(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの、特に海洋船舶に乗った使用のための船用ボイラの、ケーシングの外壁に取り付けられ、そのケーシングにある入口開口を通して燃料と燃焼用空気とを上記ボイラの燃焼室の中へ注入することによって上記ボイラを加熱するためのバーナーアセンブリであって、
上記入口開口の周りの上記ケーシングに上記アセンブリを取り付けるための取付手段と、
バーナーハウジング（２１）とを備え、
上記バーナーハウジング（２１）は、
上記入口開口（２４）へ上記燃焼用空気を導くための管状部分（２７）を有し、上記管状部分（２７）は、第１の軸（Ａ２）、上記入口開口（２４）に隣接した第１の端部、および反対側の第２の端部を持っており、
上記燃焼用空気中へ燃料を注入するために、上記管状部分（２７）内で、上記第１の端部の近傍に配置された燃料注入ノズル（３２）と、
第２の軸（Ａ３）をもつプロペラ推進室出口部分（３０）を通して上記第２の端部と連通している燃焼用空気プロペラ推進室（２８）とを有し、この結果、上記燃焼用空気が上記出口部分（３０）から上記第２の端部の中へ、上記第２の軸（Ａ３）と略平行な方向に放出され、
上記プロペラ推進室（２８）内で回転し、燃焼用空気を上記出口部分（３０）へ推進させるためのファンホイール（２９）を有し、
上記第１および第２の軸（Ａ２，Ａ３）は、実質的に鉛直な共通の平面に配置されて、上記第１の軸（Ａ２）の下方に上記プロペラ推進室（２８）が位置し、
上記第１の軸（Ａ２）と上記第２の軸（Ａ３）との間の角度（Ｖ）が、３０度と９０度との間であり、
上記ファンホイール（２９）のシャフト（２９ａ）は、上記第１および第２の軸（Ａ２，Ａ３）を含む平面に対して実質的に垂直に延在しており、
燃焼用空気を上記プロペラ推進室（２８）の中へ取り入れるための空気取入口（３６）が、上記プロペラ推進室（２８）の壁に配置され、その空気取入口（３６）は上記ファンホイール（２９）の外周に対して略接線方向にあり、この結果、燃焼用空気は、上記ファンホイール（２９）の中心に対して上記プロペラ推進室（２８）の中へ実質的に半径方向に流れることを特徴とするバーナーアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のバーナーアセンブリにおいて、
上記燃料注入ノズル（３２）は、上記第１の軸（Ａ２）と実質的に平行に、上記第１の端部の近傍から反対側の遠位端部へ、上記管状部分（２７）を通して延在する燃料ランス（３１）の近位端部に配置され、
上記ランス（３１）と上記ハウジング（２１）は、上記管状部分（２７）の上記第１の端部から遠ざかる向きに、上記ハウジング（２１）から外への上記ランス（２７）の縦方向の移動を許容するように適合および構成され、この結果、上記ノズル（３２）のメンテナンスまたは交換のために、上記ノズル（３２）は上記ハウジング（２１）の外部で接近可能になっていることを特徴とするバーナーアセンブリ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバーナーアセンブリにおいて、
上記空気取入口（３６）は上記プロペラ推進室（２８）の底部の近傍に配置され、この結果、燃焼用空気は上記プロペラ推進室（２８）の中へ略鉛直に流れることを特徴とするバーナーアセンブリ。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一つに記載のバーナーアセンブリにおいて、
上記ハウジング（２１）上に制御装置とスイッチ（３５）が配置されていることを特徴とするバーナーアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラの、特に、排他的ではないが、海洋船舶に乗った使用のための船用ボイラの、ケーシングの外壁に取り付けられるためのバーナーアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連しているタイプの従来のバーナーアセンブリは管状部分をもち、プロペラ推進室出口部分を通してファンホイールを離れる気流は、図面の図１に示されるように、圧力損失を最小限にするために気流をできるだけストレートに維持するように、実質的にインラインになっている(第１の軸と第２の軸とが一致する、または相互に並行になっている)。
【０００３】
その先行技術のアセンブリは、燃料注入ノズルのメンテナンスまたは交換を可能にするために、バーナーアセンブリの主要部分がボイラケーシングの壁に蝶番で結合されなければならない、という問題がある。メンテナンスまたは交換の操作は、特に海洋船舶上の船用ボイラの場合には、実行するのが難しい。
【０００４】
さらに、ボイラケーシングへの取り付けのための取付手段とアセンブリの蝶番式に支持された部分の重心との間の距離は、比較的長く、上記取付手段にかなりのトルク力を生じさせている。そのトルク力は、海洋船舶が航海中であるとき、支持された部分の質量、重力、およびボイラケーシングの他のすべての振動および移動に由来する。このことは、バーナーアセンブリのハウジングの比較的高価な取付手段および比較的高い構造的強度の必要性を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の背景において、本発明の目的は、関連しているタイプの先行技術のバーナーアセンブリの問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ボイラの、特に海洋船舶に乗った使用のための船用ボイラの、ケーシングの外壁に取り付けられ、そのケーシングにある入口開口を通して燃料と燃焼用空気とを上記ボイラの燃焼室の中へ注入することによって上記ボイラを加熱するためのバーナーアセンブリであって、
上記入口開口の周りの上記ケーシングに上記アセンブリを取り付けるための取付手段と、
バーナーハウジングとを備え、
上記バーナーハウジングは、
上記入口開口へ上記燃焼用空気を導くための管状部分を有し、上記管状部分は、第１の軸、上記入口開口に隣接した第１の端部、および反対側の第２の端部を持っており、
上記燃焼用空気中へ燃料を注入するために、上記管状部分内で、上記第１の端部の近傍に配置された燃料注入ノズルと、
第２の軸をもつプロペラ推進室出口部分を通して上記第２の端部と連通している燃焼用空気プロペラ推進室とを有し、この結果、上記燃焼用空気が上記出口部分から上記第２の端部の中へ、上記第２の軸と略平行な方向に放出され、
上記プロペラ推進室内で回転し、燃焼用空気を上記出口部分へ推進させるためのファンホイールを有し、
上記第１および第２の軸は、実質的に鉛直な共通の平面に配置されて、上記第１の軸の下方に上記プロペラ推進室が位置し、
上記第１の軸と上記第２の軸との間の角度が、３０度と９０度との間であり、
上記ファンホイールのシャフトは、上記第１および第２の軸を含む平面に対して実質的に垂直に延在しており、
燃焼用空気を上記プロペラ推進室の中へ取り入れるための空気取入口が、上記プロペラ推進室の壁に配置され、その空気取入口は上記ファンホイールの外周に対して略接線方向にあり、この結果、燃焼用空気は、上記ファンホイールの中心に対して上記プロペラ推進室の中へ実質的に半径方向に流れることを特徴とするバーナーアセンブリに関する。
【０００７】
本発明によれば、本発明の目的、更なる目的および利点は、上記第１の軸と上記第２の軸との間の角度が、およそ３０度と９０度との間であり、好ましくは３５度と８０度との間であり、より好ましくは３５度と７０度との間であり、最も好ましくは４０度と６０度との間であることにより達成される。
【０００８】
本発明によって、上記重心および上記取付手段の間の距離はかなり減じられ、この結果、上記取付手段および上記アセンブリのハウジングへ加えられるトルク力が減少する。さらに、蝶番の周りにバーナーアセンブリの大部分を揺り動かすことなく、燃料ノズルへの接近（アクセス）が可能になる。
【０００９】
上記燃料ノズルの比較的単純で容易なメンテナンスまたは交換を達成するために、
上記燃料注入ノズルは、上記第１の軸と実質的に平行に、上記第１の端部の近傍から反対側の遠位端部へ、上記管状部分を通して延在する燃料ランスの近位端部に配置され、
上記ランスと上記ハウジングは、上記管状部分の上記第１の端部から遠ざかる向きに、上記ハウジングから外への上記ランスの縦方向の移動を許容するように適合および構成され、この結果、上記ノズルのメンテナンスまたは交換のために、上記ノズルは上記ハウジングの外部で接近可能になっている。
【００１０】
問題のタイプの先行技術のバーナーアセンブリでは、ファンホイール室への燃焼空気取入口は、ハウジング上で、ファンホイールを駆動するためのモータと反対の側に、横に配置されている。この結果、気流は上記ファンホイールの回転シャフトの軸方向で、かつ回転シャフトに平行である。このことは上記アセンブリの横に空間を要求し、また、上記空気取入口の配置は、比較的異物が入り易く、吸気を遮断しまたはファンホイールを破損する。
【００１１】
本発明によるバーナーアセンブリでは、燃焼用空気を上記プロペラ推進室の中へ取り入れるための空気取入口が、上記プロペラ推進室の壁に配置され、その空気取入口は上記ファンホイールの外周に対して略接線方向にあり、この結果、燃焼用空気は、上記ファンホイールの中心に対して上記プロペラ推進室の中へ実質的に半径方向に流れる。
【００１２】
これによって、上記空間の要求は減じられ、上記空気取入口が上記ハウジングと一体になる。
【００１３】
上記空気取入口は上記プロペラ推進室の底部の近傍に配置され、この結果、燃焼用空気は上記プロペラ推進室の中へ略鉛直に流れるのが望ましい。これによって、上記空気取入口に入る異物の危険は減少される。
【００１４】
上述のような空気取入口の配置は、もちろん、少なくとも同じ利点のうちの幾つかを伴って、先行技術のバーナーアセンブリに適用されてもよい。
【００１５】
現在好ましい実施形態では、上記ハウジング上に制御装置とスイッチが配置されている。先行技術のアセンブリでは、一つには蝶番上でユニットを離れるように揺動させる必要があるという理由で、制御装置およびスイッチは、バーナーアセンブリから離れたコントロールパネル上に配置されている。上記制御装置とスイッチを上記アセンブリのハウジングに合体させることによって、自己完結型ユニットが得られる。また、操作者はよりよい眺めを得られ、制御手段へ接近（アクセス）し易くなる。
【００１６】
しかしながら、上述のようなハウジング上に制御手段を配置することも、少なくとも同じ利点のうちの幾つかを伴って、先行技術のバーナーアセンブリに適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】鉛直軸をもつ円筒状ボイラの壁に据え付けられた、先行技術のバーナーアセンブリの側立面図である。
【図２】鉛直軸をもつ円筒状ボイラの壁に据え付けられた、本発明の基礎となる角のあるバーナーアセンブリの現在好ましい実施形態の側立面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての、修正された燃焼用空気取入構造をもつ図２中のバーナーアセンブリの、部分的に切り欠かれた斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明は、添付図に、もっぱら例として図示された現在好ましい実施形態に関して、より詳細に記述および説明される。
【００１９】
さて、図１を参照すると、先行技術のストレートのバーナーアセンブリは、鉛直軸をもつボイラの円筒壁２に、壁２にある入口開口４の端部に隣接しているフランジ３によって取り付けられたバーナーハウジング１を有する。フランジ３は、多くのボルト５および１つの頂部ボルト６によって、壁２に固定されている。後者のボルト６の機能については、後述する。
【００２０】
上記ハウジングは、軸Ａ１をもち、燃焼用空気を入口開口４へ導くための管状部分７と、管状部分７の軸と同じ軸Ａ１をもつプロペラ推進室出口１０を通して矢印Ｒ２の方向に燃焼用空気を推進させるように、矢印Ｒ１の方向に回転するようになっているファンまたはプロペラ９を収容した燃焼用空気プロペラ推進室８とを備えている。プロペラ９は、１つの、搭載用フランジ３からの距離Ｄ１をもつプロペラシャフト９ａに連結された電気モータ（図示せず）によって駆動される。
【００２１】
プロペラ推進室のための燃焼空気取入口（図示せず）が上記モータの反対側の推進室の横に搭載されている。この結果、空気がプロペラシャフト９ａと平行な方向に推進室８に入る。
【００２２】
燃焼用空気に燃料を注入するための燃料ノズル１２をもつバーナーランス１１は、管状部分７の内部に配置されている。燃料ノズルは、このランスの１つの端部に搭載されている。バーナーランスは、軸Ａ１に沿って管状部分７を通して、このランスを燃料供給導管手段（図示せず）に連結する連結手段１１ａをもつ反対側の端部まで延在している。
【００２３】
上記管状部分は、２つの部分７ａ，７ｂを含む。各部分は、それぞれフランジ３ａ，３ｂをもち、蝶番１３によって蝶番式に互いに連結されている。この結果、ボルト６が除去されると、フランジ３ｂは矢印Ｒ３の方向に蝶番１３の周りに回転するだろう。
【００２４】
燃料ノズル１２がメンテナンスまたは交換を必要とするときは、ボルト６は除去される。また、部分７ｂ、推進室８およびノズル１２をもつランス１１を含むユニット全体は、ノズル１２がメンテナンスまたは交換のために接近（アクセス）可能になるまで、蝶番１３の周りに時計回りに回転する。
【００２５】
回転すべきユニットが半トンを超える重さであり得るので、蝶番１３の周りにユニットを揺り動かすことを必要とするこのメンテナンス操作は、軽く引き受けられる操作ではない。特に、ボイラが船用ボイラであるときは、ボイラが据え付けられている船が航海中にメンテナンスが発生するからである。
【００２６】
搭載用フランジ３に作用するトルク力は、プロペラシャフトが上述のユニットの重心に接近するとき、プロペラシャフト９ａとフランジ３との間の距離Ｄ１の関数である。
【００２７】
ボイラが上記船に据え付けられている場合、重力に起因する静的なトルク力は、海上での船の移動および船内の振動に起因する動的なトルク力によって補足される。
【００２８】
上記バーナーユニットが大きいほど、その重さ(質量)は大きくなり、また、距離Ｄ１も大きくなる。したがって、先行技術のバーナーアセンブリに関する幾つかの問題は、バーナーアセンブリのサイズに対してほぼ指数関数的に増加する。
【００２９】
さらに、連結手段１１ａに連結された燃料供給導管手段は、ユニットの回転を許容するフレキシブルホースを含まなければならない。そのようなホースは、特にユニットの回転によって曲げられときに漏れを生じがちである。
【００３０】
さて、図２を参照すると、本発明の基礎となる角のあるバーナーアセンブリは、鉛直軸をもつボイラの円筒壁２２に、壁２２にある入口開口２４の端部に隣接しているフランジ２３によって取り付けられたバーナーハウジング２１を有する。フランジ２３は、多数のボルト２５によって壁２２に固定されている。
【００３１】
上記ハウジングは、軸Ａ２をもち、燃焼用空気を入口開口２４へ導くための管状部分２７と、軸Ａ２に対して角度Ｖで延びる軸Ａ３をもつプロペラ推進室出口３０を通して矢印Ｒ５の方向に燃焼用空気を推進させるように、矢印Ｒ４の方向に回転するようになっているファンまたはプロペラ２９を収容した燃焼用空気プロペラ推進室２８とを備えている。２つの軸Ａ２およびＡ３は、図２中に示されるように好ましく鉛直である共通の平面に位置している。しかし、上記共通の平面は、水平であっても良く、さらに言えば、水平に対して如何なる角度を持っていても良い。
【００３２】
上記２つの軸は、上述のように共通の平面に位置するのが好ましい。
【００３３】
プロペラ２９は、搭載用フランジ２３からの距離Ｄ２をもつプロペラシャフト２９ａに連結された電気モータ（図示せず）によって駆動される。本発明の図示された実施形態によれば、シャフト２９ａは軸Ａ２およびＡ３を含む平面（軸Ａ２およびＡ３によって張られた平面）に対して実質的に垂直に延在している。
【００３４】
プロペラ推進室のための燃焼空気取入口（図示せず）が上記モータの反対側の推進室の横に搭載されている。この結果、空気がプロペラシャフト２９ａと平行な方向に推進室２８に入る。
【００３５】
燃焼用空気に燃料を注入するための燃料ノズル３２をもつバーナーランス３１は、管状部分２７の内部に配置されている。燃料ノズルは、このランスの１つの端部に搭載されている。バーナーランスは、軸Ａ２に沿って管状部分２７を通して、ハウジング２１の外部に位置し、かつこのランスを燃料供給導管（図示せず）に連結する連結手段３３をもつ反対側の端部まで延在している。
【００３６】
制御装置およびスイッチ３５はハウジング２１の後面に搭載されている。先行技術のバーナーアセンブリでは、そのような制御装置は、一つにはメンテナンスのためにユニットの大部分を揺動させる必要があるという理由で、アセンブリから分離して、コントロールパネルに搭載されている。上記制御装置とスイッチを上記ハウジングそれ自体に搭載することによって、操作者のために良好な作業条件をもつ自己完結型ユニットが得られる。
【００３７】
燃料ノズル３２がメンテナンスまたは交換を必要とするとき、ランス３１は、それを入口開口２４から遠ざかるように縦方向に変位させることにより、ハウジング２１から引き出される。したがって、ノズル３２のメンテナンスまたは交換は、図１の先行技術バーナーアセンブリに比して、比較的非常に単純で容易な操作を必要とする。さらに、連結手段３３に接続された燃料供給導管手段は、フレキシブルホースのない固定の据え付けになり得て、それにより、実質的に漏れの危険を減らす。
【００３８】
搭載用フランジ２３に作用するトルク力は、プロペラシャフトがバーナーアセンブリのボイラ壁２２の外部に配置された部分の重心に接近するとき、プロペラシャフト２９ａとフランジ２３との間の距離Ｄの関数である。
【００３９】
したがって、搭載用フランジ２３に作用するトルク力が、同じサイズのバーナーアセンブリに関する図１の先行技術のアセンブリにおけるのよりも、ずっと小さいことは明白である。このことは、フランジ２３の構造および管状部分２７の構造的強度における実質的節約を可能にし、それにより、バーナーアセンブリの重さを減らすことを可能にする。
【００４０】
次の表において、図１の先行技術のバーナーアセンブリ、例えばヴァイスハウプト・モナーク（Weishaupt Monarch）オイルバーナーと、本発明に従うバーナーアセンブリとの比較がなされている。
0004659121.tif 000002
【００４１】
さて、図３を参照すると、図２に示されたアセンブリと非常に類似している、本発明の一実施形態としてのバーナーアセンブリが、部分的に切り欠かれた図で示されている。これにより、燃焼用空気の流れを調節するダンパー３７を作動させる電気モータ（図示せず）をもつ燃焼用空気取入口３６の配置が図示されている。プロペラ２９を回転させるための電気モータ３８の位置も図示されている。
【００４２】
燃焼用空気をプロペラ推進室２８の中へ取り入れるための空気取入口３６が、プロペラ推進室２８の底部の近傍の壁に配置されている。その空気取入口３６はファンホイール２９の外周に対して略接線方向にある。この結果、燃焼用空気は、ファンホイール２９の中心に対してプロペラ推進室２８の中へ略鉛直に実質的に半径方向（矢印Ｒ６の方向）に流れる。
【００４３】
空気取入口がファン２９のすぐ隣りでハウジングの内部かつ底部にあるこの配置は、
ハウジングのボトムから下方へ面することによって、空気取入口に異物が入る危険が減少するという利点を持つ。さらに、バーナーアセンブリの空間の要求は減じられ、したがって、コストが低減され、より流線形の設計が許容される。
【図１】
0004659121.tif 000003
【図２】
0004659121.tif 000004
【図３】
0004659121.tif 000005