JP2003302015A

JP2003302015A - 焼却装置

Info

Publication number: JP2003302015A
Application number: JP2002107863A
Authority: JP
Inventors: Kazue Tanaka; 一衛田中
Original assignee: SEIBU KIKO KK
Current assignee: SEIBU KIKO KK
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】バッチ式処理を行なう小型の焼却装置に
おいて運転を安定化する。【解決手段】焼却装置を、被焼却物の投入口を有する
筒状の上部と、上部の下端部をテーパ状にすぼめて形成
された連結部を介してこの上部とつながれ上部よりも断
面積の小さい筒状の下部と、下部の側壁と連通する燃焼
室と、下部および燃焼室に空気を供給する空気供給手段
とを有して構成され、前記空気供給手段は下部に被焼却
物の一部を燃焼させる空気量を供給する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却装置に係り、
特に小型の焼却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物を燃焼処理する焼却装置におい
て、有害物質の排出をより低減したいという要望があ
る。例えば、わが国の法規制においては、ダイオキシン
等の有害物質を低減するため、外気と遮断された状態で
廃棄物を燃焼室に投入し、かつ８００℃以上の燃焼ガス
温度を維持できる焼却装置が要求されている。

【０００３】かかる法規制に対応するため、外気と遮断
して廃棄物を炉内に投入する装置を備えつけることは、
装置の複雑化、コストの増加をもたらし、特に中小事業
者等によって広く用いられている小型の焼却焼却装置に
おいては、設置することによる負担が大きい。

【０００４】このような規制に対応するものとして、実
用新案登録第3075702号公報において、外気を遮断され
た状態で炉内に廃棄物を一括して投入し、連続的にガス
化及び燃焼して処理するいわゆるバッチ式の処理をする
焼却装置が提案されている。この焼却装置は、火格子を
挟んで上側に廃棄物の貯留室を設け、下側に燃焼室を設
けるいわゆる逆燃式のものである。そして、燃焼室にお
いて廃棄物がガス化された未燃ガス及び炭化された廃棄
物の燃焼を同時に行ない、その燃焼熱によって廃棄物を
ガス化する熱量をまかなうものである。これによれば、
火格子上部、つまり貯留室下部の廃棄物は燃焼室からの
伝熱によって分解して未燃ガス化される。この未燃ガス
は燃焼室内において燃焼され、その燃焼排ガスは燃焼室
の火格子下部より煙道に誘引されて排出される。そし
て、下部の廃棄物の燃焼に伴ない上部の廃棄物が自重に
よって火格子部に流下し、同様に処理される。したがっ
て、これによれば一括投入された廃棄物を連続的に処理
することができるから、上述したような投入装置を設け
る必要がなく、また、例えば８００℃以上の燃焼ガス温
度を維持することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た焼却炉においては、熱分解等によるガスの生成及び燃
焼を、ともに貯留室下部の火格子近傍で行っていたか
ら、貯留室の中の廃棄物の下部は高温の燃焼ガスにさら
されることになる。したがって、例えば廃棄物の発熱量
が高い場合には、未燃ガスが大量に発生してしまい、空
気不足となって未燃ガスが排出されるか、あるいは異常
燃焼が発生するおそれがあった。

【０００６】上述した問題に鑑み、本発明の課題は、バ
ッチ式処理を行なう小型の焼却装置の運転を安定化する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被焼却物の投
入口を有する筒状の上部と、この上部の下端部をテーパ
状にすぼめて形成された連結部を解してこの上部とつな
がれこの上部よりも断面積の小さい筒状の下部と、この
下部の側壁と連通する燃焼室と、下部および燃焼室に空
気を供給する空気供給手段とを有して構成され、空気供
給手段は下部に被焼却物の一部を燃焼させる空気量を供
給する焼却装置によって上述した課題を解決する。

【０００８】これによれば、上部に一括して投入され貯
留された被焼却物は、下部において連続的に部分燃焼さ
れ、その燃焼熱によって被焼却物の残部はガス化され
る。そして、この未燃ガスは後流側の煙道等の内部に生
ずる負圧によって下部から燃焼室に誘引され、燃焼され
る。したがって、上部や連結部に貯留された被焼却物が
高温の燃焼ガスにさらされないから、未燃ガスの異常発
生やそれに伴なう異常燃焼のおそれが低減される。ま
た、下部へ供給される空気量によって未燃ガスの発生量
を容易に調節できるから、バッチ式処理を行なう小型の
焼却装置において運転を安定化することができる。

【０００９】これによって、装置の運転が簡単となり、
比較的単純な制御をもって足りるか、あるいは完全に自
動運転をすることができる。このような制御の例とし
て、燃焼室へ導入されるガスの温度に応じて下部への供
給空気量を制御してもよい。

【００１０】また、空気供給手段は、下部の壁に開口し
て形成された複数の孔と、この下部の外側に設けられ、
孔と連通して形成された風箱とを有する構成としてもよ
い。

【００１１】また、燃焼室において十分な燃焼温度を維
持するため、燃焼室に助燃装置を設けた構成としてもよ
い。

【００１２】また、上部は例えば水冷ジャケット等の冷
却装置を設けた構成としてもよい。これによれば、貯留
される被焼却物の温度を低くして異常なガス化をいっそ
う抑制できかつ高価な耐火物の使用を低減することがで
きる。

【００１３】なお、廃棄物の一部を燃焼する下部の火床
面積は、好ましくは例えば２ｍ^２以下であり、より好ま
しくは例えば０．５ｍ^２程度である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用してなる焼却
装置の実施形態について説明する。図１は、本発明の第
１の実施形態に係る焼却装置の断面図である。図１に示
すように、焼却装置１は、略鉛直方向に延在する矩形断
面の筒状の貯留室３と、貯留室３の下端部に下すぼみの
テーパ状に形成された連結部５と、連結部５の下端部か
ら連続して略鉛直方向に延在する矩形断面の筒状のガス
化室７とを有する。したがって、貯留室３、連結部５お
よびガス化室７は相互に連通している。また、ガス化室
の一方の側壁の略全面にわたって矩形の開口９が設けら
れ、この開口と連通し、ガス化室７の外側に向かって略
水平方向に延在する矩形断面のダクト部１１が設けられ
ている。ダクト部１１の他方の端は、略鉛直方向に延在
する矩形断面の筒状の燃焼室１３の下端部の側壁に開口
し、連通して形成されている。

【００１５】貯留室３の上方は、略水平に形成された壁
によって閉塞されている。一方、貯留室３の上部の一方
の側壁には、矩形の開口である廃棄物投入口１５が設け
られ、その縁が貯留室３の外側に突出して形成され、こ
の突き出た縁の部分を閉塞するように形成された蓋１７
が取り付けられている。この蓋１７は図示しないヒンジ
によって開閉可能に取り付けられている。本実施形態の
場合には、廃棄物投入口１５は、ダクト部１１の反対側
を向いて形成されている。

【００１６】また、ガス化室７の側壁のうち、ダクト１
１に対向する側の面には、開口１９が形成され、これを
ふさぎかつ開閉可能に形成された蓋２１が設けられてい
る。そして、ガス化室７の側壁の残る対向した２面に
は、図１に示すようにそれぞれ縦３列、横５列に略等間
隔に１５個ずつ配列されたガス化用空気の導入孔２３が
側壁を貫通して形成されている。また、ガス化室７の低
部には、トレイ状に凹ませて形成された凹部２５が設け
られている。なお、ガス化室７の水平方向の断面積は、
例えば０．５ｍ^２である。

【００１７】また、燃焼室１３は上述したように筒状に
形成され、その上下端は平坦な端面によってそれぞれ閉
塞されている。ダクト１１は燃焼室の側壁の一方の下部
に設けられた開口２７と連通している。一方、開口２７
を有する側壁と対向する側壁の上部にも開口２９が形成
され、この開口２９の周縁部を燃焼室１３から外側に筒
状に突出して形成し、その先端に図示しない煙道を接続
するためのフランジ３１が形成されている。また、開口
２７を有する側壁と、開口２９を有する側壁とに挟まれ
た側壁には、助燃バーナ３３が取りつけられている。助
燃バーナ３３は、開口２７の上縁部よりやや上方の位置
であって、水平方向の位置としては、開口２９を有する
側の側壁に寄せて設けられている。この助燃バーナ３３
は、それが取りつけられる側壁に対し、略垂直に挿入さ
れている。また、フランジ３１の後流側には、図示しな
い遠心力集塵器が設けられる。また、フランジ３１の後
流側には、図示しない煙突または誘引通風器が設けら
れ、これらが生ずる負圧によってガス化室７、ダクト１
１および燃焼室１３内のガスはそれぞれ後流側に誘引さ
れるようになっている。

【００１８】また、ダクト１１の対向する側壁および上
側壁には、ダクト１１内に燃焼用空気を導入する導入孔
３５がダクト１１の壁を貫通して形成されている。導入
孔３５は、これら３面の各壁に、ダクト１１の筒軸方向
にそって５列、それと直交方向に３列略等間隔に形成さ
れ、したがってそれぞれの壁には１５個、合計で４５個
の導入孔３５が形成されている。なお、ダクト１１が、
これらの導入孔３５が形成されている部分を挟んでそれ
ぞれ形成されたフランジ部３７および３９によってフラ
ンジ結合される構成となっている。

【００１９】なお、上述した貯留室３、連結部５、ガス
化室７、ダクト１１、燃焼室１３は、いずれも外皮を鉄
製の構造物で構成し、その内面を耐火レンガ等の耐火物
によって施工して構成されている。

【００２０】また、ガス化室７の導入孔２３に連通し、
空気を供給する風箱３９が設けられている。風箱３９
は、直方体の箱状に形成されてガス化室７の外側に取り
つけられる。図１に破線において示すように、風箱３９
は１つの側壁に１５個ずつ形成された導入孔２３をカバ
ーするように形成されている。図２は、図１のII-II部
矢視断面図である。図２に示すように、風箱３９はガス
化室７を挟んで２個形成されている。そして、風箱３９
の導入孔２３と対向する面に、空気を供給する配管４１
が取りつけられている。この配管４１は、図１に示すよ
うにバルブ４３を介して空気供給源４５につながれてい
る。

【００２１】また、ダクト１１の上面および両側面をカ
バーするように、導入孔３５のぞれぞれと連通する風箱
４５が形成されている。図３は、図１のIII-III部矢視
断面図である。図３に示すように、ダクト１１の下面を
除く三面を外側から取り囲むように形成されており、そ
の一方の側面に対向する面には、燃焼用空気を供給する
配管４７がつながれている。この配管４７もまた図１に
示すようにバルブ４９を介して空気供給源４５につなが
れている。

【００２２】次に、上述した焼却装置の運転方法につい
て説明する。先ず、運転をはじめるに際し、蓋１７を開
いて、貯留室３内に被焼却物たる廃棄物５１を投入す
る。この廃棄物は、例えば、木屑、紙屑、繊維屑、廃プ
ラスチックを含み、これらは単一の種類でも、あるいは
混合されていてもよい。本実施形態の場合には、これら
の廃棄物を、所定の運転時間、例えば８時間にわたって
処理される分量だけ一括で貯留室３に投入する。つま
り、本実施形態の焼却装置においては、いわゆるバッチ
式の処理を行なっている。この廃棄物の１回分の投入量
は、例えば１００ｋｇないし４００ｋｇ程度である。ち
なみに、例えば３７０ｋｇ程度の廃棄物を投入した場合
に、その廃棄物の容積は、例えば２．４ｋｇ^３程度であ
る。したがって、貯留室３の大きさおよび形状は、１回
分の廃棄物の処理量を考慮して決定される。

【００２３】廃棄物の投入が終了すると、蓋１７は閉じ
られる。投入された廃棄物はその自重によって逐次流下
し、連結部５を介してガス化室７に入る。次に、ガス化
室７の蓋２１を開け、バルブを開いてガス化用空気をガ
ス化室７に導入するとともに、蓋２１を介して図示しな
い点火装置によって廃棄物に火をつける。点火装置は廃
棄物の一部に火がついたら直ちに消化し、蓋２１は閉じ
られる。

【００２４】ガス化室７の内部において、廃棄物はその
一部を燃焼され、その燃焼熱によって廃棄物の残部は熱
分解等によって未燃成分を含むガスとなる。ここでの燃
焼は主におき火燃焼であり、その燃焼温度は略一定であ
る。なお、ここでおき火燃焼とは、廃棄物が赤く熱した
炭火状に燃焼されている状態をいうものとする。

【００２５】図４は、運転中におけるガス化室内部の燃
焼等の状態を示す模式図である。図４に示すように、連
結部５の下端部から上側は貯留帯５５となっており、こ
こより上方には未だガス化室７の部分燃焼の影響をほと
んど受けていない廃棄物が貯留されている。例えば、こ
こにある廃棄物はガス化室７からの熱によって昇温さ
れ、乾燥することはあっても、熱分解等はほとんどされ
ない。次に、連結部５の下端から導入孔２３の最上列附
近までの層がガス化帯５７となっており、その下端から
導入孔２３の最下列附近までがおき火燃焼帯５９となっ
ている。そして、おき火燃焼帯５９の下から凹部２５ま
での最下層が灰化帯６１となっている。すなわち、おき
火燃焼帯５９で廃棄物は部分燃焼され、その熱によって
おき火燃焼帯５９の廃棄物の燃焼されない残部およびガ
ス化帯５７内の廃棄物は、熱分解等によってガス化され
る。そして、廃棄物のおき火燃焼およびガス化による減
量分だけ、次なる廃棄物が貯留帯５５から流下される。
灰分等のガス化されなかった廃棄物の残渣は、灰化帯６
１に流下し、堆積する。このような貯留帯５５から灰化
帯６１に至る過程において、廃棄物は連続的に処理さ
れ、各帯における温度等の雰囲気は略一定を保つ。灰化
帯に蓄積された残渣は、例えば運転終了後等に蓋２１を
開けて搬出処理される。なお、ガス化室７は、貯留室３
上部の空洞部、ひいては廃棄物投入口を介した外気と
は、貯留された廃棄物自体により空気が実質遮断され、
略エアーシールされた状態となっている。

【００２６】ガス化室で発生した未燃成分を含むガス
は、後流側の煙道内に生ずる負圧によってダクト１１に
引き込まれる。ダクト１１において、このガス中に、燃
焼用の空気が導入孔３５より吹き込まれる。これによっ
て、ガスと空気とが略均等となるように混合された混合
気が生成される。

【００２７】混合気は燃焼室１３において、助燃バーナ
３３によって点火され、燃焼する。そして、燃焼室１３
内の温度が所定の温度、例えば８００℃以上に達する
と、助燃バーナ３３は消化される。その後は基本的に助
燃なしに、混合気が自律的に例えば８５０℃以上の温度
で燃焼されるが、廃棄物の発熱量が下がったり、運転終
了時等において、燃焼室１３内の温度が所定の温度を下
回ったときには、再び助燃バーナ３３が点火され、燃焼
室１３の内部温度を所定温度以上に維持する。

【００２８】そして、燃焼室１３から出た燃焼ガスは、
上述した集塵器によって後処理され、適宜排熱回収等を
された後、図示しない煙突から排出され、廃棄物の焼却
処理は終了する。

【００２９】以上のように、本実施形態によれば廃棄物
の部分燃焼によって生成された未燃ガスを、ガス化室お
よび貯留室と独立した燃焼室において燃焼するから、貯
留室内の廃棄物が高温の燃焼ガスにさらされず、未燃ガ
スの異常発生やこれに伴う異常燃焼のおそれが低減さ
れ、バッチ式処理を行なう小型の焼却炉において運転を
安定化することができる。これによって、例えば１回８
時間程度にわたって処理される廃棄物を一括投入し、点
火した後は、放置しておいても安定して処理がなされる
効果がある。

【００３０】また、助燃バーナを燃焼室に備えているの
で、運転開始直後、運転終了時、あるいは廃棄物の発生
熱量が低下した場合でも、燃焼室の温度を所定温度以上
に保つことができ、有害物質の排出が抑制される。

【００３１】また、ガス化室の温度は、廃棄物のガス化
およびガスの燃焼を同時に行う従来技術に係る焼却装置
の燃焼室に対し比較的低温となるので、クリンカーの発
生によってガス化室の炉壁が傷むおそれが低い。なお、
ガス化室内の燃焼温度はガス化用の空気量を変えること
によって速やかに変動させることができる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施形態に係る焼却
装置について説明する。説明の簡単のため、第１の実施
形態に係る焼却装置と同様の部分については同一の符号
を付して説明を省略し、また第１の実施形態との相違点
についてのみ説明する。図５は、本実施形態に係る焼却
装置のガス化室７の断面図である。本実施形態において
は、連結部５とガス化室７との境界部の内面から炉内に
ひさし状に突出して形成された突条６３が形成されてい
る。図５に示すように突条６３は略矩形の断面を有し、
略水平方向に突出して形成されている。また、突条６３
は、開口９と蓋２１とのそれぞれの上部に２つ形成され
ている。突条６３はガス化室７の側壁の対向する２辺に
沿って延在している。この突条６３は耐火物によって形
成されている。

【００３３】また、本実施形態においては、蓋２１’の
略中央部を貫通した開口６５が形成されている。開口６
５は、蓋２１’に対して略垂直に形成され、ガス化室７
の内部に向けて広がった円錐台状またはテーパ状に形成
されている。そして、蓋２１’の外側に、開口６５を介
してガス化室７に向けて配置されたバーナ６７が設けら
れている。バーナ６７はその筒状の胴体を開口６５と略
同軸に配置され、先端部は略蓋２１’の外面部に配置さ
れている。なお、開口６５の窄まった側の端の径は、バ
ーナ６７の胴体の径と略等しく形成されている。

【００３４】本実施形態において、バーナ６７は、焼却
装置の運転開始時に廃棄物を部分燃焼させるに際し、廃
棄物に着火させるために用いられる。そして、運転開始
後部分燃焼が安定化した後にバーナ６７は停止される。
一方、焼却装置の運転終了時、すなわち処理対象の廃棄
物の残量が少なくなったときにもバーナ６７は廃棄物の
部分燃焼を補助するために用いられる。

【００３５】以上のような第２の実施形態に係る焼却装
置によれば、突条が廃棄物の沈降に対して干渉物または
障害物として作用するので、例えば廃棄物の物性として
嵩比重が高く、目が細かいものの場合に、廃棄物が過度
にガス化室に沈降してガス化室内の廃棄物が抑えられ、
部分燃焼および未燃ガスの排出に必要な個々の廃棄物間
の隙間が不十分となることを防ぎ、部分燃焼およびガス
化の安定性を確保することができる。したがって、この
突条の突出し量や配置は、処理対象の廃棄物の物性を考
慮して定めるとよい。なお、本実施形態においては突条
を耐火物により形成したが、耐火金物によって形成して
もよい。

【００３６】さらに、本実施形態においては、ガス化室
にバーナを設けているので、運転開始に際し着火および
部分燃焼の安定化を早期に行なうことができ、また廃棄
物の残量が減った運転終了直前においても廃棄物のガス
化に必要な温度を維持でき、ガス化されずに残る残渣を
低減できる効果がある。

【００３７】また、上述した各実施形態では、ガス化用
空気の量は一定であり、制御していないが、例えば廃棄
物の発熱量が高い場合には、空気量を制御してもよい。
例えば、ダクト内を流れるガスの温度を測定し、この温
度に応じてガス化用空気の量を制御するようにしてもよ
い。

【００３８】また、貯留室された廃棄物の温度をより低
減しかつ高価な耐熱材料の使用を低減するために、貯留
室および連結部に冷却装置を設けても良い。例えば、こ
れらを構成する壁に水冷ジャケットを設けても良い。

【００３９】また、ガス化用空気および燃焼用空気の導
入孔の個数、配置は上述した実施形態に限定されない。
これらは、適当な運転状態を得ることを考慮して決定す
るとよい。

【００４０】また、ガス化用空気は、空気を供給されか
つ表面に孔を形成された多孔管をガス化室に挿入するこ
とによって供給するようにしてもよい。また、ガス化室
の側壁に空気ノズルを設けて供給するようにしてもよ
い。

【００４１】また、上述した実施形態においては、遠心
力集塵器を燃焼室の後流側に設けているが、燃焼室に直
接遠心力集塵器を設ける構成としてもよい。また、遠心
力集塵器に代えて、電気集塵器または濾過式集塵器を設
ける構成としてもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、バッチ式の処理を行な
う小型の焼却装置の運転を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る焼却装置の断面
図である。

【図２】図１の焼却装置のII―II部矢視断面図である。

【図３】図１の焼却装置のIII−III部矢視断面図であ
る。

【図４】図１の焼却装置のガス化室の運転時の状態を説
明する図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る焼却装置のガス
化室部分の断面図である。

【符号の説明】

１焼却装置３貯留室５連結部７ガス化室１１ダクト１３燃焼室２３ガス化用空気導入孔２５燃焼用空気導入孔３３助燃バーナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｇ 5/44 Ｆ２３Ｇ 5/44 ＦＦターム(参考） 3K061 AA19 AB01 AB02 AC01 AC13 AC17 CA01 3K062 AA19 AB01 AB02 AC01 AC13 AC17 EA01 EB09 EB15 EB28 EB32 EB45 EB46 EB51 3K065 AA19 AB01 AB02 AC01 AC13 AC17 GA03 GA07 GA12 GA22 GA23 GA26 GA33 GA53 3K078 BA03 CA02 CA07 CA11 CA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被焼却物の投入口を有する筒状の上部
と、前記上部の下端部をテーパ状にすぼめて形成された
連結部を介して該上部とつながれ該上部よりも断面積の
小さい筒状の下部と、前記下部の側壁と連通する燃焼室
と、前記下部および前記燃焼室に空気を供給する空気供
給手段とを有して構成され、前記空気供給手段は前記下
部に被焼却物の一部を燃焼させる空気量を供給する焼却
装置。
【請求項２】前記空気供給手段は、前記下部の壁に開
口して形成された複数の孔と、前記下部の外側に設けら
れ、前記孔と連通して形成された風箱とを有することを
特徴とする請求項１に記載の焼却装置。