特許 6288841 ごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置及びその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6288841

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】ごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/50 20060101AFI20180226BHJP

   F23G 5/00 20060101ALI20180226BHJP

   F23G 5/46 20060101ALI20180226BHJP

   F23J 15/06 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   F23G5/50 CZAB

   F23G5/00 109

   F23G5/46 Z

   F23J15/06

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-78325(P2014-78325)

(22)【出願日】2014年4月7日

(65)【公開番号】特開2015-200440(P2015-200440A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2017年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000133032

【氏名又は名称】株式会社タクマ

(74)【代理人】

【識別番号】100129540

【弁理士】

【氏名又は名称】谷田 龍一

(74)【代理人】

【識別番号】100082474

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】望月 懇

【審査官】 礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−００４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４７−０３１７０９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭５６−１１７２４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−０９４０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０３８２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４３１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７４８４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｇ ５／００ − ５／５０

Ｆ２３Ｊ １５／００ − １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

火格子冷却水通路をそれぞれ形成した可動火格子と固定火格子とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカと、水冷式ストーカへ火格子冷却水を循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構とから構成したごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、前記火格子冷却水循環・冷却機構は、火格子冷却水を循環流通させる火格子冷却部と火格子冷却部の火格子冷却水を冷水により冷却する火格子冷却水冷却部とを間接熱交換器を介して熱的に連結すると共に、火格子冷却水冷却部の冷水をごみ焼却炉の排ガス排出経路に設置されている排ガス冷却室に水を噴射する水噴射供給装置へ供給する構成とし、前記火格子冷却部は、火格子冷却水を貯留する火格子冷却水タンクと、火格子冷却水の循環ポンプと、火格子冷却水を各可動火格子及び固定火格子の火格子冷却水通路へ供給する給水側ヘッダと、各火格子冷却水通路から火格子冷却水を排水する排水側ヘッダと、排水側ヘッダからの火格子冷却水を冷却する間接熱交換器の火格子冷却水側熱交換エレメントとから成り、また、前記火格子冷却水冷却部は、冷水を貯留する冷水タンクと、冷水の送水ポンプと、間接熱交換器の冷水側熱交換エレメントと、冷水側熱交換エレメントの入口側又は出口側に設けた冷水量調節弁と、間接熱交換器の出口側の火格子冷却水の検出温度により冷水量調節弁を制御する温度制御器とから成ることを特徴とするごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置。

【請求項2】

火格子冷却水循環・冷却機構は、熱利用設備及び第２間接熱交換器を備えており、前記熱利用設備と火格子冷却部の火格子冷却水系とを、間接熱交換器と排水側ヘッダとの間に設けた第２間接熱交換器を介して熱的に連結したことを特徴とする請求項１に記載のごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置。

【請求項3】

火格子冷却水通路をそれぞれ形成した可動火格子と固定火格子とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカと、水冷式ストーカへ火格子冷却水を循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構とから構成したごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、前記火格子冷却水循環・冷却機構は、火格子冷却水を循環流通させる火格子冷却部と火格子冷却部の火格子冷却水を冷水により冷却する火格子冷却水冷却部とを間接熱交換器を介して熱的に連結すると共に、火格子冷却水冷却部の冷水をごみ焼却炉の排ガス排出経路に設置されている排ガス冷却室に水を噴射する水噴射供給装置へ供給する構成とし、前記火格子冷却部は、火格子冷却水を貯留する火格子冷却水タンクと、火格子冷却水の循環ポンプと、火格子冷却水を各可動火格子及び固定火格子の火格子冷却水通路へ供給する給水側ヘッダと、各火格子冷却水通路から火格子冷却水を排水する排水側ヘッダと、排水側ヘッダからの火格子冷却水を冷却する間接熱交換器の火格子冷却水側熱交換エレメントとから成り、また、前記火格子冷却水冷却部は、冷水を貯留する冷水タンクと、冷水の送水ポンプと、間接熱交換器の冷水側熱交換エレメントと、冷水側熱交換エレメントの入口側に設けた冷水量調節弁と、排ガス冷却室への噴射水量に応じて冷水量調節弁を制御する流量制御器と、冷水側熱交換エレメントの出口側又は入口側に設けられ、間接熱交換器への冷水の流通制御を行う三方弁と、間接熱交換器の出口側の火格子冷却水の検出温度により三方弁を制御する温度制御器とから成ることを特徴とするごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置。

【請求項4】

請求項１に記載のごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、火格子冷却水タンク内の火格子冷却水を井水又は上水とし、井水又は上水を火格子冷却水循環ポンプにより圧送して水冷式ストーカに通した後、間接熱交換器により冷却して火格子冷却水タンクに戻し、また、冷却タンク内の冷水を井水又は雨水とし、井水又は雨水を冷水ポンプにより間接熱交換器に圧送してここで火格子冷却水の冷却に使用した後、排ガス冷却室の水噴射供給装置へ供給して排ガス冷却室の噴射水として利用するようにしたことを特徴とするごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置の運転方法。

【請求項5】

間接熱交換器に入る前の火格子冷却水を第２間接熱交換器に通してここで熱利用設備からの冷却水又は冷却空気により冷却するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置の運転方法。

【請求項6】

請求項３に記載のごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、火格子冷却水タンク内の火格子冷却水を井水又は上水とし、井水又は上水を火格子冷却水循環ポンプにより圧送して水冷式ストーカに通した後、間接熱交換器により冷却して火格子冷却水タンクに戻し、また、冷却タンク内の冷水を雨水とし、この雨水を送水ポンプにより間接熱交換器に圧送してここで火格子冷却水の冷却に使用した後、当該雨水を排ガス冷却室の水噴射供給装置へ供給して排ガス冷却室の噴射水として利用し、更に、排ガス冷却室への水噴射流量に応じて冷水量調節弁を制御して雨水の量を調整すると共に、間接熱交換器の出口側の火格子冷却水の検出温度に基づいて三方弁を制御して間接熱交換器への雨水の流通制御を行うようにしたことを特徴とするごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主に都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置及びその運転方法の改良に係り、従来から水冷ストーカ内を循環流通する火格子冷却水の冷却に用いられていた冷却塔やベンチレータの代わりに、間接熱交換器と冷水（井水又は雨水）とを使用し、間接熱交換器で火格子冷却水を冷却した後の前記冷水をごみ焼却炉の排ガス排出経路に必ず設置されている排ガス冷却室への噴射水として利用することによって、設備の簡略化や設備費及びランニングコストの削減等を図れるようにしたごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置及びその運転方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、水冷式ストーカ装置としては、例えば、特表平１０−５０４８９０号公報（特許文献１）や特開２００３−４２１８号公報（特許文献２）に開示された構造のものが知られている。

【0003】

即ち、前者の水冷式ストーカ装置Ａ′は、図４に示す如く、可動火格子及び固定火格子を交互に並列させて成る水冷式ストーカＢ′と、水冷式ストーカＢ′へ火格子冷却水を循環流通させる火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ′とから構成されている。

【0004】

また、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ′は、ポンプ４０、流量測定装置４１、膨張容器４２、温度測定装置４３、圧力測定装置４４、再冷却器４５、ベンチレータ４６、圧力調整弁４７等から構成されており、圧力調整弁４７を通して供給された火格子冷却水をポンプ４０により水冷式ストーカＢ′へ循環流通させ、水冷式ストーカＢ′から流出した火格子冷却水を再冷却器４５及びベンチレータ４６で冷却するようにしている。

【0005】

しかし、前者の水冷式ストーカ装置Ａ′は、火格子冷却水を再冷却器４５及びベンチレータ４６で冷却するようにしているため、冷却能力が相対的に低いだけでなく、温度制御の応答性が極めて悪いと云う問題があった。しかも、膨張容器４２の内圧をコンプレッサー（図示省略）の運転制御を介して調整することによって、火格子冷却水系の内圧を制御する構成としているため、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ′の圧力保持機構構造や運転制御操作が複雑になる等の問題があった。

【0006】

一方、後者の水冷式ストーカ装置Ａ′は、図５に示す如く、可動火格子５０と固定火格子５１とを交互に階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカＢ′と、水冷式ストーカＢ′へ火格子冷却水Ｗ′を循環流通させる火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ′とから構成されている。

【0007】

また、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ′は、火格子冷却部Ｃ１′と火格子冷却水Ｗ′の冷却部Ｃ２′とから構成されており、両冷却部Ｃ１′，Ｃ２′は間接型熱交換器５２を介して熱的に連結されている。

【0008】

即ち、火格子冷却部Ｃ１′は、火格子冷却水タンク５３、加圧循環ポンプ５４、火格子冷却水循環量制御弁５５、給水側ヘッダ５６、排水側ヘッダ５７、間接型熱交換器５２の火格子冷却水側熱交換エレメント５２ａ、圧力制御弁５８、温度制御器５９、温度検出器５９ａ、圧力制御器６０及び圧力検出器６０ａ等から構成されており、火格子冷却水タンク５３内の火格子冷却水Ｗ′を加圧循環ポンプ５４により水冷式ストーカＢ′へ循環流通させるようになっている。

【0009】

一方、火格子冷却水Ｗ′の冷却部Ｃ２′は、冷水タンク６１、冷水循環ポンプ６２、冷水循環量制御弁６３、間接型熱交換器５２の冷水側熱交換エレメント５２ｂ、冷却塔６４、温度制御器６５及び温度検出器６５ａ等から構成されており、冷水タンク６１内の冷水Ｗｏ′を冷水循環ポンプ６２により間接型熱交換器５２の冷水側熱交換エレメント５２ｂへ送り、間接型熱交換器５２内で火格子冷却水Ｗ′を冷却した後の冷水Ｗｏ′を冷却塔６４で冷却して冷水タンク６１に戻すようにしている。

【0010】

後者の水冷式ストーカ装置Ａ′は、間接型熱交換器５２を用いて火格子冷却部Ｃ１′と火格子冷却水Ｗ′の冷却部Ｃ２′とを完全に分割した構成としているため、前者の水冷式ストーカ装置Ａ′の問題を解決することができる。

【0011】

しかし、後者の水冷式ストーカ装置Ａ′は、火格子冷却水Ｗ′の冷却部Ｃ２′に冷却塔６４を設けているため、設備が複雑になって設備費が増大すると云う問題があった。

【0012】

また、冷却塔６４を使用する循環冷却水系では、冷水Ｗｏ′を循環利用しているため、蒸発による冷水Ｗｏ′の濃縮が生じ、スケール障害、腐食障害、スライム障害が発生し易いので、火格子冷却水Ｗ′の冷却部Ｃ２′の冷水Ｗｏ′に薬剤（腐食防止剤、防スケール剤、防スライム剤）を注入するための注入装置（図示省略）が必要になり、設備費がより増大すると云う問題があった。

【0013】

更に、火格子冷却水Ｗ′の冷却部Ｃ２′の冷水Ｗｏ′に薬剤を注入するため、ランニングコストも増大すると云う問題があった。

【0014】

加えて、冷却塔６４に用いる充填材の材質が一般的にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）であるため、耐熱の限界が４５℃未満であり、また、耐熱仕様でも４５℃〜７０℃であるので、誤って耐熱以上の水が流入すると、充填材が座屈し、交換する必要が生じる。この場合には、休炉を余儀なくされ、交換費も発生すると云う問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特表平１０−５０４８９０号公報

【特許文献2】特開２００３−４２１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、間接熱交換器と冷水（井水又は雨水）とを使用し、間接熱交換器で火格子冷却水を冷却した後の前記冷水をごみ焼却炉の排ガス排出経路に設置されている排ガス冷却室への噴射水として利用することによって、冷却塔を削減できて薬剤の注入装置及び薬剤が不要となり、設備の簡略化を図れると共に、設備費及びランニングコストの削減等を図れるようにしたごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置及びその運転方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、火格子冷却水通路をそれぞれ形成した可動火格子と固定火格子とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカと、水冷式ストーカへ火格子冷却水を循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構とから構成したごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、前記火格子冷却水循環・冷却機構は、火格子冷却水を循環流通させる火格子冷却部と火格子冷却部の火格子冷却水を冷水により冷却する火格子冷却水冷却部とを間接熱交換器を介して熱的に連結すると共に、火格子冷却水冷却部の冷水をごみ焼却炉の排ガス排出経路に設置されている排ガス冷却室に水を噴射する水噴射供給装置へ供給する構成とし、前記火格子冷却部は、火格子冷却水を貯留する火格子冷却水タンクと、火格子冷却水の循環ポンプと、火格子冷却水を各可動火格子及び固定火格子の火格子冷却水通路へ供給する給水側ヘッダと、各火格子冷却水通路から火格子冷却水を排水する排水側ヘッダと、排水側ヘッダからの火格子冷却水を冷却する間接熱交換器の火格子冷却水側熱交換エレメントととから成り、また、前記火格子冷却水冷却部は、冷水を貯留する冷水タンクと、冷水の送水ポンプと、間接熱交換器の冷水側熱交換エレメントと、冷水側熱交換エレメントの入口側又は出口側に設けた冷水量調節弁と、間接熱交換器の出口側の火格子冷却水の検出温度により冷水量調節弁を制御する温度制御器とから成ることに特徴がある。

【0018】

本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、火格子冷却水循環・冷却機構は、熱利用設備及び第２間接熱交換器を備えており、前記熱利用設備と火格子冷却部の火格子冷却水系とを、間接熱交換器と排水側ヘッダとの間に設けた第２間接熱交換器を介して熱的に連結したことに特徴がある。

【0019】

本発明の請求項３の発明は、火格子冷却水通路をそれぞれ形成した可動火格子と固定火格子とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカと、水冷式ストーカへ火格子冷却水を循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構とから構成したごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、前記火格子冷却水循環・冷却機構は、火格子冷却水を循環流通させる火格子冷却部と火格子冷却部の火格子冷却水を冷水により冷却する火格子冷却水冷却部とを間接熱交換器を介して熱的に連結すると共に、火格子冷却水冷却部の冷水をごみ焼却炉の排ガス排出経路に設置されている排ガス冷却室に水を噴射する水噴射供給装置へ供給する構成とし、前記火格子冷却部は、火格子冷却水を貯留する火格子冷却水タンクと、火格子冷却水の循環ポンプと、火格子冷却水を各可動火格子及び固定火格子の火格子冷却水通路へ供給する給水側ヘッダと、各火格子冷却水通路から火格子冷却水を排水する排水側ヘッダと、排水側ヘッダからの火格子冷却水を冷却する間接熱交換器の火格子冷却水側熱交換エレメントとから成り、また、前記火格子冷却水冷却部は、冷水を貯留する冷水タンクと、冷水の送水ポンプと、間接熱交換器の冷水側熱交換エレメントと、冷水側熱交換エレメントの入口側に設けた冷水量調節弁と、排ガス冷却室への噴射水量に応じて冷水量調節弁を制御する流量制御器と、冷水側熱交換エレメントの出口側又は入口側に設けられ、間接熱交換器への冷水の流通制御を行う三方弁と、間接熱交換器の出口側の火格子冷却水の検出温度により三方弁を制御する温度制御器とから成ることに特徴がある。

【0020】

本発明の請求項４の発明は、請求項１に記載のごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、火格子冷却水タンク内の火格子冷却水を井水又は上水とし、井水又は上水を火格子冷却水循環ポンプにより圧送して水冷式ストーカに通した後、間接熱交換器により冷却して火格子冷却水タンクに戻し、また、冷却タンク内の冷水を井水又は雨水とし、井水又は雨水を冷水ポンプにより間接熱交換器に圧送してここで火格子冷却水の冷却に使用した後、排ガス冷却室の水噴射供給装置へ供給して排ガス冷却室の噴射水として利用するようにしたことに特徴がある。

【0021】

本発明の請求項５の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、間接熱交換器に入る前の火格子冷却水を第２間接熱交換器に通してここで熱利用設備からの冷却水又は冷却空気により冷却するようにしたことに特徴がある。

【0022】

本発明の請求項６の発明は、請求項３に記載のごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置に於いて、火格子冷却水タンク内の火格子冷却水を井水又は上水とし、井水又は上水を火格子冷却水循環ポンプにより圧送して水冷式ストーカに通した後、間接熱交換器により冷却して火格子冷却水タンクに戻し、また、冷却タンク内の冷水を雨水とし、この雨水を送水ポンプにより間接熱交換器に圧送してここで火格子冷却水の冷却に使用した後、当該雨水を排ガス冷却室の水噴射供給装置へ供給して排ガス冷却室の噴射水として利用し、更に、排ガス冷却室への水噴射流量に応じて冷水量調節弁を制御して雨水の量を調整すると共に、間接熱交換器の出口側の火格子冷却水の検出温度に基づいて三方弁を制御して間接熱交換器への雨水の流通制御を行うようにしたことに特徴がある。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、水冷式ストーカ装置へ火格子冷却水を循環流通させる火格子冷却部と火格子冷却部の火格子冷却水を冷水により冷却する火格子冷却水冷却部とを間接熱交換器を介して熱的に連結し、火格子冷却水冷却部の冷却水を間接熱交換器で火格子冷却水の冷却に使用した後、排ガス冷却室の水噴射供給装置へ供給して排ガス冷却室の噴射水として利用するようにしているため、上述した従来技術のように火格子冷却水の冷却に使用した冷水を冷却塔で冷却する必要もなく、火格子冷却水の冷却部の冷却塔を削減することができ、設備の簡略化を図れると共に、設備費の削減を図れる。
また、本発明は、冷却塔を削減できたことによって、火格子冷却水の冷却部の冷水に薬剤を注入する必要がなくなり、薬剤の注入装置が不要になって設備費をより削減することができると共に、薬剤も不要となってランニングコストの削減も図れる。
更に、本発明は、冷却塔を使用しないため、冷却塔に用いる充填材の座屈のリスクを回避することができる。
そのうえ、本発明は、間接熱交換器に入る前の火格子冷却水を第２間接熱交換器に通してここで熱利用設備からの冷却水、冷却空気、熱媒油又は低沸点媒体により冷却するようにしているため、熱エネルギーの有効利用を図れる。
加えて、本発明は、冷水として井水又は雨水を使用しているため、冷水に上水を使用した従来技術に比較してコスト削減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置の概略系統図である。

【図2】本発明の第２の実施形態に係るごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置の概略系統図である。

【図3】本発明の第３の実施形態に係るごみ焼却炉の水冷式ストーカ装置の概略系統図である。

【図4】従来の水冷式ストーカ装置の一例を示す概略系統図である。

【図5】同じく従来の水冷式ストーカ装置の他の例を示す概略系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａの概略系統図を示し、当該ごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａは、火格子冷却水通路（図示省略）をそれぞれ形成した可動火格子１と固定火格子２とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカＢと、水冷式ストーカＢへ火格子冷却水Ｗを循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構Ｃとから構成されている。

【0026】

即ち、前記水冷式ストーカＢは、冷却水通路（図示省略）を形成した複数基の水冷式火格子本体３を並列状に組み合せ、隣接する水冷式火格子本体３の冷却水通路同士を連結して連通状の火格子冷却水通路（図示省略）を形成して成る可動火格子１と固定火格子２とを複数基交互に階段状又は傾斜状に組み合せることにより構成されており、各可動火格子１の作動により都市ごみ等の廃棄物が矢印方向へ移動して行くようになっている。
この水冷式ストーカＢは、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。
尚、水冷式ストーカＢの形式及び構造等は、火格子冷却水通路を備えておれば、如何なるものであっても良い。

【0027】

一方、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃは、火格子冷却水Ｗを循環流通させる火格子冷却部Ｃ１と火格子冷却部Ｃ１の火格子冷却水Ｗを冷水Ｗｏにより冷却する火格子冷却水冷却部Ｃ２とを間接熱交換器４を介して熱的に連結すると共に、間接熱交換器４で使用した火格子冷却水冷却部Ｃ２の冷水Ｗｏをごみ焼却炉Ｄの排ガス排出経路に設置されている排ガス冷却室Ｅに水を噴射する水噴射供給装置Ｆへ供給する構成としている。

【0028】

尚、排ガス冷却室Ｅは、ごみ焼却炉Ｄの排ガス排出経路に必ず設置されており、ごみ焼却炉Ｄから排出されて廃熱ボイラ等により熱回収された排ガスを排ガス冷却室Ｅ内に導き、ここで水噴射供給装置Ｆにより排ガス冷却室Ｅ内に水を噴射して排ガスの温度を排ガス冷却室Ｅの下流側に設けたバグフィルタ等の排ガス処理設備に適した温度にまで減温するものである。

【0029】

また、排ガス冷却室Ｅの水噴射供給装置Ｆは、火格子冷却水冷却部Ｃ２からの冷水Ｗｏと雨水又は井水とを貯留する水噴射タンク５と、水噴射タンク５内の冷水Ｗｏを圧送する水噴射ポンプ６と、水噴射ポンプ６の下流側に設けた流量計７と、流量計７の下流側に設けた水噴射制御弁８と、排ガス冷却室Ｅ内に冷水Ｗｏを噴射する水噴射ノズル９と、排ガス冷却室Ｅの出口側のガス温度を検出する排ガス温度検出器１０と、排ガス温度検出器１０の検出温度により水噴射制御弁８を制御する温度制御器１１と、前記各機器同士を連結する配管１２とから成り、排ガス冷却室Ｅへの冷水Ｗｏの噴射量を、排ガス温度検出器１０からの検出温度に基づき温度制御器１１を介して水噴射制御弁８の開度を調整することにより制御し、排ガス冷却室Ｅの出口側の排ガス温度を所定の温度（バグフィルタ等の排ガス処理設備に適した温度）に保つようにしたものである。

【0030】

前記火格子冷却水循環・冷却機構Ｃの火格子冷却部Ｃ１は、火格子冷却水Ｗを貯留する火格子冷却水タンク１３と、火格子冷却水Ｗの循環ポンプ１４と、火格子冷却水Ｗを各可動火格子１及び固定火格子２の火格子冷却水通路へ供給する給水側ヘッダ１６と、各火格子冷却水通路から火格子冷却水Ｗを排水する排水側ヘッダ１７と、排水側ヘッダ１７からの火格子冷却水Ｗを冷却する間接熱交換器４の火格子冷却水側熱交換エレメント４ａと、前記各機器同士を連結する配管２１とから成り、火格子冷却水Ｗを循環流通させるようになっている。

【0031】

前記火格子冷却水タンク１３は、開放型のタンクに形成されており、その内部には、火格子冷却水Ｗとして井水又は上水が貯留されている。この実施形態では、火格子冷却水タンク１３には、井水が貯留されている。
また、火格子冷却水タンク１３内の液面が設定値以下になった場合には、井水又は上水が火格子冷却水Ｗとして補給される。

【0032】

火格子冷却水タンク１３内の火格子冷却水Ｗは、循環ポンプ１４により圧送され、給水側ヘッダ１６を経て水冷式ストーカＢの各可動火格子１及び固定火格子２の火格子冷却水通路を通過し、水冷式ストーカＢを冷却して約３５℃昇温（この温度は炉内の燃焼状態により変動）されて排水側ヘッダ１７へ排出され、間接熱交換器４で冷水Ｗｏにより約２０℃に間接冷却された後、火格子冷却水タンク１３内へ戻される。

【0033】

尚、火格子冷却水側熱交換エレメント４ａと循環ポンプ１４の吸水口側の間の火格子冷却水系は、ほぼ大気圧と同圧に保持されている。その結果、火格子冷却水タンク１３への火格子冷却水Ｗの補給は、極めて簡単に行なえる。

【0034】

更に、間接熱交換器４に於ける火格子冷却水Ｗの冷却は、後述するように間接熱交換器４の火格子冷却水Ｗの出口側に設けた温度検出器２５ａにより火格子冷却水Ｗの温度を検出し、この検出温度に基づいて温度制御器２５を介して冷水量調節弁２４の開度を調整し、間接熱交換器４への冷水Ｗｏ量を調整することにより制御されている。
具体的には、間接熱交換器４から火格子冷却水タンク１３へ戻す火格子冷却水Ｗの温度を約２０℃（例えば、Ｗｏで用いている井水又は雨水の温度約１５℃として＋５℃位高くなる温度）に保持するようにしている。

【0035】

一方、前記火格子冷却水循環・冷却機構Ｃの火格子冷却水冷却部Ｃ２は、冷水Ｗｏを貯留する冷水タンク２２と、冷水Ｗｏの送水ポンプ２３と、間接熱交換器４の冷水側熱交換エレメント４ｂと、冷水側熱交換エレメント４ｂの入口側（又は出口側）に設けた冷水量調節弁２４と、間接熱交換器４の出口側の火格子冷却水Ｗの検出温度により冷水量調節弁２４を制御する温度制御器２５と、前記各機器同士を連結する配管２６とから成り、冷水Ｗｏを間接熱交換器４で火格子冷却水Ｗの冷却に使用した後、当該冷水Ｗｏをごみ焼却炉Ｄの排ガス排出経路に必ず設置されている排ガス冷却室Ｅの水噴射供給装置Ｆへ供給し、前記冷水Ｗｏを排ガス冷却室Ｅの噴射水として利用するようにしている。

【0036】

前記冷水タンク２２は、開放型のタンクに形成されており、その内部には、冷水Ｗｏとして井水又は雨水が貯留されている。
また、冷水タンク２２内の液面が設定値以下になると、冷水Ｗｏとして井水を使用している場合には、井水が井水ポンプ（図示省略）等により冷水Ｗｏとして補給される。
尚、冷水タンク２２内の冷水Ｗｏの一部は、分岐配管２６ａを介してごみ焼却プラント内で補給水、加湿水、散水等として使用される。

【0037】

冷水タンク２２内の冷水Ｗｏは、送水ポンプ２３により圧送され、冷水量調節弁２４を経て間接熱交換器４に入り、ここで火格子冷却水Ｗを冷却した後、水噴射供給装置Ｆの水噴射タンク５内に入る。

【0038】

このとき、間接熱交換器４へ流通させる冷水Ｗｏの量は、間接熱交換後の火格子冷却水Ｗの温度が一定になるように調整されている。
即ち、間接熱交換器４への冷水Ｗｏ量の調整は、間接熱交換器４の火格子冷却水Ｗの出口側に設けた温度検出器２５ａにより火格子冷却水Ｗの温度を検出し、この検出温度に基づいて温度制御器２５で冷水量調節弁２４の開度を調整することにより行なわれている。
例えば、火格子冷却水Ｗに約１５℃の井水を使用した場合には、間接熱交換後の火格子冷却水Ｗの温度が約２０℃（＋５℃位）になるように、冷水Ｗｏの量が冷水量調節弁２４により調整されている。

【0039】

尚、この実施形態では、冷水量調節弁２４の取り付け位置を冷水側熱交換エレメント４ｂの入口側としているが、他の実施形態では、冷水量調節弁２４を冷水側熱交換エレメント４ｂの出口側に取り付けるようにしても良い。
また、間接熱交換器４としては、火格子冷却水Ｗと冷水Ｗｏとが非混合の状態で熱交換を行うものであれば、プレート式、管形式等に拘わらず、如何なる構造の熱交換器であっても良い。

【0040】

ところで、前記間接熱交換器４の伝熱面積は、下記の条件で決められている（数値は何れも一例である）。
・ 火格子冷却水Ｗの水冷式ストーカＢを出た温度、つまり間接熱交換器４の入口側の温 度Ｔｈｉｎ（２０℃＋水冷火格子での振れ幅込みの温度上昇分６０℃）＝８０℃
・ 間接熱交換器４の出口水温Ｔｈｏｕｔ＝２０℃
・ 火格子冷却水量Ｗｈ（ｔ／ｈ）
・ 間接熱交換器４の入口の冷水温度Ｔｃｉｎ＝井水又は雨水の水温（１５℃）
・ 間接熱交換器４の出口の冷水温度Ｔｃｏｕｔは、一般的な渦巻きポンプがタンクと同 等レベルで設置してあっても、キャビテーションを起こさない温度以下（例えば、 ５０℃以下）
・ 間接熱交換器４への冷水量Ｗｃ（ｔ／ｈ）が排ガス冷却室Ｅへの設計上の水噴射量 （Ｗｗ）以上にならないようにした量（例えば、Ｗｃ＝Ｗｗ×０．９）
ここで、×０．９としているのは、冷水が水噴射タンク５から溢れないようにするた め。
つまり、
火格子冷却水側の間接熱交換器４での交換熱量：Ｑｈ＝Ｗｈ×（Ｔｈｉｎ−Ｔｈｏｕｔ）
火格子冷却水の冷却側に於ける間接熱交換器４での熱交換量：Ｑｃ＝Ｗｃ×（Ｔｃｏｕｔ−Ｔｃｉｎ）
間接熱交換器４の伝熱面積：Ｓ＝Ｑｈ／Ｕ／ΔＴｍ
ここで、Ｕは熱交換器の総括熱伝達係数、ΔＴｍは熱交換器の対数平均温度差である。
また、Ｑｈ＝Ｑｃとなるので、冷水温度Ｔｃｏｕｔが５０℃以下になるように間接熱交換器４の伝熱面積Ｓを求める。
このようにして、間接熱交換器４の伝熱面積が決まる。

【0041】

上記のように間接熱交換器４の伝熱面積を決めておけば、水噴射供給装置Ｆの水噴射ポンプ６がキャビテーションを起こすことはない。また、冷水量Ｗｃと排ガス冷却室Ｅへの設計上の水噴射量Ｗｗに差が生じ、水噴射タンク５の水位が変動するが、水噴射タンク５自体に別途、レベル制御機能（例えば、ボールタップ式、接点式ｏｎ、ｏｆｆ制御等）を設けておれば、問題はない。

【0042】

このように、上述したごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａに於いては、火格子冷却水冷却部Ｃ２の冷水Ｗｏを間接熱交換器４で火格子冷却水Ｗの冷却に使用した後、排ガス冷却室Ｅの水噴射供給装置Ｆへ供給して排ガス冷却室Ｅの噴射水として利用するようにしているため、冒頭で述べた従来の水冷式ストーカ装置のように冷却塔を必要とすることがなく、設備の簡略化及び設備費の削減を図れる。
また、このごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａに於いては、冷却塔を削減できたことによって、薬剤の注入装置及び薬剤が不要になって設備費をより削減することができると共に、ランニングコストの削減も図れる。
更に、このごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａに於いては、冷却水として井水又は雨水を使用しているため、冷水Ｗｏに上水を使用した従来の冷却式ストーカ装置に比較してコスト削減を図れる。

【0043】

図２は本発明の第２の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａの概略系統図を示し、当該ごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａは、火格子冷却水通路をそれぞれ形成した可動火格子１と固定火格子２とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカＢと、水冷式ストーカＢへ火格子冷却水Ｗを循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構Ｃとから構成されており、前記火格子冷却水循環・冷却機構Ｃが熱利用設備２７及び第２間接熱交換器２８を備えていると共に、前記熱利用設備２７と火格子冷却部Ｃ１の火格子冷却水系とを、間接熱交換器４と排水側ヘッダ１７との間に設けた第２間接熱交換器２８を介して熱的に連結したものである。

【0044】

即ち、前記ごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａは、間接熱交換器４に入る前の火格子冷却水Ｗを第２間接熱交換器２８に通し、ここで熱利用設備２７からの冷却水又は冷却空気により間接冷却してから間接熱交換器４へ導くようにすると共に、第２間接熱交換器２８で加熱された冷却水、冷却空気、熱媒油又は低沸点媒体を熱利用設備２７へ導き、ここで熱利用設備２７の熱源として利用するようにしたものである。
また、熱利用設備２７としては、ごみ焼却炉Ｄに付随する機器（例えば、ボイラの給水を加熱するエコノマイザやごみ焼却炉Ｄへの燃焼用空気を予熱する空気予熱器等）やごみ焼却炉Ｄに付随しない機器（例えば、融雪機等）が使用されている。

【0045】

尚、前記ごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａに於いては、熱利用設備２７及び第２間接熱交換器２８以外の設備及び機器（水冷式ストーカＢ、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ、火格子冷却部Ｃ１、火格子冷却水冷却部Ｃ２、間接熱交換器４、排ガス冷却室Ｅ、水噴射供給装置Ｆ等）は、図１に示すごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａと同じ構造に構成されており、図１に示すごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａと同じ部位・部材には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0046】

上述した第２の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａは、図１に示すごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａと同様の作用効果を奏することができる。
しかも、第２の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａは、間接熱交換器４に入る前の火格子冷却水Ｗを第２間接熱交換器２８に通してここで熱利用設備２７からの冷却水、冷却空気、熱媒油又は低沸点媒体により冷却するようにしているため、熱エネルギーの有効利用を図れる。

【0047】

図３は本発明の第３の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａの概略系統図を示し、当該ごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａは、火格子冷却水通路をそれぞれ形成した可動火格子１と固定火格子２とを階段状又は傾斜状に組み合せて成る水冷式ストーカＢと、水冷式ストーカＢへ火格子冷却水Ｗを循環流通させつつ冷却する火格子冷却水循環・冷却機構Ｃとから構成されており、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃの火格子冷却水冷却部Ｃ２に改良を加え、火格子冷却水冷却部Ｃ２の冷水タンク２２への冷水Ｗｏの供給が雨水しか使用できないときに使用するものである。
尚、冷水タンク２２への供給が雨水しか使用できないときの例として、例えば、ごみ処理施設内への降水については、放流できず施設内処理をする必要があり、積極的に雨水を使用しないと、処理しきれない場合等がある。

【0048】

即ち、前記火格子冷却水循環・冷却機構Ｃの火格子冷却水冷却部Ｃ２は、冷水Ｗｏを貯留する冷水タンク２２と、冷水Ｗｏの送水ポンプ２３と、間接熱交換器４の冷水側熱交換エレメント４ｂと、冷水側熱交換エレメント４ｂの入口側に設けた冷水量調節弁２４と、排ガス冷却室Ｅへの噴射水量に応じて冷水量調節弁２４を制御する流量制御器２９と、冷水側熱交換エレメント４ｂの出口側に設けられ、間接熱交換器４への冷水Ｗｏの流通制御を行う三方弁３０と、間接熱交換器４の出口側の火格子冷却水Ｗの検出温度により三方弁３０を制御する温度制御器２５とから成り、流量計７からの流量に応じて流量制御器２９により冷水量調節弁２４を制御して排ガス冷却室Ｅへの水噴射量に応じた冷水Ｗｏの量を確保し、また、三方弁３０を間接熱交換器４の出口側の火格子冷却水Ｗの検出温度（温度検出器２５ａからの検出温度）に基づいて温度制御器２５により制御し、間接熱交換器４への冷水Ｗｏの流通制御を行うようにしたものである。

【0049】

尚、この実施形態では、三方弁３０は、冷水側熱交換エレメント４ｂの出口側に設けたが、他の実施形態では、三方弁３０を冷水側熱交換エレメント４ｂの入口側に設けても良い。
また、三方弁３０を冷水側熱交換エレメント４ｂの出口側に設ける場合、三方弁３０には、二つの管路から一つの管に流体を混合して流せる混合形の三方弁３０を使用し、更に、三方弁３０を冷水側熱交換エレメント４ｂの入口側に設ける場合、三方弁３０には、一つの管路から二つの管路へ流体を所定の比率で分散して流せる分割形の三方弁３０を使用する。

【0050】

前記ごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａに於いては、三方弁３０及び流量制御器２９以外の設備及び機器（水冷式ストーカＢ、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃ、火格子冷却部Ｃ１、火格子冷却水冷却部Ｃ２、間接熱交換器４、排ガス冷却室Ｅ、水噴射供給装置Ｆ等）は、図１に示すごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａと同じ構造に構成されており、図１に示すごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａと同じ部位・部材には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0051】

上述した第３の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａも、図１に示すごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａと同様の作用効果を奏することができる。

【0052】

尚、上述した第３の実施形態に係るごみ焼却炉Ｄの水冷式ストーカ装置Ａにおいて、図３に一点鎖線で示す如く、火格子冷却水循環・冷却機構Ｃに熱利用設備２７及び第２間接熱交換器２８を追加し、前記熱利用設備２７と火格子冷却部Ｃ１の火格子冷却水系とを、間接熱交換器４と排水側ヘッダ１７との間に設けた第２間接熱交換器２８を介して熱的に連結するようにしても良い。

【符号の説明】

【0053】

Ａは水冷式ストーカ装置、Ｂは水冷式ストーカ、Ｃは火格子冷却水循環・冷却機構、Ｃ１は火格子冷却部、Ｃ２は火格子冷却水冷却部、Ｄはごみ焼却炉、Ｅは排ガス冷却室、Ｆは水噴射供給装置、Ｗは火格子冷却水、Ｗｏは冷水、１可動火格子、２は固定火格子、３は水冷式火格子本体、４は間接熱交換器、４ａは火格子冷却水側熱交換エレメント、４ｂは冷水側熱交換エレメント、５は水噴射タンク、６は水噴射ポンプ、７は流量計、８は水噴射制御弁、９は水噴射ノズル、１０は排ガス温度検出器、１１は温度制御器、１２は配管、１３は火格子冷却水タンク、１４は循環ポンプ、１６は給水側ヘッダ、１７は排水側ヘッダ、２１は配管、２２は冷水タンク、２３は送水ポンプ、２４は冷水量調節弁、２５は温度制御器、２５ａは温度検出器、２６は配管、２６ａは分岐配管、２７は熱利用設備、２８は第２間接熱交換器、２９は流量制御器、３０は三方弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】