(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉壁に配置されると共に燃料及び空気の混合流を噴出して火炎を形成するバーナノズルが具備される複数のバーナポートと、前記バーナポート間に設けられるダミーポートとを備えたバーナ収容装置において、
前記ダミーポートには、前記火炉壁に配置される前記ダミーポートよりも小さい金属板と、前記金属板の側端を挟んで前記金属板が熱伸縮自在となるように支持する支持部材とを具備させることを特徴とするバーナ収容装置。
【請求項２】
前記金属板が通風孔を具備していることを特徴とする請求項１に記載のバーナ収容装置。
【請求項３】
前記金属板の火炉壁部裏面側と前記ダミーポート本体との間には、当該金属板が熱収縮自在となるように係留する係留部材を具備させることを特徴とする請求項１又は２に記載のバーナ収容装置。
【請求項４】
前記燃料は、石炭を原料とするものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバーナ収容装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ火炉や化学工業炉等に設けられるバーナノズルを収容するバーナ収容装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば火力発電所等で用いられるボイラ火炉としては、過熱器中の水を気化させる火炉と、この火炉壁に配置されるバーナ収容装置とを有するものが知られている。
この種のバーナ収容装置としては、燃料及び空気（若しくは酸素）の混合流を噴出して火炎を形成するバーナノズルが具備される複数のバーナポートと、前記バーナポート間に設けられるダミーポートとを備えたものがある。このようにバーナポート間にダミーポートを設けているのは、設計上、当該部位にはバーナノズルや燃焼のための補助空気用ノズルが不要となるためである。そして、従来にあっては、ダミーポートに耐火材（例えば超高純度アルミナ（商品名：Ｔ♯５９６２））を詰めることで、火炉壁からの輻射熱の侵入を防止するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したバーナ収容装置では、燃焼によって発生した副生成物が耐火材に付着、成長し、バーナノズルによる火炎の形成を阻害してしまうという技術的課題がみられた。特に、燃料として石炭を用いた場合には、副生成物としてクリンカ（石炭灰）が付着、成長しやすいため、上述した技術的課題の発生が顕著であった。
そこで、本発明者は、耐火材の代わりに金属板を用い、この金属板とダミーポートとを溶接してダミーポートを塞ぐことについて検討を行った。
しかしながら、金属板とダミーポートとでは熱膨張率及び温度条件が異なるため、火炉からの輻射熱によって金属板が変形したり、あるいは、金属板とダミーポートとの溶接部が剥がれ金属板がダミーポートから脱落し、火炉からの輻射熱の侵入及びダミーポートからの余剰な燃焼空気の噴出を許してしまうという問題が生じた。また、耐火材はクリンカが付着しやすいという欠点があり、クリンカがダミーポート部に堆積すると、バーナノズルの角度調節に際し、ノズルと干渉して作動できなくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的は、バーナノズルによる火炎の形成を阻害することなく、また、火炉からの輻射熱の侵入及びダミーポートからの余剰な燃焼空気の噴出を安定して抑制し、且つ、バーナノズル角度調節装置が具備されている場合は、その作動を円滑にすることのできるバーナ収容装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明者が鋭意検討を行ったところ、ダミーポートに対して金属板を固着する手法（例えば上述した溶接など）を採用する限り、上述した技術的課題を解決することはできないという知見を得るに至った。
本発明は、火炉壁に配置されると共に燃料及び空気の混合流を噴出して火炎を形成するバーナノズルが具備される複数のバーナポートと、これらバーナポート間に設けられるダミーポートとを備えたバーナ収容装置において、ダミーポートには、火炉壁に配置されるダミーポートよりも小さい金属板と、この金属板の側端を挟んで金属板が熱伸縮自在となるように支持される支持部材とを具備させることを特徴とするものである。
本発明では、支持部材によって金属板が熱伸縮自在に支持されるため、温度上昇または温度降下に伴って金属板が変形するような事態は生じない。また、ダミーポートと金属板とを固着していないので、温度上昇または温度降下に伴って金属板が割れるという事態も生じない。更に、金属板を用いているため、燃焼に伴って発生する副生成物の付着、成長を抑制することができ、且つ、噴出する空気によりクリンカ付着の防止効果も大きくなる。
【０００６】
また、本発明の金属板として、通風孔を具備しているものを用いるようにすれば、ダミーポートの過度な温度上昇を防止することができる。
更に、金属板の火炉壁部裏面側とダミーポート本体との間に、この金属板が熱収縮自在となるように係留する係留部材を具備させるようにすれば、ダミーポートから金属板が脱落するのを防止することができる。
そして、本発明は、特に石炭を原料とする燃料を用いるタイプのものに適用することが有効である。これは、石炭を燃焼させる際にクリンカが付着しやすいことによる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたバーナ収容装置の実施の一形態を示している。このバーナ収容装置は、例えば火力発電所のボイラにおいて使用されるものである。尚、同図において、図１（ａ）は、火炉（図示せず）側からみたバーナ風箱の正面図であり、図１（ｂ）はその側面図である。
同図において、本発明の実施の形態にかかるバーナ収容装置は、火炉高さ方向に連続した一体型として構成されており、微粉炭と空気とを噴出して火炎を形成する微粉炭バーナ１１が具備される微粉炭バーナポート１０と、コークス炉ガス（ＣＯＧ）を燃焼させるＣＯＧバーナ２１が具備されるＣＯＧバーナポート２０と、Ｍｉｘガスを燃焼させるＭｉｘガスバーナ３１が具備されるＭｉｘガスバーナポート３０と、これら微粉炭バーナポート１０、ＣＯＧバーナポート２０及びＭｉｘガスバーナポート３０が収容されるフレーム４０とを有している。尚、上記微粉炭バーナ１１のうち、符号１１ａはウィークバーナ、符号１１ｂはコンクバーナを示している。また、符号５０は、これら各バーナに空気を供給するエアノズルである。
そして、前記フレーム４０において、微粉炭バーナポート１０、ＣＯＧバーナポート２０、Ｍｉｘガスバーナポート３０及びエアノズル５０が配設されていない隙間の部位には、ダミーポート６０が設けられている。
【０００９】
図２はダミーポート６０の拡大図を示したものである。ここで、図２（ａ）はダミーポート６０の上部断面図、図２（ｂ）は側部断面図、図２（ｃ）は正面図、図２（ｄ）は後述するステンレス板７０の正面図である。
同図において、ダミーポート６０は、側部に設けられた側板６１、６２と、後部に設けられた背面板６３と、上部に設けられた天板６４と、下部に設けられた底板６５とを有している。
そして、火炉と対向するダミーポート６０の内側には、このダミーポート６０をほぼ覆うようにステンレス板７０が配置されている。このステンレス板７０としては、図２（ｄ）に示すように、φ１５の孔７１が多数空けられた多孔板を用いている。また、ステンレス板７０の大きさはダミーポート６０よりも例えば２０ｍｍ程度小さく設定されており、若干の隙間が生じるようになっている（図２（ｃ）参照）。
【００１０】
次に、ダミーポート６０へのステンレス板７０の取り付け手法を説明する。
本実施の形態において、ステンレス板７０の取り付け位置側端に対応する部位（具体的には、側板６１、６２、天板６４、底板６５の内側）には、ステンレス板７０を支持する複数のストッパ６６（爪６６ａ、６６ｂで構成される）が配設されている。ここで、ステンレス板７０の厚さは８ｍｍ、爪６６ａと６６ｂとの間隔は２２ｍｍに設定されており、ステンレス板７０は、隙間を有した状態でストッパ６６に支持されるようになっている。
【００１１】
また、ステンレス板７０の火炉との対向部裏面側には、ステンレス板７０が火炉内へ脱落するのを防止する脱落防止機構８０が設けられている。この脱落防止機構８０は、ダミーポート６０の底板６５に取り付けられたベース板８１と、孔８２ａを有しベース板８１の上に取り付けられる第一アーム８２と、孔８３ａを有しステンレス板７０の裏面に取り付けられる第二アーム８３と、これら第一アーム８２の孔８２ａと第二アーム８３の孔８３ａとを揺動自在に留める軸８４（具体的にはボルト８４ａとナット８４ｂ）とを有している。
【００１２】
本実施の形態にかかるバーナ収容装置では、ステンレス板７０でダミーポート６０を塞ぐようにしているので、前記微粉炭バーナ１１、ＣＯＧバーナ２１、Ｍｉｘガスバーナ３１によって火炎が形成されて燃焼が行われる場合にも、クリンカ等の副生成物がステンレス板７０に付着するという事態を回避することができる。従って、各バーナによる火炎の形成が妨げられることはなく、長期にわたって安定した火炎を形成することが可能になり、且つバーナノズル角度調節機構が具備されている場合は、その作動を円滑にすることが可能となる。
【００１３】
また、ステンレス板７０の大きさをダミーポート６０よりも小さく設定すると共に、ストッパ６６によって隙間があいた状態でステンレス板７０を支持するようにしているので、ステンレス板７０は熱伸縮自在となり、燃焼によりステンレス板７０が熱膨張する場合においても、ステンレス板７０が変形するような事態は生じない。
【００１４】
更に、ステンレス板７０に脱落防止機構８０を取り付けるようにしているので、火炉内にステンレス板７０が脱落するという事態も生じない。そして、ステンレス板７０は、脱落防止機構８０によって揺動自在となっているため、ステンレス板７０が熱伸縮に伴って変形することもない。
【００１５】
更にまた、ステンレス板７０に多数の孔７１を開設しているため、ダミーポート６０内に所定量の空気を流すことができ、その結果、ダミーポート６０内の過度な温度上昇を防止することができ、また、噴出する空気によりクリンカの付着防止効果も大きくなる。
【００１６】
尚、本実施の形態では、ダミーポート６０の内側にステンレス板７０を配設するようにしていたが、これに限られるものではなく、例えばダミーポート６０の外側に露出するように配設してもよい。
また、板の材質はステンレスに限らず、燃焼に伴って生じる副生成物や炉内温度等によって適宜選択することができる。
更に、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバーナ収容装置によれば、金属板でダミーポートを塞ぐようにしたので、燃焼に伴って発生するクリンカ等の副生成物の付着を抑制することができ、バーナノズルによる火炎の形成が阻害されるのを防止することができる。そして、副生成物の付着を防止することにより、バーナ角度調節装置が具備されている場合は、その作動が円滑になる。また、支持部材によって金属板が熱伸縮自在となるように支持されるので、金属板の変形等を防止でき、火炉からの輻射熱の侵入を安定して抑制することができる。更に、ダミーポートからの余剰な燃焼空気の噴出を抑制することができる。
また、本発明のバーナ収容装置によれば、蓋部材でダミーポートを塞ぐようにしたので、燃焼に伴って発生する副生成物の付着及び成長を抑制することができ、バーナノズルによる火炎の形成が阻害されるのを防止することができる。また、蓋部材がダミーポートに対して相対的に移動自在に取り付けられるので、熱伸縮に伴う蓋部材の変形等を防止でき、火炉からの輻射熱の侵入及びダミーポートからの余剰な燃焼空気の噴出を安定して抑制し、且つバーナノズル角度調節装置が具備されている場合は、その作動を円滑にすることができる。
また、本発明のバーナ収容装置によれば、ダミーポートを塞ぐ金属板又は蓋部材を多孔板とすることにより、クリンカの付着防止効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用されたバーナ収容装置の全体図であって、（ａ）は火炉側からみた正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】  （ａ）はダミーポートの上部断面図、（ｂ）はその側部断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）はステンレス板の正面図である。
【符号の説明】
１０…微粉炭バーナポート、１１…微粉炭バーナ、２０…ＣＯＧバーナポート、２１…ＣＯＧバーナ、３０…Ｍｉｘガスバーナポート、３１…Ｍｉｘガスバーナ、４０…フレーム、５０…エアノズル、６０…ダミーポート、６６…ストッパ、７０…ステンレス板、７１…孔、８０…脱落防止機構
【図１】
0003836031.tif 000002
【図２】
0003836031.tif 000003