JPS5849761B2 - 流動層燃焼器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動層燃焼器に関する。

流動層燃焼器ではある時間使用することにより熱交換器
を含む種々の作動部品が検査され、および（あるいは）
置換されなければならないということはめずらしいこと
ではない。

公知の構造の難点は、流動層を冷却するために使用され
る熱交換器へは容易に近づき得ないということであり、
更に、損傷あるいは修理が明らかな場合でさえ、その種
々の部品の取外し、置換を容易には行ない得ないという
ことである。

本発明の目的は、以上の点にかんがみ、保全のため容易
に分解組立が可能な熱交換器管組立体と位置決めが容易
な羽口を有する流動層燃焼器を提供することである。

図面を見ると、特にこの図に具体化された本発明の流動
層燃焼器は、空気のような流体を使用してガス・タービ
ンのような機械を動作させるため、該流体を燃焼器へ循
環させて流動層を冷却させ、そこから熱を吸収させる形
式のものとして説明する。

該燃焼器１０は全体を１２としたハウジングを有し、こ
のハウジングは上殼部１２ａと、この上殼部１２ａから
分離可能な下殼部１２ｂを有する。

この下殼部１２ｂは上殼部１２ａに蝶番結合されるもの
でもよい。

ハウジング１２全体は支持部１４に支持され、この支持
部１４にょり下殼部１２ｂは土殼部１２ａから切離して
、下方に離すことができ、一方、上殼部１２ａは支持部
１４に取付けたままにすることができる。

ハウジング１２の頂部には、塵埃分離器２０へ導管１８
を介して送られる物質により輸送される燃焼気体用の流
通路１６がある。

清浄な気体は煙突２２を介して吸引され、そして、分離
された塵埃は下方の復帰管２４の細流弁２１を介してハ
ウジング１２の内部の反応室２６へ送られる。

この反応室２６は圧カ下に維持され、そして、その下端
に流動層部２６ａを有している。

帰還管２４は熱膨張および熱収縮を可能にするベロ一部
２５を有している。

流動層２６ａからの廃棄灰は、流動層２６ａの下端に連
結する灰放出器２８を介して除去される。

該反応室の側壁は流動層２６ａへ吸収剤を向ける吸収剤
銃３０用の取付部を提供している。

更に、オイル銃３２と複数の石灰供給銃３４が側壁に設
けられて、装置の動作中燃焼維持のため反応室へオイル
（あるいは）燃料を送って燃焼を維持するようにしてい
る。

ハウジング１２は、また、頂部用の複数のマンホール３
６と、ハウジングの底壁４０内に２つのマンホール３８
を有している。

これらのマンホールは反応室２６の内部へ出入りし得る
に十分な大きさのものである。

本発明による分配器板、風箱、熱交換器入口プレナム、
流動空気入口部および熱交換器管支持部からなる取外し
可能な組立体は全体を４２で示してあり、反応室２６の
中に取外し可能に位置決めサレており、その底部取付壁
４４はハウジング１２の底壁４０から上方へ離されて、
その間にプレナム空間４６を規定している。

組立体４２は支持手段４８に取付けられ、この支持手段
は、第４図でもつともよくわかるように、反応室２６の
下端の内部のまわりに位置決めされ、クランプ・ジョイ
ント５２により担持された円形で環状の支持フランジ５
０を有している。

このために、底部取付壁４４は段部４４ａを有し、この
段部は周方向にとぎれたフランジ４４ｂを有している。

この好適な構造においては、フランジ４４ｂはその外周
に加工された２４個の等間隔で矩形のスロットを有して
いる。

組立体４２の半径方向位置決めラグあるいはスペーサ５
４は、フランジ４４ｂのスロットへ適合し、保持板６０
，熱障壁６２を介してボルト５６とナット板５８で、反
応室２６に関して組立体４２を正確に位置決めしている
。

保持板６０は全部で２４個でフランジ４４ｂのそれぞれ
の領域にある。

組立体４２半径方向の熱膨張を可能にするため、位置決
めラグ５４はフランジ４４ｂのスロットの寸法より小さ
く、その間に適当なクリアランスがある。

位置決めラグ５４と該スロットの配置構成により該組立
体４２の熱膨張あるいは温度変化中、該組立体の位置が
維持される。

下部フランジ内の熱ひずみを最小にして比較的冷たいハ
ウジング１２のフランジ５０から熱い底部取付壁４４を
離隔するため前述の熱障壁６２が必要である。

この熱障壁６２は２４層の１／８インチ厚のセラミック
・ファイバ絶縁体からなり、その４層ごとにワイヤ・ス
クリーンで分離されている。

該熱障壁を構成する組立体は、取扱いを容易にするため
、ガラス糸でいっしょに縫われている。

分割板６２ａは熱障壁６２の頂部を覆い、密封板組立体
６２ｂはその底を覆っている。

スペーサあるいは位置決めラグ５４は該熱障壁の圧縮量
を制限して組立体４２の荷重をハウジング１２の支持フ
ランジ５０へ伝える。

密封板組立体６２ｂ内には密閉用のパッキング６６が位
置決めされており、パッキング６８は、密封板組立体６
２ｂの支持フランジ５０内に位置決めされて該組立体４
２を気密に保持している。

組立体４２は壁７０を有し、この壁は、下方の流動空気
入口部７２の頂壁を形成している。

また、壁ＴＯは、熱交換器入口プレナム７４の底壁でも
ある。

流動空気入口部７２は１個以上の流動空気供給管７６か
ら高温の流動空気を供給され、流動空気供給管７６は、
ハウジング１２への密封入口から内方へ離れた場所にあ
る管状の部品あるいはスリーブ７８と密封係合されてい
る。

スリーブＴ８は組立体４２の外側壁８０上に支持されて
いて、組立体４２と供給管７６の相互係合を可能にし密
封する密封手段を有している。

流動空気は各供給管７６を通して、組立体４２の外側壁
８ｏと熱交換器入口プレナムＴ４の内側壁８６、および
流動空気入口部７２の側壁を形成する内側壁８６への連
続部８８により画定される環状の空間８４へ送られる。

本実施例では４本の入口管７６が、流動空気入口部７２
の多くの供給の１つへ流動空気を供給するために設けら
れている。

その入口の数は数えば約６０とすることができる。

高温の空気は、流動空気入口部７２を通して流れこみ、
それから、熱交換器入口プレナム７４を貫通する垂直の
管９２を介して上方へ流れる。

この管９２は熱交換器入口プレナム７４の頂壁９６と分
配器板組立体９８との間に画定された風箱９４内へ放出
される。

風箱９４は、その中の熱交換器組立体１０８の部分を通
る空気に熱交換作用を行なうと共に流動層の温度調節を
行なう。

分配器板組立体９８は熱交換器入口プレナム７４から垂
直上方に離れて風箱９４の頂壁を画定している。

風箱９４からの空気は、分配器板組立体９８を貫通する
羽目あるいはノズル１００を介して上方へ流れる。

そして空気は下方への傾斜通路あるいはポート１０２を
介して外方へ向けられて流動層２６ａの下端の室部まで
至る。

始動サイクル中、１ｏｏｏ’Ｆ（約５３８℃）の空気が
こうして循環され、風箱９４と下部の流動空気入口部７
２を一様に加熱して熱応力を最小にする。

この構造により、また、各部間に適当な熱の通路が与え
られ、その結果、熱応力は、操業停止後、流動層の吸収
熱の放出中、最小にされる。

風箱９４は側壁１０４を有し、分配器板組立体９８は金
属板の底９８ａを有し、これには上に横たわるモールド
熱絶縁部９８ｂがある。

分配器板組立体９８と頂壁９６は管１０６により相互連
結され、管１０６は、この好適な装置では、１７５本を
超え全体を１０８で示した熱交換器管組立体のためのマ
ウントあるいはソケットを提供している。

熱交換器管組立体１０８は、外側管部１１２の半径方向
内方に離されてその空間内に配置された内側管部１１０
を有する。

外側管部１１２の下端はアダプタ１１２ａを有し、この
アダプタは各管１０６内に形成された肩１１４に係合し
ている。

内側管部１１０は外側管部１１２より更に長く、内錐形
アダプタ１１６に着脱自在であり、円錐形アダプタ１１
６は円錐形アダプタ１１８に受けられ、該アダプタ１１
８は、管状部材１２０に結合され、この管状部材は底部
取付壁４４に結合されている。

内側管部１１０と外側管部１１２との間には熱交換器入
口プレナムの頂壁９６のところで空気冷却流体人口１２
１が画定されている。

流動層を所定温度範囲に維持するため冷却空気は導管１
３０（後述）、熱交換器入口プレナム７４を介して内側
管部１１０と外側管部１１２を通して上方へ流れ、流動
層２６ａの領域へ至り、熱は流動層により冷却流体内へ
伝えられる。

これは外側管部１１２の内外面に形成されたフイン１２
２により高められる。

空気は外側管部１１２と内側管部１１０との間の空間を
上方へ流れる時加熱され、それから、内側管部１１０の
頂を通って下方へ向けられて内側管部１１０を通って下
方へ流れ、プレナム空間４６内へ放出され、ハウジング
１２の底壁４０、放出口１２６を通して排出される。

複数の管１０６どうしは約１０インチ（２５．４ｃＩｒ
Ｌ）互いに離れそして正方形のパタンをなしている。

これによりその２つの列の間に約４インチ（１０ｃＴＬ
）幅の通路が形成されている。

羽口あるいはノズル１００はこれらの正方形の中心にお
かれ、そして１８０個以上のノズル１００が、４本の垂
直方向に延びる石炭銑１２８が設けられている場所を除
き、好都合にも分配器板組立体に設けられている。

石炭銑１２８は第３図にもっともよく示され、そしてハ
ウジング１２の外部から内方ヘプレナム空間４６、底部
取付壁４４、熱交換器入口プレナム７４、風箱９４およ
び分配器板組立体９８を介して延び、そして、流動層２
６ａへ排出する。

分配器板組立体９８の頂壁であるモールド絶縁部９８ｂ
は約５インチ（ １ ２．７ｃＩｒＬ）のキャスタブル
の熱絶縁体からなる。

頂壁９６は個々の管９２を受けるための開口と石炭銑１
２８の管を通すための開口を有している。

前述のごとく、空気のような冷却流体あるいは熱交換流
体は複数の導管１３０へ送られる。

この導管は熱交換器入口プレナム７４と連通している。

熱交換流体は管９２をまわってそれから熱交換器管組立
体１０８の外側管部１１２と内側管部１１０との間に画
定された入口１２１を介して循環される。

この流体は、空気の場合、流動層を冷却するが、逆に流
動層から加熱されてガス・タービンのような機械を駆動
するために使用される。

組立体４２が取除かれるべきときは、ハウジング１２の
下殼部１２ｂを上殼部１２ａから分離する。

その後、ボルト５６を弛めて外すと、組立体４２全体は
下殼部１２ｂから外される。

この間、受スリーブ７８は流動空気供給管７６から切離
す。

このために、受スリーブ７８は密封千段８２の一部を形
成する流動空気供給管７６のピストン・リングを受ける
ようになっている。

このピストン・リングにより、受スリーブ７８と流動空
気供給管Ｔ６を容易に滑動して離すことができる。

組立体４２全体は熱交換器管組立体１０８と共に外し得
るが、熱交換器管組立体１０８は組立体４２の残部から
容易に分離できる。

組立体４２の挿入は逆の仕方で全く容易に実施でき、そ
して、熱交換器管組立体１０８はまず組立体４２に取付
けられて、これと共に挿入されるか、あるいは、それら
は、組立体４２が反応室内に挿入された後、組み合わさ
れ据付けられる。

これは例えば、上殼部１２ａの頂部のマンホール３６の
１つを通って組立体４２に近づくことにより、あるいは
、上殼部１２ａを支持し、そしてこの上殼部１２ａから
下殼部１２ｂを下げることによりなし得る。

熱交換器管組立体１０８は垂直方向に移動して着脱する
ものであるため着脱が比較的容易にできる。

第５．６．７図を参照するに、本発明による、全体を１
３２で示した改良になる羽目が示されている。

この羽口は板状の底９８ａと螺合されるねじ部１３６を
もつ外側ソケット部あるいはスリーブ１３４を有してい
る。

このソケット部１３４は底９８ａへねじこまれる。

そして、完全組立て時、羽口１３２からの空気と排出物
に方向を与えるように選ばれた角位置に目釘表示ピン１
３８が合うまでソケット部１３４は回される。

この位置が得られると、ソケット部１３４は、例えば、
１４０の点で底９８ａに溶接により適所を固定される。

ソケット部１３４は内部をねじ切りされ、この内部に梯
子形ねじのような並目ねじ１４２を都合よく有している
。

この並目ねじは、焼付を防止するように、保持スリーブ
あるいはナット１４４の類似の並目ねじにゆるく係合さ
れている。

別口のスリーブ体１４８は球形面の下端を有し、この下
端は外側ソケット部１３４の円錐形而１４６に対してあ
たって漏れのない封止を行なっている。

ソケット部１３４はスリーブ体１４８の中央通路１５４
と連通ずる入口開口１５２を画定している。

中央通路１５４は、今度は、下方に延びる傾斜した複数
の放出通路１５６と連通し、この放出通路は、第５図、
第６図の実施例では、対をなして互いに直角に配列され
ているので、流動空気は４個の等角度に離れた場所にあ
る流動層内へ放出される。

第２図に示すように、羽口１００は熱交換器管組立体１
０８どうしの間に配置するのが都合よく、放出空気流は
管列の間へ向けられる。

第７図の他の実施例においては、放出通路１５６′とし
て９０度ずれたわずか３組がスリーブ体１４８′に示さ
れている。

放出通路１５６の向きを決定するのは位置決め用の目釘
表示ピン１３８であり、本発明の装置では、この位置は
ソケット部１３４が底９８ａに固着される時に容易に判
定し得る。

スリーブ体１４８は、装置を上方に上げるクレーンによ
り係合され得る上げ鳩目を画定するラグ部１５８を有す
ると好都合である。

スリーブ体１４８のソケット部１３４への据付けを容易
にし、スリーブ体１４８の取付けを可能にして、それら
がしっかりと留まり、そして全流動空気が羽目の放出通
路１５８を通して放出されるように封止を行なうために
、保持スリーブ１４４は、スリーブ体１４８の肩１６０
への保持スリーブ１４４の下端の係合により面１５０を
押して円錐形而１４６と係合させる位置まで並目ねじ１
４２によりねじこまれる。

このようにして、スリーブ体１４８の穴が目釘表示ピン
１３８上に挿入された後にスリーブ体１４８の整合を変
えずに確実な保持が行なわれる。

ねじ部が適所に固定されることを保証するために、ソケ
ット部１３４の上端はわずかの幅の円形縁１６２を有し
、この円形縁は１６４のところで、保持スリーブ１４４
の上縁１６８に画定されたレンチ係合穴１６６内へ曲げ
られている。

保持スリーブ１４４はレンチ係合穴１６６内に係合でき
るレンチにより適所へねじこみ得る。

ソケット部１３４の上頂部と耐火板からなるモールド絶
縁部９８ｂとの間の空間内には熱絶縁材料１７０が配置
されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成された流動層燃焼器の一部正
面垂直簡略断面図であり、第２図は、第１図の線２−２
にそう拡大部分断面図であり、第３図は第１図に示した
燃焼器の一部の拡大細部を示す、第１図に似た図であり
、第４図は、第１図に示した燃焼器の一部の更に詳細を
示す第１図に似た図であり、第５図は本発明により構成
された改良になる羽口の拡大部分断面図であり、第６図
は第５図の線６−６にそう断面図であり、そして第７図
は本発明の他の実施例の羽口の一部の第６図に似た図で
ある。 １０・・・・・・流動層燃焼器、２０・・・・・・塵埃
分離器、２４・・・・・・復帰管、２６ａ・・・・・・
流動層、２８・・・・・・灰放出器、３０・・・・・・
吸収銃、３２・・・・・・オイル銃、３４・・・・・・
石灰供給銃、４２・・・・・・組立体、４６・・・・・
・プレナム空間、７２・・・・・・流動空気入口部、７
４・・・・・・熱交換器入口プレナム、９４・・・・・
・風箱、９８・・・・・・分配器板組立体、１００・・
・・・・羽口、１０８・・・・・・熱交換器管組立体、
１３２・・・・・・羽口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング内の室に上方に向って熱交換器入口プレ
   ナム、風箱および分配器板を配置した組立体を有し、前
   記分配器板上における前記室の一部は流動層を画定し、
   支持手段が前記室においてその底から上方に離れた場所
   で前記組立体を着脱自在に支持し、前記底と前記組立体
   との間における前記室内の空間は熱交換済流体の放出口
   に通じる流体放出プレナムを画定し、前記熱交換器入口
   プレナムを貫通して前記風箱内へ流動空気を供給する手
   段を有し、前記風箱から前記流動層へ流動空気を放出す
   るため前記分配板に羽口を有し、そして前記熱交換器入
   口プレナム、前記風箱および前記分配板を貫通して上下
   方向に前記流動層内へ延びる熱交換器管組立体を有する
   ものにおいて前記羽口の位置決めが容易で前記熱交換器
   管組立体か上下方向に着脱自在となっていて、前記熱交
   換器組立体が短かい外側管と、この外側管を貫通して下
   方に突出する長い内側管からなって、外側管と内側管の
   間を上昇するか空気が前記流動層で熱交換作用を受けて
   前記内側管を下降するようになっており、前記外側管の
   下端は前記風箱の下端に取外し可能に受けられた前記内
   側管の下端は前記熱交換器の入口プレナムの下端に取外
   し可能に受けられていることを特徴とする流動層燃焼器
   。 ２ 前記風箱内を通る前記外側管の外側に管状のマウン
   トを有し、この管状のマウントの下端は内径が小さい肩
   部となっており、一方、前記外側管の下端の外径は小さ
   くなって前記肩部に係合するアダプタとなっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流動層燃焼器
   。 ３ 前記流動空気供給手段が着脱自在であって流動空気
   供給管を有し、この一端が前記ハウジングの一端を貫通
   して前記組立体に設けた管状部材にピストン係合状態に
   取外し可能に受けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載の流動層燃
   焼器。 ４ 前記羽口は、中空のソケット部を有し、この中空の
   ソケット部材が、自体を所定角位置に位置決めする量だ
   け支持部に自体をねじこむための雄ねじを有し、更に、
   自体を通る空気入口通路と彎曲の受面をもち、表示部材
   が前記ソケット部に連結されて前記受面から外方へ突出
   しており、前記ソケット部内には環状のスリーブ体が係
   合しており、このスリーブ体は肩を備えた側壁と前記肩
   の下に彎曲面を有し、この彎曲面は前記の彎曲の受面に
   係合させられると共に、前記スリーブ体を前記ソケット
   部に関してある角度で固定するために前記表示部材を受
   ける凹部を有し、前記ソケット部の内部は前記スリーブ
   体の外方に離してあって並目ねじを有し、前記スリーブ
   体は自体を貫通して前記空気入口通路と一線にならぶ内
   側通路を有し、そして、その上端近くにそこから半径方
   向外方に延びる複数の放出路を複数の角度をなして離れ
   た場所に有し、各前記放出路の配置角は、前記表示部材
   により決められる前記ソケット部に対する前記スリーブ
   体の位置により決定され、保持スリーブが前記ソケット
   部と前記スリーブ体との間で前記ソケット部に配置され
   、そして前記ソケット部にねじこまれて前記スリーブ体
   の前記彎曲面を前記ソケット部の前記彎曲面に押し当て
   て係合させていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれかに記載の流動層燃焼器。 ５ 前記半径方向に延びる放出路が前記内側通路から下
   方に傾斜して前記スリーブ体の外部まで延びている特許
   請求の範囲第４項に記載の流動層燃焼器。 ６ 前記放出路が４個の直角場所において前記内側通路
   から外方へ延びる通路を有する特許請求の範囲第５項に
   記載の流動層燃焼器。 ７ 前記放出路が前記内側通路から３個の別々の直角場
   所において外方に延びている特許請求の範囲第５項に記
   載の流動層燃焼器。 ８ 各直角位置には前記内側通路から外方に延びる一対
   の通路がある特許請求の範囲第６項又は第７項に記載の
   流動層燃焼器。 ９ 前記表示部材が前記ソケット部材の彎曲面の近くで
   前記ソケット部材にはまり、そして上方に延びて前記ス
   リーブ体に係合する目釘を有する特許請求の範囲第４項
   に記載の流動層燃焼器。 １０ 前記保持スリーブが穴を有する頂縁を有し、前記
   ソケット部に対し前記保持スリーブを固定するために前
   記ソケット部がその穴内へ曲げられたわずかの厚さの上
   縁を有する特許請求の範囲第４項に記載の流動層燃焼器
   。 １１ 前記ハウジングは分離可能な上殼部と下殼部から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１
   ０項のいずれかに記載の流動層燃焼器。