JP2005188850A - 小型ガス化焼却炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】小型焼却装置10の散気孔管50は、小型焼却装置10の燃焼炉12の底部から上部へかけて複数段のノズル群に偏在させ、最下段にある第1のノズル群内のノズルは燃焼炉12の炉床位置から測って散気孔管全長の10%以内の位置に設けるとともに第1のノズル群のノズル全数の断面積合計値を、散気孔管全ノズル総断面積の5%以上15%以下の範囲内として、残りの85%以上95%以下のノズルの面積を第2のノズル群より上部のノズル群に割り当てるようにした。
【選択図】 図2
Description
図1は、本発明に係る小型焼却装置の外観図である。
同図に示す小型焼却装置10は、プラスティック等固形炭化水素廃棄物を含む廃棄物の処理を目的として、炉外に燃焼空気供給用のブロワと空気供給ダクトを持ち炉内には多数の空気噴出孔(以下「ノズル」または「ノズル群」と記す)を有する散気孔管50を持ち、散気孔管50を通して空気を炉内に供給し、燃焼炉12の炉床に溜めた廃棄物(被焼却物)を廃棄物自身の可燃性と前記供給空気によって完全燃焼させ、燃焼排気は燃焼炉12の上部から外部へそのまま又は排気口16を通して排出する小型の焼却炉である。
燃焼炉12は、外径1〜2(m)、高さ1〜2(m)程の略円筒形状をなしており、燃焼炉12の外周は作業者が高温の炉の壁面に直接触れることがないように、金網14を設けてある。燃焼炉12の上部には開閉可能な燃焼炉の蓋17を設けてあり、蓋17には被焼却物が燃焼した後の排気を燃焼炉12内から外気へ排出する排気口16を設けてある。燃焼炉12の下方には、被焼却物を燃焼炉12内に投入したり燃焼後の灰を取り出すための扉付きの灰出し口18を設けてある。灰出し口18の扉には、必要に応じて開閉することができる空気取入口などを設けるようにしてもよい。
同図に示すように燃焼炉12の下部には、手動弁32又は電磁弁36を経由した水等の燃焼制御剤を滴下又は放出する燃焼制御剤ノズル38を設けてある。この燃焼制御剤ノズル38の取り付け高さHが高すぎると、被処理物質に到達する前に蒸発してしまい、液を冷却する効果が著しく低下する。本発明では燃焼炉12の底面から300(mm)以下の高さ(0mm≦H≦300mm)として、炉床に溜まった液状炭化水素を冷却している。
ブロワ20によって送風された外気は導入管52及び回転機構60を介して燃焼炉12の軸線と平行に配設した散気孔管50に供給される。散気孔管50の側面には、図2に示すように燃焼用の空気を噴出するノズル1A〜5Cを設けてある。また散気孔管50の上部には、散気孔管の開口部を閉鎖する段付きのキャップ54が挿入されているので、ブロワ20によって送風された外気は散気孔管50の側面に設けたノズル1A〜5Cから放射状に燃焼炉内部に噴出する。ブロワ20の送風能力は、燃焼炉12の大きさにも依存するが、例えば200〜1000(mmAq)の空気を8〜10(立方メートル/分)で送風する送風能力を有するものを使用する。
同図に示すように、散気孔管50の底部には回転機構60を設けてあるので、散気孔管50は燃焼炉12の軸線と平行な軸回りに回転可能となっている。回転機構60には、散気孔管50を回転させる際の軸受と回転する動力を伝達するスプロケットを設けてあり、モータ22からローラーチェーン62を介して散気孔管50を回転させるための動力を伝達することが可能となっている。なお、散気孔管50は、散気孔管50から噴出する空気の向きを調節することによって回転させることも可能である。
散気孔管50の回転数は、低すぎると回転の効果が薄れて各段の燃焼高温室を仕切るエアーカーテン効果にムラが生じ、回転数が高すぎるとかえって乱流が発生して、燃焼高温室の仕切りが曖昧になる。
同図に示すように、燃焼炉12の軸線と平行な軸を回転軸とする散気孔管50の下方には、散気孔管50と共に回転する攪拌腕70を設けてある。攪拌腕70は、燃焼炉12の底部に堆積している被焼却物を攪拌して、被焼却物の固まりを崩して移動させることによって、炉床上部の被焼却物の状態をより均一にし、上層部からの輻射による入熱と新気接触が促進される結果、液化とガス化の進行状態のむらが減り焼却処理が全体として促進される。そして、燃焼温度を高温に維持してダイオキシン類の発生を抑制することが可能となる。
同図に示すように散気孔管50の最下方の、被焼却物が最初に燃焼する部分に近い位置には、ノズル1A及びノズル1Bの2列のノズルから構成される第1のノズル群を設けてある。このうちのノズル1Aは燃焼炉12の底面から10乃至40(mm)の位置に、直径2.0乃至4.0(mm)の開口部を有するノズルであり、散気孔管50の側面に一列に12乃至20個設けてある。このノズル例以下には対流を生じる燃焼高温室が存在しないので、このノズル列はエアーカーテンを生成するという役割よりも、燃焼用の空気を噴出して被焼却物を溶融させて気化させる役割を多く担うノズル列である。
ノズル2Aは燃焼炉12の底面から150乃至370(mm)の位置に、直径2.0乃至4.0(mm)の開口部を有するノズルであり、散気孔管50の側面に一列に15乃至40個設けてある。ノズル2Aは、ノズル1個あたり15乃至75(g/分)の空気を20乃至150(m/秒)の流速で燃焼炉12の軸線に直角な面に沿って細かい噴流の空気を円周方向に比較的均一な状態で噴出する機能を備えている。
ノズル3Aは燃焼炉12の底面から350乃至720(mm)の位置に、直径2.0乃至4.0(mm)の開口部を有するノズルであり、散気孔管50の側面に一列に15乃至40個設けてある。ノズル3Aは、ノズル1個当たり15乃至75(g/分)の空気を20乃至150(m/秒)の流速で燃焼炉12の軸線に直角な面に沿って細かい噴流の空気を円周方向に比較的均一な状態で噴出する機能を備えている。
ノズル4Aは燃焼炉12の底面から570乃至1150(mm)の位置に、直径2.0乃至4.0(mm)の開口部を有するノズルであり、散気孔管50の側面に一列に15乃至40個設けてある。ノズル4Aは、ノズル1個当たり15乃至75(g/分)の空気を20乃至150(m/秒)の流速で燃焼炉12の軸線に直角な面に沿って細かい噴流の空気を円周方向に比較的均一な状態で噴出する機能を備えている。
ノズル5Aは燃焼炉12の底面から920乃至1480(mm)の位置に、直径2.0乃至4.0(mm)の開口部を有するノズルであり、散気孔管50の側面に一列に15乃至40個設けてある。ノズル5Aは、ノズル1個当たり15乃至75(g/分)の空気を20乃至150(m/秒)の流速で燃焼炉12の軸線に直角な面に沿って細かい噴流の空気を円周方向に比較的均一な状態で噴出する機能を備えている。
散気孔管50又は撹拌腕70を回転可能に軸支する回転機構60として、散気孔管50と螺合して散気孔管50とともに回転する回転スリーブ80と、回転スリーブ80を回動可能に軸支する上部軸受94及び下部軸受84と、上部軸受94の外輪と燃焼炉12の炉床とを固定する上ハウジング92と、下部軸受84の外輪と燃焼炉12とを固定するとともにオイルシール86を固定する下ハウジング90とを設けてある。
12…燃焼炉
14…金網
16…排気口
17…蓋
18…灰出し口
20…ブロワ
22…モータ
24…温度センサ
26…水タンク
28…灯油タンク
30…制御盤
32…手動弁
34…流量目視ガラス
36…電磁弁
38…燃焼制御剤ノズル
40…架台
50…散気孔管
52…導入管
54…キャップ
60…回転機構
62…ローラーチェーン
70…攪拌腕
72…下方腕
74…上方腕
80…スリーブ
82…スプロケット
84…下部軸受
86…オイルシール
88…ストップリング
90…下ハウジング
92…上ハウジング
94…上部軸受
96…ボルト
98…ナット
Claims (9)
- 小型焼却装置に略垂直に設置して、被焼却物を燃焼させる際に必要となる酸素を含む新気をノズルから水平又は垂直に置かれた円錐斜面方向に放射状に噴出する散気孔管は、焼却装置の燃焼炉底部から上部へかけて複数段のノズル群に偏在させ、最下段にある第1のノズル群内のノズルは燃焼炉の炉床位置から測って散気孔管全長の10%以内の位置に設けるとともに第1のノズル群のノズル全数の断面積合計値を、散気孔管全ノズル総断面積の5%以上15%以下の範囲内として、残りの85%以上95%以下のノズルの面積を第2のノズル群より上部のノズル群に割り当てることを特徴とする散気孔管を備えた小型焼却装置。
- 小型焼却装置に略垂直に設置して、被焼却物を燃焼させる際に必要となる酸素を含む新気をノズルから放射状に噴出する散気孔管は、焼却装置の燃焼炉底部から上部へかけて3段乃至7段のノズル群に偏在させ、各段のノズル群は1列乃至3列で構成し、各列におけるノズルは散気孔管の中心軸に直角な断面上に12乃至64個設けて散気孔管上に分布させ、同じ列における各ノズルの中心線を水平面または垂直に置かれた円錐斜面と一致させるように設け、最下段にある第1のノズル群内の各列のノズルは燃焼炉の炉床位置から測って散気孔管全長の10%以内の位置に設けるとともに第1のノズル群のノズル全数の断面積合計値を、散気孔管全ノズル総断面積の5%以上15%以下の範囲内として、残りの85%以上95%以下のノズルの面積を第2のノズル群より上部のノズル群に割り当てることを特徴とする散気孔管を備えた小型焼却装置。
- 請求項1又は2に記載の小型焼却装置において、燃焼炉の炉床位置から第2群目に存在する第2のノズル群のノズル全数の断面積合計値を、散気孔管全ノズル総断面積の40%以下8%以上の範囲内としたことを特徴とする小型焼却装置。
- 燃焼炉にて被焼却物を燃焼させる際に必要な酸素を放射状に噴出する散気孔管を備えた小型焼却装置であって、
燃焼炉の軸線と平行な軸を回転軸とする散気孔管の回転機構を設けたことを特徴とする小型焼却装置。 - 燃焼炉にて被焼却物を燃焼させる際に必要な酸素を放射状に噴出する散気孔管を備えた小型焼却装置であって、
燃焼炉の軸線と平行な軸を回転軸とする散気孔管の回転機構と、
前記散気孔管を5乃至30rpmの回転数で回転させる駆動機構と、
を設けたことを特徴とする小型焼却装置。 - 燃焼炉にて被焼却物を燃焼させる小型焼却装置において、
燃焼炉内の被焼却物を攪拌移動させる回転可能な攪拌腕と、
前記攪拌腕を5乃至30rpmの回転数で回転させる回転機構と、
を設けたことを特徴とする小型焼却装置。 - 燃焼炉にて被焼却物を燃焼させる際に必要な酸素を放射状に噴出する散気孔管を備えた小型焼却装置であって、
燃焼炉の軸線と平行な軸を回転軸とする散気孔管の回転機構と、
前記散気孔管に取付けられて共に回転し、燃焼炉内の被焼却物を攪拌移動させる攪拌腕と、
を設けたことを特徴とする小型焼却装置。 - 請求項6又は請求項7に記載の燃焼炉において、
前記攪拌腕から下方に伸びる下方腕または、上方に伸びる上方腕を設けたことを特徴とする燃焼炉。 - 請求項4乃至8に記載の小型焼却装置において、
前記回転機構に、セラミックまたはカーボン等の素材を用いた耐熱性軸受を備えたことを特徴とする小型焼却装置。
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