方炉壁管寄せ及びボイラモジユー
    ルの下方管寄せに給水し、そして該気水ドラムが
    前記エコノマイザの出口に結合された最少１つの
    入口と、前記過熱器の入口に結合された最少１つ
    の出口とを有し、燃焼ガス流れに曝されない帯域
    に位置づけられていることを特徴とするボイラ装
    置。 ２ 対流区画が垂直方向に細長く、エコノマイザ
    がその入口及び出口間を垂直方向に伸延する複数
    の管から成りそして垂直方向に細長いものである
    特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 燃焼室が遷移帯域直下で燃焼室内に突出する
    アーチ部材を含み、過熱器がアーチ部材上方に配
    置され、アーチ部材が水平面に対して約30゜の角
    度に於て配置される遷移帯域の流れ方向における
    第１下流部分と、水平面に対して約50゜の角度に
    於て配置されて前記下流部分に繋がる上流部分と
    を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 燃焼室及び遷移帯域の上端にわたつて延在す
    る複数の天井管が装備され、該管が対流区画から
    隔置される前管寄せから対流区画に隣りあう後管
    寄せまで延在し、ボイラ装置の下方管寄せ及び上
    方管寄せを有する側壁を含み、前記前後管寄せが
    複数の区画に分割され、蒸気発生用のドラムの出
    口が前管寄せ区画の少くとも１つに連結され、後
    管寄せ区画の少くとも１つが下方側壁管寄せに接
    続され、上方側壁管寄せが少くとも１つの他の後
    管寄せ区画に接続され、少くとも１つの他の前管
    寄せ区画が過熱器入口に接続される特許請求の範
    囲第１項記載の装置。 ５ 天井管が３つの組に分割され、中央組が管の
    約半分を構成しそして２つの外側組が各々管の約
    １／４を構成する特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ ボイラ及びエコノマイザモジユールユニツト
    は同一構造を有している特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 ７ 燃焼室と、該燃焼室の下流で遷移帯域に於て
    該燃焼室に連通する対流区画とを具備する炉用の
    単一ドラム全溶接式ボイラ装置であつて、前記遷
    移帯域に納置され、１つの入口と１つの出口とを
    有する過熱器と、前記対流区画に納置され、１つ
    の入口と１つの出口とを有するエコノマイザと、
    前記エコノマイザの出口に結合された最少１つの
    入口及び前記過熱器の入口に結合された最少１つ
    の入口とを有しそして燃焼ガス流れに曝されない
    帯域に配置される単一の気水ドラムとを包含し、
    前記過熱器が垂直に伸延する複数の管を包含し、
    前記ボイラ装置が前記過熱器に衝撃を与える為の
    打撃手段を有し、その場合前記過熱器の管が複数
    の整列した列を為して配列され、該打撃手段が各
    列の各管と係合するよう各列各管に連結されたラ
    グと、各列の一端における衝撃部材と、各衝撃部
    材を打撃する為の可動のラムとから成つているボ
    イラ装置。 ８ 各列が遷移帯域において流れ方向に整列さ
    れ、各衝撃部材が該流れ方向における各列の下流
    端に位置づけられ、そして各ラムが各衝撃部材を
    衝撃する為前記遷移帯域の下流端に位置づけられ
    る特許請求の範囲第７項記載の装置。
JP58076317A 1982-05-03 1983-05-02 単一ドラム全溶接式ボイラ Granted JPS5921901A (ja)

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