JP2004278921A

JP2004278921A - ダスト除去方法及びダスト除去装置、ダスト付着抑制方法

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Publication number: JP2004278921A
Application number: JP2003071244A
Authority: JP
Inventors: Minoru Suzuki; 実鈴木; Koji Ishizeki; 幸二石関; Takahiro Kayama; 貴弘香山
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】燃焼炉等の高温排ガスの排ガス流路空間内で該高温排ガスの熱の伝達を受ける部材を損傷させることなく効果的に、該部材の表面からダストを除去できるダスト除去方法及びダスト除去装置を提供する。また、上記部材を損傷させることなく効果的に上記部材の表面へのダストの付着を抑制するダスト付着抑制方法を提供する。
【解決手段】ダスト除去装置に関しては、排ガス流路空間内へ外部から気体を周期的な噴射時間間隔で間欠的に噴射して該排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせるノズル２Ａと、上記排ガス流路空間内の高温排ガスから上記排ガス流路空間内の部材の表面への熱伝達量を計測する熱伝達量検出手段と、該熱伝達量検出手段によって計測された熱伝達量が最大となるように上記ノズル２Ａによる気体の噴射時間間隔の周期を制御する制御装置４とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガスの流路を形成する壁面で包囲される排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内で上記排ガスから熱伝達される部材の表面に付着しているダストを該部材の表面から除去するダスト除去装置及びダスト除去方法、そして上記部材の表面へのダストの付着を抑制するダスト付着抑制方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉、コークス炉、焼結炉等の炉及びこれらに併設されるボイラにおいては、排ガス中に含まれるダストが炉の内壁やボイラ内の水管の外面等の部材に付着し、上記水管への熱伝達率を低下させてボイラでの熱回収効率を悪化させたり、炉内での排ガスの流路の流れに対し抵抗が大きくなって炉の性能を低下させる。さらに、上記部材に付着したダストが塊となって上記部材から剥がれて炉内やボイラ内に落下し、炉の内壁やボイラ内の水管等が損傷するという問題がある。また、上記部材に付着したダストが塊となって局部的に上記部材から剥がれると、上記部材にダスト付着部分とダスト非付着部分とが存在して、上記部材の熱伝達率が不均一となってしまい、上記ダスト付着部分と上記ダスト非付着部分との間で熱収縮差が生じて上記部材に大きな熱応力をもたらす虞れもある。
【０００３】
このような問題を解決する手段として、従来では、燃焼炉等からの排ガスから熱伝達される部材として排ガス熱交換器の排ガス流路空間内に配された伝熱管の表面に向けて、衝撃波を一定時間間隔で間欠的に発して、上記排ガス熱交換器内で圧力変動を生じさせて、上記伝熱管の表面に付着したダストを上記伝熱管から吹き飛ばし除去するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この特許文献１では、上記伝熱管の表面に付着したダストを吹き飛ばすための上記衝撃波の強度やタイミング等は、排ガス中における灰やダストの混入度、熱交換器の大きさ、伝熱管の数、伝熱管の密集度等に基づき実験を経て決定される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４１３９１（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記衝撃波の強度やタイミング等の決定に際して必要となる要素のうち、熱交換器の大きさ、伝熱管の数、伝熱管の密集度は確定要素であるので、燃焼炉の運転条件等の変更により排ガスやダストの発生量の変動に伴って変動する変動要素、例えば排ガス中における灰やダストの混入度等を、実際の各種運転条件を想定した実験により求めなければならない。そして、上述のように実験で求められた変動要素についての値に基づき、伝熱管の表面の付着ダスト量等を予測し、燃焼炉の各運転条件ごとに、それぞれ衝撃波の強度やタイミングを上記付着ダスト量の予測量に応じて決定する。しかし、実際の伝熱管の表面の付着ダストの量は上記燃焼炉の運転条件の変更だけでなく時間経過によっても変化することから時間経過によって次第に上記予測量と一致しなくなってしまうため、上記予測量に基づき決定された上記衝撃波の強度やタイミングは高いダスト除去能力をもたらす最適条件からずれてしまう場合がある。
【０００７】
排ガス熱交換器の排ガス流路空間内へ発せられる衝撃波の強度が最適条件における強度よりも小さくなると、上記排ガス流路空間内の圧力変動が小さくなって、ダスト除去の能力が低下してしまう。一方、上記排ガス流路空間内へ発せられる衝撃波の強度が最適条件における強度よりも大きくなると、上記排ガス流路空間内に生じる圧力変動が大きくなって、上記伝熱管に過大な力をもたらし上記伝熱管の破損や永久変形が生じてしまう虞れがある。
【０００８】
又、上記排ガス流路空間内へ連続して周期的に発せられる衝撃波の発生タイミングの時間間隔が、排ガス流路空間内の伝熱管を固有振動数のもとで共振させるようになると、高いダスト除去能力を得ることができるが、上記伝熱管に過大な力をもたらし上記伝熱管の破損や永久変形を招いてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、部材を損傷させることなく効果的に、該部材の表面に付着したダストを該部材から除去できるダスト除去方法及びダスト除去装置の提供を目的とする。
【００１０】
また、本発明は、部材を損傷させることなく効果的に、上記部材の表面へのダストの付着を抑制するダスト付着抑制方法の提供を他の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本出願は、上記の部材の表面に付着したダストを該部材から除去する手段として、排ガスの流路を形成する壁面で包囲される排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内に配されて上記排ガスから熱伝達される部材の表面に付着しているダストを該部材の表面から除去するために、方法に関しては第一発明、装置に関しては第二発明を提案するものである。
【００１２】
また、本出願は、上記の部材の表面へのダストの付着を抑制する手段として、排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内に配されて排ガスから熱伝達される部材の表面へのダストの付着を抑制するために、方法に関する第三発明を提案するものである。
【００１３】
＜第一発明＞
第一発明に係るダスト除去方法は、排ガスの流路を形成する壁面で包囲される排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内に配されて上記排ガスから熱伝達される部材の表面に付着しているダストを該部材の表面から除去する。
【００１４】
かかるダスト除去方法において、第一発明は、上記排ガス流路空間内へ外部から気体を間欠的にノズルを通じて噴射させ、該ノズルから噴射された気体により上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせ、該圧力変動により上記部材の表面からダストを除去させることとし、上記ノズルから一回で噴射される気体の大気圧換算での体積を、上記ノズルの噴射開口位置と上記部材の表面との間の距離を半径とする半球の体積に対して０．１倍以上０．５倍以下の範囲内とすることを特徴としている。
【００１５】
このような第一発明に係るダスト除去方法にあっては、一回で噴射される体積の最適化が図られた気体が、間欠的にノズルから噴射されて、上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせる。その際、上記ノズルから一回で噴射される気体の体積の上限は、該気体が上記排ガス流路空間内で排ガス等に作用して気柱振動を生じさせる際に上記部材に過大な力を与えることのない値に設定される。また、下限は、該気体が上記排ガス等に作用して気柱振動を生じさせ、上記部材の表面からダストを除去し得る最小値に設定される。
【００１６】
上記第一発明に係るダスト除去方法においては、気体の噴射時間間隔を周期的とし、例えば、排ガスから部材表面への熱伝達量を検出しながら、この検出された熱伝達量が最大となるように、上記噴射時間間隔の周期を制御することができる。上記熱伝達量は上記部材表面の付着ダスト量に応じて変動するので、排ガスを排出する炉装置等の運転条件の変更や時間経過等による上記部材の表面の付着ダスト量の変動に対応して、ダスト除去の能力の高い最適な噴射時間間隔の周期で気体を噴射することができる。また、上記部材を共振させずに、上記部材の固有振動数と異なる気柱固有振動数のもとで上記排ガス流路空間内の排ガス等を共振させて、上記部材を共振させる場合よりも上記部材に加わる力を低く抑えつつ、効果的に圧力変動を生じさせ、上記部材に付着したダストを高いダスト除去能力で該部材から除去できる。なお、上記部材の固有振動数については、材質や寸法に基づいて、概略算出することができる。
【００１７】
＜第二発明＞
第二発明に係るダスト除去装置は、排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内に配されて排ガスから熱伝達される部材の表面に付着しているダストを該部材の表面から除去する。
【００１８】
かかるダスト除去装置において、第二発明は、上記排ガス流路空間内へ気体を周期的な噴射時間間隔で間欠的に噴射して該排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせる気体噴射手段と、外部から上記排ガスから上記部材の表面への熱伝達量を検出する熱伝達量検出手段と、該熱伝達量検出手段によって検出された熱伝達量が最大となるように上記気体噴射手段による気体の噴射時間間隔の周期を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１９】
このような第二発明に係るダスト除去装置にあっては、排ガスを排出する炉装置等の運転条件等の変更や時間経過等による上記部材の表面の付着ダスト量の変化に対応して、ダスト除去の能力の高い最適な噴射時間間隔の周期で気体が上記排ガス流路空間内へ噴射されて、上記排ガス流路空間内で圧力変動が生じる。また、上記部材を共振させずに、上記部材の固有振動数と異なる気柱固有振動数のもとで上記排ガス流路空間内の排ガス等を共振させて、上記部材を共振させる場合よりも上記部材に加わる力を低く抑えつつ、効果的に気柱振動を生じさせ、上記部材に付着したダストを高いダスト除去能力で該部材から除去できる。
【００２０】
かかるダスト除去装置においては、気体噴射手段は、例えば、排ガスの流路を形成する壁面で包囲される排ガス流路空間内に配された部材はボイラの水管であり、熱伝達量検出手段は、該ボイラで発生する蒸気量に基づき上記排ガスから上記水管の表面への熱伝達量を検出するようになっている。上記ボイラで発生する蒸気量は上記排ガスから上記水管の表面への熱伝達量が大きくなるにしたがって大きくなるので、上記気体噴射手段による気体の噴射時間間隔の周期を変更しながら、上記ボイラの全水管からの蒸気量を例えば、蒸気取出し位置で検出して、この蒸気量が最大となる熱伝達量が最大となる条件が除去ダストが最大となる条件と対応しているとして、上記ボイラ全体の除去ダスト量を最大とする上記噴射時間間隔の周期を知ることができる。
【００２１】
また、気体噴射手段は、例えば、燃料の燃焼により爆轟を生じさせる爆轟発生手段に接続され、該爆轟発生手段から気体を上記排ガス流路空間内へ噴射するようにすることができる。上記爆轟発生手段から一回で噴射される気体の圧力は高いものの噴射時間が短いので、部材への損傷を低減できる。一回で噴射される気体が高圧な圧力波であるので、部材からのダスト除去効果を向上できる。
【００２２】
更に、気体噴射手段は、シリンダー内での燃料の燃焼によりピストンの往復運動を行うディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関に接続され、該内燃機関から排出された気体を上記排ガス流路空間内へ噴射するようにすることができる。上記内燃機関は、燃料流量、負荷、点火時期等の変更により上記ピストンの往復運動周期を容易に変更できるので、気体の噴射時間間隔の周期を制御手段によって簡単そして精密に制御できる。
【００２３】
＜第三発明＞
第三発明に係るダスト付着抑制方法は、排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内に配されて排ガスから熱伝達される部材の表面へのダストの付着を抑制する。
【００２４】
かかるダスト付着抑制方法において、第三発明は、上記排ガス流路空間内へ気体を間欠的にノズルを通じて噴射させ、該ノズルから噴射される気体により上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせ、該圧力変動により上記部材の表面にダストが付着するのを抑制させることとし、上記部材の表面における上記圧力変動の振幅の絶対値を５ｋＰａ以上５０ｋＰａ以下の範囲内とすることを特徴としている。
【００２５】
このような第三発明に係るダスト付着抑制方法にあっては、上記部材の表面における上記圧力変動の振幅の絶対値の最適化を図るように、気体が間欠的にノズルから上記排ガス流路空間内へ噴射され、該排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせる。その際、上記排ガス流路空間内での圧力変動の振幅の絶対値の上限が、該圧力変動が上記部材に長時間作用しても該部材を破損することがない値に設定される。また、下限が、上記部材の表面へのダストの付着を抑制し得る最小値に設定される。
【００２６】
上記第三発明に係るダスト付着抑制方法においても、上述の第一発明と同様に、気体の噴射時間間隔を周期的とし、排ガスから部材表面への熱伝達量が最大となるように、上記噴射時間間隔の周期を制御することができる。この制御は、第三発明では、上記部材の表面へのダスト付着抑制として行われる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づき説明する。
【００２８】
図１（Ａ）は、本実施形態装置の概略構成を示す図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２９】
本実施形態装置は、図１に示すように、図示しない燃焼炉等の排ガスの熱を回収するボイラ１の水管１Ｂの表面のダスト除去のため爆轟によって気体を間欠的に噴射させる爆轟噴射装置２と、上記排ガスから上記水管１Ｂの表面への熱伝達量を検出するための熱伝達量検出手段たるボイラ発生蒸気量計測器（図示せず）と、該ボイラ発生蒸気量計測器により計測された熱伝達量に基づき上記爆轟噴射装置２を駆動制御する制御装置４とを有している。
【００３０】
上記ボイラ１は、上記排ガスの流路を形成する壁面１Ａによって包囲される排ガス流路空間１Ｄ内に、上記排ガスから熱伝熱される水管１Ｂが配されている。
【００３１】
上記水管１Ｂの表面のダスト除去のために、上記爆轟噴射装置２は、上記排ガス流路空間１Ｄ内に圧力変動を生じさせるように、上記排ガス流路空間１Ｄ内へ気体を噴射させる噴射手段たる一つのノズル２Ａと、該ノズル２Ａから気体を噴射させるため燃料を燃焼させて爆轟を発生させる爆轟発生手段たる複数の爆轟管２Ｂとを有している。
【００３２】
上記ノズル２Ａは、該ノズル２Ａの噴射開口が軸線５を中心として気体の噴射に好適な形状をなし上記ボイラ１の壁面１Ａの開孔部に取り付けられている。また、上記ノズル２Ａは、図１（Ｂ）の▲１▼〜▲８▼に示すように上記軸線５の周方向に複数位置する爆轟管２Ｂのそれぞれからの爆轟気体を一箇所で上記排ガス流路空間１Ｄ内へ噴射するように上記爆轟管２Ｂと一体化されている。
【００３３】
上記複数の爆轟管２Ｂは、軸線５まわりに周方向に位置し該軸線５に平行に延びており、上記複数の爆轟管２Ｂでは、端部で燃料の燃焼により生じた爆轟による圧力波を上記ノズル２Ａへ向け伝播させる。本実施形態では、上記複数の爆轟管２Ｂは、上記ノズル２Ａへ移行する手前部分にて、上記複数の爆轟管２Ｂのそれぞれから爆轟気体を順次上記ノズル２Ａ内へ高速噴出させるラバールノズル２Ｃの部分を有している。また、このように爆轟を生じる爆轟管２Ｂを冷却するために、上記複数の爆轟管２Ｂのそれぞれには周面に沿って水冷ジャケット２Ｄが形成されている。
【００３４】
上記複数の爆轟管２Ｂのそれぞれは、ノズル２Ａと反対側の端部に、燃料と酸化剤とを混合して混合体としこれを上記爆轟管２Ｂ内へ供給する混合体供給装置６が弁７を介して接続されている。該混合体供給装置６には、燃料としてのプロパンガスを供給量を調整して該混合体供給装置６へ供給する燃料供給装置８と、酸化剤としての空気を供給量を調整して上記混合体供給装置６へ供給する酸化剤供給装置９とが接続されている。本実施形態では、該酸化剤供給装置９は空気圧縮機を用いて圧縮空気を各爆轟管２Ｂ内へ供給する。
【００３５】
また、上記各爆轟管２Ｂの上記端部には、該各爆轟管２Ｂ内の上記混合体に着火して上記プロパンガスを燃焼させる点火プラグ１０が設けられている。
【００３６】
更に、上記各爆轟管２Ｂの上記端部には、一回の爆轟発生後で次の爆轟前に、該爆轟管２Ｂ内へ窒素ガスを供給して該爆轟管２Ｂ内の残留ガスを該爆轟管２Ｂ内から上記排ガス流路空間１Ｄ内へ押し出すための窒素供給装置１１が弁１２を介して接続されている。
【００３７】
上記混合体供給装置６、上記窒素供給装置１１から上記各爆轟管２Ｂ内への上記混合体、窒素ガスの供給の時期や量、上記点火プラグ１０による上記混合体の点火の時期をそれぞれ制御するために、上記弁７，１２、上記点火プラグ１０には、上記弁７，１２、上記点火プラグ１０の動作を所定時に駆動するように制御する制御装置４が接続されている。
【００３８】
上記制御装置４は、排ガスから水管１Ｂの表面への熱伝導量を計測するためのボイラ発生蒸気量計測器（図示せず）によって計測された熱伝達量が、噴射される気体の大気圧換算での体積が一定となる条件下で、最大になるように、上記弁７，１２、上記点火プラグ１０の点火タイミング、すなわち気体噴射頻度を制御するようになっている。かくして、排ガスから水管１Ｂの表面への熱伝導量が最大となる噴射時間間隔の周期、例えば上記排ガス流路空間１Ｄ内の排ガス等を気柱固有振動数のもとで共振させる周期で、上記ノズル２Ａから上記排ガス流路空間１Ｄ内へ気体が噴射される。
【００３９】
また、上記制御装置４は、上記ノズル２Ａから一回で噴射される気体の大気圧換算での体積を、上記ノズル２Ａの噴射開口位置と該噴射開口位置に対向する位置の上記水管１Ｂの表面との間の距離を半径とする仮想半球の体積に対して０．１倍以上０．５倍以下の範囲内とするように、上記弁７，１２を駆動制御する。
【００４０】
次に、本実施形態装置の動作について図１に基づき説明する。
【００４１】
ｉ）先ず、燃料としてのプロパンガスと酸化剤としての空気との混合体が、図１（Ｂ）に示す複数の爆轟管のうちの▲１▼で示す一つの爆轟管２内に該爆轟管２の一端から供給される。
【００４２】
ｉｉ）次に、点火プラグ１０の点火により上記混合体を着火する。上記爆轟管２Ｂにて燃料及び酸化剤が着火されると、爆轟（デトネーション）による圧力波がラバールノズル２Ｃを経て上記ノズル２Ａ内を進行する。その際、上記圧力波は上記ラバールノズル２Ｃで速度が上昇し、衝撃波となって上記ノズル２Ａの噴射開口に向けて伝播する。そして、この衝撃波が、上記ノズル２Ａ内の気体を上記排ガス流路空間１Ｄ内へ押し出しノズル２Ａから噴射する。上記排ガス流路空間１Ｄ内へ噴射された気体は、上記排ガス流路空間１Ｄ内の排ガス等に圧力変動を生じさせて、上記水管１Ｂの表面からダストを除去する。
【００４３】
ｉｉｉ）図１（Ｂ）に示す▲２▼〜▲８▼の他の爆轟管２Ｂについては、ボイラ発生蒸気量計測器（図示せず）によって計測された熱伝達量が、噴射される気体の大気圧換算での体積が一定となる条件下で、最大となる周期で、順次、上記ｉ），ｉｉ）と同様に、爆轟を発生させて、上記ノズル２Ａを通じて気体を上記排ガス流路空間１Ｄ内へ繰り返し上記ノズル２Ａから噴射する。かくして、図１（Ｂ）に示す▲１▼〜▲８▼の各爆轟管２Ｂについて、上記ボイラ発生蒸気量計測器によって計測された熱伝達量が最大となる周期で、順次、繰り返し上記ノズル２Ａを通じて気体を上記排ガス流路空間１Ｄ内へ噴射することにより、周期的な圧力変動を生じさせる。該圧力変動は、上記ボイラ１の水管１Ｂの表面に作用して、該水管１Ｂの表面からダストを除去する。このように上記水管１Ｂの表面からダストを除去する上記圧力変動は、排ガス等を気柱固有振動数のもとで共振させる周期となっているので、効果的にダスト除去できる。
【００４４】
次に、本発明の他の実施形態に係る装置について図２に基づき説明する。
【００４５】
図２は、他の実施形態に係る装置の概略構成を示す図である。
【００４６】
図２に示す装置では、シリンダー内での燃料の燃焼によりピストンの往復運動を行う内燃機関である多気筒エンジン２２の排ガスが直管状のノズル２３を通じてボイラ１の排ガス流路空間１Ｄ内へ噴射されるようになっている。この多気筒エンジン２２は、ボイラ１の蒸気により駆動されるタービン２６に接続された発電機２７の発電量が不足することのないようこれを補助する小型発電機２５を駆動するためのものである。本実施形態は、このような多気筒エンジン２２の排ガスを有効利用している。又、上記多気筒エンジン２２の排ガス圧力を効果的に利用するために、上記多気筒エンジン２２と上記ノズル２３とは、消音器等を介さずに直接的に接続するのがよい。なお、上記多気筒エンジン２２としては、ディーゼルエンジンが圧縮比が高く高い排ガス圧力を得られるので好ましいが、ガスエンジン、ガソリンエンジン等の他の内燃機関でもよい。
【００４７】
また、ボイラ１には、ボイラ１の排ガス流路空間１Ｄ内に配された水管１Ｂ群からの全蒸気の蒸気量を計測する蒸気量検出センサ２８が取り付けられている。該蒸気量検出センサ２８によって計測される蒸気量は、上記排ガス流路空間１Ｄ内の排ガスから上記水管１Ｂ群への熱伝達量が大きくなるにしたがって大きくなる。そこで、本実施形態では、制御装置２４が、上記ノズル２３からの気体の噴射時間間隔の周期を変更しながら、上記蒸気量検出センサ２８で蒸気量を計測して、噴射される気体の大気圧換算での体積が一定となる条件下で、上記ボイラ１全体の除去ダスト量を最大とする上記噴射時間間隔の周期を決定する。
【００４８】
更に、本実施形態では、図２に示すようにダストの除去対象となる水管１Ｂが複数の水管群をなしてノズル２３からの気体の噴射方向及びその直角方向に広範囲に設けられている場合、上記ノズル２３から１回で噴射される気体の体積は、上記ノズル２３の噴射開口位置と上記水管１Ｂ群の中央位置１Ｃとの間の距離を半径とする仮想半球の体積に対して０．１倍以上０．５倍以下の範囲内に設定するのがよい。これにより、水管１Ｂ群の広範囲でダスト除去効果を得ることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、特許請求の範囲に記載された範疇で様々な変形が可能である。例えば、気体噴射手段は、加熱されるべき気体を外部から受けて収容する加熱室を形成する被加熱体を排ガス流路空間内に配し、該加熱室内に外部から水を該被加熱体の供給口を通じて間欠的に供給して、水の急激な加熱膨張により気体を上記被加熱体の排出口から噴射するようにしてもよい。この際、上記被加熱体は、上記水供給手段によって上記加熱室内へ供給された水が蒸気化される際に上記加熱室内で急激に加熱膨張されて衝撃波を伴い、該水蒸気による衝撃波圧力を受けて気体が上記排出口から間欠的に噴射されて排出され、上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせる。このように上記排出口から気体を排ガス流路空間内へ噴射する場合も、上述の爆轟管２Ｂの爆轟圧力による気体噴射と同様の理由で、部材への損傷を低減でき、また、部材からのダスト除去効果を向上できる。また、このような衝撃波は、燃焼炉等の排ガスの熱を利用できるので省エネルギーであり、また、燃料を燃焼させないので点火装置等の装置が不要であり、装置が簡単となると共に安全性をも確保できる。
【００５０】
また、上述の実施形態は、ダスト除去に関するものであるが、該水管１Ｂの表面表面での圧力を圧力センサ等によって計測し、その計測された圧力が５ｋＰａ以上５０ｋＰａ以下となるように、上記制御装置４，２４が爆轟噴射装置２や多気筒エンジン２２を駆動制御して、排ガス流路空間１Ｄ内にダスト付着抑制に適した比較的低い圧力で圧力変動を生じさせるようにしてもよい。こうすることにより、上記排ガス流路空間１Ｄ内で間欠的な圧力変動を長期間にわたり生じさせて、上記水管１Ｂに作用せしめても該水管１Ｂを破損することがなく、上記水管１Ｂの表面へのダストの付着を抑制する。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る第一発明によれば、一回で噴射される体積の最適化が図られた気体が、間欠的にノズルから噴射されて、上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせるので、上記ノズルから一回で噴射される気体の体積は、水管等の部材に過大な力を与えることのない値を上限とし、該部材の表面からダストを効果的に除去し得る最小値を下限として設定され、上記部材に直接的に過大な力を与えることなく、上記部材の表面からダストを除去できる。
【００５２】
又、本出願に係る第二発明によれば、排ガスから部材の表面への熱伝達量が最大となるような噴射時間間隔の周期で気体が噴射されて、上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせるので、排ガスを排出する炉装置等の運転条件等の変更や時間経過等による上記部材の表面の付着ダスト量の変化に対応して、ダスト除去能力の高い最適条件となる噴射時間間隔の周期で気体を噴射して上記部材の表面からダストを除去できる。また、上記部材を共振させずに、上記部材の固有振動数よりも低い気柱固有振動数のもとで上記排ガス流路空間内の排ガス等を共振させることができるので、上記部材に過大な力を与えることなく効果的に気柱振動を生じせしめ、高いダスト除去能力で、上記部材の表面からダストを除去できる。
【００５３】
更に、本出願に係る第三発明によれば、上記部材の表面における上記圧力変動の振幅の絶対値の最適化を図るように、気体が間欠的にノズルから上記排ガス流路空間内へ噴射され、該排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせるので、上記圧力変動の振幅の絶対値は、間欠的な上記圧力変動が水管等の部材に長期間作用しても該部材を破損しない値を上限とし、該部材の表面へのダストの付着を効果的に抑制し得る最小値を下限として設定され、上記部材に直接的に過大な力を与えることなく、上記部材の表面へのダスト付着を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ壁面
１Ｂ水管（部材）
２Ａノズル（気体噴射手段）
２Ｂ爆轟管（爆轟発生手段）
４制御装置（制御手段）
２２多気筒エンジン（内燃機関）
２３ノズル（気体噴射手段）
２４制御装置（制御手段）

Claims

排ガスの流路を形成する壁面で包囲される排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内で上記排ガスから熱伝達される部材の表面に付着しているダストを該部材の表面から除去するダスト除去方法において、上記排ガス流路空間内へ気体を間欠的にノズルを通じて噴射させ、該ノズルから噴射された気体により上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせ、該圧力変動により上記部材の表面からダストを除去させることとし、上記ノズルから一回で噴射される気体の大気圧換算での体積を、上記ノズルの噴射開口位置と上記部材の表面との間の距離を半径とする半球の体積に対して０．１倍以上０．５倍以下の範囲内とすることを特徴とするダスト除去方法。
気体の噴射時間間隔は周期的であり、排ガスから部材表面への熱伝達量が最大となるように、上記噴射時間間隔の周期が制御されることとする請求項１に記載のダスト除去方法。
排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間で上記排ガスから熱伝達される部材の表面に付着しているダストを該部材の表面から除去するダスト除去装置において、上記排ガス流路空間内へ気体を周期的な噴射時間間隔で間欠的に噴射して該排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせる気体噴射手段と、上記排ガスから上記部材の表面への熱伝達量を検出する熱伝達量検出手段と、該熱伝達量検出手段によって検出された熱伝達量が最大となるように上記気体噴射手段による気体の噴射時間間隔の周期を制御する制御手段とを備えることを特徴とするダスト除去装置。
排ガス流路空間内に配された部材はボイラの水管であり、熱伝達量検出手段は、該ボイラで発生する蒸気量に基づき上記排ガスから上記水管の表面への熱伝達量を検出するようになっていることとする請求項３に記載のダスト除去装置。
気体噴射手段は、燃料の燃焼により爆轟を生じさせる爆轟発生手段に接続され、該爆轟発生手段から気体を排ガス流路空間内へ噴射するようになっていることとする請求項３又は請求項４に記載のダスト除去装置。
気体噴射手段は、シリンダー内での燃料の燃焼によりピストンの往復運動を行う内燃機関に接続され、該内燃機関から排出された気体を排ガス流路空間内へ噴射するようになっていることとする請求項３又は請求項４に記載のダスト除去装置。
排ガス流路空間内で間欠的な圧力変動を生じさせて、該排ガス流路空間内で上記排ガスから熱伝達される部材の表面へのダストの付着を抑制するダスト付着抑制方法において、上記排ガス流路空間内へ気体を間欠的にノズルを通じて噴射させ、該ノズルから噴射される気体により上記排ガス流路空間内で圧力変動を生じさせ、該圧力変動により上記部材の表面にダストが付着するのを抑制させることとし、上記部材の表面における上記圧力変動の振幅の絶対値を５ｋＰａ以上５０ｋＰａ以下の範囲内とすることを特徴とするダスト付着抑制方法。
気体の噴射時間間隔は周期的であり、排ガスから部材表面への熱伝達量が最大となるように、上記噴射時間間隔の周期が制御されることとする請求項７に記載のダスト付着抑制方法。