JP3007215B2 - 熱反応炉 - Google Patents
熱反応炉Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物等を燃焼させる
熱反応炉に係り、特に火床からの未燃ガスと二次空気と
の混合を向上させ、未燃カーボン、流動媒体等の炉外へ
の飛散を抑制できる熱反応炉に関する。
熱反応炉に係り、特に火床からの未燃ガスと二次空気と
の混合を向上させ、未燃カーボン、流動媒体等の炉外へ
の飛散を抑制できる熱反応炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、廃棄物等の燃焼における未燃ガス
を抑制する技術としては、種々のものが提案されてい
る。例えば、特開昭６３−２７９０１３号公報には、
「流動床焼却炉のＮＯｘ及び未燃ガス抑制装置」が記載
されている。上記の技術は、燃焼室を横断して中空障壁
が配置され、炉側壁と障壁との間の開口部を上昇する燃
焼ガスによって生じる渦流により、前記中空障壁の噴出
孔から噴出する酸素と未燃ガスとの混合を促進させ、未
燃ガス等の有害物質の排出を抑制している。
を抑制する技術としては、種々のものが提案されてい
る。例えば、特開昭６３−２７９０１３号公報には、
「流動床焼却炉のＮＯｘ及び未燃ガス抑制装置」が記載
されている。上記の技術は、燃焼室を横断して中空障壁
が配置され、炉側壁と障壁との間の開口部を上昇する燃
焼ガスによって生じる渦流により、前記中空障壁の噴出
孔から噴出する酸素と未燃ガスとの混合を促進させ、未
燃ガス等の有害物質の排出を抑制している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術も酸素（二次空気）と未燃ガスの混合は、噴出空気の
貫通力（二次空気の吹き込み流速）にかかっており、二
次空気噴出孔から離れるに従い、急激に攪拌力が弱まる
ために、噴出二次空気の影響力の及ばない領域を未燃ガ
スがすり抜けてしまい未燃ガスと空気の混合が行われな
い恐れがあった。また、これを防止するため空気噴出口
を増やすと噴出空気の貫通力が弱まってしまうという問
題が生じる。
術も酸素（二次空気）と未燃ガスの混合は、噴出空気の
貫通力（二次空気の吹き込み流速）にかかっており、二
次空気噴出孔から離れるに従い、急激に攪拌力が弱まる
ために、噴出二次空気の影響力の及ばない領域を未燃ガ
スがすり抜けてしまい未燃ガスと空気の混合が行われな
い恐れがあった。また、これを防止するため空気噴出口
を増やすと噴出空気の貫通力が弱まってしまうという問
題が生じる。
【０００４】また、混合、攪拌を行なわすために上昇す
る流速を速くすると、燃焼ガスに同伴した未燃カーボン
や、流動媒体も、そのまま絞り部を通過してしまうた
め、ガス流速は２ｍ／ｓ程度に制限される。従って、上
部燃焼室は、一般に下部燃焼室に比べて大きくなるよう
に構成されてしまう問題がある。本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、前記絞り部の通過ガス流速が速く
ても未燃カーボンや、流動媒体の飛散を最小限にし、か
つ未燃ガスが未反応のまますり抜けることがなく、未燃
ガスと酸素との反応が確実且つ急速に進行して、未燃ガ
スを最小限に抑制できる熱反応炉を提供することを目的
とする。
る流速を速くすると、燃焼ガスに同伴した未燃カーボン
や、流動媒体も、そのまま絞り部を通過してしまうた
め、ガス流速は２ｍ／ｓ程度に制限される。従って、上
部燃焼室は、一般に下部燃焼室に比べて大きくなるよう
に構成されてしまう問題がある。本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、前記絞り部の通過ガス流速が速く
ても未燃カーボンや、流動媒体の飛散を最小限にし、か
つ未燃ガスが未反応のまますり抜けることがなく、未燃
ガスと酸素との反応が確実且つ急速に進行して、未燃ガ
スを最小限に抑制できる熱反応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】上記目的を達成するため
に、本発明では焼却物を火格子部又は流動砂層部で燃焼
させ、発生した燃焼ガスを上部に連接する燃焼室に導入
し、該燃焼室で二次空気と混合させ一定の滞留時間を保
持させて燃焼を完結させるように構成した熱反応炉にお
いて、前記燃焼室は途中をガス流れ方向に対して横断面
方向に絞り、一定距離の通路をおいて再び拡大する絞り
部を形成し、該絞り部通路出口に山笠構造の障壁を設
け、該障壁の下方に下部燃焼室を上方に上部燃焼室を形
成し、該障壁には一定距離のガス通路を設けると共に、
上部燃焼室には障壁出口の燃焼ガスの流れに対向又は交
差する方向に二次空気を噴出させる複数個の二次空気吹
込口を配設し、前記障壁のガス通路を末広がりに構成し
たものである。
に、本発明では焼却物を火格子部又は流動砂層部で燃焼
させ、発生した燃焼ガスを上部に連接する燃焼室に導入
し、該燃焼室で二次空気と混合させ一定の滞留時間を保
持させて燃焼を完結させるように構成した熱反応炉にお
いて、前記燃焼室は途中をガス流れ方向に対して横断面
方向に絞り、一定距離の通路をおいて再び拡大する絞り
部を形成し、該絞り部通路出口に山笠構造の障壁を設
け、該障壁の下方に下部燃焼室を上方に上部燃焼室を形
成し、該障壁には一定距離のガス通路を設けると共に、
上部燃焼室には障壁出口の燃焼ガスの流れに対向又は交
差する方向に二次空気を噴出させる複数個の二次空気吹
込口を配設し、前記障壁のガス通路を末広がりに構成し
たものである。
【０００６】前記熱反応炉において、絞り部通路出口部
に設けた障壁（第１の障壁）は、外周を耐火物で被覆す
るか、あるいは該障壁を水管で形成し、その外周を耐火
物で被覆するのがよく、また、前記上下部燃焼室、及び
絞り部通路を水管壁で構成し、その高速ガス接触部を耐
火物で被覆するのがよい。前記第１の障壁の幅は絞り部
通路幅と同じか又はそれ以上とするのがよく、該障壁に
設けたガス通路は炉壁軸線に対して３０°〜６０°の範
囲の角度をなす末広がりとするのがよく、これによって
燃焼ガスを反転旋回流として未燃ガスと二次空気の混合
を向上させることができ、また、該障壁の山笠の傾斜角
度は、炉壁軸線に対し３０°〜６０°の範囲とするのが
よく、これにより、未燃カーボンや飛散流動媒体を下部
燃焼室に戻すことができる。
に設けた障壁（第１の障壁）は、外周を耐火物で被覆す
るか、あるいは該障壁を水管で形成し、その外周を耐火
物で被覆するのがよく、また、前記上下部燃焼室、及び
絞り部通路を水管壁で構成し、その高速ガス接触部を耐
火物で被覆するのがよい。前記第１の障壁の幅は絞り部
通路幅と同じか又はそれ以上とするのがよく、該障壁に
設けたガス通路は炉壁軸線に対して３０°〜６０°の範
囲の角度をなす末広がりとするのがよく、これによって
燃焼ガスを反転旋回流として未燃ガスと二次空気の混合
を向上させることができ、また、該障壁の山笠の傾斜角
度は、炉壁軸線に対し３０°〜６０°の範囲とするのが
よく、これにより、未燃カーボンや飛散流動媒体を下部
燃焼室に戻すことができる。
【０００７】さらに、前記熱反応炉において、上部燃焼
室内には、別の障壁（第２の障壁）が炉壁側面から上向
きに傾斜して傾斜上端を垂直上方の炉壁天井方向に折り
曲げて配設されており、炉壁天井と該障壁の間に開口が
形成され、該障壁内の炉壁側面に燃焼ガス排出口を設け
ている。上記のように構成した本発明の熱反応炉におい
ては、絞り部通路の最小断面を通過して第１の障壁のガ
ス通路に流入する燃焼ガスの流速を８〜１０ｍ／ｓと
し、ガス通路内の流速を１０〜１５ｍ／ｓとし、上部燃
焼室の最小断面を通過して流出する燃焼ガスの流速を３
〜６ｍ／ｓとして運転するのがよく、また、前記絞り部
通路入口の二次空気吹き込み孔位置から、前記下部燃焼
室の燃焼ガスの出口部迄の平均ガス滞留時間を１秒以上
とし、前記第１の障壁のガス通路出口の二次空気吹き込
み孔位置から、前記上部燃焼室の燃焼ガス出口部迄の平
均ガス滞留時間を３秒以上として運転するのがよい。
室内には、別の障壁（第２の障壁）が炉壁側面から上向
きに傾斜して傾斜上端を垂直上方の炉壁天井方向に折り
曲げて配設されており、炉壁天井と該障壁の間に開口が
形成され、該障壁内の炉壁側面に燃焼ガス排出口を設け
ている。上記のように構成した本発明の熱反応炉におい
ては、絞り部通路の最小断面を通過して第１の障壁のガ
ス通路に流入する燃焼ガスの流速を８〜１０ｍ／ｓと
し、ガス通路内の流速を１０〜１５ｍ／ｓとし、上部燃
焼室の最小断面を通過して流出する燃焼ガスの流速を３
〜６ｍ／ｓとして運転するのがよく、また、前記絞り部
通路入口の二次空気吹き込み孔位置から、前記下部燃焼
室の燃焼ガスの出口部迄の平均ガス滞留時間を１秒以上
とし、前記第１の障壁のガス通路出口の二次空気吹き込
み孔位置から、前記上部燃焼室の燃焼ガス出口部迄の平
均ガス滞留時間を３秒以上として運転するのがよい。
【０００８】
【作用】上記のように燃焼室の途中に絞り部通路を設
け、該絞り部出口に配置した第１の障壁の下方を下部燃
焼室、上方を上部燃焼室とし、該障壁のガス通路を通る
燃焼ガスを略等量に分流するように、前記障壁にガス通
路を上下部各燃焼室を横断して配設するから、下部燃焼
室で発生した燃焼ガスは絞り部通路の出口の該障壁で略
２分して、各分流を増速した後、該障壁のガス通路が末
広がりで横断面方向に対し角度が付いていることによ
り、ガス通路を通過する際旋回流となり噴出後上部燃焼
室の炉側に沿って流出した後中央に向って反転流とな
る。即ち、該燃焼ガスの流れを制動するように該障壁の
ガス通路を末広がり形成とし、且つ山笠構造とすること
によって、燃焼ガスの持つ運転エネルギーを最大限に利
用して、反転流を得ることができ、未燃カーボンや流動
媒体の飛散を最小限に抑制出来、また未燃ガスが未反応
のまま抜けることがなく、未燃ガスと酸素との反応が確
実且つ急速に進行し、未燃ガスを最小限に抑制すること
ができる。
け、該絞り部出口に配置した第１の障壁の下方を下部燃
焼室、上方を上部燃焼室とし、該障壁のガス通路を通る
燃焼ガスを略等量に分流するように、前記障壁にガス通
路を上下部各燃焼室を横断して配設するから、下部燃焼
室で発生した燃焼ガスは絞り部通路の出口の該障壁で略
２分して、各分流を増速した後、該障壁のガス通路が末
広がりで横断面方向に対し角度が付いていることによ
り、ガス通路を通過する際旋回流となり噴出後上部燃焼
室の炉側に沿って流出した後中央に向って反転流とな
る。即ち、該燃焼ガスの流れを制動するように該障壁の
ガス通路を末広がり形成とし、且つ山笠構造とすること
によって、燃焼ガスの持つ運転エネルギーを最大限に利
用して、反転流を得ることができ、未燃カーボンや流動
媒体の飛散を最小限に抑制出来、また未燃ガスが未反応
のまま抜けることがなく、未燃ガスと酸素との反応が確
実且つ急速に進行し、未燃ガスを最小限に抑制すること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 図１、図２及び図３は本発明の一例を示す熱反応炉の断
面構造図であり、図１は縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ
断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。図示するよ
うに、熱反応炉１０は炉壁１１で囲まれ、下から順に流
動砂層１２、下部燃焼室１３、絞り部通路１４、第１の
障壁１６、第１の障壁の燃焼ガス通路１７、上部燃焼室
１５及び第２の障壁２３が配置されている。即ち、絞り
部通路１４は燃焼室の途中をガス流れ方向に対して横断
面方向に絞ってガス通過流速を速めた一定の長さの通路
であり、その上方を下部燃焼室１３とし、第１の障壁１
６の上方を上部燃焼室１５としている。絞り部通路１４
の出口近傍に燃焼ガスを略等量に分流するように、第１
の障壁１６を下部燃焼室１３を横断して配設し、また、
燃焼ガスを炉壁１１の側面より排出するように、第２の
障壁２３を上部燃焼室１５を横断して配設している。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 図１、図２及び図３は本発明の一例を示す熱反応炉の断
面構造図であり、図１は縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ
断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。図示するよ
うに、熱反応炉１０は炉壁１１で囲まれ、下から順に流
動砂層１２、下部燃焼室１３、絞り部通路１４、第１の
障壁１６、第１の障壁の燃焼ガス通路１７、上部燃焼室
１５及び第２の障壁２３が配置されている。即ち、絞り
部通路１４は燃焼室の途中をガス流れ方向に対して横断
面方向に絞ってガス通過流速を速めた一定の長さの通路
であり、その上方を下部燃焼室１３とし、第１の障壁１
６の上方を上部燃焼室１５としている。絞り部通路１４
の出口近傍に燃焼ガスを略等量に分流するように、第１
の障壁１６を下部燃焼室１３を横断して配設し、また、
燃焼ガスを炉壁１１の側面より排出するように、第２の
障壁２３を上部燃焼室１５を横断して配設している。
【００１０】絞り部通路１４の出口近傍に配設した第１
の障壁は、その外周が耐火物で被覆された山笠構造であ
り、第１の障壁１６のガス通路１７は末広がりとすると
共に横断面方向に対し角度を付けるように形成されてい
る。また、この第１の障壁１６及び、第２障壁２３は水
管で形成し、その外周面を耐火物で被覆する構造として
もよい。また、第１の障壁１６は山笠構造とし、その障
壁出口の燃焼ガスの流れに対向或いは交差する向きに二
次空気を噴出させる複数個の二次空気吸込口２２を設け
たものとしてもよい。
の障壁は、その外周が耐火物で被覆された山笠構造であ
り、第１の障壁１６のガス通路１７は末広がりとすると
共に横断面方向に対し角度を付けるように形成されてい
る。また、この第１の障壁１６及び、第２障壁２３は水
管で形成し、その外周面を耐火物で被覆する構造として
もよい。また、第１の障壁１６は山笠構造とし、その障
壁出口の燃焼ガスの流れに対向或いは交差する向きに二
次空気を噴出させる複数個の二次空気吸込口２２を設け
たものとしてもよい。
【００１１】流動砂層１２の下部にはウィドボックス１
８が設けられ、該ウィドボックス１８の側部には一次空
気吹込口２０が設けられている。また、下部燃焼室１３
の側部炉壁１１には焼却物投入口１９が設けられてい
る。一次空気吹込口２０から吹き込まれた一次空気によ
り流動砂層１２は流動化している。ここに焼却物投入口
１９から焼却物を投入すると該焼却物は流動砂層１２の
高温によりガス化（未燃ガスや未燃カーボン及び飛散流
動媒体を多く含む）され、上昇する。このガスは、下部
燃焼室１３、上部炉壁１１及び第１の障壁１６により下
部燃焼室１３に長く滞留するように制動を受ける。そこ
に二次空気吹込口２２ａから二次空気を吹き込み、該二
次空気と未燃ガスと混合させる。絞り部通路１４は横断
面積が小さいから、ガスの速度は速くなると同時に二次
空気と未燃ガスは激しく攪拌される。ここで、第１の障
壁１６の上記下部燃焼室１３の燃焼ガス出口迄の平均ガ
ス滞留時間は、１秒以上になるようにする。
８が設けられ、該ウィドボックス１８の側部には一次空
気吹込口２０が設けられている。また、下部燃焼室１３
の側部炉壁１１には焼却物投入口１９が設けられてい
る。一次空気吹込口２０から吹き込まれた一次空気によ
り流動砂層１２は流動化している。ここに焼却物投入口
１９から焼却物を投入すると該焼却物は流動砂層１２の
高温によりガス化（未燃ガスや未燃カーボン及び飛散流
動媒体を多く含む）され、上昇する。このガスは、下部
燃焼室１３、上部炉壁１１及び第１の障壁１６により下
部燃焼室１３に長く滞留するように制動を受ける。そこ
に二次空気吹込口２２ａから二次空気を吹き込み、該二
次空気と未燃ガスと混合させる。絞り部通路１４は横断
面積が小さいから、ガスの速度は速くなると同時に二次
空気と未燃ガスは激しく攪拌される。ここで、第１の障
壁１６の上記下部燃焼室１３の燃焼ガス出口迄の平均ガ
ス滞留時間は、１秒以上になるようにする。
【００１２】絞り部通路１４で増速されたガスは、第１
の障壁１６の両端にあるガス通路１７へと流れ込む。前
記ガス通路は末広がり形状でかつ、横断面方向に角度が
付いていることより、ガスはガス通路を旋回しながら上
部燃焼室１５に噴出されると、炉壁１１に沿って上昇
し、途中より中央に向って反転流２１となり、衝突合流
する。更に二次空気吹込口２２ｂからの二次空気の貫通
力により、該二次空気は未燃ガスと激しく攪拌される。
上記の過程で略完全混合した燃焼ガスは、上部燃焼室１
５で高温を維持したまま、所定時間滞留した後、ガス出
口より排出する。ここで、第１の障壁１６の上記上部燃
焼室１５の燃焼ガス出口迄の平均ガス滞留時間は３秒以
上になるようにする。一方、未燃カーボンや飛散流媒体
は、前記反転流２１により第１の障壁１６の下方にある
下部燃焼室１３に戻される。
の障壁１６の両端にあるガス通路１７へと流れ込む。前
記ガス通路は末広がり形状でかつ、横断面方向に角度が
付いていることより、ガスはガス通路を旋回しながら上
部燃焼室１５に噴出されると、炉壁１１に沿って上昇
し、途中より中央に向って反転流２１となり、衝突合流
する。更に二次空気吹込口２２ｂからの二次空気の貫通
力により、該二次空気は未燃ガスと激しく攪拌される。
上記の過程で略完全混合した燃焼ガスは、上部燃焼室１
５で高温を維持したまま、所定時間滞留した後、ガス出
口より排出する。ここで、第１の障壁１６の上記上部燃
焼室１５の燃焼ガス出口迄の平均ガス滞留時間は３秒以
上になるようにする。一方、未燃カーボンや飛散流媒体
は、前記反転流２１により第１の障壁１６の下方にある
下部燃焼室１３に戻される。
【００１３】前記第１の障壁１６と下部燃焼室１３の上
方炉壁との間を通って、ガス通路１７に流入するガスの
主流方向の絞り部通路１４の軸線Ｙに対する角度θは、
６０°≧θ≧３０°の角度となるようにする。また、第
１の障壁１６と下部燃焼室１３の上方炉壁との間を通っ
て流出するガスは、絞り部通路の最小断面を通過して第
１の障壁のガス通路１７に流入するガスの平均流速Ｖ１
を８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓとし、ガス通路１７を通るガス
の平均流速Ｖ２を１０ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓとし、ガス通
路１７から流出して、第２の障壁２３と上部燃焼室１５
の下方炉壁との間を通過するガスの平均流速Ｖ３を３ｍ
／ｓ〜６ｍ／ｓにする。また、第２の障壁２３は、上部
燃焼室１５内に該障壁を上向きに傾斜し、傾斜上端を垂
直上方に配置し、炉壁１１側面より燃焼ガスを排出する
ことにする。また、この第２の障壁２３は水管で形成
し、その外周囲を耐火物で被覆する構造としてもよい。
方炉壁との間を通って、ガス通路１７に流入するガスの
主流方向の絞り部通路１４の軸線Ｙに対する角度θは、
６０°≧θ≧３０°の角度となるようにする。また、第
１の障壁１６と下部燃焼室１３の上方炉壁との間を通っ
て流出するガスは、絞り部通路の最小断面を通過して第
１の障壁のガス通路１７に流入するガスの平均流速Ｖ１
を８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓとし、ガス通路１７を通るガス
の平均流速Ｖ２を１０ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓとし、ガス通
路１７から流出して、第２の障壁２３と上部燃焼室１５
の下方炉壁との間を通過するガスの平均流速Ｖ３を３ｍ
／ｓ〜６ｍ／ｓにする。また、第２の障壁２３は、上部
燃焼室１５内に該障壁を上向きに傾斜し、傾斜上端を垂
直上方に配置し、炉壁１１側面より燃焼ガスを排出する
ことにする。また、この第２の障壁２３は水管で形成
し、その外周囲を耐火物で被覆する構造としてもよい。
【００１４】実施例２ 図４〜図７は本発明の他の熱反応炉の構造を示す断面図
であり、図４は縦断面図、図５は第１の障壁の構造を示
す拡大図、図６は図４のＣ−Ｃ断面図、図７は図４のＤ
−Ｄ断面図である。本実施例の熱反応炉はストーカ炉で
あり、図において、火格子３４の上の下部燃焼室３１、
絞り部通路３２及び上部燃焼室３３が下から順に配置さ
れている。炉壁３７は外側が水管壁３７ａからなり、内
側が耐火物３７ｂからなる。
であり、図４は縦断面図、図５は第１の障壁の構造を示
す拡大図、図６は図４のＣ−Ｃ断面図、図７は図４のＤ
−Ｄ断面図である。本実施例の熱反応炉はストーカ炉で
あり、図において、火格子３４の上の下部燃焼室３１、
絞り部通路３２及び上部燃焼室３３が下から順に配置さ
れている。炉壁３７は外側が水管壁３７ａからなり、内
側が耐火物３７ｂからなる。
【００１５】絞り部通路３２の出口近傍に燃焼ガスを略
等量に分流できるように第１の障壁３６を絞り部通路３
２の上部のガス通路を横断して配設し、下部燃焼室３１
の側部には焼却物投入口３８が配設され、上部燃焼室３
３の上部にはボイラー等の熱回収部３９が配設されてい
る。第１の障壁３６は、実施例１の熱反応炉の第１の障
壁１６と略同じ構造としているが、この第１の障壁３６
は水管で形成し、その外周面を耐火物で被覆する構造と
している。第１の障壁は例えば図５に示すように、３個
のヘッダ４０を水管４１、４２で連結してその外表面を
耐火物４３で被覆している。
等量に分流できるように第１の障壁３６を絞り部通路３
２の上部のガス通路を横断して配設し、下部燃焼室３１
の側部には焼却物投入口３８が配設され、上部燃焼室３
３の上部にはボイラー等の熱回収部３９が配設されてい
る。第１の障壁３６は、実施例１の熱反応炉の第１の障
壁１６と略同じ構造としているが、この第１の障壁３６
は水管で形成し、その外周面を耐火物で被覆する構造と
している。第１の障壁は例えば図５に示すように、３個
のヘッダ４０を水管４１、４２で連結してその外表面を
耐火物４３で被覆している。
【００１６】なお、第１の障壁３６と下部燃焼室３１の
上方炉壁との間を通って、ガス通路３５に流入するガス
の主流方向の絞り部通路３２の軸線Ｙに対する角度θ、
第１の障壁３６と下部燃焼室３１の上方炉壁との間を通
ってガス通路３５に流入する未燃ガスの平均流速Ｖ１、
ガス通路３５を通る未燃ガスの平均流速Ｖ２、ガス通路
３５から流出して、上部燃焼室３３の下方炉壁との間を
通過する未燃ガスの平均流速Ｖ３は、実施例１と同じに
なるようにする。熱反応炉を上記のような構造とするこ
とにより、流動砂層１２又は火格子３４で燃焼して発生
して下部燃焼室１３、３２へ流出した、ガスは（未燃ガ
スと未燃カーボンや飛散流動媒体を多く含む）第１の障
壁１６、３６により略等量ずつに２方向に分流して、こ
の第１の障壁１６、３６と下部燃焼室１３、３２の側壁
との間で各々８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓに増速され、ガス通
路１７、３５の入口付近で衝突、合流して激しく混合
し、急激に未燃ガスと酸素の反応が進行する。
上方炉壁との間を通って、ガス通路３５に流入するガス
の主流方向の絞り部通路３２の軸線Ｙに対する角度θ、
第１の障壁３６と下部燃焼室３１の上方炉壁との間を通
ってガス通路３５に流入する未燃ガスの平均流速Ｖ１、
ガス通路３５を通る未燃ガスの平均流速Ｖ２、ガス通路
３５から流出して、上部燃焼室３３の下方炉壁との間を
通過する未燃ガスの平均流速Ｖ３は、実施例１と同じに
なるようにする。熱反応炉を上記のような構造とするこ
とにより、流動砂層１２又は火格子３４で燃焼して発生
して下部燃焼室１３、３２へ流出した、ガスは（未燃ガ
スと未燃カーボンや飛散流動媒体を多く含む）第１の障
壁１６、３６により略等量ずつに２方向に分流して、こ
の第１の障壁１６、３６と下部燃焼室１３、３２の側壁
との間で各々８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓに増速され、ガス通
路１７、３５の入口付近で衝突、合流して激しく混合
し、急激に未燃ガスと酸素の反応が進行する。
【００１７】ガス通路１７、３５の入口で合流したガス
は混合しながら１０ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓの流速を保持し
たまま通路を旋回しながら、前記ガス通路１７、３５の
出口より噴出されると炉壁１１、４４に沿って上昇し、
途中より中央に向って反転流２１、４５となり衝突合流
する。更に二次空気吹込口２２ｂ、４６ｂからの二次空
気の貫通力により該二次空気は未燃ガスと激しく攪拌さ
れる。一方未燃カーボンや飛散流動媒体は前記反転流２
１、４５により第１の障壁１６、３６の下方にある下部
燃焼室１３、３２に多量戻される。上記の過程で略完全
混合した燃焼ガスは上部燃焼室１５、３３で高温を維持
したまま、所定時間滞留した後ガス出口より排出する。
ここで、第１の障壁１６、３６の上記上部燃焼室１５、
３３の燃焼ガス出口迄の平均ガス滞留時間は３秒以上に
なるようにすると共に該第１の障壁の下方にある下部燃
焼室１３、３２の燃焼ガス出口迄の平均ガス滞留時間は
１秒以上になるようにする。
は混合しながら１０ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓの流速を保持し
たまま通路を旋回しながら、前記ガス通路１７、３５の
出口より噴出されると炉壁１１、４４に沿って上昇し、
途中より中央に向って反転流２１、４５となり衝突合流
する。更に二次空気吹込口２２ｂ、４６ｂからの二次空
気の貫通力により該二次空気は未燃ガスと激しく攪拌さ
れる。一方未燃カーボンや飛散流動媒体は前記反転流２
１、４５により第１の障壁１６、３６の下方にある下部
燃焼室１３、３２に多量戻される。上記の過程で略完全
混合した燃焼ガスは上部燃焼室１５、３３で高温を維持
したまま、所定時間滞留した後ガス出口より排出する。
ここで、第１の障壁１６、３６の上記上部燃焼室１５、
３３の燃焼ガス出口迄の平均ガス滞留時間は３秒以上に
なるようにすると共に該第１の障壁の下方にある下部燃
焼室１３、３２の燃焼ガス出口迄の平均ガス滞留時間は
１秒以上になるようにする。
【００１８】以上のように、上記実施例によれば、下部
燃焼室での還元燃焼と上部燃焼室での酸化燃焼を行なう
と共に第１の障壁のガス噴流通路の末広がり形成により
燃焼ガスの旋回反転運動を生じさせ未燃カーボンや飛散
流動媒体の再燃焼と回収を有効に行なうため、従来のよ
うな未燃ガス排出や未燃カーボン及び飛散流動媒体の流
出によるトラブルを略完全に防止することが可能とな
る。
燃焼室での還元燃焼と上部燃焼室での酸化燃焼を行なう
と共に第１の障壁のガス噴流通路の末広がり形成により
燃焼ガスの旋回反転運動を生じさせ未燃カーボンや飛散
流動媒体の再燃焼と回収を有効に行なうため、従来のよ
うな未燃ガス排出や未燃カーボン及び飛散流動媒体の流
出によるトラブルを略完全に防止することが可能とな
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
のような優れた効果が得られる。 （１）燃焼ガス同士或いは燃焼ガスと障壁とのガス自身
の持つ運動エネルギーを利用した強力な反転流や攪拌力
によって、未燃カーボンや飛散流動媒体の流出が最小限
となり、かつ未燃ガスと二次空気との混合が略完全に行
なわれ、未燃ガスのすり抜けを防止することができる。 （２）未燃ガスと二次空気の混合性が良いので、従来例
に比べて、炉内に吹き込む二次空気量を減らすこと（空
気比を下げること）ができ、燃焼ガス温度を高温に維持
できるから、ダイオキシン等の有害物質の分解が促進さ
れる。 （３）以上の効果によって、本発明の熱反応炉によれば
廃棄物等の焼却炉から排出するＣＯ等の未燃ガスの量を
最小限に抑制でき、またダイオキシン等の有害物質の排
出を減らすことが可能である。
のような優れた効果が得られる。 （１）燃焼ガス同士或いは燃焼ガスと障壁とのガス自身
の持つ運動エネルギーを利用した強力な反転流や攪拌力
によって、未燃カーボンや飛散流動媒体の流出が最小限
となり、かつ未燃ガスと二次空気との混合が略完全に行
なわれ、未燃ガスのすり抜けを防止することができる。 （２）未燃ガスと二次空気の混合性が良いので、従来例
に比べて、炉内に吹き込む二次空気量を減らすこと（空
気比を下げること）ができ、燃焼ガス温度を高温に維持
できるから、ダイオキシン等の有害物質の分解が促進さ
れる。 （３）以上の効果によって、本発明の熱反応炉によれば
廃棄物等の焼却炉から排出するＣＯ等の未燃ガスの量を
最小限に抑制でき、またダイオキシン等の有害物質の排
出を減らすことが可能である。
【図１】本発明の熱反応炉の構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の熱反応炉の構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図５】第２の障壁の構造を示す拡大断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図４のＤ−Ｄ断面図である。
１０、３０：熱反応炉、１１、３７：炉壁、１２：流動
砂層、１３、３１：下部燃焼室、１４、３２：絞り部通
路、１５、３３：上部燃焼室、１６、３６：第１の障
壁、１７、３５：ガス通路、１８：ウィドボックス、１
９、３８：焼却物投入口、２０：一次空気吹込口、２
１、４５：反転流、２２、４６：二次空気吹込口、２
３：第２の障壁、３４：火格子、３９：熱回収部、４
０：ヘッダ、４１、４２：水管、４３：耐火物、４４：
水冷炉壁
砂層、１３、３１：下部燃焼室、１４、３２：絞り部通
路、１５、３３：上部燃焼室、１６、３６：第１の障
壁、１７、３５：ガス通路、１８：ウィドボックス、１
９、３８：焼却物投入口、２０：一次空気吹込口、２
１、４５：反転流、２２、４６：二次空気吹込口、２
３：第２の障壁、３４：火格子、３９：熱回収部、４
０：ヘッダ、４１、４２：水管、４３：耐火物、４４：
水冷炉壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 啓一 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社荏原製作所内 (56)参考文献 特開 平４−155114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−202925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−4237（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−63407（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/16 ZAB F23G 5/30 ZAB
Claims (5)
- 【請求項１】 焼却物を火格子部又は流動砂層部で燃焼
させ、発生した燃焼ガスを上部に連接する燃焼室に導入
し、該燃焼室で二次空気と混合させ一定の滞留時間を保
持させて燃焼を完結させるように構成した熱反応炉にお
いて、前記燃焼室は途中をガス流れ方向に対して横断面
方向に絞り、一定距離の通路をおいて再び拡大する絞り
部を形成し、該絞り部通路出口に山笠構造の障壁を設
け、該障壁の下方に下部燃焼室を上方に上部燃焼室を形
成し、該障壁には一定距離のガス通路を設けると共に、
上部燃焼室には障壁出口の燃焼ガスの流れに対向又は交
差する方向に二次空気を噴出させる複数個の二次空気吹
込口を配設し、前記障壁のガス通路を末広がりに構成し
たことを特徴とする熱反応炉。 - 【請求項２】 前記障壁を水管で形成し、その外周を耐
火物で被覆したことを特徴とする請求項１記載の熱反応
炉。 - 【請求項３】 前記上下部燃焼室、障壁及び絞り部通路
を水管壁で構成し、その高速ガス接触部を耐火物で被覆
したことを特徴とする請求項１記載の熱反応炉。 - 【請求項４】 前記絞り部通路出口部に設けた障壁の幅
を絞り部通路幅と同じか又はそれ以上としたことを特徴
とする請求項１記載の熱反応炉。 - 【請求項５】 前記上部燃焼室内には、別の障壁が炉壁
側面から上向きに傾斜して傾斜上端を垂直上方の炉壁天
井方向に折り曲げて配設されており、炉壁天井と該障壁
の問に開口が形成され、該障壁内の炉壁側面に燃焼ガス
排出口を設けたことを特徴とする請求項１記載の熱反応
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4032972A JP3007215B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 熱反応炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4032972A JP3007215B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 熱反応炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203130A JPH05203130A (ja) | 1993-08-10 |
| JP3007215B2 true JP3007215B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=12373813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4032972A Expired - Fee Related JP3007215B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 熱反応炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3007215B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP4032972A patent/JP3007215B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05203130A (ja) | 1993-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |