WO2012141284A1 - Sound wave generating device, sonic extraneous matter eliminating/minimizing device, sonic soot blower device, heat exchange device, exhaust gas treatment device, and industrial equipment using same, method of operating sound wave generating device, and method of operating heat exchange device - Google Patents

Sound wave generating device, sonic extraneous matter eliminating/minimizing device, sonic soot blower device, heat exchange device, exhaust gas treatment device, and industrial equipment using same, method of operating sound wave generating device, and method of operating heat exchange device Download PDF

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diaphragm
wave generator
rim
pressure
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松本　曜明
山口　良祐
昌俊 間宮
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バブコック日立株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/02—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers driven by gas; e.g. suction operated
    • G10K9/04—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers driven by gas; e.g. suction operated by compressed gases, e.g. compressed air

Definitions

  • the mouthpiece 4 is attached to the sound wave generator main body 1 in a replaceable manner by means such as bolts or screws, and can be replaced with a new mouthpiece 4 when the rim 17 of the mouthpiece 4 is worn down to a predetermined position. It has become. Whether or not the rim 17 of the mouthpiece 4 has been worn to a predetermined location is monitored by a vibration analysis sensor (not shown) installed in the sound wave generator.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing a result of measuring a change in internal pressure of the sound wave generator after the control valve (A) is switched from OFF to ON in the sound wave generator according to the present embodiment and the conventional sound wave generator. is there.
  • a curve C in the figure is a characteristic curve of the sound wave generator according to the present embodiment
  • a curve D is a characteristic curve of the conventional sound wave generator.
  • the resultant force is the same because the direction of the rigid force to return the diaphragm 3 itself to the original state and the direction of the external force by the compressed gas 25 to the back surface of the diaphragm 3 are the same. It works and returns, and collides with the rim 17 more violently.
  • the spring member 28 is interposed between the diaphragm 3 and the diaphragm cover 5 in a slightly compressed state as shown in FIG. As shown in FIGS. 11 and 12, the plurality of spring members 28 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rim 17 at positions facing the rim 17 provided on the mouthpiece 4.
  • one sonic soot blower according to the present invention can obtain a sound pressure comparable to the synthesized sound pressure obtained by simultaneous operation of a plurality of conventional sonic soot blowers, It is possible to extremely reduce the number of sonic soot blowers installed.
  • the sound wave generator of the present invention sets the rim setting position from the neutral ( ⁇ ) side, so the rim setting position from the neutral (+ The amplitude range of the diaphragm is considerably wider than the conventional sound wave generator set on the) side.

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Abstract

[Problem] To provide a sound wave generating device capable of running over an extended life, and able to generate sound waves of high acoustic pressure while consuming a minimal amount of compressed gas. [Solution] A sound wave generating device provided with: a diaphragm (3); a retainer (16) for retaining the diaphragm (3); a mouthpiece (4) having a rim (17); a pressure accumulator (19) furnished to the outside of the mouthpiece (4); a compressed gas supply system (10) for supplying a compressed gas (2) to the pressure accumulator (19); and an acoustic conduit formed by the mouthpiece (4), a resonance tube (7), and a horn (8); characterized by being furnished with a means for pushing the diaphragm (3) against the rim (17) of the mouthpiece (4) by compressed air (25) from the back surface side of the diaphragm (3).

Description

音波発生装置およびそれを使用した音波式付着物除去・抑制装置、音波式スートブロワ装置、熱交換装置、排ガス処理装置、産業機器ならびに音波発生装置の運用方法、熱交換装置の運用方法SOUND GENERATOR AND SOUND TYPE ADJUSTING / SUPPRESSION DEVICE USING SAME, SOUND TYPE SOUT BLOWER DEVICE, HEAT EXCHANGE DEVICE, EXHAUST GAS TREATMENT DEVICE, INDUSTRIAL EQUIPMENT, SOUND GENERATION DEVICE OPERATING METHOD, HEAT EXCHANGE DEVICE OPERATING METHOD
　本発明は、圧縮気体を駆動力として振動板を駆動させて音波を発生する音波発生装置に係り、特に高音圧の音波を少ない量の圧縮気体で発生でき、しかも長寿命運転が可能な音波発生装置に関する。 The present invention relates to a sound wave generator that generates a sound wave by driving a diaphragm using a compressed gas as a driving force, and in particular, a sound wave generator capable of generating a high sound pressure sound wave with a small amount of compressed gas and capable of a long-life operation. Relates to the device.
　例えば石炭やバイオマスなどの固体燃料を燃焼するボイラ装置においては、燃焼排ガス中に多量の燃焼灰が含まれており、この燃焼灰が火炉壁や伝熱管などに付着、堆積して伝熱機能を阻害する。このため、蒸気式スートブロワを多数設置して局部的に高速の蒸気噴流を伝熱管などに吹き付けて燃焼灰の付着、堆積を抑制していた。 For example, in a boiler device that burns solid fuel such as coal and biomass, a large amount of combustion ash is contained in the flue gas, and this combustion ash adheres to and accumulates on the furnace wall and heat transfer tube, etc. Inhibit. For this reason, a large number of steam soot blowers have been installed, and high-speed steam jets are blown locally onto heat transfer tubes, etc., to suppress the adhesion and accumulation of combustion ash.
　しかし、この方法は蒸気噴流の速度が速いため、吹き付けられた面に燃焼排ガス中の灰が巻き込まれ、高速の灰が伝熱管と衝突する現象を引き起こしスチームエロージョンを発生して、伝熱管の耐用寿命を短くしていた。 However, this method has a high speed of the steam jet. Life was shortened.
　そのため音波式スートブロワを使用して、炉内に高音圧の音波を発生することにより伝熱管上への燃焼灰の付着、堆積を抑制する方法を併用すると、蒸気式スートブロワの運用頻度を従来の１／４～１／１０程度に低減させることができた。 For this reason, using a soot blower with a high sound pressure in the furnace to suppress the adhesion and deposition of combustion ash on the heat transfer tube, the operation frequency of the steam soot blower can be reduced to 1 / 4 to 1/10.
　図２９は従来の音波発生装置の要部断面図、図３０は図２９のＸ部の拡大断面図である。　
　この音波発生装置は図２９に示すように、音波発生装置本体１０１、その音波発生装置本体１０１に保持・固定され、例えば圧縮空気などの駆動用圧縮気体１０２を利用して音波を発生する金属製の振動板１０３、前記音波発生装置本体１０１の内側に設置されたマウスピース１０４、前記音波発生装置本体１０１の上部に取り付けられて、前記振動板１０３を覆う振動板カバー１０５などを備えている。 29 is a cross-sectional view of a main part of a conventional sound wave generator, and FIG. 30 is an enlarged cross-sectional view of a portion X in FIG.
As shown in FIG. 29, this sound wave generator is made of a metal that generates and generates sound waves using a drive gas 102 such as compressed air, which is held and fixed to the sound wave generator body 101 and the sound wave generator body 101. The diaphragm 103, the mouthpiece 104 installed inside the sound wave generator main body 101, the diaphragm cover 105 attached to the upper portion of the sound wave generator main body 101 and covering the vibration plate 103, and the like.
　図示していないが、前記マウスピース１０４の先端部（図面においてマウスピース１０４の下端部）には共鳴筒が接続され、さらにこの共鳴筒の先端部にはホーンが接続されている。また、前記音波発生装置本体１０１に形成された圧縮気体導入口１０６には、圧縮気体１０２を送給するための供給系統が接続されている。 Although not shown, a resonance tube is connected to the tip of the mouthpiece 104 (the lower end of the mouthpiece 104 in the drawing), and a horn is connected to the tip of the resonance tube. A supply system for feeding the compressed gas 102 is connected to the compressed gas inlet 106 formed in the sound wave generator main body 101.
　円板状の振動板１０３の外周部は、音波発生装置本体１０１に設けられた保持部１０７と、振動板カバー１０５に設けられた押圧部１０８の間にＯリング１０９ａ，１０９ｂを介して挟持・固定されている。図３０に示す固定端は、前記Ｏリング１０９ａ，１０９ｂによる固定端を示している。 The outer periphery of the disc-shaped diaphragm 103 is sandwiched between O- rings 109 a and 109 b between a holding part 107 provided on the sound wave generator main body 101 and a pressing part 108 provided on the diaphragm cover 105. It is fixed. The fixed ends shown in FIG. 30 are fixed ends by the O- rings 109a and 109b.
　なお図示していないが、前記Ｏリング１０９ａ，１０９ｂの代わりに、押圧部１０８により振動板１０３を押し付ける部位の上面に△状の加工を行なったり、逆に、押圧部１０８の押し付け部位を▽状に加工して、支点押圧を行なう方式もある。 Although not shown, instead of the O- rings 109a and 109b, a Δ-shaped process is performed on the upper surface of the portion where the diaphragm 103 is pressed by the pressing portion 108, or conversely, the pressing portion of the pressing portion 108 is changed to a ▽ shape. There is also a method in which the fulcrum is pressed.
　前記マウスピース１０４の振動板１０３と対向する側には、振動板１０３が当接する平面形状が環状のリム１１０（図３０参照）が設けられている。音波発生装置本体１０１の軸方向１１１における前記リム１１０の上面位置は、振動板１０３が振動停止状態のときに振動板１０３を若干押し上げる状態になる位置に設定されている。 On the side of the mouthpiece 104 facing the diaphragm 103, a rim 110 (see FIG. 30) having an annular planar shape with which the diaphragm 103 abuts is provided. The position of the upper surface of the rim 110 in the axial direction 111 of the sound wave generator main body 101 is set to a position where the diaphragm 103 is slightly pushed up when the diaphragm 103 is in a vibration stop state.
　前述のように図３０は図２９のＸ部の拡大断面図で、前記リム１１０の位置を説明するための図である。同図において、音波発生装置本体１０１からマウスピース１０４がない状態で振動板１０３を前記固定端で固定し、振動板１０３が水平状態にある位置を振動板１０３の「０位置」とすると、マウスピース１０４がある状態の音波発生装置本体１０１では、マウスピース１０４の前記リム１１０が前記「０位置」よりも上方、すなわち（＋）方向にあって、図２９に示すように振動板１０３を若干押し上げている。このようにリム１１０によって押し上げられた位置が、振動板１０３のニュートラル位置である。 As described above, FIG. 30 is an enlarged cross-sectional view of a portion X in FIG. 29, and is a view for explaining the position of the rim 110. In the figure, when the diaphragm 103 is fixed at the fixed end without the mouthpiece 104 from the sound wave generator main body 101, and the position where the diaphragm 103 is in the horizontal state is the “0 position” of the diaphragm 103, the mouse In the sound wave generator main body 101 with the piece 104, the rim 110 of the mouthpiece 104 is above the “0 position”, that is, in the (+) direction, and the diaphragm 103 is slightly placed as shown in FIG. It is pushing up. The position pushed up by the rim 110 in this way is the neutral position of the diaphragm 103.
　図２９に示すように振動板１０３をリム１１０が押上げることで振動板１０３は湾曲状態に変形し、振動板１０３が元の状態に戻ろうとする剛性力がリム１１０側に作用するため、振動板１０３とリム１１０は密着した状態になっている。 As shown in FIG. 29, when the rim 110 pushes up the diaphragm 103, the diaphragm 103 is deformed into a curved state, and a rigidity force that causes the diaphragm 103 to return to the original state acts on the rim 110 side. The plate 103 and the rim 110 are in close contact with each other.
　この状態で振動板１０３の駆動用圧縮気体１０２(圧縮気体１０２として、例えば圧縮空気が用いられる)をリム１１０と振動板１０３の間に形成されている環状の密閉空間部１１２内に供給する。すると密閉空間部１１２内の圧力が上昇し、上昇した圧縮気体圧力により振動板１０３はリム１１０から持ち上げられる。 In this state, the compressed gas 102 for driving the diaphragm 103 (for example, compressed air is used as the compressed gas 102) is supplied into an annular sealed space 112 formed between the rim 110 and the diaphragm 103. Then, the pressure in the sealed space portion 112 increases, and the diaphragm 103 is lifted from the rim 110 by the increased compressed gas pressure.
　このとき振動板１０３とリム１１０との間に隙間が形成され、圧縮気体１０２はこの隙間よりマウスピース１０４側に排気されることで、前記密閉空間部１１２内の圧縮気体圧力は低下し、振動板１０３の持ち上げ力が減少する。 At this time, a gap is formed between the diaphragm 103 and the rim 110, and the compressed gas 102 is exhausted to the mouthpiece 104 side through this gap, so that the compressed gas pressure in the sealed space portion 112 decreases and vibrations occur. The lifting force of the plate 103 is reduced.
　このときの振動板１０３は図２９において点線１０３Ｃで示すように、それの停止状態より更に湾曲するように撓むため振動板１０３自身に元の状態（停止状態）に戻ろうとする剛性力が更に強く働き、この剛性力に対し圧縮気体圧の低下により振動板１０３は戻り動作となり、リム１１０に衝突する。この時点で再度振動板１０３とリム１１０は密着性が確保されるため、振動板１０３はリム１１０から持ち上げられ、リム１１０と振動板１０３との隙間より圧縮気体が噴出し、振動板１０３はリム１１０に衝突する。このようにして、振動板１０３が上下の微振動を開始する。 At this time, as shown by a dotted line 103C in FIG. 29, the diaphragm 103 bends so as to bend more than its stopped state, so that the diaphragm 103 itself has a rigidity force to return to the original state (stop state). The diaphragm 103 is returned to the rim 110 due to a decrease in the compressed gas pressure against the rigid force and collides with the rim 110. At this time, the diaphragm 103 and the rim 110 are secured again so that the diaphragm 103 is lifted from the rim 110, and a compressed gas is ejected from the gap between the rim 110 and the diaphragm 103. Collide with 110. In this way, the diaphragm 103 starts a slight vertical vibration.
　この振動板１０３の上下の微振動は、振動板１０３を押し上げた圧縮気体１０２がマウスピース１０４に排気された排気気体１０２Ａに粗密波を形成する。そして振動板１０３の下方に設置されているマウスピース１０４を通過するときに前記粗密波は増幅され、増幅した粗密波がさらに下方の共鳴筒とホーン（共に図示せず）を通過するときに、一定周波数の音波のみの共振現象により更に大きく増幅された、一定周波数の音波が生まれる。 The fine vibrations above and below the diaphragm 103 form a dense wave in the exhaust gas 102A in which the compressed gas 102 that pushed up the diaphragm 103 is exhausted to the mouthpiece 104. Then, when passing through the mouthpiece 104 installed below the diaphragm 103, the coarse wave is amplified, and when the amplified coarse wave further passes through the lower resonance cylinder and horn (both not shown), Due to the resonance phenomenon of only a sound wave of a constant frequency, a sound wave of a constant frequency that is further amplified is born.
　このようにして発生した一定周波数を持つ音波は共鳴筒の入口部（マウスピース１０４側）に音圧のフィードバックが作用することで、リム１１０からの振動板１０３の持ち上げ力は（駆動用圧縮空気圧＋音圧のフィードバック）の合力となり、振動板１０３自身をリム１１０より上方に強く持ち上げる作用を発生する。 A sound wave having a constant frequency generated in this way is subjected to sound pressure feedback at the entrance (the mouthpiece 104 side) of the resonance cylinder, so that the lifting force of the diaphragm 103 from the rim 110 is (compression air pressure for driving). + Sound pressure feedback), and the diaphragm 103 itself is strongly lifted upward from the rim 110.
　図中の点線１０３Ａは最大振幅時における最上点の振動板１０３の湾曲状態を示しており、また点線１０３Ｂは最大振幅時における最下点の振動板１０３の湾曲状態を示している。また点線１０３Ｃは起動初期の振動板１０３の湾曲状態を示しており、Ｃは起動初期の振幅を示している。 The dotted line 103A in the figure shows the curved state of the uppermost diaphragm 103 at the maximum amplitude, and the dotted line 103B shows the curved state of the lowermost diaphragm 103 at the maximum amplitude. A dotted line 103C indicates the curved state of the diaphragm 103 at the initial stage of startup, and C indicates an amplitude at the initial stage of startup.
　このようにして一度振動板１０３の微振動が発生すれば、その後は共鳴筒とホーンでの共振により増幅した音波により振動板１０３は所定の振幅１０３Ａが継続し、連続した音波発生が可能となり、生成された音波はホーンを通して外部（ボイラ装置の場合は炉内あるいは煙道内）に発振される。 Once a slight vibration of the diaphragm 103 is generated in this manner, the diaphragm 103 continues to have a predetermined amplitude 103A by a sound wave amplified by resonance between the resonance cylinder and the horn, and continuous sound wave generation becomes possible. The generated sound waves are oscillated through the horn to the outside (in the case of a boiler device, in the furnace or in the flue).
　なお、音波発生装置の先行技術文献に関しては、例えば下記のような特許文献１～６などを挙げることができる。 In addition, as for prior art documents of the sound wave generator, for example, the following patent documents 1 to 6 can be cited.
国際公開０１／０５３７５４号公報International Publication No. 01/053754 特開平９－６１０８９号公報JP-A-9-61089 特開平９－６１０９０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-61090 特開平１１－２２３３２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-223328 特開２００４－１１６７９８号公報JP 2004-116798 A 特開２００４－１１６７９９号公報JP 2004-116799 A
　音波による灰堆積抑制効果は音圧が高いほど効果が得られるが、現状の例えば大型石炭焚きボイラ装置では音波発生領域の奥行きが広いため、ボイラ装置中央部の伝熱管に音波が到達するまでに音圧が減衰するという問題がある。 The higher the sound pressure, the more effective the ash accumulation suppression effect by sound waves is.However, in the current large-sized coal-fired boiler equipment, the depth of the sound wave generation area is wide, so the sound waves reach the heat transfer tube in the center of the boiler equipment. There is a problem that sound pressure is attenuated.
　この音圧減衰に対処するため、音波発生音圧を高める方法（具体的には前記圧縮気体１０２の圧力を高める方法、複数台の音波発生装置から同時に同一周波数の音波を発生させ合成音圧を高める方法など）と同時に、気柱共振を発生させる周波数を選定し、選定された共振周波数で運用することでボイラ装置内での音圧を高めていた。 In order to cope with this sound pressure attenuation, a method for increasing the sound pressure generated by the sound wave (specifically, a method for increasing the pressure of the compressed gas 102, a plurality of sound wave generators simultaneously generating sound waves of the same frequency and generating a combined sound pressure) At the same time, the frequency at which air column resonance is generated is selected, and the sound pressure in the boiler apparatus is increased by operating at the selected resonance frequency.
　また、音波発生装置の構成上、振動板１０３が絶えずリム１１０に衝突するため、リム１１０に微小摩耗が発生し、振動板１０３とリム１１０との位置関係が徐々に変化し、最終的にはリム１１０の摩耗深さが許容値を超えることで、音波発生起動時に振動板１０３とリム１１０の密着性が確保できなくなり圧縮気体１０２が音波発生装置内で洩れることで、振動板１０３を駆動できる圧力まで上昇できなくなり、音波の発振が停止する。 Further, due to the configuration of the sound wave generator, the diaphragm 103 constantly collides with the rim 110, so that minute wear occurs on the rim 110, and the positional relationship between the diaphragm 103 and the rim 110 gradually changes. When the wear depth of the rim 110 exceeds the allowable value, the adhesion between the diaphragm 103 and the rim 110 cannot be ensured at the start of sound wave generation, and the compressed gas 102 leaks in the sound wave generator, so that the diaphragm 103 can be driven. The pressure cannot be increased, and the sound wave stops oscillating.
　音圧強化のために振動板１０３の振幅を大きくすると、振動板１０３がリム１１０に衝突するときの衝突速度が増加し、そのためにリム１１０の摩耗速度が速くなり、音波発生装置の運用期間が更に短くなるという問題がある。 When the amplitude of the diaphragm 103 is increased to enhance the sound pressure, the collision speed when the diaphragm 103 collides with the rim 110 is increased, so that the wear speed of the rim 110 is increased and the operation period of the sound wave generator is increased. There is a further problem of shortening.
　従来の音波式スートブロワ1台当りの音波発生音圧が大型石炭焚きボイラ装置の大きさに対して不足しているため、従来の音波式スートブロワを蒸気式スートブロワと併用することで、現状以上に蒸気式スートブロワの運用頻度を低減させ、伝熱管表面のスチームエロージョンを低減させるには、下記のような問題点がある。 The sound pressure generated by a conventional sonic soot blower is insufficient compared to the size of a large coal fired boiler. In order to reduce the operation frequency of the soot blower and reduce steam erosion on the surface of the heat transfer tube, there are the following problems.
（問題点１）
　音波発生装置の音圧強化のために駆動用圧縮気体の駆動運用圧力を増加するためには、圧縮気体を得るための既設空気圧縮機を高圧仕様に変更したり、あるいは追設する必要があり、そのために設備費が増加し、追設の場合には設置スペースが必要となる。また、駆動運用圧力を高めることにより、圧縮気体（圧縮空気）の消費量が増えて、運用費の増加をきたす。 (Problem 1)
In order to increase the driving operation pressure of the compressed gas for driving to enhance the sound pressure of the sound wave generator, it is necessary to change the existing air compressor for obtaining the compressed gas to a high pressure specification or to additionally install it. Therefore, the equipment cost increases, and in the case of additional installation, installation space is required. Further, by increasing the driving operation pressure, the consumption of compressed gas (compressed air) increases, resulting in an increase in operation costs.
（問題点２）
　前記音圧強化のため、複数の音波発生装置に対して同一周波数の音波を同時に発振させて、発振音波を合成させることで音圧強化を行なうが、音波発生装置の運用台数が増加することにより空気圧縮機の追設が必要となり、それらの設備費が嵩む。また、圧縮気体の消費量が増えて、運用費の増加をきたす。 (Problem 2)
For the sound pressure enhancement, sound pressure is enhanced by simultaneously oscillating sound waves of the same frequency for a plurality of sound wave generators and synthesizing the oscillating sound waves, but by increasing the number of operating sound wave generators An additional air compressor is required, which increases the equipment cost. In addition, the consumption of compressed gas increases, resulting in an increase in operating costs.
（問題点３）
　前記音圧強化による振動板の振幅を大きくすることにより、リムの摩耗量が増え、音波発生装置の耐用寿命が低下し、また、音波発生装置の維持管理費が増加する。 (Problem 3)
By increasing the amplitude of the diaphragm due to the sound pressure enhancement, the wear amount of the rim increases, the service life of the sound wave generator decreases, and the maintenance cost of the sound wave generator increases.
　図２９に示す従来の音波発生装置を長時間運用していると、振動板１０３と衝突するリム１１０には衝突による摩耗が発生し、この摩耗の進行により音波発生起動時にリム１１０による振動板１０３の押上げ量が低下し、振動板１０３の湾曲量が減少する。この摩耗が更に進行することで、振動板１０３の湾曲による剛性力の低下をもたらし、音波発生起動時に密着性が維持できなくなる。 When the conventional sound wave generator shown in FIG. 29 is operated for a long time, the rim 110 that collides with the vibration plate 103 is worn due to the collision. And the amount of bending of the diaphragm 103 is reduced. As the wear further progresses, the rigidity of the diaphragm 103 is lowered due to the bending, and the adhesion cannot be maintained when the sound wave generation is started.
　この状態で起動を開始すると振動板１０３とリム１１０の間に隙間があるため、密閉空間部１１２が形成されず、圧縮気体１０２を供給しても内圧の上昇量が少なく、そのため振動板１０３の押上げが不十分で、振動板１０３の微振動ができなくなり、その後のマウスピース１０４や共鳴筒とホーンでの増幅ができず、音波が発生しない。 When starting is started in this state, since there is a gap between the diaphragm 103 and the rim 110, the sealed space portion 112 is not formed, and even if the compressed gas 102 is supplied, the amount of increase in internal pressure is small. The push-up is insufficient and the diaphragm 103 cannot be vibrated finely, and cannot be amplified by the mouthpiece 104, the resonance tube and the horn thereafter, and no sound wave is generated.
　図５中の曲線Ｄは、従来の音波発生装置で振動板１０３とリム１１０の間に隙間が形成され、密閉空間部１１２内の圧力が上昇できず、その結果、音波が発生しない状態を示している。 A curve D in FIG. 5 shows a state in which a gap is formed between the diaphragm 103 and the rim 110 in the conventional sound wave generator, and the pressure in the sealed space 112 cannot rise, and as a result, no sound wave is generated. ing.
　長時間の運用でも確実に音波を発生させるためには、音波発生装置の起動時に振動板とリムの密着状態が維持されていることが重要である。この密着性を確保するため、従来の音波発生装置ではリムにより振動板を押上げ、振動板を湾曲に変形させ、振動板の湾曲変形による剛性力を引き出して、この剛性力によりリムとの密着性を確保してきた。 In order to reliably generate sound waves even during long-term operation, it is important that the contact state between the diaphragm and the rim is maintained when the sound wave generator is activated. In order to ensure this adhesion, in the conventional sound wave generator, the diaphragm is pushed up by the rim, the diaphragm is deformed into a curved shape, and the rigid force due to the curved deformation of the diaphragm is extracted, and this rigid force is used to contact the rim. Have secured the sex.
　従来、長期間の運用によるリム１１０の摩耗量を考慮した運用を行うため、初期のリム設定レベルは余裕を持たせた状態、すなわち、許容磨耗量が発生しても密着性が確保できるように磨耗量を加えた設定を行なうため、リム１１０による振動板１０３の押上げ量を大きく設定していた。 Conventionally, since the operation is performed in consideration of the wear amount of the rim 110 due to the long-term operation, the initial rim setting level is in a state where there is a margin, that is, the adhesion can be ensured even if the allowable wear amount occurs. In order to perform the setting with the amount of wear added, the amount by which the diaphragm 103 is pushed up by the rim 110 is set large.
　他方、振動板１０３自身の剛性力は湾曲量が増加すると共に強力になるため、振動板１０３の物理的仕様（直径、厚さ、材質）が一定の状態では湾曲できる範囲には物理的な制約がある。図２９中の最大湾曲時の撓み量を（Ａ）とし、振動板静止時の初期のリム押上げ設定レベルで発生した撓み量を（Ｂ）とすると、音波発生装置での最大振幅は（Ａ－Ｂ）となる。 On the other hand, since the rigidity of the diaphragm 103 itself becomes stronger as the amount of bending increases, there is a physical restriction on the range in which the diaphragm 103 can be bent when the physical specifications (diameter, thickness, material) are constant. There is. In FIG. 29, when the bending amount at the maximum bending in FIG. 29 is (A) and the bending amount generated at the initial rim push-up setting level when the diaphragm is stationary is (B), the maximum amplitude in the sound wave generator is (A). -B).
　前記最大湾曲時の撓み量（Ａ）は圧縮気体１０２の圧力、あるいは振動板１０３の厚み、直径、材質により一定となるため、音波発生装置での振動板１０３の振幅を増加させるには、振動板静止時の初期のリム押上げ設定レベルで発生した撓み量（Ｂ）を低く設定することが必要となる。 The deflection amount (A) at the time of the maximum bending is constant depending on the pressure of the compressed gas 102 or the thickness, diameter, and material of the diaphragm 103. Therefore, in order to increase the amplitude of the diaphragm 103 in the sound wave generator, vibration is required. It is necessary to set the deflection amount (B) generated at the initial rim push-up setting level when the plate is stationary low.
　ところが従来の音波発生装置では、振動板静止時の初期のリム押上げ設定レベルで発生した撓み量（Ｂ）を低くすると、発振振幅（Ａ－Ｂ）は増加するが、起動時の振動板１０３の湾曲量が低下するため、起動時の振動板１０３とリム１１０との密着性の維持ができなくなり、音波の発振停止や、初期では音波が発振できても長時間の運用によるリム１１０の摩耗進行が、許容磨耗量を超えた時点で音波の発振停止が発生していた。 However, in the conventional sound wave generator, if the amount of deflection (B) generated at the initial rim push-up setting level when the diaphragm is stationary is lowered, the oscillation amplitude (AB) increases, but the diaphragm 103 at the time of startup is increased. Therefore, it is impossible to maintain the adhesion between the diaphragm 103 and the rim 110 at the time of activation, and the rim 110 is worn due to long-term operation even when the sonic wave can oscillate. When the progress exceeded the allowable wear amount, the oscillation of the sound wave was stopped.
　このように従来の音波発生装置では運用できる最大発振振幅（Ａ－Ｂ）に制限をもつため発振音圧に限りがあることから、音波発生装置から発振できる最大音圧でも１台の音波発生装置の運用では、例えば大型石炭焚きボイラ装置の伝熱管への灰堆積抑制効果が十分に得られないという欠点があった。 As described above, since there is a limit to the maximum sound amplitude (AB) that can be operated in the conventional sound wave generator, there is a limit to the sound pressure that can be oscillated. However, there is a drawback that the effect of suppressing ash accumulation on the heat transfer tube of a large coal-fired boiler device cannot be obtained sufficiently.
　本発明の主な目的は、このような従来技術の欠点を解消し、高音圧の音波を少ない量の圧縮気体で発生でき、しかも長寿命運転が可能な音波発生装置およびそれを使用した音波式付着物除去・抑制装置、音波式スートブロワ装置、熱交換装置、排ガス処理装置、産業機器ならびに音波発生装置の運用方法、熱交換装置の運用方法を提供することにある。 The main object of the present invention is to eliminate such drawbacks of the prior art, and to generate a high sound pressure sound wave with a small amount of compressed gas, and capable of long-life operation, and a sound wave type using the same. An object of the present invention is to provide a deposit removal / suppression device, a sonic soot blower device, a heat exchange device, an exhaust gas treatment device, an industrial device, a method for operating a sound wave generator, and a method for operating a heat exchange device.
　前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、
　振動板と、
　その振動板の周縁部を保持する保持部と、
　前記保持部の径方向内側において前記振動板を押し当てるリムを有するマウスピースと、
　前記振動板の前記リムに接触する正面側でかつ前記マウスピースの径方向外側に設けられた蓄圧器と、
　その蓄圧器に圧縮気体を供給する圧縮気体供給系統と、
　前記マウスピースと共鳴筒とホーンによって形成される一連の音響導管を備え、
　前記振動板はその周縁部が前記保持部に保持されており、
　前記振動板を前記リムへ押し当てる力に抗して前記蓄圧器から圧縮気体がマウスピースの内側に流入することで振動板の動作が開始され、その振動板の駆動により発生した疎密波を前記音響導管を通じて増幅し、前記ホーンの開口部から音波として放射する音波発生装置において、
　前記振動板の背面側から外力により当該振動板を前記マウスピースのリムへ押し当てる手段を設けたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the first means of the present invention comprises:
A diaphragm,
A holding part for holding the peripheral part of the diaphragm;
A mouthpiece having a rim that presses against the diaphragm on the radially inner side of the holding portion;
A pressure accumulator provided on the front side in contact with the rim of the diaphragm and on the radially outer side of the mouthpiece;
A compressed gas supply system for supplying compressed gas to the accumulator;
Comprising a series of acoustic conduits formed by the mouthpiece, resonant tube and horn;
The diaphragm has a peripheral edge held by the holding part,
The operation of the diaphragm starts when compressed gas flows into the mouthpiece from the pressure accumulator against the force pressing the diaphragm against the rim, and the density wave generated by driving the diaphragm is In the sound wave generator that amplifies through the acoustic conduit and emits the sound wave from the opening of the horn,
Means is provided for pressing the diaphragm against the rim of the mouthpiece by an external force from the back side of the diaphragm.
　本発明の第２の手段は前記第１の手段において、
　前記押し当て手段により前記振動板をマウスピースのリムへ押し当てた状態での、前記振動板の正面と前記保持部との前記マウスピース軸方向沿いの距離で表される振動板の撓み量が、振動板の正面側０．０ｍｍ～１．４ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とするものである。 According to a second means of the present invention, in the first means,
When the diaphragm is pressed against the rim of the mouthpiece by the pressing means, a deflection amount of the diaphragm represented by a distance along the mouthpiece axial direction between the front surface of the diaphragm and the holding portion is The front side of the diaphragm is set within a range of 0.0 mm to 1.4 mm.
　本発明の第３の手段は前記第２の手段において、
　前記振動板の撓み量が、振動板の正面側０．６ｍｍ～１．４ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とするものである。 According to a third means of the present invention, in the second means,
The amount of bending of the diaphragm is set within a range of 0.6 mm to 1.4 mm on the front side of the diaphragm.
　本発明の第４の手段は前記第１の手段において、
　前記マウスピースのリムと、これに接触する前記振動板の正面の位置関係を、
　前記押し当て手段により振動板を前記マウスピースのリムへ押し当てない状態において、
　前記マウスピースのリムと、これと対向する前記振動板の正面の間に、前記圧縮気体が流れ得る程度の隙間が形成されるような位置関係になっていることを特徴とするものである。 According to a fourth means of the present invention, in the first means,
The positional relationship between the rim of the mouthpiece and the front surface of the diaphragm in contact with the rim,
In a state where the diaphragm is not pressed against the rim of the mouthpiece by the pressing means,
The positional relationship is such that a gap that allows the compressed gas to flow is formed between the rim of the mouthpiece and the front surface of the diaphragm facing the mouthpiece.
　本発明の第５の手段は前記第２ないし第４のいずれかの手段において、
　前記駆動用圧縮気体の圧力が０．２ＭＰａ～０．７ＭＰａの範囲内に設定されていることを特徴とするものである。 According to a fifth means of the present invention, in any one of the second to fourth means,
The pressure of the driving compressed gas is set in a range of 0.2 MPa to 0.7 MPa.
　本発明の第６の手段は前記第１ないし第５のいずれかの手段において、
　前記押し当て手段が、前記振動板の背面のほぼ全体を背面加圧用圧縮気体で押し付ける構成になっていることを特徴とするものである。 According to a sixth means of the present invention, in any one of the first to fifth means,
The pressing means is configured to press almost the entire back surface of the diaphragm with a compressed gas for pressurizing the back surface.
　本発明の第７の手段は前記第６の手段において、
　前記押し当て手段が、前記振動板の背面に形成された空洞部と通じる背面加圧用の蓄圧気室と、その蓄圧気室に背面加圧用圧縮気体を供給する供給系統を有することを特徴とするものである。 The seventh means of the present invention is the sixth means,
The pressing means includes a pressure-accumulating air chamber for pressurizing the back surface that communicates with a cavity formed on the back surface of the diaphragm, and a supply system that supplies compressed gas for pressurizing the back surface to the pressure-accumulating air chamber. Is.
　本発明の第８の手段は前記第７の手段において、
　前記空洞部と蓄圧気室の間に、空洞部と蓄圧気室を連通する例えば貫通孔や切欠部などからなる貫通部が形成された振動板カバーが介在されていることを特徴とするものである。 The eighth means of the present invention is the seventh means,
A diaphragm cover in which a through portion made of, for example, a through hole or a notch portion is provided between the hollow portion and the pressure accumulator chamber to communicate the hollow portion and the pressure accumulator chamber. is there.
　本発明の第９の手段は前記第７の手段において、
　前記背面加圧用圧縮気体の供給源が、前記駆動用圧縮気体と同じの供給源であって、
　前記駆動用の蓄圧器と前記背面加圧用の蓄圧気室の圧力を調整する例えば圧力調整弁などの圧力調整手段が圧縮気体の供給系統に設けられていることを特徴とするものである。 According to a ninth means of the present invention, in the seventh means,
The supply source of the compressed gas for backside pressurization is the same supply source as the compressed gas for driving,
Pressure adjusting means such as a pressure adjusting valve for adjusting the pressure of the accumulator for driving and the accumulating air chamber for pressurizing the back surface is provided in a compressed gas supply system.
　本発明の第１０の手段は前記第１ないし第５のいずれかの手段において、
　前記振動板の背面に空洞部を形成するとともに、その空洞部と大気を連通する貫通部が形成された振動板カバーが、音波発生装置本体の振動板背面側に当該振動板を覆うように取り付けられ、
　前記押し当て手段として、前記振動板と振動板カバーの間に、複数個の弾性体を圧縮状態で前記リムの周方向に沿って介在したことを特徴とするものである。 According to a tenth means of the present invention, in any one of the first to fifth means,
A diaphragm cover in which a cavity is formed on the back surface of the diaphragm and a through-hole that communicates with the cavity and the atmosphere is attached so as to cover the diaphragm on the diaphragm back side of the sound wave generator main body. And
As the pressing means, a plurality of elastic bodies are interposed in a compressed state along the circumferential direction of the rim between the diaphragm and the diaphragm cover.
　本発明の第１１の手段は前記第１０の手段において、
　前記弾性体がバネ部材あるいは弾性リングであることを特徴とするものである。 The eleventh means of the present invention is the tenth means,
The elastic body is a spring member or an elastic ring.
　本発明の第１２の手段は前記第１ないし第５のいずれかの手段において、
　前記振動板の背面に空洞部を形成するとともに、その空洞部と大気を連通する貫通部が形成された振動板カバーが、音波発生装置本体の振動板背面側に当該振動板を覆うように取り付けられ、
　前記押し当て手段として、前記振動板の背面側に複数個の連動するピストンを前記マウスピースのリムの周方向に沿って配置したことを特徴とするものである。 A twelfth means of the present invention is any one of the first to fifth means,
A diaphragm cover in which a cavity is formed on the back surface of the diaphragm and a through-hole that communicates with the cavity and the atmosphere is attached so as to cover the diaphragm on the diaphragm back side of the sound wave generator main body. And
As the pressing means, a plurality of interlocking pistons are arranged on the back side of the diaphragm along the circumferential direction of the rim of the mouthpiece.
　本発明の第１３の手段は前記第１の手段において、
　前記共鳴筒の長さが変更可能になっていることを特徴とするものである。 According to a thirteenth means of the present invention, in the first means,
The length of the resonance cylinder can be changed.
　本発明の第１４の手段は前記第１３の手段において、
　前記押し当て手段が、前記振動板の背面のほぼ全体を圧縮気体で加圧する圧縮気体供給手段を有し、その圧縮気体の圧力が５０ＫＰａ～８０ＫＰａの範囲内に設定されていることを特徴とするものである。 The fourteenth means of the present invention is the thirteenth means,
The pressing means includes compressed gas supply means for compressing substantially the entire back surface of the diaphragm with compressed gas, and the pressure of the compressed gas is set in a range of 50 KPa to 80 KPa. Is.
　本発明の第１５の手段は前記第１の手段において、
　前記マウスピースが音波発生装置本体に対して交換可能に取り付けられていることを特徴とするものである。 According to a fifteenth means of the present invention, in the first means,
The mouthpiece is attached to the sound wave generator main body in a replaceable manner.
　本発明の第１６の手段は音波式付着物除去・抑制装置において、前記第１ないし第１５のいずれかの手段の音波発生装置の前記ホーンが、表面に付着物が付き易い被処理対象物を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とするものである。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a sonic-type deposit removing / suppressing device, wherein the horn of the sonic wave generating device according to any one of the first to fifteenth means is a target object to which a deposit is easily attached. It arrange | positions so that it may face the space part side which has arrange | positioned.
　本発明の第１７の手段は音波式スートブロワ装置において、前記第１ないし第１５のいずれかの手段の音波発生装置の前記ホーンが、表面に付着物が付き易い被処理対象物を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とするものである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the sonic soot blower apparatus, the horn of the sonic wave generating apparatus according to any one of the first to fifteenth means arranges an object to be treated that is likely to be adhered to the surface. It arrange | positions so that it may face in the space part side, It is characterized by the above-mentioned.
　本発明の第１８の手段は熱交換装置において、前記第１７の手段の音波式スートブロワ装置を設置したことを特徴とするものである。 The eighteenth means of the present invention is characterized in that in the heat exchange device, the sonic soot blower device of the seventeenth means is installed.
　本発明の第１９の手段は熱交換装置において、前記第１７の手段の音波式スートブロワ装置と、前記被処理対象物に対して高圧水蒸気を噴出して付着物を除去する水蒸気式スートブロワ装置を併設したことを特徴とするものである。 According to a nineteenth means of the present invention, in the heat exchange apparatus, the sonic soot blower apparatus according to the seventeenth means and a steam soot blower apparatus that ejects high pressure steam to the object to be treated to remove deposits are provided. It is characterized by that.
　本発明の第２０の手段は前記第１８または第１９の手段の熱交換装置がボイラ装置であることを特徴とするものである。 The twentieth means of the present invention is characterized in that the heat exchange device of the eighteenth or nineteenth means is a boiler device.
　本発明の第２１の手段はガス処理用の触媒を備えた排ガス処理装置において、
　前記第１ないし第１５のいずれかの手段の音波発生装置の前記ホーンが、前記触媒を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とするものである。 The twenty-first means of the present invention is an exhaust gas treatment apparatus comprising a gas treatment catalyst,
The horn of the sound wave generator according to any one of the first to fifteenth means is arranged so as to face the space side where the catalyst is arranged.
　本発明の第２２の手段は表面に付着物が付き易い被処理対象物を備えた産業機器において、
　前記第１ないし第１５のいずれかの手段の音波発生装置の前記ホーンが、前記被処理対象物を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とするものである。 According to a twenty-second means of the present invention, in an industrial equipment provided with an object to be treated, the surface of which is likely to be adhered,
The horn of the sound wave generator of any one of the first to fifteenth means is arranged so as to face the space part side where the object to be processed is arranged.
　本発明の第２３の手段は音波発生装置の運用方法において、
　前記第１ないし第１５のいずれかの手段の音波発生装置を複数台設置して、その複数台の音波発生装置から同時に音波を発生することを特徴とするものである。 The twenty-third means of the present invention is a method for operating a sound wave generator,
A plurality of sound wave generators of any one of the first to fifteenth means are installed, and sound waves are simultaneously generated from the plurality of sound wave generators.
　本発明の第２４の手段は音波発生装置の運用方法において、
　前記第１ないし第１５のいずれかの手段の音波発生装置を音波式スートブロワ装置として複数台設置して、その複数台の音波式スートブロワ装置から同時に音波を発生することを特徴とするものである。 A twenty-fourth means of the present invention is an operation method of a sound wave generator,
A plurality of sound wave generators of any one of the first to fifteenth means are installed as sound wave soot blower devices, and sound waves are simultaneously generated from the plurality of sound wave soot blower devices.
　本発明は前述のような構成になっており、高音圧の音波を少ない量の圧縮気体で発生でき、しかも長寿命運転が可能な音波発生装置およびそれを使用した音波式付着物除去・抑制装置、音波式スートブロワ装置、熱交換装置、排ガス処理装置、産業機器ならびに音波発生装置の運用方法、熱交換装置の運用方法を提供することができる。 The present invention is configured as described above, and can generate a high sound pressure sound wave with a small amount of compressed gas, and can operate for a long life, and a sonic-type deposit removal / suppression device using the same It is possible to provide a sonic soot blower device, a heat exchange device, an exhaust gas treatment device, an industrial device, a method for operating a sound wave generator, and a method for operating a heat exchange device.
本発明の第１実施形態に係る音波発生装置の全体の断面図である。1 is an overall cross-sectional view of a sound wave generator according to a first embodiment of the present invention. その音波発生装置の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part of the sound wave generator. 図２Ｙ部をさらに拡大した断面図である。2 is a cross-sectional view further enlarging the Y portion. その音波発生装置に用いられるマウスピースの平面図である。It is a top view of the mouthpiece used for the sound wave generator. 第１実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、調節弁（Ａ）をＯＦＦからＯＮに切り替えた後の音波発生装置の内圧変化を示す特性図である。In the sound wave generator concerning 1st Embodiment and the conventional sound wave generator, it is a characteristic view which shows the internal pressure change of the sound wave generator after switching a control valve (A) from OFF to ON. 第１実施形態に係る音波発生装置の起動時における蓄圧器の内圧特性と振動板の振幅特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the internal pressure characteristic of the pressure accumulator at the time of starting of the sound wave generator which concerns on 1st Embodiment, and the amplitude characteristic of a diaphragm. 第１実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、リム設定位置を変えた場合の振動板の振幅の変化を示す特性図である。In the sound wave generator according to the first embodiment and the conventional sound wave generator, it is a characteristic diagram showing a change in the amplitude of the diaphragm when the rim setting position is changed. 第１実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、リム設定位置を変えた場合の発振音圧の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the oscillating sound pressure at the time of changing a rim | limb setting position in the sound wave generator which concerns on 1st Embodiment, and the conventional sound wave generator. 第１実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置の駆動用圧縮気体の圧力、発振音圧ならびに駆動用圧縮気体の消費量とを比較して示す図表である。It is a chart which compares and shows the pressure of the compressed gas for driving of the sound wave generator concerning a 1st embodiment, and the conventional sound wave generator, the oscillating sound pressure, and the consumption of the compressed gas for drive. 本発明の第２実施形態に係る音波発生装置の全体の断面図である。It is sectional drawing of the whole sound wave generator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る音波発生装置の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section of the sound wave generator concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態に係る音波発生装置において、振動板上のバネ部材の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning of the spring member on a diaphragm in the sound wave generator which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る音波発生装置の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section of the sound wave generator concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５実施形態に係る音波発生装置の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section of the sound wave generator concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第６実施形態に係る音波式スートブロワの断面図である。It is sectional drawing of the acoustic soot blower which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態に係る音波式スートブロワの共鳴筒の長さを長くした状態での断面図である。It is sectional drawing in the state which lengthened the length of the resonance cylinder of the acoustic soot blower which concerns on 7th Embodiment of this invention. その実施形態に係る音波式スートブロワの共鳴筒の長さを短くした状態での断面図である。It is sectional drawing in the state which shortened the length of the resonance pipe | tube of the acoustic soot blower which concerns on the embodiment. その実施形態に係る音波式スートブロワの共鳴筒のスライド機構を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the sliding mechanism of the resonance cylinder of the sound wave type soot blower which concerns on the embodiment. 本発明の第８実施形態に係る音波式スートブロワのボイラ装置内での配置例を示す配置図である。It is an arrangement figure showing an example of arrangement in a boiler device of a sonic soot blower concerning an 8th embodiment of the present invention. 従来の音波式スートブロワのボイラ装置内での配置例を示す配置図である。It is an arrangement | positioning figure which shows the example of arrangement | positioning in the boiler apparatus of the conventional sonic type soot blower. 本発明に係る音波式スートブロワの運用例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the sonic-type soot blower which concerns on this invention. 従来の音波式スートブロワの運用例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the conventional sonic-type soot blower. 従来の音波式スートブロワの同時運用台数と合成音圧の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the simultaneous operation number of the conventional sonic-type soot blower, and a synthetic sound pressure. 本発明の第９実施形態に係る音波式スートブロワの脱硝装置内での配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning in the denitration apparatus of the soot-type soot blower which concerns on 9th Embodiment of this invention. 従来の音波式スートブロワの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the conventional sonic-type soot blower. 発電プラントにおける排ガス処理システムの系統図である。It is a systematic diagram of the exhaust gas treatment system in a power plant. その排ガス処理システムに用いる本発明の第１０実施形態に係るガス－ガスヒータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas-gas heater which concerns on 10th Embodiment of this invention used for the waste gas processing system. 第１実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、リムに対する振動板の衝突速度を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the collision speed of the diaphragm with respect to a rim in the sound wave generator which concerns on 1st Embodiment, and the conventional sound wave generator. 従来の音波発生装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the conventional sound wave generator. 図２９のＸ部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the X section of FIG.
　次に本発明の各実施形態を図と共に説明する。　
（第１実施形態）
　図１は本発明の第１実施形態に係る音波発生装置の全体の断面図、図２はその音波発生装置の要部の拡大断面図、図３は図２Ｙ部をさらに拡大した断面図、図４はこの音波発生装置に用いられるマウスピースの平面図である。 Next, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 is an overall cross-sectional view of a sound wave generator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the sound wave generator, and FIG. 3 is a cross-sectional view further enlarging FIG. 4 is a plan view of a mouthpiece used in the sound wave generator.
　この実施形態に係る音波発生装置は図１に示すように、音波発生装置本体１と、その音波発生装置本体１に保持・固定され、駆動用圧縮気体２を利用して音波を発生する金属製の円板状振動板３と、前記音波発生装置本体１の内側に設置されたマウスピース４と、前記音波発生装置本体１の上部に取り付けられて、前記振動板３を覆う振動板カバー５と、その振動板カバー５の背面を覆うハウジング６と、前記マウスピース４の先端部に取り付けられた共鳴筒７と、その共鳴筒７の先端部に取り付けられたラッパ状をしたホーン８などを備えている。　
　前記マウスピース４と共鳴筒７とホーン８によって一連の音響導管が形成されている。 As shown in FIG. 1, the sound wave generator according to this embodiment is made of a metal that generates a sound wave by using a sound wave generator body 1 and a compressed gas 2 that is held and fixed to the sound wave generator body 1. A disc-like diaphragm 3, a mouthpiece 4 installed inside the sound wave generator main body 1, and a diaphragm cover 5 attached to the upper part of the sound wave generator main body 1 to cover the vibration plate 3. A housing 6 covering the rear surface of the diaphragm cover 5, a resonance cylinder 7 attached to the tip of the mouthpiece 4, a trumpet-shaped horn 8 attached to the tip of the resonance cylinder 7, and the like. ing.
A series of acoustic conduits are formed by the mouthpiece 4, the resonance cylinder 7 and the horn 8.
　またこの音波発生装置は圧縮気体供給源９を有し、本実施形態の場合は圧縮気体として圧縮空気を使用しており、図示していないが前記圧縮気体供給源９には空気圧縮機が内蔵されている。 The sound wave generator has a compressed gas supply source 9, and in the case of this embodiment, compressed air is used as the compressed gas. Although not shown, the compressed gas supply source 9 has a built-in air compressor. Has been.
　この圧縮気体供給源９から前記音波発生装置本体１に向けて供給系統（Ａ）１０が延びており、供給系統（Ａ）１０の途中に電磁弁からなる調節弁（Ａ）１１が設置されている。前記供給系統（Ａ）１０の圧縮気体供給源９と調節弁（Ａ）１１の間からは供給系統（Ｂ）１２が分岐されており、供給系統（Ｂ）１２の先端部は前記ハウジング６に接続されている。供給系統（Ｂ）１２の途中には、調節弁（Ｂ）１３が設置されている。 A supply system (A) 10 extends from the compressed gas supply source 9 toward the sound wave generator main body 1, and a control valve (A) 11 made of an electromagnetic valve is installed in the supply system (A) 10. Yes. A supply system (B) 12 is branched from between the compressed gas supply source 9 and the control valve (A) 11 of the supply system (A) 10, and the tip of the supply system (B) 12 is connected to the housing 6. It is connected. A control valve (B) 13 is installed in the middle of the supply system (B) 12.
　前記音波発生装置本体１は有底形で円筒状をしており、音波発生装置本体１の周壁１５には１つの導入口１４が設けられている。また、周壁１５の上端内周部には、段落ちされて保持部１６が形成されている。 The sound wave generator main body 1 has a bottomed and cylindrical shape, and one introduction port 14 is provided in the peripheral wall 15 of the sound wave generator main body 1. A holding portion 16 is formed on the inner peripheral portion of the upper end of the peripheral wall 15 by being stepped down.
　前記円板状の振動板３として本発明の各実施形態では直径が１５０ｍｍで厚さが１．５ｍｍのチタン板が用いられ、この振動板３の外径は前記保持部１６の内径と略同寸かあるいは若干径小になっている。 In each embodiment of the present invention, a titanium plate having a diameter of 150 mm and a thickness of 1.5 mm is used as the disc-shaped diaphragm 3, and the outer diameter of the diaphragm 3 is substantially the same as the inner diameter of the holding portion 16. It is slightly smaller or slightly smaller in diameter.
　前記マウスピース４の振動板３と対向する側には、振動板３が当接する平面形状が環状のリム１７（図４参照）が設けられている。このリム１７の位置設定については、後で詳細に説明する。 On the side of the mouthpiece 4 facing the diaphragm 3, a rim 17 (see FIG. 4) having an annular planar shape with which the diaphragm 3 abuts is provided. The position setting of the rim 17 will be described later in detail.
　マウスピース４の外径は音波発生装置本体１の周壁１５の内径よりも所定の寸法だけ短く設定されており、図１に示すようにマウスピース４を音波発生装置本体１の周壁１５の内側に設置することにより、マウスピース４と音波発生装置本体１の周壁１５の間に平面形状が環状の蓄圧器１９が形成される。この蓄圧器１９は、振動板３によって閉じられる形になっている。 The outer diameter of the mouthpiece 4 is set shorter than the inner diameter of the peripheral wall 15 of the sound wave generator main body 1 by a predetermined dimension, and the mouthpiece 4 is placed inside the peripheral wall 15 of the sound wave generator main body 1 as shown in FIG. By installing, a pressure accumulator 19 having an annular plane shape is formed between the mouthpiece 4 and the peripheral wall 15 of the sound wave generator main body 1. The pressure accumulator 19 is closed by the diaphragm 3.
　マウスピース４はボルトやネジ込みなどの手段によって音波発生装置本体１に対して交換可能に装着され、マウスピース４のリム１７が所定の所まで磨耗すると、新品のマウスピース４と交換できるようになっている。なお、マウスピース４のリム１７が所定の所まで磨耗したかどうかは、音波発生装置に設置した振動解析センサー（図示せず）によって監視されている。 The mouthpiece 4 is attached to the sound wave generator main body 1 in a replaceable manner by means such as bolts or screws, and can be replaced with a new mouthpiece 4 when the rim 17 of the mouthpiece 4 is worn down to a predetermined position. It has become. Whether or not the rim 17 of the mouthpiece 4 has been worn to a predetermined location is monitored by a vibration analysis sensor (not shown) installed in the sound wave generator.
　図１ならびに図２に示すように振動板カバー５の振動板３と対向する側には、振動板３の振動を許容するための背面空洞部２０が形成されている。この背面空洞部２０と前記ハウジング６の蓄圧気室２１を連通するための供給孔２２が、振動板カバー５の周方向に等間隔に複数本振動板カバー５の厚さ方向に貫通するように形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, on the side of the diaphragm cover 5 facing the diaphragm 3, a back cavity 20 for allowing the diaphragm 3 to vibrate is formed. The supply holes 22 for communicating the back cavity 20 and the pressure accumulating air chamber 21 of the housing 6 penetrate through the diaphragm cover 5 in the thickness direction at equal intervals in the circumferential direction of the diaphragm cover 5. Is formed.
　振動板カバー５の振動板３の外周部と対向する位置には、環状の押圧部２３が突出するように形成され、振動板カバー５を音波発生装置本体１にボルト締めすることにより、振動板３の外周部が、音波発生装置本体１に設けられた保持部１６と、振動板カバー５に設けられた押圧部２３の間で弾性を有するＯリング２４ａ，２４ｂを介して挟持・固定されている。図３に示す固定端は、前記Ｏリング２４ａ，２４ｂによる固定端を示している。 An annular pressing portion 23 is formed at a position facing the outer peripheral portion of the diaphragm 3 of the diaphragm cover 5, and the diaphragm cover 5 is bolted to the sound wave generator main body 1, so that the diaphragm 3 is sandwiched and fixed between the holding portion 16 provided on the sound wave generator main body 1 and the pressing portion 23 provided on the diaphragm cover 5 via elastic O- rings 24a and 24b. Yes. The fixed ends shown in FIG. 3 are fixed ends by the O- rings 24a and 24b.
　図１に示すように、前記ハウジング６は振動板カバー５の背面側に固定されており、ハウジング６の適所に背面加圧用圧縮気体２５を導入する導入口２６が設けられ、導入口２６に供給系統（Ｂ）１２が接続されている。 As shown in FIG. 1, the housing 6 is fixed to the back side of the diaphragm cover 5, and an introduction port 26 for introducing a back surface pressurized compressed gas 25 is provided at an appropriate position of the housing 6, and is supplied to the introduction port 26. A system (B) 12 is connected.
　この供給系統（Ｂ）１２からハウジング６内に供給された圧縮気体２５は、前記振動板カバー５の供給孔２２を通して振動板３の背面に適切な外力（背圧）を作用させることになる。そのため振動板３はリム１７側へ湾曲状に撓んで押し当てられ、リム１７に押し付けられて振動板３とリム１７の密着状態が確保される。 The compressed gas 25 supplied into the housing 6 from the supply system (B) 12 applies an appropriate external force (back pressure) to the back surface of the diaphragm 3 through the supply hole 22 of the diaphragm cover 5. Therefore, the diaphragm 3 is bent and pressed in a curved shape toward the rim 17, and is pressed against the rim 17 to ensure the close contact state between the diaphragm 3 and the rim 17.
　このように振動板３がリム１７に密着することにより蓄圧器１９が密閉空間部となる。この蓄圧器１９に圧縮気体２を供給することにより、蓄圧器１９の内圧は直線的に増加して、振動板駆動圧以上に上昇する。 Thus, when the diaphragm 3 is in close contact with the rim 17, the accumulator 19 becomes a sealed space. By supplying the compressed gas 2 to the pressure accumulator 19, the internal pressure of the pressure accumulator 19 increases linearly and rises above the diaphragm driving pressure.
　図５は、本実施形態に係る音波発生装置と、従来の音波発生装置において、調節弁（Ａ）をＯＦＦからＯＮに切り替えた後の音波発生装置の内圧変化を測定した結果を示す特性図である。図中の曲線Ｃは本実施形態に係る音波発生装置の特性曲線、曲線Ｄは従来の音波発生装置の特性曲線である。 FIG. 5 is a characteristic diagram showing a result of measuring a change in internal pressure of the sound wave generator after the control valve (A) is switched from OFF to ON in the sound wave generator according to the present embodiment and the conventional sound wave generator. is there. A curve C in the figure is a characteristic curve of the sound wave generator according to the present embodiment, and a curve D is a characteristic curve of the conventional sound wave generator.
　この図から明らかなように、本実施形態に係る音波発生装置は曲線Ｃで示されているように、調節弁（Ａ）１１をＯＮにすると短時間（約２０ｍｓ以内）に、蓄圧器１９の内圧は直線的に増加して、振動板駆動圧以上に達する。 As is clear from this figure, as shown by curve C, the sound wave generator according to the present embodiment turns on the accumulator 19 in a short time (within about 20 ms) when the control valve (A) 11 is turned on. The internal pressure increases linearly and reaches the diaphragm driving pressure or higher.
　これに対して従来の音波発生装置は曲線Ｄで示されているように、振動板１０３とリム１１０の間に隙間が形成されると、調節弁（Ａ）をＯＮにして圧縮気体１０２を供給しても前記隙間から洩れてしまい、密閉空間部の内圧は上昇せず、そのために音波の発振は生じない。 In contrast, in the conventional sound wave generator, as shown by the curve D, when a gap is formed between the diaphragm 103 and the rim 110, the control valve (A) is turned on and the compressed gas 102 is supplied. Even if it leaks from the gap, the internal pressure of the sealed space does not increase, and therefore no sound wave is generated.
　次に本実施形態に係る音波発生装置の振動現象について説明する。図６は音波発生装置の起動時における蓄圧器１９の内圧特性と振動板の振幅特性を示す特性図であり、図中の曲線Ｃは内圧の変化を示す特性曲線、曲線Ｅは振動板の振幅特性を示す特性曲線である。 Next, the vibration phenomenon of the sound wave generator according to this embodiment will be described. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the internal pressure characteristics of the accumulator 19 and the amplitude characteristics of the diaphragm when the sound wave generator is activated. A curve C in the figure is a characteristic curve showing a change in internal pressure, and a curve E is the amplitude of the diaphragm. It is a characteristic curve which shows a characteristic.
　図２ならびに図３に示すように、音波発生装置本体１の軸方向１８（図２参照）におけるマウスピース４のリム１７の上面位置は、振動板３の背面加圧が無い振動停止状態（図３の０位置の状態）のときに振動板３の下面とほぼ同じ位置か、あるいは振動板３の背面加圧が無い振動停止状態（水平状態）のときに振動板３の下面よりも蓄圧器１９の底面２６（図２参照）側に下がった位置に設定されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the upper surface position of the rim 17 of the mouthpiece 4 in the axial direction 18 (see FIG. 2) of the sound wave generator main body 1 is in a vibration stop state in which the rear surface of the diaphragm 3 is not pressed (see FIG. 2). 3 in the 0 position), the accumulator is located at substantially the same position as the lower surface of the diaphragm 3 or in the vibration stop state (horizontal state) where no pressure is applied to the rear surface of the diaphragm 3 than the lower surface of the diaphragm 3. 19 is set at a position lowered to the bottom surface 26 (see FIG. 2) side.
　本実施形態の場合は図３に示すように、振動板３の背面加圧が無い状態での振動停止状態（図３の０位置の状態）のときに、振動板３の下面よりも蓄圧器１９の底面２６側に下がった位置、すなわち（－）位置側に設定されている。なお、本明細書において、振動板３のリム１７に接触する側を正面側、その反対側を背面側としている。 In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the accumulator is lower than the lower surface of the diaphragm 3 when the diaphragm 3 is in the vibration stop state (the state of the 0 position in FIG. 3) in the absence of back surface pressurization. 19 is set to a position lowered to the bottom surface 26 side, that is, a (−) position side. In this specification, the side of the diaphragm 3 that contacts the rim 17 is the front side, and the opposite side is the back side.
　振動板３の背面加圧状態では、振動板３は外力（空気圧）により下方に湾曲し、振動板３の剛性力は上方に作用した状態となり、振動板３はリム１７に押し当てられて密閉空間部（蓄圧器１９）を形成している。 In a state where the back surface of the diaphragm 3 is pressed, the diaphragm 3 is bent downward by an external force (air pressure), and the rigidity force of the diaphragm 3 is applied upward, and the diaphragm 3 is pressed against the rim 17 and sealed. A space (pressure accumulator 19) is formed.
　この蓄圧器１９に圧縮気体２を供給すると（電磁弁ＯＮ）、蓄圧器１９内の空気圧力が直線的に上昇し（図６の点線参照）、振動板駆動圧以上に上昇すると振動板３はリム１７から押上げられる。振動板３がリム１７から振動板カバー５側へ移動すると、振動板３とリム１７との間に隙間が形成され、圧縮気体２が隙間より瞬間的に噴出し、振動板３を押上げる力が減少する。 When compressed gas 2 is supplied to the pressure accumulator 19 (solenoid valve is ON), the air pressure in the pressure accumulator 19 increases linearly (see the dotted line in FIG. 6). The rim 17 is pushed up. When the diaphragm 3 moves from the rim 17 toward the diaphragm cover 5, a gap is formed between the diaphragm 3 and the rim 17, and the compressed gas 2 is instantaneously ejected from the gap to push up the diaphragm 3. Decrease.
　振動板３の背面には振動板３をリム１７側に押付けるための外力（空気圧）が掛かっているため、振動板３は元の状態に戻る方向に移動する。振動板３がリム１７に押付けられると密閉空間部が形成され、その密閉空間部への圧縮気体２の供給により内圧が増加し、振動板３を持ち上げるような微振動を行なう。この現象が図６に示されている第1段階である。 Since an external force (air pressure) for pressing the diaphragm 3 against the rim 17 is applied to the back surface of the diaphragm 3, the diaphragm 3 moves in a direction to return to the original state. When the diaphragm 3 is pressed against the rim 17, a sealed space portion is formed, and the internal pressure increases due to the supply of the compressed gas 2 to the sealed space portion, and fine vibration is performed to lift the diaphragm 3. This phenomenon is the first stage shown in FIG.
　次に振動板３が微振動を起こすと振動板３を押し上げた圧縮気体２がマウスピース４に排気された後の気体２Ａに粗密波が形成され、この粗密波は振動板３の近傍に配置されているマウスピース４により増幅される。マウスピース４で増幅された排気気体２Ａの粗密波は、マウスピース４に接続されている共鳴筒７とホーン８（図１参照）により、一定周波数の音波のみ共振現象で大きく増幅し、一定周波数の音波をホーン８の開口部から放射する。 Next, when the diaphragm 3 causes a slight vibration, the compressed gas 2 that has pushed up the diaphragm 3 is exhausted to the mouthpiece 4, and a dense wave is formed in the gas 2 </ b> A. It is amplified by the mouthpiece 4 that has been used. The close-packed wave of the exhaust gas 2A amplified by the mouthpiece 4 is greatly amplified by the resonance phenomenon of only the sound wave of a constant frequency by the resonance cylinder 7 and the horn 8 (see FIG. 1) connected to the mouthpiece 4, and the constant frequency. Is emitted from the opening of the horn 8.
　この音波は共鳴筒７からマウスピース４側に音圧のフィードバックとして作用し、リム１７に密着している振動板３に対し「圧縮気体２の圧力」＋「音圧のフィードバック」の合力が作用することで、振動板３を上方へ第１段階以上まで強く押上げる。 This sound wave acts as a sound pressure feedback from the resonance cylinder 7 to the mouthpiece 4 side, and a resultant force of “pressure of the compressed gas 2” + “sound pressure feedback” acts on the diaphragm 3 in close contact with the rim 17. By doing so, the diaphragm 3 is strongly pushed upward to the first stage or more.
　振動板３は湾曲状態に撓むため、振動板３自身に元の状態に戻ろうとする剛性力の方向と、振動板３の背面への圧縮気体２５による外力の方向が同一方向のため合力が働き、戻り動作となりリム１７に更に激しく衝突する。 Since the diaphragm 3 bends in a curved state, the resultant force is the same because the direction of the rigid force to return the diaphragm 3 itself to the original state and the direction of the external force by the compressed gas 25 to the back surface of the diaphragm 3 are the same. It works and returns, and collides with the rim 17 more violently.
　このことで発生した排気気体２Ａの粗密波はマウスピース４による増幅、共鳴筒７とホーン８により一定周波数のみ共振現象で大きく増幅され一定の周波数を持った音波として発振され、順次振幅を増加させる。この現象が図６に示されている第２段階である。 The close-packed wave of the exhaust gas 2A generated by this is amplified by the mouthpiece 4 and greatly amplified by a resonance phenomenon by the resonance cylinder 7 and the horn 8 and oscillated as a sound wave having a constant frequency, and the amplitude is increased successively. . This phenomenon is the second stage shown in FIG.
　このように一度共鳴筒７とホーン８による一定周波数の共振現象が発生した後は安定した一定周波数の音波の発振が継続でき、振動板３の湾曲限界（最大撓み量）まで押し上げられるため振幅も安定した運用となる。リム１７の当り面を振動板３より下方に設定した状態でも確実に起動でき、安定した高音圧の音波を発生できることになる。この現象が図６に示されている第３段階である。 In this way, once the resonance phenomenon of the constant frequency is generated by the resonance cylinder 7 and the horn 8, the oscillation of the sound wave of the stable constant frequency can be continued, and the amplitude is increased because it is pushed up to the bending limit (maximum deflection amount) of the diaphragm 3. Stable operation. Even in a state where the contact surface of the rim 17 is set below the diaphragm 3, the rim 17 can be reliably started and a sound wave having a stable high sound pressure can be generated. This phenomenon is the third stage shown in FIG.
　図６において、領域Ｆは振動板３がリム１７に衝突したときの状態を示しており、点Ｇは運用条件における振動板３の湾曲限界点（最大撓み量）となり、振動板３の最大振幅点を示している。 In FIG. 6, a region F shows a state when the diaphragm 3 collides with the rim 17, and a point G is a bending limit point (maximum deflection amount) of the diaphragm 3 under the operating conditions, and the maximum amplitude of the diaphragm 3. Shows the point.
　また図２において点Ａは振動板３の最大撓み量、点Ｂは振動板３がリム１７に衝突した時点の位置または音波発生起動前の位置となる最小撓み量を示している。振動板３の厚み、直径、材質ならびに圧縮気体２の圧力を従来の音波発生装置（図２９参照）と同じにした場合、振動板３（１０３）の最大撓み量（Ａ）は同じである。ところが、音波発生起動前の静止時のリム１１０による振動板押上げによる撓み量（＋Ｂ）を振動板背面加圧によりリム１７と振動板３が密着できるため、それよりも下方に設定（－Ｂ）することで、振動板３の最大振幅は従来の最大振幅＝（Ａ－Ｂ）から最大振幅＝（Ａ－（－Ｂ））＝（Ａ＋Ｂ）となる。 In FIG. 2, point A indicates the maximum amount of deflection of the diaphragm 3, and point B indicates the minimum amount of deflection at the position when the diaphragm 3 collides with the rim 17 or the position before the start of sound wave generation. When the thickness, diameter, material, and pressure of the compressed gas 2 of the diaphragm 3 are the same as those of the conventional sound wave generator (see FIG. 29), the maximum deflection (A) of the diaphragm 3 (103) is the same. However, since the rim 17 and the diaphragm 3 can be brought into close contact with each other by pressurizing the rear surface of the diaphragm, the bending amount (+ B) due to the diaphragm rim being pushed up by the rim 110 when the rim 110 is stationary before the start of sound wave generation is set lower (−B ), The maximum amplitude of the diaphragm 3 is changed from the conventional maximum amplitude = (A−B) to the maximum amplitude = (A − (− B)) = (A + B).
　その結果、図２９に示す振動板１０３の振幅と図２に示す振動板３の振幅を比較して明らかなように、同一仕様（振動板の厚み、直径、材質ならびに駆動用圧縮気体の圧力など）の音波発生装置においても、本発明により確実な起動と大きな振幅を得ることが可能となった。 As a result, as apparent from comparing the amplitude of the diaphragm 103 shown in FIG. 29 with the amplitude of the diaphragm 3 shown in FIG. Also in the sound wave generator of), it is possible to obtain a reliable start-up and a large amplitude by the present invention.
　図７は、本実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、リム設定位置（停止状態で振動板に撓みが発生しない状態の振動板下面に対するリムの位置）を変えた場合の振動板の振幅の変化を示す特性図である。 FIG. 7 shows the vibration when the rim setting position (the position of the rim with respect to the lower surface of the diaphragm in a state where the diaphragm is not bent in the stopped state) is changed in the sound wave generator according to the present embodiment and the conventional sound wave generator. It is a characteristic view which shows the change of the amplitude of a board.
　なお、図７、８に示す各特性試験において、振動板はチタン製の金属円板を使用し、厚みは１．５ｍｍ、直径は１５０ｍｍである。駆動用圧縮気体として圧縮機で得られた圧縮空気を使用し、共鳴筒やホーンなどは全て同一仕様である。 In each of the characteristic tests shown in FIGS. 7 and 8, a titanium metal disk is used as the diaphragm, and the thickness is 1.5 mm and the diameter is 150 mm. Compressed air obtained with a compressor is used as the compressed gas for driving, and the resonance cylinder, horn, etc. all have the same specifications.
　図中の点Ｈ（黒菱形印）は従来の音波発生装置で圧縮気体の圧力（駆動圧力）を０．７ＭＰａにした場合の特性曲線、曲線Ｉ～Ｎは本実施形態に係る音波発生装置の特性曲線で、曲線Ｉ（×印）は駆動圧力を０．２ＭＰａにした場合の特性曲線、曲線Ｊ（白菱形印）は駆動圧力を０．３ＭＰａにした場合の特性曲線、曲線Ｋ（黒三角印）は駆動圧力を０．４ＭＰａにした場合の特性曲線、曲線Ｌ（白三角印）は駆動圧力を０．５ＭＰａにした場合の特性曲線、曲線Ｍ（白四角印）は駆動圧力を０．６ＭＰａにした場合の特性曲線、曲線Ｎ（黒四角印）は駆動圧力を０．７ＭＰａにした場合の特性曲線である。 Point H (black rhombus mark) in the figure is a characteristic curve when the pressure of the compressed gas (driving pressure) is 0.7 MPa in a conventional sound wave generator, and curves I to N are those of the sound wave generator according to the present embodiment. Curve I (x mark) is a characteristic curve when the driving pressure is 0.2 MPa, curve J (white rhombus) is a characteristic curve when the driving pressure is 0.3 MPa, curve K (black triangle) Is a characteristic curve when the driving pressure is 0.4 MPa, a curve L (white triangle mark) is a characteristic curve when the driving pressure is 0.5 MPa, and a curve M (white square mark) is the driving pressure of 0. A characteristic curve when the pressure is 6 MPa, a curve N (black square mark) is a characteristic curve when the driving pressure is 0.7 MPa.
　この図から明らかなように、リム設定位置を（＋）０．８０ｍｍに設定した曲線Ｈの従来の音波発生装置では、駆動圧力を０．７ＭＰａにしても振動板の振幅は２．１ｍｍ程度しか得られない。 As is apparent from this figure, in the conventional sound wave generator of curve H in which the rim setting position is set to (+) 0.80 mm, the amplitude of the diaphragm is only about 2.1 mm even if the driving pressure is 0.7 MPa. I can't get it.
　これに対して本実施形態に係る音波発生装置では、リム設定位置を（－）０．６０ｍｍ～（－）１．４ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．２ＭＰａにした曲線Ｉの音波発生装置でも、前記従来の音波発生装置とほぼ同じ振動板の振幅を得ることができる。なお、曲線Ｉの音波発生装置においてリム設定位置を（－）０．６０ｍｍに設定したものは、振動板の振幅が若干小さい傾向にあるが、駆動圧力を若干高めること（例えば０．２５ＭＰａ）により、従来の音波発生装置と同等以上の振幅を得ることができることが、他の特性試験で確認されている。 On the other hand, in the sound wave generator according to the present embodiment, the sound wave of curve I in which the rim setting position is set in the range of (−) 0.60 mm to (−) 1.4 mm and the driving pressure is 0.2 MPa. Even with the generator, it is possible to obtain substantially the same amplitude of the diaphragm as that of the conventional sound wave generator. When the rim setting position is set to (−) 0.60 mm in the sound wave generator of curve I, the amplitude of the diaphragm tends to be slightly small, but by slightly increasing the driving pressure (for example, 0.25 MPa) It has been confirmed by other characteristic tests that an amplitude equal to or greater than that of a conventional sound wave generator can be obtained.
　この曲線Ｉの音波発生装置の駆動圧力は０．２ＭＰａであるから、従来の音波発生装置（０．７ＭＰａ）に較べて駆動圧力を約１／３に低減してもほぼ同じ振動板の振幅を得ることができる。従って、駆動用圧縮気体を得るための圧縮機を高圧仕様に変更したり、追設する必要がなく、また、駆動用圧縮気体の消費量も約１／３低減することが可能となる。 Since the driving pressure of the sound wave generator of curve I is 0.2 MPa, even if the driving pressure is reduced to about 1/3 compared to the conventional sound wave generator (0.7 MPa), the amplitude of the diaphragm is almost the same. Obtainable. Therefore, it is not necessary to change the compressor for obtaining the compressed gas for driving to a high pressure specification or additionally install it, and the consumption of the compressed gas for driving can be reduced by about 1/3.
　また、本実施形態に係る音波発生装置において、リム設定位置を（－）０．６０ｍｍ～（－）１．４０ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．３ＭＰａ～０．４ＭＰａ（曲線Ｊ，Ｋ）と少し高めていくと、振動板の振幅をさらに大きくすることができる。この曲線Ｊ，Ｋの音波発生装置は従来の音波発生装置に較べると、駆動圧力は低く、しかも振動板の振幅は大きいという特長を有している。 In the sound wave generator according to the present embodiment, the rim setting position is set in the range of (−) 0.60 mm to (−) 1.40 mm, and the driving pressure is set to 0.3 MPa to 0.4 MPa (curves J, If it is slightly increased to K), the amplitude of the diaphragm can be further increased. The sound wave generators of the curves J and K have the features that the driving pressure is low and the amplitude of the diaphragm is large as compared with the conventional sound wave generators.
　さらに、本実施形態に係る音波発生装置において、リム設定位置を０．００ｍｍ～（－）１．４０ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．５ＭＰａ～０．７ＭＰａ（曲線Ｌ～Ｎ）と高めていくと、振動板の振幅を大きくすることができる。この曲線Ｌ～Ｎの音波発生装置は、従来の音波発生装置の駆動圧力以下で大きい振幅を得ることができるとともに、リムの設定範囲が０．００ｍｍ～（－）１．４０ｍｍと広くとれ、許容磨耗量が大きくなり、長時間の運用が可能となり、運用寿命が長くなり、設計に大きな裕度があるという特長を有している。 Further, in the sound wave generator according to the present embodiment, the rim setting position is set in the range of 0.00 mm to (−) 1.40 mm, and the driving pressure is set to 0.5 MPa to 0.7 MPa (curves L to N). As the frequency is increased, the amplitude of the diaphragm can be increased. The sound wave generators of the curves L to N can obtain a large amplitude below the driving pressure of the conventional sound wave generator, and the setting range of the rim is as wide as 0.00 mm to (−) 1.40 mm. It has the features that the amount of wear is large, the operation is possible for a long time, the service life is extended, and the design has a large margin.
　駆動圧力を０．７ＭＰａに注目した場合、従来の音波発生装置では振動板の振幅は２．１ｍｍ～２．４ｍｍ程度しか得られなかったが、本実施形態に係る曲線Ｎの音波発生装置では同じ駆動圧力で振動板の振幅を約３．２ｍｍ～４．２ｍｍまで大きくすることができ、リムの設定位置によっては２倍近くの振幅を得ることができる。 When attention is paid to the driving pressure of 0.7 MPa, the conventional sound wave generator can obtain the amplitude of the diaphragm of only about 2.1 mm to 2.4 mm. However, the sound wave generator of the curve N according to the present embodiment is the same. With the driving pressure, the amplitude of the diaphragm can be increased to about 3.2 mm to 4.2 mm, and depending on the set position of the rim, an amplitude nearly twice as large can be obtained.
　図８は、本実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、リム設定位置（停止状態で振動板に撓みが発生しない状態の振動板下面に対するリムの位置）を変えた場合の発振音圧の変化を示す特性図である。同図に示す縦軸の発振音圧は、個々の圧縮気体の圧力（駆動圧力）に対して音波発生装置からの発振音圧を騒音計で測定した。 FIG. 8 shows the oscillation when the rim setting position (the position of the rim relative to the lower surface of the diaphragm in a state where the diaphragm is not bent in the stopped state) is changed in the sound wave generator according to the present embodiment and the conventional sound wave generator. It is a characteristic view which shows the change of a sound pressure. As for the oscillating sound pressure on the vertical axis shown in the figure, the oscillating sound pressure from the sound wave generator was measured with a sound level meter with respect to the pressure (drive pressure) of each compressed gas.
　また図９は、本実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置の駆動用圧縮気体（圧縮空気）の圧力、発振音圧ならびに駆動用圧縮気体の消費量とを比較して示す図表である。　
　なお図８，９において図中の符号Ｈ～Ｎは、前記図７のそれと同じである。 FIG. 9 is a chart showing a comparison between the pressure of the compressed gas for driving (compressed air), the oscillating sound pressure, and the consumption of the compressed gas for driving of the sound wave generator according to the present embodiment and the conventional sound wave generator. is there.
8 and 9, the symbols H to N in the figure are the same as those in FIG.
　これらの図から明らかなように、リム設定位置を（＋）０．８０ｍｍに設定した従来の音波発生装置（点Ｈ）では、駆動圧力を０．７ＭＰａにしても発振音圧は１４２ｄＢしか得られない。 As is clear from these figures, in the conventional sound wave generator (point H) in which the rim setting position is set to (+) 0.80 mm, the oscillation sound pressure is only 142 dB even when the drive pressure is 0.7 MPa. Absent.
　これに対して本実施形態に係る音波発生装置では、リム設定位置を（－）０．６０ｍｍ～（－）１．４ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．２ＭＰａにした曲線Ｉの音波発生装置でも、前記従来の音波発生装置とほぼ同じ発振音圧を得ることができる。なお、曲線Ｉの音波発生装置においてリム設定位置を（－）０．６０ｍｍに設定したものは、発振音圧が若干低い傾向にあるが、駆動圧力を若干高めることにより（例えば０．２５ＭＰａ）、従来の音波発生装置と同等以上の発振音圧を得ることができることが、他の特性試験で確認されている。 On the other hand, in the sound wave generator according to the present embodiment, the sound wave of curve I in which the rim setting position is set in the range of (−) 0.60 mm to (−) 1.4 mm and the driving pressure is 0.2 MPa. The generator can also obtain substantially the same oscillating sound pressure as that of the conventional sound wave generator. In the sound wave generator of curve I, the rim setting position is set to (−) 0.60 mm, the oscillation sound pressure tends to be slightly low, but by slightly increasing the driving pressure (for example, 0.25 MPa), It has been confirmed by other characteristic tests that an oscillating sound pressure equivalent to or higher than that of a conventional sound wave generator can be obtained.
　この曲線Ｉの音波発生装置の駆動圧力は０．２ＭＰａであるから、従来の音波発生装置（０．７ＭＰａ）に較べて駆動圧力を約１／３低減してもほぼ同じ発振音圧を得ることができ、駆動用圧縮気体の消費量は従来の音波発生装置に較べて約１／３低減することが可能となる。 Since the driving pressure of the sound wave generator of this curve I is 0.2 MPa, even if the driving pressure is reduced by about 1/3 compared with the conventional sound wave generator (0.7 MPa), almost the same oscillation sound pressure can be obtained. Therefore, the consumption of compressed gas for driving can be reduced by about 1/3 compared with the conventional sound wave generator.
　本実施形態に係る音波発生装置において、リム設定位置を（－）０．６０ｍｍ～（－）１．４０ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．３ＭＰａ（曲線Ｊ）と少し高めていくと、従来の音波発生装置に較べて発振音圧を９．５ｄＢ～１１．５ｄＢ高めることができるとともに、駆動用圧縮気体の消費量は約１／２に低減することが可能となる。 In the sound wave generator according to the present embodiment, when the rim setting position is set in the range of (−) 0.60 mm to (−) 1.40 mm and the driving pressure is slightly increased to 0.3 MPa (curve J). As compared with the conventional sound wave generator, the oscillation sound pressure can be increased by 9.5 dB to 11.5 dB, and the consumption of the compressed gas for driving can be reduced to about ½.
　また本実施形態に係る音波発生装置において、リム設定位置を（－）０．６０ｍｍ～（－）１．４０ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．４ＭＰａ（曲線Ｋ）とさらに少し高めると、従来の音波発生装置に較べて発振音圧を１４．５ｄＢ～１６．５ｄＢ高めることができるとともに、駆動用圧縮気体の消費量は約２／３低減することが可能となる（共に図９参照）。 In the sound wave generator according to this embodiment, when the rim setting position is set in the range of (−) 0.60 mm to (−) 1.40 mm and the driving pressure is further increased to 0.4 MPa (curve K), Compared with the conventional sound wave generator, the oscillation sound pressure can be increased by 14.5 dB to 16.5 dB, and the consumption of compressed gas for driving can be reduced by about 2/3 (both see FIG. 9). ).
　なお、図９では本実施形態に係る音波発生装置の代表例として曲線Ｉ～Ｋを示したが、図８に示しているように、リム設定位置を０．００ｍｍ～（－）１．４０ｍｍの範囲に設定して、駆動圧力を０．５ＭＰａ～０．７ＭＰａ（曲線Ｌ～Ｎ）と高めていくと、さらに発振音圧を高くすることができる。 In FIG. 9, curves I to K are shown as representative examples of the sound wave generator according to the present embodiment. However, as shown in FIG. 8, the rim setting position is 0.00 mm to (−) 1.40 mm. When the driving pressure is increased to 0.5 MPa to 0.7 MPa (curves L to N) by setting the range, the oscillation sound pressure can be further increased.
　図８において、リム設定位置を（－）１．００ｍｍに設定して、駆動圧力を０．７ＭＰａした音波発生装置の発振音圧は１６７．５ｄＢであり、従来の音波発生装置と同じ駆動圧力、すなわち駆動用圧縮気体の消費量が同じで、発振音圧を２５．５ｄＢ高めることができる。 In FIG. 8, the oscillating sound pressure of the sound wave generator in which the rim setting position is set to (−) 1.00 mm and the drive pressure is 0.7 MPa is 167.5 dB, which is the same drive pressure as the conventional sound wave generator, That is, the consumption amount of the driving compressed gas is the same, and the oscillation sound pressure can be increased by 25.5 dB.
　前述のようにリム設定位置を０．００ｍｍ～（－）１．４０ｍｍの範囲に設定したものは、マウスピース４のリム１７と、これに接触する振動板３の正面の位置関係が、振動板３をリム１７へ押し当てない状態において、リム１７と、これと対向する振動板３の正面の間に、圧縮気体２が流れ得る程度の隙間が形成されるような位置関係になっている。 As described above, when the rim setting position is set in the range of 0.00 mm to (−) 1.40 mm, the positional relationship between the rim 17 of the mouthpiece 4 and the front surface of the diaphragm 3 in contact with the rim 17 is In a state where 3 is not pressed against the rim 17, the positional relationship is such that a gap that allows the compressed gas 2 to flow is formed between the rim 17 and the front surface of the diaphragm 3 facing the rim 17.
（第２実施形態）
　図１０は、本発明の第２実施形態に係る音波発生装置の全体の断面図である。　
　本実施形態において前記第１実施形態と相違する主な点は、振動板カバー５を省略して、ハウジング６を音波発生装置本体１に直接取り付けた点である。従って本実施形態の場合、ハウジング６の蓄圧気室２１が振動板３の振動を許容する背面空洞部２０を兼ねることになり、十分な大きさの背面空洞部となる。 (Second Embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of the entire sound wave generator according to the second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the main difference from the first embodiment is that the diaphragm cover 5 is omitted and the housing 6 is directly attached to the sound wave generator main body 1. Therefore, in the present embodiment, the pressure accumulation chamber 21 of the housing 6 also serves as the back cavity 20 that allows vibration of the diaphragm 3, and the back cavity has a sufficiently large size.
　このように振動板カバー５を省略することにより、部品点数の削減、装置のコンパクト化と軽量化、コスト低減が図れると共に、密閉系内での接合面が少なくなり、そのために高い密閉度が得られ、音波発生装置として好都合である。 By omitting the diaphragm cover 5 in this way, the number of parts can be reduced, the device can be made compact and lightweight, the cost can be reduced, and the joint surface in the sealed system can be reduced, so that a high degree of sealing can be obtained. Convenient as a sound wave generator.
　また、本実施形態の場合、音波発生装置本体１とハウジング６がボルトとナットによる接合手段２７で接合されている。 In the case of this embodiment, the sound wave generator main body 1 and the housing 6 are joined by the joining means 27 using bolts and nuts.
　前記第１、２実施形態において、圧縮気体２５の加圧圧力は、図１、１０に示す調節弁（Ｂ）１３により適宜調整できる。なお、前記第１、２実施形態で用いられるハウジング６は、図示していないが音波発生装置のケーシングで兼用することもできる。 In the first and second embodiments, the pressurized pressure of the compressed gas 25 can be adjusted as appropriate by the control valve (B) 13 shown in FIGS. Although not shown, the housing 6 used in the first and second embodiments can also be used as a casing of the sound wave generator.
　前記第１、２実施形態では振動板３の背面を加圧する背面加圧手段として、圧縮気体２５を用いて振動板３の背面全体を均等に加圧した例を示した。 In the first and second embodiments, the example in which the entire back surface of the diaphragm 3 is uniformly pressurized using the compressed gas 25 as the back surface pressurizing unit that pressurizes the back surface of the diaphragm 3 is shown.
（第３実施形態）
　図１１は第３実施形態に係る音波発生装置の要部の拡大断面図、図１２は本実施形態において、振動板上のバネ部材の配置例を示す平面図である。なお、本実施形態では、振動板３の背面は大気圧状態となる。 (Third embodiment)
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the sound wave generator according to the third embodiment, and FIG. 12 is a plan view showing an arrangement example of spring members on the diaphragm in the present embodiment. In the present embodiment, the back surface of the diaphragm 3 is in an atmospheric pressure state.
　本実施形態では背面加圧手段として、弾性体の１種であるコイルバネなどのバネ部材２８を使用している。 In this embodiment, a spring member 28 such as a coil spring, which is a kind of elastic body, is used as the back surface pressing means.
　このバネ部材２８は図１１に示すように、振動板３と振動板カバー５の間に若干圧縮された状態で介在される。また複数個のバネ部材２８は図１１、１２に示すように、マウスピース４に設けられているリム１７と対向する位置に、そのリム１７の周方向に沿って等間隔に配置されている。 The spring member 28 is interposed between the diaphragm 3 and the diaphragm cover 5 in a slightly compressed state as shown in FIG. As shown in FIGS. 11 and 12, the plurality of spring members 28 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rim 17 at positions facing the rim 17 provided on the mouthpiece 4.
　各バネ部材２８の設置位置を確実に確保するため図１１に示すように、振動板カバー５の下面には筒状のバネホルダ２９が設けられている。 In order to ensure the installation position of each spring member 28, a cylindrical spring holder 29 is provided on the lower surface of the diaphragm cover 5, as shown in FIG.
（第４実施形態）
　図１３は第４実施形態に係る音波発生装置の要部の拡大断面図である。　
　本実施形態では背面加圧手段として、弾性体の１種であるゴムや合成樹脂などの弾性材料からなる弾性Ｏリング３０を使用している。 (Fourth embodiment)
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a sound wave generator according to the fourth embodiment.
In this embodiment, an elastic O-ring 30 made of an elastic material such as rubber or synthetic resin, which is a kind of elastic body, is used as the back surface pressing means.
　この弾性Ｏリング３０は図１３に示すように、振動板３と振動板カバー５の間に若干圧縮された状態で介在される。弾性Ｏリング３０はマウスピース４に設けられているリム１７と対向する位置に、そのリム１７の周方向に沿って配置されている。 The elastic O-ring 30 is interposed between the diaphragm 3 and the diaphragm cover 5 in a slightly compressed state as shown in FIG. The elastic O-ring 30 is disposed along the circumferential direction of the rim 17 at a position facing the rim 17 provided on the mouthpiece 4.
　弾性Ｏリング３０の設置位置を確実に確保するため図１３に示すように、弾性Ｏリング３０は接着剤３１によって振動板カバー５の下面に固定か、またはＯリング取付溝を形成してそのＯリング取付溝にＯリング３０を固定する。 In order to ensure the installation position of the elastic O-ring 30, as shown in FIG. 13, the elastic O-ring 30 is fixed to the lower surface of the diaphragm cover 5 by an adhesive 31 or an O-ring mounting groove is formed to form the O-ring 30. The O-ring 30 is fixed in the ring mounting groove.
　なお、本実施形態では中実状の弾性Ｏリング３０を用いたが、弾性Ｏリング３０が比較的硬質の場合は中空状の弾性Ｏリング３０を用いることも可能である。 In the present embodiment, the solid elastic O-ring 30 is used. However, when the elastic O-ring 30 is relatively hard, a hollow elastic O-ring 30 can be used.
（第５実施形態）
　図１４は第５実施形態に係る音波発生装置の要部の拡大断面図である。　
　本実施形態では背面加圧手段として、エアピストン３２を使用している。複数本のエアピストン３２は環状のヘッダ３３により同じ方向に配置、接続され、マウスピース４に設けられているリム１７と対向する位置に、そのリム１７の周方向に沿って等間隔に配置されている。 (Fifth embodiment)
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a sound wave generator according to the fifth embodiment.
In this embodiment, an air piston 32 is used as the back surface pressurizing means. The plurality of air pistons 32 are arranged and connected in the same direction by an annular header 33 and are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rim 17 at positions facing the rim 17 provided on the mouthpiece 4. ing.
　前記ヘッダ３３には圧縮気体（圧縮空気）２５が供給され、それにより各エアピストン３２のピストンロッド３４で振動板３をマウスピース４のリム１７に密着させている。各ピストンロッド３４の先端部には、振動板３への押圧を良好にするため円板状の押圧板３５が取り付けられている。 Compressed gas (compressed air) 25 is supplied to the header 33, whereby the diaphragm 3 is brought into close contact with the rim 17 of the mouthpiece 4 by the piston rod 34 of each air piston 32. A disc-shaped pressing plate 35 is attached to the tip of each piston rod 34 in order to improve the pressing to the diaphragm 3.
　前記第３～５実施形態では、振動板カバー５がバネ部材２８、弾性Ｏリング３０ならびにエアピストン３２の保持部材を兼ねている。なお、第３、４実施形態では、弾性体（バネ部材２８、弾性Ｏリング３０）の圧縮状態を維持するために振動板カバー５は必要であるが、第５実施形態の場合は圧縮気体（圧縮空気）２５の供給でリム１７に対する振動板３の密着が図れるため、必ずしも振動板カバー５は必要ではない。 In the third to fifth embodiments, the diaphragm cover 5 also serves as the spring member 28, the elastic O-ring 30 and the holding member for the air piston 32. In the third and fourth embodiments, the diaphragm cover 5 is necessary to maintain the compressed state of the elastic body (spring member 28, elastic O-ring 30), but in the case of the fifth embodiment, the compressed gas ( The diaphragm cover 5 is not necessarily required because the diaphragm 3 can be brought into close contact with the rim 17 by the supply of the compressed air 25).
（第６実施形態）
　図１５は、前記第１実施形態に係る音波発生装置を備えた第６実施形態に係る音波式スートブロワの断面図である。 (Sixth embodiment)
FIG. 15 is a cross-sectional view of a sonic soot blower according to a sixth embodiment including the sonic wave generator according to the first embodiment.
　この音波式スートブロワ４１は前記実施形態に係る音波発生装置から主に構成されており、例えばボイラ火炉４２の炉壁４３などに取り付けられる。炉壁４３に形成された開口部４４からボイラ火炉４２内に臨むようにホーン８が配置されている。ホーン８から発振される音圧がボイラ建屋４０側に洩れるのを防止するために、遮熱（断熱）を兼ねた防音ケース４５内にホーン８が配置されている。 The sonic soot blower 41 is mainly composed of the sonic generator according to the above embodiment, and is attached to the furnace wall 43 of the boiler furnace 42, for example. The horn 8 is disposed so as to face the boiler furnace 42 from the opening 44 formed in the furnace wall 43. In order to prevent the sound pressure oscillated from the horn 8 from leaking to the boiler building 40 side, the horn 8 is disposed in a soundproof case 45 that also serves as heat insulation (heat insulation).
　音波発生装置本体１、振動板３、マウスピース４、振動板カバー５、ハウジング６、共鳴筒７などで構成される音波発生部は、前記防音ケース４５のボイラ火炉４２と反対側に設置されている音波発生部ケース４６内に収納されている。 The sound wave generating unit including the sound wave generator main body 1, the diaphragm 3, the mouthpiece 4, the diaphragm cover 5, the housing 6, the resonance cylinder 7 and the like is installed on the opposite side to the boiler furnace 42 of the soundproof case 45. The sound wave generator case 46 is housed.
　前記防音ケース４５ならびに音波発生部ケース４６の外周には、遮熱（断熱）を兼ねた防音用のラギング４７が設置されている。図に示すように供給系統（Ａ）（配管）１０ならびに供給系統（Ｂ）（配管）１２は、音波発生部ケース４６ならびにラギング４７を貫通して、それぞれ音波発生装置本体１ならびにハウジング６に接続されている。 On the outer periphery of the soundproof case 45 and the sound wave generator case 46, a soundproof lagging 47 that also serves as heat insulation (heat insulation) is installed. As shown in the figure, the supply system (A) (pipe) 10 and the supply system (B) (pipe) 12 penetrate the sound wave generator case 46 and the lagging 47 and are connected to the sound wave generator main body 1 and the housing 6, respectively. Has been.
　この音波式スートブロワから増幅された音波をボイラ火炉４２内に向けて発振させて、その高い音圧をもつ音波によって、伝熱管表面に付着、堆積した燃焼灰の除去および伝熱管への燃焼灰の付着を抑制するものである。 The sound wave amplified from the sonic soot blower is oscillated into the boiler furnace 42, and the sound wave having the high sound pressure removes the combustion ash adhering to and deposited on the surface of the heat transfer tube and the combustion ash to the heat transfer tube. It suppresses adhesion.
　発振周波数が炉内の気柱共振と同一の場合は、ボイラ火炉４２内に気柱共振を励起し、定在波を形成させ、その定在波によってボイラ火炉４２内の音圧はさらに高まるため、灰除去および灰の付着抑制力が強化される。 When the oscillation frequency is the same as the air column resonance in the furnace, the air column resonance is excited in the boiler furnace 42 to form a standing wave, and the sound pressure in the boiler furnace 42 is further increased by the standing wave. In addition, the ash removal and ash adhesion inhibiting power are enhanced.
（第７実施形態）
　図１５に示す音波式スートブロワの場合、共鳴筒７の長さが一定であるため発振される音波の発振周波数は一定である。そのため、ボイラ火炉４２内のガス温度条件が前記発振周波数に合致したときは、炉内気柱共振が確立して炉内の音圧が高くなり、灰の除去能力あるいは付着抑制能力が高まる。　
　ところがボイラ火炉４２内のガス温度条件が変化して炉内気柱共振が確立しない場合には、音圧が下がり、灰の除去能力あるいは付着抑制能力が減退する。このため、広範囲のボイラ運用条件において音波式スートブロワが有効に機能しないという難点がある。 (Seventh embodiment)
In the case of the sonic soot blower shown in FIG. 15, since the length of the resonance cylinder 7 is constant, the oscillation frequency of the oscillated sound wave is constant. Therefore, when the gas temperature condition in the boiler furnace 42 matches the oscillation frequency, the furnace air column resonance is established, the sound pressure in the furnace is increased, and the ash removal capability or adhesion suppression capability is increased.
However, when the gas temperature conditions in the boiler furnace 42 change and the in-furnace air column resonance is not established, the sound pressure decreases, and the ash removal ability or the adhesion prevention ability declines. For this reason, there is a difficulty that the sonic soot blower does not function effectively in a wide range of boiler operating conditions.
　この第７実施形態は、広範囲のボイラ運用条件において有効に機能する音波式スートブロワを示すものである。図１６および図１７は本実施形態に係る音波式スートブロワを説明するためのもので、図１６は共鳴筒の長さを長くした状態での音波式スートブロワの断面図、図１７は共鳴筒の長さを短くした状態での音波式スートブロワの断面図である。 This seventh embodiment shows a sonic soot blower that functions effectively in a wide range of boiler operating conditions. 16 and 17 are diagrams for explaining the sonic soot blower according to the present embodiment. FIG. 16 is a cross-sectional view of the sonic soot blower in a state where the length of the resonance cylinder is increased, and FIG. 17 is the length of the resonance cylinder. It is sectional drawing of the sound wave type soot blower in the state which shortened length.
　本実施例において前記第６実施形態に係る音波式スートブロワと相違する主な点は、例えば図１６に示すように共鳴筒７が内筒７ａと外筒７ｂからなり、内筒７ａが外筒７ｂ内でスライド可能になっている点である。 In this example, the main difference from the sonic soot blower according to the sixth embodiment is that, for example, as shown in FIG. 16, the resonance cylinder 7 is composed of an inner cylinder 7a and an outer cylinder 7b, and the inner cylinder 7a is an outer cylinder 7b. It is possible to slide inside.
　図１６は共鳴筒７の実質的な長さが長くなった状態、図１７は短くなった状態を示している。このように共鳴筒７の長さを変えることにより、共鳴筒７で発振周波数の波長を調整し、ホーン８により所望の音圧に増幅でき、ボイラ火炉４２内に複数の気柱共振周波数を連続的に変化させた音波を発生できる。 16 shows a state in which the substantial length of the resonance cylinder 7 is increased, and FIG. 17 shows a state in which the resonance cylinder 7 is shortened. By changing the length of the resonance cylinder 7 in this way, the wavelength of the oscillation frequency can be adjusted by the resonance cylinder 7 and amplified to a desired sound pressure by the horn 8, and a plurality of air column resonance frequencies can be continuously generated in the boiler furnace 42. Sound waves can be generated.
　本実施形態の場合、共鳴筒７の長さの変化に伴い音波発生装置本体１ならびにハウジング６も移動するため、音波発生装置本体１ならびにハウジング６に接続されている供給系統（Ａ）１０ならびに供給系統（Ｂ）１２はフレキシブルなホースで構成されている。 In the case of the present embodiment, the sound wave generator main body 1 and the housing 6 also move as the length of the resonance cylinder 7 changes, and therefore the supply system (A) 10 connected to the sound wave generator main body 1 and the housing 6 and the supply The system (B) 12 is composed of a flexible hose.
　図１８は、振動板の背面加圧設定値を種々変えた音波発生装置において、共鳴筒の長さを変化させたときのストローク（共鳴筒の長さの変化量）に対する周波数特性を示す図である。同図に示すように振動板の背面加圧設定値が１０ＫＰａ～８０ＫＰａの８種類に分けて実験を行なった。 FIG. 18 is a diagram showing frequency characteristics with respect to a stroke (a change amount of the length of the resonance cylinder) when the length of the resonance cylinder is changed in the sound wave generator in which the back surface pressure setting value of the diaphragm is variously changed. is there. As shown in the figure, the experiment was performed by dividing the diaphragm back pressure setting value into 8 types of 10 KPa to 80 KPa.
　この図から明らかなように、振動板の背面加圧設定値が特に５０ＫＰａ以上にすることで、ストロークに対する周波数特性は１つの直線となるため、ストロークに対する周波数制御はより高精度に行なうことができる。 As is clear from this figure, when the pressure setting value on the back surface of the diaphragm is set to 50 KPa or more, the frequency characteristic with respect to the stroke becomes one straight line, and therefore the frequency control with respect to the stroke can be performed with higher accuracy. .
　本実施形態では共鳴筒７の全体の形状が直管状になった場合を示したが、全体の形状がＵ字状の共鳴筒を用い、それの直管部分を内筒と外筒で構成するスライド構造にしたり、あるいは全体の形状が渦巻き状の共鳴筒を用い、その共鳴筒の端部に直管部分を設け、その直管部分を内筒と外筒で構成するスライド構造することも可能である。　
　このようにＵ字状あるいは渦巻き状の共鳴筒を用いることにより、音波式スートブロワの小型化が可能となる。 In the present embodiment, the case where the entire shape of the resonance cylinder 7 is a straight tube has been shown. However, a resonance cylinder having a U-shape as a whole is used, and the straight tube portion is constituted by an inner cylinder and an outer cylinder. It is possible to use a slide structure, or use a resonance tube with a spiral shape as a whole, and provide a straight tube part at the end of the resonance tube, and the straight tube part consists of an inner tube and an outer tube. It is.
By using a U-shaped or spiral resonance tube in this way, the sonic soot blower can be miniaturized.
（第８実施形態）
　図１９ならびに図２０はボイラ装置における後部伝熱部での音波式スートブロワの配置例を示す図で、図１９は本発明の第８実施形態に係る音波式スートブロワの配置例を示す図、図２０は従来の音波式スートブロワの配置例を示す図である。 (Eighth embodiment)
19 and 20 are diagrams showing an arrangement example of the sonic soot blower in the rear heat transfer section in the boiler device, and FIG. 19 is a diagram showing an arrangement example of the sonic soot blower according to the eighth embodiment of the present invention. These are figures which show the example of arrangement | positioning of the conventional sonic-type soot blower.
　これらの図において５３はバーナ、５４は一次再熱器、５５は一次過熱器、５６は煙道蒸発器、５７は節炭器、５８は蒸気式スートブロワ、５９は実施形態に係る音波式スートブロワ、６０は従来の音波式スートブロワ、６１は燃焼排ガスである。これらの図に示すように蒸気式スートブロワ５８ならびに音波式スートブロワ５９（６０）は、各熱交換器（一次再熱器５４、一次過熱器５５、煙道蒸発器５６、節炭器５７）と対応して配置されている。そして蒸気式スートブロワ５８と音波式スートブロワ５９（６０）を併用することにより、蒸気式スートブロワ５８の運用頻度を１／４～１／１０程度に低減することができる。 In these drawings, 53 is a burner, 54 is a primary reheater, 55 is a primary superheater, 56 is a flue evaporator, 57 is a economizer, 58 is a steam soot blower, 59 is a sonic soot blower according to the embodiment, 60 is a conventional sonic soot blower, 61 is combustion exhaust gas. As shown in these figures, the steam soot blower 58 and the sonic soot blower 59 (60) correspond to each heat exchanger (primary reheater 54, primary superheater 55, flue evaporator 56, economizer 57). Are arranged. By using both the steam soot blower 58 and the sonic soot blower 59 (60), the operation frequency of the steam soot blower 58 can be reduced to about 1/4 to 1/10.
　ところが従来の音波式スートブロワ６０を使用する場合には、図２０に示すようにボイラ装置の片側に１６台、ボイラ装置の両側では３２台設置する必要があった。これに対して本発明に係る音波式スートブロワ５９を使用する場合には、図１９に示すようにボイラ装置の片側に８台、ボイラ装置の両側では１６台設置すれば十分であり、音波式スートブロワの設置台数ならびにそれに使用する駆動用圧縮気体の使用量を従来のものに対して半分に減らすことができる。 However, when the conventional sonic soot blower 60 is used, it is necessary to install 16 units on one side of the boiler device and 32 units on both sides of the boiler device as shown in FIG. On the other hand, when the sonic soot blower 59 according to the present invention is used, it is sufficient to install 8 units on one side of the boiler device and 16 units on both sides of the boiler device as shown in FIG. The number of installed units and the amount of compressed driving gas used for them can be reduced to half of the conventional one.
　従来の音波式スートブロワの発振音圧には限りがあったため、例えば伝熱部の寸法が大きいボイラ装置あるいは伝熱管への付着力、堆積力の強い炭種を使用する場合などでは、音波式スートブロワからの音圧をさらに高める必要があり、そのためにボイラ装置の対向する両側の壁にそれぞれ音波式スートブロワを設置して、多くの音波式スートブロワを同一周波数にて同時に発振することにより、合成音圧を高め運用方法が採用されている。 Since the oscillating sound pressure of a conventional sonic soot blower is limited, for example, when using a coal type with a large heat transfer section or a coal type that has strong adhesion and adhesion to a heat transfer tube, a sonic soot blower is used. It is necessary to further increase the sound pressure from the sound generator.To that end, by installing sound wave soot blowers on the opposite walls of the boiler unit, and simultaneously oscillating many sound wave soot blowers at the same frequency, the combined sound pressure The operation method is adopted.
　図２１ならびに図２２は音波式スートブロワの同時発振の運用例を示す図で、図２１は本発明に係る音波式スートブロワの運用例を示す図、図２２は従来の音波式スートブロワの運用例を示す図である。図２１において○印は運用中の音波式スートブロワ５９、黒丸印は停止中の音波式スートブロワ５９、図２２において□印は運用中の音波式スートブロワ６０、黒四角印は停止中の音波式スートブロワ６０をそれぞれ示している。なお、図２１ならびに図２２において音波式スートブロワ５９（６０）の配置は図１９ならびに図２０と同じである。　
　また、図２３は本発明に係る音波式スートブロワ５９（白の菱形印）と従来の音波式スートブロワ６０（黒の菱形印）の同時運用台数と合成音圧の関係を示す特性図である。 FIGS. 21 and 22 are diagrams showing an operation example of simultaneous oscillation of a sonic soot blower, FIG. 21 is a diagram showing an operation example of a sonic soot blower according to the present invention, and FIG. 22 shows an operation example of a conventional sonic soot blower. FIG. In FIG. 21, a circle mark indicates a sonic soot blower 59 in operation, a black circle mark indicates a sonic soot blower 59 that is stopped, a square mark in FIG. 22 indicates a sonic soot blower 60 that is in operation, and a black square mark indicates a sound wave soot blower 60 that is stopped. Respectively. 21 and FIG. 22, the arrangement of the sonic soot blower 59 (60) is the same as that in FIG. 19 and FIG.
FIG. 23 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of simultaneously operated sonic soot blowers 59 (white diamonds) according to the present invention and the conventional sonic soot blower 60 (black diamonds) and the synthesized sound pressure.
　なお、このテストに使用した本発明に係る音波式スートブロワ５９は、リム設定位置を－１．２０ｍｍ、駆動用圧縮空気圧を０．３ＭＰａに設定しており、音波式スートブロワ１台の発振音圧は１５３ｄＢである。また、従来の音波式スートブロワ６０は、リム設定位置を＋０．６５ｍｍ、駆動用圧縮空気圧を０．７ＭＰａに設定しており、音波式スートブロワ１台の発振音圧は１４５ｄＢである。 The sonic soot blower 59 according to the present invention used for this test has a rim setting position of −1.20 mm and a driving compression air pressure of 0.3 MPa, and the oscillating sound pressure of one sonic soot blower is 153 dB. In the conventional sonic soot blower 60, the rim setting position is set to +0.65 mm, the driving compressed air pressure is set to 0.7 MPa, and the oscillation sound pressure of one sonic soot blower is 145 dB.
　図２２は従来の音波式スートブロワ６０をボイラ装置の片側で８台（ボイラ装置の両側で１６台）同時に運用した例を示しているが、そのときの合成音圧は図２３から明らかなように１５４ｄＢである。 FIG. 22 shows an example in which eight conventional sonic soot blowers 60 are operated simultaneously on one side of the boiler unit (16 units on both sides of the boiler unit). The synthesized sound pressure at that time is apparent from FIG. 154 dB.
　これに対して本発明に係る音波式スートブロワ５９を使用して前述とほぼ同じ合成音圧（１５６ｄＢ　図２３参照）を得るためには、図２１に示すようボイラ装置の片側で２台（ボイラ装置の両側で４台）同時運用すれば十分であり、音波式スートブロワの設置台数ならびにそれに使用する駆動用圧縮気体の使用量を極端に減らすことができる。 On the other hand, in order to obtain substantially the same synthesized sound pressure (156 dB as shown in FIG. 23) using the sonic soot blower 59 according to the present invention, two units (boiler device) on one side of the boiler device as shown in FIG. 4 units on both sides) is sufficient to operate simultaneously, and the number of sonic soot blowers installed and the amount of compressed driving gas used for them can be drastically reduced.
　なお、図２３中に付した斜線領域Ｘ，Ｙ，Ｚは、本発明に係る音波式スートブロワの１台運用での発振音圧の範囲を駆動用圧縮空気圧別に示したものである。前記斜線領域Ｘはリム設定位置が－０．６０ｍｍ～－１．４０ｍｍで駆動用圧縮空気圧が０．２ＭＰａのものの発振音圧、前記斜線領域Ｙはリム設定位置が－０．６０ｍｍ～－１．４０ｍｍで駆動用圧縮空気圧が０．３ＭＰａのものの発振音圧、前記斜線領域Ｚはリム設定位置が－０．６０ｍｍ～－１．４０ｍｍで駆動用圧縮空気圧が０．４ＭＰａのものの発振音圧を示す。 Note that hatched areas X, Y, and Z shown in FIG. 23 indicate the range of the oscillating sound pressure in the operation of one sonic soot blower according to the present invention for each driving compressed air pressure. The hatched region X has an oscillating sound pressure with a rim setting position of −0.60 mm to −1.40 mm and a driving compressed air pressure of 0.2 MPa, and the hatched region Y has a rim setting position of −0.60 mm to −1. The oscillating sound pressure is 40 mm and the driving compressed air pressure is 0.3 MPa. The hatched area Z indicates the oscillating sound pressure when the rim setting position is −0.60 mm to −1.40 mm and the driving compressed air pressure is 0.4 MPa. .
　この斜線領域Ｘ，Ｙ，Ｚからも明らかなように、本発明に係る音波式スートブロワ１台でも従来の音波式スートブロワの複数台同時運用で得られる合成音圧に匹敵する音圧が得られ、音波式スートブロワの設置数を極端に減らすことが可能である。 As is clear from the hatched areas X, Y, and Z, even one sonic soot blower according to the present invention can obtain a sound pressure comparable to the synthesized sound pressure obtained by simultaneous operation of a plurality of conventional sonic soot blowers, It is possible to extremely reduce the number of sonic soot blowers installed.
（第９実施形態）
　図２４ならびに図２５は脱硝装置での音波式スートブロワの配置例を示す図で、図２４は本発明の第９実施形態に係る音波式スートブロワの配置例を示す図、図２５は従来の音波式スートブロワの配置例を示す図である。これらの図において（ａ）は脱硝装置の概略平面図、（ｂ）は脱硝装置の概略縦断面図である。 (Ninth embodiment)
24 and 25 are diagrams showing an example of the arrangement of the sonic soot blower in the denitration apparatus, FIG. 24 is a diagram showing an example of the arrangement of the sonic soot blower according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of a soot blower. In these drawings, (a) is a schematic plan view of a denitration apparatus, and (b) is a schematic longitudinal sectional view of the denitration apparatus.
　ボイラ装置に付設される脱硝装置６４には燃焼排ガス６１の流れ方向に沿って複数段の触媒ブロック６５が設置されているが、煤塵などを多く含んだ燃焼排ガス６１が通過するため、触媒ブロック６５上に多量の煤塵などが付着堆積して、脱硝機能が経時的に減退する。 The NOx removal device 64 attached to the boiler device is provided with a plurality of stages of catalyst blocks 65 along the flow direction of the combustion exhaust gas 61. However, since the combustion exhaust gas 61 containing a large amount of soot and the like passes, the catalyst block 65 A large amount of dust etc. adheres and accumulates on the top, and the denitration function declines over time.
　そのため従来は、図２５に示すように各触媒ブロック６５毎に音波式スートブロワ６０を配置していた。これに対して本発明に係る音波式スートブロワ５９は個々に高い発振音圧を得ることができるから、音波式スートブロワ５９の設置個数を極端に減らすことができ、例えば図２４に示すように２段の触媒ブロック６５を設置した脱硝装置６４の場合、４台の音波式スートブロワ５９を設置すれば十分である。 Therefore, conventionally, a sonic soot blower 60 is arranged for each catalyst block 65 as shown in FIG. On the other hand, since the sonic soot blower 59 according to the present invention can individually obtain a high oscillation sound pressure, the number of sonic soot blowers 59 can be extremely reduced. For example, as shown in FIG. In the case of the denitration device 64 in which the catalyst block 65 is installed, it is sufficient to install four sonic soot blowers 59.
（第１０実施形態）
　図２６は発電プラントにおける排ガス処理システムの系統図、図２７はその排ガス処理システムに用いる本発明の第１０実施形態に係るガス－ガスヒータの概略構成図である。 (10th Embodiment)
FIG. 26 is a system diagram of an exhaust gas treatment system in a power plant, and FIG. 27 is a schematic configuration diagram of a gas-gas heater according to a tenth embodiment of the present invention used in the exhaust gas treatment system.
　図２６に示すように、ボイラ装置７１から排出された燃焼排ガスは脱硝装置７２に導入され、燃焼排ガス中のＮＯｘが除去された後、空気予熱器７３においてボイラ装置７１に供給される燃焼用空気と熱交換される。その後ガス－ガスヒータ熱回収器７４に導入されて熱回収され、電気集塵器７５で燃焼排ガス中の煤塵の大半が除去される。 As shown in FIG. 26, the combustion exhaust gas discharged from the boiler device 71 is introduced into the denitration device 72, and after the NOx in the combustion exhaust gas is removed, the combustion air supplied to the boiler device 71 in the air preheater 73. And heat exchange. Thereafter, the gas is introduced into the gas-heater heat recovery unit 74 to recover the heat, and the electric dust collector 75 removes most of the dust in the combustion exhaust gas.
　そして、燃焼排ガスは誘引ファン７６により昇圧され、湿式脱硫装置７７に導入されて燃焼排ガス中のＳＯｘが除去される。この湿式脱硫装置７７において飽和温度まで冷却された燃焼排ガスはガス－ガスヒータ再加熱器７８により昇温され、誘引ファン７９により昇圧されて煙突８０から排出される。 Then, the combustion exhaust gas is pressurized by the induction fan 76 and introduced into the wet desulfurization device 77 to remove SOx in the combustion exhaust gas. The combustion exhaust gas cooled to the saturation temperature in the wet desulfurization device 77 is heated by the gas-gas heater reheater 78, pressurized by the induction fan 79, and discharged from the chimney 80.
　本発明の第１０実施形態に係るガス－ガスヒータ８１は図２７に示すように、前記ガス－ガスヒータ熱回収器７４のフィン付き伝熱管８２と、前記ガス－ガスヒータ再加熱器７８のフィン無しの伝熱管８３ならびにフィン付き伝熱管８４を連絡管８５で連結し、熱媒体循環ポンプ８６で熱媒体を循環させて、熱媒体の顕熱により前記空気予熱器７３（図２６参照）の出口燃焼排ガス６１を冷却し（熱回収）、前記湿式脱硫装置７７（図２６参照）の出口燃焼排ガス６１を昇温（再加熱）する熱交換装置である。 As shown in FIG. 27, a gas-gas heater 81 according to the tenth embodiment of the present invention includes a finned heat transfer tube 82 of the gas-gas heater heat recovery unit 74 and a fin-free transfer of the gas-gas heater reheater 78. The heat pipe 83 and the finned heat transfer pipe 84 are connected by the connecting pipe 85, the heat medium is circulated by the heat medium circulation pump 86, and the outlet combustion exhaust gas 61 of the air preheater 73 (see FIG. 26) is sensible by the sensible heat of the heat medium. Is a heat exchange device that cools (heat recovery) and raises (reheats) the outlet combustion exhaust gas 61 of the wet desulfurization device 77 (see FIG. 26).
　このガス－ガスヒータ８１では、低負荷時などに媒体温度が低くなり過ぎないように、またはボイラ起動時あるいはボイラ運転停止時の暖気目的で蒸気を加熱源とする熱媒体ヒータ８７が、再加熱器７８の上流側の連絡管８５内に設置されている。 In the gas-gas heater 81, a reheater is provided with a heat medium heater 87 that uses steam as a heating source so that the medium temperature does not become excessively low during a low load or for the purpose of warming up when the boiler is started or stopped. It is installed in the connecting pipe 85 upstream of 78.
　また、前記連絡管８５の内部には熱媒体としての水を満水状態で充填しており、運転中は熱媒体温度の上昇により熱媒体（水）８８が膨張するため、それを吸収する目的で熱媒体タンク８９が付設されている。 Further, the inside of the connecting pipe 85 is filled with water as a heat medium in a full state. During operation, the heat medium (water) 88 expands due to an increase in the temperature of the heat medium. A heat medium tank 89 is attached.
　さらに、熱回収器７４の出口排ガス温度を制御するため、その熱回収器７４をバイパスして再加熱器７８の熱媒体出口から入口に戻る熱媒体バイパスライン９０が設けられ、電気集塵器７５の出口排ガス温度を計測する排ガス温度計８１の検出信号により、電気集塵器７５の出口排ガス温度が設定範囲内となるように、前記熱媒体バイパスライン９０に設けられた流量調整弁９２の開度を調整して、熱媒体による熱回収器７４での熱回収量を制御している。 Further, in order to control the exhaust gas temperature at the outlet of the heat recovery unit 74, a heat medium bypass line 90 is provided to bypass the heat recovery unit 74 and return from the heat medium outlet of the reheater 78 to the inlet. The flow rate adjusting valve 92 provided in the heat medium bypass line 90 is opened so that the outlet exhaust gas temperature of the electrostatic precipitator 75 falls within the set range based on the detection signal of the exhaust gas thermometer 81 that measures the outlet exhaust gas temperature of the exhaust gas. The amount of heat recovered by the heat recovery device 74 by the heat medium is controlled by adjusting the degree.
　図２７に示すように、前記熱回収器７４の排ガス流れ方向上流側には、本実施形態に係る音波式スートブロワ９３が対向するように設置され、定期的あるいは随時に稼動されるようになっている。 As shown in FIG. 27, on the upstream side of the heat recovery device 74 in the exhaust gas flow direction, the sonic soot blower 93 according to the present embodiment is installed so as to oppose and is operated periodically or at any time. Yes.
　図２８は、前記第１実施形態に係る音波発生装置と従来の音波発生装置において、リムに対する振動板の衝突速度を説明するための概略図で、横軸に時間（ｔ）、縦軸に振動板の振幅範囲を示しており、０位置を中心にしてニュートラルから（＋）側とニュートラルから（－）側に分かれている。 FIG. 28 is a schematic diagram for explaining the collision speed of the diaphragm against the rim in the sound wave generator according to the first embodiment and the conventional sound wave generator, with the horizontal axis representing time (t) and the vertical axis representing vibration. The amplitude range of the plate is shown, and is divided into the (+) side from the neutral and the (−) side from the neutral with the zero position as the center.
　図中の実線Ｏはリムが無い場合の当該部位における振動板の変位を表す曲線、点線Ｐはその実線Ｏの傾き角度、すなわち振動板の衝突速度を示す直線である。また範囲Ｑはリムに対する振動板の衝突速度が低下する範囲、範囲Ｒはリムに対する振動板の衝突速度が最大になる範囲（衝突速度が一定になる範囲）を示している。 In the figure, the solid line O is a curve representing the displacement of the diaphragm at the relevant site when there is no rim, and the dotted line P is a straight line indicating the tilt angle of the solid line O, that is, the collision speed of the diaphragm. A range Q indicates a range in which the collision speed of the diaphragm with respect to the rim decreases, and a range R indicates a range in which the collision speed of the diaphragm with respect to the rim becomes maximum (a range in which the collision speed becomes constant).
　さらに範囲Ｓ１は本発明の音波発生装置においてリムの設定位置をニュートラルから（－）側に少しずらしたときの振動板の振幅範囲、範囲Ｓ２は本発明の音波発生装置においてリムの設定位置をニュートラルから（－）側に更にずらしたときの振動板の振幅範囲、範囲Ｔはリムの設定位置をニュートラルから（＋）側に設定した従来の音波発生装置の振動板の振幅範囲を示している。また、範囲Ｕは本発明の音波発生装置において振動板の振幅が大きくて、音波発生装置の耐用寿命が長い、好ましい範囲を示している。 Further, the range S1 is the amplitude range of the diaphragm when the setting position of the rim is slightly shifted from the neutral (−) side in the sound wave generator of the present invention, and the range S2 is the neutral position of the rim setting position in the sound wave generator of the present invention. The amplitude range of the diaphragm when the position is further shifted from the (−) side to the (−) side, the range T, shows the amplitude range of the diaphragm of the conventional sound wave generator in which the setting position of the rim is set from the neutral to the (+) side. Further, the range U indicates a preferable range in which the vibration plate has a large amplitude and the service life of the sound wave generator is long in the sound wave generator of the present invention.
　範囲Ｓ１ならびに範囲Ｓ２と範囲Ｔを比較すると明らかなように、本発明の音波発生装置はリムの設定位置をニュートラルから（－）側に設定しているため、リムの設定位置をニュートラルから（＋）側に設定した従来の音波発生装置よりもかなり振動板の振幅範囲が広くなっている。 As apparent from comparison between the range S1 and the range S2 and the range T, the sound wave generator of the present invention sets the rim setting position from the neutral (−) side, so the rim setting position from the neutral (+ The amplitude range of the diaphragm is considerably wider than the conventional sound wave generator set on the) side.
　振動板の振幅の広い、狭いが発振音圧の大小に直接影響し、本発明の音波発生装置では発振音圧を従来のものよりも高くすることが可能である。そして振動板の静止時にシール性が保持できる限度内で、リムの設定位置をニュートラルから（－）側に設定する方が、有利である。それに加えて、リムの設定位置を範囲Ｕに示すようにリムに対する振動板の衝突速度が低下する範囲に設定すれば、振動板の振幅が大きくて、リムの磨耗も少なく、音波発生装置の耐用寿命が長くなり有利である。 Although the amplitude of the diaphragm is wide and narrow, it directly affects the magnitude of the oscillating sound pressure, and the sound wave generator of the present invention can make the oscillating sound pressure higher than the conventional one. It is advantageous to set the rim setting position from the neutral to the (-) side within the limit that can maintain the sealing performance when the diaphragm is stationary. In addition, if the setting position of the rim is set in a range where the collision speed of the diaphragm against the rim is reduced as shown in the range U, the amplitude of the diaphragm is large, the wear of the rim is small, and the sound generator is durable. Long life is advantageous.
　前記実施形態では石炭焚きボイラ装置の場合を説明したが、石炭の替わりにバイオマスなど他の燃料を使用するボイラ装置にも本発明は適用可能である。 In the above embodiment, the case of a coal-fired boiler apparatus has been described. However, the present invention can also be applied to a boiler apparatus that uses other fuel such as biomass instead of coal.
　本発明に係る音波発生装置ならびに音波式スートブロワは、ボイラ装置の他に粉塵の堆積や液滴の滞留等による問題が生じ得るあらゆる産業機器類に適用することが可能である。 The sound wave generator and the sonic soot blower according to the present invention can be applied to any industrial equipment in which problems such as dust accumulation and droplet retention may occur in addition to the boiler device.
　また、圧縮気体の供給源としては、設置されるプラントによって、高圧空気や余剰窒素（例えば製鉄所など）が挙げられる。 Compressed gas supply sources include high-pressure air and surplus nitrogen (for example, steelworks) depending on the installed plant.
　　１：音波発生装置本体、
　　２：駆動用圧縮気体、
　　２Ａ：排気気体、
　　３：振動板、
　　４：マウスピース、
　　５：振動板カバー、
　　６：ハウジング、
　　７：共鳴筒、
　　７ａ：共鳴筒の内筒、
　　７ｂ：共鳴筒の外筒、
　　８：ホーン、
　　９：圧縮気体供給源、
　１４：導入口、
　１７：リム、
　１９：蓄圧器、
　２０：背面空洞部、
　２３：押圧部、
　２４ａ，２４ｂ：Ｏリング、
　２５：背面加圧用気体、
　２８：バネ部材、
　３０：弾性Ｏリング、
　４１：音波式スートブロワ、
　５８：蒸気式スートブロワ。 1: Sound wave generator body,
2: compressed gas for driving,
2A: exhaust gas,
3: Diaphragm,
4: mouthpiece,
5: Diaphragm cover,
6: Housing,
7: Resonance tube,
7a: inner cylinder of the resonance cylinder,
7b: outer cylinder of the resonance cylinder,
8: Horn
9: compressed gas supply source,
14: Introduction port
17: Rim,
19: pressure accumulator,
20: back cavity,
23: pressing part,
24a, 24b: O-ring,
25: Back pressure gas
28: Spring member,
30: Elastic O-ring,
41: Sonic soot blower,
58: Steam soot blower.

Claims (24)

  1. 　振動板と、
    　その振動板の周縁部を保持する保持部と、
    　前記保持部の径方向内側において前記振動板を押し当てるリムを有するマウスピースと、
    　前記振動板の前記リムに接触する正面側でかつ前記マウスピースの径方向外側に設けられた蓄圧器と、
    　その蓄圧器に圧縮気体を供給する圧縮気体供給系統と、
    　前記マウスピースと共鳴筒とホーンによって形成される一連の音響導管を備え、
    　前記振動板はその周縁部が前記保持部に保持されており、
    　前記振動板を前記リムへ押し当てる力に抗して前記蓄圧器から圧縮気体がマウスピースの内側に流入することで振動板の動作が開始され、その振動板の駆動により発生した疎密波を前記音響導管を通じて増幅し、前記ホーンの開口部から音波として放射する音波発生装置において、
    　前記振動板の背面側から外力により当該振動板を前記マウスピースのリムへ押し当てる手段を設けたことを特徴とする音波発生装置。     A diaphragm,
    A holding part for holding the peripheral part of the diaphragm;
    A mouthpiece having a rim that presses against the diaphragm on the radially inner side of the holding portion;
    A pressure accumulator provided on the front side in contact with the rim of the diaphragm and on the radially outer side of the mouthpiece;
    A compressed gas supply system for supplying compressed gas to the accumulator;
    Comprising a series of acoustic conduits formed by the mouthpiece, resonant tube and horn;
    The diaphragm has a peripheral edge held by the holding part,
    The operation of the diaphragm starts when compressed gas flows into the mouthpiece from the pressure accumulator against the force pressing the diaphragm against the rim, and the density wave generated by driving the diaphragm is In the sound wave generator that amplifies through the acoustic conduit and emits the sound wave from the opening of the horn,
    A sound wave generator comprising means for pressing the diaphragm against the rim of the mouthpiece by an external force from the back side of the diaphragm.
  2. 　請求項１に記載の音波発生装置において、
    　前記押し当て手段により前記振動板をマウスピースのリムへ押し当てた状態での、前記振動板の正面と前記保持部との前記マウスピース軸方向沿いの距離で表される振動板の撓み量が、振動板の正面側０．０ｍｍ～１．４ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 1,
    When the diaphragm is pressed against the rim of the mouthpiece by the pressing means, a deflection amount of the diaphragm represented by a distance along the mouthpiece axial direction between the front surface of the diaphragm and the holding portion is A sound wave generator characterized by being set within a range of 0.0 mm to 1.4 mm on the front side of the diaphragm.
  3. 　請求項２に記載の音波発生装置において、
    　前記振動板の撓み量が、振動板の正面側０．６ｍｍ～１．４ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 2,
    2. A sound wave generator according to claim 1, wherein a deflection amount of the diaphragm is set in a range of 0.6 mm to 1.4 mm on the front side of the diaphragm.
  4. 　請求項１に記載の音波発生装置において、
    　前記マウスピースのリムと、これに接触する前記振動板の正面の位置関係を、
    　前記押し当て手段により振動板を前記マウスピースのリムへ押し当てない状態において、
    　前記マウスピースのリムと、これと対向する前記振動板の正面の間に、前記圧縮気体が流れ得る程度の隙間が形成されるような位置関係になっていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 1,
    The positional relationship between the rim of the mouthpiece and the front surface of the diaphragm in contact with the rim,
    In a state where the diaphragm is not pressed against the rim of the mouthpiece by the pressing means,
    A sound wave generating apparatus characterized in that a gap is formed between the rim of the mouthpiece and a front face of the diaphragm facing the mouthpiece so as to allow the compressed gas to flow.
  5. 　請求項２ないし４のいずれか１項に記載の音波発生装置において、
    　前記駆動用圧縮気体の圧力が０．２ＭＰａ～０．７ＭＰａの範囲内に設定されていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to any one of claims 2 to 4,
    A sound wave generator, wherein the pressure of the driving compressed gas is set within a range of 0.2 MPa to 0.7 MPa.
  6. 　請求項１ないし５のいずれか１項に記載の音波発生装置において、
    　前記押し当て手段が、前記振動板の背面のほぼ全体を背面加圧用圧縮気体で押し付ける構成になっていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to any one of claims 1 to 5,
    The acoustic wave generator according to claim 1, wherein the pressing means is configured to press almost the entire back surface of the diaphragm with a compressed gas for pressurizing the back surface.
  7. 　請求項６に記載の音波発生装置において、
    　前記押し当て手段が、前記振動板の背面に形成された空洞部と通じる背面加圧用の蓄圧気室と、その蓄圧気室に背面加圧用圧縮気体を供給する供給系統を有することを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 6,
    The pressing means includes a pressure-accumulating air chamber for pressurizing the back surface that communicates with a cavity formed on the back surface of the diaphragm, and a supply system that supplies compressed gas for pressurizing the back surface to the pressure-accumulating air chamber. Sound wave generator.
  8. 　請求項７に記載の音波発生装置において、
    　前記空洞部と蓄圧気室の間に、空洞部と蓄圧気室を連通する貫通部が形成された振動板カバーが介在されていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 7,
    A sound wave generator having a diaphragm cover formed with a through-hole communicating between the cavity and the pressure-accumulated air chamber interposed between the cavity and the pressure-accumulated air chamber.
  9. 　請求項７に記載の音波発生装置において、
    　前記背面加圧用圧縮気体の供給源が、前記駆動用圧縮気体と同じの供給源であって、
    　前記駆動用の蓄圧器と前記背面加圧用の蓄圧気室の圧力を調整する圧力調整手段が圧縮気体の供給系統に設けられていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 7,
    The supply source of the compressed gas for backside pressurization is the same supply source as the compressed gas for driving,
    A sound wave generator characterized in that pressure adjusting means for adjusting the pressure of the accumulator for driving and the pressure accumulating air chamber for pressurizing the back surface is provided in a compressed gas supply system.
  10. 　請求項１ないし５のいずれか１項に記載の音波発生装置において、
    　前記振動板の背面に空洞部を形成するとともに、その空洞部と大気を連通する貫通部が形成された振動板カバーが、音波発生装置本体の振動板背面側に当該振動板を覆うように取り付けられ、
    　前記押し当て手段として、前記振動板と振動板カバーの間に、複数個の弾性体を圧縮状態で前記リムの周方向に沿って介在したことを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to any one of claims 1 to 5,
    A diaphragm cover in which a cavity is formed on the back surface of the diaphragm and a through-hole that communicates with the cavity and the atmosphere is attached so as to cover the diaphragm on the diaphragm back side of the sound wave generator main body. And
    A sound wave generating device characterized in that a plurality of elastic bodies are interposed between the diaphragm and the diaphragm cover as the pressing means along the circumferential direction of the rim in a compressed state.
  11. 　請求項１０に記載の音波発生装置において、
    　前記弾性体がバネ部材あるいは弾性リングであることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 10,
    The acoustic wave generator is characterized in that the elastic body is a spring member or an elastic ring.
  12. 　請求項１ないし５のいずれか１項に記載の音波発生装置において、
    　前記振動板の背面に空洞部を形成するとともに、その空洞部と大気を連通する貫通部が形成された振動板カバーが、音波発生装置本体の振動板背面側に当該振動板を覆うように取り付けられ、
    　前記押し当て手段として、前記振動板の背面側に複数個の連動するピストンを前記マウスピースのリムの周方向に沿って配置したことを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to any one of claims 1 to 5,
    A diaphragm cover in which a cavity is formed on the back surface of the diaphragm and a through-hole that communicates with the cavity and the atmosphere is attached so as to cover the diaphragm on the diaphragm back side of the sound wave generator main body. And
    As the pressing means, a plurality of interlocking pistons are arranged on the back side of the diaphragm along the circumferential direction of the rim of the mouthpiece.
  13. 　請求項１に記載の音波発生装置において、
    　前記共鳴筒の長さが変更可能になっていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 1,
    A sound wave generator characterized in that the length of the resonance tube can be changed.
  14. 　請求項１３に記載の音波発生装置において、
    　前記押し当て手段が、前記振動板の背面のほぼ全体を圧縮気体で加圧する圧縮気体供給手段を有し、その圧縮気体の圧力が５０ＫＰａ～８０ＫＰａの範囲内に設定されていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 13,
    The pressing means includes compressed gas supply means for compressing substantially the entire back surface of the diaphragm with compressed gas, and the pressure of the compressed gas is set in a range of 50 KPa to 80 KPa. Sound wave generator.
  15. 　請求項１に記載の音波発生装置において、
    　前記マウスピースが音波発生装置本体に対して交換可能に取り付けられていることを特徴とする音波発生装置。     The sound wave generator according to claim 1,
    The sound wave generator, wherein the mouthpiece is attached to the sound wave generator main body in a replaceable manner.
  16. 　前記請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の音波発生装置の前記ホーンが、表面に付着物が付き易い被処理対象物を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とする音波式付着物除去・抑制装置。 The horn of the sound wave generator according to any one of claims 1 to 15, wherein the horn is arranged so as to face a space side where an object to be treated is easily attached to a surface. Sonic deposit removal / suppression device.
  17. 　前記請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の音波発生装置の前記ホーンが、表面に付着物が付き易い被処理対象物を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とする音波式スートブロワ装置。 The horn of the sound wave generator according to any one of claims 1 to 15, wherein the horn is arranged so as to face a space side where an object to be treated is easily attached to a surface. Sonic soot blower device.
  18. 　前記請求項１７に記載の音波式スートブロワ装置を設置したことを特徴とする熱交換装置。 A heat exchange device, wherein the sonic soot blower device according to claim 17 is installed.
  19. 　前記請求項１７に記載の音波式スートブロワ装置と、前記被処理対象物に対して高圧水蒸気を噴出して付着物を除去する水蒸気式スートブロワ装置を併設したことを特徴とする熱交換装置。 A heat exchange apparatus comprising the sonic soot blower apparatus according to claim 17 and a steam soot blower apparatus that ejects high-pressure steam to the object to be treated to remove deposits.
  20. 　前記請求項１８または１９に記載の熱交換装置がボイラ装置であることを特徴とする熱交換装置。 The heat exchange device according to claim 18 or 19, wherein the heat exchange device is a boiler device.
  21. 　ガス処理用の触媒を備えた排ガス処理装置において、
    　前記請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の音波発生装置の前記ホーンが、前記触媒を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とする排ガス処理装置。     In an exhaust gas treatment apparatus equipped with a catalyst for gas treatment,
    An exhaust gas treatment apparatus, wherein the horn of the sound wave generator according to any one of claims 1 to 15 is disposed so as to face a space side where the catalyst is disposed.
  22. 　表面に付着物が付き易い被処理対象物を備えた産業機器において、
    　前記請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の音波発生装置の前記ホーンが、前記被処理対象物を配置している空間部側に向くように配置したことを特徴とする産業機器。     In industrial equipment equipped with objects to be treated that adhere easily to the surface,
    The industrial equipment characterized by arrange | positioning so that the said horn of the sound wave generator of any one of the said Claims 1 thru | or 15 may face the space part side which has arrange | positioned the said to-be-processed target object.
  23. 　前記請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の音波発生装置を複数台設置して、その複数台の音波発生装置から同時に音波を発生することを特徴とする音波発生装置の運用方法。 A method of operating a sound wave generator, comprising: installing a plurality of sound wave generators according to any one of claims 1 to 15 and simultaneously generating sound waves from the plurality of sound wave generators.
  24. 前記請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の音波発生装置を音波式スートブロワ装置として複数台設置して、その複数台の音波式スートブロワ装置から同時に音波を発生することを特徴とする熱交換装置の運用方法。 A plurality of the sound wave generators according to any one of claims 1 to 15 are installed as sound wave soot blower devices, and heat waves are generated simultaneously from the plurality of sound wave soot blower devices. How to operate the device.
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