JP2003042430A - スートブロワ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スートブロワノズルの噴射ノズルの外側の耐
熱・耐腐食金属製ケーシングの外面温度が高くても、ケ
ーシング３のサーマル割れを防ぐこと。 【解決手段】 噴射ノズル２の先端に仕切板１１を入れ
て空間部６を設けると、該空間部６に接するノズル２内
外面の間で約２２０℃の断熱をすることができ、空間部
６によりノズル２先端部に噴射媒体が直接当たらず、ノ
ズル２先端部の急激な冷却を防止でき、ケーシング３先
端部の外面温度が１２００℃でも空間部６と断熱材４を
経由してケーシング３の先端部の内側温度を噴射媒体で
冷却し過ぎることが無くなり、ケーシング３の内外面の
温度差は従来通り約２００℃にできサーマルショックを
受けにくくなる。また、ケーシンング３と噴射ノズル２
をカップリング７にて固定し、かつ、ケーシング３と噴
射ノズル２に互いに嵌合できる凹凸部３ｂ、２ｂを設け
て固定してスートブロワ運転時にケーシング３の回転ず
れを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの高温ガス
ゾーンの火炉水壁に設置されるボイラ火炉水壁清掃用の
スートブロワに係わり、特に抜き差し長さの短い火炉用
スートブロワに用いて好適なスートブロワに関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭火力の火炉水壁管部等には高温の燃
焼ガス中の灰が堆積し、熱効率が低下するため、堆積し
た灰を除去する短抜差形のスートブロワが使用されてい
る。図２は、この種の短抜差形スートブロワを火炉水壁
に装着した状態を示す断面図である。図２に示すよう
に、火炉水壁管１４の外側の炉壁１５にウォールスリー
ブ１６が取り付けられており、スートブロワ本体１３に
組付けられたノズル１７は火炉内の熱から保護するため
に煤噴き時以外は炉外側へ引き戻されており、ウォール
スリーブ１６の中に位置している。スートブロワ運転時
にはノズル１７は火炉内に挿入され、約１５０ｍｍ火炉
内に飛び出す位置（図２中の点線図）となる。

【０００３】スートブロワは１日に数回運転されるが、
運転前には、その引き込み位置に応じて炉熱によりノズ
ル１７の先端は熱せられている。スートブロワの運転が
始まるとノズル１７はウォールスリーブ１６内を高温の
炉内側に進んでいくため、ノズル１７の先端温度は急速
に上昇する。ノズル１７に設けられた噴射孔１が火炉水
壁管１４より炉内側に突出すると、噴射媒体が噴射孔１
から噴出され、回転しながら火炉水壁面に付着している
燃焼灰を吹き飛ばし、火炉水壁管１４を清掃して火炉水
壁管１４の熱効率を回復する。噴射媒体としては蒸気が
使用されているが火炉内は１５００℃前後の高温ガス温
度領域であるため、ノズル１７の先端温度は蒸気噴射の
直前に急速に加熱（メタル温度測定結果約７７０℃まで
上昇）され、蒸気噴射の直後に急冷（約１．２秒で蒸気
温度の約２５０℃まで下降）されることになる。従っ
て、このように加熱・冷却が繰り返されることにより、
ノズル１７の先端部にサーマルショックによる亀裂が発
生し易い状態となる。

【０００４】このようなサーマルショックの対応策とし
て、特開２０００−６５３３７号公報に記載されている
ようなスートブロワノズル１７が提案されている。図３
は上記公報に記載されたスートブロワノズル１７の断面
図であり、このスートブロワノズル１７は噴射孔１を備
えた内側の噴射ノズル２と外側のケーシング３の二重構
造となっている。内側の噴射ノズル２は耐熱金属材から
なり、外側ケーシング３は耐熱・耐腐食性金属製からな
り、噴射ノズル２の先端部とケーシング３の先端部の間
には断熱材４が充填されている。また、噴射ノズル２の
側壁面とケーシング３の側壁面の間にも断熱材５が充填
されており、ケーシング３は、これらの断熱材４、５を
介して噴射ノズル２の外周に複数の接続ビス１８で固定
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のスート
ブロワノズル１７は内側の噴射ノズル２の外側に断熱材
４、５を介して耐熱・耐腐食金属製ケーシング３を組み
合わせた二重構造となっているため、断熱材４により約
２００℃分断熱され、外側の耐熱・耐腐食金属製ケーシ
ング３の外面温度が１０００℃でもノズル１７の内外面
温度差を約２００℃にして、サーマルショックに耐える
ことができた。

【０００６】しかしながら、ボイラの火炉はコンパクト
になり、火炉内の火炎からの輻射熱量が増加し、火炉内
温度は１５００℃を超える傾向にあり、ノズル１７の外
側の耐熱・耐腐食金属製ケーシング３の外面温度が１２
００℃以上になる場合があり、このため、ケーシング３
の内外面の温度差が２００℃以上となりケーシング３の
先端部がサーマル割れを起こし、ノズル１７の交換期間
が短くなっている。

【０００７】また、耐熱・耐腐食金属製ケーシング３は
スートブロワ運転による振動等でビス１８が外れ耐熱・
耐腐食金属製ケーシング３がずれるおそれがある。

【０００８】本発明の課題は、スートブロワノズルの噴
射ノズルの外側に断熱材を介して耐熱・耐腐食金属製ケ
ーシングの外面温度が１２００℃以上になる場合でも、
前記ケーシングの先端にサーマル割れを発生させないよ
うにすることと、ノズルの振動でケーシングがずれない
ようにすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、噴
射媒体を噴射する噴射孔を備えた耐熱金属製の噴射ノズ
ルの外側と耐熱・耐腐食金属製のケーシングの内側との
間に断熱材を充填したスートブロワにおいて、前記噴射
ノズルの先端部の内側に仕切板を接続し、該噴射ノズル
の先端部の内側と仕切板の間に空間部を設け、かつ、噴
射ノズルの先端部にバランス穴を設けたスートブロワに
より解決される。

【００１０】また、本発明の上記スートブロワは、前記
噴射ノズルの側壁側端部と前記ケーシングの側壁側端部
に互いに嵌合する凹凸部をそれぞれ設け、かつ噴射ノズ
ルの側壁面と前記ケーシングの側壁面にそれぞれ係合部
を設け、前記両方の係合部に係合するカップリングを設
けた構成にしても良い。

【００１１】

【作用】耐熱金属製噴射ノズルの先端に仕切板を入れて
空間部を形成すると、該空間部に接する噴射ノズル外面
と噴射ノズル内面の間で約２２０℃の断熱をすることが
でき、かつ、前記空間部があるために噴射ノズル先端部
に噴射媒体が直接当たらず、噴射ノズル先端部の急激な
冷却が防止でき、前記空間部及び断熱材の断熱効果によ
りケーシング先端部の外面温度が１２００℃でも前記空
間部及び断熱材を経由してケーシングの先端部の内側温
度を噴射媒体で冷却し過ぎることが無くなり、結局ケー
シングの内外面の温度差を従来のケーシング内外面温度
差と同様の約２００℃にでき、サーマルショックを受け
にくくなる。

【００１２】また、ケーシンングの固定方法はケーシン
グと噴射ノズルをカップリングにて固定し、かつ、例え
ば、ケーシングには凹状の切り込みを入れ、噴射ノズル
には凸状の突起を付け、嵌め合うことで、ケーシング単
体で回転しないようにする。これによりスートブロワ運
転時にケーシングが回転してずれることがなく、スート
ブローができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
と共に説明する。本発明のスートブロワノズル１７は図
３で説明したスートブロワ装置に使用されるスートブロ
ワノズル１７に適用される。図１に本発明のスートブロ
ワノズルの断面図を示す。噴射媒体（蒸気）は図１の右
側より供給され、噴射孔１より噴射される。また、スー
トブロワノズル１７を回転させ、火炉水壁管部に付着し
た燃焼灰を吹き飛ばす。

【００１４】スートブロワノズル１７は噴射蒸気を噴射
する噴射孔１を端部側面に備えた噴射ノズル２、該噴射
ノズル２の外周を覆う耐熱・耐腐食金属製ケーシング
３、耐熱金属製の噴射ノズル２とケーシング３の間に設
けられる断熱材４、５等から構成され、これらを組み合
わせた二重構造としている。断熱材４は噴射ノズル２と
ケーシング３の先端部側の噴射孔１の近傍に設けられ、
断熱材５は噴射ノズル２とケーシング３の側壁部側に設
けられる。

【００１５】本実施の形態では、噴射ノズル２の先端部
側の内部に仕切板１１を入れ、空間６を設けることに特
徴がある。

【００１６】前記断熱材４と空間部６が噴射ノズル２の
先端部にあるため火炉側の高温に比較して約２２０℃低
下した温度に噴射ノズル２の先端部近傍を保つことがで
きる。すなわち、空間部６があるため、蒸気（噴射媒
体）が噴射ノズル２の先端部に直接当たらず、噴射ノズ
ル２の先端部が蒸気（噴射媒体）で急冷されることがな
くなり、更に噴射ノズル２の先端部に断熱材４を充填し
ていることにより、噴射媒体による冷却効果がケーシン
グ３の先端部に伝わりにくくなり、ケーシング３の外面
温度が１２００℃でも内外面温度差を前記従来の大型ボ
イラのケーシング３の内外面温度差と同様の約２００℃
にすることができる。

【００１７】ケーシング３の内外面温度差を低くする方
法として断熱材４の厚さを増加させる方法もあるが噴射
ノズル２の全長が長くなることによるスートブロワノズ
ル全体の大型化につながるマイナス効果及び火炉内への
突出量が多くなる。その結果、スートブロワノズル１７
が火炉側から受ける輻射熱量が増加することとなり、問
題解決にはならない。

【００１８】また、ケーシング３の肉厚を増加させる方
法も考えられるが、前記肉厚増加により、ケーシング３
の内外面の温度差が約２２０℃より更に大きくなり、サ
ーマル割れが起きやすくなるため、問題解決にはならな
い。

【００１９】本実施例のように噴射ノズル２の先端部内
部に仕切板１１を入れて空間部６を形成すると噴射ノズ
ル２の全長を短くでき、かつ、火炉内への突出量を短く
できることでサーマル割れがなくなる。

【００２０】これによりケーシング３は噴射ノズル２内
部を通る噴射媒体温度と火炉内の燃焼ガス温度との温度
差によるサーマルショックを受けにくくなり、サーマル
割れを防止できる。

【００２１】また、噴射ノズル２の先端の空間部６内部
の熱膨張を防止するため、噴射ノズル２の先端にバラン
ス穴９を設けている。噴射ノズル２の先端にバランス穴
９を設けると噴射ノズル２の外側に断熱材４、５及びケ
ーシング３が組付けられており空間６内外部の圧力バラ
ンスを作り難い構造となるが、凝縮ドレンが空間６に溜
まることはなく、噴射蒸気が噴射ノズル２先端に直接当
たらず急冷されない効果大がある。

【００２２】一方、噴射ノズル２の先端部の空間６内部
の熱膨張を防止するため、仕切板１１にバランス穴を設
ける方法も考えられるが、仕切板１１にバランス穴を設
けると噴射蒸気が当該仕切板１１のバランス穴を通じて
空間６に入り、空間６に凝縮ドレンが溜まりやすい構造
となり、噴射蒸気による冷却温度が凝縮ドレンを介して
伝わりやすくなるので噴射ノズル２の先端部の断熱効果
が低下するため問題解決にはならない。

【００２３】噴射ノズル２とケーシング３をそれぞれの
側面に設けた突条部２ａ、３ａをカップリング７に止め
輪８を介して係合・固定させる。カップリング７には段
差があり、この段差と噴射ノズル２の突条部２ａとケー
シング３の突条部３ａをそれぞれ係合させ、カップリン
グ７に止め輪８により固定しているのでケーシング３が
脱落又はずれることはない。また、ケーシング３の端部
には凹状の切欠３ｂを入れ、噴射ノズル２の端部には凸
状の突起２ｂをそれぞれ設けて、これらを嵌め合うこと
で、ケーシング３が単体で回転することはない。

【００２４】また、ケーシング３の凹状の切欠３ｂ及び
噴射ノズル２の凸状の突起２ｂをそれぞれ１つずつ設け
ることで噴射ノズル２とケーシング３のノズル穴のセン
タリングが容易にできる。

【００２５】ケーシング３の凹状の切欠３ｂ及び噴射ノ
ズル２の凸状突起２ｂは噴射ノズル２の外周面上のどの
位置に設けても良い。また、逆に噴射ノズル２に凹状の
切欠を設け、ケーシング３に凸状突起を設けても良い。

【００２６】これによりボイラやスートブロワ運転時の
振動などでケーシング３の噴射ノズル２からの脱落、ズ
レを確実に防止できる。またスートブロワノズル１７の
点検、保守性ではカップリング７を固定している止め輪
８を外すことでケーシング３の交換が容易にできる。

【００２７】また、スートブロワノズル１７をスートブ
ロワ本体に取り付けるため、噴射ノズル２の外周面の二
カ所にスパナ掛け（図示せず）を設けてある。

【００２８】図１に示す本発明の二重構造スートブロワ
ノズル１７は既設の一重ノズルと容易に更新可能であ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば噴射ノズル先端に仕切板
を入れ空間を設けることによりケーシング内外面に温度
差が生じずサーマルショックによるサーマル割れが防止
できる。

【００３０】また、カップリングを設けケーシングと噴
射ノズルを固定し、ケーシングと噴射ノズルにそれぞれ
互いに嵌合できる凹凸を設けることにより噴射ノズルか
らのケーシングの脱落・ズレが防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態のスートブロワノズルの
断面図である。

【図２】 スートブロワを火炉水壁装着した状態を示す
断面図である。

【図３】 従来例に係わる二重構造のスートブロワノズ
ルの断面図である。

【符号の説明】

１ 噴射孔 ２ 噴射ノズル ３ ケーシング ２ａ、３ａ 突状
部 ２ｂ、３ｂ 回転防止突起及び切り込み ４、５ 断熱材 ６ 空間 ７ カップリング ８ 止め輪 ９ バランス穴 １１ 仕切板 １３ スートブロワ本体 １４ 火炉水壁管 １５ 炉壁 １６ ウォールス
リーブ １７ スートブロワノズル １８ 接続ビス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射媒体を噴射する噴射孔を備えた耐熱
   金属製の噴射ノズルの外側と耐熱・耐腐食金属製のケー
   シングの内側との間に断熱材を充填したスートブロワに
   おいて、 前記噴射ノズルの先端部の内側に仕切板を接続し、該噴
   射ノズルの先端部の内側と仕切板の間に空間部を設け、
   かつ、噴射ノズルの先端部にバランス穴を設けたことを
   特徴としたスートブロワ。
2. 【請求項２】 前記噴射ノズルの側壁側端部と前記ケー
   シングの側壁側端部に互いに嵌合する凹凸部をそれぞれ
   設け、かつ噴射ノズルの側壁面と前記ケーシングの側壁
   面にそれぞれ係合部を設け、前記両方の係合部に係合す
   るカップリングを設けたことを特徴とした請求項１記載
   のスートブロワ。