(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の炉体を水平方向または出口側下方となる傾斜方向の回転軸心周りに回転自在に配置し、前記炉体の入口側から廃棄物を投入して焼却し、さらにその焼却残滓を加熱溶融して出口側から溶融スラグとして排出するロータリー式溶融キルンの出口部構造であって、
炉体の出口外周部に、冷却空気が吹込まれる空冷通路を前記炉体との間に形成する空冷外筒を外嵌し、
前記炉体の出口端部に取り付けられた出口金物は、前記炉体の出口端部から内径側に折り曲げられて中空部を形成する端部金物と、当該端部金物の外周端部と前記空冷外筒とを連結して空冷通路と中空部とを連通する連通金物とを具備し、
前記端部金物と前記連通金物は、それぞれ周方向に複数に分割されるとともに千鳥位置に配置され、端部金物間および連通金物間にそれぞれ冷却空気を漏出可能な隙間が形成された
ことを特徴とするロータリー式溶融キルンの出口部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を焼却しさらに焼却残滓を溶融処理するロータリー式溶融キルンで、炉体内から溶融スラグを排出する出口部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を焼却し溶融処理するロータリー式溶融キルンは、投入シュートから炉体に投入された廃棄物が、入口側の燃焼ゾーンで焼却され、さらに出口側に送られて溶融ゾーンで焼却残滓が加熱溶融され、溶融スラグとして炉体出口から排出される。
【０００３】
たとえば特開平９−２８７７１８号公報に開示された炉体の出口構造は水冷構造に構成され、図５に示すように、炉体１は、円筒状の耐熱金属製スキンプレート２の内面に耐火材３が内張りされて形成されており、炉体１の出口端部には、スキンプレート２の出口端縁に係合されて耐火材３の端面を覆う出口金具４が装着されている。この出口金具４の外周部には、周方向に冷却水路５を形成する前後一対の凸リング部４ａ，４ｂが突設され、この凸リング部にシール部材を介して水冷カバー６がスライド自在に外嵌されている。そして、この水冷カバーの所定位置に給水管と排水管（図示せず）が接続されて構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成では、出口構造が複雑になるとともに、優れた冷却機能を有するものの、高温雰囲気中で水漏れした場合に水蒸気爆発などの危険が大きいという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決して、簡単な構造で安全なロータリー式溶融キルンの出口部構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、円筒形の炉体を水平方向または出口側下方となる傾斜方向の回転軸心周りに回転自在に配置し、前記炉体の入口側から廃棄物を投入して焼却し、さらにその焼却残滓を加熱溶融して出口側から溶融スラグとして排出するロータリー式溶融キルンの出口部構造であって、
炉体の出口外周部に、冷却空気が吹込まれる空冷通路を前記炉体との間に形成する空冷外筒を外嵌し、
前記炉体の出口端部に取り付けられた出口金物は、前記炉体の出口端部から内径側に折り曲げられて中空部を形成する端部金物と、当該端部金物の外周端部と前記空冷外筒とを連結して空冷通路と中空部とを連通する連通金物とを具備し、
前記端部金物と前記連通金物は、それぞれ周方向に複数に分割されるとともに千鳥位置に配置され、端部金物間および連通金物間にそれぞれ冷却空気を漏出可能な隙間が形成されたものである。
【０００７】
上記構成によれば、空冷通路に吹込まれて炉体の出口部を冷却する冷却空気を、空冷通路から出口金物を構成する連通金物を介して端部金物の中空部に送ることにより、出口金物を効果的に冷却することができるので、溶融スラグによる伝導熱や二次燃焼室からの輻射熱により焼損するのを未然に防止することができ、また溶融スラグが固化しても、冷却空気により出口金物が冷却されているので強固に付着することなく落下しやすく、クリンカーが成長するのを防止することができる。また出口金物を端部金物と連通金物とで構成して周方向に複数に分割したので、出口金物の部分的な着脱が容易となり、交換や補修のためのメンテナンスを容易に行うことができる。さらに連通金物間および端部金物間にそれぞれ形成された隙間により、それぞれの熱膨張を吸収するとともに、冷却空気を炉体内に漏出させて燃焼空気として利用することができる。したがって、簡単な構造で出口金物の寿命を延ばせるとともにクリンカーの発達を防止でき、冷却空気を燃焼空気として利用することができて安全に冷却できる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、炉体を筒状の金属製スキンプレートと、このスキンプレートの内面に内張りされた耐火物とで形成し、端部金物は、スキンプレートに取付けられる装着部から内径側に立ち上げられて耐火材端部を保持する立上げ部と、この立上げ部の内端部から出口側外方に回転軸心に平行な面に対して溶融スラグが流れ落ちる安息角以上の勾配で傾斜する傾斜部とを有し、前記立上げ部と前記傾斜部との間に中空部が形成されたものである。
【０００９】
上記構成によれば、端部金物の傾斜部の勾配を、回転軸心に平行な面に対して溶融スラグが流れ落ちる安息角以上とすることで、溶融スラグの滞留を防止して流下を促し、固化したスラグを押し流してクリンカーの成長を効果的に抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るロータリー式溶融キルンの実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１１】
この溶融キルンは、図４に示すように、床面１１に設置された架台１２上に円筒形の炉体２１が配置され、炉体２１は回転支持装置１３を介して小さい傾斜角θで出口２１ｂ側下方に傾斜する回転軸Ｏ（水平方向も可）を中心に回転自在に支持されている。そして架台１２に設けられた回転駆動装置１４により、リングギヤとピニオンを具備した公知の回転機構１５を介して炉体２１が一定速度で回転駆動される。この炉体入口２１ａの燃焼フッド１６に設けられた廃棄物投入シュート１７から供給された廃棄物が、入口側の燃焼ゾーンＣで加熱燃焼され、次いで焼却残滓（焼却灰）が溶融ゾーンＭに送られて加熱溶融され、生成された溶融スラグが炉体出口２１ｂから排出される。この溶融スラグは、スラグ冷却装置１８に投入されて水砕スラグが生成される。また炉体出口２１ｂから排出された燃焼排ガスは、炉体２１の出口２１ｂに配設された二次燃焼室１９に導入されて二次燃焼される。そして二次燃焼室から排出された排ガスは、熱回収された後、無害化処理装置により有害物質が除去されて大気中に排出される。
【００１２】
図３に示すように、炉体２１は円筒形の耐熱金属製スキンプレート２２内面に耐火材２３が内張りされて形成されている。炉体２１の出口２１ｂ側外周部には、スキンプレート２２との間に空冷通路２４を形成する空冷外筒２５が外嵌固定されており、その入口側の空冷通路２４開口部に対向して配置された複数の空冷ノズル２６から冷却空気が空冷通路２４に吹込まれ、炉体２１の出口側が冷却されている。
【００１３】
また炉体出口２１ｂの端部に装着された出口金物３１は、図１，図２に示すように、周方向に複数に分割された端部金物３２と、周方向に複数に分割された連通金物３３と、端部金物３２および連通金物３３を炉体２１に装着する取付け具である固定ボルト（ナット）３４とで構成されている。
【００１４】
前記端部金物３２は、固定ボルト３４の基端部によりスキンプレート２２の内面に取付けられる装着部３２ａと、この装着部３２ａから内径側で半径方向に立ち上げられて耐火材２３の端部を保持する立上げ部３２ｂと、この立上げ部３２ｂの内端頂部３２ｃから折り曲げられて出口側外方に大きい勾配（傾斜角ａ）で傾斜する傾斜部３２ｄと、この傾斜部３２ｄから外径側に半径方向に立ち下げられた立下げ部３２ｅとを具備している。そして前記立上げ部３２ｂと傾斜部３２ｄとの間に中空部３５が形成されている。さらにこの中空部３５には、立上げ部３２ｂと傾斜部３２ｄとを連結する補強リブ３６が周方向一定間隔ごとに形成され、強度と冷却面の増大に寄与している。また前記傾斜部３２ｄの傾斜角ａは、溶融スラグが流れ落ちる安息角以上の角度範囲に設定されている。さらに立下げ部３２ｅの高さｈは、狭い幅に設定されており、付着した溶融スラグが成長しにくいように考慮されている。なお、この立下げ部３２ｅの外面に山形状の耐火材３２ｆを取り付けてもよい。
【００１５】
前記連通金物３３は、端部が空冷外筒２５に接触される水平部３３ａと、この水平部３３ａから鈍角で内径側に折り曲げられた連結傾斜部３３ｂとを具備し、連結傾斜部３３ｂの端縁部が立下げ部３２ｅの外周縁に接触されている。また連結傾斜部３３ｂの外面には、熱から保護する耐火材３３ｃが装着されている。
【００１６】
前記連通金物３３は、スキンプレート２２から一定距離離れた位置で、固定ボルト３４の先端部でナットにより水平部３３ａが固定されており、空冷外筒２５の出口側縁部と前記立下げ部３２ｅの外周縁部とを連結して、空冷通路２４と中空部３５とを連通している。
【００１７】
さらにこれら連通金物３３と端部金物３２とが千鳥位置に配置されるとともに、冷却空気が二次燃焼室１９に漏出可能な一定の隙間をあけて取付けられ、この隙間により、金物３２，３３の熱膨張を吸収するとともに、冷却空気を二次燃焼室１９側に逃がして燃焼空気として利用するように構成されている。
【００１８】
上記実施の形態によれば、廃棄物投入シュート１７から炉体２１に供給された廃棄物が焼却され、さらに出口側に送られた焼却残滓が加熱溶融される。そして溶融スラグが炉体出口２１ｂから二次燃焼室１９の下部を介してスラグ冷却装置１８に排出される。この時、炉体出口２１ｂでは、空冷ノズル２６から空冷通路２４に供給された冷却空気が出口金物３１の中空部３５に導入されるとともに、冷却空気の一部が出口金物３１の組立て隙間から二次燃焼室１９側に漏出されることから、出口金物３１が効果的に冷却される。したがって、溶融スラグの伝導熱や二次燃焼室１９からの輻射熱により出口金物３１が焼損するのを防止することができ、水冷式に比べて安全性を向上させることができる。また溶融スラグは、炉体耐火材２３の傾斜端面２３ａから端部金物３２の内端頂部３２ｃを介して傾斜部３２ｄに流下され、立下げ部３２ｅから滴下されるが、中空部３５に送られた冷却空気により出口金物３１が冷却されているため、溶融スラグが固化しても付着しにくく、また傾斜部３２ｄが急勾配で傾斜されているので、流下される溶融スラグに固化して付着したスラグが押し流される。そして立下げ部３２ｅの高さｈが小さいことから、スラグが固化してクリンカーが成長するのが防止される。これにより、出口金物３１の寿命を延ばすことができるとともに、クリンカーの成長を防止して溶融スラグの排出をスムーズに行うことができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態では、炉体２１を出口側下方に傾斜させたが、炉体２１内の廃棄物の送り作用を十分に確保することで、炉体２１を水平に設置することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、空冷通路に吹込まれて炉体の出口部を冷却する冷却空気を、空冷通路から出口金物を構成する連通金物を介して端部金物の中空部に送ることにより、出口金物を効果的に冷却することができるので、溶融スラグによる伝導熱や二次燃焼室からの輻射熱により焼損するのを未然に防止することができ、また溶融スラグが固化しても、冷却空気により出口金物が冷却されているので強固に付着することなく落下しやすく、クリンカーが成長するのを防止することができる。また出口金物を端部金物と連通金物とで構成して周方向に複数に分割したので、出口金物の部分的な着脱が容易となり、交換や補修のためのメンテナンスを容易に行うことができる。さらに連通金物間および端部金物間にそれぞれ形成された隙間により、それぞれの熱膨張を吸収するとともに、冷却空気を炉体内に漏出させて燃焼空気として利用することができる。したがって、簡単な構造で出口金物の寿命を延ばせるとともにクリンカーの発達を防止でき、冷却空気を燃焼空気として利用することができて安全に冷却できる。
【００２１】
また請求項２記載の発明によれば、端部金物の傾斜部の勾配を、回転軸心に平行な面に対して溶融スラグが流れ落ちる安息角以上とすることで、溶融スラグの滞留を防止して流下を促し、固化したスラグを押し流してクリンカーの成長を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータリー式溶融キルンの実施の形態を示し、出口金物を示す拡大縦断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ矢視図である。
【図３】同ロータリー式溶融キルンの炉体出口部を示す縦断面図である。
【図４】同ロータリー式溶融キルンを示す全体構成図である。
【図５】従来の出口金物を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１７    廃棄物投入シュート
２１    炉体
２２    スキンプレート
２３    耐火材
２４    空冷通路
２５    空冷外筒
２６    空冷ノズル
３１    出口金物
３２    端部金物
３２ａ  装着部
３２ｂ  立上げ部
３２ｃ  内端頂部
３３ｄ  傾斜部
３２ｅ  立下げ部
３３    連通金物
３３ａ  水平部
３３ｂ  連結傾斜部
３４    固定ボルト
３５    中空部
３６    補強リブ
【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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