(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱炉の加熱部を取り囲む水冷ジャケットにおいて、取り付け用フランジや補強用リブなどをジャケット上部に設けてあるような場合でも、炉壁が損傷しにくい水冷ジャケット構造を提供する。【解決手段】加熱炉の加熱部を取り囲む水冷ジャケット１９において、冷却水をジャケット下部に流入させる冷却水流入管と、冷却水をジャケット上部から流出させる冷却水流出管２３とを設け、冷却水流入管を通してジャケット下部に流入させた冷却水を、冷却水流出管を通してジャケット上部から流出させて、加熱炉の炉壁を冷却可能に構成してある水冷ジャケット構造であって、冷却水流出管の上流側端部を、前記水冷ジャケットにおけるジャケット内の天井面３４よりも下方から上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口３５に構成してある。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉の加熱部を取り囲む水冷ジャケットにおいて、冷却水をジャケット下部に流入させる冷却水流入管と、冷却水をジャケット上部から流出させる冷却水流出管とを設け、前記冷却水流入管を通して前記ジャケット下部に流入させた冷却水を、前記冷却水流出管を通して前記ジャケット上部から流出させて、前記加熱炉の炉壁を冷却可能に構成してある水冷ジャケット構造であって、
前記冷却水流出管の上流側端部を、前記水冷ジャケットにおけるジャケット内の天井面よりも下方から上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口に構成してある水冷ジャケット構造。
【請求項２】
前記冷却水流出管の前記冷却水流出口を形成している管壁端部に、管長手方向に入り込む切欠きを形成してある請求項１記載の水冷ジャケット構造。
【請求項３】
前記切欠きをＶ字状に形成してある請求項２記載の水冷ジャケット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉の加熱部を取り囲む水冷ジャケットにおいて、冷却水をジャケット下部に流入させる冷却水流入管と、冷却水をジャケット上部から流出させる冷却水流出管とを設け、前記冷却水流入管を通して前記ジャケット下部に流入させた冷却水を、前記冷却水流出管を通して前記ジャケット上部から流出させて、前記加熱炉の炉壁を冷却可能に構成してある水冷ジャケット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記水冷ジャケット構造は、ジャケット内での冷却水の流れに偏りが生じて、高温の冷却水がジャケット内に滞留すると、炉壁の冷却にも偏りが生じて、炉壁を構成している耐火材などを損傷し易い問題があるが、従来、ジャケットを構成している外側ケーシングの上部に冷却水流出口を形成し、その冷却水流出口に冷却水流出管の上流側端部を接続している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６１４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この為、水冷ジャケットの取り付け用フランジや補強用リブなどを外側ケーシングの上部近くに環状に設けてあるような場合は、それらのフランジやリブなどが邪魔になって、冷却水流出口をジャケット上部の高い位置に形成しにくく、フランジやリブなどが邪魔にならない低い位置に冷却水流出口を形成して、その冷却水流出口に冷却水流出管の上流側端部を接続すると、高温の冷却水が冷却水流出口よりも高いジャケット上部に滞留して、炉壁を構成している耐火材などに大きな熱歪みが生じ易く、炉壁を損傷し易い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、取り付け用フランジや補強用リブなどをジャケット上部に設けてあるような場合でも、炉壁を損傷しにくい水冷ジャケット構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴構成は、加熱炉の加熱部を取り囲む水冷ジャケットにおいて、冷却水をジャケット下部に流入させる冷却水流入管と、冷却水をジャケット上部から流出させる冷却水流出管とを設け、前記冷却水流入管を通して前記ジャケット下部に流入させた冷却水を、前記冷却水流出管を通して前記ジャケット上部から流出させて、前記加熱炉の炉壁を冷却可能に構成してある水冷ジャケット構造であって、前記冷却水流出管の上流側端部を、前記水冷ジャケットにおけるジャケット内の天井面よりも下方から上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口に構成してある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
冷却水流出管の上流側端部を、水冷ジャケットにおけるジャケット内の天井面よりも下方から上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口に構成してあるので、水冷ジャケットの取り付け用フランジや補強用リブなどをジャケット上部に設けてあるような場合でも、冷却水流出管の上流側端部を、それらのフランジやリブなどが邪魔にならないように、水冷ジャケットにおけるジャケット内の天井面よりも下方からジャケット内の上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口としてジャケット内の高い位置に開口させることができる。
従って、取り付け用フランジや補強用リブなどをジャケット上部に設けてあるような場合でも、高温の冷却水がジャケット上部に滞留しにくくなるように冷却水流出口を配置することができるので、炉壁を構成している耐火材などに大きな熱歪みが生じにくくなり、炉壁を損傷しにくい。
【０００７】
本発明の第２特徴構成は、前記冷却水流出管の前記冷却水流出口を形成している管壁端部に、管長手方向に入り込む切欠きを形成してある点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
冷却水流出管の冷却水流出口を形成している管壁端部に、管長手方向に入り込む切欠きを形成してあるので、高温蒸気が溜まり易いジャケット内の天井面近くに冷却水流出口を近接させても、冷却水の冷却水流出管内への流入面積を確保し易く、ジャケット上部における冷却水の滞留を効果的に防止できる。
【０００９】
本発明の第３特徴構成は、前記切欠きをＶ字状に形成してある点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
管壁端部にＶ字状の切欠きを形成してあるので、ジャケット内への給水量増加に伴って冷却水の液面が次第に上昇する場合、Ｕ字状や円弧状の切欠きを形成してある場合と比較すると、Ｖ字状の切欠きを形成してある場合の方が、冷却水流出管内への冷却水の流入量が徐々に多くなる。
そこで、一般に、ジャケット内への流入量の増大時や減少時に液面の大きな変化を伴うのであるが、Ｕ字状や円弧状の切欠きを形成してある場合に比べて、Ｖ字状の切欠きの方が、ジャケットに対する流入量と流出量とが平衡するまでに時間が掛かり、ジャケット内からの流出量の急激な変動を抑制して、過剰な冷却や冷却不足を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、下水汚泥溶融用のコークスベッド式溶融炉(加熱炉の一例)を示し、下水汚泥Ａを溶融炉内に投入するためのホッパ１と、下水汚泥Ａをコークスの燃焼により溶融させるコークス燃焼部（加熱部の一例）２と、下水汚泥Ａからの発生ガスをコークス燃焼部２の上方で燃焼させる発生ガス燃焼部３と、発生ガス燃焼部３で燃焼処理された燃焼排ガスを、発生ガス燃焼部３の上方から炉外に排出する排ガス排出部４とを設けてある。
【００１２】
前記発生ガス燃焼部３と排ガス排出部４は、キャスタブル耐火物で構築してある炉壁５で囲んであり、ホッパ１から投入された下水汚泥Ａをコークス燃焼部２に向けて落下させるシュート６と、発生ガス燃焼部３に燃焼用空気を供給する二次空気供給口７とを設けてある。
【００１３】
前記コークス燃焼部２は、上部炉体８と底部炉体９とを上下に一体接続して、その内側に設けてあり、上部炉体８と底部炉体９の炉壁１０，１１の各々はコークス燃焼部２を取り囲む水冷ジャケットを備え、上部炉体８には、コークス燃焼部２に燃焼用空気を供給する一次空気供給口１２Ａと二次空気供給口１２Ｂとを設け、底部炉体９には、炉底空気供給口１３と、コークスの燃焼により溶融流下した下水汚泥Ａの溶融スラグ及び出滓ガスをコークス燃焼部２の下方から炉外に排出する出滓口１４とを設けてある。
【００１４】
前記底部炉体９は、図２〜図９に示す鋼製炉底金物１５の内側に、図１０，図１１に示すように、各種耐火物Ｂを装填して構成してあり、炉底金物１５の上部外周側には、上部炉体８に対して一体に取り付けるための環状の取り付け用鋼製フランジ１６を溶接固定するとともに、周方向で複数の補強用鋼製リブ１７をフランジ１６と一体に溶接固定してある。
【００１５】
前記炉底金物１５は、円形底板１８の外周部に沿って、本発明による水冷ジャケット構造を備えた略円筒状の底部水冷ジャケット１９を設け、底部水冷ジャケット１９を貫通する状態で、一次空気供給管２０と筒状の出滓口金物２１とを溶接固定するとともに、冷却水をジャケット下部に流入させる冷却水流入管２２と、冷却水をジャケット上部から流出させる複数の冷却水流出管２３とを設けてある。
【００１６】
前記底部水冷ジャケット１９は、図３，図４に示すように、円筒状の鋼製内側板２４と鋼製外側板２５とを間隔を隔てて同芯状に底板１８に溶接固定するとともに、各側板２４，２５の上端部に亘って、下向きＵ字状の環状の鋼製キャップ部材２６を溶接固定して冷却水通過空間２７を形成してある。
【００１７】
前記冷却水通過空間２７は、図５，図６に示すように、内側板２４と外側板２５との間に帯状の通水案内板２８を螺旋状に配置して、螺旋状の冷却水通路２９に区画してあり、冷却水流入管２２を冷却水通路２９の下部始端側に連通接続するとともに、複数の冷却水流出管２３を冷却水通路２９の上部終端側に間隔を隔てて連通接続し、各冷却水流出管２３を冷却水出口ヘッダー３０に接続して、冷却水流入管２２を通してジャケット下部に流入させた冷却水を、各冷却水流出管２３を通してジャケット上部から流出させて、底部炉体９の炉壁１１を冷却可能に構成してある。
【００１８】
また、エアー抜き管３１の複数を、冷却水流出管２３と同様に、冷却水通路２９の上部終端側に間隔を隔てて連通接続して、ジャケット上部に溜まった空気を定期的に抜き取り可能に設けてある。
【００１９】
前記冷却水流出管２３は、図９にも示すように、冷却水通過空間２７に上下方向に入り込む縦管部３２と、外側板２５の上下方向略中間位置を液密に貫通する横管部３３とを備えたＬ字状に形成してあり、縦管部３２の上流側端部を、水冷ジャケット１９におけるジャケット内の天井面３４よりも下方から上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口３５に構成してある。
【００２０】
図１０，図１１は、炉底金物１５の内側に装填してある各種耐火物Ｂの装填構造を示し、断熱ボードＢ１と断熱煉瓦Ｂ２とを底板１８に積層し、水冷ジャケット１９の内周面を高マグネシュウム・高クロム含有煉瓦Ｂ３で覆うとともに、断熱煉瓦Ｂ２の上側に、不定形耐火材Ｂ４を挟んで、高マグネシュウム・高クロム含有煉瓦Ｂ３とカーボン煉瓦Ｂ５とスタンプ耐火材Ｂ６とを傾斜姿勢で積層して、出滓口１４に向けて傾斜する炉底面３６を形成し、出滓口金物２１の内側を出滓カセット煉瓦３７で覆い、不定形耐火材Ｂ７やカーボンスタンプＢ８を適宜充填してある。
【００２１】
〔第２実施形態〕
図１２は本発明による水冷ジャケット構造の別実施形態を示し、各冷却水流出管２３における冷却水流出口３５を形成している縦管部３２の管壁端部に、管長手方向にＶ字状に入り込む切欠き３８を、管周方向で間隔を隔てた４箇所（複数箇所）に形成して、冷却水流出口３５をジャケット内の天井面３４に近接させてある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２２】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による水冷ジャケット構造は、冷却水流出管の上流側端部を、ジャケット下部からジャケット内の上部に入り込ませて、その端部開口を冷却水流出口に構成してあっても良い。
２．本発明による水冷ジャケット構造は、冷却水流出管の冷却水流出口を形成している管壁端部に、管長手方向に円弧状やＵ字状に入り込む切欠きを形成してあっても良い。
３．本発明による水冷ジャケット構造は、溶融炉以外の各種加熱炉に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】溶融炉の概略縦断面図
【図２】炉底金物の平面図
【図３】炉底金物の概略水平断面図
【図４】炉底金物の概略縦断面図
【図５】炉底金物の概略縦断面図
【図６】水冷ジャケットの展開図
【図７】炉底金物の要部平面図
【図８】炉底金物の側面図
【図９】（ａ）要部の斜視図，（ｂ）要部の縦断面図
【図１０】耐火物の装填状態を示す概略水平断面図
【図１１】耐火物の装填状態を示す概略縦断面図
【図１２】第２実施形態を示す要部の縦断面図
【符号の説明】
【００２４】
２    加熱部
１１  炉壁
１９  水冷ジャケット
２２  冷却水流入管
２３  冷却水流出管
３４  天井面
３５  冷却水流出口
３８  切欠き
【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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