(57)【要約】【課題】ボイラの内部を覗けるように、ボイラの炉壁に場所を選んで配設した石炭焚きボイラの覗き窓において、内部を透視可能なガラス付の覗き窓を採用し、しかもボイラの燃焼による高熱で前記ガラスが破損することのないように安全に保護された実用性に富んだものを提供することを課題とする。【解決手段】ボイラ炉壁に設置される覗き窓は、ボイラ内部を透視可能なガラスを設置して構成され、同ガラスの周縁にはエアチャンバを配置し、かつ、同エアチャンバからガラスに向けて空気通孔を開口しているので、ガラスは空気通孔を経てエアチャンバに導入された大気を吹きつけられて冷却され、覗き窓を保護し、同覗き窓の開閉操作を省略してボイラ内部を覗いてのチェック、点検を可能として安全操業を維持、確保した。【選択図】　　　　　　図１
2004101036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭焚きボイラにおいて、内部を覗く必要のある場所を選んでボイラ炉壁の複数箇所に開閉可能な覗き窓を配設し、前記覗き窓は内部を透視可能なガラスを設置して形成され、大気を導入するエアチャンバを前記ガラスの周縁に沿って配置し、同エアチャンバには前記ガラスの表面に向けて開口する空気通孔を複数設けたことを特徴とする石炭焚きボイラの覗き窓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は石炭焚きボイラにおいて、燃焼状況の把握を行う等の必要性から、同ボイラの内部を覗けるように、ボイラの炉壁に場所を選んで配設した石炭焚きボイラの覗き窓に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石炭焚きボイラは勿論のこと、油焚きボイラまたはガス焚きボイラにおいても、運転中に燃焼状況のチェック等ボイラの内部を覗いて状況を把握確認することが出来るように、必要な箇所を選んで覗き窓が設けられている。
【０００３】
また、ボイラはそれ自体が高さ数十メートルに及ぶ数階建てのビルに相当する大型の構造物であり、例えば高さ７０メートル級のボイラについてみると、前記覗き窓の数は全体で５０個以上が炉壁の要所要所に設けられている。
【０００４】
前記覗き窓は、油焚きボイラ、またはガス焚きボイラに設けられるものと、石炭焚きボイラに設けられるものとでは、母体となるそれぞれのボイラの性格上、異なる２形式に区分することができる。
【０００５】
すなわち前者の油焚きボイラ、またはガス焚きボイラは、一般的にその内圧が５００〜６００ｍｍＡｑ程度となり、いわゆる加圧通風となるので、覗き窓も簡単に開閉する形態のものではなく固定式のものとして、内部を透視できるガラス窓を採用しているが、後者の石炭焚きボイラは、一般的にその内圧はマイナス１０ｍｍＡｑ程度となり、いわゆる平衡通風となるので、前記覗き窓は開閉可能の蓋状の形態、換言すれば蓋付の覗き扉状に形成されており、ボイラの内部を点検するときは、この扉状に形成された覗き窓を開けてその空間から内部をチェックするようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３３８６２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように従来の石炭焚きボイラにおける覗き窓では、内部を透視することは出来ず、ボイラの内部状況をチェックし把握する際には、閉鎖された扉状の覗き窓を開放して内部を覗き見る形態のものであった。
【０００８】
換言すれば従来の石炭焚きボイラにおける覗き窓では、同覗き窓を開放しなければボイラの内部を覗くことが出来ず、この開閉に際して覗き窓の内部周囲に溜まった石炭灰がボイラの外部にこぼれ落ち、環境に悪影響を及ぼすおそれのある形態のものであった。
【０００９】
また、定常状態においては、ボイラの内圧がマイナス１０ｍｍＡｑ程度の平衡通風であるが、ボイラの発停、その他負荷変動時のように、炉内圧変動により短時間とはいえボイラの内圧がプラスに転じることもあり、覗き窓の開放時に炉内の圧力がプラスになった場合には炉内ガスと共に灰が外に吹出し、周辺環境を汚損したり、また、オペレータ等にとって危険であった。
【００１０】
更にまた、平衡通風のために開閉操作等が容易であるとはいえ、石炭焚きボイラでも油焚きボイラ、またはガス焚きボイラと同様に覗き窓の開閉操作を省略して内部状況を点検し把握したいというニーズは、ボイラの運転要員に潜在的に存在していた。
【００１１】
他方、透視性を求めてガラス付の構造を採用する場合には、炉内の燃焼温度とガラスの融点との関係からガラスの冷却は必須となり、直接的に冷却を行う装置を始めとしてこれをサポートする例えば冷風設備、なかでも大型構造物の炉壁が熱変形することによる冷風配管の取り合い部分の対応等々を含め、技術的、経済的に新たな課題が発生するが、これらの課題が完璧に解決されていないこともあって石炭焚きボイラの覗き窓については、旧態然とした構造のものが採用されているのが実情であった。
【００１２】
本発明は、このような従来の石炭焚きボイラにおける覗き窓の保有する諸問題を解決し、内部を透視可能なガラス付の覗き窓とし、しかもボイラの燃焼による高熱で前記ガラスが破損することのないように安全に保護された実用性に富んだ石炭焚きボイラの覗き窓を提供することを課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、石炭焚きボイラにおいて、内部を覗く必要のある場所を選んでボイラ炉壁の複数箇所に開閉可能な覗き窓を配設し、前記覗き窓は内部を透視可能なガラスを設置して形成され、大気を導入するエアチャンバを前記ガラスの周縁に沿って配置し、同エアチャンバには前記ガラスの表面に向けて開口する空気通孔を複数設けた石炭焚きボイラの覗き窓を提供するものである。
【００１４】
すなわち本発明によれば、ボイラ炉壁に設置される覗き窓は、ボイラ内部を透視可能なガラスを設置して構成され、同ガラスの周縁にはエアチャンバを配置し、かつ、同エアチャンバからガラスに向けて空気通孔を開口しているので、ガラスは空気通孔を経てエアチャンバに導入された大気を吹きつけられ、簡単な構造で確実に冷却されてガラス付覗き窓を保護し、同覗き窓の開閉操作を省略してボイラ内部を覗いてのチェック、点検を可能とし、仮にボイラの内圧がプラスに転じても炉内ガスの吹出しを浴びることもなく、安全操業を維持することの出来るものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係る石炭焚きボイラの覗き窓を概略的に示す断面図、図２は図１の要部を拡大して示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ図、図３はボイラの炉内圧に対する冷却空気流量の相関を示す説明図、図４は大気を導入するエアチャンバに設けた空気通孔数と冷却空気流量との相関を示す説明図である。
【００１６】
すなわち、本実施の形態において、５は石炭焚きボイラの炉壁を示し、１０は同炉壁５に炉外に向けて張り出して設けられた覗き窓を示している。
【００１７】
前記したように石炭焚きボイラは高さが数十メートルに及ぶ大型の構造物であり、覗き窓１０は炉壁５の要所要所に分散して多数（７０メートル級のボイラで覗き窓は５０個程度）設けられているが、基本的に同一構成であるので、ここではそのうちの一つを取出し、代表して示している。
【００１８】
この覗き窓１０は、炉壁５の外側に耐火物６を介装して覗き窓ボックス４を一体的に固着すると共に、同覗き窓ボックス４の外側端部に窓枠１ａで支持した透明のガラス１を設置し、かつ同外側端部には前記窓枠１ａの周縁に沿って延びる環体で形成されたエアチャンバ３を設置して構成されている。
【００１９】
エアチャンバ３は、その外周縁寄りの位置に、大気に開口した大気吸込み口２を有すると共に、内周縁寄りの位置には、一端をエアチャンバ３内に開口し他端を斜め方向から前記ガラス１の内側表面に向けて開口する空気通孔３ａを複数個設けている。
【００２０】
本実施の形態ではガラス１、窓枠１ａを方形のものとし、従ってその周縁に沿って延びるエアチャンバ３も方形の環体となり、前記空気通孔３ａは前記方形のエアチャンバ３における対向する一方の２辺に各４個ずつ、また、この辺と直行方向となる他方の２辺に各３個ずつ、合計１４個設けられている。
【００２１】
なお、ここでは方形のガラス１、窓枠１ａ、そしてこれに沿って方形に延びる環体で形成されたエアチャンバ３を採用したため、空気通孔３ａの配置、配列は前記のように対向する辺で４個、４個、または３個、３個の分散をなしているが、同ガラス１、窓枠１ａ、そしてエアチャンバ３等がその周縁を円形、または楕円形等のように、曲線形状で構成されてもよく、その場合にはその曲線形状に沿って前記１４個の空気通孔３ａが所定のバランスを保って配置、配列されることになる。
【００２２】
また、窓枠１ａは、四辺形の一辺をヒンジ７に枢着され、この辺に対向する他の一辺をボルト８と蝶ナット９により固着できる構造としているので、前記ガラス１、窓枠１ａを開放したい時には、蝶ナット９とボルト８の締結を外して窓枠１ａをヒンジ７の廻りに回動して開放し、閉鎖したい時には前記と反対側に回動して窓枠１ａをボルト８に係合させ、蝶ナット９で締めつければよい。
【００２３】
前記のように構成された本実施の形態において、ボイラの定常運転時には、石炭焚きボイラでは一般的に炉内圧力がマイナス１０ｍｍＡｑ程度となっているので、大気が大気吸込み口２からエアチャンバ３内に吸い込まれ、更にこのエアチャンバ３に設けた多数の空気通孔３ａを通ってガラス１の表面に吹きつけられることになる。
【００２４】
従ってガラス１は大気で冷却され、炉内の燃焼ガスが高温になってもそれによりガラス１が破損に至ることもなく、覗き窓１０は閉じた状態であってもガラス１を透してボイラの内部を観察することができる。
【００２５】
他方、ガラス１を透過しての観察ではなく、直にボイラ内部を観察したいときには、ボルト８と蝶ナット９の係合を外し、窓枠１ａをヒンジ７の廻りに回動すれば覗き窓１０は開放状態となり、ボイラ内部を覗いて希望の直接的なチェック、点検が可能となる。
【００２６】
前記したように石炭焚きボイラでは炉内圧力はマイナス１０ｍｍＡｑ程度であるので、これを一つの基準としてその近辺の内圧変化に対して冷却空気（大気）の流量がどのように変化するか検証し、その結果を図３にまとめた。
【００２７】
すなわち、吸引力の増加に従い吸引量が増加することから、炉内の圧力が低下するほど冷却空気流量は多くなり、大気吸込み口２の口径を３４φとしたとき、前記マイナス１０ｍｍＡｑより吸引圧が高くなる場合のあることを考慮すれば、大気の冷却必要流量は、０．５ｍ３　／ｓ以上となる。
【００２８】
また、大気吸込み口２からエアチャンバ３内に吸い込まれた冷却必要流量の大気が、同エアチャンバ３に設けた空気通孔３ａを経てガラス１の表面に吹きつけられる時の空気通孔３ａの数との相関を図４にまとめた。
【００２９】
すなわち、エアチャンバ３に設けた空気通孔３ａの口径を９．５φとしたとき、同空気通孔３ａの必要とする数は、大気の冷却必要流量が０．５ｍ３　／ｓ以上では１０個以上が一つの目安となるが、本実施の形態においては、ガラス１、窓枠１ａ、そして方形に延びる環体状のエアチャンバ３としたため、方形の各辺に対する配置バランス上、前記空気通孔３ａの数は１４個とした。
【００３０】
なお、前記のように空気通孔３ａの口径を９．５φに選択したのは、当該技術分野に専門家として永年携わって来た発明者の知見から、覗き窓の大きさ等を予測して割り出した経験則によるものであり、従ってこの口径が変わればそれに連れて前記空気通孔３ａの数も変動し得るものである。
【００３１】
以上本実施の形態によれば、石炭焚きボイラが平衡通風であることを巧みに利用し、大気吸込み口２、エアチャンバ３、空気通孔３ａという簡便な構造で窓枠１ａで支持したガラス１を有効に冷却し、熱破損の心配のない覗き窓１０を得ることが出来たものである。
【００３２】
従って、覗き窓１０を開放しなくてもボイラ内部の観察を行うことができ、短時間とはいえ万一ボイラ内部がプラスドラフトとなる時があってもボイラの操作員の安全を確保し、また、覗き窓１０の開閉に伴う灰の飛散という周辺環境の汚損等もなく、所期のチェック、点検を可能にしたものである。
【００３３】
しかも、前記したように覗き窓１０は簡便な構造であり、それ自体の設備、構造に要する費用は大幅に節減できることは勿論のこと、冷却設備として一般にイメージされる圧縮機、送風機、送風配管等々のコストと比較して雲泥の差が出るものである。
【００３４】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、石炭焚きボイラにおいて、内部を覗く必要のある場所を選んでボイラ炉壁の複数箇所に開閉可能な覗き窓を配設し、前記覗き窓は内部を透視可能なガラスを設置して形成され、大気を導入するエアチャンバを前記ガラスの周縁に沿って配置し、同エアチャンバには前記ガラスの表面に向けて開口する空気通孔を複数設けて石炭焚きボイラの覗き窓を構成しているので、覗き窓に設置したガラスは、周縁に配置されたエアチャンバから空気通孔を経て大気を吹きつけられ、簡単な構造で確実に冷却されてガラス付覗き窓を保護され、同覗き窓の開閉操作を省略してボイラ内部を覗いてのチェック、点検を可能とし、仮にボイラの内圧がプラスに転じても炉内ガスの吹出しを浴びることもなく、安全操業を維持し、設備費及びランニングコストを廉価に抑え、操業の容易化に寄与する好適な石炭焚きボイラの覗き窓を得ることが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る石炭焚きボイラの覗き窓を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示し、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ図である。
【図３】ボイラの炉内圧に対する冷却空気流量の相関を示す説明図である。
【図４】大気を導入するエアチャンバに設けた空気通孔数と冷却空気流量との相関を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　　ガラス
１ａ　　　窓枠
２　　　　大気吸込み口
３　　　　エアチャンバ
３ａ　　　空気通孔
４　　　　覗き窓ボックス
５　　　　炉壁
６　　　　耐火物
７　　　　ヒンジ
８　　　　ボルト
９　　　　蝶ナット
１０　　　　覗き窓
【図１】
2004101036.tif 000003
【図２】
2004101036.tif 000004
【図３】
2004101036.tif 000005
【図４】
2004101036.tif 000006