JP2017520748A - 廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉 - Google Patents

Abstract

上部に排気口を有し、燃焼ガスが該排気口を通して放出される、焼却炉ハウジング；プラスチック廃棄物固体燃料を移し、供給する、燃料供給ユニット；供給されたプラスチック廃棄物固体燃料を継続的に移し、燃やす、第１燃焼ユニット；燃焼のために必要とされる空気を第１燃焼ユニットへ供給する、第１給気ユニット；第１燃焼ユニットから発生する燃焼ガスを第１燃焼チャンバの下部の方へ誘導する、燃焼ガス誘導ユニット；第１燃焼ユニットの下部に配置され、および、燃焼ガスを再燃させるために燃焼ガス誘導ユニットを通して供給された燃焼ガスを下方に注入する下方注入ノズルユニットを含む、第２燃焼ユニット；ならびに、第２燃焼ユニットの下部に配置され、および、下方に空気を注入することによって燃焼のために必要とされる空気を第２燃焼ユニットへ供給する、第２給気ユニット：を含む、プラスチック廃棄物固体燃料焼却炉が提供される。それに応じて、別の補助燃料を使用することなく、プラスチック廃棄物固体燃料の燃焼の間に発生する燃焼ガスを使用して継続的な燃焼を許容し、それによって、焼却コストを減らすという利点がある。

Description

本発明は、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉に関する。より具体的には、廃棄物プラスチック固体燃料の焼却の間に発生する燃焼ガスを使用することによって、追加のエネルギー源を使用する必要なしに完全に、またはほぼ完全に、廃棄物プラスチック固体燃料を焼却することができる、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉に関する。

石油エネルギー源は、枯渇しつつある。廃プラスチック燃料（ＲＰＦ）は、石油エネルギー源に取って代わり得る代替エネルギー源として提案された。韓国政府環境部（Korean Mistry of Environment）によって発行されたガイドライン番号２００３−１２７によると、ＲＰＦは、可燃性廃棄物プラスチックを選択し、破砕し、脱水し、および形成するステップによって生産される固体燃料であり、固体燃料の６０％以上の量における廃棄物プラスチックを収容する。廃棄物プラスチック固体燃料（またはＰＲＦ）の発熱量は、約６，０００〜８，７００ｋｃａｌ／ｋｇであり、瀝青炭の発熱量に類似する。廃棄物プラスチック固体燃料は、廃棄物プラスチックから生産されるため安い。それは、廃棄物プラスチックをリサイクルすることによって、経済的利益を提供する。廃棄物プラスチックが焼却炉で焼却されるときに発生する燃焼ガスは、焼却炉の部品の腐食を引き起こさない。廃棄物プラスチックの貯蔵タンクに、特別な施設を設けることを要しない。加えて、廃棄物プラスチック固体燃料は、多くの場所における代替エネルギー源として使用される。

廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の様々な構造は、例えば、Korean Patent No. 10-814447 (“Industrial Boiler Using Refused Plastic Fuel”)およびKorean Patent No. 10-1342392 (“Structure for Combustion of Solid Fuel and Incinerator Having Same Structure”)に開示されるように、提案されてきた。

詳細な説明
解決すべき課題
廃プラスチック固体燃料を使用する工業用ボイラは、Korean Patent No. 10-814447において提案されるとおり、予め決められた量の固体燃料をボイラの燃焼チャンバ中へ導入すること、および、チャンバの内側の回転ローラによって導入される固体燃料を徐々に動かすことによって、燃焼率を強化する。燃焼のために必要な空気は、回転ローラの表面から供給される。しかしながら、追加のエネルギー源が要求され、それは全体の作業費を増やす。

焼却炉は、Korean Patent No. 10-1342392において提案されるとおり、固体燃料の凝集および接着を防ぎ得、および、灰の量を減らし得る構造を有する。しかしながら、上向きの燃焼が焼却炉において使用されるため、燃焼ガスの焼却は、不完全であり、著しい量の煙が発生する。

本発明の目的の１つは、追加のエネルギー源を要求せず、および／または、完全な燃焼ガスの焼却を行い得る、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉を提供することである。

本発明の他の目的は、廃棄物プラスチック固体燃料の焼却から発生する燃焼ガスをリサイクルし、再燃させる、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉を提供することであり、それによって、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に通常発生する、危険な副産物（例えば、ダイオキシン）を著しく減らす。

さらに本発明の他の目的は、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に発生する熱を再使用する、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉を提供することであり、それによって、熱エネルギー効率を最大化する。

課題を解決するための手段
本発明の１つの側面は、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉を提供する。焼却炉は、焼却炉ハウジング、燃料供給ユニット、第１燃焼ユニット、第２燃焼ユニット、第１給気ユニット、第２給気ユニット、および燃焼ガス誘導ユニットを含む。

焼却炉ハウジングは、それの上部上に、燃焼ガスを放出するための排気口が提供される。燃料供給ユニットは、廃棄物プラスチック固体燃料を供給するように構成される。第１燃焼ユニットは、燃料供給ユニットによって供給された廃棄物プラスチック固体燃料を継続的に移し、焼却するように構成される。第１給気ユニットは、第１燃焼ユニットへ空気を供給するように構成される。燃焼ガス誘導ユニットは、第１燃焼ユニットから発生する燃焼ガスを下方に移すように構成される。第２燃焼ユニットは、第１燃焼ユニットの下に配置され、および、燃焼ガスを第２燃焼ユニットにおいて再燃させるために、燃焼ガス誘導ユニットによって供給された燃焼ガスを下方に注入するための下方注入ノズルユニットを含む。第２給気ユニットは、第２燃焼ユニットの下に配置され、および、第２燃焼ユニットへ空気を上方に注入するように構成される。

本発明の他の側面は、焼却部分、熱交換部分、および熱媒体ジャケットを含む、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉を提供することである。焼却部分は、それの上部上に、燃焼ガスを放出するための排気口が提供される、焼却炉ハウジング；廃棄物プラスチック固体燃料を供給するための、燃料供給ユニット；燃料供給ユニットによって供給されたプラスチック廃棄物固体燃料を継続的に移し、燃やすための、第１燃焼ユニット；第１燃焼ユニットへ空気を供給するための、第１給気ユニット；第１燃焼ユニットから発生する燃焼ガスを下方に移すための、燃焼ガス誘導ユニット；第１燃焼ユニットの下に配置され、および、燃焼ガスを第２燃焼ユニットにおいて再燃させるために燃焼ガス誘導ユニットによって供給された燃焼ガスを下方に注入するための下方注入ノズルユニットを含む、第２燃焼ユニット；ならびに、第２燃焼ユニットの下に配置され、および、第２燃焼ユニットへ空気を上方に注入するように構成される、第２給気ユニット：を含む。

熱交換部分は、熱交換器ハウジング、複数の熱交換チューブ、上方分割壁、およびヘッダを含む。熱交換器ハウジングは、それの下部上に液体注入を、および、それの上部上に液体排出を提供される。熱交換器ハウジングは、熱交換器ハウジングの上方空間によって定義される上方ガス循環チャンバ、および、熱交換器ハウジングの下方空間によって定義される下方ガス循環チャンバを含有する。熱交換器ハウジングにおいて提供される中央ガス通路を囲む、複数の熱交換チューブは、上方ガス循環チャンバと下方ガス循環チャンバとの間に延びる。上方分割壁は、上方ガス循環チャンバの内部空間を分割する。ヘッダは、それの上部上に排気口を備えて提供される。

熱媒体ジャケットは、焼却炉ハウジングの側部および上部を囲む。熱媒体は、熱媒体ジャケットの下部から導入され、および、熱媒体ジャケットの上部を通して液体注入の方へ放出される。

いくつかの態様において、第１燃焼ユニットは、垂直方向に配置される複数の第１燃焼チャンバを含有してもよい。第１給気ユニットは、それぞれの第１燃焼チャンバへ空気を供給するための複数の第１給気チューブを含有してもよい。

いくつかの態様において、燃焼ガス誘導ユニットは、ガス回収チューブおよびガスファンを含んでもよい。ガス回収チューブの端は、最下第１チャンバの端へ接続されてもよい。ガス回収チューブの他端は、下方注入ノズルユニットへ接続されてもよい。ガスファンは、ガス回収チューブの端とガス回収チューブの他端との間に配置されてもよい。ガスファンは、第１燃焼ユニットに発生する燃焼ガスを下方注入ノズルユニットの方へ供給するように構成されてもよい。

いくつかの態様において、第１燃焼チャンバは、燃料を継続的に移動させるように構成されるスクリューコンベヤ、および、スクリューコンベヤの端で配置されるプーリーを含んでもよい。第１燃焼チャンバのプーリーは、第１燃焼チャンバのスクリューコンベヤへ力を伝えるために伝動ベルトを経由して接続されてもよい。

いくつかの態様において、燃料供給ユニットは、廃プラスチック燃料（ＲＰＦ）導入ホッパーおよびＲＰＦ導入スクリューコンベヤを含んでもよい。ＲＰＦ導入ホッパーは、焼却炉ハウジングの外側に配置されてもよい。ＲＰＦ導入ホッパーは、廃棄物プラスチック固体燃料を収容するように構成されてもよい。ＲＰＦ導入スクリューコンベヤは、ＲＰＦ導入ホッパーにおいて収容される廃棄物プラスチック固体燃料を、第１燃焼ユニットの方へ移すように構成されてもよい。

いくつかの態様において、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉は、外部空気を第１給気ユニットおよび第２給気ユニットへ供給するための、空気ファンをさらに含んでもよい。廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉は、最下第１燃焼チャンバから放出される灰を貯蔵するための、灰貯蔵タンクをさらに含んでもよい。

有利な効果
本発明によれば、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に発生する燃焼ガスは、廃棄物プラスチック固体燃料を焼却するためにリサイクルされ、再使用される。よって、廃棄物プラスチック固体燃料は、費用効果が非常に高い方法において焼却され得る。

また、本発明によれば、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に通常発生する、危険な副産物（例えば、ダイオキシン）の発生を著しく防ぎ得る。

加えて、本発明によれば、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に発生する熱は、再使用され得、熱エネルギー（交換）効率は、最大化され得、様々な施設および水は、効率的に加熱され得、エネルギーは、より高い費用対効果で発生し得、および代替エネルギー源が作り出され得る。

図１は、本発明の態様による廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の横断面図である。 図２は、図１の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の側面図である。 図３は、本発明の他の態様による廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の横断面図である。 図４は、図３の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の斜視図である。 図５は、図３の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉における燃焼ガスの流れを描写する。

詳細な説明
この後において、本発明の態様は、図面への言及で詳細に記載されるだろう。しかしながら、態様は、例示の目的にだけ提示されるのであって、本発明の範囲を限定するために構築されたものではないということが、理解されるべきである。

ひとつの態様による廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉（１）の構造が、図１および図２を参照して詳細に記載される。図１は、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉（１）の横断面図であり、図２は、その側面図である。

図１に関して言えば、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉（１）は、焼却炉ハウジング（１１０）、燃料供給ユニット（１２０）、第１燃焼ユニット（１３０）、第１給気ユニット（１４０）、燃焼ガス誘導ユニット（１５０）、第２燃焼ユニット（１６０）、第２給気ユニット（１７０）、空気ファン（１７５）、および灰貯蔵タンク（１８０）を含む。

焼却炉ハウジング（１１０）は、廃棄物プラスチック固体燃料（または廃プラスチック燃料；ＲＰＦ）が焼却される空間を定義する。焼却炉ハウジング（１１０）は、焼却炉ハウジング（１１０）の外側の周囲の空気が空間と接触しないように、閉じられた円柱形として形成される。焼却炉ハウジング（１１０）は、それの上部に、廃棄物プラスチック固体燃料の焼却の間に発生するガスを放出するための排気口（１１１）を備えて提供される。

廃棄物プラスチック固体燃料を供給するための燃料供給ユニット（１２０）は、焼却炉ハウジング（１１０）の外側で配置されるＲＰＦ導入ホッパー（１２１）を含む。燃料供給ユニット（１２０）は、供給された廃棄物プラスチック固体燃料を第１燃焼ユニット中へ移すＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）をさらに含む。

ＲＰＦ導入ホッパー（１２１）は、廃棄物プラスチック固体燃料が収容される空間を定義する。ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）の端は、ＲＰＦ導入ホッパー（１２１）で設置される。ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）は、ＲＰＦ導入ホッパーの空間に貯蔵される廃棄物プラスチック固体燃料が焼却炉ハウジング（１１０）中へ移され得るように、焼却炉ハウジング（１１０）の外壁に対して予め決められた角度で配置される。ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）の他端は、焼却炉ハウジング（１１０）の内側に設置される。好ましくは、ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）と焼却炉ハウジング（１１０）の壁との間のインターフェースは、（例えば、ゴムによって）密閉されてもよい。ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）は、動かし、または、止めるためのコントローラ（１９０）によって制御され得る。また、動きの速さも、コントローラ（１９０）によって制御され得る。

第１燃焼ユニット（１３０）は、焼却炉ハウジング（１１０）の内側に設置される。第１燃焼ユニット（１３０）は、燃料供給ユニットによって供給された廃棄物プラスチック固体燃料を継続的に移し、燃やす。第１燃焼ユニット（１３０）は、垂直方向に配置される複数の第１燃焼チャンバを含む。

図１および図２に示されるとおり、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉（１）は、上方第１燃焼チャンバ（１３１）、中間第１燃焼チャンバ（１３２）、および下方第１燃焼チャンバ（１３３）を含有してもよい。ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）の他端は、上方第１燃焼チャンバ（１３１）の上部と連通するように設置される。

上方第１燃焼チャンバ（１３１）、中間第１燃焼チャンバ（１３２）、および下方第１燃焼チャンバ（１３３）は、上方、中間、および下方第１燃焼チャンバ（１３１、１３２、１３３）内にスクリューコンベヤを備えて提供される。例えば、上方第１燃焼チャンバ（１３１）は、上方第１燃焼チャンバ（１３１）の下部に上方スクリューコンベヤ（１３４）を備えて提供される。中間第１燃焼チャンバ（１３２）は、中間第１燃焼チャンバ（１３２）の下部に中間スクリューコンベヤ（１３５）を備えて提供される。下方第１燃焼チャンバ（１３３）は、下方第１燃焼チャンバ（１３３）の下部に下方スクリューコンベヤ（１３６）を備えて提供される。下方第１燃焼チャンバ（すなわち、この構成における最下チャンバ）の下部に提供される下方スクリューコンベヤ（１３６）は、第１燃焼ユニットに発生する灰を放出し、回収するために使用される。下方スクリューコンベヤ（１３６）は、灰回収スクリューコンベヤと呼ばれ得る。

図１および図２に関して言えば、プーリー、スプロケット、およびギアが、第１燃焼チャンバのスクリューコンベヤへ力を伝えるために、ベルト、チェーン、および接続ギアで係合されてもよい。

例えば、図１および図２に記載される態様によると、上方スクリューコンベヤ（１３４）は、それらが一緒に回転し得るように、ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）へ接続される。上方スクリューコンベヤ（１３４）の端で提供されるプーリーは、伝動ベルトを経由して、中間スクリューコンベヤ（１３５）の端で提供される他のプーリーと係合される。中間スクリューコンベヤ（１３５）の他端で提供されるプーリーは、伝動ベルトを経由して、下方スクリューコンベヤ（１３６）の端で提供される他のプーリーと係合される。結果として、動力は、それらが一緒に回転し得るように、上方スクリューコンベヤ（１３４）、中間スクリューコンベヤ（１３５）、下方スクリューコンベヤ（１３６）へ供給され得る。

プーリーの直径は、同じまたは異なるように設計され得る。プーリーの直径は、燃料燃焼が均一になり、燃料供給が効率的になることを可能にするような、特定の設計に従って調整され得る。

第１燃焼ユニット（１３０）は、第１燃焼ユニット（１３０）へ供給された燃料の燃焼のために必要とされる空気を第１燃焼ユニットへ供給する、第１給気ユニット（１４０）へ接続されている。第１給気ユニット（１４０）は、複数の第１燃焼チャンバへ空気をそれぞれに供給する複数の第１給気チューブを含む。例えば、図１および図２に記載される態様によると、上方第１燃焼チャンバ（１３１）、中間第１燃焼チャンバ（１３２）、および下方第１燃焼チャンバ（１３３）は、上方第１給気チューブ（１４１）、中間第１給気チューブ（１４２）、および下方第１給気チューブ（１４３）へそれぞれに接続される。給気チューブ（１４１、１４２、１４３）が空気を下方に供給し得るように、上方第１給気チューブ（１４１）は、上方第１燃焼チャンバ（１３１）の上部に位置づけられ、中間第１給気チューブ（１４２）は、中間第１燃焼チャンバ（１３２）の上部に位置づけられ、および下方第１給気チューブ（１４３）は、下方第１燃焼チャンバ（１３３）の上部に位置づけられる。

比較的低い熱分解率を有する燃焼材料の場合に、上向きの燃焼は、一般的に下向きの燃焼よりも良い。しかしながら、比較的高い熱分解率を有する材料を燃やすために上向きの燃焼が使用される場合、著しい量の危険なガスおよび煙が不完全な燃焼のために発生し得、よって、危険な分解ガスおよび煙を減らす、または、なくす再燃焼（再焼却）が要求される。従って、とても高い熱分解率を有する材料の燃焼の場合には、下向きの燃焼が、上向きの燃焼よりも良い。下向きの燃焼の燃焼率は、上向きの燃焼の燃焼率のおよそ半分である。

図１および図２は、下向きの燃焼を図示する。しかしながら、本発明は、下向きの燃焼に限定されない。例えば、下記のとおり、第１燃焼ユニット（１３０）から発生するガスおよび煙の再燃焼が、第２燃焼ユニット（１６０）において起き得る場合、上向きの燃焼または横向きの燃焼もまた、使用され得る。

第１燃焼チャンバ（１３１、１３２、１３３）の各々は、ダクトとして形成されてもよい。例えば、第１燃焼チャンバは、長方形または他のいずれの多角形の横断面を有するダクトとして形成されてもよい。第１燃焼チャンバは、図１および図２において水平に延びるが、それらは、予め決められた角度で下方に延びるように位置づけられ得る。予め決められた角度の例は、約２度〜約７度である。

燃焼チャンバの内側の燃料および燃焼ガスは、燃焼チャンバの端の方へ動く。燃料および燃焼ガスは、燃焼チャンバの下に置かれる次の燃焼チャンバへ動き得る。

例えば、図１および図２に記載される態様によると、廃棄物プラスチック固体燃料は、ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）から上方第１燃焼チャンバ（１３１）の端へ供給される。上方第１燃焼チャンバ（１３１）へ供給された廃棄物プラスチック固体燃料は、燃やされる一方、上方第１燃焼チャンバ（１３１）の他端の方へ動く。上方第１燃焼チャンバ（１３１）の他端で、上方第１燃焼チャンバ（１３１）において完全には燃やされない廃棄物プラスチック固体燃料、および、上方第１燃焼チャンバ（１３１）において発生する燃焼ガスは、上方第１燃焼チャンバ（１３１）の下に置かれる中間第１燃焼チャンバ（１３２）の端へ供給される。中間第１燃焼チャンバ（１３２）へ供給される廃棄物プラスチック固体燃料は、燃やされる一方、中間第１燃焼チャンバ（１３２）の他端へ動く。中間第１燃焼チャンバ（１３２）の他端で、中間第１燃焼チャンバ（１３２）において完全には燃やされない廃棄物プラスチック固体燃料、および、中間第１燃焼チャンバ（１３２）において発生する燃焼ガスは、中間第１燃焼チャンバ（１３２）の下に置かれる下方第１燃焼チャンバ（１３３）の端へ供給される。下方第１燃焼チャンバ（１３３）へ供給された廃棄物プラスチック固体燃料は、下方第１燃焼チャンバ（１３２）の他端の方へ動く。下方第１燃焼チャンバ（１３１）の他端の方へ動く一方、廃棄物プラスチック固体燃料は、燃やされて灰になる。灰は、放出される。他方、下方第１燃焼チャンバ（１３３）において発生する燃焼ガスは、燃焼ガス誘導ユニット（１５０）を経由して第２燃焼ユニット（１６０）の方へ動く。

図１および図２に記載される態様による廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の第１燃焼ユニット（１３０）は、３つの燃焼チャンバを有するが、本発明は、それに限定されない。焼却炉のサイズ、廃棄物プラスチック固体燃料の導入の速さなどと同様に、第１燃焼ユニットの燃焼チャンバの数は、設計ニーズおよび所望の機能に従って適切に選ばれ得る。

焼却炉（１）が最初に動作する場合、上方第１燃焼チャンバ（１３１）の内側に提供されるバーナー（示されない）は、ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）から上方第１燃焼チャンバ（１３１）へ供給される廃棄物プラスチック固体燃料を加熱するために、使用される。下方第１燃焼チャンバ（１３３）において発生し、第２燃焼ユニット（１６０）へ供給される燃焼ガスが、第２燃焼ユニット（１６０）において再燃するとすぐに、第２燃焼ユニット（１６０）から発生する熱エネルギーは、第１燃焼ユニット（１３０）へ移され得、および、第１燃焼ユニット（１３０）において廃棄物プラスチック固体燃料を燃やすために使用され得る。この場合において、バーナーは、動作したままにしてもよく、または、オフにしてもよい。

燃焼ガス誘導ユニット（１５０）は、ガス回収チューブ（１５１）を含む。ガス回収チューブ（１５１）の端は、下方第１チャンバ（１３３）の端へ接続され、および、ガス回収チューブ（１５１）の他端は、下方注入ノズルユニット（１６１）へ接続される。燃焼ガス誘導ユニット（１５０）は、ガス回収チューブ（１５１）の端と他端との間に配置されるガスファン（１５２）をさらに含み、および、第１燃焼ユニット（１３０）において発生する燃焼ガスを、下方注入ノズルユニット（１６１）の方へ供給する。

燃焼ガス誘導ユニット（１５０）は、第１燃焼ユニット（１３０）において発生する燃焼ガスを、第２燃焼ユニット（１６０）中へ導入する。図１および図２に記載される態様によると、ガス回収チューブ（１５１）は、円形チューブとして形成される。円形チューブの端は、下方第１燃焼チャンバ（１３３）へ接続され、および、円形チューブの他端は、下方注入ノズルユニット（１６１）へ接続される。

第２燃焼ユニット（１６０）は、燃焼ガス誘導ユニット（１５０）によって第２燃焼ユニット（１６０）中へ供給された燃焼ガスを下方に注入するための、下方注入ノズルユニット（１６１）を含む。下方注入ノズル（１６１）は、第１燃焼ユニット（１３０）の下に位置づけられる。ガスファン（１５２）は、ガス回収チューブ（１５１）の端と他端との間に配置され、および、第１燃焼ユニット（１３０）において発生する燃焼ガスを、下方注入ノズルユニット（１６１）の方へ供給されるように強制するように機能する。

第２給気ユニット（１７０）は、下方注入ノズルユニット（１６１）の下に配置される。第２給気ユニット（１７０）は、第２燃焼ユニット（１６０）へ空気を上方に注入する。この空気によって、燃焼ガス誘導ユニット（１５０）により第１燃焼ユニット（１３０）から第２燃焼ユニット（１６０）へ供給される燃焼ガスは、第２燃焼ユニット（１６０）において再燃し得る。

下方注入ノズルユニット（１６１）によって注入される燃焼ガスの温度は、第２給気ユニット（１７０）によって注入される空気の温度より高い。燃焼ガスおよび空気は、下方注入ノズルユニット（１６１）および第２給気ユニット（１７０）によってそれぞれに、下方注入ノズルユニット（１６１）と第２給気ユニット（１７０）との間の空間へ注入され、該空間において、燃焼ガス誘導ユニット（１５０）によって供給された燃焼ガスは、再燃する。

第１燃焼ユニット（１３０）において発生する燃焼ガスが第２燃焼ユニット（１６０）へ移されることを強制すること、および、第２燃焼ユニット（１６０）において燃焼ガスを再燃させることによって、本発明の態様による焼却炉は、ダイオキシンなどの危険な材料を完全に燃やし得る。また、最大熱エネルギーが回収され得て、最大熱出力が、達成され得る。

燃焼ガスが第２燃焼ユニット（１６０）において再燃する場合、熱および燃焼ガスは、第２燃焼ユニット（１６０）において発生する。熱および燃焼ガスは、第１燃焼ユニット（１３０）へ熱エネルギーを供給するために上方に動く。第１燃焼ユニット（１３０）へ供給された熱エネルギーは、第１燃焼ユニット（１３０）中へ導入される廃棄物プラスチック固体燃料を燃やすのに必要な第１燃焼ユニット（１３０）の温度を維持するために、貢献し得る。

空気ファン（１７５）は、焼却炉ハウジング（１１０）の外側に設けられ、周囲の（外部の）空気を第１給気ユニット（１４０）および第２給気ユニット（１７０）へ供給する。空気ファン（１７５）は、空気ファンモータによって動作してもよい。空気ファン（１７５）および空気ファンモータの動作は、コントローラ（１９０）によって制御されてもよい。例えば、焼却炉へ導入される空気の全体の量は、コントローラ（１９０）によって制御されてもよい。また、第１給気ユニット（１４０）へ導入される空気の量、および、第２給気ユニット（１７０）へ導入される空気の量が、コントローラ（１９０）によって制御されてもよい。

図１および図２に記載される態様による焼却炉は、第１給気ユニット（１４０）および第２給気ユニット（１７０）へ空気を供給するための１つの空気ファン（１７５）を有するが、本発明は、それに限定されない。例えば、空気ファンは、第１給気ユニット（１４０）へ空気を供給するように提供されてもよく、別の空気ファンは、第２給気ユニット（１７０）へ空気を供給するように提供されてもよく、および、２つの空気ファンは、コントローラ（１９０）によって制御されてもよい。

上記のとおり、第１燃焼ユニット（１３０）において発生する燃焼ガスは、燃焼ガス誘導ユニット（１５０）によって第２燃焼ユニット（１６０）へ強制的に循環させられ、および、燃焼ガスの完全な燃焼は、強制的に循環させられる燃焼ガスが第２燃焼ユニット（１６０）において再燃する場合に達成し得る。燃焼ガスが第２燃焼ユニット（１６０）において再燃する場合に発生する熱は、第１燃焼ユニット（１３０）へ移され、その移された熱は、第１燃焼ユニット（１３０）中へ導入される廃棄物プラスチック固体燃料を燃やすために使用される。従って、焼却炉を運転するための追加のエネルギー源を使用する必要はない。第２燃焼ユニット（１６０）において完全に燃やされる燃焼ガスと同様に、焼却炉ハウジング（１１０）の上部に提供される排気口（１１１）を通して放出される熱は、熱交換部分（２０）へ供給されてもよく、それによってエネルギー管理運営の効率を増やす。

灰貯蔵タンク（１８０）は、下方第１燃焼チャンバ（１３３）の下に提供される。灰は、灰回収スクリューコンベヤ（１３６）によって混ぜられながら、下方第１燃焼チャンバ（１３３）から灰貯蔵タンク（１８０）へ移される。

上記のとおり、コントローラ（１９０）は、ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ（１２２）および灰回収スクリューコンベヤ（１３６）の動作を制御する。例えば、第１燃焼ユニット（１３０）中へ導入される廃棄物プラスチック固体燃料の量、および、第１燃焼ユニット（１３０）から放出される灰の量は、制御されてもよい。加えて、コントローラ（１９０）は、空気ファン（１７５）、第１給気ユニット（１４０）、および第２給気ユニット（１７０）の動作を制御する。例えば、第１給気ユニット（１４０）へ供給される空気の量および流率、および、第２給気ユニット（１７０）へ供給される空気の量および流率は、制御されてもよい。

この後において、本発明の他の態様による廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉（２）が、図３〜図５を参照しながら記述される。焼却炉（２）は、焼却部分（１０）および熱交換部分（２０）を含有する。

焼却部分（１０）は、図１および図２を参照した上記の焼却炉（１）と同一である。よって、その詳細な説明は、省略される。

図３は、本発明の他の態様による廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉の横断面図であり、図４は、焼却炉の斜視図であり、および図５は、焼却炉における燃焼ガスの流れを表す。

熱交換部分（２０）は、熱交換器ハウジング（２１０）、中央ガス通路（２２０）、上方ガス循環チャンバ（２３０）、下方ガス循環チャンバ（２４０）、複数の熱交換チューブ（２５０）、およびヘッダ（２６０）を含有する。

熱交換部分（２０）は、焼却部分（１０）の上部へ接続される。熱交換部分（２０）は、焼却部分（１０）から放出される熱を水および油などの液体熱媒体へ移す。

図３および図４について言えば、熱交換器ハウジング（２１０）は、それの下部上の液体注入口（２１１）およびそれの上部上の液体排出口（２１２）を備えて提供される。液体熱媒体は、液体注入口（２１１）を経由して、熱交換器ハウジング（２１０）中へ導入される。熱交換器ハウジング（２１０）の内側に導入される液体熱媒体は、熱を、複数の熱交換チューブ（２５０）の内側に流れる燃焼ガスと交換する。燃焼ガスによって加熱される液体熱媒体は、液体排出口（２１２）を通して放出される。所望の場合、ポンプ（示されない）は、液体熱媒体の放出を容易にするために据え付けられ得る。

中央ガス通路（２２０）は、排気口（１１１）から放出される燃焼ガスが上方に動くように、排気口（１１１）から垂直に延びる。熱媒体および燃焼ガスは、互いに混ぜられないで熱交換器ハウジングの内側を流れる。

上方分割壁（２３１）は、上方ガス循環チャンバ（２３０）の内側に提供される。上方分割壁（２３１）は、熱交換器ハウジング（２１０）の上方の内部空間を、上方空間および下方空間に分割する。中央ガス通路を通して流れる燃焼ガスは、上方空間において収集される。

下方分割壁（２４１）は、下方ガス循環チャンバ（２４０）の内側に提供される。下方分割壁（２４１）は、熱交換器ハウジング（２１０）の下方の内部空間を、上方空間および下方空間に分割する。

熱交換チューブ（２５０）は、中央ガス通路（２２０）を囲むように、熱交換器ハウジング（２１０）の内側で垂直に延びる。熱交換チューブ（２５０）の上方端は、上方ガス循環チャンバ（２３０）と流体連通であり、および、それの下方端は、下方ガス循環チャンバ（２４０）と流体連通である。燃焼ガスは、熱交換チューブ（２５０）の内側に流れる。

ヘッダ（２６０）は、上方ガス循環チャンバ（２３０）の内部空間を、左チャンバおよび右チャンバに分割する境界壁（２６１）を備えて提供される。ヘッダ（２６０）はまた、それの上部上に排気口（２６２）を備えて提供される。上方ガス循環チャンバ（２３０）において収集される燃焼ガスは、右チャンバと流体連通である熱交換チューブ（２５０）のセットを通して、下方ガス循環チャンバ（２４０）の方へ下方に流れる。下方ガス循環チャンバ（２４０）中へ導入される燃焼ガスは、左チャンバと流体連通である熱交換チューブ（２５０）の他のセットを通して、上方ガス循環チャンバ（２４０）の方へ上方に流れる。上方ガス循環チャンバ（２４０）中へ導入される燃焼ガスは、排気口（２６２）を通して放出される。

熱交換部分（２０）は、焼却部分（１０）上に配備される熱交換部分（２０）の中央ガス通路（２２０）が、焼却部分（１０）の排気口（１１１）へ気密に接続される。

焼却炉（２）は、焼却炉ハウジングの側部および上部を囲む、熱媒体ジャケット（１１０）をさらに含んでもよい。例えば、側部を通して放出される熱は、熱交換部分（２０）中へ導入される液体熱媒体を予め加熱するために使用され得、それはエネルギー損失を最小化し、エネルギー効率を最大化する。液体熱媒体は、熱媒体ジャケットの下部から導入され、および、熱媒体ジャケットの上部を通して放出される。放出される液体熱媒体は、液体注入（２１１）を経由して、熱交換部分（２０）へ供給される。

図５を参照して、熱交換部分における燃焼ガスの流れが記述される。熱交換部分（２０）中へ導入される燃焼ガスは、矢印Ｇ１によって表されるとおり、中央ガス通路を通して上方ガス循環チャンバ（２３０）の方へ流れる。上方ガス循環チャンバ（２３０）において収集される燃焼ガスは、矢印Ｇ２によって表されるとおり、上方ガス循環チャンバ（２３０）の右チャンバの方へ流れる。そして燃焼ガスは、矢印Ｇ３によって表されるとおり、右チャンバと流体連通である熱交換チューブ（２５０）のセットを通して、下方ガス循環チャンバ（２４０）の方へ下方に流れる。下方ガス循環チャンバ（２４０）中へ導入される燃焼ガスは、矢印Ｇ４によって表されるとおり、左方向に流れる。そして燃焼ガスは、矢印Ｇ５によって表されるとおり、上方ガス循環チャンバ（２３０）の左チャンバと流体連通である熱交換チューブ（２５０）の他のセットを通して、上方ガス循環チャンバ（２４０）の方へ上方に流れる。上方ガス循環チャンバ（２４０）中へ導入される燃焼ガスは、排気口（２６２）を通して放出される。

本発明の態様によると、液体熱媒体は、液体熱媒体が燃焼ガスと接触している間の時間が非常に長いように、熱交換器ハウジング（２１０）の内側で循環させられ、それによって、熱媒体と燃焼ガスとの間の熱交換が著しく効率的になることを可能にする。加えて、焼却部分（１０）および熱交換部分（２０）は、互いに分離可能であるように構成されてもよい。また、開いたり閉じたりし得る窓（２３２、２４２）は、燃焼ガスの流れを監視するために提供されてもよい。

本発明の態様によると、廃棄物プラスチック固体燃料は、追加のエネルギー源を使用する必要がなく、廃棄物プラスチック固体燃料の燃焼のプロセスの間に発生する燃焼ガスを使用することにより、廃棄物プラスチック固体燃料を継続的に燃焼させることによって優れた費用対効果で焼却され得る。

また、本発明の態様によると、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に通常発生する危険な副産物（例えば、ダイオキシン）は、燃焼ガスをリサイクルすることによって、その発生が著しく防がれ得る。

加えて、本発明の態様によると、廃棄物プラスチック固体燃料を燃焼させるプロセスの間に発生する熱は、再使用され得、および熱媒体の熱交換効率は、最大化され得、それによって、様々な施設および水を効率的に加熱する。

本発明は、上記の態様によって図示されたが、上記の態様は、図示および説明の目的のためだけであり、記載される態様の範囲内に本発明を限定することを意図しないことが理解されるべきである。また、当業者は、本発明が上記の態様に限定されず、また、本発明の教示に従って変形および修正を為し得、これらの変形および修正のより多くは、請求されたとおり本発明内にあると評価するだろう。

Claims (7)

1. 上部に、燃焼ガスを放出するための排気口が提供される、焼却炉ハウジング；
   廃棄物プラスチック固体燃料を供給するための、燃料供給ユニット；
   燃料供給ユニットによって供給された廃棄物プラスチック固体燃料を継続的に移し、燃焼させるための、第１燃焼ユニット；
   第１燃焼ユニットへ空気を供給するための、第１給気ユニット；
   第１燃焼ユニットから発生する燃焼ガスを下方に移すための、燃焼ガス誘導ユニット；
   燃焼ガスを第２燃焼ユニットにおいて再燃させるために、燃焼ガス誘導ユニットによって供給された燃焼ガスを下方に注入するための下方注入ノズルユニットを含む、第１燃焼ユニットの下に配置された第２燃焼ユニット；および
   第２燃焼ユニットの下に配置され、第２燃焼ユニットへ空気を上方に注入するように構成される、第２給気ユニット：
   を含む、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。
2. （ｉ）上部に燃焼ガスを放出するための排気口が提供される、焼却炉ハウジング；
   廃棄物プラスチック固体燃料を供給するための、燃料供給ユニット；
   燃料供給ユニットによって供給されたプラスチック廃棄物固体燃料を継続的に移し、燃やすための、第１燃焼ユニット；
   第１燃焼ユニットへ空気を供給するための、第１給気ユニット；
   第１燃焼ユニットから発生する燃焼ガスを下方に移すための、燃焼ガス誘導ユニット；
   第１燃焼ユニットの下に配置される、および、燃焼ガスを第２燃焼ユニットにおいて再燃させるために燃焼ガス誘導ユニットによって供給された燃焼ガスを下方に注入するための下方注入ノズルユニットを含む、第２燃焼ユニット；および
   第２燃焼ユニットの下に配置される、および、第２燃焼ユニットへ空気を上方に注入するように構成される、第２給気ユニット；
   を含む、焼却部分：
   （ｉｉ）下部上液体注入口を、および、上部上に液体排出口を提供され、および、熱交換器ハウジングの上方空間によって定義される上方ガス循環チャンバ、および、熱交換器ハウジングの下方空間によって定義される下方ガス循環チャンバを含有する、熱交換器ハウジング；
   上方ガス循環チャンバと下方ガス循環チャンバとの間に延び、中央ガス通路を囲む、複数の熱交換チューブ；
   上方ガス循環チャンバの内部空間を分割する、上方分割壁；および
   それの上部上に排気口が提供される、ヘッダ；
   を含む、熱交換部分：ならびに
   （ｉｉｉ）焼却炉ハウジングの側部および上部を囲む、熱媒体ジャケット、ここで、熱媒体は、熱媒体ジャケットの下部から導入され、および、熱媒体ジャケットの上部を通して液体注入の方へ放出される：
   を含む、廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。
3. 第１燃焼ユニットが、垂直方向に配置される複数の第１燃焼チャンバを含む、および
   第１給気ユニットが、それぞれ、複数の第１燃焼チャンバへ空気を供給するための複数の第１給気チューブを含む、
   請求項１または２に記載の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。
4. 燃焼ガス誘導ユニットが、
   ひとつの端が最下第１チャンバの端へ接続される、および、もうひとつの端が下方注入ノズルユニットへ接続される、ガス回収チューブ；および
   ガス回収チューブの端とガス回収チューブの他の端との間に配置される、および、第１燃焼ユニットに発生する燃焼ガスを下方注入ノズルユニットの方へ供給するように構成される、ガスファン：
   を含む、請求項３に記載の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。
5. 第１燃焼チャンバは、
   燃料を継続的に移すための、スクリューコンベヤ；および
   スクリューコンベヤの端で配置される、プーリー：
   を含み、ここで、第１燃焼チャンバのプーリーは、第１燃焼チャンバのスクリューコンベヤへ力を伝えるために、伝動ベルトを経由して接続される、
   請求項４に記載の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。
6. 燃料供給ユニットが、
   焼却炉ハウジングの外に配置され、および、廃棄物プラスチック固体燃料を収容するように構成される、廃プラスチック燃料（ＲＰＦ）導入ホッパー；および
   ＲＰＦ導入ホッパーに収容される廃棄物プラスチック固体燃料を第１燃焼ユニットの方へ移す、ＲＰＦ導入スクリューコンベヤ：
   を含む、請求項４に記載の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。
7. 外部空気を第１給気ユニットおよび第２給気ユニットへ供給するための、空気ファン；および
   最下第１燃焼チャンバから放出される灰を貯蔵するための、灰貯蔵タンク：
   をさらに含む、請求項４に記載の廃棄物プラスチック固体燃料焼却炉。