JPS6156432B2

JPS6156432B2 -

Info

Publication number: JPS6156432B2
Application number: JP56111858A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Noguchi
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1986-12-02
Also published as: JPS5813174A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は高炉滓等の高温状態にある廃棄物から
熱エネルギーを回収する装置に関する。

鉄精練の工程中副産物として高炉滓が生成され
るが、この量は例えば鉄１トンを生産する場合
0.3トン程度とかなり多く生成され、しかもこの
高炉滓が高炉から流出する際には1100℃以上もの
高温状態である。しかるに、従来、この高炉滓が
有する多大な熱エネルギーはなんら利用されてお
らずそのまま大気中に放散されていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高
炉滓等の高温状態にある廃棄物が有する熱エネル
ギーを利用し易い定常出力の電気エネルギーとし
て効率よく回収することができる廃熱エネルギー
回収装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。本実施例における廃熱エネルギー回
収装置は、高炉滓が有する熱エネルギーによつて
水を圧力蒸気に代える蒸気発生機構１と、この蒸
気発生機構１からの圧力蒸気によつて駆動される
スチームタービン２と、このスチームタービン２
の回転出力を位置エネルギーに変換するエネルギ
ー変換機構３と、このエネルギー変換機構３によ
る位置エネルギーによつて駆動される発電機４と
からなる。

そこで、まず蒸気発生機構１について説明する
と、炉体１１の天井部１２には蓋１３によつて開
閉される投入口１４が形成されており、そしてこ
の投入口１４を介して高炉（図示せず）から流路
１５を介して流出してくる高炉滓が炉体１１内に
投入されるようになされている。また、炉体１１
の前後にはそれぞれ扉（図示せず）によつて開閉
される開口が形成されており、そしてこれら開口
を介してレール１６上を走行する台車１７が炉体
１１内にあるいは炉体１１外に移動させられるよ
うになされている。なお、炉体１１、扉および蓋
１３は高圧を保持できる構造とされている。炉体
１１の天井部１２の下側には複数のノズルを有す
るヘツダ１８が配置されている。このヘツダ１８
は仕切弁１９が介在された配管２０を介して水供
給装置（図示せず）に接続されている。なお、２
１は安全弁である。炉体１１の内部空間は蒸気取
出用配管２２を介してガス清浄装置２３に接続さ
れている。配管２２には仕切弁２４、ストレーナ
２５、電磁弁２６がそれぞれ介在されている。電
磁弁２６は炉体１１内に接続されている圧力伝送
器２７によつて制御される圧力スイツチ２８によ
つて開閉される。ガス清浄装置２３は、内部所定
高さまで脱硫、脱硝、その他不純物吸収に適した
水が満たされている高圧密閉タンクからなるもの
であつて、その水中に前記配管２２の端部が位置
させられている。ガス清浄装置２３の密閉タンク
内の上部空間は蒸気配管２９を介してスチームタ
ービン２に接続されている。配管２９には仕切弁
３０、逆止弁３１がそれぞれ介在されている。な
お、３２は仕切弁３３が介在された水供給用配管
であり、また３４は仕切弁３５が介在されたドレ
ン管である。

また、炉体１１の天井部１２、両側壁部３６，
３７および底部３８には配管３９が埋め込まれて
いる。この配管３９は、水供給用配管４０を介し
て水供給装置（図示せず）に接続されているとと
もに、蒸気取出用配管４１を介してスチームター
ビン２に接続されている。配管４１には電磁弁４
２が介在されている。この電磁弁４２は電磁弁４
２よりも炉体１１側の配管４１に接続されている
圧力伝送器４３によつて制御される圧力スイツチ
４４によつて開閉される。また、前記台車１７の
内部には配管４５が埋め込まれている。この配管
４５の一端はスナツプジヨイント４６を介して前
記水供給用配管４０に接続され、またその他端は
スナツプジヨイント４７を介して前記蒸気取出用
配管４１に接続されるようになされている。

次に、エネルギー変換機構３について説明する
と、スチームタービン２の出力軸５１は減速機構
５２、クラツチ５３を介して回転ドラム５４に接
続されている。このドラム５４にはロープ５５の
一端側が巻回されている。ロープ５５の他端側は
滑車５６，５７を介して垂下され、その先端には
重鍾５８が取り付けられている。また、回転ドラ
ム５４はクラツチ５９、増速機構（回転制御機
構）６０を介して発電機４に接続されている。

次に、上記構成の廃熱エネルギー回収装置の作
用について説明する。まず、台車１７を炉体１１
内で蓋１３の下側に位置する個所に配置させ、そ
してスナツプジヨイント４６，４７によつて配管
４５を水供給用配管４０と蒸気取出用配管４１に
それぞれ連結する。次に、投入口１４を介して所
定量の高炉滓を台車１７上に投載し、この後蓋１
３等を閉塞して炉体１１内を密閉する。次に、ヘ
ツダ１８からノズルを介して水を台車１７上の高
炉滓に散布するとともに、配管４０を介して水を
配管３９および４５に供給する。すると、高炉滓
上に散布された水は高炉滓が有する熱によつて蒸
気に変換され、これにより炉体１１内の圧力が高
まる。そして、炉体１１内の圧力が所定値に達す
ると、この圧力を圧力伝送器２７が検出すること
により圧力スイツチ２８が作動して電磁弁２６が
開弁され、これにより炉体１１内の不純物を含有
する圧力蒸気が配管２２を介してガス清浄装置２
３内に流入し、ここで圧力蒸気は密閉タンク内の
水を加温する。これに伴ない、タンクからは不純
物を含有しない圧力蒸気が発生され、この圧力蒸
気は配管２９を介してスチームタービン２に導入
されてこれを駆動させる。他方、配管３９および
４５内の水は高炉滓の熱が壁部等を介して伝達さ
れることによつて加熱されて蒸気に変換され、こ
れによりこれら配管３９および４５に接続されて
いる配管４１内の圧力が高まる。そして、配管４
１内の圧力が所定値に達すると、この圧力を圧力
伝送器４３が検出することにより圧力スイツチ４
４が作動して電磁弁４２が開弁され、これにより
配管３９および４５内の圧力蒸気は配管４１を介
してスチームタービン２に導入されてこれを駆動
させる。

このようにして、炉体１１内の高炉滓の熱を有
効に利用してスチームタービン２を駆動させるの
であるが、スチームタービン２の出力軸５１の回
転は減速機構５２によつて適宜に減速された後ク
ラツチ５３を介して回転ドラム５４に伝達され
る。なお、このときクラツチ５９は切られてい
る。そして、回転ドラム５４の正回転に伴なつて
ロープ５５が巻回され、これにより重鍾５８は上
昇する。すなわち、出力軸５１の回転出力を重鍾
５８の位置エネルギーとして貯えるのである。し
かして、炉体１１内の高炉滓の温度が下がり、炉
体１１内および配管４１内が所定の圧力より下が
つた場合には、圧力伝送器２７，４３がその圧力
降下を検出することにより圧力スイツチ２８，４
４が作動して電磁弁２６，４２が閉弁される。そ
して、これによりスチームタービン２への圧力蒸
気の供給はたたれてスチームタービン２は停止
し、またこれと同時にクラツチ５３が切られると
ともにクラツチ５９が連結される。そして、重鍾
５８は自重によつて下方へ移動し、これに伴なつ
て回転ドラム５４は逆回転し、この回転ドラム５
４の回転力はクラツチ５９を介して増速機構６０
に伝達され、ここで増速された後発電機４に伝達
されて発電機４を一定速度で回転駆動させる。こ
こで本発明では、重鍾５８を等速度で下降させて
発電機４を一定速度で回転させるために、重鍾５
８の重量および発電機４を回転駆動させるのに必
要な力に応じて、増速機構６０の増速率を予め決
定してある。すなわち、スチームタービン２の回
転は、高炉滓に散水した直後高速であるものの、
高炉滓の温度が低下するのに伴なつて漸次減少す
るため、エネルギーとしては非常に利用し難い
が、本発明ではこのスチームタービン２の回転を
一度重鍾５８の位置エネルギーに変換して貯え、
その後この重鍾５８の位置エネルギーを利用し易
い定常的な電気エネルギーに変換するのである。

そして、炉体１１内の高炉滓の温度が下がつて
所定の圧力蒸気が得られなくなつた場合には、図
示しない扉をそれぞれ開放するとともにスナツプ
ジヨイント４６，４７をそれぞれ取り外し、この
後台車１７を炉体１１の外部に移動させて冷却後
の高炉滓を所定個所に排出する。なお、このよう
に排出した高炉滓を下降する重鍾５８によつて粉
砕するようにしてもよい。

なお、上記実施例においては、重鍾５８を上昇
させた後直ちに下降させているが重鍾５８を上昇
させた後当該上昇位置に保持し、そして必要な時
に必要な量だけ下降させて電気エネルギーに変換
するようにしてもよく、上記実施例に限定される
ものではない。

また、上記実施例においては、台車１７に高炉
滓を投載してから圧力蒸気として取り出すまでの
１工程に対して、重鍾５８を１回だけ上昇・下降
させているが、これに限られることなく、例えば
前記工程の複数回分のエネルギーを用いて重鍾５
８を上昇させ、その後重鍾５８を一気に下降させ
てもよい。

さらに、上記実施例においては、１つの蒸気発
生機構１に対してスチームタービン２と重鍾５８
をそれぞれ１つずつ設けているが、これに限られ
ることなく、１つの蒸気発生機構１に対してスチ
ームタービン２と重鍾５８をそれぞれ複数ずつ設
けてもよく、また複数の蒸気発生機構１に対して
スチームタービン２と重鍾５８を１つずつ設けて
もよい。

加えて、上記実施例においては、廃棄物として
高炉滓を用いた場合について説明したが、これに
限られることなく、他の廃棄物を用いてもよいこ
とは勿論である。

以上説明したように、本発明による廃熱エネル
ギー回収装置によれば、高温廃棄物に水を導入し
て圧力蒸気として取り出し、この圧力蒸気によつ
てスチームタービンを駆動させた後このスチーム
タービンの回転出力を重鍾の位置エネルギーとし
て貯え、そしてこの重鍾の位置エネルギーにより
回転制御機構を介して発電気を一定速度で回転駆
動させる構成であるから、廃棄物が有する熱エネ
ルギーを利用し易い定常出力の電気エネルギーと
して効率よく回収することができる等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による廃熱エネルギー回収装置の
一実施例を示す概略構成図である。１……蒸気発生機構、２……スチームタービ
ン、３……エネルギー変換機構、４……発電機、
１１……炉体、１７……台車、２０，３９，４５
……配管、２２，４１……蒸気取出用配管、２３
……ガス清浄装置、２６，４２……電磁弁、２
７，４３……圧力伝送器、２８，４４……圧力ス
イツチ、２９……蒸気配管、５２……減速機構、
５３，５９……クラツチ、５８……重鍾、６０…
…増速機構（回転制御機構）。

Claims

【特許請求の範囲】

１高温廃棄物を高圧容器の中に導きこれに直接
散水して圧力蒸気を発生させる蒸気発生機構と、
該蒸気発生機構からの圧力蒸気によつて駆動され
るスチームタービンと、該スチームタービンの出
力軸の回転を重鍾の位置エネルギーに変換するエ
ネルギー変換機構と、前記重鍾の位置エネルギー
により回転制御機構を介して一定速度で回転駆動
される発電機とからなることを特徴とする廃熱エ
ネルギー回収装置。