JP2003065518A - 竪型焼却炉におけるごみ支持板及びその制御方法 - Google Patents

竪型焼却炉におけるごみ支持板及びその制御方法

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JP2003065518A
JP2003065518A JP2001251639A JP2001251639A JP2003065518A JP 2003065518 A JP2003065518 A JP 2003065518A JP 2001251639 A JP2001251639 A JP 2001251639A JP 2001251639 A JP2001251639 A JP 2001251639A JP 2003065518 A JP2003065518 A JP 2003065518A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】強度及び耐熱性の向上を図ることのできる竪型
焼却炉におけるごみ支持板及びその制御方法を提供す
る。 【解決手段】ごみ支持板3は、中空構造の管体を上下に
積重ね、これら管体先端を中空の突出部で繋いだ支持棒
を取付枠上に複数列併設した支持板本体Eを備え、この
支持板本体Eを冷却し、ごみ支持板3の突出時に各支持
棒先端を保持する支持板保持部4を配設するとともに、
ごみ支持板3下方の空間に設けた空間温度検出器39の
検出値が設定値を超えた場合には、焼却灰排出板fを閉
止するとともにごみ支持板3を後退させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療系廃棄物を含
む産業廃棄物や、ごみ質の変動が大きい一般廃棄物を焼
却する竪型焼却炉におけるごみ支持板及びその制御方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】産業廃棄物は、有害物質が多く含まれる
だけでなく、高発熱量物質や難燃物あるいは、不燃物が
混在しているほか、固体・液体・粘体とその性状は多種
多様であるため、過去に使用されていた固定バッチ燃焼
式焼却炉では、このような産業廃棄物の完全焼却処理は
非常に困難であった。
【0003】特に、ごみ質のバラツキが大きく、病源性
ウイルスを含む危険な感染性物質や、ガラス等の溶融し
やすい物質を含む医療系廃棄物の焼却処理として一般に
用いられている、ロータリーキルン式、または傾斜回転
炉床式等の焼却炉は、何れも廃棄物を転回・攪拌して燃
焼させる方式であるために、燃えやすい物だけが先燃え
して、難燃物が残る燃えむらができて完全焼却・滅菌は
不可能であるだけでなく、炉出口部にガラス類が溶融・
付着して操業継続ができなくなるという欠陥があった。
【0004】また、ごみ質の変動が大きい一般廃棄物を
焼却する場合も同様の現象が生じていた。
【0005】図5は、これらの問題を解決するために、
特開平4−158110号公報に開示された「竪型焼却
炉及びその焼却方法」の概要を示す縦断面図である。
【0006】図5において、焼却炉本体aの頂部には燃
焼ガス排出口bが、上部にはフィーダを有するホッパc
と着火用バーナdとが設置され、焼却炉本体a内下方に
は出没自在なごみ支持板e,eが設けられ、底部には開
閉自在な焼却灰排出板f,fが配置されている。
【0007】上記ごみ支持板e,eは、通常は図示する
ように焼却炉本体a内から没した状態に配置され、焼却
灰排出板f,fが開放して焼却灰を排出する時にのみ、
図において1点鎖線で示すように灰層gの上層に突出し
て、このごみ支持板e,eよりも上部にあるごみ及び燃
焼した焼却灰の荷重を支持する。
【0008】また、ごみ支持板e,eが位置する焼却炉
本体aの両側には、ごみ支持板e,eが焼却炉本体a内
から没した時に、このごみ支持板e,eを収納する収納
室h,hが設けられており、焼却炉本体aと収納室h,
hとの間に形成された間隙i,iから焼却灰が収納室
h,h側に進入しないように、常温の空気jが供給され
ている。
【0009】焼却灰排出板f,fは焼却炉本体aの底部
において、水平位置から1点鎖線で示す垂直位置まで開
閉自在に設けられている。そして、ごみ支持板e,eに
よって焼却炉本体a内下部の灰層gの上層から上を支持
したのち、焼却灰排出板f,fを下方に転回することに
よって、焼却灰を焼却炉本体aの下方に設けられた灰搬
出装置kに排出することができる。
【0010】つまり、前記ごみ支持板e,eは、焼却灰
排出板f,fによる焼却灰の排出を補助するために設け
られている。
【0011】また、焼却炉本体aの上部、中部、下部に
はそれぞれ温度調節された燃焼用空気m,n,pがダン
パq,r,sを介して供給されている。これら燃焼用空
気m,n,pはごみ質に応じて最適の温度に調節されて
いる。
【0012】焼却炉本体aのホッパcの反対側に設置さ
れた着火用バーナdは、始業時のごみ着火または炉内温
度低下時の助燃に利用される。
【0013】次に、このように構成された竪型焼却炉に
よるごみの焼却方法について説明する。
【0014】ここで、平常操業時における焼却炉本体a
内では、ごみの燃焼状態により位置が移動するものの、
上から火炎層t、ごみ層u、おき燃焼層v及び灰層gを
形成している。
【0015】ホッパcから焼却炉本体a内に供給された
ごみは、始業時においては焼却炉本体aの底部にある灰
層g上に堆積され、着火用バーナdにより加熱され、燃
焼用空気m,nによって燃焼を始め、燃え易いごみから
焼却されて灰となり、難燃性のごみとともに火種を保有
しながらおき燃焼層vに堆積する。
【0016】その状態でごみを供給すれば、ごみはごみ
層uに堆積され、おき燃焼層vの熱と燃焼用空気mによ
り易燃物から着火を始め、徐々に燃焼がごみ層u全体に
拡がって、平常操業状態に移行する。
【0017】この燃焼時において、おき燃焼層v及びご
み層uの下層で発生した燃焼ガスwは、ごみ層u内を通
過して上昇し、その熱で上部のごみの着火及びガス化を
促進するとともに、生ごみの乾燥を行う。
【0018】さらに、火炎層tまで上昇した燃焼ガスw
は、この上部に供給されている常温の2次空気xによっ
て再燃焼されたのち、燃焼ガス排出口bから排ガスとし
て次工程に排出される。
【0019】この火炎層tにおける燃焼時の放射熱によ
って、ごみ層に投入されたごみの予備乾燥を行うととも
に、発火点の低い紙やプラスチックスを燃やして火種に
なるのを促進する。
【0020】焼却灰の燃焼が完結すると、この段階でご
み支持板e,eを焼却炉本体a内の灰層gの上層に突出
させ、ごみ支持板e,eよりも上部に位置するごみ層
u、おき燃焼層v、灰層gの上層の焼却灰及びごみの荷
重を支持する。
【0021】この突出時において、ごみ支持板e,eの
位置ではごみの燃焼が完結しているため、ごみによる抵
抗が少なく、ごみ支持板e,eはスムースに突出するこ
とができる。
【0022】このようにごみ支持板e,eを突出させた
のち、焼却灰排出板f,fを下方に転回させ、ごみ支持
板e,eよりも下方の焼却灰を灰搬出装置kに落下させ
る。
【0023】焼却灰排出後は、焼却灰排出板f,fを上
方に復帰させたのち、ごみ支持板e,eを焼却炉本体a
内から収納室h,h内へと没し、ごみ支持板e,eの上
部にある残余の焼却灰及びおき燃焼層vの焼却残渣を底
部の焼却灰排出板f,f上に落下させるとともに、ごみ
層uも頂次落下させる。
【0024】この落下時のショックにより、灰層gの通
気性が良くなるのみでなく、おき燃焼層v及びごみ層u
における未燃物の塊が崩壊されるため、層全体の通気性
が良くなるとともに、塊の内部まで空気が通るようにな
る。このため、高温の燃焼空気n,pを供給すると残留
していた火種により、焼却灰中の未燃物が容易に燃焼す
る。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す従来の竪型焼却炉では、産業廃棄物、特に医療系廃
棄物の場合には、ごみ質が多様化しているため、完全燃
焼・滅菌が困難なだけでなく、その中に多量に含まれて
いる注射器、試験管や瓶等のガラス類が400〜700
℃で軟化・溶融したり、発泡スチロール等のプラスチッ
ク類や紙・繊維類等の高発熱量物質の部分燃焼による高
熱で、灰分が溶融して強固なクリンカが発生することが
多い。
【0026】そのため、焼却炉本体aの下方のおき燃焼
層v付近において閉塞事故が発生して上方のごみや焼却
灰の降下を阻害してその除去のために操業を停止した
り、単純な単板構造または、例えば櫛形をした複数の支
持棒を併設した形状で強制冷却手段を有しない場合に
は、上記クリンカがごみ支持板e,eの突出を阻害して
最悪の場合にはごみ支持板e,eを損傷するという問題
点があった。
【0027】また、竪型焼却炉が大容量になると、ごみ
支持板e,eは片持構造であるためにその強度が不足し
て、クリンカが発生した場合にごみ支持板e,eが折損
することがあった。
【0028】さらに、下部の灰を焼却灰排出板f,f上
に落下させる際に、不燃分が少ない場合には灰層gの層
厚が薄くなり、おき燃焼層vの一部が落下して空間Gで
燃焼し、また、未燃物が残存している場合には、上記落
下時のショックで未燃物が崩壊して、同じく空間Gで燃
焼するために、クリンカが発生して、焼却灰Aの排出時
に突出するごみ支持板e,eを損傷する虞があった。
【0029】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の竪
型焼却炉におけるごみ支持板は、産業廃棄物や一般廃棄
物を焼却する竪型焼却炉において、焼却炉下端に配設さ
れた開閉自在な焼却灰排出板の上方に若干の空間を隔て
て位置し、焼却灰排出時に焼却炉内に突出して、焼却炉
内に堆積するごみ及び焼却灰の荷重を支持するごみ支持
板であって、上記ごみ支持板は、冷却用流体貫流のため
に中空構造とした管体を上下に積重ねたうえ、これら管
体先端を中空の突出部で繋いだ構造の支持棒を取付枠上
に複数列併設した支持板本体を備え、該支持板本体を冷
却用流体により冷却するとともに、外部駆動機構により
出没自在になされたものである。
【0030】請求項2に係る発明の竪型焼却炉における
ごみ支持板は、上記ごみ支持板の炉内への突出時に各支
持棒先端の突出部を挿入保持する複数の挿入孔を有する
耐熱構造の支持板保持部が、ごみ支持板に対峙する中間
位置に配設されたことを特徴とする請求項1記載の竪型
焼却炉におけるごみ支持板。
【0031】請求項3に係る発明の竪型焼却炉における
ごみ支持板の制御方法は、産業廃棄物や一般廃棄物を焼
却する竪型焼却炉において、焼却炉下端に配設された開
閉自在な焼却灰排出板の上方に若干の空間を隔てて位置
し、焼却灰排出時に焼却炉内に突出して、焼却炉内に堆
積するごみ及び焼却灰の荷重を支持するごみ支持板の制
御方法であって、上記焼却灰排出板とごみ支持板の空間
に設けられた空間温度検出器の検出値が設定値を超えた
場合には、警報を発して、焼却灰排出板の開放動作を停
止するとともにごみ支持板を後退させることを特徴とす
る。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0033】図1は、本発明に係る竪型焼却炉要部の概
略構成を示す縦断面図であり、図2は該焼却炉における
ごみ支持板の概略構造を示す平面図、図3は同支持板及
び支持板保持部の概略構造を示す縦断面図である。な
お、図5で説明した部材と同一の部材には同一の符号を
付し、詳細説明は省略する。
【0034】図1において、1は焼却炉本体であり、上
部耐火物11と下部耐火物12及びこれら上部耐火物1
1と下部耐火物12を囲繞する鋼材によって構築されて
いる。
【0035】この焼却炉本体の上半分に位置する火炎層
tには、その側部に生ごみRの投入口13が開閉自在な
投入ダンパを備えて設けられるとともに、上部耐火物1
1の側壁部には着火用バーナd及び、図示しない温度検
出器、炉内監視カメラ等が配設され、また、燃焼ガスw
の旋回兼2次燃焼のために、常温の2次空気xを送入す
る複数の燃焼ガス旋回兼用の2次空気ノズル14が配設
されている。
【0036】焼却炉本体1の中間部以降は、ごみ層を厚
くして性状の異なるごみ質を平準化させるために漏斗状
に絞られているが、該漏斗部の側壁を構成する下部耐火
物12の上方の角部15から下の外面は、例えば上部は
空冷ジャケット16、下部は水冷ジャケット17に分割
された冷却ケーシングによって冷却されており、おき燃
焼層vと灰層gとには、複数の温度検出器群18と図示
しないレベル測定用検出座が設けられている。
【0037】そして漏斗部分に形成されるごみ層u、お
き燃焼層vと灰層gとには、押込送風機21から各層に
燃焼空気22a〜cを供給する複数の燃焼用1次空気ノ
ズル23a〜cがダンパ24a〜cを伴って適宜配設さ
れている。
【0038】焼却炉本体1の底部には、出没動作が容易
にできるように、図2及び図3にその一例を示すような
1対のごみ支持板3,3と支持板保持部4及び、該支持
板3,3の下方に空間G(図1参照)を隔てて開閉自在
な焼却灰排出板f,fとが、後述する外部駆動機構等を
備えて配設されている。
【0039】上述のごみ支持板3,3は、強度と耐熱性
を高めるために、例えば、中空構造の管体としての角パ
イプ31を上下2段に積重ねて溶接したうえ、該両パイ
プの先端に流体通路を有する突出部32を接続した構造
の支持棒33を取付枠34に複数列併設した支持板本体
Eに、冷却用流体の導入管35と同排出管36及びごみ
支持板3,3の外部駆動機構37を備えて水平方向に配
置したものである。
【0040】支持板保持部4は、図3に一例を示す如
く、上部に冷却手段を備えケーシング38に取付けられ
た山形部41と、複数の支持棒33の突出部32を挿入
保持するための複数の挿入孔42が配設された側板43
とからなり、側板43の両端はケーシング38に固定さ
れ、下端は開放されている。
【0041】上述のごみ支持板3,3と支持板保持部4
及び、焼却灰排出板f,fとは、ケーシング38に内蔵
されており、このケーシング38は、その側面に空間温
度検出器39と、後述の高温の後燃焼空気25を供給す
る後燃焼空気ダクト26が接続されるとともに、下部は
灰搬出装置kに挿入されている。
【0042】一方、焼却炉本体1の上方には、燃焼ガス
旋回兼用の2次空気ノズル14からの空気噴射により回
転運動を始めた燃焼ガスwを更に確実に旋回せしめるた
めの排ガス混合手段51を介して再燃焼室52が載置さ
れており、該再燃焼室52の天井部には、空気予熱器5
3が配設され、図示しないガス冷却室へと連接されてい
る。
【0043】なお、焼却炉本体1及び再燃焼室52と空
気予熱器53との外部は、図示しない保温材等で保温工
事が施されている。
【0044】次に、このように構成された竪型焼却炉に
おける各廃棄物の燃焼状況及びごみ支持板の操作状況に
ついて、主に焼却炉本体1の下部における状況を説明し
た図4により、必要に応じて図1及び図3を参照して説
明する。なお、火炎層t、ごみ層u、おき燃焼層vと灰
層gの形成状況及び、平常操業状態に移行するまでの燃
焼状態については、前述の従来技術と同様であるので、
詳細説明は省略する。
【0045】平常操業状態において、ごみ層uでは、火
炎層tでの燃焼ガスw及び後述の未燃ガス61の2次燃
焼による放射熱がごみ層uの表面に照射されるととも
に、燃焼空気22aの供給と、おき燃焼層vから上昇す
る未燃ガス61の加熱によって、プラスチック類や紙・
繊維類等の高発熱量の易燃物が着火されてガス化燃焼
し、水分の多いごみや雑誌等の難燃物は、乾燥されると
ともに炭化燃焼を続けて末燃ガス61を発生させる。
【0046】この際、下部耐火物12の上部は、冷却送
風機62により送風された常温の空気jで冷却された空
冷ジャケット16で徐冷されているため、表面は700
℃程度以下を保持できており、漏斗部での燃焼を阻害す
ることはなく、また、易燃物の部分燃焼によるクリンカ
の溶着を防止している。
【0047】おき燃焼層vは、ごみ層uで燃焼できなか
った未燃炭化物や難燃物を、後述する灰層gから上昇す
る熱気と、燃焼空気22bと22cとの供給を受けて、
時間をかけておき燃焼させる部位であり、該おき燃焼に
より未燃ガス61が発生される。
【0048】この際、下部耐火物12下部の表面温度
は、冷却水で冷却された水冷ジャケット17の冷却効果
により400〜500℃に止まり、ガラス溶融物の溶着
・固化を防止している。
【0049】また、灰層gは、空気予熱器53によって
250〜300℃程度に加熱された後燃焼空気25(図
1参照)と燃焼空気22cとの送入によって、なおかつ
残留する未燃炭化物を燃焼し尽くして焼却灰Aとすると
ともに、焼却灰Aを冷却して熱気を上部のおき燃焼層v
に供給する部位であり、灰層g下部の焼却灰Aは、前述
の後燃焼空気25の通気と水冷ジャケット17によって
300℃程度まで冷却されている。
【0050】この灰層gは、複数の温度検出器群18
(図1参照)の検出値によって燃焼進行状態を確認した
結果で制御されるごみ支持板3,3及び焼却灰排出板
f,fの動作により、灰搬出装置kに排出されるまで滞
留される。
【0051】上記操業において、ごみ中の不燃分が少な
い場合には灰層gの層厚が薄くなり、焼却灰Aの排出時
におき燃焼層vの一部が空間Gに落下しておき燃焼を始
めたり、未燃物の塊が残存して空間Gへの落下時のショ
ックで崩壊して燃焼を始める場合には、空間Gの温度が
上昇してクリンカを発生させるとともに、次回の焼却灰
排出のために突出させたごみ支持板3,3を加熱する虞
がある。
【0052】そのために、突出中の支持板本体Eを冷却
するとともに、空間温度検出器39の設定温度以上に空
間Gの温度が上昇した場合には、警報を発して上述の焼
却灰排出板f,fを閉止したままごみ支持板3,3を収
納室h,h内に後退させて空間Gの温度回復を図る。
【0053】一方、火炎層tで2次燃焼を終えた燃焼ガ
スwは、排ガス混合手段51を通過することにより旋回
流となって再燃焼室52内に入り、滞留時間を有効に延
長して再燃焼を完結した結果、残留するダイオキシン類
を完全に熱分解した再燃焼ガス63となって上昇し、空
気予熱器53を通過したのち、図示しない次工程のガス
冷却室に入る(図1参照) 。
【0054】この空気予熱器53を通過する際に、空冷
ジャケット16を冷却して昇温した温空気64と熱交換
して高温となった後燃焼空気25は、後燃焼空気ダクト
26を経て後燃焼空気ノズル27からケーシング38内
に送入され、灰層gの冷却とおき燃焼層vのおき燃焼を
行う(図1参照) 。
【0055】冷却送風機62から送風された常温の空気
jは、上述の空冷ジャケット16の冷却以外に、ごみ支
持板3,3及び支持板保持部4に送られ、一方は冷却用
流体の導入管35から取付枠34を通じて中空構造の角
パイプ31と突出部32を通って支持棒33を冷却した
後、排出管36から排出され、他方は山形部41を通過
して支持板保持部4を冷却する。さらに収納室h,hに
送られた常温の空気jは、間隙i,iから灰層g側に送
出されて、収納室h,hへの灰の進入を防いでいる(図
3参照) 。
【0056】なお、冷却ケーシングは空冷ジャケット1
6と水冷ジャケット17との組み合わせで説明したが、
その組み合わせ及び冷却媒体の種類を固定するものでは
なく、ごみ支持板3,3と支持板保持部4の冷却媒体を
常温の空気jで説明したが、冷却水を使用しても差支え
ない。
【0057】また、支持棒33は中空構造の角パイプ3
1を積重ねて溶接すると説明したが、強度を増強する方
法であれば、いかなる形状を採用してもよい。
【0058】さらに、ごみ支持板3,3と焼却灰排出板
f,fは左右各1対のものを図示したが、その対の数は
いくつでもよく、焼却灰排出板f,fは、その機能を発
揮する物であれば形状を特定するものではない。
【0059】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の竪型焼却炉
におけるごみ支持板及びその制御方法によれば、ごみ支
持板は中空構造の管体を上下に積重ねて冷却する構造で
あるために、強度が増加するとともに耐熱性も向上し
て、クリンカによるごみ支持板の突出動作の阻害や損傷
あるいは焼損を防止することができる。
【0060】また、耐熱構造の支持板保持部が配設され
ているため、ごみ支持板の突出時にその先端を保持で
き、特に大容量の焼却炉の場合にごみ支持板の強度を増
加させている。
【0061】さらに、焼却灰排出板とごみ支持板の空間
に設けられた空間温度検出器により、当該空間における
温度過上昇の場合に焼却灰Aの排出操作を停止すること
ができ、ごみ支持板の焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る竪型焼却炉要部の概略構成を示す
縦断面図である。
【図2】竪型焼却炉におけるごみ支持板の概略構造を示
す平面図である。
【図3】ごみ支持板及び支持板保持部の概略構造を示す
縦断面図である。
【図4】主に焼却炉本体の下部における状況を説明する
ための縦断面図である。
【図5】従来の竪型焼却炉及びその焼却方法の概要を示
す縦断面図である。
【符号の説明】
1 焼却炉本体 3 ごみ支持板 31 角パイプ(管体) 32 突出部 33 支持棒 34 取付枠 37 外部駆動機構 39 空間温度検出器 4 支持板保持部 f 焼却灰排出板 E 支持板本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K061 AA16 AB01 AC01 AC13 AC20 BA02 CA17 DB02 DB10 DB14 DB16 DB17 DB20 3K065 AA11 AB01 AC01 BA02 HA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 産業廃棄物や一般廃棄物を焼却する竪型
    焼却炉において、焼却炉下端に配設された開閉自在な焼
    却灰排出板の上方に若干の空間を隔てて位置し、焼却灰
    排出時に焼却炉内に突出して、焼却炉内に堆積するごみ
    及び焼却灰の荷重を支持するごみ支持板であって、 上記ごみ支持板は、冷却用流体貫流のために中空構造と
    した管体を上下に積重ねたうえ、これら管体先端を中空
    の突出部で繋いだ構造の支持棒を取付枠上に複数列併設
    した支持板本体を備え、該支持板本体を冷却用流体によ
    り冷却するとともに、外部駆動機構により出没自在にな
    されたことを特徴とする竪型焼却炉におけるごみ支持
    板。
  2. 【請求項2】 上記ごみ支持板の炉内への突出時に各支
    持棒先端の突出部を挿入保持する複数の挿入孔を有する
    耐熱構造の支持板保持部が、ごみ支持板に対峙する中間
    位置に配設されたことを特徴とする請求項1記載の竪型
    焼却炉におけるごみ支持板。
  3. 【請求項3】 産業廃棄物や一般廃棄物を焼却する竪型
    焼却炉において、焼却炉下端に配設された開閉自在な焼
    却灰排出板の上方に若干の空間を隔てて位置し、焼却灰
    排出時に焼却炉内に突出して、焼却炉内に堆積するごみ
    及び焼却灰の荷重を支持するごみ支持板の制御方法であ
    って、 上記焼却灰排出板とごみ支持板の空間に設けられた空間
    温度検出器の検出値が設定値を超えた場合には、警報を
    発して、焼却灰排出板の開放動作を停止するとともにご
    み支持板を後退させることを特徴とする竪型焼却炉にお
    けるごみ支持板の制御方法。
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