JP3049385U - 電気抵抗熱による焼却灰等の高機能溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気抵抗熱を被焼却物等に効率的に照射して
加熱燃焼でき、焼却炉、溶融炉としての高機能を発揮
し、各種の廃棄物であっても有害な排気ガスその他の有
害物質を生じさせず、しかも減容化して処理の容易性を
も図る。 【解決手段】 一般廃棄物、産業廃棄物等の被焼却物を
焼却処理する焼却炉本体１の上下部に平面でほぼドーナ
ツ状の加熱部１０，２０夫々を設ける。この加熱部１
０，２０は、相互に対向配置した一対の電極１２，２２
と、この電極１２，２２相互間に充填した炭素粒子を有
して成る発熱体１３，２３と、内外に連通させて発熱体
１３，２３内に配置した耐熱性の放熱筒１４，２４と、
電極１２，２２間に電流を供給する電源回路１５，２５
とを備えた多数の電気抵抗発熱体１１，２１を相互に隣
接配置して全体としてドーナツ状に配列して成るものと
する。放熱筒１４，２４は、加熱部１０，２０の内外周
面に開口端を配置し、内周面側の開口端は外周面側の開
口端に比し高位置に設定してある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、主として生ゴミ等の一般廃棄物、産業廃棄物、更にはそれらの焼 却後の焼却灰その他を焼却処分するに際し、ダイオキシン類その他の有害物質を 生じさせることなく高温状態で確実に処理でき、また取扱いも容易である電気抵 抗熱による焼却灰等の高機能溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の焼却炉、溶融炉となる電気抵抗熱炉の発熱源は、対向配置した 一対の電極相互間に多数の炭素粒子を充填して成る発熱体を配装し、その電極相 互間に電流を供給することで発熱体に生じる電気抵抗によって発熱させるものと している。またこの発熱源は比較的に高温状態になり、しかもその発熱制御が比 較的に容易であることから例えば各種の廃棄物等を焼却する際の焼却炉、溶融炉 のものとして利用されている。こうした焼却炉、溶融炉等の発熱源構造としては 、筒体状に構成された多数の発熱体を例えば焼却炉底部に並列配置することで設 置されているのである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところがこうした従来の設置構造のものによると、発熱体の周囲に発生する抵 抗熱によって被焼却物等を加熱燃焼させることになるから、発生した抵抗熱を被 焼却物に対して十分に付与できないものとなっている。すなわち発熱体に発生す る抵抗熱は発熱体の周囲に発散されるも、直接に被焼却物等に照射されないため に有効利用されず、その熱効率が必然的に低下されたものとなっていたのである 。そればかりでなく、発熱体における発熱に伴ない費消される炭素粒子を新しく 補充しても残存の炭素粒子等との間での発熱分布が均一化されずにムラとなり、 電気抵抗値が低くなって発熱量が少なくなるのであり、その結果必然的に電気量 が大きくなって電気代が嵩むものであった。

【０００４】 そこでこの考案は叙上のような従来存した諸事情に鑑み案出されたもので、電 気抵抗によって発生する抵抗熱を被焼却物等に周囲に放散されることなく集中的 させて極めて有効に照射できるものとし、被焼却物等を十分に高熱で加熱溶融で きて短時間に大量に処理可能にすると共に焼却炉、溶融炉等として高機能なもの とでき、例えば各種の産業廃棄物であってもダイオキシン類等の有害な排気ガス その他の有害物質を生じさせることなく処理でき、しかも高温で加熱溶融するこ とで被焼却物を減容化でき、その後の各種処理をも容易に行なえるようにした電 気抵抗熱による焼却灰等の高機能溶融炉を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した目的を達成するため、この考案にあっては、各種の被焼却物を加熱燃 焼し、焼却処理する焼却炉本体１に平面でほぼドーナツ状を呈する加熱部１０， ２０を設けて成り、この加熱部１０，２０は、相互に対向配置された一対の電極 １２，２２と、この電極１２，２２相互間に充填された炭素粒子を有して成る発 熱体１３，２３と、内外に連通させて発熱体１３，２３内に配置された耐熱性の 放熱筒１４，２４と、電極１２，２２間に電流を供給する電源回路１５，２５と を備えた多数の電気抵抗発熱体１１，２１を相互に隣接配置して全体としてドー ナツ状に配列して成るものである。 放熱筒１４，２４は、加熱部１０，２０の内外周面に開口端を配置し、内外周 面の開口端のいずれか一方は他方に比し高位置に設定して構成できる。 加熱部１０，２０は焼却炉本体１の上下部に配装し、下部の加熱部１０は炉内 中心部側の内周面側が高位置に設定されていて、被焼却物が放熱筒１４の内周面 側の開口端から外周面側の開口端に溶融流出されるようにし、また上部の加熱部 ２０は炉内外周縁部側の外周面側が低位置に設定されていて、排気ガス等が放熱 筒２４の外周面側の開口端から内周面側の開口端に上昇排気されるようにして構 成することができる。

【０００６】 以上のように構成されたこの考案に係る電気抵抗熱による焼却灰等の高機能溶 融炉にあって、廃棄物等及びこの廃棄物等の焼却後の焼却灰等を焼却炉本体１に 投入して上下部の加熱部１０，２０における電気抵抗発熱体１１，２１夫々に通 電すると、電極１２，２２相互間に充填して成る炭素粒子の発熱体１３，２３が それ自身が備えている電気抵抗によって発熱させられる。 この電気抵抗熱は、発熱体１３，２３内に配置した放熱筒１４，２４壁を経て この放熱筒１４，２４内の被焼却物、排気ガス等をその周囲から効率的に加熱燃 焼させ、また加熱部１０，２０夫々で傾斜状態で放射状に配列されていることで 、下部の加熱部１０で流出される被焼却物、上部の加熱部２０で上昇排気される 排気ガス等を分散させてその全てを満遍なく加熱し、燃焼、溶融させる。 炉内中心部側の内周面側が高位置に設定配装されている下部の加熱部１０は、 炉内中心部側に投入集積される被焼却物を炉内外周縁部側に分散させて加熱焼却 させる。また炉内外周縁部側の外周面側が低位置に設定配装されている上部の加 熱部２０は、炉内に発生する有害ガス等を炉内中心部側に収束収斂させて加熱焼 却させる。

【０００７】

【考案の実施の形態】

以下、図面を参照してこの考案の実施の形態を説明するに、図において示され る符号１は耐火煉瓦等の耐火材料にて形成された周囲部、上部、下部夫々によっ てほぼ密閉状に構成されている焼却炉本体であり、この焼却炉本体１は例えば据 付設置面に立設される複数の支柱２等によって支持されている。この焼却炉本体 １は例えば周囲部に開閉自在に形成された開閉部３から投入される生ゴミ等の一 般廃棄物、各種の産業廃棄物、更にはこれらの廃棄物等の焼却後に得られた焼却 灰その他を焼却炉本体１の上下部夫々に配置形成された上下部の加熱部１０，２ ０によって加熱燃焼、溶融させるようにしてある。そして下部の加熱部１０によ って被焼却物等を加熱溶融した後の溶融物はスラジとして焼却炉本体１底部から 焼却炉本体１下方に配置してある水槽６等に排出され、また上部の加熱部２０に よって加熱排気された排気ガス等は焼却炉本体１上部に接続した排気筒７を経て 、例えば図示を省略した浄化装置によって浄化された後に大気に放散されるよう にしてある。

【０００８】 下部の加熱部１０は、底部に至るに伴ない窄まり状に小径となる耐火・耐熱性 の排出部内に炉内空間の底部中心を頂部とする錘体面の周囲にドーナツ状に配置 形成されている。そしてその内周面は炉内中心部側に、外周面は炉内周縁部側に 夫々向けられていて、炉内で燃焼されることで焼却溶融された溶融物等がこの下 部の加熱部２０内で内周面側から外周面側へ流出され、加熱部１０外周縁の焼却 炉本体１の下部に連通させて例えば放射状に配列形成した流出路４を経て焼却炉 本体１底部のほぼ中央部に形成してある排出口５から焼却炉本体１外部に排出さ れるものとしてある。

【０００９】 下部の加熱部１０自体は、多数の電気抵抗発熱体１１を放射状に配列すること で平面から見た全体がドーナツ状を呈するように形成されたもので、電気抵抗発 熱体１１は、相互に対向配置された一対の電極１２と、この電極１２相互間に充 填された炭素粒子を有して成る発熱体１３と、内外に連通させて発熱体１３内に 配置された耐熱性の放熱筒１４と、電極１２間に電流を供給する電源回路１５と を備え、放射状に隣接配列されたときの電気抵抗発熱体１１夫々の相互間は例え ば絶縁性の耐火材１６によって絶縁処理されていて、夫々の電気抵抗発熱体１１ が独立して発熱制御されるものとしてある。

【００１０】 発熱体１３は例えば木炭の如き植物を炭化した後の炭化物を粉砕して得た炭素 粒子を主たる成分とするもので、例えば備長炭を材料として形成されるも、これ に限定されるものではないのである。そして例えばこの炭素粒子と、所定温度以 下では電気的に絶縁体である反面所定の温度を超えると半導体または導体となる 金属化合物の無機粒子と、これらの粒子を結合する炭化バインダとにより組成す るものとしてもよいものである。いずれにしても電極１２間に供給される電流に よってその接触界面から抵抗熱が発生し、この熱が発熱体１３に保熱されつつ放 熱筒１４壁自体を経てこの放熱筒１４内に放熱され、ひいては焼却炉本体１内の 温度を上昇させるものとなっている。また発熱体１３は電極１２に対する電流の 供給量の制御例えば電圧、電流制御に対応して発熱量が制御調整されるものとさ れ、例えば１８００℃前後に加熱することができるものとしてある。なおこの発 熱体１３は、その費消に伴ない、焼却炉本体１の周囲部に形成された開閉される 補充口１７を経て逐次補充されるようになっている。

【００１１】 放熱筒１４はカーボン、セラミックスその他の熱伝導性が良好な、更には発生 する遠赤外線によっても内部空間を加熱するような素材によって筒状に形成され ており、図示のように電気抵抗発熱体１１をドーナツ状に配列したときの内外周 面夫々に開口端が位置されていて、内周面側の開口端が外周面側の開口端に比し やや高位置に設定された傾斜状態となっていることで、この放熱筒１４内を溶融 焼却物が炉内中心部側から炉内周縁部側に案内流出されるようにしてある。また この放熱筒１４は、電気抵抗発熱体１１自体が相互に隣接して全体としてドーナ ツ状に構成されていることで、炉内の下部で放射状に配列されることになり（図 ２参照）、炉内に存する被焼却物等を分散させて効率的に加熱溶融させ、流出さ せることができるようにしてある。

【００１２】 なお図示例の下部の加熱部１０において、炉内の中心部側が高位置に設定され たものであるも、図示を省略したが炉内の外周縁部側が高位置に設定されたもの となっていてもよく、その場合の排出部更には流出路４形状、構造等はそれに対 応して変更されるものである。

【００１３】 一方、上部の加熱部２０は、上部に至るに伴ない窄まり状に小径となる耐火・ 耐熱性の排気部内に炉内空間の上部中心を頂部とする錘体面の周囲にドーナツ状 に配置形成されている。そしてその内周面は炉内中心部側に、外周面は炉内周縁 部側に夫々向けられていて、炉内で被焼却物等が燃焼されることで生じた排気ガ ス等がこの上部の加熱部２０内で外周面側から内周面側へ上昇流出され、焼却炉 本体１上部に接続した排気筒を経て排気されるされるようにしてある。

【００１４】 この上部の加熱部２０自体は前述した下部の加熱部１０とほぼ同様な構造を備 えているもので、電極２２、発熱体２３、放熱筒２４、電源回路２５を備えた電 気抵抗発熱体２１を相互に隣接させて全体としてドーナツ状に配列することで構 成され、また補充口２７を経て発熱体２３が補充されるようにしてあり、その詳 細な説明は下部の加熱部１０における電気抵抗発熱体１１と同様なので省略され る。ただ放熱筒２４では、低位置に設定されている外周面側の開口端から排気ガ ス等が流入されて加熱燃焼され、高位置に設定されている内周面側の開口端から 排気されるようになっているのである。

【００１５】 なお図示例の上部の加熱部２０において、炉内の中心部側が高位置に設定され たものであるも、図示を省略したが炉内の外周縁部側が高位置に設定されて、内 周面側から外周面側に排気ガス等が上昇するようになっていてもよく、その場合 の排気筒７の排気口における形状、構造等はそれに対応して変更されるものであ る。

【００１６】 また焼却炉本体１上部側には加熱部２０の下方に位置させて、排気孔１９が開 穿されている抑制盤１８が例えば必要に応じて配装されており、焼却炉本体１の 炉内における被焼却物等の加熱燃焼を効率的に行なえるようにしてある。

【００１７】 なお上下部の加熱部１０，２０は、焼却炉本体１の上下部夫々に配置されるも のとされずに、上下部のいずれか一方のみに配置されることもあり、焼却、溶融 すべき被焼却物等に対応して適宜に選択されるものとなっている。

【００１８】 次にこれの使用の一例を説明すると、各種の廃棄物等更にはそれらの廃棄物等 の焼却後に得られた焼却灰等を開閉部３を経て焼却炉本体１内に投入し、上下部 加熱部１０，２０夫々に通電し、電気抵抗発熱体１１，２１夫々に発生する電気 抵抗熱によって被焼却物等を加熱燃焼するのである。そしてその加熱燃焼によっ て得られた溶融物は下部の加熱部１０における電気抵抗発熱体１１の放熱筒１４ 内で更に加熱溶融されながら下方に流出し、流出路４、排出口５を経て外部の例 えば水槽６内に排出される。一方、加熱燃焼によって生じた煤塵、有害成分等を 含んだ排気ガス等は上部の加熱部２０における電気抵抗発熱体２１の放熱筒２４ 内で更に加熱燃焼されながら上方に上昇し、排気筒７を経て外部の例えば図示を 省略した浄化装置に排気されるのである。

【００１９】 なお水槽６内に落下された溶融物等は冷却されることでスラジ化され、このス ラジ物は水槽６から取り出されて土木・建築用資材その他に利用されるものとし てある。

【００２０】

【考案の効果】

この考案は以上のように構成されているため、一般廃棄物、産業廃棄物をはじ めとする各種の廃棄物等及びこれらの廃棄物等の焼却後の焼却灰その他を高温で 加熱溶融、燃焼できるのであり、特に電気抵抗によって発生する抵抗熱を、放熱 筒１４，２４内部で流出、上昇する被焼却物等に極めて有効に集中的に照射でき 、被焼却物等を十分に高熱で加熱溶融、燃焼できるものである。したがって従来 の５倍以上の処理が可能となり、小型化されたものであっても大容量のものを短 時間で高速処理できるものである。更に例えば各種の廃棄物であってもダイオキ シン類等の有害な排気ガスその他の有害物質を生じさせることなく処理でき、し かも焼却炉あるいは溶融炉としての高機能なものとなり、加熱溶融することで被 焼却物を減容化でき、その後の各種処理をも容易に行なえるものである。

【００２１】 すなわちこれはこの考案において、被焼却物を焼却処理する焼却炉本体１に設 けた平面でほぼドーナツ状の加熱部１０，２０を、相互に対向配置された一対の 電極１２，２２と、この電極１２，２２相互間に充填された炭素粒子を有して成 る発熱体１３，２３と、内外に連通させて発熱体１３，２３内に配置された耐熱 性の放熱筒１４，２４と、電極１２，２２間に電流を供給する電源回路１５，２ ５とを備えた多数の電気抵抗発熱体１１，２１を相互に隣接配置して全体として ドーナツ状に配列して成るものとしたからであり、これによって電気抵抗熱で発 熱する電気抵抗発熱体１１，２１による被焼却物への高熱による加熱処理の効率 化、有害物質等の焼却無害化、大容量の高速処理化、炉構成自体の小型化等を図 ることができる。

【００２２】 また発熱する発熱体１３，２３内に耐熱性の放熱筒１４，２４を配置してある から、その電気抵抗熱は放熱筒１４，２４壁を経てこの放熱筒１４，２４内の被 焼却物、排気ガス等をその周囲から極めて効率的に加熱燃焼できるのである。し かも多数の電気抵抗発熱体１１が隣接配置されて全体が平面でドーナツ状を呈す る加熱部１０，２０夫々では、多数の放熱筒１４，２４が放射状に配列されてい るものとなるから、下部の加熱部１０で流出される被焼却物、上部の加熱部２０ で上昇排気される排気ガス等はその全てが分散されて満遍なく加熱されるのであ り、燃焼、溶融等の各処理を高速で極めて効率的に行なうことができる。

【００２３】 更に下部の加熱部１０は、炉内中心部側の内周面側が高位置に設定配装されて いるから、炉内中心部側に投入集積される被焼却物を炉内外周縁部側に流出分散 させて夫々で少量ずつで加熱焼却することができ、また上部の加熱部２０は、炉 内外周縁部側の外周面側が低位置に設定配装されているから、炉内に発生する有 害ガス等を外周縁部側から炉内中心部側に少量ずつで加熱焼却しながら収束収斂 して纏めて排気処理することができるのである。

【提出日】平成９年１２月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【考案の実施の形態】

以下、図面を参照してこの考案の実施の形態を説明するに、図において示され る符号１は耐火煉瓦等の耐火材料にて形成された周囲部、上部、下部夫々によっ てほぼ密閉状に構成されている焼却炉本体であり、この焼却炉本体１は例えば据 付設置面に立設される複数の支柱２等によって支持されている。この焼却炉本体 １は例えば周囲部に開閉自在に形成された開閉部３から投入される生ゴミ等の一 般廃棄物、各種の産業廃棄物、更にはこれらの廃棄物等の焼却後に得られた焼却 灰その他を焼却炉本体１の上下部夫々に配置形成された上下部の加熱部１０，２ ０によって加熱燃焼、溶融させるようにしてある。そして下部の加熱部１０によ って被焼却物等を加熱溶融した後の溶融物はスラグとして焼却炉本体１底部から 焼却炉本体１下方に配置してある水槽６等に排出され、また上部の加熱部２０に よって加熱排気された排気ガス等は焼却炉本体１上部に接続した排気筒７を経て 、例えば図示を省略した浄化装置によって浄化された後に大気に放散されるよう にしてある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】 なお水槽６内に落下された溶融物等は冷却されることでスラグ化され、このス ラグ物は水槽６から取り出されて土木・建築用資材その他に利用されるものとし てある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施の一形態における縦断面図であ
る。

【図２】同じく図１におけるＸ−Ｘ線に沿う要部の平断
面図である。

【図３】同じく図２におけるＹ−Ｙ線に沿う要部の断面
図である。

【符号の説明】

１…焼却炉本体 ２…支柱 ３…開閉部 ４…流出路 ５…排出口 ６…水槽 ７…排気筒 １０…下部の加熱部 １１…電気抵抗
発熱体 １２…電極 １３…発熱体 １４…放熱筒 １５…電源回路 １６…耐火材 １７…補充口 １８…抑制盤 １９…排気孔 ２０…上部の加熱部 ２１…電気抵抗
発熱体 ２２…電極 ２３…発熱体 ２４…放熱筒 ２５…電源回路 ２７…補充口

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年１２月２５日

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 １】

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種の被焼却物を加熱燃焼し、焼却処理
   する焼却炉本体に平面でほぼドーナツ状を呈する加熱部
   を設けて成り、この加熱部は、相互に対向配置された一
   対の電極と、この電極相互間に充填された炭素粒子を有
   して成る発熱体と、内外に連通させて発熱体内に配置さ
   れた耐熱性の放熱筒と、電極間に電流を供給する電源回
   路とを備えた多数の電気抵抗発熱体を相互に隣接配置し
   て全体としてドーナツ状に配列して成ることを特徴とす
   る電気抵抗熱による焼却灰等の高機能溶融炉。
2. 【請求項２】 放熱筒は、加熱部の内外周面に開口端を
   配置し、内外周面の開口端のいずれか一方は他方に比し
   高位置に設定してある請求項１記載の電気抵抗熱による
   焼却灰等の高機能溶融炉。
3. 【請求項３】 加熱部は焼却炉本体の上下部に配装し、
   下部の加熱部は炉内中心部側の内周面側が高位置に設定
   されていて、被焼却物が放熱筒の内周面側の開口端から
   外周面側の開口端に溶融流出されるようにし、また上部
   の加熱部は炉内外周縁部側の外周面側が低位置に設定さ
   れていて、排気ガス等が放熱筒の外周面側の開口端から
   内周面側の開口端に上昇排気されるようにしてある請求
   項１または２記載の電気抵抗熱による焼却灰等の高機能
   溶融炉。
4. 【請求項４】 各種の被焼却物を加熱燃焼し、焼却処理
   する焼却炉本体の上下部に平面でほぼドーナツ状を呈す
   る加熱部を設けて成り、この加熱部夫々は、相互に対向
   配置された一対の電極と、この電極相互間に充填された
   炭素粒子を有して成る発熱体と、内外周面に配置された
   開口端のいずれか一方は他方に比し高位置に設定すると
   共に内外に連通させて発熱体内に配置された耐熱性の放
   熱筒と、電極間に電流を供給する電源回路とを備えた多
   数の電気抵抗発熱体を相互に隣接配置して全体としてド
   ーナツ状に配列して成り、下部の加熱部は炉内中心部側
   の内周面側が高位置に設定されていて、被焼却物が放熱
   筒の内周面側の開口端から外周面側の開口端に溶融流出
   されるようにし、また上部の加熱部は炉内外周縁部側の
   外周面側が低位置に設定されていて、排気ガス等が放熱
   筒の外周面側の開口端から内周面側の開口端に上昇排気
   されるようにしてあることを特徴とする電気抵抗熱によ
   る焼却灰等の高機能溶融炉。