(57)【要約】【課題】ダンパ貫通管とダンパ装置との相対的な熱移動を拘束せず、ダンパ貫通管の摩耗を抑制して耐久性向上を図る。【課題手段】ダンパ装置１７の非開閉領域２１にダンパ貫通管２６が貫通する貫通孔２５を設ける。ダンパ貫通管２６は金属ベローズ２７を挿通し、金属ベローズ２７の両端部はダンパ貫通管２６のフランジ部２８と非開閉領域２１とにそれぞれ固定される。ダンパ貫通管２６側の管側筒状部２９と非開閉領域２１側のダンパ側筒状部３０とのうち一方の筒状部の内径は他方の筒状部の外径よりも大きく、ベローズ装着状態で他方の筒状部は金属ベローズ２７の外周面と一方の筒状部の内周面との間に配置される。ベローズ装着状態で、管側筒状部２９は非開閉領域２１及びダンパ側筒状部３０と干渉せず、ダンパ側筒状部３０はフランジ部２８及び管側筒状部２９と干渉しない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流域と下流域との間の流路を開閉することによって前記上流域から前記下流域へ流れるガス量を変更可能なダンパ装置の非開閉領域に、ダンパ貫通管の外径よりも大きい内径を有し、前記上流域と前記下流域とを貫通する円形状の貫通孔が設けられ、前記ダンパ貫通管が前記貫通孔を挿通して前記ダンパ装置を貫通する管貫通構造であって、
前記ダンパ貫通管の外径よりも大きい内径を有する金属ベローズと、
前記ダンパ貫通管の前記上流域の外周面に固定され、前記ダンパ貫通管の周方向全域から径方向外側へ突出する板状のフランジ部と、
前記金属ベローズの外径よりも大きい内径を有し、前記フランジ部から前記下流域側へ延びる円筒状の管側筒状部と、
前記金属ベローズの外径よりも大きい内径を有し、前記貫通孔を囲うように前記非開閉領域から前記上流域側へ延びる円筒状のダンパ側筒状部と、を備え、
前記ダンパ貫通管は、前記金属ベローズを挿通し、
前記金属ベローズの両端部は、前記フランジ部と前記非開閉領域とにそれぞれ固定され、
前記管側筒状部及び前記ダンパ側筒状部のうち一方の筒状部の内径は、他方の筒状部の外径よりも大きく、
前記金属ベローズの前記両端部が前記フランジ部と前記非開閉領域とに固定されたベローズ装着状態で、前記他方の筒状部は、前記金属ベローズの外周面と前記一方の筒状部の内周面との間に配置され、
前記ベローズ装着状態で、前記管側筒状部は前記非開閉領域及び前記ダンパ側筒状部と干渉せず、前記ダンパ側筒状部は前記フランジ部及び前記管側筒状部と干渉しない
ことを特徴とするダンパ装置の管貫通構造。
【請求項２】
請求項１に記載の管貫通構造であって、
前記金属ベローズの外周面と前記他方の筒状部の内周面との間に充填される耐熱性シール材を備えた
ことを特徴とするダンパ装置の管貫通構造。
【請求項３】
請求項２に記載の管貫通構造であって、
前記貫通孔の内径は、前記金属ベローズの外径よりも大きく、
前記金属ベローズの前記下流域側は、前記貫通孔内に配置され、
前記耐熱性シール材は、前記金属ベローズの外周面と前記貫通孔の内周面との間に充填される
ことを特徴とするダンパ装置の管貫通構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の管貫通構造であって、
前記一方の筒状部は、前記ダンパ側筒状部であり、
前記他方の筒状部は、前記管側筒状部である
ことを特徴とするダンパ装置の管貫通構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパ貫通管がダンパ装置を貫通する管貫通構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラの後部伝熱部内に後部伝熱部を２つのガス通路に区画する仕切壁を設け、各ガス通路の出口にダンパ装置を設け、ダンパ装置を制御することによって２つのガス通路を流通するガス量を調整する技術が知られている。例えば、特許文献１の例では、後部伝熱部を、再熱器と再熱器側節炭器が収容された再熱器側ガス通路と、過熱器と第１及び第２の過熱器側節炭器が収容された過熱器側ガス通路とに区画している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−８２４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボイラの出力や流体容量等により、管寄せの管軸に対して垂直方向、且つ管寄せ端部から一定位置に流体を挿入することにより、管寄せ内の流体の温度勾配を低減し、ボイラ性能の安定化を図る構造を採用する場合がある。当該構造を採用する場合、ボイラの構造及び関連機器配置の制約上、ダンパ装置を貫通するボイラ配管（ダンパ貫通管）を設ける必要がある。この場合、ダンパ貫通管とダンパ装置のダンパ貫通部との隙間に発生する高速の燃焼灰・排ガス流れに起因して、ダンパ貫通管の外周面が摩耗するおそれがある。また、ダンパ貫通管とダンパ装置とは、作動温度や支持点が相違することから、各々の熱移動を拘束しない構造とする必要がある。
【０００５】
そこで本発明は、ダンパ貫通管とダンパ装置との相対的な熱移動を拘束せず、ダンパ貫通管の摩耗を抑制して耐久性向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、上流域と下流域との間の流路を開閉することによって上流域から下流域へ流れるガス量を変更可能なダンパ装置の非開閉領域に、ダンパ貫通管の外径よりも大きい内径を有し、上流域と下流域とを貫通する円形状の貫通孔が設けられ、ダンパ貫通管が貫通孔を挿通してダンパ装置を貫通する管貫通構造であって、金属ベローズと、板状のフランジ部と、円筒状の管側筒状部と、円筒状のダンパ側筒状部とを備える。
【０００７】
金属ベローズは、ダンパ貫通管の外径よりも大きい内径を有する。フランジ部は、ダンパ貫通管の上流域の外周面に固定され、ダンパ貫通管の周方向全域から径方向外側へ突出する。管側筒状部は、金属ベローズの外径よりも大きい内径を有し、フランジ部から下流域側へ延びる。ダンパ側筒状部は、金属ベローズの外径よりも大きい内径を有し、貫通孔を囲うように非開閉領域から上流域側へ延びる。
【０００８】
ダンパ貫通管は、金属ベローズを挿通する。金属ベローズの両端部は、フランジ部と非開閉領域とにそれぞれ固定される。管側筒状部及びダンパ側筒状部のうち一方の筒状部の内径は、他方の筒状部の外径よりも大きい。金属ベローズの両端部がフランジ部と非開閉領域とに固定されたベローズ装着状態で、他方の筒状部は、金属ベローズの外周面と一方の筒状部の内周面との間に配置される。ベローズ装着状態で、管側筒状部は非開閉領域及びダンパ側筒状部と干渉せず、ダンパ側筒状部はフランジ部及び管側筒状部と干渉しない。
【０００９】
上記構成では、上流域から下流域との連通経路が金属ベローズによって塞がれるので、高速の燃焼灰や排ガス流れに起因したダンパ貫通管の外周面の摩耗を抑制することができる。また、ダンパ貫通管側とダンパ装置側とを金属ベローズによって連結しているので、ダンパ貫通管とダンパ装置との相対的な熱移動を金属ベローズの弾性変形によって吸収することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様の管貫通構造であって、金属ベローズの外周面と他方の筒状部の内周面との間に充填される耐熱性シール材を備える。
【００１１】
上記構成では、上流域と下流域との連通経路が耐熱性シール材によって密閉されるので、ダンパ貫通管の外周面の摩耗をさらに抑制することができる。
【００１２】
また、上流域から流入する排ガスや燃焼灰と金属ベローズとの接触を耐熱性シール材によって防止することができ、金属ベローズの腐食や劣化を抑制して耐久性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第２の態様の管貫通構造であって、貫通孔の内径は、金属ベローズの外径よりも大きい。金属ベローズの下流域側は、貫通孔内に配置される。耐熱性シール材は、金属ベローズの外周面と貫通孔の内周面との間に充填される。
【００１４】
上記構成では、金属ベローズの下流域側を貫通孔内に配置した分だけ上流域側への金属ベローズの突出量を低減することができ、上流域のスペースが制限されている場合等に有利である。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様の管貫通構造であって、一方の筒状部は、ダンパ側筒状部であり、他方の筒状部は、管側筒状部である。
【００１６】
上記構成では、上流域と下流域との連通経路は、入口から上流側へ向かっているので、上流域のガスが連通経路へ流入し難い経路配置とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダンパ貫通管とダンパ装置との相対的な熱移動を拘束せず、ダンパ貫通管の摩耗を抑制して耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラ構造の一例を示す模式図である。
【図２】ガス分配ダンパの平面図である。
【図３】図２のIII−III矢視断面図である。
【図４】管貫通構造の分解斜視図である。
【図５】変形例の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の管貫通構造が設けられるボイラ装置の一例を示す模式図である。
【００２１】
図１に示す本ボイラ装置では、火炉１の下部に設けられた複数のバーナ２から発生した高温の排ガスは火炉１内を上昇する。排ガスは上流側排ガス流路３および下流側排ガス流路４を通って、排ガス流路出口５から低温の排ガスとしてボイラ外部に排出される。上流側排ガス流路３には燃焼ガスの流れに沿って吊り下げ型の一次過熱器６と吊り下げ型の二次過熱器７とが直列に配設されている。これら過熱器６，７の後流側の上流側排ガス流路３には吊り下げ型の再熱器８が配置されている。
【００２２】
上流側排ガス流路３から下流側排ガス流路４に流入した排ガスは、隔壁９で仕切られた一方の分割下流側排ガス流路１０に配置されている横置き再熱器１２と、他方の分割下流側排ガス流路１１に直列に配置されている横置き過熱器１３と横置き節炭器１４を加熱した後、排ガス流路出口５から下流側へ排出される。このとき、隔壁９で２つに分割された分割下流側排ガス流路出口１５，１６に設けられたガス分配ダンパ（ダンパ装置）１７により排ガス流量が調節される。なお、本実施形態のガス分配ダンパ１７は、上側の上流域から下側の下流域へ向かって鉛直下方に流れる排ガスの量を、上流域と下流域との間の流路を開閉することによって変更する。
【００２３】
図２に示すように、ガス分配ダンパ１７には、複数のダンパブレード２０が面状に並んで配置され、各ダンパブレード２０が対応する流路をそれぞれ開閉する。ガス分配ダンパ１７の一部（図２の例では略中央）には、ダンパブレード２０を含む流路開閉機構が取り除かれた貫通部（非開閉領域）２１が設けられている。図３に示すように、貫通部２１の上方の上流域には、管寄せ(例えば一次再熱器入口管寄せ)２２が配設され、管寄せ２２に接続された連絡管（ダンパ貫通管）２６は、貫通部２１を貫通して下流域へ延びる。なお、流路開閉機構を取り除いた範囲のうち貫通部２１以外の部分には、上流域と下流域とを遮蔽する遮蔽板３５が取付けられる。
【００２４】
貫通部２１では、流路開閉機構を支持するために設けられたダンパケーシング２３に貫通部本体２４が固定され、貫通部本体２４に円形状の貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５は、連絡管２６の外径よりも大きい内径を有し、上流域と下流域とを上下に貫通する。ダンパ貫通管２６は、貫通孔２５を挿通してガス分配ダンパ１７を貫通する。
【００２５】
図３及び図４に示すように、本実施形態の管貫通構造は、金属ベローズ２７と、中空円板状のフランジ部２８と、円筒状の管側筒状部２９と、円筒状のダンパ側筒状部３０と、耐熱性シール材３１とを備え、連絡管２６の外周面は、プロテクタ３２によって保護されている。
【００２６】
金属ベローズ２７は、蛇腹状の金属筒体であり、連絡管２６の外径よりも大きい内径を有する。フランジ部２８は、連絡管２６の上流域の外周面にシールリング３３を介して溶接されて固定され、連絡管２６の周方向全域から径方向外側へ鍔状に突出する。管側筒状部２９は、金属ベローズ２７の外径よりも大きい内径を有し、フランジ部２８の下面から下方へ延びる。
【００２７】
ダンパ側筒状部３０は、金属ベローズ２７の外径よりも大きい内径を有し、貫通孔２５を囲うように貫通部本体２４の上面から上方へ延びる。貫通孔２５の内径は、金属ベローズ２７の外径よりも大きく、金属ベローズ２７の下部（下流域側）は、貫通孔２５内に配置される。
【００２８】
連絡管２６は、金属ベローズ２７を挿通し、金属ベローズ２７の上端部は、フランジ部２８の下面に溶接されて固定される。貫通部本体２４の貫通孔２５の底部にはベローズ支持板３４が固定され、金属ベローズ２７の下端部は、ベローズ支持板３４の上面に溶接されて固定される。
【００２９】
管側筒状部２９及びダンパ側筒状部３０の一方（本実施形態では管側筒状部２９）の内径は、他方（本実施形態ではダンパ側筒状部３０）の外径よりも大きい。金属ベローズ２７の両端部がフランジ部２８と貫通部本体２４とに固定されたベローズ装着状態で、他方の筒状部（ダンパ側筒状部３０）は、金属ベローズ２７の外周面と一方の筒状部（管側筒状部２９）の内周面との間に配置される。
【００３０】
ベローズ装着状態で、管側筒状部２９は貫通部２１及びダンパ側筒状部３０と干渉せず、ダンパ側筒状部３０はフランジ部２８及び管側筒状部２９と干渉しない。すなわち、管側筒状部２９の突出高さとダンパ側筒状部３０の突出高さとは、連絡管２６とガス分配ダンパ１７との間に相対的に熱移動が生じた場合においても上記干渉が生じない高さに設定されている。
【００３１】
耐熱性シール材３１は、金属ベローズ２７の外周面と他方の筒状部（ダンパ側筒状部３０）の内周面との間、及び金属ベローズ２７の外周面と貫通孔２５の内周面との間に充填される。耐熱性シール材３１は、耐熱性及びシール性を有するものであれば特に限定されないが、例えばアルミナシリカ系の原料を繊維化したファインフレックス（登録商標）は耐熱性シール材３１として好適に用いられる。
【００３２】
本実施形態によれば、貫通部２１における上流域と下流域との連通経路を金属ベローズ２７によって塞ぐことができる。このため、高速の燃焼灰や排ガス流れに起因した連絡管２６の外周面の摩耗を抑制することができる。また、連絡管２６側とガス分配ダンパ１７側とを金属ベローズ２７によって連結しているので、連絡管２６とガス分配ダンパ１７との相対的な熱移動を金属ベローズ２７の弾性変形によって吸収することができる。
【００３３】
上流域と下流域との連通経路が耐熱性シール材３１によって密閉されるので、連絡管２６の外周面の摩耗をさらに確実に抑制することができる。
【００３４】
上流域から流入する排ガスや燃焼灰と金属ベローズ２７との接触を耐熱性シール材３１によって防止することができるので、金属ベローズ２７の腐食や劣化を抑制して耐久性を向上させることができる。
【００３５】
金属ベローズ２７の下流域側を貫通孔２５内に配置した分だけ上流域側への金属ベローズ２７の突出量を低減することができ、上流域のスペースが制限されている場合等に有利である。
【００３６】
上流域と下流域との連通経路は、入口から上流側へ向かって形成されるので、上流域のガスが連通経路へ流入し難い経路配置とすることができる。
【００３７】
なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００３８】
例えば、上記実施形態では管側筒状部２９の内径をダンパ側筒状部３０の外径よりも大きくしたが、図５に示すように、ダンパ側筒状部３０の内径を管側筒状部２９の外形よりも大きくしてもよい。また、貫通孔２５の内径を金属ベローズ２７の外径よりも大きくして、金属ベローズ２７の下部を貫通孔２５内に配置したが、貫通孔２５の内径を金属ベローズ２７の外径よりも小さくしてもよい。この場合、金属ベローズ２７の下部を貫通孔２５に挿入せずに貫通部２１側に固定すればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１：火炉
２：バーナ
３：上流側排ガス流路
４：下流側排ガス流路
５：排ガス流路出口
６：一次過熱器
７：二次過熱器
８：再熱器
９：隔壁
１０，１１：分割下流側排ガス流路
１２：横置き再熱器
１３：横置き過熱器
１４：横置き節炭器
１５，１６：分割下流側排ガス流路出口
１７：ガス分配ダンパ（ダンパ装置）
２０：ダンパブレード
２１：貫通部（非開閉領域）
２２：管寄せ
２３：ダンパケーシング
２４：貫通部本体
２５：貫通孔
２６：連絡管（ダンパ貫通管）
２７：金属ベローズ
２８：フランジ部
２９：管側筒状部
３０：ダンパ側筒状部
３１：耐熱性シール材
３２：プロテクタ
３３：シールリング
３４：ベローズ支持板
３５：遮蔽板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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