JP3779771B2 - 流動層用散気ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや各種廃棄物等を焼却処理する流動層式焼却炉に用いられるものであり、炉内に形成した流動媒体層内に空気を吹き込んで流動媒体を流動せしめるようにした流動層用散気ノズルの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流動層燃焼は、流動層を形成する硅砂や石灰石等の流動媒体が大きな熱量を持っている為、通常の燃焼方法では燃料として利用し難かった高水分のものから難燃性のものまで燃焼させることができるうえ、二種以上の混焼も可能であるので、従来から広く利用されている。即ち、流動層燃焼は、石炭、リグナイト、木・紙・プラスチック・ＲＤＦ等の固形化燃料、バーク・チップ・ソーダスト等の各種木質系廃棄物、もみがら・みかん粕・ビール粕・コーヒー粕等の農産廃棄物、その他の各種産業廃棄物、都市ごみ、各種汚泥等を良好に燃焼させることができる。
【０００３】
図５は流動層燃焼を行う流動層式焼却炉の要部を示す概略縦断面図であり、当該流動層式焼却炉は、炉本体２０の炉底に形成した硅砂や石灰石等の流動媒体から成る流動媒体層２１内に、多数の散気ノズル２２を設けた複数本の空気分配ダクト２３を水平状態で並列配置し、前記散気ノズル２２から流動媒体層２１内へ空気ａを吹き込んで流動媒体を流動せしめると共に、この流動媒体層２１に被燃焼物（都市ごみや各種廃棄物等）を供給して流動燃焼させるようにしたものである。
【０００４】
前記散気ノズル２２は、図６乃至図７に示す如く、耐熱性や耐摩耗性等に優れた金属材により頂部が閉塞された円筒状に形成されて居り、その頂部付近には軸芯位置から放射状に延びる複数の空気噴出孔２２ａが穿設されていると共に、下端部内周面には雌ネジ２２ｂが形成されている。
【０００５】
又、散気ノズル２２は、空気分配ダクト２３の上面側に一定間隔を開けて着脱自在に取り付けられている。即ち、散気ノズル２２は、図６に示す如く、角パイプ製の空気分配ダクト２３の上面に、散気ノズル２２の雌ネジ２２ｂと螺合する雄ネジ２４ａを形成した筒状の管台２４を溶接により固着し、この管台２４の雄ネジ２４ａ部分に散気ノズル２２の雌ネジ２２ｂ部分を螺合することによって、空気分配ダクト２３に対して着脱自在に取り付けられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流動層式焼却炉に於ける散気ノズル２２は、流動媒体層２１内に埋没し、且つ流動層式焼却炉の運転中には激しく流動する流動媒体に晒される為、摩耗の問題はどうしても避けられないものである。この為、散気ノズル２２は、通常５年程度のサイクルで交換する必要があった。
又、散気ノズル２２は、流動層式焼却炉の運転中の微震動によって、管台２４との結合が緩んで空気分配ダクト２３から脱落する危険があった。その為、散気ノズル２２の空気分配ダクト２３への取り付けに当たっては、散気ノズル２２を管台２４側へ充分に締め付ける必要があった。
【０００７】
ところが、管台２４側へきつく締め付けて取り付けた散気ノズル２２は、高温に晒されることによって、管台２４との結合部（ネジ部分）が焼付き現象を起こし、簡単には取り外せない状態となることが多かった。特に、大型の流動層式焼却炉にあっては、散気ノズル２２の数が多く、１炉当り数百個〜千個に達する為、散気ノズル２２が上述した焼付き現象を起こした場合には散気ノズル２２の交換に多大の労力と時間を必要とすることになる。
【０００８】
このように、従来の散気ノズル２２に於いては、散気ノズル２２の管台２４への締め付けを緩くすると、焼付き現象を起こし難くなって散気ノズル２２の交換を簡単に行える反面、散気ノズル２２が空気分配ダクト２３から簡単に脱落してしまうと云う問題が発生することになり、又、反対に散気ノズル２２を管台２４へ強く締め付けると、散気ノズル２２の脱落を防止できる反面、焼付き現象を起こして散気ノズル２２の交換を簡単には行えないと云う問題が発生することなり、相反する両方の問題を同時に解決できるものではなかった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は散気ノズルの脱落を防止できると共に、散気ノズルの交換を簡単且つ容易に行えるようにした流動層用散気ノズルを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明は、炉内の流動媒体層４内に配置した空気分配ダクト５上若しくは炉内の底部に配置した分散板上にネジ構造により着脱自在に螺着され、流動媒体層４内に空気ａを吹き込んで流動媒体を流動せしめるようにした頂部が閉塞された筒状の流動層用散気ノズル１に於いて、前記散気用ノズル１の上端部外周面を断面形状が円形又は６乃至８角形状に形成すると共に、内方部を、空気分配ダクト５又は分散板に穿孔した空気出口５ａの内径より大きな内径の空気導入用の空間部とし、前記断面形状が円形又は６乃至８角形状の外周面に同じ円周方向で且つ接線方向へ向く複数の空気噴出孔１ｄを等しい角度間隔で形成し、前記各空気噴出孔１ｄから空気ａを噴出したときに散気用ノズル１に作用する反力Ｒにより、当該散気用ノズル１がそのネジを締め付ける方向へ回転される構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の流動層用散気ノズル１を用いた流動層式焼却炉の一例を示す一部切欠斜視図であり、当該流動層式焼却炉は、内部に燃焼室２を形成した角形の炉本体３と、炉本体３の炉底に形成された硅砂や石灰石等の流動媒体から成る流動媒体層４と、流動媒体層４内に水平姿勢で並列配置された複数本の角パイプ製の空気分配ダクト５と、空気分配ダクト５の上面側に一定間隔毎に取り付けられた多数の散気ノズル１と、炉外に配置されて各空気分配ダクト５の端部に連通接続されたウインドボックス６と、炉本体３の燃焼排ガス出口に設けられたボイラ７等を具備して居り、散気ノズル１以外は従来公知のものと同様構造に構成されている。
【００１２】
尚、図１に於いて、８は炉本体３の炉底に形成した流動媒体や不燃物の排出口、９は炉本体３の側壁に形成され、炉内へ都市ごみや各種廃棄物等の被燃焼物を供給する為の供給口、１０は流動媒体層４内に配置され、ボイラ８の伝熱管の一部を構成する層内伝熱管、１１はウインドボックス６に接続された空気供給ダクトである。
【００１３】
而して、前記流動層式焼却炉に於いて、通風機（図示省略）から空気予熱器（図示省略）、空気供給ダクト１１及びウインドボックス６を経て各空気分配ダクト５に供給された適宜の温度の空気ａは、散気ノズル１から流動媒体層４内へ噴出される。これによって、空気分配ダクト５より上方側の流動媒体層４部分に於いては、散気ノズル１から噴出される空気ａによって流動媒体が流動せしめられ、流動層が形成される。又、空気分配ダクト５より下方側の流動媒体層４部分に於いては、流動媒体が散気ノズル１から噴出される空気ａによる流動作用を受けずに静止せしめられ、貯留層が形成される。尚、散気ノズル１から噴出される空気ａは、流動媒体を流動させる他、一次燃焼用空気としても利用される。
【００１４】
一方、都市ごみや各種廃棄物等の被燃焼物は、破砕機、粉砕機、定量フィーダー、供給コンベヤ、供給フィーダー（何れも図示省略）を経て供給口９から炉内へ投入される。
炉内へ投入された被燃焼物の大部分は、高温で流動する流動層内で激しく攪拌されながら、散気ノズル１から噴出される空気ａと燃焼室２に供給される二次燃焼用空気とにより流動燃焼される。又、一部の極軽量の可燃性のごみと流動層からの灰は、燃焼室２で浮遊燃焼される。
【００１５】
そして、燃焼によって生じた高温の燃焼排ガスＧは、ボイラ７により熱回収された後、空気予熱器、排ガス処理装置及び煙突（何れも図示省略）を経て大気中へ放出される。
又、不燃物を含む流動媒体は、排出口８から順次引き抜かれ、振動スクリーン（図示省略）で不燃物が除去された後、コンベヤ（図示省略）により搬送され、炉本体３の側壁に形成した流動媒体投入口（図示省略）から炉内へ再投入されている。
【００１６】
本発明の散気ノズル１は、図２及び図３に示す如く、耐熱性や耐摩耗性等に優れた金属材により頂部が閉塞された筒状に形成されて居り、空気分配ダクト５上にネジ構造により着脱自在に螺着されている。
【００１７】
即ち、散気ノズル１は、下端部内周面に雌ネジ１ａを形成した円筒状の筒部１ｂと、筒部１ｂの上端に連設されて上端開口を閉塞する盲板１ｃとから成り、散気ノズル１の上端部外周面は六角形状に形成されている。
又、空気分配ダクト５の上面には、長手方向に沿って一定間隔毎に空気出口５ａが形成されて居り、各空気出口５ａの周囲には、散気ノズル１の雌ネジ１ａと螺合する雄ネジ１２ａを形成した筒状の管台１２が雄ネジ１２ａ部分を上方にした状態で溶接により固着されている。
従って、散気ノズル１は、その雌ネジ１ａを管台１２の雄ネジ１２ａに螺合することによって、空気分配ダクト５に対して着脱自在に取り付けられることになる。
【００１８】
そして、前記各散気ノズル１の頂部付近（六角形状に形成された部分）には、図３及び図４に示す如く、空気分配ダクト５に供給された空気ａを流動媒体層４内へ吹き込む為の空気噴出孔１ｄが同じ円周方向で且つ接線方向へ向って等角度毎に複数個穿設されている。従って、各散気ノズル１には、空気噴出孔１ｄから空気ａを噴出したときに、反力が生じて空気ａの噴出する方向とは逆方向の回転力（図４に示す散気ノズル１の場合には時計回り方向の回転力）が作用することになる。このときの各空気噴出孔１ｄの向きは、反力により生じた回転力の方向が散気ノズル１を管台１２側へ締め付ける方向になるように設定されている。
尚、空気噴出孔１ｄは、散気ノズル１の六角形状に形成した部分に穿設されている為、空気噴出孔１ｄが接線方向へ向いていても、該空気噴出孔１ｄを散気ノズル１へ簡単且つ容易に穿設することができる。
【００１９】
このように、前記各散気ノズル１は、各空気噴出孔１ｄから空気ａを噴出したときに生じる反力によりネジを締め付ける方向へ回転するようになっている為、流動層式焼却炉の運転中の微震動によって、管台１２との結合が緩んで空気分配ダクト５から脱落すると云うこともない。従って、散気ノズル１の取り付けに際しては、散気ノズル１の脱落を防止する為に過度の締め付けを行う必要もない。この結果、散気ノズル１と管台１２との結合部（ネジ部分）の焼付きによる固着を防止することができ、散気ノズル１の取り替え時に散気ノズル１を簡単且つ容易に取り外すことができる。
【００２０】
尚、上記例に於いては、散気ノズル１の上端部外周を六角形状に形成したが、他の例に於いては、散気ノズル１の上端部外周を八角形状や円形等に形成しても良い。
【００２１】
上記例に於いては、散気ノズル１を角パイプ製の空気分配ダクト５に着脱自在に取り付けるようにしたが、他の例に於いては、散気ノズル１を丸パイプ製の空気分配ダクト５にネジ構造により着脱自在に取り付けるようにしても良く、或いは散気ノズル１を炉内の底部に配置されて流動媒体層（４）を支持する傾斜状の分散板（図示省略）上にネジ構造により着脱自在に取り付けるようにしても良い。
【００２２】
上記例に於いては、散気ノズル１を管台１２を介して空気分配ダクト５に着脱自在に取り付けるようにしたが、他の例に於いては、散気ノズル１を直に空気分配ダクト５や分散板に着脱自在に螺着するようにしても良い。
【００２３】
上記例に於いては、散気ノズル１に反時計回り方向へ向く六つの空気噴出孔１ｄを形成するようにしたが、空気噴出孔１ｄの数や向きは上記例に限定されるものではなく、流動媒体を流動せしめて良好な流動燃焼を得ることができ、且つ散気ノズル１にこれを管台１２側へ締め付ける方向の回転力を生じさせることができれば、その数や向きは任意である。
【００２４】
【発明の効果】
上述の通り、本発明は、空気分配ダクト上若しくは分散板上に着脱自在に螺着された散気ノズルの頂部付近に、同じ円周方向で且つ接線方向へ向く複数の空気噴出孔を形成し、各空気噴出孔から空気を噴出したときに生じる反力によって、散気ノズルが空気分配ダクト側へ締め付けられる方向へ回転するように構成している為、流動層式焼却炉の運転中に於ける散気ノズルの脱落を確実に防止することができる。
又、散気ノズルの交換時に於ける散気ノズルの取り外しも簡単且つ容易に行える。即ち、散気ノズルの取り付け時には、散気ノズルを空気分配ダクト側へ強く締め付ける必要もなく、手回しによる締め付け作業だけで良く、多数の散気ノズルを工具を用いて締め付ける必要もない。然も、散気ノズルを緩く締め付けることができる為、散気ノズルの焼付きを防止することができ、散気ノズルの交換時に旧い散気ノズルが焼付いて取り外しが困難になると云うこともない。その結果、散気ノズルの交換に多大の労力と時間を要すると云うこともなく、散気ノズルの取り替え作業が極めて簡単且つ容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動層用散気ノズルを用いた流動層式焼却炉の一例を示す一部切欠斜視図である。
【図２】本発明の流動層用散気ノズルを管台を介して空気分配ダクトに取り付けた状態の側面図である。
【図３】同じく散気ノズルを管台を介して空気分配ダクトに取り付けた状態の縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】従来の散気ノズルを用いた流動層式焼却炉の要部の概略縦断面図である。
【図６】従来の散気ノズルを管台を介して空気分配ダクトに取り付けた状態の縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の簡単な説明】
１は散気ノズル、１ｄは空気噴出孔、４は流動媒体層、５は空気分配ダクト、ａは空気。

Claims (1)

1. 炉内の流動媒体層（４）内に配置した空気分配ダクト（５）上若しくは炉内の底部に配置した分散板上にネジ構造により着脱自在に螺着され、流動媒体層（４）内に空気（ａ）を吹き込んで流動媒体を流動せしめるようにした頂部が閉塞された筒状の流動層用散気ノズル（１）に於いて、前記散気用ノズル（１）の上端部外周面を断面形状が円形又は６乃至８角形状に形成すると共に、内方部を、空気分配ダクト（５）又は分散板に穿孔した空気出口（５ａ）の内径より大きな内径の空気導入用の空間部とし、前記断面形状が円形又は６乃至８角形状の外周面に同じ円周方向で且つ接線方向へ向く複数の空気噴出孔（１ｄ）を等しい角度間隔で形成し、前記各空気噴出孔（１ｄ）から空気（ａ）を噴出したときに散気用ノズル（１）に作用する反力（Ｒ）により、当該散気用ノズル（１）がそのネジを締め付ける方向へ回転される構成としたことを特徴とする流動層用散気ノズル。

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