(57)【要約】【課題】覗き窓の透明板にダストや凝縮性物質が付着するのを防止し、長期間安定して、使用できる覗き窓、該覗き窓を取り付けた機器、及び覗き窓の汚れ防止方法、及びガス化溶融システムを提供すること。【解決手段】筒状部材１１の端部に透明板１２を取り付け、該筒状部材１１の反透明板側端部をダストや凝縮性物質を含む流体が満たされている機器内部１４に配置した構成の覗き窓であって、筒状部材１１内の透明板１２近傍にパージ流体１００を供給するパージ流体供給手段を設けると共に、該パージ流体供給手段から供給されたパージ流体１００の流れを整流する筒状多孔板１５を具備する整流機構を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材の端部に透明板を取り付け、該筒状部材の反透明板側端部をダストや凝縮性物質を含む流体が満たされている機器内部に配置した構成の覗き窓であって、
前記筒状部材内の前記透明板近傍にパージ流体を供給するパージ流体供給手段を設けると共に、該パージ流体供給手段から供給されたパージ流体の流れを整流する整流機構を設けたことを特徴とする覗き窓。
【請求項２】
請求項１に記載の覗き窓において、
前記整流機構は金網又は多孔板を具備し、前記パージ流体供給手段から供給されるパージ流体は該金網又は多孔板を通して前記透明板近傍に流れた後、前記筒状部材内を通って前記機器内部に向かって流れるように構成されていることを特徴とする覗き窓。
【請求項３】
請求項１に記載の覗き窓において、
前記整流機構は前記筒状部材の内側又は外側に内筒又は外筒を具備し、該内筒又は外筒と前記筒状部材の間の空間に前記パージ流体供給手段から供給されたパージ流体が前記透明板に向かって流れた後、該透明板近傍で反転し、該内筒又は前記筒状部材内を通って前記機器内部に流れるように構成されていることを特徴とする覗き窓。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の覗き窓において、
前記整流機構は取外し自在に構成されていることを特徴とする覗き窓。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の覗き窓を取り付け、内部を覗くことができるように構成した機器。
【請求項６】
筒状部材の端部に透明板を取り付け、該透明板及び筒状部材を通してダストや凝縮性物質を含む流体が満たされている機器内部を覗くことができるようにした覗き窓の汚れ防止方法であって、
パージ流体供給手段から供給されるパージ流体を整流して前記透明板の近傍に導き、その後前記筒状部材内を通って前記機器内部に導くことを特徴とする覗き窓の汚れ防止方法。
【請求項７】
可燃物をガス化するガス化炉、該ガス化炉でガス化された生成ガスを高温燃焼させ灰分等を溶融する溶融炉を具備するガス化溶融システムにおいて、
前記ガス化炉、前記溶融炉、前記溶融炉スラグ落口の少なくとも１つにその内部を観察できる前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の覗き窓を設けたことを特徴とするガス化溶融システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼却炉や溶融炉等のように内部にダストや凝縮性物質（付着性物質、例えばタール分等）を含む流体が満たされている機器の内部を覗くことができる覗き窓、該覗き窓を取り付けた機器、覗き窓の汚れ防止方法、及び該覗き窓を設けたガス化溶融システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種炉やボイラ等のようにダストや凝縮性物質を含む流体が満たされている機器の内部を覗く覗き窓は通常、図１に示すように、筒状部材１１の一端部にシール部材１３を介在させて透明板１２を取り付け、他端部を機器内部１４に配置した構成のものが採用されている。このような構成の覗き窓１０の透明板（通常ガラス又は耐熱ガラス）１２にはダストや凝縮性物質が付着しないように、筒状部材１１の内部にパージ流体（例えば、空気）１００を吹き込み、該パージ流体１００で機器内部１４の流体（主に気体）１０１が筒状部材１１内に浸入するのを防いでいる。
【０００３】
しかしながら、筒状部材１１内にパージ流体１００を吹き込んだからといって、確実に覗き窓１０の透明板１２に付着するダストや凝縮性物質が無くなるわけではない。これは付着防止の原理が、パージ流体１００により、覗き窓１０の筒状部材１１内の気体を常時置換して、機器内部１４のダストや凝縮性物質を含む流体が筒状部材１１内へ浸入することを防ぐことで、ダストや凝縮性物質の透明板への付着を防止していることに関係がある。即ち、パージ流体で筒状部材１１内の気体を効果的に置換するためには、該筒状部材１１の断面において、パージ流体１００が乱流を形成することなく、一様の流速分布をもって、機器内部１４に吹き込まれることが必要となる。
【０００４】
ところが、通常、パージ流体１００は図１に示すように、覗き窓１０の筒状部材１１に直交するように吹き込まれることが多く、吹き込まれたパージ流体１００は筒状部材１１の内壁面に衝突してから、急速に向きを変えて機器内部１４に吹き込まれる。この急速な流れの偏向は筒状部材１１内で乱流状態を引き起こし、筒状部材１１内に逆流域を形成することがある。
【０００５】
上記逆流域が筒状部材１１の端部の機器取り付け点まで達すると、機器内部１４のダストや凝縮性物質を含む流体を筒状部材１１の内部まで引き込んでしまい、これが逆流するパージ流体の流れにのって透明板１２まで到達し、パージ流体１００で筒状部材１１内をパージしているにも関わらず透明板１２にダストや凝縮性物質が付着して汚れてしまい、機器内部１４の観察ができないという問題がある。
【０００６】
また、覗き窓の透明板の汚れを防止するため、特許文献１に開示するように、パージ流体を導くノズルを覗き窓の筒状部材の内部に突出させ、透明板にパージ流体を吹きつけるようにしたものもあるが、透明板近傍のパージ流体の流れを乱すだけで、結果として筒状部材内に逆流領域を形成してしまい、透明板が汚れてしまうだけである。
【０００７】
このような状態を解消するために、図１に示す構成の覗き窓においては、筒状部材１１の代表径Ｄに対してパージ流体供給点からの筒状部材１１の先端までの長さＬが十分に長いこと、即ちＬ／Ｄが十分に大きいことが必要となる。代表径Ｄに対して長さＬが十分に長ければ、仮にパージ流体の流れに逆流域が発生しても、パージ流体は自然に整流され、十分パージ機能を発揮することができる。
【０００８】
ただし、筒状部材１１の長さが長いほど、覗き窓の視野がその分狭くなるため、覗き窓としての機能は低下する。また、筒状部材の長さを長くした状態で、視野を確保しようとすると、その分筒状部材の代表径Ｄが増大するため、その分パージ流体の消費量が増加し、機器内に影響を及ぼしたり、パージ流体供給設備のイニシャル・ランニングコストが増加してしまうという問題がある。とりわけ溶融炉に取り付けた覗き窓の場合は、パージ流体の消費量が増加すると、その分、炉内の温度が下がり、炉の操業に影響を及ぼすという問題もある。
【特許文献１】特開２００３−２１３２６号公報
【特許文献２】特開２０００−３２１１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、覗き窓の透明板にダストや凝縮性物質が付着するのを防止し、長期間安定して使用できる覗き窓、該覗き窓を取り付けた機器、覗き窓の汚れ防止方法、及び該覗き窓を設けたガス化溶融システム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】
【００１０】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、筒状部材の端部に透明板を取り付け、該筒状部材の反透明板側端部をダストや凝縮性物質を含む流体が満たされている機器内部に配置した構成の覗き窓であって、筒状部材内の透明板近傍にパージ流体を供給するパージ流体供給手段を設けると共に、該パージ流体供給手段から供給されたパージ流体の流れを整流する整流機構を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の覗き窓において、整流機構は金網又は多孔板を具備し、パージ流体供給手段から供給されるパージ流体は該金網又は多孔板を通して透明板近傍に流れた後、筒状部材内を通って機器内部に向かって流れるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の覗き窓において、整流機構は筒状部材の内側又は外側に内筒又は外筒を具備し、該内筒又は外筒と筒状部材の間の空間にパージ流体供給手段から供給されたパージ流体が透明板に向かって流れた後、該透明板近傍で反転し、該内筒又は筒状部材内を通って機器内部に流れるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の覗き窓において、整流機構は取外し自在に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の覗き窓を取り付け、内部を覗くことができるように構成した機器にある。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、筒状部材の端部に透明板を取り付け、該透明板及び筒状部材を通してダストや凝縮性物質を含む流体が満たされている機器内部を覗くことができるようにした覗き窓の汚れ防止方法であって、パージ流体供給手段から供給されるパージ流体を整流して透明板の近傍に導き、その後筒状部材内を通って前記機器内部に導くことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、可燃物をガス化するガス化炉、該ガス化炉でガス化された生成ガスを高温燃焼させ灰分等を溶融する溶融炉を具備するガス化溶融システムにおいて、ガス化炉、溶融炉、溶融炉スラグ落口の少なくとも１つにその内部を観察できる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の覗き窓を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、パージ流体供給手段から供給されたパージ流体の流れを整流する整流機構を設けたことにより、筒状部材内のガスを効果的に置換することができ、透明板の汚れを防止できる。また、整流機構がある分、筒状部材の長さが短くて済み、その分、覗き窓の視野が広くなるうえ、パージ流体の消費量も削減される。更に、筒状部材自体を直管に構成すると、整流効果を発揮するから、整流機構を透明板近傍に設けることにより、直管部を有効に活用でき、その分パージ流体流れの整流効果が相乗的に発揮され筒状部材を短くできる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、整流機構をパージ流体供給手段から供給されるパージ流体が該金網又は多孔板を通して透明板近傍に流れた後、筒状部材内を通って機器内部に向かって流れるように構成することにより、パージ流体の流れが効果的に整流され、筒状部材内の流体を効果的に置換することができ、透明板の汚れを防止できる。また、整流機構により、透明板近傍に効果的に一定した断面流速部分を持つパージ流体の流れを形成できるから、その分筒状部材の長さを短くでき、覗き窓の視野が広くなる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、整流機構を内筒又は外筒と筒状部材の間の空間にパージ流体供給手段から供給されたパージ流体は透明板に向かって流れた後、該透明板近傍で反転し、該内筒又は筒状部材内を通って機器内部に流れるように構成したことにより、パージ流体の流れが効果的に整流され、筒状部材内のガスを効果的に置換することができ、透明板の汚れを防止できる。整流機構を２重管構造とし、パージ流体の流れを透明板に向かって流れた後、透明板で反転して機器内部に流れるようにするから、筒状部材の長さを短くでき、覗き窓の視野が広くなる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、整流機構は取外し自在に構成することにより、整流機構を取り外せば覗き窓の視野を拡大することができるうえ、必要ならば整流機構を取外した覗き窓を利用して内部付着物の除去やサンプリングを行なうことができ、覗き窓としての機能が向上する。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、機器に請求項１乃至４のいずれか１項に記載の覗き窓を取り付け、内部を覗くことができるように構成したので、長期間安定して機器の内部を観察できる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、パージガス供給手段から供給されるパージ流体を整流して透明板の近傍に導き、その後筒状部材内を通って前記機器内部に導くことにより、筒状部材内の流体を効果的に置換することができ、透明板にダストや凝縮性物質が付着して汚れることがない。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、ガス化溶融システムのガス化炉、溶融炉、溶融炉スラグ落口の少なくとも１つにその内部を観察できる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の覗き窓を設けるので、ガス化炉、溶融炉、溶融炉スラグ落口の少なくとも１つの内部を長期間安定して観察できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る覗き窓の構成例を示す図である。図示するように、本覗き窓１０は筒状部材１１の透明板１２側端部に筒状多孔板１５を連続して設け、該筒状多孔板１５の外周には機器内部１４側が閉塞された外筒体１６を設けている。そして筒状多孔板１５と外筒体１６で囲まれた閉鎖空間にはパージ流体１００を供給することができるようになっている。
【００２６】
上記構成の覗き窓１０において、筒状多孔板１５と外筒体１６で囲まれた閉鎖空間にパージ流体１００を供給することにより、該パージ流体１００は矢印に示すように筒状多孔板１５の多孔を通って整流され、筒状部材１１の中央部に向かって流れ、その後偏向して筒状部材１１内を通って、機器内部１４に向かって流れる。
【００２７】
上記のように筒状多孔板１５と外筒体１６で囲まれた閉鎖空間に供給されたパージ流体１００が筒状多孔板１５を通って整流され、筒状部材１１の中央部に向かって流れることにより、常時筒状部材１１内の流体を効果的に置換することができ、機器内部１４のダストや凝縮性物質を含む流体が筒状部材１１に浸入することがないから、透明板１２にダストや凝縮性物質が付着して、該透明板１２を汚すことがない。
【００２８】
また、上記のように筒状多孔板１５を有する整流機構を設けたことにより、筒状部材１１の長さが短くて済み、その分、覗き窓１０の視野が広くなると共に、パージ流体１００の消費量も削減される。更に、筒状部材１１自体は直管で構成されているので整流作用を奏するから、整流作用を奏する筒状多孔板１５を透明板１２の近傍に設けることにより、直管で構成された筒状部材１１の整流作用を有効に活用でき、その分パージ流体１００の流れの整流効果が相乗的に発揮され筒状部材１１を短くできる。なお、上記例では筒状多孔板１５を用いているが、整流作用を有するものであれば、筒状多孔板に限定されるものではなく、例えば筒状金網でもよい。
【００２９】
図３は本発明に係る覗き窓の構成例を示す図である。図示するように、本覗き窓１０は、筒状部材１１の一端部にシール部材１３を介在させて透明板１２を取り付け、他端部を機器内部１４に配置した点は、図１に示す覗き窓１０と同一である。本覗き窓１０は図示するように、筒状部材１１の内側に内筒１７を設け、該筒状部材１１と内筒１７の間の空間の所定の範囲を仕切板１８、１８を設けて仕切っている。また、透明板１２側の仕切板１８にはパージ流体１００が通る複数の孔１９を設けている。
【００３０】
仕切板１８、１８で仕切られた筒状部材１１と内筒１７の間の空間にはパージ流体（例えば、空気）１００を供給できるようになっている。該空間にパージ流体１００を供給することにより、該パージ流体１００は初め該空間及び仕切板１８に設けた孔１９を通って透明板１２に向かって流れ、透明板１２の近傍で反転し、更に内筒１７内を通って機器内部１４に向かって流れる。
【００３１】
上記のように筒状部材１１の内側に内筒１７を設け、該内筒１７と筒状部材１１の空間に供給されたパージ流体が透明板１２に向かって流れた後、透明板１２の近傍で反転して該内筒１７内を通って該透明板１２の反対側に流れるように構成したことにより、筒状部材１１内の流体が常時効果的にパージ流体１００と置換され機器内部１４のダストや凝縮性物質を含む流体が筒状部材１１内に浸入することがない。
【００３２】
また、上記構成の覗き窓においては、筒状部材１１と整流機構である内筒１７を取外し自在にしていることにより、該整流機構を取り外せば覗き窓１０の視野を拡大させることができるうえ、必要ならば整流機構は取外した覗き窓１０を利用して内部付着物の除去やサンプリングを行なうことができ、覗き窓１０としての機能が向上する。
【００３３】
なお、上記例では筒状部材１１の断面を円形とすることを想定しているが、円形に限定されるものではない。但し、パージ流体の整流作用、工作の面からは円形が好ましい。また、パージ流体としては、空気、二酸化炭素、蒸気、酸素、アルゴン等が使用できる。また、透明板１２の材料としては、ガラス・耐熱ガラスを使用することが多いが、要は透明で機器内部が見えればよく、例えば、アクリル材や雲母材等でもよい。
【００３４】
また、パージ流体の供給部は、１箇所でも複数箇所でもよく、複数箇所にすれば、整流機構の整流作用と相まって一層の整流効果が期待できる。また、筒状多孔板の代りに、多孔質板を使用すると、パージ流体の元圧が必要となるが、整流機構の圧損が高くなる分、より均一に整流することが可能となる。
【００３５】
本発明の要点は、覗き窓の透明板の近傍にパージ流体の整流機構を設けることにあり、整流機構を設けさえすれば、覗き窓の筒状部材内の流体をパージ流体で効果的に置換できるから、ダストや凝縮性物質の付着を防止することができる。また、整流機構を設けることにより、筒状部材の代表径Ｄと代表長さＬの比は（Ｌ／Ｄ）、１．０〜３でよく、望ましくは１．５以上がよい。
【００３６】
図４は、本発明に係る覗き窓を設けたガス化溶融システムの構成例を示す図である。図４において、２０は流動床ガス化炉であり、流動床２２の底部から流動化空気等の流動化ガス２５を供給して流動媒体が流動する流動層２４を形成すると共に、可燃物投入口２１から流動する流動層２４上に廃棄物等の可燃物２３を投入し該流動層２４中で該可燃物２３を熱分解ガス化するガス化炉である。３０は該流動床ガス化炉２０でガス化された生成ガス２６や該生成ガス２６に含まれるチャー等を高温燃焼させ、該生成ガス２６中に含まれる灰分を溶融する溶融炉である。
【００３７】
溶融炉３０は１次燃焼室３１、２次燃焼室３２、３次燃焼室３３を具備し、１次燃焼室３１に流入する生成ガス２６は、該１次燃焼室３１で供給される燃焼空気３４と混合し、１次燃焼室３１及び２次燃焼室３２と移動しながら高温燃焼し、更に３次燃焼室３３で供給される燃焼空気３４と混合して完全燃焼し、燃焼排ガス３５となって図示しない廃熱ボイラ、エコノマイザ、バグフィルタ等の燃焼ガス処理系へと供給される。また、生成ガス２６や該生成ガス２６に含まれるチャー等が高温燃焼することにより、該高温で生成ガス２６に含まれる灰分は溶融し、２次燃焼室３２や３次燃焼室３３の壁面に沿って流下し、溶融スラグ３６となってスラグ落口３７から系外に排出される。
【００３８】
上記構成のガス化溶融システムにおいて、流動床ガス化炉２０の炉側壁や、溶融炉３０の上端部、スラグ落口３７の側壁には内部を観察するために覗き窓２７、３８、３９、４０が設けられている。流動床ガス化炉２０、溶融炉３０、溶融炉スラグ落口３７の内部にはダストや凝縮性ガスが充満しているから、ここでは覗き窓２７、３８、３９、４０に本発明に係る上記構成の覗き窓１０を採用している。これにより、長期間安定して流動床ガス化炉２０、溶融炉３０、溶融炉スラグ落口３７の内部を観察できる。
【００３９】
なお、流動床ガス化炉２０の炉側壁や、溶融炉３０の上端部、スラグ落口３７の側壁は流動床ガス化炉２０、溶融炉３０、スラグ落口３７のそれぞれの内部を観察する覗き窓を設ける位置として好適であるが、これらの内部を観察できる好適な場所であれば、これに限定されるものでないことは当然である。
【００４０】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の覗き窓の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る覗き窓の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る覗き窓の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る覗き窓を取付けたガス化溶融システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０      覗き窓
１１      筒状部材
１２      透明板
１３      シール部材
１４      機器内部
１５      筒状多孔板
１６      外筒体
１７      内筒
１８      仕切板
１９      孔
２０      流動床ガス化炉
２１      可燃物投入口
２２      流動床
２３      可燃物
２４      流動層
２５      流動化ガス
２６      生成ガス
２７      覗き窓
３０      溶融炉
３１      １次燃焼室
３２      ２次燃焼室
３３      ３次燃焼室
３４      燃焼空気
３５      燃焼排ガス
３６      溶融スラグ
３７      スラグ落口
３８      覗き窓
３９      覗き窓
４０      覗き窓
１００    パージ流体
【図１】
2005090870.tif 000003
【図２】
2005090870.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005090870.tif 000006