JPH0921514A

JPH0921514A - 流動床燃焼炉

Info

Publication number: JPH0921514A
Application number: JP18266595A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Honda; 裕姫本多; Izuru Ishikawa; 出石川; Kenichi Sato; 憲一佐藤; Takashi Matsushita; 崇松下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】燃焼の際にダスト発生量の多い廃棄物等を少
い補助燃料で燃焼可能な流動床燃焼炉を提供する。【解決手段】流動床燃焼炉１の流動床上部のフリーボ
ード部４に、千鳥状に配列され、かつ、排ガス流れに対
し光学的に遮蔽した柱状の輻射体や板状の輻射体の集合
で構成した遮蔽体５を設けてある。この遮蔽体５は燃焼
ガスの熱エネルギを吸収して高温となり砂層部３に対し
熱を輻射し砂層部３の温度を高め、炉内温度を均一化す
る。これによって補助燃料バーナ１０により燃焼される
補助燃料の量を低減可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として下水汚泥
のような高含水率の廃棄物であって燃焼の際ダスト発生
量の多い廃棄物等を燃焼するのに適した流動床燃焼炉に
関する。

【０００２】

【従来の技術】下水汚泥などのような高含水率の廃棄物
を燃焼させる流動床焼却炉の例を図９に示してある。図
９において１は流動床燃焼炉で、炉１内には投入フィー
ダ２から焼却すべき廃棄物が投入される。

【０００３】３は砂層部、４はフリーボード部を示す。
６は空気予熱器、７は排ガス処理装置、８は流動用ブロ
ワである。９は補助燃料タンク、１０は補助燃料バーナ
を示している。１１は風箱（ウインドボックス）、１２
は煙突である。

【０００４】このような流動床焼却炉で高含水率の廃棄
物を焼却させる場合、従来は燃焼に必要な温度を炉内に
維持する為に補助燃料バーナ１０によって補助燃料を流
動床内に供給したり、風箱（ウインドボックス）１１に
供給する空気温度を空気予熱器６によって昇温させる等
の補助燃料によるバックアップを行なっている。

【０００５】また、燃焼効率を高めるようにした従来の
流動床燃焼炉として特開昭６１−１９５２０８号、特開
昭６２−２５２８１４号及び特許第１８８４２８４号等
が提案されている。これらの流動床燃焼炉の構造を図１
０〜図１２に示してあり、以下これらについて説明す
る。なお、図９〜図１２において、同じ構成部分には同
一の符号を付してある。

【０００６】まず、図１０に示した流動床燃焼炉につい
て説明する。図１０において１は排ガス冷却部２０を有
する燃焼炉で、そのフリーボード４上部には中空遮蔽体
を単数または複数各独立して配置してある。図１０で２
１は中空遮蔽体で、高温排ガスから保護するためにその
外面を耐火材で被覆してある。中空遮蔽体２１は排ガス
冷却部２０の下方に配置され、燃焼炉１からの直接の熱
輻射を防止するように排ガス冷却部２０と燃焼炉１との
間に配置されている。

【０００７】燃焼炉本体と中空遮蔽体２１との接合部は
中空遮蔽体２１内部の高温化した熱を外部へ放熱するた
め大気開放構造となっている。このような構造とするこ
とにより上部の排ガス冷却部２０への熱影響を軽減でき
る。

【０００８】また、中空遮蔽体２１の配置は千鳥状とな
っているが、これはダスト分を多く含む廃棄物の燃焼の
際のダスト分付着を減少させるとともに、付着したダス
トによる排ガスの圧力損失を軽減するためである。な
お、図中、３は砂層部、１０は補助燃料バーナである。

【０００９】次に図１１に示した流動床燃焼炉について
説明する。図１１に示した流動床燃焼炉も炉の上部に空
気予熱器３０で構成された冷却部を有している。流動床
燃焼炉のフリーボード４上部にセラミック等の充填層３
１が配置してある。充填層３１はほゞ均一の粒径をもつ
粒状充填物３２とそれを支持する通気孔を有する支持体
３３から構成されている。

【００１０】充填層３１は、空気予熱器３０をもつ冷却
部の下方の位置で、燃焼室３４からの直接の熱輻射を防
止するよう燃焼室３４と冷却部との間に配置されてい
る。充填層３１は燃焼排ガスが保有する顕熱を回収し、
その回収熱を燃焼室３４内へ輻射熱５０として与えるこ
とにより、燃焼室３４内の温度を高温に維持することが
でき、補助燃料の節減を図るものである。また、充填層
３１により未燃ガスや残留カーボン等の未燃物を捕集し
燃焼させて燃焼排ガスを清浄なものとするように構成し
た燃焼炉である。

【００１１】次に、図１２に示す流動床燃焼炉は、特に
下水汚泥のようなダスト発生量の多い廃棄物を焼却する
燃焼炉で、そのフリーボード４上部にセラミック等の燃
焼調整体を配置したものである。図中４０は排ガス流れ
に並行に一定間隔に配置されて流路を形成した燃焼調整
体であり、稼働状態における砂層部３の上面位置よりも
１〜２ｍ上方に設置される。

【００１２】このような構成とすることにより、排ガス
中の未燃焼成分が該燃焼調整体４０の流路４１を通過す
る際に攪拌され、燃焼温度を低温とした場合にも未燃焼
成分の完全燃焼を行うことができる。また、燃焼調整体
４０を前記した設置高さとしたのは、ダストによる目詰
まりを防止するためである。

【００１３】さらに燃焼調整体４０はセラミック等で構
成され、流路４１を通過する排ガスを燃焼する際に熱を
吸収する。その吸収熱は下方の砂層部３の温度より高温
となるため、該砂層部３へ熱を輻射することになり、こ
の作用により炉内エネルギの節約を図ることができる。
以上の燃焼装置はいずれも補助燃料により燃焼できるよ
う補助燃料バーナ１０が装備されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例による流動
床燃焼炉を用いた場合には次のような不具合があった。
図１０に示した中空遮蔽体２１を有する燃焼炉において
は、その中空遮蔽体２１が大気開放の中空管となってい
るために、その管群自体が排ガスの熱を吸収しても吸収
熱は大気に放出され、上部の冷却部２０への燃焼熱の直
射は防げるものの、下部の燃焼炉内への熱エネルギの回
収（輻射による効果）がほとんどなかった。

【００１５】また、中空遮蔽体２１を構成する管群配列
が、燃焼炉に対し光学的に遮蔽された配置となっていな
いために、遮蔽体から十分な熱の輻射が行われず、排ガ
スの持つ顕熱が該管群を透過してしまうという不具合が
あった。

【００１６】また、中空遮蔽体２１は、炉内フリーボー
ド部に設置されるため、炉の大型化に伴ない、中空遮蔽
体２１の長さが長くなり、その構造強度上に問題があっ
た。

【００１７】さらに中空遮蔽体２１は管内部が大気と連
通しており、管内部の高温化した空気を大気へ放出する
ことにより「冷却」する構成としている。このため、こ
の従来例の場合には中空遮蔽体２１が吸収熱を放熱する
ことにより下部の砂層部３との温度差が小さくなり、吸
収熱の輻射体として有効に機能せず、炉内温度の高温化
に寄与しないという不具合があった。

【００１８】このような「熱輻射の現象」は、空間部を
介して高温の物体と低温の物体が対峙している場合に、
高温の物体側から低温の物体側へ熱が移動する現象であ
り、互いの温度の４乗の差に比例するので、両者の温度
差が小さい場合にはこの熱輻射の現象も小さくなる。以
上説明したように、図１０に示した流動床燃焼炉におい
てはバーナ１０による補助燃料が多量に消費されるとい
う不具合があった。

【００１９】次に図１１に示した充填層３１を有する燃
焼炉においては、この充填層３１が排ガスの熱エネルギ
を回収することにより、燃焼炉内への輻射が行われ、さ
らに排ガス中の未燃焼成分をこの充填層３１により燃焼
させ、該充填層３１の持つ高温の熱により完全燃焼させ
るという効果があるが、反面、不燃物たるダスト等を多
量に含む排ガスの場合には目詰まりを起こすため使用で
きないという不具合があった。また充填層３１の保守点
検はこの充填層３１の構成が粒状のものであるために、
極めて困難であった。

【００２０】次に、図１２に示した燃焼調整体４０を有
する燃焼炉においては、その燃焼調整体４０により構成
される流路４１によりガスが攪拌され、完全燃焼を行う
ことができ、さらに燃焼調整体４０による熱の輻射効果
もあるにはあるが、その燃焼調整体の構成が燃焼炉１に
対し光学的に遮蔽された構造となっていないために、十
分な熱の輻射が行われないという不具合があった。この
ため補助燃料バーナ１０による補助燃焼が必要であっ
た。前記従来例はいずれも補助燃料バーナ１０に供給す
る補助燃料の低減は図れるものの、十分とはいえなかっ
た。

【００２１】更に、従来例による遮蔽体へ付着堆積する
ダスト類の除去対策はガスの流路や遮蔽体の形状等によ
る構造的なものであり、積極的な措置はとられていなか
った。

【００２２】本発明は、以上の従来例におけるダスト付
着の問題を解決するとともに、燃焼バーナにより消費さ
れる補助燃料の低減効果をさらに図り、更に、燃焼効率
の向上により未燃分（ＣＯ，Ｔ−ＨＣなど）の低減と、
炉の小型化、及び構造強度面での軽減化を図ることを課
題とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、流動床燃焼炉のフリーボード部に、排ガス流
れに対し光学的に遮蔽された柱状の輻射体を水平方向に
千鳥状に複数配置して構成される遮蔽体を設ける。

【００２４】柱状の輻射体の列数は圧力損失との兼ね合
いで決まるが、通常は３〜５列で構成される。前記柱状
の輻射体としては、同一径の輻射体でもよいが、小径の
輻射体を配列した上下を大径の輻射体で挟んだ形の千鳥
状としてもよい。

【００２５】なお、本発明において、「光学的に遮蔽す
る」とは、前記した遮蔽体を平面に投影した場合に相対
向する空間（ここでは燃焼炉内）がその遮蔽体により遮
られて完全に見えない状態にすることをいう。

【００２６】本発明においては、流動床燃焼炉内フリー
ボード部の温度が最も高くなる位置が炉頂部となるよう
にフリーボード高さを低くし、その出口ダクト部付近に
柱状の輻射体からなる遮蔽体を設置することにより、こ
の遮蔽体で燃焼排ガスの持つ顕熱を吸収し下方の低温砂
層部へその吸収熱を効果的に輻射しようとするものであ
る。

【００２７】すなわち、本発明によって設置された遮蔽
体およびその下方の砂層部の温度をそれぞれＴ₁および
Ｔ₂とすると、砂層部は、流動させるための空気を下方
から吹き込むために炉内中最も低温となり、他方遮蔽体
は燃焼炉内フリーボード部の温度が最も高くなる位置付
近に配置されるので、燃焼排ガスの持つ熱エネルギを効
率よく吸収して高温となり、Ｔ₁＞Ｔ₂の関係となる。

【００２８】このため遮蔽体と砂層部との間で熱の輻射
が起こり、遮蔽体が吸収した熱が砂層部へ移行し、砂層
部の温度を高め、炉内温度を均一化する方向へ作用する
のである。遮蔽体は炉内高温部に設置されるため、その
材質は、セラミック質のものかまたは耐熱金属のものを
用いる。

【００２９】本発明においては、前記した作用を行う遮
蔽体として千鳥状に配置した柱状の輻射体を採用するこ
とにより、ダスト発生量の多い廃棄物等の燃焼の場合に
もダストが遮蔽体へ付着するのを抑え燃焼排ガスの流路
を十分確保しようとするものである。

【００３０】また遮蔽体は柱状の輻射体を水平方向に千
鳥状に複数配置して構成され、かつ光学的に遮蔽された
配列構造となっているので、燃焼炉内の熱が直接遮蔽体
を透過できない。このため、遮蔽体は燃焼炉内の高温に
なった燃焼排ガスの持つ顕熱を効率的に吸収することが
できる。

【００３１】また、他の本発明は前記課題を解決するた
め、流動床燃焼炉の流動床上部の炉出口煙道部に、排ガ
ス流れに対し光学的に遮蔽された柱状の輻射体を水平方
向に千鳥状に複数配置して構成される遮蔽体を設ける。

【００３２】この場合も、柱状の輻射体の列数は圧力損
失との兼ね合いで決まるが、通常は３〜５列で構成され
る。前記柱状の輻射体としては、同一径の輻射体でもよ
いが、小径の輻射体を配列した上下を大径の輻射体で挟
んだ形の千鳥状としてもよい。

【００３３】このように、柱状の輻射体からなる遮蔽体
を流動床燃焼炉の流動床上部の炉出口煙道部に設置する
ことによりこの遮蔽体で燃焼排ガスの持つ顕熱を吸収し
下方の低温砂層部へその吸収熱を効果的に輻射しようと
するものである。

【００３４】この場合も、前記したフリーボード部に遮
蔽体を設けた場合と同様、遮蔽体と砂層部との間で熱の
輻射が起こり、遮蔽体が吸収した熱が砂層部へ移行し、
砂層部の温度を高め、炉内温度を均一化する方向へ作用
するのである。この遮蔽体も炉内高温部に設置されるた
め、その材質は、セラミック質のものかまたは耐熱金属
のものを用いる。

【００３５】また、この場合も遮蔽体として千鳥状に配
置した柱状の輻射体を採用しているのでダスト発生量の
多い廃棄物等の燃焼の場合にもダストが遮蔽体へ付着す
るのを抑え燃焼排ガスの流路を十分確保できる。

【００３６】以上説明した本発明による流動床燃焼炉で
採用する柱状の輻射体としては密閉構造の管とし、中空
の管を用いた場合もその輻射体の内部に封じられた高温
ガスが燃焼炉本体との接合部から燃焼炉外部へ放熱しな
い構造とするのが好ましい。このような構成とすること
によって柱状の輻射体内部に封じられたガスも高温とな
り、柱状の輻射体からなる遮蔽体の温度を下げることな
く遮蔽体による吸収熱を有効に砂層部へ輻射することが
できる。

【００３７】一方、下水汚泥のようなダスト発生量の多
い廃棄物を燃焼すると本発明による流動床燃焼炉におい
ては排ガス流れを遮る位置に配置された遮蔽体にダスト
付着が懸念される。

【００３８】このため、本発明による流動床燃焼炉で
は、そのフリーボード部、又は流動床上部の炉出口煙道
部に設ける遮蔽体を構成する柱状の輻射体の間隙を好ま
しくは相互に１０〜１００mm開けるとともに該輻射体の
配置を千鳥状として、ダスト付着を軽減するようにする
のが好ましい。

【００３９】本発明による流動床燃焼炉では、そのフリ
ーボード部、又は流動床上部の炉出口煙道部に設ける遮
蔽体としては、前記したように柱状の輻射体で構成する
ことに代えて、セラミックまたは耐熱金属製の板状の輻
射体をジグザグ状に間隔を置いて配列し、排ガス流れに
対し光学的に遮蔽した状態に設けたものとしてもよい。
これによって前記した柱状の輻射体配置の場合と同様の
作用効果を奏することができる。

【００４０】以上述べた作用により、本発明による流動
床燃焼炉では、遮蔽体を用いることによって排ガスの顕
熱を効果的に砂層部へ戻すことができ、バーナによる補
助燃料の燃焼量を低減することができる。

【００４１】また、ダスト含有量が多い排ガスにおいて
も、特に輻射体からなる遮蔽体を配置した場合はダスト
が堆積しにくく、ダスト付着による圧力損失の増加を防
ぐことが可能である。

【００４２】さらに、遮蔽体上流側（フリーボード部）
の領域の水平断面方向の温度分布は、通常炉壁側の温度
が炉中心部よりも低く、このため温度の低い炉壁側では
ガスが完全燃焼できないまま排出されやすいが、本発明
では、フリーボード部領域において遮蔽体による輻射に
より炉の水平断面方向の温度分布をならして均一化する
ことができ、このため未燃焼ガス（ＣＯ，Ｔ−ＨＣな
ど）を完全燃焼させることができると共に、フリーボー
ド高さを従来の必要高さより低くすることが可能であ
る。

【００４３】次に、更に他の本発明では、ダスト付着・
堆積の問題を解決するために、流動床上部のフリーボー
ド部又は流動床上部の炉出口煙道に設ける遮蔽体の輻射
体を構成するセラミック又は耐熱金属製パイプ群の最上
段列のパイプ、又は各段のパイプに開孔ノズルを複数個
設け、このノズルから空気や蒸気等を間欠的に噴射する
ことにより、これらパイプ群に付着・堆積するダスト類
を除去する。

【００４４】噴射ノズルを取付けるパイプの選択は、ダ
ストの性状（特に付着性、融点等）により、最上段列の
みとするか、各段に設置するかを決定する。なお、最上
段列のみからの噴射で対処できる場合、最上段列は流れ
に対して最後列であり、ここでのエネルギー変換量は微
量であるため、空気又は蒸気噴射時の最上段列パイプの
温度の低下による輻射体の効果低減への影響は無視でき
るため、最も効率的である。

【００４５】また、作動流体としては、空気又は蒸気等
が適用されるが、輻射体としてセラミックパイプを使用
する場合、常温空気よりも熱回収した高温空気や蒸気を
使用した方が、セラミックパイプにかかる熱的な負荷を
軽減するという意味で好ましい。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による流動床燃焼炉
について図１〜図８に示した実施の形態に基づいて具体
的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図９
〜図１２に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明
を簡単にするため同じ符号を付してある。

【００４７】（実施の第１形態）まず、図１により実施
の第１形態について説明する。図１は本発明の実施の第
１形態による流動床焼却炉のフロー図である。廃棄物は
投入フィーダ２により砂層部３に定量的に供給され、砂
層部３の砂と混合され補助燃料バーナ１０で助燃される
ことにより燃焼する。燃焼炉１から出た排ガスは空気予
熱器６で供給空気と熱交換した後に排ガス処理装置７で
処理され煙突１２により大気中へ放出される。

【００４８】本実施の第１形態では、流動床燃焼炉内に
おける排ガス流路にあたるフリーボード部４に遮蔽体５
を配設している。その遮蔽体５は、セラミック管又は耐
熱金属製の中実丸棒で構成され、これを流路を大きく狭
めない程度に排ガス流れに対し光学的に遮蔽するように
厚く数列に亘って層状に配列し遮蔽体５を形成させてあ
る。

【００４９】ガスが通過する際の熱伝達によってこの遮
蔽体５内の中実丸棒群はほぼガス温度近くまで加熱され
る。一般にガス温度は砂層部３の温度よりも高く、排ガ
スは放射的に透明であるので遮蔽体５から砂層部３へ向
けて熱放射が起こり、その放射エネルギにより砂層部３
の温度を上げることができる。

【００５０】従って、砂層部３の温度を一定に制御しよ
うとする場合、遮蔽体５を設けることによって燃焼炉１
に供給する補助燃料量を低減できる。また、遮蔽体表面
は放射エネルギ量がどの方向にも一定である散乱放射面
と見なすことができるため、遮蔽体５から砂層部３への
放射エネルギの分布は均一化され、流動床部の温度を平
滑化することができる。

【００５１】図２は遮蔽体５を構成する輻射体５ｂの配
列の一例を示したものであり、熱を反射し易いように丸
棒を千鳥状に配置しサポート板５ａで炉壁１ａに支持し
た構造をとっている。また一流路のガス通過面積が多孔
体と比べかなり大きくなるよう輻射体５ｂ相互の間隔ｃ
をとってあるので排ガス中のダストが付着してガス流路
を閉塞しにくい構造となっている。

【００５２】遮蔽体５を構成する輻射体５ｂとしては
（ａ）図のように同一径のものでもよいが、（ｂ）図に
示すように小径の輻射体列の上下を大径の輻射体列で挟
んだ構成としてもよい。

【００５３】また、遮蔽体５を構成する輻射体として
は、図３に示すようなセラミックまたは耐熱金属よりな
る板状の輻射体５ｃの集合を配置した構造にしても同様
の効果が期待できることを確認している。

【００５４】流動床燃焼炉における砂層部３は流動用の
空気を下方から吹き込むために炉内中最も低温となる。
他方、遮蔽体５は燃焼炉内の温度が最も高くなるフリー
ボード４上部付近に千鳥状に、かつ、ガス流れに対し光
学的に遮蔽された状態に配置されるので、燃焼排ガスの
持つ顕熱を効率よく吸収して高温となる。

【００５５】このため遮蔽体５と砂層部３との間におけ
る温度差で熱の輻射５０が起こり、遮蔽体５が吸収した
熱が砂層部３へ移行し、砂層部３の温度を高めることが
可能となる。

【００５６】また、遮蔽体５の材質についても輻射率の
大きいセラミック質のものか、または耐熱金属のものを
用いることにより、燃焼排ガスの高温下の状況にも耐
え、かつ排ガス中の顕熱を十分吸収・放射することがで
きる。従って、燃焼排ガスの顕熱を効果的に砂層部３へ
戻すことができ、バーナ１０により燃焼され補助燃料の
量を低減することができる。

【００５７】さらに本燃焼炉では下水汚泥のようなダス
ト発生量の多い廃棄物を燃焼することができるが、遮蔽
体５を構成する輻射体５ｂ，５ｃを千鳥状に配置し排ガ
スの流路を十分にとっているので、粒状の充填物により
遮蔽体を構成した場合等に比べ排ガス中のダストが付着
しにくい。本遮蔽体５の構造は極めてシンプルであり、
このため既存の燃焼炉にも容易に装着ができるととも
に、保守点検が容易である。

【００５８】（実施の第２形態）図４は本発明の実施の
第２形態による流動床焼却炉のフロー図である。廃棄物
は投入フィーダ２により砂層部３に定量的に供給され、
砂層部３の砂と混合され補助燃料バーナ１０で助燃され
ることにより燃焼する。燃焼炉１から出た排ガスは空気
予熱器６で供給空気と熱交換した後に排ガス処理装置７
で処理され煙突１２により大気中へ放出される。

【００５９】本実施形態では、流動床燃焼炉内における
排ガス流路にあたるフリーボード部４の上部の出口煙道
部７０に遮蔽体５を配設している。その遮蔽体５は、セ
ラミック管又は耐熱金属製の中実丸棒で構成され、これ
を流路を大きく狭めない程度に排ガス流れに対し光学的
に遮蔽するように厚く数列に亘って層状に配列し遮蔽体
５を形成させてある。

【００６０】ガスが通過する際の熱伝達によってこの遮
蔽体５内の中実丸棒群はほぼガス温度近くまで加熱され
る。一般にガス温度は砂層部３の温度よりも高く、排ガ
スは放射的に透明であるので遮蔽体５から砂層部３へ向
けて熱放射が起こり、その放射エネルギにより砂層部３
の温度を上げることができる。

【００６１】従って、砂層部３の温度を一定に制御しよ
うとする場合、遮蔽体５を設けることによって燃焼炉１
に供給する補助燃料量を低減できる。また、遮蔽体表面
は放射エネルギ量がどの方向にも一定である散乱放射面
と見なすことができるため、遮蔽体５から砂層部３への
放射エネルギの分布は均一化され、流動床部の温度を平
滑化することができる。遮蔽体５を構成する輻射体の配
列や構造については実施の第１形態において図２，図３
を用いて説明したところと同じである。

【００６２】（実施の第３形態）前記した実施の第１形
態及び第２形態における遮蔽体５を構成する中実丸棒の
輻射体５ｂを中空の管に変え、その両端部をサポート板
５ａにより閉塞した管群としたものである。この場合、
輻射体５ｂを構成する管は、サポート板５ａにより両端
を閉塞せず直接炉壁１ａ又は出口煙道部７０に接続して
もよいが、該輻射体５ｂの交換等を考えれば、サポート
板５ａに接続するなどして、炉壁や煙道を傷つけないよ
うにした方が好ましい。なお配列は、実施の第１形態及
び第２形態の場合と同じく輻射体５ｂを水平にかつ千鳥
状に配列した構造とする。

【００６３】第１形態及び第２形態の構成に加えこの第
３形態では、遮蔽体５を構成する輻射体５ｂを管とし、
かつその管をそれぞれ密閉構造とすることにより、それ
ら輻射体内部に封じられた高温ガスが燃焼炉本体との接
合部から燃焼炉外部へ放熱せず、その管内部に封じられ
たガスも高温となり、吸収した熱を有効に輻射すること
ができる。

【００６４】また中空の管の端部をサポート板５ａ等に
より塞ぐことにより管内部にダスト等が封じ込められる
のを防ぐことができる。さらに、製作費用としても中空
の管とすることにより、同一直径における中実丸棒に比
べ安価のものを提供できる。

【００６５】（実施の第４形態）前記した実施の第１形
態及び第２形態における遮蔽体５を構成する輻射体５ｂ
の間隙ｃを１０〜１００mmとして、遮蔽体としての密度
を高めて燃焼排ガスの顕熱を効果的に吸収するように
し、また不燃性のダスト等の付着に対しても閉塞せず、
さらに燃焼排ガスの圧力損失の影響を小さく抑えるため
に、発明者らの実験により最適と思われる値にしたもの
である。

【００６６】本発明により燃焼炉のフリーボード部に配
設する遮蔽体５を構成する輻射体５ｂは、製作費用面か
らは極力大直径として本数を少なく配置して工数を削減
した方が好ましく、また該輻射体５ｂ相互の間隙ｃも極
力広くして本数を少なくする方が好ましい。

【００６７】しかし輻射体５ｂを大きくしたり、間隙を
広くすることは遮蔽体としての密度がその分小さくな
り、このため吸収熱による輻射効果が薄れることにな
る。また輻射体５ｂ相互の間隙を極力広くして本数を少
なくすると、燃焼排ガスとの接触面積が少なくなり、燃
焼排ガスからの顕熱を十分に吸収できない。さらに光学
的に遮蔽することが困難になり、このため輻射効果が十
分に得られない。

【００６８】一方、輻射による効果を高めるためには遮
蔽体５の密度を高くするために、輻射体５ｂの間隙を狭
めた方が好ましい。ところが間隙が小さいとダスト等の
付着による閉塞が問題となる。

【００６９】そこでこの第４形態では第１形態〜第３形
態における構成に加え、遮蔽体５を構成する輻射体５ｂ
相互の間隙ｃを１０〜１００mmとすることにより、輻射
効果を得るための密度を十分確保しながらも、ダスト等
の付着を抑えつつ、燃焼排ガスの流れによる圧力損失を
小さく抑えるようにしている。

【００７０】（実施の第５形態）前記した実施の第１形
態及び第２形態における遮蔽体５を構成する柱状体形状
を、図３に示した輻射体５ｃのような板状の輻射体と
し、これを燃焼排ガスの流れに沿って各輻射体５ｃが間
隙を有しながらジグザグ状に配置された構造としたもの
である。輻射体５ｃの両端部は、実施の第１形態〜第４
形態の場合と同じくサポート板５ａにより支持させる。
なお、輻射体５ｃの材質については前記の実施例と同様
にセラミックまたは耐熱金属を使用する。

【００７１】本実施の第５形態では、前記した実施の第
１形態〜第４形態で遮蔽体５を構成する輻射体５ｂを千
鳥状に配列したものであるのに対し、断面形状を板状と
してこれをジグザグ状に間隔を置いて配置したものであ
る。遮蔽体は密度が高く表面積が大きいものとした方
が、燃焼排ガスの持つ顕熱の吸収効果が大きく、かつ輻
射効果も大きい。

【００７２】そこで実施の第１形態〜第４形態の輻射体
断面形状の選定にもよるが、場合によっては、その断面
形状を板状とした方が表面積が大きくとれることに着目
したものである。板状にすると工作が容易で、製作費用
が安価となる。

【００７３】この場合、各輻射体５ｃを水平にかつ千鳥
状に配置した形にして光学的に遮蔽された遮蔽体とする
と、燃焼排ガスの流れに対して抵抗体となり、圧力損失
の問題が生じる。さらに、水平に配置されるため、ダス
ト等が板の上面に積層し、ダスト排除の際の除去作業が
大変になる。

【００７４】したがって、図３に示すように輻射体５ｃ
を傾斜させて燃焼排ガス流れに沿ったジグザグ状として
前記の問題をなくしたものである。この場合にも光学的
に遮蔽した配置とすることにより、輻射効果を高めるよ
うにしている。

【００７５】（実施の第６形態）図５に本発明の実施の
第６形態による流動床燃焼炉を示している。この図５に
示した実施の第６形態による流動床燃焼炉は図１に示し
たものと基本的構造は同じであるが、その遮蔽体５の構
造が異っている。

【００７６】本実施の第６形態における遮蔽体５を構成
する輻射体は中空丸棒からなるパイプ群であり、そのパ
イプ群とスーツブローノズルの取付様態を図６，図７に
示している。本実施の第６形態では、輻射体を構成する
セラミックパイプ群の最上段列パイプにスーツブロー機
構を設け、パイプ上に堆積したダスト類を効果的に除去
するものである。

【００７７】すなわち、図５に示されているように、本
実施の第６形態では、空気予熱器６から風箱１１に送給
する予熱された流動空気の一部を分岐し定期的にタイマ
ーバルブ１３により遮蔽体５のスーツブローを行う。ス
ーツブローエアを予熱しておくことにより、パイプにか
かる熱衝撃を低減することができる。

【００７８】パイプには空気ノズル噴出の形態により２
種類のものがあり、これらは交互に最上段部に配置され
る。パイプ２０は図７に示す通り下段に一方向のみノズ
ルがピッチＬで配置され、パイプ３０は下方に３ヶ所の
穴が同様にピッチＬで配置されている。これにより一段
目、二段目のパイプ上のダストを除去することができ
る。高温エアーはパイプの炉側より供給される。

【００７９】最上段パイプよりエアーを噴出させる理由
は、最上段部のエネルギー変換量は微量であり、高温エ
アーによる最上段パイプ温度の低下は、輻射変換体の効
果自体を下げるものではないということに起因する。し
かし、ダストの性状（付着性、融点等）によっては、最
上段のみでなく、各段パイプへ噴射ノズルを設置するの
が、ダスト除去の点で有効となってくる。

【００８０】（実施の第７形態）図８は、本発明の実施
の第７形態を示しており、本形態においては、流動床燃
焼炉の流動床上部の炉出口煙道部７０に千鳥状に配列さ
れ、かつ、排ガス流れに対し光学的に遮蔽した柱状の輻
射体の集合により構成された遮蔽体５における輻射体を
構成する少くとも最上段のパイプに開孔ノズルを複数個
設け、同開孔ノズルから空気や蒸気などの流体を間欠的
に噴射することにより前記遮蔽体に付着堆積するダスト
類を除去する機能を持たせたものである。

【００８１】このパイプにおける開孔ノズルの構造は図
６及び図７について説明したところと同様である。この
実施の形態によると、炉高の低減及び遮蔽体が小型とな
り装置としてコンパクト化が図れる。

【００８２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る流動床燃焼炉では、流動床燃焼炉のフリーボード部や
炉出口煙道部にセラミックや耐熱金属製の遮蔽体を炉内
の排ガス流れに対し光学的に遮蔽した状態に設置するこ
とにより従来は回収していなかった排ガスの熱量の一部
を輻射熱として砂層部に返すことにより、燃焼炉に供給
必要な補助燃料量を低減することができ、また流動層部
の温度の均一化も図ることができる。

【００８３】本発明により設置される遮蔽体は排ガス中
のダストで閉塞しにくいよう、充分な通過面積を持って
配設することによってダストによる閉塞も殆ど生じな
い。また、本発明により設置する遮蔽体は柱状や板状の
ものとすることにより、製作費用の低減化が図れる。更
に、本発明による遮蔽体は既存の燃焼炉に対しても簡易
に装着可能であり、それらは構造が簡単なので保守点検
が容易である。

【００８４】また、新設炉に本発明の遮蔽体を取り付け
る場合、従来の流動燃焼炉と比べて、フリーボード部の
水平断面方向の温度分布の均一化が図れ、ここで、高温
滞留時間の確保による未燃ガス成分の完全燃焼が図れる
ため、フリーボード部高さ、即ち、炉高を低く抑えるこ
とが可能である。

【００８５】更に、作動流体による間欠ダスト除去機構
を付設することにより、安定した長期連続運転が可能と
なり、コンパクトで完全燃焼が可能な炉を低コストで提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る流動床燃焼炉の
フロー図。

【図２】本発明による流動床燃焼炉に適用する輻射体か
らなる遮蔽体の構造を示す図面で、（ａ）は同一径の輻
射体、（ｂ）は小径及び大径の輻射体からなるもの、
（ｃ）はサポート板に対する輻射体の取付け状態を示す
斜視図。

【図３】本発明による流動床燃焼炉に適用する輻射板か
らなる遮蔽体の構造を示す図面。

【図４】本発明の実施の第２形態に係る流動床燃焼炉の
フロー図。

【図５】本発明の実施の第６形態に係る流動床燃焼炉の
フロー図。

【図６】本発明の実施の第６形態における輻射体となる
パイプ群及びスーツブローノズルの配置を示す側面図。

【図７】図６におけるスーツブローノズルつきパイプの
構造を示す拡大断面図。

【図８】本発明の実施の第７形態に係る流動床燃焼炉の
フロー図。

【図９】従来の流動床燃焼炉を示すフロー図。

【図１０】従来の流動床焼却炉の他の例を示す図面で
（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線に沿う断
面図。

【図１１】従来の流動床焼却炉の更に他の例を示す側面
図。

【図１２】従来の流動床焼却炉の他の例を示す側面図。

【符号の説明】

１流動床燃焼炉１ａ炉壁２投入フィーダ３砂層部４フリーボード部５遮蔽体５ａサポート板５ｂ柱状の輻射体５ｃ板状の輻射体６空気予熱器７排ガス処理装置８流動用ブロワ９補助燃料タンク１０補助燃料バーナ１１風箱１２煙突１３タイマーバルブ２０パイプ３０パイプ

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆ２３Ｍ 9/00 ＺＡＢＦ２３Ｍ 9/00 ＺＡＢＤ (72)発明者松下崇横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流動床燃焼炉の流動床上部のフリーボー
ド部に、千鳥状に配列され、かつ、排ガス流れに対し光
学的に遮蔽した柱状の輻射体の集合により構成された遮
蔽体を設けたことを特徴とする流動床燃焼炉。
【請求項２】流動床燃焼炉の流動床上部の炉出口煙道
部に、千鳥状に配列され、かつ、排ガス流れに対し光学
的に遮蔽した柱状の輻射体の集合により構成された遮蔽
体を設けたことを特徴とする流動床燃焼炉。
【請求項３】前記柱状の輻射体が密閉構造の管である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の流動床燃焼
炉。
【請求項４】前記遮蔽体を構成する柱状の輻射体相互
の間隙を１０〜１００mmとしたことを特徴とする請求項
１または２に記載の流動床燃焼炉。
【請求項５】流動床燃焼炉の流動床上部のフリーボー
ド部に、ジグザグ状に間隔を置いて配列され、かつ、排
ガス流れに対し光学的に遮蔽したセラミックまたは耐熱
金属よりなる板状の輻射体の集合により構成された遮蔽
体を設けたことを特徴とする流動床燃焼炉。
【請求項６】流動床燃焼炉の流動床上部の炉出口煙道
部に、ジグザグ状に間隔を置いて配列され、かつ、排ガ
ス流れに対し光学的に遮蔽したセラミックまたは耐熱金
属よりなる板状の輻射体の集合により構成された遮蔽体
を設けたことを特徴とする流動床燃焼炉。
【請求項７】前記輻射体を構成する少くとも最上段の
パイプに開孔ノズルを複数個設け、同開孔ノズルから空
気や蒸気などの流体を間欠的に噴射することにより前記
輻射体に付着堆積するダスト類を除去する機能を持たせ
た請求項１または２記載の流動床燃焼炉。