(57)【要約】【課題】動力消費量を抑えつつ、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと二次燃焼用気体とを十分に混合させるための二次燃焼用気体供給方法を提供する。【解決手段】二次燃焼用気体供給方法は、一次燃焼と、二次燃焼と、を燃焼室２０で行う焼却炉に対して行われる。二次燃焼用気体供給方法は、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体である二次燃焼用気体を供給する供給工程を含む。供給工程では、内側空間と、外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が燃焼室２０へ供給される。二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、内側空間は、二次燃焼用気体が流れる空間であり、外側空間は、内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体が流れる空間である。【選択図】図３
2019007705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉に対して、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体であって、二次空気、循環排ガス、及びそれらの混合ガスの３種類の何れかである二次燃焼用気体を供給する供給工程を含む二次燃焼用気体供給方法において、
前記供給工程では、二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、
二次燃焼用気体が流れる内側空間と、
前記内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体が流れる外側空間と、
が形成されるようにして二次燃焼用気体が前記燃焼室へ供給されることを特徴とする二次燃焼用気体供給方法。
【請求項２】
一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉に対して、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体であって、二次空気、循環排ガス、及びそれらの混合ガスの３種類の何れかである二次燃焼用気体を供給するために設けられる二次燃焼用気体供給構造において、
前記二次燃焼用気体供給構造は、二次燃焼用気体の流れ方向に垂直な平面で切った断面において、
二次燃焼用気体が流れる内側空間を形成するための内管と、
前記内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体が流れる外側空間を形成するための外管と、
を備えることを特徴とする二次燃焼用気体供給構造。
【請求項３】
一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉であって、
二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体である二次燃焼用気体を供給する二次燃焼用気体供給構造を複数備えており、
前記二次燃焼用気体供給構造の少なくとも１つが、請求項２に記載の二次燃焼用気体供給構造であることを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項４】
請求項３に記載の廃棄物焼却炉であって、
前記廃棄物焼却炉は、
前記燃焼室での燃焼に関するデータを検出する燃焼センサと、
複数の前記二次燃焼用気体供給構造により供給される二次燃焼用気体の種類、混合割合、及び、供給量の少なくとも一方を調整可能な機構を有する調整部と、
前記燃焼センサが検出した燃焼に関するデータに基づいて、複数の前記二次燃焼用気体供給構造の前記内側空間及び前記外側空間からそれぞれ供給される二次燃焼用気体の種類、混合割合、及び、供給量の少なくとも一方を調整する制御を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、二次燃焼で用いられる二次燃焼用気体を適切に供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉が知られている。特許文献１から３では、二次燃焼用気体の供給に関する技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１は、二次燃焼用気体として、一方の炉壁から燃焼室に酸素富化空気（又は通常空気）を供給するとともに、他方の炉壁から燃焼室に再循環排ガスを供給することで、二次燃焼用気体と一次燃焼の未燃分（未燃焼ガス）等との混合を良好にする構成の焼却炉を開示する。
【０００４】
特許文献２は、二次空気と返送排ガスのそれぞれの流量を調整することで混合割合を調整した混合ガスを生成し、この混合ガスを燃焼室に供給する構成の焼却炉を開示する。
【０００５】
特許文献３は、二次空気を供給する二次空気供給管の内部にノズルを配置し、このノズルから圧縮空気を吹き込むことで、二次空気と可燃ガスの未燃分（未燃焼ガス）との混合を良好にする構成の焼却炉を開示する。なお、特許文献３では、ノズルから供給される気体は二次空気と圧縮空気であり、ともに空気であるため同じ種類の二次燃焼用気体であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４１６２９号公報
【特許文献２】特開２０１５−５５３８５号公報
【特許文献３】特開平４−５５６０９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、特許文献１は、酸素富化空気（又は通常空気）と再循環排ガスとを別の箇所から燃焼室に供給するため、例えば一方の二次燃焼用気体の供給量を減らした場合、この二次燃焼用気体が届く範囲が限られるため、この二次燃焼用気体と一次燃焼の未燃分等との混合が十分に行われない。また、２種類の二次燃焼用気体をそれぞれ個別の供給箇所から供給する必要性があるため、供給箇所が多数必要となる。また、特許文献２は、二次空気と返送排ガスとを事前に混合した後に燃焼室に供給するが、この方法では、当該混合ガスと、燃焼室内の未燃焼ガスとの混合が十分とならない可能性があり、改善が望まれていた。また、特許文献３は、圧縮空気を生成するための空気圧縮機が必要となるとともに、空気圧縮機を動作させるために動力消費量が大幅に大きくなる。更に、特許文献３では、二次空気と循環排ガスの両方を燃焼室に供給する構成については記載されていない。
【０００８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、動力消費量を抑えつつ、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと二次燃焼用気体とを十分に混合させるための二次燃焼用気体供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１０】
本発明の観点によれば、以下の二次燃焼用気体供給方法が提供される。即ち、この二次燃焼用気体供給方法は、一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉に対して行われる。二次燃焼用気体供給方法は、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体であって、二次空気、循環排ガス、及びそれらの混合ガスの３種類の何れかである二次燃焼用気体を供給する供給工程を含む。前記供給工程では、内側空間と、外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が前記燃焼室へ供給される。二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、前記内側空間は、二次燃焼用気体が流れる空間であり、前記外側空間は、前記内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体が流れる空間である。
【００１１】
これにより、例えば内側空間と外側空間の一方の二次燃焼用気体の供給量を減らした場合であっても、全体としての供給量が大きく減ることはないため、二次燃焼用気体を一次燃焼ガスと十分に混合できる。また、１箇所で２種類（又は混合割合が異なる）二次燃焼用気体を供給できるので、焼却炉が備える気体供給箇所を減らすことができる。また、事前に２種類の二次燃焼用気体を混合する場合と異なり、内側空間の二次燃焼用気体と外側空間の二次燃焼用気体とを同時に個別に供給するため、燃焼室内での流れの中で、２種類の二次燃焼用気体の流れ界面における異種気体接触による渦流効果が生じ、この渦流効果により、２種類の二次燃焼用気体全体としての燃焼室内での一次燃焼ガスとの攪拌・拡散効果をより大きく発揮させることができるので、二次燃焼用気体と一次燃焼ガスを十分に混合させることができる。また、二次燃焼用気体を加速するための圧縮空気を生成する空気圧縮機が不要であるため、動力消費量を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、動力消費量を抑えつつ、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと二次燃焼用気体とを十分に混合させるための二次燃焼用気体供給方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の焼却炉の概略構成図。
【図２】焼却炉の機能ブロック図。
【図３】二次燃焼用気体供給構造を示す断面図。
【図４】二次燃焼用気体Ａと二次燃焼用気体Ｂの組合せの例を示す表。
【図５】燃焼室内において二次燃焼用気体と一次燃焼ガスとが接触する様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
初めに、図１を参照して、本実施形態の焼却炉（廃棄物焼却炉）１０について説明する。図１は、本発明の一実施形態の焼却炉１０の概略構成図である。なお、以下の説明では、単に上流、下流と記載したときは、廃棄物、燃焼用気体、燃焼ガス、排ガス等が流れる方向の上流及び下流を意味するものとする。
【００１５】
本発明は、様々な構成の焼却炉に適用可能である。従って、例えば焼却炉１０は、火格子式焼却炉であってもよいし、流動床式焼却炉であってもよいし、固定床式焼却炉であってもよい。
【００１６】
焼却炉１０は、燃焼室２０と、気体供給装置５０と、を備える。初めに、燃焼室２０について説明する。燃焼室２０には、一次燃焼ゾーン１１と、二次燃焼ゾーン１２と、が形成されている。以下、一次燃焼ゾーン１１で行われる一次燃焼と、二次燃焼ゾーン１２で行われる二次燃焼と、について説明する。
【００１７】
＜一次燃焼と二次燃焼＞一次燃焼ゾーン１１は、一次燃焼のための空間である。一次燃焼とは、投入された廃棄物を一次燃焼用気体（ｇａｓ  ｆｏｒ  ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）と反応させて燃焼（乾燥、火炎燃焼、オキ燃焼）させることである。一次燃焼用気体とは、一次燃焼のために供給される酸素を含んだ気体である。一次燃焼用気体としては、一次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。一次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない（即ち、循環排ガスを除く）気体である。従って、一次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。また、一次燃焼により、ＣＯ等の未燃焼ガスを含む一次燃焼ガス（ｆｌｕｅ  ｇａｓ  ａｆｔｅｒ  ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）が発生する。
【００１８】
一次燃焼について更に説明する。例えば焼却炉１０が火格子式焼却炉であって、乾燥段、燃焼段、及び後燃焼段で構成されているとする。この場合、乾燥段では、廃棄物が乾燥するとともに熱分解ガスが発生する。燃焼段では、乾燥段で乾燥した廃棄物が主に火炎燃焼を起こし、灰と、燃焼しきれなかった固体の未燃物と、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと、が主に発生する。また、後燃焼段では、燃焼段で燃焼しきれなかった固体の未燃物がオキ燃焼し、灰と、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと、が主に発生する。ここで、乾燥段、燃焼段、及び後燃焼段では、廃棄物が乾燥・火炎燃焼・オキ燃焼して一次燃焼ガスが発生しているため、一次燃焼が行われていることとなる。なお、上述のように、本発明は様々な構成の焼却炉に適用可能であるため、焼却炉１０は、乾燥段及び後燃焼段の少なくとも一方が存在しない構成であってもよいし、各構成段が明確に区分されていない構成であってもよい。
【００１９】
二次燃焼ゾーン１２は、二次燃焼のための空間である。二次燃焼とは、一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを二次燃焼用気体と反応させて燃焼させることである。二次燃焼用気体とは、二次燃焼のために供給される酸素を含んだ気体である。二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。二次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない（即ち、循環排ガスを除く）気体である。従って、二次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。二次燃焼を行うことにより、燃焼完結性を進めることができる。
【００２０】
また、図１では、一次燃焼ゾーン１１の真上に二次燃焼ゾーン１２が形成されているが、一次燃焼ガスが供給される空間であれば、一次燃焼ゾーン１１の真上以外に二次燃焼ゾーン１２が形成されていてもよい。また、例えば二次燃焼用気体を上流側と下流側で供給することにより、一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを複数回に分けて燃焼させる構成の焼却炉であってもよい。この場合であっても、上記の二次燃焼の定義を考慮すると、複数回の燃焼の全てが二次燃焼に該当する。
【００２１】
＜一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の供給＞気体供給装置５０は、燃焼室２０内に気体（一次燃焼用気体、二次燃焼用気体）を供給する装置である。本実施形態の気体供給装置５０は、一次空気供給部５１と、二次空気供給部５２と、排ガス供給部５３と、を有している。それぞれの供給部は、気体を誘引又は送出するための送風機によって構成されている。それぞれの供給部（送風機）は、気体を移動させることを目的としているため、気体の圧縮を目的とした圧縮機とは異なる。
【００２２】
一次空気供給部５１は、一次供給経路７１を介して燃焼室２０に一次空気を供給する。一次供給経路７１には第１ダンパ８１が設けられており、燃焼室２０に供給する一次空気の供給量を調整することができる。図２に示すように、第１ダンパ８１は制御装置９０によって制御されている。
【００２３】
また、一次供給経路７１にヒータを設け、燃焼室２０に供給する一次空気の温度を調整できるようにしてもよい。また、上述のように、一次燃焼用気体には、循環排ガス及び混合ガスも含まれるため、それらが燃焼室２０に供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、一次燃焼用気体は、一次燃焼ゾーン１１に下方から供給されるが、一次燃焼ゾーン１１の側方等から供給されてもよい。また、一次燃焼用気体は、一次燃焼に用いられるのであれば、一次燃焼ゾーン１１よりも上流側に供給されてもよい。
【００２４】
二次空気供給部５２は、上流側二次供給経路７２及び／又は下流側二次供給経路７３を介して、二次空気（二次燃焼用気体）を燃焼室２０に供給する。排ガス供給部５３は、上流側二次供給経路７２及び／又は下流側二次供給経路７３を介して、循環排ガス（二次燃焼用気体）を燃焼室２０に供給する。
【００２５】
更に詳細に説明すると、二次空気供給部５２と上流側二次供給経路７２とを接続する経路には、第２ダンパ８２が設けられており、制御装置９０の制御に応じて、上流側二次供給経路７２に供給する二次空気の供給量を調整することができる。また、排ガス供給部５３と上流側二次供給経路７２とを接続する経路には、第３ダンパ８３が設けられており、制御装置９０の制御に応じて、上流側二次供給経路７２に供給する循環排ガスの供給量を調整することができる。この構成により、上流側二次供給経路７２から供給される二次空気の供給量、循環排ガスの供給量、及びそれらの割合を制御することができる。
【００２６】
同様に、二次空気供給部５２と下流側二次供給経路７３とを接続する経路には、第４ダンパ８４が設けられており、排ガス供給部５３と下流側二次供給経路７３とを接続する経路には、第５ダンパ８５が設けられている。この構成により、制御装置９０の制御に応じて、下流側二次供給経路７３から供給される二次空気の供給量及び循環排ガスの供給量、及びそれらの割合を制御することができる。また、第２ダンパ８２から第５ダンパ８５により調整部８０が構成されている。従って、調整部８０は、複数の経路を介して供給される二次燃焼用気体の種類（二次空気、循環排ガス、又は混合ガス）及び供給量を調整可能である。
【００２７】
本実施形態では、二次燃焼用気体は、二次燃焼ゾーン１２に供給される。しかし、二次燃焼用気体は、二次燃焼に用いられるのであれば、二次燃焼ゾーン１２よりも上流側（例えば一次燃焼ゾーン１１）に供給されてもよい。
【００２８】
本実施形態では、二次燃焼用気体は上流側と下流側に分けて供給されるが、何れか一方のみから二次燃焼用気体が供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、上流側と下流側のそれぞれ１箇所から二次燃焼用気体が供給されるが、それぞれ複数箇所から二次燃焼用気体が供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、上流側と下流側の両方において、二次空気と循環排ガスをともに供給可能であるが、上流側と下流側の一方のみについて、二次空気のみ、又は、循環排ガスのみが供給される構成であってもよい。
【００２９】
＜電気的な構成及び自動燃焼制御＞焼却炉１０には、図１及び図２に示すように、燃焼状態等を把握するための複数のセンサが設けられている。具体的には、焼却炉１０には、燃焼室ガス温度センサ（燃焼センサ）９１と、ＣＯガス濃度センサ（燃焼センサ）９２と、ＮＯｘガス濃度センサ（燃焼センサ）９３と、が設けられている。
【００３０】
燃焼室ガス温度センサ９１は、燃焼室２０内に配置されており、燃焼室２０内のガス温度である燃焼室ガス温度を検出して制御装置９０へ出力する。燃焼室ガス温度センサ９１は、気体流れ方向における位置が異なる箇所に複数設けられていてもよい。この場合、上流側の燃焼室ガス温度と、下流側の燃焼室ガス温度と、を個別に取得できるので、燃焼状態をより的確に推測できる。また、燃焼室ガス温度センサ９１は、気体流れ方向における位置が同じ箇所（例えば一方の側壁と、同じ高さの他方の側壁）に複数設けられていてもよい。この場合、気体流れ方向における位置が同じ箇所の温度をより正確に測定できるので、燃焼状態をより的確に推測できる。
【００３１】
ＣＯガス濃度センサ９２は、燃焼室２０の下流であって図略の集じん器よりも更に下流に配置されており、排ガスに含まれるＣＯガス濃度（焼却炉排出ＣＯガス濃度）を検出して制御装置９０へ出力する。ＣＯガス濃度センサ９２が検出する焼却炉排出ＣＯガス濃度からは、燃焼室２０で二次燃焼によって二次燃焼用気体と反応させたものの、二次燃焼用気体との十分な接触反応がなされなかったことで、燃焼室２０の出口から排出される燃焼ガス（二次燃焼ガス）中に残留してしまった未燃焼ガスであるＣＯの濃度（未燃焼ガスがどれだけ生じているか）を把握することができる。
【００３２】
ＮＯｘガス濃度センサ９３は、ＣＯガス濃度センサ９２と同様に集じん器よりも更に下流に配置されており、排ガスに含まれるＮＯｘガス濃度（焼却炉排出ＮＯｘガス濃度）を検出して制御装置９０へ出力する。ＮＯｘガス濃度センサ９３が検出する焼却炉排出ＮＯｘガス濃度からは、燃焼室２０から排出されるＮＯｘガスの濃度と目標ＮＯｘガス濃度との差が把握できる。
【００３３】
制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成されており、種々の演算を行うとともに、焼却炉１０全体を制御する。以下、制御装置９０が行う制御のうち、自動燃焼制御について説明する。
【００３４】
自動燃焼制御とは、上述した複数のセンサから得られる焼却炉１０の燃焼に関するデータ（炉内検出データ）を総合的に判断し、燃焼室２０の燃焼状態を長期間にわたって安定的に維持させるための制御である。具体的には、制御装置９０は、図２に示すように、第１ダンパ８１〜第５ダンパ８５を調整することで、各部に供給される気体の供給量を調整する。また、気体の供給量以外の制御項目が調整される構成であってもよい。
【００３５】
このような調整を行うことにより、燃焼室２０の燃焼状態を長期間にわたって安定的に維持させることができる。また、焼却炉１０で生じる燃焼は、焼却炉１０の形状や構造、投入される廃棄物によって大きく異なる。また、自動燃焼制御で目標とする値についても、焼却炉１０の耐久性、要求される処理量、排ガスに関する法規制等により大きく異なる。制御装置９０は、それらを総合的に判断して自動燃焼制御を行う。
【００３６】
例えば、燃焼室ガス温度センサ９１が検出した燃焼室ガス温度が低い場合、燃焼室２０での燃焼が不十分である可能性が高いので、一次燃焼用気体及び／又は二次燃焼用気体に含まれる酸素量を増やす（供給量を増やす、又は、空気の供給割合を増やす）制御が行われる可能性がある。また、例えばＣＯガス濃度センサ９２が検出した焼却炉排出ＣＯガス濃度が高い場合、二次燃焼が不十分である可能性が高いので、二次燃焼用気体に含まれる酸素量を増やす（供給量を増やす、又は、空気の供給割合を増やす）制御が行われる可能性がある。また、例えばＮＯｘガス濃度センサ９３が検出した焼却炉排出ＮＯｘガス濃度が高い場合、これを減らすために、循環排ガスの供給量又は供給割合を増やす制御が行われる可能性がある。なお、上記で示した制御は、他の炉内検出データの値によっては行われないこともある。
【００３７】
＜二次燃焼用気体の具体的な供給構造＞次に、燃焼室２０に二次燃焼用気体を供給するための構造である二次燃焼用気体供給構造３０について図３を参照して説明する。図３（ａ）は、二次燃焼用気体供給構造３０を示す断面図である。図３（ｂ）は、二次燃焼用気体供給構造３０を二次燃焼用気体の流れ方向で見た図（図３（ａ）のＡ−Ａ断面図）である。
【００３８】
なお、本実施形態では、二次燃焼用気体は上流側二次供給経路７２と下流側二次供給経路７３の二箇所から供給されるが、何れも同じ構造の二次燃焼用気体供給構造３０が採用される。二次燃焼用気体供給構造３０は、内管３１と、外管３２と、第１中継管３３と、第２中継管３４と、を備える。
【００３９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、内管３１と外管３２は二重管構造である。即ち、内管３１の外側に、内管３１を囲むように外管３２が配置されている。本実施形態では、内管３１及び外管３２はともに円筒であって中心軸の位置が等しいが、内管３１及び外管３２の少なくとも一方が円筒以外であってもよいし、中心軸の位置がある程度異なっていてもよい。また、内管３１の下流側の端部は、燃焼室２０の壁部２０ａの内側面と同一面位置とするが、二次燃焼ゾーン１２内部での二次燃焼用気体の流れ形状を適切化するために、内管３１の下流側の端部を、壁部２０ａの内側面と同一面位置から、炉外側方向に引っ込んだ位置又は炉内側方向に突き出た位置としてもよい。
【００４０】
燃焼室２０の壁部２０ａには、孔が形成されており、この孔に外管３２が取り付けられている。また、内管３１も同様に、壁部２０ａに形成された孔を通っている。この構成により、内管３１及び外管３２の両方から燃焼室２０へ二次燃焼用気体を供給することができる。なお、外管３２は壁部２０ａに垂直に取り付けられているが、傾斜させて取り付けられていてもよい。
【００４１】
内管３１の外周面には、第１中継管３３が接続されている。第１中継管３３には、二次空気供給部５２が供給した二次空気が流れている。この構成により、内管３１に二次空気が供給される。なお、第１中継管３３は、内管３１の外周面以外に接続されていてもよい。また、内管３１は上流側の端部において外管３２の軸方向外側に位置しており、この部分に第１中継管３３が接続される。なお、第１中継管３３は、内管３１のうち外管３２の内側に位置している部分に接続される構成であってもよい。
【００４２】
外管３２の外周面には、第２中継管３４が接続されている。第２中継管３４には、排ガス供給部５３が供給した循環排ガスが流れている。この構成により、外管３２に循環排ガスが供給される。なお、第２中継管３４は、外管３２の外周面以外に接続されていてもよい。
【００４３】
本実施形態では、内管３１から燃焼室２０へ二次空気が供給されるとともに、外管３２から燃焼室２０へ循環排ガスが供給される。また、上記の自動燃焼制御が行われることで、二次空気と循環排ガスの供給量及びその供給割合が調整される。
【００４４】
内管３１及び外管３２から供給される二次燃焼用気体は上記に限られない。以下、具体的に説明する。以下の説明では、内管３１から供給される二次燃焼用気体を二次燃焼用気体Ａとし、外管３２から供給される二次燃焼用気体を二次燃焼用気体Ｂと称する。
【００４５】
二次燃焼用気体の組合せの例が図４の表に記されている。図４は、内管３１から供給される二次燃焼用気体Ａと外管３２から供給される二次燃焼用気体Ｂの組合せの例を示す表である。上述のように、二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、及びそれらの混合ガスの３種類が存在する。また、混合ガスは、混合割合を異ならせることもできる。ここで、二次燃焼用気体Ａと二次燃焼用気体Ｂは、種類又は混合割合が異なるように定められる。以上により、図４の表に示すように、７通りの組合せが考えられる。１番目から６番目の組合せは、二次燃焼用気体Ａと二次燃焼用気体Ｂで種類が異なる。７番目の組合せは混合割合が異なる。
【００４６】
なお、二次燃焼用気体Ａ又は二次燃焼用気体Ｂとして混合ガスを供給するためには、第１中継管３３又は第２中継管３４の上流側において、二次空気の供給経路と循環排ガスの供給経路とが合流している必要がある。また、混合割合を調整するためには、更に、それぞれの供給経路にダンパ等が必要となる。
【００４７】
また、焼却炉１０は、図４に示す組合せの１つを常に採用する構成であってもよいし、状況に応じて組合せを変更する構成であってもよい。後者の構成は、前者の構成よりもダンパ等が増えるとともに制御が複雑になるが、制御項目を増やすことができるので、燃焼状態をより良好に制御できる可能性がある。
【００４８】
また、焼却炉１０が複数の二次燃焼用気体供給構造３０を有する場合、全てにおいて同じ組合せが採用されていてもよいし、少なくとも１つに異なる組合せを採用してもよい。
【００４９】
また、二次燃焼用気体供給構造３０は、以上の構成により、一次燃焼ガスと十分に混合されるように、二次燃焼用気体を供給できる。以下、詳細に説明する。二次燃焼用気体供給構造３０は二重管構造で二次燃焼用気体Ａ及び二次燃焼用気体Ｂを供給する。そのため、図５に示すように、二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、二次燃焼用気体Ａが流れる内側空間と、内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体Ａとは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体Ｂが流れる外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が燃焼室２０へ供給される。
【００５０】
これにより、自動燃焼制御等により二次燃焼用気体Ａ又は二次燃焼用気体Ｂの供給量を減らした場合であっても、全体としての供給量が大きく減ることはない。従って、二次燃焼用気体が届く範囲があまり狭くなることがないため、二次燃焼用気体を一次燃焼ガスと十分に混合できる。また、二次燃焼用気体供給構造３０により、種類又は混合割合が異なる２通りの二次燃焼用気体を供給できるため、二次燃焼用気体供給構造３０の数を減らすことができる。あるいは、別の観点から説明すると、二次燃焼用気体供給構造３０の数を増やすことなく、２通りの二次燃焼用気体を供給できるので、自動燃焼制御の制御項目（制御対象）が増え、より適切な燃焼状況が実現され易くなる可能性がある。
【００５１】
また、事前に２種類の二次燃焼用気体を混合して燃焼室に供給する構成と比較しても、本実施形態の方法はより高い効果を発揮できる。即ち、内側空間の二次燃焼用気体Ａと外側空間の二次燃焼用気体Ｂとを同時に個別に供給するため、燃焼室内での流れの中で、２種類の二次燃焼用気体Ａ、Ｂの流れ界面における異種気体接触による渦流効果が生じ、この渦流効果により、２種類の二次燃焼用気体全体としての燃焼室内での一次燃焼ガスとの攪拌・拡散効果をより大きく発揮させることができる。この撹拌・拡散効果により、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体が混合され易くなる。
【００５２】
そのため、種類又は混合比が異なる二次燃焼用気体Ａと二次燃焼用気体Ｂを２重にして燃焼室２０に供給することで、圧縮空気を用いることなく、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体を十分に混合できる。従って、空気圧縮機が不要であるとともに、空気圧縮機を動作させるための動力消費量も不要となる。従って、二次燃焼用気体Ａと二次燃焼用気体Ｂとで、管内速度が大きく異なることもない（例えば管内速度の比が５未満）。
【００５３】
上記のように、本実施形態では、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体の混合が十分に行われるため、燃焼完結性を進めることができる。特に、本実施形態では、上記の自動燃焼制御が行われているため、燃焼完結性を更に進めることができる。
【００５４】
以上に説明したように、本実施形態の二次燃焼用気体供給方法は、一次燃焼と、二次燃焼と、を燃焼室２０で行う焼却炉１０に対して行われる。二次燃焼用気体供給方法は、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体である二次燃焼用気体を供給する供給工程を含む。供給工程では、内側空間と、外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が燃焼室２０へ供給される。二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、内側空間は、二次燃焼用気体が流れる空間であり、外側空間は、内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体が流れる空間である。
【００５５】
これにより、上述したように、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体を十分に混合させることができるので、燃焼完結性を進めることができる。
【００５６】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００５７】
上記実施形態では、燃焼センサとして、燃焼室ガス温度センサ９１、ＣＯガス濃度センサ９２、及びＮＯｘガス濃度センサ９３を挙げて説明したが、何れか１つの燃焼センサを用いて自動燃焼制御を行ってもよいし、上記とは別の燃焼センサを加えて自動燃焼制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０  焼却炉（廃棄物焼却炉）
２０  燃焼室
３０  二次燃焼用気体供給構造
３１  内管
３２  外管
３３  第１中継管
３４  第２中継管
７２  上流側二次供給経路
７３  下流側二次供給経路
８０  調整部
９０  制御装置
９１  燃焼室ガス温度センサ（燃焼センサ）
９２  ＣＯガス濃度センサ（燃焼センサ）
９３  ＮＯｘガス濃度センサ（燃焼センサ）
【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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