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JP7572691B1 - Combustion System - Google Patents

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JP7572691B1 JP2023069099A JP2023069099A JP7572691B1 JP 7572691 B1 JP7572691 B1 JP 7572691B1 JP 2023069099 A JP2023069099 A JP 2023069099A JP 2023069099 A JP2023069099 A JP 2023069099A JP 7572691 B1 JP7572691 B1 JP 7572691B1
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Abstract

【課題】固体燃料を直接燃焼させる燃焼システムにおいて、燃焼効率を向上させることが可能な燃焼システムを提供する。【解決手段】加圧空気を生み出すコンプレッサ4bと、固体燃料の直接燃焼により高温加圧燃焼ガスを発生させる燃焼器1と、前記加圧空気を加熱する一次熱交換器6と、を少なくとも備える燃焼システムであって、前記燃焼器1は、回転筒部材1aと、前記回転筒部材を支持する支持部材1bと、を備え、前記燃焼システムは、前記燃焼器1に、前記コンプレッサ4bで加圧され、且つ、前記一次熱交換器6で加熱された空気を、燃焼空気として供給する。【選択図】図1[Problem] To provide a combustion system capable of improving combustion efficiency in a combustion system that directly burns solid fuel. [Solution] The combustion system includes at least a compressor 4b that produces pressurized air, a combustor 1 that generates high-temperature pressurized combustion gas by directly burning solid fuel, and a primary heat exchanger 6 that heats the pressurized air, the combustor 1 includes a rotating cylinder member 1a and a support member 1b that supports the rotating cylinder member, and the combustion system supplies air pressurized by the compressor 4b and heated by the primary heat exchanger 6 to the combustor 1 as combustion air. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、燃焼システムに関する。 The present invention relates to a combustion system.

従来から、熱量を得るために、様々な燃焼システムが提案されている。このような燃焼システムにおいて、ペレット状やチップ状に形成された固体燃料を燃焼させる技術が提案されている。そして、ペレット状やチップ状に形成された固体燃料の燃焼においては、固体燃料を確実に燃焼させることに困難性があった。 Conventionally, various combustion systems have been proposed to obtain heat. In such combustion systems, technology has been proposed for burning solid fuel formed into pellets or chips. However, when burning solid fuel formed into pellets or chips, it has been difficult to ensure that the solid fuel is burned reliably.

このような固体燃料の燃焼を行う燃焼システムとして、例えば、特許文献1に記載されているような、内筒と外筒を備えて一次燃焼と二次燃焼を行う技術が提案されている。
特許文献1の燃焼システムは、外筒と内筒の二重構造を有する筒体に、筒体の開口部に接続されるノズルと、内筒の内部空間に固体燃料を供給する供給路と、内筒の内部空間とノズルの内部空間に空気を供給する通風口とを備え、内筒にまず固体燃料を供給して一次燃焼を行い、ついで一次燃焼により生じたガスと残渣がノズルに回転移動してノズルにおいて二次燃焼を行うようになっている。更には、筒体が回動できることで、燃焼効率を上げている。
As a combustion system for burning such solid fuel, for example, as described in Patent Document 1, a technology has been proposed in which an inner cylinder and an outer cylinder are provided to perform primary and secondary combustion.
The combustion system of Patent Document 1 is equipped with a cylinder having a double structure of an outer cylinder and an inner cylinder, a nozzle connected to an opening of the cylinder, a supply path for supplying solid fuel to the internal space of the inner cylinder, and a ventilation port for supplying air to the internal space of the inner cylinder and the internal space of the nozzle, and is configured so that first the solid fuel is supplied to the inner cylinder to perform primary combustion, and then the gas and residue generated by the primary combustion are rotated and moved to the nozzle to perform secondary combustion in the nozzle. Furthermore, the rotation of the cylinder increases the combustion efficiency.

特許第5097674号Patent No. 5097674

しかしながら、特許文献1に記載された燃焼システムでは、送風機から供給される燃焼空気の温度が低かったため、燃焼空気の供給により、内筒の内部空間の温度が低下してしまい、燃焼効率が悪くなってしまっていた。燃料の燃焼効率が悪くなり、燃料が不完全燃焼を起こした場合にはタール(有機物質を熱分解する際に水素や一酸化炭素、メタンなどのガス成分にならなかった粘り気のある有機系液体)が発生し、そのタールを含んだ燃焼ガスが、燃焼システムを吹き抜けることで、フィルタの目詰まりなどの所謂タールトラブルが生じてしまい、燃焼システムの連続稼動に支障をきたすことになっていた。 However, in the combustion system described in Patent Document 1, the temperature of the combustion air supplied from the blower was low, so the supply of combustion air caused the temperature of the internal space of the inner cylinder to drop, resulting in poor combustion efficiency. When the fuel combustion efficiency deteriorates and incomplete combustion occurs, tar (a viscous organic liquid that does not become gas components such as hydrogen, carbon monoxide, and methane during the thermal decomposition of organic substances) is generated, and the combustion gas containing this tar blows through the combustion system, causing so-called tar troubles such as clogged filters, which interferes with the continuous operation of the combustion system.

更には、特許文献1に記載された燃焼システムにおいては、固体燃料を燃焼させたことで灰などが生じるため、この燃焼システムにより生じる燃焼ガスを用いて発電等を行う場合には、燃焼ガスに含まれる灰などが、発電機などに付着して堆積し、発電効率を悪くする可能性があった。
発電機などへの悪影響を防ぐために、ノズルの下流側にバグフィルターを設けることも考えられるが、バグフィルターの機能を低下させないために、バグフィルターの定期的にメンテナンスをする必要があり、燃焼システムの連続稼動に支障をきたすことになっていた。
Furthermore, in the combustion system described in Patent Document 1, ash and the like are produced by burning solid fuel. Therefore, when the combustion gas produced by this combustion system is used to generate electricity, the ash and the like contained in the combustion gas may adhere to and accumulate on the generator, etc., potentially reducing the power generation efficiency.
To prevent adverse effects on generators, etc., it is possible to install a bag filter downstream of the nozzle, but in order to prevent a decline in the functionality of the bag filter, it would be necessary to perform regular maintenance on the bag filter, which would interfere with the continuous operation of the combustion system.

なお、特許文献1に記載された燃焼システムにおいて、燃焼効率を向上させるために、燃焼空気を予め加熱してから、内筒の内部空間に供給することが考えられる。しかしながら、特許文献1に記載された燃焼システムは、筒体を回動させることで、燃焼効率を上げているものであるため、予め加熱した燃焼空気を筒体に供給した場合、例えば軸受やモータなどの、筒体を回転させるための機構も加熱により焼き付いてしまい、連続稼動に支障をきたす可能性があった。 In the combustion system described in Patent Document 1, it is possible to improve the combustion efficiency by preheating the combustion air before supplying it to the internal space of the inner cylinder. However, since the combustion system described in Patent Document 1 increases the combustion efficiency by rotating the cylinder, if preheated combustion air is supplied to the cylinder, the mechanisms for rotating the cylinder, such as bearings and motors, may also be burned out by heat, which may hinder continuous operation.

本発明は、このような課題を考慮して提案されるもので、固体燃料を直接燃焼させる燃焼システムにおいて、燃焼効率を向上させること、固体燃料を燃焼させたことで生じる灰やタールなどによる悪影響を低減させること、及び、高熱による、筒体を回転させるための機構への悪影響を低減させること、が可能な燃焼システムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in consideration of these problems, and aims to provide a combustion system that directly burns solid fuel and is capable of improving combustion efficiency, reducing the adverse effects of ash and tar produced by burning solid fuel, and reducing the adverse effects of high heat on the mechanism for rotating the cylinder.

上記目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有している。
[1] 加圧空気を生み出すコンプレッサと、
固体燃料の直接燃焼により高温加圧燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記加圧空気を加熱する一次熱交換器と、
を少なくとも備える燃焼システムであって、
前記燃焼器は、
回転筒部材と、
前記回転筒部材を支持する支持部材と、を備え、
前記燃焼器に、前記コンプレッサで加圧され、且つ、前記一次熱交換器で加熱された空気が、燃焼空気として供給される。
In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
[1] A compressor that produces pressurized air; and
a combustor that generates high-temperature pressurized combustion gases by direct combustion of a solid fuel;
a primary heat exchanger for heating the compressed air;
A combustion system comprising at least
The combustor includes:
A rotating cylinder member;
a support member for supporting the rotating cylinder member,
Air compressed by the compressor and heated by the primary heat exchanger is supplied to the combustor as combustion air.

[2] 前記燃焼器は、
前記燃焼器で生じた前記高温加圧燃焼ガスの出口と、
前記燃焼空気が通るエゼクタと、を備え、
前記出口に、前記エゼクタが設けられ、
前記エゼクタに前記燃焼空気が通過することで、前記高温加圧燃焼ガスが吸引される。
[2] The combustor comprises:
an outlet for the hot pressurized combustion gas produced in the combustor;
an ejector through which the combustion air passes,
The ejector is provided at the outlet,
The combustion air passes through the ejector, thereby drawing in the high-temperature pressurized combustion gas.

[3] 前記燃焼器は、
前記燃焼空気を加熱する二次熱交換器、を更に備え、
前記二次熱交換器により加熱された前記燃焼空気により、前記コンプレッサを駆動する。
[3] The combustor comprises:
A secondary heat exchanger for heating the combustion air,
The compressor is driven by the combustion air heated by the secondary heat exchanger.

[4] 前記支持部材は、
前記回転筒部材を、円周方向に回転可能にする回転部材と、
前記燃焼空気が通過する送気路と、を備え、
前記回転部材は、前記送気路から隔離されている。
[4] The support member is
a rotating member that enables the rotating cylinder member to rotate in a circumferential direction;
An air passage through which the combustion air passes,
The rotating member is isolated from the air passage.

[5] 前記送気路のうち、少なくとも前記回転部材と対する部分に、断熱材を設ける。 [5] Provide a heat insulating material at least in the portion of the air supply path that faces the rotating member.

上記特徴[1]によれば、燃焼器に供給される空気が、コンプレッサで加圧され、且つ、一次熱交換器で加熱されているため、固体燃料の燃焼効率を向上させることができる。 According to the above feature [1], the air supplied to the combustor is pressurized by the compressor and heated by the primary heat exchanger, which improves the combustion efficiency of solid fuel.

上記特徴[2]によれば、燃焼室の出口にエゼクタが設けられているため、燃焼器で発生する高温加圧燃焼ガスを、効果的に下流側に供給することができる。 According to the above feature [2], an ejector is provided at the exit of the combustion chamber, so that the high-temperature pressurized combustion gas generated in the combustor can be effectively supplied to the downstream side.

上記特徴[3]によれば、二次熱交換器により加熱された燃焼空気により、コンプレッサを駆動するため、二次熱交換器より下流側の装置を、灰やタールなどによる悪影響を受け難くさせることができる。 According to the above feature [3], the compressor is driven by the combustion air heated by the secondary heat exchanger, so that the equipment downstream of the secondary heat exchanger is less susceptible to adverse effects from ash, tar, etc.

上記特徴[4]によれば、回転部材が、燃焼空気が通る流路から隔離されているため、回転部材への熱による悪影響を低減することができる。 According to the above feature [4], the rotating member is isolated from the flow path through which the combustion air passes, so that the adverse effects of heat on the rotating member can be reduced.

上記特徴[5]によれば、燃焼空気が通る流路のうち、少なくとも回転部材と対する部分に、断熱材を設けているため、回転部材への熱による悪影響をより低減することができる。 According to the above feature [5], heat insulation is provided at least in the portion of the flow path through which the combustion air passes that faces the rotating member, so that the adverse effects of heat on the rotating member can be further reduced.

本発明によれば、個体燃料を直接燃焼させる燃焼システムにおいて、燃焼効率を向上させること、固体燃料を燃焼させたことで生じる灰やタールなどによる悪影響を低減させること、及び、高熱による、筒体を回転させるための機構への悪影響を低減させること、が可能な燃焼システムを提供することができる。 The present invention provides a combustion system that directly burns solid fuel, which is capable of improving combustion efficiency, reducing the adverse effects of ash and tar produced by burning solid fuel, and reducing the adverse effects of high heat on the mechanism for rotating the cylinder.

本発明の第1の実施形態にかかる燃焼システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a combustion system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる燃焼器の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a combustor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第1の実施形態にかかる燃焼器の断面図である。1 is a cross-sectional view of a combustor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかるパイプフレームの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the pipe frame according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる回転筒部材の筒体における図3のA-A線における断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 in the cylindrical body of the rotating cylindrical member according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態及び第2の実施形態にかかる固体燃料の燃焼方法のフローチャートを示す図である。FIG. 2 is a flowchart showing a solid fuel combustion method according to the first and second embodiments of the present invention. 本発明の第2の実施形態にかかる燃焼システムの構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a combustion system according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態にかかる燃焼器の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a combustor according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態にかかるエゼクタの構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an ejector according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態にかかる燃焼システムの構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a combustion system according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態にかかる燃焼器の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a combustor according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態にかかる燃焼器の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a combustor according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態にかかる回転筒部材の筒体における図12のC-C線における断面図である。13 is a cross-sectional view of the cylindrical body of the rotating cylindrical member according to the third embodiment of the present invention taken along line CC in FIG. 12. 本発明の第3の実施形態にかかるパイプフレームにおける図13のD-D線断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the pipe frame according to the third embodiment of the present invention taken along line D-D in FIG. 13. 本発明の第3の実施形態にかかるパイプフレームにおける図13のE-E線断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the pipe frame according to the third embodiment of the present invention taken along line E-E of FIG. 13. 本発明の第3の実施形態にかかる固体燃料の燃焼方法のフローチャートを示す図である。FIG. 11 is a flowchart showing a solid fuel combustion method according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる燃焼システムの構成の変形例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a modified example of the configuration of the combustion system according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる燃焼器の変形例における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a modified example of the combustor according to the embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる燃焼器の変形例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the combustor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる回転筒部材の筒体における図19のB-B線における断面図である。20 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 19 of the cylindrical body of the rotating cylindrical member according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかるパイプフレームの変形例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the pipe frame according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態にかかる燃焼器の変形例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modified example of the combustor according to the second embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について説明をするが、本発明の趣旨に反しない限り、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、本発明の燃焼システムにおいて使用される燃料は、草木、畜ふん、食品残渣や下水汚泥などの有機物(バイオマス燃料)であって、例えばペレット状、チップ状、粒状、繊維状や粉状などの固体状燃焼物である。 The following describes an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiment as long as it does not go against the spirit of the present invention. The fuel used in the combustion system of the present invention is organic matter (biomass fuel) such as grass, livestock manure, food waste, and sewage sludge, and is a solid combustion material in the form of pellets, chips, granules, fibers, powder, etc.

チップ状、粒状、繊維状や粉状などのバイオマスとは、例えば、刈り取られ破砕された草、木材チップやオガ粉などの草質材や木質材の細分化された固体物や、籾殻などの元々粒状や粉状の流動性のある固体物である。また、以上の細分化された固体を流動性があるように適度にペレット化したものや、きのこの菌床栽培で発生するきのこ廃培地や生ゴミ等の有機廃棄物を原料として粉粒状に乾燥させたものなども含まれる。つまり、所要の大きさよりも小さく形成された状態のものであって、後述する定量供給コンベアなどで自動的に移送することが可能なバイオマスであればよい。 Biomass in chip, granular, fibrous or powder form refers to, for example, finely divided solid matter of grass or wood materials such as cut and crushed grass, wood chips or sawdust, or solid matter that is originally granular or powdery and has fluidity, such as rice husks. It also includes the above finely divided solids that have been appropriately pelletized to give them fluidity, and organic waste such as waste mushroom culture medium generated in mushroom cultivation and food waste that has been dried into a powder form. In other words, it is sufficient to use biomass that is formed smaller than the required size and can be automatically transported using a fixed-volume supply conveyor, which will be described later.

1.第1の実施形態
1.1.全体構成
以下、第1の実施形態にかかる燃焼システムの全体構成について、図1~5を参照して説明する。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態にかかる燃焼システムは、燃焼器1、燃料ホッパー2、バグフィルター3、ガスタービン4、タービン発電機5、一次熱交換器6、煙突7とから構成されている。
1. First Embodiment 1.1. Overall Configuration Hereinafter, the overall configuration of a combustion system according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 , the combustion system according to the first embodiment of the present invention comprises a combustor 1, a fuel hopper 2, a bag filter 3, a gas turbine 4, a turbine generator 5, a primary heat exchanger 6, and a chimney 7.

1.1.1.燃焼器1 1.1.1. Combustor 1

第1の実施形態にかかる燃焼器1は、図2及び図3に示すように、回転筒部材1a、支持部材1b、燃料供給部材1c、及び、燃焼室1dとから構成されている。
回転筒部材1aは、
開口部である前端と閉塞部である後端とを有し、同軸において回動可能な外筒102と内筒103との二重構造を有する筒体101と、
筒体101の後端に取り付けられて内筒103と連通する細長の管体104と、
開口部において筒体の外筒102と接続される、耐火層106を内面に備えたノズル105と、
前記閉塞部に形成され、前記内筒103と前記外筒102との隙間を通風路107として経由して前記ノズル105の内部空間に空気を供給する通風口108と、
内筒103の壁面に、通風路107と連通し、軸方向に伸びて設けられる複数本のパイプフレーム109と、
パイプフレーム109の内筒103空間側に複数箇所ずつ形成され、前記通風路107を流れる空気の一部を内筒103の内部空間に吹き出させる小径の吹出口110と、を備え、
前記開口部において外筒102と内筒103との間の開口面積は、前記吹出口110の開口面積以上となっている。
As shown in Figs. 2 and 3, the combustor 1 according to the first embodiment is composed of a rotating cylinder member 1a, a support member 1b, a fuel supply member 1c, and a combustion chamber 1d.
The rotating cylinder member 1a is
a cylindrical body 101 having a front end which is an opening and a rear end which is a closed portion, and having a dual structure of an outer cylinder 102 and an inner cylinder 103 which are coaxially rotatable;
An elongated tube 104 attached to the rear end of the tube 101 and communicating with the inner tube 103;
A nozzle 105 having a refractory layer 106 on its inner surface, the nozzle 105 being connected to the outer cylinder 102 of the cylinder at an opening;
a ventilation port 108 formed in the blocking portion, which supplies air to an internal space of the nozzle 105 through a gap between the inner cylinder 103 and the outer cylinder 102 as a ventilation path 107;
A plurality of pipe frames 109 are provided on the wall surface of the inner cylinder 103, the pipe frames 109 communicate with the ventilation passages 107, and extend in the axial direction.
a plurality of small-diameter air outlets 110 formed on the inner cylinder 103 space side of the pipe frame 109 for blowing out a portion of the air flowing through the ventilation passage 107 into the internal space of the inner cylinder 103;
The opening area between the outer cylinder 102 and the inner cylinder 103 at the opening is equal to or larger than the opening area of the air outlet 110 .

また、パイプフレーム109の吹出口110は、図5に示すように、回転筒部材1aの中心軸方向から傾いた方向を向いている。このような構成とすることで、燃焼空気を効率的に攪拌することができ、固体燃料の燃焼効率を向上させることができる。
そして、第1の実施形態においては、図5において示されるように、パイプフレーム109の本数は4本であるが、4本に限定されるものではなく、例えば6本、8本、又は、10本とすることもできる。
5, the air outlet 110 of the pipe frame 109 is oriented in a direction inclined from the central axis of the rotating cylinder member 1a. With this configuration, the combustion air can be efficiently agitated, and the combustion efficiency of the solid fuel can be improved.
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the number of pipe frames 109 is four, but this is not limited to four and may be, for example, six, eight, or ten.

支持部材1bは、
回転筒部材1aをノズル105が上向きとなるように傾斜させて管体104の位置で軸受112を介して、回転筒部材1aを回転自在に軸支する支持体111と、
支持体111に設けられた、回転筒部材1aを円周方向に回転させるモータ113と、
支持体111に設けられた、外気を取り込む燃焼空気入口114を有し、取り込まれた空気を通風口108へ送り込む送気路115と、を備え、
前記軸受112及び前記モータ113が、前記送気路115から隔離されており、
前記送気路115のうち、前記軸受112及び前記モータ113と対する部位に、断熱材120を設けている。
The support member 1b is
a support 111 that rotatably supports the rotating cylinder member 1a via a bearing 112 at the position of the tube body 104 by tilting the rotating cylinder member 1a so that the nozzle 105 faces upward;
a motor 113 provided on the support 111 for rotating the rotating cylinder member 1a in a circumferential direction;
The combustion air inlet 114 is provided on the support 111, and the combustion air inlet 114 takes in outside air. The air inlet 115 sends the taken-in air to the ventilation opening 108.
The bearing 112 and the motor 113 are isolated from the air supply path 115,
A heat insulating material 120 is provided in the air supply path 115 at a portion facing the bearing 112 and the motor 113 .

回転筒部材1aは、回転した際に、固体燃料が燃焼前に燃焼室1d内に至ることがないように、1~10度程度傾斜させることが好ましいが、傾斜させずに水平とすることもできる。 The rotating cylinder member 1a is preferably inclined by about 1 to 10 degrees when rotating so that the solid fuel does not reach the combustion chamber 1d before combustion, but it can also be horizontal without being inclined.

燃料供給部材1cは、
管体104の後端口に、端部口が摺動可能に当接し、内筒103の内部空間に固体燃料を供給する供給路116と、
管体104及び供給路116内に配置されるスクリューコンベヤ117と、
スクリューコンベヤ117を供給路116側で回動させるモータ118と、
供給路116側の空間と大気が連通することを遮断する弁119と、
を備えている。
The fuel supply member 1c is
a supply passage 116 having an end port slidably abutting against a rear end port of the tube body 104 and supplying solid fuel to an internal space of the inner cylinder 103;
a screw conveyor 117 disposed within the tube 104 and the feed channel 116;
A motor 118 for rotating the screw conveyor 117 on the supply path 116 side;
A valve 119 that blocks communication between the space on the supply path 116 side and the atmosphere;
It is equipped with:

弁119は、供給路116側の空間と大気が連通することを遮断することができれば、その構成は限定されず、例えば、ロータリーバルブ、ナイフゲートバルブ、又は、ダブルダンパなどの構成を採用することができる。 There are no limitations on the configuration of the valve 119 as long as it can block communication between the space on the supply path 116 side and the atmosphere, and it may be configured as, for example, a rotary valve, a knife gate valve, or a double damper.

なお、燃焼器1における内筒103内に、固体燃料を粉砕するための粉砕部材を多数収容しても良い。粉砕部材は、酸化アルミナを主成分としたもので、外径が4~8mmの粒状に形成されている。 The inner cylinder 103 of the combustor 1 may house a number of pulverizing members for pulverizing the solid fuel. The pulverizing members are made primarily of alumina oxide and are formed into granules with an outer diameter of 4 to 8 mm.

また、燃焼器1は、燃焼室1dを備えており、図3に一部示されているように、燃焼室1dの内部に、回転筒部材1aのノズル105が位置している。
なお、図示しないが、燃焼室1dに、固体燃料の燃焼により発生した灰が、燃焼室1dに設けられた出口部分に至らないようにするために、ノズル105と出口部分との間に、灰を重力沈降させる壁を設けるようにしても良い。また、燃焼室1dを円筒形にして、接線方向から回転筒部材1aのノズル105を接続することで、灰が含まれた高温加圧燃焼ガスを燃焼室1d内で回転するようにし、遠心力で灰を沈降させるようにしても良い。
The combustor 1 also includes a combustion chamber 1d, and as partially shown in FIG. 3, a nozzle 105 of the rotating cylinder member 1a is positioned inside the combustion chamber 1d.
Although not shown, a wall for allowing ash to settle by gravity may be provided between the nozzle 105 and the outlet of the combustion chamber 1d to prevent ash generated by the combustion of the solid fuel from reaching the outlet of the combustion chamber 1d. Also, the combustion chamber 1d may be cylindrical and the nozzle 105 of the rotating cylinder member 1a may be connected from the tangential direction to rotate the high-temperature pressurized combustion gas containing ash within the combustion chamber 1d, causing the ash to settle by centrifugal force.

そして、燃焼器1は、図示しないが、点火用バーナーも有している。点火用バーナーは、例えばLPガスを燃焼させるバーナーであって、バーナーノズルの先端を内筒103内に臨む形態に配設することで、固体燃料の着火をできるように設けられている。そして、固体燃料が点火された後は、点火用バーナーへの燃料の供給を止めて、コンプレッサ4bによる送風機能のみを利用してもよい。この送風機能によれば、火吹き竹の原理で燃焼空気を内筒103へ好適に供給でき、固体燃料の燃焼効率を高めることができる。 The combustor 1 also has an ignition burner (not shown). The ignition burner is, for example, a burner that burns LP gas, and is provided so that the tip of the burner nozzle faces the inside of the inner cylinder 103, allowing the solid fuel to be ignited. After the solid fuel is ignited, the supply of fuel to the ignition burner can be stopped, and only the blowing function of the compressor 4b can be used. This blowing function allows combustion air to be appropriately supplied to the inner cylinder 103 using the principle of a blower, improving the combustion efficiency of the solid fuel.

1.1.2.燃料ホッパー2
燃料ホッパー2は、燃焼器1に供給される固体燃料を貯留するものであり、固体燃料を貯留するじょうご型の燃料タンクで構成されている。そして、燃料タンクの下端口は、燃焼器1における燃料供給部材1cの弁119に接続されている。
1.1.2. Fuel hopper 2
The fuel hopper 2 is configured as a funnel-shaped fuel tank for storing solid fuel to be supplied to the combustor 1. The lower end opening of the fuel tank is connected to a valve 119 of a fuel supply member 1c in the combustor 1.

1.1.3.バグフィルター3
バグフィルター3は、燃焼器1において、固体燃料の燃焼により発生した灰や屑などを除去するためのものであり、通常は、サイクロン・フィルタが用いられる。サイクロン・フィルタは、1ミクロン未満の非常に小さな灰の粒子を除去することができないが、このフィルタが除去できない粒子は、十分に小さいので、下流側に位置するガスタービン4などに対する付着、浸食、腐食の問題は最小限度ですむようになっている。
1.1.3. Bag filter 3
The bag filter 3 is for removing ash and debris generated by the combustion of solid fuel in the combustor 1, and is usually a cyclone filter. Although the cyclone filter cannot remove very small ash particles of less than 1 micron, the particles that this filter cannot remove are sufficiently small to minimize problems of adhesion, erosion, and corrosion to the gas turbine 4 located downstream.

1.1.4.ガスタービン4
ガスタービン4は、タービン4a及びコンプレッサ4bを備えるものであり、燃焼器1で生じた高温加圧燃焼ガスによりタービン4aを駆動し、シャフトを通じて、燃焼器1の燃焼空気として導入される空気を加圧するためのコンプレッサ4bを駆動する。具体的には、バグフィルター3を通過した高温加圧燃焼ガスが、ガスタービン4のタービン4aに侵入し、タービン4aの羽根に当たることでタービン4aを駆動すると、シャフトを通じてコンプレッサ4bが駆動され、そのコンプレッサ4bが空気を取り入れ、圧縮空気を排出するようになっている。また、タービン4aに流入した高温加圧燃焼ガスは、タービン発電機5に向けて排出されるようになっている。
1.1.4. Gas turbine 4
The gas turbine 4 includes a turbine 4a and a compressor 4b, and the turbine 4a is driven by the high-temperature pressurized combustion gas generated in the combustor 1, and the compressor 4b is driven through a shaft to pressurize the air introduced as the combustion air to the combustor 1. Specifically, the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the bag filter 3 enters the turbine 4a of the gas turbine 4 and hits the blades of the turbine 4a to drive the turbine 4a, which drives the compressor 4b through the shaft, and the compressor 4b takes in air and discharges the compressed air. The high-temperature pressurized combustion gas that has flowed into the turbine 4a is discharged toward the turbine generator 5.

1.1.5.タービン発電機5
タービン発電機5は、タービン5a及び発電機5bを備えるものであり、タービン4aを通過した高温加圧燃焼ガスによりタービン5aを駆動し、シャフトを通じて、発電機5bを駆動する。発電機5bは、周知の発電機を用いることができる。また、タービン5aに流入した高温加圧燃焼ガスは、一次熱交換器6に向けて排出されるようになっている。
1.1.5. Turbine generator 5
The turbine generator 5 includes a turbine 5a and a generator 5b, and the turbine 5a is driven by the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the turbine 4a, and the generator 5b is driven through the shaft. A well-known generator may be used as the generator 5b. The high-temperature pressurized combustion gas that has flowed into the turbine 5a is discharged toward the primary heat exchanger 6.

1.1.6.一次熱交換器6
一次熱交換器6は、ガスタービン4のコンプレッサ4bから排出される圧縮空気が通る流路6bと、タービン発電機5のタービン5aから排出される高温加圧燃焼ガスが通る流路6aを有しており、互いに熱交換できるようになっている。このような構造となっているため、ガスタービン4のコンプレッサ4bから排出される圧縮空気は、タービン発電機5のタービン5aから排出される高温加圧燃焼ガスにより加熱され、加熱された圧縮空気が、燃焼器1に排出されるようになっている。これにより、燃焼器1では、予め加熱された圧縮空気を、燃焼空気として利用することができるため、燃焼効率を向上させることができる。また、流路6aを通過した高温加圧燃焼ガスは、煙突7に向けて排出される。
1.1.6. Primary heat exchanger 6
The primary heat exchanger 6 has a flow path 6b through which compressed air discharged from a compressor 4b of the gas turbine 4 passes, and a flow path 6a through which high-temperature pressurized combustion gas discharged from a turbine 5a of the turbine generator 5 passes. Due to this structure, the compressed air discharged from the compressor 4b of the gas turbine 4 is mixed with the high-temperature compressed air discharged from the turbine 5a of the turbine generator 5. The compressed air is heated by the compressed combustion gas, and the heated compressed air is discharged to the combustor 1. In this way, the combustor 1 can use the preheated compressed air as combustion air. Therefore, the combustion efficiency can be improved. Furthermore, the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the flow passage 6a is discharged toward the chimney 7.

1.1.7.煙突7
煙突7は、一次熱交換器6から排出される高温加圧燃焼ガスに含まれる灰などを好適に分離するバグフィルター部分を有しており、バグフィルター部分を通過した高温加圧燃焼ガスは、煙突7から大気に排出される。煙突7では、バグフィルター部分を介してから、高温加圧燃焼ガスを大気に排出しているため、大気を汚染する可能性を低減させることができる。
1.1.7. Chimney 7
The chimney 7 has a bag filter portion that effectively separates ash and the like contained in the high-temperature pressurized combustion gas discharged from the primary heat exchanger 6, and the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the bag filter portion is discharged into the atmosphere from the chimney 7. Since the high-temperature pressurized combustion gas is discharged into the atmosphere in the chimney 7 after passing through the bag filter portion, the possibility of air pollution can be reduced.

1.2.固体燃料の燃焼方法
以下、本発明の第1の実施形態にかかる固体燃料の燃焼方法について、図6を参照して説明する。
図6に示すように、燃焼方法は、燃料供給工程S1、燃焼工程S2、集塵工程S3、圧縮空気生成工程S4、発電工程S5、一次熱交換工程S6、及び、排気工程S7が含まれたものとなっている。
1.2 Solid Fuel Combustion Method Hereinafter, a solid fuel combustion method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the combustion method includes a fuel supply process S1, a combustion process S2, a dust collection process S3, a compressed air generation process S4, a power generation process S5, a primary heat exchange process S6, and an exhaust process S7.

1.2.1.燃料供給工程S1
燃料供給工程S1は、燃料ホッパー2内の固体燃料を、燃焼器1における回転筒部材1aの内筒103に供給する工程である。まず、燃料ホッパー2内の固体燃料が、燃焼器1における弁119を介して、供給路116に供給される。そして、モータ118が駆動されることでスクリューコンベヤ117が回動し、それにより、供給路116に供給された固体燃料は、スクリューコンベヤ117により管体104を通過し、内筒103の内部空間に供給される。次に、モータ113が駆動されることで、回転筒部材1aが回転する。この回転により固体燃料は転動破砕される。また、回転筒部材1aの内筒103内には、粉砕部材が収容されていることから、内筒103の内部空間に供給された固体燃料は、内筒103の回転に合わせて粉砕部材と衝突を繰り返し、細かく粉砕される。ここで、筒体101はノズル105が水平面に対して上向きに傾いているので、筒体101の回転によっても内筒103の内部空間に収容される粉砕部材が飛び出ることはない。
1.2.1. Fuel supply process S1
The fuel supply step S1 is a step of supplying the solid fuel in the fuel hopper 2 to the inner cylinder 103 of the rotating cylinder member 1a in the combustor 1. First, the solid fuel in the fuel hopper 2 is supplied to the inner cylinder 103 of the rotating cylinder member 1a in the combustor 1 through the valve The solid fuel is supplied to the supply path 116 via the motor 118 and the screw conveyor 117 rotates. The solid fuel supplied to the supply path 116 is then conveyed by the screw conveyor 117 through the pipe. The fuel passes through the body 104 and is supplied to the internal space of the inner cylinder 103. Next, the motor 113 is driven to rotate the rotary cylinder member 1a. The solid fuel is tumblingly crushed by this rotation. Since a pulverizing member is accommodated in the inner cylinder 103 of the rotating cylinder member 1a, the solid fuel supplied to the inner space of the inner cylinder 103 collides with the pulverizing member as the inner cylinder 103 rotates. It is repeatedly crushed into fine pieces. Here, since the nozzle 105 of the cylindrical body 101 is inclined upward with respect to the horizontal plane, the crushing member housed in the internal space of the inner cylinder 103 will not fly out even when the cylindrical body 101 rotates.

1.2.2.燃焼工程S2
燃焼工程S2は、内筒103内の固体燃料を燃焼する工程である。燃料供給工程S1にて、回転筒部材1aの回転及び粉砕部材により粉砕された固体燃料は、図示されない点火用バーナーにて着火されて燃焼を開始する。なお、点火用バーナーにて着火する際には、モータ113の駆動を止めることで、回転筒部材1aの回転を止めても良い。このとき、固体燃料は、回転筒部材1aの回転及び粉砕部材によって細かく粉砕されているので、直接燃焼によるガス化が迅速に行われる。また細かく粉砕されていることで残渣や燃え残りが生じにくく、内筒103に供給された固体燃料の大半は、内筒103での燃焼によってガスが発生しノズル105へ浮遊する。
なお、燃焼システムを立ち上げて、内筒103内で高温加圧燃焼ガスが安定的に供給されるまでは、回転筒部材1aのパイプフレーム109内を通過する燃焼空気が不安定になってしまうため、例えば送風機などを設けて、強制的に燃焼空気を供給できるようにしても良い。
1.2.2. Combustion process S2
The combustion step S2 is a step of combusting the solid fuel in the inner cylinder 103. In the fuel supply step S1, the solid fuel pulverized by the rotation of the rotary cylinder member 1a and the pulverizing member is ignited by an ignition burner (not shown). When the solid fuel is ignited, it starts to burn. When the solid fuel is ignited by the ignition burner, the rotation of the rotating cylinder member 1a may be stopped by stopping the driving of the motor 113. At this time, the solid fuel is Since the fuel is finely pulverized by the rotation of the cylindrical member 1a and the pulverizing member, gasification by direct combustion is rapidly performed. In addition, since the fuel is finely pulverized, residue or unburned remains are hardly generated, and the fuel supplied to the inner cylinder 103 is easily gasified. Most of the solid fuel is burned in the inner cylinder 103, generating gas, which floats to the nozzle 105.
In addition, until the combustion system is started and high-temperature pressurized combustion gas is stably supplied to the inner cylinder 103, the combustion air passing through the pipe frame 109 of the rotating cylinder member 1a becomes unstable. Therefore, for example, a blower or the like may be provided to forcibly supply combustion air.

1.2.3.集塵工程S3
集塵工程S3は、燃焼工程S2により発生した高温加圧燃焼ガスに含まれる灰や屑などを除去するための工程である。燃焼工程S2により発生した高温加圧燃焼ガスは、流路aを通過し、バグフィルター3に供給される。そして、バグフィルター3により、高温加圧燃焼ガスに含まれる灰や屑などが除去され、高温加圧燃焼ガスは流路bに排出される。
1.2.3. Dust collection process S3
The dust collecting step S3 is a step for removing ash and debris contained in the high-temperature pressurized combustion gas generated in the combustion step S2. The high-temperature pressurized combustion gas generated in the combustion step S2 passes through a flow path a. The high-temperature pressurized combustion gas passes through the bag filter 3 and is supplied to the bag filter 3. The bag filter 3 removes ash, debris, and the like contained in the high-temperature pressurized combustion gas, and the high-temperature pressurized combustion gas is discharged into a flow path b.

1.2.4.圧縮空気生成工程S4
圧縮空気生成工程S4は、集塵工程S3を経た高温加圧燃焼ガスを利用して、圧縮空気を生成する工程である。バグフィルター3を通過した高温加圧燃焼ガスは、ガスタービン4のタービン4aに侵入し、タービン4aの羽根に当たることでタービン4aを駆動する。そして、タービン4aが駆動されると、シャフトを通じてコンプレッサ4bが駆動され、そのコンプレッサ4bが空気を取り入れ、流路fを通じて、圧縮空気を一次熱交換器6に向けて排出するようになっている。また、タービン4aに流入した高温加圧燃焼ガスは、流路cを通じてタービン発電機5に向けて排出されるようになっている。
1.2.4. Compressed air generation process S4
The compressed air generation step S4 is a step of generating compressed air using the high-temperature pressurized combustion gas that has been through the dust collection step S3. The high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the bag filter 3 enters the turbine 4a of the gas turbine 4 and hits the blades of the turbine 4a to drive the turbine 4a. When the turbine 4a is driven, the compressor 4b is driven through the shaft, and the compressor 4b takes in air and discharges the compressed air through a flow path f toward the primary heat exchanger 6. The high-temperature pressurized combustion gas that has flowed into the turbine 4a is discharged through a flow path c toward the turbine generator 5.

1.2.5.発電工程S5
発電工程S5は、圧縮空気生成工程S4において、タービン4aから流路cを通じて排出された高温加圧燃焼ガスにより発電を行う工程である。流路cを通過した高温加圧燃焼ガスにより、タービン発電機5のタービン5aを駆動し、シャフトを通じて、発電機5bを駆動する。また、タービン5aに流入した高温加圧燃焼ガスは、流路dを通じて一次熱交換器6に向けて排出されるようになっている。
1.2.5. Power generation process S5
The power generation step S5 is a step of generating electricity using the high-temperature pressurized combustion gas discharged from the turbine 4a through the flow path c in the compressed air generation step S4. The high-temperature pressurized combustion gas passing through the flow path c drives the turbine 5a of the turbine generator 5, which then drives the generator 5b through the shaft. The high-temperature pressurized combustion gas that has flowed into the turbine 5a is discharged toward the primary heat exchanger 6 through the flow path d.

1.2.6.一次熱交換工程S6
一次熱交換工程S6は、発電工程S5を経た高温加圧燃焼ガスの熱を、圧縮空気生成工程S4にて生成された圧縮空気に与える工程である。一次熱交換器6において、流路6bを通過する、ガスタービン4のコンプレッサ4bから流路fを通じて排出される圧縮空気が、流路6aを通過する、タービン発電機5のタービン5aから流路dを通じて排出される高温加圧燃焼ガスにより加熱され、加熱された圧縮空気が、流路gを通じて燃焼器1に向けて排出されるようになっている。また、流路6aを通過する高温加圧燃焼ガスは、流路eを通じて排出される。
1.2.6. Primary heat exchange step S6
The primary heat exchange step S6 is a step of transferring heat from the high-temperature compressed combustion gas that has been subjected to the power generation step S5 to the compressed air generated in the compressed air generation step S4. Compressed air discharged from the compressor 4b of the gas turbine 4 through a flow path f is heated by high-temperature compressed combustion gas discharged from the turbine 5a of the turbine generator 5 through a flow path d, which passes through the flow path 6a. The heated compressed air is discharged through a flow path g toward the combustor 1. The high-temperature compressed combustion gas passing through the flow path 6a is discharged through a flow path e. .

そして、一次熱交換工程S6を経て燃焼器1に向けて排出された加熱圧縮空気は、燃焼工程S2において燃焼空気として利用される。加熱圧縮空気は、図3に示されるように、加熱空気a0として燃焼器1における支持部材1bの燃焼空気入口114から取り込まれ、送気路115を通過して、通風口108に供給される。通風口108に供給された加熱空気a0は、二次加熱空気a2として、内筒103と外筒102との隙間である通風路107を経由して、ノズル105の内部空間に供給されると共に、図4、5に示される吸気口127からパイプフレーム109に取り入れられた加熱空気a0は、一次加熱空気a1として、内筒103の内部空間に供給される。なお、送気路115を通過する加熱空気a0の熱が軸受112やモータ113などの回転部材まで伝達しようとするが、送気路115のうち、少なくとも回転部材と対する部分に、断熱材120を設けているため、回転部材は長時間稼動させても焼き付くことがない。 The heated compressed air discharged toward the combustor 1 through the primary heat exchange process S6 is used as combustion air in the combustion process S2. As shown in FIG. 3, the heated compressed air is taken in as heated air a0 from the combustion air inlet 114 of the support member 1b in the combustor 1, passes through the air supply path 115, and is supplied to the ventilation port 108. The heated air a0 supplied to the ventilation port 108 is supplied to the internal space of the nozzle 105 as secondary heated air a2 via the ventilation path 107, which is the gap between the inner cylinder 103 and the outer cylinder 102, and the heated air a0 taken into the pipe frame 109 from the intake port 127 shown in FIG. 4 and 5 is supplied to the internal space of the inner cylinder 103 as primary heated air a1. The heat of the heated air a0 passing through the air supply path 115 is intended to be transmitted to the rotating components such as the bearings 112 and the motor 113. However, since heat insulation material 120 is provided at least in the part of the air supply path 115 that faces the rotating components, the rotating components will not burn even if they are operated for a long time.

パイプフレーム109を経由して内筒103の内部空間に供給された一次加熱空気a1により、粉砕された固体燃料は部分的に燃焼し、その発生した熱で内筒103内の温度がおよそ200~600℃に上昇し、固体燃料に含まれる揮発成分が熱分解してガス化する。固体燃料は、回転筒部材1aの回転及び粉砕部材で粉砕されているから、揮発成分が熱分解し易くなってガス化が迅速に行われる。しかし、供給される空気量が多くないから内筒103の内部空間は低酸素状態に維持され、固体燃料は炎を上げて激しく燃焼することはない。 The pulverized solid fuel is partially combusted by the primary heated air a1 supplied to the internal space of the inner cylinder 103 via the pipe frame 109, and the heat generated raises the temperature inside the inner cylinder 103 to approximately 200-600°C, causing the volatile components contained in the solid fuel to pyrolyze and gasify. Because the solid fuel is pulverized by the rotation of the rotating cylinder member 1a and the pulverizing member, the volatile components are easily pyrolyzed and gasification is carried out quickly. However, because the amount of air supplied is not large, the internal space of the inner cylinder 103 is maintained in a low-oxygen state, and the solid fuel does not burn violently with a flame.

開口部において外筒102と内筒103との間の開口面積は、吹出口110の開口面積以上であり、通風口108から取り込まれる空気量のうち、ノズル105の内部空間に供給される空気量は、内筒103の内部空間に供給される空気量以上である。このため、ノズル105における燃焼温度は、内筒103における燃焼温度よりも高い。すなわち、ノズル105は高温で燃焼する二次燃焼の役割を担う。ノズル105に浮遊してきたガスと残渣は、高温で燃焼され灰化する。残渣や燃え残りが少ないので、完全燃焼されタールが生じることも少ない。確実に灰化されるので、灰は迅速にノズル105から排出される。 The opening area between the outer cylinder 102 and the inner cylinder 103 at the opening is equal to or larger than the opening area of the blowing port 110, and the amount of air taken in from the ventilation port 108 that is supplied to the internal space of the nozzle 105 is equal to or larger than the amount of air supplied to the internal space of the inner cylinder 103. Therefore, the combustion temperature in the nozzle 105 is higher than the combustion temperature in the inner cylinder 103. In other words, the nozzle 105 plays the role of secondary combustion, which burns at a high temperature. The gas and residue that floats in the nozzle 105 are burned at a high temperature and turned to ash. Since there is little residue or unburned remains, complete combustion occurs and little tar is produced. Since the ash is turned to ash reliably, the ash is quickly discharged from the nozzle 105.

そのガスと残渣はノズル105へ浮遊し、通風路107を通じて多量に供給された空気と混合して完全燃焼し、燃焼ガスと灰がノズル105から直に排出する。ノズル105の内部空間はおよそ900~1200℃の高温となるが、灰は溶融する前にノズル105から迅速に排出され、クリンカーは生成され難い。 The gas and residue float to the nozzle 105, where they are mixed with the large amount of air supplied through the ventilation passage 107 and completely combusted, with the combustion gas and ash being discharged directly from the nozzle 105. The internal space of the nozzle 105 becomes hot, at approximately 900 to 1200°C, but the ash is quickly discharged from the nozzle 105 before it melts, and clinker is unlikely to be formed.

1.2.7.排気工程S7
排気工程S7は、一次熱交換工程S6を経た高温加圧燃焼ガスを、煙突7から大気に排出する工程である。煙突7は、一次熱交換器6から、流路eを通じて排出される高温加圧燃焼ガスに含まれる灰を好適に分離するバグフィルター部分を有しており、バグフィルター部分を通過した高温加圧燃焼ガスは、煙突7から大気に排出される。
1.2.7. Exhaust step S7
The exhaust step S7 is a step of discharging the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the primary heat exchange step S6 from a chimney 7 to the atmosphere. The chimney 7 has a bag filter portion that suitably separates ash contained in the high-temperature pressurized combustion gas discharged from the primary heat exchanger 6 through a flow path e, and the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the bag filter portion is discharged from the chimney 7 to the atmosphere.

1.3.効果
第1の実施形態の燃焼装置は、以上に詳述したような構成を有するため、固体燃料を燃焼させたことで生じる灰やタールなどによるガスタービン4などへの悪影響を低減させること、予熱された加圧空気を燃焼器1に供給することにより、燃焼効率を向上させること、及び、予熱された加圧空気による、軸受112やモータ113などの回転部材への悪影響を低減させること、が可能な燃焼システムを提供することができる。
1.3. Effects The combustion device of the first embodiment has the configuration as described above in detail, and therefore can provide a combustion system that can reduce the adverse effects on the gas turbine 4 and other components caused by ash, tar, and the like generated by burning solid fuel, improve the combustion efficiency by supplying preheated pressurized air to the combustor 1, and reduce the adverse effects on rotating members such as the bearings 112 and the motor 113 caused by the preheated pressurized air.

2.第2の実施形態
2.1.全体構成
以下、第2の実施形態にかかる燃焼システムの全体構成について、図7~9を参照して説明する。
図7に示すように、本発明の第2の実施形態にかかる燃焼システムは、燃焼器1、燃料ホッパー2、バグフィルター3、ガスタービン4、タービン発電機5、一次熱交換器6、煙突7とから構成されている。
第2の実施形態は、図8、9に示すように、燃焼器1における燃焼室1dの出口部分に、エゼクタ1eを設けている点、及び、一次熱交換器6を経由した加熱圧縮空気が、燃焼器1における支持部材1bの燃焼空気入口114だけでなく、エゼクタ1eにも供給されている点が、第1の実施形態と異なる。これらの点以外の構成については、第1の実施形態と同じであるため、説明は割愛する。
2. Second embodiment 2.1. Overall configuration Hereinafter, the overall configuration of a combustion system according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7 , the combustion system according to the second embodiment of the present invention comprises a combustor 1, a fuel hopper 2, a bag filter 3, a gas turbine 4, a turbine generator 5, a primary heat exchanger 6, and a chimney 7.
8 and 9, the second embodiment differs from the first embodiment in that an ejector 1e is provided at the outlet of the combustion chamber 1d in the combustor 1, and that heated compressed air that has passed through the primary heat exchanger 6 is supplied not only to the combustion air inlet 114 of the support member 1b in the combustor 1, but also to the ejector 1e. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and therefore will not be described.

2.1.1.エゼクタ1e
エゼクタ1eは、ポンプ等の機械的駆動に頼らずに、燃焼器1における燃焼室1d内の高温燃焼ガスを取り込むものである。エゼクタ1eは、図9に示されるように、一次熱交換器6を経由した加熱圧縮空気が通過し、下流側に向かって断面が小さくなるテーバ状のノズル122と、燃焼室1d内の高温燃焼ガスを吸引する吸引口121と、加熱圧縮空気と高温燃焼ガスを混合する混合部を有している。
2.1.1. Ejector 1e
The ejector 1e takes in high-temperature combustion gas in the combustion chamber 1d of the combustor 1 without relying on mechanical drive such as a pump. As shown in Fig. 9, the ejector 1e has a tapered nozzle 122 through which the heated compressed air that has passed through the primary heat exchanger 6 passes and whose cross section becomes smaller toward the downstream side, a suction port 121 that draws in the high-temperature combustion gas in the combustion chamber 1d, and a mixing section that mixes the heated compressed air with the high-temperature combustion gas.

2.2.固体燃料の燃焼方法
以下、本発明の第2の実施形態にかかる固体燃料の燃焼方法について、図6を参照して説明する。
図6に示すように、固体燃料の燃焼方法は、燃料供給工程S1、燃焼工程S2、集塵工程S3、圧縮空気生成工程S4、発電工程S5、一次熱交換工程S6、及び、排気工程S7が含まれたものとなっている。
第2の実施形態における固体燃料の燃焼方法は、第1の実施形態における固体燃料の燃焼方法のうち、主に一次熱交換工程S6を経た後の燃焼工程S2が異なるのみであるため、それ以外の工程については、説明は割愛する。
2.2 Solid Fuel Combustion Method Hereinafter, a solid fuel combustion method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the method of burning solid fuel includes a fuel supply process S1, a combustion process S2, a dust collection process S3, a compressed air generation process S4, a power generation process S5, a primary heat exchange process S6, and an exhaust process S7.
The solid fuel combustion method in the second embodiment differs from the solid fuel combustion method in the first embodiment mainly in the combustion step S2 after the primary heat exchange step S6, and therefore the other steps will not be described.

2.2.1.燃焼工程S2
燃焼工程S2は、内筒103内の固体燃料を燃焼する工程である点では、第1の実施形態と同じである。第2の実施形態では、燃焼室1dの出口部分にエゼクタ1eが付いているため、効率的に、ノズル105において発生した高温燃焼ガスが下流側に運ばれる。具体的には、一次熱交換器6を経由した加熱圧縮空気が、テーバ状のノズル122を通過すると、エゼクタ1e内部の圧力が低下するため、それにより燃焼室1d内の高温燃焼ガスが吸引口121から吸引される。吸引された高温燃焼ガスは、混合部にて、加熱圧縮空気と混合され、下流側に運ばれる。
2.2.1. Combustion process S2
The combustion step S2 is the same as that of the first embodiment in that it is a step of burning the solid fuel in the inner cylinder 103. In the second embodiment, an ejector 1e is attached to the outlet portion of the combustion chamber 1d. Therefore, the high-temperature combustion gas generated in the nozzle 105 is efficiently transported downstream. Specifically, when the heated compressed air that has passed through the primary heat exchanger 6 passes through the tapered nozzle 122, it is ejected into the ejector 104. The pressure inside the combustion chamber 1e drops, so that the high-temperature combustion gas in the combustion chamber 1d is sucked in through the suction port 121. The sucked-in high-temperature combustion gas is mixed with the heated compressed air in the mixing section, and is discharged downstream. is transported to.

2.3.効果
第2の実施形態の燃焼装置は、以上に詳述したような構成を有するため、第1の実施形態により奏する効果に加え、エゼクタ1eにより、燃焼室1d内の高温加圧燃焼ガスを、より効率的に下流側に供給することができる。
2.3 Effects Since the combustion device of the second embodiment has the configuration described above in detail, in addition to the effects achieved by the first embodiment, the ejector 1e can more efficiently supply the high-temperature pressurized combustion gas in the combustion chamber 1d to the downstream side.

3.第3の実施形態
3.1.全体構成
以下、第3の実施形態にかかる燃焼システムの全体構成について、図10~16を参照して説明する。
図10に示すように、本発明の第3の実施形態にかかる燃焼システムは、燃焼器1、燃料ホッパー2、ガスタービン4、タービン発電機5、一次熱交換器6、煙突7とから構成されている。
第3の実施形態は、図10及び図11に示すように、主に、燃焼器1に、二次熱交換器1fを設けている点、バグフィルター3を設けていない点、燃焼室1dから排出される高温燃焼ガスが、一次熱交換器6に供給されている点、及び、タービン発電機5のタービン5aから排出される加熱圧縮空気が、一次熱交換器6を介さずに、加熱空気a0として燃焼器1に供給されている点が、第1の実施形態と異なる。
そして、燃焼器1の構成以外は、第1の実施形態とほぼ同じであるため、説明は割愛する。
3. Third embodiment 3.1. Overall configuration The overall configuration of a combustion system according to a third embodiment will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 10, the combustion system according to the third embodiment of the present invention comprises a combustor 1, a fuel hopper 2, a gas turbine 4, a turbine generator 5, a primary heat exchanger 6, and a chimney 7.
As shown in Figs. 10 and 11 , the third embodiment differs from the first embodiment mainly in that a secondary heat exchanger 1f is provided in the combustor 1, that a bag filter 3 is not provided, that high-temperature combustion gas discharged from a combustion chamber 1d is supplied to a primary heat exchanger 6, and that heated compressed air discharged from a turbine 5a of a turbine generator 5 is supplied to the combustor 1 as heated air a0 without passing through the primary heat exchanger 6.
Since the configuration of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment except for the configuration of the combustor 1, a description thereof will be omitted.

3.1.1.燃焼器1 3.1.1. Combustor 1

第3の実施形態にかかる燃焼器1は、図11に示すように、回転筒部材1a、支持部材1b、燃料供給部材1c、燃焼室1d、及び、二次熱交換器1fから構成されている。以下、主に第1の実施形態と異なる構成について説明する。
回転筒部材1aは、図12~図15に示すように、
閉塞部に形成され、内筒103と外筒102との隙間を通風路107として経由して支持部材1bの内部空間に空気を供給する通風口108と、
内筒103の壁面に、通風路107と連通し、軸方向に伸びて設けられる複数本の第2パイプフレーム123と、
第2パイプフレーム123の外筒102側に複数箇所形成され、内筒103の内部空間の熱を受け取った二次加熱空気a3を通風路107に吹き出させる小径の吹出口124と、
を更に備えている。
As shown in Fig. 11, the combustor 1 according to the third embodiment is composed of a rotating cylinder member 1a, a support member 1b, a fuel supply member 1c, a combustion chamber 1d, and a secondary heat exchanger 1f. The following mainly describes the configuration different from the first embodiment.
As shown in FIGS. 12 to 15, the rotating cylinder member 1a has the following features:
a ventilation port 108 formed in the closed portion and configured to supply air to an internal space of the support member 1b through a gap between the inner cylinder 103 and the outer cylinder 102 as a ventilation passage 107;
A plurality of second pipe frames 123 are provided on the wall surface of the inner cylinder 103, communicate with the ventilation passage 107, and extend in the axial direction;
a plurality of small-diameter air outlets 124 formed on the outer cylinder 102 side of the second pipe frame 123 and for blowing out the secondary heated air a3 that has received heat from the internal space of the inner cylinder 103 into the ventilation passage 107;
It further comprises:

第3の実施形態においては、図13において示されるように、第2パイプフレーム123の本数は4本であるが、4本に限定されるものではなく、例えば6本、8本、又は、10本とすることもできる。 In the third embodiment, as shown in FIG. 13, the number of second pipe frames 123 is four, but this is not limited to four and can be, for example, six, eight, or ten.

支持部材1bは、
支持体111に設けられた、二次加熱空気a3を、外部に送り出す送気口125を有し、通風口108から取り込まれた加熱空気a0を送気口125へ送り込む送気路126と、
を更に備えている。
The support member 1b is
an air supply path 126 provided in the support 111, which has an air supply port 125 for sending out the secondary heated air a3 to the outside and sends the heated air a0 taken in from the ventilation port 108 to the air supply port 125;
It further comprises:

なお、燃焼器1における、回転筒部材1aの通風路107及び第2パイプフレーム123と支持部材1bの送気路126が、二次熱交換器1fにおける熱を受け取る側の流路を構成している。 In addition, in the combustor 1, the ventilation passage 107 of the rotating cylinder member 1a and the air supply passage 126 of the second pipe frame 123 and the support member 1b form the flow path that receives heat in the secondary heat exchanger 1f.

3.2.固体燃料の燃焼方法
以下、本発明の第3の実施形態にかかる固体燃料の燃焼方法について、図16を参照して説明する。
図16に示すように、固体燃料の燃焼方法は、燃料供給工程S11、燃焼工程S12、二次熱交換工程S13、圧縮空気生成工程S14、発電工程S15、一次熱交換工程S16、及び、排気工程S17が含まれたものとなっている。
第3の実施形態における固体燃料の燃焼方法のうち、燃料供給工程S11については、第1の実施形態における燃料供給工程S1と同様の工程であるため、説明は割愛する。
3.2 Solid Fuel Combustion Method Hereinafter, a solid fuel combustion method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 16, the method of burning solid fuel includes a fuel supply process S11, a combustion process S12, a secondary heat exchange process S13, a compressed air generation process S14, a power generation process S15, a primary heat exchange process S16, and an exhaust process S17.
In the solid fuel combustion method according to the third embodiment, the fuel supplying step S11 is the same as the fuel supplying step S1 in the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.

3.2.1.燃焼工程S12
燃焼工程S12は、内筒103内の固体燃料を燃焼する工程である点では、第1の実施形態と同じである。第3の実施形態では、図10~12に示すように、燃焼器1により生成された高温加圧燃焼ガスが、流路Fから一次熱交換器6に向けて排出されると共に、二次熱交換器1fにて利用されることが、第1の実施形態と異なる。
3.2.1. Combustion step S12
The combustion step S12 is the same as that of the first embodiment in that it is a step of combusting the solid fuel in the inner cylinder 103. The third embodiment differs from the first embodiment in that, as shown in Figures 10 to 12, the high-temperature pressurized combustion gas generated by the combustor 1 is discharged from the flow path F toward the primary heat exchanger 6 and is utilized in the secondary heat exchanger 1f.

3.2.2.二次熱交換工程S13
二次熱交換工程S13は、燃焼工程S12において内筒103内で発生した熱を、燃焼器1における回転筒部材1aの第2パイプフレーム123内を通過する加熱空気a0などに与える工程である。
図11、図12及び図15に示すように、回転筒部材1aの第2パイプフレーム123内の加熱空気a0は、内筒103内で発生する高温加圧燃焼ガスにより加熱され、加熱された空気が、二次加熱空気a3として、吹出口124から回転筒部材1aの通風路107に排出される。その後、二次加熱空気a3は、支持部材1bの送気路126及び送気口125を通過して、流路Aに排出される。
なお、燃焼システムを立ち上げて、内筒103内で高温加圧燃焼ガスが安定的に供給されるまでは、回転筒部材1aの第2パイプフレーム123内を通過する空気が不安定になってしまうため、送風機などを設けて、強制的に第2パイプフレーム123内に送気するようにしても良い。
3.2.2. Secondary heat exchange step S13
The secondary heat exchange process S13 is a process in which the heat generated in the inner cylinder 103 in the combustion process S12 is given to the heated air a0 passing through the second pipe frame 123 of the rotating cylinder member 1a in the combustor 1, etc.
As shown in FIGS. 11, 12 and 15, the heated air a0 in the second pipe frame 123 of the rotating cylinder member 1a is heated by the high-temperature pressurized combustion gas generated in the inner cylinder 103, and the heated air is discharged as secondary heated air a3 from the blowing port 124 to the ventilation passage 107 of the rotating cylinder member 1a. The secondary heated air a3 then passes through the air supply passage 126 and the air supply port 125 of the support member 1b. Then, the mixture is discharged into flow path A.
In addition, after starting up the combustion system, until the high-temperature pressurized combustion gas is stably supplied to the inner cylinder 103, the air passing through the second pipe frame 123 of the rotating cylinder member 1a becomes unstable. To prevent this, a blower or the like may be provided to forcibly send air into the second pipe frame 123 .

3.2.3.圧縮空気生成工程S14
圧縮空気生成工程S14は、二次熱交換工程S13を経た二次加熱空気a3を利用して、加圧空気を生成する工程である。二次熱交換工程S13を経た二次加熱空気a3は、ガスタービン4のタービン4aに侵入し、タービン4aの羽根に当たることでタービン4aを駆動すると、シャフトを通じてコンプレッサ4bが駆動され、そのコンプレッサ4bが空気を取り入れ、流路Dを通じて、加圧空気を排出するようになっている。また、タービン4aに流入した二次加熱空気a3は、流路Bを通じて排出されるようになっている。
3.2.3. Compressed air generation process S14
The compressed air generating step S14 is a step of generating pressurized air using the secondary heated air a3 that has been through the secondary heat exchange step S13. The secondary heated air a3 that has been through the secondary heat exchange step S13 enters the turbine 4a of the gas turbine 4, and when it hits the blades of the turbine 4a to drive the turbine 4a, the compressor 4b is driven through the shaft, and the compressor 4b takes in air and discharges the compressed air through flow path D. The secondary heated air a3 that has flowed into the turbine 4a is discharged through flow path B.

3.2.4.発電工程S15
発電工程S15は、圧縮空気生成工程S14において、タービン4aから流路Bを通じて排出された二次加熱空気a3により発電を行う工程である。流路Bを通過した二次加熱空気a3により、タービン発電機5のタービン5aを駆動し、シャフトを通じて、発電機5bを駆動する。また、タービン5aに流入した二次加熱空気a3は、流路C及び流路Eを通じて燃焼器1に向けて排出されるようになっている。
3.2.4. Power generation process S15
The power generation step S15 is a step of generating electricity using the secondary heated air a3 discharged from the turbine 4a through the flow path B in the compressed air generation step S14. The secondary heated air a3 passing through the flow path B drives the turbine 5a of the turbine generator 5, and drives the generator 5b through the shaft. The secondary heated air a3 flowing into the turbine 5a is discharged toward the combustor 1 through the flow paths C and E.

3.2.5.一次熱交換工程S16
一次熱交換工程S16は、燃焼室1dから流路Fを通じて排出される高温加圧燃焼ガスの熱を、圧縮空気生成工程S14にて生成された加圧空気に与える工程である。一次熱交換器6において、ガスタービン4のコンプレッサ4bから流路Dを通じて排出される加圧空気が、流路6bにて、燃焼室1dから流路Fを通じて排出される高温加圧燃焼ガスにより加熱され、加熱された加圧空気が、流路Eを通じて、燃焼器1に排出されるようになっている。また、流路6aを通過した高温加圧燃焼ガスは、流路Gを通じて排出される。
3.2.5. Primary heat exchange step S16
The primary heat exchange step S16 is a step of transferring heat from the high-temperature compressed combustion gas discharged from the combustion chamber 1d through the flow path F to the compressed air generated in the compressed air generation step S14. In the gas turbine 4, compressed air discharged from the compressor 4b of the gas turbine 4 through a flow path D is heated in a flow path 6b by high-temperature compressed combustion gas discharged from the combustion chamber 1d through a flow path F, and the heated The compressed air is discharged to the combustor 1 through a flow path E. The high-temperature compressed combustion gas that has passed through the flow path 6a is discharged through a flow path G.

そして、一次熱交換工程S16を経て燃焼器1に排出された加熱圧縮空気は、燃焼工程S12において利用されるが、この点は第1実施形態と同じであるため、説明は割愛する。 The heated compressed air discharged to the combustor 1 through the primary heat exchange process S16 is used in the combustion process S12, but this is the same as in the first embodiment, so a detailed explanation will be omitted.

3.2.6.排気工程S17
排気工程S7は、一次熱交換工程S16を経て流路Gから排出された高温加圧燃焼ガスを、煙突7から大気に排出する工程である。煙突7は、一次熱交換器6から、流路Gを通じて排出される高温加圧燃焼ガスに含まれる灰を好適に分離するバグフィルター部分を有しており、バグフィルター部分を通過した高温加圧燃焼ガスは、煙突7から大気に排出される。
3.2.6. Exhaust step S17
The exhaust step S7 is a step of discharging the high-temperature pressurized combustion gas discharged from flow path G through the primary heat exchange step S16 into the atmosphere from the chimney 7. The chimney 7 has a bag filter portion that suitably separates ash contained in the high-temperature pressurized combustion gas discharged from the primary heat exchanger 6 through flow path G, and the high-temperature pressurized combustion gas that has passed through the bag filter portion is discharged from the chimney 7 into the atmosphere.

3.3.効果
第3の実施形態の燃焼装置は、以上に詳述したような構成を有するため、第1の実施形態により奏する効果に加え、二次熱交換器1fにより、高温加圧燃焼ガスに含まれる灰やタールなどが、下流側に位置するガスタービン4やタービン発電機5などに付着することを効果的に抑制することができる。その結果、燃焼システム全体の寿命を長くすることが可能となる。
3.3 Effects The combustion device of the third embodiment has the configuration described above in detail, and therefore in addition to the effects achieved by the first embodiment, the secondary heat exchanger 1f can effectively prevent ash, tar, and the like contained in the high-temperature pressurized combustion gas from adhering to the gas turbine 4 and the turbine generator 5 located downstream. As a result, it is possible to extend the life of the entire combustion system.

4.その他の実施形態
上記の実施形態においては、燃焼システムにおいて、タービン発電機5を用いて発電する構成を採用したが、発電する構成に限らず、熱水を生成する給湯システム、温風を生成する温調システム、及び、高温による殺菌を行う殺菌システムなどを構築することも可能である。これにより、本発明の燃焼システムを、幅広い用途で使用することができる。
In the above embodiment, the combustion system is configured to generate electricity using the turbine generator 5, but it is not limited to the configuration for generating electricity. It is also possible to construct a hot water supply system that generates hot water, a temperature control system that generates hot air, a sterilization system that performs sterilization at high temperature, etc. This allows the combustion system of the present invention to be used in a wide range of applications.

また、上記の実施形態においては、コンプレッサ4bを駆動するためのタービン4aと、発電機5bを駆動するためのタービン5aとで、別々のタービンを用いる構成を採用したが、この構成に限らず、図17に示されるように、コンプレッサ4bと発電機を、一つのタービン4aにて駆動する構成を採用することも可能である。これにより、燃焼システム全体の構造を、簡素化させることができる。 In addition, in the above embodiment, a configuration was adopted in which separate turbines were used for the turbine 4a to drive the compressor 4b and the turbine 5a to drive the generator 5b, but this configuration is not limited thereto, and it is also possible to adopt a configuration in which the compressor 4b and the generator are driven by a single turbine 4a, as shown in FIG. 17. This simplifies the structure of the entire combustion system.

更に、上記の実施形態においては、供給路116が、管体104の後端口に当接する構成を採用したが、図18に示されるように、供給路116を、内筒103の内部空間まで連通させる構成を採用することも可能である。これにより、固体燃料が通過する経路に存在していた、接続箇所が無くなるため、接続箇所に固体燃料が溜まり、固体燃料の供給に支障が出るリスクを回避することが可能となる。 In addition, in the above embodiment, the supply path 116 is configured to abut against the rear end opening of the tube body 104, but as shown in FIG. 18, it is also possible to configure the supply path 116 to communicate with the internal space of the inner tube 103. This eliminates the connection points that existed in the path through which the solid fuel passes, making it possible to avoid the risk of solid fuel accumulating at the connection points and disrupting the supply of solid fuel.

そして、上記の実施形態においては、一次熱交換器6は、ガスタービン4のコンプレッサ4bから排出される圧縮空気が通る流路6bと、タービン発電機5のタービン5aから排出される高温加圧燃焼ガスが通る流路6aを有しており、互いに熱交換できるようになっている構成を採用したが、これに限らず、他の熱源により、ガスタービン4のコンプレッサ4bから排出される圧縮空気に熱を加える構成としても良い。他の熱源としては、例えば、他のシステムで生じする蒸気、熱水、又は、熱風などが挙げられる。 In the above embodiment, the primary heat exchanger 6 has a flow path 6b through which the compressed air discharged from the compressor 4b of the gas turbine 4 passes, and a flow path 6a through which the high-temperature pressurized combustion gas discharged from the turbine 5a of the turbine generator 5 passes, and a configuration is adopted in which they can exchange heat with each other, but this is not limited to the above, and a configuration in which heat is added to the compressed air discharged from the compressor 4b of the gas turbine 4 by another heat source may also be used. Examples of other heat sources include steam, hot water, or hot air generated in another system.

第1の実施形態においては、内筒103と外筒102との隙間を通風路107として利用する構成を採用したが、図19及び図20に示すように、内筒103と外筒102との隙間を、SiC(炭化ケイ素)などの耐火材で構成される内筒103よりも、柔軟性のある断熱材128で埋める構成を採用しても良い。この構成を採用する場合には、図21に示すように、パイプフレーム109に導入する加熱空気a0は、パイプフレーム109の根本から導入するようにし、ノズル105に向かう二次加熱空気a2は、パイプフレーム109の先端から排出するようにすることが好ましい。内筒103と外筒102との隙間を、柔軟性のある断熱材128で埋めることにより、断熱材128が緩衝材として機能し、回転筒部材1aが回転することによる振動などにより、内筒103が破損する危険性を軽減することができる。 In the first embodiment, the gap between the inner tube 103 and the outer tube 102 is used as the ventilation passage 107. However, as shown in FIG. 19 and FIG. 20, the gap between the inner tube 103 and the outer tube 102 may be filled with a more flexible insulating material 128 than the inner tube 103 made of a fire-resistant material such as SiC (silicon carbide). When this configuration is adopted, it is preferable that the heated air a0 introduced into the pipe frame 109 is introduced from the base of the pipe frame 109, and the secondary heated air a2 toward the nozzle 105 is discharged from the tip of the pipe frame 109, as shown in FIG. 21. By filling the gap between the inner tube 103 and the outer tube 102 with the flexible insulating material 128, the insulating material 128 functions as a buffer material, and the risk of the inner tube 103 being damaged by vibrations caused by the rotation of the rotating tube member 1a can be reduced.

第2の実施形態においては、燃焼器1における燃焼室1dの出口部分に、エゼクタ1eを設ける構成を採用したが、図22に示されるように、燃焼器1における支持部材1bに、出口部分(吸引口121)を設け、その出口部分にエゼクタ1eを設ける構成としても良い。この場合には、高温加圧燃焼ガスa4が、支持部材1bを経由して、吸引口121に至る。これにより、燃焼器1をよりコンパクトに形成することが可能となる。 In the second embodiment, an ejector 1e is provided at the outlet of the combustion chamber 1d in the combustor 1. However, as shown in FIG. 22, an outlet (suction port 121) may be provided in the support member 1b of the combustor 1, and the ejector 1e may be provided at the outlet. In this case, the high-temperature pressurized combustion gas a4 passes through the support member 1b and reaches the suction port 121. This allows the combustor 1 to be made more compact.

第3の実施形態においては、燃焼器1の下流側且つガスタービン4の上流側に、バグフィルター3を設けていないが、よりクリーンな二次加熱空気a3を供給して、燃焼システムの寿命を向上させることを目的として、バグフィルター3を設けるようにしても良い。 In the third embodiment, a bag filter 3 is not provided downstream of the combustor 1 and upstream of the gas turbine 4, but a bag filter 3 may be provided to supply cleaner secondary heated air a3 and improve the life of the combustion system.

また、第3の実施形態においては、燃焼室1dの出口部分にエゼクタを設けていないが、より効率的に高温加圧燃焼ガスを供給することを目的として、エゼクタを設けるようにしても良い。 In addition, in the third embodiment, an ejector is not provided at the outlet of the combustion chamber 1d, but an ejector may be provided in order to more efficiently supply high-temperature pressurized combustion gas.

更に、第3の実施形態においては、タービン5aに流入した二次加熱空気a3は、流路C及びEを通じて燃焼器1に向けて排出されるようになっているが、タービン5aに流入した二次加熱空気a3を、一次熱交換器6における流路6aを経由、又は、流路Gを介して、煙突7から排出するようにしても良い。また、タービン5aに流入した二次加熱空気a3を、流路Cを通じて燃焼器1に向けて排出するか、一次熱交換器6を経由して煙突7から排出するかを切り替えられるようにしても良い。 Furthermore, in the third embodiment, the secondary heated air a3 that flows into the turbine 5a is discharged toward the combustor 1 through flow paths C and E, but the secondary heated air a3 that flows into the turbine 5a may be discharged from the chimney 7 via flow path 6a in the primary heat exchanger 6 or via flow path G. Also, it may be possible to switch between discharging the secondary heated air a3 that flows into the turbine 5a toward the combustor 1 through flow path C or discharging it from the chimney 7 via the primary heat exchanger 6.

1 :燃焼器
1a :回転筒部材
1b :支持部材
1c :燃料供給部材
1d :燃焼室
1e :エゼクタ
1f :二次熱交換器
2 :燃料ホッパー
3 :バグフィルター
4 :ガスタービン
4a :タービン
4b :コンプレッサ
5 :タービン発電機
5a :タービン
5b :発電機
6 :一次熱交換器
6a :流路
6b :流路
7 :煙突
101 :筒体
102 :外筒
103 :内筒
104 :管体
105 :ノズル
106 :耐火層
107 :通風路
108 :通風口
109 :パイプフレーム
110 :吹出口
111 :支持体
112 :軸受
113 :モータ
114 :燃焼空気入口
115 :送気路
116 :供給路
117 :スクリューコンベヤ
118 :モータ
119 :弁
120 :断熱材
121 :吸引口
122 :ノズル
123 :第2パイプフレーム
124 :吹出口
125 :送気口
126 :送気路
127 :吸気口
128 :断熱材

1: Combustor 1a: Rotating cylinder member 1b: Support member 1c: Fuel supply member 1d: Combustion chamber 1e: Ejector 1f: Secondary heat exchanger 2: Fuel hopper 3: Bag filter 4: Gas turbine 4a: Turbine 4b: Compressor 5: Turbine generator 5a: Turbine 5b: Generator 6: Primary heat exchanger 6a: Flow path 6b: Flow path 7: Chimney 101: Cylinder body 102: Outer cylinder 103: Inner cylinder 104: Tube body 105: Nozzle 106: Fireproof layer 107: Ventilation path 108: Ventilation port 109: Pipe frame 110: Air outlet 111: Support body 112: Bearing 113: Motor 114: Combustion air inlet 115: Air supply path 116: Supply path 117: Screw conveyor 118: Motor 119 : Valve 120 : Heat insulating material 121 : Suction port 122 : Nozzle 123 : Second pipe frame 124 : Air outlet 125 : Air supply port 126 : Air supply path 127 : Air intake 128 : Heat insulating material

Claims (4)

加圧空気を生み出すコンプレッサと、
固体燃料の直接燃焼により高温加圧燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記加圧空気を加熱する一次熱交換器と、
を少なくとも備える燃焼システムであって、
前記燃焼器は、
回転筒部材と、
前記回転筒部材を支持する支持部材と、
前記燃焼器で生じた前記高温加圧燃焼ガスの出口と、
エゼクタと、を備え、
前記燃焼器に、前記コンプレッサで加圧され、且つ、前記一次熱交換器で加熱された空気が、燃焼空気として供給され、
前記出口に、前記エゼクタが設けられ、
前記エゼクタに前記燃焼空気が通過することで、前記高温加圧燃焼ガスが吸引される
ことを特徴とする燃焼システム。
A compressor that produces pressurized air;
a combustor that generates high-temperature pressurized combustion gases by direct combustion of a solid fuel;
a primary heat exchanger for heating the compressed air;
A combustion system comprising at least
The combustor includes:
A rotating cylinder member;
a support member for supporting the rotating cylinder member;
an outlet for the hot pressurized combustion gas produced in the combustor;
An ejector,
Air compressed by the compressor and heated by the primary heat exchanger is supplied to the combustor as combustion air;
The ejector is provided at the outlet,
The combustion system according to claim 1, wherein the combustion air passes through the ejector, thereby drawing in the high-temperature pressurized combustion gas.
加圧空気を生み出すコンプレッサと、
固体燃料の直接燃焼により高温加圧燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記加圧空気を加熱する一次熱交換器と、
を少なくとも備える燃焼システムであって、
前記燃焼器は、
回転筒部材と、
前記回転筒部材を支持する支持部材と、
燃焼空気を加熱する二次熱交換器と、を備え、
前記燃焼器に、前記コンプレッサで加圧され、且つ、前記一次熱交換器で加熱された空気が、前記燃焼空気として供給され、
前記二次熱交換器により加熱された前記燃焼空気により、前記コンプレッサを駆動する
ことを特徴とする燃焼システム。
A compressor that produces pressurized air;
a combustor that generates high-temperature pressurized combustion gases by direct combustion of a solid fuel;
a primary heat exchanger for heating the compressed air;
A combustion system comprising at least
The combustor includes:
A rotating cylinder member;
a support member for supporting the rotating cylinder member;
a secondary heat exchanger for heating the combustion air;
Air compressed by the compressor and heated by the primary heat exchanger is supplied to the combustor as the combustion air;
a combustion system, characterized in that the compressor is driven by the combustion air heated by the secondary heat exchanger.
前記支持部材は、
前記回転筒部材を、円周方向に回転可能にする回転部材と、
前記燃焼空気が通過する送気路と、を備え、
前記回転部材は、前記送気路から隔離されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃焼システム。
The support member is
a rotating member that enables the rotating cylinder member to rotate in a circumferential direction;
An air passage through which the combustion air passes,
3. The combustion system of claim 1 or 2, wherein the rotating member is isolated from the air inflection passage.
前記送気路のうち、少なくとも前記回転部材と対する部分に、断熱材を設ける
ことを特徴とする請求項3に記載の燃焼システム。
The combustion system according to claim 3 , wherein a heat insulating material is provided at least in a portion of the air supply passage that faces the rotating member.
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