JPH094829A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉の排ガス系路設備の低コスト化及びメ
イテナンスの簡単化を図る。 【構成】 炉体１０の排ガス通路１２に、複数のパイプ
１８０からなる熱交換器１８を排ガス通路を横切りかつ
その一端側が他端側より高くなるように傾斜して設け、
パイプ両端は炉体周壁のウオータージャケット１４に接
続し、パイプ内冷却水にて燃焼排ガスの保有熱を吸収
し、受熱した冷却水はパイプ他端側の冷却水との比重差
によってパイプ一端側に向けて自然流通させ、ウオータ
ージャケット内冷却水を熱交換器パイプ他端側に吸入さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は一般廃棄物及び産業廃
棄物を焼却する焼却炉に関し、特に炉体に接続される排
ガス系路設備の低コスト化及びメイテナンスの簡単化を
図れるようにした焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物等の焼却炉では炉体内に燃焼
室とそこから上方に延びる排ガス通路とを設ける一方、
排ガス通路に排ガスダクト、集塵機、排ガス送風機及び
煙突等からなる排ガス系路設備を接続し、燃焼排ガスを
処理して排出するようにした構造が一般的に採用され
る。

【０００３】かかる焼却炉において、燃焼排ガスは炉体
の排ガス通路を出る時には６００℃〜７００℃以上と非
常に高温となっているので、排ガス系路設備等に使用さ
れる普通鋼材の許容耐熱温度３５０〜４００℃以下に冷
却する必要がある。

【０００４】そこで、排ガスダクト５０に空気ダンパ
５１を設け、排ガスダクト５０内に常温の大気を吸入さ
せて燃焼排ガスと混合し冷却する方法（図４参照）、
排ガスダクト５０内に熱交換器５２を設け、給水ポンプ
５３によって冷却水を供給して燃焼排ガスを冷却する方
法（図４参照）、排ガスダクト内に清水をスプレーし
て燃焼排ガスを冷却する方法、等が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の排ガス
冷却方法では燃焼排ガス中に空気又は水蒸気が混合
し、総排ガス量が増大する。排ガス系路設備の大きさは
燃焼排ガス容量（単位時間当りの容量ｍ³ ／Ｈ、ｍ³ ／
ｍｉｎ、ｍ³ ／ｓ等）によって決められ、排ガス量は焼
却量にほぼ比例して増減するとともに、排ガス温度にほ
ぼ比例しても増減し、空気や水蒸気によって総排ガス量
が増大するとその分だけ大きな排ガス系路設備を必要と
し、コストアップを招来する。

【０００６】また、従来の排ガス冷却方法では熱交換
器５２の付属設備として冷却水タンク５４、供給パイプ
５５、給水ポンプ５３及び排出パイプ５６等を設けて熱
交換器５２に冷却水を供給しなければならず、コストア
ップを招来するとともに、そのメンテナンスが必要にな
る。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑み、排ガス系路
設備の低コスト化及びメイテナンスの簡単化を図れるよ
うにした焼却炉を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る焼
却炉は、炉体内に燃焼室と燃焼室から上方に延びる排ガ
ス通路とを有し、燃焼室内にて廃棄物を焼却し、その燃
焼排ガスを排ガス通路から排ガス系路設備を経て排出す
るようにした焼却炉において、炉体周壁には給水系路設
備にて冷却水を供給されるウオータージャケットが設け
られる一方、排ガス通路には複数のパイプからなる熱交
換器が排ガス通路を横切ってかつ各パイプの一端側が他
端側より高くなるように傾斜して設けられ、熱交換器の
各パイプの両端がウオータージャケットに接続され、熱
交換器の各パイプ内の冷却水が燃焼排ガスの保有熱を吸
収し、受熱した冷却水がパイプ他端側の冷却水との比重
差によってパイプの一端側に向けて自然流通しこれによ
ってウオータージャケット内の冷却水が熱交換器の各パ
イプ他端側に吸入されるようにしてなることを特徴とす
る。

【０００９】熱交換器のパイプはこれが排ガス通路内に
おける燃焼排ガスの流通を阻害しないように、相互に適
当な間隔をあけて排ガス通路内に分散して配置されるの
が望ましい。パイプの数は燃焼排ガス量やパイプ径、冷
却温度等の条件によって適宜設定するのがよい。排ガス
系路設備内に流れる排ガス流速（ｍ／ｓ）は速すぎると
設備振動の発生、鋼材の損耗、送風機動力の増大等を招
来するので、通常の速度（１０〜２０ｍ／ｓ）とするの
がよい。

【００１０】炉体ウオータージャケット内では冷却水が
炉体温度を受熱して対流現象が生じるが、熱交換器のパ
イプを単にウオータージャケットに接続した場合には熱
交換器パイプ内の冷却水とウオータージャケット内冷却
水との温度差が小さく、冷却水が熱交換器パイプ内に流
入し難い。そこで、ウオータージャケット内の冷却水を
整流板にて下降流と上昇流とに整流し、熱交換器パイプ
の下端を冷却水下降流領域に接続すると、受熱したパイ
プ内冷却水とパイプ下端側の冷却水との比重差が大きく
なり、これによってパイプ内冷却水が上昇しやすく、ウ
オータージャケット内冷却水も熱交換器パイプ下端内に
吸引されやすくなる。

【００１１】

【作用及び発明の効果】燃焼室内で廃棄物が焼却される
と、燃焼排ガスが燃焼室から排ガス通路を経て排ガス系
路設備に送られる。その際、炉体ウオータージャケット
には冷却水が供給されて炉体を冷却し、又熱交換器パイ
プでは冷却水が燃焼排ガスの保有熱を吸熱するので、燃
焼排ガスを排ガス系路設備の許容耐熱温度以下に冷却さ
せることができる。

【００１２】熱交換器パイプ内の受熱した冷却水は熱交
換器パイプ他端側の冷却水より高温となるので、その比
重差によって熱交換器の傾斜したパイプの一端側（上端
側）に向けて流動し、熱交換器パイプ他端側（下端側）
には新たにウオータージャケット内の冷却水が吸入さ
れ、こうして熱交換器パイプ内には冷却水が自然循環さ
れる。従って、従来の排ガスダクトに熱交換器を設ける
場合のような、給水ポンプ、給水パイプ及び排水パイプ
は不要となり、低コスト化及びメインテナンスの簡単化
を達成できる。

【００１３】また、排ガス通路内の熱交換器によって燃
焼排ガスが冷却されるので、従来のような、空気ダンパ
による冷却空気の供給や排ガスダクト内での清水の散布
等は不要となり、総排ガス量が増加することもなく、排
ガス系路設備の大型化を招来することはない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて
詳細に説明する。図１及び図２は本発明の一実施例によ
る焼却炉を示す。図において、炉体１０内には燃焼室１
１及び燃焼室１１から上方に延びる排ガス通路１２が設
けられ、炉体１０の燃焼室１１上方には炉蓋１３が開閉
可能に設けられ、図１に一点鎖線で示すように炉蓋１３
を開けて廃棄物を燃焼室１１内に投入できるようになっ
ている。

【００１５】炉体１０の周壁には炉蓋１３を除いてほぼ
全体にわたってウオータージャケット１４が設けられ、
ウオータージャケット１４は排ガス通路１２の背面部分
で厚み方向の寸法を大きくした拡大室１４０が形成さ
れ、拡大室１４０の上端には蒸気放出口部１４１が形成
され、又拡大室１４０の上端部には冷却水供給管１５が
接続されるとともに水位制御器１６が設けられている。

【００１６】排ガス通路１２の上端には排ガスダクト１
７０が接続され、排ガスダクト１７０は略く字状に曲成
されてその先端は集塵機１７１に接続され、集塵機１７
１には排ガスダクト１７２の一端が接続され、排ガスダ
クト１７２は下方に曲成されてその先端には排ガス送風
機１７３が接続され、排ガス送風機１７３には煙突１７
４の下端部が接続されており、排ガスダクト１７０、集
塵機１７１、排ガスダクト１７２、排ガス送風機１７３
及び煙突１７４によって排ガス系路設備１７が構成され
ている。なお、排ガスダクト１７０の途中には炉体１０
出口の燃焼排ガス温度を制御するために空気ダンパ１７
５を設け、若干量の大気を吸入させるようにしている。

【００１７】また、排ガス通路１２には熱交換器１８が
設けられている。この熱交換器１８は複数のパイプ１８
０からなり、各パイプ１８０は排ガス通路１２を前後方
向に横切ってかつ相互に所定の間隔をあけて分散される
とともに、各パイプ１８０の一端側が他端側より高くな
るように傾斜して設けられ、各パイプ１８０の両端はウ
オータージャケット１４に連通して接続されている。

【００１８】炉蓋１３が開けられて廃棄物が燃焼室１１
内に投入されて焼却されると、その燃焼排ガスは図１に
矢印Ｂで示すように燃焼室１１から排ガス通路１２及び
排ガスダクト１７０を経て集塵機１７１に至り、燃焼排
ガス中の塵が集塵された後、排ガスガクト１７２、排ガ
ス送風機１７３及び煙突１７４を経て大気に排出され
る。その際、炉体１０のウオータージャケット１４には
給水系路設備（図示せず）によって冷却水が供給され、
冷却水は炉体１０の高熱を受熱して炉体１０を冷却する
こととなる。

【００１９】他方、熱交換器パイプ１８０内にもウオー
タージャケット１４内の冷却水が存在しており、かかる
冷却水は排ガス通路１２内を流れる燃焼排ガスと熱交換
器パイプ１８０を介して接触し、その保有熱を吸熱す
る。受熱した冷却水は熱交換器パイプ１８０の下端側冷
却水より高温となるので、その比重差によって熱交換器
パイプ１８０の上端側に向けて流動してウオータージャ
ケット１４の前方部分に排出され、これによっで熱交換
器パイプ１８０の下端側には新たにウオータージャケッ
ト１４内の冷却水が吸入され、熱交換器パイプ１８０内
には冷却水が自然循環される。

【００２０】従って、燃焼排ガスは熱交換器１８によっ
て排ガス系路設備１７の許容耐熱温度以下に容易に冷却
させることができ、又熱交換器用の給水ポンプ等の付属
設備は不要となり、低コスト化及びメインテナンスの簡
単化を達成でき、さらには総排ガス量は増加せず、排ガ
ス系路設備の大型化を招来することもない。

【００２１】また、図３は本発明の第２の実施例を示
し、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示
す。本実施例ではウオータージャケット１４の拡大室１
４０内部に整流板２０が設けられ、拡大室１４０内が外
方側の冷却水の下降流領域Ｄと内方側の上昇流領域Ｕと
に区画され、熱交換器パイプ１８０の下端側が冷却水下
降流領域Ｄに連通されている。

【００２２】炉体ウオータージャケット内では冷却水が
炉体温度を受熱して対流現象が生じるが、図１に示され
るように熱交換器パイプ１８０の他端側をウオータージ
ャケット１４の拡大室１４０内に単に突出させて接続す
ると、熱交換器パイプ１８０内の冷却水温度と拡大室１
４０の内壁側冷却水温度との差が小さく、冷却水が熱交
換器パイプ１８０内に流入し難い。

【００２３】これに対し、本実施例では、拡大室１４０
内に整流板２０を設けて下降流領域Ｄと上昇流領域Ｕと
に区画し、熱交換器パイプ１８０の他端側を冷却水下降
流領域Ｄに接続しており、パイプ内冷却水が受熱によっ
て高温となると、パイプ下端側の冷却水との温度差が図
１の場合に比して大きくなってパイプ内冷却水が上昇し
やすくなり、パイプ下端側の冷却水が熱交換器パイプ１
８０内に勢いよく吸引されて自然循環が活発に行われ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例による焼却炉を示す全体構
成図である。

【図２】 図１のＡーＡ線断面図である。

【図３】 本発明の第２の実施例を示す要部構成図であ
る。

【図４】 従来の焼却炉の要部を示す図である。

【符号の説明】

１０ 炉体 １１ 燃焼室 １２ 排ガス通路 １４ ウオータージャケット １７ 排ガス系路設備 １８ 熱交換器 １８０ パイプ ２０ 整流板 Ｕ 冷却水上昇流領域 Ｄ 冷却水下降流領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体内に燃焼室と燃焼室から上方に延び
   る排ガス通路とを有し、燃焼室内にて廃棄物を焼却し、
   その燃焼排ガスを排ガス通路から排ガス系路設備を経て
   排出するようにした焼却炉において、 炉体１０周壁には給水系路設備にて冷却水を供給される
   ウオータージャケット１４が設けられる一方、排ガス通
   路１２には複数のパイプ１８０からなる熱交換器１８が
   排ガス通路１２を横切ってかつ各パイプ１８０の一端側
   が他端側より高くなるように傾斜して設けられ、熱交換
   器１８の各パイプ１８０の両端がウオータージャケット
   １４に接続され、熱交換器１８の各パイプ１８０内の冷
   却水が燃焼排ガスの保有熱を吸収し、受熱した冷却水が
   パイプ１８０他端側の冷却水との比重差によってパイプ
   １８０の一端側に向けて自然流通しこれによってウオー
   タージャケット１４内の冷却水が熱交換器１８の各パイ
   プ１８０他端側に吸入されるようにしてなることを特徴
   とする焼却炉。
2. 【請求項２】 ウオータージャケット１４はその内部に
   冷却水の下降流領域Ｄと上昇流領域Ｕとに区画する整流
   板２０を有し、熱交換器１８の各パイプ１８０他端側が
   冷却水下降流領域Ｄに連通されている請求項１記載の焼
   却炉。