搬送装置

本発明は、燃焼炉に投入される固形燃料を搬送する搬送経路を備えた搬送装置に関する。

従来、例えば、流動床式の燃焼設備では、ホッパーに貯留されたごみ(固形燃料)を、搬送装置によって搬送して、燃焼炉内に投入している(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の設備には、燃焼炉に通じる搬送経路において、上下方向に延在し、固形燃料を落下させる落下部が設けられている。

特開2001−182920号公報

例えば、固形燃料として、従来と比較して硬い固形燃料を搬送する場合には、落下部の下端において、搬送経路を構成する壁体や搬送機器に固形燃料が当たることで、これらの壁体や搬送機器を摩耗するおそれがある。また、搬送経路を構成する壁体や搬送機器の摩耗を防止するために、耐摩耗材を使用すると、搬送装置の製造コストの増大を招くおそれがある。

本発明は、落下する固形燃料の速度を抑えて、搬送経路を構成する壁体や搬送機器の摩耗を抑制することが可能な搬送装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃焼炉に投入される固形燃料を搬送する搬送経路を備えた搬送装置であって、固形燃料が落下する搬送経路内に複数の棚板を備え、複数の棚板は、複数の棚板のうち上方に配置された第1の棚板と、当該第1の棚板より下方に配置された第2の棚板と、を有し、第2の棚板は、上方から見た場合に、第1の棚板に隣接する開口部を下方から覆う位置に配置されている。

この搬送装置では、第1の棚板の上方から落下する固形燃料は、第1の棚板に堆積する。第1の棚板に堆積した固形燃料の堆積量が一定量を超えると、第1の棚板に堆積した固形燃料の一部は、第1の棚板に隣接する開口部から下方に落下する。また、第1の棚板に固形燃料が一定量堆積すると、上方から落下した固形燃料は、第1の棚板に堆積した固形燃料に当たった後に、第1の棚板に隣接する開口部から下方に落下する。同様に、搬送装置では、第2の棚板の上方から落下する固形燃料は、第2の棚板に堆積する。第2の棚板に堆積した固形燃料の堆積量が一定量を超えると、第2の棚板に堆積した固形燃料の一部は、第2の棚板に隣接する開口部から下方に落下する。また、第2の棚板に固形燃料が一定量堆積すると、上方から落下した固形燃料は、第2の棚板に堆積した固形燃料に当たった後に、第2の棚板に隣接する開口部から下方に落下する。

このように上方から落下する固形燃料は、第1の棚板及び/又は第2の棚板に堆積したり、堆積した固形燃料に当たった後に下方に落下したりするので、落下速度が減速されることになる。そのため、搬送経路を構成する壁体や搬送機器の摩耗を抑制することができる。また、固形燃料の落下速度が減速されることで、固形燃料が受ける衝撃が緩和されるので、固形燃料の破損が抑制される。また、第1の棚板及び第2の棚板には、固形燃料が堆積して、第1の棚板及び第2の棚板の表面を覆うセルフライニングが形成されるので、上方から落下する固形燃料が第1の棚板及び第2の棚板に直撃することが防止される。そのため、第1の棚板及び第2の棚板の摩耗が抑制される。また、落下する固形燃料が、セルフライニングとして機能する固形燃料に当たることで、固形燃料自体の破損が抑えられる。

また、第2の棚板は、上方から見た場合に開口部の全面を下方から覆う位置に配置されている構成でもよい。これにより、第2の棚板は、第1の棚板に隣接する開口部の全てを下方から覆うことになるので、上方から落下する固形燃料は、第1の棚板及び第2の棚板の少なくとも一方に当たることになり、確実に減速されることになる。換言すれば、第1の棚板(又は第1の棚板に堆積した固形燃料)又は第2の棚板(又は第2の棚板に堆積した固形燃料)に当たることなく、固形燃料が落下することが防止されるので、確実に固形燃料の落下速度を減速させることができる。そのため、搬送経路を構成する壁体や搬送機器の摩耗を確実に抑制することができる。

また、搬送装置は、第2の棚板上に堆積した状態の固形燃料と、第1の棚板との距離は、第1の棚板に隣接する開口部の開口幅以上である構成でもよい。この構成の搬送装置によれば、第2の棚板上に堆積した状態の固形燃料と、その上方に配置されている第1の棚板との間の隙間の開口幅は、第1の棚板に隣接する開口部の開口幅以上となっているので、固形燃料が通過可能な開口幅が確実に確保される。そのため、固形燃料が詰まるおそれを低減して、確実に固形燃料を通過させることができる。

また、第1の棚板には、当該第1の棚板に隣接する開口部側の端部で、上方に突出する堰が設けられ、第2の棚板には、第2の棚板に隣接する開口部側の端部で、上方に突出する堰が設けられている構成でもよい。この構成によれば、第1の棚板及び第2の棚板上に確実に固形燃料を堆積させることができ、堆積した固形燃料の斜面を安定させることができる。これにより、堆積した固形燃料の斜面に対して、落下する固形燃料を好適な角度で当てることができる。

本発明によれば、落下する固形燃料の速度を抑えて、搬送経路を構成する壁体や搬送機器の摩耗を抑制することができる。また、本発明の搬送装置によれば、落下した固形燃料が受ける衝撃を和らげることができるので、固形燃料の破損を抑制することができる。

本発明の一実施形態の流動層式燃焼設備を示す概略図である。

図1中の火炉に固形燃料を投入する燃料供給設備を示す概略図である。

固形燃料共通第1搬送ユニットと、第2燃料シュートとの接続部を示す断面図である。

図3のIV−IV線断面図である。

第2燃料シュート内に設置された棚板を示す断面図である。

第2燃料受入搬送部の変形例を示す概略図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図1に示す流動層式燃焼設備1は、固形燃料が投入される循環流動層ボイラー(燃焼炉)2と、循環流動層ボイラー2に固形燃料を供給する燃料供給設備(搬送装置)3と、循環流動層ボイラー2から排出された排ガスを処理する排ガス処理設備4と、を備えている。循環流動層ボイラー2に投入される固形燃料としては、例えば、バイオマス、PKS(パーム椰子殻)、石炭、ペーパースラッジ、RPF(Refuse paper&Plastic Fuel)、TDF(Tire Derived Fuel)、EFB(Empty Fruit Bunches)、ライスハスク(籾殻)などが挙げられる。固形燃料として、その他の可燃物を使用してもよい。バイオマスには、例えば建築廃材が含まれる。本実施形態では、バイオマス(木質)、PKSを使用する場合について説明する。

循環流動層ボイラー2は、流動層を形成し固形燃料を燃焼させる火炉5を有する。火炉5の側部には固形燃料を投入するための燃料投入口5aが設けられている。燃料供給設備3は、燃料投入口5aを通じて火炉5内に固形燃料を投入する。また、火炉5には、流動媒体を供給するための流動媒体供給口5bが設けられている。

火炉5の上部には燃焼で発生する排ガスを排出するガス出口5cが設けられ、ガス出口5cには、サイクロン6が接続されている。サイクロン6は、セパレータ、サイクロン分級装置、あるいはサイクロン分離器などと呼ばれ、固気分離装置として機能する。サイクロン6の入口6aは上記のガス出口5cに接続され、サイクロン6の排出口6bはバックパス7を介して後段の排ガス処理設備4に接続されている。また、サイクロン6の底部出口6cからはダウンカマーと称されるリターンライン8が下方に延びており、リターンライン8の下端は、火炉5の下部側面連絡口5dを通じて、火炉5に連絡されている。

また、火炉5の底部には、火炉5内に空気を供給するための複数の空気供給口5eが設けられている。この空気供給口5eを通じて火炉5内に空気が供給される。火炉5内では、空気供給口5eから供給された空気によって、バイオマス、PKS及び流動媒体が流動して流動層を形成し、固形燃料が燃焼する。

火炉5で発生した排ガスは流動媒体を同伴しながらサイクロン6に導入される。サイクロン6の内部では、排ガスの旋回流が形成され、この旋回流による遠心分離作用によって流動媒体と気体とが分離される。分離された流動媒体は、サイクロン6の底部出口6cから排出され、リターンライン8内を下降し、リターンライン8を通過した流動媒体は火炉5の底部に戻される。

バックパス7は、排ガスを流通させるダクトである。バックパス7には、排ガスの熱を回収するための熱回収部9が設けられている。熱回収部9は、バックパス7の内部に導入されて排ガス流路を横切るように配置された伝熱管を有する。バックパス7内を流れる排ガスの熱は、伝熱管内を流れる流体(例えばボイラ給水)に伝熱されて回収される。

排ガスは、バックパス7内を上から下に流れ、バックパス7の底部から排出されて、排ガス処理設備4に導入される。排ガス処理設備4は、排ガスに同伴する飛灰等の微粒子を除去する共に、排ガスに対して脱硫処理を行う。排ガス処理設備4で処理された排ガスは、例えば煙突10から大気に放出される。

また、火炉5には炉壁管が形成されている。炉壁管はボイラー水を流通させるボイラーチューブと、ボイラーチューブから張り出し隣接するボイラーチューブ同士を接続するフィンとを有する。ボイラーチューブ内を流れるボイラー水は、火炉5内の燃焼による熱が伝熱されて加熱され水蒸気となる。火炉5内で流動する流動媒体は、燃焼で発生した熱を炉壁管に伝達する熱伝達媒体として機能する。ボイラーチューブで発生した水蒸気は、例えば発電用タービンに供給されて発電に利用される。なお、ボイラーで発生した水蒸気の用途は、発電に限定されず、その他の用途に水蒸気を使用してもよい。

次に、図2を参照して燃料供給設備3について説明する。燃料供給設備3は、複数種類の固形燃料(バイオマス、PKS)を集合させて搬送し、火炉5に投入する搬送装置である。燃料供給設備3は、第1燃料受入搬送部11、第2燃料受入搬送部12、及び固形燃料共通搬送部14を備える。

第1燃料受入搬送部11は、複数種類の固形燃料の一つであるバイオマスを受入れて貯留し搬送する。バイオマスには、建築廃材などの木質が含まれる。第1燃料受入搬送部11は、第1燃料貯留槽16と、第1燃料搬送部17とを有する。なお、第1燃料受入搬送部11で受入れられ、貯留され、搬送される固形燃料は、バイオマスに限定されず、その他の固形燃料でもよい。また、第1燃料受入搬送部11は、複数種類の固形燃料を、受入れ、貯留し、搬送するものでもよい。

第1燃料貯留槽16は、バイオマスを受入れて貯留するものである。第1燃料貯留槽16の底部には、第1燃料貯留槽16に貯留されたバイオマスを排出するための排出口16aが設けられている。排出口16aから排出されたバイオマスは、第1燃料搬送部17に導入される。

また、第1燃料貯留槽16の槽内の底部には、底部に堆積しているバイオマスを搬送して排出口16aに導入するためのスクリューリクレーマ16bが設けられている。スクリューリクレーマ16bには、駆動源として電動モータが接続されており、電動モータから回転駆動力が伝達されて、スクリューリクレーマ16bが回転駆動される。スクリューリクレーマ16bの回転数を一定とすることで、第1燃料貯留槽16から排出されるバイオマスの排出量を一定とする。

第1燃料搬送部17は、第1燃料貯留槽16で貯留されたバイオマスを搬送するための搬送経路を構成する。第1燃料搬送部17は、第1燃料貯留槽16と固形燃料共通搬送部14との間で、バイオマスを搬送又は通過させる。

第1燃料搬送部17は、第1燃料貯留槽16の底部に接続された第1燃料シュート18と、第1燃料シュート18を通じて導入されたバイオマスを搬送する第1燃料搬送ユニット19と、第1燃料搬送ユニット19で搬送されたバイオマスを落下させる第1燃料シュート20と、を備える。

上流側の第1燃料シュート18の上端部は、第1燃料貯留槽16の排出口16aに接続され、第1燃料シュート18の下端部は、第1燃料搬送ユニット19の一端側に接続されている。第1燃料シュート18を落下したバイオマスは、第1燃料搬送ユニット19の一端側に導入される。

第1燃料搬送ユニット19は、例えば、スクリューコンベアであり、バイオマスを一端側から他端側に搬送する。第1燃料搬送ユニット19の他端側の底部には、搬送されたバイオマスを排出するための排出口19aが設けられている。第1燃料搬送ユニット19は、例えば、チェーンコンベアでもよく、その他の搬送ユニットでもよい。

下流側の第1燃料シュート20の上端部は、第1燃料搬送ユニット19の排出口19aに接続され、第1燃料シュート20の下端部は、固形燃料共通搬送部14に接続されている。第1燃料シュート20を落下したバイオマスは、固形燃料共通搬送部14に導入される。

第2燃料受入搬送部12は、複数種類の固形燃料の一つであるPKSを受入れて貯留し搬送する。PKSには、パーム椰子の種からパーム油を搾り取った後の殻が含まれる。第2燃料受入搬送部12は、第2燃料貯留槽21と、第2燃料搬送部22とを有する。なお、第2燃料受入搬送部12で受入れられ、貯留され、搬送される固形燃料は、PKSに限定されず、その他の固形燃料でもよく、第1燃料受入搬送部11で扱われる固形燃料と同じ種類の固形燃料でもよい。また、第2燃料受入搬送部12は、複数種類の固形燃料を、受入れ、貯留し、搬送するものでもよい。

第2燃料貯留槽21は、PKSを受入れて貯留するものである。第2燃料貯留槽21の底部には、第2燃料貯留槽21に貯留されたPKSを排出するための排出口21aが設けられている。排出口21aから排出されたPKSは、第2燃料搬送部22に導入される。

また、第2燃料貯留槽21の槽内の底部には、底部に堆積しているPKSを搬送して排出口21aに導入するためのスクリューリクレーマ21bが設けられている。スクリューリクレーマ21bには、駆動源として電動モータが接続されており、電動モータから回転駆動力が伝達されて、スクリューリクレーマ21bが回転駆動される。スクリューリクレーマ21bの回転数を一定とすることで、第2燃料貯留槽21から排出されるPKSの排出量を一定とする。

第2燃料搬送部22は、第2燃料貯留槽21で貯留されたPKSを搬送するための搬送経路を構成する。第2燃料搬送部22は、第2燃料貯留槽21と固形燃料共通搬送部14との間で、PKSを搬送又は通過させる。

第2燃料搬送部22は、第2燃料貯留槽21の底部に接続された第2燃料シュート23と、第2燃料シュート23を通じて導入されたPKSを搬送する第2燃料搬送ユニット24と、第2燃料搬送ユニット24で搬送されたPKSを落下させる第2燃料シュート25と、を備える。

上流側の第2燃料シュート23の上端部は、第2燃料貯留槽21の排出口21aに接続され、第2燃料シュート23の下端部は、第2燃料搬送ユニット24の一端側に接続されている。第2燃料シュート23を落下したPKSは、第2燃料搬送ユニット24の一端側に導入される。

第2燃料搬送ユニット24は、例えば、スクリューコンベアであり、PKSを一端側から他端側に搬送する。第2燃料搬送ユニット24の他端側の底部には、搬送されたPKSを排出するための排出口24aが設けられている。第2燃料搬送ユニット24は、例えば、チェーンコンベアでもよく、その他の搬送ユニットでもよい。

下流側の第2燃料シュート25の上端部は、第2燃料搬送ユニット24の排出口24aに接続され、第2燃料シュート25の下端部は、固形燃料共通搬送部14に接続されている。第2燃料シュート25を落下したPKSは、固形燃料共通搬送部14に導入される。

また、第2燃料シュート25の内部には、図3〜図5に示されるように、複数の棚板51,52が設けられている。複数の棚板51,52については、詳しくは後述する。

固形燃料共通搬送部14は、バイオマス及びPKSを合流させて搬送する固形燃料共通第1搬送ユニット32と、固形燃料共通第1搬送ユニット32で搬送されたバイオマス及びPKSを落下させる固形燃料共通シュート35と、固形燃料共通シュート35を通じて導入されたバイオマス及びPKSを搬送する固形燃料共通第2搬送ユニット36と、を備える。

固形燃料共通第1搬送ユニット32は、バイオマスを当該搬送ユニットの内部に流入させるための第1燃料導入シュート(第1流入部)32aと、PKSを搬送ユニットの内部に流入させるための第2燃料導入シュート(第2流入部)32bと、を有する。第1燃料導入シュート32a及び第2燃料導入シュート32bは、例えば開口部の断面が矩形であるダクトである。第1燃料導入シュート32aは、第1燃料シュート20の下端に接続され、第2燃料導入シュート32bは、第2燃料シュート25の下端に接続されている。

第1燃料導入シュート32aは、固形燃料共通第1搬送ユニット32の搬送方向において、一端側である上流側に配置され、第2燃料導入シュート32bは、第1燃料導入シュート32aよりも下流に配置されている。第2燃料導入シュート32bは、例えば、固形燃料共通第1搬送ユニット32の搬送方向において、中間部に配置されている。

固形燃料共通第1搬送ユニット32は、例えば、チェーンコンベアである。固形燃料共通第1搬送ユニット32は、バイオマス及びPKSの搬送経路を構成するダクト32cと、ダクト32c内に配置され、バイオマス及びPKSを掻き寄せて搬送する複数のフライト32dと、複数のフライト32dを所定の間隔で支持する無端チェーン32eと、無端チェーン32eが掛け渡された複数のスプロケット32fとを備える。第1燃料導入シュート32a及び第2燃料導入シュート32bは、ダクト32cの天板に設けられている。天板の第1燃料導入シュート32a及び第2燃料導入シュート32bに対応する位置には、それぞれ開口が設けられている。

複数のスプロケット32fは、駆動用スプロケットと、従動用スプロケットとを含む。駆動用スプロケットは、駆動源である電動モータ(不図示)が接続されて回転駆動される。従動用スプロケットは、無端チェーン32eの周回軌道に沿って配置され、無端チェーン32eを支持すると共に無端チェーン32eの動きに連動して回転する。電動モータから回転駆動力が伝達されて駆動用スプロケットが回転駆動されると、無端チェーン32e及びフライト32dが周回軌道に沿って回転する。固形燃料共通第1搬送ユニット32は、下引きのチェーンコンベアであり、下側に配置されたフライト32dが搬送方向に移動する。上流側で第1燃料導入シュート32aから流入したバイオマスは、複数のフライト32dによって掻き寄せられて下流側に搬送され、下流の第2燃料導入シュート32bから流入したPKSは、複数のフライト32dによって、バイオマスと共に掻き寄せられて下流側に搬送される。

また、ダクト32cの他端側の底板には、搬送されたバイオマス及びPKSを排出するための排出シュート32gが設けられている。ダクト32c内を搬送されたバイオマス及びPKSは、排出シュート32gを通り、固形燃料共通シュート35に導入される。

固形燃料共通シュート35は、上下方向に延在し、固形燃料共通第1搬送ユニット32と固形燃料共通第2搬送ユニット36とを接続する。固形燃料共通シュート35の上端部は、固形燃料共通第1搬送ユニット32の排出シュート32gに接続され、固形燃料共通シュート35の下端部は、固形燃料共通第2搬送ユニット36の一端側(上端側)に接続されている。固形燃料共通シュート35を落下した固形燃料は、固形燃料共通第2搬送ユニット36に導入される。

固形燃料共通第2搬送ユニット36は、例えば、スクリューコンベアであり、固形燃料を一端側から他端側に搬送する。固形燃料共通第2搬送ユニット36の他端側は、火炉5の燃料投入口5aに接続されている。固形燃料共通第2搬送ユニット36のダクト36a及び搬送スクリュー36bは、水平方向に対して傾斜して配置されている。ダクト36a及び搬送スクリュー36bは、上流側から下流側に向かって下方に配置されている。固形燃料共通第2搬送ユニット36は、例えば、チェーンコンベアでもよく、その他の搬送ユニットでもよい。

固形燃料共通第2搬送ユニット36によって搬送された固形燃料は、燃料投入口5aを通じて、火炉5内に供給される。

次に、図3〜図5を参照して、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bの内部に設けられた複数の棚板51,52について説明する。なお、図3〜図5において、直交する3方向を、X,Y,Z方向として図示している。X方向は、固形燃料共通第1搬送ユニット32における搬送方向であり、Y方向は、固形燃料共通第1搬送ユニット32の搬送方向に直交する幅方向であり、Z方向は、上下方向である。

図3に示されるように、複数の棚板51,52は、PKSが落下する搬送経路を構成する第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bの内部に設置されて、落下するPKSの一部を堆積させるものである。図3及び図5では、複数の棚板51,52上にPKSが堆積した状態を示している。

PKSが落下する搬送経路を構成する第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bは、図4に示されるように、それぞれ、X方向に対向しZ方向に延在する一対の壁体53,54と、Y方向に対向しZ方向に延在する一対の壁体55,56と、を有する。これらの壁体53〜56によって囲まれた領域が、PKSが落下する搬送経路である。

複数の棚板51,52は、X方向に対向する壁体53,54からそれぞれ張り出すように配置されている。一方の壁体53から棚板(第1の棚板)51が張り出し、他方の壁体54から棚板(第2の棚板)52が張り出している。棚板51は、X方向の一方側に配置され、棚板52は、X方向の他方側に配置されている。

複数の棚板51,52は、Z方向において、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bの全長に亘って、所定の間隔で配置されている。棚板51及び棚板52は、上下方向において交互に配置されている。

図4に示されるように、棚板51,52は、Z方向から見た場合に、それぞれ、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bの開口部40の全面積の半分の大きさを成している。開口部40は、第2燃料シュート25の矩形の開口部、又は第2燃料導入シュート32bの矩形の開口部である。開口部40は、X方向に対向しZ方向に延在する一対の壁体53,54と、Y方向に対向しZ方向に延在する一対の壁体55,56とによって囲まれた空間である。なお、図4に示される直線L1は、X方向において、開口部40の中心を通り、Y方向に延在する直線である開口部40のX方向における開口幅D₀は、壁体53と壁体54との間の距離である。

棚板51は、開口部40のうち、直線L1と壁体53との間の開口領域(第1の開口領域)41を下方から覆うように配置され、棚板52は、開口部40のうち、直線L1と壁体54との間の開口領域(第2の開口領域)42を下方から覆うように配置されている。開口領域41のX方向における開口幅D₁と、開口領域42のX方向における開口幅D₂とは等しくなっている。また、X方向において、棚板51の壁体53からの張り出し長さは、開口幅D₁に対応し、棚板52の壁体54からの張り出し長さは、開口幅D₂に対応している。Z方向から見た場合に、棚板52に隣接する開口領域41は、棚板51によって覆われ、棚板51に隣接する開口領域42は、棚板52によって覆われている。そして、Z方向から見た場合に、棚板51と棚板52とによって、開口部40の全面積が覆われるようになっている。

また、棚板51,52の先端部51a,52aには、図5に示されるように、上方に突出する堰57が設けられている。棚板51の先端部51aは、開口領域42に隣接する端部であり、棚板52の先端部52aは、開口領域41に隣接する端部である。堰57は、先端部51a,52aで、Y方向において棚板51,52の全長に亘って形成されている。堰57は、棚板51,52の天面51b,52bから、例えば、25mm突出している。堰57は、棚板51,52の天面51b,52bにおいて、PKSを貯留可能な貯留部を形成する。棚板51上の貯留部は、棚板51の天面51b、壁体53,55,56、及び堰57によって囲まれた領域であり、棚板52上の貯留部は、棚板52の天面52b、壁体54,55,56によって囲まれた領域である。このような堰57を設けることで、棚板51,52上にPKSが確実に堆積する。棚板51,52上に堆積したPKSは、安息角θを形成する。

次に、棚板51,52の取付構造について説明する。棚板51,52の底面51c,52cには、支持片58aと、リブ58bとが設けられている。なお、図3では、支持片58a及びリブ58bの図示を省略している。支持片58aは、板状を成し、厚さ方向がX方向に沿うように配置され、棚板51,52の底面51c,52cから下方に張り出すように形成されている。また、支持片58aは、Y方向に延在し、Y方向における長さは、棚板51,52のY方向の長さに対応している。支持片58aは、例えば溶接によって棚板51,52に接合されている。棚板51に設けられた支持片57aは、壁体53に当接し、棚板52に設けられた支持片58aは、壁体54に当接する。また、支持片58aには、ボルト穴(不図示)が設けられている。

リブ57bは、板状を成し、厚さ方向がY方向に沿うように配置され、棚板51,52の底面51c,52cから下方に張り出すように形成されている。また、リブ58bは、棚板51,52及び支持片58aに直交するように配置されている。リブ58bは、例えば、Y方向の中央で、X方向に沿うように配置されている。リブ58bは、X方向において、支持片58aから張り出し、棚板51,52の先端部まで延在している。リブ58bは、例えば、溶接によって棚板51,52及びリブ58bに接合されている。リブ58bは、下方から棚板51,52を支持すると共に、棚板51,52の変形を防止する。

そして、棚板51,52は、支持片58aのボルト穴に挿通されたボルト(不図示)によって、対向する壁体53,54に支持片58aが固定されている。棚板51,52は、壁体53,54に対して、それぞれ着脱可能に取り付けられている。なお、棚板51,52は、Y方向に対向する壁体55,56に対して取り付けられていてもよい。また、棚板51,52は、例えば溶接等によって、壁体53,54に接合されていてもよい。

次に、図5を参照して、複数の棚板51,52のZ方向(上下方向)における間隔について説明する。複数の棚板51,52のZ方向における間隔は、例えば、棚板51,52上に堆積したPKSであるセルフライニング60を考慮して決定されている。上方からPKSが落下すると、PKSは、図5に示されるように、棚板51,52上に堆積し、棚板51,52の天面51b,52bに対して安息角θで傾斜する斜面60aを有するセルフライニング60を形成する。

例えば、棚板52上に形成されたセルフライニング60の斜面60aと棚板51との距離D₃は、棚板51に隣接する開口領域42の開口幅D₂以上となっている(D₃≧D₂)。距離D₃は、斜面60aと直交する方向における距離である。

このとき、Z方向における棚板51の底面51cと、棚板52の天面52bとの距離を高さH₀とし、堰57の天面(セルフライニング60の棚板52の先端部52a側の頂点)と棚板51の底面51cとの距離を高さH₁とし、堰57の高さを高さH₅₇とすると、次式(1)が成立する。 H₀=H₁+H₅₇…(1)

また、高さH₁は、距離D₃及び安息角θを用いて次式(2)によって表すことができる。 H₁=D₃/COSθ…(2) そして、式(1)に式(2)を代入すると、次式(3)が成立する。 H₀=D₃/COSθ+H₅₇…(3) よって、式(3)を用いて、棚板51,棚板52との間隔を算出することができる。 棚板51の上方に配置された棚板52と、棚板51との間隔についても、式(3)を用いて算出することができる。

なお、安息角θは、棚板51,52上にPKSを堆積させて、セルフライニング60を形成させて、このセルフライニング60の斜面60aを計測することで求めることができる。なお、高さH₁は、開口幅D₂の1.5倍程度であることが好ましい。高さH₁が、開口幅D₂の1.5倍程度である場合には、落下する固形燃料の詰まりを防止することができると共に、第2燃料シュート25の強大化を防止して適正な大きさとすることができる。

次に、流動層式燃焼設備1の燃料供給設備3の作用について説明する。

第1燃料貯留槽16に貯留されたバイオマスは、第1燃料シュート18に導入される。第1燃料シュート18を通過したバイオマスは、第1燃料搬送ユニット19に供給される。第1燃料搬送ユニット19に供給されたバイオマスは、単位時間当たりの搬送量が一定となるように搬送されて、第1燃料シュート20を通り、固形燃料共通第1搬送ユニット32に供給される。

第2燃料貯留槽21に貯留されたPKSは、第2燃料シュート23に導入される。第2燃料シュート23を通過したPKSは、第2燃料搬送ユニット24に供給される。第2燃料搬送ユニット24に供給されたPKSは、単位時間当たりの搬送量が一定となるように搬送されて、第2燃料シュート25を通り、固形燃料共通第1搬送ユニット32に供給される。

固形燃料共通第1搬送ユニット32では、上流側の第1燃料導入シュート32aからバイオマスが導入されて、第1燃料導入シュート32aより下流の第2燃料導入シュート32bからPKSが導入される。上流側に導入されたバイオマスは、固形燃料共通第1搬送ユニット32によって下流に搬送され、第2燃料導入シュート32bから導入されたPKSと合流する。第2燃料導入シュート32bの下流では、バイオマスは、PKSと共に搬送される。バイオマス及びPKSは、固形燃料共通第1搬送ユニット32によって搬送されて、固形燃料共通シュート35に供給される。

固形燃料共通シュート35を通過したバイオマス及びPKSは、固形燃料共通第2搬送ユニット36に供給される。そして、固形燃料共通第2搬送ユニット36に導入されたバイオマス及びPKSは、単位時間当たりの搬送量が一定となるように搬送されて、燃料投入口5aを通り、火炉5内に供給される。

このような燃料供給設備3では、第2燃料シュート25及第2燃料導入シュート32bの内部に複数の棚板51,52が設けられているので、上方から落下するPKSは、棚板51,52上に堆積する。これにより、棚板51,52上にセルフライニング60が形成されることになる。そして、上方から落下するPKSは、棚板51上のセルフライニング60の斜面60aに当たって減速される。この斜面60aに当たったPKSは、棚板51に隣接する開口領域42を通過する。開口領域42を通過して落下したPKSは、棚板52上のセルフライニング60の斜面60aに当たって減速される。この斜面60aに当たったPKSは、棚板52に隣接する開口領域41を通過して更に下方に落下する。このようにして、PKSはセルフライニング60の斜面60aに当たって減速し、開口領域42,41を順々に通過して、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bを通過し、速度の上昇が抑制されて、固形燃料共通第1搬送ユニット32に導入されることになる。

そのため、搬送経路を構成する壁体53〜56や固形燃料共通第1搬送ユニット32の摩耗を抑制することができる。具体的には、固形燃料共通第1搬送ユニット32において、フライト32dやダクト32cの壁体の摩耗が低減される。

また、PKSの落下速度が減速されることで、PKSが受ける衝撃が緩和されるので、PKSの破損が抑制される。また、棚板51,52には、PKSが堆積して、当該棚板51,52の天面51b,52bを覆うセルフライニング60が形成されるので、上方から落下するPKSが棚板51,52に直撃することが防止される。そのため、棚板51,52の摩耗が抑制される。また、落下するPKSは、セルフライニング60として機能するPKSに当たることで、PKS自体の破損が抑えられる。

また、上方から見た場合に、棚板51は、棚板52に隣接する開口領域41の全面を下方から覆うように配置され、棚板52は、棚板51に隣接する開口領域42の全面を下方から覆うように配置されている。これにより、上方か落下するPKSは、棚板51上に形成されたセルフライニング60、及び、棚板52上に形成されたセルフライニング60の少なくとも一方に当たることになり、確実に減速されることになる。換言すれば、棚板51上に形成されたセルフライニング60、又は、棚板52上に形成されたセルフライニング60に当たることなく、PKSが第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bを通過してしまうことが防止される。これにより、確実にPKSの落下速度を減速させることができ、搬送経路を構成する壁体53〜56や固形燃料共通第1搬送ユニット32の摩耗を確実に抑制することができる。

また、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bでは、棚板52上のセルフライニング60と、その上方の棚板51との距離D₃は、棚板51に隣接する開口領域42の開口幅D₂以上となっている。同様に、棚板51上のセルフライニング60と、その上方の棚板52との距離は、棚板52に隣接する開口領域41の開口幅D₁以上となっている。これにより、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bの全長において、開口幅が確実に確保されて、PKSが詰まるおそれを低減して、PKSを確実に流すことができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

上記実施形態では、第2燃料シュート25及び第2燃料導入シュート32bの全長にわっって、棚板51,52が設置されている構成について説明しているが、棚板51,52は上下方向において部分的に設置されていてもよい。例えば、第2燃料導入シュート32bのみに設けられていてもよく、第2燃料シュート25のみに設けられていてもよく、第2燃料シュート25の下端側だけに設けられていてもよい。

また、棚板51,52は、第2燃料シュート23に設けられていてもよい。また、棚板51,52は、固形燃料共通シュート35に設けられていてもよい。また、棚板51,52は、第1燃料シュート18,20や第1燃料導入シュート32aに設けられていてもよい。

また、上記実施形態において、壁体53,54からX方向に張り出す棚板51,52について説明しているが、棚板51,52は、壁体55,56からY方向に張り出すように設置されているものでもよく、その他の方向に張り出すものでよい。また、棚板51,52は、XY平面に対して所定の傾斜角度で配置されているものでもよい。要は、棚板51,52上に固形燃料を堆積できればよい。また、棚板51,52上には、その他の物を事前に堆積させておいてもよい。

また、棚板51,52の形状は、矩形状に限定されず、例えば、三角形でもよく、台形でもよく、半円形状でもよい。例えば、搬送経路の断面形状が円形である場合には、半円形状や、扇形などその他の形状でもよい。また、上記実施形態では、上方から見た場合に、開口部が2分割された開口領域に、棚板51,52がそれぞれ配置されているが、開口部が3つ以上に分割された開口領域に、複数の棚板がそれぞれ配置されている構成でもよい。

また、上記実施形態では、開口部の全面積を下方から覆うように、棚板51,52が配置されているが、複数の棚板51,52によって、開口部が部分的に塞がれるものでもよい。また、棚板51,52は一枚の板によって構成されているものに限定されず、複数枚の棚板が板厚方向と直交する方向に並べられて構成されているものでもよく、複数の棚板が板厚方向に重ねられて構成されているものでもよい。

また、固形燃料が落下し、棚板51,52が設置される搬送経路は、鉛直方向に延在する場合に限定されず、鉛直方向に対して傾斜する搬送経路に、棚板51,52を設置してもよい。

また、上記実施形態では、燃料供給設備3において、複数種類の固形燃料を集合させて、火炉5に投入しているが、複数種類の固形燃料を別々に搬送するものでもよい。また、単独の固形燃料のみを、火炉5に供給する燃料供給設備3に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、燃焼炉として、循環流動層ボイラーを例示しているが、その他のボイラーでもよく、ごみ焼却炉などでもよい。

また、上記実施形態では、第2燃料受入搬送部12において、第2燃料貯留槽21の内部にスクリューリクレーマを備える構成としているが、第2燃料貯留槽21の内部にスクリューリクレーマ21bを備えていない構成でもよい。例えば、スクリューリクレーマ21bに代えて、図6に示されるように、第2燃料貯留槽61,61Bの外部に配置された搬送ユニット62,62B,62Cを備える構成でもよい。また、第2燃料搬送部は、第2燃料シュート23を備えていない構成でもよい。

例えば、第2燃料受入搬送部は、図6(a)に示されるように、第2燃料貯留槽61及び搬送ユニット62を備える構成でもよい。第2燃料貯留槽61は、例えば、ホッパーであり、底部の排出口から排出された固形燃料は、搬送ユニット62に供給される。

搬送ユニット62は、ベルトコンベア62a及びチェーンコンベア62bを有する。搬送ユニット62では、上段にベルトコンベア62aが配置され、下段にチェーンコンベア62bが配置されている。第2燃料貯留槽61から供給された固形燃料は、ベルトコンベア62aに供給されて搬送される。チェーンコンベア62bは、ダクトの内部で、ベルトコンベア62aから落下した固形燃料(粉末)を搬送する。搬送ユニット62で搬送された固形燃料は、第2燃料搬送ユニット24に導入される。

また、第2燃料受入搬送部は、図6(b)に示されるように、スクリューコンベアである搬送ユニット62Bを備える構成でもよい。また、第2燃料貯留槽61Bは、複数の排出口を有するものである。この排出口は、搬送ユニット62Bの搬送方向において前後に配置されている。また、第2燃料受入搬送部は、図6(c)に示されるように、チェーンコンベアである搬送ユニット62Cを備える構成でもよい。また、第1燃料受入搬送部において、第2燃料貯留槽61,61B及び搬送ユニット62,62B,62Cを備える構成でもよい。

1…流動層式燃焼設備、2…循環流動層ボイラー(燃焼炉)、3…燃料供給設備(搬送装置)、25…第2燃料シュート(搬送経路)、32…固形燃料共通第1搬送ユニット(搬送機器)、32b…第2燃料導入シュート(搬送経路)、40…開口部、41…開口領域(第2の棚板に隣接する開口部)、42…開口領域(第1の棚板に隣接する開口部)、51…棚板(第1の棚板)、52…棚板(第2の棚板)、57…堰。