JP2016138695A - 余剰ガス燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における寸法を従来よりも短くすることができ、ひいては装置構成の大型化を抑制することができる余剰ガス燃焼装置を提供する。
【解決手段】燃料ガスを生成するガス化炉で生成した燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置は、余剰ガス燃焼部に余剰ガスを供給する余剰ガス供給管の吐出口から余剰ガスを吐出して燃焼させるようになっており、余剰ガスの流れ方向において、余剰ガス供給管の吐出口よりも下流側に、余剰ガス供給管の吐出口から吐出される余剰ガスに着火する着火手段を設け、着火手段よりも上流側における余剰ガス供給管の内側に、1周分以上の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設けるか、或いは/さらに、1周分未満の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設ける。
【選択図】図4
【解決手段】燃料ガスを生成するガス化炉で生成した燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置は、余剰ガス燃焼部に余剰ガスを供給する余剰ガス供給管の吐出口から余剰ガスを吐出して燃焼させるようになっており、余剰ガスの流れ方向において、余剰ガス供給管の吐出口よりも下流側に、余剰ガス供給管の吐出口から吐出される余剰ガスに着火する着火手段を設け、着火手段よりも上流側における余剰ガス供給管の内側に、1周分以上の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設けるか、或いは/さらに、1周分未満の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設ける。
【選択図】図4
Description
本発明は、燃料ガスを生成するガス化炉で生成した燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置に関する。
バイオマス等の固体炭素質材料を原料としてガス化炉で生成した燃料ガスを燃料としてエンジン駆動するガスエンジンシステムにおいて、エンジン駆動用として消費する以外の余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置が従来から知られている(例えば特許文献1参照)。
このような余剰ガス燃焼装置においては、余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる際に火炎が余剰ガス燃焼部における煙道の周壁或いは周壁付近まで発達せずに内周中心近傍で燃焼が進むために該火炎の燃焼容積を余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向で距離を稼ぐ必要があった。
そうすると、余剰ガス燃焼装置における余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における寸法が長くなり、従って、装置構成の大型化を招く。
そこで、本発明は、燃料ガスを生成するガス化炉で生成した燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置であって、余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における寸法を従来よりも短くすることができ、ひいては装置構成の大型化を抑制することができる余剰ガス燃焼装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために、次の知見を得た。すなわち、燃料ガスを生成するガス化炉で生成した燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置においては、余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる際に火炎を、余剰ガス燃焼部における煙道の周壁或いは周壁付近まで発達させて該煙道内周面の火炎が接触または近接する面積を増加させることにより、該火炎の必要燃焼容積を確保しながら余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における煙道の寸法を抑えることができる。本発明者らは、このことを実現する構成として、余剰ガス燃焼部に余剰ガスを供給する余剰ガス供給管の吐出口から吐出した余剰ガスを余剰ガス燃焼部における煙道の周壁に沿うように旋回させる構成とすることで、該余剰ガスが着火された後、該煙道の周壁或いは周壁付近まで火炎を発達させて該煙道内周面の火炎が接触または近接する面積を増加させることができ、これにより該火炎の必要燃焼容積を確保しながら余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における煙道の寸法を抑えることができ、従って、余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における寸法を従来よりも短くすることができることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、かかる知見に基づくものであり、燃料ガスを生成するガス化炉で生成した前記燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置であって、前記余剰ガス燃焼部に前記余剰ガスを供給する余剰ガス供給管の吐出口から前記余剰ガスを吐出して燃焼させるようになっており、前記余剰ガスの流れ方向において、前記余剰ガス供給管の前記吐出口よりも下流側に、前記余剰ガス供給管の前記吐出口から吐出される前記余剰ガスに着火する着火手段を設け、前記着火手段よりも上流側における前記余剰ガス供給管の内側に、1周分以上の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設けるか、或いは/さらに、1周分未満の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設けることを特徴とする余剰ガス燃焼装置を提供する。
本発明によると、燃料ガスを生成するガス化炉で生成した燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置であって、余剰ガス燃焼部の余剰ガスの流れ方向における寸法を従来よりも短くすることができ、ひいては装置構成の大型化を抑制することができる余剰ガス燃焼装置を提供することができる。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
先ず、本発明の実施の形態に係る余剰ガス燃焼装置113を備えたガスエンジン100(ガスエンジンシステム)の全体構成について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る余剰ガス燃焼装置113を備えたガスエンジン100の全体構成を示す概略構成図である。
図1に示すように、ガスエンジン100は、原料供給装置101と、ガス化炉102と、サイクロン103と、ガス冷却器104と、スクラバー105と、循環水槽106(貯水槽)と、冷却塔107と、ガスフィルター108と、誘引ブロワ109と、前処理ユニット110と、エンジン装置(この例ではエンジン発電装置111)と、水封槽112と、余剰ガス燃焼装置113(フレアスタック)とを備えている。
原料供給装置101は、可燃性ガス(この例ではバイオガスG)の原料となる固体炭素質材料(この例ではバイオマスB)が貯溜される投入ホッパ101aと、投入ホッパ101aに貯溜されたバイオマスBをガス化炉102に投入する原料投入部101bとを備えている。
ここで、固体炭素質材料としては、家畜***物、食品廃棄物、紙、黒液、下水汚泥、木質チップ等の木質系廃材、未利用材、籾殻等の農作物非食用物、資源作物等のバイオマスを例示できる。固体炭素質材料として、バイオマス以外に石炭等の化石燃料も用いることができる。この例では、固体炭素質材料は、バイオマスとされ、可燃性ガスは、バイオガスとされている。よって、ガスエンジン100は、バイオガスエンジンとされている。
原料投入部101bは、この例では、投入コンベア101b1と、投入フィーダー101b2とを備えている。投入コンベア101b1は、投入ホッパ101aに貯溜されたバイオマスBを投入フィーダー101b2に搬送する。投入フィーダー101b2は、投入コンベア101b1にて搬送されてきたバイオマスBをガス化炉102に投入する。
ガス化炉102は、原料供給装置101にて投入されたバイオマスBからバイオガスGを生成する。サイクロン103は、ガス化炉102にて生成されたバイオガスGに含まれる比較的大きい塵等の不要物を除去する。
ガス冷却器104は、ガス化炉102からエンジン発電装置111へのバイオガス供給経路に設けられている。ガス冷却器104は、サイクロン103にて不要物が除去されたバイオガスGを、洗浄水WWにより洗浄し、さらに冷却水CWにより冷却する。スクラバー105は、ガス冷却器104にて洗浄されて冷却されたバイオガスGを洗浄水WW中に潜らせることによりさらに洗浄する。循環水槽106は、ガス冷却器104およびスクラバー105に供給する洗浄水WWを貯溜する。冷却塔107は、ガス冷却器104に供給する冷却水CWを貯留する。
ガスフィルター108は、スクラバー105にて洗浄されたバイオガスGに含まれる比較的小さな塵等の不要物を濾過により除去する。誘引ブロワ109は、ガス化炉102側のバイオガス供給経路におけるバイオガスGを吸入してエンジン発電装置111側のバイオガス供給経路および余剰ガス燃焼装置113側のバイオガス供給経路に吐出する。
前処理ユニット110は、誘引ブロワ109にてエンジン発電装置111側のバイオガス供給経路に吐出されたバイオガスGにおける不純物を除去する。エンジン発電装置111は、前処理ユニット110にて不純物が除去されたバイオガスGを燃焼する。
水封槽112は、誘引ブロワ109にてエンジン発電装置111側のバイオガス供給経路に吐出されたバイオガスGの圧力を制御する。余剰ガス燃焼装置113は、バイオガスGの圧力が水封槽112の圧力を超えた場合に流れ込む、エンジン発電装置111に供給されなかった余剰バイオガスSG(余剰ガスの一例)を燃焼させる。なお、余剰ガス燃焼装置113の種火用燃料として微量のバイオガスGが水封槽112をバイパスする不図示の経路を経由して常に余剰ガス燃焼装置113に流れている。
以上説明したガスエンジン100では、原料供給装置101にて固体炭素質材料のバイオマスBがガス化炉102に投入されてガス化炉102で可燃性のバイオガスGが生成される。ガス化炉102で生成されたバイオガスGは、サイクロン103、ガス冷却器104、スクラバー105、ガスフィルター108、誘引ブロワ109の順に流れ、誘引ブロワ109の下流側でエンジン発電装置111側と余剰ガス燃焼装置113側とに分岐して流れ、さらに、余剰ガス燃焼装置113で余剰バイオガスSGが燃焼され、エンジン発電装置111でバイオガスGが燃焼される。
詳しくは、投入ホッパ101aには、バイオマスBが貯溜され、投入ホッパ101a内のバイオマスBが原料投入部101bにおける投入コンベア101b1および投入フィーダー101b2によりガス化炉102内に投入される。
ガス化炉102では、バイオマスBが不完全燃焼されてバイオガスGが生成される。ガス化炉102で生成されたバイオガスGは、ガス管201を経てサイクロン103に導入される。ここで、バイオガスGは、一酸化炭素を主成分とする燃料ガスであり、バイオガスGには、ススやタール、塵等の不要物が含まれている。
サイクロン103では、バイオガスGに含まれる比較的大きな塵等の不要物が、遠心分離によって除去される。サイクロン103で比較的大きな塵等の不要物が除去されたバイオガスGは、ガス管202を経てガス冷却器104に導入される。
ガス冷却器104内には、バイオガスGが流れる図示しないガス管が設けられており、該ガス管内のバイオガスGが、洗浄水WWで洗浄されると共に、該ガス管の周囲を流れる冷却水CWで冷却される。ガス冷却器104で洗浄、冷却されたバイオガスGは、ガス管203を経てスクラバー105に導入される。
ガス冷却器104に供給される冷却水CWは、冷却塔107に貯溜されており、冷却塔107内の冷却水CWは、配水管204を経てガス冷却器104に導入される。配水管204内の冷却水CWは、ポンプ205によりガス冷却器104側に圧送され、ガス冷却器104でバイオガスGを冷却する。バイオガスGを冷却した冷却水CWは、配水管206を経て冷却塔107に導出される。
スクラバー105内には、洗浄水WWが貯溜されており、バイオガスGがスクラバー105内の洗浄水WW中を潜ることにより洗浄される。スクラバー105で洗浄されたバイオガスGは、ガス管207を経てガスフィルター108に導入される。
ガス冷却器104およびスクラバー105に供給される洗浄水WWは、循環水槽106に貯溜されている。循環水槽106内の洗浄水WWは、配水管209を経てガス冷却器104に導入されると共に、配水管209から分岐する配水管210を経てスクラバー105に導入される。配水管209,210内の洗浄水WWは、ポンプ211によりガス冷却器104側およびスクラバー105側に圧送され、ガス冷却器104およびスクラバー105でバイオガスGを洗浄する。ガス冷却器104でバイオガスGを洗浄した洗浄水WWは、配水管212を経て循環水槽106に導出される一方、スクラバー105でバイオガスGを洗浄した洗浄水WWは、配水管213を経て循環水槽106に導出される。
ガスフィルター108では、バイオガスGに含まれる比較的小さな塵等の不要物が、濾過によって除去される。ガスフィルター108で比較的小さな塵等の不要物が除去されたバイオガスGは、ガス管214を経て誘引ブロワ109に導入される。
誘引ブロワ109では、誘引ブロワ109よりも上流側のバイオガス供給経路から吸入されたバイオガスGが誘引ブロワ109よりも下流側のバイオガス供給経路に吐出される。つまり、誘引ブロワ109の上流側のバイオガス供給経路は負圧となる一方、誘引ブロワ109の下流側のバイオガス供給経路は正圧となるため、誘引ブロワ109の上流側のバイオガス供給経路におけるバイオガスGが誘引ブロワ109で下流側のバイオガス供給経路に誘引される。
誘引ブロワ109で誘引されたバイオガスGは、ガス供給管215およびガス供給管215に設けられた前処理ユニット110を介してエンジン発電装置111に導入される。エンジン発電装置111には、前処理ユニット110で不純物が除去されたバイオガスGが供給される。この例では、エンジン発電装置111は、ガスエンジン部(図示省略)により駆動される発電装置(図示省略)を備え、該発電装置で発電し、かつ、該ガスエンジン部の排熱を給湯や空調等に利用するコージェネレーションシステムとされている。
一方、ガス化炉102で生成されたバイオガスGのうちエンジン発電装置111に供給されなかった余剰バイオガスSGは、誘引ブロワ109からのバイオガスGをエンジン発電装置111側へ供給するガス供給管215から分岐する余剰ガス供給管216および余剰ガス供給管216に設けられた水封槽112を介して余剰ガス燃焼装置113に導入される。
余剰ガス供給管216は、水封槽112の上流側に設けられて誘引ブロワ109と水封槽112とを接続する上流側ガス供給管216aと、水封槽112の下流側に設けられて水封槽112と余剰ガス燃焼装置113とを接続する下流側ガス供給管216bとを備えている。
水封槽112内には、所定の水位まで水が封入されている。水封槽112は、上流側ガス供給管216aから吐出される余剰バイオガスSGに水圧を作用させることにより、水封槽112から余剰ガス燃焼装置113への下流側ガス供給管216bにおける余剰バイオガスSGの供給量を制御する。これにより、水封槽112は、ガス供給管215内のバイオガスGの圧力を制御することができる。
余剰ガス燃焼装置113では、上流側ガス供給管216a、水封槽112および下流側ガス供給管216bを経て送られてきた余剰バイオガスSGが余剰ガス燃焼部113aで燃焼される。
次に、ガスエンジン100における余剰ガス燃焼装置113について、図1および図2を参照しながら以下に説明する。
図2は、図1に示すガスエンジン100における余剰ガス燃焼装置113の概略構成を示す断面図である。
図1および図2に示すように、余剰ガス燃焼装置113は、余剰バイオガスSGを燃焼させる余剰ガス燃焼部113a(この例では余剰ガス燃焼塔)を有している。余剰ガス燃焼部113aは、長手方向Hが所定方向(この例では上下方向Y)に向くように設置されている。下流側ガス供給管216bの余剰ガス燃焼装置113側の端部は、余剰ガス燃焼部113aの一端部(この例では下側端部)の内部に挿入されている。余剰ガス燃焼装置113は、余剰ガス燃焼部113aに余剰バイオガスSGを供給する余剰ガス供給管216(具体的には下流側ガス供給管216b)の吐出口216cから余剰バイオガスSGを吐出して燃焼させるようになっている。この例では、余剰ガス燃焼装置113は、バーナー部217(保炎板)をさらに備えている。バーナー部217は、余剰ガス燃焼部113aの一端部(この例では下側端部)の内側に設けられている。余剰ガス燃焼部113a内における下流側ガス供給管216bの余剰ガス燃焼装置113側の端部は、余剰ガス燃焼部113a内に設けられたバーナー部217に連通している。
詳しくは、余剰ガス燃焼部113aは、長尺な筒状(この例では円筒状)の形状を有している。余剰ガス燃焼部113aは、長手方向Hが上下方向Y以外の方向(例えば水平方向X)に設置されていてもよいが、この例では、上下方向Yに沿うように設置されている。余剰ガス燃焼装置113は、設置台113bをさらに備えている。余剰ガス燃焼部113aは、設置台113bに設置されている。バーナー部217は、窪み形状(この例では平面視で円形の皿形状または椀形状)を有している。バーナー部217は、表側(凹面側)が余剰ガス燃焼部113aの排煙口113c側に向くように(この例では上になるように)配設され、かつ、中心部において下流側ガス供給管216bの端部が裏側(凹面側とは反対側)から接続されている。バーナー部217の外周縁部には、周方向に沿って複数の空気孔217a〜217aが設けられている。
また、余剰ガス燃焼装置113は、余剰ガス供給管216(具体的には下流側ガス供給管216b)の吐出口216cから吐出される余剰バイオガスSGに着火する着火手段(この例ではパイロットバーナー218)をさらに備えている。パイロットバーナー218は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおいて、余剰ガス供給管216の吐出口216cよりも下流側に設けられている。パイロットバーナー218は、この例では、余剰ガス燃焼部113aの側面に設けられている。パイロットバーナー218は、余剰ガス燃焼部113aの外側から余剰ガス燃焼部113a内に余剰バイオガスSGに着火するための燃料となる可燃性ガスg(この例ではプロパンガス)を供給すようになっている。パイロットバーナー218には、ガスボンベ218a(図2では図示省略、図1参照)が接続されている。ガスボンベ218aは、可燃性ガスgをパイロットバーナー218に供給する。
かかる構成を備えた余剰ガス燃焼装置113では、上流側ガス供給管216aから水封槽112を通過して下流側ガス供給管216bに流れてきた余剰バイオガスSGは、余剰ガス燃焼装置113に導入されて余剰ガス燃焼部113aの一端部(この例では下側端部)に設けられたバーナー部217から吐出される。バーナー部217から吐出された余剰バイオガスSGは、余剰ガス燃焼部113aの側面に設けられたパイロットバーナー218においてガスボンベ218aから供給された可燃性ガスgによる種火により着火されて燃焼される。
(螺旋状のフィンについて)
ところで、余剰ガス燃焼装置113の従来の構成では、余剰バイオガスSGを余剰ガス燃焼部113aで燃焼させる際に火炎が余剰ガス燃焼部113aにおける煙道の周壁113a1或いは周壁113a1付近まで発達せずに内周中心近傍で燃焼が進むために該火炎の燃焼容積を余剰ガス燃焼部113aの余剰バイオガスSGの流れ方向W(この例では高さ方向)で距離を稼ぐ必要があった。
ところで、余剰ガス燃焼装置113の従来の構成では、余剰バイオガスSGを余剰ガス燃焼部113aで燃焼させる際に火炎が余剰ガス燃焼部113aにおける煙道の周壁113a1或いは周壁113a1付近まで発達せずに内周中心近傍で燃焼が進むために該火炎の燃焼容積を余剰ガス燃焼部113aの余剰バイオガスSGの流れ方向W(この例では高さ方向)で距離を稼ぐ必要があった。
そうすると、余剰ガス燃焼装置113における余剰ガス燃焼部113aの余剰バイオガスSGの流れ方向W(この例では高さ方向)における寸法L(長さ)が長くなり、従って、装置構成の大型化を招く。
この点、本実施の形態に係る余剰ガス燃焼装置113では、パイロットバーナー218よりも上流側における余剰ガス供給管216(具体的には下流側ガス供給管216b)の内側(この例では内周壁216b1)に、1周分以上の螺旋状のフィン301が1つまたは複数個設けられるか、或いは/さらに、1周分未満の螺旋状のフィン301が1つまたは複数個設けられている(図2および後述する図3および図4参照)。具体的には、螺旋状のフィン301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wに沿った軸線を中心とした螺旋形状のものであり、該軸線の周りに円を描きながら流れ方向Wに進むように形成されている。ここで、余剰バイオガスSGの流れ方向Wに沿った軸線は、例えば、余剰ガス供給管216の中心軸線とすることができる。
余剰ガス供給管216の内側に設けられる螺旋状のフィン301は、余剰ガス供給管216の吐出口216cから吐出した余剰バイオガスSGを余剰ガス燃焼部113aにおける煙道の周壁113a1に沿うように旋回させるようにすることができれば、何れの態様であってもよく、例えば、次の態様(a)〜(g)を例示できる。
図3は、余剰ガス供給管216の内側に設けられる螺旋状のフィン301の各種態様を説明するための説明図である。
(a)1周分以上の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(図3(a)参照)。
(b)1周分未満の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(図3(b)参照)。
(c)1周分以上の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(図3(c)参照)。
(d)1周分未満の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(図3(d)参照)。
(e)1周分以上の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(a)の態様)と、1周分未満の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(b)の態様)とを組み合わせた態様(図示省略)。
(f)1周分以上の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(a)の態様)と、1周分未満の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(前記(d)の態様)とを組み合わせた態様(図示省略)。
(g)1周分未満の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(b)の態様)と、1周分以上の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(前記(c)の態様)とを組み合わせた態様(図示省略)。
(a)1周分以上の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(図3(a)参照)。
(b)1周分未満の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(図3(b)参照)。
(c)1周分以上の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(図3(c)参照)。
(d)1周分未満の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(図3(d)参照)。
(e)1周分以上の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(a)の態様)と、1周分未満の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(b)の態様)とを組み合わせた態様(図示省略)。
(f)1周分以上の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(a)の態様)と、1周分未満の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(前記(d)の態様)とを組み合わせた態様(図示省略)。
(g)1周分未満の螺旋状のフィン301を1つ設ける態様(前記(b)の態様)と、1周分以上の螺旋状のフィン301を複数個設ける態様(前記(c)の態様)とを組み合わせた態様(図示省略)。
なお、前記(c)の態様から前記(g)の態様のように、螺旋状のフィン301を複数個設ける場合、各螺旋状のフィン301〜301を、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおけるピッチ(周期)が揃うように(すなわち周期が一致するように)設けてもよいし(図3(c)および図3(d)参照)、ずれるように設けてもよく(図4参照)、これらを組み合わせてもよい。
螺旋状のフィン301を、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおけるピッチ(周期)がずれるように複数個設ける場合、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおいて隣り合う螺旋状のフィン301,301を、余剰バイオガスSGの流れ方向Wから視てオーバーラップするように設けてもよいし(図4参照)、オーバーラップしないように設けてもよく(図3(c)および図3(d)参照)、これらを組み合わせてもよい。
例えば、螺旋状のフィン301を3つ以上設ける態様では、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおいて複数組の隣り合う螺旋状のフィン(301,301)〜(301,301)のち少なくとも1組の隣り合う螺旋状のフィンを、余剰バイオガスSGの流れ方向Wから視てオーバーラップするように設けてもよい。また、螺旋状のフィン301を、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおけるピッチ(周期)がずれるようにn個(nは2以上の整数)設ける場合には、n個(例えば3個)の螺旋状のフィン301〜301を、360度をn(例えば3)で割った角度(360度/n)(例えば120度)ずつ周期をずらした状態で設けるようにしてもよい(図4参照)。
螺旋状のフィン301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおけるピッチ(周期)が流れ方向Wにおいて一定または略一定となっていてもよいが(図3および図4参照)、それに限定されるものではなく、余剰バイオガスSGの流れ方向Wに進むに従って小さくなっていてもよいし、大きくなっていてもよい。
また、螺旋状のフィン301は、周方向の中心に余剰バイオガスSGの流れ方向Wに沿って延びる空間が設けられるように形成されていてもよいし(図3および図4参照)、周方向の中心が塞がるように形成されていてもよい。螺旋状のフィン301は、周方向の中心に余剰バイオガスSGの流れ方向Wに沿って延びる空間が設けられるように形成されている場合、内径(空間の直径)が流れ方向Wにおいて一定又は略一定となっていてもよいが、それに限定されるものではなく、余剰バイオガスSGの流れ方向Wに進むに従って小さくなっていてもよいし、大きくなっていてもよい。
本実施の形態では、図2に示すように、螺旋状のフィン301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおいて余剰ガス供給管216の吐出口216cの位置または吐出口216cよりも下流側の近傍(吐出口216cから所定距離上流側の位置)に設けられている。また、螺旋状のフィン301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおける予め定めた所定の領域内に設けられている。具体的には、螺旋状のフィン301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおいて余剰ガス供給管216の吐出口216cの位置または吐出口216cよりも下流側の近傍(吐出口216cから所定距離上流側の位置)に配設されたガス旋回部300に設けられている。
図4は、図2に示す螺旋状のフィン301が設けられたガス旋回部300を示す概略構成図である。図4(a)は、ガス旋回部300をほぼ真上から視た斜視図であり、図4(b)は、ガス旋回部300を斜め上方から視た斜視図である。
図4に示すように、ガス旋回部300は、筒状(この例では円筒状)のガス旋回部本体302を有している。ガス旋回部本体302は、長手方向Hにおける長さが予め定めた所定の長さとされている。ガス旋回部本体302は、余剰ガス供給管216(具体的には下流側ガス供給管216b)の一部を構成している。
図4に示す例では、ガス旋回部本体302の内周壁216b1に螺旋状のフィン301が複数個(この例では3個)設けられている。
具体的には、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおいて隣り合う螺旋状のフィン301,301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wから視てオーバーラップするように設けられている(図4(a)参照)。n個(この例では3個)の螺旋状のフィン301〜301は、360度をn(この例では3)で割った角度(この例では120度)ずつ周期をずらした状態で設けられている。
螺旋状のフィン301は、余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおけるピッチ(周期)が流れ方向Wにおいて一定または略一定となっている。
また、螺旋状のフィン301は、周方向の中心に余剰バイオガスSGの流れ方向Wに沿って延びる空間SPが設けられるように形成されており、内径(空間SPの直径)が流れ方向Wにおいて一定又は略一定となっている。
本実施の形態によれば、パイロットバーナー218よりも上流側における余剰ガス供給管216(具体的には下流側ガス供給管216b)の内側(この例では内周壁216b1)に、1周分以上の螺旋状のフィン301を1つまたは複数個設けるか、或いは/さらに、1周分未満の螺旋状のフィン301を1つまたは複数個設けるので(図2、図3および図4参照)、余剰ガス供給管216の吐出口216cから吐出した余剰バイオガスSGを余剰ガス燃焼部113aにおける煙道の周壁113a1に沿うように旋回させることができ、従って、該煙道の周壁113a1或いは周壁113a1付近まで火炎F(図2参照)を発達させて該煙道内周面(周壁113a1)の火炎Fが接触または近接する面積を増加させることができる。これにより火炎Fの必要燃焼容積を確保しながら余剰ガス燃焼部113aの余剰バイオガスSGの流れ方向Wにおける煙道の寸法を抑えることができ、従って、余剰ガス燃焼部113aの余剰バイオガスSGの流れ方向W(この例では高さ方向)における寸法L(図2参照)(長さ)を従来よりも短くすることができ、ひいては装置構成の大型化を抑制することが可能となる。
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
100 ガスエンジン
101 原料供給装置
101a 投入ホッパ
101b 原料投入部
101b1 投入コンベア
101b2 投入フィーダー
102 ガス化炉
103 サイクロン
104 ガス冷却器
105 スクラバー
106 循環水槽
107 冷却塔
108 ガスフィルター
109 誘引ブロワ
110 前処理ユニット
111 エンジン発電装置
112 水封槽
113 余剰ガス燃焼装置
113a 余剰ガス燃焼部
113a1 周壁
113b 設置台
113c 排煙口
216 余剰ガス供給管
216a 上流側ガス供給管
216b 下流側ガス供給管
216b1 内周壁
216c 吐出口
217 バーナー部
217a 空気孔
218 パイロットバーナー(着火手段の一例)
218a ガスボンベ
300 ガス旋回部
301 螺旋状のフィン
302 ガス旋回部本体
B バイオマス
CW 冷却水
G バイオガス
F 火炎
H 長手方向
L 余剰ガス燃焼部の寸法(長さ)
SG 余剰バイオガス(余剰ガスの一例)
SP 空間
W 余剰バイオガスの流れ方向
WW 洗浄水
X 水平方向
Y 上下方向
101 原料供給装置
101a 投入ホッパ
101b 原料投入部
101b1 投入コンベア
101b2 投入フィーダー
102 ガス化炉
103 サイクロン
104 ガス冷却器
105 スクラバー
106 循環水槽
107 冷却塔
108 ガスフィルター
109 誘引ブロワ
110 前処理ユニット
111 エンジン発電装置
112 水封槽
113 余剰ガス燃焼装置
113a 余剰ガス燃焼部
113a1 周壁
113b 設置台
113c 排煙口
216 余剰ガス供給管
216a 上流側ガス供給管
216b 下流側ガス供給管
216b1 内周壁
216c 吐出口
217 バーナー部
217a 空気孔
218 パイロットバーナー(着火手段の一例)
218a ガスボンベ
300 ガス旋回部
301 螺旋状のフィン
302 ガス旋回部本体
B バイオマス
CW 冷却水
G バイオガス
F 火炎
H 長手方向
L 余剰ガス燃焼部の寸法(長さ)
SG 余剰バイオガス(余剰ガスの一例)
SP 空間
W 余剰バイオガスの流れ方向
WW 洗浄水
X 水平方向
Y 上下方向
Claims (1)
- 燃料ガスを生成するガス化炉で生成した前記燃料ガスの余剰分の余剰ガスを余剰ガス燃焼部で燃焼させる余剰ガス燃焼装置であって、
前記余剰ガス燃焼部に前記余剰ガスを供給する余剰ガス供給管の吐出口から前記余剰ガスを吐出して燃焼させるようになっており、
前記余剰ガスの流れ方向において、前記余剰ガス供給管の前記吐出口よりも下流側に、前記余剰ガス供給管の前記吐出口から吐出される前記余剰ガスに着火する着火手段を設け、前記着火手段よりも上流側における前記余剰ガス供給管の内側に、1周分以上の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設けるか、或いは/さらに、1周分未満の螺旋状のフィンを1つまたは複数個設けることを特徴とする余剰ガス燃焼装置。
Priority Applications (2)
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JP2015013455A JP2016138695A (ja) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | 余剰ガス燃焼装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015013455A JP2016138695A (ja) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | 余剰ガス燃焼装置 |
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2015
- 2015-01-27 JP JP2015013455A patent/JP2016138695A/ja active Pending
- 2015-12-03 WO PCT/JP2015/084013 patent/WO2016121223A1/ja active Application Filing
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WO2016121223A1 (ja) | 2016-08-04 |
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