(57)【要約】【課題】焼却炉の炉壁におけるクリンカーの発生を抑制することにより、このクリンカーの除去作業に伴う焼却炉の運転の休止期間を年間でみて短縮できるようにする。【解決手段】焼却炉５が、鉛直方向に延び、平面視で箱形状となるよう配置され、その内部が燃焼室１９とされる複数の炉壁２０を備える。炉壁２０の内面２４に沿うように噴霧水３２を供給する噴霧水供給手段３３を備える。燃焼室１９を燃焼ガス６が上方に向って流動するようにし、噴霧水３２を上方に向って噴射させることにより、この噴霧水３２を供給するようにする。噴霧水３２が、炉壁２０の内面２４に沿う偏平な形状となるようにする。【選択図】    図１
2004205115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延び、平面視で箱形状となるよう配置され、その内部が燃焼室とされる複数の炉壁を備えた焼却炉において、
上記炉壁の内面に沿うように噴霧水を供給する噴霧水供給手段を備えた焼却炉における炉壁へのクリンカー付着防止装置。
【請求項２】
上記燃焼室を燃焼ガスが上方に向って流動するようにした焼却炉において、
上記噴霧水を上方に向って噴射させることにより、この噴霧水を供給するようにした請求項１に記載の焼却炉における炉壁へのクリンカー付着防止装置。
【請求項３】
上記噴霧水が、上記炉壁の内面に沿う偏平な形状となるようにした請求項１、もしくは２に記載の焼却炉における炉壁へのクリンカー付着防止装置。
【請求項４】
平面視で互いに隣り合う両炉壁の内面同士の隅部近傍におけるこれら各内面に噴霧水を供給するようにした請求項１から３のうちいずれか１つに記載の焼却炉における炉壁へのクリンカー付着防止装置。
【請求項５】
上記燃焼室の上端を閉じる天井を備えた焼却炉において、
上記天井近傍の上記炉壁の内面に噴霧水を供給するようにした請求項１から４のうちいずれか１つに記載の焼却炉における炉壁へのクリンカー付着防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却装置などの焼却炉において、噴霧水により炉壁を冷却することにより、この炉壁へのクリンカーの付着を防止するようにした装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】特開平９‐３２９３１７号公報
【０００４】
上記焼却炉には、従来、上記特許文献１で示されるものがある。これによれば、焼却炉は鉛直方向に延び、平面視で箱形状となるよう配置され、その内部が燃焼室とされる複数の炉壁と、上記燃焼室の上端を閉じる天井と、上記燃焼室の下端に配置される火格子で構成される炉床とを備えている。
【０００５】
上記焼却炉によってごみを焼却させる場合には、上記炉床上にごみを載置し、この炉床をその下方から上方に通過するように供給された空気と、別途供給された燃料とによって、上記ごみを燃焼させる。また、この燃焼により生じた燃焼ガスは、上記燃焼室を上方に向って流動し、この燃焼室の上端部から外部に排出され、浄化された後、排気として大気に放出される。一方、上記燃焼により生じた灰は、上記炉床上から下方に向って落下し、その後の工程により埋立地などで処理される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時、上記排気中にダイオキシンが含まれないようにするため等の理由により、上記燃焼室は８００〜９００℃以上など、極めて高温とされる。このため、燃焼室を流動する燃焼ガス中の灰分が溶融して上記炉壁の内面に溶着しがちとなる。そして、この溶着が進行すると、厚さと重量のあるクリンカーが発生する。このようなクリンカーは燃焼室の容積や上記炉床面積を減少させて所定のごみ燃焼を阻害し、また、上記クリンカーが炉壁から剥がれ落ちる場合には、この炉壁の内面を成形している耐火材を大きく損傷させるという不都合を生じる。
【０００７】
そこで、従来より、上記焼却炉を定期的に運転休止して、炉壁からクリンカーを除去する除去作業が行われるが、この作業は煩雑であって年間でみて長期にわたることから、これに応じて上記焼却炉の運転の休止期間が年間でみて長期間になり、つまり、焼却炉の稼働日数が短縮されるという不都合がある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、焼却炉の炉壁におけるクリンカーの発生を抑制することにより、このクリンカーの除去作業に伴う焼却炉の運転の休止期間を年間でみて短縮できるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の焼却炉における炉壁へのクリンカー付着防止装置は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【００１０】
請求項１の発明は、鉛直方向に延び、平面視で箱形状となるよう配置され、その内部が燃焼室１９とされる複数の炉壁２０を備えた焼却炉において、
上記炉壁２０の内面２４に沿うように噴霧水３２を供給する噴霧水供給手段３３を備えたものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記燃焼室１９を燃焼ガス６が上方に向って流動するようにした焼却炉において、
【００１２】
上記噴霧水３２を上方に向って噴射させることにより、この噴霧水３２を供給するようにしたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記噴霧水３２が、上記炉壁２０の内面２４に沿う偏平な形状となるようにしたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３のうちいずれか１つの発明に加えて、平面視で互いに隣り合う両炉壁２０,２０の内面２４,２４同士の隅部近傍におけるこれら各内面２４に噴霧水３２を供給するようにしたものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１から４のうちいずれか１つの発明に加えて、上記燃焼室１９の上端を閉じる天井２１を備えた焼却炉において、
【００１６】
上記天井２１近傍の上記炉壁２０の内面２４に噴霧水３２を供給するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１８】
図において、符号１は、廃棄物であって被焼却物であるごみ２を焼却して灰３にするためのごみ焼却装置である。
【００１９】
上記ごみ焼却装置１は、ごみ２を乾燥かつ燃焼させる乾燥機４と、この乾燥機４から排出されるごみ２を焼却する焼却炉５と、この焼却炉５に外部の空気を導入させると共に、この焼却炉５においてごみ２の焼却により生じる燃焼ガス６を上記焼却炉５からその外部に誘引する誘引ファン７と、上記焼却炉５と誘引ファン７との間に介設され、上記焼却炉５から排出される燃焼ガス６を減温させる減温塔８、およびこの減温塔８で減温された燃焼ガス６に含有される灰分を集塵して浄化する集塵機９とを備え、上記燃焼ガス６は上記集塵機９で浄化された後、上記誘引ファン７を通り清浄な排気１０として大気に放出される。
【００２０】
上記乾燥機４は、上記ごみ２を投入させて回転しながら搬送するロータリーキルン１４と、このロータリーキルン１４内に熱風を供給して上記ごみ２を乾燥かつ燃焼させるバーナー１５とを備えている。
【００２１】
上記焼却炉５は炉本体１８を備えている。また、この炉本体１８は、鉛直方向に延び、この炉本体１８の平面視で、矩形箱形状となるよう配置され、その内部が燃焼室１９とされる複数の（４つ）の耐火性炉壁２０と、上記燃焼室１９の上端部を閉じるよう上記各炉壁２０の上端部に固着支持される天井２１とを備えている。上記炉壁２０の下部には、上記乾燥機４のロータリーキルン１４から排出されるごみ２を上記燃焼室１９の下部内に投入可能とさせる投入口２２が成形される一方、上記炉壁２０の上端部には上記燃焼室１９内の燃焼ガス６を外部に排出可能とさせる排出口２３が成形され、上記各炉壁２０の内面２４はその各部分が平坦状に成形されている。
【００２２】
また、上記焼却炉５は、上記燃焼室１９の下端に配置されて上記各炉壁２０の下端部に固着される火格子で構成される炉床２５と、上記燃焼室１９の下部に熱風を供給する他のバーナー２６と、上記各炉壁２０を冷却水により冷却する水冷却装置２７とを備え、上記炉床２５には、上記投入口２２を通して投入されたごみ２が載置される。
【００２３】
上記ごみ焼却装置１によって、ごみ２を焼却するする場合には、まず、このごみ２を乾燥機４のロータリーキルン１４に投入し、バーナー１５による熱風で上記ごみ２を乾燥させ、かつ、燃焼させる。次に、このごみ２を上記ロータリーキルン１４から焼却炉５の炉本体１８の投入口２２を通しこの炉本体１８内に投入し、上記炉床２５上に載置させる。そして、この炉床２５をその下方から上方に通過するように供給された空気によってごみ２を更に燃焼させる。また、この燃焼により上記ごみ２から生じる揮発分を上記他のバーナー２６によって更に燃焼させる。
【００２４】
上記燃焼により生じた燃焼ガス６は、上記燃焼室１９を上方に向って流動し、この燃焼室１９の上端部から上記排出口２３を通り外部に排出され、上記集塵機９等で浄化された後、排気１０として大気に排出される。一方、上記燃焼により生じた灰３は、上記炉床２５上から下方に向って落下し、その後の工程により埋立地などで処理される。
【００２５】
上記構成において、焼却炉５は、上記炉壁２０の内面２４に沿うように噴霧水３２を供給する噴霧水供給手段３３を備えている。この噴霧水供給手段３３は、上記燃焼室１９の内外を連通させるよう上記炉壁２０の各部に成形された貫通孔３６と、これら各貫通孔３６に対し上記炉本体１８の外部から挿抜自在に挿入される注水管３７と、この注水管３７を上記炉壁２０側に着脱自在に固着させる固着具３８と、上記注水管３７の先端に着脱自在に固着されて上記各炉壁２０の内面２４に沿った空間に向って、かつ、上方に向って開口するノズル３９と、上記注水管３７を通しノズル３９に加圧された高圧の水４０を供給する水ポンプ４１とを備えている。
【００２６】
上記水ポンプ４１により水４０をノズル３９に供給すると、このノズル３９は上記炉壁２０の内面２４に沿う方向、つまり、この内面２４の近傍でこの内面２４にほぼ平行な方向に向って、かつ、上方に向って噴霧水３２を噴射することにより供給する。この噴霧水３２は偏平な逆三角形状をなし、上記炉壁２０の内面２４にほぼ平行となるよう噴射され、つまり、上記噴霧水３２は上記炉壁２０の内面２４を覆う水カーテン状に供給される。
【００２７】
上記噴霧水３２は、図例では、上記各炉壁２０の内面２４のほぼ全体に沿うよう供給されるが、特に、上記炉床２５の上方近傍の上記炉壁２０の内面２４の部分に対し噴霧水３２（符号（ａ）を付記したもの）が供給され、また、焼却炉５の平面視で、互いに隣り合う両炉壁２０,２０の内面２４,２４同士の隅部近傍におけるこれら内面２４の部分に対し噴霧水３２（符号（ｂ）を付記したもの）が供給され、更に上記天井２１近傍の上記炉壁２０の内面２４の部分に対し噴霧水３２（符号（ｃ）を付記したもの）が供給されるようになっている。
【００２８】
なお、上記炉壁２０の内面２４の各部分に対する上記噴霧水供給手段３３による噴霧水３２の供給は、経時的に順次選択されるノズル３９のいずれかを用いて順次行うようにしてもよい。また、燃焼ガス６のガス温度が所定値以上のときのみ、その燃焼室１９の部分で上記噴霧水３２を自動的に供給させるようにしてもよい。
【００２９】
上記構成によれば、炉壁２０の内面２４に沿うように噴霧水３２を噴射して供給する噴霧水供給手段３３を備えている。
【００３０】
このため、上記炉壁２０の内面２４近傍を流動する燃焼ガス６中の灰分の温度が上記噴霧水３２によって効果的に低下させられることから、上記灰分が燃焼熱で溶融して上記炉壁２０の内面２４に溶着しようとすることは防止される。
【００３１】
よって、上記炉壁２０の内面２４におけるクリンカーの発生が抑制され、このため、このクリンカーの除去作業は年間で見て短期間で足り、この結果、上記焼却炉５の運転の休止期間を年間で見て、確実に短縮させることができる。
【００３２】
また、上記したように、噴霧水３２は炉壁２０の内面２４に沿うように供給されるため、例えば、上記噴霧水３２を燃焼ガス６の中心部に噴射することによってこの燃焼ガス６の全体的な温度や炉壁２０の温度を無用に低下させてしまう、ということが防止されると共に、ＣＯガスの無用な発生が防止される。よって、上記のように噴霧水供給手段３３を設けた場合でも、焼却炉５によるごみ２の焼却は良好になされる。
【００３３】
更に、上記燃焼ガス６のガス温度が所定値以上になったとき、上記噴霧水供給手段３３により噴霧水３２を供給するようにし、また、ガス温度の高さに応じて噴霧水３２の水量や供給箇所を増大させるようにすれば、上記燃焼ガス６のガス温度を所定範囲に維持させるようにもできて、所望の燃焼状態が確保される。
【００３４】
また、前記したように、燃焼室１９を燃焼ガス６が上方に向って流動するようにし、上記噴霧水３２を上方に向って噴射させることにより、この噴霧水３２を供給するようにしてある。
【００３５】
このため、上記噴霧水３２は上記燃焼ガス６の流動に逆らうことが防止されて、上記炉壁２０の内面２４に沿って、より広い面積にわたり供給される。よって、この炉壁２０の内面２４におけるクリンカーの発生がより確実に抑制されて、焼却炉５の運転の休止期間をより確実に短縮させることができる。
【００３６】
また、前記したように、噴霧水３２が、上記炉壁２０の内面２４に沿う偏平な形状となるようにしてある。
【００３７】
このため、上記噴霧水３２は上記炉壁２０の内面２４に対し、より均一に供給される。よって、この炉壁２０の内面２４の各部分におけるクリンカーの発生がより均一に抑制されることから、クリンカーの除去作業が容易になると共に、焼却炉５の運転の休止期間を更に確実に短縮させることができる。
【００３８】
また、前記したように、平面視で互いに隣り合う両炉壁２０,２０の内面２４,２４同士の隅部近傍におけるこれら各内面２４に噴霧水３２を供給するようにしてある。
【００３９】
このため、上記両炉壁２０,２０の内面２４,２４同士の隅部における燃焼室１９の部分は燃焼ガス６が淀み易い部分であって、上記隅部近傍の燃焼ガス６は高温となり易いが、この高温化は上記噴霧水３２によって防止される。よって、上記隅部近傍の各炉壁２０の内面２４の部分におけるクリンカーの発生がより確実に抑制されて、焼却炉５の運転の休止期間を更に確実に短縮させることができる。
【００４０】
また、前記したように、燃焼室１９の上端を閉じる天井２１を備えた焼却炉において、上記天井２１近傍の上記炉壁２０の内面２４に噴霧水３２を供給するようにしてある。
【００４１】
このため、上記天井２１近傍における燃焼室１９の部分は燃焼ガス６が淀み易い部分であって、上記天井２１近傍の燃焼ガス６は高温となり易いが、この高温化は上記噴霧水３２によって防止される。よって、上記天井２１近傍の各炉壁２０の内面２４の部分におけるクリンカーの発生がより確実に抑制されて、焼却炉５の運転の休止期間を更に確実に短縮させることができる。
【００４２】
また、上記構成のごみ焼却装置１において、前記したクリンカーの発生防止という作用効果が得られる範囲で、上記噴霧水３２には化学工場等から排出されて加熱処理されるべき廃液が含有されている。この廃液は、例えば、水分を含む酸物質、アルカリ物質、油分、溶剤などであって、上記水ポンプ４１に吸入される水４０に含有させられる。
【００４３】
特に、前記したように、炉床２５の上方近傍は、上記焼却炉５の燃焼室１９において燃焼ガス６の温度や輻射熱によって極めて高温な部分であり、上記炉床２５の上方近傍の上記炉壁２０の内面２４の部分に対し噴霧水３２（ａ）が供給される。このため、上記噴霧水３２の供給によりクリンカーの発生が抑制され、かつ、これに加えて、上記燃焼ガス６の温度や輻射熱が高温である分、噴霧水３２に含有される廃液が、より効果的に加熱処理される、という相乗的効果が生じる。
【００４４】
また、前記したように、両炉壁２０，２０の内面２４，２４同士の隅部近傍や、天井２１近傍のそれぞれ燃焼室１９の部分では燃焼ガス６が高温となり易く、この燃焼室１９の部分に対応する各炉壁２０の内面２４の部分に沿うように上記噴霧水３２が供給される。このため、この場合にも、上記したのと同様に、クリンカーの発生が抑制され、かつ、燃焼ガス６が高温である分、廃液が、より効果的に加熱処理される、という相乗的効果が生じる。
【００４５】
なお、以上は図示の例によるが、炉壁２０の内面２４は完全に鉛直方向に延びたものに限定されることはなく、多少傾斜してもよい。また、平面視での炉本体１８の断面箱形状は矩形の他、５角形など多角形であってもよい。また、炉床２５は流動床式のものであってもよい。また、図示した多数のノズル３９は、その一部のみを設けてもよい。また、上記噴霧水３２は、多数のノズル３９を並設させることにより、頂角の小さい円錐形を多数並設させて、全体として偏平な矩形状や台形状にさせてもよい。更に、上記噴霧水３２には、水および／もしくは廃液の蒸気が含まれてもよく、また、上記噴霧水３２は、炉壁２０の内面２４に沿っての水平方向や下方に向けて噴射させることにより供給してもよい。また、水４０は水だけで構成されるものであってもよく、各ノズル３９で噴射される噴霧水３２につき含水率など水４０の種類を互いに相違させてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４７】
請求項１の発明は、鉛直方向に延び、平面視で箱形状となるよう配置され、その内部が燃焼室とされる複数の炉壁を備えた焼却炉において、
【００４８】
上記炉壁の内面に沿うように噴霧水を供給する噴霧水供給手段を備えてある。
【００４９】
このため、上記炉壁の内面近傍を流動する燃焼ガス中の灰分の温度が上記噴霧水によって効果的に低下させられることから、上記灰分が燃焼熱で溶融して上記炉壁の内面に溶着しようとすることは防止される。
【００５０】
よって、上記炉壁の内面におけるクリンカーの発生が抑制され、このため、このクリンカーの除去作業は年間で見て短期間で足り、この結果、上記焼却炉の運転の休止期間を年間で見て、確実に短縮させることができる。
【００５１】
また、上記したように、噴霧水は炉壁の内面に沿うように供給されるため、例えば、上記噴霧水を燃焼ガスの中心部に噴射することによってこの燃焼ガスの全体的な温度や炉壁の温度を無用に低下させてしまう、ということが防止される。よって、上記のように噴霧水供給手段を設けた場合でも、焼却炉による焼却は良好になされる。
【００５２】
請求項２の発明は、上記燃焼室を燃焼ガスが上方に向って流動するようにした焼却炉において、
【００５３】
上記噴霧水を上方に向って噴射させることにより、この噴霧水を供給するようにしてある。
【００５４】
このため、上記噴霧水は上記燃焼ガスの流動に逆らうことが防止されて、上記炉壁の内面に沿って、より広い面積にわたり供給される。よって、この炉壁の内面におけるクリンカーの発生がより確実に抑制されて、焼却炉の運転の休止期間をより確実に短縮させることができる。
【００５５】
請求項３の発明は、上記噴霧水が、上記炉壁の内面に沿う偏平な形状となるようにしてある。
【００５６】
このため、上記噴霧水は上記炉壁の内面に対し、より均一に供給される。よって、この炉壁の内面の各部分におけるクリンカーの発生がより均一に抑制されることから、クリンカーの除去作業が容易になると共に、焼却炉の運転の休止期間を更に確実に短縮させることができる。
【００５７】
請求項４の発明は、平面視で互いに隣り合う両炉壁の内面同士の隅部近傍におけるこれら各内面に噴霧水を供給するようにしてある。
【００５８】
このため、上記両炉壁の内面同士の隅部における燃焼室の部分は燃焼ガスが淀み易い部分であって、上記隅部近傍の燃焼ガスは高温となり易いが、この高温化は上記噴霧水によって防止される。よって、上記隅部近傍の各炉壁の内面の部分におけるクリンカーの発生がより確実に抑制されて、焼却炉の運転の休止期間を更に確実に短縮させることができる。
【００５９】
請求項５の発明は、上記燃焼室の上端を閉じる天井を備えた焼却炉において、
【００６０】
上記天井近傍の上記炉壁の内面に噴霧水を供給するようにしてある。
【００６１】
このため、上記天井近傍における燃焼室の部分は燃焼ガスが淀み易い部分であって、上記天井近傍の燃焼ガスは高温となり易いが、この高温化は上記噴霧水によって防止される。よって、上記天井近傍の各炉壁の内面の部分におけるクリンカーの発生がより確実に抑制されて、焼却炉の運転の休止期間を更に確実に短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ごみ焼却装置の全体側断面図である。
【図２】図１の２‐２線矢視断面図である。
【図３】図１の部分拡大断面図である。
【図４】図３の部分拡大断面図である。
【図５】図２の部分拡大断面図である。
【図６】焼却炉の部分破断斜視図である。
【符号の説明】
５      焼却炉
６      燃焼ガス
１８    炉本体
１９    燃焼室
２０    炉壁
２１    天井
２４    内面
２５    炉床
３２    噴霧水
３３    噴霧水供給手段
【図１】
2004205115.tif 000003
【図２】
2004205115.tif 000004
【図３】
2004205115.tif 000005
【図４】
2004205115.tif 000006
【図５】
2004205115.tif 000007
【図６】
2004205115.tif 000008