特許 7505097 ノズル機構およびノズル機構の補修方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】ノズル機構およびノズル機構の補修方法

(51)【国際特許分類】

   F23D 14/48 20060101AFI20240617BHJP

【ＦＩ】

F23D14/48 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023128117

(22)【出願日】2023-08-04

【審査請求日】2023-08-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】松尾 啓介

(72)【発明者】

【氏名】天野 五輪麿

(72)【発明者】

【氏名】下之門 智史

(72)【発明者】

【氏名】三村 匠

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１０５９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４４－０１４１７３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実公平０１－０３７９２５（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開２０１３－１８５３５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｄ １４／００ － １４／８４

Ｆ１６Ｂ ５／００ － ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

火炉に燃料と酸化性ガスを供給して燃焼させる燃焼設備のノズル機構であって、
前記燃料または前記酸化性ガスの流通方向に沿って筒状に形成されるとともに先端開口部が前記火炉に面して配置される第１ノズルと、
前記流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルに接続される第２ノズルと、
前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する第１連結部と、を備え、
前記第１連結部は、
前記第１ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部に接合されるとともに前記第１ノズルから前記第２ノズル側へ突出する突出部と、
前記第２ノズルに配置されるとともに前記第２ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に接合されて前記突出部を保持する保持部と、を有し、
前記保持部は、水平方向に第１所定幅を有する貫通穴を有し、
前記突出部は、前記水平方向に前記第１所定幅より短い第２所定幅を有するとともに前記貫通穴に挿入される挿入部と、前記挿入部に連結されて前記貫通穴の端部に係止される係止部と、を有するノズル機構。

【請求項2】

前記係止部は、前記水平方向に前記第１所定幅よりも長い第３所定幅を有する請求項１に記載のノズル機構。

【請求項3】

前記第１連結部は、前記水平方向に沿って間隔を開けた複数の連結位置に配置される請求項１に記載のノズル機構。

【請求項4】

前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する第２連結部を備え、
前記第２連結部は、
一端に雄ねじ部が形成され他端に頭部が形成されるとともに前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部および前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に形成された一対の締結穴に前記第２ノズル側から挿入される締結ボルトと、
前記一対の締結穴に挿入された前記締結ボルトの前記雄ねじ部に締結される締結ナットと、を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のノズル機構。

【請求項5】

火炉に燃料と酸化性ガスを供給して燃焼させる燃焼設備のノズル機構を補修する補修方法であって、
前記ノズル機構は、
前記燃料または前記酸化性ガスの流通方向に沿って筒状に形成されるとともに先端開口部が前記火炉に面して配置される第１ノズルと、
前記流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルに接続される第２ノズルと、を備え、
前記第１ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部に前記第１ノズルから前記第２ノズル側へ突出する突出部を接合する第１接合工程と、
前記第２ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に前記突出部を保持する保持部を接合する第２接合工程と、を有し、
前記保持部は、水平方向に第１所定幅を有する貫通穴を有し、
前記突出部は、前記水平方向に前記第１所定幅より短い第２所定幅を有するとともに前記貫通穴に挿入される挿入部と、前記挿入部に連結されて前記貫通穴の端部に係止される係止部と、を有するノズル機構の補修方法。

【請求項6】

前記係止部は、前記水平方向に前記第１所定幅よりも長い第３所定幅を有する請求項５に記載のノズル機構の補修方法。

【請求項7】

前記ノズル機構は、
前記第１接合工程および前記第２接合工程により前記ノズル機構を補修する前に前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する複数の第２連結部を備え、
前記第２連結部は、
一端に雄ねじ部が形成され他端に頭部が形成されるとともに前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部および前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に形成された一対の締結穴に前記第２ノズル側から挿入される締結ボルトと、
前記一対の締結穴に挿入された前記締結ボルトの前記雄ねじ部に締結される締結ナットと、を有し、
前記第１ノズルと前記第２ノズルとの連結を解除する解除工程と、
前記解除工程により連結が解除された前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの損傷個所を補修する補修工程と、を備え、
前記第１接合工程は、前記第２連結部が損傷した場合に、前記補修工程により補修された前記第１ノズルに前記突出部を接合し、
前記第２接合工程は、前記第２連結部が損傷した場合に、前記補修工程により補修された前記第２ノズルに前記保持部を接合する請求項５または請求項６に記載のノズル機構の補修方法。

【請求項8】

前記第１接合工程は、前記水平方向に沿って間隔を開けた複数の連結位置において前記第１ノズルに前記突出部を接合し、
前記第２接合工程は、複数の前記連結位置において前記第２ノズルに前記保持部を接合する請求項５に記載のノズル機構の補修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ノズル機構およびノズル機構の補修方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、発電用ボイラの火炉には燃焼装置が設けられ、燃焼装置には火炉に石炭等の固体燃料を微粉状に粉砕した粉体燃料を搬送用空気とともに供給するバーナノズルが備えられている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、火炉側に配置される二重管部材（前部ノズル）と炉外側に配置される本体部（後部ノズル）とに分割した構造のバーナノズルが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３８９７５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のバーナノズルは、炉外側に配置される本体部にタップ穴を形成し、タップ穴にボルトのねじ部を締結させている。しかしながら、火炉側に配置される二重管部材を交換する場合に、例えばボルトが損傷により切断されてねじ部がタップ穴に保持されたままとなる可能性がある。この場合、タップ穴に保持されたねじ部を除去しないと新たな二重管部材を取り付けることができない。また、タップ穴に保持されたねじ部も損傷している場合、ねじ部の除去が難しい可能性があり、二重管部材の交換作業に手間を要する。

【0005】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、前部ノズルと後部ノズルとを連結する既存の連結機構が損傷した場合に、再び前部ノズルと後部ノズルとを連結する作業を簡素化することが可能なノズル機構およびノズル機構の補修方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のノズル機構およびノズル機構の補修方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係るノズル機構は、火炉に燃料と酸化性ガスを供給して燃焼させる燃焼設備のノズル機構であって、前記燃料または前記酸化性ガスの流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルは、先端開口部が前記火炉に面して配置される第１ノズルと、前記流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルに接続される第２ノズルと、前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する第１連結部と、を備え、前記第１連結部は、前記第１ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部に接合されるとともに前記第１ノズルから前記第２ノズル側へ突出する突出部と、前記第２ノズルに配置されるとともに前記第２ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に接合されて前記突出部を保持する保持部と、を有し、前記保持部は、水平方向に第１所定幅を有する貫通穴を有し、前記突出部は、前記水平方向に前記第１所定幅より短い第２所定幅を有するとともに前記貫通穴に挿入される挿入部と、前記挿入部に連結されて前記貫通穴の端部に係止される係止部と、を有する。

【0007】

本開示の一態様に係るノズル機構の補修方法は、火炉に燃料と酸化性ガスを供給して燃焼させる燃焼設備のノズル機構を補修する補修方法であって、前記ノズル機構は、前記燃料または前記酸化性ガスの流通方向に沿って筒状に形成されるとともに先端開口部が前記火炉に面して配置される第１ノズルと、前記流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルに接続される第２ノズルと、を備え、前記第１ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部に前記第１ノズルから前記第２ノズル側へ突出する突出部を接合する第１接合工程と、前記第２ノズルの鉛直方向の上方かつ前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に前記突出部を保持する保持部を接合する第２接合工程と、を有し、前記保持部は、水平方向に第１所定幅を有する貫通穴を有し、前記突出部は、前記水平方向に前記第１所定幅より短い第２所定幅を有するとともに前記貫通穴に挿入される挿入部と、前記挿入部に連結されて前記貫通穴の端部に係止される係止部と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、第１ノズルと第２ノズルとを連結する既存の連結機構が損傷した場合に再び第１ノズルと第２ノズルとを連結する作業を簡素化することが可能なノズル機構およびノズル機構の補修方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態に係るノズル機構の補修前の状態を示す分解斜視図である。

【図2】図１に示すノズル機構のＡ部分の縦断面図である。

【図3】本開示の一実施形態に係るノズル機構の補修後の状態を示す平面図である。

【図4】図３に示すノズル機構のＢ部分の部分拡大図である。

【図5】図４に示す第１連結部のＤ－Ｄ矢視断面図である。

【図6】図４に示す第１連結部のＥ－Ｅ矢視断面図である。

【図7】図３に示すノズル機構のＣ－Ｃ矢視断面図である。

【図8】図７に示すノズル機構のＦ部分の部分拡大図である。

【図9】連結部を示す平面図であり、突出部を前部ノズルに接合した状態を示す。

【図10】連結部を示す平面図であり、保持部の一対の壁部を後部ノズルに接合した状態を示す。

【図11】ノズル機構の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図12】図１１に示すノズル機構のＧ部分の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本開示の一実施形態に係るノズル機構１００及びノズル機構１００の補修方法について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るノズル機構１００の補修前（損傷前）の状態を示す分解斜視図である。

【0011】

本実施形態のノズル機構１００は、火炉（図示略）に微粉燃料を供給して燃焼させるボイラが備えるバーナ（燃焼設備）を構成する機構である。本実施形態のボイラは、例えば石炭を粉砕した微粉炭を燃料として用いる。ボイラは、微粉炭を搬送用空気（一次空気、酸化性ガス）とともにノズル機構１００の内周側から噴出させて、ノズル機構１００の外周側から供給される燃焼用空気（二次空気、酸化性ガス）により燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収する。

【0012】

図１に示すように、本実施形態のノズル機構１００は、先端開口部１０ａが火炉に面して配置される前部ノズル（第１ノズル）１０と、前部ノズル１０の基端部に接続される後部ノズル（第２ノズル）２０とを有する。前部ノズル１０および後部ノズル２０は、それぞれ微粉燃料の流通方向を軸方向とし、軸方向に沿って筒状に形成されている。本実施形態は、微粉燃料と一次空気、及び二次空気を炉内に供給するバーナノズルに適用する例を説明するが、二次空気のみを炉内に供給するノズルにも適用可能である。

【0013】

前部ノズル１０および後部ノズル２０は、それぞれ内周側に配置される内筒部（一次ノズル１００Ａ）と外周側に配置される外筒部（二次ノズル１００Ｂ）とを有する二重管構造となっている。そのため、前部ノズル１０と後部ノズル２０を、後述するボルト連結部（第２連結部）３０により連結することで、内周側の一次ノズル１００Ａと外周側の二次ノズル１００Ｂが形成される。

【0014】

一次ノズル１００Ａには、炉外の燃料供給設備（図示略）から微粉燃料と一次空気が供給され、二次ノズル１００Ｂには炉外の送風機（図示略）から二次空気が供給される。一次ノズル１００Ａに送られた一次空気と微粉燃料の混合気は、前部ノズル１０の先端開口部１０ａから火炉内に噴出される。二次ノズル１００Ｂに送られた二次空気は、前部ノズル１０の先端開口部１０ａを取り囲むように配置される先端開口部１０ｂから火炉内に噴出される。ノズル機構１００は、混合気と二次空気を火炉内に噴出させることにより、所定状態の火炎を火炉内に発生させる。

【0015】

図１に示すように、ノズル機構１００の後部ノズル２０の周方向には、一次ノズル１００Ａと二次ノズル１００Ｂの間に複数のボス部（リブ）２１が配置されている。ボス部２１は、後部ノズル２０において外筒から内筒を保持するとともに、後述するボルト連結部３０により前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結するために用いられる。

【0016】

次に、図２を参照して、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結するボルト連結部３０について説明する。図２は、図１に示すノズル機構１００のＡ部分の縦断面図である。ボルト連結部３０は、前部ノズル１０のボス部（リブ）１１と後部ノズル２０のボス部２１とを連結するものである。ボルト連結部３０は、締結ボルト３１と、締結ナット３２と、を有する。

【0017】

ボス部１１は、前部ノズル１０の基端部に形成され、前部ノズル１０の外筒と内筒とを連結するように突出する部分である。ボス部２１は、後部ノズル２０の前部ノズル１０側の端部に形成され、後部ノズル２０の外筒と内筒とを連結するように突出する部分である。ボルト連結部３０は、図１においてボス部２１が配置される位置（例えば周方向の８箇所）のそれぞれに設けられる。

【0018】

締結ボルト３１は、後部ノズル２０側の端部に締結ボルト３１の頭部３１ａが形成され、前部ノズル１０側の端部に雄ねじ部３１ｂが形成される軸状部材である。締結ボルト３１は、前部ノズル１０のボス部１１に形成された締結穴１１ａと、後部ノズル２０のボス部２１に形成された締結穴２１ａに挿入される。締結穴１１ａは前部ノズル１０の後部ノズル２０側の端部に形成され、締結穴２１ａは後部ノズル２０の前部ノズル１０側の端部に形成されている。

【0019】

締結ボルト３１の頭部３１ａは、六角形の形状をしており、スパナなどにより回転力が与えられる。溝部２１ｂは、後部ノズル２０の締結穴２１ａに挿入された締結ボルト３１の頭部３１ａの回転を規制するものである。

【0020】

締結ナット３２は、一対の締結穴１１ａ，２１ａに挿入された締結ボルト３１の雄ねじ部３１ｂに締結される部材である。締結ボルト３１の雄ねじ部３１ｂを締結ナット３２に締結して締め付けることにより、前部ノズル１０と後部ノズル２０とが連結される。

【0021】

図１に示す補修前のノズル機構１００において、前部ノズル１０と後部ノズル２０は、複数のボルト連結部３０により連結される。しかしながら、燃焼バーナの運用中に複数のボルト連結部３０の一部または全部が損傷した場合、前部ノズル１０と後部ノズル２０とが適切に連結された状態を維持することができなくなる。

【0022】

そこで、本実施形態では、燃焼バーナの運用中に複数のボルト連結部３０の一部または全部が損傷した場合に、ノズル機構１００を補修して連結部４０を設置し、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結部４０により連結する。

【0023】

次に、図３から図８を参照して、連結部４０について詳細に説明する。
図３は、本開示の一実施形態に係るノズル機構１００の補修後の状態を示す平面図である。図４は、図３に示すノズル機構１００のＢ部分の部分拡大図である。図５は、図４に示す連結部４０のＤ－Ｄ矢視断面図である。図６は、図４に示す連結部４０のＥ－Ｅ矢視断面図である。図７は、図３に示すノズル機構１００のＣ－Ｃ矢視断面図である。図８は、図７に示すノズル機構１００のＦ部分の部分拡大図である。

【0024】

図３に示すように、ノズル機構１００は、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結する連結部（第１連結部）４０を備える。連結部４０は、前部ノズル１０と後部ノズル２０の連結位置において、水平方向ＨＤに沿って間隔を空けて配置される。図３には、ノズル機構１００に２つの連結部４０を設置する例を示すが、１以上の任意の個数の連結部４０を設置してもよい。図４から図６に示すように、連結部４０は、突出部４１と、保持部４２と、を有し、金属材料（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓなどの耐熱性を有するステンレス鋼）により形成される部材である。図７に示すように、連結部４０は、ノズル機構１００の鉛直方向ＶＤの上方に配置される。

【0025】

突出部４１は、前部ノズル１０の鉛直方向ＶＤの上方かつ前部ノズル１０の後部ノズル２０側の端部に溶接部４１ａにより接合される。突出部４１は、一次ノズル１００Ａおよび二次ノズル１００Ｂの中心を通過する軸線Ｘと平行な方向に沿って、前部ノズル１０から後部ノズル２０側へ突出するように形成される。

【0026】

保持部４２は、突出部４１を保持するための部材であり、後部ノズル２０の鉛直方向ＶＤの上方に配置されるとともに後部ノズル２０の前部ノズル１０側の端部に溶接部４２ａにより接合される。保持部４２は、水平方向ＨＤに沿って第１所定幅Ｗ１を空けて配置される一対の壁部４２Ａと、一対の壁部４２Ａに対して水平方向ＨＤの両端部が溶接部４２ｂにより接合される蓋部４２Ｂと、を有する。

【0027】

図５に示すように、保持部４２は、水平方向ＨＤに第１所定幅Ｗ１を有する貫通穴４２ｃを有する。突出部４１は、水平方向ＨＤに第１所定幅Ｗ１よりも短い第２所定幅Ｗ２を有する挿入部４１Ａと、挿入部４１Ａの後部ノズル２０側の端部に連結される係止部４１Ｂと、を有する。図５および図８に示すように、挿入部４１Ａは、保持部４２の貫通穴４２ｃに挿入される。

【0028】

水平方向ＨＤにおいて、貫通穴４２ｃの第１所定幅Ｗ１よりも挿入部４１Ａの第２所定幅Ｗ２が短い。そのため、ボイラの運転中に、前部ノズル１０の水平方向ＨＤの熱伸び量と、後部ノズル２０の水平方向ＨＤの熱伸び量に差が生じたとしても、挿入部４１Ａが壁部４２Ａに接触して連結部４０が損傷することを防止することができる。

【0029】

前部ノズル１０と後部ノズル２０を直接溶接して連結した場合は、熱伸び差により前部ノズル１０と後部ノズル２０の連結箇所に損傷が発生する可能性があるが、連結部４０であれば第１所定幅Ｗ１よりも第２所定幅Ｗ２が短いため、水平方向ＨＤの熱伸び量の差を許容することが可能となり、直接溶接した場合と異なり前部ノズルと後部ノズルの連結に支障が生じない。

【0030】

係止部４１Ｂは、挿入部４１Ａに連結されて貫通穴４２ｃの端部に係止される部材である。係止部４１Ｂは、水平方向ＨＤにおいて、貫通穴４２ｃの第１所定幅Ｗ１よりも長い第３所定幅Ｗ３を有する。水平方向ＨＤにおいて、係止部４１Ｂの第３所定幅Ｗ３が貫通穴４２ｃの第１所定幅Ｗ１よりも長い。そのため、軸線Ｘに沿って前部ノズル１０が後部ノズル２０から離れる方向に移動しようとすると、係止部４１Ｂの水平方向ＨＤの両端部が保持部４２の一対の壁部４２Ａに接触する。これにより、後部ノズル２０から前部ノズル１０が更に離れる方向に移動することが防止され、前部ノズル１０が後部ノズル２０に連結された状態が維持される。

【0031】

なお、係止部４１Ｂが水平方向ＨＤにおいて第１所定幅Ｗ１よりも長い第３所定幅Ｗ３を有するとしたが、後部ノズル２０から前部ノズル１０が更に離れる方向に移動することが防止されればよく、係止部４１Ｂが鉛直方向ＶＤにおいて貫通穴４２ｃよりも高く形成し、蓋部４２Ｂによって係止される形状でもよい。

【0032】

次に、本実施形態のノズル機構１００を補修する補修方法について説明する。本実施形態のノズル機構１００の補修方法は、燃焼バーナの運用中に複数のボルト連結部３０の一部または全部が損傷した場合に、連結部４０を設置し、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結部４０により連結する方法である。

【0033】

ノズル機構１００を補修する作業者は、前部ノズル１０および後部ノズル２０の一部が欠損し、あるいは形状が変形している場合、前部ノズル１０と後部ノズル２０との連結を解除する（解除工程）。作業者は、例えば、損傷して連結が解除できない状態のボルト連結部３０を切断することにより、前部ノズル１０と後部ノズル２０との連結を解除する。

【0034】

次に、作業者は、欠損箇所や変形箇所の補修を行う（補修工程）。作業者は、例えば、欠損箇所の形状に合わせて切断した板状の金属材料を欠損箇所に配置し、欠損箇所の周囲と金属材料とを溶接により接合する。

【0035】

次に、作業者は、前部ノズル１０の鉛直方向ＶＤの上方かつ前部ノズル１０の後部ノズル２０側の端部に、前部ノズル１０から後部ノズル２０側へ突出する突出部４１を接合する（第１接合工程）。作業者は、挿入部４１Ａと前部ノズル１０とを溶接により接合して溶接部４１ａを形成する。溶接部４１ａが形成されると図９に示す状態となる。図９は、連結部４０を示す平面図であり、突出部４１を前部ノズル１０に接合した状態を示す。

【0036】

次に、作業者は、後部ノズル２０の鉛直方向ＶＤの上方かつ後部ノズル２０の前部ノズル１０側の端部に突出部４１を保持する保持部４２を接合する（第２接合工程）。作業者は、一対の壁部４２Ａと後部ノズル２０とを溶接により接合して溶接部４２ａを形成する。溶接部４２ａが形成されると図１０に示す状態となる。図１０は、連結部４０を示す平面図であり、保持部４２の一対の壁部４２Ａを後部ノズル２０に接合した状態を示す。また、作業者は、蓋部４２Ｂと一対の壁部４２Ａとを溶接により接合して溶接部４２ａを形成する。溶接部４２ａが形成されると図４に示す状態となる。

【0037】

前部ノズル１０側に保持部４２を有し、後部ノズル２０側に突出部４１を有して連結部４０を形成することも可能であるが、熱伸びの影響を考慮すると、上述した通り前部ノズル１０側に突出部４１を有し、後部ノズル２０側に保持部４２を有して連結部４０を形成する方が好ましい。

【0038】

以上の説明においては、連結部４０がノズル機構１００の鉛直方向ＶＤの上方にのみ配置される態様としたが、他の態様であってもよい。例えば、連結部４０をノズル機構１００の鉛直方向ＶＤの下方のみに配置する態様としてもよい。また、連結部４０をノズル機構１００の鉛直方向ＶＤの上方と鉛直方向ＶＤの下方の両方に配置する態様としてもよい。

【0039】

以上で説明した本実施形態のノズル機構１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のノズル機構１００は、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結する機構となっている。そのため、燃焼バーナの運転中において、ノズル機構１００に作用する熱による熱伸びが、前部ノズル１０と後部ノズル２０のそれぞれに生じる。そのため、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを組み合わせた単一の機構とする場合に比べ、熱伸びに発生する内部応力を低減することができる。

【0040】

また、本実施形態のノズル機構１００によれば、前部ノズル１０と後部ノズル２０とが連結部４０により連結されているため、前部ノズル１０と後部ノズル２０とが分離してしまうことがない。さらに、水平方向ＨＤにおいて、保持部４２が有する貫通穴４２ｃの第１所定幅Ｗ１よりも、突出部４１が有する挿入部４１Ａの第２所定幅Ｗ２が短い。そのため、ボイラの運転中に、前部ノズル１０の水平方向ＨＤの熱伸び量と、後部ノズル２０の水平方向ＨＤの熱伸び量に差が生じたとしても、挿入部４１Ａが保持部４２に接触して連結部４０が損傷することを防止することができる。

【0041】

また、本実施形態のノズル機構１００によれば、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結する既存のボルト連結部３０が損傷した場合に、前部ノズル１０に突出部４１を接合し、後部ノズル２０に保持部４２を接合することにより、再び前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結する作業を簡素化することができる。

【0042】

本実施形態のノズル機構１００によれば、水平方向ＨＤにおいて係止部４１Ｂの第３所定幅Ｗ３が貫通穴４２ｃの第１所定幅Ｗ１よりも長い。そのため、前部ノズル１０が後部ノズル２０から離れる方向に移動しようとすると、係止部４１Ｂの水平方向ＨＤの両端部が保持部４２に接触する。これにより、後部ノズル２０から前部ノズル１０が更に離れる方向に移動することが防止され、前部ノズル１０が後部ノズル２０に連結された状態を維持することができる。

【0043】

本実施形態のノズル機構１００によれば、前部ノズル１０の後部ノズル２０側の端部および後部ノズル２０の前部ノズル１０側の端部に形成された一対の締結穴１１ａ，２１ａに締結ボルト３１を挿入し、締結ナット３２に締結することにより、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結することができる。前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結するボルト連結部３０が損傷していない場合には、前部ノズル１０と後部ノズル２０とが連結された状態をボルト連結部３０により維持することができる。そして、ボルト連結部３０が損傷した箇所に対して連結部４０を補修により設置することで、前部ノズル１０と後部ノズル２０とが連結された状態を維持することができる。

【0044】

〔他の実施形態〕
以上の説明において、前部ノズル１０はボス部１１により外筒（二次ノズル１００Ｂを形成する筒体）と内筒（一次ノズル１００Ａを形成する筒体）とを連結するものであり、後部ノズル２０はボス部２１により外筒（二次ノズル１００Ｂを形成する筒体）と内筒（一次ノズル１００Ａを形成する筒体）とを連結するものであったが、他の態様であってもよい。例えば、前部ノズル１０および後部ノズル２０の双方は、外筒（二次ノズル１００Ｂを形成する筒体）と内筒（一次ノズル１００Ａを形成する筒体）とを連結しない構造としてもよい。

【0045】

この場合、外筒（二次ノズル１００Ｂを形成する筒体）と内筒（一次ノズル１００Ａを形成する筒体）とが連結されていないため、前部ノズル１０の外筒と後部ノズル２０の外筒とを連結し、前部ノズル１０の内筒と後部ノズル２０の内筒とを連結する必要がある。そこで、本実施形態のノズル機構１００は、前部ノズル１０の外筒と後部ノズル２０の外筒とを連結する連結部４０と、前部ノズル１０の内筒と後部ノズル２０の内筒とを連結する連結部４０とを備えるものとする。

【0046】

図１１は、ノズル機構１００の他の実施形態を示す縦断面図である。図１２は、図１１に示すノズル機構１００のＧ部分の部分拡大図である。図１１および図１２に示すように、本実施形態のノズル機構１００は、前部ノズル１０の二次ノズル１００Ｂと後部ノズル２０の一次ノズル１００Ａとを連結する連結部４０と、前部ノズル１０の一次ノズル１００Ａと後部ノズル２０の一次ノズル１００Ａとを連結する連結部４０とを備える。

【0047】

以上説明した各実施形態に記載のノズル機構１００およびノズル機構１００の補修方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係るノズル機構は、火炉に燃料と酸化性ガスを供給して燃焼させる燃焼設備のノズル機構（１００）であって、前記燃料または前記酸化性ガスの流通方向に沿って筒状に形成される第１ノズル（１０）と、前記流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルに接続される第２ノズル（２０）と、前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する第１連結部（４０）と、を備え、前記第１連結部は、前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部に接合されるとともに前記第１ノズルから前記第２ノズル側へ突出する突出部（４１）と、前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に接合されて前記突出部を保持する保持部（４２）と、を有し、前記保持部は、水平方向（ＨＤ）に第１所定幅（Ｗ１）を有する貫通穴（４２ｃ）を有し、前記突出部は、前記水平方向に前記第１所定幅より短い第２所定幅（Ｗ２）を有するとともに前記貫通穴に挿入される挿入部（４１Ａ）と、前記挿入部に連結されて前記貫通穴の端部に係止される係止部（４１Ｂ）と、を有する。

【0048】

本開示の第１態様に係るノズル機構によれば、第１ノズルと第２ノズルとを連結する機構となっている。そのため、燃焼設備の運転中において、ノズル機構に作用する熱による熱伸びが、第１ノズルと第２ノズルのそれぞれに生じる。そのため、第１ノズルと第２ノズルとを組み合わせた単一の機構とする場合に比べ、熱伸びに発生する内部応力を低減することができる。

【0049】

また、本開示の第１態様に係るノズル機構によれば、第１ノズルと第２ノズルとが第１連結部により連結されているため、第１ノズルと第２ノズルとが分離してしまうことがない。さらに、水平方向において、保持部が有する貫通穴の第１所定幅よりも、突出部が有する挿入部の第２所定幅が短い。そのため、ボイラの運転中に、第１ノズルの水平方向の熱伸び量と、第２ノズルの水平方向の熱伸び量に差が生じたとしても、挿入部が保持部に接触して第１連結部が損傷することを防止することができる。

【0050】

また、本開示の第１態様に係るノズル機構によれば、第１ノズルと第２ノズルとを連結する既存の連結機構が損傷した場合に、第１ノズルに突出部を接合し、第２ノズルに保持部を接合することにより、再び第１ノズルと第２ノズルとを連結する作業を簡素化することができる。

【0051】

本開示の第２態様に係るノズル機構は、第１態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記係止部は、前記水平方向に前記第１所定幅よりも長い第３所定幅（Ｗ３）を有する。
本開示の第２態様に係るノズル機構によれば、水平方向において係止部の第３所定幅が貫通穴の第１所定幅よりも長い。そのため、第１ノズルが第２ノズルから離れる方向に移動しようとすると、係止部の水平方向の両端部が保持部に接触する。これにより、第２ノズルから第１ノズルが更に離れる方向に移動することが防止され、第１ノズルが第２ノズルに連結された状態を維持することができる。

【0052】

本開示の第３態様に係るノズル機構は、第１態様または第２態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記第１ノズルは、先端開口部が前記火炉に面して配置される。

【0053】

本開示の第４態様に係るノズル機構は、第１態様から第３態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する第２連結部（３０）を備え、前記第２連結部は、一端に雄ねじ部が形成され他端に頭部が形成されるとともに前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部および前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に形成された一対の締結穴に前記第２ノズル側から挿入される締結ボルト（３１）と、前記一対の締結穴に挿入された前記締結ボルトの前記雄ねじ部に締結される締結ナット（３２）と、を有する。

【0054】

本開示の第４態様に係るノズル機構によれば、第１ノズルの第２ノズル側の端部および第２ノズルの第１ノズル側の端部に形成された一対の締結穴に締結ボルトを挿入し、締結ナットに締結することにより、第１ノズルと第２ノズルとを連結することができる。第１ノズルと第２ノズルとを連結する第２連結部が損傷していない場合には、第１ノズルと第２ノズルとが連結された状態を第２連結部により維持することができる。そして、第２連結部が損傷した箇所に対して第１連結部を補修により設置することで、第１ノズルと第２ノズルとが連結された状態を維持することができる。

【0055】

本開示の第５態様に係るノズル機構の補修方法は、火炉に燃料と酸化性ガスを供給して燃焼させる燃焼設備のノズル機構を補修する補修方法であって、前記ノズル機構は、前記燃料の流通方向に沿って筒状に形成される第１ノズルと、前記流通方向に沿って筒状に形成されるとともに前記第１ノズルの基端部に接続される第２ノズルと、を備え、前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部に前記第１ノズルから前記第２ノズル側へ突出する突出部を接合する第１接合工程と、前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に前記突出部を保持する保持部を接合する第２接合工程と、を有し、前記保持部は、水平方向に第１所定幅を有する貫通穴を有し、前記突出部は、前記水平方向に前記第１所定幅より短い第２所定幅を有するとともに前記貫通穴に挿入される挿入部と、前記挿入部に連結されて前記貫通穴の端部に係止される係止部と、を有する。

【0056】

本開示の第５態様に係るノズル機構の補修方法によれば、ノズル機構が第１ノズルと第２ノズルとを連結する機構となっている。そのため、燃焼設備の運転中において、ノズル機構に作用する熱による熱伸びが、第１ノズルと第２ノズルのそれぞれに生じる。そのため、第１ノズルと第２ノズルとを組み合わせた単一の機構とする場合に比べ、熱伸びに発生する内部応力を低減することができる。

【0057】

また、本開示の第５態様に係るノズル機構の補修方法によれば、第１ノズルと第２ノズルとが第１連結部により連結されているため、第１ノズルと第２ノズルとが分離してしまうことがない。さらに、水平方向において、保持部が有する貫通穴の第１所定幅よりも、突出部が有する挿入部の第２所定幅が短い。そのため、ボイラの運転中に、第１ノズルの水平方向の熱伸び量と、第２ノズルの水平方向の熱伸び量に差が生じたとしても、挿入部が保持部に接触して第１連結部が損傷することを防止することができる。

【0058】

また、本開示の第５態様に係るノズル機構の補修方法によれば、第１ノズルと第２ノズルとを連結する既存の連結機構が損傷した場合に、第１ノズルに突出部を接合し、第２ノズルに保持部を接合することにより、再び第１ノズルと第２ノズルとを連結する作業を簡素化することができる。

【0059】

本開示の第６態様に係るノズル機構の補修方法は、第５態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記係止部は、前記水平方向に前記第１所定幅よりも長い第３所定幅（Ｗ３）を有する。
本開示の第６態様に係るノズル機構の補修方法によれば、水平方向において係止部の第３所定幅が貫通穴の第１所定幅よりも長い。そのため、第１ノズルが第２ノズルから離れる方向に移動しようとすると、係止部の水平方向の両端部が保持部に接触する。これにより、第２ノズルから第１ノズルが更に離れる方向に移動することが防止され、第１ノズルが第２ノズルに連結された状態を維持することができる。

【0060】

本開示の第７態様に係るノズル機構の補修方法は、第５態様または第６態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記ノズル機構は、前記第１ノズルと前記第２ノズルとを連結する第２連結部を備え、前記第２連結部は、一端に雄ねじ部が形成され他端に頭部が形成されるとともに前記第１ノズルの前記第２ノズル側の端部および前記第２ノズルの前記第１ノズル側の端部に形成された一対の締結穴に前記第２ノズル側から挿入される締結ボルトと、前記一対の貫通穴に挿入された前記締結ボルトの前記雄ねじ部に締結される締結ナットと、を有し、前記第１ノズルと前記第２ノズルとの連結を解除する解除工程と、前記解除工程により連結が解除された前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの損傷個所を補修する補修工程と、を備え、前記第１接合工程は、前記補修工程により補修された前記第１ノズルに前記突出部を接合し、前記第２接合工程は、前記補修工程により補修された前記第２ノズルに前記保持部を接合する。

【0061】

本開示の第７態様に係るノズル機構の補修方法によれば、第１ノズルの第２ノズル側の端部および第２ノズルの第１ノズル側の端部に形成された一対の締結穴に締結ボルトを挿入し、締結ナットに締結することにより、第１ノズルと第２ノズルとを連結することができる。第１ノズルと第２ノズルとを連結する第２連結部が損傷していない場合には、第１ノズルと第２ノズルとが連結された状態を第２連結部により維持することができる。そして、第２連結部が損傷した箇所に対して第１連結部を補修により設置することで、第１ノズルと第２ノズルとが連結された状態を維持することができる。

【0062】

本開示の第８態様に係るノズル機構の補修方法は、第５態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記第１ノズルは、先端開口部が前記火炉に面して配置される。

【符号の説明】

【0063】

１０ 前部ノズル（第１ノズル）
１０ａ 先端開口部
１１，２１ ボス部
１１ａ，２１ａ 締結穴
２０ 後部ノズル（第２ノズル）
２１ｂ 溝部
３０ ボルト連結部
３１ 締結ボルト
３１ａ 頭部
３１ｂ 雄ねじ部
３２ 締結ナット
４０ 連結部
４１ 突出部
４１Ａ 挿入部
４１Ｂ 係止部
４１ａ 溶接部
４２ 保持部
４２Ａ 壁部
４２Ｂ 蓋部
４２ａ，４２ｂ 溶接部
４２ｃ 貫通穴
１００ ノズル機構
１００Ａ 一次ノズル
１００Ｂ 二次ノズル
ＨＤ 水平方向
ＶＤ 鉛直方向
Ｗ１ 第１所定幅
Ｗ２ 第２所定幅
Ｗ３ 第３所定幅
Ｘ 軸線

【要約】

【課題】第１ノズルと第２ノズルとを連結する既存の連結機構が損傷した場合に再び第１ノズルと第２ノズルとを連結する作業を簡素化する。
【解決手段】前部ノズル１０と、後部ノズル２０と、前部ノズル１０と後部ノズル２０とを連結する連結部４０と、を備え、連結部４０は、前部ノズル１０の後部ノズル２０側の端部に接合されるとともに前部ノズル１０から後部ノズル２０側へ突出する突出部４１と、後部ノズル２０の前部ノズル１０側の端部に接合されて突出部４１を保持する保持部４２と、を有し、保持部４２は、水平方向ＨＤに第１所定幅Ｗ１を有する貫通穴４２ｃを有し、突出部４１は、水平方向ＨＤに第１所定幅Ｗ１より短い第２所定幅Ｗ２を有するとともに貫通穴４２ｃに挿入される挿入部４１Ａと、挿入部４１Ａに連結されて貫通穴４２ｃの端部に係止される係止部４１Ｂと、を有するノズル機構を提供する。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】