JP2016138695A - 余剰ガス燃焼装置 - Google Patents

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

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。

特開２０１１−２２５６８４号公報

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。

本発明の実施の形態に係る余剰ガス燃焼装置を備えたガスエンジンの全体構成を示す概略構成図である。 図１に示すガスエンジンにおける余剰ガス燃焼装置の概略構成を示す断面図である。 余剰ガス供給管の内側に設けられる螺旋状のフィンの各種態様を説明するための説明図であって、（ａ）は、１周分以上の螺旋状のフィンを１つ設ける例を示す図であり、（ｂ）は、１周分未満の螺旋状のフィンを１つ設ける例を示す図であり、（ｃ）は、１周分以上の螺旋状のフィンを複数個設ける例を示す図であり、（ｄ）は、１周分未満の螺旋状のフィンを複数個設ける例を示す図である。 図２に示す螺旋状のフィンが設けられたガス旋回部を示す概略構成図であって、（ａ）は、ガス旋回部をほぼ真上から視た斜視図であり、（ｂ）は、ガス旋回部を斜め上方から視た斜視図である。

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。

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）。

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

Claims (1)

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。

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