(57)【要約】【課題】  中間支持型火炉にとって有利な支持構造を有するボイラシステムを提供することである。【解決手段】  支持構造（４２）と、垂直方向の中途部分で支持構造に支持された火炉（１２）とを備えるボイラシステム（１０）であって、火炉は、２つの側壁（１８）及び２つの端壁（２０）を備える水管壁と、蓋部（１６）と、底部（１４）とに囲まれ、側壁は、底部から蓋部までの総高（Ｈ）を有し、２つの側壁の各々は、蓋部から高さ（Ｈ）の３０〜７０％のレベルまで延びる垂直上部（３０）と、底部から高さ（Ｈ）の３０〜７０％のレベルまで延びるとともに垂直の上方部分（３６）を有する下部（３２）と、側壁の上部と側壁の下部の垂直の上方部分との間のレベルで下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部（３８）とを備えており、支持構造（４２）は、火炉の蓋部（１６）の下方且つ２つの側壁（１８）の下部（３２）の垂直の上方部分（３６）の直上のレベルで側壁（１８）に平行に配置された水平壁支持梁（４８）を備え、火炉（１２）は、火炉の鉛直荷重を相殺するように側壁の中間部（３８）を隣接する水平壁支持梁（４８）に接続させることによって、支持構造（４２）に支持される。【選択図】  図１
2021501296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持構造（４２）と、垂直方向の中途部分で前記支持構造に支持された火炉（１２）とを備えるボイラシステム（１０）であって、前記火炉は、２つの側壁（１８）及び２つの端壁（２０）を備える水管壁と、蓋部（１６）と、底部（１４）とに囲まれ、前記側壁は、前記底部から前記蓋部までの総高Ｈを有し、前記２つの側壁の各々は、前記蓋部から前記高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びる垂直上部（３０）と、前記底部から前記高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びるとともに垂直の上方部分（３６）を有する下部（３２）と、前記側壁の前記上部と前記側壁の前記下部の前記垂直の上方部分との間のレベルで下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部（３８）とを備えており、
前記支持構造（４２）は、前記火炉の前記蓋部（１６）の下方且つ前記２つの側壁（１８）の前記下部（３２）の前記垂直の上方部分（３６）の直上のレベルで前記側壁（１８）に平行に配置された水平壁支持梁（４８）を備え、前記火炉（１２）は、前記火炉の鉛直荷重を相殺するように前記側壁の前記中間部（３８）を隣接する水平壁支持梁（４８）に接続させることによって、前記支持構造（４２）に支持されることを特徴とする、ボイラシステム。
【請求項２】
前記水平壁支持梁（４８）は、前記火炉の前記底部から前記高さＨの３０〜７０％のレベルに配置されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項３】
前記支持構造（４２）は、前記ボイラシステムの基礎に支持された複数の垂直柱（４４）及び前記垂直柱にしっかりと支持された複数の固定水平梁（４６）を有する第１の部分と、前記第１の部分に移動可能に接続された、前記水平壁支持梁（４８）を備える第２の部分とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項４】
前記水平壁支持梁（４８）の各々は、前記固定水平梁（４６）のうち少なくとも２つに移動可能に支持されており、その少なくとも２つの固定水平梁は前記火炉の前記端壁（２０）に平行に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のボイラシステム。
【請求項５】
前記少なくとも２つの固定水平梁（４６）は、前記火炉の１つの端壁（２０）の外側に配置された１つ以上の水平梁と、前記火炉の１つの側壁（１８）の中央部に向かって突出する１つ以上のカンチレバー梁（５８）とのうち、少なくとも２つを備えることを特徴とする、請求項４に記載のボイラシステム。
【請求項６】
前記水平壁支持梁（４８）の各々は、前記少なくとも２つの固定水平梁（４６）に配置された摺動面（５０）に支持されることを特徴とする、請求項５に記載のボイラシステム。
【請求項７】
前記水平壁支持梁（４８）の各々は、少なくとも２つの主ハンガーロッド（６６）によって、前記少なくとも２つの固定水平梁（４６）から吊り下げ支持されることを特徴とする、請求項５に記載のボイラシステム。
【請求項８】
前記火炉（１２）の鉛直荷重は、前記水平壁支持梁（４８）のみによって相殺されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項９】
前記水平壁支持梁（４８）は、前記火炉（１２）と共通の断熱（６４）の内側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項１０】
前記側壁の前記中間部（３８）の各々は、前記各側壁（１８）の前記下部（３２）の垂直の上方部分（３６）と整列された複数の短いハンガーロッド（５２）によって、隣接する水平壁支持梁に支持されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項１１】
前記短いハンガーロッド（５２）の各々は、支持ラグ（６０）によって、前記各側壁（１８）の前記下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部（３８）の外縁部（６２）に取り付けられることを特徴とする、請求項１０に記載のボイラシステム。
【請求項１２】
隣接するハンガーロッド（５２）間の距離は、前記各側壁（１８）の水管壁の隣接する垂直水管（２２）間の距離のＮ倍であることを特徴とする、請求項１０に記載のボイラシステム。ただし、Ｎは整数であり、最大で３である。
【請求項１３】
Ｎは最大で２であることを特徴とする、請求項１２に記載のボイラシステム。
【請求項１４】
Ｎは１であることを特徴とする、請求項１３に記載のボイラシステム。
【請求項１５】
前記火炉（１２）は流動床ボイラの火炉であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれかに記載のボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  発明の技術分野
[0002]  本発明は、請求項１の前提部分による、火炉及び支持構造を備えるボイラシステムに関する。より具体的には、本発明は、支持構造と、中途部分で支持構造に支持された火炉とを備えるボイラシステムに関するものであって、火炉は、２つの側壁及び２つの端壁を備える水管壁と、蓋部と、底部とに囲まれ、側壁は、底部から蓋部までの総高Ｈを有している。ここで、２つの側壁の各々は、蓋部から高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びる垂直上部と、底部から高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びるとともに垂直の上方部分を有する下部と、側壁の上部と側壁の下部の垂直の上方部分との間のレベルで下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部とを備える。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  関連技術の記述
[0004]  比較的大型のボイラは、従来、頂部支持型の配置である。すなわち、ボイラの火炉が、火炉の周囲及び上方に延びる支持構造、通常は剛性の支持鋼構造物から、吊り下げて配置されるように支持される。比較的小型のボイラは、従来、底部支持型の配置であり、火炉の鉛直荷重がボイラの下方に配置された支持構造によって相殺される。頂部支持型構造と底部支持型構造との主な違いは、火炉の温度の上昇時に、頂部支持型ボイラの熱膨張が主として下向きに生じるのに対し、底部支持型ボイラでは熱膨張が主として上向きに生じるという点である。底部支持型ボイラは、火炉の周囲及び上方に延びる別個の支持構造を必要としないため、比較的小型のボイラの場合、頂部支持型ボイラよりも概して単純であるとともに経済的により有利である。底部支持型構造の不利な点は、火炉の壁が、火炉の鉛直圧縮荷重を担持するのに十分なほど強固でなければならないという点である。
【０００３】
[0005]  第３の選択肢は、火炉をその中途部分で剛性の支持構造に支持させるというものである。それによって、火炉の下部である中途部分の下方は頂部支持され、火炉の上部である中途部分の上方は底部支持される。中間支持型構造は、頂部支持型ボイラの火炉の周囲に必要とされるよりも支持鋼構造物の寸法を小さくするが、いくつかの適用に関しては有利である。同時に、そのような中間支持型構造は、大型の底部支持型ボイラにおけるような、火炉の非常に強固な壁を必要としない。様々な中間支持型ボイラ構造が、例えば米国特許第２，５８３，５９９号明細書、米国特許第２，８５６，９０６号明細書、欧州特許公開第ＥＰ００７３８５１Ａ１号明細書、及び米国特許出願公開第２０１５／０２４１０５４号明細書に示されている。
【０００４】
[0006]  米国特許第４，４２８，３２９号明細書は、ボイラの中間高さに複数の固定されたカンチレバーアームを備えた支持鋼構造物を有する中間支持型ボイラ構造を開示している。水平方向の熱膨張を吸収するために、火炉の管壁は、管壁のうち下向きの方向で外側に折り曲げられた部分に取り付けられた多数の垂直リンクによって、カンチレバーアームに可撓性接続された複数のレバーから吊り下がっている。
【０００５】
[0007]  中間支持型ボイラの設計における課題は、火炉の中途部分を火炉の周囲の剛性支持構造に取り付けるための単純で有利な手法を見つけること、そして同時に、水平方向の熱膨張の影響を考慮することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0008]  本発明の目的は、中間支持型火炉にとって有利な支持構造を有するボイラシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0009]  一態様によれば、本発明は、支持構造と、垂直方向の中途部分で支持構造に支持された火炉とを備えるボイラシステムを提供するものであって、火炉は、２つの側壁及び２つの端壁を備える水管壁と、蓋部と、底部とに囲まれ、側壁は、底部から蓋部までの総高Ｈを有しており、２つの側壁の各々は、蓋部から高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びる垂直上部と、底部から高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びるとともに垂直の上方部分を有する下部と、側壁の上部と側壁の下部の垂直の上方部分との間のレベルで下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部とを備え、支持構造は、火炉の蓋部の下方且つ２つの側壁の下部の垂直の上方部分の直上のレベルで側壁に平行に配置された水平壁支持梁を備え、火炉は、火炉の鉛直荷重を相殺するように側壁の中間部を隣接する水平壁支持梁に接続させることによって、支持構造に支持される。
【０００８】
[0010]  火炉、例えば流動床ボイラの火炉の効率的で信頼性の高い支持を可能にするために、火炉の中間高さで、火炉の側壁の垂直方向の中途部分に、下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部が配置される。側壁の外側に折り曲げられた中間部によって、以下では水平壁支持梁と称される水平方向の支持梁を、側壁の下部の垂直の上方部分の直上に配置すること、及び側壁を水平壁支持梁に対して垂直に支持することが可能である。
【０００９】
[0011]  支持構造は、有利なことには２つの水平壁支持梁を備えており、側壁の各々に１つが隣接する。それによって、水平壁支持梁の長さは、概して少なくとも側壁の幅と同じ長さとなる。いくつかの適用においては、部分的な（piecewise）水平壁支持梁を用いることが可能であってもよく、それによって、例えば、側壁の各々に２つの水平壁支持梁が順々に隣接して配置される。側壁の支持は、有利なことには、側壁の外側に折り曲げられた中間部と各水平壁支持梁との間に接続された複数の短い垂直ハンガーロッドによって行われる。
【００１０】
[0012]  本発明の主な特徴は、火炉が中間支持される、すなわち、火炉に影響を及ぼす重力及び地震力などの鉛直荷重が、火炉の底部と蓋部との間の中間高さで、剛性の支持構造に相殺されるということである。中間支持によって、中途部分の下方にある火炉の下部は頂部支持され、中途部分の上方にある火炉の上部は底部支持される。こうして、火炉の温度が周囲温度から８５０℃など通常の動作温度まで上昇するとき、火炉の上部は典型的には１０センチメートルよりも大きく上方に膨張し、火炉の下部は同様に下方に膨張する。もっとも、火炉の熱膨張は当然水平方向でも生じる。したがって、中間支持型火炉の支持は、水平方向の熱膨張も吸収することができるように行われなければならない。
【００１１】
[0013]  中間支持型火炉の側壁の上部と下部との間のレベルで下向きの方向で外側に折り曲げられた類似の中間部は、米国特許第４，４２８，３２９号明細書にも示されている。しかしながら、米国特許第４，４２８，３２９号明細書に示される解決策においては、側壁の水管群は、垂直リンクによって、複数の水平熱膨張吸収レバーを介して対応する固定カンチレバーアームに支持されている。米国特許第４，４２８，３２９号明細書は、管壁を、側壁の垂直下部の直上で側壁に平行に配置された水平壁支持梁に支持することを教示していない。
【００１２】
[0014]  火炉の中間高さで水平方向の熱膨張を単純且つ信頼性高く吸収する火炉の支持を可能にするために、支持構造は、有利なことには、ボイラシステムの基礎に支持された複数の垂直柱及びそれらの垂直柱にしっかりと支持された固定水平梁を有する第１の部分と、第１の部分に移動可能に接続された、水平壁支持梁を備える第２の部分とを備える。本発明の好適な一実施形態によれば、水平壁支持梁の各々は、固定水平梁のうち少なくとも２つに移動可能に支持されており、その少なくとも２つの固定水平梁は火炉の端壁に平行に配置されている。
【００１３】
[0015]  水平壁支持梁は、好適には火炉の蓋部よりも下方のレベル、より好適には火炉の底部から高さＨの３０〜７０％のレベル、更に好適には４０〜６０％のレベルに配置される。水平壁支持梁は、有利なことには、水平壁支持梁の下方又は水平壁支持梁のわずかに上方で、水平壁支持梁と略同じレベルに位置する支持構造の固定水平梁に接続される。それによって、本発明の支持配置は、火炉の蓋部よりも明らかに高いレベルまで延びる頂部支持型火炉の従来の支持構造の高さよりも明らかに小さい高さを有する、単純で経済的に有利な固定支持構造を用いることを可能にする。
【００１４】
[0016]  本発明のいくつかの実施形態においては、上述の、可撓性の補助的頂部支持又は底部支持による火炉の中間支持が可能であろうが、いずれにしても、本発明によれば、火炉の鉛直荷重のほとんどが中間支持によって相殺される。本発明の好適な一実施形態によれば、火炉の鉛直荷重は、水平壁支持梁のみによって相殺される。火炉が水平壁支持梁のみによって支持されるという表現は、周囲の構造物への接続がないことを意味するのではなく、そのような、火炉からの排気若しくは水管への水を伝達するための手段又は空気及び燃料を火炉に供給するための手段などの他の接続が、火炉の鉛直荷重の本質的な相殺を全く提供しないことを意味する。
【００１５】
[0017]  前述の通り、支持構造は、有利なことには、ボイラシステムの基礎に支持された複数の垂直柱と、垂直柱にしっかりと支持された複数の固定水平梁と、複数の固定水平梁のうち少なくとも２つに移動可能に支持された水平壁支持梁とを備えており、その少なくとも２つの固定水平梁は火炉の端壁に平行に配置されている。少なくとも２つの固定水平梁は、有利なことには、火炉の端壁の外側に配置された１つ以上の水平梁と、火炉の側壁の中央部に向かって突出する１つ以上のカンチレバー梁とのうち、少なくとも２つを備える。
【００１６】
[0018]  火炉の側壁の幅よりも大きい長さを有する水平壁支持梁は、通常は、火炉の端壁の外側に配置された固定水平梁に支持される。例えば２つ以上の隣り合った粒子分離器を備える流動床ボイラのように、側壁の幅が相対的に大きい場合には、水平壁支持梁は、有利なことには、それぞれの側壁の中央部に向かって突出する少なくとも１つの固定カンチレバー梁にも支持される。通常、各側壁のカンチレバーの数は隣接する粒子分離器の数よりも１つ少なく、分離器の各対の間に１つのカンチレバー梁が存在する。順々に配置された部分的な壁支持梁を用いるときには、当然、部分的な壁支持梁の少なくとも内側端を、それぞれの側壁の中央部に向かって突出するカンチレバー梁に支持することが必要である。
【００１７】
[0019]  水平壁支持梁の温度は、有利なことには、火炉の温度に追随する。したがって、本発明の好適な一実施形態によれば、水平壁支持梁は、火炉と共通の断熱の内側に配置される。こうした配置は、水平壁支持梁があらゆる条件において火炉と略同じ温度に留まるとともに、水平壁支持梁の熱膨張が火炉の熱膨張と略同じであるという利点を提供する。
【００１８】
[0020]  水平壁支持梁及び火炉の温度が略同じであることから、水管壁の水平壁支持梁への可撓性接続は不要である。その代わりに、火炉を、火炉の側壁に接続された複数の相対的に短いハンガーロッドだけによって、２つの水平壁支持梁から吊り下げることが可能である。ハンガーロッドの長さは、好適には最大で２メートル、更に好適には最大で１メートルである。
【００１９】
[0021]  ハンガーロッドは、有利なことには、支持ラグによって２つの側壁に取り付けられる。支持ラグは、有利なことには、側壁の中間部の下端と側壁の下部の垂直の上方部分の上端との間の縁部に溶接される。ラグは、有利なことには、ハンガーロッドをそれぞれの側壁の下部の垂直の上方部分と整列させるように設計される。水平壁支持梁はあらゆる条件において火炉と略同じ温度に留まることから、ハンガーロッドは、実用では、側壁の下部の垂直の上方部分と整列されたままである。
【００２０】
[0022]  ハンガーロッドの支持ラグは、側壁の管壁の管又はフィンに、互いに近接して溶接される。火炉の略均一な支持を提供するために、隣接するハンガーロッド間の距離は、有利なことには、水管壁の隣接する水管間の距離の小さな倍数である。したがって、ハンガーロッドの距離は、水管壁の隣接する水管間の距離のＮ倍である。ただし、Ｎは小さな整数である。Ｎは好適には最大で３、より好適には最大で２であり、更に好適には、Ｎは１である。
【００２１】
[0023]  その一方で、水平壁支持梁は、固定支持構造と同じ温度には留まらない。したがって、水平壁支持梁は、水平方向の熱膨張差を許容するように、固定支持構造に接続する必要がある。これに対応して、本発明の有利な一実施形態によれば、水平壁支持梁の各々は、少なくとも２つの固定水平梁に配置された摺動面に支持される。
【００２２】
[0024]  本発明の別の有利な一実施形態によれば、水平壁支持梁の各々は、火炉の端壁に平行に配置された少なくとも２つの固定水平梁から吊り下げ支持される。有利なことには、２つの水平壁支持梁の各々は、少なくとも２つの主ハンガーロッドによって、少なくとも２つの固定水平梁から吊り下げ支持される。主ハンガーロッドは、概して、水平方向の熱膨張差によって引き起こされる固定水平梁と水平壁支持梁との間の相対移動を吸収するのに十分な主ハンガーロッドの傾きを可能にするように、相対的に長い。よって、主ハンガーロッドの長さは、好適には少なくとも３メートル、更に好適には少なくとも５メートルである。
【００２３】
[0025]  本発明は、ボイラの特に簡潔な設計と、従来の方法を用いるよりも明らかに迅速な組み立てと、多くの場合、必要とされる鋼構造物の量の格段の低減とを可能にする。
【００２４】
[0026]  上記の簡単な説明ならびに本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、添付の図面と併せて、以下の本発明による現在好適であるが例示的な実施形態の詳細な説明を参照することによって、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】[0027]  本発明の好適な一実施形態によるボイラシステムの側面図を概略的に図示する。
【図２】[0028]  図１のボイラシステムの水平上面図を概略的に図示する。
【図３】[0029]  本発明の一実施形態による火炉の懸架の詳細を概略的に図示する。
【図４】[0030]  本発明の別の好適な一実施形態によるボイラシステムの側面図を概略的に図示する。
【図５】[0031]  本発明の第三の好適な一実施形態によるボイラシステムの側面図を概略的に図示する。
【図６】[0032]  図５のボイラシステムの別の側面図を概略的に図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[0033]  図１の図解は、本発明の一実施形態による流動床ボイラシステム１０の側面図を概略的に図示する。流動床ボイラシステム１０は、底部１４及びその底部から高さＨにある蓋部１６と、２つの側壁１８及び２つの端壁２０とを備えており、２つの側壁及び２つの端壁は図１では２つのうち一方しか見えない。側壁１８及び端壁２０は、従来のタイプのものであり、フィンによって接続された垂直水管２２からなる。ボイラは、ドラムボイラ又は貫流ボイラのいずれであってもよい。火炉は、排気ダクト２４ならびに燃料２６及び一次空気２８を火炉に供給するための手段など、他の従来の装備も備える。もっとも、そのような装備は本発明の理解とは無関係であるため、ここでは詳細には説明しない。
【００２７】
[0034]  側壁１８は、垂直上部３０と、内側に傾斜した底部分３４及び垂直の上方部分３６を有する下部３２とを備えている。側壁１８の垂直上部３０と下部３２の垂直の上方部分３６との間には、下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部３８がある。
【００２８】
[0035]  ２つの長い壁と２つの短い壁とによって囲まれた矩形の火炉を有する流動床ボイラの場合、一般的に垂直である短い壁が通常は端壁であるものと考えられる。したがって、本発明による火炉の支持は、側壁であると考えられる長い壁で行われる。図２にはそのような火炉の横断面が見られる。その一方で、粒子分離器を１つしか備えない循環流動床ボイラの火炉は、通常は、少なくとも略正方形の横断面を有する。そのような場合には、包囲する壁のうち任意の２つが本明細書における側壁であると考えられてもよい。すなわち、本発明による火炉の支持は、包囲する壁のうち任意の２つの相互に対向する壁で行われてもよい。
【００２９】
[0036]  火炉１２は、地面４０に支持された複数の垂直柱４４と、垂直柱４４にしっかりと取り付けられた複数の固定水平梁４６とを備える支持構造４２によって、地面４０に支持される。支持構造４２は、側壁１８に平行に配置された水平壁支持梁４８も備えている。火炉１２に近接した内側垂直柱４４に加え、通常は例えば、図１には示されていない蒸気ドラム、燃料容器又は粒子分離器などボイラシステム１０の他の装備への支持を提供するために必要な外側垂直柱４４’も存在する。
【００３０】
[0037]  水平壁支持梁４８は、適切な摺動面５０を用いることによって、端壁２０に平行に配置された２つの固定水平梁４６上に摺動自在に配置される。図２からわかるように、水平壁支持梁４８に対して追加的な支持を提供するために側壁１８の中央部に向かって突出するカンチレバー梁５８もあってもよい。図１〜６の全てにおいて、同一の又は対応する要素には概して同一の参照番号が用いられる。
【００３１】
[0038]  水平壁支持梁４８は、側壁１８の下部３２の垂直の上方部分３６の直上にある、外側に折り曲げられた中間壁部３８に近接して配置される。すると、火炉１２は、火炉の側壁１８を複数の短いハンガーロッド５２によって水平壁支持梁４８から吊り下げることにより支持される。
【００３２】
[0039]  水平壁支持梁４８は、垂直方向で火炉の中途部分にあるレベルＣで、固定水平梁４６に載っている。火炉１２が周囲温度から動作温度、例えば８５０℃まで熱くなると、熱膨張が火炉の高さ及び幅を延長する。火炉が図１のように中間支持型であるときには、火炉の中間部分は当初のレベルに留まり、レベルＣよりも上にある火炉１２の上部は上方に膨張し、レベルＣよりも下にある火炉の下部は下方に膨張する。垂直の膨張に加え、火炉は、水平方向でも熱膨張を経験する。以下では、水平方向の熱膨張の影響及び吸収について検討する。
【００３３】
[0040]  レベルＣは、火炉の蓋部よりも明らかに下方、火炉の底部から高さＨの好適には３０〜７０％のレベル、更に好適には４０〜６０％のレベルにある。それによって、支持構造４２の総高は、支持構造が火炉の蓋部の明らかに上方へと延びる従来の頂部支持型火炉の総高よりも明らかに小さくなる。
【００３４】
[0041]  図２は、図１のボイラシステムの水平上面図である。図２に見られるように、火炉１２の端壁２０は側壁１８よりも短い。端壁２０の外側の同端壁に平行な固定水平梁４６の他に、側壁１８の外側の同側壁に平行な内側及び外側固定水平梁５６，５６’も存在する。また、内側及び外側固定水平梁５６，５６’並びに側壁１８に向かって突出するカンチレバー梁５８を支持するための追加的な内側及び外側垂直柱６０，６０’も存在する。実用では、火炉の側壁に２つ以上の粒子分離器が配置された流動床の火炉は、隣接する粒子分離器の各対の間に１つのカンチレバー梁５８を有する。
【００３５】
[0042]  図３は、水平壁支持梁４８からの火炉１２の懸架をより詳細に示す。より具体的には、図３は、側壁１８の垂直上部３０の付近で終端するカンチレバー梁５８の位置における摺動面５０による水平壁支持梁４８の摺動支持を示す。端壁２０の外側の同端壁に平行な固定水平手段４６への水平壁支持梁４８の支持は、図３に示されるものに概ね類似している。ハンガーロッド５２の下端は、支持ラグ６０によって、外側に折り曲げられた中間壁部３８と側壁１８の下部３２の垂直の上方部分３６との間の縁部６２に取り付けられる。水平壁支持梁４８を火炉１２と同じ温度に維持するために、これらは共通の断熱層６４によって覆われる。
【００３６】
[0043]  図３に見られるように、ハンガーロッド５２の天端は、適当な固定ナット５４又は他の適当な手段によって水平壁支持梁４８に固定される。水平壁支持梁４８上の、側壁１８に沿ったハンガーロッド５２の位置は、側壁１８の下部３２の垂直の上方部分３６の上方の固定ナット５４に基づいて、図２においても見られた。カンチレバー梁５８は、図２に示されたように、カンチレバー梁の位置でハンガーロッド５２をカンチレバー梁に通すための垂直ボアを有していてもよい。あるいは、ハンガーロッドはカンチレバー梁の位置では省略されてもよい。
【００３７】
[0044]  図２は、水平壁支持梁４８がカンチレバー梁５８上においても摺動面５０に配置されることを示す。代替的には、水平壁支持梁４８は、側壁１８の中央位置でカンチレバー梁５８に固定され得る。水平壁支持梁４８は、例えば、カンチレバー梁５８から端壁２０の外側の同端壁に平行な固定水平梁４６まで、部分的に延びていることも可能である。そのような部分的な水平壁支持梁の部品は、通常は接続されて、その部分的な壁支持梁の所望の長手方向の熱移動を保証する。
【００３８】
[0045]  図４は、側壁１８に向かって見た別のボイラシステム１０’の側面図を概略的に示している。ボイラシステム１０’は、短い側壁１８を有するという点を除き、図１及び２に示されるボイラシステム１０に対応しており、これによれば、側壁１８の中央部でのカンチレバー梁による水平壁支持梁４８の追加的な支持の必要がない。図４は、火炉１２の側壁１８に略均一な支持を提供するために、複数のハンガーロッド５２が互いに短い距離にあることを特に示している。有利なことには、隣接するハンガーロッド５２間の距離は、水管壁の隣接する水管２２の間の距離の小さな倍数である。したがって、ハンガーロッドの距離は、有利なことには水管壁の隣接する水管２２間の距離のＮ倍である。ただし、Ｎは小さな整数である。Ｎは好適には最大で３、より好適には最大で２であり、更に好適には、Ｎは１である。
【００３９】
[0046]  本発明によれば、水平壁支持梁は、特に図３に示される断熱層６４によって、有利なことにはあらゆる動作条件において火炉１２と同じ温度、又は少なくとも略同じ温度に留まる。したがって、水平壁支持梁４８の熱膨張は、実用では側壁１８の幅の熱膨張と同一である。摺動面５０によって、水平壁支持梁は固定水平梁４６に対して摺動することができ、それによって、ハンガーロッド５２は、熱膨張の間、相互には平行のまま、且つ隣接する側壁１８の垂直部分に平行な平面の方向では垂直のままである。隣接する端壁１８に直交する垂直な平面の方向では、ハンガーロッドはある小さな角度まで均一に傾斜されてもよく、その小さな角度は、水平壁支持梁４８及びラグ６０へのハンガーロッドの固定の際に考慮される。
【００４０】
[0047]  図５は、本発明の別の一実施形態の側面図を概略的に図示する。図５に示されるボイラシステム１０″は、主に、水平壁支持梁４８’が固定水平梁上に摺動自在に支持されているのではなく、水平壁支持梁４８’が主ハンガーロッド６６によって固定水平梁４６’から吊り下がっているという点で、図１のボイラシステムと相違する。図６に見られるように、有利なことには、端壁２０の外側の同端壁に平行な固定水平梁４６’に接続された単一の主ハンガーロッド６６が存在する。また、図２に示されるのと同様に、追加的な主ハンガーロッドを水平壁支持梁４８’の中央部にも配置するためのカンチレバー梁があってもよい。
【００４１】
[0048]  水平壁支持梁４８’は、有利なことには、火炉１２と共通の断熱層の内側にあり、それによって、水平壁支持梁４８’は火炉１２と同じ温度に留まる。水平壁支持梁４８’と固定水平梁４６’との間の水平方向の熱膨張差は、主ハンガーロッド６６の傾斜によって吸収される。傾斜角度が大きくなりすぎることを回避するために、ハンガーロッドは、少なくとも約３メートルなど、十分な長さを有していなければならない。主ハンガーロッドが長いほど小さな傾斜で水平方向の熱膨張を吸収するが、長い主ハンガーロッドには、火炉を特定の高さに支持するのに必要な支持構造の高さを増大させ得るという欠点がある。
【００４２】
[0049]  図１〜６は本発明の例示的な実施形態を示しているに過ぎず、異なる実施形態において示される特徴は、技術的に可能である場合にはいつでも、他の実施形態において示される対応する特徴又は本明細書の一般的教示に基づく特徴に変更可能であることが理解されるべきである。
【００４３】
[0050]  上記から明らかになるように、単純で信頼性の高い支持構造を備えたボイラシステムの火炉の異なる実施形態が提供される。ある実施形態との関連で記載された要素は、可能な場合には、他の実施形態においても用いられ得ることが理解されなければならない。
【００４４】
[0051]  本明細書においては、本発明を、現時点において最も好適な実施形態であると考えられるものに関して例示的に説明してきたが、本発明は開示される実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内に含まれる特徴及びいくつかの他の適用の様々な組み合わせ又は変形をカバーすることが意図されていることが理解されるべきである。
【図１】
2021501296.tif 000003
【図２】
2021501296.tif 000004
【図３】
2021501296.tif 000005
【図４】
2021501296.tif 000006
【図５】
2021501296.tif 000007
【図６】
2021501296.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月2日(2020.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
[0006]  米国特許第４，４２８，３２９号明細書は、ボイラの中間高さに複数の固定されたカンチレバーアームを備えた支持鋼構造物を有する中間支持型ボイラ構造を開示している。水平方向の熱膨張を吸収するために、火炉の管壁は、管壁のうち下向きの方向で外側に折り曲げられた部分に取り付けられた多数の垂直リンクによって、カンチレバーアームに可撓性接続された複数のレバーから吊り下がっている。国際公開第ＷＯ２００４／０４８８４９号明細書は、燃焼部と、燃焼部の上方に配置された熱交換部と、静止支持構造物とを備えるボイラシステムを開示しており、燃焼部及び熱交換部は上部が静止支持構造物に別々に吊り下げられている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持構造（４２）と、垂直方向の中途部分で前記支持構造に支持された火炉（１２）とを備えるボイラシステム（１０）であって、前記火炉は、２つの側壁（１８）及び２つの端壁（２０）を備える水管壁と、蓋部（１６）と、底部（１４）とに囲まれ、前記側壁は、前記底部から前記蓋部までの総高Ｈを有し、前記２つの側壁の各々は、前記蓋部から前記高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びる垂直上部（３０）と、前記底部から前記高さＨの３０〜７０％のレベルまで延びるとともに前記側壁（１８）の前記下部（３２）の垂直の上方部分（３６）を有する下部（３２）と、前記側壁（１８）の前記垂直上部（３０）と前記側壁（１８）の前記下部（３２）の前記垂直の上方部分（３６）との間のレベルで下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部（３８）とを備えており、前記支持構造（４２）は、前記火炉の前記蓋部（１６）の下方のレベルに水平壁支持梁（４８）を備えており、
前記水平壁支持梁（４８）は、前記２つの側壁（１８）に平行に且つ前記２つの側壁（１８）の前記下部（３２）の前記垂直の上方部分（３６）の直上に配置され、前記火炉（１２）は、前記火炉の鉛直荷重を相殺するように前記２つの側壁の前記中間部（３８）を前記水平壁支持梁（４８）に接続させることによって、前記支持構造（４２）に支持されることを特徴とする、ボイラシステム。
【請求項２】
前記水平壁支持梁（４８）は、前記火炉の前記底部から前記高さＨの３０〜７０％のレベルに配置されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項３】
前記支持構造（４２）は、前記ボイラシステムの基礎に支持された複数の垂直柱（４４）及び前記垂直柱にしっかりと支持された複数の固定水平梁（４６）を有する第１の部分と、前記第１の部分に移動可能に接続された、前記水平壁支持梁（４８）を備える第２の部分とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項４】
前記水平壁支持梁（４８）の各々は、前記固定水平梁（４６）のうち少なくとも２つに移動可能に支持されており、その少なくとも２つの固定水平梁は前記火炉の前記端壁（２０）に平行に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のボイラシステム。
【請求項５】
前記少なくとも２つの固定水平梁（４６）は、前記火炉の１つの端壁（２０）の外側に配置された１つ以上の水平梁と、前記火炉の１つの側壁（１８）の中央部に向かって突出する１つ以上のカンチレバー梁（５８）とのうち、少なくとも２つを備えることを特徴とする、請求項４に記載のボイラシステム。
【請求項６】
前記水平壁支持梁（４８）の各々は、前記少なくとも２つの固定水平梁（４６）に配置された摺動面（５０）に支持されることを特徴とする、請求項５に記載のボイラシステム。
【請求項７】
前記水平壁支持梁（４８）の各々は、少なくとも２つの主ハンガーロッド（６６）によって、前記少なくとも２つの固定水平梁（４６）から吊り下げ支持されることを特徴とする、請求項５に記載のボイラシステム。
【請求項８】
前記火炉（１２）の鉛直荷重は、前記水平壁支持梁（４８）のみによって相殺されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項９】
前記水平壁支持梁（４８）は、前記火炉（１２）と共通の断熱（６４）の内側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項１０】
前記側壁の前記中間部（３８）の各々は、前記各側壁（１８）の前記下部（３２）の垂直の上方部分（３６）と整列された複数の短いハンガーロッド（５２）によって、隣接する水平壁支持梁に支持されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラシステム。
【請求項１１】
前記短いハンガーロッド（５２）の各々は、支持ラグ（６０）によって、前記各側壁（１８）の前記下向きの方向で外側に折り曲げられた中間部（３８）の外縁部（６２）に取り付けられることを特徴とする、請求項１０に記載のボイラシステム。
【請求項１２】
隣接するハンガーロッド（５２）間の距離は、前記各側壁（１８）の水管壁の隣接する垂直水管（２２）間の距離のＮ倍であることを特徴とする、請求項１０に記載のボイラシステム。ただし、Ｎは整数であり、最大で３である。
【請求項１３】
Ｎは最大で２であることを特徴とする、請求項１２に記載のボイラシステム。
【請求項１４】
Ｎは１であることを特徴とする、請求項１３に記載のボイラシステム。
【請求項１５】
前記火炉（１２）は流動床ボイラの火炉であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれかに記載のボイラシステム。
【国際調査報告】
2021501296.tif 000009
2021501296.tif 000010
2021501296.tif 000011