(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮性ガスを使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と、該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒及びホーンとを備え、スートブロア対象装置内の部材上に付着した粉塵を除去または前記部材への粉塵の付着を抑制する音波式スートブロアにおいて、
音波発振器で発振する音波の周波数を調整する周波数調整部として、共鳴筒に設けた共鳴筒の長さを音波発振器とホーンの間で変えることができるスライド機構部を備え、
該共鳴筒のスライド機構部は音波発振器側に配置された直管状又はＵ字状の内管と、該内管を部分的に挿入可能としたホーンに接続した直管状の外管からなることを特徴とする音波式スートブロア。
【請求項２】
音波発振器は圧縮空気及び／又は蒸気で音波を発振する手段からなることを特徴とする請求項１記載の音波式スートブロア。
【請求項３】
スライド機構部を有する共鳴筒は、その長さを音波発振器出口の圧縮気体温度における音速と発振周波数により形成される波長の１／６〜１／１０の長さ以下とすることを特徴とする請求項１記載の音波式スートブロア。
【請求項４】
ホーンはスートブロア対象装置の壁面の開口部に設置される遮熱用取付ボックス内に配置され、スライド機構部を備えた共鳴筒と音波発振器は前記取付ボックスに隣接して設けられた音波発振部取付ケース内に配置されたことを特徴とする請求項１記載の音波式スートブロア。
【請求項５】
前記遮熱用取付ボックスと前記音波発振部取付ケースとは遮熱及び／又は防音用のラギングで覆われたことを特徴とする請求項４記載の音波式スートブロア。
【請求項６】
音波発振器は蒸気で音波を発振する手段からなり、音波発振器はホーンと共にスートブロア対象装置の壁面の開口部に設置される遮熱用取付ボックスに内蔵され、共鳴筒は、その一部をＵ字状管から構成し、該Ｕ字状管部を前記遮熱用取付ボックスの外側に配置したことを特徴とする請求項１記載の音波式スートブロア。
【請求項７】
共鳴筒はＵ字状の内管と、該内管の外周面を摺動可能な直管状の外管とからなることを特徴とする請求項６記載の音波式スートブロア。
【請求項８】
前記スートブロア対象装置の壁面の開口部に設置されるホーンが内蔵された遮熱用取付ボックスと、
前記スートブロア対象装置内を流れるガスの出口部から排出されるガスまたは大気を前記遮熱用取付ボックス内に導き、該遮熱用取付ボックス内の冷却用ガスとして使用するガス流路と
を設けたことを特徴とする請求項１記載の音波式スートブロア。
【請求項９】
ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスとスライド機構部付き共鳴筒を備えた周波数調整部を内蔵した音波発振部取付ケースとを隣接して設け、前記音波発振部取付ケースの外気と接する壁面に逆止弁を介して外気と連通する連通部を設け、前記遮熱用取付ボックスと前記音波発振部取付ケースの境界部には両ケース内を逆止弁を介して連通する連通部を設け、さらに音波発振部取付ケースにニードル弁を備えた圧縮性ガス供給流路を設けたことを特徴とする請求項８記載の音波式スートブロア。
【請求項１０】
周波数調整部を内蔵した音波発振部取付ケースのさらに外側に周波数調整部の駆動部を配置し、該駆動部を覆う駆動部取付ケースを設け、該駆動部取付ケースと前記音波発振部取付ケースの境界部には両ケース内を逆止弁を介して連通する連通部を設け、さらに前記駆動部取付ケースと外気と接する壁面に逆止弁を介して外気と連通する連通部を設けたことを特徴とする請求項９記載の音波式スートブロア。
【請求項１１】
ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスのスートブロア対象装置側の開口部に開閉可能なガス流入防止ダンパを設けたことを特徴とする請求項８記載の音波式スートブロア。
【請求項１２】
請求項１０記載の音波式スートブロアを用いて、通常運用時において内圧が大気圧より低いスートブロア対象装置で通常の運用する時には、周波数調整部の駆動部取付ケース、音波発振部取付ケース及び遮熱用取付ボックスの各連通部を経由して大気又はスートブロア対象装置内を流れるガスを音波式スートブロア内に流入させることで炉内ガスが音波式スートブロア内に侵入することを防止し、同時に、前記各連通部を通る大気又はスートブロア対象装置内を流れるガスにより周波数調整部の駆動部、音波発振器、共鳴筒及びホーンを冷却することを特徴とする音波式スートブロアの運用方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の音波式スートブロアを用いて、通常運用時において内圧が大気圧より低いスートブロア対象装置で運用する時、該スートブロア対象装置が運用停止する時には、ニードル弁を備えた圧縮性ガス供給流路から音波発振部取付ケース内に圧縮性ガスを供給することを特徴とする音波式スートブロアの運用方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の音波式スートブロアを用いて、通常運用時において内圧が大気圧より低いスートブロア対象装置で運用する時、音波式スートブロアのメンテナンスをする場合には、ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスのスートブロア対象装置側の開口部に設けたガス流入防止ダンパを閉じて音波式スートブロアとスートブロア対象装置内部とを遮断することを特徴とする音波式スートブロアの運用方法。
【請求項１５】
部材が設置されたスートブロア対象装置内を流れるガスの装置出口部及び装置入口部にガス温度計をそれぞれ設置し、前記出口部にガス中のダスト濃度を計測するダストモニタを設置し、スートブロア対象装置に設置される圧縮性ガスを使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒及びホーンとを備えた周波数可変型または周波数固定型の音波式スートブロアにより、スートブロア対象装置内に種々の周波数の異なる音波を発振し、前記ダストモニタによるダスト濃度の増加及び／又はガス温度計によるガス温度の低下が発生する状況を確認することで、前記部材に付着した粉塵を除去する効果又は前記部材への粉塵の付着を抑制する効果の高い周波数を見つけ出すことを特徴とする音波式スートブロアの運用方法。
【請求項１６】
スートブロア対象装置内の部材に付着した粉塵を除去する効果または前記部材への粉塵の付着を抑制する効果の高い周波数の音波発振と発振停止の運用を繰り返すことを特徴とする請求項１５記載の音波式スートブロアの運用方法。
【請求項１７】
請求項１記載の音波式スートブロアを、その壁面に取り付けたことを特徴とするスートブロア対象装置。
【請求項１８】
スートブロア対象装置がガス流れ方向に複数段の脱硝触媒層を配置した装置であり、該装置の複数段の脱硝触媒層のガス流れの上流段より下流段の脱硝触媒層になるほど音圧が高くなる音波式スートブロアをそれぞれの脱硝触媒層の近傍に配置したことを特徴とする請求項１７記載のスートブロア対象装置。
【請求項１９】
スートブロア対象装置の複数段の脱硝触媒層のガス流れの最上流段の脱硝触媒層のガス偏流が激しい部位の近傍に音波式スートブロアを配置したことを特徴とする請求項１７記載のスートブロア対象装置。
【請求項２０】
前記スートブロア対象装置がボイラ火炉、脱硝装置、排熱回収ボイラ又は蓄熱式熱交換器であることを特徴とする請求項１７記載のスートブロア対象装置。
【請求項２１】
圧縮性ガスを使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒及びホーンとを備えた周波数固定型の音波式スートブロアにおいて
スートブロア対象装置の壁面の開口部に臨むように設置された音波式スートブロアのホーンが内蔵された遮熱用取付ボックスと、
前記スートブロア対象装置内を流れるガスの出口部から排出されるガスまたは大気を前記遮熱用取付ボックス内に流すガス流路と、
前記ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスのスートブロア対象装置側の開口部に開閉可能に設けられたガス流入防止ダンパと
を備えたことを特徴とする音波式スートブロア。
【請求項２２】
請求項２１記載の音波式スートブロアを用いて、通常運用時において内圧が大気圧より低いスートブロア対象装置で運用する時、音波式スートブロアのメンテナンスをする場合には、ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスのスートブロア対象装置側の開口部に設けたガス流入防止ダンパを閉じて音波式スートブロアとスートブロア対象装置内部とを遮断することを特徴とする音波式スートブロアの運用方法。
【請求項２３】
圧縮性ガスを使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒及びホーンとを備えた周波数固定型の音波式スートブロアを壁面に取り付けたガス流れ方向に複数段の脱硝触媒層を配置したスートブロア対象装置であって、
前記複数段の脱硝触媒層のガス流れの上流段より下流段の脱硝触媒層になるほど音圧が高くなる前記音波式スートブロアをそれぞれの脱硝触媒層近傍に取り付けたことを特徴とするスートブロア対象装置。
【請求項２４】
スートブロア対象装置の複数段の脱硝触媒層のガス流れの最上流段の脱硝触媒層のガス偏流が激しい部位の近傍に音波式スートブロアを配置したことを特徴とする請求項２３記載のスートブロア対象装置。
【請求項２５】
前記スートブロア対象装置がボイラ火炉、脱硝装置、排熱回収ボイラ又は蓄熱式熱交換器であることを特徴とする請求項２３記載のスートブロア対象装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮性ガスを音波発振の駆動源とする音波式スートブロアとその運用方法に係り、ボイラ、燃焼炉、焼却炉、独立過熱器、独立節炭器、各種熱交換器あるいは各種プラント又は各種産業機器などのスートブロア対象装置に設置される管体等の部材に付着、堆積した灰などの粉塵類を部材のまわりのガス体を音波により振動させることで除去する清掃用の音波式スートブロアとその運用方法等に関する。  
また本発明の音波式スートブロアは前記スートブロア対象装置の部材に灰などの粉塵類が付着しようとするのを抑制する機能もある。
【背景技術】
【０００２】
前記スートブロア対象装置として石炭焚ボイラ火炉を例に以下説明する。石炭焚ボイラ火炉の燃焼ガス中には多くの灰が含まれているため、ボイラ火炉内部に配置される部材の表面に灰が付着し易く、特にボイラ火炉内部に配置される伝熱管の外表面に灰が付着し、さらに付着した灰が層を成して堆積する。
【０００３】
図１０はボイラ火炉１内部の概略構成を示す図である。図１０に示されているように、ボイラ火炉１内の天井部には吊り下げ型伝熱管群３が設置され、後部伝熱部には横置型伝熱管群４が配置されている。吊り下げ型伝熱管群３と横置型伝熱管群４は、それぞれ多数本の伝熱管で構成されており、これら伝熱管群３、４の表面は燃焼灰を含む高温燃焼ガスに接している。
【０００４】
従って、これら伝熱管群３、４を構成する伝熱管の表面には燃焼灰が付着、堆積（以下「付着、堆積」を単に「付着」という）する。燃焼灰が前記伝熱管の表面に過度に付着すると、高温燃焼ガスから伝熱管群３、４内を流れる水／蒸気流体への伝熱が阻害されてボイラ装置の性能が低下する。また、前記伝熱管の灰付着量が多くなればなるほど、ボイラ火炉１から排出する燃焼排ガス温度が上昇する。
そのため、通常ボイラ火炉１内に設置されているスートブロア（蒸気噴射式のスートブロアが多く採用されている）を定期的に運転して、前記伝熱管の表面に付着している燃焼灰を吹き飛ばして伝熱性能の低下を防止している。
【０００５】
近年、図１０に示す音波を利用した音波式スートブロア６がボイラ装置へ適用されるようになった。音波式スートブロア６は、ボイラ火炉１の伝熱管群３、４の設置部位の火炉壁に複数個設置されている。
【０００６】
音波式スートブロア６は、ボイラ火炉１の火炉壁で囲まれた空間内に高音圧の音波を発振して燃焼ガスなどを振動させて伝熱管群３、４の各伝熱管の表面に付着した燃焼灰に微少な変位を与え、最終的に伝熱管の表面から燃焼灰を落下させるものである。また前記音波発振の過程において、燃焼灰が伝熱管の表面へ付着することを抑制する効果もある。
【０００７】
音波式スートブロア６は高圧空気などを使用して音波を発振させる振動板を内蔵した音波発振器と、該音波発振器で発振された音波を特定の周波数で共振・増幅させる共鳴筒とホーンとからなる。音波式スートブロア６は、ボイラ火炉１内に前記増幅された音波を発振させて、その音波によってボイラ火炉１内に気柱振動を励起させることで定在波を形成させ、該定在波により火炉１内の音圧を高める現象を利用して伝熱管表面に付着した燃焼灰の除去及び伝熱管への灰の付着を抑制するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ボイラ火炉１内は、ボイラの運用負荷により燃焼ガス温度が変化するために、炉内の気柱共振周波数が変化する。音波式スートブロア６を用いて効果的な灰除去を行うためにはボイラ運用条件にかかわらず必要とする炉内気柱共振を保持させることが必要である。しかし、従来の音波式スートブロア６で用いられる音波発振器の発振周波数は一定であるので、炉内のガス温度条件が前記発振周波数に合致した時にのみ炉内気柱共振が確立して炉内の音圧が高くなり、灰除去能力が高まるだけであり、炉内の排ガス温度条件が変化して炉内気柱共振が確立しない場合には、音圧が低下し、灰除去能力が大きく低下する。このため、従来の音波式スートブロア６は広範囲のボイラ運用条件において有効に機能し得ない問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明の第一の課題は、音波発振周波数を簡単な方法で可変できるようにしてボイラ等のスートブロア対象装置の広範囲な運用条件において音波式スートブロアが機能するようにすることである。
【００１０】
また、音波式スートブロア６を、例えばボイラ火炉１の炉壁に設置した場合、音波式スートブロア６により発生するボイラ火炉１内の定在波が形成された時のボイラ火炉の炉幅方向の音圧分布が確認できず、定在波の確認ができなかった。その理由は、ボイラ運転中のボイラ火炉１内は高温雰囲気にあり、音圧測定用マイクを炉内に挿入できないためである。また、たとえボイラ火炉１の炉壁に設けた音圧の検出器が音圧を測定できたとしても、測定できるのは炉壁の音圧のみであり、この音圧が定在波が形成できた時の音圧なのか、定在波が形成できない時の音圧なのか区別ができなかった。
【００１１】
そこで、本発明の第二の課題はスートブロア対象装置での音波式スートブロアの運用時における該装置内部での音波の定在波周波数の確認ができるようにして、スートブロア対象装置を構成する部材上の付着灰等の粉塵除去、および前記部材への粉塵付着抑制を制御可能にすることである。
【００１２】
さらに、ボイラ火炉１の壁面に設けられた音波式スートブロア６の開口部は、直径が約５００ｍｍ程度のものがあるが、炉壁に設けられた前記開口部は炉内からのガス流れが停滞する形状をしている。石炭焚ボイラ火炉では、石炭などが燃焼して生じるガス中に灰などの粉塵が多く含まれている。そのため石炭焚ボイラの運転を続けていると、石炭灰が前記開口部から音波式スートブロア６の内部に侵入して堆積し始め、そのままの状態にしておくと、前記開口部が閉鎖されることが考えられる。さらに、高温のガスによる放射熱により音波式スートブロア６の音波発振器とホーンを収納したケース自身の温度が高温になり、該収納ケースの強度上の問題が発生する。
【００１３】
また、音波式スートブロア６はボイラ火炉壁に設けられることが多いので、圧縮空気を音波式スートブロア６を介して前記開口部から火炉１内に吸い込むことで音波式スートブロア６を冷却している（安全のためにボイラ火炉１は大気圧より減圧状態で運転される）。しかし大出力の石炭焚ボイラには約３０個の音波式スートブロア６を取付る必要があり、音波式スートブロア６の設置数が多くなると圧縮空気用コンプレッサーの容量が増加し、さらに圧縮空気の多量の吸い込みがボイラ火炉１内部の酸素濃度制御の外乱要因となる。さらに、冷却用の圧縮空気温度が火炉１内に配置された伝熱管内の流体（水、蒸気、又はその混合物）温度より低いと、加熱中の前記流体を冷却してしまう。
【００１４】
そこで本発明の第三の課題は音波式スートブロアの収納ケース内を容易に冷却する手段を開発し、音波式スートブロアが臨む火炉壁などの開口部への灰などの粉塵の付着を防止すると共に音波式スートブロア収納ケース自身の冷却を行うことにある。
【００１５】
また、音波式スートブロア６をボイラ火炉壁面等に設置した場合には次のような問題点もある。
音波式スートブロア６が設置される付近のボイラ火炉１内の燃焼ガス温度は３００〜４００℃程度であるが、火炉運転時には安全のために火炉１内の圧力は大気圧以下（−１００〜−５０ｍｍＡｑ）に調整されている。そのため、高温の炉内ガスは大気圧下にある音波式スートブロア６内には流入しない。しかしボイラ運転停止時に火炉１内と音波式スートブロア６内との圧力差が無くなり、しかも炉内ガス温度より音波式スートブロア６内のガス温度が大幅に低い時（ボイラの運転停止直後）には、音波式スートブロア６内で、ガス成分中の水分が凝縮を開始する。そのため、腐食性の強い成分を含むドレンが音波式スートブロア６内の内壁又は音波式スートブロア６内に設置される部材に付着し、これらを腐食させるおそれがある。
【００１６】
特に、精密機械部品からなる周波数調整部を備えた音波発振器を収納したケース内の機器が少しでも腐食されると周波数調整部は動作不能になり、音波式スートブロア６の運転を停止せざるをえなくなる。
そこで、本発明の第四の課題はスートブロア対象装置内のダーティガスを音波式スートブロア内へ侵入させないための対策を講じることである。
【００１７】
また、音波式スートブロアが適用されるスートブロア対象装置が部材を複数段配置している装置であり、この装置が灰などの粉塵が多いガスが流れる領域にある場合には、灰などの粉塵が複数段の部材に付着することを効果的に除去しないと、これらの付着物の堆積が急速に進行する。
そこで本発明の第五の課題は、複数段配置され、かつ灰などの粉塵が付着しやすい部材を備えたスートブロア対象装置から灰などの粉塵の付着を効果的に除去する又は付着を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明で用いる音波式スートブロアは、圧縮性ガスを使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と、該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒とホーンとを備え、ボイラ火炉等のスートブロア対象装置内に音波を発振することで装置内に気柱共振を発生させて音圧を増加させる現象を利用して、装置内の部材上に付着した粉塵を除去または前記部材への粉塵の付着を抑制する周波数可変型または周波数固定型の音波式スートブロアである。
【００１９】
本発明の前記第一の課題は、次の周波数可変型の音波式スートブロアをスートブロア対象装置内に配置して解決できる。
すなわち、圧縮性ガスを使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と、該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒及びホーンとを備え、スートブロア対象装置内の部材上に付着した粉塵を除去または前記部材への粉塵の付着を抑制する音波式スートブロアにおいて、
音波発振器で発振する音波の周波数を調整する周波数調整部として、共鳴筒に設けた共鳴筒の長さを音波発振器とホーンの間で変えることができるスライド機構部を備え、
該共鳴筒のスライド機構部は音波発振器側に配置された直管状又はＵ字状の内管と、該内管を部分的に挿入可能としたホーンに接続した直管状の外管からなることを特徴とする音波式スートブロア。
【００２０】
前記周波数調整部を備えた音波式スートブロアとして次の３種類の方式の音波式スートブロアが考えられる。
（ａ）周波数調整部として音波発振器の上流側に温度又は密度がそれぞれ異なる圧縮性ガスを導入する２以上のガス導入流路を備えたガス混合器を設けた音波式スートブロア。この（ａ）の音波式スートブロアは次の（ｂ）の音波式スートブロアにあるスライド機構部が共鳴筒にない構成である。
（ｂ）周波数調整部として音波発振器とホーンの間に長さを可変できるスライド機構部を備えた共鳴筒を備えた音波式スートブロア。
（ｃ）前記スライド機構部を有する共鳴筒と、音波発振器の上流側に温度又は密度がそれぞれ異なる圧縮性ガスを導入する２以上のガス導入流路が接続したガス混合器を有する音波式スートブロア。
なお、本発明は上記（ｂ）の方式を採用するものである。
【００２１】
ここで、上記（ａ）〜（ｃ）の音波式スートブロアの音波発振周波数を変える方法について説明する。
まず、前記（ａ）の一つの方式である圧縮性ガスの温度制御により発振周波数を可変にする音波式スートブロアの原理について説明する。
音速と発振周波数の間には次のような関係式（１）が成立する。
Ｃ＝ｆλ                                （１）
Ｃ：気体（圧縮性ガス）の温度（ｔ）℃での音速（ｍ／ｓ）
ｆ：発振周波数（Ｈｚ）
λ：発振周波数波長（ｍ）
また、音速Ｃは次式（２）で表すことができる。
Ｃ＝√（γΡ／ρ）                      （２）
ρ＝ρｏ×｛２７３／（２７３＋ｔ）｝      （３）
γ：比熱比＝定圧比熱Ｃｐ／定容比熱Ｃｖ
Ρ：振動板出口の気体の圧力（Ｎ／ｍ２）
ρ：気体の密度（ｋｇ／ｍ３）
ρｏ：標準状態の気体の密度（ｋｇ（Ｎｏｒｍａｌ）／ｍ３）
ｔ：気体（圧縮性ガス）の温度（℃）
以上の式（１）、（２）、（３）に基づきある種の気体、例えば空気を音波発振用の圧縮性ガスとして用いて、その温度（ｔ）を変化させることで音速（Ｃ）を変えることができることが分かる。
【００２２】
このとき共鳴筒の長さが一定であると、共鳴筒とホーン内の気柱共振時の周波数の波長（λ）は一定となる。このため以下の式（４）にあるように気体（圧縮性ガス）の温度（ｔ）を変化させて発振周波数（ｆ）を変えることができる。
ｆ＝Ｃ／λ                        
＝√（γΡ／ρ）／λ
＝√［（γΡ／ρο）×√｛（２７３＋ｔ）／２７３｝］／λ（４）
（λ＝一定）
【００２３】
気体（圧縮性ガス）の温度（ｔ）を変化させる方法として本発明の上記（ａ）の方式のスートブロアでは、例えばボイラ火炉などスートブロアを設置するスートブロア対象装置からの輻射熱を熱源として音波発振器の振動板駆動用の圧縮性ガスの一部を加熱して加熱ガスを得て、この加熱ガスをガス混合器で比較的低温の前記圧縮性ガスと混合して目的とする発振周波数となる圧縮性ガス温度（ｔ）の混合ガスを得て、この混合ガスを用いて発振周波数（ｆ）を調整する。
【００２４】
次に、上記（ａ）の他の一つの方式である圧縮性ガスの密度制御により発振周波数を可変にする音波式スートブロアの原理について説明する。
前記式（１）で音速Ｃと発振周波数（ｆ）は定義されるが、音速（Ｃ）と気体の比熱比（γ）と圧力（Ｐ）との間に前記式（２）の関係が成立する。従って、密度（ρ）が異なる２以上のガスを混合することでガス温度変化幅を小さく抑えた状況でスートブロアの発振周波数（ｆ）を変化させることができる。
【００２５】
例えば、空気と蒸気（スチーム）を混合することで、ガス温度変化幅を小さく抑えた状態で発振周波数（ｆ）を可変できる。具体例として０℃の空気と１００℃の蒸気を混合する場合の発振周波数（ｆ）の変化について説明する。
気体Ａ（空気）：密度ρＡ、比熱比γＡ
ρＡ＝１．２９３ｋｇ／ｍ３←γＡ＝１．４００  ０℃
気体Ｂ（蒸気）：密度ρＢ、比熱比γＢ
ρＢ＝０．５９８ｋｇ／ｍ３←γＢ＝１．２８３  １００℃
【００２６】
前記密度の異なる空気と蒸気を混合することで温度変化幅△ｔ＝１００℃で発振周波数変化幅△ｆ＝４０Ｈｚが得られる。同一密度のガス体であれば△ｔ＝２８０℃で△ｆ＝４０Ｈｚとなることと比較して、ガス温度の変化幅を小さく抑えた状況で発振周波数（ｆ）を可変できることが分かる。
【００２７】
ところで、ボイラ火炉等のスートブロア対象装置の炉幅方向の炉内気柱共振を発生させる発振周波数（ｆ）は、一般に、以下の（５）式で求められる。
ｆ＝ｎ×Ｃ’／２×炉幅                （５）
ｆ：気柱共振周波数（発振周波数）（Ｈｚ）
Ｃ’：炉内ガス温度（ｔ’）℃での音速（ｍ／ｓ）
ｎ：共振次数
【００２８】
このため、スートブロア対象装置内で発生する音波の定在波は複数存在する。そして、スートブロア対象装置内の気柱共振周波数（ｆ）は、気柱共振次数（ｎ）が５次〜１１次の間が最も高い音圧となることが確かめられている。
スートブロア対象装置内のガス温度（ｔ’）（例えば、ボイラ火炉内の燃焼ガス温度）が高いほど炉内での音速（Ｃ’）が速くなるため、上記（５）式等から明らかな通り、音圧が大きな気柱共振次数（ｎ）を励起するためには発振周波数（ｆ）を高める必要がある。
【００２９】
本発明の音波式スートブロアに用いる前記圧縮性ガスはボイラ火炉などスートブロア対象装置内からの輻射熱により加熱することができ、別途圧縮性ガスの加熱源を設ける必要はない。すなわち、スートブロア対象装置内のガス温度（ｔ’）が高いほど、圧縮性ガスに対するスートブロア対象装置内からの輻射熱エネルギは大きくなり、圧縮性ガスの温度（ｔ）を上昇させることができるので、式（４）から分かるように容易に発振周波数（ｆ）を高めることができる。
【００３０】
一方、本発明で採用する上記（ｂ）の方式のスートブロアは、共鳴管の長さを変化させて音波式ストーブロア内の気柱共振時の周波数の波長（λ）を変えて発振周波数を変化させる方法によるものであり、このとき圧縮性ガスの温度（ｔ）が一定であるので、式（２）からスートブロアが発振する音波の音速（Ｃ）は一定である。このように上記（ｂ）の方式のスートブロアは、音速（Ｃ）を一定にした発振周波数可変方式のものであるので、共鳴管の長さを変えると共鳴管内の共鳴方式が変化し、音圧低下をもたらすが、上記（ａ）の方式によるスートブロアは、共鳴筒の長さを構造上ベストの長さに維持できるため高音圧で発振周波数（ｆ）を変えることができる特徴がある。
【００３１】
また、上記（ｃ）の方式のスートブロアは、共鳴管の長さを変化させて気柱共振時の周波数の波長（λ）を変え、音速を変化させるとともに、気体（圧縮性ガス）の温度（ｔ）を変化させる方法によるものである。上記（ｃ）の方式のスートブロアは上記（ａ）の方式と（ｂ）の方式のスートブロアを組み合わせた方式のものであり、図１３に示すように発振周波数の運用範囲（矢印（ｃ））が上記（ａ）の方式のもの（矢印（ａ））又は上記（ｂ）の方式のもの（矢印（ｂ））に比べて広くなる特徴がある。
【００３２】
次に、本発明の音波式スートブロアが適用される代表例であるボイラの伝熱管をスートブロア対象装置内に設置される部材の例として説明する。
まず、伝熱管などの部材上に付着した灰等の粉塵を除去する効果または前記部材への粉塵の付着を抑制する効果の高い定在波の周波数を選定する。
ボイラ火炉壁の対向する壁面に一対の音波式スートブロアが設置され、炉幅方向に音波の定在波が形成されると図１７（ａ）の音圧分布曲線１１０に示すように炉壁側で音圧が高くなり、音圧の低い谷が炉幅方向に形成される。音圧の谷の部分でガス粒子が大きく振動し（矢印１１１）、ここに伝熱管上の灰付着した領域があると、付着した灰は除去されるが、音圧が高い部分のガス粒子はほとんど停止状態であり（矢印１１２）、この領域にある伝熱管上の付着灰は除去できない。
【００３３】
音波の定在波がボイラ火炉内で形成された後、ボイラ火炉内へ発振する音波を停止すると定在波形成のためのエネルギーの補給がなくなり、いままで高音圧であった部分が、その高音圧状態を保持できなくなり、結果としては図１７（ｂ）に示すように今までの音圧が高い部分から低い部分の方向にガス粒子の振動（移動）が始まる（今までの音圧分布１１０を破線で示す）。そのため、今までガス粒子が大きく振動していた音圧の谷の部分に、その両側からガス粒子が移動してくる。そして、この領域のガス粒子は移動してくるガス粒子に挟まれて、ほぼ停止状態となり（矢印１１３）、その代わりに今までガス粒子の振動が無かった部分が大きく振動し（矢印１１４）、この部分で灰が伝熱管上から除去される。
【００３４】
このように音波発振のＯＮ−ＯＦＦにより、灰除去範囲は拡大するが、ある限定された範囲のみの灰除去となる。さらに音波発振のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことにより、火炉内の炉幅方向でのガス粒子の強い振動範囲を拡大できる。前記ＯＮ−ＯＦＦの繰り返し時間を短くするにつれて単位時間当たりの音波による振動エネルギーを増加でき、その分、灰等の粉塵除去・付着抑制能力を高めることができる。また、さらに粉塵除去・付着抑制範囲を増加させるためには、共振次数を変化させ、言い換えれば定在波の周波数を複数使用することで、灰除去能力を強化できる。
【００３５】
また、前記スートブロア対象装置内に設置された部材上の粉塵除去・付着抑制効果の高い周波数を見つけ出すと、当該周波数を音波発信器が発振する混合ガスをガス混合器で生成し、該混合ガスを音波発振器に導き、該音波発振器を有する音波式スートブロアを用いて、音波発振と発振停止の運用を繰り返す音波式スートブロアの運用方法を採用することができる。
【００３６】
このとき、前記音波発振と発振停止の繰り返しの回数を音波停止後ガス温度が所定値まで上昇する時間内で５回以上とすること（図１６参照）で、前記灰等の粉塵除去・付着抑制効果が高くなる。
【００３７】
次に上記（ａ）の方式の音波式スートブロアの構成について説明する。
上記（ａ）の方式の音波式スートブロアは、主に音波発振器と共鳴筒とホーンからなり、該音波発振器は、圧縮空気又は蒸気で音波を発振する構成である。この音波発振器の上流側に周波数調整部としてのガス混合器を設けることが大きな特徴であり、前記ガス混合器にはそれぞれ温度が異なるガス又は温度変化幅の小さい密度が異なるガスを供給する少なくとも２つのガス流路を接続している。
【００３８】
それぞれ温度が異なるガス又は温度変化幅の小さい密度が異なるガスとしては、大気をポンプで加圧して得られる常温の圧縮空気、該常温の圧縮空気をボイラ火炉の炉壁部で加熱して得られる加熱圧縮空気、ボイラで得られる各種温度または各種圧力の蒸気（スチーム）等を用いることができる。
【００３９】
ボイラで得られる各種温度、圧力の蒸気は圧縮空気より低コストであるので、蒸気を圧縮性ガスとして用いることがコスト的には望ましい。
なお、前述の通り、密度の異なる気体を混合すれば、小さい温度変化幅で発振周波数を可変とすることができ、蒸気と空気を混合して音波発振器用圧縮性ガスとすることが最も現実的である。
【００４０】
また、上記音波式スートブロアの音波発振器とホーンの間に設ける共鳴筒は一定長さのものでも良いが、共鳴筒はスライド機構部を備えた構成とすることができる。これが上記（ｃ）の方式の音波式スートブロアである。本発明の上記（ｂ）の方式の音波式スートブロアであるスライド機構部を備えた共鳴筒を有する音波式スートブロアの構成については後で詳細に述べるが、上記（ｃ）の方式の音波式スートブロアは上記（ａ）の方式と上記（ｂ）の方式の音波式スートブロアを組み合わせた構成である。
【００４１】
上記（ｃ）の方式の音波式スートブロアは、周波数調整部としてスライド機構部を備えた共鳴筒と温度が異なるガス又は密度が異なるガスを混合するガス混合器を組み合わせているので、広範囲にわたり複数の定在波を火炉内に形成させることができる。そのため、前記スートブロア対象装置内に設置された部材に付着した粉塵を除去する効果または前記部材への粉塵の付着を抑制する効果の最も高い周波数を容易に広範囲の周波数の中から見つけ出すことができる。
【００４２】
上記（ａ）の方式の音波式スートブロア及び上記（ｃ）の方式の音波式スートブロアは、いずれもそのホーンを遮熱用取付ボックスで覆い、さらにガス混合器と音波発振器と共鳴筒を遮熱及び／又は防音用のラギングで覆う構成にすることで、音波式スートブロアの防音及び／又は断熱を図ることができる。
振動体を備えた音波発振器は精密機械であるので、前記遮熱用取付ボックスにより火炉からの熱遮断を行うが、これでも熱伝導により音波発振器内部の温度が上昇する。このため、冷却強化を行う必要がある。
【００４３】
本発明の音波式ストーブロアの音波発振器の圧縮性ガス入口は約０．５ＭＰａのガス、例えば圧縮空気が加わり、その出口からは音波発振器の振動板を駆動させた後の排気として大気圧に低下した空気が排出される。このとき、音波発振器出口の空気が断熱膨張するので音波発振器出口と該出口に取り付けられている共鳴筒は冷却され、大気温度が３０℃近くあっても４℃近くまでそれらの温度が低下する。
このように、音波発振器出口での圧縮性ガスの断熱膨張による冷却作用を活用することで、ボイラ火炉からの燃焼ガスによる放熱があっても、音波発振器の駆動部が正常に作動する環境条件が保持される。
【００４４】
また、音波発振器の音波形成用の気体として蒸気（スチーム）を用いる場合は、音波発振器に、例えば約０．５ＭＰａ、２００℃の蒸気が入り、音波発振器出口部からは、振動板を駆動した後の排気として大気圧に減圧した蒸気が排出される。ガス混合器に蒸気を供給するときに該ガス混合器自体が冷間状態であると、蒸気がドレン化し、ドレン化した水分が音波発振器の振動板などに強く当たり、ドレンアタックが発生する。
そこで、ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックス内に蒸気を用いる音波発振器も配置することで、ボイラ燃焼ガス等の高温ガスによる放熱で音波発振器を加温することができ、前記ドレンアタックを防止できる。さらに、厚肉の金属で形成される遮熱用取付ボックス内に前記音波発振器が配置されると、音波発振器自体から出る騒音も防止できる。
【００４５】
次に本発明で採用する上記（ｂ）の方式の音波式スートブロアの構成について説明する。
上記（ｂ）の方式の音波式スートブロアは、圧縮性ガス（圧縮空気又は蒸気など）を使用して振動させる振動板を内蔵した音波発振器と、該音波発振器で発振した音波を共振・増幅させる共鳴筒とホーンとを備えたものであり、周波数調整部として前記共鳴筒の長さを可変できるスライド機構部を備えた構成に特徴がある。この構成により、一つの音波式スートブロアで複数の定在波を火炉内に形成することができるので、ボイラ火炉内に複数の気柱共振周波数を連続的に変化させた音波を発振できる。
【００４６】
このとき、前記共鳴筒のスライド機構部は音波発振器側に配置された直管状の内管と該内管を部分的に挿入可能にしたホーンに接続した外管から構成されることが望ましい。ボイラ火炉など高温部の近傍に前記ホーンが配置されるので、該ホーンに接続した前記外管は前記内管に比較して膨張する可能性が高い。そのため、共鳴筒をスライド可能にするためには、内管を外管より低温部側に配置する。
【００４７】
また、上記（ｂ）の方式の音波式スートブロアでも、ホーンを内蔵する遮熱用取付ボックスと音波発振器と共鳴筒のスライド機構部を内蔵する取付ケースを遮熱及び／又は防音用のラギングで覆うことで、音波式スートブロアの防音及び／又は断熱を図ることができる。
【００４８】
また、前記スライド機構部を有する共鳴筒は直管部とし、該直管部の長さを音波発振器出口での圧縮気体温度における音速と発振周波数により形成される波長の１／６〜１／１０の長さ以下とすることで、最小ストロークで確実な周波数制御ができ、音波式スートブロアを小型にし、しかも音波発振周波数が微少なストロ−クで可変できることが実験的に確認できた。
【００４９】
共鳴筒の直管部の長さ調整は直管を構成するスライド機構部により行うが、スライド機構部は、共鳴筒駆動用モータ類等の電気機器やスライド機構部品等の精密機械により構成されているため、動作可能温度範囲には制約がある。この制約条件を満足させるため、前記遮熱用取付ボックスにより火炉からの熱遮断を行うが、これでも熱伝導によりスライド機構部内の温度が上昇するので、スライド機構部の冷却強化を行う必要がある。この冷却は前記（ａ）、（ｃ）の方式の音波式スートブロアについて説明したのと同様に音波発振用に用いた後、音波発振器出口部での断熱膨張する圧縮空気などを用いる。
前記音波発振器出口部の圧縮空気などの断熱膨張による冷却作用を活用することで、ボイラ燃焼ガスからの放熱があっても、共鳴筒駆動用モータ類等の電気機器が正常に作動する環境条件が保持される。
【００５０】
さらに、前記共鳴筒の内管と外管の組み合わせからなるスライド機構部では音波発振器出口側に内管が設けられていると、内管は絶えず断熱膨張する圧縮空気などで冷却された状態となり、内管が外管内部で膨張することが防止でき、スライド機構部で内管と外管が固着するおそれはない。
【００５１】
なお、互いに異なる特定の気柱共振周波数を発振できる音波発振周波数固定型の音波式スートブロアを複数用意しておき、予め運用条件が分かっているスートブロア対象装置内の複数の部位に、各部位の運用条件に合った周波数を発振できる前記音波式スートブロアをそれぞれ配置して、各配置部位での適切な周波数をそれぞれ発振させる構成を採用しても良い。
【００５２】
この場合にスートブロア対象装置内の領域毎にガス温度条件が違っていても、各領域のガス温度条件に合致した特定の周波数の音波を発振することができる音波式スートブロアをそれぞれの領域に配置する。例えば対向するボイラ火炉壁の特定ガス温度条件下にある部位の壁面に特定の周波数の音波を発振することができる一対の音波式スートブロアを配置する。
【００５３】
上記本発明の各種音波式スートブロアを用いることで、スートブロア対象装置の複数の部材毎に最適の特定周波数の音波を発振させて、前記複数の部材上にそれぞれ付着した粉塵を除去または粉塵の付着を抑制することができる。
例えば、図１０に示すボイラ火炉内の天井部に配置される吊り下げ型伝熱管からなる伝熱管群３とボイラの後部伝熱部に配置される横置型伝熱管からなる伝熱管群４の周りでは火炉内のガス温度が異なるため、吊り下げ型伝熱管と横置型伝熱管とに付着する灰の性状も異なる。そこで本発明の各種音波式スートブロアを用いて、伝熱管群３、４に付着する灰の性状に適した周波数の音波をそれぞれ発生させて、これを除去又は付着抑制することができる。
【００５４】
伝熱管群３、４に付着する灰の性状に適した定在波の周波数がそれぞれ分かっていれば、それぞれの伝熱管群３、４に適した特定の音波を発生する周波数調整部を持たない音波式スートブロアをそれぞれの伝熱管群３、４の設置部に配置しても良い。この場合は互いに異なる特定の周波数の音波を発振する音波式スートブロアを多数用意する必要がある。
【００５５】
また、本発明の第二の課題である音波式スートブロア運用時の音波の定在波の周波数を確認するために次のような方法を用いた。
部材（ボイラ伝熱管など）が設置されたスートブロア対象装置（ボイラなど）内を流れるガスの装置出口部及び装置入口部にガス温度計をそれぞれ設置し、前記出口部にガス中のダスト濃度を計測するダストモニタを設置し、さらに、スートブロア対象装置内に前記本発明の音波式スートブロアを設置する。そして、音波式スートブロアによりスートブロア対象装置内に音波の周波数を種々変えて発振させ、前記ダストモニタによるダスト濃度の増加又はガス温度計によるガス温度の低下が発生する状況を確認することで、前記部材に付着した粉塵を除去または前記部材への粉塵の付着を抑制する効果の高い周波数を見つけ出す。
このとき用いる音波式スートブロアは前記周波数調整部を備えたものを用いても良いし、又は、互いに周波数が異なる周波数固定型のものを複数用いても良い。
【００５６】
また、前記スートブロア対象装置内に設置された部材に付着した粉塵を除去する効果の高い周波数、または前記部材への粉塵の付着を抑制する効果の高い周波数を見つけ出すと、当該周波数を発振する音波式スートブロアを用いて、音波発振と発振停止の運用を繰り返す音波式スートブロアの運用方法を採用することができる。
【００５７】
また、大出力の石炭焚ボイラなどに本発明の音波式スートブロアを設置する場合には音波式スートブロアの冷却を効果的に行うことが必要である。すなわち冷却用の空気の使用量の増加を防ぎ、さらにボイラ内部の酸素濃度制御の外乱を引き起こさずに音波式スートブロアを効果的に冷却する必要がある。そのためには次のような条件を満たす必要がある。
１．ボイラ内部の酸素濃度制御に外乱を及ぼさないガス成分を冷却媒体として用いる。
２．音波発振器とホーンを内蔵したケースの材質でも十分に強度が保てるガス温度の冷却媒体を用いる。
【００５８】
以上の条件はスートブロア対象装置がボイラであれば、１．低酸素濃度であるＧＲＦ（Gas Re-circulation Fan：ガス再循環ファン）出口排ガス、２．ボイラ出口排ガスをボイラ燃焼用空気の予熱に使用した後の温度の低下した排ガス、または３．圧縮空気を使用することにより達成される。
【００５９】
すなわち、本発明の第三の課題は、部材（ボイラ伝熱管など）が設置されたスートブロア対象装置（ボイラなど）内に設置される音波発振器と該音波発振器で発振した音波を増幅する共鳴筒とホーンを備えた音波式スートブロア（周波数可変型又は固定型のいずれでも良い）において、少なくともホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスと、前記部材の設置部出口で得られるガス（燃焼排ガス等）または圧縮空気を前記遮熱用取付ボックス内の冷却用ガスとして使用するガス流路を設けた音波式スートブロアにより解決される。
また、必要に応じてボイラ伝熱管等の部材が設置されたスートブロア対象装置部位の出口で得られるガス（燃焼排ガス等）を冷却する熱交換器を前記ガス流路に設けても良い。
【００６０】
スートブロア対象装置がボイラである場合には、ボイラ出口排ガスやＧＲＦ出口の排ガス等のガスを遮熱用取付ボックス内の冷却用ガスとして使用すると、ボイラ酸素濃度制御の外乱を防止できる。さらに前記冷却用ガスは音波式スートブロアが設置されたボイラ火炉の炉壁開口部付近の火炉壁内を流れる流体即ち蒸気（スチーム）とほぼ同じ温度域にあるので、前記冷却用ガスを遮熱用取付ボックス内に放出することで火炉の炉壁構成部材に不要な熱応力が発生せず、さらに前記冷却用ガスは遮熱用取付ボックス自体を冷却してボイラ開口部への灰等の粉塵の付着を防止することができる。
【００６１】
また、周波数調整部を備えた音波式スートブロアを用いる場合に周波数調整部がスライド機構部を備えた共鳴筒であるとき、その共鳴筒の一部をＵ字状管から構成し、該Ｕ字状管と精密機械である共鳴筒駆動用モータ等の電気機器を遮熱用取付ボックス外側に配置することで、共鳴筒を構成する精密加工されるスライド機構部と前記モータ類などが遮熱用取付ボックス外側の外気で冷却され高温になることを防ぐことができる。
【００６２】
また、前記共鳴筒がＵ字状管の内管と該内管の外周面を摺動可能な外管の組み合せにより構成される場合（図７参照）には、Ｕ字管である内管をスライドさせる構成とすることで共鳴筒の長さを調整して周波数変調ができ、また外管に接続した重量のある音波発振器自体を移動する必要が無くなるため、スライド機構部の小型軽量化を図ることができる。
【００６３】
本発明の第四の課題であるスートブロア対象装置内のガスを音波式スートブロア内へ侵入させないためには、次のようにする。
スートブロア対象装置の壁面の開口部に設置されるホーンが内蔵された遮熱用取付ボックスと、スートブロア対象装置内を流れるガスの出口部から排出されるガスまたは大気を前記遮熱用取付ボックス内に導き、該遮熱用取付ボックス内の冷却用ガスとして使用するガス流路とを設け、該ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスのスートブロア対象装置側の開口部に開閉可能に設けられたガス流入防止ダンパを設けた周波数可変型又は周波数固定型の音波式スートブロアを用いる。
【００６４】
前記周波数可変型又は周波数固定型の音波式スートブロアを用いて音波式スートブロアのメンテナンスをする場合には、前記ガス流入防止ダンパを閉じて音波式スートブロアとスートブロア対象装置内部とを遮断することにより音波式スートブロア内部にスートブロア対象装置内のダーティガスが侵入させないようにする。
【００６５】
また、前記周波数可変型の音波式スートブロアとして、ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスとガス混合器及び／又はスライド機構部付き共鳴筒を備えた周波数調整部を内蔵した音波発振部取付ケースとを隣接して設け、前記音波発振部取付ケースの外気と接する壁面に逆止弁を介して外気と連通する連通部を設け、前記遮熱用取付ボックスと前記音波発振部取付ケースの境界部には両ケース内を逆止弁を介して連通する連通部を設け、さらに音波発振部取付ケースにニードル弁を備えた圧縮性ガス供給流路を設けた構成の音波式スートブロアを用いる。
【００６６】
また、前記周波数可変型の音波式スートブロアを用いるときは、前記周波数調整部を内蔵した音波発振部取付ケースのさらに外側に周波数調整部の駆動部を配置し、該駆動部を覆う駆動部取付ケースを設け、該駆動部取付ケースと前記音波発振部取付ケースの境界部には両ケース内を逆止弁を介して連通する連通部を設け、さらに前記駆動部取付ケースと外気と接する壁面に逆止弁を介して外気と連通する連通部を設けた構成にしても良い。
【００６７】
前記構成から成る周波数調整部を備えた音波式スートブロアを、通常運用時において内圧が大気圧より低いスートブロア対象装置で通常運用する時には、周波数調整部の駆動部取付ケース、音波発振部取付ケース及び遮熱用取付ボックスの各連通部を経由して大気又はスートブロア対象装置内を流れるガスを音波式スートブロア内に流入させることで炉内ガスが音波式スートブロア内に侵入することを防止し、同時に、前記各連通部を通る大気又はスートブロア対象装置内を流れるガスにより周波数調整部の駆動部、音波発振器、共鳴筒及びホーンを冷却することができる。
【００６８】
また、前記周波数調整部を備えた音波式スートブロアを用いて、通常運用時において内圧が大気圧より低いスートブロア対象装置で運用する時、スートブロア対象装置が運用停止する場合には、ニードル弁を備えた圧縮性ガス供給流路から音波発振部取付ケース内に圧縮性ガスを供給し、また前記音波式スートブロアのメンテナンスをする場合には、ホーンを内蔵した遮熱用取付ボックスのスートブロア対象装置側の開口部に設けたガス流入防止ダンパを閉じて音波式スートブロアとスートブロア対象装置内部とを遮断する。
【００６９】
また、本発明の第五の課題は、次のようにして解決できる。
スートブロア対象装置がガス流れ方向に複数段の脱硝触媒層を配置した脱硝装置である場合について説明する。
脱硝装置の複数段の脱硝触媒層のガス流れの上流段より下流段の脱硝触媒層になるほど音圧が高くなる音波式スートブロアをそれぞれの脱硝触媒層近傍に配置することで灰付着防止効果が高くなる。
【００７０】
また、脱硝装置の複数段の脱硝触媒層のガス流れの最上流段の脱硝触媒層のガス偏流が激しい部位の近傍ではガス流れが迂回する領域ができやすいので、このガス偏流が激しい部位の近傍に音波式スートブロアを配置すると効果的に灰付着の防止ができる。
の運用方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
本発明の実施の形態についてボイラを例にして図面と共に説明する。
図１０にはボイラの概略図を示すが、ボイラ火炉１内にはバーナ２が配置され、ボイラ火炉１の天井部に過熱器、再熱器などの吊り下げ型の伝熱管群３が配置され、またボイラ火炉１の後部伝熱部には過熱器、再熱器及び節炭器などの横置き伝熱管群４が配置される。ボイラ火炉１内の吊り下げ伝熱管群３と横置き伝熱管群４の近傍の炉壁には複数の音波式スートブロア６が設けられる。
【００７２】
本発明の参考例としてボイラ運用条件に応じて発振周波数を調整可能な前記（ａ）の方式の音波式スートブロア６について図１、図２及び図３を用いて説明する。
図１には圧縮空気駆動方式の音波式スートブロア６をボイラ火炉１の壁面に設置した場合の断面概略図を示す。
音波式スートブロア６は水壁またはケージ壁８のあるボイラ火炉壁の開口部へ取付けられる。音波式スートブロア６は、ホーン７、音波発振器１１、共鳴筒１３、ガス混合器１５などから構成されている。
【００７３】
ボイラ火炉壁の開口部へ臨むホーン７から出る音圧がボイラ火炉１の外へ出るのを防止するための遮熱を兼ねる防音用の取付ボックス９内にホーン７が保持されている。また、ホーン７には音波発振器１１が周波数調整用の共鳴筒１３を介して接続され、音波発振器１１にはガス混合器１５から圧縮性ガスが供給される。音波発振器１１、共鳴筒１３及びガス混合器１５は取付ボックス９の後側（火炉１に対して後側）に設けられた音波発振部ケース１０内に収納されている。
【００７４】
ガス混合器１５には配管１６を経由して常温の圧縮空気が、また配管１７ａを経由して加温された圧縮空気がそれぞれ供給される。該配管１７ａは常温の圧縮空気配管１７ｂに環状管１７ｃを介して接続しており、環状管１７ｃは火炉１の炉壁近傍の取付ボックス９の内壁部に設置されているので環状管１７ｃ内部の圧縮空気は火炉１内の高熱ガスで加熱されて加温圧縮空気となり、ガス混合器１５に供給される。配管１６と配管１７ｂにはヘッダ１８を経由して圧縮空気が配管２４からそれぞれ供給されるが、その供給量はそれぞれ流量調節器１９と流量調節器２０で調節される。
また、遮熱用取付ボックス９と音波発振部ケース１０の外側には遮熱もしくは断熱を兼ねる防音用のラギング２３が設置されている。
【００７５】
この音波式スートブロア６のホーン７や遮熱用取付ボックス９内部はボイラ火炉１の温度（１０００〜５００℃）の燃焼ガスからの放熱により高温となるので適切な冷却ガスを投入してホーン７の収納部の温度を３００〜６００℃にする。この温度では、精密に加工された音波発振器１１、共鳴筒１３、ガス混合器１５等が変形して損傷するおそれがある。これを防止するために音波発振器１１、共鳴筒１３、ガス混合器１５を遮熱用取付ボックス９の外側に別に設置した音波発振部ケース１０内に設置する。
【００７６】
また、ホーン７と共鳴筒１３と音波発振器１１を外界から遮音と遮熱するために防音ラギング２３を取付ボックス９と音波発振部ケース１０を覆うように設けるが、取付ボックス９内にも防音ラギング２３を設けると（図５参照）、さらに音波発振器１１、共鳴筒１３、ガス混合器１５等の変形による損傷防止効果が高まる。また、音波発振器１１からホーン７に流れる圧縮空気は共鳴筒１３等内で断熱膨張するので、共鳴筒１３等が効果的に冷却され、変形による損傷がなくなる。こうして音波発振部ケース１０内を約５０℃程度に保つことができる。
【００７７】
また、以上の構成により高温の燃焼ガスが流れているボイラ火炉１の炉壁へ直接音波式スートブロア６を取り付けることが可能となり、さらに、ガス混合器１５内の異なる温度の２以上のガスの混合比率を変えることで、ボイラ運用中においても、その発振周波数の自由な調整が可能となる。
音波は圧縮空気が音波発振器１１内に配置されている振動板を振動することにより発生するが、音波発振器１１から発振された音波は共鳴筒１３で発振周波数の波長が調節され、ホーン７により音圧１３８〜１４５ｄＢ（Ａ）までその音圧が増幅される。
【００７８】
図２に参考例として示す音波式スートブロア６はボイラ運用条件に応じて密度が異なる圧縮性ガスを混合することで発振周波数を自由に調整できるものであり、図２はこの音波式スートブロア６をボイラ炉壁に取付けた状態を示す断面概略図である。
図２に示す音波式スートブロア６で図１に示す音波式スートブロア６の構成と同一機能を奏する部材は同一番号を付して、その説明は省略する。図２に示す音波式スートブロア６で図１に示す音波式スートブロア６の構成と異なるところは、ガス混合器１５に導入する圧縮性ガスとして密度の異なる圧縮空気と圧縮蒸気（スチーム）を使用することである。圧縮空気は空気配管２５から導入され、圧縮蒸気は蒸気配管２６からそれぞれ導入される。配管２５と配管２６には圧縮空気と圧縮蒸気の供給量を制御する流量調節器２７と流量調節器２８がそれぞれ設けられている。また、蒸気配管２６にドレン用分岐配管３７を接続しておく。
【００７９】
音波式スートブロア６の起動時には、音波発振器１１を駆動する蒸気温度は約２００℃の温度であるが、配管２５，２６及びガス混合器１５自体が冷間状態にあると、ドレン用分岐配管３７に設けられるドレン弁３８を開いてドレンを系外に排出する必要がある。このようなウオーミングを十分に実施することで、音波式スートブロア６系内のガス体を乾き状態にすることができる。
【００８０】
図３は音波発振用のガス混合器１５に蒸気を供給するときに該ガス混合器１５自体が冷間状態であると、蒸気がドレン化し、そのまま音波発振器１１の振動板などにドレンアタックが発生することを確実に防止するための構成を備えた音波式スートブロア６であり、図３は圧縮蒸気と圧縮空気を用いる音波式スートブロア６をボイラ炉壁に取り付けた場合の断面概略図を示す。
図３に示す音波式スートブロア６で図２に示す音波式スートブロア６の構成と同一機能を奏する部材は同一番号を付して、その説明は省略する。図３に示す音波式スートブロア６で図２に示す音波式スートブロア６の構成と異なるところは、ホーン７を内蔵した遮熱用取付ボックス９内にガス混合器１５と音波発振器１１と共鳴筒１３を配置していることである。
【００８１】
遮熱用取付ボックス９内にガス混合器１５と音波発振器１１と共鳴筒１３を配置することで、ボイラ燃焼ガス等の高温ガスによる放熱でガス混合器１５と音波発振器１１と共鳴筒１３を加温して、蒸気のドレンアタックを回避することができる。また、遮音と遮熱機能のある防音ラギング２３でガス混合器１５と音波発振器１１と共鳴筒１３を覆うことでも蒸気のドレンアタックを防ぐことができ、音波発振器１１から出る騒音も外部に漏れなくすることができる。
【００８２】
本発明の（ｂ）の方式のスライド機構部を備えた共鳴筒を有する音波式スートブロア６の実施の形態について図４、図５、図６及び図７を用いて説明する。
図４には圧縮空気駆動方式の音波式スートブロア６をボイラ炉壁に取付けた場合の透視斜視図を示し、図５には圧縮空気駆動方式の音波式スートブロア６をボイラ炉壁に取付けた場合の断面概略図を示し、さらに図６には図５の音波式スートブロア６の共鳴筒１３の長さを換えた場合の断面概略図を示し、図７には圧縮蒸気駆動方式の音波式スートブロア６をボイラ炉壁に取付けた場合の断面概略図を示す。
【００８３】
音波式スートブロア６はスライド機構部を備えた共鳴筒１３を有する音波発振器１１とホーン７とを防音を兼ねた遮熱用取付ボックス９内部に配置している。また遮熱用取付ボックス９と音波発振器１１の外側は遮熱もしくは断熱を兼ねる防音用のラギング２３が設置されている。共鳴筒１３は内管１３ａと外管１３ｂからなり、内管１３ａが外管１３ｂ内を摺動できる構成になっている。音波発振器１１には圧縮空気配管２５から圧縮空気が供給され、圧縮空気配管２５には流量調整弁２７が設けられている。
【００８４】
ボイラ火炉１内部の高温部の近傍にホーン７が配置されるので、ホーン７に接続した共鳴筒１３の部分は、その他の共鳴筒１３の部分に比較して熱膨張率が大きい。そのため、ホーン７に接続する共鳴筒部分を外管１３ｂとし、内管１３ａを外管１３ｂより、より低温部側に配置することで共鳴筒１３をスライドが可能な構造にする。
【００８５】
また、共鳴筒１３をスライドさせる機構を図４に示す。音波発振器１１が配置された音波発振部ケース１０の内部には前方（火炉１側を言うこととする）と中央部と後方（火炉１の反対側を言うこととする）にそれぞれ共鳴筒１３のスライド用ロッド支持板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを並列配置する。ロッド支持板１１４ａ、１１４ｃの四隅の内の三隅には三つの共鳴筒スライド用ロッド１１５ｂの端部が固定されており、これらのロッド１１５ｂは中央のロッド支持板１１４ｂを貫通して、該支持板１１４ｂに支持された円筒体１１６内を摺動できる構成になっている。また他の一つのロッド１１５ａはネジ状のロッドであり、回転可能に支持板１１４ａと１１４ｃの隅に支持されている。ロッド１１５ａは支持板１１４ｂに設けられた雌ねじ部に噛合して、さらにロッド１１５ａの後方端部にはモータ１１７が接続している。また中央のロッド支持板１１４ｂは音波発振器１１及び共鳴筒１３の内管１３ａと一体化されている。
【００８６】
従ってモータ１１７の駆動でロッド１１５ａが回転すると、中央のロッド支持板１１４ｂが前後方向に移動し、これと一体の共鳴筒１３の内管１３ａが移動し、共鳴筒１３の長さが変化する。
また、ロッド１１５ａのモータ接続部よりさらに後方部には手動ハンドル１１８が設けられており、このハンドル１１８を回転させることで、共鳴筒１３の長さを手動操作で変えることもできる。
【００８７】
この音波式スートブロア６のホーン７や遮熱用取付ボックス９内部はボイラ火炉１の温度（１０００〜５００℃）の燃焼ガスからの放熱により高温となるので適切な冷却ガスを投入するがホーン７の配置部は６００〜３００℃になる。この温度では、精密に加工された音波発振器１１、共鳴筒１３、モータ１１７等が変形して、損傷する。これを防止するために、音波発振器１１、共鳴筒１３、モータ１１７を遮熱用取付ボックス９の外側に別に設置した音波発振部ケース１０内に設置する。
【００８８】
また、ホーン７と共鳴筒１３と音波発振器１１を外界から遮音と遮熱するために防音ラギング２３を取付ボックス９と音波発振部１１を覆うように設ける。またホーン７を内蔵した取付ボックス９内にも防音ラギング２３を設けて音波発振器１１、共鳴筒１３、モータ１１７等の変形による損傷を防止しても良い。音波発振器１１からの音波発振時の圧縮空気は共鳴筒１３内などで断熱膨張するので、共鳴筒１３等が効果的に冷却され、変形による損傷がなくなる。こうして音波発振部ケース１０内を約５０℃程度に保つことができる。
また、以上の構成により高温の燃焼ガスがボイラ火炉１内を流れているボイラ炉壁へ直接音波式スートブロア６を取り付けることが可能となり、さらに、ボイラ運用中においても、その発振周波数の自由な調整が可能となる。
【００８９】
音波は音波発振器１１から発振され、モータ１１７で長さを変えられる共鳴筒１３で発振周波数の波長を調節し、ホーン７により音圧１３８〜１４５ｄＢ（Ａ）まで音圧を増幅する。共鳴筒１３のスライド長さは波長の１／６〜１／１０以下にすることで、最少ストロークで確実な周波数制御ができることを確認した。
【００９０】
図７に示す音波式スートブロア６は蒸気駆動方式のものであり、ホーン７には蒸気配管２６からの蒸気により振動板を駆動する方式の音波発振器１１がＵ字状の共鳴筒１３を介して接続されている。音波発振器１１には蒸気配管２６が接続しており、蒸気圧により音波の発振を行う。共鳴筒１３はＵ字状の内管１３ａと一対の直管状の外管１３ｂ、１３ｂからなり、Ｕ字状の内管１３ａが直管状の外管１３ｂ、１３ｂ内を摺動自在に移動できる構成としている。
図７に示す音波式スートブロア６は図５に示す音波式スートブロア６と同様にボイラ火炉１の高温部の近傍にホーン７が配置されるので、ホーン７に接続した外管１３ｂが内管１３ａに比較して膨張率が大きいため、共鳴筒１３をスライド可能にするためには、内管１３ａを外管１３ｂより、より低温部側に配置することが必要である。
【００９１】
音波発振器１１は遮熱用取付ボックス９内部に配置されており、また共鳴筒１３は取付ボックス９の外側に設けられるスライドケース４５内に設置されている。遮熱用取付ボックス９と音波発振器１１の外側は防音ラギング２３が遮熱もしくは断熱を兼ねて設置されていて、ホーン７と音波発振器１１から発生する音波が炉外へ出るのを防止する防音効果と音波発振器１１内の蒸気の保温を兼ねる。しかし共鳴筒１３を収納したケース４５は防音ラギング２３で覆われてなく、外気で冷却される位置にある。
【００９２】
ホーン７や遮熱用取付ボックス９内部は燃焼ガス温度（１０００〜５００℃）からの放熱により高温となるが、音波発振器１１を駆動させる蒸気温度は約２００℃の温度になる。このため、精密に加工された共鳴筒１３やその内管１３ａのスライド駆動用モータ４７等を、直接外気で冷却される位置へ配置することで加熱による変形防止を図っている。
音波は音波発振器１１より発振され、モータ４７により共鳴筒１３の長さが発振周波数の波長の１／６〜１／１０になるように調整される。
以上のように、図７に示す音波式スートブロア６の構造を採用することは、高温の燃焼ガスがボイラ火炉１内を流れている炉壁へ、直接に蒸気を圧縮性ガスとする音波式スートブロア６を取り付けることが可能となり、さらに、発振周波数を自由に調整することができる。
【００９３】
ところで、図１１には圧縮性ガスの種々の圧力（４．０ｋ、５．０ｋ、５．８ｋ）で発振する音圧と発振周波数との関係を示す。図１１に示す関係から圧縮性ガスの圧力を高めると、音圧は各周波数ともに増加する特性をもつことが分かる。
従って、適切な圧縮性ガスの圧力、発振音圧、発振周波数の関係を把握しておくことが必要である。
【００９４】
一般に、音波式スートブロア６は音波発振器１１の発振音波が共鳴筒１３とホーン７で音圧が最大になるように、共鳴筒１３とホーン７の大きさが設計、製造されているので、温度又は密度の異なる２種類以上の圧縮性ガスの混合比を変化させて発振する音波の周波数を制御する音波式スートブロア６の共鳴筒１３の長さが変化しないので、音波の周波数が変化しても、その音圧特性は変わらないが、共鳴筒１３の長さを可変とする音波式スートブロア６では、音圧が最大値になる共鳴筒１３の長さからずれるため、得られる音圧が前記最大値からずれて低下する。
【００９５】
図１２には圧縮性ガスの混合比を変化させて発振する音波の周波数を制御する音波式スートブロア６（前記（ａ）の方式の音波式スートブロア）の発振周波数に対する音圧特性を点線で示し、音波発振器１１とホーン７間に長さを可変できる共鳴筒１３のスライド機構部だけで発振する音波の周波数を制御する音波式スートブロア６（本発明の（ｂ）の方式の音波式スートブロア）の発振周波数に対する音圧特性を実線で示す。
図１２に示すように、共鳴筒１３のスライド機構部だけで発振する音波の音圧を制御すると、発振周波数が低下すると音圧も低下するが、図１〜図３、図８に示す音波式スートブロア６のように圧縮性ガスの混合比を変化できる構成からなる音波式スートブロア６を用いると、発振周波数が低下しても音圧が低下しない利点がある。
【００９６】
図８は前記（ｃ）の方式の密度の異なる２つの圧縮性ガスのガス混合器１５とスライド機構部を有する共鳴筒１３とを備えた音波式スートブロア６を説明するの例である。図８に示す音波式スートブロア６で図２に示す音波式スートブロア６の構成と同一機能を奏する部材は同一番号を付して、その説明は省略する。図２に示す音波式スートブロア６の構成と異なるところは、ガス混合器１５が取付ボックス９と防音ラギング２３の外側に配置され、また音波発振部ケース１０内に設けられる共鳴筒１３がスライド機構部を有することである。
【００９７】
共鳴筒１３は圧縮性混合ガスにより音波を発振する音波発振器１１に端部を固定された内筒１３ａと内筒１３ａを内部に進退自在に摺動させる外筒１３ｂからなり、音波発振器１１の裏面側に配置されたボールネジ４０を歯車４１ａ、４１ｂとモータ４２で進退自在に駆動させることでを共鳴筒１３の長さを変更することができる。
【００９８】
図１３にはガス混合器１５と長さを可変できる共鳴筒１３を備えた構成からなる図８に示すような音波式スートブロア６（前記（ｃ）の方式の音波式スートブロア）の発振周波数と音圧の関係を斜線部に示しているが、図８の音波式スートブロア６は比較的広い範囲の発振周波数で運用することができる特徴がある。
【００９９】
また、周波数調節部を備えた前記（ａ）〜（ｃ）の方式の音波式スートブロア６をボイラ火炉１の伝熱管群配置部の壁面に設けた実施の形態について図９を用いて説明する。
図９に示すように、同一ガス温度条件にあるボイラ火炉内の領域毎に、周波数が異なる２以上の気柱共振周波数をそれぞれ発生する２以上の音波式スートブロア６を配置しても良い。例えば図９に示すように対向する炉壁に互いに異なる周波数を発振する音波式スートブロア６、６を向き合うように設置する。そしてこのような一対の音波式スートブロア６、６を炉壁に複数組設置する。そして各組の一対の音波式スートブロア６、６が配置されているボイラ火炉内の領域毎にガス温度条件が異なっている場合には（図９の場合にはガス温度条件が異なる領域が３種類ある）、それぞれのボイラ火炉１内の各領域に適した気柱共振周波数を発生するように周波数調整をした音波式スートブロア６、６を配置する。
【０１００】
ボイラ火炉１内の各領域のガス温度条件が予め分かっているときなどには、周波数固定型の音波式ストーブロア６を図９に示すように配置しても良い。こうして、それぞれの各領域のガス温度条件に合致した周波数の音波を各音波式ストーブロア６が発振することができ、伝熱管群に付着した灰、または熱管群に灰が付着することを抑制することができる。
【０１０１】
ところで、一定発電出力のボイラにおいては、同一ガス温度条件にあるボイラ火炉１内の領域毎に異なる周波数を交互に発振する（例えば、６次の定在波と７次の定在波を交互に発振する）ように音波式スートブロア６を運用すれば、以下の理由により灰除去効果、灰付着抑制効果を高めることができる。
【０１０２】
図９には個々のガス温度に対する６次の定在波（実線）と７次の定在波（破線）が、それぞれ対向する炉壁で向き合うように設置された２個の音波式スートブロア６、６を複数組み設置した状態を図示したものである。
６次と７次の定在波を交互にそれぞれ周波数固定型又は周波数可変型音波式スートブロア６、６により炉内に発振することで、６次のみの定在波又は７次のみの定在波で伝熱管群に付着した灰を除去すること、または伝熱管群に灰が付着することを抑制することができる領域がある。その領域は図９の６次、７次の音圧特性カーブに示すように、それぞれ異なるが、６次、７次の定在波を交互に運用することで、前記異なる領域は６次、７次両方の灰除去等の領域となり、灰除去等の効果が増加する。このようなに次数の異なる気柱共振周波数を交互に発振する方法は、周波数可変型音波式スートブロア６を用いると容易に実施できる。
定在波の同じ共振次数に対して、ガス温度による周波数変化を前記（５）式に従って計算した結果を表１に示す。
【０１０３】
［表１］
┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┐
ｎ           │（音速）           ６次                ７次               │
│            │                  │                  │                  │
├──────┼─────────┼─────────┼─────────┤
ｔ１＝700℃   │Ｃ１＝626ｍ／ｓ     ｆ１６＝93.9Ｈｚ      ｆ１７＝109.6Ｈｚ    │
│            │                  │                  │                  │
├──────┼─────────┼─────────┼─────────┤
ｔ２＝600℃   │Ｃ２＝593ｍ／ｓ     ｆ２６＝89.0Ｈｚ      ｆ２７＝103.8Ｈｚ    │
│            │                  │                  │                  │
├──────┼─────────┼─────────┼─────────┤
ｔ３＝500℃   │Ｃ３＝558ｍ／ｓ     ｆ３６＝83.7Ｈｚ      ｆ３７＝97.7Ｈｚ     │
│            │                  │                  │                  │
└──────┴─────────┴─────────┴─────────┘
ただし、音速Ｃは次の（６）式により算出し、炉幅は２０ｍとした。
Ｃ＝３３１．５×√｛（２７３＋ｔ）／２７３｝      （６）
【０１０４】
次に、本発明及び参考例の音波式スートブロア運用時の音波の定在波の周波数を選定する方法の実施の形態について説明する。
図１０に示すボイラの概略図で、横置き伝熱管群４の近傍には燃焼ガス温度計２１が設けられ、さらに節炭器下ホッパ部分１ａと節炭器出口ダクト１ｂにそれぞれ燃焼ガス中のダスト濃度を監視するダストモニター２２、２２が設けられる。
【０１０５】
図１４には図１０で説明した音波式スートブロア６の概略構成図を示す。図１４に示す音波式スートブロア６（詳細な構造は図１参照）において、周波数調整部を備えた音波発振器１１を内蔵した音波発振部ケース１０と発振された音波を増幅するためのホーン７を内蔵した遮熱用取付ボックス９を水壁又はゲージ壁８である火炉壁の開口部に設けている。また音波発振部ケース１０の基部には圧縮空気配管２４と、同配管２４に圧縮空気による音波発振をＯＮ−ＯＦＦするための電磁弁３１を設け、電磁弁３１の下流側の配管２４にはヘッダ１８を介して２つの空気配管１６、１７ｂが接続されている。該空気配管１６、１７ｂにはそれぞれ音圧調整用空気圧力調整弁１９、２０が設けられている。
【０１０６】
また、現場制御盤３５により音圧調整用空気圧力調整弁１９、２０の制御で発振周波数の調整と、電磁弁３１の制御で音波発振のＯＮ−ＯＦＦ運用を調整することができる。
複数の音波式スートブロア６の音波発振周波数と音圧及び音波発振のＯＮ−ＯＦＦインターバル等の制御は中央制御操作室にある遠隔操作盤３３からの指令により行う。遠隔操作盤３３は燃焼ガス温度計２１で測定したガス温度及びダストモニター２２で測定したダスト濃度を監視し、ボイラ運用負荷の情報により、個々の音波式スートブロア６から発振する音波の最適な定在波の周波数、音圧及び音波発振停止のインターバルを音波式スートブロア６運転用ＣＰＵ３４により求めて、その結果にしたがって運用を行う。
【０１０７】
図１０に示すバンク（伝熱管群３、４の設置部）の間にそれぞれ設置した音波式スートブロア６により音波の運用周波数を連続的に変化させて運用すると、ある運用周波数が燃焼ガス温度における定在波を確立する。該確立した定在波ができると直ちに炉内の音圧が急激に高まり、その結果として灰が伝熱管群３、４表面から除去される。
【０１０８】
灰が伝熱管群３、４表面から除去されるとダストモニタ２２で測定されるダスト濃度が多くなる。さらに、このとき伝熱管群３、４の熱交換性能が灰付着時より高くなり、節炭器出口ダクト１ｂのガス温度が低下することが燃焼ガス温度計２１により確認される。こうして、後部伝熱部でのダスト濃度が増加する現象及び／又はガス温度が低下する状況が確認できると、ボイラ運用中におけるボイラ火炉１内の音波の定在波の存在とその灰除去能力の強度を確認することができる。このことを図１５に示す。
以上の運用によりボイラの種々変化する負荷に対する個々の音波式スートブロア６によるボイラ内の音波の定在波による灰除去能力の強弱が記録される。
【０１０９】
次に個々の音波式スートブロア６で定在波を形成する各周波数による灰除去のための連続的な音波発振・停止運用の適切なＯＮ−ＯＦＦ回数を求める方法を説明する。
音波式スートブロア６による連続的な音波発振・停止運用を止めて伝熱管群３、４に灰が再度付着し、伝熱管群３、４への灰の付着量が飽和した状況となるまでの時間（またはボイラ出口排ガス温度が所定値まで上昇する時間）Ｔを燃焼ガス温度計２１（図１０）でのガス温度上昇で推定する。そして前記時間Ｔと同じ時間Ｔだけ再び音波式スートブロア６の連続的な音波発振・停止運用を行う。このとき、前記時間Ｔの間に図１６に示すように音波発振のＯＮ−ＯＦＦの回数を種々変化させ、各々のＯＮ−ＯＦＦ回数に対する灰除去能力を確認する。
【０１１０】
図１６は音波を連続的に発振した後、音波発振を停止したときの前記時間Ｔ内における音波発振のＯＮ−ＯＦＦの回数と灰の除去比（音波の連続発振時の灰除去率を基準とする音波発振のＯＮ−ＯＦＦの回数を変えた場合の灰の除去比率）の関係を実験的に求めたものであり、図１６に示すタイマー運用（１）は所定時間Ｔ内での音波発振ＯＮ−ＯＦＦ回数が５回の場合を表し、タイマー運用（２）は所定時間Ｔ内での音波発振ＯＮ−ＯＦＦ回数が１２回の場合を表している。
図１６のグラフから前記所定時間Ｔ内での灰の除去比を２以上とする音波発振のＯＮ−ＯＦＦ回数は５回以上とする必要があることが分かった。
【０１１１】
このように求められた定在波を形成する周波数、音圧、音波発振ＯＮ−ＯＦＦインターバルなどをボイラ運用負荷に従い、プログラミングして灰除去とボイラ運用物性に好適な音波式スートブロア６の運用を行うことができる。
【０１１２】
図１８には本発明の音波式スートブロア６を連続的な音波発振・停止運用時の適切なＯＮ−ＯＦＦ回数を求めるための構成をボイラに適用した場合の実施の形態を示す。
本実施の形態は図１０に示す音波式スートブロア６をボイラに適用する実施の形態と基本的には同じであるが、ボイラ火炉１内の吊り下げ型伝熱管群３が配置される燃焼排ガス高温領域には図１０の熱電対タイプのガス温度計２１が設置できないため、音響式温度計３０を設置している。この方式では音波式スートブロア６が設置されている部分の燃焼ガス温度が連続して計測できるため、ボイラ運用時のガス温度に対し、前記定在波を形成する複数の最適周波数を測定ガス温度ベースの値に絶えず修正を加えることができ、最も効果的な灰除去とボイラで生成する蒸気温度制御が可能になる。
【０１１３】
本発明の上記実施の形態及び参考例によれば、ボイラ運用中にボイラ火炉１内で形成される音波の定在波の周波数を求めることと音波停止により発生する灰の伝熱管群３、４への付着が飽和するまでの時間Ｔを求めることができるので、最適な音波の発振・停止のインターバル（又は音波発振ＯＮ−ＯＦＦ回数）を決めることができる。こうして、音波発振に必要な圧縮空気消費量を低く抑えることが可能となり、低コストで、しかも音波による灰除去効果を大きく高める効果がある。
このように、最適な音波の発振・停止のインターバルでの運用方法は、周波数可変型のみならず周波数固定型の音波式スートブロア６にも適用できる。
【０１１４】
また、本発明の燃焼ガスを音波式スートブロア６の冷却ガスとして利用する実施の形態について説明する。
図１９にボイラ出口ガスをドラフトアップしてＧＲＦ（ガス再循環ファン）６０の出口から各音波式スートブロア６へ冷却用ガスを供給するライン６１の配置図を示す。
ボイラ火炉１内にはバーナ２、吊り下げ伝熱管群３及び横置き伝熱管群４等が配置されており、各々の伝熱管群３、４に音波式スートブロア６が設置されている。
ボイラ火炉１出口側には一部の燃焼排ガスをボイラ火炉１の底部側にドラフトアップして戻し、再循環させるためのＧＲＦ６０の再循環ガスライン６３が設置されている。また本例ではＧＲＦ６０の出口側の再循環ガスライン６３から各音波式スートブロア６に冷却ガス供給ライン６１を分岐させる構成を備えている。
【０１１５】
音波式スートブロア６の概略図を図２０（ａ）に示すように本実施の形態の音波式スートブロア６は周波数調整部を備えた音波発振部ケース１０と発振された音波を増幅するためのホーン７を遮熱用取付ボックス９内に設け、取付ボックス９は、水壁又はケージ壁８である炉壁の開口部を設けている。また音波発振部ケース１０及びホーン７の基部には各々圧縮空気配管２４から分岐した音波発生用圧縮空気ライン２５とホーン冷却圧縮空気ライン６５を設置しており、これらのライン２５、６５からの冷却圧縮空気により音波発振部ケース１０の内部及びホーン７の冷却を行う。
【０１１６】
また、遮熱用取付ボックス９には冷却ガス供給ライン６１を分岐させた冷却ライン６６、６７を接続し、ＧＲＦ出口のガスを利用して遮熱用取付ボックス９内部にＧＲＦ６０の出口のガスを冷却ライン６６、６７から供給して音波式スートブロア６の冷却を行うこともできる。図２０（ｂ）（図２０（ａ）のＡ−Ａ線矢視図）に示すように冷却ライン６６からは遮熱用取付ボックス９内壁の円周方向に冷却ガスを噴射し、該ボックス９内壁円周に沿って冷却ガスを回転させてボックス９内の冷却効果を高めている。また、遮熱用取付ボックス９の後ろ側から前方（火炉側）に向かってライン６７からは冷却ガスを噴射し、遮熱用取付ボックス９内部の冷却を行う。
【０１１７】
ＧＲＦ６０の出口の燃焼排ガス温度は３００〜３５０℃程度であり、伝熱管群３、４内の流体温度約３００℃と同等かもしくは少し高めであり、伝熱管内流体の冷却は行わず、前記ガス温度が３５０℃以下であれば遮熱用取付ボックス９自体の強度も問題がない。
さらに、この程度のガス温度では音波式スートブロア６に堆積した灰の軟化も発生しないので、灰が堆積したとしてもポーラスな灰の状態を保持できる。こうした状況下でＧＲＦ６０でドラフトアップされた燃焼排ガスを音波式スートブロア６から吹き出されるため、水壁又はケージ壁８側の開口部の灰の付着が防止できる。
このとき、遮熱用取付ボックス９内部の冷却に使用されるガス成分がボイラ火炉１内を流れるガス成分と同一であるため、ボイラ火炉１内の酸素濃度制御への外乱がなく、さらに新規に圧縮空気システムを設置する必要もない。
【０１１８】
ボイラ排ガスを利用する他の例を図２１、図２２に示す。本例は図１９に示すＧＲＦ６０の無いボイラに対して行うものである。
ボイラ火炉１の出口からの燃焼排ガスは空気予熱器７１、ＩＤＦ（Induced Draft Fan）７２を経て排出されるが、ＩＤＦ７２の出口のガスライン７３から冷却ガスライン７４を分岐させ、各音波式スートブロア６に供給する。図２２（ａ）（音波式スートブロア６の概略図）、図２２（ｂ）（図２２（ａ）のＡ−Ａ線矢視図）に示す遮熱用取付ボックス９には図２１に示すＩＤＦ７２の出口ガスライン７３から分岐して冷却ガス供給ライン７４を設け、冷却ガス供給ライン７４に冷却ライン７７、７８を接続し、ＩＤＦ７２の出口ガスにより前記取付ボックス９内部の冷却を行う。
【０１１９】
ＩＤＦ７２の出口ガスのガス温度は１５０〜１１０℃まで低下するため遮熱用取付ボックス９内の冷却効果は大きく、ボイラ火炉１内の酸素濃度制御への酸素による外乱もない。また前記取付ボックス９の冷却のために新たに圧縮空気システムを設置する必要もない。
【０１２０】
上記遮熱用取付ボックス９の他の例を図２３に示す。
図２３（ａ）（音波式スートブロアの概略図）と図２３（ｂ）（図２３（ａ）のＡ−Ａ線斜視図）に示す遮熱用取付ボックス９はボイラ火炉１に設置する音波式スートブロア６が少数（２〜４個）である場合に好適である。
遮熱用取付ボックス９用の冷却ガスには圧縮空気を使用する。遮熱用取付ボックス９には圧縮空気配管２４から分岐させた遮熱用取付ボックス冷却ライン７７、７７を接続して遮熱用取付ボックス９の冷却を行う。圧縮空気温度は常温であり、前記図２０と図２２の２つの実施の形態と比べても図２３に示す例は、冷却用圧縮空気は温度が最も低く、前記取付ボックス９の冷却効果が高い。圧縮空気をボイラ火炉１内に導入することは、ボイラ火炉１の酸素濃度に対する外乱は多少あるが問題とならない程度である。また、圧縮空気システムも既存の設備で対処できる。
なお、図２３（ａ）、（ｂ）に示す冷却ライン７７からの遮熱用取付ボックス９内への吹出口が無い場合でも灰の堆積は防止できる場合もある。
【０１２１】
本発明の音波式スートブロア６をボイラ火炉壁面に設置した場合には次のような問題点がある。
ボイラ火炉１の運転時には安全のために火炉１内の圧力は大気圧以下（−１００〜−５０ｍｍＡｑ）に調整されている。そのため、ボイラ運転停止時に火炉１内と音波式スートブロア６内との圧力差が無くなり、しかも炉内ガス温度より音波式スートブロア６内のガス温度が大幅に低い時（ボイラの運転停止直後）には、音波式スートブロア６内で、ガス成分中の水分が凝縮を開始し、腐食性の強い成分を含むドレンが音波式スートブロア６内の内壁又は音波式スートブロア６内に設置される部材に付着し、これらを腐食させるおそれがある。
【０１２２】
本発明の実施の形態では、ボイラ火炉１内のダーティガスを音波発振部ケース１０内へ侵入させないための対策を図２４に示す共鳴筒１３の長さを可変できる音波式スートブロア６の概略構成図を用いて説明する。
図２４に示す音波式スートブロア６は音波発振器１１とスライドできる二重管構造の共鳴筒１３を音波発振部ケース１０内に配置し、ホーン７を遮熱用取付ボックス９内に配置する。取付ボックス９は、水壁又はケージ壁８である炉壁の開口部を設けている。また遮熱用取付ボックス９の後部には共鳴筒１３の長さ調整用のモータ４７及びスライド移動確認用のセンサ類（図示せず）が収納されたモータ・センサ収納ボックス８１が設けられている。音波発振部ケース１０の空間内及び共鳴筒１３には各々圧縮空気配管２４から分岐した音波発生用圧縮空気ライン２５と冷却圧縮空気ライン８２とが接続している。ライン８２にはニードル弁８４が設けられ、ライン２５には電磁弁８５が設けられており、ライン８２の分岐部より前流側のライン２５にはフィルタ８６と圧力調整弁８７が設けられている。
【０１２３】
また、遮熱用取付ボックス９と音波発振部ケース１０の接続部に逆止弁８９を備えた均圧管９０を設けている。また、音波発振部ケース１０内とモータ・センサ収納ボックス８１内とは逆止弁９２を設けた均圧管９１で連通可能になっている。またモータ・センサ収納ボックス８１内はボール弁９３と逆止弁９４を設けた均圧管９５を介して大気と連通可能になっている。さらに、遮熱用取付ボックス９の火炉１側の開口部には音波式スートブロア６内に炉内ガスが侵入できないように遮断するガス流入防止ダンパ９７が設けられている。
【０１２４】
上記図２４に示す構成で、ボイラ火炉１内のダーティガスを音波発振部ケース１０内へ侵入させないための対策を１．通常ボイラ運用時、２．ボイラ運用停止直後及び３．音波式スートブロア６のメンテナンス時に分けて説明する。
１．通常ボイラ運用時
炉内圧が大気圧より十分低いため、逆止弁９４、逆止弁９２及び逆止弁８９を設けた均圧管９５、９１、９０を経由し、大気を音波式スートブロア６内に流入させることで火炉１内の燃焼ガスが音波式スートブロア６内に侵入することを防ぐ。同時に、逆止弁９４、逆止弁９２及び逆止弁８９を設けた均圧管９５、９１、９０を通る大気によりモータ・センサ収納ボックス８１から音波発振部ケース１０、さらに遮熱用取付ボックス９を大気により冷却する。
【０１２５】
なお、大気が逆止弁９４と逆止弁９２をそれぞれ通過する段階でガス流れにボール弁９３を使用して抵抗をもたせて音波発振部ケース１０のドラフト圧力を炉内ガス圧力とほぼ等しくすることで音波発振部ケース１０の音波発振能力の低下を防止する。
また、音波発振部ケース１０内と火炉１内との圧力差が少ないため、ライン８２に設けられたニードル弁８４によりシール空気を供給できるようにしておき、ボイラ運用時に音波発振部ケース１０に火炉１内のガスが不用意に流入しないようにしておく。
【０１２６】
２．ボイラ運用停止直後
ボイラ運用を停止すると、その直後に炉内圧は火炉１内の煙突効果により大気圧以上に上昇する。このとき、逆止弁８９で炉内ガスが音波発振部ケース１０内に侵入するのを防止できるが、炉内ガスが逆止弁８９をリークすることがあり、微量の炉内ガスが音波発振部ケース１０に侵入する可能性が残っている。
これを防止するために、ライン８２に設けられたニードル弁８４を開いて、シール空気を供給することで、音波発振部ケース１０内のドラフト圧力を上昇させ、ボイラ運用停止直後に炉内ガスが音波発振部ケース１０の内部に侵入するのことを防止する。モータ・センサ収納ボックス８１内への炉内ガスの流入は、逆止弁９２と音波発振部ケース１０内に充満しているシール空気により防止できる。
【０１２７】
３．音波式スートブロア６のメンテナンス時
音波式スートブロア６の全面取付・取替時など、音波式スートブロア６全体のメンテナンス時及びホーン７だけのメンテナンス時には火炉１の炉壁の開口部を閉じるガス流入防止ダンパ９７を下げて炉内ガスが音波式スートブロア６に流入しないようにする。
以上の音波式スートブロア６のメンテナンス内容に応じた各操作を表２にまとめて示す。
【０１２８】
［表２］
┌───────────┬─────────────────────────┐
│                      │                 安  全  対  策                   │
├───────────┼───────┬──────┬─────┬────┤
│  メンテナンス内容    │ガス流入防止  │ニードル弁  │ 逆止弁   │逆止弁  │
│                       ダンパ９７使用 │ ８４使用   │８９使用   ９２使用 │
├───────────┼───────┼──────┼─────┼────┤
│ モータ・センサ収納   │     −       │    ○      │   ○     │  ○    │
│   ボックス８１内     │              │            │          │        │
├───────────┼───────┼──────┼─────┼────┤
音波発振部ケース１０内(│     −       │    −      │   ○     │  −    │
│ 振動板取替含まず)    │              │            │          │        │
├───────────┼───────┼──────┼─────┼────┤
音波発振部ケース１０内 │     ○       │    −      │   −     │  −    │
│ （振動板取替含む）   │              │            │          │        │
├───────────┼───────┼──────┼─────┼────┤
│ 遮  熱  用  取  付   │     ○       │    −      │   −     │  −    │
│ボ  ッ  ク  ス  ９内  │              │            │          │        │
├───────────┼───────┼──────┼─────┼────┤
脱硝装置運転時等の音波 │     ○       │    −      │   −     │  −    │
│ 式スートブロア６の   │              │            │          │        │
│   全面取付・取替     │              │            │          │        │
└───────────┴───────┴──────┴─────┴────┘
【０１２９】
また、スライド機構部を備えた共鳴筒１３は摺動部を有するので、該摺動部にグリース等を塗布する必要がある。このため、グリース等を安定した状態に保持するには温度を百数十度（例：１８０℃）以下に冷却する必要がある。この共鳴筒１３の摺動部の冷却は、前述のように空冷で行っているが、炉内ガスが３００〜４００℃に比較して前記摺動部の温度が大きく低下しているため、炉内ガスが音波発振部ケース１０の機器に少しでも混入してしまうと凝縮して、腐食性の強い微細なドレンが前記摺動部等に付着することがある。一度腐食性物質が前記共鳴筒１３に付着すると激しい腐食により、その運用が困難となる。
【０１３０】
そこで耐腐食性に勝れ、しかも摺動による耐摩耗性に勝れているフッ素樹脂の焼付塗装を前記摺動部に施し、摺動部以外の音波発振部ケース１０およびホーン収納部である遮熱用取付ボックス９の内面には耐腐食性塗料を塗布しておく。
【０１３１】
また、図２５は、本発明の実施の形態の周波数可変型又は固定型の音波式スートブロアが適用されるボイラ排ガス流路の構成図を示す。火力発電プラントのボイラ排ガスは脱硝装置５０で排ガス中の窒素酸化物が除かれ、その後空気予熱器９８でボイラ燃焼用空気を予熱した後、集塵機９９で排ガス中の煤塵が除かれる。その後吸込ファン７２により脱硫装置１００に排ガスが送られ、ここで排ガス中の硫黄酸化物が除かれ、浄化されたガスが煙突１０１から大気中に排出される。
【０１３２】
このようにボイラ排ガス中の有害成分および煤塵は除去されて大気中に排出されるが、排ガス中の有害成分として含まれる窒素酸化物は比較的高温領域にある排ガス流路、すなわち排ガス流路の上流部に配置された脱硝装置５０で除去される。これは脱硝触媒が比較的高温領域で活性を示すからである。
このように脱硝装置５０は排ガス量流路の上流部に配置されるために、煤塵を多く含んだ燃焼排ガスが脱硝装置５０内に流入すると、脱硝装置５０内に配置されている脱硝触媒上に多量の煤塵が付着する。
【０１３３】
図２６に前記脱硝装置５０内のガス流れ方向に多段状に間隔を開けて配置された脱硝触媒層５１ａ〜５１ｃを示している。各脱硝触媒層５１ａ〜５１ｃは脱硝触媒が表面に塗布された板状の触媒エレメントの複数枚を互いに間隔を設けて積層した触媒ユニットをさらに複数ユニット組み合わせた構成体からなり、該触媒エレメント間を排ガスが流れる間に脱硝される。
上記脱硝触媒層５１ａ〜５１ｃの板状の触媒エレメント上には排ガス中の煤塵などが付着し易いので、これを本発明の音波式スートブロア６で除去し、脱硝装置全体の触媒エレメントをクリーンにする。
【０１３４】
また、図２６の左側のグラフに各触媒層５１ａ〜５１ｃでの音圧の違いを示すように、排ガス流れの上流側からガス下流側に向けてガスが流れるに従い、灰の除去又は灰付着の防止のための音波式スートブロア６による発振周波数の炉内音圧は上昇させることが効果的である。その理由を以下に説明する。
前述のように、ガス流れの最上流側の第１脱硝触媒層５１ａの触媒エレメントには、最初に排ガスが流入するため、灰などの煤塵が付着し易く堆積層５３ができやすい。しかし、最上流側の第１脱硝触媒層５１ａの入口部の前記音圧を灰除去又は灰付着の防止が可能なレベル（１２０ｄＢ以上）にして、ガス下流側の第２、第３脱硝触媒層５１ｂ、５１ｃでの音圧を高めた炉内音圧分布にすると、第１脱硝触媒層５１ａの触媒エレメント内の灰が除去され、再付着の防止が可能となる。
【０１３５】
また、第２脱硝触媒層５１ｂの触媒エレメント内には、第１脱硝触媒層５１ａから分離した灰と通常流れている排ガス中の灰が加算されて、灰の濃度が上昇したガスが流れる。この灰濃度が下流側の触媒層ほど上昇するので、前記音圧を第１脱硝触媒層５１ａでの音圧より第２脱硝触媒層５１ｂでの音圧を高めることで、第２脱硝触媒層５１ｂ内での灰付着が防止される。第３脱硝触媒層５１ｃの触媒エレメントの灰濃度は、第２脱硝触媒層５１ｂの触媒エレメント上と同程度であるため、第２脱硝触媒層５１ｂと同様な音圧であれば、第３脱硝触媒層５１ｃ内での灰の除去又は灰付着抑制ができる。
【０１３６】
以上のように、音波式スートブロア６による発振周波数の音圧分布を排ガス流れの上流側から下流側へ向けて高めることで、脱硝装置５０内の全ての脱硝触媒層５１ａ〜５１ｃの触媒エレメントでの灰の除去又は灰付着抑制ができる。
従って、例えば図２６に示すように３層からなる脱硝触媒層５１ａ〜５１ｃが設置されている場合には、第２脱硝触媒層５１ｂと第３脱硝触媒層５１ｃの間の排ガス流路壁面に本発明の音波式スートブロア６を設置することが望ましい。
【０１３７】
また、脱硝装置５０内の排ガス流れの最上流側の第１脱硝触媒層５１ａの触媒エレメントは、最初に排ガスが流入するため、灰などの煤塵が付着し易い。特に、図２６に示すように排ガス流路内で排ガス流れの向きが変わる領域あるいは偏流が生じる領域があると、排ガス流れの一部が旋回流となり、その旋回流の近傍に第１脱硝触媒層５１ａが位置していると、局部的に多くの灰が堆積する部位（堆積層５３）が生じる傾向にある。
従って、排ガス流れの旋回流発生部の近くの排ガス流路壁面に本発明の音波式スートブロア６を配置することで第１脱硝触媒層５１ａ上の灰が堆積し易い部位での灰除去又は灰の付着防止を積極的に行う。
【０１３８】
本発明の複数の層を配置したストーブロア対象装置は、上記脱硝装置の他に、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）、蓄熱式熱交換器、ボイラ火炉の伝熱管群配置部である。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明によれば、高温の燃焼ガスが炉内を流れているボイラなどのスートブロア対象装置（ボイラ、燃焼炉、焼却炉、独立過熱器、独立節炭器、各種熱交換器あるいは各種プラント又は各種産業機器など）内に直接音波式スートブロアを取り付けることができる。また、スートブロア対象装置が運用中であっても、本発明の音波式スートブロアは発振周波数の自由な調節が可能であるので、広範囲の運用条件において音波式スートブロアが機能し、また、ボイラ内に配置された部材上に堆積した灰を効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
図１は、本発明の参考例のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図２は、本発明の参考例のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図３は、本発明の参考例のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図５は、本発明の実施の形態のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図６は、図５に示す音波式スートブロアの周波数調整のために音波発振部のスライド機構部を短くした状態を示す図である。
図７は、本発明の実施の形態のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図８は、本発明の実施の形態のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図９は、本発明の実施の形態及び参考例のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図１０は、本発明になる実施の形態及び参考例のボイラ内の音波式スートブロアの配置位置を示す図である。
図１１は、圧縮性ガスの圧力と音波式スートブロアから発振される音圧の関係を示す図である。
図１２は、圧縮性ガスの混合比を変化させて発振する音波の音速を制御する音波式スートブロアの音圧特性と音波発振器とホーンの間に共鳴筒の長さを可変できるスライド機構部を設けた音波式スートブロアの音圧特性である。
図１３は、図８の音波式スートブロアの発振周波数と音圧との関係を示す図である。
図１４は、図１の参考例の音波式スートブロアの音波発振装置の運用を確立させるための計測関係と制御のためのシステムを示す図である。
図１５は、ボイラ運用中におけるボイラ火炉内での音波の定在波によるダスト濃度とガス温度の関係を示す図である。
図１６は、音波発振停止後に排ガス温度が所定値まで上昇する時間内の音波発振のＯＮ−ＯＦＦの回数を種々変えたときの灰の除去量をダスト濃度変化から求めた実験値を示す図である。
図１７は、図１６の音波発振ＯＮ−ＯＦＦ運用による灰除去能力向上をもたらす音波による灰除去メカニズムを説明する図である。
図１８は、本発明の実施の形態及び参考例のボイラ内の音波式スートブロアの配置位置を示す図である。
図１９は、本発明の実施の形態及び参考例のボイラ内の音波式スートブロアの配置位置を示す図である。
図２０は、図１９の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図２１は、本発明の実施の形態及び参考例のボイラ内の音波式スートブロアの配置位置を示す図である。
図２２は、図２１の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図２３は、本発明の実施の形態及び参考例のボイラ内の音波式スートブロアの構成を示す図である。
図２４は、本発明の実施の形態及び参考例の音波式スートブロアをボイラ壁面に配置したときの安全機構を説明する図である。
図２５は、本発明の実施の形態及び参考例の音波式スートブロアが適用されるボイラ排ガス流路の構成図である。
図２６は、本発明の実施の形態及び参考例の音波式スートブロアをボイラ排ガス流路の脱硝装置部分に配置した場合の機能を説明する図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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