(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉本体内の下部に流動床が形成され、流動床内の下部に該流動床及び流動床内に混入された被焼却物を流動攪拌させる流動エアーを散気する散気手段が設けられ、流動床内に燃料ガスを噴出して流動床内で燃焼させる燃料ガス管がその炉内への突出方向が略水平方向となるように設けられる流動床式焼却炉の燃料ガス管に設けられるガスノズルであって、燃料ガスの噴出方向が斜め下方となるノズル孔を複数有する列が周方向に複数列設けられることを特徴とする流動床式焼却炉のガスノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床を流動させて被焼却物を焼却する流動床式焼却炉のガスノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ごみ焼却炉や下水汚泥焼却炉として流動床式焼却炉が用いられている（例えば特許文献１参照）。流動床式焼却炉は、図４に示すように、焼却炉本体１内の下部に流動媒体を装填して流動床２１を形成し、流動床２１の上方をフリーボード２２としてある。そして、被焼却物を焼却炉本体１内に投入して流動床２１に混入させるとともに、流動床２１内の下部に設けた散気手段３からの流動エアーにて流動攪拌し、流動床２１内に設けた燃焼手段４にて燃料ガスを流動床２１内に噴出させて流動エアーを燃焼用空気として（あるいは燃料ガスに空気を混入しておいて）燃焼させることで、流動床２１内に混入された被焼却物を均一に効率良く焼却するものである。
【０００３】
燃焼手段４は燃料ガス管を備えており、燃料ガス管から燃料ガスを噴出することで流動床２１内に燃料ガスを噴出するものであったが、この場合、単に燃料ガス管から側方に燃料ガスを噴出すると、流動床２１は流動エアーにて流動攪拌されるため流動床２１内に留まらずにすぐに流動床２１の上方に燃料ガスが抜けてしまい、流動床２１内での燃料ガスの燃焼効率が低いものであった。
【０００４】
また、従来の既存の焼却炉本体１においては、図４に示すように、炉壁１１に略水平方向に貫通する貫通孔１０を形成し、この貫通孔１０に略直線状の燃料ガス管（図示せず）を備えたガスガン４ａを挿通させて炉内に略水平方向に突出させ、燃料ガス管の先端のガスノズルから側方に燃料ガスを噴出して燃焼させていた。このため、燃料ガスの燃焼効率を、燃料ガス管の炉内への突出方向を変更することで向上させようとしても、貫通孔１０を斜めに形成し直すといった大掛かりな改造工事が必要となり、困難なものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８１２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流動床での燃料ガスの滞留時間が長くなって流動床で燃焼する燃料ガスの量が多くなり、流動床内での燃料ガスの燃焼効率を向上させることができ、更に、燃焼効率の向上を、燃料ガス管の炉内への突出方向を略水平方向から変更せずに達成することができる流動床式焼却炉のガスノズルを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明にあっては、焼却炉本体１内の下部に流動床２１が形成され、流動床２１内の下部に該流動床２１及び流動床２１内に混入された被焼却物を流動攪拌させる流動エアーを散気する散気手段３が設けられ、流動床２１内に燃料ガスを噴出して流動床２１内で燃焼させる燃料ガス管４１がその炉内への突出方向が略水平方向となるように設けられる流動床式焼却炉の燃料ガス管４１に設けられるガスノズル５であって、燃料ガスの噴出方向が斜め下方となるノズル孔５０を複数有する列が周方向に複数列設けられることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にあっては、単に側方に燃料ガスを噴出する従来例のように流動攪拌される流動床からすぐに上方に燃料ガスが抜けてしまうことがなく、燃料ガスは流動床内に前記従来例よりも長く留まって流動床内で燃料ガスがよく燃焼して燃焼効率が高まるものである。更に、燃料ガス管の炉内への突出方向を略水平方向としたまま、燃料ガスの噴出方向を斜め下方とすることができるため、燃料ガス管の炉内への突出方向が略水平方向である既存の焼却炉本体においても、燃料ガス管を交換するだけで燃料ガスの噴出方向を斜め下方とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のガスノズルの一実施形態を示し、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は前斜め側方より見た斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同上のガスノズルの他例の正面図である。
【図３】同上のガスノズルを備えたガスガンの断面図である。
【図４】流動床式焼却炉の全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
流動床式焼却炉は、被焼却物として汚泥、一般ごみや産業廃棄物等が挙げられるが、特に限定されない。
【００１２】
流動床式焼却炉の本体である焼却炉本体１は、耐火材にて形成されており、図４に示すように焼却炉本体１内の底部に砂のような流動媒体を装填してあり、この流動媒体にて流動床２１を形成してある。この流動床２１には散気手段３として散気管３ａを配置してあり、この散気管３ａには給気経路１２を経て流動エアを供給するようになっている。この散気管３ａは平行に複数本並設してある。そして給気経路１２から流動エアを散気管３ａに供給することにより流動媒体と被焼却物とを混合攪拌することができるようになっている。また散気管３ａの上には燃焼手段４としてガスガン４ａを配置してあり、ガスガン４ａから燃料ガスを流動床２１内に噴出して流動床２１内で火炎を形成して燃焼するようになっている。このガスガン４ａは図３に示すような構造になっており、外管４０内にはメインの燃料ガス管４１とパイロットガス管４２とを並設してあり、燃料ガス管４１とパイロットガス管４２には夫々燃料ガスと一次空気とを混合した空気予混合の燃料ガスを供給できるようになっている。燃料ガス管４１については後述する。
【００１３】
また外管４０の基部には二次空気を導入する空気導入口４３を設けてあり、空気導入口４３から導入された二次空気を取り入れることで燃料ガス管４１とパイロットガス管４２の先端で燃焼をするようになっている。また外管４０の先端の手前には砂のような流動媒体を避けるためのマトリックス４４を装着してある。
【００１４】
焼却炉本体１内の上部はフリーボード２２（燃焼室）となっており、このフリーボード２２には昇温バーナ１５を装着してある。この昇温バーナ１５は焼却炉本体１の起動時等に燃焼させてフリーボード２２を加熱するようになっている。また焼却炉本体１の上部には焼却する被焼却物を投入するための被焼却物投入口１６を設けてある。焼却炉本体１の上端には排気口１７を設けてあり、この排気口１７から排気経路１３を経て排気ガスを外部に排気できるようになっている。この排気経路１３の途中には熱交換器１４を配置してあり、散気管３ａに給気経路１２を経て供給する流動エアとを熱交換器１４にて熱交換するようになっており、排気ガスで流動エアを加熱して供給することができるようになっている。また焼却炉本体１の下端には排出口（図示せず）を設けてある。
【００１５】
次に、燃料ガス管４１について説明する。図３に示すように、燃料ガス管４１は、本実施形態では断面略円形状をしたもので、前記略円形状をした断面の中心軸が長手方向に直線状に伸びている。なお、燃料ガス管４１の断面は略円形状でなくてもよく特に限定されないが、長手方向（即ち管内の流れ方向）は略直線状に形成されるものである。
【００１６】
そして、燃料ガス管４１のフリーボード２２内に突出する側の先端には、ガスノズル５が設けられる。ガスノズル５は、燃料ガス管４１の先端開口を覆って閉塞する略円錐台状をした覆い壁部５１と、覆い壁部５１の外端縁から連設される筒部５２とで主体が構成され、覆い壁部５１の略円錐台状の台部となる略円形をした端面５１ａが燃料ガス管４１の長手方向を向くように設けられる。そして、覆い壁部５１の一部にノズル孔５０となる貫通孔が形成してある。このノズル孔５０は、該ノズル孔５０から噴出される燃料ガスの噴出方向が斜め下方となるように、覆い壁部５１の略円錐状の側面５１ｂの下半部に形成してある。ここで前記斜め下方とは、水平方向から鉛直下方までの間の任意の角度が該当する。図２（ａ）〜（ｃ）にガスノズル５の他例をそれぞれ示す。図２（ａ）はノズル孔５０を周方向に複数個設けた例であり、図２（ｂ）は複数のノズル孔５０を有する列を周方向に複数列設けた例である。また、図２（ｃ）に示すように、ノズル孔５０を端面５１ａに形成したり、側面５１ｂの上半部に形成してあってもよく、少なくとも下半部に形成してあればよい。
【００１７】
なお本実施形態では、ガスノズル５の先端形状は上記略円錐台状となっているが、ノズル孔５０からの噴出方向が斜め下方であれば如何なる形状であってもよい。
【００１８】
上記の焼却炉本体１で燃料として用いられる燃料ガスは一般的には都市ガスであって、例えば１３Ａと称される天然ガスである。かかる燃料ガスは都市ガスに限定されず、プロパンガスやブタンガス等であってもよい。
【００１９】
上記流動床式焼却炉は、次のように被焼却物の焼却が行われる。被焼却物は被焼却物投入口１６から投入され、上記流動エアの散気により流動媒体と一緒に被焼却物が混合攪拌される。流動床式焼却炉の起動時は昇温バーナ１５が燃焼させられて流動床２１とフリーボード２２が加熱される。ガスガン４ａから流動床２１内に火炎が噴出されて流動床２１が加熱されると共に散気管３ａから流動エアが散気されて流動床２１の流動媒体が流動攪拌され、流動床２１内が８００℃程度に加熱されて被焼却物が焼却される。そしてこの時、本発明におけるようにガスノズル５から燃料ガスが斜め下方に噴出されることで、単に側方に燃料ガスを噴出する従来例のように流動攪拌される流動床２１からすぐに上方に燃料ガスが抜けてしまうことがなく、燃料ガスは流動床２１内に前記場合よりも長く留まって流動床２１内で燃料ガスがよく燃焼して燃焼効率が高まるものである。また、流動床２１で燃焼しなかった未燃焼ガスはフリーボード２２で燃焼させられる。
【００２０】
本発明のガスノズル５にあっては、上記のようにガスノズル５から燃料ガスが斜め下方に噴出されて燃焼効率が高まるものであり、更に、燃料ガス管４１の炉内への突出方向が略水平方向である既存の焼却炉本体においても、本発明のガスノズル５を設けた燃料ガス管４１に交換するだけで（更にいえばガスノズル５を交換するだけで）燃料ガスの噴出方向を斜め下方とすることが可能となる。これにより、燃料ガスを側方に噴出する燃料ガス管４１の長手方向を斜め下方に傾けたりする必要がなく、炉壁１１に貫通形成される貫通孔１０を斜めに形成し直すといった大掛かりな改造工事を要することなく、燃料ガスの噴出方向を斜め下方とすることが可能となる。
【００２１】
また本発明は、流動床２１から上方に抜ける都市ガス、天然ガス等の空気より比重が小さい燃料ガスを用いる場合に顕著な効果が得られるが、空気より比重が大きい燃料ガスであっても本発明のガスノズル５を使用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１    焼却炉本体
１０  貫通孔
１１  炉壁
１２  給気経路
１３  排気経路
１４  熱交換器
１５  昇温バーナ
１６  被焼却物投入口
１７  排気口
２１  流動床
２２  フリーボード
３    散気手段
３ａ  散気管
４    燃焼手段
４ａ  ガスガン
４０  外管
４１  燃料ガス管
４２  パイロットガス管
４３  空気導入口
４４  マトリックス
５    ガスノズル
５０  ノズル孔
５１  覆い壁部
５１ａ  端面
５１ｂ  側面
５２  筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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