JPH08312939A - 焼却炉の炉壁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉の鉄皮への結露による腐食を防止しな
がら室内温度の上昇による作業環境の悪化を防ぎ、かつ
炉壁構造の材料費および工事費の低減を可能とする。 【構成】 内面に１〜２層の耐火物８Ａ，８Ｂが施工さ
れた炉殻鉄皮７の外面と一定の間隔をおいて外包壁９を
設置することにより鉄皮７と外包壁９との間に空気流路
１０を形成し、この空気流路１０の下方部に空気を吸入
する開口部１１を設け、前記外包壁９の上部には前記開
口部１１から流入する空気を排出させる排気筒１２を連
設してなり、前記開口部１１から前記排気筒１２に向け
て空気流路１０を流れる空気流により炉殻鉄皮温度を制
御するようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃棄物を焼却処理する焼
却炉に係り、特に焼却炉の炉壁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の産業廃棄物等のごみ焼却処理に用
いられる焼却炉は、炉内での燃焼により発生する熱が炉
の外殻を構成する鉄皮から放散することを極力抑制する
よう「断熱方式」に基づく炉壁構造が採用されており、
鉄皮温度の上限値を規定してそれに適合し得るように炉
壁耐火物（ライニング）の材質の選択、厚みの選定を行
うようにしている。

【０００３】地方自治体の基準では、鉄皮温度は「通常
室温＋４０℃以下」とされ、７０〜８５℃以下を目安と
されており、鉄皮外面からの放熱により室内温度が上昇
して室内の作業環境の悪化、または作業員の接触による
やけどを防ぐためこのような指導がなされている。

【０００４】そのため焼却炉においても、一般の工業窯
炉と同様の設計思想に基づき、熱効率の向上を求め、熱
原単位を極力下げるよう熱エネルギーコスト重視の観点
から熱を極力逃さないようにするライニング構造が採ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって従来の焼却
炉の炉壁構造では、例えば炉内温度が９００℃、鉄皮温
度を８０℃とする場合、一般に図７に一部の断面を示す
ように鉄皮１の内面に厚さ１００mm程度の断熱ボード２
（６５０℃用）、厚さ５０mm程度の断熱ボード３（９０
０℃用）、厚さ２３０mm程度の断熱煉瓦４、最内層に厚
さ２３０mm程度の内張り煉瓦５が積層されて４層構造と
され、全体として６００mm程度の壁厚が必要とされてい
る。

【０００６】その結果、鉄皮１の温度を下げるために、
熱伝導率が低くかつ所定の耐熱度を有する断熱材を多層
として用いることになるため、層数に比例して材料費お
よび施工費が嵩み、焼却炉自体が高価になる要因となっ
ている。

【０００７】またガス冷却塔のように、水噴射によりガ
ス温度を低下させる炉の場合は、酸またはアルカリのミ
スト、ガスが内張り耐火物の隙間やクラックから侵入
し、鉄皮側で冷却されて鉄皮内面に結露を生じ、これに
より鉄皮を腐食させ、稼働後１ヶ月程度で鉄皮に穴があ
いた例もみられている。この結露を生じる条件は、通常
運転時の鉄皮温度が１５０℃以下の温度で結露するが、
鉄皮温度が１５０℃〜１８０℃以上であれば結露条件は
解消するため、最近では鉄皮の外面にさらに保温板をラ
イニングするようにして鉄皮温度を意図的に上昇させ、
鉄皮の腐食を防ぐようにするなど、特別の方策が講じら
れており、一層コスト高を招いている。

【０００８】本発明はこれに鑑み、鉄皮の内側に施工さ
れる耐火物により鉄皮温度を下げることを指向している
従来の断熱方式の考え方を抜本的に改め、むしろ鉄皮温
度を結露条件を超える温度まで高めるようにし、かつそ
の鉄皮からの熱が室内に放散されないようにして、鉄皮
の保護と室内環境の保全を図りながら炉壁の材料費およ
び施工費の低減を図ることを可能とする焼却炉の炉壁構
造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、内面に１〜２層の耐火物が施工された炉
殻鉄皮の外面と一定の間隔をおいて外包壁を設置するこ
とにより鉄皮と外包壁との間に空気流路を形成し、この
空気流路の下方部に空気を吸入する開口部を設け、前記
外包壁の上部には前記開口部から流入する空気を排出さ
せる排気筒を連設してなり、前記開口部から前記排気筒
に向けて空気流路を流れる空気流により炉殻鉄皮温度を
制御するようにしたことを特徴とする。

【００１０】請求項２は、前記開口部およびまたは排気
筒に空気の流量調整機構を設けたことであり、請求項３
は、前記排気筒に排風ダクトを接続し、この排風ダクト
に誘引送風機を設けたことにある。

【００１１】

【作用】炉内に廃棄物等の被焼却物を投入して燃焼させ
た際に発生する熱は炉壁耐火物を通じて炉殻鉄皮に伝わ
る。この際の鉄皮温度は、炉殻を構成している鉄皮を含
む金属材料の強度に影響を与えない温度範囲（１５０〜
３００℃）内で上昇して結露条件を解消するが、鉄皮の
下部外周に形成されている空気流路の開口部から流入し
て排気筒へ流れる空気流により鉄皮の外面からその熱を
奪い去り、空気流路の外面を構成している外包壁への熱
の伝播が押えられ、室内への熱の放散が抑制されて室内
温度を上昇させることがない。したがってガスやミスト
の侵入による鉄皮での結露を防ぎ、鉄皮の腐食の問題を
解消しながら室内温度の上昇を低減して作業環境の悪化
を防ぐことができ、炉壁耐火物のライニング厚が必要最
小限ですみ、コストの低減を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例を参照して
説明する。

【００１３】図１は本発明を流動層式焼却炉に適用した
場合の一実施例を示す断面図で、縦長の炉体６の外殻を
構成する鉄皮７の内側に耐火物８がライニングされ、こ
の鉄皮７の外側にはこの鉄皮７と一定の間隔をおいて外
包壁９が設置されていて前記鉄皮７と外包壁９との間に
空気流路１０が形成されており、この空気流路１０の下
端には空気取入れ用の開口部１１が形成されている。

【００１４】前記外包壁９の上部には排気筒１２が連設
され、この排気筒１２の上端は建屋外に導出されて大気
中に開放されている。

【００１５】前記鉄皮７の内面に施工される耐火物８は
１〜２層構造とされている。例えば炉体６の横断面形状
が円形状である場合の一部の水平断面を図２に、垂直断
面を図３に示しているように、鉄皮７の裏張り耐火物８
Ａは永久張りの耐火物とされ、内張り耐火物８Ｂは補修
を可能とする不定形耐火物または定形耐火物で構成され
る。

【００１６】また外包壁９は鋼板製のもので、鉄皮７の
外面に固設される型鋼等からなる支持部材１３，１３…
により取付けられ、外包壁９の内面には５０mm厚程度の
断熱ウール製フエルト等の断熱材１４が張られ、この断
熱材１４と鉄皮７との間隔（空気流路１０となる間隔）
は３０〜１５０mm程度とされる。また鉄皮７の外面に
は、その長手方向に熱放散板を兼ね上昇空気流を層流化
するための整流板１５，１５…が所定の間隔をおいて設
けられている。

【００１７】前記開口部１１には、吸入空気量を調節す
るための流量調整機構を設けることができる。図４は炉
体６が円筒形である場合に適する流量調整機構１６の一
例を示すもので、開口部１１を遮切るようにリング状の
孔あき板１７が固設され、その下面位置に前記孔あき板
１７の孔１７ａに整合または非整合となる孔１８ａを有
するシャッタ板１８が支持部１９，１９にハンドル１８
ｂにより回動操作可能に支持され、シャッタ板１８の回
動操作により孔１７ａ，１８ａの重なり度合いを調整し
て空気の流入量を制御するようになされている。

【００１８】図５は炉体６が角筒状である場合に適する
流量調整機構１６の一例を示すもので、前記開口部１１
を開放または閉鎖し得るシャッタ板２０が外包壁９（ま
たは鉄皮７）の下端部の軸受２１に軸２２により揺動可
能に取付けられ、鎖線図示の開放位置、実線図示の閉鎖
位置をとるようになされている。

【００１９】空気流量を制御する別の手段としては、図
６に示すように外包壁９の上部の排気筒１２に排風ダク
ト２３を連設し、このダクト２３にダンパ２４を設ける
とともに誘引送風機２５を接続し、空気を強制吸引する
ようにすることができる。この場合、空気流路１０を流
れる空気の流速制御は、ダンパ２４の開度調整、開口部
１１の流量調整機構１６の開度調整、誘引送風機２５の
回転数の選択等の一つまたはこれらの組合わせにより行
なうことができる。

【００２０】図１，図６において符号２６はバーナ挿通
孔、２７は被焼却物投入口を示す。

【００２１】次に作用を説明する。

【００２２】バーナにより炉内を予熱昇温したのち被焼
却物投入口２７から廃棄物等の被焼却物を投入すると、
バーナによる加熱雰囲気において燃焼され、その燃焼に
より発生する熱は内張り耐火物８Ｂ、裏張り耐火物８Ａ
を通じて鉄皮７に伝わる。このときの鉄皮７の温度は、
その鉄皮７をはじめ支持部材１３，１３…等これに関連
する金属材料の強度に影響を与えない温度範囲（１５０
〜３００℃）内で上昇し、結露条件を解消する。この鉄
皮７の外表面から放散される熱は、空気流路１０の開口
部１１から流入して排気筒１２へ流れる空気流により奪
い去られ、空気流路１０の外面を構成している外包壁９
への熱の伝播が断熱材１４による断熱作用と相俟って抑
えられ、外包壁９の外表面から室内への熱の放散は極微
となって、室内温度を上昇させることが防がれる。

【００２３】これにより炉内のガスやミストが鉄皮７に
まで及んだとしても、鉄皮７の温度が前述のように結露
を解消する高温（１５０〜３００℃）となっているの
で、結露による鉄皮７の腐食が防がれる。この鉄皮７の
温度を上記の温度範囲に保てばよいことから炉体６の内
面の耐火物（実施例では裏張り耐火物８Ａと内張り耐火
物８Ｂ）の厚みを必要最小限に抑えることが可能であ
り、コストの低減につながる。

【００２４】なお上記耐火物については、図示実施例の
ように裏張り耐火物８Ａと内張り耐火物８Ｂとの２層と
した場合について示したが、低温で使用条件が緩く損傷
が少い部分は１層構造としてもよい。また内張り耐火物
８Ｂにクラックが入ったり、損傷によりガスリーク、液
の侵入等が考えられる場合においても、鉄皮７の温度が
結露を解消する温度となっていればその腐食は防がれ
る。炉内温度が高く、１層の耐火物ではライニング厚が
大きくなって鉄皮温度の設定（１５０〜３００℃）が守
れない場合には、裏張り耐火物８Ａに耐火断熱の調整ラ
イニングを行い、鉄皮温度を下げるようにすることがで
きる。さらに図示実施例のように裏張り耐火物８Ａを永
久張りとして補修無しとし、内張り耐火物８Ｂのみを補
修の対象とすることにより、補修に要する経費（材料
費、工事費等）を大幅に節減することができ、そして裏
張り耐火物８Ａを軽量材とすることにより炉壁の軽量化
を図ることが可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炉
殻を構成する鉄皮の温度は鉄皮を含む関連金属部材の強
度劣化をきたさない範囲（１５０〜３００℃）であれば
よく、そのためガスやミストが鉄皮に及んでも結露する
ことが防がれ、結露による鉄皮の腐食を防止することが
できる。また上記のように鉄皮温度が高くても、その外
部に一定の間隔をいて外包壁を有しかつこの外包壁と鉄
皮との間に形成された空気流路を流れる空気流により鉄
皮の熱を冷却するので、外包壁から室内への熱の放散が
抑えられ、鉄皮温度が高くても室内温度を上昇させるこ
とがなく、作業環境を悪化させることがない。

【００２６】さらに鉄皮の温度が従来のように低くなる
よう断熱炉壁構造とする必要がなくなるので、炉壁を構
成する耐火物の厚みを小さくすること（従来の約４０％
減）が可能となると同時に使用耐火物の耐熱度や低熱伝
導性等を考慮する必要がなく、これらにより材料費をは
じめ施工に要する経費の大幅な低減、焼却炉の小型化に
大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した焼却炉の一例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】空気流路の開口部の流量調整機構の一例を示す
断面図。

【図５】同、他の例を示す断面図。

【図６】空気を強制吸引方式とする場合の一例を示す図
１相当図。

【図７】従来の炉壁構造の説明図。

【符号の説明】

１，７ 鉄皮 ２ 断熱ボードウール ３ 珪酸カルシウムボード ４ 断熱煉瓦 ５ 内張り煉瓦 ６ 炉体 ８Ａ 裏張り耐火物 ８Ｂ 内張り耐火物 ９ 外包壁 １０ 空気流路 １１ 開口部 １２ 排気筒 １３ 支持部材 １４ 断熱材 １５ 整流板 １６ 流量調整機構 １７ 孔あき板 １８，２０ シャッタ板 １９ 支持部 ２３ ダクト ２４ ダンパ ２５ 誘引送風機

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【手続補正書】

【提出日】平成７年６月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】バーナにより炉内を予熱昇温したのち被焼
却物投入口２７から廃棄物等の被焼却物を投入すると、
加熱された流動砂と被焼却物とが瞬時に混合され、浮遊
状態で乾燥燃焼され、その燃焼により発生する熱は内張
り耐火物８Ｂ、裏張り耐火物８Ａを通じて鉄皮７に伝わ
る。このときの鉄皮７の温度は、その鉄皮７をはじめ支
持部材１３，１３…等これに関連する金属材料の強度に
影響を与えない温度範囲（１５０〜３００℃）内で上昇
し、結露条件を解消する。この鉄皮７の外表面から放散
される熱は、空気流路１０の開口部１１から流入して排
気筒１２へ流れる空気流により奪い去られ、空気流路１
０の外面を構成している外包壁９への熱の伝播が断熱材
１４による断熱作用と相俟って抑えられ、外包壁９の外
表面から室内への熱の放散は極微となって、室内温度を
上昇させることが防がれる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に１〜２層の耐火物が施工された炉殻
   鉄皮の外面と一定の間隔をおいて外包壁を設置すること
   により鉄皮と外包壁との間に空気流路を形成し、この空
   気流路の下方部に空気を吸入する開口部を設け、前記外
   包壁の上部には前記開口部から流入する空気を排出させ
   る排気筒を連設してなり、前記開口部から前記排気筒に
   向けて空気流路を流れる空気流により炉殻鉄皮温度を制
   御するようにしたことを特徴とする焼却炉の炉壁構造。
2. 【請求項２】前記開口部およびまたは排気筒に空気の流
   量調整機構を有する請求項１記載の焼却炉の炉壁構造。
3. 【請求項３】前記排気筒に排風ダクトを接続し、この排
   風ダクトに誘引送風機を有する請求項１または２記載の
   焼却炉の炉壁構造。