上述したように、ボイラの火炉で発生した排ガスは、ポップコーンアッシュが混入しており、このポップコーンアッシュは、数ミリから十数ミリの灰の塊である。一方、排ガス通路に設けられた金網は、数ミリ以下のメッシュである。そのため、大塊のポップコーンアッシュが金網などに衝突することで、この金網の目が局所的に詰まったり、磨耗が生じたり、または、この金網が破損してしまうという問題がある。そして、特許文献2にあっては、捕集部材を傾斜させることで、ポップコーンアッシュ衝突力を吸収するようにしているものの、排ガス通路を流れる排ガスは、壁面部より中央部で高速となることから、この捕集部材における中央部の磨耗や破損が激しくなってしまう。
本発明は、上述した課題を解決するものであり、ポップコーンアッシュを適正に捕集可能とする排ガス処理装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明の排ガス処理装置は、燃焼ガスを流動可能な排ガス通路と、前記排ガス通路に設けられて排ガス中の熱を回収可能な熱回収部と、前記排ガス通路における前記熱回収部より排ガスの流動方向の下流側に設けられて排ガス中の有害物質を除去可能な有害物質除去部と、前記排ガス通路における前記熱回収部と前記有害物質除去部との間に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュを捕集可能なポップコーンアッシュ捕集部と、を備え、前記ポップコーンアッシュ捕集部は、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を有し、前記排ガス通路の中央部に配置される前記傾斜部の傾斜角度が前記排ガス通路の外周部に配置される前記傾斜部の傾斜角度より小さく設定される、ことを特徴とするものである。
従って、排ガス通路を流れる排ガスは、熱回収部で熱が回収された後、ポップコーンアッシュ捕集部によりポップコーンアッシュが捕集され、その後、有害物質除去部で有害物質が除去される。このとき、ポップコーンアッシュ捕集部が複数の傾斜部を有することから、ポップコーンアッシュの捕集面積が大きくなり、ポップコーンアッシュを効率的に捕集することができる。また、排ガス通路の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度を排ガス通路の外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定することから、排ガス通路の中央部を流れる比較的流速の速いポップコーンアッシュは、その流れが偏向されて傾斜部に至るため、その流速及び圧力損失が低減されることとなり、ポップコーンアッシュによるポップコーンアッシュ捕集部の損傷が抑制され、ポップコーンアッシュを適正に捕集することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記複数の傾斜部は、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数の傾斜捕集面を有し、排ガスの流動方向に対して傾斜方向が逆方向となる前記傾斜捕集面が交互に接続されて構成され、前記排ガス通路の幅方向における中間部に配置される前記傾斜捕集面の傾斜角度が前記排ガス通路の幅方向における端部に配置される前記傾斜捕集面の傾斜角度より小さく設定されることを特徴としている。
従って、排ガス通路の幅方向における中間部に配置される傾斜捕集面の傾斜角度を端部に配置される傾斜捕集面の傾斜角度より小さく設定することから、排ガス通路の中央部を流れる比較的流速の速いポップコーンアッシュは、傾斜角度が小さい傾斜捕集面にて、その流速及び圧力損失が低減されることとなり、ポップコーンアッシュ捕集部の損傷を抑制することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記複数の傾斜部は、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数の傾斜捕集面を有し、排ガスの流動方向に対して傾斜方向が逆方向となる前記傾斜捕集面が交互に接続されて構成され、前記排ガス通路の鉛直方向における中間部に配置される前記傾斜捕集面の傾斜角度が前記排ガス通路の鉛直方向における端部に配置される前記傾斜捕集面の傾斜角度より小さく設定されることを特徴としている。
従って、排ガス通路の鉛直方向における中間部に配置される傾斜捕集面の傾斜角度を端部に配置される傾斜捕集面の傾斜角度より小さく設定することから、排ガス通路の中央部を流れる比較的流速の速いポップコーンアッシュは、傾斜角度が小さい傾斜捕集面にて、その流速及び圧力損失が低減されることとなり、ポップコーンアッシュ捕集部の損傷を抑制することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス通路の鉛直方向における中間部に配置される前記傾斜捕集面は、前記排ガス通路の鉛直方向における端部に配置される前記傾斜捕集面より、排ガスの流動方向における上流側に突出して配置されることを特徴としている。
従って、排ガス通路の鉛直方向における中間部に配置される傾斜捕集面が端部に配置される傾斜捕集面より上流側に突出していることから、排ガス通路の中央部を流れる比較的流速の速い排ガス中のポップコーンアッシュを効率的に捕集することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス通路の鉛直方向における中間部に配置される前記傾斜捕集面と前記排ガス通路の鉛直方向における端部に配置される前記傾斜捕集面との間に連結捕集面が配置されることを特徴としている。
従って、排ガス通路の鉛直方向における中間部に配置される傾斜捕集面と端部に配置される傾斜捕集面とを連結捕集面により連結することで、排ガス通路の全ての領域に傾斜捕集面を配置することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記連結捕集面は、排ガスの流動方向または排ガスの流動方向に交差する方向に傾斜することを特徴としている。
従って、連結捕集面が傾斜していることから、捕集したポップコーンアッシュが堆積しにくくなり、捕集効率の低下を抑制することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記複数の傾斜捕集面が排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部は、略鉛直方向に沿って配置されることを特徴としている。
従って、傾斜捕集面同士の接続部が略鉛直方向に沿って配置されていることから、ここで捕集したポップコーンアッシュを容易に落下させることが可能となり、捕集効率の低下を抑制することができる。
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス通路は、互いにほぼ直交する方向に連通して排ガスの流動方向に沿って連結される第1通路と第2通路とを有し、前記第1通路と前記第2通路との連通部の下方にポップコーンアッシュを貯留可能なホッパが設けられ、前記第1通路または該第1通路より上流側に前記熱回収部が設けられ、前記第2通路または該第2通路より下流側に前記有害物質除去部が設けられ、前記ポップコーンアッシュ捕集部は、前記第2通路に設けられることを特徴としている。
従って、ポップコーンアッシュ捕集部を適正位置に配置することで、ポップコーンアッシュによるポップコーンアッシュ捕集部の損傷を抑制することができると共に、ポップコーンアッシュを適正に捕集することができる。
本発明の排ガス処理装置によれば、燃焼ガスを流動可能な排ガス通路にて、熱回収部と有害物質除去部との間に排ガス中のポップコーンアッシュを捕集可能なポップコーンアッシュ捕集部を設け、このポップコーンアッシュ捕集部として、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を設け、排ガス通路の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度を排ガス通路の外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定するので、ポップコーンアッシュによるポップコーンアッシュ捕集部の損傷が抑制され、ポップコーンアッシュを適正に捕集することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明の排ガス処理装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
図1は、本発明の実施例1に係る排ガス処理装置が適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図、図2は、実施例1の排ガス処理装置を表す概略側面図、図3は、実施例1の排ガス処理装置を表す概略平面図、図4は、実施例1のポップコーンアッシュ捕集部を表す概略図である。
実施例1の排ガス処理装置が適用された微粉炭焚きボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を固体燃料として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。
この実施例1において、図1に示すように、微粉炭焚きボイラ10は、コンベンショナルボイラであって、火炉11と燃焼装置12とを有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉11を構成する火炉壁の下部に燃焼装置12が設けられている。
燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ21,22,23,24,25を有している。本実施例にて、この燃焼バーナ21,22,23,24,25は、周方向に沿って4個均等間隔で配設されたものが1セットとして、鉛直方向に沿って5セット、つまり、5段配置されている。
そして、各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して微粉炭機(ミル)31,32,33,34,35に連結されている。この微粉炭機31,32,33,34,35は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送空気(1次空気)により分級された微粉炭を微粉炭供給管26,27,28,29,30から燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給することができる。
また、火炉11は、各燃焼バーナ21,22,23,24,25の装着位置に風箱36が設けられており、この風箱36に空気ダクト37の一端部が連結されており、この空気ダクト37は、他端部に送風機38が装着されている。従って、送風機38により送られた燃焼用空気(2次空気、3次空気)を、空気ダクト37から風箱36に供給し、この風箱36から各燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給することができる。
そのため、燃焼装置12にて、各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭と1次空気とを混合した微粉燃料混合気(燃料ガス)を火炉11内に吹き込み可能であると共に、2次空気を火炉11内に吹き込み可能となっており、図示しない点火トーチにより微粉燃料混合気に点火することで、火炎を形成することができる。
なお、一般的に、ボイラの起動時には、各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、油燃料を火炉11内に噴射して火炎を形成している。
火炉11は、上部に煙道40が連結されており、この煙道40に、対流伝熱部(熱回収部)として排ガスの熱を回収するための過熱器(スーパーヒータ)41,42、再熱器43,44、節炭器(エコノマイザ)45,46,47が設けられており、火炉11での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。
煙道40は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管(排ガス通路)48が連結されている。この排ガス管48は、空気ダクト37との間にエアヒータ49が設けられ、空気ダクト37を流れる空気と、排ガス管48を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
また、排ガス管48にはエアヒータ49より上流側の位置に選択還元型触媒50が設けられ、エアヒータ49より下流側の位置に電気集塵機51、誘引送風機52、脱硫装置53が設けられ、下流端部に煙突54が設けられている。ここで、選択還元型触媒50、電気集塵機51、脱硫装置53が有害物質除去部として機能する。
従って、微粉炭機31,32,33,34,35が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管26,27,28,29,30を通して燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト37から風箱36を介して各燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給される。すると、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉11に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉11に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。この火炉11では、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉11内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス(排ガス)がこの火炉11内を上昇し、煙道40に排出される。
なお、火炉11では、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。そして、微粉炭の燃焼により発生したNOxが火炉11で還元され、その後、アディショナルエアが追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるNOxの発生量が低減される。
このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器45,46,47によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管(図示せず)に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器41,42に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器41,42で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント(例えば、タービン等)に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器43,44に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉11をドラム型(蒸気ドラム)として説明したが、この構造に限定されるものではない。
その後、煙道40の節炭器45,46,47を通過した排ガスは、排ガス管48にて、選択還元型触媒50でNOxなどの有害物質が除去され、電気集塵機51で粒子状物質が除去され、脱硫装置53により硫黄分が除去された後、煙突54から大気中に排出される。
このように構成された微粉炭焚きボイラ10にて、火炉11より下流側が実施例1の排ガス処理装置として機能する。そして、この実施例1の排ガス処理装置では、排ガス管48における熱回収部(過熱器41,42、再熱器43,44、節炭器45,46,47)と有害物質除去部(選択還元型触媒50、電気集塵機51、脱硫装置53)との間に排ガス中のポップコーンアッシュを捕集可能なポップコーンアッシュ捕集部61が設けられており、ポップコーンアッシュ捕集部61は、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を有し、排ガス管48の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度が排ガス管48の外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定されている。
即ち、図2及び図3に示すように、排ガス管48は、例えば、矩形断面を有し、鉛直方向に沿って延びる第1配管(第1通路)48aと、水平方向に沿って延びる第2配管(第2通路)48bとから構成され、第1配管48aと第2配管48bとは、互いにほぼ直交する方向に連通している。この場合、排ガスの流動方向の上流側に位置する第1配管48a側に熱回収部が設けられ、排ガスの流動方向の下流側に位置する第2配管48b側に有害物質除去部が設けられ、第1配管48aの通路面積に比べて第2配管48bの通路面積が小さく設定されている。そして、ポップコーンアッシュ捕集部61は、第2配管48bに設けられている。
また、第1配管48aと第2配管48bとは、その後端部と前端部とが連通すると共に、この連通部の下方にポップコーンアッシュを貯留可能なホッパ62が設けられている。このホッパ62は、下方に向けて面積が狭くなるように対向する傾斜面により形成され、下端部が第2配管48bの底面より低い位置にある。なお、このホッパ62は、ポップコーンアッシュ捕集部61により捕集されて落下したポップコーンアッシュを貯留するだけでなく、第1配管48aから第2配管48bへと流れる排ガス中のポップコーンアッシュが直接ホッパ62の傾斜面に衝突して貯留することができ、図示しない開閉弁により開口部を開放することで、貯留したポップコーンアッシュを下方に排出可能となっている。そして、ポップコーンアッシュ捕集部61は、ホッパ62より排ガスの流動方向の下流側に位置するように、第2配管48bの入口部に傾斜して設けられている。
このポップコーンアッシュ捕集部61は、上下端部が第2配管48bの入口部における上下の壁面に固定されたブラケット63,64に固定されている。そして、このポップコーンアッシュ捕集部61は、下端部が排ガスの流動方向の下流側に位置するように所定角度で傾斜して配置されている。このポップコーンアッシュ捕集部61は、例えば、メッシュ状をなす金網により形成され、2mm〜3mm以下の多数の開口からなる。なお、ポップコーンアッシュ捕集部61は、メッシュ状をなす金網に限定されるものではなく、縦スリットまたは横スリットを有するスクリーンや多孔体などとしてもよい。
また、第1配管48aと第2配管48bとの連通部における曲がり角の内側に排ガスを曲がり角の外側に案内するキッカ(ガイド部)65が設けられている。このキッカ65は、第1配管48aと第2配管48bとの連通部における曲がり角の内側にて、第1配管48aの下端部の内壁面から曲がり角の外側にある対向する内壁面側に突出するように設けられ、断面が先細の三角形状をなしている。
ここで、まず、ポップコーンアッシュ捕集部61について、詳細に説明する。このポップコーンアッシュ捕集部61は、図4に示すように、上述した複数の傾斜部として、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数(実施例1では、12個)の傾斜捕集面66(66a,66b,66c,66d,66e,66f)を有している。そして、この各傾斜捕集面66(66a,66b,66c,66d,66e,66f)は、排ガスの流動方向に対して傾斜方向が逆方向となるように交互に接続されている。即ち、ポップコーンアッシュ捕集部61は、排ガス管48(第2配管48b)内にて、幅方向における中間位置(中心線A)から左右の端部側に向かって、それぞれ6個の傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fがジグザグ形状となるように接続されて構成されている。実際には、1個のメッシュ状をなす金網を所定位置で折り曲げて構成する。傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fをジグザグ形状とすることで、排ガスの流れ方向に傾斜させ、ポップコーンアッシュ粒子の通過速度を低減し、圧損や摩耗低減を可能となる。
そして、ポップコーンアッシュ捕集部61は、12個の傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fが排ガス管48(第2配管48b)の幅方向における中間位置(中心線A)から左右の端部側に向かって傾斜角度θが大きくなるように設定されている。つまり、12個の傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fにて、排ガスの流動方向に対する角度をθ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6をすると、θ1<θ2<θ3<θ4<θ5<θ6となっている。ここで、各傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fが排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部67(67a,67b,67c,67d)は、排ガス管48(第2配管48b)の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置されると共に、略鉛直方向に沿って配置されている。この場合、接続部67(67a,67b,67c,67d)は、ポップコーンアッシュ捕集部61自体の傾斜方向に沿って位置している。そのため、ポップコーンアッシュ捕集部61は、左右端部の流速が比較的低く、傾斜角度が大きくても摩耗は厳しくなく、また、中央部の傾斜角度を小さくするために左右端部の傾斜角度を大きくしている。
次に、実施例1の排ガス処理装置の作用を説明する。図1から図4に示すように、排ガス管48を流れる排ガスは、熱回収部(過熱器41,42、再熱器43,44、節炭器45,46,47)で熱が回収された後、第1配管48aに沿って下方に流れる。そして、排ガスは、連通部をほぼ直角に曲がってポップコーンアッシュ捕集部61に流れる。
ここで、排ガスは、第1配管48aと第2配管48bとの連通部における曲がり角の内側にて、キッカ65により連通部の中心側に案内されることで、流れが剥離してその流速が低下する。そして、排ガスは、ポップコーンアッシュ捕集部61によりポップコーンアッシュが捕集される。また、第1配管48aと第2配管48bとの連通部における曲がり角の外側を流れる排ガスは、一部のポップコーンアッシュがホッパ62の傾斜面に当接して落下する。
このとき、ポップコーンアッシュ捕集部61は、12個の傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fがジグザグ形状となるように接続されて構成されていることから、ポップコーンアッシュの捕集面積(開口面積)が大きくなり、ポップコーンアッシュが効率的に捕集される。また、12個の傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fは、排ガス管48の幅方向の中間部が端部に対してその傾斜角度が小さく設定されていることから、ポップコーンアッシュ捕集部61は、排ガス管48の幅方向の中間部が端部より開口面積が大きくなっている。そのため、排ガス管48を流れる排ガスは、その中心部側で比較的流速が速くなるものの、この中心部側で開口面積が大きくなることから、排ガス(ポップコーンアッシュ)は、傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fによりその流れが偏向され、流速及び圧力損失が低減される。その結果、ポップコーンアッシュ捕集部61に対するポップコーンアッシュの衝突力が緩和され、ポップコーンアッシュ捕集部61の磨耗や損傷が抑制される。
そして、ポップコーンアッシュ捕集部61で捕集されたポップコーンアッシュは、所定量が付着するものの、このポップコーンアッシュ捕集部61が傾斜していると共に、各傾斜捕集面66a,66b,66c,66d,66e,66fの接続部67a,67b,67c,67dが略鉛直方向に沿っていることから、ホッパ62に自由落下して貯留される。
その後、ポップコーンアッシュがポップコーンアッシュ捕集部61で除去された排ガスは、有害物質除去部(選択還元型触媒50、電気集塵機51、脱硫装置53)で有害物質が除去される。
このように実施例1の排ガス処理装置にあっては、燃焼ガスを流動可能な排ガス管48と、排ガス管48に設けられて排ガス中の熱を回収可能な熱回収部と、排ガス管48における熱回収部より排ガスの流動方向の下流側に設けられて排ガス中の有害物質を除去可能な有害物質除去部と、排ガス管48における熱回収部と有害物質除去部との間に設けられて排ガス中のポップコーンアッシュを捕集可能なポップコーンアッシュ捕集部61とを設け、ポップコーンアッシュ捕集部61として、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜捕集面66(66a,66b,66c,66d,66e,66f)を設け、排ガス管48の幅方向の中央部側に配置される傾斜捕集面66aの傾斜角度θ1を端部側に配置される傾斜捕集面66fの傾斜角度θ6より小さく設定している。
従って、排ガス管48を流れる排ガスは、熱回収部で熱が回収された後、ポップコーンアッシュ捕集部61によりポップコーンアッシュが捕集され、その後、有害物質除去部で有害物質が除去される。このとき、ポップコーンアッシュ捕集部61が複数の傾斜捕集面66を有することから、ポップコーンアッシュの捕集面積が大きくなり、ポップコーンアッシュを効率的に捕集することができる。また、排ガス管48の中央部に配置される傾斜捕集面66aの傾斜角度θ1が端部に配置される傾斜捕集面66fの傾斜角度θ6より小さく設定されていることから、排ガス管48の中央部を流れる比較的流速の速いポップコーンアッシュは、その流れが偏向されて傾斜捕集面66に至るため、その流速及び圧力損失が低減されることとなり、ポップコーンアッシュによるポップコーンアッシュ捕集部61の損傷が抑制され、ポップコーンアッシュを適正に捕集することができる。
即ち、ポップコーンアッシュ捕集部61は、排ガスの流速が速い中央部側で傾斜捕集面66aの傾斜角度θ1が小さく、排ガスの流速が遅い端部側で傾斜捕集面66fの傾斜角度θ6で大きく設定されている。そのため、ポップコーンアッシュ捕集部61の捕集面積を無駄に拡大することなく、必要な箇所だけを拡大しており、製造コストを抑制しながらも、排ガス中のポップコーンアッシュを効率良く捕集することができる。
また、実施例1の排ガス処理装置では、複数の傾斜捕集面66が排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部67を略鉛直方向に沿って配置している。従って、傾斜捕集面66で捕集したポップコーンアッシュを接続部67により容易に落下させることが可能となり、捕集効率の低下を抑制することができる。
また、実施例1の排ガス処理装置では、排ガス管48として、互いにほぼ直交する方向に連通する第1配管48aと第2配管48bとを設け、排ガスの流動方向の上流側に位置する第1配管48aに熱回収部を設け、排ガスの流動方向の下流側に位置する第2配管48bに有害物質除去部を設け、第1配管48aと第2配管48bとの連通部の下方にポップコーンアッシュを貯留可能なホッパ62を設け、ポップコーンアッシュ捕集部61を第2配管48b側に設けている。従って、排ガスが第1配管48aから屈曲した第2配管48bに流れるとき、この排ガスに含まれるポップコーンアッシュをポップコーンアッシュ捕集部61により効率良く捕集することができる。また、ポップコーンアッシュ捕集部61で捕集された全てのポップコーンアッシュがホッパ62に貯留されることとなり、ポップコーンアッシュを効率良く捕集することができる。
図5は、本発明の実施例2に係る排ガス処理装置におけるポップコーンアッシュ捕集部の正面図、図6は、実施例2のポップコーンアッシュ捕集部の平面図、図7は、実施例2のポップコーンアッシュ捕集部の側面図である。
実施例2において、排ガス処理装置の基本的な構成は、実施例1と同様であり、ポップコーンアッシュ捕集部の構成だけが相違している。図5から図7に示すように、ポップコーンアッシュ捕集部71は、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を有し、排ガス管の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度が外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定されている。
このポップコーンアッシュ捕集部71は、上述した複数の傾斜部として、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数(実施例2では、6個)の傾斜捕集面72(72a,72b)を有している。この各傾斜捕集面72(72a,72b)は、排ガスの流動方向に対して傾斜方向が逆方向となるように交互に接続されている。即ち、ポップコーンアッシュ捕集部71は、排ガス管内にて、幅方向に向かって6個の傾斜捕集面72(72a,72b)がジグザグ形状となるように接続されて構成されている。
そして、ポップコーンアッシュ捕集部71は、6個の傾斜捕集面72(72a,72b)が排ガス管の鉛直方向における中間部が上下端部に対して傾斜角度θが小さくなるように設定されている。つまり、6個の傾斜捕集面72(72a,72b)は、それぞれ排ガス管の鉛直方向において、上部傾斜面73aと、中間傾斜面73bと、下部傾斜面73cとからなり、排ガスの流動方向に対する角度をθ11,θ12,θ13をすると、θ11=θ13>θ12となっている。
ここで、各傾斜捕集面72(72a,72b)が排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部74は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置されると共に、略鉛直方向に沿って配置されている。また、各上部傾斜面73a及び各下部傾斜面73cが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部75は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置され、各中間傾斜面73bが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部76は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置される。そして、各中間傾斜面73bが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部76は、各上部傾斜面73a及び各下部傾斜面73cが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部75よりも、排ガスの流動方向の上流側に突出して位置している。
また、各傾斜捕集面72(72a,72b)にて、上部傾斜面73a及び各下部傾斜面73cと中間傾斜面73bとは、傾斜した連結捕集面77a,77bにより連結されている。この場合、上部傾斜面73aと中間傾斜面73bとを連結する連結捕集面77aは、排ガスの流動方向の上流側の下方に向かって傾斜し、中間傾斜面73bと下部傾斜面73cとを連結する連結捕集面77bは、排ガスの流動方向の上流側の上方に向かって傾斜している。
なお、各傾斜捕集面72(72a,72b)にて、上部傾斜面73a、中間傾斜面73b、下部傾斜面73cをそれぞれ排ガス管の幅方向で同じ傾斜角度としたが、実施例1と同様に、幅方向の中間部で傾斜角度を小さく、幅方向の左右端部で傾斜角度を大きくしてもよい。
従って、排ガス管を流れる排ガスは、熱回収部で熱が回収された後、ポップコーンアッシュ捕集部71に流れ、ここで、排ガスは、ポップコーンアッシュ捕集部71によりポップコーンアッシュが捕集される。このとき、ポップコーンアッシュ捕集部71は、6個の傾斜捕集面72a,72bがジグザグ形状となるように接続されて構成されていることから、ポップコーンアッシュの捕集面積(開口面積)が大きくなり、ポップコーンアッシュが効率的に捕集される。また、各傾斜捕集面72a,72bは、排ガス管の鉛直方向の中間位置の中間傾斜面73bが上下位置の上部傾斜面73a及び下部傾斜面73cに対してその傾斜角度が小さく設定されていることから、ポップコーンアッシュ捕集部71は、排ガス管の鉛直方向の中間部が端部より開口面積が大きくなっている。そのため、排ガス管を流れる排ガスは、その中心部側で比較的流速が速くなるものの、この中心部側で開口面積が大きくなることから、排ガス(ポップコーンアッシュ)は、傾斜捕集面73a,73b,73cによりその流れが偏向され、流速及び圧力損失が低減される。その結果、ポップコーンアッシュ捕集部71に対するポップコーンアッシュの衝突力が緩和され、ポップコーンアッシュ捕集部71の磨耗や損傷が抑制される。
そして、ポップコーンアッシュ捕集部71で捕集されたポップコーンアッシュは、所定量が付着するものの、このポップコーンアッシュ捕集部71の各傾斜捕集面72a,72bの接続部74が略鉛直方向に沿っていることから、自由落下する。その後、ポップコーンアッシュがポップコーンアッシュ捕集部71で除去された排ガスは、有害物質除去部で有害物質が除去される。
このように実施例2の排ガス処理装置にあっては、ポップコーンアッシュ捕集部71として、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜捕集面72(72a,72b)を設け、排ガス管の鉛直方向の中央部に位置する中間傾斜面73bの傾斜角度θ12を上下部に位置する上部傾斜面73a及び下部傾斜面73cの傾斜角度θ11,θ13より小さく設定している。
従って、排ガス管を流れる排ガスは、熱回収部で熱が回収された後、ポップコーンアッシュ捕集部71によりポップコーンアッシュが捕集され、その後、有害物質除去部で有害物質が除去される。このとき、排ガス管の中間傾斜面73bの傾斜角度θ12が上部傾斜面73a及び下部傾斜面73cの傾斜角度θ11,θ13より小さく設定されていることから、排ガス管の中央部を流れる比較的流速の速いポップコーンアッシュは、その流れが偏向されて中間傾斜面73bに至るため、その流速及び圧力損失が低減されることとなり、ポップコーンアッシュによるポップコーンアッシュ捕集部71の損傷が抑制され、ポップコーンアッシュを適正に捕集することができる。
即ち、ポップコーンアッシュ捕集部71は、排ガスの流速が速い中央部側で中間傾斜面73bの傾斜角度θ11が小さく、排ガスの流速が遅い端部側で上部傾斜面73a及び下部傾斜面73cの傾斜角度θ12,θ13が大きく設定されている。そのため、ポップコーンアッシュ捕集部71の捕集面積を無駄に拡大することなく、必要な箇所だけを拡大しており、製造コストを抑制しながらも、排ガス中のポップコーンアッシュを効率良く捕集することができる。
また、実施例2の排ガス処理装置では、排ガス管の鉛直方向の中央部に位置する中間傾斜面73bを、排ガス管の鉛直方向の上下部に位置する上部傾斜面73a及び下部傾斜面73cより、排ガスの流動方向における上流側に突出して配置している。従って、排ガス管の中央部を流れる比較的流速の速い排ガス中のポップコーンアッシュを効率的に捕集することができる。また、ポップコーンアッシュ捕集部71の中央部が流速高く、傾斜角度を小さくすることにより、圧損や摩耗を低減することができる。
実施例2の排ガス処理装置では、排ガス管の鉛直方向の中央部に位置する中間傾斜面73bと、排ガス管の鉛直方向の上下部に位置する上部傾斜面73a及び下部傾斜面73cとの間に、排ガスの流動方向に傾斜する連結捕集面77a,77bを配置している。従って、排ガス管の全ての領域に傾斜捕集面を配置することができ、また、連結捕集面77a,77bが傾斜していることから、捕集したポップコーンアッシュが堆積しにくくなり、捕集効率の低下を抑制することができる。
図8は、本発明の実施例3に係る排ガス処理装置におけるポップコーンアッシュ捕集部の正面図、図9は、実施例3のポップコーンアッシュ捕集部の側面図である。
実施例3において、排ガス処理装置の基本的な構成は、実施例1、2と同様であり、ポップコーンアッシュ捕集部の構成だけが相違している。図8及び図9に示すように、ポップコーンアッシュ捕集部81は、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を有し、排ガス管の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度が外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定されている。
このポップコーンアッシュ捕集部81は、上述した複数の傾斜部として、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数の傾斜捕集面82(82a,82b)を有している。この各傾斜捕集面82a,82bは、排ガスの流動方向に対して傾斜方向が逆方向となるように接続されている。そして、ポップコーンアッシュ捕集部81は、各傾斜捕集面82a,82bが、それぞれ排ガス管の鉛直方向において、上部傾斜面83aと、中間傾斜面83bと、下部傾斜面(図示略)とからなり、中間傾斜面83bの傾斜角度が上部傾斜面83a及び下部傾斜面より傾斜角度より小さく設定されている。
ここで、各傾斜捕集面82a,82bが排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部84は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置されると共に、略鉛直方向に沿って配置されている。また、上部傾斜面83a及び下部傾斜面が排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部85は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置され、中間傾斜面83bが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部86は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置される。そして、中間傾斜面83bが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部86は、上部傾斜面83a及び下部傾斜面83cが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部85よりも、排ガスの流動方向の上流側に突出して位置している。
また、各傾斜捕集面82a,82bにて、上部傾斜面83aと中間傾斜面83bとは、傾斜した2つの連結捕集面87a,87bにより連結されている。この場合、上側に位置する連結捕集面87aは、排ガスの流動方向の上流側の上方に向かって傾斜し、下側の連結捕集面87bは、排ガスの流動方向の上流側の下方に向かって傾斜している。また、各連結捕集面87a,87bは、ガスの流動方向に交差する方向に向かって傾斜している。即ち、上部傾斜面83aと中間傾斜面83bとの間には、2つの連結捕集面87a,87bにより凹部が形成されることとなり、更なる捕集面の拡大がなされている。
従って、排ガス管を流れる排ガスは、ポップコーンアッシュ捕集部81によりポップコーンアッシュが捕集される。このとき、ポップコーンアッシュ捕集部81は、中間傾斜面83bが上部傾斜面83a及び下部傾斜面に対してその傾斜角度が小さく設定されていることから、排ガス管の中央部を流れる比較的流速が速い排ガスは、その流速及び圧力損失が低減される。その結果、ポップコーンアッシュ捕集部81に対するポップコーンアッシュの衝突力が緩和され、ポップコーンアッシュ捕集部81の磨耗や損傷が抑制される。
このように実施例3の排ガス処理装置にあっては、ポップコーンアッシュ捕集部81として、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜捕集面82(82a,82b)を設け、排ガス管の鉛直方向の中央部に位置する中間傾斜面83bの傾斜角度を上下部に位置する上部傾斜面83a及び下部傾斜面の傾斜角度より小さく設定している。
従って、排ガス管の中央部を流れる比較的流速の速いポップコーンアッシュは、その流れが偏向されて中間傾斜面83bに至るため、その流速及び圧力損失が低減されることとなり、ポップコーンアッシュによるポップコーンアッシュ捕集部81の損傷が抑制され、ポップコーンアッシュを適正に捕集することができる。
実施例3の排ガス処理装置では、排ガス管の鉛直方向の中央部に位置する中間傾斜面83bと、排ガス管の鉛直方向の上下部に位置する上部傾斜面83a及び下部傾斜面との間に、排ガスの流動方向及びその方向に交差する方向に傾斜する連結捕集面87a,87bを配置している。従って、排ガス管の全ての領域に傾斜捕集面を配置することができ、また、連結捕集面87a,87bが傾斜していることから、捕集したポップコーンアッシュが堆積しにくくなり、捕集効率の低下を抑制することができる。
図10は、本発明の実施例4に係る排ガス処理装置におけるポップコーンアッシュ捕集部の正面図、図11は、実施例4のポップコーンアッシュ捕集部の側面図である。
実施例4において、排ガス処理装置の基本的な構成は、実施例1、2と同様であり、ポップコーンアッシュ捕集部の構成だけが相違している。図10及び図11に示すように、ポップコーンアッシュ捕集部91は、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を有し、排ガス管の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度が外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定されている。
このポップコーンアッシュ捕集部91は、上述した複数の傾斜部として、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数の傾斜捕集面92(92a,92b)を有しており、各傾斜捕集面92a,92bが上部傾斜面93aと中間傾斜面93bと下部傾斜面(図示略)とからなり、中間傾斜面93bの傾斜角度が上部傾斜面93a及び下部傾斜面より傾斜角度より小さく設定されている。
各傾斜捕集面92a,92bが排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部94は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置されると共に、略鉛直方向に沿って配置されている。また、上部傾斜面93a及び下部傾斜面が排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部95は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置され、中間傾斜面93bが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部96は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置され、接続部96は接続部95よりも排ガスの流動方向の上流側に突出して位置している。
また、各傾斜捕集面92a,92bにて、上部傾斜面93aと中間傾斜面93bとは、傾斜した2つの連結捕集面97a,97bにより連結されている。この場合、上側に位置する連結捕集面97aは、中心部が凹部形状をなし、排ガスの流動方向の上流側の上方に向かって傾斜し、下側の連結捕集面97bは、中心部が凸部形状をなし、排ガスの流動方向の上流側の下方に向かって傾斜している。即ち、上部傾斜面93aと中間傾斜面93bとの間には、2つの連結捕集面97a,97bにより凹部が形成されることとなり、更なる捕集面の拡大がなされている。
なお、本実施例のポップコーンアッシュ捕集部91による作用効果については、前述した実施例3とほぼ同様であることから、説明は省略する。
図12は、本発明の実施例5に係る排ガス処理装置におけるポップコーンアッシュ捕集部の正面図、図13は、実施例5のポップコーンアッシュ捕集部の側面図である。
実施例5において、排ガス処理装置の基本的な構成は、実施例1、2と同様であり、ポップコーンアッシュ捕集部の構成だけが相違している。図12及び図13に示すように、ポップコーンアッシュ捕集部101は、排ガスの流動方向に対して所定の傾斜角度に傾斜する複数の傾斜部を有し、排ガス管の中央部に配置される傾斜部の傾斜角度が外周部に配置される傾斜部の傾斜角度より小さく設定されている。
このポップコーンアッシュ捕集部101は、上述した複数の傾斜部として、排ガスの流動方向に交差すると共に鉛直方向に沿った複数の傾斜捕集面102(102a,102b)を有しており、各傾斜捕集面102a,102bが上部傾斜面103aと中間傾斜面103bと下部傾斜面(図示略)とからなり、中間傾斜面103bの傾斜角度が上部傾斜面103a及び下部傾斜面より傾斜角度より小さく設定されている。
各傾斜捕集面102a,102bが排ガスの流動方向の下流側で接続される接続部104は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置されると共に、略鉛直方向に沿って配置されている。また、上部傾斜面103a及び下部傾斜面が排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部105は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置され、中間傾斜面103bが排ガスの流動方向の上流側で接続される接続部106は、排ガス管の幅方向において、排ガスの流動方向におけるほぼ同じ位置に配置され、接続部106は接続部105よりも排ガスの流動方向の上流側に突出して位置している。
また、各傾斜捕集面102a,102bにて、上部傾斜面103aと中間傾斜面103bとは、傾斜した2つの連結捕集面107a,107bにより連結されている。本実施例では、傾斜捕集面102a,102bにて、上部傾斜面103aはその傾斜角度が同じに設定されているが、中間傾斜面103bは、傾斜捕集面102a側の角度が傾斜捕集面102b側の角度より小さい角度に設定されている。この場合、上側に位置する連結捕集面107aは、中心部が凹部形状をなし、排ガスの流動方向の上流側の上方に向かって傾斜し、下側の連結捕集面107bは、中心部が凸部形状をなし、排ガスの流動方向の上流側の下方に向かって傾斜している。そして、下側の連結捕集面107bは、傾斜捕集面102a側に傾斜している。即ち、上部傾斜面103aと中間傾斜面103bとの間には、2つの連結捕集面107a,107bにより凹部が形成されることとなり、更なる捕集面の拡大がなされている。
なお、本実施例のポップコーンアッシュ捕集部101による作用効果については、前述した実施例3とほぼ同様であることから、説明は省略する。
なお、上述した各実施例では、排ガス管48を、鉛直方向に沿って延びる第1配管48aと水平方向に沿って延びる第2配管48bとを連通し、ここにホッパ62を形成して構成し、第2配管48bの入口部にポップコーンアッシュ捕集部61,71,81,91,101を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、排ガス管48を、鉛直方向に沿って延びる第1配管(第1通路)と、水平方向に沿って延びる第2配管(第1通路)と、鉛直方向に沿って延びる第3配管(第2通路)とを連通し、各連通部にホッパを形成して構成し、第3配管の入口部にポップコーンアッシュ捕集部を設けてもよい。