JP2727069B2 - 焼却炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は焼却炉に関する。さ
らに詳しくは、家庭や工場、事務所などで家庭ゴミや
紙、木材、衣類、とくに発熱性の高いビニール、発泡ス
チロール、プラスチックゴミ、廃油などの廃棄物を焼却
するのに適した焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の焼却炉は、一重の缶を基本構造と
しており、一重缶の側壁あるいは底部に空気取入れ孔を
形成しているものであった。ところが、一重缶の内部に
ゴミや廃材等の被燃焼物を入れると、空気の流通が悪く
なって、燃えにくく、その上、煙、臭い、灰塵がでると
いう問題があった。そこで、空気の流通をよくするた
め、ブロア等の付加設備を設けて空気を強制的に送り込
むと燃えやすくなるが、そうした場合、製造コストが嵩
む。そこで、本発明者は、全く付加的な設備を要せず、
低コストで製造でき、しかも活発な燃焼で、どのような
廃棄物でも完全燃焼させうる焼却炉を実願平５−２９６
２５号、実願平５−６０２５４号、特願平６−９９３７
８号で提案している。

【０００３】上記の特願平６−９９３７８号の焼却炉を
図６に基づき説明する。１は外缶、２は内缶、３は蓋で
ある。外缶１は上端と下端が共に開口した底無し略円筒
状の部材で、円筒部４とテーパー部５からなる。内缶２
は底壁６と側壁７からなる有底円筒状の部材で、上端は
開口している。内缶２の側壁７には、円周方向等間隔か
つ上下に多数の通気孔８が形成されている。この通気孔
８はノズル形をしており、外側の入口が大径で、内側の
出口が小径になっている。このようなノズルは流体の圧
力を速度に変換する機能を有しており、内缶に圧力差が
あると、空気を勢いよく吸い込み、その空気を内缶２の
内部に噴出させることができる。外缶１の上端開口部に
は蓋３が開閉自在に取り付けられており、蓋３には煙突
９が設けられている。内缶２の上端縁は外缶１のテーパ
ー部５の内周に密着して、内缶２の上端と外缶１の間が
密閉されている。そして、外缶１と内缶２の間の空間は
空気導入ダクト10として機能するようになっている。破
断部分に示す11は内缶２の下端部に形成した冷却水タン
ク、12は水位維持タンク、13は冷却水補給タンク、14は
冷却水補給タンク13の架台であり、外観図部分の外缶１
の下端部左側には、図示しない灰取出口15が設けられて
いる。前記冷却水タンク11は、内缶２の円周方向に沿っ
て設けられ、灰取出口15の部分のみ形成されていない。
冷却水タンク11の外周の側壁、すなわち空気導入ダクト
10に面する側壁に蒸気排出孔16が、円周方向に沿って複
数個形成されている。

【０００４】この構成によって、従来の焼却炉は以下の
ごとく作用する。内缶２の内部に紙や木材などの廃棄物
を入れて燃やし始めると、内缶２の内部の空気は加熱さ
れ、比重が軽くなって、外缶１の上部を経て煙突９から
外に出ていく。この結果、内缶２の内外に圧力差がで
き、この圧力差により外缶１の下端開口部から空気が進
入する。この空気は外缶１と内缶２の間の空間である空
気導入ダクト10に入るが、この空間の上部は密閉されて
いるので、全ての空気は通気孔８を通って内缶２内へ吸
い込まれる。このとき、通気孔８の内外には当然、圧力
差が存するが、通気孔８のノズル形状は圧力差を空気の
速度に変換するので、空気は勢い良く吸い込まれ、内缶
２の内部中心まで噴出する。そして、通気孔８は内缶２
の円周方向と上下方向に適宜の間隔でまんべんなく設け
ているので、内缶２内の被燃焼物に十分に酸素を供給す
ることができ、非常に燃え良く被燃焼物を完全燃焼さ
せ、煙や臭い、灰塵を無くすることができる。もちろ
ん、燃焼炉では、ノズルによって空気流を加速している
ので、ブロア等の動力を用いる付加設備を設ける必要が
なく、低コストで製造しうるものである。さらに空気は
外缶と内缶の間から取り入れるので、強風等の天候条件
に影響されず安定して燃やすことができる。また、前記
内缶２の内部で廃棄物を燃やすと、内缶２の内部が高温
となり、冷却水タンク11内の水が蒸発して水蒸気となり
蒸気排出孔16から排出される。このとき、空気導入ダク
ト10内を上昇し通気孔８から内缶２内へ吹き込まれる空
気流にのって、同様に移動し、通気孔８から内缶２内へ
吹き込まれる。そして、その間に内缶２の側壁７および
外缶１を冷却する。このため、高温で長時間燃焼させて
も炉内温度が安定し、その安定した燃焼が連続して起き
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のごとく、上記基
本発明の性能は非常に高いのであるが、反面では燃焼力
が非常に高く、発熱性の高いプラスチックゴミなどの廃
棄物を燃焼させると温度の上昇が止まらず、焼却炉自身
が高温になる。このため、焼却炉の周辺では焼却炉の高
熱によって作業ができず、また高熱による焼却炉の変形
や高温酸化により焼却炉の寿命が短いという問題があ
る。また、前記発熱性の高い廃棄物を燃焼させると、焼
却炉を高熱化させ続けるので安定してゴミを燃焼させる
ことができないという問題がある。さらに、焼却炉の外
周部の温度を安定させて焼却させるには付加設備が必要
であり、製造コストが嵩むという問題がある。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑み、付加的な設備
を要せず低コストで製造でき、煙・臭い・灰塵を放出せ
ず、しかも発熱性の高い廃棄物を焼却しても外周部の温
度を自己制御で抑えることができる焼却炉を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の焼却炉は、有
底筒状で上端が開口した内缶と、底無し筒状で上端が開
口した外缶と、該外缶の上端開口部に取付けられた煙突
付き蓋とからなり、前記内缶は前記外缶内に設置され、
かつ内缶の側壁上端部と外缶内周の間は空気が通り抜け
ないように密封されており、前記内缶の側壁には複数の
ノズル状の通気孔が形成されており、前記外缶の内部に
おける上部には、冷却水を貯水し、該冷却水が加熱され
て発生した蒸気を吐き出させる吐気孔を上面に有する貯
水室が設けられ、前記外缶の側壁には蒸気孔が形成され
ており、前記貯水室の吐気孔から吐き出された蒸気を前
記外缶の蒸気孔へ送り込む連結管が設けられたことを特
徴とする。請求項２の焼却炉は、前記内缶の上端開口部
における前記煙突付き蓋の煙突の位置に火除け板が取り
付けられたことを特徴とする。請求項３の焼却炉は、前
記冷却水の水位を一定に維持する水位維持装置が設けら
れたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係わる
焼却炉Ａの正面図、図２は図１の断面図、図３は図２の
III-III 矢視図である。本実施形態の焼却炉Ａにおい
て、１は外缶、２は内缶、３は蓋である。外缶１は上端
と下端が共に開口した底無し略円筒状の部材で、円筒部
４とテーパー部５からなる。内缶２は底壁６と側壁７か
らなる有底円筒状の部材で、上端は開口している。内缶
２の側壁７には、円周方向等間隔かつ上下に多数の通気
孔８が形成されている。この通気孔８はノズル形をして
おり、外側の入口が大径で、内側の出口が小径になって
いる。このようなノズルは流体の圧力を速度に変換する
機能を有しており、内缶に圧力差があると、空気を勢い
よく吸い込み、その空気を内缶２の内部に噴出させるこ
とができる。外缶１の上端開口部には蓋３が開閉自在に
取り付けられており、蓋３には煙突９が設けられてい
る。内缶２の上端縁は外缶１のテーパー部５の内周に密
着して、内缶２の上端と外缶１の間が密閉されている。
そして、外缶１と内缶２の間の空間は空気導入ダクト10
として機能するようになっている。破断部分に示す11は
内缶２の下端部に形成した冷却水タンク、12は水位維持
タンク、13は冷却水補給タンク、14は冷却水補給タンク
13の架台であり、外観図部分の外缶１の下端部左側に
は、図示しない灰取出口15が設けられている。前記冷却
水タンク11は、内缶２の円周方向に沿って設けられ、灰
取出口15の部分のみ形成されていない。冷却水タンク11
の外周の側壁、すなわち空気導入ダクト10に面する側壁
に蒸気排出孔16が、円周方向に沿って複数個形成されて
いる。

【０００９】図１〜３に示すように、外缶１の内部にお
ける上部には平面視環状に貯水室20が設けられており、
冷却水Ｗが貯水されている。この貯水室20の上面には、
前記冷却水Ｗが加熱されて発生した蒸気を吐き出させる
ために複数個の吐気孔21が形成されている。他方、外缶
１の高さ方向の略中間部には、いくつかの蒸気孔22が略
同一の高さで形成されており、この蒸気孔22と前記吐気
孔21は連結管25によって連結されている。連結管25は複
数のホース26と平面視環状の集気リング27とから構成さ
れており、この集気リング27は前記外缶１の外側壁の円
周方向に沿って、前記外缶１の蒸気孔22の位置に密封し
て取り付けられている。貯水室20の前記吐気孔21にはホ
ース26の上端が挿入されており、このホース26の下端は
集気リング27に連結されている。このため、貯水室20に
おいて冷却水Ｗが加熱されて発生した水蒸気を連結管25
のホース26、集気リング27を経由させ、外缶１の蒸気孔
22から空気導入ダクト10へ進入させることができる。な
お、図３に示すように、蒸気孔22は前記ホース26の位置
よりズラして形成すれば、ホース26から噴出する水蒸気
を分散させて空気導入ダクト10に進入させることができ
るので好適である。前記貯水室20には、図示していない
水位維持装置30が連結されているが、詳細については後
述する。ところで、外缶１の周側面に安全カバーを覆う
ようにして取り付ければ、火傷を防止でき安全であるこ
とはいうまでもない。

【００１０】図４は本実施形態の焼却炉の平面図であ
る。同図に示すように、前記内缶２の上端開口部におけ
る前記煙突付き蓋３の煙突９の位置に火除け板24が取り
付けられている。このため、廃棄物を内缶２の内部で燃
焼させると、内缶２の火除け板24が、内缶２の内部の燃
焼熱や炎を遮るので、煙突付き蓋３の温度の上昇を抑え
ることができ、この結果、焼却炉の周辺部の温度の上昇
を抑えることができるとともに、焼却炉の寿命を延ばす
ことができる。

【００１１】図５は水位維持装置30の説明図である。同
図に示すように、貯水室20は水位維持装置30に接続さ
れ、この水位維持装置30は水源に接続されている。水位
維持装置30には開閉自在にフロート31が内蔵されてお
り、フロート31には弁32が取り付けられている。この水
位維持装置30は、前記貯水室20の冷却水Ｗが熱によって
水蒸気になって冷却水Ｗが減り貯水室20の水位が下がる
と、フロート31が下がり弁32が開いて貯水室20に水が供
給され、貯水室20に一定量の冷却水Ｗが貯水され貯水室
20の水位が上がるとフロート31が上がり弁32が閉じて水
が供給されなくなるものである。33は差圧調整パイプ
で、水位維持装置30と貯水室20を連結しており、水位維
持装置30の内部と貯水室20の内部との空気圧を同一に
し、貯水室20の冷却水Ｗが水位維持装置30に逆流するの
を防止するためのものである。34は減圧弁で、もし、弁
32にゴミ等が付着して弁32が閉弁しきらない場合であっ
ても、水位維持装置30に水が入り過ぎるのを防止するた
めのものである。なお、水位維持装置30は、水位を一定
に保つことができればフロート31内蔵タイプだけでな
く、ニードル弁内蔵タイプやセンサー内蔵タイプであっ
てもよく、種々の構造のものを特に制限なく用いること
ができる。

【００１２】本実施形態の焼却炉Ａにおいて、内缶２内
で廃棄物を燃やすと、内缶２の内部が高温となり、貯水
室20の冷却水Ｗが蒸発して水蒸気となり吐気孔21から排
出される。この水蒸気は連結管25のホース26を経由し
て、集気リング27に集められ、外缶１の蒸気孔22を通っ
て空気導入ダクト10へ進入する。他方、空気導入ダクト
10には外缶１の下方から空気が進入しているので、空気
導入ダクト10の下方から上方に向かって空気流が発生し
ており、前記蒸気孔22から進入した水蒸気と混合して空
気導入ダクト10を上昇する。この水蒸気を含んだ混合気
は空気導入ダクト10を上昇しながら内缶２の通気孔８か
ら内缶２の内部に進入し、内缶２の内側の側壁７に沿っ
て上昇する。このため、外缶１や内缶２の側壁７は水蒸
気によって冷却されるので、外缶１や内缶２の温度の上
昇を抑えることができる。

【００１３】もし、内缶２の内部でビニール、発泡スチ
ロール、プラスチックゴミ、廃油などの発熱性の高い廃
棄物が激しく燃焼した場合には、この熱によって貯水室
20の冷却水Ｗが急速に水蒸気になり、大量の水蒸気が前
記１の蒸気孔22から内缶２へ進入する。このため、外缶
１や内缶２の側壁７は大量の水蒸気によって冷却され、
外缶１や内缶２の温度の上昇を抑えることができる。逆
に、内缶２の内部で廃棄物があまり燃焼していない場合
には、貯水室20にほとんど水蒸気が発生しない。このた
め、外缶１や内缶２の側壁７は冷却されることはない。
すなわち、焼却炉の外周部の温度の上限を自己制御でき
るにも拘わらず、付加的な設備を要せず低コストで製造
できるという効果を奏する。

【００１４】さらに、内缶２の内部で前記発熱性の高い
廃棄物が激しく燃焼した場合であっても、内缶２の火除
け板24が、内缶２の内部の燃焼熱や炎を遮るので、煙突
付き蓋３の温度の上昇を抑えることができ、この結果、
焼却炉の周辺部の温度の上昇を抑えることができるとと
もに、焼却炉の寿命を延ばすことができるという効果を
奏する。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、付加的な設備を要せず
低コストで製造でき、煙・臭い・灰塵を放出せず、しか
も発熱性の高い廃棄物を焼却しても外周部の温度を自己
制御で抑えることができる焼却炉を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる焼却炉の正面図で
ある。

【図２】図１の断面図である。

【図３】図２のIII-III 矢視図である。

【図４】本発明の一実施形態に係わる焼却炉の平面図で
ある。

【図５】水位維持装置の説明図である。

【図６】従来の焼却炉の正面図である。

【符号の説明】

１ 外缶 ２ 内缶 ３ 煙突付き蓋 ８ 通気孔 ９ 煙突 １０ 空気導入ダクト ２０ 貯水室 ２１ 吐気孔 ２２ 蒸気孔 ２４ 火除け板 ２５ 連結管 ３０ 水位維持装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底筒状で上端が開口した内缶と、底無し
   筒状で上端が開口した外缶と、該外缶の上端開口部に取
   り付けられた煙突付き蓋とからなり、前記内缶は前記外
   缶内に設置され、かつ内缶の側壁上端部と外缶内周の間
   は空気が通り抜けないように密封されており、前記内缶
   の側壁には複数のノズル状の通気孔が形成されており、
   前記外缶の内部における上部には、冷却水を貯水し、該
   冷却水が加熱されて発生した蒸気を吐き出させる吐気孔
   を上面に有する貯水室が設けられ、前記外缶の側壁には
   蒸気孔が形成されており、前記貯水室の吐気孔から吐き
   出された蒸気を前記外缶の蒸気孔へ送り込む連結管が設
   けられたことを特徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】前記内缶の上端開口部における前記煙突付
   き蓋の煙突の位置に火除け板が取り付けられたことを特
   徴とする請求項１記載の焼却炉。
3. 【請求項３】前記冷却水の水位を一定に維持する水位維
   持装置が設けられたことを特徴とする請求項１または２
   記載の焼却炉。