(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】
(24)【登録日】2022-07-22
(45)【発行日】2022-08-01
(54)【発明の名称】付着物除去装置
(51)【国際特許分類】
F28G 1/16 20060101AFI20220725BHJP
F28G 11/00 20060101ALI20220725BHJP
B08B 7/00 20060101ALI20220725BHJP
F22B 37/48 20060101ALN20220725BHJP
F23J 1/00 20060101ALN20220725BHJP
【ＦＩ】
F28G1/16 Z
F28G11/00
B08B7/00
F22B37/48 C
F23J1/00 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020183593
(22)【出願日】2020-11-02
(65)【公開番号】P2022073545
(43)【公開日】2022-05-17
【審査請求日】2021-06-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000133032
【氏名又は名称】株式会社タクマ
(74)【代理人】
【識別番号】100141586
【弁理士】
【氏名又は名称】沖中 仁
(72)【発明者】
【氏名】田井 宏
【審査官】宮下 浩次
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／２２５９８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００７／０２８２６４（ＷＯ，Ａ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｇ １／１６
Ｆ２８Ｇ １１／００
Ｂ０８Ｂ ７／００
Ｆ２２Ｂ ３７／４８
Ｆ２３Ｊ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物に付着した付着物を圧力波を利用して除去する付着物除去装置であって、開口部を有する容器と、
前記開口部に対応する蓋体と、
を備え、
前記蓋体は、前記容器内に通じる複数の噴射口部を有し、
前記噴射口部を塞ぐ封止体を配設した状態で前記容器内の圧力を高めることで、前記封止体を破壊して前記圧力波を発生させるように構成される付着物除去装置。
【請求項2】
前記封止体は、シール層と形態維持層とを含む可燃性の積層体から構成されている請求項１に記載の付着物除去装置。
【請求項3】
前記噴射口部の開口面積Ｓ１と前記開口部の開口面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．３～０．７である請求項１又は２に記載の付着物除去装置。
【請求項4】
前記容器と前記蓋体との間に前記封止体を供給する封止体供給機構を備える請求項１～３の何れか一項に記載の付着物除去装置。
【請求項5】
前記封止体に対する前記容器及び前記蓋体の挟持状態と非挟持状態とを切り換える切換機構を備え、前記封止体供給機構は、前記非挟持状態のときに、前記封止体の破壊された部分に代えて、破壊されていない部分で前記噴射口部を塞ぐように前記封止体を供給する請求項４に記載の付着物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対象物に付着した付着物を圧力波を利用して除去する付着物除去装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、発電設備が併設された廃棄物焼却施設での発電量向上が重要となっている。廃棄物焼却施設での発電は、焼却炉での廃棄物の燃焼に伴い発生する高温の排ガスからボイラにて熱回収を行い、所定の温度、圧力の蒸気を生成してタービン発電機に導入することにより行われている。
【0003】
ボイラは、放射室と対流伝熱室とを有している。放射室には、放射伝熱管が放射伝熱面として配設され、対流伝熱室には、過熱器が対流伝熱面として配設されている。過熱器は、水平方向に伝熱管（過熱管）が複数配設された伝熱管群が高さ方向に複数段配設されて構成されている。
【0004】
焼却炉からの排ガスには、腐食成分や、重金属類等を含むダストが含まれている。このため、運転経過に伴い、ボイラの放射伝熱面や、対流伝熱面に徐々にダストが付着、堆積し、熱回収性能の低下や、ガス流路の閉塞、伝熱管の腐食といった障害を招き、正常な運転の継続が困難な状態に陥ることがある。
【0005】
そこで、圧力波を利用して付着物を除去する付着物除去装置をボイラに付設することにより、ボイラの正常な運転を継続的に行うことを可能としている（例えば、特許文献１を参照）。
【0006】
特許文献１に係る付着物除去装置は、開口部を有する耐圧容器と、開口部を塞ぐ閉鎖体とを備え、供給ラインを介して耐圧容器内に供給された酸化剤を含むガス状の燃料の爆発によって圧力波を発生させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】国際公開第２００７／０２８２６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１に係る付着物除去装置において、耐圧容器内への燃料の供給に伴って耐圧容器内の圧力が大きくなる。このとき、閉鎖体における耐圧容器の開口部に対応する部分の全体に耐圧容器内の圧力が作用する。このため、閉鎖体（封止体）の構成材料として、引張強度が低い材料を使用した場合、耐圧容器内への燃料の充填が完了する前に、封止体が破断してしまい、燃料を爆発させることができず、圧力波を発生させることができない虞がある。このような事態を回避するために、封止体の構成材料として、一般的に引張強度が高い金属材料に使用が限定されてしまい、封止体の構成材料として使用可能な材料の選択の幅が狭くなる。
【0009】
なお、例えば、封止体の厚みを増すことによって封止体に作用する応力を抑えるようにすれば、封止体の構成材料として、一般的に引張強度が低い非金属材料でも使用可能になる場合がある。しかしながら、封止体の厚みを増すと、耐圧容器に対し封止体を固定する手段が大型化し、引いては装置全体の大型化を招くことになる。
【0010】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、封止体を破壊して圧力波を発生させる構成の付着物除去装置において、封止体に作用する応力を抑えることができ、これによって封止体の構成材料として使用可能な材料の選択の幅を広げることができる付着物除去装置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】
【0011】
上記課題を解決するための本発明に係る付着物除去装置の特徴構成は、
対象物に付着した付着物を圧力波を利用して除去する付着物除去装置であって、
開口部を有する容器と、
前記開口部に対応する蓋体と、
を備え、
前記蓋体は、前記容器内に通じる複数の噴射口部を有し、
前記噴射口部を塞ぐ封止体を配設した状態で前記容器内の圧力を高めることで、前記封止体を破壊して前記圧力波を発生させるように構成されることにある。
対象物に付着した付着物を圧力波を利用して除去する付着物除去装置であって、
開口部を有する容器と、
前記開口部に対応する蓋体と、
を備え、
前記蓋体は、前記容器内に通じる複数の噴射口部を有し、
前記噴射口部を塞ぐ封止体を配設した状態で前記容器内の圧力を高めることで、前記封止体を破壊して前記圧力波を発生させるように構成されることにある。
【0012】
本構成の付着物除去装置によれば、開口部を有する容器と、容器の開口部に対応する蓋体とを備えている。蓋体は、容器内に通じる複数の噴射口部を有している。使用前において、複数の噴射口部は、封止体によって塞がれている。本構成の付着物除去装置において、圧力波を発生するにあたり、例えば、容器内にガス状の可燃性物質等を供給したり、圧縮ガスを供給したりすると、容器内への可燃性物質等の供給に伴って容器内の圧力が大きくなる。このとき、封止体は、蓋体における複数の噴射口部の周りの部分に支持される。このため、封止体に対し圧力が作用する面積が小さくなり、封止体に作用する応力を抑制することができる。従って、封止体の構成材料として、一般的に引張強度が高い金属材料が使用可能であるのは勿論のこと、一般的に引張強度が低い非金属材料でも使用可能となり、封止体の構成材料として使用可能な材料の選択の幅を広げることができる。
【0013】
本発明に係る付着物除去装置において、
前記封止体は、シール層と形態維持層とを含む可燃性の積層体から構成されていることが好ましい。
前記封止体は、シール層と形態維持層とを含む可燃性の積層体から構成されていることが好ましい。
【0014】
本構成の付着物除去装置によれば、封止体は、シール層と形態維持層とを含む可燃性の積層体から構成されている。このような構成により、容器内への可燃性物質等の供給に伴って容器内の圧力が大きくなっても、シール層によって可燃性物質等の漏れを確実に防ぐことができるとともに、シール層の変形を形態維持層によって抑えてシール層としての機能を維持することができる。従って、容器内への可燃性物質等の充填時に複数の噴射口部を封止体によって漏れなく確実に塞ぐことができる。また、封止体は、可燃性の材料から構成されている。これにより、例えば、付着物除去装置がボイラに付設されている場合、圧力波の発生時に破壊された封止体は、ボイラ内の熱によって燃焼される。従って、破壊された封止体からボイラの伝熱管群を保護するプロテクタが不要になるとともに、圧力波によってボイラの伝熱管群から除去された付着物の回収ラインに、破壊された封止体が混入するのを未然に防ぐことができる。
【0015】
本発明に係る付着物除去装置において、
前記噴射口部の開口面積Ｓ１と前記開口部の開口面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．３～０．７であることが好ましい。
前記噴射口部の開口面積Ｓ１と前記開口部の開口面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．３～０．７であることが好ましい。
【0016】
本構成の付着物除去装置によれば、蓋体に設けられた複数の噴射口部の開口面積Ｓ１と、容器に設けられた開口部の開口面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．３～０．７とされている。これにより、付着物を除去するのに必要な圧力波の威力を確保しつつ、封止体に作用する応力を確実に抑制することができる。
【0017】
本発明に係る付着物除去装置において、
前記容器と前記蓋体との間に前記封止体を供給する封止体供給機構を備えることが好ましい。
前記容器と前記蓋体との間に前記封止体を供給する封止体供給機構を備えることが好ましい。
【0018】
本構成の付着物除去装置によれば、容器と蓋体との間に封止体を供給する封止体供給機構を備える構成とされる。このような構成により、先の圧力波を発生させた後、次の圧力波を容易に発生させることができ、封止体供給機構によって新たな封止体が直ちにセットされるため、圧力波を連続的に発生させることが可能となる。
【0019】
本発明に係る付着物除去装置において、
前記封止体に対する前記容器及び前記蓋体の挟持状態と非挟持状態とを切り換える切換機構を備え、
前記封止体供給機構は、前記非挟持状態のときに、前記封止体の破壊された部分に代えて、破壊されていない部分で前記噴射口部を塞ぐように前記封止体を供給することが好ましい。
前記封止体に対する前記容器及び前記蓋体の挟持状態と非挟持状態とを切り換える切換機構を備え、
前記封止体供給機構は、前記非挟持状態のときに、前記封止体の破壊された部分に代えて、破壊されていない部分で前記噴射口部を塞ぐように前記封止体を供給することが好ましい。
【0020】
本構成の付着物除去装置によれば、封止体に対する容器及び蓋体の挟持状態と非挟持状態とが切換機構によって切り換えられる。封止体に対する容器及び蓋体の挟持状態では、容器内の圧力を高めることで封止体が破壊されるまで、蓋体の複数の噴射口部を封止体で確実に塞ぐことができるので、所望の圧力波を確実に発生させることができる。一方、封止体に対する容器及び蓋体の非挟持状態では、封止体を移動させることができる。従って、切換機構と封止体供給機構との協働により、すなわち切換機構による挟持状態と非挟持状態との切り換え動作と、切換機構が非挟持状態にあるときに、封止体の破壊された部分に代えて、破壊されていない部分で複数の噴射口部を塞ぐように封止体を供給する動作との組み合わせにより、容器内の圧力を高めることによる封止体の破壊と、次の圧力波の発生に備えて封止体をセットする動作とを交互に行うことができるので、圧力波を連続的に発生させることができ、付着物を継続的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、廃棄物焼却施設の焼却炉に並設されたボイラに備え付けられる付着物除去装置を例に挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。
【0023】
〔第一実施形態〕
＜概略説明＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る付着物除去装置がボイラに付設されている状態図である。図１に示すように、付着物除去装置１０Ａは、ボイラ１の排ガス流路２を構成する側壁３の外側に配置されている。ボイラ１の排ガス流路２には、水平方向に配列される複数の伝熱管４をボイラ１の上下方向に複数段設けてなる複数の伝熱管群５，６が配設されている（図１では２つの伝熱管群のみ図示する。）。伝熱管群５，６を構成する伝熱管４が、付着物（ダスト）が付着した対象物となる。上側の伝熱管群５と下側の伝熱管群６との間には、所定広さの空間が設けられ、この空間に連通状態で接続ダクト７が側壁３に突設されている。付着物除去装置１０Ａは、ノズル体８を介して接続ダクト７に取り付けられている。付着物除去装置１０Ａは、容器１１、蓋体１２、切換機構１３及び封止体供給機構１５を備えている。
＜概略説明＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る付着物除去装置がボイラに付設されている状態図である。図１に示すように、付着物除去装置１０Ａは、ボイラ１の排ガス流路２を構成する側壁３の外側に配置されている。ボイラ１の排ガス流路２には、水平方向に配列される複数の伝熱管４をボイラ１の上下方向に複数段設けてなる複数の伝熱管群５，６が配設されている（図１では２つの伝熱管群のみ図示する。）。伝熱管群５，６を構成する伝熱管４が、付着物（ダスト）が付着した対象物となる。上側の伝熱管群５と下側の伝熱管群６との間には、所定広さの空間が設けられ、この空間に連通状態で接続ダクト７が側壁３に突設されている。付着物除去装置１０Ａは、ノズル体８を介して接続ダクト７に取り付けられている。付着物除去装置１０Ａは、容器１１、蓋体１２、切換機構１３及び封止体供給機構１５を備えている。
【0024】
図２は、本発明の第一実施形態に係る付着物除去装置を一部破断して示し、封止体を挟持した封止体挟持状態図である。また、図３は、本発明の第一実施形態に係る付着物除去装置を一部破断して示し、封止体を挟持していない封止体非挟持状態図である。なお、図２及び図３では、後述するケーシング３１の内部構造を明示する都合上、図１において描かれている左側の連結板３６を図示省略している。
【0025】
＜容器＞
図２に示すように、容器１１は、側壁３（図１参照）に向かう方向を「前方」とした場合、後方（図２の左側から右側に向う方向）に向かってこの記載順に配される小径円筒状部１１ａ、円錐台筒状部１１ｂ、及び大径円筒状部１１ｃを有している。これら筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、互いの軸線（管軸）を一致させた状態で一体的に連設されている。ここで、大径円筒状部１１ｃの後端側は、端壁部２０によって閉鎖されている。一方、小径円筒状部１１ａの前端側は、開口されて開口部２１が形成されている。また、小径円筒状部１１ａの前端部には、開口部２１を包含するように容器側フランジ部２２が外向きに張り出すように形成されている。容器側フランジ部２２の前面には、開口部２１を円環状に取り囲むように形成されるＯリング溝にＯリング２３が装着されている。なお、以下の説明において、管軸方向とは、特に断りのない限り、容器１１の軸線（管軸）が延びる方向のことである。
図２に示すように、容器１１は、側壁３（図１参照）に向かう方向を「前方」とした場合、後方（図２の左側から右側に向う方向）に向かってこの記載順に配される小径円筒状部１１ａ、円錐台筒状部１１ｂ、及び大径円筒状部１１ｃを有している。これら筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、互いの軸線（管軸）を一致させた状態で一体的に連設されている。ここで、大径円筒状部１１ｃの後端側は、端壁部２０によって閉鎖されている。一方、小径円筒状部１１ａの前端側は、開口されて開口部２１が形成されている。また、小径円筒状部１１ａの前端部には、開口部２１を包含するように容器側フランジ部２２が外向きに張り出すように形成されている。容器側フランジ部２２の前面には、開口部２１を円環状に取り囲むように形成されるＯリング溝にＯリング２３が装着されている。なお、以下の説明において、管軸方向とは、特に断りのない限り、容器１１の軸線（管軸）が延びる方向のことである。
【0026】
＜蓋体＞
蓋体１２は、容器１１の開口部２１に対応して設けられるものであり、容器側フランジ部２２と対向するように容器側フランジ部２２の前方側に配置されている。蓋体１２は、開口部２１を含む容器側フランジ部２２の全体を覆うのに十分な大きさの板面を有する矩形板状部材で構成されている。
蓋体１２は、容器１１の開口部２１に対応して設けられるものであり、容器側フランジ部２２と対向するように容器側フランジ部２２の前方側に配置されている。蓋体１２は、開口部２１を含む容器側フランジ部２２の全体を覆うのに十分な大きさの板面を有する矩形板状部材で構成されている。
【0027】
＜噴射口部＞
図４は、図２のＡ矢印方向から見た蓋体の部分正面図である。図４に示すように、蓋体１２は、容器１１内に通じる複数（本例では１９個）の噴射口部２５を有している。複数の噴射口部２５の夫々は、蓋体１２を貫通する断面円形の丸孔状に形成されている。複数の噴射口部２５は、蓋体１２における容器１１の開口部２１に対応する部分に同心円状に規則的に並ぶように配置されている。すなわち、蓋体１２には、蓋体１２における容器の開口部２１に対応する部分の中央に１個の噴射口部２５が配置され、この中央に配置された噴射口部２５の周りに、６個の噴射口部２５が等角度（６０°毎）で各々の噴射口部２５の中心をその中央に配置された噴射口部２５の中心を基準とする第一ピッチ円直径Ｄ１の円周ＣＲ１上に一致させるように配置され、さらに、それら６個の噴射口部２５の周りに、１２個の噴射口部２５が等角度（３０°毎）で各々の噴射口部２５の中心をその中央に配置された噴射口部２５の中心を基準とする第二ピッチ円直径Ｄ２（Ｄ１＜Ｄ２）の円周ＣＲ２上に一致させるように配置されている。
図４は、図２のＡ矢印方向から見た蓋体の部分正面図である。図４に示すように、蓋体１２は、容器１１内に通じる複数（本例では１９個）の噴射口部２５を有している。複数の噴射口部２５の夫々は、蓋体１２を貫通する断面円形の丸孔状に形成されている。複数の噴射口部２５は、蓋体１２における容器１１の開口部２１に対応する部分に同心円状に規則的に並ぶように配置されている。すなわち、蓋体１２には、蓋体１２における容器の開口部２１に対応する部分の中央に１個の噴射口部２５が配置され、この中央に配置された噴射口部２５の周りに、６個の噴射口部２５が等角度（６０°毎）で各々の噴射口部２５の中心をその中央に配置された噴射口部２５の中心を基準とする第一ピッチ円直径Ｄ１の円周ＣＲ１上に一致させるように配置され、さらに、それら６個の噴射口部２５の周りに、１２個の噴射口部２５が等角度（３０°毎）で各々の噴射口部２５の中心をその中央に配置された噴射口部２５の中心を基準とする第二ピッチ円直径Ｄ２（Ｄ１＜Ｄ２）の円周ＣＲ２上に一致させるように配置されている。
【0028】
＜複数の噴射口部と容器の開口部との開口面積比＞
本実施形態において、複数（１９個）の噴射口部２５の全ての開口面積を合計した開口面積Ｓ１と、容器１１の開口部２１の開口面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３～０．７であることが好ましく、より好ましくは、０．４～０．６である。これにより、付着物を除去するのに必要な圧力波の威力を確保しつつ、後述する封止体９０に作用する応力を確実に抑制することができる。なお、比（Ｓ１／Ｓ２）が０．３未満である場合、付着物を除去するのに必要な圧力波の威力を確保するのが難しくなる。比（Ｓ１／Ｓ２）が０．７を超える場合、封止体９０に作用する応力を十分に抑制することができず、容器１１内への可燃性物質等の充填が完了する前に封止体９０が破断する虞がある。
本実施形態において、複数（１９個）の噴射口部２５の全ての開口面積を合計した開口面積Ｓ１と、容器１１の開口部２１の開口面積Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）は、０．３～０．７であることが好ましく、より好ましくは、０．４～０．６である。これにより、付着物を除去するのに必要な圧力波の威力を確保しつつ、後述する封止体９０に作用する応力を確実に抑制することができる。なお、比（Ｓ１／Ｓ２）が０．３未満である場合、付着物を除去するのに必要な圧力波の威力を確保するのが難しくなる。比（Ｓ１／Ｓ２）が０．７を超える場合、封止体９０に作用する応力を十分に抑制することができず、容器１１内への可燃性物質等の充填が完了する前に封止体９０が破断する虞がある。
【0029】
＜切換機構＞
図２に示すように、切換機構１３は、ケーシング３１、油圧シリンダ３２及び付勢手段３３を備えている。
図２に示すように、切換機構１３は、ケーシング３１、油圧シリンダ３２及び付勢手段３３を備えている。
【0030】
［ケーシング］
ケーシング３１は、主フレーム部材３５及び連結板３６を備えている。主フレーム部材３５は、容器１１の小径円筒状部１１ａが貫通可能な開口部（図示省略）を有する矩形板状部材で構成されている。主フレーム部材３５は、蓋体１２に対し管軸方向に所定間隔を存して、前後方向に板面を向けて蓋体１２と対向するように配置されている。前方に向かって左右両側の連結板３６は、蓋体１２及び主フレーム部材３５の左右両側部同士を連結する。
ケーシング３１は、主フレーム部材３５及び連結板３６を備えている。主フレーム部材３５は、容器１１の小径円筒状部１１ａが貫通可能な開口部（図示省略）を有する矩形板状部材で構成されている。主フレーム部材３５は、蓋体１２に対し管軸方向に所定間隔を存して、前後方向に板面を向けて蓋体１２と対向するように配置されている。前方に向かって左右両側の連結板３６は、蓋体１２及び主フレーム部材３５の左右両側部同士を連結する。
【0031】
後述する巻回体９１から繰り出される封止体９０は、管軸方向に板面を向けた状態でケーシング３１内における蓋体１２と容器側フランジ部２２との間の領域を通り、管軸方向と交差（直交）する方向である鉛直下方へと送り出すことができるようになっている。
【0032】
蓋体１２、主フレーム部材３５及び連結板３６の下面側には、容器１１の下方に位置するように管軸方向に延設される支持部材３９が固定されている。容器１１は、支持部材３９に転動可能に取り付けられるガイドローラ４０を介して管軸方向に移動可能に支持部材３９に支持されている。
【0033】
［油圧シリンダ］
油圧シリンダ３２は、蓋体１２に容器側フランジ部２２を近づけるように相対移動させる流体アクチュエータである。本実施形態の場合は、油圧シリンダ３２の伸長作動により、容器側フランジ部２２が蓋体１２へと近づくように相対移動される。
油圧シリンダ３２は、蓋体１２に容器側フランジ部２２を近づけるように相対移動させる流体アクチュエータである。本実施形態の場合は、油圧シリンダ３２の伸長作動により、容器側フランジ部２２が蓋体１２へと近づくように相対移動される。
【0034】
油圧シリンダ３２は、複数（本例では４個）設けられている。複数の油圧シリンダ３２は、主フレーム部材３５に固定状態で組み付けられている。複数の油圧シリンダ３２は、容器１１の管軸回りに等角度（９０°毎）で配置されている。具体的には、主フレーム部材３５の前面側から見て、容器１１の管軸に原点Ｏを一致させるようにＸ-Ｙ直交軸を設定し、Ｘ軸の正の向きの軸を基準（０°）として、原点Ｏを中心に反時計回りを正の回転方向と定めた場合、４５°、１３５°、２２５°及び３１５°のそれぞれの位置に油圧シリンダ３２が配置されている。図２及び図３では、説明の都合上、主フレーム部材３５の前面側から見て４５°及び３１５°のそれぞれの位置に配置される油圧シリンダ３２のみが図示されている。
【0035】
油圧シリンダ３２は、単動形の片ロッドシリンダである。油圧シリンダ３２におけるシリンダロッドの先端部には、先端側が半球状に形成された押当部材４１が取り付けられている。押当部材４１の先端は、容器側フランジ部２２の後面に当接されている。油圧シリンダ３２において、図示省略されるピストンの復帰は、当該油圧シリンダ３２に内蔵された圧縮コイルばね（図示省略）の付勢力や、付勢手段３３の付勢力によってなされる。なお、押当部材４１の先端が当接される容器側フランジ部２２の後面側に当板（図示省略）を交換可能に配設するのが好ましい。こうすることにより、押当部材４１から作用する押圧力によって容器側フランジ部２２が局所的に凹むのを防ぐことができ、押当部材４１から容器側フランジ部２２を保護することができる。
【0036】
［案内手段］
上述したように、容器側フランジ部２２は、油圧シリンダ３２の伸長作動により、蓋体１２に近づくように管軸方向に相対移動される。また、容器側フランジ部２２は、油圧シリンダ３２に内蔵された圧縮コイルばねの付勢力や、付勢手段３３の付勢力により、蓋体１２から離れるように管軸方向に相対移動される。このような、蓋体１２に対する容器側フランジ部２２の相対移動が正確、且つスムーズに行われるようにするために、案内手段４５が設けられている。案内手段４５は、ガイドピン４６と、ガイドブシュ４７とにより構成されている。
上述したように、容器側フランジ部２２は、油圧シリンダ３２の伸長作動により、蓋体１２に近づくように管軸方向に相対移動される。また、容器側フランジ部２２は、油圧シリンダ３２に内蔵された圧縮コイルばねの付勢力や、付勢手段３３の付勢力により、蓋体１２から離れるように管軸方向に相対移動される。このような、蓋体１２に対する容器側フランジ部２２の相対移動が正確、且つスムーズに行われるようにするために、案内手段４５が設けられている。案内手段４５は、ガイドピン４６と、ガイドブシュ４７とにより構成されている。
【0037】
ガイドピン４６は、複数（本例では２本）設けられている。複数のガイドピン４６は、容器側フランジ部２２を貫通し、且つ各ガイドピン４６の軸線が容器１１の管軸と平行をなすように、蓋体１２と主フレーム部材３５との間に配設され、蓋体１２及び主フレーム部材３５に図示されないボルト等の締結具により固定されている。複数のガイドピン４６は、容器１１の管軸回りに等角度（１８０°毎）で配置されている。具体的には、蓋体１２の前面側から見て、容器１１の管軸に原点Ｏを一致させるようにＸ-Ｙ直交軸を設定し、Ｘ軸の正の向きの軸を基準（０°）として、原点Ｏを中心に反時計回りを正の回転方向と定めた場合、９０°及び２７０°のそれぞれの位置にガイドピン４６が配置されている。図２及び図３では、ガイドピン４６及びその他の部品を識別可能に図面上に示す都合上、実際は蓋体１２の前面側から見て９０°及び２７０°のそれぞれの位置にあるガイドピン４６を、蓋体１２の前面側から見て６７．５°及び２９２．５°のそれぞれの位置にずらした状態で図示している。
【0038】
ガイドブシュ４７は、複数のガイドピン４６に対応するように、複数（本例では２個）設けられている。複数のガイドブシュ４７は、容器側フランジ部２２に設けられた取付孔に圧入されて容器側フランジ部２２に固定されている。複数のガイドブシュ４７は、容器１１の管軸回りに等角度（１８０°毎）で配置されている。具体的には、容器側フランジ部２２の前面側から見て、容器１１の管軸に原点Ｏを一致させるようにＸ-Ｙ直交軸を設定し、Ｘ軸の正の向きの軸を基準（０°）として、原点Ｏを中心に反時計回りを正の回転方向と定めた場合、９０°及び２７０°のそれぞれの位置にガイドブシュ４７が配置されている。図２及び図３では、ガイドブシュ４７及びその他の部品を識別可能に図面上に示す都合上、実際は蓋体１２の前面側から見て９０°及び２７０°のそれぞれの位置にあるガイドブシュ４７を、蓋体１２の前面側から見て６７．５°及び２９２．５°のそれぞれの位置にずらした状態で図示している。
【0039】
案内手段４５においては、蓋体１２と主フレーム部材３５との間に配設されるガイドピン４６がガイドブシュ４７の内部に摺動可能に差し込まれている。これにより、蓋体１２に対し容器側フランジ部２２が管軸方向に相対移動する際に、ガイドピン４６に沿ってガイドブシュ４７が摺動される。こうして、蓋体１２に対する容器側フランジ部２２の相対移動の際に、容器側フランジ部２２が案内手段４５によって案内されるようになっている。
【0040】
［付勢手段］
付勢手段３３は、引張ロッド５１、圧縮コイルばね５２、座金５３、第一ナット５４及び第二ナット５５を備えている。
付勢手段３３は、引張ロッド５１、圧縮コイルばね５２、座金５３、第一ナット５４及び第二ナット５５を備えている。
【0041】
引張ロッド５１は、複数（本例では２本）設けられている。複数の引張ロッド５１は、各引張ロッド５１の軸線が容器１１の管軸と平行をなすようにして、容器側フランジ部２２の後面側に突出するように容器側フランジ部２２に固定状態で植設されている。複数の引張ロッド５１は、容器１１の管軸回りに等角度（１８０°毎）で配置されている。具体的には、容器側フランジ部２２の前面側から見て、容器１１の管軸に原点Ｏを一致させるようにＸ-Ｙ直交軸を設定し、Ｘ軸の正の向きの軸を基準（０°）として、原点Ｏを中心に反時計回りを正の回転方向と定めた場合、０°及び１８０°のそれぞれの位置に引張ロッド５１が配置されている。図２及び図３では、引張ロッド５１及びその他の部品を識別可能に図面上に示す都合上、実際は蓋体１２の前面側から見て０°及び１８０°のそれぞれの位置にある引張ロッド５１を、蓋体１２の前面側から見て９０°及び２７０°のそれぞれの位置にずらした状態で図示している。
【0042】
容器側フランジ部２２の後面側に突出されている引張ロッド５１は、主フレーム部材３５を貫通し、主フレーム部材３５の後面側にさらに突出されている。主フレーム部材３５の後面側に突出されている引張ロッド５１の部分には、主フレーム部材３５の後方に向かってこの記載順に配される圧縮コイルばね５２及び座金５３がそれぞれ外嵌されている。主フレーム部材３５の後面側に突出されている引張ロッド５１の部分には、当該引張ロッド５１の後端から先端に向かう所要の領域に雄螺子部５１ａが形成されている。この雄螺子部５１ａには、後方に向かってこの記載順に配される第一ナット５４及び第二ナット５５がそれぞれ螺合されている。
【0043】
圧縮コイルばね５２において、前端側は、主フレーム部材３５の後面に当接され、後端側は、座金５３に当接されている。座金５３には、第一ナット５４が当接されており、第一ナット５４を締め込んだり、緩めたりする操作により、圧縮コイルばね５２の初期たわみ量を調整することができるようになっている。そして、第一ナット５４の操作による圧縮コイルばね５２の初期たわみ量調整後において、第一ナット５４に当接状態で第二ナット５５を締め付け、その後、第一ナット５４を緩める方向に逆回転させることにより、第一ナット５４の締め込み状態がダブルナットの効果で保持される。
【0044】
付勢手段３３において、圧縮コイルばね５２の弾性力は、座金５３、ナット５４，５５を介して引張ロッド５１に伝達される。こうして、付勢手段３３は、蓋体１２に対し容器側フランジ部２２を引き離す方向（後方）に容器側フランジ部２２を付勢する。
【0045】
＜油圧駆動手段＞
切換機構１３を油圧シリンダ３２により駆動する油圧駆動手段６０は、エアハイドロブースタ（以下、単に「ブースタ」と略称する。）６１と、方向制御弁６２とを備えている。
切換機構１３を油圧シリンダ３２により駆動する油圧駆動手段６０は、エアハイドロブースタ（以下、単に「ブースタ」と略称する。）６１と、方向制御弁６２とを備えている。
【0046】
［ブースタ］
ブースタ６１は、ブースタ本体６５と、ブースタ本体６５に内蔵されるピストン体６６とを備えている。ピストン体６６は、大径ピストン６７と小径ピストン６８とが連結ロッド６９によって連結されてなるものである。ブースタ本体６５の一方側（図２において右側）の閉鎖端部と大径ピストン６７との間には、第一駆動室７１が区画形成されている。大径ピストン６７と小径ピストン６８とブースタ本体６５との間には、第二駆動室７２が区画形成されている。ブースタ本体６５の他方側（図２において左側）の閉鎖端部と小径ピストン６８との間には、増圧室７３が区画形成されている。増圧室７３内には、作動油が充満されている。増圧室７３と油圧シリンダ３２とは、油圧管路７５によって接続されている。
ブースタ６１は、ブースタ本体６５と、ブースタ本体６５に内蔵されるピストン体６６とを備えている。ピストン体６６は、大径ピストン６７と小径ピストン６８とが連結ロッド６９によって連結されてなるものである。ブースタ本体６５の一方側（図２において右側）の閉鎖端部と大径ピストン６７との間には、第一駆動室７１が区画形成されている。大径ピストン６７と小径ピストン６８とブースタ本体６５との間には、第二駆動室７２が区画形成されている。ブースタ本体６５の他方側（図２において左側）の閉鎖端部と小径ピストン６８との間には、増圧室７３が区画形成されている。増圧室７３内には、作動油が充満されている。増圧室７３と油圧シリンダ３２とは、油圧管路７５によって接続されている。
【0047】
［方向制御弁］
方向制御弁６２は、例えば、第一出入ポート、第二出入ポート、第一排気ポート、第二排気ポート及び圧縮エア導入ポートを有する５ポート２位置切換電磁操作式の方向制御弁である。方向制御弁６２の第一出入ポートと第一駆動室７１とは、エア管路７６によって接続されている。方向制御弁６２の第二出入ポートと第二駆動室７２とは、エア管路７７によって接続されている。方向制御弁６２の第一排気ポートは、エア管路７８を介してサイレンサ８１に接続されている。方向制御弁６２の第二排気ポートは、エア管路７９を介してサイレンサ８２に接続されている。方向制御弁６２の圧縮エア導入ポートは、エア管路８０を介して圧縮空気供給源８５に接続されている。
方向制御弁６２は、例えば、第一出入ポート、第二出入ポート、第一排気ポート、第二排気ポート及び圧縮エア導入ポートを有する５ポート２位置切換電磁操作式の方向制御弁である。方向制御弁６２の第一出入ポートと第一駆動室７１とは、エア管路７６によって接続されている。方向制御弁６２の第二出入ポートと第二駆動室７２とは、エア管路７７によって接続されている。方向制御弁６２の第一排気ポートは、エア管路７８を介してサイレンサ８１に接続されている。方向制御弁６２の第二排気ポートは、エア管路７９を介してサイレンサ８２に接続されている。方向制御弁６２の圧縮エア導入ポートは、エア管路８０を介して圧縮空気供給源８５に接続されている。
【0048】
＜封止体供給機構＞
封止体供給機構１５は、蓋体１２に設けられた複数（本例では１９個）の噴射口部２５の全てを同時に塞ぐのに十分な広さを有する封止体９０を供給するものであり、巻回体９１、繰り出しドラム９２及び回収機構９３を備えている。
封止体供給機構１５は、蓋体１２に設けられた複数（本例では１９個）の噴射口部２５の全てを同時に塞ぐのに十分な広さを有する封止体９０を供給するものであり、巻回体９１、繰り出しドラム９２及び回収機構９３を備えている。
【0049】
＜封止体＞
封止体９０は、帯状に長く成形した板状体からなるものであり、シール層９０ａと形態維持層９０ｂとを含む可燃性の積層体から構成されている。シール層９０ａは、容器１１内への後述する可燃性物質等の供給に伴って容器１１内の圧力が大きくなっても、可燃性物質等が漏れないように気密性を持たせるための層であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料により製造されたシートからなる。形態維持層９０ｂは、シール層９０ａに隣接する位置に、当該シール層９０ａの形態を維持するために設けられる層であり、例えば、紙や不織布等により製造されたシートからなる。封止体９０は、例えば、紙や不織布等よりなるシートと、熱可塑性樹脂によりなるシートとを、一対のピンチロールで熱を加えながら挟み付けて一体的に接合して製造される。
封止体９０は、帯状に長く成形した板状体からなるものであり、シール層９０ａと形態維持層９０ｂとを含む可燃性の積層体から構成されている。シール層９０ａは、容器１１内への後述する可燃性物質等の供給に伴って容器１１内の圧力が大きくなっても、可燃性物質等が漏れないように気密性を持たせるための層であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料により製造されたシートからなる。形態維持層９０ｂは、シール層９０ａに隣接する位置に、当該シール層９０ａの形態を維持するために設けられる層であり、例えば、紙や不織布等により製造されたシートからなる。封止体９０は、例えば、紙や不織布等よりなるシートと、熱可塑性樹脂によりなるシートとを、一対のピンチロールで熱を加えながら挟み付けて一体的に接合して製造される。
【0050】
封止体９０は、シール層９０ａ側を容器側フランジ部２２に臨ませ、形態維持層９０ｂ側を蓋体１２に臨ませるように、蓋体１２と容器側フランジ部２２との間に、管軸方向に板面を向けた状態で配されている。こうして、容器１１内への後述する可燃性物質等の供給に伴って容器１１内の圧力が大きくなっても、シール層９０ａによって可燃性物質等の漏れを確実に防ぐことができるとともに、シール層９０ａの変形を形態維持層９０ｂによって抑えてシール層９０ａとしての機能を維持することができる。従って、容器１１内への可燃性物質等の充填時に複数の噴射口部２５を封止体９０によって確実に塞ぐことができる。また、封止体９０は、可燃性の材料から構成されている。これにより、圧力波の発生時に破壊されてボイラ１内に向って吹き飛ばされた封止体９０は、ボイラ１内の熱によって燃焼される。従って、圧力波の発生時に破壊されてボイラ１内に向って吹き飛ばされた封止体９０からボイラ１の伝熱管群を保護するプロテクタが不要になるとともに、圧力波によってボイラの伝熱管群５，６から除去された付着物の回収ラインに、破壊された封止体９０が混入するのを未然に防ぐことができる。
【0051】
［巻回体］
巻回体９１は、帯板状の封止体９０をロール状に巻き回してなるものであり、容器１１の上方に配される繰り出しドラム９２に装着されている。
巻回体９１は、帯板状の封止体９０をロール状に巻き回してなるものであり、容器１１の上方に配される繰り出しドラム９２に装着されている。
【0052】
［繰り出しドラム］
繰り出しドラム９２は、容器１１の管軸を含む平面上に投影したときに直交する関係にある軸線を有する支持軸９４を介して図示されない装置フレームに回転可能に取り付けられている。ここで、巻回体９１から繰り出される封止体９０は、その板面を容器１１の管軸方向に向けて開口部２１及び噴射口部２５を塞ぎながら管軸方向と交差（直交）する方向である鉛直下方へと向かう送りラインに沿って進むように、図示されない装置フレームに対する繰り出しドラム９２の取付位置等が定められている。
繰り出しドラム９２は、容器１１の管軸を含む平面上に投影したときに直交する関係にある軸線を有する支持軸９４を介して図示されない装置フレームに回転可能に取り付けられている。ここで、巻回体９１から繰り出される封止体９０は、その板面を容器１１の管軸方向に向けて開口部２１及び噴射口部２５を塞ぎながら管軸方向と交差（直交）する方向である鉛直下方へと向かう送りラインに沿って進むように、図示されない装置フレームに対する繰り出しドラム９２の取付位置等が定められている。
【0053】
［回収機構］
回収機構９３は、巻取りドラム９５、巻取りモータ９６、ガイドローラ９７及び送り量検出手段９８を備えている。
回収機構９３は、巻取りドラム９５、巻取りモータ９６、ガイドローラ９７及び送り量検出手段９８を備えている。
【0054】
巻取りドラム９５は、容器１１の管軸（軸線）を基準として、繰り出しドラム９２と対称の位置関係となるように容器１１の下方に配設されている。巻取りドラム９５は、容器１１の管軸（軸線）を含む平面上に投影したときに直交する関係にある軸線を有する支持軸９９を介して図示されない装置フレームに回転可能に取り付けられている。巻取りドラム９５には、繰り出しドラム９２から繰り出され、蓋体１２と容器側フランジ部２２との間を通った封止体９０の先端が取り付けられている。
【0055】
巻取りドラム９５には、支持軸９９に回転動力を伝達可能に巻取りモータ９６が付設されている。巻取りモータ９６の作動により、繰り出しドラム９２から繰り出される封止体９０が巻取りドラム９５によって巻き取られるようになっている。
【0056】
ガイドローラ９７は、繰り出しドラム９２から蓋体１２と容器側フランジ部２２との間、及び巻取りドラム９５に至る送りラインの途中の要所に配設されており、繰り出しドラム９２から繰り出されて巻取りドラム９５で巻き取られる封止体９０を案内する。
【0057】
図５は、封止体を示し、（ａ）は図２のＢ矢視図、（ｂ）は図２のＣ矢視図である。送り量検出手段９８としては、例えば、照射したレーザ光線の反射光により封止体９０の破壊された部分（複数の丸孔９０ｄ：図５（ｂ）参照）を検出できるレーザセンサ等が挙げられる。封止体供給機構１５に付設された図示されない制御装置は、送り量検出手段９８の検知結果に基づいて、封止体９０の送り量を演算し、算出された送り量に基づいて、巻取りモータ９６の回転を制御する。
【0058】
封止体供給機構１５は、切換機構１３が後述する封止体非挟持状態のときに、送り量検出手段９８の検出結果に基づいて、制御装置が巻取りモータ９６の回転を制御することにより、封止体９０の破壊された部分（丸孔９０ｄ：図５（ｂ）参照）に代えて、破壊されていない部分９０ｃ（図５（ａ）参照）で複数の噴射口部２５の全てを塞ぐように封止体９０を供給することができる。
【0059】
図２に示すように、容器１１の端壁部２０には、主供給管路１００の一端側が接続されている。主供給管路１００の他端側には、可燃性ガス供給管路１０１を介して可燃性ガス供給源１０２が接続されるとともに、酸化剤ガス供給管路１０３を介して酸化剤ガス供給源１０４が接続されている。容器１１の内部には、可燃性ガス供給源１０２からの可燃性ガスが、可燃性ガス供給管路１０１及び主供給管路１００を介して供給されるとともに、酸化剤ガス供給源１０４からの酸化剤ガスが、酸化剤ガス供給管路１０３及び主供給管路１００を介して供給されるようになっている。ここで、可燃性ガス（可燃性物質）としては、例えば、メタン、水素等が挙げられる（本例ではメタン）。一方、酸化剤ガスとしては、例えば、酸素、空気等が挙げられる（本例では酸素）。
【0060】
主供給管路１００の途中には、主供給弁１０５が介設されている。主供給管路１００における主供給弁１０５の上流側には、容器１１の内部の圧力を計測する圧力計１０６が接続されている。可燃性ガス供給管路１０１には、可燃性ガス供給弁１０７が介設されている。酸化剤ガス供給管路１０３には、酸化剤ガス供給弁１０８が介設されている。
【0061】
本実施形態においては、圧力計１０６の計測信号に基づいて、可燃性ガスと酸化剤ガスとが所定の圧力下で所定の混合比となるように、主供給弁１０５、可燃性ガス供給弁１０７及び酸化剤ガス供給弁１０８のそれぞれの弁開度を制御する。これにより、所定の圧力下において容器１１の内部で可燃性ガスと酸化剤ガスとが所定の混合比で混合される。
【0062】
容器１１の端壁部２０には、プラグ保護部材１１０を介してグロープラグ１１１が取り付けられている。このような構成において、グロープラグ１１１に通電することにより、容器１１の内部の混合ガスを発火させることができる。また、混合ガスの燃焼・爆発に伴い生じた圧力波の殆どは、プラグ保護部材１１０によって遮られるので、グロープラグ１１１を保護することができ、グロープラグ１１１の寿命を大幅に延ばすことができる。
【0063】
＜ノズル体＞
ノズル体８は、蓋体１２に設けられた噴射口部２５を通して容器１１の開口部２１に対応するように開口された小径円筒状部８ａと、前方に向って徐々に拡径する逆截頭円錐筒状部８ｂと、小径円筒状部８ａよりも口径が大きい大径円筒状部８ｃとを有している。小径円筒状部８ａ、逆截頭円錐筒状部８ｂ及び大径円筒状部８ｃは、前方に向かってこの記載順で一体的に連設されている。
ノズル体８は、蓋体１２に設けられた噴射口部２５を通して容器１１の開口部２１に対応するように開口された小径円筒状部８ａと、前方に向って徐々に拡径する逆截頭円錐筒状部８ｂと、小径円筒状部８ａよりも口径が大きい大径円筒状部８ｃとを有している。小径円筒状部８ａ、逆截頭円錐筒状部８ｂ及び大径円筒状部８ｃは、前方に向かってこの記載順で一体的に連設されている。
【0064】
ノズル体８において、大径円筒状部８ｃ及び逆截頭円錐筒状部８ｂは、接続ダクト７の内部に差し込まれている。ノズル体８の中間部は、小径円筒状部８ａの前端部に一体的に設けられたフランジが接続ダクト７の本体部分１１５の後端部に一体的に設けられたフランジに所要のボルトで締着されることによって接続ダクト７に固定されている。ノズル体８の後端は、小径円筒状部８ａの後端部に一体的に設けられたフランジが蓋体１２に所要のボルトで締着されることによって蓋体１２に固定されている。
【0065】
＜パージ手段＞
付着物除去装置１０Ａは、圧力波放出口である複数の噴射口部２５に向かって飛来するダスト等を含む飛来物をバージするパージ手段をさらに備えている。具体的には、パージ手段は、飛来物を吹き飛ばすためのパージガス（例えば、圧縮空気等）を吹き出す吹出管１２０である。吹出管１２０は、ノズル体８における小径円筒状部８ａの管軸と直交する軸方向に延びる円筒状部材から構成されている。吹出管１２０は、ノズル体８における小径円筒状部８ａの前端と後端との中間部において、当該吹出管１２０の一端部が、小径円筒状部８ａの内部に連通状態で小径円筒状部８ａに接合されている。吹出管１２０の他端部には、図示されないエア配管や、流量制御弁等を介して圧縮空気供給源と接続されている。
付着物除去装置１０Ａは、圧力波放出口である複数の噴射口部２５に向かって飛来するダスト等を含む飛来物をバージするパージ手段をさらに備えている。具体的には、パージ手段は、飛来物を吹き飛ばすためのパージガス（例えば、圧縮空気等）を吹き出す吹出管１２０である。吹出管１２０は、ノズル体８における小径円筒状部８ａの管軸と直交する軸方向に延びる円筒状部材から構成されている。吹出管１２０は、ノズル体８における小径円筒状部８ａの前端と後端との中間部において、当該吹出管１２０の一端部が、小径円筒状部８ａの内部に連通状態で小径円筒状部８ａに接合されている。吹出管１２０の他端部には、図示されないエア配管や、流量制御弁等を介して圧縮空気供給源と接続されている。
【0066】
【0067】
図２に示すように、蓋体１２と容器側フランジ部２２との間に封止体９０を位置させた状態において、方向制御弁６２の所定の操作により、方向制御弁６２の弁位置を第一位置に切り換える。この場合、圧縮空気供給源８５からの圧縮空気は、エア管路８０、方向制御弁６２及びエア管路７６を介して第一駆動室７１に供給される。これと同時に、第二駆動室７２内の空気は、エア管路７７、方向制御弁６２、エア管路７９及びサイレンサ８２を介して排気される。
【0068】
これにより、ピストン体６６は、図２において左側に移動され、増圧室７３内の作動油が圧縮される。増圧室７３内の作動油は、大径ピストン６７と小径ピストン６８との面積比に応じて増圧される。増圧された作動油（圧油）は、油圧管路７５を介して油圧シリンダ３２に供給される。これにより、油圧シリンダ３２が伸長作動され、容器側フランジ部２２が蓋体１２に近づくように前方へと移動される。これに伴い、容器１１が管軸に沿って前方に移動される。容器１１は、ガイドローラ４０を介して支持部材３９に支持されているので、容器１１の前方への移動がスムーズに行われる。
【0069】
容器側フランジ部２２が前方へ移動されると、蓋体１２と容器側フランジ部２２との間に位置する封止体９０が、容器側フランジ部２２と蓋体１２とによって挟持される状態となる（以下、この状態を「封止体挟持状態」と称する。）。この封止体挟持状態においては、Ｏリング２３のシール効果と封止体９０のシール層９０ａとの相乗効果により、容器側フランジ部２２と封止体９０とが気密状態に保たれる。従って、後述するように容器１１の内部の圧力を高めることで封止体９０が破壊されるまで、蓋体１２の複数の噴射口部２５を封止体９０によって確実に塞ぐことができるので、所望の圧力波を確実に発生させることができる。
【0070】
また、容器側フランジ部２２が前方へと移動されると、容器側フランジ部２２と共に引張ロッド５１も前方へと移動される。これに伴い、圧縮コイルばね５２が引張ロッド５１の移動に応じて圧縮され、圧縮量に応じた弾性反発力が付勢手段３３において蓄勢される。
【0071】
上記のようにして、封止体挟持状態とした後に、可燃性ガス供給源１０２及び酸化剤ガス供給源１０４から供給管路１０１，１０３，１００を介して、容器１１の内部に可燃性ガス及び酸化剤ガスをそれぞれ供給し、容器１１の内部において可燃性ガスと酸化剤ガスとが所定の混合比で混合される状態とする。
【0072】
そして、グロープラグ１１１に通電することにより、容器１１内の混合ガスの温度を上昇させて発火させる。容器１１内の混合ガスが発火すると、容器１１の内部で火炎が急速に伝播するような燃焼・爆発が起こる。容器１１の内部の気体は、燃焼によって引き起こされる温度上昇によって一気に膨張しようとする。閉鎖空間である容器１１の内部の圧力は、急激に高まり、圧力に耐えきれなくなった封止体９０が、粉々に破壊される。封止体９０が破壊されると、蓋体１２の複数の噴射口部２５から一気に高圧の気体が噴出することによって圧力が急激に開放される。圧力の急激な開放の結果、圧力波が発生する。発生した圧力波は、ノズル体８における小径円筒状部８ａ、逆截頭円錐筒状部８ｂ及び大径円筒状部８ｃを介してボイラ１の排ガス流路２内に放出される（図１参照）。このようにして放出された圧力波による風圧、振動により、伝熱管４に付着したダストが剥離して除去される。
【0073】
圧力波を放出した後、次の圧力波放出の準備のため、方向制御弁６２の所定の操作により、方向制御弁６２の弁位置を図３に示すような第二位置に切り換える。
【0074】
図３に示すように、方向制御弁６２の弁位置が第二位置にある場合、圧縮空気供給源８５からの圧縮空気は、エア管路８０、方向制御弁６２及びエア管路７７を介して第二駆動室７２に供給される。これと同時に、第一駆動室７１内の空気は、エア管路７６、方向制御弁６２、エア管路７８及びサイレンサ８１を介して排気される。
【0075】
これにより、ピストン体６６が、図３において右側に移動され、増圧室７３の作動油受入容積が増加する。そして、油圧シリンダ３２に内蔵されたピストン復帰用の圧縮コイルばね（図示省略）の付勢力や、付勢手段３３の付勢力の作用により、油圧シリンダ３２内の作動油が油圧管路７５を介して増圧室７３へと送り込まれ、油圧シリンダ３２が収縮する。これと同時に、付勢手段３３における圧縮コイルばね５２の弾性反発力により、引張ロッド５１が後方へと引っ張られ、容器側フランジ部２２が蓋体１２から離れるように後方へと移動される。これに伴い、容器１１が管軸に沿って後方へと移動される。容器１１は、ガイドローラ４０を介して支持部材３９に支持されているので、容器１１の後方への移動がスムーズに行われる。
【0076】
容器側フランジ部２２が後方へ移動されると、容器側フランジ部２２と封止体９０の間に隙間が生じ、蓋体１２と容器側フランジ部２２との間に位置する封止体９０が、容器側フランジ部２２と蓋体１２とによって挟持されない状態となる（以下、この状態を「封止体非挟持状態」と称する。）。
【0077】
封止体非挟持状態とした後に、巻取りモータ９６を作動させて、封止体９０を下方へと所定の送りピッチで送る。これにより、封止体９０の破壊された部分（丸孔９０ｄ：図５（ｂ）参照）に代えて、破壊されていない部分９０ｃ（図５（ａ）参照）で容器１１の複数の噴射口部２５の全てを塞ぐように、封止体９０を位置させることができる。
【0078】
付着物除去装置１０Ａにおいては、封止体挟持状態として混合ガスを充填、発火する動作と、封止体非挟持状態として封止体９０を送る動作とを交互に繰り返し実行可能である。これにより、圧力波を連続的に放出することが可能であり、伝熱管４の付着物を継続的に除去することができる。
【0079】
付着物除去装置１０Ａにおいては、容器１１内への可燃性ガス及び酸化剤ガスの供給に伴って容器１１内の圧力が大きくなる。このとき、封止体９０は、蓋体１２における複数の噴射口部２５の周りの部分に安定的に支持される。このため、封止体９０に対し圧力が作用する面積が小さくなり、封止体９０に作用する応力を抑制することができる。
【0080】
封止体９０は、紙や不織布等よりなるシートと熱可塑性樹脂よりなるシートとの複合材であり、一般的な金属材料よりも引張強度が低い。付着物除去装置１０Ａによれば、封止体９０に作用する応力を抑制することができるとともに、蓋体１２における複数の噴射口部２５の周りの部分で封止体９０を安定的に支えることができるので、封止体９０が局所的に変形するのを抑制することができる。従って、引張強度が一般的に低い非金属材料で構成される封止体９０であっても使用可能となり、封止体９０の構成材料として使用可能な材料の選択の幅を広げることができる。
【0081】
封止体９０は、可燃性の材料から構成されている。これにより、圧力波の発生時に破壊されてボイラ１の内部に向って吹き飛ばされた封止体９０は、ボイラ１内の熱によって燃焼される。従って、圧力波の発生時に破壊されてボイラ１の内部に向って吹き飛ばされた封止体９０からボイラ１の伝熱管群を保護するプロテクタが不要になるとともに、圧力波によってボイラの伝熱管群５，６から除去された付着物の回収ラインに、破壊された封止体９０が混入するのを未然に防ぐことができる。
【0082】
〔第二実施形態〕
図６は、本発明の第二実施形態に係る付着物除去装置を一部破断して示し、封止体を挟持した封止体挟持状態図である。また、図７は、本発明の第二実施形態に係る付着物除去装置を一部破断して示し、封止体を挟持していない封止体非挟持状態図である。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
図６は、本発明の第二実施形態に係る付着物除去装置を一部破断して示し、封止体を挟持した封止体挟持状態図である。また、図７は、本発明の第二実施形態に係る付着物除去装置を一部破断して示し、封止体を挟持していない封止体非挟持状態図である。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【0083】
＜蓋体＞
図６に示すように、第二実施形態の付着物除去装置１０Ｂは、容器側フランジ部２２の前方側に配設される蓋体１２（付着物除去装置１０Ｂの説明において、この蓋体１２を「第一蓋体１２」と称する。）に加えて、容器１１における小径円筒状部１１ａの前端部に嵌着される蓋体１３０（以下、「第二蓋体１３０」と称する。）を備えている。第二蓋体１３０は、小径円筒状部１１ａの前端部の内周側に形成される段付き穴部１２５に、締め代を持たせた圧入や、ボルト等の締結具、溶接等の固着手段によって固定状態で嵌め込まれている。なお、第二蓋体１３０と容器側フランジ部２２とを一体的に形成する態様もある。
図６に示すように、第二実施形態の付着物除去装置１０Ｂは、容器側フランジ部２２の前方側に配設される蓋体１２（付着物除去装置１０Ｂの説明において、この蓋体１２を「第一蓋体１２」と称する。）に加えて、容器１１における小径円筒状部１１ａの前端部に嵌着される蓋体１３０（以下、「第二蓋体１３０」と称する。）を備えている。第二蓋体１３０は、小径円筒状部１１ａの前端部の内周側に形成される段付き穴部１２５に、締め代を持たせた圧入や、ボルト等の締結具、溶接等の固着手段によって固定状態で嵌め込まれている。なお、第二蓋体１３０と容器側フランジ部２２とを一体的に形成する態様もある。
【0084】
＜噴射口部＞
第二蓋体１３０は、第一蓋体１２と同様に、複数（本例では１９個）の噴射口部２５を有している。第一蓋体１２に設けられる複数の噴射口部２５と第二蓋体１３０に設けられる複数の噴射口部２５とは、管軸方向で見たときに互いの配置が重なるようにされている。従って、第一蓋体１２及び第二蓋体１３０にそれぞれ設けられる複数の噴射口部２５は、容器１１内に通じている。
第二蓋体１３０は、第一蓋体１２と同様に、複数（本例では１９個）の噴射口部２５を有している。第一蓋体１２に設けられる複数の噴射口部２５と第二蓋体１３０に設けられる複数の噴射口部２５とは、管軸方向で見たときに互いの配置が重なるようにされている。従って、第一蓋体１２及び第二蓋体１３０にそれぞれ設けられる複数の噴射口部２５は、容器１１内に通じている。
【0085】
第二実施形態の付着物除去装置１０Ｂにおいても、容器１１内への可燃性ガス及び酸化剤ガスの供給に伴って容器１１内の圧力が大きくなる。このとき、封止体９０は、蓋体１２における複数の噴射口部２５の周りの部分に安定的に支持されて、封止体９０に対し圧力が作用する面積が小さくなり、封止体９０に作用する応力を抑制することができることは第一実施形態の付着物除去装置１０Ａと同様である。
【0086】
第二実施形態の付着物除去装置１０Ｂでは、第一蓋体１２における複数の噴射口部２５の周りの部分と、第二蓋体１３０における複数の噴射口部２５の周りの部分とによって封止体９０が挟まれる。これにより、封止体９０がより安定的に支持されることになる。従って、容器１１内への可燃性ガス等の充填時において、封止体９０の局所的な変形をより確実に抑制することができる。
【0087】
以上、本発明の付着物除去装置について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。具体的な別実施形態は以下のとおりである。
【0088】
〔別実施形態〕
図８は、切換機構の別態様例を示す図である。上記各実施形態における切換機構に代えて、図８（ａ）～（ｄ）に示す切換機構を採用することができる。なお、上記各実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする（他の別実施形態においても同様）。
図８は、切換機構の別態様例を示す図である。上記各実施形態における切換機構に代えて、図８（ａ）～（ｄ）に示す切換機構を採用することができる。なお、上記各実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする（他の別実施形態においても同様）。
【0089】
＜切換機構＞
図８（ａ）に示す切換機構２１３は、ケーシング２１４と、トグルリンク２１５と、トグルリンク２１５を駆動するアクチュエータとしてのエアシリンダ２１６とを備えている。
図８（ａ）に示す切換機構２１３は、ケーシング２１４と、トグルリンク２１５と、トグルリンク２１５を駆動するアクチュエータとしてのエアシリンダ２１６とを備えている。
【0090】
ケーシング２１４は、主フレーム部材３５と、主フレーム部材３５と蓋体１２とを連結するように配設されるアクチュエータ支持部材２１７とを備えている。
【0091】
トグルリンク２１５は、容器側フランジ部２２と主フレーム部材３５との間に配設されている。トグルリンク２１５は、第一リンク２２１と第二リンク２２２とにより構成されている。第一リンク２２１の後端部は、主フレーム部材３５に固着されたブラケットに第一連結ピン２３１を介して連結されている。第二リンク２２２の前端部は、容器側フランジ部２２に固着されたブラケットに第二連結ピン２３２を介して連結されている。第一リンク２２１の前端部と第二リンク２２２の後端部とは、第三連結ピン２３３によって連結されている。
【0092】
エアシリンダ２１６のシリンダロッド先端部は、第三リンク２２３及び第三連結ピン２３３を介してトグルリンク２１５（第一リンク２２１及び第二リンク２２２）に連結されている。ここで、第三リンク２２３における第三連結ピン２３３が挿通される挿通孔２２３ａは、小径円筒状部１１ａの管軸方向に長い長孔状に形成されている。このような挿通孔２２３ａを設けることにより、エアシリンダ２１６の伸縮作動によってトグルリンク２１５が拡縮する際に、第三連結ピン２３３が小径円筒状部１１ａの管軸方向に移動するのを許容してエアシリンダ２１６にラジアル方向の力が作用するのを防ぎつつ、エアシリンダ２１６の伸縮力（推力）を第三リンク２２３、及び第三連結ピン２３３を介してトグルリンク２１５に確実に伝達することができる。なお、エアシリンダ２１６に代えて、油圧シリンダを用いてもよい。
【0093】
切換機構２１３において、エアシリンダ２１６が伸長作動すると、第三連結ピン２３３が小径円筒状部１１１ａに近づくように押され、これに伴い第一連結ピン２３１と第二連結ピン２３２との相対距離が広がり、トグルリンク２１５が拡げられる。これにより、容器側フランジ部２２が蓋体１２に向かって近づくように容器１１の全体が移動され、蓋体１２と容器側フランジ部２２との間に位置する封止体９０が、蓋体１２と容器側フランジ部２２とによって挟持され、封止体挟持状態とされる。
【0094】
切換機構２１３において、エアシリンダ２１６が収縮作動すると、第三連結ピン２３３が小径円筒状部１１１ａから離れるように引かれ、これに伴い第一連結ピン２３１と第二連結ピン２３２との相対距離が縮まり、トグルリンク２１５が縮められる。これにより、蓋体１２から容器側フランジ部２２が離れるように容器１１の全体が移動され、封止体９０が蓋体１２と容器側フランジ部２２とによって挟持されていない封止体非挟持状態とされる。
【0095】
図８（ｂ）に示す切換機構３１３は、反力受け部材３１５、エアシリンダ３１６及び油圧ジャッキ３１７を備えている。
【0096】
反力受け部材３１５は、容器１１を内包する骨組構造体からなり、蓋体１２に固定されている。エアシリンダ３１６は、反力受け部材３１５に取り付けられている。エアシリンダ３１６と容器１１とは、アーム部材３１８によって接続されている。油圧ジャッキ３１７は、容器１１の端壁部２０と反力受け部材３１５との間に介設されている。
【0097】
切換機構３１３においては、エアシリンダ３１６の伸長作動により、蓋体１２から容器側フランジ部２２が離れるように、容器１１が蓋体１２に対して相対移動される。これにより、封止体非挟持状態とされる。油圧ジャッキ３１７の伸長作動により、容器側フランジ部２２が蓋体１２へと近づくように、容器１１が蓋体１２に対して相対移動される。これにより、封止体挟持状態とされる。こうして、エアシリンダ３１６と油圧ジャッキ３１７との協働により、封止体挟持状態と封止体非挟持状態とが切り換えられる。なお、エアシリンダ３１６や油圧ジャッキ３１７等の流体アクチュエータに代えて、電動アクチュエータ（例えば、電動シリンダ等）を用いてもよい。
【0098】
図８（ｃ）に示す切換機構４１３は、反力受け部材４１５、エアシリンダ４１６及び押付機構４１７を備えている。
【0099】
反力受け部材４１５は、容器１１の端壁部２０と対向する反力受け板部４１８と、蓋体１２に固定されて反力受け板部４１８を支持する支持板部４１９とにより構成されている。エアシリンダ４１６は、反力受け板部４１８に取り付けられている。エアシリンダ４１６のシリンダロッドは、容器１１の端壁部２０に接続されている。押付機構４１７は、本体部４２０、爪部４２１、及び油圧作動部４２２を備えている。本体部４２０は、蓋体１２における容器側フランジ部２２と対向する部分に向かって延びるように蓋体１２に形成されるＴ溝（図示省略）に摺動自在に装着されている。爪部４２１は、蓋体１２と容器側フランジ部２２とが封止体９０を挟んだ状態にあるときの容器側フランジ部２２の側部に対して押付状態と非押付状態とを切り換え可能に枢支軸４２３を介して本体部４２０に取り付けられている。油圧作動部４２２は、爪部４２１が前記押付状態とするための枢支軸４２３回りのトルクを爪部４２１に作用させる。
【0100】
切換機構４１３においては、蓋体１２と容器側フランジ部２２とが封止体９０を挟んだ状態にあるときに、容器側フランジ部２２に近づくように押付機構４１７が相対移動される。そして、油圧作動部４２２の作動によって爪部４２１が容器側フランジ部２２を蓋体１２へと押し付ける。これにより、封止体挟持状態とされる。一方、押付機構４１７における油圧作動部４２２が作動停止状態とされて爪部４２１が非押付状態とされた後に、容器側フランジ部２２から離れるように押付機構４１７が相対移動される。これにより、封止体非挟持状態とされる。こうして、押付機構４１７の容器側フランジ部２２への相対移動と、爪部４２１の容器側フランジ部２２への押付状態と非押付状態との切り換えとの連携動作により、封止体挟持状態と封止体非挟持状態とを切り換えることができる。
【0101】
図８（ｄ）に示す切換機構５１３は、蓋体１２と容器側フランジ部２２とを締結する締結具５００を備えて構成されている。締結具５００としては、例えば、蓋体１２及び容器側フランジ部２２を封止体９０を避けて貫通するボルト５０１と、ボルト５０１に螺合するナット５０２とよりなるものが挙げられる。切換機構５１３においては、ボルト５０１及びナット５０２の締付操作により、封止体挟持状態とし、ボルト５０１及びナット５０２の締付解除操作により、封止体非挟持状態とすることができる。
【0102】
【0103】
図９（ａ）及び（ｂ）に示す封止体供給機構６１５は、上記各実施形態における回収機構９３に代えて、送り機構６６０を備えている。図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、送り機構６６０は、封止体９０の両側部に対応して配設される一対のチャック機構６６１と、一対のチャック機構６６１を支持する取付ベース板６６２と、取付ベース板６６２を介して一対のチャック機構６６１を昇降する昇降機構６６３とを備えて構成されている。
【0104】
チャック機構６６１は、帯板状の封止体９０の板厚方向に相対移動自在な一組の爪６６４を備え、封止体９０の側部（図９（ａ）及び（ｂ）における丸孔９０ｄの両側の外郭余剰部９０ｅ）に対し一組の爪６６４を近づけるように相対移動させることで封止体９０の側部を一組の爪６６４で挟んだり、封止体９０の側部に対し一組の爪６６４を離すように相対移動させることで封止体９０の側部を解放したりすることができるようになっている。
【0105】
昇降機構６６３は、エアシリンダ６６５と直動案内部材６６６とを組み合わせてなるものである。エアシリンダ６６５は、その本体部に対する圧縮空気の給排を切換制御することにより、上下方向にシリンダロッド６６５ａが進退作動してエアシリンダ６６５全体が伸縮するように構成されている。
【0106】
エアシリンダ６６５のシリンダロッド６６５ａの先端部は、取付ベース板６６２の中央部に接合されている。直動案内部材６６６は、エアシリンダ６６５の本体部の両側部に上下方向に出没自在に差し込まれる軸状部材からなるものである。直動案内部材６６６の先端部は、取付ベース板６６２における中央寄りの部位に接合されている。
【0107】
送り機構６６０においては、封止体非挟持状態にあるときに、一対のチャック機構６６１における一組の爪６６４で封止体９０の両側部を挟むとともに、昇降機構６６３におけるエアシリンダ６６５の収縮作動で取付ベース板６６２を介して一対のチャック機構６６１を下降させると、封止体９０が容器１１の容器側フランジ部２２に接触しながら下方へと送られる。その後、一対のチャック機構６６１における一組の爪６６４を離すように相対移動させることで封止体９０の側部を解放するとともに、昇降機構６６３におけるエアシリンダ６６５の伸長作動で取付ベース板６６２を介して一対のチャック機構６６１を上昇させることにより、上述した封止体９０の下方送り動作が実施可能な状態とすることができる。このように、一対のチャック機構６６１で封止体９０の両側部を挟んで一対のチャック機構６６１を下降させる動作と、封止体９０を解放した状態で一対のチャック機構６６１を上昇させる動作とを繰り返すことにより、封止体９０を下方へと所定の送りピッチで順次送ることができる。
【0108】
上記各実施形態では、容器１１の内部に可燃性ガスと酸化剤ガスとを供給し、これらの混合ガスを容器１１の内部で急激に燃焼することによって容器１１の内部の圧力を高めて封止体９０を破壊し、圧力波を発生させるようにしたが、これに限定されるものではなく、容器１１の内部に圧縮ガス（例えば、圧縮空気）を供給することで容器１１の内部の圧力を高めて封止体９０を破壊し、圧力波を発生させるようにしてもよい。このような態様の付着物除去装置の場合、着火源とはならないので、伝熱管４に可燃性のダストが付着する場合でも、適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0109】
本発明の付着物除去装置は、例えば、焼却炉に並設されるボイラの伝熱管に付着したダストを除去する用途において利用可能である。
【符号の説明】
【0110】
１０Ａ，１０Ｂ 付着物除去装置
１１ 容器
１２ 蓋体
１３ 切換機構
１５ 封止体供給機構
２１ 開口部
２５ 噴射口部
９０ 封止体
９０ａ シール層
９０ｂ 形態維持層
１１ 容器
１２ 蓋体
１３ 切換機構
１５ 封止体供給機構
２１ 開口部
２５ 噴射口部
９０ 封止体
９０ａ シール層
９０ｂ 形態維持層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】