JP2749492B2 - 流動床焼却炉の焼却物投入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚泥状物質などの焼却
物を流動床に投入する流動床焼却炉の焼却物投入装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流動床焼却炉は単一の投入装置に
より流動層の一部分にのみ焼却物を投入しており、一部
追加投入であったり、流動層内での反応が進みやすい物
質は流動層に対してあまり均一なる投入の必要性が無か
った。また、流動層外で反応が進みやすい物質は流動層
表面に対して均一なる投入の必要性があった。すなわ
ち、多点投入の必要な物質は、焼却物投入装置としての
多数の投入ガンを用いて苦労して行っていた。このよう
に、流動層を広く均一に有効に使って燃焼させるように
しなければ、流動層の温度分布が悪く、時にはフリーボ
ードばかりで燃えて流動層内では燃えず、流動層内の温
度が上がらなくなる。これを解決する従来の焼却物投入
装置を有する流動床焼却炉について、以下説明する。

【０００３】図４のａは従来の流動床焼却炉の構成を示
す縦断面図、ｂは従来の流動床焼却炉の平面図である。
図４のａ，ｂにおいて、焼却物供給装置１から焼却物移
送コンベア２内を移送された焼却物は、焼却炉本体３の
頂部に設けられたスクリューコンベア４の投入口４ａに
投入される。この投入された焼却物は、その排出口４ｂ
から、モータ５さらに歯車６，７によって回転する回転
式シュート８内に投入される。かくして、排出口４ｂか
ら排出された焼却物は、回転式シュート８の回転により
流動層９上に均一に分配される。そして、この焼却物
は、分散板10の下方から供給される流動化空気11によっ
て完全燃焼した後、排ガス12として上部排出口13から焼
却炉本体３の外に排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、焼却炉本体３の頂部から流動層９の表面まで距
離が有り過ぎるため、投入焼却物がばらけて分散、飛散
し易く、特に、蒸発、揮発が激しい焼却物の場合には流
動層上で燃え、流動層内での燃焼比率が下がって流動層
内の温度が十分に上がらず、焼却物の燃えにくい部分を
流動層内で乾燥させて最後まで燃やす機能が十分に発揮
されないという問題を有していた。

【０００５】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、流動層の温度分布を改善するとともに層内での燃焼
比率を向上することができて、広い流動床を効率良く利
用することができる流動床焼却炉の焼却物投入装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の流動床焼却炉の焼却物投入装置は、湾曲状の
先端部が炉内に配置されるとともに基端部が炉外に配置
された筒状の投入ガン本体と、前記投入ガン本体の筒状
部の途中に取り付けられた球面体と、フリーボード下部
の炉壁内に設置され、前記球面体を受ける球面軸受け
と、前記投入ガン本体の基端部を前記球面体を支点とし
て上下方向に揺動させるとともに前記球面体を前記球面
軸受けで受けて前記投入ガン本体を回動させる回動装置
と、前記投入ガン本体の筒状部内に焼却物を供給する焼
却物供給装置とを備え、投入ガン本体の先端から焼却物
を分散、飛散させることなく炉内に落下させるようにし
たものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、駆動装置で球面体を支点とし
て投入ガン本体の基端部を上下方向に揺動させるととも
に球面体を球面軸受けで受けて投入ガン本体を回動さ
せ、投入ガン本体の先端部の動きを上下方向と横方向の
動きを組み合わせて、焼却物供給装置から投入ガン本体
の筒状部内に供給された燃焼物を層表面に対して縦方向
に移動させながら横方向に万遍なく分配させるので、従
来の回転式シュートによる投入装置に比べて、特に角型
の流動層表面に対して隅部までより均一に燃焼物が分配
され、流動層の温度分布はより均一になり流動層は広く
均一に有効に使われる。また、投入ガン本体はフリーボ
ード下部に設置されているので、従来のように投入物が
落下過程でばらけて分散、飛散するようなことはなく、
蒸発、揮発が激しい焼却物の場合にも、流動層内での燃
焼比率は従来の場合に比べて改善され、流動層内の温度
も均一で焼却物の燃えにくい部分も流動層内で乾燥され
て最後まで燃やされる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例の流動床焼
却炉における焼却物投入装置の構成を示す縦断面図であ
る。図１において、焼却物投入本体部としての筒状の投
入ガン21の先端チップ部22はノズル状に構成され、下方
に湾曲している。この投入ガン21の基端部には、一端が
燃焼物供給装置23に接続された汚泥状物質供給用のフレ
キシブルホース24の他端が連結されている。また、投入
ガン21の基端部近傍には、冷却水供給用のフレキシブル
ホース25と、冷却水流出用のフレキシブルホース26がそ
れぞれ連結される冷却水管27ａ，27ｂがそれぞれ設けら
れ、これら冷却水管27ａ，27ｂは投入ガン21内部と連通
して、投入ガン21内部に冷却水を循環させる構成であ
る。さらに、投入ガン21の湾曲部と冷却水管27ａ，27ｂ
の接続部の間には、球面体を構成する２つ割りの球面ボ
ール28が上下にそれぞれ取り付けられ、また、投入ガン
21から分離可能な構造である。

【０００９】また、流動層表面に近いフリーボード下部
で垂直の耐火性外壁29の内部には、水冷ジャケット30で
保護された球面軸受け31が設けられている。この水冷ジ
ャケット30は断面略コ字状で、その一方端部に冷却水が
流入する流入口30ａが設けられ、また、他方端部に冷却
水が流出する流出口30ｂが設けられ、これら流入口30ａ
と流出口30ｂの間に冷却水循環路が設けられている。ま
た、この水冷ジャケット30の内部上下位置には２つ割り
の球面座32がそれぞれ設けられ、これら半割球面座32を
水冷ジャケット30で冷却する構成である。さらに、これ
ら上下の半割球面座32の内周面に、投入ガン21の上下の
半割球面ボール28の外周面を挟み込んで、半割球面座32
の内周面内で半割球面ボール28を回動自在に受ける構成
である。さらに、この水冷ジャケット30の垂直壁部分30
ｃおよび、この垂直壁部分30ｃに接する外壁29には、炉
内部に投入ガン21の先端部が挿入される挿通孔33が設け
られている。さらに、２つ割りの球面座32をそれぞれ外
せば、上下の球面ボール28ごと挿通孔33から投入ガン21
が抜ける構成である。

【００１０】さらに、この半割球面ボール28と冷却水管
27ａ，27ｂの接続部の間には、投入ガン21の軸心を中心
として投入ガン21を回動自在に外嵌して支持する支持部
材34が設けられ、この支持部材34の下方部にはアーム35
の一方端が揺動自在に軸支されている。このアーム35の
他方端部はアーム36の一方端が揺動自在に軸支されてい
る。このアーム36の他方端部はモータ37の軸に固定され
ている。これらにアーム35，36よりなるリンク機構や減
速機（図示せず）を介して投入ガン21の基端部を矢印Ａ
に示す方向に上下に移動させ、球面軸受け31に支持され
た半割球面ボール28を支点として投入ガン21の先端部を
矢印Ｂに示す方向に上下に揺動させる構成である。さら
に、投入ガン21の外壁には投入ガン21を所定角度回動さ
せるための回動支持部材38が立設され、図２に示すよう
に、この回動支持部材38の先端部はアーム39の一方端に
揺動自在に軸支され、アーム39の他方端部はアーム40の
一方端に揺動自在に軸支されている。このアーム40の他
方端部は、支持部材34の下方にブラケット41を介して取
り付けられたモータ42の軸に固定されている。

【００１１】上記構成により、以下、その動作を説明す
る。まず、冷却水を投入ガン21の内部に循環させて投入
ガン21を冷却する。また、冷却水を水冷ジャケット30の
内部に循環させて半割球面座32を冷却する。そして、モ
ータ37を回転させることによりモータ37の軸に固定され
たアーム36を回転させ、アーム35を介して支持部材34と
ともに投入ガン21の基端部を矢印Ａに示す方向に上下に
揺動させ、球面軸受け31の半割球面座32に支持された半
割球面ボール28を支点として投入ガン21の先端部を矢印
Ｂに示す方向に上下に揺動させる。これと同時に、モー
タ42を回転させることによりモータ42の軸に固定された
アーム40を回転させ、アーム39を介して回動支持部材38
とともに投入ガン21の基端部を矢印Ｃに示す方向に、球
面軸受け31の半割球面座32で半割球面ボール28を支持し
て所定角度回動させ、これにより、投入ガン21の先端チ
ップ部22を横方向に揺動させる。

【００１２】このとき、燃焼物供給装置23からフレキシ
ブルホース24を介して汚泥状焼却物が投入ガン21の基端
部に供給される。投入ガン21の先端チップ部22の上下運
動と横運動が組み合わされて、図３の矢印に示す軌跡よ
うに、広い流動層表面に均一に汚泥状焼却物を噴射させ
て散布することができる。ここで、この投入ノズル21の
首振りは、一周期を0.5 〜５分程度でゆっくり動かす。
また、アーム35を介して支持部材34を上下に移動させた
ときに、投入ガン21を外嵌した支持部材34の内周面と投
入ガン21はその長手方向に多少擦れるが、その擦れは、
リンク機構部などのピン連結部で吸収可能である。

【００１３】したがって、流動床焼却炉が大きくなり、
かつ汚泥状物質が層内反応を必要とする焼却の場合で、
特に、油スラッジ、トリデンイソシアネイト（ＴＤＩ）
廃液など、層外に出て燃焼し易いような場合に、１本の
投入装置で広い層面積に均一に分散する必要があるが、
投入ガン21の先端部の動きを縦方向と横方向の動きを組
み合わせて汚泥状の燃焼物を層表面に対して万遍なく分
配させることができる。このため、従来の回転式シュー
トによる燃焼物投入装置に比べて、特に角型の炉の場
合、流動層表面に対して隅部までより均一に汚泥状の燃
焼物を分配することができるので、流動層の温度分布を
より均一にすることが可能となり流動層を広く均一に有
効に使って燃焼させることができる。

【００１４】また、投入ガン21はフリーボード下部に設
置されているので、従来のように、あまり投入物が投入
ノズル21からの落下過程でばらけて分散、飛散すること
はなく、蒸発、揮発が激しい焼却物の場合にも、流動層
内での燃焼比率は従来の場合に比べて改善され、流動層
内の温度は良好に上がって焼却物の燃えにくい部分を流
動層内で乾燥させて最後まで燃やすことができる。

【００１５】さらに、一般に、炉内圧は−数十ｍｍＡｑ
とかなり低く運転するので、そのシール性が重要である
が、投入ガン21の球面軸受け31の半割球面座32にはテフ
ロンが使用され、グリスが添加されて炉内のシール性は
十分保たれ、かつ投入ガン21の先端部の首振りに対する
耐久性にも十分優れている。さらに、球面座31が２つ割
りで、球面ボール28ごと投入ガン21が抜け、球面ボール
28も２つ割りで分離できるため、投入ガン21は抜き差し
ができて簡単に分解、取替えできる。

【００１６】なお、本実施例の駆動装置は、モータ37か
らリンク機構を介して支持部材34を上下に移動させると
同時に、モータ42からリンク機構を介して回動支持部材
38を揺動させて投入ガン21を所定角度回動させることに
より、投入ガン21の先端部を上下方向および横方向に振
らせる構成としたが、この構成に限らず、図３の矢印に
示す軌跡のように、広い流動層表面に均一に汚泥状焼却
物を散布する構成の駆動装置であればよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、汚泥状な
どで流動層内での熱分解が必要で、かつ揮発が激しく層
上に逃げやすい物質の場合であっても、流動層表面に対
して隅部までより均一に燃焼物が分配されるため、流動
層表面の温度分布を改善することができ、また、投入ガ
ン本体はフリーボード下部に設置されるため、投入物が
落下過程でばらけてあまり分散、飛散せず層内での燃焼
比率を向上させることができる。したがって、流動層内
の温度も均一で広い流動床を効率良く利用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の流動床焼却炉における焼却
物投入装置の構成を示す縦断面図

【図２】図１の焼却物投入装置における投入ガンの回動
駆動装置を示す正面図

【図３】図１の焼却物投入装置により焼却物を散布した
軌跡を示す流動層表面図

【図４】ａは従来の流動床焼却炉の構成を示す縦断面
図、ｂは従来の流動床焼却炉の平面図

【符号の説明】

21 投入ガン 22 先端チップ部 23 燃焼物供給装置 28 球面ボール 29 耐火性外壁 31 球面軸受け 32 半割球面座 34 支持部材 35，36，39，40 アーム 37，42 モータ 38 回動支持部材 41 ブラケット

フロントページの続き (72)発明者 佐野 順一 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 中井 誠一 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−57372（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−42407（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湾曲状の先端部が炉内に配置されるととも
   に基端部が炉外に配置された筒状の投入ガン本体と、前
   記投入ガン本体の筒状部の途中に取り付けられた球面体
   と、フリーボード下部の炉壁内に設置され、前記球面体
   を受ける球面軸受けと、前記投入ガン本体の基端部を前
   記球面体を支点として上下方向に揺動させるとともに前
   記球面体を前記球面軸受けで受けて前記投入ガン本体を
   回動させる回動装置と、前記投入ガン本体の筒状部内に
   焼却物を供給する焼却物供給装置とを備え、投入ガン本
   体の先端から焼却物を分散、飛散させることなく炉内に
   落下させるようにした流動床焼却炉の焼却物投入装置。