JP2013181674A

JP2013181674A - 締め切りダンパおよびこれを備えたボイラ

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Publication number: JP2013181674A
Application number: JP2012044679A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yoshioka; 利彦吉岡; Komei Iwanaga; 孔明岩永
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP5984427B2

Abstract

【課題】シール材への灰の堆積を防止するために、より簡便な構造でダンパブレードとシール材のシール性を向上させる締め切りダンパおよびボイラを提供することを目的とする。
【解決手段】鉛直方向に延在し、空気予熱器３から排出される熱空気が鉛直方向に対して下方向に流れる鉛直部１０と、鉛直部１０の上流側であって、且つ鉛直部１０に接続されて水平方向に延在する水平部９を有して空気予熱器３からの熱空気を流すダクト１１に対して設けられ、ダンパ内の流路を締め切り可能とするダンパブレードと、ダンパブレードより鉛直方向における上方に設けられダンパブレードを回動させる回動軸と、水平部９の下流側の端部近傍にダンパブレードと接触してシールするシール材とを備えた締め切りダンパ１９であって、ダンパブレード及びシール材１４は、水平部９と鉛直部の接続箇所に形成される角部に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば石炭焚きボイラに用いられて好適な締め切りダンパおよびこれを備えたボイラに関するものである。

一般に、石炭焚きボイラへ供給される石炭を粉砕して微粉炭等の微粉を得るためにミルが用いられている。このミルに空気を供給する空気供給用ダクトには、空気予熱器で予熱された熱空気と予熱されていない冷空気とがそれぞれ、熱空気ダンパと冷空気ダンパの開度調整により混合されて所要温度の空気が流通するようになっている。

この熱空気ダンパと、冷空気ダンパが設置されたダクト内を流通する空気中には、ボイラ排ガスとの熱交換を行った際の、燃焼灰が混入している。締め切りダンパのシール材に燃焼灰が堆積するのを防ぐため、ダクトの鉛直部に締め切りダンパを設けて燃焼灰を落下させる構造として、灰の堆積防止を行っていた。しかし、鉛直ダクトに締め切りダンパが設置出来ない場合には、水平ダクトに締め切りダンパを設置することとなる。

熱空気や、冷空気の水平ダクトに締め切りダンパを設置すると、ダンパのシール材に灰が堆積して、ダンパブレードとシール材とのシール性が悪くなる問題があった。

水平ダクトに締め切りダンパを設置して用いている開示された文献として、下記特許文献１がある。

特許文献１には、一次空気供給ダクトのレイアウト上の制約から、ベンチュリ上流側の整流距離を確保できない場合にも、動圧或いは過流の影響を受けることなく、差圧を安定して計測でき、一次空気の正確な流量計測値を得ることができる方法が記載されている。

特開２００２−５７０３号公報

特許文献１には、水平ダクト内に締め切りダンパを設けられていることが記載されている。しかし、水平ダクトに締め切りダンパを設置すると、ダンパのシール材に灰が堆積して、ダンパブレードとシール材とのシール性が悪くなる問題があった。
一般に、水平ダクト内に締め切りダンパを設置する場合、ダンパブレードと接触してシールするシール材との間に堆積する灰を除去する為の灰除去装置を設けている。灰除去装置を設けることにより、構造が複雑となることや、定期的に灰除去装置の点検などを行う必要があるといった問題があった。
また、シール性が悪くなることでミルのメンテナンスを行う際に熱空気が流れてしまい、メンテナンス性が低下してしまう問題もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、シール材での灰堆積を防止するために、より簡便な構造でダンパブレードとシール材とのシール性を向上させる締め切りダンパおよびこれを備えたボイラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の締め切りダンパおよびこれを備えたボイラは以下の手段を採用する。
鉛直方向に延在し、空気予熱器から排出される熱空気が鉛直方向に対して下方向に流れる鉛直部と、該鉛直部の上流側であって、且つ該鉛直部に接続されて水平方向に延在する水平部を有して前記空気予熱器からの前記熱空気を流すダクトに対して設けられ、前記ダンパ内の流路を締め切り可能とするダンパブレードと、前記ダンパブレードより鉛直方向における上方に設けられ前記ダンパブレードを回動させる回動軸と、前記水平部の下流側の端部近傍に該ダンパブレードと接触してシールするシール材とを備えた締め切りダンパであって、前記ダンパブレード及び前記シール材は、前記水平部と鉛直部の接続箇所に形成される角部に配置されていることを特徴とする締め切りダンパ。

ダンパは、鉛直部と水平部の接続箇所に形成された角部に配置されている。これにより、熱空気中の燃焼灰の堆積によるシール材への影響がなくなる。シール材の下流側が傾斜しているため、燃焼灰が堆積せずに落ちる構成としている。
シール材にパッキンが設けられている場合にはパッキンにも灰が堆積するおそれがあるが、パッキンの上部にのみ堆積するだけでダンパブレードとシール材とのシール面には灰が堆積することがなくなるのでシール性に問題がなくなる。これにより、堆積した灰を除去する装置を設けることなく、シール材に灰の堆積を防止することができる。

前記シール材の前記水平部における前記熱空気流れ下流側には、鉛直方向の下方に所定の傾斜をした傾斜部が設けられていることを特徴とする。

傾斜部により、熱空気中の燃焼灰が堆積せずに落ちる構成となっている。これにより、熱空気中の燃焼灰が堆積するおそれがない。

前記傾斜部の傾斜形状は、直線形状または凸状の曲線形状とされ、かつ、前記熱空気中の灰の安息角以上の傾斜とされていることを特徴とする。

シール材の下流側の傾斜部の傾斜形状を直線形状、または凸状の曲線形状とすることで、灰が下方へ落ちやすい形状としている。また、灰の安息角以上（例えば４５°以上）の傾斜とすることで、灰が堆積しない急傾斜としている。

通風機から供給された空気とボイラ本体から排出される排ガスが空気予熱器にて熱交換された熱空気を流すダクトを備え、前記ダクトに対して、上記の締め切りダンパが設けられていることを特徴とする。

堆積した灰を除去する装置を設けなくても、シール材の灰の堆積を簡便な構造で防止することができる。

本発明によれば、ダンパは、鉛直部と水平部の接続箇所に形成された角部に配置され、シール材の熱空気流れ下流側には、下方に傾斜した傾斜部が設けられている。これによって、シール材に堆積する灰は、傾斜によって下方へと落ちるので、シール材の灰の堆積を防止することができる。したがって、灰の除去装置を設ける必要がないため、より簡便な構造で灰の堆積を防止することができる。

本発明に係る締め切りダンパおよびこれを備えたボイラを示した概略構成図である。本発明に係る空気ダクトの斜視図である。本発明に係る締め切りダンパの一実施形態を示した側面図である。本発明に係る締め切りダンパのシール材を示した詳細図である。

以下に、本発明に係る締め切りダンパ（以下、単に「ダンパ」という。）およびこれを備えたボイラの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、発明の一実施形態にかかるダンパおよびこれを備えたボイラを示した概略構成が示されている。通風機２によって供給された空気が空気予熱器３を通過し熱空気となり鉛直方向に対して下方向に流れ、且つ鉛直部方向に延在する鉛直部１０と、鉛直部１０の上流側であって、且つ鉛直部１０と接続され、水平方向に延在する水平部９とを有するダクト１１が設けられている。水平部９と鉛直部１０とを有するダクト１１は、空気予熱器３に接続され、この空気予熱器３により、ボイラ１から排出される排ガスと通風器２から供給される空気が空気予熱器３で熱交換を行い、その熱空気が石炭を粉砕するミル８へと供給される。

熱空気をミルへと供給するダクト１１の鉛直部１０には、通風機２で供給され、空気予熱器３の入口近傍で分岐された冷空気５を混合する配管が設けられている。

水平部９と鉛直部１０の接続箇所に形成される角部１８に、ダンパ１９が設けられている。また、ダンパ１９の後述する下部のシール材１４の下流側には傾斜部７が設けられていることが好ましい。傾斜部７を設けることによってドラフトロスの低減を図ることができる。また、傾斜部７の傾斜形状は、例えば直線形状、より好ましくは凸状の曲線形状とすることができる。

図２に示されているように、通風機２によって圧送された空気が空気予熱器３によって熱交換され、熱交換された空気は、ダクト１１内を流れてミル８へと供給されている。空気は、通風機２からミル８へと流れる途中に設けられた水平部９を流れ（矢印１６方向）、水平部９に並列に接続される複数の鉛直部１０を通り、鉛直部１０の下流側（矢印１３方向）へ流れる。また、水平部９と鉛直部１０の接続箇所に形成される複数の角部１８には、上述のようにダンパ１９が設けられている。

図３に示されているように、水平部９の内部を矢印１６の方向に熱空気が流れている。角部１８には、ダンパ１９が設けられ、ダンパ１９は、ダンパフレーム１５を設けており、ダンパフレーム１５は水平部９の下流側の端部近傍に開口部２５を有し、その開口部２５の周囲に、後述するダンパブレード６をシールするシール材１４を設け、ダクト１１の断面形状と同一の形状であり、シール材１４と接触することによって開口部２５を覆いダクト１１内の流路を締め切り熱空気の流れを遮断することが可能なダンパブレード６と、ダンパ１９内であって、ダンパブレード６より鉛直方向における上方に回動軸１７が設けられている。図３においてダンパブレード６は、上端部に設けられた回動軸１７回りに回動自在となっている。ダンパブレード６の回動は、図示しない駆動部によって行われる。これにより、ダンパ１９は、ダンパブレード６がシール材１４に接触することによって、ダクト１１内の流路を締め切る全閉位置と、矢印１６で示した熱空気の流れ方向に回動して全閉位置に対して略９０°をなした位置となる全開位置との間を回動するようになっている。

水平部９のダンパフレーム１５は、ダンパブレード６をシールするシール材１４の内、水平部９の下面の下流側の端部に設けられた下部のシール材１４の下流から下方側へと傾斜するように設けられて、傾斜部７を形成している。傾斜部７は、燃焼灰が堆積しない安息角以上の角度で設けられている。例えば、傾斜部７の角度は安息角４５°以上の急傾斜としている。また、傾斜部７の傾斜形状は、灰が堆積しない凸状の曲線形状または直線形状とされている（本実施形態では直線形状）。

図４には、ダンパブレード６をシールするシール材１４の詳細が示されている。ダンパブレード６とシール材１４は、接触してダクト１１内のシールを行っている。また、シール材１４の内、下部のシール材１４の下流側であり、水平部９の下面の端部から下方側へと傾斜するようにダンパフレーム１５が形成されて傾斜部７が設けられている。

次に上記構成のダンパの動作について説明する。
図１に示されるように、通風機２によって供給された空気が、排ガスライン４と空気予熱器３内で熱交換された熱空気がダクト１１、水平部９、鉛直部１０の内部を流れて、ミル８へと供給される。また、ミル８へと供給される熱空気に冷空気５を混合して熱空気の温度調整が行われる。

図３に示されているように、ダンパ１９は、図示しない駆動部によって回動軸１７回りにダンパブレード６を回動させることによってダンパブレード６の開閉操作が行われる。ダンパブレード６は、駆動部によって矢印６ａの方向（熱空気の流れ方向）に動かすことで、ダンパブレード６を開いた状態にする。回動軸１７を中心に矢印６ａ方向にダンパブレード６をさらに開いて、水平状態（６ｂの位置）となるまでダンパブレード６を動かすことで全開状態とされる。また、ダンパブレード６を、矢印６ａとは反対方向（熱空気の流れ方向の反対方向）に動かすことで、シール材１４と接触させてダンパブレード６を全閉の状態とされる。

また図３に示される矢印１６の熱空気の流れ方向の下流側には、下方に傾斜した傾斜部７を設けることによって、ダンパブレード６をシールするシール材１４に灰が堆積することがない。この傾斜部７は、灰が堆積しないように安息角以上の急傾斜としている。具体的には４５度以上設けることが好ましい。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
水平部９と鉛直部１０の接続されたところに形成される角部１８にダンパ１９を設けることから、鉛直部１０に設置される流量計の配置制限が緩和される。これにより、流量計を設置する上流側に鉛直部１０の直線部を確保することができ、安定した差圧を計測することが出来、正確な流量値を得られる。

ダンパブレード６をシールするシール材１４の下流側には、下方に傾斜した傾斜部７が設けられている。傾斜部７は燃焼灰が堆積しない安息角よりも急な傾斜を設けているので、シール材１４に灰が堆積することがない為、ダンパ１９は安定してシールすることができる。

燃焼灰の堆積を傾斜部７によって防止することができるため、簡便な構造でダンパブレード６とシール材１４のシール性を向上させることができる。これにより、従来必要であったシール材１４に灰除去装置を設ける必要がなく、また、ミルのメンテナンスの際に熱空気を確実に遮断することができるのでメンテナンス性を向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更して実施することもできる。
例えば、上述した実施形態では、図３に示すように、下部の供給１４の下流から下方側へと傾斜するように設けられて、傾斜部７を形成しているが、傾斜部７を設けずに水平部９の下面の下流側の端部に直接鉛直部１０が接続されていても良い。

１ボイラ
２通風機
３空気予熱器
４排ガスライン
５冷空気
６ダンパブレード
７傾斜部
８ミル
９水平部
１０鉛直部
１１ダクト
１４シール材
１５フレーム
１７回動軸
１８角部
１９締め切りダンパ

Claims

鉛直方向に延在し、空気予熱器から排出される熱空気が鉛直方向に対して下方向に流れる鉛直部と、該鉛直部の上流側であって、且つ該鉛直部に接続されて水平方向に延在する水平部を有して前記空気予熱器からの前記熱空気を流すダクトに対して設けられ、前記ダンパ内の流路を締め切り可能とするダンパブレードと、前記ダンパブレードより鉛直方向における上方に設けられ前記ダンパブレードを回動させる回動軸と、前記水平部の下流側の端部近傍に該ダンパブレードと接触してシールするシール材とを備えた締め切りダンパであって、
前記ダンパブレード及び前記シール材は、前記水平部と鉛直部の接続箇所に形成される角部に配置されていることを特徴とする締め切りダンパ。
前記シール材の前記水平部における前記熱空気流れ下流側には、鉛直方向の下方に所定の傾斜をした傾斜部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の締め切りダンパ。
前記傾斜部の傾斜形状は、直線形状または凸状の曲線形状とされ、かつ、前記熱空気中の灰の安息角以上の傾斜とされていることを特徴とする請求項２に記載の締め切りダンパ。
ボイラ本体と、
空気を供給する通風機と、
前記通風機から供給された空気を前記ボイラ本体から排出される排ガスと熱交換し熱空気とする空気予熱器と、前記ボイラ本体に接続され、前記空気予熱器にて熱交換された前記熱空気を流すダクトと、
を備え、前記ダクトに対して、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の締め切りダンパが設けられていることを特徴とするボイラ。