JPH08189627A - 流動層熱回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型の構造で、各部材の摩耗を避けながら、
良好な流動層形成及び熱回収を実現し、熱回収量の安定
化及びその制御を可能にする。 【構成】 炉底に第１分散板３８と第２分散板４０とを
設置し、両分散板３８，４０同士の間に不燃物排出部４
２を設け、分散板３８，４０の上方に流動層１２を形成
する。第２分散板４０の上方に熱回収用の伝熱管４６及
びバッフル５４を設け、伝熱管４６の上方に、多数の流
動化ガス噴射口をもつ複数の散気管５０を並設する。分
散板３８，４０からの流動化ガスの噴射により、流動層
１２の流動粒子がバッフル５４の近傍を上昇し、散気管
５０同士の隙間及び伝熱管４６同士の隙間を通って下降
し、バッフル５４の下から上記第１分散板３８の上方に
戻る還流を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動層の形成によって
産業廃棄物、都市ごみ、石炭等を焼却し、これにより発
生する熱を回収する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業廃棄物等の焼却による熱を回
収する装置として、空気分散板上に砂粒子からなる流動
層を形成する流動層熱回収装置が良く用いられている。
この装置は、流動層内の粒子の混合が極めて良好で層内
温度を均一に保つことができ、また、粒子層の熱保持能
力が大きいため再起動が容易である等の利点を有してい
る。

【０００３】このような装置として、例えば特開昭６３
−１８７００１号公報には、図１６及び図１７に示すよ
うなものが開示されている。

【０００４】図１６の装置では、炉９０の底部に山形状
の空気分散板９２が設けられ、この空気分散板９２から
上方に向かってブロア９１の吐出エアすなわち流動化ガ
スが噴出されることにより、砂粒子からなる流動層が形
成されている。詳しくは、分散板９２の左右両翼部にお
けるガス噴射速度が中央部よりも大きく設定され、さら
に、この空気分散板９２の上方に、上記流動化ガスの噴
射方向に対向する形状の反射仕切り９３が設けられてお
り、このため砂粒子は、左右両翼で勢い良く吹き上げら
れた後に反射仕切り９３で反射して中央部で沈降する流
動層を形成している。

【０００５】このような流動層に対し、上方の投入口８
９から中央の主燃焼室９６内に都市ごみ等の被処理物が
投入されると、この被処理物は上記流動層内で砂粒子と
ともに流動しながら燃焼し、不燃物は不燃物排出口９８
を経てスクリューコンベア９９により装置外へ搬出され
る。また、砂粒子の一部は反射仕切り９３を超えてその
外側の熱回収室９４内に入り込み、この熱回収室９４内
で沈降する。この熱回収室９４内には伝熱管９５が配設
されており、この伝熱管９５によって、熱回収室９４内
に侵入した砂粒子の熱が回収される。

【０００６】これに対し、図１７の装置では、水管８８
が熱回収室９４の側面に形成され、反射仕切壁上部の水
管８８にはプロテクタが設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記装置には、次のよ
うな解決すべき課題がある。

【０００８】Ａ）装置内部を水平方向に主燃焼室９６と
熱回収室９４とに完全に仕切っているため、熱回収室９
４の増設分だけ装置全体の設置面積が大きくなり、装置
全体の小型化が困難である。

【０００９】Ｂ）上記装置では、流動化用ガスで吹き上
げた砂粒子を反射仕切り９３に当てて反射させることに
より砂粒子の還流を行っているので、反射仕切り９３の
摩耗損傷が激しく、その分寿命は短くなる。

【００１０】Ｃ）図１７に示す装置では、流動の激しい
砂層表面に水管８８を配しているので、水管８８の摩耗
が著しく、その寿命も短い。この不都合を回避する手段
として、例えば特公平５−８７７５８に示されるプロテ
クタを設けることが考えられるが、このプロテクタは全
くの消耗品となるため、その交換作業が面倒である。

【００１１】Ｄ）図１６に示す装置では、砂層に混じっ
た不燃物をはじめとする大きな固形物が熱回収室９４内
に侵入し、伝熱管９５同士の間に詰まるおそれがある。
このような詰まりは、良好な流動層形成及び円滑な熱回
収の大きな妨げとなる。

【００１２】Ｅ）上記伝熱管９５による熱回収を安定化
するには、熱回収室９４への砂流入量を均一化し、さら
には制御することが好ましいが、上記装置においてこの
ような均一化あるいは制御を行うことは極めて困難であ
る。

【００１３】本発明は、上記のような課題を解決するこ
とができる流動層熱回収装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、装置本体の底部に散気装置を
有するとともに、上記散気装置上に、流動粒子からなる
流動層と、この流動層での被処理物の焼却により発生し
た熱を回収する媒体が管内に流される伝熱管とが設けら
れた流動層熱回収装置において、上記伝熱管を上記装置
本体の側壁に隣接する位置に配し、この伝熱管よりも上
記装置本体側壁から離れた位置でかつ上記散気装置から
上方に離れた位置にバッフルを設け、上記伝熱管の上方
に、多数の流動化ガス噴射口が管壁に設けられた複数の
散気管を略水平方向に並設するとともに、上記散気装置
から流動化ガスを噴射することにより、上記流動粒子が
上記バッフルにおいて上記伝熱管に対向する面と反対側
の面の近傍を上昇してから上記散気管同士の間及び上記
伝熱管の配設個所を通って下降して上記バッフルの下を
くぐる還流が流動層に形成されるように構成したもので
ある（請求項１）。

【００１５】より具体的には、上記バッフルの直下方近
傍での流動化ガスの噴射量が他の箇所での流動化ガスの
噴射量よりも多くなるように上記散気装置を構成したも
のが好適である（請求項２）。

【００１６】さらに、上記バッフルの略下方の位置から
噴射する流動化ガスの噴射量を調節する流動化調節手段
を備えれば、より優れたものとなる（請求項３）。

【００１７】上記伝熱管上方の散気管は、上記装置本体
側壁から離れるに従って低くなる方向に傾斜させるのが
よい（請求項４）。

【００１８】また、上記散気管同士の隙間は、上記伝熱
管同士の隙間や上記バッフルと散気装置との上下間隔よ
りも小さく設定するのがよい（請求項５，６）。

【００１９】上記バッフルとしては、上記散気管を上記
伝熱管の側方で略垂直方向に延ばして散気装置にまで至
らせ、この伝熱管側方部分の各散気管の周囲に上記バッ
フルを設けたものが、好適である（請求項７）。

【００２０】上記散気装置として、装置本体底面を構成
して多数のガス噴射口をもつ分散板と、この分散板のガ
ス噴射口から装置本体内へガスを噴射するガス噴射手段
とで構成し、装置本体底部に不燃物排出部を設ける場
合、上記分散板を上記不燃物排出部に向かうに従って低
くなる方向に傾斜させるのが、より好ましい（請求項
８）。

【００２１】この場合、上記不燃物排出部を上記バッフ
ルの略下方の位置に設け、この不燃物排出部を挾む両側
の分散板を互いに逆の方向に傾斜させることにより、後
述のようなより優れた効果が得られる（請求項９）。

【００２２】

【作用】請求項１記載の装置によれば、バッフルを境に
して伝熱管がある側と反対側の主燃焼部に被処理物を投
入することにより、この被処理物内の可燃物が燃焼す
る。この主燃焼部の流動層構成粒子は、流動化ガスの作
用で散気管上方に回り込み、散気管同士の間から伝熱管
に向かって沈降する。この伝熱管によって、流動層の熱
が回収され、この流動層はバッフルの下をくぐって元の
位置へ戻る。

【００２３】より具体的に、請求項２記載の装置では、
上記バッフルの直下方近傍での流動化ガスの噴射量が他
の箇所での流動化ガスの噴射量よりも多く設定されてい
るため、流動粒子が上記主燃焼部において上記バッフル
の近傍を通って上昇し、散気管同士の間を通って熱回収
部へ沈降する流れが形成される。

【００２４】さらに、請求項３記載の装置では、上記散
気装置において上記バッフルの略下方の位置から噴射さ
れる流動化ガスの噴射量を調節することにより、熱回収
部を通過する流動粒子の還流量をより効果的に制御でき
る。

【００２５】上記各装置において、主燃焼部は、バッフ
ルを境に上記伝熱管の配設部分と反対側の部分だけでな
く、第２分散板上において散気管より上方の空間も含ん
でいる。この関係から、伝熱管は、流動の激しい流動層
表面よりも下方の位置に沈んでおり、流動層表面に配設
されている場合よりも摩耗は少ない。また、装置本体底
部の散気装置から噴射される流動化ガスで流動層を形成
しているので、従来のように反射板等に流動層を直接ぶ
つける必要がなく、バッフルや散気管等の摩耗も少な
い。

【００２６】また、散気管が流動層の流動抵抗となるた
め、この散気管がない場合よりも熱回収部（すなわち伝
熱管が設けられている部分）への流動粒子の流入量が安
定し、しかも、この流入量は散気管から噴出するガス量
の調節で制御が可能である。さらに、この散気管は、大
きな固形物の侵入を阻止する篩い（ふるい）としての役
目を果たすとともに、この散気管から噴出するガスで上
記固形物を散気管上で浮かせることにより、その侵入を
より高い確率で阻止することが可能である。

【００２７】特に、請求項４記載の装置では、上記伝熱
管上方の散気管が上記装置本体側壁から離れるに従って
低くなる方向に傾斜しているため、この散気管上方に大
きな固形物が運ばれても、この固形物は散気管に沿って
主燃焼部側に積極的に落されることになり、熱回収部へ
の侵入はより高い確率で阻止される。

【００２８】また、請求項５，６記載の装置では、上記
散気管同士の隙間が、上記伝熱管同士の隙間や、上記バ
ッフルと分散装置との上下間隔（すなわち熱回収部の出
口幅）より小さいので、上記伝熱管同士の間隔や熱回収
部の出口幅よりも大きい固形物は上記散気管同士の間を
通過できない。このため、上記部分での固形物の詰まり
がより確実に防がれる。

【００２９】なお、側方からの熱回収部内への固形物の
侵入は、バッフルの存在により阻止される。このバッフ
ルとしては、上記散気管とは別に、全体が一体成形され
たものを特設するようにしてもよいが、この場合にはバ
ッフル自体の構造が大がかりとなり、設置が容易でな
く、また大きな熱応力が発生するおそれがある。これに
対し、請求項７記載のように、上記散気管を上記伝熱管
の側方で略垂直方向に延ばして散気装置にまで至らせ、
この部分の各散気管の周囲に耐火材やジャケット等から
なるバッフルを設けるようにすれば、製作は容易であ
り、また、バッフルは散気管単位で分割されているため
に大きな熱応力は発生しない。しかも、熱回収部からバ
ッフル同士の隙間を通じて主燃焼部に抜ける流動粒子の
流れにより、熱回収室の出口から熱回収室内へ僅かに流
動化ガスが流入することが抑止され、このガスに起因す
る伝熱管の局所的摩耗が抑制される。

【００３０】請求項８記載の装置では、上記散気装置
が、装置本体底面を構成して多数のガス噴射口をもつ分
散板と、この分散板のガス噴射口から装置本体内へガス
を噴射するガス噴射手段とで構成され、上記分散板が装
置本体底部の不燃物排出部に向かうに従って低くなる方
向に傾斜しているので、各分散板上に沈下した固形物は
堆積すること無く不燃物排出部へ積極的に落され、常時
排出されることとなる。

【００３１】この請求項８記載の装置において、上記不
燃物排出部が例えば装置本体側端に設けられている場
合、この不燃物排出部に向けて分散板全体を同じ方向に
傾斜させなければならず、その分、装置底部の流動層の
最大深さ寸法が大きくなってしまうが、請求項９記載の
ように、上記不燃物排出部を上記バッフルの略下方の位
置に設け、この不燃物排出部を挾む両側の分散板を互い
に逆の方向に傾斜させれば、このように両分散板の傾斜
方向が逆である分、上記流動層の深さを平均化して最大
深さ寸法を削減できる。これにより、必要流動化ガス供
給圧力が低下し、消費動力が節減される。

【００３２】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて
説明する。

【００３３】ここに示す流動層熱回収装置は、断熱壁１
１で囲まれた焼却炉１０を備え、この焼却炉１０の底部
に砂等からなる流動層１２が形成され、その上方はフリ
ーボード１４とされている。焼却炉中間部には、焼却物
投入口１６が形成され、これに焼却物供給機１８が接続
されるとともに、同じく焼却炉中間部の適当な高さ位置
には、二次空気ブロア２０が接続され、焼却炉上部には
ダクト２４が接続されている。

【００３４】上記フリーボード１４での断熱壁１１は、
ある高さまでは内面が耐火物で覆われたメンブレン構造
であり、壁面を通してガス層から熱を吸収するように構
成されている。メンブレンで蒸発した蒸気は蒸気溜め２
５に集合し、その蒸気はスーパーヒーター２６で排ガス
の熱を回収し、後述の伝熱管４６の入口ヘッダ４７へ送
られる。上記排ガスは、上記スーパーヒーター２６で熱
を奪われた後、炉壁のメンブレンと同様の構造の蒸発器
２８、低温腐食回避のための給水加熱器２９、燃焼空気
用の空気加熱器３０でさらに熱を奪われる。そして、ガ
ス冷却器３２で冷却された後にバグフィルタ３４で除塵
され、排気ファン３６を通って煙突から排気される。

【００３５】次に、上記焼却炉１０の底部の構造を図１
及び図２に基づいて説明する。

【００３６】炉底の左右方向中央には、第１分散板３８
が配設され、この第１分散板３８の左右両側に第２分散
板４０が配設されており、両第２分散板４０は断熱壁
（装置本体側壁）１１に隣接している。第１分散板３８
と第２分散板４０とは、水平方向に離間しており、この
部分が不燃物排出部４２となっている。この不燃物排出
部４２の下方には不燃物抜き出し装置４４が設けられ、
この不燃物抜き出し装置４４は、上記不燃物排出部４２
から導出された不燃物入り砂を左右両外側に搬送するス
クリュコンベアを内蔵している。

【００３７】ここで、上記第１分散板３８は、左右の不
燃物排出部４２に向かうに従って低くなるように山形に
傾斜しており、第２分散板４０も、不燃物排出部４２に
向かうに従って低くなる方向に傾斜している。これらの
傾斜角度は、適宜設定すればよいが、具体的には、１５
°以上３５°以下が好適である。

【００３８】両第２分散板４０の上方には、複数本の伝
熱管４６が図１奥行き方向（図２の上下方向）に等間隔
で並設されている。各伝熱管４６は、断熱壁１１下部を
側方に貫通して炉内に臨み、上記第２分散板４０上で蛇
行し、上記貫通部よりも上方で断熱壁１１を貫通して炉
外へ導出されており、その両端は、図１の奥行き方向に
延びる入口ヘッダ４７及び出口ヘッダ４８にそれぞれ接
続されている。そして、スーパーヒーター２６から入口
ヘッダ４７へ送られた蒸気が焼却熱回収媒体として伝熱
管４６内を流れ、出口ヘッダ４８に回収されるようにな
っている。

【００３９】この炉内には、流動層１２を主燃焼部と熱
回収部とに区画する散気管５０が配設されている。各散
気管５０は、上記伝熱管４６の上方に位置する上側部５
１と、この上側部５１から上記伝熱管４６の側方を通っ
て略垂直方向に延び、第２分散板４０に至る立直部５２
とからなり、上側部５１の管壁の側面及びその近傍には
多数のガス噴射孔が穿設されている。

【００４０】上記上側部５１は、不燃物排出部４２に向
かうに従って低くなる方向に傾斜しており、この上側部
５１より少し上方に流動層１２の上面が位置している。
上記傾斜角度の設定は自由であるが、具体的には５°以
上３５°以下が好適である。

【００４１】上記立直部５２の途中部分の周囲には、耐
火材やジャケット等からなるバッフル５４が配設されて
いる。各バッフル５４同士の間には微小の隙間５５が確
保され、この隙間５５を僅かながら砂粒子が流通可能と
なっている。

【００４２】なお、散気管５０の配設間隔は、伝熱管４
６の配設間隔と等しく設定されているが、伝熱管４６の
管径よりも散気管５０の管径が大きい分だけ、散気管５
０同士の隙間が伝熱管４６同士の隙間よりも小さくなっ
ている。また、散気管５０同士の隙間は、バッフル５４
と第２分散板４０との間の上下間隔（すなわち熱回収部
の出口幅）と比べても小さくなっている。

【００４３】上記分散板３８，４０には多数の流動化ガ
ス噴射口が穿設され、第１分散板３８の下方には複数の
ガス室４１ｂが、第２分散板４０の下方には複数のガス
室４０ａ，４１，４０ｂ，４０ｃが左右方向に並設され
ている。各ガス室には、配管５７をそれぞれ介し、流動
化ガス（ここではエア）供給源である一次空気ブロア
（ガス噴射手段）５６が接続され、この一次空気ブロア
５６から吐出された流動化ガスが上記流動化ガス噴射口
から炉内の流動層１２に向けて噴射されるようになって
いる。

【００４４】上記ガス室のうち、第２分散板４０の下方
のガス室であって上記不燃物排出部４２に近い特定のガ
ス室４１からは、上記散気管５０内に流動化ガスが供給
されるようになっている。また、このガス室４１よりも
不燃物排出部４２に近いガス室４０ａから流動化ガス噴
射口を通じて噴射される流動化ガスは、不燃物排出部４
２に向かって水平方向に噴出し、上記バッフル５４にお
いて上記第１分散板３８側を向く面の近傍を通るように
なっている。

【００４５】また、各ガス室に接続される配管５７の途
中には、各配管５７内を流れる流動化ガスの風量を調節
する図略のダンパが設けられ、このダンパを用いて流動
化ガス（エア）噴射量を配管５７ごとに調節可能となっ
ている。

【００４６】この実施例では、基本的に、全てのガス室
のうち不燃物排出部４２近傍のガス室４１ｂからの流動
化ガス噴射量が比較的大きく設定され、第１分散板３８
の山形中央部及び第２分散板４０において伝熱管４６の
下方の部分に位置するガス室４１からの流動化ガス噴射
量が、比較的小さく設定されている。このような噴射量
設定のため、図１に白抜き矢印で示すように、主燃焼部
側で砂粒子がバッフル５４の側面近傍を通って上昇し、
炉の中央側と散気管５０の上側部５１側とへあふれてそ
れぞれ沈降する流れが形成されている。

【００４７】次に、この装置の作用を説明する。

【００４８】まず、焼却物投入口１６から投入された都
市ごみ等の廃棄物（被処理物）は、第１分散板３８上の
流動層１２内（主燃焼部内）に落下し、燃焼する。この
流動層１２では、バッフル５４の近傍を通って上昇した
砂粒子が炉の中央側と散気管５０の上側部５１側とへあ
ふれてそれぞれ沈降する。

【００４９】より具体的に、上側部５１側へあふれた粒
子は、これら上側部５１同士の隙間を通り、バッフル５
４と断熱壁１１とに挟まれた熱回収部内で伝熱管４６同
士の間を沈降し、この伝熱管４６に焼却熱を与えた後
（すなわち伝熱管４６が焼却熱を回収した後）、第２分
散板４０の傾斜面に沿って不燃物排出部４２側へ滑り落
ちる。また、炉中央へあふれた粒子は、そのまま第１分
散板３８の山形中央へ沈降し、この第１分散板３８の傾
斜面に沿ってやはり不燃物排出部４２側へ滑り落ちる。
ここで、不燃物排出部４２のすぐ手前のガス室４１ｂか
らは強い流動化ガスの噴射が行われているため、一部の
砂粒子は上記流動化ガスに押し上げられて主燃焼部へ再
還流し、他の砂粒子は不燃物（固形物）とともに不燃物
排出部４２内へ落下し、不燃物抜き出し装置４４によっ
て左右両外側へ搬出される。この搬出物は篩いにかけら
れ、細かい砂粒子のみが上記流動層１２に再供給され
る。

【００５０】このような熱回収装置によれば、次の効果
を得ることができる。

【００５１】(a) 図１６，図１７に示した従来装置と異
なり、第１分散板３８上の空間だけでなく第２分散板４
０上において散気管５０より上方の空間も主燃焼部とし
て利用できるため、装置の設置面積が減る。しかも、伝
熱管４６上方の空間も有効利用できることから、伝熱管
４６を、流動の激しい流動層１２表面よりも下方の位置
に沈ませることができ、図１６の従来装置のように流動
層１２表面に配設する場合よりも摩耗を抑制できる。

【００５２】(b) 従来のように反射板等に流動層を直接
ぶつけて還流を形成するのではなく、分散板３８，４０
上から噴射される流動化ガスで流動層を形成しているの
で、バッフル５４や散気管５０の摩耗が少ない。

【００５３】(c) 散気管５０が流動層１２の流動抵抗と
なるため、この散気管５０がない場合よりも熱回収部へ
の流動粒子の流入量が安定し、しかも、この流入量は散
気管から噴出するガス量の調節で制御できる。さらに、
ガス噴射量の調節、特に、上記第２分散板４０上におい
て上記バッフル５４の略下方の位置からの流動化ガスの
噴射量を調節することにより、熱回収部を通過する流動
粒子の還流量を有効に制御できる。

【００５４】(d) 上記散気管５０は、大きな固形物の侵
入を阻止する篩い（ふるい）としての役目を果たし、し
かも、この散気管５０から噴出するガスで上記固形物が
散気管上で浮いた状態となるので、その侵入はより高い
確率で阻止される。特に、この実施例では、散気管５０
の上側部５１が断熱壁１１から離れるに従って低くなる
方向に傾斜しているため、この上側部５１の上方に大き
な固形物が運ばれても、この固形物は散気管に沿って主
燃焼部側に積極的に落されることになり、熱回収部への
侵入はより高い確率で阻止される。しかも、上記散気管
５０同士の隙間が、伝熱管４６同士の隙間や、バッフル
５４と第２分散板４０との上下間隔（すなわち熱回収部
の出口幅）よりも小さいので、上記伝熱管４６同士の間
隔や熱回収部の出口幅より大きい固形物は散気管５０同
士の間を通過できず、このため、上記部分での固形物の
詰まりをより確実に防止できる。

【００５５】(e) 主燃焼部から熱回収部への側方からの
固形物の侵入を、バッフル５４の存在により阻止でき
る。

【００５６】(f) 上記第１分散板３８及び第２分散板４
０が不燃物排出部４２に向かうに従って低くなる方向に
傾斜しているので、各分散板３８，４０上に沈下した固
形物を堆積させることなく積極的に不燃物排出部４２へ
滑り落とし、常時排出することができる。

【００５７】なお、本発明はこの実施例に限定されるも
のではなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００５８】(1) 上記実施例では、第１分散板３８を炉
の中央に配し、その両外側に第２分散板４０を配したも
のを示したが、第２実施例として図４，図５に示すよう
に、炉の片側に第１分散板３８を、もう片側に第２分散
板４０を配し、炉の略中央に不燃物排出部４２を配する
ようにしてもよい。また、上記第１実施例では、第１分
散板３８及び第２分散板４０を図１奥行き方向に直線状
に延ばし、この方向に沿って伝熱管４６及び散気管５０
を並設したものを示したが、第３実施例として図６，図
７に示すように、炉の形状を円筒形にして中央に円錐状
の第１分散板３８を配し、その径方向外側にドーナツ板
状の第２分散板４０を配し、両分散板３８，４０同士の
間に全周にわたる不燃物排出部４２を形成するようにし
てもよい。この場合、伝熱管４６及び散気管５０も周方
向に並設すればよい。

【００５９】(2) 上記実施例では、入口ヘッダ４７及び
出口ヘッダ４８を炉の左右両外側に配し、伝熱管４６の
両端を断熱壁（側壁）１１に貫通させたものを示した
が、第４実施例として図８，図９に示すように、伝熱管
４６を断熱壁１１と平行な直線状に通し、その一端を入
口ヘッダ（図示せず）、他端を出口ヘッダ４８にそれぞ
れ接続するようにしてもよい。この場合、各伝熱管４６
の並び方向は、図８のような縦横方向でも良いし、図１
０のような斜め方向でもよい。

【００６０】(3) 本発明におけるバッフルとしては、散
気管５０とは別に、全体が一体成形されたものを特設す
るようにしてもよく、この場合には、散気管５０とは別
の支柱を第２分散板４０上に立ててこの支柱により上記
一体成形ものを支持すればよい。ただし、この場合には
構造が大がかりとなり、設置が容易でなく、また大きな
熱応力が発生するおそれがあるのに対し、上記実施例の
ように、散気管５０を伝熱管４６の側方で略垂直方向に
延ばして第２分散板４０上にまで至らせ、この部分の各
散気管５０の周囲に耐火材やジャケット等からなるバッ
フル５４を形成すれば、前者に比べて容易に製作でき、
しかも、バッフル５４を散気管５０単位で分割するため
に大きな熱応力の発生を防止できる利点がある。さら
に、バッフル５４同士の間に微小隙間５５を確保できる
ので、熱回収部から上記微小隙間５５を通じて主燃焼部
に抜ける砂粒子の流れを生成でき、この流れを利用し
て、熱回収室の出口から熱回収室内へ僅かに流動化ガス
が流入することを抑止でき、このガスに起因する伝熱管
の局所的摩耗を抑制できる利点もある。また、バッフル
５４内部を空間としてガス室４１を形成し、このガス室
より散気管上部５１を経て散気管５０に流動化ガスを供
給してもよい。この場合、バッフル５４へ流動化ガスを
供給する管は、散気管立直部５２に相当するが、本数が
少なくて済み、熱回収室からの不燃物の排出通路幅が拡
大され、不燃物排出がより容易になる利点がある。

【００６１】(4) 上記実施例では、両分散板３８，４０
の境界位置に不燃物排出部４２を設けているが、第５実
施例として図１１に示すように、炉中央に不燃物排出部
４２を設けるとともに、第１分散板３８及び第２分散板
４０を連続させるようにしても上記熱回収は可能であ
る。この場合、第１分散板３８において上記不燃物排出
部４２に近いほどその個所からのガス噴射量を増やすよ
うにすれば、前記第１実施例と同様、両分散板３８，４
０上に良好な流動層１２の還流を形成できる。

【００６２】ただし、この実施例の配置で分散板３８，
４０を不燃物排出部４２に向けて傾斜させようとする
と、両分散板３８，４０の傾斜方向が同一になり、その
傾斜分だけ装置底部の流動層１２の最大深さ寸法が非常
に大きくなってしまうのに対し、上記実施例のように、
第１分散板３８及び第２分散板４０を上記不燃物排出部
４２を挟んでその両側に配設すれば（すなわちバッフル
５４の略下方の位置に不燃物排出部４２を設ければ、各
第１分散板３８及び第２分散板４０を互いに異なる方向
に傾斜させることができ、その分、流動層の深さを平均
化して最大深さ寸法を削減できる。これにより、必要流
動化ガス供給圧力を下げて消費動力を節減できる利点が
ある。

【００６３】また、各分散板は連続した平面である必要
はなく、第６実施例として図１２に示すように、前記第
１実施例で示した山型の第１分散板３８の中央部３８ａ
を両側部３８ｂよりも高くして段を形成するようにして
もよい。

【００６４】(5) 上記各実施例では、炉底から流動化ガ
スを噴射するための散気装置を、分散板３８，４０とこ
れら分散板３８，４０からガスを噴射する手段とで構成
しているが、上記第１分散板３８に代え、第７実施例と
して図１３，図１４に示すような散気管３８´を配設し
てもよい。この実施例では、複数本の散気管３８´が互
いに平行な状態で水平に配され、各散気管３８´の上半
部に多数のガス噴射孔が形成されており、各散気管３８
´の一端が共通の入口ヘッダ５８に接続されている。こ
の装置において、各入口ヘッダ５８から各散気管３８´
内に流動化ガスを供給し、各散気管３８´のガス噴射孔
から上方へ噴射させることにより、流動層１２に還流を
形成できる。この場合、不燃物は各散気管３８´同士の
すき間から落下するので、これら散気管３８´の下方が
不燃物排出部４２になる。また、第８実施例として図１
５に示すように、第２分散板４０に代えて散気管４０´
を設けるようにしてもよい。

【００６５】(6) 本発明では、伝熱管４６及び散気管５
０の管径を問わず、両管４６，５０の管径を同等にして
も良いし、伝熱管４６の管径を散気管５０の管径より大
きくしてもよい。いずれの場合も、散気管５０同士の隙
間は伝熱管４６同士の隙間より小さく設定しておくこと
により、伝熱管４６同士の間に大きな固形物が詰まるの
を確実に防止できる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明は、散気装置の上方
に伝熱管を配して熱回収部とし、この熱回収部と主燃焼
部とを区画するバッフルを設け、上記伝熱管の上方に、
多数の流動化ガス噴射口が管壁に設けられた複数の散気
管を略水平方向に並設するとともに、上記散気装置から
流動化ガスを噴射することにより、上記流動粒子が上記
バッフルにおいて上記伝熱管に対向する面と反対側の面
の近傍を上昇してから上記散気管の間及び上記伝熱管の
間を通って下降して上記バッフルの下をくぐる還流を流
動層に形成するものであるので、次の効果を得ることが
できる。

【００６７】(a) 装置本体内において散気管より上方の
空間も主燃焼部として有効利用できるので、装置の設置
面積を削減できる。また、伝熱管を、流動の激しい流動
層表面よりも下方の位置に沈ませることができるので、
この伝熱管を流動層表面に配設する場合よりもその摩耗
を抑制できる。また、散気装置から噴射される流動化ガ
スで流動層を形成しているので、従来のように反射板等
に流動層を直接ぶつける必要がなく、バッフルや散気管
等の摩耗も少ない。

【００６８】(b) 散気管が流動層の流動抵抗となるた
め、この散気管がない場合よりも熱回収部への流動粒子
の流入量を安定させることができ、しかも、この流入量
は散気管から噴出するガス量の調節で制御できる。

【００６９】(c) 上記散気管は、大きな固形物の侵入を
阻止する篩い（ふるい）としての役目を果たし、しか
も、この散気管から噴出するガスで上記固形物が散気管
上で浮かせることができるので、上記侵入をより高い確
率で防ぐことができる。このような固形物の侵入防止に
より、この固形物が伝熱管同士の間や熱回収部出口（バ
ッフルと散気装置との間）に詰まって良好な流動層の形
成及び熱回収を妨げるのを防止できる。

【００７０】さらに、請求項３記載の装置では、上記散
気装置において上記バッフルの略下方の位置からの流動
化ガスの噴射量を調節することにより、熱回収部を通過
する流動粒子の還流量ひいては熱回収量を効果的に制御
できる。

【００７１】請求項４記載の装置では、上記伝熱管上方
の散気管が上記装置本体側壁から離れるに従って低くな
る方向に傾斜しているため、この散気管上方に大きな固
形物が運ばれても、この固形物を散気管に沿って主燃焼
部側に積極的に落すことができ、熱回収部への固形物の
侵入をより高い確率で阻止できる効果がある。

【００７２】また、請求項５，６記載の装置では、上記
散気管同士の隙間を、上記伝熱管同士の隙間や、上記バ
ッフルと散気装置との上下間隔（すなわち熱回収部の出
口幅）より小さくしているので、上記伝熱管同士の間隔
や熱回収部の出口幅より大きい固形物が熱回収部内に侵
入するのを確実に阻止でき、上記部分での固形物の詰ま
りをより高い確率で防止できる効果がある。

【００７３】請求項７記載の装置では、上記散気管を上
記伝熱管の側方で略垂直方向に延ばして散気装置にまで
至らせ、この部分の散気管の周囲に耐火材やジャケット
等からなるバッフルを設けるようにしているので、上記
バッフルとして散気管と別体の単一な仕切り壁を設置す
る場合に比べ、製作を容易にでき、また、バッフルに大
きな熱応力が発生するのを避けることができる。しか
も、熱回収部からバッフル同士の隙間を通じて主燃焼部
に抜ける流動粒子の流れにより、熱回収室の出口から熱
回収室内へ僅かに流動化ガスが流入するのを抑止でき、
このガスに起因する伝熱管の局所的摩耗を抑制できる効
果がある。

【００７４】請求項８記載の装置では、上記散気装置
を、装置本体底面を構成して多数のガス噴射口をもつ分
散板と、この分散板のガス噴射口から装置本体内へガス
を噴射するガス噴射手段とで構成するとともに、上記分
散板を装置本体底部の不燃物排出部に向かうに従って低
くなる方向に傾斜させているので、各分散板上に沈下し
た固形物を堆積させずに不燃物排出部へ積極的に落し、
常時排出できる効果がある。

【００７５】さらに、請求項９記載の装置は、上記不燃
物排出部を上記バッフルの略下方の位置に設け、この不
燃物排出部を挾む両側の分散板を互いに異なる方向に傾
斜させたものであるので、両分散板の傾斜方向が同一で
ある場合よりも装置底部の流動層の深さを平均化でき、
最大深さ寸法を削減できる。このため、必要流動化ガス
供給圧力を下げて消費動力を節減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図２】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図３】上記流動層熱回収装置の全体構成図である。

【図４】本発明の第２実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図５】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図６】本発明の第３実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図７】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図８】本発明の第４実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図９】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図１０】上記要部の変形例を示す断面正面図である。

【図１１】本発明の第５実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１２】本発明の第６実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１３】本発明の第７実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１４】上記流動層熱回収装置の要部を示す断面平面
図である。

【図１５】本発明の第８実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１６】従来の流動層熱回収装置の一例を示す断面正
面図である。

【図１７】従来の流動層熱回収装置の一例を示す断面正
面図である。

【符号の説明】

１０ 焼却炉 １１ 断熱壁（装置本体側壁） １２ 流動層 ３８ 第１分散板 ４０ 第２分散板 ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４１，４１ａ ガス室（ガス
噴射手段） ４２ 不燃物排出部 ４６ 伝熱管 ５０ 散気管 ５１ 散気管上側部 ５２ 散気管立直部 ５４ バッフル ５５ バッフル同士の隙間 ５６ 一次空気ブロア（ガス噴射手段） ５７ 配管（ガス噴射手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｇ 5/46 Ｂ (72)発明者 小倉 賢蔵 神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体の底部に散気装置を有するとと
   もに、上記散気装置上に、流動粒子からなる流動層と、
   この流動層での被処理物の焼却により発生した熱を回収
   する媒体が管内に流される伝熱管とが設けられた流動層
   熱回収装置において、上記伝熱管を上記装置本体の側壁
   に隣接する位置に配し、この伝熱管よりも上記装置本体
   側壁から離れた位置でかつ上記散気装置から上方に離れ
   た位置にバッフルを設け、上記伝熱管の上方に、多数の
   流動化ガス噴射口が管壁に設けられた複数の散気管を略
   水平方向に並設するとともに、上記散気装置から流動化
   ガスを噴射することにより、上記流動粒子が上記バッフ
   ルにおいて上記伝熱管に対向する面と反対側の面の近傍
   を上昇してから上記散気管同士の間及び上記伝熱管の配
   設個所を通って下降して上記バッフルの下をくぐる還流
   が流動層に形成されるように構成したことを特徴とする
   流動層熱回収装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流動層熱回収装置におい
   て、上記バッフルの直下方近傍での流動化ガスの噴射量
   が他の箇所での流動化ガスの噴射量よりも多くなるよう
   に上記散気装置を構成したことを特徴とする流動層熱回
   収装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の流動層熱回収装
   置において、上記バッフルの略下方の位置から噴射する
   流動化ガスの噴射量を調節する流動化調節手段を備えた
   ことを特徴とする流動層熱回収装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の流動層
   熱回収装置において、上記伝熱管上方の散気管を上記装
   置本体側壁から離れるに従って低くなる方向に傾斜させ
   たことを特徴とする流動層熱回収装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の流動層
   熱回収装置において、上記散気管同士の隙間を上記伝熱
   管同士の隙間よりも小さく設定したことを特徴とする流
   動層熱回収装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の流動層
   熱回収装置において、上記散気管同士の隙間を上記バッ
   フルと散気装置との隙間よりも小さく設定したことを特
   徴とする流動層熱回収装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の流動層
   熱回収装置において、上記散気管を上記伝熱管の側方で
   略垂直方向に延ばして散気装置にまで至らせ、この伝熱
   管側方部分の各散気管の周囲に上記バッフルを設けたこ
   とを特徴とする流動層熱回収装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の流動層
   熱回収装置において、上記散気装置を、装置本体底面を
   構成して多数のガス噴射口をもつ分散板と、この分散板
   のガス噴射口から装置本体内へガスを噴射するガス噴射
   手段とで構成し、装置本体底部に不燃物排出部を設ける
   とともに、上記分散板を上記不燃物排出部に向かうに従
   って低くなる方向に傾斜させたことを特徴とする流動層
   熱回収装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の流動層熱回収装置におい
   て、上記不燃物排出部を上記バッフルの略下方の位置に
   設け、この不燃物排出部を挾む両側の分散板を互いに逆
   の方向に傾斜させたことを特徴とする流動層熱回収装
   置。