JP3057364B2 - 焼却装置 - 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、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、頂面に排ガス吸引送出手段を具備した
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投入口及び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、炉本体の底面の中央
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
筒軸及び空気供給用管部材の内孔を通じて炉本体の外方
から空気を供給されるものとなし、さらに前記底面に滞
積される灰分を一定位置へ掻き寄せるための複数の灰掻
き板を前記筒軸と同体に設けた構成となす。

【０００８】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ゆっくり回転される。被焼却
物は回転される炉床上に投入されて助燃バーナーの火炎
で燃焼を促進される。

【０００９】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
の下面側に比較的均等に供給するものとなる。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、これにより、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。

【００１０】上記発明は、次のように具体化する。即
ち、ドラフトファンと押込みファンを１台の兼用となし
て分岐管を配設し、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単
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す。こ
れによれば、底面上に滞積された灰分中の未燃分が空気
を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１５で形成されると共に内面をキ
ャスタブル炉材１６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。１７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、図２に示した助燃バ
ーナー５、掻均し装置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２に示す
ようにワイヤ引上げ手段２１により上下方向へ移動され
る蓋２２で閉鎖されるものとなされ、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の側面に形成された孔ａ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】掻均し装置１８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れたア
ーム部材ｂと、このアーム部材ｂから垂下された多数の
フィンガー部材ｃからなっている。

【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している。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２６ａ、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を介して連通され、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
されると共に、バルブ４４を経て空気供給口１９と連通
されている。

【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は、火格子２０は常に回転されるた
め、炉本体１内は均一な高温状態となされるのであり、
また被焼却物は掻均し装置１８で常に掻き均されて偏り
の少ない滞積状態となされ、偏りの少ない状態で燃焼さ
れる。

【００３０】また被焼却物を投入する度に、投入後の初
期には被焼却物が火格子２０上に比較的厚い滞積状態と
なって存在するが、この場合は火格子２０下の空気噴射
口３８から噴射された空気の圧力が上昇する傾向となる
一方で、炉本体１内の火格子２０上の負圧が増大する傾
向となる。従って、火格子２０下の空気は被焼却物の層
内を下から上へ強力に移動されて、被焼却物の内方まで
効果的に送り込まれるものとなる。

【００３１】また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。

【００３７】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。また、ドラフトファンを押込みファンを１台と
なしたことは、装置のコンパクト化と設備費の一層の低
減化が図られるものとなる。

【００３８】請求項２に記載のオリフィス手段の採用は
効率的な燃焼を遂行する計算通りの送気量の調節を可能
とする上で著効がある。

【００３９】請求項３に記載のものによれば、灰掻き板
が灰分を掻き起こして移動する過程で、縦向き支持管が
その灰分中に空気を効果的に供給するため、灰分に含ま
れる未燃分が完全に燃焼するものとなる。

【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） ２０ 炉床 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

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頂面に排ガス吸引送出手段を具備した排
   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投入口及び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、炉本体の底面の中央部
   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かって多
   数の空気噴射口を分散配置状に設け、一方ドラフトファ
   ン押込みファンを１台の兼用となして分岐管を使用し、
   その一つは排ガス吸引送出手段を具備した排気筒に、他
   の一つは回転駆動用の筒軸に接続させて炉本体の外方か
   ら大気を供給されるものとなし、他方炉本体底面に滞積
   される灰分を一定位置へ掻き寄せるための複数の灰掻き
   板を筒軸と同体に設けたことを特徴とする焼却装置。
2. 【請求項２】 分岐管には夫々れオリフィス調節手段を
   設けてあって、空気量の調節が行われるようになしてあ
   ることを特徴とする請求項１記載の焼却装置。
3. 【請求項３】 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ことを特徴とする請
   求項１又は２記載の焼却装置。