JP6175324B2 - クリンカ除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、火力発電プラント等のボイラ設備において、主としてバーナや二段燃焼用ガス（主に空気）を噴出させる各種ポート類のスロート部（火炉開口部）近傍に付着・堆積するクリンカに向けて高圧の流体を噴射し、これを除去するクリンカ除去装置に関するものである。

バーナや二段燃焼用ガスを噴出させる各種ポート類（ＯＦＡ；Over-firing Airport、ＡＡＰ；After Air Port、ＳＡＰ；Side Air Port 等と称されるものであり、以下、これらを総称して単にエアポート、ないしはポート類と記すこともある。）の火炉に開口したスロート部近傍には、燃料中の灰分等から生成したクリンカが付着することが多い。特に微粉炭に代表される固体燃料には、灰分等が多く含まれるため、スロート部の周方向に付着したクリンカが塊状に成長する。

これを除去するための装置として、特許文献１（特許３５４７８１７号公報）の請求項１には、「微粉炭バーナの軸心位置にオイルバーナに換えて回動自在に挿入し得るよう形成された筒体と、該筒体の先端部に径方向外側に向けてクリンカ除去用噴射流を噴射し得るよう穿設された主噴射ノズルと、該主噴射ノズルの噴射流に干渉する噴射流を噴射して合成噴射流を形成し得るよう前記主噴射ノズルに近接して前記筒体の先端部に穿設された副噴射ノズルと、前記主噴射ノズル及び副噴射ノズルに対し前記筒体の基端部から噴射流体を供給し得るよう筒体内部に形成された噴射流体流路を備えたことを特徴とするクリンカ除去装置」が開示されている。

また、特許文献２（特開２０００−１１１２９６号公報）には、ボイラ内部の吊り下げ伝熱管に付着するハードクリンカを除去するための伝熱管の付着物除去装置が開示されている。これは、高速のウォータージェットを噴射するノズルを先端部に設けた長尺のアームをボイラ壁面の覗き窓から挿入し、クリンカの除去対象となる吊り下げ伝熱管にノズルを接近させるように炉外から操作するものである。

また、特許文献３（特開平９−６１０８７号公報）には伝熱管付着物除去装置として、ボイラのマンホールなどから、高圧水を噴出するノズルを先端に設けたノズルマニュピレータを挿入してボイラ火炉内の伝熱管などに付着したクリンカ状付着物を取り除く装置が開示されている。

また、特許文献４（特開平１１−１８２７５８号公報）にはパイプ同士の接続を確実にするためのパイプ同士の接続部のパイプ端部（弾性変形可能）の一方に係合溝を設け、他方に該係合溝に係止される突起部をそれぞれ設けることで容易に複数の管を接続できることが開示されている。

また、特許文献５（実公平３−１４６８号公報）にはランスパイプの先端部が溶損して短くなったら、後端部に短いパイプを接続して必要なパイプ長さを確保することができる構成が開示されている。

特許３５４７８１７号公報 特開２０００−１１１２９６号公報 特開平９−６１０８７号公報 特開平１１−１８２７５８号公報 実公平３−１４６８号公報

上記特許文献１記載の発明は、ボイラ設備の運転中でも微粉炭バーナのスロート周辺に付着・堆積したクリンカを効率良く且つ安全に除去し得るクリンカ除去装置を提供することを目的としたものであるが、前記クリンカ除去装置などを用いて行うクリンカの除去作業は、ボイラ設備の運転を停止して炉内の保守・点検等の作業をする前段階でも行う必要性が高い。

即ち、クリンカはバーナ等の部材と熱膨張（収縮）差があり、運転中はそれら部材の表面に強固に付着していたものが、冷却により部分的に剥離するなどして脱落しやすい状態となる。このようなクリンカが炉内作業中に落下すると危険であるから、予め除去しておく必要があり、クリンカが付着・堆積する部位、即ちスロート部の周方向に向けて高圧の流体を噴射し、これを除去することができるクリンカ除去装置を使用することが望ましい。

一方、ボイラの壁面には、多数のバーナやポート類が設置されており、運転停止から保守・点検等、炉内作業開始までの限られた期間に、全てのバーナやポート類に対してクリンカを除去する作業量は膨大なものとなる。高圧の流体によりクリンカを除去する装置とはいえ、最終的に使用する箇所に持ち込んで組み立て・操作を行うのは専ら人手によるため、可搬性、組み立ての容易さや操作性に対する配慮が重要である。

特許文献２記載の発明は、クリンカを除去する対象がボイラ内部の吊り下げ伝熱管であり、ボイラ壁面の覗き窓から長尺のノズルアームを挿入し、これを炉外から操作して、噴射ノズルをクリンカの付着する部位まで近づけ、ウォータージェットの噴射を行う伝熱管の付着物除去装置である。従って、本発明が対象とする多数のバーナやポート類のスロート部に付着したクリンカを除去するための装置に要する狭隘なスペースで人手による作業を伴うこと又は前記スロート部という限定された箇所でのクリンカ除去操作、あるいは前記スロート部の円周方向に付着するクリンカを除去すること等の対策について特別な配慮まではなされていない。

特許文献３記載のノズルマニュピレータはボイラ外部から操作するものであるが、ノズルマニュピレータの先端が届かない箇所にあるクリンカを除去することができない。
特許文献４記載の発明では弾性変形可能な複数のパイプ同士を容易に接続することができるが、ボイラ火炉壁面を貫通させてパイプ同士を接続することまでは開示していない。

また、特許文献５記載の発明は、ランスパイプの先端部が溶損して短くなったら、後端部に短いパイプを接続して必要なパイプ長さを確保する構成が開示されている。このような構成では、本発明のように細長いスリーブ状部材に通した長尺のランスチューブを人手によって軸方向前後および周方向に操作すると、スリーブ状部材の内壁面にランスチューブの外周面が長い範囲で接触して、細長い溝に管状の部材が嵌ったような状態となり、手動操作がしにくくなることが考えられる。また、特許文献５記載の発明は、ランスチューブ先端部側面に設けたノズルから高圧の流体を噴射することにより、その反力によるモーメントが接続部に作用し、当該接続部に変形（カシリ）を生ずる可能性がある。

本発明の課題は、簡易な構成で人手による作業がしやすく、限られた期間に、ボイラに多数設置されたバーナやポート類のスロート部に付着・堆積したクリンカを効率的に除去できるクリンカ除去装置と該クリンカ除去装置の設置方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では次のような解決手段を提供する。
請求項１記載の発明は、
１）軸方向の先端部近傍の側面に高圧の噴射流体（９）を噴射するノズル（１）を備えた第１のランスチューブ（２−１）、
２）端部に外部から高圧の噴射流体を導入する流体導入部（７）を設けた第２のランスチューブ（２−３）、
３）第１のランスチューブ（２−１）と第２のランスチューブ（２−３）の間にあって、軸方向に前記第１、第２のランスチューブ（２−１、２−３）を両端部で連結する連結部（４−１、４−２）をそれぞれ備えた少なくとも一つの中間ランスチューブ（２−２）
を連結した直管状ランスチューブ（２）を構成し、
ボイラ火炉壁を貫通して設置されているスリーブ状部材（５）の内側で該ランスチューブ（２）を摺動可能にする複数のガイド部材（３）を該ランスチューブ（２）の外周部に設けたことを特徴とするクリンカ除去装置である。

請求項２記載の発明は、各ランスチューブ（２−１、２−２、２−３）を火炉壁の外側からスリーブ状部材（５）の内部に挿入可能な作業スペースを火炉壁の外側に備えていることを特徴とする請求項１記載のクリンカ除去装置である。

請求項３記載の発明は、複数のガイド部材（３）が全て火炉壁の厚みに対応するスリーブ状部材（５）の内周面に接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のクリンカ除去装置である。

請求項４記載の発明は、複数のガイド部材（３）の内の火炉内側に配置される第１のガイド部材（３−１）はノズル（１）付きの第１のランスチューブ（２−１）の外周部であって、第１のランスチューブ（２−１）に隣接する中間ランスチューブ（２−２）との連結部（４−１）よりもノズル（１）側に配置されることを特徴とする請求項３記載のクリンカ除去装置である。

請求項５記載の発明は、隣接する第１のランスチューブ（２−１）と中間ランスチューブ（２−２）の連結部（４−１）及び中間ランスチューブ（２−２）と第２のランスチューブ（２−３）の連結部（４−２）はそれぞれ螺合により連結され、かつ第１のランスチューブ（２−１）と中間ランスチューブ（２−２）の当たり面及び中間ランスチューブ（２−２）と第２のランスチューブ（２−３）の当たり面にそれぞれ菊座金（１４）を介装させたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のクリンカ除去装置である。

請求項１記載の発明によれば、第１のランスチューブ（２−１）と第２のランスチューブ（２−３）の間に少なくとも一つの中間ランスチューブ（２−２）を連結した直管状ランスチューブ（２）がボイラ火炉壁を貫通して設置されているスリーブ状部材（５）の内側で複数のガイド部材（３）により摺動可能となる簡易な構成のクリンカ除去装置が得られ、人手による持ち運び、組立て、操作がしやすい構成で、ボイラに多数設置されたバーナやポート類のスロート部に付着・堆積したクリンカを除去することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、各ランスチューブ（２−１、２−２、２−３）を、火炉壁の外側からスリーブ状部材（５）の内部に挿入可能な作業スペースを火炉壁の外側に有することで、直管状ランスチューブ（２）の長さが長くなっても各ランスチューブ（２−１、２−２、２−３）を順次挿入しながら連結することで、直管状ランスチューブ（２）を構成することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、複数のガイド部材（３）は全て火炉壁の厚みに対応するスリーブ状部材（５）の内周面に接する位置に配置しているので、各ランスチューブ（２−１、２−２、２−３）がスリーブ状部材（５）の内側の位置に移動しても全てのガイド部材（３）がスリーブ状部材（５）を介して火炉壁に常時支持されていることになり、安定して各ランスチューブ（２−１、２−２、２−３）を摺動させることができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加えて、ノズル（１）から炉内に高圧流体を噴射したときの反力が第１のランスチューブ（２−１）と第１のランスチューブ（２−１）に隣接する中間ランスチューブ（２−２）の連結部（４−１）に大きく作用するが、複数のガイド部材（３）の内の火炉内側に配置されるガイド部材（３−１）が前記連結部（４−１）よりもノズル（１）側に配置されているので、前記ノズル（１）からの高圧流体噴射の反力により連結部（４−１）に作用するモーメントを低減できる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、ノズル１から高圧流体を噴射したときの反力やランスチューブ軸周りの回転動作に伴う連結部（４）の螺子部の変形（カシリ）もしくは折損や緩みに対する抵抗力を高めることができる。

本発明の第１の実施形態になるクリンカ除去装置の側断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明の実施形態になるランスチューブを火炉壁に挿入して連結していく様子を模式的に表した図である。 本発明の実施形態になるネジ継ぎ手からなる連結部の一例を示す断面図（図４（ａ））と菊座金の平面図（図４（ｂ））である。 本発明の実施形態になるネジ継ぎ手からなる連結部の一例を示す断面図（図５（ａ））と菊座金の平面図（図５（ｂ））である。 本発明の実施形態になるバネによる連結部の断面図（図６（ａ）、図６（ｂ））である。 本発明の別の実施形態になるクリンカ除去装置の側断面図である。 本発明の比較例のクリンカ除去装置の側断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
なお、本発明のクリンカ除去装置の適用対象となるバーナの燃料として、固体燃料である微粉炭、燃焼用ガスとして空気を用いるものを想定した説明となっているが、本発明はバーナにおける燃料種や燃焼用ガスの種類によって限定されるものではない。また、本発明の各構成要素等について、同質の機能・作用を有するものと適宜置き換えが可能である。例えば、部材の材質等は、特に断りのない限り一つの例に過ぎない。

また、本実施の形態は、第１に１本の直管状ランスチューブ２を、これを挿入するボイラ側のスリーブ状部材５の挿入口（覗き窓）６から火炉外側の流体導入部７までの間に収まる程度の長さに短く複数に分割する。このとき第１のランスチューブ２−１と第２のランスチューブ２−３は各１本ずつあれば良く、中間ランスチューブ２−２は、連結されたランスチューブ２−１、２−２、２−３の全体の必要な長さと、ボイラ側のスリーブ状部材５の挿入口（覗き窓）６から火炉外側の流体導入部７までの長さに依存する分割の必要数に応じて１本以上、必要な数を設定する。

第２に、この直管状ランスチューブ２の外周面には少なくとも、使用時においてボイラ側に装着されているスリーブ状部材５が設けられた範囲内に位置するようにガイド部材３を設置するのである。なお、スリーブ状部材５は、バーナであればオイルガンの挿入用スリーブ、他のポート類であれば、覗き窓用のスリーブ等としてボイラ側に元々備わっている構成である。

このガイド部材３（ガイド３−１、３−２）は、各ランスチューブ２−１、２−２、２−３がボイラ側のスリーブ状部材５の内側で摺動するように、直管状ランスチューブ２の外周面に設ける。

そして、このガイド部材３は、当該スリーブ状部材５の内周面上で直管状ランスチューブ２の荷重を支持する機能と中心軸周りに該ランスチューブ２を回転させる動作を円滑にする接触部材としての役割を併せ持つ。

ここで、各ランスチューブ２−１、２−２、２−３の連結部４（４−１、４−２）は、ノズル１から高圧流体を噴射したときの反力やランスチューブ軸周りの回転動作に伴う当該連結部４のネジ部の変形（カシリ）もしくは折損や緩みに対する抵抗力の高い構造を採ることが望ましい。

図１に、本発明の第１の実施形態になるクリンカ除去装置の側断面図を示し、図２には、その要部を拡大した側断面図を示す。図１及び図２は、ＡＡＰ（After Air Port）の空気流路中心軸に設けられるスリーブ状部材５の炉外側端部に形成された観察用覗き窓（挿入口）６からランスチューブ２を挿入し、高圧流体を噴射するノズル部１をクリンカ除去対象となる火炉のスロート部１０まで延伸させた様子を表す。

ここでは、図面の右側がボイラ設備の炉内側、左側が炉外側に相当し、二段燃焼用空気が図示しないウィンドボックスから供給されるＡＡＰ内の空気流路にランスチューブ２を挿入し、スロート部１０を経て火炉開口部に達するランスチューブ２の先端のノズル部１から火炉内へと噴出空気流９となって噴出する。

ＡＡＰ内の空気流路の炉外には流体導入部７（この部分は断面図でなく側面図で示す）が固定されており、ＡＡＰ内の空気流路の長手方向中心軸付近には円筒状のスリーブ状部材５が設置されている。このスリーブ状部材５は、炉内側に開口部５ａを設けており、また、通常、炉外側の端部開口部は覗き窓６となっている。該覗き窓６は、炉外からＡＡＰ内の空気流路及び炉内の状態を観察するためのものである。この覗き窓６は、本発明のクリンカ除去装置を使用する際には、直管状ランスチューブ２の挿入口として開放される。

本実施形態のクリンカ除去装置は、ランスチューブ２の内部に図示しない高圧流体供給装置から供給される高圧流体が流れる流路を形成している。即ち、スリーブ状部材５に挿入した短い第１のランスチューブ２−１と次に挿入する中間ランスチューブ２−２の端部など、チューブ端部同士の連結を繰り返すことで、覗き窓（チューブ２の挿入口）６からスロート部１０のクリンカ付着箇所までの距離に見合った長さの１つの直管状のランスチューブ２を形成する。

本実施の形態では、次の３種類のランスチューブ２−１、２−２、２−３を炉内側から順に連結する。
１）軸方向の先端部近傍の側面に高圧の噴射流体を噴射するノズル１と、その反対側の端部に隣接する中間ランスチューブ２−２との連結部４−１ａを備えたノズル１付き第１のランスチューブ２−１
２）軸方向の両端部に隣接する第１、第２のランスチューブ２−１、２−３との連結部４−１ｂ、４−２ａをそれぞれ備えた中間ランスチューブ２−２
３）一方の端部に隣接する中間ランスチューブ２−２との連結部４−２ｂと、その反対側の端部に外部から高圧の噴射流体を導入する流体導入部７を設けた操作用の第２のランスチューブ２−３
第１のランスチューブ２−１に設置されるノズル１は、高圧流体を噴射可能な各種のノズルが適用できる。また、高圧流体としては、例えば、１〜２ＭＰａ程度の圧縮空気が適している。気体であれば、水などの液体に比べて、使用後の流体の後処理の必要がなく、また、噴流を受けたボイラ設備の材料に過剰な熱衝撃を与えることが少ない利点がある。但し、クリンカの除去能力は気体の場合、一般に液体（高圧水等）に比べ不利である。

各ランスチューブ２−１、２−２、２−３の径は、スリーブ状部材５の内径に併せて上限があるので、十分な噴射圧力と流量が確保できるように、図１に示す例では、ノズル１の数は１個としている。この場合、空気などの噴射流体の反力により、特に第１のランスチューブ２−１のノズル１に隣接する中間ランスチューブ２−２との連結部４−１ａへ作用する力に対する配慮が重要となる。

それぞれのノズル１からの噴出流体がクリンカの除去に十分な噴射圧力と流量が確保できる場合には、前記ノズル１に対向するランスチューブ２−１の位置にあるノズル（図示せず）から上述のノズル１の反力を互いに打ち消しあえるような位置に設けても良い。

操作用の第２のランスチューブ２−３には、図示しない高圧流体供給装置から供給される高圧の噴射流体を導入する流体導入部７と、作業者が手動で第２のランスチューブ２−３を軸方向に前後移動させたり、周方向に回転させたりするためのハンドル１１が設置されている。

流体導入部７は、第２のランスチューブ２−３の固定された側の一方向から第２のランスチューブ２−３の内部に噴射流体を導入する基部７−１と、噴射流体をシールしつつ、この基部７−１に対してランスチューブが軸周りに回転自在となるように接続される接続機構７−２とを備えている。

これらのランスチューブ２−１、２−２、２−３は、その軸方向長さを、それぞれＬ５（ノズル付きランスチューブ２−１）、Ｌ４（中間ランスチューブ２−２）及びＬ３（操作用ランスチューブ２−３）とし、炉外の流体導入部７とランスチューブ２−１、２−２、２−３を挿入するスリーブ部材５の挿入口（覗き窓）６までの距離をＬ１としたとき、それぞれの距離の間には次のような関係が成立するように設定されている。

Ｌ１＞Ｌ３、Ｌ１＞Ｌ４、Ｌ１＞Ｌ５
これにより、組み立ての概略の断面模式図を図３に示すように、先ずノズル１付きランスチューブ２−１を挿入口６よりスリーブ状部材５内に挿し込み、その連結部４−１ａに中間ランスチューブ２−２の連結部４−１ｂを連結することができる。

次いで、この中間ランスチューブ２−２をスリーブ状部材５内に挿し込んでゆき、反対側の連結部４−２ａに操作用の第２のランスチューブ２−３の連結部４−２ｂを連結し、１本の直管状ランスチューブ２として一体化させることができる。

ここで、バーナのスロート部のみをクリンカ除去の対象とするのであれば、ランスチューブ２の全体を長さ方向に分割することなく、特許文献１記載の発明と同様に１本の長尺のランスチューブ２のみから構成されるようにしても良い。

即ち、通常のバーナ使用状態において、図示しないバーナのノズル中心軸にスリーブ状部材５を通じて挿入されるオイルバーナガンは、燃料配管の曲がり部を貫通してバーナノズル内に挿入される部位からノズルの炉内開口部近傍まで到達する長大なものであり、その長さは、例えば５ｍ程度に達する。

このため、オイルバーナガンの後方、ボイラ炉外側には、これを抜き差しする際に、障害物が無いようにボイラの設計・配置上の考慮がなされているので、必ずしもクリンカ除去装置の直管状ランスチューブ２を短く「分割」する必要は無い。

しかし、直管状ランスチューブ２は、強度や耐熱性とコストとの折り合いから、主に金属製の管材で構成される。外径は一例として５０ｍｍ前後、肉厚は３〜７ｍｍ程度のもので、５ｍもの長尺物となると、かなりの重量物となる。従って、ボイラ設備の外部から現場への搬入や、据え付け等の作業を少人数の人手によって行うのが困難な場合も多く考えられる。直管状ランスチューブ２が分割されていれば、運搬・組み立て、スリ−ブ状部材５への挿入が人手によって容易に行える。

一方、バーナ以外のポート類の場合、当該ポート類の後方であるボイラ炉外側には、長尺の直管状ランスチューブ２を細いスリーブ状部材５に挿入させるための十分な空間が確保されておらず、何らかの干渉物（例えば、図1に示す流体導入部７）が存在する場合が多い。

上述のように図３は、そのような状態の箇所に本発明のランスチューブ２を挿入し連結していく様子を模式的に表したものである。仮にスリーブ状部材５の挿入口（覗き窓）６からクリンカ８が付着した箇所の距離に合わせて１つの長尺な管で直管状ランスチューブ２を構成すると、前記挿入口６からクリンカ付着箇所までの距離と比べ、短い間隔で覗き窓６の後部に流体導入部７がある場合、直管状ランスチューブ２などが干渉し挿入することが不可能である。

このようなことからも、ランスチューブ２は複数個に分割されていることは重要である。
ここで、スリ−ブ状部材５の内径ＤＳ＞ランスチューブ２の外径ＤＬとなっていることは、いうまでもないが、スリーブ状部材５の内壁面及びランスチューブ２の外周面に曲がりやゆがみが生じていることがある。さらに、ボイラ設備の運転停止直後、スリ−ブ状部材５の炉内側は高温で熱膨張しているのに対し、ランスチューブ２は冷えた状態である。また、冷却が進行することでスリ−ブ状部材５側は収縮してくるので、ランスチューブ２とスリ−ブ状部材５の間には、ある程度の隙間を確保しておくことが必要となる。

このとき、スリ−ブ状部材５の内壁面へ直接、ランスチューブ２の外周面が接触する構造であると、長尺物であるランスチューブ２が細長い溝に嵌ったようにスリ−ブ状部材５の内壁と軸方向に長い範囲で線接触する状態となる可能性がある。このため、軸方向前後への抜き差し・移動、除去作業時の回転操作を行う際に、引きずり・固着を生じる可能性、または動作の妨げとなる可能性がある。

本実施形態は、ランスチューブ２の外周面に細いリング状の二つのガイド部材３（例えばガイド３−１及びガイド３−２）を設け、ランスチューブ２の外周面は直接スリ−ブ状部材５の内壁面とは接触せず、リング状の部材であるガイド３−１及びガイド３−２を介して接触するような構成を採る。

なお、機能的に同様のものであれば、ガイド部材３は細いリング状の形態に限定されるものではない。
炉内側のガイド３−１と炉外側のガイド３−２は、クリンカ除去装置によるクリンカ除去操作時において、両者がともにスリ−ブ状部材５の範囲内に位置するように設けられる。

即ち、クリンカ８の除去の対象となる火炉のスロート部１０は前後方向（炉内外方向）にある程度の幅があるので、クリンカ８の除去作業を行う際に、ランスチューブ２の先端に設けるノズル１を最も炉内側に移動させたときと、最も炉外側に移動させたときにもガイド３−１及びガイド３−２が共にスリ−ブ状部材５の範囲内に位置することが望ましい。

また、特に、炉内側のガイド３−１の配置は、ランスチューブ２−１とランスチューブ２−２の連結部４−１にノズル１から高圧流体を噴射したときの反力が大きく作用することから重要である。本実施形態においては、ノズル１付きのランスチューブ２−１上であって、最もランスチューブ２−１の先端側に近い連結部４−１よりもノズル１側に配置されている。

これにより、ノズル１からの高圧流体噴射の反力により連結部４−１に作用するモーメントを低減できる。このモーメントを低減する観点からは、ガイド３−１の配置は、連結部４−１よりもノズル１側であって、なるべく連結部４−１に近いランスチューブ２−１上の位置とすることが望ましい。

炉外側のガイド３−２は、除去作業を行う際に直管状ランスチューブ２を炉外側に移動させる操作上、移動を停止させる目印ともなる。
ランスチューブ２−１、２−２の連結部４−１とランスチューブ２−２、２−３の連結部４−２は、ノズル１から高圧流体を噴射したときの反力やランスチューブ軸周りの回転動作に伴う当該連結部のネジ部の変形（カシリ）もしくは折損や緩みに対する抵抗力の高い構造が適している。

図４にネジ継ぎ手からなる連結部４−１の一例の概略図を示す。図４（ａ）に示す断面図と図４（ｂ）に示す菊座金１４の平面図は、２つのランスチューブ２−１、２−２の端部にそれぞれ雌ネジ、雄ネジを設けた連結部４−１の例であり、２つのランスチューブ２−１、２−２の当たり面に菊座金１４を介装させている。なお、前記連結部の雌ネジ、雄ネジ両者の位置関係は左右逆でも良い。

図５には他のネジ継ぎ手からなる実施例の連結部４−１の概略図を示し、図５（ａ）に側面図、図５（ｂ）に菊座金１４の平面図を示す。図５（ｂ）に示すように菊座金１４の外周に均等に１２個の歯１５を形成している。そしてランスチューブ２−１、２−２の連結部４−１に用いるときには１２個の歯１５のうちで必要な歯１５だけ残して、その他の歯１５を切除する。図５で示す例では４個の歯１５を残しておく。また、ランスチューブ２−１、２−２のそれぞれの当たり面側の外周の一部を、例えば八角柱状とし、八角柱１２の各平面に溝１３を設け、該溝１３に菊座金１４の外周に残している４個の歯１５を折り曲げてはめ込む。こうして、図５に示す連結部は、ランスチューブ２−１、２−２の回転動作に伴う当該連結部の緩みを抑制することができる。前記ランスチューブ２−１、２−２の連結部４−１の図示しない雌ネジ、雄ネジの位置関係は左右逆でも良い。

図４，図５に示す連結部４−１、４−２の代わりに、図６（ａ）の連結部断面図に示すように、一方のランスチューブ２−２の端部に凸状継ぎ手２−２−ａを設け、該凸状継ぎ手２−２−ａにばね１８を内蔵した突起物１６を設け、押し縮めた当該突起物１６が他方のランスチューブ２の端部に設けた凹状継ぎ手２−１−ａの孔１７に嵌るようにして連結する構成としても良い。

以上によりランスチューブ２上にネジを加工せずに済むほか、着脱が容易になるので、火炉が設置されている現場での作業者の労力を軽減することができる。
なお、図６（ａ）の連結部４−１の断面図に示すように、ランスチューブ２−１−ａの外周面には、孔１７が貫通していることが望ましい。これによりランスチューブ２−１、２−２同士を脱着する時には外側から突起物１６をバネ１８の力に抗して押し下げ、ランスチューブ２−２を引き抜くことで容易に脱着できる。

さらに図６（ｂ）の連結部４−１の断面図に示すように、ランスチューブ２−１の孔１７には、ランスチューブ２−２の突起物１６を収容する窪み部１７ａを有する形成とし、該窪み部１７ａの奥側では突起物１６の先端部よりも小径の開口部がランスチューブ２−１の外周面に貫通するような構成としておけば、突起物１６の先端部がランスチューブ２−１の外周面に飛び出すことなく、他の部材との干渉を避けることができる。

このようにして複数のランスチューブ２−１、２−２を繋ぎ合わせ、作業者が軸周り（周方向）に回転させる動作と、前後方向（炉内外）に移動させる動作とを行い、ノズル１から高圧流体を火炉のスロート部１０の全面に向けて満遍なく吹き付けることでクリンカを効率良く除去することができる。

作業者は、操作用の第２のランスチューブ２−３上のハンドル１１（図１）を利用して一方向の往復動作と回転動作という単純な動作を適宜行うことでクリンカ除去作業を進めることができる。

ハンドル操作は炉外からの操作であるので、ボイラ運転停止後、炉内が常温になる前の高温の状態でも着手可能である。特に、ボイラ内の除去作業対象部位が高温の状態であれば、高圧流体噴射に伴う急速な冷却効果により、付着・堆積したクリンカが剥離・脱落しやすくなり、除去作業を迅速・効率的に進めることができる。

本実施形態は、１本の直管状のランスチューブ２を、これを挿入するボイラ側のスリーブ状部材５の挿入口６から炉外側の流体導入部７までの間に収まる程度の長さに短く複数に分割するものであるが、前述のノズル１付きランスチューブ２−１及び操作用ランスチューブ２−３は各１本ずつあれば良い。一方、中間ランスチューブ２−２は、連結されたランスチューブ２全体の必要な長さと、スリーブ状部材５の挿入口６から後方（炉外側）の流体導入部７までの長さに依存する分割の条件に応じて１本以上、必要な数を設定する。

加えて、ランスチューブ２の外周面に設けられるガイド部材３は、使用時においてスリーブ状部材５が設けられた範囲内に位置するように設置する必要があるが、スリーブ状部材５の長さ、その挿入口６及び火炉側の端部である開口部５ａの位置は、ランスチューブ２の必要長さとは関係なく定まっているので、直管状ランスチューブ２の分割（設定）条件（例えば、分割数、又は分割された短尺管それぞれを配置に応じてどの程度の長さに区切るかといった条件など）及びガイド部材３の設置位置には、スリーブ状部材５の条件（長さ、挿入口６、開口部５ａの位置等）に応じた配慮が必要である。
［比較例１］

図８は、スリーブ状部材５の長さが短く、その開口部５ａの先端から、クリンカ除去対象の最遠部となる火炉スロート部１０までの距離Ｌｘが長いケースを表したものである。
このケースでは、スリーブ開口部５ａの先端から、直管状ランスチューブ２を最も炉内側まで挿入した当該ランスチューブ２の先端部位置までの距離Ｌｘがノズル１付きランスチューブ２−１の長さＬ５よりも長い。

仮に前述の実施形態１と同様に、ノズル１付きランスチューブ２−１の連結部４−１に近い部位にガイド３−１を配置すると、ランスチューブ２−１を炉内側に移動させた場合には、ガイド３−１がスリーブ開口部５−１の先端からはみ出してしまう。そこで、ガイド３−１を中間ランスチューブ２−２上、連結部４−１ｂに近い部位に配置している。

しかし、このようにすると、ノズル１を１つしか設けず、高圧流体噴射の反力を複数のノズル１からの噴射反力で互いに打ち消すことができないような場合には、ガイド３−１を支点として連結部４−１に作用するノズル１の反力のモーメントが大きくなるので、連結部４−１のネジ部の変形（カシリ）もしくは折損や緩みの原因となる可能性がある。

図８に示す比較例１の構成の場合には、図７に示すように、スリーブ部材５の開口部５ａの先端から炉内側に延びる直管状ランスチューブ２として、ノズル１付きランスチューブ２−１−１と、これに連結部４−１−１で連結される延長用ランスチューブ２−１−２とで構成することが望ましい。

そして、ガイド３−１は延長用ランスチューブ２−１−２上に設け、中間ランスチューブ２−２との連結部４−１−２に近い部位に配置する。
言い換えれば、ノズル１付きランスチューブ２−１を連結部４−１−１でさらにノズル付きランスチューブ２−１−１と延長用ランスチューブ２−１−２とに分割し、なるべくノズル１から連結部４−１−１までの距離が短くなるようにノズル付きランスチューブ２−１−１の長さＬ９を設定する。

これにより、連結部４−１−１に作用するノズル１からの高圧流体噴射の反力の作用を小さくして、当該連結部４−１−１及び連結部４−１−２におけるネジ部の変形（カシリ）もしくは折損や緩みの可能性を低減することができる。

本実施形態３の構成、組み立て方法、機能、本実施形態による効果等は前述の実施形態１と同様である。

１ ノズル部
２ ランスチューブ
３ ガイド部材
４ 連結部
５ スリーブ状部材
６ 観察用覗き窓（挿入口）
７ 流体導入部
８ クリンカ
９ 噴出空気流
１０ スロート部
１１ ハンドル
１２ ボルト
１３ 溝
１４ 菊座金
１５ 菊座金の歯
１６ 突起物
１７ 孔
１８ ばね

Claims (5)

1. １）軸方向の先端部近傍の側面に高圧の噴射流体（９）を噴射するノズル（１）を備えた第１のランスチューブ（２−１）、
   ２）端部に外部から高圧の噴射流体を導入する流体導入部（７）を設けた第２のランスチューブ（２−３）、
   ３）第１のランスチューブ（２−１）と第２のランスチューブ（２−３）の間にあって、軸方向に前記第１、第２のランスチューブ（２−１、２−３）を両端部で連結する連結部（４−１、４−２）をそれぞれ備えた少なくとも一つの中間ランスチューブ（２−２）
   を連結した直管状ランスチューブ（２）を構成し、
   ボイラ火炉壁を貫通して設置されているスリーブ状部材（５）の内側で該ランスチューブ（２）を摺動可能にする複数のガイド部材（３）を該ランスチューブ（２）の外周部に設けたことを特徴とするクリンカ除去装置。
2. 各ランスチューブ（２−１、２−２、２−３）を火炉壁の外側からスリーブ状部材（５）の内部に挿入可能な作業スペースを火炉壁の外側に備えていることを特徴とする請求項１記載のクリンカ除去装置。
3. 複数のガイド部材（３）が全て火炉壁の厚みに対応するスリーブ状部材（５）の内周面に接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のクリンカ除去装置。
4. 複数のガイド部材（３）のうちの火炉内側に配置される第１のガイド部材（３−１）はノズル（１）付きの第１のランスチューブ（２−１）の外周部であって、第１のランスチューブ（２−１）に隣接する中間ランスチューブ（２−２）との連結部（４−１）よりもノズル（１）側に配置されることを特徴とする請求項３記載のクリンカ除去装置。
5. 隣接する第１のランスチューブ（２−１）と中間ランスチューブ（２−２）の連結部（４−１）及び中間ランスチューブ（２−２）と第２のランスチューブ（２−３）の連結部（４−２）はそれぞれ螺合により連結され、かつ第１のランスチューブ（２−１）と中間ランスチューブ（２−２）の当たり面及び中間ランスチューブ（２−２）と第２のランスチューブ（２−３）の当たり面にそれぞれ菊座金（１４）を介装させたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のクリンカ除去装置。

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