JP2955943B2 - 流動焼却装置における散気管の配設構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《発明の目的》 〈産業上の利用分野〉 本発明は流動焼却装置において、砂層の流動化を担う
空気を送り込むための散気管の配設構造に関するもので
ある。

〈発明の背景〉 流動焼却装置における従来の散気管12′は、一例とし
て第４図に示すように炉床部４′に水平方向に並べら
れ、空気を送り出すための噴射孔13′が散気管12′の横
または斜め下乃至真下に形成されていた。散気管12′を
このように配設した構造では、炉床空塔風速が0.8〜1.2
m/sと速い場合には砂の活発な動きにより層内温度は均
一化し、燃焼効率も高いが、流動砂の飛散量が多くなる
という欠点がある。一方、炉床空塔風速を0.4〜0.6m/s
乃至流動化開始速度近くにまで下げていくと流動砂の飛
散量は極端に少なくなるが、一方燃焼効率の良否を決定
する流動砂の動きも不充分な緩やかなものになって単一
的な上下運動に近くなり、その結果次のような種々の問
題を生ずる。即ち、まず砂層８′内の上下運動が不活発
になるため、砂層８′上部と下部との温度差が大きくな
る。また第４図（ｂ）に示すように高水分汚泥の投入口
５′付近では、投入した汚泥が滞溜するため温度が低下
する一方、補助バーナ15′周辺の燃料域では逆に火災が
局部的に垂直に立ち上がり燃焼するので部分的に高温と
なる。更にまた、高水分汚泥の分散、細粒化が不活発に
なると乾燥工程のみが進行して、熱が水分の気化熱とし
て奪われ、砂層内温度が低下したり、補助バーナ15′の
燃焼炎も砂層８′内をショートパスしやすく層内温度を
上げるには至らない。また砂層内での燃焼が押さえられ
た分、フリーボードでの温度が上昇気味になり、燃焼炉
出口温度と制御することを考えた場合や出口温度をある
温度以下としたい場合に、補助バーナ15′の燃焼量を下
げるという逆方向の操作が必要となって砂層温度は更に
低下してしまう。そしてこれらの不都合が相乗的に作用
して燃焼効率を低下させる結果をもたらすのである。

〈開発を試みた技術的事項〉 本発明はこのような背景に鑑みなされたものであっ
て、炉床空塔速度が低い場合であっても、炉床の形状に
応じて汚泥や補助バーナ炎が砂層全域に分散されるよう
にした流動焼却装置における散気管の配設構造の開発を
試みたものである。

《発明の構成》 〈目的達成の手段〉 即ち本出願に係る第一の発明たる流動焼却装置におけ
る散気管の配設構造は、流動焼却炉内部の砂層に被焼却
物を投入し、前記砂層中には導風管から分岐した複数本
の散気管を立体的に配設して、この散気管に開孔した噴
射孔から砂層に旋回流を生ずるように空気を送り込んで
砂層を流動化しながら前記被焼却物を焼却する流動焼却
装置において、前記流動焼却炉における炉床は角型であ
り、一方、前記散気管を立体的に配設するにあたっては
各散気管を炉床傾斜部に沿って階段状に配設し、且つ前
記散気管における噴射孔により砂層に旋回流を生じさせ
るにあたっては、噴射孔を炉床傾斜面乃至炉床の底部側
へ向けて形成したことを特徴として成るものである。

また本出願に係る第二の発明たる流動焼却装置におけ
る散気管の配設構造は、流動焼却炉内部の砂層に被焼却
物を投入し、前記砂層中には導風管から分岐した複数本
の散気管を立体的に配設して、この散気管に開孔した噴
射孔から砂層に旋回流を生ずるように空気を送り込んで
砂層を流動化しながら前記被焼却物を焼却する流動焼却
装置において、前記流動焼却炉における炉床は円筒形で
あり、一方、前記散気管を立体的に配設するにあたって
は散気管の一群を砂層下部に水平に配設すると共に、更
にこの一群の散気管の上部にも別の散気管の一群を砂層
中央部に向かうように配設し、且つ前記散気管における
噴射孔により砂層に旋回流を生じさせるにあたっては、
下部の各散気管に形成される噴射孔により砂層を上方へ
流動させるようにすると共に、上部の各散気管に形成さ
れる噴射孔により砂層を流動焼却炉に水平断面方向へ旋
回させるように各噴射孔を形成したことを特徴として成
るものである。

これら発明によって前記目的を達成しようとするもの
である。

〈発明の作用〉 本発明にあっては、散気管を上下方向に設置位置をず
らせた状態で立体的に配設すると共に、この散気管には
砂層が旋回流を生ずるように噴射孔を形成するから、低
風速運転でも砂層が上下方向や水平断面方向へ流動して
砂の滞溜を生じない。

また炉床が角型の流動焼却炉である場合に、散気管を
炉床傾斜部に階段状に配設して、噴射孔を炉床傾斜面乃
至炉床の底部側へ向けて形成することにより、噴射孔か
ら噴射された空気の作用により、流動砂が炉床傾斜部に
沿って下方に流動した後上昇し、砂層の上部を回り込む
ようにして再び炉床傾斜部に戻るという旋回流を生ず
る。

更に炉床が円筒形の流動焼却炉である場合に、散気管
の一群を砂層下部に水閉に配設して砂層を上方へ流動さ
せるように噴射孔を形成すると共に、更にこの一群の散
気管の上部にも別の散気管の一群を配設して流動焼却炉
の水平断面方向へ砂層が旋回流を生ずるように噴射孔を
形成することにより、噴射孔から噴射された空気の作用
により、流動砂が炉床開から上方へ流動すると共に、砂
層上部では水平断面において流動砂が旋回流を生ずる。

〈実施例〉 以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明す
る。符号１は本発明たる流動焼却装置における散気管の
配設構造を適用した流動焼却装置を示すものであって、
このものは底部付近の形状が、縦長直方体をその一つの
側面から底面にかけて斜めに切断した形態の流動焼却炉
本体２に対して、汚泥、スラッジ等を流動焼却炉本体２
へ投入するための投入装置３をその外側に設けて成るも
のである。尚、流動焼却炉本体２の底部は炉床４を形成
するものであるが、炉床４の形態は流動焼却装置１の種
類により異なるものであって、第１図に示すような形態
の炉床４を角型の炉床と定義する。流動焼却炉本体２は
全体が耐火断熱材から構成され、その壁面にはほぼ中央
に、前記投入装置３が接続される被焼却物投入口５を形
成し、最上部には流動用の空気や燃焼灰を排気するため
の排気口６を形成する。また、流動焼却炉本体２の炉床
４における斜めに切断されるように形成された部分には
炉床傾斜部７が形成される。尚、この炉床傾斜部７を構
成する面を炉床傾斜面7aと定義する。そして、炉床４に
は炉床傾斜部７がほぼ隠れる高さまで流動砂が充填され
て砂層８を形成し、またこの砂層８の上方には被焼却物
Ｂが熱分解して発生したガスが燃焼するガス燃焼ゾーン
９が形成される。また流動焼却炉本体２の外側には炉床
傾斜部７に沿うように導風管11が配設され、この導風管
11から複数本の散気管12が分岐した状態で設けられ、上
下方向に設置位置をずらせた状態で立体的に配設され
る。具体的には第１、２図に示すように一例として四本
の散気管12が枝別れし、流動焼却炉本体２内に至り、炉
床傾斜部７に沿って階段状に並べて配設される。尚、本
発明はこのような散気管12の配設構造に特徴を有するも
のである。この各散気管12は流動用の空気を導くための
ものであって、このものは一例として炉床傾斜面7aと炉
床４の底部側に空気流が吹き出すように噴射孔13を複数
形成して成る。尚、各散気管12に対して噴射孔13を形成
する位置は、炉床傾斜面7aに対して垂直に流動化空気が
当たるように形成する位置から、炉床傾斜面7aと平行に
炉床４の底部側へ流動化空気が流れるように形成する位
置の間であれば、どのような態様で噴射孔13を形成して
も構わない。即ち要は、砂層８内で流動砂が上下方向で
旋回流を生ずるように噴射孔13を形成するのである。ま
た砂層８内には、焼却開始時に使用する始動バーナ14
と、被焼却物Ｂ自体だけでは十分に自己燃焼しない場合
に、燃焼を補助するための補助バーナ15とを設ける。

以上が本発明たる流動焼却装置における散気管の配設
構造を適用した流動焼却装置１の第一の実施例であっ
て、以下その作動状態について説明する。まず、適温に
加熱された流動化空気を導風管11を介して供給すること
により、流動砂を加熱しながら流動させる。この際、流
動化空気は導風管11、散気管12を介して炉床傾斜面7aに
沿うようにして勢いよく吹き出し、これにより流動砂が
砂層８の上下で旋回流を生ずるような流れを形成する。
この状態で投入装置３内の被焼却物Ｂを被焼却物投入口
５を介して砂層８上に投入する。これにより被焼却物Ｂ
は流動砂の激しい流動化運動により分散し、瞬時に水分
の蒸発と被焼却物Ｂの温度の上昇が起こって細分化され
ると共に、高温空気と接触して焼却燃焼する。燃焼を完
結した焼却灰は、さらに微細粒化され排気ガスと一緒に
排気口６から排出される。

次に本発明たる流動焼却装置における散気管の配設構
造を適用した流動焼却装置１の第二の実施例について説
明する。第一の実施例がいわゆる炉床が角型の流動焼却
装置であったのに対し、第二の実施例は第３図に示すよ
うに炉床が円筒形型の流動焼却装置１である。即ちこの
流動焼却装置１は、前記炉床が角形の流動焼却装置と同
様、流動焼却炉本体２と、その側壁に設けられる投入装
置３とを具えて成る。流動焼却炉本体２は、上部に形成
された円筒形の空塔部16と、下部に形成された空塔部16
よりその径寸法が小さな円筒形の炉床４とを形成して成
り、更に空塔部16と炉床４との間には、その径寸法を次
第に小さくする縮径部17を形成する。そして縮径部17の
上端付近には被焼却物投入口５が形成され、ここに前記
投入装置３が接続し、一方空塔部16の上端には排気口６
が形成される。また炉床４から縮径部17にかけては流動
砂が充填されて砂層８が形成され、その上部にはガス燃
焼ゾーン９が形成される。また炉床４の底部及び縮径部
17のそれぞれ外側には導風管11が配設される。炉床４の
底部外側に配設される導風管11からは、第３図に示すよ
うに一例として三本で一群を成す散気管12が枝別れして
炉床４の内部に至り、炉床４の底面から一定の距離を離
した状態で並べて配設される。一方縮径部17の外側に配
設される導風管11は、縮径部17の回りをほぼ一周回るよ
うに配設され、その途中の三カ所から、第３図に示すよ
うに内側へ別の散気管12の一群が枝別れし、流動焼却炉
本体２の内部に至り、三本の散気管12がそれぞれその中
心に向かって伸びるように配設される。尚、これら各導
風管11から分岐する散気管は一般に散気管12と表し、区
別する必要があるときは、炉床４の底部外側に配設され
る導風管11から枝別れする各々の散気管を散気管12a
（下方）と定義し、一方縮径部17の外側に配設される導
風管11から枝別れする各々の散気管を散気管12b（上
方）と定義する。散気管12a（下方）には、炉床４の底
面に対してほぼ45゜の角度で流動化空気が吹き出すよう
に複数の噴射孔13が形成され、一方散気管12b（上方）
には流動焼却炉２の水平断面方向へ砂層８が旋回流を生
ずるように噴射孔13が形成される。尚、散気管12a（下
方）に加えて散気管12b（上方）を上記態様で設けたこ
とは本発明の特徴的部分である。また砂層８内には前記
炉床が角形の流動焼却装置同様に始動バーナ14と補助バ
ーナ15とを設ける。

以上が本発明たる流動焼却装置における散気管の配設
構造を適用した流動焼却装置１の第二の実施例であっ
て、以下その作動状態について説明する。焼却の始動状
態、燃焼状態については前記実施例と同様であるので、
ここでは砂層８の流動状態について説明する。砂層８を
流動させるための流動化空気は、それぞれ炉床４の底部
外側に配設される導風管11と縮径部17の外側に配設され
る導風管11を介して、これら各導風管11から枝別れする
各散気管12に供給される。このうち散気管12a（下方）
に形成された各噴射孔13からは、炉床４の底面にほぼ45
゜の角度で流動化空気が噴出し、これにより流動砂を流
動化して第３図に示すように上向きの流動状態を生ず
る。一方散気管12b（上方）に形成された各噴射孔13か
らは、それぞれ流動焼却炉本体２の水平断面たる円の切
線方向の同じ向き側に流動化空気を噴出し、これにより
流動砂を流動化して前記円の中心の回りを旋回するよう
な流動状態を生ずる。従って砂層８の全体では、第３図
に示すように炉床４から上方へ向かう流動と、縮径部17
から空塔部16の下端近傍において流動焼却炉本体２の水
平残面を旋回するような流動とが一緒になった流動状態
となる。

《発明の効果》 本発明にあっては、散気管12を上下方向に設置位置を
ずらせた状態で立体的に配設すると共に、この散気管12
には砂層８が旋回流を生ずるように噴射孔13を形成した
から次のような利点がある。

まず流動砂の飛散が少ない低風速での運転をした場合
であっても、砂層８内での温度のムラ、具体的には砂層
８上部と下部や砂層８の任意の水平断面内での温度のム
ラがなくなり、層内での燃焼効率の向上と偏加熱の防止
を図ることができる。

また層内での温度のムラがなくなれば、燃焼しきれず
に残りがちな被焼却物Ｂを補助バーナ15で燃焼する必要
もほとんどなくなるから、設置する補助バーナ15の数が
少なくて済む。

更に被焼却物投入口５付近の流動性もよいから、投入
する被焼却物Ｂを層内に分散させるための機構を設ける
必要もない。

更にまた燃焼効率の向上の結果、集塵設備もそれに応
じた比較的簡易なもので足りる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の散気管の配設構造を適用した流動焼却
装置の第一の実施例を示す斜視図、第２図は同上縦断側
面図、第３図は同上第二の実施例を示す斜視図、第４図
は従来の散気管の配設構造を示す平面図並びに該配設構
造を適用した流動焼却装置の炉床付近を破断して示す縦
断面図である。 1;流動焼却装置 2;流動焼却炉本体 3;投入装置 4;炉床 5;被焼却物投入口 6;排気口 7;炉床傾斜部 7a;炉床傾斜面 8;砂層 9;ガス燃焼ゾーン 11;導風管 12;散気管 12a;散気管（下方） 12b;散気管（上方） 13;噴射孔 14;始動バーナ 15;補助バーナ 16;空塔部 17;縮径部 B;被焼却物

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動焼却炉内部の砂層に被焼却物を投入
   し、前記砂層中には導風管から分岐した複数本の散気管
   を立体的に配設して、この散気管に開孔した噴射孔から
   砂層に旋回流を生ずるように空気を送り込んで砂層を流
   動化しながら前記被焼却物を焼却する流動焼却装置にお
   いて、前記流動焼却炉における炉床は角型であり、一
   方、前記散気管を立体的に配設するにあたっては各散気
   管を炉床傾斜部に沿って階段状に配設し、且つ前記散気
   管における噴射孔により砂層に旋回流を生じさせるにあ
   たっては、噴射孔を炉床傾斜面乃至炉床の底部側へ向け
   て形成したことを特徴とする流動焼却装置における散気
   管の配設構造。
2. 【請求項２】流動焼却炉内部の砂層に被焼却物を投入
   し、前記砂層中には導風管から分岐した複数本の散気管
   を立体的に配設して、この散気管に開孔した噴射孔から
   砂層に旋回流を生ずるように空気を送り込んで砂層を流
   動化しながら前記被焼却物を焼却する流動焼却装置にお
   いて、前記流動焼却炉における炉床は円筒形であり、一
   方、前記散気管を立体的に配設するにあたっては散気管
   の一群を砂層下部に水平に配設すると共に、更にこの一
   群の散気管の上部にも別の散気管の一群を砂層中央部に
   向かうように配設し、且つ前記散気管における噴射孔に
   より砂層に旋回流を生じさせるにあたっては、下部の各
   散気管に形成される噴射孔により砂層を上方へ流動させ
   るようにすると共に、上部の各散気管に形成される噴射
   孔により砂層を流動焼却炉に水平断面方向へ旋回させる
   ように各噴射孔を形成したことを特徴とする流動焼却装
   置における散気管の配設構造。