CN102630271A - 气体供给装置及废气发电*** - Google Patents
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Abstract
一种气体供给装置（4），包括：第一流路（11）,该第一流路（11）连接热处理炉（2）和发电装置（3）；压力控制阀（21）,该压力控制阀（21）配置在第一流路（11）中，对流过第一流路（11）的废气的压力进行控制；以及炉内压力计（51）,该炉内压力计（51）对热处理炉（2）内的压力进行测定。而且，在由炉内压力计（51）测定得到的热处理炉（2）内的压力低于预先确定的值时，压力控制阀（21）对废气的压力进行控制，以使第一流路（11）内的废气的压力上升。
Description
技术领域
本发明涉及气体供给装置及废气发电***，尤其涉及将从热处理炉排出的废气供给到发电装置的气体供给装置、以及包括该气体供给装置的废气发电***。
背景技术
在热处理炉中，有时使用可燃性的气体来作为用于加热被处理物的气氛。例如，在奥氏体化温度以上的温度区域对由钢构成的被处理物进行加热的渗碳处理、渗碳氮化处理、淬火硬化处理等热处理中，一般使用以烃类气体为原料的吸热型转换气体（日文：吸熱型変成ガス）来作为气氛气体。通过将该吸热型转换气体用作气氛气体，能利用布杜阿尔反应（日文：ブ一ドア反応）来控制被处理物表面的含碳量。
一般而言，通过在高温（例如1050℃左右）且存在Ni催化剂的条件下，将烃类气体与空气混合，就可产生吸热型转换气体。通常用作原料的烃类气体是CH4（甲烷）、C3H8（丙烷）、C4H10（丁烷）、或它们的混合气体。例如，在使用C3H8作为原料气体的情况下，能得到CO（一氧化碳）的体积百分比为23.7％、H2（氢）的体积百分比为31.6％、N2（氮）的体积百分比为44.6％的吸热型转换气体（例如，参照原泰三，热处理炉的设计和实际，改订第2版，新日本铸锻造出版社，2005年，p.120（原泰三、熱処理炉の設と実際、改訂第2版、新日本鋳鍛造出版会、2005年、p．120）（非专利文献1））。构成上述吸热型转换气体的CO及H2具有可燃性。
而且，在一般的热处理中，以保持热处理炉内的压力保持为正压（表压为50～200Pa左右）为目的，将比实际对与被处理物的反应作贡献的量要多得多的量的吸热型转换气体供给到热处理炉内。其结果是，吸热型转换气体在其组分没有较大改变的情况下作为废气从热处理炉排出。此处，如上所述，由于CO及H2是可燃性气体，因此，若不做任何处理就排出到大气中，则在高温下就可能与大气中的氧混合而发生***等。此外，由于CO具有毒性，因此，不适合就这样排出到大气中。因此，在热处理炉的排气口附近设有燃烧器，通过该燃烧器将吸热型转换气体中含有的CO及H2点燃，以将其分别转换为CO2（二氧化碳）及H2O（水）后排放到大气中。
然而，CO的燃烧热为283kJ／mol，H2的燃烧热为286kJ／mol。即，上述这样从CO及H2转换为CO2及H2O的转换过程中会产生较大的能量。针对这种情况，提出有一种发电***，该发电***在热处理炉的排气口的下游侧设置气体压缩机和涡轮发动机作为发电装置，以将废气中的可燃性气体作为燃料加以利用。此外，在这种的发电***中，提出有如下结构：即使在停止对发电装置的驱动或使它们的运转状况发生改变，而使废气向发电装置的供给速度（单位时间的供给量）下降的情况下，也能使热处理炉继续运转（例如，参照日本专利特开2008―57508号公报（专利文献1））。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008―57508号公报
非专利文献
非专利文献1：原泰三，热处理炉的设计和实际，改订第2版，新日本铸锻造出版社，2005年，p.120
发明内容
发明所要解决的问题
本发明人为了使上述的将废气中的可燃性气体作为燃料加以利用的废气发电***实用化而进行了详细的研究。其结果是，发现若要使废气发电***实用化，必须解决以下的技术问题。
即，在利用从热处理炉排出的气体进行发电时，需要避免该发电对热处理炉的运转稳定性产生影响。如上所述，即使在气体压缩机或涡轮发动机的驱动停止或它们的运转状况发生改变，而使废气向发电装置的供给速度下降的情况下，也能通过采用专利文献1记载的结构使热处理炉继续运转。但是，通过本发明人的研究，发现即使在对发电装置供给废气的供给速度没有下降的情况下，有时也会出现热处理炉的运转难以继续的情况。
如上所述，热处理炉内的压力保持为比大气压稍高的压力。其目的在于：避免因氧从外部进入存在高温的可燃性气体的热处理炉内而发生***等情况。但是，在因发电装置的运转状况发生变动而使对发电装置供给废气的供给速度上升的情况下，热处理炉内有可能会变为负压。在此情况下，氧有可能从外部进入热处理炉内而发生***等。因此，为了使上述废气发电***实用化，必须解决上述技术问题。
因此，本发明的目的在于提供能抑制热处理炉内的压力下降的气体供给装置及废气发电***。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的一个方面的气体供给装置是将从热处理炉排出的废气供给到发电装置的气体供给装置。该气体供给装置包括：第一流路,该第一流路连接热处理炉和发电装置；压力控制部,该压力控制部配置在第一流路中，对流过第一流路的废气的压力进行控制；以及炉内压力计,该炉内压力计对热处理炉内的压力进行测定。而且，在由炉内压力计测定得到的热处理炉内的压力低于预先确定的值时，上述压力控制部对废气的压力进行控制，以使第一流路内的废气的压力上升。
此外，本发明的其它方面的气体供给装置是将从热处理炉排出的废气供给到发电装置的气体供给装置。该气体供给装置包括：第一流路,该第一流路连接热处理炉和发电装置；压力控制部,该压力控制部配置在第一流路中，对流过第一流路的废气的压力进行控制；以及质量流量计,该质量流量计配置在第一流路的压力控制部的上游侧，对流过第一流路的废气的质量流量进行测定。而且，在由质量流量计测定得到的废气的质量流量高于预先确定的值时，上述压力控制部对废气的压力进行控制，以使第一流路内的废气的压力上升。
在上述其它方面的气体供给装置中，也可以包括对热处理炉内的压力进行测定的炉内压力计。在此情况下，在由炉内压力计测定得到的热处理炉内的压力低于预先确定的值时，压力控制部对废气的压力进行控制，以使第一流路内的废气的压力上升。
此外，本发明的又一方面的气体供给装置是将从热处理炉排出的废气供给到发电装置的气体供给装置。该气体供给装置包括：第一流路,该第一流路连接热处理炉和发电装置；压力控制部,该压力控制部配置在第一流路中，对流过第一流路的废气的压力进行控制；以及流路压力计,该流路压力计配置于第一流路的压力控制部的上游侧，对流过第一流路的废气的压力进行测定。而且，在由流路压力计测定得到的第一流路内的压力低于预先确定的值时，上述压力控制部对废气的压力进行控制，以使第一流路内的废气的压力上升。
在上述又一方面的气体供给装置中，也可以包括质量流量计，该质量流量计配置在第一流路的压力控制部的上游侧，并对流过第一流路的废气的质量流量进行测定。在此情况下，在由质量流量计测定得到的废气的质量流量高于预先确定的值时，上述压力控制部对废气的压力进行控制，以使第一流路内的废气的压力上升。
在上述又一方面的气体供给装置中，也可以包括对热处理炉内的压力进行测定的炉内压力计。在此情况下，在由炉内压力计测定得到的热处理炉内的压力低于预先确定的值时，上述压力控制部对废气的压力进行控制，以使第一流路内的废气的压力上升。
如上所述，在本发明的气体供给装置中，在连接热处理炉和发电装置的第一流路中配置有压力控制部，且设置有对热处理炉内的压力进行测定的炉内压力计、对压力控制部上游侧的废气的质量流量进行测定的质量流量计和对压力控制部上游侧的废气的压力进行测定的流路压力计中的至少一个。而且，在炉内压力计、质量流量计及流路压力计中的至少任意一个的测定值为表示热处理炉内的压力下降的值时，压力控制部使第一流路内的废气的压力上升，从而使热处理炉内的压力上升。其结果是，根据上述本发明的气体供给装置，即使在例如因发电装置的运转状况而使废气的消耗速度上升的情况下，也能抑制热处理炉内的压力下降。
上述气体供给装置中，优选还包括：第二流路，该第二流路从第一流路的压力控制部的上游侧分叉出，并将废气排出到外部；以及连通控制阀，该连通控制阀配置在第二流路中，并控制第二流路与外部的连通和切断。
由此，在发电装置对废气的消耗速度下降，而使炉内压力计、质量流量计及流路压力计中的任意一个的测定值为表示热处理炉内的压力上升的值时，能使连通控制阀处于将第二流路与外部连通的状态，来将废气从第二流路排出到外部。其结果是，能抑制气氛气体因热处理炉内压力上升而从热处理炉漏出。
在上述气体供给装置中，优选还包括燃烧器，该燃烧器配置成与第二流路朝向外部的开口相邻，并使从该开口排出的废气燃烧。
由此，能使从第二流路排出的废气燃烧，并使具有可燃性和毒性的气体成分无害化。
在上述气体供给装置中，优选还包括节流阀，该节流阀配置在第二流路中，并对流过第二流路的废气的压力进行调节。
由此，能对第二流路内的压力进行控制，并将从第二流路排出废气时的热处理炉内的压力调节到所希望的范围内。
在上述气体供给装置中，优选还包括止回阀，该止回阀配置在第二流路中，并抑制外部的气氛从外部经由第二流路流入第一流路。
由此，即使在第二流路内为负压的情况下，也能抑制外部的气氛中所含的氧经由第二流路流入热处理炉内。
上述气体供给装置中，优选还包括加压鼓风机，该加压鼓风机配置在第一流路的压力控制部的下游侧，并对废气进行加压。
由此，能将废气以加压的状态供给到发电装置，有助于发电装置中的废气进行稳定的燃烧。
在上述气体供给装置中，优选还包括储气罐，该储气罐配置在第一流路的加压鼓风机的下游侧，并对经加压鼓风机进行了加压的废气进行保持。
由此，能将经加压鼓风机进行了加压的废气暂时保持在储气罐内，并将发电装置中所需的量的废气从储气罐供给到发电装置。其结果是，能在不影响热处理炉内的压力的情况下，实现根据发电装置的运行状况的变化来将废气供给到发电装置。
在上述气体供给装置中，优选还包括供给鼓风机，该供给鼓风机配置在第一流路的上述储气罐的下游侧，并将储气罐内的废气加压后供给到发电装置。
由此，能将储气罐内的废气以进一步加压的状态供给到发电装置。其结果是，能使发电装置中的废气进一步稳定地燃烧。
本发明的废气发电***包括：热处理炉；发电装置；以及将从热处理炉排出的废气供给到发电装置的气体供给装置。而且，该气体供给装置是上述本发明的气体供给装置。
本发明的废气发电***由于包括能抑制热处理炉内的压力下降的本发明的气体供给装置，因此，能抑制热处理炉内的压力下降，并能利用废气进行发电。
发明效果
从以上的说明可知，根据本发明的气体供给装置及废气发电***，可提供能抑制热处理炉内的压力下降的气体供给装置及废气发电***。
附图说明
图1是表示废气发电***的结构的示意图。
图2是表示实施方式2中的废气发电***的结构的示意图。
图3是表示实施方式3中的废气发电***的结构的示意图。
图4是表示实验装置的结构的示意图。
图5是表示经过时间与热处理炉内的压力的关系的图。
图6是表示经过时间与热处理炉内的压力的关系的图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的参照编号，不再重复其说明。
（实施方式1）
首先，参照图1，对作为本发明一实施方式的实施方式1中的气体供给装置、以及包括该气体供给装置的废气发电***进行说明。另外，在以下的图1～图4中，实线的箭头表示废气的流动，虚线的箭头表示控制信号的流动。参照图1，本实施方式中的废气发电***1包括：热处理炉2，该热处理炉2从气氛气体供给源（未图示）提供吸热型转换气体，以对例如由钢构成的被处理物进行热处理；发电装置3；以及气体供给装置4，该气体供给装置4将从热处理炉2排出的含CO及H2的废气供给到发电装置3。气体供给装置4包括：连接热处理炉2和发电装置3的第一流路11；作为压力控制部的压力控制阀21；该压力控制阀21配置在第一流路11中，对流过第一流路11的废气的压力进行控制；对热处理炉2内的压力进行测定的炉内压力计51；以及质量流量计52，该质量流量计52配置在第一流路11的压力控制阀21的上游侧，对流过第一流路11的废气的质量流量进行测定。
发电装置3包含：气体发动机31，该气体发动机31利用废气的燃烧使涡轮机旋转，将燃烧产生的热能转换为动能；以及发电机32，该发电机32与气体发动机31相连接，将在气体发动机31中产生的动能转换为电能。第一流路11与气体发动机31相连接。
而且，在由炉内压力计51测定得到的热处理炉2内的压力低于预先确定的值时，压力控制阀21通过减少流过压力控制阀21的废气量，或是通过阻止废气流过压力控制阀21，来使第一流路11内的废气的压力上升。此外，在由质量流量计52测定得到的废气的质量流量高于预先确定的值时，压力控制阀21也同样使第一流路11内的废气的压力上升。
通过具有上述结构，即使在例如因发电装置3的运转状况而使废气的消耗速度上升的情况下，本实施方式中的气体供给装置4也能抑制热处理炉2内的压力下降。
此外，本实施方式中的气体供给装置4包括加压鼓风机22，该加压鼓风机22配置在第一流路11的压力控制阀21的下游侧，对废气进行加压。该加压鼓风机22在本发明的气体供给装置中并非是必须的，但通过具备该加压鼓风机22，本实施方式的气体供给装置4就可将废气以加压的状态供给到发电装置3，从而能有助于发电装置3中的废气进行稳定的燃烧。
而且，本实施方式中的气体供给装置4包括储气罐23，该储气罐23配置在第一流路11的加压鼓风机22的下游侧，对经加压鼓风机22进行了加压的废气进行保持。该储气罐23在本发明的气体供给装置中也并非是必须的，但通过具备该储气罐23，本实施方式的气体供给装置4将经加压鼓风机22进行了加压的废气暂时保持在储气罐23内，能将发电装置3中所需的量的废气从储气罐23供给到发电装置3。其结果是，在不影响热处理炉2内的压力的情况下，能根据发电装置3的运行状况的变化将废气供给到发电装置3。此外，填充率计25与储气罐23相连接，从而能测定废气相对于储气罐23的规定容量的填充率。
而且，本实施方式中的气体供给装置4包括供给鼓风机24，该供给鼓风机24配置在第一流路11的储气罐23的下游侧，对储气罐23内的废气进行加压后将其供给到发电装置3。该供给鼓风机24在本发明的气体供给装置中也并非是必须的，但通过具备该供给鼓风机24，本实施方式的气体供给装置4能将储气罐23内的废气以进一步加压的状态供给到发电装置3，因此，能使发电装置3中的废气进一步稳定地燃烧。
此外，本实施方式中的气体供给装置4包括：第二流路12，该第二流路12从第一流路11的压力控制阀21的上游侧、且质量流量计52的下游侧开始分叉，并将废气排出到外部；以及作为连通控制阀的电磁阀42，该电磁阀42配置在第二流路12中，控制第二流路12与外部的连通和切断。该第二流路12及电磁阀42在本发明的气体供给装置中也并非是必须的，但通过具备该第二流路12及电磁阀42，在发电装置3对废气的消耗速度下降、而使炉内压力计51及质量流量计52中至少一方的测定值成为表示热处理炉2内压力上升的值时，本实施方式的气体供给装置4使电磁阀42处于第二流路12与外部连通的状态，从而能将废气从第二流路12排出到外部。其结果是，气体供给装置4能抑制气氛气体因热处理炉2内的压力上升而从热处理炉2漏出。
而且，本实施方式中的气体供给装置4包括燃烧器44，该燃烧器44配置成与第二流路12朝向外部的开口12A相邻，使从开口12A排出的废气燃烧。该燃烧器44在本发明的气体供给装置中也并非是必须的，但通过具备该燃烧器44，本实施方式的气体供给装置4可使从第二流路12排出的废气燃烧，从而可使具有可燃性、毒性的气体成分即CO及H2无害化。
此外，本实施方式中的气体供给装置4包括节流阀41，该节流阀41配置在第二流路12中，并对流过第二流路12的废气的压力进行调节。该节流阀41在本发明的气体供给装置中也并非是必须的，但通过具备该节流阀41，本实施方式的气体供给装置4能控制第二流路12内的压力，并能将从第二流路12排出废气时的热处理炉2内的压力调节到所希望的范围内。
而且，本实施方式中的气体供给装置4包括止回阀43，该止回阀43配置在第二流路12中，抑制外部的气氛从外部经由第二流路12流入第一流路11。该止回阀43在本发明的气体供给装置中也并非是必须的，但通过具备该止回阀43，即使第二流路12内处于负压的情况下，本实施方式的气体供给装置4也能抑制外部气氛中所含的氧经由第二流路12流入热处理炉2内。
此外，如图1所示，能在第一流路11中配置用于除去废气中所含的碳黑等的过滤器71、用于除去废气中所含的水等的雾分离器72。由此，能抑制废气中的碳黑、水等流入气体发动机。
接下来，以由钢构成的被处理物在吸热型转换气体气氛中被加热至奥氏体化温度以上的温度区域来进行热处理的情况为例，对实施方式1中的废气发电***1的动作进行说明。参照图1，首先，在将被处理物装入热处理炉2的状态下，在将吸热型转换气体从转换炉（日文：変成炉）等气氛气体供给源（未图示）供给到热处理炉2的同时，将被处理物加热至所希望的温度来进行热处理。此时，包含作为可燃性气体的CO气体及H2气体的废气在冷却至室温附近的状态下被从热处理炉排出，例如以10Nm3／h的流量流入第一流路11。此外，热处理炉2的内部维持为正压（比大气压高的压力）。因此，废气压力也为50～200Pa左右的正压，例如，为100Pa（表压）的正压。另一方面，在热处理炉2上设置有炉内压力计51，对热处理炉2内的压力进行监视。
从热处理炉2排出的废气与吸热型转换气体为基本相同的组成，因此，当冷却至室温附近时，就会析出碳黑（石墨）。因此，流入第一流路11的废气首先流过配置在流入口附近的过滤器71，以除去碳黑。接着，流过过滤器71的废气会流过质量流量计52。然后，利用质量流量计52来对废气的质量流量进行监视。
流过质量流量计52的废气流经压力控制阀21及过滤器71后到达加压鼓风机22，并被加压至例如1kPa左右。压力控制阀21采用能进行微压差控制的压力控制阀。此外，作为压力控制阀21，优选采用其开闭速度高的压力控制阀，例如，能采用气动式的阀。此处，随着废气被加压鼓风机22加压，加压鼓风机22上游侧（热处理炉2一侧）的废气被朝向加压鼓风机22吸引。此时，若热处理炉2内为负压，则氧有可能会从外部流入热处理炉2内。因此，在监视炉内压力的炉内压力计的测定值低于预先确定的值的情况下，或是在监视加压鼓风机22及压力控制阀21的上游侧的废气的质量流量的质量流量计的测定值高于预先确定的值的情况下，使压力控制阀21进行动作，以使流过压力控制阀21的废气量减少，或使废气不流过压力控制阀21，从而使第一流路11内的废气的压力上升。由此，能避免热处理炉2内处于负压。
经加压鼓风机22进行了加压的废气被储存在配置于加压鼓风机22下游侧（发电装置3一侧）的储气罐23内。例如可以采用耐压为15MPa左右、容量为50L左右的罐作为储气罐23。此外，在储气罐23上设有填充率计25，以监视填充率。
储存在储气罐23内的废气在配置于下游侧的供给鼓风机24的作用下被进一步加压至例如50kPa左右，然后作为燃料被供给到气体发动机31。此时，废气流过雾分离器72及过滤器71后到达供给鼓风机24，从而除去水和碳黑等。由此，能抑制水和碳黑等进入气体发动机31。而且，在气体发动机31中，使用废气作为燃料，通过发电机32进行动作来完成发电。由此获得的电能例如能用作热处理炉2的恒温保持等的能量。
另一方面，在上述发电过程出现问题等时，进行如下所示的安全机构（self-safe structure）进行动作。例如，在发电装置3对废气的消耗速度下降或停止时，在正常运转时处于关闭状态的电磁阀42处于打开状态。由此，能利用第二流路12，将第一流路11的质量流量计52的下游侧、且压力控制阀21的上游侧的区域与外部连通。此时，通过节流阀41的作用，第二流路12内例如处于压力为100Pa（表压）、废气流量为10Nm3／h的流量的状态。其结果是，不会受上述发电过程中产生的问题的影响，维持将废气以压力为100Pa（表压）、流量为10Nm3/h从热处理炉2排出的状态。然后，从第二流路12的开口12A排出的废气中的CO及H2被燃烧器44点燃，并在分别转换为CO2及H2O来使其无害化之后，排放到大气中。
上述的废气发电***1的动作通过例如存储有以下动作的程序的控制部61进行控制。首先，在废气发电***1起动之前，上述安全机构是正在进行动作的状态，设于第二流路12的电磁阀42为打开状态，压力控制阀21为关闭状态。然后，当废气发电***1起动时，通过来自控制部61的控制信号，使加压鼓风机22进行动作，并实施压力控制阀21向打开状态的变更和电磁阀42向关闭状态的变更。而且，当储气罐23的填充率例如达到50％时，供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32进行动作，从而开始发电。
在动作中的废气发电***1停止时，通过来自控制部61的控制信号，使加压鼓风机22、供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32停止。然后，使电磁阀42为打开状态，并使压力控制阀21为关闭状态。
另一方面，在废气发电***1的动作中，例如，当质量流量计52的指示值成为相对于目标值超过±30％的状态时，或炉内压力计51的指示值成为相对于目标值超过±30％的状态时，通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，使加压鼓风机22、供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32停止。此外，将电磁阀42变更为打开状态，并将压力控制阀21变更为关闭状态。然后，例如经过10分钟后，对质量流量计52的指示值及炉内压力计51的指示值进行确认。在这些指示值相对于目标值没有落在例如±5％以内的情况下，再经过10分钟之后，对质量流量计52的指示值及炉内压力计51的指示值进行再次确认。另一方面，一旦确认这些指示值相对于目标值落在例如±5％以内，则通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，加压鼓风机22进行动作，将压力控制阀21变更为打开状态，并将电磁阀42变更为关闭状态。而且，利用填充率计25来测定储气罐23的填充率，一旦确认填充率达到例如50％，则通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，使供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32再次开始动作。
此外，在废气发电***1的动作中，当利用填充率计25测定得到的储气罐23的填充率例如小于20％时，则通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，使供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32停止。之后，一旦确认上述填充率达到例如50％，则通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，使供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32再次进行动作。
此外，在废气发电***1的动作中，当利用填充率计25测定得到的储气罐23的填充率为例如110％以上时，则通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，使加压鼓风机22、供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32停止，将电磁阀42变更为打开状态，并将压力控制阀21变更为关闭状态。此后，一旦确认上述填充率例如下降至50％，则通过来自接收了该信息的控制部61的控制信号，将电磁阀42变更为关闭状态，并将压力控制阀21变更为打开状态，且使加压鼓风机22、供给鼓风机24、气体发动机31及发电机32进行动作。
另外，在上述实施方式1中，对设置压力控制阀21来作为压力控制部的情况进行了说明，但出于减少零部件个数的观点，例如，也可以省略压力控制阀21，且将加压鼓风机22与能进行逆变控制的控制装置相连接，将加压鼓风机22用作压力控制部。此外，在上述实施方式1中，对同时设置对热处理炉2内的压力进行监视的炉内压力计51和对从热处理炉2排出的废气的质量流量进行监视的质量流量计52的情况进行了说明，但若仅采用这些仪器中的任一个也能实现同样的动作。不过，出于确保更高安全性的观点，优选如上所述两者都设置的结构。
（实施方式2）
接下来，对作为本发明的另一实施方式的实施方式2进行说明。参照图2，实施方式2中的废气发电***1及气体供给装置4具有与上述实施方式1的情况基本相同的结构，并进行同样的动作，起到同样的效果。但是，实施方式2中的废气发电***1包括多台（三台）热处理炉，相应地，气体供给装置4的结构也与实施方式1不同。
即，实施方式2中的气体供给装置4的第一流路11在其与三台热处理炉2的连接部处包括三个流路11A、11B、11C，这三个流路11A、11B、11C分别与一台热处理炉2相连接。而且，三个流路11A、11B、11C在下游侧进行合流而成为一条第一流路11。而且，在第一流路11中，在合流点的下游侧，与实施方式1的情况相同地设有质量流量计52、压力控制阀21、以及加压鼓风机22等。
而且，在第一流路11中，在上述合流点的下游侧、且质量流量计52的上游侧处配置有对流过第一流路11的废气压力进行测定的流路压力计53。利用该流路压力计53测定得到的流过第一流路11的废气的压力信息被传送给控制部61。然后，通过来自基于该信息的控制部61的控制信号，对压力控制阀21、加压鼓风机22的动作进行控制。即，在由流路压力计53测定得到的压力测定值低于规定的值的情况下，使作为压力控制部的压力控制阀21、加压鼓风机22进行动作，以使第一流路11内的压力上升。此外，在第一流路11中，在压力控制阀21的下游侧、且加压鼓风机22的上游侧处配置有第二质量流量计54。由该第二质量流量计54测定得到的质量流量的信息也被传送给控制部61。
另一方面，从第一流路11的三个流路11A、11B、11C各自分叉出第二流路12。在每个第二流路12中，均从上游侧（热处理炉一侧）依次配置有与实施方式1相同的节流阀41和电磁阀42。而且，在其下游侧，与三个流路11A、11B、11C相对应的三个第二流路12进行合流而成为一条第二流路12。在合流点的下游侧配置有与实施方式1相同的止回阀43。
通过具有上述结构，实施方式2中的气体供给装置4能将从多台（三台）热处理炉2排出的废气供给到发电装置3。
（实施方式3）
接下来，对作为本发明的又一实施方式的实施方式3进行说明。参照图3，实施方式3中的废气发电***1及气体供给装置4具有与上述实施方式2的情况基本相同的结构。但是，实施方式3中的气体供给装置4与实施方式2的情况的不同之处在于：三个流路11A、11B、11C各自配置有质量流量计52及压力控制阀21。
这样，通过包含与三台热处理炉2各自相对应的作为压力控制部的压力控制阀21，实施方式3中的气体供给装置4能独立地控制多台热处理炉2内的压力。另外，在没有必要独立控制多个热处理炉2内的压力的情况下，通过采用上述实施方式2的结构，能减少零部件个数，实现气体供给装置的低成本化。
另外，实施方式3中的废气发电***1及气体供给装置4与上述实施方式1及2进行同样的动作，起到相同的效果。此外，也可将上述实施方式中所说明的炉内压力计51、质量流量计52及流路压力计53中的任一个、或2个以上组合设置在气体供给装置4上。
实施例
为了使本发明的气体供给装置发挥所希望的功能，需要能利用压力控制部来对热处理炉内的压力合适地进行控制。为此，准备了具有与本发明的气体供给装置相同结构的实验装置，进行了确认压力控制部能对热处理炉内的压力合适地进行控制的实验。实验步骤如下。
首先，参照图4对实验装置进行说明。实验装置100包括：取下设置在排气口的炉压调节用的节流阀的热处理炉102；与热处理炉102的排气口相连接的作为配管的流路111；在流路111中从上游侧（靠近热处理炉102一侧）依次设置的过滤器171、流量计152、作为压力控制部的压力控制阀121及加压鼓风机122；设置在热处理炉102上的炉内压力计151；以及接收来自炉内压力计151的信息对压力控制阀121进行控制的控制部161。
然后，将氮气（N2）以5、10、15Nm3／h这三种流量供给到热处理炉102内，且控制成热处理炉102内的压力每隔3分钟或每隔6分钟重复50Pa的状态和150Pa的状态，合计进行了六个条件下的实验（实验编号1～6）。热处理炉102的加热温度在任一实验条件下均为940℃。然后，将该实验进行30分钟，记录了热处理炉102内的压力变化。表1示出了具体的实验条件。
[表1]
| 实验编号 | 流入炉内的N2的流入量（Nm3／h） | 压力变更间隔（min） |
| 1 | 5 | 3 |
| 2 | 5 | 6 |
| 3 | 10 | 3 |
| 4 | 10 | 6 |
| 5 | 15 | 3 |
| 6 | 15 | 6 |
接下来，参照图5及图6对实验结果进行说明。另外，在图5及图6中，横轴表示经过时间，纵轴表示炉内的压力。参照图5及图6，氮的流入量越少，热处理炉102内的压力跟随设定值的跟随速度下降。但是，即使在跟随速度最慢的实验编号1及2的条件下，热处理炉内的压力在3分钟以内基本与设定值相等。此外，通过流量计152的测定结果可知，氮气的流量受到合适地调节，将与流入热处理炉102内的流入量基本相等的氮气排出。从以上的实验结果可以确认，利用包括压力控制部的本发明的气体供给装置，能合适地抑制热处理炉内的压力。
此次公开的实施方式及实施例应视作在所有方面均为例示而并非限制。本发明的范围由权利要求的范围来表示，而并非由上述的说明来表示，此外，本发明的范围还包括与权利要求的范围等同的意思及范围内的所有变更。
工业上可利用性
本发明的气体供给装置及废气发电***尤其有利地适用于将从热处理炉排出的废气供给到发电装置的气体供给装置、以及包括该气体供给装置的废气发电***。
符号说明
1 废气发电***
2 热处理炉
3 发电装置
4 气体供给装置
11 第一流路
11A、11B、11C 流路
12 第二流路
12A 开口
21 压力控制阀
22 加压鼓风机
23 储气罐
24 供给鼓风机
25 填充率计
31 气体发动机
32 发电机
41 节流阀
42 电磁阀
43 止回阀
44 燃烧器
51 炉内压力计
52 质量流量计
53 流路压力计
54 第二质量流量计
61 控制部
71 过滤器
72 雾分离器
100 实验装置
102 热处理炉
111 流路
121 压力控制阀
122 加压鼓风机
151 炉内压力计
152 流量计
161 控制部
171 过滤器
Claims (15)
1.一种气体供给装置（4），所述气体供给装置（4）将从热处理炉（2）排出的废气供给到发电装置（3），其特征在于，包括：
第一流路（11）,该第一流路（11）连接所述热处理炉（2）和所述发电装置（3）；
压力控制部（21）,该压力控制部（21）配置在所述第一流路（11）中，对流过所述第一流路（11）的所述废气的压力进行控制；以及
炉内压力计（51）,该炉内压力计（51）对所述热处理炉（2）内的压力进行测定,
在由所述炉内压力计（51）测定得到的所述热处理炉（2）内的压力低于预先确定的值时，所述压力控制部（21）对所述废气的压力进行控制，以使所述第一流路（11）内的所述废气的压力上升。
2.如权利要求1所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括：
第二流路（12），该第二流路（12）从所述第一流路（11）的所述压力控制部（21）的上游侧分叉出，将所述废气排出到外部；以及
连通控制阀（42），该连通控制阀（42）配置在所述第二流路（12）中，控制所述第二流路（12）与外部的连通和切断。
3.如权利要求2所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括燃烧器（44），该燃烧器（44）配置成与所述第二流路（12）朝向外部的开口（12A）相邻，并使从所述开口（12A）排出的废气燃烧。
4.如权利要求2所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括节流阀（41），该节流阀（41）配置在所述第二流路（12）中，以对流过所述第二流路（12）的所述废气的压力进行调节。
5.如权利要求2所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括止回阀（43），该止回阀（43）配置在所述第二流路（12）中，并抑制外部的气氛从外部经由所述第二流路（12）流入所述第一流路（11）。
6.如权利要求1所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括加压鼓风机（22），该加压鼓风机（22）配置在所述第一流路（11）的所述压力控制部（21）的下游侧，并对所述废气进行加压。
7.如权利要求6所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括储气罐（23），该储气罐（23）配置在所述第一流路（11）的所述加压鼓风机（22）的下游侧，并对经所述加压鼓风机（22）进行了加压的所述废气进行保持。
8.如权利要求7所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括供给鼓风机（24），该供给鼓风机（24）配置在所述第一流路（11）的所述储气罐（23）的下游侧，并将所述储气罐（23）内的废气加压后供给到所述发电装置（3）。
9.一种废气发电***（1），其特征在于，包括：
热处理炉（2）；
发电装置（3）；以及
气体供给装置（4），该气体供给装置（4）将从所述热处理炉（2）排出的废气供给到所述发电装置（3），
所述气体供给装置（4）是权利要求1所述的气体供给装置（4）。
10.一种气体供给装置（4），所述气体供给装置（4）将从热处理炉（2）排出的废气供给到发电装置（3），其特征在于，包括：
第一流路（11）,该第一流路（11）连接所述热处理炉（2）和所述发电装置（3）；
压力控制部（21）,该压力控制部（21）配置在所述第一流路（11）中，并对流过所述第一流路（11）的所述废气的压力进行控制；以及
流路压力计（53），该流路压力计（53）配置在所述第一流路（11）的所述压力控制部（21）的上游侧，并对流过所述第一流路（11）的所述废气的压力进行测定，
在由所述流路压力计（53）测定得到的所述第一流路（11）内的压力低于预先确定的值时，所述压力控制部（21）对所述废气的压力进行控制，以使所述第一流路（11）内的所述废气的压力上升。
11.如权利要求10所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括对所述热处理炉（2）的压力进行测定的炉内压力计（2），
在由所述炉内压力计（2）测定得到的所述热处理炉（2）内的压力低于预先确定的值时，所述压力控制部（21）对所述废气的压力进行控制，以使所述第一流路（11）内的所述废气的压力上升。
12.如权利要求10所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括加压鼓风机（22），该加压鼓风机（22）配置在所述第一流路（11）的所述压力控制部（21）的下游侧，并对所述废气进行加压。
13.如权利要求12所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括储气罐（23），该储气罐（23）配置在所述第一流路（11）的所述加压鼓风机（22）的下游侧，并对经所述加压鼓风机（22）进行了加压的所述废气进行保持。
14.如权利要求13所述的气体供给装置（4），其特征在于，还包括供给鼓风机（24），该供给鼓风机（24）配置在所述第一流路（11）的所述储气罐（23）的下游侧，并将所述储气罐（23）内的废气加压后供给到所述发电装置（3）。
15.一种废气发电***（1），其特征在于，包括：
热处理炉（2）；
发电装置（3）；以及
气体供给装置（4），该气体供给装置（4）将从所述热处理炉（2）排出的废气供给到所述发电装置（3），
所述气体供给装置（4）是权利要求10所述的气体供给装置（4）。
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