特許 6385266 排気ダクト及びボイラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6385266

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】排気ダクト及びボイラ

(51)【国際特許分類】

   F23J 3/04 20060101AFI20180827BHJP

【ＦＩ】

   F23J3/04ZAB

【請求項の数】13

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-252234(P2014-252234)

(22)【出願日】2014年12月12日

(65)【公開番号】特開2016-114275(P2016-114275A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2017年6月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】小田 学

(72)【発明者】

【氏名】串岡 清則

(72)【発明者】

【氏名】戸▲高▼ 心平

(72)【発明者】

【氏名】清澤 正志

(72)【発明者】

【氏名】宮西 英雄

(72)【発明者】

【氏名】加古 博

【審査官】 藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００２８９３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第２７２４１７６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−１０３２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１１７７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６５７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１２９５４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５３−１４１９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−１２６１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１５０４３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｊ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排ガスが流動する排ガス通路と、
前記排ガス通路に設けられて排ガス中の固体粒子を回収するホッパと、
前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における上流側または下流側であり、かつ、前記排ガス通路の内壁面の一部に前記内壁面に沿って、設けられて前記排ガス通路の内壁面より反発係数の小さい部材で構成される低反発部と、
前記ホッパ及び前記低反発部に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中の固体粒子を捕集する固体粒子捕集部と、
を有することを特徴とする排気ダクト。

【請求項2】

排ガスが流動する排ガス通路と、
前記排ガス通路に設けられて排ガス中の固体粒子を回収するホッパと、
前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における上流側または下流側に設けられて前記排ガス通路の内壁面より反発係数の小さい低反発部と、
前記ホッパ及び前記低反発部に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中の固体粒子を捕集する固体粒子捕集部と、
を有し、
排ガス通路は、排ガスが鉛直方向の下方に流れる第１鉛直部と、前記第１鉛直部に連結される水平部とを有し、前記ホッパは、前記第１鉛直部と前記水平部との連結部の下部に設けられ、前記低反発部は、前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における上流側であって、前記第１鉛直部における下壁面部に設けられることを特徴とする排気ダクト。

【請求項3】

前記低反発部は、前記ホッパの傾斜面と同方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の排気ダクト。

【請求項4】

前記低反発部の傾斜面は、前記ホッパの傾斜面まで延出されることを特徴とする請求項３に記載の排気ダクト。

【請求項5】

前記第１鉛直部の下壁面部は、排ガスの流れ方向に並んだ傾斜面と水平面とを有し、前記低反発部は、前記傾斜面から前記水平面にかけて設けられることを特徴とする請求項２に記載の排気ダクト。

【請求項6】

前記固体粒子捕集部は、鉛直方向に沿って設けられることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の排気ダクト。

【請求項7】

前記固体粒子捕集部は、上部が排ガスの流れ方向における上流側に位置するように傾斜して設けられることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の排気ダクト。

【請求項8】

前記固体粒子捕集部は、前記水平部における下壁面部から前記排ガス通路の全高の３０%から５０%の領域に設けられることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の排気ダクト。

【請求項9】

前記固体粒子捕集部は、前記排ガス通路の全高における１００%の領域に設けられることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の排気ダクト。

【請求項10】

排ガス通路は、排ガスが水平方向に流れる水平部と、前記水平部に連結されて排ガスが鉛直方向の上方に流れる第２鉛直部とを有し、前記ホッパは、前記水平部と前記第２鉛直部との連結部の下部に設けられ、
前記低反発部は、前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における下流側であって、前記水平部が対向する前記第２鉛直部における立壁面部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の排気ダクト。

【請求項11】

前記固体粒子捕集部は、水平方向に沿って設けられることを特徴とする請求項１０に記載の排気ダクト。

【請求項12】

前記固体粒子捕集部は、前記水平部が対向する前記第２鉛直部における立壁面部から前記第２鉛直部の水平長さの３０%から５０%の領域に設けられることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の排気ダクト。

【請求項13】

中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
燃料を前記火炉内に向けて吹き込んで燃焼させる燃焼装置と、
前記火炉における排ガスの流れ方向の下流側に連結される請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の排気ダクトと、
前記排気ダクトに設けられて排ガス中の熱を回収可能な熱回収部と、
を有することを特徴とするボイラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電用または工場用などのために蒸気を生成するためのボイラに適用される排気ダクト、並びに、この排気ダクトを有するボイラに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、従来の微粉炭焚きボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。この燃焼バーナは、石炭が粉砕された微粉炭（燃料）と搬送用空気（１次空気）との混合気が供給されると共に、高温の２次空気が供給され、この混合気と２次空気を火炉内に吹き込むことで火炎を形成し、この火炉内で燃焼ガスを生成可能となっている。そして、この火炉は、上部に煙道が連結され、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器などが設けられており、火炉での燃焼により発生した排気ガスにより水を加熱して蒸気を生成することができる。また、この煙道は、排ガス通路が連結され、この排ガス通路に脱硝装置、電気集塵機、脱硫装置などが設けられ、下流端部に煙突が設けられている。

【0003】

このようなボイラとしては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第６９９４０３６号明細書

【特許文献2】特開２０１３−１０３２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した微粉炭焚きボイラでは、火炉で燃料としての微粉炭を燃焼することから、排ガスに固体粒子としてのポップコーンアッシュ（塊状灰）が混入することがある。このポップコーンアッシュは、灰の塊であることから、特に、排ガス通路に設けられるスクリーンや脱硝装置などを閉塞する。すると、スクリーンが摩耗して交換が必要となり、メンテナンスコストが上昇してしまう。また、スクリーンや脱硝装置に堆積すると、圧力損失が上昇して性能低下を招いてしまう。また、特許文献２の排ガス処理装置のように、ホッパより下流側にポップコーンアッシュ捕集部を設けるものがあるが、長期の使用によりポップコーンアッシュの衝突によりポップコーンアッシュ捕集部が破損してしまうおそれがある。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、排ガス中の固体粒子を適正に捕集可能とする排気ダクト及びボイラを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための本発明の排気ダクトは、排ガスが流動する排ガス通路と、前記排ガス通路に設けられて排ガス中の固体粒子を回収するホッパと、前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における上流側または下流側に設けられて前記排ガス通路の内壁面より反発係数の小さい低反発部と、前記ホッパ及び前記低反発部に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中の固体粒子を捕集する固体粒子捕集部と、を有することを特徴とするものである。

【0008】

従って、排ガスが排ガス通路を流れるとき、この排ガスから固体粒子が分離されてホッパに回収される。このとき、固体粒子は、慣性力を有することから、排ガス通路の内壁面に衝突してホッパに回収されずに下流側に流出しやすいが、この固体粒子が低反発部に衝突することから、ここで反発量が低下して適正にホッパに回収される。また、ホッパに回収されずに下流側に流出した固体粒子は、固体粒子捕集部により捕集される。その結果、排ガス中の固体粒子をホッパに適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0009】

本発明の排気ダクトでは、排ガス通路は、排ガスが鉛直方向の下方に流れる第１鉛直部と、前記第１鉛直部に連結される水平部とを有し、前記ホッパは、前記第１鉛直部と前記水平部との連結部の下部に設けられ、前記低反発部は、前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における上流側であって、前記第１鉛直部における下壁面部に設けられることを特徴としている。

【0010】

従って、低反発部がホッパより上流側に設けられると、排ガスに含まれる固体粒子は、ホッパの手前で低反発部に衝突することで慣性力が低下してホッパに入りやすくなるため、ホッパを飛び越えて下流側へ飛散して流出する固体粒子量を減少させることができる。

【0011】

本発明の排気ダクトでは、前記低反発部は、前記ホッパの傾斜面と同方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴としている。

【0012】

従って、低反発部の傾斜面がホッパの傾斜面と同方向に傾斜することで、排ガスに含まれる固体粒子が低反発部に衝突すると、この固体粒子が低反発部の傾斜面からホッパの傾斜面に沿って落下してホッパに回収されることとなり、固体粒子をホッパに適正に導くことができる。

【0013】

本発明の排気ダクトでは、前記低反発部の傾斜面は、前記ホッパの傾斜面まで延出されることを特徴としている。

【0014】

従って、低反発部がホッパまで延出されることで、低反発部により固体粒子の慣性力を適正に低下させてホッパに入りやすくし、また、ホッパからの固体粒子の再飛散を抑制することができる。

【0015】

本発明の排気ダクトでは、前記第１鉛直部の下壁面部は、排ガスの流れ方向に並んだ傾斜面と水平面とを有し、前記低反発部は、前記傾斜面から前記水平面にかけて設けられることを特徴としている。

【0016】

従って、低反発部が傾斜面から水平面にかけて設けられることで、低反発部が排ガスの流れ方向に長く形成されると共に固体粒子の慣性力を抑制可能な水平面が形成されることとなり、固体粒子をホッパに入りやすくし、また、ホッパからの固体粒子の再飛散を抑制することができる。

【0017】

本発明の排気ダクトでは、前記固体粒子捕集部は、鉛直方向に沿って設けられることを特徴としている。

【0018】

従って、ホッパに回収されずに下流側に流出した固体粒子が固体粒子捕集部に衝突することで、この固体粒子を適正に捕集することができる。

【0019】

本発明の排気ダクトでは、前記固体粒子捕集部は、上部が排ガスの流れ方向における上流側に位置するように傾斜して設けられることを特徴としている。

【0020】

従って、固体粒子捕集部が上流側に傾斜して設けられることで、固体粒子捕集部は、ホッパに回収されずに下流側に流出した固体粒子を効率良くホッパに落とし込んで捕集することができる。

【0021】

本発明の排気ダクトでは、前記固体粒子捕集部は、前記水平部における下壁面部から前記排ガス通路の全高の３０%から５０%の領域に設けられることを特徴としている。

【0022】

従って、ホッパに回収されなかった固体粒子が流出しやすい領域だけに固体粒子捕集部を設けることで、固体粒子捕集部の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。

【0023】

本発明の排気ダクトでは、前記固体粒子捕集部は、前記排ガス通路の全高における１００%の領域に設けられることを特徴としている。

【0024】

従って、固体粒子捕集部を排気ダクトの全領域に設けることで、ホッパに回収されずに下流側に流出した固体粒子をこの固体粒子捕集部により確実に捕集することができる。

【0025】

本発明の排気ダクトでは、排ガス通路は、排ガスが水平方向に流れる水平部と、前記水平部に連結されて排ガスが鉛直方向の上方に流れる第２鉛直部とを有し、前記ホッパは、前記水平部と前記第２鉛直部との連結部の下部に設けられ、前記低反発部は、前記ホッパに対して排ガスの流れ方向における下流側であって、前記水平部が対向する前記第２鉛直部における立壁面部に設けられることを特徴としている。

【0026】

従って、低反発部がホッパより下流側に設けられると、排ガスに含まれる固体粒子は、ホッパの上方を通過した後に低反発部に衝突することで慣性力が低下してホッパに入りやすくなるため、ホッパを飛び越えて下流側へ飛散して流出する固体粒子量を減少させることができる。

【0027】

本発明の排気ダクトでは、前記固体粒子捕集部は、水平方向に沿って設けられることを特徴としている。

【0028】

従って、ホッパに回収されずに下流側に流出した固体粒子が固体粒子捕集部に衝突することで、この固体粒子を適正に捕集することができる。

【0029】

本発明の排気ダクトでは、前記固体粒子捕集部は、前記水平部が対向する前記第２鉛直部における立壁面部から前記第２鉛直部の水平長さの３０%から５０%の領域に設けられることを特徴としている。

【0030】

従って、ホッパに回収されなかった固体粒子が流出しやすい領域だけに固体粒子捕集部を設けることで、固体粒子捕集部の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。

【0031】

また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、燃料を前記火炉内に向けて吹き込んで燃焼させる燃焼装置と、前記火炉における排ガスの流れ方向の下流側に連結される前記排気ダクトと、前記排気ダクトに設けられて排ガス中の熱を回収可能な熱回収部と、を有することを特徴とするものである。

【0032】

従って、燃焼装置により火炉内に燃料を吹き込むことで火炎が形成され、発生した燃焼ガスが排気ダクトに流れ込み、熱回収部が排ガス中の熱を回収する一方、排ガスから固体粒子が分離されてホッパに回収される。このとき、排ガス通路を流れる排ガスは、固体粒子が分離されて低反発部に衝突することから、ここで反発量が低下して適正にホッパに回収され、ホッパに回収されずに下流側に流出した固体粒子は、固体粒子捕集部により捕集される。その結果、排ガス中の固体粒子をホッパに適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明の排気ダクト及びボイラによれば、ホッパの上流側または下流側に排ガス通路の内壁面より反発係数の小さい低反発部を設けると共に、ホッパ及び低反発部の下流側に固体粒子捕集部を設けるので、排ガス中の固体粒子をホッパに適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、第１実施形態の排気ダクトを表す側面図である。

【図2】図２は、排気ダクトを表す図１のII−II断面図である。

【図3】図３は、排気ダクトに設けられた低反発構造部を表す斜視図である。

【図4】図４は、低反発構造部の作用を表す概略図である。

【図5】図５は、低反発構造部の作用を表す概略図である。

【図6】図６は、第１実施形態の排気ダクトが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図である。

【図7】図７は、第２実施形態の排気ダクトを表す側面図である。

【図8】図８は、第３実施形態の排気ダクトを表す側面図である。

【図9】図９は、第４実施形態の排気ダクトを表す側面図である。

【図10】図１０は、第５実施形態の排気ダクトを表す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下に添付図面を参照して、本発明の排気ダクト及びボイラの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

【0036】

［第１実施形態］
図６は、第１実施形態の排気ダクトが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図である。

【0037】

第１実施形態の排気ダクトが適用された微粉炭焚きボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を固体燃料として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。なお、ここで、微粉炭焚きボイラを適用して説明したが、本発明は、この形式のボイラに限定されるものではなく、燃料も石炭に限るものではない。

【0038】

第１実施形態において、図６に示すように、微粉炭焚きボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２とを有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁の下部に燃焼装置１２が設けられている。

【0039】

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

【0040】

そして、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して微粉炭機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送空気（１次空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

【0041】

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されており、この空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が装着されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（２次空気、３次空気）を、空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。

【0042】

そのため、燃焼装置１２にて、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と１次空気とを混合した微粉燃料混合気（燃料ガス）を火炉１１内に吹き込み可能であると共に、２次空気を火炉１１内に吹き込み可能となっており、図示しない点火トーチにより微粉燃料混合気に点火することで、火炎を形成することができる。

【0043】

なお、一般的に、ボイラの起動時には、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、油燃料を火炉１１内に噴射して火炎を形成している。

【0044】

火炉１１は、上部に煙道４０が連結されており、この煙道４０に、対流伝熱部（熱回収部）として排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）４１，４２、再熱器（リヒータ）４３，４４、節炭器（エコノマイザ）４５，４６，４７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。

【0045】

煙道４０は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管（排ガス通路）４８が連結されている。この排ガス管４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、排ガス管４８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。

【0046】

また、排ガス管４８では、エアヒータ４９より上流側の位置に選択還元型触媒５０が設けられ、エアヒータ４９より下流側の位置に煤塵処理装置（電気集塵機、脱硫装置）５１、誘引送風機５２が設けられ、下流端部に煙突５３が設けられている。ここで、選択還元型触媒５０及び電気煤塵処理装置５１が有害物質除去部として機能する。

【0047】

従って、微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。この火炉１１では、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス（排ガス）がこの火炉１１内を上昇し、煙道４０に排出される。

【0048】

なお、火炉１１では、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。そして、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘが火炉１１で還元され、その後、アディショナルエアが追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。

【0049】

このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器４５，４６，４７によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器４１，４２に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４１，４２で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器４３，４４に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉１１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。

【0050】

その後、煙道４０の節炭器４５，４６，４７を通過した排ガスは、排ガス管４８にて、選択還元型触媒５０でＮＯｘなどの有害物質が除去され、煤塵処理装置５１で粒子状物質が除去されると共に硫黄分が除去された後、煙突５３から大気中に排出される。

【0051】

このように構成された微粉炭焚きボイラ１０にて、火炉１１より下流側の煙道４０が第１実施形態の排気ダクトとして機能する。そして、この煙道４０は、第１水平煙道部（第１鉛直部）４０ａ、第１鉛直煙道部４０ｂ、第２水平煙道部（水平部）４０ｃ、第２鉛直煙道部（第２鉛直部）４０ｄ、第３水平煙道部４０ｅ、第３鉛直煙道部４０ｆ、第４水平煙道部４０ｇが連続して設けられて構成されている。なお、第１鉛直煙道部４０ｂと第２水平煙道部４０ｃの連結部の内側に水平方向に沿うキッカ５４が設けられている。

【0052】

そして、煙道４０は、第１水平煙道部４０ａ及び第１鉛直煙道部４０ｂに、過熱器４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器４５，４６，４７が配置されている。また、煙道４０は、下向きの速度成分を有する排ガスが流れる第１鉛直煙道部４０ｂの下端部に第１ホッパ６１が設置され、上向きの速度成分を有する排ガスが流れる第２鉛直煙道部４０ｄの下端部に第２ホッパ６５が設置されている。更に、煙道４０は、排ガスが下向きに流れる第３鉛直煙道部４０ｆに選択還元型触媒５０が設置されている。

【0053】

以下、第１実施形態の排気ダクトについて詳細に説明する。図１は、第１実施形態の排気ダクトを表す側面図、図２は、排気ダクトを表す図１のII−II断面図である。

【0054】

第１実施形態の排気ダクトは、図１及び図２に示すように、排ガスを流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中の固体粒子を回収する第１ホッパ６１と、第１ホッパに６１に対して排ガスの流れ方向における上流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部６２と、第１ホッパ６１及び低反発部６２に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュ（固体粒子／以下、ＰＡと称する。）を捕集するポップコーンアッシュ捕集部（固体粒子捕集部）６３とを有している。

【0055】

排ガス通路６０は、排ガスが鉛直方向の下方に流れる第１鉛直煙道部４０ｂと、第１鉛直煙道部４０ｂに連結されて排ガスが水平方向に流れる第２水平煙道部４０ｃとを有し、第１ホッパ６１は、第１鉛直煙道部４０ｂと第２水平煙道部４０ｃとの連結部の下部に設けられている。第１鉛直煙道部４０ｂは、下部に下壁面部７１が設けられ、この下壁面部７１は、第２水平煙道部４０ｃ及び第１ホッパ６１側に向けて所定角度で下方に傾斜する傾斜面となっている。第２水平煙道部４０ｃは、下部に下壁面部７２が設けられ、この下壁面部７２は、水平方向に沿った水平面となっている。

【0056】

第１ホッパ６１は、主として、排ガス中に含まれる固体粒子としての大径灰のＰＡを回収して貯留するものである。第１ホッパ６１は、下方に向けて面積が狭くなるように排ガスの流動方向に対向する第１傾斜面７３及び第２傾斜面７４を有し、各傾斜面７３，７４の下端部が連結される底位置に貯留部７５が設けられている。なお、第１ホッパ６１は、貯留部７５に図示しない開閉弁により開閉可能な開口部が設けられ、この開口部を開放することで、貯留したＰＡを下方に排出可能となっている。

【0057】

ここで、第１鉛直煙道部４０ｂの下壁面部７１と第１ホッパ６１の第１傾斜面７３は、ほぼ同じ傾斜角度で連続した面となるように連結されている。下壁面部７１と第１傾斜面７３は、ＰＡが落下するような安息角以上となるように、その角度が設定されている。また、第１ホッパ６１の第２傾斜面７４と第２水平煙道部４０ｃは、所定角で屈曲するように連結されている。

【0058】

低反発部６２は、第１ホッパ６１に対して排ガスの流れ方向における上流側であって、第１鉛直煙道部４０ｂおける下壁面部７１に設けられている。第１鉛直煙道部４０ｂの下壁面部７１は、傾斜面であることから、低反発部６２は、表面が傾斜面６２ａとなっており、第１傾斜面７３とほぼ同角度となっている。この低反発部６２は、所定の面積を有するシート形状をなし、第１鉛直煙道部４０ｂおける下壁面部（傾斜面）７１に固定されており、第１ホッパ６１でのＰＡの捕集率を効果的に向上させるために、下壁面部７１（例えば、鉄板）より反発係数の小さい部材により構成されている。そのため、ＰＡが低反発部６２に沿って落下するとき、ＰＡは、傾斜面６２ａに接触しながら落下するため、この低反発部６２に衝突したときの反発量が抑制される。

【0059】

その結果、下向きの排ガスＧと共に落下してきたＰＡは、低反発部６２に直接衝突することから、鉄板である下壁面部７１に直接衝突したときの反発量より低下した反発をすることとなり、第１ホッパ６１を飛び越えて第２水平煙道部４０ｃの下壁面部７２まで飛散する確率が低くなり、第１ホッパ６１におけるＰＡ捕集率が向上する。

【0060】

以下、上述した低反発部６２について、具体的な構成例について説明する。図３は、排気ダクトに設けられた低反発構造部を表す斜視図、図４及び図５は、低反発構造部の作用を表す概略図である。

【0061】

図３に示すように、低反発部６２は、金網（低反発部形成部材）８１と、この金網８１を両側から支持する一対の枠体８２から構成されている。金網８１は、一対の枠体８２により鉄板製ダクトの下壁面部（傾斜面）７１に対して所定高さだけ浮かして配置されることで、下壁面部（傾斜面）７１と金網との間に空間部８３が確保される。そして、この金網８１は、ＰＡの通路となる開口部８４が多数設けられている。そのため、図４に示すように、鉛直方向の下方に落下するＰＡは、金網８１の開口部８４を通過し、下壁面部（傾斜面）７１に衝突して反発するが、その後、金網８１の背面側に再度衝突する確率が高い。その結果、金網８１の背面側に衝突したＰＡは、下壁面部（傾斜面）７１に沿って空間部８３を落下し、最終的に第１ホッパ６１に回収される。

【0062】

一方、鉛直方向の下方に落下するＰＡは、全てが金網８１の開口部８４を通過するわけではなく、線状の部材を格子状に組み合わせた金網８１に衝突するものもある。金網８１の線状部材に衝突したＰＡは、図５に示すように、通常鉄板より反発係数が低く弾性変形しやすい部材に衝突することになり、この結果、反発量の低下により第１ホッパ６１に回収される確率が高くなる。このように、低反発部６２は、金網８１の開口部８４を通過したＰＡ及び金網８１に衝突したＰＡを効率良く第１ホッパ６１に回収できるため、第１ホッパ６１におけるＰＡの捕集率向上に有効である。

【0063】

なお、低反発部６２を金網８１としたが、この構成に限定されるものではない。低反発部としては、金網８１の他に、例えば、グレーチング、多孔板、簾構造（鎧戸）などのように、ＰＡが通過できる大きさの開口部を多数有する格子状のものが使用可能である。特に、金網８１の線状部材等のように、ＰＡの衝突を受けて弾性変形する素材の格子状低反発部材を採用すれば、弾性変形によりＰＡの衝突エネルギを効率良く吸収して反発量を低減することが可能になる。また、衝突したＰＡが回転することにより、反発量を低減することも可能になる。また、低反発部６２は、多孔を有する部材に限らず、多孔を有しない断熱材、ゴム系素材、プラスチック製素材なども採用可能である。

【0064】

また、図１及び図２に示すように、ポップコーンアッシュ捕集部６３は、第１ホッパ６１で回収しきれなかった排ガス中のＰＡを捕集するものである。ポップコーンアッシュ捕集部６３は、メッシュ状をなす金網により形成され、例えば、一辺が２ｍｍ〜３ｍｍ以下に設定された多数の開口から構成される。なお、ポップコーンアッシュ捕集部６３は、メッシュ状をなす金網に限定されるものではなく、縦スリットまたは横スリットを有するスクリーンや多孔体などとしてもよい。

【0065】

第２水平煙道部４０ｃは、矩形断面を有し、下壁面部（水平面）７２に対してその両側に側壁面部（鉛直面）７６が形成され、各側壁面部７６の上方に上壁面部（水平面）７７が形成されて構成されている。ポップコーンアッシュ捕集部６３は、下壁面部（水平面）７２上に鉛直方向に沿って設けられている。また、このポップコーンアッシュ捕集部６３は、下壁面部（水平面）から第２水平煙道部４０ｃの全高Ｈの３０%から５０%の領域の高さＨ１に設けられている。この場合、ポップコーンアッシュ捕集部６３は、排ガス通路６０の通路面積における３０%から５０%の領域に設けられることとなる。即ち、第１鉛直煙道部４０ｂと第２水平煙道部４０ｃは、９０度で屈曲するように連結されており、第２水平煙道部４０ｃは、上流側端部、つまり、第１ホッパ６１の直後の領域の外周側がポップコーンアッシュ捕集部６３により閉塞されることとなる。

【0066】

ここで、第１実施形態の排気ダクトの作用について説明する。

【0067】

図６に示すように、排ガスＧは、煙道４０の熱回収部（過熱器４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器４５，４６，４７）で熱が回収された後、第１鉛直煙道部４０ｂを下降し、略直角に屈曲して第２水平煙道部４０ｃに流れ込む。このとき、排ガスＧは、含有するＰＡが第１ホッパ６１に自由落下して貯留される。

【0068】

排ガスＧは、第１鉛直煙道部４０ｂから第２水平煙道部４０ｃに流れ込むとき、ＰＡは、排ガスから運動エネルギをもらい、慣性力（遠心力）により所定の速度で下壁面部（傾斜面）７１や第１ホッパ６１側に落下する。このとき、下方に落下するＰＡは、低反発部６２に衝突して反発力が低下されることとなり、低反発部６２の傾斜面を転がって第１ホッパ６１に回収される。

【0069】

また、低反発部６２の下端部に衝突したＰＡは、低反発部６２に衝突して反発力が低下されるものの、第１ホッパ６１を飛び越えてしまうおそれがある。しかし、第２水平煙道部４０ｃの入口部にポップコーンアッシュ捕集部６３が設けられていることから、低反発部６２に衝突して第１ホッパ６１を飛び越えたＰＡは、このポップコーンアッシュ捕集部６３に衝突することで、ポップコーンアッシュ捕集部６３に捕集されるか、または、落下して第１ホッパ６１に回収される。

【0070】

このように第１実施形態の排気ダクトにあっては、排ガスが流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中のＰＡを回収する第１ホッパ６１と、第１ホッパ６１に対して排ガスの流れ方向における上流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部６２と、第１ホッパ６１及び低反発部６２に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のＰＡを捕集するポップコーンアッシュ捕集部６３とを設けている。

【0071】

従って、排ガスＧが排ガス通路６０を流れるとき、この排ガスＧからＰＡが分離されて第１ホッパ６１に回収される。このとき、ＰＡは、慣性力を有することから、排ガス通路６０の内壁面に衝突して第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出しやすいが、このＰＡが低反発部６２に衝突することから、ここで反発量が低下して適正に第１ホッパ６１に回収される。また、第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出したＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部６３により捕集される。その結果、排ガスＧ中のＰＡを第１ホッパ６１に適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0072】

第１実施形態の排気ダクトでは、排ガス通路６０として、排ガスＧが鉛直方向の下方に流れる第１鉛直煙道部４０ｂと、第１鉛直煙道部４０ｂに連結される第２水平煙道部４０ｃとを設け、第１ホッパ６１を第１鉛直煙道部４０ｂと第２水平煙道部４０ｃとの連結部の下部に設け、低反発部６２を第１ホッパ６１に対して排ガスの流れ方向における上流側であって、第１鉛直煙道部４０ｂおける下壁面部７１に設けている。従って、低反発部６２が第１ホッパ６１より上流側に設けられると、排ガスＧに含まれるＰＡは、第１ホッパ６１の手前で低反発部６２に衝突することで、ここで慣性力が低下して第１ホッパ６１に入りやすくなるため、第１ホッパ６１を飛び越えて下流側へ飛散して流出するＰＡ量を減少させることができる。

【0073】

第１実施形態の排気ダクトでは、低反発部６２に第１ホッパ６１の第１傾斜面７３と同方向に傾斜する傾斜面を設けている。従って、排ガスＧに含まれるＰＡが低反発部６２に衝突すると、このＰＡが低反発部６２の傾斜面から第１ホッパ６１の第１傾斜面７３に沿って落下して第１ホッパ６１に回収されることとなり、ＰＡを第１ホッパ６１に適正に導くことができる。

【0074】

第１実施形態の排気ダクトでは、ポップコーンアッシュ捕集部６３を第２水平煙道部４０ｃにおける下壁面部７２に鉛直方向に沿って設けている。従って、第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出したＰＡがポップコーンアッシュ捕集部６３に衝突することで、このＰＡを適正に捕集することができる。

【0075】

第１実施形態の排気ダクトでは、ポップコーンアッシュ捕集部６３を第１水平煙道部４０ｃにおける下壁面部７２から全高Ｈの３０%から５０%の領域の高さＨ１に設けている。排ガスＧが第１鉛直煙道部４０ｂから第２水平煙道部４０ｃに流れ込むとき、ＰＡは、慣性力により第２水平煙道部４０ｃの上方側にはほとんど流れ込まない。従って、第１ホッパ６１に回収されなかったＰＡが流出しやすい領域だけにポップコーンアッシュ捕集部６３を設けることで、ポップコーンアッシュ捕集部６３の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。また、ポップコーンアッシュ捕集部６３を第２水平煙道部４０ｃに一部だけ設けていることから、ポップコーンアッシュ捕集部６３にＰＡが付着して閉塞しても、エロージョンの発生を軽減することができると共に、圧力損失の上昇を抑制することができる。

【0076】

また、第１実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉１１と、燃料ガスを火炉１１内に向けて吹き込んで燃焼させる燃焼装置１２と、火炉１１における排ガスの流れ方向の下流側に連結される排気ダクトと、排気ダクトに設けられて排ガス中の熱を回収可能な熱回収部（過熱器４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器４５，４６，４７）とを設けている。

【0077】

従って、燃焼装置１２により火炉１１内に燃料ガスを吹き込むことで火炎が形成され、発生した燃焼ガスが排気ダクトに流れ込み、熱回収部が排ガス中の熱を回収する一方、排ガスＧからＰＡが分離されて第１ホッパ６１に回収される。このとき、ＰＡが低反発部６２に衝突することから、ここで反発量が低下して適正に第１ホッパ６１に回収される。また、第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出した固体粒子は、ポップコーンアッシュ捕集部６３により捕集される。その結果、排ガスＧ中のＰＡを第１ホッパ６１に適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0078】

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の排気ダクトを表す側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0079】

第２実施形態の排気ダクトは、図７に示すように、排ガスを流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中の固体粒子を回収する第１ホッパ６１と、第１ホッパに６１に対して排ガスの流れ方向における上流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部６２と、第１ホッパ６１及び低反発部６２に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュを捕集するポップコーンアッシュ捕集部（固体粒子捕集部）１０１とを有している。

【0080】

第１ホッパ６１は、主として、排ガス中に含まれる大径灰のＰＡを回収して貯留するものである。第１ホッパ６１は、下方に向けて面積が狭くなるように排ガスの流動方向に対向する第１傾斜面７３及び第２傾斜面７４を有し、各傾斜面７３，７４の下端部が連結される底位置に貯留部７５が設けられている。低反発部６２は、第１ホッパ６１に対して排ガスの流れ方向における上流側であって、第１鉛直煙道部４０ｂおける下壁面部７１に設けられている。この低反発部６２は、所定の面積を有するシート形状をなし、第１鉛直煙道部４０ｂにおける下壁面部（傾斜面）７１に固定されており、第１ホッパ６１でのＰＡの捕集率を効果的に向上させるために、下壁面部７１（例えば、鉄板）より反発係数の小さい部材により構成されている。

【0081】

ポップコーンアッシュ捕集部（固体粒子捕集部）１０１は、第１ホッパ６１で回収しきれなかった排ガス中のＰＡを捕集するものである。ポップコーンアッシュ捕集部１０１は、メッシュ状をなす金網により形成され、下壁面部（水平面）７２上に鉛直方向に対して傾斜して設けられている。即ち、ポップコーンアッシュ捕集部１０１は、上部が排ガスＧの流れ方向における上流側（図７にて、左側）に位置するように所定角度だけ傾斜して設けられており、捕集面が第１ホッパ６１側を向いている。また、このポップコーンアッシュ捕集部１０１は、下壁面部（水平面）から第２水平煙道部４０ｃの全高Ｈの３０%から５０%の領域の高さＨ１に設けられている。

【0082】

そのため、排ガスＧは、第１鉛直煙道部４０ｂから第２水平煙道部４０ｃに流れ込むとき、ＰＡは、排ガスから運動エネルギをもらい、慣性力（遠心力）により所定の速度で下壁面部（傾斜面）７１や第１ホッパ６１側に落下する。このとき、下方に落下するＰＡは、低反発部６２に衝突して反発力が低下されることとなり、低反発部６２の傾斜面を転がって第１ホッパ６１に回収される。また、低反発部６２の下端部に衝突したＰＡは、低反発部６２に衝突して反発力が低下されるものの、第１ホッパ６１側に飛散する。そして、低反発部６２に衝突して第１ホッパ６１を飛び越えたＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部１０１に衝突することで、ポップコーンアッシュ捕集部１０１に捕集されるか、または、落下して第１ホッパ６１に回収される。

【0083】

このように第２実施形態の排気ダクトにあっては、第１ホッパ６１より上流側に設けられる低反発部６２と、第１ホッパ６１及び低反発部６２より下流側に設けられるポップコーンアッシュ捕集部１０１とを設け、ポップコーンアッシュ捕集部１０１を上部が排ガスの流れ方向における上流側に位置するように傾斜して設けている。

【0084】

従って、排ガスＧが排ガス通路６０を流れるとき、第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出したＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部１０１により捕集される。このとき、ポップコーンアッシュ捕集部１０１が上流側に傾斜して設けられることで、ポップコーンアッシュ捕集部１０１は、第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出したＰＡを効率良く第１ホッパ６１に落とし込んで捕集することができる。その結果、排ガスＧ中のＰＡを第１ホッパ６１に適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0085】

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の排気ダクトを表す側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0086】

第３実施形態の排気ダクトは、図８に示すように、排ガスを流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中の固体粒子を回収する第１ホッパ６１と、第１ホッパに６１に対して排ガスの流れ方向における上流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部１０２と、第１ホッパ６１及び低反発部１０２に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュを捕集するポップコーンアッシュ捕集部６３とを有している。

【0087】

第１ホッパ６１は、主として、排ガス中に含まれる大径灰のＰＡを回収して貯留するものである。第１ホッパ６１は、下方に向けて面積が狭くなるように排ガスの流動方向に対向する第１傾斜面７３及び第２傾斜面７４を有し、各傾斜面７３，７４の下端部が連結される底位置に貯留部７５が設けられている。低反発部１０２は、第１ホッパ６１に対して排ガスの流れ方向における上流側であって、第１鉛直煙道部４０ｂおける下壁面部７１から第１ホッパ６１の第１傾斜面７３にかけて設けられている。この低反発部１０２は、所定の面積を有するシート形状をなし、第１鉛直煙道部４０ｂにおける下壁面部（傾斜面）７１に固定される第１低反発部１０３と、第１ホッパ６１の第１傾斜面７３に固定される第２低反発部１０４から構成されている。低反発部１０２は、第１ホッパ６１でのＰＡの捕集率を効果的に向上させるために、下壁面部７１（例えば、鉄板）より反発係数の小さい部材により構成されている。

【0088】

ポップコーンアッシュ捕集部６３は、第１ホッパ６１で回収しきれなかった排ガス中のＰＡを捕集するものである。ポップコーンアッシュ捕集部６３は、メッシュ状をなす金網により形成され、下壁面部（水平面）７２上に鉛直方向に沿って設けられている。そして、このポップコーンアッシュ捕集部６３は、下壁面部（水平面）から第２水平煙道部４０ｃの全高Ｈの３０%から５０%の領域の高さＨ１に設けられている。

【0089】

そのため、排ガスＧは、第１鉛直煙道部４０ｂから第２水平煙道部４０ｃに流れ込むとき、ＰＡは、排ガスから運動エネルギをもらい、慣性力（遠心力）により所定の速度で下壁面部（傾斜面）７１や第１ホッパ６１側に落下する。このとき、下方に落下するＰＡは、低反発部１０２に衝突して反発力が低下されることとなり、低反発部１０２の傾斜面を転がって第１ホッパ６１に回収される。このとき、低反発部１０２が下壁面部（傾斜面）７１から第１ホッパ６１まで延出されていることから、直接第１ホッパ６１に落下したＰＡが第２低反発部１０４により反発力が低下し、第１ホッパ６１からの再飛散が防止される。また、低反発部１０２の下端部に衝突したＰＡは、低反発部１０２に衝突して反発力が低下されるものの、第１ホッパ６１側に飛散する。そして、低反発部１０２に衝突して第１ホッパ６１を飛び越えたＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部６３に衝突することで、ポップコーンアッシュ捕集部６３に捕集されるか、または、落下して第１ホッパ６１に回収される。

【0090】

このように第３実施形態の排気ダクトにあっては、第１ホッパ６１より上流側に設けられる低反発部１０２と、第１ホッパ６１及び低反発部１０２より下流側に設けられるポップコーンアッシュ捕集部６３とを設け、低反発部１０２の傾斜面を第１ホッパ６１の第１傾斜面７３まで延している。

【0091】

従って、排ガスＧが排ガス通路６０を流れるとき、この排ガスＧからＰＡが分離されて第１ホッパ６１に回収される。このとき、ＰＡは、慣性力を有することから、排ガス通路６０の内壁面に衝突して第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出しやすいが、このＰＡが第１低反発部１０３に衝突することから、ここで反発量が低下して適正に第１ホッパ６１に回収される。また、直接第１ホッパ６１に落下したＰＡは、第２低反発部１０４により反発力が低下し、第１ホッパ６１からの再飛散が防止される。そして、第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出したＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部６３により捕集される。その結果、排ガスＧ中のＰＡを第１ホッパ６１に適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0092】

［第４実施形態］
図９は、第２実施形態の排気ダクトを表す側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0093】

第２実施形態の排気ダクトは、図９に示すように、排ガスを流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中の固体粒子を回収する第１ホッパ６１と、第１ホッパに６１に対して排ガスの流れ方向における上流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部１０５と、第１ホッパ６１及び低反発部１０５に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュを捕集するポップコーンアッシュ捕集部６３とを有している。

【0094】

排ガス通路６０は、排ガスが鉛直方向の下方に流れる第１鉛直煙道部４０ｂと、第１鉛直煙道部４０ｂに連結される第２水平煙道部４０ｃとを有し、第１ホッパ６１は、第１鉛直煙道部４０ｂと第２水平煙道部４０ｃとの連結部の下部に設けられている。第１鉛直煙道部４０ｂは、下部に下壁面部７１が設けられ、この下壁面部７１は、第１ホッパ６１側に向けて所定角度で下方に傾斜する傾斜面７１ａと、この傾斜面７１ａと第１ホッパ６１との間に設けられる水平面７１ｂとを有している。

【0095】

第１ホッパ６１は、主として、排ガス中に含まれる大径灰のＰＡを回収して貯留するものである。第１ホッパ６１は、下方に向けて面積が狭くなるように排ガスの流動方向に対向する第１傾斜面７３及び第２傾斜面７４を有し、各傾斜面７３，７４の下端部が連結される底位置に貯留部７５が設けられている。低反発部１０５は、第１ホッパ６１に対して排ガスの流れ方向における上流側であって、第１鉛直煙道部４０ｂおける下壁面部７１に設けられている。この低反発部１０５は、所定の面積を有するシート形状をなし、下壁面部７１における傾斜面７１ａに固定される第１低反発部１０６と、下壁面部７１における水平面７１ｂに固定される第２低反発部１０７とから構成されている。低反発部１０５は、第１ホッパ６１でのＰＡの捕集率を効果的に向上させるために、下壁面部７１（例えば、鉄板）より反発係数の小さい部材により構成されている。

【0096】

ポップコーンアッシュ捕集部６３は、第１ホッパ６１で回収しきれなかった排ガス中のＰＡを捕集するものである。ポップコーンアッシュ捕集部６３は、メッシュ状をなす金網により形成され、下壁面部（水平面）７２上に鉛直方向に沿って設けられている。そして、このポップコーンアッシュ捕集部６３は、下壁面部（水平面）から第２水平煙道部４０ｃの全高Ｈの３０%から５０%の領域の高さＨ１に設けられている。

【0097】

そのため、排ガスＧは、第１鉛直煙道部４０ｂから第２水平煙道部４０ｃに流れ込むとき、ＰＡは、排ガスから運動エネルギをもらい、慣性力（遠心力）により所定の速度で下壁面部７１に落下する。このとき、下方に落下するＰＡは、低反発部１０５に衝突して反発力が低下されることとなり、低反発部１０５を転がって第１ホッパ６１に回収される。このとき、低反発部１０５が傾斜面となる第１低反発部１０６と水平面となる第２低反発部１０７を有することから、第１低反発部１０６に落下したＰＡは、反発力が低下されて転がることで第１ホッパ６１に回収される。また、第２低反発部１０７に落下したＰＡは、ここで反発力が低下され、第１ホッパ６１を飛び越えることなく第１ホッパ６１に回収される。また、低反発部１０５の下端部に衝突したＰＡは、低反発部１０５に衝突して反発力が低下されるものの、一部が第１ホッパ６１側に飛散する。そして、低反発部１０５に衝突して第１ホッパ６１を飛び越えたＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部６３に衝突することで、ポップコーンアッシュ捕集部６３に捕集されるか、または、落下して第１ホッパ６１に回収される。

【0098】

このように第４実施形態の排気ダクトにあっては、第１ホッパ６１より上流側に設けられる低反発部１０５と、第１ホッパ６１及び低反発部１０５より下流側に設けられるポップコーンアッシュ捕集部６３とを設け、低反発部１０５を下壁面部７１の傾斜面７１ａから水平面７１ｂまで延している。

【0099】

従って、排ガスＧが排ガス通路６０を流れるとき、この排ガスＧからＰＡが分離されて第１ホッパ６１に回収される。このとき、ＰＡは、慣性力を有することから、排ガス通路６０の内壁面に衝突して第１ホッパ６１に回収されずに下流側に流出しやすいが、このＰＡが傾斜した第１低反発部１０６に衝突することから、ここで反発量が低下して適正に転がって第１ホッパ６１に回収される。即ち、低反発部１０５が下壁面部７１の傾斜面７１ａから水平面７１ｂにかけて設けられることで、低反発部１０５が排ガスの流れ方向に長く形成されると共にＰＡの慣性力を抑制可能な水平な第２低反発部１０７が形成されることとなり、ＰＡを第１ホッパ６１に入りやすくし、また、第１ホッパ６１からのＰＡの再飛散を抑制することができる。その結果、排ガスＧ中のＰＡを第１ホッパ６１に適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0100】

［第５実施形態］
図１０は、第５実施形態の排気ダクトを表す側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0101】

第５実施形態の排気ダクトは、図１０に示すように、排ガスを流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中の固体粒子を回収する第２ホッパ６５と、第２ホッパに６５に対して排ガスの流れ方向における上流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部１１１と、第２ホッパ６５及び低反発部１１１に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュを捕集するポップコーンアッシュ捕集部（固体粒子捕集部）１１２とを有している。

【0102】

排ガス通路６０は、排ガスが水平方向に流れる第２水平煙道部４０ｃと、第２水平煙道部４０ｂに連結されて排ガスが鉛直方向の上方に流れる第２鉛直煙道部４０ｄとを有し、第２ホッパ６５は、第２水平煙道部４０ｃと第２鉛直煙道部４０ｄとの連結部の下部に設けられている。第２水平煙道部４０ｃは、下部に下壁面部７２が設けられ、この下壁面部７２は、水平方向に沿った水平面となっている。第２鉛直煙道部４０ｄは、第２ホッパ６５に対して排ガスの流れ方向における下流側（図１０にて、鉛直方向の上方側）であって、下壁面部７２が直交する位置に立壁面部７８が設けられ、この立壁面部７８は、鉛直面となっている。

【0103】

第２ホッパ６５は、主として、排ガス中に含まれる大径灰のＰＡを回収して貯留するものである。第２ホッパ６５は、下方に向けて面積が狭くなるように排ガスの流動方向に対向する第１傾斜面１２１及び第２傾斜面１２２を有し、各傾斜面１２１，１２２の下端部が連結される底位置に貯留部１２３が設けられている。なお、第２ホッパ６５は、貯留部１２３に図示しない開閉弁により開閉可能な開口部が設けられ、この開口部を開放することで、貯留したＰＡを下方に排出可能となっている。ここで、第２水平鉛直煙道部４０ｃの下壁面部７２と第２ホッパ６５の第１傾斜面１２１が連結され、第２鉛直煙道部４０ｄの立壁面部７８と第２ホッパ６５の第２傾斜面１２２が連結されている。

【0104】

低反発部１１１は、第２ホッパ６５に対して排ガスの流れ方向における下流側であって、第２鉛直煙道部４０ｄにおける立壁面部７８に設けられている。第２鉛直煙道部４０ｄの立壁面部７８は、鉛直面であることから、低反発部１１１は、表面が鉛直面１１１ａとなっている。この低反発部１１１は、所定の面積を有するシート形状をなし、第２ホッパ６５でのＰＡの捕集率を効果的に向上させるために、立壁面部７８（例えば、鉄板）より反発係数の小さい部材により構成されている。そのため、ＰＡが低反発部１１１に衝突したときの反発量が抑制される。その結果、水平方向の流れる排ガスＧと共に移動してきたＰＡは、低反発部１１１に直接衝突することから、鉄板である立壁面部７８に直接衝突したときの反発量より低下した反発をすることとなり、第２ホッパ６５におけるＰＡ捕集率が向上する。

【0105】

ポップコーンアッシュ捕集部１１２は、低反発部１１１に衝突した排ガス中のＰＡを捕集するものである。第２鉛直煙道部４０ｄは、矩形断面を有し、立壁面部７８を有しており、ポップコーンアッシュ捕集部１１２は、立壁面部７８上に水平方向に沿って設けられている。また、このポップコーンアッシュ捕集部１１２は、立壁面部７８からの全長Ｌの３０%から５０%の領域の長さＬ１に設けられている。即ち、第２水平煙道部４０ｃと第２鉛直煙道部４０ｄは、９０度で屈曲するように連結されており、第２鉛直煙道部４０ｄは、上流側端部、つまり、第２ホッパ６５の直後の領域の外周側がポップコーンアッシュ捕集部１１２により閉塞されることとなる。

【0106】

そのため、排ガスＧは、第１水平煙道部４０ｃから第２鉛直煙道部４０ｄに流れ込むとき、ＰＡは、排ガスから運動エネルギをもらい、慣性力（遠心力）により所定の速度で立壁面部７８側に移動する。このとき、ＰＡは、低反発部１１１に衝突して反発力が低下されることとなり、低反発部１１１に衝突後に第２ホッパ６５に落下して回収される。

【0107】

また、低反発部１１１の上端部に衝突したＰＡは、低反発部１１１に衝突して反発力が低下されるものの、上方に飛び散るおそれがある。しかし、第２鉛直煙道部４０ｄの入口部にポップコーンアッシュ捕集部１１２が設けられていることから、低反発部１１１に衝突して飛散したＰＡは、このポップコーンアッシュ捕集部１１２に衝突することで、ポップコーンアッシュ捕集部１１２に捕集されるか、または、落下して第２ホッパ６５に回収される。

【0108】

このように第５実施形態の排気ダクトにあっては、排ガスが流動する排ガス通路６０と、排ガス通路６０に設けられて排ガス中のＰＡを回収する第２ホッパ６５と、第２ホッパ６５に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス通路６０の内壁面より反発係数の小さい低反発部１１１と、第２ホッパ６５及び低反発部１１１に対して排ガスの流れ方向における下流側に設けられて排ガス中のＰＡを捕集するポップコーンアッシュ捕集部１１２とを設けている。

【0109】

従って、排ガスＧが排ガス通路６０を流れるとき、この排ガスＧからＰＡが分離されて第２ホッパ６５に回収される。このとき、ＰＡは、慣性力を有することから、排ガス通路６０の内壁面に衝突して第２ホッパ６５に回収されずに周囲に飛散しやすいが、このＰＡが低反発部１１１に衝突することから、ここで反発量が低下して適正に第２ホッパ６５に回収される。また、低反発部１１１に衝突して周囲に飛散した一部のＰＡは、ポップコーンアッシュ捕集部１１２により捕集される。その結果、排ガスＧ中のＰＡを第２ホッパ６５に適正に捕集することができ、捕集効率を向上することができる。

【0110】

なお、上述した実施形態では、ポップコーンアッシュ捕集部６３，１０１，１１２を排ガス通路６０の高さＨまたは長さＬの３０％〜５０％の領域に設けたが、１００%の領域に設けてもよい。この場合、ホッパ６１，６５に回収されずに下流側に流出したＰＡをこのポップコーンアッシュ捕集部により確実に捕集することができる。

【0111】

また、上述した実施形態では、本発明の排気ダクトを微粉炭焚きボイラに適用して説明したが、この形式のボイラに限定されるものではない。また、ボイラに限らず、固体粒子が含まれる排ガスを流動するものであれば、いずれの排気ダクトに適用してもよい。

【符号の説明】

【0112】

１０ 微粉炭焚きボイラ
１１ 火炉
２１，２２，２３，２４，２５ 燃焼バーナ
４０ 煙道
４０ｂ 第１鉛直煙道部（第１鉛直部）
４０ｃ 第２水平煙道部（水平部）
４０ｄ 第２鉛直煙道部
４１，４２ 過熱器（熱回収部）
４３，４４ 再熱器（熱回収部）
４５，４６，４７ 節炭器（熱回収部）
６０ 排ガス通路
６１ 第１ホッパ
６２，１０２，１０５，１１１ 低反発部
６３，１０１，１１２ ホップコーンアッシュ捕集部
６５ 第２ホッパ
７１，７２ 下壁面部
７８ 立壁面部
Ｇ 排ガス
ＰＡ ポップコーンアッシュ（固体粒子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】