(57)【要約】【課題】この発明は、耐久性に優れたバーナスロートを提供することを課題とする。【解決手段】バーナスロート４は、耐熱金属からなる円筒状のスロートスリーブ管５と、このスリーブ管５先端の外周部に並べて配置されるセラミックス製の複数のタイル６とを有し、各タイル６は一組のボルト７及びナット８によりスロートスリーブ管５に固定されている。各タイル６のスロートスリーブ管５に接する面９は使用温度におけるスロートスリーブ管５の外周部と等しい曲率を有する一方、その反対側の面１０は、表面が平面形状の突出部１０ａを有している。各タイル６は矩形の貫通孔１１を有しており、ボルト７は、貫通孔１１に対応した矩形状を有して貫通孔１１に嵌合される嵌合部１２と、貫通孔１１よりも大きく形成され且つタイル６の外面１０に接する面１３ａが平面の押さえ部１３とを有している。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のスロートスリーブ管を備えると共にバーナ内の流路を形成するバーナスロートにおいて、
それぞれセラミックスからなると共にスロートスリーブ管先端の外周部に並べて配置されてそれぞれスロートスリーブ管に接する面が使用温度におけるスロートスリーブ管の外周部と等しい曲率を有する複数のタイルと、
前記複数のタイルをそれぞれスロートスリーブ管に固定する複数の固定部材と
を備え、
各タイルは、スロートスリーブ管に接する面とは反対側の面の少なくとも前記固定部材の当接する部分に平面形状を有することを特徴とするバーナスロート。
【請求項２】
各タイルのスロートスリーブ管に接する面とは反対側の面は、その全面に亙って平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のバーナスロート。
【請求項３】
各タイルは多角形状の貫通孔を有し、各固定部材は、前記貫通孔に対応した形状を有してこの貫通孔に嵌合される嵌合部をその基端に有するボルトと、このボルトの先端に締め付けられるナットとからなることを特徴とする請求項１または２に記載のバーナスロート。
【請求項４】
前記ボルトは、前記貫通孔よりも大きく且つ少なくとも各タイルに接する面が平面である押さえ部を前記嵌合部よりも基端側に更に備えることを特徴とする請求項３に記載のバーナスロート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バーナスロートに係り、特に円筒状のスロートスリーブ管を備えてバーナ内の流路を形成するバーナスロートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料噴射弁を有するジャケットチューブの先端に燃焼用ディフューザーコーンを装着したバーナが重油専焼ボイラー等において使用されている（例えば特許文献１参照）。このようなバーナでは、バーナの火炎を安定化させるバーナスロートとして、ステンレス等の耐熱金属からなるスロートスリーブ管をジャケットチューブの周囲に配置してバーナ内の流路を形成している。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１５９５１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような耐熱金属製のバーナスロートでは、特にその先端部が火炎の輻射熱に晒されると共に燃焼灰成分のバナジウムや硫黄等の付着により高温腐食して、その損耗が激しかった。従って、使用限度が近づくとバーナスロートの先端部を交換する必要があり、交換作業には手間や時間がかかっていた。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、耐久性に優れたバーナスロートを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るバーナスロートは、円筒状のスロートスリーブ管を備えると共にバーナ内の流路を形成するバーナスロートにおいて、それぞれセラミックスからなると共にスロートスリーブ管先端の外周部に並べて配置されてそれぞれスロートスリーブ管に接する面が使用温度におけるスロートスリーブ管の外周部と等しい曲率を有する複数のタイルと、複数のタイルをそれぞれスロートスリーブ管に固定する複数の固定部材とを備え、各タイルは、スロートスリーブ管に接する面とは反対側の面の少なくとも固定部材の当接する部分に平面形状を有するものである。
各タイルのスロートスリーブ管に接する面とは反対側の面は、その全面に亙って平面形状を有していてもよい。
各タイルは多角形状の貫通孔を有し、各固定部材は、この貫通孔に対応した形状を有してこの貫通孔に嵌合される嵌合部をその基端に有するボルトと、このボルトの先端に締め付けられるナットとからなることが好ましく、その場合、ボルトは、貫通孔よりも大きく且つ少なくとも各タイルに接する面が平面である押さえ部を嵌合部よりも基端側に更に備えることが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態に係るバーナスロートを適用したバーナの断面図を示す。バーナ１の中央には、その先端にディフューザーコーン２を装着したジャケットチューブ３が配置されており、このジャケットチューブ３の周りを囲むように本発明の実施の形態に係るバーナスロート４が配置されている。バーナスロート４は、ステンレス等の耐熱金属からなる円筒状のスロートスリーブ管５と、セラミックスからなる複数のタイル６とを有している。各タイル６は、固定部材である一組のボルト７及びナット８を介してスロートスリーブ管５先端の外周部に固定されており、これら複数のタイル６はそれぞれ所定の長さだけスロートスリーブ管５の先端から突出している。このような構造を有するバーナスロート４が、バーナ１内の流路を形成すると共にバーナ火炎を安定化させる構成になっている。なお、複数のタイル６を構成するセラミックスとしては、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素、ムライトまたはこれらの複合材等を使用する。
【０００７】
また、図２に示されるように、バーナスロート４の複数のタイル６はそれぞれスロートスリーブ管５の外周部に互いに隣接するように並べて配置されている。さらに、スロートスリーブ管５には、各タイル６の取り付け位置にそれぞれボルト孔５ａが形成されている。
ここで、例えばスロートスリーブ管５の外周が１２５６ｍｍで各タイル６の大きさが１５５ｍｍ×１５５ｍｍの場合、スロートスリーブ管５の外周部の周方向に８枚のタイル６を互いに２ｍｍ程度の間隔を隔てて並べて配置することができる。
【０００８】
また複数のタイル６は、図３（ａ）に示されるように、各タイル６のスロートスリーブ管５に接する面、すなわち内面９は、使用温度におけるスロートスリーブ管５の外周部と等しい曲率を有する曲面になっている。また、各タイル６のスロートスリーブ管５に接する面とは反対側の面、すなわち外面１０は、その中央に帯状に突出形成された突出部１０ａを有しており、突出部１０ａはその表面に平面形状を有している。また、外面１０の突出部１０ａの両側は、内面９とほぼ等しい曲率を有する曲面になっている。
【０００９】
さらに、図３（ｂ）に破線で示されるように、各タイル６には、突出部１０ａの幅方向のほぼ中央に、この突出部１０ａの幅よりも小さい矩形の貫通孔１１が形成されている。各タイル６をスロートスリーブ管５に固定するボルト７はその基端に、貫通孔１１に対応した矩形状を有してこの貫通孔１１に嵌合される嵌合部１２が形成されている。またボルト７は、この嵌合部１２よりも基端側に、貫通孔１１よりも大きく形成された押さえ部１３を有しており、押さえ部１３はタイル６の外面１０の突出部１０ａに当接する面１３ａに平面形状を有している。
【００１０】
各タイル６をスロートスリーブ管５に取り付ける場合、スロートスリーブ管５に形成されたボルト穴５ａにタイル６の貫通孔１１を合わせた状態で、これら貫通孔１１及びボルト孔５ａにボルト７をその先端側から挿入し、ボルト７の基端に形成された嵌合部１２をタイル６の貫通孔１１に嵌合させると、ボルト７の押さえ部１３が貫通孔１１の周辺の突出部１０ａの表面に係合してボルト７の抜け落ちが防止される。その状態で、ボルト７の先端にナット８を螺合させて締め付けを行うことにより、各タイル６がスロートスリーブ管５に固定される。
なお、ナット８には、一般的な六角ナット以外にも、戻り止め作用の高い座金付きナットやハードロックナット等も適宜用いることができる。
【００１１】
次に、この実施の形態に係るバーナスロート４の作用について説明する。スロートスリーブ管５先端に固定された複数のタイル６を構成している窒化珪素、サイアロン、炭化珪素、ムライト又はこれらの複合材等のセラミックスは、ステンレス等の耐熱金属に対して耐熱性及び耐食性が優れている。ここで、スロートスリーブ管５を構成しているステンレス等の耐熱金属は複数のタイル６を構成しているセラミックスに対して大きい熱膨張率を有するが、各タイル６のスロートスリーブ管５に接する面である内面９が使用温度におけるスロートスリーブ管５の外周部と等しい曲率を有しているため、各タイル６は使用温度におけるスロートスリーブ管５の挙動に合わせることができ、スロートスリーブ管５と各タイル６との熱膨張率差によりタイル６に亀裂が生じる或いはタイル６が割れてしてしまうことが防止される。また、各タイル６は、スロートスリーブ管５に接する面とは反対側の面である外面１０に、その表面が平面の突出部１０ａを有し、さらにボルト７の押さえ部１３の突出部１０ａ表面に当接する面１３ａも平面であることから、これらボルト７の押さえ部１３とタイル６の突出部１０ａとの接触面積を大きく確保することができ、これによりタイル６に懸かる応力を分散することができると共に強固な固定が可能となる。以上のことから、耐久性に優れたバーナスロート４を実現することができる。
【００１２】
また、スロートスリーブ管５に対して各タイル６を一組のボルト７及びナット８を用いて一箇所で固定するため、単純な構成となってタイル６の取り付けを容易に行うことができると共に、両者の熱膨張率差に起因したタイル６の亀裂や割れをさらに防止することができる。
またこのように、一組のボルト及びナットのみを使用して固定を行う場合、ボルトにナットを螺合して締め付ける際にナットの回転に伴ってボルトが回転しやすくなるが、本発明のバーナスロートでは、タイル６の貫通孔１１が矩形状を有すると共に、ボルト７はその基端に、タイル６の貫通孔１１に対応した矩形状を有してこの貫通孔１１に嵌合される嵌合部１２を備えているため、これらタイル６の貫通孔１１とボルト７の嵌合部１２との嵌合により、締め付け時にナット８と共にボルト７が回転することが規制され、これにより容易に締め付けを行うことができる。
【００１３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２を図４（ａ）及び（ｂ）により説明する。これら図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図３（ａ）及び（ｂ）に相当するものである。この実施の形態２のバーナスロート２１は、図３に示した実施の形態１のバーナスロート４において、その外面１０の突出部１０ａの表面だけに平面形状を有するタイル６を用いる代わりに、その外面２４の全面に亙って平面形状を有するタイル２２を用いるものである。
【００１４】
複数のタイル２２は、実施の形態１のタイル６と同様に、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素、ムライト又はこれらの複合材等のセラミックスからなっており、各タイル２２のスロートスリーブ管５に接する面、すなわち内面２３は、使用温度におけるスロートスリーブ管５の外周部と等しい曲率を有する曲面になっている。また上述のように、各タイル２２のスロートスリーブ管５に接する面とは反対側の面、すなわち外面２４は、その全面に亙って平面形状を有している。
【００１５】
また、各タイル２２には矩形の貫通孔２５が形成されており、各タイル２２をスロートスリーブ管５先端の外周部に固定するボルト２６はその基端に、タイル２２の貫通孔２５に対応した矩形状を有してこの貫通孔２５に嵌合される嵌合部２７が形成されている。またボルト２６は、この嵌合部２７よりも基端側に、貫通孔２５よりも大きく形成された押さえ部２８を有しており、押さえ部２８はタイル２２の外面２４に当接する面２８ａに平面形状を有している。
【００１６】
スロートスリーブ管５に形成されたボルト穴５ａにタイル２２の貫通孔２５を合わせた状態で、ここにボルト２６をその先端側から挿入し、ボルト２６の基端に形成された嵌合部２７をタイル２２の貫通孔２５に嵌合させると、ボルト２６の押さえ部２８が貫通孔２５の周辺に係合する。その状態で、ボルト２６の先端にナット２９を螺合させて締め付け、これにより各タイル２２がスロートスリーブ管５に固定される。
【００１７】
以上のような構成を有するバーナスロート２１では、複数のタイル２２を構成しているセラミックスがステンレス等の耐熱金属よりも優れた耐熱性及び耐食性を有すると共に、各タイル２２の内面２４が使用温度におけるスロートスリーブ管５の外周部と等しい曲率を有してタイル２２の亀裂や割れが防止され、さらに各タイル２２の外面２４とボルト２６の押さえ部２８との接触面積を大きく確保することにより、タイル６に懸かる応力を分散することができると共に強固な固定が可能となる。従って、実施の形態１と同様に、耐久性に優れたバーナスロート２１を実現することができる。
【００１８】
また、スロートスリーブ管５に各タイル２２を一組のボルト２６及びナット２９を用いて一箇所で固定するため、タイル２２の亀裂や割れを防止しながら容易に取り付けを行うことができる。さらに、タイル２２の貫通孔２５が矩形状を有し且つボルト２６の基端にこの貫通孔２５に嵌合される嵌合部２７が形成されていることから、締め付け時にナット２９と共にボルト２６が回転することが規制されて容易に締め付けを行うことができる。
【００１９】
なお、上述の実施の形態１及び２では、タイルの貫通孔及びボルトの嵌合部がそれぞれ互いに対応した矩形状に形成されていたが、これに限るものではなく、互いに嵌合されることによりボルトのタイルに対する回転が規制されるような多角形状であればよい。
また、各タイルをスロートスリーブ管に一箇所で固定していたが、各タイルを数箇所で固定してもよい。ここで各タイルを固定するのに使用されるボルト及びナットの数も１つに限定されない。
【００２０】
また、上述した実施の形態１及び２において、各タイルは、外面の少なくともボルトが当接する部分に平面形状を有するため、その基端に嵌合部及び押さえ部を有する専用のボルトの代わりに、その他のボルト及びナット、溶接止め金具、単純なワッシャーや金具等を用いても、タイル外面との接触面積を大きく確保してタイルに懸かる応力を分散することができると共に強固な固定が可能となる。さらに、上述の実施の形態１及び２におけるバーナスロートは、スロートスリーブ管先端の外周部に複数のタイルを固定して構成されるので、既存の耐熱金属製のスロートスリーブ管をそのまま使用することができる。
【００２１】
また、上述の実施の形態２に示したような、外面２４が全面に亙って平面形状を有するタイル２２は、その幅が大きくなるとそれに応じて端部の厚みが増すので、小型のスロートスリーブ管５に使用されることが好ましく、一方、大型のスロートスリーブ管５には、上述の実施の形態１に示したような、外面１０の突出部１０ａの表面だけが平面形状を有するタイル６を使用することが好ましい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、それぞれセラミックスからなると共にスロートスリーブ管先端の外周部に並べて配置されてそれぞれスロートスリーブ管に接する面が使用温度におけるスロートスリーブ管の外周部と等しい曲率を有する複数のタイルと、複数のタイルをそれぞれスロートスリーブ管に固定する複数の固定部材とを備え、各タイルが、スロートスリーブ管に接する面とは反対側の面の少なくとも固定部材の当接する部分に平面形状を有するようにしたので、耐久性に優れたバーナスロートを実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るバーナスロートを適用したバーナを示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１に係るバーナスロートの横断面図である。
【図３】実施の形態１に係るバーナスロートにおける一枚のタイル近傍を示し、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図４】実施の形態２に係るバーナスロートにおける一枚のタイル近傍を示し、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
１  バーナ、２  ディフューザーコーン、３  ジャケットチューブ、４  バーナスロート、５  スロートスリーブ管、５ａ  ボルト孔、６，２２  タイル、７，２６  ボルト、８，２９  ナット、９，２３  内面、１０，２４  外面、１０ａ  突出部、１１，２５  貫通孔、１２，２７  嵌合部、１３，２８  押さえ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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