JP2704700B2 - 多数の炉区域及び循環区域を有する流動床燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置及び方法に関
し、さらに詳しく言えば、炉区域及び循環区域を包含す
る多数の囲包体が流動床を受けるように設けられた燃焼
装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】流動床燃焼装置は周知であり、化石燃料
例えば石炭そして燃焼の結果発生する硫黄の酸化物のた
めの吸着剤を含む微細材料の床に空気を通してこの床を
流動させ、比較的低い温度で燃料の燃焼を促進する炉区
域を包含する。これらの型の燃焼装置は水蒸気発生器に
使用されることが多く、この発生器で水は流動床に対し
て熱交換的に通過させて水蒸気を発生させ、高度の燃焼
効率及び燃料の融通性さらには高度の硫黄吸着及び程度
の酸化窒素発生を達成する。

【０００３】これらの型の装置の炉区域で利用される典
型的な流動床は一般に「バブリング」流動床と呼ばれ、
この床では微細材料の床は比較的高密度をもち、充分に
開放したすなわちばらばらに分離した上部表面を持つ。
他の型の装置は「循環」流動床を利用し、この床では流
動床密度は典型的なバブリング流動床の場合よりも低
く、流動化空気速度はバブリング床の場合と等しいか又
は大きく、また床を通過する煙道ガスは実質的に飽和さ
れる程度にまで微細な固体粒子の可成な量を随伴する。

【０００４】循環流動床は比較的高度の内部及び外部の
固体循環を特徴とするので、床は燃料熱放出様式に対し
て増大し、温度変動を最小限にし、その結果硫黄発生を
低水準に安定化する。外部固体循環はサイクロン分離器
を炉区域出口に設置することによって得られ、煙道ガス
及びそれに付随する固体を流動床から受ける。分離器中
で煙道ガスから固体が分離され、次いで煙道ガスが熱回
収領域に送られるが固体は炉に循環される。この循環は
分離器の能率を改善し、その結果、硫黄吸着剤の効率的
な使用更には燃料滞留時間の減少は吸着剤及び燃料の消
費を減少させる。米国特許第５，０４０，４９２号及び
第５，０５４，４３６号明細書は分離した固体を炉に循
環する装置を記載している。

【０００５】米国特許第４，６０９，６２３号及び第
４，８０９，６２５号明細書にはち密なまたはバブリン
グ床を炉の下方部分に保持する一方床を循環床として作
用させる流動床反応器が記載されている。このハイブリ
ッド配置は幾多の利益をもたらすが、その顕著なものは
比較的大きな粒子寸法範囲の燃料及び吸着剤を利用でき
ることである。

【０００６】前記の型の流動床燃焼装置を設計する際
に、所定の型から炉容量を増大させることは通常炉壁の
高さを増すことにより達成される。しかしながら、これ
は経費が掛かりしかも炉壁の高さにはある制限がある。
したがって炉の寸法、即ち炉の容積を平面図的に、即ち
炉の幅及び（又は）深さを増大させることにより大きく
することが提唱されて来た。しかしながらこれは炉区域
に共通壁等を置くことになり領域を二個以上の流動床に
分割することが通常必要となり、これは分離した操作制
御等が必要となり経費がかかることになる。さらに共通
壁は、特に多数の床が異なって作動する場合または床の
一つが装置の故障で作動しなくなった場合に横方向に負
荷を受ける。この横方向の負荷の壁に対する損傷および
付随する操作及び効率の減少の原因となる恐れがある。

【０００７】炉容量を増大させることはまた大きなサイ
クロン分離器の使用を招き、これは微細な未燃焼の燃料
粒子の量を増大させ、分離された煙道ガスと一緒に排出
する。この未燃焼の燃料粒子の排出は燃料効率を減少さ
せ、その結果燃料消費を増大させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、炉壁の高さを増大させることなく、大きな容積を持
つ流動床燃焼装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の目的は、炉区域を持つ２個
以上の分離した囲包体を備えた前記の型の流動床燃焼装
置を提供することにある。

【００１０】本発明の目的はまた、２個以上の囲包体が
炉区域と一体となった循環区域を備えた前記の型の流動
床燃焼装置を提供することにある。

【００１１】さらに本発明の目的は、囲包体が共通壁で
集合した前記の型の流動床燃焼装置を提供することにあ
る。

【００１２】本発明の別の目的は、分離した炉区域が分
離した制御を必要とすることなく操作できる前記の型の
流動床燃焼装置を提供することにある。

【００１３】本発明の更に別の目的は、分離した一体と
なった循環区域が分離した制御装置を必要とすることな
く操作できる前記の型の流動床燃焼装置を提供すること
にある。

【００１４】本発明の他の目的は、共通壁が壁の横方向
に圧力を均等化するための開口部を有していて横方向の
負荷を最小限にするか、除去する前記の型の流動床燃焼
装置を提供することにある。

【００１５】本発明のさらに他の目的は、共通壁に小開
口部が設けられて一体となった循環区域中の流動床が実
質的に同一の高さに保持されるようにした前記の型の流
動床燃焼装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の更に他の目的は、前記開口
部、小開口部を容易に設けることのできる前記の型の流
動床燃焼装置を提供することにある。

【００１７】本発明によれば、第１炉区域を有する第１
囲包体と、当該第１炉区域に隣接した第１循環区域と、
前記第１炉区域において燃料を含む微細材料の流動床を
形成するための手段と、前記第１循環区域において微細
材料の流動床を形成するための手段と、前記第１循環区
域から前記第１炉区域に微細材料を通過させる手段と、
第２炉区域を有する第２囲包体と、前記第２炉区域に隣
接した第２循環区域と、前記第２炉区域において燃料を
含む微細材料の流動床を形成するための手段と、前記第
２循環区域において微細材料の流動床を形成するための
手段とからなり、前記第１囲包体と第２囲包体とは隣接
して配置され、かつ共通壁を有し、当該共通壁は、前記
第１炉区域及び前記第１循環区域と、前記第２炉区域及
び前記第２循環区域とを分割し、前記第１炉区域は前記
第２炉区域に隣接して配置され、また、前記第１循環区
域は前記第２循環区域に隣接して配置され、前記共通壁
は、その上部に延設された少くとも一つの孔を備え、当
該孔は前記炉区域の圧力を等しくするために前記第１、
第２炉区域間をガスが通過するように、前記第１炉区域
と前記第２炉区域とを連通し、前記共通壁は、その下部
に延設された少くとも１つの孔を備え、当該孔は、前記
第１、第２炉区域間を微細材料が通過するように、前記
第１炉区域と前記第２炉区域とを連通し、前記共通壁
は、その下部に延設された少くとも１つの孔を備え、当
該孔は、前記第１、第２循環区域間を微細材料が通過す
るように、前記第１循環区域と前記第２循環区域とを連
通した流動床燃焼装置が提供される。

【００１８】

【実施例】以下本発明をさらに詳細に説明する。図１及
び図２において本発明の流動床燃焼装置は一般に１０で
示される。この装置１０は実質的に同一の二個の直立式
水冷囲包体１２ａ及び１２ｂを包含する。便宜状囲包体
１２ａだけについて詳細に説明する。

【００１９】囲包体１２ａは前壁１４ａ、後壁１６ａ及
び二個の側壁をもち、この側壁の一つを１７で表わし、
他の一つは囲包体１２ａ及び１２ｂの間に延びる共通壁
により形成される。側壁については後に詳述する。囲包
体１２ａの上方部分は屋根１８ａにより閉塞され、また
下方部分は床２０ａを包含する。分配板すなわち格子２
２ａが囲包体１２ａの下方部分を横方向に延びている。
前記の板２２ａは床２０ａから隔されていてプレナム区
域を床２０ａと板２２ａとの間に形成し、また板２２ａ
は外部供給源（図示しない）からの酸素含有気体例えば
空気を受けるようにしてある。

【００２０】囲包体１２ａ中に隔壁２４ａが設置され、
側壁１７ａを含めて側壁間に延びている。この隔壁２４
ａは実質的に垂直な下部部分２４ａ’を包含し、これは
分配板２２ａを通って床２０ａから上方に延び囲包体１
２ａに入る。離隔部分２４ａ’が前後壁１４ａ及び１６
ａに平行に設置される。隔壁２４ａはまた上方部分２４
ａ”を含有し、これは隔壁の下方部分２４ａ’から上方
そして後方に角度をもって延び後壁１６ａに至る。した
がって隔壁２４ａはプレナム区域をプレナム室２６ａ及
び２８ａに分割し、そしてさらに囲包体１２ａをプレナ
ム室２６ａの上部に設置された炉区域３０ａとプレナム
室２６ａの上部に設置された循環区域３２ａとに分割す
る。下記する理由で少なくとも一個の開口部３４ａが垂
直隔壁部分２４ａ’の下部に設けられる。また下記する
理由で複数個の空気分配ノズル３６ａが板２２ａの部分
に形成された開口に対応して設けられ、炉区域３０ａの
下部に延び空気を板２２ａを通して送る。

【００２１】前壁１４ａに隣接して供給装置３８ａが設
けられ、微細材料を炉区域３０ａに導入する。この微細
材料は燃料を含み、また吸着剤例えば石灰岩を含む他の
成分を含んでいてもよい。

【００２２】プレナム２６ａからの空気により板２２ａ
を通って上方に流れる際に炉区域３０ａ中で前記微細材
料が流動される。この空気は燃料の燃焼を促進し、燃焼
ガスを発生し、このガスは空気と一緒になって煙道ガス
となり対流により炉区域３０ａを上昇し、また後述する
ように微細材料の一部を同伴する。

【００２３】サイクロン分離器４０ａは囲包体１２ａに
隣接して延びる。図１に示すように、囲包体１２ａの後
壁１６ａに設けられた出口開口部からのダクト４２ａが
延びて分離器４０ａを通して設けられた入口開口部に達
している。分離器４０ａは後述するように煙道ガス及び
付随同伴した微細材料を炉区域３０ａから受け、慣用の
方法で操作されて煙道ガスから微細材料を分離する。実
質的に固体を含まない分離器中の分離された煙道ガスは
分離器の直ぐ上に位置するダクト４４ａを経て熱回収区
域の壁を通して設けられた入口を通して前記熱回収区域
に送られる。

【００２４】前記の熱回収区域４８は複数の熱交換表面
５０を包含し、これらは加熱器、再熱器、過熱器、及び
節炭器として有用であり、これらはすべてガスが熱回収
区域４８を通る際ガスの通路に延びている複数の熱交換
管から形成される。熱交換表面５０を通過した後、ガス
は出口５２を経て熱回収区域４８から出る。追加の囲包
体と接続した多数の分離器が単一の熱回収区域４８に連
絡しているのが好ましい。熱回収区域に多数の異なった
態様を使用できることは理解される。熱回収区域の好適
な態様についてのさらに詳細な検討については米国特許
第５，０４０，４９２号及び第５，０５４，４３６号明
細書を参照されたい。これらの文献の記載を参考として
本明細書に記載する。

【００２５】図１に示されるように、分離器４０ａの下
部は円錐形に作られ、下垂脚部５４ａに接続し、これは
さらにＪ−バルブ５６ａに接続する。導管５８ａがＪ−
バルブ５６ａの出口を循環区域３２ａへ接続し、分離器
４０ａで分離された微細材料を循環区域３２ａへ移送す
る。前記のＪ−バルブは慣用の方法で作用し、炉区域３
０ａ及び循環区域３２ａから固体が分離器４０ａに逆流
するのを防止する。実質的に同一の分離器、下垂脚部、
Ｊ−バルブ及び入口導管が各囲包体に接続されており、
またすべての作用が実質的に同一の様式で行われること
は理解される。また異種の分離器を使用することもで
き、これらの分離器は任意の慣用方法で分離された微細
材料を循環区域に送ることができることも理解される。

【００２６】図２に示すように、囲包体１２ａ及び１２
ｂは互に隣接して設置された共通壁６０を共有し、この
共通壁は前壁１４ａ及び１４ｂから後壁１６ａ及び１６
ｂへ延び、また囲包体の床２０ａ及び２０ｂから屋根１
８ａを含めて囲包体の屋根に延びている。炉区域３０ｂ
は囲包体１２ｂ中に形成され、炉区域３０ａと隣接して
設置され。また循環区域３２ｂは炉区域３０ｂと隣接し
て位置し、循環区域３２ｂと隣接して設置される。

【００２７】図３に示されるように、後述する理由から
複数の開口部６２が共通壁６０の上方部分に設けられ、
また複数の開口部６４及び６６が共通壁６０の下方部分
に設けられる。

【００２８】図２及び図４は隣接する循環区域３２ａ及
び３２ｂを詳細に図示する。便宜上循環区域３２ａを詳
細に説明することになるが、この記載は同様に循環区域
３２ｂにも適用され、また図５や図６に示した別の循環
区域にもどうように適用されることは理解される。

【００２９】循環区域３２ａ中には隔壁６８ａが設置さ
れ、側壁１７ａ及び共通壁６０の間に延び垂直隔壁部分
２４ａ’と平行している。隔壁６８ａはまた分配板２２
ａから隔壁２４ａの角度部分２４ａ”まで延び、隔壁２
４ａと６８ａとの間にチャンネル７０ａを形成する。後
述する理由から複数の開口部が隔壁６８ａの上方部分に
設けられる。

【００３０】前壁１４ａ、後壁１６ａ、側壁、屋根１８
ａ、隔壁２４ａ及び６８ａ、分離器４０ａの壁及び熱回
収区域４８はすべて複数個の垂直に延びて間隔を持つ平
行な管７２から形成され、隣接する管はその長さに沿っ
て連続したフィン７４で接続され、気密な構造を形成す
る。図１に模式的に示したように、後壁１６ａを形成す
る管７２の一部は後壁の平面から隔壁区域２４ａ”へ向
かって湾曲し、隔壁７６ａを形成し、後壁１６ａに戻
り、隔壁７８ａを形成する。このように隔壁７６ａと７
８ｂとは隔壁区域２４ａ”を支持する。

【００３１】一対の垂直に間隔をおいた二次空気入口８
０ａおよび８０ｂは後壁１６ａの開口部に整合して２次
酸素含有ガス例えば空気を囲包体１２ａに二つのレベ
ル、すなわち一つのレベルは隔壁７６ａおよび７８ａと
後壁１６ａとの接点の間で、また他のレベルは隔壁７８
ａと後壁１６ａとの接点の上部で導入する。図面からは
明確ではないが、隔壁７６ａを形成する管７２はフィン
を持たず、その結果入口８０ａからの２次空気は管中を
通ることができるが、隔壁７８ａを形成する管７２はフ
ィンがあり空気の通過を防止し循環区域３２ａの屋根を
形成することが理解される。

【００３２】図１に示すように、４列のノズル８４ａは
隔壁部分２４ａ”から伸び、２列のノズルは隔壁７８ａ
上部に位置し、また二列のノズルは隔壁７８ａのの下部
に位置する。この結果、入口８０ａからの二次空気は下
方の２列のノズル８４ａを通って流れ、また入口８２ａ
からの二次空気は上方の２列のノズル８４ａを通って流
れる。

【００３３】図２および図４にもっとも良く示されるよ
うに、隔壁８８ａおよび９０ａが循環区域３２ａの内部
に設置され、後壁１６ａおよび隔壁６８ａの間を伸び、
実質的に側壁１７ａと共通壁６０に対して平行である。
隔壁８８ａおよび９０ａは分配板２２ａから循環区域３
２ａ内部の所望の高さまで垂直に伸びる。図４を参照し
て隔壁８８ａおよび９０ａは循環区域３２ａの下方部分
を３個の区画９２ａ，９４ａおよび９６ａに分割する。
図２に示したように、入口導管５８ａは区画９４ａに通
じる後壁１６ａ中の開口部に整合する。

【００３４】循環区域３２ａ内において複数列のノズル
９８ａはプレナム室２８ａの上部の板２２ａ中の窃開口
部を通って伸びる。各ノズル９８ａは窃開口部を通って
伸びる中央部分と垂直部分と整合する水平排出部分とか
らなる。区画９２ａおよび９６ａ中のノズル９８ａは区
画９４ａから離れて対面する排出部分と平行する列で設
置される。２個の平行な列のノズル９８ａは区画９４ａ
の中に設けられこれらの排出部分はそれぞれ区画８８ａ
および９０ａに対して対面する。単一列のノズル１００
ａも区画９４ａに位置し、２列のノズル９８ａの間を伸
びる。後述する理由でノズル１００ａはノズル９８ａよ
りも高い。マニホルド１０２ａがプレナム２８ａ中に位
置してノズル１００ａと接続し、板２２を通ってプレナ
ム２８ａからノズル９８ａへの空気の流れとは別に空気
を１００ａに供給する。

【００３５】図４に示すように、熱交換管１０４ａの積
重ねが区画９２ａ及び９６ａのそれ４ぞれに設置され
る。前記の管１０４ａは蛇状に屈曲され、通水管の間を
伸びて慣用の方法で管１０４ａを通って液体を循環す
る。

【００３６】３個の水平方向に間隔をおいて伸びるスロ
ットすなわち開口部１０６ａ，１０８ａおよび１１０ａ
（図４）が隔壁６８ａの一部分を通って設置され、それ
ぞれ区画９２ａ，９４ａおよび９６ａを形成する。後述
する理由で開口部１０８ａが開口部１０６ａおよび１１
０ａよりも高い高度で伸びる。開口部は図４に便宜上模
式的に示したが、これらは実際にはフィン７４を切除す
ることにより、あるいは管７２を隔壁６８ａの平面から
屈曲させることにより形成されることが理解されよう。
区画８８ａおよび９０ａの下部にはそれぞれ複数個の開
口部１１２ａおよび１１４ａが形成され、室９２ａおよ
び９６ａを室９４ａに連絡する。図２に示すように、共
通壁６０は後壁１６ａに延びて循環区域３２ａおよび３
２ｂを分離し、また複数個の開口部６６が共通壁６０の
延長した部分に設けられるが、その理由は後述する。

【００３７】循環区域３２ａおよび３２ｂの個々の形状
は単に例として示したものであり、多数の異った態様の
循環区域が使用できることは理解されよう。例えば米国
特許第５，０５４，４３６号および第５，０４０，４９
２号明細書には本発明で使用できる多数の異った循環区
域の形態が記載されている。これらの文献の記載を参考
として本明細書に記載する。

【００３８】囲包体１２ａの記載は同等の囲包体１２ｂ
に適用され、この後の態様における同一の構造は同一の
参照番号で示されるが、「ｂ」の接尾語が付くことが理
解される。したがって囲包体１２ｂは詳細に記載しない
ことにする。

【００３９】水蒸気ドラム１１６（図１）は装置１０の
上方に位置し、図中には示されないが、前記した種々の
水管壁の端部に複数個の通水管が配置されていることが
理解される。一般に参照番号１１８で示されるように、
必要に応じて設けられた供給管、上昇管および通水管に
接続するこれらの通水管、水蒸気ドラム１１６、各種の
管壁、隔壁および熱交換表面を通して冷却流体例えば
水、水蒸気、または水と水蒸気の混合物を循環させるた
めの流体回路を設定するために複数の下降管、パイプ等
が利用される。したがって水を予め定められた順序でこ
の流体回路に通して微細材料の燃焼により発生した熱で
水を水蒸気に変え、またこの水蒸気を加熱する。

【００４０】容易な理解のために本発明の装置の操作を
囲包体１２ａに関して記載することにする。操作に当
り、燃料および収着材料を含む微細材料を供給装置３８
ａを介して炉区域３０ａに導入する。または収着剤を独
立して囲包体壁の１個以上に形成された開口部を通して
導入することもできる。外部供給源からの空気を炉区域
３０ａの下部に延びているプレナム２６ａ中に充分な圧
力で導入し、この空気は炉区域３０ａに配置されたノズ
ル３６ａを通して充分な量と速度で流入し、炉区域３０
ａ中の微細材料を流動化する。ノズルを通して排出され
る空気が図１で見て右から左へ増大するように、つまり
前壁１４ａにもっとも近いノズル３６ａが比較的高い速
度で空気を排出するが隔壁２４ａにもっとも近いノズル
３６ａは比較的低速度で空気を排出するように各ノズル
３６ａを調整する。

【００４１】発火バーナー（図示しない）等を設けて燃
料材料を発火させ、その結果燃料材料が炉区域３０ａ中
の熱で自己燃焼する。燃料材料の燃焼により燃焼ガスを
発生し、これは板２２ａを通って供給される空気と混合
する。この混合物は本発明において以下煙道ガスと呼称
する。この煙道カズは炉区域３０ａを上方に流れ、そし
て微細材料の一部を付随同伴すなわち洗浄する。

【００４２】炉区域３０ａに導入する微細材料の量と空
気プレナム２６ａを径てノズル３６ａで炉区域３０ａの
内部に導入される空気量は微細材料の寸法によって決め
られ、その結果、緻密な床が炉区域３０ａの下方部分に
形成され、循環する流動床が炉区域の上方部分に形成さ
れる。すなわち微細材料は実質的な付随同伴すなわち洗
浄が達成する程度に流動化される。このように操作され
て、微細材料は炉区域３０ａの下方部分において高密度
で炉区域３０ａの長さに亘って高くなる程減少し、実質
的に一定となり、また炉区域３０ａの上方部分で比較的
低くなる。囲包体１２ｂでの操作は実質的に囲包体１２
ａの場合と同一なので囲包体１２ｂの操作は詳細に説明
しない。

【００４３】図３および図４にもっとも良く示されるよ
うに、共通壁６０の下方部分にある開口部６４は炉区域
３０ａおよび３０ｂとの間に微細材料が適当な流れを形
成する大きさにあるので炉区域３０ａおよび３０ｂ中の
固体の相対的高さは実質的に等しい。

【００４４】図１を参照して、炉区域３０ａの上方部分
を通る煙道ガスは実質的に微細材料で飽和され後壁１６
ａの上方部分にある出口開口部を経てサイクロン分離器
４０ａに流れる。共通壁６０の上方部分にある開口部６
２（図３）は炉区域３０ａおよび３０ｂのガス圧を均等
化するので共通壁６０の横方向において何等の圧力低下
はない。

【００４５】分離器４０ａにおいて、微細材料は煙道ガ
スから分離され、浄化された煙道ガスは熱交換表面５０
を横切る通路の熱回収区域４８に入る。分離された微細
材料は分離器４０ａから下降脚部５４ａ，Ｊ−バルブ５
６ａおよび導管５８ａを通って下記の循環区域３２に流
れる。

【００４６】図２および図４を参照して導管５８ａから
の分離された固体は循環区域３２ａの区画９４ａに入
る。通常の操作とした場合に、プレナム室２６ａおよび
２８ａはそれぞれノズル３６ａおよび９８ａからの空気
を選択的に分配して炉区域３０ａおよび循環区域３２ａ
に送る。各ノズル３６ａおよび９８ａは慣用の構造を持
ち、そのままでこのノズルを通過する空気の速度を制御
することができる制御機器を包含する。このような正常
な操作の際、循環区域３２ａの区画９２ａ，９４ａおよ
び９６ａ中のノズル９８ａにプレナム２８を通して流動
化空気が導入され、マニホルド１０２ａおよび１００ａ
への空気の流れは停止する。区画９４ａ中の２列のノズ
ル９８ａが隔壁８８ａおよび９０ａに導かれているので
微細材料は区画９４ａから区画９２ａおよび９６ａへ向
かう。

【００４７】微細材料は混合し、区画９２ａおよび９６
ａ中で堆積し、これらの区画内の管１０４ａ中の水／水
蒸気に熱を与える。次いで冷却された微細材料は区画６
８ａチ中の開口部１０６ａおよび１１０ａ，チャンネル
７０ａ（図１）、区画２４ａ中の開口部３４ａを通り炉
区画３０ａに戻される。

【００４８】図３および図４に示されるように、共通壁
６０中の開口部６６は循環区域３２ａおよび３２ｂのそ
れぞれの区画９６ａおよび９２ｂとの間に微細材料が適
当な流れを形成する大きさにあるので区画９２ａ，９６
ａ，９２ｂおよび９２ｂ中の微細材料のそれぞれの高さ
は実質的に同一に保持される。

【００４９】前記の操作の間、区画９４ａ中のノズル１
００ａ中に空気は導入されないし、また導入されても極
く僅かなので、微細材料の流れは区画９４ａおよび開口
部１０８ａを通って行われる。初期始動時および低負荷
状態の間、プレナム２８ａへの流動化空気流は停止し、
マニホルド１０２ａおよびノズル１１０ａへの空気流が
流れる。その結果、区画９２ａ及び９６ｂ中の微細材料
の容量が低下し、これらの区画を流れから密封する。し
たがって導管５８ａからの分離された微細材料は直接区
画９４ａを通り開口部１０８ａのレベルまで堆積した
後、開口部１０８ａ、チャンネル７０ａ、区画２４ａ中
の開口部３４ａを通って炉区域３０ａに戻される。区画
９４ａは熱交換管１０４ａを含まないので管１０４ａの
集積を加熱された循環する微細材料に露出することなく
始動及び低負荷の操作を達成できる。

【００５０】所望により人口８０ａ及び８２ａを経由し
て囲包体１２ａ中に二次空気を導入することもできる。
人口８０ａからの二次空気は炉区域３０ａへ導く下部の
二列のノズル８４ａを通って排出される前に区画７６ａ
中の空間及び循環区域３２ａを通って流れる。人口８２
ａからの二次空気は区画７８ａにより循環区域３２ａへ
の流れを阻止され、その結果、炉区域３０ａに導く上部
二列のノズル８４ａを通って流れる。循環区域３２ａに
導入される流動化空気は循環区域で微小な燃料粒子を同
伴するように制御される。このようにして直径約１〜１
０μｍの微小な燃料粒子は二次空気人口８０ａからの二
次空気に露出されこの二次空気と共にノズル８４ａを通
って炉区域３０ａに送られる。後述の空気の高酸素含量
は同伴された微小な燃焼粒子が循環区域３２ａから下方
の２列のノズル８４ａを通って炉区域３０ａに流れる際
これら粒子の燃焼を促進する。

【００５１】供給された水は前記した流れ回路中に導入
され予め定められーたて順序で回路中を循環し、供給水
を水蒸気に変え、またこの水蒸気を再熱又は過熱する。

【００５２】また排出管（図示しない）を炉区域３０ａ
及び循環区域３２ａに、さらに所望により各炉区域及び
各循環区域に設置し、消費した微細材料を慣用の方法で
排出する。

【００５３】

【発明の効果】前記の本発明の装置及び方法はいくつか
の利点をもたらす。例えば図１〜図４に示した態様にお
いて、共通壁６０を共有する隣接する２個の囲包体１２
ａ及び１２ｂは装置１０の大きさ、すなわち負荷容量を
装置の高さをますことなく増大することが可能である。
しかも共通壁６０の下方部分に設けられた開口部６４及
び６６の使用は炉区域３０ａ及び３０ｂ更に循環区域３
２ａ及び３２ｂ中のそれぞれの緻密な床の高さを均等化
し、供給装置３８ａ及び３８ｂからの供給燃料の不均衡
を是正することができる。更に隣接する囲包体１２ａ及
び１２ｂは実質的に同一なので、単一制御方法を利用す
ることができ双方の囲包体の操作を制御することができ
る。さらにまた共通壁６０の上方部分に開口部６２を使
用することで炉区域３０ａ及び３０ｂのそれぞれのガス
圧力を均等化することができ、共通壁６０を横切る側方
荷重を最小限にするか除去し、予想される損害をなくす
ることが可能である。また開口部６２は予め定められた
ガス圧低下を炉区域３０ａ及び３０ｂに亘って設定する
ことが可能であり、それぞれの炉区域３０ａ及び３０ｂ
において付随同伴及び循環を実質的同一にすることがで
きる。しかも開口部６２の使用は実質的に同一の燃焼環
境を炉区域３０ａ及び３０ｂの双方の緻密な床上部に設
定することを可能にする。前述した態様では実質的に同
一の囲包体１２ａ及び１２ｂ間に共有される単一の共通
壁６０を使用したが、同様な手法で更に他の囲包体を加
えた多数の共通壁が使用できることは理解されよう。こ
の例として図５及び図６は隣接し、対向した囲包体を共
通壁で結合し本発明の他の態様を図示している。

【００５４】図５に示した態様によれば、実質的に囲包
体１２ａ及び１２ｂと同一な更に２個の囲包体１２ｃ及
び１２ｄを囲包体１２ａ及び１２ｂに加えている。囲包
体１２ｃは囲包体１２ａと対向し囲包体１２ｄと隣接し
て設置され、囲包体１２ｄは囲包体１２ｂと対向して設
置される。囲包体１２ａ及び囲包体１２ｃは共通壁１２
０を共有し、また囲包体１２ｂ及び囲包体１２ｄは実質
的に同一な共通壁１２２を共有する。図７に示すよう
に、共通壁１２２（及び共通壁１２０）は上方部分に複
数個の開口部１２４を持ち、煙道ガスが集合した炉区域
間に流れるようにしてある。開口部１２４は集まった炉
区域のガス圧力を均等化し、共通壁１２２を横切る圧力
低下を阻止している。共通壁１２２（及び共通壁１２
０）はまた複数個の開口部１２６を下方部分に持ち一緒
になった炉区域間に微細材料が流れることを可能にす
る。開口部１２６は一緒になった炉区域の間を微細材料
の適当な流れが通るような大きさとなっており、炉区域
の緻密な床の高さは実質的に同一となっている。囲包体
１２ｃ及び囲包体１２ｄの間の共通壁１２８は共通壁６
０と実質的に同一である。分離器４０ａ、４０ｂ、４０
ｃ及び４０ｄがそれぞれ囲包体１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
及び１２ｄと、前記した態様で分離器４０ａが囲包体１
２ａと組合せたのと実質的に同一な様式で組合わされ
る。分離器４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄは前記し
た態様で分離器４０ａが作用したのと実質的に同一な方
法で作用する。したがって図５の態様は補足的な容量及
び追加の囲包体の融通性を享受する以外、前記図１〜図
４の態様と同一の方法で作用する。

【００５５】図６の態様によれば、囲包体１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ及び１２ｄと実質的に同一な追加の囲包体１
２ｅ及び１２ｆが囲包体１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１
２ｄと組合わされる。囲包体１２ｅは囲包体１２ｆと隣
接し、囲包体１２ｆと対向して設置され、また囲包体１
２ｆは囲包体１２ａと隣接して設置される。共通壁１３
０及び１３２は囲包体１２ｂを１２ｅから分割し、また
１２ｄを１２ｆからそれぞれ分割し、共通壁６０及び１
２８と実質的に同一である。同様に囲包体１２ｅを囲包
体１２ｆから分割する共通壁１３４は共通壁１２０及び
１２２と実質的に同一である。分離器４０ａ、４０ｂ、
４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ及び４０ｆは囲包体１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、及び１２ｆとそれぞれ
組合わされる。図６の態様は図１から図４及び図５の態
様に関して前記したのと同様な方法で作用する一方、補
足的な容量及び追加の囲包体の融通性を享受する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の装置を図示した概略的説明図で
ある。

【図２】図２は第１図の線２−２に沿って切った拡大し
た断面図である。

【図３】図３は第２図の線３−３に沿って切った縮小し
た断面図である。

【図４】図４は第２図の線４−４に沿って切った断面図
である。

【図５】第５図は第２図と同様な図面であるが、本発明
の別な態様の装置を示す図面である。

【図６】図６は第２図と同様な図面であるが、本発明の
別な態様の装置を示す図面である。

【図７】図７は、本発明の更に別の態様の装置を示す図
面である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１炉区域を有する第１囲包体と、当該
   第１炉区域に隣接した第１循環区域と、前記第１炉区域
   において燃料を含む微細材料の流動床を形成するための
   手段と、前記第１循環区域において微細材料の流動床を
   形成するための手段と、前記第１循環区域から前記第１
   炉区域に微細材料を通過させる手段と、第２炉区域を有
   する第２囲包体と、前記第２炉区域に隣接した第２循環
   区域と、前記第２炉区域において燃料を含む微細材料の
   流動床を形成するための手段と、前記第２循環区域にお
   いて微細材料の流動床を形成するための手段とからな
   り、 前記第１囲包体と第２囲包体とは隣接して配置され、か
   つ共通壁を有し、当該共通壁は、前記第１炉区域及び前
   記第１循環区域と、前記第２炉区域及び前記第２循環区
   域とを分割し、前記第１炉区域は前記第２炉区域に隣接
   して配置され、また、前記第１循環区域は前記第２循環
   区域に隣接して配置され、 前記共通壁は、その上部に延設された少くとも一つの孔
   を備え、当該孔は前記炉区域の圧力を等しくするために
   前記第１、第２炉区域間をガスが通過するように、前記
   第１炉区域と前記第２炉区域とを連通し、 前記共通壁は、その下部に延設された少くとも１つの孔
   を備え、当該孔は、前記第１、第２炉区域間を微細材料
   が通過するように、前記第１炉区域と前記第２炉区域と
   を連通し、 前記共通壁は、その下部に延設された少くとも１つの孔
   を備え、当該孔は、前記第１、第２循環区域間を微細材
   料が通過するように、前記第１循環区域と前記第２循環
   区域とを連通した流動床燃焼装置。
2. 【請求項２】 炉区域及び循環区域を有する複数の囲包
   体を設ける工程と、燃料を含む微細材料を前記炉区域に
   導入する工程と、微細材料を前記循環区域に導入する工
   程と、 酸素含有ガスを前記炉区域に導入することにより、前記
   炉区域内の微細材料を流動化させ、前記炉区域において
   燃焼ガスが発生するように前記燃料の燃焼を促進させ、
   前記炉区域において所定高さを有する微細材料の濃密床
   を形成させ、さらに、前記炉区域において前記微細材料
   の一部を同伴した煙道ガスを形成するために前記流動化
   ガスと前記燃焼ガスとを混合させる工程と、 酸素含有ガスを前記循環区域に導入することにより、前
   記循環区域において前記微細材料を流動化させ、前記循
   環区域において所定高さを有する微細材料の濃密床を形
   成する工程と、前記炉区域間における前記濃密床の高さを均一化する工
   程と、前記炉区域間における圧力を均一化する工程と、
   前記循環区域間における前記濃密床の高さを均一化する
   工程とからなる流動床燃焼装置の稼働方法。