(57)【要約】【課題】焼却炉においてゴミを焼却する際に発生する熱を利用して電力を効率的に取得する。【解決手段】焼却炉２で発生した廃熱を利用した発電システムであって、焼却炉２内に配管された蒸気管２１〜２４と、蒸気管２１〜２４に水を供給する受水槽と、焼却炉２の外部において、蒸気管２１〜２４内を流通する水の一部を取り出し、一定範囲の温度にて貯水する複数の蓄熱槽３１〜３４と、複数の蓄熱槽３１〜３４のうち、最後段に位置する蓄熱槽３４内の水を電熱により加熱する電気ボイラー５１，５２と、電気ボイラー５１，５２から発生した水蒸気により発電するタービン装置７とを備え、複数の蓄熱槽３１〜３４では、前段に配置された蓄熱槽３１〜３４の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽３１〜３４の温度範囲が高く設定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉で発生した廃熱を利用した発電システムであって、
前記焼却炉内に配管された蒸気管と、
前記蒸気管に水を供給する受水槽と、
前記焼却炉の外部において、前記蒸気管内を流通する水の一部を取り出し、一定範囲の温度にて貯水する複数の蓄熱槽と、
前記複数の蓄熱槽のうち、最後段に位置する蓄熱槽内の水を電熱により加熱する電熱装置と、
前記電熱装置から発生した水蒸気により発電するタービン装置と
を備え、
前記複数の蓄熱槽では、前段に配置された蓄熱槽の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽の温度範囲が高く設定されている
ことを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記電熱装置で発生した水蒸気を蓄積する蒸気ヘッター部をさらに備え、
前記電熱装置からの水蒸気は、前記蒸気ヘッター部を介して前記タービン装置に供給されるとともに、蒸気ヘッター部に蓄積された蒸気の一部は、前記複数の蓄熱槽に供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記焼却炉で発生した煤煙を水平方向に導出する煙道部と、
前記煙道部内の上部において水平方向に配設され、前記煙道部内へ散水を行う散水手段と、
前記煙道部内における前記煤煙の通過経路断面の一部又は全部を塞ぐように配設される壁状の部材であり、その表裏に貫通するスリットが多数形成された複数のガラリ部と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電システム。
【請求項４】
焼却炉で発生した廃熱を利用した発電方法であって、
受水槽から、前記焼却炉内に配管された蒸気管に水を供給する給水処理と、
前記焼却炉内に配管された前記蒸気管内を流通する水の一部を順次取り出し、前記焼却炉の外部に設けられた複数の蓄熱槽に、一定範囲の温度にて貯水した後、前記焼却炉内に戻す蓄熱処理と、
前記複数の蓄熱槽のうち、最後段に位置する蓄熱槽内の水を電熱により加熱する電熱処理と、
前記電熱処理により発生した水蒸気をタービン装置に供給して発電する発電処理と
を含み、
前記蓄熱処理では、前記複数の蓄熱槽について、前段に配置された蓄熱槽の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽の温度範囲が高く設定され、前段の蓄熱槽で蓄熱された水を、前記焼却炉内に戻し、この戻した水を焼却炉内においてさらに加熱した後、再度取り出して後段の蓄熱槽で蓄熱することによって、順次温度範囲を高めていく
ことを特徴とする発電方法。
【請求項５】
前記発電処理に先行して、前記電熱装置で発生した水蒸気を蒸気ヘッター部に蓄積する蒸気蓄積処理をさらに含み、
前記発電処理では、前記電熱装置からの水蒸気は、前記蒸気ヘッター部を介して前記タービン装置に供給されるとともに、前記蓄熱処理では、蒸気ヘッター部に蓄積された蒸気の一部は、前記複数の蓄熱槽に供給される
ことを特徴とする請求項４に記載の発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉で発生した熱を利用した発電システム及び発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今般の東日本大震災では、津波によって家屋が流失し、多くの人が被害を受けたうえ、その地震及び津波によって原子力発電所の原子炉が破損したことによって放射性物質が大量に漏れ出すという事故も発生した。そのため従前より、太陽光、風力、水力、地熱、太陽熱等、自然の力で定常的（もしくは反復的）に補充されるエネルギー資源（再生可能エネルギー）の利用が注目されている。
【０００３】
このような再生可能エネルギーを利用したものとして、例えば、焼却炉においてゴミを燃焼させた際に発生する熱を用いるものがある（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る技術は、焼却炉において排出される熱を活用して温水を生産する技術である。このように活用された温水を用いて発電を行うこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５１３０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたような技術では、焼却炉から発生した熱量の損失が十分でないため、例えば、このようなシステムを用いて発電する場合には発電効率が十分でなかったという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、焼却炉においてゴミを焼却する際に発生する熱を利用して電力を効率的に発電することができる発電システム及び発電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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、焼却炉で発生した廃熱を利用した発電システムであって、焼却炉内に配管された蒸気管と、蒸気管に水を供給する受水槽と、焼却炉の外部において、蒸気管内を流通する水の一部を取り出し、一定範囲の温度にて貯水する複数の蓄熱槽と、複数の蓄熱槽のうち、最後段に位置する蓄熱槽内の水を電熱により加熱する電熱装置と、電熱装置から発生した水蒸気により発電するタービン装置とを備え、複数の蓄熱槽では、前段に配置された蓄熱槽の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽の温度範囲が高く設定されていることを特徴とする。
【０００８】
また、他の発明は、焼却炉で発生した廃熱を利用した発電方法であって、
（１）受水槽から、焼却炉内に配管された蒸気管に水を供給する給水処理と、
（２）焼却炉内に配管された蒸気管内を流通する水の一部を順次取り出し、焼却炉の外部に設けられた複数の蓄熱槽に、一定範囲の温度にて貯水した後、焼却炉内に戻す蓄熱処理と、
（３）複数の蓄熱槽のうち、最後段に位置する蓄熱槽内の水を電熱により加熱する電熱処理と、
（４）電熱処理により発生した水蒸気をタービン装置に供給して発電する発電処理と
を含み、
蓄熱処理では、複数の蓄熱槽について、前段に配置された蓄熱槽の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽の温度範囲が高く設定され、前段の蓄熱槽で蓄熱された水を、焼却炉内に戻し、この戻した水を焼却炉内においてさらに加熱した後、再度取り出して後段の蓄熱槽で蓄熱することによって、順次温度範囲を高めていく。
【０００９】
これらのような本発明によれば、温度範囲が異なる温水を蓄積する複数の蓄熱槽を用いているので、温度の低い温水についても蓄積して活用することができるので、焼却炉から発生した熱量の損失を抑えることができる。そして、本発明では、前段に配置された蓄熱槽の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽の温度範囲が高くなるようにして、温度の高い温水を用いて水蒸気を発生させているので、水蒸気発生に用いる電力を抑制することができる。このように、本発明によれば、焼却炉においてゴミを焼却する際の熱を利用して電力を効率的に発電することができる。
【００１０】
さらに、上記発明において、電熱装置で発生した水蒸気を蓄積する蒸気ヘッター部をさらに備え、電熱装置からの水蒸気は、蒸気ヘッター部を介してタービン装置に供給されるとともに、蒸気ヘッター部に蓄積された蒸気の一部は、複数の蓄熱槽に供給されることが好ましい。この場合には、タービン装置に提供される水蒸気は、蒸気を加圧及び加熱するための蒸気ヘッター部によって蓄積させることができるので、所定の圧力及び流量の水蒸気をタービン装置に供給することができる。また、本発明によれば、蒸気ヘッター部に蓄積された蒸気の一部は、複数の蓄熱槽に供給されるので、タービン装置に用いられた際に発生する温水を蓄熱槽内に再度供給することができるため、焼却炉から発生した熱量の損失を抑えて、より発電の効率を向上させることができる。
【００１１】
上記発明において、焼却炉で発生した煤煙を水平方向へ導出する煙道部と、煙道内の上部において水平方向に配設され、煙道部内へ散水を行う散水手段と、煙道部内における煤煙の通過経路断面の一部又は全部を塞ぐように配設される壁状の部材であり、その表裏に貫通するスリットが多数形成された複数のガラリ部とを備えることが好ましい。
【００１２】
ここで、煤煙とは、物の燃焼等に伴い発生する不完全燃焼の粒子を含むものをいい、例えば、硫黄酸化物、煤塵（すす）、有害物質（カドミウム、塩素及び塩化水素、フッ素、フッ化水素及びフッ化ケイ素、鉛及びその化合物、窒素酸化物、ダイオキシンなどの大気汚染物質）が挙げられる。
【００１３】
この場合には、煤煙を水平方向に導出する煙道部には、煙道部内へ散水を行う散水手段を備えているので、散水された水に煙道部を通過する煤煙に含まれた汚染物質を接触させ、水に汚染物質を吸着させることがきる。これにより、汚染物質を含む水を排水として回収することができるため、外部に煤煙を放出することを防止することできる。
【００１４】
また、本発明によれば、煙道部には、煤煙の通過経路断面の一部又は全部を塞ぐように配設される壁状部材のガラリ部が形成されているので、煤煙の流れを流動させ、汚染物質を水に吸着させるための気流経路を確保することができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、ガラリ部には、表裏に貫通するスリットが多数形成された複数のガラリ部が形成されているので、煤煙をそのスリットに流れ込ませることができる。これにより、煙道部内の気流経路を適切に保つことができ、焼却炉の燃焼が低下することを防止して、不完全燃焼物質の発生を抑制することができる。
【００１６】
また、ガラリ部には、散水手段から噴霧された水が表面を被覆しているため、スリット部分に流れ込んだ排煙は、ガラリ部表面の水によって有害物質が吸着されることとなり、より高い除去効果を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、この発電システム及び発電方法によれば、焼却炉においてゴミを焼却する際に発生する熱を効率よく利用して電力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る発電システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態に係る排煙設備の構成を示す側面図であり、同図（ｂ）は、排煙設備内のガラリ部の配置を示す上面図であり、同図（ｃ）は排煙設備内の散水手段の配置を示す上面図である。
【図３】本実施形態に係る発電方法を示すフローチャート図である。
【図４】変形例に係る排煙設備の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る発電システムの実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る発電システムの全体構成を示す概念図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明は、焼却炉２で発生した廃熱を利用した発電システムであって、排熱を回収する媒体となる水を貯水する受水槽１と、ゴミ等を焼却する焼却炉２と、焼却炉２の熱により温められた水を貯水する蓄熱槽３（３１〜３４）と、蓄熱槽３内の水を電熱により加熱する電気ボイラー５１，５２と、電気ボイラー５１，５２から発生した水蒸気により発電するタービン装置７と、焼却炉２から発生した煤煙を外部に放出する排煙設備８とから概略構成される。
【００２１】
本実施形態において、受水槽１は、水道水などの硬水を軟水化処理（例えば、カルシウム除去など）した軟水を内部に貯水しており、この受水槽内における水の温度は、約１５度前後に設定される。そして、この受水槽１は、焼却炉２内に配管された蒸気管２１〜２７と接続されており、受水槽１は水を焼却炉２内の蒸気管２１〜２７へ供給するようになっている。
【００２２】
焼却炉２は、耐熱性を金属部材で形成され、例えば、家庭用の可燃ゴミなどを焼却する焼却装置であり、本実施形態では、焼却炉２内の温度は、約５００〜約９００度となる。そして、この焼却炉２には、受水槽１から供給された水を焼却炉２内の排熱で温めて、その温水を蓄熱槽３１〜３４へ供給する配管である蒸気管２１〜２４が配置される。具体的に、蓄熱槽３１〜３４に温水を供給する蒸気管としては、受水槽１と最前段に位置する蓄熱槽３１と接続する蒸気管２１と、蓄熱槽３１と２段目の蓄熱槽３１とを接続する蒸気管２２と、蓄熱槽３２と３段目の蓄熱槽３３とを接続する蒸気管２３と、蓄熱槽３１と２段目の蓄熱槽３１とを接続する蒸気管２３と、蓄熱槽３３と最後段に位置する蓄熱槽３４とを接続する蒸気管２４とから構成される。
【００２３】
また、焼却炉２内には、焼却炉２内の熱で発生した蒸気を蒸気ヘッター部４に供給する蒸気管２５〜２７を有している。本実施形態においては、受水槽１から延びた配管２８が蒸気管２５〜２７の一端と接続されているとともに、蒸気ヘッター部４から延びた蒸気導入管４１が蒸気管２５〜２７の他端と接続されており、焼却炉２内の排熱で発生した蒸気を蒸気ヘッター部４に供給するようになっている。なお、受水槽１と、焼却炉２との配管２８には、水の圧力・流量の制御を行うバルブ２ａ，２ｂが設けられている。
【００２４】
蒸気ヘッター部４は、焼却炉２で発生された蒸気の蓄積や分配を行い、蒸気を加圧及び加熱するタンク装置であり、内部に蒸気を貯める胴部と、胴部の上部に蒸気導入管４１と、下部に蒸気排出管４２とを有している。蒸気排出管４２は、各蓄熱槽３１〜３４に接続されており、胴部内の蒸気を各蓄熱槽３１〜３４に供給して蓄熱槽３１〜３４を温めるようになっている。なお、蒸気導入管４１と蒸気排出管４２とには、それぞれ蒸気の圧力・流量の制御を行うバルブ４ａ，４ｂが設けられている。
【００２５】
また、図示していないが、蒸気ヘッター部４には、内部の圧力をセンサーで検出したり、蒸気ヘッター部内の蒸気圧力を調整するような制御装置を有しており、蒸気排出管４２から排出される蒸気温度は１００度となるようになっている。
【００２６】
蓄熱槽３１〜３４は、焼却炉２の外部において、蒸気管２１〜２４内を流通する温水の一部を取り出し、一定範囲の温度にて貯水する装置である。本実施形態では、４つの蓄熱槽３１〜３４から構成され、各蓄熱槽３１〜３４は、蒸気管２２〜２４を介して順次接続され、蒸気管２２〜２４の間には、それぞれ温水の圧力・流量の制御を行うバルブ３１ａ〜３３ａが設けられている。
【００２７】
そして、これらのバルブ３１ａ〜３３ａの開閉を制御することで、水量を調整して各蓄熱槽３１〜３４内の温度を調整し、前段に配置された蓄熱槽３１〜３３の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽３２〜３４の温度範囲が高く設定されている。
【００２８】
本実施形態では、最上段の蓄熱槽３１は、温水の温度が４０度以上となるように設定され、二段目の蓄熱槽３２は、貯水された温水の温度が６０度以上となるように設定され、三段目の蓄熱槽３３は、貯水された温水の温度が８０度以上となるように設定され、最後段の蓄熱槽３４は、貯水された温水の温度が９０度以上となるように設定されている。また、蓄熱槽３１〜３３の貯水量は約５０ｔ（トン）であり、最後段の蓄熱槽３４の貯水量は約１００ｔ（トン）となっている。
【００２９】
複数の蓄熱槽３１〜３４のうち、最後段に位置する蓄熱槽３４は、配管３５を介して電気ボイラー５１，５２と接続されており、蓄熱槽３４内の温水を電気ボイラー５１，５２に供給するようになっている。なお、配管３５は電気ボイラー５１，５２と接続されるように分離されており、分岐された配管部分には、それぞれバルブ５ａ，５ｂが設けられている。
【００３０】
電気ボイラー５１，５２は、電熱により蓄熱槽３４から供給された温水を加熱して、大気圧をこえる圧力の蒸気を発生する発熱装置であり、内部に複数の電気ヒーターが設けられている。この電気ヒーターは、図示しない外部電源又は、蒸気タービンから発生した電力を電源として用いることができる。
【００３１】
本実施形態において、電気ボイラーにおける熱交換装置の伝熱に寄与する伝熱面積は、法令に準拠するように設定される。すなわち、伝熱面積は、電気設備容量２０ｋｗ（キロワット）を１平方メートルと見なしてその最大設備容量を換算した面積となるように設定される。本実施形態では、直径１０ｃｍ、及び長さ１ｍであって、容量２００ｋｗの筒状電気ヒーターを１００本用いるものとし、その電気設備容量は、
電気設備容量＝２００ｋｗ×１００本＝２万ｋｗ
となり、その伝熱面積は、
伝熱面積＝２万ｋｗ／２０＝１０００ｍ２
となる。
【００３２】
そして、各電気ボイラー５１，５２では、配管５３，５４を介して蒸気ヘッター部６に接続されており、蓄熱槽３４から供給された温水を１００ｔ／ｈで蒸発させ、発生した水蒸気を蒸気ヘッター部６に供給している。
【００３３】
蒸気ヘッター部６は、電気ボイラー５１，５２で発生した水蒸気の蓄積や分配を行い、蒸気を加圧及び加熱するためのタンク装置であり、内部に蒸気を貯める胴部と、蒸気を胴部内に導入する蒸気導入管となる配管５３，５４と、蒸気を排出する蒸気排出管６１とを有している。配管５３，５４には、バルブ６ａ，６ｂが設けられており、蒸気の圧力・流量の制御が実行される。そして、電気ボイラー５１，５２からの水蒸気は、蒸気ヘッター部６の蒸気排出管６１を介してタービン装置７に供給される。なお、蒸気ヘッター部６に接続されるタービン装置の数は、限定されるものでなはく、複数のタービン装置７が接続可能である。
【００３４】
タービン装置７は、蒸気ヘッター部６から供給された蒸気によって発電する装置であり、蒸気が噴射されることで回転運動を発生する羽根車７１と、羽根車７１を軸支し、羽根車７１の回転運動が伝達される中心軸７２と、中心軸７２の軸上に設けられ、伝達される回転運動により発電する発電機７３とから構成される。
【００３５】
本実施形態において、発電機７３の最大出力は２０万ｋｗとなる。そして、発電機７３から発生した電力は、図示しない蓄電器に蓄積される。また、タービン装置７内には、使用後の蒸気を他の装置に分配する切替部７４を有している。切替部７４は、タービン装置７で使用された蒸気を蓄積して、蓄熱槽３４又は電気ボイラー５１に供給するタンク装置であり、タービン装置７で使用された蒸気を再利用していることで、熱効率を向上させる利点を有する。具体的に、切替部７４は、配管７５を介して蓄熱槽３４に接続されており、蓄熱槽３４に蒸気を供給して蓄熱槽３４の温度、数量、及び水位の調整が可能となっている。
【００３６】
一方、切替部７４は、配管７７を介して電気ボイラー５１にも接続されている。この切替部７４と電気ボイラー５１との間には、電気ボイラー５１に供給する蒸気の圧力を軽減させるバルブなどの減圧器７６が設けられている。この減圧器７６によって蒸気を所定の圧力に調整することで、急激な気圧変化が生じることを防止してウォータハンマー（水撃作用）を防ぐとともに、電気ボイラー５１内の設備を保護するようになっている。また、減圧器７６によって蒸気を減圧させることで、減圧器７６内を真空に近づかせ、配管７７を介してタービン装置７の回転駆動力を増大させることができるため、より大きな出力を得ることができるようになる。
【００３７】
次いで、図２を用いて、排煙設備８について説明する。図２（ａ）は、排煙設備８の構造を示す側面図であり、同図（ｂ）は、排煙設備８のガラリ部８５の配置を示す上面図であり、同図（ｃ）は、排煙設備８の散水手段の配置を示す上面図である。
【００３８】
図１及び図２に示すように、排煙設備８には、焼却炉２の上部から突出して配管２９を介して、焼却炉２で発生した煤煙を水平方向に導出する煙道部８０ａと、配管８０ｃを介して接続され、煙道部８０ａと接続され、煤煙から有害物質を除去した煙を外部に排出する煙突部８０ｂと、有害物質を含有する廃液を浄化するフィルター部８２とから構成される。
【００３９】
なお、ここで、煤煙とは、焼却炉２での燃焼に伴い発生する不完全燃焼の粒子を含むものをいい、例えば、硫黄酸化物、煤塵、有害物質（カドミウム、塩素及び塩化水素、フッ素、フッ化水素及びフッ化ケイ素、鉛及びその化合物、窒素酸化物、ダイオキシンなどの大気汚染物質）が挙げられる。
【００４０】
煙道部８０ａは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、煙道部８０ａ内へ散水を行う散水手段８４と、煙道部８０ａ内に配設される壁状の部材であるガラリ部８５と、煙道部８０ａ内の下部において、散水された水を貯水するドレンパン８６とから形成される。
【００４１】
散水手段８４は、霧状又は粒状の水を噴霧する手段であり、本実施形態では、水圧及び風量を調整して所定の散水圧力で水を噴霧するようになっている。このような散水手段８４は、煙道部８０ａ内の上部において水平方向に配設されており、図２（ｃ）に示すように、各位置には、霧状又は粒状の水を噴霧する散水口８４ａが配置されており、この散水口８４ａから散水することで、煙道部８０ａ内を流れる煤煙の各物質を意味する汚染物質が散水に接触して吸着され、ドレンパン８６内に貯水されていく。
【００４２】
ガラリ部８５は、図２（ｂ）に示すように、煙道部８０ａ内における煤煙の通過経路断面の一部又は全部を塞ぐように千鳥状に配置されている。このガラリ部８５は、その表裏に貫通するスリットが多数形成されており、煤煙がスリット部分を通り抜けるようになっている。また、ガラリ部８５は、散水手段８４から噴霧された水によりその表面に水分がコーティングされ、そのスリット部分に流れ込んだ排煙の粒子を吸着するようになっている。
【００４３】
ドレンパン８６は、汚染物質を含む水を一時的に貯水する容器であり、ドレンパン８６内に流れ込んだ水分は、下方に位置する排水管を通じてフィルター部８２に流れ込むようになっている。フィルター部８２には、汚染物質を濾過する所定の濾過精度を有するフィルター網８２ａが複数配置されており、汚染物質を集塵するようになっている。そして、濾過されて清浄化された水は下水道へ排出される。
【００４４】
なお、以上説明した各装置については、ニッケル基合金、コバルト基合金などの設定される温度に対する耐熱性を有する金属部材が用いられるものとする。また、各装置は、図示しない温度センサー、圧力センサー、流量センサー等が設けられているとともに、ＣＰＵ等の制御装置によって、各装置から流出及び流入される水及び蒸気についての圧力、流量、及び温度が制御されるようになっている。
【００４５】
（発電方法）
上述した発電システムを動作させることで、本発明の発電方法を実施できる。図３は、本実施形態に係る発電方法を示すフローチャート図である。
【００４６】
本実施形態における焼却炉２で発生した廃熱を利用した発電方法は、先ず、  受水槽１から、焼却炉２内に配管された蒸気管２１〜２４に水を供給する給水処理を行う（Ｓ１０１）。そして、焼却炉２内に配管された蒸気管２１〜２４内を流通する水の一部を順次取り出し、焼却炉２の外部に設けられた複数の蓄熱槽３１〜３４に、一定範囲の温度にて貯水した後、焼却炉２内に戻す蓄熱処理と行う（Ｓ１０２）。
【００４７】
この際、複数の蓄熱槽３１〜３４について、前段に配置された蓄熱槽３１〜３４の温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽３１〜３４の温度範囲が高く設定され、前段の蓄熱槽３１〜３４で蓄熱された水を、焼却炉２内に戻し、この戻した水を焼却炉２内においてさらに加熱した後、再度取り出して後段の蓄熱槽３１〜３４で蓄熱することによって、順次温度範囲を高めていく。
【００４８】
そして、複数の蓄熱槽３１〜３４のうち、最後段に位置する蓄熱槽３１〜３４内の水を電気ボイラー５１，５２に供給し、その電気ボイラー５１，５２の電熱により温水を加熱して水蒸気を発生させる電熱処理を行う（Ｓ１０３）。
【００４９】
その後、電気ボイラー５１，５２で発生した水蒸気を蒸気ヘッター部６に蓄積する蒸気蓄積処理を行う（Ｓ１０４）。そして、電熱処理により発生した水蒸気をタービン装置７に供給して発電する発電処理を行う（Ｓ１０５）。この際、電気ボイラー５１，５２からの水蒸気は、蒸気ヘッター部６を介してタービン装置７に供給される。さらに、蒸気ヘッター部６に蓄積された蒸気の一部は、蓄熱槽３４に供給される。
【００５０】
一方、焼却炉２から発生した煤煙は煙道部８０ａに導入されて煤煙除去処理が実行される（Ｓ１０６）。具体的には、煙道部８０ａ内の上部において配設された散水手段８４が、煙道部８０ａ内へ散水を行い、煤煙内の汚染物質に水を付着させて、汚染物質を含有する水を煙道部８０ａ下部のドレンパン８６内に貯水させる。
【００５１】
汚染物質が除去された煙は、煙突部８０ｂから外部に放出される。一方、ドレンパン８６内の水はその後フィルター部８２内で汚染物質が濾過され、汚染物質が除かれた水は下水道に放流される。
【００５２】
（作用・効果）
このような本実施形態によれば、４０度、６０度、８０度、及び９０度と温度範囲が異なる温水を蓄積する複数の蓄熱槽３１〜３４を備え、温度の低い温水についても蓄積して活用しているため、焼却炉２から発生した熱量の損失を抑えることができる。さらに、本実施形態によれば、前段に配置された蓄熱槽３１〜３３のいずれかの温度範囲よりも、後段に配置された蓄熱槽３２〜３４のいずれかの温度範囲が高くなるようにして、最も温度が高い温水が貯水された蓄熱槽３４内の水を電熱により加熱して水蒸気を発生させているため、水蒸気発生に用いる電力を抑制することができる。このように本実施形態によれば、焼却炉においてゴミを焼却する際に発生する熱量の損失を抑えて、電力を効率的に発電することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、電気ボイラー５１，５２からの水蒸気は、蒸気ヘッター部６によって蓄積された後にタービン装置７に供給されているので、二つの電熱装置から発生した水蒸気を集め、この水蒸気を所定の圧力及び流量でタービン装置に供給することができる。
【００５４】
また、本実施形態において、蒸気ヘッター部６に蓄積された蒸気の一部は、例えば、蓄熱槽３４に再度供給しているため、より蓄熱槽内の熱量の損失を抑えて、より発電の効率を向上させることができる。
【００５５】
さらに本実施形態において、散水手段８４及びガラリ部８５を備えた排煙設備８を有しているので、煙道部８０ａを通過する煤煙は、先ず、煤煙の通過経路断面の一部又は全部を塞ぐように千鳥状に配設されるガラリ部８５によって、蛇行するような気流経路となる。そして、このように流れる煤煙に対して、散水手段８４によって上部より散水することで、煤煙に含まれる汚染物質の粒子が散水された水と接触して吸着されるため、汚染物質を回収し外部に煤煙を放出することを防止することできる。
【００５６】
さらに、ガラリ部８５には、表裏に貫通するスリットが多数形成されているので、煤煙をそのスリットに流れ込ませることができる。この際、ガラリ部８５には、散水手段８４から噴霧された水が表面を被覆しているため、スリット部分に流れ込んだ排煙は、ガラリ部８５表面の水によって汚染物質が吸着されることとなり、より高い除去効果を発揮することができる。
【００５７】
以上述べたような発電システムを全国の焼却設備に用い、発電方法を実施することで、多くの電力を発生させることができ、原発問題、及び環境問題に貢献することができる。具体的には、平成２０年度における全国の焼却炉は、１２４３件となっているため、上述したような、容量２００ｋｗの電気ヒーター１００本を備える電気ボイラーを用いて通電させると、使用電力（ｋｗ）は
２万（ｋｗ）×１２４３（台）＝２４８６万（ｋｗ）
となる。
【００５８】
一方、タービン装置７から出力される電力は、２０万ｋｗとなっているため、全国発電電力（ｋｗ）は、
２０万（ｋｗ）×１２４３（台）＝２億４８６０万ｋｗ
となる。
【００５９】
したがって、取得電力（ｋｗ）は、
２億４８６０万（ｋｗ）−２４８６万（ｋｗ）＝２億２３７４万（ｋｗ）
となり、より大きな電力を供給することができるようになる。
【００６０】
これらの電力は、例えば、電力会社に買い取らせて、変電所設備、工場、及び住宅に送電させる。この際、例えば、国が管理して発電業務と送電業務とを分けた方が好ましい。また、本発電システムによる排煙設備８を各国で利用されれば、温室効果ガスの２５％削除も可能となり、地球環境に貢献することができる。
【００６１】
（変更例）
なお、上述した各実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。例えば、上述した実施形態において、フィルター部８２内で汚染物質が濾過され、水は下水道に放流させたが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、その水を散水手段から噴霧される水に用いることもできる。
【００６２】
すなわち、図４に示すように、フィルター部８２で汚染物質を除去した後、さらに、濾過装置８１で濾過して清浄化する。濾過装置８１は、配管８７を介して冷却塔８８と接続されており、冷却塔８８によって濾過された水を冷却する。具体的には、冷却塔８８内に設けられたファン８８ａによって水を噴霧させて冷却する。
【００６３】
冷却塔８８は、配管８９と散水管８３とを介して散水手段８４に接続されており、冷却された水は配管８９と散水管８３を通じて散水手段８４に供給される。なお、濾過装置８１から冷却塔８８までの配管８７部分、及び冷却塔８８から散水手段８４までの配管８９部分には、それぞれポンプ８７ａ，８９ａが設けられており、所定の流量で冷却塔８８や散水手段８４に水を供給するようになっている。
【００６４】
なお、ポンプ８７ａは、冷却塔８８で冷却された水を濾過装置８１側に逆流させて排煙設備８を洗浄する逆洗機能も備えている。具体的に、ポンプ８７ａによって逆流された水は、濾過装置８１に蓄積された汚染物質をフィルター部８２内に流し込み、さらにフィルター部８２内に蓄積された汚染物質を含めて、配管８２ｂに流れ込むようになる。これにより、濾過装置８１及びフィルター部８２の内部を洗浄することができるようになっている。配管８２ｂから流れた汚染水は、例えば、下水道に流されるか、若しくは、所定のタンクに蓄積されて廃棄される。
【００６５】
このような本変更例によれば、煤煙から汚染物質を除去するために用いた汚染水から、汚染物質を除去するとともに、その清浄化された水を散布用に再利用できるので、より環境保護に貢献することができる。
【００６６】
また、例えば、上述した実施形態では、電気ボイラー５１，５２は、外部電源を用いて駆動する構成としたが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、始めに少ない電力で駆動する小型水管ボイラーを用いてタービン装置７を回転駆動させて発電させ、発電機７３の出力が安定した後に、電気ボイラー５１，５２に切り替えて運転するようにしてもよい。この場合、小型水管ボイラーは、蓄熱槽３４と配管を介して接続されて、９０度以上の温水が提供される。また、小型水管ボイラーは、配管を介して蒸気ヘッター部６と接続されており、小型水管ボイラー内で発生させた水蒸気を蒸気ヘッター部６に供給するようになっている。このような変形例によれば、外部電源を用いずに発電が可能となり、その結果、より発電効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…受水槽
２…焼却炉
２ａ，２ｂ…バルブ
３…蓄熱槽
４…蒸気ヘッター部
４ａ，４ｂ…バルブ
５ａ，５ｂ…バルブ
６…蒸気ヘッター部
６ａ，６ｂ…バルブ
７…タービン装置
８…排煙設備
２１〜２７…蒸気管
２８…配管
２９…配管
３１…蓄熱槽
３１ａ〜３３ａ…バルブ
３１〜３４…蓄熱槽
３４…蓄熱槽
３５…配管
４１…蒸気導入管
４２…蒸気排出管
５１，５２…電気ボイラー
５３，５４…配管
６１…蒸気排出管
７１…羽根車
７２…中心軸
７３…発電機
７４…切替部
７５，７７…配管
７６…減圧器
８０ａ…煙道部
８０ｂ…煙突部
８０ｃ…配管
８１…濾過装置
８２…フィルター部
８２ａ…フィルター網
８２ｂ…配管
８３…散水管
８４…散水手段
８４ａ…散水口
８５…ガラリ部
８６…ドレンパン
８７…配管
８７ａ，８９ａ…ポンプ
８８…冷却塔
８８ａ…ファン
８９…配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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