JP2008039366A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで燃焼効率がよく、排出ガスが無煙、無臭でしかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、ＣＯなどの発生を著しく減少させることのできるとともに、消費燃料の少ない焼却炉を提供する。
【解決手段】焼却物を乾溜ガス化する乾溜ガス室２を内部に備えた炉体１と、乾溜ガス室２内の焼却物Ｃを焼却して乾溜ガス化する第１の燃焼器４と、乾溜ガス室２で発生した乾溜ガスを二次燃焼させるための燃焼筒７と、燃焼筒７内に乾溜ガスを流入するための乾溜ガス流入孔６と、燃焼筒７内の乾溜ガスを燃焼させるための第２の燃焼器８と、燃焼筒７内の排ガスを外部に排出するための煙突１２とからなり、前記燃焼筒７の少なくとも前記乾溜ガス流入孔６を含む一部が乾溜ガス室２の領域内に配置されている構成。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば家庭ゴミ等の一般廃棄物や、産業廃棄物等の焼却処理に用いられる焼却炉に関するものである。

従来、焼却炉として、炉体に設けられた開閉可能な投入口から焼却物を投入して燃焼室内でバーナーにより焼却物を燃焼させ、燃焼により生じる煤煙を煙突体から排出する構造のものが一般的であるが、このような一次的な燃焼方式では、炉体内での焼却物の燃焼が不完全燃焼となり易く、ダイオキシンなどの有害物質や粉塵、ＣＯを含む煤煙などを大量に大気中に放出し、環境汚染の大きな原因となっている。

そこで、焼却物を燃焼させるための一次燃焼室に加え、この一次燃焼室からの燃焼ガスを更に燃焼させるための二次燃焼室を一次燃焼室の上方で炉体内部に形成し、再燃バーナーにより再燃焼させるようにして、ＣＯなどの未燃焼ガスうや煤煙の燃焼を促進するようにしたものが、例えば特許文献１や特許文献２で提案されている。

しかし、この特許文献１や特許文献２の燃焼炉は、二次燃焼室を設けたことによりある程度の燃焼効果を高めることができるが、二次燃焼室が一次燃焼室の上段に隔壁によって区分けされた状態で個別に設けられているため、焼却炉全体が大型化すると共に、二次燃焼室の熱が一次燃焼室内の焼却物の加熱に利用されることがないので、熱損失が大きく燃料費等の運転コストが高くつき不経済であるといった問題点があった。

また、炉体内に水平な助燃筒を設けて、助燃筒の上方にある投入口から焼却物を投入し、助燃筒の一端側からバーナーの火炎を噴射させて焼却物を燃焼させ、その排ガスを垂直な二次燃焼筒に導いて再燃焼させる焼却炉が特許文献３で提案されている。

この特許文献３の焼却炉も、先に述べた焼却炉と同じように、二次燃焼筒が一次燃焼させるための助燃筒とは区分けされた状態で個別に設けられているため、装置全体が大型化すると共に、二次燃焼筒の熱が助燃筒での焼却物の加熱に利用されることがないので、熱損失が大きく、且つ燃料費が高くついて不経済であるといった欠点があった。
特開平９−１５９１２８号公報 特開平５−２３１６２４号公報 特開２００５−２９１６８７号公報

そこで本発明は上記の課題を解決することを図るものであって、コンパクトで燃焼効率がよく、排出ガスが無煙、無臭でしかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、ＣＯなどの発生を著しく減少させることのできる焼却炉を低コストで提供することを主たる目的とするものである。

上記目的を達成する為に本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明に係る焼却炉にあっては、焼却物を乾溜ガス化するための乾溜ガス室を内部に備えた炉体と、乾溜ガス室内の焼却物を焼却して乾溜ガス化する第１の燃焼器と、乾溜ガス室で発生した乾溜ガスを二次燃焼させるための燃焼筒と、燃焼筒内に乾溜ガスを流入するために燃焼筒周壁に形成された乾溜ガス流入孔と、燃焼筒内の乾溜ガスを燃焼させるための第２の燃焼器と、燃焼筒内の排ガスを外部に排出するための煙突とからなり、前記燃焼筒の少なくとも前記乾溜ガス流入孔を含む一部が乾溜ガス室の領域内に配置されている構造とした。

本発明の焼却炉は上記の如く構成したので、第１の燃焼器の燃焼によって生じた乾溜ガス室の乾溜ガスが燃焼筒内に流入して第２の燃焼器により再燃されると共に、燃焼筒の乾溜ガス流入孔を含む一部が乾溜ガス室の領域を貫通して配置されている構造としたので、乾溜ガス室内にある燃焼筒の筒壁からの放射熱を乾溜ガスの加熱に利用することができて燃焼効率を更に高めることができ、これにより無煙、無臭でしかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、ＣＯなどの発生を著しく減少させるとともに燃費の削減を図ることができる、といった効果がある。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記発明において、前記燃焼筒が、乾溜ガス室を上下に貫通して配置されていてその上端に第２の燃焼器が設けられ、燃焼筒下部で前記煙突に連通され、乾溜ガス室の上部で燃焼筒周壁に乾溜ガスを流入させるための前記乾溜ガス流入孔が設けられている構造とするのがよい。
これにより、乾溜ガス室上部で燃焼筒に流入して再燃された排ガスは燃焼筒に沿って下方に流れるので、乾溜ガス燃焼後の高温の排ガスの熱を、乾溜ガス室内で燃焼筒上部から下部にわたって広い範囲で筒壁からの放射熱として有効に利用できると共に、燃焼筒を炉体から上部や側方に大きくはみ出ない状態でコンパクトに組成することができる。

また本発明では、前記燃焼筒の少なくとも乾溜ガス室内に配置される部分の一部を冷却する冷却手段を設けるのが好ましい。この場合、この冷却手段が外気による空冷で行うように形成し、空冷に使用された空気を第２の燃焼器の燃焼空気として利用するようにするのがよい。
これにより、炉体内部の高温による燃焼筒の熱損傷を防止することができるとともに、熱交換で加温された空気によって第２の燃焼器の燃焼効果を促進することができる。

また本発明では、前記第１の燃焼器又は第２の燃焼器若しくはその両方が、燃料噴射ノズルと、該噴射ノズルの燃料噴射軸線に対して接線方向に空気を供給する空気旋回供給器とを備えていて、供給される空気に渦流を発生させるように形成されている構造とするのがよい。
これにより、空気と燃料とが効果的に混合、攪拌されて燃焼効率を高めることが可能となる。

以下において本発明にかかる焼却炉の具体的な内容を図に示した実施例に基づき説明する。図１〜図３は本発明の焼却炉の第１の実施例を示すものであって、符号１で炉本体を示す。炉本体１の内部に乾溜ガス室２が設けられ、焼却物を乾溜ガス室２に投入するための投入口３が炉本体１の壁面に設けられている。また、乾溜ガス室２に投入された焼却物Ｃを燃焼させるためのバーナー等の第１の燃焼器４が乾溜ガス室２の下方に配置されている。

更に、乾溜ガス室２で焼却物Ｃを燃焼させることにより発生した乾溜ガスを再燃焼させるための燃焼筒７が設けられている。この燃焼筒７は、乾溜ガス室２内で乾溜ガスを燃焼筒内に流入させる複数の乾溜ガス流入孔６を備えた上下に長い筒部材７によって形成されている。本実施例では、乾溜ガス室２の上方部分が庇のように炉体側方に張り出して形成され、この張り出した乾溜ガス室２を上下に貫通するように燃焼筒７が配置されている。また、乾溜ガス流入孔６から燃焼筒７内に流入した乾溜ガスを燃焼させるためのバーナー等の第２の燃焼器８が燃焼筒７の上端に設けられ、燃焼筒７の下部は乾溜ガスを燃焼することによって生じた排ガスを外部に排出するための煙突１２が接続されている。

上記第１の燃焼器４並びに第２の燃焼器８は、燃料噴射ノズル９と、該噴射ノズル９の燃料噴射軸線に対して接線方向に空気を供給する空気旋回供給器１０、燃焼用空気取入れ口１１並びに点火装置（図示外）とからなり、空気旋回供給器１０は図３に示すように、断面リング状の形態をなし、外周面から内側空間に向かって接線方向に開口した複数の空気導入孔１０ａを備え、ここから導入した空気と燃料噴射ノズル９からの燃料とによる火炎に渦流を発生させるように形成されている。

上記の構成において、乾溜ガス室２に焼却物Ｃを投入して第１の燃焼器４を作動させて焼却物を燃焼させることにより乾溜ガス室２内に乾溜ガスが発生する。この乾溜ガスは、乾溜ガス流入孔６から燃焼筒７内に流入して第２の燃焼器８の火炎により再燃されてほぼ完全に燃焼され、その排ガスは煙突１２から外部に排出される。また、乾溜ガス室２内で、燃焼筒７の筒壁から放射熱が乾溜ガス室２に放射されて焼却物Ｃを加熱して燃焼効率を更に助長する。これにより、煙突１２から排出される排ガスが無煙、無臭で、しかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、ＣＯなどの含有量を著しく減少させることができると共に、燃費の節減を図ることができる。尚、前記燃焼筒７は、少なくとも乾溜ガス室２内に位置する部分を鉄等の熱伝導性に優れた材料で形成するのが好ましい。これにより燃焼筒７の筒壁からの放射熱の熱量を高めることができる。

また、上記燃焼器４，８において、噴射ノズル９の燃料噴射軸線に対して空気旋回供給器１０の空気導入孔１０ａから接線方向に空気が供給されるので、点火された火炎に渦流が発生して空気と燃料とが効率よく混合攪拌され、効率よく燃焼させることができる。

図４は、前記燃焼筒７の乾溜ガス室２内に配置される部分を冷却する冷却手段１３を設けた実施例を示すものであって、この実施例では冷却手段１３が外気による空冷で行うように形成されている。即ち、乾溜ガス室２内で燃焼筒７の周壁の一部が間隙１４を持った２重壁構造とされ、この間隙１４の上端が第２の燃焼器８の空気旋回供給器１０に連通され、下端が空気取入れ口１５に連通されている。これにより、乾溜ガス室２内の高温による燃焼筒７の熱損傷を防止することができるとともに、熱交換で加温された空気によって第２の燃焼器８の燃焼を促進することができるようになっている。

図５は、上記冷却手段１３を水冷方式とした場合の実施例を示すものであって、２重壁構造となった燃焼筒７の間隙１４の下端が冷却水取入れ口１６に連通され、間隙１４の上端が冷却水取出口１７に連通されている。従ってこの実施例では、熱交換によって加温されて冷却水取出口１７から取り出された温水を風呂等に有効利用することができる。

また本発明では、図６に示すように、燃焼筒４の殆どの部分を乾溜ガス室２内に配置するように構成することも可能である。このようにすれば、乾溜ガス室２内での燃焼筒７からの熱放射面積が増えて大きな放射熱を得ることができ、これにより第１の燃焼器４の燃焼を低くおさえることができ、或いは一時休止させることも可能となって、消費燃料を更に節減することができる。

本発明では上記した実施例に特定されるものではく、本発明の構成要件を備え、且つ上記した効果を有する範囲内で適宜変更して実施することができることは勿論である。

本発明の焼却炉は家庭用に限らず、事業所や工場内での簡易焼却炉としても広範囲に利用することが可能である。

本発明に係る焼却炉の一実施例を示す断面図。 図１に於けるＡ−Ａ線断面図。。 本発明における第１並びに第２の燃焼器の空気旋回供給器を示すものであって、図１に於けるＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図。 本発明に係る焼却炉の別の実施例を示す断面図。 本発明に係る焼却炉の更に別の実施例を示す断面図。 本発明に係る焼却炉の他の実施例を示す断面図。

符号の説明

１ 炉本体
２ 乾溜ガス室
３ 投入口
４ 第１の燃焼器
６ 乾溜ガス流入孔
７ 燃焼筒
８ 第２の燃焼器
９ 燃料噴射ノズル
１０ 空気旋回供給器
１１ 空気取入れ口
１２ 煙突

Claims (5)

1. 焼却物を乾溜ガス化するための乾溜ガス室を内部に備えた炉体と、乾溜ガス室内の焼却物を焼却して乾溜ガス化する第１の燃焼器と、乾溜ガス室で発生した乾溜ガスを二次燃焼させるための燃焼筒と、燃焼筒内に乾溜ガスを流入するために燃焼筒周壁に形成された乾溜ガス流入孔と、燃焼筒内の乾溜ガスを燃焼させるための第２の燃焼器と、燃焼筒内の排ガスを外部に排出するための煙突とからなり、前記燃焼筒の少なくとも前記乾溜ガス流入孔を含む一部が乾溜ガス室の領域内に配置されている焼却炉。
2. 前記燃焼筒が乾溜ガス室を上下に貫通して配置されていてその上端に第２の燃焼器が設けられ、燃焼筒下部で前記煙突に連通されている請求項１に記載の焼却炉。
3. 前記燃焼筒の少なくとも乾溜ガス室内に配置される部分の一部を冷却する冷却手段が設けられている請求項１〜請求項２の何れかに記載の廃棄物焼却炉。
4. 前記冷却手段が外気による空冷で行うように形成され、空冷に使用された空気を第２の燃焼器の燃焼空気として利用するようにした請求項３に記載の廃棄物焼却炉。
5. 前記第１の燃焼器又は第２の燃焼器若しくはその両方が、燃料噴射ノズルと、該噴射ノズルの燃料噴射軸線に対して接線方向に空気を供給する空気旋回供給器とを備えていて、供給される空気に渦流を発生させるように形成されている請求項１〜請求項４に記載の焼却炉。
   
   

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