(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に収容した流動媒体と共に被処理物を燃焼処理するライザー部と、
前記ライザー部と連通して設けられ、前記ライザー部から発生する燃焼ガスに混入している前記流動媒体を捕集するサイクロン部と、
前記サイクロン部と前記ライザー部との間を連通し、前記サイクロン部で捕集された流動媒体の前記ライザー部への流通を制御するバルブ部を設けた媒体循環部と、
を備える循環流動炉であって、
前記バルブ部は、前記サイクロン部から流出する流動媒体を流下可能に起立され、底部の側面に流出口が開口形成され、その内部に流動媒体を貯留しつつその流出口から流出することを可能とされた貯留管と、
この貯留管の流出口と前記ライザー部の下部に開口形成された戻り口との間を、当該流出口から流出する前記流動媒体を流下しない横向きで連結する連結管と、
を有し、
前記連結管は、前記流出口から流出する流動媒体がつくるはずの安息角斜面の水平成分よりも短い長さ寸法であって、前記流出口から流出する流動媒体が自重によって前記ライザー部内へ順次流れ落ち、かつ、前記サイクロン部から順次供給されて前記貯留管内に貯留する流動媒体が常時一定量になるような長さ寸法に設定されていることを特徴とする循環流動炉。
【請求項２】
請求項１記載の循環流動炉において、
前記貯留管は、鉛直方向を基準として、０°〜２５°の角度で起立していることを特徴とする循環流動炉。
【請求項３】
請求項２記載の循環流動炉において、
前記連結管は、水平方向を基準として、０°〜２５°の角度で横向きに配置されることを特徴とする循環流動炉。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の循環流動炉において、
前記安息角は、４０°〜５０°の範囲に設定されることを特徴とする循環流動炉。
【請求項５】
請求項４記載の流動循環路において、
前記連結管は、内径よりも通路長さが短いことを特徴とする循環流動炉。
【請求項６】
請求項５記載の流動循環路において、
前記連結管の通路長さは、内径の０．４倍〜０．８倍の長さであることを特徴とする循環流動炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥等の被処理物を流動媒体と共に燃焼処理する循環流動炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下水汚泥や産業廃棄物、都市ごみ等を燃焼処理する設備の一つとして、循環流動炉が用いられている。一般的に、循環流動炉は、被処理物をけい砂等の流動媒体と共に燃焼処理する円筒状のライザー部と、ライザー部の上部と連通するサイクロン部と、サイクロン部で捕集される流動媒体をライザー部へと戻す媒体循環部とが備える。
【０００３】
媒体循環部は、サイクロン部で捕集した流動媒体をライザー部の下部へと戻すと共に、ライザー部の下部からサイクロン部へと流動媒体が逆流することを防止するためのものであり、通常、サイクロン部の下端部から連通するダウンカマー部と、流動媒体の流通を制御するバルブ部とを備えて構成される。例えば、特許文献１及び特許文献２には、ループシールを用いたニューマチックバルブを媒体循環部のバルブ部として設置した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３７４１０号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術の媒体循環部では、ループシール構造のニューマチックバルブをバルブ部に適用したことにより、サイクロン部からライザー部へと流動媒体を戻しつつ、ライザー部の下部からサイクロン部への流動媒体の逆流は防止することができる。
【０００６】
ところが、このようなループシール構造のバルブ部では、その内部で流動媒体を適切に流動させるために、経路内に空気（ループシール空気）を供給する必要がある。ループシール空気は、当該循環流動炉にとっては余剰空気であることから、炉内の空気比を上昇させ、低空気比運転を妨げて燃焼効率を低下させる要因となり、また、空気供給用のブロアの消費電力分、ランニングコストが増加することになる。しかも、ループシールは複雑な通路形状を有するため、その製造コストが高いという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を考慮してなされたものであり、簡素な構造であっても流動媒体の循環を制御可能なバルブ部を備える循環流動炉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】
【０００８】
本発明に係る循環流動炉は、内部に収容した流動媒体と共に被処理物を燃焼処理するライザー部と、前記ライザー部と連通して設けられ、前記ライザー部から発生する燃焼ガスに混入している前記流動媒体を捕集するサイクロン部と、前記サイクロン部と前記ライザー部との間を連通し、前記サイクロン部で捕集された流動媒体の前記ライザー部への流通を制御するバルブ部を設けた媒体循環部とを備える循環流動炉であって、前記バルブ部は、前記サイクロン部から流出する流動媒体を流下可能に起立され、底部の側面に開口形成された流出口での流動媒体の安息角により、その内部に前記流動媒体を貯留可能であると共に前記流出口から流出可能な貯留管と、前記貯留管の流出口と前記ライザー部の下部に開口形成された戻り口との間を、前記流動媒体が流下しない横向きで連結すると共に、その通路長さが、前記流出口での流動媒体の安息角の延長線よりも短く設定された連結管とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、貯留管の流出口とライザー部の戻り口との間を横向きで連結する連結管の通路長さを流動媒体の安息角の延長線よりも短く設定したことにより、すなわち、連結管の通路長さを前記延長線の通路方向の長さ成分よりも短く設定したことにより、流動媒体の安息角を利用して、該流動媒体をその自重によって流出口から連結管内を経てライザー部内へと流し落とすことができる。このため、バルブ部は、貯留管と連結管とを連結しただけの簡素な構造でよく、従来のループシール構造のバルブ部と比べて、製造コストを抑えることができる。また、ループシール空気が不要となることから低空気比運転が可能となって燃焼効率を向上させることができると共に、ループシール空気供給用のブロアが不要となるため、その電力に要するランニングコストも抑えることができる。しかも、連結管が横向きとなっているため、貯留管に流動媒体が溜まり易くなっており、流動媒体の逆流に対するシール性も向上する。なお、連結管において、流動媒体が流下しない横向きとは、当該連結管内に単に流動媒体を流入させたのみでは該流動媒体がその自重によっては円滑に流れ出さないことを意味するものであり、この場合の連結管は、貯留管の流出口からの圧力によって連続的に供給される流動媒体を流通させることが可能であることは言うまでもない。
【００１０】
前記貯留管は、鉛直方向を基準として、０°〜２５°の角度で起立していると、流動媒体をその自重によって円滑に流下させることができると共に、内部で流動媒体を貯留することが容易となる。
【００１１】
前記連結管は、水平方向を基準として、０°〜２５°の角度で横向きに配置されると、戻り口からの流動媒体の逆流を防止しつつ、戻り口への流動媒体の循環量を容易に制御することができる。
【００１２】
前記貯留管の流出口を前記ライザー部の戻り口に直結し、該流出口と該戻り口との連結部を前記連結路として構成すると、バルブ部の構成を一層簡素化することができる。
【００１３】
前記安息角は、４５°が好ましいが、４０°〜５０°の範囲に設定されてもよい。この場合、前記連結管は、内径よりも通路長さが短く設定されるとよく、前記連結管の通路長さは、内径の０．４倍〜０．８倍の長さに設定されるとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯留管の流出口とライザー部の戻り口との間を横向きで連結する連結管の通路長さを流動媒体の安息角の延長線よりも短く設定することにより、流動媒体の安息角を利用して、該流動媒体をその自重によって流出口から連結管内を経てライザー部内へと流し落とすことができ、バルブ部を簡素な構成として製造コストを抑えることができる。また、ループシール空気の供給が不要となることから低空気比運転が可能になると共に、ループシール空気供給用のブロアが不要となり、その電力に要するランニングコストも抑えることができる。しかも、連結管を横向きに設置することにより、貯留管に流動媒体が溜まり易くなっており、流動媒体の逆流に対するシール性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る循環流動炉を備えた焼却システムの全体構成図である。
【図２】図２は、媒体循環部を構成するバルブ部及びその周辺部を拡大した断面図である。
【図３】図３は、バルブ部を構成する連結管の設計手法を説明するための説明図であり、図３（Ａ）は、流動媒体の円滑な流通が困難となる連結管の構成例を示す説明図であり、図３（Ｂ）は、流動媒体の円滑な流通が可能となる連結管の構成例を示す説明図である。
【図４】図４は、バルブ部及びその周辺部での流動媒体の循環状態を説明するための説明図であり、図４（Ａ）は、運転開始前において流動媒体が静止している状態を示し、図４（Ｂ）は、運転時において流動媒体が流動している状態を示す。
【図５】図５は、変形例に係るバルブ部及びその周辺部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る循環流動炉について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る循環流動炉１０を備えた焼却システム１２の全体構成図であり、循環流動炉１０の一部を断面図で示している。本実施形態に係る循環流動炉１０は、下水汚泥や産業廃棄物、都市ごみ等の被処理物を、炉本体となるライザー部１４内で流動媒体と共に燃焼処理するための装置である。
【００１８】
図１に示すように、焼却システム１２は、下水汚泥等の被処理物を燃焼処理する循環流動炉１０と、循環流動炉１０で生じた燃焼ガスを処理するための排ガス処理設備１６とを備える。
【００１９】
先ず、循環流動炉１０は、内部に収容した流動媒体Ｍと共に被処理物を燃焼処理するライザー部１４と、ライザー部１４から導かれる燃焼ガスに混入している流動媒体Ｍを捕集すると共に、残りの排ガスや熱分解ガスを燃焼排ガスとして排ガス処理設備１６へと送るサイクロン部１８と、サイクロン部１８とライザー部１４との間を連通し、サイクロン部１８で捕集された流動媒体Ｍをライザー部１４の下部へと戻す媒体循環部２０とを備える。流動媒体Ｍとしては、例えば、けい砂が用いられる。
【００２０】
ライザー部１４は、鉛直方向に沿った縦長円筒状の燃焼空間を有する搭状の焼却炉であり、その底部側から順に、補助燃料供給装置２２と、１次空気供給装置２４と、被処理物供給装置２６とが設けられる。補助燃料供給装置２２は、重油やガス等の補助燃料をポンプ２２ａ及び補助燃料供給管２２ｂによってライザー部１４内へと供給すると共に、補助燃料の一部を燃焼させて熱風発生炉２２ｃで発生する熱風を熱風供給管２２ｄによってライザー部１４内へと供給するためのものである。１次空気供給装置２４は、１次空気ブロワ２４ａから送り出される１次空気を予熱器２４ｂで予熱した後、ライザー部１４内へと突出した空気供給管２４ｃから該ライザー部１４内へと供給するためのものである。被処理物供給装置２６は、下水汚泥等の被処理物をポンプ２６ａ及び被処理物供給管２６ｂによってライザー部１４内へと供給するためのものである。
【００２１】
さらに、ライザー部１４では、内部の燃焼によって生じた燃焼ガスをサイクロン部１８に流通させるダクト２８の上流側が上部側面に連結され、媒体循環部２０のバルブ部３０の下流側が下部側面に連結され、ライザー部１４内に溜まる不燃物等の廃棄物を外部に排出するための排出口３２が底部に設けられる。
【００２２】
このようなライザー部１４は、１次空気供給装置２４によって底部から供給される空気により内部の流動媒体Ｍを吹き上げ、補助燃料供給装置２２によって供給される補助燃料の燃焼により流動媒体Ｍを加熱して高温状態に維持しつつ、被処理物供給装置２６から供給される被処理物を流動媒体Ｍに接触させながら乾燥・燃焼させるものであり、従来公知の構成を採用することができる。
【００２３】
サイクロン部１８は、鉛直方向に沿った円筒状の内壁面の下部を漏斗状に縮径させた構成であり、上部側面にダクト２８の下流側が連結されている。サイクロン部１８は、燃焼排ガスの排出管３４が上面から内部空間へと突出するように設けられ、縮径した下端の開口部には、媒体循環部２０のダウンカマー部３６が連結されている。
【００２４】
このようなサイクロン部１８は、ダクト２８から導かれる燃焼ガスを内部で旋回させることにより、この燃焼ガスに混入している流動媒体Ｍを失速させて自重で落下させて捕集してダウンカマー部３６へと流下させると同時に、流動媒体Ｍを分離した燃焼排ガスを排出管３４から後段の排ガス処理設備１６へと送り出すものであり、従来公知の構成を採用することができる。
【００２５】
媒体循環部２０は、サイクロン部１８で分離された流動媒体Ｍを流下可能な状態で鉛直方向に延びた経路を有する縦長筒状のダウンカマー部３６と、ダウンカマー部３６からライザー部１４への流動媒体Ｍの流通を制御するバルブ部３０とを備え、ダウンカマー部３６とバルブ部３０との間が傾斜管３８によって連結されている。図１から明らかなように、傾斜管３８は、ライザー部１４から離間した位置にあるダウンカマー部３６の下端部（下流側）と、ライザー部１４に近接した位置にあるバルブ部３０の上端部（上流側）との間を連結するための連絡経路であり、例えば、サイクロン部１８を小型に構成し、ダウンカマー部３６をライザー部１４に近接させてバルブ部３０の真上に設置可能な構造等の場合には省略することができる。
【００２６】
図２は、媒体循環部２０を構成するバルブ部３０及びその周辺部を拡大した断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、バルブ部３０は、ライザー部１４と平行するように近接位置され、ダウンカマー部３６から傾斜管３８を介して流通する流動媒体Ｍを流下可能な状態で鉛直方向に延びた経路を有する貯留管４０と、貯留管４０の底部側面に開口形成された流出口４０ａとライザー部１４の下部側面に開口形成された戻り口１４ａとの間を横向きに連結する連結管４２とを有する。貯留管４０及び連結管４２は、直線状（又は多少湾曲していてもよい）の管路であり、これらを連結したバルブ部３０は簡素な構造のストレートバルブとして構成されている。
【００２８】
貯留管４０は、ダウンカマー部３６から流出する流動媒体Ｍを流下可能に起立した縦長筒状の構成であり、底部が閉塞されているため、上方から流下してくる流動媒体Ｍをその内部空間に貯留することができる。貯留管４０の底部側面には、流出口４０ａが開口形成されている。流出口４０ａは、当該貯留管４０内に一旦貯留した流動媒体Ｍを、その下流側に連結された連結管４２へと自重によって流出させるためのものである。
【００２９】
本実施形態では、貯留管４０として、鉛直方向に沿って直立した構成を例示しているが、貯留管４０は、流動媒体Ｍをその自重によって流下可能に起立していれば必ずしも鉛直方向に起立していなくてもよく、例えば、図２に示すように、鉛直方向Ｖを基準として、所定の角度α（例えば、０°〜２５°の範囲。水平方向Ｈを基準とすれば７５°〜９０°の範囲）で起立していればよい。
【００３０】
連結管４２は、水平方向に沿った横向き短尺な筒体であり、流出口４０ａと戻り口１４ａとの間を連結し、流出口４０ａから流出する流動媒体Ｍを戻り口１４ａからライザー部１４内へと戻すためのものである。
【００３１】
本実施形態では、連結管４２を水平向きに設置し、貯留管４０を鉛直向きに設置し、これら連結管４２と貯留管４０との交差角が直角となる構成を例示しているが、上記のように貯留管４０の起立角度が角度αの範囲で変更された場合には、前記交差角も当然変化する。また、連結管４２は必ずしも水平方向Ｈに沿って設置されていなくてもよく、例えば、図２に示すように、水平方向Ｈを基準として、所定の角度β（例えば、０°〜２５°の範囲）で横向きに設置されていればよい。
【００３２】
次に、本実施形態に係る循環流動炉１０におけるバルブ部３０のより詳細な構造について、図２及び図３を参照して説明する。
【００３３】
図３は、バルブ部３０を構成する連結管４２の設計手法を説明するための説明図であり、図３（Ａ）は、流動媒体Ｍの円滑な流通が困難となる連結管４２の構成例を示す説明図であり、図３（Ｂ）は、流動媒体Ｍの円滑な流通が可能となる連結管４２の構成例を示す説明図である。なお、図３では、貯留管４０等の各管の板厚（肉厚）を省略して図示している。
【００３４】
先ず、図２及び図３に示すように、ライザー部１４の内径をＤと称し、連結管４２（流出口４０ａ）の内径をａと称し、連結管４２の通路長さ（管長）をｂと称し、流動媒体Ｍの安息角をθと称するものとする。なお、ライザー部１４の内径Ｄは、経験則により、例えば、連結管４２の内径ａの４倍〜８倍（Ｄ＝４ａ〜８ａ）、好ましくは６倍（Ｄ＝６ａ）とするとよい。また、流動媒体Ｍの安息角とは、注入法（ＪＩＳＳ  Ｒ９３０１−２−２）により求まる角度であり、本実施形態では、流動媒体Ｍとして安息角θ＝４５°のけい砂を用いるものとするが、安息角θは４０°〜５０°の範囲であるとよい。
【００３５】
そこで、図３（Ａ）に示すように、連結管４２の通路長さｂを、安息角θの延長線Ｌと同一に設定した場合、つまり、通路長さｂを、延長線Ｌの通路方向（連結管４２の軸方向。ここでは水平方向Ｈ）の長さ成分と同一に設定した場合には（ここではθ＝４５°のため、ｂ＝ａとなる）、流出口４０ａから連結管４２内へと自重によって流出した流動媒体Ｍは、安息角θに一致するように傾斜して堆積・停止し、戻り口１４ａからライザー部１４内へと流入せず、流動媒体Ｍの円滑な流通が困難となる。勿論、連結管４２の通路長さｂを、安息角θの延長線Ｌよりも長く設定した場合、つまり、通路長さｂを、延長線Ｌの通路方向の長さ成分よりも長く設定した場合には（ここではθ＝４５°のため、ｂ＞ａとなる）、流出口４０ａから連結管４２内へと自重によって流出した流動媒体Ｍは、連結管４２内に一層留まり易くなり、流動媒体Ｍのライザー部１４内への流入は一層困難なものとなる。
【００３６】
一方、図３（Ｂ）に示すように、連結管４２の通路長さｂを、安息角θの延長線Ｌよりも短く設定した場合、つまり、通路長さｂを、延長線Ｌの通路方向の長さ成分よりも短く設定した場合には（ここではθ＝４５°のため、ｂ＜ａとなる）、流出口４０ａから連結管４２内へと自重によって流出した流動媒体Ｍは、安息角θに一致するように傾斜すると共に、前方部分から戻り口１４ａを通ってライザー部１４内へと連続的に流入し、流動媒体Ｍの円滑な流通が可能となる。具体的には、流動媒体Ｍのうち、連結管４２内において、延長線Ｌと、この延長線Ｌに平行し且つ連結管４２の先端底部を通過する直線Ｌ１とで囲まれる領域Ｒ１（図３（Ｂ）中のハッチング参照）にある流動媒体Ｍが自重によってライザー管１４内へと流れ落ちることになり、この領域Ｒ１には、貯留管４０側から順次流動媒体Ｍが供給されるため、当該循環流動炉１０での流動媒体Ｍの円滑な循環流通が可能となる。
【００３７】
すなわち、連結管４２の通路長さｂとその内径ａとを、ｂ＝ａ×ｋ（ｋは係数）、との関係式で表した場合、流動媒体Ｍを円滑に流通させるためには、係数ｋは１未満である必要があり、係数ｋが小さすぎると流れ落ちる流動媒体Ｍの量（循環量）が大きくなるが、ライザー部１４からの吹き抜け（戻り口１４ａからの逆流）が発生し易くなる一方、係数ｋが大きすぎるとライザー部１４からの吹き抜け（戻り口１４ａからの逆流）に対するシール性が向上するが、流れ落ちる流動媒体Ｍの量（循環量）が小さくなる。そこで、係数ｋは、０．４〜０．８、好ましくは０．６とするとよく、つまり、通路長さｂは内径ａの０．４倍〜０．８倍、好ましくは０．６倍とするとよい。
【００３８】
図１に戻り、このような循環流動炉１０で生じた燃焼排ガスを処理するための排ガス処理設備１６は、サイクロン部１８の排出管３４からの燃焼排ガスが流通する順に、後燃焼炉５０と、冷却塔５２と、バグフィルタ５４と、スクラバ５６とを備え、スクラバ５６までの処理を経て清浄化された燃焼排ガスは、排ガス用ブロワ５８によって大気放出される。
【００３９】
後燃焼炉５０は、２次・３次空気ブロワ５０ａから送り出される空気を２次空気として上部の２次空気供給管５０ｂから供給すると共に、一部を３次空気として予熱器５０ｃで予熱した後、中段に複数設けた３次空気供給管５０ｄから供給することで、燃焼排ガス中の未燃分を完全燃料させるためのものである。冷却塔５２は、水ポンプ５２ａから送り出される冷却水を内部空間に複数設置された噴霧部５２ｂで噴霧することにより、後燃焼炉５０で燃焼された燃焼排ガスを冷却するためのものである。バグフィルタ５４は、冷却塔５２で冷却された燃焼排ガス中に含まれる焼却灰や流動媒体Ｍ等の微粒子を捕集するための除塵装置である。スクラバ５６は、水ポンプ５６ａから送り出される冷却水を内部空間に複数設置された噴霧部５６ｂで噴霧することにより、バグフィルタ５４を通過した燃焼排ガス中に含まれる煙や有害ガス、微粒子等を除去するための除塵装置である。
【００４０】
次に、以上のように構成される循環流動炉１０の作用について説明する。
【００４１】
本実施形態に係る循環流動炉１０では、従来公知の循環流動炉と同様に、ライザー部１４内で流動媒体Ｍを補助燃料供給装置２２によって加熱しながら１次空気供給装置２４から供給される空気によって吹き上げつつ、被処理物供給装置２６から下水汚泥等の被処理物を供給して燃焼処理し、この間、サイクロン部１８で燃焼ガス中の燃焼排ガスと流動媒体Ｍとを分離すると共に、燃焼排ガスは後段の排ガス処理設備１６に送って処理する一方、流動媒体Ｍは媒体循環部２０を介してライザー部１４内へと循環させる。
【００４２】
ここで、バルブ部３０付近での流動媒体Ｍの循環状態の具体例について、図４を参照して説明する。図４は、バルブ部３０及びその周辺部での流動媒体Ｍの循環状態を説明するための説明図であり、図４（Ａ）は、運転開始前（運転停止時）において流動媒体Ｍが静止している状態を示し、図４（Ｂ）は、運転時において流動媒体Ｍが流動している状態を示す。
【００４３】
当該循環流動炉１０の運転開始前は、図４（Ａ）に示すように、貯留管４０、連結管４２及びライザー部１４の内部に所定量の流動媒体Ｍが貯留されている。この際、ライザー部１４での静止時の流動媒体Ｍの積み上げ高さである静止砂層高Ｈ１は、連結管４２とライザー部１４の接続位置上端（つまり、戻り口１４ａ）より高く設定されることが望ましい。運転開始直後に戻り口１４ａから流動媒体Ｍが逆流することを防止するためのである。また、逆流防止効果をさらに高めるため、貯留管４０での静止時の流動媒体Ｍの積み上げ高さである静止砂層高Ｈ２は、ライザー部１４の静止砂層高Ｈ１より高く設定されることが望ましい。
【００４４】
続いて、循環流動炉１０が運転開始されると、流動媒体Ｍが流動化し、その循環が開始される。そうすると、図４（Ｂ）に示すように、ライザー部１４での流動媒体Ｍの流動化に伴い、連結管４２内の領域Ｒ１（図４（Ｂ）中のハッチング参照）にある流動媒体Ｍがライザー部１４内へと戻り口１４ａから流れ始め、この流動媒体Ｍが、ライザー部１４からサイクロン部１８、ダウンカマー部３６、傾斜管３８、貯留管４０、連結管４２へと流れて、再びライザー部１４へと戻る循環動作が行われる。
【００４５】
この循環中、バルブ部３０において、連結管４２の先端底部を通過する上記の直線Ｌ１より下の部分、つまり、貯留管４０及び連結管４２の内部空間のうちで直線Ｌ１より下に位置する三角形の領域Ｒ２では、流動媒体Ｍが固定状態となって動かない層（砂層）となる。そこで、ダウンカマー部３６（傾斜管３８）から貯留管３０へと流れた流動媒体Ｍ１は、領域Ｒ２を埋めて固定された流動媒体Ｍの上面上（つまり、直線Ｌ１に沿った傾斜面上）を流れ落ちて領域Ｒ１に到達し、この領域Ｒ１からライザー部１４内へと流れ落ちることになる。
【００４６】
また、ライザー部１４内で気泡Ｂを巻き込みながら吹き上げられる流動媒体Ｍのうち、戻り口１４ａ付近の流動媒体Ｍ２は、吹き上げの状況によっては戻り口１４ａから連結管４２内へと逆流しようとするが、上記の貯留管４０から連結管４２への流動媒体Ｍの流れによって逆流を阻まれ、再びライザー部１４内へと戻ることになる。
【００４７】
このように、被処理物の燃焼処理中、バルブ部３０は、ライザー部１４の戻り口１４ａからの流動媒体Ｍの逆流を防止しつつ、円滑な循環流通を制御する機能を果たす。そこで、本実施形態に係る循環流動炉１０では、ダウンカマー部３６から流出する流動媒体Ｍを流下可能に起立され、底部の側面に開口形成された流出口４０ａでの流動媒体の安息角θにより、その内部に流動媒体Ｍを貯留可能であると共に流出口４０ａから流出可能に構成された貯留管４０と、貯留管４０の流出口４０ａとライザー部１４の下部に開口形成された戻り口１４ａとの間を、流動媒体Ｍが流下しない横向きで連結すると共に、その通路長さｂが、流出口４０ａでの流動媒体Ｍの安息角θの延長線Ｌよりも短く設定された連結管４２とを有するバルブ部３０を備える。なお、連結管４２において、流動媒体Ｍが流下しない横向きとは、当該連結管４２内に単に流動媒体Ｍを流入させたのみでは該流動媒体Ｍがその自重によっては円滑に流れ出さないことを意味するものであり、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、連結管４２は、貯留管４０の流出口４０ａからの圧力によって連続的に供給される流動媒体Ｍを流通させることが可能であることは言うまでもない。
【００４８】
このように、貯留管４０の流出口４０ａとライザー部１４の戻り口１４ａとの間を横向きで連結する連結管４２の通路長さｂを流動媒体Ｍの安息角θの延長線Ｌよりも短く設定したことにより、流動媒体Ｍの安息角θを利用して、該流動媒体Ｍをその自重によって流出口４０ａから連結管４２内を経てライザー部１４内へと流し落とすことができる。すなわち、流動媒体Ｍの循環により、貯留管４０内の流動媒体層の圧力が増大するため、底部側面に傾向する流出口４０ａから連結管４２側へと流動媒体Ｍを円滑に供給することができる。
【００４９】
従って、バルブ部３０は、ストレート形状の貯留管４０と連結管４２とを連結しただけの簡素な構造のストレートバルブとして構成されるため、従来のループシール構造を採用したバルブ部と比べて、製造コストを抑えることができ、また、ループシール空気の供給が不要となることから低空気比運転が可能となって燃焼効率を向上させることができると共に、ループシール空気供給用のブロアが不要となるため、その電力に要するランニングコストも抑えることができる。しかも、バルブ部３０では、連結管４２が横向き（横引き）となっているため、貯留管４０に流動媒体Ｍが溜まり易くなっており、流動媒体Ｍの逆流に対するシール性も向上する。さらに、安息角θに応じて通路長さｂを設定することにより、戻り口１４ａに流入する流動媒体Ｍの量（循環量）を容易に制御することができるという利点もある。また、図３及び図４に示すように、貯留管４０内には、サイクロン部１８側から順次流動媒体Ｍが供給され、初期の設計条件に基づく一定量の流動媒体Ｍが常時堆積されているため、連結管４２の横置き構造と相まって、逆流に対する一層高いシール効果を得ることができる。
【００５０】
なお、連結管４２の通路長さｂについて、上記では、その内径ａの０．４倍〜０．８倍、好ましくは０．６倍とするとよいものとしたが、流動媒体Ｍの種類、性状、使用量や、当該循環流動炉１０の仕様等によっては、連結管４２の通路長さｂをより短く構成しても勿論よく、実質的にゼロとしてもよい。
【００５１】
例えば、バルブ部３０は、図５に示すように、貯留管４０の流入口４０ａをライザー部１４の戻り口１４ａに直結した構成からなるバルブ部３０ａとして構成してもよい。この場合、貯留管４０の板厚とライザー部１４の板厚とで形成される連結部４２ａが、連結管４２と同等の機能を有するものとなる。このようなバルブ部３０ａでは、連結管４２を省略できるため、その構成を一層簡素化することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【００５３】
例えば、ダウンカマー部３６は、必ずしも設ける必要はなく、サイクロン部１８の下流側に傾斜管３８や貯留管４０を直結した場合には、これら傾斜管３８や貯留管４０の上流側部分が実質的にダウンカマー部として機能することになる。
【００５４】
また、バルブ部３０、３０ａの構造は、循環流動炉のみならず、例えば、ガス化炉に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  循環流動炉
１２  焼却システム
１４  ライザー部
１４ａ  戻り口
１６  排ガス処理設備
１８  サイクロン部
２０  媒体循環部
３０、３０ａ  バルブ部
３６  ダウンカマー部
３８  傾斜管
４０  貯留管
４０ａ  流出口
４２  連結管
４２ａ  連結部
Ｍ  流動媒体
【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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