JP3055020B1 - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 使用済み紙おむつや生ゴミなどを焼却する際
に、効率良く且つ低コストの燃焼が行われるものとなす
ほか、排ガス中のダイオキシン濃度を低く維持し得るも
のとなした焼却装置の提供。 【解決手段】 炉本体の底面中央部に回転駆動用の筒軸
を縦設し、この筒軸の上部に火格子支持部を設けてこれ
に火格子を支持させると共に、火格子の下面側に筒軸か
ら延出された空気供給用管部材を設け、この管部材に筒
軸の回転方向と逆方向へ向って多数の空気噴射口を分散
配置状に設け、この空気噴射口は管軸及び空気供給用管
部材の内孔を通じて炉本体の外方から空気を供給させる
ものとなし、且つ前記空気供給管部材底面に滞積される
灰分を一定位置へ掻き寄せるための灰掻き板を前記管軸
と同体に設け、また前記火格子の一定高さ上方位置で炉
内中心に向って往復移動する掻均し手段を配設し、該掻
均し手段は下向きに複数の櫛棒を備えると共に、その先
端にノズル孔を穿設し、空気を噴出させるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用後の紙おむつ
や生ゴミなどの焼却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生ゴミなどを焼却するさいのダイオキシ
ンの発生を抑制するものとした焼却装置として、図６に
示すようなものが存在しており、その概要を説明する
と、次のとおりである。

【０００３】即ち、１は炉本体で、焼却炉部分２と再燃
脱臭炉部分３とを備えている。４は焼却炉部分２と再燃
脱臭炉部分３とに空気を送り込むための押込みファンで
ある。上記焼却炉部分２は助燃バーナー５、被焼却物投
入口６及び灰引抜装置７を備え、また上記再燃脱臭炉部
分３は再燃バーナー８及び排気筒９を備えている。

【０００４】１０は空気噴射ノズル、１１はドラフトフ
ァンであり、これらは再燃脱臭炉部分３の排ガスを吸引
し送り出すためのエゼクターを形成するものである。な
お１２は燃料タンク、１３は燃料ポンプである。この焼
却装置では、再燃脱臭炉３内で、焼却物の未燃分が高温
で再燃焼されるため、排ガスのダイオキシン濃度が低下
するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した焼却装置に於
いては、再燃脱臭炉、押込みファンやドラフトファンの
使用及びこれに関連した設備が存在するため装置が大型
化すると共に複雑化して、製造コストが高くつくなどの
問題がある。

【０００６】本発明は、このような問題点を解消せんと
するもので、使用後の紙おむつや生ゴミなどを焼却する
さいに排ガス中のダイオキシン濃度を低く維持し得るも
のとした焼却装置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】上記目的を達成するた
め、本発明では、頂面に排気筒を、底面近傍に火格子か
らなる炉床を、そして炉床より上部に被焼却物の投入用
遮蔽戸及び投入口並びに助燃バーナーを設けてなる炉本
体を備えたものであって、炉本体の底面中央部に回転駆
動用の筒軸を縦設し、この筒軸の上部に火格子支持部を
設けてこれに火格子を支持させると共に、火格子の下面
側に筒軸から延出された空気供給用管部材を設け、この
管部材に筒軸の回転方向と逆方向へ向って多数の空気噴
射口を分散配置状に設け、この空気噴射口は管軸及び空
気供給用管部材の内孔を通じて炉本体の外方から空気を
供給させるものとなし、且つ前記空気供給管部材底面に
滞積される灰分を一定位置へ掻き寄せるための灰掻き板
を前記管軸と同体に設け、一方前記火格子の一定高さ上
方位置で炉内中心に向って水平に往復移動する掻均し手
段を配設し、該掻均し手段は下向きに複数の櫛棒を備え
ると共に、その先端にノズル孔を穿設し、空気を噴出さ
せるものとなし、他方掻均し手段は被焼却物の投入用遮
蔽戸と連動し、炉内温度、燃焼状態等でプログラミング
された時間間隔で自動発停と待機を繰り返すものとなさ
れていることを特徴とする。この際、上記掻均し手段の
櫛棒を燃焼初めは３〜５分に１回程度の割合で緩徐に往
復移動させ、燃焼が進行すると１分間に１〜２回程度往
復移動させるようにするのであり、また被燃焼物の投入
口用遮蔽戸は投入口の前面箇所にチェーンと滑車を介し
吊下げ状態に設け、且つ電動シリンダの作動で昇降させ
て開閉操作する構成となさしめる。

【０００８】一方、上記炉床、炉床支持部、空気噴射口
及び灰掻き板は筒軸の回転により１分間で１回転程度に
ゆっくり回転される。而して、被焼却物は上記緩徐に回
転される炉床上に投入されて助燃バーナーの火炎で燃焼
される。

【０００９】他方、被焼却物の燃焼中、多数の空気噴射
口は空気を筒軸の回転方向へ噴射して旋回流となし、被
燃焼物の下面側へ比較的均等に供給するのであり、また
排ガス吸引送出手段が炉内を負圧となすことにより、焼
却物の下面側に供給された空気がその上面側へ流動する
ことを促進し、且つ火掻き体を炉内中心へ向って往復移
動させることと相俟って、たとえ厚層となされた被焼却
物にも効果的に空気供給が行われる。従って、被焼却物
は炉床上で比較的均等な状態で効率的に燃焼し、ダイオ
キシンの発生が抑制されるものとなる。

【００１０】上記発明は、次のように具体化する。即
ち、火格子支持部は空気供給用管部材で形成する。これ
により、部材が共用化されて構造が簡易となる。

【００１１】また、空気供給用管部材から縦向き支持管
を垂下させ、この縦向き支持管の下部に灰掻き板を固定
し、縦向き支持管は空気供給用管部材内に供給された空
気を前記底面近傍まで導いて噴出させる構成となしてい
ることから、底面上に滞積された灰分中の未燃分へ空気
が効果的に供給されて完全燃焼するものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る焼却装置を示
す断面図、図２は前記焼却装置の主要部を示す縦断面
図、図３は前記焼却装置の一部を示す平面視断面図であ
る。本発明の焼却装置は図１に示すように、炉本体１、
排気筒９、押込みファン４及び回転駆動装置１４を備え
たものとなしてある。ここに、炉本体１は概ね円筒形と
なされ、外周囲を鋼板で形成されると共に内面をキャス
タブル炉材１５で被ったものとなし、排気筒９は空気噴
射ノズル１０を具備した排ガス吸引送出手段により炉本
体１内の排ガスを積極的に吸引排出するものとなしてあ
る。１６は炉本体１を一定高さに保持するための脚部で
ある。

【００１３】上記炉本体１についてさらに詳細に説明す
ると、側面には被焼却物投入口６、及び図２に示した助
燃バーナー５、火掻き体１８及び空気供給口１９を備
え、また底面の近傍には火格子２０からなる炉床を備え
ている。

【００１４】このさい、被焼却物投入口６は図１に示す
ようにチェーン２１ａ、滑車２１ｂ、及び電動シリンダ
２１ｃなどの開閉手段２１により遮蔽戸２２を昇降移動
させるものとなし、また助燃バーナー５は重油を燃焼さ
せて火炎を発生させると共にこの火炎を炉本体１の側面
に形成した孔ｇを通じて火格子２０の非中心部へ向け放
射するものとなされている。

【００１５】掻均し手段１７は炉本体１の外方に設けた
支持台２３から炉本体１内の中心へ向けて延長させた中
空のアーム部材ａの先端に対し、これと連通する中空の
櫛棒ｂを一定角度の下向きに取付け、且つ櫛棒ｂ先端部
にはノズル孔ｃを穿設して外部から導入される外気が噴
出されるようになっている。ｄはアーム部材ｂの外端に
取付けた外気用接続管であり、１８は上記掻均し手段の
アーム部材ａを炉本体内へ水平な往復移動させるためコ
ントロールモーターであって、燃焼当初は３〜５分間に
１回程度、燃焼が進行すると１分間に１〜２回程度釦操
作で自動運転されるようになっている。

【００１６】空気供給口１９は燃焼用空気を火格子２０
の非中心部へ向けて噴射することにより、成る可く矢印
方向ｆ１へ向かう空気流を生成させるものとなされ、ま
た火格子２０は回転支持機構２４によりその中心部の縦
軸廻りへ回転自在に支持されている。

【００１７】この回転支持機構２４について図１〜図５
を参照して説明すると、次のとおりである。ここに、図
４は回転支持機構２４などを示すもので一部を断面で表
示した側面図、図５は回転支持機構２４の一部を示し、
Ａは平面図で、Ｂは側面図である。

【００１８】図１に示すように炉本体１の底面の中心部
に縦向きの軸受筒２５を固定し、これに縦向き筒軸２６
を内挿させると共に、この筒軸２６の下部を図３に示す
ように軸受架台２７の上下個所に固定されたラジアル軸
受２８、２９及び上部のみに設けられたスラスト軸受ｓ
に支持させ、縦向き筒軸２６を一定高さ位置で回転自在
に支持した構成となす。ここに、縦向き筒軸２６は上下
二つの部材２６ａ、２６ｂからなり、これらの部材２６
ａ、２６ｂはフランジ３０で結合されている。

【００１９】縦向き筒軸２６の外周面の上下個所には、
軸受筒２５の上端を被うための防塵蓋３１と、軸受筒２
５の下端を気体密に被うためのシール蓋３２とが固定し
てある。

【００２０】そして、縦向き筒軸２６の上端には火格子
支持部３３が固定してあり、この火格子支持部３３は図
５に示すように、縦向き筒軸２６の上端に外嵌されるキ
ャップ部材３４と、これの周面から放射状に延出された
複数の横向き管部材３５からなる。このさい、複数の横
向き管部材３５の周面上部には火格子２０を固定するた
めのネジ止め手段が設けられる。

【００２１】上記回転駆動装置１４は上記回転支持機構
２４を作動させるためのもので、図４に示すように、軸
受架台２７に固定された電動モーター３６の出力軸と、
前記縦向き筒軸２６とをベベルギヤ３７ａ、３７ｂで連
動連結させた構成となしてある。

【００２２】また火格子２０の下方には燃焼用空気を供
給するための空気供給手段が設けてあり、具体的には次
のようになしてある。即ち、縦向き筒軸２６から延出さ
れた状態の横向き管部材３５を空気供給用管部材として
使用し、これの長手方向の任意間隔位置に図５に示すよ
うに縦向き筒軸２６の回転方向ｆ１と逆方向へ向かう複
数の空気噴射口３８を設けたものとなしている。これら
噴射口３８は火格子２０の全面に成る可く均等に分散さ
せて位置させてあり、また縦向き筒軸２６の内孔と空気
噴射口３８とは空気供給用管部材３５の内孔を通じて連
通させてある。このさい、各空気噴射口３８はやや下方
へ傾斜させて塵埃が侵入しないようになすのがよい。

【００２３】また炉本体１の底面の近傍には灰分を特定
方向へ掻き寄せるための灰掻き板３９を縦向き筒軸２６
と同体に固定させるのであり、具体的には次のようにな
してある。即ち、図５に示すように、横向き管部材３５
群から複数の縦向き支持管４０を垂下させると共に、こ
れら支持管４０は縦向き筒軸２６を回転中心とする異な
る半径位置で、しかも異なる半径寸法の位置に存在する
ように配置してある。

【００２４】そして、これら縦向き支持管４０の各々の
下部には灰掻き板３９が縦向き筒軸２６を中心とする半
径方向と交差する特定向きとなるように固定させてあ
る。このさい、各縦向き支持管４０の内孔は横向き管部
材３５の内孔と連通させてなる。

【００２５】ｅは灰落下筒であって、上記灰掻き板３９
と関連した位置となる炉本体１底面に設けてある。また
押込みファン４からは分岐管Ｈを介して空気供給管４
１、４２が延出させてあり、一方の空気供給管４１はオ
リフィスｄ１を経て縦向き筒軸２６の下端にロータリジ
ョイント４３を介して連通させ、他方の空気供給管４２
は別のオリフィスｄ２を経て空気噴射ノズル１０に連通
させると共に、バルブ４４を経て空気供給口１９と連通
させてなる。

【００２６】次に上記のように構成した本発明装置の使
用例及び作用を説明する。各部を作動状態にすると共
に、押込みファン４からの大気の一部はオリフィスｄ１
を経て空気供給管４１、縦向き筒軸２６及び空気供給管
３５を通じて多数の空気噴射口３８に供給して火格子回
転方向（図５）ｆ１と逆方向へ噴射される。これに対し
他の一部は空気供給管４２を通じて空気噴射ノズル１０
に供給されて排気筒９内へ噴射される。空気噴射ノズル
１０から噴射された空気はエゼクターの駆動用空気とし
て作用し、炉本体１内の気体を勢い良く排気筒９から外
方へ排出させるものとなる。

【００２７】また回転駆動装置１４は火格子支持部３３
及び火格子２０を縦向き筒軸２６廻りへゆっくりと（例
えば毎分数回転以下の速さ）回転させ、さらに助燃バー
ナー５は火炎を火格子２０上の非中心個所へ向け放射す
るものとなる。このような作動状態では、炉本体１内の
雰囲気は僅かな負圧に保持される。

【００２８】次に遮蔽戸蓋２２を開放して被焼却物投入
口６から、例えば高齢者擁護施設や病院などから出る使
用後の紙おむつや、厨房などから出る生ゴミなどを火格
子２０上に投入する。これらの被焼却物には空気噴射口
３８から噴射された空気がその火格子２０の回転に伴い
旋回流となって火格子２０の下方から全面的に供給され
るものとなるため、被焼却物の層内に空気を効果的に送
り込ませるものとなる。

【００２９】また被焼却物は焼却開始時には助燃バーナ
ー５の火炎で燃焼され、次第に自己燃焼へ移行し、定常
状態ではこれらの両者が並行して行われるものとなる。
このような燃焼中に、火格子２０は常に回転され且つ掻
均し手段の作動と相俟って、炉本体１内は均一な高温状
態となされるのである。即ち、被焼却物は掻均し手段１
７の作動で炉内温度や燃焼状態等でプログラミングされ
た当初は３〜５分程度に１回の緩徐な往復移動を、そし
て燃焼が進行すると１分間に１〜２回程度往復移動させ
るようにするのであり、これにより偏りの少ない滞積状
態が図られるようになされる。而して、上記掻均し手段
１７の作動は前記遮蔽戸２２と連動して自動的にその発
行、停止や待機などの行われるものとなるのである。

【００３０】このさい、掻均し手段は櫛棒先端のノズル
孔ｄから外気を噴出しながら滞積状態の被燃焼物内へ吹
込むようになすのであり、外気が被焼却物の内方まで効
果的に入り込むようになっている。

【００３１】他方、被焼却物が燃焼して形成される火炎
は空気噴射口３８から噴射された空気の旋回流に乗って
旋回し、炉本体１内に長い時間に亘って滞留するのであ
り、これにより被焼却物の燃焼成分は長く高温に曝され
て完全燃焼するものとなる。

【００３２】こうして火格子２０上の被焼却物は炉本体
１内で合理的に燃焼するのであり、また投入直後の被焼
却物は速やかに摂氏８００度以上に温度上昇され、高温
度下で焼却されるものとなる。

【００３３】被焼却物の焼却が進行すると、その灰分が
火格子２０の格子目を通り抜けて炉本体１内の底面上に
落下する。この落下した灰分は、縦向き筒軸２６と同体
に回転される灰掻き板３９が灰排出筒ｅの入口へ向け徐
々に掻き寄せ、順次に灰排出筒ｅから落下させる。

【００３４】この掻き寄せられる灰分には未燃分が残存
することは避けられないが、縦向き支持管４０の下端か
ら空気が常に噴出されるため、この未燃分は灰掻き板３
９で配分が掻き寄せられるさいに効果的に空気を供給さ
れて完全焼却されるのである。なお、必要であればバル
ブ４４を開放し、空気供給口１９から燃焼用空気を供給
することも可能である。

【００３５】本発明装置の試作結果は次のようになっ
た。即ち、炉本体１の内部直径を７００ｍｍ、内部高さ
を１０００ｍｍ程度とした装置で、含水率８０％程度の
紙おむつや生ゴミを焼却したところ、炉本体１内は摂氏
８００〜８５０度よりも高くなり、煙は殆ど発生せず、
臭気も加熱分解処理されて外部へ飛散することはなかっ
た。また１時間当たりの焼却能力は凡そ３０〜５０ｋｇ
程度であり、排ガス中のダイオキシン濃度は１立方メー
トル当たり０．６９ナノグラム程度で極めて低かった。

【００３６】

【発明の効果】上記した本発明によれば、燃焼空気が旋
回流となって被焼却物に火格子の下方から均等に供給さ
れ、また排ガス吸引送出手段により生成される炉床上の
負圧により火格子下の空気が被焼却物に確実に送り込ま
れ、また空気の旋回流動により火格子上の焼却物の燃焼
中に旋回火炎が生成され、また火格子の回転により炉本
体内が均一に高温となるため、水分の多い生ゴミなどの
被焼却物であっても迅速に加熱されて完全燃焼すると共
に、ダイオキシンの発生が抑制されるものとなる。これ
により、従来の再燃脱臭炉及びこれに関連した設備が不
要となって、装置が小形化すると共に、構造が簡易化さ
れて、製造コストが低減するのである。さらには、炉本
体内が均一温度に保持されることで、キャスタブル炉材
の損傷が発生し難くなるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼却装置を示す断面図である。

【図２】前記焼却装置の主要部を示す縦断面図である。

【図３】前記焼却装置の平面視断面図である。

【図４】前記焼却装置の回転支持機構及び回転駆動装置
を示すもので、一部を断面で表示した側面図である。

【図５】前記回転支持機構の一部を示し、Ａは平面図
で、Ｂは側面図である。

【図６】従来の焼却装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 炉本体 ４ 押込みファン ５ 助燃バーナー ６ 被焼却物投入口 ９ 排気筒 １０ 空気噴射ノズル（排ガス吸引送出手段） １７ 掻均し手段 １８ コントロールモーター ２０ 炉床 ２２ 遮蔽戸 ２６ 筒軸 ３３ 火格子支持部（空気供給用管部材） ３８ 空気噴射口 ３９ 灰掻き板 ４０ 縦向き支持管 Ｈ 分岐管 ｄ１、ｄ２ オリフィス

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/00 108 F23G 5/00 119 F23G 5/44 F23H 1/00 - 17/12 F23M 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頂面に排気筒を、底面近傍に火格子から
   なる炉床を、そして炉床より上部に被焼却物の投入用遮
   蔽戸及び投入口並びに助燃バーナーを設けてなる炉本体
   を備えたものであって、炉本体の底面中央部に回転駆動
   用の筒軸を縦設し、この筒軸の上部に火格子支持部を設
   けてこれに火格子を支持させると共に、火格子の下面側
   に筒軸から延出された空気供給用管部材を設け、この管
   部材に筒軸の回転方向と逆方向へ向って多数の空気噴射
   口を分散配置状に設け、この空気噴射口は管軸及び空気
   供給用管部材の内孔を通じて炉本体の外方から空気を供
   給させるものとなし、且つ前記空気供給管部材底面に滞
   積される灰分を一定位置へ掻き寄せるための灰掻き板を
   前記管軸と同体に設け、一方前記火格子の一定高さ上方
   位置で炉内中心に向って水平に往復移動する掻均し手段
   を配設し、該掻均し手段は下向きに複数の櫛棒を備える
   と共に、その先端にノズル孔を穿設し、空気を噴出させ
   るものとなし、他方掻均し手段は被焼却物の投入用遮蔽
   戸と連動し、炉内温度、燃焼状態等でプログラミングさ
   れた時間間隔で自動発停と待機を繰り返すものとなされ
   ていることを特徴とした燃焼装置。
2. 【請求項２】 掻均し手段を燃焼初めは３〜５分に１回
   程度の割合で緩徐に往復移動させ、燃焼が進行すると１
   分間に１〜２回程度往復移動させることを特徴とした請
   求項１記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】 被焼却物の投入口用遮蔽戸を投入口の全
   面箇所にチェーンと滑車を使用して吊下げ状に設け、且
   つ電動シリンダの作動で昇降させて開閉操作する構成と
   なしたことを特徴とした請求項１又は２記載の燃焼装
   置。