CN111256099A - 废热回收锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供废热回收锅炉，即使管道壳体相对于振打杆移位，也能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能。本发明的一个方式的废热回收锅炉具有：管道壳体，废气在该管道壳体的内部流动；筒状的延伸部，其从管道壳体向上方延伸；导热管，其位于管道壳体的内部；振打杆，其在管道壳体的内部与导热管连接，振打杆的上方部分穿过延伸部的内部并突出到延伸部的外侧；以及环状的套筒，其隔着衬垫而安装于振打杆的上方部分，延伸部具有环状且平坦的上平面，该上平面位于该延伸部的上端，在与套筒的下表面之间进行密封。

Description

废热回收锅炉
技术领域
本发明涉及废热回收锅炉。
背景技术
在废热回收锅炉中，利用废气的热将在导热管中流动的水转换为蒸汽，由此，从废气回收热能。当在供给到废热回收锅炉的废气中含有大量的灰尘的情况下，会在导热管中堆积灰尘而导致热能的回收效率下降。作为其对策，可以考虑具有振打杆的废热回收锅炉(例如，参照专利文献1)。振打杆与导热管连接，通过从外部对振打杆赋予冲击，由此，冲击传递到导热管而使堆积在导热管中的灰尘落下。由此，能够抑制热能的回收效率下降这一情况。
专利文献1：日本特表2018-508739号公报
在废热回收锅炉中，导热管被设置于供废气流动的管道壳体的内部，振打杆在该管道壳体的内部与导热管连接。此外，振打杆的上方部分向管道壳体的外侧突出，该部分被外部的机构强力击打。即，振打杆贯通管道壳体，因此，需要将振打杆与管道壳体之间密封。
此外，导热管和管道壳体都会由于废气的热而产生热伸展，但导热管由于在内部有水流动，因此温度几乎不上升，与此相对，管道壳体会上升至接近废气的温度。因此，管道壳体的热伸展量比导热管的大，管道壳体相对于振打杆而相对地移位。即使管道壳体像这样相对于振打杆移位，也需要维持振打杆与管道壳体之间的密封。
发明内容
本发明是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供即使管道壳体相对于振打杆移位也能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能的废热回收锅炉。
本发明的一个方式的废热回收锅炉具有：管道壳体，废气在该管道壳体的内部流动；筒状的延伸部，其从所述管道壳体向上方延伸；导热管，其位于所述管道壳体的内部；振打杆，其在所述管道壳体的内部与所述导热管连接，该振打杆穿过所述延伸部的内部并且该振打杆的上方部分突出到所述延伸部的外侧；以及环状的套筒，其隔着衬垫安装于所述振打杆的上方部分，所述延伸部具有环状且平坦的上平面，所述上平面位于该延伸部的上端，在该上平面与所述套筒的下表面之间进行密封。
在该废热回收锅炉中，在套筒的下表面与延伸部的上平面之间进行密封。即，在面与面之间进行密封，因此，接触面积大，能够得到高密封性能。此外，当在管道壳体的内部流有高温的废气时，管道壳体相对于振打杆移位，因此，从管道壳体延伸的延伸部相对于安装在振打杆上的套筒移位。但是，如上所述，由于套筒与延伸部之间的接触面积较大，因此，即使套筒相对于延伸部移位，也能够维持高密封性能。
在上述废热回收锅炉中，可以是，所述延伸部的上平面与所述套筒的下表面面接触。
在该废热回收锅炉中，由于延伸部的上平面与套筒的下表面面接触，因此，能够成为简单的结构，并且能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能。
作为其他方式，可以是，废热回收锅炉具有位于所述套筒的下表面与所述延伸部的上平面之间且形成为环状的1块或多块密封板。
在该废热回收锅炉中，使用1块或者多块密封板将套筒的下表面与延伸部的上平面之间密封。当延伸部相对于套筒移位时，各密封板一边互相稍微移位一边互相配合。由此，能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能。
作为另一其他方式，可以是，所述废热回收锅炉具有位于所述套筒的下表面与所述延伸部的上平面之间且形成为环状的多块密封板，在所述多块密封板中包括：第1密封板，其厚度随着朝向径向外侧而减小；和与所述第1密封板相邻地配置的第2密封板，其厚度随着朝向径向外侧而增大。
在该废热回收锅炉中，由于具有作为所谓的锥板的第1密封板和第2密封板，因此，即使在套筒的下表面相对于延伸部的上平面倾斜的情况下、以及在套筒发生晃动的情况下等，也能够使各密封板彼此配合。因而，能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能。
在上述废热回收锅炉中，可以是，在所述废气未在所述管道壳体的内部流动的冷态时，所述延伸部的中心轴比所述振打杆的中心轴靠所述管道壳体的中央。
在该废热回收锅炉中，在冷态时，延伸部的中心轴比振打杆的中心轴靠管道壳体的中央。因此，当废气在管道壳体的内部流动的热态时，延伸部的中心轴靠近振打杆的中心轴。其结果是，在热态时，套筒的下表面与延伸部的上平面的中心轴的偏移变少，能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能。
在上述废热回收锅炉中，可以是，所述延伸部具有：圆筒状的主体部，其从所述管道壳体向上方延伸；和环状的水平部，其从所述主体部的上端部分向径向外侧延伸，该水平部的上表面构成所述上平面。
在该废热回收锅炉中，从主体部的上端部分向径向外侧延伸的水平部的上表面构成延伸部的上平面。因此，能够容易地形成延伸部的上平面。
在上述废热回收锅炉中，可以是，所述废热回收锅炉还具有覆盖所述套筒和所述延伸部的边界部分的波纹管，所述延伸部具有从所述水平部的径向外端部分向下方延伸的外壁部，所述波纹管的上端部分被固定于所述套筒的外周面，所述波纹管的下端部分被固定于所述延伸部的所述外壁部。
由于该废热回收锅炉具有覆盖所述套筒和延伸部的边界部分的波纹管，因此，能够提高振打杆与管道壳体之间的密封性能。而且，通过将波纹管的下端部分固定在位于主体部的径向外侧的外壁部上而非固定在温度较高的延伸部的主体部上，由此能够防止波纹管的热损伤。
在上述废热回收锅炉中，可以是，所述振打杆具有：截面为圆形的圆柱部，其贯通所述套筒；截面为方形的棱柱部，其固定有连结所述导热管的连结部件；以及中间部，其位于所述圆柱部与所述棱柱部之间，且形成为如下这样的曲面状：随着从所述圆柱部朝向所述棱柱部，所述中间部的截面从圆形变化为方形。
在该废热回收锅炉中，由于振打杆的贯通套筒的部分的截面为圆形，因此，能够容易地进行振打杆与套筒之间的密封。此外，振打杆的固定连结部件的部分的截面为方形，因此，能够容易地将连结部件固定于振打杆。而且，振打杆在圆柱部与棱柱部之间具有形成为曲面状的中间部，因此，能够抑制灰尘堆积在圆柱部和棱柱部的边界部分处。
如上所述，根据上述结构，能够提供即使管道壳体相对于振打杆移位也能够在振打杆与管道壳体之间维持高密封性能的废热回收锅炉。
附图说明
图1是第1实施方式的废热回收锅炉的剖视图。
图2是图1所示的振打杆的上方部分周边的放大图。
图3是图1所示的振打杆的棱柱部的水平剖视图。
图4是第2实施方式的振打杆的上方部分周边的放大图。
图5是第3实施方式的振打杆的上方部分周边的放大图。
标号说明
10：管道壳体；20：延伸部；21：主体部；22：水平部；23：外壁部；24：上平面；25：中心轴(延伸部)；30：导热管；40：振打杆；42：圆柱部；43：棱柱部；44：中间部；47：连结部件；48：中心轴(振打杆)；50：套筒；51：衬垫；60：波纹管；70：密封板；71：第1密封板；72：第2密封板；100、200、300：废热回收锅炉。
具体实施方式
(第1实施方式)
首先，参照图1至图3对第1实施方式的废热回收锅炉100进行说明。图1是废热回收锅炉100的剖视图。图2是图1所示的振打杆的上方部分周边的放大图。图2是未向废热回收锅炉100供给废气的冷态时的图。
废热回收锅炉100是从废气回收热能的设备。本实施方式的废热回收锅炉100设置为在上下方向上层叠有多个。如图1所示，本实施方式的废热回收锅炉100具有管道壳体10、延伸部20、导热管30、振打杆40以及套筒50。此外，如图2所示，本实施方式的废热回收锅炉100具有波纹管60。以下，按顺序对这些结构要素进行说明。
＜管道壳体＞
管道壳体10是构成供废气在内部流动的管道的一部分的部件。管道壳体10的上表面和下表面开口，且具有截面为大致矩形的筒状的形状。在本实施方式中，废气在管道壳体10的内部朝向下方流动。此外，在管道壳体10内流动的废气包含大量的灰尘。假定本实施方式的废气是在制造水泥的过程中产生的废气，但废气不限于此。而且，管道壳体10的外表面具有向内侧凹陷的凹部11。凹部11位于长度方向一端侧(图1的纸面左侧)上部，并设置有后述的延伸部20。
＜延伸部＞
延伸部20是从管道壳体10向上方延伸的筒状的部件。如上所述，延伸部20设置于管道壳体10的凹部11。如图2所示，延伸部20具有：圆筒状的主体部21，其从管道壳体10向上方延伸；圆环状的水平部22，其从主体部21的上端部分向径向外侧延伸；以及圆筒状的外壁部23，其从水平部22的径向外端部分向下方延伸。水平部22的上表面是形成为圆环状的平坦的面(水平面)，构成为上平面24。该上平面24位于延伸部20的上端，通过与后述的套筒50的下表面进行面接触而在与套筒50的下表面之间进行密封。
＜导热管＞
导热管30位于管道壳体10的内侧，废气沿着导热管30的外表面流动。本实施方式的废热回收锅炉100具有多个导热管30，且沿着宽度方向(与图1的纸面垂直的方向)等间隔地配置。各导热管30折返多次地沿水平方向(图1的纸面左右方向)延伸。经由供水集管31对导热管30供给水。供给到各导热管30中的水利用废气的热能而成为蒸汽，并在被暂时回收到蒸汽集管32之后供给到图外的蒸汽轮机。
这里，导热管30和管道壳体10都会由于废气的热而产生热伸展，但导热管30由于在内部有水流动，因此温度几乎不上升，与此相对，管道壳体10上升至接近废气的温度。因此，当废气在管道壳体10内流动的热态时，管道壳体10的热伸展比导热管30的热伸展大。但是，连接有各导热管30的蒸汽集管32被支承部件33支承于管道壳体10，因此，在蒸汽集管32附近，管道壳体10相对于导热管30几乎不移位。与此相对，在与蒸汽集管32的设置位置相反的一侧(图1的纸面左侧)的区域中，管道壳体10相对于导热管30比较大幅地移位。
＜振打杆＞
振打杆40是向导热管30传递冲击从而使堆积在导热管30中的灰尘落下的部件。振打杆40在管道壳体10的内部与导热管30连接，其上方部分穿过延伸部20的内部而突出到延伸部20的外侧。通过外部的机构对振打杆40的上方部分进行打击，由此对振打杆40施加冲击，该冲击被传递至各导热管30。
振打杆40具有：包含上方部分的圆柱部42；包含下方部分的棱柱部43；以及位于圆柱部42与棱柱部43之间的中间部44，它们形成为一体。圆柱部42贯通后述的套筒50，且具有截面为圆形的形状。这样，通过使贯通套筒50的部分的截面为圆形，与截面为圆形以外的形状的情况相比，套筒50与振打杆40之间的密封(利用后述的衬垫51进行的密封)变得容易。
棱柱部43是连接有导热管30的部分，位于管道壳体10的内部。图3是棱柱部43的水平剖视图。如图3所示，棱柱部43的截面是方形，该棱柱部43具有：一对垂直面45，它们与导热管30的延伸方向(图3的纸面左右方向)垂直；以及一对平行面46，它们与导热管30的延伸方向平行并且与垂直面45垂直。
在沿宽度方向(图3的纸面上下方向)相邻的导热管30中，一个导热管30与一个平行面46连结，另一个导热管30与另一个平行面46连接。此外，各导热管30经由板状的连结部件47而与棱柱部43连结。连结部件47通过焊接而固定于振打杆40。如本实施方式那样，使将导热管30连结起来的部分的截面为方形，由此能够将连结部件47容易地固定于振打杆40，从而使导热管30与振打杆40牢固地连接。
如上所述，中间部44是位于圆柱部42与棱柱部43之间的部分。中间部44形成为如下这样的曲面状：随着从圆柱部42朝向棱柱部43，截面从圆形变化为方形。在振打杆40不具有中间部44的情况下，灰尘会堆积于在棱柱部43的上表面从圆柱部42超出的部分(角部分等)，但在本实施方式中，由于振打杆40具有中间部44，因此，能够防止灰尘堆积在棱柱部43上。
此外，如图2所示，当废气未在管道壳体10的内部流动的冷态时，延伸部20的中心轴25位于比振打杆40的中心轴48靠管道壳体10的中央的位置处。如上所述，当废气在管道壳体10的内部流动的热态时，在与蒸汽集管32的设置位置相反的一侧的区域处，管道壳体10相对于导热管30比较大幅地移位。因此，即使如上述那样在冷态时延伸部20的中心轴25相对于振打杆40的中心轴48发生了偏移，但在热态时，延伸部20的中心轴25会靠近振打杆40的中心轴48。
＜套筒＞
套筒50是安装在振打杆40的上方部分(圆柱部42)的部件。换言之，振打杆40贯通套筒50的内部。套筒50具有圆环状(具有一定厚度以上的厚度的圆筒状)的形状，下表面形成为水平。此外，套筒50隔着衬垫51而安装于振打杆40，在对振打杆40施加冲击时，振打杆40相对于套筒50在上下方向上以一定的程度发生移位。此外，在套筒50的上表面，以覆盖衬垫51的方式安装有圆环状的罩52。
在本实施方式中，套筒50的下表面与延伸部20的上平面24面接触，在套筒50的下表面与延伸部20的上平面24之间进行了密封。即，在本实施方式中，由于在面与面之间进行密封，因此，接触面积大，能够确保高密封性能。另外，套筒50的下表面和延伸部20的上平面24未被固定，套筒50能够相对于延伸部20沿水平方向移动。
如上所述，在热态时，在与蒸汽集管32的设置位置相反的一侧的区域，管道壳体10相对于导热管30比较大幅地移位，因此，从管道壳体10延伸的延伸部20相对于安装在振打杆40上的套筒50移位。但是，在本实施方式中，如上所述，由于套筒50与延伸部20的上平面24之间的接触面积较大，因此，即使延伸部20相对于套筒50移位，也能够维持高密封性能。
＜波纹管＞
波纹管60是覆盖延伸部20和套筒50的边界部分的部件。由于波纹管60覆盖延伸部20和套筒50的边界部分，因此，能够提高振打杆40与管道壳体10之间的密封性能。此外，波纹管60的上端部分被固定于套筒50的外周面，波纹管60的下端部分被固定于延伸部20的外壁部23。这样，通过将波纹管60的下端部分固定于外壁部23而非固定于温度较高的延伸部20的主体部21，能够防止波纹管的热损伤。
另外，使用固定部件61将波纹管60固定于套筒50的外周面和延伸部20的外壁部23。作为固定部件61，可以采用螺栓或带等。
(第2实施方式)
接下来，参照图4对第2实施方式的废热回收锅炉200进行说明。图4是第2实施方式的振打杆40的上方部分周边的放大图，与第1实施方式的图2相当。如图4所示，本实施方式的废热回收锅炉200的结构在下述方面与第1实施方式的废热回收锅炉100不同：废热回收锅炉200具有位于套筒50的下表面与延伸部20的上平面24之间的2块密封板70这方面。除此之外，具有与第1实施方式的废热回收锅炉100相同的结构。
各密封板70形成为环状，可以是金属制品，也可以是硅制品。此外，本实施方式的废热回收锅炉200具有2块密封板70，但也可以仅具有1块密封板70，也可以具有3块以上的密封板70。另外，各密封板70没有彼此固定，也没有固定于套筒50的下表面和延伸部20的上平面24。
如上所述，在本实施方式中，使用密封板70将套筒50的下表面与延伸部20的上平面24之间密封。在热态时，如果延伸部20相对于套筒50移位，则伴随于此，各密封板70一边互相稍微移位一边互相配合。由此，能够在振打杆40与管道壳体10之间维持高密封性能。
(第3实施方式)
接下来，参照图5对第3实施方式的废热回收锅炉300进行说明。图5是第3实施方式的振打杆40的上方部分周边的放大图，与第1实施方式的图2和第2实施方式的图4相当。如图5所示，本实施方式的废热回收锅炉300与第2实施方式同样地在具有位于延伸部20的上平面24与套筒50的下表面之间的2块密封板70这一点上与第1实施方式的废热回收锅炉100结构不同。但是，在本实施方式中，在密封板70是所谓的锥板这一点上与第2实施方式的废热回收锅炉200结构不同。除此之外，具有与第1实施方式的废热回收锅炉100和第2实施方式的废热回收锅炉200相同的结构。
在本实施方式中，2块密封板70由第1密封板71和第2密封板72构成。第1密封板71与第2密封板72的上方相邻地配置，且形成为厚度随着朝向径向外侧而减小。另一方面，第2密封板72与第1密封板71的下方相邻地配置，且形成为厚度随着朝向径向外侧而增大。另外，各密封板71、72未被彼此固定，也未被固定于套筒50的下表面和延伸部20的上平面24。
这样，在本实施方式中，作为所谓的锥板的第1密封板和第2密封板被插入套筒50的下表面与延伸部20的上平面24之间，因此，即使在套筒50的下表面相对于延伸部20的上平面24倾斜的情况下、以及在套筒50产生晃动的情况下等，也能够使各密封板70(71、72)彼此配合。因而，能够在振打杆40与管道壳体10之间维持高密封性能。

Claims (8)

1.一种废热回收锅炉，其特征在于，
所述废热回收锅炉具有：
管道壳体，废气在该管道壳体的内部流动；
筒状的延伸部，其从所述管道壳体向上方延伸；
导热管，其位于所述管道壳体的内部；
振打杆，其在所述管道壳体的内部与所述导热管连接，该振打杆穿过所述延伸部的内部并且该振打杆的上方部分突出到所述延伸部的外侧；以及
环状的套筒，其隔着衬垫安装于所述振打杆的上方部分，
所述延伸部具有环状且平坦的上平面，所述上平面位于该延伸部的上端，在该上平面与所述套筒的下表面之间进行密封。
2.根据权利要求1所述的废热回收锅炉，其特征在于，
所述延伸部的上平面与所述套筒的下表面面接触。
3.根据权利要求1所述的废热回收锅炉，其特征在于，
所述废热回收锅炉具有位于所述套筒的下表面与所述延伸部的上平面之间且形成为环状的1块或多块密封板。
4.根据权利要求1所述的废热回收锅炉，其特征在于，
所述废热回收锅炉具有位于所述套筒的下表面与所述延伸部的上平面之间且形成为环状的多块密封板，
在所述多块密封板中包括：第1密封板，其厚度随着朝向径向外侧而减小；和与所述第1密封板相邻地配置的第2密封板，其厚度随着朝向径向外侧而增大。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的废热回收锅炉，其特征在于，
在所述废气未在所述管道壳体的内部流动的冷态时，所述延伸部的中心轴比所述振打杆的中心轴靠所述管道壳体的中央。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的废热回收锅炉，其特征在于，
所述延伸部具有：
圆筒状的主体部，其从所述管道壳体向上方延伸；和
环状的水平部，其从所述主体部的上端部分向径向外侧延伸，该水平部的上表面构成所述上平面。
7.根据权利要求6所述的废热回收锅炉，其特征在于，
所述废热回收锅炉还具有覆盖所述套筒和所述延伸部的边界部分的波纹管，
所述延伸部具有从所述水平部的径向外端部分向下方延伸的外壁部，
所述波纹管的上端部分被固定于所述套筒的外周面，所述波纹管的下端部分被固定于所述延伸部的所述外壁部。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的废热回收锅炉，其特征在于，
所述振打杆具有：
截面为圆形的圆柱部，其贯通所述套筒；
截面为方形的棱柱部，其固定有连结所述导热管的连结部件；以及
中间部，其位于所述圆柱部与所述棱柱部之间，且形成为如下这样的曲面状：随着从所述圆柱部朝向所述棱柱部，所述中间部的截面从圆形变化为方形。
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