(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼室に供給させる場合に、前記二次燃焼空気路の一部又は全部を、流動空気量が所定の周期で増減変化する脈動空気供給路に構成し、当該脈動空気供給路から二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されるようにすると共に、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるようにした二次燃焼空気供給方法において、前記各脈動空気供給路に開閉弁を設け、当該各開閉弁を、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御するようにしたことを特徴とする二次燃焼空気供給方法。
【請求項２】
複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼空気に供給させる二次燃焼空気供給装置であって、前記二次燃焼空気路の一部又は全部を、脈動流発生機構により流動空気量を所定の周期で増減変化させるように構成された脈動空気供給路となし、当該脈動空気供給路から二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されるようにすると共に、前記脈動流発生機構が、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるようにした二次燃焼空気供給装置において、前記脈動発生機構が、各脈動空気供給路に設けた開閉弁と、各開閉弁を、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御する制御器とを具備するものであることを特徴とする二次燃焼空気供給装置。
【請求項３】
複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼空気に供給させる二次燃焼空気供給装置であって、前記二次燃焼空気路の一部又は全部を、脈動流発生機構により流動空気量を所定の周期で増減変化させるように構成された脈動空気供給路となし、当該脈動空気供給路から二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されるようにすると共に、前記脈動流発生機構が、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるようにした二次燃焼空気供給装置において、一組又は複数組の第１及び第２脈動空気供給路が設けられており、前記各組の第１及び第２脈動空気供給路に設けられる脈動流発生機構が、第１脈動空気供給路に配置されて、その流動空気量を第１基準流量に対して所定範囲で増減させるべく最大流量位置と最小流量位置とに亘って往復直線運動自在な第１ゲートと、第２脈動空気供給路に配置されて、その流動空気量を第２基準流量に対して上記と同一範囲で増減させるべく最大流量位置と最小流量位置とに亘って往復直線運動自在な第２ゲートと、第１及び第２ゲートを、一方のゲートが最大流量位置から最小流量位置へと動作される間に他方のゲートが最小流量位置から最大流量位置へと動作されると共に一方のゲートによる基準流量に対する流動空気増加量と他方のゲートによる基準流量に対する流動空気減少量とが一致するように、同一の周期で往復直線運動させる駆動機構とを具備して、常時、両脈動空気供給路から第１及び第２基準流量の合計に相当する二次燃焼空気を二次燃焼室に供給させるように構成されていることを特徴とする二次燃焼空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストーカ式焼却炉，流動床式焼却炉等において複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼室に供給させるための二次燃焼空気供給方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するストーカ式焼却炉にあっては、一般に、ストーカを配置した一次燃焼室の上方に、一次燃焼ガスが導入される二次燃焼室を連設して、この二次燃焼室に複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を供給させることにより、一次燃焼ガスを二次燃焼させるようになっている。すなわち、ストーカ下から一次燃焼空気を供給させることにより、ストーカ上に投入された廃棄物中の水分は蒸発し、可燃分は揮発，燃焼され、ＣＯ，炭化水素等を含む一次燃焼ガスが発生する。そして、この一次燃焼ガスは一次燃焼室から二次燃焼室に導入され、二次燃焼室に供給された二次燃焼空気により攪拌，混合されて、一次燃焼ガスに含まれる未燃ガスが完全燃焼（二次燃焼）される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のストーカ式焼却炉では、二次燃焼空気の供給による攪拌，混合作用が十分に行なわれず、未燃ガスを確実に完全燃焼させ得ないといった問題があった。かかる問題を解決するために、二次燃焼空気を５０ｍ／ｓ以上の高速で吹き込んで混合を促進させることも行なわれているが、二次燃焼室におけるガス流れに偏りが生じ、各二次燃焼空気路からの供給量が一定であることとも相俟って、燃焼変動に対する最適な状態を保持できず、二次燃焼室における完全燃焼を行なうために炉高を必要以上に高くせざるを得ない。
【０００４】
本発明は、二次燃焼空気の供給による一次燃焼ガスの攪拌，混合作用を効果的に行い得て、二次燃焼室における未燃ガスの完全燃焼を確実に行なうことができる二次燃焼空気供給方法とこれを好適に実施するための二次燃焼空気供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成すべく、創作されたものであり、請求項１の発明は、複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼室に供給させる場合に、前記二次燃焼空気路の一部又は全部を、流動空気量が所定の周期で増減変化する脈動空気供給路に構成し、当該脈動空気供給路から二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されるようにすると共に、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるようにした二次燃焼空気供給方法において、前記各脈動空気供給路に開閉弁を設け、当該各開閉弁を、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御するようにしたことを特徴とする二次燃焼空気供給方法を提供する。
このように、脈動空気供給路から二次燃焼空気を脈動流をなして二次燃焼室に供給させることにより、二次燃焼室における流速分布が変動して、二次燃焼室における攪拌，混合作用を促進させることができ、その結果、冒頭で述べた問題を生じることなく未燃ガスを確実に完全燃焼させることができる。ところで、流動空気量を増減変化させる態様としては、（１）流動空気量が時々刻々徐々に変化して、最大流量と最小流量との間に亘る流量変化が所定の周期で緩やかに繰り返される場合（増減変化率が小さく、最大流量と最小流量との間に亘る変化がある程度の時間をかけて行われる場合）と、（２）流動空気量が所定の周期で最大流量から最小流量へと或いは最小流量から最大流量へと切り替わる場合（増減変化率が大きく、最大流量と最小流量との間に亘る変化が実質的に時間差なく行われる場合）とがあり、（１）（２）の何れの態様においても、（３）最小流量が零とならず、最小流量の状態でも一定量の二次燃焼空気の供給が行われる場合（脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給が停止されず、継続される場合）と、（４）最小流量が零となる場合（脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給が停止される場合）とが含まれる。これら（１）（３）、（１）（４）、（２）（３）及び（２）（４）の何れの流量増減変化態様においても、二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されることになる。
【０００６】
本発明の二次燃焼空気供給方法にあっては、複数の脈動空気供給路を設けて、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させる。このようにすれば、各脈動空気供給路から二次燃焼室への空気供給量が増減変化した場合にも、全脈動空気供給路ないし脈動空気供給路を含む全二次燃焼空気路からの合計供給量は一定に保持されることになり、二次燃焼をより安定して行うことができる。かかる場合、全脈動空気供給路における流動空気量の増減変化態様として、上記した（１）（３）、（１）（４）、（２）（３）及び（２）（４）の何れかを選択することができる。例えば、（２）（４）の流量増減変化態様を選択する場合には、各脈動空気供給路に開閉弁を設けて、各開閉弁を、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御するようにする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、上記の方法を実施するための装置として、複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼空気に供給させる二次燃焼空気供給装置であって、前記二次燃焼空気路の一部又は全部を、脈動流発生機構により流動空気量を所定の周期で増減変化させるように構成された脈動空気供給路となし、当該脈動空気供給路から二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されるようにすると共に、前記脈動流発生機構が、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるようにした二次燃焼空気供給装置において、前記脈動発生機構が、各脈動空気供給路に設けた開閉弁と、各開閉弁を、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御する制御器とを具備するものであることを特徴とする二次燃焼空気供給装置を提案する。
更に、請求項３の発明は、複数の二次燃焼空気路から二次燃焼空気を一次燃焼ガスが導入される二次燃焼空気に供給させる二次燃焼空気供給装置であって、前記二次燃焼空気路の一部又は全部を、脈動流発生機構により流動空気量を所定の周期で増減変化させるように構成された脈動空気供給路となし、当該脈動空気供給路から二次燃焼空気が脈動流をなして二次燃焼室に供給されるようにすると共に、前記脈動流発生機構が、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるようにした二次燃焼空気供給装置において、一組又は複数組の第１及び第２脈動空気供給路が設けられており、前記各組の第１及び第２脈動空気供給路に設けられる脈動流発生機構が、第１脈動空気供給路に配置されて、その流動空気量を第１基準流量に対して所定範囲で増減させるべく最大流量位置と最小流量位置とに亘って往復直線運動自在な第１ゲートと、第２脈動空気供給路に配置されて、その流動空気量を第２基準流量に対して上記と同一範囲で増減させるべく最大流量位置と最小流量位置とに亘って往復直線運動自在な第２ゲートと、第１及び第２ゲートを、一方のゲートが最大流量位置から最小流量位置へと動作される間に他方のゲートが最小流量位置から最大流量位置へと動作されると共に一方のゲートによる基準流量に対する流動空気増加量と他方のゲートによる基準流量に対する流動空気減少量とが一致するように、同一の周期で往復直線運動させる駆動機構とを具備して、常時、両脈動空気供給路から第１及び第２基準流量の合計に相当する二次燃焼空気を二次燃焼室に供給させるように構成されていることを特徴とする二次燃焼空気供給装置を提案する。
【０００８】
かかる二次燃焼空気供給装置にあっては、全脈動空気供給路ないし脈動空気供給路を含む全二次燃焼空気路からの二次燃焼空気の合計供給量を一定に保持すべく、複数の脈動空気供給路を設けて、脈動流発生機構を、全脈動空気供給路から二次燃焼室への二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、各脈動空気供給路における流動空気量を所定の周期で増減変化させるものに構成する。
【０００９】
例えば、請求項２の発明では、脈動流発生機構が、各脈動空気供給路に設けた開閉弁と、各開閉弁を、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御する制御器とを具備するものに構成しておく。かかる場合にあっては、流量増減態様は（２）（４）に限定される。
【００１０】
また、請求項３の発明では態、一組又は複数組の第１及び第２脈動空気供給路が設けられており、各組の第１及び第２脈動空気供給路に設けられる脈動流発生機構が、第１脈動空気供給路に配置されて、その流動空気量を第１基準流量に対して所定範囲で増減させるべく最大流量位置と最小流量位置とに亘って往復直線運動自在な第１ゲートと、第２脈動空気供給路に配置されて、その流動空気量を第２基準流量に対して上記と同一範囲で増減させるべく最大流量位置と最小流量位置とに亘って往復直線運動自在な第２ゲートと、第１及び第２ゲートを、一方のゲートが最大流量位置から最小流量位置へと動作される間に他方のゲートが最小流量位置から最大流量位置へと動作されると共に一方のゲートによる基準流量に対する流動空気増加量と他方のゲートによる基準流量に対する流動空気減少量とが一致するように、同一の周期で往復直線運動させる駆動機構とを具備して、常時、両脈動空気供給路から第１及び第２基準流量の合計に相当する二次燃焼空気を二次燃焼室に供給させるように構成する。かかる構成にあっては、ゲートの形状，運動形態を適宜に工夫することによって、（１）（３）、（１）（４）、（２）（３）及び（２）（４）の何れの流量増減変化様をも選択することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
図１、図２、図６及び図７は、本発明の第１の実施の形態を示したもので、この実施の形態は請求項３の発明を都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するストーカ式焼却炉に適用した例に係る。すなわち、このストーカ式焼却炉は、図１に示す如く、炉本体１と、炉本体１内の下部空間で構成される一次燃焼室１ａと、炉本体１内の上部空間で構成されており、一次燃焼室１ａから上方に連なる二次燃焼室１ｂと、一次燃焼室１ａの下部に配設されて、炉本体１の前部開口たる供給口１ｃから炉本体１の後部開口たる排出口１ｄへと延びる階段状のストーカ２（前位の乾燥ストーカ２ａ、中間位の燃焼ストーカ２ｂ及び後位の後燃焼ストーカ２ｃからなる）と、一次燃焼室１ａにストーカ２下から一次燃焼空気を供給する一次燃焼空気供給装置３と、二次燃焼室１ｂに二次燃焼空気Ａを供給する二次燃焼空気供給装置４とを具備する。而して、供給口１ｃから供給された都市ごみ等の廃棄物５ａは、それが乾燥ストーカ２ａ，燃焼ストーカ２ｂ，後燃焼ストーカ２ｃ上を順次送られる間において乾燥，燃焼，後燃焼されることにより焼却処理され、その焼却残渣５ｂは後燃焼ストーカ２ｃから排出口１ｄへと排出される。一方、ストーカ２による焼却処理によって生じた燃焼ガス（一次燃焼ガス）５ｃは、一次燃焼室１ａから二次燃焼室１ｂへと上昇導入されて、二次燃焼室１ｂに供給された二次燃焼空気Ａにより攪拌，混合されて、一次燃焼ガス５ｃに含まれる未燃ガスが完全燃焼（二次燃焼）され、その燃焼ガス（二次燃焼ガス）５ｄは二次燃焼室１ｂの上部に設けた排気口（図示せず）から排出される。
【００１３】
一次燃焼空気供給装置３は、図１に示す如く、送風機３ａに接続された一次燃焼空気供給路３ｂを複数の一次燃焼空気路３ｃに分岐して、これらの一次燃焼空気路３ｃを各ストーカ２ａ，２ｂ，２ｃ下に導いて、一次燃焼空気を各ストーカ２ａ，２ｂ，２ｃ下から一次燃焼室１ａに供給するようになっている。一次燃焼空気の一次燃焼室１ａへの供給総量（以下「一次燃焼空気総量」という）は、一次燃焼空気供給路３ｂに設けた主ダンパ３ｄによって、一次燃焼条件に応じて制御されるが、一般には、一次燃焼空気比（一次燃焼空気総量／理論燃焼空気量）が０．９〜１．１となるように制御される。また、各ストーカ２ａ，２ｂ，２ｃ下への供給量（以下「一次燃焼空気分配量」という）は、各一次燃焼空気路３ｃに設けた分配ダンパ３ｅによって制御することができ、各ストーカ２ａ，２ｂ，２ｃによる燃焼条件に応じて適宜に設定される。例えば、ＮＯｘが高濃度で発生する燃焼ストーカ２ｂへの一次燃焼空気分配量は一次燃焼空気総量の約７０％〜８０％に設定して、燃焼ストーカ２ｂ上に不完全燃焼域（ＣＯ，ＨＣ等の未燃ガスを含んだ還元域）を形成し、ＮＯｘの発生を可及的に防止する。
【００１４】
二次燃焼空気供給装置４は、図１に示す如く、送風機６に接続された二次燃焼空気供給路７を複数の二次燃焼空気路８に分岐して、これらの二次燃焼空気路８を二次燃焼室１ｂに導いて、各二次燃焼空気路８から二次燃焼室１ｂに二次燃焼空気Ａを供給するようになっている。二次燃焼空気Ａの二次燃焼室１ｂへの供給総量（以下「二次燃焼空気供給総量」という）ΣＡは、二次燃焼空気供給路７に設けた主ダンパ９によって、一般には、二次燃焼比（二次燃焼空気供給総量ΣＡ／理論燃焼空気量）が０．５〜０．６となるように設定される。この例では、主ダンパ９が炉内温度，炉出口Ｏ2 濃度（二次燃焼室１ｂから排出される二次燃焼ガス５ｄのＯ2 濃度），炉出口ＣＯ濃度（上記二次燃焼ガス５ｄのＣＯ濃度）に基づいて自動制御されるようになっており、二次燃焼空気供給総量ΣＡを炉内温度，炉出口Ｏ2 濃度，炉出口ＣＯ濃度に基づいて補正されるようになっている。また、各二次燃焼空気路８からの供給量（二次燃焼空気分配量）は、二次燃焼空気路８に設けた分配ダンパ１０によって制御することができる。なお、二次燃焼空気路８相互の空気分配比は分配ダンパ１０によって設定された値に固定されるが、二次燃焼空気分配量は二次燃焼空気供給総量ΣＡの補正に伴って変動することがある。
【００１５】
かかる二次燃焼空気供給装置４にあっては、二次燃焼室１ｂに導かれた二次燃焼空気路８の全て又は一部を、流動空気量が基準空気量に対して所定の周期で増減変化する脈動空気供給路８ａ，８ｂに構成して、当該脈動空気供給路８ａ，８ｂから二次燃焼空気Ａが脈動流をなして二次燃焼室１ｂに供給されるようにすると共に、脈動空気供給路８ａ，８ｂを含む全二次燃焼空気路８からの二次燃焼空気供給量が常時一定となるように、つまり二次燃焼室１ｂに供給される合計二次燃焼空気供給量が、常時、上記した二次燃焼空気供給総量ΣＡとなるように工夫されている。
【００１６】
図１に示す例では、二次燃焼空気供給路７から２本の二次燃焼空気路８が分岐されており、これらを第１及び第２脈動空気供給路８ａ，８ｂとして、図２に示す第１脈動流発生機構１１（或いは、参考例として挙げた図３〜図５に示す第２脈動流発生機構１２）により、各脈動空気供給路８ａ，８ｂから二次燃焼空気Ａを脈動流をなして二次燃焼室１ｂに供給すると共に、両脈動空気供給路８ａ，８ｂから二次燃焼室１ｂへ供給される合計二次燃焼空気供給量が二次燃焼空気供給総量ΣＡに相当する一定値に保持されるように構成してある。
【００１７】
すなわち、第１脈動流発生機構１１は、図１及び図２に示す如く、両脈動空気供給路８ａ，８ｂにおける分配ダンパ１０，１０の下流側部分の適所を平行且つ近接する管路部分に形成し、第１脈動空気供給路８ａの管路部分にこれに直交する方向に往復直線運動自在な第１ゲート１３を配置すると共に、第２脈動空気供給路８ｂの管路部分にこれに直交する方向に往復直線運動自在な第２ゲート１４を配置し、両脈動空気供給路８ａ，８ｂ間に両ゲート１３，１４を同期して駆動する駆動機構１５を配設してなる。
【００１８】
第１ゲート１３は、これが配置された管路部分を全開して最大流量を確保する最大流量位置（図２（Ｂ）位置）と当該管路部分を全閉に近い半開状態として最小流量を確保する最小流量位置（同図（Ｄ）位置）とに亘って進退するように設けられていて、両位置に亘って進退動作することにより、第１脈動空気供給路８ａからの二次燃焼空気供給量Ａ1 を、当該両位置の中間位置である基準流量位置（同図（Ａ）（Ｃ）位置）に位置したときに確保される基準流量ａ1 に対して増減変化させうるようになっている。基準流量ａ1 は、第１脈動空気供給路８ａに設けた分配ダンパ１０によって適宜に設定される。基準流量位置及び最小流量位置は、第１ゲート１３が最大流量位置に位置されたときに確保される最大流量の基準流量ａ1 に対する増加量Δと最小流量位置に位置されたときに確保される最小流量の基準流量ａ1 に対する減少量Δとが一致するように、つまり第１脈動空気供給路８ａからの二次燃焼空気供給量Ａ1 が基準流量ａ1 に対して同一幅で増減変化（ａ1 −Δ≦Ａ1 ≦ａ1 ＋Δ）するように設定される。
【００１９】
第２ゲート１４は、これが配置された管路部分を全開して最大流量を確保する最大流量位置（図２（Ｄ）位置）と当該管路部分を全閉に近い半開状態として最小流量を確保する最小流量位置（同図（Ｂ）位置）とに亘って進退するように設けられていて、両位置に亘って進退動作することにより、第２脈動空気供給路８ｂからの二次燃焼空気供給量Ａ2 を、当該両位置の中間位置である基準流量位置（同図（Ａ），同図（Ｃ）位置）に位置されたときに確保される基準流量ａ2 に対して増減変化させうるようになっている。基準流量ａ2 は、第２脈動空気供給路８ｂに設けた分配ダンパ１０によって設定される。基準流量位置及び最小流量位置は、第２ゲート１４が最大流量位置に位置されたときに確保される最大流量の基準流量ａ2 に対する増加量と最小流量位置に位置されたときに確保される最小流量の基準流量ａ2 に対する減少量とが、前記基準流量ａ1 に対する増減量Δと一致するように、つまり第２脈動空気供給路８ａからの二次燃焼空気供給量Ａ2 が基準流量ａ2 に対して第１脈動空気供給路８ａにおけると同一幅で増減変化（ａ2 −Δ≦Ａ2 ≦ａ2 ＋Δ）するように設定される。
【００２０】
駆動機構１５は、図２に示す如く、一定速度で一定方向（同図における反時計方向）に回転駆動されるクランク１６と、クランク１６と両ゲート１３，１４とを連動連結するリンク機構１７，１８とを具備してなり、クランク１６を一回転させることにより、第１ゲート１３をリンク機構１７を介して基準流量位置から最大流量位置、基準流量位置及び最小流量位置を順次経て基準流量位置に復帰するように進退動作させると共に、これと同一の周期で、第２ゲート１４をリンク機構１８を介して基準流量位置から最小流量位置、基準流量位置及び最大流量位置を順次経て基準流量位置に復帰するように進退動作させるように構成されている。すなわち、クランク１６が前記管路部分の軸線に平行する図２（Ａ）の位置を初期位置とすると、クランク１６が初期位置に位置された状態では、両ゲート１３，１４がリンク機構１７，１８を介して基準流量位置に位置されており（同図（Ａ））、該位置から反時計方向に９０°回転されたクランク９０°回転位置に変位すると、第１ゲート１３が最大流量位置に位置されると共に第２ゲート１４が最小流量位置に位置され（同図（Ｂ））、更に９０°回転されたクランク１８０°回転位置に変位すると、両ゲート１３，１４が基準流量位置に位置され（同図（Ｃ））、更に９０°回転されたクランク２７０°回転位置に変位すると、第１ゲート１３が最小流量位置に位置されると共に第２ゲート１４が最大流量位置に位置され（同図（Ｄ））、そして更に９０°回転されてクランク１６が初期位置に復帰すると、両ゲート１３，１４が基準流量位置に復帰する（同図（Ａ））ようになっており、クランク１６が如何なる回転位置にあるときにおいても、第１ゲート１３による制御流量と第２ゲート１４による制御流量との合計が合計基準流量（ａ1 ＋ａ2 ）となるように工夫されている。この例では、ゲート形状及びクランク回転速度等を適宜に設定することにより、各脈動空気供給路８ａ，８ｂからの二次燃焼空気供給量Ａ1 ，Ａ2 が、図６に示す如く、サインカーブをなして増減変化するように工夫してある。すなわち、Ａ1 ＝ａ1 ＋Δｓｉｎ（（２π／Ｔ）ｔ），Ａ2 ＝ａ2 −Δｓｉｎ（（２π／Ｔ）ｔ）であり、両脈動空気供給路８ａ，８ｂからは常に一定量（Ａ1 ＋Ａ2 ＝ａ1 ＋ａ2 ＝ΣＡ）の二次燃焼空気Ａが供給されるようになっている。なお、Ｔはクランク１６が一回転するに要する時間（周期）であり、ｔはクランク１６が初期位置から回転を開始した場合における経過時間である。
【００２１】
また、上記した二次燃焼空気供給量Ａ1 ，Ａ2 の増減変化は、前述の如く参考例として挙げた図３〜図５に示す第２脈動流発生機構１２によっても行うことができる。
【００２２】
すなわち、この参考例として挙げた第２脈動流発生機構１２は、図１及び図３〜図５に示す如く、両脈動空気供給路８ａ，８ｂにおける分配ダンパ１０，１０の下流側部分の適所を平行且つ近接する断面円形の管路部分に形成し、第１脈動空気供給路８ａの管路部分にこれに直交する方向の軸線回りで回転自在な第１ダンパ１９を配置すると共に、第２脈動空気供給路８ｂの管路部分にこれに直交する方向の軸線回りで回転自在な第２ダンパ２０を配置し、両脈動空気供給路８ａ，８ｂ間に両ダンパ１９，２０を同期して駆動する駆動機構２１を配設してなる。
【００２３】
第１ダンパ１９は、図５に示す如く、これが配置された管路部分の内径寸法と同一の長軸と当該内径寸法よりやや小さな短軸とを有する楕円板に構成されていて、当該管路部分の軸線に平行して最大流量を確保する最大流量位置（図３（Ｂ），図４位置）と当該軸線に直交して最小流量を確保する最小流量位置（図３（Ｄ），図５位置）とに亘って回転変位しうるように設けられていて、両位置に亘って進退動作することにより、第１脈動空気供給路８ａからの二次燃焼空気供給量Ａ1 を、当該両位置の中間回転位置である基準流量位置（図３（Ａ），同図（Ｃ）位置）に位置したときに確保される基準流量ａ1 に対して増減変化させうるようになっている。基準流量ａ1 は、第１脈動空気供給路８ａに設けた分配ダンパ１０によって適宜に設定される。基準流量位置及び最小流量位置は、第１ダンパ１９が最大流量位置に位置されたときに確保される最大流量の基準流量ａ1 に対する増加量Δと最小流量位置に位置されたときに確保される最小流量の基準流量ａ1 に対する減少量Δとが一致するように、つまり第１脈動空気供給路８ａからの二次燃焼空気供給量Ａ1 が基準流量ａ1 に対して同一幅で増減変化（ａ1 −Δ≦Ａ1 ≦ａ1 ＋Δ）するように設定される。
【００２４】
第２ダンパ２０は、図４に示す如く、第１ダンパ１９と同様に、これが配置された管路部分の内径寸法と同一の長軸と当該内径寸法よりやや小さな短軸とを有する楕円板に構成されていて、当該管路部分の軸線に平行して最大流量を確保する最大流量位置（図３（Ｄ），図５位置）と当該軸線に直交して最小流量を確保する最小流量位置（図３（Ｂ），図４位置）とに亘って回転変位しうるように設けられていて、両位置に亘って進退動作することにより、第２脈動空気供給路８ｂからの二次燃焼空気供給量Ａ2 を、当該両位置の中間回転位置である基準流量位置（図３（Ａ），同図（Ｃ）位置）に位置したときに確保される基準流量ａ2 に対して増減変化させうるようになっている。基準流量ａ2 は、第２脈動空気供給路８ｂに設けた分配ダンパ１０によって設定される。基準流量位置及び最小流量位置は、第２ゲート１４が最大流量位置に位置されたときに確保される最大流量の基準流量ａ2 に対する増加量と最小流量位置に位置されたときに確保される最小流量の基準流量ａ2 に対する減少量とが、前記基準流量ａ1 に対する増減量Δと一致するように、つまり第２脈動空気供給路８ａからの二次燃焼空気供給量Ａ2 が基準流量ａ2 に対して第１脈動空気供給路８ａにおけると同一幅で増減変化（ａ2 −Δ≦Ａ2 ≦ａ2 ＋Δ）するように設定される。
【００２５】
駆動機構２１は、図３に示す如く、両ダンパ１９，２０を一方が最大流量位置に位置し且つ他方が最小流量位置に位置する関係となる状態で連結する連結軸２２と、これをギヤ機構２３を介して一定速度で一定方向（同図に示す矢印方向）に回転駆動するモータ２４とを具備してなり、連結軸２２を回転させることにより、両ダンパ１９，２０を回転させて、各脈動空気供給路８ａ，８ｂからの二次燃焼空気供給量Ａ1 ，Ａ2 を、第１脈動流発生機構１１を設けた場合におけると同様のサインカーブ形態で増減変化させるように構成されている。すなわち、図３（Ａ）に示す如く、両ダンパ１９，２０が１８０°の位相差をなして当該管路部分に対して４５°傾斜する基準流量位置に位置された状態を初期状態とすると、この状態から連結軸２２が矢印方向に４５°回転すると、第１ダンパ１９が最大流量位置に位置されると共に第２ダンパ２０が最小流量位置に位置され（同図（Ｂ））、連結軸２２が更に４５°回転すると、両ダンパ１９，２０が初期状態と異なる基準流量位置に位置され（同図（Ｃ））、連結軸２２が更に４５°回転すると、第１ダンパ１９が最小流量位置に位置されると共に第２ダンパ２０が最大流量位置に位置され（同図（Ｄ））、そして連結軸２２が更に４５°回転すると、両ダンパ１９，２０が初期状態の基準流量位置に復帰する（同図（Ａ））ようになっており、連結軸２２ないしダンパ１９，２０が如何なる回転位置にあるときにおいても、第１ダンパ１９による制御流量と第２ダンパ２０による制御流量との合計が合計基準流量（ａ1 ＋ａ2 ）となるように工夫されている。この例では、ダンパ１９，２０の形状及び回転速度等を適宜に設定することにより、各脈動空気供給路８ａ，８ｂからの二次燃焼空気供給量Ａ1 ，Ａ2 が、図６に示す如く、サインカーブをなして増減変化するように工夫してある。すなわち、Ａ1 ＝ａ1 ＋Δｓｉｎ（（２π／Ｔ）ｔ），Ａ2 ＝ａ2 −Δｓｉｎ（（２π／Ｔ）ｔ）であり、両脈動空気供給路８ａ，８ｂからは常に一定量（Ａ1 ＋Ａ2 ＝ａ1 ＋ａ2 ＝ΣＡ）の二次燃焼空気Ａが供給されるようになっている。なお、Ｔは連結軸２２が半回転（１８０°）するに要する時間（周期）であり、ｔは初期状態から回転を開始した場合における経過時間である。
【００２６】
以上のように構成された二次燃焼空気供給装置４によれば、二次燃焼空気路である脈動空気供給路８ａ，８ｂから二次燃焼空気Ａが一定の周期で増減変化しつつ脈動流をなして二次燃焼室１ｂに供給されることから、従来のように一定量の二次燃焼空気が継続して供給される場合に比して、二次燃焼室１ｂにおける一次燃焼ガス５ｃと二次燃焼空気Ａとの混合，攪拌作用が促進されることになる。したがって、大量の二次燃焼空気を炉内に供給させることなく、ガス成分，温度の異なる各ストーカから発生する燃焼ガスを混合し、一次燃焼ガス５ｃに含まれる未燃ガスや未燃物を確実に完全燃焼させることができ、ＣＯ，ダイオキシン類，ＮＯｘ等の有害物質の発生を効果的に抑制することができる。しかも、各脈動空気供給路８ａ，８ｂからの二次燃焼空気供給量Ａ1 ，Ａ2 が増減変化しているにも拘わらず、それらの基準流量ａ1 ，ａ2 に対する増減量が相互に相殺されることから、二次燃焼室１ｂに供給される二次燃焼空気Ａの合計量は常に二次燃焼空気供給総量ΣＡに相当する一定量（ａ1 ＋ａ2 ）となり変動することがなく、二次燃焼を安定して行うことができ、二次燃焼室１ｂからの排気量も大きく変動することがない。
【００２７】
ところで、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において、二次燃焼条件等に応じて適宜に変更，改良することができる。
【００２８】
例えば、上記した脈動流発生機構１１は、二次燃焼供給量Ａ1 ，Ａ2 を図６に示す如き態様（前記した（１）（３）の態様）で増減変化させるように構成したが、ゲート１３，１４の進退を間欠的に行うように工夫しておくことで、二次燃焼供給量Ａ1 ，Ａ2 を前記した（２）（３）の態様で増減変化させる場合にも適用することができる。すなわち、第１脈動流発生機構１１をクランク１６が図２（Ｂ）位置と同図（Ｄ）位置とに間欠的に回転動作するように構成しておくことにより、二次燃焼供給量Ａ1 ，Ａ2 が交互に最大流量（ａ1 ＋Δ，ａ2 ＋Δ）と最小流量（ａ1 −Δ，ａ2 −Δ）とに切り替わるように変化させることができる。また、基準流量ａ1 ，ａ2 は同一に設定しておくことができるが、このように同一に設定した場合には、ゲート１３，１４の進退範囲を変更することによって、前記した（１）（４）又は（２）（４）の態様で増減変化させることができる。すなわち、第１脈動流発生機構１１においてゲート１３，１４の最小流量位置を脈動空気供給路８ａ，８ｂを全閉する位置に設定しておくことにより、最小流量（ａ1 −Δ，ａ2 −Δ）を零とする（間欠的に二次燃焼空気供給を停止する）態様、つまり前記した（１）（４）の態様（図８（ａ）参照）又は前記した（２）（４）の態様（同図（ｂ）参照）で二次燃焼供給量Ａ1 ，Ａ2 を増減変化させることができる。何れの場合にも、前述した場合と同様に、各脈動空気供給路８ａ，８ｂからは二次燃焼空気Ａが脈動流をなして供給され、二次燃焼室１ｂでの混合，攪拌作用が促進されることになり、両脈動空気供給路８ａ，８ｂから二次燃焼室１ｂへの供給量が一定に保持される。
【００２９】
また、図１示す例では、脈動流発生機構１１によりゲート１３，１４を連動するように構成された一組の第１及び第２脈動空気供給路８ａ，８ｂを設けているが、図９に示す如く、必要に応じて、かかる構成の第１及び第２脈動空気供給路８ａ，８ｂを複数組設けるようにしてもよい。この場合にも、各組の第１及び第２脈動空気供給路８ａ，８ｂからの二次燃焼量Ａ1 ，Ａ2 を、上述した如く、図６〜図８に示す如き態様で増減変化するようにして、全第１脈動空気供給路８ａからの二次燃焼供給量ΣＡ1 と全第２脈動空気供給路８ａからの二次燃焼供給量ΣＡ2 との合計が常時一定（Σａ1 ＋Σａ2 ＝ΣＡ）となるように配慮しておく。また、全二次燃焼空気路８の全てを脈動空気供給路８ａ，８ｂとせず、図９に鎖線図示する如く、脈動空気供給路８ａ，８ｂと、一定量Ａ0 の二次燃焼空気を継続して供給する通常の二次燃焼空気路８とを混在して設けるようにすることも可能である。この場合にも、脈動空気供給路８ａ，８ｂからの合計供給量（ΣＡ1 ＋ΣＡ2 ）が一定となるように脈動させることは勿論である。
【００３０】
また、脈動流発生機構は、二次燃焼空気路８に開閉弁（開閉ダンパを含む）を設けて、これを所定の周期で開閉制御させることにより、脈動流を発生させる構成となすことができ、複数の脈動空気供給路が設けられる場合には、図１０〜図１２に例示する如く、複数の開閉弁を適当な時間差をもって開閉制御（シーケンス制御）することにより、二次燃焼室１ｂへの二次燃焼空気供給量を一定に保持させることができる。
【００３１】
すなわち、図１０又は図１１に示す例では、二次燃焼空気Ａを複数の脈動空気供給路８ａ，８ｂと通常の二次燃焼空気路８とから二次燃焼室１ｂに供給するようになっている。全脈動空気供給路は、二次燃焼室１ｂの対向壁の一方から二次燃焼空気を供給する空気第１脈動空気供給路群８ａと当該対向壁の他方から二次燃焼空気を供給する第２脈動空気供給路群８ｂとに分けられている。脈動流発生機構２５は、第１脈動空気供給路群８ａを同時に開閉する第１開閉弁２６と、第２脈動空気供給路群８ｂを同時に開閉する第２開閉弁２７と、両開閉弁２６，２７を、その一方が開弁されると同時にその他方が閉弁されるように、所定の周期で開閉制御する制御器２８とを具備してなる。開閉弁２６，２７は、図１０に示す例では各脈動空気供給路群８ａ，８ｂに共通のダンパとされており、図１１に示す例では各脈動空気供給路８ａ，８ｂ個々に設けた電磁弁とされている。後者の場合、全第１開閉弁（電磁弁）２６及び全第２開閉弁（電磁弁）２７は、夫々、同時に開閉動作される。第１及び第２脈動空気供給路群８ａ，８ｂは、それらの開弁状態における合計流量が同一となるように選定されている。例えば、図１０又は図１１に示す如く、全ての脈動空気供給路８ａ，８ｂを開弁状態において同一量の二次燃焼空気を供給するものとし且つ両脈動空気供給路群８ａ，８ｂを夫々同一本数の二次燃焼空気路で構成しておく。このようにすれば、図１０及び図１１の何れの場合にも、上述した場合と同様に、各脈動空気供給路８ａ，８ｂからの二次燃焼空気供給が間欠的に行われることにより二次燃焼室１ｂにおける混合，攪拌作用が促進され、常時、第１及び第２脈動空気供給路群８ａ，８ｂの一方から同一量の二次燃焼空気が二次燃焼室１ｂに供給される。
【００３２】
ところで、前記図１１及び図１２は、本願請求項１及び請求項２に係る発明の実施形態の一例を示すものであり、図１１に示す如く、複数の脈動空気供給路８ａ，８ｂに各々開閉弁２６，２７を設けておく場合、各開閉弁２６，２７を適当な時間差をもって開閉させるように制御することによって、二次燃焼室１ｂにおける脈動空気供給個所（二次燃焼空気が脈動流をなして供給される個所）を固定せず、適当に変化させることが可能となる。
【００３３】
例えば、図１２に示す如く、二次燃焼室１ｂの対向壁の一方から二次燃焼空気を供給する第１、第２及び第３脈動空気供給路８ａ，８ｂ，８ｃと当該対向壁の他方から二次燃焼空気を供給する第４及び第５脈動空気供給路８ｄ，８ｅを設けると共に、これらの脈動空気供給路８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅに夫々設けた第１、第２、第３、第４及び第５開閉弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅとこれらを各別に開閉制御する制御器３０とを具備してなる脈動流発生機構３１を設けて、各開閉弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅを、制御器３０により、選択された脈動空気供給路のみから常時一定量の二次燃焼空気が供給され且つ選択される脈動空気供給路の一部又は全部が所定周期で変更されるように、各別に開閉制御することにより、脈動空気供給個所を種々のバターンで変化させることができる。例えば、各脈動空気供給路８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅの開弁状態における流動量（分配ダンパ１０による分配量）が同一である場合において、図１３に示す如く、第１、第２、第３、第４及び第５開閉弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅを、開弁開始時期が順次一定時間Ｔ齟齬し且つ開閉サイクルが開弁時間：３Ｔ，閉弁時間：２Ｔとなるように、開閉制御すると、常時、選択された３本の脈動空気供給路から同一量の二次燃焼空気を供給させつつ、これら３本の脈動空気供給路の選択（組み合わせ）を一定時間Ｔ毎に変化させることができる。すなわち、二次燃焼空気を供給する３本の脈動空気供給路（開弁状態にある３個の開閉弁）の組み合わせが、図１３に示す如く、８ａ，８ｄ，８ｅ（２９ａ，２９ｄ，２９ｅ）→８ａ，８ｂ，８ｅ（２９ａ，２９ｂ，２９ｅ）→８ａ，８ｂ，８ｃ（２９ａ，２９ｂ，２９ｃ）→８ｂ，８ｃ，８ｄ（２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ）→８ｃ，８ｄ，８ｅ（２９ｃ，２９ｄ，２９e）の順序で変化し、５Ｔの周期で繰り返される。また、この場合において、二次燃焼室１ｂの対向壁の双方から常に二次燃焼空気が脈動流をなして供給されるようにするには、例えば、図１４に示す如く、第１、第２及び第３開閉弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃの開閉サイクルを開弁時間：２Ｔ，閉弁時間：Ｔとし、第４及び第５開閉弁２９ｄ，２９ｅの開閉サイクルを開弁時間：Ｔ，閉弁時間：Ｔとすればよい。このようにすれば、二次燃焼空気を供給する３本の脈動空気供給路（開弁状態にある３個の開閉弁）の組み合わせが、図１４に示す如く、８ａ，８ｃ，８ｄ（２９ａ，２９ｃ，２９ｄ）→８ａ，８ｂ，８ｅ（２９ａ，２９ｂ，２９ｅ）→８ｂ，８ｃ，８ｄ（２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ）→８ａ，８ｃ，８ｅ（２９ａ，２９ｃ，２９ｅ）→８ａ，８ｂ，８ｄ（２９ａ，２９ｂ，２９ｄ）→８ｂ，８ｃ，８ｅ（２９ｂ，２９ｃ，２９ｅ）の順序で変化し、６Ｔの周期で繰り返される。また、上記の場合において、各開閉弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅの開閉サイクルを開弁時間：Ｔ，閉弁時間：４Ｔとすれば、図１５に示す如く、常時、１本の脈動空気供給路から二次燃焼空気が供給され、その供給位置が順次移動していくことになる。なお、これらの流量増減変化態様は前記した（２）（４）に該当するものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明からも容易に理解されるように、本発明の二次燃焼空気供給方法によれば、二次燃焼空気の全部又は一部を二次燃焼室に脈動流をなして供給させることから、二次燃焼室における混合，攪拌作用が促進され、冒頭で述べた如き問題を生じることなく、二次燃焼を効果的に行うことができる。また、本発明の二次燃焼供給装置によれば、かかる方法を好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の請求項３の発明に係る二次燃焼空気供給装置を装備したストーカ式焼却炉の一例を示す縦断面図である。
【図２】  図１で使用している第１脈動流発生機構の拡大詳細図である。
【図３】  参考例として挙げた脈動流発生機構（第２脈動流発生機構）の拡大詳細図である。
【図４】  図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断正面図である。
【図５】  図３のＶ−Ｖ線に沿う縦断正面図である。
【図６】  二次燃焼空気供給量の増減変化を示すグラフである。
【図７】  図６と異なる態様における二次燃焼空気供給量の増減変化を示すグラフである。
【図８】  図６及び図７と異なる態様における二次燃焼空気供給量の増減変化を示すグラフである。
【図９】  請求項３の発明に係る二次燃焼空気供給装置の一例を示す図１相当の縦断側面図である。
【図１０】  参考例として挙げた二次燃焼空気供給装置の系統図である。
【図１１】  請求項１及び請求項２の発明に係る二次燃焼空気供給装置の一例を示す図１相当の系統図である。
【図１２】  請求項１及び請求項２の発明に係る二次燃焼空気供給装置の他の例を示す図１相当の縦断側面図である。
【図１３】  図１２に示す二次燃焼空気供給装置における脈動空気供給路の開閉パターンの一例を示すタイムチャートである。
【図１４】  図１２に示す二次燃焼空気供給装置における脈動空気供給路の開閉パターンの他の例を示すタイムチャートである。
【図１５】  図１２に示す二次燃焼空気供給装置における脈動空気供給路の開閉パターンの他の更に他の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ａ…一次燃焼室、１ｂ…二次燃焼室、５ｃ…一次燃焼ガス、５ｄ…二次燃焼ガス、８…二次燃焼空気路、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ…脈動空気供給路、１１，１２，２５，３１…脈動流発生機構、１３…第１ゲート、１４…第２ゲート、１５，２１…駆動機構、１９…第１ダンパ、２０…第２ダンパ、２６…第１開閉弁、２７…第２開閉弁、２８，３０…制御器、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ…開閉弁、Ａ1 ，Ａ2 …二次燃焼空気供給量。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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