JP3129658U - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼炉本体で発生した燃焼排ガスを速やかに送って暖房可能に構成できる焼却炉を提供すること。
【解決手段】焼却炉１は、燃焼炉本体２と第１の煙道部２０と第２の煙道部２５とを備える。燃焼炉本体２には、邪魔板７を間にして第１の燃焼室８と第２の燃焼室９とを形成する。第１の煙道部２０は、上方に向かって小径となるテーパ筒状の胴体部２３を有して、第２の燃焼室９で旋回された燃焼排ガスの旋回流を維持して燃焼排ガスを速やかに第２の煙道部２５内に送給する。第２の煙道部２５は、第１の煙道部２０に対して略直交する方向に屈曲して形成するとともに、屈曲部にブロア装置３０を装着する。第２の煙道部２５内に流入した燃焼排ガスはブロア装置３０から空気を挿入することによって、移動速度を速めて第２の煙道部２５の周壁を即座に加熱する。
【選択図】図１

Description

本考案は、暖房に利用できる焼却炉に関する。

一般に、寒冷地における作業場や農作物を栽培するビニールハウス等では、冬季では室内が冷えることから暖房器具を設置して室内の温度を高めている。一方、焼却炉は、被燃焼物を焼却して燃焼ガスを無煙化して大気に排出することから、通常、屋外に設置している。この焼却炉にあっては、燃焼ガスを無煙・無臭化して大気に排出することが従来の大きな課題として考慮され、その対策が行われてきた。この主の対策としては、従来では、被燃焼物を焼却する一次燃焼に加えて、一次燃焼で発生する燃焼排ガスを高温で加熱して二次燃焼させる焼却炉として提供されていた。この二次燃焼による熱をそのまま放熱するのではなく他に利用する試みが従来から行われていた。例えば、特許文献１では、焼却炉で発生する廃熱を利用してボイラーの機能を持たせる試みが為されている。

これによると、特許文献１では、焼却炉から発生する廃熱を高効率で熱回収できるように構成されたものであり、この焼却炉の熱回収装置によれば、焼却炉から発生した燃焼排ガスは濾過槽に投入される。濾過槽に投入された燃焼排ガスは濾過部で飛灰及び炭化水素を除去されるとともに、排ガスの熱がボイラー熱に熱交換される。そして熱交換された燃焼排ガスは、ブロアを通って煙突から吐き出される。このように、飛灰及び炭化水素を除去した燃焼排ガスとボイラーの水と熱交換することによって、高効率で燃焼炉の廃熱を回収することができることとなっていた。
特開２００１−３３６７２３公報

しかし、高温に加熱できる焼却炉を、上述のようにボイラー機能を持たせるだけでなく、室内に設置してそのまま暖房器具として使用とする要望も高まってきている。この場合、燃焼排ガスを室内に充満させることなく設置することは勿論のこと、いかに早く室内の温度を上げるかということが課題の一つとして挙げられていた。

本考案は、上述の課題を解決するものであり、焼却炉を室内に設置して即座に室内の温度を上げることによって暖房器具としての機能を有する焼却炉として提供することを目的とするものである。そのために、本考案にかかわる焼却炉は、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の考案では、焼却炉であって、燃焼炉本体の上部には、前記燃焼炉本体内で燃焼された燃焼ガスを速やかに送給するとともに上方に向かって小径となるテーパ筒状の煙道部を備えていることを特徴とするものである。

請求項２記載の考案では、焼却炉であって、燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体の上方に配置されて上方に向かって小径となるテーパ筒状に形成された第１の煙道部と、前記第１の煙道部に接続して略直交する方向に屈曲する第２の煙道部と、を備え、前記第２の煙道部には、燃焼ガスを排出側に送給するブロア装置が配設されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の考案では、前記第１の煙道部の周壁内には、螺旋状に沿った羽根部が形成されていることを特徴としている。

請求項４記載の考案では、前記燃焼炉本体と前記第１の煙道部との間にボイラー装置が配設されていることを特徴としている。

請求項５記載の考案では、前記第２の煙道部がフィン部を有する筒状体であることを特徴としている。

本考案に係る焼却炉では、燃焼炉本体内において高温で焼却される被燃焼物から発生する燃焼排ガスは、無煙無臭となって燃焼炉本体から煙道に向かって流れる。煙道に流入した燃焼排ガスは、テーパ筒状の煙道内で旋回された燃焼排ガスを旋回維持して流出口に集中して送られることから、高温の燃焼排ガスが煙道部内に即座に移動することとなって煙道内を瞬時に加熱することができる。そして、この焼却炉を室内に設置すれば、煙道部から発生する熱が室内に放出されることによって、室内の温度を上昇させることができて暖房器具としての機能を果たすことができる。

この際、テーパ筒状の煙道部を第１の煙道部とし、第１の煙道部に接続する煙道を第２の煙道部とすると、第２の煙道部を第１の煙道部に対して略直交する方向に屈曲させることによって、室内の任意な位置において室温を上げて即座に暖房することができる。

なお、第２の煙道部に流入した燃焼排ガスをブロア装置で積極的に送れば、燃焼排ガスは第２の煙部内でさらに速やかに移動することができ、速やかに暖房することができる
さらに、第１の煙道部には螺旋状に沿った羽根部が形成されていることから、燃焼炉本体で旋回されて流入する燃焼排ガスは、第１の煙道部内でさらに旋回維持することができ、周壁を加熱させるとともに、テーパ筒状に形成された第１の煙道部の先方に向かって集中して速やかに送給することができる。

また、テーパ筒状に形成された第１の煙道部を、ボイラーを設置した焼却炉においてボイラーの上方に接続すれば、暖房器具とともにボイラー機能を有した焼却炉として使用することができる。

なお、第２の煙道部の外周面にフィン部を形成すれば、第２の煙道部からは熱が対流して効率的な暖房を行うことができる。

次に本考案の焼却炉の一形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、第１の形態の焼却炉１は、燃焼炉本体２と、燃焼炉本体２の上部に配置された第１の煙道部２０及び第１の煙道部２０に接続された第２の煙道部２５とを備えている。実施形態で使用する燃焼炉本体２は、周壁３と、底壁４と、天井壁５と有して内部を中空にした円筒状に形成されている。底壁４の下方にはエアタンク６が形成されている。燃焼炉本体２の内部は、焼却炉として必要な図示しないロストル等が収納されていて被燃焼物を収納可能に形成されている。

燃焼炉本体２内の上部には隔壁板としての邪魔板７が配置され、邪魔板７の下方に一次燃焼室８、邪魔板７の上方に二次燃焼室９を形成している。なお邪魔板７は天井壁５から垂下された複数本のステー７１により支持されている。

燃焼炉本体２の下部外側付近に送風機１４が配置されている。送風機１４は、エアタンク６に空気を送るように接続されている。図２に示すように、周壁３の外面には縦方向に沿って複数本の突条部１０が形成され、突条部１０内にエアタンク６に接続する通気路１１が形成されている。周壁３における一次燃焼室８側に一次側空気流入口３ａが形成されて通気路１１と接続され、二次燃焼室９側に二次側空気流入口３ｂが形成されて通気路１１と接続されている。一次燃焼室８側に形成された一次側空気流入口３ａには一次側ノズル１２が配管され、二次燃焼室９側に形成された二次側空気流入口３ｂには二次側ノズル１３が配管されている。なお、二次側ノズル１３は二次燃焼室９内における周壁３の円周方向に沿って向けられていて、二次燃焼室９内に旋回流を発生させている。それによって、燃焼排ガスを暫時滞留させて消煙効果を高めている。

また、燃焼炉本体２の上部には二次燃焼室９を加熱するためのバーナー１５（図１参照）が配置され、二次燃焼室９内の周壁３にバーナー１５の吹き込み口３ｃ（図１参照）が形成されている。さらに天井壁５には後述の第１の煙道部２０に通じる煙道入口１６が形成されている。

燃焼炉本体２の上方には、第１の煙道部２０が装着されている。第１の煙道部２０は、上下に取付けフランジ部２１、２２を形成するとともに、上方に向かって小径となるテーパ筒状の胴体部２３を備えている。下部取付けフランジ部２１には、ガス流入口２１１が形成され、上部フランジ部２２にはガス流出口２２１が形成されている。これによって、燃焼炉本体２から流入される燃焼排ガスは、燃焼炉本体２の二次燃焼室９で旋回された後、テーパ筒状の第１の煙道部２０で旋回維持されながら第２の煙道部２５に向かって集中的に流れるように案内される。

第２の煙道部２５は、第１の煙道部２０の上部フランジ部２２に装着可能なフランジ部２６を備えて、第１の煙道部２０に対して略直交方向或いは直交方向より僅かに上方に向くように屈曲して形成されている。この第２の煙道部２５は、１本のパイプを屈曲して形成してもよく、また、図１のように、屈曲管２７に直管２８を接続して形成してもよい。第２の煙道部２５は、その先端部を任意の位置に向けることができるように、第１の煙道部２０に対して旋回自在に装着されている。勿論、任意の位置に旋回した後は、フランジ部どうし（上部フランジ部２２とフランジ部２６）をビス等で締結することができる。

第２の煙道部２５のフランジ部２６には、ガス流入口２６１が形成されている。なお、第２の煙道部２５の先端は、大気に排出するための図示しない煙道部が着脱可能に装着される。

また、第２の煙道部２５には、燃焼排ガスを屈曲管２７から直管２８に向かって速やかに送給するためのブロア装置３０が装着されている。実施形態においては、ブロア装置３０は第２の煙道部２５の屈曲管２７の一部に接続管３１を介して装着されている。

次に、上記のように構成された焼却炉１の作用について説明する。

被燃焼物を燃焼炉本体２内に投入した後、バーナー１５を作動して二次燃焼室９を加熱する。実施形態の焼却炉１では一次燃焼室８と二次燃焼室９とは邪魔板７を間にして形成されているから、バーナー１５の火焔は、二次燃焼室９を加熱するとともに周壁３に沿って一次燃焼室８に伝達されて一次燃焼室８を加熱することとなる。被燃焼物が投入されている一次燃焼室８では、この加熱によって被燃焼物が着火されて燃焼される。

そして着火が確認されると、一次燃焼室８と二次燃焼室９内に送風機１４から空気を導入する。一次燃焼室８に空気が導入されることによって、被燃焼物は一次燃焼して灰と燃焼排ガスを発生させる。灰の一部は上昇して邪魔板７に当たって底壁４上に落下し、その他の灰はそのまま底壁４に残る。燃焼排ガスは上昇し邪魔板７に当たると旋回して邪魔板７と周壁３との間を通って二次燃焼室９に流入する。二次燃焼室９では、バーナー１５で加熱されているとともに、二次側ノズル１３から吐出される空気によって、二次燃焼室９内の温度は高温（８００°以上）に達している。二次側ノズル１３は二次燃焼室９内における周壁３の円周方向に沿って向けられているから、二次燃焼室９内の燃焼排ガスは旋回流を発生させている。それによって、燃焼排ガスを暫時滞留させて消煙効果を高めている。

なお、燃焼炉本体２内において、煙が発生している間はバーナー１５を作動させて消煙させ、煙が消えるとバーナー１５の作動を停止させる。

二次燃焼室９内に流入した燃焼排ガスは、高温内で二次燃焼されて無煙無臭となって二次燃焼室９内を上昇する。邪魔板７は天井壁５から複数本のステー７１で支持されていることから、二次燃焼室９内の燃焼排ガスは煙道入口１６に達し、煙道入口１６から第１の煙道部２０に流入する。

第１の煙道部２０では、二次燃焼室９内で旋回された燃焼排ガスが、胴体部２３内でそのまま旋回維持しながら上昇する。高温の燃焼排ガスが胴体部２３で旋回することによって、第１の煙道部２０を即座に高温にするとともに、胴体部２３が上方に向かって小径となるテーパ筒状に形成されているから、旋回されている燃焼ガスは先端側に移動するにしたがって速い流れとなって第２の煙道部２５に流入することとなる。

なお、第１の煙道部２０において、図３に示すように、テーパ筒状に形成された胴体部２３内に螺旋状の羽根部２３１を形成すれば、第１の煙道部２０内に流入した燃焼排ガスはさらに旋回維持される。旋回維持されることによって胴体部２３を加熱させるとともにテーパ形状によって先端側の移動速度を速めて第２の煙道部２５に流入されることとなる。この羽根部２３１は、連続的に形成されていても、螺旋形状に沿って断続的に形成されていてもよい。

第２の煙道部２５に流入した燃焼排ガスは、ブロア装置３０によって管内を速やかに移動する。第２の煙道部２５内では、燃焼排ガスが速い速度で流れることによって、第２の煙道部２５の周壁も速やかに加熱される。第２の煙道部２５が加熱されることによって、その周囲は放熱されて温められ暖房される。また、第１の煙道部２０に対して略直交する方向に旋回可能に屈曲されていることから、第２の煙道部２５を、暖房を必要とする位置に任意に配置することができる。

また、第２の煙道部２５内を流れる燃焼排ガスは、室外に先端部を配置する図示しない第３の煙道部を第２の煙道部２５の先端に差し込むことによって、大気に排出される。

上述のように、第１の形態の焼却炉１によれば、燃焼炉本体２で燃焼された燃焼排ガスはテーパ筒状に形成された第１の煙道部２０で旋回されながら第２の煙道部２５に向かって流出されることから、第１の煙道部２０の胴体部２３を速く温めてその周囲の温度を上昇させるとともに、旋回流となった燃焼排ガスは先端部に向かって集中して速やかに移動することができる。また、第２の煙道部２５では、ブロア装置３０でその移動速度を加速されるため、第２の煙道部２５内を速やかに移動して、第２の煙道部の周壁を速く温めることができる。しかも第２の煙道部２５が第１の煙道部２０に対して略直交する方向に屈曲しているから、任意の場所において暖房を促進することができる。したがって、この焼却炉１を寒冷地の作業場や、農作物用のビニールハウス内に設置することによって、焼却炉の機能を有する暖房器具として使用することができる。

第２の焼却炉１Ａは、図４〜５に示すように、第１の形態における燃焼炉本体２と第１の煙道部２０との間にボイラー室４０を設置したものである。

燃焼炉本体２及び第１の煙道部２０、第２の煙道部２５及びブロア装置３０は、第１の形態の構成と同様であり、以下の説明において必要な場合、第１の形態に付記した符号を付記する。

燃焼炉本体２の上方にはボイラー室４０が燃焼炉本体２に対して着脱可能に配置されている。ボイラー室４０は、天井壁５から上方に向かって延設される複数の煙道４１と、煙道４１の周りを囲う外壁４２とを備えている。外壁４２と煙道４１との間は水が循環する熱交換室４３（図５参照）として形成されている。外壁４２の一方には、タンク４４から流れてきた水をボイラー室４０内に流入する給水コック４５が装着され、他方には、ボイラー室４０内で加熱された温水を貯留タンク４６に流出する給湯コック４７が装着されている。ボイラー室４０内は水が循環するために、水漏れを防止するための図示しないシール部が必要範囲内で装着されている。

煙道４１は所定の断面積を有していれば、その本数に限定されることはない。実施形態の煙道４１は、７本に分割している。中央部に１本とその回りに６等分されて配置されている。これによってボイラー室４０内を循環する水は、複数の煙道４１の間に形成されている熱交換室４３内を流れて複数の煙道４１の外周面と接触することから、熱交換を効率よく行うことができる。

この形態の焼却炉４０では、煙道４１は、複数本に分割されていることから無煙無臭となった燃焼排ガスはそれぞれの煙道４１内に流入した後、第１の煙道部２０に流入される。燃焼された燃焼排ガスが煙道４１内を通ることによって煙道４１の周壁が加熱される。なお、ボイラー室４０内の水温は、図示しない制御ボックス内に収納されているボイラー水温計によって測定され、所定の温度に達したら給水コック４５及び給湯コック４７を開けて水を循環させる。熱交換室４３ではすでにタンク４４から流入した水が充満されて加熱されていることから、熱交換された温水は貯溜タンク４６に向かって流れ、タンク４４からの新たな水がボイラー室４０内に流れてくる。そして、熱交換されて貯留タンク４６に向かって流れる。

上述のように、第２の形態の焼却炉１Ａでは、燃焼炉本体２の上方に配置された煙道４１の周りでボイラー室４０を構成することから、ボイラー室４０を備えた焼却炉１Ａを燃焼炉本体２の底面積の範囲で設置でき、狭い場所でも使用することができる。また、煙道４１を利用してボイラー室４０を構成できることから複雑な構成をすることなくコンパクトに構成できる。

この際、煙道４１を分割して配置することによって、循環される水は複数の煙道４１の周壁に接することができるので、熱交換率を高くすることができる。

さらに、この焼却炉１Ａでは、第１の形態の焼却炉１と同様、燃焼炉本体２内において、邪魔板７を挟んで上下に一次燃焼室（下側）８と二次燃焼室（上側）９とに分割している。そして、一次燃焼室８で一次燃焼された被燃焼物は燃焼排ガスを発生させ、その燃焼排ガスは二次燃焼室９で二次燃焼される。二次燃焼室９では、二次側ノズル１３によって燃焼排ガスが旋回され、旋回された燃焼排ガスは、ボイラー室４０の煙道４１を通って第１の煙道部２０で旋回維持される。

なお、ボイラー室４０内に配置させる煙道４１を１本で形成することができる。この場合、１本の煙道の断面積は、図５における７本の煙道４１の合計された断面積と略同一に形成される。

したがって、第２の形態では、室内に設置される焼却炉１Ａは暖房機能のほかにボイラー機能を有することができる。

なお、本考案の焼却炉は、上記の形態に限定するものではない。例えば、第２の煙道部は、図６〜７に示すように、外周面にフィン部を形成するものであってもよい。図６の第２の煙道部２５Ａは、外周面に螺旋状のフィン部２５１を形成したものである。フィン部２５１を形成することによって、第２の煙道部２５の周壁の熱を効率的に周囲に放熱することができる。また、図７における第２の煙道部２５Ｂは、断面矢印筒状に形成した筒体をつなぎ合わせて形成したフレキシブルホースであって、外周面が凹凸状に形成されてフィン部２５２を形成している。この第２の煙道部２５Ｂも、フィン部２５２を形成することによって、第２の煙道部２５の周壁の熱を効率的に周囲に放熱することができる。

本考案の第１の形態による焼却炉を示す断面図である。 図１の焼却炉における燃焼炉本体の通気路を示す一部断面図である。 図１における第１の煙道部の別の形態を示す断面図である。 第２の形態の焼却炉を示す断面図である。 図４におけるボイラー室を示す断面図である。 第２の煙道部の別の形態を示す断面図である。 第２の煙道部のさらに別の形態を示す断面図である。

符号の説明

１、焼却炉
２、燃焼炉本体
３、周壁
７、邪魔板
８、一次燃焼室
９、二次燃焼室
１２、一次側ノズル
１３、二次側ノズル
１５、バーナー
２０、第１の煙道部
２３、テーパ筒状の胴体部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、第２の煙道部
２５１、２５２、フィン部
３０、ブロア装置
４０、ボイラー室
４１、煙道
４３、熱交換室

Claims (5)

1. 焼却炉であって、
   燃焼炉本体の上部には、前記燃焼炉本体内で燃焼された燃焼ガスを速やかに送給するとともに上方に向かって小径となるテーパ筒状の煙道部を備えていることを特徴とする焼却炉。
2. 焼却炉であって、
   燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体の上方に配置されて上方に向かって小径となるテーパ筒状に形成された第１の煙道部と、前記第１の煙道部に接続して略直交する方向に屈曲する第２の煙道部と、を備え、
   前記第２の煙道部には、燃焼ガスを排出側に送給するブロア装置が配設されていることを特徴とする焼却炉。
3. 前記第１の煙道部の周壁内には、螺旋状に沿った羽根部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の焼却炉。
4. 前記燃焼炉本体と前記第１の煙道部との間にボイラー装置が配設されていることを特徴とする請求項２又は３記載の焼却炉。
5. 前記第２の煙道部がフィン部を有する筒状体であることを特徴とする請求項２，３又は４記載の焼却炉。
   
   

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