JPH08110193A - 空気予熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気フードの振動によって周回中にスートブ
ロワが動かされるのを防止する。 【構成】 ステアリングホイール４５によって固定エレ
メントの半径方向へスートブロワを変位させながら、ス
ートブロワで固定エレメントを洗浄して行く場合に、回
転拘束具６３ａをステアリングホイール４５に押圧させ
ることによって、ステアリングホイール４５の回動を阻
止させ、スートブロワの固定エレメントに対する洗浄位
置が周回中に不用意に動かされないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気予熱器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ボイラ（例えば、微粉炭焚ボイ
ラ）では、微粉炭などの燃料の搬送に使用する一次空気
や、燃料の燃焼に使用する二次空気を、ボイラからの排
ガスと熱交換させて予熱するために、空気予熱器が使用
されている。

【０００３】かかる、従来の空気予熱器を、図５〜図１
０を用いて説明する。

【０００４】図５中、１は高温の排ガス２と、燃料搬送
用の一次空気３や燃焼用の二次空気４との間で熱交換を
行わせる空気予熱器本体、５は空気予熱器本体１の中心
部に配設された円筒型のステータ、６，７はステータ５
の内部に複数設けられて、ステータ５の内部を放射状に
仕切る内周側及び外周側の固定エレメント（図６参照）
である。

【０００５】８はステータ５の下端面にステータ５の一
部分を覆うように設けられ、且つ、ステータ５の下端面
を摺動しながら円周方向に回転可能な、左右対称の蝶型
をした入側二次空気フード、９は入側二次空気フード８
の内部に設けられた入側一次空気フードである。又、１
０はステータ５の上端面にステータ５の一部分を覆うよ
うに設けられ、入側二次空気フード８と主軸１１ａを介
して連結されて、同一位相を保持して同期回転する出側
二次空気フード、１２は出側二次空気フード１０の内部
に設けられた出側一次空気フードであり、燃料搬送用の
一次空気３は、内周側の固定エレメント６における、回
転している入側一次空気フード９と出側一次空気フード
１２で覆われた部分を流れ、又、燃焼用の二次空気４
は、外周側の固定エレメント７における、回転している
入側二次空気フード８と出側二次空気フード１０で覆わ
れた部分を流れるようになっている（図７参照）。

【０００６】尚、図中１１ｂはステータ５と主軸１１ａ
との間に介在される軸受である。

【０００７】１３は入側二次空気フード８に回転シール
１４を介して接続された入側二次空気ダクト、１５は出
側二次空気フード１０に回転シール１６を介して接続さ
れた出側二次空気ダクトである。又、１７は入側一次空
気フード９に回転シール１８を介して接続された入側一
次空気ダクト、１９は出側一次空気フード１２に回転シ
ール２０を介して接続された出側一次空気ダクトであ
る。

【０００８】２１はステータ５の出側二次空気フード１
０で覆われた部分以外の部分に高温の排ガス２を供給さ
せるための入側排ガスダクトである。又、２２は入側二
次空気フード８や入側一次空気フード９の外側部に取付
けられた、内周側の固定エレメント６における入側一次
空気フード９で覆われていない部分を通過した一次排ガ
ス２３を受けるための出側一次排ガスフード（図８参
照）、２４は出側一次排ガスフード２２に回転シール２
５を介して接続された出側一次排ガスダクト、２６は外
周側の固定エレメント７における入側二次空気フード８
で覆われた部分以外の部分を通過した二次排ガス２７を
流通させるための出側二次排ガスダクト、２８は出側一
次排ガスダクト２４に設けられたダンパ、２９は出側二
次排ガスダクト２６に設けられたダンパである。

【０００９】３０は入側二次空気フード８の外部に取付
けられたリング状のピンラック、３１は空気予熱器の空
気予熱器本体１の側部に取付けられてピンラック３０と
噛合するピニオン３２を駆動するモータなどの駆動機構
である。

【００１０】３３は入側二次空気フード８及び出側二次
空気フード１０と同期して円周方向へ回転しつつ、固定
エレメント６，７の上下の端面を空気や蒸気などの流体
３４で洗浄するスートブロワ、３５はステータ５のほぼ
半径方向へ延びる前記スートブロワ３３に所定のピッチ
で取付けられたノズル、３６はスートブロワ３３に流体
３４を供給する流体供給流路、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ
は流体供給流路３６の途中に設けられた伸縮継手、３８
は流体供給流路３６の途中に設けられた回転継手である
（図９・図１０参照）。

【００１１】次に作動について説明する。

【００１２】モータなどの駆動機構３１を作動させ、ピ
ニオン３２及びピンラック３０を介して入口側と出側の
各空気フード８〜１０，１２及び前記出側一次排ガスフ
ード２２をステータ５の円周方向へ同期回転させ、入側
排ガスダクト２１から高温の排ガス２を供給すると共
に、入側一次空気ダクト１７から一次空気３を、入側二
次空気ダクト１３と入側一次空気ダクト１７との間から
二次空気４をそれぞれ供給する。

【００１３】すると、入側排ガスダクト２１から入った
高温の排ガス２は、出側二次空気フード１０で覆われて
いない部分からステータ５内へ入り、排ガス２の持つ熱
エネルギーによって内周側と外周側の固定エレメント
６，７を加熱する。そして、排ガス２はステータ５内で
内周側の固定エレメント６と外周側の固定エレメント７
によって２つに分れ、内周の固定エレメント６を通った
排ガス２は、出側一次排ガスフード２２及び出側一次排
ガスダクト２４を介し一次排ガス２３として、又、外周
の固定エレメント７を通った排ガス２は、出側二次排ガ
スダクト２６を介し二次排ガス２７として外部へ排出さ
れる。

【００１４】一方、入側一次空気ダクト１７から入った
一次空気３は、入側一次空気フード９から加熱された内
周側の固定エレメント６内へ入って予熱され、出側一次
空気フード１２へ導き出された後、出側一次空気ダクト
１９から外部の供給先へと送られる。

【００１５】同様に、入側二次空気ダクト１３と入側一
次空気ダクト１７との間から入った二次空気４は、入側
二次空気フード８から加熱された外周側の固定エレメン
ト７内へ入って予熱され、出側二次空気フード１０と出
側一次空気フード１２との間へ導き出された後、出側二
次空気ダクト１５と出側一次空気ダクト１９との間から
それぞれ外部の供給先へと送られる。

【００１６】この際、出側の各排ガスダクト２４，２６
に設けられたダンパ２８，２９の開度を調整することに
より、一次排ガス２３と二次排ガス２７の流量配分が変
更され、一次空気３と二次空気４に対する予熱度が調節
される。

【００１７】又、上記空気予熱器では、高温の排ガス２
が通過する固定エレメント６，７に、排ガス２中に含ま
れる硫酸分や灰分等が付着して閉塞しないよう、運転中
定期的にスートブロワ３３から固定エレメント６，７へ
向けて空気や蒸気等の流体３４を噴射し、固定エレメン
ト６，７を洗浄させている。

【００１８】上記スートブロワ３３は、その両端部近傍
を、図１１に示すように、入側二次空気フード８や出側
二次空気フード１０に取付けられたブラケット３９に、
一対の平行リンク４０を介して、水平揺動可能に取付け
られており、固定エレメント６，７のほぼ半径方向へ変
位して、間隔をおいて複数配置されたノズル３５の位置
をずらし得るようになっている。

【００１９】そして、スートブロワ３３には、以下のよ
うなノズル位置変更装置４１が取付けられている。

【００２０】即ち、出側二次空気フード１０や入側二次
空気フード８に軸支持部材４２を介して垂直軸４３を取
付け、出側二次空気フード１０の場合には垂直軸４３の
上端部に、又、入側二次空気フード８の場合には垂直軸
４３の下端部に、約２０枚の羽根４４を有するステアリ
ングホイール４５を取付け（図１３・図１４参照）、入
側排ガスダクト２１及び出側二次排ガスダクト２６円周
方向１個所の位置に前記羽根４４を打つ操作アーム４６
を取付け、出側二次空気フード１０の場合には垂直軸４
３の下端部に、又、入側二次空気フード８の場合には垂
直軸４３の上端部に、ハート型をしたカム４７を取付
け、該カム４７に案内される２個１組のカムフォロワ４
８を前記カム４７を挾持するように備えて、ほぼスート
ブロワ３３の長手方向へ往復移動可能なフォロワホルダ
４９を設け、該フォロワホルダ４９を揺動アーム５０及
び取付ピン５１を介してスートブロワ３３に接続する
（図１２参照）。

【００２１】尚、５２はフォロワホルダ４９に形成され
た垂直軸４３を通すための長穴である。

【００２２】そして、出側二次空気フード１０や入側二
次空気フード８と共にスートブロワ３３が１周して、入
側排ガスダクト２１及び出側二次排ガスダクト２６円周
方向１個所の位置に設けられた操作アーム４６に前記ス
テアリングホイール４５の羽根４４などの突出部が当っ
た時に、ステアリングホイール４５及びハート型のカム
４７が水平方向へ僅かに回動することにより、その位相
が僅かに変えられ、カムフォロワ４８、フォロワホルダ
４９、揺動アーム５０を介して、スートブロワ３３が固
定エレメント６，７の半径方向へ僅かに変位され、固定
エレメント６，７に対する洗浄位置が変えられるように
なっている。

【００２３】尚、ステアリングホイール４５には、円周
方向に約２０枚の羽根４４が取付けられているので、操
作アーム４６に約２０回当った時に、ステアリングホイ
ール４５が１周されて、まんべんなく固定エレメント
６，７を洗浄できるようになっている。

【００２４】又、ステアリングホイール４５の位置は、
ノズル位置変更装置４１における各部の摩擦抵抗によっ
て保持されるようになっている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空気予熱器には、以下のような問題があった。

【００２６】即ち、上記したように、出側二次空気フー
ド１０や入側二次空気フード８と共にスートブロワ３３
が１周して、操作アーム４６にステアリングホイール４
５の羽根４４が当った時に、ステアリングホイール４５
及びハート型のカム４７の位相が僅かに変えられて、ス
ートブロワ３３が固定エレメント６，７の半径方向へ僅
かに変位され、固定エレメント６，７に対する洗浄位置
が変えられるようにしているが、入側二次空気フード８
が回転する時には振動が発生するため、該振動によって
ステアリングホイール４５が回動されるなどにより、周
回中にスートブロワ３３の固定エレメント６，７半径方
向に対する位置が変ってしまうので、固定エレメント
６，７を均一に洗浄できなくなるという問題があった。

【００２７】本発明は、上述の実情に鑑み、空気フード
の振動によってスートブロワが回動するのを阻止するこ
とにより、固定エレメントを均一に洗浄させ得るように
した空気予熱器を提供することを目的とするものであ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部を放射状
に仕切られ固定エレメントを挿入された円筒型のステー
タを排ガスダクト内に配置すると共に、排ガスダクト内
にステータの両端面の一部を覆う対の空気フードをステ
ータの円周方向へ同期して回転移動可能に配設し、空気
フードに、ステータのほぼ半径方向へ移動可能にスート
ブロワを取付け、スートブロワに、ほぼ半径方向へ間隔
をおきステータへ向けて洗浄用の流体を噴射可能な複数
のノズルを設け、スートブロワに、ステアリングホイー
ルの回動によってノズルの位置を半径方向へずらせるノ
ズル位置変更装置を取付け、排ガスダクトに、ステアリ
ングホイールの外周に取付けられた複数の突出部を介し
て前記ステアリングホイールを回動させる操作アームを
取付けた空気予熱器において、ノズル位置変更装置に、
空気フードの振動によるステアリングホイールの回動を
阻止する回転拘束装置を取付けたことを特徴とする空気
予熱器にかかるものである。

【００２９】この場合において、回転拘束装置が、ステ
アリングホイールに対峙する回転拘束装置本体と、ステ
アリングホイール又は回転拘束装置本体の一方に形成さ
れた、ステアリングホイールの羽根と対応する複数個の
深溝部を有する環状の止溝と、ステアリングホイール又
は回転拘束装置本体の他方に突出収納自在に保持され
た、前記止溝に嵌合係止可能な球体と、球体を前記止溝
へ向けて付勢する押圧用弾性体と、で構成されるように
しても良い。

【００３０】又、回転拘束装置が、ステアリングホイー
ルに対峙する回転拘束装置本体と、ステアリングホイー
ル又は回転拘束装置本体の一方に突出収納自在に保持さ
れたブレーキシューと、ブレーキシューをステアリング
ホイール又は回転拘束装置本体の他方へ向けて付勢する
押圧用弾性体と、で構成されるようにしても良い。

【００３１】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００３２】排ガスダクトに排ガスを流すと、排ガスダ
クトの内部に配置された円筒型のステータ内の固定エレ
メントが加熱される。

【００３３】この状態で、ステータの両端面の一部を覆
う対の空気フードをステータの円周方向へ同期して回転
移動させつつ、空気フードに空気を流すと、排ガスによ
って加熱された固定エレメントにより空気が予熱され
る。

【００３４】空気フードが周回されると、空気フードと
共にスートブロワも周回されるので、ノズルからステー
タへ向けて洗浄用の流体を噴射することにより、固定エ
レメントが周方向に洗浄される。

【００３５】この際、ノズルは、スートブロワに、ほぼ
半径方向へ間隔をおいて形成されているので、半径方向
に対して洗浄されるところと洗浄されないところとがで
きるが、スートブロワが周回してきた時に、排ガスダク
トに取付けられた操作アームによって、ステアリングホ
イールの外周に複数枚取付けられた羽根を叩かせること
により、ステアリングホイールを僅かに回動させ、ノズ
ル位置変更装置を介してスートブロワを僅かに変位させ
て、ノズルの位置を半径方向へずらせることにより、固
定エレメントを均一に洗浄させるようにしている。

【００３６】そして、空気フードは回転中に振動を発生
するので、該振動によりステアリングホイールが回動さ
れてしまうおそれがあるが、本発明では、回転拘束装置
を設けるようにしたので、周回中のステアリングホイー
ルの軸心に対する回転が阻止され、スートブロワの固定
エレメントに対する洗浄位置が不用意に動かされること
はない。

【００３７】回転拘束装置としては、鋼球やブレーキシ
ューを押圧用弾性体を用いてステアリングホイールや回
転拘束装置本体に押付けさせる構造とすることができ
る。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００３９】図１〜図３は、本発明の第一の実施例であ
る。尚、空気予熱器自体の構造は図５〜図１４と同じな
ので、必要に応じて図５〜図１４を参照する。

【００４０】本実施例では、ステアリングホイール４５
に回転拘束装置５３を取付ける。該回転拘束装置５３
は、以下のような構成を備えている。

【００４１】即ち、軸支持部材４２にステアリングホイ
ール４５と対峙させて円板状の回転拘束装置本体５４を
取付け、ステアリングホイール４５と回転拘束装置本体
５４の対向する面のうちの一方に、円周方向へ延びる止
溝５５，５６を形成する（以下、ステアリングホイール
４５側に止溝５５，５６を形成した場合について説明す
る。尚、回転拘束装置本体５４側に止溝５５，５６を形
成する場合には、ステアリングホイール４５と回転拘束
装置本体５４との関係が逆になる）。

【００４２】上記止溝５５，５６は、図２・図３に示す
ように、円周方向に延びるリング状の浅溝部５７に、ス
テアリングホイール４５の隣接する羽根４４間の角度と
等しい角度５８で複数個の深溝部５９を形成したもので
あり、本実施例の場合には、約２０個の深溝部５９が形
成されることになるので、互いに重ならないよう、止溝
５５，５６を複数列（２列）設けて深溝部５９を交互に
形成させるようにしている。

【００４３】回転拘束装置本体５４の各止溝５５，５６
と対応する位置に、上下方向へ延びて反ステアリングホ
イール４５側に雌ネジ部６０を有する貫通孔６１，６２
を形成し、該貫通孔６１，６２に、鋼球（球体）などの
回転拘束具６３ａと、バネなどの押圧用弾性体６４を挿
入して、ネジなどの押圧力調整具６５を螺着する。

【００４４】尚、６６は押圧力調整具６５に螺着された
締付用ナット、６７はステアリングホイール４５に取付
けられた回転拘束装置本体５４の外周を覆う覆部材であ
る。

【００４５】次に、作動について説明する。

【００４６】空気予熱器で排ガスと空気を熱交換する過
程については図５〜図１４と同様なので説明を省略す
る。

【００４７】入側二次空気フード８と共にスートブロワ
３３が１周して、操作アーム４６にステアリングホイー
ル４５の羽根４４が当った時に、ステアリングホイール
４５及びハート型のカム４７が僅かに水平方向へ回動し
てその位相が僅かに変えられて、スートブロワ３３が固
定エレメント６，７の半径方向へ僅かに変位され、固定
エレメント６，７に対する洗浄位置が変えられる。

【００４８】そして、入側二次空気フード８が回転する
時には振動が発生するため、該振動のエネルギーが偶発
的にノズル位置変更装置４１の各部の摩擦抵抗力を越え
てステアリングホイール４５が回動されると、周回中に
スートブロワ３３の位置が変えられてしまうので、固定
エレメント６，７を均一に洗浄できなくなるおそれがあ
る。

【００４９】そこで、本実施例では、ステアリングホイ
ール４５に浅溝部５７と深溝部５９を有する止溝５５，
５６を形成し、バネなどの押圧用弾性体６４を介して鋼
球などの回転拘束具６３ａを、止溝５５，５６の深溝部
５９に押圧係止させているので、操作アーム４６にステ
アリングホイール４５が当って僅かに回動される時に
は、鋼球などの回転拘束具６３が深溝部５９を乗り越え
て浅溝部５７に対して相対的に回動して次の深溝部５９
へ移る（止溝５５，５６を複数列設けた場合には、鋼球
が順番に対応する止溝５５，５６の深溝部５９に嵌り込
む）ことができるが、それ以外の時には、深溝部５９と
鋼球との嵌合がステアリングホイール４５の自由な回動
を拘束するので、振動によりステアリングホイール４５
が回動され、周回中にスートブロワ３３の位置が変化す
ることが防止される。

【００５０】これによって、スートブロワ３３を確実に
所望の位置へ移動して、固定エレメント６，７を均一に
洗浄させることができる。

【００５１】図４は、本発明の第二の実施例であり、ス
テアリングホイール４５と回転拘束装置本体５４の一方
に止溝５５，５６を設け、他方に形成した貫通孔６１，
６２に鋼球などの回転拘束具６３ａを取付ける代りに、
回転拘束装置本体５４とステアリングホイール４５の一
方に形成された貫通孔６１に、押圧用弾性体６４により
ステアリングホイール４５に押付られるようにしたブレ
ーキシューなどの回転拘束具６３ｂを取付け、ステアリ
ングホイール４５や回転拘束装置本体５４の面とブレー
キシューとの平面摩擦を利用して、振動によるステアリ
ングホイール４５の自由な動きを阻止させるようにした
ものである。

【００５２】上記以外は、前記実施例と同様の構成を備
えており、同様の作用・効果を得ることができる。

【００５３】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、空気予熱器は、一次空気と二次空気
のいずれか一方のみを予熱するようにしたものや、或い
は、一次空気と二次空気に加えて更に三次空気をも予熱
できるようにしたものなど、任意の型式のものに適用し
得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
〜３にかかる空気予熱器によれば、空気フードの振動に
よって周回中にスートブロワが回動されるのを防止する
ことにより、固定エレメントを均一に洗浄させることが
できるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の部分拡大側方断面図で
ある。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明の第二の実施例の部分拡大側方断面図で
ある。

【図５】従来例の空気予熱器の概略全体側面図である。

【図６】固定エレメントの概略斜視図である。

【図７】空気フードを抜出した概略斜視図である。

【図８】出側一次排ガスフードを示す平面図である。

【図９】図５の出側二次空気フード部分の拡大図であ
る。

【図１０】図５の入側二次空気フード部分の拡大図であ
る。

【図１１】図５のＸＩ−ＸＩ矢視図である。

【図１２】図５のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。

【図１３】ステアリングホイール部分の側方断面図であ
る。

【図１４】ステアリングホイール部分の平面図である。

【符号の説明】

５ ステータ ６，７ 固定エレメント ８ 空気フード（入側二次空気フード） ９ 空気フード（入側一次空気フード） １０ 空気フード（出側二次空気フード） １２ 空気フード（出側一次空気フード） ２１ 排ガスダクト（入側排ガスダクト） ２４ 排ガスダクト（出側一次排ガスダクト） ２６ 排ガスダクト（出側二次排ガスダクト） ３３ スートブロワ ３４ 流体 ３５ ノズル ４１ ノズル位置変更装置 ４４ 羽根（突出部） ４５ ステアリングホイール ４６ 操作アーム ５３ 回転拘束装置 ５４ 回転拘束装置本体 ５５，５６ 止溝 ５９ 深溝部 ６３ａ 回転拘束具（球体） ６３ｂ 回転拘束具（ブレーキシュー） ６４ 押圧用弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を放射状に仕切られ固定エレメント
   を挿入された円筒型のステータを排ガスダクト内に配置
   すると共に、排ガスダクト内にステータの両端面の一部
   を覆う対の空気フードをステータの円周方向へ同期して
   回転移動可能に配設し、空気フードに、ステータのほぼ
   半径方向へ移動可能にスートブロワを取付け、スートブ
   ロワに、ほぼ半径方向へ間隔をおきステータへ向けて洗
   浄用の流体を噴射可能な複数のノズルを設け、スートブ
   ロワに、ステアリングホイールの回動によってノズルの
   位置を半径方向へずらせるノズル位置変更装置を取付
   け、排ガスダクトに、ステアリングホイールの外周に取
   付けられた複数の突出部を介して前記ステアリングホイ
   ールを回動させる操作アームを取付けた空気予熱器にお
   いて、ノズル位置変更装置に、空気フードの振動による
   ステアリングホイールの回動を阻止する回転拘束装置を
   取付けたことを特徴とする空気予熱器。
2. 【請求項２】 回転拘束装置が、ステアリングホイール
   に対峙する回転拘束装置本体と、ステアリングホイール
   又は回転拘束装置本体の一方に形成された、ステアリン
   グホイールの羽根と対応する複数個の深溝部を有する環
   状の止溝と、ステアリングホイール又は回転拘束装置本
   体の他方に突出収納自在に保持された、前記止溝に嵌合
   係止可能な球体と、球体を前記止溝へ向けて付勢する押
   圧用弾性体と、で構成された請求項１記載の空気予熱
   器。
3. 【請求項３】 回転拘束装置が、ステアリングホイール
   に対峙する回転拘束装置本体と、ステアリングホイール
   又は回転拘束装置本体の一方に突出収納自在に保持され
   たブレーキシューと、ブレーキシューをステアリングホ
   イール又は回転拘束装置本体の他方へ向けて付勢する押
   圧用弾性体と、で構成された請求項１記載の空気予熱
   器。