JP2012117765A - 異物除去装置及びボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】異物除去装置及びボイラにおいて、排ガス通路を流れる異物を除去することで熱交換器への異物の付着を抑制すると共に熱回収効率の向上を可能とする。
【解決手段】ボイラ１０の煙道３１の鉛直部３１ｂに節炭器３６，３７を配置し、この節炭器３６，３７の上方に異物除去装置４０を配置して構成し、この異物除去装置４０として、排ガス中に含まれる異物を捕集するメッシュ４２ａ，４２ｂと、このメッシュ４２ａ，４２ｂが捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出する異物排出装置としての振動装置４４ａ，４４ｂ及び排出ダクト４５ａ，４５ｂを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、排ガス通路を流れる異物を除去して熱交換器への付着を防止する異物除去装置、並びに、石炭、油、微粉炭（石炭）、バイオマスなどを燃料として空気と共に燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラに関するものである。

従来のボイラは、中空形状をなすボイラ本体の下部に複数の燃焼バーナが設けられ、この各燃焼バーナに対して燃料と空気を供給可能に構成されている。そして、このボイラ本体は、上部に連結された煙道に、排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器が設けられている。

従って、燃料と空気が各燃焼バーナに供給されると、この各燃焼バーナは、燃料と空気をボイラ本体に噴射すると同時に着火することで、ボイラ本体内でこの燃料と空気が燃焼して火炎が発生する。ボイラ本体内の下部で火炎が生じると、燃焼ガスがこのボイラ本体内を上昇して煙道に排出され、過熱器、再熱器、節炭器で熱交換が行われることで排ガスの熱が回収される。

このようなボイラでは、燃料性状が悪化した場合、粗悪燃料中に存在するバナジウムにより酸化物が生成され、過熱器などに付着して熱回収効率が低下してしまう。そのため、従来は、過熱器を構成する伝熱管に蒸気や空気を噴射することで、伝熱面の付着物を除去してクリーニングするようにしている。このような技術として、例えば、下記特許文献１〜３に記載されている。

特開昭６４−０９０９１３号公報 特開昭６３−１８３３０８号公報 特開昭６３−２２００９９号公報

ところが、過熱器の付着物を蒸気噴射や空気噴射により除去しても、この除去された異物は、その下流側にある再熱器や節炭器に再付着してしまい、ここでも蒸気噴射や空気噴射が必要となって装置が複雑になってしまう。また、過熱器、再熱器、節炭器は、多数の伝熱管が近接して配置されていることから、過熱器などの付着物を蒸気噴射や空気噴射により除去しても、再び付着してしまうことが考えられる。なお、伝熱管を化学洗浄することも考えられるが、この場合、ボイラを停止して発電システムを停止しなければならず、発電効率の低下を招いてしまう。

本発明は上述した課題を解決するものであり、排ガス通路を流れる異物を除去することで熱交換器への異物の付着を抑制する異物除去装置、並びに、この異物除去装置が搭載されることで熱回収効率の向上を可能とするボイラを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の異物除去装置は、排ガスが鉛直方向の下方へ流れる排ガス通路に熱交換器が配置され、該熱交換器の上方に配置される異物除去装置であって、排ガス中に含まれる異物を捕集する多孔部材と、該多孔部材が捕集した異物を除去して前記排ガス通路外へ排出する異物排出装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、多孔部材が排ガス中に含まれる異物を捕集すると、異物排出装置は、この多孔部材が捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出することとなり、熱交換器への異物の付着を抑制することができる。

本発明の異物除去装置では、前記多孔部材は、前記排ガス通路に直交する所定の領域を被覆するメッシュを有し、前記異物排出装置は、異物による前記メッシュの目詰まりを防止する目詰まり防止装置を有することを特徴としている。

従って、メッシュが排ガス中に含まれる異物を捕集し、目詰まり防止装置は、このメッシュが捕集した異物を除去して目詰まりを防止することとなり、排ガス中に含まれる異物を長期間にわたって除去することができる。

本発明の異物除去装置では、前記異物排出装置は、前記目詰まり防止装置により前記メッシュから離脱した異物を前記排ガス通路外へ排出する排出ダクトを有することを特徴としている。

従って、目詰まり防止装置がメッシュから離脱させた異物を排出ダクトにより排ガス通路外へ排出することとなり、熱交換器への異物の再付着を防止することができる。

本発明の異物除去装置では、前記排出ダクトは、前記排ガス通路との間に開閉扉が設けられ、該開閉扉は、前記目詰まり防止装置の作動に連動して開放することを特徴としている。

従って、メッシュが排ガス中に含まれる異物を捕集するときには、開閉扉が閉止して排ガス通路と排出ダクトの連通を阻止することで、異物を含んだ排ガスの流出を防止することができる一方、目詰まり防止装置がメッシュから異物を離脱させるときには、開閉扉が開放して排ガス通路と排出ダクトを連通することで、異物を排出ダクトに適正に送り出すことができる。

本発明の異物除去装置では、前記多孔部材は、複数の開閉板を有し、該開閉板は、駆動装置により前記排ガス通路に位置する異物捕集位置と前記排ガス通路から退避する退避位置とに移動可能であることを特徴としている。

従って、開閉板の使用時には、この開閉板を排ガス通路に位置させることで、排ガス中に含まれる異物を適正に捕集することができる一方、開閉板が捕集した異物を除去するなどの開閉板の不使用時には、この開閉板を排ガス通路から退避する退避位置に位置させることで、開閉板が捕集した異物を排ガス通路に戻すことなく適正に外部に排出することができる。

本発明の異物除去装置では、前記多孔部材は、前記排ガス通路に直交する所定の領域を被覆する無端のメッシュベルトを有し、該メッシュベルトは、駆動装置により循環可能であることを特徴としている。

従って、排ガス中に含まれる異物を捕集するメッシュベルトを循環させることで、異物の捕集面積を拡大して異物捕集効率を向上させることができる。

本発明の異物除去装置では、前記異物排出装置は、異物による前記メッシュベルトの目詰まりを防止する目詰まり防止装置と、該目詰まり防止装置により前記メッシュベルトから離脱した異物を破砕する破砕装置を有することを特徴としている。

従って、メッシュベルトが排ガス中に含まれる異物を捕集し、目詰まり防止装置は、このメッシュベルトが捕集した異物を除去して目詰まりを防止し、破砕装置は、メッシュベルトから離脱した異物を破砕することとなり、排ガス中に含まれる異物を長期間にわたって除去することができると共に、異物を破砕して小粒径とすることで熱交換器への再付着を抑制することができる。

本発明の異物除去装置では、前記異物排出装置は、異物による前記メッシュベルトの目詰まりを防止する目詰まり防止装置と、該目詰まり防止装置により前記メッシュベルトから離脱した異物を前記排ガス通路外へ排出する排出ダクトを有することを特徴としている。

従って、メッシュベルトが排ガス中に含まれる異物を捕集し、目詰まり防止装置は、このメッシュベルトが捕集した異物を除去して目詰まりを防止し、メッシュベルトから離脱した異物を排出ダクトから外部に排出することとなり、排ガス中に含まれる異物を長期間にわたって除去することができると共に、異物の熱交換器への再付着を抑制することができる。

本発明の異物除去装置では、前記熱交換器の伝熱面に向けて流体を噴射する流体噴射装置を設けることを特徴としている。

従って、流体噴射装置が熱交換器の伝熱面に向けて流体を噴射することで、熱交換器に付着した異物を適正に除去することができる。

また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉と、該火炉に水平方向及び鉛直方向に沿って配置されて燃料と空気との混合気を噴射することで所定の形態の火炎を形成可能な複数の燃焼バーナと、前記火炉の上部に連結された煙道と、該煙道に設けられる過熱器と、該煙道における前記過熱器より下流側で排ガスが鉛直方向の下方へ流れる通路に配置される節炭器と、前記煙道における前記節炭器の上方に配置される異物除去装置と、を備えるボイラにおいて、前記異物除去装置は、排ガス中に含まれる異物を捕集する多孔部材と、該多孔部材が捕集した異物を除去して前記煙道外へ排出する異物排出装置と、を有することを特徴とするものである。

従って、火炉で燃焼して発生した排ガスは、煙道を通ることで過熱器や節炭器で熱回収されるが、節炭器の上方で、異物除去装置を構成する多孔部材が排ガス中に含まれる異物を捕集し、異物排出装置が多孔部材が捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出することとなり、節炭器への異物の付着を抑制することができ、その結果、ボイラでの熱回収効率の向上を可能とすることができる。

本発明の異物除去装置及びボイラによれば、排ガス中に含まれる異物を捕集する多孔部材と、この多孔部材が捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出する異物排出装置とを設けるので、熱交換器への異物の付着を抑制することができ、その結果、ボイラでの熱回収効率の向上を可能とすることができる。

図１は、本発明の実施例１に係る異物除去装置が搭載されたボイラを表す概略構成図である。 図２は、実施例１の異物除去装置を表す概略構成図である。 図３は、実施例１の異物除去装置を表す平面図である。 図４は、本発明の実施例２に係る異物除去装置を表す概略構成図である。 図５は、本発明の実施例３に係る異物除去装置を表す概略構成図である。 図６は、実施例３の異物除去装置における破砕装置を表す概略図である。 図７は、本発明の実施例４に係る異物除去装置を表す概略構成図である。 図８は、本発明の実施例５に係る異物除去装置を表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る異物除去装置及びボイラの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本発明の実施例１に係る異物除去装置が搭載されたボイラを表す概略構成図、図２は、実施例１の異物除去装置を表す概略構成図、図３は、実施例１の異物除去装置を表す平面図である。

実施例１において、図１に示すように、ボイラ１０は、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料として用い、この微粉炭と空気との混合気を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能な微粉炭焚きボイラである。

このボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２とを有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁の下部に燃焼装置１２が設けられている。

燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を有している。本実施例にて、この燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って５セット、つまり、５段配置されている。

そして、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６を介して微粉炭機２７に連結されている。この微粉炭機（微粉燃料粉砕機）２７は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭（褐炭）が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送空気（１次空気）により粒径分離された微粉炭を微粉炭供給管２６を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

また、燃焼装置１２は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に燃焼用空気（２次空気）を供給可能な空気供給管２８が設けられており、この空気供給管２８は、基端部に送風機２９が装着され、先端部が火炉１１の外周側に設けられた風箱３０に連結されている。従って、空気供給配管２８を通して風箱３０に供給された空気を各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

火炉１１は、上部に煙道３１が連結されており、この煙道３１は、火炉１１での燃焼により発生した排ガスを水平方向に流す水平部３１ａと、水平部３１ａに連続して排ガスを鉛直方向の下方へ流す鉛直部３１ｂとを有している。そして、この煙道３１における水平部３１ａに対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）３２，３３、再熱器３４，３５が設けられており、鉛直部３１ｂに節炭器（エコノマイザ）３６，３７が設けられており、火炉１１での燃焼により発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。ここで、過熱器３２，３３、再熱器３４，３５、節炭器３６，３７が熱交換器として機能する。

煙道（排ガス通路）３１は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管３８が連結されている。この排ガス管３８は、空気供給管２８との間にエアヒータ３９が設けられ、空気供給管２８を流れる空気と、排ガス管３８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。

なお、排ガス管３８は、図示しないが、選択還元型触媒、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。

従って、微粉炭機２７が駆動すると、生成された微粉炭と１次空気との混合気が微粉炭供給管２６を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された２次空気が空気供給管２８から風箱３０を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、混合気を２次空気と共に火炉１１に噴射すると同時に着火する。この火炉１１では、空気と微粉炭の混合気が燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、煙道３１に排出される。

このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器３６，３７によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給されボイラ本体壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器３２，３３に導入され、排ガスにより過熱される。過熱器３２，３３で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器３４，３５に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。

その後、煙道３１の節炭器３６，３７を通過した排ガスは、排ガス管３８にて、選択還元型触媒でＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。

このように構成された実施例１のボイラ１０において、煙道３１にて、排ガスが鉛直方向の下方へ流れる排ガス通路としての鉛直部３１ｂに熱交換器として節炭器３６，３７が配置されており、この節炭器３６，３７の上方、つまり、過熱器３２，３３と節炭器３６，３７との間に異物除去装置４０が配置されている。

即ち、図２及び図３に示すように、煙道３１は、鉛直部３１ｂの下部に節炭器３６（３７）を構成する伝熱管３６ａが配置されており、この伝熱管３６ａは、外周部に多数のフィン３６ｂが固定されている。そして、この節炭器３６の上方に異物除去装置４０が配置されている。

この異物除去装置４０において、煙道３１の鉛直部３１ｂは、四角形の中空形状をなし、図２及び図３にて左右に対向する壁部側に近接して左右一対の回動軸４１ａ，４１ｂが回動自在に支持されている。この場合、各回動軸４１ａ，４１ｂは、鉛直方向に所定高さだけずれて設けられている。排ガス中に含まれる異物を捕集する多孔部材及び複数の開閉板としての左右一対のメッシュ４２ａ，４２ｂは、各基端部がこの回動軸４１ａ，４１ｂに固定されている。そして、一対の駆動装置４３ａ，４３ｂは、鉛直部３１ｂの壁部に固定されており、回動軸４１ａ，４１ｂを回動可能となっている。

従って、この駆動装置４３ａ，４３ｂにより回動軸４１ａ，４１ｂを回動することで、メッシュ４２ａ，４２ｂを図２に実線で表す異物捕集位置と図２に二点鎖線で表す退避位置との間で移動することができる。この場合、メッシュ４２ａ，４２ｂの異物捕集位置とは、メッシュ４２ａ，４２ｂが煙道３１における排ガス通路に移動する位置であり、この排ガス通路に直交する所定の領域を被覆することができる。具体的には、メッシュ４２ａ，４２ｂが鉛直方向となる排ガス通路に直交する水平方向に対して所定角度で傾斜し、メッシュ４２ａ，４２ｂの先端部同士が鉛直方向で重なるような位置である。この場合、メッシュ４２ａ，４２ｂの先端部の間にガス流路が形成されることから、排ガスの圧力損失が低減できる。また、メッシュ４２ａ，４２ｂの退避位置とは、メッシュ４２ａ，４２ｂが煙道３１における排ガス通路から退避する位置である。具体的には、メッシュ４２ａ，４２ｂが煙道３１の壁部に接近した鉛直位置であり、排ガス通路の全域を開放している。

メッシュ４２ａ，４２ｂが捕集した異物を除去して煙道３１の排ガス通路外へ排出する異物排出装置として、目詰まり防止装置が設けられている。本実施例にて、この目詰まり防止装置は、振動装置４４ａ，４４ｂであり、煙道３１の壁部に固定されている。従って、メッシュ４２ａ，４２ｂが退避位置にあるとき、振動装置４４ａ，４４ｂを作動することで、このメッシュ４２ａ，４２ｂに接触して振動させることで、付着している異物を離脱させることができる。

また、異物排出装置として、振動装置（目詰まり防止装置）４４ａ，４４ｂによりメッシュ４２ａ，４２ｂから離脱した異物を煙道３１の排ガス通路外へ排出する排出ダクト４５ａ，４５ｂが設けられている。この排出ダクト４５ａ，４５ｂは、煙道３１の鉛直部３１ｂにて、左右に対向する壁部の外側に設けられており、回動軸４１ａ，４１ｂの上方から節炭器３６の下方まで延出され、上下端部がそれぞれ排ガス通路に連通している。そして、この排出ダクト４５ａ，４５ｂは、上端部にメッシュ４２ａ，４２ｂの回動軸４１ａ，４１ｂと平行な回動軸４６ａ，４６ｂが支持され、左右一対の開閉扉４７ａ，４７ｂは、各基端部（上端部）がこの回動軸４６ａ，４６ｂに固定されている。そして、一対の駆動装置４８ａ，４８ｂは、鉛直部３１ｂの壁部に固定されており、回動軸４６ａ，４６ｂを回動可能となっている。

従って、この駆動装置４８ａ，４８ｂにより回動軸４６ａ，４６ｂを回動することで、開閉扉４７ａ，４７ｂを、排ガス通路と排出ダクト４５ａ，４５ｂとを連通させない閉止位置と、排ガス通路と排出ダクト４５ａ，４５ｂとを連通させる開放位置とに移動することができる。

また、この開閉扉４７ａ，４７ｂは、メッシュ４２ａ，４２ｂや振動装置（目詰まり防止装置）４４ａ，４４ｂの作動に連動する。つまり、メッシュ４２ａ，４２ｂが退避位置に移動すると、開閉扉４７ａ，４７ｂが開放位置に移動し、振動装置４４ａ，４４ｂが作動することで、メッシュ４２ａ，４２ｂから異物が離脱し、排出ダクト４５ａ，４５ｂに落下する。この場合、排出ダクト４５ａ，４５ｂの上端部にメッシュ４２ａ，４２ｂから離脱した異物を排出ダクト４５ａ，４５ｂに案内するガイドを設けることが好ましい。

なお、煙道３１は、下端部に異物排出部４９が設けられており、排出ダクト４５ａ，４５ｂから排出された異物を外部に排出して貯留することができる。

ここで、本実施例の異物除去装置４０の作動を説明する。

排ガスは、煙道３１の上方から排ガス通路を通って下方に流れる。ここで、メッシュ４２ａ，４２ｂは、異物捕集位置に位置しており、排ガスと共に落下する異物がこのメッシュ４２ａ，４２ｂに捕集される。所定期間にわたってメッシュ４２ａ，４２ｂによる異物の捕集が行われると、このメッシュ４２ａ，４２ｂが異物により目詰まりする。このとき、メッシュ４２ａ，４２ｂを退避位置に移動すると同時に、開閉扉４７ａ，４７ｂを開放位置に移動し、振動装置４４ａ，４４ｂを作動させる。すると、振動装置４４ａ，４４ｂによりメッシュ４２ａ，４２ｂが振動することで、このメッシュ４２ａ，４２ｂから異物が離脱し、排出ダクト４５ａ，４５ｂ内に落下する。このとき、メッシュ４２ａ，４２ｂは上面、つまり、退避位置にあるときの煙道３１の壁部側に異物が捕集されていることから、節炭器３６側に落下せずに排出ダクト４５ａ，４５ｂ内に落下することとなる。

そして、メッシュ４２ａ，４２ｂからほとんどの異物が取り除かれたら、振動装置４４ａ，４４ｂの作動を停止した後、メッシュ４２ａ，４２ｂを異物捕集位置に移動すると同時に、開閉扉４７ａ，４７ｂを閉止する。

このように実施例１の異物除去装置にあっては、ボイラ１０の煙道３１の鉛直部３１ｂに節炭器３６，３７を配置し、この節炭器３６，３７の上方に異物除去装置４０を配置して構成し、この異物除去装置４０として、排ガス中に含まれる異物を捕集するメッシュ４２ａ，４２ｂと、このメッシュ４２ａ，４２ｂが捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出する異物排出装置としての振動装置４４ａ，４４ｂ及び排出ダクト４５ａ，４５ｂを設けている。

従って、メッシュ４２ａ，４２ｂが排ガス中に含まれる異物を捕集すると、振動装置４４ａ，４４ｂがメッシュ４２ａ，４２ｂを振動して捕集した異物を脱離し、この異物を除去して排出ダクト４５ａ，４５ｂから排ガス通路外へ排出することとなり、節炭器３６，３７への異物の付着を抑制することができる。

この場合、振動装置４４ａ，４４ｂによりメッシュ４２ａ，４２ｂを振動して目詰まりを防止しており、排ガス中に含まれる異物を長期間にわたって除去することができる。また、メッシュ４２ａ，４２ｂから離脱した異物を排出ダクト４５ａ，４５ｂから排ガス通路外へ排出することとなり、メッシュ４２ａ，４２ｂから離脱させた異物を節炭器３６，３７が配置された排ガス通路を通さずに排出ダクト４５ａ，４５ｂにより外部に排出することとなり、節炭器３６，３７への異物の再付着を防止することができる。

また、実施例１の異物除去装置では、排出ダクト４５ａ，４５ｂの上端部に開閉扉４７ａ，４７ｂを設け、開閉扉４７ａ，４７ｂを振動装置４４ａ，４４ｂやメッシュ４２ａ，４２ｂの作動に連動して開閉している。従って、メッシュ４２ａ，４２ｂが排ガス中に含まれる異物を捕集するときには、開閉扉４７ａ，４７ｂが閉止して排ガス通路と排出ダクト４５ａ，４５ｂの連通を阻止することで、異物を含んだ排ガスの流出を防止することができる。一方、振動装置４４ａ，４４ｂがメッシュ４２ａ，４２ｂから異物を離脱させるときには、開閉扉４７ａ，４７ｂが開放して排ガス通路と排出ダクト４５ａ，４５ｂを連通することで、異物を排出ダクトに４５ａ，４５ｂへ適正に送り出すことができる。

また、実施例１の異物除去装置では、２つのメッシュ４２ａ，４２ｂを設け、駆動装置４３ａ，４３ｂにより排ガス通路に位置する異物捕集位置と排ガス通路から退避する退避位置とに移動可能としている。従って、メッシュ４２ａ，４２ｂの使用時には、このメッシュ４２ａ，４２ｂを排ガス通路に位置させることで、排ガス中に含まれる異物を適正に捕集することができる。一方、メッシュ４２ａ，４２ｂが捕集した異物を除去するなどのメッシュ４２ａ，４２ｂの不使用時には、このメッシュ４２ａ，４２ｂを排ガス通路から退避する退避位置に位置させることで、メッシュ４２ａ，４２ｂが捕集した異物を排ガス通路に戻すことなく適正に外部に排出することができる。

また、実施例１のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉１１と、この火炉１１に水平方向及び鉛直方向に沿って配置されて燃料と空気との混合気を噴射することで所定の形態の火炎を形成可能な複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５と、火炉１１の上部に連結された煙道３１と、この煙道３１に設けられる過熱器３２，３３と、煙道３１における過熱器３２，３３より下流側で排ガスが鉛直方向の下方へ流れる通路に配置される節炭器３６，３７と、煙道３１における節炭器３６，３７の上方に配置される異物除去装置４０とを設け、異物除去装置４０として、排ガス中に含まれる異物を捕集するメッシュ４２ａ，４２ｂと、このメッシュ４２ａ，４２ｂが捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出する異物排出装置としての振動装置４４ａ，４４ｂ及び排出ダクト４５ａ，４５ｂを設けている。

従って、火炉１１で燃焼して発生した排ガスは、煙道３１を通ることで過熱器３２，３３や節炭器３６，３７で熱回収されるが、節炭器３６，３７の上方で、メッシュ４２ａ，４２ｂが排ガス中に含まれる異物を捕集すると、振動装置４４ａ，４４ｂがメッシュ４２ａ，４２ｂを振動して捕集した異物を脱離し、この異物を除去して排出ダクト４５ａ，４５ｂから排ガス通路外へ排出することとなり、節炭器３６，３７への異物の付着を抑制することができ、その結果、ボイラでの熱回収効率の向上を可能とすることができる。

図４は、本発明の実施例２に係る異物除去装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２において、図４に示すように、煙道３１は、鉛直部３１ｂの下部に節炭器３６（３７）が配置されており、この節炭器３６の上方に異物除去装置５０が配置されている。この異物除去装置５０において、煙道３１の壁部に近接して回動軸５１が回動自在に支持されており、メッシュ５２の基端部がこの回動軸５１に固定されており、図示しない駆動装置により回動可能となっている。従って、駆動装置により回動軸５１を回動することで、メッシュ５２を図４に実線で表す異物捕集位置と図４に二点鎖線で表す退避位置との間で移動することができる。この場合、メッシュ５２の異物捕集位置とは、メッシュ５２が煙道３１における排ガス通路に移動する位置であり、この排ガス通路に直交する全ての領域を被覆することができる。また、メッシュ５２の退避位置とは、メッシュ５２に付着した異物を除去する位置であり、排ガス通路に直交する水平方向に対して所定角度で傾斜した位置である。

メッシュ５２が捕集した異物を除去して煙道３１の排ガス通路外へ排出する異物排出装置として、目詰まり防止装置が設けられている。本実施例にて、この目詰まり防止装置は、噴射ノズル５３であり、煙道３１の壁部に固定されている。従って、メッシュ５２が退避位置にあるとき、噴射ノズル５３がメッシュ５２の上面に向けてガスを噴射することで、付着している異物を離脱させることができる。この場合、噴射ノズル５３が噴射するガスは、煙道３１内の排ガスまたは不活性ガスとすることが好ましい。

従って、排ガスは、煙道３１の上方から排ガス通路を通って下方に流れる。ここで、メッシュ５２は、異物捕集位置に位置しており、排ガスと共に落下する異物がこのメッシュ５２に捕集される。所定期間にわたってメッシュ５２による異物の捕集が行われると、このメッシュ５２が異物により目詰まりする。このとき、メッシュ５２を退避位置に移動すると同時に、噴射ノズル５３からガスを噴射する。すると、噴射ノズル５３から噴射されたガスによりメッシュ５２から異物が離脱して落下する。このとき、メッシュ５２は、基端部側に図示しない開口が形成されており、メッシュ５２上の異物は、この開口を通って煙道３１の内壁面に沿って落下することとなり、異物が節炭器３６に接触することはない。そして、メッシュ５２からほとんどの異物が取り除かれたら、噴射ノズル５３からのガスの噴射を停止した後、メッシュ５２を異物捕集位置に移動する。

このように実施例２の異物除去装置にあっては、異物除去装置５０として、排ガス中に含まれる異物を捕集するメッシュ５２と、このメッシュ５２が捕集した異物を除去して排ガス通路外へ排出する異物排出装置としての噴射ノズル５３を設けている。

従って、メッシュ５２が排ガス中に含まれる異物を捕集すると、噴射ノズル５３がガスを噴射してメッシュ５２に付着した異物を脱離し、排ガス通路外へ排出することとなり、節炭器３６，３７への異物の付着を抑制することができる。

なお、上述した実施例１、２にて、多孔部材及び開閉板としてのメッシュ４２ａ，４２ｂ，５２は、１つまたは２つに限らず、３つ以上としてもよい。また、異物捕集位置とは、水平状態であっても、傾斜状態であってもよい。

図５は、本発明の実施例３に係る異物除去装置を表す概略構成図、図６は、実施例３の異物除去装置における破砕装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３において、図５及び図６に示すように、煙道３１は、鉛直部３１ｂの下部に節炭器３６（３７）が配置されており、この節炭器３６の上方に異物除去装置６０が配置されている。この異物除去装置６０において、煙道３１内に、４つのベルトコンベア６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄが側面視にて上下にジグザグに配置されている。このベルトコンベア６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、ほぼ同様な構成をなし、多孔部材として、排ガス通路に直交する所定の領域を被覆する無端のメッシュベルト６２と、このメッシュベルト６２を駆動支持する一対のローラ６３ａ，６３ｂと、このローラ６３ａ，６３ｂを駆動回転することでメッシュベルト６２を循環させる図示しない駆動装置とから構成されている。

この場合、全てのベルトコンベア６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、下方に向って作動し、ベルトコンベア６１ａ，６１ｂ、ベルトコンベア６１ｃ，６１ｄは、それぞれ同じ位置に向って作動する。そして、全てのベルトコンベア６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、下流端部に、異物排出装置として、異物によるメッシュベルト６２の目詰まりを防止する回転ブラシ（目詰まり防止装置）６４が設けられている。また、異物排出装置として、ベルトコンベア６１ａ，６１ｂの間とベルトコンベア６１ｃ，６１ｄの間に、回転ブラシ（目詰まり防止装置）６４によりメッシュベルト６２から離脱した異物を破砕するクラッシャ（破砕装置）６５ａ，６５ｂが配置されている。このクラッシャ６５ａ，６５ｂは、一対の回転可能なクラッシュローラ６６であり、このクラッシュローラ６６の間に異物が供給されることで、異物を細かく粉砕することができる。

従って、排ガスは、煙道３１の上方から排ガス通路を通って下方に流れる。ここで、ベルトコンベア６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの各メッシュベルト６２は、排ガスと共に落下する異物を捕集する。そして、異物を捕集した各メッシュベルト６２は、循環しており、各下流端部で回転ブラシ６４によりメッシュベルト６２から異物が離脱して落下する。このとき、メッシュベルト６２から落下した異物は、各クラッシャ６５ａ，６５ｂのクラッシュローラ６６間に供給され、ここで異物が細かく粉砕されて落下する。この場合、異物は、クラッシャ６５ａ，６５ｂにより細かく粉砕されて落下することから、節炭器３６には堆積しにくくなる。

このように実施例３の異物除去装置にあっては、異物除去装置６０として、排ガス中に含まれる異物を捕集する循環可能なメッシュベルト６２と、このメッシュベルト６２が捕集した異物を排出する異物排出装置として、異物によるメッシュベルト６２の目詰まりを防止する回転ブラシ６４と、この回転ブラシ６４によりメッシュベルト６２から離脱した異物を破砕するクラッシャ６５ａ，６５ｂとを設けている。

従って、メッシュベルト６２を循環させることで、排ガス中に含まれる異物を捕集することができ、異物の捕集面積を拡大して異物捕集効率を向上させることができる。また、循環するメッシュベルト６２が排ガス中に含まれる異物を捕集すると、回転ブラシ６４によりこのメッシュベルト６２が捕集した異物を除去して目詰まりを防止し、回転ブラシ６４によりメッシュベルト６２から離脱した異物はクラッシャ６５ａ，６５ｂにより破砕されることとなり、排ガス中に含まれる異物を長期間にわたって除去することができると共に、異物を破砕して小粒径とすることで節炭器３６，３７への再付着を抑制することができる。

なお、この実施例３にて、メッシュベルト６２を有するベルトコンベア６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、その数に限定されるものではなく、１つでも複数であってもよい。

図７は、本発明の実施例４に係る異物除去装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例４において、図７に示すように、煙道３１は、鉛直部３１ｂの下部に節炭器３６（３７）が配置されており、この節炭器３６の上方に異物除去装置７０が配置されている。この異物除去装置７０において、煙道３１内に、ベルトコンベア７１が水平をなすように配置されている。このベルトコンベア７１は、多孔部材として、排ガス通路に直交する所定の領域を被覆する無端のメッシュベルト７２と、このメッシュベルト７２を駆動支持する複数のローラ７３と、このローラ７３を駆動回転することでメッシュベルト７２を循環させる図示しない駆動装置とから構成されている。

メッシュベルト７２が捕集した異物を除去して煙道３１の排ガス通路外へ排出する異物排出装置として、目詰まり防止装置が設けられている。本実施例にて、この目詰まり防止装置は、噴射ノズル７４であり、ベルトコンベア７１の内側からメッシュベルト７２の裏面に向ってガスを噴射する。なお、このガスは、煙道３１内の排ガスまたは不活性ガスである。従って、メッシュベルト７２が循環するとき、噴射ノズル７４がガスを噴射することで、このメッシュベルト７２の表面に付着している異物を離脱させることができる。

また、異物排出装置として、噴射ノズル（目詰まり防止装置）７４によりメッシュベルト７２から離脱した異物を煙道３１の排ガス通路外へ排出する排出ダクト７５が設けられている。この排出ダクト７５は、煙道３１の壁部の外側に設けられており、ベルトコンベア７１（メッシュベルト７２の）の端部がこの排出ダクト７５の上端部に侵入している。この場合、噴射ノズル７４は、ベルトコンベア７１における排出ダクト７５側に配置されており、排出ダクト７５の上端部（入口部）に向けてガスを噴射する。

従って、排ガスは、煙道３１の上方から排ガス通路を通って下方に流れる。ここで、ベルトコンベア７１のメッシュベルト７２は、排ガスと共に落下する異物を捕集する。そして、異物を捕集したメッシュベルト７２は、循環しており、所定の位置で噴射ノズル７４から噴射されるガスによりメッシュベルト７２から異物が離脱する。このとき、メッシュベルト７２から離脱した異物は、噴射ガスにより排出ダクト７５内に吹き飛ばされ、この排出ダクト７５内を落下することとなり、節炭器３６に付着することはない。

このように実施例４の異物除去装置にあっては、異物除去装置７０として、排ガス中に含まれる異物を捕集する循環可能なメッシュベルト７２と、このメッシュベルト７２が捕集した異物を排出する異物排出装置として、異物によるメッシュベルト７２の目詰まりを防止する噴射ノズル７４と、この噴射ノズル７４によりメッシュベルト７２から離脱した異物を外部に排出する排出ダクト７５とを設けている。

従って、メッシュベルト７２を循環させることで、排ガス中に含まれる異物を捕集することができ、異物の捕集面積を拡大して異物捕集効率を向上させることができる。また、循環するメッシュベルト７２が排ガス中に含まれる異物を捕集すると、所定の位置で噴射ノズル７４から噴射されるガスによりこのメッシュベルト７２が捕集した異物を除去して目詰まりを防止し、噴射ノズル７４によりメッシュベルト７２から離脱した異物は、排出ダクト７５を通って外部に排出されることとなり、排ガス中に含まれる異物を長期間にわたって除去することができると共に、異物の節炭器３６，３７への再付着を抑制することができる。

図８は、本発明の実施例５に係る異物除去装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例５において、図８に示すように、煙道３１は、鉛直部３１ｂの下部に節炭器３６（３７）が配置されており、この節炭器３６の上方に異物除去装置６０が配置されている。また、異物除去装置６０の下方には、節炭器３６に隣接して伝熱面としての伝熱管３６ａやフィン３６ｂに向けてガスを噴射する流体噴射装置８０が設けられている。なお、異物除去装置６０は、上述した実施例３と同様であることから、説明は省略する。

流体噴射装置８０において、煙道３１の外部に配置されたブロア８１は、吸い込み配管８２が煙道３１内における異物除去装置６０より上方に連通し、噴出し配管８３が分岐して煙道３１内における節炭器３６の近傍に貫入し、ガス噴出し管８４ａ，８４ｂ，８４ｃが連結されている。各ガス噴出し管８４ａ，８４ｂ，８４ｃは、多数のノズル８５ａ，８５ｂ，８５ｃを有し、節炭器３６における伝熱管３６ａやフィン３６ｂに向けてガスを噴射することができる。

従って、排ガスは、煙道３１の上方から排ガス通路を通って下方に流れる。ここで、異物除去装置６０は、排ガスと共に落下する異物を捕集し、この異物を細かく粉砕して落下させる。この場合、異物は、細かく粉砕されるものの、節炭器３６に堆積することが考えられる。しかし、本実施例では、流体噴射装置８０が作動し、各ガス噴出し管８４ａ，８４ｂ，８４ｃのノズル８５ａ，８５ｂ，８５ｃから節炭器３６における伝熱管３６ａやフィン３６ｂに向けてガスを噴射することとなり、節炭器３６への異物の堆積が防止される。

このように実施例５の異物除去装置にあっては、煙道３１における節炭器３６，３７の上方に異物除去装置６０を設けると共に、節炭器３６，３７の近傍にこの節炭器３６における伝熱管３６ａやフィン３６ｂに向けてガスを噴射する流体噴射装置８０を設けている。

従って、流体噴射装置８０が節炭器３６における伝熱管３６ａやフィン３６ｂに向けてガスを噴射することで、節炭器３６に付着した異物を適正に除去することができる。

なお、上述した各実施例にて、多孔部材は、メッシュ４２ａ，４２ｂ，５２やメッシュベルト６２，７２に限らず、金網、パンチングメタルなど排ガスを通過させて異物を通過させずに除去するものであればよい。また、目詰まり防止装置は、振動装置４４ａ，４４ｂや噴射ノズル５３，７４としたが、これに限定されるものではない。

本発明に係る異物除去装置及びボイラは、排ガス中の異物を捕集する多孔部材と、多孔部材が捕集した異物を除去して外部へ排出する異物排出装置を設けることで、排ガス通路を流れる異物を除去することで熱交換器への異物の付着を抑制すると共に熱回収効率の向上を可能とするものであり、いずれの異物除去装置やボイラにも適用することができる。

１０ ボイラ
１１ 火炉
１２ 燃焼装置
２１，２２，２３，２４，２５ 燃焼バーナ
２６ 微粉炭供給管
２７ 微粉炭機
２８ 空気供給管
３１ 煙道（排ガス通路）
３２，３３ 過熱器（熱交換器）
３４，３５ 再熱器（熱交換器）
３６，３７ 節炭器（熱交換器）
３８ 排ガス管
４０，５０，６０，７０ 異物除去装置
４２ａ，４２ｂ，５２ メッシュ（多孔部材、開閉板）
４３ａ，４３ｂ 駆動装置
４４ａ，４４ｂ 振動装置（目詰まり防止装置）
４５ａ，４５ｂ，７５ 排出ダクト
４７ａ，４７ｂ 開閉扉
５３，７４ 噴射ノズル（目詰まり防止装置）
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，７１ ベルトコンベア
６２，７２ メッシュベルト
６４ 回転ブラシ（目詰まり防止装置）
６５ａ，６５ｂ クラッシャ（破砕装置）
８０ 流体噴射装置

Claims (10)

1. 排ガスが鉛直方向の下方へ流れる排ガス通路に熱交換器が配置され、該熱交換器の上方に配置される異物除去装置であって、
   排ガス中に含まれる異物を捕集する多孔部材と、
   該多孔部材が捕集した異物を除去して前記排ガス通路外へ排出する異物排出装置と、
   を備えることを特徴とする異物除去装置。
2. 前記多孔部材は、前記排ガス通路に直交する所定の領域を被覆するメッシュを有し、前記異物排出装置は、異物による前記メッシュの目詰まりを防止する目詰まり防止装置を有することを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
3. 前記異物排出装置は、前記目詰まり防止装置により前記メッシュから離脱した異物を前記排ガス通路外へ排出する排出ダクトを有することを特徴とする請求項２に記載の異物除去装置。
4. 前記排出ダクトは、前記排ガス通路との間に開閉扉が設けられ、該開閉扉は、前記目詰まり防止装置の作動に連動して開放することを特徴とする請求項３に記載の異物除去装置。
5. 前記多孔部材は、複数の開閉板を有し、該開閉板は、駆動装置により前記排ガス通路に位置する異物捕集位置と前記排ガス通路から退避する退避位置とに移動可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の異物除去装置。
6. 前記多孔部材は、前記排ガス通路に直交する所定の領域を被覆する無端のメッシュベルトを有し、該メッシュベルトは、駆動装置により循環可能であることを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
7. 前記異物排出装置は、異物による前記メッシュベルトの目詰まりを防止する目詰まり防止装置と、該目詰まり防止装置により前記メッシュベルトから離脱した異物を破砕する破砕装置を有することを特徴とする請求項６に記載の異物除去装置。
8. 前記異物排出装置は、異物による前記メッシュベルトの目詰まりを防止する目詰まり防止装置と、該目詰まり防止装置により前記メッシュベルトから離脱した異物を前記排ガス通路外へ排出する排出ダクトを有することを特徴とする請求項６に記載の異物除去装置。
9. 前記熱交換器の伝熱面に向けて流体を噴射する流体噴射装置を設けることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の異物除去装置。
10. 中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉と、
    該火炉に水平方向及び鉛直方向に沿って配置されて燃料と空気との混合気を噴射することで所定の形態の火炎を形成可能な複数の燃焼バーナと、
    前記火炉の上部に連結される煙道と、
    該煙道に設けられる過熱器と、
    該煙道における前記過熱器より下流側で排ガスが鉛直方向の下方へ流れる通路に配置される節炭器と、
    前記煙道における前記節炭器の上方に配置される異物除去装置と、
    を備えるボイラにおいて、
    前記異物除去装置は、
    排ガス中に含まれる異物を捕集する多孔部材と、
    該多孔部材が捕集した異物を除去して前記煙道外へ排出する異物排出装置と、
    を有することを特徴とするボイラ。

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