JP2001141216A - ゴミ焼却機 - Google Patents

ゴミ焼却機

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JP2001141216A JP32607699A JP32607699A JP2001141216A JP 2001141216 A JP2001141216 A JP 2001141216A JP 32607699 A JP32607699 A JP 32607699A JP 32607699 A JP32607699 A JP 32607699A JP 2001141216 A JP2001141216 A JP 2001141216A
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    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
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    • F23G2202/70Combustion with application of specific energy

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミの燃焼に伴う排ガスを無煙・無臭にする
ことができるゴミ焼却機を提供する。 【解決手段】 第1の遠赤外線放射体32を固着した保
温壁3を焼却釜2及び燃焼室5を囲繞するように配設
し、熱交換器4を保温壁3を囲繞するように配設して、
保温壁3と焼却釜2との間に内側煙道部7を形成すると
ともに、保温壁3と熱交換器4との間に排ガスの対流室
となる外側煙道部9を形成する。内側煙道部7と外側煙
道部9との連通部8上部を第2の遠赤外線放射体である
保温部材72で覆って、遠赤外線による2次加熱により
無煙・無臭とする。好ましくは、保温壁3を略円筒状
に、熱交換器4を平面視矩形の筒状に形成して、外側煙
道部9の容積を大きくし、排ガスの対流時間を長くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に生ゴミを焼却
するゴミ焼却機に関し、詳しくは、ゴミの燃焼に伴う煙
や臭気を無くすことのできる小型のゴミ焼却機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、ゴミを燃焼させた際に出る排ガス
を無煙・無臭にするために、アフターバーナを設けて排
ガスを2次燃焼させる技術が知られている。例えば、特
開平7−225015号公報に示すように、1次燃焼室
に連設された2次燃焼室に2次燃焼バーナを配設し、1
次燃焼室で発生した排ガスを2次燃焼バーナによって完
全燃焼させて無煙化を図るものがある。
【0003】また、遠赤外線放射材を焼却機内に配置
し、遠赤外線による2次加熱により無煙にする技術も知
られている。例えば特開平7−324719号公報に示
すように、焼却炉の燃焼室内に網筒を内装し、網筒と燃
焼室の内壁間に遠赤外線放射材を充填したものがある。
この焼却炉では、網筒内でゴミを燃焼し、発生した排ガ
スが遠赤外線放射材の層を通過しつつ上昇することによ
り完全燃焼されて外気中に放出されるようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者公報に記
載のゴミ焼却機では、2次燃焼室や2次燃焼バーナが必
要なので、装置が大型になるばかりでなく、燃焼コスト
が高くなり、小型のゴミ燃焼機には不適当であった。
【0005】また、後者公報に記載のゴミ焼却機では、
煙突が燃焼室の直上に設けられているため、排ガスが速
い速度で上方に向かって通過してしまうので、十分に遠
赤外線の放射を受けないまま煙突から外部に放出され、
完全燃焼せず無煙にはできない虞があった。
【0006】この発明は、上述した問題を解決するもの
であり、その目的は、アフターバーナを設けることな
く、ゴミの燃焼によって排出される排ガスを無煙・無臭
にすることができるゴミ焼却機を提供することである。
【0007】また、他の目的は、排ガスの熱を利用して
温水を得るとともに、排ガスの温度を下げ、焼却機の周
囲の温度の上昇を抑えることができるゴミ焼却機を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のゴミ焼却機は、
焼却釜と、前記焼却釜の下方に配設された燃焼室と、前
記焼却釜及び前記燃焼室を囲繞するように配設された第
1の遠赤外線放射体と、前記第1の遠赤外線放射体を囲
繞するように配設された熱交換器と、前記第1の遠赤外
線放射体と前記焼却釜との間に形成された内側煙道部
と、前記第1の遠赤外線放射体と前記熱交換器との間に
形成され、前記内側煙道部に連通された外側煙道部と、
前記内側煙道部と前記外側煙道部の連通部の上部に配設
された第2の遠赤外線放射体と、前記連通部又は前記内
側煙道部に面するように前記焼却釜に配設された排気吐
出口と、を有することを特徴とする。
【0009】また、前記第1の遠赤外線放射体が略円筒
状に形成され、前記熱交換器が平面視矩形の筒状に形成
されることを特徴とする。
【0010】さらに、前記外側煙道部の下部に通風口が
配設され、前記通風口にダンパが配設されることを特徴
とする。
【0011】また、前記焼却釜に空気吹き出し口が配設
され、前記空気吹き出し口に送風管を介して送風機が連
結され、前記空気吹き出し口から空気が入らないように
前記送風管に開閉可能な遮断部材が配設されることを特
徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0013】ゴミ焼却機1は、図1〜3に示すように、
箱体11の内部に配置された焼却釜2と、焼却釜2の下
方に設けられた燃焼室5と、焼却釜2及び燃焼室5を所
定の間隔を置いて囲繞する保温壁3と、保温壁3を所定
の間隔を置いて囲繞する熱交換器4と、焼却釜2に空気
を送り込むための送風機27とを備えて構成されてい
る。さらにゴミ焼却機1は、箱体11の上面を覆う開閉
蓋12及び開閉蓋12を支持する蓋部材14と、箱体1
1の背面に隣接して設けられた排気筒6と、排気筒6の
上方に配設され熱交換器4に連結されたタンク44とを
備えて構成されている。
【0014】箱体11はステンレス等で形成され、図1
に示すように、焼却釜2を囲繞する上部11aと、メイ
ンバーナ51や送風管26等が配置される下部11bと
から構成されている。上部11aは平面視矩形の筒状に
形成され、下部11bは、底面をなす平面視矩形のベー
ス板82の四隅に脚部材84が立設されて上部11aを
支持している。下部11bの前面、背面、及び両側面が
開口されているのはバックファイア発生時に圧力波を逃
がすためである。ベース板82の下部の四隅にはキャス
タ18が配設されている。上部11aの内面にはアスベ
ストボード等の断熱材で形成された断熱板81が固着さ
れ、図3及び図4に示すように、前面及び両側面の断熱
板81の下方には矩形の通風口15が設けられている。
通風口15には、開口率約60%でパンチングされた矩
形プレート状のダンパ16が、その上端部が通風口15
の上部で箱体11に枢着されることにより、開閉可能に
配設されている。また、図4に示すように、上部11a
の前面(図中右方)には操作盤19及び燃焼室5の様子
を確認するための覗窓20が配置されている。
【0015】焼却釜2は、図3に示すようにチタン材等
の耐熱材で有底円筒状に形成され、箱体上部11aの内
部中央に着脱可能に配置されている。焼却釜2には、後
述する内側煙道部7と外側煙道部9との間に形成される
連通部8に面するように、上部に排気吐出口21が円周
方向に沿って複数個設けられている。また、焼却釜2の
上端付近には全周にわたって外方に向かって突出する鍔
25が取り付けられ、鍔25が箱体11の上面に配置さ
れた蓋部材14の内周部14aに支持されることによ
り、焼却釜2は箱体11内に収納される。焼却釜2の底
部中央には、送風機27から送風される空気を焼却釜2
内に吹き出すための空気吹き出し口23が形成され、空
気吹き出し口23の中央に、焼却釜2内の温度を検出す
るための比例サーモスタット24が、先端を焼却釜2内
に突出するように挿入されている。焼却釜2の上方開口
部は、鋳物等で形成された開閉蓋12で閉じられている
燃焼室5は、図3及び図4に示すように、保温壁3の内
部の焼却釜2の下方に配置され、保温壁3によって外部
と略遮断されている。燃焼室5には、図1に示すように
管路53、バルブ54、及びガスガバナ55を介してガ
ス供給管56に接続されたメインバーナ51と、パイロ
ットバーナ52(図3参照)が配設されている。管路5
3の途中には、空気とガスを混合するためブロアー58
に接続されたミックスバルブ57がモータ59により制
御されるように配設されている。
【0016】箱体11の下部には、図1及び図3に示す
ように送風機27が配設されており、送風機27には送
風管26の一端が連結されている。送風管26の他端は
上方と下方に延設されて略T字形に形成され、上方部が
空気吹き出し口23に連結されるとともに、下方部が箱
体11の下方に突出し、その下端部に灰落下口26aが
形成されている。送風管26の送風機27側の内部に
は、図2及び図3に示すように、送風量を調節するとと
もに空気を遮断するための遮断部材として略円状の送風
ダンパ29が設けられている。送風ダンパ29は、送風
管26の側方に配置されたダンパモータ30に連結され
開閉量が調節される。灰落下口26aの下方には、図3
に示すように、灰落下口26aを開閉するとともに空気
を遮断するための遮断部材として平面視略矩形のシャッ
タ83が開閉可能に配置され、その下方には下部灰受け
皿28が引き出し可能に配置されている。
【0017】保温壁3は、図3に示すように、ステンレ
ス等からなるパンチング籠31の内面に、遠赤外線放射
体32、例えばジルコニアセラミックスZrO2 等から
なるセラミックファイバーを固着したもので、焼却釜2
を囲繞する上部の拡径部3aとメインバーナ51等が配
置される下部の狭小部3bとを有して段付き略円筒状に
形成されている。なお、遠赤外線放射体32は、狭小部
3bの下部を除き、パンチング籠31の内面全面に固着
されている。パンチング籠31の熱交換器4に対向する
部分(図3中拡径部3aの略上半分に相当する部分)
は、遠赤外線を外方に向かって放射し易くするため開口
率約60%でパンチングされている。狭小部3bの下端
は箱体11の底部のベース板82に支持されている。
【0018】この保温壁3と焼却釜2との間に、燃焼室
5からの燃焼ガスが上昇するための内側煙道部7が形成
されている。保温壁3の燃焼室5に面した部位には、燃
焼室5の温度を検出するための燃焼室サーモスタット3
4が先端を燃焼室5内に突出するように挿入されてい
る。また、図4に示すように、保温壁3の前面(図中右
方)下部には、箱体11の覗窓20に対向する位置に燃
焼室5の様子を確認するための覗窓22が形成されてい
る。
【0019】熱交換器4は、焼却釜2の排気吐出口21
から排出された排ガスの熱を熱交換することによって、
排ガスの温度を下げるとともに温水を得るためものであ
り、図2及び図3に示すように、平面視矩形の筒状に形
成され、外面4aが箱体上部11aの内面に固着された
断熱板81に接するように配置されている。図3に示す
ように、熱交換器4の外面4aと内面4bとの間は上下
方が閉塞されて中空に構成され、その中空部の一方の側
に、タンク44から熱交換器4に水を供給するための湯
水立ち下り管42の下端が挿入され、他方の側に、熱交
換器4からタンク44に湯水を還流するための湯水立ち
上がり管43の下端が連結されている。
【0020】この熱交換器4と保温壁3との間に、図3
及び図4に示すように、焼却釜2から排出された排ガス
を対流させるための対流室となる外側煙道部9が形成さ
れている。外側煙道部9の上部は、後述する連通部8を
介して内側煙道部7の上部に連通されている。また、外
側煙道部9の下部9aは、図3に示すように、断熱板8
1の熱交換器4の下方に位置する部分と、保温壁3の外
面と、通風口15の下方に配置された内部灰受け皿17
とで囲まれ、図4に示すように、箱体11の背面下部に
設けられた排気筒接続口13を介して排気筒6に連通さ
れている。なお、内部灰受け皿17は、箱体11の内面
と保温壁3の外面との間を閉塞するように配置されてい
る。外側煙道部下部9aには、図3に示すように、外側
煙道部9の温度を検出するための排気サーモスタット6
4が先端を外側煙道部下部9a内に突出するように挿入
されている。
【0021】箱体11の上面には、図3に示すように、
箱体11と焼却釜2との間を閉塞するように鋳物等で形
成された蓋部材14が被せられている。蓋部材14に
は、焼却釜2の鍔25を支持する内周部14aと、開閉
蓋12と密着する上方突出部14bが形成されている。
【0022】蓋部材14の下方には、図3及び図4に示
すように、ガラス繊維等で形成された充填部材71を介
して、セラミックファイバー等で形成された第2の遠赤
外線放射体である保温部材72が、保温壁3の上方を覆
うように装着されている。本実施形態では、保温部材7
2の外周は熱交換器4の内面4bに接するように平面視
矩形に形成され、内周は焼却釜2を囲繞するように平面
視円形に形成され、さらに、熱交換器4の内面4bに接
する部分が下方に突出するように形成されている。この
保温部材72と保温壁3との間に、内側煙道部7の上部
と外側煙道部9の上部とを連通する連通部8が形成され
ている。すなわち、内側煙道部7、連通部8、及び外側
煙道部9は図3に示すように保温壁3を挟んで逆U字形
をなし、この逆U字形の曲折部分に当たる連通部8は、
上部が保温部材72で覆われるように構成されている。
連通部8の上部には、連通部8の温度を検出するための
比例サーモスタット73が先端を連通部8内に突出する
ように挿入されている。
【0023】排気筒6は、図4に示すように略直方体に
形成されて、箱体上部11aの背面に隣接するように立
設されている。排気筒6の下部は、前述したように排気
筒接続口13を介して外側煙道部9に連通されている。
排気筒6の底部には空気取り入れ口61が設けられ、上
部には排気口62が設けられている。排気筒接続口13
の下部には、外側煙道部9の出口温度を検出するための
排気サーモスタット63が先端を排気筒接続口13内に
突出するように挿入されている。
【0024】排気筒6の上方には、図1に示すようにタ
ンク支持部材45に支持されたタンク44が配置されて
いる。タンク44には給水口46が形成され、また、湯
水立ち下り管42及び湯水立ち上り管43が連結されて
いる。湯水立ち下り管42には湯水温度を検出するため
の湯水サーモスタット48が取り付けられ、湯水立ち上
り管43には給湯取り出し口47が形成されている。
【0025】次に、上記のように構成されたゴミ焼却機
1の作用について説明する。
【0026】開閉蓋12を開いて例えば肉の残り等の生
ゴミを焼却釜2に投入した後、開閉蓋12を閉めメイン
バーナ51に点火しゴミの焼却を開始する。このとき、
送風機27は作動させず、送風ダンパ29及びシャッタ
83は閉じておき、焼却釜2内に外気が入らないように
する。メインバーナ51は約1300℃で、焼却釜2及
び保温壁3を加熱する。これにより、保温壁3の遠赤外
線放射体32は、焼却釜2へ向かって遠赤外線を放射
し、焼却釜2を加熱するので、効率よく焼却釜2を加熱
することができる。燃焼室5で発生した燃焼ガスは、内
側煙道部7、連通部8、外側煙道部9を経て、排気筒6
から外部に放出される。
【0027】ゴミは外気が入らないので800℃以下で
は薫製状態になり、このとき排出される排ガスは、排気
吐出口21から連通部8に排出される。連通部8では、
保温壁3の上部と保温部材72から放射される遠赤外
線、及び燃焼室5からの高温の燃焼ガスによって、排ガ
スが加熱される。連通部8は上方が閉塞され、後述する
ようにダウンドラフトが形成されているので、熱が逃げ
にくい。このため、排ガスは約800℃に加熱され、煙
や臭気が分解されて無煙・無臭となる。
【0028】排ガスは、連通部8から外側煙道部9へ流
入し、外側煙道部9を対流する。特に生ゴミの排ガスは
大量の水蒸気を含んでいるので、連通部8で加熱される
ことにより体積が膨張するが、焼却釜2が略円筒状に形
成され熱交換器4が平面視矩形の筒状に形成されること
により、外側煙道部9の容積が大きくなっているので、
排ガスが外側煙道部9を速く通過してしまうことなく、
排ガスの対流時間を長くすることができる。外側煙道部
9では、排ガスは、保温壁3からの遠赤外線の放射を受
けて残余の煙・臭気が無煙・無臭になるとともに、熱交
換器4により熱交換されて冷却され、次第に熱を奪われ
て体積が減少し下方に導かれる。このとき、排ガスの対
流時間が長いので熱交換率が高くなり、高い温度の温水
を得ることができるとともに、排ガスの温度をより下げ
ることができる。
【0029】また、熱交換器4が外側煙道部9を囲繞す
るように配設されているので、ゴミ焼却機1の周囲の温
度上昇を防ぐことができる。
【0030】さらに、上方から下方に向かう気流(ダウ
ンドラフト)を形成することにより連通部8の熱が逃げ
にくくなり、排ガスの通過が遅いことと相まって、連通
部8において十分に排ガスを加熱し無煙・無臭にするこ
とができる。
【0031】外側煙道部9の出口である排気筒接続口1
3において、排ガスは約250℃になり、排気筒6に流
入する。排気筒6において、排ガスは空気取り入れ口6
1からの外気により希釈され、温度を下げつつ上昇し、
排気口62から外部に放出される。このとき、排ガスの
温度は約190℃と低くなり、高温の排ガスの放出を防
止することができる。
【0032】メインバーナ51による燃焼が続けられて
800℃以上になると、焼却釜2内のゴミは炭化する。
このとき、ガスを止めてメインバーナ51の火を消し、
送風機27を作動させるとともに送風ダンパ29及びシ
ャッタ83を開けて、空気を空気取り入れ口23から焼
却釜2の内部に吹き出させる。これにより、炭化したゴ
ミは自ら燃焼し灰になり、灰の一部は灰落下口26aか
ら下部灰受け皿28に落下する。このとき、燃焼温度は
800℃以上なので、排ガスは無煙・無臭となる。ま
た、薫製状態にして乾燥させ炭化させたゴミに空気を吹
きつけることにより、ゴミを完全燃焼させて灰の量を減
少させることができる。さらに、ゴミを自ら燃焼させる
ことにより、燃料のガスを節約することができる。
【0033】以上の燃焼において焼却機内部の圧力が異
常に高まった場合は、通常は閉じているダンパ16が開
いて、圧力波を外部に逃がすことができる。
【0034】なお、本実施形態では、排気吐出口21は
連通部8に面しているが、内側煙道部7に面するように
排気吐出口21を設けてもよい。この場合は、内側煙道
部7においても排ガスが加熱され無煙・無臭になる。要
するに、排気吐出口21は、焼却釜2からの排ガスが連
通部8を通って外側煙道部9へ流れるように構成されて
いればよい。
【0035】また、本発明のゴミ焼却機は、上記の構成
に限るものではなく、例えば保温壁3を略円筒状とせず
平面視多角形の筒状としても、排ガスの対流室である外
側煙道部9の容積が大きくなり、上記の効果が得られ
る。すなわち、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で構成
は自由に変更できる。
【0036】
【発明の効果】本発明のゴミ焼却機は、焼却釜と、前記
焼却釜の下方に配設された燃焼室と、前記焼却釜及び前
記燃焼室を囲繞するように配設された第1の遠赤外線放
射体と、前記第1の遠赤外線放射体を囲繞するように配
設された熱交換器と、前記第1の遠赤外線放射体と前記
焼却釜との間に形成された内側煙道部と、前記第1の遠
赤外線放射体と前記熱交換器との間に形成され、前記内
側煙道部に連通された外側煙道部と、前記内側煙道部と
前記外側煙道部の連通部の上部に配設された第2の遠赤
外線射体と、前記連通部又は前記内側煙道部に面するよ
うに前記焼却釜に配設された排気吐出口と、を有してい
るので、焼却釜を効率よく加熱することができるととも
に、アフターバーナを設けることなく、排ガスを無煙・
無臭にすることができる。また、排ガスの温度を下げる
ことができ、温水を得ることができるとともに、焼却機
の周囲の温度上昇を抑えることができる。したがって、
小型のゴミ焼却機に適している。
【0037】また、前記第1の遠赤外線放射体が略円筒
状に形成され、前記熱交器が平面視矩形の筒状に形成さ
れているので、排ガスが前記外側煙道部を通過する際の
対流容積を大きくすることができ、排ガスの対流時間を
長くすることができる。この結果、排ガスの無煙・無臭
化を促進し、排ガスの温度をより下げることができると
ともに、より高温の温水を得ることができる。
【0038】さらに、前記外側煙道部の下部に通風口が
配設され、前記通風口にダンパが配設されているので、
圧力異常の場合に圧力波を外部に逃がすことができる。
【0039】また、前記焼却釜に空気吹き出し口が配設
され、前記空気吹き出し口に送風管を介して送風機が連
結され、前記空気吹き出し口から空気が入らないように
前記送風管に開閉可能な遮断部材が配設されているの
で、薫製化した後炭化させたゴミを自ら燃焼させること
ができ、燃料の節約ができるとともに、灰の量を減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ゴミ焼却機の一部破断斜視図である。
【図2】図1におけるII−II部位の横断面図である。
【図3】図2におけるIII −III 部位の縦断面図であ
る。
【図4】図2におけるIV−IV部位の縦断面図である。
【符号の説明】
1…ゴミ焼却機 2…焼却釜 3…保温壁 4…熱交換器 5…燃焼室 7…内側煙道部 8…連通部 9…外側煙道部 15…通風口 16…ダンパ 21…排気吐出口 23…空気吹き出し口 26…送風管 27…送風機 29…送風ダンパ(遮断部材) 32…遠赤外線放射体(第1の遠赤外線放射体) 72…保温部材(第2の遠赤外線放射体) 83…シャッタ(遮断部材)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却釜と、 前記焼却釜の下方に配設された燃焼室と、 前記焼却釜及び前記燃焼室を囲繞するように配設された
    第1の遠赤外線放射体と、 前記第1の遠赤外線放射体を囲繞するように配設された
    熱交換器と、 前記第1の遠赤外線放射体と前記焼却釜との間に形成さ
    れた内側煙道部と、 前記第1の遠赤外線放射体と前記熱交換器との間に形成
    され、前記内側煙道部に連通された外側煙道部と、 前記内側煙道部と前記外側煙道部の連通部の上部に配設
    された第2の遠赤外線放射体と、 前記連通部又は前記内側煙道部に面するように前記焼却
    釜に配設された排気吐出口と、 を有することを特徴とするゴミ焼却機。
  2. 【請求項2】 前記第1の遠赤外線放射体が略円筒状に
    形成され、前記熱交換器が平面視矩形の筒状に形成され
    ることを特徴とする請求項1記載のゴミ焼却機。
  3. 【請求項3】 前記外側煙道部の下部に通風口が配設さ
    れ、前記通風口にダンパが配設されることを特徴とする
    請求項1記載のゴミ焼却機。
  4. 【請求項4】 前記焼却釜に空気吹き出し口が配設さ
    れ、前記空気吹き出し口に送風管を介して送風機が連結
    され、前記空気吹き出し口から空気が入らないように前
    記送風管に開閉可能な遮断部材が配設されることを特徴
    とする請求項1記載のゴミ焼却機。
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