JP2002081635A - 音波式清掃装置及び音波式清掃方法 - Google Patents
音波式清掃装置及び音波式清掃方法Info
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- JP2002081635A JP2002081635A JP2000271371A JP2000271371A JP2002081635A JP 2002081635 A JP2002081635 A JP 2002081635A JP 2000271371 A JP2000271371 A JP 2000271371A JP 2000271371 A JP2000271371 A JP 2000271371A JP 2002081635 A JP2002081635 A JP 2002081635A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共鳴効果の大きい多次元の共鳴モ−ドを励起
して効果的に伝熱管上に堆積した燃焼灰を除去する音波
式清掃装置と方法を提供すること。 【解決手段】(1)熱交換装置の内部領域に存在する流
体とは音響特性が異なる伝熱管群の特性を考慮し、少な
くとも2次元以上の音響解析モデルを用いて前記内部領
域の音響固有モ−ドを高精度に解析可能とする音響固有
モ−ド解析装置81と、(2)前記音響固有モ−ド解析
装置で得られた音響固有モ−ドの情報と、音波発生装置
の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい共鳴モ−ド及
び共鳴周波数を推定するための、共鳴モ−ド及び共鳴周
波数推定装置82と、(3)前記大共鳴モ−ドを励起す
るために前記音波発生装置の周波数と運転順番を指定す
る音波発生装置の運転順番指定装置83からなる音波式
清掃装置である。
して効果的に伝熱管上に堆積した燃焼灰を除去する音波
式清掃装置と方法を提供すること。 【解決手段】(1)熱交換装置の内部領域に存在する流
体とは音響特性が異なる伝熱管群の特性を考慮し、少な
くとも2次元以上の音響解析モデルを用いて前記内部領
域の音響固有モ−ドを高精度に解析可能とする音響固有
モ−ド解析装置81と、(2)前記音響固有モ−ド解析
装置で得られた音響固有モ−ドの情報と、音波発生装置
の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい共鳴モ−ド及
び共鳴周波数を推定するための、共鳴モ−ド及び共鳴周
波数推定装置82と、(3)前記大共鳴モ−ドを励起す
るために前記音波発生装置の周波数と運転順番を指定す
る音波発生装置の運転順番指定装置83からなる音波式
清掃装置である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス体を音波により振
動させて、容器又は設備の内部領域の共鳴モードを励起
し、この内部領域に存在する塵埃類を除去する音波式清
掃装置及び音波式清掃方法に係る。
動させて、容器又は設備の内部領域の共鳴モードを励起
し、この内部領域に存在する塵埃類を除去する音波式清
掃装置及び音波式清掃方法に係る。
【0002】
【従来の技術】例えばボイラ、独立過熱器、独立節炭器
等、各種熱交換器を備えた熱交換装置、燃焼炉、焼却炉
等の各種プラントまたは各種産業機器(以下、本発明で
はこれらのものを「容器又は設備」ということがある)
の内部に設置されている管体等の外面に付着、堆積した
塵埃類を音波により振動させたガス体によって除去する
音波式清掃装置が使用されている。以下に、一例として
ボイラを対象とした音波式清掃装置及び清掃方法を述べ
る。
等、各種熱交換器を備えた熱交換装置、燃焼炉、焼却炉
等の各種プラントまたは各種産業機器(以下、本発明で
はこれらのものを「容器又は設備」ということがある)
の内部に設置されている管体等の外面に付着、堆積した
塵埃類を音波により振動させたガス体によって除去する
音波式清掃装置が使用されている。以下に、一例として
ボイラを対象とした音波式清掃装置及び清掃方法を述べ
る。
【0003】図9は、ボイラ装置の概略構成を示す図で
ある。図9に示されているように火炉101の後部伝熱
管部1は、その壁面を構成する後部伝熱前壁102と該
後部伝熱前壁102と直角に交わる後部伝熱側壁103
と後部伝熱後壁105によって囲まれている煙道と、後
部伝熱管部1を二つの部屋に分ける後部伝熱隔壁104
と、煙道内に所定の間隔をおいて燃焼ガスの流れ方向に
沿って設置されている横置過熱器106、横置蒸発器1
07及び節炭器108などからなる。
ある。図9に示されているように火炉101の後部伝熱
管部1は、その壁面を構成する後部伝熱前壁102と該
後部伝熱前壁102と直角に交わる後部伝熱側壁103
と後部伝熱後壁105によって囲まれている煙道と、後
部伝熱管部1を二つの部屋に分ける後部伝熱隔壁104
と、煙道内に所定の間隔をおいて燃焼ガスの流れ方向に
沿って設置されている横置過熱器106、横置蒸発器1
07及び節炭器108などからなる。
【0004】前記横置過熱器106、横置蒸発器107
及び節炭器108には、図10に伝熱管断面図を示すよ
うに、多数本の伝熱管109が狭い間隔をおいて、その
長手方向が水平方向に延びるように配置されており、煙
道を流れる高温燃焼ガスGと伝熱管109内を流れる流
体との間で熱交換が行われる。
及び節炭器108には、図10に伝熱管断面図を示すよ
うに、多数本の伝熱管109が狭い間隔をおいて、その
長手方向が水平方向に延びるように配置されており、煙
道を流れる高温燃焼ガスGと伝熱管109内を流れる流
体との間で熱交換が行われる。
【0005】ところで、図10に示すように、特に微粉
炭焚ボイラにおいては前記燃焼ガスG中に燃焼灰等が多
く含まれており、それが伝熱管109の壁面に付着、堆
積する。このように伝熱管109の壁面に燃焼灰110
が付着、堆積すると伝熱管109の伝熱性能が低下する
ため、定期的あるいは必要に応じて蒸気式のスートブロ
ワ(図示せず)を起動させて、燃焼灰を伝熱管109の
壁面から除去する方法がとられている。
炭焚ボイラにおいては前記燃焼ガスG中に燃焼灰等が多
く含まれており、それが伝熱管109の壁面に付着、堆
積する。このように伝熱管109の壁面に燃焼灰110
が付着、堆積すると伝熱管109の伝熱性能が低下する
ため、定期的あるいは必要に応じて蒸気式のスートブロ
ワ(図示せず)を起動させて、燃焼灰を伝熱管109の
壁面から除去する方法がとられている。
【0006】しかし図10に示すように、蒸気式スート
ブロワから噴出される水蒸気Sは燃焼ガスGの流れと同
じく横置きの伝熱管109列に沿って上から下、あるい
は下から上へ流れるため、上側の伝熱管109と下側の
伝熱管109の間に除去されない燃焼灰110の堆積部
分が残る。
ブロワから噴出される水蒸気Sは燃焼ガスGの流れと同
じく横置きの伝熱管109列に沿って上から下、あるい
は下から上へ流れるため、上側の伝熱管109と下側の
伝熱管109の間に除去されない燃焼灰110の堆積部
分が残る。
【0007】この問題を解決するために蒸気の代わりに
音波を用いて、むらなく燃焼灰110を伝熱管109の
壁面から除去する方法(特開平9−61090号公報)
が提案されており、図11を用いてこの方法を説明す
る。
音波を用いて、むらなく燃焼灰110を伝熱管109の
壁面から除去する方法(特開平9−61090号公報)
が提案されており、図11を用いてこの方法を説明す
る。
【0008】この方法による灰除去装置は、後部伝熱管
部1の壁面近傍(伝熱管群22A及び22B)に設置さ
れた電気式音波発生装置(この方法ではスピーカーを使
用しているが、空気式音波発生装置等の他の構成の音波
発生装置も使用可能である。)3A、3Bと、音波発生
装置3A、3Bに信号を送る周波数可変の音波発振機5
A、5Bと、音波発振機5A、5Bの信号をパワー増幅
する増幅率可変のパワー増幅器4A、4Bと、壁面近傍
(伝熱管群22C)に設置された音圧センサ7と、音圧
センサ7の出力信号に基づいて音波発振機5Bの周波数
を微調整するための制御信号を出力する周波数制御器8
とで基本的に構成されている。
部1の壁面近傍(伝熱管群22A及び22B)に設置さ
れた電気式音波発生装置(この方法ではスピーカーを使
用しているが、空気式音波発生装置等の他の構成の音波
発生装置も使用可能である。)3A、3Bと、音波発生
装置3A、3Bに信号を送る周波数可変の音波発振機5
A、5Bと、音波発振機5A、5Bの信号をパワー増幅
する増幅率可変のパワー増幅器4A、4Bと、壁面近傍
(伝熱管群22C)に設置された音圧センサ7と、音圧
センサ7の出力信号に基づいて音波発振機5Bの周波数
を微調整するための制御信号を出力する周波数制御器8
とで基本的に構成されている。
【0009】図11に示す方法では、音圧センサ7で炉
内音を検出しながら音波発振機5A、5Bによる発生音
の周波数を調整し、最も共鳴する周波数を探索するとい
う調整運転をする必要があり、負荷変動時において炉内
温度分布が変化する場合の炉内音速ならびに炉内共鳴周
波数の変化に伴う音波発振機5A、5Bの発生音周波数
探索に時間を要していた。かつ複数の音波発生装置3
A、3Bで運転をする際、最も共鳴効果の大きい音圧モ
ードの腹の位置にある音波発生位置から順番に運転をし
ていくのが、そのモードを励起する上で最も効率的であ
る。しかし、そのためには音圧モード形状つまり音圧モ
ードの腹と節を精度良く識別する必要があり、このため
に音圧モード次数に対応した相当な数の音圧センサ7を
用意しておく必要があった。
内音を検出しながら音波発振機5A、5Bによる発生音
の周波数を調整し、最も共鳴する周波数を探索するとい
う調整運転をする必要があり、負荷変動時において炉内
温度分布が変化する場合の炉内音速ならびに炉内共鳴周
波数の変化に伴う音波発振機5A、5Bの発生音周波数
探索に時間を要していた。かつ複数の音波発生装置3
A、3Bで運転をする際、最も共鳴効果の大きい音圧モ
ードの腹の位置にある音波発生位置から順番に運転をし
ていくのが、そのモードを励起する上で最も効率的であ
る。しかし、そのためには音圧モード形状つまり音圧モ
ードの腹と節を精度良く識別する必要があり、このため
に音圧モード次数に対応した相当な数の音圧センサ7を
用意しておく必要があった。
【0010】これに対して炉内の温度分布を入力条件と
して、炉内共鳴モードの卓越周波数を推定し、音波発生
装置3A、3Bの周波数を制御する方法(特開平9−6
1088号公報)が提案されている。図12を用いて、
この方法を説明する。
して、炉内共鳴モードの卓越周波数を推定し、音波発生
装置3A、3Bの周波数を制御する方法(特開平9−6
1088号公報)が提案されている。図12を用いて、
この方法を説明する。
【0011】図12では、炉壁111の空洞部112a
〜112cには燃焼ガスGの流れ方向に沿って複数対の
音波発生装置3A〜3Fが設置されている。この方法で
は音速が雰囲気温度によって変わることを考慮して、燃
焼ガスGの温度によって音波発生装置3A〜3Fの周波
数をそれぞれ異なるものとしている。具体的には、燃焼
ガス流れ方向の上流側に設置されている音波発生装置3
Aと3Bに挟まれている空洞部112aのガス温度は約
825℃であり、この空洞部112aの炉幅25mの方
向に一次元的なモード113aが励起されるものとし
て、このモード113aの卓越周波数74.5Hzに音
波発生装置の周波数を設定するようにしている。同様
に、音波発生装置3C、3Dの周波数は1次元モード1
13bの卓越周波数56.9Hzに、音波発生装置3
E、3Fの卓越周波数は一次元モード113cの卓越周
波数47.4Hzに設定される。
〜112cには燃焼ガスGの流れ方向に沿って複数対の
音波発生装置3A〜3Fが設置されている。この方法で
は音速が雰囲気温度によって変わることを考慮して、燃
焼ガスGの温度によって音波発生装置3A〜3Fの周波
数をそれぞれ異なるものとしている。具体的には、燃焼
ガス流れ方向の上流側に設置されている音波発生装置3
Aと3Bに挟まれている空洞部112aのガス温度は約
825℃であり、この空洞部112aの炉幅25mの方
向に一次元的なモード113aが励起されるものとし
て、このモード113aの卓越周波数74.5Hzに音
波発生装置の周波数を設定するようにしている。同様
に、音波発生装置3C、3Dの周波数は1次元モード1
13bの卓越周波数56.9Hzに、音波発生装置3
E、3Fの卓越周波数は一次元モード113cの卓越周
波数47.4Hzに設定される。
【0012】しかし、この図12に示す方法は、音波発
生装置3A〜3Fの取付け位置における一次元モード1
13a、113b、113cを対象として、音波発生装
置3A〜3Fの発生周波数を調整するものであり、この
方法では、ガスの流れる方向と炉幅25mの方向が連成
する音響モードを考慮していないことから、精度良く共
鳴効果の大きいモード及びその共鳴周波数を推定するこ
とが困難であった。
生装置3A〜3Fの取付け位置における一次元モード1
13a、113b、113cを対象として、音波発生装
置3A〜3Fの発生周波数を調整するものであり、この
方法では、ガスの流れる方向と炉幅25mの方向が連成
する音響モードを考慮していないことから、精度良く共
鳴効果の大きいモード及びその共鳴周波数を推定するこ
とが困難であった。
【0013】また、熱交換装置の内部領域に存在するガ
ス流体とは音響特性が異なる伝熱管群22A、22Bの
特性を考慮したモードの推定が行われていないことか
ら、精度良く共鳴効果の大きい多次元モード及びその共
鳴周波数を推定することが困難であった。さらに、上述
のように高精度に推定した多次元共鳴モードにおける空
間的な音圧分布の情報が得られないため、前記音波発生
装置3A〜3Fの取付位置の情報と照らし合わせること
によって共鳴効果の大きいモ−ドを探索し、本モ−ドを
励起するための音波発生装置3A〜3Fの周波数及び運
転の順番を推定することができなかった。
ス流体とは音響特性が異なる伝熱管群22A、22Bの
特性を考慮したモードの推定が行われていないことか
ら、精度良く共鳴効果の大きい多次元モード及びその共
鳴周波数を推定することが困難であった。さらに、上述
のように高精度に推定した多次元共鳴モードにおける空
間的な音圧分布の情報が得られないため、前記音波発生
装置3A〜3Fの取付位置の情報と照らし合わせること
によって共鳴効果の大きいモ−ドを探索し、本モ−ドを
励起するための音波発生装置3A〜3Fの周波数及び運
転の順番を推定することができなかった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】前記図12に示す従来
技術では、熱交換装置の炉幅方向のみの共鳴モード、つ
まり一次元的なモードしか考慮しておらず、ガス流れ方
向と炉幅方向が連成するモードを考慮していないことか
ら、精度良く共鳴効果の大きいモード及びその共鳴周波
数を推定することが困難であった。また、熱交換装置の
内部領域に存在するガス流体とは音響特性が異なる伝熱
管群22A、22Bの特性を考慮した共鳴モードの推定
が行われていないことから、精度良く共鳴効果の大きい
多次元モード及びその共鳴周波数を推定することが困難
であった。
技術では、熱交換装置の炉幅方向のみの共鳴モード、つ
まり一次元的なモードしか考慮しておらず、ガス流れ方
向と炉幅方向が連成するモードを考慮していないことか
ら、精度良く共鳴効果の大きいモード及びその共鳴周波
数を推定することが困難であった。また、熱交換装置の
内部領域に存在するガス流体とは音響特性が異なる伝熱
管群22A、22Bの特性を考慮した共鳴モードの推定
が行われていないことから、精度良く共鳴効果の大きい
多次元モード及びその共鳴周波数を推定することが困難
であった。
【0015】上述のように高精度に推定した多次元の共
鳴モードにおける空間的な音圧分布の情報と、前記音波
発生装置の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい多次
元共鳴モ−ドを探索し、この共鳴効果の大きいモ−ドを
励起するための音波発生装置3A〜3Fの周波数、及び
音波発生装置3A〜3Fの運転の順番を推定することが
できなかった。
鳴モードにおける空間的な音圧分布の情報と、前記音波
発生装置の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい多次
元共鳴モ−ドを探索し、この共鳴効果の大きいモ−ドを
励起するための音波発生装置3A〜3Fの周波数、及び
音波発生装置3A〜3Fの運転の順番を推定することが
できなかった。
【0016】本発明の課題は、共鳴効果の大きい多次元
の共鳴モ−ドを励起して効果的に容器又は設備(ボイ
ラ、独立過熱器、独立節炭器等、各種熱交換器を備えた
熱交換装置、燃焼炉、焼却炉等の各種プラントまたは各
種産業機器等)の内部に設置されている管体等の外面に
付着、堆積した塵埃類を除去する音波式清掃装置と方法
を提供することである。
の共鳴モ−ドを励起して効果的に容器又は設備(ボイ
ラ、独立過熱器、独立節炭器等、各種熱交換器を備えた
熱交換装置、燃焼炉、焼却炉等の各種プラントまたは各
種産業機器等)の内部に設置されている管体等の外面に
付着、堆積した塵埃類を除去する音波式清掃装置と方法
を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記本発明の課題を達成
するため、本発明では下記(1)〜(3)の装置を設け
た音波発生装置を用いることを特徴とする音波式清掃装
置と該装置を用いる音波式清掃方法である。 (1)熱交換装置の内部領域に存在する流体とは音響特
性が異なる伝熱管群の特性を考慮し、少なくとも2次元
以上の音響解析モデルを用いて前記内部領域の音響固有
モ−ドを高精度に解析可能とする音響固有モ−ド解析装
置を設ける。 (2)前記音響固有モ−ド解析装置で得られた音響固有
モ−ドの情報と、音波発生装置の取付位置の情報から、
共鳴効果の大きい共鳴モ−ド及び共鳴周波数を推定する
ための、共鳴モ−ド及び共鳴周波数推定装置を設ける。 (3)前記大共鳴モ−ドを励起するために前記音波発生
装置の周波数と運転順番を指定する音波発生装置の運転
順番指定装置を設ける。
するため、本発明では下記(1)〜(3)の装置を設け
た音波発生装置を用いることを特徴とする音波式清掃装
置と該装置を用いる音波式清掃方法である。 (1)熱交換装置の内部領域に存在する流体とは音響特
性が異なる伝熱管群の特性を考慮し、少なくとも2次元
以上の音響解析モデルを用いて前記内部領域の音響固有
モ−ドを高精度に解析可能とする音響固有モ−ド解析装
置を設ける。 (2)前記音響固有モ−ド解析装置で得られた音響固有
モ−ドの情報と、音波発生装置の取付位置の情報から、
共鳴効果の大きい共鳴モ−ド及び共鳴周波数を推定する
ための、共鳴モ−ド及び共鳴周波数推定装置を設ける。 (3)前記大共鳴モ−ドを励起するために前記音波発生
装置の周波数と運転順番を指定する音波発生装置の運転
順番指定装置を設ける。
【0018】
【作用】本発明を、容器又は設備としてボイラに設置さ
れる伝熱管群を備えた熱交換装置を例に説明する。前記
熱交換装置の内部領域に存在する流体とは音響特性が異
なる伝熱管群の特性を考慮し、少なくとも二次元以上の
音響解析を実施して前記内部領域の音響固有モ−ドを高
精度に解析する。そして本固有モ−ドの情報と、前記音
波発生装置の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい共
鳴モ−ドを探索し、本共鳴モ−ドを励起するための音波
発生装置の共鳴周波数及び運転の順番の推定を可能とす
る。これにより、負荷変動等に伴う熱交換装置の内部領
域の雰囲気温度の情報に基いて実時間で前記音波発生装
置の周波数の調整と運転順番の制御を可能とする。
れる伝熱管群を備えた熱交換装置を例に説明する。前記
熱交換装置の内部領域に存在する流体とは音響特性が異
なる伝熱管群の特性を考慮し、少なくとも二次元以上の
音響解析を実施して前記内部領域の音響固有モ−ドを高
精度に解析する。そして本固有モ−ドの情報と、前記音
波発生装置の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい共
鳴モ−ドを探索し、本共鳴モ−ドを励起するための音波
発生装置の共鳴周波数及び運転の順番の推定を可能とす
る。これにより、負荷変動等に伴う熱交換装置の内部領
域の雰囲気温度の情報に基いて実時間で前記音波発生装
置の周波数の調整と運転順番の制御を可能とする。
【0019】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施の形態になる
音波式清掃装置をボイラの後部伝熱管部1に適用した場
合の例を示す。ここで図1は、ボイラ後部伝熱管部1の
内部構造を示す図11のA−A線断面に相当する部位を
表示したものである。なお、本発明の音波式清掃装置及
び音波式清掃方法が清掃対象とする容器又は設備、さら
にそれらの容器又は設備への適用部位は、これに限定さ
れるものではなく、他の容器又は設備、さらにそれらの
容器又は設備への適用部位にも適用できる。
音波式清掃装置をボイラの後部伝熱管部1に適用した場
合の例を示す。ここで図1は、ボイラ後部伝熱管部1の
内部構造を示す図11のA−A線断面に相当する部位を
表示したものである。なお、本発明の音波式清掃装置及
び音波式清掃方法が清掃対象とする容器又は設備、さら
にそれらの容器又は設備への適用部位は、これに限定さ
れるものではなく、他の容器又は設備、さらにそれらの
容器又は設備への適用部位にも適用できる。
【0020】図1に示す装置の特徴は、後部伝熱管部1
内の温度分布を測定するための温度センサ80A、80
Bと、伝熱管群22A、22B、22C、22D、22
Eの音響特性を考慮し、少なくとも2次元以上の音響解
析を実施して後部伝熱管部1内の音圧固有モ−ドを高精
度に解析するための音響固有モード解析装置81と、音
圧固有モ−ドと音波発生装置3A〜3Jの取付位置の情
報から共鳴効果の大きいモ−ドを探索するための推定装
置82と、音圧固有モードを励起するための音波発生装
置3A〜3Jの共鳴周波数及び運転順番を指定する装置
83を設けたところであり、これに従来からの音波発振
機5A〜5Jと、パワー増幅器4A〜4Jと、音波発生
装置3A〜3Jを連結するものである。なお、本発明で
対象とする音波式清掃装置で用いられる発振5A〜5J
は、電気式により発振するもの、あるいは空気式で発振
するもの等、発振体の種別は問わない。
内の温度分布を測定するための温度センサ80A、80
Bと、伝熱管群22A、22B、22C、22D、22
Eの音響特性を考慮し、少なくとも2次元以上の音響解
析を実施して後部伝熱管部1内の音圧固有モ−ドを高精
度に解析するための音響固有モード解析装置81と、音
圧固有モ−ドと音波発生装置3A〜3Jの取付位置の情
報から共鳴効果の大きいモ−ドを探索するための推定装
置82と、音圧固有モードを励起するための音波発生装
置3A〜3Jの共鳴周波数及び運転順番を指定する装置
83を設けたところであり、これに従来からの音波発振
機5A〜5Jと、パワー増幅器4A〜4Jと、音波発生
装置3A〜3Jを連結するものである。なお、本発明で
対象とする音波式清掃装置で用いられる発振5A〜5J
は、電気式により発振するもの、あるいは空気式で発振
するもの等、発振体の種別は問わない。
【0021】図2に本発明による音波式清掃方法の流れ
を示す。なお、図2中に示している部品番号は、図1中
の番号と一致している。本発明による音波式清掃方法
は、以下の7つの運転ステップで構成される。
を示す。なお、図2中に示している部品番号は、図1中
の番号と一致している。本発明による音波式清掃方法
は、以下の7つの運転ステップで構成される。
【0022】運転ステップ1番10001で、温度セン
サ80A、80Bによる炉内温度分布推定を行う。運転
ステップ2番10002では、運転ステップ1番100
01で得られた炉内温度分布を音響固有モ−ド解析装置
81に入力して炉内の音圧固有モ−ドを出力する。運転
ステップ3番10003では、炉内音圧固有モ−ドと音
波発生装置3A〜3Jの取付位置の情報を共鳴モ−ド及
び共鳴周波数推定装置82に入力して大共鳴モ−ドを推
定し、発振すべきあるいは発振すべきでない発振機5A
〜5Jを選定する。
サ80A、80Bによる炉内温度分布推定を行う。運転
ステップ2番10002では、運転ステップ1番100
01で得られた炉内温度分布を音響固有モ−ド解析装置
81に入力して炉内の音圧固有モ−ドを出力する。運転
ステップ3番10003では、炉内音圧固有モ−ドと音
波発生装置3A〜3Jの取付位置の情報を共鳴モ−ド及
び共鳴周波数推定装置82に入力して大共鳴モ−ドを推
定し、発振すべきあるいは発振すべきでない発振機5A
〜5Jを選定する。
【0023】運転ステップ4番10004では、大共鳴
モ−ド及び音波発生装置3A〜3Jの取付位置の情報を
音波発生装置の運転順番指定装置83に入力し、発振機
5A〜5Jの発振順番を指定する。運転ステップ5番1
0005では、指定された発振順番に基づき、発振機5
A〜5Jを発振する。運転ステップ6番10006で
は、発振された音波を増幅器4A〜4Jにより増幅す
る。運転ステップ7番10007では、増幅された音波
を、音波発生装置3A〜3Jを介して炉内に発振する。
モ−ド及び音波発生装置3A〜3Jの取付位置の情報を
音波発生装置の運転順番指定装置83に入力し、発振機
5A〜5Jの発振順番を指定する。運転ステップ5番1
0005では、指定された発振順番に基づき、発振機5
A〜5Jを発振する。運転ステップ6番10006で
は、発振された音波を増幅器4A〜4Jにより増幅す
る。運転ステップ7番10007では、増幅された音波
を、音波発生装置3A〜3Jを介して炉内に発振する。
【0024】なお、上記した各ステップの具体的なプロ
セスについては、本発明による各構成要素の機能の説明
とともに以下で述べる。以下、図1の構成要素の順に説
明する。まず温度センサ80A、80Bについて説明す
る。本実施の形態では、燃焼灰除去の対象となる伝熱管
群22A〜22Eを挟む形で、伝熱管群22A〜22E
の位置から燃焼ガスGの上流側の位置における温度を温
度センサ80Aで測定し、伝熱管群22A〜22Eの位
置から燃焼ガスGの下流側の位置における温度を温度セ
ンサ80Bで測定することにより、少なくとも計2点の
温度を測定して、例えば図3のように後部伝熱管部1内
の温度分布118を推定するものである。この他、後部
伝熱管部1内の温度を測定するものであれば、例えば伝
熱管群22A〜22E等の位置に温度センサ80A、8
0Bを設置しても良く、本発明では温度センサ80A、
80Bの数は指定しない。またセンサの種類としては、
熱電対式や音波式のものなどが存在するが、本発明では
特にセンサの種類は指定しない。
セスについては、本発明による各構成要素の機能の説明
とともに以下で述べる。以下、図1の構成要素の順に説
明する。まず温度センサ80A、80Bについて説明す
る。本実施の形態では、燃焼灰除去の対象となる伝熱管
群22A〜22Eを挟む形で、伝熱管群22A〜22E
の位置から燃焼ガスGの上流側の位置における温度を温
度センサ80Aで測定し、伝熱管群22A〜22Eの位
置から燃焼ガスGの下流側の位置における温度を温度セ
ンサ80Bで測定することにより、少なくとも計2点の
温度を測定して、例えば図3のように後部伝熱管部1内
の温度分布118を推定するものである。この他、後部
伝熱管部1内の温度を測定するものであれば、例えば伝
熱管群22A〜22E等の位置に温度センサ80A、8
0Bを設置しても良く、本発明では温度センサ80A、
80Bの数は指定しない。またセンサの種類としては、
熱電対式や音波式のものなどが存在するが、本発明では
特にセンサの種類は指定しない。
【0025】次に、図1に示す音響固有モ−ド解析装置
81について説明する。図3のように推定された温度分
布118を図1に示すモード解析装置81に入力して解
析を行うが、この内容を図4及び図5を用いて説明す
る。
81について説明する。図3のように推定された温度分
布118を図1に示すモード解析装置81に入力して解
析を行うが、この内容を図4及び図5を用いて説明す
る。
【0026】図4に示す後部伝熱管部有限要素解析モデ
ル121は、ボイラの炉幅方向と高さ方向の寸法を模擬
した2次元モデルである。このように解析において2次
元モデルを使用する理由は、ボイラの場合、炉幅方向と
高さ方向の音圧モ−ドの次数は、2次元モデルと3次元
モデルの間で大差がないため、解析精度、解析時間など
の面から、2次元モデルを用いることが有効であるため
である。
ル121は、ボイラの炉幅方向と高さ方向の寸法を模擬
した2次元モデルである。このように解析において2次
元モデルを使用する理由は、ボイラの場合、炉幅方向と
高さ方向の音圧モ−ドの次数は、2次元モデルと3次元
モデルの間で大差がないため、解析精度、解析時間など
の面から、2次元モデルを用いることが有効であるため
である。
【0027】図4に示す有限要素解析モデル121は、
図1の後部伝熱管部1の音響解析用モデルであり、本モ
デル121では伝熱管群22A〜22Eの配置、音波発
生装置3A〜3Jの位置等がモデル化されている。ま
た、伝熱管群22A〜22Eに付着する燃焼灰を除去す
るのに有効な音波を検出するため、破線で示す管群周辺
部122内に解析上の音圧比評価点123を設ける。ち
なみに、この例では計25個の音圧比評価点123を設
けている。
図1の後部伝熱管部1の音響解析用モデルであり、本モ
デル121では伝熱管群22A〜22Eの配置、音波発
生装置3A〜3Jの位置等がモデル化されている。ま
た、伝熱管群22A〜22Eに付着する燃焼灰を除去す
るのに有効な音波を検出するため、破線で示す管群周辺
部122内に解析上の音圧比評価点123を設ける。ち
なみに、この例では計25個の音圧比評価点123を設
けている。
【0028】図4に示す解析モデル121で最も重要な
ことは、伝熱管群22A〜22Eの音響特性をモデル化
することである。具体的には、伝熱管群部22A〜22
Eの音速CTが、空間部(後部伝熱管有限要素解析モデ
ル121中の伝熱管群部22A〜22E以外の部分)の
音速Cに比べて、式(1)のように低減する効果を取り
入れる必要があることである(参考文献;Robert D. Bl
evins:Flow-InducedVibration (Second Edition)、pp.
364-366)。
ことは、伝熱管群22A〜22Eの音響特性をモデル化
することである。具体的には、伝熱管群部22A〜22
Eの音速CTが、空間部(後部伝熱管有限要素解析モデ
ル121中の伝熱管群部22A〜22E以外の部分)の
音速Cに比べて、式(1)のように低減する効果を取り
入れる必要があることである(参考文献;Robert D. Bl
evins:Flow-InducedVibration (Second Edition)、pp.
364-366)。
【0029】 CT=C/(1+σ)1/2 (1) ここで、σは、伝熱管群部22A〜22Eの面積中にお
いて、伝熱管が占有する面積の比率である。
いて、伝熱管が占有する面積の比率である。
【0030】このような解析モデル121により解析し
た音圧固有モードを図5に示す。実機における音波発生
装置3A〜3Jは50〜150Hzの周波数帯域で運転
されることが多いため、音圧固有モードを求めるための
固有値解析は50〜150Hzの周波数帯域で実施す
る。上記周波数帯域には、通常200個の音圧固有モー
ドが存在するが、図5には、そのうちの3つのモード5
01、1201、1501を示している。音圧固有モー
ド501は50Hzに近い50.4Hzのモードであ
り、モード1501は150Hzに近い149.9Hz
のモードである。また、固有モード1201は127H
zのモードである。図5には、モード振幅の指標500
も示しており、同指標500中の真黒な部分がモード振
幅の正の最大値500A(=1)を、真白な部分がモー
ド振幅の負の最大値500C(=−1)を、灰色の部分
がモード振幅のゼロ値500Bを示している。
た音圧固有モードを図5に示す。実機における音波発生
装置3A〜3Jは50〜150Hzの周波数帯域で運転
されることが多いため、音圧固有モードを求めるための
固有値解析は50〜150Hzの周波数帯域で実施す
る。上記周波数帯域には、通常200個の音圧固有モー
ドが存在するが、図5には、そのうちの3つのモード5
01、1201、1501を示している。音圧固有モー
ド501は50Hzに近い50.4Hzのモードであ
り、モード1501は150Hzに近い149.9Hz
のモードである。また、固有モード1201は127H
zのモードである。図5には、モード振幅の指標500
も示しており、同指標500中の真黒な部分がモード振
幅の正の最大値500A(=1)を、真白な部分がモー
ド振幅の負の最大値500C(=−1)を、灰色の部分
がモード振幅のゼロ値500Bを示している。
【0031】このような音圧固有モ−ド振幅指標500
の観点から、例えば50.4Hzの固有モード501に
着目すると、モード振幅の正の最大値501A及びモー
ド振幅の負の最大値501Cが、音圧固有モード501
の腹に相当し、モード振幅のゼロ値501Bが音圧固有
モード501の節に相当する。同様に、127Hzの固
有モード1201に着目すると、モード振幅の正の最大
値1201A及びモード振幅の負の最大値1201Cが
音圧固有モード1201の腹に相当し、モード振幅のゼ
ロ値1201Bが音圧固有モード1201の節に相当す
る。また、149.9Hzの音圧固有モード1501に
着目すると、モード振幅の正の最大値1501A及びモ
ード振幅の負の最大値1501Cが音圧固有モード15
01の腹に相当し、モード振幅のゼロ値1501Bが音
圧固有モード1501の節に相当する。このような各音
圧固有モード501、1201、1501を解析するこ
とが、図1に示すモ−ド解析装置81の機能である 次に、図1中の共鳴効果の大きいモード及び周波数推定
装置82を、図6〜図8を用いて説明する。本装置82
は、音圧固有モ−ド501、1201、1501と音波
発生装置3A〜3Jの取付位置の情報から共鳴効果の大
きいモ−ドを探索するものであり、まずその探索方法を
図6を用いて説明する。
の観点から、例えば50.4Hzの固有モード501に
着目すると、モード振幅の正の最大値501A及びモー
ド振幅の負の最大値501Cが、音圧固有モード501
の腹に相当し、モード振幅のゼロ値501Bが音圧固有
モード501の節に相当する。同様に、127Hzの固
有モード1201に着目すると、モード振幅の正の最大
値1201A及びモード振幅の負の最大値1201Cが
音圧固有モード1201の腹に相当し、モード振幅のゼ
ロ値1201Bが音圧固有モード1201の節に相当す
る。また、149.9Hzの音圧固有モード1501に
着目すると、モード振幅の正の最大値1501A及びモ
ード振幅の負の最大値1501Cが音圧固有モード15
01の腹に相当し、モード振幅のゼロ値1501Bが音
圧固有モード1501の節に相当する。このような各音
圧固有モード501、1201、1501を解析するこ
とが、図1に示すモ−ド解析装置81の機能である 次に、図1中の共鳴効果の大きいモード及び周波数推定
装置82を、図6〜図8を用いて説明する。本装置82
は、音圧固有モ−ド501、1201、1501と音波
発生装置3A〜3Jの取付位置の情報から共鳴効果の大
きいモ−ドを探索するものであり、まずその探索方法を
図6を用いて説明する。
【0032】図6は、図1に示すモード解析装置81で
得られたモードであり、図5に図示された3個の音圧固
有モード501、1201、1501と、図4に示す解
析モデル121を併記したものである。なお、図6中の
解析モデル左上端位置121A、左下端位置121B、
右上端位置121C及び右下端位置121Dは、各音圧
モ−ド501、1201、1501中の位置121A、
121B、121C及び121Dにそれぞれ対応してい
る。
得られたモードであり、図5に図示された3個の音圧固
有モード501、1201、1501と、図4に示す解
析モデル121を併記したものである。なお、図6中の
解析モデル左上端位置121A、左下端位置121B、
右上端位置121C及び右下端位置121Dは、各音圧
モ−ド501、1201、1501中の位置121A、
121B、121C及び121Dにそれぞれ対応してい
る。
【0033】図1に示す共鳴モード及び共鳴周波数推定
装置82では、図6に示す複数の音波発生装置3A〜3
Jのうち、どの音波発生装置3A〜3Jから発音し、ど
の音波発生装置3A〜3Jを発音しなくていいかという
組合せを予め準備し、固有モード501、1201、1
501を含む全ての周波数帯域、つまり本例では50〜
150Hzの帯域で周波数応答解析を実施する。この具
体的な解析内容を音圧固有モード501を例にして説明
するが、音圧固有モード1201、1501でも同様で
ある。
装置82では、図6に示す複数の音波発生装置3A〜3
Jのうち、どの音波発生装置3A〜3Jから発音し、ど
の音波発生装置3A〜3Jを発音しなくていいかという
組合せを予め準備し、固有モード501、1201、1
501を含む全ての周波数帯域、つまり本例では50〜
150Hzの帯域で周波数応答解析を実施する。この具
体的な解析内容を音圧固有モード501を例にして説明
するが、音圧固有モード1201、1501でも同様で
ある。
【0034】本周波数応答解析では、モード501の腹
501A、つまりモード振幅の最大値501Aに位置が
近い音波発生装置3A、3B、3F、3G(図中の点線
501Dの位置)で音響加振するのが共鳴効果が大き
い。逆にモ−ド501の節、つまりモード振幅のゼロ値
501Bに位置が近い音波発生装置3E、3I(図中の
点線501Eの位置)で音響加振しても共鳴しない。こ
のような観点から加振すべき音波発生装置3A〜3Jと
加振すべきでない音波発生装置3A〜3Jを選定して周
波数応答解析を実施する。
501A、つまりモード振幅の最大値501Aに位置が
近い音波発生装置3A、3B、3F、3G(図中の点線
501Dの位置)で音響加振するのが共鳴効果が大き
い。逆にモ−ド501の節、つまりモード振幅のゼロ値
501Bに位置が近い音波発生装置3E、3I(図中の
点線501Eの位置)で音響加振しても共鳴しない。こ
のような観点から加振すべき音波発生装置3A〜3Jと
加振すべきでない音波発生装置3A〜3Jを選定して周
波数応答解析を実施する。
【0035】その結果、得られた音圧比の周波数応答を
図7に示す。本図は横軸に50〜150Hzの帯域での
周波数を示し、縦軸に図4に示す計25点の音圧比評価
点123での音圧比応答を示す。
図7に示す。本図は横軸に50〜150Hzの帯域での
周波数を示し、縦軸に図4に示す計25点の音圧比評価
点123での音圧比応答を示す。
【0036】図7から明らかなように、いくつかの共鳴
周波数1102、1202、1302等が見受けられ
る。例えば、その中でも音圧比の大きい上位3個の共鳴
周波数、つまり115.35Hzのもの1102、12
7Hzのもの1202、138.5Hzのもの1302
に着目する。これらの3個の共鳴周波数1102、12
02、1302に対応する音圧固有モード1203、1
201、1205を図8に示す。これらのモード120
3、1201、1205を実機で励起すべきだという指
令を、図1に示す音波発生装置3A〜3Jの運転順番指
定装置83に出す。なお、音圧比のランクに応じて上位
いくつまでの数のモードを選定するかは本発明では特に
指定しない。
周波数1102、1202、1302等が見受けられ
る。例えば、その中でも音圧比の大きい上位3個の共鳴
周波数、つまり115.35Hzのもの1102、12
7Hzのもの1202、138.5Hzのもの1302
に着目する。これらの3個の共鳴周波数1102、12
02、1302に対応する音圧固有モード1203、1
201、1205を図8に示す。これらのモード120
3、1201、1205を実機で励起すべきだという指
令を、図1に示す音波発生装置3A〜3Jの運転順番指
定装置83に出す。なお、音圧比のランクに応じて上位
いくつまでの数のモードを選定するかは本発明では特に
指定しない。
【0037】次に、図1に示す音波発生装置3A〜3J
の運転順番指定装置83について説明する。図8は、図
1に示す推定装置82で得られた共鳴効果の大きい音圧
固有モードを示す。図8には解析モデル121における
音波発生装置3A〜3Jの取付け位置を示した図も併記
している。
の運転順番指定装置83について説明する。図8は、図
1に示す推定装置82で得られた共鳴効果の大きい音圧
固有モードを示す。図8には解析モデル121における
音波発生装置3A〜3Jの取付け位置を示した図も併記
している。
【0038】なお、図8中の解析モデル左上端位置12
1A、左下端位置121B、右上端位置121C及び右
下端位置121Dは、各音圧モ−ド1201、120
3、1205中の位置121A、121B、121C及
び121Dとそれぞれ対応している。
1A、左下端位置121B、右上端位置121C及び右
下端位置121Dは、各音圧モ−ド1201、120
3、1205中の位置121A、121B、121C及
び121Dとそれぞれ対応している。
【0039】音波発生装置3A〜3Jの取付け位置と共
鳴モード1203、1201、1205の情報から、音
波発生装置3A〜3Jから発音するかしないかを判定
し、発音する場合の順番を決定する操作は下記(1)〜
(3)に従う。 (1)音圧固有モード振幅の最大値の近傍の位置に存在
する音波発生装置3A〜3Jからは発する。 (2)音圧固有モード振幅のゼロ値の近傍の位置に存在
する音波発生装置3A〜3Jからは発しない。 (3)音圧固有モードを安定して励起するために、音圧
モード振幅の最大値の面積の中心に近い位置からの音波
発生装置3A〜3Jから加振する。
鳴モード1203、1201、1205の情報から、音
波発生装置3A〜3Jから発音するかしないかを判定
し、発音する場合の順番を決定する操作は下記(1)〜
(3)に従う。 (1)音圧固有モード振幅の最大値の近傍の位置に存在
する音波発生装置3A〜3Jからは発する。 (2)音圧固有モード振幅のゼロ値の近傍の位置に存在
する音波発生装置3A〜3Jからは発しない。 (3)音圧固有モードを安定して励起するために、音圧
モード振幅の最大値の面積の中心に近い位置からの音波
発生装置3A〜3Jから加振する。
【0040】この操作を、138.5Hzの音圧固有モ
ード1205(138.5Hz)を例にとって説明す
る。本モードにおける音圧モード振幅の正の最大値12
05Aの位置(点線1205D、1205Eの位置)に
一致する音波発生装置3A、3B、3F、3Gから発音
し、その他の音波発生装置3C、3D、3E、3H、3
I、3Jからは発音しない。また、発音する音波発生装
置3A、3B、3F、3Gの順としては、音圧モード振
幅の最大値1205Aの中心に近い3A、3Fそして3
B、3Gの順に加振する。
ード1205(138.5Hz)を例にとって説明す
る。本モードにおける音圧モード振幅の正の最大値12
05Aの位置(点線1205D、1205Eの位置)に
一致する音波発生装置3A、3B、3F、3Gから発音
し、その他の音波発生装置3C、3D、3E、3H、3
I、3Jからは発音しない。また、発音する音波発生装
置3A、3B、3F、3Gの順としては、音圧モード振
幅の最大値1205Aの中心に近い3A、3Fそして3
B、3Gの順に加振する。
【0041】このような操作を他の二つのモード120
3(115.35Hz)、1201(127Hz)につ
いても実施し、表1に示すような共鳴周波数の設定、共
鳴モードを励起するための加振対象の音波発生装置の選
定、共鳴モードを励起するための音波発生装置3A〜3
Jの運転順序決定を行い、図1に示す発振機5A〜5J
及びパワー増幅器4A〜4Jを介して、音波発生装置3
A〜3Jに指示を出す。
3(115.35Hz)、1201(127Hz)につ
いても実施し、表1に示すような共鳴周波数の設定、共
鳴モードを励起するための加振対象の音波発生装置の選
定、共鳴モードを励起するための音波発生装置3A〜3
Jの運転順序決定を行い、図1に示す発振機5A〜5J
及びパワー増幅器4A〜4Jを介して、音波発生装置3
A〜3Jに指示を出す。
【0042】
【表1】 以上述べた装置及び運転方法を用いることにより、負荷
変動等にともなう炉内温度変化に対応し、実時間で燃焼
灰の除去に有効な炉内共鳴を励起するための音波発生装
置の運用が可能となる。
変動等にともなう炉内温度変化に対応し、実時間で燃焼
灰の除去に有効な炉内共鳴を励起するための音波発生装
置の運用が可能となる。
【0043】
【発明の効果】本発明により、以下の効果が得られる。 (1)容器又は設備(伝熱管群等を備えた熱交換装置な
ど)の内部領域に存在する流体(ガス体など)とは音響
特性が異なる物体(伝熱管群等の管体等)の特性を考慮
し、少なくとも2次元以上の音圧固有モ−ドの解析が可
能となる。 (2)前記解析装置で得られた音圧固有モ−ドの情報と
音波発生装置の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい
共鳴モ−ドを探索して本共鳴モ−ドを励起するための前
記音波発生装置の周波数と、前記音波発生装置の運転順
番の推定が可能となる。 (3)上記(1)〜(2)に基き、負荷変動等に伴う容
器又は設備(熱交換装置等)の内部領域の雰囲気温度の
情報に基いて実時間で前記音波発生装置の周波数の調整
と運転順番を制御することが可能となり、容器又は設備
の内部領域に存在する塵埃類などの音波式清掃が効率良
く実施でき、運用コストの低減につながる。
ど)の内部領域に存在する流体(ガス体など)とは音響
特性が異なる物体(伝熱管群等の管体等)の特性を考慮
し、少なくとも2次元以上の音圧固有モ−ドの解析が可
能となる。 (2)前記解析装置で得られた音圧固有モ−ドの情報と
音波発生装置の取付位置の情報から、共鳴効果の大きい
共鳴モ−ドを探索して本共鳴モ−ドを励起するための前
記音波発生装置の周波数と、前記音波発生装置の運転順
番の推定が可能となる。 (3)上記(1)〜(2)に基き、負荷変動等に伴う容
器又は設備(熱交換装置等)の内部領域の雰囲気温度の
情報に基いて実時間で前記音波発生装置の周波数の調整
と運転順番を制御することが可能となり、容器又は設備
の内部領域に存在する塵埃類などの音波式清掃が効率良
く実施でき、運用コストの低減につながる。
【図1】 本発明の実施の形態になるボイラ装置の灰除
去用音波式清掃装置の概略構成図である。
去用音波式清掃装置の概略構成図である。
【図2】 図1の音波式清掃装置により清掃実施に関す
る説明図である。
る説明図である。
【図3】 図1の音波式清掃装置に用いる炉内温度分布
の推定を説明する図である。
の推定を説明する図である。
【図4】 図1の音波式清掃装置における多次元音響解
析用のモデルを示す。
析用のモデルを示す。
【図5】 図1の音波式清掃装置における多次元音響解
析モデルで解析した音響固有モードの一例である。
析モデルで解析した音響固有モードの一例である。
【図6】 図1の音波式清掃装置にて解析した音響固有
モードと、音波発生装置の位置関係を比較した図であ
る。
モードと、音波発生装置の位置関係を比較した図であ
る。
【図7】 図1の音波式清掃装置による炉内清掃に有効
な共鳴モード及びその卓越周波数を指定する装置によ
り、本共鳴モードと共鳴周波数を選定する方法を説明し
た図である。
な共鳴モード及びその卓越周波数を指定する装置によ
り、本共鳴モードと共鳴周波数を選定する方法を説明し
た図である。
【図8】 図1の音波式清掃装置による炉内清掃有効な
共鳴モードを選定した結果を示す図である。
共鳴モードを選定した結果を示す図である。
【図9】 ボイラ装置の概略構成図である。
【図10】 図9のボイラ装置内の伝熱管に燃焼灰が付
着、堆積する状態を示す説明図である。
着、堆積する状態を示す説明図である。
【図11】 従来技術(特開平9−61090号公報)
によるボイラ装置の灰除去装置の概略構成図である。
によるボイラ装置の灰除去装置の概略構成図である。
【図12】 従来技術(特開平9−61088号公報)
によるボイラ装置の灰除去装置の概略構成図である。
によるボイラ装置の灰除去装置の概略構成図である。
1 ボイラ後部伝熱管部 3A〜3J 音波
発生装置 4A〜4J パワー増幅器 5A〜5J 音波
発振機 7 音圧センサ 8 周波数制御器 22A〜22E 伝熱管群 80A、80B
温度センサ 81 音響固有モード解析装置 82 共鳴モ−ド
と共鳴周波数推定装置 83 音波発生装置の運転順番指定装置 101 火炉 102 後部伝熱
前壁 103 後部伝熱側壁 104 後部伝熱
隔壁 105 後部伝熱後壁 106 横置過熱
器 107 横置蒸発器 108 節炭器 109 伝熱管 110 燃焼灰 112a〜112c 空洞部 113a〜113
c 一次元モード 118 温度分布 121 後部伝熱管部有限要素解析モデル 122 伝熱管群周辺部 123 音圧比評
価点 501、1201、1501 音圧固有モード 500 モード振幅指標 1102、1202、1302 共鳴周波数 1203、1201、1205 共鳴モード
発生装置 4A〜4J パワー増幅器 5A〜5J 音波
発振機 7 音圧センサ 8 周波数制御器 22A〜22E 伝熱管群 80A、80B
温度センサ 81 音響固有モード解析装置 82 共鳴モ−ド
と共鳴周波数推定装置 83 音波発生装置の運転順番指定装置 101 火炉 102 後部伝熱
前壁 103 後部伝熱側壁 104 後部伝熱
隔壁 105 後部伝熱後壁 106 横置過熱
器 107 横置蒸発器 108 節炭器 109 伝熱管 110 燃焼灰 112a〜112c 空洞部 113a〜113
c 一次元モード 118 温度分布 121 後部伝熱管部有限要素解析モデル 122 伝熱管群周辺部 123 音圧比評
価点 501、1201、1501 音圧固有モード 500 モード振幅指標 1102、1202、1302 共鳴周波数 1203、1201、1205 共鳴モード
フロントページの続き (72)発明者 池杉 守 東京都中央区銀座6丁目15番1号 電源開 発株式会社内 (72)発明者 谷口 寿朗 神奈川県横浜市磯子区新磯子町37の2 電 源開発株式会社新磯子火力建設所内 (72)発明者 佐々木 清治 広島県竹原市忠海長浜2丁目1番1号 電 源開発株式会社竹原火力発電所内 (72)発明者 相田 清 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 西田 英一 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 日高 秀則 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 松本 曜明 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 (72)発明者 山口 良祐 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 3B116 AA13 AB51 BC05 CC05 3K061 RA01
Claims (6)
- 【請求項1】 音波によって容器又は設備の内部領域の
共鳴モードを励起し、前記内部領域に存在する塵埃類を
除去するための複数の音波発生装置を有する音波式清掃
装置において、 前記容器又は設備の複数の取り付け位置にそれぞれ配置
され、発生する音波の周波数が調整可能な複数の音波発
生装置と、 前記容器又は設備の内部領域に存在する流体及び物体の
音響特性を考慮した少なくとも二次元以上の音響解析モ
デルを用いて前記内部領域の音響固有モ−ドを解析する
音響固有モ−ド解析装置と、 該音響固有モ−ド解析装置で得られた音響固有モ−ドの
情報及び前記複数の音波発生装置の取付位置の情報から
共鳴効果の大きい共鳴モ−ド及び共鳴周波数を推定する
共鳴モ−ド及び共鳴周波数推定装置と、 該共鳴効果の大きい共鳴モ−ドを励起するために前記複
数の音波発生装置の周波数及び運転順番を指定する音波
発生装置の運転順番指定装置とを有することを特徴とす
る音波式清掃装置。 - 【請求項2】 前記設備がガス体が流れる伝熱管群を備
えた熱交換装置であることを特徴とする請求項1記載の
音波式清掃装置。 - 【請求項3】 前記熱交換装置内の前記伝熱管群の前記
ガス流れ上流側に位置する点と、前記熱交換装置内の前
記伝熱管群の前記ガス流れ下流側に位置する点を含む2
点以上の温度を計測する温度計測装置を有し、該温度計
測装置によって得られる温度分布に基づき、前記音響固
有モ−ド解析装置により前記伝熱管群及び該伝熱管の外
面を流れるガスの音響特性を考慮した少なくとも2次元
以上の音響解析モデルを用いて前記内部領域の音響固有
モ−ドを解析することを特徴とする請求項2に記載の音
波式清掃装置。 - 【請求項4】 前記容器又は設備の複数の取付位置にそ
れぞれ配置された複数の音波発生装置からの音波により
容器又は設備の内部領域に存在する流体及び物体の音響
特性を考慮した少なくとも二次元以上の音響解析モデル
を用いて前記内部領域の音響固有モ−ドを解析し、 得られた音響固有モ−ドの情報及び発生する音波の周波
数が調整可能な複数の音波発生装置の取付位置の情報か
ら共鳴効果の大きい共鳴モ−ド及び共鳴周波数を推定
し、 該共鳴効果の大きい共鳴モ−ドを励起するために前記複
数の音波発生装置の周波数及び運転順番を指定し、 前記内部領域内の雰囲気温度の情報に基いて前記複数の
音波発生装置の運転を制御し、 前記音波発生装置の発生する音波により前記容器または
設備の内部領域に存在する塵埃類を除去することを特徴
とする音波式清掃方法。 - 【請求項5】 前記設備がガス体が流れる伝熱管群を備
えた熱交換装置であることを特徴とする請求項4記載の
音波式清掃方法。 - 【請求項6】 前記熱交換装置内の前記伝熱管群の前記
ガス流れ上流側に位置する点と、前記熱交換装置内の前
記伝熱管群の前記ガス流れ下流側に位置する点を含む2
点以上の温度を計測し、 これら2点以上の温度に基づいて、前記熱交換装置の内
部領域の温度分布を推定し、 この温度分布と前記伝熱管群及び該伝熱管の外面を流れ
るガスの音響特性を考慮した2次元以上の音響解析モデ
ルを用いて前記内部領域の音響固有モ−ドを解析するこ
とを特徴とする請求項5に記載の音波式清掃方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000271371A JP2002081635A (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | 音波式清掃装置及び音波式清掃方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000271371A JP2002081635A (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | 音波式清掃装置及び音波式清掃方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002081635A true JP2002081635A (ja) | 2002-03-22 |
Family
ID=18757672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000271371A Pending JP2002081635A (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | 音波式清掃装置及び音波式清掃方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002081635A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN103256612A (zh) * | 2013-05-06 | 2013-08-21 | 张晨 | 带有声波吹灰器的燃煤锅炉竖井烟道 |
KR101516240B1 (ko) | 2013-03-14 | 2015-05-04 | 삼성중공업 주식회사 | 클리닝 장치가 구비된 팬 조립체 |
CN105987392A (zh) * | 2015-03-04 | 2016-10-05 | 蒋振发 | 智能节能声波吹灰装置 |
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CN111229046A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-05 | 浙江机电职业技术学院 | 针对纯水机内超滤膜的自适应反冲清洗装置及方法 |
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-
2000
- 2000-09-07 JP JP2000271371A patent/JP2002081635A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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