JP2003211109A - ダクト清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガスダクト内を高温域または低温域に保ち
つつ、ダクト清掃装置の冷却を効率的に実施し、これに
よって排ガスダクトの清掃を確実に行う。 【解決手段】 清掃羽根８の先端部に空気吹出口を設
け、主軸７を通して供給される冷却空気をその空気吹出
口から排ガスダクト２ｂ内に吹込む。また、排ガスダク
ト２ｂの後流側の燃焼室３に排ガス温度を検出する排ガ
ス温度検知器１４を設け、この排ガス温度検知器１４に
て検知される温度が所定温度になるようにコントローラ
１３にて流量制御弁１２を制御して冷却空気の空気量を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、灰溶融炉に連通す
る排ガスダクトの内壁面に付着するダストを清掃するダ
クト清掃装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ごみ焼却炉から生じる焼却残
渣、飛灰等は、無害化、減容化の観点から灰溶融炉を用
いて溶融固化処理されている。この灰溶融炉の一例とし
てのプラズマ溶融炉の要部構成図が図３に示されてい
る。

【０００３】このプラズマ溶融炉５０は、溶融炉本体５
１と、この溶融炉本体５１内に被溶融物５２を連続的に
供給する供給装置５３と、前記溶融炉本体５１より溢流
される溶融スラグ６２を回収するスラグ水冷槽５４とを
備えている。また、前記溶融炉本体５１の炉頂部には、
被溶融物５２の溶融によってその溶融炉本体５１内に存
在するヒュームおよび未燃ガス（一酸化炭素や水素）等
からなるガス体（排ガス）を排出する、縦ダクト５５お
よび横ダクト５６からなる排ガスダクト５７が接続され
ている。この排ガスダクト５７を通過した排ガスは燃焼
室５８に導かれ、この排ガス中に含有されている未燃ガ
スがその燃焼室５８内に送入される燃焼用空気によって
完全燃焼される。なお、この完全燃焼されたガスは冷却
後に図示されないバグフィルタを経て煙突から排出され
る。

【０００４】ところで、前記排ガスダクト５７内に導入
される排ガス中には、揮散した塩類や低沸点重金属類を
主成分とする粉塵（以下、「ダスト」という。）が大量
に含まれており、このダストが排ガスダクト５７の内壁
面に付着・堆積することから、前記排ガスダクト５７に
は、この排ガスダクト５７の内壁面を定期的に清掃する
ためのダクト清掃装置５９が付設されている。このダク
ト清掃装置５９は、前記縦ダクト５５の内壁面に付着し
たダストを除去する縦ダクト清掃装置６０と、前記横ダ
クト５６の内壁面に付着したダストを除去する横ダクト
清掃装置６１とにより構成されている。なお、これら縦
ダクト清掃装置６０および横ダクト清掃装置６１は略同
一構成のものである。

【０００５】前記縦ダクト清掃装置６０（または横ダク
ト清掃装置６１）は、主軸とその主軸の先端に取着され
る清掃羽根とを備え、前記主軸をダクトの内壁面に沿っ
てその軸線方向に往復動させるとともに、前記清掃羽根
を主軸の軸線周りに回転させることによって、排ガスダ
クト５７の内壁面に付着したダストを前記清掃羽根にて
掻き取り除去するように構成されている。ここで、清掃
羽根が排ガスダクト５７中にあるときには、隣接する羽
根間の切欠部を排ガスが通過して、灰溶融炉の運転を継
続するようにされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ダ
クト清掃装置における清掃羽根は高温域で使用されるこ
とから、その焼損、摩耗、腐食が激しいだけでなく、ダ
ストが液状で存在する場合には、この液状のダストが清
掃羽根に多量に付着・固化し、切欠部である排ガス通過
部が閉塞して、灰溶融炉の連続運転が維持できなくなる
という問題点がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、排ガスダクト内を高温域または低
温域に保ちつつ、ダクト清掃装置の冷却を効率的に実施
し、これによって排ガスダクトの清掃を確実に行うこと
のできるダクト清掃装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】排ガス
ダクトを通過する排ガス中のダスト（特に塩類）は、そ
の沸点が９５０℃程度で、融点が３５０〜５５０℃程度
であることから、排ガス温度が９５０℃以上のときには
ダストは気体で存在し、３５０〜９５０℃の温度域にあ
るときにはダストは液体で存在し、３５０℃未満の温度
域にあるときには固体で存在することになり、排ガスダ
クト内の温度域によってダストの除去方法が異なってく
る。このような知見に鑑み、本発明では、清掃羽根の機
能として、排ガスダクト内壁面に付着するダストの清掃
機能のほかに、排ガスダクト内に冷却空気を吹込むこと
によって、排ガス中の未燃ガスを燃焼させる機能と、排
ガスを冷却させる機能とを併せ持たせるようにして、そ
の清掃が確実に行えるようにした点を特徴とするもので
ある。

【０００９】要するに、本発明によるダクト清掃装置
は、前記目的を達成するために、灰溶融炉に連通する排
ガスダクトの軸線方向に沿って往復動されるとともに、
その軸線周りに回転される主軸と、この主軸に固着され
る清掃羽根とを備え、この清掃羽根により前記排ガスダ
クトの内壁面に付着するダストを清掃するダクト清掃装
置において、前記清掃羽根の先端部に空気吹出口を設
け、前記主軸を通して供給される冷却空気をその空気吹
出口から前記排ガスダクト内に吹込むことを特徴とする
ものである。

【００１０】本発明によれば、清掃羽根の先端部に設け
られる空気吹出口から排ガスダクト内に冷却空気が吹込
まれるので、この吹込まれる空気量が少ない場合には、
排ガス中に含まれているＣＯなどの未燃ガスが燃焼され
て排ガスダクト内の温度が上昇され、これによってダス
トが気化されて排ガスダクト内でのダストの付着・成長
を抑制することができる。一方、吹込まれる空気量が多
い場合には、排ガスダクト内の排ガスが瞬時に冷却され
てダストが固化され、これによってその固化されたダス
トを清掃羽根によって掻き取ることができる。こうし
て、ダストを、排ガスダクト内壁面および清掃羽根に付
着させることなく、後流側の燃焼室に排出することがで
き、ダストによる排ガスダクトの閉塞を確実に防ぐこと
ができる。また、本発明によれば、清掃羽根に空気吹出
口を設けていることから、排ガスダクト自体に空気吹出
口を設ける必要がなく、既設装置の改造が容易に行え、
また空気吹出口自体のダストによる詰まりがなく、しか
もダクト清掃装置の構造も簡易化することができるとい
う効果がある。

【００１１】本発明において、前記排ガスダクトの後流
側の排ガス温度を検出する排ガス温度検出手段と、この
排ガス温度検出手段により検出される排ガス温度が所定
温度になるように前記主軸に供給される冷却空気の空気
量を制御する空気量制御手段とが設けられるのが好まし
い。こうすることで、排ガスダクト内の排ガス温度が、
ダスト固化温度（例えば５５０℃）以下もしくはダスト
気化温度（例えば９５０℃）以上になるように冷却空気
の空気量を制御することができるので、本発明における
前述の作用効果を確実に達成することができる。

【００１２】さらに、前記清掃羽根の温度を検出する羽
根温度検出手段と、この羽根温度検出手段により検出さ
れる温度が所定温度以上になると警報を発する警報発生
手段とが設けられるのが好ましい。このようにすれば、
清掃羽根の耐熱温度（例えば３５０℃）以上にならない
ように後流側の排ガス温度を設定することができるの
で、前記冷却空気の空気量制御をより効果的に行うこと
ができる。

【００１３】また、前記空気吹出口は、前記清掃羽根の
先端部から前記主軸に直交する方向へ向けて冷却空気を
吹出すものであるのが好ましい。これによって吹出空気
による排ガスダクト内壁面の清掃効果も得ることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるダクト清掃装
置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説
明する。

【００１５】図１には、本発明の一実施形態に係るダク
ト清掃装置のシステム構成図が示され、図２には、ダク
ト清掃装置の斜視図（ａ）、側面方向断面図（ｂ）およ
び（ｂ）のＡ−Ａ断面図（ｃ）が示されている。

【００１６】本実施形態のシステムにおいて、灰溶融炉
１の炉頂部から排出される排ガスは、その炉頂部に取着
された排ガスダクト２に排出され、この排ガスダクト２
を通過した後に燃焼室３に導かれ、この燃焼室３内に送
入される燃焼用空気によってその排ガス中に含有されて
いる未燃物が完全燃焼される。ここで、前記排ガスダク
ト２は、炉頂部に鉛直上向きに取着される縦ダクト２ａ
と、この縦ダクト２ａの上部に水平向きに連接される横
ダクト２ｂとにより構成されている。また、排ガス中の
ダストが排ガスダクト２の内壁面に付着することから、
この付着ダストを除去するためのダクト清掃装置４が設
けられている。このダクト清掃装置４は、前記縦ダクト
２ａの内壁面に付着したダストを除去する縦ダクト清掃
装置５と、横ダクト２ｂの内壁面に付着したダストを除
去する横ダクト清掃装置６とにより構成されている。以
下、横ダクト清掃装置６の構造を中心に説明する。

【００１７】図２にも示されているように、前記横ダク
ト清掃装置６は、水平向きに配される主軸７と、この主
軸７の先端部に固着される清掃羽根８とを備えてなり、
横ダクト２ｂの内壁面に沿って前記主軸７の軸線方向に
往復動されるとともに、その主軸７の軸線周りに回転さ
れるよう構成されている。前記清掃羽根８は、正面視で
十字形状に配された４個の角筒状の羽根よりなり、互い
に隣接する羽根間に切欠部（空間部）９が形成されるこ
とによって、この清掃羽根８が横ダクト２ｂ内に突入さ
れたときにその切欠部９によって排ガスの流通口を確保
するようにされている。

【００１８】前記主軸７は中空軸とされるとともに、前
記清掃羽根８の各羽根もその主軸７の軸内空間に連通す
るように中空とされ、かつ各羽根の先端面に孔（空気吹
出口）１０が形成されている。また、前記主軸７の軸内
空間には、図示されない空気供給源から空気供給管１１
を介して冷却空気が供給するようにされている。こうし
て、空気供給管１１から主軸７内に冷却空気が供給され
ると、この冷却空気は清掃羽根８の内部空間を通って各
羽根先端部の空気吹出口１０から横ダクト２ｂの内壁面
に向けて（主軸７に直交する方向へ）噴出される（図２
（ａ）の矢印参照）。

【００１９】前記主軸７内に供給される冷却空気の空気
量を制御するために、前記空気供給管１１の途中には流
量制御弁１２が介挿され、コントローラ（空気量制御手
段）１３からの制御信号によってその開閉が制御される
よう構成されている。また、この制御信号を演算するた
めに、前記燃焼室３の壁面にはその燃焼室３内の排ガス
温度を検知する排ガス温度検知器（排ガス温度検出手
段）１４が設けられるとともに、前記清掃羽根８の先端
部にはその清掃羽根８先端の温度を検知する羽根温度検
知器（羽根温度検出手段）１５が設けられ、これら各温
度検知器１４，１５からの温度検知データが前記コント
ローラ１３に入力されるようになっている。さらに、前
記コントローラ１３には警報装置（警報発生手段）１６
が付設されていて、清掃羽根８先端の温度が所定温度を
越えると、音および／または表示ランプによる警報を発
するようにされている。

【００２０】次に、前述のように構成されたシステムの
動作について説明する。

【００２１】本実施形態のシステムにおいては、清掃羽
根８先端の空気吹出口１０から空気を噴出させることに
よって、その噴出空気量に応じて、噴出空気量が少ない
場合には、排ガス中に含まれているＣＯなどの未燃ガス
を燃焼させて横ダクト２ｂ内の温度を上昇させ、これに
よってダストを気化させるようにし、一方、噴出空気量
が多い場合には、横ダクト２ｂ内の排ガスを瞬時に冷却
させてダストを固化させるようにしたものである。

【００２２】まず、横ダクト２ｂ内のダストを気化させ
る場合には、排ガス温度検知器１４によって検知される
温度が９５０℃以上になるように設定し、これに応じて
流量制御弁１２の開度を制御する。なお、この場合に、
羽根温度検知器１５により検知される温度が清掃羽根８
の耐熱温度（例えば３５０℃）以上とならないように冷
却空気の限界最低流量を確保するようにする。また、こ
の清掃羽根８の温度が耐熱温度以上になると、コントロ
ーラ１３からの信号に基づき警報装置１６にて警報が発
せられる。

【００２３】このように制御することで、排ガス中のダ
スト（特に塩類）の沸点が９５０℃程度であることか
ら、清掃羽根８先端の空気吹出口１０から横ダクト２ｂ
内に吹込まれる空気によって排ガス中の未燃ガスが燃焼
されて横ダクト２ｂ内の温度が９５０℃以上に上昇さ
れ、これによってダストが気化されて横ダクト２ｂ内で
のダストの付着・成長を抑制することができる。この制
御時に、横ダクト清掃装置６の主軸７および清掃羽根８
はその耐熱温度に達しない範囲内において冷却空気によ
って冷却されることになる。この場合、横ダクト２ｂ内
で未燃ガスの燃焼が起こるため、この横ダクト２ｂの一
部が燃焼室３の機能を発揮することになり、その分、後
段の燃焼室３の容積を小さくできるという効果がある。

【００２４】一方、横ダクト２ｂ内のダストを固化させ
る場合には、排ガス温度検知器１４によって検知される
温度が５５０℃以下になるように設定し、これに応じて
流量制御弁１２の開度を広げるように制御する。

【００２５】この場合には、清掃羽根８先端の空気吹出
口１０から横ダクト２ｂ内に吹込まれる空気によってそ
の横ダクト２ｂ内がダストの融点（５５０℃）以下の温
度になるため、この横ダクト２ｂ内の排ガスが瞬時に冷
却されてダストが固化される。このため、横ダクト清掃
装置６の主軸７を回転させながらその主軸７に沿って清
掃羽根８を往復動させることによって固化されたダスト
をその清掃羽根８によって掻き取ることができるととも
に、空気吹出口１０から吹出される空気によってダスト
を吹き飛ばすことができる。こうして、ダストが横ダク
ト２ｂの内壁面および清掃羽根８に付着することなく、
後流側の燃焼室３に排出することができ、ダストによる
排ガスダクトの閉塞を確実に防ぐことができる。

【００２６】このように本実施形態によれば、清掃羽根
８の先端部から吹出される冷却空気の空気量を制御する
ことによって、灰溶融炉１出口から燃焼室３入口に至る
排ガスダクト２内を高温域もしくは低温域に保ちなが
ら、ダストによる閉塞を確実に防止することができると
ともに、ダクト清掃装置の冷却を効率的に実施すること
ができる。また、清掃羽根８に空気吹出口１０を設けて
いることから、排ガスダクト自体に空気吹出口を設ける
必要がなく、既設装置の改造が容易に行え、また空気吹
出口そのものがダストによって詰まることもない。

【００２７】また、本実施形態によれば、ダクト清掃装
置の主軸７および清掃羽根８を冷却した後の空気を利用
して排ガス中に吹込むように構成されているので、ダク
ト清掃装置には冷却空気の供給を考慮するだけで良く、
例えば大気などの排ガス系統外への冷却空気の排気方法
を考慮する必要がない。したがって、ダクト清掃装置の
構造を簡易化できるという利点がある。

【００２８】本実施形態においては、横ダクト清掃装置
に冷却空気吹出口を設けたものを説明したが、灰溶融炉
が酸化炉の場合には縦ダクト清掃装置にも冷却空気吹出
口を設けることができる。

【００２９】本実施形態においては、空気吹出口１０を
清掃羽根８の先端面に設けて主軸７に直交する方向に空
気を吹出すようにしたものを説明したが、この空気吹出
口は清掃羽根８の前端面もしくは後端面に設けて主軸７
と同方向、もしくは主軸７と所定角度をもつ斜め前方も
しくは斜め後方に向けて空気を吹出させるようにしても
良い。

【００３０】本実施形態においては、ダクト清掃装置の
構造として、主軸７の先端部に周方向に向けて固着され
た清掃羽根８を有する形状のものを説明したが、このダ
クト清掃装置としては、他に、スクリュー形状のもの、
リボンスクリュー形状のもの、パドルスクリュー形状の
もの等があり、これらいずれの形状のものに対しても本
発明が適用できるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るダクト清掃
装置のシステム構成図である。

【図２】図２は、ダクト清掃装置の斜視図（ａ）、側面
方向断面図（ｂ）および（ｂ）のＡ−Ａ断面図（ｃ）で
ある。

【図３】図３は、従来の灰溶融炉の要部構成図である。

【符号の説明】

１ 灰溶融炉 ２ 排ガスダクト ２ａ 縦ダクト ２ｂ 横ダクト ３ 燃焼室 ４ ダクト清掃装置 ５ 縦ダクト清掃装置 ６ 横ダクト清掃装置 ７ 主軸 ８ 清掃羽根 ９ 切欠部 １０ 空気吹出口 １１ 空気供給管 １２ 流量制御弁 １３ コントローラ（空気量制御手段） １４ 排ガス温度検知器（排ガス温度検知手
段） １５ 羽根温度検知器（羽根温度検知手段） １６ 警報装置（警報発生手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B116 AA13 BB21 BB82 CD41 CD43 3K061 RA01 RA04 RB02 3K070 DA07 DA47 DA58

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 灰溶融炉に連通する排ガスダクトの軸線
   方向に沿って往復動されるとともに、その軸線周りに回
   転される主軸と、この主軸に固着される清掃羽根とを備
   え、この清掃羽根により前記排ガスダクトの内壁面に付
   着するダストを清掃するダクト清掃装置において、 前記清掃羽根の先端部に空気吹出口を設け、前記主軸を
   通して供給される冷却空気をその空気吹出口から前記排
   ガスダクト内に吹込むことを特徴とするダクト清掃装
   置。
2. 【請求項２】 前記排ガスダクトの後流側の排ガス温度
   を検出する排ガス温度検出手段と、この排ガス温度検出
   手段により検出される排ガス温度が所定温度になるよう
   に前記主軸に供給される冷却空気の空気量を制御する空
   気量制御手段とが設けられる請求項１に記載のダクト清
   掃装置。
3. 【請求項３】 前記清掃羽根の温度を検出する羽根温度
   検出手段と、この羽根温度検出手段により検出される温
   度が所定温度以上になると警報を発する警報発生手段と
   が設けられる請求項２に記載のダクト清掃装置。
4. 【請求項４】 前記空気吹出口は、前記清掃羽根の先端
   部から前記主軸に直交する方向へ向けて冷却空気を吹出
   すものである請求項１〜３のいずれかに記載のダクト清
   掃装置。