(57)【要約】【課題】圧力差のある配管系に設置した場合でも粉粒体の排出を安定して行うことができ、かつ、大掛かりな作業を必要とすることなく排出弁本体の取り換えを行えるようにする。【解決手段】粉粒体を外部に排出する排出ダクト７の排出口７ａに設置される締切り用ダンパー１１である。ダンパー１１は、排出口７ａの外周部に、ダンパー本体１２の一方側端部を支点とした上下揺動が自在なように設置する。ダンパー本体１２に負荷が作用しない状態では、ダンパー本体１２は、前記支点よりも排出口７ａと反対側に設置した重錐１３によって、水平状態或いは前記支点側から上り勾配状態で排出口７ａを締め切るように成す。【効果】重錐の重さを設定するだけで、圧力差のある配管系に設置した場合でも、粉粒体の排出を安定して行うことができる。そして、粉粒体の排出時、排出ダクト内に逆流する粉粒体量が少なくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を外部に排出する排出ダクトの排出口に設置される締切り用ダンパーであって、
当該ダンパーは、前記排出口の外周部に、ダンパー本体の一方側端部を支点とした上下揺動が自在なように設置され、
ダンパー本体に負荷が作用しない状態では、前記ダンパー本体は、前記支点よりも前記排出口と反対側に設置した重錐によって、水平状態或いは前記支点側から上り勾配状態で前記排出口を締め切るように成されていることを特徴とする排出ダクトの排出口締切り用ダンパー。
【請求項２】
前記ダンパー本体の表面に堆積する粉粒の堆積高さｈと排出口の内径ｄの比であるｈ／ｄが０．０２以上、０．５以下の範囲においてダンパー本体が開となるように重錐の重量を調整したことを特徴とする請求項１に記載の排出ダクトの排出口締切り用ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排出ダクト内を送られてくる粉粒体を必要時に排出すべく、排出ダクトの排出口に設置されるダンパーに関するものであり、特に微粉炭ボイラの底部に落下した塊状の灰に含まれる石炭の灰分（アッシュ）の排出に適したダンパーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微粉炭ボイラ内での微粉炭の燃焼によって生成された灰は炉壁に付着して成長し、塊状となってボイラ底部に落下する。この落下した塊状の灰をクリンカ灰といい、例えば下記表１に示すような粒径比率で、最大粒径は７５mm程度、細かいものはパウダー状の粉粒体である。なお、下記表１に示した値は、発明者が微粉炭ボイラの底部に落下したクリンカ灰をサンプル採取して篩分け試験を行った結果である。
【０００３】
【表１】
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【０００４】
石炭火力発電所の乾式ボトムアッシュ処理設備では、パウダー状の粉粒体を含む前記クリンカ灰をクーリングコンベアから抜き出して外部に排出する排出ダクトの内部は、大気圧下である外部に対して、−０．０５〜−０．１kPaの負圧になっている。従って、排出ダクトの先端の排出口が開放されている場合は、圧力差のために外部から排出ダクトの内部に向かう空気の流れが生じる。
【０００５】
前記空気の流れが生じた場合でも、粉粒体が粗粒であれば自重によって外部に排出されるが、パウダー状の粉粒体の場合は前記空気流れに随伴して排出ダクト内に逆流する。この逆流したパウダー状の粉粒体は、排出ダクト上流のクーリングコンベア部に堆積して排出ダクトの入口を閉塞するので、粉粒体の排出ができなくなる。
【０００６】
このような外部と圧力差のある配管系を介して粉粒体を排出する設備としては、二重排出弁（ダブルダンパー）がよく知られている（例えば特許文献１。）。これは、排出経路内に、粉粒体を一時的に収容する中間室を形成し、この中間室の入口側に第１排出弁を、出口側に第２排出弁を設けた構造である。
【０００７】
この二重排出弁構造の場合、第１排出弁を開けて粉粒体を中間室内に落下させ、次に第１排出弁を閉じて、第１排出弁より上流側の圧力が中間室に漏れないようにした状態で、第２排出弁を開けて中間室内の粉体を系外に排出する。
【０００８】
この二重排出弁構造によれば、２つの排出弁の開閉を互いにオーバーラップしないタイミングで交互に行うことにより、粉粒体を一定の間隔で排出することができるので、中間室から輸送先容器へバッチ式に高能率で粉粒体を密閉輸送することができる。
【０００９】
しかしながら、前記排出ダクトに二重排出弁構造を採用した場合、排出ダクトの内部が負圧であることから、第１排出弁、第２排出弁のどちらも、その上下流の差圧に抗して開けなければならない。この問題は、排出弁が一方側端部を支点として開閉する片開き式の場合に顕著になる。
【００１０】
すなわち、第１排出弁より上流側は系統内の負圧が作用し、他方、第１排出弁の開弁前には中間室は大気圧下にあるので、これらの差圧が第１排出弁を閉じる方向に作用する。従って、この第１排出弁を開けるには、前記差圧に抗する回転トルクを第１排出弁に与えなければならない。
【００１１】
同様に、第１排出弁を開けて粉粒体を中間室内に落下させた後は、中間室は前記負圧となり、他方、第２排出弁より下流側には大気圧が作用している。従って、第２排出弁を開ける際も、また、前記差圧に抗して行わなければならない。
【００１２】
すなわち、二重排出弁を前記排出ダクトの排出口上流側に設置した場合、排出弁のスピーディな開閉が難しいので、排出すべき粉粒体の流量が多くなりすぎると中間室での粉粒体の排出が追いつかなくなって、安定した状態での排出が困難になる。この問題を解決するためには、排出すべき粉粒体の流量を把握して排出弁の開閉にフィードバックする必要があるので、設備構成や制御が複雑になって、そのメンテナンスに要する工数も多くなる。
【００１３】
さらに、排出弁本体が排出ダクト内に設置されているため、排出弁本体の取り換えに際しては、排出口を分解する等の大掛りな作業が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実公昭６１−４０７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする問題点は、圧力差のある配管系に二重排出弁を設置して粉粒体の排出を行う場合は、圧力が作用した状態の排出弁を開閉する必要があるので、粉粒体の排出を安定して行うことが難しいという点である。また、排出弁本体が排出ダクト内に設置されているため、排出弁本体の取り換えに際しては、排出口を分解する等の大掛りな作業が発生するという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の排出ダクトの排出口締切り用ダンパーは、
圧力差のある配管系に設置した場合でも粉粒体の排出を安定して行うことができ、かつ、大掛かりな作業を必要とすることなく排出弁本体の取り換えを行えるようにするために、
粉粒体を外部に排出する排出ダクトの排出口に設置される締切り用ダンパーであって、
当該ダンパーは、前記排出口の外周部に、ダンパー本体の一方側端部を支点とした上下揺動が自在なように設置され、
ダンパー本体に負荷が作用しない状態では、前記ダンパー本体は、前記支点よりも前記排出口と反対側に設置した重錐によって、水平状態或いは前記支点側から上り勾配状態で前記排出口を締切るように成されていることを最も主要な特徴としている。
【００１７】
本発明では、ダンパー本体の排出ダクト内側の面上に粉粒体が存在しないか、存在する粉粒体の重さがある値になるまでは、重錐の作用によってダンパー本体は締切り状態を維持する。一方、ダンパー本体の排出ダクト内側の面上に存在する粉粒体の重さがある値以上になると、重錐の重量に打ち勝ってダンパー本体が開動作して粉粒体を排出する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ダンパー本体の排出ダクト内側の面上に存在する粉粒体の重さがある値以上になると、重錐の重量に打ち勝ってダンパー本体が開動作するように重錐の重さを設定するだけで、圧力差のある配管系に設置した場合でも、粉粒体の排出を安定して行うことができる。
【００１９】
そして、粉粒体の排出時にダンパー本体が開いた状態では、重錐は負荷が作用しない状態から高く持ち上げられるので、粉粒体の排出後、ダンパー本体が閉じる迄の時間が短くなって排出ダクト内に外気が吸い込まれる時間が短くなり、排出ダクト内に逆流する粉粒体量が少なくなる。
【００２０】
また、本発明では、ダンパー本体、重錐を排出口の外周部に設置しているので、ダンパー本体の取り換えやメンテナンスを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の締切り用ダンパーを設置した石炭火力発電所の乾式クリンカアッシュ処理設備の全体概略図である。
【図２】排出ダクトの排出口に設置する本発明の締切り用ダンパーを下方向から見た斜視図である。
【図３】本発明の締切り用ダンパーを設置した排出口部を側面方向から見た図である。
【図４】本発明の締切り用ダンパーのダンパー本体を側面方向から見た図である。
【図５】図４を平面方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明では、圧力差のある配管系における粉粒体の排出を安定して行うという目的を、一方側端部を支点として上下揺動が自在なダンパー本体を、負荷が作用しない状態で、重錐によって、水平状態或いは前記支点側から上り勾配状態で前記排出口を締切るようになすことで実現した。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を、石炭火力発電所の乾式ボトムアッシュ処理設備の排出ダクトに設置した場合の実施例について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明の締切り用ダンパーを設置した石炭火力発電所の乾式クリンカアッシュ処理設備の全体概略図であり、以下のような構成である。
【００２５】
１は微粉炭を燃焼するボイラであり、微粉炭の燃焼によって生成された灰は炉壁に付着して成長し、塊状となってその底部に落下する。この落下した塊状のクリンカ灰は、クリンカコンベア２によって炉外に搬出される。なお、８はボイラ内の圧力を計測する圧力計、９は前記クリンカ灰のボイラ底部への落下量を調整するダンパーである。
【００２６】
炉外に搬出されたクリンカ灰は、一次破砕機３で粉砕されて冷却効率を高められた後、クーリングコンベア４によって冷却されつつクリンカタンク５まで搬送される。そして、クリンカタンク５への受け渡し前に、二次破砕機６で所定の大きさに粉砕される他、二次破砕機６の上流側から別途排出ダクト７に抜き出される。
【００２７】
本発明の締切り用ダンパー１１は、前記排出ダクト７の先端の排出口７ａの外周部に、一方側端部を支点とする上下揺動自在に設置して排出口７ａを外側から締切ったり、送られてきた粉粒体を排出すべく開くものであり、例えば図２〜図５に示すような構成である。
【００２８】
１２は前記排出口７ａの内径より大きい板状のダンパー本体であり、その一方側を前記排出口７ａの外周壁に直接、又は前記排出口７ａの外周部近傍にて蝶番等を介して上下揺動自在に取り付けると共に、前記上下揺動の支点よりも前記排出口７ａと反対側に重錐１３を取り付けている。そして、ダンパー本体１２に粉粒体が存在しない場合には、ダンパー本体１２は、重錐１３によって水平状態或いは前記支点側から上り勾配状態で排出口７ａを締め切るように成されている。
【００２９】
例えば図２〜５に示した例では、前記排出口７ａ近傍の排出ダクト７の外周にブラケット１４を接合している。そして、このブラケット１４に形成した穿孔１４ａと、ダンパー本体１２の一方側に接合した取り付け部材１５に形成した穿孔１５ａを一致させてピン１６により接合することで、ピン１６を支点としてダンパー本体１２が上下揺動自在なようにしている。但し、接合の方法としてここではピン１６を用いたが、ダンパー本体１２が上下揺動自在にできるものであればどのようなものでもよい。
【００３０】
また、前記取り付け部材１５には、上記穿孔１５ａより排出口７ａと反対の側に第２穿孔１５ｂを形成し、この第２穿孔１５ｂに丸棒等の接続治具１７を貫通させて重錐１３を一体的に取り付けている。
【００３１】
上記構成の締切り用ダンパー１１では、以下のように動作する。
ダンパー本体１２には、自らの自重による下向力Ｆ１と、ダンパー本体１２に設置した重錐１３の作用による上向力Ｆ２が作用する。また、系統内の圧力をＰ、排出口７ａの端部の有効面積をＡとすると、ダンパー本体１２にはＰ×Ａの力が作用する。
【００３２】
従って、ダンパー本体１２に作用する全体の力ｆ１は、ｆ１＝（Ｐ×Ａ）−Ｆ１＋Ｆ２となり、ｆ１＞０の時、排出口７ａの端面とダンパー本体１２の排出ダクト内側の面（以下、表面という。）１２ａが面接触して締切り状態を維持する。
【００３３】
一方、ダンパー本体１２の表面１２ａに粉粒体が堆積すると、ダンパー本体１２に下向力Ｍｇが作用する。この時、ダンパー本体１２に作用する全体の力ｆ２は、ｆ２＝（Ｐ×Ａ）−Ｍｇ−Ｆ１＋Ｆ２となる。そして、ダンパー本体１２上に粉粒体が堆積し、ダンパー本体１２に作用する下向力Ｍｇが大きくなって、ｆ２＜０となった時、ダンパー本体１２はｆ２が０となった瞬間以降に開動作してダンパー本体１２に堆積した粉粒体が系外に排出される。
【００３４】
ダンパー本体１２が開いて、ダンパー本体１２上に堆積した粉粒体を排出した後は、全体の力ｆ２は０より大きくなってダンパー本体１２が閉じられ、排出口７ａの端面とダンパー本体１２の表面１２ａが面接触する。
【００３５】
以後、ダンパー本体１２の表面１２ａ上への粉粒体の堆積、粉粒体の排出を交互に繰り返しつつ粉粒体の処理を行うことになる。
【００３６】
上記本発明の締切り用ダンパー１１では、排出ダクト７及びその排出口７ａの内径を粉粒体４の大きさよりも大きいものとすれば、粉粒体の粒径、密度を問わず、粉粒体を安定して排出することができる。
【００３７】
そして、粉粒体の排出時にダンパー本体１２が開いた状態では、重錐１３は上下揺動の支点よりも高い位置に持ち上げられるので、粉粒体の排出後にダンパー本体１２を閉じる際の時間が短くなる。従って、負圧状態の排出ダクト７内に外気を吸い込む時間が短くなって、排出すべき粉粒体が排出ダクト内に逆流する量を可及的に減少することができる。
【００３８】
また、上記締切り用ダンパー１１は設備構成が簡素であり、そのメンテナンスは、各部の締結状況を確認するのみで、従来の二重排出弁構造に比べてメンテナンス費用を安価にすることができる。さらに、排出ダクト７及びダンパー本体１２の材質に耐摩耗材料を使用すれば、メンテナンス費用のさらなる削減が可能になる。またさらに、一切の動力源、動力供給設備、ユーティリティーを必要としないので、ランニングコストの削減にも寄与することができる。
【００３９】
上記のように、本発明の締切り用ダンパー１１は、ダンパー本体１２の表面１２ａに粉粒体が存在しない場合は、重錐１３の作用により、てこの原理によってダンパー本体１２に上方向の力が作用し、排出口７ａの端面とダンパー本体１２の表面１２ａが面接触して締切り状態を維持する。
【００４０】
また、ダンパー本体１２の表面１２ａに粉粒体が存在する時は、粉粒体の自重により、ダンパー本体１２に下方向の力が作用する。この下向きの力が大きくなってダンパー本体１２に作用する上向きの力より大きくなると閉塞状態が解除され、ダンパー本体１２が開いて粉粒体が系外に排出される。
【００４１】
ところで、粉粒体を排出する際のダンパー本体１２の開き量が少ないと、一度に排出される粉粒体量が少なくなって、ダンパー本体１２の表面１２ａ上に溜まった粉粒体が一度の開動作では完全に排出されなくなる。この場合、ダンパー本体１２の表面１２ａ上に序々に粉粒体が溜まり、最終的に、排出ダクト７内、クーリングコンベア４内が粉粒体で埋め尽くされる。クーリングコンベア４の内部まで粉粒体が多量に存在するとクーリングコンベア４が過負荷状態となり、一旦、排出ダクト７への粉粒体の抜出しを停止し、人為的な作業によりクーリングコンベア４から粉粒体を抜出す必要がある。
【００４２】
一方、粉粒体を排出する際のダンパー本体１２の開き量が大きすぎると、粉粒体は排出されるものの、外気を多量に吸い込むことになり、粉粒体中の細かい灰が排出されずに、序々にクーリングコンベア４のテール部に溜まり、ダンパー本体１２の開き量が少ない場合と同じようにクーリングコンベア４が過負荷となる。
【００４３】
従って、排出ダクト７内の負圧範囲（−０．０５〜−０．１kPa）に最適な範囲に重錐１３の重量を設定することが望ましい。
【００４４】
発明者が内径２６．７cmの排出口７ａに、嵩密度０．４〜０．５ｇ／cm3のクリンカ灰を用いて調査した結果によれば、ダンパー本体１２の表面に堆積する粉粒の堆積高さｈと排出口７ａの内径ｄの比であるｈ／ｄが０．０２以上、０．５以下の範囲においてダンパー本体１２が開くように重錐の重量を調整すれば、排出ダクト７内やクーリングコンベア４内に粉粒体が溜まることがなかった。なお、排出口７ａが円形でない場合、前記内径ｄは円相当径、すなわち排出口７ａの断面積と同じ断面積の円であったとした場合の、当該円の内径とする。
【００４５】
前記ｈ／ｄが０．０２未満の場合は、粉粒体の量が少なくなって外気の吸い込みが多くなるので好ましくないからである。また、前記ｈ／ｄが０．５を超える場合は、排出ダクト７内への粉粒体の滞留量が多くなるので、円滑な排出ができなくなって脈動を生じる原因となるので好ましくないからである。より好ましくはｈ／ｄが０．０３以上、０．３以下であれば更によい。
【符号の説明】
【００４６】
７    排出ダクト
７ａ    排出口
１１    締切り用ダンパー
１２    ダンパー本体
１３    重錐
１４    ブラケット
１４ａ    穿孔
１５    取り付け部材
１５ａ    穿孔
１５ｂ    第２穿孔
１６    ピン
１７    接合治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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