JP5390723B1 - 乾留焼却炉およびそれを備えた乾留式焼却システム - Google Patents

Abstract

【課題】乾留焼却炉において、乾留による廃棄物の燃焼処理に関し、簡単な構成により、燃焼の速度の増加、および燃焼後の灰の残存量の減少を図り、廃棄物の処理性能を向上させる。
【解決手段】可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉２であって、廃棄物が投入される投入口２１ｄを有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間２ａを形成する炉本体部２０と、燃焼空間２ａに連通する配管経路４１、および配管経路４１に設けられた吸引ファン６０を有し、燃焼空間２ａ内に燃焼用空気を供給するための空気供給系４０と、を備え、空気供給系４０に、燃焼空間２ａの外側に設けられ、燃焼空間２ａ内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室７０を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、廃タイヤ、プラスチック、医療廃棄物、木くず等の可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉およびそれを備えた乾留式焼却システムに関する。

近年、例えば廃タイヤ（使用済みタイヤ）等の有機質系廃棄物の処理に関し、環境面への配慮から、無害で安全、かつエネルギーを有効利用することができる処理技術の開発が顕著である。このような技術について、従来、廃タイヤ等の有機質系廃棄物を乾留して熱分解ガス（乾留ガス）を発生させ、その熱分解ガスから可燃性ガスや油等の有効成分を抽出したり、高温の熱分解ガスを熱源として蒸気加熱や乾燥等の加熱処理を行ったりするための燃焼システムがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、燃焼システムとして、有機質系廃棄物が上側から投入されて一次燃焼により熱分解される乾留焼却炉である乾留缶と、乾留缶で生じた熱分解ガスを燃焼させるための二次燃焼室と、二次燃焼室で生じた排ガスを冷却するための冷却塔と、冷却塔により冷却された排ガスを濾過集じん処理するためのバグフィルタと、バグフィルタにより無害化されたガスを大気に放出するための煙突部とを備える構成が記載されている。

特に、このような燃焼システムの乾留缶においては、投入された廃棄物が、着火された後、酸素不足によって自然発火が抑えられた状態で加熱され、廃棄物の熱分解反応が進行する。廃棄物が熱分解されることにより、熱分解ガスが生じ、残渣として灰（燃焼灰）が生じる。こうした乾留缶での廃棄物の熱分解においては、燃焼用空気（一次燃焼用空気）が乾留缶内に供給される。この乾留缶内への燃焼用空気の供給量の制御により、乾留缶内における加熱温度やガス成分が制御される。乾留缶においては、乾留缶内へ燃焼用空気を供給するため、吸引ファン等を含む空気供給系が設けられる。

特許第４１１３０６６号公報

上述したような乾留缶での廃棄物の熱分解処理（燃焼処理）については、廃棄物の処理性能を示す指標として、燃焼の速度、および燃焼後の灰の残存量が挙げられる。すなわち、廃棄物の処理性能は、燃焼の速度が速いほど高く、また燃焼後の灰の残存量が少ないほど高いと言える。

特許文献１に記載されているような従来の技術においては、乾留缶内で熱により一旦溶けた樹脂製の廃棄物が乾留缶内に供給される燃焼用空気によって冷やされて固まるといった現象が生じることがある。このように冷えて固まった廃棄物は、例えば乾留缶内に対する燃焼用空気の供給口の近傍に位置すること等により、乾留缶内の廃棄物に対する全体的な燃焼用空気の供給を妨げる原因となり得る。乾留缶内の廃棄物に対する燃焼用空気の供給が妨げられることは、燃焼の速度の低下や、燃焼後の灰の残存量を増加させる原因となる。このように、従来の乾留による燃焼システムにおいては、廃棄物の処理性能について改善の余地がある。

そこで、本発明は、乾留による廃棄物の燃焼処理に関し、簡単な構成により、燃焼の速度の増加、および燃焼後の灰の残存量の減少を図ることができ、廃棄物の処理性能を向上させることができる乾留焼却炉およびそれを備えた乾留式焼却システムを提供することを目的とする。

本発明に係る乾留焼却炉は、可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉であって、廃棄物が投入される投入口を有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間を形成する炉本体部と、前記燃焼空間に連通する配管経路、および該配管経路に設けられた送気手段を有し、前記燃焼空間内に燃焼用空気を供給するための空気供給系と、を備え、前記空気供給系に、前記燃焼空間の外側に設けられ、前記燃焼空間内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室を設け、前記炉本体部は、前記燃焼空間として円筒状の空間部分を有し、前記空気加熱室は、前記円筒状の空間部分の筒軸方向の少なくとも一部を周方向に囲むように設けられ、燃焼用空気の前記円筒状の空間部分の周方向に沿う流れを形成するものであり、前記空気加熱室には、該空気加熱室内における燃焼用空気の通路面積を部分的に狭くし、前記空気加熱室内における燃焼用空気の前記円筒状の空間部分の周方向に沿う流れを制限する障害部が設けられているものである。

また、本発明の一態様に係る乾留焼却炉においては、前記障害部は、前記空気加熱室の周方向に適宜間隔を隔てて複数箇所に設けられている。

また、本発明の一態様に係る乾留焼却炉においては、前記障害部は、前記燃焼空間を形成する壁面をなす部材と一体的な板状の部分である。

本発明に係る乾留焼却炉は、可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉であって、廃棄物が投入される投入口を有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間を形成する炉本体部と、前記燃焼空間に連通する配管経路、および該配管経路に設けられた送気手段を有し、前記燃焼空間内に燃焼用空気を供給するための空気供給系と、を備え、前記空気供給系に、前記燃焼空間の外側に設けられ、前記燃焼空間内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室を設け、前記空気供給系は、前記配管経路内の燃焼用空気の温度を検知する温度センサと、前記温度センサにより検知された温度があらかじめ設定された所定の温度以上となると、前記配管経路に外気を導入する外気導入部と、を有するものである。

本発明に係る乾留焼却炉は、可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉であって、廃棄物が投入される投入口を有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間を形成する炉本体部と、前記燃焼空間に連通する配管経路、および該配管経路に設けられた送気手段を有し、前記燃焼空間内に燃焼用空気を供給するための空気供給系と、を備え、前記空気供給系に、前記燃焼空間の外側に設けられ、前記燃焼空間内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室を設け、前記炉本体部は、前記燃焼空間として円筒状の空間部分を構成する円筒部と、該円筒部の下側に設けられ前記燃焼空間に対する燃焼用空気の導入を受ける空気導入部と、を有し、前記空気加熱室は、前記円筒状の空間部分の筒軸方向の上端部を周方向に囲むように設けられ、燃焼用空気の前記円筒状の空間部分の周方向に沿う流れを形成するものであり、前記配管経路は、前記空気加熱室の吐出口に上流側の端部が接続されるとともに下流側の端部が前記送気手段の送入側に接続される導入配管部と、上流側の端部が前記送気手段の送出側に接続されるとともに下流側が前記空気導入部から前記燃焼空間に連通する配管構成と、を有するものである。

また、本発明に係る乾留式焼却システムは、前記乾留焼却炉と、前記乾留焼却炉で生じた熱分解ガスを燃焼させるための二次燃焼室と、前記二次燃焼室で生じた排ガスを冷却するための冷却塔と、前記冷却塔により冷却された排ガスを濾過集じん処理するためのバグフィルタと、前記バグフィルタにより無害化されたガスを大気に放出するための煙突部と、を含むものである。

本発明によれば、乾留による廃棄物の燃焼処理に関し、簡単な構成により、燃焼の速度の増加、および燃焼後の灰の残存量の減少を図ることができ、廃棄物の処理性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る乾留式焼却システムの全体構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る乾留式焼却システムの全体構成を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の構成を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の構成を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の下部の構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の構成を示す上面一部断面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の構成を示す側面一部断面図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の燃焼空間の内部を示す図である。 本発明の一実施形態に係る乾留焼却炉の燃焼用空気の吹出し構造を示す断面図である。

本発明は、乾留焼却炉において可燃性の廃棄物の燃焼により生じた熱を利用することで、乾留焼却炉の燃焼空間に供給する燃焼用空気の温度を上昇させ、燃焼用空気として熱風を供給することを可能とし、廃棄物の処理性能を向上させようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。

まず、本実施形態に係る乾留式焼却システム１の全体的な構成について、図１および図２を用いて説明する。本実施形態に係る乾留式焼却システム１は、可燃性の廃棄物である有機質系廃棄物（以下単に「廃棄物」ともいう。）を乾留して熱分解ガス（乾留ガス）を発生させ、その熱分解ガスから可燃性ガスや油等の有効成分を抽出したり、高温の熱分解ガスを熱源として蒸気加熱や乾燥等の加熱処理を行ったりするものである。本実施形態に係る乾留式焼却システム１は、例えば廃タイヤ、プラスチック、医療廃棄物、シュレッダーダスト、木くず、一般ゴミ、廃油等の各種の可燃性の廃棄物を処理対象とする。図１および図２に示すように、乾留式焼却システム１は、乾留焼却炉２と、二次燃焼室３と、冷却塔４と、バグフィルタ５と、煙突部６とを備える。

乾留焼却炉２は、廃タイヤ等の可燃性の廃棄物を乾留するための構成であり、廃棄物を燃焼（一次燃焼）させる燃焼空間を有する。乾留焼却炉２の燃焼空間に対して廃棄物が上側から投入され、投入された廃棄物は一次燃焼により熱分解される。乾留焼却炉２においては、投入された廃棄物が、着火された後、酸素不足によって自然発火が抑えられた状態、つまり低酸素状態で加熱され、廃棄物の熱分解反応が進行する。廃棄物が熱分解されることにより、可燃性の熱分解ガスが生じ、残渣として灰（燃焼灰）が生じる。本実施形態の乾留式焼却システム１は、並んだ状態で配置された２基の乾留焼却炉２を備える（図２参照）。

二次燃焼室３は、乾留焼却炉２で生じた熱分解ガスを燃焼させるための構成であり、乾留焼却炉２における燃焼温度に対して比較的高温の燃焼室である。二次燃焼室３と乾留焼却炉２との間には、乾留焼却炉２で生じた熱分解ガスを二次燃焼室３に導くためのガス導入経路部７が設けられている。ガス導入経路部７は、乾留焼却炉２の燃焼空間と連通して燃焼空間内で生じた熱分解ガスを二次燃焼室３へと導く。ガス導入経路部７は、乾留焼却炉２の燃焼空間と連通するとともに乾留焼却炉２から延設されるガス導管８と、ガス導管８の下流側（二次燃焼室３側）に設けられた二次燃焼用バーナ９とを有する。

乾留焼却炉２で生じた熱分解ガスは、乾留焼却炉２の燃焼空間内からガス導管８により取り出されて二次燃焼室３側へと導かれ、二次燃焼用バーナ９により完全燃焼させられて二次燃焼室３へと吹き込まれる。二次燃焼用バーナ９による熱分解ガスの燃焼により生じた熱は、例えば、家畜の糞尿やシュレッダーダスト等の有機・無機・汚泥の廃棄物の乾燥・炭化・焼却に用いられる。二次燃焼室３における熱分解ガスの燃焼により、ダイオキシン類が熱分解され、ダイオキシン類の発生が低減化される。二次燃焼室３における燃焼温度は、例えば９００〜１６００℃である。

冷却塔４は、二次燃焼室３で生じた排ガスを冷却するための構成である。すなわち、冷却塔４は、二次燃焼室３における熱分解ガスの燃焼により生じた排ガスの供給を受け、その排ガスの温度を冷却水等によって低下させる。冷却塔４においては、排ガスの温度が例えば２００℃以下の温度まで低下させられる。冷却塔４による排ガスの冷却作用により、ダイオキシン類の再合成（デノボ合成）が抑制される。

バグフィルタ５は、冷却塔４により冷却された排ガスを濾過集じん処理するための構成であり、バグフィルタ５によってクリーンな無害の排ガスが得られる。バグフィルタ５内には、耐熱性の濾布により円筒状に構成されたエアクリーナが多数本（例えば２５０〜３００本）設けられている。バグフィルタ５に対しては、冷却塔４によって冷却された排ガスがバグフィルタ５の下側の部分から流れ込み、流れ込んだ排ガスがエアクリーナ群を通過して上昇することで排ガス中の煤塵が濾過捕集され、エアクリーナを通過した排ガスがバグフィルタ５の上部から外部へと排出される。バグフィルタ５と冷却塔４との間には、冷却塔４により冷却された排ガスをバグフィルタ５に導くための排ガス通路１０が設けられている。排ガス通路１０は、冷却塔４の冷却空間と連通してその冷却空間内で生じた排ガスをバグフィルタ５へと導く。また、バグフィルタ５の下部には、エアクリーナから払い落された煤塵を集めるためのホッパ５ａが設けられている。ホッパ５ａにより収集された煤塵は、スクリューコンベア等により外部に排出される。

煙突部６は、バグフィルタ５により無害化されたガスを大気に放出するための構成である。すなわち、バグフィルタ５により処理された排ガスは、排ガス通路１１を通って煙突部６の下部へと導かれ、煙突部６により大気に放出される。

また、乾留式焼却システム１においては、冷却塔４から排出される排ガスに対して消石灰・活性炭等の脱硫剤や吸着剤を供給するための粉末剤供給装置１２が設けられている。粉末剤供給装置１２は、バグフィルタ５の手前の煙道である排ガス通路１０内を通過する排ガスに対して消石灰や活性炭等の粉末剤を噴射することで供給する。粉末剤供給装置１２により排ガス通路１０内に消石灰・活性炭が供給されることで、排ガス通路１０内の排ガス中のＨＣｌやＳＯ_ｘが吸収中和され、ダイオキシン類や重金属類等が安定して除去される。なお、排ガス中のダイオキシン類等を除去するための消石灰・活性炭等の粉末剤については、例えば、バグフィルタ５内のエアクリーナの濾布上に未反応の消石灰層を形成することで、バグフィルタ５による排ガスの濾過の過程でダイオキシン類等を除去することができる。また、消石灰・活性炭等の粉末剤については、冷却塔４とバグフィルタ５との間の排ガス通路１０に供給する構成に限らず、冷却塔４内やバグフィルタ５内に直接的に供給する構成が採用されてもよい。また、乾留式焼却システム１においては、乾留焼却炉２から冷却塔４にかけて作業用の足場１３が設けられている（図１参照）。

以上のような構成を備える本実施形態の乾留式焼却システム１は、乾留焼却炉２において、廃棄物の処理性能を向上するための構成を備える。以下では、乾留焼却炉２の構成について詳細に説明する。

図３〜図８に示すように、本実施形態に係る乾留焼却炉２は、廃棄物を燃焼させる燃焼空間２ａを形成する炉本体部２０と、燃焼空間２ａ内に燃焼用空気を供給するための空気供給系４０とを備える。

まず、炉本体部２０について説明する。炉本体部２０は、全体として略円筒状に構成され、その筒軸方向が上下方向となるように立設される。炉本体部２０は、矩形状に枠組み構成された架台１５上に載置された状態で設けられる。炉本体部２０は、略円筒状の外形を有し炉本体部２０の大部分を構成する本体部２１と、本体部２１の上側に設けられた蓋部２２とを有する。

本体部２１は、全体として略円筒状に構成され、本体部２１の大部分を占める円筒状の部分である円筒部２１ａの下側に、本体部２１の下端部を構成し本体部２１の燃焼空間２ａに対する燃焼用空気の導入を受ける空気導入部２１ｂを有する。空気導入部２１ｂは、円筒部２１ａに対して、下側に向けて先細りの形状を有する。具体的には、空気導入部２１ｂは、円筒部２１ａの筒軸方向に対して垂直な平面に沿う所定の一方向（図４において左右方向）の両側に、その所定の一方向の外形寸法を下側に向けて徐々に小さくするように傾斜する一対の斜面部２１ｃを有する。つまり、空気導入部２１ｂは、円筒部２１ａの筒軸方向に対して垂直な平面において所定の一方向に直交する方向視（図４参照）で、下側を頂点側として一対の斜面部２１ｃが斜辺となる略二等辺三角形状に沿う形状を有する。斜面部２１ｃは、上側を凸とする半楕円面状の形状を有する（図３参照）。本体部２１において、円筒部２１ａおよび空気導入部２１ｂの外形は、鉄板等の金属板により形成される。

本体部２１は、円筒部２１ａおよび空気導入部２１ｂの外形に沿う形状の内部空間を有し、その空間が廃棄物を燃焼させる燃焼空間２ａとなる。したがって、本体部２１は、燃焼空間２ａとして、円筒部２１ａにおける円筒状の空間部分とこれに連続する空気導入部２１ｂの形状に沿う下窄まりの形状の空間部分とを有し、全体として略円筒状の内部空間を構成する。

このように本体部２１が有する燃焼空間２ａは、上側を円形状に開口させ、その燃焼空間２ａの上側の開口が、燃焼空間２ａに対して可燃物を投入するための投入口２１ｄとなる。つまり、本体部２１においては、円筒部２１ａの上端開口部が、燃焼空間２ａに対して可燃物が投入される投入口２１ｄとなる。本体部２１の投入口２１ｄが、蓋部２２により上側から覆われる。

蓋部２２は、本体部２１と略同径の略ドーム状（略碗状）に構成され、凸側を上側として本体部２１の投入口２１ｄを上側から覆う。蓋部２２と投入口２１ｄの端面との間には、投入口２１ｄの周縁形状に沿ってシール部２２ａが設けられており、蓋部２２により、投入口２１ｄが密閉される。蓋部２２は、本体部２１と蓋部２２との合わせ面部の外周縁において周方向に所定の間隔を隔てて設けられた複数のロック機構２２ｂによって固定される。本実施形態では、ロック機構２２ｂは、蓋部２２の周方向について略等間隔に８箇所に設けられている（図５参照）。

蓋部２２には、炉本体部２０における防爆を図るための安全弁２２ｃが、上面視で略正三角形の頂点の配置となるように３箇所に設けられている。また、蓋部２２は、乾留式焼却システム１において足場１３上に設けられたホイストクレーン１４により吊り上げられることで投入口２１ｄを開口させる（図１参照）。このため、蓋部２２の上面には、フック部２２ｄが、３箇所の各安全弁２２ｃに付設された状態で設けられている。なお、本実施形態では、蓋部２２をホイストクレーン１４により吊り上げることにより投入口２１ｄが開口する構成であるが、蓋部２２によって投入口２１ｄを開閉させるための構成としては、例えば、蓋部２２を本体部２１に対してヒンジを介して開閉自在に設けるとともに、油圧シリンダ等のアクチュエータの動力を用いて蓋部２２を自動的に開閉させる構成であってもよい。

炉本体部２０は、架台１５に対して４本の支柱２３により支持される。支柱２３は、本体部２１の円筒部２１ａの下端部の位置から円筒部２１ａの径方向外側に向けて庇状に突出する支持ステー２３ａを介して、架台１５に対して炉本体部２０を支持する。つまり、支柱２３の下端側は架台１５上に支持され、支柱２３の上端側は支持ステー２３ａに対して下側から接触して支持される。４本の支柱２３およびこれを支持する支持ステー２３ａは、炉本体部２０の周方向に略等角度間隔で配置され、架台１５が有する上面視で正方形状をなす枠組部の四隅に位置するように設けられる。なお、炉本体部２０は、架台１５に対して、空気導入部２１ｂを構成する一対の斜面部２１ｃが対向する方向（図４において左右方向）が架台１５の正方形状の枠組部の一対の対向する辺部の対向方向に沿うように設けられる。以下の説明では、炉本体部２０について、一対の斜面部２１ｃが設けられる側（図４における左右両側）を「斜面側」とし、斜面側の間の部分側（図３における左右両側）を「垂直側」とする。

炉本体部２０においては、燃焼空間２ａ内において廃棄物の燃焼により生じた熱分解ガスを排出するための排出口２４が設けられている。本実施形態では、排出口２４は、本体部２１の一方の（図３において左側の）垂直側において、円筒部２１ａの下側の位置と、空気導入部２１ｂの上側の位置との上下２箇所に設けられている。排出口２４は、炉本体部２０の燃焼空間２ａに連通し、本体部２１の外部に開口する。２箇所の排出口２４には、上述したように乾留式焼却システム１において乾留焼却炉２と二次燃焼室３との間に設けられるガス導入経路部７を構成するガス導管８（図１、図２参照）の上流側の端部が接続される。

また、炉本体部２０においては、燃焼空間２ａ内において生じた灰を取り出すための灰取出口２５が設けられている。本実施形態では、灰取出口２５は、本体部２１の空気導入部２１ｂにおいて他方の（図３において右側の）垂直側、つまり排出口２４が設けられる側と反対側に設けられている。灰取出口２５は、炉本体部２０の燃焼空間２ａを本体部２１の外部に開口させるとともに、蓋体２５ａにより塞がれる。また、灰取出口２５は、燃焼空間２ａ内に投入された廃棄物に着火するための着火作業用の開口部としても用いられる。

以上のように本体部２１と蓋部２２とを有する炉本体部２０において、燃焼空間２ａの容量は、例えば約５０ｍ^３である。また、本体部２１の直径は、約３ｍである。本体部２１の直径が約３ｍの場合、投入口２１ｄの直径も約３ｍとなる。投入口２１ｄがこの程度の大きさを有することにより、投入口２１ｄが全開されることで、例えば廃タイヤやブルドーザのキャタピラ等の外形寸法が比較的大きい廃棄物であっても、投入口の大きさに合わせて切断等により小片化する必要がなく、そのまま丸ごと投入することができる。これにより、燃焼空間２ａに対する廃棄物の投入作業が容易となる。ただし、炉本体部２０の燃焼空間２ａの容量や投入口２１ｄの開口部の大きさ等は特に限定されるものではない。

また、炉本体部２０は、燃焼空間２ａの周りに、燃焼空間２ａ内の過度の温度上昇を抑制するためのウォータジャケット２６を有する。本実施形態に係る炉本体部２０においては、ウォータジャケット２６は、本体部２１の円筒部２１ａの上端部分を除く大部分に設けられている。ウォータジャケット２６は、本体部２１において円筒部２１ａおよび空気導入部２１ｂの外形および燃焼空間２ａを形成する二重壁構造の壁面間の空間を冷却水の収容空間（冷却水の通路）とするように設けられる。つまり、本体部２１は、本体部２１の外形を形成する外壁２７と、外壁２７の内側において外壁２７の形状に沿う形状を有する内壁２８とを有し、これらの外壁２７と内壁２８との間の空間が、ウォータジャケット２６の冷却水の収容空間となる（図７、図８参照）。

具体的には、図１０に示すように、本体部２１の円筒部２１ａにおいては、ウォータジャケット２６の冷却水の収容空間として、外壁２７および内壁２８それぞれの円筒状の円筒壁面部２７ａ、２８ａによって円筒状の空間が形成される。また、本体部２１の空気導入部２１ｂにおいては、ウォータジャケット２６の冷却水の収容空間として、外壁２７および内壁２８それぞれの、両方の斜面側の斜面部２１ｃに沿う傾斜壁面部２７ｂ、２８ｂによって斜面部２１ｃに沿う斜面状の空間が形成される。このようなウォータジャケット２６は、空気導入部２１ｂの下端部、つまり本体部２１の下端部まで設けられる。本体部２１を構成する外壁２７および内壁２８は、例えば厚さ１０ｍｍ程度の金属板（鉄板）であり、外壁２７と内壁２８との間の寸法、例えば円筒部２１ａにおいては外壁２７の円筒壁面部２７ａと内壁２８の円筒壁面部２８ａとの間の、円筒部２１ａの径方向の寸法は、例えば１０〜２０ｃｍ程度である。

また、ウォータジャケット２６に関し、空気導入部２１ｂの斜面部２１ｃにおいては、水平方向に沿う複数の通水パイプ３０が設けられている（図１０参照）。通水パイプ３０は、空気導入部２１ｂにおいてウォータジャケット２６の冷却水の収容空間と連通し、冷却水を通過させる。本実施形態の本体部２１では、両側の斜面部２１ｃのそれぞれにおいて、水平方向（図３において左右方向）に沿う互いに平行な３本の通水パイプ３０群が上下に２箇所設けられており、この３連の通水パイプ３０が計４箇所に設けられ、合計１２本の通水パイプ３０が設けられている。

図９に示すように、３本１組の通水パイプ３０は、本体部２１に設けられた矩形状の枠部２１ｅ内において架設された態様で所定の位置に設けられている。枠部２１ｅ内に設けられた通水パイプ３０は、その外周面の大部分を外壁２７および内壁２８それぞれの傾斜壁面部２７ｂ、２８ｂから露出させた状態で設けられる。このように３本１組の通水パイプ３０が設けられる部分は、後述するように、空気供給系４０による燃焼空間２ａに対する燃焼用空気の吹出口５３が設けられる部分となる。

また、本体部２１においては、ウォータジャケット２６内の水が燃焼空間２ａ内の廃棄物の燃焼熱により蒸発することで生じる蒸気を逃すための蒸気排出口２９が設けられている。蒸気排出口２９は、ウォータジャケット２６の上端部において、本体部２１の周方向について灰取出口２５が設けられる側と同じ側に設けられている。この蒸気排出口２９には、沸騰管２９ａが接続される。

ウォータジャケット２６には、図示せぬ冷却水タンク（シスタンク）から冷却水が供給される。冷却水タンクは、例えば、本体部２１に付設され、所定の給水源からの給水を受けるとともに、フロート機構によってウォータジャケット２６内の水位の変動と連動して作動することで、ウォータジャケット２６内の水位を所定の水位に維持するように、ウォータジャケット２６に対する自動的な給水を行う。冷却水タンクによって維持されるウォータジャケット２６内の所定の水位は、例えば図３において符号Ｗ１で示すように、ウォータジャケット２６の上端部に設けられる蒸気排出口２９よりもわずかに下方の位置に設定される。

以上のようなウォータジャケット２６に関する構成においては、所定の給水源から冷却水タンクに供給された冷却水が、冷却水タンクの作動によってウォータジャケット２６の上側の部分から供給される。ウォータジャケット２６内の冷却水は、燃焼空間２ａ内の廃棄物の燃焼熱による温度上昇により対流しながら蒸発して蒸気排出口２９を介して沸騰管２９ａから蒸気として排出される。

次に、空気供給系４０について説明する。空気供給系４０は、上記のとおり炉本体部２０の燃焼空間２ａ内に燃焼用空気を供給するための構成であり、燃焼空間２ａに連通する配管経路４１と、配管経路４１に設けられた送気手段としての吸引ファン６０と、燃焼空間２ａ内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室７０とを有する。

吸引ファン６０は、空気供給系４０において、炉本体部２０の外部から燃焼用空気を吸い込む流れを形成する。吸引ファン６０により、燃焼空間２ａに対する燃焼用空気が、本体部２１の空気導入部２１ｂの部分から送り込まれる。本実施形態では、吸引ファン６０は、炉本体部２０の両方の垂直側のうち、排出口２４が設けられる側（図３において左側）の垂直側において、炉本体部２０の下端部の近傍に配置されている。吸引ファン６０は、そのファン本体を収納するファンケーシング６０ａに付設されたモータ６１を駆動源として回転する。以下の説明では、乾留焼却炉２において、炉本体部２０に対して吸引ファン６０が設けられる側（図５において下側）を前側とし、その反対側（同図において上側）を後側とし、前後方向（同図において上下方向）に対して垂直な方向（同図において左右方向）を左右方向とする。

吸引ファン６０は、図４に示すように、炉本体部２０の下端部の前側において、左右方向の中心位置から一側（図４において右側）にずれた位置に設けられている。吸引ファン６０は、配管経路４１のうち吸引ファン６０の上流側に設けられた送入側の配管構成から燃焼用空気を吸引するとともに、吸引ファン６０の下流側に設けられた送出側の配管構成に対して燃焼用空気を送り出す。

配管経路４１について、まず、吸引ファン６０の送出側（下流側）の構成について説明する。吸引ファン６０の送出側には、ファン送出配管４２設けられている。ファン送出配管４２は、吸引ファン６０から上側に延びて上下方向に沿う部分と、この部分から後側（本体部２１側）に延びて前後方向に沿う部分とからなるＬ字状の配管である。ファン送出配管４２の下流側の端部は、本体部２１の空気導入部２１ｂの前側において左右方向を管軸方向として設けられた略円筒状のエアヘッダ４３に接続される。エアヘッダ４３からは、左右両側に第１分岐管４４が延出している。第１分岐管４４は、エアヘッダ４３から左右両側に延びて左右方向に沿う部分と、この部分から後側に延びて前後方向に沿う部分とからなるＬ字状の配管である。

左右両側の第１分岐管４４の下流側の端部は、それぞれ、上述したように炉本体部２０を架台１５に対して支持する４本の支柱２３のうち前側の配管支柱２３Ａに接続される。つまり、エアヘッダ４３の左側から延出する第１分岐管４４は、左前側に位置する配管支柱２３Ａに接続され、エアヘッダ４３の右側から延出する第１分岐管４４は、右前側に位置する配管支柱２３Ａに接続される。このように第１分岐管４４の接続を受ける配管支柱２３Ａは、内部が空洞となっている管状の部材により構成され、吸引ファン６０の送出側の配管経路を構成する。つまり、配管支柱２３Ａは、炉本体部２０を支持する支柱としての機能と燃焼用空気の経路を構成するエアヘッダとしての機能とを兼ね備える。

エアヘッダ４３から左右に延出する各第１分岐管４４には、第１分岐管４４を通過する燃焼用空気の流量を調整するためのダンパ（バルブ）４５が設けられている。ダンパ４５により、例えばエアヘッダ４３から分岐する左右両側の第１分岐管４４の燃焼用空気の流量が均等になるように調整される。

左右の配管支柱２３Ａからは、それぞれ互いに平行な上下２本の第２分岐管４６が後側に向けて延出している。第２分岐管４６の延出側（後側）の端部は、後側の支柱２３Ｂに接続されている。つまり、本体部２１の左右両側のそれぞれにおいて、上下２本の第２分岐管４６が、前側の配管支柱２３Ａと後側の支柱２３Ｂとの間に架設されている。これらの第２分岐管４６は、本体部２１に対して、空気導入部２１ｂにおける斜面部２１ｃ側に位置することになる。

配管支柱２３Ａから延出する第２分岐管４６の上流側（前側）の部分には、第２分岐管４６を通過する燃焼用空気の流量を調整するためのダンパ（バルブ）４７が設けられている。ダンパ４７により、例えば上下２本の第２分岐管４６の燃焼用空気の流量が均等になるように調整される。

このように本体部２１の左右両側において前後方向に沿って配される各第２分岐管４６からは、複数の第３分岐管４８が、本体部２１側、つまり斜面部２１ｃ側に向けて延出している。本実施形態では、上下の第２分岐管４６のうち上側の第２分岐管４６からは前後方向に所定の間隔を隔てた２本の第３分岐管４８が延出しており、下側の第２分岐管４６からは前後方向に所定の間隔を隔てた３本の第３分岐管４８が延出している。

上下２段の第２分岐管４６から延出する第３分岐管４８は、それぞれ上述したように３連の通水パイプ３０の配置位置に対応して計４箇所に設けられたエアボックス部５０に接続される。つまり、本体部２１の左右両側において、上側の第２分岐管４６から延出する２本の第３分岐管４８は、上側のエアボックス部５０に接続され、下側の第２分岐管４６から延出する３本の第３分岐管４８は、下側のエアボックス部５０に接続される。

エアボックス部５０は、斜面部２１ｃの外側において、前後方向（図３において左右方向）を長手方向として略長方形状に張り出した空間を形成する部分である。エアボックス部５０は、斜面部２１ｃの外側において略長方形状に張り出した空間を形成するエアボックス部材５１により構成される。エアボックス部材５１は、３連の通水パイプ３０を外側から全体的に覆うように外壁２７の傾斜壁面部２７ｂの外側壁面に付設される。エアボックス部５０は、その前後方向の長さが通水パイプ３０の長さと略同じ程度となるように設けられる。なお、上下のエアボックス部５０は、上述したような斜面部２１ｃの半楕円形状に沿うように、下側のエアボックス部５０の方が上側のエアボックス部５０よりも幅広に（前後方向に長く）構成されている。

エアボックス部５０には、エアボックス部材５１に形成された開口部が蓋体５２ａにより塞がれた点検口５２が設けられている（図６参照）。本実施形態では、点検口５２は、比較的に幅狭の上側のエアボックス部５０においては幅方向の中央部の１箇所に設けられ、比較的に幅広の下側のエアボックス部５０においては幅方向に所定の間隔を隔てて２箇所に設けられている。点検口５２により、蓋体５２ａをエアボックス部材５１から取り外すことで、エアボックス部５０の内部を点検することができる。

エアボックス部５０の内部空間には、３連の通水パイプ３０の外側の部分が露出している。つまり、通水パイプ３０は、燃焼空間２ａ側を内側とした場合における外側の部分をエアボックス部５０の内部空間に臨ませる。したがって、点検口５２を開けることで、エアボックス部５０の内部空間を介して３連の通水パイプ３０に対して外側から接触可能となる。一方、３連の通水パイプ３０は、内側の部分を燃焼空間２ａに臨ませ、燃焼空間２ａに対して露出した状態となっている（図９参照）。

エアボックス部５０の内部空間は、３連の通水パイプ３０のパイプ間に設けられた吹出口５３を介して燃焼空間２ａに連通する。第３分岐管４８からエアボックス部５０内に送り込まれた燃焼用空気は、通水パイプ３０のパイプ間に設けられた吹出口５３から燃焼空間２ａへと吐出される。

吹出口５３は、通水パイプ３０の長手方向に沿うスリット状の開口部であり、本実施形態では、通水パイプ３０の長手方向に沿って複数箇所に設けられている（図９参照）。本実施形態では、吹出口５３は、３連の通水パイプ３０のパイプ間に設けられることから、４箇所の各３連の通水パイプ３０の部分において、通水パイプ３０の長手方向（前後方向）に沿って２列に設けられることになる。

吹出口５３から燃焼空間２ａ内へと吐出される燃焼用空気は、乾留における廃棄物の熱分解反応に適した比較的緩やかな勢いで（比較的少量で）燃焼空間２ａへと吹き込まれる。こうした燃焼空間２ａ内に対する燃焼用空気の吹出しの勢いは、吸引ファン６０の性能等にもよるが、スリット状の吹出口５３のスリット幅により変化する。したがって、吹出口５３のスリット幅は、燃焼空間２ａ内に対する燃焼用空気の吹出しの勢いが所望の勢いとなるように設定される。本実施形態では、吹出口５３のスリット幅は、例えば９ｍｍである。

以上のような吸引ファン６０の送出側の配管構成のうちエアヘッダ４３よりも下流側の部分は、斜面部２１ｃの構成および３連の通水パイプ３０の配置構成を含めて本体部２１に対して略左右対称に構成される。また、上述のように吹出口５３が設けられる３連の通水パイプ３０が斜面部２１ｃに沿って設けられることから、吹出口５３からの燃焼用空気の吹出し方向は、斜面部２１ｃの傾斜に対して略垂直な斜め上方向となる。したがって、図１０に示すように、左右両側の吹出口５３から燃焼空間２ａに対する燃焼用空気は、上下２段でそれぞれ交差する方向に吹き出される態様となる（矢印Ａ１、Ａ２参照）。つまり、左右両側の３連の通水パイプ３０に設けられた吹出口５３からの燃焼用空気は、互いに同じ高さ位置にある下段同士および上段同士のそれぞれで互いに交差する方向に吹き出すことになる。このように燃焼空間２ａ内において交差する燃焼用空気の流れは、燃焼空間２ａ内において燃焼用空気を万遍なく行き渡らせるために有効であり、燃焼効率の向上に繋がる。

以上のような吸引ファン６０よりも下流側の配管構成において、上述したようにエアボックス部５０に設けられる点検口５２は、主に吹出口５３付近の掃除や吹出口５３における灰の詰まりの除去等に用いられる。

また、吸引ファン６０よりも下流側の配管構成においては、エアヘッダ４３から左右に分岐する供給経路のほか、エアヘッダ４３から下方に分岐する補助供給経路５４が設けられている。図６に示すように、補助供給経路５４は、エアヘッダ４３から下方に延出する分岐管５４ａと、分岐管５４ａの下端部が連通接続される送気口５４ｂとを有する。また、分岐管５４ａには、分岐管５４ａを通過する燃焼用空気の流量を調整するためのダンパ（バルブ）５４ｃが設けられている。補助供給経路５４は、ダンパ５４ｃによる分岐管５４ａにおける燃焼用空気の流量の調整あるいは分岐管５４ａの開閉の切替えにより、必要に応じて適宜用いられる。

次に、配管経路４１について、吸引ファン６０の送入側（上流側）の構成について説明する。配管経路４１は、その上流側から順に、本体部２１の上端部に設けられた燃焼用空気の吸込口５５と、吸込口５５から吸い込まれた燃焼用空気を通過させる空気加熱室７０と、空気加熱室７０の吐出口５６に上流側の端部が接続されるとともに下流側の端部が吸引ファン６０の送入側に接続される導入配管部８０とを有する。

空気加熱室７０について説明する。空気加熱室７０は、配管経路４１の一部を構成するものであり、燃焼空間２ａの外側に設けられ、燃焼空間２ａ内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空間を形成する部分である。つまり、空気加熱室７０は、燃焼空間２ａ内における廃棄物の燃焼熱を受けて燃焼用空気の温度を上昇させ、熱風（暖気）を生成するための部屋である。本実施形態では、空気加熱室７０は、本体部２１の上端部において、円筒状の空間である燃焼空間２ａの周囲を囲むように、本体部２１の全高に対して１／７〜１／８程度の上下方向の寸法で設けられている。

空気加熱室７０は、図７に示すように、ウォータジャケット２６と同様に、本体部２１の円筒部２１ａを構成する外壁２７（円筒壁面部２７ａ）と、内壁２８（円筒壁面部２８ａ）とにより形成され、これら外壁２７と内壁２８との間の空間を、加熱対象である燃焼用空気の通り道とする。つまり、本体部２１において、外壁２７と内壁２８との間の空間が、仕切板部７１により上下に仕切られることで（図８参照）、仕切板部７１を介してウォータジャケット２６の上側の空間が、空気加熱室７０の室内空間として用いられる。したがって、外壁２７と内壁２８との間の空間については、仕切板部７１よりも下側の空間がウォータジャケット２６の冷却水の収容空間となり、仕切板部７１よりも上側の空間が空気加熱室７０としての燃焼用空気の通過空間となる。このように、空気加熱室７０の底部は、仕切板部７１により構成される。

ウォータジャケット２６と空気加熱室７０とを仕切る仕切板部７１は、ウォータジャケット２６の上端部に設けられる蒸気排出口２９よりも上側であって蒸気排出口２９の近傍の高さ位置に設けられる。仕切板部７１は、円筒部２１ａにおける燃焼空間２ａの周囲の円筒状の空間を仕切る円環状の板状部分であり、ウォータジャケット２６と空気加熱室７０との間を密閉状態で仕切る。また、空気加熱室７０の上側、つまり本体部２１の上端側も、仕切板部７１と同様の円環状の板状部分である閉塞板部７２により密閉状態で塞がれている。このような空気加熱室７０は、図８に示すように、外壁２７の内周面２７ｃと、内壁２８の外周面２８ｃと、仕切板部７１の上面７１ｃと、閉塞板部７２の下面７２ｃとにより、本体部２１の上端部において、燃焼用空気の通り道として、燃焼空間２ａの周囲を囲むように円筒状の空間を形成する。

以上のように、本実施形態に係る炉本体部２０は、本体部２１の円筒部２１ａの部分において、燃焼空間２ａとして円筒状の空間部分を有し、空気加熱室７０は、その燃焼空間２ａとしての円筒状の空間部分の筒軸方向（上下方向）の上端部を周方向に囲むように設けられている。なお、本実施形態では、空気加熱室７０は、本体部２１の上端部のみに設けられているが、空気加熱室７０を設ける位置はこれに限定されるものではない。空気加熱室７０は、例えば、本体部２１の上下方向の中間部や下端部等の他の部分に設けられたり、本体部２１の上下方向について全体的に設けられたりしてもよい。つまり、空気加熱室７０は、燃焼空間２ａとしての円筒状の空間部分の筒軸方向の少なくとも一部を周方向に囲むように設けられればよい。

このような空気加熱室７０に対して、燃焼用空気の吸込口５５が設けられている。吸込口５５は、本体部２１の外周面から突出する円筒状の部分であり、空気加熱室７０に連通するとともに外部に開口する。吸込口５５は、本体部２１の周方向について所定の位置に設けられる。本実施形態では、吸込口５５は、本体部２１の左前側（図７において左下側）に設けられている。吸引ファン６０の動作により、吸込口５５から燃焼用空気が吸い込まれる。なお、吸込口５５の開口端部には、燃焼用空気を吸い込むための配管等が適宜接続される。

吸込口５５から吸い込まれた燃焼用空気は、円筒状の空気加熱室７０内を平面視で反時計方向（左回り）に流れる。このような空気加熱室７０内における燃焼用空気の流れは、空気加熱室７０内に設けられた仕切板７３によって形成される。仕切板７３は、平面視で本体部２１の径方向に沿うとともに上下方向を長手方向とする矩形板状の部材であり、空気加熱室７０における燃焼用空気の進行方向を周方向とした場合の通路断面を塞ぎ、空気加熱室７０において形成される円筒状の空間を周方向における所定の位置で仕切る。すなわち、仕切板７３は、空気加熱室７０の周方向の所定の位置において、空気加熱室７０を形成する外壁２７の内周面２７ｃ、内壁２８の外周面２８ｃ、仕切板部７１の上面７１ｃ、および閉塞板部７２の下面７２ｃのいずれの面に対しても一体的に接続されており、その位置における燃焼用空気の通過を規制する。本実施形態では、仕切板７３は、本体部２１の周方向について、吸込口５５よりも時計方向（右回り）にわずかに進んだ位置に設けられている。このように空気加熱室７０に設けられる仕切板７３により、吸込口５５から空気加熱室７０内に吸い込まれた燃焼用空気が平面視で時計方向に進むことが規制され、空気加熱室７０内において平面視で反時計方向（左回り）の燃焼用空気の流れが形成される。

空気加熱室７０には、燃焼用空気の吐出口５６が設けられている。吐出口５６は、本体部２１の外周面から突出する円筒状の部分であり、空気加熱室７０に連通する。吐出口５６は、本体部２１の周方向について、吸込口５５との間に仕切板７３が設けられる位置を介した位置であって、仕切板７３の近傍に設けられる。本実施形態では、仕切板７３は、本体部２１の周方向について、本体部２１の左前側の位置に設けられた吸込口５５に対して、仕切板７３が設けられた位置を挟んだ吸込口５５よりも前側の吸込口５５の近傍の位置において、吸込口５５と略同じ高さ位置にて、前側に突出するように設けられている。吐出口５６には、導入配管部８０の上流側の端部が接続される。

このような構成においては、図７に示すように、吸込口５５から吸い込まれた燃焼用空気が（矢印Ｂ１参照）、円筒状の空気加熱室７０内において周方向に沿って平面視で反時計方向（左回り）に流れて略一周し（矢印Ｂ２参照）、吐出口５６から送り出される（矢印Ｂ３参照）。ここで、吸込口５５と吐出口５６とが空気加熱室７０の周方向について仕切板７３が設けられる位置を挟んで互いに近傍に設けられることで、空気加熱室７０における燃焼用空気の周方向の通路長さが確保される。

また、このように本体部２１の周方向に沿う流れが形成される空気加熱室７０には、空気加熱室７０内における燃焼用空気の通路面積を部分的に狭くし、空気加熱室７０内における燃焼用空気の流れを制限する障害部として邪魔板７５が設けられている。邪魔板７５は、図７および図８に示すように、平面視で本体部２１の径方向に沿うとともに上下方向を長手方向とする矩形板状の部材であり、空気加熱室７０の周方向に沿って適宜間隔を隔てて複数箇所に設けられている。本実施形態では、邪魔板７５は、空気加熱室７０の周方向に沿って略等間隔（例えば数十センチメートルおき）に１６箇所の位置に設けられている。

邪魔板７５は、空気加熱室７０の通路断面の略全体を塞ぐような外形寸法を有するとともに、燃焼用空気を通過させるため、外壁２７の内周面２７ｃとの間に若干の隙間７５ａを有する。つまり、隙間７５ａの、本体部２１の径方向に沿う方向の寸法は、空気加熱室７０を形成する外壁２７と内壁２８との間の隙間寸法よりも若干短い。邪魔板７５は、空気加熱室７０を形成する内壁２８の外周面２８ｃ、仕切板部７１の上面７１ｃ、および閉塞板部７２の下面７２ｃのいずれの面に対しても一体的に接続されながら、空気加熱室７０の径方向の外側の縁部と外壁２７の内周面２７ｃとの間に隙間７５ａを隔てる。

また、邪魔板７５は、燃焼用空気を通過させるための通過孔７５ｂを有する。本実施形態では、通過孔７５ｂは、各邪魔板７５において上下方向に一列に略等間隔に４箇所に設けられている（図８参照）。

このように空気加熱室７０に複数の邪魔板７５が設けられた構成においては、邪魔板７５が設けられた位置において空気加熱室７０の周方向の通路面積が狭くなる。空気加熱室７０内において本体部２１の周方向に沿って進む燃焼用空気は、複数の邪魔板７５の外壁２７に対する隙間７５ａおよび複数の通過孔７５ｂを通り抜けながら流れる。

本実施形態では、邪魔板７５は、燃焼空間２ａを形成する壁面をなす部材である内壁２８と一体的な板状の部分として設けられている。具体的には、邪魔板７５は、内壁２８と同様に鉄板により形成された板状の部材が内壁２８の外周面２８ｃに対して溶接により固定されることで、内壁２８と一体的な部分として設けられている。

ただし、邪魔板７５は、外壁２７の内周面２７ｃや仕切板部７１の上面７１ｃや閉塞板部７２の下面７２ｃ等、空気加熱室７０を形成する他の面部に対して溶接等により接続されることで一体的な部分であってもよい。また、邪魔板７５に関しては、通過孔７５ｂの形状や配置位置や有無、邪魔板７５の全体的な形状、邪魔板７５の空気加熱室７０内における配置位置や枚数等についても特に限定されるものではない。すなわち、本実施形態では邪魔板７５として設けられた障害部としては、空気加熱室７０内における燃焼用空気の通路面積を部分的に狭くし、空気加熱室７０内における燃焼用空気の流れの抵抗となり、燃焼用空気の流速を低下させるような形状部分であればよい。したがって、空気加熱室７０内に設ける障害部としては、邪魔板７５のような板状の部分のほか、例えば、棒状の部分や柱状の部分や網状の部分等であってもよい。

また、邪魔板７５は、内壁２８を形成する鉄板の厚さよりも薄い鉄板により形成されている。邪魔板７５の厚さは、例えば、内壁２８を形成する鉄板の略半分程度の厚さである。具体的には、例えば、内壁２８の板厚が約１２ｍｍの場合、邪魔板７５の厚さは約６ｍｍ程度に設定される。

以上のように複数の邪魔板７５が設けられた空気加熱室７０内を通過した燃焼用空気は、吐出口５６から流れ出る。吐出口５６には、上記のとおり導入配管部８０の上流側の端部が接続される。導入配管部８０は、吐出口５６から前側に向けて延出する上側横配管部８１と、上側横配管部８１の前側の端部から下方に向けて上下方向に配される縦配管部８２と、縦配管部８２の下端部から後方に向けて配されて吸引ファン６０の送入側に接続される下側横配管部８３とを有する。

導入配管部８０は、空気加熱室７０から吐出口５６によって前側に送り出された燃焼用空気を上側横配管部８１によって受けるとともに、縦配管部８２によって略鉛直下方に向けて本体部２１の下端部の位置まで燃焼用空気を導き、下側横配管部８３によって燃焼用空気を吸引ファン６０に対して正面側から送り込む。このような空気経路を構成する導入配管部８０は、本体部２１の上端部に位置する吐出口５６の高さ位置から、本体部２１の下端部近傍に位置する吸引ファン６０の高さ位置まで、本体部２１の高さの略全体にわたる長さで設けられる。

導入配管部８０においては、下側横配管部８３の部分に、導入配管部８０から吸引ファン６０に送り込まれる燃焼用空気の流量を調整するためのダンパ（バルブ）８４が設けられている。本実施形態では、ダンパ８４は、吸引ファン６０の送入側の直近の位置に設けられている。

また、導入配管部８０においては、縦配管部８２と下側横配管部８３とからなる角部分に、下側横配管部８３内を視認するためののぞき窓８５が設けられている。のぞき窓８５は、下側横配管部８３の吸引ファン６０に対する接続側と反対側の、縦配管部８２よりも前側への延出部分の端面部に設けられる。のぞき窓８５によれば、下側横配管部８３の前側から下側横配管部８３の内部を視認することができ、ダンパ８４の動き等を確認することができる。

以上のような吸引ファン６０に対する送出側および送入側それぞれの配管構成を備える空気供給系４０においては、吸引ファン６０による吸込みによって生じた空気の流れにより、燃焼用空気が燃焼空間２ａ内へと送り込まれる。このため、燃焼空間２ａ内に燃焼用空気を送り込むことに関し、例えばファンによって圧送することで空気を送り込む場合と比べて、乾留における廃棄物の熱分解反応に適した比較的緩やかな空気の流れを容易に形成することができる。また、本実施形態の空気供給系４０においては、導入配管部８０の下側横配管部８３、第２分岐管４６、補助供給経路５４の分岐管５４ａの各配管に設けられたダンパにより、燃焼空間２ａ内に供給する燃焼用空気の量が適宜調整される。

また、本実施形態に係る乾留焼却炉２は、空気供給系４０において、燃焼空間２ａに供給される燃焼用空気の温度が過度に上昇した場合に、燃焼用空気の温度を低下させるための構成を備える。具体的には、図３に示すように、本実施形態の空気供給系４０は、導入配管部８０において、導入配管部８０内の燃焼用空気の温度を検知する温度センサ９１と、温度センサ９１により検知された温度があらかじめ設定された所定の温度以上となると、導入配管部８０に外気を導入する外気導入部９２とを有する。

温度センサ９１は、導入配管部８０の縦配管部８２に付設され、縦配管部８２内を通過する燃焼用空気の温度を検知する。温度センサ９１により検知された信号は、外気導入部９２に入力される。

外気導入部９２は、温度センサ９１による検知温度に基づき、燃焼用空気の温度があらかじめ設定された所定の温度以上となると、縦配管部８２内へ外気を自動的に導入する。外気導入部９２は、縦配管部８２に連通するとともに外気の導入口を有する導入管部９２ａと、導入管部９２ａの開閉あるいは開度の調整を行うダンパ９２ｂとを有する。ダンパ９２ｂは、例えば電動モータにより駆動するコントロール式のダンパであり、温度センサ９１による検知温度に基づいて自動的に動作する。

このような構成により、導入配管部８０内を通過する燃焼用空気の温度が所定の温度（例えば１５０℃）以上となると、ダンパ９２ｂが自動的に開き、導入管部９２ａによって縦配管部８２内へと外気が導入される。これにより、燃焼空間２ａ内に供給される燃焼用空気の過度の温度上昇が自動的に抑制される。

以上のような構成を備える本実施形態の乾留焼却炉２およびそれを備えた乾留式焼却システム１による廃棄物の処理工程等について説明する。本実施形態の乾留式焼却システム１においては、まず、乾留焼却炉２の炉本体部２０において、ホイストクレーン１４（図１参照）の操作により、フック部２２ｄによって蓋部２２が本体部２１から吊り上げられ、開口した投入口２１ｄから燃焼空間２ａに廃タイヤ等の廃棄物が投入される。ここでは、例えば、廃棄物を積載したダンプトラックの荷台を投入口２１ｄに横付けし、荷台を傾けることで、廃棄物が投入口２１ｄに落とし込まれる。

燃焼空間２ａへの廃棄物の投入が終了した後、蓋部２２が吊り下ろされて投入口２１ｄが閉じられる。円筒部２１ａが閉じられた後、例えば灰取出口２５から火種を入れて燃焼空間２ａ内の廃棄物に対する着火が行われる。廃棄物が着火した後は、酸素不足によって自然発火が抑えられた状態、つまり低酸素状態で廃棄物が加熱され、廃棄物の熱分解反応、つまり廃棄物の燃焼が進行する。

乾留焼却炉２における廃棄物の燃焼の過程においては、吸引ファン６０によって外部から配管経路４１を介して燃焼用空気が燃焼空間２ａ内に取り込まれる。具体的には、吸引ファン６０の吸込み作用により、本体部２１の上端部に設けられた吸込口５５から燃焼用空気が吸い込まれ、空気加熱室７０内へと導かれる（図７、矢印Ｂ１参照）。空気加熱室７０内に吸い込まれた燃焼用空気は、空気加熱室７０内において邪魔板７５の隙間７５ａおよび通過孔７５ｂを通り抜けながら空気加熱室７０の形状に沿って燃焼空間２ａの周囲を周回し（同図、矢印Ｂ２参照）、吐出口５６から排出される（同図、矢印Ｂ３参照）。

空気加熱室７０から排出された燃焼用空気は、導入配管部８０によって下方へと導かれ、吸引ファン６０の送入側に流れ込み、吸引ファン６０の送出側のファン送出配管４２によってエアヘッダ４３へと流入し、左右の第１分岐管４４によって左右に分配される。第１分岐管４４に流入した燃焼用空気は、配管支柱２３Ａを介して上下の第２分岐管４６と、各第２分岐管４６から延出する複数の第３分岐管４８とを経て、エアボックス部５０内に流れ込む。エアボックス部５０内に流れ込んだ燃焼用空気は、３連の通水パイプ３０のパイプ間に設けられた吹出口５３から燃焼空間２ａへと比較的緩やかな勢いで吐出される（図１０、矢印Ａ１、Ａ２参照）。

廃棄物が燃焼する燃焼空間２ａ内の温度は、燃焼過程における初期の熱分解ガスを発生させる段階においては３００℃前後であり、その後、燃焼空間２ａ内に燃焼用空気が随時供給されながら徐々に上昇し、廃棄物が灰の状態になるにつれて、９００〜１０００℃程度まで上昇する。燃焼空間２ａ内の廃棄物は、例えば１０時間程度の時間をかけて焼き尽くされて真っ白な灰となる。燃焼後の残渣としての灰は、投入された廃棄物の容量に対して数パーセント（例えば１〜５％）程度の容量となる。

また、乾留焼却炉２における廃棄物の燃焼の過程においては、ウォータジャケット２６内の冷却水は、燃焼空間２ａ内の廃棄物の燃焼熱により対流しながら蒸発して蒸気排出口２９を介して沸騰管２９ａから排出される。ウォータジャケット２６に対しては、ウォータジャケット２６内の水位が所定の水位（図３、符号Ｗ１参照）に維持されるように、図示せぬ冷却水タンクから冷却水が自動的に供給される。

廃棄物の燃焼により乾留焼却炉２内で生じた熱分解ガスは、ガス導入経路部７を介して二次燃焼室３に導かれ、二次燃焼用バーナ９により二次燃焼用空気とともに二次燃焼室３へと供給される。二次燃焼室３で生じた排ガスは、冷却塔４によって冷却された後、バグフィルタ５によって濾過集じん処理されて無害化された後、煙突部６により大気に放出される。

以上のような構成を備える本実施形態の乾留焼却炉２およびこれを備えた乾留式焼却システム１によれば、乾留焼却炉２における乾留による廃棄物の燃焼処理に関し、簡単な構成により、燃焼の速度の増加、および燃焼後の灰の残存量の減少を図ることができ、廃棄物の処理性能を向上させることができる。このような効果が得られることは、燃焼空間２ａ内に燃焼用空気を供給するための空気供給系４０が空気加熱室７０を備えることにより、燃焼空間２ａ内に供給される燃焼用空気として熱風が得られることに基づく。

空気加熱室７０における燃焼用空気の通過空間は、燃焼空間２ａに対して内壁２８を隔てて隣接した空間であることから、空気加熱室７０を通過する燃焼用空気は、鉄板である内壁２８を介して、燃焼空間２ａ内の廃棄物の燃焼熱の熱伝導の影響により温度を上昇させる。空気加熱室７０内において燃焼熱が伝達されて温度が上昇した燃焼用空気は、上述したような配管経路４１を介して、吹出口５３から燃焼空間２ａ内へと熱風として供給される。

このように、本実施形態に係る乾留焼却炉２においては、空気加熱室７０を設けたことにより、燃焼空間２ａ内における廃棄物の燃焼熱を利用することで、熱伝導によって燃焼用空気の温度を上昇させることができる。具体的には、本実施形態に係る乾留焼却炉２においては、燃焼用空気が空気加熱室７０を通過することにより、燃焼用空気の温度が、燃焼の開始当初の外気温度から、燃焼熱を受けることで最終的には例えば７０〜１５０℃程度にまで徐々に上昇する。このように、本実施形態に係る乾留焼却炉２によれば、熱風を得るために外部装置を用いたりヒータ等の加熱手段を配管経路４１内に設けたりといった余分な構成やコストを追加することなく、自己の燃焼熱を利用して、簡単な構成により燃焼用空気の温度を上昇させて熱風を得ることができる。

このように燃焼空間２ａ内に対する燃焼用空気として熱風を供給することにより、例えば、燃焼空間２ａ内で熱により一旦溶けた樹脂製の廃棄物が燃焼空間２ａ内に供給される燃焼用空気によって冷やされて固まるといった現象を防止することができる。これにより、吹出口５３から燃焼空間２ａ内に吹き込まれる燃焼用空気を燃焼空間２ａ内の廃棄物に万遍なく行き渡らせることができ、燃焼効率を向上させることができる。また、燃焼用空気として熱風を供給することにより、燃焼用空気の温度自体が高いことから、廃棄物を焼き尽くすまでの時間を短縮させることができるとともに、燃焼後の灰の残存量を減少させることができる。廃棄物を焼き尽くすまでの時間については、具体的には空気加熱室７０を設けない場合と比べて１〜３時間程度短縮することができる。

特に、廃棄物の燃焼過程のうち、廃棄物が灰になる終末の過程において燃焼空間２ａ内に熱風が供給されることにより、効果的に廃棄物の燃焼時間の短縮を図ることが可能となる。この点、本実施形態に係る乾留焼却炉２のように自己の燃焼熱を利用して熱風を得る構成によれば、空気加熱室７０を通過する燃焼用空気は、燃焼の開始当初から燃焼空間２ａ内の温度上昇の影響を受けて徐々に温度を上昇させるため、燃焼空間２ａ内の温度が比較的高くなる終末の過程では燃焼空間２ａ内に供給される熱風の温度も比較的高い温度となる。このようなことからも、本実施形態に係る乾留焼却炉２によれば、廃棄物を焼き尽くすまでの時間を効果的に短縮することができる。

さらに、燃焼用空気として熱風を供給することにより、加熱されていない燃焼用空気が燃焼空間２ａ内に供給される場合と比べて、燃焼空間２ａ内に供給された燃焼用空気の熱膨張率を減少させることができる。このため、燃焼用空気が燃焼空間２ａ内に供給された際の熱膨張に起因する音を低減することができ、結果として廃棄物の燃焼音を低減することができる。廃棄物の燃焼音が低減されることは、環境への配慮という点で好ましい。

また、本実施形態の乾留焼却炉２においては、炉本体部２０が燃焼空間２ａとして円筒状の空間部分を有し、空気加熱室７０がその円筒状の空間部分の筒軸方向の上端部を周方向に囲むように設けられている。このような構成により、空気加熱室７０を通過する燃焼用空気が円筒状の燃焼空間２ａの周囲を円周に沿って進むことになるので、燃焼空間２ａ内で生じた燃焼熱を空気加熱室７０の各位置において燃焼用空気に対して略均等に伝達させることができ、効率的に燃焼用空気の温度を上昇させて熱風を生成することができる。また、円筒状の燃焼空間２ａの周囲に空気加熱室７０が設けられる構成により、例えば本実施形態の場合、ウォータジャケット２６の冷却水の収容空間を形成する外壁２７および内壁２８からなる２重壁構造において、その外壁２７と内壁２８との間の空間を所定の高さ位置で仕切ること等により、容易に空気加熱室７０を設けることができる。

また、本実施形態の乾留焼却炉２においては、空気加熱室７０に、燃焼用空気の通路面積を部分的に狭くして燃焼用空気の流れを制限する障害部としての邪魔板７５が設けられている。このような構成により、邪魔板７５が存在しない場合と比べて、空気加熱室７０内における燃焼用空気の流れを部分的あるいは一時的に滞留させ、燃焼用空気が空気加熱室７０内を通り過ぎるまでの時間を長くすることができるので、空気加熱室７０内において燃焼用空気の温度を効果的に上昇させることができる。

また、本実施形態では、障害部としての邪魔板７５は、燃焼空間２ａを形成する壁面をなす部材であって鉄板により形成された内壁２８に対して鉄板が溶接により固定されることで、内壁２８と一体的な板状の部分として設けられている。このような構成により、邪魔板７５が、空気加熱室７０内において、燃焼空間２ａを形成する壁面をなす内壁２８と一体的に燃焼熱の伝導を受ける加熱部分となり、邪魔板７５が内壁２８と別体の場合と比べて、空気加熱室７０内において燃焼熱による加熱部分に対する燃焼用空気の接触面積を増加させることができる。これにより、燃焼空間２ａ内で生じた燃焼熱を空気加熱室７０内の燃焼用空気に効率的に伝達させることができ、空気加熱室７０内において燃焼用空気の温度を効果的に上昇させることができる。

また、邪魔板７５の板厚については、内壁２８を形成する鉄板の板厚よりも薄いことが好ましい。このような構成により、燃焼空間２ａ内で生じた燃焼熱を空気加熱室７０内の燃焼用空気に対してより効率的に伝導させることができ、空気加熱室７０内において燃焼用空気の温度をより効果的に上昇させることができる。

このように、本実施形態において空気加熱室７０内に設けられた邪魔板７５は、空気加熱室７０内における燃焼用空気の流速を抑える作用と、空気加熱室７０内における燃焼熱による加熱部分に対する燃焼用空気の接触面積を増加させる作用とにより、燃焼用空気の温度を効果的に上昇させる。邪魔板７５による燃焼用空気の温度上昇については、空気加熱室７０内に邪魔板７５を設けることにより、邪魔板７５を設けない場合と比べて、燃焼用空気の温度が大幅に上昇したことが実験により確認されている。

また、本実施形態に係る乾留焼却炉２においては、空気供給系４０に、燃焼用空気の温度を検知する温度センサ９１と、温度センサ９１により検知された温度に基づいて外気を導入する外気導入部９２とが設けられている。このような構成により、燃焼空間２ａに供給される燃焼用空気の温度が過度に上昇することを防止することができる。これにより、送気手段としての吸引ファン６０について、コストをかけることなく、吸引ファン６０の耐久性を向上させることができる。

具体的に説明すると、まず、燃焼用空気の温度が必要以上に上昇すると、その燃焼用空気の熱により、吸引ファン６０の構成部品が熱膨張等によって傷みやすくなり、吸引ファン６０の耐久性が低下する。そこで、過度に上昇した燃焼用空気に対応しようとした場合、吸引ファン６０として耐熱性を有するものを用いることが考えられるが、吸引ファン６０において耐熱性を得ようとした場合、その分コストがかかることになる。この点、本実施形態の乾留焼却炉２によれば、燃焼用空気が所定の温度以上になると配管経路４１内に外気が導入されて燃焼用空気の温度が低下させられるため、吸引ファン６０として特別に耐熱性の吸引ファンを採用する必要がなく、コスト増を招くことなく吸引ファン６０の耐久性を向上させることができる。

さらに、本実施形態に係る乾留式焼却システム１は、次のような利点を奏する。
・処理対象である廃棄物については、その前処理が不要であり、廃タイヤ等の外形寸法が比較的大きい廃棄物であっても原形のまま乾留焼却炉２の投入口２１ｄから投入することができるので、廃棄物の処理を効率良く行うことができる。
・本実施形態の乾留焼却炉２を用いた乾留によれば、熱分解ガスとして燃焼容易な可燃ガスが得られ、残留灰は最小量で、その灰をそのまま再利用あるいは廃棄することができる。
・回収された可燃ガスは燃焼制御が容易であるため、爆発の危険をともなうことなく自動燃焼させることができ、優れた安全性が得られる。
・二次燃焼室３により生じた燃焼ガスは、バグフィルタ５における濾過処理や粉末剤供給装置１２による消石灰や活性炭等による処理がなされて清浄化・無害化されるので、特殊な廃棄物の処理以外は後処理を不要とすることができる。
・高温の燃焼ガスは、例えば、蒸気発生、加熱、乾燥等の多くの用途に使用できるため、乾留式焼却システム１のシステム全体としての省エネ化や効率化等を図ることができる。
・乾留式焼却システム１が備える各装置におけるプロセスと装置構成が単純であるので、運転操作や保守点検等を安全かつ簡単にでき、優れた操作性が得られる。

１ 乾留式焼却システム
２ 乾留焼却炉
２ａ 燃焼空間
３ 二次燃焼室
４ 冷却塔
５ バグフィルタ
６ 煙突部
２０ 炉本体部
２１ｄ 投入口
２８ 内壁
４０ 空気供給系
４１ 配管経路
６０ 吸引ファン（送気手段）
７０ 空気加熱室
７５ 邪魔板（障害部）
９１ 温度センサ
９２ 外気導入部

Claims (6)

1. 可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉であって、
   廃棄物が投入される投入口を有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間を形成する炉本体部と、
   前記燃焼空間に連通する配管経路、および該配管経路に設けられた送気手段を有し、前記燃焼空間内に燃焼用空気を供給するための空気供給系と、を備え、
   前記空気供給系に、前記燃焼空間の外側に設けられ、前記燃焼空間内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室を設け、
   前記炉本体部は、前記燃焼空間として円筒状の空間部分を有し、
   前記空気加熱室は、前記円筒状の空間部分の筒軸方向の少なくとも一部を周方向に囲むように設けられ、燃焼用空気の前記円筒状の空間部分の周方向に沿う流れを形成するものであり、
   前記空気加熱室には、該空気加熱室内における燃焼用空気の通路面積を部分的に狭くし、前記空気加熱室内における燃焼用空気の前記円筒状の空間部分の周方向に沿う流れを制限する障害部が設けられている
   ことを特徴とする乾留焼却炉。
2. 前記障害部は、前記空気加熱室の周方向に適宜間隔を隔てて複数箇所に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の乾留焼却炉。
3. 前記障害部は、前記燃焼空間を形成する壁面をなす部材と一体的な板状の部分である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾留焼却炉。
4. 可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉であって、
   廃棄物が投入される投入口を有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間を形成する炉本体部と、
   前記燃焼空間に連通する配管経路、および該配管経路に設けられた送気手段を有し、前記燃焼空間内に燃焼用空気を供給するための空気供給系と、を備え、
   前記空気供給系に、前記燃焼空間の外側に設けられ、前記燃焼空間内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室を設け、
   前記空気供給系は、
   前記配管経路内の燃焼用空気の温度を検知する温度センサと、
   前記温度センサにより検知された温度があらかじめ設定された所定の温度以上となると、前記配管経路に外気を導入する外気導入部と、を有する
   ことを特徴とする乾留焼却炉。
5. 可燃性の廃棄物を乾留するための乾留焼却炉であって、
   廃棄物が投入される投入口を有し、廃棄物を燃焼させる燃焼空間を形成する炉本体部と、
   前記燃焼空間に連通する配管経路、および該配管経路に設けられた送気手段を有し、前記燃焼空間内に燃焼用空気を供給するための空気供給系と、を備え、
   前記空気供給系に、前記燃焼空間の外側に設けられ、前記燃焼空間内における廃棄物の燃焼熱により燃焼用空気を加熱する空気加熱室を設け、
   前記炉本体部は、前記燃焼空間として円筒状の空間部分を構成する円筒部と、該円筒部の下側に設けられ前記燃焼空間に対する燃焼用空気の導入を受ける空気導入部と、を有し、
   前記空気加熱室は、前記円筒状の空間部分の筒軸方向の上端部を周方向に囲むように設けられ、燃焼用空気の前記円筒状の空間部分の周方向に沿う流れを形成するものであり、
   前記配管経路は、
   前記空気加熱室の吐出口に上流側の端部が接続されるとともに下流側の端部が前記送気手段の送入側に接続される導入配管部と、
   上流側の端部が前記送気手段の送出側に接続されるとともに下流側が前記空気導入部から前記燃焼空間に連通する配管構成と、を有する
   ことを特徴とする乾留焼却炉。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の乾留焼却炉と、
   前記乾留焼却炉で生じた熱分解ガスを燃焼させるための二次燃焼室と、
   前記二次燃焼室で生じた排ガスを冷却するための冷却塔と、
   前記冷却塔により冷却された排ガスを濾過集じん処理するためのバグフィルタと、
   前記バグフィルタにより無害化されたガスを大気に放出するための煙突部と、を含む
   乾留式焼却システム。

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