JP2005201485A - 可燃物を燻して焼却する可燃物焼却炉および可燃物焼却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
可燃物を分別させず、有害物質を発生させずに燃焼運転が可能な可燃物焼却炉を提供する。
【解決手段】
容器１と、発熱体５と、第１管１４と、排ガス処理部６０とを具備する可燃物焼却炉を用いる。容器１は、可燃物の燃焼が内部で行われる。発熱体５は、前記容器１内に設けられ、前記可燃物に熱を供給する。第１管１４は、一端を前記容器１に接続され、酸素を含む供給ガスが前記容器１へ向けて流れる。排ガス処理部６０は、前記供給ガスと前記可燃物との燃焼により前記容器１から排出される排出ガスの水分を減少させた後、前記排出ガスと空気とを混合して、前記供給ガスとして前記第１管１４へ向けて送出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可燃物焼却炉および可燃物焼却方法に関し、特に、可燃物を燻して焼却する可燃物焼却炉および可燃物焼却方法に関する。

廃棄された可燃物を焼却して処理する可燃物焼却炉が知られている。ここで、可燃物とは、金属、ガラス及びセラミックスのような不燃物を除いた生ゴミを含む可燃物（以下、本明細書において「可燃物」という）である。従来の可燃物焼却炉は、焼却前に可燃物を分別する必要があり手間がかかる。また、運転には、燃料の供給や運転・監視作業が必要であり、燃料費や人件費のようなランニングコストがかかる。加えて、焼却に伴って生成される気体や固体残渣には、有害物質が含まれていることが多い。その場合、生成物が再利用されることは無く、更に処理が必要になることもある。

可燃物を分別することなく燃焼が可能な可燃物焼却炉が望まれる。ランニングコストの少ない運転が可能な可燃物焼却炉が望まれる。有害物質を発生させない可燃物焼却炉が求められる。焼却に伴って生成される気体や固体残渣を再利用可能な可燃物焼却炉が求められる。

関連する技術として、特開２００１−３０４５２０号公報に、焼却炉及び焼却方法の技術が開示されている。この技術の焼却炉は、耐熱容器と、燃焼用空気の取入口と、流入空気制限手段と、磁石手段と、燃焼ガスの排出口とを有する。耐熱容器は、外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する。取入口は、該耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を前記焼却処理室に自然吸気で取り入れる。流入空気制限手段は、該空気取入口を絞ることにより、前記焼却処理室への空気の流入量を制限する。磁石手段は、前記空気取入口から前記燃焼処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、該燃焼用空気を磁気処理する。排出口は、前記焼却処理室の壁に設けられている。

特開平１１−２５７６３２号公報に有害物質の生成を抑制した廃棄物の焼却処理方法の技術が開示されている。この技術の廃棄物の焼却処理方法は、焼却炉内の廃棄物に燃焼用空気を供給して該廃棄物を燃焼させて焼却する。その際、燃焼用空気を焼却炉内の廃棄物に導く過程において、該燃焼用空気に磁場を作用させる。

特開２００２−２４２７６９号公報に燃焼性改善用磁気装置の技術が開示されている。この技術の燃焼性改善用磁気装置は、帯状の金属薄膜の片面側に、棒状磁石を長手方向に間隔をおいて複数箇所に配置している。エンジンや燃焼炉等の空気供給炉等に巻きつけて使用する。

特開２００１−３０４５２０号公報 特開平１１−２５７６３２号公報 特開２００２−２４２７６９号公報

本発明の目的は、可燃物を分別することなく燃焼が可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、ランニングコストの少ない運転が可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、有害物質を発生させない運転が可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、焼却に伴って生成される液体や固体残渣を再利用可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、環境に対する負荷を低減した可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

上記課題を解決するために本発明の可燃物焼却炉は、容器（１）と、発熱体（５）と、第１管（１４）と、排ガス処理部（６０）とを具備する。容器（１）は、可燃物の燃焼が内部で行われる。発熱体（５）は、容器（１）内に設けられ、その可燃物に熱を供給する。第１管（１４）は、一端を容器（１）に接続され、酸素を含む供給ガスが容器（１）へ向けて流れる。排ガス処理部（６０）は、その供給ガスとその可燃物との燃焼により容器（１）から排出される排出ガスの水分を減少させた後、その排出ガスと空気とを混合して、その供給ガスとして第１管（１４）へ向けて送出する。

上記の可燃物焼却炉において、排ガス処理部（６０）は、気体の流れに対して直列に接続され、通過するその排出ガスのその水分を凝縮して貯蔵する複数の処理部（５８）と、その水分を減少されたその排出ガスを吸い込み、第１管（１４）へ向けて吐出する送風部（５９）とを備える。

上記の可燃物焼却炉において、容器（１）が、第１域（乾燥域）と、第２域（炭化域）と、第３域（灰化域）とを含む。第１域（乾燥域）は、その可燃物中の水分が蒸発する。第２域（炭化域）は、第１域（乾燥域）の下部にあり、第１域（乾燥域）を経由したその可燃物が炭化される。第３域（灰化域）は、第２域（炭化域）の下部にあり、第２域（炭化域）を経由したその可燃物が灰化する。

上記の可燃物焼却炉において、第３域（灰化域）は、第２域（炭化域）の下部にあり、第２域（炭化域）を経由したその可燃物が相対的に相対的に低温で灰化する低温灰化域と、その低温灰化域の下部にあり、その低温灰化域を経由したその可燃物が相対的に高温で灰化する高温灰化域とを含む。

上記の可燃物焼却炉において、第１域（乾燥域）は、第１中心温度を有する第１温度範囲にある。第２域（炭化域）は、第２中心温度を有する第２温度範囲にある。第３域（灰化域）は、第３中心温度を有する第３温度範囲にある。その第１中心温度＜その第２中心温度＜その第３中心温度である。

上記の可燃物焼却炉において、第３温度範囲は、９００℃〜１２００℃である。

上記の可燃物焼却炉において、その第１温度範囲は、２００℃〜４００℃である。その第２温度範囲は、４００℃〜９００℃である。

上記の可燃物焼却炉において、発熱体（５）は、第３域（灰化域）内に設けられている。

上記の可燃物焼却炉において、第１管（１４）が容器（１）に接続した開口部は、第３域（灰化域）の近傍に設けられている。

上記の可燃物焼却炉において、容器（１）は、第３域（灰化域）における容器（１）の底部に平行な面の面積が、容器（１）の下部へ向かって単調に減少するよう第３域（灰化域）の領域を制限する仕切板（１７）を備える。

上記の可燃物焼却炉において、第１管（１４）に取り付けられ、第１管（１４）の内部を通るその供給ガスに第１管（１４）を介して磁力を及ぼす磁石（４）とを更に具備する。

上記課題を解決するために、本発明の可燃物焼却方法は（ａ）〜（ｅ）ステップを具備する。（ａ）ステップは、可燃物を投入された炉に供給ガスを供給する。（ｂ）ステップは、炉（１）内に設けれた発熱体（５）を発熱させてその可燃物に着火する。（ｃ）ステップは、炉（１）でその可燃物の燃焼を行う。（ｄ）ステップは、その燃焼により炉（１）から排出される排出ガスの水分を減少させる。（ｅ）ステップは、その排出ガスと、酸素を含む空気とを混合し、その供給ガスとする。

上記の可燃物焼却方法において、（ｃ）ステップは、（ｃ１）所定の条件が満たされたとき、発熱体（５）の発熱を停止するステップを備える。

上記の可燃物焼却方法において、（ｃ）ステップは、（ｃ２）〜（ｃ４）ステップを具備する。（ｃ２）ステップは、第１中心温度を有する第１温度範囲にある第１域（乾燥域）において、その可燃物中の水分を蒸発させる。（ｃ３）ステップは、第２中心温度を有する第２温度範囲にある第１域（乾燥域）の下部の第２域（炭化域）において、第１域（乾燥域）からのその可燃物を炭化する。（ｃ４）ステップは、第３中心温度を有する第３温度範囲にある第２域（炭化域）の下部の第３域（灰化域）において、第２域（炭化域）からのその可燃物を灰化する。

上記の可燃物焼却方法において、その第１中心温度、その第２中心温度及びその第３中心温度の関係は、その第１中心温度＜その第２中心温度＜その第３中心温度である。

上記の可燃物焼却方法において、第３温度範囲は、９００℃〜１２００℃である。

上記の可燃物焼却方法において、その供給ガスは、第３域（灰化域）の近傍に供給される。

上記の可燃物焼却方法において、炉（１）は、第３域（灰化域）における炉（１）の底部に平行な面の面積が、炉（１）の下部へ向かって単調に減少するよう第３域（灰化域）の領域を制限する仕切板（１７）を備える。

本発明により、可燃物を分別することなく、有害物質を発生させずに、低いランニングコストで可燃物の燃焼が可能となる。その可燃物の焼却に伴って生成される気体や液体、固体残渣を再利用することが出来る。そして、可燃物の燃焼の際の環境に対する負荷を低減することが可能となる。

以下、本発明の可燃物焼却炉および可燃物焼却方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

まず、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の構成について、図１〜図５を参照して説明する。

図１は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体及びその周辺の構成を示す側面図である。可燃物焼却炉５０は、炉本体１、第１排ガス処理部１２、配管１４（ｃ）、磁石４（ｃ）を具備する。

炉本体１は、可燃物の燃焼を内部で行う耐熱製（鋼製）の容器である。可燃物投入口２、第１焼却物取出口７及び第２焼却物取出口２５を有する。可燃物投入口２は、炉本体１の上部に設けられ、開閉可能な上蓋３を備えている。可燃物は、可燃物投入口２を介して炉本体１内部へ投入可能である。第１焼却物取出口７は、炉本体１の正面側の側面に設けられ、開閉可能な側蓋８を備えている。焼却後の焼却物は、第１焼却物取出口７から取出し可能である。第２焼却物取出口２５は、炉本体１の底部に設けられ、取り出し（引き出し）可能なトレー２６を備えている。焼却後の焼却物は、取っ手９を引っ張ることによりトレー２６で取出し可能である。配線６（ａ，ｂ）については後述する。

第１排ガス処理部１２は、炉本体１から排出される排出ガスを冷却する。炉本体１の上部に固定され、炉本体１に配管１１で接続されている。配管１５ａ及びバルブ１０ａは、第１排ガス処理部１２内に溜まった水分を必要に応じて取り出すために用いる。
配管１４（ｃ）については後述する。

図２は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体及びその周辺の構成を示す背面図（図１におけるＤ１の方向から見た図）である。
炉本体１は、発熱体として電熱棒５ａ及び５ｂ、及びその制御部１８を更に備える。電熱棒５ａ及び５ｂは、電力の供給により所望の温度で発熱し、炉本体１内の可燃物に熱を供給する。炉本体１内に、その底面と平行に延びている。ここでは、電熱棒が２本の例を示しているが、炉本体１の大きさにより、１本でも、３本以上でも良い。炉本体１の背面に露出した電熱棒５ａの端部に、電力を供給する配線６ａ及び６ｂが接続されている。同様に、炉本体１の背面に露出した電熱棒５ｂの端部に、電力を供給する配線６ｃ及び６ｄが接続されている。制御部１８は、配線６ａ〜６ｄへの電力の供給を制御する。制御部１８は、例えば、炉本体１の内部の所定の位置へ延びる温度センサ１９の測定結果に基づいて、プログラム制御（電力のオン／オフ制御やＰＩＤ制御）を行う温度調節器に例示される。単なるスイッチでも良い。

配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、酸素を含む供給ガス（例示：空気、後述の第１及び第２排ガス処理部で処理され循環する排出ガス、空気＋前述の処理され循環する排出ガス）が炉本体１へ向けて流れる流路である。それぞれの一端を炉本体１に接続され、他端をそれぞれバルブ２３ａ、２３ｂ及び２３ｃを介して配管２４ａに接続している。炉本体１との接続部の直前には、それぞれ外面に磁石４ａ、４ｂ及び４ｃが設けられている。ここでは、配管１４は３本の例を示しているが、炉本体１の大きさにより、１本でも、３本以上でも良い。

磁石４ａ、４ｂ及び４ｃは、それぞれ、対応する配管（１４ａ、１４ｂ及び１４ｃ）の表面に、配管（１４ａ、１４ｂ及び１４ｃ）の中心軸へ同じ種類の極（例示：Ｎ極）を向けた複数の永久磁石（図示されず）を含む。磁石４ａ、４ｂ及び４ｃは、それぞれ配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃ内に磁界を形成し、内部を通る供給ガスに配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃを介して磁力を及ぼす。この部分の配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、非磁性の材料で形成される。ひとつの磁石の強さは、例えば、供給ガスに対する効果の観点から１０００ガウス以上が好ましい。上限は特に制限はないが、設計の関係から５０００ガウス以下が好ましい。より好ましくは、２０００ガウス〜３０００ガウスである。なお、磁石４ａ、４ｂ及び４ｃは、電磁石で代用することも可能である。
この磁石４ａ、４ｂ及び４ｃ付きの配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃを通る供給ガスは、磁場の影響を受けて活性化し、一部はマイナスイオン化されていると考えられる。

配管２４ａは、配管２４ｂの一端に接続している。配管２４ｂは、一端を配管２４ａに、他端を後述の第２排ガス処理部６０に接続している。第２排ガス処理部６０から排出された供給ガスは、配管２４ｂ、２４ａを介して各配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃへ流れる。

第１排ガス処理部１２は、一端を第２排ガス処理部６０に接続した配管２１を更に備える。第１排ガス処理部１２は、配管２１を介して冷却された排出ガスを第２排ガス処理部６０へ送出する。

他は、図１で説明した通りである。

図３は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の炉本体及びその周辺の構成を示す断面図（図２におけるＩ−Ｉ断面図）である。

炉本体１は、その上面、側面、及び底面が２重構造になっている（図４も参照）。そのため、内部の熱が外部へ逃げるのを防止することができる。加えて、最外表面の温度を低く抑えられ、作業者に対し安全である。２重構造を構成する２つの壁の間に断熱材を充填しても良い。熱効率が向上し、作業もより安全となる。

炉本体１は、仕切板１７を備える。仕切板１７は、逆さの角錘台の表面と同様の形状（角型のすり鉢状）を有する。仕切板１７のこの形状の領域は、非常に高温になる。それに対応して、熱の流出を防ぐため、かつ、その領域の可燃物の密度を高めるために壁面から離し、炉本体１の底部中心へ可燃物が集まる構造になっている。仕切板１７は、配管４（ａ、ｂ、ｃ）からの供給ガスが炉本体１の燃焼領域１ａに到達可能なように、且つ、所定の量の焼却物がトレー２６へ落ちることが可能なように、複数の孔を有する。更に、第１焼却物取出口７の側には、第１焼却物取出口７から焼却物を取り出すことが可能な開口部７ａが設けられている。

第１排ガス処理部１２は、内室１２ａ及び内室１２ｂを備える。内室１２ａは、水を含み、第１排ガス処理部１２底部にある。配管１１を介して炉本体１から供給された排出ガスを、水との熱交換により冷却する。熱交換効率の向上のためにひだ状の板やフィンを内部に設けても良い。熱交換により、排出ガス中の煙分（水蒸気）のある程度の量が水中に取り込まれる。第１排ガス処理部１２は、外気に接しているので、排出ガスを冷やすことができる程度に低い温度になっている。ただし、水については、当所水を入れず、煙（排出ガス）中の水分が凝縮して溜まっていくものを利用しても良い。水が増えすぎた場合には、図２の配管１５ａから排出する。内室１２ｂは、隔壁１３ａ及び隔壁１３ｂで形成され、第１排ガス処理部１２上部にあり、配管２１と接続している。その内部へ流れ込む冷却された排出ガスを配管２１へ導く。

他は、図１又は図２で説明した通りである。

図４は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の炉本体の構成を示す断面図（図２におけるＩＩ−ＩＩ断面図）である。

電熱棒５ａ及び５ｂは、炉本体１の背面から正面側へ、互いに平行に延びている。電熱棒５ａ及び５ｂは、炉本体１の一方の側面から他方の側面へ延びるように設けても良い。電力の供給により所望の温度で発熱し、炉本体１内の可燃物に熱を供給する。炉本体１内に、その底面と平行に延びている。炉本体１の背面に露出した電熱棒５ａの端部に、電力を供給する配線６ａ及び６ｂが接続されている。同様に、炉本体１の背面に露出した電熱棒５ｂの端部に、電力を供給する配線６ｃ及び６ｄが接続されている。

他は、図１乃至図３のいずれかで説明した通りである。

図５は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の第２排ガス処理部の構成を示す側面図であり、消煙部５８については透視図である。

第２排ガス処理部６０は、第１排ガス処理部１２から排出された排出ガスを配管２１に接続された配管５１を介して供給される。その排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、酸素を含む気体とを混合して、供給ガスとして配管２４ｂへ向けて排出する。配管２１、配管２４ｂ及び配管６２に接続されている。配管２１は第１排ガス処理部１２に、配管２４ｂは配管２４ａにそれぞれ接続されている。配管６２は、バルブ６３を有し、第２排ガス処理部６０内に溜まった水分を必要に応じて取り出すために用いる。

第２排ガス処理部６０は、消煙部５８及び送風部５９を備える。消煙部５８は、配管２１及び配管５１を介して供給された排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。送風部５９は、配管５５を介して消煙部５８の排出ガスを引き込み、配管５６を介して再び消煙部５８へ送出する。排煙部５８は、供給された排出ガスの水分及び粉塵を更に除去し配管５７経由で配管２４ｂへ送出する。すなわち、送風部５９は、炉本体１、第１排ガス処理部１２、及び第２排ガス処理部６０の間での気体の循環を補助している。送風部５９は、供給される電力で動作するモータ部５９ｂにより、ファン部５９ａを回転させる。送風の速度は、送風部２９と同様である。

消煙部５８は、内室５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ及び５８ｆを備える。各部屋は、隣接する部屋と隔壁５２ａ（５３ａ）、５２ｂ、５２ｃ、５３ｂ、５２ｄで隔てられている。ただし、消煙部５８の底部には隔壁は無く、すべての内室は、液体が移動可能につながっている。内室５８ａは、水を含み、消煙部５８の一方の端にある。消煙部５８の上部に接続された配管５１は、内室５８ａ内に延びている。配管２１を介して第１排ガス処理部１２から供給された排出ガスは、水との熱交換により冷却される。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）のある程度の量が水中に取り込まれる。

内室５８ｂは、水を含み、内室５８ａに隣接している。内室５８ａの底部から液体中を伝って内室５８ｂに達した排出ガスは、内室５８ｂの水との熱交換により冷却される。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）のある程度の量が水中に取り込まれる。排出ガスは、送風部５９のファン５９ａにより、内室５８ｂに接続された配管５５から吸い出され、配管５６を介して内室５８ｃへ吐出される。

内室５８ｃは、水を含み、内室５８ｂに隣接している。配管５６を介して供給された排出ガスを、水との熱交換により冷却する。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）のある程度の量が水中に取り込まれる。

内室５８ｄは、水を含み、内室５８ｃに隣接している。内室５８ｃの底部から液体中を伝って内室５８ｄに達した排出ガスは、内室５８ｄの水との熱交換により冷却される。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）のある程度の量が水中に取り込まれる。

ただし、内室５８ａ〜２８ｄの水については、当所水を入れず、煙中の水分が凝縮して溜まっていくものを利用しても良い。また、当所水ではなく、適当な薬剤（中和用の水溶液など）を入れていてもよい。熱交換効率の向上のためにひだ状の板やフィンを内部に設けても良い。

内室５８ｅは、水を含み、内室５８ｃに隣接し、内室５８ｄの上部にある。内室５８ｄから隔壁５３ｂを伝って内室５８ｅに達した排出ガスは、配管５７を介して配管２４ｂへ送出される。その際、配管５７から配管２４ｂへ排出ガスを送り込む気体の流れの勢いを利用して、配管５７と接合する配管２４ｂの端部（一部開口）から、空気を導入する。すなわち、第２排ガス処理部６０は、水分及び粉塵を除去された排出ガスと空気（酸素を含む気体）とを混合し、配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃへ向けて配管２４ｂ及び２４ａ経由でその混合ガスを供給ガスとして排出する。

なお、内室５８ｆは、消煙部５８内の液面の高さを測る部屋である。外側の壁面にガラス製又は樹脂製の透明な板７０がはめ込まれている。消煙部５８に所定の溶液を供給可能な液供給口６１が配管５６にも受けられている。
なお、第２排ガス処理部は、炉本体１から排出される排出ガス中の水分を減少させ、水分が減少した排出ガスと空気とを混合して炉本体１へ循環できる機能を有していれば、他の構成を有していても良い。

この可燃物燃焼炉５０における燃焼の原理について図６を参照して説明する。
図６は、本発明の可燃物燃焼炉における燃焼の状況を説明する概念図である。各符号は図１〜図４と同様である。炉本体１内部は、温度及び可燃物の燃焼状態から図のような未燃域、乾燥域、炭化域、灰化域（低温灰化域、高温灰化域（第１高温域、第２高温域））に分けることができる。

未燃域は、可燃物に特に変化のない領域である。その温度は、例えば、１５０℃〜２００℃程度である。乾燥域（第１域）は、可燃物の固形物表面の水分が蒸発し、更にその下部では固形物内部の水分が蒸発する領域である。その温度は、例えば２００℃〜４００℃である。炭化域（第２域）は、固形物中の揮発分（例示：可燃性ガス、炭化水素ガス）が揮発する領域である。その温度は、例えば４００℃〜９００℃である。揮発した成分は、その多くは、炉壁に付着する。その後、輻射熱などにより炭化して最終的に灰化域へ入る。灰化域（第３域）は、低温灰化域及び高温灰化域を含み、水分や揮発分が抜けた可燃物が燻焼（酸化）により分解し、灰化している領域である。その温度は、例えば９００℃〜１２００℃である。可燃物が発火、灰化し、最終的にセラミック状に分解される。そして、大きく減容されて底部へ向かって移動する。

ただし、低温灰化域は、温度が相対的に低く、例えば９００℃〜１０００℃である。主に第１高温域の炉壁からの輻射熱により燻焼（酸化）分解し、灰化が起こっている。高温灰化域の第１高温域は、燻焼（酸化）分解し、灰化する時の温度が相対的に高く、例えば１０００℃〜１２００℃である。第１高温域の炉壁からの輻射熱に加えて、第２高温域の炉壁からの輻射熱によっても燻焼（酸化）分解が起こっている。この第１高温域は、配管１４ａ〜１４ｃの吹出口のすぐ横であり、酸素の量が他の領域に比較して相対的に多い。加えて、電熱棒５ａ及び５ｂの含まれる領域である。従って、最も分解反応が進む箇所である。第２高温域は、燻焼（酸化）分解時の温度が相対的に低く、例えば８００℃〜９００℃である。主に第１高温域からの輻射熱により燻焼（酸化）分解が起こっている。配管１４ａ〜１４ｃの吹出口からでてくる酸素が、磁石４ａ〜４ｃにより活性化（例示：マイナスイオン化）されていることも、上記灰化に効果がある。

灰化域のプロセスは、通常の大きな火炎を伴う燃焼による焼却とは異なり、大きな火炎の発生がほとんど起こらない。すなわち、局所的な発火で可燃物を燻焼（酸化）により分解させるプロセスと考えられる。可燃物が詰まっていて十分な酸素が供給されないが、水分を除去した気体（供給ガス）を供給しているため、炉壁から輻射した赤外線が充分に可燃物に浸透してその周辺が高温を発生し、炎を出さずにセラミック状の粉体が形成される。

可燃物は、灰化域において大きく減容されて底部へ向かって移動して行くので、それに連れて炭化域の可燃物は灰化域へ移動する。それに伴い、乾燥域の可燃物は炭化域へ移動し、未燃域の可燃物は乾燥域へ移動する。このようにして、連続的に燃焼が行われ、すべての可燃物が燃焼する。従って、未燃域に連続的に可燃物を投入すれば連続的に可燃物の処理を行うことができる。

次に、本発明の可燃物焼却方法の実施の形態（可燃物焼却炉の実施の形態の動作）について説明する。

図７は、本発明の可燃物焼却方法の実施の形態を示すフロー図である。
まず、可燃物焼却炉５０の炉本体１の可燃物投入口２から可燃物を炉本体１に投入し、上蓋３を閉じる（ステップＳ０１）。このとき、側蓋８は閉じている。バルブ２３ａ〜２３ｃは開とし、バルブ１５ａ、１５ｂは閉とする。

次に、第２排ガス処理部６０の送風部５９の電源をＯＮにする（ステップＳ０２）。これにより、空気が配管２４ｂ−配管２４ａ−配管１４ａ〜１４ｃ−炉本体１−配管１１−第１排ガス処理部１２−配管２１−第２排ガス処理部６０の経路で循環する。酸素を含む気体としての空気が配管１４ａ〜１４ｃを通過するとき、空気は磁石４ａ〜４ｃにより磁力を及ぼされる。これにより、空気内に含まれる成分（例示：酸素や二酸化炭素）が活性化される。一部はマイナスイオン化される。その空気は、炉本体１にへ供給される。

続いて、電熱棒５ａ及び５ｂをＯＮにし所定の温度にする（ステップＳ０３）。電熱棒５ａ及び５ｂのＯＮ又はＯＦＦは、制御部１８で制御しても良いし、ユーザが行っても良い。

電熱棒５ａ及び５ｂのＯＮにより、その付近の可燃物の温度が上昇する。それにより、まず可燃物の固形物表面の水分が蒸発、その後内部の水分が蒸発する。そして、ある温度で発火する。これにより、炉本体１内での燃焼が開始される（ステップＳ０４）。

燃焼の初期では、灰化域（図６）が十分に形成されていないので、電熱棒５ａ及び５ｂを所定の温度で運転しておく。そして、灰化域が形成された時点で、電熱棒５ａ及び５ｂをＯＦＦする（ステップＳ０５）。灰化域が形成された時点は、例えば、所定の時間経過後、或いは、温度センサ１９で計測される温度が所定の温度になることで判断する。燃焼については、図６における説明の通りである。

燃焼を終了させる場合、第２排ガス処理部６０の送風部５９をＯＦＦする（ステップＳ０６）。これにより、酸素を含み磁界内を通過した気体の供給が停止されるので、燻焼（酸化）による分解が停止する。

温度が十分に低くなった時点で、第１焼却物取出口７から焼却後の焼却物を取り出す。トレー２６を引き出して焼却後の焼却物を取り出す（ステップＳ０７）。更にバルブ１０ａ及びバルブ１０ｂを開け、第１排ガス処理部１２及び第２排ガス処理部６０内の液体を取り出す（ステップＳ０８）。

このようなプロセスで、可燃物が燃焼される。

燃焼中に発生する排出ガスは、装置内を循環するため、装置の外に排出されることはほとんどない。加えて、燃焼中に発生する排出ガスは、装置内を循環するため、セラミック状の焼却物のある領域や局所的な高温（９００℃〜１２００℃）の領域を通る。そのため、ダイオキシンに例示される有害物質の多くは分解されるか、又は、セラミック状の焼却物に吸着されると推定される。従って、ダイオキシンのような有害物質を含んだ排出ガスは極めて少ない。

焼却後の焼却物（残留灰）は、セラミック状の粉体である。一部有形のものもあるが非常に脆く、簡単に紛体になる。これらの主成分は、酸化カルシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウムなどの無機物である。それらは、振動を与えることにより、多量のマイナスイオンを発生する特性を有する。また、ガスの吸着性に優れ、一般的にセラミック消臭剤として使用されているゼオライトよりも高い消臭効果を示す。

焼却物を各種建材（例示：石膏ボード用添加剤、塗料、壁紙）に応用することで、消臭効果、マイナスイオン効果を有する建材を製造することができる。また、単に消臭材として各種場所（例示：下駄箱、トイレ、ゴミ置き場、工場、鶏舎、畜舎）において用いることも可能である。

排ガス処理部に蓄積されている水（液体、必要に応じて固形分をろ過したもの）は、いわゆる木酢液（チャコールウォーター）と同様の特性を示す。例えば、防腐性、防虫性、殺菌性、消臭性である。すなわち、この水（液体）は、これらの性質を利用した防腐剤、防虫剤、殺菌剤、消臭剤に応用することができる。また、アトピー性皮膚炎の炎症部に塗布することにより炎症の状態を大幅に改善できる効果も見出されている。

本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、非常に高温で焼却するので、可燃物であれば、特に分別することなく燃焼することが可能である。すなわち、分別にかかる作業を省略することができる。

本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、排出される排出ガスの量が非常に少なく、排出ガス中に含まれる有害物質の量が極めて少ない。すなわち、環境に対する負荷が少なく安全な装置及び方法である。

本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、バーナーのような燃料を使用する機器を使用していないので、燃料消費量がゼロである。加えて、初期に電熱棒を使用する以外は、電力消費の少ない送風部（例示：送風ファン）しか電力を消費しないので、電力消費量が小さい。すなわち、ランニングコストが低く、省エネルギーである。

本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、可燃物を燃焼により１／２００〜１／３００に減容するので、最終的に処分する廃棄物の量を著しく少なくすることができる。加えて、上記のように生成した焼却物（残留灰）や液体は、特有の性質を有している。そのため、それらをリサイクル利用することが可能である。すなわち、資源のリサイクルに役立つ。

図１は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体及びその周辺の構成を示す側面図である。 図２は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体及びその周辺の構成を示す背面図である。 図３は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体及びその周辺の構成を示す断面図である。 図４は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体の構成を示す断面図である。 図５は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の第２排ガス処理部の構成を示す側面図である。 図６は、本発明の可燃物燃焼炉における燃焼の状況を説明する概念図である。 図７は、本発明の可燃物焼却方法の実施の形態を示すフロー図である。

符号の説明

１ 炉本体
１ａ 燃焼領域
２ 可燃物投入口
３ 上蓋
４（ａ，ｂ，ｃ） 磁石
５（ａ，ｂ） 電熱棒
６（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） 配線
７ 第１焼却物取出口
７ａ 開口部
８ 側蓋
９ 取っ手
１０ バルブ
１１、１４（ａ，ｂ，ｃ）、１５、２１、２４（ａ，ｂ）、５１、５５、５６、５７、６２ 配管
１２ 第１排ガス処理部
１２ａ、１２ｂ 内室
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 隔壁
１７ 仕切板
１８ 制御部
１９ 温度センサ
２３（ａ，ｂ，ｃ） バルブ
２５ 第２焼却物取出口
２６ トレー
５０ 可燃物焼却炉
５８ 消煙部
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、５８ｅ、５８ｆ 内室
５２ａ、５３ａ、５２ｂ、５２ｃ、５３ｂ、５２ｄ 隔壁
５９ 送風部
５９ａ ファン部
５９ｂ モータ部
６０ 第２排ガス処理部
６３ バルブ

Claims (18)

1. 可燃物の燃焼が内部で行われる容器と、
   前記容器内に設けられ、前記可燃物に熱を供給する発熱体と
   一端を前記容器に接続され、酸素を含む供給ガスが前記容器へ向けて流れる第１管と、
   前記供給ガスと前記可燃物との燃焼により前記容器から排出される排出ガスの水分を減少させた後、前記排出ガスと空気とを混合して、前記供給ガスとして前記第１管へ向けて送出する排ガス処理部と
   を具備する
   可燃物焼却炉。
2. 請求項１に記載の可燃物焼却炉において、
   前記排ガス処理部は、
   気体の流れに対して直列に接続され、通過する前記排出ガスの前記水分を凝縮して貯蔵する複数の処理部と、
   前記水分を減少された前記排出ガスを吸い込み、前記第１管へ向けて吐出する送風部と
   を備える
   可燃物焼却炉。
3. 請求項１又は２に記載の可燃物焼却炉において、
   前記容器が、
   前記可燃物中の水分が蒸発する第１域と、
   前記第１域の下部にあり、前記第１域を経由した前記可燃物が炭化される第２域と、
   前記第２域の下部にあり、前記第２域を経由した前記可燃物が灰化する第３域と
   を含む
   可燃物焼却炉。
4. 請求項３に記載の可燃物焼却炉において、
   前記第３域は、
   前記第２域の下部にあり、前記第２域を経由した前記可燃物が相対的に相対的に低温で灰化する低温灰化域と、
   前記低温灰化域の下部にあり、前記低温灰化域を経由した前記可燃物が相対的に高温で灰化する高温灰化域と
   を含む
   可燃物焼却炉。
5. 請求項３又は４に記載の可燃物焼却炉において、
   前記第１域は、第１中心温度を有する第１温度範囲にあり、
   前記第２域は、第２中心温度を有する第２温度範囲にあり、
   前記第３域は、第３中心温度を有する第３温度範囲にあり、
   前記第１中心温度＜前記第２中心温度＜前記第３中心温度である
   可燃物焼却炉。
6. 請求項５に記載の可燃物焼却炉において、
   前記第３温度範囲は、９００℃〜１２００℃である
   可燃物焼却炉。
7. 請求項５又は６に記載の可燃物焼却炉において、
   前記第１温度範囲は、２００℃〜４００℃であり、
   前記第２温度範囲は、４００℃〜９００℃である
   可燃物焼却炉。
8. 請求項３乃至７のいずれか一項に記載の可燃物焼却炉において、
   前記発熱体は、前記第３域内に設けられている
   可燃物焼却炉。
9. 請求項３乃至８のいずれか一項に記載の可燃物焼却炉において、
   前記第１管が前記容器に接続した開口部は、前記第３域の近傍に設けられている
   可燃物焼却炉。
10. 請求項３乃至９のいずれか一項に記載の可燃物焼却炉において、
    前記容器は、
    前記第３域における前記容器の底部に平行な面の面積が、前記容器の下部へ向かって単調に減少するよう前記第３域の領域を制限する仕切板を備える
    可燃物焼却炉。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の可燃物焼却炉において、
    前記第１管に取り付けられ、前記第１管の内部を通る前記供給ガスに前記第１管を介して磁力を及ぼす磁石と
    を更に具備する
    可燃物焼却炉。
12. （ａ）可燃物を投入された炉に供給ガスを供給するステップと、
    （ｂ）前記炉内に設けられた発熱体を発熱させて前記可燃物に着火するステップと、
    （ｃ）前記炉で前記可燃物の燃焼を行うステップと、
    （ｄ）前記燃焼により前記炉から排出される排出ガスの水分を減少させるステップと、
    （ｅ）前記排出ガスと、酸素を含む空気とを混合し、前記供給ガスとするステップと
    を具備する
    可燃物焼却方法。
13. 請求項１１に記載の可燃物焼却方法において、
    前記（ｃ）ステップは、
    （ｃ１）所定の条件が満たされたとき、前記発熱体の発熱を停止するステップを備える
    可燃物焼却方法。
14. 請求項１２又は１３に記載の可燃物焼却方法において、
    前記（ｃ）ステップは、
    （ｃ２）第１中心温度を有する第１温度範囲にある第１域において、前記可燃物中の水分を蒸発させるステップと、
    （ｃ３）第２中心温度を有する第２温度範囲にある前記第１域の下部の第２域において、前記第１域からの前記可燃物を炭化するステップと、
    （ｃ４）第３中心温度を有する第３温度範囲にある前記第２域の下部の第３域において、前記第２域からの前記可燃物を灰化するステップと
    を備える
    可燃物焼却方法。
15. 請求項１４に記載の可燃物焼却方法において、
    前記第１中心温度、前記第２中心温度及び前記第３中心温度の関係は、
    前記第１中心温度＜前記第２中心温度＜前記第３中心温度である
    可燃物焼却方法。
16. 請求項１４又は１５に記載の可燃物焼却方法において、
    第３温度範囲は、９００℃〜１２００℃である
    可燃物焼却方法。
17. 請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の可燃物焼却方法において、
    前記供給ガスは、前記第３域の近傍に供給される
    可燃物焼却方法。
18. 請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の可燃物焼却方法において、
    前記炉は、
    前記第３域における前記炉の底部に平行な面の面積が、前記炉の下部へ向かって単調に減少するよう前記第３域の領域を制限する仕切板を備える
    可燃物焼却方法。

Images