空冷式排ガス冷却塔
【課題】 排ガスの冷却や煤塵除去が可能なコンパクトな空冷式排ガス冷却塔の提供。
【解決手段】 内胴２８は、下方へ開口した筒状に形成され、上部から排ガスが導入される。外胴２９は、内胴２８よりも上下へ延出した筒状で、内胴２８との間に環状空間３０を形成して配置される。仕切板３６は、内胴２８の下端部から下方へ離隔して、外胴２９の下部を閉塞するよう設けられる。仕切板３６に設けた空気管４０を介して、環状空間３０へ空気が噴出される。これにより、内胴２８の上部から導入された排ガスは、内胴２８の下部でＵターンして外胴２９の上部から排出される。空気管４０の上端部に４５°エルボを設ければ、環状空間３０に旋回流を生じさせ、排ガス中の煤塵を遠心分離することができる。
【解決手段】 内胴２８は、下方へ開口した筒状に形成され、上部から排ガスが導入される。外胴２９は、内胴２８よりも上下へ延出した筒状で、内胴２８との間に環状空間３０を形成して配置される。仕切板３６は、内胴２８の下端部から下方へ離隔して、外胴２９の下部を閉塞するよう設けられる。仕切板３６に設けた空気管４０を介して、環状空間３０へ空気が噴出される。これにより、内胴２８の上部から導入された排ガスは、内胴２８の下部でＵターンして外胴２９の上部から排出される。空気管４０の上端部に４５°エルボを設ければ、環状空間３０に旋回流を生じさせ、排ガス中の煤塵を遠心分離することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼却炉などにおいて、排ガスを冷却し、あるいはフライアッシュなどの煤塵を除去するための排ガス冷却塔に関するものである。特に、廃棄物などの被焼却物を乾留ガス化して、その乾留ガスを燃焼させる形式の乾留焼却炉において、その燃焼室からの排ガスを冷却し、また煤塵を除去するのに好適に用いられる空冷式排ガス冷却塔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉の排ガスの冷却や煤塵除去に関し、下記特許文献に開示されるものが提案されている。これらは、いずれもエゼクタおよびサイクロン集塵装置を用いたものである。
【０００３】
【特許文献１】特公昭３３−７７９４号公報 （第１頁右欄第９−１７行）
【特許文献２】特公昭６１−２５９６４号公報 （第４頁左欄第３３行−右欄第４０行、第４−５図）
【特許文献３】特許第３０９２７９４号公報 （段落番号０００３、００１４−００１５、００２５−００２６、００３１−００３３、図１、図６−７、図１１−１４）
【特許文献４】特開昭６０−２１１２１８号公報 （第２頁左上欄第１１行−右上欄第１１行、第２図）
【特許文献５】登録実用新案第３０１９５４２号公報 （段落番号００２５−００２８、００３２−００３３、図４、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記各特許文献に開示される発明は、いずれも排ガスを上方へ昇らせていくだけであり、高い煙突が必要であった。また、排ガスからの煤塵の除去には、サイクロン集塵装置が使用されていた。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる課題は、コンパクトに、排ガスの冷却や、排ガスからの煤塵の除去が可能な排ガス冷却塔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、下方へ開口した筒状の内胴と、この内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、前記内胴または前記環状空間の内、いずれか一方の上部から導入される排ガスを、他方へ折り返して導入するために、前記内胴の下部開口または前記環状空間下部の内、前記導入されるガスの下流側となる側に、上方へ向けて噴流を形成するエゼクタ部とを備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔である。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、前記内胴または前記環状空間の内、いずれか一方の上部にガス導入部が設けられ、他方の下部にエゼクタ部が設けられる。そして、エゼクタ部から空気を上方へ噴出させることで、内胴または外胴の内、いずれか一方の胴の上部から導入されるガスは、その胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして他方の胴を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて排気することで、ドラフトを形成するための高い煙突が不要となる。また、エゼクタ部からの空気により、ガスの冷却を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、下方へ開口した筒状に形成され、上部から排ガスが導入される内胴と、この内胴よりも上下へ延出するとともに前記内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、前記環状空間へ上向きに噴流を形成するエゼクタ部とを備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔である。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、エゼクタ部からの空気は、内胴と外胴との間の環状空間に上方へ向けて噴出される。これにより、内胴の上部から導入されるガスは、内胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして外胴（前記環状空間）を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて排気することで、ドラフトを形成するための高い煙突が不要となる。また、エゼクタ部からの空気により、ガスの冷却を図ることができる。しかも、内胴の外周部に空気が噴出されることで、内胴の過熱も防止することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記内胴および前記外胴は、円筒状で同心円状に配置されており、前記エゼクタ部が、前記内胴の下端部から下方へ離隔して、前記外胴の下部を閉塞するよう設けられる仕切板と、この仕切板に備えられ前記環状空間へ向けて上向きに噴流を形成する空気導入部とから構成されることを特徴とする請求項２に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、仕切板に設けた空気導入部からの空気は、内胴と外胴との間の環状空間に上方へ向けて噴出される。これにより、内胴の上部から導入されるガスは、内胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして外胴（前記環状空間）を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて排気することで、ドラフトを形成するための高い煙突が不要となる。また、仕切板に設けた空気導入部からの空気により、ガスの冷却を図ることができる。しかも、内胴の外周部に空気が噴出されることで、内胴の過熱も防止することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記空気導入部は、前記仕切板に周方向へ所定間隔に設けられる複数の空気管からなり、この各空気管は、前記内胴の下端部かそれと前後する位置まで上方へ延出して設けられており、この各空気管を介して、送風機からの空気が前記環状空間へ噴出されることを特徴とする請求項３に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、仕切板に周方向へ所定間隔に設けた複数の空気管は、それぞれその先端部を前記環状空間へ向けて、その先端部が内胴の下端部程度の高さ位置まで延出して設けられる。そして、この各空気管から上方へ向けて空気が噴出される。従って、この各空気管はマルチエゼクタのノズルとして機能し、高速の円形噴流による周囲流体に対する強い剪断力によりガスの誘導伴流による吸引と冷却が一層効果的になされる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記仕切板には、前記環状空間と対応した位置に、前記空気管に加えて空気穴が貫通形成されていることを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、各空気管に加えて空気穴も仕切板に形成することで、この空気穴からの空気により、ガスの冷却風量を増加させることができる。また、この空気穴からの空気は、ガスのＵターン空間（外胴の下部）の冷却にも寄与する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記外胴の下端部には筒状の外箱が、前記外胴よりも下方へ延出するとともに前記外胴との間に環状の隙間を形成して配置され、この環状の隙間内の上方位置において、前記外胴の周側壁には連通穴が貫通形成されており、前記外箱内における前記仕切板より下方空間に、前記送風機から空気が供給されることを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、外胴と外箱との間の環状隙間に空気を流すことで、ガスのＵターン部（外胴の下部）を冷却することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記空気管は、前記環状空間に旋回流を生じさせるよう設けられており、この旋回流により前記環状空間の外周部へ移動した煤塵を、前記外胴に設けた連通開口を介して集塵する集塵装置を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、前記各空気管がマルチエゼクタのノズルとして機能し、強い剪断力によりガスの誘導と冷却が一層効果的になされる。また、排ガスに含まれる煤塵は、旋回流により遠心力を受けて半径方向外側へ所定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の壁面へ到達することになる。そして、その箇所には連通開口が形成されているので、その連通開口を介して煤塵は外部へ導出され集塵される。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記各空気管は、上下方向に沿って設けられたパイプの上端部が、前記環状空間の周方向斜め上方へ向けて開口しており、前記外胴の中途または上部には、集塵装置と連通する連通開口が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、各空気管を形成するパイプは、仕切板に上下方向に沿って立設されて設けられるので、パイプ自体を傾斜させる場合と比較して、製作が容易である。しかも、そのパイプの上端は、環状空間の周方向斜め上方へ向けて開口するので、環状空間に旋回流を生じさせることができる。これにより、排ガスに含まれる煤塵は、旋回流により遠心力を受けて半径方向外側へ所定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の壁面へ到達することになる。そして、その箇所には連通開口が形成されているので、その連通開口を介して煤塵は外部へ導出され集塵される。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、前記集塵装置に加えて、上面が閉塞され下部が円錐状とされた外筒材と、この外筒材の上部中央に設けられた内筒材とからなる第二の集塵装置を備えており、この第二の集塵装置は、前記外筒材の上部にその接線方向に配置された導入管が、前記外胴の前記連通開口に接続される一方、前記内筒材の上部が、前記連通開口より上方位置において前記外胴に接続されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２２】
請求項９に記載の発明によれば、第二の集塵装置を用いることで、請求項７または請求項８に記載の作用効果を一層高めることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、着火手段を有し、被焼却物を収容して乾留ガス化するガス化室と、助燃バーナを有し、前記ガス化室からの乾留ガスを燃焼させる燃焼室とを備えた乾留焼却炉に適用され、前記ガス化室の上部に水平に配置された前記燃焼室の出口に、前記内胴の上端部が接続されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、ガス化室の上部に水平に配置された燃焼室の出口に、請求項２〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔の内胴が接続される。この内胴の上部から導入される排ガスは、内胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして外胴（前記環状空間）を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて誘引排気することで、従来のドラフトを利用する焼却炉のような高い煙突が不要となり、乾留焼却炉をコンパクトな構成とすることができる。また、内胴内においては、比較的高温状態で排ガスが滞留するので、排ガス中に未燃分が含まれている場合には、内胴内において燃焼させ、内胴を副燃焼室として機能させることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、前記ガス化室には、そのガス化室内の圧力を検出する圧力センサが設けられており、前記ガス化室内を一定負圧に維持するように、前記圧力センサからの検出信号に基づき前記エゼクタ部への送風機が制御されることを特徴とする請求項１０に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２６】
請求項１１に記載の発明によれば、ガス化室の内圧を圧力センサで検出し、インバータ制御などで送風機の回転数を変えることで、ガス化室の内圧を一定の負圧状態に維持することができる。これにより、ガス化室から外部（燃焼室以外）へ乾留ガスが漏れ出ることが防止され、安全性を高めることができる。
【００２７】
さらに、請求項１２に記載の発明は、排ガスを請求項１〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔へ導くことを特徴とする焼却炉である。
【００２８】
請求項１２に記載の発明によれば、各種焼却炉において、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明による作用効果を達成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、コンパクトに、排ガスの冷却や、あるいは排ガスからの煤塵の除去が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明の空冷式排ガス冷却塔は、焼却炉などからの高温ガスの冷却を図り、あるいはそれにそれに加えて、煤塵を含んだガスからの煤塵除去を図るものである。このような排ガス冷却塔には、通常、排ガスが導入されるが、少なくとも一部が燃焼状態にある燃焼ガスの状態で導入される場合もある。それ故、本明細書においては、排ガスは燃焼が完了していない燃焼ガスを含む概念として使用する。燃焼が完了していない排ガスの場合は、前記冷却塔おいて燃焼を完結させるよう構成するのがよい。排ガスの燃焼完了の如何に拘わらず前記冷却塔において、排ガスは冷却され、また煤塵を除去された後、その冷却後または除塵後の排ガスは、外部へ排出される。
【００３１】
本実施形態の排ガス冷却塔は、筒状の外胴内に、同じく筒状の内胴が差し込まれ、二重筒状とされている。内胴および外胴は、円筒形状であり、同心円状に配置される。外胴の内径は、内胴の外径よりも十分大きく、内胴と外胴との間には、円筒状の隙間からなる環状空間が形成される。
【００３２】
内胴または外胴の下部には、上方へ向けて噴流を形成するエゼクタ部が設けられる。本実施形態のエゼクタ部は、次のような構成とされている。すなわち、外胴の下部には、内胴の下端部から下方へ離隔した位置に、外胴の内穴を閉塞するように円板状の仕切板が設けられている。そして、この仕切板の下方空間は、中空箱状の風箱部とされており、この風箱部には、送風機から空気が供給される。風箱部に供給された空気は、仕切板に設けられた開口からなる空気導入部を介して、内胴の内穴または前記環状空間へ噴出する構成である。
【００３３】
焼却炉などからの排ガスは、内胴または外胴（前記環状空間）の内、いずれか一方の上部から導入され、その胴の下方へ誘導された後、Ｕターンして他方の胴を上方へ進み、外部へ排出される。このような排ガスの動きを実現するために、前記仕切板の空気導入部は、Ｕターン後の側に設けられる。つまり、内胴の上部から排ガスを導入する場合には、環状空間の下部から空気導入され、環状空間の上部から排ガスを導入する場合には、内胴の内穴と対面した中央部から空気導入される。
【００３４】
但し、排ガスは内胴の上部から導入し、内胴の下部へ誘導した後、内胴と外胴との環状空間へＵターンさせて、上方へ排出するのがよい。この場合、仕切板には、環状空間と対応した外周位置に空気導入部が設けられ、仕切板の外周部から上方へ向けて空気が噴出される。このような空気噴出を行う空気導入部は、エゼクタとして機能する。その結果、内胴の上部から導入される排ガスは、内胴の下方へ誘導され、前記環状空間へＵターンされた後、上方へ排出されることになる。また、空気導入部からの空気の噴出は、内胴の上部からの排ガスを冷却するだけでなく、内胴や外胴の冷却にも寄与する。
【００３５】
仕切板に設ける空気導入部は、単なる貫通穴でもよいが、パイプ状の空気管とするのが好ましい。このパイプは、仕切板の外周部に、周方向等間隔に複数または多数設けるのがよい。各空気管は、同一の形状および大きさとされ、単なる円筒パイプ状でもよいし、所望により先端部を絞ったノズル状としてもよい。各空気管は、それぞれ内胴の下端部かそれと若干前後する位置まで上方へ延出して設けられる。典型的には、各空気管の先端部は、内胴の下端部よりもやや上方高さ位置まで延出して設けられる。これにより、風箱部からの空気が、各空気管を介して内胴と外胴との間の環状空間へ確実に導入される。さらに、内胴の下端部を、下方へ行くに従って縮径するテーパ状に絞っておけば、排ガスのＵターンはより円滑になされる。
【００３６】
また、仕切板の外周部には、前記各空気管に加えて、適宜の空気穴を貫通形成してもよい。この空気穴を設けた場合には、空気穴からの空気により、排ガスの冷却風量を増加させることができる。また、この空気穴からの空気は、ガスのＵターン空間（外胴の下部）の冷却にも寄与する。
【００３７】
さらに、外胴の下端部に、筒状の外箱を設け、両者の間に空気を通すことで、外胴の冷却を図ってもよい。すなわち、外箱は、外胴よりも大径の円筒状であり、その上部には同心円状に外胴の下端部が差し込まれ、外胴との間に環状の隙間が形成される。また、外箱の下部は、外胴よりも下方へ延出して、前記風箱部が形成される。さらに、外箱と外胴との間の環状の隙間は、上端部において閉塞されており、その閉塞部のすぐ下方位置において、外胴の周側壁には連通穴が貫通形成されている。これにより、風箱部からの空気は、前記空気導入部から前記環状空間へ導入されるだけでなく、外胴と外箱との間の環状の隙間を介しても前記環状空間へ導入される。そして、後者の流れによって、外胴の下端部を冷却することができる。
【００３８】
そして、前記空気導入部から噴出される空気により、内胴と外胴との間の環状空間に旋回流を生じさせ、この旋回流により排ガス中の煤塵を分離除去し、クリーンな排ガスのみを排出する第一の集塵装置（以下、第一集塵装置）を設けることができる。この場合、旋回流により環状空間の外周部へ移動した煤塵は、外胴に設けられた連通開口を介して集塵部へ導出され、捕捉される。
【００３９】
具体的には、各空気管の上部開口を、空気管の配置したピッチ円の接線方向へ向け、しかも４５°斜め上方へ向けて配置するのがよい。この際、製作の容易性を考慮して、仕切板には上下方向に沿ったパイプを周方向等間隔に配置し、各パイプの上端部に、エルボを溶接などで接続するのがよい。
【００４０】
このようにして、前記環状空間に旋回流を生じさせることで、排ガス中に含まれる煤塵は、旋回流により遠心力を受けて半径方向外側へ一定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の壁面へ到達することになる。そして、その箇所には連通開口が形成されているので、その連通開口を介して煤塵は外部へ導出され集塵される。この第一集塵装置における集塵部は、連通開口を通過してきた煤塵を集め落下させるための筒状のケースとしている。
【００４１】
前記第一集塵装置に加えてサイクロン集塵装置からなる第二の集塵装置（以下、第二集塵装置）を付加することができる。この第二集塵装置について説明すると、この第二集塵装置は、上面が閉塞された円筒状で、下部が下方へ行くに従って縮径する円錐状とされた外筒材と、この外筒材の上部中央に上下に貫通して設けられる比較的短い内筒材とからなる。また、外筒材の上部外周面には、外筒材の中心から偏心して、典型的には外筒材の接線方向に向けて、導入管が接続されている。
【００４２】
そして、この導入管は、前記外ケースひいては前記連通開口と接続されており、前記内筒材の上部は、戻し管を介して、前記連通開口より上方位置において前記外胴に接続される。さらに、前記風箱部への空気供給用の送風機からの空気は、この戻し管にも供給される。具体的には、戻し管には、下流側（この第二集塵装置から離間する側）へ向けて空気を噴出するエゼクタが設けられている。
【００４３】
この第二集塵装置を設けた場合には、前記連通開口から第二集塵装置へ分岐して導入される排ガスは、導入管によって外筒材の内部で旋回流を生じることで、煤塵は外筒材の下部に集塵される。そして、クリーンな排ガスは、内筒材および戻し管を介して、外胴へ戻される。
【００４４】
以上の構成の空冷式排ガス冷却塔は、各種焼却炉に適用可能であるが、特に次のような構成の乾留焼却炉に好適に適用される。この乾留焼却炉は、乾留ガス化方式および二次燃焼方式の焼却炉であり、着火手段を有するガス化室と、助燃バーナを有する燃焼室とを備える。
【００４５】
前記ガス化室には、投入扉が開閉可能に設けられており、廃棄物などの被焼却物が投入され収容される。このガス化室には、収容された被焼却物に点火するための着火手段が設けられている。この着火手段は、ガス化室の前記投入扉や側壁などに設けられ、補助燃料を燃焼させるバーナが好適に用いられる。さらに、ガス化室には、着火バーナにて点火された被焼却物を燃焼（乾留を含む）させるために、ガス化室内に空気を導入するガス化空気路が接続されている。このガス化空気路を介したガス化室内への空気供給は通常、ガス化室の炉床から行われる。
【００４６】
前記燃焼室は、前記ガス化室の上部や中央部と連通可能に設けられる。この際、燃焼室は、上下方向に延出して配置してもよいが、水平方向に延出して配置するのがよい。燃焼室を上下方向に配置して、その下部に助燃バーナを設けた場合には、助燃バーナに煤塵などが落下して故障の原因となり得るが、燃焼室を水平方向に配置すれば、そのような不都合を防止できる。
【００４７】
燃焼室を水平に配置する場合には、ガス化室の上壁または側壁と、燃焼室の左右方向一端部とを接続する。このようにして、燃焼室は、一端部がガス化室と連通して設けられ、この一端部側に助燃バーナが設けられる。この助燃バーナは、補助燃料を燃焼させるものである。また、この助燃バーナに近接して、ガス化室からの乾留ガスの導入部が設けられるが、この導入部へ空気を導入するために、燃焼室には燃焼空気路が接続される。
【００４８】
一方、燃焼室の他端部には、上述した排ガス冷却塔が接続される。排ガス冷却塔は、その内胴の上端部が燃焼室に接続される。これにより、燃焼室からの燃焼ガスは、内胴の上部へ導入され、内胴の下部にて外胴との環状空間へＵターンして、排ガスとして外胴の上部から排出される。その際、外胴の上端部に排気筒が設けられるが、外胴自体が排気筒を兼ねるよう構成してもよい。こうした水平の燃焼室と上述の排ガス冷却塔との組み合わせにより乾留焼却炉のコンパクト化を実現できる。
【００４９】
ところで、このような乾留焼却炉における安全性の向上策として、ガス化室の前記投入扉の周囲の隙間などから外部へ乾留ガスが漏れ出すことを防止するのがよい。そのために、本実施形態では、ガス化室の内圧は一定の負圧状態に維持される。具体的には、前記風箱部への空気供給用の送風機を、ガス化室の内圧に基づきインバータ制御して、ガス化室の内圧を一定の負圧状態に維持すればよい。
【実施例１】
【００５０】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例１が適用された乾留焼却炉の一例を示す概略構成図である。本実施例の乾留焼却炉は、乾留ガス化方式および二次燃焼方式により、廃棄物などの被焼却物を焼却処理する装置である。本実施例の乾留焼却炉は、着火バーナ１を有し被焼却物（不図示）を収容するガス化室２と、助燃バーナ３を有しガス化室２内に収容した被焼却物から発生させた乾留ガスを燃焼させる燃焼室４と、ガス化室２や燃焼室４およびそれらに設けた前記各バーナ１，３へ空気を供給する第一送風機５と、前記各バーナ１，３および前記第一送風機５などを制御する制御手段としての制御器６を主要部として備える。そして、前記燃焼室４の出口には、燃焼排ガスを冷却しつつ装置外へ排出するために、排ガス冷却塔７が接続されている。
【００５１】
ガス化室２は、被焼却物を収容するように、たとえば角型状に形成されている。本実施例のガス化室２には、正面の上下に、被焼却物の投入扉８と焼却後の灰出し扉９とが開閉可能に設けられ、側面に、着火バーナ１が設けられる。この着火バーナ１には、給油ライン（不図示）を介して、補助燃料が供給される。
【００５２】
本実施例の着火バーナ１は、ガス化室２の中央部よりやや下方に配置されており、先端部をガス化室２内へ向けて横向きに設けられる。この着火バーナ１には、着火バーナ空気路１０を介して、第一送風機５からの空気が供給可能とされる。この着火バーナ空気路１０の中途には、着火バーナダンパ１１が設けられており、着火バーナ１への供給空気量を調整可能である。本実施例の着火バーナダンパ１１は、ソレノイドにより弁体の上下位置を変更して開度を調整するものである。
【００５３】
また、ガス化室２には、ガス化室２内の温度と圧力を計測するために、ガス化室温度センサ１２とガス化室圧力センサ１３が設けられる。本実施例では、ガス化室温度センサ１２は、ガス化室２と燃焼室４との接続部に設けられ、ガス化室圧力センサ１３は、ガス化室２内の圧力を検出できる適所、たとえば下部に設けられる。
【００５４】
さらに、ガス化室２内には、ガス化室２内へ空気を導入するガス化空気路１４が接続される。このガス化空気路１４は、第一送風機５からの空気をガス化室２の炉床からガス化室２内へ導入するものであり、その中途にガス化空気ダンパ１５が設けられている。このガス化空気ダンパ１５は、板状とされ、ガス化空気路１４を構成する管の中途に設けられた中空箱状のダンパボックス１６内に設けられる。駆動モータ１８を制御してガス化空気ダンパ１５の回転角度を調整することで、ガス化空気ダンパ１５の停止位置を調整し、ガス化空気路１４からガス化室２へ供給する空気量を調整できる。
【００５５】
ガス化室２の上部には、燃焼室４が接続される。本実施例の燃焼室４は、水平に配置された細長い円筒状とされており、その一端部（基端部）の周側壁にガス化室２が接続される。燃焼室４の基端部には、助燃バーナ３が設けられる。この助燃バーナ３には、油ポンプ（不図示）により油圧をかけて補助燃料が供給可能とされ、その補助燃料の供給量はノズルチップ（不図示）で略一定とされる。
【００５６】
また、この助燃バーナ３には、助燃バーナ空気路１９を介して第一送風機５からの空気が供給可能とされる。この助燃バーナ空気路１９には、助燃バーナ３への供給空気量を決定する助燃バーナダンパ２０が設けられる。本実施例の助燃バーナダンパ２０は、その回転停止位置を調整することで、助燃バーナ３への供給空気量を調整することができるが、本実施例では所定の開度に固定される。
【００５７】
さらに、燃焼室４には燃焼空気路２１が接続される。この燃焼空気路２１は、ガス化室２からの乾留ガスを燃焼させるために、乾留ガスに空気を混合するものである。本実施例では、燃焼室４は、内筒２２と外筒２３とから二重の円筒状に形成されており、この二重の筒体２２，２３間の隙間が、燃焼空気路２１の末端部として利用される。また、この二重の筒体２２，２３は燃焼室４の壁を構成し、内筒２２内が燃焼室４として機能する。ところで、本実施例の内筒２２は、断熱性の高いセラミック筒（不図示）で内張りされている。
【００５８】
第一送風機５からの燃焼空気は、燃焼空気ダンパ２４を介して、前記二重の筒体２２，２３の先端部へ供給される。そして、その供給された空気は、内外の筒体２２，２３間の隙間を介して、その基端部へ導かれ、内筒２２の基端部に配置したバーナ筒２５内に供給される。また、このバーナ筒２５には、ガス化室２からの乾留ガスも供給される。さらに、バーナ筒２５の基端側中央部には、先端側へ向けて助燃バーナ３が設けられる。
【００５９】
従って、前記バーナ筒２５内へ供給された乾留ガスおよび燃焼空気は、混合して助燃バーナ３の火炎により着火され、燃焼室４つまり内筒２２内で燃焼する。この際、前記二重の筒体２２，２３に空気が流れることにより、燃焼室４の冷却と燃焼空気の予熱が図られる。このように、燃焼室４の基端部は、単に助燃バーナ３が燃焼するだけでなく、乾留ガスとその燃焼空気も導入され燃焼されるので、助燃バーナ３を含んだバーナ筒２５の部分を乾留ガスバーナ２６と呼ぶことができる。
【００６０】
前記第一送風機５は、前記着火バーナ１、前記ガス化空気路１４、前記助燃バーナ３、および前記燃焼空気路２１に共通的に空気を送り込むファンである。
【００６１】
燃焼室４の先端部には、排ガス冷却塔７が設けられる。この排ガス冷却塔７を介して、燃焼室４からの排ガスは冷却された後、大気中へ排出される。図２は、本実施例１の排ガス冷却塔７の下部を示す概略縦断面図であり、また図３は、その一部を示す斜視図である。
【００６２】
図１に示されるように、本実施例の排ガス冷却塔７は、上下方向に沿って配置される円筒状の内胴２８と外胴２９とを備え、内胴２８は外胴２９内に挿入されて収容される。この際、内胴２８および外胴２９は、同一軸線上に配置され、平面視では同心円状に配置される。外胴２９の内径は、内胴２８の外径よりも十分大きく、内胴２８の外周面と外胴２９の内周面との間には、円筒状の環状空間３０が形成される。また、外胴２９は、内胴２８よりも長く形成され、内胴２８の上下両端部から上下へ延出している。
【００６３】
内胴２８は、上端面が閉塞される一方、下方へ開口して形成されている。本実施例では、図２に示すように、内胴２８の下端部は、下方へ行くに従ってやや縮径するように絞られており、たとえば４５°のテーパ部３１が形成されている。このような内胴２８には、図１に示すように、その上端部の周側壁に、接続管３２を介して燃焼室４の先端部が接続される。この接続管３２は、燃焼室４の先端部に、燃焼室４と連続するように設けられた短円筒状であり、その中途には、燃焼室４出口の温度を計測する燃焼室温度センサ３３が設けられる。この接続管３２を介して、燃焼室４からの排ガスは、排ガス冷却塔７の内胴２８へ導入される。
【００６４】
一方、外胴２９は、上端部に排気筒（煙突）３４が接続されるが、排ガス冷却塔７を備えることで、この排気筒３４の高さは従来と比べて短くて足りる。また、所望により、外胴２９の上端部自体を排気筒３４とすることもできる。さらに、外胴２９の上部の周側壁には、燃焼室４と内胴２８との接続管３２が貫通して設けられる。この際、外胴２９に形成された穴（不図示）に、接続管３２の外周面が隙間なく連結される。
【００６５】
図２を参照して、外胴２９は、下端部が閉塞板３５にて閉塞されるとともに、その閉塞板３５より上方位置で且つ前記内胴２８の下端部より下方位置に、円板状の仕切板３６が水平に設けられる。これにより、閉塞板３５と仕切板３６との間に、中空ボックス状の風箱部３７が設けられる。そして、この風箱部３７と対応した箇所において、外胴２９の周側壁には送風管３８が接続され、この送風管３８を介して第二送風機３９からの空気が風箱部３７へ供給可能とされる。
【００６６】
前記仕切板３６には、内胴２８と外胴２９との環状空間３０に対応した外周部に、周方向に沿って等間隔に複数の空気管４０，４０…が設けられる。各空気管４０は、図２および図３に示すように、同一の形状および大きさとされ、それぞれ細長い円筒状のパイプからなり、仕切板３６の上面に立設される。また、仕切板３６には、各空気管４０の内穴と対応した位置に貫通穴４１（図２）が形成されている。そして、各空気管４０は、内胴２８の下端部よりもやや上方となる高さ位置まで、仕切板３６に対し垂直上方へ延出して設けられる。これにより、風箱部３７からの空気が、各空気管４０を介して、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０へ噴出するこの発明のエゼクタ部６６を構成する。ところで、本実施例の仕切板３６には、各空気管４０のピッチ円よりも外周側に、周方向等間隔に適宜の空気穴４２，４２…が貫通形成されている。
【００６７】
排ガス冷却塔７は、第二送風機３９からの空気を、風箱部３７を介して各空気管４０から上方へ噴出して使用される。これにより、各空気管４０はエゼクタとして機能し、燃焼室４からの排ガスは、内胴２８の上部から下方へ誘引され、Ｕターンして環状空間３０へ導入され、外胴２９内を上方へ進みつつ冷却された後、排気筒３４を介して排出される。この際、内胴２８を取り囲むように前記環状空間３０に各空気管４０からの空気が流されることで、内胴２８の過熱が防止される。また、各空気管４０から噴出される高速の空気噴流によって周囲流体に対する強い剪断力が作用することにより、ガスの誘導伴流による吸引と冷却が効果的になされる。
【００６８】
ところで、仮に燃焼室４からのガスが燃焼が完了していない未燃状態にあっても、内胴２８内が副燃焼室として機能することで、燃焼を完結させることができる。すなわち、十分大きな燃焼室を持たない場合に、排気が出た後すぐに冷却を図ると、燃焼反応が途中で終結し不完全燃焼することもあるが、内胴２８が副燃焼室を兼ねることもできるので、そのような不都合が回避される。そのため、燃焼室４の長さを従来よりも短くすることも可能である。また、この排ガス冷却塔７によれば、ガス化室２の上部に水平に配置した燃焼室４からの排ガスを一旦下方へ誘導して、Ｕターンさせて外部へ排出することで、燃焼室４に直接排気筒３４を立てる場合と比較して、排気筒３４の高さを低くすることができる。従って、焼却炉全体をコンパクトに構成することができる。
【００６９】
前記第二送風機３９は、前記風箱部３７を介して各空気管４０から環状空間３０へ空気を送り込むファンである。本実施例の第二送風機３９は、第一送風機５と同様に、制御器６のインバータにより回転数を制御可能である。本実施例では、ガス化室２内の圧力を計測するガス化室圧力センサ１３を設けたので、このガス化室圧力センサ１３の出力に基づき、ガス化室２の内圧が一定の負圧となるように、第二送風機３９の回転数が制御される。
【００７０】
前記制御器６は、前記ガス化室２や前記燃焼室４およびそれらに設けた各バーナ１，３への送風量や送風圧、および前記各バーナ１，３への補助燃料の供給などを制御する。具体的には、前記各ダンパ１１，１５，２４の駆動手段をそれぞれ制御することで、前記着火バーナ１への空気供給量、前記ガス化空気路１４を介した前記ガス化室２への空気供給量、および前記燃焼空気路２１を介した前記燃焼室４への空気供給量を変更できる。但し、本実施例では、助燃バーナダンパ２０は、所定状態に固定されているので、助燃バーナ３の作動時には一定量の空気が助燃バーナ３に供給される。前記各バーナ１，３への補助燃料の供給は、給油ライン（不図示）に設けられた電磁弁（不図示）を開閉制御することでなされる。
【００７１】
さらに、前記制御器６は、上述したように、ガス化室圧力センサ１３の出力に基づき前記第二送風機３９の回転数をインバータ制御することで、ガス化室２内の圧力を一定の負圧状態に維持する。ガス化室２内を一定負圧に維持することで、閉鎖状態の投入扉８や灰出し扉９の周囲の隙間から乾留ガスが漏れ出ることが防止され、安全性を高めることができる。このガス化室２内を一定負圧にする制御は、乾留焼却炉の運転中は常になされる。
【００７２】
本実施例の乾留焼却炉の運転は、予め設定された手順（プログラム）に従い、各温度センサ１２，３３や各圧力センサ１３の出力、さらには制御器６自身が把握する経過時間などを用いてなされる。特に、制御器６による工程制御は、前記温度センサ１２，３３による温度制御を基本とし、これに時間制御を付加したものとしている。
【００７３】
つぎに、本実施例の乾留焼却炉の動作について説明する。まず、乾留焼却炉の運転開始に際し、投入扉８を開けて被焼却物をガス化室２内へ一括投入し、投入扉８を閉めて被焼却物をガス化室２内に収容する。その後は、あらかじめ決められた手順に従い、制御器６により被焼却物の焼却処理がなされる。具体的には、つぎに述べるような基本的焼却作業が通常行われる。
【００７４】
この基本的焼却作業は、バッチ処理であり、図４に示すように、プレパージ工程、予熱工程、着火工程、乾留工程、おき火工程、およびポストパージ工程とからなる。これら作業中には、第一送風機５を作動させるが、ガス化室２や燃焼室４への各供給空気量は、それぞれに設けたダンパ１５，２４の停止位置を調整することで設定される。
【００７５】
また、運転中は第二送風機３９も継続的に作動される。この際、ガス化室圧力センサ１３の出力に基づいて、第二送風機３９の出力を制御器６のインバータで制御することで、ガス化室２の内圧は大気圧よりも少し低い一定負圧に維持される。従来の焼却炉では、排ガスが比較的高さの高い排気筒による自然ドラフトで、炉内は負圧に維持されたが、本実施例では、第二送風機３９からの空気を内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０へ噴出させることで、炉内が負圧に維持される。従って、本実施例の乾留焼却炉では、排気筒３４の高さを低く構成することができる。
【００７６】
前記各工程について以下に簡単に説明する。プレパージ工程は、各バーナ１，３を停止した状態で燃焼空気ダンパ２４のみを開けて、燃焼空気路２１から燃焼室４内へ空気を送り込む工程である。予熱工程は、ダイオキシン類を分解することができる温度以上に、助燃バーナ３により燃焼室４内を予熱する工程である。着火工程は、助燃バーナ３に加えて着火バーナ１も作動させ、着火バーナ１の炎でガス化室２内の被焼却物に着火する工程である。
【００７７】
乾留工程に入ると、着火バーナ１の作動は停止される。これ以降、着火バーナ１は、乾留ガスの発生を促す必要があるとき作動を再開される。乾留工程において、助燃バーナ３は、一定の燃焼量で作動を継続する。乾留工程中、ガス化空気路１４からガス化室２への空気供給量は、被焼却物の燃焼に必要とする理論空気量以下の微量に制限される。これにより、被焼却物は、この空気量に応じた燃焼を行う。これにより、被焼却物は、蒸し焼き状態となり、発生した熱で次々と分解され、乾留ガス（可燃性ガス）を発生させる。この乾留ガスは、燃焼室４へ排出され、燃焼室４にて完全燃焼される。
【００７８】
乾留ガス化がほぼ終息すると熱分解の遅い残留物（炭化物）の燃焼工程としてのおき火工程へ移行する。最終的に被焼却物が灰化し、ガス化室温度が設定温度に低下した段階で焼却が終了したとして助燃バーナ３を停止させて、ポストパージ工程へ移行する。ポストパージ工程は、ガス化室２および燃焼室４を冷却する工程である。このポストパージ工程においては、両バーナ１，３をともに停止させ、ガス化空気路１４や燃焼空気路２１などから空気を導入することにより、ガス化室２および燃焼室４を冷却する。そして、設定時間に亘るポストパージ工程が終了すると、送風を停止し、焼却処理を終了する。
【実施例２】
【００７９】
図５は、本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例２を示す概略縦断面図であり、排ガス冷却塔７の下部を示している。本実施例の排ガス冷却塔７およびそれが適用される乾留焼却炉は、基本的には前記実施例１のものと同様の構成である。従って、以下では両者の異なる部分を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００８０】
本実施例では、外胴２９は、その下端部が円板状の仕切板３６にて閉塞され、この仕切板３６から下方へは延出しない長さとされている。その代わりに、外胴２９の下方外周部には、外胴２９よりも大径の円筒状の外箱４３が配置され、この外箱４３が外胴２９よりも下方へ延出して設けられる。この円筒状の外箱４３は、内胴２８および外胴２９と同一軸線上に配置され、平面視では同心円状に配置される。外箱４３の内径は、外胴２９の外径よりも十分大きく、外胴２９の外周面と外箱４３の内周面との間には、円筒状の環状隙間４４が形成される。
【００８１】
外箱４３の上部には、内胴２８および外胴２９の下部が差し込まれる一方、外箱４３の下部は、外胴２９の下端部よりも下方へ延出している。そして、外箱４３の下端部は閉塞板３５にて閉塞される。また、外箱４３の上端部も、外胴２９の外周面との間に上壁４５が設けられることで、前記環状隙間４４の上端部が閉塞される。本実施例においても、閉塞板３５と仕切板３６との間が、中空ボックス状の風箱部３７とされる。そして、この風箱部３７と対応した箇所において、外箱４３の周側壁には送風管３８が接続され、その送風管３８を介して第二送風機３９からの空気が風箱部３７へ供給可能とされる。
【００８２】
本実施例２では、外胴２９の周側壁には、前記環状隙間４４の上部と対応した位置に、周方向等間隔に複数の連通穴４６，４６…を貫通形成している。従って、本実施例２では、前記風箱部３７からの空気は、外胴２９と外箱４３との間の環状隙間４４を介して、外胴２９の前記連通穴４６から、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０へ供給可能とされる。従って、前記実施例１では、仕切板３６に形成した空気穴４２からの噴出空気により、外胴２９の下部を冷却する構成としたが、本実施例２では、前記環状隙間４４に空気を流すことで、外胴２９の下部の冷却が図られる。このようなことから、前記実施例１では、仕切板３６には、空気管４０と空気穴４２とを設けたが、本実施例２では、仕切板３６には空気管４０のみを設けるだけでもよい。
【実施例３】
【００８３】
図６は、本発明の空冷式排ガス冷却塔７の実施例３を示す説明図であり、一部を断面にして示している。また、図７は、本実施例の排ガス冷却塔７の空気管４０付き仕切板３６を示す斜視図である。本実施例の排ガス冷却塔７およびそれが適用される乾留焼却炉は、基本的には前記実施例１のものと同様の構成である。従って、以下では両者の異なる部分を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００８４】
前記実施例１では、主として排ガスの冷却を目的としたが、本実施例３および次に述べる実施例４では、排ガス中に含まれる煤塵の除去をも目的とする。そのために、本実施例３では、空気管４０による噴出空気にて、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０に旋回流を生じさせ、その旋回流にて排ガス中から分離した煤塵を収集する第一集塵装置５５を備えている。旋回流を生じさせるために、本実施例３の空気管４０は、図７に示すように、その上部開口が、空気管４０を配置したピッチ円の接線方向（周方向）へ向けて配置されるとともに、斜め上方へ向けて配置される。この斜め上方への傾斜角度は、適宜に設定されるが、水平面に対し４５°上方へ向けるのが好ましい。
【００８５】
具体的には、図７に示すように、仕切板３６の上面外周部には、周方向等間隔に、垂直上方へ向けて細長い円筒パイプ４７が立設されており、各円筒パイプ４７の上端部に４５°エルボ４８が溶接にて固定される。つまり、このエルボ４８は、一方の開口部が、円筒パイプ４７の上端部に接続され、他方の開口部が、周方向斜め上方へ向けて配置される。
【００８６】
本実施例３では、図６に示すように、外胴２９の長手方向中途部に、外胴２９の周側壁が切り欠かれることで、連通開口４９が形成されている。図示例では、外胴２９の長手方向中途部において、その周側壁が周方向全域に亘って切り欠かれて連通開口４９が形成されている。そして、この連通開口４９が形成された箇所において、外胴２９の外周部には、円筒状の外ケース５０を備える第一集塵装置５５が設けられる。この第一集塵装置５５は、前記連通開口４９を通過してきた煤塵の集塵部として機能する。本実施例３において、図６に示す態様では、外ケース５０を挟んで上下に形成される上部外胴１７、下部外胴２７を同一の径としているが、下部外胴２７の径を上部外胴１７のそれよりも大きくしたり、外胴２９をその径が下から上に行くに従い小さくなるように構成することができる。こうした構成を採用することにより、集塵効率を向上できる。
【００８７】
この外ケース５０は、外胴２９よりも大径の円筒状とされ、その高さ寸法は前記連通開口４９の高さ寸法よりも大きく形成される。また、この円筒状の外ケース５０は、内胴２８および外胴２９と同一軸線上に配置され、平面視では同心円状に配置される。そして、前記連通開口４９が形成されることで上下に分離された外胴２９は、この外ケース５０にて連結される。
【００８８】
外ケース５０の内径は、外胴２９の外径よりも十分大きく、外胴２９（または内胴２８）の外周面と外ケース５０の内周面との間には、円筒状の隙間５１が形成される。この円筒状の隙間５１の上端部は、外ケース５０の上壁５２によって閉塞される。一方、外ケース５０の下部は、その下面が傾斜面とされて下方へ延出しており、この先細の延出部５３の下端開口は、シャッターなどの開閉部材５４により開閉可能とされる。従って、この傾斜面により、連通開口４９を介して収集された煤塵は下方へ溜められる。
【００８９】
本実施例３では、各空気管４０から上方へ空気を噴出させることで、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０に旋回流を生じさせることができる。この際、内胴２８の上端部からの排ガスは、内胴２８の下端部へ誘導され、Ｕターンして前記環状空間３０へ導入され、空気管４０からの空気と混合されて旋回流となる。ここにおいて、各空気管４０からの噴出流により形成される誘導伴流による吸引および冷却効果は前記実施例１および実施例２と同様である。この旋回流により、排ガス中に含まれる煤塵は、遠心力を受けて半径方向外側へ一定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の周側壁へ到達する。そして、その箇所には前記連通開口４９が形成されているので、その連通開口４９を介して煤塵は外ケース５０へ導出され、その周側壁へ衝突し、運動量を失い壁面を落下し、外ケース５０の前記延出部５３に集塵される。
【００９０】
本実施例によれば、前記各実施例と同様に、エゼクタとして機能する空気管４０からの噴出空気により、排ガスを急冷することができる。従って、デボノ合成を防止し、ダイオキシンの発生を抑制することができる。また、コンパクトな構成で煤塵の除去を行うことができる。
【実施例４】
【００９１】
図８は、本発明の空冷式排ガス冷却塔７の実施例４を示す説明図であり、一部を断面にして示している。本実施例の排ガス冷却塔７およびそれが適用される乾留焼却炉は、基本的には前記実施例３と同様の構成である。従って、以下では両者の異なる部分を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００９２】
本実施例４では、第一集塵装置５５に加えて、外ケース５０にサイクロン集塵装置からなる第二集塵装置６４を接続して、この第二集塵装置６４にて集塵する構成としている。この第二集塵装置６４は、外筒材５６、内筒材５７、および導入管５８を備えて構成される。外筒材５６は、上部５９は上面が閉塞された円筒状とされ、下部６０は下方へ行くに従って縮径する円錐状とされ、その下端部には円管６１が設けられ、この円管６１の下部開口はシャッターなどの開閉部材６５により開閉可能とされている。そして、外筒材５９の上方周側壁には、外筒材５９の接線方向へ向けて、導入管５８の先端部が接続される。この導入管５８の基端部は、前記外ケース５０に接続されている。これにより、外筒材５６と外胴２９とは、導入管５８を介して連通される。
【００９３】
内筒材５７は、円筒状に形成されており、外筒材５６の上面中央部を貫通して上下方向に沿って配置される。この際、内筒材５７の下部は、外筒材５６の上方円筒部５９の中途まで差し込まれて配置される。一方、内筒材５７の上部は、戻し管６２を介して、外胴２９の上端部へ接続される。この接続部は、前記連通開口４９よりも上方位置とされる。
【００９４】
内筒材５７または戻し管６２の中途には、エゼクタノズル６３が配置され、このエゼクタノズル６３には、第二送風機３９からの空気が噴出可能とされている。この際、エゼクタノズル６３から空気は、内筒材５７または戻し管６２の下流側へ噴出させる。
【００９５】
本実施例でも、前記実施例３と同様に、各空気管４０は、円筒パイプ４７の上端部に４５°エルボ４８が設けられているので、各空気管４０から空気を噴出させることで、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０にて旋回流が形成される。これにより、環状空間３０を上方へ移動する排ガスの内、環状空間３０の外周部付近に煤塵が集められる。そして、環状空間３０を上方へ移動する排ガスの内、外周側の排ガスは、旋回流やエゼクタノズル６３の作用により、連通開口４９を介して外ケース５０へ導入される。一方、環状空間３０の内周側の排ガスは、そのまま上方へ移動して排気される。
【００９６】
外ケース５０へ導入された排ガスは、導入管５８を介して外筒材５６内に導入される。この際、導入管５８が外筒材５６の接線方向に配置されていることで、導入管５８からの排ガスは、外筒材５６内で旋回流となる。これにより、排ガス中の煤塵は外筒材５６の下部へ落下して集塵される一方、清浄化された排ガスは、内筒材５７および戻し管６２を介して、再び外胴２９内へ導入された後、排気筒３４から排出される。
【００９７】
本実施例によれば、環状空間３０で分離し密度の濃くなったダストを含んだガスは、後段の第二集塵装置６４に導かれ処理されることで、ダストの分離効率を向上させることができる。ところで、第二集塵装置６４にて煤塵を除去された排ガスは、内筒材５７から導出された後、そのまま排気するように構成してもよい。
【００９８】
本発明の空冷式排ガス冷却塔７は、前記各実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、本発明の空冷式排ガス冷却塔７は、乾留焼却炉に限らず、逐次炉など他の形式の焼却炉や、金属炉や溶融炉などにも適用可能である。また、乾留焼却炉の構成や制御は、前記実施例に述べたものに限定されるものでもない。さらに、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０に旋回流を生じさせる構成は、図７の構成に限らず、たとえば、仕切板３６に対し空気管４０（円筒パイプ４７）自体を傾斜させて設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例１が適用された乾留焼却炉の一例を示し、その乾留焼却炉の概略構成を示す説明図である。
【図２】実施例１の排ガス冷却塔の下部を示す概略縦断面図である。
【図３】実施例１の排ガス冷却塔の空気管付き仕切板を示す斜視図である。
【図４】実施例１の乾留焼却炉の基本的燃焼作業工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例２を示す概略縦断面図であり、排ガス冷却塔の下部を示している。
【図６】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例３を示す説明図であり、一部を断面にして示している。
【図７】実施例３の排ガス冷却塔の空気管付き仕切板を示す斜視図である。
【図８】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例４を示す説明図であり、一部を断面にして示している。
【符号の説明】
【０１００】
１ 着火手段（着火バーナ）
２ ガス化室
３ 助燃バーナ
４ 燃焼室
７ 排ガス冷却塔
１３ 圧力センサ（ガス化室圧力センサ）
２８ 内胴
２９ 外胴
３０ 環状空間
３２ 接続管
３６ 仕切板
３７ 風箱部
３９ 送風機（第二送風機）
４０ 空気管（空気導入部）
４２ 空気穴
４３ 外箱
４４ 環状隙間
４６ 連通穴
４７ 円筒パイプ
４８ ４５°エルボ
４９ 連通開口
５０ 外ケース（集塵部）
５５ 第一集塵装置
５６ 外筒材
５７ 内筒材
５８ 導入管
６２ 戻し管
６４ 第二集塵装置
６６ エゼクタ部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼却炉などにおいて、排ガスを冷却し、あるいはフライアッシュなどの煤塵を除去するための排ガス冷却塔に関するものである。特に、廃棄物などの被焼却物を乾留ガス化して、その乾留ガスを燃焼させる形式の乾留焼却炉において、その燃焼室からの排ガスを冷却し、また煤塵を除去するのに好適に用いられる空冷式排ガス冷却塔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉の排ガスの冷却や煤塵除去に関し、下記特許文献に開示されるものが提案されている。これらは、いずれもエゼクタおよびサイクロン集塵装置を用いたものである。
【０００３】
【特許文献１】特公昭３３−７７９４号公報 （第１頁右欄第９−１７行）
【特許文献２】特公昭６１−２５９６４号公報 （第４頁左欄第３３行−右欄第４０行、第４−５図）
【特許文献３】特許第３０９２７９４号公報 （段落番号０００３、００１４−００１５、００２５−００２６、００３１−００３３、図１、図６−７、図１１−１４）
【特許文献４】特開昭６０−２１１２１８号公報 （第２頁左上欄第１１行−右上欄第１１行、第２図）
【特許文献５】登録実用新案第３０１９５４２号公報 （段落番号００２５−００２８、００３２−００３３、図４、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記各特許文献に開示される発明は、いずれも排ガスを上方へ昇らせていくだけであり、高い煙突が必要であった。また、排ガスからの煤塵の除去には、サイクロン集塵装置が使用されていた。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる課題は、コンパクトに、排ガスの冷却や、排ガスからの煤塵の除去が可能な排ガス冷却塔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、下方へ開口した筒状の内胴と、この内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、前記内胴または前記環状空間の内、いずれか一方の上部から導入される排ガスを、他方へ折り返して導入するために、前記内胴の下部開口または前記環状空間下部の内、前記導入されるガスの下流側となる側に、上方へ向けて噴流を形成するエゼクタ部とを備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔である。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、前記内胴または前記環状空間の内、いずれか一方の上部にガス導入部が設けられ、他方の下部にエゼクタ部が設けられる。そして、エゼクタ部から空気を上方へ噴出させることで、内胴または外胴の内、いずれか一方の胴の上部から導入されるガスは、その胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして他方の胴を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて排気することで、ドラフトを形成するための高い煙突が不要となる。また、エゼクタ部からの空気により、ガスの冷却を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、下方へ開口した筒状に形成され、上部から排ガスが導入される内胴と、この内胴よりも上下へ延出するとともに前記内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、前記環状空間へ上向きに噴流を形成するエゼクタ部とを備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔である。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、エゼクタ部からの空気は、内胴と外胴との間の環状空間に上方へ向けて噴出される。これにより、内胴の上部から導入されるガスは、内胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして外胴（前記環状空間）を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて排気することで、ドラフトを形成するための高い煙突が不要となる。また、エゼクタ部からの空気により、ガスの冷却を図ることができる。しかも、内胴の外周部に空気が噴出されることで、内胴の過熱も防止することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記内胴および前記外胴は、円筒状で同心円状に配置されており、前記エゼクタ部が、前記内胴の下端部から下方へ離隔して、前記外胴の下部を閉塞するよう設けられる仕切板と、この仕切板に備えられ前記環状空間へ向けて上向きに噴流を形成する空気導入部とから構成されることを特徴とする請求項２に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、仕切板に設けた空気導入部からの空気は、内胴と外胴との間の環状空間に上方へ向けて噴出される。これにより、内胴の上部から導入されるガスは、内胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして外胴（前記環状空間）を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて排気することで、ドラフトを形成するための高い煙突が不要となる。また、仕切板に設けた空気導入部からの空気により、ガスの冷却を図ることができる。しかも、内胴の外周部に空気が噴出されることで、内胴の過熱も防止することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記空気導入部は、前記仕切板に周方向へ所定間隔に設けられる複数の空気管からなり、この各空気管は、前記内胴の下端部かそれと前後する位置まで上方へ延出して設けられており、この各空気管を介して、送風機からの空気が前記環状空間へ噴出されることを特徴とする請求項３に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、仕切板に周方向へ所定間隔に設けた複数の空気管は、それぞれその先端部を前記環状空間へ向けて、その先端部が内胴の下端部程度の高さ位置まで延出して設けられる。そして、この各空気管から上方へ向けて空気が噴出される。従って、この各空気管はマルチエゼクタのノズルとして機能し、高速の円形噴流による周囲流体に対する強い剪断力によりガスの誘導伴流による吸引と冷却が一層効果的になされる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記仕切板には、前記環状空間と対応した位置に、前記空気管に加えて空気穴が貫通形成されていることを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、各空気管に加えて空気穴も仕切板に形成することで、この空気穴からの空気により、ガスの冷却風量を増加させることができる。また、この空気穴からの空気は、ガスのＵターン空間（外胴の下部）の冷却にも寄与する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記外胴の下端部には筒状の外箱が、前記外胴よりも下方へ延出するとともに前記外胴との間に環状の隙間を形成して配置され、この環状の隙間内の上方位置において、前記外胴の周側壁には連通穴が貫通形成されており、前記外箱内における前記仕切板より下方空間に、前記送風機から空気が供給されることを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、外胴と外箱との間の環状隙間に空気を流すことで、ガスのＵターン部（外胴の下部）を冷却することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記空気管は、前記環状空間に旋回流を生じさせるよう設けられており、この旋回流により前記環状空間の外周部へ移動した煤塵を、前記外胴に設けた連通開口を介して集塵する集塵装置を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、前記各空気管がマルチエゼクタのノズルとして機能し、強い剪断力によりガスの誘導と冷却が一層効果的になされる。また、排ガスに含まれる煤塵は、旋回流により遠心力を受けて半径方向外側へ所定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の壁面へ到達することになる。そして、その箇所には連通開口が形成されているので、その連通開口を介して煤塵は外部へ導出され集塵される。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記各空気管は、上下方向に沿って設けられたパイプの上端部が、前記環状空間の周方向斜め上方へ向けて開口しており、前記外胴の中途または上部には、集塵装置と連通する連通開口が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、各空気管を形成するパイプは、仕切板に上下方向に沿って立設されて設けられるので、パイプ自体を傾斜させる場合と比較して、製作が容易である。しかも、そのパイプの上端は、環状空間の周方向斜め上方へ向けて開口するので、環状空間に旋回流を生じさせることができる。これにより、排ガスに含まれる煤塵は、旋回流により遠心力を受けて半径方向外側へ所定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の壁面へ到達することになる。そして、その箇所には連通開口が形成されているので、その連通開口を介して煤塵は外部へ導出され集塵される。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、前記集塵装置に加えて、上面が閉塞され下部が円錐状とされた外筒材と、この外筒材の上部中央に設けられた内筒材とからなる第二の集塵装置を備えており、この第二の集塵装置は、前記外筒材の上部にその接線方向に配置された導入管が、前記外胴の前記連通開口に接続される一方、前記内筒材の上部が、前記連通開口より上方位置において前記外胴に接続されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２２】
請求項９に記載の発明によれば、第二の集塵装置を用いることで、請求項７または請求項８に記載の作用効果を一層高めることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、着火手段を有し、被焼却物を収容して乾留ガス化するガス化室と、助燃バーナを有し、前記ガス化室からの乾留ガスを燃焼させる燃焼室とを備えた乾留焼却炉に適用され、前記ガス化室の上部に水平に配置された前記燃焼室の出口に、前記内胴の上端部が接続されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、ガス化室の上部に水平に配置された燃焼室の出口に、請求項２〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔の内胴が接続される。この内胴の上部から導入される排ガスは、内胴の下部へ誘導された後、Ｕターンして外胴（前記環状空間）を通って上方へ排気される。このように内胴と外胴との二重筒を用いて、一旦下方へ誘導したガスをＵターンさせて誘引排気することで、従来のドラフトを利用する焼却炉のような高い煙突が不要となり、乾留焼却炉をコンパクトな構成とすることができる。また、内胴内においては、比較的高温状態で排ガスが滞留するので、排ガス中に未燃分が含まれている場合には、内胴内において燃焼させ、内胴を副燃焼室として機能させることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、前記ガス化室には、そのガス化室内の圧力を検出する圧力センサが設けられており、前記ガス化室内を一定負圧に維持するように、前記圧力センサからの検出信号に基づき前記エゼクタ部への送風機が制御されることを特徴とする請求項１０に記載の空冷式排ガス冷却塔である。
【００２６】
請求項１１に記載の発明によれば、ガス化室の内圧を圧力センサで検出し、インバータ制御などで送風機の回転数を変えることで、ガス化室の内圧を一定の負圧状態に維持することができる。これにより、ガス化室から外部（燃焼室以外）へ乾留ガスが漏れ出ることが防止され、安全性を高めることができる。
【００２７】
さらに、請求項１２に記載の発明は、排ガスを請求項１〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔へ導くことを特徴とする焼却炉である。
【００２８】
請求項１２に記載の発明によれば、各種焼却炉において、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明による作用効果を達成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、コンパクトに、排ガスの冷却や、あるいは排ガスからの煤塵の除去が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。
本発明の空冷式排ガス冷却塔は、焼却炉などからの高温ガスの冷却を図り、あるいはそれにそれに加えて、煤塵を含んだガスからの煤塵除去を図るものである。このような排ガス冷却塔には、通常、排ガスが導入されるが、少なくとも一部が燃焼状態にある燃焼ガスの状態で導入される場合もある。それ故、本明細書においては、排ガスは燃焼が完了していない燃焼ガスを含む概念として使用する。燃焼が完了していない排ガスの場合は、前記冷却塔おいて燃焼を完結させるよう構成するのがよい。排ガスの燃焼完了の如何に拘わらず前記冷却塔において、排ガスは冷却され、また煤塵を除去された後、その冷却後または除塵後の排ガスは、外部へ排出される。
【００３１】
本実施形態の排ガス冷却塔は、筒状の外胴内に、同じく筒状の内胴が差し込まれ、二重筒状とされている。内胴および外胴は、円筒形状であり、同心円状に配置される。外胴の内径は、内胴の外径よりも十分大きく、内胴と外胴との間には、円筒状の隙間からなる環状空間が形成される。
【００３２】
内胴または外胴の下部には、上方へ向けて噴流を形成するエゼクタ部が設けられる。本実施形態のエゼクタ部は、次のような構成とされている。すなわち、外胴の下部には、内胴の下端部から下方へ離隔した位置に、外胴の内穴を閉塞するように円板状の仕切板が設けられている。そして、この仕切板の下方空間は、中空箱状の風箱部とされており、この風箱部には、送風機から空気が供給される。風箱部に供給された空気は、仕切板に設けられた開口からなる空気導入部を介して、内胴の内穴または前記環状空間へ噴出する構成である。
【００３３】
焼却炉などからの排ガスは、内胴または外胴（前記環状空間）の内、いずれか一方の上部から導入され、その胴の下方へ誘導された後、Ｕターンして他方の胴を上方へ進み、外部へ排出される。このような排ガスの動きを実現するために、前記仕切板の空気導入部は、Ｕターン後の側に設けられる。つまり、内胴の上部から排ガスを導入する場合には、環状空間の下部から空気導入され、環状空間の上部から排ガスを導入する場合には、内胴の内穴と対面した中央部から空気導入される。
【００３４】
但し、排ガスは内胴の上部から導入し、内胴の下部へ誘導した後、内胴と外胴との環状空間へＵターンさせて、上方へ排出するのがよい。この場合、仕切板には、環状空間と対応した外周位置に空気導入部が設けられ、仕切板の外周部から上方へ向けて空気が噴出される。このような空気噴出を行う空気導入部は、エゼクタとして機能する。その結果、内胴の上部から導入される排ガスは、内胴の下方へ誘導され、前記環状空間へＵターンされた後、上方へ排出されることになる。また、空気導入部からの空気の噴出は、内胴の上部からの排ガスを冷却するだけでなく、内胴や外胴の冷却にも寄与する。
【００３５】
仕切板に設ける空気導入部は、単なる貫通穴でもよいが、パイプ状の空気管とするのが好ましい。このパイプは、仕切板の外周部に、周方向等間隔に複数または多数設けるのがよい。各空気管は、同一の形状および大きさとされ、単なる円筒パイプ状でもよいし、所望により先端部を絞ったノズル状としてもよい。各空気管は、それぞれ内胴の下端部かそれと若干前後する位置まで上方へ延出して設けられる。典型的には、各空気管の先端部は、内胴の下端部よりもやや上方高さ位置まで延出して設けられる。これにより、風箱部からの空気が、各空気管を介して内胴と外胴との間の環状空間へ確実に導入される。さらに、内胴の下端部を、下方へ行くに従って縮径するテーパ状に絞っておけば、排ガスのＵターンはより円滑になされる。
【００３６】
また、仕切板の外周部には、前記各空気管に加えて、適宜の空気穴を貫通形成してもよい。この空気穴を設けた場合には、空気穴からの空気により、排ガスの冷却風量を増加させることができる。また、この空気穴からの空気は、ガスのＵターン空間（外胴の下部）の冷却にも寄与する。
【００３７】
さらに、外胴の下端部に、筒状の外箱を設け、両者の間に空気を通すことで、外胴の冷却を図ってもよい。すなわち、外箱は、外胴よりも大径の円筒状であり、その上部には同心円状に外胴の下端部が差し込まれ、外胴との間に環状の隙間が形成される。また、外箱の下部は、外胴よりも下方へ延出して、前記風箱部が形成される。さらに、外箱と外胴との間の環状の隙間は、上端部において閉塞されており、その閉塞部のすぐ下方位置において、外胴の周側壁には連通穴が貫通形成されている。これにより、風箱部からの空気は、前記空気導入部から前記環状空間へ導入されるだけでなく、外胴と外箱との間の環状の隙間を介しても前記環状空間へ導入される。そして、後者の流れによって、外胴の下端部を冷却することができる。
【００３８】
そして、前記空気導入部から噴出される空気により、内胴と外胴との間の環状空間に旋回流を生じさせ、この旋回流により排ガス中の煤塵を分離除去し、クリーンな排ガスのみを排出する第一の集塵装置（以下、第一集塵装置）を設けることができる。この場合、旋回流により環状空間の外周部へ移動した煤塵は、外胴に設けられた連通開口を介して集塵部へ導出され、捕捉される。
【００３９】
具体的には、各空気管の上部開口を、空気管の配置したピッチ円の接線方向へ向け、しかも４５°斜め上方へ向けて配置するのがよい。この際、製作の容易性を考慮して、仕切板には上下方向に沿ったパイプを周方向等間隔に配置し、各パイプの上端部に、エルボを溶接などで接続するのがよい。
【００４０】
このようにして、前記環状空間に旋回流を生じさせることで、排ガス中に含まれる煤塵は、旋回流により遠心力を受けて半径方向外側へ一定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の壁面へ到達することになる。そして、その箇所には連通開口が形成されているので、その連通開口を介して煤塵は外部へ導出され集塵される。この第一集塵装置における集塵部は、連通開口を通過してきた煤塵を集め落下させるための筒状のケースとしている。
【００４１】
前記第一集塵装置に加えてサイクロン集塵装置からなる第二の集塵装置（以下、第二集塵装置）を付加することができる。この第二集塵装置について説明すると、この第二集塵装置は、上面が閉塞された円筒状で、下部が下方へ行くに従って縮径する円錐状とされた外筒材と、この外筒材の上部中央に上下に貫通して設けられる比較的短い内筒材とからなる。また、外筒材の上部外周面には、外筒材の中心から偏心して、典型的には外筒材の接線方向に向けて、導入管が接続されている。
【００４２】
そして、この導入管は、前記外ケースひいては前記連通開口と接続されており、前記内筒材の上部は、戻し管を介して、前記連通開口より上方位置において前記外胴に接続される。さらに、前記風箱部への空気供給用の送風機からの空気は、この戻し管にも供給される。具体的には、戻し管には、下流側（この第二集塵装置から離間する側）へ向けて空気を噴出するエゼクタが設けられている。
【００４３】
この第二集塵装置を設けた場合には、前記連通開口から第二集塵装置へ分岐して導入される排ガスは、導入管によって外筒材の内部で旋回流を生じることで、煤塵は外筒材の下部に集塵される。そして、クリーンな排ガスは、内筒材および戻し管を介して、外胴へ戻される。
【００４４】
以上の構成の空冷式排ガス冷却塔は、各種焼却炉に適用可能であるが、特に次のような構成の乾留焼却炉に好適に適用される。この乾留焼却炉は、乾留ガス化方式および二次燃焼方式の焼却炉であり、着火手段を有するガス化室と、助燃バーナを有する燃焼室とを備える。
【００４５】
前記ガス化室には、投入扉が開閉可能に設けられており、廃棄物などの被焼却物が投入され収容される。このガス化室には、収容された被焼却物に点火するための着火手段が設けられている。この着火手段は、ガス化室の前記投入扉や側壁などに設けられ、補助燃料を燃焼させるバーナが好適に用いられる。さらに、ガス化室には、着火バーナにて点火された被焼却物を燃焼（乾留を含む）させるために、ガス化室内に空気を導入するガス化空気路が接続されている。このガス化空気路を介したガス化室内への空気供給は通常、ガス化室の炉床から行われる。
【００４６】
前記燃焼室は、前記ガス化室の上部や中央部と連通可能に設けられる。この際、燃焼室は、上下方向に延出して配置してもよいが、水平方向に延出して配置するのがよい。燃焼室を上下方向に配置して、その下部に助燃バーナを設けた場合には、助燃バーナに煤塵などが落下して故障の原因となり得るが、燃焼室を水平方向に配置すれば、そのような不都合を防止できる。
【００４７】
燃焼室を水平に配置する場合には、ガス化室の上壁または側壁と、燃焼室の左右方向一端部とを接続する。このようにして、燃焼室は、一端部がガス化室と連通して設けられ、この一端部側に助燃バーナが設けられる。この助燃バーナは、補助燃料を燃焼させるものである。また、この助燃バーナに近接して、ガス化室からの乾留ガスの導入部が設けられるが、この導入部へ空気を導入するために、燃焼室には燃焼空気路が接続される。
【００４８】
一方、燃焼室の他端部には、上述した排ガス冷却塔が接続される。排ガス冷却塔は、その内胴の上端部が燃焼室に接続される。これにより、燃焼室からの燃焼ガスは、内胴の上部へ導入され、内胴の下部にて外胴との環状空間へＵターンして、排ガスとして外胴の上部から排出される。その際、外胴の上端部に排気筒が設けられるが、外胴自体が排気筒を兼ねるよう構成してもよい。こうした水平の燃焼室と上述の排ガス冷却塔との組み合わせにより乾留焼却炉のコンパクト化を実現できる。
【００４９】
ところで、このような乾留焼却炉における安全性の向上策として、ガス化室の前記投入扉の周囲の隙間などから外部へ乾留ガスが漏れ出すことを防止するのがよい。そのために、本実施形態では、ガス化室の内圧は一定の負圧状態に維持される。具体的には、前記風箱部への空気供給用の送風機を、ガス化室の内圧に基づきインバータ制御して、ガス化室の内圧を一定の負圧状態に維持すればよい。
【実施例１】
【００５０】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例１が適用された乾留焼却炉の一例を示す概略構成図である。本実施例の乾留焼却炉は、乾留ガス化方式および二次燃焼方式により、廃棄物などの被焼却物を焼却処理する装置である。本実施例の乾留焼却炉は、着火バーナ１を有し被焼却物（不図示）を収容するガス化室２と、助燃バーナ３を有しガス化室２内に収容した被焼却物から発生させた乾留ガスを燃焼させる燃焼室４と、ガス化室２や燃焼室４およびそれらに設けた前記各バーナ１，３へ空気を供給する第一送風機５と、前記各バーナ１，３および前記第一送風機５などを制御する制御手段としての制御器６を主要部として備える。そして、前記燃焼室４の出口には、燃焼排ガスを冷却しつつ装置外へ排出するために、排ガス冷却塔７が接続されている。
【００５１】
ガス化室２は、被焼却物を収容するように、たとえば角型状に形成されている。本実施例のガス化室２には、正面の上下に、被焼却物の投入扉８と焼却後の灰出し扉９とが開閉可能に設けられ、側面に、着火バーナ１が設けられる。この着火バーナ１には、給油ライン（不図示）を介して、補助燃料が供給される。
【００５２】
本実施例の着火バーナ１は、ガス化室２の中央部よりやや下方に配置されており、先端部をガス化室２内へ向けて横向きに設けられる。この着火バーナ１には、着火バーナ空気路１０を介して、第一送風機５からの空気が供給可能とされる。この着火バーナ空気路１０の中途には、着火バーナダンパ１１が設けられており、着火バーナ１への供給空気量を調整可能である。本実施例の着火バーナダンパ１１は、ソレノイドにより弁体の上下位置を変更して開度を調整するものである。
【００５３】
また、ガス化室２には、ガス化室２内の温度と圧力を計測するために、ガス化室温度センサ１２とガス化室圧力センサ１３が設けられる。本実施例では、ガス化室温度センサ１２は、ガス化室２と燃焼室４との接続部に設けられ、ガス化室圧力センサ１３は、ガス化室２内の圧力を検出できる適所、たとえば下部に設けられる。
【００５４】
さらに、ガス化室２内には、ガス化室２内へ空気を導入するガス化空気路１４が接続される。このガス化空気路１４は、第一送風機５からの空気をガス化室２の炉床からガス化室２内へ導入するものであり、その中途にガス化空気ダンパ１５が設けられている。このガス化空気ダンパ１５は、板状とされ、ガス化空気路１４を構成する管の中途に設けられた中空箱状のダンパボックス１６内に設けられる。駆動モータ１８を制御してガス化空気ダンパ１５の回転角度を調整することで、ガス化空気ダンパ１５の停止位置を調整し、ガス化空気路１４からガス化室２へ供給する空気量を調整できる。
【００５５】
ガス化室２の上部には、燃焼室４が接続される。本実施例の燃焼室４は、水平に配置された細長い円筒状とされており、その一端部（基端部）の周側壁にガス化室２が接続される。燃焼室４の基端部には、助燃バーナ３が設けられる。この助燃バーナ３には、油ポンプ（不図示）により油圧をかけて補助燃料が供給可能とされ、その補助燃料の供給量はノズルチップ（不図示）で略一定とされる。
【００５６】
また、この助燃バーナ３には、助燃バーナ空気路１９を介して第一送風機５からの空気が供給可能とされる。この助燃バーナ空気路１９には、助燃バーナ３への供給空気量を決定する助燃バーナダンパ２０が設けられる。本実施例の助燃バーナダンパ２０は、その回転停止位置を調整することで、助燃バーナ３への供給空気量を調整することができるが、本実施例では所定の開度に固定される。
【００５７】
さらに、燃焼室４には燃焼空気路２１が接続される。この燃焼空気路２１は、ガス化室２からの乾留ガスを燃焼させるために、乾留ガスに空気を混合するものである。本実施例では、燃焼室４は、内筒２２と外筒２３とから二重の円筒状に形成されており、この二重の筒体２２，２３間の隙間が、燃焼空気路２１の末端部として利用される。また、この二重の筒体２２，２３は燃焼室４の壁を構成し、内筒２２内が燃焼室４として機能する。ところで、本実施例の内筒２２は、断熱性の高いセラミック筒（不図示）で内張りされている。
【００５８】
第一送風機５からの燃焼空気は、燃焼空気ダンパ２４を介して、前記二重の筒体２２，２３の先端部へ供給される。そして、その供給された空気は、内外の筒体２２，２３間の隙間を介して、その基端部へ導かれ、内筒２２の基端部に配置したバーナ筒２５内に供給される。また、このバーナ筒２５には、ガス化室２からの乾留ガスも供給される。さらに、バーナ筒２５の基端側中央部には、先端側へ向けて助燃バーナ３が設けられる。
【００５９】
従って、前記バーナ筒２５内へ供給された乾留ガスおよび燃焼空気は、混合して助燃バーナ３の火炎により着火され、燃焼室４つまり内筒２２内で燃焼する。この際、前記二重の筒体２２，２３に空気が流れることにより、燃焼室４の冷却と燃焼空気の予熱が図られる。このように、燃焼室４の基端部は、単に助燃バーナ３が燃焼するだけでなく、乾留ガスとその燃焼空気も導入され燃焼されるので、助燃バーナ３を含んだバーナ筒２５の部分を乾留ガスバーナ２６と呼ぶことができる。
【００６０】
前記第一送風機５は、前記着火バーナ１、前記ガス化空気路１４、前記助燃バーナ３、および前記燃焼空気路２１に共通的に空気を送り込むファンである。
【００６１】
燃焼室４の先端部には、排ガス冷却塔７が設けられる。この排ガス冷却塔７を介して、燃焼室４からの排ガスは冷却された後、大気中へ排出される。図２は、本実施例１の排ガス冷却塔７の下部を示す概略縦断面図であり、また図３は、その一部を示す斜視図である。
【００６２】
図１に示されるように、本実施例の排ガス冷却塔７は、上下方向に沿って配置される円筒状の内胴２８と外胴２９とを備え、内胴２８は外胴２９内に挿入されて収容される。この際、内胴２８および外胴２９は、同一軸線上に配置され、平面視では同心円状に配置される。外胴２９の内径は、内胴２８の外径よりも十分大きく、内胴２８の外周面と外胴２９の内周面との間には、円筒状の環状空間３０が形成される。また、外胴２９は、内胴２８よりも長く形成され、内胴２８の上下両端部から上下へ延出している。
【００６３】
内胴２８は、上端面が閉塞される一方、下方へ開口して形成されている。本実施例では、図２に示すように、内胴２８の下端部は、下方へ行くに従ってやや縮径するように絞られており、たとえば４５°のテーパ部３１が形成されている。このような内胴２８には、図１に示すように、その上端部の周側壁に、接続管３２を介して燃焼室４の先端部が接続される。この接続管３２は、燃焼室４の先端部に、燃焼室４と連続するように設けられた短円筒状であり、その中途には、燃焼室４出口の温度を計測する燃焼室温度センサ３３が設けられる。この接続管３２を介して、燃焼室４からの排ガスは、排ガス冷却塔７の内胴２８へ導入される。
【００６４】
一方、外胴２９は、上端部に排気筒（煙突）３４が接続されるが、排ガス冷却塔７を備えることで、この排気筒３４の高さは従来と比べて短くて足りる。また、所望により、外胴２９の上端部自体を排気筒３４とすることもできる。さらに、外胴２９の上部の周側壁には、燃焼室４と内胴２８との接続管３２が貫通して設けられる。この際、外胴２９に形成された穴（不図示）に、接続管３２の外周面が隙間なく連結される。
【００６５】
図２を参照して、外胴２９は、下端部が閉塞板３５にて閉塞されるとともに、その閉塞板３５より上方位置で且つ前記内胴２８の下端部より下方位置に、円板状の仕切板３６が水平に設けられる。これにより、閉塞板３５と仕切板３６との間に、中空ボックス状の風箱部３７が設けられる。そして、この風箱部３７と対応した箇所において、外胴２９の周側壁には送風管３８が接続され、この送風管３８を介して第二送風機３９からの空気が風箱部３７へ供給可能とされる。
【００６６】
前記仕切板３６には、内胴２８と外胴２９との環状空間３０に対応した外周部に、周方向に沿って等間隔に複数の空気管４０，４０…が設けられる。各空気管４０は、図２および図３に示すように、同一の形状および大きさとされ、それぞれ細長い円筒状のパイプからなり、仕切板３６の上面に立設される。また、仕切板３６には、各空気管４０の内穴と対応した位置に貫通穴４１（図２）が形成されている。そして、各空気管４０は、内胴２８の下端部よりもやや上方となる高さ位置まで、仕切板３６に対し垂直上方へ延出して設けられる。これにより、風箱部３７からの空気が、各空気管４０を介して、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０へ噴出するこの発明のエゼクタ部６６を構成する。ところで、本実施例の仕切板３６には、各空気管４０のピッチ円よりも外周側に、周方向等間隔に適宜の空気穴４２，４２…が貫通形成されている。
【００６７】
排ガス冷却塔７は、第二送風機３９からの空気を、風箱部３７を介して各空気管４０から上方へ噴出して使用される。これにより、各空気管４０はエゼクタとして機能し、燃焼室４からの排ガスは、内胴２８の上部から下方へ誘引され、Ｕターンして環状空間３０へ導入され、外胴２９内を上方へ進みつつ冷却された後、排気筒３４を介して排出される。この際、内胴２８を取り囲むように前記環状空間３０に各空気管４０からの空気が流されることで、内胴２８の過熱が防止される。また、各空気管４０から噴出される高速の空気噴流によって周囲流体に対する強い剪断力が作用することにより、ガスの誘導伴流による吸引と冷却が効果的になされる。
【００６８】
ところで、仮に燃焼室４からのガスが燃焼が完了していない未燃状態にあっても、内胴２８内が副燃焼室として機能することで、燃焼を完結させることができる。すなわち、十分大きな燃焼室を持たない場合に、排気が出た後すぐに冷却を図ると、燃焼反応が途中で終結し不完全燃焼することもあるが、内胴２８が副燃焼室を兼ねることもできるので、そのような不都合が回避される。そのため、燃焼室４の長さを従来よりも短くすることも可能である。また、この排ガス冷却塔７によれば、ガス化室２の上部に水平に配置した燃焼室４からの排ガスを一旦下方へ誘導して、Ｕターンさせて外部へ排出することで、燃焼室４に直接排気筒３４を立てる場合と比較して、排気筒３４の高さを低くすることができる。従って、焼却炉全体をコンパクトに構成することができる。
【００６９】
前記第二送風機３９は、前記風箱部３７を介して各空気管４０から環状空間３０へ空気を送り込むファンである。本実施例の第二送風機３９は、第一送風機５と同様に、制御器６のインバータにより回転数を制御可能である。本実施例では、ガス化室２内の圧力を計測するガス化室圧力センサ１３を設けたので、このガス化室圧力センサ１３の出力に基づき、ガス化室２の内圧が一定の負圧となるように、第二送風機３９の回転数が制御される。
【００７０】
前記制御器６は、前記ガス化室２や前記燃焼室４およびそれらに設けた各バーナ１，３への送風量や送風圧、および前記各バーナ１，３への補助燃料の供給などを制御する。具体的には、前記各ダンパ１１，１５，２４の駆動手段をそれぞれ制御することで、前記着火バーナ１への空気供給量、前記ガス化空気路１４を介した前記ガス化室２への空気供給量、および前記燃焼空気路２１を介した前記燃焼室４への空気供給量を変更できる。但し、本実施例では、助燃バーナダンパ２０は、所定状態に固定されているので、助燃バーナ３の作動時には一定量の空気が助燃バーナ３に供給される。前記各バーナ１，３への補助燃料の供給は、給油ライン（不図示）に設けられた電磁弁（不図示）を開閉制御することでなされる。
【００７１】
さらに、前記制御器６は、上述したように、ガス化室圧力センサ１３の出力に基づき前記第二送風機３９の回転数をインバータ制御することで、ガス化室２内の圧力を一定の負圧状態に維持する。ガス化室２内を一定負圧に維持することで、閉鎖状態の投入扉８や灰出し扉９の周囲の隙間から乾留ガスが漏れ出ることが防止され、安全性を高めることができる。このガス化室２内を一定負圧にする制御は、乾留焼却炉の運転中は常になされる。
【００７２】
本実施例の乾留焼却炉の運転は、予め設定された手順（プログラム）に従い、各温度センサ１２，３３や各圧力センサ１３の出力、さらには制御器６自身が把握する経過時間などを用いてなされる。特に、制御器６による工程制御は、前記温度センサ１２，３３による温度制御を基本とし、これに時間制御を付加したものとしている。
【００７３】
つぎに、本実施例の乾留焼却炉の動作について説明する。まず、乾留焼却炉の運転開始に際し、投入扉８を開けて被焼却物をガス化室２内へ一括投入し、投入扉８を閉めて被焼却物をガス化室２内に収容する。その後は、あらかじめ決められた手順に従い、制御器６により被焼却物の焼却処理がなされる。具体的には、つぎに述べるような基本的焼却作業が通常行われる。
【００７４】
この基本的焼却作業は、バッチ処理であり、図４に示すように、プレパージ工程、予熱工程、着火工程、乾留工程、おき火工程、およびポストパージ工程とからなる。これら作業中には、第一送風機５を作動させるが、ガス化室２や燃焼室４への各供給空気量は、それぞれに設けたダンパ１５，２４の停止位置を調整することで設定される。
【００７５】
また、運転中は第二送風機３９も継続的に作動される。この際、ガス化室圧力センサ１３の出力に基づいて、第二送風機３９の出力を制御器６のインバータで制御することで、ガス化室２の内圧は大気圧よりも少し低い一定負圧に維持される。従来の焼却炉では、排ガスが比較的高さの高い排気筒による自然ドラフトで、炉内は負圧に維持されたが、本実施例では、第二送風機３９からの空気を内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０へ噴出させることで、炉内が負圧に維持される。従って、本実施例の乾留焼却炉では、排気筒３４の高さを低く構成することができる。
【００７６】
前記各工程について以下に簡単に説明する。プレパージ工程は、各バーナ１，３を停止した状態で燃焼空気ダンパ２４のみを開けて、燃焼空気路２１から燃焼室４内へ空気を送り込む工程である。予熱工程は、ダイオキシン類を分解することができる温度以上に、助燃バーナ３により燃焼室４内を予熱する工程である。着火工程は、助燃バーナ３に加えて着火バーナ１も作動させ、着火バーナ１の炎でガス化室２内の被焼却物に着火する工程である。
【００７７】
乾留工程に入ると、着火バーナ１の作動は停止される。これ以降、着火バーナ１は、乾留ガスの発生を促す必要があるとき作動を再開される。乾留工程において、助燃バーナ３は、一定の燃焼量で作動を継続する。乾留工程中、ガス化空気路１４からガス化室２への空気供給量は、被焼却物の燃焼に必要とする理論空気量以下の微量に制限される。これにより、被焼却物は、この空気量に応じた燃焼を行う。これにより、被焼却物は、蒸し焼き状態となり、発生した熱で次々と分解され、乾留ガス（可燃性ガス）を発生させる。この乾留ガスは、燃焼室４へ排出され、燃焼室４にて完全燃焼される。
【００７８】
乾留ガス化がほぼ終息すると熱分解の遅い残留物（炭化物）の燃焼工程としてのおき火工程へ移行する。最終的に被焼却物が灰化し、ガス化室温度が設定温度に低下した段階で焼却が終了したとして助燃バーナ３を停止させて、ポストパージ工程へ移行する。ポストパージ工程は、ガス化室２および燃焼室４を冷却する工程である。このポストパージ工程においては、両バーナ１，３をともに停止させ、ガス化空気路１４や燃焼空気路２１などから空気を導入することにより、ガス化室２および燃焼室４を冷却する。そして、設定時間に亘るポストパージ工程が終了すると、送風を停止し、焼却処理を終了する。
【実施例２】
【００７９】
図５は、本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例２を示す概略縦断面図であり、排ガス冷却塔７の下部を示している。本実施例の排ガス冷却塔７およびそれが適用される乾留焼却炉は、基本的には前記実施例１のものと同様の構成である。従って、以下では両者の異なる部分を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００８０】
本実施例では、外胴２９は、その下端部が円板状の仕切板３６にて閉塞され、この仕切板３６から下方へは延出しない長さとされている。その代わりに、外胴２９の下方外周部には、外胴２９よりも大径の円筒状の外箱４３が配置され、この外箱４３が外胴２９よりも下方へ延出して設けられる。この円筒状の外箱４３は、内胴２８および外胴２９と同一軸線上に配置され、平面視では同心円状に配置される。外箱４３の内径は、外胴２９の外径よりも十分大きく、外胴２９の外周面と外箱４３の内周面との間には、円筒状の環状隙間４４が形成される。
【００８１】
外箱４３の上部には、内胴２８および外胴２９の下部が差し込まれる一方、外箱４３の下部は、外胴２９の下端部よりも下方へ延出している。そして、外箱４３の下端部は閉塞板３５にて閉塞される。また、外箱４３の上端部も、外胴２９の外周面との間に上壁４５が設けられることで、前記環状隙間４４の上端部が閉塞される。本実施例においても、閉塞板３５と仕切板３６との間が、中空ボックス状の風箱部３７とされる。そして、この風箱部３７と対応した箇所において、外箱４３の周側壁には送風管３８が接続され、その送風管３８を介して第二送風機３９からの空気が風箱部３７へ供給可能とされる。
【００８２】
本実施例２では、外胴２９の周側壁には、前記環状隙間４４の上部と対応した位置に、周方向等間隔に複数の連通穴４６，４６…を貫通形成している。従って、本実施例２では、前記風箱部３７からの空気は、外胴２９と外箱４３との間の環状隙間４４を介して、外胴２９の前記連通穴４６から、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０へ供給可能とされる。従って、前記実施例１では、仕切板３６に形成した空気穴４２からの噴出空気により、外胴２９の下部を冷却する構成としたが、本実施例２では、前記環状隙間４４に空気を流すことで、外胴２９の下部の冷却が図られる。このようなことから、前記実施例１では、仕切板３６には、空気管４０と空気穴４２とを設けたが、本実施例２では、仕切板３６には空気管４０のみを設けるだけでもよい。
【実施例３】
【００８３】
図６は、本発明の空冷式排ガス冷却塔７の実施例３を示す説明図であり、一部を断面にして示している。また、図７は、本実施例の排ガス冷却塔７の空気管４０付き仕切板３６を示す斜視図である。本実施例の排ガス冷却塔７およびそれが適用される乾留焼却炉は、基本的には前記実施例１のものと同様の構成である。従って、以下では両者の異なる部分を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００８４】
前記実施例１では、主として排ガスの冷却を目的としたが、本実施例３および次に述べる実施例４では、排ガス中に含まれる煤塵の除去をも目的とする。そのために、本実施例３では、空気管４０による噴出空気にて、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０に旋回流を生じさせ、その旋回流にて排ガス中から分離した煤塵を収集する第一集塵装置５５を備えている。旋回流を生じさせるために、本実施例３の空気管４０は、図７に示すように、その上部開口が、空気管４０を配置したピッチ円の接線方向（周方向）へ向けて配置されるとともに、斜め上方へ向けて配置される。この斜め上方への傾斜角度は、適宜に設定されるが、水平面に対し４５°上方へ向けるのが好ましい。
【００８５】
具体的には、図７に示すように、仕切板３６の上面外周部には、周方向等間隔に、垂直上方へ向けて細長い円筒パイプ４７が立設されており、各円筒パイプ４７の上端部に４５°エルボ４８が溶接にて固定される。つまり、このエルボ４８は、一方の開口部が、円筒パイプ４７の上端部に接続され、他方の開口部が、周方向斜め上方へ向けて配置される。
【００８６】
本実施例３では、図６に示すように、外胴２９の長手方向中途部に、外胴２９の周側壁が切り欠かれることで、連通開口４９が形成されている。図示例では、外胴２９の長手方向中途部において、その周側壁が周方向全域に亘って切り欠かれて連通開口４９が形成されている。そして、この連通開口４９が形成された箇所において、外胴２９の外周部には、円筒状の外ケース５０を備える第一集塵装置５５が設けられる。この第一集塵装置５５は、前記連通開口４９を通過してきた煤塵の集塵部として機能する。本実施例３において、図６に示す態様では、外ケース５０を挟んで上下に形成される上部外胴１７、下部外胴２７を同一の径としているが、下部外胴２７の径を上部外胴１７のそれよりも大きくしたり、外胴２９をその径が下から上に行くに従い小さくなるように構成することができる。こうした構成を採用することにより、集塵効率を向上できる。
【００８７】
この外ケース５０は、外胴２９よりも大径の円筒状とされ、その高さ寸法は前記連通開口４９の高さ寸法よりも大きく形成される。また、この円筒状の外ケース５０は、内胴２８および外胴２９と同一軸線上に配置され、平面視では同心円状に配置される。そして、前記連通開口４９が形成されることで上下に分離された外胴２９は、この外ケース５０にて連結される。
【００８８】
外ケース５０の内径は、外胴２９の外径よりも十分大きく、外胴２９（または内胴２８）の外周面と外ケース５０の内周面との間には、円筒状の隙間５１が形成される。この円筒状の隙間５１の上端部は、外ケース５０の上壁５２によって閉塞される。一方、外ケース５０の下部は、その下面が傾斜面とされて下方へ延出しており、この先細の延出部５３の下端開口は、シャッターなどの開閉部材５４により開閉可能とされる。従って、この傾斜面により、連通開口４９を介して収集された煤塵は下方へ溜められる。
【００８９】
本実施例３では、各空気管４０から上方へ空気を噴出させることで、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０に旋回流を生じさせることができる。この際、内胴２８の上端部からの排ガスは、内胴２８の下端部へ誘導され、Ｕターンして前記環状空間３０へ導入され、空気管４０からの空気と混合されて旋回流となる。ここにおいて、各空気管４０からの噴出流により形成される誘導伴流による吸引および冷却効果は前記実施例１および実施例２と同様である。この旋回流により、排ガス中に含まれる煤塵は、遠心力を受けて半径方向外側へ一定速度で移動し、ある程度の軸方向長さで外胴の周側壁へ到達する。そして、その箇所には前記連通開口４９が形成されているので、その連通開口４９を介して煤塵は外ケース５０へ導出され、その周側壁へ衝突し、運動量を失い壁面を落下し、外ケース５０の前記延出部５３に集塵される。
【００９０】
本実施例によれば、前記各実施例と同様に、エゼクタとして機能する空気管４０からの噴出空気により、排ガスを急冷することができる。従って、デボノ合成を防止し、ダイオキシンの発生を抑制することができる。また、コンパクトな構成で煤塵の除去を行うことができる。
【実施例４】
【００９１】
図８は、本発明の空冷式排ガス冷却塔７の実施例４を示す説明図であり、一部を断面にして示している。本実施例の排ガス冷却塔７およびそれが適用される乾留焼却炉は、基本的には前記実施例３と同様の構成である。従って、以下では両者の異なる部分を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。
【００９２】
本実施例４では、第一集塵装置５５に加えて、外ケース５０にサイクロン集塵装置からなる第二集塵装置６４を接続して、この第二集塵装置６４にて集塵する構成としている。この第二集塵装置６４は、外筒材５６、内筒材５７、および導入管５８を備えて構成される。外筒材５６は、上部５９は上面が閉塞された円筒状とされ、下部６０は下方へ行くに従って縮径する円錐状とされ、その下端部には円管６１が設けられ、この円管６１の下部開口はシャッターなどの開閉部材６５により開閉可能とされている。そして、外筒材５９の上方周側壁には、外筒材５９の接線方向へ向けて、導入管５８の先端部が接続される。この導入管５８の基端部は、前記外ケース５０に接続されている。これにより、外筒材５６と外胴２９とは、導入管５８を介して連通される。
【００９３】
内筒材５７は、円筒状に形成されており、外筒材５６の上面中央部を貫通して上下方向に沿って配置される。この際、内筒材５７の下部は、外筒材５６の上方円筒部５９の中途まで差し込まれて配置される。一方、内筒材５７の上部は、戻し管６２を介して、外胴２９の上端部へ接続される。この接続部は、前記連通開口４９よりも上方位置とされる。
【００９４】
内筒材５７または戻し管６２の中途には、エゼクタノズル６３が配置され、このエゼクタノズル６３には、第二送風機３９からの空気が噴出可能とされている。この際、エゼクタノズル６３から空気は、内筒材５７または戻し管６２の下流側へ噴出させる。
【００９５】
本実施例でも、前記実施例３と同様に、各空気管４０は、円筒パイプ４７の上端部に４５°エルボ４８が設けられているので、各空気管４０から空気を噴出させることで、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０にて旋回流が形成される。これにより、環状空間３０を上方へ移動する排ガスの内、環状空間３０の外周部付近に煤塵が集められる。そして、環状空間３０を上方へ移動する排ガスの内、外周側の排ガスは、旋回流やエゼクタノズル６３の作用により、連通開口４９を介して外ケース５０へ導入される。一方、環状空間３０の内周側の排ガスは、そのまま上方へ移動して排気される。
【００９６】
外ケース５０へ導入された排ガスは、導入管５８を介して外筒材５６内に導入される。この際、導入管５８が外筒材５６の接線方向に配置されていることで、導入管５８からの排ガスは、外筒材５６内で旋回流となる。これにより、排ガス中の煤塵は外筒材５６の下部へ落下して集塵される一方、清浄化された排ガスは、内筒材５７および戻し管６２を介して、再び外胴２９内へ導入された後、排気筒３４から排出される。
【００９７】
本実施例によれば、環状空間３０で分離し密度の濃くなったダストを含んだガスは、後段の第二集塵装置６４に導かれ処理されることで、ダストの分離効率を向上させることができる。ところで、第二集塵装置６４にて煤塵を除去された排ガスは、内筒材５７から導出された後、そのまま排気するように構成してもよい。
【００９８】
本発明の空冷式排ガス冷却塔７は、前記各実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、本発明の空冷式排ガス冷却塔７は、乾留焼却炉に限らず、逐次炉など他の形式の焼却炉や、金属炉や溶融炉などにも適用可能である。また、乾留焼却炉の構成や制御は、前記実施例に述べたものに限定されるものでもない。さらに、内胴２８と外胴２９との間の環状空間３０に旋回流を生じさせる構成は、図７の構成に限らず、たとえば、仕切板３６に対し空気管４０（円筒パイプ４７）自体を傾斜させて設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例１が適用された乾留焼却炉の一例を示し、その乾留焼却炉の概略構成を示す説明図である。
【図２】実施例１の排ガス冷却塔の下部を示す概略縦断面図である。
【図３】実施例１の排ガス冷却塔の空気管付き仕切板を示す斜視図である。
【図４】実施例１の乾留焼却炉の基本的燃焼作業工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例２を示す概略縦断面図であり、排ガス冷却塔の下部を示している。
【図６】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例３を示す説明図であり、一部を断面にして示している。
【図７】実施例３の排ガス冷却塔の空気管付き仕切板を示す斜視図である。
【図８】本発明の空冷式排ガス冷却塔の実施例４を示す説明図であり、一部を断面にして示している。
【符号の説明】
【０１００】
１ 着火手段（着火バーナ）
２ ガス化室
３ 助燃バーナ
４ 燃焼室
７ 排ガス冷却塔
１３ 圧力センサ（ガス化室圧力センサ）
２８ 内胴
２９ 外胴
３０ 環状空間
３２ 接続管
３６ 仕切板
３７ 風箱部
３９ 送風機（第二送風機）
４０ 空気管（空気導入部）
４２ 空気穴
４３ 外箱
４４ 環状隙間
４６ 連通穴
４７ 円筒パイプ
４８ ４５°エルボ
４９ 連通開口
５０ 外ケース（集塵部）
５５ 第一集塵装置
５６ 外筒材
５７ 内筒材
５８ 導入管
６２ 戻し管
６４ 第二集塵装置
６６ エゼクタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方へ開口した筒状の内胴と、
この内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、
前記内胴または前記環状空間の内、いずれか一方の上部から導入される排ガスを、他方へ折り返して導入するために、前記内胴の下部開口または前記環状空間下部の内、前記導入されるガスの下流側となる側に、上方へ向けて噴流を形成するエゼクタ部と
を備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔。
【請求項２】
下方へ開口した筒状に形成され、上部から排ガスが導入される内胴と、
この内胴よりも上下へ延出するとともに前記内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、
前記環状空間へ上向きに噴流を形成するエゼクタ部と
を備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔。
【請求項３】
前記内胴および前記外胴は、円筒状で同心円状に配置されており、
前記エゼクタ部が、前記内胴の下端部から下方へ離隔して、前記外胴の下部を閉塞するよう設けられる仕切板と、この仕切板に備えられ前記環状空間へ向けて上向きに噴流を形成する空気導入部とから構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項４】
前記空気導入部は、前記仕切板に周方向へ所定間隔に設けられる複数の空気管からなり、
この各空気管は、前記内胴の下端部かそれと前後する位置まで上方へ延出して設けられており、
この各空気管を介して、送風機からの空気が前記環状空間へ噴出される
ことを特徴とする請求項３に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項５】
前記仕切板には、前記環状空間と対応した位置に、前記空気管に加えて空気穴が貫通形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項６】
前記外胴の下端部には筒状の外箱が、前記外胴よりも下方へ延出するとともに前記外胴との間に環状の隙間を形成して配置され、
この環状の隙間内の上方位置において、前記外胴の周側壁には連通穴が貫通形成されており、
前記外箱内における前記仕切板より下方空間に、前記送風機から空気が供給される
ことを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項７】
前記空気管は、前記環状空間に旋回流を生じさせるよう設けられており、
この旋回流により前記環状空間の外周部へ移動した煤塵を、前記外胴に設けた連通開口を介して集塵する集塵装置を備えた
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項８】
前記各空気管は、上下方向に沿って設けられたパイプの上端部が、前記環状空間の周方向斜め上方へ向けて開口しており、
前記外胴の中途または上部には、集塵装置と連通する連通開口が設けられている
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項９】
前記集塵装置に加えて、上面が閉塞され下部が円錐状とされた外筒材と、この外筒材の上部中央に設けられた内筒材とからなる第二の集塵装置を備えており、
この第二の集塵装置は、前記外筒材の上部にその接線方向に配置された導入管が、前記外胴の前記連通開口に接続される一方、前記内筒材の上部が、前記連通開口より上方位置において前記外胴に接続される
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項１０】
着火手段を有し、被焼却物を収容して乾留ガス化するガス化室と、助燃バーナを有し、前記ガス化室からの乾留ガスを燃焼させる燃焼室とを備えた乾留焼却炉に適用され、
前記ガス化室の上部に水平に配置された前記燃焼室の出口に、前記内胴の上端部が接続される
ことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項１１】
前記ガス化室には、そのガス化室内の圧力を検出する圧力センサが設けられており、
前記ガス化室内を一定負圧に維持するように、前記圧力センサからの検出信号に基づき前記エゼクタ部への送風機が制御される
ことを特徴とする請求項１０に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項１２】
排ガスを請求項１〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔へ導くことを特徴とする焼却炉。
【請求項１】
下方へ開口した筒状の内胴と、
この内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、
前記内胴または前記環状空間の内、いずれか一方の上部から導入される排ガスを、他方へ折り返して導入するために、前記内胴の下部開口または前記環状空間下部の内、前記導入されるガスの下流側となる側に、上方へ向けて噴流を形成するエゼクタ部と
を備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔。
【請求項２】
下方へ開口した筒状に形成され、上部から排ガスが導入される内胴と、
この内胴よりも上下へ延出するとともに前記内胴との間に環状空間を形成して配置される筒状の外胴と、
前記環状空間へ上向きに噴流を形成するエゼクタ部と
を備えることを特徴とする空冷式排ガス冷却塔。
【請求項３】
前記内胴および前記外胴は、円筒状で同心円状に配置されており、
前記エゼクタ部が、前記内胴の下端部から下方へ離隔して、前記外胴の下部を閉塞するよう設けられる仕切板と、この仕切板に備えられ前記環状空間へ向けて上向きに噴流を形成する空気導入部とから構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項４】
前記空気導入部は、前記仕切板に周方向へ所定間隔に設けられる複数の空気管からなり、
この各空気管は、前記内胴の下端部かそれと前後する位置まで上方へ延出して設けられており、
この各空気管を介して、送風機からの空気が前記環状空間へ噴出される
ことを特徴とする請求項３に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項５】
前記仕切板には、前記環状空間と対応した位置に、前記空気管に加えて空気穴が貫通形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項６】
前記外胴の下端部には筒状の外箱が、前記外胴よりも下方へ延出するとともに前記外胴との間に環状の隙間を形成して配置され、
この環状の隙間内の上方位置において、前記外胴の周側壁には連通穴が貫通形成されており、
前記外箱内における前記仕切板より下方空間に、前記送風機から空気が供給される
ことを特徴とする請求項４に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項７】
前記空気管は、前記環状空間に旋回流を生じさせるよう設けられており、
この旋回流により前記環状空間の外周部へ移動した煤塵を、前記外胴に設けた連通開口を介して集塵する集塵装置を備えた
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項８】
前記各空気管は、上下方向に沿って設けられたパイプの上端部が、前記環状空間の周方向斜め上方へ向けて開口しており、
前記外胴の中途または上部には、集塵装置と連通する連通開口が設けられている
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項９】
前記集塵装置に加えて、上面が閉塞され下部が円錐状とされた外筒材と、この外筒材の上部中央に設けられた内筒材とからなる第二の集塵装置を備えており、
この第二の集塵装置は、前記外筒材の上部にその接線方向に配置された導入管が、前記外胴の前記連通開口に接続される一方、前記内筒材の上部が、前記連通開口より上方位置において前記外胴に接続される
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項１０】
着火手段を有し、被焼却物を収容して乾留ガス化するガス化室と、助燃バーナを有し、前記ガス化室からの乾留ガスを燃焼させる燃焼室とを備えた乾留焼却炉に適用され、
前記ガス化室の上部に水平に配置された前記燃焼室の出口に、前記内胴の上端部が接続される
ことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項１１】
前記ガス化室には、そのガス化室内の圧力を検出する圧力センサが設けられており、
前記ガス化室内を一定負圧に維持するように、前記圧力センサからの検出信号に基づき前記エゼクタ部への送風機が制御される
ことを特徴とする請求項１０に記載の空冷式排ガス冷却塔。
【請求項１２】
排ガスを請求項１〜９のいずれか１項に記載の空冷式排ガス冷却塔へ導くことを特徴とする焼却炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３３６９０５（Ｐ２００６−３３６９０５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６０１０６（Ｐ２００５−１６０１０６）
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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