以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[ショットクリーニングシステム]
まず、図1を参照して、本実施形態に係るショットクリーニングシステム1の概要を説明する。図1は、ショットクリーニングシステム1を模式的に示した図である。
ショットクリーニングシステム1は、例えば、高温ガスを蒸気として回収し発電を行うボイラ50に適用される。ショットクリーニングシステム1は、ボイラ50の伝熱管に鋼球60(ショット球)を散布することにより、伝熱管に付着した粉状のダスト70を除去する。なお、本実施形態では、ボイラ50は、廃棄物溶融炉(図示せず)における廃棄物の燃焼によって発生した高温ガスを回収し発電を行うものであるとして説明する。
図1に示されるように、廃棄物の燃焼によって発生した高温ガスは、900℃〜1000℃となり、ボイラ50に流入する。高温ガスは、ボイラ50内の放射冷却室50aにおいて冷却されながら下方に流れ、放射冷却室50aの下端において反転し上方に流れる。そして、高温ガスは、過熱器50b、蒸発器50c、及び節炭器50dを順に通過して、ボイラ50の上部より熱回収後の排ガスとして排出される。ショットクリーニングシステム1は、上述した過熱器50b、蒸発器50c、及び節炭器50dの伝熱管に鋼球60を散布して、伝熱管に付着したダスト70を除去する。
ショットクリーニングシステム1は、鋼球分散装置2と、鋼球回収装置3(ショット球回収装置)と、を備えている。
鋼球分散装置2は、節炭器50dの上方に設けられている。鋼球分散装置2は、気流搬送(詳細は後述)により送られてきた鋼球60をボイラ50内に噴出する鋼球噴出ノズル21と、該鋼球噴出ノズル21から噴出した鋼球60に衝突する衝突板22と、を有している。衝突板22は、例えば、鋼球60の噴出方向と直交する水平回転軸22aと、該水平回転軸22a周りに回転可能な板部22bとを含んでいる。板部22bは、例えばモータ(不図示)により、水平回転軸22aを軸として、鋼球60に対する衝突角度が可変とされている。図1に示されるように、鋼球噴出ノズル21から噴出した鋼球60は、衝突板22(より詳細には板部22b)に衝突して節炭器50dに分散して落下する。衝突板22の板部22bを傾動させることにより、鋼球60の噴出方向の分散が一様となる。節炭器50dに散布された鋼球60は、節炭器50d、蒸発器50c、及び過熱器50bを順に通過し、払い落とされたダスト70と共に、ボイラ50の下部に集められる。ボイラ50の下方には、鋼球60及びダスト70を分離して回収する鋼球回収装置3が設けられている。
鋼球回収装置3は、伝熱管に付着したダスト70を除去するためにボイラ50内に散布されるショットクリーニング用の鋼球60を回収する。鋼球回収装置3は、供給シュート50hを介してボイラ50のケーシングに連結されているので、高温ガス流に直接さらされることがない。このように、鋼球回収装置3は、ボイラ50を通過する高温ガスからの伝熱の影響を受けにくい位置に配置される。鋼球回収装置3は、鋼球60とダスト70とを分離して回収し、次のクリーニング開始まで鋼球60を貯留する。鋼球回収装置3は、クリーニング開始タイミングになると、貯留した鋼球60を一定量切りだし、搬送空気を送り込むことにより、鋼球60を鋼球分散装置2に搬送する。
[鋼球回収装置]
次に、図2を参照して鋼球回収装置3の詳細について説明する。図2は、鋼球回収装置3を示す縦断面図である。
図2に示されるように、鋼球回収装置3は、篩部31と、鋼球シュート32(ショット球シュート)と、鋼球タンク33(ショット球タンク)と、ダストシュート34と、塊状物シュート35と、鋼球切出し装置36と、鋼球搬送ブロア38(ショット球搬送ブロア)と、を備えている。また、鋼球シュート32及びダストシュート34間には開口39が形成されており、鋼球シュート32及びダストシュート34は開口39を介して、水平方向において互いに隣り合って連通している。
篩部31は、ボイラ50から排出された鋼球60及びダスト70を篩にかけてそれぞれ排出する。ボイラ下部シュート50xにより集められたダスト70及び鋼球60は、供給シュート50hにより篩部31内に送り込まれる。篩部31は、円筒状のトロンメル篩31aと、該トロンメル篩31aを収容する角筒状のケーシング31bとを有している。トロンメル篩31aは、ケーシング31b内に収容されることにより、外気と遮断されている。
トロンメル篩31aは、ケーシング31bを貫通する回転軸31cを回転中心として回転する。詳細には、トロンメル篩31aは、内面から回転軸31c方向に延びたサポート柱31dが回転軸31cに接続されると共に、回転軸31cの一端が回転駆動装置31eと連結されて、該回転駆動装置31eが駆動することにより回転する。回転軸31cの他端は、例えばベアリング(不図示)により軸支されている。なお、トロンメル篩31a及び回転軸31cは、ダスト70及び鋼球60を容易に送りだすべく、排出側(下流側)に傾斜がつけられていてもよいし、内面に螺旋状の案内羽根が設けられていてもよい。
トロンメル篩31aは、側面に、大きさの異なる2つの篩目を有している。すなわち、トロンメル篩31aは、細目篩31fが形成された細目篩面31gと、粗目篩31hが形成された粗目篩面31iとを有している。細目篩面31gは、粗目篩面31iよりも上流側(供給シュート50h側)に形成されている。よって、篩部31内に送り込まれたダスト70及び鋼球60は、最初に細目篩31fによって篩にかけられる。なお、ケーシング31bは、細目篩面31gに対向する下面として細目下面31yを有し、粗目篩面31iに対向する下面として粗目下面31xを有している。当該細目下面31y及び粗目下面31xは、それぞれ細目篩31f及び粗目篩31hを通過した物体を下方に通過させる。
細目篩31fの径は、鋼球60の径よりも小さくされる。例えば、径が10mmの鋼球60が用いられる場合には、細目篩31fの径は5mm程度とされる。5mm以下のダスト70は、細目篩31fから排出されてダストシュート34に落下する。一方で、鋼球60は細目篩31fからは落下せず、下流側(粗目篩面31i側)に移動する。粗目篩31hの径は、鋼球60の径よりも大きくされる。例えば、径が10mmの鋼球60が用いられる場合には、粗目篩31hの径は15mm程度とされる。鋼球60は、粗目篩31hから排出されて鋼球シュート32に落下する。また、径が15mmよりも大きい塊状物75(異物)は、鋼球切出し装置36の噛み込みや鋼球60の搬送に障害をきたすおそれがあるため、更に下流側に移動し、トロンメル篩31aにおける下流側端部から塊状物シュート35に落下する。以下では、水平方向であって上述した細目篩面31g及び粗目篩面31iが隣り合う方向を横方向、該横方向及び垂直方向に交差する方向を奥行方向と記載する場合がある。
なお、トロンメル篩31aによっても、鋼球60及びダスト70を完全に分離することは難しい(詳細は後述)。すなわち、理想的には、ダスト70は全量、細目篩31fからダストシュート34に落下するが、実際には、一部のダスト70は、粗目篩面31iまで移動し、粗目篩31hから鋼球シュート32に落下する。
鋼球シュート32は、篩部31の粗目篩31hから排出された鋼球60を、下方の鋼球タンク33に送り出す。なお、上述したように、鋼球シュート32には一部のダスト70が流れ込むため、鋼球シュート32は、当該ダスト70についても下方(鋼球タンク33方向)に送り出す。
鋼球シュート32は、粗目下面31xの直下に位置しており、下方に向かうに従い内側の断面積が小さくなるように形成されている。鋼球シュート32は、その下端に、角筒状の排気管32d(接続管)及び入口ノズル32eを有しており、排気管32d及び入口ノズル32eを介して鋼球タンク33の上端に接続されている。排気管32d及び入口ノズル32eは、篩部31の略中央部分(横方向及び奥行方向における略中央部分)の下方に位置している。
鋼球シュート32は、排気管32dの上端(より詳細には、上端の4辺)に接続された4つの側面32aを有している。4つの側面32aのうち奥行方向で向かい合う一対の側面(不図示)は、排気管32dの上端から粗目下面31xに向かって延び、粗目下面31xの奥行方向略両端において、粗目下面31xの横方向の略全域に接続されている。また、横方向で向かい合う一対の側面32b,32cのうち、ダストシュート34側の側面である第1側面32bは、排気管32dの上端から垂直方向に延び、ダストシュート34の内側側面34b(詳細は後述)に接続されている。すなわち、鋼球シュート32の第1側面32bとダストシュート34の内側側面34bとは、鋼球タンク33の直上において接続されている。また、塊状物シュート35側の側面である第2側面32c(ガイド壁)は、排気管32dの上端から粗目下面31xに向かって斜め上方に延び、粗目下面31xの下流側の略端部において、粗目下面31xの奥行方向の略全域に接続されている。
上述した排気管32dは、側面32aの下端に接続され、鋼球タンク33に向かって垂直下方に延び、鋼球タンク33に連通している。排気管32dは、鋼球タンク33に吹き込まれた空気を排気する。
鋼球タンク33は、鋼球シュート32の下方において、鋼球シュート32により送り出された鋼球60を貯留する。鋼球タンク33は、内側の断面積が一定の直胴部33aと、直胴部33aの下側に連なり、下方に向かうに従い内側の断面積が小さくなるテーパ部33bとで構成されている。直胴部33aの内面は角筒状を呈し、テーパ部33bの内面は逆角錐形状を呈している。鋼球タンク33には、空気源90から冷却用空気が供給される。空気源90は、ボイラ50内を通過する過程で昇温された鋼球60を冷却するための冷却用空気を鋼球タンク33内に供給する。当該冷却用空気は、空気源90から冷却空気配管91を介して鋼球タンク33に吹き込まれ、鋼球60間の空隙を通過する過程で鋼球60を冷却し、鋼球シュート32、篩部31、供給シュート50h等を経由してボイラ50内に排出される。
ダストシュート34は、篩部31の細目篩31fから排出されたダスト70を鋼球回収装置3の外部に送り出す。ダストシュート34は、細目下面31yの直下に位置しており、下方に向かうに従い内側の断面積が小さくなるように形成されている。ダストシュート34に集められたダスト70は、シール機能を備えたロータリーバルブ34xにより鋼球回収装置3の外部に排出される。ロータリーバルブ34xは、細目下面31yの横方向及び奥行方向における略中央部分の下方に位置している。
ダストシュート34は4つの側面34aを有しており、側面34aのうち奥行き方向で向かい合う一対の側面(不図示)は、ダストシュート34の下端側から細目下面31yに向かって延び、細目下面31yの奥行方向略両端において、細目下面31yの横方向の略全域に接続されている。横方向で向かい合う一対の側面34b,34cのうち鋼球シュート32側の側面である内側側面34bは、ダストシュート34の下端側から鋼球シュート32の第1側面32bの上端に向かって延び第1側面32bに接続されている。また、一対の側面34b,34cのうち他方の側面である外側側面34cは、ダストシュート34の下端側から細目下面31yに向かって延び、細目下面31yの上流側の略端部において、細目下面31yの奥行方向の略全域に接続されている。
ダストシュート34の内側側面34bと鋼球シュート32の第1側面32bとは、篩部31の下面(粗目下面31x及び細目下面31y)よりも下方において互いに接続されている。当該接続箇所と篩部31の下面との間には開口39が形成されている。開口39は、ダストシュート34及び鋼球シュート32間に形成され、ダスト70を通過させる(詳細は後述)。
塊状物シュート35は、トロンメル篩31aにおける下流側端部から排出された、径が15mmよりも大きい塊状物75を鋼球回収装置3の外部に送り出す。塊状物シュート35の出口には、シール機能を担保するための二重シールダンパ35aが設けられている。
鋼球切出し装置36は、鋼球タンク33の下方に配置され、鋼球タンク33から排出された鋼球60を切り出し、鋼球輸送路80側に排出する。鋼球切出し装置36は、径の異なる2つのロータリーバルブである第1ロータ36a及び第2ロータ36bを有している。鋼球切出し装置36から切り出された鋼球60は、鋼球搬送ブロア38からの搬送空気により、鋼球輸送路80上を搬送され鋼球分散装置2まで送り込まれる。
図3を参照して、鋼球切出し装置36の詳細について説明する。図3は、鋼球切出し装置36の詳細を示す縦断面図である。鋼球切出し装置36は、第1ロータ36aと、第2ロータ36bと、第1ロータ36a及び第2ロータ36bを収容するケーシング36cとを有している。
第1ロータ36a及び第2ロータ36bは、それぞれ回転軸(ロータ軸)に固定され、スプロケット(不図示)を有すると共に、該スプロケットが伝導チェーン36lを介して回転駆動装置36rに接続されている。そして、一つの回転駆動装置36rが駆動することにより第1ロータ36a及び第2ロータ36bが回転する。第1ロータ36aによる鋼球60の切出量は、第1ロータ36aの回転スピードによってコントロールされる。
第1ロータ36aは、鋼球タンク33に貯留された鋼球60を所定量だけ切り出す。第1ロータ36aは、ケーシング36cとの間に、噛み込み防止のため、鋼球60の最大径Ot以上の隙間cl1を形成している。より詳細には、鋼球60の入口側のケーシング36cである入口部36xの内面と、第1ロータ36aの羽根部36wの先端との間には、鋼球60の最大径Ot以上の隙間cl1が形成されている。
第1ロータ36aは、回転中心まわりに並び、それぞれ鋼球60を収容可能な複数のポケット36s1(第1ポケット)を有している。ポケット36s1は、周方向に複数設けられる羽根部36w間に設けられている。第1ロータ36aは、ポケット36s1内に鋼球60を充満させながら回転し、下方に配置された第2ロータ36bに鋼球60を落下させる。
第2ロータ36bは、第1ロータ36aの下流(下方)において、第1ロータ36aによって切り出された鋼球60を鋼球搬送ブロア38側(図2参照)に排出する。第2ロータ36bは、ケーシング36cとの間に高圧の鋼球輸送路80からのリークを抑えるため製作精度上最小限の隙間cl2を形成している。より詳細には、鋼球60の出口側のケーシング36cである出口部36yの内面と、第2ロータ36bの羽根部36zの先端との間には、隙間cl2が形成されている。
第2ロータ36bは、回転中心まわりに並び、それぞれ鋼球60を収容可能な複数のポケット36s2(第2ポケット)を有している。ポケット36s2は、周方向に複数設けられる羽根部36z間に設けられている。ポケット36s2は、第1ロータ36aのポケット36s1よりも容積が大きく、例えば、ポケット36s1の容積の2〜3倍程度とされる。このため、第2ロータ36bのポケット36s2においては、第1ロータ36aのポケット36s1から落下した鋼球が充満しないで回転し排出されるため、噛み込みを防止できる。
上述したように、第2ロータ36bは、出口部36yとの隙間cl2が最小限とされているため、空気を概ね遮断する。しかしながら、第2ロータ36bは、その構造上、空気を完全に遮断することは難しく、鋼球搬送ブロア38からの高圧空気の一部がリークエアとして第2ロータ36bよりも上流側に流れ込む。このようなリークエアは、ケーシング36c内を上方に移動し、鋼球タンク33に流れ込む。
鋼球搬送ブロア38は、鋼球切出し装置36の第2ロータ36bから排出された鋼球60を、ボイラ50への散布位置(鋼球分散装置2)まで気流搬送する。鋼球搬送ブロア38は、搬送空気(高圧ガス)を送り込むことにより、鋼球輸送路80上において鋼球60を搬送する。鋼球輸送路80は、鋼球回収装置3と鋼球分散装置2とを接続している。このため、鋼球搬送ブロア38から気流搬送された鋼球60は、鋼球分散装置2に流れ込む。
ここで、上述したように、一部のダスト70は、粗目篩31hから鋼球シュート32に流入する場合があり(詳細は後述)、この場合には鋼球タンク33にダスト70が侵入するおそれがある。鋼球タンク33には、鋼球切出し装置36を介して、鋼球搬送ブロア38からの空気(上方向に流れるリークエア)が流れ込む。このため、仮に鋼球タンク33にダスト70が侵入した場合には、上記リークエアの影響により鋼球切出し装置36側へのダスト70の流下が阻害され、鋼球タンク33内にダスト70が蓄積し易くなる。これにより、鋼球タンク33の閉塞が生じるおそれがある。本実施形態では、鋼球タンク33側から鋼球シュート32を介してダストシュート34に向かう上昇気流を形成することにより、ダスト70が鋼球タンク33に侵入することを未然に防いでいる。
すなわち、鋼球回収装置3は、鋼球タンク33に向かう鋼球60の経路側から開口39を経てダストシュート34へ向かう気流を形成する気流形成部100と、気流の発生に係る空気を供給する空気源90(ガス供給部)とを更に備えている。気流形成部100は、案内板37(区画板)を有しており、空気源90から供給された空気を含む気流を形成する。
空気源90は、上述したように、鋼球60を冷却するための冷却用空気を鋼球タンク33内に供給する。鋼球回収装置3内は全体において略同圧とされているので、鋼球回収装置3内部における物体移動は流体の動圧に依存する。鋼球タンク33内部では、空気源90により供給された冷却用空気は、鋼球タンク33の入口ノズル32eから排出される。更に、鋼球シュート32とダストシュート34とが開口39を介して連通しているので、上記上昇気流は、鋼球シュート32から開口39を経てダストシュート34側に向かう気流となる。すなわち、空気源90が鋼球タンク33に冷却用空気を供給することによって、鋼球タンク33側から開口39を経てダストシュート34に向かう気流が発生する。
案内板37は、上述した鋼球タンク33からの上昇気流を開口39に誘導する第1空間S1と、鋼球60を下方に誘導する第2空間S2とに鋼球シュート32の内部空間を区画する。案内板37は、鋼球シュート32に配置されており、鋼球シュート32から鋼球タンク33に向かう鋼球60の経路を第2空間S2に限定することにより、鋼球60の経路(第2空間S2)と、上記上昇気流の経路(第1空間S1)とを区画する。案内板37は、第1空間S1が、鋼球シュート32(より詳細には入口ノズル32e)と鋼球タンク33との接続部分の鉛直上方に位置するように設けられている。
案内板37は、鋼球シュート32及びダストシュート34の境界領域から鋼球タンク33に向かって延び、第2側面32cとの間に鋼球60の経路(第2空間S2)を形成し、第1側面32bとの間に上昇気流の経路(第1空間S1)を形成する。より詳細には、案内板37は、鋼球シュート32及びダストシュート34の境界領域から排気管32dと第2側面32cとの接続箇所に向かって延び、該接続箇所との間に、鋼球60が流入可能な空間である流入部37xを形成する。
鋼球シュート32の内部空間(より詳細には、排気管32dの内部空間)には、第1空間S1に向かう上昇気流が通る第3空間S3が形成されている。第2空間S2を下方に流れる鋼球60及びダスト70は、第2側面32cによって流入部37xに導かれ第3空間S3に流れ込む。このため、当該鋼球60及びダスト70は、第3空間S3において、第1空間S1に向かう上昇気流に晒されることとなる。上昇気流に係る空気は、当該ダスト70を含んだ状態で、流れの方向を変えることなく、すなわち気流の抵抗を受けずに、第1空間S1に到達する。案内板37が鋼球シュート32及びダストシュート34の境界領域から延びているため、上記上昇気流に係る空気は、案内板37に沿って、鋼球シュート32に隣接するダストシュート34方向へ流れる。なお、鋼球60が浮遊する最低流速は例えば30〜40m/s程度であり、ダスト70が浮遊する最低流速は例えば5m/s程度である。よって、鋼球60及びダスト70の気流分級を実施する観点から、上昇気流に係る空気の流速を、5〜30m/s程度とすることが好ましい。流速は、例えば、上述した排気管32dの直径を調整することに調整される。
案内板37は、例えば1枚の鋼板を折り曲げ加工することにより形成されている。案内板37は、粗目下面31xに接合される接合部37aと、鋼球60の経路を第2側面32c側(第2空間S2側)に誘導する誘導部37bと、鋼球60の経路を第2側面32c側(第2空間S2側)に限定する限定部37cとを有している。なお、接合部37a、誘導部37b、及び限定部37cの奥行き方向の長さは、粗目下面31xの奥行方向の長さと略一致している。
接合部37aは、粗目下面31xにおける細目下面31yとの境界領域に接合される部分である。接合部37aと粗目下面31xとの接合は、例えば溶接等により行われる。誘導部37bは、接合部37aの鋼球シュート側端部から第2側面32cに向かって延びる部分である。誘導部37bは、例えば横方向の位置が、第2側面32cに接続された排気管32dの上端の、塊状物シュート35側横方向端部の位置と略一致する箇所まで、第2側面32cに向かって延びている。限定部37cは、誘導部37bの下端から垂直下方に延びる部分である。すなわち、限定部37cは、第2側面32cに接続された排気管32dの上端に向かって垂直下方に延びている。限定部37cは、第2側面32cに接続された排気管32dの上端とは接続されておらず、該排気管32dの上端との間に鋼球60が通過(流入)できる流入部37xを形成している。なお、鋼球60の経路を限定して鋼球タンク33側からダストシュート34に向かう上昇気流の経路を確実に確保する観点から、流入部37xは、鋼球60が流入できる空間とされながらも、極力小さくされてもよい。
図4に示されるように、案内板37を設けることにより、誘導部37b及び限定部37cと第2側面32cとの間を鋼球60が通過する経路である第2空間S2とすることができる。また、誘導部37b及び限定部37cによって鋼球60が通過する経路を限定しているので、誘導部37b及び限定部37cと第1側面32bとの間の経路を上昇気流の経路である第1空間S1とすることができる。案内板37により上昇気流が開口39及びダストシュート34方向に誘導され、第3空間S3から第1空間S1に向かう気流は速度ベクトルが変化しないので、方向が異なる第2空間S2に向かう流れが抑えられ、流入部37xからのダスト流入を阻害しないため、ダスト70が鋼球シュート32に滞留することを抑制することができる。
なお、気流を形成する気流形成部100として案内板37のみを説明したが、案内板37と共に上述した第1空間S1を区画する第1側面32bや、第3空間S3を区画する排気管32dについても気流形成部100に含まれる。
[本実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態に係る鋼球回収装置3は、ボイラ50内に散布されるショットクリーニング用の鋼球60、及び、鋼球60が散布されることによりボイラ50の伝熱管から除去されるダスト70を篩にかけてそれぞれ排出する篩部31と、篩部31から排出された鋼球60を下方に送り出す鋼球シュート32と、鋼球シュート32の下方において、鋼球シュート32により送り出された鋼球60を貯留する鋼球タンク33と、篩部31から排出されたダスト70を鋼球回収装置3の外部に送り出すダストシュート34と、鋼球シュート32及びダストシュート34間に形成された、ダスト70を通過させる開口39と、鋼球タンク33に向かう鋼球60の経路側から開口39を経てダストシュート34へ向かう気流を形成する気流形成部100と、を備える。
図5は、比較例に係る鋼球回収装置203を示す縦断面図である。図5に示されるように、鋼球回収装置203では、ダスト70が細目篩31fからダストシュート234へ全量落下せず、一部のダスト70が、粗目篩31hから鋼球シュート232に侵入してしまうおそれがある。すなわち、ボイラ50から排出された大量のダスト70が短い期間で鋼球回収装置203に供給された場合には、ダスト70の一部が細目篩31fの次の篩目である粗目篩31hに移行し、該粗目篩31hから鋼球シュート232へ侵入することがある。また、ダスト70のうち特に微細なものは、気流を受けて篩目の上方を浮遊し、その後に粗目篩31h側に沈降して鋼球シュート232へ侵入することがある。更に、鋼球60を覆うように付着したダスト70は、鋼球60と共に粗目篩31hから鋼球シュート232へ侵入することがある。このようにして鋼球シュート232へ侵入したダスト70は、鋼球シュート232の下方に設けられた鋼球タンク33に落下して鋼球タンク33内に滞留する。そして、上述したように、第2ロータ36bは、鋼球搬送ブロア38からの高圧空気の一部をリークエアとして鋼球タンク33側に流してしまう。比重の重い鋼球60は、当該リークエアに基づく気流の影響を受けずに鋼球切出し装置36まで到達するが、比重の軽いダストは、気流によって鋼球切出し装置36への降下が阻害される場合がある。このことにより、鋼球タンク33内部においてダスト70が蓄積し、その結果、鋼球タンク33内部で鋼球60が棚吊りし、鋼球タンク33の閉塞が生じるおそれがある。
この点、本実施形態に係る鋼球回収装置3では、図2に示されるように、鋼球タンク33に向かう鋼球60の経路側から開口39を経てダストシュート34へ向かう上昇気流が形成されるので、該上昇気流によって、鋼球タンク33に向かうダスト70がダストシュート34方向に案内され易くなる。このことにより、適切に分離されずに鋼球シュート32に排出されたダスト70が鋼球タンク33内部に侵入することを抑制することができる。以上により、本実施形態に係る鋼球回収装置3によれば、鋼球タンク33内部におけるダスト70の蓄積を抑制し、鋼球タンク33の閉塞を抑制することができる。
気流形成部100は、上昇気流を開口39に誘導する第1空間S1と、鋼球60を下方に誘導する第2空間S2とに、鋼球シュート32の内部空間を区画する案内板37を有する。鋼球60は鋼球シュート32から下方の鋼球タンク33へ向かい、上昇気流は鋼球タンク33から上方の鋼球シュート32へ向かうので、何ら対処しない場合には、鋼球60の経路と上昇気流の経路とが重なってしまう。この場合、鋼球60の下方への流れによって、上昇気流が弱まり、上昇気流の流速が低下するおそれがある。この点、案内板37が、上昇気流を開口39に誘導する空間(第1空間S1)と、鋼球60を下方に誘導する空間(第2空間S2)とに区画することによって、上昇気流が弱まることを抑制することができる。
鋼球シュート32の内部空間には、第1空間S1に向かって上昇気流が通る第3空間S3が形成されており、鋼球シュート32は、第2空間S2から第3空間S3に鋼球60を導く第2側面32cを有する。第2側面32cによって第2空間S2から第3空間S3に鋼球60が誘導されるので、第2空間S2を下方に移動してきた鋼球60及びダスト70は、第3空間S3において上昇気流に晒されることとなる。これにより、第2空間S2を下方に移動してきたダスト70を、上昇気流によって開口39及びダストシュート34方向に適切に案内することができる。
案内板37は、第1空間S1が、鋼球シュート32(より詳細には入口ノズル32e)と鋼球タンク33との接続部分の鉛直上方に位置するように設けられている。これによって、第1空間S1において開口39に誘導される上昇気流の流れの方向を変えずに、ダスト70をダストシュート34方向に適切に案内することができる。
空気を供給する空気源90を備え、気流形成部100の案内板37は、空気源90から供給された空気を含む上昇気流を形成する。空気源90から空気が供給されることにより、案内板37によって強力(流速が十分)な上昇気流を形成することができる。
空気源90は、鋼球タンク33内に冷却用空気を供給する。
鋼球タンク33に貯留された鋼球60を所定量だけ切り出す第1ロータ36aと、第1ロータ36aの下流において第1ロータ36aによって切り出された鋼球60を排出する第2ロータ36bと、第1ロータ36a及び第2ロータ36bを収容するケーシング36cとを備えている。第1ロータ36aは、鋼球60を収容するポケット36s1を周方向に複数有すると共に、ケーシング36cとの間に鋼球60の最大径Ot以上の隙間cl1を形成している。第2ロータ36bは、鋼球60を収容するポケット36s2を周方向に複数有すると共に、ケーシング36cとの間に鋼球60の最小径以下の隙間cl2を形成している。第2ロータ36bのポケット36s2は、第1ロータ36aのポケット36s1よりも容積が大きい。
第1ロータ36aとケーシング36cとの間に鋼球60の最大径Ot以上の隙間cl1が形成されることにより、第1ロータ36aとケーシング36cとの間で鋼球60の噛み込みが発生することを防止することができる。また、第2ロータ36bとケーシング36cとの間の隙間cl2が、製作精度上の限界とされることにより、鋼球搬送ブロア38からのリークエアが過大となることを抑制することができる。更に、第2ロータ36bのポケット36s2の容積が、第1ロータ36aの容積よりも大きくされることにより、第2ロータ36bにおいて、第1ロータ36aから切り出された鋼球60が充満することがない。これにより、隙間cl2が小さくされた第2ロータ36bにおいても、ケーシング36cとの間で鋼球60の噛み込みが発生することを抑制できる。
[変形例]
本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、ボイラ50内にはショットクリーニング用の鋼球60が散布されるとして説明したがこれに限定されず、ショット球として金属材料全般又は非金属材料全般を用いてもよい。
また、鋼球60及びダスト70をトロンメル篩31aによって分類するとして説明したがこれに限定されず、いわゆる固定篩、振動篩、及び共振篩等によって鋼球60及びダスト70を分離してもよい。
また、案内板37は、鋼球シュート32及びダストシュート34の境界領域から鋼球タンク33に向かって延びているとして説明したがこれに限定されず、例えば図6に示される鋼球回収装置103の案内板137を用いてもよい。鋼球回収装置103では、鋼球シュート132及びダストシュート134が連結管150を介して連通している。そして、案内板137は、連結管150の上方の鋼球シュート132の側面から鋼球タンク33に向かって延びている。このような鋼球回収装置103においても、鋼球60の経路と上昇気流の経路とが案内板137によって区画され、また、上昇気流が、案内板137に誘導されて、連結管150を介してダストシュート134に流れ込むこととなる。
また、上昇気流によって、鋼球60の経路側からダストシュート34方向へダスト70を誘導するとして説明したが、ダストシュートへダスト70を誘導する方法はこれに限定されない。図7に示される鋼球回収装置153では、鋼球シュート182と鋼球タンク33とが、垂直に延びる排気管182dを介して接続されている。そして、ダストシュート184が、排気管182dの側面の開口189に連結されており、これによって、鋼球シュート182とダストシュート184とが連通している。更に、鋼球回収装置153は、空気を供給する空気源190と、該空気源190及び排気管182dを連結する配管191とを備えている。配管191は、排気管182dにおけるダストシュート184が接続された側面と対向する側面の開口に連結されている。また、配管191の高さとダストシュート184の高さとは略一致している。空気源190から供給された空気は、配管191を通り、排気管182dを横方向に通過し、開口189を経てダストシュート184に流れ込む。このような構成においては、空気源190がガス供給部に相当し、配管191及び排気管182dが気流形成部に相当する。
また、図8に示される鋼球回収装置143のように、実施形態において説明した構成に加えて、ケーシング36c内及びダストシュート34内を連通させる排圧管145を備えていてもよい。排圧管145は、鋼球タンク33等を介さずに、ケーシング36c及びダストシュート34を直接連結する。具体的には、排圧管145の一端は、ケーシング36cの側面の開口36oに連結(接続)されており、他端はダストシュート34の外側側面34cの開口34oに連結されている。より詳細には、排圧管145の一端は、ケーシング36cの側面における、第1ロータ36aから第2ロータ36bへの経路(すなわち、第1ロータ36aよりも下流であって第2ロータ36bよりも上流の領域)に形成された開口36oに連結されている。
このように、図8に示される鋼球回収装置143では、ケーシング36c内とダストシュート34内とが、排圧管145を介して連通している。このため、第2ロータ36b側からのリークエアの大半は、ケーシング36cから排圧管145に流れ込み、ダストシュート34に誘導される。このことにより、第2ロータ36b側から鋼球タンク33に流れるリークエアを減少させることができる。鋼球タンク33入口でのダスト分離にもかかわらず鋼球60に付着したダストが鋼球タンク33に流入することがある。ダスト70が鋼球タンク33内部に侵入してしまった場合には、第2ロータ36b側からのリークエアが鋼球タンク33に流れることにより、鋼球タンク33内部において、リークエアの影響で吹き上げられたダスト70が蓄積し、鋼球タンク33の閉塞が生じるおそれがある。この点、鋼球回収装置143では、第2ロータ36b側からのリークエアの少なくとも一部が排圧管145に流れ込むので、鋼球タンク33側に流れるリークエアを減少させることができる。これにより、上述した鋼球タンク33内部でのダスト70の吹き上げを抑え、鋼球タンク33内部に侵入したダスト70を鋼球回収装置143の外部へ排出することができる。すなわち、上述した鋼球タンク33の閉塞をより抑制することができる。
上述したように、排圧管145は、ケーシング36cにおける第1ロータ36aから第2ロータ36bへの経路に形成された開口36oに連結されている。第1ロータ36aよりも上流においては、鋼球60が充満しているため(図3参照)リークエアを適切に引き抜くことが困難である。一方で、第2ロータ36bよりも下流においては、リークエアを減じる領域でなく適当でない。この点、第1ロータ36aから第2ロータ36bへの経路に開口36oを形成し、排圧管145を当該開口36oに連結することにより、リークエアを適切に引き抜くことができる。