(57)【要約】【課題】流動層の流動媒体を確実かつ円滑に排出する。【解決手段】層内の流動媒体Ｓを、下方に設けられた排出口１５から排出させる竪型の抜き出し部１０を有する流動層であって、抜き出し部１０は、排出口１５に向かって窄まる内壁面１３を有する空洞部１１と、この空洞部１１内の排出口１５の上方に内壁面１３との間に間隔を空けて設けられた中子２０とを有し、中子２０は対向する内壁面１３との間隔が漸次小さくなる壁面２１ａを有する上半部２１と、対向する内壁面１３との間隔が略一定とされる壁面２２ａを有する下半部２２とを備える構造とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層内の流動媒体を、下方に設けられた排出口から排出させる竪型の抜き出し部を有する流動層であって、
前記抜き出し部は、前記排出口に向かって窄まる内壁面を有する空洞部と、この空洞部内の前記排出口の上方に前記内壁面との間に間隔を空けて設けられた中子とを有し、
前記中子は対向する前記内壁面との間隔が漸次小さくなる壁面を有する上半部と、対向する前記内壁面との間隔が略一定とされる壁面を有する下半部とを備えることを特徴とする流動媒体の抜き出し部を備えた流動層。
【請求項２】
前記中子の上半部の壁面が、対向する前記内壁面に対して鉛直面を中心として略対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流動媒体の抜き出し部を備えた流動層。
【請求項３】
前記中子が断面形状が菱形であることを特徴とする請求項１または２に記載の流動媒体の抜き出し部を備えた流動層。
【請求項４】
前記中子は、前記上下半部の壁面内周部が前記空洞部を貫通していることを特徴とする請求項１から３に記載の流動媒体の抜き出し部を備えた流動層。
【請求項５】
前記中子が中空に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の流動媒体の抜き出し部を備えた流動層。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物の焼却処理を行う流動層炉等、流動媒体を抜き出す構造を有する流動層に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄物の焼却処理などに用いられる流動層炉や、流動層を用いて石炭の乾燥分級等を行う装置では、エア等の流動流体の吹き出しによって砂等の流動媒体を流動させる流動層で被処理物を焼却あるいは移送する。
そして、焼却されずに下方へ落下した不燃物や流動媒体、あるいは排出された石炭は、抜き出し部（充填層部）に堆積して静止層を形成し、抜き出し部内を流下して最下部の排出口から搬送用のコンベア上に落下し、炉外に排出される（たとえば、特許文献１参照）。
なお、ここでは流動媒体の動きのうち、流動流体の吹き出しによるものを「流動」、重力により排出口に向かう移動を「流下」と呼んでいる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２１９６５５号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置において、たとえば図４に示すように、抜き出し部（充填層部）３０が、最下部に設けられた排出口３１に向かって窄まる形状で設けられている竪型であると、排出口３１の真上部分に堆積した流動媒体Ｓは落下し排出されやすいが、壁面３２に近い部分に堆積した流動媒体は落下しにくく、滞留してしまう場合がある。このため、不燃物の排出が阻害されるといった問題が生じる。
【０００５】
また、排出口３１に向かう流下方向が一つであるため、不燃物等が流動媒体Ｓとともに流下する間に絡み合い、排出口３１を詰まらせてしまうこともある。
【０００６】
さらに、このような構造の抜き出し部３０では、排出口３１の真上部分に堆積した流動媒体の重量がコンベアＣにかかることになり、負荷がかかった状態での駆動となるため、コンベアＣの駆動力を大きくしなければならないという問題もある。
【０００７】
このような問題に対応して、抜き出し部３０の排出口３１を２カ所以上設けることもあるが、各排出口３１にコンベアを設置しなければならず、コストや設置スペース等、設備面での問題があり、好ましくない。
【０００８】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたもので、流動層の流動媒体および不燃物を確実かつ円滑に排出することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る流動層は、層内の流動媒体を、下方に設けられた排出口から排出させる竪型の抜き出し部を有する流動層であって、抜き出し部は、排出口に向かって窄まる内壁面を有する空洞部と、この空洞部内の排出口の上方に内壁面との間に間隔を空けて設けられた中子とを有し、中子は対向する内壁面との間隔が漸次小さくなる壁面を有する上半部と、対向する内壁面との間隔が略一定とされる壁面を有する下半部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、排出口の上方に中子が配置されることにより、排出口に向かって真下に落下する流動媒体が、排出口から中子の下側までの高さに堆積したものだけとなり、排出口の真上に静止層全体の高さまで堆積した場合に比べて流動媒体の重量が低減され、コンベアに加えられる負荷が小さくなる。
【００１１】
また、中子の上半部によって流動媒体の流下方向が分散されるので、流動媒体が静止層上面から下方に向かう流れが複数になり、横方向の流れも多く生じて流下することになるので、流動媒体の停滞が生じにくくなる。
【００１２】
さらに、分散された流動媒体の流下方向が中子の下半部によって排出口に向けられ、ほぼ一定の間隔で配置された壁面間を流動媒体が流下するので、流動媒体が排出口に向かう移動が円滑となり、排出口近傍での閉塞を阻止することができる。
【００１３】
すなわち、中子の下半部においては、流動媒体全体が空洞部の内壁面に沿う斜め方向に流下して排出口に至るので、壁面近傍での流動媒体の滞留が生じにくい。また、中子よりも上方に堆積した流動媒体の重量が緩和されるので、流動媒体の重量によってコンベアに対して加えられる負荷を軽減することができる。
【００１４】
請求項２の発明に係る流動層は、請求項１の流動層において、中子の上半部の壁面が、対向する内壁面に対して鉛直面を中心として略対称に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、中子の上半部においては、空洞部の内壁面と中子の壁面とが鉛直面を中心として対称に形成されているので、この間を流下する流動媒体の流路が徐々に狭められ、流動媒体の移動が横方向にも行われやすくなり、静止層上面での滞留が抑制される。
【００１６】
また、請求項３の発明に係る流動媒体の抜き出し部を備えた流動層は、請求項１または２の流動層において、中子の断面形状が菱形であることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、中子の断面を菱形とすることにより、対向する内壁面との間隔を漸次縮小させ、この内壁面に対して鉛直面を中心として略対称に設ける上半部の壁面の構成と、対向する内壁面との間隔が略一定として設ける下半部の内壁面の構成とが容易に実現できる。
【００１８】
請求項４の発明に係る流動媒体の抜き出し部を備えた流動層は、請求項１から３の流動層において、中子は、上下半部の壁面内周部が空洞部を貫通していることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、既設の空洞部に対しても中子を設け、流動媒体を円滑に排出させることができる流動層を構成することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５の発明に係る流動媒体の抜き出し部を備えた流動層は、請求項４の流動層において、中子が中空に形成されていることを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、中子の中空部分を大気開放して放熱を行うことができる。また、中空部分に冷却手段を設けることも可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
図において符号１０で示すのは本実施形態の流動層下部に設けられた抜き出し部であって、上部から連続する空洞を形成する空洞部１１と、この空洞部１１の内部に備えられた中子２０とを有している。
【００２３】
流動層は、たとえば不燃物が混在した廃棄物を焼却処理する流動層炉等であって、鋼材および耐火材で構成されており、竪型の抜き出し部１０の上方（図示せず）で流動媒体を流動させながら焼却する装置である。
【００２４】
図１に示すように、空洞部１１は、鉛直に設けられ互いに対向する一対の炉壁（内壁面）１２，１２と、この炉壁１２，１２に交差して設けられることにより炉壁１２，１２間を閉鎖するとともに互いに対向する一対の炉壁（内壁面）１３，１３とで、上下方向に延びる略筒状に形成されている。炉壁１３，１３は、その間隔が下方ほど狭くなるように互いに等しい角度で傾斜して配置されており、このため空洞部１１全体が下方へ向かい窄まる形状となっている。
【００２５】
この炉壁１３の上端よりも上方には、図２に示すように、一方の炉壁１２を貫通して炉外から空洞部１１内部に引き込まれた複数の吹き出しノズル１４…が備えられていて、この吹き出しノズル１４からは流動流体（通常は空気）が吹き出される。
【００２６】
この流動流体によって炉内（層内）の流動媒体（炉砂）Ｓが被処理物とともに流動し、炉内の上部を流動した炉砂Ｓは不燃物とともに落下し、空洞部１１内に堆積して静止層Ｓ１を形成する。静止層Ｓ１の上面は、吹き出しノズル１４からやや離れた下方に形成され、これよりも上方は炉砂Ｓが流動する流動層Ｓ２となっている。
【００２７】
空洞部１１の最下端部は、下方に向けて開口する排出口１５となっており、この排出口１５を介して炉内の炉砂Ｓおよび焼却されなかった不燃物が炉外に落下して排出される。排出口１５のさらに下方にはスクリュー式のコンベアＣが配置されており、このコンベアＣによって排出口１５から排出された炉砂Ｓおよび不燃物が搬送される。
【００２８】
中子２０は、空洞部１１の炉壁１３，１３との間に間隔を空け、空洞部１１内部の静止層Ｓ１が形成される領域内、すなわち静止層Ｓ１の上面より下方にやや離れて、排出口１５の真上に設けられている。この中子２０には高温の炉砂Ｓが触れているので、その内面は耐火物あるいは水冷構造とすることが好ましい。中子２０は、本実施形態では、鋼材により炉壁１２，１２を貫通する中空の筒状に形成され、大気開放された内面から放熱が行われている。
【００２９】
中子２０の断面形状は、上下左右が対称形である菱形となっている。
すなわち、上半部２１を構成する壁面２１ａ，２１ａは、上端で互いに接し下端が開いた逆Ｖ字状に配置され、炉壁１３との間の間隔が下方に向かい漸次小さくなっている。そして、それぞれ対向する炉壁１３に対して鉛直面を中心とし対称に傾斜している。
【００３０】
また、下半部２２を構成する壁面２２ａ，２２ａは、上端でそれぞれ壁面２１ａ，２１ａの下端に接し、下端で互いに接するＶ字状に配置されている。そして壁面２１ａ，２１ａは、それぞれ対向する炉壁１３に対して略平行に傾斜しており、対向する炉壁１３との間隔がほぼ一定で、中子２０の中央部における炉壁１３の幅Ｗの１／４の幅の空間が形成されている。
つまり、中子２０の上半部２１と下半部２２との中間位置であるラインＡ上における炉壁１３の幅Ｗに対して、中子２０は、ラインＡ上の幅がＷ／２となるように形成されている。
【００３１】
ここで、このように構成された抜き出し部１０において、炉砂Ｓがどのように流下するかについて、図３を参照して説明する。
空洞部１１内に堆積した炉砂Ｓは、まず静止層Ｓ１の上方で、中子２０の上半部２１によって流下方向が排出口１５の真上から逸れた位置で２方向に分散される。上半部２１と炉壁１３との間に形成された領域Ｐには先細り形状の流路が形成されているので、その中央部分から真下へ向かう流れが生じやすい。そして、各領域で炉砂Ｓが流下することにより、静止層Ｓ１上面の２カ所から炉砂Ｓが抜き出されるので、静止層Ｓ１上面での炉砂Ｓの滞留を抑制することができる。
【００３２】
上半部２１と炉壁１３との間を流下した炉砂Ｓは、下半部２２と炉壁１３との間を流下する。下半部２２の壁面２２ａと炉壁１３との間に形成された領域Ｑには、排出口１５に至るまでほぼ等しい断面積の流路が形成されているので、炉砂Ｓはこの領域Ｑをほとんど滞留せずに流下することができる。また、それぞれの流れが均一で、流下しやすいので、不燃物が絡みにくい。
【００３３】
そして、下半部２２に沿う２つの経路を通じて排出口１５の真上まで流下した炉砂Ｓは、下半部２２の下端で合流し、排出口１５からコンベアＣ上に落下して炉外に外出される。
このときコンベアＣに加えられる炉砂Ｓの重量は、中子２０の下部の領域Ｒにおける分のみとなっているので、コンベアＣが受ける負荷は小さく、円滑に搬出することができる。
【００３４】
このように、本発明の抜き出し部１０を備えた流動層によれば、空洞部１１内に設けた中子２０によって流動媒体（炉砂）Ｓの流下方向を分散させ、排出口１５の直前で合流させるので、炉砂Ｓの滞留や不燃物の絡み合いによる排出口１５の閉塞が生じにくく、コンベアＣへの負荷を軽減して、層内から円滑に炉砂Ｓを排出・搬送することが可能となる。
【００３５】
特に本実施形態で採用した構造は、中空筒状の中子２０が抜き出し部１０を貫通させるという簡易なものであり、既存の設備（抜き出し部１０）に中子２０を設けることが可能な構造であるので、多大なコストをかけることなく、円滑に炉砂Ｓを排出可能な装置を実現することができる。
【００３６】
なお、以上の実施形態において示した各構成部材、その諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求に基づき種々変更可能である。
上記実施形態では、抜き出し部を４つの内壁面に囲まれた形状とし、中子が抜き出し部を貫通する構成としたが、たとえば抜き出し部の内壁面を円錐状として、その中央部に円錐形状の上半部および下半部を上下につなぎ合わせた中子を支持する構成とすることもできる。この場合流動媒体は、中子上半部に対応する領域では静止層上面から放射状に分散しながら流下した後、中子下半部に対応する領域では円環状となった流路断面を排出口に向かって縮径させながら流下することになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の発明に係る流動層によれば、流動媒体の流下方向が分散されるので、流動層内から円滑に流動媒体を排出することができる。また、コンベアに加えられる負荷が軽減されるので、コンベアの駆動力が小さくてすみ、効率よく低コストでの運転が可能となる。
【００３８】
請求項２の発明に係る流動層によれば、流動媒体の移動が横方向にも行われやすくなるので、静止層上面での滞留が抑制され、流動媒体中に混在する不燃物等も円滑に排出させることができる。
【００３９】
請求項３の発明に係る流動媒体の抜き出し部を備えた流動層によれば、中子の断面を菱形とすることにより、円滑に流動媒体を流下・排出させる構成が容易に実現できる。
【００４０】
請求項４の発明に係る流動媒体の抜き出し部を備えた流動層によれば、既設の空洞部に対しても中子を容易に設けることができるので、流動媒体を円滑に排出・搬送させることができる流動層を構成することが低コストで容易に可能となる。
【００４１】
また、請求項５の発明に係る流動媒体の抜き出し部を備えた流動層によれば、中子の中空部分を大気開放して放熱を行うことができ、また、中空部分に冷却手段を設けることもできるので、簡易な構成により流動媒体を効率よく冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による流動層における流動媒体の抜き出し部を示す断面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本実施形態の抜き出し部における流動媒体の流れを説明する図である。
【図４】従来の流動層における流動媒体の抜き出し部の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  抜き出し部
１１  空洞部
１２，１３  炉壁（内壁面）
１４  吹き出しノズル
１５  排出口
２０  中子
２１  上半部
２１ａ  壁面
２２  下半部
２２ａ  壁面
Ｓ１  静止層
Ｓ２  流動層
Ｓ  流動媒体（炉砂）
Ｃ  コンベア
Ｐ，Ｑ，Ｒ  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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