| 【発明の名称】 |
溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 利行
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 溶融燃焼炉（１１）の出口から排ガスを導く筒体（１ｂ）の軸心に、その筒体の内面に向けて圧縮空気を噴出するノズルを設けた付着物除去具（３）を設け、その付着物除去具は、その軸心を上下方向に往復駆動させながら且つその軸心まわりに回転駆動させることを特徴とした溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置。
【請求項２】 付着物除去具（３）のノズルは、その付着物除去具における回転軸心まわりの周方向に等分割された各位置にそれぞれ設けたものである請求項１記載の溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置。
【請求項３】 付着物除去具（３）の上下方向の往復動は、その付着物除去具が、筒体（１ｂ）の上端に充分長い時間の間その往復動を停止しているクリ−ニング休止時の動作と、そのクリ−ニング休止時より充分短い時間の間に前記往復動をするクリ−ニング時の動作とを交互に行うサイクルのうち、の前記クリ−ニング時の動作である請求項１記載の溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来における汚泥溶融燃焼炉１１の排ガス急冷器１０を側断面図によって示したものである。溶融燃焼炉１１は、炉内排ガス通路１１ａを介して炉の排ガス出口１１Ａに連通している。
【０００３】排ガス急冷器１０は、排気入口１０ａ上に筒体１０ｂを設置し、その上部に溶融燃焼炉１１からの排ガスが流出する出口１０Ｃを設けている。
【０００４】筒体１０ｂの天井部には窓１０ｃと孔１０ｄ，１０ｅを設けている。筒体１０ｂの外周にはジャケット１０ｆを設け、ジャケット１０ｆには冷却気入口１０Ｂとクリ−ニングエア−を供給する複数の孔１０ｇを設けている。
【０００５】上記従来における排ガス急冷器１０の作用は下記のとおりである。例えば、脱水粉末状にした汚泥は、溶融燃焼炉１１において燃焼溶融して減量される。その溶融燃焼炉１１における燃焼の際に生ずる排ガスは、炉内排ガス通路１１ａ、炉の排ガス出口１１Ａ、排気入口１０ａ、筒体１０ｂおよび出口１０Ｃを介して、次工程装置に排気し、その排気の際、その排気ガスは排ガス急冷器１０において急冷され排気してゆくようになっている。
【０００６】上記溶融燃焼炉１１における上記汚泥の燃焼において、その汚泥に含まれる有機物等の燃焼によって気体化する成分は、その燃焼によって気体となり出口１０Ｃから排出してゆく。
【０００７】更に、その汚泥中の重金属をも含んだスラグ化あるいは灰化（以下、灰等と呼ぶ）する成分は、溶融燃焼炉１１における高温によって液状化し、炉底１１Ｂに溜る。又、液状化したその灰等の成分は、その炉底１１Ｂから外部に取り出される。
【０００８】上記燃焼ガスの排出中において、排ガス急冷器１０においては、冷却気入口１０Ｂから水蒸気を送り込み、その水蒸気はジャケット１０ｆを通過して排ガス急冷器を冷却してゆく。
【０００９】孔１０ｇからは、間欠的にエア−を吹き込み、冷却用水蒸気の吹き出し孔１０ｈのつまりを防止している。
【００１０】このような排ガス急冷器１０を通過する燃焼ガスの排出において、その排ガス中には、一部、高温溶融状態となった上記粉末状あるいはダスト（ｄｕｓｔ）状のままの灰等が含まれている。それら排ガス中の溶融灰等は排ガスと共に炉内排ガス通路１１ａ、炉の排ガス出口１１Ａ、排気入口１０ａ、筒体１０ｂおよび出口１０Ｃを介して次工程に排気してゆく。
【００１１】その排出してゆくダスト状の溶融灰等の一部は、上記のように次工程へ排出してゆく際、排気入口１０ａおよび筒体１０ｂの内壁に付着する。特に、高温となっている排気入口１０ａの部分に付着した上記灰等ｓは溶融した状態のまま積もってゆき、そのままにしておくと、その積もった溶融灰等ｓが強固に固まり、排気入口１０ａを塞いでしまうことになる。
【００１２】このようなことから、その運転中においては、上部の窓１０ｃからその溶融灰等ｓの積もり具合を観察している。その観察によって、その積もり程度が大きくなると、上部の孔１０ｄあるいは１０ｅから人力によって棒を差し込み、それら灰等ｓを突き落とす。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記棒による強固に固まった付着物の突き落としにおいては、作業し易さのため溶融燃焼炉１１の火を消すと、再び上記汚泥を燃焼し且つ溶融させるまでの温度上昇に無駄な燃料と時間を要すことになる。このようなことから、その突き落としにおいては、炉内の温度を低下させずに、高温雰囲気での作業環境でその突き落とし作業をしている。
【００１４】排気入口１０ａの近傍温度は、炉内温度と較べ温度は少し低下する。そして、その少しの温度低下であっても、排気入口１０ａに付着した溶融灰等ｓは固形化し始める。そして、強固に固まった付着物となる。そのため、その突き落とし作業は困難なものとなっている。
【００１５】本発明の目的は、そのような人力による困難な付着物の突き落としと、その突き落とし作業のため溶融燃焼炉１１を停止させることなく、自動的にそれら付着物を取り除く溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】溶融燃焼炉（１１）の出口から排ガスを導く筒体（１ｂ）の軸心に、その筒体の内面に向けて圧縮空気を噴出するノズルを設けた付着物除去具（３）を設けている。
【００１７】その付着物除去具は、その軸心を上下方向に往復駆動させ且つその軸心まわりに回転駆動させるものとなっている。
【００１８】
【作用】溶融燃焼炉において処理物を燃焼すると、その燃焼温度によって可燃物質は燃焼して排ガスになり、残る灰等成分はその燃焼温度によって溶融して炉底に溜り、その溶融灰等は適宜、炉底から取り出される。
【００１９】その処理物の燃焼によって生じた排ガスは、その上部に設けた排ガス出口から次工程へと排出してゆく。
【００２０】上記排出ガスには、高温溶融状態となった粉末状のままの灰等を含み、その排ガス排出の際、それら粉末状の灰等が筒体の内面に付着する。
【００２１】上記作用中において、付着物除去具は、筒体の軸心まわりに回転しながら筒体内を上下方向に往復動する。又、この作用において、その付着物除去具におけるノズルからは、筒体の内面に向けて圧縮空気を噴出している。
【００２２】そのノズルから噴出した圧縮空気は、筒体の内面に付着した灰等を吹き飛ばし、筒体内の壁面を清浄に保持する。
【００２３】
【実施例】図１は、汚泥溶融燃焼炉の排ガス急冷器１を側断面図によって示したものであり、排ガス急冷器１は図６における従来の排ガス急冷器１０を改良したものである。
【００２４】図１において、汚泥溶融燃焼炉１１（図６）からの炉の排ガス出口１Ａ、排気入口１ａ、筒体１ｂ、ジャケット１ｄ、孔１ｅ、冷却気入口１Ｂおよび出口１Ｃのそれぞれは、実質、既に説明した図６における炉の排ガス出口１１Ａ、排気入口１０ａ、筒体１０ｂ、ジャケット１０ｆ、孔１０ｇ、冷却気入口１０Ｂおよび出口１０Ｃと同じである。
【００２５】図１が図６と異なっている部分は、Ｔバ−状の付着物除去具３の付加と、天井部１ｃの上部に付着物除去具３の駆動部を設けている点にある。なお、図１の天井部１ｃには、図６におけると同様に、筒体１ｂ内を観察する覗窓があるが、その図示は割愛している。
【００２６】籠体３Ａにおいて、付着物除去具３に固着したディスク３ｃには内歯歯車３ｄが固着し、籠体３Ａに固設したエア−・モ−タ（ａｉｒ ｍｏｔｏｒ）のピニオン（ｐｉｎｉｏｎ）は内歯歯車３ｄに歯車係合している。付着物除去具３は、その上下方向において、ディスク３ｃとスラスト軸受（図示せず）を介して籠体３Ａに支えられている。
【００２７】籠体３Ａに固設したエア−・タンク３Ｃとエア−・モ−タ３Ｂは、付着物除去具３の縦軸を中心として左右対称に設置し、エア−・モ−タ３Ｂとエア−・タンク３Ｃとは、その左右対称の位置において重量バランスをとっている。
【００２８】付着物除去具３の上端は、ロ−タリ・ジョイント（ｒｏｔａｒｙ ｊｏｉｎｔ）を介してフレキシブル・ホ−ス３ｅに接続している。
【００２９】籠体３Ａは案内塔４に案内されて上下方向に移動可能になっており、案内塔４の側面図を図２に示している。なお、図２においては、籠体３Ａ内におけるディスク３ｃ、内歯歯車３ｄ、エア−・モ−タ３Ｂおよびエア−・タンク３Ｃの図示を割愛している。
【００３０】図２において、籠体３Ａはワイヤ−３ｆによって吊り下げられており、ワイヤ−３ｆは、案内塔４に固設したロ−ラ−４ａ、４ｂを介してドラム４Ａａに巻き掛けられている。ドラム４Ａａは支持具４Ａに軸支し、モ−タ４Ｂはドラム４Ａａに連動し、支持具４Ａおよびモ−タ４Ｂは案内塔４に固設のステ−４Ｃに締着している。
【００３１】図３は、付着物除去具３とエア−・モ−タ３Ｂへの圧縮空気を供給する回路のシステム図を示したものである。図３において、圧縮空気供給源に接続した管路３ｐには圧力検出器ｐｇを設け、管路３ｐは分岐して、一方はバルブｖ１を介し、他方はバルブｖ２およびｖ３を介してホ−ス３ｅに合流し、ホ−ス３ｅはロ−タリ・ジョイント３ｇに接続している。
【００３２】ロ−タリ・ジョイント３ｇからの管路は、付着物除去具３の軸方向に設けた穿孔３ｈから管路３ｉを介してエア−・タンク３Ｃに連通している。エア−・タンク３Ｃに連通した管路３ｊはバルブｖ４および管路３ｋを介して付着物除去具３に設けた穿孔３ｍに連通し、穿孔３ｍは付着物除去具３の枝部３ａにおける各先端３ｂ、３ｂのノズルに連通している。
【００３３】エア−タンク３Ｃに連通した管路３ｎは、図示していないエア−・フィルタ、減圧弁およびリュ−ブリケイタを介して、図１に示したエア−・モ−タ３Ｂに接続している。
【００３４】図３において、バルブｖ１、ｖ２、ｖ３およびｖ４のそれぞれは可変絞り流路として設けてあり、バルブｖ１はバルブｖ２より小さな絞り流路に設定される。
【００３５】バルブｖ４は、エア−・タンク３Ｃにおける空気圧が、管路３ｎからエア−・モ−タ３Ｂまでの間に設けた上記減圧弁の設定圧以上に保持される限度に、管路３ｋの側への圧送空気量を調節する役目を有しているものである。なお、これらバルブｖ１、ｖ２、ｖ３およびｖ４は、それぞれ適切な絞り流量に設定された後は、それぞれその絞り量に設定されたままになっている。
【００３６】上記エア−・タンク３Ｃは、エア−・モ−タ３Ｂへの圧縮空気を供給する前側において、その圧縮空気中に含まれる水分を分離する役割を有して、溜った水分を抜き出すオ−トドレン装置を設けている。
【００３７】又、エア−・タンク３Ｃは、圧縮空気供給源としての元圧の脈動減衰の役割を有し、且つ又、圧縮空気の供給側である管路３ｐからの圧送空気量が一時的に低下するような場合、蓄圧器としての役割も有している。
【００３８】以上の実施例において、以下その作用を説明する。溶融燃焼炉１１において汚泥を燃焼させると、その燃焼によって有機物質等の可燃物質は燃焼して排ガスになり、残る灰等の成分や一部重金属等はその燃焼温度によって溶融して炉底（図６の炉底１１Ｂに相当し、図１における燃焼炉からの排ガス出口１Ａの下部）に溜る。又、その溶融灰等は適宜、その炉底から取り出される。
【００３９】同時に、その汚泥燃焼によって生じた排ガスは、炉の排ガス出口１Ａ、排気入口１ａ、筒体１ｂおよび出口１Ｃから次工程へ排出してゆく。上記排出ガス中には、高温溶融状態となった粉末状のままの灰等が含まれ、それら灰等の一部は、排気入口１ａおよび筒体１ｂの内壁面に付着する。
【００４０】又、上記溶融燃焼炉１１の燃焼中において、冷却気入口１Ｂからは水蒸気が圧送され、その水蒸気はジャケット１ｄを介して矢印ｄのように筒体１ｂ内へ送り込まれる。すなわち、その水蒸気はジャケット１ｄを通過する間に、筒体１ｂを冷却してゆく。
【００４１】又、同時に、筒体１ｂの下端において周方向に複数カ所設けている孔１ｅからは、クリ−ニング・エア−が筒体１ｂ内へ矢印ｅおよびｄのように供給され、上記水蒸気と共に吹き出し孔１ｈの目づまりを防止している。
【００４２】このような汚泥燃焼中において、付着物除去具３は下記のように作動する。最初、付着物除去具３は、その枝部３ａが図１の３ａｏに相当する位置、すなわち、排ガス急冷器１において排ガスが最も冷却されている位置に設定して、付着物除去具３はクリ−ニング休止時の状態となっている。なお、このクリ−ニング休止時の状態は、ドラム４Ａａによるワイヤ−３ｆの巻き上げにより、籠体３Ａが案内塔４の最上部へ固定されている状態となっている。
【００４３】このように枝部３ａが最上端に停止している状態において、バルブｖ３は閉じている。したがって、この状態において管路３ｐからの圧縮空気は、小流量開度側のバルブｖ１を介してホ−ス３ｅに供給されるから、そのホ−ス３ｅに供給される圧縮空気は小流量になっている。
【００４４】その小流量状態のホ−ス３ｅにおける圧縮空気は、ロ−タリ・ジョイント３ｇ、穿孔３ｈ、管路３ｉ、エア−・タンク３Ｃ、管路３ｊ、バルブｖ４、管路３ｋ、穿孔３ｍを介して、枝部３ａの先端３ｂのノズルから圧縮空気を噴出している。
【００４５】又、他方において、エア−・タンク３Ｃからの圧縮空気は管路３ｎを介してエア−・モ−タ３Ｂを駆動している。このエア−・モ−タ３Ｂの駆動は、ピニオン３Ｂａ、内歯歯車３ｄを介して付着物除去具３をその軸心まわりに回転させる。
【００４６】その付着物除去具３の軸心まわりの回転は、付着物除去具３の先端３ｂからの噴出空気が旋回撹拌しながら筒体１ｂの上部を冷却していることになる。
【００４７】このクリ−ニング休止時の場合、付着物除去具３において、穿孔３ｍから先端３ｂに圧縮空気を流していることは、高温の筒体１ｂの中にあってその圧縮空気が付着物除去具３を冷却する役割も果たしている。
【００４８】又、このクリ−ニング休止時の状態において、付着物除去具３の穿孔３ｍへ圧送している冷却用圧縮空気が小流量に設定されている理由は、枝部３ａの位置している天井部１ｃが、上記のように、筒体１ｂの最も温度を低くさせている場所に設定しているからである。
【００４９】この場合、そのクリ−ニング休止時において、圧縮空気を大量に噴出させても別に問題はない。しかし、必要以上の圧縮空気供給は大きな動力損失となるため、そのクリ−ニング休止時に枝部３ａを冷却するに必要な空気量に減量しているものである。
【００５０】次ぎに、上記汚泥の燃焼過程において、排気入口１ａおよび筒体１ｂの内壁へ付着した排気ガス中の灰等が、経験的に掻き落とされなければならない値に達するとされる時間間隔（例えば、３〜５回／日）ごとに、下記のクリ−ニング作業に入る。
【００５１】バルブｖ３を開くと、管路３ｐからの圧縮空気は、開度の大きなバルブｖ２の側からも流入することになるから、ホ−ス３ｅへ流入する圧縮空気量が上記クリ−ニング休止時におけるより増大する。
【００５２】又、この状態において、エア−・タンク３Ｃから管路３ｎを介しての圧縮空気がエア−・モ−タ３Ｂを駆動している。そのため、その駆動はピニオン３Ｂａ、内歯歯車３ｄを介して付着物除去具３をその軸心まわりに回転させている。
【００５３】なお、このクリ−ニング時の場合、上記のようにエア−・タンク３Ｃへの圧縮空気量供給が増大しているが、エア−・タンク３Ｃとエア−・モ−タ３Ｂの間には上記減圧弁（図示せず）を設けているから、エア−・モ−タ３Ｂへ供給される圧縮空気の圧力は一定圧となっている。その結果、上記のようにエア−・モ−タ３Ｂが付着物除去具３をその縦軸まわりに回転させる駆動力は一定になっている。
【００５４】このように、付着物除去具３を回転させ、且つ枝部３ａの先端３ｂから圧縮空気を噴出させている状態において、モ−タ４Ｂにブレ−キを掛けながら、ドラム４Ａａを緩やかに巻き戻してゆく。すると、そのドラム４Ａａによって巻き戻されてゆくワイヤ−３ｆは籠体３Ａを降下させてゆく。その結果、籠体３Ａによって吊り下げられている付着物除去具３も降下してゆく。
【００５５】その降下において、枝部３ａが排気入口１ａの最下端部に達すると、その位置を検出器（図示せず）が検出し、その検出信号によってモ−タ４Ｂは上記巻き戻しから、ドラム４Ａａによるワイヤ−３ｆの巻き上げ作動に入る。なお、このクリ−ニング時においては、その巻き上げ作動においても、上記管路３ｐからエア−タンク３Ｃへの圧縮空気量は、バルブ３を開にした空気量大の状態のままとなっている。
【００５６】このドラム４Ａａによるワイヤ３ｆの巻き上げによって、籠体３Ａが案内塔４に案内されながら上昇してゆき、その上昇によって、籠体３Ａに吊り下げられた付着物除去具３も上昇してゆく。
【００５７】その付着物除去具３の上昇において、付着物除去具３の枝部３ａが図１の３ａｏの最上端に達すると、その位置を検出器が検出してモ−タ４Ｂの駆動を停止させ、且つドラム４Ａａの回転をブレ−キ状態に設定し、このクリ−ニング作業の１サイクルを終了して、再び、上記クリ−ニング休止時に入る。
【００５８】ここでクリ−ニング作業の１サイクルは１分／回、程度の緩やかな行程であって、そのクリ−ニング作業は１日に３〜５回程度の頻度で行うものであり、且つ上記クリ−ニング休止時とクリ−ニング時の両動作は交互に繰り返される。
【００５９】このように、上記クリ−ニング作業は、付着物除去具３の枝部３ａが付着物除去具３の軸心まわりを回転しながら、筒体１ｂ内を上下することになり、そのことは、先端３ｂ、３ｂのノズルから噴出する圧縮空気が、排気入口１ａおよび筒体１ｂの内壁面に付着している灰等を旋回し且つ上下しながら吹き飛ばしてゆくことになる。
【００６０】ここで、このクリ−ニング時に上記のように先端３ｂのノズルから圧縮空気の噴射量を増大させている理由は下記のとおりである。
【００６１】その１は、排気入口１ａおよび筒体１ｂの内壁に付着した灰等を吹き飛ばす圧縮空気の噴出力を大きくすること。
【００６２】その２は、付着物除去具３が高温側の排気入口１ａまで降下するため、圧縮空気の通気量を増大して、付着物除去具３の冷却を促進すること。
【００６３】その３は、付着物除去具３の縦軸まわりの周方向において、各先端３ｂ、３ｂのノズルを等分割した位置に設け、且つそれらノズルからの噴出力を強めることによって、各ノズルからの圧縮空気の噴出力がその径方向に平衡し、その平衡が付着物除去具３の下端部を常に軸心へ位置させる自動調心作用を生じさせるものである。
【００６４】上記実施例において、付着物除去具３の枝部３ａはＴバ−状に径方向の対称の位置に２ケ設けた例としている。
【００６５】しかし、この枝部３ａは、図３における付着物除去具３のイイ断面として、図４の構成としてもよい。すなわち、図４においては、枝部３ａを３ケとし、且つそれら各枝部３ａは付着物除去具３の軸心を中心とした周方向に３等分割した各位置へ放射状に向けて設けているものである。
【００６６】又、上記枝部３ａは、更に図３におけるイイ断面において、図５のように枝部３ａを４ケにしてもよく、更に、その枝部３ａの数は無限の値に向かって増大させてもよい。
【００６７】要は、枝部３ａは，付着物除去具３の回転軸心まわりの周方向に等分割した各位置へ放射状に向けて複数個設けることが望ましい。しかも、その自動調心作用の面のみから考えると、枝部３ａの数は多い程、微細にその調心能力を高めることになる。
【００６８】又、上記実施例においては、燃焼溶融する対象物を汚泥としている。しかし、それら高温燃焼によってその対象物を溶融固形化し且つそれら対象物を固形化することによってそれら対象物の全容積を最小化して廃棄処理しやすくすることは、それら対象物を他の一般廃棄物とすることもできる。
【００６９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明における溶融燃焼炉の排ガス通路における付着物の除去装置は下記の効果を有している。
１）付着物除去具３の径方向において圧縮空気を噴出する各先端３ｂは、付着物除去具３の縦軸方向に移動しながら且つその軸心まわりに回転するものとなっっているから、その圧縮空気の噴射力は、筒体１ｂの内壁に付着した灰等を自動的に吹き落とすことが可能となるものである。
【００７０】２）又、付着物除去具３における先端３ｂのノズルを、その付着物除去具３の回転中心まわりの周方向に等分割した各位置に設ける場合は、それら各ノズルからの噴出空気力が径方向に平衡し、常に、付着物除去具３の軸心を調心することに貢献する。
【００７１】このことは、高温に晒されている付着物除去具３が、その高温によって縦軸方向の曲げ剛性を低下させることに対し、その調心作用は付着物除去具３の回転中心を精度よく保持することになる。
【００７２】３）付着物除去具３の動作が、筒体１ｂの上端に十分長い時間の間、位置するクリ−ニング休止時の動作と、十分短い時間内に縦軸方向に往復動するクリ−ニング時の動作との交互の繰り返しとなる場合は、そのクリ−ニング時の短い時間のみ高温の炉の排ガス出口１Ａの側まで往復動し、他のクリ−ニング休止時の長い時間は低温部に位置していることになる。
【００７３】このことは、そのクリ−ニング時以外は、付着物除去具３がより低温の位置に収納され、付着物除去具３の部材溶融を防止している。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３１７５９６９
【氏名又は名称】株式会社品川鐵工場
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１０８３３２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２３日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２８３１９３ |
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