(57)【要約】【課題】ごみ焼却炉の炉壁内面にクリンカーが生成、付着するのを有効に防止し、高温燃焼させるような場合でも、常に高カロリーごみ等を安定した高温燃焼を行なうことができ、ダイオキシン対策にも有効に対応出来るようにした空冷型炉壁を提供する。【解決手段】冷却用空気入口１４と冷却用空気出口１５を備えた横断面形状が長方形の密閉状の鋼板製箱体１９と、前記鋼板製箱体１９の内側鋼板１を貫通せしめてその基端部を箱体１９の内方に固定すると共に頭部を内側鋼板１の外方へ突出せしめたアンカー２０と、前記内側鋼板１の外面にアンカー２０を包み込む状態で一定の厚さに積層固着した不定形耐火物２１と、前記鋼板製箱体１９の外側鋼板７の外面側に耐火材１１を介設して配設した外側ケーシング１０とから形成され、冷却用空気入口１４から供給した冷却用空気Ａにより、内側鋼板１及びアンカー２０を介して不定形耐火物２１を冷却する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用空気入口と冷却用空気出口を備えた横断面形状が長方形の密閉状の鋼板製箱体と、前記鋼板製箱体の内側鋼板を貫通せしめてその基端部を箱体の内方に固定すると共に頭部を内側鋼板の外方へ突出せしめたアンカーと、前記内側鋼板の外面にアンカーを包み込む状態で一定の厚さに積層固着した不定形耐火物と、前記鋼板製箱体の外側鋼板の外面側に断熱材を介設して配設した外側ケーシングとから形成され、冷却用空気入口から供給した冷却用空気により、内側鋼板及びアンカーを介して不定形耐火物を冷却する構成としたことを特徴とする空冷型耐火壁。
【請求項２】
鋼板製箱体を、内部に内側鋼板と間隔を置いて平行状に配設した仕切鋼板を有し、当該仕切鋼板と内側鋼板及び外側鋼板との間を夫々冷却用空気の通路とした鋼板製箱体とすると共に、アンカーの基端部を仕切鋼板へ固着して冷却用空気により直接アンカーを冷却する構成とした請求項１に記載の空冷型耐火壁。
【請求項３】
不定形耐火物を、内側鋼板の表面に所望の厚みに充填し乾燥固化して形成するようにした請求項１又は請求項２に記載の空冷型耐火壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するごみ焼却炉や高温ガス煙道等の空冷型耐火壁の改良に関するものであり、簡単な耐火壁構造でもって確実にクリンカの付着や熱損傷の発生を防止できるようにした空冷型耐火壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉に於いては、従前から炉壁内面にクリンカが発生、付着するのを防止するために各種の対策が採られている。例えば、（イ）クリンカの発生し易い場所の炉壁に耐熱性・耐付着性に優れた炭化珪素質耐火物を用いる方法、（ロ）炉壁そのものを水冷壁構造にする方法、（ハ）蒸気の噴霧により雰囲気温度を低下させる方法及び（ニ）再循環ガスを用いた抑制燃焼により異常燃焼の発生を押える等の方法が、クリンカの発生防止策として用いられてきた。
【０００３】
しかし、近年、焼却すべき都市ごみ等が著しく高カロリー化しており、また、ごみ焼却炉の側でも、ダイオキシン対策用の燃焼管理が要請されることにより、炉の燃焼温度が高温化される傾向にある。
その結果、ごみ焼却炉では、必然的にクリンカの発生、付着に起因するトラブルが増加することになり、特にストーカ式焼却炉では、クリンカの付着によってストーカ上のごみの送りが阻害されることにより、炉内のごみ燃焼が不安定になるのが重大な問題となりつつある。何故なら、ごみの燃焼が不安定になると、ダイオキシン等の有害物質を生ずるからである。
【０００４】
尚、炉壁耐火物の内面にクリンカが発生、付着することに起因するこの種のトラブルは、ストーカ式ごみ焼却炉だけに特有の問題ではなく、流動層式ごみ焼却炉やごみ溶融処理炉、高温ガス煙道等に於いても、同様のトラブルが生ずる虞れのあることは勿論である。
【０００５】
上述のように、ダイオキシン対策を達成するためには、ごみ焼却炉の燃焼を安定させることが第１の要件であり、そのためには、先ず炉壁内面にクリンカが発生、付着するのを確実に防止することが必要となってくる。
【０００６】
一方、ボイラ設備を備えた大型ごみ焼却炉では、ボイラ水管をごみ焼却炉の燃焼室まで立下げ、所謂水冷壁構造の燃焼室とすることにより、燃焼室内壁面へのクリンカの発生、付着を防止するようにしている。
しかし、ボイラ設備を備えていないごみ焼却炉等では他の方策によりクリンカの発生、付着を防止する必要があり、一般的には、図３及び図４のような所謂空冷型耐火壁Ｂが使用されている。
【０００７】
即ち、図３の空冷型耐火壁Ｂは、内側鋼板１の外面側に適宜寸法の四角状枠体２を溶接固着すると共に鋼板１から複数の支持ボルト３を突設させ、枠体２内へ挿着した成型煉瓦等の耐火物成型体４を支持ボルト３及びこれに螺着したナット５等により引止め固定することにより、耐火物壁体６を形成すると共に、前記内側鋼板１と適宜の間隔を置いて外側鋼板７を設け、両鋼板１、７の間の空間を冷却用空気Ａの通路８とすることにより、空冷型耐火壁Ｂが形成されており、耐火物成形体４を支持固定する内側鋼板１の裏面側が冷却用空気Ａにより冷却される構成となっている。
尚、図３に於いて９は充填耐火物、１０は外部ケーシング、１１は外側鋼板７と外部ケーシング１０間に設けた断熱材である。
【０００８】
また、図４の空冷型耐火壁Ｂでは、支持構造物１２に、耐火物成型体４を固定するための支持金物３を備えた支持用枠体１３を固定し、当該支持用枠体１３に支持金物３５等を介して成型煉瓦体や普通煉瓦体から成る耐火物成形体４を引止め固定することにより、耐火物壁体６を形成すると共に、前記支持用枠体１３と一定の間隔を置いて外側鋼板７を配設し、耐火物壁体６の裏面側と外側鋼板７との間を冷却用空気通路８とすることにより、空冷型耐火壁Ｂが形成されており、耐火物成型体４の裏面側が冷却空気Ａにより直接冷却される構成となっている。
【０００９】
尚、図４の空冷型耐火壁Ｂに於いては、耐火物成型体４は熱膨張の逃げが可能なシール構造を用いて引止め固定されており、各耐火物成型体４の裏面側は、前述のように冷却用空気Ａにより直接冷却されている。
また、図４に於いて、１４は冷却空気入口、１５は冷却空気出口であり、且つ外側鋼板７の外表面側には図３の場合と同様に、外部ケーシング１０及び断熱材１１等が設けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記図３及び図４の空冷型耐火壁は、何れもクリンカの生成、付着をある程度有効に防止することができ、優れた実用的効用を有するものである。しかし、当該空冷型耐火壁にも、下記のように解決すべき多くの問題が残されている。
例えば図３の空冷型耐火壁では、耐火物成型体４を支持ボルト３を介して内側鋼板１の外表面側へ接当固定する構造としているため、耐火物成型体４や内側鋼板１、支持ボルト３に熱サイクルが加わることにより、内側鋼板１と耐火物成型体４との接当面に間隙が生じることになる。その結果、熱伝導性が悪化して耐火物成型体（煉瓦）４の外表面の温度が上昇し、クリンカの生成、付着を防止する機能が低下してクリンカの付着が生じたり、煉瓦体の焼損、割れ、脱落等が多発することになる。
【００１１】
また、前記図４の空冷型耐火壁に於いては、耐火物成型体（煉瓦）４の裏面側を直接空冷しているため、経時的な熱伝導性の劣化は発生せず、その結果、耐火物成型体４の外表面温度の上昇によるクリンカの発生、付着等も生じない。
【００１２】
しかし、耐火物成型体４の熱膨脹を逃げるためのシール構造は、経時的な劣化を生ずることになり、このシール性の劣化が起ると、冷却用空気Ａが炉内に漏れ込むことになり、漏れ込み部分に於いて異常燃焼が生じて部分的な温度上昇が生ずることになる。その結果、温度の上昇部分にクリンカの付着が生じたり、或いは耐火物成型体（煉瓦）４の焼損が生ずることになる。また、漏れ空気の侵入により、炉の燃焼空気量の制御が乱されることになり、安定燃焼を行ない難くくなると云う事象が現実に発生している。
【００１３】
本発明は、従前の空冷型耐火壁に於ける上述の如き問題、即ち（ａ）内側鋼板と耐火物成型体の接当面に隙間が生じ、熱伝導性が経時的に悪化すること及び（ｂ）耐火物成型体のシール性能が経時的に悪化し、炉内へ洩れ込んだ冷却用空気により燃焼が不安定となること等の問題を解決し、簡単な構造の空冷型炉壁でもって安価に炉壁を形成することができ、しかも壁面へのクリンカの付着や燃焼の不安定化を確実に防止できるようにした空冷型耐火壁を提供せんとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、冷却用空気入口１４と冷却用空気出口１５を備えた横断面形状が長方形の密閉状の鋼板製箱体１９と、前記鋼板製箱体１９の内側鋼板１を貫通せしめてその基端部を箱体１９の内方に固定すると共に頭部を内側鋼板１の外方へ突出せしめたアンカー２０と、前記内側鋼板１の外面にアンカー２０を包み込む状態で一定の厚さに充填固着した不定形耐火物２１と、前記鋼板製箱体１９の外側鋼板７の外面側に断熱材１１を介設して配設した外側ケーシング１０とから形成され、冷却用空気入口１４から供給した冷却用空気Ａにより、内側鋼板１及びアンカー２０を介して不定形耐火物２１を冷却することを発明の基本構成とするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて鋼板製箱体１９を、内部に内側鋼板１と間隔を置いて平行状に配設した仕切鋼板１６を有し、当該仕切鋼板１６と内側鋼板１及び外側鋼板７との間を夫々冷却用空気Ａの通路８ａ・８ｂとした鋼板製箱体１９とすると共に、アンカー２０の基端部を仕切鋼板１６へ固着して冷却用空気により直接アンカー２０を冷却するようにしたものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて不定形耐火物２１を、内側鋼板１の表面に所望の厚みに充填し乾燥固化して形成するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る空冷型耐火壁の縦断面概要図であり、図２はその横断面概要図である。尚、図１及び図２に於いて、前記図３及び図４と同一の部材には、これと同じ参照番号が付されている。
尚、図１及び図２に於いて１は内側鋼板、７は外側鋼板、８は冷却用空気通路、１０は外部ケーシング、１１は断熱材、１４は冷却空気入口、１５は冷却空気出口、１６は仕切鋼板、１７ａは上部鋼板、１７ｂは下部鋼板、１８ａ・１８ｂは側部鋼板、１９は鋼板製箱体、２０はアンカー、２１は不定形耐火物、２２は冷却用空気の送風機である。
【００１８】
図１及び図２を参照して、本発明に係る空冷型耐火壁Ｂは耐火物壁体６と、その外側に配設した外部ケーシング１０及び断熱材１１等から形成されている。また、前記耐火物壁体６は、内側鋼板１、外側鋼板７、仕切鋼板１６、上部鋼板１７ａ、下部鋼板１７ｂ、側部鋼板１８ａ・１８ｂ等より形成した横断面形状が四角状の密閉型鋼板製箱体１９と、アンカー２０及び不定形耐火物２１等から構成されている。
【００１９】
前記鋼板製箱体１９の内部には、内側鋼板１と一定の間隔を置いてこれと平行状に仕切鋼板１６が設けられており、当該仕切鋼板１６と内側鋼板１及び外側鋼板７との間に流通路８ａ・８ｂが形成されている。
また、当該鋼板製箱体１９の外側の下部には、前記流通路８ａ・８ｂに連通する冷却用空気入口１４と冷却用空気出口１５が夫々形成されている。
【００２０】
前記アンカー２０は、その頭部を炉内側へ突出せしめた状態で、内側鋼板１を貫通して配設されており、その基端部は仕切鋼板１６の内側面へ固定されている。
【００２１】
前記不定形耐火物２１は炭化珪素質耐火物等から形成されており、アンカー２０により内側鋼板１の外面へ密着固定されている。即ち、前記内側鋼板１の炉内側へ、アンカー２０の頭部を包み込みした状態で耐火材の混練物を所定の厚みに積層充填し、その後これを乾燥固化させることにより、不定形耐火物２１が形成されている。
尚、不定形耐火物２１を形成するための施工法そのものは公知であるため、ここではその説明を省略する。
【００２２】
前記不定形耐火物２１の材質は、耐熱性、耐食性、固着性及び高伝熱性を具備するものであれば如何なる材質のものであってもよく、本実施形態では炭化珪素質耐火物やマグネシア−クロム系耐火物、アルミナ系耐火物、シリカ系耐火物等が使用されている。
また、本実施形態に於いては図示されていないが、鋼板製箱体１９の内部には補強用のリブが適宜に設けられていることは勿論である。
更に、図１の実施形態では、本発明の空冷型耐火壁をストーカ式ごみ焼却炉の炉壁とする場合について述べているが、本発明に係る空冷型耐火壁は流動層炉や溶融処理炉の炉壁としても使用でき、また、高温排ガス通路の壁体にも適用することが出来る。
【００２３】
送風機２２からの冷却用空気Ａは、空気入口１４から鋼板製箱体１９内へ流入し、仕切鋼板１６と内側鋼板１との間に形成された空気通路８ａ内を上方へ向けて流通し、内側鋼板１を介して不定形耐火物２１を冷却すると共に、アンカー２０の基部を直接に冷却することにより、アンカー２０を介して不定形耐火物２１を冷却する。
空気通路８ａ内を上昇することにより加熱された冷却用空気Ａは、上部鋼板１７の近傍で反転し、通路８ｂを下降したあと、空気出口１５から外部へ導出されて行く。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に於いては、アンカー２０を固定した鋼板製箱体１９の内側鋼板１の炉内側表面へ不定形耐火物２１を積層固着し、当該不定形耐火物２１をアンカー２０により内側鋼板１へ固定保持すると共に、内側鋼板１と仕切鋼板１６との間に冷却用空気Ａを流し、内側鋼板１及び冷却用空気通路８ａ内へ突出せしめたアンカー２０の基端部を介して、不定形耐火物２１を冷却する構成としている。
その結果、不定形耐火物２１が冷却用空気Ａにより効率よく冷却されると共に、耐火物成型体４を使用する場合に比較して不定形耐火物２１が内側鋼板１の外表面へより堅固に固着されて両者の間に隙間が生じないため、不定形耐火物の冷却性能が経時的に悪化することがない。
これにより、本発明に係る冷却型耐火壁では、耐火材の表面にクリンカーが生成、付着することが無くなる。その結果、焼却炉内のごみの流れが阻害されたり、燃焼状態が不安定になることが皆無となり、ダイオキシン対策をより確実に達成することが可能となる。
本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空冷型耐火壁の一部分の縦断面概要図である。
【図２】図１の空冷型耐火壁の一部分の横断面概要図である。
【図３】従前の空冷型耐火壁の一例を示す縦断面概要図である。
【図４】従前の空冷型耐火壁の他の例を示す縦断面概要図である。
【符号の説明】
Ａは冷却用空気、Ｂは空冷型耐火壁、１は内側鋼板、６は耐火物壁体、７は外側鋼板、８は冷却用空気通路、１０は外部ケーシング、１１は断熱材、１４は冷却空気入口、１５は冷却空気出口、１６は仕切鋼板、１７ａは上部鋼板、１７ｂは下部鋼板、１８ａ・１８ｂは側部鋼板、１９は鋼板製箱体、２０はアンカー、２１は不定形耐火物、２２は送風機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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