JPH04504898A - 化学物質回収炉の空気孔を通る空気流を制御する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 化学物質回収炉の空気孔を通る空気流を制御する装置本発明は、炉、特に炉の火 室に燃焼空気を導き入れる通気孔を流れる気流を制御する改良した装置に関する 。

製紙用の木質バルブは、通常、木のチップを硫化ナトリウム及び水酸化ナトリウ ムを含む処理溶液の中で処理する硫化工程によって製造される。木のチップと２ Ｆ白い溶液Ｊと呼ばれる処理溶液とは、所定の熱および温度条件の下で加熱処理 される。加熱処理の後、　「黒い溶液」と呼ばれ　使われた処理剤や被処理物質 から出る可溶性の残滓を含む使用済みの溶液は、パルプから洗い出され　回収ユ ニットで処理さ江　そこで化学物質が再生される。この処理剤の再生と再利用な しでは製紙工程のコストは全く採算外のものとなろう。

回収のプロセスにおいて、黒い溶液はまず蒸発によって約６５％の固体を含む水 溶液に濃縮される。この水溶液は、ついで、一種の化学的還元炉である黒い溶液 の回収ボイラの火室のなかに噴射される。この化学的還元炉は、その中で蒸発、 気化、熱分縁　酸化及び還元と言うプロセスが相互依存的に起こる反応炉である 。

黒い溶液の中の有機物質、すなわちリグニンや木質からの他の抽出物、は火室の 中の燃焼を維持し、その熱により処理剤は火室の床に落ちる間に乾燥さ札　炭層 と呼ばれる物質の山をつくる。炭層はさらに熱せられ　化学物質が液化されて溶 融体となり、孔を通って炉から回収タンクへ流れ出る。同時に、燃焼熱はボイラ の水冷壁に蒸気を発生させ、これが処理用の蒸気として、また発電用として使わ れる。

燃焼工程は火室への大量の空気の導入を必要とし、炉に入る物質の８０％を空気 が占める。＃！焼空気は、火室を取り囲み５　炉の壁の外部に何層かに配置され た風箱またはダクトによって分配される。空気は風箱から火室の中に炉の壁の中 の複数個の通路または孔、すなわち、第１、第２および第３空気孔、を通って押 し込まれる。第１空気孔は、これらを通って４０乃至５０％の空気が炉の中には いるが、火室の側壁の炉の底部付近、炭層のすぐ近くに配置されている。第１空 気孔に供給される空気は、燃焼している炭の塊の中の還元性環境を助長するため 、比較的低圧で供給される。第２空気孔は、第１空気孔より数は少なく、これら を通って３５％の空気が炉に入るが、火室の回りの第１空気孔より高い位置で、 かつ黒い溶液が火室の中に噴射される入り口通路より低い位置に配置される。第 ２空気孔を通って供給される空気は、炭層の赤熱する塊から立ち上る可燃ガスの 燃焼を助長するため、やや高い圧力になっている。第１空気孔は、炭層の火の玉 を維持するため、かなりの乱れを持つ相対的に大量の空気を供給するが、第２空 気孔は、炭層の上の空気のよりきめの細かい制御と分布を行うため、および黒い 溶液の噴霧の中にその燃焼を支久るため空気を均等に配分させるためのものであ る。

火室を通って立ち昇るガスのｍ焼を助長するため、第３空気孔を通りで、さらに 高い圧力の空気が供給されるが、これらの第３空気孔は炉の壁土の第２空気孔よ り高い位置にある。

火室中に噴射される黒い溶液は、濃かい６０ウエートの石油と同様の粘稠度を持 ち、旋回し、燃えて、炭化物質と溶融体からなる燃焼生成物の形で火室の床に落 ちる。溶融体と炭化物質は火室の外壁に触れ、それに沿って流れ　そして流入す る空気によって冷やされ　空気孔の回り、特に第２空気孔の上縁に沿って突起状 の堆積物を形成する。突起物質は第２空気孔を通って勢いよく流入する空気の影 響で上方外側に向かって成長する。このように炭化物質が成長すると、孔を通る 空気の流れが阻害され、炉の運転が非効率的かつ予測しに（くなり、その結果回 収される化学物質の量の減少、単位燃料あたり発生する蒸気量の減少、硫化水素 、−酸化炭素１．亜硫酸ガス等の有害ガスの発生の増加、等が起こる。従来のや り方では、炭化物質の堆積は周期的に、例えば掃除用の棒をボイラの回りの空気 孔に順次手で挿入して、あるいは空気孔に設けられた機械式のクリーニング装置 を作動させることにより、取り除かれる０時間が経つにつれて、特に手で棒を使 って掃除する場合には、燃焼に望ましくない変動が起こる。炉の回りに間欠的に 炭化物質の堆積が漸増する事により、１１８ｍ空気の量だけでなく、空気の分布 、速度圧力などもかなり変化する。

炉に供給される燃焼空気の量と分布は、炉の負荷および還元される溶液の含湿量 によっても変化する。炉に入る空気の分布と量は、風箱の供給管に設けられたダ ンパのような制御手段によって調節すると都合がよい、ダンパは風箱のいろいろ な場所に、またさらに各空気孔にも設けることができ、そうすることにより各風 箱の内紙　各風箱の導管および各空気孔の中の空気の分布の選択的な設定が可能 となり、炉の全ての部分における空気の供給を所望の状態に保つことができる。

回収炉の空気孔に隣接する風箱には監視およびアクセス用の孔が設けられている 。火室内部の１度を検知する高１計や炉の中の状態を監視するテレビカメラのよ うなモニタ装置がしばしばこのようなアクセス孔に設置される。空気孔に設置さ れたダンパは監視孔を通じての視界を妨げたり、センサの作動に干渉したりする 事があり、過去においては、センサを設置する前にダンパを取り除く必要があっ た。

回収炉の開口部を掃除する分離した装置は公知である０例えばＢｙｒｏｎ　Ｌ。

Ｇｏｏｄｓｐｅｅｄに対する米国特許４．４２３．５３３および４．８２２．４ ２８を見られたい、空気孔の掃除と空気流の減流の両機能を兼ねた装置もまた公 知であり、これについては例えばＢｙｒｏｎ　Ｌ、Ｇｏｏｄｓｐｅｅｄに対する 米国特許４．７４８．００４右よび４．８３８．１８２およびＲｏｓｓ他に対す る米国特許４．８４６．０８０を見られたい、ＧｏｏｄｓｐｅｅｄのＵＳＰ　４ ．７４８．００４特許に開示されているような二重目的の装置は空気の減流機能 あるいは掃除機能のいずれかにおいて不利が生じ得る。ＧｏｏｄｓｐｅｅｄのＵ ＳＰ４．７４８．００４によれば、クリーニング・ヘッドの層状の構造は閉じら れており、また装着枠も部分的あるいは完全に閉じられてあり、このためクリー ニング・ヘッドのある位置では、空気流が閉鎖されてしまいがちである。クリー ニング・ヘッドの位置は掃除を完了するため、あるいは空気流を異なる状態にす るため、変えることができる。１つの空気孔を部分的にあるいは完全に塞ぐダン パとして利用されるクリーニング・エレメントは幾分でも空気孔の中に延びだし て。

炉からの過度の熱の影響を受ける可能性があることがわかっている。さらに、効 果的にダンパとして機能するよう設計された装置は、空気孔の掃除に使われても 、ダンパの形状が開口部の掃除に適していないので、その目的には効果的でない 。

従って、クリーニング・エレメントからは分離し、風箱内部で空気孔に近く、し かしある距離をおいて配置されたダンパを採用するのが望ましいことがしばしば ある。

特定の空気孔への空気流を制御するダンパは、しかしながら１通常その空気孔の 近く、空気孔開口部の頂部の近くに位置し、その結果その空気孔の中に設置され た自動クリーニング装置の動きに干渉する。もしスペースがあるなら、ダンパは クリーニング装置の上流、空気孔へ空気を供給する通路の中に設置することもで きようが、空気孔に隣接するスペースは限られている。ダンパが引き込められる とき、あるいはクリーニング装置の作動路から移動するとき、そのダンパに、そ の通路から空気孔への空気流が塞がれてしまうような位置を取らせることが時に 必要となる。しかしこれは、空気孔の外に正圧がないと、炉からの流出物が空気 ダクトに逆流する可能性があるので望ましくない、引き込められたダンパは空気 孔への空気流を塞ぐだけでなく、空気孔の開口部とつながっている監視孔を通し て炉の内部を見ようとする監視者の視界も妨げたり、ブレナム内に挿入されたセ ンサのような装置と干渉したりする。

Ｒｏｓｓ他は、米国特許４．８４６．０８０において、１つの装置を開示してい る。この装置はそれを含むブレナムに対して縦方向にダンパな全開の位置に置き 、またダンパを縦方向に空気孔開口部から、そしてクリーニング装置やセンサの ような他の装置の作動路から引っ込める。このメカニズムは確かに効率的に、申 し分なく機能するが、ブレナムをその装置を収容するために長く取る必要があり 、設置の際に時に問題となっている。さらに、クリーニング・ヘッドが点検修理 や交換を要するときには、ブレナムを空気孔から取り外す必要があった。

従って、本発明の第一の目的は、化学物質回収炉の燃焼空気の流れを制御する改 良された装置を提供することである。

本発明のより特別な目的は、化学物質回収炉の空気孔に設置可能で、短縮された ブレナムの中で空気孔のクリーニング装置と共動的に作動するダンパ機構を含む 改良された制御装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ブレナムの中で共動的に作動し、かつどちらか一方をブレ ナムから取り外せる、分離した空気ダンパと空電孔クリーニング装置とを提供す ることである。

本発明の他の目的は、黒い溶液の回収ボイラの作動の安定性を増すための改良さ れた空気制御装置を提供することである。

本発明の他の目的は、化学物質回収炉の空気孔に設置可能で、空気孔を通る空気 流を制御する装置で、その装置が設置される空気孔と連結する検知装置の作動に 干渉せず引き込めることのできる装置、を提供することである。

さらに本発明の他の目的は２　化学物質回収炉の空気孔に設置可能で、空気孔を 通る燃焼空気の流れを制御し、空気孔を通る空気流を塞ぐことな（引き込めるこ とのできる改良された装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、黒い溶液の回収ボイラの炉の空気孔を通る空気流を 制御し、化学物質の回収効率を高め、蒸気の生産を増大させ、亜硫酸ガスおよ本 発明によれば、その好適な実施例において、炉の空気孔は、該空気孔に隣接して 装架された調節可能なダンパと、該空気孔に隣接したブレナムに取り外し可能か つ回転可能に装架されたクリーニング・ヘッドとを有する装置が設けられ。

該クリーニング・ヘッドは該空気孔の中かつ一部火室の中へ鉛直に空気孔の縁を 越え、その縁に堆積する突起物質を掻き落とすように自動的に挿入されるのに適 合している。掃除のサイクルにおいては、ブレナム内のダンパを降下させて、ク リーニング・ヘッドの作動路から退避させてクリーニング・ヘッドを空気孔の中 に移動し、かつ掃除が完了したときはクリーニング・ヘッドを引き込ませ、ダン パを元の位置に戻す手段が設けられている。

１実施例によれば、ダンパの位置決め機構は、スロットを持ち、一端をブレナム 構造に固定されたブラケットに枢動可能に取り付けら札　他端をダンパ・ブレー ドに取り付けられたベルクランク・レバを有し、これにより該レバはダンパが機 能する位置にあるときダンパ・ブレードと確実に平行になる。浮ピボットがレバ のスロットおよびブレナムに固定された不規則カム・スロットに軸受けされてい る。サイクルの減流フェーズにおいて位置決め機構が作動すると、ダンパの遠端 は下方へ押されて気流の中の所望の制御位置へ動かされ、そしてさらにダンパの 完全閉鎖位置を過ぎて作動されると、ダンパの基端はブレナムの中でダンパがブ レナムの床に完全に横たわるまで押し下げられる。

本発明によるクリーニングおよびダンパ装置はそれぞれ空気孔から容易に交換お よび点検修理のために取り外すことができる。特に、クリーニング・ヘッドの回 転のためのピボットは空気孔開口部に隣接するブレナムの端部に楔状に割り込ん でおり、クリーニング・ヘッド組立体はブレナムの中に、一端を前記ピボットに 取り付けられ　ブレナムの長さ一杯に延びて他端をブレナムの面板に固定された ロッドによって保持される。交換あるいは点検修理のため、クリーニング・ヘッ ド組立体は、ブレナムからこのように容易に、ブレナムを風箱から取り外すこと なく、取り外すことができる。ダンパ機構は同様に、ブレナムの外壁上のフラン ジに着脱可能に取り付けられた板に固定されている。板とそれに取り付けられた ダンパ機構は、このように容易に取り外し可能である。

本発明による装置は、自動計時ベースに基づき規則的間隔で作動させれば、空気 孔に突出物質が付着することも、空気流ダンパとの干渉も、実質的になく、その 結果炉の運転が安定する。この結果、化学物質の回収がより効率的になるととも に、蒸気の発生が増加し、汚染ガスの排出が減少する。ここには、本発明による ただ一つの装置のみが説明および記述されているが、個々の火室の回りには、通 常このような装置が複数個配置され、比較的多数の空気孔を掃除していることを 理解されたい０個々の装置は順次的にも、また同時的にも作動することができる 。

を 本発明は、特許請求の範囲に示される特性について記述されるが、以下の詳細な 記述を付属図面とともに参照することにより１本発明の他の目的、特長、組織お よび操作方法は、以下においてより明瞭となり、また本発明自体も最もよく理解 されるであろう、付属図面において。

第１図は本発明の組み込みが可能な、黒い溶液の回収ボイラの１部の若干簡略化 した外被切断図で、中に設置された本発明の実施例を示す。

第２図は本発明による装置の外被の１部を切断した側面図で、完全開放位置にあ るダンパを示す。

第３図は本発明によるクリーニング・ヘッドの説明図である。

第４図は第２図の４−４線に沿う平面図で、クリーニング・ヘッド組立体を示す 。

！１１５図は第４図の５−５線に沿う断面図である。

第６図は本発明によるダンパの位置決め機構の側面図である。

第７図は第６図の７−７線に沿うダンパ位置決め機構の平面図である。

第８図は全体として第６図の８−８線に沿う断面図である。

第９図はダンパ位置決め機構の側面図であり、完全閉鎖状態にあるダンパを示す 。

第１０図は本発明によるダンパ位置決め機構の不規則カムのスロットを示す概念 図である。

第１１図は本発明によるダンパ位置決め機構装置の側面図で、引き込み位置に下 がりつつあるダンパを示す。

第１２図は一部省略した本発明の装置の側面図で、ダンパが完全に引き込んだ位 置にあり、クリーニング・ヘッドが延びだした状態を示す。

ｔ　ゝ１ 以下本発明の構成要素、材料、構造、機能、操作およびその他の特徴のより詳細 な記述をするため、付属図面の種々の図を参照数字を使って参照するが、第１図 は黒い溶液の回収ボイラｌＯとそれに含まれる蒸気ボイラの火室１２の実例を示 す、黒い溶液は導管１４から火室１２に噴射さ札　そこで黒い溶液の中の有機物 質は燃え、後に残る化学物質名よび燃焼生成物が炭層１６として火室の床に落ち る。第１風箱１８は火室１２を取り囲み、加圧された燃焼空気を、火室１２の！ ！２２の周囲の炭層１６の高さの所に形成された複数の第１空気孔２０を通って 供給し、炭層の中の火球を維持する。融けた化学物質を含む溶融体２４は燃える 炭層１６から火室１２の底部に設けられた溶融体流出孔２６を通って流れ出し、 さらに処理するため容器（図示せず）に溜められる。

第２風箱２８は火室１２を取り囲み、加圧された燃焼空気を、火室１２の壁２２ の周囲の炭層１６より高く、黒い溶液の導管１４より低い所に形成された複数の 第２空気孔３０を通って供給し、この第２空気孔から入る空気が黒い溶液の中の 有機物の燃焼を支える。固化した溶融体および炭化物質を含む突起物質３２は火 室の壁２２に、特に第２空気孔３０の縁に形成される。

第１〜５図、ただし主として第１および２図を参照すると、第２風箱２８に設置 され、空気孔３０への空気流を制御する本発明による装置４０は、プレナム室４ ２を有し、該プレナム室にはそれを通り空気孔３０にいたる空気流をダンパ位置 決め機構４４を制御することによって調節可能に減流するダンパ組立体４３が装 着されている。プレナム室４２は第２風箱２８の外壁４６の切り出し４５に嵌合 し、プレナム室に固定された装着フレーム４７を貫いて延び風箱の外！！４６に 溶接されたフランジ４８に固定された適当な固定具（図示せず）によって風箱に 取り付けられている。プレナム室４２はシートメタルによって造られ、全体とし て閉じた矩形ダクトをなし、空気孔３０の幅とほぼ同じ距離を隔てた平行な側壁 ５０．５１と、空気孔３０とほぼ同じ大きさで、プレナム室４２の端壁５３に設 けられた開口５２とを有する。プレナム室４２の寸法は空気孔３０の大きさと形 状および風箱内の使えるスペースによって変えることができる。化学物質還元炉 の空気孔は一般に形状が矩形である。しかしこの形状は変えても良い、プレナム 室４２はその前端部において、風箱２８と炉の！！２２に例えば溶接によって取 り付けられた山形鋼の案内路５６．５７の上の調節可能な脚５４．５５によって 支えられている。プレナム室４２の、第１１３よび２図で見て手前の側壁５０は 、ブレナム室内の装置を見せるため切りとって示しである。

空気孔３０を通る空気流は突起物質３２の蓄積による開口３０の縮小の影響を受 け、減少する。それ故、本発明により、ブレナム室４２内に空気孔を掃除する装 置５８が装着される。第１．２および３図を参照して、クリーニング装置は。

引き込んだ位置で空気孔３０に隣接して枢動可能に装着されたクリーニング・ヘ ッド６１と風箱の外部に装着された駆動手段６２とからなるクリーニング・ヘッ ド組立体を含む１作動ロッド６３が駆動手段６２からプレナム室を通って延び。

周期的にクリーニング・ヘッド６１を作動する。

第１〜５図、特に第３図を参照すると、クリーニング・ヘッド６１は２枚の細長 い平行な鋼板６６．６８を持つ金属フレーム６４を有し、これら側板はその間に 適当に溶接された横部材７０．７２によって隔てられている。あるいは、フレー ム６４は一体の要素として鋳造してもよい、ブラケット７４．７６が側板６６゜ ６８から延び、その間に挟まれたピボット・アーム７８は、前記ブラケット７４ ．７６と該ピボット・アーム７８とに通したビン８０によって固定される。クリ ーニング・ヘッド６１はステンレス鋼のような耐熱性の金属で造られていること が望ましい、ピボット・アーム７８の基端は円筒状のスリーブ８２に溶接のよう な手段で固定されている。ピボット８４がスリーブ８２の中央開口を通って延び 、他端はＬ字形の軸受はブロック８６．８８にジャーナル軸受けされている。な お、第２および３図には、明瞭化のため上記ブロックの内の一方（８８）のみが 示されている。第３図に示すブロック８８のような軸受はブロックの各々には、 はぼ立方体の基部９０と脚部９２とが形成さ花　該基部は脚９２の反対側の面９ ６に非貫通の穴９４を有している。クリーニング・ヘッド組立体６０は位置決め ロッド９８を含み、該ロッドはその遠端ｌＯＯが軸受はブロック８８の穴９４中 に座し、プレナム室のほぼ全長にわたって延びている。ロッド９８のネジ溝を切 った基端１０２は１面板１０４の開口と、圧縮止めナツト１０６を通って延び、 クリーニング・ヘッド組立体を所定の場所に保持し、軸受はブロック８８の脚９ ２の前端を、プレナム室４２の前端に溶接されたウェッジ１０８（第２図を見よ ）に押しつけている。プレナム室４２の頂部に形成さ江　側壁５０．５１から横 へ外向きに延びる縦通チャンネル１１０．１１２は案内路を提供し、そこには軸 受ブロック８６．９９が滑動可能に係合し、またそれらに沿って、ブレナム室内 にクリーニング・ヘッド組立体６０を設置するための位置決めロッド９８．９９ が配置されている。チャンネル１１０．１１２はプレナム室の端壁５３の近くで 切れており、狭くなったチャンネル１１４，１１６が軸受はブロック８６．８８ の脚を受けている。クリーニング・ヘッド組立体６０はこのようにして、設置も 点検修理や交換のためプレナム室からの取り外しも容易に行える。

作動ロッド６３は、装着組立体１１８を介して作動シリンダ１２０、好ましくは 空気作動シリンダに回動可能及び滑動可能に結合さ花　該シリンダの作用で開口 ５２に向かって滑動する０作動ロッド６３は、その端部にビン結合されたＵリン ク１２１により、ピボットアーム７８に回動可能に取り付けられている。クリー ニング・ヘッド６１はピボット８４の回りに回動し、矩形の開口５２を通って空 気孔３０の中に入り、空気孔３０内に蓄積する突起物質３２を掻き落とすように なっている。クリーニング・ヘッド６１は、開口５２の中に延ばされ、次いでそ こから引き込まれるとき、空気孔３０の周縁を掃除する（第１２図を見よ）。

ロッド６３が前進すると、クリーニング・ヘッド６１が引き込み位置からビボ・ ソト８４を軸に下方かつ前方へ振れ、第２図の２点鎖線１２８で示される軌跡を 描いて空気孔３０の中に入り、そこでクリーニング部材が突起物質３２に接触し てそれを掻き落とすのが見られるであろう。ロッド６３には、プレナム室４２の 中にクリーニング・ヘッド組立体を設置する際、作動ロッド６３の長さを調節す るための調節手段、例久ばターンバックル１２８が設けられている。

第１．２および４図はクリーニング・ヘッド６１がプレナム室４２の中の引き込 み位置にあり、それにより調節可能なダンパ組立体４３が燃焼空気を調節するた め所定の位置に移動できる状態を示している。燃焼空気はダクトから側壁５０． ５１の開口１３０．１３１を経て、プレナム室４２を通り開口５２に流れる。第 １図はダンパ組立体４３がほぼ閉鎮〔下向き）の位置にあり、ブレナムを通って 最小限の空気の流れを許容している状態を示し、一方第２図はダンパが完全開放 の位置にあり、ブレナム４２内の空気流が最大になっている状態を示す。

次に第２図および第６−１２図を参照して、これらの図により詳細に示されてい るように、調節可能なダンパ組立体４３は装着組立体１４０を有し、ダン１〜作 動ロッド１４２が該組立体を通り支持管１４４を介して、業界で周知の方法によ り滑動可能及び回動可能に装着されている。ダンパ作動ロッド１４２は、ネジ溝 を持つＴ形の結合部材１４６により、スロットをもつベルクランク回動部材１５ ０のアーム１４８（図にはその一方のみが示されている）に結合されており、該 アームはＵリンクを形成し、その間を、中央に配置された結合部材１４６を貫通 してピボット１５２が延びている。ダンパ位置決め機構４４のある構成部品、例 えばスロット付きベルクランク回動部材１５０などは、対称関係にある１対の要 素からなり、ダンパ位置決め機構の両側に１個づつ配置されている。しかし、簡 単のため、本明細書では対になった要素については、数字によってその一方のみ を参照することとする。

回動部材１５０の縦アーム１５４は、そのｌ端においてカム・スロットのピボッ ト・ブラケット１５６に、適当な軸受け（図示せず）にジャーナル軸受けされた ピボット１５８によって回動可能に取り付けられている。カム・スロットのピボ ット・ブラケット１５６は、溶接によって装着組立体１４０に固定されており、 段階的な曲率半径を持つ弓状のスロット１６０を有している。縦アーム１５４の 他端は軸受け（図示せず）に適当にジャーナル軸受けされ、ダンパ１６６に隣接 して配置されたピボット１６４により、ダンパ・ブラケット１６２に回動可能に 取り付けられている。

ダンパ１６６は、細長いブレード１６８を有し、該ブレードはシートメタルで造 られ、断面がＵ字形をしく第８図を見よ）、中央の平坦部１７０の幅がブレナム の内幅よりやや小さくなっており、横フランジがそこから延びている。ここに記 述する本発明の実施例においては、ダンパ・ブレード１６８は長さが約６１ｃｍ 、厚さが３．２ｍｍ、幅が７．３ｃｍである。ダンパ・ブレード１６８がプレナ ム室の！！５０．５１の内側にかなりぴったり嵌合するので、ダンパ・ブレード １６８はダンパ・ブラケット１６２にある程度緩く取り付けられており、ダンパ 位置決め機構が作動するとき、ダンパ・ブレード１６８がブレナム室内を自由に 浮上でき、これによりタンパ・ブレードの引っかかりゃプレナム室の壁とのぶつ かりを未然に防いでいる。取付手段はダンパ・ブレード１６８に設けられた横向 きの細長いスロット１７６と各スロットに配置された浮動スペーサ１７８とから なり、該スペーサ１７８はダンパ・ブレード１６８よりやや大きな厚みを有して いる。ボルト１８０、座金１８１およびナツト１８２がダンパ・ブラケット１６ ２をスペーサ１７８に固定し、これによりダンパ・ブレード１６８がブラケット に取り付けられるが、ダンパ・ブレード１６８はブラケット１６２に対して横方 向に動くことができる。

中央に配置されたカムリンク１８４は、その一端においてダンパ・ブラケット１ ６２の上方に延びるアーム１８６に回動可能に結合し、他端は、弓弧状スロット １６０及びベルクランク回動部材１５０の縦アーム１５４に形成された縦スロッ ト１８８に結合している。浮きピボット１９０は、回動部材１５０のスロット１ ８８、ピボット・ブラケットの弧状スロット１６０、およびカムリンク１８４の 円形開口を貫いて延びている。

ダンパ作動ロッド１４２は、装着組立体１４０を介してダンパ作動シリンダ１９ ２、好ましくは空気作動シリンダに連結し、これにより、該シリンダは１作動ロ ッド１４２を滑動的に空気孔３０から離す方向に引き込み、ダンパ１６６を第２ および６図に示す完全開放状態から所定の位置に動かす、その結果ブレナム室を 通る空気流が所望の値となる０作動ロッド１４２が引き込むと、ベルクランク回 動部材１５０がピボット１５８の回りに回転し、ダンパ１６６の遠端１９４（第 １図を見よ）がブレナム室内を下降し、燃焼空気を完全にあるいは部分的に遮る 。ピボット１５８から前下方へ弓状スロット１６０の内縁までピボット・ブラケ ット１５６の平行部材の間に溶接された板１９５は、ピボット・ブラケット部材 の間の空気流を遮る。

第１および９図を参照すると、ダンパ１６６はほぼ完全に閉じた位置、すなわち プレナム室を通る空気流が最小限になる位置にある状態が示されている。このよ うな位置においては、浮きピボット１９０は縦スロット１８８の最左端（第１お よび９図でみて）に位置しており、これはカム・リンク１８４を、ダンパ・ブレ ード１６８が本質的にスロット付きベルクランク回動部材１５０の縦アーム１５ ４と平行になり、アーム１５４と１８６が互いに垂直となるような位置に保つ、 ダンパ調節のこうした条件あるいはモードは、浮きピボット１９０（第１０図を 見よ）が弓状スロットの第１セグメント１９６．すなわちほぼ一定の曲率半径で 中心をピボット１５８に持つ部分に位置するとき、および浮きピボット１９０が 弓状スロット１６０の第２セグメント１９７をまさに通過し始めようとするとき に、出現する。第２セグメント１９７は、中心を点１９８に持つ曲率半径を有し 、浮きピボット１９０の動きがほぼ鉛亘となるセグメント１９６と、浮きとボッ ト１９０の動きが水平に近くなる第３のセグメント１９９との間の遷移域セグメ ントである。第１０および１１図を参照して５作動ロッド１４２がさらに引き込 み、ベルクランク回動部材１５０をピボット１５８の回りに時計回りにさらに回 転させると、浮きピボット１９０は中心が点２００にある曲率半径を持つ弓状ス ロットの第３セグメント１９９に入り、そこを辿り、同時に強制的にスロット１ ８８の中を動かされる。これにより、回動部材１５０のアーム１５４とダンパ・ ブラケットのアーム１８６との角度関係が変わり、直角から鋭角になる。

このように角度の関係が変わると、ダンパ・ブレードの基端２０２は、ブレナム 室内で第１１図に矢印２０３で示すように、強制的に下方へ、ダンパ１６６が第 １２図に示す完全引き込み位置にくるまで押し下げられる。ダンパの完全引き込 み位置では、浮きピボット１９０は両とポット・スロット１６０および１８８の 最右端に達している。第２および１２図にみられるように、２点鎖線の半円１２ ６．１２７で示されるクリーニング・ヘッドの運動の軌跡は、第１２図の２点鎖 線２０５，２０６で示されるダンパ・ブレード１６８の運動の軌跡と相互に干渉 する関係にある。したがって、クリーニング・サイクルを始めるに当たり、ダン パ・ブレードは、クリーニング・ヘッドの運動の軌跡の外部にあ゛る、第１２図 に示す引き込み位置に下げられ、これにより、クリーニング・ヘッド６１がダン パ・ブレード１６８の干渉を受けることなく作動され、開口５２の中に動かされ るようになっている。　第２図は、空気孔から後退して休止、すなわち引き込み 位置にあるクリーニング・ヘッド６１を示す、正常状態では火室の温度は、クリ ーニング・ヘッド６１が常時存在するプレナム室４２よりもずっと高いことは理 解されよう、これは一部にはブレナム室内を通る空気流の作用によるが、この結 果クリーニング・ヘッドは短い使用時を除けば、火室の過度の高温からある程度 保護されていることになる。ダンパ・ブレード１６８が第１２図に示す位置に下 げられると、空気は開口１３０，１３１を通って自由にプレナム室４２に流れ込 み、クリーニング・サイクルの間ブレナム室内は炉に対して正圧に保たれる。

計時された間隔１例えば１０分間毎に、クリーニング・サイクルは自動的に開始 さ花　シリンダ１９２が作動してダンパ・ブレード１６８を第１２図に示す引き 込み位置に下げる。ついでシリンダ１２０が作動してクリーニング・ヘッド６１ を回転させ、空気孔３０の中へ、第１２図に示す位置まで動かす、ダンパが後退 しクリーニング・ヘッドが動いている間、空気は開口１３０．１３１を通って自 由にプレナム室に流れ込む、クリーニング・ヘッドが開口部５２を通過すると、 クリーニング部材６６．６８が空気孔開口部の周縁を掃除し、そしてクリーニン グ・ヘッドが完全に開口部の中に延び出すと、クリーニング・ヘッド６１の端部 ２２は開口部の上縁より十分上方にあり、そこから突起物質を掻き落とせる状態 になる。シリンダ１２０は次いで、逆方向に作動され、クリーニング・ヘッド６ １を火室から引き込め、第２図に示す休止位置に戻す、ダンパは次いで、引き込 み位置から、クリーニング・サイクルが始まる前と本質的に同じ位置、すなわち 、空気孔を塞いでいた可能性のある突起物質を取り除いた後、プレナム室を通過 する空気の流量および速度に釣りあう新しい位置に移動する。

第１図を参照して、クリーニング装置５８が引き込み位置にあるとき、オプショ ンのハンドルによる手動操作式補正ダンパ調節装置２０８を作動し、プレナム室 ４２の中のダンパ１６８の遠端１９４を上下する作動ロッド１４２を縮めたり、 伸ばしたりすることができる。これによりブレナムを通り空気孔に至る空気流を 調節することができる。しかしながら、通常ダンパを所望の角度位置に置き直す には、空気シリンダ１９２やコンビニータ制御のサーボモータのような類似の手 段が使われることを理解されたい。

ここに記述する本発明の実施例においては、ダンパ・ブレードは、その遠端１９ ４が空気孔開口部５２の底近くまで、ある特定の実施例ではプレナム室の床から ６．　５ｃｍ、まで下がることができ、プレナム室を通る空気をかなり減少させ るが、止めてしまうことはない、ダンパ・ブレードの完全開放位置（第２図）か ら完全閉鎖位置（第１および９図）へのダンパ位置決めロッド１４２の軸方向変 位は、約３ｃｍである。クリーニング・サイクルの間、ブレナム室内のｍｓの作 動は、プレナム室の外側端！２１２にあるアクセス孔２１０から見ることができ る。該アクセス孔２１０は、耐熱ガラスの窓２１６を持つ取り外し可能な蓋１４ を備えているのが望ましい、あるいは、アクセス孔２１０は、ブレナム室内に温 度探針のような検知装置を設置したり、炭層１６を見るためのテレビカメラのよ うな監視装置を装架したりするのに利用することができる。アクセス孔と空気孔 との間の可視域はアクセス孔と空気孔開口部の視線の周縁で区画され、この領域 はアクセス孔からの空気孔の視覚による観察に、あるいは空気孔開口部に関わる データを検知する装置の設置に利用できる。プレナム室を見通す視界は遮られな いか、あるいは視界を妨げる装置は容易に引き込めて視界から取り除けることが 望ましい。ダンパ１６６は、引き込んだとき、アクセス孔２１０と開口部５２と の間の領域にはみ出すが、視界はダンパ位置決め機構の要素の間に保たれる。ま た、ロッドのような補助の手動式クリーニング装置を、アクセス孔２１０からダ ンパ・ブラケットのアームの間を通して空気孔に差し込むこともできる。

クリーニング・サイクルとサイクルの間においても、調節可能なダンパ組立体４ ３は、全開放位置にいつでも持ち上げて開口部５２から炉の内部を見たり、監視 装置を設置したりできる。ダンパ位置決め機構の働きもアクセス孔からみること ができる。

通常、同じボイラの１つの火室に、本発明の装置のユニットが複数個設置される 。ダンパは、必要ならば、第２空気孔に入る燃焼空気の流れを制御するのに、図 示していない、炉の器具類に応答する制御手段によって、自動的に調節すること ができる。クリーニング装置の操作も同様に、図示していない計時装置によって タイミングを合わせ、はぼ完全に自動的にダンパの引き込みとクリーニング・ヘ ッドの挿入を周期的に行い、炉の運転中に空気孔をすばやく掃除し、クリーニン グ・ヘッドを引き込めてダンパを基の位置に戻す作業を行うことができる０本発 明の装置はさらに、他の空気孔、例えば第３空気孔に用いるのにも適している。

本発明によれば、ボイラの運転効率の改善に加え、手による掃除と、空気孔の詰 まりを補償する空気流を制御するための頻繁なダンパの調節とがなくなること、 及び炭層が安定し、ホットスポットやボイラ管の破裂のような危険が減少するこ とにより、運転の安全性も高める。

これまで記述した実施例により本発明の原理は明らかになったが、本発明の実施 に用いられる構造、配置１寸法、要素、材料、部品、等は特別な環境、運転上の 要求等に適合して、これらの原理から逸脱することなく、多くの変更が考えられ ることは、当業界の熟練者には直ちに明かであろう、したがって、付属の特許請 求の範囲は、本発明の真の精神および意図の範囲内で、そのような変更の全てを カバーし、包含するものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気流を制御する装置であって、 加圧空気を受け入れる第１開口部（１３０）と空気流を吐き出す第２開口部（５ ２）との間で空気流を受けるプレナム室（４２）と、前記ブレナム室に設けられ 、第１および第２開口部の間のダンバ・ブレード（１６８）と前記ブレナム室内 の前記ダンバ・ブレードの位置決め手段とを含み、さらに前記ダンバ・ブレード をその基端近くの、しかし前記ダンバ・ブレードからは分離し一体化されていな い第１ピボット（１５８）の回りに回転可能に装架する手段（１５０、１６２） を含むダンバ組立体（４３）と、前記第１ピボットの回りに、前記ダンバ・ブレ ードを、ブレナム室を通る空気流から退避した初期開放位置から回転し前記ダン バ・ブレードの第２開口部に隣接する遠端（１９４）をブレナム室を通る空気流 を所定の量になる位置に動かす作動手段（１４２、１９２）とを有し、前記装架 手段が前記ダンバ・ブレードをその基端と遠端との間にある前記ダンバ組立体の 第２ピボット（１６４）の回りに独立に回転可能に装架する手段を含むこと、 前記作動手段が前記ダンバ・ブレードを前記第２ピボットの回りに独立に回転さ せ、第２開口部から離れ、空気の流れからはずれた引き込み位置に動かすこと、 をそれぞれ特徴とする空気流制御装置。 ２．請求の範囲１の空気流制御装置において、前記作動手段が第１および第２ピ ボット（１５８、１６４）と連係して動き、前記ダンバ・ブレードと作動的に結 合している第３のピボット（１９０）を含むことを特徴とする空気流制御装置。 ３．請求の範囲２の空気流制御装置において、前記作動手段が、第１スロット（ １６０）を有する第１カム部材（１５６）から成り、その中で前記第３ピボット （１９０）が動き、前記第１スロットは、第１および第２ピボット（１５８、１ ６４）とにより第３ピボットに運動を伝える第１弓状セグメント（１９６）と第 ２弓状セグメント（１９９）を有し、該第２弓状セグメントは前記第１弓状セグ メントとは異なる曲率半径を持つことを特徴とする空気流制御装置。 ４．火室の空気孔を通る空気流を制御する装置であって、第１および第２端部と 、及び前記第１端部の側の第１間口部（１３０）と、並びに第２端部の側の第２ 開口部（５２）とを持ち、前記第１開口部が空気流を与える加圧空気を受け、前 記第２開口部を通って前記空気孔に空気が供給されるようになっているブレナム 室（４２）と、前記ブレナム室内の第１および第２開口部の間に装架され、前記 第１開口部に近接して基端（２０２）を有し、また第２開口部に近接して遠端（ １９４）を有し、ブレナム室を通り空気孔に至る空気流を減流させるダンバ手段 （１６８）と、前記ダンバ手段をブレナム室内の空気流からはずれた引き込み位 置に第２開口部から離して装架し、前記ダンバ手段の基端近くに配置され、しか もダンバ手段からは分離して一体化されない第１ピボット（１５８）と、ダンバ 手段の基端および遠端の中間にある第２ピボット（１６４）の回りに前記ダンバ 手段を回動可能に保持する手段（１５０）を含む装架手段と、前記ダンバ手段を 作動し、同時に前記第１及び第２ピボットを回動し、該ダンバ手段の遠端が第２ 開口部近くで空気流の中に入り、基端が空気流を通って最大の減流位置に動くよ うに回動させる手段（１８４）含み、前記回動手段が前記ダンバ手段さらに第１ ピボットの回りに回動させ、その遠端を所定の位置に動かし、ブレナム室を通る 空気流の減流量を最大減流位置におけるよりも所望の量だけ少な１くする手段を 含んでいる作動手段（１４２、１９２）とを有することを特徴とする空気流制御 装置。 ５．炉壁（２２）の複数の空気孔（３０）と、炉の火室（１２）に前記空気孔を 通って加圧燃焼空気を供給する風箱（２８）と、前記風箱内にあり風箱からの空 気流を受ける第１開口部（１３０）及び前記空気孔の一つを通じて前記火室に至 る第２開口部（５２）を持つブレナム室（４２）と、一つの空気孔を通る空気流 を制御するダンバ（１６８）と、前記ブレナム室内で前記ダンバと連結して前記 ダンバを空気流からはずれ第２開口部から離れた引き込み位置に保持する手段、 及び前記ダンバをブレナム室を通る空気流の上方に一端で回動可能に保持する手 段から成るダンバ位置決め機構（１５４、１５８、１６２、１６４、１８４、１ ９０）を含むダンバ駆動手段とを備え、前記ダンバが空気流の中に動いて、ブレ ナム室を通り第２開口部に至る空気流の流速と流量を制御できるように構成され 、前記駆動手段がブレナム室の外部に固定された作動装置（１９２）と、前記作 動装置からブレナム室内に延び出し、前記ダンバ位置決め機構を介して前記ダン バに連結し、ブレナム室に押し出されるにつれて前記ダンバを第２開口部を少な くとも部分的に塞ぐ位置に動かす作動ロッド（１４４）とを含んで成る還元炉に おいて、 前記ダンバの基端（２０２）の近傍に位置し、しかもダンバから分離して一体化 されないダンバ位置決め機構の第１ピボット（１５８）と、前記ダンバの基端と 遠端（１９４）の中間位置にある第２ピボット（１６４）とを含むこと、及び 前記ダンバ位置決め機構が、ダンバの引き込み位置からの作動ロッドの初期運動 に応答してダンバを第１および第２ピボットの回りに同時に回動させ、ダンバの 遠端が第２開口部の近くで空気流に入り、基端が空気流を通って動き、これによ りダンバをブレナム室内を通る空気流の最大減流位置に動かすこと、並びに前記 ダンバ位置決め機構がダンバの量大減流位置から作動ロッドのさらに先への運動 に応答して、ダンバを第１ピボットの回りにダンバの遠端をダンバによる減流量 を最大減流位置におけるよりも所望の量だけ少なくする所定の位置に回動させる ことを特徴とする還元炉。 ６．炉壁に複数の空気孔を備え、該空気孔の一つを通る空気流を制御する装置を 有する化学物質還元炉において、 加圧燃焼空気を受け入れる第１開口部（１３０）、及び一つの空気孔を通って空 気を炉の中に吐き出す第２開口部（５２）並びに床とを有するブレナム室（４２ ）と、 遠端（１９４）と基準（２０２）を持ちブレナム室に装架されたダンバ（１６８ ）と、 前記ダンバをブレナム室の床上の第１および第２開口部の間で、空気流からはず れ、第２開口部から離れた引き込み位置に保持する手段を持つダンバ位置決め機 構（１５４、１５８、１６２、１６４、１８４、１９０）を含み、前記ダンバを 前記ブレナム室内に装架する手段と、前記ダンバ位置決め機構を介して前記ダン バに連結し、前記ダンバを作動し、ブレナム室の外部に固定された作動装置（１ ９２）、及び前記作動装置からブレナム室に延び、前記ダンバ位置決め機構へ取 り付けられ、軸方向への運動に適合した作動ロッド（１４２）を含み、前記作動 ロッドが軸方向にブレナム室の中へ前進するとダンバが引き込み位置から第１開 口部に向かって動き、ダンバの基端は空気流中を上昇して最大減流位置にいたり 、そこにおいて基端は空気流の上側にあり、遠端はブレナム室の床近くの第１開 口部に隣接し、さらに作動ロッドがブレナム室内に前進するとダンバ位置決め機 構が作動してダンバの遠端を上方へ動かし、ブレナム室内の空気流を増加させる ように構成された手段とを有することを特徴とする化学物質還元炉。 ７．請求の範囲６の装置であって、前記ダンバ位置決め機構は、前記ダンバの基 端近傍にあり、しかも該ダンバとは分離し一体化していない第１ピボット（１５ ８）と、 前記ダンバの基端と遠端との中間にある第２ピボットとを有し、前記ダンバ位置 決め機構が作動ロッド（１４２）のダンバの引き込み位置からの初期運動に応答 して、ダンバを第１および第２ピボットの回りに、同時に、ダンバが最大減流位 置に到達するまで回動させ、ダンバ位置決め機構が作動ロッドのさらに先への動 きに応答してダンバを第１ピボットの回りにさらに回動させ、ダンバの遠端がブ レナム室（４２）を通る空気流を最大減流位置におけるよりも所望の量だけ少な く減流する所定の位置に動くようにしたことを特徴とする化学物質還元炉。 ８．火室の空気孔を通る空気流を制御する装置であって、加圧空気を第１開口部 （１３０）から受け入れ、空気孔に第２開口部（５２）を通って空気流を供給す るブレナム室（４２）と、ブレナム室内の第１および第２開口部の間に装架され 、ブレナム室を通り空気孔に至る空気流を減流する手段（１６８）と、該ダンバ 手段をその運動の軌跡の第１位置、すなわちブレナム室から空気孔への空気流を 所定の量にする位置へ選択的に動かす第１駆動手段（１４２、１９２、１５０、 １８４）と、ブレナム室に可動的に装架され、周期的なクリーニング・サイクル の間空気孔を塞ぐ突起物質を掃除し、ダンバ手段の運動の軌跡と互いにかなり干 渉し合う運動の軌跡を有しているにも拘らず、引き込み位置においてはダンバ手 段の運動の軌跡と干渉しない場所にあるクリーニング手段（６１）と、前記クリ ーニング手段に連結し、周期的なクリーニング・サイクルの間の動作が可能で前 記クリーニング手段を空気孔の中に動かしそこから突起物質を掻き落とし、クリ ーニング手段を引き込み位置に戻す第２手段（６２）とを有し、前記第１駆動手 段はクリーニング・サイクルが始まる前にダンバ手段をその運動軌跡の第１位置 からクリーニング手段の運動の軌跡と非干渉の関係にある第２位置に動かし、ク リーニング手段が引き込み位置に戻った彼ダンバ手段をその第１位置に戻すよう に動作可能となっており、また、このような第１駆動手段はダンバ位置決め機構 を有し、該位置決め機構は、 ブレナム室の内部に取り付けられ、中に異なる半径の段階的な第１および第２セ グメント（１９６、１９９）を持つ弓状のカム・スロット（１６０）を形成され たピボット・ブラケット（１５６）と、第１および第２端部を持ち、第１端部は ピボット・ブラケットに、第２端部はダンバ手段に回動可能に取り付けられてお り、前記第１および第２端部の間に直線スロット（１８８）を持つ細長いベルク ランク駆動部材（１５０）と、前記細長いベルクランク駆動部材を動かすための 駆動手段（１４２、１９２）と、 前記ダンバ手段に回動可能に取り付けられたカム・リンク（１８４）と、前記カ ム・リンクに回動可能に取り付けられ、前記弓状カム・スロットと直線スロット の両者にジャーナル軸受けされ、前記駆動手段が作動されるとき両スロットを縦 走し、弓状スロットの第１段階状セグメントに位置しているときはダンバ手段は 第１位置にあり、弓状スロットの第２段階状セグメントを辿った後ダンバ手段は 第２位置にあるように構成された浮きピボット（１９０）とを有することを特徴 とする空気流制御装置。 ９．請求の範囲８の装置であって、前記クリーニング手段（６１）を前記ブレナ ム室（４２）に取り外し可能に固定する手段を含むことを特徴とする空気流制御 装置。 １０．空気流制御装置であって、 加圧空気を受け入れる第１開口部（１３０）と空気流を吐き出す第２開口部（５ ２）との間に空気流を受けるようにされたブレナム室（４２）と、ブレナム室内 でそこを通る空気流を制御するダンバ・ブレード部材（１６８）と、 第１ピボット（１５８）の回りを回転しながら前記ダンバ・ブレードを回動可能 に保持して種々の減流位置に運ぶクランク・アーム（１５０）と、前記ダンバ・ ブレードを第２ピボット（１６４）の回りに回転させ、前記空気流に対して引き 込みの向きを取らせる第２アーム手段（１６０、１８４、１９０）とを有し、 前記第２アーム手段は、前記ダンバ・ブレード部材に回動可能に連結されたリン ク（１８４）と、前記リンクを前記ダンバ・ブレード部材が前記クランク・アー ムによってその引き込み位置に向かって回転されるにつれて変化する回転中心を 持つ道に強制的に従わせるカム手段（１６０、１９０）とを有することを特徴と する空気流制御装置。 １１．空気流制御装置であって、 加圧空気を受け入れる第１開口部（１３０）と空気流を吐き出す第２開口部（５ ２）との間に空気流を受けるようにされたブレナム室（４２）と、ブレナム室内 にあり、通常その第１および第２開口部の間にほぼ位置しているダンバ・ブレー ド部材（１６８）と、 前記ダンバ・ブレード部材を回動可能に保持し、前記ブレナム室の固定位置にあ る第１ピボット（１５８）と前記ダンバ・ブレード部材にある第２ピボット（１ ６４）の間に延び、縦のスロット（１８８）を持つクランク・アーム（１５０） と、 前記ブレナム室に固定され、異なる曲率半径の２つの弓状セグメント（１９６、 １９９）を含む弓状スロット（１６０）を持つカム部材（１５６）と、前記ダン バ・ブレード部材に、前記第２ピボットに関しずれた位置に回動可能に連結され 、前記縦スロットと前記弓状スロットの両者に受けられその中を動くことのでき る可動ピボット（１９０）を持つカム・リンク（１８４）と、前記クランク・ア ームを回し、それによって前記ダンバ・ブレード部材を前記第１ピボットの回り に空気流に対して回転させ、前記ダンバ・ブレード部材を、前記可動ピボットが 異なる曲率半径を持つ２つの弓状セグメントの間を動くとき前記第２ピボットの 回りに回転させ、前記ダンバ・ブレード部材に空気流に対して異なる向きを取ら せる手段（１４２、１９２）とを有することを特徴とする空気流制御装置。