(57)【要約】【課題】広い範囲のガス供給量において、簡易な構成で適切な流速のガスを吹き込むことができる焼却炉用ガス吹込装置を提供する。【解決手段】焼却炉２へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込装置１であって、一端が焼却炉２内に開口する吹込配管１１と、吹込配管１１に接続され、焼却炉２の状態に応じた供給量でガスを供給する供給配管１２と、吹込配管１１の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒１５と、制御棒１５の先端が吹込配管１１内の第一位置Ａ１にある第一姿勢と、先端が第一位置Ａ１よりも開口側の第二位置Ａ２にある第二姿勢との間で、制御棒１５を移動させる駆動手段１６と、供給配管１２を通流するガスの状態に応じて、駆動手段１６を制御する制御手段１８とを備える。【選択図】図１
2020046132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込装置であって、
一端が前記焼却炉内に開口する吹込配管と、
前記吹込配管に接続され、前記焼却炉の状態に応じた供給量でガスを供給する供給配管と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒と、
前記制御棒の先端が前記吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、前記先端が前記第一位置よりも前記開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、前記制御棒を移動させる駆動手段と、
前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記駆動手段を制御する制御手段と
を備える焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項２】
前記供給配管において、当該供給配管を通流する前記ガスの状態としてガス圧力及び／又はガス流量を検出する検出手段をさらに備える請求項１に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ガス圧力が第一圧力である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス圧力が前記第一圧力より小さい第二圧力である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御する請求項２に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ガス流量が第一流量である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス流量が前記第一流量より小さい第二流量である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御する請求項２に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項５】
前記供給配管は、前記第一位置と前記第二位置との間の位置で前記吹込配管に接続する請求項１〜４の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項６】
前記吹込配管は、少なくとも一部が前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項７】
前記制御棒は、前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有する請求項６に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記第一位置から前記第二位置までの間で、前記先端の位置を無段階に変更するように制御する請求項６又は７に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項９】
前記ガスは、空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、及び水蒸気からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜８の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項１０】
焼却炉内に開口する吹込配管から前記焼却炉内へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込方法であって、
前記焼却炉の状態に応じた供給量のガスを、前記吹込配管に接続された供給配管へ供給する供給工程と、
前記供給配管を通流するガスの状態を検出する検出工程と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒を、前記制御棒の先端が前記吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、前記先端が前記第一位置よりも前記開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて移動させる駆動工程と
を包含する焼却炉用ガス吹込方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込装置、及び焼却炉内に開口する吹込配管から焼却炉内へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみを炉内で移動させながら焼却するストーカ式焼却炉では、大きさや性状が一定ではないごみが炉内に順次投入されるが、このようなごみを安定して完全燃焼させるために、燃焼に必要な空気を一次燃焼用空気と二次燃焼用空気とに分けて炉内に供給している。一次燃焼用空気は、ごみの一次燃焼及び分解のためにストーカの下から吹き込まれ、ボイラ蒸発量や燃切点が一定となるように供給量が制御される。二次燃焼用空気は、一次燃焼により発生した未燃ガスや炭素粒子を完全燃焼させるために、炉内を混合・撹拌するように適切な流速で吹き込まれ、排ガス中の酸素濃度、排ガスの温度が一定となるように供給量が制御される。
【０００３】
二次燃焼用空気の吹込流速は、炉内に二次燃焼用空気を吹き込む吹込配管の断面積に応じて定まり、通常、吹込配管の断面積は、二次燃焼用空気の最大供給量を考慮して設計される。しかし、炉内に投入されるごみの量や性状が一定ではなく、それに応じて必要となる二次燃焼用空気の供給量も変動するため、ごみの量や性状によっては必要となる二次燃焼用空気の供給量が少なくなり、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な二次燃焼用空気の吹込流速が得られない場合がある。
【０００４】
過剰な量の二次燃焼用空気を供給することで、炉内の混合・撹拌を良好に保つことは可能であるが、このような場合、排ガス中の酸素濃度が上昇し、排ガスの温度が低下することになる。近年では、燃焼炉後流のボイラ設備での熱回収効率の向上、排ガス処理設備の大型化の抑制、及び二次燃焼用空気の送風機での消費電力の削減のために、二次燃焼用空気の供給量が必要最小限となるように、排ガス中の酸素濃度を低く設定することが多く、炉内の混合・撹拌を良好に保つために、過剰な量の二次燃焼用空気を供給することは好ましくない。そこで、二次燃焼用空気の供給量が少ない場合にも、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な吹込流速を得るための方法が検討されている。
【０００５】
例えば、炉内に二次燃焼用空気を吹き込む吹込配管を複数設け、二次燃焼用空気量に応じて、使用する吹込配管の数を変更することで、二次燃焼用空気が通流する流路の断面積を可変とするようにした装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の装置によれば、二次燃焼用空気の供給量が少ない場合に、使用する吹込配管の数を減らすことで、二次燃焼用空気の吹込流速の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１８２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の装置は、使用する吹込配管の数を変更するために、複数の吹込配管への分岐、及び吹込配管毎の流量調整ダンパが必要であり、設備が複雑化、大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、広い範囲のガス供給量において、簡易な構成及び工程で適切な流速のガスを吹き込むことができる焼却炉用ガス吹込装置、及び焼却炉用ガス吹込方法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】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置の特徴構成は、
焼却炉へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込装置であって、
一端が前記焼却炉内に開口する吹込配管と、
前記吹込配管に接続され、前記焼却炉の状態に応じた供給量でガスを供給する供給配管と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒と、
前記制御棒の先端が前記吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、前記先端が前記第一位置よりも前記開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、前記制御棒を移動させる駆動手段と、
前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記駆動手段を制御する制御手段と
を備えることにある。
【００１０】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、供給配管を通流するガスの状態に応じて、駆動手段が、制御棒の先端が吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、制御棒の先端が第一位置よりも開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、制御棒を移動させることで、吹込配管においてガスが通流する断面積（以下、「風路断面積」と称する。）を変化させることができる。このように、一本の制御棒の移動だけで吹込配管における風路断面積を変化させることができるため、簡易な構成で、広い範囲のガス供給量において適切な流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００１１】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記供給配管において、当該供給配管を通流する前記ガスの状態としてガス圧力及び／又はガス流量を検出する検出手段をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、供給配管を通流するガスのガス圧力及び／又はガス流量に応じて、制御棒を移動させて吹込配管における風路断面積を変化させることが可能となるため、広い範囲のガス圧力及び／又はガス流量において、適切な流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００１３】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記制御手段は、前記ガス圧力が第一圧力である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス圧力が前記第一圧力より小さい第二圧力である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御することが好ましい。
【００１４】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、ガス圧力が第一圧力である場合に制御棒を第一姿勢とすることで吹込配管における風路断面積を大きくし、ガス圧力が第一圧力より小さい第二圧力である場合に制御棒を第二姿勢とすることで吹込配管における風路断面積を小さくすることができるため、ガス圧力が小さい場合及び大きい場合の何れにおいても、適切な流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００１５】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記制御手段は、前記ガス流量が第一流量である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス流量が前記第一流量より小さい第二流量である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御することが好ましい。
【００１６】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、ガス流量が第一流量である場合に制御棒を第一姿勢とすることで吹込配管における風路断面積を大きくし、ガス流量が第一流量より小さい第二流量である場合に制御棒を第二姿勢とすることで吹込配管における風路断面積を小さくすることができるため、ガス流量が小さい場合及び大きい場合の何れにおいても、適切な流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００１７】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記供給配管は、前記第一位置と前記第二位置との間の位置で前記吹込配管に接続することが好ましい。
【００１８】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、供給配管が第一位置と第二位置との間の位置で吹込配管に接続する場合、制御棒が第一位置で第一姿勢にあるとき、供給配管が接続する位置から開口までの区間における風路断面積が吹込配管の断面積となる。そのため、吹込配管の断面積を、ガスの最大供給量に合わせて容易に設計することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記吹込配管は、少なくとも一部が前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有することが好ましい。
【００２０】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、吹込配管の少なくとも一部が開口側に向けて縮径するテーパー構造を有するため、制御棒が第一姿勢にある場合と、第二姿勢にある場合とで、吹込配管における風路断面積を大きく変化させることができる。また、吹込配管がテーパー構造であるため、制御棒を一方向に移動させれば、吹込配管における風路断面積を連続的に増加又は減少させることができる。そのため、より広い範囲のガス供給量において適切な流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００２１】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記制御棒は、前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有することが好ましい。
【００２２】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、制御棒が開口側に向けて縮径するテーパー構造を有するため、制御棒の姿勢を第一姿勢と第二姿勢との間で切り替える過程において、吹込配管における風路断面積を連続的に変化させることが可能となる。
【００２３】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記制御手段は、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記第一位置から前記第二位置までの間で、前記先端の位置を無段階に変更するように制御することが好ましい。
【００２４】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、供給配管を通流するガスの状態に応じて、吹込配管における風路断面積を連続的に変化させることができる。そのため、広い範囲のガス供給量において一定の流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００２５】
本発明に係る焼却炉用ガス吹込装置において、
前記ガスは、空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、及び水蒸気からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００２６】
本構成の焼却炉用ガス吹込装置によれば、焼却炉において、空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、水蒸気、又はこれらうち２種以上を混合したガスを、適切な流速で炉内を吹き込むことが可能となる。
【００２７】
上記課題を解決するための本発明に係る焼却炉用ガス吹込方法の特徴構成は、
焼却炉内に開口する吹込配管から前記焼却炉内へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込方法であって、
前記焼却炉の状態に応じた供給量のガスを、前記吹込配管に接続された供給配管へ供給する供給工程と、
前記供給配管を通流するガスの状態を検出する検出工程と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒を、前記制御棒の先端が前記吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、前記先端が前記第一位置よりも前記開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて移動させる駆動工程と
を包含することにある。
【００２８】
本構成の焼却炉用ガス吹込方法によれば、供給配管を通流するガスの状態に応じて、制御棒の先端が吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、制御棒の先端が第一位置よりも開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、制御棒を移動させることで、吹込配管における風路断面積を変化させることができる。このように、一本の制御棒の移動だけで吹込配管における風路断面積を変化させることができるため、簡易な工程で、広い範囲のガス供給量において適切な流速で炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置の説明図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置におけるガスの吹込み状態の制御パターンを説明するグラフである。
【図３】図３は、本発明の第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置の構成図である。
【図４】図４は、本発明の第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置におけるガスの吹込み状態の制御パターンを説明するグラフである。
【図５】図５は、本発明に係る焼却炉用ガス吹込方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の焼却炉用ガス吹込装置、及び焼却炉用ガス吹込方法について説明する。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を意図しない。
【００３１】
＜焼却炉用ガス吹込装置＞
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１の構成図である。焼却炉用ガス吹込装置１は、焼却炉２の炉内へ二次燃焼用空気を吹き込むために用いられ、図１（ａ）に示すように、吹込配管１１、供給配管１２、制御棒１５、駆動手段１６、及び制御手段１８を備える。
【００３２】
吹込配管１１は、一端が焼却炉２内に開口し、他端が封止部材１１ａにより封止された円筒状の部材であり、開口から二次燃焼用空気を炉内に吹き込むためのノズルとなる。吹込配管１１の断面積は、二次燃焼用空気の最大供給量において、焼却炉２の炉内を混合・撹拌するのに適正な流速が得られるように設計される。なお、図１（ａ）では、吹込配管１１を一本のみ図示しているが、通常は複数本の吹込配管１１を設ける。
【００３３】
供給配管１２は、送風機（不図示）からヘッダ１２ｂに二次燃焼用空気を供給する主管１２ａと、複数本の吹込配管１１を設ける場合に各吹込配管１１へ流路を分岐させるヘッダ１２ｂと、ヘッダ１２ｂから分岐して吹込配管１１に接続する接続管１２ｃとを有する。主管１２ａには、流量調整ダンパ１３が設けられている。この流量調整ダンパ１３が自動燃焼制御装置（ＡＣＣ）１４によって焼却炉２の状態に応じて制御されることで、排ガス中の酸素濃度、又は排ガスの温度が一定となるように、二次燃焼用空気の供給量が調節される。なお、二次燃焼用空気の供給量の調節は、流量調整ダンパ１３によるものに限らず、例えば、自動燃焼制御装置１４によって送風機の回転数を制御することにより実施することも可能である。ヘッダ１２ｂには、通流する二次燃焼用空気の圧力（以下、「ガス圧力」と称する。）を検出する検出手段１７が設けられている。
【００３４】
制御棒１５は、封止部材１１ａに設けられた貫通孔を介して、吹込配管１１に内挿された円柱状の部材である。制御棒１５の周面には螺旋溝が設けられており、この螺旋溝が封止部材１１ａの貫通孔に設けられた螺子山と螺合している。これにより、制御棒１５は、軸回りに回転することで、封止部材１１ａとの間で気密状態を維持したまま、吹込配管１１の管軸方向に複動可能に構成されている。
【００３５】
駆動手段１６は、制御棒１５を軸回りに回転させるモータ等により構成され、制御棒１５の先端が吹込配管１１に供給配管１２が接続する位置より奥側の第一位置Ａ１にある第一姿勢と、制御棒１５の先端が吹込配管１１の開口と面一な第二位置Ａ２にある第二姿勢との間で、制御棒１５を移動させる。制御棒１５の先端が第一位置Ａ１にあるとき、符号Ｓで示す開口部において、風路断面積は、図１（ｂ）に示すように、吹込配管１１の断面積と一致する。一方、制御棒１５の先端が第二位置Ａ２にあるとき、符号Ｓで示す開口部において、風路断面積は、図１（ｃ）に示すように、吹込配管１１の断面積から制御棒１５の断面積を除いたものとなる。
【００３６】
制御手段１８は、検出手段１７により検出されたヘッダ１２ｂでのガス圧力に応じて、制御棒１５が第一姿勢、及び第二姿勢の何れかとなるように駆動手段１６を制御する。
【００３７】
図２は、本発明の第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置におけるガスの吹込み状態の制御パターンを説明するグラフである。図２（ａ）は、ガス圧力と、吹込配管１１から焼却炉２の炉内へ吹き込む二次燃焼用空気の流速との関係を示すグラフである。図２（ａ）において、Ｌｐ１は、制御棒１５の先端を第二位置Ａ２に固定した場合のガス圧力と吹込配管１１から焼却炉２の炉内へ吹き込む二次燃焼用空気の流速との関係を示し、Ｌｐ２は、制御棒１５の先端を第一位置Ａ１に固定した場合のガス圧力と吹込配管１１から焼却炉２の炉内へ吹き込む二次燃焼用空気の流速との関係を示している。Ｍｐは、焼却炉用ガス吹込装置１において制御手段１８による制御を実施した場合のガス圧力と吹込配管１１から焼却炉２の炉内へ吹き込む二次燃焼用空気の流速との関係を示す。
【００３８】
制御棒１５の先端が第二位置Ａ２に固定されている場合、吹込配管１１における風路断面積が小さくなるため、二次燃焼用空気の流速は、Ｌｐ１に示されるように、ガス圧力の増大に伴って急速に増大する。そのため、二次燃焼用空気の流速は、ガス圧力が比較的小さいＰ１まで増大するだけで、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な流速の最小値Ｖｍｉｎに速やかに達し、ガス圧力がＰ１からＰ２までの間は、適正範囲Ｒｖ１内の流速となる。しかし、ガス圧力がＰ２より大きくなると、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な流速の最大値Ｖｍａｘよりも大きくなる。
【００３９】
これに対して、制御棒１５の先端が第一位置Ａ１に固定されている場合、吹込配管１１における風路断面積が大きくなるため、二次燃焼用空気の流速は、Ｌｐ２に示されるように、比較的緩やかに増大する。そのため、二次燃焼用空気の流速は、ガス圧力がＰ１より大きいＰ２に増大するまで、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な流速の最小値Ｖｍｉｎに達しないが、ガス圧力がさらに大きいＰ３に増大するまでは、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な流速の最大値Ｖｍａｘを超えることがなく、適正範囲Ｒｖ１内の流速となる。
【００４０】
制御手段１８による制御では、ガス圧力がＰ２より小さい場合に制御棒１５の先端が第二位置Ａ２にある第二姿勢となり、ガス圧力がＰ２以上である場合に制御棒１５の先端が第一位置Ａ１にある第一姿勢となるように、駆動手段１６を制御する。この結果、ガス圧力がＰ１からＰ２までの間は吹込配管１１における風路断面積が小さくなり、ガス圧力がＰ２からＰ３までの間は吹込配管１１における風路断面積が大きくなることで、二次燃焼用空気の流速は、Ｍｐに示されるように、ガス圧力がＰ１からＰ３までの間、適正範囲Ｒｖ１内の流速となる。
【００４１】
なお、制御手段１８による駆動手段１６の制御は、ガス圧力に限らず、供給配管１２を通流する二次燃焼用空気の状態に応じたものであればよい。例えば、制御手段１８は、供給配管１２を通流する二次燃焼用空気の流量（以下、「ガス流量」と称する。）に応じて駆動手段１６を制御してもよい。ガス流量は、例えば、流量調整ダンパ１３の開度に基づいて、検出手段１７により検出することができる。
【００４２】
図２（ｂ）は、ガス流量と、吹込配管１１から焼却炉２の炉内へ吹き込む二次燃焼用空気の流速との関係を示すグラフである。図２（ｂ）において、Ｌｆ１は、制御棒１５の先端を第二位置Ａ２に固定した場合のガス流量と二次燃焼用空気の流速との関係を示し、Ｌｆ２は、制御棒１５の先端を第一位置Ａ１に固定した場合のガス流量と二次燃焼用空気の流速との関係を示している。Ｍｆは、制御手段１８がガス流量に応じた制御を実施する場合のガス流量と二次燃焼用空気の流速との関係を示す。ガス流量に応じた制御では、ガス流量がＦ２より小さい場合に制御棒１５の先端が第二位置Ａ２にある第二姿勢となり、ガス流量がＦ２以上である場合に制御棒１５の先端が第一位置Ａ１にある第一姿勢となるように、駆動手段１６を制御する。この結果、ガス流量がＦ１からＦ２までの間は吹込配管１１における風路断面積が小さくなり、ガス流量がＦ２からＦ３までの間は吹込配管１１における風路断面積が大きくなることで、二次燃焼用空気の流速は、Ｍｆに示されるように、ガス流量がＦ１からＦ３までの間、適正範囲Ｒｖ２内の流速となる。
【００４３】
以上のように、本発明の第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１によれば、一本の制御棒１５の移動だけで吹込配管１１における風路断面積を変化させることができるため、簡易な構成で、広い範囲のガス供給量において適切な流速で焼却炉２の炉内にガスを吹き込むことが可能となる。
【００４４】
［第二実施形態］
図３は、本発明の第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１の構成図である。図３に示す焼却炉用ガス吹込装置１では、吹込配管１１に開口側へ向けて縮径するテーパー構造１１ｂを設け、制御棒１５に開口側へ向けて縮径するテーパー構造１５ｂを設けている。このようなテーパー構造１１ｂ、１５ｂを設けたことにより、制御棒１５の先端が第一位置Ａ１にある第一姿勢の場合と、制御棒１５の先端が第二位置Ａ２にある第二姿勢の場合とで、吹込配管１１における風路断面積を大きく変化させることができる。また、吹込配管１１がテーパー構造１１ｂを有するため、制御棒１５の姿勢を第一姿勢と第二姿勢との間で切り替える過程において、制御棒１５を一方向に移動させれば、テーパー構造１１ｂの開口側の端部の位置Ｓにおける風路断面積を連続的に増加又は減少させることができる。そのため、より広い範囲の二次燃焼用空気の供給量において適切な流速で焼却炉２の炉内にガスを吹き込むことが可能となる。なお、その他の構成は、図１に示した第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１では、制御手段１８は、供給配管１２を通流する二次燃焼用空気の状態に応じて、第一位置Ａ１から第二位置Ａ２までの間で、制御棒１５の先端の位置が無段階に変更するように駆動手段１６を制御する。図４は、本発明の第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１におけるガスの吹込み状態の制御パターンを説明するグラフである。制御棒１５の先端の位置を、第一位置Ａ１から第二位置Ａ２まで無段階に変更すると、図４（ａ）に示すように、吹込配管１１に設けたテーパー構造１１ｂの開口側の端部の位置Ｓにおける風路断面積を、連続的に変化させることができる。そのため、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、ガス圧力がＰ２´になるまでは、制御棒１５の先端が第二位置Ａ２に留まるように制御し、ガス圧力がＰ２´からＰ３´までの間は、第二位置Ａ２から第一位置Ａ１まで無段階に制御棒１５の先端の位置を変更するように制御することで、ガス圧力がＰ２´からＰ３´までの間、一定の流速で炉内に二次燃焼用空気を吹き込むことが可能となる。
【００４６】
なお、第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１において説明した構成と同様に、第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１においても、制御手段１８は、ガス流量に応じて駆動手段１６を制御してもよい。ガス流量に応じて駆動手段１６を制御する場合、図４（ｄ）に示すように、ガス流量がＦ２´になるまでは、制御棒１５の先端が第二位置Ａ２に留まるように制御し、ガス流量がＦ２´からＦ３´までの間は、第二位置Ａ２から第一位置Ａ１まで無段階に制御棒１５の先端の位置を変更するように制御することで、ガス流量がＦ２´からＦ３´までの間、一定の流速で炉内に二次燃焼用空気を吹き込むことが可能となる。
【００４７】
＜焼却炉用ガス吹込方法＞
図５は、本発明に係る焼却炉用ガス吹込方法のフローチャートである。このフローチャートは、上述の第一実施形態及び第二実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１の何れにも適用可能であるが、第一実施形態に係る焼却炉用ガス吹込装置１に適用した場合を例として説明する。焼却炉用ガス吹込方法では、供給工程（Ｓ１）、検出工程（Ｓ２）、及び駆動工程（Ｓ３〜Ｓ５）の各工程を順に実行する。
【００４８】
先ず、供給工程（Ｓ１）では、自動燃焼制御装置１４が流量調整ダンパ１３の開度を制御することで、排ガス中の酸素濃度、又は排ガスの温度が一定となる供給量の二次燃焼用空気を、供給配管１２へ供給する。
【００４９】
次に、検出工程（Ｓ２）では、ヘッダ１２ｂに設けられている検出手段１７が、ヘッダ１２ｂを通流する二次燃焼用空気のガス圧力を検出する。
【００５０】
駆動工程（Ｓ３〜Ｓ５）では、制御手段１８が、検出手段１７において検出したガス圧力がＰ２以上であるかを判定する。ここでＰ２は、図２（ａ）のＬｐ１に示すように、制御棒１５の先端が第二位置Ａ２に固定されている場合に、二次燃焼用空気の流速が、炉内の混合・撹拌を良好に保つために必要な流速の最大値Ｖｍａｘよりも大きくなるガス圧力である。ガス圧力がＰ２以上である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、制御手段１８は、制御棒１５の先端を第一位置Ａ１に移動させて、制御棒１５が第一姿勢となるように駆動手段１６を駆動させる（Ｓ４）。ガス圧力がＰ２より小さい場合（Ｓ３：Ｎｏ）、制御手段１８は、制御棒１５の先端を第二位置Ａ２に移動させて、制御棒１５が第二姿勢となるように駆動手段１６を駆動させる（Ｓ５）。
【００５１】
駆動工程（Ｓ３〜Ｓ５）の実行後、焼却炉用ガス吹込方法が終了する。このような焼却炉用ガス吹込方法は、焼却炉２におけるごみの焼却中に常時実施することが好ましい。
【００５２】
このように、本発明の焼却炉用ガス吹込方法を実施すれば、供給配管１２を通流する二次燃焼用空気のガス圧力に応じて、制御棒１５の先端が吹込配管１１内の第一位置Ａ１にある第一姿勢と、制御棒１５の先端が第一位置Ａ１よりも開口側の第二位置Ａ２にある第二姿勢との間で、制御棒１５を移動させることで、吹込配管１１における風路断面積を変化させることができる。このように、一本の制御棒１５の移動だけで吹込配管１１における風路断面積を変化させることができるため、簡易な工程で、広い範囲の二次燃焼用空気の供給量において適切な流速で炉内に二次燃焼用空気を吹き込むことが可能となる。
【００５３】
〔別実施形態〕
本発明の焼却炉用ガス吹込装置は、上記の第一実施形態及び第二実施形態で説明した構成を変更することも可能である。そのような変更例を別実施形態として説明する。
【００５４】
＜別実施形態１＞
上記の第一実施形態では、制御棒１５の先端が第一位置Ａ１にある第一姿勢と、制御棒１５の先端が第二位置Ａ２にある第二姿勢との何れかとなるように、制御棒１５を二段階に移動させる構成について説明したが、本発明の焼却炉用ガス吹込装置は、例えば、第一姿勢、第二姿勢、及び第一位置Ａ１と第二位置Ａ２との間の第三位置に制御棒１５の先端がある第三姿勢の何れかとなるように、制御棒を三段階に移動させるよう構成することも可能である。さらに、制御棒を四段階以上に、あるいは、制御棒を無段階に移動させるよう構成することも可能である。この場合、制御棒１５を二段階に移動させる場合と比較して、制御棒１５を移動させるときの二次燃焼用空気の流速の変動幅を抑えることができるため、炉内の混合・撹拌がより安定したものとなる。
【００５５】
＜別実施形態２＞
封止部材１１ａに貫通孔を設けることなく、制御棒１５の全体を吹込配管１１内に配するよう構成してもよい。例えば、制御棒１５、及び駆動手段１６の夫々に磁石を配して、駆動手段１６が吹込配管１１の外部から磁力により制御棒１５を吸引して移動させるように構成することができる。この場合、上記の第一実施形態及び第二実施形態と比較して、吹込配管１１の封止部材１１ａによる気密を、より確実なものとすることができる。
【００５６】
＜別実施形態３＞
上記の第一実施形態及び第二実施形態では、焼却炉用ガス吹込装置１が焼却炉２の炉内に二次燃焼用空気を吹き込む構成について説明したが、本発明の焼却炉用ガス吹込装置が、炉内に吹き込むガスは、二次燃焼用空気に限定されない。本発明の焼却炉用ガス吹込装置は、例えば、焼却炉において、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、又は水蒸気を炉内に吹き込むよう構成することも可能である。さらに、空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、及び水蒸気のうちの２種以上を混合したガスを炉内に吹き込むよう構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の焼却炉用ガス吹込装置、及び焼却炉用ガス吹込方法は、廃棄物焼却炉等の焼却炉において、炉内に二次燃焼用空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、及び水蒸気等を吹き込む用途に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１              焼却炉用ガス吹込装置
２              焼却炉
１１            吹込配管
１１ｂ          テーパー構造
１２            供給配管
１５            制御棒
１５ｂ          テーパー構造
１６            駆動手段
１７            検出手段
１８            制御手段
Ａ１            第一位置
Ａ２            第二位置
【図１】
2020046132.tif 000003
【図２】
2020046132.tif 000004
【図３】
2020046132.tif 000005
【図４】
2020046132.tif 000006
【図５】
2020046132.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月30日(2019.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込装置であって、
一端が前記焼却炉内に開口する吹込配管と、
前記吹込配管に接続され、前記焼却炉の状態に応じた供給量でガスを供給する供給配管と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒と、
前記制御棒の先端が前記吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、前記先端が前記第一位置よりも前記開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、前記制御棒を移動させる駆動手段と、
前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
前記供給配管は、前記第一位置と前記第二位置との間の位置で前記吹込配管に接続する焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項２】
前記供給配管において、当該供給配管を通流する前記ガスの状態としてガス圧力及び／又はガス流量を検出する検出手段をさらに備える請求項１に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ガス圧力が第一圧力である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス圧力が前記第一圧力より小さい第二圧力である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御する請求項２に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ガス流量が第一流量である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス流量が前記第一流量より小さい第二流量である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御する請求項２に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項５】
前記吹込配管は、少なくとも一部が前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有する請求項１〜４の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項６】
前記制御棒は、前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有する請求項５に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記第一位置から前記第二位置までの間で、前記先端の位置を無段階に変更するように制御する請求項５又は６に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項８】
前記ガスは、空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、及び水蒸気からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜７の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項９】
焼却炉内に開口する吹込配管から前記焼却炉内へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込方法であって、
前記焼却炉の状態に応じた供給量のガスを、前記吹込配管に接続された供給配管へ供給する供給工程と、
前記供給配管を通流するガスの状態を検出する検出工程と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒を、前記吹込配管に前記供給配管が接続する位置より奥側の第一位置に前記制御棒の先端がある第一姿勢と、前記吹込配管に前記供給配管が接続する位置よりも前記開口側の第二位置に前記制御棒の先端がある第二姿勢との間で、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて移動させる駆動工程とを包含する焼却炉用ガス吹込方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月8日(2019.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込装置であって、
一端が前記焼却炉内に開口する吹込配管と、
前記吹込配管に接続され、前記焼却炉の状態に応じた供給量でガスを供給する供給配管と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒と、
前記制御棒の先端が前記吹込配管内の第一位置にある第一姿勢と、前記先端が前記第一位置よりも前記開口側の第二位置にある第二姿勢との間で、前記制御棒を移動させる駆動手段と、
前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
前記供給配管は、前記第一位置と前記第二位置との間の位置で前記吹込配管に接続し、
前記供給配管において、当該供給配管を通流する前記ガスの状態としてガス圧力及び／又はガス流量を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記供給配管を通流するガスのガス圧力又はガス流量に対し、前記吹込配管から前記焼却炉の炉内へ吹き込むガスの流速が、所定範囲となる、又は所定値で一定となる、前記制御棒の先端位置の制御パターンと、前記検出手段によって検出されるガス圧力又はガス流量とに基づいて、前記吹込配管から前記焼却炉の炉内へ吹き込むガスの流速が、前記所定範囲となるように、又は前記所定値で一定となるように、前記制御棒を前記第一位置と前記第二位置との間で移動させるよう前記駆動手段を制御する焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ガス圧力が第一圧力である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス圧力が前記第一圧力より小さい第二圧力である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御する請求項１に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ガス流量が第一流量である場合に前記制御棒を前記第一姿勢となし、前記ガス流量が前記第一流量より小さい第二流量である場合に前記制御棒を前記第二姿勢となすように制御する請求項１に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項４】
前記吹込配管は、少なくとも一部が前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項５】
前記制御棒は、前記開口側に向けて縮径するテーパー構造を有する請求項４に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて、前記第一位置から前記第二位置までの間で、前記先端の位置を無段階に変更するように制御する請求項４又は５に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項７】
前記ガスは、空気、燃焼排ガス、炉内燃焼ガス、及び水蒸気からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜６の何れか一項に記載の焼却炉用ガス吹込装置。
【請求項８】
焼却炉内に開口する吹込配管から前記焼却炉内へガスを吹き込む焼却炉用ガス吹込方法であって、
前記焼却炉の状態に応じた供給量のガスを、前記吹込配管に接続された供給配管へ供給する供給工程と、
前記供給配管を通流するガスのガス圧力又はガス流量を検出する検出工程と、
前記吹込配管の管軸方向に複動可能に内挿された制御棒を、前記吹込配管に前記供給配管が接続する位置より奥側の第一位置に前記制御棒の先端がある第一姿勢と、前記吹込配管に前記供給配管が接続する位置よりも前記開口側の第二位置に前記制御棒の先端がある第二姿勢との間で、前記供給配管を通流するガスの状態に応じて移動させる駆動工程と、を包含し、
前記駆動工程では、前記供給配管を通流するガスのガス圧力又はガス流量に対し、前記吹込配管から前記焼却炉の炉内へ吹き込むガスの流速が、所定範囲となる、又は所定値で一定となる、前記制御棒の先端位置の制御パターンと、前記検出工程によって検出されるガス圧力又はガス流量とに基づいて、前記吹込配管から前記焼却炉の炉内へ吹き込むガスの流速が、前記所定範囲となるように、又は前記所定値で一定となるように、前記制御棒を前記第一位置と前記第二位置との間で移動させる焼却炉用ガス吹込方法。