(57)【要約】【課題】  ごみ質の変化などによる熱量の発生に変動があったときでも、その変動を極力抑えて安定した発電をすることにより、中小規模の廃棄物焼却設備でも経済的メリットを出せるような廃棄物処理設備を得る。【解決手段】  ごみ焼却炉５１と、ごみ焼却炉５１から排出される熱エネルギーによって蒸気を発生させる廃熱ボイラ５３と、廃熱ボイラ５３で発生した蒸気により駆動される蒸気タービン１と、蒸気タービン１によって駆動される発電機６５，６７と、を備えた廃棄物処理設備であって、蒸気タービン１が、蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型であり、かつ蒸気流が回転羽根を通る際にも膨張加速し、その反動で回転する反動式である。【選択図】  図１
2005105854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉と、該廃棄物焼却炉から排出される熱エネルギーによって蒸気を発生させる蒸気発生手段と、該蒸気発生手段で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備えた廃棄物処理設備であって、
前記蒸気タービンが、蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型であり、かつ蒸気流が回転羽根を通る際にも膨張加速し、その反動で回転する反動式であることを特徴とする廃棄物処理設備。
【請求項２】
タービンの回転軸に蒸気導入路を設けたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理設備。
【請求項３】
蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型のタービンであって、該タービンの回転軸に蒸気導入路を設けたことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項４】
タービン回転軸を対向配置すると共に、該対向配置されたタービン回転軸のそれぞれに蒸気導入路を設けたことを特徴とする請求項３記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を燃焼して得られる熱エネルギーを用いて発電を行う廃棄物処理設備、及び該廃棄物処理設備に用いることができる蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理設備の一例としてごみ焼却発電設備がある。ごみ焼却発電設備はごみ焼却炉から排出される熱エネルギーによって蒸気を発生させ、この蒸気によって蒸気タービンを回転させ、さらにこの蒸気タービンによって発電機を駆動して発電を行うというものである。
このような、ごみ焼却発電設備が種々の先行文献に開示されている（例えば特許文献１参照）。
もっとも、先行する特許文献においては使用される蒸気タービンの形式について明確に言及したものは見当たらない。
しかし、ごみ焼却発電設備で現在使用される蒸気タービンは蒸気流れがタービンの軸に平行ないわゆる軸流式のものである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
他方、この軸流型タービンとは別に蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型のタービンが知られている。この半径流型蒸気タービンの代表的なものがユングストロームタービンである。
図３はこのユングストロームタービンの概要を説明する説明図である。ユングストロームタービンは、図３に示すように、ケーシング１０１に回転可能に支持されるとともにケーシング１０１の両側から内側に延出する回転軸１０３，１０５と、回転軸１０３，１０５に取り付けられた羽根車１０７，１０９を有している。そして、羽根車１０７，１０９には径方向に複数の動翼１１１，１１３が設けられている。ケーシング１０１の内部には蒸気室１１５が設けられ、蒸気室１１５にはケーシング１０１の外側から蒸気導入管１１７，１１９が連結されている。そして、蒸気室１１５と羽根車１０７，１０９で挟まれた中心部の空間１２１とは連通しており、蒸気導入管１１７，１１９から蒸気室１１５に導入された蒸気が空間１２１に導入されるように構成されている。そして、導入蒸気は空間１２１から動翼１１１，１１３間を外周方向に流れ熱エネルギーを回転エネルギーに変換する作用を得ることで羽根車１０７，１０９に回転力を発生させる。（例えば、非特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３９７０９号（請求項１）
【非特許文献１】石川禎昭著「ごみ焼却排熱の有効利用」理工図書株式会社、平成８年７月１５日、ｐ．９９−１０１（本文、図６・３、図６・４）
【非特許文献２】西川他著「わかる蒸気タービン」日新出版株式会社、１９９９年４月３０日、第６版ｐ１７９〜１８０（本文、図９・１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、ごみ焼却炉にてタービンを用いた発電が行われるのは発電出力で１０，０００ｋｗ以上の大規模な焼却設備においてであり、中小規模の廃棄物焼却設備では経済的メリットが出ないことから発電が行われていないのが現状である。実際にごみ焼却炉で経済的メリットを出すにはごみ焼却量５００トン／日、発電出力で１２，０００ｋｗを確保する必要があるといわれている（環境庁作成、環境白書９７年ｐ．１０１参照）。
しかしながら、ごみ焼却設備を含めた廃棄物焼却設備は、その数では、発電出力（発電をおこなったと仮定した場合の発電出力）５，０００ｋｗ以下のものが７〜８割を占めている。
したがって、現状では、廃棄物焼却設備における熱エネルギーの有効活用は不十分であると言わざるを得ない。一方、近年では未利用エネルギーを積極的に利用して電力に置換し、火力発電所の負荷を低減することを通じて、化石燃料の使用を節約すべきとの要請が強い。
そこで、中小規模の廃棄物焼却設備でも経済的メリットを出せるような廃棄物処理設備が望まれている。
【０００５】
中小規模の廃棄物焼却設備において発電の経済的メリットが出ない大きな理由として、第１に電力量の変動による売電価格の低下の問題、第２に蒸気タービンの熱効率が悪いこと、が挙げられる。以下、この第１、第２の問題点についてさらに詳細に説明する。
第１の問題点
廃棄物焼却、例えばごみ焼却の場合にはごみ質の変化により、蒸気発生量が設備規模にもよるが、概ね数十秒単位で変化し、これが原因となって発電量の変動が生ずる。売電価格が最低電力量を基準に決められることから、売電価格が低く抑えられる。
そこで、本発明の第１の課題はごみ質の変化などによる熱量の発生に変動があったときでも、その変動を極力抑えて安定した発電ができる発電設備を提供することにある。
【０００６】
（２）第２の問題点
廃棄物処理設備における蒸気タービンとしては、背景技術で説明したように軸流型の蒸気タービンが用いられている。しかしながら、軸流型の蒸気タービンは、後述のように中小発電設備には不向きであることから、発明者は半径流型の蒸気タービンに着目するのであるが、公知の半径流型蒸気タービンには以下のような問題がある。
図３に示す従来のものでは、蒸気が蒸気導入管１１７，１１９から蒸気室１１５に導入され、さらにそこから空間１２１に導入される構造になっている。そのため、蒸気室１１５と空間１２１とを連通させる必要があるが、他方で蒸気室１１５と羽根車１０７，１０９との間のシールする必要がある。そして、このシールは高速回転する羽根車１０７，１０９と固定部とのシールであり、しかも蒸気室１１５には高温・高圧の蒸気が導入されるので高圧部に接するシール部の確実性を確保する必要があり、さらにケーシング１０１の内部であることから、その構造が複雑になり、メンテナンスも難しい。
【０００７】
また、空間１２１は高速に回転する羽根車１０７，１０９内に形成されており、羽根車１０７，１０９が回転することで蒸気室１１５から空間１２１への蒸気流れを切ることになり、スムーズな蒸気導入が難しい。
さらに、蒸気は蒸気室１１５から羽根車１０７，１０９に設けられた孔を通して空間１２１に導入されため、その孔径および個数は蒸気条件によって詳細に検討することを要し、また、空間２１周辺には蒸気による圧力分布が発生するため，蒸気条件を調整することによる圧力調整は容易ではない。
また、導入蒸気は蒸気室１１５に一旦貯留され、その後、空間１２１に導入される構造であるために、蒸気導入管１１７，１１９でのノズル調整が難しいという問題もある。
したがって、本発明の第２の課題は中小規模の焼却設備に設置したときにも高効率で構造が簡単でかつメンテナンスが容易な蒸気タービンを提供することにある。
【０００８】
以上要するに、本発明の解決しようとする課題は、ごみ質の変化などによる熱量の発生に変動があったときでも、その変動を極力抑えて安定した発電をすることにより、中小規模の廃棄物焼却設備でも経済的メリットを出せるような廃棄物処理設備を得ることにある。
また、中小規模の焼却設備に設置したときにも高効率で構造が簡単でかつメンテナンスが容易な蒸気タービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
経済的メリットを出す発電を行うためには、蒸気タービンの熱損失を小さくする必要がある。しかしながら、軸流型蒸気タービンは、蒸気がケーシングに沿って軸方向に流れるために熱損失が大きいことから熱効率が悪いという問題がある。しかも、小型になると、ノズルが小さくなるため、その圧力損失が大きくなり、さらに効率が低下する。
このことから、発明者はタービンの形式自体を見直す必要があると考え、現状ではほとんど使用されていない半径流タービンを使用できないかという着想を得て鋭意研究を重ねた。
半径流タービンに着目した理由は以下の通りである。小型のタービンでは、前述のように、軸流タービンは熱損失が大きいが、その原因は軸流タービンにおいては蒸気がケーシングと一体の静翼を通じて外に熱放散するからである。だとすれば、蒸気がケーシングに直接触らない半径流タービンであれば熱放散量を小さくすることができると考え、半径流タービンに着目した。
【００１０】
また、蒸気量が数秒から数十秒単位で変化して発電出力が変化するという問題に対処すべく、蒸気タービンの基本原理に基づくタービン形式につき検討した。
一般に蒸気タービンの基本原理の違いから衝動式タービンと反動式タービンが知られている。衝動式タービンとは、ノズルから噴き出す高速流蒸気が翼に衝突する時、翼に衝動力を与え、翼が前進するにつれ羽根車を回転させる原理のものである。衝動力とは、蒸気が動翼を通過する間にその運動量を減少するときに生ずる力である。この衝動力を利用する衝動式タービンでは、蒸気量が変動したときにはその衝動力が変化するため、蒸気量の変動が直接出力の変動に顕著に現れると考えられる。
【００１１】
他方、反動式タービンは、翼の中に流入して膨張加速した蒸気が翼外に流出するとき、膨張してその反動で翼の前進する力が発生し、羽根車を回転させるものである。この反動力に大きく影響する蒸気の翼出口速度は、大部分が翼内部の膨張に起因し、入口速度すなわち蒸気負荷変動の影響を受けにくい。
したがって、反動式タービンは、衝動タービンほど蒸気負荷変動の影響を受けにくいのである。よって、反動式タービンを用いることにより廃棄物焼却に特有の発電出力の変動を緩和できるとの着想を得た。
【００１２】
以上の検討を前提として半径流型反動式蒸気タービンを用いてシミュレーションを行い、さらに検討を重ねた。その結果、特に、高圧蒸気が、多くても十数ｋｇ／ｓ程度しか流れない発電量５，０００ｋｗ以下の小型蒸気タービンにおいては、仮に廃棄物を一定量供給できたとしても、各種雑多な物からなる廃棄物の熱量変動による蒸気の負荷変動が生じ、従来使用されている軸流衝動タービンでは発電契約量に影響するほど変動してしまうことが分かった。
したがって、特に、発電量５，０００ｋｗ以下の発電規模において、熱損失を小さくし、しかも数秒から数十秒単位の蒸気の変動を緩和して最低電力量を高く維持し、その結果、売電価格を高くできて経済的メリットを出すには半径流型反動タービンが極めて有効であることを見出し、本発明を完成したものである。
また、蒸気タービンそのものについても、従来例で示した課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、蒸気導入路を工夫することによって、上記問題点を解決できるとの着想を得て、以下に示す本発明を完成したものである。
【００１３】
（１）本発明に係る廃棄物処理設備は、廃棄物焼却炉と、該廃棄物焼却炉から排出される熱エネルギーによって蒸気を発生させる蒸気発生手段と、該蒸気発生手段で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備えた廃棄物処理設備であって、
前記蒸気タービンが、蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型であり、蒸気流が回転羽根を通る際にも膨張加速し、その反動で回転する反動式であることを特徴とするものである。
なお、本発明における廃棄物とは、都市ごみ等の一般的な廃棄物の他、間伐材、林地残材、家畜糞尿、食品工場の残材等のいわゆるバイオマスを含む。
【００１４】
（２）また、上記（１）におけるタービンの回転軸に蒸気導入路を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
（３）本発明に係る蒸気タービンは、蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型のタービンであって、該タービンの回転軸に蒸気導入路を設けたものである。
【００１６】
（４）また、タービン回転軸を対向配置すると共に、該対向配置されたタービン回転軸のそれぞれに蒸気導入路を設けたものである。
【発明の効果】
【００１７】
（１）本発明に係る廃棄物処理設備においては、蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型蒸気タービンであり、蒸気流が回転羽根を通る際にも膨張加速し、その反動で回転する反動式蒸気タービンであることにより、熱効率を向上し、蒸気量の変動による発電量の変動を抑制して、経済的メリットのある発電が可能となる。
【００１８】
（２）また、上記（１）におけるタービンの回転軸に蒸気導入路を設けたことにより、蒸気導入管のタービンへの接続部をケーシングの外部とすることが可能となり、定常稼働時においてケーシング内において高圧部に接するシール部が無くなり、ケーシング内の復水圧力と外部大気圧力差を勘案したシール構成で済み、簡単かつ安価で、かつメンテナンスも容易なシール構成とすることができる。
また、蒸気導入路をタービン回転軸に設けることにより、従来例のように蒸気室１１５を介することなく羽根車の中央部に直接蒸気を導入できるので、蒸気導入が確実にできると共に、羽根車の中央部から第１段の動翼へ偏りのない全周流入を容易に行うことができる。
さらに、蒸気導入路をタービン回転軸に設けることにより、タービン回転軸に接続する蒸気導入管に絞り弁を設けることで、導入蒸気絞り調速により出力の調整を容易にすることができる。
【００１９】
（３）本発明に係る蒸気タービンにおいては、タービンの回転軸に蒸気導入路を設けたことにより、上記（２）と同様の効果が得られる。
【００２０】
（４）また、タービン回転軸を対向配置すると共に、該対向配置されたタービン回転軸のそれぞれに蒸気導入路を設けたことにより、タービン回転軸の両側からの蒸気導入ができる。そして、タービン回転軸両側から蒸気導入することにより、各回転軸から導入された蒸気が羽根車中央部で衝突してよどみを生じ、圧力勾配が解消され、複数列の動翼に対して均等に蒸気導入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明に係る廃棄物処理設備の一実施の形態に係るごみ焼却設備の構成を説明する説明図である。本実施の形態に係るごみ焼却設備は、供給されたごみを燃焼するごみ焼却炉５１、ごみ焼却炉５１から排出される排ガスによって蒸気を発生させる蒸気発生手段としての廃熱ボイラ５３、廃熱ボイラ５３で発生した蒸気により駆動される蒸気タービン１、蒸気タービン１の回転軸５７，５９に設置された歯車６１，６３によって駆動される発電機６５，６７、を備えている。
【００２２】
本実施の形態において対象としているごみ焼却炉５１としては発電出力で５，０００ｋｗ以下を対象としている。この理由は、これよりも大きくなるとタービンの羽根車の半径が大きくなり、構造的に難しくなり、半径流蒸気タービンを用いるメリットがなくなるからである。
【００２３】
図２は図１に示した蒸気タービン１の構造を説明する説明図である。本実施の形態に係る蒸気タービン１は、蒸気流れがタービン回転軸に対して実質的に直角な平面内を半径方向に流れる半径流型であり、かつ固定羽根からの蒸気流が回転羽根を通る際にも膨張加速し、その反動で回転する反動式のものである。
以下、図２に基づいて蒸気タービン１の構成を詳細に説明する。
蒸気タービン１は、所定の距離を離して対向する２枚の円板からなる羽根車３，５を有しており、該羽根車３，５の対向面側にはそれぞれ中心側から外周側に向かって複数の動翼が複数列設けられている。具体的には、羽根車３側に動翼３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、が、羽根車５側に動翼５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ取り付けられており、これら動翼３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び動翼５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが羽根車３，５の半径方向で交互に隣り合って設置されている。そして、このような半径方向に延びる動翼列が羽根車３，５の円周方向で複数列設けられている。
これら動翼は反動翼であり、流路面積を出口に向かうにしたがい狭くしてあり、導入蒸気は外周部に行くにしたがって圧力降下すると共に加速される。この際、熱エネルギーを回転エネルギーに変換する作用により動翼に回転力を発生させる。
なお、導入蒸気が通過する最初の動翼、あるいは初期の数段の動翼は、動翼を通過する蒸気流速を上げるためのみの形状、翼列にしてもよい。
【００２４】
対向する羽根車３，５の中心部には蒸気導入空間４が形成されている。また、各羽根車３，５には中心部に蒸気導入路６，８を有する回転軸７，９が取り付けられている。回転軸７，９の一端側は羽根車３，５の内面側まで延出しており、蒸気導入路６、８が蒸気導入空間４に連通している。
回転軸７，９は軸受１１、１３，１５，１７によって回転自在に支持されている。この回転軸７，９はその危険回転数が蒸気タービンの最大回転数よりも高い剛性軸を採用している。剛性軸を採用することにより、共振の問題が発生せず隣り合う動翼同士が接触するという危険がない。なお、一般には剛性軸を採用すると軸径が大きくなり、このことがデメリットとも考えられるが、本実施形態においては、回転軸７，９内に蒸気導入路６，８を形成することから、軸径が大きいことが蒸気導入路６，８を形成しやすいというメリットになっている。
なお、回転軸７，９の蒸気導入路６，８の蒸気接触面には、例えばホワイトアルミナ等の酸化物系セラミックスや炭化物系セラミックスあるいは窒化ホウ素サーメット等を溶射処理することが好ましい。これにより、導入蒸気の温度低下を小さくすると共に剛性軸の導入蒸気に対する耐摩耗性向上並びに温度上昇を抑えられることから軸強度を確保することができる。
【００２５】
以上のような回転軸７，９の一端部、及びこの一端側に取り付けられた羽根車３，５がケーシング１９内に収納されている。ケーシング１９及び軸受１１、１３，１５，１７は図示しない固定部に支持されている。また、ケーシング１９と回転軸７，９との間はそれぞれシール２１、２３によってシールされている。
シール２１，２３はケーシング１９と回転軸７，９との間をシールするものであるが、ケーシング１９内部には復水圧力の蒸気があるだけであり、ケーシング１９と回転軸７，９間においては、復水圧力を維持できるシールを設けるのみで足りる。したがって、従来例に比べて簡素化したラビリンスパッキン等の使用の他に、例えば、メカニカルパッキン方式、真空用のグランド部パッキン等、簡単な機構を適用することも可能である。
【００２６】
また、蒸気タービン１として背圧タービンを採用した場合においても、ケーシング１９と回転軸部７，９においては、背圧圧力、例えば０．４ＭＰａ程度を維持できるシールを設けるのみでよく、従来例に比べて簡素化したラビリンスパッキン等の使用の他に、例えば、メカニカルパッキン方式、低圧用のグランド部パッキン等、簡単な機構を適用することも可能である。
すなわち、復水圧力例えば０．００１ＭＰａから背圧圧力例えば０．５ＭＰａ程度まで保持できるシール機構を設けるだけでよく、従来例のように加圧蒸気圧力（例えば、４ＭＰａ）に対するシール構造に比べて簡易化が可能である。
【００２７】
回転軸７，９の他端側はケーシング１９の外側に延出し、それぞれ蒸気導入管２５，２７に連結され、その連結部にはラビリンスパッキン２９，３１が設置されている。回転軸７，９と蒸気導入管２５，２７が連結されることで回転軸７，９の蒸気導入路６，８と蒸気導入管２５，２７が連通して蒸気導入路６，８への蒸気導入を可能にしている。蒸気導入管２５，２７には導入蒸気量を調整するための絞り弁３３，３５がそれぞれ設置されている。
【００２８】
上記のように構成された本実施形態の動作を蒸気タービン１の動作を中心に説明する。上記導入管２５，２７から加圧蒸気（例えば、温度４００℃、圧力４ＭＰａ）が回転軸７，９の蒸気導入路６，８に供給される。蒸気導入路６，８に供給された蒸気は蒸気導入路６，８を通って蒸気導入空間４に供給される。
蒸気導入空間４では両側の蒸気導入路６，８から供給された蒸気が互いに衝突し、よどみができることで圧力勾配が解消される。その後、導入蒸気は複数の動翼３ａ〜３ｄ、５ａ〜５ｄを通過しつつ羽根車３，５の外周部へと流動する。外周部に行くにしたがって圧力降下すると共に加速され、最外周段の動翼５ｄを通過した蒸気は、復水圧力として、例えば０．０１ＭＰａまで回転エネルギーに変換された後、ケーシング１９の内部から図示しない復水器に回収される。
なお、出力を調整するには絞り弁３３，３５によって絞り調速を行うようにする。
【００２９】
以上のように、本実施の形態に係る蒸気タービン１においては、蒸気の導入路を回転軸７，９に設けたことにより、以下に示す種々の効果が得られる。
まず、蒸気導入管２５，２７との接続部をケーシング１９の外部に設けることができ、しかも回転軸７，９の端部との接続であり、比較的簡易なラビリンスパッキンとすることができる。この点、従来例では、羽根車と蒸気室１１５との間でのシールとなり、ケーシングの中において、しかも回転面とのシール構造となり構造的に複雑となっていた。
これに対して、本実施の形態ではシールを従来例に比べて簡易にでき、このためシールに関して信頼性が向上するとともにメンテナンスも容易になった。
また、この蒸気導入流路を従来例と比較すると、導入蒸気は、従来例のように羽根車の回転により流れが捻られるというようなことがないので、導入蒸気が捻られることなく、スムーズに蒸気導入空間４に供給される。
【００３０】
さらに、従来例のように蒸気室１１５を介して羽根車の中心部に導入される場合には、羽根車の中心部への蒸気導入が中心部の圧力バランスの影響を受け、その結果、動翼への流入にも偏りが生ずることがあるが、本実施形態では、導入蒸気は蒸気室１１５を介することなく直接蒸気導入空間４に導入されるので、蒸気導入空間４への蒸気導入が確実にでき、蒸気導入空間４から第１段の動翼へ偏りのない全周流入を容易に行うことができる。
また、回転軸７，９の両側から蒸気を導入するようにしているので、各回転軸から導入された蒸気が蒸気導入空間４で衝突してよどみを生じ、圧力勾配が解消され、複数列の動翼に均等に蒸気が導入される。
【００３１】
なお、回転軸７，９と蒸気導入管２５，２７の連結部のシール性能をさらに向上させるためにはラビリンスパッキン２９，３１の周囲にスタフィングボックスを設け、これにグランド蒸気を供給するシール機構を追加することが好ましい。
【００３２】
また、上記実施形態においては回転軸７，９の両側から蒸気を導入するようにしている。このようにすることで上述したように複数列の動翼に均等に蒸気が導入されるという効果を奏することができる。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、片側の回転軸からのみ蒸気を導入するようにしてもよい。このようにすれば、蒸気導入機構、例えばラビリンスパッキン、絞り弁等を片側のみに設ければよくなり、コスト低減することができる。
そして、片側から蒸気を導入する場合は、動翼の第１段目の翼が固定されている反対側の回転軸（本例では、第１段目翼３ａは羽根車３に固定されているので、羽根車３と反対側の回転軸である回転軸９）から導入するのが好ましい。なぜなら、このようにすれば導入蒸気のもつ動圧分を動翼の固定端部で受圧できるので第１段目の動翼から第２段目の動翼への蒸気の漏れを少なくできるからである。
なお、片側から蒸気を導入する場合には、蒸気を導入する側の反対側の回転軸の端面に衝突した蒸気を拡散させて圧力勾配を解消するような部材を設けるようにしてもよい。
【実施例１】
【００３３】
次に、上記のように構成した本実施の形態の発電出力についてシミュレーションを行った結果を示す。比較例として、軸流衝動タービンを使用した場合を示す。
（１）廃棄物焼却炉規模（蒸気条件）：１００ｔ／ｄ（蒸気条件：３００℃、３０気圧、
１３ｔ／ｈ）
蒸気量の変動幅：±１０％、数十秒単位で変動（廃棄物定格量運転時）
（２）本実施の形態
蒸気タービンの仕様：半径流反動タービン（両軸駆動タイプ）
タービン冷却方法：復水方式
排気圧力        ：０．００５ＭＰａ
発電出力：２，０００ｋＷ
（２）比較例
実際には、従来この焼却炉規模で発電されているところは少ないが、一例として、ほぼ同サイズの仕様のものを例示する。
蒸気タービン仕様：軸流衝動タービン
発電出力：１，０００ｋＷ
【００３４】
従来型の軸流衝動タービンを本発明に係る半径流反動タービンに変更することにより、発電量の変動を、最大約２００ｋＷの幅から半分以下に抑えることができ、さらに、タービンの熱損失を抑えることができた等により、上記に示すように、その発電出力を２倍以上確保することが可能となった。
【００３５】
以上のように、半径流、反動式タービンを用いることで、従来有効利用されていなかった中小規模の廃棄物焼却設備においても、経済的メリットのある発電が可能になった。これにより、稼動数では７〜８割を占める中小規模の廃棄物処理設備においても有効なエネルギー回収が可能になり、産業界、及び地球温暖化防止に及ぼす効果は大きい。このことは、発電用の蒸気タービンとしては軸流式を用いるという従来の固定観念を打ち破った新たな着想に基づくものであり、その効果も予想を超えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るごみ焼却設備の主要な構成の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る蒸気タービンの説明図である。
【図３】従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  蒸気タービン
３，５  羽根車
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  動翼
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  動翼
６，８  蒸気導入路
７，９  回転軸
１９  ケーシング
２５，２７  蒸気導入管
２９，３１  ラビリンスパッキン
３３，３５  絞り弁
【図１】
2005105854.tif 000003
【図２】
2005105854.tif 000004
【図３】
2005105854.tif 000005