JP2009204289A - 燃焼炉及び堆積物除去機構 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼炉の炉内へ二次空気若しくは排ガスを供給するガス供給ノズル若しくはガス供給管に固着した堆積物を簡便且つ効果的に除去することができる燃焼炉及び堆積物除去機構を提供する。
【解決手段】
ガス供給ノズル若しくはガス供給管は、炉内開口より直線状に奥側に延在する第一の通路部と、該通路部の途中位置に連接され、前記第一の通路部を介して炉内開口より二次空気若しくは排ガスを炉内に導入するガス導入通路とを具え、
前記第一の通路部に挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、前記先端に前記炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物５を除去する清掃ヘッド７とを有する堆積物除去機構６を設けた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物、微粉炭等の燃料を燃焼させる一次燃焼域の上方に二次燃焼域を設け、該二次燃焼域若しくはその直下の一次燃焼域に設けたガス供給ノズルより炉内に二次空気若しくは排ガスを供給しながら廃棄物、微粉炭等の燃料の燃焼を行う燃焼炉とその堆積物除去機構に関する。

従来、燃焼炉のひとつである都市ごみ、下水汚泥、産業廃棄物等の廃棄物焼却炉として、例えば図５に示したものが知られている。廃棄物焼却炉３０はストーカ式焼却炉であり、廃棄物を供給する供給ホッパ３１と、供給ホッパ３１から供給された廃棄物を燃焼させるストーカ３２と、ストーカ３２の上方に形成された一次燃焼室３３と、一時燃焼室３３の上方に設けた二次燃焼室３４と、ストーカ３２からの焼却灰を排出する灰排出口３５とで構成されている。なお、再循環ガスを使用せず、二次空気のみを用いる場合もある。
廃棄物は供給ホッパ３１から投入され、供給ホッパ３１の下部の供給装置（図示しない）により炉内に供給される。炉内に入った廃棄物は、ストーカ３２上でゆっくり移動しながら、ストーカ３２下部から吹き込まれる一次燃焼用空気４１により、乾燥・燃焼・後燃焼を経て焼却が行なわれる。廃棄物中の不燃物及び灰分の大部分は、ストーカ３２終端に設けられた灰排出口３５から排出され、灰分の一部が燃焼ガス中に飛散し、飛灰となって排ガス処理装置（図示しない）で捕集される。このような焼却炉において、燃焼排ガスの一部を抽出した再循環ガスを、熱交換器、バグフィルタ等を具えた再循環通路を通して前記焼却室内に還流させ二次空気とともに二次燃焼用空気４２として供給ノズルまたは供給管から炉内に供給される。

このとき、排ガス中の粉塵が８００℃以上である炉内で熱せられると融着して固化し、供給ノズルまたは供給管の内壁に付着して堆積することがある。この堆積物は、二次燃焼用空気を炉内へ導く供給ノズルまたは供給管（特に炉内開口周囲若しくは開口近傍）を閉塞する恐れがあり、それによって炉内における完全燃焼が達成されないことがある。

よって、上述のような堆積物を除去する方法として、特許文献１（特開２００３−３１４８１４号公報）が開示されている。特許文献１では、炉内ガスを撹拌混合させる撹拌混合ガスを炉内に吹き込むガスノズルを備えたごみ焼却炉において、前記ガスノズルに蒸気を吹き込んでガスノズル内を清掃するノズル清掃装置を設けている。このノズル清掃装置は、複数のガスノズルに蒸気を吹き込む同数の蒸気ノズルと、各蒸気ノズルへの蒸気量を調整する蒸気調整弁と、各蒸気調整弁を開閉制御する制御器とを備えている。
撹拌混合ガス中にダストが含まれているとガスノズル内にダストが付着し、ノズル清掃装置の蒸気ノズルから蒸気がガスノズル内に向けて吹き込まれる。蒸気によりガスのズル内に付着されたダストが吹き飛ばされてガスノズル内が清掃される。

また、特許文献２（特許第２８６８７６１号公報）には、供給ノズル内に水を噴霧してダストを除去する方法が開示されている。詳しくは、燃焼室に再び供給される再循環排気によって堆積物が付着形成され、液状媒体が堆積物に加えられる燃焼設備の供給ノズルまたは供給管の中と外の堆積物を除去する方法において、液状媒体が小滴の形で堆積物に吹き付けられ、液状媒体が供給ノズルまたは供給管内の排気の流れ方向手前側の堆積物のエッジのところから始まって、供給ノズルまたは供給管内の排気の流れ方向に堆積物に加えられる。
燃焼室あるいは再循環ガス流からの加熱作用によって、吸湿性の堆積物の孔に侵入した水は爆発するように蒸発し、堆積物は内部から破裂させられる。これにより、供給ノズルまたは供給管の内壁や開口範囲の外面の堆積物も除去される。

特開２００３−３１４８１４号公報 特許第２８６８７６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、ガスノズル内に水蒸気を噴射して、その勢いでノズル内の堆積物や汚れなどを除去することを目論んでいるが、例えば炉内の高温により灰が一部固まって固着した堆積物には困難であり、期待される洗浄効果は得られない。
また、特許文献２に開示された発明では、供給ノズルまたは供給管内に水を噴霧して、高温の炉内からの熱を受けて噴霧された水が蒸発し、堆積膨張する際の勢いでノズル内の堆積物や汚れなどを取り除くとともに、未蒸発分が堆積物に接触する際に堆積物が急冷され割れて剥がれやすくなることを目論んだ方法ではあるが、水を噴霧する際に噴霧用の空気が必要であり、またノズルから水垂れを起こした際に洗浄効果が得られず、炉内の耐火物に悪影響を与える等の問題点が挙げられる。

従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、燃焼炉の炉内へ二次空気若しくは排ガスを供給するガス供給ノズル若しくはガス供給管に固着した堆積物を簡便且つ効果的に除去することができる燃焼炉及びその堆積物除去機構を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、廃棄物、微粉炭等の燃料を燃焼させる一次燃焼域の上方に二次燃焼域を設け、該二次燃焼域若しくはその直下の一次燃焼域に設けたガス供給ノズル若しくはガス供給管（以下ガス通路という）より炉内に二次空気若しくは排ガスを供給しながら燃焼を行う廃棄物、微粉炭等の燃料を燃やす燃焼炉において、
前記ガス通路は、炉内開口より直線状に奥側に延在する第一の通路部と、該通路部の途中位置に連接され、前記第一の通路部を介して炉内開口より二次空気若しくは排ガスを炉内に導入するガス導入通路とを具え、
前記第一の通路部に挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、前記先端に前記炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物を除去する清掃ヘッドとを有する堆積物除去機構を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、堆積物が固着されたガス通路内を挿脱自在で且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と堆積物を除去する清掃ヘッドとを有する堆積物除去機構を設けることにより、堆積物を除去することが可能である。また、機械的に除去しているので、上述した水や水蒸気による除去とは異なり簡便である。
さらに、前記堆積物除去機構は前記第一の通路部内に挿通保持され、その先端の清掃ヘッドが、前記ガス導入通路の合流位置より上流側まで退避可能に構成されたことを特徴とする。

また、前記堆積物除去機構は、先端の清掃ヘッドが炉内空間位置まで挿設された際に炉内開口周囲側に拡開する拡開手段を設けたことを特徴とする。これにより、炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路内壁の堆積物だけでなく、炉内壁面に固着した堆積物を除去することが可能となる。

さらに前記堆積物除去機構は、先端の清掃ヘッドが炉内空間位置まで挿設された際にそのヘッドの一部が炉内開口周囲側に変向する変向手段を設けたことを特徴とする。これにより、上述した拡開手段と同様に、炉内壁面に固着した堆積物を除去することが可能となる。

さらにまた、前記堆積物除去機構は、第一の通路部より先端の清掃ヘッドまで流体が貫流する流体貫流部を設け、該前記堆積物除去機構を炉内空間位置まで挿設された際に清掃ヘッド側の流体貫流端より炉内開口周囲側に向け流体が噴出可能に構成したことを特徴とする。これにより、清掃ヘッドと堆積物を接触させて固着した堆積物を叩き壊すとともに、清掃ヘッドを経て噴出された流体により堆積物を壁面から落とすことができるので、効率的に堆積物を除去できる。

また、上記した燃焼炉の堆積物除去機構として、ガス供給ノズル若しくはガス供給管（以下ガス通路という）より炉内に二次空気若しくは排ガスを供給するガス通路より挿入され、炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物を除去する堆積物除去機構において、
前記路内開口より直線状に奥側に延在する通路部を有するガス通路に挿入される堆積物除去機構であって、前記第一の通路部に挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、前記先端に前記炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物を除去する清掃ヘッドとを設けたことを特徴とする。
このような堆積物除去機構を用いることにより、ガス通路内壁または炉内壁面に固着した堆積物を除去することができる。

以上記載のごとく本発明によれば、堆積物が固着されたガス通路内を挿脱自在で且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と堆積物を除去する清掃ヘッドとを有する堆積物除去機構を設けることにより、堆積物を除去することが可能である。また、機械的に除去しているので、上述した水や水蒸気による除去とは異なり簡便である。
また、拡開手段や変向手段を備えた清掃ヘッドを用いることにより、炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路内壁の堆積物だけでなく、炉内壁面に固着した堆積物を除去することが可能となる。
さらに、清掃ヘッドと堆積物を接触させて固着した堆積物を叩き壊すとともに、清掃ヘッドを経て噴出された流体により堆積物を壁面から落とすことができるので、効率的に堆積物を除去できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は実施例１に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図、図２は実施例２に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図、図３は実施例３に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図、図４は実施例４に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図、図５は従来の廃棄物焼却炉を示す概略側面図である。
本発明は、廃棄物、微粉炭等の燃料を燃焼させる燃焼炉であるが、燃料として上述した廃棄物、微粉炭等の他に石炭、コークス等の固体燃料や天然ガス、ＬＰＧなどの気体燃料も用いられる。

最初に、図１を用いて実施例１における炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路に固着した堆積物の除去について説明する。図１は本実施例に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図であり、１は炉内壁面、２はガス通路、３はガス通路２を介して炉内開口より二次空気４を炉内に導入する二次空気導入通路、５は炉内壁面１及びガス通路２に固着した堆積物である。二次空気４としては、雰囲気から導入した空気や炉内から排出され熱交換器やバグフィルタ等を経た排ガス（再循環ガス）などが挙げられる。
また、６は清掃具（堆積物除去機構）を示し、清掃具６は挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、先端に設けられた清掃ヘッド７とにより構成されている。清掃具６は、ガス通路２内に挿通保持されている。また清掃ヘッド７は、ガス通路２と二次空気導入通路３の合流位置より上流側まで退避可能に構成されている。図１では清掃ヘッドとして円盤形状を用いているが、円錐形状、ドリル形状も円盤形状と同様に好適に用いられる。

二次空気４を二次空気導入通路３から供給してガス通路２を介して炉内に供給する際、二次空気中に含まれるダストが炉内で熱せられると融着して固化し、炉内開口周囲若しくは近傍のガス通路２の壁面、または炉内開口周囲若しくは近傍の炉内壁面１に堆積物５として堆積する。この堆積物５は、ガス通路２を閉塞し炉内での完全燃焼を阻害する恐れがある。
そこで、清掃具６をガス通路２に挿入して機械的に堆積物５を除去する。清掃具６は回転可能でガス通路２内で前後させることができるので、先端に設けた清掃ヘッド７で堆積物５を効果的且つ簡便に除去することが可能である。

次に、実施例２における炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路に固着した堆積物の除去について、図２を用いて説明する。図１と同様に、１は炉内壁面、２はガス通路、３はガス通路２を介して炉内開口より二次空気４を炉内に導入する二次空気導入通路、５は炉内壁面１及びガス通路２に固着した堆積物である。
また、６は清掃具を示し、清掃具６は挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、先端に設けられた清掃ヘッド７とにより構成されている。図２では清掃ヘッド７として傘状形状の清掃ヘッドを用いている。

図２の傘状形状の清掃ヘッド７は、機械的強度を十分に有する傘状のものであり、炉内空間位置まで挿設された際に炉内開口周囲側に拡開することができる（図２（ｂ））。傘状形状の清掃ヘッド７を広げて回転させることにより、炉内壁面１に固着した堆積物５を機械的に除去することができる。なお、傘状形状の清掃ヘッド７はガス通路２内ではたたんだ状態で挿脱自在であり、ガス通路２と二次空気導入通路３の合流位置より上流側まで退避可能に構成されている（図２（ａ））。

次に、実施例３における炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路に固着した堆積物の除去について、図３を用いて説明する。図１と同様に、１は炉内壁面、２はガス通路、３はガス通路２を介して炉内開口より二次空気４を炉内に導入する二次空気導入通路、５は炉内壁面１及びガス通路２に固着した堆積物である。
また、６は清掃具を示し、清掃具６は挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、先端に設けられた清掃ヘッド７とにより構成されており、清掃ヘッド７はガス通路２と二次空気導入通路３の合流位置より上流側まで退避可能に構成されている。図３では清掃ヘッド７としてＬ字状形状の清掃ヘッドを用いている。

図３のＬ字状形状の清掃ヘッド７は、機械的強度を十分に有するＬ字状のもので、図２と同様に、ガス通路２内ではたたまれた状態で挿脱自在であり、炉内空間位置まで挿設された際に炉内開口周囲側に拡開することができる。この拡開してＬ字形状となった清掃ヘッド７を変向して炉内壁面１に固着された堆積物５と接触させ、堆積物５を機械的に除去することができる。

次に、実施例４における炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路に固着した堆積物の除去について、図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図１と同様に、１は炉内壁面、２はガス通路、３はガス通路２を介して炉内開口より二次空気４を炉内に導入する二次空気導入通路、５は炉内壁面１及びガス通路２に固着した堆積物である。
また、６は清掃具を示し、清掃具６は挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、先端に設けられた清掃ヘッド７とにより構成されている（図４（ａ））。

また、図４（ｂ）に示すように、清掃ヘッド７は空気孔８を備えており、この空気孔８はガス通路２に向けて二次空気４を噴出可能に形成されている。ここで二次空気４としては、炉内から排出され熱交換器、バグフィルタ等を経た排ガス（再循環ガス）などが挙げられる。なお、清掃ヘッド７は図１と同じように円盤形状を例として説明しているが、空気孔８を備えていれば形状は問わない。
空気孔８により二次空気４がガス通路２へ向けて噴出されるので、例えば図１の清掃ヘッド７で叩き壊した堆積物５に二次空気４を吹き付け、堆積物５をガス通路２から落として除去することができる。

本発明によれば、燃焼炉の炉内へ二次空気若しくは排ガスを供給するガス供給ノズル若しくはガス供給管に固着した堆積物を簡便且つ効果的に除去することができる燃焼炉及び堆積物除去機構として有益である。

実施例１に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図である。 実施例２に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図であり、（ａ）は清掃ヘッドがたたまれた状態、（ｂ）は清掃ヘッドが拡開された状態を示す側面図である。 実施例３に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図である。 （ａ）は実施例４に係る炉内開口周囲若しくは開口近傍のガス通路を示す側面図、（ｂ）は清掃ヘッドの拡大図である。 従来の廃棄物焼却炉の一例を示す概略図である。

符号の説明

１ 炉内壁面
２ ガス通路
３ 二次空気導入通路
４ 二次空気
５ 堆積物
６ 清掃具（堆積物除去機構）
７ 清掃ヘッド
８ 空気孔

Claims (6)

1. 廃棄物、微粉炭等の燃料を燃焼させる一次燃焼域の上方に二次燃焼域を設け、該二次燃焼域若しくはその直下の一次燃焼域に設けたガス供給ノズル若しくはガス供給管（以下ガス通路という）より炉内に二次空気若しくは排ガスを供給しながら燃焼を行う廃棄物、微粉炭等の燃料を燃やす燃焼炉において、
   前記ガス通路は、炉内開口より直線状に奥側に延在する第一の通路部と、該通路部の途中位置に連接され、前記第一の通路部を介して炉内開口より二次空気若しくは排ガスを炉内に導入するガス導入通路とを具え、
   前記第一の通路部に挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、前記先端に前記炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物を除去する清掃ヘッドとを有する堆積物除去機構を設けたことを特徴とする燃焼炉。
2. 前記堆積物除去機構は前記第一の通路部内に挿通保持され、その先端の清掃ヘッドが、前記ガス導入通路の合流位置より上流側まで退避可能に構成されたことを特徴とする請求項１記載の燃焼炉。
3. 前記堆積物除去機構は、先端の清掃ヘッドが炉内空間位置まで挿設された際に炉内開口周囲側に拡開する拡開手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼炉。
4. 前記堆積物除去機構は、先端の清掃ヘッドが炉内空間位置まで挿設された際にそのヘッドの一部が炉内開口周囲側に変向する変向手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼炉。
5. 前記堆積物除去機構は、第一の通路部より先端の清掃ヘッドまで流体が貫流する流体貫流部を設け、該堆積物除去機構を炉内空間位置まで挿設された際に清掃ヘッド側の流体貫流端より炉内開口周囲側に向け流体が噴出可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却炉。
6. ガス供給ノズル若しくはガス供給管（以下ガス通路という）より炉内に二次空気若しくは排ガスを供給するガス通路より挿入され、炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物を除去する堆積物除去機構において、
   前記路内開口より直線状に奥側に延在する通路部を有するガス通路に挿入される堆積物除去機構であって、前記第一の通路部に挿脱自在に且つ少なくとも先端が回転可能に構成された軸体と、前記先端に前記炉内開口周囲若しくは開口近傍の第一の通路部内壁に固着した堆積物を除去する清掃ヘッドとを設けたことを特徴とする堆積物除去機構。
   

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