JP3387860B2

JP3387860B2 - 廃棄物焼却装置

Info

Publication number: JP3387860B2
Application number: JP25115399A
Authority: JP
Inventors: 廣小林; 良明辻; 隆志栗本
Original assignee: Volcano Co Ltd
Current assignee: Volcano Co Ltd
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2003-03-17
Anticipated expiration: 2019-09-06
Also published as: KR20010029432A; KR100666315B1; JP2001074221A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶内において発
生するビルジ廃油、含油スラッジ及び固形廃棄物などの
廃棄物を焼却処理して、海洋の汚染防止に寄与する焼却
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】船舶内で発生する廃棄物は、多種多様で
あり、主として、漏水、スラッジ油、ガーベッジ、紙、
段ボール、ウェイスト、プラスチック、シーウェッジ等
に大別されるが、これら廃棄物のうち、船内機器の運転
中又は開放時などに発生する漏水、漏油、排水、廃油は
船底に落ちてビルジ水になる。このビルジ水は、油分を
含むために、これをそのまま海上投棄すると海洋汚染の
原因となることから、ビルジ水の処理方法については、
ＭＡＲＰＯＬ７３／７８条約などによる規制がますます
厳しくなる傾向にある。また、船舶内では、ビルジ水の
ほかに、上記のような紙くず、木くずなどの一般ごみ
や、食物ごみ、廃プラスチックなどの固形廃棄物も発生
するため、これらの廃棄物を一括して焼却処理すること
が最も有効な処理方法であるということができる。

【０００３】ところで、従来使用されている船舶用の廃
棄物焼却装置としては、その構造などに規制がなく、さ
らに、設備費の削減等の理由から、通常、焼却炉を耐火
材で構成した簡単な構造の焼却装置が用いられている。
このことから、従来の焼却装置においては、焼却装置の
表面の温度が廃棄物の焼却時に発生する熱により上昇し
たり、また、温度分布にむらが生じやすく、安全基準温
度である６０℃より高くなることがあり、このため、作
業員が誤って接触して火傷を負う等の危険があるととも
に、また、焼却排ガスの温度が高く、あるいは、有害な
ダイオキシンが発生するおそれがある等の問題点を有し
ている。

【０００４】さらに、ＩＭＯ（世界海事機関）などで、
海上輸送の安全確保や海洋汚染防止を必須のこととして
世界的に協力することが合意されてくると、もっと高性
能な焼却装置の開発が求められるようになる。これによ
り、コストを上げることなく焼却炉本体装置の高負荷化
による小型化を実現するとともに、船舶内で発生する固
形廃棄物の焼却をより効率的に行えるようにし、これに
より焼却排ガス中の酸素や一酸化炭素濃度、スートナン
バー（煤塵濃度）、排ガス温度、焼却灰中の焼却残渣、
炉外壁温度や炉内圧等がある決められた範囲に入ること
が要請されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
焼却装置では、廃油の焼却処理は、炉本体の基端面に取
り付けられたバーナによってなされており、廃油スラッ
ジや固形廃棄物は、その投入を容易にするためにできる
だけ大きい投入口が求められることから、その投入口は
炉本体の側面に設けることが必要になる。特に、固形廃
棄物の投入焼却は、炉を一旦止め廃棄物を投入してから
助燃のためにバーナに点火して昇温するバッチ方式より
も、バーナを止めないで燃焼を継続したまま廃棄物を投
入できるようにする連続式の方が使い勝手からいって望
ましく、そのためには廃棄物投入口の投入蓋は安全上、
二重にする工夫が必要になる。

【０００６】さらに、固形廃棄物の連続焼却において
は、助燃のためのバーナの取り付け位置が重要になると
ともに、炉内に投入された廃棄物の上に新しい廃棄物が
次々に投入されることから、焼却中の廃棄物の断続的な
撹拌が焼却効率の向上に非常に有効になる。もちろん、
その一方で、炉本体の外表面を、例えば、ＩＭＯのガイ
ドラインで要求する６０℃以下に抑えることも求められ
ているが、その冷却に使用する空気を燃焼用の予熱空気
として使えれば好都合である。また、ＩＭＯのガイドラ
インではダイオキシンの発生防止のために、焼却排ガス
を所定の温度まで急速冷却することが要求されている
が、それに必要な冷却もできれば同じ空気で行えれば好
都合である。

【０００７】本発明はこれら緊急の課題に対処してなさ
れたものであり、焼却装置の表面を所定の温度以下に抑
えるとともに、排気ガスの温度を低下させてダイオキシ
ンの発生を抑制し、また、焼却炉の連続運転と廃棄物の
完全燃焼を図り、さらに、焼却装置全体を小さくまとめ
て内航船などの小さい船舶にも設置できるようにした廃
棄物焼却装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の廃棄物の焼却装置は、焼却炉を内部に形成
した内筒の周囲に外筒を配設して、外筒と内筒の間に空
気流通路を形成し、空気流通路を流通する空気により内
筒の外周面を冷却した後、この空気の一部を燃焼用空気
として焼却炉内へ導入するように、残りを焼却排ガスと
混合して排気するようにした廃棄物焼却装置において、
焼却炉の基端側にバーナを配設するとともに、前記内筒
と外筒から斜め上方に突出するように投入蓋を設けた廃
棄物投入口を形成し、該廃棄物投入口の内側にＬ字状を
して焼却炉内に面する側に断熱材が配設されたダンパ状
の内蓋を揺動可能に形成し、廃棄物投入口を、その中心
位置と焼却炉の基端側内面との炉長方向での距離が、焼
却炉内全長をＬとして約０．２〜０．３Ｌとなるように
配設したことを特徴とする。

【０００９】この廃棄物焼却装置は、焼却炉周囲の空気
流通路によって焼却装置の表面の温度を安全基準温度で
ある６０℃以下に確実に抑えるとともに、排気ガスの温
度を所定の温度以下に抑えてダイオキシンの発生を抑制
することができ、さらに、冷却に使用した空気を燃焼用
の予熱空気として使用することにより燃焼効率を高める
ことができる。そして、廃棄物投入口に内蓋を設け、廃
棄物を燃焼継続のまま連続的に投入可能にするととも
に、バーナの位置を上記のように規定することにより、
廃棄物の焼却火炎とバーナの燃焼火炎との干渉を抑制
し、これにより、燃焼反応の停滞や不完全燃焼を防止し
て、投入した廃棄物をより早く効率的に焼却し、焼却排
ガス中の酸素や一酸化炭素濃度、煤塵濃度、焼却灰中の
焼却残差等を大幅に削減することができる。また、内筒
と外筒から斜め上方に突出するように投入蓋を設けた廃
棄物投入口を形成し、該廃棄物投入口の内側にＬ字状を
して焼却炉内に面する側に断熱材が配設されたダンパ状
の内蓋を揺動可能に形成したので、焼却炉内の高温の焼
却ガスが直接に廃棄物投入口から吹き出す危険を確実に
防止するとともに、内蓋自体が炉内の高温ガスや高温の
輻射熱に晒されて焼損することを防止できる。さらに、
この廃棄物焼却装置は、構造が簡単であることから小型
化も容易であり、低コストであることと相俟って、特に
内航船等の小船舶にも設置することができる。

【００１０】この場合において、バーナに空気噴霧式バ
ーナを用いる場合は、バーナの噴射口を、焼却炉の内径
をＤとして焼却炉の中心から約０．０５〜０．１５Ｄ上
になるよう配設するとともに、バーナの噴射角度を焼却
炉の中心線から約３０±５度前傾にすることができる。

【００１１】また、バーナにロータリーバーナを用いる
場合は、バーナの噴射口を、焼却炉の内径をＤとして焼
却炉の中心から約０．０５〜０．１５Ｄ上になるよう配
設するとともに、バーナの噴射角度を焼却炉の中心線と
ほぼ平行にすることができる。

【００１２】このようにバーナの噴射口の高さを規定す
るとともに、バーナの種類により噴射角度を規定するこ
とにより、最も効率的なバーナの助燃作用を得ることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の廃棄物焼却装置の
実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１４】図１〜図２に、本発明の廃棄物焼却装置の
一実施例を示す。この廃棄物焼却装置は、焼却炉を内部
に形成した内筒２の周囲に外筒１を配設して、外筒１と
内筒２の間に空気流通路３を形成するとともに、空気流
通路３を外筒１に形成した空気吸引口７を境界として２
つの空気流通路に分岐し、一方の空気流通路を流通する
空気を、内筒２の外周面を冷却した後、燃焼用空気とし
て焼却炉内へ導入するようにし、また、他方の空気流通
路を流通する空気を、内筒２の外周面を冷却した後、焼
却排ガス出口８で焼却排ガスと混合して排気するように
している。

【００１５】廃油や固形廃棄物を焼却するための助燃用
バーナ（図示省略）を取り付けたバーナ箱５は炉本体の
基端面の位置に取着され、バーナの噴射口の中心５Ａ
は、炉の中心位置６よりも上方に設置されている。な
お、内筒２の内側は耐火材４で内張されている。

【００１６】また、図２に示すように、内筒２と外筒１
からは、斜め上方に突出するように廃棄物投入口１０が
形成されている。固形廃棄物は一般にいろいろの種類の
ものが混合し袋詰めされた形で準備される。そして、袋
１９は廃棄物投入口１０から投入されるが、その手順を
説明しながら、その構造作用を説明する。なお、上記の
ように、船舶の焼却炉には、多種多様の廃棄物が混合さ
れた形で、例えば、袋に詰められて投入されるのが一般
的であり、このため、焼却炉内でのそれらの焼却速度が
異なり、焼却方法によっては、燃え残りや不完全燃焼が
生じることになる。これを避けるためには、炉を一旦止
めてから、大量の冷たい廃棄物を一度に投入してから助
燃バーナに点火して昇温するバッチ方式よりも、バーナ
を止めないで燃焼を継続のまま廃棄物を投入できるよう
にする連続式の方が使い勝手がよいばかりでなく、その
高い焼却性能保持や炉の耐久性能等から見ても望まし
く、このことから、運転中に投入口を開くときの安全性
確保のために、投入蓋１１を設けた廃棄物投入口１０の
内側に内蓋１５を揺動可能に設けるようにしている。

【００１７】具体的に説明すると、まず、投入蓋１１の
留め具１２を弛めて横へずらした後、取手１３を以て上
へ矢印の方向に開け、止め金具（図示省略）に当たるま
で開ききる。なお、１４は蓋のヒンジである。

【００１８】廃棄物投入口１０の中の内蓋１５は、１枚
の蓋板をＬ字状に曲げて形成された二重式ダンパからな
り、折曲部に配設された軸１６を中心として回転できる
ようになっている。また、内蓋１５の焼却炉内に面する
側には、断熱材１７が止め金具１８で止められており、
これにより、内蓋１５により炉内の高温の焼却ガスが直
接に廃棄物投入口１０から吹き出す危険を確実に防止す
るとともに、内蓋１５自体が炉内の高温ガスや高温の輻
射熱に晒されて焼損することを防止できる構造となって
いる。

【００１９】この状態で、例えば、廃棄物を入れた袋１
９を投入すると、図２に示すように、袋１９は内蓋１５
の底に貯留される。それから、投入蓋１１を閉じて留め
具１２で固定した後、ハンドル２０を回して内蓋１５を
回転させると、袋１９は炉内へ転落して、袋１９が破れ
て焼却が始まる。このとき、内蓋１５のハンドル２０の
軸の反対側（図１の右側）には、ハンドル操作がしやす
いようにバランス用の錘２１を取り付けることが望まし
い。

【００２０】これにより、固形廃棄物の焼却が始まる
が、廃棄物投入口１０の位置は、できるだけ炉内の基端
側に取り付けるのがよい。それは、炉の基端側の方が助
燃用バーナからの輻射熱が高く効率よく焼却できること
と、後方から排出されるまでの焼却排ガスの炉内残留時
間が長くでき、完全燃焼しやすくできることとによる。
その位置をさらに具体的に示すと、廃棄物投入口１０
を、その中心位置と焼却炉の基端側内面との炉長方向で
の距離βが、炉内全長をＬとして約０．２〜０．３Ｌと
なるように配設する。

【００２１】一方、投入された固形廃棄物はより早く効
率よく焼却することが望まれるが、そのために助燃用バ
ーナの取り付け位置が問題になる。すなわち、焼却後の
排ガスは、Ｏ_２、ＣＯ、ＮＯｘ、煤塵、ダイオキシンな
どが少なく、かつ、法規制などの所定の値内に入り、さ
らに、炉内に残された焼却残差（未燃焼分）が限りなく
ゼロに近くなることが必要になるが、そのための廃棄物
の投入位置は助燃用バーナの輻射熱を最も強烈に受ける
位置、すなわち生成するバーナ火炎に近い方がよい。た
だし、焼却ないしは燃焼の火炎が互いに干渉し、あるい
は廃棄物の袋１９や廃棄物に当たると、廃棄物焼却火炎
や助燃用バーナの燃焼火炎の、まだ反応完了前の未反応
の火炎が冷たいものや、未反応あるいは酸素不足の燃焼
ガスなどに当たるため、その燃焼反応が途中で止まる
か、あるいは不完全燃焼に終わり、未燃ガスや未燃固形
物を残すことになる。したがって、助燃バーナの生成火
炎により近く、かつ接触しないところで生成火炎が生成
するようにバーナを取り付けることが、焼却には重要な
ことになる。

【００２２】そこで、各種試験を行った結果、バーナの
取り付け位置５はバーナの種類によって変えることが重
要であることが分かった。バーナには、一般に、安価で
構造が簡単な空気噴霧式バーナと、構造はやや複雑で高
価になるが使用燃料の性状の影響を受けにくいロータリ
ーバーナとが使われるが、前者の空気噴霧式バーナの取
り付け位置は、焼却炉の中心６からαだけ上方の位置
で、図１に示すＡのように、噴射角度が前傾するように
角度θ度で取り付けるのが最良であることが分かった。
ここで、αは、具体的には、炉本体の耐火材４の内径を
Ｄとして、α＝０．０５〜０．１５Ｄ程度に、θは焼却
炉の中心線６に対し３０±５度程度に設定することが望
ましい。また、後者のロータリーバーナでは、その燃料
の噴霧が広がるということもあって、同じαだけ上方の
位置で、図１に示すＢのように、炉中心線６と同じ水平
方向に取り付けるのがよいことが分かった。なお、助燃
バーナに使われる燃料は、通常の助燃の意味ではＡ重油
が一般的であるが、本焼却炉の目的に合わせた使い方、
特に、省エネルギーと廃棄物焼却処理ということからい
えば、船舶内で発生する廃油や廃スラッジなどが使える
ようなバーナとすることが望まれる。そのためにも、上
記バーナの取り付け位置は重要になる。

【００２３】さらに、固形廃棄物の焼却効率を上げるに
は、廃棄物投入口１０や助燃用バーナの取り付け位置ば
かりでなく、実際の焼却炉の運転では連続して続々と投
入された廃棄物の上に新しい廃棄物が次々に投入される
ことから、時々は投入口の下部の焼却中の廃棄物を撹拌
することが、その焼却効率向上に非常に有効になる。す
なわち、具体的には、本実施例では、ヒンジ状の折れ曲
がり部３１を有する撹拌棒３０を焼却炉の下部に取り付
けた。なお、３３は手動の時に握る「握り」である。途
中に折れ曲がり部３１を形成した撹拌棒３０の先端は、
図２に示すように、逆Ｔ字状部３２として形成されてお
り、撹拌棒３０を手動で前後に摺動すると、投入口１０
から投入された焼却中の廃棄物が撹拌されて、未焼却物
が新しく燃え上がることになり、あるいは新しく上から
投入された廃棄物に覆われて焼却が進まなかった底の未
焼却物が燃え上がり、未燃焼焼却物の焼却が一層促進さ
れることになる。かくして、簡単な撹拌棒３０により、
その焼却効率が大きく上がることになった。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の廃棄物焼
却装置によれば、焼却炉周囲の空気流通路によって焼却
装置の表面の温度を安全基準温度である６０℃以下に確
実に抑えるとともに、排気ガスの温度を所定の温度以下
に抑えてダイオキシンの発生を抑制することができ、さ
らに、冷却に使用した空気を燃焼用の予熱空気として使
用することにより燃焼効率を高めることができる。そし
て、廃棄物投入口に内蓋を設け、廃棄物を燃焼継続のま
ま連続的に投入可能にするとともに、バーナの位置を規
定したことにより、廃棄物の焼却火炎とバーナの燃焼火
炎との干渉を抑制し、これにより燃焼反応の停滞や不完
全燃焼を防止して、投入した廃棄物をより早く効率的に
焼却し、焼却排ガス中の酸素や一酸化炭素濃度、煤塵濃
度、焼却灰中の焼却残差等を大幅に削減することができ
る。また、内筒と外筒から斜め上方に突出するように投
入蓋を設けた廃棄物投入口を形成し、該廃棄物投入口の
内側にＬ字状をして焼却炉内に面する側に断熱材が配設
されたダンパ状の内蓋を揺動可能に形成したので、焼却
炉内の高温の焼却ガスが直接に廃棄物投入口から吹き出
す危険を確実に防止するとともに、内蓋自体が炉内の高
温ガスや高温の輻射熱に晒されて焼損することを防止で
きる。さらに、本発明の廃棄物焼却装置は、構造が簡単
であることから小型化も容易であり、低コストであるこ
とと相俟って、内航船等の小船舶にも設置することがで
きる。

【００２５】また、バーナの噴射口の高さを規定すると
ともに、バーナの種類により噴射角度を規定することに
より、最も効率的なバーナの助燃作用を得ることができ
る。

【００２６】また、内蓋を、１枚の蓋板をＬ字状に形成
したものから構成することにより、焼却炉内の高温の焼
却ガスが直接に廃棄物投入口から吹き出す危険を確実に
防止することができる。

【００２７】このように、本発明では、今後の焼却炉の
焼却排ガスや焼却残差や安全などの規制に適応した焼却
効率の良い、安全で、しかも取り扱い容易で安価な廃棄
物焼却装置を提供することができ、その結果、廃油や固
形廃棄物の船内処理を容易にし、もって海洋汚染防止に
役立つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物焼却装置の一実施例を示す正面
縦断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【符号の説明】

１外筒２内筒３空気流通路４耐火材５バーナ箱５Ａバーナ取り付け位置６焼却炉の中心（線）７燃焼用及び冷却用の空気吸引口８焼却排ガス出口１０廃棄物投入口１１投入蓋１２留め具１３取手１４蓋のヒンジ１５内蓋１６軸１７断熱材１８止め金具１９固形廃棄物の袋２０ハンドル２１錘３０撹拌棒３１折れ曲がり部３２棒先端の逆さＴ字状部３３棒の握り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ２３Ｇ 5/44 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ３０３Ｊ (56)参考文献特開平11−63452（ＪＰ，Ａ) 特開平９−229320（ＪＰ，Ａ) 実開昭50−31779（ＪＰ，Ｕ) 実開昭50−33574（ＪＰ，Ｕ) 実公昭46−1093（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/46 ZAB B09B 3/00 B09B 3/00 ZAB C02F 11/10 F23G 5/12 ZAB F23G 5/44 ZAB

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉を内部に形成した内筒の周囲に外
筒を配設して、外筒と内筒の間に空気流通路を形成し、
空気流通路を流通する空気により内筒の外周面を冷却し
た後、この空気の一部を燃焼用空気として焼却炉内へ導
入するように、残りを焼却排ガスと混合して排気するよ
うにした廃棄物焼却装置において、焼却炉の基端側にバ
ーナを配設するとともに、前記内筒と外筒から斜め上方
に突出するように投入蓋を設けた廃棄物投入口を形成
し、該廃棄物投入口の内側にＬ字状をして焼却炉内に面
する側に断熱材が配設されたダンパ状の内蓋を揺動可能
に形成し、廃棄物投入口を、その中心位置と焼却炉の基
端側内面との炉長方向での距離が、焼却炉内全長をＬと
して約０．２〜０．３Ｌとなるように配設したことを特
徴とする廃棄物焼却装置。
【請求項２】バーナに空気噴霧式バーナを用い、バー
ナの噴射口を、焼却炉の内径をＤとして焼却炉の中心か
ら約０．０５〜０．１５Ｄ上になるよう配設するととも
に、バーナの噴射角度を焼却炉の中心線から約３０±５
度前傾にしたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼
却装置。
【請求項３】バーナにロータリーバーナを用い、バー
ナの噴射口を、焼却炉の内径をＤとして焼却炉の中心か
ら約０．０５〜０．１５Ｄ上になるよう配設するととも
に、バーナの噴射角度を焼却炉の中心線とほぼ平行にし
たことを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却装置。