JP7215890B2 - シュート部保護装置、および流動層ボイラのシュート部 - Google Patents

Description

本開示は、流動層ボイラに流動媒体を供給するのに用いられるシュート部の保護に関する。

近年、化石燃料の代替としてリサイクル燃料を用いた環境適合性に優れた流動層ボイラが広く用いられている。例えば、気泡型流動層ボイラは、燃焼室の底に充填した流動媒体（例えば硅砂などの砂）を、その下方から高圧の流動化ガスを吹き込むことにより流動状態にして流動層（流動層）を形成し、この流動層に投入された燃料を瞬時に乾燥、焼却するものである。そして、流動層ボイラの炉内で流動層を形成する上記の流動媒体は、運転時に生じる摩耗や炉外への飛散などにより減少するため炉内に補給する必要があり、また、定期的な砂の入れ替え時の炉内への補給なども必要である。

例えば特許文献１では、流動層面よりも上方に配置した流動媒体補給用のホッパの出口と、このホッパの出口よりも下方に位置する流動層炉の落下口とを、補給管（シュート部）により接続すると共に、補給管に接続された仕切弁の操作を行うことで、上から下へ斜めに設置されている補給管および落下口を介して流動媒体を炉内に補給することを可能にしている。特許文献２では、燃焼炉で生成した燃焼ガスを流動媒体（砂）とともにサイクロンに導入すると共に、サイクロンに接続された砂出口ラインから取り出された高温の砂を、砂循環ラインを経て燃焼炉（流動層ボイラ）に供給する（戻す）ようにしている。

特開平９－２２９３３１号公報 特開平９－７９５４１号公報

通常、流動層ボイラの周囲には様々な用途の配管やスーツブロワなどの設備が設置される。このため、このような設備のために、ホッパなどを流動層ボイラの近くに設置するのが難しい場合がある。このような場合には、適切な長さを有するシュート部に対して、真上などの上方から別の配管を使って流動媒体を供給することが考えらえる（図６参照）。しかしながら、シュート部に流動媒体を供給する（導く）ための配管を落下した流動媒体は、落下する距離が長いほどシュート部の内部に勢いよく衝突することになるので、その衝突による衝撃も大きく、シュート部の摩耗等の損傷が生じ易くなる。また、ボイラとシュートの取り合い部は熱負荷が高く、シュート部の耐摩耗性が低くなり、損傷が生じ易くなる。シュート部の損傷が進行すると補修や交換等が必要になることから、流動媒体の供給に用いられるシュート部のさらなる保護対策が望まれる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、流動層ボイラのシュート部を流動媒体の落下時の衝撃から保護するためのシュート部保護装置を提供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シュート部保護装置は、
流動層ボイラのシュート部に流動媒体が落下した際に前記シュート部に発生する衝撃を低減するためのシュート部保護装置であって、
前記シュート部の上方から投下された前記流動媒体を下方へ導くための上流側落下管と、
前記上流側落下管内から排出された前記流動媒体が落下される床部を有し、前記床部に落下後の前記流動媒体が前記シュート部へ落下するよう構成された衝撃低減部と、
前記衝撃低減部から落下する前記流動媒体を前記衝撃低減部の下方に位置する前記シュート部に導くための下流側落下管と、を備えている。

上記（１）の構成によれば、流動層ボイラのシュート部に向けて投下された砂などの流動媒体は、シュート部に直接落下するのではなく、上流側落下管を通って衝撃低減部にまずは落下した後に、下流側落下管を通ってシュート部に落下（供給）するように構成される。このように、流動媒体を、シュート部に落下する前に衝撃低減部に落下させるようにすることにより、シュート部に直接落下させる場合よりも、シュート部に発生する衝撃を低減することができ、シュート部を保護することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記床部の上面は、少なくとも一部において、前記下流側落下管の入口に向かうに従って低くなるように形成されている。

上記（２）の構成によれば、流動媒体が落下する床部の上面には傾斜が設けられた部分を有する。これによって、床部に落下した流動媒体を下流側落下管の入口まで導くことができ、床部に落下した流動媒体が、下流側落下管の入口から再度落下するまでの時間や、シュート部に衝突する際の流動媒体の速度を適切に調整することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）～（２）の構成において、
前記衝撃低減部は、底部を有し、
前記床部は、前記底部の上に設けられた衝撃吸収部材で形成される。

上記（３）の構成によれば、上流側落下管を通過した流動媒体は衝撃吸収部材で構成される床部の上に落下するように構成される。これによって、衝撃低減部において流動媒体の力学的エネルギーの低減度合いをより大きくすることができる。よって、衝撃低減部の底部を保護しつつ、シュート部へ衝突する際の流動媒体の速度を適切に調節することができる。また、衝撃低減部の底部とは別の物として床部を設けることで、シュート部の摩耗を代替する床部が摩耗した場合の交換や補修を容易化することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記衝撃吸収部材は、板状の部材である。
上記（４）の構成によれば、衝撃吸収部材を板状の部材とすることで、床部を含む衝撃低減部のコストの適正化や、床部の交換の容易化を図ることができる。また、床部の上面への傾斜の付与を容易に行うことができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（３）～（４）の構成において、
前記衝撃吸収部材は、耐火材である。
上記（５）の構成によれば、流動層ボイラの熱がシュート部および下流側落下管を介して伝わってきた場合への耐久性を高めることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（３）～（５）の構成において、
前記上流側落下管の出口と前記下流側落下管の入口との間に設けられた堰部を、さらに備える。

上記（６）の構成によれば、床部に落下した流動媒体は、堰部によって、ある程度溜められた後に下流側落下管の入口からシュート部に落下するように構成される。これによって、流動媒体がシュート部へ衝突する際の速度をより適切に調節することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記堰部は、前記下流側落下管における前記床部よりも上方に突出した状態にある端部で形成される。
上記（７）の構成によれば、堰部は、下流側落下管の端部により形成される。これによって、堰部を容易に形成することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の構成において、
前記衝撃低減部は、
底部と、
前記底部の上面の少なくとも一部の周囲に設けられる周壁部と、
前記周壁部の上部を覆う天井部と、をさらに有し、
前記衝撃低減部には、マンホールが形成されている。

上記（８）の構成によれば、衝撃低減部の底部、周壁部、天井部に、少なくとも１つのマンホールが形成される。これによって、衝撃低減部の内部への作業員の出入りが可能になり、床部の補修や交換の容易化を図ることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）～（８）の構成において、
前記流動層ボイラに固定された、前記衝撃低減部を支持する支持部を、さらに備える。
上記（９）の構成によれば、衝撃低減部は、流動層ボイラに固定された支持部で支持される。これによって、シュート部および衝撃低減部は、流動層ボイラに固定されるので、流動層ボイラが熱伸びした場合に一緒に移動することで、その熱伸びの影響を受けないようにすることができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）～（９）の構成において、
前記上流側落下管または前記下流側落下管の少なくとも一方は、エキスパンションを介して前記衝撃低減部に接続される。
上記（１０）の構成によれば、衝撃低減部が流動層ボイラに固定されない場合であっても、エキスパンションにより、流動層ボイラの熱伸びの影響を受けないようにすることができる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る流動層ボイラのシュート部は、
流動層ボイラに流動媒体を供給するためのシュート部であって、
第１端部および第２端部を有し、前記第１端部の側から前記流動層ボイラ側の前記第２端部に向けて前記流動媒体を導くよう構成された管状の本体部を有し、
前記本体部には、
上記（１）～（１０）のいずれか１項に記載のシュート部保護装置が備える下流側落下管から落下する前記流動媒体を内部に供給するための供給口と、
前記第１端部または前記第１端部と前記供給口との間に設けられた、前記シュート部の内部と外部との連通する窓部と、が形成されている。

上記（１１）の構成によれば、シュート部の第１端部（流動層ボイラ７から遠い側の端部）には、窓部が設けられる。衝撃低減部は、シュート部へ衝突する際の流動媒体の速度を低下させることによりシュート部を保護することが可能である反面、シュート部に流動媒体が滞留する可能性が高まる。このような場合に、窓部を開放状態にすることによって、棒などを用いてシュート部に溜まった流動媒体Ｓを押し出すことを可能にすることができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、
前記管状の本体部は、前記窓部から前記第２端部まで直線状に形成されている。
上記（１２）の構成によれば、管状の本体部が窓部から第２端部まで直線状に形成されているため、シュート部に滞留した流動媒体を窓部から押し出すことがより容易となる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、流動層ボイラのシュート部を流動媒体の落下時の衝撃から保護するためのシュート部保護装置が提供される。

本発明の一実施形態に係るシュート部保護装置の構成を概略的に示す断面図であり、衝撃低減部は流動層ボイラに支持される。 本発明の一実施形態に係るシュート部保護装置の構成を概略的に示す断面図であり、衝撃低減部は流動層ボイラ以外に支持される。 本発明の一実施形態に係る上流側落下管と衝撃低減部とを接続するエキスパンションの構成を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る下流側落下管と衝撃低減部とを接続するエキスパンションの構成を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るシュート部に形成された窓部を示す図である。 本発明の一実施形態に係るシュート部の参考例を示す図である。

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。

図１～図２は、本発明の一実施形態に係るシュート部保護装置１の構成を概略的に示す断面図である。シュート部保護装置１は、流動層ボイラ７に流動媒体Ｓを供給するためのシュート部８に砂などの流動媒体Ｓを供給するための装置であり、流動媒体Ｓが落下した際にシュート部８に発生する衝撃を低減するよう構成される。図１～図２に示すように、シュート部８は、内部に空間が形成された管状の形状を有しており、流動層ボイラ７の炉壁に設けられた炉内と炉外とを連通する開口（炉壁開口７ａ）の周囲から斜めに、鉛直方向の上方に直線状に延びるように流動層ボイラ７に固定される。よって、シュート部８に供給された流動媒体Ｓは、シュート部８の空洞（流路）を滑り落ちていき、上記の炉壁開口７ａから炉内に供給される。

そして、上述したようなシュート部８に対して流動媒体Ｓを供給するシュート部保護装置１は、図１～図２に示すように、上流側落下管２と、衝撃低減部３と、下流側落下管４と、を備えており、衝撃低減部３によって、シュート部８への流動媒体Ｓの落下時（供給時）の衝撃を低減するよう構成される。
以下、シュート部保護装置１が備える上記の構成について、それぞれ説明する。なお、以下の説明における、上方とは、鉛直方向の上向きの方向であり、下方とは、鉛直方向の下向きの方向である。

上流側落下管２は、シュート部８の上方からシュート部８に向けて投下（供給）された流動媒体Ｓを下方へ導くための配管である。つまり、上流側落下管２は、その両端部が互いに異なる高さに位置するように設置される。よって、流動媒体Ｓは、上流側落下管２における、より上方に位置する端部（上端部）に形成された開口（入口開口２ａ）から内部に入れられると、管内を落下しながら通過し、より下方に位置する端部（下端部）に形成された開口（出口開口２ｂ）から排出される。

なお、上流側落下管２の上端部には、流動媒体Ｓを貯留するホッパなどにバルブを介するなどして接続されても良い。あるいは、流動層ボイラ７で生成された燃焼ガスからサイクロンなどにより分離された流動媒体Ｓが上流側落下管２の上端部に供給されても良い。また、上流側落下管２は、例えば上記のホッパなどのプラントの設備に固定されることで、支持されても良い。

衝撃低減部３は、上流側落下管２内から排出された流動媒体Ｓが落下される床部３５を有する設備である。つまり、上記の床部３５は、上流側落下管２の下端部を通過した流動媒体Ｓが向かう先に位置する物であり、上方から落下してきた流動媒体Ｓは床部３５の上に落下する。床部３５は、図１～図２に示すような衝撃低減部３の底部３１の上に設けられた部材により形成されていても良いし、衝撃低減部３の底部３１（後述）そのものにより形成されていても良い。また、床部３５の上面は、シュート部８の下流端（第２端部８ｂ）よりも上方側に形成される。

また、衝撃低減部３は、図１～図２に示すように、内部空間を有する箱状の形状を有していても良い。例えば、図１～図２に示すように、衝撃低減部３は、水平方向に沿って設けられた一定の厚みを有する底部３１と、この底部３１の上面の少なくとも一部の周囲（図１～図２では、底部３１の縁部の全周）に設けられる周壁部３２と、周壁部３２の上部を覆う天井部３３とで形成されても良い。この場合、天井部３３には開口（入口開口３ａ）が形成されることで、上記の上流側落下管２を通過した流動媒体Ｓが入口開口３ａを通って内部に入り、床部３５の上に落下するように構成される。また、底部３１にも開口（出口開口３ｂ）が形成されることで、出口開口３ｂから流動媒体Ｓが外部に出るよう構成される。よって、流動媒体Ｓは、衝撃低減部３の入口開口３ａ（上流側落下管２の出口開口２ｂ）から内部の床部３５に落下した後、衝撃低減部３の出口開口３ｂ（下流側落下管４の入口開口４ａ）を通って外部に出る。

下流側落下管４は、衝撃低減部３から落下する流動媒体Ｓを衝撃低減部３の下方に位置するシュート部８（シュート部８の内部）に導くための配管である。下流側落下管４は、上述した上流側落下管２と同様に、その両端部が互いに異なる高さに位置するように設置される。よって、流動媒体Ｓは、下流側落下管４における、より上方に位置する端部（上端部）に形成された開口（入口開口４ａ）から下流側落下管４の内部に入ると、管内を落下しながら通過し、より下方に位置する端部（下端部）に形成された開口（出口開口４ｂ）から排出される。そして、下流側落下管４の下端部から排出された流動媒体Ｓは、シュート部８の内部に落下することで、シュート部８に供給される。

図１～図２に示す実施形態では、上流側落下管２および下流側落下管４は、直線状の形状をしており、鉛直方向に沿って設置されている。これによって、上流側落下管２および下流側落下管４の各々の内面に落下中の流動媒体Ｓが接触することにより生じる、上流側落下管２および下流側落下管４の摩耗などの損傷を抑制しつつ、流動媒体Ｓを上端部から下端部まで導くようにしている。

ただし、本実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、上流側落下管２または下流側落下管４の少なくとも一方は、直線状の形状でなくても良いし、鉛直方向に交差する方向に沿って設置されても良い。また、図１～図２に示す実施形態では、衝撃低減部３の出口開口３ｂは、底部３１に設けられているが、他の幾つかの実施形態では、衝撃低減部３の出口開口３ｂは、周壁部３２に設けられても良い。

上述した構成を有するシュート部保護装置１において、上流側落下管２の出口（出口開口２ｂ）と下流側落下管４の入口（入口開口４ａ）とは、平面視において互いに重ならないように設けられている。具体的には、水平方向で距離Ｌ（Ｌ＞０）だけ離間されている。これにより、衝撃低減部３は、床部に３５に落下後の流動媒体Ｓがシュート部８へ落下するよう構成される。換言すれば、上流側落下管２の出口開口２ｂを通過した流動媒体Ｓが向かう先には、下流側落下管４の入口開口４ａはなく、上流側落下管２の出口開口２ｂから下流側落下管４の入口開口４ａに流動媒体Ｓが直接入らないようになっている。このため、上流側落下管２の出口開口２ｂを通過した流動媒体Ｓは、まずは、床部３５に落下すると共に、その落下後に、下流側落下管４の入口開口４ａに入ることで、シュート部８へ向けて落下する。

このように構成することにより、シュート部８の上方から投下された流動媒体Ｓの力学的エネルギーは、床部３５への落下による摩擦等により、床部３５の上に衝突する前よりも小さくされる。このため、衝撃低減部３からの落下を開始する際の力学的エネルギーは、上流側落下管２の上端部に供給された際のものよりも小さい。よって、衝撃低減部３（下流側落下管４の入口開口４ａ）から落下し、シュート部８に衝突する直前の速度は、シュート部８の上方から投下され、衝撃低減部３を介することなくシュート部８に直接落下して衝突する場合（図６参照）よりも小さくなるので、シュート部８に流動媒体Ｓが落下した際にシュート部８に発生する衝撃を低減することが可能となる。

上記の構成によれば、流動層ボイラ７のシュート部８に向けて投下された砂などの流動媒体Ｓは、シュート部８に直接落下するのではなく、上流側落下管２を通って衝撃低減部３にまずは落下した後に、下流側落下管４を通ってシュート部８に落下（供給）するように構成される。このように、流動媒体Ｓを、シュート部８に落下する前に衝撃低減部３に落下させるようにすることにより、シュート部８に直接落下させる場合よりも、シュート部８に発生する衝撃を低減することができ、シュート部８を保護することができる。

次に、上述した床部３５に関する幾つかの実施形態について説明する。
幾つかの実施形態では、図１に示すように、上述した、流動媒体Ｓが落下する床部３５の上面は、少なくとも一部において、下流側落下管４の入口（入口開口４ａ）に向かうに従って低くなるように形成されていても良い。より具体的には、床部３５の上面の全体が傾斜していても良いし（図１参照）、上流側落下管２から排出された流動媒体Ｓが、床部３５に最初に落下する落下点の想定領域から、下流側落下管４の入口開口４ａの手前までの間の少なくとも一部の上面が傾斜していても良い。

このように床部３５の上面に傾斜面が形成されると、流動媒体Ｓは、床部３５に最初に落下した後は、傾斜面により、下流側落下管４の入口開口４ａに向かいやすくなり、順次、下流側落下管４の入口開口４ａから落下するように図ることが可能となる。また、例えば、シュート部８への流動媒体Ｓの落下速度が小さ過ぎると、流動媒体Ｓがシュート部８を適切に流れていかない場合が生じ得るが、床部３５の上面を下流側落下管４の入口に向かって傾斜させることにより、流動媒体Ｓが下流側落下管４を通ってシュート部８へ落下する際の速度を適切に調整することが可能となる。

上記の構成によれば、流動媒体Ｓが落下する床部３５の上面には傾斜が設けられた部分を有する。これによって、床部３５に落下した流動媒体Ｓを下流側落下管４の入口まで導くことができ、床部３５に落下した流動媒体Ｓが、下流側落下管４の入口から再度落下するまでの時間や、シュート部８を衝突する際の流動媒体Ｓの速度を適切に調整することができる。

他の幾つかの実施形態では、図２に示すように、床部３５の上面は傾斜している部分がなく、水平であっても良い。この場合、流動媒体Ｓは、床部３５の上に堆積されていき、あふれた分が下流側落下管４の入口開口４ａから落下する。つまり、衝撃低減部３から落下する際の速度を可能な限り小さくできるので、流動媒体Ｓがシュート部８に衝突する際の衝撃を最大限低減することが可能となる。よって、特に、設置スペースの関係などから下流側落下管４が長くなってしまう場合などに、シュート部８に対する最大限の保護を図ることができる。

また、幾つかの実施形態では、上述した床部３５は、衝撃低減部３の有する底部３１の上に設けられた衝撃吸収部材で形成される。この衝撃吸収部材は、板状の部材や、レンガなどのブロック状の部材などの加工された定型の部材であっても良いし、砂や不定形の部材であっても良い。これらの部材の組合せであっても良い。そして、床部３５は、衝撃吸収部材の１または複数により形成されても良い。例えば、衝撃吸収部材を、板状の部材とすれば、底部３１との間を衝撃吸収部材で全て埋めなくても、傾斜面や水平面を形成することが可能となる。よって、床部３５を含む衝撃低減部３のコストの適正化や、床部３５の交換の容易化を図ることが可能となる。また、床部３５の上面への傾斜の付与を容易に行うことが可能となる。なお、衝撃吸収部材は耐火材であっても良い。図１～図２に示す実施形態では、床部３５は、板状の耐火材で形成されており、流動層ボイラ７の熱がシュート部８や下流側落下管４を伝わってきた場合への耐久性を高めることが可能となる。

上記の構成によれば、上流側落下管２を通過した流動媒体Ｓは衝撃吸収部材で構成される床部３５の上に落下するように構成される。これによって、衝撃低減部３において流動媒体Ｓの力学的エネルギーの低減度合いをより大きくすることができる。よって、衝撃低減部３の底部３１を保護しつつ、シュート部８へ衝突する際の流動媒体Ｓの速度を適切に調節することができる。また、衝撃低減部３の底部３１とは別の物として床部３５を設けることで、シュート部８の摩耗を代替する床部３５が摩耗した場合の交換や補修を容易化することができる。

次に、衝撃低減部３に関するその他の構成について、説明する。
幾つかの実施形態では、図１～図２に示すように、衝撃低減部３は、上流側落下管２の出口（出口開口２ｂ）と、下流側落下管４の入口（入口開口４ａ）との間に設けられた堰部３６を、さらに備えても良い。より詳細には、堰部３６は、床部３５に落下した流動媒体Ｓが下流側落下管４の入口開口４ａに到達する経路上に設けられ、床部３５または底部３１から下流側落下管４の入口開口４ａへの流動媒体Ｓの流れをせき止める役割を有している。そして、流動媒体Ｓが時間の経過に伴って、堰部３６の上流側落下管２側に溜まっていき、堰部３６の高さを越えた分だけ、流動媒体Ｓが下流側落下管４の入口開口４ａに入るようになる。

この堰部３６は、幾つかの実施形態では、図１～図２に示すように、下流側落下管４における床部３５よりも上方に突出した状態にある端部（上端部）で形成されても良い。他の幾つかの実施形態では、衝撃低減部３の出口開口３ｂが、周壁部３２における底部３１よりも高い位置に設けられることによって、周壁部３２における出口開口３ｂの下部により堰部３６を形成しても良い。この場合、堰部３６の形成用の部材を別途用意する必要はなく、堰部３６を容易に形成することができる。また、その他の実施形態では、堰部３６を形成するための例えば板状など形状を有する部材を、床部３５または底部３１に設置しても良い。この場合、衝撃低減部３の出口開口３ｂは底部３１に設けられていても良いし、周壁部３２に設けられていても良い。

上記の構成によれば、床部３５に落下した流動媒体Ｓは、堰部３６によって、ある程度溜められた後に下流側落下管４の入口からシュート部８に落下するように構成される。これによって、流動媒体Ｓがシュート部８へ衝突する際の速度をより適切に調節することができる。

また、幾つかの実施形態では、上述したように底部３１、周壁部３２、天井部３３を有する衝撃低減部３には、マンホール３７が形成されていても良い。図１～図２に示す実施形態では、マンホール３７は周壁部３２に形成されており、蓋によって開閉可能になっている。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、マンホール３７は、天井部３３に形成されても良いし、底部３１に形成されても良い。周壁部３２や天井部３３にマンホール３７があれば、床部３５の補修や交換のために作業員の出入りが比較的容易になる。また、底部３１にマンホール３７があれば、流動媒体Ｓを衝撃低減部３が排出する必要がある場合に、有利である。

上記の構成によれば、衝撃低減部３の底部３１、周壁部３２、天井部３３に、少なくとも１つのマンホール３７が形成される。これによって、衝撃低減部３の内部への作業員の出入りが可能になり、床部３５の補修や交換の容易化を図ることができる。

次に、シュート部保護装置１の支持方式について、説明する。
幾つかの実施形態では、シュート部保護装置１は、流動層ボイラ７に固定された、衝撃低減部３を支持する支持部１２を、さらに備えても良い。この場合、シュート部８は、上述したように流動層ボイラ７に固定されているので、シュート部８および衝撃低減部３が共に、流動層ボイラ７に固定されることになる。よって、流動層ボイラ７の運転時に発生する熱により、流動層ボイラ７が熱伸びした場合には、シュート部８および衝撃低減部３が共に移動する。したがって、流動層ボイラ７の熱伸びの影響を受けないようにすることができる。このため、例えば、下流側落下管４とシュート部８との間、または、下流側落下管４と衝撃低減部３との間の少なくとも一方を、溶接などにより強固に固定することが可能となる。

上記の構成によれば、衝撃低減部３は、流動層ボイラ７に固定された支持部１２で支持される。これによって、シュート部８および衝撃低減部３は、流動層ボイラ７に固定されるので、流動層ボイラ７が熱伸びした場合に一緒に移動することで、その熱伸びの影響を受けないようにすることができる。

他の幾つかの実施形態では、図２～図４（後述する図５も同様）に示すように、上流側落下管２または下流側落下管４の少なくとも一方は、エキスパンション９を介して衝撃低減部３に接続されても良い。このエキスパンション９について、図３～図４を用いてより詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る上流側落下管２と衝撃低減部３とを接続する第１エキスパンション９ａの構成を概略的に示す断面図である。図３に示す実施形態の第１エキスパンション９ａは、金属製の第１コルゲート管９３の一端が、径方向に突出するように上流側落下管２に固定された第１固定部９１（フランジ）に固定され、その他端が、天井部３３の上面における衝撃低減部３の入口開口３ａの周縁部に固定された円環状の第２固定部９２に固定されることで、構成されている。そして、上流側落下管２は、上流側落下管２の出口開口２ｂが天井部３３に形成された入口開口３ａを越えて衝撃低減部３の内部に位置するように、天井部３３の入口開口３ａに挿入されている。

図４は、本発明の一実施形態に係る下流側落下管４と衝撃低減部３とを接続する第２エキスパンション９ｂの構成を概略的に示す断面図である。図４に示す実施形態の第２エキスパンション９ｂは、金属製の第２コルゲート管９６の一端が、径方向に突出するように下流側落下管４に固定された第３固定部９４（フランジ）に固定され、その他端が、底部３１の下面における衝撃低減部３の出口開口３ｂの周縁部に固定された円環状の第４固定部９５に固定されることで、構成されている。この際、下流側落下管４は、下流側落下管４の入口開口４ａが底部３１に形成されている出口開口３ｂを越えて衝撃低減部３の内部に位置するように、底部３１の出口開口３ｂに挿入されている。この際、下流側落下管４には、径方向に突出するように固定された第５固定部９７（フランジ）が、上記の第３固定部９４よりも上端側に設けられている。そして、第５固定部９７は衝撃低減部３の内部に位置しており、底部３１の出口開口３ｂよりも大径であることによって、下流側落下管４が底部３１に形成された出口開口３ｂから抜けることがないようになっている。

なお、図３～図４に示す本実施形態では、第１固定部９１の上流側落下管２への固定、第２固定部９２の天井部３３への固定、第３固定部９４の下流側落下管４への固定、第４固定部９５の底部３１への固定、および第５固定部９７の下流側落下管４への固定は、溶接でなされている。また、第２固定部９２は、天井部３３の下面に固定されても良い。
第４固定部９５は、底部３１の上面に固定されても良い。また、後述する図５に示す本実施形態ではエキスパンション９は、上流側落下管２および下流側落下管４の両方にあるが、既に説明した通り少なくとも一方にあれば良い。

上記の構成によれば、衝撃低減部３が流動層ボイラ７に固定されない場合であっても、エキスパンション９により、流動層ボイラ７の熱伸びの影響を受けないようにすることができる。

次に、シュート部に関する幾つかの実施形態について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るシュート部８に形成された窓部８３を示す図である。
本実施形態のシュート部８は、上述したのと同様に、流動層ボイラ７に流動媒体Ｓを供給するためのシュート部８であり、図５に示すように、第１端部８ａおよび第２端部８ｂを有し、第１端部８ａの側から流動層ボイラ７側の第２端部８ｂに向けて流動媒体Ｓを導くよう構成された管状の本体部８１を有する。

そして、本体部８１には、上述した下流側落下管４から落下する流動媒体Ｓを内部に供給するための供給口８２と、第１端部８ａまたは第１端部８ａと供給口８２との間に設けられた、シュート部８の内部と外部との連通する窓部８３とが形成されている。図５に示す実施形態では、この窓部８３は、第１端部８ａの端面に設けられており、蓋部８４で開放と閉鎖が可能になっている。蓋部８４を窓部から外すことにより、本体部８１の内部が外部に開放された状態となるので、シュート部８の内部に滞留している流動媒体Ｓなどを棒状の部材などを用いて押し出すことが可能となる。なお、図５に示す実施形態では、窓部８３は第１端部８ａの端面の全体で形成されているが、その一部であっても良い。

上記の構成によれば、シュート部８の第１端部８ａ（流動層ボイラ７から遠い側の端部）には、窓部８３が設けられる。衝撃低減部３は、シュート部８へ衝突する際の流動媒体Ｓの速度を低下させることによりシュート部８を保護することが可能である反面、シュート部８に流動媒体Ｓが滞留する可能性が高まる。このような場合に、窓部８３を開放状態にすることによって、棒などを用いてシュート部８に溜まった流動媒体Ｓを押し出すことを可能にすることができる。

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。
また、図１～図２に示す実施形態のシュート部８は、流動媒体Ｓ専用のものであるが、他の幾つかの実施形態では、流動媒体Ｓおよび燃料を供給するためのものであっても良い。

１ シュート部保護装置
１２ 支持部
２ 上流側落下管
２ａ 入口開口
２ｂ 出口開口
３ 衝撃低減部
３１ 底部
３ａ 入口開口
３ｂ 出口開口
３２ 周壁部
３３ 天井部
３５ 床部
３６ 堰部
３７ マンホール
４ 下流側落下管
４ａ 入口開口
４ｂ 出口開口
７ 流動層ボイラ
７ａ 炉壁開口
８ シュート部
８ａ 第１端部
８ｂ 第２端部
８１ 本体部
８２ 供給口
８３ 窓部
８４ 蓋部
９ エキスパンション
９ａ 第１エキスパンション
９ｂ 第２エキスパンション
９１ 第１固定部
９２ 第２固定部
９３ 第１コルゲート管
９４ 第３固定部
９５ 第４固定部
９６ 第２コルゲート管
９７ 第５固定部
Ｌ 距離
Ｓ 流動媒体

Claims (12)

1. 流動層ボイラのシュート部に流動媒体が落下した際に前記シュート部に発生する衝撃を低減するためのシュート部保護装置であって、
   前記シュート部の上方から投下された前記流動媒体を下方へ導くための上流側落下管と、
   前記上流側落下管内から排出された前記流動媒体が落下される床部を有し、前記床部に落下後の前記流動媒体が前記シュート部へ落下するよう構成された衝撃低減部と、
   前記衝撃低減部から落下する前記流動媒体を前記衝撃低減部の下方に位置する前記シュート部の内部に導くための下流側落下管と、を備え、
   前記シュート部の全体が、前記衝撃低減部の前記床部よりも下方に位置している
   ことを特徴とするシュート部保護装置。
2. 前記床部の上面は、少なくとも一部において、前記下流側落下管の入口に向かうに従って低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシュート部保護装置。
3. 前記衝撃低減部は、底部を有し、
   前記床部は、前記底部の上に設けられた衝撃吸収部材で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のシュート部保護装置。
4. 前記衝撃吸収部材は、板状の部材であることを特徴とする請求項３に記載のシュート部保護装置。
5. 前記衝撃吸収部材は、耐火材であることを特徴とする請求項３または４に記載のシュート部保護装置。
6. 前記上流側落下管の出口と前記下流側落下管の入口との間に設けられた堰部を、さらに備えることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載のシュート部保護装置。
7. 前記堰部は、前記下流側落下管における前記床部よりも上方に突出した状態にある端部で形成されることを特徴とする請求項６に記載のシュート部保護装置。
8. 前記衝撃低減部は、
   底部と、
   前記底部の上面の少なくとも一部の周囲に設けられる周壁部と、
   前記周壁部の上部を覆う天井部と、をさらに有し、
   前記衝撃低減部には、マンホールが形成されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のシュート部保護装置。
9. 前記流動層ボイラに固定された、前記衝撃低減部を支持する支持部を、さらに備えることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のシュート部保護装置。
10. 前記上流側落下管または前記下流側落下管の少なくとも一方は、エキスパンションを介して前記衝撃低減部に接続されることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のシュート部保護装置。
11. 流動層ボイラに流動媒体を供給するための流動層ボイラのシュート部であって、
    第１端部および第２端部を有し、前記第１端部の側から前記流動層ボイラ側の前記第２端部に向けて前記流動媒体を導くよう構成された管状の本体部を有し、
    前記本体部には、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載のシュート部保護装置が備える下流側落下管から落下する前記流動媒体を内部に供給するための供給口と、
    前記第１端部または前記第１端部と前記供給口との間に設けられた、前記シュート部の内部と外部との連通する窓部と、が形成されていることを特徴とする流動層ボイラのシュート部。
12. 前記管状の本体部は、前記窓部から前記第２端部まで直線状に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の流動層ボイラのシュート部。

Images