JP2003161418A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続焼却処理可能で、トラック等から廃棄物を
焼却炉に投入する作業を容易にすると共に、安全性と焼
却処理効率の向上を図ることができる焼却炉を提供する
こと。 【解決手段】円筒状の焼却炉本体１と、この焼却炉本体
１に建築廃材等の廃棄物を投入する投入部１０と、焼却
炉本体１の後部に配設した煙道２０と、焼却炉本体１の
後部に隣接して立設したサイクロン３０と、焼却炉本体
１の前部に配設した蒸気開放管４０とを備え、投入部１
０を構成するゲート１２の開閉方向に直交する方向に一
対のホッパー壁１８を立設し、このホッパー壁１８に端
面を対峙させ、ゲート１２の端部近傍に設けた二つの枢
軸１４ａ、１５ａを中心に相互に連動して回動する二つ
のスィング板１４、１５を対向配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築廃材等の廃棄
物を焼却する焼却炉、特に焼却炉内に廃棄物を投入する
投入部の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築廃材等の廃棄物を焼却する焼
却炉は、一般的には廃棄物を上方または斜めから投入す
る方式が採用されており、廃棄物の投入を容易にするた
めに、焼却炉を地面に埋め込んで設置し、トラック等で
運んできた廃棄物を、上蓋を開けて炉内に投入し着火燃
焼させて焼却しているものが主流である。

【０００３】しかし、こうした焼却炉では、燃焼中に上
蓋を開放して廃棄物を投入しようとすると、火炎・煤塵
・熱気等が吹き出す危険があり、連続して焼却処理する
ことができない。また、焼却後の灰出しを上方から掬い
上げて行なう必要があるため、作業性が悪くなるばかり
でなく、灰が炉内に滞留して焼却処理効率が低下する不
具合があった。

【０００４】こうした不具合を解消するために、焼却炉
内を両側に仕切り、交互に使用するものや上蓋以外にさ
らに内蓋を設けた二重構造のもあるが、炉内が狭くなっ
たり、開閉機構が複雑化するといった問題があった。

【０００５】また、廃棄物を水平に押し込み投入可能と
するために、正面に開口した投入口を有し、背面に灰出
し口を備えたものも知られている（特開平１１−３７４
３３号公報参照）。この焼却炉では、焼却炉の前面に山
積みさせた廃棄物を水平に押し込み投入して、前回の廃
棄物が完全に焼却処理されなくても、ある程度燃焼が進
行して嵩が低くなった時点で次回の廃棄物を投入して連
続的に焼却処理することができる。

【０００６】また、投入装置で焼却炉内の灰を奥側の灰
出し口から容易に排出することもでき、危険を伴わず、
かつ廃棄物の燃焼効率を向上させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、この種の
焼却炉においては、水平に廃棄物を押し込み投入する方
式のため、炉内において廃棄物が山積み状態となって、
炉内の容積を充分に活用することができず、炉内スペー
スに比べ一度に焼却できる焼却量に限界があり、連続的
に焼却処理できる反面、廃棄物を投入する度に投入口を
一時開放せざるを得なく、また、燃焼を促進させるため
には燃焼中のものと掻き混ぜる作業等も余儀なくされ、
炉内の温度を一定に保持することが難しく、焼却処理効
率を向上させるためには幾つかの改善が必要であった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、連続焼却処理可能で、トラック等から廃棄物
を焼却炉に投入する作業を容易にすると共に、安全性と
焼却処理効率の向上を図ることができる焼却炉を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】係る目的を達成すべく、
本発明のうち請求項１記載の発明は、地上に設置して被
焼却物を焼却する焼却炉本体と、この焼却炉本体の上部
より傾斜した位置に設け、前記焼却炉本体に被焼却物を
投入する投入部と、この投入部と前記焼却炉本体とを遮
断する開閉自在のゲートとを備えた焼却炉において、前
記ゲートの開閉方向に直交する方向に一対のホッパー壁
を立設し、このホッパー壁に端面を対峙させ、前記ゲー
トの端部近傍に設けた二つの枢軸を中心に相互に連動し
て回動する二つのスィング板を対向配置した。

【００１０】このような構成を採用したので、投入部周
辺に障害物等がなく、廃棄物の投入作業が容易になるば
かりでなく、ゲートが後退し、焼却炉本体の投入口が開
放しても、二つのスィング板とそれを挟持する二つのホ
ッパー壁によって焼却炉本体の機密性を高め、大気が焼
却炉本体内に侵入して炉内温度が低下し、焼却処理効率
が低下するのを抑制することができる。

【００１１】好ましくは、本発明の請求項２に記載の発
明のように、二つのスィング板のうち、少なくとも下方
側のスィング板を断面円弧状に形成し、このスィング板
の内周に僅かなすきまを介して上方側のスィング板を前
記円弧に沿って回動するようにすれば、両スィング板の
相対位置が変化しても両者のすきまは変化せず、良好な
密封機能を発揮することができる。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明のように、
二つのスィング板のうち、少なくとも上方側のスィング
板の先端を円弧状に形成することにより、一層両者のす
きまの変化を抑制することができる。

【００１３】また、請求項４に記載の発明のように、ス
ィング板の外周略中央に首振り自在な継手を介して油圧
シリンダを連設したことにより、油圧シリンダの容量を
増大することなくストロークを小さくすることができ、
装置の小スペース化ができる。

【００１４】好ましくは、請求項５に記載の発明のよう
に、ホッパー壁に前記スィング板の回動軌跡に相当する
ガイド部を設ければ、スィング板に衝撃荷重等が負荷さ
れてもスィング板の剛性を維持することができ、スィン
グ板やこのスィング板を駆動する油圧シリンダ等を小型
化することができる。

【００１５】また、請求項６に記載の発明のように、投
入部にレールを跨架し、このレール上に前記ゲートを進
退自在に配設すると共に、このゲートの進入方向にリミ
ットスィッチを設け、このリミットスィッチによって前
記ゲートの開閉ストロークを規制するようにすれば、ゲ
ートの開閉動作とスィング板とのタイミングを制御する
ことができ、一層焼却処理効率を向上させることができ
る。

【００１６】好ましくは、請求項７に記載の発明のよう
に、ゲートが軸受を介してレール上を転がり移動するよ
うにすれば、小さな力で滑らかな開閉動作が達成でき、
ゲートを駆動する油圧シリンダ等を小型化することがで
きる。

【００１７】また、請求項８に記載の発明は、焼却炉本
体の後部に二次バーナを装備する二次燃焼室を設け、こ
の二次燃焼室の天井部に排気ガス排出口を開口させ、煤
塵分離回収用サイクロンに連通させることにより、焼却
炉内の温度を所定の温度範囲に保持することができると
共に、焼却炉内で被焼却物を完全燃焼させてダイオキシ
ンや黒鉛等の発生を防止できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図７の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発
明に係る焼却炉を示す正面図、図２（ａ）はその側面
図、（ｂ）は（ａ）の部分横断面図、図３は平面図であ
る。

【００１９】この焼却炉は、円筒状の焼却炉本体１と、
この焼却炉本体１に建築廃材等の廃棄物を投入する投入
部１０と、焼却炉本体１の後部に配設した煙道２０と、
焼却炉本体の後部に隣接して立設したサイクロン３０
と、焼却炉本体１の前部に配設した蒸気開放管４０とを
備えている。

【００２０】焼却炉本体１は、図２（ｂ）に示すよう
に、外殻２の内周に耐熱レンガ３ａ、さらにこの耐熱レ
ンガ３ａの内周に耐火レンガ３ｂを積層してなる耐熱部
材３を形成している。また、外殻２と耐熱部材３間には
冷却水を循環させて外殻２の温度を１００℃以下に保持
している。

【００２１】焼却炉本体１の前端と側部に灰出し口４
ａ、４ｂ、４ｃをそれぞれ設け、例えば、終業時等、炉
を停止して炉内の温度が低下した時に、炉内に滞留した
焼却灰を掻き出して回収する。

【００２２】焼却炉本体１の略中央部には一次バーナ５
ａを装備した一次燃焼室５を設け、着火昇温し廃棄物を
焼却する。なお、燃焼用送風機を付設し、炉内に燃焼用
空気を供給しても良い。さらに、焼却炉本体１の後部に
は二次バーナ６ａと燃焼用空気を供給する送風機６ｂを
装備した二次燃焼室６を設けて炉内温度を８００℃以上
に保持し、一次燃焼室５内で発生した黒鉛等の不完全燃
焼ガスを完全燃焼させ、ダイオキシンや塩素等の有害物
質を分解する。

【００２３】二次燃焼室６の天井部には排気ガス排出口
７を開口させ、煙道２０を通して煤塵分離回収用サイク
ロン３０に連通させている。この二次燃焼室６の排気口
７の近傍には排気ガス温度を検出する温度センサ６ｃを
設け、一次燃焼室５に設けた温度センサ５ｂと共に、検
出した温度情報を制御盤に送信して一次バーナ５ａ、お
よび二次バーナ６ａを自動制御し、排気ガス温度と炉内
温度を所定の温度範囲に保持・管理している。

【００２４】煙道２０は円筒状をなし、排気口７に接続
して焼却炉本体１の上方に突設している。また、この煙
道２０は焼却炉本体１の後部に隣接して立設したサイク
ロン３０の中腹部３１に開口し、排気ガスはこのサイク
ロン３０の中腹部３１に接線方向から流入して旋回流を
形成する。ここで排気ガス中の煤塵がその遠心力と自重
差によって分離し、重量物を下方に配設した貯留室３２
に落下させて別途回収する。

【００２５】一方、軽量の煤塵を含む排気ガスはこの中
腹部３１から上昇し、増速部３３で排風機３４からの高
圧気体を受け、排気ガスの上昇速度よりもはるかに上回
る速度で強制的に旋回しつつ攪拌し、排気ガス中の清浄
ガスを分離する。ここで、排風機３４からの高圧気体に
消石灰や活性炭を混入させ、排気ガスに接触させること
によって有害物質を分解させても良い。さらに、カセイ
ソーダ等の中和剤を同時に噴霧し、排気ガス濃度が所定
のＰＨ値となるようにすることもできる。

【００２６】廃棄物を焼却炉本体１に投入する投入部１
０は、図４に示すように焼却炉本体１の上部より４０〜
５０°傾斜して配設している。この投入部１０は、焼却
炉本体１に開口する投入口８に跨架したレール１１と、
このレール１１上を進退自在に載置したゲート１２と、
このゲート１２を駆動する油圧シリンダ１３と、二つの
スィング板１４、１５と、このスィング板１４、１５を
回動させる油圧シリンダ１６、１７と、スィング板１
４、１５の端面を挟持するように対峙し、レール１１上
に立設したホッパー壁１８、１８を備えている。

【００２７】スィング板１４、１５の断面は円弧状をな
し、その下部には枢軸１４ａ、１５ａを突設している。
この枢軸１４ａ、１５ａの端部を、レール１１上に設け
た軸受Ｂによって回転自在に支承し（図６参照）、対向
したスィング板１４、１５がこの枢軸１４ａ、１５ａを
中心として回動するのを許容する。

【００２８】このスィング板１４、１５は、円弧状の外
周略中央部を首振り自在な継手Ｊ、Ｊを介して油圧シリ
ンダ１６、１７に結合し、枢軸１４ａ、１５ａを中心
に、図示したように実線と二点鎖線の範囲を回動する。
また、下方側のスィング板１４の円弧状内周に、上方側
のスィング板１５が入り込み、その円弧に沿って上方側
のスィング板１５が所定のすきまを介して連動して回動
するよう、枢軸１４ａ、１５ａの距離と両スィング板１
４、１５の長さを決定している。なお、二つのスィング
板１４、１５は、ゲート１２が進出して焼却炉本体１の
投入口８を塞いだ状態で開放してこの開口部に廃棄物を
投入する。

【００２９】また、二つのスィング板１４、１５が係合
して閉じた状態でゲート１２が後退して投入口８を開放
する。そしてスィング板１４、１５とゲート１２との間
にできた空間内に包持していた廃棄物を投入口８から焼
却炉本体１内に投入する。この時、上方側のスィング板
１５の先端は投入口８まで進入し、下方側のスィング板
１４の隅部に滞留した廃棄物を強制的に焼却炉本体１内
に排出する。

【００３０】ここで、二つのスィング板１４、１５の断
面を円弧状に形成したことにより、包持する廃棄物の量
を増大させると共に、相互に回動する両スィング板１
４、１５のすきまを一定に保持することができる。この
両者のすきまを一定に保持することによって、ゲート１
２が後退して投入口８が開放しても焼却炉本体１内の機
密性を保持することができる。したがって、投入口８が
大気に開放して、火炎・煤塵・熱気等が吹き出す危険は
なく、また、連続して廃棄物を投入して焼却処理するこ
とができる。

【００３１】さらに、このスィング板１４、１５の先端
部を円弧状に形成しているため、相互に回動してその係
合する相対位置が変化しても両者のすきまを常に一定に
保持することができると共に、そのすきま内に廃棄物が
噛み込むのを回避できる。なお、ここでは、両スィング
板１４、１５の断面を円弧状に形成したものを例示した
が、下方側のスィング板１４の断面のみを円弧状に形成
するだけでも良い。

【００３２】レール１１上に立設したホッパー壁１８、
１８には、二つのスィング板１４、１５の回動軌跡に相
当するガイド部（図示せず）を設けることにより、スィ
ング板１４、１５に廃棄物が衝突したり、廃棄物を包持
し、圧縮する時に大きな負荷が生じても、スィング板１
４、１５が変形しないようスィング板１４、１５の剛性
を高めることができる。また、油圧シリンダ１６、１７
に生じる負荷を緩和することもできる。したがって、ス
ィング板１４、１５や油圧シリンダ１６、１７を小型化
することができて焼却炉のコンパクト化が達成できる。

【００３３】ゲート１２は油圧シリンダ１３によって進
退し、投入口８を開閉するが、その端面にはカムフォロ
ア等の軸受Ｒを取り付けているので転がり移動となり、
レール１１上を滑らかに、かつ小さな力で進退できる。

【００３４】また、ゲート１２にはリミットセンサ（図
示せず）を装備し、レール１１上の所定の位置に設けた
ドグ（図示せず）に接近した時に検出信号を送信すれ
ば、油圧シリンダ１３の駆動を停止させると同時に、油
圧シリンダ１６、１７を駆動させて二つのスィング板１
４、１５の回動をタイミング良く開始させることができ
る。

【００３５】１９は下方側のスィング板１４のストッパ
ーで、開放限を規制すると共に、廃棄物投入時、下方側
のスィング板１４に生じる荷重を受ける。したがって、
廃棄物投入時に衝撃的な荷重が油圧シリンダ１６に生じ
ることがなく、油圧シリンダ１６の耐久性を高めること
ができる。

【００３６】次に図７（ａ）〜（ｅ）を用いて廃棄物を
投入部１０から焼却炉本体１内に投入する際の動作を説
明する。

【００３７】図７は、ゲート１２が進出して焼却炉本体
１の投入口８を塞ぎ、スィング板１４、１５が最大に開
放した状態を示している。この状態でトラック等で運ば
れてきた廃棄物をゲート１２と両スィング板１４、１５
間に生じた空間内に投入する。スィング板１４、１５の
上方には何等障害物はなく、容易にトラック等から開放
したスィング板１４、１５内に廃棄物を投入することが
できる。

【００３８】図８は、下方側のスィング板１４のみが回
動し、投入した廃棄物を押上げ上限停止した状態を示し
ている。

【００３９】図９は、上方側のスィング板１５が回動
し、投入した廃棄物を包持した状態を示している。ここ
で、建築廃材等の中で大型廃棄物をある程度のサイズに
圧縮することができる。

【００４０】図１０は、両スィング板１４、１５が停止
し、ゲート１２が後退して焼却炉本体１の投入口８が開
放した状態を示している。この時、廃棄物は下方側のス
ィング板１４の円弧状内周面に沿って焼却炉本体１内に
スムーズに自重落下して行く。

【００４１】図１１は、下方側スィング板１４が停止し
たまま、上方側スィング板１５がさらに投入口８を越え
て回動し、下方側スィング板１４の下部に滞留した廃棄
物を掻き落としている状態を示している。

【００４２】なお、焼却炉本体１の容量、あるいは廃棄
物の燃焼状態によって、適宜前述した図７〜図１１の動
作を繰り返せば連続焼却処理ができ、焼却処理効率を向
上させることができる。

【００４３】ここでは、ゲート１２と二つのスィング板
１４、１５で構成した二重蓋構造を例示したが、これに
限らず、両スィング板１４、１５の上方で、さらにホッ
パー壁１８、１８の開口部を開閉する第３の蓋部材を付
設し、焼却炉本体１の機密性を高めて焼却処理効率の向
上を図っても良い。

【００４４】また、ゲート１２、およびスィング板１
４、１５を駆動する手段として、衝撃荷重を緩和でき、
かつ比較的ストロークや駆動・停止制御が容易な油圧シ
リンダ１３、１６、１７を例示したが、これ以外にチェ
ーン、スプロケット、およびリンク機構等を使用した機
械式駆動手段であっても良い。

【００４５】図１〜図３において、４０は焼却炉本体１
の前部に立設した蒸気開放管で、水分を含んだ廃棄物等
の焼却中に発生した水蒸気を大気中に開放させる。な
お、蒸気開放管４０の入口部に吸引機（図示せず）等を
付設し、焼却炉本体１内に発生した水蒸気を積極的に排
出させるようにしても良い。

【００４６】以上、本発明の実施の形態について説明を
行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定され
るものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実
施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更
を含む。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る焼却
炉は、ゲートの開閉方向に直交する方向に一対のホッパ
ー壁を立設し、このホッパー壁に端面を対峙させ、ゲー
トの端部近傍に設けた二つの枢軸を中心に相互に連動し
て回動する二つのスィング板を対向配置したので、投入
部周辺に障害物等がなく、廃棄物の投入作業が容易にな
る。また、ゲートが後退し、焼却炉本体の投入口が開放
しても、二つのスィング板とそれを挟持する二つのホッ
パー壁による二重蓋機能を有しているため、焼却炉本体
の機密性を高めると共に、廃棄物投入時に大気が焼却炉
本体内に侵入して焼却処理効率が低下するのを抑制する
ことができる。また、ゲートが開いた時も、焼却炉本体
から火炎・煤塵・熱気等が吹き出す危険がなく、廃棄物
の燃焼状態を見極めて投入作業を繰り返し、連続して焼
却処理することもできるため、従来の焼却炉に比して格
段にその焼却処理効率を向上させることができる。

【００４８】さらに、二つのスィング板のうち、少なく
とも下方側のスィング板を断面円弧状に形成し、このス
ィング板の内周に僅かなすきまを介して上方側のスィン
グ板をその円弧に沿って回動するようにしたので、両ス
ィング板の相対位置が変化しても両者の係合すきまは変
化せず、良好な機密性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼却炉の実施形態を示す正面図で
ある。

【図２】（ａ）は図１の側面図である。（ｂ）は（ａ）
の部分横断面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】本発明に係る焼却炉の投入部を示す一部断面側
面図である。

【図５】図４のＡ矢視図である。

【図６】本発明に係る焼却炉のゲート部を示す要部拡大
断面図である。

【図７】本発明に係る焼却炉の投入部へ廃棄物を投入し
た状態を示した説明図である。

【図８】本発明に係る焼却炉の投入部における下方側の
スィング板が作動した状態を示した説明図である。

【図９】同上、上方側のスィング板が作動した状態を示
した説明図である。

【図１０】本発明に係る焼却炉の投入部におけるゲート
が開放した状態を示す説明図である。

【図１１】本発明に係る焼却炉の投入口へ廃棄物を投入
した状態を示した説明図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・焼却炉本体 ２・・・・・・・・外殻 ３・・・・・・・・耐熱部材 ３ａ・・・・・・・耐熱レンガ ３ｂ・・・・・・・耐火レンガ ４ａ、４ｂ、４ｃ・灰出し口 ５・・・・・・・・一次燃焼室 ５ａ・・・・・・・一次バーナ ５ｂ・・・・・・・温度センサ ６・・・・・・・・二次燃焼室 ６ａ・・・・・・・二次バーナ ６ｂ・・・・・・・送風機 ６ｃ・・・・・・・温度センサ ７・・・・・・・・排気ガス排出口 ８・・・・・・・・投入口 １０・・・・・・・投入部 １１・・・・・・・レール １２・・・・・・・ゲート １３・・・・・・・油圧シリンダ １４、１５・・・・スィング板 １４ａ、１５ａ・・枢軸 １６、１７・・・・油圧シリンダ １８・・・・・・・ホッパー壁 １９・・・・・・・ストッパー ２０・・・・・・・煙道 ３０・・・・・・・サイクロン ３１・・・・・・・中腹部 ３２・・・・・・・貯留室 ３３・・・・・・・増速部 ３４・・・・・・・排風機 ４０・・・・・・・蒸気開放管 Ｂ、Ｒ・・・・・・軸受 Ｊ・・・・・・・・継手

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地上に設置して被焼却物を焼却する焼却炉
   本体と、この焼却炉本体の上部より傾斜した位置に設
   け、前記焼却炉本体に被焼却物を投入する投入部と、こ
   の投入部と前記焼却炉本体とを遮断する開閉自在のゲー
   トとを備えた焼却炉において、 前記ゲートの開閉方向に直交する方向に一対のホッパー
   壁を立設し、このホッパー壁に端面を対峙させ、前記ゲ
   ートの端部近傍に設けた二つの枢軸を中心に相互に連動
   して回動する二つのスィング板を対向配置したことを特
   徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】前記二つのスィング板のうち、少なくとも
   下方側のスィング板を断面円弧状に形成し、このスィン
   グ板の内周に僅かなすきまを介して上方側のスィング板
   を前記円弧に沿って回動するように前記二つの枢軸を配
   置した請求項１に記載の焼却炉。
3. 【請求項３】前記二つのスィング板のうち、少なくとも
   上方側のスィング板の先端を円弧状に形成した請求項２
   に記載の焼却炉。
4. 【請求項４】前記スィング板の外周略中央に首振り自在
   な継手を介して油圧シリンダを連設した請求項１乃至３
   いずれかに記載の焼却炉。
5. 【請求項５】前記ホッパー壁に前記スィング板の回動軌
   跡に相当するガイド部を設けた請求項１乃至４いずれか
   に記載の焼却炉。
6. 【請求項６】前記投入部にレールを跨架し、このレール
   上に前記ゲートを進退自在に配設すると共に、このゲー
   トの進入方向にリミットスィッチを設け、このリミット
   スィッチによって前記ゲートの開閉ストロークを規制し
   た請求項１乃至５いずれかに記載の焼却炉。
7. 【請求項７】前記ゲートが軸受を介して前記レール上を
   転がり移動するようにした請求項６に記載の焼却炉。
8. 【請求項８】前記焼却炉本体の後部に二次バーナを装備
   する二次燃焼室を設け、この二次燃焼室の天井部に排気
   ガス排出口を開口させ、煤塵分離回収用サイクロンに連
   通させた請求項１乃至７いずれかに記載の焼却炉。