CN1295216A - 加热炉 - Google Patents

Abstract

提供一加热炉,可用于中、小型的焚烧炉,可有效利用炉中产生的废热,尽可能抑制对大气的污染,无须大规模的设备。该加热炉设置有投放被处理物A的第1开口部3和与炉体2连通的第2开口部15,并且第1、2开口部3、15之间形成热流路14,在此热流路14内设置有加热筒4,此加热筒4中具有承受器11,承受上述被处理物A,同时通过转动使上述被处理物A下落。在炉体2上可连接以此炉体2产生的热量为动力的发动机6。

Description

加热炉

本发明涉及加热炉，特别是可以与利用燃烧产生的热量的发动机连接的加热炉。

在使用焚烧炉等的情况下，由于燃烧后的废热一般要排放到大气中，并排放出含有CO₂等的废气，成为大气暖化和大气污染的一个原因。另外在大型焚烧炉等中把伴随焚烧产生的废热送到锅炉用来加热水，生成蒸气来驱动发电机，或用于取暖及供应热水等，采用所谓的卡诺(コ一ジェネ)方式。然而，特别是在中、小型焚烧炉的情况下，其现状是废气和废热几乎全部排放到大气中，成为大气暖化和放出二恶英类等造成大气污染的重要原因，从这种认识来看，用这些焚烧炉进行焚烧的本身也就应慎重或停止使用。

但是焚烧废弃物全使用大型焚烧炉不仅效率低，而且也会给日常的处理活动带来明显的不便，这难以令人满意。更期望使用中、小型焚烧炉也能尽量抑制因把有害物质排放到大气中等造成废气恶劣影响的加热设备出现。

本发明的目的是鉴于上述以往技术存在的问题，提供一种在中、小型焚烧炉等也能使用、能有效利用炉中产生的废热、尽可能抑制大气的污染、而且不需要大型设备的加热炉。

上述目的通过本公开所记述的发明实现。也就是说，本发明的加热炉结构特征是：设有投放被处理物的第1开口部和与可加热处理上述被处理物的炉体连通的第2开口部，并且上述第1、第2开口部之间形成热流路，在此热流路内设置有加热筒，加热筒中具有承受器，承受器承受上述被处理物，同时通过转动使上述被处理物下落到上述炉体；在上述炉体上可连接以此炉体产生的热量为动力的发动机。

利用这样的结构加热筒内的多个承受器能使被处理物在加热筒内的滞留时间延长，在此期间加热、干燥或炭化被处理物，所以即使是未经处理的含有大量水份的垃圾那样的被处理物，也能大量而且快速地在高温下高效地进行加热处理，同时由于可以从炉内产生的废热获取动力，例如把此动力用于发电机，可以供给加热处理废气的发热体，能有效促进废气中的有害成分的分解处理，可以使有害成分低毒化或无害化。作为发动机可以用于外燃发动机等等，例如可以是接受废热得到活塞的往返运动，或可把此往返运动转换成转动。

其结果是可以提供一种加热炉，不仅是大型焚烧炉中而且中、小型焚烧炉也可以使用，能有效利用炉中产生的废热，尽可能抑制大气污染，而且不需要大型的设备。

上述加热筒的下游一侧能连接二次加热炉，此二次加热炉的下游一侧最好设置可以以二次加热炉产生的热量为动力的另外的发动机。

利用此结构可以使二次加热炉排出的废气进一步低毒化或无害化，同时也可以把二次加热炉产生的废热作为动力源，更节省、更有效地处理被处理物。

作为本发明的加热炉结构的特征是：设有投放被处理物的第1开口部和与可加热处理上述被处理物的炉体连通的第2开口部，并且上述第1、第2开口部之间形成热流路，在此热流路内设置有加热筒，加热筒中具有承受器，承受器承受上述被处理物，同时通过转动使上述被处理物下落到上述炉体；此加热筒的下游一侧连接二次加热炉，此二次加热炉的下游一侧设置以二次加热炉产生的热量为动力的发动机。

采用此结构也能通过二次加热炉下游一侧设置的发动机的作用，提供给加热处理废气的发热体等，能有效促进废气中有害成分的分解处理，使有害成分低毒化或无害化。

其结果是可以提供一种加热炉，不仅是大型焚烧炉而且中、小型焚烧炉也可以使用，能有效利用这种炉中产生的废热，尽可能抑制大气污染，而且不需要大型的设备。

希望上述二次加热炉采用电热式热源加热，且上述发动机为发电机，可以把从此发电机得到的电力用作给上述二次加热炉供电的电热式热源。

采用此结构的话是非常适宜的，因为不使用石油类燃料来对从炉体或加热筒产生的废气进行加热分解，所以完全没有由燃料产生的有害气体，并且能显著降低二次加热炉的电力成本，能使加热炉的运行成本降低。

希望多个上述的承受器在构成上述加热筒的壳体内沿垂直方向交错配置。

采用此结构的话非常便利，因为多个承受器在壳体内沿垂直方向交错配置，所以能确保壳体内壁和承受器之间的空间。其结果是能充分确保热流路，即使是象未经处理的含有大量水份的垃圾那样的被处理物也能大量而且快速地进行有效的处理。

通过给上述二次加热炉的发热体通电，希望至少可以把流入炉内的废气加热到1300℃以上。

采用此结构的话是适宜的，由于不使用石油类燃料加热分解废气，完全没有由燃料产生的有害气体，因为炉内加热到1300℃以上的高温，不仅废气中的NOx、SOx、HCl、HCN等有害气体，甚至二恶英类也能确保分解而无害化，所以从本发明的加热炉排放出的气体可以搞的非常干净。再有，使用上述的发热体对炉内进行的加热希望要加热到1350℃以上，这是因为有害气体能迅速分解，提高处理速度，同时能更进一步确保无害化。

本发明的加热炉结构特征是：设置有可加热处理被处理物的炉体，在此炉体内设有投放被处理物的第1开口部和与上述炉体连通的第2开口部，此第2开口部的下游一侧设置有二次加热炉，二次加热炉能加热分解废气中的有害物质，在上述炉体和二次加热炉的任一方或双方上可连接以此炉体或二次加热炉的任一方或双方产生的热量为动力的发动机。

这样的构成对于中、小型的焚烧炉也能使用，而且由于可以从炉体和二次加热炉的任一方或双方产生的废热得到动力，例如通过把此动力利用在发电机上，供给加热处理废气的发热体，能有效促进废气中有害成分的分解处理，能使有害成分低毒化或无害化，由于能作为其他的各种动力源得到有效的利用，作为加热炉的整体能降低运行成本。

下面参照附图对本发明的实施形式进行详细说明。附图中：

图1是本发明的加热炉的局部断面图；

图2是构成图1的加热炉的加热筒的局部放大断面图；

图3是说明用于图1的加热炉上的第1发动机的动作简图；

图4是用于图1的加热炉的二次加热炉的断面图。

参见附图，图1表示本实施形式的加热炉1的整体结构简图。此加热炉1的上部设置有：第1开口部3，是被处理物A的漏斗形投入口；加热筒4，使被处理物加热、干燥或炭化；在此加热筒4的加热后的废气流路下游一侧被处理物边滞留边送给下方的回转炉9；和作为除尘装置的旋风除尘器13，以及与它连接的二次加热炉5；在下部设置有：加热燃烧被处理物A的炉体2(一次加热炉)，同时装备有以炉体2产生的热量为回转动力的发动机6。向第1开口部3投放被处理物是用料斗7通过提升装置8把它从下方提升到作为投放口的第1开口部3。当然它的投放方法并不限定于此，用皮带输送机等连续从下方把被处理物输送到第1开口部3那样的方式也可以。

如把加热筒4主要部位放大的图2所示，加热筒4具有方筒形或园筒形的壳体12，其内部具有多个承受器11，承受被处理物A，同时通过旋转使被处理物A在加热筒内边滞留边落向炉体2(图2的情况为4个，再有图1中为了避免麻烦仅用3个来表示)。这些承受器11从上方顺序相互反转，同时在垂直方向上布置成稍有偏离，形成使被处理物A落下的合适的空间。此空间起到作为从下方的炉体2上升的热流路14的功能，被处理物A随着下落被加热、干燥，落到下方的炉体2时进行加热，成为燃烧或被炭化的状态。因此在炉体2的加热需要的燃料可以很少，被处理物进行燃烧的话，由于其放热反应可无须燃料的消耗。

关于加热筒2内的承受器11下面再进一步说明。此承受器11在上述壳体12上端构成，处于接受被处理物A的第1开口部3的正下方，是由靠近连接第1开口部3外侧端部的壳体12外壁上安装的第1承受器111、在其下方靠近壳体12另一侧外壁、邻近第1开口部3设置的第2承受器112、隔开上述第1承受器111的正下方的热流路14设置的第3承受器113、以及隔开上述第2承受器112的正下方的热流路14设置的第4承受器114构成。当然此承受器11的数目并不限于此，可根据处理能力或多或少设置。

这样由于第1～第4承受器111～114在上升热流路14的壳体12内在垂直方向上被配置成相互隔开，形成蛇行的具有充分空间的热流路14。

设置有导板12a，它引导被处理物A从第1承受器111到第2承受器112，从第2承受器112到第3承受器113，从第3承受器113到第4承受器114。

紧靠第4承受器114的下部在壳体内设置倾斜导板12b，其左侧具有作为热流路14的功能，右侧具有把从第4承受器114落下的被处理物A排出的第2开口部15的功能。

第1承受器111具有回转中心轴111a和从此回转中心轴111a呈放射状伸出的8根板状部件111b。其他的承受器11也一样。板状部件111b和板状部件111b之间承接被处理物A。各承受器11的回转中心轴和同轴的从动链轮21、22、23、24被设置为一体，而且从动链轮25、26和驱动链轮27之间被挂上驱动用链条28。电动机M被连在驱动链轮27上，使驱动链条28按图2中的顺时针方向转动，当然第1、第3承受器111、113顺时针转动，第2、第4承受器112、114则反时针转动。

通过加热筒4落下的被处理物A经过倾斜导板12b被送到向出口9a一侧缓慢倾斜的回转炉9。回转炉9通过图中未表示的驱动装置一边慢慢旋转一边使被处理物A边滞留边向炉体2移送。当然把落下来的被处理物A移送到炉体2的手段除回转炉以外，也可使用螺旋运输机或耐热的带式运输机等。

炉体2一端设置有煤气燃烧器10，焚烧被送来的被处理物A。被处理物A在被移送到回转炉9内的期间进行干燥或因不完全燃烧形成的炭化，在炉体2中的燃烧时间短，燃料消耗量少。因此与用以前的技术焚烧相比，对例如象被处理物A是含大量水份的未经处理的垃圾、家畜的排泄物、尿布、绷带等医疗废弃物，能特别有效地进行处理。

利用下方设置的焚烧灰份回收装置19，在炉体2中焚烧处理产生的灰份等在炉外采用自动或手动排出。通过下面要说明的发动机6能把炉体2产生的废热作为动力源而得到有效的利用。

参照图3来对发动机6进行说明。此发动机6构成所谓的外燃发动机，其结构是：与第1气缸30a连通的空气室6a从炉体2另一端插入其内侧一部分，内部装有第1活塞31a，同时设置有通过连接通路32相互连通的一对第1、第2气缸30a、30b，以及与第1、第2活塞31a、31b的另一端分别连接的一对第1、第2飞轮33a、33b；还装备有利用第1、第2两个飞轮33a、33b旋转能够发电的发电机29。而且一对第1、第2飞轮33a、33b共用回转轴34，可把旋转运动传递给发电机29。也就是说，在第1、第2气缸30a、30b内其中之一的第1气缸30a得到从炉体2产生的热量，第1活塞31a往返驱动，同时使第2气缸30b内的第2活塞31b驱动，因第1、第2活塞31a、31b运动的相位差使回转轴34转动，可把旋转运动传递给发电机29。

要具体说明回转轴34的旋转运动的话，首先是第1气缸30a内的空气受到炉体2产生的热量而膨胀，第1活塞31a向前运动，连接通路32就被打开，第2活塞31b开始后退(图3(a))。第1活塞31a伸展到最前面的上死点位置，第2活塞31b退到最后面(图3(b))，因空气室6a被继续加热，加热的空气被送给另外一个的第2气缸，使第2活塞31b向前运动。第2活塞31b伸展到最前面的上死点位置，第1活塞31a退到最后面(图3(c))。这期间伴随第1、第2活塞31a、31b的前进、后退运动，与第1、第2活塞31a、31b的另一端连接的第1、第2飞轮33a、33b开始旋转，同时得到回转轴34的旋转运动。反复进行这样的运动，回转轴34持续转动，通过在外部利用回转轴34的旋转运动，就能驱动象发电机29这样的各种外部发动机。这样应该也可以把由发电机29产生的电力作为电源来利用，供给二次加热炉5的发热体。再有也可以在气缸的一定位置设置排气阀。此外进入气缸30内的所谓工作流体举出了空气的例子，但其他的流体如氢气、氦气等也可以，在图中回转轴34也表示成直的棒状，但也可以制成曲柄轴。

其次，参照图4对二次加热炉进行说明。图4表示二次加热炉5的纵断面结构，废气垂直纸面方向移动。此二次加热炉5使用棒状或线状的Fe-Cr-Al系合金的坎塔尔高温发热体(商标名)、以MoSi₂为主要成分的坎塔尔(カンタル)高级发热体(商标名)等。这种情况如图4所示，水平布置了多层横贯炉内做成柄状的发热体16，同时在此发热体16下部设置有象冲孔的奖牌样的具有多个贯通孔17a的耐热支持体17。这样能有效防止在炉内加热到高温时发热体16的变形，一般能使炉内均匀加热。而且图4所示的发热体16在二次加热炉内部被设置成多层，废气通过炉内部期间与这些发热体16接触，被加热分解。

支持体17可用陶瓷制造，也可用耐热金属制造，形状除板状外，也可把多根线编织成密的网状等。主要是要保持一定程度的强度，并具有通气性就可以。这样的结构能使炉内部达到1300℃以上气氛，确保废气加热分解而无害化。给发热体16供电，以热电偶测定的炉内温度的测定结果为基础，与温度控制连接起来提供的话是便利的。采用二次加热炉5将无害化的废气从烟筒排放出去。

把加热炉做成横放的形式，也可把结构搞成使很多的坎塔尔发热体从炉内的炉顶吊下，使废气通过其间。在这种情况下就不定要有上述的支持体17。

本发明还可按下列实施方案实施：

(1)在上述的实施形式中是把发动机和炉体搞成一体的例子，也不一定必须把发动机和加热炉搞成一体，两者也可以间隔一定距离。再有也可以把多个加热炉产生的废热用配管集中来驱动一个发动机，相反也可以用1个加热炉驱动多个发动机。

(2)在上述实施形式中表示把发动机设置在靠近炉体(一次加热炉)的例子，可变换成在二次加热炉旁边设置另外的发动机，获得二次加热炉的废热来驱动发动机。也可以在靠近炉体和二次加热炉的双方设置发动机，利用两者产生的废热作为动力。

(3)在上述的实施形式中表示作为二次加热炉5的发热体使用Fe-Cr-Al系放热合金的例子，而作为发热体并不限于此，也可使用其他的发热体，例如线状或面状的钨等耐热发热体，再有不是电热方式，也可以是以煤气等为燃料的煤气燃烧器。

(4)在上述的实施形式中使被处理物通过加热筒内，落到炉体中这样的方式，也不一定非要用加热筒，根据被处理物的性质和状态也可以把被处理物直接通过投入口放入炉体内。

[标号说明]

2  炉体

3  第1开口部

4  加热筒

5  二次加热炉

6  发动机

11 承受器

12 壳体

14 热流路

15 第2开口部

16 发热体

A  被处理物

Claims (7)

1．一加热炉，设有投放被处理物的第1开口部和与可以加热处理上述被处理物的炉体连通的第2开口部，同时在上述第1、2开口部间形成热流路；在此热流路内设有加热筒，加热筒中具有承受器，承受器承受上述被处理物，同时通过转动使上述被处理物下落到上述炉体；在上述炉体上可连接以此炉体产生的热量为动力的发动机。

2．如权利要求1所述的加热炉，其中，在上述加热筒的下游一侧连接有二次加热炉，此二次加热炉的下游一侧可设置以此二次加热炉产生的热量为动力的另外的发动机。

3．一加热炉，设有投放被处理物的第1开口部和与可以加热处理上述被处理物的炉体连通的第2开口部，同时在上述第1、2开口部间形成热流路；在此热流路内设有加热筒，加热筒中具有承受器，承受上述被处理物，同时通过转动使上述被处理物下落到上述炉体；在此加热筒的下游一侧连接有二次加热炉，此二次加热炉的下游一侧可设置以此二次加热炉产生的热量为动力的发动机。

4．如权利要求2或3所述的加热炉，其中，采用电热式加热二次加热炉，同时发动机是电动机，可以把从此发电机得到的电力用作上述二次加热炉的电热式的热源。

5．如权利要求1～4中任一项所述的加热炉，其中，在构成上述加热筒的壳体内，多个上述的承受器沿垂直方向交错配置。

6．如权利要求2～5中任一项所述的加热炉，其中，利用给上述二次加热炉的发热体通电的方法使流入炉内的废气至少可以加热到1300℃以上。

7．一加热炉，设置有可以加热处理被处理物的炉体，在此炉体内设有投放上述被处理物的第1开口部和与上述炉体连通的第2开口部，此第2开口部的下游一侧设置有二次加热炉，可以进行加热以分解废气中的有害物质；在上述炉体和二次加热炉的任一方或双方上可连接以此炉体或二次加热炉的任一方或双方产生的热量为动力的发动机。

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