JP3396777B2 - 垂直型焼却炉 - 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、被焼却物である廃
棄物を乾留・ガス化し、生成した乾留ガスを燃焼するこ
とによって廃棄物を焼却する垂直型焼却炉に関し、特
に、廃棄物の乾留・燃焼効率が大きく、さらには、焼却
炉の構造が簡易で、焼却操作および設備の保守も極めて
簡便な垂直型焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭、事業所では日夜廃棄物が発生
する。従来、廃棄物の処理手段として焼却炉が使用され
るが、廃棄物の排出量が少ない場合はその量に応じた適
切な焼却炉が無く、煙、臭気、炎、粉塵、CO、ダイオキ
シン類、その他の有害ガスの発生の問題および焼却操作
の煩雑さの面から廃棄物の発生源で廃棄物を適切に処理
することは困難であった。

【０００３】本発明者らは、上記した問題を解決するた
めに、図６に示す、乾留室１と、乾留室１の中央部に垂
直方向に配設された乾留ガスの燃焼筒４と、燃焼筒の筒
入口部と接続され乾留室内の下部中央部に上下方向に配
設された乾留ガス導入格子30と、燃焼筒４内へ燃焼炎を
送給するための補助燃焼装置40を有する垂直型焼却炉を
提案した（特開平11−257618号公報）。

【０００４】図６に示す垂直型焼却炉においては、ガス
流路Ｓを上昇する補助燃焼装置40の燃焼炎および燃焼筒
４の輻射熱によって、被焼却物が乾留・ガス化する。発
生した乾留ガスは、乾留ガス導入格子20、ガス流路Ｓを
経由し、f₁₀ の方向にしたがって燃焼筒４に導入され燃
焼する。上記した垂直型焼却炉によれば、廃棄物の焼却
に伴う放散ガスが、無煙、無炎、無臭、無害で、かつ、
焼却操作が簡易で、しかも、乾留・燃焼効率の大きな垂
直型焼却炉を提供することが可能となった。

【０００５】一方、さらに乾留・燃焼効率が大きく、し
かも構造が簡易な垂直型焼却炉が求められていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃棄物の乾
留・燃焼効率が大きく、低燃費で、さらには、焼却炉の
構造が簡易で、焼却操作および設備の保守も簡便な垂直
型焼却炉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】本発明は、被焼却物を乾
留・ガス化するための乾留室１と、該乾留室１内底部に
燃焼ガス出口2aを有するバーナ２と、該バーナ２の燃焼
ガス出口2aと連接し前記乾留室１内に垂直方向に配設さ
れバーナ燃焼ガスのみのガス流路である中空部を有しそ
の外側に輻射熱を放射する筒状体からなるバーナ燃焼ガ
スの輻射筒３と、前記バーナ燃焼ガスおよび乾留ガス燃
焼ガス両者の混合ガスのガス流路である中空部を有しそ
の外側に輻射熱を放射する筒体からなり該筒体の少なく
とも一部が前記乾留室１内かつ前記輻射筒３の上に垂直
方向に配設され前記筒体のガス流路が前記輻射筒３の上
部ガス出口すなわちバーナ燃焼ガスの出口3aと連通する
乾留ガスの燃焼筒４と、該燃焼筒４の上部ガス出口と連
接した煙突５と、前記輻射筒３と燃焼筒４とのガス流路
の連通部６に設けられ乾留室１から燃焼筒４内へ乾留ガ
スを導入する乾留ガス導入口７を有することを特徴とす
る垂直型焼却炉である。

【０００８】前記した本発明においては、前記燃焼筒４
内へ乾留ガス燃焼用空気を導入する乾留ガス燃焼用空気
の導入口８を有することが好ましい（本発明の第１の好
適態様）。また、前記した本発明においては、前記乾留
室１内の燃焼筒４筒体内の乾留ガス導入部へ乾留ガス燃
焼用空気を導入する乾留ガス燃焼用空気の導入口８を有
することが、さらに好ましい（本発明の第２の好適態
様）。

【０００９】また、前記した本発明の第１の好適態様、
第２の好適態様においては、前記乾留ガス燃焼用空気の
導入口８へ空気を送給する乾留ガス燃焼用空気送給管P₃
が、管路の少なくとも一部として、前記燃焼筒４内のガ
スおよび／または煙突５内のガスと管路の管壁を介して
接する前記乾留ガス燃焼用空気の流通管路20を有するこ
とが好ましい（本発明の第３の好適態様、第４の好適態
様）。

【００１０】また、前記した本発明の第１の好適態様、
第２の好適態様においては、前記燃焼筒４の少なくとも
一部および／または煙突５の少なくとも一部を二重管と
し、該二重管の内筒が、前記輻射筒３の上部ガス出口3a
とガス流路が連通する燃焼ガス流通用管路で、前記乾留
ガス燃焼用空気の導入口８へ空気を送給する乾留ガス燃
焼用空気送給管P₃が、管路の少なくとも一部として、前
記二重管の内筒と外筒で形成された管路である前記乾留
ガス燃焼用空気の流通管路20を有することが好ましい
（本発明の第５の好適態様、第６の好適態様）。

【００１１】また、前記した本発明、本発明の第１の好
適態様〜第６の好適態様においては、前記したバーナ２
の燃焼ガス出口2aが前記乾留室１内底部かつ乾留室横断
面中央部に配設され、前記バーナ燃焼ガスの輻射筒３が
前記乾留室１内かつ乾留室横断面中央部に垂直方向に配
設されることが好ましく、また、乾留ガスの燃焼筒４
が、その筒体の少なくとも一部が前記乾留室１内かつ乾
留室横断面中央部において前記輻射筒３の上に垂直方向
に配設された乾留ガスの燃焼筒４であることが好ましい
（本発明の第７の好適態様〜第13の好適態様）。

【００１２】さらに、前記した本発明、本発明の第１の
好適態様〜第13の好適態様においては、前記したバーナ
ー燃焼ガスの輻射筒３の長さ（：高さ）ｈ₁ および乾留
室１内の燃焼筒４の長さ（：高さ）ｈ₂ が下記式(1) 、
(2) を満足することが好ましく、さらには下記式(3) 、
(4) を満足することがより好ましい。 ｈ₁ ＝（0.15〜0.75) ×Ｈ………(1) ｈ₂ ＝ (0.25〜0.85) ×Ｈ………(2) ｈ₁ ＝（0.25〜0.65) ×Ｈ………(3) ｈ₂ ＝ (0.35〜0.75) ×Ｈ………(4) なお、上記式(1) 〜(4) において、Ｈ：乾留室１の炉内
高さ（上下方向の炉内寸法）を示す。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。図１に、本発明の垂直型焼却炉の一例を、縦断面
図によって示す。図１は、バーナ点火所定時間経過後、
廃棄物（：被焼却物）の乾留・ガス化が開始し、乾留ガ
スが燃焼している状態を示す。

【００１４】なお、図１において、１は乾留室、２はバ
ーナ、2aはバーナ２の燃焼ガス出口、３はバーナ燃焼ガ
スの輻射筒（筒状体）、3aは輻射筒３の上部ガス出口
（バーナ燃焼ガスの出口）、４は乾留ガスの燃焼筒、５
は煙突、5aは煙突５の管、5bは放散筒、６は輻射筒３と
燃焼筒４とのガス流路の連通部、７は乾留室１から燃焼
筒４内へ乾留ガスを導入する乾留ガス導入口、８は燃焼
筒４内への乾留ガス燃焼用空気の導入口、９は送風機、
10は燃料タンク（：灯油タンク）、11は廃棄物（：被焼
却物）投入扉、12は燃焼筒４の出側に配設した燃焼筒４
内ガス温度測定用熱電対、13は乾留室１内ガス温度測定
用熱電対、15は廃棄物（：以下被焼却物とも記す）、Ｆ
_A はバーナ２の燃焼炎、Ｆ_B は乾留ガスの燃焼炎、f₁は
乾留ガスの流れ方向、f₂は乾留ガス燃焼用空気の流れ方
向、f₃はバーナ燃焼用空気の流れ方向、f₄は燃料（灯
油）の流れ方向、f₆はバーナ２燃焼ガスの流れ方向、f₉
はバーナ２燃焼ガスおよび乾留ガス燃焼ガス両者の混合
ガスの流れ方向、P₁は燃料（灯油）送給管、P₂はバーナ
燃焼用空気送給管、P₃は乾留ガス燃焼用空気送給管を示
す。

【００１５】なお、図１に示すように、燃焼筒４内への
乾留ガス燃焼用空気の導入口８は、乾留ガス燃焼用空気
送給管P₃と連接されている。次に、図２に、図１のＡ部
縦断面図を示す。なお、図２において、輻射筒３は斜視
図によって示す。図２(a) は、バーナ点火後、被焼却物
が乾留・ガス化する前の状態を示し、図２(b) は、図１
と同様に、バーナ点火所定時間経過後、被焼却物の乾留
・ガス化が開始し、乾留ガスが燃焼している状態を示
す。

【００１６】また、図２において、f₇、f₈は輻射熱の放
射方向を示し、その他の符号は図１と同様の内容を示
す。なお、図２における輻射筒３、燃焼筒４の横断面形
状は円形であるが、本発明においては、本発明の作用・
効果の面から、バーナ燃焼ガスの輻射筒３の横断面の形
状、乾留ガスの燃焼筒４の横断面の形状はいずれも円形
に限定されるものではなく、輻射筒３、燃焼筒４は、ガ
ス流路である中空部を有する部材であればよい。

【００１７】以下、本発明を、I.本発明の垂直型焼却炉
の構造、II. 本発明の垂直型焼却炉による廃棄物（：被
焼却物）の焼却方法、III.本発明の垂直型焼却炉の機能
の順に述べる。 〔I.本発明の垂直型焼却炉の構造：〕 本発明の垂直型焼却炉は、図１、図２に示すように、被
焼却物を乾留・ガス化するための乾留室１と、乾留室１
内底部に燃焼ガス出口2aを有するバーナ２と、バーナ２
の燃焼ガス出口2aと連接し乾留室１内に垂直方向に配設
されバーナ燃焼ガスのみのガス流路である中空部を有し
その外側に輻射熱を放射する筒状体からなるバーナ燃焼
ガスの輻射筒３と、前記バーナ燃焼ガスおよび乾留ガス
燃焼ガス両者の混合ガスのガス流路である中空部を有し
その外側に輻射熱を放射する筒体からなり該筒体の少な
くとも一部が乾留室１内かつ前記輻射筒３の上に垂直方
向に配設され前記筒体のガス流路が前記輻射筒３の上部
ガス出口すなわちバーナ燃焼ガスの出口3aと連通する乾
留ガスの燃焼筒４と、燃焼筒４の上部ガス出口と連接し
た煙突５と、輻射筒３と燃焼筒４とのガス流路の連通部
６に設けられ乾留室１から燃焼筒４内へ乾留ガスを導入
する乾留ガス導入口７を有する垂直型焼却炉である。

【００１８】前記した本発明においては、図１、図２に
示すように、燃焼筒４内へ乾留ガス燃焼用空気を導入す
る乾留ガス燃焼用空気の導入口８を配置することが好ま
しい（本発明の第１の好適態様）。また、前記した本発
明においては、図１、図２に示すように、乾留室１内の
燃焼筒４筒体内の乾留ガス導入部へ乾留ガス燃焼用空気
を導入する乾留ガス燃焼用空気の導入口８を配置するこ
とが、さらに好ましい（本発明の第２の好適態様）。

【００１９】さらに、前記した本発明においては、バー
ナ２の燃焼ガス出口2aが前記乾留室１内底部かつ乾留室
横断面中央部に配設され、バーナ燃焼ガスの輻射筒３が
乾留室１内かつ乾留室横断面中央部に垂直方向に配設さ
れることが好ましく、また、乾留ガスの燃焼筒４が、そ
の筒体の少なくとも一部が乾留室１内かつ乾留室横断面
中央部において輻射筒３の上に垂直方向に配設された乾
留ガスの燃焼筒４であることが好ましい。

【００２０】本発明の垂直型焼却炉の構造の特徴は、下
記(1) 、(2) である。 (1) 輻射筒３と燃焼筒４の分離 (2) 輻射筒３の出口かつ燃焼筒４の入口側に乾留ガス導
入口７を配設（配置） すなわち、上記した構成から成る本発明の垂直型焼却炉
においては、輻射筒３内はバーナ燃焼ガスのみが流通
し、高温のバーナ燃焼ガスによって加熱された輻射筒３
の輻射熱によって炉内下部の被焼却物が加熱、乾留・ガ
ス化する。

【００２１】また、被焼却物から生成する乾留ガスは、
輻射筒３の出口側に配設した燃焼筒４内に吸引、導入さ
れ、燃焼筒４内で燃焼し、バーナ燃焼ガスおよび乾留ガ
ス燃焼ガス両者の混合ガスである高温のガスによって加
熱された燃焼筒４の輻射熱によって炉内上部の被焼却物
が加熱、乾留・ガス化する。炉内上部の被焼却物から生
成する乾留ガスは、上記と同様に、燃焼筒４内に吸引、
導入され、燃焼筒４内で燃焼する。

【００２２】次に、図３、図４に、本発明のさらに好適
な垂直型焼却炉を縦断面図によって示す。なお、図３、
図４において、20は乾留ガス燃焼用空気の流通管路、21
は流通管路20の管壁（＝燃焼筒４の管壁）、22は流通管
路20の管壁（＝煙突５の管壁）を示し、その他の符号は
図１、図２と同様の内容を示す。

【００２３】すなわち、前記した本発明の第１の好適態
様、第２の好適態様の垂直型焼却炉においては、図３、
図４に示すように、乾留ガス燃焼用空気の導入口８へ空
気を送給する乾留ガス燃焼用空気送給管P₃の管路の少な
くとも一部が、燃焼筒４内のガスおよび／または煙突５
内のガスと管路の管壁を介して接する乾留ガス燃焼用空
気の流通管路20であることが好ましい（本発明の第３の
好適態様、第４の好適態様）。

【００２４】さらに、前記した本発明の第１の好適態
様、第２の好適態様の垂直型焼却炉においては、図３、
図４に示すように、燃焼筒４の少なくとも一部および／
または煙突５の少なくとも一部を二重管とし、該二重管
の内筒が、輻射筒３の上部ガス出口3aとガス流路が連通
する燃焼ガス流通用管路で、乾留ガス燃焼用空気の導入
口８へ空気を送給する乾留ガス燃焼用空気送給管P₃が、
管路の少なくとも一部として、前記二重管の内筒と外筒
で形成された管路である乾留ガス燃焼用空気の流通管路
20を有することが好ましい（本発明の第５の好適態様、
第６の好適態様）。

【００２５】なお、図３、図４においては、乾留ガス燃
焼用空気の流通管路20として、燃焼筒４および煙突５の
管外壁を用いた管路を示したが、前記流通管路20は燃焼
筒４、煙突５の管内壁側に設けてもよく、また乾留ガス
燃焼用空気送給管P₃の少なくとも一部をパイプ状の状態
で燃焼筒４内、煙突５内に配設して形成してもよい。す
なわち、本発明においては、乾留ガス燃焼用空気の流通
管路20としては、燃焼筒４内へ導入する乾留ガス燃焼用
空気を、燃焼筒４内の高温ガスおよび／または煙突５内
の高温ガスとの間接熱交換によって予熱することが可能
な管路であればその構造は特に制限されるものではな
い。

【００２６】〔II. 本発明の垂直型焼却炉による廃棄物
（：被焼却物）の焼却方法：〕本発明の垂直型焼却炉に
おいては、先ず、被焼却物15を乾留室１内に投入した
後、バーナ２の燃焼を開始する。バーナ２の燃焼開始時
は、図２(a) に示すように、バーナ２の燃焼炎Ｆ_A から
の燃焼ガスは、輻射筒３内を上昇し、輻射筒３が赤熱状
態となり、輻射筒３からの輻射熱によって乾留室１内の
被焼却物が加熱される。

【００２７】バーナ２の燃焼開始後、所定時間経過後に
被焼却物の乾留・ガス化が開始し、図２(b) に示すよう
に、バーナ２の燃焼と共に、燃焼筒４内において乾留ガ
スの燃焼が開始する。この結果、燃焼筒４からの輻射熱
によって乾留室１内の被焼却物の加熱がさらに促進さ
れ、被焼却物の乾留・ガス化速度が大となり、被焼却物
を短時間で処理することができる。

【００２８】また、本発明の垂直型焼却炉によれば、被
焼却物を乾留・ガス化し、生成した乾留ガスを燃焼する
ため、廃棄物の焼却に伴って発生する放散ガスは無煙、
無炎、無臭、無害となる。なお、本発明の垂直型焼却炉
においては、例えば図１に示す燃焼筒４の出側に配設し
た燃焼筒４内ガス温度測定用熱電対12を用い、燃焼筒４
内のガス温度を測定し、被焼却物の乾留・ガス化開始
後、バーナ２への灯油などの燃料の送給量を調節しても
よい。

【００２９】また、本発明の垂直型焼却炉においては、
被焼却物の乾留・ガス化、乾留ガス燃焼後の炉内残留炭
化生成物（炭素）は、灰出し口の蓋など適宜設けた空気
吸引口の蓋を開けることなどによって煙突のドラフト作
用で空気を炉内に吸引し極めて容易にオキ燃焼し、灰化
できる。 〔III.本発明の垂直型焼却炉の機能：〕図１〜図４に例
示した本発明の垂直型焼却炉（以下、焼却炉とも記す）
の機能および特徴は、下記の通りである。

【００３０】(1) バーナ燃焼ガスの輻射筒３の配設：乾
留室１内に、バーナ燃焼ガスの輻射筒３を垂直方向に配
設した。 (2) 輻射筒３の出口に乾留ガス導入口７を配設：輻射筒
３の出口かつ燃焼筒４の入口側に乾留ガス導入口７を配
設（配置）した。

【００３１】すなわち、本発明においては、従来と全く
発想を変え、乾留室１内に、前記した図６に示す乾留ガ
スの導入格子30に代えて、筒状体であるバーナ燃焼ガス
の輻射筒３を配設し、さらには、燃焼筒４への乾留ガス
導入口７を輻射筒３の出口かつ燃焼筒４の入口側に配設
した。この結果、本発明によれば下記の優れた効果が得
られる。

【００３２】バーナ燃焼熱の有効利用：前記した図６
に示す乾留ガスの導入格子30を用いた場合、被焼却物の
加熱初期に、乾留ガスの導入格子30を介して、被焼却物
中の水分を含むガスがバーナ燃焼炎中に流入するためバ
ーナ燃焼炎の温度が低下し、バーナ燃焼炎の輻射熱によ
る被焼却物の加熱が迅速に行われない。

【００３３】これに対して、本発明によれば、筒状体で
ある輻射筒３を配設することによって、バーナ燃焼炎が
高温に維持される。この結果、筒状体である輻射筒３
は、バーナ２の燃焼時に赤熱状態となり、高温のバーナ
燃焼炎の輻射熱によって被焼却物の加熱が極めて迅速に
開始される。炉内上下方向の均一加熱：前記した図６
に示す乾留ガスの導入格子30を用いた場合、乾留ガスの
導入格子部、すなわち炉内下部において乾留ガスの一部
が燃焼し、燃焼筒４内の燃焼炎の温度がその分低下し、
燃焼筒４の輻射熱による炉内上部の被焼却物の加熱、乾
留・ガス化の速度が低下する。

【００３４】これに対して、本発明によれば、乾留ガス
の導入格子に代えて筒状の輻射筒３を用い、さらに輻射
筒３と燃焼筒４の間に乾留ガスの導入口７を設けたこと
によって、炉内下部における乾留ガスの燃焼（一部燃
焼）が生じないため、乾留ガスの燃焼熱が炉内上部の被
焼却物の加熱に有効に利用できる。すなわち、高温のバ
ーナ燃焼炎による輻射筒３からの輻射熱が炉内下部の被
焼却物に供給されると共に、全乾留ガスの高温燃焼炎に
よる燃焼筒４からの輻射熱が炉内上部の被焼却物に供給
され、乾留室１内の上下方向において被焼却物が均一に
加熱され、炉内全体の被焼却物の乾留・ガス化が迅速に
進行する。

【００３５】完全乾留・ガス化による焼却：バーナ燃
焼炎が、輻射筒３によって囲まれているため、過剰空気
を含んだバーナ燃焼炎が乾留室１内に侵入することがな
く、基本的に、無酸素条件下での完全乾留・ガス化によ
る被焼却物の焼却を達成することができる。この結果、
乾留室１内への混入酸素による被焼却物、乾留ガスの低
温燃焼を防止することができ、ダイオキシン類の生成を
防止できる。

【００３６】熱損失の低減：燃焼筒４の筒体の少なく
とも一部および輻射筒３を、いずれも、乾留室１内に配
設したため、燃焼筒４および輻射筒３からの輻射熱が炉
外へ放散されることなく、輻射熱が、直接、被焼却物の
乾留・ガス化に利用できる。この結果、炉外への熱損失
を少なくすることができ、被焼却物の迅速な処理および
バーナにおいて使用する灯油など補助燃料の使用量を削
減することができる。

【００３７】以上、本発明の垂直型焼却炉の機能および
特徴について述べたが、前記した本発明の第１の好適態
様〜第13の好適態様の垂直型焼却炉によれば、さらに、
下記の効果が得られる。 （本発明の第１の好適態様の垂直型焼却炉：）本発明の
第１の好適態様の垂直型焼却炉においては、図１、図２
に示すように、燃焼筒４内へ乾留ガス燃焼用空気を導入
する乾留ガス燃焼用空気の導入口８を配設（配置）す
る。

【００３８】すなわち、本発明においては、バーナ燃焼
用空気として過剰空気を供給し、過剰空気によって燃焼
筒４内において乾留ガスを燃焼することも可能である
が、上記した過剰空気が多い場合、輻射筒３におけるバ
ーナ燃焼ガスの温度が低下し、輻射筒３から十分な輻射
熱を炉内下部の被焼却物に供給することが困難となる。
このため、本発明の第１の好適態様においては、燃焼筒
４内へ乾留ガス燃焼用空気を導入する乾留ガス燃焼用空
気の導入口８を配設する。

【００３９】この結果、バーナ燃焼用空気とバーナ燃料
との比を調節することによって、バーナ燃焼ガス温度を
最高温度に調節することが可能となり、輻射筒３におい
てバーナ燃焼ガスの輻射熱を最大限に活用することがで
きる。 （本発明の第２の好適態様の垂直型焼却炉：）本発明の
第２の好適態様の垂直型焼却炉においては、図１、図２
に示すように、乾留室１内の燃焼筒４筒体内の乾留ガス
導入部へ乾留ガス燃焼用空気を導入する乾留ガス燃焼用
空気の導入口８を配設する。

【００４０】これは、バーナ燃焼用空気とバーナ燃料と
の比および乾留ガス燃焼用空気と乾留ガスとの比の両者
を調節することによって、輻射筒３内のバーナ燃焼ガ
ス温度および燃焼筒４内のバーナ燃焼ガスと乾留ガス
燃焼ガスとの混合ガスの温度の両者をそれぞれ最高温度
に調節することが可能となり、輻射筒３および燃焼筒４
においてバーナ燃焼ガスの輻射熱および乾留ガス燃焼ガ
スの輻射熱を乾留室１内の被焼却物の加熱に最大限に活
用することができるためである。

【００４１】（本発明の第３の好適態様、第４の好適態
様の垂直型焼却炉：）本発明の第３の好適態様、第４の
好適態様の垂直型焼却炉においては、図３、図４に示す
ように、乾留ガス燃焼用空気の導入口８へ空気を送給す
る乾留ガス燃焼用空気送給管P₃の管路の少なくとも一部
を、燃焼筒４内のガスおよび／または煙突５内のガスと
管路の管壁を介して接する乾留ガス燃焼用空気の流通管
路20とする。

【００４２】これは、後記する実施例に示されるよう
に、本発明の垂直型焼却炉において、乾留室１より上方
の燃焼筒４内および煙突５内のガス温度が高温のため、
乾留室１より上方の燃焼筒４内および／または煙突５内
のガスと燃焼筒４内への乾留ガス燃焼用空気とを間接熱
交換せしめ、乾留ガス燃焼用空気を予熱することによっ
て、燃焼筒４内のガス温度がさらに高温となり、燃焼筒
４からの輻射熱を最大限に活用することができるためで
ある。

【００４３】（本発明の第５の好適態様、第６の好適態
様の垂直型焼却炉：）本発明の第５の好適態様、第６の
好適態様の垂直型焼却炉においては、図３、図４に示す
ように、燃焼筒４の少なくとも一部および／または煙突
５の少なくとも一部を二重管とし、該二重管の内筒が、
前記輻射筒３の上部ガス出口3aとガス流路が連通する燃
焼ガス流通用管路で、乾留ガス燃焼用空気の導入口８へ
空気を送給する乾留ガス燃焼用空気送給管P₃が、管路の
少なくとも一部として、前記二重管の内筒と外筒で形成
された管路である前記乾留ガス燃焼用空気の流通管路20
を有する構成とする。

【００４４】これは、上記した構成とすることによっ
て、乾留ガス燃焼用空気を予熱すると共に、燃焼筒４、
煙突５の過熱を防止し、それらの寿命を延長することが
可能となるためである。 （本発明の第７の好適態様〜第13の好適態様の垂直型焼
却炉：） 本発明の第７の好適態様〜第13の好適態様の垂直型焼却
炉においては、バーナ２の燃焼ガス出口2aを乾留室１内
底部かつ乾留室横断面中央部に配設し、バーナ燃焼ガス
の輻射筒３を乾留室１内かつ乾留室横断面中央部に垂直
方向に配設し、また、乾留ガスの燃焼筒４の筒体の少な
くとも一部を乾留室１内かつ乾留室横断面中央部におい
て輻射筒３の上に垂直方向に配設する。

【００４５】これは、上記した構成とすることによっ
て、燃焼筒４および輻射筒３からの輻射熱が炉外へ放散
されることなく、輻射熱が、直接、被焼却物の乾留・ガ
ス化に利用できると共に、焼却炉内の被焼却物を横断面
方向において均一に乾留・ガス化でき、この結果、炉外
への熱損失を少なくし、被焼却物の迅速な処理およびバ
ーナにおいて使用する灯油など補助燃料の使用量を削減
することが可能となるためである。

【００４６】以上、本発明の垂直型焼却炉について述べ
たが、本発明の垂直型焼却炉においては、バーナー燃焼
ガスの輻射筒３の長さ（：高さ）ｈ₁ および乾留室内の
燃焼筒４の長さ（：高さ）ｈ₂ が下記式(1) 、(2) を満
足することが好ましく、さらには下記式(3) 、(4) を満
足することがより好ましい。これは、輻射筒３の長
さ（：高さ）ｈ₁ および乾留室１内の燃焼筒４の長
さ（：高さ）ｈ₂ が下記式を満足することによって、バ
ーナ燃焼ガスの輻射熱および乾留ガス燃焼ガスの輻射熱
の両者を乾留室内の被焼却物の加熱に極めて効果的に活
用できるためである。

【００４７】ｈ₁ ＝（0.15〜0.75) ×Ｈ………(1) ｈ₂ ＝ (0.25〜0.85) ×Ｈ………(2) ｈ₁ ＝（0.25〜0.65) ×Ｈ………(3) ｈ₂ ＝ (0.35〜0.75) ×Ｈ………(4) なお、上記式(1) 〜(4) において、Ｈ：乾留室１の炉内
高さ（上下方向の炉内寸法）を示す。

【００４８】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明する。 （実施例１）前記した図１、図２に示す内容積が500Lの
垂直型焼却炉を用いて、タイヤの焼却実験を行った。

【００４９】なお、本実験では、輻射筒３の長さ（：高
さ）ｈ₁ ＝0.35×Ｈ、燃焼筒４の長さ（：高さ）ｈ₂ ＝
0.60×Ｈ（Ｈ：乾留室１の炉内高さ）の垂直型焼却炉を
用いた。また、本実験においては、バーナ２の燃料とし
て灯油を用いた。図５に、輻射筒３内のガス温度（バー
ナ燃焼ガス温度）、乾留室１内のガス温度および燃焼筒
４出側のガス温度、それぞれの推移を示す。

【００５０】また、図５に、乾留室１内に廃棄物（：被
焼却物）を投入せずに、バーナ単独燃焼を行った場合の
前記各箇所におけるガス温度の推移を併せて示す。輻射
筒３内のガス温度は、実験用に設けたバーナ燃焼状況点
検孔から輻射筒３内にPR熱電対を挿入し、図１における
Ｔ点のガス温度を測定した。また、燃焼筒４出側のガス
温度および乾留室１内のガス温度は、燃焼筒内ガス温度
測定用熱電対12および乾留室内ガス温度測定用熱電対13
を用いて測定した。

【００５１】なお、乾留室１内に廃棄物（：被焼却物）
を投入せずに、バーナ単独燃焼を行った場合の炉内観察
結果より、輻射筒３の外面は赤熱状態で、バーナ燃焼炎
の輻射熱が有効に利用されることが分かった。図５に示
されるように、バーナ点火後約２分半で燃焼筒出側のガ
ス温度の上昇速度が増加し、本発明の垂直型焼却炉によ
れば、極めて短時間で廃棄物（：被焼却物）の乾留・ガ
ス化、乾留ガスの燃焼が開始することが分かった。

【００５２】また、燃焼筒出側のガス温度は、バーナ点
火後約７分で800 ℃以上になり、その後も高温状態を維
持し、廃棄物（：被焼却物）の乾留・ガス化、乾留ガス
の燃焼を安定して継続することが可能であることが分か
った。さらに、本実験の結果、本発明の垂直型焼却炉か
ら放散される放散ガスは無煙、無臭、無炎、無害であ
り、焼却炉内の残留物は、炭化生成物とタイヤ中に含ま
れていたワイヤのみであり、完全な焼却を行うことがで
きた。

【００５３】また、焼却炉単位容積、単位時間当たりの
ゴムの焼却処理量は、前記した図６に示す乾留室下部中
央部に乾留ガスの導入格子を配設した垂直型焼却炉のゴ
ムの焼却処理量に対して20％増加した。これは、従来の
乾留ガスの導入格子に代えて輻射筒を用い、さらに輻射
筒と燃焼筒の間に乾留ガスの導入口を設けたことによっ
て、高温のバーナ燃焼炎による輻射熱が輻射筒から炉内
下部の被焼却物に供給されると共に、乾留ガスの燃焼に
よる輻射熱が燃焼筒から炉内上部の被焼却物に供給さ
れ、乾留室内の上下方向において被焼却物が均一に加熱
され、被焼却物の乾留・ガス化が迅速に進行したためと
考えられる。

【００５４】（実施例２）前記した実施例１において、
乾留室１より上方の燃焼筒４出側のガス温度が800 ℃以
上の高温であることが分かったため、前記した図３に示
す内容積が500Lの垂直型焼却炉を用いて、前記した実施
例１と同一の実験条件でタイヤの焼却実験を行った。

【００５５】なお、本実験では、輻射筒３の長さ（：高
さ）ｈ₁ ＝0.50×Ｈ、燃焼筒４の長さ（：高さ）ｈ₂ ＝
0.45×Ｈ（Ｈ：乾留室１の炉内高さ）の垂直型焼却炉を
用いた。また、本実験においては、バーナ２の燃料とし
て灯油を用いた。本実験の結果、ゴムの焼却処理量が実
施例１に対して10％増加した。

【００５６】これは、乾留ガス燃焼用空気の予熱によっ
て、燃焼筒内の乾留ガスの燃焼炎Ｆ _B がさらに高温とな
り、乾留ガスの燃焼による輻射熱がさらに有効に利用さ
れたためと考えられる。 （実施例３）前記した実施例１において、ゴム、廃プラ
スチック、木屑、紙屑の焼却実験を３箇月行った。

【００５７】その結果、常時、順調な焼却処理を行うこ
とができ、焼却操作および設備の保守も極めて簡便であ
った。以上述べたように、本発明によれば、下記の優れ
た効果が得られる。 (1) 焼却処理量の増加：廃棄物（：被焼却物）の乾留・
ガス化が極めて迅速に開始されると共に、乾留室内の上
下方向において被焼却物が均一に加熱され、被焼却物の
乾留・ガス化が迅速に進行し、焼却炉単位容積、単位時
間当たりの焼却処理量を増加することができる。

【００５８】(2) 完全乾留・ガス化による焼却：過剰空
気を含んだバーナ燃焼炎が乾留室内に侵入することがな
く、基本的に、無酸素条件下での完全乾留・ガス化によ
る被焼却物の焼却を達成することができ、ダイオキシン
類の生成を防止できる。 (3) 熱損失の低減：燃焼筒および輻射筒からの輻射熱が
炉外へ放散されることなく、輻射熱が、直接、被焼却物
の乾留・ガス化に利用でき、この結果、炉外への熱損失
が少なく、被焼却物の迅速な処理およびバーナにおいて
使用する灯油など補助燃料の使用量を削減することがで
きる。

【００５９】(4) 焼却炉の構造の簡易化、焼却操作、設
備保守の簡便化：本発明の垂直型焼却炉は構造が簡易で
あり、焼却操作および設備の保守も簡便である。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物（：被焼却物）
の乾留・燃焼効率が大きく、さらには、焼却炉の構造が
簡易で、焼却操作および設備の保守も簡便な垂直型焼却
炉を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の垂直型焼却炉の一例を示す縦断面図で
ある。

【図２】図１のＡ部縦断面図である。

【図３】本発明の垂直型焼却炉の一例を示す縦断面図で
ある。

【図４】本発明の垂直型焼却炉の一例を示す縦断面図で
ある。

【図５】本発明の垂直型焼却炉の輻射筒内のガス温度、
乾留室内のガス温度および燃焼筒出側のガス温度それぞ
れの推移を示すグラフである。

【図６】従来の垂直型焼却炉を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 乾留室 ２ バーナ 2a バーナの燃焼ガス出口 ３ バーナ燃焼ガスの輻射筒（筒状体） 3a 輻射筒の上部ガス出口（バーナ燃焼ガスの出口） ４ 乾留ガスの燃焼筒 ５、50 煙突 5a 煙突の管 5b 放散筒 ６ 輻射筒と燃焼筒とのガス流路の連通部 ７ 乾留室から燃焼筒内へ乾留ガスを導入する乾留ガス
導入口 ８ 燃焼筒内への乾留ガス燃焼用空気の導入口 ９ 送風機 10 燃料タンク（灯油タンク） 11 廃棄物（：被焼却物）投入扉 12 燃焼筒の出側に配設した燃焼筒内ガス温度測定用熱
電対 13 乾留室内ガス温度測定用熱電対 15 廃棄物（：被焼却物） 20 乾留ガス燃焼用空気の流通管路 21 乾留ガス燃焼用空気の流通管路の管壁（＝燃焼筒の
管壁） 22 乾留ガス燃焼用空気の流通管路の管壁（＝煙突の管
壁） 30 乾留ガス導入格子 40 補助燃焼装置 41 燃料供給孔 42 点火装置 43 補助燃焼室 44 補助燃焼装置燃焼用空気の送気管 Ｆ_A バーナの燃焼炎 Ｆ_B 乾留ガスの燃焼炎 f₁ 乾留ガスの流れ方向 f₂ 乾留ガス燃焼用空気の流れ方向 f₃ バーナ燃焼用空気の流れ方向 f₄ 燃料（灯油）の流れ方向 f₆ バーナ燃焼ガスの流れ方向 f₇、f₈ 輻射熱の放射方向 f₉ バーナ燃焼ガスおよび乾留ガス燃焼ガス両者の混合
ガスの流れ方向 f₁₀ 乾留室からの乾留ガスの燃焼筒内への導入方向 f₁₁ 補助燃焼装置燃焼ガスの流れ方向 f₁₂ 乾留ガスと燃焼ガスの混合ガスの流れ方向 f₁₃ 液体燃料の気化ガスの流れ方向 f₁₄ 主燃焼用空気の流れ方向 f₁₅ 補助燃焼装置燃焼用空気の流れ方向 O₁ ガス流路Ｓの下端において上向きに開口した燃焼炎
導入口 P₁ 燃料（灯油）送給管 P₂ バーナ燃焼用空気送給管 P₃ 乾留ガス燃焼用空気送給管 Ｓ 乾留ガス導入格子で囲まれて形成された上下方向の
ガス流路 Ｔ 輻射筒内ガス温度測定箇所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−257618（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−14625（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−31324（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭44−5515（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭50−20530（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/00 119 F23G 5/027

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被焼却物を乾留・ガス化するための乾留
   室(1) と、該乾留室(1) 内底部に燃焼ガス出口(2a)を有
   するバーナ(2) と、該バーナ(2) の燃焼ガス出口(2a)と
   連接し前記乾留室(1) 内に垂直方向に配設されバーナ燃
   焼ガスのみのガス流路である中空部を有しその外側に輻
   射熱を放射する筒状体からなるバーナ燃焼ガスの輻射筒
   (3) と、前記バーナ燃焼ガスおよび乾留ガス燃焼ガス両
   者の混合ガスのガス流路である中空部を有しその外側に
   輻射熱を放射する筒体からなり該筒体の少なくとも一部
   が前記乾留室(1) 内かつ前記輻射筒(3) の上に垂直方向
   に配設され前記筒体のガス流路が前記輻射筒(3) の上部
   ガス出口すなわちバーナ燃焼ガスの出口(3a)と連通する
   乾留ガスの燃焼筒(4) と、該燃焼筒(4) の上部ガス出口
   と連接した煙突(5) と、前記輻射筒(3) と燃焼筒(4) と
   のガス流路の連通部(6) に設けられ乾留室(1) から燃焼
   筒(4) 内へ乾留ガスを導入する乾留ガス導入口(7) を有
   することを特徴とする垂直型焼却炉。
2. 【請求項２】 前記燃焼筒(4) 内へ乾留ガス燃焼用空気
   を導入する乾留ガス燃焼用空気の導入口(8) を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の垂直型焼却炉。
3. 【請求項３】 前記乾留室(1) 内の燃焼筒(4) 筒体内の
   乾留ガス導入部へ乾留ガス燃焼用空気を導入する乾留ガ
   ス燃焼用空気の導入口(8) を有することを特徴とする請
   求項１記載の垂直型焼却炉。
4. 【請求項４】 前記乾留ガス燃焼用空気の導入口(8) へ
   空気を送給する乾留ガス燃焼用空気送給管(P₃)が、管路
   の少なくとも一部として、前記燃焼筒(4) 内のガスおよ
   び／または煙突(5) 内のガスと管路の管壁を介して接す
   る前記乾留ガス燃焼用空気の流通管路(20)を有すること
   を特徴とする請求項２または３記載の垂直型焼却炉。
5. 【請求項５】 前記燃焼筒(4) の少なくとも一部および
   ／または煙突(5) の少なくとも一部を二重管とし、該二
   重管の内筒が、前記輻射筒(3) の上部ガス出口(3a)とガ
   ス流路が連通する燃焼ガス流通用管路で、前記乾留ガス
   燃焼用空気の導入口(8) へ空気を送給する乾留ガス燃焼
   用空気送給管(P₃)が、管路の少なくとも一部として、前
   記二重管の内筒と外筒で形成された管路である前記乾留
   ガス燃焼用空気の流通管路(20)を有することを特徴とす
   る請求項２または３記載の垂直型焼却炉。