(57)【要約】【課題】固体燃料供給装置および方法並びにボイラにおいて、ロータリバルブの作動停止を抑制して固体燃料の安定した供給を確保する。【解決手段】固体燃料を供給する固体燃料供給管６３と、固体燃料供給管６３に設けられて回転可能な羽根車８２を有するロータリバルブ６４と、ロータリバルブ６４での噛み込みを検出する検出器１１５と、検出器１１５が噛み込みを検出すると羽根車８２を予め設定された所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる制御装置６５とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料を供給する固体燃料供給管と、
前記固体燃料供給管に設けられて回転可能な羽根車を有するロータリバルブと、
前記ロータリバルブでの噛み込みを検出する検出器と、
前記検出器が噛み込みを検出すると前記羽根車を予め設定された所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる制御装置と、
を備えることを特徴とする固体燃料供給装置。
【請求項２】
前記固体燃料供給管は、前記固体燃料の供給方向の下流側に粉砕機が設けられ、前記所定時間は、前記粉砕機による前記固体燃料の粉砕処理が完了する時間より短い時間に設定されることを特徴とする請求項１に記載の固体燃料供給装置。
【請求項３】
前記所定時間は、前記羽根車の１／４回転から１／２回転する間の時間に設定されることを特徴とする請求項２に記載の固体燃料供給装置。
【請求項４】
前記羽根車の正方向回転時に、複数の羽根の間に設けられる搬送空間部に収容される前記固体燃料の量は、前記搬送空間部の容積より小さい量に設定されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項５】
前記搬送空間部に収容される前記固体燃料の量は、前記搬送空間部の容積の３０％から８０％の間に設定されることを特徴とする請求項４に記載の固体燃料供給装置。
【請求項６】
前記羽根車を駆動回転する電動モータを有し、前記検出器は、前記電動モータの電流値または電力値を検出し、前記制御装置は、前記電動モータの電流値または電力値が予め設定された判定値に到達すると、前記羽根車を前記所定時間にわたって逆方向に回転させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記羽根車を逆方向に回転させる回数が予め設定された所定逆転回数を超えると、前記羽根車の回転を停止することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記羽根車を前記所定時間にわたって逆方向に回転させるとき、前記所定時間の間に前記検出器が噛み込みを検出すると、前記羽根車の回転を停止することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項９】
前記羽根車を回転自在に支持するケーシングに点検口が設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項１０】
前記固体燃料供給管における前記ロータリバルブより前記固体燃料の供給方向の上流側に分解可能な連結部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項１１】
前記検出器の検出結果に拘わらず噛み込み信号を前記制御装置に出力する噛み込み模擬スイッチが設けられることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項１２】
前記ロータリバルブの正方向回転スイッチと、前記ロータリバルブの逆方向回転スイッチと、前記検出器の表示盤が前記ロータリバルブの近傍に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置。
【請求項１３】
固体燃料を供給する固体燃料供給管に回転可能な羽根車を有するロータリバルブが設けられる固体燃料供給装置において、
前記羽根車を回転して前記固体燃料供給管により前記固体燃料を供給する工程と、
前記ロータリバルブでの噛み込みを検出すると前記羽根車を予め設定された所定時間にわたって逆方向に回転させる工程と、
前記所定時間の経過後に前記羽根車を正方向に回転させる工程と、
を有することを特徴とする固体燃料供給方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置を備えることを特徴とする粉砕機。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の固体燃料供給装置を備え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、固体燃料供給装置および方法、この固体燃料供給装置を備える粉砕機、この粉砕機を備えるボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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装置（燃焼バーナ）が周方向に沿って配設されている。ボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、高温の燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。煙道に流れた燃焼ガスは、熱交換器を構成する複数の伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。
【０００３】
ボイラは、固体燃料供給装置により微粉状に粉砕した固体燃料が燃焼バーナに供給される。固体燃料供給装置は、バンカと、燃料供給機と、固体燃料供給管と、粉砕機（ミル）と、微粉燃料供給管とを備える。燃料供給機は、バンカの固体燃料を固体燃料供給管から粉砕機に供給する。粉砕機は、固体燃料を所定粒径より小さい微粉状に粉砕し、微粉燃料供給管から燃焼バーナに供給する。
【０００４】
近年、再生エネルギーの活用が進められており、固体燃料としてバイオマスの適用が求められている。炭素含有の固体燃料として、木質系などのバイオマス燃料は、細かく粉砕し難く、かつ、燃焼性が高く比較的大きな粒径であっても好適に燃焼させることができる性質である。従って、バイオマス燃料を固体燃料として使用する場合、石炭と比較して約５〜１０倍程度大きい粒径の状態で粉砕機からボイラに設けられた燃焼装置（燃焼バーナ）に供給されるのが通常である。
【０００５】
このように、石炭とバイオマス燃料とでは、燃焼バーナに供給する粒径が異なるため、固体燃料の粉砕及び分級を行う粉砕機は、バイオマス燃料粉砕用途と石炭粉砕用途とで異なる設計（例えばハウジング形状、回転テーブルの回転速度や分級機の回転速度など）とし、個別設計することが本来好ましい。しかしながら、設備コストや設置スペース等の観点から、同一の粉砕機でバイオマス燃料と石炭の両方の固体燃料に対して対応することができ、その石炭とバイオマス燃料とを共用することができる粉砕機を使用して、バイオマス燃料を使用できることが望まれている。
【０００６】
バイオマス燃料は、木の屑などを所定の大きさに圧縮成形したチップやペレットであり、粒径が一定である。そのため、バイオマス燃料がバンカと燃料供給機の間のダウンスパウト部内に貯留されている場合、バイオマス燃料は、石炭燃料の場合に比べて各バイオマス燃料間に形成される隙間が大きくなる。粉砕機は、バイオマス燃料を粉砕するとき、高温空気が供給されて乾燥および搬送を行われる。すると、粉砕機の内部から吹き上げる高温空気がこの隙間を通過してバンカへ吹き抜け、バイオマス燃料の搬送性の悪化や粉塵発生、ダウンスパウト部の着火などを生じさせるおそれがある。そこで、給炭機と燃料供給管との間にロータリバルブを設けることでシール性を確保し、粉砕機からバンカへの高温ガスの吹き上げによる逆流を抑制している。なお、燃料供給部にロータリバルブを設けたものとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４７１６２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ロータリバルブは、ケーシング内に羽根車が回転自在に支持された構造である。バイオマス燃料は、羽根車における複数の羽根の間の空間部に入り込み、羽根車が回転することで搬送される。このとき、羽根車は、複数の羽根の先端とケーシングの内面との隙間が狭く設定されることで、シール性が確保されている。ところが、バイオマス燃料は、木の粉砕物などを圧縮成形したものであり、またバイオマス燃料を製造時に木の皮などの繊維質や木の屑などの異物が混入するおそれもある。そのため、羽根車の回転時に、この繊維質または異物が羽根の先端とケーシングの内面との隙間に入り込むことがある。すると、羽根の先端とケーシングの内面との隙間に入り込んだものが木の繊維質の場合は摩擦が増加することで噛み込みが発生し、また隙間に入り込んだ異物が固いものの場合は引っ掛って噛み込みが発生して、羽根車の回転を阻害してロータリバルブの作動が停止してしまうおそれがある。ロータリバルブの作動が全く停止してしまうと、バイオマス燃料を粉砕機に供給することができず、粉砕機は微粉燃料を生成して燃焼バーナに連続して搬送できなくなり、ボイラの安定した運転に支障をきたすおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、ロータリバルブの全作動停止を抑制して固体燃料の供給を確保する固体燃料供給装置および方法並びに粉砕機、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】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の固体燃料供給装置は、固体燃料を供給する固体燃料供給管と、前記固体燃料供給管に設けられて回転可能な羽根車を有するロータリバルブと、前記ロータリバルブでの噛み込みを検出する検出器と、前記検出器が噛み込みを検出すると前記羽根車を予め設定された所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる制御装置と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、ロータリバルブの羽根車が正方向に回転して固体燃料供給管により固体燃料を供給しているとき、検出器がロータリバルブでの噛み込みを検出すると、制御装置は、羽根車を所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる。即ち、羽根車が正方向に回転するときに、羽根車の径方向の先端とケーシングの内面（シール面）との隙間に繊維質または異物の噛み込みが発生すると、この羽根車を逆方向に回転させることで、羽根車における噛み込みが解消され、噛み込みを発生した繊維質または異物が複数の羽根の間に設けられる搬送空間部に収容される。そして、所定時間の経過後に羽根車を正方向に回転させると、羽根車の搬送空間部に収容された繊維質または異物が再び噛み込まずに固体燃料と共に固体燃料供給管により適正に粉砕機へ供給される。その結果、ロータリバルブの全作動停止を抑制して固体燃料の供給を確保することができる。
【００１２】
本発明の固体燃料供給装置では、前記固体燃料供給管は、前記固体燃料の供給方向の下流側に粉砕機が設けられ、前記所定時間は、前記粉砕機による前記固体燃料の粉砕処理が完了する時間より短い時間に設定されることを特徴としている。
【００１３】
従って、所定時間を粉砕機による固体燃料の粉砕処理が完了する時間より短い時間に設定することから、ロータリバルブで噛み込みが発生して羽根車を逆方向に回転させている間に、粉砕機が粉砕機内に保有している固体燃料を粉砕処理して生成した微粉燃料を継続して供給することができる。その後、所定時間の経過後に羽根車を正方向に回転させることから、粉砕機による保有している固体燃料の粉砕処理が全て完了して微粉燃料の供給が終了する前に、噛み込みを解消して粉砕機への固体燃料の供給を再開することができ、微粉燃料を連続して供給することができる。
【００１４】
本発明の固体燃料供給装置では、前記所定時間は、前記羽根車の１／４回転から１／２回転する間の時間に設定されることを特徴としている。
【００１５】
従って、羽根車を逆方向に１／４回転から１／２回転させる間に、羽根車における噛み込み発生部分は水平位置よりも鉛直上側となる状態があり、噛み込みを発生した繊維質または異物が複数の羽根の間に設けられる搬送空間部に重力落下して収容される。このため、所定時間を羽根車の１／４回転から１／２回転する間の時間に設定されることから、逆方向の回転を長時間行わないため、固体燃料がケーシングのシール面内面に付着しやすくなることを防止しつつ、噛み込みを速やかに解消し、粉砕機への固体燃料の供給を再開することができる。
【００１６】
本発明の固体燃料供給装置では、前記羽根車の正方向回転時に、複数の羽根の間に設けられる搬送空間部に収容される前記固体燃料の量は、前記搬送空間部の容積より小さい量に設定されることを特徴としている。
【００１７】
従って、羽根車の搬送空間部に収容される固体燃料の量は、例えば固体燃料供給管から供給する固体燃料の供給量と羽根車の回転速度で調整することが可能となる。羽根車の搬送空間部に収容される固体燃料の量は、を搬送空間部の容積より小さい量に設定することから、ロータリバルブで噛み込みが発生して羽根車を逆方向に回転させたとき、羽根車に噛み込んだ繊維質または異物が脱落すると、脱落した繊維質または異物を搬送空間部に収容することができ、所定時間の経過後に羽根車を正方向に回転させたとき、繊維質または異物が再び羽根車に噛み込まずに固体燃料の供給を再開することができる。
【００１８】
本発明の固体燃料供給装置では、前記搬送空間部に収容される前記固体燃料の量は、前記搬送空間部の容積の３０％から８０％の間に設定されることを特徴としている。
【００１９】
従って、搬送空間部に収容される固体燃料の量を搬送空間部の容積の３０％から８０％の間に設定することから、適量の固体燃料を効率良く供給することができると共に、羽根車から脱落した噛み込みを発生した繊維質または異物を搬送空間部に適正に収容することができる。
【００２０】
本発明の固体燃料供給装置では、前記羽根車を駆動回転する電動モータを有し、前記検出器は、前記電動モータの電流値または電力値を検出し、前記制御装置は、前記電動モータの電流値または電力値が予め設定された判定値に到達すると、前記羽根車を前記所定時間にわたって逆方向に回転させることを特徴としている。
【００２１】
従って、検出器は、電動モータの電流値または電力値が判定値に到達すると、噛み込みとして検出して、羽根車を逆方向に回転させる。この検出器の噛み込みの検出は容易で確実であることから、既存の電動モータの電流計測または電力計測の検出器を用いた検出結果に基づいてロータリバルブでの繊維質または異物の噛み込みを検出することができ、検出器に関わるコストの増加を抑制することができる。
【００２２】
本発明の固体燃料供給装置では、前記制御装置は、前記羽根車を逆方向に回転させる回数が予め設定された所定逆転回数を超えると、前記羽根車の回転を停止することを特徴としている。
【００２３】
従って、羽根車を逆方向に回転させる回数が所定逆転回数を超えると、羽根車の回転を停止することから、ロータリバルブでの繊維質または異物の噛み込みが解消しないとき、ロータリバルブの作動を停止することで、ロータリバルブの破損や故障などの発生を事前に抑制することができる。
【００２４】
本発明の固体燃料供給装置では、前記制御装置は、前記羽根車を前記所定時間にわたって逆方向に回転させるとき、前記所定時間の間に前記検出器が噛み込みを検出すると、前記羽根車の回転を停止することを特徴としている。
【００２５】
従って、羽根車を所定時間にわたって逆方向に回転させても、検出器が噛み込みを検出して、繊維質または異物の噛み込みが解消されないとき、噛み込み以外のロータリバルブ自体などの異常が考えられることから、このときにロータリバルブの作動を停止することで、ロータリバルブの破損や故障などの発生を事前に抑制することができる。
【００２６】
本発明の固体燃料供給装置では、前記羽根車を回転自在に支持するケーシングに点検口が設けられることを特徴としている。
【００２７】
従って、羽根車のケーシングに点検口を設けることから、羽根車を逆方向に回転させても繊維質または異物の噛み込みが解消されないとき、ロータリバルブの作動を停止した後、作業者は、点検口を通して羽根車に噛み込んだ繊維質または異物を確実に除去することができ、速やかにロータリバルブの作動を再開することができる。
【００２８】
本発明の固体燃料供給装置では、前記固体燃料供給管における前記ロータリバルブより前記固体燃料の供給方向の上流側に分解可能な連結部が設けられることを特徴としている。
【００２９】
従って、固体燃料供給管におけるロータリバルブより上流側に分解可能な連結部を設けることから、羽根車を逆方向に回転させても繊維質または異物の噛み込みが解消されないとき、ロータリバルブの作動を停止した後、作業者は、連結部を分解して、ロータリバルブの入口部分を開放することで羽根車に噛み込んだ大きな繊維質または異物であっても除去することができる。
【００３０】
本発明の固体燃料供給装置では、前記検出器の検出結果に拘わらず噛み込み信号を前記制御装置の出力する噛み込み模擬スイッチが設けられることを特徴としている。
【００３１】
従って、作業者は、噛み込み模擬スイッチにより、検出器の検出結果に拘わらず羽根車を所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させることができ、検出器が噛み込みを検出しない状態であっても、繊維質または異物の軽微な噛み込みが解消される。また、事前に羽根車の試運転を行うことで、事前に作動故障などを発見することができる。
【００３２】
本発明の固体燃料供給装置では、前記ロータリバルブの正方向回転スイッチと、前記ロータリバルブの逆方向回転スイッチと、前記検出器の表示盤が前記ロータリバルブの近傍に配置されることを特徴としている。
【００３３】
従って、正方向回転スイッチと逆方向回転スイッチと表示盤をロータリバルブの近傍に配置することから、作業者は、表示盤を見ながら正方向回転スイッチと逆方向回転スイッチを容易に操作することができる。
【００３４】
また、本発明の固体燃料供給方法は、固体燃料を供給する固体燃料供給管に回転可能な羽根車を有するロータリバルブが設けられる固体燃料供給装置において、前記羽根車を回転して前記固体燃料供給管により前記固体燃料を供給する工程と、前記ロータリバルブでの噛み込みを検出すると前記羽根車を予め設定された所定時間にわたって逆方向に回転させる工程と、前記所定時間の経過後に前記羽根車を正方向に回転させる工程と、を有することを特徴とするものである。
【００３５】
従って、羽根車が正方向に回転するときに、羽根車の径方向の先端とケーシングの内面（シール面）との隙間に繊維質または異物が噛み込むと噛み込みを検出して、この羽根車を逆方向に回転させることで、羽根車における繊維質または異物の噛み込みが解消され、繊維質または異物が複数の羽根の間に設けられる搬送空間部に収容される。そして、所定時間の経過後に羽根車を正方向に回転させると、羽根車の搬送空間部に収容された繊維質または異物が再び噛み込まずに固体燃料と共に固体燃料供給管により適正に供給される。その結果、ロータリバルブの全作動停止を抑制して固体燃料の供給を確保することができる。
【００３６】
また、本発明の粉砕機は、前記固体燃料供給装置を備えることを特徴とするものである。
【００３７】
従って、固体燃料を継続してボイラに供給することができる。
【００３８】
また、本発明のボイラは、固体燃料供給装置を備えることを特徴とするものである。
【００３９】
従って、固体燃料供給装置が固体燃料を継続してボイラに供給することができ、ボイラの安定した運転を継続することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の固体燃料供給装置および方法並びに粉砕機、ボイラによれば、ロータリバルブの全作動停止を抑制して固体燃料の供給を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、第１実施形態のボイラを表す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の固体燃料供給装置を表す概略構成図である。
【図３】図３は、固体燃料供給装置におけるロータリバルブを表す概略図である。
【図４】図４は、ロータリバルブの配置構成を表す平面図である。
【図５】図５は、固体燃料供給装置の作動を表すフローチャートである。
【図６】図６は、ロータリバルブへの異物の噛み込み状態を表す概略図である。
【図７】図７は、ロータリバルブの逆方向回転状態を表す概略図である。
【図８】図８は、ロータリバルブに正方向回転状態を表す概略図である。
【図９】図９は、第２実施形態の固体燃料供給装置の作動を表すフローチャートである。
【図１０】図１０は、固体燃料供給装置の作動を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る固体燃料供給装置および方法並びに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。
【００４３】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のボイラを表す概略構成図である。
【００４４】
第１実施形態のボイラは、例えば、バイオマスを粉砕した微粉燃料（炭素含有固体燃料）を用い、この微粉燃料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して給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能な微粉燃料焚きボイラである。以降の説明で、上や上方や上部とは鉛直方向上側を示し、下や下方や下部とは鉛直方向下側を示すものである。
【００４５】
第１実施形態において、図１に示すように、ボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３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ている。火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）は、複数の蒸発管とこれらを接続するフィンとで構成され、給水や蒸気と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。
【００４６】
燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ(例えば、２１，２２，２３，２４，２５)を有している。例えば、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉燃料供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、例えば、ハウジング内に回転テーブルが駆動回転可能に支持され、この回転テーブルの上方に複数のローラが回転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。固体燃料が複数のローラと回転テーブルとの間に投入されると、ここで所定の微粉燃料の大きさに粉砕され、搬送用ガス（一次空気）により分級された微粉燃料を微粉燃料供給管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。
【００４８】
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いる。空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が設けられている。
【００４９】
更に、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方にアディショナル空気ノズル３９が設けられている。アディショナル空気ノズル３９に空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト４０の端部が連結されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／二次空気）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と共に、送風機３８により送られた燃焼用追加空気（アディショナル空気）を分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９に供給することができる。
【００５０】
煙道１３は、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。煙道１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと各熱交換器を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。
【００５１】
煙道１３は、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出されるガスダクト４８が連結されている。ガスダクト４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ（空気予熱器）４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト４８を流れる燃焼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。
【００５２】
また、煙道１３は、エアヒータ４９より上流側の位置に脱硝触媒５０が設けられている。脱硝触媒５０は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道１３内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。そして、煙道１３に連結されるガスダクト４８は、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などが設けられ、下流端部に煙突５３が設けられている。
【００５３】
一方、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉燃料が搬送用空気と共に微粉燃料供給管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、微粉燃料と搬送用ガス（一次空気）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。火炉１１内の下部で火炎が生じ、燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、煙道１３に排出される。
【００５４】
火炉１１は、下部の領域Ａにて、微粉燃料混合気と燃焼用空気（二次空気）とが燃焼して火炎が生じる。ここで火炉１１は、空気の供給量が微粉燃料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。即ち、領域Ｂにて、微粉燃料の燃焼により発生したＮＯｘが火炉１１で還元され、その後、アディショナル空気ノズル３９からアディショナル空気が追加供給されることで微粉燃料の酸化燃焼が完結され、微粉燃料の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。
【００５５】
その後、燃焼ガスは、煙道１３に配置される過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７で熱交換した後、脱硝触媒５０により窒素酸化物が還元除去され、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。
【００５６】
図２は、第１実施形態の固体燃料供給装置を表す概略構成図である。
【００５７】
第１実施形態において、図２に示すように、固体燃料供給装置６０は、バイオマスなどの固体燃料を粉砕機３１（３２，３３，３４，３５）に供給するものである。粉砕機３１は、供給された固体燃料を粉砕し、微粉燃料を生成してボイラ１の燃焼装置１２へ供給する。ボイラ１に供給する石炭やバイオマス燃料等の固体燃料を微粉状の固体燃料である微粉燃料へと粉砕する粉砕機３１は、石炭のみを粉砕する形式であっても良いし、バイオマス燃料のみを粉砕する形式であっても良いし、石炭とともにバイオマス燃料を粉砕する形式であってもよい。
【００５８】
固体燃料供給装置６０は、バンカ６１と、燃料供給機６２と、固体燃料供給管６３と、ロータリバルブ６４と、粉砕機３１と、微粉燃料供給管２６（２７，２８，２９，３０）と、制御装置６５とを備える。
【００５９】
バンカ６１は、本実施形態では、固体燃料としてのバイオマス燃料を貯留する。バンカ６１は、直下にダウンスパウト部７１を備える。ここで、バイオマス燃料とは、再生可能な生物由来の有機性資源であり、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などであり、ここに提示したものに限定されることはない。バイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。
【００６０】
なお、ボイラ１０に供給する燃料は、バイオマス燃料に限らず、石炭または石炭とバイオマスとの混合燃料であってもよい。
【００６１】
燃料供給機６２は、搬送部７２と、電動モータ７３とを備える。搬送部７２は、電動モータ７３から与えられる駆動力によってバンカ６１の直下にあるダウンスパウト部７１の下端部から排出される固体燃料を搬送し、固体燃料供給管６３に供給する。固体燃料供給管６３へ供給する固体燃料の供給量は、搬送部７２を構成するベルトコンベヤのベルト速度で調整される。
【００６２】
固体燃料供給管６３は、燃料供給機６２と粉砕機３１との間に配置される。固体燃料供給管６３は、上部燃料供給管７４と下部燃料供給管７５とから構成される。上部燃料供給管７４の上端部が燃料供給機６２に連結され、下部燃料供給管７５の下端部が粉砕機３１に連結される。また、上部燃料供給管７４と下部燃料供給管７５との間にロータリバルブ６４が設けられる。ロータリバルブ６４は、上部連結部（連結部）７６を介して上部燃料供給管７４の下端部に連結され、下部連結部７７を介して下部燃料供給管７５の上端部に連結される。上部燃料供給管７４は、分解可能な上部連結部７６として、スリーブジョイントが適用される。スリーブジョイントは、例えば、上部燃料供給管７４とロータリバルブ６４の供給口９２に接続する図示しない上部配管上側との接続部を筒部で覆い、該筒部を外周側から締付バンド（締付固定具）で締め付けて固定するものである。上部連結部７６を分解するには、スリーブジョイントの筒部を締め付けている締付バンドを緩め、または取外し、次に、スリーブジョイントの筒部を上方向または下方向へスライドすることでよい。ロータリバルブ６４は、ケーシング８１と、羽根車８２と、電動モータ８３とを備える。
【００６３】
粉砕前のバイオマス燃料のチップやペレットは、石炭燃料に比べて、粒径が一定（ペレットのサイズは、例えば、直径６〜８ｍｍ程度、長さは４０ｍｍ以下程度）であり、かつ、軽量である。このため、バイオマス燃料がダウンスパウト部７１内に貯留されている場合は、石炭燃料の場合に比べて、各バイオマス燃料間に形成される隙間が大きくなる。すると、ダウンスパウト部７１内のバイオマス燃料のチップやペレットの間には隙間があることから、粉砕機３１の内部から吹き上げる一次空気と微粉燃料が各バイオマス燃料間に形成される隙間を通過して、粉砕機３１の内部の圧力が低下する可能性がある。また、一次空気がバンカ６１の貯留部へと吹き抜けると、バイオマス燃料の搬送性の悪化や粉塵発生、ダウンスパウト部７１の着火、また、粉砕機３１の内部の圧力が低下すると、微粉燃料の搬送量が低下するなど、粉砕機３１の運転に種々の問題が生じる可能性がある。このため、固体燃料供給管６３にロータリバルブ６４を設けて、一次空気と微粉燃料の吹き上げによる逆流を抑制するようにしている。
【００６４】
粉砕機３１は、図示しないが、ハウジングの内部に回転テーブルとローラと分級部とを備える。固体燃料供給管６３から供給された固体燃料が回転テーブルの中央へ投入されると、回転テーブルの回転による遠心力によって固体燃料が回転テーブルの外周側へと導かれ、ローラとの間に挟み込まれて粉砕される。粉砕された固体燃料は粉砕固体燃料となり、搬送用ガスとしての一次空気によって上方へと巻き上げられる。分級部に到達した粉砕固体燃料は、分級羽根の回転により生じる遠心力と、一次空気の気流による向心力との相対的なバランスにより、大きな径の粗粉燃料は、分級羽根によって叩き落とされ、回転テーブルへと戻されて再び粉砕され、微粉燃料はハウジングから微粉燃料供給管２６に導かれて流出される。微粉燃料供給管２６へ流出した微粉燃料は、ボイラ１０の燃焼装置１２へ供給される。
【００６５】
制御装置６５は、燃料供給機６２、ロータリバルブ６４、粉砕機３１の作動を制御する。即ち、制御装置６５は、燃料供給機６２の電動モータ７３により搬送部７２の作動速度を制御することで、上部燃料供給管７４への固体燃料の供給量を調整する。制御装置６５は、ロータリバルブ６４の電動モータ８３により羽根車８２の回転速度を制御することで、下部燃料供給管７５への固体燃料の供給量を調整する。制御装置６５は、粉砕機３１を制御することで、微粉燃料の微粉燃料供給管２６への供給量を調整することができる。
【００６６】
なお、制御装置６５は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００６７】
図３は、固体燃料供給装置におけるロータリバルブを表す概略図、図４は、ロータリバルブの配置構成を表す平面図である。
【００６８】
図３および図４に示すように、本実施形態でのロータリバルブ６４は、ケーシング８１と、羽根車８２と、電動モータ８３とを備える。ケーシング８１は、内部に羽根車８２が配置され、羽根車８２は、回転軸９１によりケーシング８１に回転自在に支持される。ケーシング８１は、上部に羽根車８２に対して固体燃料Ｆを供給する供給口９２が設けられる一方、下部に羽根車８２から固体燃料Ｆを排出する排出口９３が設けられる。羽根車８２は、軸支持部９４と、複数（本実施形態では、例えば８個）の羽根９５と、２個の回転板９６とを有する。軸支持部９４は、回転軸９１が一体に設けられる。軸支持部９４は、外周部に複数の羽根９５が周方向に均等間隔で設けられる。２個の回転板９６は、軸支持部９４の外周部であって、複数の羽根９５の両側（図３の紙面前後方向）に設けられる。そのため、羽根車８２は、軸支持部９４と各羽根９５と各回転板９６により周方向に沿って複数（本実施形態では、８個）の搬送空間部９７が設けられる。
【００６９】
また、ケーシング８１は、供給口９２と排出口９３との間に羽根車８２の外周部に沿って円弧形状をなすシール面９８が設けられる。羽根車８２の外周部、つまり、羽根９５及び回転板９６の外周部とこのシール面９８との間に所定隙間が確保される。シール面９８の周方向の長さは、隣接する羽根９５の外周方向における間隔、つまり、１つの搬送空間部９７における外周方向の長さより長く設定されている。そのため、ロータリバルブ６４は、羽根車８２の外周部とケーシング８１のシール面９８との間にシール機能が形成され、排出口９３側から供給口９２側への一次空気と微粉燃料の吹き上げによる逆流が抑制される。
【００７０】
ケーシング８１は、一側部に支持台１０１が固定され、電動モータ８３がこの支持台１０１上に固定される。電動モータ８３は、出力軸１０２に駆動スプロケット１０３が固定される。羽根車８２の回転軸９１に従動スプロケット１０４が固定される。駆動スプロケット１０３と従動スプロケット１０４との間に無端の駆動チェーン１０５が掛け回される。そのため、電動モータ８３を駆動すると、出力軸１０２の回転力が駆動スプロケット１０３、駆動チェーン１０５、従動スプロケット１０４を介して回転軸９１に伝達され、ロータリバルブ６４の羽根車８２が正方向または逆方向に回転する。本実施形態では、図３の紙面にて反時計回り方向がロータリバルブ６４の正方向回転であり、図３の紙面にて時計回り方向が逆方向回転である。
【００７１】
電動モータ８３を駆動制御する制御盤１１０は、ロータリバルブ６４の近傍に配置されてもよい。制御盤１１０は、制御装置６５（図２参照）を有し、電源部１１１が接続される。制御盤１１０は、ロータリバルブ６４の電源スイッチ１１２と、ロータリバルブ６４の正方向回転スイッチ１１３と、ロータリバルブ６４の逆方向回転スイッチ１１４が設けられる。また、電動モータ８３の電流値（または、電力値）を検出する検出器１１５が設けられ、制御盤１１０は、検出器１１５が検出した電動モータ８３の電流値を表示する表示盤１１６が設けられる。
【００７２】
また、図２および図３に示すように、第１実施形態の固体燃料供給装置６０にて、ロータリバルブ６４での繊維質または異物の噛み込みの発生を検出する検出器として、電動モータ８３の電流値を検出する検出器１１５が機能する。検出器１１５は電動モータ８３の電力値を検出してもよい。制御装置６５は、検出器１１５が繊維質または異物の噛み込みを検出すると、ロータリバルブ６４の羽根車８２を予め設定された所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる。
【００７３】
なお、本実施形態での羽根９５の径方向先端は、逆回転方向側の径方向先端が傾斜面を形成し、先鋭された形状となっている。これにより、ケーシング８１のシール面９８と羽根９５の径方向先端が構成する隙間の空間を減らし、該隙間に入り込む固体燃料（例えば主として微粉化している固体燃料）の量を減らして、羽根車８２の回転抵抗を減らすことができる。一方、羽根９５の逆回転方向側の径方向先端が傾斜面とし、先鋭された形状となっている為、羽根車８２を逆方向回転で使用し続けると、羽根９５の逆方向側の径方向先端の傾斜面により、固体燃料がケーシング８１のシール面９８側に強く押し付けられる力が働くことになる。このため、長時間連続に渡り羽根車８２を逆方向で回転させた場合に、固体燃料がケーシング８１のシール面９８内面に付着しやすくなる場合がある。従って、本実施形態でのロータリバルブ６４は、羽根車８２の回転方向は、逆回転方向を長時間継続させずに正回転方向で回転させる方が好ましい。
【００７４】
即ち、固体燃料として使用されるバイオマス燃料は、木の屑などを圧縮成形したものであることから、木の皮などの繊維質や木の屑などの異物が混入することある。また、固体燃料にその他の異物が混入することもある。固体燃料に繊維質や異物が混入すると、羽根車８２の回転時に、ケーシング８１と羽根車８２との隙間に繊維質または異物が噛み込み、羽根車８２の回転が阻害される。そこで、第１実施形態の固体燃料供給装置６０は、ロータリバルブ６４で繊維質または異物の噛み込みが発生すると、羽根車８２を逆方向に回転させることで、ケーシング８１と羽根車８２との隙間に噛み込んだ繊維質または異物を除去する。
【００７５】
この場合、検出器１１５は、電動モータ８３の電流値が予め設定された判定値に到達を検出すると、羽根車８２を所定時間にわたって逆方向に回転させる。この判定値は、例えば、電動モータ８３の定格電流値とすることが望ましいが、電動モータ８３の起動電流値より高い電流値であればよい。検出器１１５は、電動モータ８３の電流値ではなく、電力値を検出してもよい。
【００７６】
また、逆方向の回転を行う時間が長くなると、羽根車８２を逆方向で回転させた場合に、固体燃料がケーシング８１のシール面９８内面に付着しやすくなる場合があるため、所定時間は短い時間に設定される。即ち、ロータリバルブ６４は、固体燃料を固体燃料供給管６３により粉砕機３１に供給し、粉砕機３１は、粉砕した微粉燃料を微粉燃料供給管２６により燃焼装置１２に供給する。噛み込みが発生して羽根車８２を逆方向に回転させるとき、長時間連続に渡って羽根車８２を逆方向で回転させた場合に、固体燃料がケーシング８１のシール面９８内面に付着しやすくなるため、具体的に、所定時間は、羽根車８２が１／４回転から１／２回転する間の時間に設定することが望ましい。羽根車８２を逆方向に１／４回転から１／２回転させる間に、羽根車８２における噛み込み発生部分は水平位置よりも鉛直上側となる状態があり、噛み込みを発生した繊維質または異物が複数の羽根９５の間に設けられる搬送空間部９７に重力落下して収容される。
【００７７】
また、ロータリバルブ６４は、固体燃料が入り込む搬送空間部９７が設けられている。羽根車８２の正方向回転時に、この搬送空間部９７に収容される固体燃料の量が搬送空間部９７の容積より小さい量に設定することが望ましい。即ち、前述のように、羽根車８２を逆方向に回転させるとき、ケーシング８１と羽根車８２との隙間から除去された繊維質または異物がこの搬送空間部９７に収容されるように構成する。具体的に、搬送空間部９７に収容される固体燃料の量は、搬送空間部９７の容積の３０％から８０％の間に設定することが望ましい。この場合、粉砕機３１に供給する固体燃料の量は、予め設定されていることから、この数値は、搬送空間部９７に収容される固体燃料の量として、羽根車８２の設計時に決める外径を調整することで設定することができるものである。また、例えば、燃料供給機６２で上部燃料供給管７４から供給する固体燃料の供給量と羽根車８２の回転速度で調整することで設定することができる。
【００７８】
また、羽根車８２を逆方向に回転させても、ケーシング８１と羽根車８２との隙間から繊維質または異物が除去されずに噛み込みが解消されないとき、作業者は、羽根車８２の回転を停止し、ケーシング８１と羽根車８２との隙間に噛み込んだ繊維質または異物を除去することが好ましい。そのため、ケーシング８１は、点検口１２１が設けられる。ケーシング８１は、側部に供給口９２に連通する点検口１２１が設けられ、点検口１２１に閉止蓋１２２が固定されて閉止されている。
【００７９】
なお、制御装置６５は、検出器１１５が異物の噛み込みを検出したとき、羽根車８２を所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させるものであるが、この作動を事前に模擬可能となっている。即ち、検出器１１５の検出結果に拘わらず噛み込み検出信号を制御装置に出力する噛み込み模擬スイッチ１２３が設けられる。噛み込み模擬スイッチ１２３は、制御盤１１０に設けられ、検出器１１５が噛み込みを検出しない状態であっても、繊維質または異物の軽微な噛み込みを解消することができる。また、羽根車８２を所定時間に渡って逆方向に回転させた後、正方向に回転させる一連の動作とその間の制御を模擬確認可能としている。
【００８０】
ここで、第１実施形態の固体燃料供給装置６０による固体燃料供給方法について説明する。図５は、固体燃料供給装置の作動を表すフローチャート、図６は、ロータリバルブへの異物の噛み込み状態を表す概略図、図７は、ロータリバルブの逆方向回転状態を表す概略図、図８は、ロータリバルブに正方向回転状態を表す概略図である。
【００８１】
第１実施形態の固体燃料供給方法は、羽根車８２を回転して固体燃料供給管６３により固体燃料を供給する工程と、ロータリバルブ６４での噛み込みを検出すると羽根車８２を予め設定された所定時間にわたって逆方向に回転させる工程と、所定時間の経過後に羽根車８２を正方向に回転させる工程とを有する。
【００８２】
図３および図５に示すように、ステップＳ１１にて、制御装置６５は、ロータリバルブ６４を起動し、ステップＳ１２にて、電動モータ８３により羽根車８２を正方向に回転させる。即ち、電動モータ８３を駆動し、出力軸１０２の回転力を駆動スプロケット１０３、駆動チェーン１０５、従動スプロケット１０４を介して回転軸９１に伝達することで羽根車８２を正方向に回転する。燃料供給機６２から搬送された所定量の固体燃料Ｆは、供給口９２からケーシング８１内に供給される。所定の回転速度で回転する羽根車８２は、搬送空間部９７にこの搬送空間部９７の容積より少ない量の固体燃料Ｆが収容される。このとき、羽根車８２の外周部とケーシング８１のシール面９８との間でシール機能が確保される。そして、搬送空間部９７に収容された固体燃料Ｆが羽根車８２の回転により下方側へ搬送されて排出口９３から排出される。
【００８３】
ステップＳ１３にて、制御装置６５は、検出器１１５から電動モータ８３の電流値（または、電力値）が入力されている。制御装置６５は、検出器１１５から入力された電動モータ８３の電流値が判定値（定格電流値（または定格電力値））に到達したかどうかを判定する。この場合、制御装置６５は、検出器１１５から入力された電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値に到達している時間が予め設定された判定時間（例えば、０．５秒から１．０秒）以上継続したかどうかを判定することが望ましい。ここで、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値より低いと判定（Ｎｏ）されると、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００８４】
一方、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値以上であると判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１４にて、制御装置６５は、電動モータ８３により羽根車８２を逆方向に回転する。図５及び図６に示すように、正方向に回転する羽根車８２とケーシング８１との間に繊維質または異物Ｆ１が噛み込むと、羽根車８２が正方向に回転することができずに電動モータ８３に負荷が作用して電流値（または電力値）が上昇する。制御装置６５は、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値以上に上昇したときに、羽根車８２とケーシング８１との間に繊維質または異物Ｆ１が噛み込み、噛み込みが発生したものと推定する。そして、このとき、図５及び図７に示すように、電動モータ８３により羽根車８２を逆方向に回転すると、羽根車８２とケーシング８１との間に噛み込んでいた繊維質または異物Ｆ１が脱落し、羽根車８２の搬送空間部９７内に落下して収容される。
【００８５】
ステップＳ１５にて、制御装置６５は、羽根車８２が逆方向に回転してから所定時間Ｔｂが経過したかどうかを判定する。ここで、羽根車８２が逆方向に回転してから所定時間Ｔｂが経過していないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ１４に戻る。一方、羽根車８２が逆方向に回転してから所定時間Ｔｂが経過したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ１６にて、制御装置６５は、電動モータ８３により羽根車８２を正方向に回転する。すると、図５及び図８に示すように、羽根車８２とケーシング８１との間に噛み込んでいた繊維質や異物Ｆ１は脱落して、羽根車８２の搬送空間部９７内に収容されていることから、羽根車８２とケーシング８１との間の噛み込みが解消されて、羽根車８２は、正方向に回転することができ、固体燃料Ｆの供給を再開することができる。
【００８６】
このように第１実施形態の固体燃料供給装置にあっては、固体燃料を供給する固体燃料供給管６３と、固体燃料供給管６３に設けられて回転可能な羽根車８２を有するロータリバルブ６４と、ロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みを検出する検出器１１５と、検出器１１５が噛み込みを検出すると羽根車８２を予め設定された所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる制御装置６５とを備える。
【００８７】
従って、羽根車８２が正方向に回転するときに、羽根車８２に繊維質または異物Ｆ１が噛み込むと噛み込みを検出して、この羽根車８２を逆方向に回転させることで、羽根車８２における噛み込みが解消され、繊維質または異物Ｆ１が脱落して搬送空間部９７に収容される。そして、所定時間Ｔｂの経過後に羽根車８２を正方向に回転させると、羽根車８２の搬送空間部９７に収容された繊維質または異物Ｆ１が羽根車８２とケーシング８１との間に再び噛み込まれずに固体燃料Ｆと共に固体燃料供給管６３により粉砕機３１へ適正に供給される。その結果、ロータリバルブ６４の全作動停止を抑制して固体燃料Ｆの供給を確保することができる。
【００８８】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、逆方向に回転を行う所定時間Ｔｂを粉砕機３１による固体燃料Ｆの粉砕処理が完了する時間より短い時間に設定している。従って、ロータリバルブ６４で繊維質または異物Ｆ１の噛み込みが発生して羽根車８２を逆方向に回転させている間に、粉砕機３１が固体燃料Ｆを粉砕処理して生成した微粉燃料を継続して微粉燃料供給管２６へ供給することができる。その後、所定時間Ｔｂの経過後に羽根車８２を正方向に回転させることから、粉砕機３１に保有するよる固体燃料Ｆの粉砕処理が完了する前に、噛み込みを解消して粉砕機３１への固体燃料Ｆの供給を再開することができ、微粉燃料を連続して微粉燃料供給管２６から供給することができる。
【００８９】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、所定時間Ｔｂを羽根車８２の１／４回転から１／２回転する間の時間に設定している。従って、羽根車８２を逆方向に１／４回転から１／２回転させる間に、羽根車８２における噛み込み発生部分は水平位置よりも鉛直上側となる状態があり、噛み込みを発生した繊維質または異物Ｆ１が複数の羽根９５の間に設けられる搬送空間部９７に重力落下して収容される。このため、逆方向の回転を長時間行わないため、固体燃料がケーシング８１のシール面９８内面に付着しやすくなることを防止しつつ、噛み込みを速やかに解消し、粉砕機３１への固体燃料Ｆの供給を再開することができる。
【００９０】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、羽根車８２の正方向回転時に、搬送空間部９７に収容される固体燃料Ｆの量を搬送空間部９７の容積より小さい量に設定している。従って、ロータリバルブ６４で繊維質または異物Ｆ１の噛み込みが発生して羽根車８２を逆方向に回転させたとき、羽根車８２に噛み込んだ繊維質または異物Ｆ１が脱落すると、脱落した繊維質または異物Ｆ１を搬送空間部９７に収容することができ、所定時間Ｔｂの経過後に羽根車８２を正方向に回転させたとき、繊維質または異物Ｆ１が再び羽根車８２に噛み込まずに固体燃料Ｆの供給を再開することができる。
【００９１】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、搬送空間部９７に収容される固体燃料Ｆの量を搬送空間部９７の容積の３０％から８０％の間に設定している。従って、適量の固体燃料Ｆを効率良く供給することができると共に、噛み込みを発生した羽根車８２とシール面９８の隙間から脱落した繊維質または異物Ｆ１を搬送空間部９７に適正に収容することができる。
【００９２】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、制御装置６５は、検出器１１５が検出した電動モータ８３の電流値または電力値が予め設定された判定値に到達すると、羽根車８２を所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させている。従って、既存の検出器１１５の検出結果に基づいてロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みを迅速かつ的確に検出することができ、検出器１１５に関わるコストの増加を抑制することができる。
【００９３】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、羽根車８２を回転自在に支持するケーシング８１に点検口１２１を設けている。従って、羽根車８２を逆方向に回転させても異物Ｆ１の噛み込みが解消されないとき、ロータリバルブ６４の作動を停止した後、作業者は、点検口１２１を通して羽根車８２に噛み込んだ繊維質または異物Ｆ１を除去することができる。
【００９４】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、固体燃料供給管６３におけるロータリバルブ６４より固体燃料Ｆの供給方向の上流側に分解可能な上部連結部７６を設けている。従って、羽根車８２を逆方向に回転させても異物Ｆ１の噛み込みが解消されないとき、ロータリバルブ６４の作動を停止した後、作業者は、分解可能な上部連結部７６（例えば、スリーブジョイント）を分解して、ロータリバルブ６の供給口９２の部分を開放することで羽根車８２に噛み込んだ大きな繊維質または異物Ｆ１であっても除去することができる。
【００９５】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、検出器１１５の検出結果に拘わらず噛み込み信号を制御装置６５の出力する噛み込み模擬スイッチ１２３を設けている。従って、作業者は、噛み込み模擬スイッチ１２３により、検出器１１５が噛み込みを検出しない状態であっても、繊維質または異物Ｆ１の軽微な噛み込みが解消される。また、検出器１１５の検出結果に拘わらず噛み込み信号を模擬入力して、羽根車８２を所定時間にわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させる一連の動作と制御を模擬確認することができ、事前に羽根車８２の試運転を行うことで、事前にロータリバルブ６４の作動故障などを発見することができる。
【００９６】
第１実施形態の固体燃料供給装置では、ロータリバルブ６４の正方向回転スイッチ１１３と、ロータリバルブ６４の逆方向回転スイッチ１１４、検出器１１５の表示盤１１６をロータリバルブ６４の近傍に配置している。従って、例えば大きな繊維質または異物Ｆ１が噛み込み、点検口１２１又は上部連結部７６を外して作業する際に、羽根車８２を正、逆いずれかの方向に回す際にも作業者は、表示盤１１６を見ながら正方向回転スイッチ１１３と逆方向回転スイッチ１１４を容易に操作することができる。
【００９７】
また、第１実施形態の固体燃料供給方法にあっては、羽根車８２を回転して固体燃料供給管６３により固体燃料Ｆを供給する工程と、ロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みを検出すると羽根車８２を予め設定された所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させる工程と、所定時間Ｔｂの経過後に羽根車８２を正方向に回転させる工程とを有する。従って、ロータリバルブ６４の全作動停止を抑制して固体燃料Ｆの供給を確保することができる。
【００９８】
また、第１実施形態の粉砕機は、固体燃料供給装置６０を備える。従って、固体燃料Ｆを継続してボイラ１０に供給することができる。
【００９９】
また、第１実施形態のボイラにあっては、固体燃料供給装置６０を備える。従って、固体燃料供給装置６０が固体燃料Ｆのボイラ１０への供給を維持して継続することができ、ボイラ１０の安定した運転を継続することができる。
【０１００】
［第２実施形態］
図９は、第２実施形態の固体燃料供給装置の作動を表すフローチャート、図１０は、固体燃料供給装置の作動を表すタイムチャートである。なお、第２実施形態の固体燃料供給装置の基本的な構成は、上述した第１実施形態の固体燃料供給装置６０と同様であり、図２および図３を用いて説明し、上述した第１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２実施形態の固体燃料供給装置６０にて、図９および図１０に示すように、制御装置６５は、羽根車８２を逆方向に回転させる回数が予め設定された所定逆転回数を超えると、羽根車８２の回転を停止する。制御装置６５は、検出器１１５が噛み込みを検出したとき、羽根車８２を所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させた後に正方向に回転させるが、この寸動回転動作によりロータリバルブ６４での噛み込みが解消されないとき、羽根車８２の逆転および正転の寸動回転動作を繰り返し行う。このとき、制御装置６５は、予め設定された所定時間内に、羽根車８２の寸動回転動作が所定逆転回数（例えば、３回）を超えると、羽根車８２の回転を停止する。即ち、羽根車８２の寸動回転動作を繰り返し行っても、噛み込みが解消されないと、羽根車８２の回転を停止し、作業者が手動により羽根車８２に噛み込んだ繊維質または異物Ｆ１を除去する。
【０１０２】
また、制御装置６５は、羽根車８２を所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させるとき、所定時間Ｔｂの間に検出器１１５が噛み込みを検出すると、羽根車８２の回転を停止する。制御装置６５は、検出器１１５が噛み込みを検出したとき、羽根車８２を所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させるが、この逆回転動作により再び羽根車８２に繊維質または異物が噛み込んだら、羽根車８２の回転を停止する。即ち、羽根車８２の逆回転動作を行っても、噛み込みが解消されないと、羽根車８２の回転を停止し、作業者が手動により羽根車８２に噛み込んだ繊維質または異物Ｆ１を除去する。
【０１０３】
具体的に説明すると、図９に示すように、ステップＳ２１にて、制御装置６５は、ロータリバルブ６４を起動し、ステップＳ２２にて、電動モータ８３により羽根車８２を正方向に回転させる。すると、燃料供給機６２から搬送されて供給口９２からケーシング８１内に供給された固体燃料Ｆは、所定の回転速度で回転する羽根車８２の搬送空間部９７に収容され、羽根車８２の回転により下方側へ搬送されて排出口９３から排出される。
【０１０４】
ステップＳ２３にて、羽根車８２の正方向の回転継続時間（正転時間）が予め設定された所定時間Ｔａ（例えば、１０秒）を超えたかどうかを判定する。ここで、羽根車８２の正転時間が所定時間Ｔａを超えていないと判定Ｎｏ）されると、ステップＳ２４にて、制御装置６５は、検出器１１５から入力された電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値（定格電流値（または定格電力値））に到達したかどうかを判定する。ここで、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値より低いと判定（Ｎｏ）されると、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【０１０５】
一方、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値以上であると判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２５にて、制御装置６５は、羽根車８２を逆方向に回転させる回数（逆転回数）が予め設定された所定逆転回数（例えば、３回）を超えたかどうかを判定する。ここで、羽根車８２の逆転回数が所定逆転回数を超えていないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ２６にて、制御装置６５は、電動モータ８３により羽根車８２を逆方向に回転する。制御装置６５は、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値以上に上昇したときに、羽根車８２とケーシング８１との間に繊維質または異物Ｆ１が噛み込んだものと推定する。そして、このとき、電動モータ８３により羽根車８２を逆方向に回転すると、羽根車８２とケーシング８１との間に噛み込んでいた繊維質または異物Ｆ１が脱落し、羽根車８２の搬送空間部９７内に落下して収容される。
【０１０６】
ステップＳ２７にて、制御装置６５は、検出器１１５から入力された電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値（定格電流値（または定格電力値））に到達したかどうかを判定する。ここで、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値より低いと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ２８にて、制御装置６５は、羽根車８２が逆方向に回転してから所定時間Ｔｂが経過したかどうかを判定する。ここで、羽根車８２が逆方向に回転してから所定時間Ｔｂが経過していないと判定（Ｎｏ）されると、ステップＳ２６に戻る。一方、羽根車８２が逆方向に回転してから所定時間Ｔｂが経過したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２９にて、羽根車８２の逆転回数を１つ加算する。そして、ステップＳ３０にて、制御装置６５は、電動モータ８３により羽根車８２を正方向に回転する。すると、羽根車８２とケーシング８１との間に噛み込んでいた異物Ｆ１は、羽根車８２の搬送空間部９７内に収容されていることから、羽根車８２とケーシング８１との間に繊維質または異物Ｆ１を噛み込みを解消して、羽根車８２は、正方向に回転することができ、固体燃料Ｆの供給を再開することができる。
【０１０７】
一方、ステップＳ２３にて、羽根車８２の正方向の回転継続時間（正転時間）が所定時間Ｔａ（例えば、１０秒）を超えたと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ２９にて加算した羽根車８２の逆転回数をリセットする。しかし、ステップＳ２５にて、羽根車８２の逆転回数が所定逆転回数（例えば、３回）を超えたと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３２にて、羽根車８２の回転を停止する。また、ステップＳ２７にて、羽根車８２を逆方向に回転しているとき、電動モータ８３の電流値（または電力値）が判定値（定格電流値（または定格電力値））に到達したと判定（Ｙｅｓ）されると、ステップＳ３２にて、羽根車８２の回転を停止する。
【０１０８】
ここで、上述した固体燃料供給装置の作動をタイムチャートにより説明する。図１０に示すように、時間ｔ０にて、ロータリバルブ６４が起動し、電動モータ８３により羽根車８２を正方向に回転すると、電動モータ８３の電流値が上昇する。時間ｔ１にて、電動モータ８３の電流値が起動電流値まで上昇した後、定常運転電流値まで下降する。その後、ロータリバルブ６４は、正常に作動し、固体燃料Ｆを粉砕機３１へ供給する。
【０１０９】
時間ｔ２にて、羽根車８２とケーシング８１との間に繊維質または異物Ｆ１が噛み込むことで、電動モータ８３の電流値が上昇し、時間ｔ３にて、電動モータ８３の電流値が判定値（定格電流値）に到達する。そして、電動モータ８３の電流値が判定値（定格電流値）に到達してから所定時間（例えば、０．５秒から１．０秒として瞬時でないことを確認する）経過した時間ｔ４にて、電動モータ８３により羽根車８２を逆方向に回転する。なお、時間ｔ０から時間ｔ４までの期間Ｔ１は、羽根車８２の正方向回転である。
【０１１０】
時間ｔ４にて、電動モータ８３により羽根車８２が逆方向に回転すると、電動モータ８３の電流値が上昇する。時間ｔ５にて、電動モータ８３の電流値が起動電流値まで上昇した後、定常運転電流値まで下降する。羽根車８２が時間ｔ４にて逆方向に回転してから（正方向の回転を停止してから）所定時間Ｔｂが経過した時間ｔ６にて、電動モータ８３により羽根車８２を正方向に回転する。時間ｔ６にて、電動モータ８３により羽根車８２が逆方向に回転すると、電動モータ８３の電流値が上昇する。時間ｔ７にて、電動モータ８３の電流値が起動電流値まで上昇した後、定常運転電流値まで下降する。その後、ロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みが解消されると、ロータリバルブ６４は、正常に作動し、固体燃料Ｆを粉砕機３１へ供給する。なお、時間ｔ４から時間ｔ６までの期間Ｔ２は、羽根車８２の逆方向回転であり所定時間Ｔｂと等しい、また、時間ｔ６以降の期間Ｔ３は、羽根車８２の正方向回転である。
【０１１１】
一方、時間ｔ４にて、電動モータ８３により羽根車８２が逆方向に回転し、電動モータ８３の電流値が上昇するとき、電動モータ８３の電流値が起動電流値で下降せずに判定値（定格電流値）に到達してしまうと、ロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みが解消されずに継続していることから、羽根車８２の回転を停止する。また、時間ｔ４にて、電動モータ８３により羽根車８２が逆方向に回転し、電動モータ８３の電流値が上昇し、電動モータ８３の電流値が起動電流値で下降した後に、再び上昇して判定値（定格電流値）に到達してしまうと、羽根車８２の逆方向の回転時に再び繊維質または異物Ｆ１が噛み込んだものであることから、羽根車８２の回転を停止する。
【０１１２】
さらに、所定時間内に、羽根車８２の逆転回数が所定逆転回数（例えば、３回）を超えると、羽根車８２の回転を停止する。
【０１１３】
このように第２実施形態の固体燃料供給装置では、制御装置６５は、羽根車８２を逆方向に回転させる回数が予め設定された所定逆転回数を超えると、羽根車８２の回転を停止する。従って、ロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みが解消しないとき、ロータリバルブ６４の作動を停止することで、ロータリバルブ６４の破損や故障などの発生を事前に抑制することができる。
【０１１４】
第２実施形態の固体燃料供給装置では、制御装置６５は、羽根車８２を所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させるとき、所定時間Ｔｂの間に検出器１１５が繊維質または異物Ｆ１の噛み込みを検出すると、羽根車８２の回転を停止する。従って、羽根車８２を所定時間Ｔｂにわたって逆方向に回転させても噛み込みが解消されないとき、ロータリバルブ６４自体の異常が考えられることから、このときにロータリバルブ６４の作動を停止することで、ロータリバルブの破損や故障などの発生を事前に抑制することができる。
【０１１５】
なお、上述した実施形態にて、ロータリバルブ６４での繊維質または異物Ｆ１の噛み込みを検出する検出器として、電動モータ８３の電流値または電力値を検出する検出器１１５を適用したが、この構成に限定されるものではない。例えば、ロータリバルブ６４での噛み込みを検出する検出器として、羽根車８２の回転数を検出する検出器、羽根車８２の負荷（トルク）を検出する検出器などであってもよい。また、ロータリバルブ６４での異物Ｆ１の噛み込みを検出する検出器として、カメラを適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  ボイラ
１１  火炉
１２  燃焼装置
１３  煙道
２１，２２，２３，２４，２５  燃焼バーナ
２６，２７，２８，２９，３０  微粉燃料供給管
３１，３２，３３，３４，３５  粉砕機（ミル）
６０  固体燃料供給装置
６１  バンカ
６２  燃料供給機
６３  固体燃料供給管
６４  ロータリバルブ
６５  制御装置
７１  ダウンスパウト部
７２  搬送部
７３  電動モータ
７４  上部燃料供給管
７５  下部燃料供給管
７６  上部連結部（連結部）
７７  下部連結部
８１  ケーシング
８２  羽根車
８３  電動モータ
９１  回転軸
９２  供給口
９３  排出口
９４  軸支持部
９５  羽根
９６  回転板
９７  搬送空間部
９８  シール面
１１０  制御盤
１１１  電源部
１１２  電源スイッチ
１１３  正方向回転スイッチ
１１４  逆方向回転スイッチ
１１５  検出器
１１６  表示盤
１２１  点検口
１２２  閉止蓋
１２３  噛み込み模擬スイッチ
Ｆ  固体燃料
Ｆ１  繊維質または異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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