(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔状容器内に流入された排ガスに冷却水を噴射することにより冷却できるようにしてあるガス減温塔において、上記塔状容器頂部の中央に備えた排ガス入口の上側に、該塔状容器の排ガス入口と対応するガスの出口を底部中央部に設けると共に周方向の一側部にガスの入口を設け、且つ該ガスの入口から出口に向かう排ガスを周方向に分散させるガイドベーンを、上記ガスの入口とガスの出口との間に設置してなる分散室と、該分散室のガスの出口と上記塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、垂直方向に延びる多数の細いガス流路を形成して、上記分散室より塔状容器内に向かう排ガスを、上記ガス流路を通過させることで垂直方向下向きに整流し、上記塔状容器内の中心部に集中して排ガスを流すことができるようにする絞り部とからなるガス導入部を有することを特徴とするガス減温塔。
【請求項２】
絞り部を、分散室のガスの出口と塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、垂直方向に沿う平板を格子状に組んでなる格子整流板を取り付けて、該格子整流板により形成される孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路としてなる構成とした請求項１記載のガス減温塔。
【請求項３】
絞り部を、分散室のガスの出口と塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、ハニカム構造の整流板を取り付けて、該ハニカム構造整流板により形成される孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路としてなる構成とした請求項１記載のガス減温塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はごみ処理施設やセメントプラント等の燃焼炉を有する燃焼設備において、排ガスを所要の設定温度まで減温させるために用いるガス減温塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ処理施設やセメントプラント等の燃焼炉を有する燃焼設備において、たとえば、図３に示す如く、燃焼炉１で発生した排ガス２を、排ガスライン３を通して下流側に設けた集塵器４に導き、該集塵器４にて集塵処理した後、煙突５等に送って大気中に放出させるようにする場合には、上記集塵器４は処理温度に制限があることから、入口側において排ガス２の温度を所要の設定温度まで減温させる必要がある。このように、排ガス２温度の減温が要求される場合、一般に、排ガスライン３上において排ガス２の温度低下を望む所要位置（図３に示した場合は集塵器４よりも上流側の排ガスライン３上）に、排ガス２の温度を調整するためのガス減温塔（ガス調温室）６を設けるようにしている。
【０００３】
かかるガス減温塔６は、図４にその一例の概略を示す如く、塔状容器７の上端部を円錐形状とすると共に、その頂部中央に設けた排ガス入口８に、燃焼炉１より排ガス２を導くための排ガスラインとしてのＵ字ダクト３ａを接続し、又、塔状容器７の下端部一側に、斜め上向きに開口させたガス出口９を設けて、該ガス出口９に、排ガス２を集塵器４に導くための排ガスライン３を接続し、更に、上記塔状容器７の上端部の円錐形状における傾斜壁面又は上部位置における垂直壁面（図では傾斜壁面の場合を示す）に、周方向に所要間隔で噴射水ノズル１０を中心に向けて設け、該各噴射水ノズル１０には、図示しない冷却水ラインを介して冷却水供給部を接続した構成とし、燃焼炉１より導かれた高温の排ガス２を、排ガス入口８より塔状容器７内に流入させてガス出口９へ送る間に、噴射水ノズル１０より噴射した冷却水１１に接触させることにより冷却し、該冷却された排ガス２をガス出口９より送出させるようにしてある。
【０００４】
なお、塔状容器７の底部には、該塔状容器７内にて排ガス２中より落下するダストを排出するための図示しないダスト排出口を備えた構成としてある。１２は塔状容器７内にてガス出口９に向かう排ガス２の流れを一旦底部近傍まで導くためのガイド部材を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のガス減温塔６では、Ｕ字ダクト３ａを通して導かれる排ガス２の主流が、Ｕ字ダクト３ａの湾曲方向外側に沿うようになるため、塔状容器７内には、排ガス２の主流が上記Ｕ字ダクト３ａの湾曲方向外側と対応する周方向の一側部に偏って流入するようになり、このため排ガス２の主流が下向きに流れる周方向の一側部とは異なる部分、特に反対側は、上向きのガス流れが発生すると共に、排ガス２の主流が塔状容器７内にて偏流することにより、噴射水ノズル１０より噴射される冷却水１１との効率的な熱交換が行われなくなって、蒸発しきれない冷却水１１が生じ、この蒸発しきれない冷却水１１が、排ガス２中に含まれるダストと共に排ガス２の主流が偏流する塔状容器７の一側部内壁面に付着するようになるため、該部分にダスト１３が堆積するという問題があり、該堆積したダストはガス出口９を閉塞させたり、塔状容器７内にて上方から落下して、ダスト排出口を閉塞させる等のトラブルを引き起こす虞があることから、定期的に燃焼設備の運転を休止すると共に、足場を組んで堆積したダスト１３を掻き落すダスト除去作業を行わなければならず、ランニングコストが嵩むという問題があり、上記ダスト除去作業の際には、作業員がダイオキシンを含有したダスト１３に接近しなければならないという問題も生じる。
【０００６】
因みに、塔状容器７内へ排ガス２の偏流が流入することを防止するための一手段としては、図５（イ）（ロ）に示す如く、塔状容器７の排ガス入口８の上側に、上部を円筒形状とし且つ下部を円錐形状としてなるガス導入室１４の底部中央を連通接続し、且つ該ガス導入室１４の上部外周位置に、燃焼炉１より排ガス２を導くための排ガスライン３を接線方向に接続した構成として、排ガスライン３を通して導かれる排ガス２を、ガス導入室１４内に接線方向に流入させることにより、渦流として周方向に分散させた後、塔状容器７内へ流入させるようにすることが考えられるが、この場合、実際には、排ガスライン３よりガス導入室１４内に導かれる排ガス２の主流は、渦流になることなく最短距離を通って塔状容器７の排ガス入口８に向かうようになるため、偏流はほとんど解消されず、したがって塔状容器７内壁面へのダスト１３の付着、堆積を防止できないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、塔状容器内壁面へのダストの付着、堆積を防止できるように、塔状容器内へ排ガスの偏流が生じることを防止できるようにしたガス減温塔を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、塔状容器内に流入された排ガスに冷却水を噴射することにより冷却できるようにしてあるガス減温塔において、上記塔状容器頂部の中央に備えた排ガス入口の上側に、該塔状容器の排ガス入口と対応するガスの出口を底部中央部に設けると共に周方向の一側部にガスの入口を設け、且つ該ガスの入口から出口に向かう排ガスを周方向に分散させるガイドベーンを、上記ガスの入口とガスの出口との間に設置してなる分散室と、該分散室のガスの出口と上記塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、垂直方向に延びる多数の細いガス流路を形成して、上記分散室より塔状容器内に向かう排ガスを、上記ガス流路を通過させることで垂直方向下向きに整流し、上記塔状容器内の中心部に集中して排ガスを流すことができるようにする絞り部とからなるガス導入部を有する構成とする。
【０００９】
燃焼炉より排ガスラインを通して導かれた排ガスは、先ず、ガス導入部の分散室内にてガイドベーンに邪魔されて、その流線が左右方向（周方向）に分散された後、絞り部に向かうようになり、次いで、該絞り部に形成された垂直方向に延びる多数の細い流路を通過することにより、流れ方向が垂直方向下向きに整流された状態として、塔状容器の頂部中央の排ガス入口より塔状容器内に流入されるようになる。これにより、塔状容器内に流入する排ガスは、周方向に均等に且つ塔状容器中心部を垂直方向下向きに流されることから、噴射される冷却水と排ガスとの効率的な熱交換が行われ、このため冷却水はすべて蒸発させられ、ダストと共に塔状容器内壁面に付着することが防止される。
【００１０】
又、絞り部を、分散室のガスの出口と塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、垂直方向に沿う平板を格子状に組んでなる格子整流板を取り付けて、該格子整流板により形成される孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路としてなる構成、又は、絞り部を、分散室のガスの出口と塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、ハニカム構造の整流板を取り付けて、該ハニカム構造整流板により形成される孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路としてなる構成とすることにより、絞り部に垂直方向に延びる多数の細いガス流路を容易に形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１（イ）（ロ）は本発明のガス減温塔の実施の一形態を示すもので、図４に示したガス減温塔６における塔状容器７と同様に、頂部中央に排ガス入口８を備えると共に、下端部一側にガス出口９を設け、更に、上部位置における垂直壁面の周方向所要間隔個所に、図４に示した噴射水ノズル１０と同様の噴射水ノズル１０を設けた構成としてある塔状容器７の頂部の排ガス入口８の上側に、燃焼炉より排ガスライン３を通して導かれる排ガス２の流線を、上記塔状容器７の排ガス入口８の周方向に分散させるための分散室１６と、該分散室１６内にて周方向に分散された排ガス２の流線を垂直方向下向きに整流するための絞り部１７とからなるガス導入部１５を設けて、塔状容器７内に、排ガス２を排ガス入口８より周方向に均等に且つ垂直方向下向きに流入させるようにする。
【００１３】
詳述すると、上記分散室１６は、塔状容器７と同軸心を有する短い円筒形状とすると共に、周方向の一側部に入口１８を設けて排ガスライン３を法線方向に接続し、且つ底部中央に、塔状容器７の排ガス入口８と対応する径の出口１９を設け、更に、入口１８より出口１９に向かう排ガス２の流線を分散室１６内の周方向に分散させるガイドベーン２０を、入口１８と出口１９との間に設置した構成としてある。
【００１４】
又、上記絞り部１７は、分散室１６の出口１９と塔状容器７の排ガス入口８とを連通接続するダクト部材２１の内側に、該ダクト部材２１の軸心方向に沿う平板を格子状に組み合わせてなる格子整流板２２を取り付けて、該格子整流板２２により形成される多数の孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路２３とした構成として、分散室１６より塔状容器７内に向かう排ガス２を、上記ガス流路２３を通過させることにより垂直方向下向きに整流することができるようにしてある。
【００１５】
その他、図４に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００１６】
燃焼炉より排ガスライン３を通して導かれた排ガス２は、分散室１６の入口１８より分散室１６内に入り、ガイドベーン２０により流線が該分散室１６の周方向、すなわち、塔状容器７の排ガス入口８の周方向に分散させられた後、絞り部１７の格子整流板２２により形成されるガス流路２３を通過することにより垂直方向下向きに整流された状態として、排ガス入口８より塔状容器７内に流入させられる。塔状容器７内に流入した排ガス２は、噴射水ノズル１０より噴射される冷却水１１との接触により冷却され、しかる後、ガス出口９より排ガスライン３を通して下流側の集塵器等に送られるようになる。
【００１７】
このように、排ガス２を、周方向に分散させると共に、流線を垂直方向下向きとした状態で排ガス入口８より塔状容器７内に流入させることができるので、排ガス２の流れを偏流とすることなく塔状容器７の中心部に集中するように流すことができる。このため、排ガス２と冷却水１１との熱交換を効率よく行わせることができて、噴射水ノズル１０より噴射される冷却水１１を、ガス主流と混ぜて塔状容器７の中心部を下方に流し、ガス出口９に至る前に蒸発を完了させることができ、蒸発しきれない水分が発生する虞を解消できる。これにより、塔状容器７内においてダストは湿ることなくガス出口９に導かれ、この際、たとえ塔状容器７の内壁面に衝突したとしても水分のない乾燥状態に保たれているので、容器内壁７面へのダストの付着、堆積を防止することができ、よって、従来定期的に行う必要があったダスト除去作業を不要としてランニングコストを削減でき、作業員がダイオキシンを含有したダスト１３に接する虞も防止できる。
【００１８】
又、排ガス２の主流を、塔状容器７内の中心部を垂直方向下向きに流すことができることから、塔状容器７の径を従来に比して細くすることが可能となり、更に、排ガスライン３は、塔状容器７の排ガス入口８の直上位置に設けたガス導入部１５の分散室１６に外周部法線方向より、すなわち、水平方向横向きに接続するようにしているので、従来、排ガス入口８にＵ字ダクトを接続していた場合に比して装置の小型化、低層化を図ることが可能となるので、建屋の高さを低く抑えることが可能となり、更に又、塔状容器７内におけるガス流を整流することにより、従来のガス減温塔６に比して圧力損失を低く抑えることができる。
【００１９】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、絞り部１７を、ダクト部材２１の内側に格子整流板２２を組み付けてなる構成としたものに代えて、ダクト部材２１の内側にハニカム構造の整流板２４を取り付けて、該ハニカム構造整流板２４の孔をガス流路２３とするようにしたものである。
【００２０】
この実施の形態によっても図１の実施の形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
なお、図２に示す整流板２４のハニカム構造の形状は、図２に示した如き六角形のみならず、四角形、正弦波形、ずれ六角形、複波形等、他の形状としてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のガス減温塔によれば、塔状容器内に流入された排ガスに冷却水を噴射することにより冷却できるようにしてあるガス減温塔において、上記塔状容器頂部の中央に備えた排ガス入口の上側に、該塔状容器の排ガス入口と対応するガスの出口を底部中央部に設けると共に周方向の一側部にガスの入口を設け、且つ該ガスの入口から出口に向かう排ガスを周方向に分散させるガイドベーンを、上記ガスの入口とガスの出口との間に設置してなる分散室と、該分散室のガスの出口と上記塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、垂直方向に延びる多数の細いガス流路を形成して、上記分散室より塔状容器内に向かう排ガスを、上記ガス流路を通過させることで垂直方向下向きに整流し、上記塔状容器内の中心部に集中して排ガスを流すことができるようにする絞り部とからなるガス導入部を有する構成としてあるので、燃焼炉より排ガスラインを通して導かれた排ガスの流線を、ガス導入部の分散室内にて周方向に分散させた後、垂直方向下向きに整流された状態として、塔状容器の頂部中央の排ガス入口より塔状容器内に流入させることができ、このため排ガスを偏流とすることなく塔状容器の中心部に集中するように流すことができ、排ガスと冷却水との熱交換を効率よく行わせることができて、蒸発しきれない水分が発生する虞を解消でき、塔状容器内壁面へのダストの付着、堆積を防止することができることから、従来定期的に行う必要があったダスト除去作業を不要としてランニングコストを削減でき、作業員がダイオキシンを含有したダストに接する虞も防止でき、又、排ガスの主流を、塔状容器内の中心部を垂直方向下向きに流すことができることから、塔状容器の径を従来に比して細くすることが可能となり、更に、排ガスラインは、塔状容器の排ガス入口の直上位置に設けたガス導入部の分散室の外周部に水平方向横向きに接続しているため、従来、排ガス入口にＵ字ダクトを接続していた場合に比して装置の小型化、低層化を図り、建屋の高さを低く抑えることが可能となり、更に又、塔状容器内におけるガス流を整流することにより、従来のガス減温塔に比して圧力損失を低く抑えることができるという優れた効果を発揮する。又、絞り部を、分散室のガスの出口と塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、垂直方向に沿う平板を格子状に組んでなる格子整流板を取り付けて、該格子整流板により形成される孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路としてなる構成、又は、絞り部を、分散室のガスの出口と塔状容器の排ガス入口とを連通接続するダクト部材の内側に、ハニカム構造の整流板を取り付けて、該ハニカム構造整流板により形成される孔を、垂直方向に延びる多数の細いガス流路としてなる構成とすることにより、絞り部に垂直方向に延びる多数の細いガス流路を容易に形成することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス減温塔の実施の一形態を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す図１（ロ）に対応する図である。
【図３】燃焼炉を有する燃焼設備を示す概要図である。
【図４】従来のガス減温塔の一例の概略を示す概略切断側面図である。
【図５】従来提案されているガス減温塔の一例を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【符号の説明】
２  排ガス
３  排ガスライン
７  塔状容器
８  排ガス入口
１１  冷却水
１５  ガス導入部
１６  分散室
１７  絞り部
１８  入口
１９  出口
２０  ガイドベーン
２１  ダクト部材
２２  格子整流板
２３  ガス流路
２４  整流板
【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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