(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に点対称に配置されたクリンカ灰除去手段と、
前記回転軸を回転させるための回転駆動手段と、
前記回転軸を支持する支持手段と、
前記クリンカ灰除去手段を、前記回転軸の径方向に起立して配置した開状態と、前記回転軸の軸方向に沿わせて配置した閉状態との間で遷移させる開閉手段と、
を備え、
前記開閉手段は、前記回転軸に内挿された回転操作軸と、該回転操作軸の回転を前記クリンカ灰除去手段の開閉動作に変換するリンク機構とを備える
ことを特徴とするクリンカ灰除去装置。
【請求項２】
前記開閉手段は、前記回転操作軸の、前記回転軸に対する回転を防止するストッパを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項３】
前記クリンカ灰除去手段は、２本のアームを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項４】
２本の前記アームの前記回転駆動手段側に面してブレード板がそれぞれ設けられており、該ブレード板の前記回転軸の周方向に測った長さである幅は、前記アームの前記周方向に測った長さである幅よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項５】
前記ブレード板のクリンカ灰と接触する端面は、斜面状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項６】
前記端面の法線が前記回転駆動手段に向かう方向とは逆方向の成分を有するように、前記端面を傾斜させることを特徴とする請求項５に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項７】
前記ブレード板に、前記回転駆動手段に向かう方向に突出する突起が設けられていることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項８】
前記回転駆動手段は、前記回転軸に設けられた手動回転ハンドルであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項９】
前記支持手段は、固定部と架台とを備え、
該固定部と架台とが相俟って、前記回転軸を位置決めするとともに、該回転軸を周方向に回転自在、且つ軸方向に前後移動自在に支持することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項１０】
前記固定部は、前記クリンカ灰除去装置とは別体の被固定部に固定され、前記支持手段自らを位置決めすることを特徴とする請求項９に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項１１】
前記架台は、前記回転軸の径方向に放射状に延在する３個の脚部と、該脚部の先端に設けられた車輪とを備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項１２】
前記支持手段は、前記脚部の長さが第１長の第１架台と、前記脚部の長さが第２長の第２架台と、
前記固定部と、前記第１及び第２架台とを連結する連結手段とを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項１３】
前記回転軸の周方向に関して、前記支持手段自らを位置決めするための、周方向位置決め手段が前記固定部に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のクリンカ灰除去装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか一項に記載のクリンカ灰除去装置を用いてクリンカ灰を除去するに当たり、
前記開状態のクリンカ灰除去手段の前記回転軸の径方向に測った最大寸法よりも小さい寸法の開口から、前記閉状態の前記クリンカ灰除去手段を、クリンカ灰被除去装置の内部に挿入する工程と、
前記回転軸を支持する工程と、
前記クリンカ灰除去手段を前記クリンカ灰被除去装置の内部で前記開状態とする工程と、
前記回転軸を回転させることで前記クリンカ灰除去手段を旋回させ、該旋回するクリンカ灰除去手段を前記開口の周囲の壁面に付着したクリンカ灰と接触させ、該クリンカ灰を除去する工程とを備えることを特徴とするクリンカ灰除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、石炭ボイラ等の内部に付着するクリンカ灰の除去装置及び除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所では、ボイラの火炉内のボイラ伝熱管や、石炭バーナ口の周辺部などへクリンカ灰が付着する。ここで、クリンカ灰とは、火炉内で燃焼した石炭灰の粒子が溶融固化したものである。近年、石炭火力発電所では、燃料コスト低減のために、不純物の多い劣質炭を燃料にすることがある。ＦｅやＭｇ等の低融点不純物が多い劣質炭を燃料にした場合、伝熱管等に付着するクリンカ灰は、数ｍ程のサイズにまで成長することもあり、定期点検などの火炉内での作業の妨げになっている。
【０００３】
このようなクリンカ灰を除去する技術として、水等の流体の高圧噴射によりクリンカ灰を粉砕する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４３１２２号公報
【特許文献２】特開２０００−１１１０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流体の高圧噴射では伝熱管等に腐食や破損を引き起こす虞がある。腐食や破損を防ぐために突き棒やタガネ等による手作業で除去を行うと、今度は、膨大な作業時間を要してしまう。このため、火炉内に付着するクリンカ灰をより効果的かつ安全に除去する技術が求められていた。特に、石炭バーナ口は火炉の床面から１０ｍ以上の高さに位置するために、石炭バーナ口の周りの火炉内壁に付着するクリンカ灰の除去には多大な労力を要していた。
【０００６】
本発明はこのような技術的背景の下でなされた。従って、この発明の目的は、特に石炭バーナ口の周りの火炉内壁に付着するクリンカ灰を効果的に除去するための装置及び除去方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、鋭意検討の結果、開閉自在なクリンカ灰除去手段を回転軸に取り付けたクリンカ灰除去装置により、上述の目的を達成できることに想到した。従って、この発明のクリンカ灰除去装置は、回転軸とクリンカ灰除去手段と回転駆動手段と支持手段と開閉手段とを備える。
【０００８】
クリンカ灰除去手段は回転軸に点対称に配置されている。回転駆動手段は回転軸を回転させる。支持手段は回転軸を支持する。開閉手段は、クリンカ灰除去手段を、回転軸の径方向に起立して配置した開状態と、回転軸の軸方向に沿わせて配置した閉状態との間で遷移させる。開閉手段は、回転軸に内挿された回転操作軸と、回転操作軸の回転をクリンカ灰除去手段の開閉動作に変換するリンク機構とを備えている。
【０００９】
この発明のクリンカ灰除去方法は、上述のクリンカ灰除去装置を用いてクリンカ灰を除去する方法であって、以下のように実施される。
【００１０】
まず、開状態のクリンカ灰除去手段の回転軸の径方向に測った最大寸法よりも小さい寸法の開口である石炭バーナ口から、閉状態のクリンカ灰除去手段を、クリンカ灰被除去装置である火炉の内部に挿入する。次に、回転軸を支持した後に、クリンカ灰除去手段をクリンカ灰被除去装置の内部で開状態とする。続いて、回転軸を回転させることでクリンカ灰除去手段を旋回させ、旋回するクリンカ灰除去手段を開口の周囲の壁面に付着したクリンカ灰と接触させ、クリンカ灰を除去する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のクリンカ灰除去装置及び除去方法は、上述のように構成されている。従って、石炭火力発電所の石炭バーナ口の周りの火炉内壁に付着するクリンカ灰を効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は、閉状態にあるクリンカ灰除去装置の模式的な構造を、石炭バーナ及び火炉とともに示す模式図であり、（Ｂ）は、開状態にあるクリンカ灰除去装置の模式的な構造を、石炭バーナ及び火炉とともに示す模式図である。
【図２】開状態のクリンカ灰除去装置を径方向から見た側面図である。
【図３】回転駆動手段の部分拡大斜視図である。
【図４】開閉手段のストッパの構成を、ハンドルと共に示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は、閉状態における開閉手段の態様を示す模式図であり、（Ｂ）は、開状態における開閉手段の態様を示す模式図である。
【図６】（Ａ）は、開状態におけるクリンカ灰除去手段を、軸方向から見た正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った端面図であり、（Ｃ）は、クリンカ灰除去手段によるクリンカ灰の除去の様子を示す模式図である。
【図７】（Ａ）は、支持手段の架台を軸方向から見た正面図であり、（Ｂ）は、架台を径方向から見た側面図である。
【図８】（Ａ）は、支持手段の固定部を軸方向から見た正面図であり、（Ｂ）は、固定部を径方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、各図において各構成要素の形状、大きさ及び配置関係をこの発明が理解できる程度に概略的に示してある。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、重複する説明を省略することもある。また、他の図面との対応関係が明らかな構成要素の符号を省略することもある。
【００１４】
（発明の概要）
まず、図１を参照して、この発明のクリンカ灰除去装置（以下、単に除去装置とも称する。）の構造の概略的な説明と、クリンカ灰の除去方法の説明を行う。
【００１５】
図１（Ａ）は、閉状態にある除去装置の模式的な構造を、石炭バーナ及び火炉とともに示す模式図である。図１（Ｂ）は、開状態にある除去装置の模式的な構造を、石炭バーナ及び火炉とともに示す模式図である。
【００１６】
まず、図１（Ａ）を参照して、本発明の除去装置の除去対象であるクリンカ灰について説明する。石炭火力発電所に設けられる石炭バーナの外筒（以下、単に、外筒とも称する。）１００は、火炉１１０に向かって直径が小さくなっていく略円錐台状の筒である。外筒１００は、火炉１１０の壁１１２を貫通して火炉１１０内部に通じる開口であるバーナ口１０２と、このバーナ口１０２とは反対側の開口である後部開口１０４とを備える。ここで、外筒１００と火炉１１０とからなる構造体が、クリンカ灰被除去装置に対応する。
【００１７】
バーナ口１０２の直径は、例えば約５０ｃｍであり、後部開口１０４の直径は、例えば約１ｍである。また、外筒１００の長手方向の全長は、例えば約５ｍである。このバーナ口１０２の周囲の壁面１１４には、塊状となったクリンカ灰１２０が付着する。このクリンカ灰１２０の大きさ及び形状はさまざまである。例えば、クリンカ灰１２０は、バーナ口１０２の周囲に、径方向に測った幅が約３０〜４０ｃｍ程度のドーナツ状で、壁面１１４に垂直に測った厚みが１０〜２０ｃｍで付着する。
【００１８】
一般にクリンカ灰１２０は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を主成分とする比重が２程度の軽石状又はガラス状の塊状物質である。クリンカ灰１２０の破壊に要する機械的強度は、軽量コンクリートブロックの破壊に要する強度よりも若干小さい程度である。
【００１９】
続いて、図１（Ａ）を参照して、除去装置１０について、概略的に説明する。除去装置１０は回転軸１４とクリンカ灰除去手段１２（以下、除去手段１２とも称する。）と回転駆動手段１８と支持手段１６と開閉手段２０とを備えている。なお、これらの構成要素の詳細については後述する。
【００２０】
ここで、図１（Ａ）を参照して、以下の説明で用いる方向を定義する。図１（Ａ）中の矢印Ｄ１で示した、回転軸１４の軸方向に沿って回転駆動手段１８から除去手段１２に向かう方向を軸方向Ｄ１又は長手方向と称する。また、軸方向Ｄ１に垂直な方向を径方向Ｄ２と称する。また、回転軸１４の回転方向を周方向Ｄ３と称する。
【００２１】
回転軸１４は、軸方向Ｄ１の一方の端部（以下、先端部とも称する。）にクリンカ灰除去手段１２を備えている。また、反対側の端部（以下、後端部とも称する。）に回転軸１４を周方向Ｄ３に回転させるための回転駆動手段１８を備えている。そして、先端部に設けられた除去手段１２は、火炉１１０の内部に挿入されている。外筒１００に内挿された回転軸１４は、この例では支持手段１６により、外筒１００の内壁に支持されている。支持手段１６は、外筒１００内に位置する２個の架台１７と、外筒１００の後部開口１０４に固定される固定部１９とを備える。これらの架台１７及び固定部１９は、回転軸１４を軸方向Ｄ１に前後移動自在、及び周方向Ｄ３に回転自在に支持している。
【００２２】
回転軸１４の先端部に設けられた除去手段１２は、この例では２本のアーム１２Ｌ及び１２Ｒを備えて構成されている。除去手段１２は、回転軸１４を対称軸として、点対称に配置されている。各アーム１２Ｌ及び１２Ｒの長さ、すなわち、回転軸１４との固定部からアームの自由端までの距離は、この例では約１ｍとする。よって、図１（Ｂ）の開状態では、アーム１２Ｌ及び１２Ｒの径方向Ｄ２に測った全長は、約２ｍとなる。
【００２３】
除去手段１２は、各アーム１２Ｌ及び１２Ｒが、回転軸１４の軸方向Ｄ１に沿って配置された閉状態（図１（Ａ））と、回転軸１４の径方向Ｄ２に起立して配置された開状態（図１（Ｂ））の２状態を取ることができる。除去手段１２を開状態と閉状態との間で遷移させるために開閉手段２０が設けられている。
【００２４】
開閉手段２０は、アーム１２Ｌ及び１２Ｒが取り付けられたリンク機構２０ａと、リンク機構２０ａに開閉動作のための駆動力を伝達する回転操作軸２０ｂとを備える。なお、開閉のメカニズムについては後述する。
【００２５】
図１（Ａ）に示す閉状態は、先端部に取り付けられた除去手段１２を火炉１１０内部に挿入する際の態様である。閉状態では、アーム１２Ｌ及び１２Ｒは、回転軸１４に沿って寝た配置、つまり、軸方向Ｄ１に平行に折り畳まれた配置を取る。このため、除去手段１２を含む除去装置１０の先端部付近のサイズは、径方向Ｄ２に関してバーナ口１０２のサイズよりも小さくなる。この結果、除去手段１２をスムーズに火炉１１０内に挿入することができる。
【００２６】
図１（Ｂ）に示す開状態は、火炉１１０の壁面１１４に付着したクリンカ灰１２０を除去する際の態様である。開状態ではアーム１２Ｌ及び１２Ｒが回転軸１４に対して言わば垂直に起立している。これにより、両アーム１２Ｌ及び１２Ｒが旋回する際の直径（約２ｍ）は、バーナ口１０２の直径（約５０ｃｍ）よりも大きくなる。なお、開状態と閉状態との間の遷移は、開閉手段２０を稼動させることで行われる。
【００２７】
その結果、回転軸１４を周方向Ｄ３に回転させれば、アーム１２Ｌ及び１２Ｒは、バーナ口１０２の周囲の壁面１１４に付着したクリンカ灰１２０に衝突して破砕する。なお、クリンカ灰１２０を効果的に破砕するためには、壁面１１４とアーム１２Ｌ及び１２Ｒとの軸方向Ｄ１の距離をクリンカ灰１２０の厚み以下に保って、アーム１２Ｌ及び１２Ｒを回転させることが好ましい。また、図１（Ｂ）には、アーム１２Ｌ及び１２Ｒにより破砕されて落下するクリンカ灰１２０’の様子を模式的に示している。
【００２８】
（除去装置の実施形態）
続いて、図２〜図８を参照して、実施形態の除去装置１０の構造をより詳細に説明する。図２は、開状態の除去装置１０を径方向Ｄ２から見た側面図である。なお、図２には、参考のために外筒１００及び火炉１１０を点線で示してある。図３は、回転駆動手段の部分拡大斜視図である。図４は、開閉手段のストッパの構成を、ハンドルと共に示す斜視図である。図５（Ａ）は、閉状態におけるリンク機構の態様を示す模式図であり、図５（Ｂ）は、開状態におけるリンク機構の態様を示す模式図である。図６（Ａ）は、開状態における除去手段を、軸方向Ｄ１から見た正面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った端面図であり、図６（Ｃ）は、除去手段によるクリンカ灰の除去の様子を示す模式図である。図７（Ａ）は、支持手段の架台を軸方向Ｄ１から見た正面図であり、図７（Ｂ）は、架台を径方向Ｄ２から見た側面図である。図８（Ａ）は、支持手段の固定部を軸方向Ｄ１から見た正面図であり、図８（Ｂ）は、固定部を径方向Ｄ２から見た側面図である。
【００２９】
（回転軸）
回転軸１４の後端部には、回転駆動手段１８として手動回転ハンドル（以下、ハンドル１８とも称する。）が接続されている。ハンドル１８を手動で操作して回転軸１４を周方向Ｄ３に回転させると、回転軸１４は、ハンドル１８から与えられた回転駆動力を先端部の除去手段１２に伝達する。回転軸１４は、除去手段１２に伝達される回転駆動力のロスを少なくするために、撓みや捩れの少ない剛体で構成されている。この例では、回転軸１４には、呼び径５０Ａの配管用の鉄製パイプを用いている。
【００３０】
また、全長が約５ｍの回転軸１４は、現場で組み立て易いように、軸方向Ｄ１に関して、長さが略等しい３個の回転軸部分１４ａ，１４ｂ及び１４ｃに分割可能に構成されている。回転軸部分１４ａと１４ｂの互いに向かい合う端部には、それぞれフランジが設けられており、両フランジをボルト等で結合することにより、回転軸部分１４ａと１４ｂとが結合されている。回転軸部分１４ｂ及び１４ｃも同様にフランジを利用して結合される。
【００３１】
（回転駆動手段）
図３に示すように、回転駆動手段は、回転軸１４の後端部に設けられた手動回転ハンドル１８として構成されている。このハンドル１８は、回転軸１４を中心とする円形パイプであるホイール１８ａと、このホイール１８ａと回転軸１４とを接続する十字型のスポーク１８ｂと、ホイール１８ａに取り付けられたグリップ１８ｃとを備えている。グリップ１８ｃは、ホイール１８ａから軸方向Ｄ１の後方に延在するように設けられており、ハンドル１８を回転させる際に用いられる。
【００３２】
ハンドル１８の直径は、手動で回転させた際に、回転軸１４を介して、アーム１２Ｌ及び１２Ｒに対してクリンカ灰１２０を破砕するために十分な回転駆動力を与えることができる大きさに設定されている。この例では、ホイール１８ａの直径は約１ｍである。
【００３３】
回転駆動手段は、クリンカ灰１２０や１２０’’（図６（Ｃ））と接触した際の回転抵抗を知覚できるように、この例のように手動であることが好ましい。ただ、クリンカ灰１２０との衝突で過大な回転抵抗力が生じた場合に、回転軸１４を停止するようなリミッタ等を備えれば、回転駆動手段としてモータ等を用いても良い。
【００３４】
なお、図３では、ハンドル１８の中心部分に、回転操作軸２０ｂを固定するためのストッパ２０ｃも示されている。
【００３５】
（開閉手段）
上述のように、開閉手段２０はリンク機構２０ａと回転操作軸２０ｂとを備える。
【００３６】
図２及び図４に示すように、回転操作軸２０ｂは、回転軸１４に内挿された断面が円形のパイプである。回転操作軸２０ｂの後端部側には、ハンドル１８の中心部から突出した被回転部２０ｂ１が設けられている。被回転部２０ｂ１は、突出した回転操作軸２０ｂの先端部分が断面正方形の四角柱状に加工されており、レンチ等を用いて、回転操作軸２０ｂを周方向Ｄ３に回転させることができる。この回転操作軸２０ｂの回転は、後述するリンク機構２０ａで、径方向Ｄ２に関するアーム１２Ｌ及び１２Ｒの開閉運動へと変換される。一方、回転操作軸２０ｂの先端部側はリンク機構２０ａのネジ部３２（図５参照）に連結されている。
【００３７】
図４に示すように、ストッパ２０ｃは、破砕過程でクリンカ灰１２０から受ける回転抵抗力により回転操作軸２０ｂが不所望に回転して緩むことを防止する。ストッパ２０ｃを用いることで、クリンカ灰１２０の破砕過程で、アーム１２Ｌ及び１２ＲがＴ字型からＹ字型へと不所望に開いてしまうことを防止する。ストッパ２０ｃは、略矩形板状の金属ブロック体であり、ハンドル１８のスポーク１８ｂに、Ｕ字金具及びボルトナットで固定されたハンドル固定部４２と、回転操作軸２０ｂが貫通し、且つ回転操作軸２０ｂを締め付けて固定する締付部４４とを備える。
【００３８】
詳細には、締付部４４は、第１片４４ａと第２片４４ｂと第１及び第２片４４ａ及び４４ｂを貫通するボルト４４ｃとを備えている。第１片４４ａは、ハンドル固定部４２から一体的に延在し、回転操作軸２０ｂよりも僅かに大きな直径の半円状の開口を有する金属ブロックである。第２片４４ｂは、第１片４４ａと対称な形状であり、第１片４４ａと対向してハンドル固定部４２から一体的に延在する金属ブロックである。そして、第１及び第２片４４ａ及び４４ｂの半円形の開口部が対向して配置されることで形成された略円形の孔４６を回転操作軸２０ｂが貫通する。この孔４６には、ボルト４４ｃの延在方向に直角な方向に沿って、孔４６に連続して締付部４４を軸方向Ｄ１に貫通するスリットが設けられている。
【００３９】
ボルト４４ｃを締め付けない状態では、回転操作軸２０ｂは孔４６内で自在に回転することができる。しかし、ボルト４４ｃを締め付けると、上述のスリットの幅、つまり第１及び第２片４４ａ及び４４ｂの間隔が狭まり、孔４６の径が小さくなることで、回転操作軸２０ｂは周方向Ｄ３に固定される。つまり、ボルト４４ｃを締め付けることで、回転軸１４に対する回転操作軸２０ｂの回転が防止される。
【００４０】
図５を参照して、リンク機構２０ａについて説明する。図５（Ａ）は、閉状態におけるリンク機構の態様を示す模式図であり、図５（Ｂ）は、開状態におけるリンク機構の態様を示す模式図である。
【００４１】
図５（Ａ）に示すように、リンク機構２０ａは、筐体４０と、回転操作軸２０ｂに接続されたネジ部３２と、周方向Ｄ３に回転自在なネジ部３２に螺合する往復ブロック２８と、往復ブロック２８の直線運動を開閉運動へと変換して、アーム１２Ｌ及び１２Ｒを開閉するスライダ部３０Ｒ及び３０Ｌとを備える。
【００４２】
筐体４０は、以下の（１）〜（３）の特徴を備える、金属等の剛体板で構成された略直方体状のフレーム体である。
（１）ネジ部３２を軸方向Ｄ１に固定すると共に、周方向Ｄ３に回転自在に支持する。
（２）ネジ部３２の回転で移動する往復ブロック２８を軸方向Ｄ１に案内する。
（３）スライダ部３０Ｒ及び３０Ｌの開閉運動の支点である支点３４Ｒ及び３４Ｌを備える。
【００４３】
ネジ部３２は、筐体４０に、周方向Ｄ３に回転自在に支持されたボルトである。ネジ部３２の軸方向Ｄ１の先端部は、筐体４０に軸受を介して周方向Ｄ３に回転自在に固定されている。これにより、ネジ部３２は、軸方向Ｄ１に移動することなく、言わばその場で、周方向Ｄ３に回転する。また、ネジ部３２の軸方向Ｄ１の後端部は、回転駆動軸２０ｂと接続されている。
【００４４】
往復ブロック２８は、直方体状の金属ブロックであり、軸方向Ｄ１に貫通し、ネジ部３２のネジ山に螺合するネジ溝が形成されている。往復ブロック２８は、筐体４０内に遊びがある状態で嵌め込まれ、往復ブロック２８自体の周方向Ｄ３の回転が規制されている。その結果、ネジ部３２が回転すると、その回転に連れて、往復ブロック２８は、軸方向Ｄ１に沿って前後に移動する。
【００４５】
また、往復ブロック２８には、ネジ部３２を挟んで径方向Ｄ２に対称な位置にピン２８Ｒ及び２８Ｌが設けられている。これらのピン２８Ｒ及び２８Ｌは、それぞれ、スライダ部３０Ｒのスライダ３６Ｒ、及びスライダ部３０Ｌのスライダ３６Ｌに遊嵌されている。
【００４６】
スライダ部３０Ｒ及び３０Ｌは、ネジ部３２を挟んで径方向Ｄ２に対称的に筐体４０に設けられた、平面視で略「く」字型の剛体製の部材である。２個のスライダ部３０Ｒ及び３０Ｌは、構造が等しいので、ここでは３０Ｒを例に挙げ説明する。
【００４７】
スライダ部３０Ｒは略中心に設けられた支点３４Ｒを境にして、第１及び第２レバー３０Ｒａ及び３０Ｒｂを備える。
【００４８】
第１レバー３０Ｒａには、アーム１２Ｒが接続される。第２レバー３０Ｒｂには、往復ブロック２８のピン２８Ｒに遊嵌する長穴であるスライダ３６Ｒが形成されている。また、支点３４Ｒは、第１及び第２レバー３０Ｒａ及び３０Ｒｂからなるスライダ部３０Ｒ全体を径方向Ｄ２に開閉させる際の回転中心として機能する。
【００４９】
図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、スライダ部３０Ｒの開閉動作について説明する。図５（Ａ）の閉状態から、ネジ部３２を回転させて、往復ブロック２８を軸方向Ｄ１に前進させると、ピン２８Ｒはスライダ３６Ｒに沿って移動しながら、第２レバー３０Ｒｂを軸方向Ｄ１に前進させる。この第２レバー３０Ｒｂの軸方向Ｄ１への前進は、支点３４Ｒにより第１レバー３０Ｒａの径方向Ｄ２への開動作に変換される。引き続き往復ブロック２８を前進させることにより、図５（Ｂ）に示すように、第１レバー３０Ｒａに接続されたアーム１２Ｒが開状態となる。なお、アーム１２Ｒを開状態から閉状態へと遷移させるためには、上述とは逆の操作を行えば良い。
【００５０】
（除去手段）
図６を参照して、除去手段１２について詳細に説明する。アーム１２Ｌ及び１２Ｒは、この例では、図６（Ｂ）に示すように、断面形状が矩形状の角パイプとして構成されている。この例では、角パイプの寸法は、Ｌ１及びＬ２とも約８０ｍｍとする。
【００５１】
両アーム１２Ｌ及び１２Ｒは、回転軸１４を対称軸として点対称に、すなわち回転軸１４の中心点に対し点対称に設けられている。このように点対称に配置すれば、アーム１２Ｌ及び１２Ｒの重心と回転軸１４の中心とが一致するので、アーム１２Ｌ及び１２Ｒを円滑に回転させることができる。
【００５２】
アームの本数は２本であることが最も好ましい。２本よりも多いと、除去装置１０が重くなるため現場での操作性が低下することに加え、クリンカ灰１２０を除去する際の回転抵抗が大きくなるためより大きな回転駆動力が必要となる。
【００５３】
開状態において、アーム１２Ｌ及び１２Ｒの、ハンドル１８に面した側面１２Ｌ１には、平面形状が矩形状の平行平板であるブレード板２２Ｌ及び２２Ｒがそれぞれ設けられている。以降、ブレード板２２Ｌ及び２２Ｒを区別する必要が無い場合には、ブレード板２２と総称する。また、特に断らない限り、ブレード板２２の方向及び寸法は、開状態を基準にして説明する。
【００５４】
両ブレード板２２Ｌ及び２２Ｒは、回転軸１４を中心として点対称に配置されている。ブレード板２２は、周方向Ｄ３に沿って測った長さである幅Ｌ３が、アーム１２Ｌ及び１２Ｒの周方向Ｄ３に沿って測った長さであるＬ２よりも大きく形成されている。すなわち、ブレード板２２は、言わば、アーム１２Ｌ及び１２Ｒよりも幅広に形成されている。その結果、開状態で回転軸１４を回転させると、アーム１２Ｌ及び１２Ｒに先立ちまずブレード板２２がクリンカ灰１２０に接触する。
【００５５】
ブレード板２２Ｌのクリンカ灰１２０に接触する端面２２ＬＳは、斜面状に斜めに形成されて、言わば楔形をなす。端面２２ＬＳを含むこの楔形をなすブレード板２２Ｌの部分領域をエッジ部２２Ｅと称する。
【００５６】
端面２２ＬＳは、法線ＮＶが先端部に向かう軸方向Ｄ１の成分を有するように傾斜している。つまり、端面２２ＬＳは、軸方向Ｄ１に関して、ハンドル１８に向かう方向とは逆方向の成分を有している。図６（Ｃ）に示すように、このように傾斜した端面２２ＬＳは、塊状のクリンカ灰１２０と接触した際に、クリンカ灰１２０に壁面１１４から剥離する向きの力を加える。その結果、このエッジ部２２Ｅを有するブレード板２２は、より効果的にクリンカ灰１２０を除去することができる。
【００５７】
なお、この例では、ブレード板２２の径方向Ｄ２の長さＬ４は、約２４０ｍｍである。同様に、周方向Ｄ３の幅Ｌ３は、約１２０ｍｍである。また、軸方向Ｄ１の長さである厚みＬ５は、約９ｍｍである。また、アーム１２Ｌ及び１２Ｒの基端部からブレード板２２の取付け位置までの長さＬ６は、約７０ｃｍである。更に、側面１２Ｌ１に対する端面２２ＬＳの傾斜角は４５°である。
【００５８】
また、ブレード板２２のクリンカ灰１２０と接触するエッジ部２２Ｅの硬度は、ロックウェル硬さで４０ＨＲｃ以上とする。エッジ部２２Ｅの硬度をこの範囲の値とすることにより、クリンカ灰１２０を効果的に破砕できる。この例では、機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ製のブレード板２２のエッジ部２２Ｅに高周波焼入れを行い、上述の硬度を確保している。
【００５９】
また、ブレード板２２には、軸方向Ｄ１に関して、ハンドル１８に向かう方向に突出する複数の突起２４が設けられている。この突起２４は、壁面１１４に付着したクリンカ灰１２０を除去するに当たり、上述のブレード板２２の補助的な役割を果たす。つまり、図６（Ｃ）に示すように、突起２４は、ブレード板２２との接触で除去し切れなかったクリンカ灰１２０’’を、掻き落とす機能を有する。
【００６０】
突起２４は、この例では、ブレード板２２をアーム１２Ｌ及び１２Ｒに固定するボルトナットを兼ねている。すなわち、アーム１２Ｌ及び１２Ｒ及びブレード板２２の両者を軸方向Ｄ１に沿ってアーム１２Ｌ及び１２Ｒ側から貫通するボルト２４ａを、ブレード板２２側からナット２４ｂで締め付けて、ブレード板２２を固定する。そして、ブレード板２２の、ハンドル１８に面した表面２２ａから突出するナット２４ｂ及びボルト２４ａを突起２４としている。
【００６１】
突起２４に用いるボルト２４ａは、この例では、呼び径をＭ１２とする。また、突起２４の表面２２ａからの突出量、つまり、ボルト２４ａ及びナット２４ｂを合わせた構造体の表面２２ａからの突出量は、約５０ｍｍとする。呼び径がＭ１２以上の太さのボルト２４ａを使用し、突出量を、約５０ｍｍとすることによりクリンカ灰１２０’’との接触によるボルト２４ａ変形を実用上十分に抑制することができる。
【００６２】
図６（Ａ）に示すように、突起２４は、径方向Ｄ２に関して、ジグザグに７個配置されている。すなわち、突起２４は、アーム１２Ｌ及び１２Ｒの径方向Ｄ２に延びる中心線の周りに千鳥状に配置されている。仮に、突起２４を径方向Ｄ２に沿って一直線に配置すると、ブレード板２２の回転に伴い、全ての突起２４が同時にクリンカ灰１２０’’に接触しやすくなる。この場合、クリンカ灰１２０’’を掻き落とすために、非常に大きなトルク（回転駆動力）が必要となる。一方、突起２４を径方向Ｄ２に対して斜めに一直線に配置すると、突起２４が１個ずつクリンカ灰１２０’’に接触する。この場合、クリンカ灰１２０’’を除去する際に、１個の突起に掛かる力が大きくなり突起の破損につながる。それに対し、この例のように、突起２４を千鳥状に配置すると、クリンカ灰１２０’’と同時に接触する突起の個数を２個又は３個とすることができる。その結果、ブレード板２２の回転に伴い、クリンカ灰１２０’’を掻き落としながら回転軸１４を回転させるためのトルク（回転駆動力）変動幅を小さく抑えることができる。また、この配置により、個々の突起２４が受ける力を、突起の破損を抑えながらクリンカ灰１２０’’を実用上充分に掻き落すことができる程度に保つことができる。
【００６３】
（支持手段）
図２に示すように、支持手段１６を構成する架台１７は、互いに構造が類似した第１及び第２架台１７１及び１７２を備えている。これらの第１及び第２架台１７１及び１７２は、固定部１９と相俟って、回転軸１４を周方向Ｄ３に回転自在、且つ軸方向Ｄ１に移動自在に支持するとともに、外筒１００内で位置決めする。以降、回転軸１４が「周方向Ｄ３に自在に回転し、且つ軸方向Ｄ１に自在に移動すること」を、「直動回転自在」とも称する。
【００６４】
固定部１９と第２及び第１架台１７２及び１７１とは軸方向Ｄ１に沿って、この順序で、外筒１００に配置されている。詳しくは後述するが、固定部１９は外筒１００の後部開口１０４のフランジ１００ｆ（図８参照）を利用して固定されている。そして、第１及び第２架台１７１及び１７２は、それぞれの脚部に設けられた車輪２６（図７参照）により、外筒１００の内壁面に沿って軸方向Ｄ１に移動可能に構成されている。そして、それぞれの脚部の長さに応じた軸方向Ｄ１の位置で外筒１００の内壁面に固定される。
【００６５】
回転軸１４を直動回転自在に支持するために、第１及び第２架台１７１及び１７２と、固定部１９には、同じ構成の軸受１１６が設けられている。この軸受１１６には、周方向Ｄ３に回転可能で、軸方向Ｄ１に直動可能な直動軸受、いわゆるスライド・ロータリー・ブッシュが用いられている。
【００６６】
また、第１及び第２架台１７１及び１７２と、固定部１９は、連結手段である連結パイプ２１で互いに連結されている。これにより、第１及び第２架台１７１及び１７２と固定部１９とは、互いに結合され、軸方向Ｄ１及び周方向Ｄ３に連動するように構成されている。
【００６７】
続いて、図７を参照して、第１及び第２架台１７１及び１７２の構成をより詳細に説明する。第１及び第２架台１７１及び１７２は、後述する脚部の長さ以外は、同様に構成されているので、第２架台１７２を例に挙げて説明する。
【００６８】
第２架台１７２は、軸受１１６と、軸受１１６から回転軸１４の径方向Ｄ２に放射状に延在する３個の脚部１７２ａ，１７２ｂ及び１７２ｃと、これらの３個の脚部の先端にそれぞれ取り付けられた車輪２６とを備える。これらの脚部１７２ａ，１７２ｂ及び１７２ｃの軸受１１６の中心から測った長さは、それぞれ等しく第２長である。
【００６９】
軸受１１６から、斜め下向きに延在する２本の脚部１７２ａ及び１７２ｂは、回転軸１４の中心を通る鉛直線に対して対称な位置に設けられている。これらの脚部１７２ａ及び１７２ｂが周方向Ｄ３になす角度は９０°とする。
【００７０】
もう一本の脚部１７２ｃは、回転軸１４を通る上述の鉛直線に沿って、上向きに延在している。この脚部１７２ｃが、他の２本の脚部１７２ａ及び１７２ｂとなす周方向Ｄ３に関する角度はそれぞれ１３５°である。
【００７１】
脚部の角度をこの構成とすることで、回転軸１４の重さを脚部１７２ａ及び１７２ｂで効果的に支えることができる。
【００７２】
これらの脚部１７２ａ，１７２ｂ及び１７２ｃの先端部には、タイヤの回転方向が軸方向Ｄ１に揃えられた車輪２６がそれぞれ設けられている。これらの車輪２６は脚部の先端部にボルト等で着脱可能に固定されている。
【００７３】
また、外筒１００の断面形状が真円からズレていた場合などに、回転軸１４を、ガタつき無く外筒１００内で固定するために、脚部１７２ａ，１７２ｂ及び１７２ｃの径方向Ｄ２の長さを調整可能な脚長調整機構が設けられていても良い。このような脚長調整機構として、例えば、薄板状のスペーサを用いてもよい。このスペーサを脚部と車輪２６との間（図中矢印Ａ参照）に必要な枚数を介在させることで、脚部の長さを微調整しても良い。
【００７４】
第１架台１７１は、脚部１７１ａ，１７１ｂ及び１７１ｃの長さが、第２架台１７２よりも短い第１長であり、外筒１００内でよりバーナ口１０２に近い位置に設けられる以外は第２架台１７２と同様に構成されている。
【００７５】
続いて、図８を参照して、固定部１９について説明する。図８（Ａ）に示すように、固定部１９は、後部開口１０４の縁部に設けられたフランジ１００ｆを利用して外筒１００に固定されている。すなわち、固定部１９は、除去装置１０とは別体の被固定部である外筒１００に固定され、支持手段１６自らをクリンカ灰１２０の除去に最適に位置決めする。
【００７６】
より詳細には、固定部１９は、金属等の剛体板を梯子状に組み立てた枠体であり、外筒１００の中心に対応する位置に上述の軸受１１６が固定されている。また、この枠体には、フランジ１００ｆと固定部１９との結合に用いるボルト穴１９ａが４箇所に設けられている。このボルト穴１９ａは、周方向Ｄ３に関して、ある程度の長さを有する弧状の長穴に形成されている。
【００７７】
その結果、固定部１９を外筒１００に固定する際に、数度の範囲で、固定部１９の周方向Ｄ３の取付け角度を調整することができる。すなわち、このボルト穴１９ａは周方向位置決め手段として機能する。上述のように、固定部１９と第１及び第２架台１７１及び１７２とは、連結パイプ２１で接続されているので、固定部１９の周方向位置を調整することにより、支持手段１６全体、すなわち除去装置１０の周方向Ｄ３に関する位置を調整することができる。
【００７８】
外筒１００の内壁面には、周方向Ｄ３に等間隔で軸方向Ｄ１に延びる線状の隆起が設けられている場合がある。この隆起と第１及び第２架台１７１及び１７２の車輪２６が干渉すると、除去装置１０の外筒１００内部へのスムーズな挿入が妨げられる。しかし、除去装置１０は、上述のように周方向Ｄ３の取り付け角度が調整できるので、この隆起を避けて第１及び第２架台１７１及び１７２を配置することができる。
【００７９】
以上説明したように、この実施形態の除去装置１０を用い、開状態でアーム１２Ｌ及び１２Ｒを回転させることにより、石炭火力発電所の石炭バーナ口の周りの火炉内壁に付着するクリンカ灰を効果的に除去することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０  クリンカ灰除去装置
１２  クリンカ灰除去手段
１２Ｌ，１２Ｒ  アーム
１２Ｌ１  側面
１４  回転軸
１６  支持手段
１７  架台
１７１  第１架台
１７２  第２架台
１８  回転駆動手段（（手動回転）ハンドル）
１８ａ  ホイール
１８ｂ  スポーク
１８ｃ  グリップ
１９  固定部
２０  開閉手段
２０ａ  リンク機構
２０ｂ  回転操作軸
２０ｂ１  被回転部
２０ｃ  ストッパ
２１  連結パイプ
２２，２２Ｌ，２２Ｒ  ブレード板
２２ａ  表面
２２ＬＳ  端面
２２Ｅ  エッジ部
２４  突起
２４ａ，４４ｃ  ボルト
２４ｂ  ナット
２８  往復ブロック
２８Ｒ，２８Ｌ  ピン
３０Ｒ，３０Ｌ  スライダ部
３０Ｒａ，３０Ｌａ  第１レバー
３０Ｒｂ，３０Ｌｂ  第２レバー
３２  ネジ部
３４Ｒ，３４Ｌ  支点
３６Ｒ，３６Ｌ  スライダ
４０  筐体
４２  ハンドル固定部
４４  締付部
４４ａ  第１片
４４ｂ  第２片
４６  孔
１００  外筒
１００ｆ  フランジ
１０２  バーナ口
１０４  後部開口
１１０  火炉
１１２  壁
１１４  壁面
１１６  軸受
１２０，１２０’，１２０’’  クリンカ灰
【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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