CN104969002A - 加压焚烧设备以及加压焚烧方法 - Google Patents

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Abstract

该加压焚烧设备(100、200)具备：加压式焚烧炉(1)，其在压缩空气(A)的加压下对被处理物(P)进行焚烧处理；增压器(5)，其被该加压式焚烧炉的燃烧废气(G)旋转驱动而生成上述压缩空气；以及密封单元(5i)，其对上述增压器的涡轮叶轮(5a)的背面(5a1)吹送密封气体(S)。

Description

加压焚烧设备以及加压焚烧方法
技术领域
本发明涉及加压焚烧设备以及加压焚烧方法。
本申请根据2013年1月30日在日本申请的特愿2013-015556号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在下述专利文献1中公开了以下这样的加压焚烧炉设备及其启动方法，即，为了降低制造成本或运营成本而在增压器的空气吸入管上游侧设置有用于使上述增压器启动的送风机。该加压焚烧炉设备具备增压器，该增压器利用从加压流动床式焚烧炉排出的高温排气气体生成压缩空气并向上述加压流动床式焚烧炉供给该压缩空气。加压焚烧炉设备在设备启动时从送风机对增压器的压缩机供给启动用空气。
此外，作为相对于后述的增压器的轴承密封涡轮侧气体的技术，例如在专利文献2中公开了通过利用气压堵塞间隙而进行密封的垫圈来防止导入涡轮的废气泄漏(向轴承泄漏)的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-25966号公报
专利文献2：日本特开2000-265845号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如周知的那样，上述增压器利用规定的轴承机构来支承涡轮叶轮的涡轮轴(旋转轴)，该轴承机构通过规定的润滑油来发挥轴承性能。作为轴承机构一例的、将旋转轴空出规定间隙地插入到径向轴承并利用从外部供给的加压空气使旋转轴上浮并进行支承的气体轴承装置由于装置复杂，所以价格昂贵，没有采用批量生产的实例。在上述加压焚烧炉设备中，虽然从加压流动床式焚烧炉排出的高温排气气体作为驱动流体流入到增压器，但具有该高温排气气体的一部分作用于上述轴承机构的润滑油而导致润滑油劣化的情况。即，虽然认为高温排气气体的成分依赖于焚烧对象物或焚烧用燃料等，但具有在该成分中包含使增压器的润滑油劣化的成分的情况。在这样的情况下，因为促进了润滑油的劣化，所以润滑油的交换频率变高，结果使运营成本上升。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的是提供能够抑制至少由于加压式焚烧炉的排气气体而引起的增压器的润滑油的劣化的加压焚烧设备以及加压焚烧方法。
解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明的第1方式中的加压焚烧设备具备：
加压式焚烧炉，其在压缩空气的加压下对被处理物进行焚烧处理；
增压器，其被该加压式焚烧炉的燃烧废气旋转驱动而生成所述压缩空气；以及
密封单元，其对所述增压器的涡轮叶轮的背面吹送密封气体。
另外，在本发明的第2方式中，上述第1方式中的加压焚烧设备还具备送风机，该送风机在设备启动时对所述加压式焚烧炉供给启动用空气。另外，所述密封单元构成为，在设备启动时，取入所述送风机的所述启动用空气，作为所述密封气体吹送到所述涡轮叶轮的背面，在设备启动之后，取入所述增压器的所述压缩空气，作为所述密封气体吹送到所述涡轮叶轮的背面。
另外，本发明的第3方式在上述第2方式中，所述密封单元具备：切换单元，其在设备启动时选择所述启动用空气进行排出，在设备启动之后选择所述压缩空气进行排出；以及密封气体流路，其设置在所述增压器上，一端与所述切换单元的排出口连接，另一端在与所述涡轮叶轮的背面相对的外壳上开口。
另外，本发明的第4方式在上述第1方式中，所述密封单元具备密封气体流路，该密封气体流路将所述压缩空气作为所述密封气体引导到设置在所述增压器上并且与所述涡轮叶轮的背面对置的外壳。
另外，本发明的第5方式在上述第1～第4的任意一个方式中，所述密封单元具备多个喷出口，该多个喷出口对所述涡轮叶轮的背面的多个位置吹送所述密封气体。
另外，本发明的第6方式在上述第1～第5的任意一个方式中，所述密封单元具备喷出口，该喷出口在所述涡轮叶轮的背面，向所述涡轮叶轮的外周侧吹送所述密封气体。
另外，本发明的第7的方式在上述第1～第6的任意一个方式中，所述密封单元具备喷出口，该喷出口与所述涡轮叶轮呈同心圆状地向所述涡轮叶轮的背面吹送所述密封气体。
此外，在本发明第8方式的加压焚烧方法中，对加压式焚烧炉供给由增压器生成的压缩空气，在加压下对被处理物进行焚烧处理，利用所述加压式焚烧炉的燃烧废气对所述增压器进行旋转驱动而生成所述压缩空气，对所述增压器中的涡轮叶轮的背面吹送密封气体。
发明效果
根据本发明，因为对增压器中的涡轮叶轮的背面吹送密封气体，所以能够抑制或者防止加压式焚烧炉的排气气体侵入到增压器的轴承机构。因此，根据本发明，能够抑制或防止增压器的轴承机构中的润滑油的劣化。
附图说明
图1是本发明一实施方式的加压焚烧设备的系统结构图。
图2是示出本发明的一实施方式中的增压器的整体结构的剖视图。
图3是示出本发明的一实施方式中的增压器的重要部位结构的剖视图。
图4A是示出本发明的一实施方式中的增压器的重要部位结构的第1变形例的剖视图。
图4B是示出图4A的变形例的剖视图。
图5是示出本发明的一实施方式中的增压器的重要部位结构的第2变形例的剖视图。
图6是示出本发明的一实施方式的加压焚烧设备的变形例的系统结构图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。
本实施方式的加压焚烧设备100如图1所示构成为具备：加压流动床式焚烧炉1(加压式焚烧炉)、供给装置2、空气过滤器3，送风机4，增压器5，第1开闭阀6，第2开闭阀7，三通阀8(切换单元)，预热器9、第1、第2调节阀10A、10B、集尘机11、废气处理装置12以及烟囱13等。此外，这些各个构成要素如图1所示经由规定的管道进行相互连接。
加压流动床式焚烧炉1是近似圆筒状的焚烧炉。加压流动床式焚烧炉1取入经由第1、第2调节阀10A、10B从送风机4供给的启动用空气K或者经由第1、第2调节阀10A、10B从增压器5供给的压缩空气A，作为一次燃烧空气、二次燃烧空气，由此以加压流动床方式对被处理物P进行焚烧处理。该加压流动床式焚烧炉1排出通过对被处理物P进行焚烧处理而生成的高温高压的燃烧废气G。
另外，在该加压流动床式焚烧炉1中附属地设置有用于在加压焚烧设备100启动时(设备启动时)使内部升温的启动设备。该启动设备由辅助燃料箱1a和升温燃烧器1b等构成。该启动设备使从辅助燃料箱1a或都市气体等的辅助燃料供给源(省略图示)向升温燃烧器1b供给的辅助燃料与上述启动用空气K一起在加压流动床式焚烧炉1内进行燃烧，由此使加压流动床式焚烧炉1内升温到规定温度(例如，被处理物P自燃的温度)。
供给装置2是将从外部接受的被处理物P供给到加压流动床式焚烧炉1的装置，例如是螺杆式输送机或泵。这里，作为加压流动床式焚烧炉1的焚烧对象的被处理物P是各种生物燃料等的可燃性废弃物。
空气过滤器3是去除空气中的垃圾或尘埃等进行净化的装置，将这样净化空气而获得的净化空气提供给增压器5的压缩机(压缩设备)。
送风机4是与加压流动床式焚烧炉1的上述启动设备同样地仅在设备启动时进行动作的装置，当开始由加压流动床式焚烧炉1进行的对被处理物P的焚烧处理时，将启动用空气K供给到加压流动床式焚烧炉1。
即，在设备启动时，因为加压流动床式焚烧炉1未处于通常的燃烧状态，所以没有从加压流动床式焚烧炉1向增压器5的涡轮供给对于驱动该增压器5充分的燃烧废气G。因此，如后所述，增压器5无法压缩从空气过滤器3供给的空气，不能将压缩空气A供给到加压流动床式焚烧炉1。代替在这样的设备启动时的增压器5，送风机4将从外部气体取入的启动用空气K作为一次燃烧空气、二次燃烧空气供给到加压流动床式焚烧炉1。这样的送风机4在加压焚烧设备100的启动完成且加压焚烧设备100到达稳定运转状态的阶段(设备启动后)中，停止动作。
增压器5通过加压流动床式焚烧炉1的燃烧废气G进行旋转驱动，由此压缩从空气过滤器3吸入的净化空气来生成压缩空气A。该增压器5是将涡轮叶轮5a和压缩机叶轮5b分别固定到旋转轴5c上的旋转机械。增压器5通过将作为驱动流体的燃烧废气G喷入涡轮叶轮5a而产生的旋转动力来旋转驱动压缩机叶轮5b，并通过压缩机叶轮5b的旋转而生成压缩空气A。这样的增压器5将上述压缩空气A供给到第2开闭阀7。
进一步详细地进行说明的话，该增压器5如图2所示构成为，将上述涡轮叶轮5a和压缩机叶轮5b固定到旋转轴5c的各端部而成为一体化的叶轮可旋转地收容在规定形状的外壳内。以相互对置的方式配置了涡轮叶轮5a的背面5a1和压缩机叶轮5b的背面5b1。此外，在该图2中，为了方便而示出图1所示的增压器5进行左右翻转的状态即使涡轮叶轮5a成为左侧、使压缩机叶轮5b成为右侧的状态。
增压器5的外壳如图2所示构成为，对收容涡轮叶轮5a的涡轮外壳5d和收容压缩机叶轮5b的压缩机外壳5e紧固螺丝固定，以使夹着收容旋转轴5c的轴承外壳5f。此外，轴承外壳5f除了旋转轴5c之外，还收容有可旋转地支承该旋转轴5c的轴承机构5g。另外，在轴承外壳5f的内部形成有对轴承机构5g供给润滑油的油流路。
另外，在这样的涡轮外壳5d与轴承外壳5f之间安装有用于抑制燃烧废气G的热传递到轴承机构5g的遮热板5h。
该遮热板5h是在中心形成有插通旋转轴5c的开口的近似圆板状的部件，其外周部被涡轮外壳5d和轴承外壳5f夹持。
在涡轮外壳5d内，在涡轮叶轮5a的径向外侧的位置形成有旋涡流路5d1和涡轮喷嘴5d2。在这样的涡轮外壳5d内，燃烧废气G经由旋涡流路5d1以及涡轮喷嘴5d2从径向外侧喷入到涡轮叶轮5a，并使该涡轮叶轮5a产生旋转动力。
另一方面，在压缩机外壳5e的内部，在压缩机叶轮5b的径方向外侧的位置上形成有扩散器5e1以及旋涡流路5e2。在这样的压缩机外壳5e内，从空气过滤器3供给的净化空气经由从旋转状态的压缩机叶轮5b的前方(图2中的右侧)流入而吹送到扩散器5e1，并通过了扩散器5e1以及旋涡流路5e2，成为压缩空气A。
此外，如图2以及图3所示，在增压器5上形成有对涡轮叶轮5a的背面5a1供给密封气体S的密封气体流路5i。即，密封气体流路5i对涡轮叶轮5a的背面5a1与增压器5的外壳(遮热板5h)之间的空间供给密封气体S。如图2以及图3所示，该密封气体流路5i构成为，形成于轴承外壳5f的内部，并包含一端与三通阀8的输出端口(排出端口)连接的流路以及轴承外壳5f与遮热板5h之间的间隙。这样的密封气体流路5i的另一端(前端部)是由轴承外壳5f与遮热板5h之间的间隙形成的密封气体S的喷出口N。
该喷出口N在与涡轮叶轮5a的背面5a1相对的外壳上开口。即，密封气体流路5i的另一端是围绕旋转轴5c以圆环状且窄幅地开口的喷嘴。喷出口N形成为与涡轮叶轮5a同心圆状。
另外，如图3所示，该喷出口N沿着旋转轴5c的中心轴的截面形状向涡轮叶轮5a的外周侧进行弯曲，以使在涡轮叶轮5a的背面5a1向涡轮叶轮5a的外周侧吹送密封气体S。从这样的喷出口N向涡轮叶轮5a的背面5a1且外周侧喷出的密封气体S在涡轮叶轮5a的背面5a1围绕旋转轴5c形成无端状的气体膜。由此，利用该密封气体S，能够抑制或者防止已侵入涡轮叶轮5a的背面5a1的燃烧废气G侵入到支承旋转轴5c的轴承机构5g。
这里，因为通过至少围绕旋转轴5c形成无端状的气体膜，来防止燃烧废气G侵入到轴承机构5g，所以不需要向涡轮叶轮5a的外周侧喷射密封气体S。例如，可向涡轮叶轮5a的背面5a1近似垂直地喷入密封气体S。另外，可根据情况，向涡轮叶轮5a的稍内侧(旋转中心侧)喷入密封气体S。
另外，为了形成可稳定地对抗燃烧废气G侵入的气体膜，而优选尽量减小喷出口N与涡轮叶轮5a的背面5a1之间的相对距离(例如，旋转轴5c的中心轴方向上的距离)。例如，可使轴承外壳5f以及遮热板5h的形状进行变形，以使该相对距离更小。这样的密封气体流路5i通过经由三通阀8，在设备启动时将启动用空气K的一部分作为密封气体S进行供给，另一方面在设备启动之后将压缩空气A的一部分作为密封气体S进行供给。
如图1所示，在送风机4的排出侧管道上设置有第1开闭阀6。该第1开闭阀6在设备启动时设定为全开状态，另一方面在设备启动之后设定为全闭状态。
如图1所示，在与增压器5的压缩机的排出口连接的管道即与旋涡流路5e2的出口连接的管道上设置有第2开闭阀7。该第2开闭阀7在设备启动时设定为全闭状态，另一方面在设备启动之后设定为全开状态。即，仅将在设备启动时从送风机4排出的启动用空气K经由管道提供给预热器9。
三通阀8是具备2个输入端口和1个输出端口的切换单元，其择一地选择2个输入端口，并与输出端口进行连接。该三通阀8如图1，图2所示，一方的输入端口与送风机4连接，另一方的输入端口与增压器5的压缩机的排出口(即，旋涡流路5e2的出口)连接。另外，该三通阀8的输出端口与密封气体流路5i的一端(后端)连接。这样的三通阀8通过在设备启动时选择一方的输入端口，将从送风机4供给的启动用空气K提供给密封气体流路5i，另一方面，通过在设备启动之后选择另一方的输入端口，将从增压器5供给的压缩空气A供给到密封气体流路5i。
这样的三通阀8以及上述增压器5的密封气体流路5i构成密封单元，该密封单元在加压焚烧设备100中，取入启动用空气K或压缩空气A而作为密封气体S吹送到涡轮叶轮5a的背面5a1。另外，送风机4以及增压器5还作为加压焚烧设备100中的气体供给源发挥功能。
预热器9设置在第1、第2开闭阀6、7与第1、第2调节阀10A、10B之间。预热器9是利用从加压流动床式焚烧炉1供给的燃烧废气G，使从送风机4供给的启动用空气K(设备启动时)或者从增压器5供给的压缩空气A(设备启动后)升温的热交换器。压缩空气A通过基于压缩机叶轮5b的压缩作用而升温到净化空气的温度(近似大气温度)以上。预热器9通过对高温的燃烧废气G与启动用空气K或者压缩空气A进行热交换，来使启动用空气K或者压缩空气A进一步升温，然后供给到第1、第2调节阀10A、10B。此外，该预热器9将经由与启动用空气K或者压缩空气A的热交换而低温化的燃烧废气G排出到集尘机11。
第1调节阀10A是对于向加压流动床式焚烧炉1的底部作为一次燃烧空气供给的压缩空气A(或启动用空气K)的流量进行调节的第1控制阀。另一方面，第2调节阀10B是对于在加压流动床式焚烧炉1中向在垂直方向上高于上述一次燃烧空气的位置处作为二次燃烧空气供给的压缩空气A(或启动用空气K)的流量进行调节的第2控制阀。这样的第1、第2调节阀10A、10B进行调节，以使加压流动床式焚烧炉1内的被处理物P的燃烧状态最好。
集尘机11是分离去除从预热器9供给的燃烧废气G所包含的粉尘等固形物的装置，例如袋式过滤器。该集尘机11将已分离去除固形物的高压的燃烧废气G供给到增压器5的涡轮。该燃烧废气G在通过作用于涡轮叶轮5a而进行低压且低温化之后，供给到废气处理装置12。
废气处理装置12是从由这样的集尘机11供给的燃烧废气G中去除硫黄成分或氮成分等杂质的装置，将去除这样的杂质而净化的废气供给到烟囱13。烟囱13是如周知的那样具有规定高度的筒状构造物，将由废气处理装置12供给的废气从规定的高处向大气中放出。
接着，详细说明加压焚烧设备100的动作，尤其是在加压焚烧设备100中作为特征的构成要素的密封单元的动作。
首先，说明加压焚烧设备100启动时(设备启动时)的动作。在该设备启动时，将第1开闭阀6设定为全开状态，将第2开闭阀7设定为全闭状态，还将作为切换单元的三通阀8设定为选择一方的输入端口。在此状态下送风机4进行动作，由此将从送风机4排出的启动用空气K几乎全部供给到加压流动床式焚烧炉1，另外，将启动用空气K的一部分经由三通阀8供给到增压器5的密封气体流路5i。
即，从送风机4排出的启动用空气K经由第1开闭阀6、预热器9供给到第1、第2调节阀10A、10B，利用这些第1、第2调节阀10A、10B最终地调整流量之后，供给到加压流动床式焚烧炉1以及升温燃烧器1b。该加压流动床式焚烧炉1通过取入上述启动用空气K作为一次燃烧空气以及二次燃烧空气，另外通过启动设备采用一次燃烧空气以及二次燃烧空气作为氧化剂使燃料(辅助燃料)进行燃烧，炉的内部缓缓升温。
当加压流动床式焚烧炉1内的温度升温到规定温度(例如被处理物P自发燃烧的温度)时，供给装置2进行动作并供给被处理物P，由此加压流动床式焚烧炉1开始被处理物P的焚烧处理(燃烧处理)。当这样被处理物P的焚烧处理开始时，在加压流动床式焚烧炉1内产生对于驱动增压器5充分的量的燃烧废气G。该燃烧废气G从加压流动床式焚烧炉1经由预热器9以及集尘机11供给到增压器5的涡轮。结果，增压器5利用从加压流动床式焚烧炉1供给的燃烧废气G进行旋转驱动。
这样，当增压器5到达经由燃烧废气G进行旋转驱动的状态时，停止送风机4的动作，另外，将第1开闭阀6设定变更为全闭状态，将第2开闭阀7设定变更为全开状态，还将三通阀8设定为选择另一方的输入端口。结果，加压焚烧设备100从设备启动状态(设备启动时)转移到稳定运转状态(设备启动后)。
在这样的设备启动之后，在集尘机11中分离去除燃烧废气G内的固形物后供给到增压器5，并且将从增压器5供给的压缩空气A经由预热器9进行预热。供增压器5驱动的燃烧废气G在从增压器5供给到废气处理装置12的杂质被去除之后，从烟囱13放出到大气中。另外，压缩空气A在预热器9被预热之后，通过第1、第2调节阀10A、10B进行流量调节而供给到加压流动床式焚烧炉1，作为一次燃烧空气以及二次燃烧空气供被处理物P的燃烧。
以上是加压焚烧设备100的整体动作，但加压焚烧设备100在设备启动时以及设备启动之后进行以下这样的特征性动作。
即，在设备启动时，将启动用空气K的一部分经由三通阀8供给到增压器5的密封气体流路5i，并从位于该密封气体流路5i的前端的喷出口N向涡轮叶轮5a的背面5a1且其外周侧作为密封气体S喷出。即，向涡轮叶轮5a的背面5a1与增压器5的外壳(遮热板5h)之间的空间内供给启动用空气K的一部分作为密封气体S进行供给。该密封气体S(启动用空气K)在涡轮叶轮5a的背面5a1围绕旋转轴5c形成无端状的气体膜。
这里，在这样的设备启动时，将第2开闭阀7设定为全闭状态，因此能够防止将从送风机4排出的启动用空气K的一部分供给到增压器5的压缩机中的排出口而给增压器5的压缩机带来干扰。另外，在这样的设备启动时，三通阀8被设定为选择一方的输入端口，因此通过送风机4给予规定流速的启动用空气K供给到密封气体流路5i，而不是由于增压器5未达到稳定的转速而压力不充分的增压器5的压缩机的排出空气。
结果，已侵入到涡轮叶轮5a的背面5a1的燃烧废气G由于密封气体S(启动用空气K)形成的气体膜而无法侵入到旋转轴5c附近，由此在轴承外壳5f内不能侵入到支承旋转轴5c的轴承机构5g。因此，能够防止燃烧废气G与轴承机构5g的润滑油进行接触，所以在设备启动时可防止润滑油的劣化。
另一方面，在设备启动之后，代替从送风机4排出的启动用空气K的一部分，将从增压器5的压缩机排出的压缩空气A的一部分经由三通阀8供给到密封气体流路5i。因为该压缩空气A是通过增压器5进行稳定旋转来从增压器5的压缩机排出的气体，所以具有充分的压力。这样的压缩空气A作为密封气体S而从喷出口N向涡轮叶轮5a的背面5a1且其外周侧喷出。即，向涡轮叶轮5a的背面5a1与增压器5的外壳(遮热板5h)之间的空间内供给压缩空气A的一部分而作为密封气体S。该密封气体S(压缩空气A)在涡轮叶轮5a的背面5a1围绕旋转轴5c形成无端状的气体膜。
结果，已侵入到涡轮叶轮5a的背面5a1的燃烧废气G由于上述密封气体S(压缩空气A)形成的气体膜而无法侵入到旋转轴5c附近，由此在轴承外壳5f内不能侵入到支承旋转轴5c的轴承机构5g。因此，利用密封气体S(压缩空气A)能够防止燃烧废气G与轴承机构5g的润滑油进行接触，所以即使在设备启动之后也能够防止润滑油的劣化。
这里，在设备启动时作为密封气体S使用的启动用空气K与增压器5在稳定运转时的压缩空气A相比，具有压力低的情况。但是，在设备启动时的燃烧废气G的压力小于在稳定运转时的燃烧废气G的压力。即，在设备启动时对密封气体S要求的喷射压力低于在稳定运转时对密封气体S要求的喷射压力。因此，通过在设备启动时将启动用空气K作为密封气体S喷出到涡轮叶轮5a的背面5a1，可充分地防止燃烧废气G侵入到轴承机构5g。
这样，在本实施方式中，在设备启动时将启动用空气K用作密封气体S，另外在设备启动之后将压缩空气A用作密封气体S。即，在本实施方式中，通过在设备启动时将送风机4用作密封气体S的供给源来防止燃烧废气G向轴承机构5g的侵入，另外通过在设备启动之后将增压器5用作密封气体S的供给源来防止燃烧废气G向轴承机构5g的侵入。根据这样的本实施方式，即使在设备启动时以及设备启动之后都能够防止燃烧废气G向轴承机构5g的侵入，从而能够抑制润滑油的劣化。
以上，参照附图来说明本发明的优选实施方式，本发明不被上述实施方式所限定。在上述实施方式中示出的各构成部件的形状或组合等仅为一例，在不脱离本发明主旨的范围内可根据设计要求等来进行结构的附加、省略、置换以及其它变更。例如，考虑了以下这样的变形例。
(1)在上述实施方式中，在设备启动时将启动用空气K用作密封气体S，另外在设备启动之后(稳定运转状态)将压缩空气A用作密封气体S，但本发明不仅限于此。例如，在采用另外准备的空气供给源(例如压缩机)的情况下，在启动时可采用上述空气供给源来取代启动用送风机，在启动之后可切换为从增压器供给作为密封气体的空气。另外，在启动时，还可以从启动用送风机供给作为密封气体的空气，在启动之后，可切换为另外准备的空气供给源。此外，在启动时和启动后都可以采用另外准备的空气供给源。
(2)在本实施方式中，加压焚烧设备不仅在处于稳定运转状态的设备启动之后，在设备启动时也将密封气体S喷出到涡轮叶轮5a的背面5a1，但本发明不仅限于此。在设备启动时产生的燃烧废气G因为量少且压力低，所以燃烧废气G侵入到轴承机构5g内的可能性低。当考虑这点时，也可以认为不进行在设备启动时的密封气体S的喷出。在此情况下，因为在设备启动之后将压缩空气A仅供给到密封气体流路5i就可以，所以省略三通阀8，只要将增压器5的压缩机的排出空气直接供给到密封气体流路5i即可。即，此时的密封单元将具有密封气体流路5i的增压器5作为主要结构而具备。
(3)在上述实施方式中，在涡轮叶轮5a的背面5a1仅设置有1个圆环状的喷出口N，但本发明不仅限于此。例如图4A以及图4B所示，遮热板5h由3片单元板5h1、5h2、5h3构成，由此可在涡轮叶轮5a的背面5a1设置3个流路(分支流路)5i1、5i2、5i3，使其喷出口相对。
即，如图4A所示，利用轴承外壳5f和第1单元板5h1在涡轮叶轮5a的背面5a1形成供给密封气体S的第1流路5i1，另外，利用第1单元板5h1和第2单元板5h2形成与第1流路5i1连通的第2流路(分支流路)5i2，还利用第2单元板5h2和第3单元板5h3形成与第2流路5i2连通的第3流路(分支流路)5i3。这些第1～第3流路5i1～5i3的前端部是围绕旋转轴5c以3重圆环状设置的窄幅的喷出口N1～N3(喷嘴)。喷出口N1～N3分别配置为与涡轮叶轮5a同心圆状。
如图4A以及图4B所示，利用轴承外壳5f与第1单元板5h1之间的间隙形成第1流路5i1。利用在第1单元板5h1上形成的贯通孔以及第1单元板5h1与第2单元板5h2之间的间隙形成第2流路5i2。利用在第2单元板5h2上形成的贯通孔以及第2单元板5h2与第3单元板5h3之间的间隙形成第3流路5i3。通过具备这样的3个喷出口N1～N3，可围绕旋转轴5c实施3重的气体密封，所以能够更可靠地防止燃烧废气G侵入到轴承机构5g内而作用于润滑油。
这里，在图4A中示出形成3个喷出口N1～N3、使3个喷出口N1～N3全部向涡轮叶轮5a的背面5a1近似垂直地喷出密封气体S的状态。但是，例如图4B所示，关于更接近于旋转轴5c的2个喷出口N1A、N2A，可形成为向涡轮叶轮5a的外周侧喷出密封气体S。
(4)在上述实施方式中，在涡轮叶轮5a的背面5a1仅设置有一个圆环状的喷出口N，但本发明不限于此。例如图5所示，在与遮热板5h中的涡轮叶轮5a最接近的部位追加设置有曲路密封5k，由此能够通过曲路密封5k和基于密封气体S的气体密封来更可靠地防止燃烧废气G侵入到轴承机构5g内而作用于润滑油。
(5)在上述实施方式中，在增压器5的压缩部的排出口处连接送风机4的排出口，但本发明不限于此。例如图6所示可采用以下这样的结构，在增压器5的压缩部中的吸入口与空气过滤器3之间安装送风机4，另外在送风机4的排出口与增压器5中的压缩部的吸入口之间设置第2开闭阀7A以及第3开闭阀14A，还利用旁路管道连接增压器5的压缩部中的吸入口与排出口之间，并且在该旁路管道上设置第1开闭阀6A。另外，根据图6，利用第2旁路管道连接空气过滤器3与增压器5之间，使送风机4进行旁路，并且在该第2旁路管道上设置有第4开闭阀14B，另外可采用第5开闭阀8A以及第6开闭阀8B来取代三通阀8。
在这样的加压焚烧设备200中，当设备启动时，将第1开闭阀6A以及第3开闭阀14A设定为全开状态，且将第2开闭阀7A以及第4开闭阀14B设定为全闭状态，还将第5开闭阀8A设定为全闭状态，将第6开闭阀8B设定为全开状态。在此状态下，通过送风机4进行动作，将从送风机4排出的启动用空气K几乎全部经由第1开闭阀6A供给到加压流动床式焚烧炉1，另外，将启动用空气K的一部分经由第6开闭阀8B供给到增压器5的密封气体流路5i。将该启动用空气K作为密封气体S经由密封气体流路5i喷出到涡轮叶轮5a的背面5a1，并防止燃烧废气G向轴承机构5g的侵入。
另一方面，在设备启动之后，送风机4的动作停止，将第1开闭阀6A以及第3开闭阀14A设定为全闭状态，且将第2开闭阀7A以及第4开闭阀14B设定为全开状态，还将第5开闭阀8A设定为全开状态，将第6开闭阀8B设定为全闭状态。结果，利用燃烧废气G进行旋转驱动的增压器5不经由送风机4就能够吸引从空气过滤器3供给的净化空气而生成压缩空气A，并供给到加压流动床式焚烧炉1。另外，将压缩空气A的一部分经由第5开闭阀8A供给到增压器5的密封气体流路5i，经由该密封气体流路5i作为密封气体S喷出到涡轮叶轮5a的背面5a1，防止燃烧废气G向轴承机构5g的侵入。
即使利用这样的加压焚烧设备200，也与上述实施方式同样地将启动用空气K或者压缩空气A作为密封气体S喷出到涡轮叶轮5a的背面5a1，所以能够防止燃烧废气G向轴承机构5g的侵入，从而抑制润滑油的劣化。
此外，在上述实施方式的加压焚烧设备100中，可采用加压焚烧设备200的第5、第6开闭阀8A、8B来取代三通阀8。即，可使用第5、第6开闭阀8A、8B作为本发明的切换单元。
(6)在上述实施方式中，虽然采用了加压流动床式焚烧炉1，但本发明的加压式焚烧炉不被流动床式的焚烧炉所限定，可采用其它种类的加压式焚烧炉。
(7)如上所述，在设备启动时从加压流动床式焚烧炉1排出的燃烧废气G的排出量一般少于稳定运转时的排出量，但即使在稳定运转中，也具有从加压流动床式焚烧炉1排出的燃烧废气G的排出量根据被处理物P的处理量等进行变化的情况。虽然认为从增压器5排出的压缩空气A的流量即密封气体S的流量也与提供给增压器5的燃烧废气G的流量成比例地进行变化，但也具有为了不给增压器5的涡轮效率带来影响而优选调整吹送的密封气体S的流量的情况。在这样的情况下，可在从三通阀8到喷出口N的流路的任意一个位置上设置流量调整装置(调整阀)。另外，可根据加压流动床式焚烧炉1的处理量、燃烧废气G的排出量或增压器5的旋转速度等信息，设置控制上述流量调整装置的控制装置等。
工业上的可利用性
本发明可利用到用于在压缩空气的加压下对被处理物进行焚烧处理的加压焚烧设备以及加压焚烧方法中。
标号说明
1 加压流动床式焚烧炉(加压式焚烧炉)
2 供给装置
3 空气过滤器
4 送风机
5 增压器
5a 涡轮机叶轮
5a1 背面
5b 压缩机叶轮
5c 旋转轴
5d 涡轮机外壳
5e 压缩机外壳
5f 轴承外壳
5g 轴承机构
5h 遮热板
5i 密封气体流路(密封单元)
6 第1开闭阀
7 第2开闭阀
8 三通阀(切换单元)
8A 第5开闭阀
8B 第6开闭阀
9 预热器
10A 第1调节阀
10B 第2调节阀
11 集尘机
12 废气处理装置
13 烟囱
14A 第3开闭阀
14B 第4开闭阀
100，200 加压焚烧设备
A 压缩空气
G 燃烧废气
K 启动用空气
P 被处理物
S 密封气体
N 喷出口

Claims (8)

1.一种加压焚烧设备，其特征在于，该加压焚烧设备具备：
加压式焚烧炉，其在压缩空气的加压下对被处理物进行焚烧处理；
增压器，其被所述加压式焚烧炉的燃烧废气旋转驱动而生成所述压缩空气；以及
密封单元，其对所述增压器的涡轮叶轮的背面吹送密封气体。
2.根据权利要求1所述的加压焚烧设备，其中，
该加压焚烧设备还具备送风机，该送风机在设备启动时对所述加压式焚烧炉供给启动用空气，
所述密封单元构成为，在设备启动时，取入所述送风机的所述启动用空气，作为所述密封气体吹送到所述涡轮叶轮的背面，在设备启动之后，取入所述增压器的所述压缩空气，作为所述密封气体吹送到所述涡轮叶轮的背面。
3.根据权利要求2所述的加压焚烧设备，其中，
所述密封单元具备：
切换单元，其在设备启动时选择所述启动用空气进行排出，在设备启动之后选择所述压缩空气进行排出；以及
密封气体流路，其设置在所述增压器上，一端与所述切换单元的排出口连接，另一端在与所述涡轮叶轮的背面相对的外壳上开口。
4.根据权利要求1所述的加压焚烧设备，其中，
所述密封单元具备密封气体流路，该密封气体流路将所述压缩空气作为所述密封气体引导到设置在所述增压器上并且与所述涡轮叶轮的背面对置的外壳。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的加压焚烧设备，其中，
所述密封单元具备多个喷出口，该多个喷出口对所述涡轮叶轮的背面的多个位置吹送所述密封气体。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的加压焚烧设备，其中，
所述密封单元具备喷出口，该喷出口在所述涡轮叶轮的背面向所述涡轮叶轮的外周侧吹送所述密封气体。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的加压焚烧设备，其中，
所述密封单元具备喷出口，该喷出口与所述涡轮叶轮呈同心圆状地向所述涡轮的背面吹送所述密封气体。
8.一种加压焚烧方法，其特征在于，在该加压焚烧方法中，
对加压式焚烧炉供给由增压器生成的压缩空气，在加压下对被处理物进行焚烧处理，
利用所述加压式焚烧炉的燃烧废气对所述增压器进行旋转驱动而生成所述压缩空气，
对所述增压器中的涡轮叶轮的背面吹送密封气体。
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