JP2001004112A - 焼却炉および該焼却炉の焼却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物の種類によらず最適な燃焼状態を維持
する。 【解決手段】 外部筐体１２の内部に、廃棄物Ｗの燃焼
に必要な１次空気を取入れる１次空気孔６０を前面に備
える１次燃焼部３２が画成される。１次燃焼部３２に、
下部空間３５を画成するよう火格子３６が配設され、該
火格子３６上に廃棄物Ｗが貯留保持される。１次燃焼部
３２に対し、下部空間３５側で集塵煙突が連通するよう
配設される。１次燃焼部３２の上方に連通するようガス
化貯留室２０が設けられ、廃棄物Ｗから発生する乾留ガ
スを貯留する。ガス化貯留室２０内の乾留ガスは、集塵
煙突の吸引作用により１次空気孔６０の近傍で１次空気
と混合して燃焼され、該乾留ガスの燃焼により酸素が消
費された１次空気が廃棄物Ｗの燃焼に供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種廃棄物を焼
却処理する焼却炉および該焼却炉の焼却方法に関し、更
に詳細には、焼却処理する廃棄物の種類に拘らず、最適
な燃焼状態を維持し得る焼却炉および該焼却炉の焼却方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活水準の向上に伴い、廃棄物の
種類および量が増大の一途を辿っている。現状では、家
庭等から排出される廃棄物を地方自治体等が回収して一
括して処理する方法が採られている。この一括処理によ
る廃棄物処理は、充分な付帯設備を有する大型焼却炉を
用いることが可能であるので、夫々に特性の異なる異種
廃棄物が混合状態であっても、廃棄物の異常燃焼等を回
避し、燃焼状態の最適化をなし得る。すなわち、廃棄物
の焼却処理に伴う前記焼却炉からの排ガスを無害化する
ことが可能となっている。しかし、各種廃棄物の排出量
が増大している現状では、回収による対応が難しくなり
つつある。他の方法として、前記廃棄物の埋立処理等も
考えられるが、昨今の環境問題にある通り、国土が狭い
我国においては限界があり、かつ埋立地周辺の水質およ
び土壌汚染という新たな環境破壊につながるため現実的
でない。このような廃棄物増加に対応する方法の一つと
して、各家庭や小規模事業所等で夫々排出される廃棄物
を、独自で焼却処理する方法が考えられる。

【０００３】一般に、燃焼によって廃棄物を処理する場
合、その燃焼が安定的な定常状態になければ、黒煙等の
所謂有害な排ガスを発生させることになる。これは廃棄
物を焼却処理する焼却炉内における該廃棄物の異常燃焼
がその主たる原因である。すなわち、可燃物たる廃棄物
を燃焼させれば、空気が存在する限りその燃焼範囲は拡
大され、空気不足等の要因により前述した定常状態での
燃焼は非常に困難となってしまう。また廃棄物の燃焼に
ついても、該廃棄物を構成する水素・炭素成分の内、容
易な燃焼が可能である水素のみの選択的燃焼によっても
燃焼範囲の拡大が引き起こされて前述の定常燃焼が阻害
され、更に完全燃焼が困難な炭素成分の残留が原因とな
って黒煙が発生してしまう。この黒煙発生を回避するた
めに送風機等の付帯設備を設置して、水素だけでなく炭
素をも完全燃焼させるに足る空気を供給し続けるように
している。そして前記送風機に炉内への空気強制供給に
よる炉内正圧化に起因するバックファイヤー等の弊害を
回避すべく、排風機等の他の付帯設備も補完的に必要と
なってくるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】家庭や小規模事業所等
から排出される廃棄物には、紙等の雑芥、生ゴミ等の厨
芥およびプラスチック等の高発熱廃棄物と云った多種類
の廃棄物が含まれ、かつ選別が困難な状態となっている
ため、家庭や小規模事業所等では異種廃棄物の混合状態
での焼却処理が行なわれる。この場合において、各家庭
や小規模事業所等で使用される焼却炉は、一般的にその
焼却処理量が１００〜２００kg/hr以下と小さく、排ガ
ス等に課せられる法規制も厳しいものではないため、前
述したような一定の燃焼条件を維持するための送風機、
排風機およびバーナー等の付帯設備を有しないものが使
用される。従って、異種廃棄物の混合状態では燃焼状態
を最適に維持して適正に焼却処理するのは非常に困難で
あり、また法規制も緩やかであるので有害な排ガスの放
出による環境汚染を招いているのが現状である。しか
も、大型焼却炉と同様の燃焼制御を期待することは、前
記付帯設備によるコストの上昇および設置スペースの増
大により実質的に不可能であり、これまで有効な対策が
採られていなかった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、前述した従来の技術に内在し
ている前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案
されたものであって、廃棄物の種類によらず最適な燃焼
状態を維持し得る焼却炉および該焼却炉の焼却方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するため、本発明に係る焼却炉は、外部筐
体の内部に画成され、投入された廃棄物の燃焼に必要な
１次空気を取入れる１次空気孔を前面に備える１次燃焼
部と、前記１次燃焼部に配設されて下方に所要の下部空
間を画成し、前記廃棄物を上部に貯留保持すると共に、
前記１次空気孔からの１次空気を下部空間に流通可能な
火格子と、前記１次燃焼部に下部空間側で連通するよう
配設され、煤塵の回収を行なう集塵部および１次燃焼部
内を所定の負圧状態に維持し、前記廃棄物の燃焼炎を前
記火格子から下方に向って延ばして燃焼範囲が上方へ広
がるのを抑える吸引力を発生させる所定高さを有する煙
突を備える集塵煙突と、前記１次燃焼部の上方に連通す
るよう設けられ、前記廃棄物の燃焼熱により乾留された
該廃棄物から発生する乾留ガスを貯留するガス化貯留室
とからなり、前記ガス化貯留室内の乾留ガスを、前記集
塵煙突の吸引作用により前記１次空気孔の近傍で１次空
気と混合して燃焼させ、該乾留ガスの燃焼により酸素が
消費された１次空気を前記廃棄物の燃焼に供するよう構
成したことを特徴とする。

【０００７】前記課題を克服し、所期の目的を達成する
ため、本願の別の発明に係る焼却炉の焼却方法は、焼却
炉に投入された廃棄物を焼却するに際し、前記焼却炉の
内部に画成された１次燃焼部に配設した火格子上に貯留
保持されている廃棄物の下部に着火し、前記火格子の下
方に画成される下部空間側で前記１次燃焼部に連通する
集塵煙突により得られる吸引力によって、前記廃棄物の
燃焼炎を火格子から下方に向って延ばして燃焼範囲が上
方へ広がるのを抑えると共に、１次燃焼部の前面に設け
られた１次空気孔から１次空気を内部に吸引し、前記廃
棄物の燃焼熱により該廃棄物の上部を乾留して発生させ
た乾留ガスを、前記１次燃焼部の上部に連通するよう画
成したガス化貯留室内に充満させ、前記ガス化貯留室に
充満する乾留ガスを、前記集塵煙突により得られる吸引
力により前記１次空気孔近傍で１次空気と混合して燃焼
させ、この乾留ガスの燃焼により酸素が消費された１次
空気を前記廃棄物の燃焼に供するようにしたことを特徴
とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る焼却炉および
該焼却炉の焼却方法につき、好適な実施例を挙げて、添
付図面を参照して以下説明する。図１および図２に示す
実施例に係る焼却炉１０は、投入扉２２を備えると共
に、焼却対象物である廃棄物Ｗを投入・貯留し、該廃棄
物Ｗの加熱により乾留ガスＫＧを発生させるガス化貯留
室２０と、該廃棄物Ｗおよび乾留ガスＫＧを１次燃焼処
理する１次燃焼部３２および２次燃焼処理する２次燃焼
部３４からなる燃焼処理室３０と、両燃焼処理により発
生した排ガス中の微細な燃焼カスおよびフライアッシュ
等を効果的に回収・捕集すると共に、該焼却炉１０(１
次燃焼部３２)内を負圧状態に維持する吸引力(ドラフ
ト)を発生させる所定高さの集塵煙突４０とから基本的
に構成される。

【０００９】前記焼却炉１０の側面形状は、図１に示す
如く、上方に開口した略コ字形状であり、その前部分
(図の左側の部分)における内部に、その上部から底部に
亘りガス化貯留室２０が画成されている。また前記ガス
化貯留室２０の下方、すなわち焼却炉１０の内底部全部
および後部分(図の右側の部分)における内部の途中に亘
って前記燃焼処理室３０が画成される(図４参照)。そし
て、該燃焼処理室３０の２次燃焼部３４の上方に、前記
集塵煙突４０が設けられている。

【００１０】前記焼却炉１０は、その外側がアロマ加工
(アルミニウム金属の表面溶着加工)されたＳＳ４１鋼板
またはＳＵＳ３０４等のステンレスを溶接等の手段によ
り隙間がないように製缶された箱形形状の外部筐体１２
で構成され、その内部に必要な断熱機能を有する所定厚
さ(部位によって異なる)のレンガ等の耐火物１４が断熱
および蓄熱のために施されている。前記焼却炉１０は、
外部に対して隙間ができないように構成されているの
で、意図的に空気を供給するようにした空気孔６０,６
２(後述)以外からは余分な空気を吸引することがない。
すなわち、前記空気孔６０,６２の開度調整のみで、焼
却炉１０内への空気量を制御可能となっている。

【００１１】前記ガス化貯留室２０は、図３(ａ),(ｂ)
に示す如く、燃焼処理する廃棄物Ｗを予め貯留すること
が可能となっており、燃焼処理の途中で必要となる廃棄
物Ｗの投入に係る手間を低減させると共に、該廃棄物Ｗ
の１次燃焼による燃焼熱を利用して、まだ焼却処理され
ていない廃棄物Ｗを乾留して乾留ガスＫＧを発生させて
貯留し得るようになっている。前記外部筐体１２の前方
に、ガス化貯留室２０を開放する開口部２０ａが設けら
れると共に、該開口部２０ａを閉成する投入扉２２が開
閉可能に配設される。この投入扉２２は、前記開口部２
０ａの下部所定位置に設けられた枢支軸２４により枢支
され、前方側(図３において左側)に引下ろして該開口部
２０ａを開放するよう構成される。

【００１２】前記投入扉２２の幅方向両端部には、該投
入扉２２の開放時に投入される廃棄物Ｗが外部にこぼれ
るのを防止するためのガイド部２２ａ,２２ａが設けら
れ(図３(ａ)参照)、また該ガイド部２２ａ,２２ａは、
前記開口部２０ａを閉成する際には、前記ガス化貯留室
２０内に摺動状態を維持して収納されるようになってい
る(図３(ｂ)参照)。前記投入扉２２の前面には、該扉２
２の開閉操作を容易に行なう取手２２ｂおよび該投入扉
２２の閉成時のロックを行なうロックノブ２２ｄが設け
られると共に、取手２２ｂの配設位置の近傍における幅
方向両側に、投入扉２２の開放限界を位置決めするスラ
イドガイド２２ｃ,２２ｃが枢支されている。すわわ
ち、ガス化貯留室２０の各スライドガイド２２ｃの配設
位置に対応する各側面に、該ガイド２２ｃを摺動案内す
ると共に係合可能な固定部２０ｂが夫々配設され、投入
扉２２の開放限界位置で固定部２０ｂにスライドイド２
２ｃを係合することで該投入扉２２を位置決めし得るよ
うになっている。

【００１３】前記投入扉２２は、前記開口部２０ａを閉
成する際には、前記両ガイド部２２ａ,２２ａが該ガス
化貯留室２０内側に摺動的に接するように構成されてい
るので、密閉性が高く、焼却炉１０内部で発生している
排ガスＷＧ等が漏れることがない。また前記投入扉２２
は、開放時には前方側に引下ろすことで開放する構造で
あるので、作業者が開放作業により前記開口部２０ａに
対して下方側に離れた位置に体を自然に移動させること
になり、かつ該投入扉２２の開口方向が上方に向くの
で、廃棄物Ｗの投入等の際に作業者の不測の行動等によ
り開放した開口部２０ａから吹出した乾留ガスＫＧで火
傷等を負うことを防止し得るようになっている。

【００１４】前記燃焼処理室３０は、図４に示す如く、
１次燃焼部３２および２次燃焼部３４からなり、該１次
燃焼部３２で発生する排ガスＷＧの流れ方向下流側とな
る下方には、火格子３６(後述)が設けられている。そし
て前記火格子３６上に保持されている廃棄物Ｗを焼却処
理することにより発生する排ガスＷＧは、前記集塵煙突
４０による吸引力により煙突４８から外部に排出される
よう構成される。この１次燃焼部３２の前方側には、焼
却処理する様々な種類の廃棄物Ｗに対応すると共に、該
１次燃焼部３２へ１次空気ＦＡを取入れる複数の１次空
気孔６０が設けられており、この１次空気孔６０は対応
する１次空気孔蓋６１で夫々密閉的に閉成されるよう構
成されている。

【００１５】前記火格子３６(所謂ロストル)は、前記ガ
ス化貯留室２０内に投入・貯留された廃棄物Ｗを保持す
るよう、前記燃焼処理室３０の１次燃焼部３２に設置さ
れると共に、該火格子３６の下方に前記２次燃焼部３４
に連通する下部空間３５を画成するべく機能する。この
火格子３６は、図５に示す如く、幅方向に所定間隔離間
して配置した複数の火格子部材３６ａから構成され、廃
棄物Ｗの燃焼部位に配設される火格子部材３６ａは、高
い耐熱性および耐食性を有するＳＵＳ３０６等が好適に
採用される。また火格子部材３６ａは、交換の頻度を考
慮して、例えばローマ数字のＩまたはIIといった単純な
形状としてある。更に本実施例においては、前記燃焼処
理室３０内の空気の流れを促進するために、前記火格子
部材３６ａの後方部分が上方に傾斜した所謂逆ヘ字形状
となっている。なお、火格子部材３６ａの配設位置に対
応する前部側および後部側に配設される耐火物１４に
は、夫々取付部材３６ｂが取付けられており、上方から
前記火格子部材３６ａを順次載置していくことで、火格
子３６を容易に形成し得るよう構成される。

【００１６】本実施例において前記１次空気孔６０は、
図６に示す如く、焼却処理する廃棄物Ｗの種類に合わせ
て適宜選択的に使用し得るように、焼却炉１０の前面下
部に、上下に離間して４ヶの１次空気孔６０ａ,６０ｂ,
６０ｃおよび６０ｄが設けられている。例えば、一般雑
芥や通常燃焼時には中央部に位置する１次空気孔６０ｂ
または６０ｃを、熱可塑性樹脂等を多く含む廃棄物や燃
焼終期には最も下部に配設されている１次空気孔６０ｄ
を選択的に開口させることで、より効率的な焼却処理を
し得るようにしてある。なお、通常燃焼に多用される前
記１次空気孔６０ｂおよび６０ｃに対応した前記１次燃
焼部３２の所定部位には、耐火物１４を施さずに空間３
８を画成している(図４参照)。すなわち、この空間３８
を画成することで、前記火格子３６上で１次燃焼中の廃
棄物Ｗへの１次空気ＦＡの供給がスムーズとなり、廃棄
物Ｗの１次燃焼が容易に行なわれる。また前記１次空気
ＦＡの充分な流入に伴って前記空間３８付近の温度は低
い状態に維持されるので、前記耐火物１４が無いことに
より懸念される外部筐体１２の対応位置の熱腐食は考慮
せずともよい。更に前記空間３８により、焼却炉１０前
面側から容易に前記火格子３６上を確認・清掃可能とな
り、該火格子３６上に残留する燃えカス等を処理する際
の利便性の向上も期待できる。

【００１７】前記各１次空気孔蓋６１は、図７に示す如
く、対応する１次空気孔６０(６０ａ,６０ｂ,６０ｃ,６
０ｄ)の閉成時には密閉状態になると共に、開放時には
開口面積を容易に調整し得るようになっている。そして
前記１次空気孔蓋６１は、その傾斜角度(開口角度)を変
更可能とするために、１次空気孔６０の下部に配設され
る枢支軸６１ａに枢支されて手前側に引き倒して開口可
能になっており、開口角度を調整することで対応する夫
々の１次空気孔６０からの１次空気量を容易に変更し得
るよう構成される。また１次空気孔蓋６１には、１次空
気孔６０を閉成した際に該１次空気孔６０からの空気漏
れがないよう、その１次空気孔６０側を指向する内面に
耐熱および耐火性に優れたパッキン６１ｂが配設されて
いる。このパッキン６１ｂとしては、無機材質の繊維材
であるヤーン等が好適に使用される。なお、通常燃焼に
多用される前記１次空気孔６０ｂおよび６０ｃは、外部
筐体１２に対して開閉可能に配設した扉体５８に設けら
れており、該扉体５８を開放することで前記空間３８に
対応する部分の略全面を開口して、前記火格子３６上の
確認・清掃を容易に行ない得るよう構成してある。

【００１８】前記各１次空気孔６０の開口面積は上下高
さが小さく設定されて、該空気孔６０から１次空気ＦＡ
が高速で引込まれるよう構成される。また１次空気孔６
０は、１次燃焼部３２の幅方向に略均等に１次空気ＦＡ
を供給し得るように、実施例では横長の長方形状に形成
されている。

【００１９】前記２次燃焼部３４は、前記１次燃焼部３
２の後方、すなわち燃焼により発生する排ガスＷＧの下
流方向に位置し、該１次燃焼部３２において不完全燃焼
状態である排ガスＷＧに再び空気(２次空気ＳＡ)を混合
して完全燃焼させるようになっている。１次燃焼部３２
と２次燃焼部３４との境界付近上部に、２次燃焼部３４
に２次空気ＳＡを供給するための複数の２次空気供給孔
６４が、該２次燃焼部３４の全幅に亘って均一に２次空
気ＳＡを供給し得るように設けられている(図４参照)。
また、前記２次燃焼部３４における排ガスＷＧの流れ方
向下流側上部には、集塵煙突４０を載置・固定する第１
フランジ部８０が設けられている。

【００２０】前記２次空気供給孔６４は、前記１次燃焼
部３２の幅方向両側面部の外部筐体１２と耐火物１４と
の間に画成された空気流路６６,６６およびチャンバー
６７を介して、該１次燃焼部３２の前面側の所定位置に
設けられた２次空気孔６２,６２に連通している(図４お
よび図５参照)。前記チャンバー６７は、焼却炉１０の
両側面部に位置する前記空気流路６６,６６から供給さ
れる２次空気ＳＡを、２次燃焼部３４の全幅に亘って均
一に供給するための空気だめとして機能する。また前記
２次空気孔６２には、図８に示す如く、内部の負圧状態
によって開閉自在となっているダンパー６２ａが設けら
れており、前記２次燃焼部３４が必要とする２次空気Ｓ
Ａを調節の必要なしに制御し得るよう構成されている。
そして、このダンパー６２ａは、前記２次燃焼部３４か
らの可燃ガス等の逆流を防止する機能も有している。更
に、前記２次空気供給孔６４の出口における排ガスＷＧ
の流れ方向下流側面には、前記２次空気ＳＡの供給を容
易になし得るために、所定角度の切欠６４ａが設けてあ
る。

【００２１】前記燃焼処理室３０の下部は、焼却処理し
た廃棄物Ｗの燃えカスである焼却灰が溜められる焼却灰
貯留部６８となっており、前記１次燃焼部３２前面の下
部に設けられると共に、灰出扉７２で密閉的に閉成可能
な灰出口７０から容易に焼却灰が除去できるように構成
されている(図４および図６参照)。前記灰出扉７２の外
端部には、全周に亘って前述の１次空気孔蓋６１に配設
したと同様の耐熱および耐火性に優れたパッキン(図示
しない)が配設されている。本実施例においては、大部
分の焼却灰は前記１次燃焼部３２の下部に貯まるので、
前記灰出口７０は前記１次燃焼部３２前面下部にのみ設
けられているが、必要に応じて前記燃焼処理室３０の側
面部または後面部に設けてもよい。

【００２２】前記集塵煙突４０は、図９に示す如く、下
部を構成する集塵部４２および該集塵部４２の上方に延
出し、所望の吸引力を発揮し得る高さを有する煙突４８
から構成される。前記煙突４８の高さは、前記燃焼処理
室３０に空気を供給する空気孔６０,６２から充分な量
の空気を吸引できる吸引力が得られる程度に設定される
が、焼却炉１０の設置場所等の諸要因を考慮して決定さ
れる。前記集塵部４２は、その外部が集塵部筐体５４に
よって覆われており、集塵機構４４(後述)で集塵したフ
ライアッシュ等の煤塵を該集塵部４４外部に出さないよ
うになっている。またその内部構造は、前記燃焼処理室
３０からの排ガスＷＧを前記集塵部４２に案内する円筒
形状の内部煙道５０によって区分された２重構造となっ
ており、その内側には集塵機構４４が、そして外側(内
部煙道５０と集塵部筐体５４との間に画成される空間)
には該集塵機構４４で集塵・捕集された煤塵を溜める灰
溜室４７が備えられている。

【００２３】前記集塵機構４４は、内部煙道５０の略中
央に配置されて該内部煙道５０内のガス流速を調整する
流速調整部４５と、該流速調整部４５の下方に配置され
る上下２段の斜流部４６,４６とから構成される。前記
流速調整部４５は、内部煙道５０内に収納された小径筒
部４５ａと、内部煙道５０から上方に突出する大径筒部
４５ｂとから構成され、該大径筒部４５ｂは小径筒部４
５ａに連なる部分および上部側が略円錐状に形成されて
いる。また前記斜流部４６は、前記小径筒部４５ａの外
周において周方向に所定角度毎に設けられ、所定角度傾
斜されて内部煙道５０の内周面に向かって延出する所謂
プロペラ状に配置される複数(本実施例では５枚)の斜流
板４６ａから構成される。この斜流部４６は、本実施例
においては上下に２段配置されており、排ガスＷＧの流
速に拘わらず高い集塵効率が期待できる。そして前記集
塵部４２の底部、すなわち内部煙道５０および集塵部筐
体５４の底部には、前記第１フランジ部８０に対応して
夫々第２フランジ部８２および第３フランジ部８４が設
けられており、第１フランジ部８０上に内部煙道５０、
集塵部筐体５４の順で載置され、図示しないボルト・ナ
ット等の締結手段で相互に固定することで集塵部４２を
形成するようになっている。

【００２４】

【実施例の作用】次に、実施例に係る焼却炉の作用につ
き、焼却方法との関係で説明する。先ず、前記ガス化貯
留室２０内に、焼却処理対象である廃棄物Ｗが所定量投
入されているものとする。ガス化貯留室２０に貯留され
た廃棄物Ｗは、前記火格子３６を下端としてその上に順
次溜められ、該火格子３６付近の廃棄物Ｗの下部に着火
することで焼却処理が開始される。

【００２５】燃焼が開始されると前記集塵煙突４０がも
たらす吸引力により、図１０(ａ)に示す如く、その燃焼
炎は前記火格子３６から下方(下部空間３５側)に向って
延びることになる。そしてこの燃焼で発生した熱により
前記集塵煙突４０の吸引力が更に高まり、予め開放状態
に設定されている複数の１次空気孔６０から火格子３６
上の廃棄物Ｗおよび１次燃焼部３２内に１次空気ＦＡが
供給される。この１次空気ＦＡは、供給部である前記１
次空気孔６０の大きさが限定的であるため、その流速は
かなり早いものである。従って廃棄物Ｗに対して、燃焼
の３要素の１つである空気を供給するだけでなく、前記
火格子３６付近の雰囲気を攪拌して燃焼効率を向上させ
得る。

【００２６】充分な空気量および該１次空気ＦＡの攪拌
作用により、前記火格子３６上の廃棄物Ｗの燃焼温度は
一気に安定的な燃焼温度(例えば１０００度以上)まで上
昇する。このとき、前記廃棄物Ｗの燃焼炎は前記集塵煙
突４０の吸引作用により火格子３６から下方に向って延
びて燃焼範囲が上方へ広がるのを抑えられているから、
燃焼している下部側の廃棄物Ｗの燃焼熱は、その上部に
投入されて燃焼していない廃棄物Ｗに伝わり、該廃棄物
Ｗが乾留されて可燃成分である乾留ガスＫＧが発生す
る。通常であれば、このような乾留ガスＫＧは燃焼炎に
より瞬時に燃焼してしまうが、実施例に係る焼却炉１０
においては、該燃焼炎が吸引力により前記火格子３６の
下方に延びているので、乾留ガスＫＧは燃焼されること
なく前記ガス化貯留室２０内に充満することになる(図
１０(ｂ)参照)。

【００２７】前記ガス化貯留室２０内に充満した乾留ガ
スＫＧは、前記１次空気孔６０からの１次空気ＦＡの流
入によって発生する対流(集塵煙突４０の吸引作用)によ
り該空気ＦＡと１次空気孔６０近傍で混合することにな
る。するとこの１次空気ＦＡおよび乾留ガスＫＧの混合
部位は、廃棄物Ｗが燃焼状態になる火格子３６付近であ
り、燃焼の３要素たる可燃物、熱および空気が揃い、瞬
時の燃焼によりクリーンな排ガスＷＧになる(図１０
(ｃ)参照)。この乾留ガスＫＧの燃焼により、前記１次
空気孔６０から取込まれた１次空気ＦＡは酸素分が消費
されてしまい、以後に接触する廃棄物Ｗの燃焼を収める
方向に作用する(図１０(ｄ)参照)。

【００２８】前述のように燃焼炎に対して供給される空
気中の酸素が減少すると、それに伴い廃棄物Ｗの燃焼も
収まることになる。すなわち、直接燃焼に関わらず貯留
状態にある廃棄物Ｗに加えられる熱が減少することにな
り、この結果可燃性の乾留ガスＫＧの発生も同時に抑え
られる。すると、前記１次空気孔６０から炉内に取入れ
られる１次空気ＦＡ中の酸素が消費されずに燃焼炎に至
るようになるので、再び燃焼炎の勢いが強くなると共に
発生熱量も大きくなり、乾留ガスＫＧの発生量も増大す
る。

【００２９】乾留ガスＫＧを発生させて炭素分のみとな
った廃棄物Ｗは、供給される１次空気ＦＡにより完全に
焼却処理される。詳細に述べると、前記乾留ガスＫＧの
燃焼に使用されずに残留した１次空気ＦＡ中の酸素分
が、前記炭素化した廃棄物Ｗの燃焼を徐々に行なうこと
により、異常燃焼を引き起こすことなく完全燃焼状態で
処理されるに至る。この際に完全燃焼によって発生する
クリーンな排ガスＷＧは、前記集塵煙突４０の吸引力に
より２次燃焼部３４に引力される。そして前記排ガスＷ
Ｇは、図１１に示す如く、前記２次燃焼部３４の手前側
に配設されている２次空気供給孔６４から供給される２
次空気ＳＡにより更に完全燃焼される。例えば、一時的
な燃焼バランスの崩れにより黒煙や一酸化炭素等の可燃
分が発生しても充分に完全燃焼されることになる。しか
も、２次燃焼部３４に供給される２次空気ＳＡは、前記
１次燃焼部３２の両側方に隣接して画成される空気流路
６６,６６を通過することで、該１次燃焼部３２の燃焼
熱を吸収して加熱されているので、２次燃焼部３４で温
度を下げて２次燃焼を阻害することはない。

【００３０】前記２次燃焼部３４で２次燃焼された排ガ
スＷＧが、前記集塵機構４４を通過することで該ガスＷ
Ｇに付随する煤塵が捕集され、煙突４８からは有害物を
含まない綺麗なガスのみが排出される。すなわち、上下
２段の斜流部４６,４６を下方から通過する排ガスＷＧ
は、螺旋状に回転されつつ流速調整部４５における大径
筒部４５ｂの下部側の円錐状部によって外径方向に向け
られることで、比重の大きい煤塵が確実に分離されて、
前記灰溜室４７に回収される。また流速調整部４５の前
記大径筒部４５ｂにおける上部側が略円錐状に形成され
ているから、煤塵が分離された排ガスＷＧはその流速を
低下させることなく煙突４８(上方)に流れ、その吸引力
が低下することはない。

【００３１】実施例の焼却炉１０では、前述した燃焼状
態が繰り返され、廃棄物Ｗの異常燃焼を回避しつつ燃焼
状態を最適に保持しながら、該廃棄物Ｗの燃焼処理を続
ける。前述したように、廃棄物Ｗを構成する可燃物であ
る水素分および炭素分のうち、燃焼が容易である水素分
が選択的に燃焼し尽す段階で酸素が消費されてしまい、
炭素分に対して使用され得る酸素が充分でないことから
黒煙(炭素分)が発生するものであるが、本実施例の場合
には、燃焼が容易な水素分等の可燃分を乾留ガスＫＧと
して廃棄物Ｗ中より取出すことで、乾留ガスＫＧおよび
炭素分を分離し、かつ完全燃焼が容易である乾留ガスＫ
Ｇを利用することで１次空気ＦＡに含まれる酸素量を調
節し、該１次空気ＦＡにより炭素分(所謂炭)を還元雰囲
気的な状況で燃焼させることで完全燃焼せしめ、黒煙等
の発生を効果的に回避し得るものである。すなわち、廃
棄物Ｗの燃焼状態に伴い該廃棄物Ｗからの乾留ガスＫＧ
の発生量が比例的に調整され、この乾留ガスＫＧの発生
量により該乾留ガスＫＧを発生させる廃棄物Ｗの燃焼状
態が反比例的に調整されて燃焼バランスを取るので、廃
棄物Ｗの種類に拘わらず定常燃焼状態を維持した焼却処
理が可能となる。また廃棄物Ｗの燃焼状態が定常的に維
持されることで異常燃焼の発生が抑えられ、廃棄物Ｗお
よび該廃棄物Ｗから発生する排ガスの安定的な完全燃焼
が可能となり、黒煙等の有害な排ガスを低減し得る。

【００３２】ちなみに、実施例に係る焼却炉１０の煙突
４８から排出される排ガス中におけるダイオキシンおよ
びＣＯの濃度を、４時間に亘って測定した結果、何れの
濃度も極めて低い値を示した。しかも、ＣＯ濃度は低い
値で安定しており、廃棄物Ｗが完全燃焼していることが
判明した。

【００３３】

【変更例】前述の実施例において集塵機構４４を構成す
る流速調整部４５および斜流部４６は、内部煙道５０と
一体的に形成されているが、図１２に示す如く、該流速
調整部４５および斜流部４６を内部煙道５０から分離可
能としてもよい。この場合、前記流速調整部４５は、内
部煙道５０の上端部５０ａの上部に、該内部煙道５０と
同様の大きさであって所定の高さを有する取付部５４に
１段目(上部)の斜流部４６を介して取付けられており、
また２段目(下部)の斜流部４６は該流速調整部４５にの
み取付けられるように構成してある。また前記内部煙道
５０の上端部５０ａには、前記取付部５４を容易に位置
決めして取付けできるように受部５６が設けられてい
る。

【００３４】このような構成とすることで、前記集塵機
構４４(内部煙道５０)から一体化された流速調整部４５
および斜流部４６を取外すことが可能となる。前記流速
調整部４５および斜流部４６は、焼却炉１０の運転中に
は高温かつ場合によっては腐食性のガスに晒される過酷
な状況下で使用されるので、使用状態によっては劣化が
激しいことが予想される。しかしながら変更例の場合、
前記流速調整部４５および斜流部４６を一度にかつ容易
に取外し可能であるので、その補修・交換に要する手間
等を大きく低減し得る効果が期待できる。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係る焼却
炉および該焼却炉の焼却方法によれば、燃焼が容易な可
燃分を乾留ガスとして廃棄物中より取出し、該乾留ガス
の燃焼により酸素量を調節した１次空気を廃棄物の燃焼
に供するよう構成したので、乾留ガスの発生量と廃棄物
の燃焼状態とのバランスが取られ、廃棄物の種類に拘わ
らず定常燃焼状態を維持した焼却処理が可能となる。ま
た、燃焼状態が定常的に維持されることで異常燃焼の発
生が抑えられるので、廃棄物および該廃棄物から発生す
る排ガスの安定的な完全燃焼が可能となり、黒煙等の有
害な排ガスを低減し得る。しかも、一定の燃焼条件を維
持するための送風機、排風機およびバーナー等の付帯設
備を必要としないので、コストを低廉に抑えることがで
きると共に、小型化を図って設置スペースを小さくし得
る利点を有する。

【００３６】更に、前記１次燃焼部で発生した排ガス
を、２次燃焼部で２次空気と混合して燃焼させることで
完全燃焼することができる。すなわち、一時的な燃焼バ
ランスの崩れにより黒煙や一酸化炭素等の可燃分が発生
しても充分に完全燃焼することができ、外部に有害なガ
スが放出されるのを防止し得る。しかも、２次燃焼部に
供給される２次空気は、１次燃焼部の両側方に隣接して
画成した空気流路を通過して１次燃焼部の燃焼熱により
暖められているので、２次燃焼部で温度を下げて２次燃
焼を阻害することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る焼却炉の側面図である。

【図２】実施例に係る焼却炉の正面図である。

【図３】ガス化貯留室の開口部を開閉する投入扉の開状
態および閉状態を示す要部側面図である。

【図４】焼却炉の内部構造を示す要部側断面図である。

【図５】火格子の形状および配設構造を示す要部平断面
図である。

【図６】燃焼処理室前面部付近を拡大して示す正面図で
ある。

【図７】１次空気孔の開状態および閉状態を拡大して示
す側断面図である。

【図８】２次空気供給孔から２次空気孔までを拡大して
示す側断面図である。

【図９】集塵煙突の内部構造を示す側断面図である。

【図１０】１次燃焼部での燃焼状態の変化を示す状態図
である。

【図１１】２次燃焼部での燃焼状態を示す状態図であ
る。

【図１２】変更例に係る集塵機構の一体状態および分離
状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 焼却炉 １２ 外部筐体 ２０ ガス化貯留室 ３２ １次燃焼部 ３４ ２次燃焼部 ３５ 下部空間 ３６ 火格子 ４０ 集塵煙突 ４２ 集塵部 ４４ 集塵機構 ４５ 流速調整部 ４６ 斜流部 ４６ａ 斜流板 ４６ 灰溜部 ４８ 煙突 ６０ １次空気孔 ６２ ２次空気孔 ６４ ２次空気供給孔 ６６ 空気流路 Ｗ 廃棄物 ＫＧ 乾留ガス ＷＧ 排ガス ＦＡ １次空気 ＳＡ ２次空気

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部筐体(12)の内部に画成され、投入さ
   れた廃棄物(W)の燃焼に必要な１次空気(FA)を取入れる
   １次空気孔(60)を前面に備える１次燃焼部(32)と、 前記１次燃焼部(32)に配設されて下方に所要の下部空間
   (35)を画成し、前記廃棄物(W)を上部に貯留保持すると
   共に、前記１次空気孔(60)からの１次空気(FA)を下部空
   間(35)に流通可能な火格子(36)と、 前記１次燃焼部(32)に下部空間(35)側で連通するよう配
   設され、煤塵の回収を行なう集塵部(42)および１次燃焼
   部(32)内を所定の負圧状態に維持し、前記廃棄物(W)の
   燃焼炎を前記火格子(36)から下方に向って延ばして燃焼
   範囲が上方へ広がるのを抑える吸引力を発生させる所定
   高さを有する煙突(48)を備える集塵煙突(40)と、 前記１次燃焼部(32)の上方に連通するよう設けられ、前
   記廃棄物(W)の燃焼熱により乾留された該廃棄物(W)から
   発生する乾留ガス(KG)を貯留するガス化貯留室(20)とか
   らなり、 前記ガス化貯留室(20)内の乾留ガス(KG)を、前記集塵煙
   突(40)の吸引作用により前記１次空気孔(60)の近傍で１
   次空気(FA)と混合して燃焼させ、該乾留ガス(KG)の燃焼
   により酸素が消費された１次空気(FA)を前記廃棄物(W)
   の燃焼に供するよう構成したことを特徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】 前記下部空間(35)と集塵煙突(40)との間
   に２次燃焼部(34)が設けられると共に、該２次燃焼部(3
   4)には２次空気供給孔(64)を介して２次燃焼に使用され
   る２次空気(SA)が取入れられるようになっている請求項
   １記載の焼却炉。
3. 【請求項３】 前記２次空気供給孔(64)は、前記１次燃
   焼部(32)の両側に設けられる空気流路(66,66)を介して
   外部筐体(12)の前面に設けられた２次空気孔(62)に連通
   している請求項２記載の焼却炉。
4. 【請求項４】 前記集塵部(42)内に設けられる集塵機構
   (44)として、サイクロン形式を採用している請求項１〜
   ３の何れかに記載の焼却炉。
5. 【請求項５】 前記集塵機構(44)は、前記１次燃焼部(3
   2)または２次燃焼部(34)から引込んだ排ガス(WG)から煤
   塵を分離する複数の斜流板(46a)を備える斜流部(46)
   と、この斜流部(46)で分離される煤塵を灰溜室(47)に導
   くと共に、前記集塵煙突(40)内の断面積を変化させるこ
   とで前記排ガス(WG)の流速を最適化する流速調整部(45)
   とを備える請求項４記載の焼却炉。
6. 【請求項６】 焼却炉(10)に投入された廃棄物(W)を焼
   却するに際し、 前記焼却炉(10)の内部に画成された１次燃焼部(32)に配
   設した火格子(36)上に貯留保持されている廃棄物(W)の
   下部に着火し、 前記火格子(36)の下方に画成される下部空間(35)側で前
   記１次燃焼部(32)に連通する集塵煙突(40)により得られ
   る吸引力によって、前記廃棄物(W)の燃焼炎を火格子(3
   6)から下方に向って延ばして燃焼範囲が上方へ広がるの
   を抑えると共に、１次燃焼部(32)の前面に設けられた１
   次空気孔(60)から１次空気(FA)を内部に吸引し、 前記廃棄物(W)の燃焼熱により該廃棄物(W)の上部を乾留
   して発生させた乾留ガス(KG)を、前記１次燃焼部(32)の
   上部に連通するよう画成したガス化貯留室(20)内に充満
   させ、 前記ガス化貯留室(20)に充満する乾留ガス(KG)を、前記
   集塵煙突(40)により得られる吸引力により前記１次空気
   孔(60)近傍で１次空気(FA)と混合して燃焼させ、 この乾留ガス(KG)の燃焼により酸素が消費された１次空
   気(FA)を前記廃棄物(W)の燃焼に供するようにしたこと
   を特徴とする焼却炉の焼却方法。
7. 【請求項７】 前記下部空間(35)と集塵煙突(40)との間
   に画成された２次燃焼部(34)で、前記１次燃焼部(32)か
   らの排ガス(WG)と２次空気供給孔(64)から取入れた２次
   空気(SA)とを混合して２次燃焼させる請求項６記載の焼
   却炉の焼却方法。
8. 【請求項８】 前記１次燃焼部(32)の両側に設けた空気
   流路(66,66)を通過させて該１次燃焼部(32)からの燃焼
   熱で暖めた２次空気(SA)を、前記２次空気供給孔(64)か
   ら２次燃焼部(34)に取入れるようにした請求項７記載の
   焼却炉の焼却方法。