(57)【要約】【課題】  排ガス自体が有する上昇気流を利用しつつ、排ガスの温度を十分に低下させることができる煙突を提供する。【解決手段】  煙突１は、焼却設備に設置されるものであって、煙道を鉛直方向に対して傾斜させてなる傾斜煙管６と、傾斜煙管から上方に連続して設けられ、内部に冷却水放出手段９を有する冷却煙管７と、冷却煙管の鉛直方向下方に設けられ、冷却煙管に設けられた冷却水放出手段から放出された冷却水を集積するための集水手段８とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却設備に設置される煙突であって、煙道を鉛直方向に対して傾斜させてなる傾斜煙管と、前記傾斜煙管から上方に連続して設けられ、内部に冷却水放出手段を有する冷却煙管と、前記冷却煙管の鉛直方向下方に設けられ、前記冷却煙管に設けられた冷却水放出手段から放出された冷却水を集積するための集水手段とを備えることを特徴とする煙突。
【請求項２】
焼却設備に設置される煙突であって、  前記焼却設備に接続され、煙道を鉛直方向にしてなる上昇煙管と、前記上昇煙管に連続して設けられ、煙道を鉛直方向に対して傾斜させてなる傾斜煙管と、前記傾斜煙管から上方に連続して設けられ、内部に冷却水放出手段を有する冷却煙管と、前記冷却煙管の鉛直方向下方において前記上昇煙管に近接する位置に設けられ、前記冷却煙管に設けられた冷却水放出手段から放出された冷却水を集積するための集水手段とを備えることを特徴とする煙突。
【請求項３】
前記傾斜煙管は、鉛直方向に対して３０度〜４５度の角度で傾斜してなる誘導部材によって傾斜する煙道を形成させたものである請求項１または２に記載の煙突。
【請求項４】
前記傾斜煙管と冷却煙管との境界近傍において、前記誘導部材から垂下して設けられ、前記冷却水放出手段から放出された冷却水の流下または滴下を案内するための排水案内部材を備えている請求項３に記載の煙突。
【請求項５】
前記冷却煙管は、冷却水放出手段が設けられた冷却領域と、前記傾斜煙管に接続するための接続領域とを備え、前記排水案内部材は、前記接続領域に設けられるものである請求項４に記載の煙突。
【請求項６】
前記冷却煙管に連続して設けられる末端煙管をさらに備え、該末端煙管には、該末端煙管の煙道に対して傾斜した軸線を有し、かつ下部先端が該末端煙管内の壁面に当接してなる棒状の蒸気捕捉部を備えるものである請求項１〜５のいずれかに記載の煙突。
【請求項７】
前記冷却煙管に連続して設けられる末端煙管をさらに備え、該末端煙管は、煙道を形成する内管と、この内管との間に空間部を形成させる外管とで構成され、前記空間部には、天然鉱石を破砕した砕石が充填されている請求項１〜６のいずれかに記載の煙突。
【請求項８】
前記冷却水放出手段は、前記冷却煙管内に設置された複数の放水パイプで構成され、該放水パイプは多数の穿孔を有して構成されたものである請求項１〜７のいずれかに記載の煙突。
【請求項９】
冷却水を貯留するタンクと、該タンクに貯留する冷却水を前記冷却水放出手段に対して加圧供給するためのポンプと、該ポンプから前記冷却水放出手段に送水するための供給管と、前記集水手段に集積される冷却水を前記タンクに返送する返送管とをさらに備える請求項１〜８のいずれかに記載の煙突。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は煙突に関し、特に排出ガスの温度を十分に低下させるための煙突に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、低煙突化および有害物質の飛散防止等を目的として、焼却設備から排出されるガスの温度を低下させる構成が案出されていた。特許文献１に開示される発明は、煙道内を流れる排ガスに霧状低温水を散布接触させることにより、排ガス中に含まれる水分およびダストを補足する構成としたものであり、特許文献２に開示される発明は、煙道に空冷部および水冷部を設け、これらを二重管として、その中間を空気流路または冷却水循環流路として機能させる構成としたものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６６３１５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前掲の特許文献１に開示される技術は、煙道を水平方向に向けて配置し、その上方に霧状低温水を散布するためのノズルを設ける構成であった。ところが、焼却設備から排出される排ガスは、上昇しようするため当該煙道に沿って円滑に移動できないことから、煙道の入口にはドラフト用ファンを設ける構成となっていた。また、ノズルから散布される霧状低温水は、煙道を構成する煙管に滴下することから、煙管の一部を多孔板で構成し、この多孔板の下方に集水ピットを設けることにより、当該多孔板を通過した低温水を集積させる構成となっていた。
【０００５】
ところが、焼却設備から連続的に発生する排ガスをドラフト用ファンによって煙道に導くことは、当該排ガスの排出効率がファンの性能に依存することとなり、排ガスの停滞による燃焼効率の低下を招来させることが懸念される。また、煙道において散布される低温水は、霧状に散布されるが、排水のためには、煙道（煙管）の一部に設けられた多孔板を通過させなければならず、多孔板から自然流下によって集水ピットに処理水を排出させるためには、多孔板に設けられる穿孔は適度な大きさを要することから、ドラフト用ファンにより加圧された排気ガスが当該穿孔から漏れ出ることも懸念されるものであった。
【０００６】
そこで、特許文献２に開示される技術によれば、空冷部と水冷部とを設けるものとし、さらに、水冷部においても二重管の中間に循環流路を形成させることによって、煙道と外部とが多孔板等によって連通しない構成とするものが案出されるものとなった。
【０００７】
しかしながら、上記構成の煙突にあっては、冷却水が直接排ガスに接触しないことから、冷却効果が期待できず、結果として煙管を蛇行させる構成とならざるを得なかった。また、このような煙管の蛇行は、Ｕ字状および逆Ｕ字状の複数の蛇行部を使用し、結果として排ガスを上下方向に移動させるものであることから、そのためのエジェクタ装置（吸気ファン）を必要としていた。
【０００８】
また、前掲の特許文献１および２は、いずれも煙道を横向きまたは上下に配置するものであることから、燃焼設備によって加熱された排ガス自体が有する上昇気流を無視するものであり、円滑な排ガスの流動を妨げることとなるものであった。
【０００９】
本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、排ガス自体が有する上昇気流を利用しつつ、排ガスの温度を十分に低下させることができる煙突を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、焼却設備に設置される煙突であって、煙道を鉛直方向に対して傾斜させてなる傾斜煙管と、前記傾斜煙管から上方に連続して設けられ、内部に冷却水放出手段を有する冷却煙管と、前記冷却煙管の鉛直方向下方に設けられ、前記冷却煙管に設けられた冷却水放出手段から放出された冷却水を集積するための集水手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、排ガスは傾斜煙管を通過して冷却煙管に移動するものであるが、このときの移動は排ガスが高温であるために生じる上昇気流に基づくものとなる。また、冷却煙管には冷却水放出手段が設けられることから、傾斜煙管の入口から偏った位置において冷却水が放出されることとなり、当該冷却水の流下位置または滴下位置は、傾斜煙管の入口とは異なる場所となる。そこで、この異なる場所に集水手段を設置することにより、煙管に穿孔を設けることなく冷却水を回収することができることとなる。
【００１２】
また、本発明は、焼却設備に設置される煙突であって、前記焼却設備に接続され、煙道を鉛直方向にしてなる上昇煙管と、前記上昇煙管に連続して設けられ、煙道を鉛直方向に対して傾斜させてなる傾斜煙管と、前記傾斜煙管から上方に連続して設けられ、内部に冷却水放出手段を有する冷却煙管と、前記冷却煙管の鉛直方向下方において前記上昇煙管に近接する位置に設けられ、前記冷却煙管に設けられた冷却水放出手段から放出された冷却水を集積するための集水手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、焼却設備から排出される排ガスは、まず上昇煙管を介して傾斜煙管に誘導することができ、排ガス自体が有する上昇気流を利用して傾斜煙管に沿って上昇させることができる。また、集水手段は上昇煙管の近傍に設けられることから、傾斜煙管を通過する排ガスの流動を阻害することがない。
【００１４】
上記各構成の発明において、前記傾斜煙管は、鉛直方向に対して３０度〜４５度の角度で傾斜してなる誘導部材によって傾斜する煙道を形成させたものであることが好ましい。
【００１５】
上記構成の場合には、煙道を３０度〜４５度の角度で傾斜できるものであり、排ガス自体の上昇気流に基づいて移動させることが可能となる。また、誘導部材によって傾斜する煙道を形成することから、煙管として排ガスが移動するための内部断面積を確保する必要がない。すなわち、比較的広い閉鎖空間内に傾斜させた誘導部材を設置することのみによって傾斜煙管を構成させることができる。ここで、誘導部材とは、傾斜煙管の一部壁面を傾斜させた構成、または傾斜煙管の内部に傾斜させた平板状の誘導板に設置した構成を意味する。これらの壁面または誘導板は、排ガスを流動させるべき煙道の上方に設けられるものであり、上昇気流によって上昇する排ガスを上方から斜状に誘導するものである。
【００１６】
また、上記構成の発明の場合には、前記傾斜煙管と冷却煙管との境界近傍において、前記誘導部材から垂下して設けられ、前記冷却水放出手段から放出された冷却水の流下または滴下を案内するための排水案内部材を備える構成とすることができる。
【００１７】
上記構成によれば、排水案内部材が誘導部材から垂下して設けられることから、冷却煙管内で放出された冷却水が、傾斜煙管（特に誘導部材）の表面を伝って焼却設備に流入することを防止できる。この排水案内部材は、誘導部材の上端付近（傾斜煙管出口付近）から垂下（下方に突出）する板状部材で構成するものであり、当該板状部材まで伝った冷却水は当該板状部材の下部端縁から滴下（または流下）することとなり、焼却設備に流下することがない。
【００１８】
さらに、上記構成の発明にあっては、前記冷却煙管は、冷却水放出手段が設けられた冷却領域と、前記傾斜煙管に接続するための接続領域とを備え、前記排水案内部材は、前記接続領域に設けられる構成とすることができる。
【００１９】
上記構成によれば、冷却領域で放出される冷却水は、当該冷却煙管の内部を流下するか、または壁面に付着したうえで当該壁面を伝って流下することとなる。このように、壁面を伝う冷却水は接続領域を経由することとなることから、その一部は直接集水手段に到達し、他の一部は排水案内部材を介して集水手段に到達する。また、接続領域が構成されることにより、放出された冷却水が煙管壁面に衝突して飛散する場合であっても、その飛沫の付着を可能とし、冷却水の回収効率を向上させることができる。
【００２０】
また、上記各構成の発明において、前記冷却煙管に連続して設けられる末端煙管をさらに備え、該末端煙管には、該末端煙管の煙道に対して傾斜した軸線を有し、かつ下部先端が該末端煙管内の壁面に当接してなる棒状の蒸気捕捉部を備える構成とすることができる。
【００２１】
上記構成によれば、末端煙管内には、棒状の蒸気捕捉部が斜状に設けられることから、冷却煙管を経由した排ガス中の蒸気が当該蒸気捕捉部に接触することとなる。この排ガスの接触により、排ガスに対して放出した冷却水の一部が蒸発し、その蒸気が排ガス中に混入することがあることから、当該蒸気を蒸気捕捉部に接触させることにより、冷却を促して液化させ、その液体を末端煙管の壁面に誘導することができる。末端煙管の壁面に移動した液体は、さらに冷却煙管の壁面を経由し、最終的には集水手段まで流下することとなり、冷却煙管内で放出される冷却水とともに処理し得る。
【００２２】
上記各構成の発明は、前記冷却煙管に連続して設けられる末端煙管をさらに備え、該末端煙管は、煙道を形成する内管と、この内管との間に空間部を形成させる外管とで構成され、前記空間部には、天然鉱石を破砕した砕石が充填されているものとすることができる。
【００２３】
上記構成によれば、末端煙管の内管から伝達される熱がさらに砕石に伝達され、表面積の大きい当該砕石によって放熱することができる。この放熱により、さらに排ガスの温度低下を可能にする。放熱を促すために外管はメッシュ状などの多孔質管で構成してもよい。
【００２４】
上記各構成の発明において、前記冷却水放出手段は、前記冷却煙管内に設置された複数の放水パイプで構成され、該放水パイプは多数の穿孔を有して構成されたものとすることができる。
【００２５】
上記構成によれば、放水される冷却水は微細な水滴状または霧状となり、冷却煙管を通過する排ガスの大多数に接触させることができる。この放水パイプに対する冷却水の供給が加圧された状態であれば、放出時における水圧を上昇させることとなり、広い範囲への放水が可能となる。
【００２６】
上記各構成の発明においては、冷却水を貯留するタンクと、該タンクに貯留する冷却水を前記冷却水放出手段に対して加圧供給するためのポンプと、該ポンプから前記冷却水放出手段に送水するための供給管と、前記集水手段に集積される冷却水を前記タンクに返送する返送管とをさらに備える構成とすることができる。
【００２７】
上記構成によれば、冷却水を循環して使用することができるほか、ポンプの出力に応じて冷却水放出手段に対して加圧した状態で冷却水を供給することができる。例えば、多数の穿孔を有する放水パイプを使用する冷却水放出手段の場合には、適当な水圧による広域の放水が可能となる。また、集水手段から排水を回収することにより、外部への流出を防止でき、ダストの回収による有害物質の回収も可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、排ガスは、傾斜煙管によって斜め上方に移動することとなるから、ドラフト用ファンなどの強制的な送気手段を設けることなく排ガスを移動させることができる。また、傾斜煙管によって、冷却煙管の位置は焼却設備から排ガスが排出される位置とは異なる位置となるため、冷却煙管内で冷却水を放出させた場合であっても、その冷却水が焼却設備に流入しない構成とすることができる。
【００２９】
このような異なる位置での放水を可能にすることにより、多量の冷却水を放出させることが可能となるから、当該冷却水に多くの排ガスを接触させることにより温度低下を十分行うことができる。さらに、末端煙管を設ける構成の場合には、冷却水放出手段によって低下した排ガスから熱の伝達を受けることとなり、排ガス温度の一層の低下を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の煙突を使用する焼却施設全体の概要を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施例を示す正面図であり（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の実施形態の構造を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態の構造を示す説明図である。
【図５】実施形態の変形例を示す説明図である。
【図６】実施形態の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の煙突が使用されている焼却施設全体の概要を示すものである。この図に示されているように、本発明の煙突１は、焼却設備Ａに設置されるものであり、この焼却設備Ａは、通常のボイラであってもよいが、可燃物を焼却処理するための焼却炉であってもよい。焼却設備Ａによって焼却される物は、合成ゴムやプラスチック製品等の石油製品のほかに、紙製品や木材などの場合もあり、焼却される物に応じて適する燃焼温度によって焼却され得るものである。
【００３２】
本発明は、上記の焼却物が燃焼する際に発生する排ガス（煙等）の温度を低下させることによって、ダイオキシン等の有害ガスの飛散を防止するものであり、また、燃焼後早期に冷却させることによる低煙突化を可能にするものである。
【００３３】
本実施形態における排ガス温度の低下方式は、いわゆる水冷式によって、煙突の内部に冷却用水を噴出させて、通過する排ガス温度を低下させるものである。冷却に使用する水は、水道水を供給し、冷却に使用した後の排水を廃棄するものとしてもよいが、排ガス中に含有する有害物質が補足されていることを考慮し、本実施形態では、貯水タンク２を設置し、この貯水タンク２に貯留される水を循環供給することとしている。
【００３４】
本実施形態の煙突１は、図２（ａ）に示すように、基本的には、排ガス導入部（上昇煙管）３と、排ガス冷却部４と、低温ガス排出部（末端煙管）５とで構成される。排ガス導入部３は、前述の焼却設備Ａの排気部に接続される直管部であり、焼却設備Ａとの接続のために、端部にフランジ部３１が設けられている。排ガス冷却部４は、傾斜煙管６と、冷却煙管７と、ドレン部（集水手段）８とで構成され、冷却煙管７に末端煙管５を接続することにより、その先端開口部５１から外方へ排気させるものとしている。
【００３５】
図２（ｂ）に示すように、傾斜煙管６は、煙道が鉛直方向に配置される排ガス導入部３に対し、傾斜する誘導部材６１を設けることにより煙道を傾斜させている。誘導部材６１は、傾斜煙管６の壁面の一部によって構成しており、煙道を傾斜させた状態で上方に位置する壁面を傾斜させることにより、上昇する排ガスを誘導させるものである。この誘導部材６１は、鉛直方向に対して３０度〜４５度の傾斜角をもって配置されており、適当な角度に傾斜させることにより、高温の排ガス自体が有する上昇気流を利用しつつ、当該排ガスを斜め上方へ誘導することができるものである。このような誘導によって煙道を傾斜させているのである。
【００３６】
また、冷却煙管７は、煙道を鉛直方向とするものであり、前述の傾斜煙管６を経由した排ガスの上昇気流によって、当該排ガスを鉛直上向きに誘導している。この冷却煙管７の内部には冷却水放出部９が設けられ、上昇する排ガスに対して冷却水を放出するものである。この冷却水放出部９は、上位に設けられるヘッダ部９１と、このヘッダ部９１から垂下する状態に設けられる複数の分岐管９２とで構成されている。
【００３７】
ヘッダ部９１は、外部から冷却水の供給を受けるため、給水管９３に接続されており、この給水管９３は冷却煙管７の壁面を貫通して配置されるものである。従って、給水管９３を経由して外部から供給される冷却水を個々の分岐管９２に供給できるものとなっている。
【００３８】
また、分岐管９２は、ヘッダ部９１よりも小径の有底筒状に形成されたものであり、その側部に無数の噴出孔（穿孔）９４が設けられている。従って、分岐管９２に供給される冷却水は、上記噴出孔９４から冷却煙管７の内部に噴出することとなる。なお、供給される冷却水が加圧されている場合には、噴出孔９４から勢いよく噴出することとなり、微細な孔の穿設による場合であっても噴出可能となる。しかも、その際には、冷却水が微細な水滴または霧状に噴出されることとなり、冷却煙管７の内部ほぼ全域に冷却水の水滴を放出させることが可能となる。
【００３９】
なお、冷却煙管７は、煙道を鉛直方向に一致させることによって排ガスの上昇を促すことができる点で優れるものであるが、排ガスの上昇速度が著しく高速である場合は、煙道の向きを鉛直方向から傾斜させたものとしてよく、排ガスの上昇速度を緩めつつ十分に上昇させるものとしてよい。
【００４０】
ドレン部８は、逆円錐形または逆多角錐形に形成され、冷却煙管７の直下に設けられていることから、冷却煙管７の内部に放出された冷却水の落下を受け止めるとともに、一箇所（頂点部分）８１に集水させることできるようになっている。ここで集水された冷却水は、当該頂点部分８１を開放してなる排水部８２から外部へ排水され、または貯水タンク２へ返送されることにより、逐次冷却水を外部へ排出することができるものである。
【００４１】
ところで、ドレン部８は、排ガス導入部（上昇煙管）３に近接して設けられている。すなわち、冷却煙管７から十分な間隔を有する位置に設けられており、排ガス導入部３から冷却煙管７までの間には傾斜煙管６が存在する状態となっている。従って、焼却設備から排出される排ガスは、排ガス導入部３を経由して、傾斜煙管６に流入し、さらに傾斜煙管６の誘導部材６１に誘導され、斜め上方に移動した後、冷却煙管７に流入する（図中矢印参照）。これに対して、冷却水は、冷却煙管７の内部において放出された後、自由落下によって直下のドレン部８に落下する。従って、冷却水は、冷却煙管７の内部において排ガスに接触可能であるが、排ガスの移動経路とは異なる方向へ落下することとなり、排ガスの移動経路の途中において当該排ガスを冷却させることが可能となる。
【００４２】
なお、排ガス導入部３とドレン部８との境界には、隔壁部８３が設けられ、ドレン部８において集水される冷却水が排ガス導入部３に漏れ出ることを防止している。また、傾斜煙管６と冷却煙管７との境界近傍には、誘導部材６１から垂下する排水案内部材６２が設けられており、誘導部材６１の壁面を伝って排ガス導入部３へ移動する冷却水をドレン部８に案内している。具体的には、誘導部材６１の壁面の幅方向全域に板状部材を垂下させる状態で設けることにより、誘導部材６１の傾斜角よりも急激な勾配（例えば鉛直下向き）の平面を構成し、この平面に冷却水を伝わせることによって、直下のドレン部８への滴下を案内するものとなっている。
【００４３】
次に、各部の詳細を説明する。図３は、排ガス導入部（上昇煙管）３および傾斜煙管６の構成を示す詳細図である。これらの両煙管３，６は一体的に構成され、冷却煙管７に接続されるものである。そのため、冷却煙管７に連続する連続部１０ａが設けられ、この連続部１０ａの上端には接続用のフランジ１１ａが設けられている。従って、この連続部１０ａは、冷却煙管７における接続領域の一部を形成するものである。
【００４４】
排ガス導入部３は、全体として四角形の筒状パイプによって形成されるものであり、三つの側壁３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって断面コ字状とした周辺部に対して壁面部３０ｄを溶接することにより構成される。奥に位置する側壁３０ｃはドレン部８に連続し、他の側壁３０ａ，３０ｂは、傾斜煙管６の側壁６０ａ，６０ｂを兼用する構成となっている。
【００４５】
傾斜煙管６は、上述のような側壁６０ａ，６０ｂと、連続部１０ａに連続する壁面１２ａとで断面コ字状の周辺部が形成され、前記排ガス導入部３の壁面部３０ｄに連続する（一体的に構成された）誘導部材６１が溶接されることにより、適宜空間を有する煙道を構成するものである。この誘導部材６１は傾斜した状態で設置されることから、側壁６０ａ，６０ｂの端縁は、当該誘導部材６１の傾斜角度に応じて斜状に形成されたものを使用している。
【００４６】
なお、排ガス導入部３とドレン部８との間に形成される隔壁部８３は、本実施形態にあっては、両者を接続するためのフランジ部によって構成されるものとしている。従って、このフランジ部を固着（溶接）することによって一体的な隔壁部８３が形成されるものとなっている。また、排水案内部材６２は、板状部材が予め誘導部材６１の内側壁面に固着された状態で設けられ、誘導部材６１を接合することにより、内部において垂下した状態に設けられるものである。
【００４７】
上記のような構成であるから、図示のように、排ガス導入部３の壁面部３０ｄと誘導部材６１とを一体的に構成した板状部材をそれぞれの側壁３０ａ，３０ｂ，６０ａ，６０ｂの端縁に合致させた状態で溶接等によって固着することにより、排ガス導入部３および傾斜煙管６は、それぞれ中空筒状となり、煙道を形成することができる。
【００４８】
また、図４には冷却煙管７の詳細を示す。図４（ａ）は冷却煙管７の内部の状態を示すものであり、（ｂ）は冷却水放出部９の状態を示すものである。こられの図に示されるように、冷却煙管７は、全体として四角形の筒状パイプで構成されている。また、下位には傾斜煙管６の連続部１０ａに接続するための接続部１０ｂが構成されるとともに、その下端にフランジ１１ｂが設けられ、前述の連続部１０ａのフランジ１１ａと接続できるようになっている。このような状態で両フランジ１１ａ，１１ｂを接続することにより、連続部１０ａと接続部１０ｂとで、冷却煙管７の接続領域が形成されるものである。
【００４９】
冷却煙管７に内部には、前述のとおり冷却水放出部９が設置されるものである。この冷却水放出部９の設置により、冷却煙管７の煙道が縮小しないように、放出部設置領域７０は、他の煙管よりも拡径された状態となっている。そこで、この拡径された設置領域７０の内側壁面に沿った状態で冷却水放出部９が設けられるのである。
【００５０】
すなわち、冷却煙管７が四角形の筒状パイプで構成される本実施形態の場合には、ヘッダ部９１は、設置領域（拡径部）７０の上位における内側周方向に配置され、また、分岐管９２は、個々の壁面（４つの壁面）の内側表面に沿って配置されるのである。このような配置とするために、冷却水放出部９は、図示のように、全体として概略四角形筒状体となるように設けられるのである。
【００５１】
これらの冷却水放出部９を冷却煙管７の内部に設置するために、本実施形態では、冷却煙管７の（特に放出部設置領域７０の）一部壁面７１を分離して設け、冷却水放出部９を内部に設置した後、当該壁面７１を溶接等により固着するものとしている。固着すべき壁面７１の選定として、給水管９３を設ける壁面とすることにより、給水管９３の設置も容易となる。なお、給水管９３を設置するために、当該壁面７１には挿通部７２が穿設され、給水管９３を挿通した状態でシールされるものである。
【００５２】
また、冷却煙管７に連続して末端煙管５を接続することにより、冷却煙管７を通過する排ガスは、上昇速度を維持しつつ開口部５１まで移動し、当該開口部５１から外方へ排出される。上昇速度を維持するとは、第１に、冷却煙管７に適当な上昇速度を有して誘導された排ガスは、ほぼ同程度の断面積の煙道を通過するため、速度に影響を与える要素を排除することができる。これは、同じ量の排ガスが移動する場合、後続の排ガスによる上昇方向への圧力によって誘導されることから、適当な圧力を有する流体が移動することによるものである。また、第２に、冷却煙管７の上端で開放される場合には、冷却煙管７の内部の圧力が安定せず、結果として圧力変化が流速変化の原因となるが、末端煙管５によって、少なくとも冷却煙管７の内部においては流速を安定させることとなる。
【００５３】
このように、冷却煙管７の内部を移動する排ガスの移動速度を安定させることにより、冷却水放出部９の内側（特に複数の分岐管９２の間）を通過する排ガスに対して適量の冷却水が接触することとなり、冷却（水冷）の効果を安定的に作用させることができる。その結果、排ガスの温度を十分に低下させることができるのである。
【００５４】
本発明の実施形態は上記のような構成であるから、高温の排ガスは、上昇煙管３および傾斜煙管６に誘導されて、斜め上方へ向かって移動し、冷却煙管７において冷却水によって冷却されることとなる。このとき、排ガスは、高温であるために排ガス自体が有する上昇気流により移動することから、ドラフト用ファンなどの強制的な送気手段を設ける必要がない。また、冷却煙管７において放出される冷却水は、直下のドレン部８に向かって落下し、逐次排出されることから、冷却水の焼却設備への混入を抑止し得る。
【００５５】
本発明の実施形態は上記のとおりであるが、本発明が上述の実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態の一部を部分的に変形し、または他の要素を追加することも可能である。
【００５６】
例えば、図５に示すように、末端煙管５を二重管構造とし、すなわち煙道の断面積を冷却煙管７（特に冷却水放出部９の内部）と同程度とする内管５２と、この内管５２との間に空間部を形成する外管５３とで構成し、当該空間部に天然鉱石を破砕してなる砕石５４を充填する構成とすることができる。このような構成の場合には、冷却煙管７を通過して温度低下した排ガスが有する熱をさらに内管５２に伝達させ、その熱を砕石（内管５２に接する砕石）５４に吸収させることができる。砕石５４によって吸収された熱は、他の近隣の砕石５４に伝達し、表面積の大きい砕石によって放熱することにより、内管５２を介して排ガスの温度をさらに低下させることができる。なお、砕石５４による放熱を促すために外管５３は薄肉で構成するか、またはメッシュ構造とすることができる。
【００５７】
さらに、図６に示すように、末端煙管５の内部に傾斜する棒状部材（蒸気捕捉部）１３を複数設置する構成としてもよい。この場合、煙道内を通過する排ガスが停滞しないように十分な空間を設けているものであるが、排ガスが移動する経路に棒状部材１３が存在するように、例えば、末端煙管５が四角形の筒状パイプである場合には、図示のように、一方の壁面の上位から対向する他方の壁面の下位に達する長尺な構成とし、これを傾斜した状態で設置するのである。なお、図示の例は、対向する二つの壁面において相互に他方壁面に向かって傾斜させているが、一方のみに傾斜させたものであってもよく、さらに直交方向にも傾斜する棒状部材１３を設けてもよい。
【００５８】
上記のような構成の場合には、棒状部材１３が末端煙管５の内部に設けられていることから、冷却煙管７を経由した排ガスは、棒状部材１３に接触しつつ末端煙管５の内部を開口部５１へ移動することとなる。このとき、棒状部材１３が程度に低温であることにより、排ガス中に含有する蒸気を冷却させ、蒸気を液化することができる。このとき、液化した後の液体は、棒状部材１３の表面に付着することから、この液体を壁面に誘導するために、棒状部材の軸線を傾斜させているのである。棒状部材１３に付着した液体は、上記軸線の傾斜に伴って流下し、末端煙管５の内部壁面に移動し、さらに当該壁面から冷却煙管７の内部壁面を流下した後、最終的にはドレン部に集水され、他の冷却水とともに回収されることとなるのである。
【００５９】
このような棒状部材（蒸気捕捉部）１３の設置は、排ガスの冷却時に放出される冷却水が加熱されることによって蒸発し、これが排ガスとともに排出されることを抑制するものである。従って、煙道（特に末端煙管５の煙道）が長尺であれば、当該煙道を通過する際に徐々に冷却され、壁面に水滴として付着し得ることが想定されるが、低煙突化のために短尺な煙道に構成する場合は効果的に蒸気を捕捉し得るものである。そこで、これら複数の蒸気捕捉部１３は、いずれも管状とし、内部に冷却水または冷風を供給できるようにしてもよい。通過する排ガスは、冷却煙管７を経由して温度低下したとはいえ、常温よりも高い温度であることから、この排ガスの接触を長時間受け続けることにより液化能力が低下することを避けるため、適宜冷却できるようにするためである。
【００６０】
さらに、末端煙管５は、二重管構造として空間部に砕石５４を充填する構成と、蒸気捕捉部１３を設ける構成との双方を備える構成としてもよい。これらの構成は、一方が排ガスの一層の温度低下を促すためのものであり、もう一方が蒸気を液化して除去するためのものあるから、双方の構成を備える場合であっても各機能を同時に発揮させることができるのである。この場合には、蒸気捕捉部１３が開口部５１に向かって壁面方向に傾斜していることから、排ガスの移動方向を少なからず壁面方向へ誘導することができ、当該壁面における排ガスの冷却効果を向上させ得る。さらに、この場合には、二重管構造とした末端煙管５の空間部に冷却水を供給し、充填した砕石５４を冷却することともに、空間部に供給される当該冷却水の一部を管状とした蒸気捕捉部１３に流入させることにより、排ガスの冷却効果および蒸気の捕捉効果を向上させることができる。なお、これらの冷却水は、循環し得るように、末端煙管５の下端において排水できるように構成してもよい。
【００６１】
また、上述の実施形態では、各煙管５，６，７の形状がいずれも四角形の筒状パイプとしているが、この形状はこれらに限定されるものではない。従って、円形の筒状パイプで構成してもよく、多角形の筒状パイプで構成してもよい。さらに、誘導部材６１の傾斜角度は、３０度〜４５度としているが、傾斜煙管６の上端位置（冷却煙管７の設置位置）が排ガス導入部３から鉛直方向に逸脱していれば、その角度を変更してもよい。
【００６２】
なお、上記実施形態は細部について説明したが、排ガスを傾斜煙管６によって斜めに誘導し、傾斜煙管６に連続する位置において、冷却煙管７による水冷により、排ガスの温度を低下させることができ、冷却煙管７の直下に配置したドレン部８によって集水し得る構成であれば、少なくとも排ガスの移動方向と冷却水の移動経路とを分離することができ、煙管を水平方向に配置することなく冷却させることができるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１  煙突
２  タンク
３  排ガス導入部（上昇煙管）
４  排ガス冷却部
５  低温ガス排出部（末端煙管）
６  傾斜煙管
７  冷却煙管
８  ドレン部（集水手段）
９  冷却水放出部（冷却水放出手段）
１０ａ  連続部
１０ｂ  接続部
１１ａ，１１ｂ  フランジ
１２ａ  壁面
１３  蒸気捕捉部（棒状部材）
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  側壁
３０ｄ  壁面部
３１  フランジ部
５１  開口部
５２  内管
５３  外管
５４  砕石
６０ａ，６０ｂ  側壁
６１  誘導部材
６２  排水案内部材
７０  放出部設置領域（拡径部）
７１  壁面
７２  挿通部
８１  ドレン部の頂点部分
８２  排水部
８３  隔壁
９１  ヘッダ部
９２  分岐管
９３  給水管
９４  噴出孔（穿孔）
Ａ  焼却設備
【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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