(57)【要約】【課題】ボイラの火炉壁に付着したクリンカを除去する。【解決手段】ボイラの火炉壁は、鉛直方向に沿って延在する複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に配置され、鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置と、開口領域のうち、燃焼装置の上端と一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および燃焼装置の下端と一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、に設けられる耐火材と、を備える。クリンカ除去装置は、上側開口領域、および下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、火炉壁を貫通する貫通孔に、炉内側から炉外側、及び炉外側から炉内側に向かって夫々移動可能なように設置される棒状部材を備える。【選択図】図３
2019052774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの火炉壁に付着するクリンカを除去するためのクリンカ除去装置であって、
前記火炉壁は、
鉛直方向に沿って延在する複数の水管と、
前記複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に配置される燃焼装置であって、前記鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置と、
前記開口領域のうち、前記燃焼装置の上端と前記一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および前記燃焼装置の下端と前記一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、に設けられる耐火材と、を備え、
前記クリンカ除去装置は、
前記上側開口領域、および前記下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、前記火炉壁を貫通する貫通孔に、炉内側から炉外側、及び前記炉外側から前記炉内側に向かって夫々移動可能なように設置される棒状部材を備える、クリンカ除去装置。
【請求項２】
前記棒状部材の前記炉内側の端部には、基端側よりも先端側の外形が小さい鋭端部が設けられている、請求項１に記載のクリンカ除去装置。
【請求項３】
前記棒状部材は、中空形状を呈し、前記棒状部材の内部で流体を炉外側から前記炉内側に導くように構成され、導かれた前記流体を前記炉内に噴射するための噴射孔が設けられている、請求項１又は２に記載のクリンカ除去装置。
【請求項４】
前記噴射孔は、前記棒状部材の周面に設けられていて、前記上側開口領域に形成されている前記貫通孔に進退可能に挿入される前記棒状部材に設けられている場合には前記流体を上方に向かって噴射させるように構成され、前記下側開口領域に形成されている前記貫通孔に進退可能に挿入される前記棒状部材に設けられている場合には前記流体を下方に向かって噴射させるように構成される、請求項３に記載のクリンカ除去装置。
【請求項５】
前記耐火材は、前記上側開口領域に設けられる上側耐火材を含み、
前記上側耐火材は、前記鉛直方向に沿って延在する上側鉛直面部と、前記上側鉛直面部の上端から前記炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部と、を有し、
前記貫通孔は、前記上側開口領域に形成されている上側貫通孔であって、前記上側鉛直面部を貫通する上側貫通孔を含む、請求項１乃至４の何れか１項に記載のクリンカ除去装置。
【請求項６】
前記耐火材は、前記下側開口領域に設けられる下側耐火材を含み、
前記下側耐火材は、前記鉛直方向に沿って延在する下側鉛直面部と、前記下側鉛直面部の下端から前記炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部と、を有し、
前記貫通孔は、前記下側開口領域に形成されている下側貫通孔であって、前記下側鉛直面部を貫通する下側貫通孔を含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載のクリンカ除去装置。
【請求項７】
前記クリンカ除去装置は、
前記火炉壁に付着する前記クリンカの成長度を監視するためのクリンカ監視装置と、
前記クリンカ監視装置の監視の結果に基づいて、前記クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する成長度判定装置と、
前記棒状部材を移動させる駆動装置と、
前記成長度判定装置において、前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回った場合に、前記棒状部材を前記炉外側から前記炉内側に向かって移動させるように前記駆動装置を制御する制御装置と、をさらに備える、請求項１乃至６の何れか１項に記載のクリンカ除去装置。
【請求項８】
前記クリンカ監視装置は、前記耐火材に設置された、火炎検出器、又は温度検出器を有する、請求項７に記載のクリンカ除去装置。
【請求項９】
前記燃焼装置は、バーナと、前記バーナの火炎の有無を検出するための失火検出用火炎検出器とを有し、
前記成長度判定装置は、前記失火検出用火炎検出器で検出された前記バーナの火炎の有無を考慮して、前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回ったか否かを判定する、請求項７又は８に記載のクリンカ除去装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のクリンカ除去装置、を備えるボイラ。
【請求項１１】
ボイラの火炉壁に付着するクリンカを除去するためのクリンカ除去方法であって、
前記火炉壁は、
鉛直方向に沿って延在する複数の水管と、
前記複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に配置される燃焼装置であって、前記鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置と、
前記開口領域のうち、前記燃焼装置の上端と前記一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および前記燃焼装置の下端と前記一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、に設けられる耐火材と、を備え、
前記上側開口領域、および前記下側開口領域に設けられた前記耐火材の少なくとも一方に付着する前記クリンカの成長度を監視するクリンカ監視ステップと、
前記クリンカ監視ステップでの監視の結果に基づいて、前記クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する成長度判定ステップと、
前記成長度判定ステップで前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回ったと判定されると、前記上側開口領域、および前記下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、前記火炉壁を貫通する貫通孔から棒状部材を炉外側から炉内側に向かって移動させる移動ステップと、を少なくとも備えるクリンカ除去方法。
【請求項１２】
前記成長度判定ステップは、前記燃焼装置のバーナの火炎の有無を検出するための失火検出用火炎検出器で検出された前記バーナの火炎の有無を考慮して、前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回ったか否かを判定する、請求項１１に記載のクリンカ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、クリンカ除去装置、ボイラ及びクリンカ除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭焚きボイラ等、微粉炭等の固体燃料を燃焼させるボイラは、紛体化した固体燃料を燃料バーナから火炉内に噴射し、火炉内で燃焼させる。特に微粉炭焚きボイラでは、燃焼の未燃分又は燃焼した灰等がクリンカとしてバーナ近傍の火炉の壁面に付着する。
バーナ近傍の火炉の壁面に付着したクリンカを除去する装置として、例えば、蒸気を噴出する蒸気パージ管を有するクリンカ除去装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４０３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置を用いたボイラでは、火炉壁において鉛直方向に延在する複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に上記の燃焼装置が配置される。そして、この開口領域のうち、燃焼装置の上端と上記一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および燃焼装置の下端と上記一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、には、輻射熱による焼損を防止する為、耐火材が設けられる。
このようなボイラでは、上側開口領域や下側開口領域に設けられた耐火材を起点としてクリンカが付着し、成長するという知見が本発明者によって得られた。このクリンカが成長するとボイラにおける燃焼に影響を及ぼすおそれがあり、成長したクリンカが耐火材から脱落して落下した場合、ボイラの炉底を損傷させるおそれがある。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置を用いたボイラにおいて、燃焼装置が配置される火炉壁の開口領域であって燃焼装置の上方や下方の領域に設けられた耐火材に付着したクリンカの除去が容易なクリンカ除去装置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】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るクリンカ除去装置は、
ボイラの火炉壁に付着するクリンカを除去するためのクリンカ除去装置であって、
前記火炉壁は、
鉛直方向に沿って延在する複数の水管と、
前記複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に配置される燃焼装置であって、前記鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置と、
前記開口領域のうち、前記燃焼装置の上端と前記一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および前記燃焼装置の下端と前記一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、に設けられる耐火材と、を備え、
前記クリンカ除去装置は、
前記上側開口領域、および前記下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、前記火炉壁を貫通する貫通孔に、炉内側から炉外側、及び前記炉外側から前記炉内側に向かって夫々移動可能なように設置される棒状部材を備える。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、火炉壁は、鉛直方向に沿って延在する複数の水管と、複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に配置される燃焼装置であって、鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置と、上記開口領域のうち、燃焼装置の上端と上記一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および燃焼装置の下端と上記一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、に設けられる耐火材と、を備える。クリンカ除去装置は、上記上側開口領域、および上記下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、火炉壁を貫通する貫通孔に、炉内側から炉外側、及び炉外側から炉内側に向かって夫々移動可能なように設置される棒状部材を備える。
これにより、上記上側開口領域、および上記下側開口領域の少なくとも一方に設けられた耐火材に付着したクリンカが成長する前に、棒状部材を炉外側から炉内側に向かって移動させてクリンカを突くことでクリンカを除去することが可能となる。したがって、ボイラの運転状況に影響が及ぶことを抑制できるほか、ボイラの炉底の損傷を抑制できる。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記棒状部材の前記炉内側の端部には、基端側よりも先端側の外形が小さい鋭端部が設けられている。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、棒状部材の炉内側の端部には、基端側よりも先端側の外形が小さい鋭端部が設けられているので、上記耐火材に付着したクリンカを鋭端部で突くことができる。これにより、クリンカを破壊したり耐火材から除去したりする効果が高まる。
【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記棒状部材は、中空形状を呈し、前記棒状部材の内部で流体を炉外側から前記炉内側に導くように構成され、導かれた前記流体を前記炉内に噴射するための噴射孔が設けられている。
【００１１】
上記（３）の構成によれば、棒状部材が中空形状を呈し、棒状部材の内部で流体を炉外側から炉内側に導くように構成されており、導かれた流体を炉内に噴射するための噴射孔が設けられているので、噴射した流体によって耐火材からクリンカを除去できる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記噴射孔は、前記棒状部材の周面に設けられていて、前記上側開口領域に形成されている前記貫通孔に進退可能に挿入される前記棒状部材に設けられている場合には前記流体を上方に向かって噴射させるように構成され、前記下側開口領域に形成されている前記貫通孔に進退可能に挿入される前記棒状部材に設けられている場合には前記流体を下方に向かって噴射させるように構成される。
【００１３】
上記（４）の構成によれば、上記上側開口領域に形成されている貫通孔に進退可能に挿入される棒状部材では、噴射孔は流体を上方に向かって噴射させるように構成され、上記下側開口領域に形成されている貫通孔に進退可能に挿入される棒状部材では、噴射孔は流体を下方に向かって噴射させるように構成される。したがって、上記上側開口領域に形成されている貫通孔に進退可能に挿入される棒状部材では、噴射孔から流体が上方に向かって噴射され、上記下側開口領域に形成されている貫通孔に進退可能に挿入される棒状部材では、噴射孔から流体が下方に向かって噴射される。
これにより、上記上側開口領域に形成されている貫通孔に進退可能に挿入される棒状部材では、噴射孔から噴射された流体によって該貫通孔よりも上方に付着しているクリンカを効率的に除去できる。上記下側開口領域に形成されている貫通孔に進退可能に挿入される棒状部材では、噴射孔から噴射された流体によって該貫通孔よりも下方に付着しているクリンカを効率的に除去できる。
また、流体が燃焼装置から離れる方向に噴射されるので、燃焼性への影響を抑制できる。
【００１４】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記耐火材は、前記上側開口領域に設けられる上側耐火材を含み、
前記上側耐火材は、前記鉛直方向に沿って延在する上側鉛直面部と、前記上側鉛直面部の上端から前記炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部と、を有し、
前記貫通孔は、前記上側開口領域に形成されている上側貫通孔であって、前記上側鉛直面部を貫通する上側貫通孔を含む。
【００１５】
上記（５）の構成によれば、上記上側開口領域に設けられる上側耐火材は、鉛直方向に沿って延在する上側鉛直面部と、上側鉛直面部の上端から炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部と、を有する。そして、貫通孔は、上記上側鉛直面部を貫通する上側貫通孔を含む。
上側耐火材では、炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部に付着したクリンカが上側傾斜面部よりも下方の上側鉛直面部に向かって成長する、という知見が本発明者によって得られた。
したがって、上記（５）の構成によれば、上側貫通孔に棒状部材を挿入することで、上側傾斜面部から上側鉛直面部に向かって成長したクリンカを効率的に除去できる。
【００１６】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記耐火材は、前記下側開口領域に設けられる下側耐火材を含み、
前記下側耐火材は、前記鉛直方向に沿って延在する下側鉛直面部と、前記下側鉛直面部の下端から前記炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部と、を有し、
前記貫通孔は、前記下側開口領域に形成されている下側貫通孔であって、前記下側鉛直面部を貫通する下側貫通孔を含む。
【００１７】
上記（６）の構成によれば、上記下側開口領域に設けられる下側耐火材は、鉛直方向に沿って延在する下側鉛直面部と、下側鉛直面部の下端から炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部と、を有する。そして、貫通孔は、上記下側鉛直面部を貫通する下側貫通孔を含む。
下側耐火材では、炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部に付着したクリンカが下側傾斜面部よりも上方の下側鉛直面部に向かって成長する、という知見が本発明者によって得られた。
したがって、上記（６）の構成によれば、下側貫通孔に棒状部材を挿入することで、下側傾斜面部から下側鉛直面部に向かって成長したクリンカを効率的に除去できる。
【００１８】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記クリンカ除去装置は、
前記火炉壁に付着する前記クリンカの成長度を監視するためのクリンカ監視装置と、
前記クリンカ監視装置の監視の結果に基づいて、前記クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する成長度判定装置と、
前記棒状部材を移動させる駆動装置と、
前記成長度判定装置において、前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回った場合に、前記棒状部材を前記炉外側から前記炉内側に向かって移動させるように前記駆動装置を制御する制御装置と、をさらに備える。
【００１９】
上記（７）の構成によれば、クリンカの成長度が所定の成長度を上回った場合に、棒状部材を炉外側から炉内側に向かって移動させるように制御装置が駆動装置を制御する。
これにより、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ると、棒状部材が炉外側から炉内側に向かって移動して、付着しているクリンカを突いて除去するので、クリンカの塊が大きくなり過ぎる前にクリンカを除去できる。したがって、除去して炉底に落下するクリンカの塊の大きさを抑制でき、落下したクリンカによる炉底の損傷抑制できる。
【００２０】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、前記クリンカ監視装置は、前記耐火材に設置された、火炎検出器、又は温度検出器を有する。
【００２１】
上記（８）の構成によれば、クリンカ監視装置が上記耐火材に設置された、火炎検出器、又は温度検出器を有する。
クリンカ監視装置が上記耐火材に設置された火炎検出器を有するのであれば、例えば上記耐火材に付着したクリンカが成長すると、成長したクリンカが火炎検出器による炉内の火炎の検出を妨げることとなる。したがって、火炎検出器が炉内の火炎を検出できたか否かを検出することで、上記耐火材に付着したクリンカの成長度を監視できる。これにより、簡単な構成でクリンカの成長度を監視できる。
【００２２】
また、クリンカ監視装置が上記耐火材に設置された温度検出器を有するのであれば、例えば上記耐火材に付着したクリンカが成長すると、成長したクリンカが炉内からの熱の伝達を妨げて温度検出器で検出される温度が低下することとなる。したがって、温度検出器で検出される温度と、例えば炉内の温度とを比較することで、上記耐火材に付着したクリンカの成長度を監視できる。これにより、簡単な構成でクリンカの成長度を監視できる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の構成において、
前記燃焼装置は、バーナと、前記バーナの火炎の有無を検出するための失火検出用火炎検出器とを有し、
前記成長度判定装置は、前記失火検出用火炎検出器で検出された前記バーナの火炎の有無を考慮して、前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回ったか否かを判定する。
【００２４】
上記（９）の構成によれば、成長度判定装置は、失火検出用火炎検出器で検出された燃焼装置のバーナの火炎の有無を考慮して、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する。これにより、例えば、クリンカ監視装置の監視の結果がクリンカの成長に起因したものであるのか、燃焼装置の失火に起因したものであるのかを判別できるので、クリンカの成長度の判定精度を向上できる。
【００２５】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラは、上記（１）〜（９）の何れかの構成のクリンカ除去装置、を備える。
【００２６】
上記（１０）の構成によれば、上記上側開口領域、および上記下側開口領域の少なくとも一方に設けられた耐火材に付着したクリンカが大きく成長する前に、棒状部材を炉外側から炉内側に向かって移動させてクリンカを突くことでクリンカを除去することが可能となる。したがって、ボイラの燃焼に影響が及ぶことを抑制できるほか、ボイラの炉底の損傷を抑制できる。
【００２７】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係るクリンカ除去方法は、
ボイラの火炉壁に付着するクリンカを除去するためのクリンカ除去方法であって、
前記火炉壁は、
鉛直方向に沿って延在する複数の水管と、
前記複数の水管のうちの隣接する一対の水管が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域に配置される燃焼装置であって、前記鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメントを有する燃焼装置と、
前記開口領域のうち、前記燃焼装置の上端と前記一対の水管の上方湾曲部との間に形成される上側開口領域、および前記燃焼装置の下端と前記一対の水管の下方湾曲部との間に形成される下側開口領域、に設けられる耐火材と、を備え、
前記上側開口領域、および前記下側開口領域に設けられた前記耐火材の少なくとも一方に付着する前記クリンカの成長度を監視するクリンカ監視ステップと、
前記クリンカ監視ステップでの監視の結果に基づいて、前記クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する成長度判定ステップと、
前記成長度判定ステップで前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回ったと判定されると、前記上側開口領域、および前記下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、前記火炉壁を貫通する貫通孔から棒状部材を炉外側から炉内側に向かって移動させる移動ステップと、を少なくとも備える。
【００２８】
上記（１１）の方法によれば、上記上側開口領域、および上記下側開口領域に設けられた耐火材の少なくとも一方に付着するクリンカの成長度を監視するクリンカ監視ステップと、クリンカ監視ステップでの監視の結果に基づいて、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する成長度判定ステップと、成長度判定ステップでクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定されると、上記上側開口領域、および上記下側開口領域の少なくとも一方に形成されている貫通孔であって、火炉壁を貫通する貫通孔から棒状部材を炉外側から炉内側に向かって移動させる移動ステップと、を少なくとも備える。
これにより、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ると、棒状部材が炉外側から炉内側に向かって移動して、付着しているクリンカを突いて除去できる。したがって、クリンカの塊が大きくなり過ぎる前にクリンカを除去できるので、除去して炉底に落下するクリンカの塊の大きさを抑制でき、落下したクリンカによる炉底の損傷抑制できる。
【００２９】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法において、前記成長度判定ステップは、前記燃焼装置のバーナの火炎の有無を検出するための失火検出用火炎検出器で検出された前記バーナの火炎の有無を考慮して、前記クリンカの成長度が前記所定の成長度を上回ったか否かを判定する。
【００３０】
上記（１２）の方法によれば、失火検出用火炎検出器で検出された燃焼装置のバーナの火炎の有無を考慮して、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定するので、例えば、クリンカ監視ステップでの監視の結果がクリンカの成長に起因したものであるのか、燃焼装置の失火に起因したものであるのかを判別できるので、クリンカの成長度の判定精度を向上できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、クリンカが大きく成長する前にクリンカを除去することが可能となる。したがって、ボイラの燃焼に影響が及ぶことを抑制できるほか、ボイラの炉底の損傷を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】幾つかの実施形態に係るボイラの概略構成を示す図である。
【図２】幾つかの実施形態に係る燃焼装置の近傍の火炉壁の一部を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】燃焼装置の上方に設けられたクリンカ除去装置において、棒状部材が突出位置に位置している状態を示す図である。
【図５】上側開口領域や下側開口領域に設けられた耐火材にクリンカが付着して成長した状態を模式的に示した図である。
【図６】幾つかの実施形態に係るクリンカ除去方法における手順を示すフローチャートである。
【図７】成長度判定ステップにおける判定手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３４】
（ボイラの全体構成）
図１は、幾つかの実施形態に係るボイラの概略構成を示す図である。
図１に示すように、幾つかの実施形態に係るボイラ１０は、内部に火炉１１が形成される火炉壁１２と、燃焼装置１３と、過熱器１５と、再熱器１６と、節炭器１７と、を備えている。
【００３５】
火炉１１の出口には、煙道１４が連結されている。過熱器１５は、火炉１１の上部に設けられている。再熱器１６、節炭器１７は、煙道１４に設けられている。これら再熱器１６、節炭器１７は、火炉１１の出口側から煙道１４の流れ方向に沿って順次設けられている。また、火炉１１の上部に、蒸気ドラム（図示せず）が設けられている。
【００３６】
火炉１１は、水平面内での断面形状が、例えば矩形状とされ、鉛直方向に延在している。
図２は、幾つかの実施形態に係る燃焼装置１３の近傍の火炉壁１２の一部を示す図である。火炉壁１２は、鉛直方向に沿って延在する複数の水管１９と不図示のフィンとを備えている。それぞれの水管１９には、蒸気ドラム（図示せず）から水が供給される。このように、水管１９及びフィンにより、火炉１１の内側に火炉壁１２が形成されている。
【００３７】
幾つかの実施形態では、燃焼装置１３は、火炉１１の火炉壁１２に挿通して設置されている。具体的には、燃焼装置１３は、複数の水管１９のうちの少なくとも隣接する一対の水管１９が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域３０に配置される。幾つかの実施形態における燃焼装置１３は、矩形状の断面形状を有した火炉１１の四隅の近傍にそれぞれ設けられている。
このように、幾つかの実施形態のボイラ１０では、火炉１１の四隅の近傍に燃焼装置１３がそれぞれ設けられており、火炉１１を上方から見たときに火炎が火炉１１内で旋回する旋回燃焼を行うように構成されている。
なお、燃焼装置１３は火炉１１の天井面及び炉底面を除くいずれか一面、又は、対向する二面にそれぞれ設けられてもよい。また、ボイラ１０は、旋回燃焼ではなく対向燃焼を行うように構成されていてもよい。
【００３８】
幾つかの実施形態では、燃焼装置１３は、鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメント１３ａを有する。各コンパートメント１３ａには、バーナノズル２１や空気ノズル２２、フレームディテクタ２３などが配置されている。燃焼装置１３には、例えば微粉炭等の固形燃料が燃料として供給される。
【００３９】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。なお、図３では、燃焼装置１３の構成の記載を適宜省略している。図２及び図３に示すように、開口領域３０のうち、燃焼装置１３の上端と上述した一対の水管１９の上方湾曲部１９Ｕとの間に形成される上側開口領域３０Ｕ、および燃焼装置１３の下端と上述した一対の水管１９の下方湾曲部１９Ｄとの間に形成される下側開口領域３０Ｄには、それぞれ耐火材４０が設けられている。
【００４０】
より具体的には、燃焼装置１３の上下には、燃焼装置１３の上下端部と、火炉１１の火炉壁１２との間を塞ぐフードパネル５０がそれぞれ設けられている。
燃焼装置１３の上方のフードパネル５０（上側フードパネル５１）は、鉛直方向に沿って延在する第１面部５１ａと、第１面部５１ａの上端から炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する第２面部５１ｂとを有する。上側フードパネル５１の炉内側の面には、上述した耐火材４０（上側耐火材４１）が設けられている。上側耐火材４１は、第１面部５１ａの面に設けられて鉛直方向に沿って延在する上側鉛直面部４１ａと、第２面部５１ｂの面に設けられて上側鉛直面部４１ａの上端から炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部４１ｂとを有する。
【００４１】
同様に、燃焼装置１３の下方のフードパネル５０（下側フードパネル５２）は、鉛直方向に沿って延在する第１面部５２ａと、第１面部５２ａの下端から炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する第２面部５２ｂとを有する。下側フードパネル５２の炉内側の面には、上述した耐火材４０（下側耐火材４２）が設けられている。下側耐火材４２は、第１面部５２ａの面に設けられて鉛直方向に沿って延在する下側鉛直面部４２ａと、第２面部５２ｂの面に設けられて下側鉛直面部４２ａの下端から炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部４２ｂとを有する。
【００４２】
水管１９の炉外側及びフードパネル５０の炉外側は保温材３５で覆われている。
【００４３】
上側開口領域３０Ｕ及び下側開口領域３０Ｄには、火炉壁１２を貫通する貫通孔６０がそれぞれ形成されている。上側開口領域３０Ｕの貫通孔６０（上側貫通孔６０Ｕ）は、上側耐火材４１のうちの上側鉛直面部４１ａと、上側フードパネル５１の第１面部５１ａと、第１面部５１ａの炉外側の保温材３５とを貫通する。同様に、下側開口領域３０Ｄの貫通孔６０（下側貫通孔６０Ｄ）は、下側耐火材４２のうちの下側鉛直面部４２ａと、下側フードパネル５２の第１面部５２ａと、第１面部５２ａの炉外側の保温材３５とを貫通する。
【００４４】
（クリンカ除去装置１００について）
燃焼装置１３の上方及び下方には、クリンカ除去装置１００がそれぞれ配置されている。クリンカ除去装置１００は、棒状部材１０１と、駆動装置１０２と、クリンカ監視装置１０３と、成長度判定装置１０４と、制御装置１０５とを有する。
【００４５】
（棒状部材１０１）
棒状部材１０１は、後述するように上側開口領域３０Ｕ及び下側開口領域３０Ｄで耐火材４０に付着したクリンカを除去するための部材であり、炉内側の端部には、図３における右側の基端側よりも左側の先端側の外形が小さい鋭端部１０１ａが設けられている。棒状部材１０１は、中空形状を呈し、棒状部材１０１の内部で圧縮空気や蒸気などの流体を炉外側から炉内側に導くように構成されている。棒状部材１０１の炉内側の端部には、内部で導かれた流体を火炉１１内に噴射するための噴射孔１０１ｂが設けられている。なお、噴射孔１０１ｂが設けられる位置は、必ずしも棒状部材１０１の炉内側の端部でなくてもよい。
【００４６】
噴射孔１０１ｂは、棒状部材１０１の周面に設けられている。噴射孔１０１ｂは、上側開口領域３０Ｕに形成されている上側貫通孔６０Ｕに進退可能に挿入される棒状部材１０１に設けられている場合には流体を上方に向かって噴射させるように構成されている。すなわち、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００では、流体は噴射孔１０１ｂから上方に向かって噴射される。
また、噴射孔１０１ｂは、下側開口領域３０Ｄに形成されている下側貫通孔６０Ｄに進退可能に挿入される棒状部材１０１に設けられている場合には流体を下方に向かって噴射させるように構成されている。すなわち、燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００では、流体は噴射孔１０１ｂから下方に向かって噴射される。
【００４７】
（駆動装置１０２）
駆動装置１０２は、棒状部材１０１を軸方向に沿って移動させるための駆動装置であり、棒状部材１０１が炉内から退避する退避位置と、棒状部材１０１が炉内に突出する突出位置との間で棒状部材１０１を移動させる。なお、図３は、棒状部材１０１が退避位置に位置している状態を示している。また、図４は、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００において、棒状部材１０１が突出位置に位置している状態を示す図である。
【００４８】
（クリンカ監視装置１０３）
クリンカ監視装置１０３は、火炉壁１２、具体的には上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着するクリンカの成長度を監視するためのセンサである。幾つかの実施形態では、クリンカ監視装置１０３は、上側耐火材４１及び下側耐火材４２にそれぞれ設置された火炎検出器である。
例えば上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着したクリンカが成長すると、成長したクリンカがクリンカ監視装置１０３による炉内の火炎の検出を妨げることとなる。したがって、クリンカ監視装置１０３が炉内の火炎を検出できたか否かを検出することで、上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着したクリンカの成長度を監視できる。これにより、簡単な構成でクリンカの成長度を監視できる。
なお、幾つかの実施形態では、クリンカが所定の成長度まで成長したときにクリンカ監視装置１０３（火炎検出器）で検出する炉内の火炎をクリンカが遮るように、クリンカ監視装置１０３の設置位置が設定される。
【００４９】
（成長度判定装置１０４）
成長度判定装置１０４は、クリンカ監視装置１０３の監視の結果に基づいて、上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する装置である。成長度判定装置１０４は、ＣＰＵやメモリその他の周辺回路によって構成される演算部１０４ａを有する。
例えば、クリンカ監視装置１０３が火炎検出器であれば、クリンカの成長によって火炎が遮られた場合の他、燃焼装置１３が失火した場合にも、クリンカ監視装置１０３は火炎を検出できないこととなる。そのため、クリンカ監視装置１０３で火炎が検出できないことがクリンカの成長に起因したものであるのか、燃焼装置１３の失火に起因したものであるのかが、クリンカ監視装置１０３の検出結果だけでは判断できない。
そこで、幾つかの実施形態では、成長度判定装置１０４の演算部１０４ａは、燃焼装置１３の失火検出用火炎検出器、すなわちフレームディテクタ２３で検出されたバーナノズル２１の火炎の有無を考慮して、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する。このように、幾つかの実施形態のボイラ１０では、フレームディテクタ２３における火炎の検出結果が成長度判定装置１０４に入力されるように構成されている。
【００５０】
具体的には、上側耐火材４１に設置されたクリンカ監視装置１０３で火炎が検出できず、かつ、フレームディテクタ２３で火炎を検出できれば、成長度判定装置１０４の演算部１０４ａは、上側耐火材４１に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定する。
同様に、下側耐火材４２に設置されたクリンカ監視装置１０３で火炎が検出できず、かつ、フレームディテクタ２３で火炎を検出できれば、成長度判定装置１０４の演算部１０４ａは、下側耐火材４２に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定する。
上側耐火材４１に設置されたクリンカ監視装置１０３で火炎が検出できず、かつ、フレームディテクタ２３で火炎を検出できなければ、成長度判定装置１０４の演算部１０４ａは、失火であると判定する。
同様に、下側耐火材４２に設置されたクリンカ監視装置１０３で火炎が検出できず、かつ、フレームディテクタ２３で火炎を検出できなければ、成長度判定装置１０４の演算部１０４ａは、失火であると判定する。
【００５１】
このように、幾つかの実施形態では、成長度判定装置１０４は、フレームディテクタ２３で検出された燃焼装置１３のバーナノズル２１の火炎の有無を考慮して、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する。これにより、例えば、クリンカ監視装置１０３の監視の結果がクリンカの成長に起因したものであるのか、燃焼装置１３の失火に起因したものであるのかを判別できるので、クリンカの成長度の判定精度を向上できる。
【００５２】
（制御装置１０５）
制御装置１０５は、成長度判定装置１０４において、上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定された場合に、棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させるように駆動装置１０２を制御する装置である。制御装置１０５は、ＣＰＵやメモリその他の周辺回路によって構成される演算部１０５ａを有する。
制御装置１０５の演算部１０５ａは、成長度判定装置１０４において、上側耐火材４１に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定された場合、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させるように駆動装置１０２を制御する。また、制御装置１０５の演算部１０５ａは、成長度判定装置１０４において、上側耐火材４１に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定された場合、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を噴射するように不図示の電磁弁の開閉を制御する。
【００５３】
制御装置１０５の演算部１０５ａは、成長度判定装置１０４において、下側耐火材４２に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定された場合、燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させるように駆動装置１０２を制御する。また、制御装置１０５の演算部１０５ａは、成長度判定装置１０４において、下側耐火材４２に付着したクリンカの成長度が所定の成長度を上回ったと判定された場合、燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を噴射するように不図示の電磁弁の開閉を制御する。
【００５４】
なお、上述した幾つかの実施形態では、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００と燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００とで、成長度判定装置１０４及び制御装置１０５を共用している。しかし、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００と燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００とが、それぞれ成長度判定装置１０４及び制御装置１０５を備えてもよい。
【００５５】
このように、幾つかの実施形態に係るクリンカ除去装置１００は、クリンカ監視装置１０３と、成長度判定装置１０４と、駆動装置１０２と、制御装置１０５と、をさらに備える。そのため、クリンカの成長度が所定の成長度を上回った場合に、棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させるように制御装置１０５が駆動装置１０２を制御する。これにより、クリンカの成長度が所定の成長度を上回ると、棒状部材１０１が炉外側から炉内側に向かって移動して、付着しているクリンカを突いて除去するので、クリンカの塊が大きくなり過ぎる前にクリンカを除去できる。したがって、除去して炉底１１ａ（図１参照）に落下するクリンカの塊の大きさを抑制でき、落下したクリンカによる炉底１１ａの損傷抑制できる。
【００５６】
（耐火材４０へのクリンカの付着、成長について）
上述したように、幾つかの実施形態のボイラ１０では、開口領域３０に燃焼装置１３が配置される。そして、この開口領域３０のうち、上側開口領域３０Ｕ及び下側開口領域３０Ｄには、それぞれ耐火材４０が設けられる。
このようなボイラ１０では、図５に示すように、上側開口領域３０Ｕや下側開口領域３０Ｄに設けられた耐火材４０を起点としてクリンカが付着し、成長するという知見が本発明者によって得られた。なお、図５は、上側開口領域３０Ｕや下側開口領域３０Ｄに設けられた耐火材４０にクリンカ５３が付着して成長した状態を模式的に示した図である。
【００５７】
上側耐火材４１では、炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部４１ｂに付着したクリンカ５３が上側傾斜面部４１ｂよりも下方の上側鉛直面部４１ａに向かって成長する、という知見が本発明者によって得られた。また、下側耐火材４２では、炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部４２ｂに付着したクリンカ５３が下側傾斜面部４２ｂよりも上方の下側鉛直面部４２ａに向かって成長する、という知見が本発明者によって得られた。
【００５８】
上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着したクリンカ５３が成長するとボイラ１０における燃焼に影響を及ぼすおそれがあり、大きく成長したクリンカ５３が上側耐火材４１や下側耐火材４２から脱落して落下するとボイラ１０の炉底１１ａ（図１参照）を損傷させるおそれがある。
そのため、上側耐火材４１や下側耐火材４２に付着したクリンカ５３が大塊に成長する前に除去することが求められる。
【００５９】
そこで、幾つかの実施形態では、上側耐火材４１のうちの上側鉛直面部４１ａを貫通する上側貫通孔６０Ｕを設け、この上側貫通孔６０Ｕを介してクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１を炉内に移動させることができるように構成した。これにより、上側貫通孔６０Ｕから棒状部材１０１を炉内に挿入することで、上側傾斜面部４１ｂから上側鉛直面部４１ａに向かって成長したクリンカ５３を棒状部材１０１で突くことができ、クリンカ５３を効率的に除去できる。また、該棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を上方に向かって噴射することで、上側貫通孔６０Ｕよりも上方に付着しているクリンカ５３を効率的に除去できる。なお、該棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を上方に向かって噴射することで、流体が燃焼装置１３から離れる方向に噴射されるので、燃焼装置１３の火炎に及ぼす影響を抑制できる。
【００６０】
なお、上述したように、上側耐火材４１では、炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する上側傾斜面部４１ｂに付着したクリンカ５３が上側傾斜面部４１ｂよりも下方の上側鉛直面部４１ａに向かって成長する。したがって、上側鉛直面部４１ａにおける上側貫通孔６０Ｕの設置位置が上側であるほど、クリンカ５３の大きさが小さいうちにクリンカ５３を棒状部材１０１で突くことができる。
【００６１】
また、幾つかの実施形態では、下側耐火材４２のうちの下側鉛直面部４２ａを貫通する下側貫通孔６０Ｄを設け、この下側貫通孔６０Ｄを介してクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１を炉内に移動させることができるように構成した。これにより、下側貫通孔６０Ｄから棒状部材１０１を炉内に挿入することで、下側傾斜面部４２ｂから下側鉛直面部４２ａに向かって成長したクリンカ５３を棒状部材１０１で突くことができ、クリンカ５３を効率的に除去できる。また、該棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を下方に向かって噴射することで、下側貫通孔６０Ｄよりも下方に付着しているクリンカ５３を効率的に除去できる。なお、該棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を下方に向かって噴射することで、流体が燃焼装置１３から離れる方向に噴射されるので、燃焼装置１３の火炎に及ぼす影響を抑制できる。
【００６２】
なお、上述したように、下側耐火材４２では、炉内側に向かって斜め方向に沿って延在する下側傾斜面部４２ｂに付着したクリンカ５３が下側傾斜面部４２ｂよりも上方の下側鉛直面部４２ａに向かって成長する。したがって、下側鉛直面部４２ａにおける下側貫通孔６０Ｄの設置位置が下側であるほど、クリンカ５３の大きさが小さいうちにクリンカ５３を棒状部材１０１で突くことができる。
【００６３】
幾つかの実施形態では、棒状部材１０１の炉内側の端部には鋭端部１０１ａが設けられているので、耐火材４０に付着したクリンカ５３を鋭端部１０１ａで突くことができる。これにより、棒状部材１０１でクリンカ５３を突いたときに、例えばクリンカ５３に亀裂が入りやすくなるなど、クリンカ５３を破壊したり耐火材４０から除去したりする効果が高まる。
【００６４】
上述したように、棒状部材１０１には、内部で導かれた流体を火炉１１内に噴射するための噴射孔１０１ｂが設けられているので、噴射した流体によって耐火材４０からクリンカを除去できる。特に、棒状部材１０１で突いただけでは除去しきれないクリンカ５３の除去に有効である。
【００６５】
このように、幾つかの実施形態では、クリンカ除去装置１００は、ボイラ１０の火炉壁１２に付着するクリンカを除去するための装置である。そして、火炉壁１２は、鉛直方向に沿って延在する複数の水管１９と、複数の水管１９のうちの隣接する一対の水管１９が互いに離間するように湾曲することで形成される開口領域３０に配置される燃焼装置１３であって、鉛直方向に沿って並んで配置される複数のコンパートメント１３ａを有する燃焼装置１３を備える。火炉壁１２は、開口領域３０のうち、燃焼装置１３の上端と一対の水管１９の上方湾曲部１９Ｕとの間に形成される上側開口領域３０Ｕ、及び燃焼装置１３の下端と一対の水管１９の下方湾曲部１９Ｄとの間に形成される下側開口領域３０Ｄ、に設けられる耐火材４０とを備える。クリンカ除去装置１００は、上側開口領域３０Ｕ、及び下側開口領域３０Ｄに形成されている貫通孔６０であって、火炉壁１２を貫通する貫通孔６０に、炉内側から炉外側、及び炉外側から炉内側に向かって夫々移動可能なように設置される棒状部材１０１を備える。
これにより、上側開口領域３０Ｕ及び下側開口領域３０Ｄに設けられた耐火材４０に付着したクリンカ５３が大きく成長する前に、棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させてクリンカ５３を突くことでクリンカ５３を除去することが可能となる。したがって、ボイラ１０の燃焼に影響が及ぶことを抑制できるほか、ボイラ１０の炉底１１ａの損傷を抑制できる。
【００６６】
すなわち、幾つかの実施形態に係るクリンカ除去装置１００を備えるボイラ１０では、上側開口領域３０Ｕ及び下側開口領域３０Ｄに設けられた耐火材４０に付着したクリンカ５３が大きく成長する前に、棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させてクリンカ５３を突くことでクリンカ５３を除去することが可能となる。したがって、ボイラ１０の燃焼に影響が及ぶことを抑制できるほか、ボイラ１０の炉底１１ａの損傷を抑制できる。
【００６７】
なお、図３に示すように、幾つかの実施形態では、棒状部材１０１は退避位置において炉内から退避するので、炉内の熱の影響を受け難くなり、耐久性が向上する。また、棒状部材１０１は、退避位置において上側貫通孔６０Ｕ及び下側貫通孔６０Ｄ内に留まるので、炉内の燃焼ガスが上側貫通孔６０Ｕ及び下側貫通孔６０Ｄを介して炉外に流出するのを抑制できる。これにより、上側貫通孔６０Ｕ及び下側貫通孔６０Ｄを塞ぐ閉止部材を別途設けなくてもよい。なお、上側貫通孔６０Ｕ及び下側貫通孔６０Ｄを塞ぐ閉止部材を設けてもよい。
【００６８】
（クリンカ除去装置１００を用いたクリンカ除去方法について）
幾つかの実施形態では、上述したクリンカ除去装置１００を用いて、次のようにして耐火材４０に付着したクリンカ５３を除去する。
図６は、幾つかの実施形態に係るクリンカ除去方法における手順を示すフローチャートである。
幾つかの実施形態に係るクリンカ除去方法は、クリンカ監視ステップＳ１０と、成長度判定ステップＳ２０と、移動ステップＳ３０とを備える。
【００６９】
クリンカ監視ステップＳ１０は、上側開口領域３０Ｕに設けられた上側耐火材４１及び下側開口領域３０Ｄに設けられた下側耐火材４２に付着するクリンカ５３の成長度を監視するステップである。具体的には、クリンカ監視ステップＳ１０では、上側耐火材４１及び下側耐火材４２に設置されたクリンカ監視装置１０３のそれぞれが火炎の検出結果を成長度判定装置１０４に出力する。
【００７０】
成長度判定ステップＳ２０は、クリンカ監視ステップＳ１０での監視の結果に基づいて、クリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定するステップである。具体的には、成長度判定ステップＳ２０では、図７に示すような手順でクリンカ５３の成長度を成長度判定装置１０４の演算部１０４ａが判定する。
図７は、成長度判定ステップＳ２０における判定手順を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００の制御内容について説明するが、燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００の制御内容も同様である。そこで、燃焼装置１３の下方に設けられたクリンカ除去装置１００の制御内容についての詳細な説明は省略する。
【００７１】
成長度判定ステップＳ２０では、ステップＳ２１において、演算部１０４ａは、上側耐火材４１に設置されたクリンカ監視装置１０３が火炎を検出しているか否かを判断する。演算部１０４ａは、上側耐火材４１に設置されたクリンカ監視装置１０３が火炎を検出している間はステップＳ２１で待機する。上側耐火材４１に設置されたクリンカ監視装置１０３が火炎を検出しなくなるとステップＳ２３へ進み、演算部１０４ａは、フレームディテクタ２３で火炎を検出しているか否かを判断する。
【００７２】
ステップＳ２３において、フレームディテクタ２３で火炎を検出していると判定されるとステップＳ２５へ進み、演算部１０４ａは、クリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったと判断する。ステップＳ２５が実行されるとステップＳ２７へ進み、演算部１０４ａは、クリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったことを示す信号を制御装置１０５に出力する。ステップＳ２７が実行されると、図６の移動ステップＳ３０が実施される。
【００７３】
なお、ステップＳ２３において、フレームディテクタ２３で火炎を検出していないと判定されるとステップＳ２９へ進み、演算部１０４ａは、燃焼装置１３の失火であると判断する。ステップＳ２９が実施されると、図６のクリンカ監視ステップＳ１０に戻る。
【００７４】
図６の移動ステップＳ３０は、成長度判定ステップＳ２０でクリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったと判定されると、火炉壁１２を貫通する貫通孔６０から棒状部材１０１を炉外側から炉内側に向かって移動させるステップである。すなわち、移動ステップＳ３０では、成長度判定装置１０４の演算部１０４ａからクリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったことを示す信号を受信すると、制御装置１０５の演算部１０５ａは、燃焼装置１３の上方に設けられたクリンカ除去装置１００の棒状部材１０１を突出位置に向かって移動させるように駆動装置１０２を制御する。また、制御装置１０５の演算部１０５ａは、該棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂから流体を噴射するように不図示の電磁弁の開閉を制御する。そして、所定時間の経過後、演算部１０５ａは、該棒状部材１０１を退避位置に向かって移動させるように駆動装置１０２を制御するとともに、該棒状部材１０１の噴射孔１０１ｂからの流体の噴射を中止するように不図示の電磁弁の開閉を制御する。
【００７５】
このように、幾つかの実施形態に係るクリンカ除去方法によれば、クリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ると、棒状部材１０１が炉外側から炉内側に向かって移動して、付着しているクリンカ５３を突いて除去できる。したがって、クリンカ５３の塊が大きくなり過ぎる前にクリンカ５３を除去できるので、除去して炉底に落下するクリンカ５３の塊の大きさを抑制でき、落下したクリンカ５３による炉底１１ａの損傷抑制できる。
【００７６】
また、幾つかの実施形態に係るクリンカ除去方法によれば、フレームディテクタ２３で検出された燃焼装置１３のバーナノズル２１の火炎の有無を考慮して、クリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定する。これにより、例えば、クリンカ監視ステップＳ１０での監視の結果がクリンカ５３の成長に起因したものであるのか、燃焼装置１３の失火に起因したものであるのかを判別できるので、クリンカ５３の成長度の判定精度を向上できる。
【００７７】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、クリンカ除去装置１００は、上側開口領域３０Ｕ及び下側開口領域３０Ｄの双方に設けられている。しかし、クリンカ除去装置１００は、上側開口領域３０Ｕ又は下側開口領域３０Ｄのいずれか一方にだけ設けられていてもよい。
【００７８】
上述した幾つかの実施形態では、クリンカ監視装置１０３は、火炎検出器であった。しかし、クリンカ監視装置１０３は、火炎検出器以外の検出器であってもよく、例えば熱電対のような温度検出器でもよい。
例えば、クリンカ監視装置１０３が耐火材４０に設置された温度検出器であれば、例えば耐火材４０に付着したクリンカ５３が成長すると、成長したクリンカ５３が炉内からの熱の伝達を妨げて温度検出器で検出される温度が低下することとなる。したがって、温度検出器で検出される温度と、例えば炉内の温度とを比較することで、耐火材４０に付着したクリンカ５３の成長度を監視できる。これにより、簡単な構成でクリンカ５３の成長度を監視できる。
このように、耐火材４０に付着、成長したクリンカ５３の厚さと、温度検出器で検出される温度の低下量との関係を事前に把握しておき、所定の厚さに相当する温度の低下が確認されると棒状部材１０１でクリンカ５３を突いたり、流体を噴射孔１０１ｂから噴射するように構成してもよい。
【００７９】
上述した幾つかの実施形態では、成長度判定装置１０４は、フレームディテクタ２３で検出されたバーナノズル２１の火炎の有無を考慮して、クリンカ５３の成長度が所定の成長度を上回ったか否かを判定した。すなわち、上述した幾つかの実施形態では、フレームディテクタ２３で検出されたバーナノズル２１の火炎の有無を検出し、失火か否かを判定するように構成されている。
しかし、例えば炉内観察用の炉内カメラで撮像して得られた画像の輝度等の情報に基づいて、バーナノズル２１の火炎の有無を検出するようにしてもよく、炉内の温度を検出する温度検出器の検出温度や、水管１９で発生する蒸気の温度を検出する温度検出器の検出温度、水管１９での蒸気発生量の検出結果等に基づいてバーナノズル２１の火炎の有無を検出するようにしてもよい。
なお、これらの火炎検出器、炉内カメラ、温度検出器等からの出力に基づいて、バーナノズル２１の火炎の有無を成長度判定装置１０４の演算部１０４ａに判定させてもよく、作業員に判定させてもよい。
また、例えば炉内観察用の覗き孔から作業員が目視によってバーナノズル２１の火炎の有無を判定するようにしてもよい。
【００８０】
上述した幾つかの実施形態では、棒状部材１０１の炉内側の端部に鋭端部１０１ａを設けたが、鋭端部１０１ａを設けること必須ではない。なお、棒状部材１０１の炉内側の端部に鋭端部１０１ａを設ける場合、例えば炉内温度や炉内雰囲気を考慮して、高クロム鋼や高ニッケル鋼等を鋭端部１０１ａの材料として用いてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０  ボイラ
１１  火炉
１２  火炉壁
１３  燃焼装置
１３ａ  コンパートメント
１９  水管
１９Ｕ  上方湾曲部
１９Ｄ  下方湾曲部
２３  フレームディテクタ
３０  開口領域
３０Ｕ  上側開口領域
３０Ｄ  下側開口領域
４０  耐火材
４１  上側耐火材
４１ａ  上側鉛直面部
４１ｂ  上側傾斜面部
４２  下側耐火材
４２ａ  下側鉛直面部
４２ｂ  下側傾斜面部
６０  貫通孔
６０Ｕ  上側貫通孔
６０Ｄ  下側貫通孔
１００  クリンカ除去装置
１０１  棒状部材
１０１ａ  鋭端部
１０１ｂ  噴射孔
１０２  駆動装置
１０３  クリンカ監視装置
１０４  成長度判定装置
１０５  制御装置
【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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