(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器の外壁に該外壁の挿入口を囲んで設けられたプリパージボックスと、該プリパージボックスに接続されたシールボックスとを有し、前記プリパージボックス内に、前記熱交換器側とプリパージボックス側とを通気遮断すると共に蒸気吹出管の通行を許容する通気遮断機構が設けられ、同通気遮断機構が前記プリパージボックス内の挿入口周りに装着された、前記熱交換器の室内へエアーカーテンを円錐状に噴射するノズル機構で構成され、同通気遮断機構が更にプリパージ位置の蒸気吹出管の先端部から前記挿入口を通る位置へ達する蒸気吹出管の延長部を備えたことを特徴とする蒸気式スートブロワの挿入部構造。  
【請求項２】
前記プリパージボックス室内の空気圧力を、前記熱交換器の内部ガス圧力よりも高く維持する空気圧調整手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気式スートブロワの挿入部構造。  
【請求項３】
熱交換器の外壁外面に挿入口を覆って側板部で装着される挿入口側シールボックスと、このシールボックスに連続して装着したプリパージボックスと、このプリパージボックスに接続して外側に設けた外側シールボックスとで構成され、各シールボックスが前記熱交換器の内部ガス圧力以上に調節維持される高圧空気供給手段を備えていることを特徴とする蒸気式スートブロワの挿入部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スートブロワに関し、特にボイラーの排ガスを使用する熱交換器等に使用される蒸気式スートブロワに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラーの排ガスを使用する熱交換器では、伝熱管等に付着したすすなどを除去するため蒸気式スートブロワが使用されることが多い。しかして、蒸気の吹き出しに関し、蒸気の凝縮水即ちドレーンが生じ、このドレーンが熱交換器の構成部材の腐食などを促進する虞があるから、これへの対策が種々施されている。この一例を実公昭６２−１０５７４号公報記載の「スーツブロワ取付座」を参照して説明する。
図８を参照するに、熱交換器の外壁１に挿入口２が設けられていて、ここにスートブロワが取り付けられる。挿入口２を被って外壁１の外側に設けた円筒キャップ形の空室３（以下、プリパージボックスと呼ぶ。）と、更にこれに同軸状に連結したガイドボックス４（以下、シールボックスと呼ぶ）とが外壁１に固定されている。プリパージボックス３の内側穴３ａとシールボックス４の穴４ａは、外壁１の挿入口２と同軸上にあり径も同じになっている。シールボックス４の穴４ａは、着脱可能な蓋５を備えている。プリパージボックス３内には、多孔板製の円形バッファプレート６を偏心状に配置し、プリパージボックス３の下部にドレーン抜管７が取り付けられて図示しないドレーンタンクなどに連絡している。
【０００３】
そして、スートブロワの蒸気吹出管９がシールボックス４の蓋５を開いて挿入されるようになっている。そして、待機位置においては、蒸気吹き出し管９の先端部がプリパージボックス２の中央部付近に位置する。待機中の蒸気吹出管９には、高温の蒸気供給は停止されているから、蒸気吹出管９は温度が下がっている。そして、熱交換器の煤落しを開始するときには、スートブロワの蒸気元栓を開いて蒸気吹出管９に高温蒸気を供給し、待機状態のままでプリパージボックス３内に蒸気を放出し、ドレーン抜管７からドレーンを逃がしながらすす吹き準備運転即ちプリパージ運転を行う。そして、このプリパージ運転により蒸気吹出管９の温度及び蒸気の過熱度を所定値に上昇させた後、蒸気吹き出し管９を熱交換器内に挿入して本格的な内部のすす落としを行う。
【０００４】
このようにして、蒸気式スートブロワにおいて、一定時間フィードパイプ及びランスチューブを含む蒸気吹出管９内に高温蒸気を流すプリパージ運転を行い、蒸気吹出管９の温度及び蒸気の過熱度を上昇させた後に、蒸気吹出管９を炉内へ挿入し、蒸気を熱交換器内に噴射する本格的な煤落し清掃を行うことにより、炉内清掃時に蒸気がスートブロワ内を通過する際に発生するドレーン及び蒸気配管内から持ち込まれるドレーンによる熱交換器内チューブのエロージョン及び腐蝕を防止することとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来装置の構造では、プリパージ運転時に蒸気吹出管６０の先端部をプリパージボックス３内の調整された位置に停止させて行うことにより、プリパージ中の蒸気が熱交換器内へ流れるのを防止している。これに対し、蒸気吹出管９が待機中、プリパージ中、炉内清掃中のいずれの場合にも、挿入口２は開いているから、熱交換器又はこれを内蔵する炉内からプリパージボックス３側へ排ガスは流れ込む。
【０００６】
このため、前記スートブロワが取り付けられる熱交換器が、ボイラー設備の集塵装置より手前のボイラー排ガス源に近い位置にある場合には、炉内排ガス中にはダスト量も多いから、この排ガスが挿入口２を通ってプリパージボックス３側にダストを持ち込み、特にプリパージ運転中には、排ガス中のダストがプリパージ中の水分及びドレーンと接して固まり、ドレーン配管７の詰まりを生じたり、これによる閉塞によってドレーンの熱交換器内への逆流を生じる虞がある。
従って、本発明の課題は、上述した従来構造における排ガスによるダストのスートブロワ側への進入と、そのダストと蒸気ドレーンとの結合による問題点を解決しうる蒸気式スートブロワの挿入部構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
如上の課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供する。
第１の手段として、熱交換器の外壁に該外壁の挿入口を囲んで設けられたプリパージボックスと、該プリパージボックスに接続されたシールボックスとを有し、前記プリパージボックス内に、前記熱交換器側とプリパージボックス側とを通気遮断すると共に蒸気吹出管の通行を許容する通気遮断機構が設けられ、同通気遮断機構が前記プリパージボックス内の挿入口周りに装着された、前記熱交換器の室内へエーアカーテンを円錐状に噴射するノズル機構で構成され、同通気遮断機構が更にプリパージ位置の蒸気吹出管の先端部から前記挿入口を通る位置へ達する蒸気吹出管の延長部を備えたことを特徴とする蒸気式スートブロワの挿入部構造を提供する。
第２の手段として、第１の手段において、前記プリパージボックス室内の空気圧力を、前記熱交換器の内部ガス圧力よりも高く維持する空気圧調整手段が設けられたことを特徴とする蒸気式スートブロワの挿入部構造を提供する。
第３の手段として、熱交換器の外壁外面に挿入口を覆って側板部で装着される挿入口側シールボックスと、このシールボックスに連続して装着したプリパージボックスと、このプリパージボックスに接続して外側に設けた外側シールボックスとで構成され、各シールボックスが前記熱交換器の内部ガス圧力以上に調節維持される高圧空気供給手段を備えていることを特徴とする蒸気式スートブロワの挿入部構造を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。尚、前述の従来技術に関する図面を含め、全図に亘り同一の部分は同一の符号を付している。
先ず図１を参照するに、熱交換器１１の外壁１３にスートブロワの挿入口１５が設けられ、その挿入口１５を被って外壁１３の外面にプリパージボックス１７が設けられている。外壁１３から離れたプリパージボックス１７の面にシールボックス１９が取り付けられ、その内部の穴は、挿入口１５と同軸となっている。更に、プリパージボックス１７内には、上へ偏心して設けた多孔板製の筒形バッファプレート２１が設けられており、これは挿入口１５の中心軸とほぼ同軸となっている。筒形バッファプレート２１に対し相対的に下方に延びたプリパージボックス１７の底部にはドレーン抜管２３が接続され、図示しないドレーンタンクなどに連絡している。シールボックス１９の外端には着脱自在の蓋２５があり、スートブロワを取り付ける場合は外される。
【０００９】
更に、本発明の特徴をなす部分の構造を説明すると、挿入口１５の回りの外壁１３に環状ノズル管２７が設けられ、これはプリパージボックス１７の外へ延びるエアー供給管２９に連絡している。エアー供給管２９は図示しない圧縮空気源に連絡し、又ノズル管２７の内周部にはノズル穴が並んで穿設され、熱交換器内側へ円錐状に向かうエアーカーテン３１を形成するようになっている。図示のようにノズル管２７は筒形バッファプレート２１の内側に位置している。そして、シールボックス１９内には、スートブロワの蒸気吹き出し管９が同軸的に挿通されるようになっている。その蒸気吹出管９の外周には、周知のばね式シール機構３３が嵌合されて設けられているが、これはばね３３ａとこれによってシールボックス１９の両側挿入口の内面に圧接されるリング状のスクレーパ兼用のリングシール３３ｂとから構成されている。蒸気吹き出し管９の先端には、延長ダミー管８が継合されて使用される。
【００１０】
次に、以上の構成の実施形態の作用を説明する。
スートブロワの蒸気吹出管９は図示のように、シールボックス１９の内部穴及び熱交換器１１の挿入口１５を通って、熱交換器１１の内部へ先端部を挿入し、或いは熱交換器１１の内部から先端部を引き出し得るように取り付けられる。そして、煤落としを行わない待機状態においては、プリパージボックス１７内の中央部に蒸気吹き出し管９の先端部が位置される。
そして、エアー供給管２９から環状ノズル管２７に供給された圧縮空気は、そのノズル穴から噴出され、熱交換器１１の内部に向いた円錐状エアーカーテン３１を挿入口１５の内部に形成する。このようにして形成されたエアーカーテン３１は空気の流れを遮断する機能があるから、待機状態及びプリパージ運転時において、ダストを含む排ガスが挿入口１５を通ってプリパージボックス１７内に流入するのを防止する。
【００１１】
熱交換器１１の内部の煤落とし運転の場合は、蒸気吹き出し管９の蒸気吹き出し孔が熱交換器１１の内部の奥深くに入るから、蒸気吹き出し管９の外周面と環状ノズル管２７との間に、狭い環状空間が画成される。従って、ここを通過する排ガスの量は少ないから、空気の吹き出しを省略しても良い。勿論、空気の吹き出しを行えば、エアーカーテン３１は截頭円錐面状となり、極めて効率的な排ガス遮断効果が得られる。排ガス中のダスト量が大きい場合でも、蒸気吹き出し管９の先端部に延長ダミー管８を取り付けているので、待機状態及びプリパージ運転時においても、前述と同様な排ガス遮断効果が得られる。
【００１２】
次に前記第１実施形態の部分改変例（改変実施形態）を図２を参照して説明する。例えば、熱交換器の加熱媒体であるボイラー排ガスの圧力が通常より高い場合には、それに応じてエアーカーテン用供給空気の圧力を高めれば所定のエアーカーテンが形成されるが、空気圧力が高くなると、その分だけ圧力が変動して低下するリスクが増大する。このような場合には、図２に示すようにプリパージボックス４１に加圧空気供給管４３を接続し、プリパージボックス４１内の空気圧力を排ガス圧力と同等以上に維持する。このようにすると、エアーカーテン３１が安定的に形成されて、排ガスの遮断効果が同様に得られる。図２の改変実施形態のその余の構成は、その符号が示すように図１のものと同じであり、説明は割愛する。
【００１３】
次に、図３を参照して本発明に係り本発明者が検討した一検討例を説明する。本検討例の説明においても、図１の実施形態と異なる部分を中心にして説明する。
図３において、熱交換器１１の外壁１３とプリパージボックス１７との間に弁室５０が形成されている。詳言すれば、弁室５０は、プリパージボックス１７の外囲板と一体的に構成された外殻５１と区画板５３とによって画成され、区画板５３には蒸気吹き出し管９が通れる程度の挿入口５５が穿設されている。そして、弁室５０内にはボール弁５９が設けられ、その弁通路は外壁１３の挿入口１５と同軸状態になっている。ボール弁５９の弁通路は、蒸気吹き出し管９を通すものであるが、弁通路内面と蒸気吹き出し管９の外面との間に形成される隙間が許容される最小値となるようにその内径が設定されている。
尚、その他のプリパージボックス１７とシールボックス１９の構成は図１の実施形態と同様である。
【００１４】
次に図３の検討例の作用を説明するが、この説明も図１の実施形態の場合と異なる部分の説明を中心としている。この検討例において、ボール弁５９は機能的に環状ノズル管２７に代わるものである。蒸気吹出管９が待機状態時及びプリパージ運転時にあるときは、ボール弁５９は閉じられており、熱交換器１１からプリパージボックス１７側へ排ガスは流れ込まない。従って、ダストの進入も無い。又、煤落としの炉内清掃時には、ボール弁５９は開けられ、その弁通路を通って蒸気吹き出し管９が熱交換器１１の内部に突き出され、蒸気が噴出されて煤落としが行われる。前述したように、蒸気吹出管９の外周面と、ボール弁５９の弁通路の内面との隙間は小さいから、炉内清掃時の炉内ガスのプリパージボックス１７への流れ込みは極微量に抑制される。
【００１５】
図３の検討例においてはボール弁５９を使用したが、他の型式の弁、例えばスライド弁を使用しても良い。この場合は図４に示すようになる。弁の作動は同様なので異なる構造のみを説明する。図において、弁室６０は外殻６１、区画板６３、側板６５から画成され、区画板６３及び側板６５は挿入口６７を有している。この弁室６０に竪型スライド弁７０が設けられている。この竪型スライド弁７０は、挿入口６７と同軸の弁通路を画成すると共に弁座７１を形成している弁箱７３、弁座７１間に出没して弁通路を開閉する弁体７５及び弁ステム７７を具えている。
【００１６】
更に又、図３の検討例において、ボール弁５９の代わりに、ヒンジ式の開閉弁を使用すると、図５及び図６に示すような改変形態が得られる。この改変形態を図示に基づいて説明するが、前述と同様に改変部分を中心にして説明する。熱交換器１１とプリパージボックス１７との間に設けられる弁室８０は、外殻８１と区画板８３とから画成され、区画板８３には蒸気吹き出し管９用の挿入口８５が形成されている。挿入口８５の径は、スートブロワの蒸気吹き出し管９との間に許容最小間隔の隙間を形成するように設定されている。更に挿入口８５の熱交換器１１側には、後述する弁の弁座の機能を有する環状フランジが形成されている。
【００１７】
他方、弁室８０の中には、ヒンジ式開閉弁９０が設けられている。開閉弁９０の弁板９１は、区画板８３に支持された水平軸９３を介して枢動自在に設けられている。弁板９１の基部に連結されたアーム９５にそれぞれ駆動用エアシリンダ９７のピストンロッドが連接され、エアシリンダ９７のシリンダ端部は、弁室８０の取付支持板８７に枢動自在に連結されている。図示しないがエアシリンダ９７には、空気給排用の配管が接続されている。図示の状態では、エアシリンダ９７は短縮状態にあり、弁板９１は挿入口８５を閉じている。一方、空気が供給されてエアシリンダ９７が延びれば、弁板９１は矢印に示す如く時計回りに回転し、２点鎖線状態になれば開閉弁９０は完全に開いた状態となる。スートブロワの待機状態及びプリパージ運転時においては、開閉弁９０は閉じられ、煤落とし運転時には開かれる。
なお、弁板９１は逆に熱交換器１１側挿入口１５を開閉するように設けて構成しても良い。
【００１８】
更に、本発明の第２実施形態を図７を参照して説明する。尚、概念的に言えば、この実施形態では、プリパージボックスの両側にそれぞれシールボックスが配置される。図７を参照するに、熱交換器１１の外壁１３の外面には、挿入口１５を囲んでシールボックス１００が設けられる。シールボックス１００は、筒形の外殻１０１、外壁１３に接して固定される取付板兼用の側板１０３及びプリパージボックス１１０の固定される側板１０５を有し、側板１０３、１０５は挿入口１５と実質的に同じ大きさの挿入口を有している。そして、側板１０３、１０５の挿入口間には、前述と同様なばね式シール機構３３が設けられている。シール機構３３は、前述のように金属製リングシール３３ａとばね３３ｂとから構成されている。更に外殻１０１には、高圧シールエア供給管１０７が接続して内部に連通し、シールボックス１００内を高圧（熱交換器１１側ガス圧より高い空気圧）に維持する。
【００１９】
更に、シールボックス１００の外殻１０１にはプリパージボックス１１０が連結されて設けられている。プリパージボックス１１０は、外殻１１１、両側板１１３、１１５を有し、外殻１１１にはドレーン抜管２３が接続されている。両側板１１３、１１５の中心部には挿入口が設けられているが、それを囲んで多孔板製筒形バッファプレート２１が設けられている。プリパージボックス１１０の機能及びそれによって得られる効果は、前述の実施形態の場合と同様である。プリパージボックス１１０の側板１１５に、別のシールボックス即ち外側シールボックス１２０が設けられている。シールボックス１２０は大小はともかく、基本的構造はシールボックス１００と同様であり、外殻１２１，両側板１２３、１２５及び高圧シールエア供給管１２７を有している。更に両側板１２３、１２５の間に、ばね式シール機構３３が設けられている。そして、スートブロワの蒸気吹き出し管９が使用されるときは、その先端に延長ダミー管８が取り付けられる。
【００２０】
そして、この実施形態の場合、蒸気吹き出し管９は図示の状態で待機状態とされる。即ち、待機状態において、延長ダミー管８はシールボックス１００のばね式シール機構３３内に位置し、蒸気吹き出し管９の基部側はシールボックス１２０のばね式シール機構３３内に位置する。更に、この待機状態のまま、プリパージ運転による加熱が行われる。従って、待機状態及びプリパージ運転時において、高圧エアー供給管１０７，１２７から各シールボックス１００，１２０内に加圧空気が供給されて、熱交換器１１の内圧より高い空気圧に保たれている。このようにして、排ガスのプリパージボックス１１０への進入が防止され、ダストは入り込まない。更に、煤落としの炉内清掃時においても、蒸気吹き出し管９の基部側は共にシールボックス１００内にあるから、同様に排ガス中のダストはプリパージボックス１１０には入らない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蒸気式スートブロワの挿入部構造を、熱交換器の外壁に該外壁の挿入口を囲んで設けられたプリパージボックスと、該プリパージボックスに接続されたシールボックスとを有し、前記プリパージボックス内に、前記熱交換器側とプリパージボックス側とを通気遮断すると共に蒸気吹出管の通行を許容する通気遮断機構が設けられ、同通気遮断機構が前記プリパージボックス内の挿入口周りに装着された、前記熱交換器の室内へエアカーテンを円錐状に噴射するノズル機構で構成され、同通気遮断機構が更にプリパージ位置の蒸気吹出管の先端部から前記挿入口を通る位置へ達する蒸気吹出管の延長部を備えたように構成し、またはさらに、前記プリパージボックス室内の空気圧力を、前記熱交換器の内部ガス圧力よりも高く維持する空気圧調整手段が設けられたように構成し、あるいは、蒸気式スートブロワの挿入部構造を、熱交換器の外壁外面に挿入口を覆って側板部で装着される挿入口側シールボックスと、このシールボックスに連続して装着したプリパージボックスと、このプリパージボックスに接続して外側に設けた外側シールボックスとで構成され、各シールボックスが前記熱交換器の内部ガス圧力以上に調節維持される高圧空気供給手段を備えているように構成したので、熱交換器側から挿入部構造のプリパージボックス内への排ガスの流入を防止することができ、排ガス中のダストの流入を阻止し、スートブロワからの蒸気ドレーンとダストとの反応生成物の生成、乃至これによる不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す部分立断面図である。
【図２】  図１の第１実施形態の一部を改変した改変実施形態を示す部分立断面図である。
【図３】  本発明に係り本発明者が検討した一検討例を示す部分立断面図である。
【図４】  図３の検討例一部を改変した改変形態を示す部分立断面図である。
【図５】  図３の検討例の一部を改変した別の改変形態を示す部分立断面図である。
【図６】  図５のVI−VI線方向から見た改変形態の一部を示す部分立面図である。
【図７】  本発明の第２実施形態を示す部分立断面図である。
【図８】  従来構造の一例を示す部分立断面図である。
【符号の説明】
８  延長ダミー管
９  蒸気吹き出し管
１１  熱交換器
１３  外壁
１５  挿入口
１７  プリパージボックス
１９  シールボックス
２１  筒形バッファプレート
２３  ドレーン抜管
２７  環状ノズル管
２９  エアー供給管
３１  エアーカーテン
３３  ばね式シール機構
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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