(57)【要約】【課題】シリンダ本体と作動ロッドとの隙間にスラグ粉等の異物が侵入するのを抑え、シリンダ部材の各部の損傷を抑えて長寿命化を図ることを目的とする。【解決手段】油圧シリンダ１２３は、シリンダ本体１３１と、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａからシリンダ本体１３１の中心軸Ｃ方向に沿って出入可能に設けられた作動ロッド１３２と、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの間に設けられた少なくとも１つ以上のシール部材１３３と、シール部材１３３に対し、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａ側に、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにシール用流体Ｗ２を供給し、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓからシール用流体Ｗ２を流出させる流体シール機構１３５と、を備える。【選択図】図４
2018132141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の開口部から前記シリンダ本体の中心軸方向に沿って出入可能に設けられた作動ロッドと、
前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に設けられた少なくとも１つ以上のシール部材と、
前記シール部材に対し、前記シリンダ本体の前記開口部側に配置され、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給し、前記シリンダ本体の前記開口部と前記作動ロッドの外周面との隙間から前記シール用流体を流出させる流体シール機構と、
を備えることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記流体シール機構は、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に形成され、前記作動ロッドの外周面に沿って周方向に連続する環状のキャビティと、
前記キャビティに、前記シリンダ本体の外部から前記シール用流体を供給する流体供給路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記シール用流体が通過する前記キャビティ内の前記シリンダ本体の中心軸に沿った方向の断面積は、前記シリンダ本体の前記開口部における前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間により形成される断面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記キャビティ内に、前記キャビティ内を径方向に仕切る環状の仕切部材が設けられ、
前記仕切部材に、前記キャビティ内の径方向外周側と内周側とを連通する連通孔が、周方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記流体シール機構における前記シール用流体の供給量を調整する流体供給量調整部を備え、
流体供給量調整部は、前記作動ロッドが前記シリンダ本体から突出する方向に移動する場合に、前記作動ロッドが前記シリンダ本体内に挿入される方向に移動する場合よりも、前記シール用流体の供給量を減少させることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のシリンダ装置。
【請求項６】
炭素含有固体燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタで生成されて落下し、前記コンバスタの鉛直下方側に設置したスラグホッパの貯留された冷却水に落下して急冷されて固化したスラグを粉砕するスラグクラッシャであって、
前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有し、前記開口部の開口径より小さな前記スラグを通過させるスクリーンと、
前記スクリーンの上面に沿って移動し、前記スクリーンの上面に位置する前記スラグを破砕する破砕部材と、
前記破砕部材を、前記スクリーンの上面に沿って移動させる、請求項１から５のいずれか一項に記載のシリンダ装置と、
を備えることを特徴とするスラグクラッシャ。
【請求項７】
前記シール用流体は、前記冷却水を濾過して供給することを特徴とする請求項６に記載のスラグクラッシャ。
【請求項８】
請求項６または７に記載のスラグクラッシャを備えることを特徴とするガス化複合発電装置。
【請求項９】
筒状のシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の開口部から前記シリンダ本体の中心軸方向に沿って出入可能に設けられた作動ロッドと、
前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に設けられた少なくとも１つ以上のシール部材と、
前記シール部材に対し、前記シリンダ本体の前記開口部側に配置され、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給し、前記シリンダ本体の前記開口部と前記作動ロッドの外周面との隙間から前記シール用流体を流出させる流体シール機構と、を備え、
前記流体シール機構は、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に形成され、前記作動ロッドの外周面に沿って周方向に連続する環状のキャビティと、
前記キャビティに、前記シリンダ本体の外部から前記シール用流体を供給する流体供給路とを有するシリンダ装置におけるシール方法であって、
前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に設けられたシール部材に対し、前記シリンダ本体の前記開口部側に、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給し、前記シリンダ本体の前記開口部と前記作動ロッドの外周面との隙間から前記シール用流体を流出させることを特徴とするシリンダ装置におけるシール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置、スラグクラッシャ、ガス化複合発電装置、シリンダ装置におけるシール方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガス化設備として、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭素含有燃料ガス化装置（石炭ガス化装置）が知られている。
【０００３】
石炭ガス化複合発電設備（以下「ＩＧＣＣ」という。）は、一般的に、給炭設備、石炭ガス化炉、チャー回収装置（サイクロン、ポーラスフィルタ等）、ガス精製設備、ガスタービン、蒸気タービン、発電機、排熱回収ボイラ、ガス化剤供給装置等を具備して構成されている。
【０００４】
このような石炭ガス化複合発電設備では、石炭ガス化炉に対し、給炭設備から石炭（微粉炭）が供給されると共に、ガス化剤供給装置からガス化剤（空気、酸素富化空気、酸素、水蒸気など）が供給される。
石炭ガス化炉内では、石炭がガス化剤により部分酸化されてガス化され、可燃性ガス（石炭ガス）が生成される。
【０００５】
例えば特許文献１に開示されているように、石炭ガス化炉の鉛直方向下部には、コンバスタで微粉炭が高温燃焼されることによって、可燃性ガスである石炭ガスが生成されると共に、微粉炭中の灰分が溶融して落下したスラグ（溶融スラグ）を集めるスラグホッパが備えられている。
【０００６】
スラグホッパにはスラグ水（冷却水）が貯留されており、スラグはこのスラグ水中に落下して急冷されることにより固化し、破砕される。すなわち、スラグホッパの鉛直下方側には、スクリーン及びスプレッダを備えて、コンバスタから落下したスラグを破砕するスラグクラッシャが設けられる。コンバスタから落下するスラグは、スラグホッパに貯められた水で急速に冷却されて固化し、スラグクラッシャが備えるスクリーンの上面に落下する。
このスクリーンは、複数の開口部を備えており、開口部の径よりも小さなスラグは開口部を通過して鉛直下方側に落下し、開口部の径よりも大きなスラグは、スクリーンの上面に残存する。
スプレッダは、例えば油圧シリンダによってスクリーンの上面に沿って、進退駆動される。スプレッダは、スクリーンの上面に堆積したスラグに力を加えることで破砕し、スクリーンの開口部の径よりも小さく破砕されたスラグは、スクリーンの開口部を通って落下する。スクリーンの開口部から落下したスラグは、ガス化炉からロックホッパを介して系外へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４７７２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記したようなスラグクラッシャにおいて、スプレッダを進退駆動させる油圧シリンダは、スラグを冷却する冷却水中に没している。
この冷却水中には、スラグを破砕した時に生じる微細なスラグ粉等が混在している。冷却水中のスラグ粉が、油圧シリンダを構成する筒状のシリンダ本体と、シリンダ本体内に収容されて、油圧によってシリンダ本体から出入する作動ロッドとの隙間に入り込むと、シリンダ本体の内周面や作動ロッドの外周面が摩耗損傷することがある。このため、シリンダ本体と作動ロッドとの隙間に、スラグ粉の侵入を防ぐため、摺動部材を用いたシール部材を複数重に設けている。
しかしながら、シール部材を設けても、特に、シリンダ本体から突出していた作動ロッドをシリンダ本体内に引き込むときに、スラグ粉がシリンダ本体の引き込みに巻き込まれてシール部材を通過してしまうことがある。したがって、シール部材を設けることで、シリンダ本体の内周面や作動ロッドの外周面の摩耗損傷を確実に防止することは困難となっている。また、スラグ粉がシール部材を通過するときに、シール部材を傷つけてシール性を損ない、スラグ粉がシリンダ本体内へと侵入するおそれもある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、シリンダ本体と作動ロッドとの隙間にスラグ粉等の異物が侵入するのを抑え、シリンダ部材の各部の損傷を抑えて長寿命化を図ることのできるシリンダ装置、スラグクラッシャ、ガス化複合発電装置、シリンダ装置におけるシール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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のシリンダ装置、スラグクラッシャ、ガス化複合発電装置、シリンダ装置におけるシール方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るシリンダ装置は、筒状のシリンダ本体と、前記シリンダ本体の開口部から前記シリンダ本体の内部に挿入され、前記シリンダ本体内に供給される作動流体の圧力によって前記シリンダ本体の前記開口部から前記シリンダ本体の中心軸方向に沿って出入可能に設けられた作動ロッドと、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に設けられた少なくとも１つ以上のシール部材と、前記シール部材に対し、前記シリンダ本体の前記開口部側に配置され、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給し、前記シリンダ本体の前記開口部と前記作動ロッドの外周面との隙間から前記シール用流体を流出させる流体シール機構と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るシリンダ装置によれば、シール部材に対して、シリンダ本体の開口部側で、シリンダ本体の内周面と作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給することによって、シリンダ本体の開口部と作動ロッドの外周面との隙間からシール用流体を流出させるようにしたので、外部からシリンダ本体の開口部と作動ロッドの外周面との隙間に異物等が侵入しにくくなる。
これによって、シール部材を通過して異物が侵入するのを抑え、シリンダ本体の内周面、作動ロッドの外周面、シール部材等が異物によって摩耗したり損傷するのを抑えることが可能となる。
【００１２】
上記シリンダ装置において、前記流体シール機構は、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に形成され、前記作動ロッドの外周面に沿って周方向に連続する環状のキャビティと、前記キャビティに、前記シリンダ本体の外部から前記シール用流体を供給する流体供給路と、を備えるとさらに好適である。
【００１３】
このようなシリンダ装置によれば、外部から流体供給路を通して供給されたシール用流体は、環状のキャビティによって、シリンダ本体と作動ロッドとの間で周方向の全体に行き渡る。これによって、シリンダ本体の内周面と作動ロッドの外周面との隙間において、周方向の全体からシール用流体を流出させることができ、異物等の侵入を確実に抑えることができる。
【００１４】
上記シリンダ装置において、前記シール用流体が通過する前記キャビティ内の前記シリンダ本体の中心軸に沿った方向の断面積は、前記シリンダ本体の前記開口部における前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間により形成される断面積よりも大きいとさらに好適である。
【００１５】
このようなシリンダ装置によれば、外部から供給されたシール用流体は、環状のキャビティから、シリンダ本体の開口部におけるシリンダ本体の内周面と作動ロッドの外周面との隙間に流れ込むと、流路断面積が小さくなるのでその流速が速くなる。隙間での流体の流速が速くなることで、外部から隙間にスラグ粉等の異物等が侵入しにくくなる。
【００１６】
上記シリンダ装置において、前記キャビティ内に、前記キャビティ内を径方向に仕切る環状の仕切部材が設けられ、前記仕切部材に、前記キャビティ内の径方向外周側と内周側とを連通する連通孔が、周方向に間隔をあけて複数形成されているとさらに好適である。
【００１７】
このようなシリンダ装置によれば、環状のキャビティにおいて、シール用流体が仕切部材の外周側に供給されると、仕切部材に複数形成された連通孔における圧力損失によって、各連通孔を通してシール用流体が仕切部材の内周側に略均一な流量で供給される。これによって、仕切部材の外周側で、シール用流体は、周方向の全体に行き渡った後、各連通孔を通して仕切部材の内周側に略均一な流量で流れ込む。これによって、シリンダ本体の開口部と作動ロッドの外周面との隙間において、シール用流体を、周方向の全体から、より均一に流出させることができ、異物等の侵入を確実に抑えることができる。
【００１８】
上記シリンダ装置において、前記流体シール機構における前記シール用流体の供給量を調整する流体供給量調整部を備え、前記流体供給量調整部は、前記作動ロッドが前記シリンダ本体から突出する方向に移動する場合に、前記作動ロッドが前記シリンダ本体内に挿入される方向に移動する場合よりも、前記シール用流体の供給量を減少させるとさらに好適である。
【００１９】
このようなシリンダ装置によれば、作動ロッドがシリンダ本体内に挿入される方向に移動する場合には、異物をシリンダ本体と作動ロッドとの隙間に巻き込みやすいが、この場合に、作動ロッドがシリンダ本体から突出する方向に移動する場合よりもシール用流体の供給量を増加させることで、異物の侵入を抑制することができる。一方、作動ロッドがシリンダ本体から突出する方向に移動する場合に、作動ロッドがシリンダ本体内に挿入される方向に移動する場合よりも、シール用流体の供給量を減少させることで、シール用流体の使用量を抑えることができ、効率的な運用となる。
【００２０】
本発明に係るスラグクラッシャによれば、炭素含有固体燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタで生成されて落下し、前記コンバスタの鉛直下方側に設置したスラグホッパの貯留された冷却水に落下して急冷されて固化したスラグを粉砕するスラグクラッシャであって、前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有し、前記開口部の開口径より小さな前記スラグを通過させるスクリーンと、前記スクリーンの上面に沿って移動し、前記スクリーンの上面に位置する前記スラグを破砕する破砕部材と、前記スラグ破砕部材を、前記スクリーンの上面に沿って移動させる、上記したようなシリンダ装置と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
このようなスラグクラッシャによれば、破砕部材によってスラグを破砕することで生じたスラグ粉等が、シリンダ装置のシリンダ本体と作動ロッドとの隙間に侵入するのを抑えることができる。これによって、シリンダ装置のシリンダ本体の内周面、作動ロッドの外周面、シール部材等が異物によって摩耗したり損傷するのを抑えることが可能となり、信頼性と耐久性をより向上できる。
【００２２】
上記スラグクラッシャにおいて、前記シール用流体は、前記冷却水を濾過して供給するようにしてもよい。
【００２３】
このようなスラグクラッシャによれば、外部から新たにシール用流体を追加する必要がなく、効率的な運用が可能となる。
【００２４】
本発明に係るガス化複合発電装置は、上記スラグクラッシャを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るシリンダ装置におけるシール方法は、筒状のシリンダ本体と、前記シリンダ本体の開口部から前記シリンダ本体の中心軸方向に沿って出入可能に設けられた作動ロッドと、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に設けられた少なくともつ以上のシール部材と、前記シール部材に対し、前記シリンダ本体の前記開口部側に配置され、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給し、前記シリンダ本体の前記開口部と前記作動ロッドの外周面との隙間から前記シール用流体を流出させる流体シール機構と、を備え、前記流体シール機構は、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に形成され、前記作動ロッドの外周面に沿って周方向に連続する環状のキャビティと、前記キャビティに、前記シリンダ本体の外部から前記シール用流体を供給する流体供給路とを有するシリンダ装置におけるシール方法であって、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との間に設けられたシール部材に対し、前記シリンダ本体の前記開口部側で、前記シリンダ本体の内周面と前記作動ロッドの外周面との隙間にシール用流体を供給し、前記シリンダ本体の前記開口部と前記作動ロッドの外周面との隙間から前記シール用流体を流出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、シリンダ本体と作動ロッドとの隙間にスラグ粉等の異物が侵入するのを抑え、シリンダ部材の各部の損傷を抑えて長寿命化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るシリンダ装置、スラグクラッシャを備える石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるシリンダ装置、スラグクラッシャを備えるガス化炉設備の概略構成を示す立断面図である。
【図３】本発明のスラグクラッシャの構成を示す立断面図である。
【図４】本発明のシリンダ装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明のシリンダ装置に設けられた流体シール機構の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の冷却水の循環系統を示す構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるシリンダ装置の構成を示す立断面図である。
【図８】本発明のシリンダ装置に設けられた流体シール機構におけるシール用流体の供給量の変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
先ず、本発明のガス化複合発電装置の一実施形態である石炭ガス化複合発電設備について説明する。
【００２９】
図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）１０は、空気を酸化剤として用いており、ガス化炉設備（ガス化炉）１４において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）を生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電装置）１０は、ガス化炉設備１４で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備となっている。ガス化炉設備１４に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。
【００３０】
石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭設備１１と、ガス化炉設備１４と、チャー回収設備１５と、ガス精製設備１６と、ガスタービン１７と、蒸気タービン１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）２０とを備えている。
【００３１】
給炭設備１１は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭を石炭ミル（図示無し）などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭設備１１で製造された微粉炭は、給炭ライン１１ａ出口で後述する空気分離設備４２にから供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉設備１４へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５体積％以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５％以下に制限されるものではない。
【００３２】
ガス化炉設備１４は、給炭設備１１で製造された微粉炭が供給されると共に、チャー回収設備１５で回収されたチャー（石炭の未反応分と灰分）が戻されて再利用可能に供給されている。
【００３３】
また、ガス化炉設備１４には、ガスタービン１７（圧縮機６１）からの圧縮空気供給ライン４１が接続されており、ガスタービン１７で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機６８で所定圧力に昇圧されてガス化炉設備１４に供給可能となっている。空気分離設備４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３によって空気分離設備４２とガス化炉設備１４とが接続されている。そして、この第１窒素供給ライン４３には、給炭設備１１からの給炭ライン１１ａが接続されている。また、第１窒素供給ライン４３から分岐する第２窒素供給ライン４５もガス化炉設備１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収設備１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離設備４２は、酸素供給ライン４７によって、圧縮空気供給ライン４１と接続されている。そして、空気分離設備４２によって分離された窒素は、第１窒素供給ライン４３及び第２窒素供給ライン４５を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離設備４２によって分離された酸素は、酸素供給ライン４７及び圧縮空気供給ライン４１を流通することで、ガス化炉設備１４において酸化剤として利用される。
【００３４】
ガス化炉設備１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉を備えている。ガス化炉設備１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）およびチャーを酸化剤（空気、酸素）により部分燃焼させることでガス化させ生成ガス（ガス）とする。なお、ガス化炉設備１４は、微粉炭に混入した異物（スラグ）を除去する異物除去設備４８が設けられている。そして、このガス化炉設備１４には、チャー回収設備１５に向けて生成ガスを供給するガス生成ライン４９が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にシンガスクーラ（ガス冷却器）を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備１５に供給してもよい。
【００３５】
チャー回収設備１５は、集塵設備５１とチャー供給ホッパ５２とを備えている。この場合、集塵設備５１は、１つまたは複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉設備１４で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。チャー供給ホッパ５２は、集塵設備５１で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。そして、チャー供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【００３６】
ガス精製設備１６は、チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製設備１６は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン１７に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製設備１６では、アミン吸収液などによって硫黄分を除去回収して、有効利用する。
【００３７】
ガスタービン１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を備えており、圧縮機６１とタービン６３とは、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２には、圧縮機６１からの圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製設備１６からの燃料ガス供給ライン６６が接続され、また、タービン６３に向かって延びる燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン１７は、圧縮機６１からガス化炉設備１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気の一部とガス精製設備１６から供給された燃料ガスの少なくとも一部とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン６３へ向けて供給する。そして、タービン６３は、供給された燃焼ガスにより回転軸６４を回転駆動させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００３８】
蒸気タービン１８は、ガスタービン１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を備えており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、給水とタービン６３の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。また、排熱回収ボイラ２０で生成する蒸気には、ガス化炉設備１４のシンガスクーラで生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。従って、蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が回転駆動し、回転軸６４を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００３９】
そして、排熱回収ボイラ２０の出口から煙突７５までには、ガス浄化設備７４を備えている。
【００４０】
ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４１】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭設備１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭設備１１の石炭ミル（図示無し）において細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭設備１１で製造された微粉炭は、空気分離設備４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化炉設備１４に供給される。また、後述するチャー回収設備１５で回収されたチャーが、空気分離設備４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化炉設備１４に供給される。更に、後述するガスタービン１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離設備４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化炉設備１４に供給される。
【００４２】
ガス化炉設備１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉設備１４からガス生成ライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。
【００４３】
このチャー回収設備１５にて、生成ガスは、まず、集塵設備５１に供給されることで、生成ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、チャー供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化炉設備１４に戻されてリサイクルされる。
【００４４】
チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスによりタービン６３を回転駆動することで、回転軸６４を介して圧縮機６１及び発電機１９を回転駆動する。このようにして、ガスタービン１７は発電を行うことができる。
【００４５】
そして、排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７におけるタービン６３から排出された排ガスと給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン１８に供給する。蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。
なお、ガスタービン１７と蒸気タービン１８は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。
【００４６】
その後、ガス浄化設備７４では排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排気ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００４７】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態におけるシリンダ装置、スラグクラッシャ、シリンダ装置におけるシール方法について、図１〜図５を用いて説明する。
上記ガス化炉設備１４では、灰融点以上の１５００℃を超える高温雰囲気とされるコンバスタ１０１において、給炭設備１１から供給される微粉炭と、チャー回収設備１５で回収されて供給されるチャーとが、酸化剤と反応する。これにより、コンバスタ１０１では、微粉炭が高温燃焼されることによって、可燃性ガスである石炭ガスが生成されると共に、微粉炭中の灰分が溶融したスラグ９０が生成される。
【００４８】
コンバスタ１０１の高温燃焼により得られた高温の石炭ガスは、コンバスタ１０１の上段に設けられたリダクタ１０２に流れ込む。このリダクタ１０２においても、微粉炭とチャーとが供給され、供給された微粉炭及びチャーが更にガス化して、石炭ガスによる可燃性ガスが生成される。なお、本第１実施形態に係るコンバスタ１０１は、噴流床式であるが、これに限らず、流動床式や固定床式でもよい。
【００４９】
ガス化炉設備１４には、コンバスタ１０１の鉛直下方に、コンバスタ１０１で生成されて落下したスラグ９０を集めるスラグホッパ１１０が備えられている。
スラグホッパ１１０は、鉛直上方から鉛直下方に向かってその内径が漸次縮小するよう形成され、その下端部１１０ｂが下方に向かって開口している。ガス化炉設備１４の鉛直方向下部は、スラグホッパ１１０が備えられる領域まで、冷却水Ｗで満たされた状態とされている。
コンバスタ１０１から落下するスラグ９０は、スラグホッパ１１０内の冷却水Ｗによって急速に冷却されて固化する。固化したスラグ９０は、スラグホッパ１１０の下端部１１０ｂの開口から、鉛直方向下方側のスラグクラッシャ１２０のスクリーン１２１の上面に落下する。
【００５０】
スラグホッパ１１０の鉛直方向下方側には、スラグ９０を破砕するスラグクラッシャ１２０が設けられている。図３に示すように、スラグクラッシャ１２０は、スクリーン１２１と、二個一対のスプレッダ（破砕部材）１２２と、油圧シリンダ（シリンダ装置）１２３と、を備えている。
【００５１】
スクリーン１２１は、スラグホッパ１１０の下端部１１０ｂに形成された開口の鉛直下方に配置されている。スクリーン１２１は、スラグ９０の落下方向に対して交差するように設けられた板状の部材であり、その上下を貫通する複数の開口部１２１ｈを有している。スクリーン１２１は、スラグホッパ１１０の下端部１１０ｂから落下したスラグ９０を受け止め、開口部１２１ｈの開口径より小さなスラグ９０は開口部１２１ｈを通って鉛直下方側に落下し、開口部１２１ｈの開口径よりも大きなスラグ９０は、スクリーン１２１上に残る。
なお、開口部１２１ｈの形状は特に限定されず、例えば、円形や多角形等である。
【００５２】
図２に示すように、このスクリーン１２１の鉛直下方側には、下部ホッパ１０５が設けられており、スクリーン１２１から下方に落下したスラグ９０は、下部ホッパ１０５を介して系外へ排出される。
【００５３】
なお、図１のガス化炉設備１４は、一例として、スラグ９０を下部ホッパ１０５まで落下させることで系外へ排出する重力落下方式を採用しているが、これに限らず、スラグ９０を下部ホッパ１０５へ落下させることなく、後述するスラグ冷却水循環ライン２０１により冷却水Ｗとともに吸引して、ガス化炉１４の側部からスラグ９０を取り出す横吸出方式などが採用されてもよい。
【００５４】
図３に示すように、スプレッダ１２２は、スクリーン１２１の鉛直方向上方に、スラグ９０の落下方向に交差する水平方向に間隔をあけて、互いに対向して二個一対が配置されている。各スプレッダ１２２は、鉛直上下方向に沿ってスプレッダ本体１２２ａと、スプレッダ本体１２２ａに設けられた突起部１２２ｂおよび下部突起部１２２ｃと、を一体に備えている。また、対向する各スプレッダ１２２は、その突起部１２２ｂおよび下部突起部１２２ｃによる凹凸形状が、互いに噛み合うように設けられている。
【００５５】
スプレッダ本体１２２ａは、耐食性と強度から例えばステンレス鋼などによって形成された板状とされている。スプレッダ本体１２２ａは、その下端部がスクリーン１２１の上面１２１ｆに沿う位置に配置されている。
このスプレッダ本体１２２ａは、ガイド部材１２４によって、二個一対のスプレッダ１２２が互いに対向する方向に沿って移動可能に支持されている。これにより、二個一対のスプレッダ１２２は、スクリーン１２１の上面１２１ｆに沿って、互いに接離可能とされている。
【００５６】
油圧シリンダ１２３は、二個一対のスプレッダ１２２のそれぞれに設けられ、各スプレッダ１２２を、スクリーン１２１の上面１２１ｆに沿って、対向する他のスプレッダ１２２に向かって接離するよう進退駆動させることができる。本実施形態では、油圧シリンダ１２３の作動ロッド１３２（図４参照）が水平方向に出入して移動し、作動ロッド１３２の先端がスプレッダ１２２に接続され、対向する他のスプレッダ１２２は水平方向に相互に接離するよう移動することが出来る。なお、図３に示されるスプレッダ１２２の位置は、スプレッダ１２２が互いに接近する前の待機位置である。
各油圧シリンダ１２３によって、二個一対のスプレッダ１２２が互いに接近すると、スクリーン１２１の上面１２１ｆ上に残存、堆積していたスラグ９０は、スプレッダ本体１２２ａおよび下部突起部１２２ｃによってかき集められる。かき集められたスラグ９０は、互いに対向するスプレッダ１２２の突起部１２２ｂおよび下部突起部１２２ｃに挟み込まれることで、破砕される。
破砕され、開口部１２１ｈの開口径よりも小さくなったスラグ９０は、開口部１２１ｈを通過して鉛直下方側の下部ホッパ１０５に落下する。
【００５７】
ここで、上記油圧シリンダ１２３の構成について詳述する。
図４に示すように、油圧シリンダ１２３は、シリンダ本体１３１と、作動ロッド１３２と、を主に備えている。
シリンダ本体１３１は、中心軸Ｃ方向に沿って連続する筒状で、その一端部側に開口部１３１ａが形成され、他端部側（図示無し）が閉塞された有底筒状をなしている。
作動ロッド１３２は、シリンダ本体１３１の一端部側に形成された開口部１３１ａからシリンダ本体１３１の内部に挿入されている。この作動ロッド１３２は、シリンダ本体１３１内に供給される油等の作動流体Ｌの圧力によって、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａからシリンダ本体１３１の中心軸Ｃ方向に沿って出入可能に設けられている。このようなシリンダ本体１３１および作動ロッド１３２は、例えば耐食性と硬度の高いステンレス鋼（ＳＵＳ６３０）などによって形成される。
【００５８】
油圧シリンダ１２３は、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの間に、摺動可能なシール部材１３３を備えている。この実施形態では、シール部材１３３として、例えば４重のシール部材１３３Ａ〜１３３Ｄを備えている。シリンダ本体１３１の開口部１３１ａから最も遠い位置に配置されたシール部材１３３Ａ，１３３Ｂは、作動ロッド１３２の出入にあたりシリンダ本体１３１内に供給される油圧駆動用の油など作動流体Ｌの高い圧力を受け、作動流体Ｌの漏出を防ぐことを主目的とする。最もシリンダ本体１３１の開口部１３１ａに近い位置に配置されたシール部材１３３Ｄは、外部から異物等が侵入するのを防ぐことができる。シール部材１３３Ｄに対して、シール部材１３３Ａ，１３３Ｂ側に設けられたシール部材１３３Ｃは、後述するシール用流体Ｗ２が、シール部材１３３Ｄを通り抜け、シール部材１３３Ａ，１３３Ｂ側に侵入するのを防ぐことができる。
ここで、この実施形態では、複数のシール部材１３３Ａ〜１３３Ｄを備えたが、その数、用途、材質についてはなんら限定するものではない。
【００５９】
油圧シリンダ１２３は、流体シール機構１３５をさらに備えている。
流体シール機構１３５は、シール部材１３３（１３３Ａ〜１３３Ｄ）に対し、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａ側に設けられている。この流体シール機構１３５は、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにシール用流体Ｗ２を供給し、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓからシール用流体Ｗ２を流出させるものである。流体シール機構１３５は、キャビティ１３６と、流体供給路１３７と、を備えている。
【００６０】
キャビティ１３６は、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａの近傍で、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇに、径方向外側に窪んで周方向に連続するよう形成された環状の溝１３６ｍによって構成されている。このキャビティ１３６は、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの間で、作動ロッド１３２の外周面１３２ｆに沿って周方向に連続するよう環状に形成されている。
【００６１】
また、流体供給路１３７は、このキャビティ１３６に、シリンダ本体１３１の外部からシール用流体Ｗ２を供給する。流体供給路１３７は、シリンダ本体１３１の外部とキャビティ１３６とを連通するよう形成されている。この流体供給路１３７に、シール用流体Ｗ２を供給する供給配管（図示無し）が接続されている。
【００６２】
このような流体シール機構１３５は、供給配管（図示無し）および流体供給路１３７を通して、キャビティ１３６内にシール用流体Ｗ２を供給すると、シール用流体Ｗ２がキャビティ１３６の内周側から、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓに流れ込み、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓからシリンダ本体１３１の外部に流出する。
【００６３】
ここで、図５に示すように、流体Ｗ２が通過する流路の断面について、キャビティ１３６の、シリンダ本体（１３１）の中心軸（Ｃ）に沿った方向の断面積Ｄ１は、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａにおけるシリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓの断面積Ｄ２よりも大きく形成されている。
これにより、シール用流体Ｗ２は、環状のキャビティ１３６から、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａにおけるシリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓに流れ込むと、流路断面積が小さくなるのでその流速が速くなる。隙間Ｓでの流体Ｗ２の流速が速くなることで、外部から隙間Ｓにスラグ粉等の異物等が侵入しにくくなる。
【００６４】
また、キャビティ１３６内には、キャビティ１３６内を径方向に２つの空間に分割するように仕切る環状の仕切部材１３８が設けられている。仕切部材１３８は、シリンダ本体１３１の中心軸Ｃに対して、作動ロッド１３２の外径よりも大径、かつキャビティ１３６を形成する溝１３６ｍの外周径よりも小径の位置に形成されている。仕切部材１３８は、キャビティ１３６内の径方向外周側と内周側とを連通する連通孔１３８ｈが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。ここで、連通孔１３８ｈは、例えば直径が１〜３ｍｍで、周方向に等間隔で１８〜３６個が形成されている。
【００６５】
このような仕切部材１３８によって、外周側の流体供給路１３７からキャビティ１３６内に供給されるシール用流体Ｗ２は、仕切部材１３８の外周側に流れ込む。仕切部材１３８に複数形成された連通孔１３８ｈにおける圧力損失によって、仕切部材１３８の外周側に流れ込んだシール用流体Ｗ２は、各連通孔１３８ｈを通して仕切部材１３８の内周側に略均等に分配されて流れ込む。これによって、仕切部材１３８の外周側で、シール用流体Ｗ２は、周方向の全体に行き渡った後、各連通孔１３８ｈを通して仕切部材１３８の内周側に略均一に流れ込む。これによって、シリンダ本体１３１の開口部と作動ロッド１３２の外周面との隙間Ｓにおいて、シール用流体Ｗ２を、周方向の全体から、より均一に流出させることができ、異物等の侵入を確実に抑えることができる。
【００６６】
上記したような流体シール機構１３５を備えた油圧シリンダ１２３におけるシール方法は、以下の通りである。
すなわち、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの間に設けられたシール部材１３３（１３３Ａ〜１３３Ｄ）に対し、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａ側で、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにシール用流体Ｗ２を供給する。これによって、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓからシール用流体Ｗ２を流出させる。これにより、外部からシリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにスラグ粉等の異物等が侵入しにくくなる。
【００６７】
ここで、流体シール機構１３５で用いるシール用流体Ｗ２は、油圧シリンダ１２３の外部から供給され、ガス化炉設備１４内の冷却水Ｗよりも清浄度が高く、隙間Ｓを流出する際に支障となる微小な異物を含まないものであれば、その供給源については何ら限定するものではない。
例えば、石炭ガス化複合発電設備１０内で用いられる水を、適宜個所からシール用流体Ｗ２として流体シール機構１３５に供給するようにしても良い。
より具体的な例を挙げると、図６に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０では、下部ホッパ１０５内に溜まったスラグ９０は、下部ホッパ１０５の底部に接続されたスラグ冷却水循環ライン２０１から冷却水Ｗとともに排出され、所定の濾過器によって濾過された後、冷却器を通って冷却され、循環ポンプにより加圧されて再び下部ホッパ１０５に循環される。このような冷却水Ｗの循環系統２００において、濾過された冷却水Ｗを、シール用流体Ｗ２として油圧シリンダ１２３の流体シール機構１３５に供給するようにしてもよい。
【００６８】
本実施形態における上記冷却水Ｗの循環系統２００について、一例をあげて説明する。
図６に示すように、下部ホッパ１０５にはスラグ冷却水循環ライン２０１が接続されている。このスラグ冷却水循環ライン２０１は、下部ホッパ１０５の底部から破砕されたスラグを排出するラインである。スラグ冷却水循環ライン２０１の上流端２０１ｐは下部ホッパ１０５の底部において、鉛直下方側に向かって開口している。スラグ冷却水循環ライン２０１の下流端２０１ｑは、ガス化炉設備１４内のスラグホッパ１１０における冷却水Ｗの浅層部に相当する高さに接続され、スラグ冷却水循環ライン２０１の途中に設置された循環水ポンプ２２０により、冷却水Ｗの水流が形成されている。
【００６９】
スラグ冷却水循環ライン２０１中には粗粒スラグ分離装置２１０が接続されている。粗粒スラグ分離装置２１０は、スラグ冷却水循環ライン２０１を流れるスラグスラリーから比較的粒径の大きな粗粒スラグ（一例として約１００μｍ以上）を分離するものであり、例えば遠心分離装置（液体サイクロン等）が好適であるが、ストレーナやフィルタのような濾過式の分離手段を用いてもよい。スラグスラリーは、スラグ冷却水循環ライン２０１を流れる水流によって粗粒スラグ分離装置２１０に移送される。
【００７０】
粗粒スラグ分離装置２１０の下部にはロックホッパ２１２と排出弁２１４とが接続されている。ロックホッパ２１２は、粗粒スラグ分離装置２１０にて冷却水Ｗから分離されたスラグを貯留する。ロックホッパ２１２に貯留されたスラグは、排出弁２１４を開くことで、払い出される。払い出されたスラグは図示しない運搬車両等によってガス化炉設備１４の系外に搬出される。
【００７１】
粗粒スラグ分離装置２１０の下流側には、ストレーナ２１８と循環ポンプ２２０と冷却器２２２とがこの順で接続されている。
ストレーナ２１８は、スラグ冷却水循環ライン２０１中に混入した異物を除去し、この異物が循環ポンプ２２０に吸入されて支障を来すことを防止する。
循環ポンプ２２０は、スラグ冷却水循環ライン２０１中に、上流端２０１ｐから下流端２０１ｑに向かう冷却水Ｗの流れを生じさせる。循環ポンプ２２０が作動することにより、スラグ冷却水循環ライン２０１中に、下部ホッパ１０５から粗粒スラグ分離装置２１０側へ流れる水流が形成される。
冷却器２２２は、スラグ冷却水循環ライン２０１中を流れる冷却水Ｗを冷却する。
【００７２】
冷却水Ｗの循環系統２００は、スラグ冷却水循環ライン２０１から分岐し、再び合流する常圧ライン２０２を備えている。常圧とは、大気圧付近の圧力であり、常圧ライン２０２で水流を確保できる程度の圧力を保有するものである。常圧ライン２０２は、スラグ冷却水循環ライン２０１の、粗粒スラグ分離装置２１０と循環ポンプ２２０（厳密にはストレーナ２１８）との間に設けられた分岐点２０２ａの位置でスラグ冷却水循環ライン２０１から分岐し、この分岐点２０２ａと循環ポンプ２２０（ストレーナ２１８）との間を合流点２０２ｂとして再びスラグ冷却水循環ライン２０１に合流するループ経路状に配設されている。即ち、スラグ冷却水循環ライン２０１の流れ方向で合流点２０２ｂは分岐点２０２ａに対して下流側に位置している。
【００７３】
常圧ライン２０２には、細粒スラグ分離装置２１６が設けられている。細粒スラグ分離装置２１６は、常圧ライン２０２を複数の分岐ライン２０２ｓに分岐させて再び１本に集合させた分岐区間２０２Ａと、この分岐区間２０２Ａの複数の分岐ライン２０２ｓにそれぞれ設けられた細粒スラグ濾過部２１６ａと、この細粒スラグ濾過部２１６ａの上流側と下流側にそれぞれ設けられた遮断弁２１７ａ，２１７ｂとを備えて構成されている。細粒スラグ濾過部２１６ａとしては高分子フィルタを例示できるが、他の種のフィルタや静電フィルタ等を用いてもよい。
この細粒スラグ分離装置２１６は、常圧ライン２０２を介して粗粒スラグ分離装置２１０の下流側に接続され、冷却水Ｗに含まれる細粒スラグを分離する。
【００７４】
常圧ライン２０２には、分岐点２０２ａ側から順に、遮断弁２２８と、減圧部２３０と、重力式濾過部２３２と、細粒スラグ分離装置２１６と、昇圧部２３４とが接続されている。減圧部２３０としては多段式オリフィスを例示できるが、他の減圧手段を用いてもよい。この減圧部２３０により、スラグ冷却水循環ライン２０１から常圧ライン２０２に加わるガス化炉設備１４からの圧力が常圧（大気圧付近）まで減圧される。なお、遮断弁２２８を流量調整弁とし、その開度を小さく調整することで減圧部２３０としての機能を持たせることも考えられる。重力式濾過部２３２としてはスラグ沈降槽を例示できる。昇圧部２３４としては循環ポンプを例示できる。この昇圧部２３４により、減圧部２３０によって減圧された冷却水Ｗが再び昇圧されてスラグ冷却水循環ライン２０１に循環される。
【００７５】
上記のように構成された冷却水Ｗの循環系統２００において、スラグ冷却水循環ライン２０１に設けられた循環ポンプ２２０が作動すると、スラグ冷却水循環ライン２０１中に、下部ホッパ１０５から粗粒スラグ分離装置２１０側へ流れる水流が形成される。したがって、下部ホッパ１０５内のスラグが冷却水Ｗとともにスラグ冷却水循環ライン２０１の上流端２０１ｐから吸い出され、このスラグは粗粒スラグ分離装置２１０を通過することにより粗粒スラグを除去される（一次濾過）。
【００７６】
また、常圧ライン２０２に設けられた遮断弁２２８が開かれ、昇圧部２３４（循環ポンプ）が作動すると、常圧ライン２０２中に分岐点２０２ａから合流点２０２ｂへ流れる水流が形成される。このため、スラグ冷却水循環ライン２０１を流れる、粗粒スラグ分離装置２１０によって粗粒スラグを除去された冷却水Ｗの一部または全量が常圧ライン２０２に抽水される。
【００７７】
常圧ライン２０２にはスラグ冷却水循環ライン２０１からガス化炉設備１４からの圧力が加わるが、この圧力は減圧部２３０によって減圧され、常圧ライン２０２を流れる冷却水Ｗの圧力は常圧（大気圧付近）となる。この常圧の冷却水Ｗが細粒スラグ分離装置２１６を通過して細粒スラグを除去される（二次濾過）。その後、昇圧部２３４によって昇圧され、合流点２０２ｂから再びスラグ冷却水循環ライン２０１に循環される。
【００７８】
上記のような冷却水Ｗの循環系統２００において、油圧シリンダ１２３の流体シール機構１３５にシール用流体Ｗ２として供給するシール用流体供給ライン２０３は、常圧ライン２０２から分岐して設けることができる。シール用流体供給ライン２０３は、常圧ライン２０２の、昇圧部２３４と合流点２０２ｂとの間に設けられた分岐点２０３ａの位置で常圧ライン２０２から分岐している。シール用流体供給ライン２０３は、油圧シリンダ１２３に形成された流体供給路１３７に接続されている。
このシール用流体供給ライン２０３により、油圧シリンダ１２３の流体シール機構１３５には、シール用流体Ｗ２として、粗粒スラグ分離装置２１０、細粒スラグ分離装置２１６を経て濾過された冷却水Ｗが供給される。シール用流体Ｗ２に粗粒スラグと細粒スラグを分離し濾過された冷却水Ｗを用いることで、外部から新たにシール用流体Ｗ２を追加する必要がなく、効率的な運用が可能となる。
【００７９】
上述したような油圧シリンダ１２３、スラグクラッシャ１２０、石炭ガス化複合発電設備１０、油圧シリンダ１２３におけるシール方法によれば、シール部材１３３（１３３Ａ〜１３３Ｄ）に対して、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａ側で、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにシール用流体Ｗ２を供給する。これによって、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓからシール用流体Ｗ２を流出させ、外部からシリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにスラグ粉等の異物等が侵入しにくくなる。
これによって、シール部材１３３までスラグ粉等の異物が侵入するのを抑え、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇや、作動ロッド１３２の外周面１３２ｆ、およびシール部材１３３がスラグ粉等の異物によって摩耗したり損傷するのを抑えることが可能となる。
また、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにおけるシール性を高めようとしてシール部材１３３の数を増やすと、コストが掛かるうえ、摺動抵抗が大きくなって作動性が低下する。これに対し、上記したようにシール用流体Ｗ２を隙間Ｓから流出させることで、隙間Ｓにおけるシール性も高まるため、シール部材１３３の数を最低限に抑えて、コストを抑えるとともに、油圧シリンダ１２３の作動性を高めることもできる。
【００８０】
また、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの間にキャビティ１３６を設けたので、外部から供給されたシール用流体Ｗ２は、環状のキャビティ１３６において、シリンダ本体１３１と作動ロッド１３２との間で周方向の全体に行き渡る。これによって、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにおいて、周方向の全体からシール用流体Ｗ２を流出させることができ、スラグ粉等の異物等の侵入を確実に抑えることができる。
【００８１】
また、流体Ｗ２が通過する流路断面について、シリンダ本体１３１の中心軸方向となるキャビティ１３６の断面積Ｄ１を、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａにおけるシリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓの断面積Ｄ２よりも大きくしたので、シール用流体Ｗ２は、環状のキャビティ１３６から、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａにおけるシリンダ本体１３１の内周面１３１ｇと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓに流れ込み、このとき流体Ｗ２の流速が速くなる。これによって、シール用流体Ｗ２を隙間Ｓから勢いよく吹き出させることができ、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓに、より一層に外部からスラグ粉等の異物が侵入し難くなる。
【００８２】
さらに、キャビティ１３６内に、キャビティ１３６内を径方向に仕切るとともに複数の連通孔１３８ｈを設けた環状の仕切部材１３８が設けられているので、シール用流体Ｗ２が、キャビティ１３６において、仕切部材１３８の外周側に供給されると、仕切部材１３８に複数形成された連通孔１３８ｈにおける圧力損失によって、シール用流体Ｗ２がキャビティ１３６の外周側で周方向の全体に行き渡った後、各連通孔１３８ｈを通して仕切部材１３８の内周側に略均一に分配されて流れ込む。これによって、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにおいて、シール用流体Ｗ２を、周方向の全体から、より均一に流出させることができ、スラグ粉等の異物等の侵入を確実に抑えることができる。
【００８３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態におけるシリンダ装置について、図７〜図８を用いて説明する。ここで、以下に説明する第２実施形態におけるシリンダ装置は、上記第１実施形態におけるシリンダ装置に対し、シール用流体Ｗ２の流量を自動調整する構成を備えている点のみが異なる。すなわち、シリンダ装置、およびシリンダ装置を備えたスラグクラッシャ１２０や、石炭ガス化複合発電設備１０の構成について、上記第１実施形態と共通する構成については、その説明を省略する。
図７に示すように、油圧シリンダ（シリンダ装置）１２３Ｂは、流体シール機構１３５におけるシール用流体Ｗ２の供給量を調整する流量調整弁からなる流体供給量調整部１３９と、流体供給量調整部１３９におけるシール用流体Ｗ２の供給量を制御するコントローラ１４０と、を備えている。
【００８４】
コントローラ１４０は、油圧シリンダ１２３Ｂの作動ロッド１３２が出入する伸縮動作に連動して、流体供給量調整部１３９の動作を制御する。
具体的には、図８に示すように、コントローラ１４０は、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１から突出する方向に移動する場合（図８中の符号（Ｍａ））に、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１内に挿入される方向に移動する場合（図８中の符号（Ｍｂ））よりも、シール用流体Ｗ２の供給量を減少させる。また、コントローラ１４０は、油圧シリンダ１２３Ｂの伸縮動作が停止している場合（図８中の符号（Ｍｃ））には、シール用流体Ｗ２の供給量を、さらに減少させることもできる。
【００８５】
油圧シリンダ１２３Ｂでは、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１内に挿入される方向に移動する場合、スラグ粉等の異物をシリンダ本体１３１と作動ロッド１３２との隙間Ｓに巻き込みやすいが、この場合に、コントローラ１４０の制御によって、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１から突出する方向に移動する場合よりもシール用流体Ｗ２の供給量を増加させることで、スラグ粉等の異物の侵入を抑制する。一方、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１から突出する方向に移動する場合は、スラグ粉等の異物を隙間Ｓに巻き込み難いので、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１内に挿入される方向に移動する場合よりも、シール用流体Ｗ２の供給量を減少させても良く、これにより、シール用流体Ｗ２の使用量を抑えることができる。
【００８６】
上述したような油圧シリンダ１２３Ｂによれば、上記第１実施形態と同様、シリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓからシール用流体Ｗ２を流出させることによって、外部からシリンダ本体１３１の開口部１３１ａと作動ロッド１３２の外周面１３２ｆとの隙間Ｓにスラグ粉等の異物等が侵入しにくくなる。
これによって、シール部材１３３までスラグ粉等の異物が侵入するのを抑え、シリンダ本体１３１の内周面１３１ｇや、作動ロッド１３２の外周面１３２ｆ、およびシール部材１３３がスラグ粉等の異物によって摩耗したり損傷するのを抑えることが可能となる。
しかも、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１から突出する方向に移動する場合に、作動ロッド１３２がシリンダ本体１３１内に挿入される方向に移動する場合よりも、シール用流体Ｗ２の供給量を減少させることで、シール用流体Ｗ２の使用量を抑えることができる。また、油圧シリンダ１２３Ｂの作動ロッド１３２が出入する伸縮動作を停止しているときは、スラグ粉等の異物を隙間Ｓに巻き込みは殆ど発生しないので、シール用流体Ｗ２の供給量を更に減少させても良く、シール用流体Ｗ２の使用量を一層に抑えることができる。
【００８７】
なお、上記実施形態では、スラグクラッシャ１２０を、二個一対のスプレッダ１２２と、それぞれのスプレッダ１２２を進退駆動させる油圧シリンダ１２３（１２３Ｂ）とを備えるようにしたが、スプレッダ１２２および油圧シリンダ１２３を、それぞれ一つのみ備える場合であっても、本発明を同様に適用することができる。
さらに、スラグクラッシャ１２０の各部の構成については、一例を示したに過ぎず、上記に示した以外の構成を適宜採用することが可能である。
【００８８】
また、油圧シリンダ１２３を、スラグクラッシャ１２０のスプレッダ１２２の進退駆動のために用いるようにしたが、本発明においては、その用途を何ら問うものではない。
【００８９】
また、上記実施形態では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉を備えたＩＧＣＣを一例として説明したが、本発明のガス化設備は、例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本発明のガス化設備は、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。
また、上述した実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  石炭ガス化複合発電設備
１１  給炭設備
１１ａ  給炭ライン
１４  ガス化炉設備（ガス化炉）
１５  チャー回収設備
１６  ガス精製設備
１７  ガスタービン
１８  蒸気タービン
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
４１  圧縮空気供給ライン
４２  空気分離設備
４３  第１窒素供給ライン
４５  第２窒素供給ライン
４６  チャー戻しライン
４７  酸素供給ライン
４８  異物除去設備
４９  ガス生成ライン
５１  集塵設備
５２  チャー供給ホッパ
５３  ガス排出ライン
６１  圧縮機
６２  燃焼器
６３  タービン
６４  回転軸
６５  圧縮空気供給ライン
６６  燃料ガス供給ライン
６７  燃焼ガス供給ライン
６８  昇圧機
６９  タービン
７０  排ガスライン
７１  蒸気供給ライン
７２  蒸気回収ライン
７３  復水器
７４  ガス浄化設備
７５  煙突
９０  スラグ
１０１  コンバスタ
１０２  リダクタ
１０５  下部ホッパ
１１０  スラグホッパ
１１０ｂ  下端部
１２０  スラグクラッシャ
１２１  スクリーン
１２１ｆ  上面
１２１ｈ  開口部
１２２  スプレッダ（破砕部材）
１２２ａ  スプレッダ本体
１２２ｂ  突起部
１２２ｃ  下部突起部
１２３、１２３Ｂ  油圧シリンダ（シリンダ装置）
１２４  ガイド部材
１３１  シリンダ本体
１３１ａ  開口部
１３１ｇ  内周面
１３２  作動ロッド
１３２ｆ  外周面
１３３、１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ  シール部材
１３５  流体シール機構
１３６  キャビティ
１３６ｍ  溝
１３７  流体供給路
１３８  仕切部材
１３８ｈ  連通孔
１３９  流体供給量調整部
１４０  コントローラ
２００  循環系統
２０１  スラグ冷却水循環ライン
２０１ｐ  上流端
２０１ｑ  下流端
２０２  常圧ライン
２０２Ａ  分岐区間
２０２ａ  分岐点
２０２ｂ  合流点
２０２ｓ  分岐ライン
２０３  シール用流体供給ライン
２０３ａ  分岐点
２１０  粗粒スラグ分離装置
２１２  ロックホッパ
２１４  排出弁
２１６  細粒スラグ分離装置
２１６ａ  細粒スラグ濾過部
２１７ａ  遮断弁
２１７ｂ  遮断弁
２１８  ストレーナ
２２０  循環ポンプ
２２２  冷却器
２２８  遮断弁
２３０  減圧部
２３２  重力式濾過部
２３４  昇圧部
Ｃ  中心軸
Ｄ１  断面積
Ｄ２  断面積
Ｌ  作動流体
Ｓ  隙間
Ｗ  冷却水
Ｗ２  シール用流体
【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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