JPH094830A

JPH094830A - 焼却炉の炉壁

Info

Publication number: JPH094830A
Application number: JP15139795A
Authority: JP
Inventors: Nobuharu Kimura; 信春木村; Yoshio Hibino; 義雄日比野; Tadahachi Goshima; 忠八五島; Minoru Ike; 稔池
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Tokyo Metropolitan Government
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Tokyo Metropolitan Government
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ごみ焼却炉，産業廃棄物焼却炉等で炉内面に
クリンカが付着するのを防ぐ空冷壁構造の改良。【構成】炉内壁を形成するレンガ（１）の外側に平行
に複数層のケーシング鋼板（２），（３），… を設
け、それらの間に冷却空気を流すことにより、レンガ
（１）を冷却する。また炉内に近いケーシング鋼板
（２）に取付けた支持台（９）上にレンガ（１）を載
せ、そのレンガ（１）を支持棒（１１）で、上記ケーシ
ング鋼板（２）の外側のケーシング鋼板（３）に固定す
るとともに、各レンガ（１）の間にはセラミックファイ
バロープ（８）を詰める。冷却空気による対流冷却効果
と各層間の放射冷却効果で、炉内壁（１）が効率よく冷
却される。また、各レンガ（１）が１枚ずつ独立して支
持されるので、熱応力や機械的強度に対して信頼性の高
い構造となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はごみ焼却炉，産業廃棄物
焼却炉その他の焼却炉の炉壁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の焼却炉の炉壁構造は、図９に例示
するように炉内側から耐火レンガ，断熱レンガ，
（Ｂ₁，Ｂ₂）保温材（ロックウール）を積層した構造
となっていた。また空冷壁構造については、特開昭５８
−２２８１８号，実開昭６２−４５５３２号等で提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、ごみ発熱量の増
加に伴って炉内が高温雰囲気となり、またＮＯ_x低減策
として低酸素で運転することにより灰の融点が低くなる
こと等に起因して、炉壁にクリンカが付着し、炉の長期
的な運転を困難にする場合がある。

【０００４】クリンカ付着量はレンガの表面温度が高い
領域で多くなる傾向があり、文献等によるクリンカ溶融
試験でも、クリンカは１１００℃程度で強く固着し、８
００〜９００℃以下ではほとんど付着しないと報告され
ている。ところが従来の炉壁構造は基本的に断熱構造と
なっているため、レンガ表面の温度は１０００℃以上の
高温となり、クリンカが非常に付着しやすい温度レベル
となっている。

【０００５】そこで、レンガ表面温度を低くするため
に、前記のとおりレンガを空気で冷却する空冷壁構造が
提案されているが、レンガ数枚を１ブロックとして鋼板
に取付けるような構造になっているため、熱膨張による
レンガの強度上に問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、炉の内壁面にレンガ層，同レンガ
層の外方に複数層のケーシング鋼板がそれぞれ配され、
上記レンガ層と上記ケーシング鋼板との間および上記ケ
ーシング鋼板相互の間に冷却用空気が流される焼却炉の
炉壁において、上記複数層のケーシング鋼板のうち最も
内側に配されたケーシング鋼板に取付けられた支持台の
上に上記レンガ層を構成する各レンガを載せ、それらレ
ンガを上記複数層のケーシング鋼板の一にそれぞれ支持
棒によって固定するとともに、各レンガ相互の間にセラ
ミックファイバロープを詰めたことを特徴とする焼却炉
の炉壁を提案するものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、内壁面のレンガ層の外方に
複数層のケーシング鋼板が配され、それらの層間に冷却
用空気が流されるので、空気による対流冷却効果と各層
間の放射冷却効果で、効率良く炉壁を冷却することがで
きる。また、最も内側のケーシング鋼板に取付けられた
支持台の上に各レンガを載せ、それらレンガをケーシン
グ鋼板の一にそれぞれ支持棒によって固定するので、各
レンガは１枚ずつ独立して支持され、熱応力や機械的強
度に対して信頼性の高い構造となる。更に、各レンガ相
互の間にセラミックファイバロープを詰めるので、冷却
用空気の流路と炉内とが完全に遮断される。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す縦断側面
図、図２は図１のII−II水平断面図である。また図３は
本実施例における空冷レンガの取付状況を示す縦断側面
図、図４は同じく正面図である。

【０００９】まず図１および図２において、約３５０mm
角，厚さ約８０mmのＳｉＣレンガ（１）を空冷レンガと
して積むことにより、炉内壁面のレンガ層を構成し、そ
のレンガ層の背後（外方）に４層のケーシング鋼板
（２），（３），（４），（５）を平行に配置する。レ
ンガ層とケーシング鋼板（２），（３），（４）により
形成される空間へ炉内側から順に冷却空気を流してレン
ガ（１）を冷却する。各空気層を仕切板（６）によって
分割するとともに、第１空気層の入口部にはパンチング
プレ−トを配置して空気流れを整流する。第３層のケー
シング鋼板（４）と第４層（外壁）のケーシング鋼板
（５）の間は静止空気層として断熱するとともに、この
外壁ケーシング（５）の内側には保温材を貼りつける。
また、空冷レンガ（１）は直接空気によって冷却するの
で、レンガとレンガの合せ面のシールのためにセラミッ
クファイバロープ（８）を用いる。

【００１０】次に図３および図４に示すように、レンガ
（１）は第１層のケーシング鋼板（２）に取付けられた
支持台（９）の上に載せるように積み上げてゆく。レン
ガ（１）の中央には半割構造のレンガ固定用レンガ（１
０）を嵌め込み、レンガ１個に対し１本のレンガ支持棒
（１１）を用いて第２層のケーシング鋼板（３）にワッ
シャ（１２）とナット（１３）で固定する。第１層のケ
ーシング鋼板（２）は高温となるので、熱応力を緩和す
るために薄板構造とするが、第２層のケーシング鋼板
（３）は厚板構造とし強度部材とする。

【００１１】本実施例においては、空冷レンガ（１）と
して熱伝導率の高いＳｉＣレンガを用い、かつその空冷
レンガ（１）の背後に平行に複数層のケーシング鋼板
（２），（３），（４）を設けることにより構成される
空間に冷却空気を流すので、レンガと空気による対流冷
却効果およびレンガ背面とケーシングとの放射冷却効果
により、効率良く炉壁を冷却することができ、かつ強度
上の信頼性も高い。また、空冷レンガ（１）の支持方法
として、ケーシング鋼板（２）に取付けられた支持台
（９）に空冷レンガ（１）を１枚ずつ載せて、空冷レン
ガ（１）とケーシング鋼板（３）をレンガ支持棒（１
１）によって固定し、各レンガの間にはセラミックファ
イバロープを詰めるので、シールと熱応力の緩和が達成
される。

【００１２】次に本実施例におけるレンガ冷却作用を図
５により説明する。炉内壁面の空冷レンガ（１）の背後
にケーシング鋼板（２），ケーシング鋼板（３），ケー
シング鋼板（４），ケーシング鋼板（５）を平行に設
け、それらで形成される空気層を炉内側から順に第１空
気層，第２空気層，第３空気層，静止空気層とする。ま
た冷却空気を第１空気層から順に第２，第３空気層に流
すとする。この場合、炉内高温ガスから空冷レンガ
（１）への入熱ｑは、レンガ内では熱伝導により伝わ
る。そしてレンガ背面から一部は対流伝熱ｑ_C11により
第１空気層へ放熱され、残りは放射伝熱ｑ_R1によりケー
シング鋼板（２）へ放熱される。レンガを効率良く冷却
するためには、放射伝熱ｑ_R1を大きくすることが必要
で、そのためにはケーシング鋼板（２）の温度を下げる
ことが有効である。そこで第２空気層に空気を流し、対
流伝熱ｑ_C21，放射伝熱ｑ_R2によってケーシング鋼板
（２）の温度を下げる。効率良く冷却を行なうためには
ｑ_R2を大きくすれば良く、このために第３空気層に冷却
空気を流す。

【００１３】このようにして、空気層を多くすればする
ほど、理論的にはレンガ温度は下がる傾向となるが、空
気層数が多くなると、空気層数の増加に対してレンガ温
度が降下する割合は小さくなり、また圧損も増加するの
で、実用上は３層程度が適切である。

【００１４】上記のとおり、本発明のような冷却方式に
おいては、放射による熱流束ｑ_R1，ｑ_R2，ｑ_R3，ｑ_R4を
大きくすることが重要となる。このためには、ケーシン
グ鋼板表面の放射率を増加させればよい。また対流伝熱
ｑ_C21等を大きくするために、ケーシング鋼板の表面積
（伝熱面積）を増加させることも有効である。ケーシン
グ鋼板表面の放射率を増加させる手段としては、通常の
ＳＵＳ板の代りに、焼いたり、あるいはアルカリによる
黒ぞめ処理を行なったりした酸化被膜付ケーシング鋼板
を使用することが考えられる。またカラー鉄板，耐熱塗
料付鉄板を使ってもよい。

【００１５】図６は炉内熱負荷が 25000 kcal/m²h の場
合のレンガ温度のシミュレーション結果を示す図であ
る。これによれば、ケーシング鋼板として通常のＳＵＳ
板を用いた場合（放射率 0.3 )でも、冷却空気量を調節
することにより、レンガ表面温度を８００〜９００℃以
下としてクリンカの付着を防止することができる。ま
た、ケーシング鋼板に酸化被膜を施して放射率を 0.8
に増加させれば、レンガ表面の温度は更に約１３０℃低
下し、非常に効率の良い冷却性能を達成できる。次に図
７は本発明の第２実施例を示す縦断側面図、図８は図７
のVIII−VIII水平断面図である。この実施例において
は、ケーシング鋼板（２），（３），（４）にそれぞれ
フィン（１４）が取付けられている。これによりケーシ
ング鋼板の伝熱面積が増加するので、前記のとおり対流
による伝熱量が大きくなって冷却効率が向上し、空冷レ
ンガ（１）の温度が更に低くなる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、焼却炉の内壁レンガ層
を効率良く冷却することができるので、レンガ壁面にク
リンカが付着するのを効果的に防止できる。またレンガ
は、１枚，１枚が独立した支持構造となっているので、
熱応力や機械的強度の観点からも信頼性の高い構造が実
現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例を示す縦断側面図で
ある。

【図２】図２は図１のII−II水平断面図である。

【図３】図３は上記実施例における空冷レンガの取付状
況を示す縦断側面図である。

【図４】図４は図３の正面図である。

【図５】図５は上記実施例における熱移動状況を示す図
である。

【図６】図６は上記実施例における空冷レンガ表面温度
の計算結果を示す図である。

【図７】図７は本発明の第２実施例を示す縦断側面図で
ある。

【図８】図８は図７のVIII−VIII水平断面図である。

【図９】図９は従来の焼却炉の炉壁構造を例示する図で
ある。

【符号の説明】

（１）空冷レンガ（ＳｉＣレンガ）（２）第１層のケーシング鋼板（３）第２層のケーシング鋼板（４）第３層のケーシング鋼板（５）第４層（外壁）のケーシング鋼板（６）仕切板（７）既設レンガ（８）セラミックファイバロープ（９）レンガ支持台（１０）レンガ固定用レンガ（半割）（１１）レンガ支持棒（１２）ワッシャ（１３）ナット（１４）フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五島忠八横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者池稔横浜市中区錦町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】炉の内壁面にレンガ層，同レンガ層の外
方に複数層のケーシング鋼板がそれぞれ配され、上記レ
ンガ層と上記ケーシング鋼板との間および上記ケーシン
グ鋼板相互の間に冷却用空気が流される焼却炉の炉壁に
おいて、上記複数層のケーシング鋼板のうち最も内側に
配されたケーシング鋼板に取付けられた支持台の上に上
記レンガ層を構成する各レンガを載せ、それらレンガを
上記複数層のケーシング鋼板の一にそれぞれ支持棒によ
って固定するとともに、各レンガ相互の間にセラミック
ファイバロープを詰めたことを特徴とする焼却炉の炉
壁。