JP5343319B2 - 焼却施設 - Google Patents

Description

この発明は、焼却施設、特に、高い冷却効率を有するので小型化でき、従って、設置場所の自由度が大きいと共に、設備費と騒音が軽減できる冷却手段を備えた焼却施設に関するものである。

従来、例えば、都市ごみ等のごみ焼却施設は、図３に示すようなごみ焼却施設によって焼却されていた。すなわち、ごみピット２４内に集められた都市ごみ（Ｓ）は、ごみクレーン２５によってごみ投入ホッパー２６から炉室２７内に設置されたごみ焼却炉２８内に投入され、焼却されていた。このとき生じた焼却灰は、排出コンベア２９によって炉外に排出され、一方、排ガスは、集塵機３０等を備えた排ガス処理設備３１によって処理された後、煙突３２から大気に放出されていた。

このようなごみ焼却施設において、ごみ焼却炉２８が設置されている炉室２７は、ごみ焼却炉２８の高さに応じて複数階を吹き抜けにして構成され、各階には、作業用、見学者用等の通路、および、制御室等の各種設備が構築されていた。

炉室２７内の温度は、ごみ焼却炉２８からの熱によりかなりの高温になるので、良好な作業環境の維持、各種機器の保護、および、各階の空気の清浄化を図るために、炉室２７の各階の温度は、冷却手段により常時、適温に維持されると共に、炉室２７の各階の温まった空気は、常時、炉室２７外に排気されていた。特に、炉室２７の上部、すなわち、最上階の温度は、特に、高温（外気温によっても異なるがおおむね４５℃）になる。

従来、上記冷却手段は、図４に示すように（ごみ焼却炉は、図示せず）、外気を取り込む換気ファン３３と、換気ファン３３により取り込んだ外気を吹き出す吹出し口３４を有するダクト３５とを備えていた。炉室２７内の温まった空気は、炉室２７の屋上に設けられたルーフファン３６により炉室２７外に強制的に排気される。

なお、図４に示す炉室２７は、１階と２階を吹き抜けにした場合であるが、これ以上の階を吹き抜けにして炉室２７を構築した場合も同様である。すなわち、炉室２７の各階が空気による冷却手段により冷却されていた。

上記冷却手段を備えたごみ焼却施設によれば、換気ファン３３により所定量の外気がダクト３５を介して炉室２７内の各階に取り込まれ、一方、炉室２７内の温まった空気は、ルーフファン３６により炉室２７外に排出される。これによって、炉室２７の各階の温度は、常時、適温に維持されると共に、炉室２７の各階の空気の清浄化が図れるが、以下のような問題があった。

（１）外気を取り込むために、換気ファン３３が設けられる換気ファン室３７は、炉室２７の外部に面する場所に設置する必要があるが、ごみ焼却施設をコンパクトに収めるために、換気ファン室３７を適切な場所に設置することが困難な場合があった。

（２）換気ファン３３により取り込んだ外気は、約１ｍ角のダクト３５を介して必要な場所まで送られるが、各種機器により込み合っている炉室２７において、ダクト３５を引き回すことが困難な場合があった。この問題は、特に、スペースが狭い炉室２７の最上階において問題となっていた。

（３）炉室２７の冷却を比熱の小さい空気により行うので、吸気量が大きいファンが必要となる。これによって、換気ファン３３が大型化し、その分、設備費が嵩むと共に騒音も大きい。

（４）各階に設置したダクト３５から吹き出された空気を炉室２７外に強制的に排気する必要があるので、多数のルーフファン３６が必要となり、その分、設備費が嵩むと共に騒音も大きい。

従って、この発明の目的は、高い冷却効率を有するので小型化でき、従って、設置場所の自由度が大きいと共に、設備費と騒音が軽減できる冷却手段を備えた焼却施設を提供することにある。

本発明者等は、上述した問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。この結果、冷却手段の冷却媒体として、空気の変わりに水のミストを用いれば、水の気化熱は、空気の比熱０．２ｋｃａｌ/ｋｇに対して、５４０ｋｃａｌ/ｋｇと極めて大きいので、高い冷却効率が得られ、この結果、冷却設備を小型化できて設置場所の自由度が大きくなると共に、設備費と騒音を軽減できるといった知見を得た。

この発明は、上記知見に基づきなされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、複数階を吹き抜けにすることにより構成されている炉室と、前記炉室内に設置された焼却炉とを備えた焼却施設において、前記炉室の最上階に水噴霧による冷却手段が設置され、かつ、前記最上階より下の各階に空気による冷却手段が設置され、かくして、前記炉室の各階が冷却されることに特徴を有するものである。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記水噴霧のミストの粒径は、１０μｍ以下であることに特徴を有するものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記焼却施設は、ごみ焼却施設であることに特徴を有するものである。

この発明によれば、高い冷却効率を有するので小型化でき、従って、設置場所の自由度が大きいと共に、設備費と騒音が軽減できる冷却手段を備えた焼却施設を提供することができる。

以下、この発明の焼却施設の一実施態様を、ごみ焼却施設を例にあげて図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明のごみ焼却施設を示す概略断面図、図２は、水噴霧ノズルを示す断面図である。

図１において、１は、図３に示すような、ごみ焼却炉（図示せず）が設置されるごみ焼却施設の炉室であり、複数階を吹き抜けにすることにより構成されている。２は、水噴霧による冷却手段であり、後述する水噴霧ノズル３が取り付けられたヘッダ管４からなっている。ヘッダ管４には、加圧水供給装置５から配管６を介して高圧水が供給される。水噴霧による冷却手段２は、ごみ焼却炉からの熱により特に高温になる炉室１の上部、すなわち、最上階に設けられている。

水噴霧ノズル３から噴霧されるミストの粒径は、１０μｍ以下が好ましい。このように、ミストの粒径を１０μｍ以下にすると、ミストがごみ焼却炉あるいは周辺機器を濡らして、これらに損傷を与える恐れがない。

水噴霧ノズル３は、図２に示すように、円筒形状のハウジング７を有している。ハウジング７内には、配管６と連通する加圧水受け空洞８と弁収納空洞９と駒用空洞１０と先端にオリフィス１１Ａが形成された漏斗状空洞１１とが上流側から下流側に向けて順次、形成されている。加圧水受け空洞８と弁収納空洞９との間の仕切り１２には、連通孔１４が形成され、弁収納空洞９と駒用空洞１０との間の仕切り１３には、連通孔１５が形成されている。弁収納空洞９内には、押し上げばね１６を介して連通孔１４を閉塞する球状遮断弁１７が収納され、駒用空洞１０内には、周囲に溝１８Ａが螺旋状に形成された円柱状の駒１８が駒用空洞１０内を移動可能に設けられている。

加圧水受け空洞８内に加圧水が注入され、水圧が所定の値になると、遮断弁１７が押されて加圧水は、連通孔１４から弁収納空洞９内に流入する。次いで、加圧水は、連通孔１５から駒用空洞１０内に流入する。これによって、駒１８は、漏斗状空洞１１方向に移動し、加圧水は、駒１８の螺旋状溝１８Ａを旋回しながら通って漏斗状空洞１１の内面に衝突する。この結果、加圧水は、ミストとなってオリフィス１１Ａから噴霧される。

上記水噴霧ノズル３において、ミストの粒径は、加圧水の圧力によって決まる。従って、ミストがごみ焼却炉あるいは周辺機器を濡らして、これらに損傷を与える恐れがないミスト粒径となるように、適宜、水圧を決める。

１９は、空気による冷却手段であり、最上階より下の各階に設けられ、外気を取り込む換気ファン２０と、換気ファン２０により取り込んだ外気を、各階に吹き出す吹出し口２１を有するダクト２２とを備えている。

２３は、炉室１の屋上に設けられたルーフファンであり、炉室１の各階の温まった空気を炉室１外に強制的に排気する。

なお、図１に示す炉室１は、１階と２階を吹き抜けにした場合であるが、これ以上の階を吹き抜けにして炉室１を構築した場合も同様である。すなわち、最上階が水噴霧による冷却手段２により冷却され、最上階より下の各階が空気による冷却手段１９により冷却される。

このように構成されている、この発明のごみ焼却施設によれば、加圧水供給装置５により配管６を介して送られた加圧水は、ヘッダ管４を通って各水噴霧ノズル３からミストとなって噴霧され、このときの水の気化熱によって最上階が冷却される。最上階より下の各階は、空気による冷却手段１９により、図４におけると同様に冷却される。

水噴霧による冷却手段２は、空気による冷却手段１９に比べて高い冷却効率が得られ、この結果、冷却設備を小型化できて設置場所の自由度が大きくなる。すなわち、空気による冷却手段１９のように約１ｍ角の大口径ダクトを用いる必要がなく、５０φ〜２５φ程度の小口径の配管で済むので、ヘッダ管４および配管６の引き回しが自在に行える。この結果、任意の場所に水噴霧ノズル３を配することができるので、スペースが狭い炉室１の最上階においても容易に設置することができる。なお、水噴霧による冷却手段２は、最上階以外に、必要に応じて最上階の下の階に設置しても、または、炉近傍の高温になる作業領域や炉室以外の高温になる諸室に設置しても良い。

水噴霧による冷却手段２は、空気による冷却手段１９のように、換気ファンが不要であり、これに代わる加圧水供給装置５も小型で、しかも、換気ファンのように炉室１の外部に面する場所に設置する必要がないので、機器配置の自由度が増す。しかも、換気ファンに比べて騒音が小さい。

また、水噴霧による冷却手段２を用いた分、排気風量が減少するので、ルーフファン２３の台数が減少する。この結果、設備費が低減すると共に騒音も減少する。

以上は、この発明を都市ごみ等のごみ焼却施設に適用した場合であるが、これ以外の焼却施設に適用することもできる。

この発明のごみ焼却施設を示す概略断面図である。 水噴霧ノズルを示す断面図である。 ごみ焼却施設を示す概略図である。 従来のごみ焼却施設を示す概略断面図である。

符号の説明

１：炉室
２：水噴霧による冷却手段
３：水噴霧ノズル
４：ヘッダ管
５：加圧水供給装置
６：配管
７：ハウジング
８：加圧水受け空洞
９：弁収納空洞
１０：駒収納空洞
１１：漏斗状空洞
１１Ａ：オリフィス
１２：仕切り
１３：仕切り
１４：連通孔
１５：連通孔
１６：ばね
１７：遮断弁
１８：駒
１８Ａ：溝
１９：空気による冷却手段
２０：換気ファン
２１：吹出し口
２２：ダクト
２３：ルーフファン
２４：ごみピット
２５：ごみクレーン
２６：ごみ投入ホッパー
２７：炉室
２８：ごみ焼却炉
２９：排出コンベア
３０：集塵機
３１：排ガス処理設備
３２：煙突
３３：換気ファン
３４：吹出し口
３５：ダクト
３６：ルーフファン

Claims (3)

1. 複数階を吹き抜けにすることにより構成されている炉室と、前記炉室内に設置された焼却炉とを備えた焼却施設において、前記炉室の最上階に水噴霧のみによる冷却手段が設置され、かつ、前記最上階より下の各階に空気のみによる冷却手段が設置され、かくして、前記炉室の各階が冷却されることを特徴とする焼却施設。
2. 前記水噴霧のミストの粒径は、１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１記載の焼却施設。
3. 前記焼却施設は、ごみ焼却施設であることを特徴とする、請求項１または２記載の焼却施設。

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