WO1997037185A1

WO1997037185A1 - Unite de chauffage de l'air a haute temperature et installations de traitement des dechets

Info

Publication number: WO1997037185A1
Application number: PCT/JP1997/001098
Authority: WO
Inventors: Masao Namba; Kenzo Miura; Suminao Tomoyasu; Hidehiro Kiuchi; Yasuaki Harada; Teruo Urayama; Kazuo Shimamura; Norio Tezuka
Original assignee: Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1997-10-09
Also published as: KR20050047108A; CN1215468A; EP0890812A1; US20020005152A1; EP0890812A4; KR100543903B1

Description

明細書高温空気加熱器及び廃棄物処理装置発明の属する技術分野

本発明は、高温ガスの熱回収に係り、特に、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉における、廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレッダ一 ' ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化粧品などの産業廃棄物など、可燃物を含むもの）の焼却処理で発生する高温の燃焼排ガスの熱エネルギーを空気と熱交換することにより回収し、熱エネルギーの有効利用を図る高温空気加熱器およびそれを備えた廃棄物処理装置に関する。背景技術

都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉では、廃棄物の焼却処理で発生する高温の燃焼ガスの熱エネルギーを回収して有効利用するため、高温空気加熱器が設けられている。高温空気加熱器は、金属製伝熱管内に空気を流通させ、該空気を高温の燃焼ガスとの熱交換により加熱して熱回収するものである。回収された熱エネルギ一は、廃棄物の熱分解、発電及びその他の施設に、その熱源として有効利用される。

図 4 9に高温空気加熱器の従来の一例を示す。燃焼溶融炉 5 3の炉内上流側が燃焼溶融部 4 9であり、その下流側に高温空気加熱器 1が配設されている。燃焼溶融部 4 9では、バ一ナ 5 6に燃焼用のガスと空気を供給し、廃棄物等の燃焼性成分を 1 3 0 0 °C程度の高温で燃焼させて、溶融スラグ 5 3 f と高温の燃焼排ガス Gとを生成する。通常、この燃焼排ガス Gはダスト（塵埃）を含み、また廃棄物の種類にも因るが塩素や塩化水素などの腐食性物質を含む高腐食性のガスで、温度 1 0 0 0〜1 1 0 0 °C、流速 2〜 3 m/秒程度で炉內を流れる。高温空気加熱器 1は、前記高温の燃焼排ガス Gから熱回収する伝熱管体 9を主体として構成されている。そして、高温空気加熱器 1は多量の加熱空気を得られるようにするために、伝熱管体 9は長尺に形成され、また通常複数が並列に配設されている。従って、このような焼却炉内に設置され、高温、高腐食性ガス雰囲気中にさらされる前記伝熱管は、その材質の面からも、構造の面からも、このような高温の腐食性ガスに対して十分な耐久性を有することが要求される。高温空気加熱器の耐食性向上のための手段として、金属製伝熱管にスタツドビンを溶接し、その周囲に不定形耐火材を設置する、金属製伝熱管に直方形を基本とする耐火材れんがを縦横の目地で繫いで設置する、等の方式が考えられている。これらの方式は、耐火材が腐食性ガス相における対流や相互拡散の物理的な障壁として働き、伝熱管体の腐食をある程度は抑止する。

発明が解決しようとする課題

しカゝし、いずれの方式においても、耐火材と金属製の伝熱管との異種素材の組合せにおける熱膨張差により、耐火材にクラックが生じ、そのために耐火材の固定金具が腐食損傷したり、耐火材自身の損傷剥離などが起こり、金属製の伝熱管の腐食損傷などの深刻な腐食現象があり、その結果、高温空気加熱器の寿命が短くなってその稼働率が低下し、もって熱交換による熱回収効率を低下させる問題力ある。

また、伝熱管体は長尺に形成されているため、熱変形して曲がりやすいという問題があると共に、並列に配設されている複数の各伝熱管体の間に排ガス中のダストが付着し、これらが原因となって、熱交換による熱回収効率を低下させる問題がある。

本発明の課題は、高温空気加熱器の寿命を長くしてその稼働率を高め、もって熱交換による熱回収効率を向上させることにある。また、熱変形しにくく、ダスト付着量も低下できる高温空気加熱器及びそれを備えた廃棄物処理装置を提供することである。発明の開示

上記課題を達成するため、本発明は以下のように構成されている。

請求項 1記載発明は、高温ガスの雰囲気中に設けられ、前記高温ガスとの熱交換で伝熱管体内を流れる被加熱空気を加熱する高温空気加熱器において、伝熱管体は、内部を被加熱空気が流れる伝熱管と、該伝熱管を同軸で且つ該伝熱管との間に間隙を介して覆う耐火材製の耐火性保護管とを備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、伝熱管（通常金属製である。）と耐火材製の耐火性保護管との異種素材の組合せにおける熱膨張差の影響を、前記間隙を設けたことで互いに伝播されにくくできるので、前記熱膨張差に起因した耐火材部分の損傷、剥離を低减できる。

請求項 2記載発明は、高温ガスの雰囲気中に設けられ、前記高温ガスとの熱交換で伝熱管体内を流れる被加熱空気を加熱する高温空気加熱器において、伝熱管体は、先端が開放された金属性伝熱内管と、該金属性伝熱内管を同軸で且つ該金属性伝熱内管との間に間隙通路を介して覆う耐火材製の耐火性伝熱外管とを備え、被加熱空気は前記金属性伝熱內管を流通した後、該内管の開放先端から該内管と前記外管との間の間隙通路を通過する間に前記高温ガスにより加熱されることを特徵とするものである。

この発明においても前記問隙通路を設けたことにより、前記熱膨張差に起因した耐火材部分の損傷、剥離を低減できる。

請求項 3記載発明は、請求項 1又は 2記載発明において、耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は断面角形に形成され、前記伝熱管体の複数本が、隣の伝熱管体と当該耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の断面角形の一面を介して互いに面接触状態で固定されて設置されて成ることを特徴とするものである。

本発明によれば、耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は断面四角形等の角形に形成され、しかも伝熱管体の複数本が、隣の伝熱管体と互いに面接触状態で設置されるようにしたため、構造的に剛性を向上させることができ、高温雰囲気下における上記熱変形の恐れを大幅に低減することができる。更に、前記面接触構造により、表面全体を平坦面にすることができるため、凹凸がある設置構造に比してダストが表面に付着するのを低減できるので、長期間伝熱効率を高く維持することができる。

請求項 4記載発明は、請求項 1又は 3記載発明において、伝熱管体の前記伝熟管は、金属製伝熱內管と、該金属製伝熱内管を覆い且つ該金属製伝熱内管との間に空隙を設けて配置された金属製伝熱外管とを備え、被加熱空気は前記内管內及び前記内管と前記外管との問の空隙を通過する間に前記高温ガスにより加熱されるよう形成され、前記金属製伝熱外管を覆う耐火性保護管が該外管と同軸的に且っ該外管との間に間隙を介して設けられて成ることを特徴とするものである。請求項 5記載発明は、請求項 1又は 3記載発明において、伝熱管体の前記伝熱管は、金属製伝熱外管と該金属製伝熱外管内に一端にて連通し且つ互いの間に空隙を有して揷着された内管を備え、該内管は金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成され、前記被加熱空気は前記金属製伝熱外管と断熱構造より成る前記内管との問の空隙を流通しつつ金属製伝熱外管の外壁を介して前記高温ガスにより加熱されるようにしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、金属製伝熱外管と断熱構造の内管との間の空隙を通過する被加熱空気のみを加熱し、断熱構造の内管内を通過する被加熱空気を合わせて加熱することがないため、すなわち、内管内の空気は熱的に孤立しているため、該内管内の被加熱空気の温度変化を許容できる程度に小さく押さえられる。その結果、高レ、伝熱性能が得られると共に温度制御が容易となる。

すなわち、被加熱空気を金属製の伝熱外管と伝熱内管との間の空隙を流通して高温ガスの熱を回収し、前記一端の連通部から伝熱内管内を通って外部に取り出すようにした伝熱管は、あるいはその逆方向に流して熱回収する伝熱管は、高温ガスの熱は伝熱外管の金属の管壁を伝わって前記伝熱内管との間の空隙を流れる空気に回収されるが、更にそこで回収された熱は伝熱内管の金属の管壁を伝わつて該伝熱内管内を流れる空気にまで伝わってしまう。この結果、伝熱內管内の空気の温度変化が大きくなり、外部に取り出される被加熱空気の温度が変動しゃすく、所定の伝熱性能が得られにくい問題が従来あった。それ故、所定の伝熱性能を得るためには、伝熱内管外側の伝熱外管空気の温度を必要以上に高くしなければならない。この結果、高温ガスと伝熱外管空気との温度差が小さくなり、伝熱面積を増加する必要が生じ、大型化してしまう問題が従来あった。本発明は、高温ガスの熱が金属製伝熱外管と断熱構造の内管との間の空隙を流れる被加熱空気だけ伝わり、それ以上は、すなわち内管の管壁を内側に伝わらないようにして、所定の伝熱性能を得ることのできるようにしたものである。

請求項 6記載発明は、請求項 5記載発明において、前記内管を金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形成して断熱構造としたことを特徴とし、請求項 7記載発明は、前記内管をその断面が金属で断熱材を挟んだ構造にして断熱構造としたことを特徴とし、請求項 8記載発明は、前記内管を金属製で且つ内部を真空にした二重管とすることにより断熱構造としたことを特徴とし、請求項 9記載発明は前記断熱材の具体例としてセラミックスであるとしたものである。これらのように、内管の材料そのものを断熱性の高い材料例えばセラミック等とすることによって、構造が簡単になる。

請求項 1 0記載発明は、請求項 4〜 9記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管を成している前記内管と前記外管との間の空隙を流れる被加熱空気は、その流れ方向が前記高温ガスの流れ方向と反対に形成されたことを特徴とするものである。これにより、熱回収効率が向上する。

請求項 1 1記載発明は、請求項 1、 3〜 9記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管の外側面に、前記耐火性保護管を保持する複数の保持部材を固定したことを特徴とする。

この保持部材により、伝熱管と耐火性保護管との間隙を全体に渡ってほぼ均一にすることができるので、長尺であっても部分的に両者が接触する恐れを無くすことができ、また、質量の大きい耐火性保護管を伝熱管に対してしつかりと支持できるので、該保護管が不安定になる恐れが少なくなる。

請求項 1 2記載発明は、請求項 4〜1 1記載発明のいずれかにおいて、前記間隙部は、前記金属製伝熱外管壁に設けられた貫通孔を介して被加熱空気通路と連通されていることを特徴とするものである。

これにより、前記問隙内を外部に対して正圧にすることが可能となるため、外部の高温ガスが耐火性保護管を浸透通過する恐れを低減できる。従って、確実に金属製伝熱外管の腐食劣化を防止できる。

請求項 1 3記載発明は、請求項 1〜1 2記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管の先端部と耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部との対向部に他と区画された間隙が形成され、この先端部の間隙に前記被加熱空気が導入されることを特徴とするものである。これにより区画された先端部の間隙においても前記請求項 1 2記載発明の効果と同様の効果が得られる。

請求項 1 4記載発明は、請求項 4〜1 1記載発明のいずれかにおいて、前記耐火性保護管と前記金属製伝熱外管との問に設けられた間隙に外気を導入する手段を具備したことを特徴とするものである。

本発明によれば、耐火性保護管と金属製伝熱外管との間の間隙に、外気を導入するので、伝熱管壁に孔を設けて被加熱空気をリークさせて腐食性ガスをバ一ジする場合に起こり得る腐食性ガスの被加熱空気側への逆拡散 ·混入の恐れを根絶することができ、もって耐食性が高められるとともに、装置の信頼性が向上される。

請求項 1 5記載発明は、請求項 1 4記載発明において、前記金属製伝熱外管の先端部と耐火性保護管の先端部との対向部に他と区画された間隙が形成され、この下端部の間隙にも前記外気が導入されることを特徴とするものである。これにより区画された先端部の間隙においても前記請求項 1 4記載発明の効果と同様の効果が得られる。

請求項 1 6記載発明は、請求項 1〜 1 5記載発明のいずれかにおいて、前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部は、前記高温ガス流れに対して抵抗の少ない凸形状に形成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、この凸形状の先端部により、高温ガス流との接触による熱応力の集中等といつた熱的影響が緩和され、前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部の摩耗や割れ等の損傷が低減される。

請求項 1 7記載発明は、請求項 1 6記載発明において、前記凸形状は半割球形状であることを特徴とするものである。この半割球形状としたことにより、前記先端部への熱的影響が均一分散されるので、一層先端部の損傷等が低減される。また前記凸形状は、請求項 1 8記載発明のように円錐形状や、請求項 1 9記載発明のように多面凸形状であってもよい。ここで、円錐形状はその先端が面取りされているものを含み、多面凸形状とは多角錐、多角形等の多平面で形成された凸形状を意味する。要するに、請求項 2 0記載発明のように、前記凸形状は平面と曲面の一方又は両方で形成された凸形状であればよく、特定の形状に限定されるものではない。流線凸形状も含まれる。

請求項 2 1記載発明は、請求項 1 6〜2 0記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面円形の柱状に形成されていると共に、前記凸形状の先端部から基端部側へは滑らかに連なるように形成されていることを特徴とするものである。また、請求項 2 2記載発明は、請求項 1 6〜 2 0記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面四角形の柱状に形成されていると共に、前記凸形状の先端部から基端部側へは滑らかに連なるように形成されていることを特徴とするものである。ここで、滑らかに連なる構造としては面取り等が挙げられる。これにより前記先端部から基端部側へ連なる部分にできやすい段差や角部を減らせるので、この点からも高温高速ガス流による摩耗、損傷という問題を低減できる。請求項 2 3記载発明は、請求項 1〜1 5記載発明のいずれかにおいて、前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部は、着脱自在な耐火性のキヤップにより形成されたことを特徴とするものである。

これにより、高温高速の燃焼排ガス流が衝突するキヤップの部分が集中的に摩耗、損傷しても、該キャップだけを取り外して新たなキャップに交換することで、取替え作業が容易である。

ここで、伝熱管体を、内部を被加熱空気が流れる金属製伝熱外管と、該金属製伝熱外管を間隙を介して覆う前記耐火性保護管と、前記金属性伝熱外管の先端対向部に間隙を介して螺合された前記キヤップとにより形成し、前記金属製伝熱外管にはその内部を流れる被加熱空気の一部を前記間隙に流出させる貫通孔を形成した構造にすれば、キャップは螺合即ちねじ込み式であるので、その保持は螺旋状の線接触により行われることになり、常温と高温との温度変動（熱サイクル）があっても格別の応力集中は起こらず、剥離、損傷が生じにくい。また、前記貫通孔により前記間隙内を正圧にすることができるため、外部の高温ガスが耐火性保護管及び耐火性のキヤップを浸透通過することを防止でき、この点からも耐火材性部材部分の劣化を低減でき、取替えサイクルを長くできる。

ここで、キャップを回転螺合式にするに際しては、前記伝熱管体を、その耐火性保護管又は耐火性伝熟外管の長手方向を前記ガス流れ方向に平行にして且つ複数個を隙間なく並列配置する場合は、隣接の伝熱管体のキヤップ同士が回転時に当たらないように、キヤップの^を設定する必要がある。

請求項 2 4記載発明は、請求項 2 3記載発明において、前記キャップは前記高温ガス流れに対して抵抗の少ない凸形状に形成されたことを特徴とするものである。この凸形状キャップにより、高温ガス流の衝擊が緩和されるので、キャップ自体の摩耗、損傷が防止され、取替えサイクルを長くすることができる。

請求項 2 5記載発明は、請求項 2 3又は 2 4記載発明において、前記キャップは前記伝熱管の先端対向部に間隙を介して螺合されると共に、その螺合は部分的に空隙を有して螺合され、前記伝熱管の先端対向部にその内部を流れる被加熱空気の一部を前記空隙に流出させる貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。これにより、螺合部分の空隙内も外部に対して正圧にすることができるため、外部の高温ガスが耐火性のキヤップを浸透通過して螺合部分の金属伝熱管に触れることを防止できる。

請求項 2 6記載発明は、請求項 2 3〜 2 5記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面円形の柱状に形成されていると共に、前記キヤップと前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管との接触部は互いに滑らかに連なる外形形状に形成されたことを特徴とするものである。また、請求項 2 7記載発明は、請求項 2 3〜2 5記載発明のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面四角形の柱状に形成されていると共に、前記キャップと前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管との接触部は互いに滑らかに連なる外形形状に形成されたことを特徴とするものである。ここで滑らかに連なる外形形状としては外径を同寸法に形成したり、異なるタの場合には面取りすることが挙げられる。

請求項 2 8記載発明は、請求項 1〜2 7記载発明のいずれかにおいて、前記高温空気加熱器を前記高温ガス流路の上流側に配置された第 1の空気加熱器と後流側に配置された第 2の空気加熱器とより構成し、前記第 2の空気加熱器に被加熱空気を供給して加熱し該第 2の空気加熱器により加熱された被加熱空気を前記第 1の空気加熱器に供給して加熱するようにしたことを特徴とするものである。また請求項 2 9記載発明は、請求項 2 8において、前記高温空気加熱器を前記高温ガス流路の上流側に配置された第 1の空気加熱器と後流側に配置された第 2 の空気加熱器とより構成し、前記第 1の空気加熱器と前記第 2の空気加熱器に夫々被加熱空気を供給して加熱し、該加熟された被加熱空気を合流させて取出すようにしたことを特徴とするものである。

このように請求項 2 8記載発明又は請求項 2 9記載発明の如く構成された高温空気加熱器によれば、伝熱管体の長さ及び重量を小さくすることができるため懸吊するための支持構造を比較的軽構造とすることができるばかりでなくメンテナンス時において伝熱管体を高温ガス流路が取出す場合の作業を簡略化することができる。すなわち、本発明によれば、高温ガスの熱エネルギーを空気によって熟回収し、熱エネノレギ一の有効利用を図る高温空気加熱器において、一つ当たりの伝熱管体の長さを小さく出来て、支持構造とメンテナンス作業の簡略化を図るとともに空間的、精度的に据付が容易で、熱歪による変形も小さく、伝熱効率を良好にすることができる。

そして請求項 2 8記載発明における高温空気加熱器においては、低温の被加熱空気が第 2の空気加熱器に供給されて加熱される。この第 2の空気加熱器を構成する伝熱外管と内管とは一端、具体的には下端において連通するよう構成され前記低温の被加熱空気はこの内管内を経て伝熱外管内に供給されて加熱されるか又は伝熱外管内を経て內管内に供給されて加熱されるかの何れか一方の方式が選択されるが、熱効率の面から見れば前者の方式が好ましい。

このようにして第 2の空気加熱器により所定の温度に加熱された被加熱空気は第 1の空気加熱器を構成する伝熱外管内を経て内管内に供給されて過熱されるか又は内管内を経て伝熱外管内に供給されて過熱されるかの何れか一方の方式が選択されるが、好ましくは後者が採用される。

一方請求項 2. 9記載発明における高温空気加熱器においては、低温の被加熱空気は第 1の空気加熱器及び第 2の空気加熱器に供給され加熱されるが、かかる構成による高温空気加熱器によれば、高温ガス流路面積に対して被加熱空気の流路面積を大とすることができるため被加熱空気の圧力損失を低下させることができる。この場合低温の被加熱空気は第 2の空気加熱器を構成する内管内を経て伝熱外管内に供給されて加熱される力 \ 又は伝熱外管内を経て内管内に供給されて加熟されるかの何れか一方の方式が選択されるが、この場合熱効率の面から見れば前者の方式が好ましい。そして第 1の空気加熱器に供給される被加熱空気も第 2 の空気加熱器と同様にして内管内を経て伝熱外管内に供給されて加熱される力、又は伝熱外管内を経て内管内に供給されて加熱されるかの何れか一方の方式が選択される。この選択において後者の場合、高温ガスの入口部で空気温度、管壁温度や耐火物温度が高くなる傾向があり、そのため耐久性の点から見れば前者の方式が選択される。

請求項 3 0記載発明は、請求項 2 9記載発明において、被加熱空気の一部を第 1の空気加熱器の伝熱管を成している前記外管内又は前記内管内の何れか一方を経て該内管内又は該外管内に供給して加熱するとともに、被加熱空気の残部を第 2の空気加熱器の伝熱管を成している前記外管内又は前記内管内の何れか一方を経て該内管内又は該外管内に供給して加熱するよう構成してなるものである。請求項 3 1記載発明は、空気通路と排ガス通路とを分離する仕切壁の構造であって、該仕切壁は一方の面が前記空気通路に接する金属壁と一方の面が前記排ガス通路に接する耐火壁とよりなり、且つ前記金属壁の他方の面側と前記耐火壁の他方の面側との間に第 1の間隙部を形成するとともに、この第 1の間隙部に前記金属壁の貫通孔を連通させて、前記排ガス通路に腐食性成分及びダストを含む燃焼排ガスを流す通路壁構造において、前記金属壁の前記他方の面に、前記耐火壁を保持する複数の保持部材を固定したことを特徴とする熱交換器の通路壁構造である。また、請求項 3 2記載発明は、請求項 3 1記載発明において、前記保持部材と前記耐火壁との間に、前記第 1の間隙部に連通する第 2の間隙部を形成したことを特徴とする熱交換器の通路壁構造である。

この保持部材により、金属壁と耐火壁との問隙部を全体に渡ってほぼ均一にすることができると共に、質量の大きい耐火壁を金属壁に対してしつかりと支持できるので、該耐火壁が不安定になる恐れが少なくなる。更に前記貫通孔により空気が第 1の間隙部及び第 2の間隙部に流出するので、高温ガスの浸透を防止でき、金属壁や保持部材の腐食を確実に防止して金属壁等の寿命を大幅に伸ばすことができる。また更に、金属壁を高温にしても腐食しにくいので、従来より大量の熱量を熱交換して空気を高温に加熱することが可能になり、装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。

請求項 3 3記載発明は、一方の面が空気通路に接する金属壁と一方の面が排ガス通路に接する耐火壁とを有する仕切壁により、空気通路とお^ガス通路とを分離し、且つ前記金属壁の他方の面側と前記耐火壁の他方の面側との間に第 1の間隙部を形成するとともに、この第 1の間隙部に前記金属壁の貫通孔を連通させて、前記排ガス通路に腐食性成分及びダストを含む燃焼排ガスを流し、前記金属壁の前記他方の面に、前記耐火壁を保持する複数の保持部材を固定する熱交換器の通路壁の製造方法であって、前記金属壁の前記他方の面全体に、ビニルシート若しくは紙テープをかぶせるか又はタール若しくは塗料を塗布することにより介装部材を配した後、前記金属壁上の前記介装部材上の全面に、水を加えたキャスタブル材を所定の厚みに塗布又は吹き付け施工し、その後加熱して、前記キャスタブノレ材を乾燥するとともに焼成して前記耐火壁を形成することにより前記介装部材を除去して、この介装部材の除去部分に前記第 1の間隙部を形成することを特徴とするものである。

また請求項 3 4記載発明は、請求項 3 3記載発明において、前記保持部材と前記耐火壁との間に、前記第 1の問隙部に連通する第 2の間隙部を形成した通路壁の製造方法であって、前記保持部材を前記金属壁に溶接固定する前又は後に、前記保持部材に塩化ビニル製の絶緣テープを巻き付ける力、ビニルホースを短く切ってかぶせるか、又は水性塗料を塗布するか若しくは前記保持部材を前記水性塗料の原液中に漬けることにより介装部材を配した後、前記キャスタブル材の前記施工を行い、その後加熱して、前記キャスタブル材を乾燥するとともに焼成して前記耐火壁を形成することにより前記介装部材を除去して、この介装部材の除去部分に前記第 2の間隙部を形成することを特徴とするものである。

これらの製造方法により、この種熱交換器を容易に製造することができる。請求項 3 5記载発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスおよび熱分解残留物を生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分および不燃焼性成分に分離する分離装置と、前記熱分解ガスおよび前記燃焼性成分を灰分を溶融させる温度で燃焼させて不燃焼分を溶融スラグとして排出する燃焼溶融炉と、燃焼溶融炉で生じた高温ガスの熱を空気と熱交換させて回収する高温空気加熱器とを備えた廃棄物処理装置において、前記高温空気加熱器は請求項 1〜 3 0のいずれかに記載のものであることを特徴とする。これにより、高温空気加熱器の稼働効率が向上した分、当該廃棄物処理装置の稼働効率も向上できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る高温空気加熱器の一例を示す要部縦断面図である。図 2は、本発明に係る高温空気加熱器の一例を示す要部水平断面図である。図 3は、本発明に係る高温空気加熱器の一例を示す概略縦断面図である。図 4は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す要部縦断面図である。図 5は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す要部縦断面図である。図 6は、比較例についての伝熱官内の空気温度解析結果を示す図である。図 7は、本発明に係る例についての伝熱官内の空気温度解析結果を示す図である。

図 8は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す上部縦断面図である。図 9は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。図 1 0は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 1 1は、本発明に係る髙温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 1 2は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 1 3は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 1 4は、図 1 3の伝熱管体の伝熱内管の要部斜視図である。

図 1 5は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 1 6は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す要部側面図である。

図 1 7は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す要部側面図である。

図 1 8は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す要部斜視図である。

図 1 9は、本発明に係る高温空気加熱器の一例を示す斜視図である。 /JP 図 2 0は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す斜視図である。

図 2 1は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 2 2は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 2 3は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 2 4は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す要部斜視図である。

図 2 5は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 2 6は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 2 7は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 2 8は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 2 9は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 3 0は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の他の例を示す斜視図である。

図 3 1は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 3 2は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。図 3 3は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 3 4は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す先端部縦断面図である。

図 3 5は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す概略縦断面図である。図 3 6は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す概略縦断面図である。図 3 7は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す概略縦断面図である。図 3 8は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す概略縦断面図である。図 3 9は、本発明に係る廃棄物処理装置の一例を示す概略図である。

図 4 0は、本発明に係る高温空気加熱器の他の例を示す要部縦断面図である。図 4 1は、図 4 0の熱交換器の縦断面図である。

図 4 2は、図 4 1の I V I— I V I線による横断面図である。

図 4 3は、図 4 0の熱交換器の部分拡大断面図である

図 4 4は、図 4 3の I V I V— I V I V線による横断面図である。

図 4 5は、図 4 3の金属板の表面の一部分を示す正面図である。

図 4 6は、図 4 0の熱交換器に関する実験を示した要部断面図である。

図 4 7は、図 4 2相当の横断面図である。

図 4 8は、図 4 7の部分拡大断面図である。

図 4 9は、従来の高温空気加熱器を示す概略の断面図である。発明の実施の形態

実施の形態 1

以下、図面を参照して本発明の高温空気加熱器の具体例にっレ、て説明する。図 1は本発明に係る高温空気加熱器の一部を示す鉛直面で切った縦断面図、図 2 は本発明に係る一例の高温空気加熱器の水平面で切った横断面図で後述する図 3 P T の I I一 11線断面図で、図 3は本発明にかかる高温空気加熱器の設置状態の概略側面図である。

図に示した例では、高温空気加熱器 1は、先端が開放された金属製伝熱内管 2 と、この内管 2を覆うように内管 2と同軸的に、かつ、内管 2との間に空隙 3を設けて配置された、先端が封止された金属製伝熱外管 4とからなる伝熱管 5を有し、この伝熱管 5を覆うように、先端が封止された耐火材製の耐火性保護管 6が、伝熱管 5と同軸的にかつ伝熱管 5の前記外管 4との問に間隙 7を設けて設けられたものである。

伝熱管 5を構成する金属としては、耐熱性、耐食性に優れた S U S 3 1 0等が好ましい。また、伝熱管 5の内管 2及び外管 4の肉厚は、強度や耐久性、重量等の面から 4〜6 mm程度であることが好ましい。空気の流通路となる内管 2の内径は 3 0〜7 0 mm、外管 4と内管 2との空隙 3の幅（外管 4の内径と内管 2のとの差の 1 Z 2 ) は 1 0 ~ 3 O mmであることが好ましレ、。伝熱外管 4の外表面に耐食性被覆膜が形成されていると一層よいと言える。耐食性被覆膜の材質としては、アルミナ、シリカ等の単独酸化物またはそれらを含むムライト、スピネル等の複合酸化物が好ましく、その膜厚は、耐食性、耐熱サイクル性等の確保の面から必要な厚さが選ばれる。これにより、外管 4を更に確実に腐食から保護することができる。

耐火性保護管 6を構成する耐火材としては、ごみ焼却灰中の成分と反応しても低融点化合物を生成させない素材の耐火物が好適であり、例えば高アルミナ質耐火物ゃク口ミァ質耐火物、炭化珪素耐火物などが好ましい。該保護管 6の肉厚は、伝熱効率ゃ耐腐食性の確保の面から 2 0〜3 5 mm程度とするのが好ましい。また、該保護管 6と伝熱外管 4との間の間隙 7は大き過ぎると伝熱効率が低下し、また、高温空気加熱器 1が大型化し、逆に、小さ過ぎると熱膨張差による損傷を十分に防止し得ないため、 1〜2 mm程度（保護管 6の内径と外管 4の外径との差の 1 Z 2 ) とするのが好ましい。

この耐火材に対し封孔処理を施すことにより、前記保護管 6を拡散透過するガス量を著しく少なくすることができると共に、耐火材それ自体の耐食性を高めることもできる。封孔処理を行なうには、耐火材の気孔を閉塞させるためのアルミナゾル、アルミナスラリーなどの液中に耐火性保護管 6を浸漬し、その後乾燥、焼成すれば良い。このような封孔処理を施すと、例えば処理前の平均気孔径が 1 0 m程度であったものを平均気孔径が 5 以下にすることができる。この高温空気加熱器 1は、伝熱管 5及び耐火性保護管 6が、その軸方向が鉛直方向となるように配置されており、耐火性保護管 6の下端の封止端面 6 Aの内面にはァリ穴 6 a， 6 bが設けられている。一方、外管 4下端の封止端面 4 Aの外面には、耐火性保護管 6のァリ穴 6 a， 6 bと係合可能なァリ状の突起 4 a , 4 bが設けられている。耐火性保護管 6は、このァリ穴 6 a， 6 bと突起 4 a , 4 bとの係合により、伝熱管 5に対して支持されている。本図の例において、耐火性保護管 6は、このァリ穴 6 a， 6 bと突起 4 a， 4 bとの係合によってのみ伝熱管 5に対して支持されており、その重量を支持するための他の支持機能は設けられていない。

本例の高温空気加熱器 1は、焼却炉の高温、高腐食性ガス流（矢印 G ) 内に船直方向に配置される。被加熱空気 8は、伝熱内管 2内を下降した後、内管 2の開放先端 2 Aから内管 2と外管 4との空隙 3を上昇し（矢印）、その間に、外部の高温、高腐食性ガス流 Gにより加熱される。

なお、伝熱管 5の基端（上端）側には図示しない被加熱空気 8の導入手段と加熱された空気の取出手段が設けられており、回収された熱エネルギーの有効利用を図るように構成されている。

この高温空気加熱器 1におレ、て、伝熱管 5は、外面が耐火性保護管 6で覆われているため、高温、高腐食性ガスによる腐食から保護され、耐久性に優れる。しかも、伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に間隙 7が設けられているため、伝熱外管 4を構成する金属と、耐火性保護管 6を構成する耐火材との間に熱膨張差が生じても、熱膨張による寸法変化が互いに伝播されにくいために、耐火性保護管 6の損傷、剥離、脱落等が防止される。その上、耐火性保護管 6は、伝熱管 5に対して下端の係合部においてのみ重量的に支持され、耐火性保護管 6は伝熱外管 4に対して長手方向に自由にスライドできるため、熱膨張差に起因する耐火性保護管 6の損傷、剥離、脱落等はより一層確実に防止される。また、耐火性保護管 6と伝熱外管 4との支持構造が簡素で、耐火性保護管 6の耐火材の目地部の比率が低いことによつても、伝熱外管 4の損傷は防止されるようになる。

更に、図 2及び図 3に示したように、伝熱管 5と耐火性保護管 6から成る伝熱管体 9の複数本が、隣の伝熱管体 9と耐火性保護管 6の断面正方形の一面を介して互いに面接触状態で一列に固定されて設置されている。すなわち、両端の伝熱管体 9を除いて、他の伝熱管体 9はその左右の面が他の伝熱管体 9と面接触している。そして図示しない締結手段により互いに固定され、全体的な熱変形に対する抵抗となる剛性が高められている。そして、図のように外表面が面一な平坦面となるように各伝熱管体 9が配置されている。この面一な平坦面によりダス卜の付着量を少なくすることができる。

本発明の上記面接触状態で一列に固定されて設置された構造により、高温空気加熱器 1が全体的に熱変形に対する抵抗となる剛性が高められ、もって、高温雰囲気下、特に灰分等の燃焼残渣を溶融スラグ化する高温（1 2 0 0 °C以上）で焼却が行われた直後の燃焼排ガスの通路における上記熱変形の恐れは大幅に低減される。実施の形態 2

本発明の実施の形態 2を図 4を参照しながら説明する。図 4に示すように、高温空気加熱器の伝熱管体 9は、図示しない焼却炉などより排出される腐食性の高温ガス Gの雰囲気中に設けられ、耐火性保護管 6で被覆された金属製の伝熱管 5 を介して高温ガス Gと熱交換し、伝熱管 5内を流れる被加熱空気 8を加熱するものである。伝熱管 5は、一端が封止部材 1 0で封止された金属製伝熱外管 4と、該伝熱外管 4内に先端開口 2 Aを経由して連通するように挿着され内管 2とにより形成されている。伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に間隙 7を設け、内管 2 内及び伝熱外管 4と内管 2との間の空気通路となる空隙 3に、被加熱空気 8を高温ガス Gの流れと向流させて流すようになつている。そして、本発明では内管 2 は、金属より熱伝導率の低い材料で断熱構造に形成されている。なお内管 2の図示しない基端は加熱空気の供給先に連通されている。

そして、内管 2は、具体的には図 4の例では、金属の二重管で形成されるとともに二重管の問に、図示のようにサンドィツチ状に断熱材 1 1を挟んで充填した断熱構造、又は二重管の間を真空に保持した断熱構造（図示せず）である。さらに內管 2は図 5に示すように、全体がセラミッタスで形成された断熱構造でもよい。

上記断熱構造を採用することにより、前記空隙 3を通過する被加熱空気 8のみを加熱し、内管 2内の被加熱空気 8を合わせて加熱することがないため、内管 2 内の被加熱空気 8の温度変化を許容できる程度に小さく押さえることが可能になる。

被加熱空気 8を前記空隙 3に高温ガス Gの流れと向流させて流すに当って、高温ガス Gの流れ方向に応じて、被加熱空気 8を 2通りの向きに流すことができる。すなわち高温ガス Gが図示矢印 G dのように流れる際は、伝熱外管 4の空隙 3に接続し被加熱空気 8を導入させる空気導入管 1 2などを介して被加熱空気 8を図示矢印 8 dのように流して加熱し、先端で折り返して内管 2内を戻り外部に取り出すように流す。また他の流し方は、高温ガス Gが矢印 G dと逆向きに流れる時は、内管 2内を先ず流し、先端で折り返して伝熱外管 4の前記空隙 3を矢印 8 d と逆向きに流れ、高温ガスの熱を回収して外部に取り出す。いずれも空隙 3を流れる空気のみが高温ガスの熱を回収し、内管 2内を流れる空気は熱的に孤立してレヽる。

また伝熱外管 4は、間隙 7を介して耐火性保護管 6に被覆されており、耐火性保護管 6との熱膨張係数の違いから高温使用時は、耐火性保護管 6の上端は図示しないべローズなどにより伝熱管 5に対し下方に移動するようになっている。このように室温と高温における伝熱管 5と耐火性保護管 6との相対移動を間隙 Ίにより許容しながら、高温状態でも伝熱管 5と耐火性保護管 6とが互いに熱膨張を阻害しないようにする。間隙 7には例えば外気を導入し、耐火性保護管 6の壁を浸透して高温腐食性ガスが伝熱管 5に触れるのを防止するのがよい。耐火性保護管 6は、先端が封止部材 1 0を覆う耐火性の先端保護部材 1 3と固着されており、耐火性保護管 6と伝熱外管 4の外表面との問、及び先端保護部材 1 3と封止部材 1 0との間にも前記間隙と隔離された隙間 7が形成されている。

この実施の形態においても、伝熱外管 4は、外面が耐火性保護管 6で覆われているため、高温、高腐食性ガスによる腐食から保護され、耐久性に優れる。しかも、伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に間隙 7が設けられているため、伝熱外管 4を形成する金属と、耐火性保護管 6を形成する耐火材との間に熱膨張差が生じても、熱膨張による寸法変化が互いに伝播されないため、耐火性保護管 6の損傷、剥離、脱落などが防止される。更に、伝熱管を形成する金属としては、耐熱性、耐食性に優れた S U S 3 1 0などが好ましい。また、内管 3及び伝熱外管 1 の肉厚は、強度や耐久性、重量などを考慮して決めるられが、ほぼ 4〜 6 mm程度であることが好ましい。被加熱空気 8の流路となる内管 2の内径は

3 0〜 7 0 mm、伝熱外管 4と内管 2との空隙 3の幅（伝熱外管 4の内径と内管 2の外径との差の 1 2 ) は 1 0〜3 0 mmであることが好ましい。次に本実施の形態例の動作を図 4に基づいて説明する。伝熱管 5は、焼却炉の高温、高腐食性ガス流（矢印 G d ) 內に鉛直方向に配置されるため、被加熱空気 8は、伝熱外管 4の空隙 3へ導入され、この空隙 3を下降した後、内管 2の先端開口 2 Aを経て内管 2内を上昇し（矢印 8 d ) 、その間に、耐火性保護管 6及び伝熱外管 4の管壁を介して外部の高温ガス流により加熱される。この際、空隙 3 を通過する被加熱空気 8のみが高温ガス Gにより加熱され、断熱構造の內管 2内を流れる被加熱空気 8は加熱されない。すなわち、内管 2内の空気は熱的に孤立しているため、內管 2内の被加熱空気 8の温度変化を許容できる程度に小さく押さえられる。その結果、高い伝熱性能が得られる。

本実施の形態の伝熱管 5内の伝熱管長に対する空気温度解析結果を図 6及び図 7に示す。図中 Laは内管部、 Lbは空隙部、 Lcは高温ガスを示す。図 6は比較例を示し、内管が断熱構造ではない通常のカーボンスチールによる金属性伝熱内管である場合の解析結果を示す。この場合は、伝熱管先端部で被加熱空気の温度が最高温度に達し、伝熱内管を折り返して流れたのち、基端部（取り出し出口部）で大きく温度低下する様相を示している。一方、図 7に示す内管が断熱構造である場合は、該内管内の被加熱空気の温度分布が図示のように、伝熱管先端部から基端部の問で温度低下が少ない。この図 6及び図 7の両者の比較より、内管を断熱構造にすると熱內管内における被加熱空気の温度変動を許容できる程度に小さく押さえることが可能なことがわかる。実施の形態 3

本発明の実施の形態 3を図 8及び図 9を参照しながら説明する。

図 8及び図 9に示すように、高温空気加熱器は、伝熱管体 9すなわち耐火性保護管 6で被覆された金属製の伝熱管 5を介して高温ガス Gと熟交換し、伝熱管 5 内を流れる被加熱空気 8を加熱するものである。そして伝熱管 5は、伝熱外管 4 1 T P と、該伝熱外管 4内に被加熱空気 8の流路となる空隙 3を介して揷着され先端が開口した内管 2とにより形成されている。伝熱外管 4の上部外側面には伝熱管上部ボート 1 4が気密性を保持しつつ固定されている。

伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に間隙 7を設け、間隙 7に、腐食性の高温ガス Gをパージするための外気を導入する手段（空気導入管） 1 6が設けられている。すなわち伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間の間隙 7に、被加熱空気 8とは全く隔離された外気 1 7を導入し、高温腐食性ガスが耐火性保護管 6の壁を浸透して前記間隙 Ίに浸入した場合でも、それが被加熱空気 8に逆拡散したり混入することを防止でき、これにより伝熱管などの高温腐食に対する耐久性を向上できるように形成されている。

そして、伝熱管上部ポート 1 4の下面にベロ一ズ 1 8の上端面が、またべローズ 1 8の下端面に保護材押さえ金具 1 9の上端面が溶接などにより気密性を保つように固着され、保護材押さえ金具 1 9の下端面に耐火性保護管 6の一端が固着されている。伝熱外管 4と耐火性保護管 6との熱膨張係数の違いから高温使用時は、耐火性保護管 6の上端はべローズ 1 8により伝熱管 5に対し下方に移動する。このようにべローズ 1 8の採用により、室温と高温における伝熱外管 4と耐火性保護管 6との相対移動を許容しながら、高温状態で間隙 7に外気 1 7を導入することができる。外気 1 7はべローズ 1 8及び保護材押さえ金具 1 9の内面と、耐火性保護管 6を固定する図示しない固定金具の表面を流れ、前記問隙 7全体に行き渡るようになつている。

この例では、耐火性保護管 6の先端に、伝熱外管 4の下端封止部 1 0を覆う耐火材製の先端部 1 5が後述する雄ねじ 2 0及び雌ねじ 2 1を介して螺着されている。すなわち伝熱外管 4の下端封止部 1 0に、下方に向けて雄ねじ 2 0が突設されている。そして、耐火材製の先端部 1 5に前記雄ねじ 2 0に間隙 7を介して螺合される雌ねじ 2 1が設けられている。この雄ねじ 2 0及び雌ねじ 2 1により、耐火性保護管 6の下端に前記耐火材製の先端部 1 5が間隙 7を介して螺着されている。そして、この先端部の間隙 7は前記他の間隙 7とは前記下端封止部 1 0によって隔離されているが、該下端封止部 1 0に貫通孔 2 3が設けられ、前記外気 1 7はこの先端部の前記間隙 7にも導入されるように形成されている。

この実施の形態においても、伝熱管を形成する金属材料や、伝熱内管及び伝熱外管の肉厚、伝熱内管の内径、伝熱外管と伝熱内管との空隙 3の幅等は前記実施の形態 1又は 2のものと同様に設定することが好ましレ、。実施の形態 4

以下、本発明の実施の形態 4を、図面を参照して説明する。

図 1 0は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の一実施の形態を示す斜視図、図 1 1は、他の実施形態を示す斜視図である。これらの図に示す伝熱管体 9 は、その表面に耐火性保護管 6を有し、水平断面形状が四角形の長尺体であり、廃棄物等の燃焼性成分を 1 3 0 0 °C程度の高温で燃焼させて生ずる高温の燃焼排ガス Gの流路内に設けられ、秒速 2〜 3 mで流れる 1 0 0 0〜1 1 0 0 °Cの高温の燃焼排ガス Gから熟回収するものである。耐火性保護管 6は、アルミナを主体として、酸化クロム、ジルコ二ァ等を含有させた耐火性保護材料が用いられる。そして、伝熱管体 9の耐火性保護管 6は、その先端部 2 4が、ガス流れに対して抵抗の少ない凸形状である半割球形状に形成されている。この例では半割球形状部分の直径と前記四角形部分の一辺の長さとはほぼ等しく形成されている。この凸形状の先端部 2 4により、高温ガス流との接触による熱応力の集中等といった熱的影響が緩和され、その先端部の摩耗や割れ等の損傷が低減される。特に、その先端部 2 4の凸形状を半割球形状としたので、該先端部 2 4への熱的影響が先端部全体に均一分散され、一層該先端部 2 4の損傷等が低減される。図 1 0に示す伝熱管体 9は、半割球形状の先端部 2 4と断面四角形の基端側とはそのコーナ一部に段差 2 5がある。この段差 2 5は、前記熱応力集中を避けるためにできるだけ小さくするのが望ましい。この点を考慮したのが図 1 1に示す伝熱管体 9であり、これは前記段差を無くしたものである。すなわち、伝熱管体 9は、図 1 0の伝熱管体 9の四隅の段差 2 5に面取り 2 6を施し、先端部 2 4から基端部側に滑らかに連なるようにしたものである。

図 1 2は、図 1 1に示した伝熟管体 9の先端部分の ¾ 1一; XI I線断面図である。図 1 2に示すように、伝熱管体 9は、耐火材製の耐火性保護管 6で被覆された金属製の伝熱外管 4を介して高温ガス Gと熱交換し、伝熱外管 4内を流れる被加熱空気 8を加熱するものである。耐火性保護管 6の先端部 2 4の内面には、ァリ穴 2 4 aが設けられ、伝熱外管 4の先端外面にはァリ状の突起 4 aが設けられ、耐火性保護管 6と伝熱外管 4とは前記ァリ穴 2 4 aとァリ状突起 4 aとの係合により一体化されるようになっている。

そして、一端が封止部材 4 Aで封止された伝熱外管 4内に先端開口 2 Aを経由して連通するように伝熱内管 2が挿着されている。伝熱外管 4と耐火性保護管 6 との間に間隙 7を設け、伝熱内管 2内及び伝熱外管 4と伝熱内管 2との間の空隙 3に、被加熱空気 8を高温ガス Gの流れと対向させて流すようになつている。尚、伝熱内管 2の図示しない基端は被加熱空気 8の供給先に連通されている。

このように伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に間隙 7が設けられているため、伝熱外管 4を形成する金属と、耐火性保護管 6を形成する耐火材との間に熱膨張差が生じても、熱膨張による寸法変化が互いに伝播されず、耐火性保護管 6の損傷、剥離、脱落などが防止される。更に、伝熱外管 4に微小な貫通孔 2 7が設けられ、伝熱外管 4内を流れる被加熱空気 8の一部が前記間隙 7に流出するようになっている。これにより間隙 7内が外部（高温ガス Gの流路）より正圧となり、高温ガスが耐火性保護管 6を浸透通過して内部に浸入するのを低減でき、もって、前記凸形状の先端部 2 4及び該高温ガスの浸透通過防止の両作用効果により、一層耐火性保護管 6の先端部 2 4の損傷等が低減される。同時に、高温ガスが耐火性保護管 6を浸透通過して金属製伝熱外管 4に触れる恐れも無くなるため、確実に金属製伝熱外管 4の腐食劣ィヒを防止できるという効果も得られる。

図 1 3は、伝熱管体 9は、先端が開放された金属性伝熟内管 2と、該金属性伝熱内管 2を同軸で且つ該金属性伝熱内管 2との間に間隙通路 2 8を介して覆う耐火材製の耐火性伝熱外管 2 9とを備え、被加熱空気 8は前記金属性伝熱内管 2を流通した後、該内管 2の開放先端 2 Aから該内管 2と前記外管 2 9との間の問隙通路 2 8を通過する間に前記高温ガス Gにより加熱される構造のものである。この構造の高温空気加熱器における耐火性伝熱外管 2 9の先端部 2 4も図 1 2の例と同様に凸形状の形成されている。図 1 4は伝熟内管 2の先端のァリ状突起 2 a の部分を示す斜視図である。

図 1 5は本願発明に係る伝熱管体の他の例を示す斜視図であり、前記図 1 0の例では伝熱管体 9の水平断面形状が四角形であったものが本例では断面円形である。すなわち耐火性保護管 6は断面円形の長尺体である。この例では先端凸形状部の直径と基端部側の直径はほぼ等しく形成されているため、前記のような段差の問題は生じない。その他の構造は図 1 0のものと同様である。

伝熱管体 9の先端部 2 4の凸形状は、図 1 6に例示した円錐形状や、図 1 7に例示した多面凸形状であってもよい。図 1 6の円錐形状はその先端が面取りされている。また、多面凸形状とは図 1 7のような 2つの円錐面からなる多面形状に限られず、図 1 8に示した四角錐等の多角錐、多角形等の多平面で形成された凸形状でもよい。要するに、先端部 2 4の前記凸形状は平面と曲面の一方又は両方で形成された凸形状であればよく、特定の形状に限定されるものではない。図 1 9及び図 2 0は、それぞれ本発明に係る高温空気加熱器 1の要部斜視図である。図 1 9は図 1 0の伝熱管体 9を単位として、それを 4個、各伝熱管体 9同士を i 間なく並べ、それを 3列に配置して高温ガスの雰囲気中に吊り下げたものである。図 2 0は図 1 1の伝熱管体 9を単位として、それを 4個、各伝熱管体 9 同士を隙間なく並べ、それを 3列に配置して高温ガスの雰囲気中に吊り下げたものである。いずれも、四角柱状の伝熱管体 9の長手方向を、ガス流れの方向と平行に、複数個を隙間なく並列配置したので図 1 5に示す円柱状の伝熱管体 9を並列配置した場合と比べて、耐火性保護管 6へのダストの付着を低減できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、高温空気加熱器の伝熱管体の耐火性保護管先端部を高温ガス流に対して抵抗の少ない凸形状に形成したので、高温ガス流との接触による熱応力の集中等といつた熱的影響が緩和され、その先端部の摩耗や割れ等の損傷を低减することができる。実施の形態 5

以下、本発明の実施の形態 5を、図面を参照して説明する。

図 2 1は、本発明に係る高温空気加熱器の伝熱管体の一実施の形態を示す要部断面図図、図 2 2はその外観の斜視図である。図 2 2に示すように伝熱管体 9は、その表面に耐火性保護管 6を有し、この例では水平断面形状が四角形の長尺体であり、廃棄物等の燃焼性成分を 1 3 0 0 °C程度の高温で燃焼させて生ずる高温の燃焼排ガス Gの流路内に設けられ、秒速 2〜 3 mで流れる 1 0 0 0〜 1 1 0 0 °C の高温の燃焼排ガス Gから熱回収するものである。耐火性保護管 6は、アルミナを主体として、酸ィヒクロム、ジルコ二ァ等を含有させた耐火性保護材料が用いられる。

詳しくは、図 2 1に示すように、伝熱管体 9は、耐火性保護管 6で被覆された金属製の伝熱外管 4を介して高温ガス Gと熱交換し、伝熱外管 4内を流れる被加熱空気 8を加熱するものである。そして、一端が封止部材 1 0で封止された伝熱外管 4内に先端開口 2 Aを経由して連通するように金属性の伝熱内管 2が挿着されている。伝熱内管 2内及び伝熱外管 4と伝熱内管 2との問の空隙 3に、被加熱空気 8を高温ガス Gの流れと対向させて流すようになつている。また、伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に間隙 7が設けられている。尚、伝熱内管 2の図示しない基端は被加熱空気 8の供給先に連通されている。

耐火性保護管 6は、この例では図 2 2に示したように、その先端部に該耐火性保護管 6とほぼ同形同外径で着脱自在な耐火材製のキャップ 3 0が設けられている。このキャップ 3 0は、図 2 1に示したように伝熱外管 4の先端対向部である前記封止部材 1 0に間隙 7を介して他の間隙と隔離されて螺合されている。すなわち、キャップ 3 0は封止部材 1 0に設けられた雄ねじ 3 1にねじ込まれて、そこに取付けられている。キャップ 3 0の前記雄ねじ 3 1と螺合する部分に雌ねじ 3 2が形成されている。図において 3 3は耐火物モルタルを示し、着脱自在なキャップ 3 0を装着した時の外部に対する気密性を確保している。

上記構造により、高温ガス Gの流れと接触するキャップ 3 0の部分が集中的に摩耗、損傷しても、該キャップ 3 0だけを取り外して新たなキャップに交換できるので、取替え作業が容易である。更にキャップ 3 0を螺合式としたので、その保持は螺旋状の線接触により行われることになり、常温と高温との温度変動があっても格別の応力集中は起こらず、剥離、損傷が生じにくレ、。

また、伝熱外管 4と耐火性保護管 6又はキャップ 3 0との間に間隙 7が設けられているため、伝熱外管 4を形成する金属と、耐火性保護管 6又はキャップ 3 0 を形成する耐火材との間に熱膨張差が生じても、熱膨張による寸法変化が互いに伝播されず、耐火性保護管 6やキャップ 3 0の損傷、剥離、脱落などが防止される。

更に、図 2 1に示したように、この例では伝熱外管 4及び先端封止部材 1 0に微小な貫通孔 2 7が設けられ、伝熱外管 4内を流れる被加熱空気 8の一部が前記間隙 7に流出するようになっている。これにより間隙 7内が外部（高温ガス Gの流路）より正圧となり、高温ガスが耐火性保護管 6又は耐火性キヤップ 3 0を浸 P P 透通過して内部に浸入するのを低減でき、もって、該高温ガスの浸透通過防止作用により、先端キャップ 3 0の損傷等が一層低減される。同時に、高温ガスが耐火性保護管 6やキャップ 3 0を浸透通過して金属製伝熱外管 4に触れる恐れも無くなるため、確実に金属製伝熱外管 4の腐食劣化を防止できるという効果も得られる。

図 2 3は本頼発明に係る伝熱管体の他の例を示す外観斜視図であり、前記図 2 2の例では伝熱管体 9の水平断面形状が四角形であったものが本実施の形態では断面円形である。すなわち耐火性保護管 6は断面円形の長尺体である。そしてキャップ 3 0と耐火性保護管 6との接触部は互いに滑らかに連なる外形形状に形成されている。

図 2 4は本願発明に係る伝熱管体の他の例を示す外観斜視図であり、断面四角形のキヤップ 3 0の;^が耐火性伝熱管 6より小さく形成されている。これは、断面円形ではない例えば断面四角形のキャップを回転螺合式にするに際しては、後述するように複数の伝熱管体 9を隙間なく配置する場合は、隣接の伝熱管体 9 のキャップ 3 0同士が回転時に当たらないように、キャップの外径を設定する必要があることを酉己慮したものである。

図 2 5は本願発明に係る伝熱管体の他の例を示す要部断面図である。図 2 1 との相違はキャップ 3 0が、ガス流れに対して抵抗の少ない凸形状、この例では半割球形状に形成されていることである。そして半割球形状キヤップの直径と前記四角形部分の一辺の長さとはほぼ等しく形成されている。その他の構成は図 2 1 のものと同様なので同一部分に同一符号を付して構成の説明は省略する。

この凸形状のキャップ 3 0により、高温ガス流との接触による熱応力の集中等といった熱的影響が緩和され、摩耗や割れ等の損傷が低減される。特に、半割球形状とすれば、該キャップ 3 0への熱的影響が先端部全体に均一分散され、一層該キヤップ 3 0自体の損傷等が低減される。図 2 6は図 2 5の伝熱管体の外観斜視図である。図 2 5は図 2 6の; XXV— X« に沿う断面図に相当する。図 2 7は図 2 5の伝熱管体の他の例に相当する^ ϋ斜視図であり、図 2 5は図 2 7の XXV—: ¾ ^に沿う断面図にも相当する。図 2 6に示す伝熱管体 9は、先端のキャップ 3 0と断面四角形の基端側とはそのコーナー部に段差 2 5がある。この段差 2 5は、前記熱応力集中を避けるためにできるだけ小さくするのが望ましレ、。この点を考慮したのが図 2 7に示す伝熱管体 9であり、これは前記段差を無くしたものである。すなわち、伝熟管体 9は、図 2 6の伝熱管体 9の四隅の段差 2 5に面取り 2 6を施し、キャップ 3 0から基端部側に滑らかに連なるようにしたものである。

図 2 8は本願発明に係る伝熱管体の他の例を示す外観斜視図である。前記図

2 6の例では伝熱管体 9の水平断面形状が四角形であったものが本実施の形態では断面円形である。すなわち耐火性保護管 6は断面円形の長尺体であり、半割球形状のキャップ 3 0と耐火性保護管 6との接触部は互いに同径に形成されて滑らかに連なるようになつている。従って段差の問題はない。

図 2 9は本願発明に係る伝熱管体の他の例を示す要部断面図である。キヤッブ

3 0は、伝熱外管 4の封止部材 1 0の雄ねじ 3 1にねじ込まれていると共に、この螺合部に外部に対して気密を保持した空隙 3 4、 3 5が形成されている。ここで、空隙 3 5は前記螺合部分に部分的に形成された空隙である。そして、前記雄ねじ 3 1部分に被加熱空気 8の一部を前記空隙 3 4、 3 5に流出させる微小な貫通孔 3 6が形成されている。この例では前記先端部の問隙 7部分には空隙 3 4、 3 5を通じて被加熱空気 8の一部が送られるように形成されている。その他の構成は図 2 5に示したものと同様なので、同一部分に同一符号を付して説明は省略する。

これにより、キャップ螺合部の空隙 3 4、 3 5内も外部に対して正圧にすることができるため、外部の高温ガス Gが耐火性のキャップ 3 0を浸透通過する恐れを低減でき、この点からもキャップ自体の損傷等を抑制できる。

図 3 0は、本発明に係る高温空気加熱器 1の要部斜視図であり、図 2 7の伝熱管体 9を単位として、それを 4個、各伝熱管体 9同士を隙間なく並べ、それを 3 列に配置して高温ガスの雰囲気中に吊り下げたものである。四角柱状の伝熱管体 9の長手方向を、ガス流れの方向と平行に、複数個を隙間なく並列配置したので、耐火性保護管 6へのダストの付着を低減できる。

以上の実施例では、キャップ 3 0の凸形状を半割球形状として説明したが、この形状に限定されない。例えば円錐形状、角錐や多角形などの多面凸形状などが挙げられる。また、このキャップ 3 0の耐火性保護管 6への着脱は、前記した螺合式に代えてキャップに係止部を設け、この係止部を耐火性保護管に設けた孔に挿入して連結する方式等種々選択することもできる。

図 3 1は他の例を示し、伝熱外管 4の先端に先端封止部材 1 0が溶接等により固着されており、この封止部材 1 0に雌ねじ孔 3 7が設けられている。凸形状の耐火性キャップ 3 0の内面にァリ穴 3 8が凹設され、ァリ状の頭部を有した支持ボルト 3 9の該頭部が前記ァリ穴 3 8に埋め込まれている。この支持ボルト 3 9 のねじ棒部分が前記雌ねじ穴 3 7に捩じ込まれている。封止部材 1 0及び支持ボノレト 3 9には伝熱管 5内の被加熱空気 8の一部を導入して支持ボルト 3 9の表面を保護するため貫通孔 3 6、 4 0が一直線に連なって設けられている。

図 3 2に示した例では、伝熱外管 4の先端面部分に雌ねじ孔 4 1が設けられ、この雌ねじ孔 4 1に支持ボルト 3 9のねじ棒部分がねじこまれている。この支持ボルト 3 9にリング状の耐火物受け金具 4 2が外勘され、この耐火物受け金具 4 2を介して耐火性保護管 6が支持されている。支持ボルト 3 9には貫通孔 4 0 から被加熱空気 8を流出させるための孔 4 3が設けられている。その他の構成は図 3 1のものと同様である。図 3 1及び図 3 2の例にあっては、支持ボルト 3 9 によって耐火性保護管 6が極めてしつかりと保持される。図 3 3の例は、図 1 3に示した金属性伝熱内管 2と耐火性伝熱外管 2 9とで構成された伝熱管体 9の先端部に図 3 1のキャップ 3 0を適用したものである。図

3 4の例は、図 1 3に示した金属性伝熱内管 2と耐火性伝熱外管 2 9とで構成された伝熱管体 9の先端部に図 3 2のキャップ 3 0を適用したものである。実施の形態 6

以下図 3 5乃至図 3 8に基づき本発明による高温空気加熱の実施の形態 6を説明する。これらの図において同一符号は同一名称を示す。

図 3 5の高温空気加熱器 1は、高温ガス流路 4 4の上流側に配匱された第 1の空気加熱器 4 5と後流側に配置された第 2の空気加熱器 4 6とにより構成されている。詳述すればこの第 1の空気加熱器 4 5と第 2の空気加熱器 4 6とは、夫々例えば図 2 5に示したような伝熱管体 9により構成されている。すなわち、耐火性保護管 6で被覆された伝熟外管 4 0 1、 4 0 2とこの伝熱外管 4 0 1 、 4 0 2 と同一軸上に配置された伝熱内管 2 0 1、 2 0 2とよりなる伝熱管 5 0 1、 5 0 2により構成されている。そして第 1の空気加熱器 4 5を構成する伝熱内管 2 0 1は被加熱空気ライン L 1に連結されるとともに第 2の空気加熱器 4 6の伝熱内管 2 0 2は被加熱空気ライン L 1 ' に連結されている。更に第 1の空気加熱器 4 5の伝熱外管 4 0 1と第 2の空気加熱器 4 6の伝熱外管 4 0 2とは連結管

4 7により連結されている。

かかる構成による高温空気加熱器 1において、今被加熱空気ライン L 1' から第 2の空気加熱器 4 6に供給される低温の被加熱空気 8 g ' は伝熱内管 2 0 2内を経て伝熟外管 4 0 2内に流れる問に高温の燃焼排ガス Gにより加熱され、この加熱された被加熱空気 8 g lは連結管 4 7により第 1の空気加熱器 4 5の伝熱外管 4 0 1内において過熱され、より高温の被加熟空気 8 gとなって伝熱内管 2 0 1及び被加熱空気ライン L 1を経て他の熱源として利用される。図 3 6は他の実施例を示すものであって、第 2の空気加熱器 4 6で加熱された高温の被加熱空気 8 g lは連結管 4 7を経て第 1の空気加熱器 4 5の伝熱内管 2 0 1及び伝熱外管 4 0 1内に供給され過熱によりより高温の被加熱空気 8 gとなって被加熱空気ライン L 1から他の他の利用設備に供給されるようになている。

前記各実施例においては低温の被加熱空気 8 g ' を先ず第 2の空気加熱器 4 6 の伝熱内管 2 0 2内に供給するよう構成した高温空気加熱器 1について説明したヽもちろん、この低温の被加熱空気 8 g ' は必要に応じて第 2の空気加熱器 4 6の伝熱外管 4 0 2内に供給するよう構成することもできる。

図 3 7及び図 3 8は他の構成による高温空気加熱器 1の実施例を示すものである。図 3 7に示す高温空気加熱器 1においては、低温の被加熱空気 8 g ' は、被加熱空気ライン L 1' を経て一部が分岐管 L ¹ l aから第 1の空気過熱器 4 5の伝熱外管 4 0 1内に、そして残部が分岐管 L ' l bから第 2の空気加熱器 4 6の伝熱内管 2 0 2内に夫々供給されて加熱される。そしてこの第 1の空気加熱器 4 5及び第 2の空気加熱器 4 6で加熱された高温の被加熱空気 8 gは被加熱空気ライン L 1を経て他の設備に供給されるのである。

図 3 8に示す高温空気加熱器 1においては、低温の被加熱空気 8 g ' の一部が分岐管 L ' l aから第 1の空気加熱器 4 5の伝熱内管 2 0 1内に、残部が分岐管 L ' l bから第 2の空気加熱器 4 6の伝熱內管 2 0 2内に供給され、加熱され、高温の被加熟空気 8 gとなって被加熱空気ライン L 1より他の設備に供給されるのである。これらの各実施例においては、低温の被加熱空気 8 g ' の一部は、第 1 の空気加熱器 4 5の伝熱外管 4 0 1内に又は伝熱内管 2 0 1内に供給されて加熱され、一方残部は第 2の空気加熱器 4 6の伝熱内管 2 0 2内に供給されて加熱される場合について説明したが、第 2の空気加熱器 4 6に供給される低温の被加熱空気 8 g ' の残部は必要に応じて伝熱外管 4 0 2内に供給するよう構成してもよレ、。このように第 1の空気加熱器 4 5及び第 2の空気加熱器 4 6への被加熱空気 8 g ' の供給は必要に応じて種々選択することができるが、特に第 1の空気加熱器 4 5への供給は図 3 8に示すように伝熱外管 2 0 1内に供給するよう構成すれば比較的低温の被加熱空気 8 g ' が高温部である下端まで導かれるため、かかる部分での空気温度、管壁温度、耐火物温度の上昇を抑制することが可能となり、その結果高温空気加熱器の耐久性を向上させることができる。

以上の説明から明らかなように本実施の形態による高温空気加熱器によれば、第 1の空気加熱器と第 2の空気加熱器とにより所定の被加熱空気を得るようにしたため長さが小さくなり、その結果懸吊する場合の支持構造を軽構造とすることができるばかりでなく、メンテナンス等を行なう場合においてこの高温空気加熱器を高温ガス流路から上方へ取出すときの作業を大巾に簡略化することができる。加えて、高温ガス流路面積に対する被加熱空気流路面積を充分に取ることができ、その結果所定の被加熱空気を得るための流速を低下させるこができる。このことは圧力損失を減少させることができるという効果となる。

次に、本発明の高温空気加熱器を用いた廃棄物処理装置の一実施の形態例について説明する。図 3 9は、廃棄物処理装置の一例を示す概略構成図である。

本実施の形態の廃棄物処理装置において、都市ごみ等の廃棄物 5 0 aは、例えば二軸剪断式等の破で、 1 5 O mm角以下の大きさに破砕され、コンベア等により投入部 5 0内に投入される。投入部 5 0に投入された廃棄物 5 0 aはスクリユーフィーダ 5 1を経て熱分解反応器 5 2内に供給される。熱分解反応器 5 2 としてはこの例では横型回転式ドラムが用いられ、ドラム内の加熱分解室は図示しないシール機構により、その内部は低酸素雰囲気に保持されている。

廃棄物 5 0 aは熱分解反応器 5 2内で熱分解されるが、その熱源は、後述する燃焼溶融炉 5 3の後流側に配置された熱交換器である高温空気加熱器 1により加熱され加熱空気ライン L 1を介して供給される加熱空気 8 g (熱媒体）である。この加熱空気 8 gにより熱分解反応器 5 2内は 3 0 0〜 6 0 0 °Cに、通常は 4 5 0 °C程度にされる。

更に、加熱空気 8 gにより加熱された廃棄物 5 0 aは、熱分解して熱分解ガス G 1と、主として不揮発性成分からなる熱分解残留物 5 4とになり、排出装置 5 5に送られて分離される。排出装置 5 5で分離された熱分解ガス G 1は、排出装置 5 5の上部から熱分解ガスライン L2を経て燃焼溶融炉 5 3のパーナ 5 6に供給される。排出装置 5 5から排出された熱分解残留物 5 4は、 4 5 0 °C程度の比較的高温であるため、冷却装置 5 7により 8 0 °C程度に冷却され、例えば磁選式、うず電流式、遠心式又は風力選別式等の公知の単独又は組み合わされた分離装置 5 8に供給され、ここで細粒の燃焼性成分 5 8 d (灰分を含む）と粗粒の不燃焼性成分 5 8 cとに分離され、不燃焼性成分 5 8 cはコンテナ 5 9に回収され再利用される。

更に、燃焼性成分 5 8 dは、粉砕機 6 0により、例えば l mm以下に微粉砕され、燃焼性成分ライン L3を経て燃焼溶融炉 5 3のパーナ 5 6に供給され、熱分解ガスライン L 2から供給された熱分解ガス G 1と送風機 6 1により燃焼用空気ライン L4から供給された燃焼用空気 6 1 eと共に 1， 3 0 0 °C程度の高温域で燃焼され、このとき発生した灰分はその燃焼熱により溶融スラグ 5 3 f となって、この燃焼溶融炉 5 3の内壁に付着し、更に、内壁を流下し底部排出口 6 2から水槽 6 3に落下し冷却固化される。

燃焼溶融炉 5 3は一般に溶解炉とも言われるものであって、カーボン等の燃焼性成分 5 8 dを 1 3 0 0 °C程度の高温で燃焼させ、灰分を含む不燃焼分を溶融させて溶融スラグ 5 3 f と高温の燃焼排ガス G2とを生成する。溶融スラグ 5 3 f は水槽 6 3内に落下させて固化させる。一方、燃焼排ガス G2は、秒速 2〜3 m、温度 1 ◦ 0 0〜1 1 0 0 °Cのガス流となって、炉内下流側に設けた高温空気加熱器 1の伝熱管体 9により熱回収される。本実施形態の高温空気加熱器 1は、上記した構造の高温空気加熟器の、ずれか又は適宜組み合わせたものである。例えば図 2 5等に示したように、耐火性保護管 6の先端部に着脱自在なキヤップ 3 0が設けられた伝熱管対よりなるものである。すなわち前述したようにキャップ 3 0が高温ガス流との接触により集中的に摩耗、損傷しても、該キャップだけを取り替えれば済むようになつている。高温空気加熱器 1の部分を通過した燃焼排ガス G2は、煙道ガスライン L 5を介して廃熱ボイラ 6 4で熱回収され、集塵器 6 5で除塵され、更に排ガス浄化装置 6 6で有害成分が除去された後、低温のクリーンな排ガス G3となって誘引送風機 6 7を介して煙突 6 8から大気へ放出される。廃熱ボイラ 6 4で生成した蒸気は、蒸気タービンを有する発電機 6 9で発電に利用される。クリーンな排ガス G3の一部はファン 7 0を介して冷却ガスライン L 6により冷却装置 5 7に供給される。

本実施形態の廃棄物処理装置によれば、高温空気加熱器が全体として耐久性を増すことから、廃棄物処理装置の稼働効率が向上する。尚、以上においては、本発明を図示の実施形態について詳述したが、本発明はそれらの実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱せずして種々改変を加え、多種多様の変形をなし得ることは云うまでもない。実施の形態 7

図 4 0は、本発明の実施の形態 7を示す部分断面図である。

高温排ガス Gの通路を外部と区画する高温排ガス通路壁が熱交換器を備えており、この熱交換器で囲われたおガス通路の内部に、該熱交換器と同軸的に高温空気加熱器 1が配設されている。この高温空気加熱器 1は、先端が開放された金属製伝熱内管 2と、該伝熱内管 2を覆うように、該伝熱内管 2と同軸的に、且つ伝熱内管 2との問に空気通路となる空隙 3を設けて配置されるとともに先端が封止された金属壁である金属製伝熱外管 4と、該伝熱外管 4を覆うように、伝熱外管 4と同軸的に、且つ先端が封止された耐火性保護管 6とを有する伝熱管体 9により構成されている。

内面が空気通路となる空隙 3に接する伝熱外管 4と、外面が排ガス通路 4 4に接する耐火性保護管 6とにより、空気通路と排ガス通路とを分離する仕切壁 7 1 を構成している。

伝熱外管 4の外面と耐火性保護管 6の内面との間に第 1の間隙部 7を形成するとともに、伝熱外管 4には、第 1の間隙部 7に連通する複数の貫通孔 2 7を穿設してある。

耐火性保護管 6の先端の封止端部 6 Aの内面にはァリ穴 6 a、 6 bが形成され、

—方、伝熱外管 4の先端の封止端部 4 Aの外面には、ァリ穴 6 a、 6 bにそれぞれ係合可能なァリ状の突起 4 a、 4 bが設けられている。耐火性保護管 6の先端部は、ァリ穴 6 a、 6 bと突起 4 a、 4 bとの係合により、伝熱外管 4に対して位置決めされている。

伝熱外管 4の外面には、耐火性保護管 6を保持するための複数の保持部材であるアンカ一 7 2が溶接固定されているので、伝熱外管 4と耐火性保護管 6との間に形成される微小な第 1の間隙部 7が全長に渡ってほぼ均一になる。また、この第 1の間隙部 7を形成しても、質量の大きい耐火性保護管 6は該アンカー 7 2により伝熱外管 4にしつかりと保持される。更にアンカ一 7 2と耐火性保護管 6との間には、第 1の間隙部 7に連通する第 2の間隙部 7 3が形成されている。

次に、図 4 0において、高温空気加熱器 1の周囲の排ガス通路壁に付設された熱交換器 1 0 0の構造を説明する。燃焼溶融炉の排ガス出口の炉壁には、熱交換器 1 0 0が取付けられている。熱交換器 1 0 0は、塩化水素など腐食性成分及びダストを含む高温低圧（例えば、ガス入口温度 T l =約 800乃至 1500°C、ガス入口圧力 P l =約一 100乃至約一 4900P a ) の燃焼排ガスが流れる排ガス通路 4 4と、燃焼排ガス Gより相対的に低温高圧（例えば、空気入口温度 T3=約 0乃至約 300°C、空気入口圧力 P 3=約 + 1000乃至約 + 10000 P a ) の空気 1 0 5が流れる空気通路 1 0 2とを仕切壁 1 0 1により仕切って分離し、燃焼排ガス Gから空気 1 0 5に熱を伝えるようになつている。

熱交換器により、温度 T2 (例えば、約 500乃至約 1300°C) まで冷却された圧力

P 2の燃焼排ガス Gは、廃熱ボイラ等によりさらに熱回収された後、吸引ブロワを備える排ガス処理工程に送られる。そして、燃焼排ガス Gは、排ガス処理工程により、ダストの補集、有害物質の除去及び白煙防止等の各種処理がなされた後、煙突から大気中に排出される。

次に、上記熟交換器 1 0 0について、さらに詳細に説明する。

図 4 1は上記の熱交換器の縦断面図、図 4 2は図 4 1の Ι\ί一線による横断面図である。図 4 1及び図 4 2に示すように、全体が断面矩形状をなす熱交換器 1 0 0の中央部には断面矩形の排ガス通路 4 4が大きく形成され、排ガス通路 4 4の周囲には仕切壁 1 0 1で仕切られた空気通路 1 0 2が、断面矩形環状に配設されている。

仕切壁 1 0 1は、所定位置に配列された複数の貫通孔 1 0 3 (図 4 0又は後述する図 4 3、図 4 4参照）を有すると共に、一方の面（即ち、外周面 1 0 4 ) が空気 1 0 5に接触する熱伝導率の良い金属壁としての金属板 1 0 6と、金属板 1 0 6の他方の面（即ち、内周面 1 0 7 ) 側の全体に第 1の間隙部 1 0 8 (図 4 0又は後述する図 4 3、図 4 4参照）を介して配設され、表面が燃焼排ガス G と接触する耐火壁である多孔性のセラミック層 1 0 9とを備えている。

セラミック層 1 0 9としては、熱伝導性がよく耐熱性のあるたとえば炭化硅素 ( S i C ) のキャスタブル耐火物を、金属板 1 0 6の内周面 1 0 7側の全面に、約 10乃至約 50mmの厚みで塗布又は吹き付け施工により取付けるのが好ましレ、。なお、セラミック層 1 0 9として、高アルミナ物耐火物やクロミア物耐火物を用いてもよレヽ。

セラミック層 1 0 9の内部には無数の空隙（即ち、空洞）が存在しており、この空洞を介してセラミック層 1 0 9の内部を気体が通過できるような構造になつている。セラミック層 1 0 9を金属板 1 0 6の內周面 1 0 7側に配設することにより、腐食性成分を有する高温の燃焼排ガス Gが金属板 1 0 6に直接触れないようにして、腐食の急激な進行を防止している。

空気通路 1 0 2は、金属板 1 0 6と該金属板 1 0 6に対して所定の間隔を有して外方に配設された «板 1 1 0との間に形成されている。

空気通路 1 0 2の下端部 1 1 1は、供給された空気 1 0 5の圧力を均一にして空気通路 1 0 2の全体にわたって空気を均一に流すための下部空気室 1 1 2に連通している。空気通路 1 0 2の上端部 1 1 3は、熱交換されて得られた高温空気 1 1 4の圧力を均一して空気通路 1 0 2の全体から空気を均一に排出させるための上部空気室 1 1 5に連通している。

次に、図 4 3乃至図 4 5に基づいて、熱交換器 1 0 0の通路壁構造について説明する。図 4 3は熱交換器 1 0 0の部分拡大断面図、図 4 4は図 4 3の I M V—

I M ^による横断面図、図 4 5は図 4 3の金属板の表面の一部分を示す正面図である。

図 4 3乃至図 4 5に示すように、熱交換器 1 0 0においては、空気 1 0 5の通路 1 0 2に接する金属板 1 0 6に複数の貫通孔 1 0 3を所定位置に配列して穿設し、一方の面（表面 1 1 6 ) が燃焼排ガス Gの通路 4 4に接するセラミック層 1 0 9を、金属板 1 0 6の内周面 1 0 7側に配設している。

そして、熟交換器 1 0 0の使用状態で、金属板 1 0 6の内周面 1 0 7全体とセラミック層 1 0 9の他方の面（裏面 1 1 7 ) 全体との間に所定寸法（好ましくは、 1乃至 3 mm) の第 1の間隙部 1 0 8を形成してこの間隙部 1 0 8を貫通孔 1 0 3に連通させている。なお、貫通孔 1 0 3を有する金属板 1 0 6は、上述のような板材でもよいが、貫通孔と同等の開口を有するものであれば網目状の板材等であってもよい。

金属板 1 0 6の内周面 1 0 7には、所定位置に配列されて第 1の間隙部 1 0 8 を形成するようにセラミック層 1 0 9を保持する複数の保持部材としてのアンカー 1 1 8が固定されている。仕切壁 1 0 1を構成するアンカー 1 1 8は、鉄製で V形棒状をなしており、その根元部が金属板 1 0 6に溶接することより固定され、本体部がセラミック層 1 0 9内に埋設されて該セラミック層 1 0 9をしつかりと保持して位置決めしている。

熱交換器 1 0 0の使用状態で、アンカー 1 1 8の表面全体とセラミック層 1 0 9との間に、第 1の間隙部 1 0 8に連通する所定寸法（このましくは、 1乃至 3 mm) の第 2の間隙都 1 1 9が形成されている。なお、この第 2の間隙部 1 1 9を形成しない場合であってもよい。

第 1、第 2の間隙部 1 0 8、 1 1 9を形成する方法としては、まず初めに、ビニルシートやビュルテープやビニルホースなどビュル樹脂、紙テープ、タール、又は塗料等を巻き付けるか又は塗布することにより介装部材を配する。

具体的には、セラミック層 1 0 9を形成する前に予め金属板 1 0 6の内周面 1 0 7全体に塩化ビニル製のビエルシートをかぶせるか又は内周面 1 0 7全体に水性塗料を塗布する。

—方、アンカー 1 1 8には、金属板 1 0 6への溶接固定の前又は後に、塩化ビニル製の絶縁テープを巻き付けるか、市販品の水道用ビニルホースを短く切ってかぶせる力、又は水性塗料を塗布するか若しくはアンカー 1 1 8を水性塗料の原液中に漬ける。

次いで、金属板 1 0 6上の前記ビュルシート等（即ち、介装部材）の上の全面に、水を加えた炭化珪素のキャスタブル材（又は、高アルミナ質、若しくはクロミア質のキャスタブル）を所定の厚みに塗布又は吹き付け施工した後、例えば、約 5 0 0 °C乃至約 6 0 0 °Cまで加熱して、キャスタブル材を乾燥するとともに焼成することにより、セラミック層 1 0 9を形成する。

すると、前記ビニルシ一ト等は約 1 5 0 °C以上乃至約 2 0 0 °C以上で溶けて気化することにより除去され、このビニルシート等の除去部分に第 1、第 2の間隙部 1 0 8、 1 1 9が形成される。

ところで、アンカー 1 1 8の方がセラミック層 1 0 9より熱膨張率が大きいが、常温（例えば、 2 0 °C) の状態で、アンカー 1 1 8とセラミック層 1 0 9との問に予じめ間隙 1 1 9を設けておけば、熱交換器使用時に熱交換器 1 0 0が高温になって、アンカ一 1 1 8の方がセラミック層 1 0 9より大きく膨張しても、熱膨張率の差を前記間隙 1 1 9で吸収することができる。

したがって、加熱冷却時に熱膨張率の差により構造体に応力が発生することがなくなり、セラミック層 1 0 9に亀裂や破損が発生することを防止できる。

また、前記熱膨張率の差に対する配盧に加えて、熱交換器使用時に第 2の間隙部 1 1 9が所定の寸法になるように、前記常温の状態での前記間隙を予め大きくとっておくのが好ましい。

このようにすれば、熱交換器使用時に熱交換器 1 0 0が加熱されて高温になつても、前記熱膨張率の差の吸収ができることに加えて、アンカー 1 1 8の表面全体とセラミック層 1 0 9との間に常に第 2の間隙部 1 1 9が形成される。その結果、第 2の間隙部 1 1 9と第 1の間隙部 1 0 8とは連通状態を維持することになる。

仕切壁 1 0 0により仕切られた空気通路 1 0 2を流れる空気 1 0 5と、排ガス通路 4 4を流れる燃焼排ガス Gとを比較すると、空気 1 0 5の方が燃焼排ガス G より相対的に圧力が高い。

したがって、空気通路 1 0 2内の高圧の空気 1 0 5は、圧力差を推進力として貫通孔 1 0 3と第 1の間隙部 1 0 8を通ってセラミック層 1 0 9内に侵入する。また、第 2の間隙部 1 1 9が形成されている場合には、空気 1 0 5の一部は、第 1の間隙部 1 0 8からアンカー 1 1 8まわりの第 2の間隙部 1 1 9に流れて、そこからセラミック層 1 0 9内に侵入する。

次いで、空気 1 0 5は、セラミック層 1 0 9内の空洞を矢印 1 2 0に示すように排ガス通路 4 4の方向に流れて、最終的にはセラミック層 1 0 9の表面 1 1 6 に到達した後、排ガス通路 4 4内に流出して燃焼排ガス Gと混合される。

このように、本例によれば、金属板 1 0 6に対して第 1の間隙部 1 0 8を介して配設された質量の大きいセラミック層 1 0 9を、複数のアンカー 1 1 8により所定位置にしっかりと支持しているので、セラミック層 1 0 9を支持する力が大きくなり、安定化するとともに、微小な間隙部（例えば、 1乃至 3 mmの問隙部） 1 0 8を常に均一に確保することができる。

また、セラミック層 1 0 9内にはその全体にわたって排ガス通路 4 4方向への空気の流れがあるので、燃焼排ガス Gがセラミック層 1 0 9内に浸入して金属板 1 0 6やアンカー 1 1 8の方向に流れようとしても、燃焼排ガス Gは矢印 1 2 0 方向の空気の流れにより押し戻されてしまう。

したがって、燃焼排ガス Gはセラミック層 1 0 9内に侵入することは殆どなく、金属板 1 0 6やアンカ一 1 1 8には接触しない。その結果、金属板 1 0 6やアンカー 1 1 8力燃焼排ガス Gに含まれている腐食性成分により腐食することはなくなり、これら部材 1 0 6、 1 1 8の寿命を大幅に延ばすことができる。

本例においては、燃焼排ガス Gがセラミック層 1 0 9に侵入しないので、燃焼排ガスに含まれているダス卜がセラミック層 1 0 9の表面 1 1 6に付着することがなく、常にこの表面 1 1 6がクリーンな状態に保たれる。したがって、金属板 1 0 6に折出腐食が起こることはなく、伝熱効率が低下する恐れもない。具体的には、本例によれば金属板 1 0 6やアンカ一 1 1 8の寿命が延びるので、熱交換器 1 0 0の寿命を大幅に向上させることができる。また、第 1の間隙部 1 0 8が形成されているので、となりあう貫通孔 1 0 3と貫通孔 1 0 3との問に、セラミック層 1 0 9内を空気が流れない部分が生じることがなく、しかもセラミック層 1 0 9の空洞率が不均一であっても燃焼排ガス G が逆流して金属板 1 0 6に接触することはなレ、。

したがって、直径（孔径） dの各貫通孔 1 0 3のピッチ e、 ίを関連従来技術 (実開平 6— 4 0 6 6 8号公報）の熱交換器の場合より大きくして、貫通孔 1 0 3の数を減らすことができる。これにより、貫通孔 1 0 3の穿設作業が簡略化されるので、熱交換器 1 0 0の製造が容易になる。

図 4 6は本例に係る上記熱交換器に関する実験を示している。図示するように、金属板 2 0 1に複数の貫通孔 2 0 2を穿設し、耐火壁（例えば、炭化珪素のキヤスタブル耐火物） 2 0 3と金属板 2 0 1との間に所定寸法（例えば、寸法 h = 2 乃至 3 mm) の間隙部 2 0 4を形成して、間隙部 2 0 4を貫通孔 2 0 2に連通させている。

したがって、金属板 2 0 1の裏面側の空気室 2 0 5に空気 2 0 6を供給した場合に、貫通孔 2 0 2を通った空気 2 0 6は、間隙部 2 0 4が圧力室の機能を発揮することにより問隙部 2 0 4でほぼ均一の圧力になった後、耐火壁 2 0 3の内部を上方に均一に流れる。これは、耐火壁 2 0 3の表面に塗布した石験水の泡 2 0 7力その表面全体で均一に発生することからも確認された。

図 4 7及び図 4 8は、本発明の熱交換器 1 0 0の他の例を示す図である。図 4 7は図 4 2相当の横断面図、図 4 8は図 4 7の部分拡大断面図であり、この例の熱交換器 1 0 0の縦断面構造は図 4 1に示す構造とほぼ同様である。

この例の熱交 0 0も、図 4 2に示した例と同様に、腐食性成分及びダストを含む高温低圧の燃焼排ガスが流れる排ガス通路 4 4と、燃焼排ガスより相対的に低温高圧の空気 1 0 5が流れる空気通路 1 0 2とを仕切壁 1 0 1により仕切って分離し、燃焼排ガスから空気 1 0 5に熱を伝える熱交換器である。この仕切壁 1 0 1は、所定位置に配列された複数の貫通孔 1 0 3を有するとともに一方の面（内面 1 0 4 ) が空気 1 0 5に接触する金属壁である金属管 1 0 6 と、金属管 1 0 6の他方の面（外面 1 0 7 ) 側に配設されて一方の面（表面 1 1 6 ) が燃焼排ガス Gに接触する耐火壁である多孔性のセラミック層 1 0 9と、セラミック層 1 0 9を保持する複数の保持部材としてのアンカー 1 1 8とを備えている。

そして、熱交^^ 1 0 0の使用状態で、金属管 1 0 6の外面 1 0 7全体とセラミック層 1 0 9の他方の面（裏面 1 1 7 ) 全体との間に第 1の間隙部 1 0 8を形成してこの間隙部 1 0 8を貫通孔 1 0 3に連通させている。

図示するように、図 4 2に示した熱交換器と同様に、この熱交換器 1 0 0も全体断面がほぼ矩形状をなしており、排ガス通路 4 4は熱交換器 1 0 0の中央部に大きく形成されている。

金属壁として使用されている複数の金属管 1 0 6は、内部が空気通路 1 0 2になり、熱交換器 1 0 0の排ガス通路 4 4の周囲に縦方向に向けて多数並設され、各金属管 1 0 6は接続板 1 2 1により相互に接続固定されている。

金属管 1 0 6には、必要な複数の貫通孔 1 0 3が所定位置に穿設されている。例えば、全ての金属管 1 0 6に複数の貫通孔 1 0 3をそれぞれ穿設してもよいが、図 4 8に示すように、貫通孔 1 0 3が形成された金属管 1 0 6と、貫通孔 1 0 3 が形成されていない金属管 1 0 6とを交互に並設すれば、貫通孔 1 0 3を形成すべき金属管 1 0 6の本数が少なくなるので、貫通孔 1 0 3の穿設作業が簡略化される。

セラミック層 1 0 9と金属管 1 0 6との間、及びセラミック層 1 0 9と接続板 1 2 1との間には、貫通孔 1 0 3に連通する第 1の間隙部 1 0 8が形成されている。

セラミック層 1 0 9は先の例（図 4 1 ) のセラミック層 1 0 9と同様な材質である。セラミック層 1 0 9は、金属管 1 0 6と接続板 1 2 1の両方又はいずれか一方の所定位置に配設されて固定された複数の保持部材としてのアンカー 1 1 8 により、排ガス通路 4 4側に保持されている。アンカ一 1 1 8は鉄製の板状片であるが、 V形の棒状体であってもよい。

本例では、アンカー 1 1 8の根元部が金属管 1 0 6の外面 1 0 7に溶接固定され、アンカー 1 1 8の本体部がセラミック層] 0 9內に埋設されている。これにより、セラミック層 1 0 9が金属管 1 0 6に強固に保持されるとともに、第 1の間隙部 1 0 8が常に所定寸法（例えば、 1乃至 3 mm) に確保される。また、熱交換器 1 0 0の使用状態で、アンカ一 1 1 8の表面全体とセラミック層 1 0 9との間に、第 1の間隙部 1 0 8に連通する所定寸法（例えば、 1乃至 3 mm) の第 2の間隙部 1 1 9が形成されている。

この例の第 1、第 2の間隙部 1 0 8、 1 1 9を形成する方法は、図 4 1に示した先の例における第 1、第 2の間隙部 1 0 8、 1 1 9を形成する方法と同じである。

熱交換器が加熱された状態で第 2の間隙部 1 1 9が形成されているので、使用時に熱交換器 1 0 0が高温になっても、アンカ一 1 1 8とセラミック層 1 0 9との前記熱膨張率の差の吸収ができることに加えて、アンカ一 1 1 8の表面全体とセラミック層 1 0 9との間隙部に常に隙間が形成される。その結果、第 2の間隙部 1 1 9と第 1の間隙部 1 0 8とは連通状態を維持することになる。

空気通路 1 0 2内の空気 1 0 5は、圧力差を推進力として貫通孔 1 0 3と第 1 の間隙部 1 0 8を通ってセラミック層 1 0 9内に侵入する。また、空気 1 0 5の一部は、第 1の間隙部 1 0 8からアンカー 1 1 8まわりの第 2の間隙部 1 1 9に流れて、そこからセラミック層 1 0 9内に侵入する。次いで、空気 1 0 5は、セラミック層 1 0 9内の空洞を矢印 1 2 2に示すように排ガス通路 4 4の方向に流れ、やがて、排ガス通路 4 4内に流出する。このように、セラミック 1 0 9層内には排ガス通路 4 4方向への空気の流れがあるので、燃焼排ガスがセラミック層 1 0 9內に浸入して金属管 1 0 6と接続板 1 2 1の方向に流れようとしても、燃焼排ガスは矢印 1 2 2方向の空気の流れにより押し戻されてしまう。

したがって、燃焼排ガスがセラミック層 1 0 9內に侵入することは殆どなく、金属管 1 0 6、接続板 1 2 1及びアンカー 1 1 8には接触しない。その結果、金属管 1 0 6、接続板 1 2 1及びアンカ一 1 1 8力燃焼排ガスに含まれている腐食性成分により腐食することはなくなり、これらの部材 1 0 6、 1 2 1 、 1 1 8 の寿命を大幅に延ばすことができる。

第 1、第 2の間隙部 1 0 8、 1 1 9を形成し、アンカ一 1 1 8でセラミック層

1 0 9をしつかりと支持しているので、図 4 1の例と同様な作用効果を奏する。なお、従来は燃焼排ガスのセラミック層 1 0 9内への侵入によるアンカー 1 1 8の腐食が激しかったことから、アンカ一 1 1 8の腐食防止のためにアン力一 1 1 8をキャスタブノレによって覆っていた。

これに対して、この例では、上述のように常に空気の一部が第 2の間隙部

1 1 9からセラミック層 1 0 9内を排ガス通路 4 4の方向に流れるので、燃焼排ガスのセラミック層 1 0 9内への侵入とアンカ一 1 1 8への接触を防止できる。その結果、腐食防止の前記キャスタブルは不要になるので、熱交換器の構造が簡単になり、製造が容易になる。

上述のような通路壁構造によれば、金属壁に複数の保持部材を固定し、この保持部材により耐火壁を金属壁に対して保持するようにしたので、金属壁と耐火壁との間に微小な間隙部を常に均一に確保することができる。

また、金属壁と耐火壁との問に間隙部を設けても、質量の大きい耐火壁を金属壁に対してしつかりと支持できるので、熱交換器を鉛直方向のほか水平方向ゃ斜め方向に設置することが可能になり、熱交換器の取付け方向の制約がなくなる。さらに、熱伝導率のよい鉄製の多数のアンカー（保持部材）を金属板等に固定したので、アンカ一が燃焼排ガスにより加熱されてその熱が金属板等に伝わることになり、熱交換器の伝熱効率が向上する。

なお、前記各例では、熱交換器により燃焼溶融炉の燃焼用空気を加熱する場合を示したが、熱交換器により加熱される空気はこれに限られず、例えば、熱分解ドラム（図示せず）の加熱用空気やその他の空気であってもよい。

各例では、第 1、第 2の間隙部を形成する場合を示したが、第 1の間隙部のみを形成して、第 2の間隙部を形成しない場合であってもよい。

また、本熱交換器は、前記各例のように全体が断面矩形状のほか、断面が円形状、多角形状、楕円形状等であってもよい。なお、各図中同一符号は同一又は相当部を示す。

Claims

請求の範囲

1 . 高温ガスの雰囲気中に設けられ、前記高温ガスとの熱交換で伝熱管体内を流れる被加熱空気を加熱する高温空気加熱器において、

伝熱管体は、内部を被加熱空気が流れる伝熱管と、該伝熱管を同軸で且つ該伝熱管との間に間隙を介して覆う耐火材製の耐火性保護管とを備えていることを特徴とする高温空気加熱器。

2 . 高温ガスの雰囲気中に設けられ、前記高温ガスとの熱交換で伝熱管体内を流れる被加熱空気を加熱する高温空気加熟器において、

伝熱管体は、先端が開放された金属性伝熱内管と、該金属性伝熱内管を同軸で且つ該金属性伝熱内管との間に間隙通路を介して覆う耐火材製の耐火性伝熱外管とを備え、被加熱空気は前記金属性伝熱内管を流通した後、該内管の開放先端から該内管と前記外管との間の間隙通路を通過する間に前記高温ガスにより加熱されることを特徴とする高温空気加熱器。

3 . 特許請求の範囲第 1項又は第 2項において、耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は断面角形に形成され、前記伝熱管体の複数本が、隣の伝熱管体と当該耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の断面角形の一面を介して互いに面接触状態で固定されて設置されて成ることを特徴とする高温空気加熱器。

4 . 特許請求の範囲第 1項又は第 3項において、伝熱管体の前記伝熱管は、金属製伝熱内管と、該金属製伝熱内管を覆レ、且つ該金属製伝熱内管との間に空隙を設けて配置された金属製伝熱外管とを備え、被加熱空気は前記内管内及び前記內管と前記外管との間の空隙を通過する問に前記高温ガスにより加熱されるよう形成され、前記金属製伝熱外管を覆う耐火性保護管が該外管と同軸的に且つ該外管との間に間隙を介して設けられて成ることを特徴とする高温空気加熱器。

5 . 特許請求の範囲第 1項又は第 3項において、伝熱管体の前記伝熱管は、金属製伝熱外管と該金属製伝熱外管内に一端にて連通し且つ互いの間に空隙を有して挿着された内管を備え、該内管は金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成され、前記被加熱空気は前記金属製伝熱外管と断熱構造より成る前記内管との問の空隙を流通しつつ金属製伝熱外管の外壁を介して前記高温ガスにより加熱されるようにしたことを特徴とする高温空気加熱器。

6 . 特許請求の範囲第 5項において、前記内管は、金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形成して断熱構造としたことを特徴とする高温空気加熱器。

7 . 特許請求の範囲第 5項において、前記内管は、その断面が金属で断熟材を挟んだ構造にして断熱構造としたことを特徴とする高温空気加熱器。

8 . 特許請求の範囲第 5項において、前記内管は、金属製で且つ内部を真空にした二重管とすることにより断熱構造としたことを特徴とする高温空気加熱器。

9 . 特許請求の範囲第 6項又は第 7項において、断熱材はセラミックスであることを特徴とする高温空気加熱器。

1 0 . 特許請求の範囲第 4項〜第 9項のいずれかにおいて、前記伝熱管を成している前記內管と前記外管との間の空隙を流れる被加熱空気は、その流れ方向が前記高温ガスの流れ方向と反対に形成されたことを特徴とする高温空気加熱器。

1 1 . 特許請求の範囲第 1項、第 3項〜第 9項のいずれかにおいて、前記伝熱管の外側面に、前記耐火性保護管を保持する複数の保持部材を固定したことを特徴とする高温空気加熱器。

1 2 . 特許請求の範囲第 4項〜第 1 1項のいずれかにおいて、前記間隙部は、前記金属製伝熱外管壁に設けられた貫通孔を介して被加熱空気通路と連通されていることを特徴とする高温空気加熱器。

1 3 . 特許 «求の範囲第 1項〜第 1 2項のいずれかにおいて、前記伝熱管の先端部と耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部との対向部に他と区画された間隙が形成され、この先端部の間隙に前記被加熱空気が導入されることを特徴とする高温空気加熱器。

1 4 . 特許請求の範囲第 4項〜第 1 1項のいずれかにおいて、前記耐火性保護管と前記金属製伝熱外管との間に設けられた問隙に外気を導入する手段を具備したことを特徴とする高温空気加熱器。

1 5 . 特許請求の範囲第 1 4項において、前記金属製伝熱外管の先端部と耐火性保護管の先端部との対向部に他と区画された間隙が形成され、この下端部の間隙にも前記外気が導入されることを特徴とする高温空気加熱器。

1 6 . 特許請求の範囲第 1項〜第 1 5項のいずれかにおいて、前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部は、前記高温ガス流れに対して抵抗の少ない凸形状に形成されたことを特徴とする高温空気加熱器。

1 7 . 特許請求の範囲第 1 6項において、前記凸形状は半割球形状であることを特徴とする高温空気加熱器。

1 8 . 特許請求の範囲第 1 6項において、前記凸形状は円錐形状であることを特徴とする高温空気加熱器。

1 9 . 特許請求の範囲第 1 6項において、前記凸形状は多面凸形状であることを特徴とする高温空気加熱器。

2 0 . 特許請求の範囲第 1 6項において、前記凸形状は平面と曲面の一方又は両方で形成された形状であることを特徴とする高温空気加熱器。

2 1 . 特許請求の範囲第 1 6項〜第 2 0項のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面円形の柱状に形成されていると共に、前記凸形状の先端部から基端部側へは滑らかに連なるように形成されていることを特徴とする高温空気加熱器。

2 2 . 特許請求の範囲第 1 6項〜第 2 0項のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面四角形の柱状に形成されていると共に、前記凸形状の先端部から基端部側へは滑らかに連なるように形成されていることを特徴とする高温空気加熱器。

2 3 . 特許請求の範囲第 1項〜第 1 5項のいずれかにおいて、前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管の先端部は、着脱自在な耐火性のキヤップにより形成されたことを特徴とする高温空気加熱器。

2 4 . 特許請求の範囲第 2 3項において、前記キャップは前記高温ガス流れに対して抵抗の少ない凸形状に形成されたことを特徴とする高温空気加熱器。

2 5 . 特許請求の範囲第 2 3項又は第 2 4項において、前記キャップは前記伝熱管の先端対向部に間隙を介して螺合されると共に、その螺合は部分的に空隙を有して螺合され、前記伝熱管の先端対向部にその内部を流れる被加熱空気の一部を前記空隙に流出させる貫通孔が形成されていることを特徴とする高温空気加熱器。

2 6 . 特許請求の範囲第 2 3項〜第 2 5項のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面円形の柱状に形成されていると共に、前記キャップと前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管との接触部は互いに滑らかに連なる外形形状に形成されたことを特徴とする高温空気加熱器。

2 7 . 特許請求の範囲第 2 3項〜第 2 5項のいずれかにおいて、前記伝熱管体の耐火性保護管又は耐火性伝熱外管は、外形が断面四角形の柱状に形成されていると共に、前記キヤップと前記耐火性保護管又は耐火性伝熱外管との接触部は互いに滑らかに連なる外形形状に形成されたことを特徴とする高温空気加熱器。

2 8 . 特許請求の範囲第 1項〜第 2 7項のいずれかにおいて、前記高温空気加熱器を前記高温ガス流路の上流側に配置された第 1の空気加熱器と後流側に配置された第 2の空気加熱器とより構成し、前記第 2の空気加熱器に被加熱空気を供給して加熱し該第 2の空気加熱器により加熱された被加熱空気を前記第 1の空気加熱器に供給して加熱するようにしたことを特徴とする高温空気加熱器。

2 9 . 特許請求の範囲第 2 8項において、前記高温空気加熱器を前記高温ガス流路の上流側に配置された第 1の空気加熱器と後流側に配置された第 2の空気加熱器とより構成し、前記第 1の空気加熱器と前記第 2の空気加熱器に夫々被加熱空気を供給して加熱し、該加熱された被加熱空気を合流させて取出すようにしたことを特徴とする高温空気加熱器。

3 0 . 特許請求の範囲第 2 9項において、被加熱空気の一部を第 1の空気加熱器の伝熱管を成している前記外管内又は前記内管内の何れか一方を経て該内管内又は該外管内に供給して加熱するとともに、被加熱空気の残部を第 2の空気加熱器の伝熱管を成している前記外管内又は前記内管内の何れか一方を経て該内管内又は該外管内に供給して加熱するよう構成してなる高温空気加熱器。

3 1 . 空気通路と排ガス通路とを分離する仕切壁の構造であって、該仕切壁は一方の面が前記空気通路に接する金属壁と一方の面が前記排ガス通路に接する耐火壁とよりなり、且つ前記金属壁の他方の面側と前記耐火壁の他方の面側との間に第 1の間隙部を形成するとともに、この第 1の間隙部に前記金属壁の貫通孔を連通させて、前記排ガス通路に腐食性成分及びダストを含む燃焼排ガスを流す通路壁構造において、

前記金属壁の前記他方の面に、前記耐火壁を保持する複数の保持部材を固定したことを特徴とする熱交換器の通路壁構造。

3 2 . 特許請求の範囲第 3 1項において、前記保持部材と前記耐火壁との問に、前記第 1の間隙部に連通する第 2の間隙部を形成したことを特徴とする熱交換器の通路壁構造。

3 3 . —方の面が空気通路に接する金属壁と一方の面が排ガス通路に接する耐火壁とを有する仕切壁により、空気通路と排ガス通路とを分離し、且つ前記金属壁の他方の面側と前記耐火壁の他方の面側との間に第 1の間隙部を形成するとともに、この第 1の間隙部に前記金属壁の貫通孔を連通させて、前記排ガス通路に腐食性成分及びダストを含む燃焼排ガスを流し、前記金属壁の前記他方の面に、前記耐火壁を保持する複数の保持部材を固定する熱交換器の通路壁の製造方法であって、

前記金属壁の前記他方の面全体に、ビニルシート若しくは紙テープをかぶせる力又はタール若しくは塗料を塗布することにより介装部材を配した後、

前記金属壁上の前記介装部材上の全面に、水を加えたキャスタブル材を所定の厚みに塗布又は吹き付け施工し、

その後加熱して、前記キヤスタブル材を乾燥するとともに焼成して前記耐火壁を形成することにより前記介装部材を除去して、この介装部材の除去部分に前記第 1の間隙部を形成することを特徴とする熱交換器の通路壁の製造方法。

3 4 . 特許請求の範囲第 3 3項において、前記保持部材と前記耐火壁との間に、前記第 1の間隙部に連通する第 2の間隙部を形成した通路壁の製造方法であつて、前記保持部材を前記金属壁に溶接固定する前又は後に、前記保持部材に塩ィ匕ビニル製の絶緣テ一プを卷き付ける力 \ ビニルホースを短く切ってかぶせるか、又は水性塗料を塗布するか若しくは前記保持部材を前記水性塗料の原液中に漬けることにより介装部材を配した後、

前記キャスタブル材の前記施工を行い、

その後加熱して、前記キャスタブル材を乾燥するとともに焼成して前記耐火壁を形成することにより前記介装部材を除去して、この介装部材の除去部分に前記第 2の間隙部を形成することを特徴とする熱交換器の通路壁の製造方法。

3 5 . 廃棄物を熱分解して熱分解ガスおよび熱分解残留物を生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留物を燃焼性成分および不燃焼性成分に分離する分離装置と、前記熱分解ガスおよび前記燃焼性成分を灰分を溶融させる温度で燃焼させて不燃焼分を溶融スラグとして排出する燃焼溶融炉と、燃焼溶融炉で生じた高温ガスの熱を空気と熱交換させて回収する高温空気加熱器とを備えた廃棄物処理装置において、前記高温空気加熱器は特許請求の範囲第 1項〜第 3 0項のいずれかに記載のものであることを特徵とする廃棄物処理装置。