(57)【要約】【課題】別の機構手段を付加することなく、送気管の改良のみによって燃焼効率を改善するとともに、下端開口部における閉塞部の熱的損耗を抑制し、送気管の交換サイクルを長くする。【解決手段】少なくとも投入口ブロック５と煙道口ブロック７に、燃焼用空気を送給する直線状の送気管９を上下方向に配置してある焼却炉において、送気管９に設けるノズル１０の口径を、上端側のノズル１０よりも下端側のノズル１０の方を大きく形成する。送気管９の下端開口部の閉塞を、下端開口面より上端側に一定長さ入り込んで溶接された内側隔壁１１と、送気管９の下端開口面位置にて溶接した外側隔壁１２によって行ない、内側隔壁１１と外側隔壁１２間の送気管８の周面に通気孔１３を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉本体１が、投入口３および扉４を備えた投入口ブロック５と、煙道口６を備えた煙道口ブロック７と、必要に応じて投入口ブロック５と煙道口ブロック７の間に介装される中間ブロック８とを含んでおり、少なくとも投入口ブロック５と煙道口ブロック７のそれぞれには、燃焼空気を送給する直線状の送気管９が上下方向に配置してあり、炉床２に対面する各送気管９の下端開口部を閉塞し、炉内に臨む各送気管９の周面に多数のノズル１０を設けてある焼却炉において、上端側のノズル１０の口径よりも下端側のノズル１０の口径を大きく形成したことを特徴とする焼却炉。
【請求項２】
送気管９の下端開口部の閉塞を、下端開口面より上端側に一定長さ入り込んでいる位置にて送気管９に溶接された内側隔壁１１によって行い、炉床２に対面する外側隔壁１２を送気管９の下端開口面位置にて送気管９に溶接し、内側隔壁１１と外側隔壁１２の間にある送気管８の周面に内外に貫通する通気孔１３を形成したことを特徴とする請求項１に記載の焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内に燃焼用空気を圧送する送気管を備えた焼却炉、とくに炉本体が投入口ブロックおよび煙道口ブロックと、炉内容量に応じて両ブロック間に介装される中間ブロックとからなるセクショナル構造の焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
炉床に向かって上下方向に配置した送気管の周面にノズルを設け、燃焼用空気を該ノズルから炉内に噴出させて、燃焼を促進させることは既に行なわれており、実用機においても一定の成果を得ている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
【０００３】
本発明者は、焼却炉の運転性能の更なる向上を目指して研究開発を重ねているが、ここで得た知見によれば、送気管からの燃焼用空気の噴出形態によって、燃焼効率に少なからずの差異が生じることが分かった。
【０００４】
従来の焼却炉では、送気管の全長にわたってノズルは同一の穿孔ビットによって穿孔されており、送気管の上端側から下端側に至るまでノズルの口径は同一であったため、送給圧力が低下する送気管の下端側においては燃焼用空気の噴出量が、上端側における噴出量よりも少ないものとなっていたのである。
【０００５】
他方、供給源から送給される燃焼用空気は、送気管の下端開口部が閉塞されているからこそ、所要の圧力をもってノズルから噴出されるのであるが、この下端開口部における閉塞部は、最も高温となる炉床に直接対面しているため、大きな熱輻射を受ける箇所である。
【０００６】
従来の送気管では、下端開口面にステンレス鋼よりなる端壁板を溶接して下端開口部を閉塞していたが、この端壁板の熱的損耗は急速であり、端壁版の消失に伴う送気管の交換サイクルは短いものであった。
【０００７】
送気管の下端開口部をキャスタブル耐火材で閉塞するとの改善提案もされているが（特許文献２参照）、焼成時の熱的収縮によるクラックの発生が大きいときには、これが剥離脱落の誘因となり、閉塞部としての寿命が短いものとなった。
【特許文献１】実公平３−３０６７０号公報
【特許文献２】特開平５−２３１６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、別の機構手段を付加することなく、送気管の改良のみによって燃焼効率を改善すること、そして、下端開口部における閉塞部の熱的損耗を抑制し、送気管の交換サイクルを長くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明の主たる特徴は、炉本体１が、投入口３および扉４を備えた投入口ブロック５と、煙道口６を備えた煙道口ブロック７と、必要に応じて投入口ブロック５と煙道口ブロック７の間に介装される中間ブロック８とを含んでおり、少なくとも投入口ブロック５と煙道口ブロック７のそれぞれには、燃焼用空気を送給する直線状の送気管９が上下方向に配置してあり、炉床２に対面する各送気管９の下端開口部を閉塞し、炉内に臨む各送気管９の周面に多数のノズル１０を設けてある焼却炉において、上端側のノズル１０の口径よりも下端側のノズル１０の口径を大きく形成したことである。
【００１０】
請求項２の発明の主たる特徴は、請求項１の発明の上記構成に加えて、送気管９の下端開口部の閉塞を、下端開口面より上端側に一定長さ入り込んでいる位置にて送気管９に溶接された内側隔壁１１によって行い、炉床２に対面する外側隔壁１２を送気管９の下端開口面位置にて送気管９に溶接し、内側隔壁１１と外側隔壁１２の間にある送気管８の周面に内外に貫通する通気孔１３を形成したことである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明の焼却炉では、送気管９の下端側のノズル１０の口径を、上端側のノズル１０の口径よりも大きくなるように設定してあるので、送気管９の下流側における送給圧力の低下は、ノズル口径の拡大によって補償され、送気管９の長さ方向の全長にわたって、燃焼用空気の噴出量を可及的に同等にすることができ、炉内の全域にわたって酸素濃度分布を可及的に均一化し、良好な燃焼状態を形成維持することができる。従来方式においてもダイオキシン類等の有害ガスの発生は微量であるが、本発明のように噴出形態を変えることにより、なお一層ダイオキシン類等の有害ガスの発生量がさらに減少することが分かった。
【００１２】
請求項２の発明の焼却炉では、請求項１の発明の上記効果に加えて、内側隔壁１１を下端開口面から上端側に入り込ませてあり、内側隔壁１１から一定長さ離れた位置にある外側隔壁１２によって、炉床２からの熱輻射を遮蔽するとともに、内側隔壁１１と外側隔壁１２の間の送気管９に設けた通気孔１３を通して、内側隔壁１１と外側隔壁１２の間に空気を流通させるようにしてあるため、内側隔壁１１に対する熱的影響が可及的に低減し、内側隔壁１１の損耗を抑制することができる。そのため、消耗部品である送気管９の交換サイクルを可及的に長くし、焼却炉の運転コストを縮減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
送気管９本体、内側隔壁１１、外側隔壁１２は耐熱性に優れたステンレス鋼によって作製するのが好ましい。また、ノズル１０は千鳥状配置にするのが望ましい。
【実施例】
【００１４】
図１ないし図３は本発明に係る焼却炉の実施例を示す。焼却炉はセクショナル構造の炉本体１と、排気装置１４および空気供給装置１５などで構成する。炉本体１は、投入口３及び扉４を備えた投入口ブロック５と、煙道口６を備えた煙道口ブロック７と、両ブロック５，７間に介装される中間ブロック８とからなる。３個のブロック５，７，８で燃焼室１６と灰室１７を形成し、両室１６，１８間の炉床２にロストル１８を設ける。
【００１５】
各ブロック５，７，８の炉壁は、鋼板製の外郭壁１９と、これに内張りされた耐熱断熱層２０と、最内面の耐火ライニング層２１とで形成する。隣接するブロック同士の接合部においては、耐火ライニング層２１を接合面側へ回り込ませている。耐熱断熱層２０は厚さ１００ｍｍのシリカボードからなる。耐火ライニング層２１は、１５０ｍｍの厚さにライニングしたキャスタブル耐火材で形成されている。
【００１６】
各ブロック５，７，８は、それぞれの接合部周縁に設けたフランジ２２同士をボルト２３で締結して一体化される。この接合部は、接合面間に挟み込んだセラミックファイバー製のガスケット２４で封止されている。
【００１７】
排気装置１４は、煙道口ブロック７に接続されるケース２５と、ケース２５内に配置した前後一組のサイクロン型の集塵器２６と、ケース２５の上部に設置した煙突２７と、煙突２７の内面下端寄りに形成したエゼクタ２８等で構成する。集塵器２６の入口はそれぞれ前後の煙道口６に接続してあり、遠心分離室の中央から上方に導出した煙道２９を煙突２６に接続してある。分離された煤塵は、集塵器２６の下方の煤塵室３０へ落とされる。
【００１８】
投入口ブロック５の扉４は、パワーシリンダ３１で操作されてヒンジ金具３２を中心に揺動回転し、投入口３を開閉する。パワーシリンダ３１は、モータ３３の回転動力をギヤ機構を介して駆動ナットに出力し、該駆動ナットと噛み合うねじ軸を介して操作ロッド３４を出退操作するものである。操作ロッド３４は一定速度で、しかも通常の流体圧シリンダに比べて緩い速度で出退する。
【００１９】
炉内へ燃焼空気を送給する空気供給装置１５は、図示していないモータと、該モータで駆動される送風ファン３５と、送風ファン３５の吐出口に連通した送気路３６と、炉本体１の上部に配置されるダンパー３７と、ダンパー３３から接続した分配管３８及び分岐送気路３９と、投入口ブロック５及び煙道口ブロック７にそれぞれ装着した前後一対の送気管９等で構成してある。
【００２０】
ダンパー３７は、中空箱状のケース内を送気路３６に連続する入口室と、分配管３８または分岐送気路３９に連続する出口室との３室に区分して、各区分壁に設けた通気口４０と、これら通気口４０を択一的に開閉する弁板４１とで構成されている。弁板４１の作動によって燃焼用空気は、分配管３８と分岐送気路３９のいずれかに送給される。弁板４１はケース外面に設けたロータリソレノイド４２で切換え操作する。分配管３８と送気管９はエルボ状の中継管４３で接続してある。分岐送気路３９の導出端は、煙突２７内へ引き込んでエゼクタ２８の入口に臨ませてある。
【００２１】
送気管９は、直径が８９．１ｍｍのステンレス鋼製の管材で構成してあり、燃焼室１６内に臨む周面には多数のノズル１０を長さ方向に沿って千鳥状に設けてあり、下端の開口部は閉塞されている。この閉塞は、ステンレス鋼製の円板よりなる内側隔壁１１と外側隔壁１２によって行なわれている。
【００２２】
内側隔壁１１は、下端開口面より４０ｍｍの深さまで上端側に入り込んで管内周面に溶接されている。送気管９の下端開口部に下端開口面と面一に嵌め込まれた外側隔壁１２は、炉床２と対面している。内側隔壁１１と外側隔壁１２の間の送気管９の周面には、外側隔壁１２から２０ｍｍ離れた位置に、直径６ｍｍの通気孔１３を内外に貫通して形成してある。通気孔１３は、送気管９の直径上に２個設けられている。
【００２３】
送気管９は、上端から下端に向かって３つの区分に分けられ、上位側区分においては、ノズル１０の口径は３ｍｍないし５ｍｍの範囲から選択され、中位の区分においては、ノズル１０の口径は４ｍｍないし９ｍｍの範囲から選択され、下位側区分においては、ノズル１０の口径は８ｍｍないし１２ｍｍの範囲から選択される。
【００２４】
送気管９は上部炉壁を貫通して炉内へ差し込み装着する。そのために、上部炉壁に送気管９より大径の取付孔４４が設けられる。送気管９と取付孔４４間の空隙は、易崩壊性を備えたキャスタブル耐火材または炭化ケイ素を含浸させた黒鉛等の複合材料などで一体成型したシール体４５により密封してある。送気管９の上部には、ステンレス鋼管よりなる中継管４６が接続されており、中継冠４６の上部には、送気管９の炉内への挿入と着脱操作を容易にするためにフランジ４７を設けてある。
【００２５】
焼却炉の運転に際しては，投入口３から炉内へ焼却対象物を投入し、扉４を閉じた状態で燃焼用空気を各送気管９のノズル１０から噴出して、焼却対象物を燃焼させる。焼却によって生じた燃焼ガスは、煙道口６から集塵器２６へ導かれ、そこで煤塵を分離した後、煙道２９を介して煙突２７へと流動する。燃焼時の送気管９内における空気圧力は１５０ｍｍＡｑであり、従って炉内の圧力は大気圧より僅かに高い。そのため、運転途中に扉４を不用意に開くと、火炎や燃焼ガスが投入口３から噴き出す。
【００２６】
こうした危険を避けるために、炉外に制御装置４８を設け、これでダンパー３７とパワーシリンダ３１の動作タイミングを制御している。制御装置４８には、送風ファン３５用の起動スイッチや停止スイッチと、扉４の開スイッチと閉スイッチ、および制御回路などが設けられている。扉４の開スイッチをオン操作すると、まずダンパー３７のロータリソレノイド４２に駆動電流が供給され、弁板４１を図３に想像線で示す側へ切り換える。
【００２７】
これにより、それまで炉内に送給されていた燃焼用空気は、全量が分岐送気路３９を介してエゼクタ２８へ噴出される。するとエゼクタ２８の引き込み作用によって、集塵器２６および炉内の燃焼ガスが煙突２７側へ吸引され、炉内の圧力は空気の供給が停止されたことも加わって急激に低下する。
【００２８】
炉内の圧力が低下するのを待って、実際には前記開スイッチのオン操作から一定時間が経過したことをタイマーで計時して、パワーシリンダ３１のモータ３３に駆動電流を供給する。これにより扉４はゆっくりと開き操作されて、図３に想像線で示す位置まで開き移動する。扉４が開き始める段階で、炉内の圧力は大気圧以下になっているので、火炎や燃焼ガスが投入口３から噴き出ることはない。従って、作業者は焼却物の追加投入を安全に行うことができる。噴き出す火炎によって、炉外の焼却物に火が移ることもない。
【００２９】
扉４を閉じるときは閉スイッチをオン操作して、まずパワーシリンダ３１を作動させ扉４を閉じる。次にロータリソレノイド４２を作動させて弁板４１を切り換え、燃焼用空気を送気管９を介して炉内へ供給する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の送気管構造を示す縦断面図である。
【図２】図１の送気管を使用した焼却炉の縦断面図である。
【図３】一部を破断した状態で示す図１の焼却炉の平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  炉本体
２  炉床
３  投入口
４  扉
５  投入口ブロック
６  煙道口
７  煙道口ブロック
８  中間ブロック
９  送気管
１０  ノズル
１１  内側隔壁
１２  外側隔壁
１３  通気孔
【図１】
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【図２】
2005180754.tif 000004
【図３】
2005180754.tif 000005