JPH0820068B2

JPH0820068B2 - 煤吹き装置

Info

Publication number: JPH0820068B2
Application number: JP5138839A
Authority: JP
Inventors: アベリィブラウンクリントン
Original assignee: ザバブコックアンドウィルコックスカンパニー
Priority date: 1992-05-01
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: CA2094999A1; JPH06174226A; AU655392B2; US5237718A; EP0568299A2; EP0568299A3; AU3716593A; CA2094999C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に熱交換器に対して
その表面を浄化するために流体スプレーを吹き付ける煤
吹き装置に係わり、特にランスチューブから流体媒体の
一部を戻して熱交換器の表面に対する流体の流れを選択
的に制御するすなわち調整できるようにするドレンを有
する煤吹き装置に関する。

【０００２】熱を取出すために使用されるボイラー、
炉、焼却炉などの表面のような高温に加熱された表面の
浄化は、通常は一般に煤吹きとして知られている装置を
使用して遂行されている。煤吹きは、熱交換面上に付着
したスラグ、灰、スケールおよび（または）その他の汚
い材料の外被に対して１つ以上のノズルを通して吹き付
けられる吹き出し媒体として典型的には水、水蒸気、空
気またはそれらの組合わせを使用している。本願明細書
の請求項を通して用語「熱交換器」は、周期的に浄化し
て外被を除去することを必要とされる内面を有するボイ
ラー、炉、焼却炉などを示すように広義に使用されてい
る。

【０００３】単独で使用され、または気体の吹き出し媒
体と組合わされて使用される液状の水は、外被を落とす
容易さを高めることが知られている。外被を落とすうえ
で水が有効なことは、熱衝撃と機械的衝撃とが連係する
結果である。熱衝撃は外被を収縮させて破壊し、外被を
破片となし、それらの破片が機械的衝撃によって熱交換
面から剥がれ落ちるようにされる。

【０００４】様々な形式の煤吹きが熱交換面を浄化する
ために開発された。煤吹きの１つの形式は、壁に形成さ
れた穴を通して熱交換器の内部に差込まれるランスチュ
ーブを使用した引き込み式として知られている。ランス
チューブは１つ以上のノズルを有し、それらを通して浄
化媒体すなわち吹き出し媒体が噴出され、熱交換面に対
してスプレーされる。浄化サイクルが完了した後、ラン
スチューブは浄化が再び必要とされるまで熱交換器から
引き出される。毎回の浄化サイクル時、ボイラーに差込
まれ且つまたボイラーから引き出されることに加えて、
ランスチューブはしばしば回転されて吹き出し媒体のス
プレーが螺旋状の経路に沿ってに熱交換面に対して吹き
付けられるようにされる。引き出し可能な煤吹きは、熱
交換器に連続して取付けられていると熱交換器の内部温
度がランスチューブを損傷し、その寿命を短縮させてし
まうほどに十分高温であるような応用例に使用される。
他の煤吹きは永久的に配置されるランスチューブを使用
するもので、毎回の時かサイクル時には回転され、また
は前後に回転振動されて、吹き出し媒体のジェット流を
移動させるようになされ得る。

【０００５】不都合なことに、上述した水のスプレー処
理で十分な浄化を得るためには、高温の熱交換面に過大
応力を発生させる危険性がある。浄化処理による熱衝撃
の結果として熱交換面の急激な劣化が観察されている。
この熱交換面の劣化の問題点は、大規模なボイラーの剛
性的に保持されたチューブ束を浄化するうえで特に厳し
い問題であった。剛性的に保持されているので、チュー
ブは浄化サイクル中に生じる温度で誘起される収縮や膨
張に応じて速やかに変形できない。熱交換面を損傷する
可能性は、最近浄化を行われた後で吹き出し媒体の表面
に対する２回目の噴出が行われると、吹き出し媒体が表
面上の外被に当たらずに表面に直接当たる場合に大きく
なる。このような表面の多数回にわたる浄化は２つの煤
吹きからのジェット流が互いに重なり合った場所で行わ
れ得る。この結果として、ジェット流が既に浄化し終わ
った表面上をカバーする場所では、浄化サイクル中に煤
吹きからの吹き出し媒体の流れを周期的に停止すること
が望まれる。

【０００６】浄化サイクル中にランスチューブの回転の
ある部分では、ジェット流が浄化の必要とされる熱交換
面に向けられていないことになる。また、熱交換器に対
して熱負荷を与えるとともに吹き出し媒体を無駄にする
ことにもなる不要な熱交換器内部への噴出を避けるため
に、吹き出し媒体の流れを停止することが望まれる。

【０００７】しかしながら吹き出し媒体の流れを停止ま
たは減少させるにおいて、吹き出し媒体の流れを完全に
停止することは常に化のではなく、実際的でもない。例
えば、熱交換器内部でランスチューブの冷却を行うため
にそれを通る最少限の流量を保持することが必要とされ
る。

【０００８】

【本発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、ランスチューブノズルの位置に応じて毎回の浄化サ
イクル中にランスチューブから熱交換器内部へ流れる吹
き出し媒体の流れを調整する手段を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を達成するための手段】本発明の特徴は、ランス
チューブから熱交換器の外部に廃棄するように吹き出し
媒体の一部を戻すドレンを煤吹き装置に備えて、過剰の
吹き出し媒体が熱交換器内部に噴出されないようにする
ことである。この戻された浄化媒体は再使用されるか廃
棄されることができる。

【００１０】本発明の１つの実施例では、ランスチュー
ブはその内部を延在する内側チューブを備えて、この内
側チューブの内部に内側流路を、また、この内側チュー
ブとランスチューブの内面との間に外側流路を形成す
る。外側通路は吹き出し媒体をランスチューブに供給す
るために使用され、内側通路は吹き出し媒体の一部を戻
して熱交換器の外部に廃棄するように使用される。この
戻し流路を開くことでランスチューブノズルを通る吹き
出し媒体の流量は、戻し流路に比較されるノズルを通る
吹き出し媒体の流量の相対的な制限に基づいて制御でき
る。ランスチューブノズルを通る吹き出し媒体の流れを
停止または少なくとも減少させることが望まれるとき
は、吹き出し媒体の供給を冷却その他の目的に必要とさ
れる最少限の値にまで減少させることができる。しかし
ながらノズルを通る吹き出し媒体の噴出量を更に減少さ
せるためには、戻し流路が開かれ、これにより冷却など
に使用される吹き出し媒体の一部だけがノズルを通して
熱交換器内部に噴出される。残りは熱交換器の外部に廃
棄される。

【００１１】本発明の他の目的、特徴および利点は、添
付図面に関連して以下の説明および特許請求の範囲の記
載を考慮することで明白となろう。

【００１２】ここで図面を参照すれば、本発明の煤吹き
はランスチューブノズルを通る吹き出し流体の流量を調
整するのに使用するためのランスチューブからの流体バ
イパスを有して示される。本発明の特徴を組込んだ長大
な引っ込み式の煤吹きが図１に示され、全体を符号１０
で示されている。この煤吹き１０は一般に、共に本発明
の譲受け人に譲渡され且つまた参照することでここに引
用導入される本願と同時に出願された「加熱面に沿って
浄化ジェットを一定して進行させる方法および装置」と
題する米国特許願および米国特許第３，４３９，３７６
号に記載されている形式のものである。図１に示された
一般形式の煤吹きはこの技術分野で周知である。以下の
説明から更に明確となるように、本発明の原理は一般的
な煤吹きに応用でき、引っ込み式の煤吹きに限定されな
い。

【００１３】ランスチューブ１２は担持組立体１４に取
付けられており、表面にジェット流とされた吹き出し媒
体を噴出してその表面を浄化するように熱交換器内部に
往復移動可能に挿入される。この担持組立体はフレーム
ボックス１６で支持されており、このフレームボックス
は熱交換器の壁ボックス（図示せず）に取付けられてい
る。フレームボックス１６は熱交換器の外部で煤吹き１
０の保護ハウジングを形成している。ランスチューブ１
２が移動できるようにするために、この担持組立体１４
はフレームボックス１６に剛性的に連結されている一対
の軌道１８（一方のみ示されている）に沿ってローラー
（図示せず）上で移動する。軌道１８は有歯ラックを含
み、これが担持組立体駆動列のピニオン歯車２０と係合
して担持組立体の移動を引き起こす。モーター２２がフ
レームボックスに取付けられ、駆動シャフト２４を回転
させる。このシャフトはフレームボックス１６の実質的
な長さを延在し、担持組立体１４を通過している。担持
組立体の駆動列は駆動シャフト２４とスライド可能に達
結され、担持組立体が駆動シャフトの長さに沿って移動
できるようにされている。駆動列はピニオン歯車２０を
回転して、担持組立体を軌道１８に沿って移動させ、こ
れにより駆動シャフト２４の回転方向に応じてランスチ
ューブ１２を熱交換器に対して前進および後退させる。
更に、駆動列はまたランスチューブ１２をその長手軸線
のまわりに回転させるように作動することもできる。

【００１４】柔軟な供給ホース３０が担持組立体１４の
底部内に延在し、吹き出し媒体をランスチューブ１２に
供給する。担持組立体をフレームボックス１６の長さに
沿って必然的に移動できるようにするために、ケーブル
担持体７４が供給ホース３０の長さを支持するのに使用
されることが好ましい。柔軟な戻しホース３６がランス
チューブ１２から吹き出し媒体の一部を戻すために担持
組立体の底部に連結されている。戻しホース３６は供給
ホース３０とともにケーブル担持体７４で同様に担持さ
れる。

【００１５】通常はマイクロプロセッサとされ得るプロ
グラム可能な制御装置３８が位置エンコーダーに連結さ
れており、このエンコーダーはランスチューブ１２の移
動および回転位置に関する情報を制御装置に与える。制
御装置３８は浄化すべき熱交換面の特定形状に関してプ
ログラムされる。制御装置３８は浄化媒体の供給流量と
ともに戻し流量を制御して、ランスチューブから熱交換
器内部に対する浄化媒体の噴出量を調整するように作動
可能である。

【００１６】図２を参照すれば、ランスチューブの流体
供給および流体戻し系統が非常に詳細に示されている。
ランスチューブ１２は基端にランスチューブボス４４の
フランジ４２と連結された半径方向フランジ４０を含
む。ランスチューブボス４４は担持組立体の壁４６を通
して延在し、担持組立体駆動列の平歯車４８および４９
で回転駆動される。ランスチューブは先端５０に一対の
ノズル５２を含み、このノズルを通して吹き出し媒体の
ジェット流がランスチューブから噴出されて熱交換面に
当てられる。入口供給ホース３０は回転ユニオン５４を
介してランスチューブ１２に連結され、浄化流体を矢印
５６で示すようにランスチューブ内部に供給する。

【００１７】内側チューブ６０がランスチューブを通し
て延在し、ノズル５２に隣接してランスチューブの先端
近くで終端している。この内側チューブは複数のスペー
サー６２でランスチューブ内部に支持されており、この
スペーサーはそれを過ぎて流体が流れるようにしてい
る。内側チューブは回転ユニオン５４およびランスチュ
ーブの基端を超えて軸線方向に延在し、柔軟な戻しホー
ス３６に連結されている。内側チューブ６０は従ってラ
ンスチューブの内部を２つの通路、すなわち内側チュー
ブ内部の内側通路６４と、内側チューブおよびランスチ
ューブの内壁面との間の外側通路６６とに分けている。
開示下実施例では、外側通路はランスチューブの端部の
ノズルに吹き出し媒体を供給するのに使用され、内側通
路はランスチューブから吹き出し媒体の一部を戻して熱
交換器の外部に排出するのに使用されている。しかしな
がら、流動の方向を逆にして、内側通路を通して流体供
給を行い、外側通路を通して戻し流動を行える。内側チ
ューブの先端は開口され、内側通路および外側通路が互
いにランスチューブと通じるようにされている。図示実
施例では、ノズルがランスチューブの先端に位置してい
る場合、内側チューブがランスチューブの先端まで延在
して、これにより内側通路および外側通路がノズルの近
くで互いに通じ合い、吹き出し媒体の供給流れが内側チ
ューブ６０の戻し通路に流入する前にランスチューブの
実質的に全長を延在するようにされるのが好ましい。望
まれるならば、温度探針６８がランスチューブ内でノズ
ルの近くに配置され、温度探針の信号線７０が信号処理
装置７２まで内側チューブを通して延在できる。

【００１８】供給ホース３０、戻しホース３６および信
号線７０は全てがケーブル担持体７４で担持され、この
ケーブル担持体はそれらのホースおよび信号線の十分な
長さを担持して担持組立体がフレームボックス１６に沿
って移動できるようにする。吹き出し媒体のホース３０
に対する供給は流量制御装置７６で制御される。この制
御装置７６は入口７８を通して、高圧ポンプ、プラント
の高圧流体供給源などを含む各種の供給源の何れかから
供給され得る高圧吹き出し流体を受入れる。この流入流
体は最初に瀘過器８０を通して粒状汚物を除去される。
ソレノイド弁８２がこの系統を開閉して、毎回の浄化サ
イクルの介しおよび終了時点で浄化流体の流れを開始お
よび終了させる。

【００１９】３路ソレノイド弁８４が以下に更に説明す
るように低圧と高圧との切換えに使用される。消勢状態
では、高圧側が開かれて吹き出し媒体を供給し、これは
次に圧力ゲージ８６および圧力スイッチ８８を通過す
る。ノズル５２が浄化を必要とする表面に向けられてい
る時は高圧流体の流れが要求される。

【００２０】しかしながらノズルが浄化を必要としない
表面に向けられると、引き続き浄化流体をボイラー内部
に噴出することは無駄であり、熱交換器を損傷すること
になりかねない。浄化が必要でないときは、この３路弁
８４が付勢され、これにより浄化流体は減圧弁９０およ
び逆止弁９２を含む制御装置の低圧側を通して分けられ
る。これはランスチューブに対してソレノイドを冷却す
るための低圧で小流量の吹き出し媒体を与える。この吹
き出し媒体の小体積流量はランスチューブを冷却するの
に十分とされる。

【００２１】望ましくない熱負荷を熱交換器に作用させ
るのを回避するために、吹き出し媒体の冷却流量が熱交
換器内部に噴出されるならば、戻しホース３６および内
側通路６０はランスチューブからその吹き出し媒体の一
部をドレンして、熱交換器の外部に排出するように使用
される。弁８４が付勢されて吹き出し媒体の流量を減少
するとき、ドレン弁９４が開かれて内側チューブおよび
戻しホース３６を通して流れさせる。内側チューブおよ
び戻しホースは吹き出し媒体に並列な流路を形成する。
ノズルおよびドレンを通る相対的な流量制限は、ノズル
を通して噴出される吹き出し媒体とランスチューブから
ドレンされる部分の比率を決める。ドレンは最少限の流
量制限を受け、吹き出し媒体の大部分はノズル５２を通
して噴出されることなくランスチューブからドレンされ
るのが好ましい。バイパスすなわちドレンされる流れ
は、吹き出し媒体がランスチューブを通して流されて冷
却その他の目的を果たすようにでき、また一方では過剰
の吹き出し媒体が熱交換器内部に噴出されることを回避
できるようにする。

【００２２】空気入口９６が備えられて供給ホース３０
に連結され、煤吹きが使用されていないときにランスチ
ューブから水を掃出して、望ましくないことである吹き
出し流体のノズルからの滴下を防止する。これは、使用
されていないときにランスチューブが熱交換器の外部に
位置される引き出し式の煤吹きにとって必要なことであ
る。ソレノイド弁９８がこの空気入口を開閉するために
備えられている。煤吹きのランスチューブが熱交換器外
部のその非使用位置へ引き込められるとき、弁８２が閉
じられているとき弁９８が開かれて、供給ホース３０に
空気を導入して残留する浄化流体をランスチューブから
吹き飛ばす。

【００２３】本発明の煤吹きはこのようにしてランスチ
ューブから吹き出し媒体の一部をドレンするための戻し
流路を備えることで、ランスチューブから熱交換器内部
へ流れる吹き出し媒体の流れを調整する。ドレンおよび
ノズルを通る流体の流れの相対的な制限はドレンされる
吹き出し媒体と熱交換器内部に噴出される吹き出し媒体
との比率を決める。本発明の煤吹きは、ノズルが浄化す
べき表面に向けられていない浄化サイクル中の時期は熱
交換器内部に対する吹き出し媒体の噴出を十分に減少さ
せることができ、一方ではこれと同時に、全流量を熱交
換器内部に噴出させず、ランスチューブおよび熱交換器
からの吹き出し媒体の一部をドレンして、冷却の目的に
十分な量の吹き出し媒体をランスチューブを通して流す
ことができる。

【００２４】本発明は図示され上述された正確な構造に
限定されず、様々な変更および改良が特許請求の範囲の
欄に記載したような本発明の精神および範囲から逸脱せ
ずになし得ることが、理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のランスチューブからの流体ドレンを含
む引っ込み式煤吹きの斜視図。

【図２】本発明によるランスチューブに対する吹き出し
流体の供給および流体ドレンを示す概略的な線図。

【符号の説明】

１０煤吹き１２ランスチューブ１４担持組立体１８軌道２４駆動シャフト３０供給ホース３６戻しホース３８制御装置４４ランスチューブボス５０先端５２ノズル５４回転ユニオン６０内側チューブ６２スペーサー６４内側通路６６外側通路７６流量制御装置８８圧力スイッチ９４ドレン弁９６空気入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−168518（ＪＰ，Ａ) 特開平４−73509（ＪＰ，Ａ) 特開平６−58523（ＪＰ，Ａ) 実開平２−77436（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−34425（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−140133（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−96533（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−180230（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案357380（ＪＰ，Ｚ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器内部の表面を浄化する煤吹き装
置であって、先端および基端を有する中空のランスチューブ、前記ランスチューブに固定され、その内部と連通する少
なくとも１つの噴出ノズル、加圧された吹き出し媒体を前記ランスチューブの内部に
供給し、前記ノズルを通して噴出させて前記熱交換器の
表面に吹き付けるために、該ランスチューブの基端と連
通される供給手段、前記ランスチューブから前記吹き出し媒体の戻し流路を
作り、前記熱交換器の外側で前記吹き出し媒体の戻り流
れを処理するドレン手段、および前記ノズルおよび前記
戻し流路を通る前記吹き出し媒体の流れを制御し、これ
により前記煤吹き装置の運転中に前記ノズルを通る前記
吹き出し媒体の流量を浄化のための大流量と浄化が要求
されないときの小流量との間で変化させる制御手段を含
んで構成された煤吹き装置。
【請求項２】請求項１に記載の煤吹き装置であって、
前記供給手段が前記ランスチューブへ供給される吹き出
し媒体の流れを調整する手段を含んでいる煤吹き装置。
【請求項３】請求項１に記載の煤吹き装置であって、
前記ドレン手段が前記ランスチューブの長さに沿って該
ランスチューブの内部を延在する内側チューブを含み、
該内側チューブの内部に内側流路を形成するとともに該
内側チューブと前記ランスチューブとの間に外側流路を
形成しており、前記供給手段が前記内側流路または外側
流路の一方を使用して前記吹き出し媒体を前記ランスチ
ューブ内に供給し、また、前記戻し手段が前記内側流路
または外側流路の他方を使用して前記吹き出し媒体を前
記ランスチューブから戻して前記熱交換器の外部で処理
するようになされた煤吹き装置。
【請求項４】請求項３に記載の煤吹き装置であって、前記ドレン手段が前記戻し流路を選択的に開閉するため
に該戻し流路に弁手段を含んでいる煤吹き装置。
【請求項５】請求項３に記載の煤吹き装置であって、
前記内側チューブが前記ランスチューブの全長にわたっ
て実質的に延在している煤吹き装置。
【請求項６】請求項３に記載の煤吹き装置であって、
前記内側流路が前記吹き出し媒体を供給するために使用
され、前記外側流路が前記吹き出し媒体のための前記戻
し流路として使用される煤吹き装置。