TW461952B - Exhauster for a solid fuel pulverizing and firing system having an improved fan assembly - Google Patents

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4 6 1 9 ^ ' A7 -------B7_ __ 五、發明說明（1 ) 發明背景 (請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) 本發明係有關於供用於化石燃料類型的加熱爐之固體燃 料粉碎及燃燒系統，在此類型中，該化石燃料加熱爐和固 體燃料粉碎及燃燒系統的一實質部分，其爲該固體燃料和 空氣得以供輸進該化石燃料加熱爐中所恁藉者，係在一預 定的壓力下運作；而較明確來説’本發明係有關於—種排 氣機’可用在此類化石燃料加熱爐的固體燃料粉碎及燃燒 系統中者，並具有改良的風扇總成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 有三種基本型式的固體燃料磨粉機燃燒系統係常爲採用 者。它們就是：直接燃燒系統 '半燃燒系統和箱儲系統。 這二種系統中最簡單又最常爲採用的、而且是本發明所指 向的，就是直接燃燒系統，其係將固體燃料，例如煤，用 一適當方式隨同熾熱氣體，進給到一磨粉機中而取勝。該 固體燃料在該磨粉機中同時研磨和弄乾燥該固體燃料的 乾燥，由該熾熱氣體在其掃掠過該磨粉機之際完成。當熾 熱氣體掃掠過該磨粉機時，其藉固體燃料中所含水份的蒸 發而冷卻並變濕。時常，採用一種排氣機，來除去熾熱氣 體和隨同流動的細微固體燃料質點，亦即，來自該磨粉機 、已經其研磨的固體燃料。此外，該排氣機，當如此使用 時’是設置在該磨粉機的排放側，並運作執行，將熾熱氣 體及隨同流動的固體燃料質點，遞送到化石燃料加熱爐中 。該直接燃燒系統的主要優點是：簡單、低成本、和有最 大的安全性。對於最後這一點，該細微固體燃料質點，因 有發生自燃之虞而視爲有潛在性危險之物質，以高速度直 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2) 接進入該化石燃料加熱爐，而不予其有聚集而可能自燃的 機會。故而’該直接燃燒系統，可以在安全條件所容許的 最大溫度下運作。 一早先技藝形式之此一種直接燃燒固體燃料的磨粉機燃 燒系統’記述在美國專利第3,205,843號中，標題爲「粉煤 燃燒系統（Pulverized Coal Firing System)」；在該專利中披 露，將固體燃料經過磨粉機26的進口斜滑槽23，傳送到該 磨粉機26的旋轉碗盤32上。如此進入磨碎機26的固體燃料 ，就藉磨碎機2 6的研磨滾柱3 6在其中研磨，研磨滚柱3 6係 安裝在磨碎機殼罩中，俾在該研磨滾柱3 6和設置在該磨粉 機26的旋轉碗盤32上的研磨環之間，提供研磨作用。空氣 經過該磨粉機26在該機殼軍和旋轉碗盤32的邊緣之間通過 ，而當空氣經過該旋轉碗盤3 2時，粉碎的固體燃料，就連 續裝載入該空氣流中，而以空氣-粉狀固體燃料的混合物， 穿透過該磨粉機26的粒析機40，後者設在該磨粉機26的頂 上部分。該粒析機40有效分離出粗大的固體燃料碎粒，並 將這些粗大的碎粒退回到該磨粉機的旋轉碗盤32再次研磨 ，然而細微碎粒，則保留在空氣流中，經過該磨粉機26的 出口 42流出，出口 42係設在粒析機40的頂端。從該磨粉機 26的出口 42，將該空氣-粉狀固體燃料的混合物，經過導管 44運送到排氣機46的進口。然後再將該空氣-粉狀固體燃料 的混合物，從該排氣機46、經過導管48運送到石化燃料加 熱爐10。 另一早先形式的此種固體燃料的磨粉機燃燒系統，記、龙 本紙張尺度適財關家鮮（CNS)A4规格(210 X 297公釐) (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂---------攻 46195? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ________B7__ 五、發明說明（3 ) 在配發给瓦克（Wark)的美國專利第5,363,776號中，標題爲 「進氣機進口文氏管（Exhauster Inlet Venturi)」。該瓦克 ‘7%專利披露—已知磨粉機的進氣機風扇總成1〇，具有一 風扇18附有多數個輻向風扇葉片20，藉一星形裝置24連接 到一傳動軸22。該傳動軸終止在一輪轂23内，輪轂23係爲 一「孤里帽（cooley cap) J型的輻向分流帽所覆蓋。 雖然，根據前述該兩種專利之指示、所建構的固體燃料 的磨粉機燃燒系統，經實驗證明確是可在其設計g的上發 生效用，但也證明，這一種在早先技藝中的固體磨碎機燃 燒系統，有進一步加以改良的必要；更確切地説，對於其 中所使用的排氣機’有加以改進的必要。就排氣機的運作 效率來考量的一項限制因素，迄今爲止，就是特別需要使 該排氣機風扇總成的維修極爲便利。這種維護的需要，主 要會發生在所運送通過該排氣機的材料是非常有磨損力的 %合。關於這一點，在早先技藝方面事實已經證明，需要 有可供用於固體燃料磨粉機燃燒系統的一種薪新而改良的 排氣機’其比已知的排氣機有較少的維修需要。 而且，在早先技藝事實已經證明，需要有一種具有許多 其它外加特徵的嶄新而改良的排氣機，供用於此類的固體 燃料磨粉機燃燒系統》供用於此類的固體燃料磨粉機燃燒 系統的此種嶄新而改良的排氣機，所希望擁有的外加特徵 之一，就是用以達成對於該排氣機的某些内表面的腐蝕程 度' 有頗大的減少的能力。還有一供用於這類的固體燃料 磨粉機燃燒系統的這種嶄新而改良的排氣機，所希望擁 -6 - 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^ I --- -----訂--— — 111 — — ^ - (請先閱讀背面V注意事項再填寫本I) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 6 1 9 B > Α7 ----------Β7__ 五、發明說明（4) 的外加特徵之一，就是該排氣機應有能力實現上述所有的 特徵 '然而仍能保留排氣機現有的殼罩。 因此’本發明的標的之一’就是提供一種嶄新且改民的 排氣機，供固體燃料磨粉機燃燒系統使用。 本發明另有一標的，在提供此一種供用於固體燃料磨粉 機燃燒系統的嶄新且改良的排氣機，具有使維修需要、比 諸早先技藝形式的排氣機有所減少的特徵。 本發明这有另一標的’就是提供此一種供用於固體燃料 磨叔機燃燒系統的崭新且改良的排氣機，其具有可能用在 一排氣機的現有殼罩内，達成前述所有各標的之特徵。 本發明還有一標的’就是提供此一種供用於固體燃料磨 1¾機燃燒系統的薪新且改良的排氣機，具有可以使用在改 型應用中或新型應用中的特徵。 本發明還有另一標的’就是提供此—種供用於固體燃料 磨粉機燃燒系統的崭新且改良的排氣機，具有構造簡單、 操作較易、但是設置成本較低廉之特徵。 發明摘要 根據本發明的一方面，備置一粉碎固體燃料燃燒系統使 用之排氣機’其比已知的排氣機，需要較少的維修。該本 發明的排氣機包括一改良的風扇總成，用以經過一排氣機 風扇殼罩排放燃煤，該排氣機係可安裝在該殼罩内一轉轴 上，俾以繞一轉軸旋轉中心線旋轉。該殼罩具有一進口， 大體與該轉軸旋轉中心線對齊，以使經過該進口進入該殼 罩之燃煤與旋轉中的該排氣機風扇接觸，並藉以改變方向 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝------—丨訂---------吟 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 19 ! Α7 Β7 五、發明說明（5) 到一輻射出口路徑上。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該排氣機風扇總成，包括一組多個葉片和一輪轂；該輪 轂具有一外表面、一自由端、和一鑽孔；該鑽孔在其内中 接納在一方向上的該轉軸的自由端，此一方向係使該轉軸 的自由端、以及該輪轂的自由端，均朝向同一軸線方向。 該輪轂的外表面係間隔設置在該鑽孔輻向外侧，而該葉片 係以平均的角度間隔方式，環繞該輪轂的外表面安裝，並 從該處輻向朝外伸出β該排氣機風扇總成還包括一輪轂護 蓋總成，後者具有一板件及板件連接器裝置，用以將該板 件與該轉轴的自由端和該輪轂的自由端、兩者中之至少一 個相連接。該板件具有一外週邊，該外週邊上的每一個點 ，都比在該輪轂的外表面上對應角度的對正點，有較大的 距離該轉軸旋轉中心線的輻向間隔，從而，當循該轉軸旋 轉中心線觀察時，該板件在輻向上完全覆蓋其所附接的輪 毅和轉轴。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明的排氣機的一特色，該轉軸具有一外螺紋端 頭部分，而該板件連接裝置，包括一具有一内螺紋鑽孔的 環形元件，該内螺紋鑽孔，經建置成與該轉軸的外螺紋端 頭部分相容，俾便與其螺紋嚙合。 根據本發明的排氣機之一可替代特色，該板件連接裝置 包括一對可緊固在該板件上的螺栓，而該輪轂包括一對螺 栓接納孔，俾在孔中接納該一對螺栓，從而將板件緊固到 該輪轂上。 該板件最好是用一平板的表面元件，成一陶瓷襯墊抗磨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 195 2 A7 B7 五、發明說明（6) 板的形式，加以覆蓋’這樣可以有利抑制進入的燃煤流的 擾流或渦流效應的發生，相反於早先技藝的該非平面的、 有斜角的「孤里帽」防護罩的擾流促進效應，傾向於引起 一種流動型態，而導致該風扇葉片前緣局部性的磨耗。 圖式之簡略説明 圖1爲一固體燃料磨粉機燃燒系統之一簡要圖，包含—根 據本發明而建構的排氣機； 圖2爲圖1中所示固體燃料磨粉機燃燒系統之排氣機之— 垂直剖面放大前視圖，沿圖1中II-II線所取者； 圖3爲該排氣機之放大側面正視剖面圖，沿圖2中IIUH線 所取者； 圖4爲圖3中所示之排氣機之排氣機風扇總成之一前面正 視剖面圖； 圖5爲本發明排氣機輪轂護蓋次總成之—變型之分解侧面 正視圖垂直剖面圖；及 圖6爲本發明排氣機之輪轂護蓋次總成之另一變型之分解 侧面正視圖垂直剖面圖。 較佳具體實例説明 現就圖式、特別是圖1來説明，圖中表明一固體燃料磨粉 機燃燒系統10 ’包括一加熱爐12、一磨粉機14、及一排氣 機16 ;排氣機16用以實施遞送一熾熱氣體和隨載的細微固 體燃料質點的蟲合物、從該磨粉機14到該加熱爐12。蓉於 此類固體燃料磨粉機燃燒系统本身的結構性質和操作方式 ，對於本技藝中有能之士言，實是眾所熟知，因而關於固 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------- 11111111 ^ 0 1 9 5 2 A7 ------ B7 五、發明說明（7) 體燃料磨粉機燃燒系統〗〇並不認爲有加以詳述的必要。然 而，爲了要瞭解一種固體燃料磨粉機燃燒系統，其能夠和 本發明的排氣機，例如該排氣機16，發生合作上的關聯， 就必須引述到在1965年9月Η曰配發給鲍格（A, B〇g〇t)的美國 專利第3,205,843號中所發佈的較詳盡説明，是有關於一種 固體燃料磨粉機燃燒系統組成件的結構性質和操作方式。 先就該加熱爐12來説’粉狀的固體燃料和空氣，就是在 該加熱爐12中以本技藝中有能之士熟知之方式，開始燃燒 。關於這一點，粉狀的固體燃料和空氣，係透過多數個燃 燒器注射入該加熱爐12中，在圖1中簡要表明在18處。除前 述的粉狀固體燃料和空氣外，還有次級空氣供應給該加熱 爐12 ;該次級芏氣係需要用來完成、該透過該燃燒器丨8注 射進入該加熱爐中的粉狀固體燃料、在該加熱爐12中的燃 燒。 從粉狀固體燃料的建構中產生的該熾熱氣體和空氣，在 加熱爐12中向上昇起。在其向上移動的過程中，該熾熱氣 體’以一本行技藝有能之士所周知的方式，將熱量釋出到 流經圖1中在20處所示的管子的流體，該等管子係以傳統方 式沿該加熱爐12四壁排列。然後’熾熱氣體從該加熱爐j 2 流出’經過一水平的通道，接著再通到—後氣體通道，兩 氣體通道通常包含其它的熱交換表面（未圖示），俾以一本行 技藝有能之士所周知的方式，產生蒸汽並超加熱之。其後 ’通常是使該蒸汽流動到一渦輪機，在圖1中總體以參照數 碼22標示，該渦輪機接著連接到一可變的負載，例如一發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) H·-裝·！ —訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 461952

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電機（未圖示），後者以已知方式與該渦輪機22在合作上發生 關聯’以致電力即於是從發電機（未圖示）產生。 以下將就圖1中所示的固體燃料磨粉機燃燒系統丨〇的操作 方式作说明。關於這一點，固體燃料係供應到磨粉機i 4 並在其内中粉化。隨後，該磨粉機14藉一導管24連接到該 排氣機16，藉此該在磨粉機μ内粉化的固體燃料，在該排 氣機中列載於空氣流中，並就如此列載，從磨粉機14、經 過導管24、運送到該排氣機丨6。現參照圖2來説，圖2爲該 棑氣機16之前正視剖面圖，可以看到，該列載有粉狀固體 燃料的空氣流，係使其恁藉一排氣機風扇總成26的運作， 通過忒排氣機16流動。此時仍列載在空氣流中的粉狀固體 燃料，從排氣機16、經過—出口 28而排放出。從該排氣機 16出來的列載在空氣流中的粉狀固體燃料，經過在圖1中參 月?、數碼3 0標示的導管，運送到該加熱爐12，到此，該粉狀 固體燃料就在該加熱爐12中燃燒。 以下將參照圖3和圖4，就該排氣機風扇總成26作一較詳 細的説明，圖3爲該排氣機16之一放大的側面正視剖面圖， 顯示遠排氣機16之排氣機風扇總成2 6，而圖4爲該排氣機風 扇總成26 —放大的前正褥圖。該排氣機風扇總成26包括一 風扇32，安裝在一轉軸34上，以繞一轉軸旋轉中心線sra 旋轉。該風扇32在一般罩36内旋轉，該殼罩具有一進口 38 與該導管24相通，並大體與該轉軸旋轉中心線SRa對齊， 以使由進口 38進入該殼罩的燃煤與旋轉中的風扇32接觸， 並因而改變方向到一輻射出口路徑上，如圖2中用箭號40所 -11 - 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210x 297公t ) n I K n H ^ / I · n n ϋ n n 一.1- · 1 i ϋ n I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明（） 指示者。 该排氣機風扇32包括一組多個葉片42和一輪毅44。輪轂 44具有一外表面46、一自由端48、及一鑽孔50 ;該鑽孔50 在其内中接纳在一方向上的該轉軸34的自由端，此—方向 係使該轉軸34的自由端52、及該輪轂44的自由端48，均相 對該轉軸旋轉中心線SRA朝向同一軸線方向。該輪轂44的 外表面46 ’係間隔設置在該輪毅44之绩孔50輻向外側，而 成葉片3 2係以平均的角度間隔、環繞該輪轂44的外表面46 安裝’並從該處輻向朝外伸出。 該排乱機風扇總成2 6還包括一輪轂護蓋次總成5 4，後者 具有一抗磨板56及板件連接器裝置，用以將該抗磨板56與 該轉軸34的自由端52和該輪轂44的自由端48、兩者中之至 少一個相連接--換言之，該抗磨板56可藉該板件連接裝置連 接到該轉軸34的自由端52，否則就連接到該輪轂44的自由 端48，端視設計選擇而定。圖3及4中所示的該排氣機風扇 總成26的具體實例中，該板件連接裝置，將該抗磨板56連 接到該輪較44的自由端48 »該抗磨板56具有一最宜是圓形 的外週邊5 8，而且該外週邊5 8上的每一個點，都比在該輪 轂44的外表面46上對應的角度上的對正點，有較大的距離 該轉軸旋轉中心線SRA的輻向間隔，從而，當循該轉軸旋 轉中心線SRA觀察時，該抗磨板56，在輻向上，完全覆蓋 該輪轂44和該轉秘34。例如’如在圖3中可見，該板件5 6的 直徑PDI係大於該輪轂44的外直徑HDI。 如在圖5中可見，該輪轂護蓋次總成54的抗磨板56， 在 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂i n n n n —i I ^ ! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I 619F 9

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 其一變型中，白 。兩個在直徑上相對立的直通孔6〇，彼此 在角度上間隔設置。—AW 4人η —螺栓62係插入在各個直通孔6〇中， 而螺栓有螺紋的自士 _ 目由碲’係以螺紋收納在兩個相對應的加 有螺，纟文的自攻錯:ϊΙ ή 1 ^ , ‘ 讚孔64< —個中，該自攻鑽孔Μ係製作在一 圓柱形間隔片66上。該圓柱形間隔片66具有一加螺紋的中 '"罐孔68 ’用螺纟又接納該該轉軸34有螺紋的自由端52。該 圓才王开/間R?)片66，用以使該抗磨板56與該輪較的自由端a 保持一在轴向上的間隔。 最好’純磨板56是—種以眞空黏合料作㈣的碳鋼 圓碟。兩個陶资圓碟72，罩蓋住將該抗磨板56緊固到該間 隔片6 6的螺栓頭。 現在須參照圖6來説，圖6爲本發明的排氣機的輪較護蓋 次總成的另-變型、或可替代特色之一分解的側面剖2 視囷。此一輪轂護蓋次總成的變型，以參照數碼丨54標示， 包括-抗磨板156,最宜是—種以眞空黏合陶免作襯:的竣 鋼圓碟，並由一對螺釘172緊固到間隔片166。該輪榖護蓋 次總成154亦包括-環形間隔片166，該圓環形間隔片二^ 藉一對螺栓Π4緊固在該輪轂44的自由端，螺栓174係藉螺 紋收納在輪轂44上對應的，、加有螺蚊的鑽孔中。該—在圖5 中所示之輪轂護蓋次總成54的變型，就如此提供防護功用 及保持功用、將該風扇32保持在該轉軸34上。而該另一在 圖6中所不的遠輪毅護蓋次總成54的變型，提供—磨耗p、-¾ 功用，然而用一普通的防鬆螺帽，將該風扇緊固到該轉軸。又 雖然至此已就本發明用圖示加以敘述，然而尚須祿解者 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 κ 297公釐） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --裝

H 1 1 H I I U -4! 161952 A7 B7 11、 五、發明說明（ ，此乃純以解釋爲目的而毫無限制性， 具中尚有諸客 變型及修改可以製作’且未離開本發明的精神和 β

所以’後附的申請專利範圍中，打算涵言 I 个文已提及過的 以及其它的、落入本發明眞正的精神和r阁 瓦呼和鈿園的諸多修改。 (靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂---------攻 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14-

Claims (1)

1. d6 1 952 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 1 -—種用於粉狀固體燃料燃燒系統的排氣機，包括： 一殼罩； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一風扇’用以排放空氣過一排氣機風扇殼罩；該排氣 機風扇係可安裝到該殼罩中一轉軸上，俾以繞一轉軸旋 轉中心線旋轉；而該殼罩具有一進口，大致與該轉軸旋 轉中心線對齊，以使經過該進口進入之燃煤與旋轉中之 排氣機風扇接觸，並從而改變方向到一輻向出口路徑上 :該排氣機風扇包括 一组多個葉片； 、：. 一輪轂’具有一外表面、一自由端、及一靖該绩 孔在其内中接納在一方向上的該轉軸的自由端士:此一方 向係使該轉軸的自由端、以及該輪轂的自由端., . ¾朝向 同一軸線方向；該輪轂的外表面係間隔設置在該鑽孔輻 向外侧，而該葉片係以平均的角度間隔方式，環繞該輪 較的外表面安裝，並從該處輻向朝外伸出；及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印？衣 一輪轂護蓋總成，具有一抗磨板件及板件連接器裝置 ，用以將該板件與該轉||歡自由端和該輪轂的自由端、 兩者中之至少一個相連_^_板件具有一外週邊，該外 週邊上的每一個點，都該輪轂的外表面上對應角度 的對正點，有較大的距離:¾轉軸旋轉中心線的輻向間隔 ，從而，當循該轉軸旋轉中心線觀察時，該板件在輻向 上完全覆蓋其所附接的輪轂和轉軸。 2.根據申請專利範圍第i項之排氣機，其中該轉轴具有—外 表螺紋的端頭部分，而該抗磨板件連接裝置包括一環形

   d 6195 2 A8 B8 C8 D8 3. 六、申請專利範圍 元件，具有一内側螺紋鑽 便與其螺紋鳴合。 心外表螺纹相容建置’俾 根據申請專利侧第丨項切氣機 裝置包括-間隔片，該抗磨板即安"中，磨板件連接 一對螺栓被用來將該間隔片安裝到該輪轂:上’而 ----------I I --------訂·----I i i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）