(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側から供給した燃料流体と噴霧媒体とを先端側から高温に加熱した流動する流動砂中に噴射し、被焼却物を焼却する流動床式焼却炉の砂中バーナと、該砂中バーナの前記先端側から前記基端側にかけて前記砂中バーナの外側に設けた内側スリーブと、前記流動床式焼却炉の側壁を貫通し前記砂中バーナ及び内側スリーブを前記流動床式焼却炉の内部に導入する外側スリーブとを有し、前記砂中バーナ及び前記内側スリーブの冷却及び焼損防止を行なう冷却気体の供給口を前記内側スリーブの基端側に形成し、前記内側スリーブの冷却及び焼損防止を行なう冷却気体の供給口を前記外側スリーブの基端側に形成した流動床式焼却炉用砂中バーナにおいて、前記内側スリーブは、前記外側スリーブの基端に軸方向の摺動が可能に支持され、前記砂中バーナは、前記内側スリーブの基端に軸方向の摺動が可能に支持され、前記内側スリーブを軸方向に摺動させる第１の出没操作手段と、前記砂中バーナを軸方向に摺動させる第２の出没操作手段とを備えてなる流動床式焼却炉用砂中バーナ。
【請求項２】
請求項１において、前記内側スリーブの先端側に、前記第２の出没操作手段による前記砂中バーナの摺動によって開閉可能なくさび形状の蓋を設けたことを特徴とする流動床式焼却炉用砂中バーナ。
【請求項３】
請求項１に記載の流動床式焼却炉用砂中バーナの運転方法において、前記流動砂中の温度が低下したとき、前記第１の出没操作手段により前記砂中バーナおよび前記内側スリーブを前記流動砂中に出没させ、次いで、前記第２の出没操作手段により前記砂中バーナを前記内側スリーブ中から前記流動砂中に突き出させ、前記燃料流体および前記噴霧媒体を噴射させて、前記流動砂中の温度を上昇させることを特徴とする流動床式焼却炉用砂中バーナの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、都市ごみ又は産業廃棄物等の被焼却物を焼却する流動床式焼却炉に係り、特に該流動床式焼却炉の砂中バーナとその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼バーナとしては、例えば燃料ガス化装置において該燃料ガス化装置の燃焼バーナのノズルを引き抜き可能な装置を備えたものが知られている（特開昭６２−２２５８０９号公報）。
【０００３】
一方図４は、従来技術に係る流動床式焼却炉用砂中バーナ１００を示す断面図である。従来の砂中バーナ１０１は、流動床式焼却炉のケーシング１０４の内側に耐火材１０５を設け、更にその内側に流動砂１０６が充填されている。この流動砂１０６を流動させ、且つ高温に加熱することで都市ごみ又は産業廃棄物等の被焼却物を焼却するものである。流動床式焼却炉の運転中は、流動砂１０６の温度が低下し燃焼が不良にならない様に、流動砂１０６の中に燃料油等の助燃用燃料を噴霧させるために、ケーシング１０４、耐火材１０５の部分にフランジ１１０を有するスリーブ１１１を取り付け、その内側にフランジ１０７とボールバルブ１０８を有するガイドスリーブ１０９を配置し、更に、その内側に砂中バーナ１０１を設置している。
【０００４】
この砂中バーナ１０１には、燃料油１０２と噴霧エアー１０３をその一端から供給し先端より流動砂１０６の内部に燃料油１０２と噴霧エアー１０３の混合気を噴射させる。一方、流動床式焼却炉の運転中は、砂中バーナ１０１及びガイドスリーブ１０９の焼損防止及び流動砂１０６の流動床式焼却炉外への噴出を防止するためシールエアー１１２、シールエアー１１４及び噴霧エアー１０３を常に流し、ガイドスリーブ１０９と砂中バーナ１０１の間隙からはシールエアー１１５を、外側スリーブ１１１と内側スリーブ１０９の間隙からはシールエアー１１３を、各々噴射している。流動砂１０６の温度低下の信号で燃料油１０２を供給して燃焼させ、流動砂１０６の温度を上昇させて温度が正常になった時点で燃料油１０２の供給を停止する様にシステムを組んでいる。しかし流動砂１０６の温度が低下する頻度は少なく、その間シールエアー１１２、シールエアー１１４及び噴霧エアー１０３を供給し続けるので、その消費量も多く、且つガイドスリーブ１０９及び砂中バーナ１０１は高温の流動砂１０６の内に常時曝されている状態となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記前者における燃焼バーナは、水冷壁で形成されたガス化炉本体を圧力容器に内蔵させてなるガス化装置に使用する燃焼バーナに関するもので、本発明で対象とする流動床式焼却炉の砂中バーナとは構成が異なるものである。
【０００６】
又、上記流動床式焼却炉用砂中バーナ１００は、焼損防止対策としてシールエアー１１２、１１４及び噴霧エアー１０３を常時流しているが、砂中バーナ１０１及びガイドスリーブ１０９の先端側は、流動砂１０６の流動による摩耗及び高温による焼損或いは酸化雰囲気による腐触等で脱落する恐れがあり、脱落した場合には、その都度流動床式焼却炉を停止し補修するという問題があり、又常時使用するシールエアー１１２、１１４及び噴霧エアー１０３の使用量も多いという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、摩耗や焼損、腐食等による脱落の恐れが少なく長期間の連続運転が可能な寿命の長い、且つ噴霧媒体及び冷却気体の使用量が少なく、保守の容易な流動床式焼却炉用砂中バーナを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため、本発明は、基端側から供給した燃料流体と噴霧媒体とを先端側から高温に加熱した流動する流動砂中に噴射し、被焼却物を焼却する流動床式焼却炉の砂中バーナと、この砂中バーナの先端側から基端側にかけて砂中バーナの外側に設けた内側スリーブと、流動床式焼却炉の側壁を貫通し砂中バーナ及び内側スリーブを流動床式焼却炉の内部に導入する外側スリーブとを有し、砂中バーナ及び内側スリーブの冷却及び焼損防止を行なう冷却気体の供給口を内側スリーブの基端側に形成し、内側スリーブの冷却及び焼損防止を行なう冷却気体の供給口を外側スリーブの基端側に形成した流動床式焼却炉用砂中バーナにおいて、内側スリーブは、外側スリーブの基端に軸方向の摺動が可能に支持され、砂中バーナは、内側スリーブの基端に軸方向の摺動が可能に支持され、内側スリーブを軸方向に摺動させる第１の出没操作手段と、砂中バーナを軸方向に摺動させる第２の出没操作手段とを備えるようにする。また、内側スリーブの先端側に、第２の出没操作手段による砂中バーナの摺動によって開閉可能なくさび形状の蓋を設けるようにする。
【０００９】
【作用】
本発明の流動床式焼却炉用砂中バーナは、流動砂中に出没可能な第１の出没操作手段を備えたので、流動砂の温度が低下した時のみ、その信号を受け自動的に流動床式焼却炉内に挿入され燃料流体を噴射し、流動砂の温度を上昇させる。流動砂の温度が適正な温度に上昇したら自動的に流動砂から流動床式焼却炉の外側方向に没するように作動する。これにより砂中バーナは、高温で且つ流動している流動砂に曝されている時間が短かくなるので、砂中バーナの先端側は焼損したり摩耗することがない。
【００１０】
更に、砂中バーナ及び内側スリーブを流動砂中に出没可能な第２の出没操作手段を備えたので、上記作用に加え、砂中バーナは、内側スリーブに保護されつつ流動砂に出没することが出来、砂中バーナの流動砂による無用な焼損と摩耗を防止することが出来ると共に、砂中バーナの流動砂中への出没距離が大きくとれる。  そして、内側スリーブの先端側に、砂中バーナの第１の出没操作手段による出没によって開閉可能なくさび形状に形成した蓋を設けたので、砂中バーナ及び内側スリーブが流動砂中に突出した際に、砂中バーナの先端側から基端側にかけた部分が位置する内側スリーブの内部に流動砂が侵入しない。又内側スリーブは、流動砂中に突出するくさび形状の蓋によって、抵抗なく突出することが出来ると共に、砂中バーナも、砂中バーナの第１の出没操作手段によって内側スリーブのくさび形状の蓋を突き上げ、抵抗なく突出することが出来る。
【００１１】
【実施例】
本発明の流動床式焼却炉用砂中バーナの実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る流動床式焼却炉用砂中バーナの一実施例を示し、砂中バーナ及び内側スリーブが流動床式焼却炉から没した状態の断面図、図２は図１と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図１の状態から砂中バーナ及び内側スリーブが流動砂中に突き出た状態の断面図、図３は図１と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図２の状態から砂中バーナが流動砂中に突き出た状態の断面図、を各々示す。
【００１２】
図１に示すように、本実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナ１は、基端側１１から供給した燃料流体である燃料油１５と噴霧媒体である噴霧エアー１６を先端側１２から高温に加熱した流動する流動砂７中に噴射し、被焼却物を焼却する流動床式焼却炉３の砂中バーナ１０と、この砂中バーナ１０の先端側１２から基端側１１にかけて砂中バーナ１０の外側に設けた内側スリーブであるガイドスリーブ２１と、流動床式焼却炉３の側壁５を貫通し砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１を流動床式焼却炉３の内部に導入する外側スリーブ３７とを有している。そして、砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１の冷却及び焼損防止を行なう冷却気体であるシールエアー３１の供給口３１ａをガイドスリーブ２１の基端側２２に形成し、ガイドスリーブ２１の冷却及び焼損防止を行なう冷却気体であるシールエアー４４の供給口４４ａを外側スリーブ３７の基端側３８に形成した流動床式焼却炉用砂中バーナ１において、砂中バーナ１０は、流動砂７中に出没可能な第１の出没操作手段１８を備えたものである。
【００１３】
更に、本実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナ１は、砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１を流動砂７中に出没可能な第２の出没操作手段３３を備えている。ガイドスリーブ２１の先端側２３は、砂中バーナ１０の第１の出没操作手段１８による出没によって開閉可能なくさび形状に形成した蓋２８を有している。
【００１４】
更に、流動床式焼却炉３のケーシング４の内側に耐火材６を設け、その内側に流動砂７を充填している。ケーシング４と耐火材６とを貫通するように外側スリーブ３７を設け、その基端側３８にグランドボックス４０、グランド４１及びグランドパッキン４２を設けている。このグランドボックス４０、グランド４１及びグランドパッキン４２に支持されて外側スリーブ３７の内側に内側スリーブであるガイドスリーブ２１を設け、その先端側２３にくさび形状の蓋２８、この蓋２８を軸支するヒンジ２９が設けられ、蓋の近傍にはガイドラグ２７を取り付けられている。ガイドスリーブ２１の基端側２２には、グランドボックス２４、グランド２５及びグランドパッキン２６が設けられ、グランドボックス２４と砂中バーナ１０との間には、第１の出没操作手段１８を構成するエアーシリンダー１９とサポート２０が取り付けられ砂中バーナ１０を出没可能にしている。グランドボックス２４はシールエアー３１を受け入れ、ガイドスリーブ２１の内側に供給する様にしている。
【００１５】
更に、ケーシング４とグランドボックス２４には、第２の出没操作手段３３を構成するエアーシリンダー３４とサポート３５が取り付けられ、砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１を出没可能にしている。グランドボックス４０はシールエア４４を受け入れガイドスリーブ２１と外側スリーブ３７の間隙に供給している。
【００１６】
次に、本実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナ１の作用について説明する。第１図は、砂中バーナ及び内側スリーブが流動床式焼却炉３から没した状態の断面図である。これは砂中バーナ１０を使用しない通常時の状態を示している。この時が流動床式焼却炉の運転中で最も長い時間であり、シールエアー３１、シールエアー４４及び噴霧エアー１６を供給し流動床式焼却炉内へ流し、砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１を冷却している。流動砂７の温度が低下した場合、その信号を受けると砂中バーナ１０を使用することになるが、噴霧エアー１６を供給し砂中バーナ１０の先端部より噴射させてガイドスリーブ２１の先端側蓋２８の隙間より噴霧エアー１６とシールエアー３１の混合気３２を流動砂７へ噴射させる。
【００１７】
次の段階は、第２図に示すように、砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１を流動砂７中に突き出た状態にする。第２の出没操作手段３３を構成するエアーシリンダー３４を作動させ砂中バーナ１０とガイドスリーブ２１とを同時に流動床式焼却炉３内、即ち流動砂７の中に突き出させる。ガイドスリーブ２１の先端側２３は、くさび形状であり流動砂７の中に容易に突き出させることが出来る。この状態ではまだ砂中バーナ１０はガイドスリーブ２１と蓋２８により保護されている。
【００１８】
最後の段階は、第３図に示すように、砂中バーナ１０が流動砂７中に突き出た状態である。第１の出没操作手段１８を構成するエアーシリンダー１９を作動させ、砂中バーナ１０を流動砂７中に突き出させると蓋２８を押し上げ砂中バーナ１０の先端側１２は完全に流動砂７の内部に入る。その後燃料油１５を供給し流動砂７へ噴霧、燃焼させ流動砂７の温度を上昇させる。この時砂中バーナ１０は噴霧エアー１６、燃料油１５及びシールエアー３２′により冷却されている。ガイドスリーブ２１もその基端側２２から供給されたシールエアー４４が、ガイドスリーブ２１と外側スリーブ３７との間隙を通過することによってシールエアー４５となって流動砂７中に噴出し冷却すると共に、ガイドスリーブ２１の中に流動砂７が侵入しないようにシールエアー３２′により防止される。
【００１９】
流動砂７の温度の上昇が完了すると、燃料油１５の供給を停止し、砂中バーナ１０を第１の出没操作手段１８で流動床式焼却炉の外側方向に没とさせると共に、第２の出没操作手段３３により砂中バーナ１０及びガイドスリーブ２１を流動床式焼却炉の外側方向に没とさせ、第２図から第１図の状態に自動的に戻し流動砂７の温度が低下するまでスタンバイさせておく。ガイドスリーブ２１の先端側及び蓋２８の材質は、耐熱性の良い材料を使用することにより、長期間の連続運転が可能になり寿命が長くなる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の砂中バーナによれば、流動砂中に出没可能な第１の出没操作手段を備えたので、砂中バーナの先端側は焼損したり摩耗することがなく、流動床式焼却炉を停止することなく長期間の連続運転が可能になる。そして、砂中バーナの寿命が延びるため交換する手間が減り部品を取り替えする費用も少なくなる。
【００２１】
更に、砂中バーナ及び内側スリーブを流動砂中に出没可能な第２の出没操作手段を備えたので、上記発明の効果に加え、砂中バーナは、内側スリーブに保護されつつ流動砂に出没することが出来、砂中バーナの流動砂による無用な焼損と摩耗を防止することが出来ると共に、砂中バーナの流動砂中への出没距離が大きくとれる。
【００２２】
そして、内側スリーブの先端側に、砂中バーナの第１の出没操作手段による出没によって開閉可能なくさび形状に形成した蓋を設けたので、上記いずれかの発明の効果に加え、砂中バーナの先端側から基端側にかけた部分が位置する内側スリーブの内部に流動砂が侵入しない。又内側スリーブは、くさび形状の蓋によって、流動砂中に抵抗なく突出することが出来ると共に、砂中バーナも、砂中バーナの第１の出没操作手段によって内側スリーブのくさび形状の蓋を突き上げ、抵抗なく突出することが出来る。その上、万が一砂中バーナがダメージを受けた場合でもガイドスリーブ先端側の蓋が閉じている為、流動床式焼却炉運転中でも流動砂はガイドスリーブの内部に侵入しないため砂中バーナは容易に抜き出せ、修理又は交換ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流動床式焼却炉用砂中バーナの一実施例を示し、砂中バーナ及び内側スリーブが流動床式焼却炉から没した状態の断面図である。
【図２】図１と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図１の状態から砂中バーナ及び内側スリーブが流動砂中に突き出た状態の断面図である。
【図３】図１と同じ実施例の流動床式焼却炉用砂中バーナを示し、図２の状態から砂中バーナが流動砂中に突き出た状態の断面図である。
【図４】従来技術に係る流動床式焼却炉用砂中バーナを示す断面図である。
【符号の説明】
１  流動床式焼却炉用砂中バーナ
３  流動床式焼却炉
５  側壁
７  流動砂
１０  砂中バーナ
１１  基端側
１２  先端側
１５  燃料油（燃料流体）
１６  噴霧エアー（噴霧媒体）
１８  第１の出没操作手段
２１  ガイドスリーブ（内側スリーブ）
２２  基端側
２３  先端側
２８  蓋
３１  シールエアー（冷却気体）
３３  第２の出没操作手段
３７  外側スリーブ
３８  基端側
４４  シールエアー（冷却気体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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