JP3075516B2 - 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、廃棄物等の被焼却
物を焼却する焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、重油等の補助燃料を用いるこ
となく、着火の後は外部からの空気等の流入によって、
燃焼室内に堆積状態で収容した被焼却物を上部から下部
に向かって逐次燃焼させる焼却炉がある。そのような焼
却炉には、燃焼室を形成する側壁に空気導入口を設け、
ファン等を用い外部より空気を流入して、燃焼を促進す
るものがあり、特開平６−２７２８３９号公報等によっ
て公開されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな焼却炉においては、燃焼室内のすべての被焼却物を
焼却しにくく、焼却終了後に燃焼室内に燃えカスの残り
やすい欠点があり、特に底面の中央部に燃えカスが残る
傾向にあった。

【０００４】本発明の課題は、被焼却物を効率よく燃焼
させることができるとともに、堆積状態の底部中央部に
も燃えカスの残りにくい焼却炉を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
焼却炉は、特許請求の範囲に記載したとおり、燃焼室
の、被焼却物が堆積する平坦状又は曲面状の底面に、上
向きに突出するとともに被焼却物の堆積状態で通常はそ
の下に埋没する凸部を底面に沿ってかつその中央部を横
切るように形成し、かつその凸部の表面に燃焼を促進す
る流体を燃焼室内に導く導入口を開口させたことを特徴
とする。

【０００６】底面の中央部を横切るように凸部を形成す
ることで、堆積状態の被焼却物の底部をかさ上げしてそ
こに空気が入り込みやすくなり、かつ被焼却物の最も燃
えカスの残りやすい部分に、積極的に空気等の燃焼を促
進する流体を供給することで一層効果的に、被焼却物の
燃えカスを低減又は生じないようにすることができる。
しかも、凸部は燃焼室内の平坦な底面を横切るように形
成されるため、焼却後の灰等の残さを炉の上部から例え
ばユンボ等のシャベルでかき上げる際に、凸部の両側に
そのかき取るためのスペースを確保でき、凸部が邪魔に
ならない。従って灰等の除去処理を簡単に行うことがで
きる。凸部は例えば台形状の横断面に形成することがで
きる。

【０００７】燃焼室の側壁に複数の空気の吹出口を設け
るとともに、凸部の側面及び／又は頂面に空気等の吹出
口を設けることができる。被焼却物の底部及び側部から
空気等を供給することにより、燃焼室内全体で一様に燃
焼を促進することができ、短時間で効率よく焼却できる
ようになる。焼却炉外へ排出される煤煙量も低減する。

【０００８】さらに、一次燃焼室に隣接して、側壁部の
上側が天井部で覆われた二次燃焼室を備え、一次燃焼室
の燃焼ガスが連絡路を経て二次燃焼室に導かれ、二次燃
焼室の排ガスを天井部から延びる煙突へ導く焼却炉にお
いて、一次燃焼室の底面の中央部を横切るように、燃焼
を促進する流体の導入口を備えた凸部を設け、さらに、
二次燃焼室の天井部に外部の空気を二次燃焼室内に導く
空気導入口を設けることもできる。

【０００９】上述の底面中央部の凸部の効果で、被焼却
物の燃え残りが防止ないし抑制され、さらに、燃焼室を
排煙方向に隔てて、一次燃焼室と二次燃焼室の２つの燃
焼室とし、かつ二次燃焼室の天井部に空気導入口を設け
ることで、排煙側に位置する二次燃焼室は、炉室となる
一次燃焼室で焼却される被焼却物の燃焼ガスを、天井部
に設けられた空気導入口からの新たな空気によって、よ
り完全に燃焼させることができる。その結果、短時間で
効率良く焼却し、かつ焼却炉外へ排出される煤煙の量を
低減させることができる。

【００１０】これに加え、一次燃焼室の側壁に複数の空
気の吹出口を設ければ、凸部からの空気、側壁からの空
気、二次燃焼室の天井部から導入される空気の相乗作用
により、一層効果的な燃焼状態が得られる。なお、一次
燃焼室の底面中央部に設ける凸部を省略し、二次燃焼室
天井部の空気導入口を設けただけでも、一次燃焼室での
燃焼ガスが連絡路を経て二次燃焼室へ流入することによ
って、燃焼室内に強制気流が生じ、二次燃焼室の天井部
に形成された空気導入口からの二次燃焼室への空気の供
給量が増大して、焼却炉の燃焼能力が大幅に向上し、一
度に多量の被焼却物を焼却できるほか、燃え残りや不完
全燃焼も有効に防止される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、焼却炉１は、
高温での耐熱・耐久性のため、キャスタブル耐火物、耐
火煉瓦、耐火モルタル等の耐熱材を用い側壁及び底面が
形成され、内部が燃焼室とされる燃焼室本体２と、燃焼
室で焼却される被焼却物の排煙を排出する煙突４及び空
気を燃焼室内に導く送風ファン５（図３）等を含む。図
２等に示すように、焼却炉１は、燃焼室本体２を所定の
深さにまで埋めた状態（地面Ｇ）で設置される。なお、
燃焼室本体２の下側を支える基礎コンクリート層３も形
成される。

【００１２】図２に示すように燃焼室本体２は、その内
部が隔壁６によって２室に隔てられ、被焼却物（以下、
ゴミともいう）を焼却する炉室となる一次燃焼室７と、
その一次燃焼室７に対して燃焼ガスの排出側に配置され
る二次燃焼室８とを備える。隔壁６の上端部には、深さ
方向に所定量の切欠部１０が形成され、その切欠部（１
０）が一次燃焼室７と二次燃焼室８とを連結し、一次燃
焼室７での被焼却物の焼却によって発生する燃焼ガスを
二次燃焼室８へと導入する連絡路１０を形成している。
二次燃焼室８は、側壁の上端を覆うように天井部１１が
形成され、天井部１１の端部（連絡路１０から遠い側の
端部）を貫くように煙突４が配置され、連絡路１０は、
煙突４に対して他端側において、一次燃焼室７と二次燃
焼室８とを連絡している。

【００１３】一次燃焼室７は、上端開口部が被焼却物を
供給する被焼却物供給口となり、その開口部を開閉可能
な開閉蓋１２によって塞ぐことで、側壁１３、底面１４
及び開閉蓋１２に囲まれた内部空間が燃焼室となる。開
閉蓋１２は、その外装となる鋼板等の外装部１２ａと、
外装部１２ａに対して一次燃焼室７側となり、側壁１３
及び底面１４とともに燃焼室を形成するキャスタブル耐
火物、耐火煉瓦、耐火モルタル等の耐熱材による耐熱層
１２ｂとからなる。

【００１４】図１に示すように、焼却炉１には、開口部
を挟んでレール１６とラック１７が設けられ、開閉扉１
２の一方の側縁に設けられた複数のローラ１９がレール
１６上に、また、他の側縁に設けられたピニオン２０が
ラック１７上にそれぞれ支持される。そして、開閉扉１
２上に設置された駆動源としてのモータ２１がピニオン
２０を駆動することで、開閉扉１２が移動して自動的に
開閉動作が行われる。

【００１５】図３に示すように、一次燃焼室７には、被
焼却物が堆積する平坦かつ水平な底面に、上向きに突出
するとともに被焼却物の堆積状態で通常はその下に埋没
する凸部２４が、底面の中央部を横切るように形成され
ている。図４に示すように凸部２４は、隔壁６とそれに
対向する側壁７ａとを繋ぐように形成され、その断面形
状は台形状（図３）に形成されている。凸部２４の各側
面２５，２６には、長手方向の中心線に対してほぼ対称
な位置に、それぞれ２つの凸部吹出口２７，２７が形成
され、空気がここから燃焼室内へ導かれる。台形状に形
成された凸部２４の内部には、一次燃焼室７の対向する
側壁間を通る通路２９が形成され、各吹出口２７と通路
２９とはそれぞれ分岐路３０で互いに連通する。通路２
９には送風ファン５によって空気が送られ、空気は噴出
分岐路３０を介して一次燃焼室７内に吹き出される。

【００１６】一次燃焼室７の側壁内面側には、水平方向
及び深さ方向に所定間隔に配列する複数の側面吹出口３
１が形成され、図示する例では、水平方向に一列に配置
された側面吹出口３１の列は、深さ方向に所定間隔に複
数（計６段）形成されている。図５に示すように、一次
燃焼室７を取り囲む四方の側壁内には、一次燃焼室７を
取り囲むように空気導入通路３４が形成され、各導入通
路３４からは各側面吹出口３１に対応した分岐路３５が
枝状に延びて各側面吹出口３１につながる。空気導入通
路３４は、側面吹出口３１のそれぞれの高さに対応して
計６段形成されている。空気導入通路３４の最下段のも
のには、前述の通路２９が、空気導入通路３４の対向す
る通路のほぼ中心部を繋ぐように連結されている。

【００１７】図３に示すように、それらの空気導入通路
３４は、各導入通路３４毎に備わった調整バルブ３６を
介し、かつ通路集合部３７を経て、前述の送風ファン５
に接続される。この例では３本の空気導入通路が１個の
各送風ファン５につながれ、６段の導入通路３４へ２機
の送風ファン５によって空気が供給される。なお、通路
２９と空気導入通路３４とを連結しないで、通路２９用
には別途独立の送風ファンを設けてもよい。

【００１８】図４に示すように二次燃焼室８は、一次燃
焼室７よりも内部容積が少なく、幅及び深さはともに一
次燃焼室７に比べ小さくなっている。図２に示すよう
に、二次燃焼室８の上側を覆う天井部１１の内部には、
冷却媒体として例えば水を保持する水槽部３９が形成さ
れている。天井部１１には、自身を貫通する２つの空気
導入口４１が形成され、これら空気導入口４１から二次
燃焼室８内に外部の空気が導入可能となっている。二つ
の空気導入口４１の一方は天井部１１の中間点よりも煙
突４側に、もう一方は煙突４に対して他端側に形成され
ている。図１に示すように天井部１１の一端には、水槽
部３９の内部と連通した水タンク４３が設けられ、水タ
ンク４３の上部には、二次燃焼室８の燃焼ガスにより加
熱され蒸発する水蒸気を排出する蒸気配管４４が備わっ
ている。

【００１９】二次燃焼室８上の煙突４は、その中間下部
に排ガス測定用の開口部５０（図２）を備える。開口部
５０には煙突４の外壁から水平方向に突出する筒状部５
１が連結され、その筒状部５１を開閉可能に塞ぐ蓋５２
が設けられている。

【００２０】なお、図６に示すように、地中埋設式では
なく地上に設置式の一次燃焼室７の底面付近の側壁に開
口部５４を形成し、この開口部５４に焼却台５５を収納
ないし引出し可能に設けることもできる。焼却台５５は
一次燃焼室７の底面上を移動可能かつ開口部５４から引
出し可能で、被焼却物を下から支持することができ、焼
却時の土台となる焼却台５５を備えることで、焼却の後
の一次燃焼室７の底面上に堆積する灰の取出しが容易と
なる。

【００２１】以下、本実施例の焼却炉の使用法を説明す
る。図１に示すように、開閉蓋１２の開放状態で連絡路
１０の開口部を塞がない程度まで、一次燃焼室７内に木
くず、紙くず及び廃プラスチック等を含むゴミを被焼却
物として投入する。被焼却物の堆積の後、その上部から
適当な着火剤を用い着火することでゴミを燃焼させる。
着火の後、開閉扉１２を閉鎖状態にするとともに、送風
ファン５を作動させ、堆積状態にある被焼却物の側方へ
は側面吹出口３１から、また下部中央へは凸部吹出口２
７からそれぞれ圧縮状態の空気が吹き出され、被焼却物
を逐次下方へと焼却する。 被焼却物の燃焼に伴って、
被焼却物の堆積深さが次第に浅くなるが、各段の空気導
入通路３４の調整バルブ３６を調整し、各段の側面吹出
口３１から供給される空気の量や圧力等を調節すること
ができる。

【００２２】一般に被焼却物の底部中央付近は周囲に比
べて燃焼熱が伝わりにくく、また空気の供給も不完全と
なりがちなので、その底部中央付近が燃え残りが生じや
すい。しかし、中央を走る台形状の凸部２４が被焼却物
を下からかさ上げし、かつその吹出口２７から空気を下
側から供給するため被焼却物の底部中央付近も残らずに
燃え尽くされる。

【００２３】図１等の一次燃焼室７で被焼却物の燃焼に
よって発生した燃焼ガスは、連絡路１０を経て、二次燃
焼室８へ導入される。二次燃焼室８に導入された時点で
は、燃焼ガスには、不完全燃焼ガスなどの未燃成分が含
まれることもあり得るが、二次燃焼室８の天井に形成さ
れた２つの空気導入口４１より、新たに燃焼を促進する
空気が得られ、さらに未燃成分の燃焼が進み、不完全燃
焼ガス等が低減される。二次燃焼室８内で二次燃焼した
後、燃焼ガス（排ガス）は煙突４へと導かれ、煙突４の
上端より排出される。上述の天井部１１の空気導入口４
１は１個でも一応の効果はあるが、２個又はそれ以上設
けると、非常に二次燃焼が活発になる。その理由は必ず
しも明らかでないが、二次燃焼を促進する空気流（例え
ばサイクロン効果）等が助長されるためではないかと推
測される。

【００２４】燃焼が終わると一次燃焼室７の底面に例え
ば図７のように灰Ｃが残り、これを上方から入れたパワ
ーシャベルユニットＰ等ですくい上げて、上部開口から
排出するが、凸部２４が炉底の中央を走り、図４のよう
にその両側にパワーシャベルユニットＰを入れて灰をす
くい上げる十分なスペースＳ1，Ｓ2が確保される。ここ
で仮に凸部２４が炉底の面に平行に何本も形成されてい
たとすれば、その灰の除去が相当困難で複数の凸部間に
灰が残ってしまうのに対し、このように中央に１本のみ
凸部２４を形成することで、中央部に燃えカスが生じな
い効果、並びにその両側で灰の回収が容易になる効果が
相乗的に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である焼却炉（以下、同じ）
の斜視図。

【図２】焼却炉の正面断面図。

【図３】一次燃焼室の側面断面図。

【図４】焼却炉の平面図。

【図５】側壁内に設けられた空気導入通路を示す斜視
図。

【図６】焼却炉の一次燃焼室に灰を回収する焼却台を備
えた例を示す側面断面図。

【図７】燃焼室での被焼却物の堆積状態及び焼却並びに
灰回収の様子を示す説明図。

【符号の説明】

１ 焼却炉 ２ 焼却室本体 ６ 隔壁 ７ 一次燃焼室 ８ 二次燃焼室 １０ 連絡路 ２４ 凸部 ２７ 凸部吹出口 ３１ 側面吹出口 ３４ 空気導入通路 ４１ 空気導入口

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室の、被焼却物が堆積する平坦状又
   は曲面状の底面に、上向きに突出するとともに前記被焼
   却物の堆積状態で通常はその下に埋没する凸部を前記底
   面に沿ってかつその中央部を横切るように形成し、かつ
   その凸部の表面に燃焼を促進する流体を燃焼室内に導く
   導入口を開口させたことを特徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】 前記流体は空気であり前記導入口は前記
   凸部の側面に開口する吹出口である請求項１に記載の焼
   却炉。
3. 【請求項３】 前記凸部は台形状の横断面に形成されて
   いる請求項１又は２に記載の焼却炉。
4. 【請求項４】 前記燃焼室の側壁に複数の前記空気の吹
   出口が設けられるとともに、前記凸部の側面及び／又は
   頂面にも前記空気の吹出口が設けられている請求項３に
   記載の焼却炉。
5. 【請求項５】 前記燃焼室を一次燃焼室として、その一
   次燃焼室に隣接して、側壁部の上側が天井部で覆われた
   二次燃焼室を備え、一次燃焼室の燃焼ガスが連絡路を経
   て二次燃焼室に導かれ、二次燃焼室の排ガスが前記天井
   部から延びる煙突へ導かれる焼却炉において、 前記二次燃焼室の天井部に外部の空気を二次燃焼室内に
   導く空気導入口を設けたことを特徴とする請求項１〜４
   のいずれかに記載の焼却炉。
6. 【請求項６】 一次燃焼室に隣接して、側壁部の上側が
   天井部で覆われた二次燃焼室を備え、一次燃焼室の燃焼
   ガスが連絡路を経て二次燃焼室に導かれ、二次燃焼室の
   排ガスが前記天井部から延びる煙突へ導かれる焼却炉に
   おいて、 前記二次燃焼室の天井部に外部の空気を二次燃焼室内に
   導く空気導入口を設けたことを特徴とする焼却炉。