JPS5921901A - 単一ドラム全溶接式ボイラ - Google Patents

単一ドラム全溶接式ボイラ

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JPS5921901A
JPS5921901A JP58076317A JP7631783A JPS5921901A JP S5921901 A JPS5921901 A JP S5921901A JP 58076317 A JP58076317 A JP 58076317A JP 7631783 A JP7631783 A JP 7631783A JP S5921901 A JPS5921901 A JP S5921901A
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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】 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カー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
を受取りモして骸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１固設けることが知られている。
クラフトパルプ廃液ヤ固形廃棄物を燃焼する為ボイラ装
置を取扱５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っている。
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、これは溶融物−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。従って、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って、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
市固形廃棄物ヤ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釦位１４ずけることができ
、従ってより危険性の少ない炉雰囲気としか曝されない
。
加えて、単一ドラムの使用は、蒸気発生ユニットのボイ
ラ及び／或いはエコノマイザ用の溶接式管モジュールの
工場組立を容易化する。これハ設備を建設するに当って
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った先行技術と対照的であ
る。
本発明に従えば、単一ドラムは鍛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。
米発明に従えば、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ュール断面はまた、
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、ボイラ及びエコツマ゛イザモジュール
は終始流体の上向き流れ用に設計されている。ボイラモ
ジュ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側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す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。
従って、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１．、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で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ヤされう
るようになっている。都市固形廃棄物は、それを貯蔵所
４１゛から卸し樋４２内へ移すパケット４０により供給
され、そこから廃棄物はストーカ５１に移される。
ストーカ３１には、曳知の方式で、廃棄物を着火しそし
て燃やす為の空気供給手段６２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、炉はまた溶融未慾物
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
を通って前記対流区画２６内に矢印５２の方向忙立昇る
。図示具体例において、対流区画２６は、そこを通して
曲りくねった行路で排ガスを差向ける為被数の邪魔板壁
５４を備えている。
ノ区集ボツパ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７
０の下方入口管寄せ７４に供給される。エコノマイザ７
０は、後に詳述するような熱伝達管群をモジュール方式
で構成したものとされる。水は管を通して出口管寄せ６
８へとそして後ドラム９０へと上向きに流れる。
ドラム９０かもの水は降水管７６を通って下降して、下
方炉壁管寄せに入ると共に、下方管寄せ７８を通してボ
イラモジュール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、ぎイラ装置系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
かもの並列接続部６１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って矢印６
３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６５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６−７により示されるように後方に流れて、
後管寄せ６２の一側の区画に入と次いで前管寄せ６４０
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。こうした付着動画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５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及びボイラモジュール７２
は都市固形廃棄物処分用に設計されたユニットへの応用
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及びボイラモジュー、ＩＳ／７２に対して全溶接
工場組立さ゛れるモジュ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、エコノマイザモジュール７０とボ
イラモジュール７２は同一の設計のものである。管１１
４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の垂直走程部はフイインチの背後空隙を
有しそして２３Ａインチ巾のフィンが管の各側でフィン
間のギャップをｈインチとして垂直７走程部に沿って溶
接されている。任意の所望の数のモジュールが操業要件
に合うよう必俣とされるに応じてボイラモジュール或い
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
を伴って設けられている。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、６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５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
太き（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＠りあう
列のものと垂直方向に偏らされている。−組の外側の従
って接近可能な管１１９は、ボス乃至衝撃体なく設けら
れており、従ってラム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１２４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、蒸気発生ユニットの設計にお
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っ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との間には光分の間隙
１５０が設けられている。銘記すべき特徴は、アーチ１
０４及び過熱器の構成が過熱器下側での太きな間隙にも
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は比較的ゆっくりと
回転できそして一つ以上のハンマー１５６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１５４０回転に伴って、枢点１５８は円形行路１６
０を移動する。
腕１６２を有する各ハンマーは、Ｊ＠次して位置１５６
ａ〜１５６ｇへと移動する。位置１５６ｇ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１２６を摺動自在に受容する支持体
１６４を横切っている。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１５６ｆ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
してクラフトバルブ層液を燃やすクラフト回収ユニット
向けとしてその一部が示されている。クラフトパルプ廃
液燃焼の為の炉上方部分は米国特許第２．８９３．８２
９号に記載されるユニットに同様となしうる。このユニ
ッ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
ユニットは、バルブ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
ト回収ユニッ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２ａ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。水流れはモジュール内を上向きに
流れ、その後外部管路７６ａを通って第２段エコノマイ
ザ７０ａの下方管寄せ７４ａに下向きに流れる。水流れ
は再度モジュール内を上向きに流れそして後管路８１を
通ってドラム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）Ｋ供給される。降水管７６は管路７７を通してボイ
ラモジュール４６の下方管寄せに送られる。ボイラモジ
ュール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２６内に配置されている。流体流れは
ボイラモジュール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９
０に流れる。
蒸気はドラム９０から飽和連結部９２を通って前天井管
寄せ８２に流れる。第２ａ図に明示されるように、蒸気
流れは天井管の両性側Ｋ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８２の中央
から連結管１３８を通して一次過熱器６０ａに供給され
る。−次週熱器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ュールは単一の或いは数岡
のユニットとして構成されうる。任意の所要数のモジュ
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ろことは、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Ｉ−めそ１−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（、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ュ
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ろことを銘記され
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便用された過熱器の
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にる打撃手段
を示す過熱器の部分側面図である。 第４図ぽ第３図の４−４線に清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
る管モジュ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 ７２：ボイラモジュール ６０：過熱器 ９０ニドラム ２０：炉 ２２：燃焼室 ２８：遷移帯域 ２６：対流区画 ３４：排ガス出口 ６１ニストーカ ３２：空気供給手段 ４４：溜め ７４．６８：入口及び出口管寄せ ７Ｂ、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 １２０．１２２：ラグ １２４：衝撃体 １２６：ラム １５６：ハンマ １５４：軸 １０２．１０４：アーチ構造 手続補正書（方式） 昭和５８年９月５　日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 事件の表示　昭和５８年　特願第７６３１７　　号発明
の名称　単一　ドラム全溶接式ボイラ補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　　特許出願人代理人 〒１０３ 住　所　　東京都中央区日本橋３丁目１３番１１号油脂
工業会館電話２７３−６４３６番　　や ＝ 同 住　所　　　　　　　　　　　同　　　　　上浦正命令
通知の［１付　昭和５８年８月３０日−補１１慎−−サ
夷ｑ加すｔ発明゛の数−一願書の発明者・出願人の欄・ 一期細書の発明の名称・特許請求の範囲一・発明の詳糸
１１−な説１ジ」のＪＩＭＩ−＝補正の内容　　別紙の
通り 画面の浄Ｉｍ（内容に変更なし）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）燃焼室と該燃焼室の下流に遷移帯域において連通す
    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
    ラ装置であって、 前記遷移帯域に納置される過熱器と、 前記対流区画に納置されるエコノマイザと、前記エコノ
    マイザの出口に接続される少くとも１つの入口と前記過
    熱器の入口に接続される少くとも１つの出口とを具備し
    、燃焼ガス流れに曝されない帯域に位置づけられる単一
    の気水ドラムとを包含する前記ポイ、う装置。 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。 ６）エコノマイザ入口が複数の管の下端にありそしてエ
    コノマイザ出口が複数の管の上端にあり、そしてエコノ
    マイザ入口及び出口の各々において少くとも１つの管寄
    せが複数の管に連結されて℃・る特許請求の範囲第２項
    記載の装置。 ４）エコノマイザが、下端において共通の入口管寄せに
    溶接されそして上端において共通の出口管寄せに溶接さ
    れる複数の管から成るモジュールを複数個集合して成る
    特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５）ボイラがエコノマイザと過熱器との間の対流区画内
    に納置され、該ボイラが下端において共通の入口管寄せ
    に溶接されそして上端において共通の出口管寄せに溶接
    される複数の管から成る少くとも１つのモジュールユニ
    ットから成る特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６）エコノマイザ及びボイラモジュールが流体の上向き
    流れ用に配列されている特許請求の範囲第５項記載の装
    置。 ７）過熱器が複数の垂直伸延管から構成される装熱器管
    に衝撃を適用する為の打撃手段を含んでいる特許請求の
    範囲第１項記載の装置。 ８）過熱器管が複数の整列した列をなして配列され、打
    撃手段が各列の各管と係合するよ５各列各管に連結され
    るラグと、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る特許請求の範囲第
    ７項記載の装置。 ９″）°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、各ラムが各衝撃部材を打撃する遷移帯域下流
    端に位置づけられる特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０）　　炉がストーカを備え、ストーカ直上の帯域内
    での改善された燃焼特性を与える為アーチ部材が燃焼室
    内に突出している特許請求の範囲第１項記載の装置。 １１）　　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
    る特許請求の範囲第１項記載の装置。 １２）　　アーチ部材が約６０°〜水平の角度にお〜・
    流部外と、約５０°〜水平の角度において配置されて前
    記下流部分に繋がる上流部分を含む特許請求の範囲第１
    １項記載の装置。 １３）　　燃焼室及び遷移帯域の上端にわたって延在す
    る複数の天井管が装備され、読管が対流区画から隔置さ
    れる前管寄せから対流区画に＠９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
    後管をせ区画に接続され、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。 １４）　　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つの外側組が各前管の約％を構
    成する特許請求の範囲第１６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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