(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形本体の上方部の側壁に排ガスを接線方向に導入する排ガス受入口を、また、円筒形本体の下方部に逆円錐形のホッパ部を、更に、円筒形本体の胴部の下端の側壁にダスト排出口を備えた円筒状の二次燃焼室と、二次燃焼室の天井壁の中央部に下方へ向けてその下端部を前記排ガス受入口より下方に位置させて突設され、内部を助燃バーナ燃焼室とすると共に、その外壁面と二次燃焼室の内壁面との間に導入した排ガスの旋回通路を形成する耐火材製の短筒体と、二次燃焼室の天井壁に前記助燃バーナ燃焼室に臨んで配設した助燃バーナと、円筒形本体の胴部の側壁に配設され、二次燃焼室内へ前記燃焼ガスの旋回方向と逆向に旋回する二次燃焼空気を吹き込む二次燃焼空気ノズルとから構成したことを特徴とするダスト含有排ガスの二次燃焼装置。
【請求項２】
短筒体の内部の助燃バーナ燃焼室で助燃バーナのバーナ燃焼をさせ、二次燃焼室内の燃焼ガスを８５０℃以上に加熱するようにした請求項１に記載のダスト含有排ガスの二次燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ焼却施設や焼却灰等の溶融処理施設に於いて使用されるものであり、焼却炉や溶融炉から排出されてくる排出ガスの二次燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
焼却灰等を溶融処理する電気溶融炉等では、図４に示す如く、ダストや不燃物を多量に含んだ溶融炉１からの排ガスＧ0 を煙道２を通して二次燃焼室３へ導入し、ここで未燃物を完全に燃焼させたあと、燃焼排ガスＧ2 をガス冷却室４、排ガス処理装置（図示省略）等を経て大気中へ放出するようにしている。尚、図４に於いて３ａは排ガス受入口、３ｂはダスト排出口、３ｃは燃焼排ガス排出口、３ｄはホッパー部、５ａ・５ｂは煙道スクレーパ、６は二次燃焼空気送風機、７は助燃バーナである。
【０００３】
ところで、溶融炉１からの排ガスＧ0 内には多量のダスト等が含まれている。そのため、煙道２の出口２ａから二次燃焼室３内へ排ガスＧ0 が導入され、この排ガスＧ0 が煙道出口２ａと対向する二次燃焼室３の壁面へ衝突すると、排ガスＧ0 内のダストＤ等がここに付着堆積することになる。
一方、二次燃焼室３内は約８５０°〜１０００℃の高温下にあるため、前記堆積したダストＤは内部に含有されている低融点物質から徐々に溶融され、溶融物が二次燃焼室３の内壁面に沿って流下する。
その結果、二次燃焼室３の下方部に前記流下した溶融物が溶融状態で堆積することになり、ダスト排出口３ｂが閉塞された状態となり、ダストの円滑な排出が不可能になると云う問題がある。
【０００４】
尚、上記の如き問題は、煙道スクレーパ５ａによって二次燃焼室３内へ掻き出されたダストＤ1 についても同様であって、排ガスＧ0 内にダストが多量に含まれているため、煙道２の内壁にもダストが付着する。この煙道内壁面に付着したダストは煙道スクレーパ５ａにより掻き落されたあと、煙道出口２ａから二次燃焼室３内へ掻き出されるが、この掻き出されたダストＤ1 が二次燃焼室３の内壁面に付着堆積し、徐々に溶融され乍ら流下することにより、ダスト排出口３ｂが閉塞されることになる。
【０００５】
尚、上述の如き問題を解決するため、図５に示す如く、二次燃焼室３の下方部を水冷ジャケット構造の壁体８とし、二次燃焼室３の下方部へ流下して来た溶融物を冷却することにより溶融状態での堆積を防止すると共に、二次燃焼室下部に設けた回転式スクレーパ９によりダストＤをダスト排出口３ｂ側へ強制排出するようにした方法が開発され、実用にも供されている。
しかし、当該水冷ジャケット構造の壁体８と回転式スクレーパ９を用いる方法に於いても、現実には壁体８と回転式スクレーパ９との間へ半溶融状態のダストが入り込み、回転式スクレーパ９の円滑な運転が不能になると云うトラブルが多発すると共に、ダスト排出口３ｂが半溶融状態のダストにより閉塞されるのを皆無に出来ないと云う問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の溶融炉等の二次燃焼に於ける上述の如き問題、即ち▲１▼二次燃焼室の内壁面に付着堆積したダストが溶融して流下し、二次燃焼室下部のダスト排出口が閉塞されてダストの円滑な排出が不能になること、及び▲２▼水冷ジャケット構造の壁体と回転式スクレーパを採用しても、両者の間に半溶融状態の溶融物が侵入してスクレーパの作動不良が生ずること等の問題を解決せんとするものであり、二次燃焼室の形態や二次燃焼室内への排ガスの導入形態に工夫を加え、二次燃焼室の内壁面へのダストの付着堆積を防止することにより、堆積したダストの溶融に起因する様々なトラブルを完全に防止できるようにしたダスト含有排ガスの二次燃焼装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、円筒形本体の上方部の側壁に排ガスを接線方向に導入する排ガス受入口を、また、円筒形本体の下方部に逆円錐形のホッパ部を、更に、円筒形本体の胴部の下端の側壁にダスト排出口を備えた円筒状の二次燃焼室と、二次燃焼室の天井壁の中央部に下方へ向けてその下端部を前記排ガス受入口より下方に位置させて突設され、内部を助燃バーナ燃焼室とすると共に、その外壁面と二次燃焼室の内壁面との間に導入した排ガスの旋回通路を形成する耐火材製の短筒体と、二次燃焼室の天井壁に前記助燃バーナ燃焼室に臨んで配設した助燃バーナと、円筒形本体の胴部の側壁に配設され、二次燃焼室内へ前記燃焼ガスの旋回方向と逆向に旋回する二次燃焼空気を吹き込む二次燃焼空気ノズルとを発明の基本構成とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、短筒体の内部の助燃バーナ燃焼室で助燃バーナのバーナ燃焼をさせ、二次燃焼室内の燃焼ガスを８５０℃以上に加熱するようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係る二次燃焼装置の縦断概要図であり、図２は、図１のＡ−Ａ視断面図、図３は図１のＢ−Ｂ視断面図である。
尚、図１乃至図３に於いて、前記図４及び図５の場合と同一の部位・部材には、これと同じ参照番号が付されている。
【００１２】
図１乃至図３に於いて、１は電気溶融炉、２は煙道、３は二次燃焼室、４はガス冷却室、５は煙道スクレーパ、６は二次燃焼空気送風機、７は助燃バーナ、１０は短筒体、１１は助燃バーナ燃焼室、１２は二次空気ノズル、Ｓは排ガスの旋回流通路、１３は水噴射ノズルである。
【００１３】
前記電気溶融炉１はごみ焼却灰等を溶融処理するものであり、溶融炉１内のダスト等を多量に含有する排ガスＧ0 が、煙道スクレーパ５を備えた煙道２を通して二次燃焼室３内へ導入される。
尚、電気溶融炉１、煙道２及び煙道スクレーパ５等は公知のものであるため、ここではその説明を省略する。
また、図１の実施形態では、焼却灰を溶融処理する電気溶融炉１から排出した排ガスＧ0 を二次燃焼するようにしているが、本発明で対象とする排ガスＧ0 は、ダスト等を多量に含む排ガスであればその発生源は問題でなく、例えばごみ焼却炉からの排ガスＧ0 であっても勿論よい。
【００１４】
前記二次燃焼室３は筒状に形成されており、その天井壁の中央部には、助燃バーナ燃焼室１１を形成するための耐火材製の短筒体１０が下向きに突設されている。
即ち、筒状の二次燃焼室３の天井壁中心部には短筒体１０が下向きに突設されており、短筒体１０の内部空間が助燃バーナ燃焼室１１を形成していて、当該助燃バーナ燃焼室１１内に助燃バーナ７の燃焼炎７ａが形成される。
【００１５】
また、煙道２の出口２ａ、即ち二次燃焼室３の排ガス受入口３ａは、二次燃焼室３の上方部側壁に設けられており、図２に示すように、二次燃焼室３の中心軸線φより距離Ｌだけ偏位した位置に設けられている。
その結果、煙道２を通して二次燃焼室３内へ導入された排ガスＧ0 は、二次燃焼室３の内壁面と短筒体１０の外壁面との間に形成された排ガスＧ0 の旋回流通路Ｓ内を矢印方向に旋回し乍ら、内部へ流入することになる。
【００１６】
更に、筒状の二次燃焼室３の下方部は逆円錐状のホッパー部３ｄに形成されており、その下端部には公知の二重排出ダンパを備えたダスト排出口３ｂが形成されている。
【００１７】
助燃バーナ７は前述の如く二次燃焼室３の天井壁の中心部に設けられており、灯油やガス等の助燃料が助燃バーナ燃焼室１１内で燃焼される。
【００１８】
二次空気ノズル１２は筒状の二次燃焼室３の中央部の側壁に設けられており、図３に示すように、二次空気Ａ0 を内壁面の接線方向（矢印イ方向）に噴出するように配設されている。
即ち、二次空気Ａ0 は、燃焼ガスＧ0 の旋回方向（矢印ロ方向）と逆方向に旋回（矢印イ方向）するように噴出され、これによって燃焼ガスＧ0 との混合がより効率よく行なわれる。
【００１９】
ガス冷却室４は二次燃焼室３に隣接して設けられており、二次燃焼室３の下方部に設けた燃焼排ガス排出口３ｃを通して流入した燃焼排ガスＧが上向流となって内部を流通する間に、水噴射ノズル１３からの噴霧水によって冷却され、排出口４ａから外部へ排出される。
【００２０】
尚、本実施形態に於いては、二次燃焼室３及び短筒体１０を円筒状としているが、断面形状が多角形の筒体であってもよいことは勿論である。
【００２１】
次に、本発明に係る二次燃焼装置の作動について説明する。
電気溶融炉１から煙道２を通して二次燃焼室３内へ導入された排ガスＧ0 は、短筒体１０と二次燃焼室内壁面との間の旋回流通路Ｓ内を矢印イ方向へ旋回し乍ら、順次下方へ向って流れる。
【００２２】
また、助燃バーナ燃焼室１１では、前記導入された排ガスＧ0 の旋回流に何等影響されることなしに助燃バーナ７からの燃料、空気の混合体がバーナ燃焼をし、この燃焼熱により助燃バーナ燃焼室１１の下端面より下方の二次燃焼室３内が、約８５０℃以上の温度に保持される。
【００２３】
前記排ガス受入口３ａから二次燃焼室３内へ供給されてくる排ガスＧ0 は、約６００〜８００℃程度の比較的低温であり、しかも流通通路Ｓ内を旋回流の形で流通するため、排ガスＧ0 内のダストＤが二次燃焼室３の内壁面へ付着堆積することは殆んどない。従って、ダストＤの溶融や溶融物の流下も殆んど起らない。
【００２４】
また、助燃バーナ燃焼室１１を二次燃焼室３の中心部に形成しているため、二次燃焼空気Ａ0 の混合後の二次燃焼室３内温度を８５０℃以上に上昇させても、局部的な温度上昇により、ダストＤが溶融するという現象も全く起らない。
【００２５】
更に、二次燃焼空気Ａ0 が燃焼ガスＧ0 の旋回方向と逆方向に旋回させ乍ら供給されるため、両者の混合が効率よく行われる。
【００２６】
加えて、二次燃焼空気Ａ0 の吹込部より下方の二次燃焼室３の内壁面は、供給されたクリーンな二次燃焼空気Ａ0 が内壁面に沿って旋回することにより、燃焼ガスＧ0 内のダストが一層付着堆積し難くなる。
【００２７】
前記排ガスＧ0 は、二次燃焼室３内で約８５０℃以上の高温度下に約２秒間以上保持されることにより、含有する未燃物がほぼ完全に燃焼される。
また、未燃物がほぼ完全に燃焼された燃焼排ガスＧは、燃焼排ガス排出口３ｃを通してガス冷却室４内へ流入し、ガス冷却室４内を上方へ流通する間に水噴射ノズル１３から噴射された水により所定の温度にまで冷却され、低温の燃焼排ガスＧとなって排出口４ａより外部へ流出する。
【００２８】
また、二次燃焼室３内で未燃物が燃焼された燃焼排ガスＧ内のダストＤは、燃焼排ガス排出口３ｃの手前のガス流反転部で重力分離されたあと、ホッパー部３ｄへ集められ、ダスト排出口３ｂを通して適宜に外部へ排出される。
尚、前述した如く二次燃焼室の内壁面にダストの付着堆積が起らないうえ、二次燃焼室の内壁面を含めて二次燃焼室内の温度が局部的に上昇することも無いため、ダストＤの溶融によるダスト排出口３ｂの閉塞トラブルは皆無となり、粉状のダストＤとして極めて円滑にこれを排出することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に於いては、煙道を通して排ガスを、二次燃焼室の内壁面と二次燃焼室の天井壁中央部に突設した短筒体の外壁面との間の旋回通路内へ導入し、高速で旋回させ乍ら順次二次燃焼空間部内へ流入させる構成としている。
その結果、排ガス内のダストが二次燃焼室の内壁面へ付着堆積し難くなると共に、排ガスが前記旋回通路内に於いて助燃バーナの燃焼炎によって直接加熱されることが無くなり、ダストの溶融に起因する様々な不都合がほぼ完全に防止される。
【００３０】
また、二次燃焼室の天井壁の中央部に下方へ向けて短筒体を突設し、その内部で助燃バーナのバーナ燃焼を行なう構成としているため、助燃バーナの燃焼炎が安定し、燃焼量が少なくなっても失火を生ずることがない。
【００３１】
更に、二次燃焼空気を二次燃焼室内へ、燃焼ガスの旋回方向と逆方向に旋回させ乍ら供給するようにしている。その結果、二次燃焼空気の供給領域で二次燃焼空気と燃焼ガスとの混合が効率よく行なわれ、未燃ガスの攪拌燃焼がよりおう盛となる。これにより、二次燃焼室そのものをコンパクト化することが可能となる。
【００３２】
加えて、二次燃焼空気が二次燃焼室の内壁面に沿って旋回流の形態で供給されるため、二次燃焼室の側壁内面がクリーンなガスによって占められることになり、結果として燃焼ガス内のダストが付着し難くなる。
本発明は上述の通り、簡単な構成でもって二次燃焼装置に於ける側壁面へのダストの付着並びに付着堆積したダストの溶融に起因する様々なトラブルの発生をほぼ完全に防止できると共に、二次燃焼装置の小型コンパクト化も可能となり、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二次燃焼装置の縦断概要図である。
【図２】図１のＡ−Ａ視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ視断面図である。
【図４】従前の電気溶融炉等に設けた二次燃焼装置の縦断概要図である。
【図５】従前の電気溶融炉等に設けた他の例に係る二次燃焼装置の縦断概要図である。
【符号の説明】
Ｇ0 は排ガス、Ｇは燃焼排ガス、Ｄはダスト、Ａ0 は二次空気、Ｓは排ガスの旋回流通路、φは二次燃焼室の中心軸線、１は電気溶融炉、２は煙道、２ａは出口、３は二次燃焼室、３ａは排ガス受入口、３ｂはダスト排出口、３ｃは燃焼排ガス排出口、３ｄはホッパー部、４はガス冷却室、４ａは排出口、５ａ・５ｂは煙道スクレーパ、６は二次燃焼空気送風機、７は助燃バーナ、７ａは燃焼炎、１０は短筒体、１１は助燃バーナ燃焼室、１２は二次空気ノズル、１３は水噴射ノズル。
【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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