(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の炉壁管で構成される炉壁コーナ部に、前記炉壁管を曲げ加工してバーナの開口部を設けるようにしたボイラのバーナ部炉壁管構造において、前記開口部の周辺の炉壁を形成する前記炉壁管は、炉内側に向けて張り出し、施回流を発生させる開口端を設けるようにした前記開口部を形成するために曲げ加工されて配設されるとともに、前記炉壁から張り出して設けられる前記開口部を支持するようにされていることを特徴とするバーナ部炉壁管構造。
【請求項２】
前記開口部から前記炉内側に向けて振り出して設けた前記炉壁管が、前記開口部周辺で前記炉内側に向けて張り出すことなく配設され、前記炉壁管の後方に平面の炉壁を形成する後方炉壁管で支持されていることを特徴とする請求項１のバーナ部炉壁管構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面内に隣接して配置された多数の炉壁管で構成される炉壁に、曲げ加工した炉壁管を配置して、炉内に燃料および空気（以下単に燃料という）を送り込むバーナを設置するための開口部を設けるようにしたバーナ部炉壁管構造に係わり、特に、炉壁のコーナ部に丸型のバーナの開口部を設ける場合に好適なバーナ部炉壁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラの炉内に燃料を送り込む丸型のバーナを炉壁に設けるために、炉壁管を隣接して配置して形成するようにした炉壁の一部は、炉壁を貫通して設置されるバーナの開口部を設けるようにしたバーナ部炉壁管構造にする必要がある。
【０００３】
図５に示すように、平坦な炉壁０１の前壁０３および／または後壁０２の、縦および／または横方向に、複数の丸型のバーナ０５の開口部０６を設けるようにしたボイラにバーナ部炉壁管構造０１０を設けるような場合、従来、図６〜図８に示すようにして形成された開口部を炉壁０１に設けるようにしたバーナ部炉壁管構造０１０にするようにしている。
【０００４】
すなわち、図に示すように、このようなバーナ部炉壁管構造０１０を設ける場合、開口部０６を設ける位置に配設される炉壁０１を形成する炉壁管０７は、まず、図７に示すように、左右方向に曲げ加工され、左右曲げ部に丸型のバーナ０５の開口部０６のスペースを形成するとともに、炉壁０１に直交する前後方向に設けられ、開口部０６のスロート部を形成する耐火材０９を支持するために、前述のように、開口部０６の周縁部に、左右方向に曲げ加工された炉壁管０７を、さらに、図６および図８に示すように、後方の炉外側に曲げ加工し、開口部０６の周縁部では、炉壁管０７は、上下、左右対称にされるとともに、前後方向にも重畳されて配置され、開口部０６の周縁部には、炉外側に向けて張り出した、立体的な配置にされたバーナ部炉管構造０１０を形成するようにしている。
【０００５】
なお、これらの図において、０８は開口部０６を形成せず、炉壁０１のみを形成する直管状炉壁管、０４は直管状炉壁管０８のみで形成される側壁、０１１は炉内、０１２は炉内０１１に送り込まれる前述した燃料、０１３は炉内０１１で発生する火炎、０１４は耐火材０９に埋設されたスタッドである。
【０００６】
このようなバーナ部炉壁管構造０１０を図５に示すような平坦な炉壁０１に設け、丸型のバーナ０５の開口部０６から炉内０１１の中央に向けて燃料０１２を送り込み、蒸気を発生させる場合、特に問題は生じないが、このようなバーナ部炉壁管構造０１０を、図１に示すように、丸型のバーナ０５の開口部０６を炉内０１１のコーナ部に設けて、炉内０１１を旋回するように、炉内０１１に燃料０１２を送り込み、旋回燃焼させるようにしたボイラに採用する場合には、問題が生じる。
【０００７】
すなわち、丸型のバーナ０５の開口部０６を炉内０１１のコーナ部に設けて燃焼をさせるようにした場合、炉内０１１で燃焼して旋回する火炎０１３は、図１に示すように旋回流を発生し、この旋回する火炎０１３は、炉内０１１のコーナ部を形成する炉壁０１、特に、火炎下流側の炉壁０１に近づき易い特性があるため、コーナ部を形成する火炎下流側の炉壁０１に直接接触するようになり、炉壁０１の焼損を大きくする可能性が生じる。
【０００８】
この可能性を回避するために、丸型のバーナ０５の開口部０６を形成している耐火材０９の前端を、炉内０１１側へ前進させて設けるようにして、開口部０６の前端を、図２に示すＡ点になるように配置して、火炎０１３が下流側の炉壁０１に直接当たらないようにして、焼損を防止することが行われている。
このようにした場合、開口部０６を形成する耐火材０９の前後方向の厚みが厚くなり、特に、炉内０１１に突出する部分の重量が大きくなり、炉壁０１の後方で重畳され、後方に突出する立体的な形状にされた炉壁０１を形成するようした炉壁管０７では、この耐火材０９の重量を支持することが難しくなるとともに、耐火材０９の冷却が不十分となり、耐火材０９が焼損する可能性が生じるという不具合がある。
【０００９】
さらに、耐火材０９の増加する重量を支持するために、前後方向に重畳され、炉壁０１の後方に立体的な配置にされて、耐火材０９の重量を支持するようにした炉壁管０７の追設を多数行い、開口部０６の支持力を大きくすることも行われている。
【００１０】
このようにした場合、開口部０６を形成するための炉壁管０７の曲げ加工が、さらに多くなり、さらには、炉壁管０７の長さが長くなり、コストが増大するという不具合がある。
特に、丸型のバーナ０５の開口部０６を炉内０１１の上下に配置するようにして、コンパクトなボイラ構造にする場合には、上方の丸型のバーナ０５と下方の丸型のバーナ０５の開口部０６との間で、必要となる炉壁管０７の曲げ戻しを行うとき、曲げ半径を小さくせざるを得ず、また、曲げ角度の小さいベンドを多数使用せざるを得ず、加工コストの増大とともに、炉壁管０７内を流れる流体の圧損が大きくなり、管内流量が低減するという不具合もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、炉壁のコーナ部に丸型のバーナの開口部を設けるようにした、従来のバーナ部炉壁管構造の、上述した不具合を解消するため、炉内で燃焼して旋回する火炎が火炎下流側の炉壁に当たることがないように、丸型のバーナの開口部の前端部を炉内側へ前進させて配置すべく、開口部を形成する耐火材の先端を炉内側へ延進させて設け、特に、炉内側に突出させた耐火材の重量が大きくなるようなことがあっても、炉壁管の曲げ加工が多くなり、長さが長くなり、特に、丸型のバーナを炉内の上下に配置し、しかも、コンパクトな構造のボイラの場合においても、上方の丸型のバーナと下方の丸型のバーナとの間に必要となる曲げ戻し時の曲げ半径を小さくでき、また、曲げ角度の小さいベンドを多数使用する必要のある炉壁管を、多数追設する必要がなく、充分に開口部の炉内側に突出して設けられる耐火材を十分に支持でき、しかも、耐火材の冷却を十分にでき、焼損の可能性がなくなるとともに、炉壁管内を流れる流体の圧損が大きくならず、管内流量を低減することがないバーナ部炉壁管構造を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のバーナ部炉壁管構造は、次の手段とした。
【００１３】
（１）複数の炉壁管を並設して構成される炉壁のコーナ部に、バーナの開口部を設けるための開口部周辺に設けられる炉壁管が、次のように、曲げ加工されて炉壁を形成するようにするとともに、開口部の支持材を兼用できるようにしたバーナ部炉壁管構造にした。
【００１４】
（ｉ）コーナ部の炉壁から対向するコーナ部に向けて、炉内側に張り出すように曲げ加工されて配設され、炉内に旋回流を発生させる開口部を設けるスペースを形成し、
（ii）炉壁から炉内側に向けて前進させて設けられる、バーナの開口部を形成するようにした耐火材を支持する支持材を兼用するようにして配設されるものにした。
【００１５】
なお、炉内側に曲げ加工される炉壁管は、開口部の周縁部では、開口部のスペースを設けるために、左右方向にも曲げられ、上下、左右対称にされた開口部を設けるスペースを形成するとともに、前後方向にも重畳されて配置され、開口部の周縁部の炉内側に、立体的な配置にされた炉壁を形成するようにすることが好ましい。
また、開口部の周縁部に配置にされる炉壁管は、開口部近傍の上下部では、左右に拡開されて配置されるため、この部分には炉壁管のフィンの焼損防止のため、スタッドで固定するようにした耐火材を設けるようにすることが好ましい。
また、炉壁管で支持するようにした開口部は、開口部を形成する耐火材を、ほぼ均等に冷却できる配置にされた炉壁管で支持するとともに、この耐火材にもスタッドを挿入して、支持、冷却できるようにすることが好ましい。
【００１６】
本発明のバーナ部炉壁管構造は、上述（１）の手段により、
ａ．炉内側へ前進させてバーナの開口部を配置できるようになり、しかも、このバーナで炉内に供給された燃料が燃焼して旋回する火炎が、火炎下流側の炉壁に当たることがなく、この火炎による炉壁の焼損の可能性を少なくできるとともに、バーナの炉内側へ前進に伴い、炉内側へ前進させて配置される開口部を形成する耐火材の重量が大きくなっても、炉内側へ前進させて配置されている炉壁管によって支持されるので、曲げ加工が多くなり、長さが長くなる炉壁管を追設することなく、充分に支持できるようになり、また、耐火材の冷却を十分にでき、焼損の可能性を、さらに低減することができる。
【００１７】
さらに、炉内の上下にバーナを設置し、コンパクトな構造のボイラにするようにした場合においても、炉壁管が炉内側に張り出すように曲げ加工されて配設されるので、曲げ部に使用するベンドを少なくできるとともに、上方の丸型のバーナと下方の丸型のバーナとの間の炉壁管の曲げ戻し時に必要とする曲げ半径を、大きな径のものにすることができ、また、曲げ角度の小さいベンドを使用する必要もないことから、炉壁管を流れる流体の圧損が大きくならず、管内流量の低減を防止できる。
【００１８】
また、第２番目の本発明のバーナ部炉壁管構造は、次の手段とした。
（２）上述（１）の手段により、開口部から炉内側に向けて張り出して設けた炉壁管が、開口部周辺の炉壁で炉内側に向けて張り出すことなく配設され、開口部の周辺に、炉壁管後方の炉壁を形成する後方炉壁管で支持されるものとした。なお、後方炉壁管で支持される炉壁管は、後方炉壁管との間に支持金物を介装して支持するようにすることが好ましい。
【００１９】
本発明のバーナ部炉壁管構造は、上述（２）の手段により、上述ａ．に加え、開口部から炉内側に向けて張り出して設けられる炉壁管が、後方炉壁管により強固に固着される。
また、炉壁管と後方炉壁管との間に介装され、炉壁管および後方炉壁管のフィンを保護する厚肉の耐火材は、内部に挿入されたスタッドとともに、炉壁管と後方炉壁管により強硬に固着され、さらには、これらにより冷却されるので、焼損の可能性を、さらに低減させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバーナ部炉壁管構造の実施の一形態を図面にもとづき説明する。
図１は、本発明のバーナ部炉壁管構造を実施するに好適な、炉壁の４隅のコーナ部のそれぞれに、丸型のバーナの開口部を設けるようにしたボイラの水平断面図、図２は、開口部断面の平面図で、コーナ部の開口部と炉壁管および後方炉壁管との関係を示す図、図３は、最下段の開口部の炉外から見た正面図で、開口部と炉壁管および後方炉壁管との関係を示す図、図４は、中段および最下段の開口部断面の側面図で、開口部近傍の炉壁管および後方炉壁管の配置関係を示す図である。
【００２１】
図に示すように、炉壁１の４隅のコーナ部には、丸型のバーナ２の開口部３を設けるとともに、コーナ部の上下方向には、３段にわたって、一部図示省略した開口部３を設けるようにしている。
この丸型のバーナ２は、その開口部３の先端から炉内４に供給される燃料１１が、燃焼して炉内４で旋回する火炎１２が炉壁１に当らない位置まで先端を炉内４側へ前進させて配置するようにしている。
また、コーナ部以外の炉壁１および開口部３から離れた位置のコーナ部の炉壁１は、隣接して配置され、両側から突出させたフィンを重合させた後方炉壁管５により平面に形成するようにしている。
【００２２】
丸型のバーナ２の開口部３を設けるコーナ部周辺の炉壁１は、開口部３周辺に配置された炉壁管６が、コーナ部の炉壁１から対向するコーナ部に向けて、図４に示すように、炉内４側へ張り出すように曲げ加工されるとともに、図３に示すように、左右方向にも曲げられて配設され、この曲げ加工された部分に、開口部３を設けるスペースを形成するようにしている。
すなわち、炉壁管６は、炉内４側に向けて曲げ加工されるとともに、開口部３の周縁部では、左右方向にも曲げられ、炉内４で旋回する火炎１２を発生させ、しかも旋回する火炎１２が炉壁１に直接当らないようにして、丸型のバーナ２の開口部３を設置するようにしている。
【００２３】
従って、開口部３の周縁部には、炉内４側に突出し、上下、左右対称にされるとともに、前後方向にも重畳されて、立体的な配置にされた炉壁１が、コーナ部の前方に形成されることになる。
また、このスペースには、炉内４側に向けて張り出して耐火材７が設けられている。
この炉内４側に向けて張り出して設けられた耐火材７は、立体的な配置にされて炉壁１を形成する炉壁管６で支持され、また、耐火材７の内部に挿入されたスタッド８で固定されるとともに、これらにより冷却するようにしている。
【００２４】
このため、耐火材７を冷却する炉壁管６およびスタッド８は、耐火材８を略均等に冷却できる配置にされて開口部３を支持するようにしている。
さらに、開口部３から炉内１側に向けて張り出して設けた炉壁管６は、開口部３周辺の炉壁１を炉内１側に向けて張り出すことなく配設され、開口部３から外れた位置に配置され、炉壁１の平面部を形成する後方炉壁管５で支持されるようにしている。
なお、後方炉壁管５で支持される炉壁管６は、後方炉壁管５との間に支持金物９を介装して支持するようにしている。
【００２５】
また、開口部３の周縁部に配置にされる炉壁管６は、開口部３に近い上下部では、図３に示すように、左右に拡開されて配置されるため、この部分には炉壁管６のフィンの焼損防止のため、多数のスタッド８で固定するようにした耐火材７を設けるようにしている。
【００２６】
本実施の形態のバーナ部炉壁管構造は、上述の構成により、炉内１側へ前進させて、丸型のバーナ２の開口部３の前端が、図２に示したＡ点にまで前進させた位置に配置できるようになり、この開口部３から炉内４に供給された燃料１１が燃焼して、炉内４を旋回する火炎１２が、火炎１２下流側の炉壁１に当たることがなく、この火炎１２による炉壁１の焼損を少なくできる。
【００２７】
また、開口部３の先端を前進させて配置するに伴い、炉内４側へ前進させて配置される開口部３を形成する耐火材７の重量が大きくなっても、炉内４側へ前進させて配置される炉壁管６、および耐火材７の内部に埋設されたスタッド８によって、効果的に支持されるので、開口部３の形状は、高温状態においても、設計通りの形状が保持されるとともに、焼損を少なくできる。
【００２８】
また、曲げ加工が多くなり、長さが長くなる炉壁管６を追設することなく、重量の大きな耐火材７を充分に支持できるようになり、また、耐火材７の冷却も十分にでき、焼損の可能性を、さらに低減することができる。
さらに、炉内４の上下に配置され、しかも、コンパクトな構造にするようにして、丸型のバーナ２を設置するようにした場合においても、炉壁管６が炉内４側に張り出すように曲げ加工されて、配設されているので、曲げ部に使用するベンドを少なくできるとともに、図４に示すように、上方の丸型のバーナ２と下方の丸型のバーナ２との間に必要となる炉壁管６の曲げ戻し時に必要とする曲げ半径は、大きな径のものにすることができ、また、曲げ角度の小さいベンドを使用する必要もない。
このため、炉壁管６内を流れる流体の圧損が大きくならず、管内流量の低減を防止できる。
【００２９】
開口部３から炉内４側に向けて張り出して設けられる炉壁管６が、炉壁管６の後方に設置される後方炉壁管５により、支持金物９を介装して支持されるので、炉壁管６および後方炉壁管５で支持され、冷却される耐火材７が強固に保持される。
さらに、炉壁管６と後方炉壁管５との間に介装され、炉壁管６および後方炉壁管５のフィンを保護する厚肉の耐火材７は、内部に挿入されたスタッド８とともに、炉壁管６と後方炉壁管５により強硬に固着され、さらには、これらにより冷却されるので、焼損の可能性をさらに低減することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバーナ部炉壁管構造は、複数の炉壁管で構成される炉壁のコーナ部に、バーナを設けるための開口部を形成する開口部周辺の炉壁管が、コーナ部の炉壁から対向するコーナ部に向けて、炉内側に張り出すように曲げ加工されて配設され、開口部を設置するスペースを形成し、しかもバーナを設けるための開口部から炉内側に向けて張り出して設けられた開口部を形成する耐火材を支持する支持材を兼用する構成にした。
【００３１】
これにより、炉内側へ前進させてバーナの開口部を配置できるようになり、このバーナで炉内に供給された燃料が燃焼して旋回する火炎が、火炎下流側の炉壁に当たることがなく、この火炎による炉壁の焼損の可能性を少なくできる。
【００３２】
また、丸型のバーナの炉内側へ前進に伴い、炉内側へ前進させて配置される耐火材の重量が大きくなっても、炉内側へ前進させて配置される炉壁管によって支持されるので、曲げ加工が多くなり、長さが長くなる炉壁管を追設することなく、充分に支持できるようになり、また、耐火材の冷却を十分にでき、焼損の可能性を、さらに低減することができる。
【００３３】
さらに、炉内の上下に配置され、しかも、コンパクトなボイラ構造にするようにして、バーナを設置するようにした場合においても、炉壁管が炉内側に張り出すように曲げ加工されて配設されるので、曲げ部に使用するベンドを少なくできるとともに、上方の丸型のバーナと下方の丸型のバーナとの間の曲げ戻し時に必要とする曲げ半径は、大きな径のものにすることができ、また、曲げ角度の小さいベンドを使用する必要もないことから、炉壁管を流れる流体の圧損が大きくならず、管内流量の低減を防止できる。
【００３４】
また、本発明のバーナ部炉壁管構造は、開口部から炉内側に向けて張り出して設けた炉壁管が、開口部周辺の炉壁で炉内側に向けて張り出すことなく配設され、開口部の周辺に炉壁管後方の炉壁を形成する後方炉壁管で支持される構成にした。
【００３５】
これにより、開口部から炉内側に向けて張り出して設けられる炉壁管が、後方炉壁管により強固に固着される。
また、炉壁管と後方炉壁管との間に介装され、炉壁管および後方炉壁管のフィンを保護する厚肉の耐火材は、内部に挿入されたスタッドとともに、炉壁管と後方炉壁管により強固に固着され、また冷却されるので、焼損の可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバーナ部炉壁管構造を実施するに好適な、炉壁の４隅のコーナ部に丸型のバーナの開口部を設けるようにしたボイラの水平断面図、
【図２】図１に示す開口部断面の平面図で、コーナ部の開口部と炉壁管および後方炉壁管との関係を示す図、
【図３】図１に示す開口部の最下段の開口部の正面図で、開口部と炉壁管および後方炉壁管との関係を示す図、
【図４】図１に示す開口部の中段および最下段の開口部の側面図で、開口部近傍の炉壁管および後方炉壁管の配置関係を示す図、
【図５】平坦な炉壁に丸型のバーナの開口部を設けるようにしたボイラの水平断面図、
【図６】図５に示す開口部の平面図で、コーナ部の開口部と炉壁管および後方炉壁管との関係を示す図、
【図７】図５に示す開口部の平面図で、コーナ部の開口部と炉壁管および後方炉壁管との関係を示す図、
【図８】図１に示す開口部の中段および最下段の開口部の側面図で、開口部近傍の炉壁管および後方炉壁管の配置関係を示す図である。
【符号の説明】
１        炉壁
２        バーナ
３        開口部
４        炉内
５        後方炉壁管
６        炉壁管
７        耐火材
８        スタッド
９        支持金物
１０      バーナ部炉壁管構造
１１      燃料
１２      火炎
０１      炉壁
０２      後壁
０３      前壁
０４      側壁
０５      バーナ
０６      開口部
０７      炉壁管
０８      直管状炉壁管
０９      耐火材
０１０    バーナ部炉壁管構造
０１１    炉内
０１２    燃料
０１３    火炎
０１４    スタッド
【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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【図６】
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【図７】
0003712503.tif 000008
【図８】
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