(57)【要約】【課題】  被焼却物の灰やスラグがロストルに溶着するのを防止し、灰等の排出を容易に行う。【解決手段】  被焼却物を焼却しながら下方に順次移送すべく段状に形成されたロストル２と、そのロストル２の各段の後方に進退自在に設けられ上記被焼却物を押し出して下方の段に移動させるプッシャー３とを備えた階段式ストーカー炉１において、上記ロストル２の各段の床部８を水冷壁１２で形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被焼却物を焼却しながら下方に順次移送すべく段状に形成されたロストルと、そのロストルの各段の後方に進退自在に設けられ上記被焼却物を押し出して下方の段に移動させるプッシャーとを備えた階段式ストーカー炉において、上記ロストルの各段の床部を水冷壁で形成したことを特徴とする階段式ストーカー炉。
【請求項２】
上記ロストルの各段の上記水冷壁が、互いに連結された請求項１記載の階段式ストーカー炉。
【請求項３】
上記水冷壁が、複数の水管を上記ロストルの幅方向に並列して形成された請求項１または２記載の階段式ストーカー炉。
【請求項４】
複数並列された上記水管間に、上記ロストルの幅方向に隣接する水管同士を繋ぐスペーサを設けた請求項３記載の階段式ストーカー炉。
【請求項５】
上記スペーサに、上記被焼却物に燃焼用空気を供給するための空気孔を形成した請求項４記載の階段式ストーカー炉。
【請求項６】
上記空気孔が、上記スペーサのうち上記ロストルの床部以外に設けられた部分に形成された請求項５記載の階段式ストーカー炉。
【請求項７】
上記ロストルの後方に空気室を形成し、この空気室内に空気を供給することによって、上記空気孔から上記被焼却物へと燃焼用空気を吹き出す請求項５又は６記載の階段式ストーカー炉。
【請求項８】
複数の上記水管及び上記スペーサは、上記プッシャーの移動方向に延出して設けられ、上記プッシャーは、上記水管及び上記スペーサをガイドレールとして進退移動する請求項４〜７いずれかに記載の階段式ストーカー炉。
【請求項９】
上記プッシャーが、上記ロストルの幅方向に複数に分割され、分割された各プッシャーが個別に移動するように構成された請求項１〜８いずれかに記載の階段式ストーカー炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ゴミ等を焼却処理すべく、被焼却物を焼却しながら下方に順次移送すべく段状に形成されたロストルと、そのロストルの各段の後方に進退自在に設けられ上記被焼却物を押し出して下方の段に移動させるプッシャーとを備えた階段式ストーカー炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
階段式ストーカー炉は、火格子（ロストル）が階段状に設置されてなり、その上端側に設けられたホッパ付投入管から都市ゴミ等の被焼却物を投入することで、これを火格子に沿って滑り落としつつ燃焼用空気の供給によって燃焼させて、下端側で燃えがら（焼却灰）を排出するようになっている。火格子は、例えば幅方向に一つおきに固定部と移動部とが設けられ、この移動部火格子の揺動動作によりゴミの移送及び攪拌が行われる。
【０００３】
しかし、上記構成の階段式ストーカー炉では、移動部の揺動だけではゴミ層の攪拌や火格子上にたまった堆積物（未燃物）の除去を充分に行うことが困難であると共に、揺動に伴ってゴミ中に含まれる液分や粉体或いは未燃分が火格子から落下し、その処理の手間がかかるといった問題があった。
【０００４】
そのため、本発明者は、ゴミ層の攪拌や残留堆積物の除去ができると共に、また液分などの落下を防止できる階段式ストーカー炉を開発して出願した（特許文献１参照）。
【０００５】
この階段式ストーカー炉は、被焼却物を下方に移送すべく階段状に設けられその上面において被焼却物を燃焼させる固定ロストルと、この固定ロストルの上面に沿って移送方向に移動する移動ロストルと、これら各ロストルを載置させて一体的に支持すると共に上記上面へ燃焼用空気を導くエアーダクトとを備えている。
【０００６】
上記構成によって、固定ロストルは、エアーダクトから燃焼用空気を供給されることで、被焼却物を燃焼させる。また、移動ロストルは、これを支持するエアーダクトとともに固定ロストルの上面を摺動することで、被焼却物を下方に滑り落として移送し、固定ロストルの上面にたまった残留堆積物を除去する。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２７８００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の階段式ストーカー炉では、ロストルが合金にて構成されているため、被焼却物の焼却によりロストルが高温になり、被焼却物の灰やスラグが溶融してロストルに溶着してしまい、灰等の排出が困難になってしまうといった問題があった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような問題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、被焼却物の灰やスラグがロストルに溶着するのを防止でき、灰等の排出が容易に行える階段式ストーカー炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、被焼却物を焼却しながら下方に順次移送すべく段状に形成されたロストルと、そのロストルの各段の後方に進退自在に設けられ上記被焼却物を押し出して下方の段に移動させるプッシャーとを備えた階段式ストーカー炉において、上記ロストルの各段の床部を水冷壁で形成した階段式ストーカー炉である。
【００１１】
請求項２の発明は、上記ロストルの各段の上記水冷壁が、互いに連結された階段式ストーカー炉である。
【００１２】
請求項３の発明は、上記水冷壁が、複数の水管を上記ロストルの幅方向に並列して形成された階段式ストーカー炉である。
【００１３】
請求項４の発明は、複数並列された上記水管間に、上記ロストルの幅方向に隣接する水管同士を繋ぐスペーサを設けた階段式ストーカー炉である。
【００１４】
請求項５の発明は、上記スペーサに、上記被焼却物に燃焼用空気を供給するための空気孔を形成した階段式ストーカー炉である。
【００１５】
請求項６の発明は、上記空気孔が、上記スペーサのうち上記ロストルの床部以外に設けられた部分に形成された階段式ストーカー炉である。
【００１６】
請求項７の発明は、上記ロストルの後方に空気室を形成し、この空気室内に空気を供給することによって、上記空気孔から上記被焼却物へと燃焼用空気を吹き出す階段式ストーカー炉である。
【００１７】
請求項８の発明は、複数の上記水管及び上記スペーサは、上記プッシャーの移動方向に延出して設けられ、上記プッシャーは、上記水管及び上記スペーサをガイドレールとして進退移動する階段式ストーカー炉である。
【００１８】
請求項９の発明は、上記プッシャーが、上記ロストルの幅方向に複数に分割され、分割された各プッシャーが個別に移動するように構成された階段式ストーカー炉である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被焼却物の灰やスラグがロストルに溶着するのを防止でき、灰等の排出が容易に行えるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る階段式ストーカー炉の好適な実施の形態を示した側面構成図、図２は本発明に係る階段式ストーカー炉のロストルを示した正面断面図、図３は本発明に係る階段式ストーカー炉の好適な実施の形態を示した正面構成図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係る階段式ストーカー炉１は、被焼却物（図示せず）を焼却しながら下方に順次移送すべく段状に形成されたロストル２と、そのロストル２の各段の後方（段部奥側）に進退自在に設けられ被焼却物を押し出して下方の段に移動させるプッシャー３とを備えている。
【００２３】
ロストル２は、側面から見て、ジグザグ形状に形成されており、被焼却物が載置される焼却部５と、焼却部５の後方に形成されプッシャー３を収容するプッシャー収容部６と、焼却部５の前端から下方に延出する段差垂直部７とを有している。焼却部５は、下段に行くに連れて、前方（図中左側）に張り出すように構成されており、被焼却物が載置される床部８を有している。プッシャー収容部６は、焼却部５の床部８の後方に延びる収容床部９と、その収容床部９の後端から上方に立ち上がる収容壁部１０と、その収容壁部１０の上端から前方に延出する収容天井部１１とを有している。最上段の焼却部５の上方には、ロストル２上に被焼却物を投入するための投入管１３が設けられている。投入管１３の上部にはホッパ（図示せず）が設けられており、ホッパに投入されたゴミ等の被焼却物が投入管１３を通過して、焼却部５上に落下して投入される。
【００２４】
ところで、本発明は、上記ロストル２の床部８を水冷壁１２で形成したことを特徴とする。ロストル２の各段の水冷壁１２は、互いに連結されている。本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、水冷壁１２は、上端から下端まで屈曲して連続的に形成された複数の水管１４をロストル２の幅方向に並列して形成されている。複数並列された水管１４間には、ロストル２の幅方向に隣接する水管１４同士を幅方向に繋ぐスペーサ２３が設けられている。
【００２５】
水管１４は、ロストル２の断面形状（図１参照）と同形状になるように連続的に屈曲されており、その水管１４が幅方向に複数並列されている。各水管１４の上端は上部管寄１５に接続され、下端は下部管寄１６に接続されている。図３に示すように、下部管寄１６は、フラッシュドラム１７の下端部に繋がる水供給ライン１８に接続され、上部管寄１５は、フラッシュドラム１７の上部に繋がる水回収ライン１９に接続されている。これらフラッシュドラム１７、水供給ライン１８、下部管寄１６、各水管１４、上部管寄１６及び水回収ライン１９で、循環ライン２１を構成している。水供給ライン１８には、循環ライン２１に水を循環させるための循環ポンプ２２が設けられている。水回収ライン１９には、制限オリフィス２０が設けられており、循環ライン２１内の水圧を調整するようになっている。フラッシュドラム１７の上部には、このドラム内に水を補給する補給ライン２４がさらに設けられている。
【００２６】
スペーサ２３は、耐火物または耐熱合金物で形成された板状部材にて構成され、水管１４の床面８側に、隣接する水管１４間に架け渡すように配置されている。スペーサ２３は、水管１４の屈曲に沿って略同形状に屈曲形成されている。スペーサ２３は、その幅方向両端が、両側の各水管１４の外周面に全長に渡って溶接固定されており、その表裏で気密になるように固定されている。
【００２７】
スペーサ２３には、被焼却物に燃焼用空気を供給するための空気孔２５が形成されている。空気孔２５は、スペーサ２３のうちロストル２の床部８、９以外に設けられた部分、すなわち、収容壁部１０、収容天井部１１、段差垂直部７に形成される。本実施の形態では、空気孔２５は、段差垂直部７及び収容壁部１０に形成されている。
【００２８】
ロストル２の後方には、空気室２６が形成されている。空気室２６は、ロストル２と、その後方を囲う後方壁２７と、幅方向両側を覆う側壁２８とで区画されている。空気室２６内に、給気ファン（図示せず）等によって空気を供給することで、図１中、矢印にて示すように、空気孔２５から焼却部５に位置する被焼却物へ向かって燃焼用空気を吹き出すようになっている。
【００２９】
図２に示すように、側壁２８間の距離は、ロストル２の熱膨張を考慮して設定されている。すなわち、ロストル２が被焼却物の燃焼により熱膨張したときに、ロストル２の両端部が、側壁２８に形成されたロストル支持溝３１と密接するように構成されている。これによって、焼却時には、ロストル２と側壁２８の接触部分から空気が漏れ出ることはなく、空気室２６のシール性を向上するようになっている。
【００３０】
ロストル２のプッシャー収容部６の下方には、収容床部９とプッシャー３の荷重を支持するためのサポート部材３２が設けられている。サポート部材３２は、一端が収容床部９の裏面に接続され、他端が側壁２８等の固定側に接続されている。サポート部材３２は、スペーサ２３の裏面に固定されている。
【００３１】
プッシャー３は、耐火物または耐熱合金物で構成されている。プッシャー３の後方には、プッシャー３を進退させる伸縮シリンダ２９が設けられている。プッシャー３は、プッシャー収容部６と焼却部５間を進退移動する。このとき、プッシャー３は、その下面に移動方向に延びる突条（図示せず）が形成されており、その突条が、下部に位置するスペーサ２３間に挿入されることで、プッシャー３が水管１４及びスペーサ２３をガイドレールとして進退移動するように構成されている。
【００３２】
プッシャー３は、ロストル２の幅方向に複数に分割されており、分割された各プッシャー３毎に伸縮シリンダ２９が設けられている。各プッシャー３は、個別に進退移動自在に構成されている。
【００３３】
次に、上記構成による階段式ストーカー炉１の作用を説明する。
【００３４】
まず、水供給ライン１８の循環ポンプ２２を作動させて、水冷壁１２の水管１４内に水を循環させる。このとき、制限オリフィス２０によって、水管１４内の圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ（９８×１０4Ｐａ）程度になるように調整する。これによって、水管１４内での水の蒸発を抑えることができるので、管内腐食を防止できる。また、腐食領域でない水冷壁１２の下部では１００℃以下の温度を、水冷壁１２の上部の焼却部５では、ＨＣｌ、ＳＯ3の飽和温度１８３℃の近くまで上げることができるように、循環水量を設定する。
【００３５】
そして、供給管１３から最上段の焼却部５に燃焼する被焼却物を供給する。これと同時に、空気室２６内に空気を供給することで、空気孔２５から焼却部５に位置する被焼却物へ向かって燃焼用空気を吹き出す。これによって、被焼却物の燃焼が効率的に行われる。このとき、ロストル２の焼却部５は、ロストル２を水冷壁１２で構成しているので、水温に近い温度であり、被焼却物の灰等が溶融することはない。燃焼が進むと、焼却部５の温度が上昇するが、水管１４は１８３℃以上にならず、床部８が被焼却物の灰が溶融する温度まで昇温することはない。従って、灰がロストル２に溶着するのを防止することができる。
【００３６】
そのため、被焼却物及びその灰は、後述するプッシャー３の押出しによって容易に下方の段へと移送され排出される。さらに、ロストル２は、高温にならないので、水管１４が炭素鋼製であっても、長期間の使用に充分耐えることができる。
【００３７】
また、スペーサ２３で隣接する水管１４を接続したことによって、床部８が隙間なく板状に形成されているので、被焼却物のダストや灰或いは未燃分が、床部８の裏面へ落下するのを防止できる。
【００３８】
さらに、空気孔２５からの燃焼用空気の供給によって、燃焼効率が向上されているが、空気孔２５は、段差垂直部７及び収容壁部１０に形成されているので、被焼却物のダストや灰等が、床部８の裏面へ落下することはない。すなわち、床面８等の水平面に空気孔２５を形成すると、この空気孔２５から被焼却物のダストや灰等が落下するが、本実施の形態では、水平面に空気孔２５を形成していないので、ダスト等が落下することはない。一方、段差垂直部７等に形成された空気孔２５からは、燃焼用空気が吹き出されているので、ダスト等が空気孔２５に浮遊して近づいても、燃焼用空気と共に焼却部５側へと吹き飛ばされる。なお、空気孔２５は、プッシャー収容部６の収容天井部１１に形成してもよい。
【００３９】
また、ロストル２は、温度上昇によって若干熱膨張するが、側壁２８間の距離は、ロストル２の熱膨張を考慮して設定されているので、ロストル２が熱膨張したときに、ロストル２と側壁２８のロストル支持溝３１とが密接し、その部分から空気が漏れ出ることはなく、空気室２６のシール性を向上できる。
【００４０】
そして、所定時間燃焼させた後、プッシャー３を前方に移動させて、被焼却物を押し出して下方の段に移動させる。このとき、プッシャー３は、ロストル２の床部８及び収容床部９に位置するスペーサ２３をガイドとして移動するので、移動方向が規制されて直線的に移動できる。また、幅方向に分割されたプッシャー３は、ずらして移動させる。これによって、焼却部５上の被焼却物は、幅方向に分離されて攪拌され、燃焼効率が向上する。また、プッシャー３を分割したことによって、各プッシャー３の熱膨張量を少なくでき、変形と割れを防止することができる。
【００４１】
さらに、プッシャー３はスペーサ２３上を移動すると共に、スペーサ２３はサポート部材３２によって直接支持されているので、水管１４に荷重がかかることはない。また、スペーサ２３の上面が、プッシャー３の移動による摩擦で摩耗しても、上面に肉盛り溶接を行うことで、水管１４に触れることなく、容易に補修することができる。
【００４２】
なお、サポート部材３２は、プッシャー収容部６の下部に設けられているが、これより前方に張り出す構造となる床部８は、水管１４の剛性によって支えられている。この剛性が足りない場合は、床部８の下部にもサポート部材を設けるスペースがあるので、これを設けることができる。
【００４３】
また、上記実施の形態では、ロストル２を水冷壁１２で構成したが、側壁２８も水冷壁で構成してもよい。これによれば、焼却部５近傍の側壁２８の温度上昇が抑えられ、部分的な熱膨張が防止されるので、空気室２６のシール性が向上する。
【００４４】
さらに、上記実施の形態では、ロストル２は、上端から下端まで連続的に繋がる水冷壁１２で形成されているが、床部８のみを水冷壁で構成して、その他の部分は従来のように合金製としてもよい。
【００４５】
図４に示すように、ボイラーと同様のシステムとしてもよい。図４中、３３は蒸発ドラム、３４は給水管、３５は水位計、３６はスチーム管、３７は圧力計を示す。水位計３５は、蒸発ドラム３３内の水位を検出し、その検出値に応じて給水管３４に設けられた開閉弁３８を開閉して、蒸発ドラム３３内の水位を一定に保つようになっている。圧力計３７は、蒸発ドラム３３内の内圧を検出し、その検出値が飽和蒸気圧を越えるとスチーム管３６に設けられた開閉弁３９を開くようになっている。なお、その他の構成は、図３のものと同様であるので同じ符号を付して説明を省略する。
【００４６】
上記構成によれば、水管１４内は、常に飽和蒸気圧となり露点以上に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る階段式ストーカー炉の好適な実施の形態を示した側面構成図である。
【図２】本発明に係る階段式ストーカー炉のロストルを示した正面断面図である。
【図３】本発明に係る階段式ストーカー炉の好適な実施の形態を示した正面構成図である。
【図４】本発明に係る階段式ストーカー炉の好適な他の実施の形態を示した正面構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  階段式ストーカー炉
２  ロストル
３  プッシャー
８  床部
１２  水冷壁
１４  水管
２３  スペーサ
２５  空気孔
２６  空気室
【図１】
2006023001.tif 000003
【図２】
2006023001.tif 000004
【図３】
2006023001.tif 000005
【図４】
2006023001.tif 000006