(57)【要約】【課題】微粉炭バーナの内部で微粉炭供給路を空気流で冷却する装置を組合せた密閉システムとしてのバーナの遮断装置を提供する。【解決手段】微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナ（１、２）が微粉炭空気混合体を送る一次管（６）をそれぞれに有し、この一次管は微粉炭空気混合体を前記各微粉炭バーナに供給するための供給管路（１５）に結合されている。滑り子板（１８）を備えた、前記供給管路を閉鎖するための遮断滑り子（１７）が該供給管路中に配置されている。前記遮断滑り子の下流側で前記供給管路は冷却用空気を供給する空気箱（２３）によって密封して取り囲まれている。該空気箱の領域で前記供給管路の壁に、閉じ板（２６）によって閉鎖可能な穴（２５）が設けられている。前記遮断滑り子の閉じ位置ではこの穴が解放され、該遮断滑り子の開き位置ではこの穴が閉鎖されているように前記閉じ板は前記該滑り子と同期して作動可能に配置されている。【選択図】　　　　図３
2004012124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナ（１、２）の遮断装置であって、各微粉炭バーナ（１、２）が微粉炭空気混合体を送る一次管（６）を有し、この一次管が微粉炭空気混合体を各微粉炭バーナ（１、２）に供給するための供給管路（１５）に結合されており、滑り子板（１８）を備えた、供給管路（１５）を閉鎖するための遮断滑り子（１７）が供給管路（１５）中に配置されているものにおいて、遮断滑り子（１７）の下流側で供給管路（１５）が冷却用空気を供給される空気箱（２３）に密封して結合されており、空気箱（２３）の領域で供給管路（１５）の壁に、閉じ板（２６）によって閉鎖可能な穴（２５）が設けられており、遮断滑り子（１７）の閉じ位置では穴（２５）が解放され、遮断滑り子（１７）の開き位置ではこの穴が閉鎖されているように閉じ板（２６）が遮断滑り子（１７）と同期して作動可能に配置されていることを特徴とする遮断装置。
【請求項２】
遮断滑り子（１７）の下流側で空気箱（２３）が供給管路（１５）を全面的に密封して取り囲むことを特徴とする、請求項１記載の遮断装置。
【請求項３】
空気箱（２３）内の空気の静圧が供給管路（１５）内の微粉炭空気混合体の圧力よりも高い値に保たれることを特徴とする、請求項１または２記載の遮断装置。
【請求項４】
閉じ板（２６）が複数個のレバー（２７、２８、２９、３３）と１本のリンク棒（３２）とからなるリンク機構を備えており、閉じ板（２６）を閉じ位置で保持する、引張応力を受けるばね（３１）がこのリンク機構に作用し、リンク機構が遮断滑り子（１７）の滑り子板（１８）に機械的に連結されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の遮断装置。
【請求項５】
遮断滑り子（１７）の滑り子板（１８）にラック（３５）が取り付けてあり、遮断滑り子（１７）の閉じ行程の最後にラック（３５）が固定支承されたピニオン（３４）とかみ合うことができ、相対回転不能にピニオン（３４）に結合されたレバー（３３）を介してこのピニオンがリンク機構に結合されていることを特徴とする、請求項３または４記載の遮断装置。
【請求項６】
閉じ板（２６）の裏面に第１レバー（２７）が軸ピンで取り付けてあり、空気箱（２３）内で支承された軸（３０）がこのレバーと相対回転不能に結合されており、軸（３０）が両側で密封されて空気箱から突出し、空気箱（２３）の外側で第２、第３レバー（２８、２９）が軸（３０）に結合されており、第２レバー（２８）の自由端にばね（３１）が作用し、第３レバー（２９）の自由端がリンク棒（３２）を介して、ピニオン（３４）を介して相対回転不能に結合されたレバー（３３）とピン結合されていることを特徴とする、請求項３又は４記載の遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナの遮断装置であって、各微粉炭バーナが微粉炭空気混合体を送る一次管を有し、この一次管が微粉炭空気混合体を各微粉炭バーナに供給するための供給管路に結合されており、滑り子板を備えた、供給管路を閉鎖するための遮断滑り子が供給管路中に配置されている遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
その燃焼装置が２台又は２台以上の微粉炭バーナを装備した蒸気発生装置では、蒸気発生装置の運転中、それら複数のバーナのうち運転を中断されたバーナはバーナノズルを熱的過負荷から保護するために燃焼用空気（二次空気、三次空気）供給路を介して冷却用空気の供給を受ける。運転中に微粉炭バーナの一次管を介して燃料の導入が行われ、バーナの運転停止時には一次管が冷却用空気を貫流させない。
【０００３】
蒸気発生装置では２台又はそれ以上のバーナを介して微粉炭が火炉に吹き込まれ、２つ以上の並行な燃料システムから蒸気発生装置に微粉炭が供給されるが、蒸気発生装置用微粉炭燃焼装置の装備および運転に関するあらゆる現行諸規定に合わせて微粉炭供給管路は遮断装置を備えていなければならず、これらの遮断装置は当該供給システムの運転中確実に開き、当該燃料供給装置の停止後には遮断されねばならない。これはふつう遮断装置によって実行され、これらの遮断装置では自動作動される駆動装置によって、および／または手動で、流れ軸線に垂直に当該供給管路の横断面に遮断板が押し込まれる。これにより当該燃料供給路の完全遮断が生じる。この状態のとき燃料路の貫流は起きず、それと共にバーナ・微粉炭ノズルの冷却も起きない。
【０００４】
欠けている貫流と微粉炭燃焼装置の火炉内の圧力・速度比とに基づいて、運転を中断されたバーナの燃料ノズル内に高温の燃焼ガスは再循環できる。特に、燃料ノズルの位置が火炉の方向で極力遠くずらされる最新の低ＮＯＸ微粉炭バーナでは、高い放射熱量（Ｅｉｎｓｔｒａｈｌｕｎｇ）が燃料ノズルの材料内で集中的温度上昇をもたらす。放射熱量が高く、かつ貫流が不足している場合には、その結果として、材料の熱的過負荷によって微粉炭ノズルの早期破壊を生じることが少なくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の有する上述の如き問題点に鑑みてなされたものであって、微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナの内部で微粉炭供給路を空気流で冷却する冷却装置を組合せてなる安全の確保に有効な密閉システムとしての微粉炭バーナの遮断装置を提供することをその主たる目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナの遮断装置は、各微粉炭バーナが微粉炭空気混合体を送る一次管を有し、この一次管が微粉炭空気混合体を各微粉炭バーナに供給するための供給管路に結合されており、滑り子板を備えた、供給管路を閉鎖するための遮断滑り子が供給管路中に配置されているものにおいて、遮断滑り子の下流側で供給管路が冷却用空気を供給される空気箱に密封して結合されており、空気箱の領域で供給管路の壁に、閉じ板によって閉鎖可能な穴が設けられており、遮断滑り子の閉じ位置では穴が解放され、遮断滑り子の開き位置ではこの穴が閉鎖されているように閉じ板が遮断滑り子と同期して作動可能に配置されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２記載の発明に係る遮断装置は、上記のものにおいて、遮断滑り子の下流側で空気箱が供給管路を全面的に密封して取り囲むことを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、請求項３記載の発明に係る遮断装置は、上記いずれかのものにおいて、空気箱内の空気の静圧が供給管路内の微粉炭空気混合体の圧力よりも高い値に保たれることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項４記載の発明に係る遮断装置は、上記いずれかのものにおいて、閉じ板が複数個のレバーと１本のリンク棒とからなるリンク機構を備えており、閉じ板を閉じ位置で保持する、引張応力を受けるばねがこのリンク機構に作用し、リンク機構が遮断滑り子の滑り子板に機械的に連結されていることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項５記載の発明に係る遮断装置は、請求項３又は４に記載の遮断装置において、遮断滑り子の滑り子板にラックが取り付けてあり、遮断滑り子の閉じ行程の最後にラックが固定支承されたピニオンとかみ合うことができ、相対回転不能にピニオンに結合されたレバーを介してこのピニオンがリンク機構に結合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
さらにまた、請求項６記載の発明に係る遮断装置は、請求項３又は４に記載の遮断装置において、閉じ板の裏面に第１レバーが軸ピンで取り付けてあり、空気箱内で支承された軸がこのレバーと相対回転不能に結合されており、軸が両側で密封されて空気箱から突出し、空気箱の外側で第２、第３レバーが軸に結合されており、第２レバーの自由端にばねが作用し、第３レバーの自由端がリンク棒を介して、ピニオンを介して相対回転不能に結合されたレバーとピン結合されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、冷却装置を微粉炭バーナの遮断装置と組合せることによって、微粉炭燃焼装置に係るあらゆる安全規定に合致した密閉システムを形成することが可能となる。さらに、微粉炭バーナの運転中に微粉炭が微粉炭供給用の供給管路から周囲に漏れ出ることのないように確保される。
【００１３】
本発明の１実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図示した微粉炭燃焼装置は２×３台の微粉炭バーナ１、２からなり、微粉炭バーナは並行に接続され、２つの燃料供給部３、４を介して微粉炭の供給を受ける。微粉炭燃焼装置に対する所定の要求条件に応じて別の数の燃料供給部３、４および微粉炭バーナ１、２を設けることもできる。燃料供給部３、４は微粉炭機および／または中間バンカで構成することができる。
【００１５】
微粉炭バーナ１、２は段階的に燃焼用空気を送る旋回式バーナとして構成されており、それぞれ１つの中心のコア空気管５を含む。このコア空気管は一次管６と二次空気管７と三次空気管８とによって同心で取り囲まれている。中心のコア空気管は省くこともできる。それぞれ微粉炭バーナ１、２の前端に形成されるバーナノズルは蒸気発生装置の図示しない火炉に通じている。コア空気管５と二次空気管７と三次空気管８は空気供給管路９および燃焼用空気管路１０を介して中心の燃焼用空気供給部１１に接続されている。コア空気管５と二次空気管７と三次空気管８は燃焼用空気供給部１１から空気供給管路９および燃焼用空気管路１０を介して燃焼用空気の供給を受け、この燃焼用空気は微粉炭バーナ１、２に流入する前にコア空気、二次空気および三次空気として分けられる。燃焼用空気管路１０中に流量計１２が配置され、空気供給管路９中には制御弁または遮断弁１３が配置されている。図２に示すようにコア空気管５、二次空気管７および三次空気管８の入口領域に絞り弁１４を配置しておくことができ、これらの絞り弁は空気を送る管に相互に調整された燃焼用空気量を供給するのに役立つ。微粉炭バーナ１、２が個々に運転停止されると、前記燃焼用空気流を送る管５、７、８に、冷却用空気流よりも少ない量の空気流が通される。
【００１６】
各微粉炭バーナ１、２の一次管６が供給管路１５に接続されており、この供給管路は燃料供給部３、４の一方に結合されている。燃料供給部３、４はそれぞれ一次空気管路１６に結合されており、この一次空気管路中に流量計１２が配置されている。燃料供給部３、４に供給される一次空気は微粉炭を微粉炭空気混合体として微粉炭バーナ１、２の一次管６へと運ぶ。
【００１７】
各微粉炭バーナ１、２の入口の上流で各供給管路１５に遮断滑り子１７として構成された遮断装置が配置されており、この遮断装置は微粉炭空気混合体の流れ方向の軸線を横切って整列している。遮断滑り子１７は突き棒１９を固着された滑り子板１８からなる（図２）。滑り子板１８を作動させるための駆動モータ２０または手動調整部がこの突き棒１９に作用する。遮断滑り子１７が閉じ位置のとき滑り子板１８は図５に示すように供給管路１５の横断面を完全に閉鎖する。
【００１８】
遮断装置は各微粉炭バーナ１、２の微粉炭空気混合体を送る部分を冷やすための冷却装置と組合せてある。好ましくは燃焼用空気の部分流が冷却媒体として利用される。この目的のために各微粉炭バーナ１、２の組合せられた遮断兼冷却装置は遮断部材２２が介装された冷却用空気管路２１に結合されている（図１）。冷却用空気管路２１は好ましくは燃焼用空気管路１０に接続されている。運転条件に応じて、また遮断滑り子１７の取付個所の位置に応じて、燃焼用空気供給部からの高温の燃焼用空気に代えて、微粉炭燃焼装置内で利用可能な別の空気、例えば微粉炭機に供給される冷空気または煙道ガスも利用することができる。
【００１９】
詳細には各微粉炭バーナ１、２の冷却装置が空気箱２３からなり、この空気箱は遮断滑り子１７の下流側で、微粉炭空気混合体を貫流させる供給管路１５に横から取り付けられかつこれと密封して結合されている。好ましくは空気箱２３は遮断滑り子１７の下流側で供給管路１５を全面的に取り囲んで密封する。空気箱２３が入口管２４を備えており、この入口管はそれぞれ冷却用空気管路２１の１つに接続されている。
【００２０】
図３〜図５によれば空気箱２３の領域で供給管路１５の壁に穴２５が設けられており、この穴は空気箱２３の内部の方から閉じ板２６によって閉鎖可能である。穴２５とは反対の側で閉じ板２６に第１レバー２７が軸ピンで取り付けてある。この第１レバー２７は、第２レバー２８および第３レバー２９と同様に、回転継手内で支承された軸３０に相対回転不能に結合されている。軸３０は回転可能に空気箱２３内で支承され、両側で密封されて空気箱２３から突出する。レバー２８、２９は空気箱２３の外側でそれぞれ軸３０の突出端の一方に相対回転不能に結合されている。引張応力を受けるばね３１が第２レバー２８の自由端に作用し、このばねは外側で空気箱２３に固着されている。第３レバー２９の自由端がリンク棒３２に結合されており、このリンク棒はピニオン３４の軸に相対回転不能に結合された第４レバー３３に柔軟に作用する。ピニオン３４は遮断滑り子１７の滑り子板１８の後端に取り付けられたラック３５と作用的に結合されている。
【００２１】
組合せられた遮断兼冷却装置は以下のように働く。微粉炭燃焼装置の運転状況のとき（図３）供給管路１５は微粉炭空気混合体を各微粉炭バーナ１、２に供給するため開いており、供給管路１５の壁の穴２５は冷却用空気を流入させるため閉じている。その際閉じ板２６は第１レバー２７とこれに強固に結合された第２レバー２８とを介して、横に配置されたばね３１によって供給管路１５の穴２５にしっかり押し付けられる。この領域で供給管路１５を取り囲む空気箱２３に空気が充填されており、供給管路１５のこの領域では均一な温度となる。これにより、異なる熱応力によって供給管路１５および閉じ板２６が歪むことは排除されている。空気箱２３内の冷却用空気の静圧は供給管路１５内の微粉炭空気混合体の静圧よりも常に高い。これにより、万一の漏れは微粉炭空気混合体の流路方向でのみ可能であり、空気箱２３内に微粉炭が漏れ出ることは起き得ない。
【００２２】
遮断滑り子１７が図４に示す運転位置のとき、該当する各微粉炭バーナ１、２への燃料供給はすでに終了し、遮断滑り子１７の滑り子板１８はすでに９０％閉じている。滑り子板１８の前縁から、遮断滑り子１７の閉じ運動の過程で閉じ位置に達する直前にはじめてラック３５がピニオン３４にかみ合うことになる距離において、ラック３５は滑り子板１８に取り付けられている。これにより閉じ板２６はなお常にばね３１のばね力によって閉じ位置で保持される。
【００２３】
供給管路１５がさらに遮断されるときラック３５がピニオン３４を駆動し、これにより第４レバー３３、リンク棒３２、第３レバー２９および第１レバー２７を介して閉じ板２６はばね３１の有効ばね力に抗して作動される。したがって閉じ板２６の作動は遮断滑り子１７の滑り子板１８を介して直接に起きる。次いで、閉じ板２６は穴２５を解放する。この位置のとき燃料供給部の流路は確実に遮断されている。冷却用空気は供給管路１５の壁の穴２５を介して遮断滑り子１７の下流側で流入し、各微粉炭バーナ１、２のバーナノズルで進出して火炉に流入する。この空気の流れによって、一次管６およびバーナノズルの冷却の他に、高温の燃焼ガスが微粉炭バーナ１、２に逆流するのが防止される。冷却用空気および微粉炭空気混合体の流れ方向は図３〜図５に矢印で示してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】微粉炭燃焼装置の図解である。
【図２】図１の微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナを示す。
【図３】図２の微粉炭バーナ用の遮断装置を一の位置で運転する状態を示す。
【図４】図２の微粉炭バーナ用の遮断装置を他の位置で運転する状態を示す。
【図５】図２の微粉炭バーナ用の遮断装置をその他の位置で運転する状態を示す。
【符号の説明】
１　　　微粉炭バーナ
２　　　微粉炭バーナ
６　　　一次管
１５　　供給管路
１７　　遮断滑り子
１８　　滑り子版
２３　　空気箱
２５　　穴
２６　　閉じ板
２７　　レバー
２８　　レバー
２９　　レバー
３０　　軸
３１　　ばね
３２　　リンク棒
３３　　レバー
３４　　ピニオン
３５　　ラック
【図１】
2004012124.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004012124.tif 000005
【図４】
2004012124.tif 000006
【図５】
2004012124.tif 000007