(57)【要約】【課題】移動層配管に流量計やダンパを設けることなく、移動層に適切な空気量を供給することができる旋回流型流動床炉を提供する。【解決手段】本発明に係る旋回流型流動床炉１０は、炉本体１１と、移動層２２を支持する移動床板３２ａと、流動層２４を支持する第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａと、移動層２４に気体を供給するルーツブロワ６０と、流動層２４に気体を供給するターボブロワ４０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉本体と、
前記炉本体の底部に配置され、移動層を支持する移動床板と、
前記炉本体の底部に配置され、流動層を支持する流動床板と、
前記移動層に気体を供給するための移動層気体供給機構と、
前記流動層に気体を供給するための流動層気体供給機構と、を有し、
前記移動層気体供給機構は、容積式送風機を有する、旋回流型流動床炉。
【請求項２】
前記移動層の温度を測定する移動層温度測定部と、
前記測定された前記移動層の温度に応じて、前記容積式送風機の回転数を制御する制御部と、を有する、
請求項１に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項３】
前記流動層気体供給機構は、容積式送風機を含む、
請求項１又は２に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項４】
前記流動床板は、第１流動床板と、第２流動床板と、を有し、
前記流動層気体供給機構は、前記第１流動床板に支持される前記流動層に気体を供給する第１容積式送風機と、前記第２流動床板に支持される前記流動層に気体を供給する第２容積式送風機と、を有する、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項５】
前記第１容積式送風機と前記炉本体のフリーボードとを接続する第１フリーボード配管と、
前記第１フリーボード配管に設けられ、前記第１容積式送風機から前記フリーボードへ供給される気体の流量を調節する第１フリーボード流量調節部と、
前記第２容積式送風機と前記フリーボードとを接続する第２フリーボード配管と、
前記第２フリーボード配管に設けられ、前記第２容積式送風機から前記フリーボードへ供給される気体の流量を調節する第２フリーボード流量調節部と、を有する、
請求項４に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項６】
前記流動床板は、第１流動床板と、第２流動床板と、を有し、
前記旋回流型流動床炉は、さらに、
前記流動層気体供給機構からの気体を前記第１流動床板に支持される流動層に供給するための第１流動層配管と、
前記第１流動層配管に設けられ、前記流動層気体供給機構から前記第１流動床板に支持される前記流動層に供給される前記気体の流量を調節する第１流動層流量調節部と、
前記流動層気体供給機構からの気体を前記第２流動床板に支持される前記流動層に供給するための第２流動層配管と、
前記第２流動層配管に設けられ、前記流動層気体供給機構から前記第２流動床板に支持される前記流動層に供給される前記気体の流量を調節する第２流動層流量調節部と、を有する、
請求項１または２に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項７】
前記第１流動層配管に設けられ、前記第１流動層流量調節部を通過した気体の流量を測定する第１流動層流量計と、
前記第２流動層配管に設けられ、前記第２流動層流量調節部を通過した気体の流量を測定する第２流動層流量計と、を有する、
請求項６に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項８】
前記流動層気体供給機構から前記炉本体のフリーボードへ気体を供給するためのフリーボード配管と、
前記フリーボード配管上に設けられ、前記流動層気体供給機構から前記フリーボードへ供給される気体の流量を調節するフリーボード流量調節部と、を有する、
請求項６又は７に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項９】
前記流動層気体供給機構は、ターボ式送風機を含む、
請求項６ないし８のいずれか一項に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項１０】
流動層に炉床注水する注水部を有する、
請求項１ないし９のいずれか一項に記載された旋回流型流動床炉。
【請求項１１】
炉本体と、
前記炉本体の底部に配置された第１床板と、
前記炉本体の底部に配置された第２床板と、
前記第１床板を介して前記炉本体内部に気体を供給するように構成された第１気体供給機構と、
前記第２床板を介して前記炉本体に前記第１気体供給機構よりも多くの流量の気体を供給するように構成された第２気体供給機構と、を有し、
前記第１気体供給機構は、容積式送風機を有する、旋回流型流動床炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動床と流動床とを形成して廃棄物を処理する旋回流型流動床炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
未燃物の発生を抑制して廃棄物を処理する装置として流動床炉が知られている。流動床炉は、高温に熱した砂等の流動媒体中に投入された廃棄物の乾燥、熱分解及び燃焼を行う。
【０００３】
この流動床炉の一つとして、砂等の流動媒体に、その中央部よりも周辺部の質量速度が大きくなるように流動化気体を供給することで、炉内の中央部に流動媒体が沈降する移動層と、炉内の周辺部に流動媒体が活発に流動化する流動層を形成した、旋回流型流動床炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。この旋回流型流動床炉では、移動層及び流動層に供給された流動化空気により、流動媒体が移動層を下降し周辺部の流動層底部に至り、次に流動層中を上昇し、流動層上部で飛散し、再び移動層に取り込まれ、移動層を下降する、いわゆる旋回流（循環流）が形成される。
【０００４】
従来の旋回流型流動床炉では、炉床温度を均一に保つことが一般的であり、炉床温度の部分的な低下は流動不良の結果であると考えられていた。そこで、炉床温度が低下した部分に供給する流動化空気を増加させて、炉床温度差を解消する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、従来の旋回流型流動床炉では、炉床温度を調節するために炉床注水が行われていた。炉床注水により供給される水が高熱の炉壁に接触すると、炉壁が急激な温度低下により損傷する恐れがある。このため、炉床注水を行うときは、炉壁に水が接触しないように、炉床の中央部、すなわち移動層に炉床注水が行われ、移動層と流動層とを流動媒体が旋回することで炉床全体の温度が調節されていた。
【０００６】
ところで、近年、不完全燃焼に伴って発生するダイオキシン等の有害物質への対策が厳しく求められている。質や量が不均一な都市ごみ等の廃棄物を焼却する場合には、焼却炉に供給される廃棄物の量や質の変動が大きいので、燃焼量の変動が大きく、燃焼に必要な酸素を流動床炉に適切に供給することが困難になる場合がある。このため、移動層と流動層とを形成する旋回流型流動床炉においては、不完全燃焼が起こらないように流動床が制御される必要がある。そこで、移動層と流動層をそれぞれの最適な温度に制御することで、移動層で廃棄物の乾燥・ガス化を緩慢に行い、揮発分が揮散した廃棄物（未燃分）を流動層で燃焼させて流動媒体を加熱し、適切な温度を維持して移動層の熱源とし、都市ごみ等の質や量が不均一な廃棄物の処理でも燃焼を安定して行う技術が知られている（特許文献３参照）。
【０００７】
また、上記のように都市ごみ等の質や量が不均一な廃棄物を焼却する際に大きな燃焼量の変動が発生し、一時的に燃焼量が急増することがある。この場合に、流動空気の一部を焼却炉のフリーボードに送りこむことで燃焼量を抑制する技術が知られている（特許文献４参照）。
【０００８】
以上で説明した従来技術を適用した旋回流型流動床炉の構成の例を説明する。
図５は、従来の旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
図５に示すように、従来の旋回流型流動床炉１００は、廃棄物を処理する炉本体１１０を有する。炉本体１１０内には、砂等の流動媒体からなる流動床１２０が形成される。流
動床１２０は、後述するターボブロワ１４０からの空気により流動する。これにより、流動床１２０の中央部には、流動媒体が上方から下方に移動する移動層１２２が形成され、流動床１２０の両側部には、流動媒体が下方から上方に移動する流動層１２４が形成される。
【０００９】
旋回流型流動床炉１００は、さらに、移動層１２２に空気を供給するための移動層風箱１３２と、流動層１２４に空気を供給するための第１流動層風箱１３４及び第２流動層風箱１３６と、移動層１２２の温度を測定する移動層温度計１５２と、流動層１２４の温度を測定する２つの流動層温度計１５４と、移動層１２２及び流動層１２４に流動化及び燃焼を目的とした空気を供給するターボブロワ１４０と、を有する。
【００１０】
炉本体１１０は、その両側壁に炉本体１１０の幅を縮小するように形成されたくぼみ部１１２を有する。くぼみ部１１２は、炉本体１１０の側壁が下方から上方に向かって炉本体１１０の内部方向に傾斜した傾斜壁１１２ａと、傾斜壁１１２ａの上端に設けられて下方から上方に向かって外側に広がるように傾斜した拡張壁１１２ｂとから構成される。また、炉本体１１０内部には、流動床１２０の上部空間であるフリーボード１１７が形成される。
【００１１】
炉本体１１０は、廃棄物を供給するための投入口１１５と、廃棄物を熱反応させた際に生じる排ガス等を排出する排気口１１６と、廃棄物に含まれる不燃物を抜き出す一対の不燃物流路１１８ａ，１１８ｂとを有する。投入口１１５は、拡張壁１１２ｂの上端よりも上方の炉壁に設けられ、投入された廃棄物が移動層１２２上に落下するように廃棄物を案内する。排気口１１６は炉本体１１０の上部に形成され、炉内で生成された排ガス等を外部に排気する。不燃物流路１１８ａ，１１８ｂは、それぞれ傾斜壁１１２の下部に下向きに伸びるように形成される。
【００１２】
移動層風箱１３２は、不燃物流路１１８ａ，１１８ｂの間の炉本体１１０の底部中央に配置され、その両側に第１流動層風箱１３４及び第２流動層風箱１３６が配置される。移動層風箱１３２の上面には、移動層１２２を支持する移動床板１３２ａが形成される。また、第１流動層風箱１３４及び第２流動層風箱１３６の上面には、それぞれ、流動層１２４を支持する第１流動床板１３４ａ及び第２流動床板１３６ａが形成される。
【００１３】
移動床板１３２ａは、中央が高く、両側縁に向かうにつれ徐々に低く形成された山形状をなしている。第１流動床板１３４ａ及び第２流動床板１３６ａは、山形状の移動床板１３２ａの端部を延長するように、移動床板１３２ａと略同一の傾斜角度で傾斜している。移動床板１３２ａ、第１流動床板１３４ａ、及び第２流動床板１３６ａには、それぞれの風箱に供給された空気を炉内に噴出するための図示しない散気ノズルが配置される。
【００１４】
旋回流型流動床炉１００は、ターボブロワ１４０により供給される空気量を計測する総空気流量計１７０と、ターボブロワ１４０からの空気が通過する接続配管１８０と、接続配管１８０に一端が連通し他端が移動層風箱１３２に連通する移動層配管１８４と、接続配管１８０に一端が連通し他端が第１流動層風箱１３４に連通する第１流動層配管１８２と、接続配管１８０に一端が連通し他端が第２流動層風箱１３６に連通する第２流動層配管１８３と、一端が接続配管１８０に連通し他端が炉本体１１０のフリーボード１１７に連通するフリーボード配管１８６と、を備えている。
【００１５】
移動層配管１８４は、移動層配管１８４を通過する空気量を調節する移動層空気量調節ダンパ１７６と、移動層配管１８４を通過する空気量を計測する移動層空気流量計１７２と、を備える。また、第１流動層配管１８２は、第１流動層配管１８２を通過する空気量を調節する第１流動層空気量調節ダンパ１７５と、第１流動層配管１８２を通過する空気
量を計測する第１流動層空気流量計１７１と、を備える。第２流動層配管１８３は、第２流動層配管１８３を通過する空気量を調節する第２流動層空気量調節ダンパ１７７と、第２流動層配管１８３を通過する空気量を計測する第２流動層空気流量計１７３と、を備える。また、フリーボード配管１８６は、フリーボード配管１８６を通過する空気量を調節するフリーボード空気量調節ダンパ１７９と、フリーボード配管１８６を通過する空気量を計測するフリーボード空気流量計１７８と、を備える。
【００１６】
ターボブロワ１４０から供給される空気は、接続配管１８０を通過して移動層配管１８４、第１流動層配管１８２、及び第２流動層配管１８３に分岐して供給される。移動層配管１８４、第１流動層配管１８２、及び第２流動層配管１８３に供給された空気は、それぞれ、移動層空気量調節ダンパ１７６、第１流動層空気量調節ダンパ１７５、及び第２流動層空気量調節ダンパ１７７の開度を調節することで流量が調節され、移動層風箱１３２、第１流動層風箱１３４、及び第２流動層風箱１３６に供給される。移動床板１３２ａに配置された図示しない散気ノズルから、移動層１２２に比較的小さな流動化速度を与えるように流動化空気が噴出される。一方で、第１流動床板１３４ａ及び第２流動床板１３６ａに配置された図示しない散気ノズルから、流動層１２４に比較的大きな流動化速度を与えるように流動化空気が噴出される。これにより、流動媒体が流動しながら比較的ゆっくりした速度で上方から下方に移動する移動層１２２が移動床板１３２ａの上方に形成され、流動媒体が流動しながら下方から上方に移動する流動層１２４が第１流動床板１３４ａ及び第２流動床板１３６ａの上方に形成される。
【００１７】
したがって、流動床１２０の下部では流動媒体が移動層１２２から流動層１２４へ移動し、流動床２０の上部では流動媒体が流動層１２４から移動層１２２へ移動する。これにより、移動層１２２と流動層１２４との間を流動媒体が循環する循環流（旋回流）が、流動層１２０の左右に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開昭５７−１２４６０８号公報
【特許文献２】特開２００７−１１３８８０号公報
【特許文献３】国際公開２０１２／０６６８０２
【特許文献４】特開平１１−９４２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
不完全燃焼を回避するためには移動層への流動化空気量を減少させて流動化を抑制し、緩やかに廃棄物の乾燥・ガス化を行わせることが有効である。また、流動床温度を維持させるためには、流動層において未燃分を燃焼させ流動媒体を加熱する必要がある。さらに、燃焼量が急増する場合には、流動空気の一部をフリーボードに供給して、流動床中での熱反応を抑制して、フリーボードに燃焼に必要な空気を供給することが有効である。
【００２０】
しかしながら、図５に示した従来の旋回流型流動床炉１００は、流動化空気を供給する装置として１つのターボブロワ１４０を有するので、移動層１２２及び流動層１２４のそれぞれに供給する空気量を個別に調節する場合は、ターボブロワ１４０の出力の調節だけでは調節することができない。即ち、移動層１２２への空気量を調節するためにターボブロワ１４０の出力を調節すると、流動層１２４への空気量も変動する。
【００２１】
また、流動層空気流量調節ダンパ１７５，１７７を開いて流動層１２４への空気供給量を増やすと移動層１２２への空気供給量が減ってしまい、そもそも空気供給量を抑制している移動層１２２で流動不良が生じることがある。さらに、燃焼量が急増して、フリーボ
ード空気量調節ダンパ１７９を開いて流動化空気をフリーボード１１７に供給する場合には、吐出側の圧力損失が低下するため、ターボブロワ１４０の特性により吐出空気量は増加するが、移動層１２２及び流動層１２４に供給する流動化空気量は減少し、移動層１２２では流動化不良を生ずることがある。
【００２２】
また、ターボブロワ１４０の吐出空気は接続配管１８０を通過して移動層配管１８４、第１流動層配管１８２、及び第２流動層配管１８３に分岐して供給されるので、各配管、流量調節ダンパ、散気ノズル及び流動床の圧力損失の総和が略同一になるよう分岐される。各配管、流量調節ダンパ及び散気ノズルにおける圧力損失は概ね流量の二乗に比例するが、流動床１２０における圧力損失は層の高さに比例し、流量によらず一定である。即ち、砂高さの低い移動層１２２では砂高さの高い流動層１２４に比べて流動床１２０における圧力損失が少ないため、その分配管、流量調節ダンパ及び散気ノズルにおける圧力損失を大きくしている。このため、ターボブロワ１４０の出力調節により、吐出空気量を減らすと、配管、流量調節ダンパ及び散気ノズルにおける圧力損失が少なくなるため、砂高さの低い移動層１２２への空気量が増えて砂層における圧力損失の差分とバランスするようになる。
【００２３】
このように、ターボブロワ１４０の出力調節により吐出空気量を減らすと、移動層１２２に空気が流れ易くなり、逆に吐出流量を増やす場合には流動層１２４に空気が流れ易くなる。いずれの場合にも、移動層１２２への空気量と流動層１２４への空気量との比率が不安定になり、流動媒体の旋回流が適切に維持されず、廃棄物に含まれる大型金属類等の不燃物を流動床１２０から排出することが困難になる場合があった。
【００２４】
このように、ターボ式送風機であるターボブロワ１４０により比較的小さい量の空気を移動層１２２に供給する場合には、第１流動層空気量調節ダンパ１７５及び第２流動層空気量調節ダンパ１７７の開度の調節やフリーボード空気量調節ダンパ１７９の動作により、移動層１２２に所望の空気量を供給することが困難になる場合があった。なお、ターボ式送風機とは、羽根車等を回転させて運動エネルギーを発生させることで気体を昇圧させて送風する送風機をいう。
【００２５】
また、移動層１２２へ供給する空気の流量を計測して、移動層空気量調節ダンパ１７６で制御する場合は、図５に示した移動層空気流量計１７２が必要となる。しかしながら、流量を流量計で正確に計測するためには、移動層配管１８４の直管部の長さを配管径の約５倍以上確保する必要があるので、移動層配管１８４の配置が制限されるという問題がある。また、移動層１２２に供給される空気の流量は比較的小さいので、小さい流量で計測に必要な導圧を確保するには、小孔径のオリフィスを移動層配管１８４に設置する必要がある。オリフィスを移動層配管１８４に設置すると、移動層配管１８４を通過する最大空気流量が制限されるという問題がある。
【００２６】
流動床温度が冷えて常温となっている定期点検後の立ち上げ（コールドスタート）時等においては、温度が低いほど空気の粘性が低下するため、流動媒体の流動化に必要な最低流動化空気量は増大する。オリフィスを設置する場合には、この立ち上げ時の流動化空気量を確保できるように、流量測定精度を犠牲にしてオリフィスの孔径を大きめに選択したり、オリフィス設置部にバイパス配管を設けたりする等の対策を余儀なくされた。
【００２７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動層配管に流量計やダンパを設けることなく、移動層に適切な空気量を確実に供給することができる旋回流型流動床炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するため、本発明の第１形態に係る旋回流型流動床炉は、炉本体と、前記炉本体の底部に配置され、移動層を支持する移動床板と、前記炉本体の底部に配置され、流動層を支持する流動床板と、移動層に気体を供給するための移動層気体供給機構と、流動層に気体を供給するための流動層気体供給機構と、を有し、前記移動層気体供給機構は、容積式送風機を有する。
【００２９】
上記目的を達成するため、本発明の第２形態に係る旋回流型流動床炉は、第２形態に係る旋回流型流動床炉において、移動層の温度を測定する移動層温度測定部と、前記測定された前記移動層の温度に応じて、前記容積式送風機の回転数を制御する制御部と、を有する。
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明の第３形態に係る旋回流型流動床炉は、第１形態又は第２形態に係る旋回流型流動床炉において、前記流動層気体供給機構は、容積式送風機を含む。
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明の第４形態に係る旋回流型流動床炉は、第１形態ないし第３形態のいずれかに係る旋回流型流動床炉において、前記流動床板は、第１流動床板と、第２流動床板と、を有し、前記流動層気体供給機構は、前記第１流動床板に支持される流動層に気体を供給する第１容積式送風機と、前記第２流動床板に支持される流動層に気体を供給する第２容積式送風機と、を有する。
【００３２】
上記目的を達成するため、本発明の第５形態に係る旋回流型流動床炉は、第４形態に係る旋回流型流動床炉において、前記第１容積式送風機と前記炉本体のフリーボードとを接続する第１フリーボード配管と、前記第１フリーボード配管に設けられ、前記第１容積式送風機から前記フリーボードへ供給される気体の流量を調節する第１フリーボード流量調節部と、前記第２容積式送風機と前記フリーボードとを接続する第２フリーボード配管と、前記第２フリーボード配管に設けられ、前記第２容積式送風機から前記フリーボードへ供給される気体の流量を調節する第２フリーボード流量調節部と、を有する。
【００３３】
上記目的を達成するため、本発明の第６形態に係る旋回流型流動床炉は、第１形態又は第２形態に係る旋回流型流動床炉において、前記流動床板は、第１流動床板と、第２流動床板と、を有し、前記旋回流型流動床炉は、さらに、前記流動層気体供給機構からの気体を前記第１流動床板に支持される流動層に供給するための第１流動層配管と、前記第１流動層配管に設けられ、前記流動層気体供給機構から前記第１流動床板に支持される流動層に供給される前記気体の流量を調節する第１流動層流量調節部と、前記流動層気体供給機構からの気体を前記第２流動床板に支持される流動層に供給するための第２流動層配管と、前記第２流動層配管に設けられ、前記流動層気体供給機構から前記第２流動床板に支持される流動層に供給される前記気体の流量を調節する第２流動層流量調節部と、を有する。
【００３４】
上記目的を達成するため、本発明の第７形態に係る旋回流型流動床炉は、第６形態に係る旋回流型流動床炉において、前記第１流動層配管に設けられ、前記第１流動層流量調節部を通過した気体の流量を測定する第１流動層流量計と、前記第２流動層配管に設けられ、前記第２流動層流量調節部を通過した気体の流量を測定する第２流動層流量計と、を有する。
【００３５】
上記目的を達成するため、本発明の第８形態に係る旋回流型流動床炉は、第６形態又は第７形態に係る旋回流型流動床炉において、前記流動層気体供給機構から前記炉本体のフリーボードへ気体を供給するためのフリーボード配管と、前記フリーボード配管上に設けられ、前記流動層気体供給機構から前記フリーボードへ供給される気体の流量を調節する
フリーボード流量調節部と、を有する。
【００３６】
上記目的を達成するため、本発明の第９形態に係る旋回流型流動床炉は、第６形態ないし第８形態のいずれかに係る旋回流型流動床炉において、前記流動層気体供給機構は、ターボ式送風機を含む。
【００３７】
上記目的を達成するため、本発明の第１０形態に係る旋回流型流動床炉は、第１形態ないし第９形態のいずれかに係る旋回流型流動床炉において、流動層に炉床注水する注水部を有する。
【００３８】
上記目的を達成するため、本発明の第１１形態に係る旋回流型流動床炉は、炉本体と、前記炉本体の底部に配置された第１床板と、前記炉本体の底部に配置された第２床板と、前記第１床板を介して前記炉本体内部に気体を供給するように構成された第１気体供給機構と、前記第２床板を介して前記炉本体に前記第１気体供給機構よりも多くの流量の気体を供給するように構成された第２気体供給機構と、を有し、前記第１気体供給機構は、容積式送風機を有する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、移動層配管に流量計やダンパを設けることなく、移動層に適切な空気量を供給することができる旋回流型流動床炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
【図２】第２実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
【図３】第３実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
【図４】第４実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
【図５】従来の旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一のまたは相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００４２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、廃棄物Ｗを処理する炉本体１１を有する。炉本体１１内には、砂等の流動媒体からなる流動床２０が形成される。流動床２０は、後述するターボブロワ４０及びルーツブロワ６０からの空気により流動する。これにより、流動床２０の中央部には、流動媒体が流動しながら上方から下方に移動する移動層２２が形成され、流動床２０の両側部には、流動媒体が流動しながら下方から上方に移動する流動層２４が形成される。
【００４３】
旋回流型流動床炉１０は、さらに、移動層２２に空気を供給するための移動層風箱３２と、流動層２４に空気を供給するための第１流動層風箱３４及び第２流動層風箱３６と、移動層２２の温度を測定する移動層温度計５２と、流動層２４の温度を測定する２つの流動層温度計５４と、移動層２２に流動化及び燃焼を目的とした気体（例えば、空気）を供給するルーツブロワ６０（移動層気体供給機構）と、流動層２４に流動化及び燃焼を目的とした気体を供給するターボブロワ４０（流動層気体供給機構）と、を有する。
【００４４】
炉本体１１は、その両側壁に炉本体１１の幅を縮小するように形成されたくぼみ部１２を有する。くぼみ部１２は、炉本体１１の側壁が下方から上方に向かって炉本体１１の内
部方向に傾斜した傾斜壁１２ａと、傾斜壁１２ａの上端に設けられて下方から上方に向かって外側に広がるように傾斜した拡張壁１２ｂとから構成される。また、炉本体１１内部には、移動層２２及び流動層２４の上部空間であるフリーボード１７が形成される。
【００４５】
炉本体１１は、廃棄物Ｗを供給するための投入口１５と、廃棄物Ｗを熱反応させた際に生じる燃焼排ガス等を排出する排気口１６と、廃棄物Ｗに含まれる不燃物を抜き出す一対の不燃物流路１８ａ，１８ｂとを有する。投入口１５は、拡張壁１２ｂの上端よりも上方の炉壁に設けられ、投入された廃棄物Ｗが流動床２０上に落下するように廃棄物Ｗを案内する。排気口１６は炉本体１１の上部に形成され、炉内で生成された燃焼排ガス等を外部に排気する。不燃物流路１８ａ，１８ｂは、それぞれ傾斜壁１２ａの下部に下向きに伸びるように形成される。なお、投入口１５の位置は、廃棄物Ｗを流動床２０の中央の移動層２２上部に落下するように案内できれば、本第１実施形態の位置に特定されるものではない。つまり、炉本体１１の側壁周囲で自在な位置に投入口１５を設けることができる。
【００４６】
移動層風箱３２は、不燃物流路１８ａ，１８ｂの間の炉本体１１の底部中央に配置され、その両側に第１流動層風箱３４及び第２流動層風箱３６が配置される。移動層風箱３２の上面には、移動層２２を支持する移動床板３２ａ（第１床板）が形成される。また、第１流動層風箱３４及び第２流動層風箱３６の上面には、それぞれ、流動層２４を支持する第１流動床板３４ａ（第２床板）及び第２流動床板３６ａ（第２床板）が形成される。
【００４７】
移動床板３２ａは、中央が高く、両側縁に向かうにつれ徐々に低く形成された山形状に形成される。第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａは、山形状の移動床板３２ａの端部を延長するように、移動床板３２ａと略同一の傾斜角度で傾斜して形成される。移動床板３２ａ、第１流動床板３４ａ、及び第２流動床板３６ａには、それぞれの風箱に供給された空気を炉内に噴出するための図示しない散気ノズルが配置される。
【００４８】
旋回流型流動床炉１０は、さらに、ターボブロワ４０からの空気が通過する接続配管８０と、接続配管８０に一端が連通し他端が第１流動層風箱３４に連通する第１流動層配管８２と、接続配管８０に一端が連通し他端が第２流動層風箱３６に連通する第２流動層配管８３と、一端が接続配管８０に連通し他端が炉本体１１のフリーボード１７に連通するフリーボード配管８６と、を備えている。また、旋回流型流動床炉１０は、一端がルーツブロワ６０に連通し他端が移動層風箱３２に連通する移動層配管６５を有する。即ち、移動層配管６５は、ルーツブロワ６０により供給される空気を、移動層風箱３２に移送する。
【００４９】
第１流動層配管８２は、第１流動層配管８２を通過する空気量を調節する第１流動層空気量調節ダンパ７３（第１流動層流量調節部）と、第１流動層配管８２を通過する空気量を計測する第１流動層空気流量計７１（第１流動層流量計）と、を備える。第２流動層配管８３は、第２流動層配管８３を通過する空気量を調節する第２流動層空気量調節ダンパ７４（第２流動層流量調節部）と、第２流動層配管８３を通過する空気量を計測する第２流動層空気流量計７２（第２流動層流量計）と、を備える。また、フリーボード配管８６は、フリーボード配管８６を通過する空気量を調節するフリーボード空気量調節ダンパ７５と、フリーボード配管８６を通過する空気量を計測するフリーボード空気流量計７８と、を備える。また、ターボブロワ４０の吸引側には、ターボブロワ４０により供給される総空気量を計測する流動層空気流量計７０を備える。
【００５０】
また、旋回流型流動床炉１０は、第１流動層空気量調節ダンパ７３、第２流動層空気量調節ダンパ７４、フリーボード空気量調節ダンパ７５、ターボブロワ４０、及びルーツブロワ６０と通信可能に構成され、且つそれぞれの駆動を制御可能に構成された制御部９０を有する。制御部９０は、移動層温度計５２及び流動層温度計５４から温度信号を受信可
能に構成される。また、制御部９０は、第１流動層空気流量計７１及び第２流動層空気流量計７２からの流量信号を受信可能に構成される。
【００５１】
ターボブロワ４０から供給される空気は、接続配管８０を通過して第１流動層配管８２及び第２流動層配管８３に分岐して供給される。第１流動層配管８２及び第２流動層配管８３に供給された空気は、それぞれ、第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４の開度を調節することで流量が調節され、第１流動層風箱３４及び第２流動層風箱３６に供給される。また、第１流動層空気流量計７１及び第２流動層空気流量計７２により、それぞれ、第１流動層配管８２及び第２流動層配管８３を通過する流量が計測される。
【００５２】
制御部９０は、第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４の開度を調節することで、第１流動層配管８２及び第２流動層配管８３を通過する空気量、即ち流動層２４へ導入する空気量を調節する。第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４の開度は流動層温度計５４により計測される流動層２４の温度に基づいて制御される。即ち、制御部９０は、流動層温度計５４から受信した流動層２４の温度が目標温度よりも高い場合は、第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４の開度を小さくして流動層２４内の燃焼量を減少させ、流動層温度計５４から受信した流動層２４の温度が目標温度よりも低い場合は、第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４の開度を大きくして流動層２４内の燃焼量を増加させる。なお、ターボブロワ４０の回転数を低下させると、第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａの図示しない散気ノズルからの吐出圧力が低下し、流動層２４の圧力により空気が散気ノズルから吐出されなくなる恐れがある。このため、制御部９０は、流動層２４を流動化させるのに必要な空気圧を維持するように、ターボブロワ４０の回転数は所定値以上に維持される。
【００５３】
旋回流型流動床炉１０は、例えば炉内の明るさを検知する照度センサ等を有していてもよい。この場合、制御部９０は、照度センサにより炉内の明るさを示す信号を受信し、炉内の明るさが所定値以上となったとき、つまり炉内の燃焼量が急増したときに、フリーボード空気量調節ダンパ７５の開度を一時的に大きくして、ターボブロワ４０からの空気をフリーボード１７へバイパスさせることができる。これにより、流動層２４内に供給される空気量を一時的に減らして流動層２４内の燃焼量を減らすとともにフリーボード１７に供給する燃焼用空気を増加させることができる。また、制御部９０は、炉内の明るさが所定値未満のとき、つまり炉内の燃焼量が適切なときは、フリーボード空気量調節ダンパ７５の開度を最小となるようにし、第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４の開度を調節することで、流動層２４へ供給する空気量を制御する。
【００５４】
制御部９０は、移動層温度計５２で検知された移動層２２の温度に基づいて、ルーツブロワ６０の回転数を制御する。即ち、移動層２２の温度が目標温度より高い場合は、制御部９０は、ルーツブロワ６０の回転数を予め設定された範囲内で下げて、移動層２２に供給される流動化空気量を減少させる。一方で、移動層２２の温度が目標温度より低い場合は、ルーツブロワ６０の回転数を予め設定された範囲内で上げて、移動層２２に供給される流動化空気量を増加させる。
【００５５】
ルーツブロワ６０は、一定の容積の気体を送出するように構成された容積式送風機であるので、ルーツブロワ６０が供給する空気量はルーツブロワ６０の回転数により決定される。即ち、移動床板３２ａの図示しない散気ノズルから吐出される空気量は吐出圧力に関わらず、ルーツブロワ６０の回転数に基づいて決定される。このため、移動層配管６５は、流量を調節するためのダンパや、流量を計測するための流量計がなくとも、回転数を制御することで所望の空気量を移動層２２に供給することができる。なお、容積式送風機と
は、ピストンとシリンダ等で形成される空間の膨張収縮による体積変化によって気体を昇圧させて送風する送風機をいう。
【００５６】
この旋回流型流動床炉１０で廃棄物Ｗを燃焼させるときは、まず、廃棄物Ｗが投入口１５から移動層２２に供給される。このとき、制御部９０は、移動床板３２ａに配置された図示しない散気ノズルから移動層２２に比較的小さな流動化速度を与えるように（比較的少ない流量の気体を供給するように）、ルーツブロワ６０を制御する。一方で、制御部９０は、第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａに配置された図示しない散気ノズルから流動層２４に比較的大きな流動化速度を与えるように（比較的多くの流量の気体を供給するように）、ターボブロワ４０を制御する。これにより、流動媒体が比較的ゆっくりした速度で流動しながら上方から下方に移動する移動層２２が移動床板３２ａの上方に形成され、流動媒体が流動しながら下方から上方に移動する流動層２４が第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａの上方に形成される。
【００５７】
移動層２２に供給される流動化空気量は、好ましくは２００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以上６００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以下に設定され、より好ましく２５０ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以上４００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以下に設定される。また、流動層２４に供給される流動化空気量は、好ましくは４００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以上１２００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以下に設定され、より好ましく５００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以上１０００ｍ３（ＮＴＰ）／ｈ／ｍ２以下に設定される。
【００５８】
したがって、流動床２０の下部では、移動床板３２ａ、第１流動床板３４ａ、及び第２流動床板３６ａの傾斜により、流動媒体が移動層２２から流動層２４へ移動する。一方で、流動床２０の上部では、傾斜壁１２ｂがデフレクタとして機能し、流動媒体が流動層２４から移動層２２へ移動する。これにより、移動層２２と流動層２４との間を流動媒体が循環する循環流（旋回流）が、流動床２０の左右に形成される。
【００５９】
移動層２２に供給された廃棄物Ｗは、流動媒体内に取り込まれて、流動媒体と共に移動層２２内を下方に移動する。このとき、供給された廃棄物Ｗは流動媒体の熱によって乾燥・熱分解されて廃棄物Ｗ中の可燃分から燃焼排ガス等が発生する。その結果、脆い熱分解残渣が生成される。熱分解残渣は、典型的には、不燃物、及び熱分解によって脆くなった未燃物（チャー）を含んでいる。移動層２２で生成される熱分解残渣は、流動媒体の流動に従って移動床板３２ａに至ると、傾斜した移動床板３２ａに沿って流動層２４に向かう。流動層２４に至った熱分解残渣は激しく流動する流動媒体と接触して、未燃物が熱分解残渣から剥離する。未燃物が熱分解残渣から剥離することで残った不燃物は、一部の流動媒体と共に不燃物流路１８ａ，１８ｂから排出される。
【００６０】
一方、熱分解残渣から剥離した未燃物は、流動媒体と共に、流動層２４内を上方に移動する。このとき、未燃物は、供給された流動化空気によって燃焼し、流動媒体を加熱しつつ燃焼排ガス、可燃ガス等を発生する。これにより、未燃物は微細な未燃物及び灰分粒子となる。流動層２４の上部に移動した高温の流動媒体は、移動層２２に流入する。流動層２４において、流動媒体の温度を、廃棄物Ｗの熱分解を適切に行うことができる温度まで上昇させる。移動層２２に流入した流動媒体は、再び廃棄物Ｗを受け入れて、上述した、移動層２２及び流動層２４における熱反応を繰り返す。
【００６１】
ここで、廃棄物Ｗが都市ごみ等の質や量が不均一な廃棄物である場合には、旋回流型流動床炉１０に供給される廃棄物Ｗの質や量の変動が大きいので、燃焼量の変動が大きく、燃焼に必要な酸素を流動床２０に適切に供給することが困難になる恐れがある。そこで、本実施形態に係る旋回流型流動床炉１０では、流動層２４で未燃分を燃焼させて適切な温度を維持して移動層２２の熱源とし、移動層２２で廃棄物Ｗの処理を緩慢に行うことで、
都市ごみ等の質や量が不均一な廃棄物Ｗでも燃焼を安定して行うことができる。
【００６２】
本実施形態に係る旋回流型流動床炉１０では、流動床２０内での廃棄物Ｗの乾燥及び熱分解を緩やかに行うために、移動層２２の温度が５００℃以上５６０℃以下となるようにルーツブロワ６０が制御され、流動層２４の温度が５２０℃以上５８０℃以下となるようにターボブロワ４０が制御される。
【００６３】
また、移動層２２及び流動層２４の温度を上記のように低い温度範囲に制御するために、ルーツブロワ６０及びターボブロワ４０を制御するだけでなく、炉床注水が必要になる場合がある。しかしながら、温度が比較的低い移動層２２に炉床注水が行われると、移動層２２の温度が極端に低下し、回復が困難となることがあった。このため、本実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、図示しない注水ノズルを備え、この注水ノズルにより流動層２４に炉床注水を行うようにする。これにより、移動層２２の温度の極端な低下を防止し、移動層２２及び流動層２４の温度を適切に維持することができる。
【００６４】
以上で説明したように、第１実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、流動層２４に空気を供給するためのターボブロワ４０と、移動層２２に気体を供給するための容積式送風機であるルーツブロワ６０、即ち炉本体１１内部に移動床板３２ａを介してターボブロワ４０よりも少ない気体を供給するためのルーツブロワ６０と、を有しているので、移動層２２と流動層２４のそれぞれに供給する空気量を個別に調節することができる。
【００６５】
第１実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は移動層２２に気体を供給するための容積式送風機であるルーツブロワ６０を有しているので、比較的少量の空気であっても確実に移動層２２に供給することができる。したがって、流動媒体の循環流を確実に形成し、不燃物の排出を確実に行うことができるとともに、空気量を最小化して炉床温度を低温に維持することができ、空気量を調節するためのダンパにおける圧力損失もないので、空気を供給するための消費動力を低減することができる。その結果、廃棄物Ｗの乾燥及びガス化が緩やかに行われ、廃棄物Ｗの質や量が変動しても燃焼量の変動が抑制され、炉出口温度、炉内圧力、排ガス酸素濃度の変動が小さくなり、安定した燃焼が行われる。燃焼が安定した結果、空気比を下げても燃焼用空気の供給を的確に制御できるようになり、総空気比が１．５以下の低空気比運転が可能となり、排ガス損失を削減した高効率熱回収が可能となる。同時に、焼却施設の消費動力の大半を占める押込み送風機、二次送風機および排ガス誘引送風機の消費動力を大幅に削減することができる。
【００６６】
また、ルーツブロワ６０の回転数を調節するだけで所望の流動化空気を移動層１２２に確実に供給できるので、移動層配管６５に流量計及びダンパを設ける必要がなく、流量計で正確な流量を計測するために必要な配管長さを確保する必要がなく、流量計測に必要な動圧を確保するためのオリフィスを設ける必要もない。このため、コールドスタートにおいてもルーツブロワ６０の回転数を上げることにより容易に流動化に必要な空気の供給を行うことができる。
【００６７】
また、第１実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、移動層２２の温度を測定する移動層温度計５２と、測定された移動層２２の温度に応じてルーツブロワ６０の回転数を制御する制御部９０を有する。これにより、移動層２２の温度を目標温度に維持することができる。ルーツブロワ６０はインバータを備えたモータにより回転数を制御され、回転駆動される。
【００６８】
なお、第１実施形態では、移動層２２に流動空気を供給するルーツブロワ６０を１台設けているが、旋回流型流動床炉１０の処理能力が大きい場合には、移動層風箱３２を中央で２つに分割してもよい。その場合、それぞれの移動層風箱３２に対応させてルーツブロ
ワ６０も２台設け、移動層温度計５２も分割した移動層風箱３２のそれぞれの上方に２つ設置する。それぞれの移動層２２の温度に応じてそれぞれのルーツブロワ６０の回転数が制御され、それぞれの移動層２２の温度が目標温度に維持される。
【００６９】
ターボブロワ４０から供給される空気は、接続配管８０を通過して第１流動層配管８２及び第２流動層配管８３に分岐される。第１流動層配管８２には第１流動層空気量調節ダンパ７３が設けられ、第２流動層配管８３には第２流動層空気量調節ダンパ７４が設けられる。ターボブロワ４０から第１流動層風箱３４と第２流動層風箱３６に供給する空気量は比較的多い。第１流動床板３４ａ上の流動層２４の砂高さと第２流動床板３６ａ上の流動層２４の砂高さとがほぼ同一であり、且つ第１流動床板３４ａに設けられた散気ノズルと第２流動床板３６ａに設けられた散気ノズルとがほぼ同一の条件であるので、それらの空気量が略同等となるように、流動層２４に供給する空気量を適切に調節することができる。
【００７０】
第１流動層配管８２に第１流動層空気流量計７１が設けられ、第２流動層配管８３に第２流動層空気流量計７７が設けられているので、第１流動層風箱３４及び第２流動層風箱３６に供給される空気量を測定することができ、所望の空気量が流動層２４に供給されているか否かを確認することができる。
【００７１】
旋回流型流動床炉１０は、ターボブロワ４０からの空気をフリーボード１７に供給するためのフリーボード配管８６と、フリーボード１７に供給される空気量を調節するフリーボード空気量調節ダンパ７５を備えるので、炉内の燃焼量が急増したときに、フリーボード空気量調節ダンパ７５の開度を一時的に大きくして、ターボブロワ４０からの吐出空気をフリーボード１７へバイパスさせることができる。これにより、流動層２４内に供給される空気量を一時的に減らして流動層２４内の熱反応を抑制し、フリーボード１７に燃焼に必要な空気を供給して完全燃焼を促進させることができる。この場合、フリーボード空気量調節ダンパ７５を開くと、ターボブロワ４０の吐出側の圧力損失が低下するため、ターボブロワ４０の特性によりターボブロワ４０の吐出流量が増加し、フリーボード１７における燃焼量の増大に対応させてより多くの燃焼用空気をフリーボード１７に供給させることができる。ただし、流動層配管部に第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４を設けて圧力損失を生じさせながら流量調節を行うため、その分消費動力を要することになる。
【００７２】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。第２実施形態は、第１実施形態に比べて、ルーツブロワ４２を使用している点で異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図示のように、第２実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、流動層２４に流動化及び燃焼を目的とした空気を供給するルーツブロワ４２（流動層気体供給機構）を備えている。ルーツブロワ４２は、接続配管８０に接続され、第１流動層配管８２及び第２流動層配管８３を介して第１流動層風箱３４及び第２流動層風箱３６に空気を供給可能に構成されている。
【００７４】
第２実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第１実施形態に係る旋回流型流動床炉のメリットと同様のメリットを有する。これに加えて、第２実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、容積式送風機であるルーツブロワ４２を有するので、第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａの図示しない散気ノズルから吐出される空気量は吐出圧力によらず、ルーツブロワ４２の回転数により決定され、所望の空気量を流動床２４に供給することが
できる。また、フリーボード配管８６は、フリーボード配管８６を通過する空気量を調節するフリーボード空気量調節ダンパ７５とフリーボード配管８６を通過する空気量を計測するフリーボード空気流量計７８と、を備える。
【００７５】
旋回流型流動床炉１０は、ルーツブロワ４２からの空気をフリーボード１７に供給するためのフリーボード配管８６と、フリーボード１７に供給される空気量を調節するフリーボード空気量調節ダンパ７５を備えるので、炉内の燃焼量が急増したときに、フリーボード空気量調節ダンパ７５の開度を一時的に大きくして、ルーツブロワ４２からの吐出空気をフリーボード１７へバイパスさせることができる。この場合にはルーツブロワ４２の回転数は変化しない。これにより、流動層２４内に供給される空気量を一時的に減らして流動層２４内の熱反応を抑制し、フリーボード１７に燃焼に必要な空気を供給して完全燃焼を促進させることができる。ただし、フリーボード空気量調節ダンパ７５を開いてもルーツブロワ４２の吐出流量は増えないので、ターボブロワを用いる場合ほど、フリーボード１７に供給される空気量は増加しない。したがって、第２実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第１流動層空気量調節ダンパ７３及び第２流動層空気量調節ダンパ７４により２つの流動層２４に供給する空気量をバランスさせるだけでよく、必要な圧力損失は小さいので、第１実施形態より消費動力削減効果は大きい。
【００７６】
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。第３実施形態は、第１実施形態に比べて、流動層２４に空気を供給するための機構が異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図示のように、第３実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第１流動床板３４ａに支持される流動層２４に流動化及び燃焼を目的とした気体（例えば、空気）を供給する容積式送風機であるルーツブロワ４４（第１容積式送風機）と、第２流動床板３６ａに支持される流動層２４に流動化及び燃焼を目的とした気体（例えば、空気）を供給するルーツブロワ４６（第２容積式送風機）とを有する。第１流動床板３４ａの投影面積及び第２流動床板３６ａの投影面積は、それぞれ、移動層２２の炉床投影面積（移動床板３２ａの投影面積）の略１／２であるので、ルーツブロワ４４，４６，６０のいずれをも同一の仕様（能力）の容積式送風機にすれば、流動層２４に供給する流動化空気量を移動層２２に供給する流動化空気量の略２倍として、流動床の旋回流を適切に形成させることができる。
【００７８】
また、旋回流型流動床炉１０は、一端がルーツブロワ４４に連通し他端が第１流動層風箱３４に連通する第１流動層配管８４と、一端が第１流動層配管８４に連通し他端がフリーボード１７に連通する第１フリーボード配管８７と、一端がルーツブロワ４６に連通し他端が第２流動層風箱３６に連通する第２流動層配管８５と、一端が第２流動層配管８５と連通し他端がフリーボード１７に連通する第２フリーボード配管８８と、を有する。
【００７９】
また、第１フリーボード配管８７は、第１フリーボード配管８７を通過する空気量を調節する第１フリーボード空気量調節ダンパ７６（第１フリーボード流量調節部）と、第１フリーボード空気流量計９１とを備え、第２フリーボード配管８８は、第２フリーボード配管８８を通過する空気量を調節する第２フリーボード空気量調節ダンパ７７（第２フリーボード流量調節部）と、第２フリーボード空気流量計９２とを備える。ルーツブロワ４４からの空気は、第１流動層配管８４を通過して第１流動層風箱３４に供給される。また、ルーツブロワ４６からの空気は、第２流動層配管８５を通過して第２流動層風箱３６に供給される。
【００８０】
制御部９０は、ルーツブロワ６０、ルーツブロワ４４、ルーツブロワ４６、第１フリー
ボード空気量調節ダンパ７６、及び第２フリーボード空気量調節ダンパ７７と通信可能であり、それぞれの駆動を制御可能に構成される。
【００８１】
制御部９０は、流動層２４を流動化させるのに必要な空気量を供給するために、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６を所定の回転数以上に制御する。これと共に、制御部９０は、流動層温度計５４で検知された流動層２４の温度に基づいて、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数を制御する。即ち、流動層２４の温度が目標温度より高い場合は、制御部９０は、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数を予め設定された範囲内で下げて、流動層２４に供給される流動化空気量を減少させる。一方で、流動層２４の温度が目標温度より低い場合は、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数を予め設定された範囲内で上げて、流動層２４に供給される流動化空気量を増加させる。
【００８２】
ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６は、一定の容積の気体を送出するように構成された容積式送風機であるので、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６が供給する空気量はルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数により決定される。即ち、第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａの図示しない散気ノズルから吐出される空気量は吐出圧力に関わらず、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数に基づいて決定される。このため、第１流動層配管８４及び第２流動層配管８５は、流量を調節するためのダンパや、流量を計測するための流量計がなくとも、回転数を制御することで所望の空気量を流動層２４に供給することができる。
【００８３】
第３実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、例えば炉内の明るさを検知する照度センサ等を有していてもよい。この場合、制御部９０は、照度センサにより炉内の明るさを検知し、炉内の明るさが所定値以上となったとき、つまり炉内の燃焼量が急増したときに、第１フリーボード空気量調節ダンパ７６及び第２フリーボード空気量調節ダンパ７７の開度を一時的に大きくして、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６からの空気をフリーボード１７へバイパスさせることができる。これにより、流動層２４内に供給される空気量を一時的に減らして流動層２４内の熱反応を抑制し、フリーボード１７に燃焼に必要な空気を供給して完全燃焼を促進させることができる。この場合、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数は一定のまま維持され変わらない。また、制御部９０は、炉内の明るさが所定値未満のとき、つまり炉内の燃焼量が適切なときは、第１フリーボード空気量調節ダンパ７６及び第２フリーボード空気量調節ダンパ７７は閉じられる。
【００８４】
第３実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第１実施形態に係る移動層２２用にルーツブロワ６０を設けたことによるメリットと同様のメリットを有する。これに加えて、第３実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、容積式送風機であるルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６を有するので、第１流動床板３４ａ及び第２流動床板３６ａの図示しない散気ノズルに対する流動層２４の抵抗に関わらず、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数に基づいて所望の空気量を流動層２４に供給することができる。したがって、流動媒体の循環流を確実に形成し、不燃物の排出を確実に行うことができる。また、移動層２２及び流動層２４への流動化空気量を、ダンパを用いずにルーツブロワ６０、ルーツブロワ４４及びルーツブロワ４６の回転数により調節するので、流動化空気を供給するための消費動力は第１実施形態、第２実施形態よりも小さい。また、ルーツブロワ４４，４６，６０を同一の仕様（能力）の容積式送風機とすることにより、送風機の保守に必要な予備品を共通のものとすることができ、維持管理を容易にすることができる。
【００８５】
また、移動層配管６５、第１流動層配管８４、及び第２流動層配管８５に流量計及びダンパを設ける必要がないので、流量計で正確な流量を計測するために必要な配管長さを確保する必要がなく、流動空気配管をコンパクトにすることができ、移動層配管６５、第１
流動層配管８４及び第２流動層配管８５に、流量計測に必要な動圧を確保するためのオリフィスを設ける必要もない。
【００８６】
＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態に係る旋回流型流動床炉の概略縦断正面図である。
図４に示すように、第４実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第３実施形態に比べて、炉本体１１の正面視で右半分のみから構成されている点が異なる。即ち、第４実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第３実施形態におけるルーツブロワ４４、第１流動層配管８４、第１フリーボード配管８７、第１フリーボード空気量調節ダンパ７６、第１フリーボード空気流量計７１、第１流動層風箱３４、及び不燃物流路１８ａを備えておらず、移動層温度計５２及び流動層温度計５４がそれぞれ一つずつ設けられている。
【００８７】
また、第４実施形態の旋回流型流動床炉１０の炉本体１１は、その一側壁のみにくぼみ部１２を有する。炉本体１１のくぼみ部１２が形成された側と逆側の側壁は、かかるくぼみ部が形成されてはおらず平板状に構成される。また、廃棄物Ｗを炉本体１１に供給するための投入口１５は、炉本体１１のくぼみ部１２が形成された側と逆側の側壁に設けられ、投入された廃棄物Ｗを移動層２２の上部に案内する。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８８】
第４実施形態に係る旋回流型流動床炉１０は、第３実施形態に係る旋回流型流動床炉のメリットと同様のメリットを有する。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０…旋回流型流動床炉
１１…炉本体
１７…フリーボード
２２…移動層
２４…流動層
３２ａ…移動床板
３６ａ…第２流動床板
３４ａ…第１流動床板
４０…ターボブロワ
４２…ルーツブロワ
５２…移動層温度計
５４…流動層温度計
６０…ルーツブロワ
７１…第１流動層空気流量計
７２…第２流動層空気流量計
７３…第１流動層空気量調節ダンパ
７４…第２流動層空気量調節ダンパ
７５…フリーボード空気量調節ダンパ
７６…第１フリーボード空気量調節ダンパ
７７…第２フリーボード空気量調節ダンパ
８２…第１流動層配管
８３…第２流動層配管
８６…フリーボード配管
８７…第１フリーボード配管
８８…第２フリーボード配管
９０…制御部
【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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