(57)【要約】【課題】  上記した従来技術の欠点を除くために、簡易であって、発熱量が著しく低い廃棄物の小規模焼却炉に付設される低圧蒸気発生システムであって、簡易、且つ運転保守が容易なものを提供する。【解決手段】  発熱量が著しく低い廃棄物Ｗ（例えば約７，０００ＫＪ／Ｋｇの鶏糞等）の小規模焼却炉１０（例えば２００Ｋｇ／Ｈ以下）に付設されるものであって、その焼却炉１０の排ガスＧ１から熱を受け、低圧（例えば９８０ＫＰａ以下）蒸気を発生する、例えば格子配列の廃熱回収ボイラ用水管群２０が設けられ、好ましくはそのうえ、前記焼却炉１０の壁面、前記廃棄物Ｗの燃焼域に臨む位置に、多くても、その安定燃焼を損わない値を限度とする熱量を受け、同じく低圧蒸気（例えば９８０ＫＰａ以下）を発生する、小伝熱面積（例えば１０ｍ２以下）の例えば水冷炉壁を構成する炉内ボイラ用水管列３０が設けられている。【選択図】    図１
2005180898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱量が著しく低い廃棄物（Ｗ）の小規模焼却炉（１０）に付設される低圧蒸気発生システムであって、その焼却炉（１０）の排ガス（Ｇ１）から熱を受け、蒸気を発生する廃熱回収ボイラ用水管群（２０）が設けられ、好ましくはそのうえ、前記焼却炉（１０）の壁面、前記廃棄物（Ｗ）の燃焼域に臨む位置に例えば水冷炉壁が構成されるよう、多くても、その安定燃焼を損わない値を限度とする熱量を受け、蒸気を発生する、小伝熱面積の炉内ボイラ用水管列（３０）が設けられている  ことを特徴とする低圧蒸気発生システム。
【請求項２】
前記焼却炉（１０）に供給される廃棄物（Ｗ）が乾燥鶏糞である  ことを特徴とする請求項１に記載の低圧蒸気発生システム。
【請求項３】
前記発生した低圧蒸気によって動力用蒸気タービンが駆動されるよう構成されている  ことを特徴とする請求項１又は２に記載の低圧蒸気発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば鶏糞等の発熱量が著しく低い廃棄物の小規模焼却炉に付設される、例えば動力用の低圧蒸気発生システムであって、その運転・保守に高度の技能や経験を必要としないものに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年養鶏はそのコスト低減のため、著しい集約化が進み、例えば１０万〜４０万羽の養鶏場が全国的に出現している状況にある。従来の小規模養鶏場では、その鶏糞は殆ど肥料として近辺の農家で処理可能であったが、上述のように大規模になると、肥料だけでは処理不可能であるため、焼却炉による焼却処理が行なわれ、その排ガスが持つ熱は例えば鶏糞の乾燥や養鶏場の給湯に使用されている。【０００３】  しかしながら、例えば乾燥は、冬期を除けば、自然乾燥でも十分であり、給湯も、冬場の暖房、鶏卵のその他の洗浄等、用途が限られていて、その需要は少なく、有効利用されないと言う問題点があり、発電その他の動力に使用可能、しかも運転・保守が容易な低圧蒸気発生システムの付設が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  以上のことから、本発明は、上記した従来技術の欠点を除くために、発熱量が著しく低い廃棄物の小規模焼却炉に付設される低圧蒸気発生システムであって、簡易、且つ運転・保守が容易なものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記の目的を達するために、請求項１の発明に係わる低圧蒸気発生システムは、発熱量が著しく低い廃棄物Ｗ（例えば約７，０００ＫＪ／Ｋｇの鶏糞等）の小規模焼却炉１０（例えば２００Ｋｇ／Ｈ以下）に付設されるものであって、その焼却炉１０の排ガスＧ１から熱を受け、低圧（例えば９８０ＫＰａ以下）蒸気を発生する、例えば格子配列の廃熱回収ボイラ用水管群２０が設けられ、好ましくはそのうえ、前記焼却炉１０の壁面、前記廃棄物Ｗの燃焼域に臨む位置に例えば水冷炉壁が構成されるよう、例えば前記排ガスＧ１の温度が８００℃以上で、多くても、その安定燃焼を損わない値を限度とする熱量を受け、同じく低圧蒸気（例えば９８０ＫＰａ以下）を発生する、小伝熱面積（例えば１０ｍ２以下）の炉内ボイラ用水管列３０が設けられている。【０００６】  請求項２の発明は、前記請求項１の発明の構成に加えて、前記焼却炉１０に供給される廃棄物Ｗが乾燥鶏糞に限定される。【０００７】  請求項３の発明は、前記請求項１又は２の発明の構成に加えて、前記発生した低圧蒸気によって動力用蒸気タービンが駆動されるよう構成されている。
【発明の効果】
【０００８】  請求項１の発明によれば、廃棄物Ｗは、その発熱量が著しく低く（例えば７，０００ＫＪ／Ｋｇ）、燃焼性が低く、そのうえ、前記焼却炉１０内に、例えば水冷炉壁を構成する炉内ボイラ用水管列３０が設けられていたとしても、その伝熱面積が例えば１０ｍ２以下であり、しかも、例えば排ガスＧ１の温度が８００℃未満に下がらないよう、熱損失を含めても、多くても、その安定燃焼を損わない値を限度に、その受熱量が低く抑制されているため、運転は極めて安定である。それによって、前記廃棄物Ｗの焼却に伴なって発生する熱の大半が、少なくとも廃熱回収ボイラ用水管群２０、好ましくは炉内ボイラ用水管列３０によって、温水に比較して著しく有用な低圧（例えば９８０ＫＰａ以下）蒸気として回収される。【０００９】  そのうえ、前記焼却炉１０が例えば２００Ｋｇ／Ｈ以下と小規模であり、前記炉内ボイラ用水管列３０は、その受熱量が前記廃棄物Ｗの安定燃焼を損わないよう低く抑制されているため、一般にその伝熱面積が例えば１０ｍ２以下と小さくなる。従って、その炉内ボイラ用水管列３０が設けられていたとしても、ボイラに対する高度の技能や経験がない従事者によって容易に運転・保守が可能である。【００１０】  しかも、その炉内ボイラ用水管列３０の前面は燃焼域からの放射伝熱を受けるため、極めて伝熱性に優れており、その分、前記排ガスＧ１の廃熱回収ボイラ用水管群２０が小さくなる。、また、その炉内ボイラ用水管列３０の温度が低いため、それから炉外への放熱損失が低く、その背面は耐火、断熱のための煉瓦が不要となり、簡易な保温材のみで足りる。【００１０】  なお、前記炉内ボイラ用水管列３０の伝熱面積が例えば１０ｍ２を超えても前記廃棄物（Ｗ）が安定燃焼可能であっても、その運転・保守の容易さが維持されるよう、前記伝熱面積がその値を超えないよう抑制されることが好ましい。【００１１】  請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、前記焼却炉１０に供給される廃棄物（Ｗ）が未乾燥の鶏糞であれば、その発熱量が著しく低く、前記炉内ボイラ用水管列３０が設けられていなくても、安定燃焼が極めて困難であるのに対して、乾燥鶏糞であれば、全くその問題がない。【００１２】  請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、前記発生した低圧蒸気によって蒸気タービンが駆動されるよう構成されているため、ポンプ・ブロワの直接駆動、発電機駆動による発電等が可能となり、前記廃棄物Ｗの焼却に伴なって発生する熱が需要の高い用途に有効に利用される。
【発明を実施するため最良の形態】
【００１３】  本発明に係わる低圧蒸気発生システムを実施するための最良の形態について、乾燥鶏糞焼却炉に付設されたもを例に図１により説明する。先ず、１０は火格子式焼却炉であって、後述するように、例えば乾燥鶏糞等、その発熱量が著しく低く（例えば７，０００ＫＪ／Ｋｇ）、燃焼性の廃棄物Ｗの焼却に適するよう構成されたものである。なお、Ｓｉはその廃棄物Ｗのサイロ、それぞれＳｃ，Ｆはスクリュウコンベア，ファンであって、前記廃棄物Ｗ、その燃焼用空気を前記焼却炉１０へ送るものである。
【００１４】  ２０は前記焼却炉１０の排ガスＧ１から熱を受けて、蒸気を発生する、例えば格子配列の廃熱回収ボイラ用水管群、３０は炉内ボイラ用水管列であって、前記焼却炉１０の水冷炉壁として、廃棄物Ｗの燃焼域に臨む壁面の一部に設けられていて、例えば前記排ガスＧ１の温度が８００℃以上となり、多くても、その安定燃焼を損わない値を限度とする熱量を受けるだけの、例えば伝熱面積１０ｍ２以下に構成されている。１５は集塵用サイクロンであって、前記回収ボイラ用水管群２０を通り、ファンＦによって吸引された排ガスＧ２に含まれるダストを捕集分離するものである。なお、廃熱回収ボイラ用水管群２０、炉内ボイラ用水管列３０への給水については後述する。
【００１５】  次いでＳＨは前記廃熱回収ボイラ用水管群２０、炉内ボイラ用水管列３０からの蒸気を集める蒸気ヘッダ、４０はその蒸気ヘッダＳＨからの蒸気Ｔによって駆動される蒸気タービン、５０，６０はそれぞれその蒸気タービン４０によって駆動される発電機、ファン・ポンプ類である。７０は蒸気タービン４０から放出された蒸気ＳＴを水で間接的に冷却、凝縮させるスチームコンデンサ（復水器）である（Ｄｒは凝縮水）。なお、その凝縮水Ｄｒは軟水タンクＴへ戻され、貯蔵される。発電機５０によって発生した電力の用途については後述する。
【００１６】  Ｌはスチームコンデンサ７０の冷却水循環ラインであって、そのスチームコンデンサ７０で加温された冷却水が、次の各間接熱交換器を通って、冷却されたうえ、繰り返し、循環されるよう循環用ポンプＰが設けられている。すなわち、８０は空気を加温する空気ヒータ、９０は水道水を加温する給湯用水ヒータ、１００は前記空気ヒータ８０、水ヒータ９０を経た冷却水をさらに空冷する冷却水クーラである。
【００１７】  廃熱回収ボイラ用水管群２０、炉内ボイラ用水管列３０への給水について説明すると、２５は水道水を軟水に転換する軟水器であって、その軟水は一旦軟水タンクＴに貯蔵されたうえ、それぞれ給水ポンプＰを経て、廃熱回収ボイラ用水管群２０、炉内ボイラ用水管列３０へ送られる。その他、発電機５０で発生した電力は、図１に示す焼却炉１０を含むプラント内のファンＦ、ポンプＰ、スクリュウコンベアＳｃの駆動、図示は省略するが、プラント内の照明、さらに廃棄物Ｗを発生する、例えば養鶏場の電力の一部として供給、使用される。
【００１８】  しかしながら、以上の構成は飽くまでも好ましい一例であって、それに限定されるものではなく、いずれも図示は省略するが、廃棄物Ｗの発熱量が極端に低く、その安定燃焼が確保されるよう、炉内ボイラ用水管列３０及びそれへの給水部分が省略されたものも本発明に含まれる。また、スチームコンデンサ７０の蒸気側に減圧用の真空ポンプが設けられれば、発生熱量からの、動力の回収割合がそれだけ増大し、温水の回収割合が低減される。
【００１９】  作用について説明すると、助燃バーナによって加熱され、高温となった焼却炉１０の一端に、廃棄物サイロＳｉからスクリュウコンベアＳｃによって引き出され、供給された廃棄物Ｗは他端に向かって移動しながら、ファンＦによって吹き込まれた空気と反応し、熱を発生し、炎を上げて燃焼し、高温の燃焼ガスＧ０を生成する。
【００２０】  その燃焼ガスＧ０は、水冷炉壁を構成する炉内ボイラ用水管列３０に熱を与えて例えば５００〜８００℃の排ガスＧ１となって、例えば格子配列の廃熱回収ボイラ用水管群２０内に入り、その間隙を通過する間にそれに熱を与え、例えば約２００℃の排ガスＧ２となる。さらに、その排ガスＧ２はファンＦによって誘引され、サイクロン１５に送り込まれ、それに含まれるダストが捕集分離された後、大気中へ放出される。
【００２１】  前記廃棄物Ｗは、その発熱量が著しく低く（例えば７，０００ＫＪ／Ｋｇ）、燃焼性が低く、そのうえ、前記焼却炉１０内には、水冷炉壁を構成する炉内ボイラ用水管列３０が設けられているにも拘わらず、例えば伝熱面積は１０ｍ２以下であって、前記排ガスＧ１の温度が８００℃以上で、その受熱量が、熱損失を含めても、前記廃棄物Ｗの安定燃焼を損わない値に低く抑制されているため、その温度が保持されていて、運転は安定して継続される。
【００２２】  それに伴なって、以下に示すように、前記廃棄物Ｗの焼却に伴なって発生する熱の大半は、廃熱回収ボイラ用水管群２０、炉内ボイラ用水管列３０によって、温水に比較して著しく有用な低圧（例えば９８０ＫＰａ以下）蒸気として回収される。なお、前記焼却炉１０に供給される廃棄物Ｗが未乾燥の鶏糞であれば、その発熱量が著しく低く、前記炉内ボイラ用水管列３０が設けられていなくても、安定燃焼が極めて困難であるのに対して、乾燥鶏糞であれば、全くその問題がない。
【００２３】  すなわち、軟水タンクからポンプＰによって引き出され、それぞれ炉内ボイラ用水管列３０、廃熱回収ボイラ用水管群２０へ送り込まれた９８０ＫＰａ以下の軟水が蒸発し、低圧蒸気となって、一旦蒸気ヘッダＳＨに集められたうえ、蒸気タービン４０へ送られ、それを駆動する。それによって発電機５０が駆動され、電力が発生し、また、ファン・ポンプ類６０が駆動される。
【００２４】  しかも、前記焼却炉１０は例えば２００Ｋｇ／Ｈ以下と小規模であり、前記炉内ボイラ用水管列３０は、例えば前記排ガスＧ１の温度が８００℃以上で、その受熱量が前記廃棄物Ｗの安定燃焼を損わなよう抑制されているため、一般にその伝熱面積が例えば１０ｍ２以下と小さくなる。従って、その炉内ボイラ用水管列３０が設けられていたとしても、ボイラに対する高度の技能や経験がない従事者によって容易に運転・保守が可能である。また、上記焼却炉１０が廃棄物Ｗの発生場所に隣接し、さらに山間地に設置されれば、その運搬も容易であるだけでなく、住民の安全・衛生に与える影響も極めて軽微である。
【００２５】  さらにそのうえ、その炉内ボイラ用水管列３０の前面は燃焼域からの放射伝熱を受けるため、極めて伝熱性に優れており、その分、前記排ガスＧ１の廃熱回収ボイラ用水管群２０が小さくなる。、また、その温度が低いため、それから炉外への放熱損失が低く、その背面は耐火、断熱のための煉瓦が不要となり、簡易な保温材のみで足りる。
【００２５】  なお、前記炉内ボイラ用水管列３０の伝熱面積が例えば１０ｍ２を超えても前記廃棄物（Ｗ）が安定燃焼可能であっても、その運転・保守の容易さが維持されるよう、前記伝熱面積がその値を超えないよう抑制されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係わる低圧蒸気発生システムを実施するため最良の形態を示す機器及び物質の流れ図である。
【符号の説明】
【００２７】１０    焼却炉１５    サイクロン２０    廃熱回収ボイラ用水管群２５    軟水器３０    炉内ボイラ用水管列４０    蒸気タービン５０    発電機６０    ファン・ポンプ類７０    スチームコンデンサ８０    空気ヒータ９０    給湯用水ヒータ１００  温水クーラＤｒ    凝縮水Ｆ      ファンＧ０    燃焼ガスＧ１    排ガスＧ２    排ガスＬ      冷却水循環ラインＰ      ポンプＳｃ    スクリュウコンベアＳＴ    蒸気ＳＨ    蒸気ヘッダＳｉ    サイロＴ      軟水タンクＷ      廃棄物
【図１】
2005180898.tif 000003