JPS6129614A

JPS6129614A - 自己清掃式ライナ

Info

Publication number: JPS6129614A
Application number: JP7632385A
Authority: JP
Inventors: ラツセル・バートン・コウヴエル; アンドリユー・フランシス・クワスニク
Original assignee: KUULE UOOTAA KOOLE GASUIFUIKEI; KUULE UOOTAA KOOLE GASUIFUIKEISHIYON PUROGURAMU
Current assignee: KUULE UOOTAA KOOLE GASUIFUIKEI; KUULE UOOTAA KOOLE GASUIFUIKEISHIYON PUROGURAMU
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1985-04-10
Publication date: 1986-02-10
Also published as: US4545330A; DE3512832A1

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】発明の背景本発明は、ボイラ用の自己清掃式ライナの分野に存する
。本発明は特に、液体あるいは気体を噴射し得る熱衝撃
抵抗性の噴射ヘッドアセンブリのために熱的保護手段を
有するボイラ用自己清掃式ライナに係わる。

石炭ガス化工程において、石炭のスラＩＪ　’ｌｉ＝ｌ
ミニガスで燃焼させる。石炭スラリか燃焼するに従い、
合成ガス並びに多量の煤、灰及びスラグが生成される。

合成ガス及び残留物はガス化炉から、合成ガスを冷却す
る高圧ボイラへ移送される。このボイラは通常、外側の
容器と内側のチューブ型ライナとから成る。石炭ガス化
工程に使用されるボイラのチューブ型ライナには幾つか
の用途がある。即ち前記ライナは石炭ガスを冷却し、ボ
イラの外側容器壁を保護し、力）つ蒸気を発生する。チ
ューブ型ライナは、ウェブもしくはフィン部材によって
連続的な円筒面が現出するように接続し合わされた１列
のチューブによって構成されている。

このような構成のために、チューブ型ライナは畝状の外
形を有する。合成ガスが高圧ボイラを通過してゆく一方
、煤、灰及びスラグから成る残留物はチューブ型ライナ
の畝状の内側表面に次第に集積する傾向にある。

煤、灰及びスーラグがチューブ型ライナの内側表面に集
積するにつれて、ライナの熱伝導能力は低下する。その
結果蒸気の発生量が減少し、また石炭の合成ガスを作業
可能温度にまで適宜冷却することにも支障を来す。

渋イラの運転を停止し、容器内へ人を入れてチューブ型
ライナの表面から集積残留物を掻落させることはきわめ
て困難でかつ経費の掛かることであるので、様々な種類
の清掃装置が集積残留物の除去用に提案されてきた。そ
のような装置のうちの規程かは高圧ボイラ内で使用され
得す、ボイラが使用されていない時にのみ利用可能であ
る。即ち上記のような装置を用いる場合、ライナの内側
表面を人手で掻（必要は無（なるものの、ライナの清掃
のためにボイラの運転を停止するという経費の掛かる手
間はなお必要である。高圧ボイラ使用中にライナを清掃
し得る別の装置の場合は、噴射ヘッドが、清掃媒体が熱
い噴射ヘッドに接触する際に生じる熱衝撃から十分に保
護され難い。冷たい清掃媒体と噴射ヘッドとの温度差を
最小に維持して噴射ヘッドの熱的保護金ある程度達成す
る数種の装置は、噴射ヘッドの熱的保護手段が自動的に
清掃され得ないシステムとなっている。従って、上述の
ような自動及び半自動の清掃装置を用いても、噴射ヘッ
ドの修理や熱的保護手段の表面の清掃になお多（の時間
及び労力が費され兼ねない。

発明の概要本発明は、ボイラ用の自己清掃式ライナに係わる。本発
明による自己清掃式ライナは熱衝撃抵抗性の噴射ヘッド
アセンブリを具備している種類のもので、前記噴射ヘッ
ドアセンブリは水冷壁と耐火材とから成る熱的保護手段
を有し、高圧ボイラ使用中に作動可能であり、力）つラ
イナの表面全体を清掃し得る。

噴射ヘッドアセンブリは、噴射ヘッドとブロー媒体との
間の大きい温度差に耐えるように構成されている。噴射
ヘッドが上記のような温度差に耐えることを可能にする
本発明の一特徴は、噴射ヘッドアセンブリのボディの内
側全体に嵌入まれた熱スリーブを含むことである。この
熱スリーブは、比較的低温の吹出し媒体が高温の噴射ヘ
ッドアセンブリに直接接触することを防止する二重壁を
構成するが噴射ヘッドアセンブリのボディからは全（独
立しており、ボディと熱スリーブとは別様に膨張し得る
。

熱衝撃を更に減少するために、基本的には本来単純な円
筒形であるチューブ型ライナに隆起部を形成する１組の
チューブである水冷壁が噴射ヘッドアセンブリを熱的に
保護するのに用いられる。この熱シールドによって噴射
ヘッドアセンブリの蒙る熱量が減少されて、該アセンブ
リはより低温に維持され、その結果噴射ヘッドアセンブ
リと清掃媒体との温度差が縮小される。また、適当な耐
火材が、噴射ヘッドアセンブリの温度を可能な限り低（
維持する一助となるべ（、水冷壁背後に位置する噴射ヘ
ッドアセンブリの周囲に配置され得る。水冷壁と耐火材
とは、噴射ヘッドアセンブリをボイラの厳しい熱環境力
）ら熱的に保護するべく相乗的に機能する。

水冷壁の、新規なチューブ状の形態並びに熱衝撃抵抗性
の噴射ヘッドアセンブリの成果として、本発明は噴射ヘ
ッドアセンブリの受ける熱衝撃を最小にして噴射ヘッド
アセンブリの寿命を延ばし、しかもライすの内側表面全
体がボイラ使用中に清掃されること全可能にする。従っ
て本発明は、噴射ヘッドアセンブリを含む高圧ボイラ用
自己清掃式ライナの提供を目的とし、前記噴射ヘッドア
センブリは高温から保護され、蒙る熱衝撃を最小にされ
て熱衝撃抵抗性であり、し力１もライナの内側表面全体
を完全かつ自動的に清掃し得る。本発明の他の目的及び
利点全以下に詳述する。

好適具体例の詳細な説明第１図〜第４図を参照して、自己清掃式ライナの一部分
について説明する。第１図は自己清掃式ライナの、上方
の噴射ヘッドアセンブリ１５１及び下方の噴射ヘッドア
センブリ１５２並びに耐火材を具備した部分を示し、耐
火材は透明であるかのように図示されている。耐火材の
周縁を、全体として符号９で示す。図示された自己清掃
式ライナは、個々のチューブをウェブ部材で接続して形
成されたチューブ型ライナ１０として構成されている。

この好適具体例では上方及び下方の噴射ヘッドアセンブ
リ１５１及び１５２が用いられているが、噴射ヘッドア
センブリは後述のように構成されたものであれば任意の
数だけ用いられ得る。

第２図は水冷壁１１１を示し、この水冷壁１１１は、チ
ューブ型ライナを構成するチューブのうちの、第一の組
を成す２本のチューブ１１２ヲ湾曲させて、本来単純な
円筒形であるチューブ型ライナ１０に全体として符号１
１５で示される隆起部を設けることによって形成されて
いる。即ちライナチューブ１１２は、隆起部１１５の上
方端部及び下方端部において２回Ｓ字形に曲げられる。

このような形状の付与により、水冷壁１１１とチューブ
型ライナ１０との間には空間が生じる。水冷壁１１１を
構成する２本のライナチューブン／２に隣接する別の２
本のライナチューブ１１３から成る第２組のチューブも
、２回Ｓ字形に曲げられる。

第２図及び第３図に示すように２本の補助的なライナチ
ューブ１１３は、隆起部１１５を構成する２本のライナ
チューブ１１２に異なり、チューブ型ライナ１０の本来
の円筒形を維持する。

第２図には、ライナチューブ１１２に特定形状を付与す
ることによって生じた空間内に突出している下方の噴射
ヘッＦアセンブリ１５２が示されている。チューブ型ラ
イナ１ｏと高圧ボイラの外壁３゜との間には、供給へラ
ダ２ｏが配置されている。

場合によっては、供給ヘッダ２ｏは外壁３ｏがチューブ
型ライナ１ｏと供給ヘッダ２ｏとの間に位置するように
高圧ボイラの外部に配置される方が好都合であり得る。

下方の噴射ヘッドアセンブリ１５２は上方の噴射ヘッド
アセンブリ１５１共々、供給ヘッダ２ｏと接続されたボ
ディ５ｏを有する。ボディ５１の横断面は、図では円形
であるが、他のあらゆる適当な形状であシ得る。ボディ
５１は筒体５２と、全体として符号６０で示されるエン
ドキャップとから成る。エンドキャップ６ｏは、エンド
プレート６１とリング６２とから成る。筒体５２の第一
の端部は縁部６３によってリング６２に取付けられてい
る。筒体５２の第二の端部は、供給ヘッダ２ｏにシール
可能に取付ゆられている。ボディ５ｏはチューブ型うイ
ナエ０に、支持部材５４によって装着されている。適当
なウェブ手段１１４がチューブ型ライナ１０とボディ５
１との間に溶接されて、気密シールを構成する。

第２図及び第４図に示すように、熱スリーブ７１が下方
の噴射へッＦアセンゾ！７１５２の内側全体に嵌込まれ
ている。熱スリーブ７１はボディ５１から完全に独立で
二重壁を構成しておシ、熱スリーブ７１とボディ５１と
は別様に膨張し得る。好ましい具体例では熱スリーブ７
１は金属製であるが、熱スリーブは他のあらゆる適当材
料によって製造され得る。

２個のノズル６４が、リング６２に取付けられている。

これらのノズル６４はリング６２に漏止め溶接されてい
る。ノズル６４は熱スリーブ７１を貫通して伸長するが
、前記スリーブ７１に取付けられてはいない。ノズル６
４と熱スリーブ７１との間にはクリアランスが設けられ
ており、それによってノズル６４は熱スリーブ７１とは
無関係に、ボディ５１と共に膨張及び収縮し得る。好ま
しい具体例では、リング６２に取付ゆられた２個のノズ
ル６４が用いられている。ノズル６４は、上方の噴射ヘ
ッドアセンブリ１５１のものも下方の噴射ヘッドアセン
ブリ１５２のものも、水冷壁１１１の両側のライナ表面
にくま無く噴射が当たるような向きを付与されている。

場合によっては、ただ１個のノズル６４のみが用いられ
るか、または１個の噴射ヘッドアセンブリに放射状に配
置された所望数のノズル６４が用いられる方が望ましい
ことがあシ得る。

ノズルに適当な向きを付与し、噴射ヘッドアセンブリを
適当な位置に配置すれば、ライナの内側表面全体が清掃
され得る。第５図において噴射ヘッドアセンブリは、１
個の噴射ヘッドアセンブリからの噴射１６４が別の噴射
ヘッドアセンブリを保護する水冷壁１１１に煤、灰及び
スラグが集積するのを防止するように排列されている。

このような排列の７例として、隣シ合う噴射ヘッドアセ
ンブリ同士は周方向において２０〜３０度、鉛直方向に
おいて３〜４フイート離して配置される。こうして、噴
射ヘッドアセンブリを熱的に保護する水冷壁１１１は自
動的に清掃される。

第２図に最も良好に示された耐火材１１０が水冷壁１１
１とチューブ型ライナ１０との間の空間内に、上方の噴
射ヘツＦアセンブリ１５１及び下方の噴射ヘッドアセン
ブリ１５２を完全に囲繞して配置され得る。耐火材１１
０は当初域して可塑的な状態にあシ、その結果当該領域
に適用されて、チューブ型ライナ１０並びに噴射ヘッド
アセンブリ１５１及び１５２の外形に適合するべく成形
され得る。適当な円錐形通路８が耐火材１１０中に形成
され、それによって清掃媒体がノズル６４から噴射され
得る。

耐火材１１０をチューブ型ライナ１０に固定するのに、
固定手段が用いられる。適当な固定は、屈曲された棒１
１６の使用によって達成される。屈曲された棒１１６は
ライナに溶接されて、耐火材１１０中に突入している。

このように、熱衝撃を最小にし、熱衝撃に対する抵抗性
をもたらし、高圧ボイラ内のチューブ型ライナの内側表
面全体の清掃を可能にする構成を有する自己清掃式ライ
ナを本明細書に開示した。

本発明の様々な具体例及び適用例が図示及び説明されて
いるが、更に多くの変形がここに述べた発明の概念を離
れることなく可能であることは当業者には明らかであろ
う。従って本発明は、特許請求の範囲に表明された思想
以外のものに限定されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は２個の噴射ヘッドアセンブリ並びに耐火材の周
縁を示す、本発明による自己清掃式ライナの一部分の概
略的説明図、第２図は第１図の線２−２による断面図、
第３図は第２図の線３−３による断面図、第４図は第２
図の線４−４による断面図、第５図は本発明の自己清掃
式ライナを設置された高圧ボイラを示す説明図である。１０・・・チューブ型ライナ、２０・・・供給ヘッダ、
３０・・・外壁、　５１・・・ボディ、５２・・・筒体
、５４・・・支持部材、６０・・・エンドキャップ、６
４・・・ノズル、　　７１・・・熱スリーブ、　１１０
・・・耐火材、１１１・・・水冷壁、　１１２．１１３
・・・チューブ、１１４・・・ウェブ部材、　　　１１
５・・・隆起部、１１６・・・棒、　　１５１．１５２
・・・噴射ヘッドアセンブリ、］６４・・・噴射。図面の注口（内容に変更なし）手続補正書昭和６０年５月２日；二］特許庁長官　　志　賀　　学　殿］、事イ！１の表示　　　昭和６０年特６１願第７６３
２３号２、発明の名称　　　自己清掃式ライノー３、補
正をする者事件との関係　　特許出願人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数本のライナチューブから成るチューブ型ライ
ナと噴射ヘッドアセンブリとを含む自己清掃式ライナで
あつて、１本のライナチューブがチューブ型ライナに隆
起部を設けるべく湾曲して該チューブ自体とチューブ型
ライナとの間に空間を形成しており、噴射ヘッドアセン
ブリは前記隆起部真後の前記空間内に配置され、かつチ
ューブ型ライナに流体を吹付け得るような向きを与えら
れていることを特徴とする自己清掃式ライナ。
（２）耐火材を更に含み、この耐火材は前記空間を、噴
射ヘッドアセンブリを囲繞するようにして満たし、かつ
固定手段によつてチューブ型ライナに固定されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のライナ。
（３）噴射ヘッドアセンブリがボディと、ボディ内に挿
入された熱スリーブと、ボディを貫通して伸長し、かつ
該ボディにシール可能に取付けられている少なくとも１
個のノズルとを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のライナ。
（４）複数本のライナチューブから成るチューブ型ライ
ナと、少なくとも１個の噴射ヘッドアセンブリと、水冷
壁と、耐火材とを含む自己清掃式ライナであつて、水冷
壁は前記ライナチューブのうちの２本を含み、これら２
本のチューブはチューブ型ライナに隆起部を設けるべく
湾曲して水冷壁とチューブ型ライナとの間に空間を形成
し、水冷壁真後の前記空間内に噴射ヘッドアセンブリが
突出しており、耐火材は水冷壁とチューブ型ライナとの
間の空間を、噴射ヘッドアセンブリを囲繞しつつ満たし
、かつ固定手段によつてチューブ型ライナに固定されて
おり、噴射ヘッドアセンブリはボディと、ボディ内に挿
入された熱スリーブと、ボディを貫通して伸長し、かつ
該ボディにシール可能に取付けられている少なくとも１
個のノズルと、ボディをチューブ型ライナに装着する支
持部材と、ボディ及びチューブ型ライナに取付けられて
気密シールを実現するウェブ部材とを含むことを特徴と
する自己清掃式ライナ。
（５）噴射ヘッドアセンブリのボディが筒体及びエンド
キャップを含み、筒体の一方の端部には前記エンドキャ
ップが取付けられており、また筒体の他方の端部は供給
ヘッダに取付けられていることを特徴とする特許請求の
範囲第４項に記載のライナ。
（６）固定手段がチューブ型ライナに固定された少なく
とも１本の屈曲された棒を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第４項に記載のライナ。
（７）耐火材が当初可塑状態にあることを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載のライナ。
（８）複数本のライナチューブから成るチューブ型ライ
ナと、上方の噴射ヘッドアセンブリ及び下方の噴射ヘッ
ドアセンブリと、水冷壁と、耐火材とを含む自己清掃式
ライナであつて、水冷壁は前記ライナチューブのうちの
２本を含むライナチューブの第一の組を含み、前前２本
のチューブはチューブ型ライナに隆起部を設けるべく湾
曲してライナチューブの第一の組とチューブ型ライナと
の間に空間を形成し、水冷壁真後の前記空間内に上方及
び下方の噴射ヘッドアセンブリが突出しており、耐火材
は当初可塑状態で、水冷壁とチューブ型ライナとの間の
空間を満たして上方及び下方の噴射ヘッドアセンブリを
囲繞し、かつ少なくとも１本の屈曲された棒によつてチ
ューブ型ライナに固定されており、上方及び下方の噴射
ヘッドアセンブリはボディと、ボディ内に挿入された熱
スリーブと、ボディを貫通して伸長し、かつ該ボディに
シール可能に取付けられている少なくとも１個のノズル
と、ボディをチューブ型ライナに装着する支持部材とを
含み、前記ボディは筒体及びエンドキャップを含み、筒
体の一方の端部には前記エンドキャップが取付けられて
おり、また筒体の他方の端部は供給ヘッダに取付けられ
ており、ボディ及びチューブ型ライナにウェブ部材が取
付けられて気密シールが実現することを特徴とする自己
清掃式ライナ。
（９）上方及び下方の噴射ヘッドが各々２個のノズルを
含むことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載のラ
イナ。
（１０）第一の組のライナチューブに隣接するライナチ
ューブの少なくとも１本を含むライナチューブの第二の
組を更に含み、この第二の組のライナチューブがＳ字形
に形成されて、水冷壁真後の領域を部分的に満たすこと
を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載のライナ。
（１１）複数個の噴射ヘッドアセンブリがチューブ型ラ
イナに、１個の噴射ヘッドアセンブリからの噴射が別の
噴射ヘッドアセンブリを覆うライナ隆起部に当たり、そ
の結果チューブ型ライナの内側表面全体に噴射が当たる
ようにして排列されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のライナ。
（１２）複数個の噴射ヘッドアセンブリがチューブ型ラ
イナに、１個の噴射ヘッドアセンブリからの噴射が別の
噴射ヘッドアセンブリの水冷壁に当たり、その結果チュ
ーブ型ライナの内側表面全体に噴射が当たるように排列
されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
載のライナ。
（１３）複数個の噴射ヘッドアセンブリがチューブ型ラ
イナに、１個の噴射ヘッドアセンブリからの噴射が別の
噴射ヘッドアセンブリの水冷壁に当たり、その結果チュ
ーブ型ライナの内側表面全体に噴射が当たるように排列
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に
記載のライナ。