JP4017600B2 - 高温改質強旋回焼却炉 - Google Patents

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Description

本発明は、ゴミ焼却のための高温改質強旋回焼却炉に関する。
本発明は、より詳しくは、焼却炉の内部で強旋回する外部空気から循環する粉塵及びその他有害な不純物をほぼ完全に除去してきれいな空気のみを大気中に排出させる集塵構造を有し、下部筒体の直径を上部筒体より十分大きくして一度に多量のゴミを効率よく焼却することができる上、主送風ユニットとは別途に空気流調節送風ユニットを備えることにより、流入空気量の調節によってゴミ焼却速度を確実に調節することが可能な高温改質強旋回焼却炉に関する。
現代の都市社会は、一般ゴミ、リサイクル不可能な各種ゴミ及び産業廃棄物の排出量がおびただしく増加している。このため、各地域別に焼却設備を設け、埋立てが困難で、且つリサイクルの難しいゴミを焼却処理している実情がある。
このような焼却設備の運営は、大型化による設備コストと運営コストの負担が大きく、焼却の際に発生する排出ガス中の窒素酸化物やダイオキシンなどの有害ガス成分が基準値を上回っており、大気環境を汚染させる問題点があった。
そこで、本発明者は、両端にフランジ部が設けられた円筒状の下部外筒と、下部外筒の内部に設けられ、下端にフランジ部を有し、且つ上端に環状の調節水供給管を有する燃焼筒からなる１次燃焼室と、両端にフランジ部が設けられ、且つ一側面にエア流入孔が貫通されたエア供給筒及びエア供給筒の内部に設けられた補助燃焼筒からなる２次燃焼室と、両端にフランジ部を有し、内部に集塵手段を有する集塵筒が内設された上部外筒とを備える改質燃焼式焼却炉を発明し、韓国特許公開第９９−７８９３９号に開示した。
このような改質燃焼式焼却炉は、ゴミのうちリサイクルに不適で、焼却処理が可能な一般ゴミ、廃ブラスチック、ゴム、生ゴミ、産業廃棄物として分類されるタイヤ、医療ゴミ、廃油、畜産排出物などを焼却する際、高熱分解（約１８００℃）過程によって無煙、無臭状態の完全燃焼化が成し遂げられるようにして、一酸化炭素、窒素酸化物、煤煙などの有害ガスを完全に除去できるようにした新しい方式の焼却炉である。
しかし、従来の改質燃焼式焼却炉は、焼却炉の内部に流入空気が留まる時間が少ないため複雑な設備を必要とし、また、熱遮蔽の及ばないところが部分的にあって、火傷のおそれがあり、また、燃え尽きなかったゴミを完全燃焼させるために煩わしい作業を行わなければならず、また、ゴミ焼却中に生ずる粉塵が排気ガスと共に排出されるという問題点があった。
また、本発明者は、流入空気の焼却炉内部循環時間を延長させるために焼却炉の内周面に、外部空気を強旋回させて循環・排出させる空気冷却構造を有し、遮熱板を用いた熱遮蔽構造によって焼却炉の外周縁を介した熱の放出を防止して熱による火傷のおそれを無くし、内部のゴミが完全燃焼するまで焼却炉内の種火が消えないようにし、完全に燃えていないゴミを完全燃焼させるように燃料を供給し、完全燃焼過程中に焼却炉の内部から発生した塵を別に集め、フィルタリングしてきれいな空気のみを外部に放出させる高温改質強旋回焼却炉を韓国特許出願２０００−５８２３５号で開示した。
しかしながら、上記高温改質強旋回焼却炉は、作動時に内壁を強旋回する空気流れによって粉塵なども強旋回して排気管を介して外部に流出するおそれがあり、下部内筒の空気流調節が容易でなく、焼却速度の調節が難しく、一度に多量のゴミを焼却することができないため、管理者が少量のゴミを頻繁に投入しなければならないという使用上の問題点があった。
韓国特許公開第９９−７８９３９号 韓国特許出願２０００−５８２３５号
従って、本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、焼却炉の内部で強旋回する外部空気から循環する粉塵及びその他有害な不純物をほぼ完全に除去してきれいな空気のみを大気中に排出させる集塵構造を有し、下部筒体の直径を上部筒体より十分大きくして一度に多量のゴミを効率よく焼却することができる上に、主送風ユニットとは別途に空気流調節送風ユニットを備えることにより、流入空気量の調節によってゴミ焼却速度を確実に調節することが可能な高温改質強旋回焼却炉を提供することにある。
本発明の一態様によれば、円筒状の排気内筒と、上端内側に排気内筒が固定される排気外筒と、排気管部を有し、胴体上部の内周縁に上部内筒ショルダーの外周縁が固定され、上部内筒ショルダーの上側胴体に多数の排出孔が設けられた円筒状の内筒胴体を有する上部内筒と、上端が排気外筒に結合し、上部内筒の係止リムが係止される内部支持リムが設けられた上部外筒と、上端が上部外筒の下端と結合し、胴体の一側に軸着され、のぞき窓付き投入扉によって開閉される外側投入口が設けられ、胴体の他側に空気流入口が設けられ、下部に灰排出扉によって開閉される灰排出口が設けられ、一側に集塵孔が設けられる下部外筒と、下部外筒の内側に位置し、灰排出口の延長線上に内側灰排出口が設けられ、上端部と下部には改質水流入管と燃料流入管が結合する流入孔がそれぞれ設けられ、胴体の下部内側に水受けが結合する下部内筒とを含んでなる焼却炉において、上狭下広状を有し、上部内筒との間に粉塵流入室が設けられ、上端が開放され、多数の集塵孔が設けられ、下端外周面が上部内筒の上部内側面に固定、密閉される集塵内筒と、上部内筒と集塵内筒との間の粉塵流入室の下端部に設けられ、内側面の空気旋回力により粉塵を誘導する粉塵流出孔と、上部内筒の粉塵流出孔の外側面に結合し、外方に突出する粉塵流出管と、上部外筒の一側に設けられ、粉塵流出管の先端部が密閉されるように結合する結合孔と、上部外筒の結合孔の周辺部に密閉されるように結合し、粉塵流出管を介して流入する粉塵を下方に誘導する粉塵誘導管と、粉塵誘導管を介して流入する粉塵を集塵する微細粉塵回収筒とを備えた高温改質強旋回焼却炉を提供する。
また、本発明の他の態様によれば、円筒状の排気内筒と、上端内側に排気内筒が固定される排気外筒と、排気管部を有し、胴体上部の内周縁に上部内筒ショルダーの外周縁が固定され、上部内筒ショルダーの上側胴体に多数の排出孔が設けられた円筒状の内筒胴体を有する上部内筒と、上端が排気外筒に結合し、上部内筒の係止リムが係止される内部支持リムが設けられる上部外筒と、上端が上部外筒の下端と結合し、胴体の一側に軸着されのぞき窓付き投入扉によって開閉される外側投入口が設けられ、胴体の他側に空気流入口が設けられ、下部に灰排出扉によって開閉される灰排出口が設けられ、一側に集塵孔が設けられる下部外筒と、下部外筒の内側に位置し、灰排出口の延長線上に内側灰排出口が設けられ、上端部と下部には改質水流入管と燃料流入管が結合する流入孔がそれぞれ設けられ、胴体の下部内側に水受けが結合する下部内筒とを含んでなる焼却炉において、下部内筒の下端部から外方に突出し、下部外筒の下端部の内側面に固定されて密閉される固定密閉片と、下部外筒の下端部に空気流調節口を設け、空気流調節口を介して外部空気を下部外筒の内部に流入させる空気流調節送風ユニットと、下部内筒の下端部に多数設けられた空気流調節孔と、下部内筒の下端から外側に突出し、上方に折り曲げられて空気流調節口を介して流入する外部空気を空気流調節孔へ誘導する空気誘導管とを備えた高温改質強旋回焼却炉を提供する。
本発明の高温改質強旋回焼却炉は、流入空気の焼却炉内部循環時間を延長させるために、焼却炉の内部で外部空気を強旋回させて循環・排出させる空気冷却構造を有し、遮熱板を用いた熱遮蔽構造によって焼却炉の外周縁からの熱の放出を防止して放出熱による火傷を防ぎ、内部のゴミが完全燃焼するまで焼却炉内部の火種が消えないように維持し、燃え残ったゴミを完全燃焼させるように燃料を供給し、完全燃焼過程中に焼却炉の内部から発生した粉塵を別途に集めて貯蔵し、フィルタリングしてきれいな空気のみを外部に放出させる効果がある。
以下、本発明を添付図面に基づいてより詳細に説明する。
なお、添付図面において、同一又は類似の構成には同一の符号を付する。
図１は、本発明の一実施例に係る高温改質強旋回焼却炉の正面図、図２は、本発明の一実施例に係る焼却炉の右側面図、図３は、本発明の一実施例に係る焼却炉の平面図、図４は、本発明の一実施例に係る焼却炉の分解断面図、図５は、本発明の一実施例に係る焼却炉の作動状態を示す断面図、図６は、本発明の一実施例に係る焼却炉の部分平断面図、図７は、本発明の他の実施例に係る高温改質強旋回焼却炉の平面図である。
図に示すように、本発明の高温改質強旋回焼却炉“Ａ”は、ゴミ焼却時に排出されるガスの大気中への排出を誘導する排気内筒１９０及び排気外筒１８０と、ゴミ焼却時に発生する熱気及び排出ガスと共に内側で螺旋状に速く旋回する微粒子の粉塵を遠心力によって集めて外部に放出させた清浄排出ガスを排気内筒１９０及び排気外筒１８０に誘導して外部に放出させる上部内筒１６０及び上部外筒１５０と、ゴミを投入し、投入したゴミを燃料、改質水及び空気流調節送風ユニットで火力を適切に調節して完全燃焼させ、螺旋状に速く旋回する空気渦流を引き起こし、燃え残った灰を排出させる下部内筒１１０及び下部外筒１３０とから構成される。
排気外筒１８０は、管状であり、下端部には先端に下部フランジ１８４を有する外気外筒スカート１８２が設けられ、中間部には温度センサー嵌合穴１８６が設けられて排気ガス測定器１８９が結合する。
排気内筒１９０は、管状であり、上端には排気外筒１８０の上端に載せられる係止リム１９４が設けられ、上端部には多数の排気孔１９２が円周面に沿って設けられ、中間部には排気ガス測定器１８９の内側先端が結合する温度センサー嵌合孔１９６が設けられる。
上部内筒１６９は、管状の排気管部１６５、内筒胴体１６１及び集塵内筒１０から構成されるが、排気管部１６５の下端には上部内筒ショルダー１６４が設けられ、内筒胴体１６１の上端部の内側に一体に結合する。
上部内筒１６９の中間部の一側には、温度センサー１６７の先端部が位置する温度センサー嵌合孔１６７ａが設けられ、中間部の他側には粉塵流出孔３２が設けられる。
内筒胴体１６１の上端には係止リム１６２が外方に設けられ、その下側には多数の排出孔１６３が設けられる。係止リム１６２の下端の内筒胴体１６１の外周縁には遮熱板１６８が結合している。
内筒胴体１６１の上部内側には、集塵内筒１０が上狭下広状に結合している。集塵内筒１０の下部には、温度センサー１６７が結合する温度センサー嵌合孔１６７ｂを有する。
上部外筒１５０は、管状であり、上端に上端フランジ１５４が外方に設けられ、内側には上部内筒１６０の係止リム１６２が乗せられる内部支持リム１５２が一体に結合し、中間部には結合孔３４が設けられて、粉塵流出管３０の上部が締結されている。粉塵流出管３０の上端は上部内筒１６０の粉塵流出孔３２に締結されて固定される。
結合孔３４と粉塵流出管３０は、粉塵誘導管３６によって上部外筒１５０の外側面で密閉・誘導される。これにより、粉塵は下部の粉塵回収筒４０内に回収される。
上部外筒１５０の下端部には上部外筒スカート１５６が設けられ、上部外筒スカート１５６の下端には下部フランジ１５７が設けられる。
下部内筒１１０は、管状であり、上下部には流入孔１１１ｂ、１１１ａ、１１１ｃがそれぞれ設けられ、下部にはのぞき窓１１５ａを有する内側灰排出口１１５が設けられ、下端には多数の孔１１８ａを有する多孔板１１８が結合して密閉される。多孔板１１８は底板２５０の上に固定される。
下部内筒１１０の中間部には内側投入口１７０が設けられる。内側投入口１７０にはのぞき窓１７２付き投入扉１７１が設けられる。この投入扉１７１は、ヒンジ１７４によって回動し、締結具１７６によって締結固定される。
下部内筒１１０の中間部の下側には、水受け１１４が結合するが、水受け１１４の下端部には多数の流出孔１１１ｄが設けられる。多数の流出孔１１１ｄを介して流入した改質水は下部内筒１１０の内部で多量の酸素分子と炭素に分離され、ゴミの完全燃焼を助ける。
下部内筒１１０の下端部には、多数の空気流調節孔７０が外周面に沿って設けられ、空気流調節孔７０の外側面には、空気誘導管８０が上方に折り曲げられるように設けられる。
下部内筒１１０の下端には、多数の孔１１８ａを有する多孔板１１８が固着され、多孔板１１８と空気流調節孔７０との間に耐火煉瓦１１９が設置される。
水受け１１４が結合した下部内筒１１０の外側面には、帯状の固定密閉片５０が円周面に沿って設けられる。この固定密閉片５０は、下部内筒１１０と固定密閉片５０の下側の下部外筒１３０との間を密閉させながら、下部内筒１１０の下端多孔板１１８の孔１１８ａと下端部の空気流調節孔７０とを連通させる。
下部外筒１３０は下部内筒１１０の外側に位置し、上部胴体１３６と下部胴体１３１とからなる。
上部胴体１３６には、胴体の中心側に空気流入口１３７が設けられ、一側に外側投入口１３９が設けられる。外側投入口１３９には、ヒンジ１３９ｃによって回動し、かつ締結具１３９ｄによって固定されるのぞき窓１３９ｂ付き投入扉１３９ａが軸着されて結合する。上部胴体１３６の上部には流入孔１３１ｂ、１３１ａが設けられる。
下部外筒１３０の下部胴体１３１の上端は、上部胴体１３６の下端と結合し、下部胴体１３１の下部一側には灰排出口１３３が設けられる。灰排出口１３３には、のぞき窓１３４ａ付き灰排出扉１３４がスライド可能に設けられる。下部胴体１３１の上部には、流入孔１３１ｃが設けられる。
下部外筒１３０の上部胴体１３６の下端部には、循環集塵筒１４０に結合して連結される集塵孔１３２が設けられる。
下部外筒１３０の下端は、耐火煉瓦１１９などで密閉されて熱気の放出が遮断される。
燃料流入管１２２、１２４は、環状であり、燃料タンク（図示せず）から燃料の供給を受けて、下部内筒１１０の内側の上部と下部からノズル１２２ｂ、１２２ｃを介してそれぞれ噴射させてゴミの完全燃焼を誘導するもので、下部内筒１１０と下部外筒１３０それぞれの流入管孔１１１ｂ、１１１ｃ、１３１ｂ、１３１ｃを介して外部の燃料タンク（図示せず）と結合し、下部内筒１１０の内側の上・下部にそれぞれ固定される。
燃料としては、廃油を用いることが好ましい。
図９は、本発明の他の実施例に係る高温改質強旋回焼却炉の下部内筒の要部を拡大して示す側断面図である。
同図に示すように、下部内筒１１０の中心側の燃料流入管１２４には、廃油を放出させて焼却することができるが、これをより円滑に焼却するために、下部内筒１１０の内側面には、蒸発を誘導する壁体構造として多数の帯状の落下遅滞用凹部１１０ａと落下遅滞用凸部１１０ｂを燃料流入管１２４の下端から下方に交互に設けることにより、燃料流入管１２４のノズル１２２ｃを介して廃油を放出させるとき、放出された廃油が下部内筒１１０の内側面の落下遅滞用凹部１１０ａと落下遅滞用凸部１１０ｂを交互に流下する間に自然落下時間をさらに延長させて蒸発を誘導することにより、廃油を完全燃焼できるように配慮することが好ましい。
改質水流入管１２０は、環状であり、改質水タンク（図示せず）から改質水の共有を受けて、下部内筒１１０の内側の上部からノズル１２２ａを介して噴射させて、ゴミの完全燃焼を誘導するものであって、下部内筒１１０と下部外筒１３０のそれぞれの流入管孔１１１ａ、１３１ａを介して外部の水タンク（図示せず）と結合し、下部内筒１１０の上部に固定される。
位置固定板２２０は、下部内筒１１０の下端部に結合した円板状であって、内側には開口部２２２が設けられ、底面には多数の係止片２２４が結合し、係止片２２４の一側が開口部２２２上に突出するように固定される。
火格子２１０は、位置固定板２２０の開口部２２２に定着されるもので、円板状の胴体には多数のガス通過孔２１２が設けられ、胴体の上面にはガイド環２１６が結合し、上面の中心には位置固定管２１４が固定結合する。
炎安定具２００は、火格子２１０に結合し、高温の加熱状態を保持させるもので、ドーナツ状の上部板２０８が設けられ、上部板２０８の底面には多数の支持管２０６が結合し、多数の支持管２０６の内側には円板状の下部板２０４が結合し、下部板２０４の底面中心側には、火格子２１０の位置固定管２１４に挿着される位置固定具２０２が結合している。
図６は、本発明の一実施例に係る焼却炉の要部を拡大して示す平断面図である。図６に示すように、空気流調節送風ユニット６０には、送風管６２が結合し、送風管６２は、さらに下部外筒１３０の下部胴体１３１の空気流調節口６４に接線方向に結合し、空気流調節送風ユニット６０からの外部空気は、下部内筒１１０と空気誘導管８０との隙間を介して、下端部の空気流調節孔７０又は多孔板１１８の孔１１８ａから位置固定板２２０の上部に投入されたゴミによって速く、又は遅く供給する。これにより、ゴミの火力を大きく、又は小さく任意的に調節することができる。
下部内筒１１０と下部外筒１３０の一側には、ヒンジ１７４、１３９ｃによって回動し、締結具１７６、１３９ｄによって固定される投入扉１７１と投入扉１３９ａがそれぞれ延長線上に結合する。
下部内筒１１０の投入扉１７１と下部外筒１３０の投入扉１３９ａ間の底部には、支持板１３６ａが結合し、ゴミの投入時にゴミが下部内筒１１０と下部外筒１３０間の空間に落下せず、内部にスライドされるように誘導する。
下部外筒１３０内のゴミ焼却時の熱気は、空気流調節送風ユニット６０と送風ユニット１３７ａによってそれぞれ空気流調節口６４と空気流入口１３７を介して流入して、内部で強く螺旋方向に旋回する流入空気によって放熱される。
下部外筒１３０の集塵孔１３２は、循環集塵筒１４０と下端に結合して焼却炉“Ａ”内の旋回力によって内部の粉塵を循環集塵筒１４０内に流入させる。
循環集塵筒１４０の蓋１４２の上端に連結管１４４の一端が結合し、連結管１４４の他端が送風ユニット１３７ａの一側に結合することにより、エアフィルタ１４６によってフィルタリングされた空気が焼却炉“Ａ”の内部にさらに流入するように構成することが好ましい。
次に、このような構成を有する本発明の作動状態を説明する。
まず、ゴミの中でもリサイクルに不適で焼却処理が可能な一般ゴミや廃プラスチック、ゴム、生ゴミ、産業廃棄物として分類されるタイヤ、医療ゴミ、廃油、畜産排出物などを焼却するために、作業者は底板２５０に設置された焼却炉“Ａ”の下部外筒１３０の投入扉１３９ａを開いて外側投入口１３９を開放させ、さらに下部内筒１１０の投入扉１７１を開いて内側投入口１７０を開放させる。
このため、作業者は、投入扉１３９ａ、１７１の左側の締結具１３９ｄ、１７６を脱去した後、右側のヒンジ１３９ｃ、１７４を中心として回動させる。
このように開放された内・外側投入口１７０、１３９を介して一定量のゴミを焼却炉“Ａ”の内部に仕込んで、下部内筒１１０の位置固定板２２０、火格子２１０及び炎安定具２００の上に積層させ、ゴミを手動又は自動点火装置（図示せず）によって点火した後、下部内筒１１０の投入扉１７１と下部外筒１３０の投入扉１３９ａを順次閉じ、その後、締結具１７６、１３９ｄで締結して内・外側投入口１７０、１３９を閉鎖する。
この際、下部内筒１１０と下部外筒１３０は、上部内筒１６０及び上部外筒１５０より直径がさらに大きくなってより多量のゴミを一度に焼却することができる。
このような状態で、作業者は焼却炉“Ａ”の操作盤２３０を操作して送風ユニット１３７ａと空気流調節送風ユニット６０を駆動させて、空気流入口１３７と空気流調節口６４を介して焼却炉“Ａ”の内部に外部空気を供給しながら火力を調節し、これと同時に改質水貯水容器（図示せず）から一定量の改質水を改質水流入管１２０を介して下部内筒１１０の内部へ供給する。
改質水流入管１２０を介して下部内筒１１０の上側から排出される改質水によって、焼却炉“Ａ”の内部は湿度が非常に高くなり、これにより相対的に冷たい外部空気が速く旋回する下部内筒１１０の外周縁と面接している内周縁には改質水の滴が宿って下方に流れながら、高温によって酸素分子と水素に分離される。
下部内筒１３０の下端部に流入した改質水は、放射熱によって熱された耐火煉瓦１１９に滴下し、一部はさらに蒸気化して火格子２１０のガス通過孔２１２を介してさらに上方に流出する。
空気流入口１３７を介して下部内筒１１０の内部に供給される送風ユニット１３７ａの外部空気は、下部外筒１３０の接線方向の反時計方向に強く旋回しながら螺旋状の強い空気渦流を発生させるが、一部は上部外筒１５０の方向に上昇し、残りは下部外筒１３０の底面に旋回しながら下降し、さらに温度によって上昇して上部内筒１６０と下部内筒１１０の内部に流入する。
図７は、本発明の他の実施例に係る焼却炉を示す平面図である。
同図に示すように、下部外筒１３０の上部胴体１３６の上側に外気を流入させる２つの送風ユニット１３７ａ、１３７ａ’をそれぞれ別途に装着することにより、下部内筒１１０の内部に供給される外気の旋回力をより高めてさらに速い強旋回力を得ることができる。
このように上部内筒１６０と下部内筒１１０の内部に引き続き流入して、反時計方向に速く旋回する螺旋状の外部流入空気は、改質水流入管１２０の孔を介して噴射された改質水と霧状に混合された状態で、下部外筒１３０と上部内筒１６０との隙間、上部内筒６１０の内側面と下部内筒１１０の内側面との隙間で反時計方向に速く旋回する。
このように速く旋回する流入空気は、冷たい状態で、下部外筒１３０の上部胴体１３６の内部に流入して上部外筒１５０と上部内筒１６０間の空間部、下部外筒１３０と下部内筒１１０間の空間部で速く旋回しながら熱くなる。
熱くなった流入空気は、上部外筒１５０の方向に速く旋回して上昇した後、上部内筒１６０と下部内筒１１０の内部に流入して速く旋回しながら上昇するが、この際、上部内筒１６０の内側面から上昇する空気は、上部内筒１６０の外周縁から送風器１３７ａを介して流入した冷たい流入空気によって放熱された上部内筒１６０と接触して熱を放出させることにより温度が下がり、これにより上部内筒１６０の内側面から上昇した空気は下部に下降する。
下降して下部内筒１１０の内側で再び熱くなった空気は、上部内筒１６０の内側面に速く旋回しながら上昇し、焼却炉“Ａ”の内部では空気の反復的な循環が行われる。
この際、上部内筒１６の上側で螺旋状に強く回動する空気中に含まれた微細粉塵は、遠心力によって集塵内筒１０の集塵孔１２を介して粉塵流入室２０へ移動して粉塵流出孔３２の粉塵流出管３５を介して外部に放出されるが、このように放出された微細粉塵は、粉塵誘導管３６を介して微細粉塵回収筒４０に回収される。
これにより、ゴミ焼却時に発生する可燃ガスは、空気と混ぜられて焼却炉“Ａ”内で繰り返し循環する過程において長い時間を焼却炉“Ａ”の内部に留まることにより、内部の１８００℃の温度と頻繁に接しながら高熱分解されて完全燃焼する。
上部外筒１５０と上部内筒１６０間の空間部と、下部内筒１１０と下部外筒１３０間の空間部で速く旋回する流入空気によって上部外筒１５０の外周縁と下部外筒１３０の外周縁は、作業者が手を当てても熱くない程度の温度を保つ。
上部外筒１５０と上部内筒１６０との間で速く旋回する流入空気の一部は大気中に放出されるが、この際、上部内筒１６０の遮熱板１６８と内筒胴体１６１の上端を通過し、筒胴体１６１の上端に設けられた多数の排出孔１６３を介して排気外筒１８０の外周縁と排気内筒１９０の内周面間の空間部に排出されたり、排気外筒１８０と排気内筒１９０間の空間部を通過し、排気内筒１９０の上端に設けられた多数の排気孔１９２を通しても大気中に排出されたりする。
改質水が混合された外部空気は、下部内筒１０に供給され、ゴミ焼却過程においてＣ，Ｈ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２の熱分解（改質）過程と（ＣＯ＋Ｈ２）＋Ｏ２→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏの燃焼過程により化学的反応を起こし、ゴミの火炎へより多くの酸素Ｏ２を供給し、中心温度を約１８００℃にまで上昇させて高熱分解によるゴミの完全燃焼が行われるようにする。
また、煤煙のみならず、粉塵（灰分）やＣＯ、ＮＯｘ、ＳＯｘなどの有害ガス及びダイオキシンが殆ど排出されなくなる。
本発明では、ゴミの焼却時に発生する熱エネルギーによってゴミの乾溜（固体有機物を加熱、分解して揮発性物質と不揮発性物質に分ける操作）及び水の蒸気化が行われ、このような状態で外気が焼却炉“Ａ”の内部で速く旋回しながら上昇と下降を繰り返し、可燃ガスをめぐった状態で燃焼するので、煤煙ガスが焼却炉“Ａ”の外部に流出しないで、完全燃焼し、無煙、無臭、無色の排気ガスが排気内筒１９０を介して大気中に排出される。
ゴミの焼却時に発生する粉塵は、下部外筒１３０の上部胴体１３６の下端部の集塵孔１３２に連結された循環集塵筒１４０の内部に流入して濾過される。これにより、きれいな空気のみが大気中に排出されるが、下部外筒１３０に外部空気の回転方向の反対方向に設けられた集塵孔１３２を介して、速く旋回する流入空気と共に旋回する粉塵は、流入空気と共に循環集塵筒１４０の内部に排出される。
集塵孔１４３を介して流入空気と共に排出された粉塵は循環集塵筒１４０の下端部に供給され、さらに重い粉塵及び不純物は一側に積り、軽い外部空気のみがエアフィルタ１４６を通過して蓋１４２の連結管１４４を介して送風ユニット１３７ａの内部に排出される。
図８は、本発明の他の実施例に係る焼却炉の微細粉塵回収筒と循環集塵筒を示す側断面図である。
同図に示すように、微細粉塵回収筒４０は、粉塵誘導管３６の下端で決着手段４２によって分離又は結合する構造で設けられ、底板２５０の上において下部外筒１３０の下部胴体１３１の上方に位置するようにする。粉塵誘導管３６の下端部は、下部外筒１３０の上部胴体１３６に支持、固定され、位置のずれた中間部位はフレキシブルな管体で連結させることが好ましい。
図１０は、本発明の他の実施例に係る焼却炉の粉塵誘導管の要部を拡大して示す側断面図である。同図に示すように、粉塵流出管３０は、上端は上部内筒１６０の粉塵流出孔３２に結合して溶接によって固定され、下端は粉塵誘導管３６の上端内側に位置する。
粉塵誘導管３６の上端は、上方に折り曲げられ、一端が上部外筒１５０の結合孔３４内に挿入され、粉塵流出管３０とは遊隙をもつが、この遊隙は、焼却炉“Ａ”のゴミ焼却時の温度による熱膨張で上部内筒１６０と粉塵流出管３０の位置が移動しても集塵内筒１０によって微細粉塵が粉塵誘導管３６内に流入することに差支えを与えないための設計上の工夫である。
粉塵誘導管３６の先端には、スプリング３８の弾撥力によってパッキング部材３７を上部外筒１５０の結合孔３４の方向に密着させ、その外側面をケーシング３９で密閉させることにより、粉塵が上部外筒１５０の結合孔３４を介して外部に漏出しないようにすることもできる。
作業者は、焼却炉“Ａ”の側面に設置された測定塔２４０に上がって排気ガス測定器１８９と温度センサー嵌合穴１８６に排気ガス測定器具（図示せず）及び温度センサー１６７を設置し、排気ガス測定器１８９の排気ガス測定器具（図示せず）によって焼却炉“Ａ”の排出ガスの成分を測定して排出基準を越えないように管理し、温度センサー１６７によって焼却炉“Ａ”の作動状態をチェックして管理する。
このように焼却されるゴミには、炎安定具２００によって火炎が保持される状況で、下部内筒１１０の上部と下部にそれぞれ設置された燃料流入管１２２、１２４のノズル１２２ｂ、１２２ｃを介して燃料を排出する。さらに、空気流調節送風ユニット６０を用いて、下部内筒１３０に供給される外部空気によって火力を適切に保持し、これを灰排出扉１３４ののぞき窓１３４ａを介して確認しながら完全燃焼を誘導する。
本発明の一実施例に係る高温改質強旋回焼却炉の正面図 本発明の一実施例に係る焼却炉の右側面図 本発明の一実施例に係る焼却炉の平面図 本発明の一実施例に係る焼却炉の分解断面図 本発明の一実施例に係る焼却炉の作動状態の断面図 本発明の一実施例に係る焼却炉の部分平断面図 本発明の他の実施例に係る高温改質強旋回焼却炉の平面図 本発明の他の実施例に係る焼却炉の微細粉塵収去筒と循環集塵筒の側断面図 本発明の他の実施例に係る焼却炉下部内筒の要部の側断面図の拡大側断面図 本発明の他の実施例に係る焼却炉の粉塵誘導管の要部の拡大側断面図
符号の説明
１０ 集塵内筒
１２ 集塵孔
２０ 粉塵流入部
３０ 粉塵流出管
３２ 粉塵流出孔
３４ 結合孔
３５ 粉塵流出管
３６ 粉塵誘導管
３７ パッキング部材
３８ スプリング
３９ ケーシング
４０ 粉塵回収筒
４２ 決着手段
５０ 固定密閉材
６０ 調節ファンユニット
６２ 送風管
６４ 流速調節孔
７０ 流速調節孔
８０ 空気誘導管
１１０ 下部内筒
１１０ａ 落下遅滞用凹部
１１０ｂ 落下遅滞用凸部
１１１ａ 流入管孔
１１１ｂ 流入管孔
１１１ｃ 流入管孔
１１１ｄ 水流出孔
１１４ 水受け
１１５ 内側灰排出口
１１５ａ のぞき窓
１１８ 多孔板
１１８ａ 通孔
１１９ 耐火煉瓦
１２０ 改質水流入管
１２２ 燃料流入管
１２２ａ ノズル
１２２ｂ ノズル
１２２ｃ ノズル
１２４ 燃料流入管
１３０ 下部外筒
１３１ 下部胴体
１３１ａ 流入管孔
１３１ｂ 流入管孔
１３１ｃ 流入管孔
１３２ 集塵孔
１３３ 灰排出口
１３４ 灰排出扉
１３４ａ のぞき窓
１３６ 上部胴体
１３６ａ 支持板
１３７ 空気流入口
１３７ａ 主送風ユニット
１３７ａ´ 主送風ユニット
１３９ 外側投入口
１３９ａ 投入扉
１３９ｂ 透視窓
１３９ｃ ヒンジ
１３９ｄ 締結具
１４０ 循環集塵筒
１４２ 蓋
１４４ 連結管
１４６ エアフィルタ
１５０ 上部外筒
１５２ 内部支持リム
１５４ 上端フランジ
１５６ 上部外筒スカート
１５７ 下部フランジ
１６０ 上部内筒
１６１ 内筒胴体
１６２ 係止リム
１６３ 排出孔
１６４ 上部内筒ショルダー
１６５ 排気管
１６７ 温度センサー
１６７ａ 温度センサー嵌合孔
１６７ｂ 温度センサー嵌合孔
１６８ 遮熱板
１６９ 上部内筒
１７０ 内側投入口
１７１ 投入扉
１７２ 透視窓
１７４ ヒンジ
１７６ 締結具
１８０ 排気外筒
１８２ 外気外筒スカート
１８４ 下部フランジ
１８６ 温度センサー嵌合孔
１８９ 排気ガス測定器
１９０ 排気内筒
１９２ 排気孔
１９４ 頂部フランジ
１９６ センサー嵌合孔
２００ 炎安定具
２０２ 位置固定具
２０４ 下部板
２０６ 支持管
２０８ 上部板
２１０ 火格子
２１２ ガス通過孔
２１４ 位置固定管
２１６ ガイド環
２２０ 位置固定板
２２２ 開口部
２２４ 係止片
２３０ 操作盤
２４０ 測定塔
２５０ 底板

Claims (5)

  1. 円筒状の排気内筒と、上端内側に排気内筒が固定される排気外筒と、排気管部を有し、胴体上部の内周縁に上部内筒ショルダーの外周縁が固定され、上部内筒ショルダーの上側胴体に多数の排出孔が設けられた円筒状の内筒胴体を有する上部内筒と、上端が排気外筒に結合し、上部内筒の係止リムが係止される内部支持リムが設けられる上部外筒と、上端が上部外筒の下端と結合し、胴体の一側に軸着されてのぞき窓付き投入扉によって開閉される外側投入口が設けられ、胴体の他側に空気流入口が設けられ、下部に灰排出扉によって開閉される灰排出口が設けられ、一側に集塵孔が設けられる下部外筒と、下部外筒の内側に位置し、灰排出口の延長線上に内側灰排出口が設けられ、上端部と下部には改質水流入管と燃料流入管が結合する流入孔がそれぞれ設けられ、胴体の下部内側に水受けが結合する下部内筒とを含んでおり、前記空気流入口から送風ユニットにより供給される外部空気が流入し、下部外筒内に接線方向に螺旋状の強い空気渦流を発生させて、その空気流の一部が上部外筒と上部内筒の間を上昇し、残りが下部外筒と下部内筒の間を下降し、下降した空気流が温度の上昇により上部内筒及び下部内筒の内部に流入する焼却炉であって、
    前記内筒胴体の上部内側に上狭下広状に結合しており、螺旋状に強い空気渦流により回動する遠心力により微細粉塵を集塵する多数の集塵孔が設けられ、下端外周面が上部内筒の上部内側面に固定、密閉される集塵内筒と、
    前記上部内筒と集塵内筒との間の粉塵流入室の下端部に設けられ、内側面の空気旋回力により粉塵を誘導する粉塵流出孔と、上部内筒の粉塵流出孔の外側面と結合し、外方に突出する粉塵流出管と、
    前記上部外筒の一側に設けられ、粉塵流出管の先端部が密閉されるように結合する結合孔と、
    前記上部外筒の結合孔の周辺部に密閉されるように結合し、粉塵流出管を介して流入する粉塵を下方に誘導する粉塵誘導管と、
    前記粉塵誘導管を介して流入する粉塵を集塵する微細粉塵回収筒と、
    を備えることを特徴とする高温改質強旋回焼却炉。
  2. 円筒状の排気内筒と、上端内側に排気内筒が固定される排気外筒と、排気管部を有し、胴体上部の内周縁に上部内筒ショルダーの外周縁が固定され、上部内筒ショルダーの上側胴体に多数の排出孔が設けられた円筒状の内筒胴体を有する上部内筒と、上端が排気外筒に結合し、上部内筒の係止リムが係止される内部支持リムが設けられる上部外筒と、上端が上部外筒の下端と結合し、胴体の一側に軸着されてのぞき窓付き投入扉によって開閉される外側投入口が設けられ、胴体の他側に空気流入口が設けられ、下部に灰排出扉によって開閉される灰排出口が設けられ、一側に集塵孔が設けられる下部外筒と、下部外筒の内側に位置し、灰排出口の延長線上に内側灰排出口が設けられ、上端部と下部には改質水流入管と燃料流入管が結合する流入孔がそれぞれ設けられ、胴体の下部内側に水受けが結合する下部内筒とを含んでおり、前記空気流入口から送風ユニットにより供給される外部空気が流入し、下部外筒内に接線方向に螺旋状の強い空気渦流を発生させて、その空気流の一部が上部外筒と上部内筒の間を上昇し、残りが下部外筒と下部内筒の間を下降し、下降した空気流が温度の上昇により上部内筒及び下部内筒の内部に流入する焼却炉であって、
    前記内筒胴体の上部内側に上狭下広状に結合しており、螺旋状に強い空気渦流により回動する遠心力により微細粉塵を集塵する多数の集塵孔が設けられ、下端外周面が上部内筒の上部内側面に固定、密閉される集塵内筒と、
    前記水受けが結合した下部内筒の外側面から円周面に沿って外方に突出し、下部外筒の内側面に固定されて密閉される固定密閉片と、下部外筒の固定密閉片よりも下部に空気流調節口を設け、空気流調節口を介して外部空気を下部外筒の内部に接線方向から流入させる空気流調節送風ユニットと、
    前記下部内筒の下端部に多数設けられた空気流調節孔と、下部内筒の下端から外方に突出し、上方に折り曲げられて空気流調節口を介して流入する外部空気を空気流調節孔へ誘導する空気誘導管と、
    を備えることを特徴とする高温改質強旋回焼却炉。
  3. 前記下部内筒及び下部外筒は、上部内筒及び下部内筒よりそれぞれ直径を大きくして大容量にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温改質強旋回焼却炉。
  4. 前記下部内筒の内側面には、多数の帯状の落下遅滞用凹部と落下遅滞用凸部が燃料流入管の下端から下方に交互に、且つ水平に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の高温改質強旋回焼却炉。
  5. 前記下部内筒の内側面には、多数の帯状の落下遅滞用凹部と落下遅滞用凸部が燃料流入管の下端から下方に交互に、且つ水平に設けられることを特徴とする請求項３記載の高温改質強旋回焼却炉。
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