【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭の一般ごみや生ごみ、食堂の生ごみ、あるいは紙おむつなどの廃棄物を燃焼して処理する廃棄物の焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来の廃棄物の焼却炉の概略断面を示す。
【０００３】
従来の廃棄物の焼却炉において、図３に示すように、焼却炉本体101は耐火材あるいはセラミック多孔体などによって壁面が形成されており、火格子102が取付けられることで、上部の一次燃焼室103と下部の二次燃焼室104に区画されている。この一次燃焼室103の上部には廃棄物としてのごみ201を投入する投入口105が形成され、蓋106によって開閉自在となっている。二次燃焼室104の一方には燃焼ガス導入路107が接続され、この燃焼ガス導入路107にはバーナ108が装着されている。このバーナ108は燃焼用空気と燃料ガスの混合物（燃焼ガス）を二次燃焼室104に直接噴射するものである。そして、この燃焼ガス導入路107の基端部には、一端部が一次燃焼室103に連通した循環通路109の他端部が連通している。また、二次燃焼室104の他方には排気ガス排出路110が接続され、この排気ガス排出路110の先端部は煙突111に接続されている。
【０００４】
従って、バーナ108は燃焼ガスを燃焼ガス導入路107を通して二次燃焼室104に噴射しており、この二次燃焼室104に高温場を形成すると共に、一部の燃焼ガスを火格子102を通って一次燃焼室103に流動し、投入口105からこの一次燃焼室103に投入されたごみ201を部分燃焼ガス化する。この部分燃焼ガスは、バーナ108からの燃焼ガスの噴射に伴う負圧の発生によって循環通路109に吸引され、この循環通路109及び燃焼ガス導入路107を介してバーナ108に燃焼用空気と共に吸引され、二次燃焼室104の高温場で完全に焼却された後、排気ガス排出路110を通して煙突111から外部に排出される。なお、バーナ108で燃焼される燃焼用空気と燃料ガスとの流量比は一定であり、また、二次燃焼室104の温度は８００〜１０００℃、残酸素濃度は５〜１０％に設定されている。
【０００５】
このように二次燃焼室104にて、高温度、低酸素濃度の燃焼ガスのうち、３０％程度をガス化剤として使用することで、前述した作用により、燃焼速度の低い高水分低カロリーごみを安定して処理できると共に、燃焼速度の高い廃プラスチックごみの熱分解速度を抑制し、焼却物としてのごみの性状に関わりなく、このごみを安定して部分燃焼ガス化できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の廃棄物の焼却炉にあっては、投入口105から一次燃焼室103内に投入されたのごみ201は、火格子102の上に厚積みされた状態、即ち、固定層を形成するために反応の進行と共に層内下部の燃焼層、中間の部分燃焼ガス化層、層内上部の水分蒸発層の各反応層が断面方向に不均一となって、所謂、片燃え現象を起こし易いという問題がある。そして、この片燃え現象が成長すると、層内の高さ方向に吹き抜けを起こし、燃焼ガスが層内断面方向に均等に供給されなくなってしまう。また、ごみの中でも、紙おむつや生ごみなど水分の含有率が９０％を占めるような高含水性で高断熱性を有する難燃性のごみは、燃え切り時間が一般のごみに比べて極端に長くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するものであり、焼却する廃棄物に対して均一に燃焼ガスを供給して焼却効率の向上を図ると共に焼却時間の短縮を図った廃棄物の焼却炉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】
上述の目的を達成するための本発明の廃棄物の焼却炉は、耐火性の焼却炉内に火格子を設けることで、上下に区画された一次燃焼室及び二次燃焼室を形成し、前記一次燃焼室に廃棄物の投入口が設けられた廃棄物の焼却炉において、前記一次燃焼室内に逆円錐台形状をなす焼却内筒が鉛直軸をもって回転自在に支持され、該焼却内筒の内周面に上下方向に沿った平板状の攪拌翼が装着される一方、該焼却内筒の回転中心部に鉛直方向に沿った平板状の固定翼が設けられたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１に本発明の一実施形態に係る廃棄物の焼却炉を表す概略断面、図２に焼却内筒の平面視を示す。
【００１１】
本実施形態の廃棄物の焼却炉において、図１及び図２に示すように、焼却炉本体１１は耐火材あるいはセラミック多孔体などによってその壁面が形成されており、内部に水平な平板円盤状をなす火格子１２が取付けられることで、上部の一次燃焼室１３と下部の二次燃焼室１４とに区画されている。そして、この一次燃焼室１３の上部には廃棄物としてのごみ５１を投入する投入口１５が形成され、この投入口１５は蓋１６によって開閉自在となっている。また、二次燃焼室１４の一側には燃焼ガス導入路１７が接続され、この燃焼ガス導入路１７にはバーナ１８が装着されている。このバーナ１８は燃焼用空気と燃料ガスの混合物（燃焼ガス）を二次燃焼室１４に直接噴射するものである。そして、この燃焼ガス導入路１７の基端部には、一端部が一次燃焼室１３に連通した循環通路１９の他端部が連通している。一方、二次燃焼室１４の他側には排気ガス排出路２０が接続され、この排気ガス排出路２０の先端部は煙突２1に接続されている。
【００１２】
また、一次燃焼室１３内には焼却内筒３１が位置しており、この焼却内筒３１の上部には支持棒３２を介して駆動軸３３が連結され、この駆動軸３３は焼却炉本体１１の上部に軸シール３４によって吊下げ回転自在に支持されている。そして、この駆動軸３３の上端部には駆動モータ３５の図示しない出力軸が固結されている。従って、この駆動モータ３５によって駆動軸３３を回転駆動すると、一次燃焼室１３にて焼却内筒３１を鉛直軸線をもって回転することができる。
【００１３】
この焼却内筒３１は下部に対して上部の径が大きい逆円錐台形状をなしており、内周面には上下方向に沿った平板状の攪拌翼３６が周方向等間隔で４個固着されている。また、焼却内筒３１内にはその回転中心部に鉛直方向に沿った平板状の固定翼３７が火格子１２から立設されている。また、焼却内筒３１の外周下部にはフランジ部３８が形成されており、このフランジ部３８は焼却炉本体１１に形成された円周溝３９にガスシール（鋳物砂などの耐熱シール材）４０を介して支持されており、焼却内筒３１と二次燃焼室１４との隙間からのガスショートパスを防止している。
【００１４】
従って、バーナ１８は燃焼ガスを燃焼ガス導入路１７を通して二次燃焼室１４に噴射しており、この二次燃焼室１４に高温場を形成すると共に、一部の燃焼ガスを火格子１２を通って一次燃焼室１３に流動する。一方、一次燃焼室１３の焼却内筒３１内には投入口１５からごみ５１が投入され、駆動モータ３５によって焼却内筒３１が回転することで、ごみ５１は各攪拌翼３６及び固定翼３７によって攪拌されている。即ち、焼却内筒３１は１分間に数回転程度の低速で緩やかに回転しており、この焼却内筒３１の攪拌翼３６と火格子１２上のごみ５１との間に相対速度が発生し、また、攪拌翼３６に攪拌されるごみ５１と火格子１２に固定された固定翼３７との間にも相対速度が発生する。これによってごみ５１を層状とせずに掻き乱すこととなる。そのため、固定層内で発生する片燃えによる燃料不均一や層内の高さ方向での吹き抜けによるガスショートパスを防止することができ、ごみ５１の断面方向に対して均一に燃焼ガスを供給できる。
【００１５】
また、攪拌翼３６及び固定翼３７によるごみ５１の掻き乱し作用により、ごみ５１のある程度の水分蒸発や焼却が進行し、構造強度が低下してごみ５１を解砕することで、被表面積を増大させてごみ５１の燃え切り時間（処理時間）を短縮できる。
【００１６】
その後、一次燃焼室１３に流動した燃焼ガスは、バーナ１８からの燃焼ガスの噴射に伴って発生した負圧によって循環通路１９に吸引され、この循環通路１９及び燃焼ガス導入路１７を介してバーナ１８に燃焼用空気と共に吸引され、二次燃焼室１４の高温場で完全に焼却された後、排気ガス排出路２０を通して煙突２１から外部に排出される。
【００１７】
このように本実施形態の廃棄物の焼却炉にあっては、一次燃焼室１３内に回転自在な焼却内筒３１を設けてこの焼却内筒３１に平板状の攪拌翼３６を一体回転可能に取付けると共に、焼却内筒３１の中央部に位置して平板状の固定翼３７を火格子１２に固定したことで、攪拌翼３６及び固定翼３７と焼却内筒３１との間に相対速度が発生してごみ５１を層状とせずに掻き乱し、ごみ５１の断面方向に対して均一に燃焼ガスを供給し、焼却効率の向上が図れる。
【００１８】
そして、上述した本実施形態の廃棄物の焼却炉において、焼却内筒３１を下部に対して上部の径が大きい逆円錐台形状としたことで、火格子１２上のごみ５１の燃焼層に供給する燃焼ガス量を断面方向に均一化し、片燃えを起こし難くすることができ、且つ、焼却内筒３１の下部にいくにしたがって攪拌翼３６と固定翼３７との間隔が短くなって、攪拌作用及び解砕作用が必要となる主反応域である下層域に効果的にこの攪拌作用及び解砕作用を与えると共に、駆動モータ３５の所要動力を押さえることができる。
【００１９】
また、上述した本実施形態の廃棄物の焼却炉において、一次燃焼室１３の側壁に平板状の固定翼３７を取付け、火格子１２を回転自在としてこの火格子１２に平板状の攪拌翼３６を固定することも考えられるが、この構造とすることで下記の問題が発生する。即ち、通常の焼却炉では、酸化剤としての空気の供給温度が自然通風式の場合に常温であり、強制通風式の場合に２００〜３５０℃である。焼却炉では、８００〜１０００℃の高温バーナ燃焼ガスを酸化剤として使用しており、中心部を攪拌翼とすると、高温の火格子を回転させることとなり、併せて回転駆動部もこの火格子の近傍に設けることとなり、それぞれ耐熱構造としなければならず、複雑で高価なものとなってしまう。また、中心部を攪拌翼によって攪拌するよりも、外周部をを攪拌翼によって攪拌するほうが、攪拌翼とごみとの相対的に外周移動距離が長くなり、攪拌効率が高い。
【００２０】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように本発明の廃棄物の焼却炉によれば、焼却炉内に火格子を設けて上下に区画した一次燃焼室及び二次燃焼室を形成し、一次燃焼室内に逆円錐台形状をなす焼却内筒を鉛直軸をもって回転自在に支持し、この焼却内筒の内周面に上下方向に沿った平板状の攪拌翼を装着する一方、焼却内筒の回転中心部に鉛直方向に沿った平板状の固定翼を設けたので、焼却内筒が回転するときに、攪拌翼と火格子上の廃棄物と固定翼との間に相対速度が生じ、廃棄物を掻き乱して断面方向に対して均一に燃焼ガスを供給することで、焼却効率の向上を図ることができると共に焼却時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄物の焼却炉を表す概略断面図である。
【図２】焼却内筒の平面図である。
【図３】従来の廃棄物の焼却炉の概略断面図である。
【符号の説明】
１１ 焼却炉本体
１２ 火格子
１３ 一次燃焼室
１４ 二次燃焼室
１５ 投入口
１８ バーナ
１９ 循環通路
３１ 焼却内筒
３３ 駆動軸
３５ 駆動モータ
３６ 攪拌翼
３７ 固定翼[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste incinerator that burns and processes waste such as household garbage, kitchen garbage, canteen garbage, and disposable diapers.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a schematic cross section of a conventional waste incinerator.
[0003]
In a conventional waste incinerator, as shown in FIG. 3, the incinerator main body 101 has a wall surface formed of a refractory material or a ceramic porous body, and a grate 102 is attached to the upper primary combustion chamber. 103 and a secondary combustion chamber 104 in the lower part. In the upper part of the primary combustion chamber 103, an input port 105 for inputting waste 201 as waste is formed and can be opened and closed by a lid. A combustion gas introduction path 107 is connected to one side of the secondary combustion chamber 104, and a burner 108 is attached to the combustion gas introduction path 107. The burner 108 directly injects a mixture of combustion air and fuel gas (combustion gas) into the secondary combustion chamber 104. Further, the other end portion of the circulation passage 109 whose one end portion communicates with the primary combustion chamber 103 communicates with the base end portion of the combustion gas introduction passage 107. Further, an exhaust gas discharge path 110 is connected to the other side of the secondary combustion chamber 104, and a tip end portion of the exhaust gas discharge path 110 is connected to a chimney 111.
[0004]
Accordingly, the burner 108 injects the combustion gas into the secondary combustion chamber 104 through the combustion gas introduction passage 107, forms a high temperature field in the secondary combustion chamber 104, and passes a part of the combustion gas through the grate 102. The waste 201 that flows into the primary combustion chamber 103 and is introduced into the primary combustion chamber 103 from the inlet 105 is partially combusted and gasified. This partial combustion gas is sucked into the circulation passage 109 by the generation of negative pressure accompanying the injection of combustion gas from the burner 108, and is sucked into the burner 108 together with combustion air through the circulation passage 109 and the combustion gas introduction passage 107. After being completely incinerated in the high temperature field of the secondary combustion chamber 104, it is discharged from the chimney 111 through the exhaust gas discharge passage 110. The flow rate ratio between the combustion air burned in the burner 108 and the fuel gas is constant, the temperature of the secondary combustion chamber 104 is set to 800 to 1000 ° C., and the residual oxygen concentration is set to 5 to 10%. Yes.
[0005]
In this way, by using about 30% of the high temperature, low oxygen concentration combustion gas as the gasifying agent in the secondary combustion chamber 104, high moisture and low calorie waste with a low combustion rate can be obtained. Can be stably treated, the thermal decomposition rate of waste plastic waste with a high combustion rate can be suppressed, and this waste can be stably partially burnt gasified regardless of the properties of the waste as an incineration product.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional waste incinerator, the waste 201 put into the primary combustion chamber 103 from the inlet 105 is in a state of being stacked on the grate 102, that is, a fixed bed. As the reaction progresses, the reaction layers of the lower combustion layer in the layer, the intermediate partial combustion gasification layer, and the water evaporation layer at the upper part of the layer become non-uniform in the cross-sectional direction. There is a problem that it is easy to cause. When this one-side burn phenomenon grows, blowout occurs in the height direction in the layer, and the combustion gas is not supplied uniformly in the cross-sectional direction in the layer. In addition, among trash, such as disposable diapers and kitchen waste, the highly moisture-containing and heat-insulating flame-retardant trash with a moisture content of 90% is extremely harder than ordinary trash. There is a problem of becoming longer.
[0007]
The present invention solves such problems, and provides a waste incinerator that uniformly supplies combustion gas to waste to be incinerated to improve incineration efficiency and shorten incineration time. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The incinerator for waste according to the present invention for achieving the above-mentioned object forms a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber partitioned vertically by providing a grate in a refractory incinerator, In a waste incinerator in which a waste inlet is provided in a primary combustion chamber, an inversion cylinder having an inverted frustoconical shape is rotatably supported in the primary combustion chamber with a vertical axis. A flat plate-shaped stirring blade along the vertical direction is mounted on the circumferential surface, and a flat plate-shaped fixed blade along the vertical direction is provided at the center of rotation of the incineration inner cylinder. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a waste incinerator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of an incineration inner cylinder.
[0011]
In the waste incinerator of this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the incinerator main body 11 has a wall surface formed of a refractory material or a ceramic porous body, and has a horizontal flat disk shape inside. By attaching the grate 12 to be formed, the upper primary combustion chamber 13 and the lower secondary combustion chamber 14 are partitioned. An inlet 15 for introducing garbage 51 as waste is formed in the upper portion of the primary combustion chamber 13, and the inlet 15 can be opened and closed by a lid 16. A combustion gas introduction path 17 is connected to one side of the secondary combustion chamber 14, and a burner 18 is attached to the combustion gas introduction path 17. The burner 18 directly injects a mixture of combustion air and fuel gas (combustion gas) into the secondary combustion chamber 14. Further, the other end portion of the circulation passage 19 whose one end portion communicates with the primary combustion chamber 13 communicates with the proximal end portion of the combustion gas introduction path 17. On the other hand, an exhaust gas discharge path 20 is connected to the other side of the secondary combustion chamber 14, and the tip of the exhaust gas discharge path 20 is connected to the chimney 21.
[0012]
An incineration inner cylinder 31 is located in the primary combustion chamber 13, and a drive shaft 33 is connected to an upper portion of the incineration inner cylinder 31 via a support rod 32. The drive shaft 33 is connected to the incinerator main body 11. Is supported by a shaft seal 34 so as to be freely rotatable. An output shaft (not shown) of the drive motor 35 is fixed to the upper end portion of the drive shaft 33. Accordingly, when the drive shaft 33 is rotationally driven by the drive motor 35, the incineration inner cylinder 31 can be rotated around the vertical axis in the primary combustion chamber 13.
[0013]
The incineration inner cylinder 31 has an inverted truncated cone shape having a large upper diameter with respect to the lower part, and four flat stirring blades 36 along the vertical direction are fixed to the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction. ing. In the incineration inner cylinder 31, a flat fixed blade 37 extending in the vertical direction is provided upright from the grate 12 at the center of rotation. Further, a flange portion 38 is formed at the lower outer periphery of the incineration inner cylinder 31, and this flange portion 38 is gas sealed (heat-resistant sealing material such as foundry sand) 40 in a circumferential groove 39 formed in the incinerator main body 11. The gas short path from the gap between the incineration inner cylinder 31 and the secondary combustion chamber 14 is prevented.
[0014]
Therefore, the burner 18 injects the combustion gas into the secondary combustion chamber 14 through the combustion gas introduction path 17, forms a high temperature field in the secondary combustion chamber 14, and part of the combustion gas passes through the grate 12. Flow into the primary combustion chamber 13. On the other hand, garbage 51 is introduced into the incineration inner cylinder 31 of the primary combustion chamber 13 from the introduction port 15, and the incineration inner cylinder 31 is rotated by the drive motor 35, so that the dust 51 is separated by the stirring blades 36 and the fixed blades 37. It is being stirred. That is, the incineration inner cylinder 31 is rotating slowly at a low speed of about several revolutions per minute, and a relative speed is generated between the stirring blade 36 of the incineration inner cylinder 31 and the dust 51 on the grate 12, A relative speed is also generated between the dust 51 stirred by the stirring blade 36 and the fixed blade 37 fixed to the grate 12. As a result, the dust 51 is disturbed without being layered. Therefore, it is possible to prevent fuel nonuniformity due to single burn that occurs in the fixed bed and gas short path due to blow-through in the height direction in the bed, and supply combustion gas uniformly to the cross-sectional direction of the dust 51. .
[0015]
Further, due to the disturbing action of the dust 51 by the stirring blade 36 and the fixed blade 37, the water 51 is partially evaporated and incinerated, and the structural strength is reduced and the dust 51 is crushed, thereby reducing the surface area. By increasing it, the burn-out time (processing time) of the garbage 51 can be shortened.
[0016]
Thereafter, the combustion gas flowing into the primary combustion chamber 13 is sucked into the circulation passage 19 by the negative pressure generated as the combustion gas is injected from the burner 18, and the burner is passed through the circulation passage 19 and the combustion gas introduction passage 17. 18 is sucked together with combustion air and completely incinerated in the high temperature field of the secondary combustion chamber 14, and then discharged from the chimney 21 through the exhaust gas discharge path 20.
[0017]
As described above, in the waste incinerator of the present embodiment, a rotatable incineration inner cylinder 31 is provided in the primary combustion chamber 13 and a flat stirring blade 36 can be integrally rotated with the incineration inner cylinder 31. At the same time, the flat fixed blade 37 is fixed to the grate 12 at the center of the incineration inner cylinder 31, so that a relative speed is generated between the stirring blade 36 and the fixed blade 37 and the incineration inner cylinder 31. Thus, the dust 51 is disturbed without being layered, and the combustion gas is supplied uniformly in the cross-sectional direction of the dust 51, so that the incineration efficiency can be improved.
[0018]
And in the incinerator of the waste of this embodiment mentioned above, the incineration inner cylinder 31 is made into the inverted truncated cone shape with the upper part diameter large with respect to the lower part, and is supplied to the combustion layer of the garbage 51 on the grate 12 The amount of combustion gas to be generated can be made uniform in the cross-sectional direction, making it difficult to cause one-side combustion, and the distance between the stirring blade 36 and the fixed blade 37 is shortened as it goes to the lower part of the incineration inner cylinder 31, thereby stirring action. In addition, the stirring action and the crushing action can be effectively given to the lower layer area, which is the main reaction area where the crushing action is required, and the required power of the drive motor 35 can be suppressed.
[0019]
Further, in the waste incinerator of the present embodiment described above, a flat fixed blade 37 is attached to the side wall of the primary combustion chamber 13, and the grate 12 is rotatable, and a flat stirring blade 36 is attached to the grate 12. Although it is possible to fix it, this structure causes the following problems. That is, in a normal incinerator, the supply temperature of air as an oxidant is a normal temperature when the natural ventilation type is used, and is 200 to 350 ° C. when the forced ventilation type is used. In the incinerator, a high-temperature burner combustion gas of 800 to 1000 ° C. is used as an oxidizer, and if the central part is a stirring blade, a high-temperature grate will be rotated. They must be provided in the vicinity, and each must have a heat-resistant structure, resulting in a complicated and expensive structure. Further, when the outer peripheral portion is stirred with the stirring blade rather than the central portion with the stirring blade, the outer peripheral movement distance between the stirring blade and the dust becomes longer, and the stirring efficiency is higher.
[0020]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the waste incinerator of the present invention, a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber which are divided vertically by providing a grate in the incinerator are formed, and primary combustion is performed. An incineration cylinder that forms an inverted frustoconical shape in the room is rotatably supported with a vertical axis, and a flat plate-like stirring blade is mounted on the inner peripheral surface of this incineration cylinder while the incineration inner cylinder rotates. Since the flat fixed blade along the vertical direction is provided in the center, when the incineration inner cylinder rotates, a relative speed is generated between the stirring blade, the waste on the grate and the fixed blade, and the waste By disturbing the gas and supplying the combustion gas uniformly in the cross-sectional direction, the incineration efficiency can be improved and the incineration time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a waste incinerator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an incineration inner cylinder.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a conventional waste incinerator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Incinerator main body 12 Grate 13 Primary combustion chamber 14 Secondary combustion chamber 15 Inlet 18 Burner 19 Circulation passage 31 Incineration inner cylinder 33 Drive shaft 35 Drive motor 36 Stirring blade 37 Fixed blade
