JPH07145921A - 流動層式焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動化空気噴出床上に燃焼物や不燃物が停
滞，堆積することなく焼却残渣排出口へと円滑に流下排
出され、且つノズル交換作業並びに耐火材層の除去，修
復作業も容易に行いうる流動層式焼却炉を提供する。 【構成】 流動化空気噴出床２が、後方へと下り傾斜す
る床板７と、床板２上に左右方向に並列配置された複数
の流動化空気噴出器８と、床板２上に敷設された耐火物
ブロック群９とで構成されている。各流動化空気噴出器
８は、床板２上に露出する周面が前後方向にその全幅に
亘って連続して延びる平滑面をなす、前後方向に密接し
て縦列する複数のノズル１１，１２，１３からなる。各
ノズル１１，１２，１３は、床板２に固着され且つ風箱
３，４，５に連通する空気導入孔を有する空気導入体と
空気導入体に抜脱自在に嵌合され且つ空気導入孔に連通
しうる空気噴出孔を有する空気噴出体とに分離構成され
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ごみや産業廃棄物
等の被焼却物を流動層により焼却させる流動層式焼却炉
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流動層式焼却炉は、図１４
（Ａ）〜（Ｃ）に各々示す如く、被焼却物供給口の直下
位から後方へ下り傾斜状に延びて焼却残渣排出口１ｂに
至る流動化空気噴出床１０２から該床１０２下の風箱１
０３に供給された流動化空気を噴出させることによっ
て、床１０２上に粒状媒体による流動層１１０を形成せ
しめるように構成されている。そして、流動化空気噴出
床１０２は、図１５に示す如く、前後方向に傾斜する床
板１０７と、床板１０７に前後方向及び左右方向に所定
間隔を隔てて散点状に植設された複数のノズル１１１…
と、ノズル１１１の上端部分つまり空気噴出孔１１１´
ａ…を形成した空気噴出部１１１ａを露出させた状態で
床板１０７上に打設された耐火材層１０９とからなり、
燃焼物や不燃物が床１０２上を流下して排出口１ｂへと
排出されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
流動層式焼却炉（以下「従来炉」という）は、流動層に
よる燃焼作用上及びメンテナンス上、次のような問題が
あった。

【０００４】すなわち、耐火材層１０９の上面である流
下面１０９ａ上に、ノズル１１１…の一部１１１ａが散
点状に突出しているため、この突出部分１１１ａ…に燃
焼物や不燃物（特に、針金等）が引っ掛かり易く、排出
口１ｂへと流下されずに床１０２上に停滞，堆積する虞
れがある。そして、このような堆積物は、他の燃焼物等
の流下作用を妨げ、良好な燃焼作用を阻害する。

【０００５】また、耐火材層１０９上に露出するノズル
部分１１１ａ…は流動層を構成する砂等の粒状媒体によ
って摩耗，熱損されることから、定期的にノズル１１１
…を交換する必要があるが、従来炉では、かかるノズル
１１１…の交換作業が極めて面倒であった。すなわち、
ノズル１１１の周囲には耐火材層１０９が打設されてい
るため、ノズル交換は耐火材層１０９を除去した上で行
う必要があり、しかも交換後、再び耐火材層１０９を打
設等により修復する必要があり、ノズル交換作業を容易
に行い難い。そこで、従来からも、図１５に示す如く、
ノズル１１１を耐火材層１０９上に露出する部分１１１
ａと耐火材層９下に埋没する部分１１１ｂとに分離構成
し、埋没部分１１１ｂを床板１０７に固着すると共に露
出部分１１１ａを埋没部分１１１ｂに螺着１１１ｃし
て、耐火材層１０９を除去することなく、摩耗，熱損さ
れる露出部分１１１ａのみを交換できるようにしておく
ことが提案されているが、ノズル１１１が高温に晒され
る結果、両部分１１１ａ，１１１ｂの螺合部分１１１ｃ
が焼き付くため、露出部分１１１ａのみを交換させるこ
とは困難な場合が多く、実用的な解決策とはいい得ない
ものであった。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、流動化空気噴出床上に燃焼物や不燃物が停滞，堆積
することなく焼却残渣排出口へと円滑に流下排出され、
且つノズル交換作業並びに耐火材層の除去，修復作業も
容易に行いうる流動層式焼却炉を提供することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の流動層式焼却炉
にあっては、上記の目的を達成すべく、流動化空気噴出
床を、前後方向に傾斜する床板と、床板上に左右方向に
一定間隔を隔てて並列配置された複数の流動化空気噴出
器と、床板上に敷設された耐火物ブロック群とで構成す
ることを提案する。而して、各流動化空気噴出器は、床
板上に露出する周面が前後方向にその全幅に亘って連続
して延びる平滑面をなす、一のノズル又は前後方向に密
接して縦列する複数のノズルからなる。各ノズルは、床
板に固着され且つ風箱に連通する空気導入孔を有する空
気導入体と空気導入体に抜脱自在に嵌合され且つ空気導
入孔に連通しうる空気噴出孔を有する空気噴出体とに分
離構成されたものである。また、耐火物ブロック群は、
空気噴出孔を露出させた状態で且つ各流動化空気噴出器
とこれに隣接する流動化空気噴出器及び炉壁との間に充
填された状態で、床板上に載置されている。

【０００８】

【作用】一又は複数のノズルからなる流動化空気噴出器
は、床板上に露出する周面が床板の傾斜方向にその全幅
に亘って連続して延びる平滑面をなすものであるから、
傾斜方向に流下する燃焼物や不燃物が引っ掛かったりす
る虞れがなく、不燃物等は流動化空気噴出床上をその傾
斜面に沿って円滑に流下し、焼却残滓排出口へと確実に
排出されることになる。

【０００９】また、流動媒体との接触により摩耗，熱損
し易いノズル部分である空気噴出体が上下方向に嵌脱自
在であり、且つ床板上の耐火材層が耐火物ブロックを床
板上に載置して構成されているから、ノズルの交換作業
つまり空気噴出体の交換作業並びに耐火材層の除去，修
復作業を極めて容易に行いうる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の構成を図１〜図１３に示す各
実施例に基づいて具体的に説明する。

【００１１】図１〜図７は本発明の第１実施例を示して
おり、図１に示す流動層式焼却炉において、１は前後部
に被焼却物投入口１ａ及び焼却炉残渣排出口１ｂを備え
た炉本体、２は炉本体１内に設けられた流動化空気噴出
床、３，４，５は流動化空気噴出床２下に設けられた風
箱、６は風箱３，４，５に流動化空気を供給する空気供
給機構である。

【００１２】流動化空気噴出床２は、図１〜図５に示す
如く、被焼却物投入口１ａの直下位から後方へと下り傾
斜状に延びて焼却残渣排出口１ｂに至る床板７上に、該
床板７の傾斜方向に直交する方向つまり左右方向に一定
間隔を隔てて複数の流動化空気噴出器８…を並列配置す
ると共に、複数の耐火物ブロック９…を敷設してなり、
後述する風箱３，４，５に供給された流動化空気を各空
気噴出器８から噴出させることによって、床２上に珪
砂，アルミナ等の粒状流動媒体による流動層１０を形成
しうるようになっている（図１参照）。なお、床板７及
び空気噴出器８は、耐食性，耐熱性に優れた鋼材等の金
属材で構成されている。

【００１３】床板７は、図１に示す如く、被焼却物投入
口１ａの直下位から焼却残渣排出口１ｂへと下り傾斜状
に配置されたものであり、その水平面に対する傾斜角α
は、通常、５°〜２５°の範囲で、被焼却物の性状等の
焼却条件に応じて適宜に設定される。

【００１４】流動化空気噴出器８…は、図２に示す如
く、左右方向において、第１〜第３噴出器群８₁ …，８
₂ …，８₃ …の３グループに分けられており、各流動化
空気噴出器８は、図１〜図６に示す如く、床板７の傾斜
方向つまり前後方向に密接して縦列する前段ノズル１１
と中段ノズル１２と後段ノズル１３とからなる。

【００１５】各ノズル１１，１２，１３は、図３〜図６
に示す如く、金属製のもので、前後方向に長尺な中空箱
形状をなす空気噴出体１４と前後方向に長尺な直方体形
状をなす空気導入体１５とに分離構成されている。空気
噴出体１４の上部には、左右両側面１４ａ，１４ａに開
口し且つ左右方向に対して後方に一定の傾斜角βをもっ
て略水平に流動化空気を噴出させる複数の空気噴出孔１
４ｂ…が、前後方向に一定間隔を隔てて穿設されてい
る。噴出孔１４ｂの左右方向に対する傾斜角βは、被焼
却物の性状等の焼却条件に応じて０°〜４５°の範囲で
適宜に設定される。また噴出孔１４ｂの軸線方向長さ
は、上記傾斜角βと相俟って、流動媒体が噴出孔１４ｂ
から空気噴出体１４内に侵入しないように設定される。
空気噴出体１４の上面１４ｃは山形面とされており、各
側面１４ａの下端部には前後方向に延びる鍔部１４ｄが
突設されている。さらに、空気噴出体１４の下部には、
両側壁及び前後壁の内面部を切欠くことによって、空気
導入体１５に嵌合しうる嵌合凹部１４ｅが形成されてい
る。なお、空気噴出体１４の上下面１４ｃ，１４ｆは、
床板７の傾斜角度αに一致する傾斜面とされている。一
方、空気導入体１５は、その下端部を床板７に貫通させ
た状態で溶着１５ａされており、上下方向に貫通して風
箱に連通する複数の空気導入孔１５ｂ…が形成されてい
る。

【００１６】而して、各ノズル１１，１２，１３は、図
１〜図６に示す如く、空気噴出体１４の嵌合凹部１４ｅ
を空気導入体１５における床板７上への突出部分に上方
から嵌合させることによって組み立てられ、床板７の前
後方向全幅に亘って中段ノズル１２を構成する空気噴出
体１４の前後面１４ｇ，１４ｈに前段ノズル１１を構成
する空気噴出体１４の後面１４ｈ及び後段ノズル１３を
構成する空気噴出体１４の前面１４ｇが密接する状態で
縦列配置される。このとき、ノズル１１，１２，１３を
構成する空気噴出体１４…の側面１４ａ…及び上面１４
ｃは、夫々、前後方向において面一状に連なっている。
したがって、かかるノズル１１，１２，１３によって構
成される空気噴出器８においては、床板７上に露出する
周面つまり縦列空気噴出体群１４…の側面１４ａ…及び
上面１４ｃ…で構成される周面が、前後方向において床
板７の全幅に亘って連続して延びる平滑面をなすことに
なる。

【００１７】ところで、空気導入体１５の床板７上への
突出量Ｈは、図４に示す如く、嵌合凹部１４ｅの上下方
向高さｈより若干大きく設定されていて、空気噴出体１
４の自重により、嵌合凹部１４ｅの底面１４ｊが空気導
入体１５の上端面１５ｃに衝合されるようになってい
る。すなわち、この衝合部分１４ｊ，１５ｃにおいて両
体１４，１５間がシールされるようになっており、流動
化空気が風箱から空気導入孔１５ｂ…を経て空気噴出孔
１４ｂ…へと確実に導入される。なお、両体１４，１５
は単に嵌合連結されているだけであるから、両体１４，
１５の連結，シール状態が空気噴出により解除されない
ように、空気噴出体１４の重量を充分大きくし、更には
押上力Ｐが作用する空気噴出体１４の上壁内面の面積を
極力小さくして（押上力Ｐが可及的に小さくなるように
して）、両面１４ｊ，１５ｃの衝合力が押上力Ｐより大
きくなるようにしておくことが必要である。この実施例
では、後述する如く、空気噴出体１５を耐火物ブロック
９により下方へ押圧させているから、このような配慮は
然程必要としない。

【００１８】耐火物ブロック９…は、図１〜４に示す如
く、各ノズル１１，１２，１３の空気噴出孔１４ｂ…を
露出させた状態で、且つ左右方向に隣接する噴出器８，
８の対向面間及び左端又は右端の噴出器８₁ ，８₃ と炉
壁との対向面間に充填された状態で、床板７上に固定さ
れることなく載置されていて、床板７上を被覆する面一
状の耐火材層を構成する。各耐火物ブロック９の両側下
面部には切欠段部９ａ，９ａが形成されていて、各空気
噴出体１４の鍔部１４ｄに上方から係合されている。ま
た、この実施例では、図２及び図５に示す如く、床板７
の後端部に滑り止め用の耐火物ブロック９´…を取り付
けて、前後方向に縦列する各ブロック群９…が床板７の
傾斜によって滑り落ちることがないように工夫してあ
る。この滑り止めブロック９´は、アンカ９´ａ…を植
設した耐火物キャスタにより製作されたものであり、そ
の存在が空気噴出体１４の上方への抜き出しを妨げるこ
とがないように、左右方向に対向する鍔部１４ｄ，１４
ｄ間に介挿しうる大きさとされている。また、ブロック
９´と空気噴出体１４との隙間には、必要に応じて、耐
火物キャスタ９´ｂが充填される。なお、ブロック９…
の滑り止めは、上記した耐火物ブロック９´による他、
床板７の後端部にこれと同材質の金属製突起を溶着等に
より突設しておくことによって、或いは最後段の空気噴
出体１４を滑り止め部を有する形状に構成しておくこと
よって行うこともでき、その手段は任意である。

【００１９】風箱は、図１及び図２に示す如く、前後方
向に並列する風箱３，４，５に３分割されている。さら
に、前段の風箱３は、図２及び図７に示す如く、左右方
向に並列する第１〜第３前段風箱部分３₁ ，３₂ ，３₃
に３分割されていて、第１前段風箱部分３₁ に第１噴出
器群８₁ …の各前段ノズル（以下「第１前段ノズル」と
いう）１１₁ の空気導入孔１５ｂ…を、第２前段風箱部
分３₂ に第２噴出器群８₂ …の各前段ノズル（以下「第
２前段ノズル」という）１１₂ の空気導入孔１５ｂ…
を、また第３前段風箱部分３₃ に第３噴出器群８₃ …の
各前段ノズル（以下「第３前段ノズル」という）１１₃
の空気導入孔１５ｂ…を、夫々連通させることによっ
て、各前段風箱部分３₁ ，３₂ ，３₃ から各前段ノズル
群１１₁ …，１１₂ …，１１₃ に各別に流動化空気が導
入されるようになっている。また、中段の風箱４（又は
後段の風箱５）も、同様に、左右方向に並列する第１〜
第３中段風箱部分４₁ ，４₂ ，４₃ （又は第１〜第３後
段風箱部分５₁ ，５₂ ，５₃ ）に３分割されていて、第
１中段風箱部分４₁ （又は第１後段風箱部分５₁ ）に第
１噴出器群８₁ …の各中段ノズル（以下「第１中段ノズ
ル」という）１２₁ （又は各後段ノズル（以下「第１後
段ノズル」という）１３₁ ）の空気導入孔１５ｂ…を、
第２中段風箱部分４₂ （又は第２後段風箱部分５₂ ）に
第２噴出器群８₂…の各中段ノズル（以下「第２中段ノ
ズル」という）１２₂ （又は各後段ノズル（以下「第２
後段ノズル」という）１３₂ ）の空気導入孔１５ｂ…
を、また第３中段風箱部分４₃ （又は第３後段風箱部分
５₃ ）に第３噴出器群８₃ …の各中段ノズル（以下「第
３中段ノズル」という）１３₃ （又は各後段ノズル（以
下「第３後段ノズル」という）１４₃ ）の空気導入孔１
５ｂ…を、夫々連通させることによって、各中段風箱部
分４₁ ，４₂ ，４₃ （又は後段風箱部分５₁ ，５₂ ，５
₃ ）から各中段ノズル群１２₁ …，１２₂ …，１２₃ …
（又は各後段ノズル群１３₁ …，１３₂ …，１３₃ …）
に各別に流動化空気が導入されるようになっている。

【００２０】空気供給機構６は、図７に示す如く、コン
プレッサ等の空気供給源（図示せず）に接続した空気供
給管１６に、各風箱部分３₁ ，３₂ ，３₃ ，４₁ ，
４₂ ，４ ₃ ，５₁ ，５₂ ，５₃ に導いた空気管１７…，
１８…，１９…を分岐接続すると共に、各空気管１７，
１８，１９にダンパ２０，２１，２２を介装してなり、
各風箱部分３₁ ，３₂ ，３₃ ，４₁ ，４₂ ，４₃ ，
５₁ ，５₂ ，５₃ に供給する空気量を各別に調整しうる
ように構成されている。

【００２１】この実施例では、前段の風箱３について
は、第１及び第３前段風箱部分３₁ ，３₃ に同一量Ｑ₁
の流動化空気を供給し且つ第２風箱部分３₂ にこれより
少量Ｑ ₂ の流動化空気を供給しうるように、各ダンパ２
０₁ ，２０₂ ，２０₃ の開度を設定してある。したがっ
て、前段の風箱３に対応する前段流動層部分１０ａにお
いては、第１及び第３前段ノズル群１１₁ …，１１₃ …
からの噴出空気量が第２前段ノズル群１１₂ …からの噴
出空気量より多くなることによって、図２に示す如く、
床２の傾斜方向に直交して内側に向かう旋回流２３ａ，
２３ａが形成されることになる。一方、中段の風箱４及
び後段の風箱５については、各ダンパ２１ ₁ ，２１₂ ，
２１₃ 及び２２₁ ，２２₂ ，２２₃ の開度を大小２段に
切替え自在として、各風箱４，５における風箱部分間の
供給空気量差が正負変換されるようにシーケンス制御す
ることによって、各風箱４，５に対応する中段流動層部
分１０ｂ及び後段流動層部分１０ｃにおいて、床２の傾
斜方向に直交する旋回流２３ｂ，２３ｂ及び２３ｃ，２
３ｃを形成せしめると共に、その旋回方向をシーケンシ
ャルに変化させるように工夫してある。すなわち、第１
及び第３中段風箱部分４₁ ，４₃ 並びに第１及び第３後
段風箱部分５₁ ，５₃ については大供給量Ｒ₁とし且つ
第２中段風箱部分４₂ 並びに第２後段風箱部分５₂ につ
いては小供給量Ｒ₂ として、各旋回流２３ｂ，２３ｃを
内側に向かう方向に形成させる状態（図２に実線で示す
状態）と、第１及び第３中段風箱部分４₁ ，４₃ 並びに
第１及び第３後段風箱部分５₁ ，５₃ については小供給
量Ｒ₂ とし且つ第２中段風箱部分４₂ 並びに第２後段風
箱部分５₂ については大供給量Ｒ₁ として、各旋回流２
３ｂ，２３ｃを外側に向かう方向に形成させる状態（図
２に破線で示す状態）と、に亘って交互に変化させるよ
うになっている。また、各空気供給量Ｑ₁ ，Ｑ₂ ，
Ｒ₁ ，Ｒ₂ 及び各ダンパ２１，２２の切替え条件は、被
焼却物の燃焼条件等に応じて適宜に設定されるが、この
実施例では、特に、前段の風箱３における空気供給量差
（Ｑ₁ −Ｑ₂ ）を中段及び後段の風箱４，５における空
気供給量差（Ｒ₁−Ｒ₂ ）より小さくして、前段流動層
部分１０ａにおける旋回流強さが中段流動層部分１０ｂ
及び後段流動層部分１０ｃにおける旋回流強さより弱く
なるように工夫してある。つまり、前段流動層部分１０
ａにおいては、被焼却物と流動媒体，空気との攪拌作用
が流動層炉において通常必要とされる程度より弱くなる
ように工夫されている。

【００２２】以上のように構成された流動層式焼却炉に
あっては、投入口１ａから流動層１１に投入された被焼
却物は、流動媒体及び空気と攪拌されて乾燥，燃焼さ
れ、その燃焼物及び不燃物は焼却残渣排出口１ｂへと排
出される。

【００２３】このとき、投入口１ａから被焼却物が投入
される前段流動層部分１０ａでは、旋回強さが弱く、被
焼却物と流動媒体，空気との攪拌が強烈に行なわれない
から、投入口１ａから投入された被焼却物が燃焼容易な
ものである場合にも、急激に乾燥，熱分解，燃焼される
ことがなく、これらが緩慢に行なわれることになる。し
たがって、熱分解ガスの多量発生がなく、燃焼用空気が
不足するような事態が回避される。その結果、ＣＯやダ
イオキンシンの発生が効果的に抑制されることになる。

【００２４】また、被焼却物のうち重量物は床２上をそ
の傾斜方向に流下されていくが、かかる流下動作はその
流下方向と交差する旋回流２３ａ，２３ｂ，２３ｃの作
用によって極めて緩慢に行なわれることになる。すなわ
ち、投入口１ａから投入された被焼却物のうち形状の大
きなものは、床２上を旋回流によって左右方向に揺動さ
れながら除々に流下されることになり、排出口１ｂに辿
り着くまでの時間つまり燃焼時間が極めて長くなる（具
体的には、床２の傾斜方向長さ等の条件を同一とした場
合においては、従来炉に比して１０倍以上となる）。し
かも、中段流動層部分１０ｂ及び後段流動層部分１０ｃ
では、旋回流２３ｂ，２３ｃが強く且つその旋回方向が
シーケンシャルに逆転されることから、被焼却物の攪拌
がより効果的に行なわれて、その乾燥，燃焼が促進され
ることになる。なお、旋回方向の変換は、それが被焼却
物の流下方向に交差して行なわれることから、被焼却物
の流下動作に悪影響を及ぼす心配はない。したがって、
かかる旋回方向の変換は、何らの制約を受けることな
く、燃焼状況に応じて自由に行なうことができる。

【００２５】したがって、被焼却物が難燃質で形状の大
きな塊状物のような難燃性重量物である場合において
も、これが充分に時間をかけて乾燥，燃焼されることに
なり、排出口１ｂに到達する時点では確実に完全燃焼さ
れることになる。したがって、従来炉における如く、難
燃性被焼却物が未燃状態で排出口１ｂから排出されるよ
うなことがない。また、不燃物については、旋回方向を
繰り返し逆転させることとも相俟って、床２上で前後左
右に充分に転動されることから、その球状化が良好に行
なわれる。

【００２６】そして、各流動化空気噴出器８の周面１４
ａ…，１４ｃ…が被焼却物の流下方向である前後方向に
連続して延びる平滑面をなしていることから、燃焼物や
針金等の不燃物は、それが噴出器８つまりこれを構成す
るノズル１１，１２，１３に引っ掛かったりすることな
く、床２上を円滑に流下せしめられて、排出口１ｂへと
確実に排出されることになる。かかる流下作用は、流動
化空気噴出器８の上面が一連の山形面１４ｃ…とされて
いることから、更に良好に行われる。したがって、冒頭
で述べた如く、燃焼物や不燃物が床２上に停滞，堆積し
て、焼却作用を妨げるような虞れは全くない。

【００２７】ところで、流動化空気噴出床２の構成部材
たる空気噴出体１４…は、その一部が耐火物ブロック９
…上に露出するため、流動媒体により摩耗，熱損され易
く、定期的に交換する必要があることは、従来炉におけ
ると同様である。

【００２８】しかし、各空気噴出体１４が床板７に固着
せる空気導入体１５に上方から嵌合させたにすぎないも
のであるから、両体１４，１５の連結部が分離不能に焼
き付くことがなく、空気噴出体１４は耐火材層９…を除
去することによって容易に取り外すことができる。しか
も、床板７上に形成される耐火物層が耐火材を打設した
ものではなく、単に床板７上に載置された耐火物ブロッ
ク９…で構成されていることから、かかる耐火材層９…
の除去，修復作業も容易である。

【００２９】したがって、耐火物ブロック９を取り外し
て、損傷した各空気噴出体１４を空気導入体１５から抜
取った上、この空気導入体１５に新たな空気噴出体１４
を嵌合させ、更に取り外した耐火物ブロック９を元の位
置に載置させることによって、ノズル１１，１２，１３
の交換作業を従来炉に比して極めて容易且つ効率良く行
うことができる。

【００３０】図８〜図１０は本発明の第２実施例を示し
ており、この実施例の流動層式焼却炉は、流動化空気噴
出床２の上流側部分つまり前段の風箱３に対応する噴出
床部分２ａの傾斜角度α₁ を大きくした点を除いて、前
記実施例と同一構造をなす。なお、上流側部分２ａを構
成する床板部分７ａ、前段ノズル１１（特に、空気噴出
体１４の上下面１４ｃ，１４ｆ）及び床板部分７ａ上に
敷設される耐火物ブロック９は傾斜角度α₁ に応じた形
状とすると共に、前段ノズル１１を中段ノズル１２の前
面１４ｇに密接して配置して、流動化空気噴出器８にお
ける床板７上に露出する周面１４ａ…，１４ｃ…が前後
方向に連続して延びる平滑面をなすように工夫してあ
る。また、上流側部分２ａつまり床板部分７ａの傾斜角
度α₁ は、２０°〜６０°の範囲で、下流側部分（中段
及び後段の風箱４，５に対応する流動化空気噴出床部
分）２ｂの傾斜角度α（前記実施例におけると同一）と
の関係（α₁ ＞α）及び被焼却物の性状等の焼却条件に
応じて適宜に設定される。

【００３１】また、この実施例では、中段及び後段の風
箱４，５における風箱部分間の供給空気量を次のように
シーケンス制御して、左右方向の旋回流２３ｂ，２３ｂ
のみならず、前後方向にも旋回流２３ｄ，２３ｅが形成
されるようにしている。すなわち、第１及び第３中段風
箱４₁ ，４₃ 並びに第２後段風箱５₂ への供給空気量Ｒ
₁ を第１及び第３前段風箱３₁ ，３₃ への供給空気量Ｑ
₁ より多くすると共に、第２中段風箱４₂ 並びに第１及
び第３後段風箱５₁ ，５₃ への供給空気量Ｒ₂を上記空
気量Ｑ₁ ，Ｒ₁ より少なく且つ第２前段風箱３₃ への供
給空気量Ｒ₂ （＜Ｒ₁ ）より多くして、図９に示す如き
旋回流２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅを形成させる状
態と、第１及び第３中段風箱４₁ ，４₃ 並びに第２後段
風箱５₂への供給空気量をＲ₂ （Ｑ₁ ＞Ｒ₂ ＞Ｑ₂ ）と
すると共に第２中段風箱４₂ 並びに第１及び第３後段風
箱５₁ ，５₃ への供給空気量をＲ₁ （＞Ｑ₁ ）として、
図１０に示す如き旋回流２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３
ｅを形成させる状態と、に亘って交互に変化させるよう
になっている。さらに、Ｑ₁ −Ｑ₂ ＜Ｒ₁ −Ｒ₂ とする
と共にＲ₂ を極小とすることによって、上流側部分２ａ
上の流動層１０ａにおける流動及び旋回流が他の流動層
１０ｂ，１０ｃにおけるよりも極端に弱くなるようにし
てある。

【００３２】このように、左右方向のみならず前後方向
にも旋回流２３ｄ，２３ｅを形成させておくことによっ
て、難燃性重量物の燃焼や不燃物の球状化等が更に促進
され、極めて良好な燃焼が行われる。さらに、供給口１
ａ直下の上流側流動層１０ａにおける流動及び旋回流を
極めて小さくしておくことによって、燃え易いものであ
っても投入直後に急激に燃焼することがなく、被焼却物
の投入による燃焼空気不足が更に良好に防止される。し
かも、上流側部分２ａを急傾斜（２０°以上）としたか
ら、流動層１０ａにおける流動及び旋回流が極めて小さ
くしたことによる被燃焼物の滞留，堆積が防止され、そ
の円滑な流動が担保される。

【００３３】図１１及び図１２は第３実施例を示してお
り、この実施例においては、本発明に係る流動層式焼却
炉をストーカ式焼却炉に組み込んである。

【００３４】すなわち、図１１に示す如く、炉本体１の
前後部には被焼却物投入口１ｃ及び焼却残渣排出口１ｂ
が設けられており、炉本体１内には互いに連通するスト
ーカ燃焼室２４及び流動層燃焼室２５並びに二次燃焼室
２６及びボイラ部燃焼室２７が設けられている。

【００３５】投入口１ｃには投入ホッパ２８が連設され
ており、ホッパ２８の下端シュート部２８ａに配設した
プッシャ２９を進退させることによって、ホッパ２８内
の被焼却物３０を投入口１ｃから炉本体１内に定量的に
供給しうるようになっている。なお、投入口１ｃはホッ
パ２８内に貯留せる被焼却物３０によってシール（所謂
マテリアルシール）されるが、そのシールに万全を期す
ために、ホッパ２８の上面開口部を埋火扉２８ｂにより
密閉しうるようになっている。ところで、投入口１ｃ，
ホッパ２８，プッシャ２９の左右幅は、炉幅つまり炉本
体１の左右幅（約４ｍ）に略一致させてある。

【００３６】ストーカ燃焼室２４は炉本体１内の前側下
部に設けられており、この燃焼室２４には、図１に示す
如く、投入口１ｃの直下位置から後方へと下り傾斜状に
延びる階段式ストーカ３１が設けられている。このスト
ーカ３１は公知のものであるから、その詳細は省略する
が、固定火格子と可動火格子とを階段状に設けてなり、
燃焼空気供給管３２から燃焼空気を供給させると共に可
動火格子を前後方向に往復駆動させることにより、投入
口１ｃからストーカ３１の前端部に供給された被焼却物
３０を、後方へと移送，攪拌させつつ燃焼，乾燥させる
ものである。燃焼空気供給管３２には風量調節ダンパ３
３が介設されていて、ストーカ３１に供給する燃焼空気
量を調節しうるようになっている。また、ストーカ３１
下にはリドリング灰ホッパ３１ａが設けられていて、火
格子相互の隙間等から落下する未燃灰等を回収するよう
になっている。なお、ストーカ３１の前後長さは通常の
階段式ストーカ炉におけるものの１／３程度とされてお
り、ストーカ３１の左右幅は炉幅に略一致されている。

【００３７】流動層燃焼室２５は炉本体１内の後側下部
に設けられており、前記実施例と同様の流動層式焼却炉
に構成されている。すなわち、この燃焼室２５には、図
１１及び図１２に示す如く、流動層式焼却炉の被焼却物
供給口１ａを形成するストーカ３１の後端部の直下位置
から後方へと下り傾斜状に延びて焼却残渣排出口１ｂに
至る流動化空気噴出床２が設けられていて、該床２上に
砂等による流動層１０が形成されるようになっている。
なお、第２燃焼室２５の天井壁２５ａは、流動化空気噴
出床２と略平行する傾斜壁に構成されており、その適所
には流動媒体供給口２５ｂが形成されている。

【００３８】流動化空気噴出床２は、図１２に示す如
く、床板７上に、炉幅方向たる左右方向に均等間隔を隔
てて並列する複数のノズル１１…（以下「横列ノズル
群」という）を、前後方向に密接して縦列配置すると共
に、前後方向に縦列する各ノズル群１１…で構成される
各流動化空気噴出器８に沿って耐火物ブロック９…を敷
設してなり、床板７下の風箱に供給された流動化空気を
各ノズル１１から噴出させることによって、床２上に流
動層１０を形成させるようになっている。各ノズル１１
の構成は、前記実施例におけると同様である。

【００３９】なお、床２つまり床板７の傾斜角α₂ は、
焼却残渣排出口３への不燃物流下が円滑に行われるよう
に、２０°前後（１０°〜２５°程度）としておくこと
が好ましい。また、ストーカ３１の後端部１ａと床２の
前端部との上下間隔は、流動媒体がストーカ３１に悪影
響を及ぼすことがないように、つまり流動層１０におけ
る静止層部分の上面がストーカ３１より高くならないよ
うに設定されるが、一般には、静止層部分の高さの１．
５〜２．５倍程度としておくことが好ましい。また、噴
出孔１４ｂの傾斜角β（図３参照）は、流動層１０を良
好に形成，維持することができ、且つ天井壁２５ａの傾
斜と相俟って後述する如き循環流１０´を発生させるこ
とができるように、一般には、３０°〜６０°程度とし
ておくことが好ましい。

【００４０】また、風箱は前後方向に複数の風箱部分３
…に分割されていて、一の風箱部分３からは一の横列ノ
ズル群１１´に流動化空気が供給されるようになってい
る。風箱部分３…には、空気供給管１６から分岐された
空気管１７…が導かれていて、各空気管１７に介設した
風量調節ダンパ２０により、各風箱部分３に供給する空
気量つまり各横列ノズル群１１…から噴出される空気量
を各別に調節しうるようになっている。また、焼却残渣
排出口１ａの前後壁４０，４４には、最後部の風箱部分
３´に連通する噴出口４０ａ及び空気供給管１６からの
分岐管１７ａを接続した噴出口４４ａが直対向状に形成
されていて、これらの噴出口４０ａ，４４ａから排出口
１ｂ内にも流動化空気を噴出させるようになっている。
さらに、後者の噴出口４４ａの上位に未燃灰吹込ノズル
４５を設けると共に、空気供給管１６から分岐されてノ
ズル４５に至る分岐管１７ｂにリドリング灰ホッパ３１
ａから垂下する未燃灰回収管３１ｂを接続して、ホッパ
３１ａに回収された未燃灰をノズル４５から排出口１ｂ
に吹込みうるように構成してある。なお、分岐管１７
ａ，１７ｂには、夫々風量調節ダンパ２０ａ，２０ｂが
介設されている。

【００４１】ところで、各ダンパ２０，２０ａ，２０ｂ
による風量調節は、床２からの噴出空気量が排出口１ｂ
を含む後部側領域程多くなるように行い、各ノズル１１
から後方に向けて空気が噴出されること及び天井壁２５
ａが前方へ上り傾斜されていることと相俟って、流動層
１０内に図１２に示す如き循環流１０´が形成されるよ
うにしてある。

【００４２】排出口１ｂの下端部には、図１１に示す如
く、Ｌ字状の焼却残渣溜４６が連設されていて、排出口
１ｂから排出される不燃物等の焼却残渣を貯留するよう
になっている。焼却残渣溜４６に貯留された焼却残渣
は、前記ホッパ３０内の貯留物と同様に、排出口１ｂを
マテリアルシールする。そして、焼却残渣溜４６内には
プッシャ４７が配設されていて、焼却残渣を振動スクリ
ーン４８上に排出するようになっている。なお、振動ス
クリーン４８は必要に応じて水冷構造とされる。また、
焼却残渣溜４６から排出される残渣中に含まれる流動媒
体は、振動スクリーン４８により不燃物等と分離され
て、適宜の搬送装置４９により流動媒体供給口２５ｂか
ら流動層１０に返戻されるようになっている。

【００４３】二次燃焼室２６は燃焼室２４，２５の連通
部分の上位に形成されていて、二次燃焼空気を供給させ
ることにより、燃焼室２４，２５から上昇してくる排ガ
ス中の未燃分を二次燃焼させるようになっている。ま
た、ボイラ部燃焼室２７は、二次燃焼室２６の上部に連
設されており、二次燃焼室２６からの排ガスをボイラ２
７ａにより熱回収した上で、炉外に排出させる。なお、
二次燃焼室２６及びボイラ部燃焼室２７の周壁には二次
燃焼空気ノズル５０…が設けられており、燃焼空気供給
管３２から供給される燃焼空気の一部が分岐管３２ａを
介して供給されるようになっている。この分岐管３２ａ
には、二次燃焼空気量を調節する風量調節ダンパ５１が
介設されている。ところで、ボイラ２７ａを経過した排
ガスは、適宜の集塵機５２，誘因ファン５３を経て煙突
５４から排出される。

【００４４】ところで、焼却残渣排出口１ｂ，流動化空
気噴出床２，焼却残渣溜４６，プッシャ４７等の左右幅
も、前記した被焼却物投入口１ｃ等と同様に、炉幅に略
一致されている。

【００４５】以上のように構成された焼却炉にあって
は、被焼却物投入口１ｃからストーカ上に供給された被
焼却物３０は、ストーカ３１により後方へ移送されつ
つ、攪拌，燃焼され、ストーカ３１の後端部から流動層
１０に供給される。

【００４６】このとき、ストーカ３１の全長がストーカ
炉における通常のストーカに比して短い（１／３程度）
ことから、ストーカ３１上には充分な厚さの灰層が形
成，維持され、該層の上部に存在する軟らかく燃え易い
もののみが燃焼することになり、ストーカ３１上におい
ては、被焼却物１０が緩やかに攪拌，移送されながら燃
焼することになる。したがって、被焼却物１０が高カロ
リ軽量物を多く含むものである場合にも、浮遊物の発生
が極めて少なく、円滑且つ安定した燃焼が行われ、火格
子が熱損する等のトラブルも生じない。また、大きさの
異なる被焼却物が混在していても、ストーカ３１上での
燃焼により形状の均一化が図られる。さらに、湿潤した
被焼却物についても、それがストーカ３１上を時間をか
けて移送されるため、その間において充分に乾燥される
ことになる。その結果、被焼却物３０が形状，性状の異
なる物質の混在物である場合にも、これらがストーカ３
１を通過する間に混合攪拌されることと相俟って、形
状，性状が略均一化された状態で、流動層１０に供給さ
れることになる。

【００４７】ストーカ３１から流動層１０に供給された
被焼却物３０は、更に流動層１０内で燃焼されるが、上
記した如くストーカ３１により均質化されていることか
ら、破砕処理等の前処理を施しておかずとも、一定の燃
焼割合を維持しつつ良好に燃焼，焼却される。したがっ
て、被焼却物３０は、それが流動層１０内において循環
流１０´によって循環流動されることとも相俟って、低
酸素雰囲気において効率良く且つ安定した状態で燃焼，
焼却されることになる。

【００４８】また、ストーカ３１から落下した未燃灰
は、流動化空気と共にノズル２５から焼却残渣排出口１
ｂに吹き込まれ、その吹込位置下の噴出口４０ａ，４４
ａから流動化空気が噴出されることとも相俟って、流動
層１０へと供給されて完全燃焼されることになる。した
がって、未燃灰の発生量を少なくでき、被焼却物の焼却
効率を大幅に向上させることができる。

【００４９】また、不燃物は、前記各実施例におけると
同様に、ノズル１１に引っ掛かったりすることなく、床
２上を円滑に流下して排出口１ｂへと排出される。した
がって、床２上に堆積した不燃物の除去作業等により運
転停止を余儀なくされるようなことがない。その結果、
連続運転による効率的な焼却処理を行うことができ、延
いてはボイラ７ａ等の廃熱回収手段による有効な熱利用
を実現できる。

【００５０】また、流動層１０内に図２に示す如き循環
流１０´が形成されており、しかも焼却残渣排出口１ｂ
を含む後方領域における程、流動化空気の噴出量を多く
してあるから、流動媒体及び未燃物が焼却残渣排出口１
ｂから排出される虞れは殆どない。したがって、流動層
１０下に焼却残渣排出口１ｂが開口されていることによ
る不都合はない。勿論、流動媒体の極く一部が、焼却残
渣排出口１ｂから排出される場合もありうるが、これら
は不燃物と共に振動スクリーン２８に排出されて、振動
スクリーン２８により不燃物と分離された上、流動媒体
供給口５ｂから流動層１０に返戻される。これらのこと
は、前記各実施例においても同様である。

【００５１】一方、ストーカ燃焼室２４及び流動層燃焼
室２５で発生した排ガスは、二次燃焼室２６及びボイラ
部燃焼室２７に至り、ここで排ガス中に含まれる未燃
分，未燃ガスは完全燃焼される。このとき、燃焼空気供
給管３２からストーカ３１に供給された燃焼空気の余剰
分は、流動層１０からの排ガスを二次燃焼させるための
二次燃焼空気として作用し、二次燃焼空気ノズル５０…
からの空気供給と相俟って、効果的な二次燃焼機能が発
揮される。したがって、炉内では、低い空気過剰率によ
る安定した燃焼が得られることになり、ＣＯ更にはダイ
オキシンの発生を効果的に抑制することができる。ま
た、ボイラ部燃焼室２７に至った排ガスは、ボイラ２７
ａにより熱回収されて冷却され、集塵機５２によるダス
トを除去された上で、煙突５４より排出される。

【００５２】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲にお
いて適宜に改良・変更することができる。

【００５３】すなわち、流動化空気噴出器８の形状等
は、床２上における流下作用を妨げず且つ耐火物ブロッ
ク９及び空気噴出体１４の脱着を阻害しないことを条件
として、床板７の前後長さや風箱の分割数，前後長さ等
に応じて適宜に設計しておくことができる。例えば、空
気噴出体１４の周面を図１３に示す如く倒立Ｕ字形状と
しておいてもよい。また、流動化空気噴出器８を構成す
るノズル数も任意であり、床２の前後幅が短い場合等に
あっては噴出器８を一のノズルで構成するようにしても
よい。すなわち、空気噴出体１４を、その前後長さが床
板７の前後幅に一致する長尺なものとしておく。この場
合において、風箱が前後方向に複数の風箱部分に分割さ
れているときは、空気噴出体１４の内部を前後方向に風
箱部分の数に応じた複数の空気導入室に区画すると共
に、空気導入体１５を、各空気導入室が各風箱部分に各
別に連通されるような構成としておく。また、一の風箱
部分に対応するノズル数を、前記各実施例のように一と
せず、複数とすることもできる。すなわち、各風箱部分
上に複数のノズルを前後密接状に縦列配置させておく。

【００５４】また、空気噴出体１４と空気導入体１５と
の嵌合構造及び導入孔１５ｂの数も、空気噴出体１４を
上下方向に嵌脱自在とできることを条件として、任意で
ある。例えば、複数のパイプを床板７に固着することに
よって空気導入体１５を構成し、これらのパイプを空気
噴出体１４の底壁に穿設した嵌合孔に嵌合させるように
することも可能である。

【００５５】また、前記各実施例では、空気噴出体１４
に鍔部１４ｄを設けて、この鍔部１４ｄに耐火物ブロッ
ク９の切欠段部９ａを係合させるようにしたが、図１３
に示す如く、かかる切欠段部９ａ及び鍔部１４ｄを設け
ないようにすることも可能である。但し、この場合に
は、空気噴出体１４の重量を噴出空気による押上力Ｐよ
りも大きくしておくことが必要である。

【００５６】また、第１及び第２実施例において、風箱
を前後左右に９分割したが、風箱の前後方向における分
割数及び左右方向における分割数は、床２の面積や燃焼
条件等に応じて任意に設定しておくことができる。さら
に、空気供給機構６において、各風箱部分に供給させる
空気量及び左右の隣接風箱部分間における供給空気量差
は、燃焼条件等に応じて適宜に設定することができ、そ
の制御方法も任意である。例えば、風箱４，５への空気
供給は、シーケンス制御によらず、固定制御として、旋
回流２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅの方向が一定とな
るようにしておいてもよい。

【００５７】また、第３実施例において、炉床の構成割
合つまりストーカ３１で構成される炉床部分と流動層１
０で構成される炉床部分との前後方向における寸法割合
は、炉の大きさ等の焼却条件に応じて適宜に設定するこ
とができる。また、炉に付設される廃熱回収手段もボイ
ラ２７ａに限定されず、任意である。

【００５８】また、本発明は、図１４（Ａ）〜（Ｃ）に
示される如き一般的な流動層式焼却炉においても、前記
各実施例におけると同様に適用することができ、適用炉
の構成は特に限定されない。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明からも容易に理解されるよう
に、本発明によれば、燃焼物や針金等の不燃物を、これ
がノズルに引っ掛かったりすることがなく、円滑に焼却
残渣排出口へと流下排出させることができ、流動層によ
る燃焼作用を長期に亘って良好に行うことができる。し
かも、ノズルの交換作業（耐火材層の除去，修復作業を
含む）極めて容易に行うことができ、メンテナンス経済
上極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流動層式焼却炉の第１実施例を示
す縦断側面図である。

【図２】その要部を示す斜視図である。

【図３】図１のIII−III線に沿う要部の横断平面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図４のVI−VI線断面図である。

【図７】風箱への空気供給系統を示す斜視図である。

【図８】本発明に係る流動層式焼却炉の第２実施例を示
す縦断側面図である。

【図９】その要部を示す斜視図である。

【図１０】図９と異なる流動化空気の供給状態を示す図
９同一の斜視図である。

【図１１】本発明に係る流動層式焼却炉の第３実施例を
示す縦断側面図である。

【図１２】図１１の要部を拡大して示す詳細図である。

【図１３】ノズルの変形例を示す図４相当の断面図であ
る。

【図１４】従来炉を示す縦断側面図である。

【図１５】従来炉における流動化空気噴出床を示す縦断
側面図である。

【符号の説明】

１ａ…焼却物供給口、１ｂ…焼却残滓排出口、２…流動
化空気噴出床、３，４，５…風箱、７…床板、８…流動
化空気噴出器、９…耐火物ブロック、１０，１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ…流動層、１１，１２，１３…ノズル、１
４…空気噴出体、１４ｂ…空気噴出孔、１４ａ，１４ｃ
…床板上に露出する流動化空気噴出器ないしノズルの周
面、１４ｅ…嵌合部、１５…空気導入体、１５ａ…溶
着、１５ｄ…空気導入孔。

フロントページの続き (72)発明者 片岡 静夫 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号 株式会社タクマ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被焼却物供給口の直下位から後方に下り
   傾斜状に延びて焼却残渣排出口に至る流動化空気噴出床
   から該床下の風箱に供給された流動化空気を噴出させる
   ことによって、流動化空気噴出床上に粒状媒体による流
   動層を形成せしめるように構成された流動層式焼却炉に
   おいて、流動化空気噴出床が、前後方向に傾斜する床板
   と、床板上に左右方向に一定間隔を隔てて並列配置され
   た複数の流動化空気噴出器と、床板上に敷設された耐火
   物ブロック群とで構成されており、各流動化空気噴出器
   は、床板上に露出する周面が前後方向にその全幅に亘っ
   て連続して延びる平滑面をなす、一のノズル又は前後方
   向に密接して縦列する複数のノズルからなり、各ノズル
   は、床板に固着され且つ風箱に連通する空気導入孔を有
   する空気導入体と空気導入体に抜脱自在に嵌合され且つ
   空気導入孔に連通しうる空気噴出孔を有する空気噴出体
   とに分離構成されたものであり、耐火物ブロック群は、
   空気噴出孔を露出させた状態で且つ各流動化空気噴出器
   とこれに隣接する流動化空気噴出器及び炉壁との間に充
   填された状態で、床板上に載置されていることを特徴と
   する流動層式焼却炉。