JP4078342B2 - Swirl furnace - Google Patents
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Description
本発明は、難燃性物質などの産業廃棄物を旋回流の燃焼炎で燃焼する旋回流燃焼炉に関し、特に、燃焼室から排出される排出ガスを再度燃焼室に送り戻す循環装置を備えたものに関する。 The present invention relates to a swirl flow combustion furnace that burns industrial waste such as a flame-retardant material with a swirl flow flame, and in particular, includes a circulation device that sends exhaust gas discharged from the combustion chamber back to the combustion chamber. About things.
従来、前記旋回流燃焼炉として、燃焼室と、その燃焼室内で旋回流を生じさせるためのバーナと、燃焼後のガスを燃焼室外に排出させるためのブロアと、燃焼室から排出された排出ガス(可燃性ガス)を再度燃焼室に送り戻す循環装置とを備えた旋回流燃焼炉であって、前記循環装置が、燃焼室に設けられた排出口と、燃焼室の高さ方向下方の壁面に設けられた導入口とを連通させる送気管を有したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、この従来の構造では、旋回流を生じさせるためのバーナ、及び、燃焼後のガスを燃焼室外に排出させるためのブロアが必要となり、また、それらバーナ及びブロアには高い耐熱性が要求されるため、その設備のためのコストが高くなるといった問題がある。 However, this conventional structure requires a burner for generating a swirl flow and a blower for discharging the burned gas out of the combustion chamber, and these burners and blowers are required to have high heat resistance. Therefore, there is a problem that the cost for the equipment becomes high.
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、簡単な構造及び低コストで旋回流を生じさせることができると共に燃焼室外に排出された排出ガスを再度燃焼室に循環させることができる旋回流燃焼炉を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a swirling flow combustion furnace that can generate a swirling flow with a simple structure and low cost and can circulate the exhaust gas discharged outside the combustion chamber to the combustion chamber again. It is an issue to provide.
上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、投入される被燃焼物を旋回流の燃焼炎で燃焼させる旋回流燃焼炉であって、燃焼室と、その燃焼室から排出される排出ガスを再度燃焼室に送り戻す循環装置とを備えた旋回流燃焼炉において、前記循環装置は、燃焼室の上部に設けられた排出口と、燃焼室の高さ方向中央または中央よりも下方の壁面に設けられた導入口とを連通させる送気管を有し、該送気管は、燃焼室の導入口に対し、水平より下向きに傾斜した管方向で接続され、送気管に、排出ガスを燃焼させる副燃焼室を複数直列に設け、副燃焼室の容積を、排出ガスの流通方向に向かうに従って段階的に小さくしたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a swirl flow combustion furnace that burns an input combustible material with a swirl flow combustion flame, and is discharged from the combustion chamber and the combustion chamber. In a swirl flow combustion furnace provided with a circulation device that sends exhaust gas back to the combustion chamber again, the circulation device includes an exhaust port provided at an upper portion of the combustion chamber and a center in the height direction of the combustion chamber or below the center. The air supply pipe communicates with the inlet provided in the wall of the combustion chamber, and the air supply pipe is connected to the inlet of the combustion chamber in a pipe direction inclined downward from the horizontal , and exhaust gas is supplied to the air supply pipe. A plurality of sub-combustion chambers for combustion are provided in series, and the volume of the sub-combustion chambers is reduced stepwise in the exhaust gas flow direction .
請求項1に記載の発明によれば、燃焼室の上部に設けられた排出口と、燃焼室の高さ方向中央または中央よりも下方の壁面に設けられた導入口とが送気管によって連通されているので、簡単な構成で排出ガスを循環させることができ、別途ブロア等の設備を必要としないのでコストが高くならない。また、排出口から排出された排出ガスは、最初の副燃焼室に進入する際にその流速が減速され、排出ガスの該副燃焼室での滞留時間が長くなる。そして、該副燃焼室での滞留中にさらに燃焼が進んだ排出ガスは、次の副燃焼室に進入し、その際に流速が加速される。このように、副燃焼室の容積が排出ガスの流通方向に向かうに従って段階的に小さくなっていることにより、排ガスが通過する際にガスの流速が急激に変化しないという利点がある。
According to the first aspect of the present invention, the exhaust port provided in the upper portion of the combustion chamber and the introduction port provided in the center in the height direction of the combustion chamber or the wall surface below the center are communicated with each other by the air supply pipe. Therefore, the exhaust gas can be circulated with a simple configuration, and no additional equipment such as a blower is required, so the cost does not increase. Further, when the exhaust gas discharged from the discharge port enters the first sub-combustion chamber, the flow velocity thereof is reduced, and the residence time of the exhaust gas in the sub-combustion chamber becomes longer. Then, the exhaust gas further burned during the stay in the auxiliary combustion chamber enters the next auxiliary combustion chamber, and at that time, the flow velocity is accelerated. Thus, since the volume of the sub-combustion chamber is reduced stepwise as it goes in the exhaust gas flow direction, there is an advantage that the gas flow rate does not change abruptly when the exhaust gas passes through.
また、送気管が燃焼室の導入口に対し、水平より下向きに傾斜した管方向で接続されているので、燃焼室の導入口より下の部分に生じる旋回流の旋回数が増加する。そのため、大気と導入口から導入された排出ガスとの混合経路、及び、それら混合ガスの燃焼経路が長くなり、排出ガス(可燃性ガス)と大気との混合状態が改善される結果、燃焼効率が著しく高まる。 In addition, since the air supply pipe is connected to the inlet of the combustion chamber in the direction of the pipe inclined downward from the horizontal, the number of swirling flows generated in the portion below the inlet of the combustion chamber increases. Therefore, the mixing path of the atmosphere and the exhaust gas introduced from the inlet and the combustion path of the mixed gas are lengthened, and the mixed state of the exhaust gas (combustible gas) and the atmosphere is improved. Is significantly increased.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の旋回流燃焼炉において、前記循環装置の送気管途中に、外部から大気を導入する大気導入管を接続し、燃焼室の排出口から排出された排出ガスと大気導入管から導入された大気とを混合しつつ燃焼室の導入口から導入するようにしたことを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、排出ガスが送られる送気管途中から大気が導入され、それ以降の送気管部分で排出ガスと大気が混合されるので、燃焼室に排出ガスと大気とを別個に導入するよりもガスの混合状態が良好になり、燃焼効率が高まる。 According to the second aspect of the present invention, the atmosphere is introduced from the middle of the air supply pipe through which the exhaust gas is sent, and the exhaust gas and the air are mixed in the subsequent air supply pipe portion. As compared with the case where gas is introduced separately, the gas mixing state becomes better and the combustion efficiency is increased.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の旋回流燃焼炉において、前記送気管の管方向の、燃焼室の導入口に対する水平より下向きの傾斜角度を、0度より大きくかつ15度以下にするのことを特徴とする。
Further, in the swirl flow combustion furnace according to
ここで、送気管の燃焼室の導入口に対する水平より下向きの傾斜角度を0度以下、すなわち水平よりも上向きにすると、燃焼室の底面に堆積する被燃焼物に対して導入口からの気流によって生じる旋回流が当たらず、被燃焼物の燃焼が促進されない。また、送気管の下向きの傾斜角度を15度以上にすると、旋回流が被燃焼物に当たるまでの旋回数が少なくなるので、排気ガスと大気との混合状態が悪くなり、被燃焼物の燃焼が促進されない。さらに、送気管の下向きの傾斜角度が15度以上であると、旋回流が燃焼室の底面に当たる入射角が大きくなるので、気流が底面で跳ね返って旋回流をかき乱して破壊するおそれがある。 Here, if the inclination angle of the air supply pipe with respect to the inlet of the combustion chamber downward from the horizontal is 0 degrees or less, that is, upward from the horizontal, the air flow from the inlet to the combustibles accumulated on the bottom surface of the combustion chamber The swirl flow that occurs is not hit, and the combustion of the combusted material is not promoted. Further, if the downward inclination angle of the air pipe is set to 15 degrees or more, the number of turns until the swirling flow hits the combusted material is reduced, so that the mixed state of the exhaust gas and the atmosphere is deteriorated, and the combusted material is not combusted. Not promoted. Further, when the downward inclination angle of the air pipe is 15 degrees or more, the incident angle at which the swirling flow hits the bottom surface of the combustion chamber increases, so that the air current may bounce off the bottom surface, disturbing the swirling flow and destroying it.
請求項3に記載の発明によれば、送気管の燃焼室の導入口に対する水平より下向きの傾斜角度が0度より大きいので、燃焼室の底面に堆積する被燃焼物に対して導入口からの気流によって生じる旋回流を当てることができ、被燃焼物の燃焼が促進される。また、燃焼室の導入口に対する水平より下向きの傾斜角度が15度以下なので、旋回流が被燃焼物に当たるまでの旋回数が多くなる。そのため、排気ガスと大気との混合状態が良くなり、被燃焼物の燃焼が促進される。この場合、旋回流が燃焼室の底面に当たる入射角が小さくなるので、気流が底面で跳ね返って旋回流をかき乱して破壊するおそれもない。 According to the third aspect of the present invention, since the inclination angle of the air pipe toward the combustion chamber inlet from the horizontal is greater than 0 degrees, the combustibles accumulated on the bottom surface of the combustion chamber are A swirl flow generated by the airflow can be applied, and combustion of the combusted object is promoted. Further, since the angle of inclination downward from the horizontal with respect to the inlet of the combustion chamber is 15 degrees or less, the number of swirling times until the swirling flow hits the combusted object increases. Therefore, the mixed state of the exhaust gas and the atmosphere is improved, and the combustion of the combusted material is promoted. In this case, since the incident angle at which the swirling flow hits the bottom surface of the combustion chamber becomes small, there is no possibility that the air current will bounce off the bottom surface and disturb and destroy the swirling flow.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の旋回流燃焼炉において、前記送気管の管方向が、燃焼室の壁面の法線方向に対し水平方向に傾斜しており、導入口から燃焼室の内壁に沿ってガスが導入されるようにすることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に記載の発明によれば、旋回流を生じさせるためのバーナ等を設けなくとも、導入されるガスの流れによって効率よく燃焼室内に旋回流を生じさせることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the swirl flow can be efficiently generated in the combustion chamber by the flow of the introduced gas without providing a burner or the like for generating the swirl flow.
本発明によれば、燃焼室の上部に設けられた排出口と、燃焼室の高さ方向中央または中央よりも下方の壁面に設けられた導入口とが送気管によって連通されているので、簡単な構成で排出ガスを循環させることができ、別途ブロア等の設備を必要としないのでコストが高くならない。 According to the present invention, the exhaust port provided in the upper part of the combustion chamber and the introduction port provided in the wall surface below the center in the height direction of the combustion chamber or the center are communicated by the air supply pipe. The exhaust gas can be circulated with a simple structure, and no additional equipment such as a blower is required, so the cost does not increase.
また、送気管が燃焼室の導入口に対し、水平より下向きに傾斜した管方向で接続されているので、燃焼室の導入口より下の部分に生じる旋回流の旋回数が増加する。そのため、大気と導入口から導入された排出ガスとの混合経路、及び、それら混合ガスの燃焼経路が長くなり、燃焼効率が著しく高まる。 In addition, since the air supply pipe is connected to the inlet of the combustion chamber in the direction of the pipe inclined downward from the horizontal, the number of swirling flows generated in the portion below the inlet of the combustion chamber increases. For this reason, the mixing path of the atmosphere and the exhaust gas introduced from the inlet and the combustion path of the mixed gas become longer, and the combustion efficiency is remarkably increased.
図1〜図5を参照して、1は、投入される被燃焼物を旋回流の燃焼炎で燃焼させる旋回流燃焼炉である。 Referring to FIGS. 1 to 5, reference numeral 1 denotes a swirling flow combustion furnace that burns an input combustible object with a swirling flow combustion flame.
旋回流燃焼炉1は、上部部材2、中部部材3、下部部材4の円柱状の3つの部材を備えており、それぞれの部材2、3、4には、その外周に枠体2a、3a、4aが設けられている。
The swirling flow combustion furnace 1 includes three cylindrical members, that is, an
枠体2aの下端部にはフランジ2a1が設けられており、これと同様に、枠体3aの上端部及び下端部にもフランジ3a1が、枠体4aの上端部にもフランジ4a1が設けられている。下部部材4、中部部材3、上部部材2を下からこの順に積み重ねた状態で、各フランジ2a1、3a1、4a1をボルト5とナット6で締結することにより、各部材2、3、4が一体化し、旋回流燃焼炉1が構成される。
A
旋回流燃焼炉1は、略回転楕円体に形成されている燃焼室7を備えており、この燃焼室7は、各部材2、3、4に設けられている、燃焼室上部7a、燃焼室中部7b、燃焼室下部7cによって構成されている。
The swirling flow combustion furnace 1 is provided with a
燃焼室7は、垂直方向の中心軸線(以下、長軸という)Hに対して左右対称(投入口T、排出口8a、導入口8bの部分を除く)であり、燃焼室7の長軸H方向の略中央部における水平方向の軸線(以下、短軸という)Lでの径が最も大きい。即ち、この短軸Lの位置が燃焼室7の最大直径部分である。燃焼室7は、その長軸Hと短軸Lとの比(H:L)が7:4〜9:8の範囲になるような断面形状が略楕円形又は略卵形に形成されており、より好ましくは(H:L)が5:4〜3:2となるような形状である。
The
本発明者の実験によれば、(H:L)が9:8より短軸Lの比が大きくなって、例えば(H:L)が9:8.5になると、球体に近くなることによって燃焼室7内の燃焼容積を稼げないばかりか、燃焼炎の旋回流が拡散してしまい、燃焼経路の増長が望めなくなる。このため、燃焼効率が低下し、燃焼効率を上げるためにより大量の大気を燃焼室7内に導入すれば、益々燃焼炎の移動速度が速くなり、燃焼する前に可燃ガスが排出口8aから排出される不具合が生じた。
According to the experiment of the present inventor, when the ratio of the short axis L becomes larger than 9: 8 (H: L), for example, when (H: L) becomes 9: 8.5, it becomes closer to a sphere. Not only can the combustion volume in the
また、本発明者の実験によれば、(H:L)が7:4未満となって、例えば(H:L)が8:4になると、縦長になり過ぎることによって燃焼室7内の頂部における高温常態の熱輻射がうまく作用せず、燃焼室7内の頂部の温度低下が顕著となり易くなり、燃焼効率が低下した。
Further, according to the experiment of the present inventor, when (H: L) is less than 7: 4, for example, (H: L) is 8: 4, the top portion in the
よって、本発明の実施形態のように、燃焼室7の長軸Hと短軸Lとの比(H:L)が7:4〜9:8の略楕円体とすることにより、燃焼経路長効果と熱輻射効果の両方の効果をバランスよく良好に得ることができ、燃焼効率を上げることができた。図1に示す本実施の形態では、燃焼室7の長軸Hと短軸Lとの比(H:L)が5:4の略楕円体とした。
Therefore, as in the embodiment of the present invention, the combustion path length is obtained by making the ratio (H: L) of the major axis H to the minor axis L of the
また、旋回流燃焼炉1は、廃自動車から発生するシュレッダーダストを溶解または分解処理した残渣等の被燃焼物を外部から投入するための投入口Tと、それら被燃焼物が燃焼して発生するガスを排出する排出口8aと、その排出口8aから排出された排出ガス等燃焼室7内に導入する導入口8bとが設けられている。
In addition, the swirl combustion furnace 1 is generated when an input T for supplying a combustible such as a residue obtained by dissolving or decomposing shredder dust generated from a scrapped vehicle from the outside, and the combusted material is burned. A
投入口Tは、燃焼室7内の長軸H方向の略中央部に可燃物が投入されるように斜め下方に向けて傾斜している。なお、投入口Tは、燃焼室7の長軸H方向における燃焼室7内の有効高さの約2/5〜3/4の範囲の位置に設置する。この場合も、投入口Tを燃焼室7の長軸H方向の中央部に向けて設置する。
The inlet T is inclined obliquely downward so that a combustible material is introduced into a substantially central portion of the
この投入口Tには、旋回流燃焼炉1の外部に設置されるホッパ9から被燃焼物を投入するための投入管10が挿通されている。この投入管10の上流端と、ホッパ9下部の側壁から外側に向けて水平に延びるコンベア管9aの下流端とは、上下方向の接続管11で接続されている。
The charging port T is inserted with a charging
ホッパ9の上部には上蓋9bが設けられており、この上蓋9bを開けてホッパ9内に被燃焼物を投入する。
An
投入管10の上流側には、投入管10の管方向に延びる棒部12aと、投入管10の内周形状に沿う形状の押出部12bとで構成される押出棒12が設けられている。押出棒12の棒部12bは、投入管10の上流側端部の側壁10a中央に形成されている孔10bに挿通されている。これにより、棒部12bを投入管10の下流側に向けて押すことにより、押出部12aで投入管10内部に残留した被燃焼物を燃焼室7内に押し出すことができる。
On the upstream side of the
ホッパ9の下部及び接続管11内には、ホッパ9内の被燃焼物を接続管11下流側に移動させ、投入管10に運ぶためのスクリューコンベア13が設けられており、このスクリューコンベア13は、接続管11の上側に設置されているモータ14の動力をベルト15で伝達することにより駆動される。また、このモータ14の動力は、スクリューコンベア13及びベルト16を介して、ホッパ9内に設けられている解し機構17に伝達される。
A
解し機構17は、ベルト6によって回転力を付与される回転軸17aと、その回転軸17aに対して垂直に取り付けられている複数の解し棒17bとで構成されている。
The
なお、このホッパ9は、所定の傾動手段によって、θ1=5度程度傾動可能に構成するのが好ましい。 The hopper 9 is preferably configured to be tiltable by about θ 1 = 5 degrees by a predetermined tilting means.
排出口8aは、燃焼室7の上部7aに3カ所、等間隔に設けられており、この排出口8aから燃焼室内での燃焼に伴い発生したガスが自然対流によって排出される。導入口8bは、燃焼室中部7bの高さ方向中央よりも下方の壁面に3カ所、等間隔に設けられている。これら排出口8aと導入口8bとは、副燃焼室部18及び送気管19(循環装置)によって連通されており、この副燃焼室部18及び送気管19を通って排出口8aからの排出ガスが導入口8bに再度導入される。
The
送気管19の途中には、外部から大気を導入する大気導入管20が接続されている。送気管19の大気導入管20が接続された部分の下流側は、排出口8aからの排出ガスと大気導入管20からの大気を混合するガス混合部19aを構成している。
An
送気管19のガス混合部19aは、燃焼室7の導入口8bに対し、水平より下向きにθ2=5度傾斜した管方向で接続されている。これにより、燃焼室7内に投入されて燃焼室下部7cに位置している被燃焼物に排出ガス等が吹き込みやすくなる。さらに、導入口8bより下の部分に生じる旋回流の旋回数が増加するため、大気と排出ガスとの混合経路、及び、それらの混合ガスの燃焼経路が長くなり、燃焼効率が著しく高まる。
The
また、送気管19のガス混合部19aは、燃焼室7の壁面の法線方向aに対し水平方向にθ3=75度傾斜(燃焼室7の壁面の接線方向bに対し水平方向に15度傾斜)させて、接続されている。これにより、導入口8bから燃焼室7の内壁に沿って排出ガスと大気との混合ガスが導入されるようになっており、これら導入される混合ガスにより、燃焼室7内に効率よく旋回流を生じさせることができる。
Also, feed
大気導入管20には、その端部にブロア等の大気加圧手段(図示しない)が接続されている。この大気加圧手段による、燃焼室7内への大気導入圧は、0.5〜0.7MPaであり、その大気導入量は、600Nmm3/h〜700Nmm3/hである。
Atmospheric pressurizing means (not shown) such as a blower is connected to the end of the
副燃焼室部18は、第1副燃焼室18a、第2副燃焼室18b、第3副燃焼室18cの、3つの副燃焼室18a、18b、18cで構成されている。各副燃焼室18a、18b、18cはその室内形状が略球状体に形成されており、第1副燃焼室18aの球状体の半径は、排出口8aの径よりもおおきくなっている。また、第1副燃焼室18a、第2副燃焼室18b、第3副燃焼室18cの順に、球状体の半径が小さくなっている。
The
これにより、排出口8aから排出された排出ガスは、第1副燃焼室18aに進入する際にその流速が減速され、排出ガスの第1副燃焼室18aでの滞留時間が長くなる。そして、第1副燃焼室18aでの滞留中にさらに燃焼が進んだ排出ガスは、第2副燃焼室18b、第3副燃焼室18cに、順に進入し、その際に流速が加速される。このように、第1副燃焼室18a、第2副燃焼室18b、第3副燃焼室18cの順に球状体の半径が徐々に小さくなっていることにより、排ガスが通過する際にガスの流速が急激に変化しないようになっている。
Thereby, when the exhaust gas discharged from the
上記送気管19の途中には、下方に延びる排出管21が接続されており、この排出管21の下端に、接続部22を介して循環部23が接続されている。これら接続部22及び循環部23は、燃焼室下部7cの側方に、全周にわたって形成されており、循環部23には、外部と連通する外部排気管24が接続され、この外部排気管24には大気吸引手段(図示しない)が接続されている。
A
この大気吸引手段による大気吸引量は、上記大気加圧手段による大気導入量よりも多くなるように設定されており、これにより、燃焼室7内は約−1mmAq〜−5mmAqの負圧となっている。この−1mmAq〜−5mmAqという燃焼室7内圧力は、燃焼炎が投入口Tから逆流せず、かつ、被燃焼物から発生する可燃ガス及び燃焼炎の排出口8aへの排出速度が速くなりすぎない圧力である。
The atmospheric suction amount by the atmospheric suction unit is set to be larger than the atmospheric introduction amount by the atmospheric pressurization unit, so that the
燃焼室下部7cの底部には、その下側に灰排出用通路25が連通されていると共に、外部から振動させることができる振るい26が設置されている。この振るい26は上下2段の網目を備えており、上段の網目は目が粗く、下段の網目は目が細かく形成されている。この振るい26を外部から振動させることにより、燃焼後の細かい灰は灰排出用通路25に落下し、所定の排出手段によってこの灰が外部に排出される。
An
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、被燃焼物をホッパ9内に投入する。そして、モータ14を駆動させると、解し機構17によってホッパ9内の被燃焼物が分解され、その分解されてホッパ9下部に落下した被燃焼物がスクリューコンベア13によってコンベア管9aの下流側に運ばれる。コンベア管9aの下流側に運ばれた被燃焼物は、接続管11を通って投入管10に落下し、投入管10の傾斜によって投入口Tから燃焼室7内に投入される。この被燃焼物は、廃車された自動車のうち、インストルメンタルパネルやシートに代表される樹脂を多く含む部分を粉砕したシュレッダーダストを、溶剤や水蒸気を用いて溶解または分解した後に、溶解または分解されずに残った汚泥状物質を乾燥させて液体分を除去した残渣である。この残渣は、固形・粉末状であり、樹脂未分解物の他、金属分、土砂、ガラス及び炭素類が含まれている。
First, an object to be burned is put into the hopper 9. When the
次に、投入口Tから種火(新聞紙に火を付けたもの等)を投入することによって、燃焼室7内の被燃焼物に対して点火を行う。そして、上記大気加圧手段を駆動させ、大気導入管20から導入口8bに対して大気を供給する。これにより、大気が3箇所の導入口8bから燃焼室7の内壁に沿って導入され、燃焼室7内に螺旋状の旋回流が発生する。そして、被燃焼物の燃焼炎が旋回流に乗って旋回する。
Next, by injecting a seed flame (such as a newspaper with fire) from the inlet T, ignition is performed on the combusted material in the
この旋回流で被燃焼物が燃焼されて発生したガスは、排出口8aから排出されて副燃焼室部18に進入する。副燃焼室部18の第1副燃焼室18aに進入したガスは、上述したように流速が減速されるので、第1副燃焼室18aでの滞留時間が長くなり、排ガスに含まれる未燃ガス及び煤等が再燃焼される。さらに、第2副燃焼室18b及び第3副燃焼室18cで流速を加速しつつ、未燃ガス及び煤等の再燃焼を行う。そして、再燃焼された排ガスは、第3副燃焼室18cから送気管19に流れ込み、大気導入管20から導入される大気とガス混合部19aで混合される。この混合ガスは、導入口8bから燃焼室7内に導入される。
The gas generated by burning the combustible in this swirling flow is discharged from the
また、送気管19からの排ガス及び大気導入管20からの大気の一部は、排出管21に流れ込み、それら排出ガスは、接続部22を介して循環部23を循環する。この循環部23を循環する排出ガスの熱によって下部部材4が保温され、燃焼室7内の温度低下が防止される。また、燃焼の初期段階においては、燃焼室7内の温度が速やかに上昇する。
Further, the exhaust gas from the
このようにして循環部23を循環した後に外部排気管24から排気された排ガスは、触媒を経由して燃焼炎と共に2次燃焼機(図示しない)に送出される。この2次燃焼機では、副燃焼室部18で燃焼しきれない未燃ガス(hc、一酸化炭素等)を摂氏800〜900度で燃焼した後、これらをCO2とH2Oとにする。そして、2次燃焼機を経た排ガスは、排ガス処理系でCO2とH2Oとに処理される。
The exhaust gas exhausted from the
この状態で投入口Tから被燃焼物を所定量ずつ断続的に投入すると、投入した被燃焼物は燃焼室7の高さ方向中央部付近に放出され、燃焼室7内の旋回流と反応して燃焼される。この際、燃焼室7内は旋回流の燃焼炎によって高温(摂氏1200〜1350度以上)になる。
In this state, when a predetermined amount of the combusted material is intermittently input from the input port T, the input combusted material is discharged near the center in the height direction of the
このように構成された旋回流燃焼炉1で残渣を燃焼処理した結果、燃焼状態は良好で、最も温度の高い燃焼室7中央部では摂氏1350度の炉温を得ることができた。また、煤の発生率は1%以下に抑制され、CO濃度は10ppm以下、ダイオキシン濃度は0.4ng/m3以下に抑制された。
As a result of the combustion treatment of the residue in the swirling flow combustion furnace 1 configured as described above, the combustion state was good, and a furnace temperature of 1350 degrees Celsius could be obtained in the central portion of the
なお、本実施形態では、送気管19のガス混合部19aを、燃焼室7の導入口8bに対し、水平より下向きに5度傾斜した管方向で接続しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、燃焼室7内の導入口8bより下の部分に生じる旋回流の旋回数が増加し、大気と排出ガスとの混合経路、及び、それらの混合ガスの燃焼経路が長くなり、燃焼効率が著しく高まるような傾斜角度であれば良い。具体的には、導入する大気の圧力及び導入量に応じて、0度より大きくかつ15度以下の傾斜角度に調整する。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、ガス混合部19aを、燃焼室7の壁面の法線方向に対し水平方向に75度傾斜(燃焼室7の壁面の接線方向に対し水平方向に15度傾斜)させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、導入口8bから燃焼室7の内壁に沿って混合ガスが導入され、燃焼室7内に効率よく旋回流が生じるような傾斜角度であれば良い。具体的には、導入する大気の圧力及び導入量、燃焼室の大きさ及び形状等に応じて、燃焼室の壁面の法線方向に対し水平方向に傾斜させるようにする。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、導入口8bを、燃焼室中部7bの高さ方向中央よりも下方の壁面に3カ所、等間隔に設けているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃焼室7の高さ方向の位置が異なる2箇所に導入口8bをそれぞれ設け、燃焼室7内に投入された被燃焼物の量によって、用いる導入口8bを変えるようにしても良い。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、略楕円形の燃焼室7について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図6に示すような燃焼室7としても良い。
In addition, although this embodiment demonstrated the substantially
この燃焼室7は、燃焼室上部7aの内壁面を略楕円形よりも外方向に膨らむようにして少し平たくし、燃焼室7内の長軸H方向の中央部付近(燃焼室7の最大直径付近)を略楕円形に略内接する平面とし、更に、燃焼室下部7cも短軸Lと平行な略楕円形に略内接する平面とした。
The
なお、燃焼室7内の長軸H方向の中央部付近(燃焼室7の最大直径付近)と燃焼室下部7c内壁面の間も略楕円形に略内接する平面とした。他の構成は図1に示した実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
In addition, a plane that is substantially inscribed in an approximately elliptical shape is also formed between the vicinity of the center in the long axis H direction in the combustion chamber 7 (near the maximum diameter of the combustion chamber 7) and the inner wall surface of the combustion chamber
本実施の形態では、燃焼室7の上部7a内壁面を曲面を少し平たくしたことにより、この上部7a内壁面で熱源である旋回流の燃焼炎からの輻射熱を効果的に反射して、熱輻射効果をより高めて燃焼効率をさらに向上させることができる。
In the present embodiment, the inner wall surface of the
更に、中央部付近(燃焼室7の最大直径付近)を平面とし、更に、下部7c内壁面も平面としたことにより、曲面の場合に比べて可燃性ガスの接触面積を大きくすることができるので、可燃性ガスの発生率を高めて燃焼効率をさらに向上させることができる。
Furthermore, by making the vicinity of the center (near the maximum diameter of the combustion chamber 7) a flat surface and the inner wall surface of the
なお、本実施の形態においても、燃焼室7は、その長軸Hと短軸Lとの比(H:L)が7:4〜9:8の範囲になるような断面形状に形成されており、より好ましくは(H:L)が5:4〜3:2となるような形状である。
Also in the present embodiment, the
7 燃焼室
8a 排出口
8b 導入口
20 大気導入管
7
Claims (5)
前記循環装置は、燃焼室の上部に設けられた排出口と、燃焼室の高さ方向中央または中央よりも下方の壁面に設けられた導入口とを連通させる送気管を有し、
該送気管は、燃焼室の導入口に対し、水平より下向きに傾斜した管方向で接続され、
前記送気管に、前記排出ガスを燃焼させる副燃焼室を複数直列に設け、前記副燃焼室の容積を、前記排出ガスの流通方向に向かうに従って段階的に小さくしたことを特徴とする旋回流燃焼炉。 A swirl flow combustion furnace for combusting an input combustible with a swirl flow flame, comprising a combustion chamber and a recirculation device for returning exhaust gas discharged from the combustion chamber to the combustion chamber again. In a flow combustion furnace,
The circulation device has an air supply pipe that communicates an exhaust port provided in the upper part of the combustion chamber and an introduction port provided in a wall surface below the center in the height direction or the center of the combustion chamber,
The air supply pipe is connected to the inlet of the combustion chamber in a pipe direction inclined downward from the horizontal ,
A plurality of sub-combustion chambers for combusting the exhaust gas are provided in series in the air supply pipe, and the volume of the sub-combustion chamber is reduced stepwise in the direction of the exhaust gas flow. Furnace.
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