JPH0810052B2 - 灰溶融炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば都市ごみ焼却炉
または産業廃棄物用焼却炉から排出される焼却灰を溶融
するための灰溶融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば都市ごみ焼却炉から排出さ
れる焼却灰を溶融固化させて、減容化および無害化を図
るために、バーナにより加熱する灰溶融炉がある。

【０００３】この従来の灰溶融炉の炉本体の底壁部は、
焼却灰の投入側から溶融灰の排出側に向かって下向きに
傾斜して配置されるとともに、加熱用のバーナが設けら
れた溶融室は排出側に配置され、また溶融室で発生した
燃焼排ガスにより、投入された焼却灰を予熱（乾燥およ
び加熱）する予熱室が投入側に配置され、さらに投入側
には灰投入用ホッパーおよび灰の押出し装置が配置され
ていた。

【０００４】また、上記炉本体の底壁部の幅方向（灰の
移動方向と直交する方向）における断面形状は、ストレ
ートにされており、すなわち平面形状であった。したが
って、灰投入用ホッパーから、押出し装置により炉本体
内に投入された焼却灰は、予熱室において、傾斜された
炉本体の底壁面上を排出側に移動する間に、溶融室から
流れてくる燃焼排ガスにより予熱（乾燥および加熱）さ
れる。そして、この予熱された焼却灰は溶融室に移動し
て、溶融室側に設けられたバーナにより加熱溶融された
後、底壁部上を流下し、排出側に形成された溶融灰の排
出口から冷却槽に落下されて冷却固化されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、溶融室における炉本体の底壁部の幅方向における断
面形状がストレートすなわち全幅に亘って平面形状であ
るとともに、加熱用バーナによりその全幅に亘って均一
に加熱するのが困難であるため、中央部の灰がより早く
溶融するが、両側部の灰については溶融するのが遅い。

【０００６】このため、底壁部上において、溶融灰の流
下速度にばらつきが生じ、排出される溶融灰の状態が均
一でなくなるとともに、底壁部の上面が排出口側に向か
って真っすぐに傾斜しているため、灰の滞留時間も短
く、したがって未溶融状態の灰が排出され易いという問
題があり、さらには溶融灰が底壁部の上面全体に拡がっ
て溶融灰の温度が低下して固化し易くなり、排出口が閉
塞してしまうという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題を解消し得る灰
溶融炉を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の灰溶融炉は、灰をバーナにより加熱して溶
融させる灰溶融炉であって、一端側に灰投入用の投入口
が形成されるとともに他端側に溶融灰の排出口が形成さ
れた炉本体の底壁部を、一端側から他端側に向かって下
方に傾斜して設け、この炉本体内の一端寄り位置に灰の
予熱室を形成するとともに、他端寄り位置に加熱用バー
ナが設けられた溶融室を形成し、かつこの溶融室側の底
壁部の投入口側寄り部分の幅方向における断面形状を山
形状に形成するとともに、排出口側寄り部分の幅方向に
おける断面形状を谷形状に形成したものである。

【０００９】

【作用】上記の構成によると、炉本体の溶融室側の底壁
部の投入口側である前部底壁部が山形状に形成されると
ともに排出口側である後部底壁部が谷形状に形成されて
いるので、溶融灰は幅方向においても移動する。したが
って、溶融灰は均一な状態になるとともに、溶融室にお
ける灰の滞留時間が長くなるので、未溶融の状態で排出
口に移動するのを防止することができる。

【００１０】また、後部底壁部では溶融灰は中央部に集
まって排出口に流れるため温度の低下が少ないととも
に、その大きい慣性力を保持した状態で排出口に向かう
ため、排出口における閉塞状態の発生を回避することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
き説明する。図１において、１は灰をバーナにより加熱
して溶融させる灰溶融炉で、その炉本体２の底壁部３は
灰の投入側から排出側に向かって下向きに傾斜して設け
られている。

【００１２】上記炉本体２の一端側の端壁部７には灰の
投入口２１が形成されるとともに、他端側の端壁部８に
は溶融灰の排出口（スラグポートともいい、例えば水冷
管により構成されている）２２が形成され、また炉本体
２の内部の投入口２１寄り部分には、灰の予熱室１１が
形成されるとともに、排出口２２寄り部分には、灰を加
熱して溶融させる溶融室１２が形成されており、さらに
炉本体２内の上記予熱室１１と溶融室１２との連通空間
部１３は絞られて狭くされている。なお、この連通空間
部１３の予熱室１１側の上壁部９は、上方に拡がるよう
に、すなわち上向きに傾斜されて、この絞り部分で生じ
る圧力損失が小さくなるように考慮されている。

【００１３】また、上記炉本体２の予熱室１１と溶融室
１２との境部における底壁部３には、溶融室１２側が低
くなるように段差６が設けられるとともに、この段差６
の高さＨは、予熱室１１における灰の層厚を目安として
設けられ、すなわち灰の層厚（通常は、１００〜２００
mm程度の範囲内である）とほぼ等しくなるような高さに
されており、しかもこの段差６は、溶融室１２側の底壁
部すなわち溶融側底壁部５上における灰固着層の高さよ
りも高くなるようにされるとともに、後述する灰の押出
し装置の力の作用線と溶融側底壁部５上面との交点が、
排出口２２よりも充分内側に位置するように考慮されて
いる。

【００１４】したがって、溶融側底壁部５の傾斜角度は
予熱室１１の底壁部である予熱側底壁部４よりも小さく
されている。なお、予熱側底壁部４の傾斜角度は、灰の
摩擦角より小さく設定されており、例えば１０度程度に
されている。

【００１５】さらに、上記溶融側底壁部５は、灰の移動
方向において前部と後部とに分けられるとともに、前部
底壁部５ａの前後方向における傾斜角度は、０〜５度の
範囲内に、例えば２度程度にされるとともに、後部底壁
部５ｂの前後方向における傾斜角度は、１０〜２０度範
囲内に、例えば１５度程度にされている。

【００１６】そして、図２〜図４に示すように、上記前
部底壁部５ａの幅方向（灰の移動方向とは直交する方
向）においては山形状にされ、また後部底壁部５ｂの幅
方向においては谷形状にされている。

【００１７】なお、この前部底壁部５ａの幅方向の傾斜
角度θは例えば２〜５度程度の範囲内とされる。上記溶
融室１２側の上壁部９には、灰を加熱するための加熱用
バーナ３１が取り付けられ、また上記予熱室１１の上壁
部９でしかも投入口２１が形成された端壁部７から所定
距離だけ離れた位置に、燃焼排ガスの取出口２３が形成
され、この取出口２３に排ガス取出管２４が接続されて
いる。

【００１８】さらに、上記炉本体２の投入口２１には、
灰を投入するための灰投入用ホッパー２５が接続される
とともに、この灰投入用ホッパー２５の底部には、灰投
入用ホッパー２５内の灰を、炉本体２内に押し出すため
の押出し装置２６が設けられている。

【００１９】この押出し装置２６は、投入口２１側から
炉本体２内に対して出退自在に設けられた押出し部材２
７と、この押出し部材２７を出退させるシリンダー装置
２８とから構成されている。

【００２０】また、上記炉本体２の排出口２２に対応す
る下部には、排出口２２から排出された溶融灰を冷却す
るための冷却槽３２が配置され、この冷却槽３２内に
は、溶融灰が冷却して固化された灰（スラグ）を掻き出
すための掻出し用コンベヤ３３が配置されている。

【００２１】なお、溶融側底壁部５の表面の起伏、すな
わちアンジユレーションは、炉本体を構成する水冷管ま
たは水冷ジャケットで概略構成し、熱伝導の高い耐火
材、例えば炭化ケイ素のライニング層で最終的に調整さ
れる。

【００２２】したがって上記構成において、灰投入用ホ
ッパー２５から押出し装置２６を介して炉本体２内に投
入された焼却灰Ａは、溶融室１２から連通空間部１３を
介して流れてくる燃焼排ガスＢにより予熱（乾燥および
加熱）されながら、予熱室１１から溶融室１２側に移動
し、そして溶融室１２内で加熱用バーナ３１により高温
に加熱されて溶融される。

【００２３】そして、溶融された灰すなわち溶融灰（溶
融スラグ）Ｃは、排出口２２から冷却槽３２内に排出さ
れて、ここで冷却固化され、スラグとして掻出し用コン
ベヤ３３により、外部に取り出される。

【００２４】ところで、上述したように、予熱室１１か
ら溶融室１２側に移動された灰は、ここで加熱用バーナ
３１により溶融されるが、この溶融灰は、図２に示すよ
うに、その前部底壁部５ａにおいては、左右の側壁部１
０側に移動した後、後部底壁部５ｂ側に移り、この後部
底壁部５ｂにおいては中央側に移動して、排出口２２に
向かうことになる。

【００２５】このように、溶融灰は、溶融側底壁部５に
おいて、炉本体２の幅方向においても移動するため、中
央側の溶融状態の灰と側部側の未溶融状態の灰とが混じ
り合い、溶融灰は均一な状態になるとともに、溶融室に
おける灰の滞留時間も長くなるので、未溶融の状態で灰
が排出口２２に移動するのを防止することができる。ま
た、後部底壁部５ｂでは、溶融灰は中央部に集って排出
口２２に流れるため、温度の低下が少ないとともに、そ
の大きい慣性力を保持した状態で排出口２２に向かうた
め、排出口２２における閉塞を回避することができる。

【００２６】なお、予熱室１１側の灰は押出し装置２６
により溶融室１２側に移動されるが、溶融側底壁部５の
方が予熱側底壁部４よりも、その灰の層厚さ分だけ低く
されているため、たとえ溶融室１２側に固着層が発生し
た場合でも、予熱室１１側から押されてくる灰が、丁
度、固着層を押すことになり、このため、溶融室１２内
における灰の挙動（供給量）、炉内の温度、溶融灰の粘
度などを外部から操作することができる。

【００２７】また、上記炉本体２内における予熱室１１
と溶融室１２との間の連通空間部１３は狭く絞られてい
るために、加熱用バーナ３１からの輻射熱が予熱室１１
側に放射されるのが防止され、さらに燃焼排ガスの取出
口２３は、炉本体２の端壁部７から離して設けられてい
るため、予熱室１１側に流れてきた燃焼排ガスは、一
旦、投入口２１側の端壁部７に衝突して、その勢いが減
じられた後、すなわち迂回した後、排ガス取出管２４か
ら排出されるため、燃焼排ガス中に含まれていた灰分
は、その迂回時に落下する。

【００２８】ところで、上記実施例における灰の押出し
装置２６は、炉本体２の幅方向において、一台配置する
ようにしてもよく、また幅方向において複数台配置して
もよい。複数台配置することにより、灰をより細かく制
御することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、溶
融室側の底壁部の投入口側である前部底壁部を山形状に
するとともに排出口側である後部底壁部を谷形状に形成
したので、溶融灰は幅方向においても移動するため、溶
融灰は均一な状態になるとともに、溶融室における灰の
滞留時間を長くすることができるので、灰が未溶融の状
態で排出口に移動するのを防止することができ、また後
部底壁部では溶融灰は中央部に集まって排出口に流れる
ため温度の低下が少ないとともに、その大きい慣性力を
保持した状態で排出口に向かうため、排出口における閉
塞状態の発生を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における灰溶融炉の概略構成
を示す断面図である。

【図２】同実施例における灰溶融炉の要部平面図であ
る。

【図３】図２のＤ−Ｄ断面図である。

【図４】図２のＥ−Ｅ断面図である。

【符号の説明】

１ 灰溶融炉 ２ 炉本体 ３ 底壁部 ４ 予熱側底壁部 ５ 溶融側底壁部 ５ａ 前部底壁部 ５ｂ 後部底壁部 １１ 予熱室 １２ 溶融室 ２１ 投入口 ２２ 排出口 ３１ 加熱用バーナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】灰をバーナにより加熱して溶融させる灰溶
   融炉であって、一端側に灰投入用の投入口が形成される
   とともに他端側に溶融灰の排出口が形成された炉本体の
   底壁部を、一端側から他端側に向かって下方に傾斜して
   設け、この炉本体内の一端寄り位置に灰の予熱室を形成
   するとともに、他端寄り位置に加熱用バーナが設けられ
   た溶融室を形成し、かつこの溶融室側の底壁部の投入口
   側寄り部分の幅方向における断面形状を山形状に形成す
   るとともに、排出口側寄り部分の幅方向における断面形
   状を谷形状に形成したことを特徴とする灰溶融炉。