JP2006234260A - Inner face protecting structure in exhaust gas duct - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融炉等の排ガス出口に設けられる排ガスダクトに関し、さらに詳しくは、ダクト内面に冷却空気の保護層を形成しそれにより同内面の腐食やダストの付着などを防ぐようにする構造に関する。 The present invention relates to an exhaust gas duct provided at an exhaust gas outlet of a melting furnace or the like. More specifically, the present invention relates to a structure that forms a protective layer of cooling air on the inner surface of the duct, thereby preventing corrosion and dust adhesion on the inner surface. .
灰溶融炉では、灰を溶融する際に発生する高温ガスが付着性の強いダストを含んだ状態となって排ガスダクト内を流れるため、ダクト内面が腐食したりダストが付着するという問題がある。 In the ash melting furnace, the high-temperature gas generated when melting ash flows in the exhaust gas duct in a state containing dust with strong adhesion, and therefore there is a problem that the inner surface of the duct is corroded or dust is attached.
従来、このような問題を解決するための排ガス用ダクトとして、ダクトを内筒と外筒の二重筒で構成し、二重筒の間に導入した冷却用ガスを内筒の内周面に沿いかつ排ガス流れ方向に対し傾斜するように吹き込むスリット状の吹込み孔を形成した構造が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as an exhaust gas duct for solving such problems, the duct is constituted by a double cylinder of an inner cylinder and an outer cylinder, and the cooling gas introduced between the double cylinders is placed on the inner peripheral surface of the inner cylinder. A structure in which slit-like blowing holes are formed along the exhaust gas flow direction along the exhaust gas flow direction is known (see Patent Document 1).
また、円筒形の内筒の外側に空間を存して該内筒を囲む外筒が設けられ、該内筒と該外筒と間に該内筒の内周面に沿いガスを吹込むスリット状のノズル孔を有するノズルが設けられ、内筒と外筒の間の空間へ導入した冷却用ガスをノズル孔から内筒の内周面に沿って吹き込むようにした構造も知られている(特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1の構造では、その図1に示すように、垂直に積み重ねられた複数のダクトユニットはフランジ結合で連結されているために端部までスリット(吹込み孔)を設けることができず、各ユニット間の継ぎ目にはスリットが無く冷却空気を噴き出すことができない。
However, in the structure of
また、特許文献2の構造では、排ガスダクトの長手方向にスリット(吹き込みノズル)を設けているために、熱によるダクトの膨張によりスリット幅が変化する問題があった。
Moreover, in the structure of
本発明は上述の問題を解決し、熱膨張に対しスリット幅を一定に保ち、かつダストの付着およびダクトの腐食を防止することができる、排ガスダクトにおける内面保護構造を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an inner surface protection structure in an exhaust gas duct that can keep a slit width constant against thermal expansion and can prevent dust adhesion and duct corrosion. .
本発明による排ガスダクトにおける内面保護構造は、
排ガスを通すダクト本体と、
ダクト本体の下端部外面に設けられた環状の空気旋回チャンバーと、
同チャンバーの外周面に周方向の所定間隔で接続された複数の給気管とからなるダクトユニットにおいて、
ダクト本体とチャンバーの間にダクト内面に沿って冷却空気を吹き込むための環状スリット部が設けられていることを特徴とするものである。
The inner surface protection structure in the exhaust gas duct according to the present invention is:
A duct body for passing exhaust gas;
An annular air swirl chamber provided on the outer surface of the lower end of the duct body;
In the duct unit consisting of a plurality of air supply pipes connected to the outer peripheral surface of the chamber at a predetermined interval in the circumferential direction,
An annular slit for blowing cooling air along the inner surface of the duct is provided between the duct body and the chamber.
ダクトユニットは、複数個積み重ねられていることが好ましい。 It is preferable that a plurality of duct units are stacked.
スリット部内に周方向の所定間隔で複数のスリット内案内板をダクト長さ方向に対し傾斜して設けることが好ましい。 It is preferable that a plurality of guide plates in the slit are provided in the slit portion at predetermined intervals in the circumferential direction so as to be inclined with respect to the duct length direction.
複数の給気管はチャンバーの外周面に略接線方向に接続されていることが好ましい。略接線方向とは、数学上の接線方向を中心に±30度傾斜していてよいことを意味する。これにより、給気管からチャンバー内に接線方向に導入された冷却空気はチャンバー内で旋回流を形成する。次いで冷却空気は旋回状態でスリット部を通ってダクト内に吹き込まれるので、安定した保護層を形成することができる。 The plurality of air supply pipes are preferably connected to the outer peripheral surface of the chamber in a substantially tangential direction. The term “substantially tangential direction” means that it may be inclined ± 30 degrees around the mathematical tangential direction. Thereby, the cooling air introduced in the tangential direction from the supply pipe into the chamber forms a swirling flow in the chamber. Next, since the cooling air is blown into the duct through the slit portion in a swirling state, a stable protective layer can be formed.
ダクト設置のスペース上の制約から給気管をチャンバーの外周面に略接線方向に接続することが困難である場合は、複数の給気管を通気チャンバーの外周面にラジアル方向に接続し、通気チャンバー内の各給気管出口部にそれぞれチャンバー内案内板を給気管の長さ方向に対し傾斜状に配置してもよい。これによっても、冷却空気をチャンバー内で旋回させることができる。 If it is difficult to connect the air supply pipe to the outer peripheral surface of the chamber in the tangential direction due to space limitations of the duct installation, connect multiple air supply pipes to the outer peripheral surface of the ventilation chamber in the radial direction, A guide plate in the chamber may be disposed at each outlet of each of the supply pipes so as to be inclined with respect to the length direction of the supply pipe. This also allows the cooling air to swirl within the chamber.
請求項1に係る発明によれば、温度変化があっても、スリット部の幅は変わらない。したがって、複数の給気管から空気旋回チャンバーに入った冷却空気を均一幅のスリットを通してダクト内に吹き込み、これによりダクト内面に冷却空気の保護層を形成し、同保護層でダクト内面全体を満遍なく覆って同内面の腐食やダストの付着などを確実に防ぐことができる。
According to the invention which concerns on
請求項2に係る発明によれば、ダクトユニットを複数個積み重ねることで、ダクトユニット毎に上述した保護層を形成することができる。これにより、排ガスをダクト内面に接触させずに所定の温度まで下げるように、冷却空気の温度、供給量を調整でき、下流側の排ガス温度を適正な値に制御することができる。また、ダクトユニット間で冷却空気の保護層が途切れることがない。
According to the invention which concerns on
請求項3に係る発明によれば、スリット部内に周方向の所定間隔で複数のスリット内案内板をダクト長さ方向に対し傾斜して設けることで、ダクト内面に沿って吹き込まれる冷却空気を周方向に螺旋状に旋回させることができる。
According to the invention of
つぎに、本発明を具体的に説明するために、本発明の実施例をいくつか挙げる。実施例1
まず、排ガスダクトの構成を説明する。
Next, in order to explain the present invention specifically, some examples of the present invention will be given. Example 1
First, the configuration of the exhaust gas duct will be described.
図1〜3において、排ガスダクトは、上下2段に積み重ねられたダクトユニット(4) (4') からなる垂直ダクトと、上段ダクトユニット(4) に連結された湾曲ダクト(7) から構成されている。 1-3, the exhaust gas duct is composed of a vertical duct composed of duct units (4) and (4 ') stacked in two upper and lower stages, and a curved duct (7) connected to the upper duct unit (4). ing.
上下ダクトユニット(4) (4')は、それぞれ、排ガスを通す円筒状のダクト本体(1) (1')と、ダクト本体(1) (1')の下端部外面に設けられた環状の空気旋回チャンバー(2) と、同チャンバー(2) の外周面に接線方向に接続された複数の給気管(3) とから構成されている。 The upper and lower duct units (4) and (4 ') are respectively formed in a cylindrical duct body (1) (1') through which exhaust gas passes and an annular shape provided on the outer surface of the lower end of the duct body (1) (1 '). The air swirl chamber (2) and a plurality of air supply pipes (3) connected tangentially to the outer peripheral surface of the chamber (2).
各ダクトユニット(4) (4')において、ダクト本体(1) とチャンバー(2) の間に冷却空気吹き込み用の環状スリット部(5) が設けられている。 In each duct unit (4) (4 ′), an annular slit (5) for blowing cooling air is provided between the duct body (1) and the chamber (2).
より詳しくは、大径の上段ダクト本体(1) の下端部(1a)内に小径の下段ダクト本体(1')の上端部(1'a)が同心状に配され、これにより、該下端部と該上端部から環状スリット部(5)が形成されるように、上下ダクト本体(1) (1')が連結され
ている。上段ダクト本体(1) の下端部外面と下段ダクト本体(1')の上端部外面に亘って環状の空気旋回チャンバー(2) が設けられている。各通気チャンバー(2) の外周面に複数の給気管(3) が略接線方向に接続されている。ここで略接線方向とは、図2に破線で示すように、数学上の接線方向を中心に±30度傾斜していてよいことを意味する。給気管(3) は基本的には通気チャンバー(2) の外周面に接線方向に接続されているが、接線方向から±30度の範囲内で適宜決定される。 複数の給気管(3) は通気チャンバー(2) の周方向に所定間隔で設けられている。スリット部(5) の下端は空気旋回チャンバー(2) に連通している。
More specifically, the upper end (1'a) of the small-diameter lower duct body (1 ') is concentrically arranged in the lower end (1a) of the large-diameter upper duct body (1), and thereby the lower end The upper and lower duct bodies (1) (1 ′) are connected so that an annular slit portion (5) is formed from the upper portion and the upper end portion. An annular air swirl chamber (2) is provided across the outer surface of the lower end of the upper duct body (1) and the outer surface of the upper end of the lower duct body (1 ′). A plurality of air supply pipes (3) are connected in a substantially tangential direction to the outer peripheral surface of each ventilation chamber (2). Here, the substantially tangential direction means that it may be inclined by ± 30 degrees around the mathematical tangential direction as indicated by a broken line in FIG. The air supply pipe (3) is basically connected in a tangential direction to the outer peripheral surface of the ventilation chamber (2), but is appropriately determined within a range of ± 30 degrees from the tangential direction. The plurality of supply pipes (3) are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the ventilation chamber (2). The lower end of the slit portion (5) communicates with the air swirl chamber (2).
上段ダクトユニット(4) の上には湾曲ダクト(7) が連結され、この連結部にも上記と同様に環状の空気旋回チャンバー(2) と複数の給気管(3) と環状スリット部(5) が設けられている。 A curved duct (7) is connected to the upper duct unit (4), and an annular air swirling chamber (2), a plurality of air supply pipes (3), and an annular slit (5 ) Is provided.
下段ダクトユニット(4')は炉の排ガス出口(6) 上に連結され、この連結部にも上記と同様に環状の空気旋回チャンバー(2) と複数の給気管(3) と環状スリット部(5) が設けられている。(8) は炉の排ガス出口(6) の突口である。 The lower duct unit (4 ′) is connected to the exhaust gas outlet (6) of the furnace, and this connecting part is also connected to the annular air swirl chamber (2), the plurality of air supply pipes (3), and the annular slit part (as described above). 5) is provided. (8) is the outlet of the exhaust gas outlet (6) of the furnace.
各スリット部(5) 内には周方向の所定間隔で複数枚(例えば4枚から24枚)のスリット内案内板(9) がダクト長さ方向に対し傾斜して設けられている。 In each slit portion (5), a plurality of (for example, 4 to 24) in-slit guide plates (9) are provided at predetermined intervals in the circumferential direction so as to be inclined with respect to the duct length direction.
こうして構成した構造の排ガスダクトは下記のように作動する。 The exhaust gas duct having such a structure operates as follows.
冷却空気は複数の給気管(3) から環状の空気旋回チャンバー(2) に接戦方向に供給され、同チャンバー(2) 内で旋回流を形成する。次いで冷却空気はスリット部(5) を経て上行しダクト内面に沿って吹き込まれる、その際、冷却空気は複数枚のスリット内案内板(9) によってダクト内面上を周方向に螺旋状に旋回させられる。 Cooling air is supplied from a plurality of air supply pipes (3) to the annular air swirl chamber (2) in the close-contact direction, and forms a swirl flow in the chamber (2). Next, the cooling air ascends through the slit portion (5) and is blown along the inner surface of the duct. At this time, the cooling air is spirally swung around the inner surface of the duct in a circumferential direction by a plurality of slit guide plates (9). It is done.
このようにダクトユニットを複数段積み重ねることで、ダクトユニット毎に排ガスをダクト内面に接触させずに所定の温度まで下げるように、冷却空気の温度、供給量を調整でき、下流側の排ガス温度を適正な値に制御することができる。これにより、下流側の湾曲ダクト(7) を通るガス温度を適正な値になるように制御することができる。 By stacking the duct units in multiple stages in this way, the temperature and supply amount of the cooling air can be adjusted so that the exhaust gas is lowered to a predetermined temperature without contacting the inner surface of the duct for each duct unit. It can be controlled to an appropriate value. As a result, the gas temperature passing through the downstream curved duct (7) can be controlled to an appropriate value.
実施例2
図4は本発明による排ガスダクトの変形例を示すものである。
Example 2
FIG. 4 shows a modification of the exhaust gas duct according to the present invention.
この例では排ガスダクトを構成する上下ダクト本体(1) (1')、および湾曲ダクト(7) の下端連結部はいずれも下に行くにしたがって大径となるコーン筒状をなす。これは、ダクト径が大きくなるのを防ぐためである。 In this example, the upper and lower duct bodies (1) (1 ') constituting the exhaust gas duct and the lower end connecting portion of the curved duct (7) both have a cone cylinder shape with a diameter increasing toward the bottom. This is to prevent the duct diameter from becoming large.
ダクト構成および作用は、実施例1と同じである。 The duct configuration and operation are the same as those in the first embodiment.
実施例3
図5と図6は本発明による排ガスダクトのもう一つの変形例を示すものである。
Example 3
5 and 6 show another modification of the exhaust gas duct according to the present invention.
この例では、複数の給気管(3) は通気チャンバー(2) の外周面にラジアル方向に接続されている。通気チャンバー(2) 内には各給気管出口部にそれぞれチャンバー内案内板(10)が給気管(3) の長さ方向に対し傾斜状に配置されている。 In this example, the plurality of air supply pipes (3) are connected in the radial direction to the outer peripheral surface of the ventilation chamber (2). In the ventilation chamber (2), an in-chamber guide plate (10) is disposed at an outlet portion of each supply pipe so as to be inclined with respect to the length direction of the supply pipe (3).
この構成では、給気管(3) から通気チャンバー(2) へ供給される冷却空気は傾斜配置されたチャンバー内案内板(10)に当たって通気チャンバー(2) 内を円周方向に流れ、旋回流を形成する。 In this configuration, the cooling air supplied from the air supply pipe (3) to the ventilation chamber (2) hits the in-chamber guide plate (10) inclined and flows in the ventilation chamber (2) in the circumferential direction to generate a swirling flow. Form.
(1) :上段ダクト本体
(1a):下端部
(1'):下段ダクト本体
(1'a):上端部
(2) :空気旋回チャンバー
(3) :給気管
(4) :上段ダクトユニット
(4'):下段ダクトユニット
(5) :スリット部
(6) :排ガス出口
(7) :湾曲ダクト
(8) :突口
(9) :スリット内案内板
(10):チャンバー内案内板
(1): Upper duct body
(1a): Lower end
(1 '): Lower duct body
(1'a): Upper end
(2): Air swirl chamber
(3): Supply pipe
(4): Upper duct unit
(4 '): Lower duct unit
(5): Slit
(6): Exhaust gas outlet
(7): Curved duct
(8): Mouth
(9): Guide plate in the slit
(10): Guide plate in the chamber
Claims (3)
ダクト本体の下端部外面に設けられた環状の空気旋回チャンバーと、
同チャンバーの外周面に周方向の所定間隔で接続された複数の給気管とからなるダクトユニットにおいて、
ダクト本体とチャンバーの間にダクト内面に沿って冷却空気を吹き込むための環状スリット部が設けられていることを特徴とする排ガスダクトにおける内面保護構造。 A duct body for passing exhaust gas;
An annular air swirl chamber provided on the outer surface of the lower end of the duct body;
In the duct unit consisting of a plurality of air supply pipes connected to the outer peripheral surface of the chamber at a predetermined interval in the circumferential direction,
An inner surface protection structure for an exhaust gas duct, wherein an annular slit portion for blowing cooling air along the inner surface of the duct is provided between the duct body and the chamber.
The inner surface protection structure for an exhaust gas duct according to claim 1 or 2, wherein a plurality of guide plates in the slit are provided in the slit portion at predetermined intervals in the circumferential direction so as to be inclined with respect to the duct length direction.
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