(57)【要約】【課題】効率的にクリンカを除去できるクリンカ除去装置を提供する。【解決手段】火力発電所の二次過熱器１００Ａ，１００Ｂの周囲に付着したクリンカ１０２を除去するクリンカ除去装置１０であって、前記クリンカ１０２に衝突して前記クリンカ１０２を除去する突き棒３６を収容するとともに先端に前記突き棒３６が挿通する挿通孔２２を有する収容部１２と、前記収容部１２の基端側の空間に圧縮空気を噴射して前記突き棒３６を前記収容部１２から突き出す圧縮空気噴射部５６と、前記突き棒３６の前記クリンカ１０２に衝突させる端部の反対側に取り付けられ、前記突き棒３６の突き出し動作により前記収容部１２の前記挿通孔２２の周囲となる位置に当接する摺動フランジ部３８Ｂと、前記収容部１２内に配置され、前記突き出し動作終了後の前記突き棒３６を前記突き出し動作前の位置に引き戻す引張りバネ３２と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電所の過熱器の周囲に付着したクリンカを除去するクリンカ除去装置であって、
前記クリンカに衝突して前記クリンカを除去する突き棒を収容するとともに先端に前記突き棒が挿通する挿通孔を有する収容部と、
前記収容部の基端側の空間に圧縮空気を噴射して前記突き棒を前記収容部から突き出す圧縮空気噴射手段と、
前記突き棒の前記クリンカに衝突させる端部の反対側に取り付けられ、前記突き棒の突き出し動作により前記収容部の前記挿通孔の周囲となる位置に当接するフランジ部と、
前記収容部内に配置され、前記突き出し動作終了後の前記突き棒を前記突き出し動作前の位置に引き戻す引張りバネと、
を有することを特徴とするクリンカ除去装置。
【請求項２】
前記挿通孔の周囲となる位置には、前記突き出し動作により近接した前記フランジ部により圧縮される圧縮バネが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のクリンカ除去装置。
【請求項３】
前記収容部の先端側には、前記圧縮空気を排出する排気口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクリンカ除去装置。
【請求項４】
前記突き棒の先端には、緩衝部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクリンカ除去装置。
【請求項５】
前記収容部と前記圧縮空気噴射手段との間に介装され前記圧縮空気の流通経路を延長させる長尺配管と、
前記長尺配管を支持するとともに前記長尺配管を水平移動可能とし、且つ前記長尺配管を上下方向及び左右方向に振り回し可能とする架台と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリンカ除去装置。
【請求項６】
前記収容部には、前記突き棒を衝突させる前記クリンカに照明を当てる照明手段が取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のクリンカ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所のボイラ等の内部に付着するクリンカを除去するクリンカ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所では、ボイラの火炉内の伝熱管等にクリンカが付着する。ここで、クリンカとは、火炉内で燃焼した石炭灰の粒子が溶融固化したものである。近年、石炭火力発電所では、燃料コスト低減のために、不純物の多い劣質炭を燃焼することがある。ＦｅやＭｇ等の含有量の多い石炭を燃料にした場合、二次過熱器の伝熱管等に付着するクリンカは、数ｍ程のサイズにまで成長することがある。このような状態を放置すると伝熱管における熱効率が低下するとともに、定期点検などの火炉内での作業の妨げとなるため、定期的にクリンカを除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１は、人力でクリンカを除去するクリンカ灰除去装置であって、作業者が把持するとともに先端にクリンカを除去するはつり工具を備えた長尺管を鞘管に収容し、鞘管の先端上部、後端上部にそれぞれ巻揚機から繰り出したワイヤを取り付けて鞘管が任意の方向に移動できる状態で支持し、作業者が鞘管を動かすことにより長尺管の向きを変え、長尺管を鞘管内で往復動作させることによりはつり工具をクリンカの任意の位置に繰り返し突き当ててクリンカを除去可能とするクリンカ灰除去装置を開示している。
【０００４】
特許文献２は、燃焼プラント内部に付着するクリンカを、圧縮空気により射出されるクリンカ除去弾により除去する技術を開示している。従来、クリンカの除去は、ボイラを停止し、火炉内に作業者が入り込んで行っていたため、火炉内の温度が下がるまでの待ち時間により作業時間が延びてしまうという問題があった。しかし、特許文献１，２によれば、火炉の外部からクリンカの除去を行うことが可能なため、火炉内の温度が下がるまでの待ち時間を短くして作業効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４２０７２６号公報
【特許文献２】特開２０１４−３１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１では、人力でクリンカを除去するので、作業負担が大きい。また、特許文献２では、クリンカ除去弾の狙った箇所への射出可否、過熱器に当たった場合の損傷、そして使い捨てとなるクリンカ除去弾のコストが懸念される。
そこで、本発明は、上記問題点に着目し、効率的にクリンカを除去できる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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るクリンカ除去装置は、第１には、火力発電所の過熱器の周囲に付着したクリンカを除去するクリンカ除去装置であって、前記クリンカに衝突して前記クリンカを除去する突き棒を収容するとともに先端に前記突き棒が挿通する挿通孔を有する収容部と、前記収容部の基端側の空間に圧縮空気を噴射して前記突き棒を前記収容部から突き出す圧縮空気噴射手段と、前記突き棒の前記クリンカに衝突させる端部の反対側に取り付けられ、前記突き棒の突き出し動作により前記収容部の前記挿通孔の周囲となる位置に当接するフランジ部と、前記収容部内に配置され、前記突き出し動作終了後の前記突き棒を前記突き出し動作前の位置に引き戻す引張りバネと、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、圧縮空気により突き棒を収容部から突き出してクリンカに衝突できるとともに、衝突後は引張りバネにより元の位置に戻すことができる。よって、圧縮空気を繰り返し噴射することにより突き棒をクリンカに繰り返し衝突させることができる。また、突き棒のクリンカへの衝突が失敗してもフランジ部により突き棒のストローク量は規制されているので、過熱器等の他の部分に突き棒を衝突してしまうことを回避できる。この場合でも、突き出し動作終了後の突き棒を引張りバネにより元の位置に戻すことができる。したがって、効率的にクリンカを除去できるクリンカ除去装置となる。
【０００９】
第２には、前記挿通孔の周囲となる位置には、前記突き出し動作により近接した前記フランジ部により圧縮される圧縮バネが取り付けられていることを特徴とする。
上記構成により、挿通孔の周囲となる部分とフランジ部との間に生じる衝撃を低減して、劣化を低減することができる。
【００１０】
第３には、前記収容部の先端側には、前記圧縮空気を排出する排気口が形成されていることを特徴とする。
上記構成により、突き出し動作後に収容部内に残留する圧縮空気を排出して次の突き出し動作を迅速に行うことができる。
【００１１】
第４には、前記突き棒の先端には、緩衝部材が取り付けられていることを特徴とする。
上記構成により、仮に突き棒が過熱器に衝突しても過熱器に対する衝撃を低減して過熱器の損傷を回避することができる。
【００１２】
第５には、前記収容部と前記圧縮空気噴射手段との間に介装され前記圧縮空気の流通経路を延長させる長尺配管と、前記長尺配管を支持するとともに前記長尺配管を水平移動可能とし、且つ前記長尺配管を上下方向及び左右方向に振り回し可能とする架台と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、ボイラの火炉の外部に架台を配置し、架台の操作により長尺配管の位置及び向きを調整し、収容部及び突き棒を除去対象のクリンカに近接させることができる。よって、作業者が火炉内部に立ち入ることなく外部から収容部及び突き棒の位置を調整できるので、作業効率を向上させることができる。
【００１４】
第６には、前記収容部には、前記突き棒を衝突させる前記クリンカに照明を当てる照明手段が取り付けられていることを特徴とする。
上記構成により、火炉内が暗く視認しにくい場合でも照明を当てることによりクリンカを確実に視認することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るクリンカ除去装置によれば、圧縮空気により突き棒を収容部から突き出してクリンカに衝突できるとともに、衝突後は引張りバネにより元の位置に戻すことができる。よって、圧縮空気を繰り返し供給することにより突き棒をクリンカに繰り返し衝突させることができる。また、突き棒のクリンカへの衝突が失敗してもフランジ部により突き棒のストローク量は規制されているので、過熱器等の他の部分に突き棒を衝突してしまうことを回避できる。この場合でも、突き出し動作終了後の突き棒を引張りバネにより元の位置に戻すことができる。したがって、効率的にクリンカを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のクリンカ除去装置の断面図（突き出し前）である。
【図２】本実施形態のクリンカ除去装置の断面図（突き出し後）である。
【図３】本実施形態のクリンカ除去装置を構成するフック付フランジの斜視図である。
【図４】本実施形態のクリンカ除去装置と二次過熱器（クリンカ）との配置関係を表す斜視図である。
【図５】本実施形態のクリンカ除去装置と二次過熱器との配置関係を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１８】
図４に、本実施形態のクリンカ除去装置と二次過熱器（クリンカ）との配置関係を表す斜視図を示す。また図５に、本実施形態のクリンカ除去装置と二次過熱器との配置関係を表す平面図を示す。
【００１９】
本実施形態のクリンカ除去装置１０は、突き棒３６を収容した収容部１２、収容部１２を先端に接続した長尺配管６８Ａ，６８Ｂ、長尺配管６８Ａ，６８Ｂを支持する架台４４（接続配管４６）、バランスウエイト５２、圧縮空気噴射部５６（圧縮空気噴射手段）等により構成される。そして、本実施形態のクリンカ除去装置１０は、火力発電所の火炉の外部に配置された足場（不図示）等に架台４４が配置され、火炉の外壁に設けられた開閉可能な窓（不図示）に、突き棒３６（収容部１２、長尺配管６８Ａ，６８Ｂ）を挿通し、圧縮空気を用いて突き棒３６を二次過熱器１００Ａ，１００Ｂに付着したクリンカ１０２（図４）に衝突させるものである。
【００２０】
架台４４は、長手方向の一端が長尺配管６８Ａ，６８Ｂにフランジ接続する接続配管４６と、接続配管４６の長手方向の途中で接続配管４６を支持するとともに当該支持位置を中心として接続配管４６を上下方向に振り回し可能なフォークマウント型の支持部４８と、支持部４８の下部に取り付けられ、支持部４８を水平方向に移動・回転可能なキャスター５０と、を有する。また接続配管４６の長手方向の他端にはバランスウエイト５２が取り付けられている。さらに、接続配管４６の支持位置よりバランスウエイト５２側の部分にはフレキシブルチューブ５４が取り付けられ、その先端には圧縮空気噴射部５６が接続されている。圧縮空気噴射部５６には、架台４４同様にキャスター６６が取り付けられ、圧縮空気噴射部５６を水平方向の任意の向きと位置に移動させることができる。
【００２１】
本実施形態において、フレキシブルチューブ５４、接続配管４６、長尺配管６８Ａ，６８Ｂ、収容部１２は連通しており、圧縮空気噴射部５６から噴射される圧縮空気の流通経路となっている。また接続配管４６のバランスウエイト５２側の端部は閉止している。
【００２２】
図５に示すように、火炉内においては、二次過熱器１００Ａ，１００Ｂは２列に並んで配置され、窓（火路の外壁）から近い位置にある二次過熱器１００Ａと、遠い位置にある二次過熱器１００Ｂが存在する。そこで、二次過熱器１００Ａ用の長さに設計した長尺配管６８Ａ、二次過熱器１００Ｂ用の長さに設計した長尺配管６８Ｂを用意し、これらを交換して接続配管４６に取り付けることにより、二次過熱器１００Ａに付着したクリンカ１０２（図４）、及び二次過熱器１００Ｂに付着したクリンカ（不図示）を除去できるようにしている。このとき、バランスウエイト５２の位置を調整して、接続配管４６の支持位置を中心とした、バランスウエイト５２側と収容部１２側の間の荷重バランスを調整して、作業者がバランスウエイト５２等を押えることなく、長尺配管６８Ａ，６８Ｂ及び収容部１２を任意の傾斜角度で停止できるようにすることが好適である。
【００２３】
また、接続配管４６に取り付けた長尺配管６８Ａ，６８Ｂは、その長さが長くなるほど撓みが増加する傾向にある。よって長尺配管６８Ａ，６８Ｂの両端のフランジにワイヤ７０（図４）を取り付け、ターンバックル７２（図４）を介してワイヤ７０同士が引っ張り合うようにして張力を持たせ、長尺配管６８Ａ，６８Ｂの撓みを低減することが好適である。
【００２４】
図５に示すように、圧縮空気噴射部５６は、コンプレッサー５８、タンク６０、バルブ部６２等により構成されている。コンプレッサー５８は、逆止弁６４を介してタンク６０に接続され、タンク６０内に圧縮空気を蓄積させ、タンク６０内が所定の圧力になったときに自動的に停止し、所定の圧力以下になったとき再び動作するようになっている。バルブ部６２は、タンク６０とフレキシブルチューブ５４との間に介装され、圧縮空気の流通経路を一時的に開放することによりタンク６０内に蓄えられた圧縮空気を一気に開放するものである。これにより、圧縮空気を接続配管４６、長尺配管６８Ａ，６８Ｂ、収容部１２を経て突き棒３６（後述の摺動フランジ３８Ａ）に噴射させ、突き棒３６を圧縮空気の風圧により収容部１２の先端側に押し出すことができる。なお、圧縮空気噴射部５６としては、例えば粉粒体を流通させる経路が閉塞した場合に圧縮空気を噴射して閉塞を解消するための装置（例えば、エクセン社製、粉粒体排出促進機器（ダイレクトブラスター））を用いることが好適である。
【００２５】
図１、図２に、本実施形態のクリンカ除去装置の断面図（突き出し前、突き出し後）を示す。また、図３に、本実施形態のクリンカ除去装置を構成するフック付フランジの斜視図を示す。
【００２６】
本実施形態のクリンカ除去装置１０では、収容部１２内に突き棒３６と引張りバネ３２等が配置された形となっている。収容部１２（長尺配管６８Ａ，６８Ｂ、接続配管４６も同様）は、長手方向の両端に先端フランジ１４，基端フランジ１６が配置された配管構造を有している。収容部１２の先端側の先端フランジ１４には、突き棒３６を挿通する挿通孔２２を有する収容部１２の蓋となる突き棒止めフランジ２０が接続されている。また、収容部１２の基端側の基端フランジ１６と長尺配管６８Ａ，６８Ｂのフランジとの間には引張りバネ３２が接続したフック付フランジ２４が挟み込まれている。
【００２７】
突き棒３６は、図１に示すように、先端側が突き棒止めフランジ２０の挿通孔２２に挿通して収容部１２から露出しており、基端側が収容部１２内に収容された状態となっている。突き棒３６の基端側には、突き棒３６の外径よりも径が大きく、かつ収容部１２の内径よりもやや小さい径を持つ摺動フランジ３８Ａ，３８Ｂ（フランジ部）が同心状に取り付けられている。摺動フランジ３８Ａ，３８Ｂは、突き棒３６の基端となる位置に取り付けられた摺動フランジ３８Ａと、その位置から先端側に一定距離離れた位置に取り付けられた摺動フランジ３８Ｂとなっている。この２つの摺動フランジ３８Ａ，３８Ｂにより、突き棒３６の収容部１２内での摺動の安定性を高めることができる。
【００２８】
また突き棒止めフランジ２０の収容部１２の内側となる面であって挿通孔２２の周囲となる位置には、圧縮バネ３４が取り付けられている。圧縮バネ３４は、その内側に突き棒３６が挿通するが、摺動フランジ３８Ｂに当接する径に設計されている。圧縮バネ３４は、突き棒３６の突き出し動作前はほぼ自然長となっているが、突き出し動作により摺動フランジ３８Ｂに接触するとともに圧縮され（図２）、摺動フランジ３８Ｂの突き棒止めフランジ２０に対する衝撃を低減する。
【００２９】
摺動フランジ３８Ａ（突き棒３６の基端）にはフック４０が取り付けられ、このフック４０に引張りバネ３２の一端が取り付けられる。一方、突き棒３６の先端には、ゴム又はウレタン等で形成された緩衝部材４２が取り付けられている。この緩衝部材４２により、万が一突き棒３６が二次過熱器１００Ａ，１００Ｂに衝突したとしてもその衝撃を低減することができる。なお、二次過熱器１００Ａ，１００Ｂへの衝突の虞が無い場合は緩衝部材４２は省略することができる。
【００３０】
図１、図３に示すように、フック付フランジ２４は、収容部１２の基端フランジ１６（先端フランジ１４）とほぼ同一の外径を有するとともに、収容部１２の内径とほぼ同一の内径の開口部２６を有している。また、開口部２６には十字形状の梁２８が取り付けられ、梁２８の中心にフック３０が取り付けられている。そして、フック３０には引張りバネ３２の他端が取り付けられている。
【００３１】
引張りバネ３２は、突き棒３６の突き出し動作前はほぼ自然長となっているが、突き出し動作により引っ張られて伸長する（図２）。そして、突き出し動作終了後はその反力（復元力）により収縮して、突き棒３６を突き出し動作前の元の位置に引き戻す。
【００３２】
突き棒３６の突き出し動作のストローク量は、突き棒３６が元の位置にあるときの摺動フランジ３８Ｂと圧縮時の圧縮バネ３４との間の距離となる。なお、突き棒止めフランジ２０及び摺動フランジ３８Ｂの強度が突き出し動作に伴う衝撃に対して十分な強度がある場合には、圧縮バネ３４は不要である。このときのストローク量は、突き棒３６が元の位置にあるときの摺動フランジ３８Ｂと突き棒止めフランジ２０との間の距離となる。
【００３３】
開口部２６には、圧縮空気噴射部５６から噴射された圧縮空気が流通し、この圧縮空気により突き棒３６（摺動フランジ３８Ａ）が押し出される形で突き棒３６の突き出し動作が行われる。ここで、摺動フランジ３８Ａ（摺動フランジ３８Ｂ）と収容部１２の内壁との間には隙間があるので、隙間を通じて空気が収容部１２の先端側に流れる。そこで、収容部１２の先端側の側壁には排気口１８を設け、収容部１２内の圧縮空気を排気して次の突き出し動作までの時間を短縮させている。排気口１８の位置は、図２に示すように、突き出し動作後の摺動フランジ３８Ａと摺動フランジ３８Ｂの間となる位置に設けることが好適である。
【００３４】
なお、図示は省略するが、収容部１２の外壁（特にその先端）には、突き棒３６を突き当てるクリンカ１０２に照明を当てる照明手段が取り付けることが好適である。これにより、火炉内が暗く視認しにくい場合でも照明を当てることによりクリンカ１０２を確実に視認することができる。
【００３５】
本実施形態のクリンカ除去装置１０の動作は、まず、架台４４を操作して収容部１２から露出した突き棒３６の先端を、突き棒３６のストローク量に注意しながら二次過熱器１００Ａ，１００Ｂの周囲に付着したクリンカ１０２に向ける。そして、圧縮空気噴射部５６のバルブ部６２を一定時間開放してタンク６０内の圧縮空気を収容部１２内に噴射することにより、突き棒３６を突き出してその先端（緩衝部材４２）をクリンカ１０２に衝突させ、クリンカ１０２を除去する。このとき、収容部１２に噴射された圧縮空気は主に排気口１８（一部挿通孔２２からも排出される）から排気されるとともに、突き棒３６は引張りバネ３２により引き戻され、突き出し動作前の元の位置に戻る。また、コンプレッサー５８は、タンク６０内部が一定の圧力になるまで圧縮空気をタンク６０に供給する。
【００３６】
以上述べたように本実施形態のクリンカ除去装置１０によれば、圧縮空気により突き棒３６を収容部１２から突き出してクリンカ１０２に衝突できるとともに、衝突後は引張りバネ３２により元の位置に戻すことができる。よって、圧縮空気を繰り返し噴射することにより突き棒３６をクリンカ１０２に繰り返し衝突させることができる。また、突き棒３６のクリンカ１０２への衝突が失敗しても摺動フランジ３８Ｂにより突き棒３６のストローク量は規制されているので、二次過熱器１００Ａ，１００Ｂ等の他の部分に突き棒３６を衝突してしまうことを回避できる。この場合でも、突き出し動作終了後の突き棒３６を引張りバネ３２により元の位置に戻すことができる。したがって、効率的にクリンカ１０２を除去可能となる。
【００３７】
なお、上記説明において、クリンカ除去装置１０の適用対象を二次過熱器１００Ａ，１００Ｂとしてきたが、他の過熱器（一次過熱器、三次過熱器）にクリンカ１０２が付着した場合にも同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
効率的にクリンカを除去できるクリンカ除去装置として利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０………クリンカ除去装置、１２………収容部、１４………先端フランジ、１６………基端フランジ、１８………排気口、２０………突き棒止めフランジ、２２………挿通孔、２４………フック付フランジ、２６………開口部、２８………梁、３０………フック、３２………引張りバネ、３４………圧縮バネ、３６………突き棒、３８Ａ，３８Ｂ………摺動フランジ、４０………フック、４２………緩衝部材、４４………架台、４６………接続配管、４８………支持部、５０………キャスター、５２………バランスウエイト、５４………フレキシブルチューブ、５６………圧縮空気噴射部、５８………コンプレッサー、６０………タンク、６２………バルブ部、６４………逆止弁、６６………キャスター、６８Ａ，６８Ｂ………長尺配管、７０………ワイヤ、７２………ターンバックル、１００Ａ，１００Ｂ………二次過熱器、１０２………クリンカ。
【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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