(57)【要約】【課題】  本発明は、除煤装置の吊り位置、圧力容器及び火炉の熱伸び状況、或はランス管の傾斜を考慮して火炉に大きな貫通孔を形成する必要がなく、熱伸び及び熱伸び差を吸収し、かつシールすることのできる除煤装置を提供することを目的とする。【解決手段】  上記課題を解決するために、本発明にかかる除煤装置４は、圧力容器２内に火炉３を有する燃焼装置１に備えられ、圧力容器２及び火炉３に対して進退させられるとともに、火炉３内に噴射媒体を供給するランス管６と、ランス管６を収容するとともに、圧力容器２の固定部１３に一端が固定されたケーシング５と、を備えた除煤装置４において、ケーシング５の他端には、圧力容器２の固定部１３の変位に追従して支持する支持手段１４が設けられていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器内に火炉を有する燃焼装置に備えられ、該圧力容器及び該火炉に対して進退させられるとともに、該火炉内に噴射媒体を供給するランス管と、該ランス管を収容するとともに、圧力容器の固定部に一端が固定されたケーシングと、を備えた除煤装置において、
前記ケーシングの他端には、前記圧力容器の前記固定部の変位に追従して支持する支持手段が設けられていることを特徴とする除煤装置。
【請求項２】
前記支持手段は、コンスタントハンガであることを特徴とする請求項１記載の除煤装置。
【請求項３】
前記支持手段は、一端が前記圧力容器の外壁に取り付けられ、前記他端が前記ケーシングの他端に取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の除煤装置。
【請求項４】
前記圧力容器近傍には、シールボックスと、遮断弁と、が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の除煤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除煤装置に関し、特に除煤装置の支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なボイラにおいて、煤等による火炉の閉塞を防止するため、火炉には除煤装置が設置されている。この除煤装置は、火炉本体との取り合い部及び除煤装置の取り付け部側の２箇所を可動に支持されて設置されている。これにより、火炉本体との取り合い部を支点とした上下動を許容し、火炉本体の熱伸びを吸収することができるようになっている。
このような除煤装置として、例えば、特許文献１のようなボイラ等の熱交換器に適用される抜差型煤吹装置が知られている。この抜差型煤吹装置によれば、熱交換器の炉壁と支持枠とによりケーシングが固定され、このケーシング内に設けられたランス管は、ランス管の軸方向の前進又は後進に従ってケーシング内を往復移動できるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２７３７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、加圧雰囲気中で燃焼させるガス化炉等の燃焼装置１では、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、火炉３内を加圧するために火炉３本体が圧力容器２内に収められている。このような燃焼装置１に除煤装置４を適用した場合、ランス管６を進退させるために、圧力容器２と火炉３本体とを貫通させる必要があり、圧力容器２及び火炉３本体に貫通孔２ａ及び３ａが形成される。
【０００５】
通常、燃焼装置１の運転中において、圧力容器２及び火炉３に熱伸びが生じる。除煤装置４は、燃焼装置１の定常運転時の状態において、水平に支持されるよう圧力容器２の外壁に設置される。また、運転状態による熱伸び量の変化により、図３（ｂ）に示すように、除煤装置４がエキスパンション２１を支点として相対的に上下に移動する。このため、圧力容器２及び火炉３に設けられた貫通孔２ａ及び３ａは、運転状態での熱伸び状況、及びその状態でのランス管６の傾きを考慮して大きく形成する必要があった。貫通孔２ａ及び３ａの孔径が大きくなると、貫通孔をシールするためのエキスパンション２１の径を大きくしなければならず、高価となる。また、除煤装置４の吊り位置、圧力容器２及び火炉３の熱伸びを考慮して、貫通孔２ａ及び３ａと除煤装置４との初期設定位置を決める必要があった。
また、除煤装置４は、圧力容器２の外部（大気圧側）に設けられているため、圧力容器２に形成された貫通孔２ａからのガス漏れを防止するために、圧力容器２と除煤装置４との間をシールする必要がある。
【０００６】
このように、圧力容器２及び火炉３の熱伸びを吸収し、かつシールするために、除煤装置４の固定部２０近傍に耐高温・耐高圧性のエキスパンション（蛇腹）等を設置する必要があった。このため、エキスパンション２１の分だけ除煤装置４全体のストロークを長くしなければならないという問題があった。また、エキスパンション２１自体も耐高温・耐高圧性を要するため、高価なものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、除煤装置の吊り位置、圧力容器及び火炉の熱伸び状況、或はランス管の傾斜を考慮して火炉に大きな貫通孔を形成する必要がなく、熱伸び及び熱伸び差を吸収し、かつシールすることのできる除煤装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる除煤装置は、圧力容器内に火炉を有する燃焼装置に備えられ、該圧力容器及び該火炉に対して進退させられるとともに、該火炉内に噴射媒体を供給するランス管と、該ランス管を収容するとともに、圧力容器の固定部に一端が固定されたケーシングと、を備えた除煤装置において、前記ケーシングの他端には、前記圧力容器の前記固定部の変位に追従して支持する支持手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧力容器に熱伸びが生じた場合、支持手段により圧力容器の固定部の変位に追従して、ケーシングが水平に保持される。これにより、圧力容器の大気圧側にエキスパンションを設置する必要がなく、除煤装置全体のストロークを短縮することができる。
また、支持手段により除煤装置が圧力容器の固定部に対して常に水平に保持されるため、圧力容器と火炉本体との間に生じる熱伸び差のみを考慮して、圧力容器および火炉にランス管を進退させる貫通孔を形成すればよく、貫通孔を小さく形成することができる。
【００１０】
また、本発明にかかる除煤装置では、前記支持手段は、コンスタントハンガであることを特徴とする。
【００１１】
コンスタントハンガは、一般的に指定された管等の変位量（トラベル）の範囲内で、管等の上下の移動に対して、常に指定された一定の荷重で配管を支持することができるハンガである。このようなコンスタントハンガは、主に熱膨張による管等の変位の大きい箇所、および転移応力を軽減したい箇所に使用されている。コンスタントハンガは、そのエネルギの分類により、カウンタウェイト型、バネ型、液圧型、及び電動機型などに分類される。
【００１２】
本発明によれば、コンスタントハンガを使用することができるため、センサや駆動装置を設けることなく、圧力容器の動きに追従して除煤装置を常に圧力容器の固定部に対して水平に支持することができる。これにより、除煤装置が圧力容器の固定部に対して常に水平に保持されるため、圧力容器及び火炉にランス管を進退させる貫通孔を小さく形成することができる。
また、除煤装置が水平に支持されているため、圧力容器と大気圧側とをシールするだけで、熱伸びによる変位を吸収する必要がなく、高価なエキスパンション等を設ける必要がない。
【００１３】
また、本発明にかかる除煤装置では、前記支持手段は、一端が前記圧力容器の外壁に取り付けられ、前記他端が前記ケーシングの他端に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明よれば、ケーシングの一端を直接圧力容器の外壁に取り付けて支持されているため、圧力容器の固定部の熱伸びとともに上下に移動することができる。これにより、除煤装置を常に圧力容器の固定部に対して水平に支持することができ、圧力容器及び火炉にランス管を進退させる貫通孔を小さく形成することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる除煤装置では、前記圧力容器近傍には、シールボックスと、遮断弁と、が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明よれば、除煤装置を使用していない時に、遮断弁を閉じることにより火炉内と除煤装置とを遮断することができる。このため、ガス化炉等の燃焼装置の運転中においても、除煤装置のメンテナンスを実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の除煤装置によれば、支持手段により圧力容器の固定部に追従して水平に保持されるので、高価なエキスパンション等の変位吸収部材を設ける必要がなく、除煤装置全体のストロークを短縮することができる。また、除煤装置が圧力容器の固定部に対して水平に保持されるため、圧力容器及び火炉に対してランス管を進退させる貫通孔を小さく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第一実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態にかかる除煤装置について、図１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）には、本実施形態にかかる除煤装置の側面図が示されている。図１（ａ）は、圧力容器２に熱伸びが生じていない状態を示し、図１（ｂ）は、燃焼装置１の運転中において、圧力容器２に熱伸びが生じた状態が示されている。また、図１（ｃ）は、燃焼装置１の起動時または強制冷却時等、において、圧力容器２と火炉３との間に熱伸び差が生じた状態を示している。
ここで、燃焼装置の起動時とは、火炉３内で燃焼を開始してから温度が一定になるまでをいい、強制冷却時とは、火炉３内の温度が上昇した状態から強制的に常温付近まで冷却することをいう。また、運転中とは、火炉３内の温度が一定に安定した状態をいう。
【００１９】
図１（ａ）〜（ｃ）において、圧力容器２内に火炉３を有する燃焼装置１に除煤装置４が備えられている。除煤装置４は、ケーシング５内にランス管６と、ランス管６を往復駆動する駆動装置７と、ケーシング５の他端を支持する支持枠８と、ランス管６に噴射媒体を供給するヘッドバルブ９とで構成されている。また、圧力容器２と除煤装置４との間をシールするシールボックス１０と、遮断弁１１とが圧力容器２側に設けられ、圧力容器２と火炉３との間には、エキスパンション１２等のシール部材が設けられている。このようにシールボックス１０、及びエキスパンション１２により、圧力容器２から大気圧側に減圧しないようシールされている。また、遮断弁１１は、ランス管６の進退にともなって開閉可能となっている。
【００２０】
また、ケーシング５の一端は、圧力容器２の固定部１３にフランジ等で固定され、ケーシング５の他端は、支持枠８が設けられている。ケーシング５は、この支持枠８と燃焼装置１の鉄骨（図示省略）との間に設けられたコンスタントハンガ１４を介して支持されている。
なお、コンスタントハンガ１４は、一般的に指定された管等の変位量（トラベル）の範囲内で、管等の上下の移動に対して、常に指定された一定の荷重で配管を支持することができるハンガである。支持力を与えるエネルギの分類から、カウンタウェイト型、バネ型、液圧型、及び電動機型等の種々のコンスタントハンガが知られているが、そのほとんどがコイルバネとリンク機構の組み合わせで構成されており、いずれを使用してもよい。
【００２１】
ランス管６は、ケーシング５内に設けられた駆動装置９によりケーシング５内を往復移動可能とされ、圧力容器２の固定部１３及び火炉３には、ランス管６が進退する貫通孔２ａ、３ａが形成されている。また、ランス管６の内部には、図示していない供給管が支持されており、ヘッドバルブ９から供給された蒸気等の噴射媒体は、供給管及びランス管６を通って火炉３内へ噴射される。
なお、貫通孔２ａ及び３ａは、圧力容器２と火炉３との熱伸び差を考慮した孔径に形成される。
【００２２】
以上説明した本実施形態にかかる除煤装置の作用について説明する。
図１（ａ）において、ガス化炉等の燃焼装置１の起動前の状態で、除煤装置４が圧力容器２及び火炉３に対して水平となるように、圧力容器２の固定部１３にフランジ等で固定される。
【００２３】
圧力容器２の温度が上昇することにより、圧力容器２に熱伸びが生じる。このとき、圧力容器２の固定部１３近傍に固定された除煤装置４は、ケーシング５の一端が圧力容器２に固定されているため、熱伸びに伴って相対的に上方向又は下方向に移動する。このため、図１（ｂ）に示すように、この圧力容器２の上下の移動に追従して、ケーシング５の他端に取り付けられたコンスタントハンガ１４が、指定された一定の荷重でケーシング５を支持する。これにより、圧力容器２の固定部１３の動きに追従してケーシング５が支持されるため、除煤装置４が圧力容器２の固定部１３に対して常に水平に保持されることとなる。なお、定常運転時に、ランス管６と貫通孔２ａ及び３ａとが位置合せされた状態となるように、除煤装置４の吊り位置と貫通孔２ａ及び３ａ位置とを決定する。
【００２４】
また、図１（ｃ）に示すように、燃焼装置１の起動時や強制冷却時、また、運転時の状態により、圧力容器２と火炉３との間に熱伸び差が生じる。このとき、圧力容器２の固定部１３近傍に固定された除煤装置４は、圧力容器２の移動に追従するため、貫通孔２ａと貫通孔３ａとの間にずれが生じることとなる。この熱伸び差を許容する大きさに貫通孔２ａ及び３ａが形成されることとなる。また、熱伸び差が生じても、エキスパンション１２で吸収されるため、シール性は損なわれない。
【００２５】
このように、除煤装置４と圧力容器２に形成された貫通孔２ａとは、水平方向において常に位置合せされ、ランス管６の進退を阻害することはない。このように、除煤装置４が圧力容器２の固定部１３に対して水平に保持されるため、除煤装置４の傾きを考慮する必要がない。したがって、圧力容器２及び火炉３に形成された貫通孔２ａ及び３ａは、熱伸び差のみを考慮すればよく、従来に比して小さくすることができる。
【００２６】
また、コンスタントハンガ１４で固定部１３近傍の熱伸びを吸収するため、除煤装置４が常に圧力容器２の固定部１３に対して水平に保持される。これにより、圧力容器２の外側にエキスパンション等の高価なシール手段を設置する必要がない。また、エキスパンションを設ける必要がないため、長さを短くでき、従来に比して除煤装置４全体、及びランス管６のストロークを短縮することができる。
【００２７】
次に、ケーシング５の一端に設けられたシールボックス１０と遮断弁１１について説明する。まず、ケーシング５内のランス管６を駆動装置７により貫通孔２ａ及び３ａを通って火炉３内へ進入させる。このとき、遮断弁１１は開の状態となっており、圧力容器２と大気圧側とは、シールボックス１０によりシールされている。ランス管６を火炉３内に進入させた後、ヘッドバルブ９よりランス管６内の供給管（図示省略）へ蒸気等の噴射媒体を供給し、火炉３内へ噴射する。これにより、火炉３内に堆積した煤等を吹き飛ばし、火炉３の閉塞を防止することができる。
【００２８】
火炉３の清掃が終了すると、駆動装置９によりランス管６を後退させる。ケーシング５内にランス管６が収容された後、遮断弁１１を閉じて火炉３と大気圧側とを遮断する。このように、除煤装置を使用しない場合は、遮断弁１１を閉じて、加圧容器２と大気圧側とをシールすることにより、燃焼装置１の運転中においても除煤装置４のメンテナンス等の作業を行うことができる。
【００２９】
以上、説明したように、本発明にかかる除煤装置４は、圧力容器２及び火炉３に熱伸びが生じても、コンスタントハンガ１４により圧力容器２の固定部１３に追従して支持される。これにより、除煤装置４を圧力容器２に対して常に水平に保持することができる。したがって、ランス管６の傾きを考慮することなく、貫通孔２ａ及び３ａを形成できるため、従来に比して小さくすることができる。
【００３０】
また、コンスタントハンガ１４により、除煤装置４が圧力容器２の固定部１３に対して常に水平に保持されるため、熱伸びによる変位を吸収するための構造が必要ない。したがって、高価なエキスパンションを設ける必要がなく、除煤装置４全体のストロークを短縮することができる。
また、シールボックス１０及び遮断弁１１によりシールされているため、燃焼装置１の運転中においても除煤装置４のメンテナンス等の作業を行うことができる。
【００３１】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる除煤装置について、図２を用いて説明する。なお、第１実施例とは、支持手段の構成において異なり、重複する説明はなるべく省略する。
図２は、本実施形態にかかる除煤装置の側面図が示されており、圧力容器２の内外において熱伸びが生じている状態が示されている。
【００３２】
図２において、ケーシング５の一端が圧力容器２の固定部１３に取り付けられている。また、ケーシング５の他端の支持枠８には、ワイヤや鉄棒等の支持ケーブル１６の一端が取り付けられている。支持ケーブル１６の他端は、図において除煤装置４よりも上方の圧力容器２に直接固定されたワッシャ等の固定具１５に取り付けられている。このように、除煤装置４は、圧力容器２に直接固定されている。
なお、本実施形態では、固定具１５を除煤装置４よりも上方に設置し、除煤装置４を吊り下げた状態としているが、固定具１５を除煤装置４よも下方に設置して支持させてもよい。この場合、支持ケーブル１６は、梁等が好適に用いられる。
【００３３】
次に、本実施形態における作用について説明する。
図２において、燃焼装置１における運転中の状態では、圧力容器２の温度が上昇するため、熱伸びが生じる。このような場合、ケーシング５の他端は、支持ケーブル１６を介して圧力容器２の外壁に直接固定されているため、圧力容器２の熱伸びに伴って、上下に移動する。これにより、除煤装置４は、圧力容器２の固定部１３に対して常に水平方向に支持されることとなる。
【００３４】
以上、説明したように、本発明にかかる除煤装置４は、圧力容器２の熱伸びとともに上下に移動するため、圧力容器２の固定部１３に対して常に水平に保持される。これにより、ランス管６の傾きを考慮する必要がなく、貫通孔２ａ及び３ａを小さく形成することができる。また、高価なエキスパンションを設けることなく、簡易な構造で支持できるため、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる除煤装置の支持構造を示す側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる除煤装置の支持構造を示す側面図である。
【図３】従来技術にかかる除煤装置の支持構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  燃焼装置（ガス化炉）
２  圧力容器
３  火炉
４  除煤装置
５  ケーシング
６  ランス管
１０  シールボックス
１１  遮断弁
１３  固定部
１４  コンスタントハンガ（支持手段）
１５  
【図１】
2006145065.tif 000003
【図２】
2006145065.tif 000004
【図３】
2006145065.tif 000005