JP2003120908A - 回転ストーカ炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物の燃焼、溶融を可能とする回転ストー
カ炉を提供する。 【解決手段】 周方向に並列される冷却管１をフィン２
で環状に繋ぎ回転するメンブレン部３内で前部から後部
に向かう廃棄物を、酸素含有気体を燃焼用気体とし加熱
する加熱装置１８を備え、メンブレン部３の前部から後
方の所定範囲の燃焼領域２０ａでは、メンブレン部３を
冷却管１で冷却してメンブレン部３の高温腐食を防止し
つつ、メンブレン部３内の廃棄物を、フィン２の酸素含
有気体供給孔２ａを通してメンブレン部３内に酸素含有
気体を供給して良好に燃焼し、一方メンブレン部３の燃
焼領域２０ａから出口部１２の範囲の溶融領域２０ｂで
は、メンブレン部３の内側に環状に内貼している耐火物
１６により、加熱装置１８による廃棄物の溶融に適する
加熱を可能として廃棄物を良好に溶融し出口部１２から
溶融スラグとして排出すると共にメンブレン部３の高温
腐食を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転ストーカ炉に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばごみ等の廃棄物（被処理物）を焼
却処理する場合に採用される回転ストーカ炉としては、
周方向に離間して並列される水管（冷却管）を、長手方
向に多数の燃焼用空気孔を穿設したフィンで環状に繋
ぎ、略横置きされて回転する円筒状のメンブレン部と、
このメンブレン部を回転自在に支承する支持部と、メン
ブレン部の外側を覆う外壁と、を備え、メンブレン部を
回転させながら当該メンブレン部内の一方端側の入口側
から他方端側の出口側へ廃棄物を移動させる間に、メン
ブレン部下方の風箱からフィンの燃焼用空気孔を通して
燃焼用空気をメンブレン部内に導入すると共に水管に冷
却水を流すことで、メンブレン部の高温腐食を防止しつ
つ、廃棄物を燃焼して焼却する構成のものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
転ストーカ炉は、廃棄物を焼却処理するものであって、
さらに溶融して溶融スラグを得る溶融炉としての使用は
無理であり、この場合には回転ストーカ炉の後段に別途
溶融炉が必要となる。

【０００４】本発明は、このような課題を解決するため
に成されたものであり、被処理物の燃焼、溶融が可能な
回転ストーカ炉を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による回転ストー
カ炉は、周方向に離間して並列される冷却管をフィンで
環状に繋いで成り、支持部に支持されて回転するメンブ
レン部と、酸素含有気体を燃焼用気体としてメンブレン
部内の被処理物を加熱する加熱装置と、を具備し、メン
ブレン部の前部から後方の所定範囲にあっては、その外
側が外壁により覆われると共に、フィンの長手方向に多
数の酸素含有気体供給孔が穿設され当該酸素含有気体供
給孔を通して内部に酸素含有気体が供給されることで、
メンブレン部内の前部に導入され後部の出口部に向かう
被処理物を燃焼する燃焼領域とされ、メンブレン部の燃
焼領域から出口部の範囲にあっては、当該メンブレン部
の内側に耐火物が環状に内貼されて、燃焼領域からの被
処理物が加熱装置により加熱されて溶融する溶融領域と
されることを特徴としている。

【０００６】このように構成された回転ストーカ炉によ
れば、メンブレン部内で前部から後部に向かう被処理物
を、酸素含有気体を燃焼用気体とし加熱する加熱装置を
備えていて、メンブレン部の前部から後方の所定範囲の
燃焼領域では、メンブレン部が冷却管により冷却されて
当該メンブレン部の高温腐食が防止されつつ、メンブレ
ン部内の被処理物が、フィンに多数穿設されている酸素
含有気体供給孔を通してメンブレン部内に酸素含有気体
が供給されて良好に燃焼し、一方、メンブレン部の燃焼
領域から出口部の範囲の溶融領域では、メンブレン部の
内側に環状に内貼されている耐火物により、加熱装置に
よる被処理物の溶融に適する加熱が可能とされて被処理
物が良好に溶融し出口部から溶融スラグとして排出され
ると共にメンブレン部の高温腐食が防止される。

【０００７】ここで、メンブレン部の燃焼領域での内周
面と耐火物の内周面とが、略面一に連接されていると、
被処理物が容易に燃焼領域から溶融領域に移動される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回転ストーカ
炉の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明による回転ストーカ炉を示す縦
断面図、図２は、図１中の燃焼領域のメンブレン部の一
部を抽出して示す横断面図であり、この回転ストーカ炉
は、廃棄物処理設備等に採用されているもので、ごみ等
の廃棄物（被処理物）を燃焼、溶融し溶融スラグとして
回収するものである。

【０００９】回転ストーカ炉は、図１及び図２に示すよ
うに、周方向に一定間隔で離間して並列される水管（冷
却管）１をフィン２で環状に繋いで成るメンブレン部３
を備え、図１に示すように、水管１のうち冷却水が図示
右側から左側に流れる往路管の導入側となる一方側（図
示右側）端部、水管１のうち冷却水が図示左側から右側
に流れる復路管の導出側となる一方側（図示右側）端部
を、往路管、復路管で流路が各々区分けされている環状
の出口側ヘッダ管４に各々連通接続すると共に、水管１
の往路管、復路管の他方側（図示左側）端部を環状の入
口側ヘッダ管５に各々連通接続することで、炉本体６が
構成されている。この炉本体６を構成する水管１及びフ
ィン２、ヘッダ管４，５は、例えばステンレスや鉄等で
構成されている。

【００１０】炉本体６は、その入口側（図示左側）端部
が、入口側支持部７により閉じられて回転自在に支持さ
れていると共に、出口側ヘッダ管４を含む出口側（図示
右側）端部が、二次燃焼塔（出口側支持部）８に挿入さ
れて回転自在に支持されている。また、出口側ヘッダ管
４の往路管、復路管には、往路、復路で区分けされてい
ると共に炉本体６の回転軸心上に配設される二重管９の
その往路、復路の分岐管９ａが各々連通接続されてい
る。そして、二重管９には、二次燃焼塔８に支持される
ロータリジョイント１０が接続され、回転する水管１に
対して外部からボイラ水を循環流通させるのを可能とす
る構成とされている。

【００１１】炉本体６は、入口側から出口側に向かって
下方に所定に傾斜するように配設され、図示を省略した
駆動源から回転駆動力が伝達されることで回転し、入口
側支持部７を貫通する導入ダクト１１から炉本体６内の
前部に導入される廃棄物を、後端部で開放されている出
口部１２へ向かって搬送する。

【００１２】ここで、特に本実施形態では、炉本体６の
前部から後方の所定範囲を燃焼領域２０ａとし、燃焼領
域２０ａから出口部１２の範囲を溶融領域２０ｂとする
構成とされている。

【００１３】燃焼領域２０ａでは、図１及び図２に示す
ように、フィン２の長手方向（図１の左右方向、図２の
紙面垂直方向）に多数の燃焼用空気孔２ａが穿設されて
いる。また、図１に示すように、メンブレン部３の燃焼
領域２０ａに対応する下方位置には、当該メンブレン部
３の下部に連通する連通経路１３を介して風箱１４が配
設され、この風箱１４に対して燃焼用空気が供給される
ことで、当該燃焼用空気を連通経路１３、フィン２の燃
焼用空気孔２ａを通してメンブレン部３内に導入する構
成とされている。

【００１４】また、燃焼領域２０ａのメンブレン部３の
外側には、連通経路１３の外側に連設されて燃焼領域２
０ａのメンブレン部３を覆う固定部として外壁１５が配
設されている。この外壁１５は、連通経路１３に連通し
ない位置（連通経路１３に対峙しない位置）に在る燃焼
用空気孔（その位置はメンブレン部３の回転により円周
方向に移動しメンブレン部３の下部に位置すると連通経
路１３に連通しこれ以外の位置では非連通となる）を通
しての燃焼用空気の外部漏れを防止するものである。

【００１５】また、溶融領域２０ｂでは、メンブレン部
３の内側に例えばキャスタブル等の耐火物１６が環状に
内貼されている。ここで、溶融領域２０ｂのメンブレン
部３は、燃焼領域２０ａのメンブレン部３との境界部近
傍から当該燃焼領域２０ａのメンブレン部３より大径と
され、燃焼領域２０ａのメンブレン部３の内周面と溶融
領域２０ｂの耐火物１６の内周面とが略面一に連接する
構成とされている。また、溶融領域２０ｂのメンブレン
部３の外側には、外壁１７が外貼されている。

【００１６】なお、溶融領域２０ｂのメンブレン部３の
内側には耐火物１６が環状に内貼されているため、耐火
物外側（径方向外側）への燃焼用空気や廃棄物等の漏れ
が無い。従って、溶融領域２０ｂの外壁１７は無くても
良く、また、溶融領域２０ｂのメンブレン部３のフィン
２には、燃焼用空気孔２ａが在っても無くても良い。

【００１７】また、本実施形態では、入口側支持部７を
貫通し炉本体６内にその先端が導入されて廃棄物の燃
焼、溶融を可能とする例えばバーナ等の加熱装置１８を
備えている。この加熱装置１８は、例えばＡ重油等の燃
料を燃焼用空気を用いて燃焼させるものであり、その火
炎及び燃料燃焼で生じる高温の燃焼ガスが出口部１２に
向かうように設置されている。また、この加熱装置１８
は、特に溶融領域２０ｂでの廃棄物の溶融を良好に可能
とすべく、その先端が溶融領域２０ｂに出来るだけ近づ
くように燃焼領域２０ａに突出して配設されていると共
に、溶融に適正な加熱となるように各種条件が設定され
ている。

【００１８】また、炉本体６としては、溶融領域２０ｂ
での廃棄物の溶融を良好に可能とすべく、燃焼領域２０
ａが５ｍ程度以下、全長が５ｍ〜１５ｍ程度、炉長
（Ｌ）／炉径（Ｄ）＜５程度に設定されている。

【００１９】そして、炉本体６の出口部１２は、当該炉
本体６での加熱処理で生じる溶融スラグ及び燃焼排ガス
の共通出口とされ、この出口部１２に接続される二次燃
焼塔８は、出口部１２の上部側に、出口部１２から排出
される燃焼排ガスを二次燃焼させる二次燃焼室８ａを備
えると共に、出口部１２の下部側に、垂れ落ちる溶融ス
ラグを急水冷し水砕スラグとして回収するスラグ冷却水
槽８ｂを備えている。

【００２０】このような構成を有する回転ストーカ炉に
よれば、導入ダクト１１を介して炉本体６内の前部に導
入される廃棄物は、炉本体６の回転に従い撹拌されなが
ら燃焼領域２０ａの前部から後部へ移動し、この時、燃
焼領域２０ａのメンブレン部３の燃焼用空気孔２ａを通
してメンブレン部３内に燃焼用空気が導入される。従っ
て、炉本体６の回転によりメンブレン部３の下部の燃焼
用空気孔２ａから落下しようとする廃棄物は、当該メン
ブレン部３の下部の燃焼用空気孔２ａを通して燃焼用空
気が導入されることにより、燃焼領域２０ａのメンブレ
ン部３内に留まった状態で撹拌されて後部へと移動す
る。

【００２１】そして、メンブレン部３内では、上記導入
される燃焼用空気を用いて加熱装置１８による加熱が行
われ、燃焼領域２０ａで廃棄物が燃焼する。ここで、廃
棄物としてのごみは、加熱により乾燥し、この加熱が火
種とされて着火し専ら自燃により燃焼する。

【００２２】この時、水管１にはボイラ水が供給されて
いて、ステンレスや鉄等で構成されるメンブレン部３が
冷却されているため、燃焼領域２０ａのメンブレン部３
の高温腐食が防止されつつ、廃棄物は、燃焼用空気孔２
ａを通して供給される燃焼用空気により燃焼領域２０ａ
で良好に燃焼する。

【００２３】この燃焼領域２０ａで燃焼された廃棄物
は、炉本体６の回転に従い燃焼領域２０ａから溶融領域
２０ｂに向かい、この時、燃焼領域２０ａのメンブレン
部３内周面と溶融領域２０ｂの耐火物１６内周面とには
段差が無く略面一に連接されているため、廃棄物は容易
に燃焼領域２０ａから溶融領域２０ｂに移行する。そし
て、溶融領域２０ｂでは、炉本体６の回転に従い廃棄物
は撹拌されながら前部から出口部１２へ移動する。

【００２４】この溶融領域２０ｂでは、メンブレン部３
の内側に環状に内貼されている耐火物１６により当該メ
ンブレン部３が保護され、加熱装置１８による廃棄物の
溶融に適する加熱が行われるため、廃棄物は良好に溶融
し出口部１２から溶融スラグとして排出される。この
時、溶融領域２０ｂのメンブレン部３は、耐火物１６に
より覆われているため、勿論当該メンブレン部３の高温
腐食は防止されている。

【００２５】ここで、従来の回転ストーカ炉を用いて廃
棄物を溶融すべくメンブレン部内を高温に昇温できると
しても、フィンに燃焼用空気孔が穿設されているため、
この燃焼用空気孔を通して溶融スラグが漏出したり、燃
焼用空気孔が閉塞する等の問題や、露出するメンブレン
部が溶融域の高温に曝されて腐食する等の問題がある
が、本実施形態では、そのような問題は上記耐火物１６
の設置により全て解消されている。

【００２６】このように、本実施形態の回転ストーカ炉
では、廃棄物が燃焼、溶融される。従って、廃棄物を焼
却、溶融する必要がある場合に別途後段に設置していた
溶融炉を不要とするのが可能とされ、設備の低コスト化
及びコンパクト化を図ることが可能とされている。

【００２７】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、廃棄物
としてごみを代表して説明しているが、ごみ以外で、未
燃炭素等の可燃分を含んでいる廃棄物を燃焼、溶融する
場合にも、上記実施形態の回転ストーカ炉の適用が可能
である。具体的には、例えばガス化炉の炉底灰や、例え
ばガス化炉からの飛灰を主体とするダスト等が挙げられ
る。

【００２８】また、上記実施形態においては、加熱装置
１８及び廃棄物の燃焼用気体を空気として当該空気を炉
本体６内に供給するようにしているが、空気に限定され
るものではなく、酸素含有気体であれば良い。

【００２９】

【発明の効果】本発明による回転ストーカ炉は、メンブ
レン部内で前部から後部に向かう被処理物を、酸素含有
気体を燃焼用気体とし加熱する加熱装置を備えていて、
メンブレン部の前部から後方の所定範囲の燃焼領域で
は、メンブレン部を冷却管により冷却して当該メンブレ
ン部の高温腐食を防止しつつ、メンブレン部内の被処理
物を、フィンに多数穿設されている酸素含有気体供給孔
を通してメンブレン部内に酸素含有気体を供給して良好
に燃焼し、一方、メンブレン部の燃焼領域から出口部の
範囲の溶融領域では、メンブレン部の内側に環状に内貼
している耐火物により、加熱装置による被処理物の溶融
に適する加熱を可能として被処理物を良好に溶融し出口
部から溶融スラグとして排出すると共にメンブレン部の
高温腐食を防止するように構成したものであるから、被
処理物の燃焼、溶融を可能とする回転ストーカ炉を提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転ストーカ炉を示す縦断面図で
ある。

【図２】図１中の燃焼領域のメンブレン部の一部を抽出
して示す横断面図である。

【符号の説明】

１…水管（冷却管）、２…フィン、２ａ…燃焼用空気孔
（酸素含有気体供給孔）、３…メンブレン部、７…入口
側支持部（支持部）、８…二次燃焼塔（支持部）、１２
…出口部、１５…外壁、１６…耐火物、１８…加熱装
置、２０ａ…燃焼領域、２０ｂ…溶融領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｂ 7/10 Ｆ２７Ｂ 7/10 7/20 7/20 7/28 7/28 7/36 7/36 7/38 7/38 Ｆターム(参考） 3K061 AA08 AB03 AC01 CA02 DA13 DB15 DB19 KA02 KA05 KA09 KA15 KA21 KA27 3K065 AA08 AB03 AC01 FA06 FA12 FA15 FB07 4K061 AA07 AA09 BA12 CA19 DA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に離間して並列される冷却管をフ
   ィンで環状に繋いで成り、支持部に支持されて回転する
   メンブレン部と、 酸素含有気体を燃焼用気体として前記メンブレン部内の
   被処理物を加熱する加熱装置と、を具備し、 前記メンブレン部の前部から後方の所定範囲にあって
   は、その外側が外壁により覆われると共に、前記フィン
   の長手方向に多数の酸素含有気体供給孔が穿設され当該
   酸素含有気体供給孔を通して内部に酸素含有気体が供給
   されることで、メンブレン部内の前部に導入され後部の
   出口部に向かう被処理物が燃焼する燃焼領域とされ、 前記メンブレン部の前記燃焼領域から前記出口部の範囲
   にあっては、当該メンブレン部の内側に耐火物が環状に
   内貼されて、前記燃焼領域からの被処理物が前記加熱装
   置により加熱されて溶融する溶融領域とされることを特
   徴とする回転ストーカ炉。
2. 【請求項２】 前記メンブレン部の前記燃焼領域での内
   周面と前記耐火物の内周面とが、略面一に連接されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の回転ストーカ炉。