JPH0445305A

JPH0445305A - 燃料噴射ノズル用スリーブ

Info

Publication number: JPH0445305A
Application number: JP15153090A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Kawanami; 河波　静男; Hideo Tsunoda; 英雄角田; Hikari Motomura; 光本村; Yoshishige Uematsu; 良茂植松
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1992-02-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、石炭・石油混合物（以下ｅＯＭという）焚、
及び石炭・水混合物（以下ＣＷＭという）焚ボイラ等に
適用される摩耗が大きい２流体混合型の燃料噴射ノズル
用のスリープに関する。

〔従来の技術〕

ＣＯＭ焚及びＣＷＭ焚ボイラに使用される噴射ノズルと
しては通常、蒸気等との２流体混合型が用いられるが、
一般に耐摩耗性と熱衝撃に対する耐割れ性が要求される
。すなわち、この噴射ノズルでは、石炭の粒子が高速で
衝突して通過することによる通路壁の摩耗に耐えること
及び火炉のふく射熱による加熱と発停に伴う冷却とＫよ
シ熱衝撃を受けることＫよる割れを防ぐことが必要であ
る。

第５図は、従来の２流体混合型のボイラの燃料噴射ノズ
ルの断面図の一部を示す。図において、１ａはノズルの
噴射孔で、例えば、一方が蒸気、他方がＣＯＭ又はＣＷ
Ｍである２流体４ａ、５ｇが同ノズルｌａ内で混合され
て、ボイラの火炉へ噴出される。２ａは噴射ノズル本体
３ａの噴孔（混合室）内壁へ装着された耐摩耗性を有す
る非金属材のスリープである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来の非金属材のスリープ２ａＫは、一般に％　
５ｉＣｅ８’５ＰＪａなどのセラミックスやＷＣなどの
超硬合金が使用されている。

しかし、一般に材料特性上、耐摩耗性の良好表高硬度の
ものは靭性に乏しく、ボイラの発停に伴う加熱・冷却に
よって発生する熱衝撃による耐割れ性が悪く、逆に耐割
れ性が良好なものは耐摩耗性が劣るという一長一短があ
る。

例えば、ＳｉＣは、耐摩耗性は極めて良好であるが、ボ
イラ運転中の発停に伴う熱衝撃によって割れが発生し不
具合となる。一方、Ｓｉ、Ｎ４やＷＣなどは、耐割れ性
は極めて良好であるが、耐摩耗性が劣化し短寿命となシ
ネ具合となる。

以上の両方の不具合点を解決するための材料開発は極め
て困難であシ、「硬くて割れにくいスリープ」を製作す
ることは、技術的にかなυ困難視されていた。

このような状決に鑑み、本発明は耐摩耗性に優れて、か
つ耐割れ性の良好な燃料噴射ノズル用スリープ管提供し
ようとする本のである。

〔課題を解決するための手段〕本発明は、２流体混合型の燃料噴射ノズルの混合室内壁
に挿入して固定する燃料噴射ノズル用スリープにおいて
セラミックスなどの耐摩耗性の非金属材の筒体の外側に
薄肉の金属材よシなる筒体を配し、両者の間隙にろう材
を装着して、これを加熱溶融して両スリープの間隙上皿
めたことを特徴とする。

〔作用〕

一般に、物体に圧縮の応力が残留していれば、その物体
は割れにくいことはよく知られている。

本発明では、その圧縮応力を負荷する手段として耐摩耗
性に富むが割れやすいセラミックスなどの非金属材の筒
体の外側に靭性に富む金属材の薄肉の筒体を配し、両筒
体の間隙にろう材を装着し、これｔ加熱溶融して両筒体
間の間隙を埋めたものである。

すなわち、本発明において、両方の筒体の間に装着され
たろう材は、所定の温度に加熱することによって溶融し
、両筒体間の間隙な埋めると共に１両筒体の熱膨張の差
によって生じ九間隙の増加分が埋められる。

しかる後、冷却過程でろう材は凝固し、両筒体ともその
直径が温度の低下と共に収縮していくが、両筒体の収縮
量の差に見合った分だけ外側の収縮量の大きな金属材の
筒体が、溶融→凝固したろう材を介して内側の非金属材
の筒体金線め付けて、いわゆる焼嵌めと同一効果ヲ本た
らし、内側筒体に圧縮の残留応力を負荷す−ることにな
る。

このようにして、本発明では、２流体が通過し摩耗の生
じやすい内側に耐摩耗性の筒体を備え九割れにくい燃料
噴射ノズル用筒体が提供される。

ま九、両筒体の間にろう材を配することによって、両筒
体の嵌合のｎ度を甘くできることになる。さらに、軟質
のろう材がいわゆるクツション（緩衝材）の役目をして
、局部的に高い圧縮応力の発生を防止し、割れの危険が
解除される。

一方、耐摩耗性の非金属材の筒体の外側に金属材の筒体
を配して、両筒体を焼嵌めすることも考えられるが、こ
の方法では、（１）両筒体の寸法精度を極めて高くする必要がある。

（２）焼嵌め代を確保するために、相当の高温中で焼嵌
め作業を実施する必要がある。

など、精度上及び生産性上の制約があると共に、（３）
圧縮応力を均一に負荷することが極めてむずかしく、局
部的に高い圧縮力が加わると、却ってスリープが割れる
危険がある。

等の問題点があるが、本発明では、以上のように１両筒
体の間隙にろう材を装着して、これを加熱溶融して両筒
体の間＋１を埋めるようにすることによって、以上の焼
嵌めに伴う問題点も解消することができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を、第１図ないし第４図によって説明
する。

第１図は、本実施例に係るスリープの燃料噴射ノズルへ
の装着状況の一例を示すもので、従来の燃料噴射バーナ
用ノズルのスリープを示す纂５図に対応するものである
。

燃料噴射ノズル本体５に形成された２液混合皺の混合室
５ａの壁には噴孔１が設けられ、耐割れ性を重視した超
硬合金（ＷＣ）又は５ｊｓＮ４などで製作されたスリー
プ２が噴孔１付近にリング状のバネ９で装着され、以下
説明する本実施例に係るセラミックスなどの非金属材の
円筒体３と金属材の円筒体４をろう材８を介して接合し
たスリープ２０が、最も摩耗の激しい混合室５ａの内方
の２液６，７の合流部に装着されている。２液の一方の
液６は、燃料噴射ノズル本体５に設けられた通孔１０ａ
とスリープ２０に設けられ九通孔１１を経てスリープ２
０内に供給され、他方の液７は燃料噴射ノズル本体５に
設けられた通孔１０ｂｉ経てスリープ２０の一端からス
リープ２０内に供給されるようになっている。この２液
６．７としては、例えはＣＯＭ焚の場合にはＣＯＭと蒸
気、ＣＷＭ焚の場合にはＣＷＭと蒸気がそれぞれ使用さ
れる。なお、前趨のスリープ２を省略して、本実施例に
係るスリープ２０のみを装着するようにしてもよい。

本実施例に係るスリープ２０は、第２図及び第３図に示
すように、耐摩耗性のセラミックス等の非金属材の円筒
体３の外周面にろう材８を装着し、第３図矢印に示すよ
うに、その外側に薄肉の金属材の円筒体４ｆ：嵌合して
、第２図に示す状態とした上、図示しない炉内で加熱し
てろう材８を溶融させて円筒体３と円筒体４との間隙を
埋め、夏に燃料噴°射ノズルの本体５の前記通孔１０ａ
に連通ずる通孔１１を設けることによって構成される。

本実施例で使用されるろう材８は、使用条件によっても
異なるが、一般には銀ろうなどのように軟質のものが適
し、その厚みは０．０５〜０２鵬程度が適当である。さ
らに両筒体３．４の間隙は、装着するろう材８の厚みよ
り大きくする必要があるが、あまシ大きすぎると、その
間隙をろう材８が埋めることができなくなるので、一般
には、ろう材８の厚み＋０．０５〜０，１鵬程度が適当
である。

以上のように構成された本実施例は、前記したように、
例えば第１図に示されるようＫして燃料噴射ノズル本体
５に形成された２液温合型の混合室５ａの最も摩耗の激
しい２液の合流部に装着されるが、耐摩耗性の高い非金
属材の円筒体３によって、その摩耗を低減させるこ−と
ができる。

しかも実施例に係るスリープは、第４図中の矢印に示す
ように、外側の金属材の円筒体４の大きな熱収縮力によ
って、ろう材８全弁して、非金属材の円筒体３に締付力
が負荷され、該円筒体３には圧縮の応力が残留し、本来
割れやすかった円筒体３を割れに〈＜シている。

また、両筒体３，４０間にろう材８を配することによっ
て、両日筒体３，４の嵌合の精度を甘くすることができ
、またこのろう材８がクツシロンの役目をして、局部的
に高い圧縮応力の発生を防止し、割れの危険性全解除す
ることができる。

本実施例（非金属材の円筒体の材料としてＳｉＣを使用
）と従来のスリープの耐熱衝撃温度（スリープに割れが
発生する迄の最高加熱温度）を比較した例を表ＩＫ示す
。

これによると、本実施例は耐熱衝撃温度が従来のスリー
プと比して２５０℃も寓く、割れが発生しＫくいことが
示されている。

表　　　１〔発明の効果〕本発明は、次の効果を挙げることができる。

（１１耐摩耗性が寓＜、割れやすいセラミックスなどの
非金属材の筒体に圧縮の残留応力が負荷されるため、使
用時の発停に伴う加熱・冷却による熱応力などによる割
れ発生が生じＫくくなる。

内外の２個の筒体の嵌め合いの寸法精度をゆるやかＫで
きるため、生産性と作業性が向上する。

（３）さらに、ろう材が緩衝材となシ局部的な高い圧縮
力の発生を防止することができ、割れ発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスリープを装着した燃
料噴射ノズルの一部を示す断面図、第２図は同実施例の
構成要素を示す縦断面図、第３図は同実施例の製造工程
を示す説明図、第４図は同実施例の作用効果上水すため
のスＩＪ−ブの横断面図、第５図は従来の燃料噴射ノズ
ルの一部を示す断面図である。１・・・噴孔、３・・・非金属材の円筒体、４・・・金
属材のＨ筒体、５・・・燃料噴射ノズル本体、８・・・
ろう材、２０・・・スリープ。代理人　弁理士　　坂　間　　　　暁　　　　　外２名
第１図第３ｒＸｉ第５肥第２足第４回

Claims

【特許請求の範囲】

２流体混合型の燃料噴射ノズルの混合室内壁に挿入して
固定する燃料噴射ノズル用スリープにおいて、耐摩耗性
の非金属材の筒体の外側に薄肉の金属材の筒体を配し、
両者の間隙にろう材を装着して、これを加熱溶融して両
筒体間の間隙を埋めたことを特徴とする燃料噴射ノズル
用スリープ。