JP2005121322A

JP2005121322A - 火炎放射バーナ及び高温処理炉

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Publication number: JP2005121322A
Application number: JP2003357926A
Authority: JP
Inventors: Takashi Komatsu; 孝小松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】重油又はプロパンのような液体又は気体燃料の１種類だけを燃料とし、かつ燃焼部位に十分な酸素を供給してダイオキシン類を完全燃焼して分解し得る程の高温燃焼状態を、簡易な構成、かつ安全性を確保し、経済的コストで生起させることができる火炎放射バーナを提供することを課題とする。
【解決手段】火炎放射バーナＡは、バーナ外筒１内に中空管の回転軸２を軸支し、軸支点の前方へ延設した回転軸２の端を閉じ、その閉塞端に燃料流出穴４を設け、かつ軸上に火炎放射部５を流出穴４が閉塞端寄りとなるように設け、回転軸２の後方に延設した軸上に駆動手段７、及び燃料供給手段９を設け、火炎放射部５に対向して給気管６を設けてエアーを送ることができるようにし、燃料流出穴４から噴出された霧滴に点火してその火炎に火炎放射部の端で内外面に沿ってエアーを供給して高温の放射状火炎を回転させながら放出するように構成したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、汚染土壌に含まれるダイオキシンや窒素酸化物等の有害物質を高温で分解処理したり、可燃性の産業廃棄物等を焼却処理するのに用いられる火炎放射バーナ及びこれを用いた高温処理炉に関する。

都市ゴミや産業廃棄物等をゴミ処理施設で焼却処理する際に、焼却炉から排出される排ガスには微量であるがダイオキシン類や窒素酸化物等の有害成分が含まれており、各施設ではこれらの有害成分を除去する対策が種々施されている。例えば、ガス排出路に電気集塵機、バグフィルタ等の除塵装置、活性炭、活性コークス等の吸着剤、あるいは触媒を設けるなどである。さらに、このような対策だけでは有害物質の除去が不十分であるとしてガス排出路中にプラズマ式排ガス処理手段を設けることも提案されている。このような従来の有害成分除去手段については、例えば特許文献１、２に記載されている。

しかし、上記のような種々の対策を施しても、焼却炉における触媒の活性化などのため燃焼ガスの燃焼温度を上げ、その温度が２００℃以上になるとダイオキシン類が発生する場合がある。ダイオキシン類は、Ｃｌ，Ｃ，Ｈ，Ｏの構成元素から成り、プラスチック、紙、食品など身近かな物質に、又その微量の添加物あるいは残留不純物として含まれており、このような塩素を含む可燃物を８００℃以下の温度で不完全燃焼させると生成され易いと考えられている。

ダイオキシン類を含む排ガスが長期間に亘って焼却炉から排出された場合、ダイオキシン類の濃度が低くてもこのような排ガスが繰返し排出されて堆積されると、その土地を汚染し、汚染された土壌は自然環境の破壊を招き、生体系に深刻な影響を与えることがある。このような事態を生じさせないようにするためには、焼却炉において塩素を含む可燃物を燃焼させる際に上記のような対策を施すと共に、８００℃以上の高温で燃焼ガスを燃焼させるのが有効である。

しかし、このうような高温で燃焼させるには焼却炉に高温の焼却装置を備えなければならないが、一般に高温焼却装置は大型化し、高価であって、高温燃焼状態を生じさせるための簡易な構成の燃焼バーナが得られない。高温焼却装置の一例として、特許文献３による焼却装置が公知である、この焼却装置は、廃棄物を燃焼する燃焼室を二重構造の空気予熱器で囲み、燃焼室の上方に燃料の噴射バーナとバーナ燃焼室から成るバーナ燃焼手段を設け、廃棄物からの発生ガスを拡散誘導し、予熱空気を加えて加熱成分を含む発生ガスを高温で加熱、燃焼させるというものである。

上記焼却装置では、発生ガスをバーナ燃焼ガスと混合、燃焼させるために、混合機と拡大型拡散誘導器とを必要とし、結局焼却装置としては燃焼機構が複雑であり、かつ大型化する。また、バーナ燃焼室、混合機、拡散誘導器の各燃焼手段へはそれぞれ空気予熱器から予熱空気が送られるが、単に空気が予熱されて供給されるというだけであり、バーナ燃焼室からの火炎の流れは廃棄物から生じる発生ガスと直交方向に送られるため、燃焼ガスの高温は発生ガスに直接作用せず、燃焼温度をダイオキシンが発生しない程の高温に加熱できるかについては具体的に示されていない。

一方、１０００℃以上の高温の燃焼ガスを発生し得るバーナ装置として特許文献４によるバーナ装置が知られている。このバーナ装置は、断面視カップ状の燃料放射カップの中心に回転軸を挿通して設け、その前方端に燃料流出穴を設けた回転軸を回転自在に軸支して駆動部により回転駆動するようにし、回転軸の後方端から前方端まで燃料管として水、重油、プロパンの３種類の燃料管を内側に挿通して設け、接続端から上記３種類の燃料を送り込み、前方端から噴出させた燃料を燃料放射カップで拡散させて燃焼させるように形成されている。

燃料放射カップの後方で回転軸には強制ファンが設けられ、回転軸の回転によりエアーが燃焼ガスに供給される。燃料放射カップの前端は、断面視２重カップ状とされ、外周側の小カップ部に流入した水蒸気が、燃料流出穴から出た重油及びプロパンの軸心側での点火、燃焼により高温に熱せられて水素と酸素に分解され、小カップ部から流出した際に水素が爆発して１０００℃を超える高温燃焼ガスを得ることができるとされている。

しかし、この特許文献４によるバーナ装置は、理論的には上記のような高温状態を生じさせることができるとしても、実際には一定時間以上の連続運転ができず、実用化はできない。その理由として、回転軸内に３種類の燃料管が挿通されており、回転軸の前端がその原理作用上の必要性から燃料カップの基部から大きく突出して設けられているため、連続運転時間が長くなるにつれてその突出部分が高温で軟化して垂れ下り、次第にその突出部分の振動による振れが大きくなって装置が破壊されるからである。
特開平６−３１２１１５号公報特開平１１−３００１５９号公報特開平１１−２７０８１３号公報大韓民国特許出願公告第１９９１−００００６７４号公報

この発明は、上記の問題に留意して、重油又はプロパンのような液体又は気体燃料の１種類だけを燃料とし、かつ燃焼部位に十分な酸素を供給してダイオキシン類を完全燃焼して分解し得る程の高温燃焼状態を、簡易な構成、かつ安全性を確保し、経済的コストで生起させることができる火炎放射バーナを提供することを課題とする。

又、もう１つの課題は上記火炎放射バーナを用いてダイオキシン類等の有害物質で汚染された土壌等の被処理物質を高温で処理し得る高温処理炉を提供することである。

この発明は、上記の第一の課題を解決する手段として、燃料を送る中空管をバーナ外筒内に複数箇所で回転自在に軸支して回転軸として設け、軸支点の端の一方から延設した回転軸の端を閉じ、この延設された回転軸に複数の燃料流出穴と、断面視カップ状の火炎放射部とを燃料流出穴が閉塞端寄りとなるように設け、火炎放射部に対向してエアーを導入自在に給気管を設置し、回転軸の他端に回転軸を回転駆動する駆動手段と、回転軸内に燃料を供給する燃料供給手段とを接続し、火炎放射部の内、外面にエアーを半径方向に押出すための案内部材を設け、燃料流出穴から噴射された燃料に点火して生じた火炎を火炎放射部により放射し、その際火炎放射部の両面に沿ってエアーを供給して高温の放射火炎を回転させながら生成するように構成した火炎放射バーナとしたのである。

上記のように構成したこの発明の火炎放射バーナは、重油のような一種類の燃料を燃焼させるだけで、ダイオキシン類のような有害物質を完全燃焼させて分解し得る程の高温状態を発生させることができる。燃料は燃料供給手段により所定の圧力を以って送られ、回転軸の後方端から回転軸内に吐出された後回転軸内を流通して前方端の燃料流出穴から噴射される。この噴射される霧滴状の燃料は流出穴から出た直後に着火され、かつ火炎放射部の回転により回転しながら火炎となって放射状に放出される。

この回転火炎に対し対向する給気管から供給されるエアーも火炎放射部により回転し、それぞれ半径方向に若干の圧力を加えられながら火炎放射部の外面に沿って半径方向から斜上方に流動し、その間にエアーに含まれる酸素の供給により火炎はより高い温度に燃焼されて火炎放射部の外周端から外部へ放出される。そして、外周端を出ると、さらにバーナ外筒との間から内面側の案内部材により同様にして送り出されるエアーに含まれる酸素が上記火炎に加えられる。

このため、火炎はバーナ外筒の前端から放出される際に二重のエアーの供給によって燃料が完全燃焼されて高温燃焼火炎となって放出される。この高温燃焼火炎は、ダイオキシン類のような有害物質を完全分解し得る８００℃以上であり、実際には１２００℃を超える超高温状態となって放出される。しかも、高温燃焼火炎は回転しながら放射状に放出され、その火炎長さは回転させない場合の約２倍長さに及ぶ。

上記構成、作用の火炎放射バーナは、高温処理炉に用いることによりダイオキシン類で汚染された土壌等を処理することができる。このような高温処理炉として、内面に所定厚みの被処理物を送るための溝板を螺旋状に設けた輸送ドラムを回転自在に支持し、ドラムの一端に被処理物を供給する供給手段、他端に前記火炎放射バーナをそれぞれ設け、輸送ドラムを駆動手段により回転させて被処理物を送り、火炎放射バーナから回転しながら放出される放射火炎により被処理物を焼却するように構成することができる。

上記高温処理炉では、予め火炎放射バーナを点火させて放射火炎を放射させておく。そして処理炉の輸送ドラムを回転させ、この輸送ドラムの一端からその内部へ被処理物を投入し、火炎放射バーナへ向って送る。ドラム内周面に沿って送られる被処理物に対し放射状の火炎が作用し、被処理物が高温で焼却される。このため、被処理物がダイオキシン類のような有害物質で汚染されていても有害物質は高温処理により分解され、完全燃焼されて処理される。

この発明の火炎放射バーナは、火炎放射部により１種類の燃料を回転させながら放射して燃焼させ、その際回転する火炎に火炎放射部の内外面から２重に回転しながらエアーを供給して完全燃焼させるようにしたから、ダイオキシン類を完全に燃焼、分解し得る程の超高温の回転する放射火炎を簡易な構成で、安全性を確保しながら経済的コストで製作できるという顕著な効果を奏する。

又、上記火炎放射バーナを用いた高温処理炉では、土壌等を回転しながら軸方向へ送る輸送ドラムの一端に設けられた火炎放射バーナからの超高温の放射火炎で送られて来る土壌に含まれるダイオキシン類等の付着成分を完全に燃焼、分解するようにしたから、ダイオキシン類等で汚染された土壌を安価なコストで大量に処理でき、自然環境の保全に大きく貢献できるという利点が得られる。

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態の火炎放射バーナの外観斜視図、図２は主要縦断面図である。図示のように、火炎放射バーナＡは、両端開放状とされた中空円筒状のバーナ外筒１内に、小径の中空管を軸受筒３内に複数箇所（図示の例では２箇所）に設けた軸受３ａ、３ａで軸支した回転軸２を備えている。軸支点の端の一方から突出して延設された回転軸２の端は閉じられ、この延設部分の回転軸２に複数の燃料流出穴４と断面視カップ状の火炎放射部５とを燃料流出穴４が閉塞端寄りとなる位置にそれぞれ取付けている。

火炎放射部５は、断面視カップ状の火炎放射カップ５ａの内、外面（図２の左側を外面、右側を内面と呼ぶ）に案内部材５ｂ、５ｃを一体に設けて形成されている。内面側の案内部材５ｂは、図３、４に示すように、回転軸２の基部から半径方向外方へ螺旋状に湾曲しながら内面に傾斜状にかつその立上り幅が外方に行くに従って少しずつ増大する翼形状に形成されている。外面側の案内部材５ｃは、図３、４に示すように、同様に半径方向外方へ螺旋状に湾曲して設けられている。

しかし、案内部材５ｃの断面は、中心側から半径方向中間位置までは一定の矩形状の突断面から形成され、中間位置から外方へは半円形断面として形成されている。なお、上記内外面の案内部材５ｂ、５ｃは主としてエアーを半径方向から軸方向へ付勢して火炎に対し酸素供給をするためのものであるが、同時に外面の案内部材５ｃは点火された火炎を放射状に拡散させる案内部材としての役目もする。また、上記火炎放射部５の外面側にはこの外面に対向してエアーを供給するための給気管６が配置されている。

給気管６は、図示のように、回転軸２より少し径の大きい適宜径の中空管であり、中心を回転軸２と同一直線に、その前端が回転軸２の端面の直前で、かつ火炎放射カップ５ａの内側まで挿入された状態の位置まで延びた状態に設けられ、エアーを火炎放射カップ５ａ内に吸引又は送出させるようにしている。吸引又は送出されたエアーは火炎放射カップ５ａの外面の案内部材５ｃで半径方向から反転方向へ飛ばされて放出される。なお、回転軸２の前端は火炎放射カップ５ａの中心の奥位置から燃料流出穴４を設けるに必要な短い長さ分だけ突出して設けられている。高温作動時に軸振れが生じないようにするためである。

バーナ外筒１の後方の開放端には軸受筒３を固定するための支持フレーム１Ｆが少くとも十字状に設けられている。そして軸受筒３内の他方の軸受３ａから後方へ突出して延設された回転軸２には回転駆動部７の一対のプーリ７ａ、７ａの一方と回転軸２の後方端にはシール手段８を介して燃料供給手段９の燃料吐出管９ａが接続されている。そして、上記シール手段８のオイルシールボックス８ａは水平及び垂直の支持フレーム１_FH、１_FVにより支持されている。

回転駆動部７は、一対のプーリ７ａ、７ａとこれに係合する歯付ベルト７ｂと、他方のプーリ７ａに出力軸が連結された電動モータ７ｍとから成る。シール手段８は、オイルを貯留するオイルシールボックス８ａとその一側方に嵌合された回転軸２の端をシールするためのシール部材８ｂ、８ｃを有する。シール部材８ｂは回転軸２の外周面との間をシールし、もう１つのシール部材８ｃはオイルシールボックス８ａに挿置、固定された燃料吐出管９ａと内周面との間をシールする部材として設けられている。

燃料供給手段９は、上記燃料吐出管９ａと、これに接続管９ｂを介して接続される燃料ポンプ９ｐと、ポンプを駆動する電動モータ９ｍとを有する。燃料ポンプ９ｐは、ギヤポンプが用いられている。接続管９ｂは可撓性のホースでもよいし、固定配管される金属管でもよい。なお、上記ポンプ用の電動モータ９ｍと回転軸２の回転駆動用の電動モータ７ｍとはインバータ（図示せず）を介して電流、電圧値を可変に駆動され、焼却対象物の量の増減に対応して回転軸２に作用するトルクの変動を制御するようにしている。

又、燃料吐出管９ａは、回転軸２の延設された端の内側にシール部材８ｃより少し奥まで挿入し得る長さに形成され、燃料吐出管９ａから吐出された燃料は回転軸２内の中空部を通って前方端まで送られるようになっている。従って、回転軸２は火炎放射部５に回転を与える軸としての機能及び燃料の輸送管としての機能を併有する。

上記バーナ外筒１内には仕切板１０が設けられ、この仕切板１０に前述した軸受筒３が固定、支持されている。仕切板１０には通気孔１０ａが複数箇所設けられ、この仕切板１０に接して風量調整板１１が回転自在に設けられており、風量調整板１１にも通気孔１１ａが複数箇所設けられている。仕切板１０と風量調整板１１のそれぞれの通気孔１０ａ、１１ａは互いに設置間隔又は位置が互いに異なって設定されており、風量調整板１１の下部から外方へ突出して調整レバー１２が設けられている。

従って、この調整レバー１２を回転方向に移動させて通気孔１０ａと１１ａが一致する個数を変化させることによりバーナ外筒１の後方の開放端から流入するエアーの量を調整して通過させることができるようになっている。上記風量調整板１１を通過したエアーは、前述の火炎放射部５により半径方向及び軸方向前方へ送られるが、バーナ外筒１の内周と火炎放射部５の最外径部との間は火炎放射部５の回転により送られるエアーに適度な圧力を与え得るに適合する所定間隔に設定されている。

バーナ外筒１の仕切板１０より前方外周には、バーナ外筒１内で送られる風量ではエアーの供給量が不足する場合に備えて、二重筒１３が全周に設けられている。この二重筒１３にはエアー供給手段１４が接続されており、このエアー供給手段１４は給気管１４ａに接続パイプ１４ｂを介して接続されたブロワー１４ｃから成る。二重筒１３の後方端は閉じられ、前方端は開放されており、開放端から供給されるエアーをバーナ外筒１内から送り出されるエアーと火炎に付加して供給し、不足エアーを補給することができる。

なお、１５は上記バーナ外筒１を装置に取付けるための取付板である。又、バーナ外筒１の前端下方にはバーナの作動停止後、回転軸２内に残留する未燃焼の燃料が燃料流出穴４から流出し、バーナ外筒１の前端から滴下するのを受けるための燃料溜め１６が設けられている。この燃料溜め１６は、滴下する燃料を貯めて安全性を確保し、かつバーナ再始動時に燃料溜め１６の燃料にも着火させ、バーナ外筒１の前端を加温して再始動をスムーズに、短時間に行なう予備手段としての役目も果すものである。

さらに、燃料供給手段９から回転軸２内に供給される燃料は、図示の例では、Ａ重油が用いられるが、これに代わる燃料として灯油、テンプラ油、プロパンなどのように流動性の高い液体又は気体燃料で、かつ８００〜１０００℃以上の高温燃焼に適合する種類のものであればよい。但し、使用する燃料は、例えば上記Ａ重油のような適合する燃料１種類のみとする。又、図示していないが回転軸２の端で燃料を流出させる流出穴４から吐出される霧滴状の燃料に着火するための着火手段が始動時には外部より挿入され、流出穴４からの燃料に着火されると着火手段は外部へ引き出される。

上記のように構成した実施形態の火炎放射バーナＡは、Ａ重油を燃料としてバーナ外筒１の前方開放端から放射することにより１０００℃以上の超高温の火炎を放射することができる。この火炎放射バーナＡでは、回転軸２を所定の回転数で回転させることにより火炎を火炎放射部５から回転させながら放射させ、上記超高温を生じさせる。回転軸２内には燃料供給手段９の燃料ポンプ９ｐから所定の圧力の燃料が送り込まれている。

このため、回転軸２の端の流出穴４からは燃料が微小な霧滴状に噴出され、着火手段によりこの燃料の霧滴に着火されると火炎が直ちに発生する。そして、火炎放射部５が回転軸２により回転することにより火炎も回転しながら放射状に拡散し、バーナ外筒１の前方の開放端から放出される。この火炎に対し、火炎放射部５はその内、外面に沿ってエアーを流動させ、エアーに含まれる酸素を供給する。

火炎放射部５は、その内面に案内部材５ｂが設けられているため、エアーは半径方向から軸方向前方へわずかに圧縮されてエアーを火炎の流れに供給する。又、外面にも案内部材５ｃが設けられているため、給気管６から吐出されるエアーを半径方向から軸方向前方へ流動させて火炎の流れに供給する。従って、火炎流れに対してその内、外面からエアーが二重に供給されるため、火炎の流れは完全燃焼され、図示の例では１２００℃以上の超高温に達した。

又、完全燃焼して１２００℃以上の超高温となった火炎流れは、火炎放射部５の回転により螺旋状に回転しながら放射状に放出されるから、バーナ外筒１の前端から到達できる距離は、回転させずに単にバーナ外筒１から前方へ放出させるだけの場合に比較すると約２倍の長さとなる。又、このように超高温となる火炎放射バーナＡでは、回転軸２の前端は火炎放射カップ５ａの中心の湾曲奥位置からわずかな最小長さだけ突出させているため、超高温時にも回転軸２が曲がって垂れ下がり、回転に影響を及ぼすということはない。

これは、燃料としてＡ重油などの１種類のみを回転軸の内部空間を利用して軸の反対側から前端側へ送るように構成したからである。なお、上記火炎放射バーナＡは超高温状態を得られるため、各種装置の熱源としても用いられるが、その一例として以下にダイオキシン類等の焼却処理をするための高温処理炉への適用例を示す。

図５は火炎放射バーナを熱源とする高温処理炉の主縦断面図を示す。高温処理炉Ｂは、ダイオキシン等の有害物質で汚染された土壌から有害物質を焼却して除去することを目的とする装置であり、特にダイオキシンを焼却分解するためには焼却温度８００℃以上で２秒以上火炎にダイオキシン成分を曝して完全に分解処理することができる炉として完成したものである。

図示のように、高温処理炉Ｂは、内面に螺旋状に設けられ、土壌を軸方向へ送るための溝板２１ａを有する輸送ドラム２１を備え、このドラム２１の一端（図示の例では図の左側）に土壌を貯留し、重力で所定位置へ供給するためのホッパ２５と、他端には前述した火炎放射バーナＡとを備えている。火炎放射バーナＡにエアーを供給する給気管６は、図示の例では、輸送ドラム２１の中心を一端まで貫通してさらにその外側に設けた接続管６_Rに接続されている。

輸送ドラム２１は、この例では、大径の中空円筒体（図示の例では外径７０ｃｍ、長さ約４ｍ）から形成され、その長さ方向の複数箇所に中空円筒体に設けた回転リング２３ａと接触する小ローラ２３ｂから成る軸受部２３、２３を設けて水平に回転自在に支持し、かつ一方の軸受部２３に接続した一対のプーリ２４にベルトを係合させ、プーリ２４の一方に電動モータ２４ｍの出力軸を連結してドラム２１自体を回転駆動し、これにより溝板２１ａ、２１ａ間の溝内の土壌を輸送できるようにしている。上記給気管６は、このドラム２１に適宜位置で設けた支持部材２２によりドラム２１の中心に固定して保持されている。

又、輸送ドラム２１は、図６に示すように、内部が高温加熱されるため、ドラム２１は一般鋼板の外筒２１ｂと耐高温性のステンレス鋼板の内筒２１ｃとの二重筒として形成されている。従って、溝板２１ａは実際には上記内筒２１ｃの内面に固定されている。なお、溝板２１ａの螺旋ピッチはドラム２１の回転に対し送り速度が遅くなるように直径の約１／４程度に設定されている。さらに、ドラム２１の後方（図５の右手）約半分の長さに亘って所定のピッチでせき板２１ｄが複数箇所溝板２１ａと２１ａの間に設けられている。図７にせき板２１ｄのドラム内周面への取付状態の部分断面斜視図を示す。

輸送ドラム２１の両端は、端板２１_E、２１_Eで閉じられており、前方の端板２１_Eの上部には排気管２８の基部２８_Bが端板２１_Eに設けた穴に接続され、後方の端板２１_Eの下部には土壌Ｇを排出する排出管２７が端板２１_Eに設けた穴に接続され、この排出管２７の下方には落下した土壌Ｇを受けて外部へ排出するコンベアＣが待機して設けられている。

さらに、輸送ドラム２１の前方に設けられたホッパ２５は、ホッパ接続管２６を下方へ導き、その下端出口２６ａから輸送ドラム２１の前方端板２１_Eに設けた開口へ土壌Ｇを投入するようになっている。なお、両端板２１_Eは固定して設けられており、回転する輸送ドラム２１に対しそのフランジ部を嵌合させてドラム両端を閉じるように設けられている。又、火炎放射バーナＡは、その長さ方向中間位置の取付部材１５を端板２１_Eに固定し、端板２１_Eから輸送ドラム２１の内部へ前端を向けて約１／３程度が挿入されて取付けられている。

上記のように構成した高温処理炉Ｂは、ダイオキシン類等の有害物質に汚染された土壌Ｇを焼却し、ダイオキシン類を分解処理することができる。汚染土壌Ｇは、ホッパ２５に一時貯留され、適宜タイミングで輸送ドラム２１の一端から送り込まれる。輸送ドラム２１は、プーリ２４をモータ２４ｍで回転させることにより回転し、螺旋状の溝板２１ａにより土壌Ｇは断続的に送られる。図６に示すように、溝板２１ａは数ｃｍ程度の浅い仕切板であり、土壌Ｇもその溝板２１ａに合わせた浅い層状に置かれる。

輸送ドラム２１が回転すると、溝板２１ａと２１ａの間の溝内の土壌Ｇは溝の回転により持上げられ溝内に滞溜できない分は下方へ落下するが、ドラムの回転が所定以上の回転であれば、一部分は位置が最も高い位相付近で落下するが、他の部分はこの位置を過ぎても落下することなく次の半周期分の下降位相へと送られ、従って一部が欠けて断続的となりながら送られて行く。そして、土壌Ｇは、図８に示すように、ドラム２１の前方約１／２長さに亘ってせき板２１ｄが設けられているため、螺旋状の互いに隣接する溝板２１ａと２１ａの間で送られる際に一部が落下しても、せき板２１ｄが設けられている位置より後方では落下する土壌を後方のせき板２１ｄで拾いながら少しずつ後方へと送られるのである。

こうして、螺旋状の溝で送られる土壌Ｇが入口から出口へ向って送られると次第に火炎放射バーナＡに近づく。火炎放射バーナＡは予め着火し、放射状に火炎を放射させて準備しておく。この放射状の火炎は、１２００℃以上の極めて高い温度であり、かつ所定の厚みの層状で長い火炎長さを有する。従って、図８の（ａ）図に示すように、回転して送られている土壌Ｇの表面に沿って放射状の火炎が螺旋状に回転しながら全周で接し、これにより土壌は高温で焼却処理される。

上記焼却処理の際、火炎の長さは、図５に示す輸送ドラム２１の全長の約１／３程度であるが、土壌Ｇが入口から送られて来る際に、火炎は前方１／２長さ部分には届かない。しかし、この前方１／２長さ部分の土壌Ｇにもドラム壁を介して相当の熱が伝えられ、予熱が行なわれている。従って、土壌Ｇが火炎の届く中間１／３長さ部分に達すると、直ちに１２００℃以上の高温の火炎で焼却される。

そして、土壌Ｇが回転しながら送られるため溝板２１ａ内でドラム壁面と層上部間の土壌がかき混ぜられながら火炎に曝される。このため、土壌に含まれるダイオキシン類等の有害物質はまんべんなく均等に焼却されて分解される。このようにして分解処理された土壌Ｇは、後方の端板２１_Eに当って下方へ落下し、排出管２７から排出され、コンベアＣにより外部へ搬出される。

なお、図５では土壌Ｇを貯留するホッパ２５は、火炎放射バーナＡと反対側に設けたが、同じ側に設けてもよい。その場合も給気管６は、図５と同様に火炎放射バーナＡと反対側から輸送ドラム２１を貫通して設けられる。

この発明の火炎放射バーナは、８００℃以上の超高温を発生し得るため、各種の焼却炉、特に都市ゴミ、産業廃棄物を含む各種ゴミの処理場の高温焼却炉、あるいはその他各種高温処理を必要とする熱源として広く利用される。

実施形態の火炎放射バーナの全体概略構成図火炎放射バーナの主要縦断面図図２の（ａ）矢視III ａ−III ａの断面図、（ｂ）矢視III ｂ−III ｂの断面図火炎放射バーナの一部切欠きを含む外観斜視図高温処理炉の主要縦断面図図５の矢視VI−VIの断面図輸送ドラムの部分断面斜視図作用の説明図

符号の説明

１バーナ外筒
２回転軸
３軸受筒
４燃料流出穴
５火炎放射部
６給気管
７回転駆動部
８シール手段
９燃料供給手段
１０仕切板
１１風量調整板
１２調整レバー
１３二重筒
１４エアー供給手段
１５取付板
１６燃料溜め
２１輸送ドラム
２２支持部材
２３軸受部
２４プーリ
２５ホッパ
２７排出管
２８排気管

Claims

燃料を送る中空管をバーナ外筒内に複数箇所で回転自在に軸支して回転軸として設け、軸支点の端の一方から延設した回転軸の端を閉じ、この延設された回転軸に複数の燃料流出穴と、断面視カップ状の火炎放射部とを燃料流出穴が閉塞端寄りとなるように設け、火炎放射部に対向してエアーを導入自在に給気管を設置し、回転軸の他端に回転軸を回転駆動する駆動手段と、回転軸内に燃料を供給する燃料供給手段とを接続し、火炎放射部の内、外面にエアーを半径方向に押出すための案内部材を設け、燃料流出穴から噴射された燃料に点火して生じた火炎を火炎放射部により放射し、その際火炎放射部の両面に沿ってエアーを供給して高温の放射火炎を回転させながら生成するように構成した火炎放射バーナ。
前記回転軸をその閉塞端と反対側に延設し、この延設された回転軸の端に燃料吐出管を接続し、燃料吐出管から吐出される燃料を回転軸内を流通させて燃料流出穴へ送るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の火炎放射バーナ。
前記火炎放射部の内面側案内部材を基部から半径方向外方へ螺旋状に湾曲させ、内面に傾斜状にかつ立上り幅が外方に行くに従って増大する翼形状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の火炎放射バーナ。
前記火炎放射部の外面側案内部材を中心から半径方向外方へ螺旋状に湾曲させ、外面に所定の突断面として形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の火炎放射バーナ。
前記バーナ外筒内に仕切板を設け、この仕切板に風量調整板を接して配設し、仕切板と風量調整板にはそれぞれ異なる間隔配置で複数の通気孔を設け、風量調整板を移動させることにより両板の通気孔の一致する数によって通風量を調整自在としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の火炎放射バーナ。
前記火炎放射部の前端外周とバーナ外筒の内周間に所定の隙間を全周に設け、火炎放射部に対向設置された給気管からのエアーが火炎放射部の基部に当って反転し外面に沿って流れるエアーと上記所定隙間からのエアーにより２重のエアーを供給するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の火炎放射バーナ。
内面に所定厚みの被処理物を送るための溝板を螺旋状に設けた輸送ドラムを回転自在に支持し、ドラムの一端に被処理物を供給する供給手段、他端に前記請求項１乃至６のいずれかに記載の火炎放射バーナをそれぞれ設け、輸送ドラムを駆動手段により回転させて被処理物を送り、火炎放射バーナから回転しながら放出される放射火炎により被処理物を焼却するように構成した高温処理炉。
前記火炎放射バーナの給気管を輸送ドラム内を貫通して設けたことを特徴とする請求項７に記載の高温処理炉。