JP7049080B2 - スーツブロワ装置及びボイラ - Google Patents

Description

本開示は、スーツブロワ装置及びボイラに関する。

ボイラの炉内に配設される伝熱管の表面に付着した灰や煤を除去するスーツブロワ装置が知られている。スーツブロア装置は、ボイラの炉外から炉内に挿抜されるランス管から蒸気等を噴射することで、伝熱管の表面に付着した灰や煤を除去する（特許文献１参照）。

特開平１１－２３０５３６号公報

蒸気を噴射するスーツブロワ装置では、ランス管内の蒸気が凝縮してドレンが生成されることがあり、このドレンがボイラの火炉壁を伝って流下することがある。このとき、ボイラ火炉壁管と溶接されているフィンの溶接部分にドレンが接触すると、溶接部分が急冷され、溶接部分に割れが生じるおそれがある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、スーツブロワ装置のドレンがボイラ火炉壁管と溶接されているフィンの溶接部分に接触し難くすることで該溶接部分の損傷を抑制することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るスーツブロワ装置は、
ボイラの炉内に配設される伝熱管の表面に蒸気を噴射するためのスーツブロワ装置であって、
前記ボイラの火炉壁は、
複数のボイラ火炉壁管と、
隣接する２つの前記ボイラ火炉壁管の間で、前記隣接する２つのボイラ火炉壁管の少なくとも一方に溶接されるフィン片を含むフィンと、を備え、
前記スーツブロワ装置は、
炉外から炉内に挿入されるランス管であって、前記蒸気を噴射する噴射口が形成されたランス管と、
前記フィン片を貫通し、内部を前記ランス管が挿通されるスリーブ管と、を備え、
前記スリーブ管の炉内側の端部は、少なくとも鉛直下方位置において前記フィン片よりも炉内側に突出している。

上記（１）の構成によれば、スリーブ管のドレンがスリーブ管の内周面を伝い、スリーブ管の炉内側の端部から炉内に流れても、スリーブ管の炉内側の端部が少なくとも鉛直下方位置においてフィン片よりも炉内側に突出しているので、スリーブ管の炉内側の端部から流下するドレンがフィン片に触れ難くなる。これにより、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分の損傷を抑制できる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記スリーブ管の炉内側の端部の前記フィン片からの突出量をＬ１、
前記ボイラ火炉壁管の外周面の前記フィン片からの突出量をＬ２、とした場合に、０．５×Ｌ２≦Ｌ１≦Ｌ２の関係を満たす。

上記（２）の構成によれば、スリーブ管の炉内側の端部のフィン片からの突出量Ｌ１がボイラ火炉壁管の外周面のフィン片からの突出量Ｌ２の０．５倍以上であるので、スリーブ管の炉内側の端部から流下するドレンがフィン片に触れ難くなる。また、上記（２）の構成によれば、スリーブ管の炉内側の端部のフィン片からの突出量Ｌ１がボイラ火炉壁管の外周面のフィン片からの突出量Ｌ２以下であるので、スリーブ管の炉内側の端部の突出量を抑制して、該端部の焼損を抑制できる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記スリーブ管の炉内側の端部の前記フィン片からの突出量は、前記ボイラ火炉壁管の前記外周面の前記フィン片からの突出量と等しい。

上記（３）の構成によれば、スリーブ管の炉内側の端部のフィン片からの突出量がボイラ火炉壁管の外周面のフィン片からの突出量と等しいので、スリーブ管の炉内側の端部から流下するドレンをフィン片に触れ難くしつつ、スリーブ管の炉内側の端部の焼損を抑制できる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、前記スリーブ管の炉内側の端部は、鉛直下方から周方向においてずれた位置で前記スリーブ管の延在方向に沿って延在するスリット部を有する。

上記（４）の構成によれば、スリット部がスリーブ管の熱膨張による変形を吸収するので、スリーブ管やスリーブ管が貫通するフィンの損傷を抑制できる。
また、上記（４）の構成によれば、スリット部の配置位置が鉛直下方から周方向においてずれているので、スリーブ管の内周面を伝って流れるドレンがスリット部から流下し難くなる。これにより、ドレンがフィン片に触れ難くなるので、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分の損傷を抑制できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記スリーブ管は、
前記フィン片を挟んで炉外側に延在する第１スリーブ管と、
前記第１スリーブ管の前記フィン片側の端部に溶接されるとともに、前記フィン片よりも炉内側に突出している第２スリーブ管と、を含み
前記スリーブ管の内周面は、前記第１スリーブ管と前記第２スリーブ管との境界部の鉛直下方位置において、平坦に接続されている。

上記（５）の構成によれば、例えば、フィン片を挟んで炉外側に延在する第１スリーブ管を備え、フィン片よりも炉内側に突出している第２スリーブ管を備えていないような既存の設備に対して、第１スリーブ管のフィン片側の端部に第２スリーブ管を溶接によって接続することで、スリーブ管から炉内に流下するドレンがフィン片に触れ難くなり、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分の損傷を抑制できる。
また、上記（５）の構成によれば、スリーブ管の内周面が第１スリーブ管と第２スリーブ管との境界部の鉛直下方位置において平坦に接続されているので、スリーブ管内を流れるドレンが該境界部でせき止められたり、ドレン溜まりができたりすることなくスムーズに流れる。

（６）本発明の少なくとも一実施形態に係るスーツブロワ装置は、
ボイラの炉内に配設される伝熱管の表面に蒸気を噴射するためのスーツブロワ装置であって、
前記ボイラの火炉壁は、
複数のボイラ火炉壁管と、
隣接する２つの前記ボイラ火炉壁管の間で、前記隣接する２つのボイラ火炉壁管の少なくとも一方に溶接されるフィン片を含むフィンと、を備え、
前記スーツブロワ装置は、
炉外から炉内に挿入されるランス管であって、前記蒸気を噴射する噴射口が形成されたランス管と、
前記フィン片を貫通し、内部を前記ランス管が挿通されるスリーブ管と、
前記スリーブ管の下方で、前記フィン片から炉内側に突出し、前記スリーブ管の延在方向に沿って見たときに左右に離間して配置された一対の整流部材であって、それぞれの上面が相手側に向かうにつれて下方に下がるように傾斜した一対の整流部材と、
を備える。

上記（６）の構成によれば、一対の整流部材は、スリーブ管の下方で、フィン片から炉内側に突出しているので、スリーブ管の端部から炉内に流下するドレンを上面で受けることができる。また、上記（６）の構成によれば、一対の整流部材は、スリーブ管の延在方向に沿って見たときに左右に離間して配置され、それぞれの上面が相手側に向かうにつれて下方に下がるように傾斜している。したがって、一対の整流部材は、上面で受けた上記ドレンをそれぞれの下端側の端部に案内できる。一対の整流部材は左右に離間して配置されているので、それぞれの下端側の端部同士も離間している。そのため、それぞれの下端側の端部に案内されたドレンは、下端側の端部同士の隙間から下方に流下する。
これにより、スリーブ管の端部から炉室内に流下するドレンをボイラ火炉壁管側から離れるように案内し、下端側の端部同士の隙間から下方に流下させることができるので、スリーブ管の端部から炉室内に流下するドレンがボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分に触れ難くなり、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分の損傷を抑制できる。
また、火炉壁の炉内側の表面を耐火材の層で覆う場合には、一対の整流部材が耐火材を支持するためのアンカー部材としての機能を果たすので、耐火材が脱落し難くなり、耐火材の耐久性を向上できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記一対の整流部材は、前記スリーブ管の下方で上下方向に沿って少なくとも二対配置されている。

上記（７）の構成によれば、一対の整流部材がスリーブ管の下方で上下方向に沿って少なくとも二対配置されているので、スリーブ管の端部から炉内に流下するドレンを少なくとも上下２段の整流部材によって、ボイラ火炉壁管側から離れるように案内できる。
これにより、スリーブ管の端部から炉内に流下するドレンがボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分に触れ難くなり、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分の損傷を抑制できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）の構成において、
前記一対の整流部材のそれぞれは、前記フィン片に溶接されており、
前記一対の整流部材のそれぞれの前記フィン片との溶接部は、前記ボイラ火炉壁管と前記フィン片との溶接部から離間している。

上記（８）の構成によれば、一対の整流部材のそれぞれのフィン片との溶接部がボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部から離間しているので、ドレンに触れたことによる整流部材の温度低下の影響がボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部に及び難くなる。これにより、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部の耐久性への影響を抑制できる。また、一対の整流部材のそれぞれのフィン片との溶接部と、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部とが重ならないので、それぞれの溶接部において再溶接されることによる強度低下のおそれがない。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記一対の整流部材のそれぞれの溶接部は、前記スリーブ管とは反対側に設けられた、片側開先部を有する。

上記（９）の構成によれば、一対の整流部材のそれぞれの溶接部における片側開先部がスリーブ管とは反対側に設けられているので、一対の整流部材のそれぞれの溶接部における溶接金属にスリーブ管の端部から炉内に流下するドレンが接触し難くなるので、該溶接部の耐久性を向上できる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、前記フィン片の炉内側の表面を覆う耐火材の層をさらに備える。

上記（１０）の構成によれば、フィン片の炉内側の表面が耐火材の層で覆われているので、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部にスリーブ管の端部から炉内に流下するドレンが直接接触することを防止できるので、該溶接部の耐久性を向上できる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記フィン片の炉内側に取り付けられた、前記耐火材を支持するためのアンカー部材を複数備え、
前記複数のアンカー部材の少なくとも一部は、前記スリーブ管の延在方向に沿って見たときに千鳥格子状に配置されている。

上記（１１）の構成によれば、耐火材を支持するためのアンカー部材を複数備え、複数のアンカー部材の少なくとも一部がスリーブ管の延在方向に沿って見たときに千鳥格子状に配置されているので、耐火材が脱落し難くなり、耐火材の耐久性を向上できる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の構成において、
前記フィン片の炉内側に取り付けられた、前記耐火材を支持するためのアンカー部材を複数備え、
前記複数のアンカー部材のそれぞれは、先端が二股状に分かれた二股部を有し、
前記複数のアンカー部材は、前記スリーブ管の延在方向に沿って見たときの前記二股部の一方の先端と他方の先端とを結ぶ線分の向きが、第１方向に沿って配置される第１アンカー部材、前記第１方向とは異なる第２方向に沿って配置される第２アンカー部材、および前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に沿って配置される第３アンカー部材、を含んでいる。

上記（１２）の構成によれば、複数のアンカー部材のそれぞれが二股部を有し、複数のアンカー部材が、スリーブ管の延在方向に沿って見たときの二股部の一方の先端と他方の先端とを結ぶ線分の向きが、第１方向に沿って配置される第１アンカー部材、第１方向とは異なる第２方向に沿って配置される第２アンカー部材、及び第１方向及び第２方向とは異なる第３方向に沿って配置される第３アンカー部材、を含んでいるので、耐火材が脱落し難くなり、耐火材の耐久性を向上できる。

（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラは、
上記（１）乃至（１２）の何れかの構成のスーツブロワ装置と、
前記火炉壁と、
を備える。

上記（１３）の構成によれば、スリーブ管の炉内側の端部から流下するドレンがフィン片に触れ難くなり、ボイラ火炉壁管とフィン片との溶接部分の損傷を抑制できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、スーツブロワ装置のドレンがボイラ火炉壁管と溶接されているフィンの溶接部分に接触し難くすることで該溶接部分の損傷を抑制できる。

一実施形態に係るボイラの全体構成を模式的に示す図である。 ボイラの炉内の模式的な斜視図である。 スリーブ管の近傍の火炉壁を示す図であり、耐火材層を設ける前の状態を示している。 図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。 スリーブ管の近傍の火炉壁の一部を拡大した図であり、（ａ）は図３におけるスリーブ管の下部近傍を拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ矢視図である。 既設のスーツブロアのスリーブ管を炉内側に向かって延長する様子について説明する図であり、（ａ）は既設のスーツブロアのスリーブ管と、延長用の短管とを示す断面図であり、（ｂ）は既設のスーツブロアのスリーブ管に延長用の短管を接続した後のスリーブ管の断面を拡大した図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（ボイラの全体構成）
図１及び図２を参照して、一実施形態に係るボイラ（蒸気発生装置）１について説明する。図１は、一実施形態に係るボイラ１の全体構成を模式的に示す図である。図２は、ボイラ１の炉内の模式的な斜視図である。
ボイラ１は、内部に火炉（燃焼室）２が形成される火炉壁３と、火炉壁３の下部に多段に設置されたバーナ４と、火炉２の出口に連結された煙道５と、火炉２の上部から煙道５に向かってこの順に並ぶ過熱器６、再熱器７及びエコノマイザ８と、火炉２の上方に設けられたドラム９とを備えている。

火炉壁３は、図２に示すように、管軸方向を上下方向に向けた水管３１が複数並ぶ水冷壁として構成されており、水管３１と平板状のフィン３２とが交互に組み合わされている。
各水管３１は上下各端部が図示しないヘッダ、上昇管及び降水管を介してドラム９に接続されている。
一実施形態のボイラ１では、火炉壁３の炉内側には、耐火材の層（耐火材層）３３が設けられているが、ボイラの機種や仕様の違い等により、火炉壁３の炉内側に耐火材層３３が設けられない場合もある。

図２に示すように、過熱器６は、火炉２から煙道５に至るボイラ１の内部に配設される複数の伝熱管６ａを有する。各伝熱管６ａの端部は、炉外に設置された管寄せ（管台）６ｂに接続されている。なお、図２では不図示であるが、再熱器７も過熱器６と同様の構成である。

バーナ４から噴射された燃焼用空気と燃料は、バーナ４の噴射口において火炎を形成し、燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは火炉２を上昇し、過熱器６、再熱器７及びエコノマイザ８をこの順に通過する。

給水ポンプ（図示略）から供給された水は、エコノマイザ８で燃焼ガスと熱交換されて予熱された後、火炉壁３へと送られる。火炉壁３へと送られた水は、ドラム９や火炉壁３を構成する各水管３１等からなる循環路を循環しながら、バーナ４の火炎や燃焼ガスにより加熱されて、飽和水と飽和蒸気とからなる二相流となる。飽和蒸気は、ドラム９により分離されて、過熱器６に導入され、バーナ４の火炎や燃焼ガスによって加熱され、過熱蒸気となる。

この過熱蒸気は、主蒸気管を介して発電用の蒸気タービンに供給され、蒸気タービンでの膨張過程の中途で取り出された蒸気は、低温再熱蒸気管を介して再熱器７に導入され、燃焼ガスによって再度過熱されて高温再熱蒸気管を介して再び蒸気タービンに供給される（主蒸気管、蒸気タービン、低温再熱蒸気管及び高温再熱蒸気管は図示略）。

一実施形態のボイラ１には、過熱器６の伝熱管６ａや、再熱器７の不図示の伝熱管、エコノマイザ８の不図示の伝熱管に付着した灰や煤等を高圧の蒸気や空気の噴射によって除去するスーツブロア２０が備えられている。
一実施形態のスーツブロア２０は、蒸気を噴射するランス管２１と、ランス管２１の周囲を覆うスリーブ管２２とを有する。

ランス管２１は、スリーブ管２２の内部に挿通され、火炉２内に挿抜可能に構成されている。すなわち、ランス管２１は、その軸方向に移動して火炉２内に挿入される挿入位置と、火炉２内から退避する退避位置との間を移動可能に構成されている。また、ランス管２１は、ランス管２１の軸周りに回転可能に構成されている。ランス管２１の先端付近の外周面には不図示の噴射口が設けられており、この噴射口から高圧蒸気や高圧空気が噴射される。

一実施形態のスーツブロア２０では、噴射媒体が高圧の蒸気である。そのため、ランス管２１内に残留した蒸気が凝縮してドレンが生成されると、生成されたドレンがスリーブ管２２の内側を伝って火炉２内に流下することがある。このとき、後述する図５（ａ）に示した、水管３１とフィン３２との溶接部３４にドレンが接触すると、溶接部３４が急冷され、溶接部３４に割れが生じるおそれがある。
そこで、一実施形態のボイラ１及びスーツブロア２０では、以下で説明するように水管３１とフィン３２との溶接部３４にドレンが接触し難くすることで溶接部３４の損傷を抑制している。

（スリーブ管２２における対応）
図３は、スリーブ管２２の近傍の火炉壁３を示す図であり、耐火材層３３を設ける前の状態を示している。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。図５は、スリーブ管２２の近傍の火炉壁３の一部を拡大した図であり、図５（ａ）は、図３におけるスリーブ管２２の下部近傍を拡大した図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ－Ａ矢視図である。
一実施形態のスーツブロア２０では、図３に示すように、スリーブ管２２は縦長の楕円形状の断面を有する管状の部材であり、隣接する２本の水管３１の間の領域に配置されている。一実施形態では、水管３１同士の間隔がスリーブ管２２の径よりも小さいため、図３においてスリーブ管２２の側方で延在する２本の水管３１は、図３における左右方向に湾曲している。
スリーブ管２２は、ドレンがスリーブ管２２の内を伝って炉内側に流れるように、炉内側の端部２２ａ側が下がるように僅かに傾斜している。

図４に示すように、スリーブ管２２の炉内側の端部２２ａは、フィン３２の炉内側の表面よりも炉内側に突出している。
一実施形態のスーツブロア２０では、スリーブ管２２の端部２２ａのフィン３２からの突出量Ｌ１は、水管３１の外周面のフィン３２からの突出量Ｌ２と等しい。

スリーブ管２２の端部２２ａには、熱膨張によるスリーブ管２２の変形を吸収するためのスリット部２２ｂが設けられている。スリット部２２ｂは、図４に示すように、スリーブ管２２の炉内側の管端からスリーブ管２２の延在方向に向かって延在するスリットである。スリット部２２ｂは、図３，５に示すように、端部２２ａにおける鉛直下方の位置から周方向にずれた位置に設けられている。一実施形態では、図３に示すように、スリット部２２ｂは、周方向の２か所に、スリーブ管２２の断面の中心に関して対称となるように設けられている。

このように構成される一実施形態のスリーブ管２２では、端部２２ａがフィン３２から炉内側に突出しているので、例えばフィン３２の表面の耐火材層３３が脱落したとしても、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなるので、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンが水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れ難くなる。これにより、水管３１とフィン３２との溶接部３４の損傷を抑制できる。
また、フィン３２の表面に耐火材層３３が最初から設けられていない場合であっても、端部２２ａがフィン３２から炉内側に突出しているので、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなり、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンが水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れ難くなる。これにより、水管３１とフィン３２との溶接部３４の損傷を抑制できる。

端部２２ａのフィン３２からの突出量Ｌ１は、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くするためには大きい方がよく、火炉２内における端部２２ａの消耗（焼損）を抑制するためには小さい方がよい。
一実施形態のスリーブ管２２では、上述したように、端部２２ａのフィン３２からの突出量Ｌ１が水管３１の外周面のフィン３２からの突出量Ｌ２と等しいので、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンをフィン３２に触れ難くしつつ、火炉２内における端部２２ａの焼損を抑制できる。

一実施形態のスリーブ管２２では、スリット部２２ｂは、端部２２ａにおける鉛直下方の位置から周方向にずれた位置に設けられている。そのため、スリーブ管２２の内周面を伝って流れるドレンがスリット部２２ｂから流下し難くなる。したがって、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなり、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンが水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れ難くなる。これにより、水管３１とフィン３２との溶接部３４の損傷を抑制できる。

（整流部材４０について）
図３～図５に示すように、フィン３２の炉内側の表面には、スリーブ管２２の下方の領域に整流部材４０が設けられている。
整流部材４０は、フィン３２の炉内側の表面から炉内側に突出し、図３において、すなわち、スリーブ管２２の延在方向に沿って見たときに左右に離間して配置された一対の板状の部材である。したがって、図示右側の整流部材４０の左端と図示左側の整流部材４０の右端とは離間している。一実施形態では、整流部材４０は、スリーブ管２２の下方で上下方向に沿って三対配置されている。
図４に示すように、一実施形態の整流部材４０の炉内側の端部は、スリーブ管２２の端部２２ａよりも炉内側に突出している。

左右一対の整流部材４０は、それぞれの上面４０ａが相手側の整流部材４０に向かうにつれて下方に下がるように傾斜している。すなわち、左右一対の整流部材４０のうち、図示右側の整流部材４０は、上面４０ａの右端側の高さが左端側の高さよりも高く、図示左側の整流部材４０は、上面４０ａの左端側の高さが右端側の高さよりも高い。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、整流部材４０は、フィン３２との溶接部４１において、スリーブ管２２とは反対側に設けられた、片側開先部４２を有する。したがって、溶接部４１の溶接金属４３は、図５（ａ）に示すように、スリーブ管２２側から見て、整流部材４０の上面４０ａに隠れた状態となる。
図５（ａ）に示すように、溶接部４１は、水管３１とフィン３２との溶接部３４と離間している。なお、フィン３２は、隣接する２つの水管３１の一方に溶接されるフィン片３２ａを含んでいる。

このように構成される一実施形態の整流部材４０では、左右一対の整流部材４０がスリーブ管２２の下方で、フィン３２から炉内側に突出しているので、スリーブ管２２の端部２２ａから火炉２内に流下するドレンを上面４０ａで受けることができる。また、左右一対の整流部材４０は、スリーブ管２２の延在方向に沿って見たときに左右に離間して配置され、それぞれの上面４０ａが相手側に向かうにつれて下方に下がるように傾斜している。したがって、一対の整流部材４０は、上面４０ａで受けた上記ドレンをそれぞれの下端側の端部に案内できる。一対の整流部材４０は左右に離間して配置されているので、それぞれの下端側の端部同士も離間している。そのため、それぞれの下端側の端部に案内されたドレンは、下端側の端部同士の隙間から下方に流下する。
これにより、スリーブ管２２の端部２２ａから火炉２内に流下するドレンを水管３１側から離れるように案内し、下端側の端部同士の隙間から下方に流下させることができるので、スリーブ管２２の端部２２ａから火炉２内に流下するドレンが水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れ難くなり、溶接部３４の損傷を抑制できる。

一実施形態では、左右一対の整流部材４０がスリーブ管２２の下方で上下方向に沿って三対配置されているので、スリーブ管２２の端部２２ａから火炉２内に流下するドレンを上下３段の整流部材４０によって、水管３１側から離れるように案内できる。
これにより、スリーブ管２２の端部２２ａから火炉２内に流下するドレンが水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れ難くなり、溶接部３４の損傷を抑制できる。

一実施形態の整流部材４０のそれぞれでは、フィン３２との溶接部４１が水管３１とフィン３２との溶接部３４から離間しているので、ドレンに触れたことによる整流部材４０の温度低下の影響が水管３１とフィン３２との溶接部３４に及び難くなる。これにより、水管３１とフィン３２との溶接部３４の耐久性への影響を抑制できる。また、整流部材４０のフィン３２との溶接部４１と、水管３１とフィン３２との溶接部３４とが重ならないので、それぞれの溶接部において再溶接されることによる強度低下のおそれがない。

一実施形態の整流部材４０では、スリーブ管２２とは反対側に設けられた片側開先部４２を有するので、溶接部４１における溶接金属４３にスリーブ管２２の端部２２ａから火炉２内に流下するドレンが接触し難くなるので、溶接部４１の耐久性を向上できる。

一実施形態では、整流部材４０がフィン３２から炉内側に突出しているので、後述するように、火炉壁３の炉内側の表面を耐火材の層で覆う場合には、整流部材４０のそれぞれが耐火材を支持するためのアンカー部材としての機能を果たす。これにより、耐火材が火炉壁３から脱落し難くなり、耐火材の耐久性を向上できる。

（耐火材層３３について）
図４に示すように、一実施形態の火炉壁３の炉内側の表面は、耐火材層３３で覆われている。一実施形態の火炉壁３では、耐火材層３３は、水管３１の炉内側の表面及びフィン３２の炉内側の表面を覆っている。耐火材層３３には、スリーブ管２２の端部２２ａに対応する位置に開口部３３ａが設けられている。開口部３３ａは、スリーブ管２２の炉内側の管端から耐火材層３３の炉内側の表面に向かうにつれてスリーブ管２２の径方向外側に広がるテーパ形状を呈する。

図３及び図４に示すように、一実施形態の火炉壁３では、耐火材層３３を支持するため、フィン３２の炉内側の表面にアンカー部材５０が取り付けられている。図４に示すように、アンカー部材５０は、例えば基端部５０ａから先端５０ｂに向かって二股状に分岐した二股部５１を有する。アンカー部材５０は、溶接によって基端部５０ａがフィン３２に固定される。

一実施形態の火炉壁３では、図３に示すように、アンカー部材５０は、スリーブ管２２の延在方向に沿って見たときに千鳥格子状に配置されている。また、アンカー部材５０は、スリーブ管２２の延在方向に沿って見たときの一方の先端５０ｂと他方の先端５０ｂとを結ぶ線分の向きが、図示上下方向に沿って配置されるアンカー部材５０と、図示左右方向に沿って配置されるアンカー部材５０と、図示上下方向から４５度程度角度がずれた斜め方向に沿って配置されるアンカー部材５０とを含んでいる。すなわち、一実施形態の火炉壁３では、アンカー部材５０は、図３における上下方向、左右方向、及び斜め方向の何れかを向くように配置されている。したがって、一実施形態の火炉壁３では、２つの先端５０ｂを結ぶ線分に向きがそれぞれ異なる、３種類のアンカー部材５０が配置されている。

このように、一実施形態の火炉壁３では、耐火材層３３の開口部３３ａが上述したようなテーパ形状を呈するので、スリーブ管２２の端部２２ａから流れ出たドレンが耐火材層３３上に留まらずに下方に流下するので、耐火材層３３の損傷を抑制して、耐火材層３３の耐久性を向上できる。これにより、耐火材層３３によって、ドレンが水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れることを長期間にわたって抑制できるので、溶接部３４の損傷を抑制できる。
なお、一実施形態のスリーブ管２２では、上述したように端部２２ａがフィン３２から炉内側に突出しているので、スリーブ管２２の端部２２ａから流れ出たドレンが耐火材層３３とフィン３２との境界面に触れ難くなるので、耐火材層３３の損傷を抑制して、耐火材層３３の耐久性を向上できる。また、耐火材層３３の脱落も抑制できる。

一実施形態の火炉壁３では、アンカー部材５０がスリーブ管２２の延在方向に沿って見たときに千鳥格子状に配置されているので、耐火材層３３が脱落し難くなり、耐火材層３３の耐久性を向上できる。

一実施形態の火炉壁３では、アンカー部材５０は、二股部５１の先端５０ｂ同士を結ぶ線分の向きが図３における上下方向、左右方向、及び斜め方向の何れかを向くように配置されているので、耐火材層３３が脱落し難くなり、耐火材層３３の耐久性を向上できる。

（既設スーツブロアの改修について）
上述した一実施形態では、スリーブ管２２は、炉内側の端部２２ａがフィン３２の炉内側の表面よりも炉内側に突出している。
しかし、例えばボイラに既に設置されているスーツブロアでは、スリーブ管の炉内側の端部が火炉壁のフィンの表面から炉内側に突出していない。このような場合には、例えばボイラが補修等により停止しているときにスリーブ管を炉内側に向かって延長するように改修することができる。

図６は、既設のスーツブロアのスリーブ管を炉内側に向かって延長する様子について説明する図であり、図６（ａ）は、既設のスーツブロアのスリーブ管と、延長用の短管とを示す断面図であり、図６（ｂ）は、既設のスーツブロアのスリーブ管に延長用の短管を接続した後のスリーブ管の断面を拡大した図である。
図６（ａ）に示すように、例えば、既設のスーツブロアのスリーブ管６２の炉内側の端部６２ａに、スリーブ管６２と同形状の断面を有する短管６３を溶接することによって、スリーブ管６２を炉内側に向かって延長できる。これにより、短管６３がフィン３２から炉内側に突出した状態となる。
短管６３には、熱膨張によるスリーブ管６２及び短管６３の変形を吸収するためのスリット部６３ｂを設ける。

図６（ｂ）に示すように、スリーブ管６２と短管６３との溶接部６４は、少なくとも鉛直下方位置において、内周部６４ａに仕上げ加工を施すこと等によって、スリーブ管６２と短管６３との接続部分の内周面が平坦となるように仕上げられている。

このように、既設のスーツブロアの改修後のスリーブ管は、フィン３２を挟んで火炉２の外部側に延在するスリーブ管６２と、スリーブ管６２のフィン３２側の端部、すなわち端部６２ａに溶接された、フィン３２よりも炉内側に突出している短管６３と、を含む。

これにより、例えば、フィン３２を挟んで火炉２の外部側に延在する第１スリーブ管（スリーブ管６２）を備え、フィン３２よりも炉内側に突出している第２スリーブ管を備えていないような既存の設備に対して、スリーブ管６２の端部６２ａに短管６３を溶接によって接続することで、短管６３が接続されたスリーブ管６２から火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなり、水管３１とフィン３２との溶接部３４の損傷を抑制できる。

また、スリーブ管６２と短管６３との境界部である溶接部６４の鉛直下方位置において内周面が平坦に接続されているので、スリーブ管６２内を流れるドレンが溶接部６４でせき止められたり、ドレン溜まりができたりすることなくスムーズに流れる。これにより、溶接部６４でせき止められたりドレン溜まりができたりすることによって溜まったドレンが、あるタイミングで一気に耐火材層３３に接触する、という現象が生じ難くなるので、耐火材層３３の損傷を抑制して、耐火材層３３の耐久性を向上できる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態のスーツブロア２０では、スリーブ管２２の端部２２ａが全周にわたってフィン３２の炉内側の表面よりも炉内側に突出している。しかし、スリーブ管２２の端部２２ａが少なくとも鉛直下方位置においてフィン３２の炉内側の表面よりも炉内側に突出していれば、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなり、火炉壁３つまりは水管３１とフィン３２との溶接部３４に触れ難くなる。したがって、例えば、スリーブ管２２の端部２２ａは、周方向の範囲のうち、鉛直下方位置を含む鉛直下方位置の近傍だけがフィン３２の炉内側の表面よりも炉内側に突出していてもよい。また、例えば、スリーブ管２２は、鉛直下方位置がフィン３２の炉内側の表面よりも炉内側に突出するように、端部２２ａの端面が火炉壁３に対して斜めに傾斜していてもよい。

上述した一実施形態のスーツブロア２０では、スリーブ管２２の端部２２ａのフィン３２からの突出量Ｌ１は、水管３１の外周面のフィン３２からの突出量Ｌ２と等しい。しかし、端部２２ａがフィン３２から炉内側に突出していれば、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなるので、突出量Ｌ１が突出量Ｌ２と等しくなることは必須ではない。
例えば、突出量Ｌ１が突出量Ｌ２の０．５倍以上であれば、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンをフィン３２に触れ難くするという効果が十分に表れると考えられる。
また、突出量Ｌ１は、突出量Ｌ２の１．０倍よりも大きくてもよい。

上述した一実施形態では、スリーブ管２２では、スリット部２２ｂが設けられているが、熱膨張によるスリーブ管２２の変形の影響を無視し得るのであれば、スリーブ管２２にスリット部２２ｂが設けられていなくてもよい。また、スリット部２２ｂは、端部２２ａの１か所に設けられていてもよく。３か所以上に設けられていてもよい。

上述した一実施形態では、整流部材４０の炉内側の端部は、スリーブ管２２の端部２２ａよりも炉内側に突出している。しかし、整流部材４０の炉内側の端部が少なくともフィン３２の炉内側の表面から炉内側に突出していれば、端部２２ａから火炉２内に流下するドレンがフィン３２に触れ難くなるので、整流部材４０の炉内側の端部がスリーブ管２２の端部２２ａよりも炉内側に突出することは必須ではなく、少なくともフィン３２の炉内側の表面から炉内側に突出していればよい。

上述した一実施形態では、整流部材４０は三対設けられているが、整流部材４０は一対又は二対設けられていてもよく、四対以上設けられていてもよい。

上述した一実施形態では、フィン３２の表面に耐火材層３３が設けられているが、フィン３２の表面に耐火材層３３が設けられていなくてもよい。

上述した一実施形態では、アンカー部材５０は、二股部５１の先端５０ｂ同士を結ぶ線分の向きが図３における上下方向、左右方向、及び斜め４５度の方向の何れかを向くように配置されている。しかし、上述の説明は、二股部５１の先端５０ｂ同士を結ぶ線分の向きが上記の方向とは異なる方向を向くように配置されたアンカー部材５０の存在を否定するものではない。また、２つの先端５０ｂを結ぶ線分に向きがそれぞれ異なる、４種類のアンカー部材５０が配置されていてもよい。

１ ボイラ（蒸気発生装置）
２ 火炉（燃焼室）
３ 火炉壁
２０ スーツブロア
２１ ランス管
２２ スリーブ管
２２ａ 端部
２２ｂ スリット部
３１ 水管
３２ フィン
３３ 耐火材層
３４ 溶接部
４０ 整流部材
４１ 溶接部
４２ 片側開先部
４３ 溶接金属
５０ アンカー部材
５１ 二股部
６２ スリーブ管
６３ 短管

Claims (12)

1. ボイラの炉内に配設される伝熱管の表面に蒸気を噴射するためのスーツブロワ装置であって、
   前記ボイラの火炉壁は、
   複数のボイラ火炉壁管と、
   隣接する２つの前記ボイラ火炉壁管の間で、前記隣接する２つのボイラ火炉壁管の少なくとも一方に溶接されるフィン片を含むフィンと、を備え、
   前記スーツブロワ装置は、
   炉外から炉内に挿入されるランス管であって、前記蒸気を噴射する噴射口が形成されたランス管と、
   前記フィン片を貫通し、内部を前記ランス管が挿通されるスリーブ管と、を備え、
   前記スリーブ管の炉内側の端部は、少なくとも鉛直下方位置において前記フィン片よりも炉内側に突出しており、
   前記スリーブ管の炉内側の端部は、鉛直下方から周方向においてずれた位置で前記スリーブ管の延在方向に沿って延在するスリット部を有する、
   スーツブロワ装置。
2. ボイラの炉内に配設される伝熱管の表面に蒸気を噴射するためのスーツブロワ装置であって、
   前記ボイラの火炉壁は、
   複数のボイラ火炉壁管と、
   隣接する２つの前記ボイラ火炉壁管の間で、前記隣接する２つのボイラ火炉壁管の少なくとも一方に溶接されるフィン片を含むフィンと、を備え、
   前記スーツブロワ装置は、
   炉外から炉内に挿入されるランス管であって、前記蒸気を噴射する噴射口が形成されたランス管と、
   前記フィン片を貫通し、内部を前記ランス管が挿通されるスリーブ管と、を備え、
   前記スリーブ管の炉内側の端部は、少なくとも鉛直下方位置において前記フィン片よりも炉内側に突出しており、
   前記スリーブ管は、
   前記フィン片を挟んで炉外側に延在する第１スリーブ管と、
   前記第１スリーブ管の前記フィン片側の端部に溶接されるとともに、前記フィン片よりも炉内側に突出している第２スリーブ管と、を含み
   前記スリーブ管の内周面は、前記第１スリーブ管と前記第２スリーブ管との境界部の鉛直下方位置において、平坦に接続されている、
   スーツブロワ装置。
3. 前記スリーブ管の炉内側の端部の前記フィン片からの突出量をＬ１、
   前記ボイラ火炉壁管の外周面の前記フィン片からの突出量をＬ２、とした場合に、０．５×Ｌ２≦Ｌ１≦Ｌ２の関係を満たす、請求項１又は２に記載のスーツブロワ装置。
4. 前記スリーブ管の炉内側の端部の前記フィン片からの突出量は、前記ボイラ火炉壁管の前記外周面の前記フィン片からの突出量と等しい、請求項３に記載のスーツブロワ装置。
5. ボイラの炉内に配設される伝熱管の表面に蒸気を噴射するためのスーツブロワ装置であって、
   前記ボイラの火炉壁は、
   複数のボイラ火炉壁管と、
   隣接する２つの前記ボイラ火炉壁管の間で、前記隣接する２つのボイラ火炉壁管の少なくとも一方に溶接されるフィン片を含むフィンと、を備え、
   前記スーツブロワ装置は、
   炉外から炉内に挿入されるランス管であって、前記蒸気を噴射する噴射口が形成されたランス管と、
   前記フィン片を貫通し、内部を前記ランス管が挿通されるスリーブ管と、
   前記スリーブ管の下方で、前記フィン片から炉内側に突出し、前記スリーブ管の延在方向に沿って見たときに左右に離間して配置された一対の整流部材であって、それぞれの上面が相手側に向かうにつれて下方に下がるように傾斜した一対の整流部材と、
   を備える、スーツブロワ装置。
6. 前記一対の整流部材は、前記スリーブ管の下方で上下方向に沿って少なくとも二対配置されている、請求項５に記載のスーツブロワ装置。
7. 前記一対の整流部材のそれぞれは、前記フィン片に溶接されており、
   前記一対の整流部材のそれぞれの前記フィン片との溶接部は、前記ボイラ火炉壁管と前記フィン片との溶接部から離間している、請求項５又は６に記載のスーツブロワ装置。
8. 前記一対の整流部材のそれぞれの溶接部は、前記スリーブ管とは反対側に設けられた、片側開先部を有する、請求項７に記載のスーツブロワ装置。
9. 前記フィン片の炉内側の表面を覆う耐火材の層をさらに備える、請求項１乃至８の何れか一項に記載のスーツブロワ装置。
10. 前記フィン片の炉内側に取り付けられた、前記耐火材を支持するためのアンカー部材を複数備え、
    前記複数のアンカー部材の少なくとも一部は、前記スリーブ管の延在方向に沿って見たときに千鳥格子状に配置されている、請求項９に記載のスーツブロワ装置。
11. 前記フィン片の炉内側に取り付けられた、前記耐火材を支持するためのアンカー部材を複数備え、
    前記複数のアンカー部材のそれぞれは、先端が二股状に分かれた二股部を有し、
    前記複数のアンカー部材は、前記スリーブ管の延在方向に沿って見たときの前記二股部の一方の先端と他方の先端とを結ぶ線分の向きが、第１方向に沿って配置される第１アンカー部材、前記第１方向とは異なる第２方向に沿って配置される第２アンカー部材、及び前記第１方向及び前記第２方向とは異なる第３方向に沿って配置される第３アンカー部材、を含んでいる、請求項９又は１０に記載のスーツブロワ装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載のスーツブロワ装置と、
    前記火炉壁と、
    を備える、ボイラ。

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