(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減温筒の略円筒形の胴部の上端部に同一円周上で等間隔に複数形成され、この胴部内に鉛直下方に向けて排ガスを導入する複数の排ガス導入口と、各排ガス導入口の中心部に設けられ鉛直下方に向けて水を噴霧する水噴霧ノズルと、この排ガス導入口に排ガスを供給する排ガス導入ダクトと、この排ガス導入ダクトと上記の各排ガス導入口との間に設けられ、上記の排ガス導入ダクトを介して供給された排ガスを上記の各排ガス導入口に均一に分配して供給する分岐ダクト及び流量調整ダンパを備えた排ガス分配装置と、を具備したことを特徴とする下降流式減温塔。
【請求項２】
前記の排ガス分配装置は、前記の排ガス導入ダクトから分岐され前記の各排ガス導入口にそれぞれ連通した分岐ダクトと、少なくともこれらの分岐ダクトの上流側の前記排ガス導入ダクト内に設けられ流通する排ガスを偏向して前記の分岐ダクトに均一に流通させるガイドベーンとを備えていることを特徴とする請求項１の下降流式減温塔。
【請求項３】
前記の排ガス分配装置は、前記の複数の排ガス導入口を囲んで配置され一部が前記の排ガス導入ダクトに連通した環状の周回流路と、前記の各排ガス導入口にそれぞれ対応して設けられ一端部が上記の周回流路に分岐接続されるとともに途中部分が前記の各排ガス導入口に連通し他端部が中心部分で互いに連通された複数の分岐流路とを備えたことを特徴とする請求項１の下降流式減温塔。
【請求項４】
前記の分岐流路内の排ガスの流速が前記の周回流路内の排ガスの流速より速くなるように、前記の分岐流路の断面積が前記の周回流路の断面積より小さく設定されていることを特徴とする請求項３の下降流式減温塔。
【請求項５】
前記の分岐流路の一端部には、前記の周回流路からこの分岐流路内に流入する排ガスの流量を調整する流量調整ダンパが設けられていることを特徴とする請求項３の下降流式減温塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塵芥焼却施設、可燃性廃棄物処理施設の焼却装置等から排出される高温の排ガス中に水を噴霧して所定温度まで冷却する下降流式減温塔に関するものである。さらに特定すれば、本発明は上記の減温塔における複数の排ガス導入口に均一に排ガスを分配する装置を備えた下降流式減温塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような焼却装置から排出される排ガスは８００°Ｃ以上の高温であり、この高温の排ガスはボイラやエコノマイザ等の熱エネルギー回収手段、または水噴射式のガスクーラーによって２５０ないし３５０°Ｃ程度の温度まで冷却され、後段の電気集塵機等に送られて集塵処理されている。
【０００３】
ところで最近では、排ガス中で生成されるダイオキシン等の有機ハロゲン化合物は３００°Ｃ近傍の温度で生成されることが判明した。このため、排ガスを２００°Ｃ以下の低温まで冷却し、バグフィルターにより低温集塵する方法が主流になりつつある。
【０００４】
このように排ガスを２００°Ｃ以下に冷却するためには、たとえば、ボイラ等により熱回収されて２５０ないし３５０°Ｃとなった排ガスをさらに減温塔に導き、水を噴射して２００°Ｃ以下の温度まで冷却する方法が用いられている。このように排ガスを２００°Ｃ以下に冷却することにより、上述したダイオキシン等の有機ハロゲン化合物の生成を効果的に防止することができる。
【０００５】
しかしながら、従来の水噴霧式の減温塔は、上記のような排ガスをさらに低温に冷却するには、必ずしも適していないことが判明した。以下、その理由を説明する。
【０００６】
図１７および図１８には、従来から用いられている下降流式減温塔の概略的な構成を示す。図中の１０１は、この減温塔の略円筒形をなす胴部である。そして、この胴部１０１の上端部には、排ガス導入ダクト１０２が接続されており、またこの胴部１０１の下部には排ガス排出ダクト１０３が接続されている。そして、上記の排ガス導入ダクト１０２からこの胴部１０１内に道に導入された排ガスは、この胴部１０１内を下向きに流れ、上記の排ガス排出ダクト１０３から排出される。なお、この胴部１０１の下端部には、ダスト排出部１０５が設けられている。
【０００７】
また、上記の胴部１０１の上部の周壁部には、たとえば複数の水噴霧ノズル１０４が設けられている。そして、これらの水噴霧ノズル１０４からは水が霧状に噴霧され、この噴霧された水滴が胴部１０１内の排ガスと接触して蒸発し、その気化潜熱により排ガスを冷却する。
【０００８】
ところで、上述したように、この胴部１０１内に導入される排ガスの温度が低い場合には、上記の水滴の蒸発速度は遅くなる。このため、完全に蒸発しなかった未蒸発の水滴が胴部１０１の内面に到達してこの内面を濡らし、ダストの付着等の不具合が生じる。また、この未蒸発の水滴が排ガス排出ダクトから排ガスとともに流出し、後段のバグフィルターに到達してしまうという不具合を生じる。さらに、この未蒸発の水滴により濡れダストが生成され、ダストの固着、ダストの排出困難等の問題が生じる。
【０００９】
上記のような不具合は、このような従来の下降流式減温塔の構造に起因するものである。すなわち、このような減温塔は、その胴部１０１内で水滴が完全に蒸発するように設計されてはいるが、実際には、この胴部内に導入された排ガスは十分かつ均一には拡散せず、排ガスの一部は排ガス排出ダクト１０３に短絡的に到達する。このため、この排ガスはこの胴部１０１内で所定の滞留時間が得られず、よって噴霧された水滴の十分な蒸発時間が得られず、上述のような未蒸発の水滴が排ガス排出ダクト１０３に到達する。
【００１０】
また、実際には、この胴部１０１の断面内での排ガスの流れは完全に均一とはならず、不均一な流れとなる。このため、この胴部内で部分的に水滴の蒸発による過冷却が生じ、温度分布も不均一となり、噴霧された水滴が完全に蒸発せずに胴部１０１の内面に到達してしまう等の不具合を生じる。
【００１１】
上記のような不具合を防止するために、胴部内を通過する排ガスの流れを旋回流とし、この旋回流の中心部に水を噴霧する減温塔もある。しかし、このようなものは、胴部内での排ガスの流れの不均一の問題は根本的には解決されず、かつ遠心力により未蒸発の水滴が胴部内面に到達しやすくなり、この内面が濡れ面となってダストが付着するという問題も解決されない。
【００１２】
上記のような問題を解決するために、減温塔の胴部の上部に形成されこの胴部内に下方に向けて排ガスを導入する排ガス導入口と、この排ガス導入口の中心部に設けられ下方に向けて水を噴霧する水噴霧ノズルとを備えた下降流式の減温塔が開発された。
【００１３】
このような減温塔は、上記の水噴霧ノズルから噴霧された水滴は、排ガス導入口から導入された直後のエンタルピーの高い排ガスの流れの中で瞬時に効率的に混合し、水滴と排ガスの接触が活発となるので、短時間で完全に蒸発する。また、この排ガス導入口から下方に向けて導入された排ガスは、この胴部内で下向きの噴流状の流れを形成する。そして、このような下向きの排ガスの流れ中に水噴霧ノズルから下向きに水が噴霧され、かつこの噴霧された水滴に作用する重力も下向きである。よって、この水滴は、この下向きの排ガスの流れとともに胴部の下部まで移動し、上記の如く水滴と排ガスの接触が活発であるので、胴部の下部に達するまでに蒸発する。
【００１４】
上記のような減温塔は、排ガス導入口から高速で排ガスを導入し、噴霧された水滴を短時間で確実に蒸発させることが必要である。また、この排ガス導入口から導入された排ガスは、噴流状の流れとなって噴霧された水滴とともに安定して下方に流れることが必要である。
【００１５】
このため、この排ガス導入口は、その径をあまり大きくできず、必要とされる排ガス処理量を確保するには、複数の排ガス導入口を設けなければならない。しかし、単に複数の排ガス導入口を設けるだけでは、各排ガス導入口に噴射される水滴流が互いに干渉し合う恐れがあり、このとき胴部での蒸発作用が阻害される恐れがある。
【００１６】
このような各排ガス導入口からの水滴流と排ガス流の混合流をより確実に安定させるには、各排ガス導入口に供給する排ガスの流量を均一とし、各排ガスの流れの流速を等しくすることが有効である。
【００１７】
このような各排ガス導入口からの排ガスの流れを安定させるには、各排ガス導入口に供給する排ガスの流量を均一とし、各排ガスの流れの流速を等しくすることが有効である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の事情に基づいてなされたもので、供給される排ガスが低温である場合においても、噴霧された水滴が迅速かつ確実に蒸発して未蒸発の水滴による不具合を防止するとともに、複数の排ガス導入口に均等に排ガスを供給し、これらの排ガス導入口から導入される排ガスの流れを安定させることができる下降流式減温塔を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された本発明は、減温筒の略円筒形の胴部の上端部に同一円周上で等間隔に複数形成され、この胴部内に鉛直下方に向けて排ガスを導入する複数の排ガス導入口と、各排ガス導入口の中心部に設けられ鉛直下方に向けて水を噴霧する水噴霧ノズルと、この排ガス導入口に排ガスを供給する排ガス導入ダクトと、この排ガス導入ダクトと上記の各排ガス導入口との間に設けられ、上記の排ガス導入ダクトを介して供給された排ガスを上記の各排ガス導入口に均一に分配して供給する分岐ダクト及び流量調整ダンパを備えた排ガス分配装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００２０】
したがって、これら排ガス導入口から導入された排ガスの流れの中に直接水が噴霧されるので、噴霧された水滴は短時間で確実に蒸発する。また、この鉛直下向きに噴霧された水滴は、上記の排ガス導入口から鉛直下向きに導入された排ガスの流れとともに鉛直下向きに流れながら蒸発するので、これら水滴の挙動が安定かつ確実であり、未蒸発の水滴が胴部の内面等に付着することが確実に防止される。
【００２１】
また、上記の排ガス導入口は、複数個が設けられているので、胴部内により均一にかつ安定して排ガスの流れを形成することができ、上記の水滴の蒸発がより確実となる。
【００２２】
また、上記の複数の排ガス導入口には、排ガス分配装置により均一に排ガスが供給されるので、各排ガス導入口から導入される排ガスの流速が互いに正確に等しくなり、胴部内の複数の排ガスの流れが互いに干渉して悪影響を与えることがなく、この胴部内に均一にかつ安定して複数の排ガスの流れを形成することができる。
【００２３】
また、請求項１に記載の本発明は、前記の排ガス分配装置は、分岐ダクト及び流量調整ダンパを備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
したがって、上記の各流量調整ダンパを調整することにより、各排ガス導入口に供給する排ガスの量を正確かつ確実に調整でき、各排ガス導入口から導入される排ガスの流速を均一化し、これらの流れを安定させることができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の本発明は、前記の排ガス分配装置は、前記の排ガス導入ダクトから分岐され前記の各排ガス導入口にそれぞれ連通した分岐ダクトと、少なくともこれらの分岐ダクトの上流側の前記排ガス導入ダクト内に設けられ流通する排ガスを偏向して前記の分岐ダクトに均一に流通させるガイドベーンとを備えていることを特徴とするものである。
【００２６】
したがって、上記のガイドベーンにより、各分岐ダクト内に供給する排ガスの流量を均一に調整し、各排ガス導入口に供給する排ガスの量を正確かつ確実に調整でき、各排ガス導入口から胴部へ導入される排ガスの流速を均一化し、これらの流れを安定させることができる。また、このものは、ガイドベーンにより排ガスの流れを偏向して流量を調整するものであるから、圧力損失が少ない。
【００２７】
また、請求項３に記載の本発明は、前記の排ガス分配装置は、前記の複数の排ガス導入口を囲んで配置され一部が前記の排ガス導入ダクトに連通した環状の周回流路と、前記の各排ガス導入口にそれぞれ対応して設けられ一端部が上記の周回流路に分岐接続されるとともに途中部分が前記の各排ガス導入口に連通し他端部が中心部分で互いに連通された複数の分岐流路とを備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
したがって、排ガス導入ダクトから供給された排ガスは、上記の環状の周回流路内を旋回または循環しながら流れ、この流れの一部が上記の各分岐流路内に流れ、各排ガス導入口に供給される。したがって、各分配流路には、互いに等しい条件で排ガスが流入し、各排ガス導入口に供給される排ガスの流量が正確に均一となる。
【００２９】
さらに、このものは、各分岐流路の他端部が中心部分で互いに連通されているので、これらの分岐流路内の圧力等に差が生じても、この連通部分を介してこれらの圧力差等がただちに解消され、各分岐流路内の圧力等の条件が等しくなるので、極めて正確に排ガスの流量を分配することができる。また、このものは、排ガスが周回流路内を旋回または循環して流れながら各分岐流路に分岐流入するので、圧力損失が少ない。
【００３０】
また、請求項４に記載の本発明は、前記の分岐流路内の排ガスの流速が前記の周回流路内の排ガスの流速より速くなるように、前記の分岐流路の断面積が前記の周回流路の断面積より小さく設定されていることを特徴とするものである。
【００３１】
一般的に、このような分岐流路を有する流路内をダストを含んだ排ガスが流通する場合には、この分岐流路内にダストが堆積しやすくなる傾向がある。しかし、このものは、分岐流路の断面積が小さく、その内部の流速が高くなるように設定されているので、これら分岐流路内にダストが堆積するのを防止できる。
【００３２】
また、請求項５に記載の本発明は、前記の分岐流路の一端部には、前記の周回流路からこの分岐流路内に流入する排ガスの流量を調整する流量調整ダンパが設けられていることを特徴とするものである。
【００３３】
したがって、これらの流量調整ダンパを調整することにより、各分岐流路内に流入する排ガスの流量を強制的に調整し、各排ガス導入口に供給する排ガスの流量を確実かつ正確に均一とすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。図１および図２には、本発明の第１の実施形態の減温塔を示す。この減温塔は、焼却炉からの排ガスを廃熱回収ボイラ等により２５０ないし３５０°Ｃまで冷却した後、この低温の排ガスをさらに２００°Ｃ以下まで冷却するものである。
【００３５】
図中の１は、この減温塔の本体すなわち胴部であって、この胴部１は略円筒状をなしている。そして、その上端部の上壁部には、複数たとえば３個の排ガス導入口６が形成されている。
【００３６】
そして、前述した焼却炉から排出されボイラ等により熱回収された後の２００°Ｃ以上の排ガスは、図示しない誘引フアン等により排ガス導入ダクト２を介して供給され、上記の各排ガス導入口６から胴部１内に下向きに導入されるように構成されている。
【００３７】
また、上記の胴部１の下部周壁部には、排ガス排出ダクト３が設けられ、この排ガス排出ダクト３は、図示しないバグフィルタ等の集塵機に接続されている。そして、これらの排ガス導入口６から導入された排ガスは、この胴部１内を下向きに流れ、排ガス排出ダクト３から排出され、上記の集塵機に送られる。なお、この胴部１の底部には、ダストを排出するダスト排出部５が設けられている。
【００３８】
また、この実施形態では、上記の排ガス導入ダクト２から供給された排ガスを上記の各排ガス導入口６に均等に分配して供給するために、以下のような排ガス分配装置が設けられている。
【００３９】
すなわち、上記の排ガス導入ダクト２の末端部は、上記の排ガス導入口６の数に対応した数、この実施形態の場合には３個の分岐ダクト２ａ，２ｂ，２ｃが分岐接続されており、これらの各分岐ダクト２ａ，２ｂ，２ｃの先端部は、それぞれ上記の各排ガス導入口６に接続されている。
【００４０】
そして、上記の各分岐ダクト２ａ，２ｂ，２ｃの途中には、それぞれ流量調整ダンパ９ａ，９ｂ，９ｃが設けられている。そして、これらの流量調整ダンパ９ａ，９ｂ，９ｃをそれぞれ調整して各分岐ダクト２ａ，２ｂ，２ｃ内を流通する排ガスの流量を調整し、各排ガス導入口６に供給する排ガスの流量を均等に配分する。
【００４１】
なお、この排ガスの分配装置は、上記のものに限定されず、たとえばダクト自体で排ガスが均等に分配されるように分岐ダクトその他を配置しておいても良い。また、流量調整ダンパはこの減温塔の立ち上げ時に開度を調整しておくか、または運転条件の大きな変化の場合に対応できるようにしておいても良い。
【００４２】
また、上記の各排ガス導入口６には、それぞれ水噴霧ノズル４が設けられ、これら水噴霧ノズル４からは水が噴霧され、この噴霧された水滴の蒸発により排ガスを冷却する。以下、これら排ガス導入口６および水噴霧ノズル４の構成および作用について説明する。
【００４３】
まず、上記の各排ガス導入口６は円形をなし、上記の胴部１内に下向きに開口し、排ガスを下向きに導入する。また、これら各排ガス導入口６の周囲を囲んで、略円筒状をなす整流ガイド部材７が下向きに突設されている。この実施形態の場合には、これらの整流ガイド部材７は、先端部に行くに従って径が縮小するようなコーン型に形成されている。
【００４４】
また、これら排ガス導入口６から整流ガイド部材７を介して導入される排ガスの流速は、たとえば毎秒１０ｍないし２５ｍの高い速度となるように設定されている。また、この排ガス導入口６または整流ガイド部材７の開口面積の合計は、上記の胴部１の断面積の１／２ないし１／２５となるように設定されている。
【００４５】
また、上記の水噴霧ノズル４は、上記の排ガス導入口６および整流ガイド部材７の中心部に配置され、下向きに水を噴霧するように構成されている。また、これら水噴霧ノズル４の先端部は、上記のコーン型の整流ガイド部材７の先端部、すなわち排ガス流速が最も速い部分に位置し、この位置で水を噴霧するように構成されている。
【００４６】
なお、この水噴霧ノズル４は、二流体式ノズル、加圧式一流体ノズル等、微細な水の粒子を噴霧できるものであることが好ましい。また、噴霧水として、消石灰スラリー等のアルカリ性吸収液を用い、排ガス中の酸性成分を除去できるものを用いてもよい。また、これらの水噴射ノズル４には、図示しない水供給機構から水が供給され、また水の噴霧量は、この減温塔全体の制御とともに、図示しない制御装置により制御される。
【００４７】
次に、上記のような排ガス導入口６および水噴霧ノズル４等の作用を説明する。上記の排ガス導入口６および整流ガイド部材７からは、この胴部１内に下向きに排ガスが導入され、この排ガスは噴流状の流れとなってこの胴部１内を下向きに流れる。そして、上記の水噴霧ノズル４からは、この噴流状の排ガスの流れの中心部に下向きに水が噴霧される。
【００４８】
したがって、この排ガス導入口６から導入された噴流状の排ガスの流れの中心部に水噴霧ノズル４から水が噴霧され、この噴霧された水滴は、上記の排ガス導入口から導入された直後の高速で高エンタルピーの排ガスの流れ中に瞬時に効率的に混合し、水滴と排ガスの接触が活発となるので、短時間で完全に蒸発する。
【００４９】
また、この排ガス導入口６から下方に向けて導入された排ガスは、この胴部１内で下向きの噴流状の流れを形成する。そして、このような下向きの排ガスの流れ中に水噴霧ノズル４から下向きに水が噴霧され、かつこの噴霧された水滴に作用する重力も下向きである。よって、この水滴は、この下向きの排ガスの流れとともに下方に移動し、上述の如くこの水滴と排ガスの接触が活発であるので、胴部１の下部に達するまでに蒸発する。
【００５０】
したがって、この噴霧された水滴は、この噴流状の排ガスの流れ内で蒸発し、未蒸発の水滴がこの排ガスの流れの外に不必要に拡散して胴部の内壁に到達したり、排ガス排出ダクトから排出されて後段のバグフィルタまで到達してしまうようなことが確実に防止される。よって、本発明の減温塔は、導入される排ガスの低温化による不具合を確実に防止することができ、排ガスをより低温まで冷却することができる。
【００５１】
また、本発明の減温塔は、導入された直後の排ガスに直接水が噴霧され、排ガスの温度が短時間で２００°Ｃ以下の低温まで冷却される。したがって、この排ガスは前述のようにダイオキシン等の有機ハロゲン化合物の生成されやすい温度領域を短時間で通過して、排ガス全体にむらがなく均一に冷却されるので、ダイオキシン等の有機ハロゲン化合物の抑制効果を一層高めることができる。
【００５２】
なお、焼却炉で発生してこの排ガスとともに胴部１内に運ばれた煤塵は、この胴部１内でその一部が慣性力等により落下する。この場合に、上述のようにこの胴部１内では噴霧された水滴が完全に蒸発されるので、未蒸発水滴による湿りダストが発生することはなく、このダストは下部のダスト排出部５から系外に排出される。
【００５３】
そして、上述のように水噴霧により所定の温度まで冷却された排ガスは、上記の排ガス排出ダクト３を介して後段の集塵機等に送られ、集塵処理や無害化処理がなされ、煙突から大気に放散される。
【００５４】
また、この実施形態では、前記の排ガス導入口６には、前記の胴部１内に導入される排ガスの流れを整流する整流ガイド部材７が設けられている。この排ガス導入口６は当然ながら胴部１の上壁部に形成されるが、この排ガス導入口６の近傍に壁面があると、導入される排ガス流れがこの壁面と衝突し、この排ガス導入口６から胴部１内に導入される排ガスの流れが鉛直下方向とならず、この排ガス流中に噴霧された水滴が不所望に壁面に到達して濡れ面を形成してしまう可能性がある。
【００５５】
しかし、この整流ガイド部材７を設けることにより、この排ガス導入口６から導入される排ガスの流れが正確に下向き整流され、不所望な方向に流れることはなく、上記のような可能性を確実に排除することができる。また、この排ガス導入口６を複数個設けた場合には、これら排ガス導入口６からの複数の排ガスの流れが互いに積極的に衝突し合うことがなく、水滴の蒸発作用が互いに干渉し合うことがない。
【００５６】
また、前記の排ガス導入口６は円形をなし、また前記の整流ガイド部材７はこの排ガス導入口６を囲んで下方に突設された筒状の部材である。このような円形の排ガス導入口６および整流ガイド部材７は、中心点に対して対称であるから、冷却すべき排ガスが噴霧された水滴の流れの周囲から均一に導入され、この排ガス流と水滴流とが混合される際により均一に混合される。
【００５７】
また、上記の排ガス導入口６は前記の胴部１の上部に複数個が設けられている。したがって、胴部断面での蒸発負荷を分散することができ、またこの胴部１内により均一な排ガスの流れを形成することができる。
【００５８】
また、排ガス処理量に対してこれら排ガス導入口６の個数を適宜設定することにより、１個の排ガス導入口６の断面積や、導入される排ガスの流速を任意に設定することが可能となる。よって、これら排ガス導入口６から導入される排ガスと噴霧される水滴との混合、接触の状態が最適となるように設定することも容易となり、設計の自由度が大きくなる。
【００５９】
また、前記の排ガス導入口６は、前記の胴部の上部に同一円周上に等間隔に３個以上設けられている。したがって、これら排ガス導入口６から導入された複数の排ガスの流れは、胴部断面内で対称的な位置関係となるので、これら複数の排ガスの流れが安定するとともに、胴部断面内での蒸発負荷を均等な面積配分で配分することができる。
【００６０】
また、前記の排ガス導入口６から前記の胴部１内に導入される排ガスの流速は秒速１０ｍ以上に設定されている。通常、排ガスを水噴霧冷却する減温塔では、噴霧された水滴の蒸発時間を確保するために、胴部内の排ガスの平均流速が毎秒１ないし５ｍの程度と比較的低い値であり、特別の整流手段等を用いなければ、胴部内の蒸発領域で排ガスの流れが不均一となることは前述の通りである。
【００６１】
このような低流速で排ガス導入口に被冷却排ガスを導入するということは、排ガス導入口の面積の合計を胴部断面積と同等にする必要があり、排ガス導入口は複数個であっても有限個であり、一つの排ガス導入口は相対的に大きな開口となり、このような開口部で水噴霧を行っても、開口が大きいことによるガス流の不均一さが、従来の減温塔の場合と同じように発生して問題を起こす可能性があるので、排ガス導入口における導入排ガスの平均流速を極端に小さくすることは望ましくない。
【００６２】
本発明者等の調査によれば、排ガス導入口から胴部内へ排ガスを導入する際の排ガス平均流速が毎秒略１０ｍ以上であれば、排ガス導入口の１個所あたりの水噴霧冷却対象の排ガス顕熱密度が２ないし１０倍以上となって、スプレー式の水噴霧ノズルによる噴霧水滴の蒸発作用を効果的に上昇させながら、毎秒１０ｍ以上の高速流であることにより被冷却排ガスと噴霧水滴流が衝突し合いながら効率良く接触して蒸発を促進させることが可能となる。ここで、２ないし１０倍という値は先に述べた通常の減温塔の胴部平均流速が毎秒１ないし５ｍであることに基づく。
【００６３】
また、排ガス導入口における排ガス平均流速が毎秒１０ｍ以下であってもこれに近い値であれば効果はあるが、本発明者等は近年の２００°Ｃ以下の低温化対応の減温塔で広く調査し検討した結果、エンジニアリング的に毎秒１０ｍ以上であれば様々な条件下において十分な効果があって適用できることを究明し、毎秒１０ｍ以上とした。また、上限値については、特に設定しないが、例えば、高速流にすることで圧損が極端に大きくなることを避けるためには、上限値として毎秒２５ｍ程度とすればよい。
【００６４】
また、前記の排ガス導入口６の開口面積または合計開口面積は、前記の胴部１の断面積の１／２ないし１／２５である。上記のように、排ガス平均流速を毎秒１０ｍ以上、２５ｍ以下とするためには、複数の排ガス導入口６の合計断面積を１／２５ないし１／２とすればよく、排ガス導入口６の個数でさらに分割すれば各排ガス導入口６の面積が算出できる。逆に、排ガス導入口６の面積をこのように指定すれば、排ガス導入部での平均流速を上記のような毎秒１０ｍ以上、２５ｍ以下となって、前述の本発明の作用がより確実に得られる。
【００６５】
なお、本発明は上記の実施形態には限定されない。たとえば、図３および図４には、本発明の第２の実施形態を示す。このものは、前述した第１の実施形態における排ガス分配装置の構成が相違するもので、その他の構成は前記の第１の実施形態と同様である。
【００６６】
この実施形態では、上記の排ガス導入ダクト２の先端部には、二股状の分岐ダクト２ａ，２ｃが形成され、これら分岐ダクト２ａ，２ｃはそれぞれ両側の二つの排ガス導入口６に連通され、また中央部の排ガス導入口６は、排ガス導入ダクト２の先端部の中央部に連通している。
【００６７】
そして、上記の排ガス導入ダクト２には、ガイドベーン１０ｃ，１０ｄが設けられ、排ガスの流れを偏向し、上記の二股の分岐ダクト２ａ，２ｂに均一に排ガスを送るとともに、これら分岐ダクトの間の中央部分にも均一に排ガスを送るように構成されている。また、中央の排ガス導入口６には、排ガスの供給量が多くなる傾向にあるため、この中央の排ガス導入口の両側にもガイドベーン１０ａ，１０ｂを設け、一部の排ガスを二股の分岐ダクト２ａ，２ｂに偏向させ、これら３個の排ガス導入口６に均一に排ガスを供給するように構成されている。
【００６８】
この実施形態のものは、ガイドベーン１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにより排ガスの流れを偏向して各排ガス導入口６に均一に供給するので、前述の第１の実施形態の流量調整ダンパを用いたものより、圧力損失が小さいという利点がある。なお、この実施形態では、上記のガイドベーンは固定式のものであるが、可動式のガイドベーンを設けても良い。
【００６９】
また、図５および図６には、本発明の第３の実施形態を示す。このものは、前述した第１の実施形態における排ガス分配装置の構成が相違するもので、その他の構成は前記の第１の実施形態と同様である。
【００７０】
この実施形態の排ガス分配装置は、上記の同一円周上に等間隔に配置された排ガス導入口６の周囲に、これらの配置中心と略同心状の環状の周回流路１２を形成し、この周回流路１２の一部に排ガス導入ダクト２が連通されている。
【００７１】
また、この周回流路１２の中心部は、扇型のガイドブロック１５によって３本の放射状の分岐流路１４が形成され、これらの一端部は上記の周回流路１２に分岐接続され、またこれらの分岐流路１４の他端部は中心部において互いに連通している。そして、これらの分岐流路１４の途中には、それぞれ排ガス導入口６が連通されている。
【００７２】
なお、この実施形態では、上記の各分岐流路１４は周回流路１２より高さが低く形成され、その断面積が周回流路１２の断面積より小さくなるように設定されている。
【００７３】
上記のような排ガス分配装置は、排ガスが上記の周回流路１２内を旋回し、この旋回している排ガスの一部が分岐流路１４内に流入し、各排ガス導入口６に供給される。したがって、これら排ガス導入口６に均一に排ガスが供給され、かつ圧力損失も小さい。
【００７４】
また、上記の各分岐流路１４は、中心部で互いに連通しているので、これら分岐流路１４の間で流量や圧力に差が発生しても、この中央の連通部分を介して排ガスの一部が流通し、上記のような流量や圧力の差を直ちに解消する。よって、より正確に各排ガス導入口６に排ガスを分配することができる。
【００７５】
また、この実施形態では、上記の分岐流路１４は高さが低く形成され、周回流路１２より断面積が小さく形成されている。このため、これら分岐流路１４に流入した排ガスの流速は、周回流路１２内の流速より速くなり、よってこれら分岐流路１４内にダストが堆積することが防止される。
【００７６】
また、図７および図８には、本発明の第４の実施形態を示す。このものは、前述した第１の実施形態における排ガス分配装置の構成が相違するもので、その他の構成は前記の第１の実施形態と同様である。
【００７７】
この実施形態のものは、上記の第３の実施形態における周回流路１２と各分岐流路１４の高さを同じ高さとしたものである。この実施形態のものは、その作用は概略前記の第３の実施形態のものと同様であるが、構造が簡単で製造も容易である。
【００７８】
また、図７および図８には、本発明の第４の実施形態を示す。このものは、前述した第１の実施形態における排ガス分配装置の構成が相違するもので、その他の構成は前記の第１の実施形態と同様である。
【００７９】
この実施形態のものは、前記の第４の実施形態における分岐流路１４の入口部分に小型の流量調整ダンパ１６を設けたものである。このものは、これらの流量調整ダンパ１６により各分岐流路１４に流入する排ガスの流量を直接調整することができるので、各排ガス導入口６への排ガスの供給量を正確に調整できる。また、このものは、補助的な小型の流量調整ダンパ１６を設けるだけでよく、圧力損失も小さい。
【００８０】
なお、上述した各実施形態では、上記の排ガス導入口は同一円周上に等間隔に３個のものを配列しているが、これらの排ガス導入口６の数や配置は上記のものには限定されない。
【００８１】
たとえば、図１１に示す第６の実施形態のように、４個の排ガス導入口６を胴部１と同心状の同一円周線上に等間隔に配置してもよい。また、図１２に示す第７の実施形態のように、胴部１の直径線上に３個の排ガス導入口６を等間隔に配置しても良い。また、これらの排ガス導入口６の配置や数は、この減温塔の設計その他の条件に対応して、任意の個数のものを任意に配置することができる。
【００８２】
また、前述した整流ガイド部材も各種のものが採用可能である。たとえば、図１３には、本発明の第８の実施形態のものを示す。このものは、たとえば胴部１の上壁２０に排ガス導入口６を形成し、この排ガス導入口６を囲んで円筒形の整流ガイド部材２１を設けたものである。このものは、前述の整流ガイド部材７と略同様の作用をなすが、構造が簡単で製造が容易である。
【００８３】
また、図１４には、本発明の第９の実施形態の整流ガイド部材を示す。このものは、胴部１の上壁２０に排ガス導入口６を形成するとともに、その周囲を囲んでコーン型の整流ガイド部材２２を設けたものである。なお、この実施形態のものは、前述した実施形態の整流ガイド部材７と同様な構成のものである。
【００８４】
また、図１５には、本発明の第１０の実施形態の整流ガイド部材を示す。このものは、胴部１の上壁２０に形成した排ガス導入口６の周囲を囲んで円筒状の整流ガイド部材２３を突設したものであるが、この整流ガイド部材２３と上壁２０との接合部を曲面部２４に形成したものである。このものは、排ガスの流れが円滑で、圧力損失が小さい。
【００８５】
また、上記のような整流ガイド部材は必ずしも設ける必要はない。たとえば、図１６に示す本発明の第１１の実施形態のように、胴部１の上壁２０に排ガス導入口６を形成しただけのものでも良い。なお、この場合には、水噴霧ノズル４の先端部をこの排ガス導入口６より内側、すなわち排ガスの流れの下流側に突出させておけば、この排ガス導入口６から導入された排ガスの流れが上壁２０の近傍で乱れても、噴霧された水滴がこの乱れに巻き込まれて上壁２０の内面等に付着することはない。
【００８６】
なお、本発明は上記の実施形態にも限定されず、各種の変更、変形を加えることが可能である。たとえば、上記の排ガス導入口および整流ガイド部材の断面形状は、必ずしも円形には限らず、その他の形状とすることができる。
【００８７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、排ガス導入口から導入された排ガスの流れの中に直接水が噴霧されるので、噴霧された水滴は短時間で確実に蒸発する。また、この下向きに噴霧された水滴は、下向きに導入された排ガスの流れとともに下向きに流れながら蒸発するので、これら水滴の挙動が安定かつ確実であり、未蒸発の水滴が胴部の内面等に付着することが確実に防止される。
【００８８】
また、上記の排ガス導入口は複数個が設けられているので、胴部内により均一にかつ安定して排ガスの流れを形成することができ、これら複数の排ガス導入口には、排ガス分配装置により均一に排ガスが供給される。よって、各排ガス導入口から導入される排ガスの流速が互いに正確に等しくなり、胴部内の複数の排ガスの流れが互いに干渉して悪影響を与えることがなく、この胴部内に均一にかつ安定して複数の排ガスの流れを形成することができ、水滴をより確実に完全蒸発させることができる等、その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の減温塔の概略的な縦断面図。
【図２】図１の２−２線に沿う概略的な横断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態の減温塔の概略的な縦断面図。
【図４】図３の４−４線に沿う概略的な横断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態の減温塔の概略的な縦断面図。
【図６】図５の６−６線に沿う概略的な横断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態の減温塔の概略的な縦断面図。
【図８】図７の８−８線に沿う概略的な横断面図。
【図９】本発明の第５の実施形態の減温塔の概略的な縦断面図。
【図１０】図９の１０−１０線に沿う概略的な横断面図。
【図１１】本発明の第６の実施形態の排ガス導入口の配置を示す平面図。
【図１２】本発明の第７の実施形態の排ガス導入口の配置を示す平面図。
【図１３】本発明の第８の実施形態の整流ガイド部材の縦断面図。
【図１４】本発明の第９の実施形態の整流ガイド部材の縦断面図。
【図１５】本発明の第１０の実施形態の整流ガイド部材の縦断面図。
【図１６】本発明の第１１の実施形態の排ガス導入口の部分の縦断面図。
【図１７】従来の減温塔の概略的な縦断面図。
【図１８】図１７の１８−１８線に沿う概略的な横断面図。
【符号の説明】
１  減温塔の胴部
２  排ガス導入ダクト
２ａ，２ｂ，２ｃ  分岐ダクト
３  排ガス排出ダクト
４  水噴霧ノズル
６  排ガス導入口
９ａ，９ｂ，９ｃ  流量調整ダンパ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  ガイドベーン
１２  周回流路
１４  分岐流路
１６  流量調整ダンパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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