WO2011132339A1 - 汚泥流動層焼却炉の散気管及び散気装置 - Google Patents

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sleeve
bed incinerator
air
support plate
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伸一 澤田
直樹 松寺
季男 吉田
慶一 林
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三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
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    • F23C10/20—Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/50—Fluidised bed furnace
    • F23G2203/502—Fluidised bed furnace with recirculation of bed material inside combustion chamber

Definitions

  • the present invention relates to an air diffuser and an air diffuser for a sludge fluidized bed incinerator.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-222372 discloses a conventional dispersion pipe support structure for a fluidized incinerator.
  • a duct bent downward is connected to the furnace outer base of the dispersion pipe inserted horizontally in the lower part of the fluid incinerator, and the lower end surface of this duct is slidable in a horizontal plane. It is connected to the upper surface of the header tube of flowing air via a metal packing, and the lower surface of this header tube is elastically supported by a spring hanger that can be displaced in the vertical direction.
  • the length of the main body of the diffuser pipe (dispersion pipe) inevitably increases, thereby reducing the natural frequency of the diffuser pipe and the fluidized sand. Close to the natural frequency of. If the air diffuser breaks due to resonance between the air diffuser and the fluidized sand and becomes unusable, the operation of the fluidized bed incinerator stops and the sludge cannot be disposed of.
  • An object of the present invention is to provide an air diffuser and an air diffuser for a sludge fluidized bed incinerator in which damage to the air diffuser is prevented.
  • An air diffuser of a sludge fluidized bed incinerator includes a tip portion formed with a jet port for blowing air into a fluidized bed incinerator, and a root portion supported by the fluidized bed incinerator. It has. The thickness of the tip portion is thinner than the thickness of the root portion.
  • the outer diameter of the tip portion is equal to the outer diameter of the root portion, and the inner diameter of the tip portion is larger than the inner diameter of the root portion.
  • the outer diameter of the tip is smaller than the outer diameter of the root, and the inner diameter of the tip is equal to the inner diameter of the root.
  • a sleeve penetrating the casing of the fluidized bed incinerator is fixed to the casing.
  • a support plate is welded to the sleeve.
  • the root portion is fixed to the support plate in a state where the air diffuser is passed through the sleeve.
  • a diffuser for a sludge fluidized bed incinerator includes a first diffuser tube, a second diffuser tube, and a support structure attached to the fluidized bed incinerator.
  • the support structure includes a support plate.
  • the first air diffuser includes a first tip portion in which a jet port for blowing air into the fluidized bed incinerator is formed, and a first root portion fixed to the support plate. The thickness of the first tip portion is thinner than the thickness of the first root portion.
  • the second air diffuser includes a second tip portion formed with a jet port for blowing air into the fluidized bed incinerator, and a second root portion fixed to the support plate. The thickness of the second tip portion is thinner than the thickness of the second root portion.
  • the support structure includes a first sleeve fixed to the casing in a state of passing through the casing of the fluidized bed incinerator, and a second sleeve fixed to the casing in a state of passing through the casing. .
  • a first through hole and a second through hole are formed in the support plate.
  • the support plate is welded to the first sleeve and the second sleeve in a state where the first through hole communicates with the inside of the first sleeve and the second through hole communicates with the inside of the second sleeve. Is done.
  • a first fixing plate is welded to the first root portion.
  • a second fixing plate is welded to the second root portion.
  • the first fixing plate is bolted to the support plate in a state where the first air diffuser is passed through the first sleeve.
  • the second fixing plate is bolted to the support plate in a state where the second air diffuser is passed through the second sleeve.
  • the support structure includes a first sleeve fixed to the casing in a state of passing through the casing of the fluidized bed incinerator, and a second sleeve fixed to the casing in a state of passing through the casing.
  • the support plate is welded to the first sleeve and the second sleeve.
  • the first root portion is fixed to the support plate in a state where the first air diffuser is passed through the first sleeve.
  • the second root portion is fixed to the support plate in a state where the second air diffuser is passed through the second sleeve.
  • the thickness of the tip portion is thinner than the thickness of the root portion, the natural frequency of the diffuser tube is high, and even when the diffuser tube is long, resonance between the diffuser tube and the fluidized sand hardly occurs. Therefore, the diffuser pipe and the diffuser of the sludge fluidized bed incinerator are provided in which the breakage of the diffuser pipe is prevented. Since the diffusing pipe is prevented from being damaged, long-term operational stability of the fluidized bed incinerator is ensured.
  • FIG. 1 is a schematic view of a sludge treatment facility / fluidized bed incinerator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the sludge treatment facility / fluidized bed incinerator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the air diffusing tube according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an air diffuser according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the sludge treatment facility / fluidized bed incinerator according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a front view of a support plate according to the third embodiment.
  • a sludge treatment facility 1 includes a fluidized bed incinerator 10 and an air diffuser 20 that blows combustion air into a fluidized bed 50 in the fluidized bed incinerator 10.
  • the fluidized bed incinerator 10 incinerates sludge such as sewage sludge, human waste treatment sludge, and various wastewater treatment sludge.
  • sludge such as sewage sludge, human waste treatment sludge, and various wastewater treatment sludge.
  • the fluidized-bed incinerator 10 may be a circulation type.
  • the air diffuser 20 includes an air supply device 21 such as a blower, an air preheater 22, a header pipe 23, and a plurality of air diffusers 30.
  • the air supply device 21 is connected to the header pipe 23 via the air preheater 22.
  • the header tube 23 is connected to each of the plurality of diffuser tubes 30.
  • Each diffuser pipe 30 is formed in a straight pipe shape, and is supported by the fluidized bed incinerator 10 in a state where the diffuser pipe 30 is inserted into the fluidized bed incinerator 10 so that the axis of the diffuser pipe 30 is horizontal.
  • the air supply device 21 supplies air to the header pipe 23.
  • the air preheater 22 preheats this air.
  • the air preheater 22 recovers heat from exhaust gas discharged from the fluidized bed incinerator 10 to preheat air, for example.
  • the preheated air is blown out from the header pipe 23 through the air diffusion pipe 30 into the fluidized bed 50.
  • the fluidized bed 50 includes fluidized sand as a fluidized medium.
  • fluidized bed incinerator 10 includes a casing 11 and a refractory 12 provided inside casing 11.
  • the air diffuser 20 includes a support structure 40.
  • the plurality of air diffusers 30 include air diffusers 30A and 30B.
  • the air diffusers 30A and 30B are supported by the casing 11 via the support structure 40 so as to be parallel to each other.
  • the air diffuser 30 ⁇ / b> A includes a tip portion 31, a root portion 32, a fixing plate 33, a flange 34, and a rib 35.
  • the tip portion 31 is a cylindrical portion on the downstream side in the axial direction of the diffusion tube 30A
  • the root portion 32 is a cylindrical portion on the upstream side in the axial direction of the diffusion tube 30A.
  • the tip portion 31 and the root portion 32 are on the downstream side and the upstream side, respectively, with respect to the air flow in the diffuser tube 30A.
  • a plurality of air jets 31 a for blowing air into the fluidized bed incinerator 10 are formed at the tip 31.
  • the air outlet 31a faces directly below or obliquely below.
  • a through hole 33 a is formed in the fixing plate 33.
  • the fixing plate 33 is welded to the root portion 32 in a state where the root portion 32 is passed through the through hole 33a.
  • the flange 34 is welded to the upstream end of the root portion 32.
  • the flange 34 and the fixing plate 33 are perpendicular to the axis of the diffuser tube 30A. Bolt holes are formed in the flange 34 and the fixing plate 33.
  • the rib 35 is provided between the fixing plate 33 and the flange 34 and is welded to the fixing plate 33, the flange 34, and the root portion 32.
  • the fixing plate 33 and the flange 34 are reinforced by the ribs 35.
  • the other air diffuser tubes 30 including the air diffuser tube 30B are configured in the same manner as the air diffuser tube 30A.
  • the support structure 40 includes a curved plate 41, support plates 42A and 42B, sleeves 44A and 44B, and support ribs 46A and 46B.
  • the curved plate 41 is curved along the outer shape of the casing 11 and is welded to the outside of the casing 11.
  • Each of the sleeves 44 ⁇ / b> A and 44 ⁇ / b> B is fixed to the casing 11 by being welded to the curved plate 41 while penetrating the casing 11 and the curved plate 41.
  • a through hole 43A is formed in the support plate 42A.
  • the support plate 42A is welded to the end of the outer portion of the curved plate 41 of the sleeve 44A so that the through hole 43A communicates with the inside of the sleeve 44A.
  • the support plate 42A is perpendicular to the axis of the sleeve 44A.
  • the support rib 46A is welded to the curved plate 41, the sleeve 44A, and the support plate 42A, and reinforces the sleeve 44A and the support plate 42A.
  • a through hole 43B is formed in the support plate 42B.
  • the support plate 42B is welded to the end of the outer portion of the curved plate 41 of the sleeve 44B so that the through hole 43B communicates with the inside of the sleeve 44B.
  • the support plate 42B is perpendicular to the axis of the sleeve 44B.
  • the support rib 46B is welded to the curved plate 41, the sleeve 44B, and the support plate 42B, and reinforces the sleeve 44B and the support plate 42B.
  • Bolt holes are formed in the support plates 42A and 42B.
  • the header pipe 23 is provided with air supply ducts 24A and 24B.
  • the air supply duct 24A includes a flange 25 in which a bolt hole is formed.
  • the air supply duct 24B is configured similarly to the air supply duct 24A.
  • the fixing plate 33 and the support plate 42A are fixed by bolting in a state where the air diffuser 30A is passed through the sleeve 44A. Accordingly, the root portion 32 of the air diffusion tube 30 ⁇ / b> A is supported by the casing 11 via the support structure 40.
  • the diffuser pipe 30A is connected to the header pipe 23 by bolting the flange 34 of the diffuser pipe 30A and the flange 25 of the air supply duct 24A. Similar to the diffuser tube 30A, the diffuser tube 30B is bolted to the support plate 42B and the air supply duct 24B.
  • the air diffuser 30A is bolted to the support structure 40 and the air supply duct 24A, and the air diffuser 30B is bolted to the support structure 40 and the air supply duct 24B, the air diffusers 30A and 30B can be easily replaced.
  • the cross-sectional shape of the fluidized bed incinerator 10 is not limited to a circle as shown in FIG. In this case, a flat plate is used instead of the curved plate 41.
  • tip part 31 and the base part 32 are welded in the junction part 30a.
  • the wall thickness T 31 of the tip 31 is thinner than the wall thickness T 32 of the root 32.
  • the outer diameter D 31 of the tip portion 31 is equal to the outer diameter D 32 of the root portion 32, and the inner diameter d 31 of the tip portion 31 is larger than the inner diameter d 32 of the root portion 32.
  • the natural frequency of the diffuser pipe decreases and approaches the natural frequency of the fluidized sand contained in the fluidized bed. Tends to resonate. Furthermore, when the diffuser tube having a constant thickness is extended from the root part to the tip part, the stress acting on the supported part of the root part becomes very large due to the increase in the weight of the diffuser pipe. For these reasons, the air diffuser is easily damaged. In the case of an air diffuser having a constant wall thickness from the root to the tip, in order to prevent breakage, for example, it is necessary to use a high-strength but expensive material or to increase the wall thickness very much.
  • Diffuser tube 30A has a high natural frequency for thinner than the thickness T 32 of the thickness T 31 is the root portion 32 of the tip 31, and also diffusing pipe 30A by increasing the length L 30 of the diffuser tube 30A Resonance with fluid sand is difficult to occur. Further, since the thickness T 31 is thin, the weight of the distal end portion 31 far from the supported portion of the base portion 32 (that is, the portion to which the fixing plate 33 and the flange 34 are attached) is light, and the supported portion of the root portion 32 is The acting stress is small. Therefore, the air diffuser 30A is suitable when the fluidized bed incinerator 10 is large.
  • the ratio (L 32 / L 30 ) of the length L 32 from the flange 34 (upstream end of the root portion 32) to the joint portion 30a with respect to the total length L 30 of the air diffuser 30A the more the supported portion of the root portion 32 becomes.
  • the acting stress is reduced.
  • the ratio (L 32 / L 30 ) is preferably within a certain range.
  • the length L 32 is equal to the total length L 30 . It is preferably 40% to 45%.
  • the air diffuser 30 it is possible to prevent the air diffuser 30 from being broken without using a high-strength but expensive material or without increasing the wall thickness. It is possible to prevent the air diffuser from being damaged simply by replacing the air diffuser of the existing sludge treatment facility with the air diffuser 30 according to the present embodiment.
  • the diffuser tube 30A according to the present embodiment is configured in the same manner as the diffuser tube 30A according to the first embodiment except for the following points.
  • the outer diameter D 31 of the distal end portion 31 is smaller than the outer diameter D 32 of the root portion 32
  • the inner diameter d 31 of the distal end portion 31 is equal to the inner diameter d 32 of the root portion 32.
  • the other air diffusers 30 including the air diffuser 30B may be configured in the same manner as the air diffuser 30A according to the present embodiment, and are configured in the same manner as the air diffuser 30A according to the first embodiment. Also good.
  • the outer diameter D 31 of the tip portion 31 may be smaller than the outer diameter D 32 of the root portion 32, and the inner diameter d 31 of the tip portion 31 may be larger than the inner diameter d 32 of the root portion 32. Further, an intermediate portion having a thickness between the thicknesses T 31 and T 32 may be provided between the tip portion 31 and the root portion 32.
  • the support structure 40 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
  • the support structure 40 according to the present embodiment is the same as the support structure 40 according to the first embodiment except for the following points.
  • the support structure 40 according to the present embodiment includes a support plate 47 instead of the support plates 42A and 42B.
  • the support structure 40 according to this embodiment includes support ribs 48 disposed between adjacent sleeves. The support rib 48 is welded to the adjacent sleeve, the curved plate 41, and the support plate 47.
  • through holes 47 a and 47 b are formed in the support plate 47.
  • Bolt holes (not shown) are formed around the through holes 47a and 47b.
  • the support plate 47 is welded to the sleeves 44A and 44B so that the through hole 47a communicates with the inside of the sleeve 44A and the through hole 47b communicates with the inside of the sleeve 44B.
  • the support plate 47 is perpendicular to the axial direction of the sleeves 44A and 44B.
  • the fixing plate 33 and the support plate 47 are bolted in a state where the air diffusion tube 30A is passed through the sleeve 44A, whereby the root portion 32 of the air diffusion tube 30A is fixed to the support plate 47.
  • the air diffuser 30 ⁇ / b> B is also fixed to the support plate 47.
  • the support plate for example, the support plates 42A and 42B
  • the support structure according to the present embodiment The strength of 40 is high.
  • the air diffusion tube 30 is firmly supported without increasing the plate thickness of the casing 11.
  • the number of the air diffusing tubes 30 fixed to the support plate 47 should just be plural, and is not limited to the example shown in FIG.

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Abstract

　汚泥流動層焼却炉の散気管は、流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された先端部と、流動層焼却炉に支持される根元部とを具備する。先端部の肉厚は根元部の肉厚より薄い。

Description

汚泥流動層焼却炉の散気管及び散気装置
　本発明は、汚泥流動層焼却炉の散気管及び散気装置に関する。
　特開２００９－２２２３７２号公報は、従来の流動焼却炉の分散パイプ支持構造を開示している。この分散パイプ支持構造において、流動焼却炉の炉体下部に水平方向に挿入された分散パイプの炉外側基部に、下方に屈曲するダクトが接続され、このダクトの下端面が水平面内でスライド可能なメタルパッキンを介して流動空気のヘッダー管の上面に接続され、このヘッダー管の下面が上下方向に変位可能なスプリングハンガーにより弾性支持される。
　本発明者の検討によれば、流動層焼却炉の規模が大きくなるにつれて散気管（分散パイプ）本体の長さが必然的に長くなり、それによって散気管の固有振動数が低下して流動砂の固有振動数に近接する。散気管と流動砂の共振により散気管が破損して使用不能になると流動層焼却炉の運転が停止して汚泥の処理処分ができなくなる。
特開２００９－２２２３７２号公報
　本発明の目的は、散気管の破損が防止される汚泥流動層焼却炉の散気管及び散気装置を提供することである。
　本発明の第１の観点による汚泥流動層焼却炉の散気管は、流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された先端部と、前記流動層焼却炉に支持される根元部とを具備する。前記先端部の肉厚は前記根元部の肉厚より薄い。
　好ましくは、前記先端部の外径は前記根元部の外径と等しく、前記先端部の内径は前記根元部の内径より大きい。
　好ましくは、前記先端部の外径は前記根元部の外径より小さく、前記先端部の内径は前記根元部の内径と等しい。
　好ましくは、前記流動層焼却炉のケーシングを貫通したスリーブが前記ケーシングに固定される。前記スリーブに支持板が溶接される。前記散気管が前記スリーブに通された状態で前記根元部が前記支持板に固定される。
　本発明の第２の観点による汚泥流動層焼却炉の散気装置は、第１散気管と、第２散気管と、流動層焼却炉に取り付けられた支持構造とを具備する。前記支持構造は、支持板を備える。前記第１散気管は、前記流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された第１先端部と、前記支持板に固定される第１根元部とを備える。前記第１先端部の肉厚は前記第１根元部の肉厚より薄い。前記第２散気管は、前記流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された第２先端部と、前記支持板に固定される第２根元部とを備える。前記第２先端部の肉厚は前記第２根元部の肉厚より薄い。
　好ましくは、前記支持構造は、前記流動層焼却炉のケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第１スリーブと、前記ケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第２スリーブとを備える。前記支持板に第１貫通孔及び第２貫通孔が形成される。前記支持板は、前記第１貫通孔が前記第１スリーブの内部と連通し且つ前記第２貫通孔が前記第２スリーブの内部と連通した状態で、前記第１スリーブ及び前記第２スリーブに溶接される。前記第１根元部に第１固定用板が溶接される。前記第２根元部に第２固定用板が溶接される。前記第１散気管が前記第１スリーブに通された状態で前記第１固定用板が前記支持板にボルト止めされる。前記第２散気管が前記第２スリーブに通された状態で前記第２固定用板が前記支持板にボルト止めされる。
　好ましくは、前記支持構造は、前記流動層焼却炉のケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第１スリーブと、前記ケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第２スリーブとを備える。前記支持板は前記第１スリーブ及び前記第２スリーブに溶接される。前記第１根元部は、前記第１散気管が前記第１スリーブに通された状態で前記支持板に固定される。前記第２根元部は、前記第２散気管が前記第２スリーブに通された状態で前記支持板に固定される。
　本発明によれば、先端部の肉厚が根元部の肉厚より薄いために散気管の固有振動数が高く、散気管が長い場合であっても散気管と流動砂の共振が起きにくい。したがって、散気管の破損が防止される汚泥流動層焼却炉の散気管及び散気装置が提供される。散気管の破損が防止されるため、流動層焼却炉の長期的な運転安定性が確保される。
　本発明の上記目的、他の目的、効果、及び特徴は、添付される図面として連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る汚泥処理設備／流動層焼却炉の概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る汚泥処理設備／流動層焼却炉の部分断面図である。 図３は、第１の実施形態に係る散気管の断面図である。 図４は、第２の実施形態に係る散気管の断面図である。 図５は、第３の実施形態に係る汚泥処理設備／流動層焼却炉の部分断面図である。 図６は、第３の実施形態に係る支持板の正面図である。
　添付図面を参照して、本発明による汚泥流動層焼却炉の散気装置を実施するための形態を以下に説明する。
　（第１の実施形態）
　図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る汚泥処理設備１は、流動層焼却炉１０と、流動層焼却炉１０内の流動層５０に燃焼用空気を吹き込む散気装置２０とを備える。流動層焼却炉１０は、下水汚泥、し尿処理汚泥、各種廃水処理汚泥のような汚泥を焼却する。以下、流動層焼却炉１０が気泡型の場合を説明するが、流動層焼却炉１０は循環型であってもよい。散気装置２０は、ブロワのような空気供給装置２１と、空気予熱器２２と、ヘッダー管２３と、複数の散気管３０とを備える。空気供給装置２１は、空気予熱器２２を介してヘッダー管２３に接続されている。ヘッダー管２３は、複数の散気管３０の各々に接続されている。各散気管３０は、直管形状によって形成されており、散気管３０の軸が水平となるように流動層焼却炉１０に挿入された状態で流動層焼却炉１０に支持されている。空気供給装置２１は、ヘッダー管２３に空気を供給する。空気予熱器２２は、この空気を予熱する。空気予熱器２２は、例えば、流動層焼却炉１０から排出される排ガスから熱を回収して空気を予熱する。予熱された空気は、ヘッダー管２３から散気管３０を通って流動層５０内に吹き出す。流動層５０は、流動媒体としての流動砂を含む。
　図２を参照して、流動層焼却炉１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１の内側に設けられた耐火物１２とを備える。散気装置２０は、支持構造４０を備える。複数の散気管３０は、散気管３０Ａ及び３０Ｂを含む。散気管３０Ａ及び３０Ｂは、互いに平行となるように支持構造４０を介してケーシング１１に支持される。
　散気管３０Ａは、先端部３１と、根元部３２と、固定用板３３と、フランジ３４と、リブ３５とを備える。先端部３１は散気管３０Ａの軸方向下流側の円筒部分であり、根元部３２は散気管３０Ａの軸方向上流側の円筒部分である。先端部３１及び根元部３２は、それぞれ散気管３０Ａ内の空気流に関して下流側及び上流側である。先端部３１には、流動層焼却炉１０内に空気を吹き出す複数の空気噴出口３１ａが形成されている。空気噴出口３１ａは、真下又は斜め下を向いている。真下又は斜め下を向く空気噴出口３１ａだけが形成されているため、散気装置２０が流動層焼却炉１０内への空気吹き込みを停止したときに散気管３０Ａ内部への流動砂の侵入を防止することができる。固定用板３３には貫通孔３３ａが形成されている。固定用板３３は、根元部３２が貫通孔３３ａに通された状態で根元部３２に溶接されている。フランジ３４は、根元部３２の上流側端に溶接されている。フランジ３４及び固定用板３３は、散気管３０Ａの軸に垂直である。フランジ３４及び固定用板３３にはボルト孔が形成されている。リブ３５は、固定用板３３及びフランジ３４の間に設けられ、固定用板３３、フランジ３４、及び根元部３２に溶接されている。リブ３５によって固定用板３３及びフランジ３４が補強される。散気管３０Ｂを含む他の散気管３０は、散気管３０Ａと同様に構成されている。
　支持構造４０は、湾曲板４１と、支持板４２Ａ及び４２Ｂと、スリーブ４４Ａ及び４４Ｂと、支持リブ４６Ａ及び４６Ｂとを備える。湾曲板４１は、ケーシング１１の外形に沿って湾曲し、ケーシング１１の外側に溶接されている。スリーブ４４Ａ及び４４Ｂの各々は、ケーシング１１及び湾曲板４１を貫通した状態で湾曲板４１に溶接されることで、ケーシング１１に固定されている。湾曲板４１を設けることで、ケーシング１１を厚くしなくても必要な強度が確保される。支持板４２Ａには貫通孔４３Ａが形成されている。支持板４２Ａは、貫通孔４３Ａがスリーブ４４Ａの内部と連通するように、スリーブ４４Ａの湾曲板４１の外の部分の端に溶接されている。支持板４２Ａは、スリーブ４４Ａの軸に垂直である。支持リブ４６Ａは、湾曲板４１、スリーブ４４Ａ、及び支持板４２Ａに溶接され、スリーブ４４Ａ及び支持板４２Ａを補強している。支持板４２Ｂには貫通孔４３Ｂが形成されている。支持板４２Ｂは、貫通孔４３Ｂがスリーブ４４Ｂの内部と連通するように、スリーブ４４Ｂの湾曲板４１の外の部分の端に溶接されている。支持板４２Ｂは、スリーブ４４Ｂの軸に垂直である。支持リブ４６Ｂは、湾曲板４１、スリーブ４４Ｂ、及び支持板４２Ｂに溶接され、スリーブ４４Ｂ及び支持板４２Ｂを補強している。支持板４２Ａ及び４２Ｂにはボルト孔が形成されている。
　ヘッダー管２３には、空気供給ダクト２４Ａ及び２４Ｂが設けられている。空気供給ダクト２４Ａは、ボルト孔が形成されたフランジ２５を備える。空気供給ダクト２４Ｂは、空気供給ダクト２４Ａと同様に構成される。
　散気管３０Ａがスリーブ４４Ａに通された状態で固定用板３３及び支持板４２Ａがボルト止めにより固定される。したがって、散気管３０Ａの根元部３２は、支持構造４０を介してケーシング１１に支持される。散気管３０Ａのフランジ３４と空気供給ダクト２４Ａのフランジ２５とがボルト止めされることで、散気管３０Ａがヘッダー管２３に接続される。散気管３０Ａと同様に、散気管３０Ｂは支持板４２Ｂ及び空気供給ダクト２４Ｂにボルト止めされる。散気管３０Ａが支持構造４０及び空気供給ダクト２４Ａにボルト止めされ、散気管３０Ｂが支持構造４０及び空気供給ダクト２４Ｂにボルト止めされるため、散気管３０Ａ及び３０Ｂの交換が容易である。
　なお、流動層焼却炉１０の断面形状は、図２に示すような円形に限定されず、方形であってもよい。この場合、湾曲板４１のかわりに平板が用いられる。
　図３を参照して、先端部３１及び根元部３２は、接合部３０ａにおいて溶接されている。先端部３１の肉厚Ｔ３１は根元部３２の肉厚Ｔ３２より薄い。具体的には、先端部３１の外径Ｄ３１は根元部３２の外径Ｄ３２と等しく、先端部３１の内径ｄ３１は根元部３２の内径ｄ３２より大きい。
　ここで、根元部から先端部まで肉厚が一定の散気管を長くすると、散気管の固有振動数が低下して流動層に含まれる流動砂の固有振動数に近づくため、散気管と流動砂が共振しやすくなる。更に、根元部から先端部まで肉厚が一定の散気管を長くすると、散気管の自重増加により根元部の被支持部に作用する応力が非常に大きくなる。これらのために散気管が破損しやすくなる。根元部から先端部まで肉厚が一定の散気管の場合、破損を防ぐためには、例えば、強度は高いが高価である材料を用いたり肉厚を非常に大きくしたりする必要がある。
　散気管３０Ａは、先端部３１の肉厚Ｔ３１が根元部３２の肉厚Ｔ３２よりも薄いために固有振動数が高く、散気管３０Ａの長さＬ３０を長くしても散気管３０Ａと流動砂との共振がおきにくい。また、肉厚Ｔ３１が薄いため、根元部３２の被支持部（すなわち固定用板３３及びフランジ３４が取り付けられた部分）から遠い先端部３１の重量が軽く、根元部３２の被支持部に作用する応力が小さい。したがって、散気管３０Ａは、流動層焼却炉１０が大型の場合に好適である。
　散気管３０Ａの全長Ｌ３０に対するフランジ３４（根元部３２の上流側端）から接合部３０ａまでの長さＬ３２の割合（Ｌ３２／Ｌ３０）が小さいほど、根元部３２の被支持部に作用する応力が小さくなる。しかし、割合（Ｌ３２／Ｌ３０）が小さすぎると先端部３１の自重により接合部３０ａに作用する曲げ応力が過大となる。そのため、割合（Ｌ３２／Ｌ３０）が一定の範囲内であることが好ましい。例えば、先端部３１の外径Ｄ３１が根元部３２の外径Ｄ３２と等しく、先端部３１の内径ｄ３１が根元部３２の内径ｄ３２より大きい場合、長さＬ３２は全長Ｌ３０の４０％～４５％であることが好ましい。
　本実施形態によれば、強度は高いが高価である材料を用いたり肉厚を非常に大きくしたりしなくても、散気管３０の破損を防止することが可能である。既存の汚泥処理設備の散気管を本実施形態に係る散気管３０に交換するだけで、散気管の破損を防止することが可能である。
　（第２の実施形態）
　図４を参照して、本発明の第２の実施形態に係る散気管３０Ａを説明する。本実施形態に係る散気管３０Ａは、以下の点を除いて第１の実施形態に係る散気管３０Ａと同様に構成される。本実施形態においては、先端部３１の外径Ｄ３１は根元部３２の外径Ｄ３２より小さく、先端部３１の内径ｄ３１は根元部３２の内径ｄ３２と等しい。本実施形態において、散気管３０Ｂを含む他の散気管３０は、本実施形態に係る散気管３０Ａと同様に構成されてもよく、第１の実施形態に係る散気管３０Ａと同様に構成されてもよい。
　なお、先端部３１の外径Ｄ３１を根元部３２の外径Ｄ３２より小さくし、先端部３１の内径ｄ３１を根元部３２の内径ｄ３２より大きくしてもよい。また、先端部３１と根元部３２の間に肉厚Ｔ３１及びＴ３２の中間の肉厚を有する中間部を設けても良い。
　（第３の実施形態）
　図５を参照して、本発明の第３の実施形態に係る支持構造４０を説明する。本実施形態に係る支持構造４０は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る支持構造４０と同じである。本実施形態に係る支持構造４０は、支持板４２Ａ及び４２Ｂのかわりに支持板４７を備える。本実施形態に係る支持構造４０は、隣り合うスリーブの間に配置された支持リブ４８を備える。支持リブ４８は、隣り合うスリーブ、湾曲板４１、及び支持板４７に溶接されている。
　図６に示すように、支持板４７に貫通孔４７ａ及び４７ｂが形成されている。貫通孔４７ａ及び４７ｂのそれぞれの周囲には図示しないボルト孔が形成されている。
　支持板４７は、貫通孔４７ａがスリーブ４４Ａの内部と連通し、且つ、貫通孔４７ｂがスリーブ４４Ｂの内部と連通するように、スリーブ４４Ａ及び４４Ｂに溶接されている。ここで、支持板４７はスリーブ４４Ａ及び４４Ｂの軸方向に垂直である。散気管３０Ａがスリーブ４４Ａに通された状態で固定用板３３と支持板４７とがボルト止めされることで、散気管３０Ａの根元部３２が支持板４７に固定される。同様に、散気管３０Ｂも支持板４７に固定される。
　このように、第１の実施形態では散気管３０ごとに設けられた支持板（例えば、支持板４２Ａ、４２Ｂ）が一枚の支持板４７で置き換えられているため、本実施形態に係る支持構造４０の強度が高い。本実施形態に係る支持構造４０によれば、ケーシング１１の板厚を大きくしなくても、散気管３０が強固に支持される。なお、支持板４７に固定される散気管３０の本数は、複数であればよく、図５に示す例に限定されない。
　以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に様々な変更を行うことが可能である。上記実施形態を互いに組み合わせることが可能である。
　この出願は、２０１０年４月１９日に出願された日本出願特願２０１０－０９６０６５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (7)

  1. 　流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された先端部と、
    　前記流動層焼却炉に支持される根元部と
    を具備し、
    　前記先端部の肉厚は前記根元部の肉厚より薄い
    　汚泥流動層焼却炉の散気管。
  2. 　前記先端部の外径は前記根元部の外径と等しく、
    　前記先端部の内径は前記根元部の内径より大きい
    　請求項１の汚泥流動層焼却炉の散気管。
  3. 　前記先端部の外径は前記根元部の外径より小さく、
    　前記先端部の内径は前記根元部の内径と等しい
    　請求項１の汚泥流動層焼却炉の散気管。
  4. 　前記流動層焼却炉のケーシングを貫通したスリーブが前記ケーシングに固定され、
    　前記スリーブに支持板が溶接され、
    　前記散気管が前記スリーブに通された状態で前記根元部が前記支持板に固定される
    　請求項１乃至３のいずれかに記載の汚泥流動層焼却炉の散気管。
  5. 　第１散気管と、
    　第２散気管と、
    　流動層焼却炉に取り付けられた支持構造と
    を具備し、
    　前記支持構造は、支持板を備え、
    　前記第１散気管は、
    　前記流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された第１先端部と、
    　前記支持板に固定される第１根元部と
    を備え、
    　前記第１先端部の肉厚は前記第１根元部の肉厚より薄く、
    　前記第２散気管は、
    　前記流動層焼却炉内に空気を吹き出す噴出口が形成された第２先端部と、
    　前記支持板に固定される第２根元部と
    を備え、
    　前記第２先端部の肉厚は前記第２根元部の肉厚より薄い
    　汚泥流動層焼却炉の散気装置。
  6. 　前記支持構造は、
    　前記流動層焼却炉のケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第１スリーブと、
    　前記ケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第２スリーブと
    を備え、
    　前記支持板に第１貫通孔及び第２貫通孔が形成され、
    　前記支持板は、前記第１貫通孔が前記第１スリーブの内部と連通し且つ前記第２貫通孔が前記第２スリーブの内部と連通した状態で、前記第１スリーブ及び前記第２スリーブに溶接され、
    　前記第１根元部に第１固定用板が溶接され、
    　前記第２根元部に第２固定用板が溶接され、
    　前記第１散気管が前記第１スリーブに通された状態で前記第１固定用板が前記支持板にボルト止めされ、
    　前記第２散気管が前記第２スリーブに通された状態で前記第２固定用板が前記支持板にボルト止めされる
    　請求項５の汚泥流動層焼却炉の散気装置。
  7. 　前記支持構造は、
    　前記流動層焼却炉のケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第１スリーブと、
    　前記ケーシングを貫通した状態で前記ケーシングに固定された第２スリーブと
    を備え、
    　前記支持板は前記第１スリーブ及び前記第２スリーブに溶接され、
    　前記第１根元部は、前記第１散気管が前記第１スリーブに通された状態で前記支持板に固定され、
    　前記第２根元部は、前記第２散気管が前記第２スリーブに通された状態で前記支持板に固定される
    　請求項５の汚泥流動層焼却炉の散気装置。
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