JP6270980B1

JP6270980B1 - 焼却炉

Info

Publication number: JP6270980B1
Application number: JP2016255877A
Authority: JP
Inventors: 強田中
Original assignee: ALPHACORPORATION CO., LTD.; KAISHO Co., Ltd.
Current assignee: ALPHACORPORATION CO., LTD.; KAISHO Co., Ltd.
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: JP2018105605A

Abstract

【課題】製造コストを低減して、損傷部分の金属板を簡単に交換できる構造を実現する。【解決手段】２枚の金属板３１をクサビ３２で直角に連結して焼却炉本体３０とし、第１の金属板３１Ａは連結端縁３４から突出する複数の突出部３５を有し、第２の金属板３１Ｂは、突出部３５の挿入位置にスリット穴３６を有し、突出部３５はクサビ３２を圧入するクサビ穴３７を有し、クサビ３２は、スリット穴３６に挿入される圧入部３８と、圧入部３８の後端に連結している立上部３９と、立上部３９の上端に連結しているストッパ折曲部４０とを備え、ストッパ折曲部４０は、圧入部３８をクサビ穴３７に圧入して２枚の金属板３１を連結する状態で折曲されて、クサビ３２の抜けを阻止し、ストッパ折曲部４０の曲げを修正して、２枚の金属板３１を分離できる状態とする。【選択図】図５

Description

本発明は、複数の金属板を連結して内部を燃焼室としている焼却炉に関する。

内部に燃焼室を設けている焼却炉は、複数の金属板を溶接などの方法で連結して製作できる。（特許文献１参照）
複数の金属板を溶接して製造される焼却炉は、工場で溶接して組み立て、組み立てられた状態で工場から設置場所に移送されるので、移送に手間がかかる。また、輸送できる大きさに制約を受けるので、大型の焼却炉を工場で組み立てて設置場所に移送できない欠点がある。さらに、金属板を溶接して連結しているので、部分的に損傷する金属板の交換に著しく手間がかかる欠点がある。さらにまた、金属板に耐久性に優れたステンレス板を使用すると、溶接に高度な技術が必要で簡単に能率よく製作できない欠点もある。さらに、焼却炉は、極めて厳しい環境で使用されることから、経時的に発生する金属板の腐蝕を阻止できず、金属板の腐蝕部分の補修には著しく手間がかかる欠点がある。この補修は、金属板の腐蝕部分を切断して除去し、除去した部分に新しい金属板を溶接して閉塞するからである。

特開２００１−４１１５号公報

本発明は以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、簡単かつ容易に組み立てして製造コストを著しく低減できる焼却炉を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、損傷部分の金属板を簡単に交換できる構造として、保守とメンテナンスを簡単かつ低コストにできる焼却炉を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の焼却炉は、複数枚の金属板３１を連結して焼却炉本体３０の内部に燃焼室を設けている。焼却炉本体３０は、金属板３１の端縁部分を互いに直交する姿勢で連結しているクサビ３２を備える。第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂを互いに直交姿勢で連結しており、第１の金属板３１Ａは、連結端縁３４から複数の突出部３５を設ける外形に裁断されている。第２の金属板３１Ｂは、突出部３５の挿入位置にスリット穴３６を開口している。突出部３５は、第２の金属板３１Ｂのスリット穴３６に挿入される状態で、第２の金属板３１Ｂの表面から突出方向に延びるスリット状のクサビ穴３７を設けている。クサビ３２は、突出部３５のクサビ穴３７に挿入される先窄み形状の圧入部３８と、圧入部３８の後端に連結された立上部３９と、この立上部３９の上端に連結されて、クサビ３２の圧入方向に延びるストッパ折曲部４０とを備える形状に裁断してなる金属板３１である。クサビ３２の圧入部３８がクサビ穴３７に圧入され、クサビ３２と突出部３５と第２の金属板３１Ｂとが互いに直交する姿勢に配置されて、クサビ３２が突出部３５を介して第２の金属板３１Ｂを第１の金属板３１Ａの連結端縁３４に密着して、第１と第２の金属板３１Ｂとが直角に連結している。クサビ３２の圧入位置において、ストッパ折曲部４０の先端部が圧入部３８との開口幅を狭くする方向に折曲されて突出部３５がスリット穴３６から抜け止め状態に固定される。ストッパ折曲部４０が圧入部３８との開口幅を拡開する方向に折曲されて、クサビ３２が突出部３５が引き抜かれて、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを分離状態とする。

以上の焼却炉は、簡単かつ容易に組み立てできる構造によって、製造コストを著しく低減できる特徴がある。また、以上の焼却炉は、損傷した金属板を簡単に交換できるので、保守とメンテナンスを簡単で低コストにできる特徴がある。それは、以上の焼却炉が、第１の金属板の突出部を第２の金属板のスリット穴に挿入し、スリット穴から突出する突出部のクサビ穴にクサビを圧入して第１の金属板と第２の金属板とを直角に連結でき、しかもこの状態でクサビに設けているストッパ折曲部を折曲してクサビを抜けないい位置に配置でき、金属板を交換するときは、折曲したストッパ折曲部を元の形状に変形して、クサビを引き抜き、この状態で突出部をスリット穴から引き抜いて第１の金属板と第２の金属板とを分離できるからである。

本発明の焼却炉は、金属板３１の厚さを、３ｍｍ以上であって１０ｍｍ以下とすることができ、また、金属板３１をステンレス板とすることができる。また、本発明の焼却炉は、ストッパ折曲部４０の上下幅（Ｗ２）を、２ｍｍ以上であって２０ｍｍ以下とすることができる。また、焼却炉は、金属板３１を平板とすることができる。

本発明の実施例にかかる焼却炉の斜視図である。図１に示す焼却炉の長手方向の垂直断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の水平断面図である。図２のＩＶ−ＩＶ線の垂直断面図である。図１に示す焼却路の鎖線Ａで示す部分の拡大斜視図である。２枚の金属板を連結する連結部分を示す分解斜視図である。２枚の金属板を連結する連結部分を示す断面図である。図７に示す断面図と直交する方向の断面図である。図１に示す焼却炉の側板の連結部分を示す断面図である。図２に示す焼却炉に配置されるロストルの側面図である。図２に示す焼却炉に配置されるロストルの平面図である。図２に示す焼却炉に配置されるロストルを後方から見た斜視図である。図２に示す焼却炉に配置されるロストルを前方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための焼却炉を例示するものであって、本発明は焼却炉を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

本発明の焼却炉は、焼却物を廃棄の目的で焼却する用途に特定するものでなく、種々の焼却物を焼却して発生する熱エネルギーを有効に利用する目的で使用されるものも含む意味に使用する。

図１ないし図４に示す焼却炉は、複数の金属板を連結して閉鎖構造の焼却炉本体３０とし、この焼却炉本体３０の内部には、一次燃焼室１と、一次燃焼室１から燃焼ガスが流入される二次燃焼室２とを設けて、一次燃焼室１にロストル７を配置し、このロストル７に強制送風する送風器８を一次燃焼室１に連結している。

焼却炉本体３０を構成する金属板３１の直角連結部をクサビ３２で連結している。図５は、図１の鎖線で示す領域Ａを示す斜視図で、この図は、２枚の金属板３１、図において垂直姿勢にある第１の金属板３１Ａと、水平姿勢にある第２の金属板３１Ｂとをクサビ３２で連結している状態を示している。図６は第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを分離した斜視図を示している。

金属板３１は、好ましくは厚さを約６ｍｍとする帯腐蝕性に優れたステンレス板である。ステンレス板は溶接に高度な技術が要求されるが、本発明の焼却炉は金属板を溶接することなく組み立てできるので、溶接に高度な技術を必要とするステンレス板を使用しながら簡単に組み立てできる。ただし、金属板にはステンレス板に代わって、鉄板も使用できるのは言うまでもない。金属板３１は、コンピュータで裁断線の位置を制御するレーザービームで外形を所定の形状に切断した後、内面に断熱材３３を固定し、これを連結して焼却炉本体３０として組み立てて製作される。金属板３１はクサビ３２を圧入して連結できるので、外形を裁断して内面に断熱材３３を固定する状態で設置現場に移送して、現場で組み立てられる。金属板３１の厚さは、焼却炉の大きさを考慮して最適値に設定されるので、小さい焼却炉本体３０においては６ｍｍ以下とし、また大きい焼却炉においては６ｍｍ以上とすることができる。金属板３１は、取り扱い性と、耐久性と、強度とを考慮して用途や大きさを考慮して最適値に設定されるが、一般的には、３ｍｍ以上であって１０ｍｍ以下の金属板３１を使用する。クサビ３２も同じ材質と厚さの金属板３１を使用して製作される。とくに、クサビ３２と金属板３１とを同じ金属板３１とすることで、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを裁断した金属板３１の廃棄部分を裁断してクサビ３２を製作できるので、原材料に使用する金属板３１を有効利用して、クサビ３２を製作できる。ただ、クサビ３２は金属板３１と異なる材質の金属板を使用し、また金属板よりも厚い、あるいは薄い金属板３１で製作することもできる。金属板３１よりも厚い金属板３１で製作されるクサビ３２は、２枚の金属板３１をより強固に連結できる特徴がある。

金属板は、厚くして連結端縁３４を連結する金属板の内面に密着させることで、直角に姿勢に維持されるが、本発明の焼却炉は、クサビを介して第１の金属板の連結端縁３４を第２の金属板の内面に押圧状態で密着して連結するので、薄い金属板１を使用しながら、２枚の金属板を正確に直角に連結できる。

図４と図５において、垂直姿勢に配置している第１の金属板３１Ａは、上端の連結端縁３４から複数の突出部３５を設けている外形に裁断されて、突出部３５を第２の金属板３１Ｂに貫通させてクサビ３２で固定している。第１の金属板３１Ａは、連結端縁３４に一定のピッチで複数の突出部３５を設けている。第２の金属板３１Ｂは、第１の金属板３１Ａに設けた突出部３５の挿入位置にスリット穴３６を開口している。

突出部３５は、第２の金属板３１Ｂを貫通してその表面から突出して、突出部分にクサビ穴３７を設けている。したがって、突出部３５の突出高さは、第２の金属板３１Ｂから突出する部分にクサビ穴３７を設けて、ここにクサビ３２を圧入する状態で充分な強度を実現できる高さに設定される。たとえば、厚さを約６ｍｍとする第１の金属板３１Ａは、突出部３５の高さを３ｃｍ以上であって１０ｃｍ以下として、第２の金属板３１Ｂに強固に連結できる。クサビ穴３７は、クサビ３２を圧入して、第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂに固定する。

クサビ３２がクサビ穴３７に圧入されて、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとが連結される断面図を図７と図８に示している。図７はクサビ３２の平面方向の断面図、図８はクサビ３２の横方向の断面図である。これ等の図に示すように、クサビ穴３７にクサビ３２が圧入されると、クサビ３２の下面は第２の金属板３１Ｂの表面を矢印Ａで示す方向を押圧し、その反作用でサビの上面はクサビ穴３７の上面を矢印Ｂで示す方向に押し上げて、第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂの内面に密着する。クサビ穴３７は、クサビ３２の圧入位置において、クサビ３２の下面とクサビ穴３７の下面との間に隙間（ｄ）を設けている。クサビ穴３７の横幅は、クサビ３２の厚さよりもわずかに大きくして、クサビ３２を挿入できる形状としている。

第２の金属板に設けているスリット穴３６は、突出部３５を挿入できる位置にあって、突出部３５の厚さにほぼ等しい開口幅として、連結状態において、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとの連結部にできる隙間を小さくしている。ただし、内面に断熱材３３を固定している金属板３１は、連結部分の内面に厚い断熱材３３が配置されるので、スリット穴３６と突出部３５との間にできる隙間は断熱材３３で閉塞して、閉鎖構造の焼却炉本体３０にできる。

クサビ３２は、第２の金属板３１Ｂの表面から突出する突出部３５に設けているクサビ穴３７に挿入される先窄み形状の圧入部３８と、圧入部３８の後端に連結された立上部３９と、立上部３９の上端に連結されて、クサビ３２の圧入方向に延びるストッパ折曲部４０とを備える形状に金属板３１を裁断している。

圧入部３８は、図７に示すように、クサビ穴３７に圧入されて、突出部３５を介して第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂに連結する。圧入部３８は、簡単に圧入できる先窄み形状で、圧入位置においては、突出部３５を矢印Ｂで示す方向に引き上げて、第２の金属板３１Ｂを第１の金属板３１Ａに密着状態に固定する。圧入部３８は、圧入位置においてクサビ穴３７に挿入される挿入部３８Ａの上下幅（Ｗ１）、正確には、第２の金属板３１Ｂの表面に密着する下面から、クサビ穴３７の上面に密着する上面までの上下幅（Ｗ１）は、圧入位置において、クサビ穴３７の上面を押し上げて、第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂに密着させる幅に設定される。図７の圧入部３８は、クサビ穴３７に圧入される挿入部３８Ａを下面と平行でクサビ穴３７から突出している先端部を先窄み形状としている。この圧入部３８は、クサビ穴３７に挿入される挿入部３８Ａの上下幅（Ｗ１）を、第２の金属板３１Ｂのスリット穴３６に挿入された突出部３５に設けているクサビ穴３７の上面から第２の金属板３１Ｂの表面までの押し上げ寸法（Ｓ）よりも僅かに大きく、たとえば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ大きくして、クサビ穴３７に圧入される状態で、挿入部３８Ａが第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂの内面に密着する。押し上げ寸法（Ｓ）よりも上下幅（Ｗ１）が大きい挿入部３８Ａは、クサビ穴３７に圧入される状態で、上下幅が押し上げ寸法（Ｓ）に変形し、あるいは押し上げ寸法（Ｓ）が僅かに拡開されてクサビ穴３７の上面を押し上げて、第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂに密着する。ただし、圧入部３８は、図示しないが、挿入部３８Ａを先端に向かって下り勾配に傾斜する形状として、圧入するに従って、クサビ穴３７を強く押し上げる形状とすることもできる。

立上部３９は、ストッパ折曲部４０を突出部３５の上方に配置する部分で、図７において第２の金属板３１Ｂの表面から離れる方向、この図において上方に延びて、上端を突出部３５の上方に配置して、上端にストッパ折曲部４０を連結している。図７のクサビ３２は、挿入部３８Ａをクサビ穴３７に圧入する圧入位置で、立上部３９が突出部３５の側面に接触する形状に外形を切断している。

ストッパ折曲部４０は、突出部３５の上に配置され、先端部分を圧入部３８に向かって折曲して、圧入位置のクサビ３２を抜けないように配置する。ストッパ折曲部４０は圧入部３８をクサビ穴３７に圧入する状態で、先端部を突出部３５の表面から突出できる長さとしている。ストッパ折曲部４０はクサビ３２をクサビ穴３７に圧入する状態で、ハンマーで叩いて折曲できるように、上下幅（Ｗ２）を３ｍｍ〜１０ｍｍにとしている。ストッパ折

以上の金属板３１は、第１の金属板３１Ａの突出部３５を、第２の金属板３１Ｂのスリット穴３６に挿入して直角に連結し、この状態でクサビ３２の圧入部３８をクサビ穴３７に圧入して、第１の金属板３１Ａを第２の金属板３１Ｂに固定する。クサビ３２は、ハンマーで立上部３９を叩いて圧入部３８をクサビ穴３７に圧入する。ただし、クサビの圧入をハンマーには特定しない。クサビは、たとえば図示しないが油圧シリンダを使用してクサビ穴を圧入することもできる。クサビ３２は圧入部３８をクサビ穴３７に圧入する状態で、ストッパ折曲部４０の先端部をハンマーで叩いて、図７の鎖線で示すように折曲する。先端が折曲されたストッパ折曲部４０は、クサビ３２が突出部３５から抜けるのを防止する。金属板３１を分解するために、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを分離するときは、折曲したストッパ折曲部４０を直線状に変形して、クサビ３２をクサビ穴３７から引き抜く。クサビ３２が引き抜かれた突出部３５は、スリット穴３６から引き抜きできるので、突出部３５をスリット穴３６から引き抜いて、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを分離する。

図１の焼却炉本体３０は、複数の金属板３１を連結して組み立てている。この図の焼却炉本体３０は、一次燃焼室１の下に二次燃焼室２を設けている。焼却炉本体３０の一次燃焼室は、天板４１と、両側の対向位置に配置している２枚の側板４２と、両端に配置している端面板４３とからなる５枚の金属板３１を連結して組み立てられる。側板４２と天板４１との連結部を図５に示している。図５において、側板４２は第１の金属板３１Ａで、天板４１は第２の金属板である。図６は第１の金属板３１Ａの側板４２と、第２の金属の天板４１とを分離した斜視図を示している。第１の金属板３１Ａの側板４２は、図６に示す連結端縁３４から突出部３５を突出して、第２の金属板３１Ｂの天板４１にスリット穴３６を設けている。直角に連結される２枚の金属板は、一方の金属板を第１の金属板、他方の金属板を第２の金属板とするが、図５と図６に示す互いに直交に連結する２枚の金属板においては、側板を第１の金属板、天板を第２の金属板とする。図１において、天板４１と端面板４３との連結部においては、天板４１に突出部３５を設けて第１の金属板３１Ａとし、端面板４３にスリット穴３６を設けて第２の金属板３１Ｂとして連結している。直角に連結される２枚の金属板３１は、一方を第１の金属板３１Ａ、他方を第２の金属板３１Ｂとして連結できるので、天板４１と、側板４２と、端面板４３は、いずれか一方の金属板を第１の金属板として、他方の金属板を第２の金属板として連結できる。

さらに、図１の焼却炉本体３０は、一次燃焼室１を天板４１と、両側の側板４２と、両端の端面板４３ととで構成しているが、二次燃焼室２も、天板４１と、両側の側板４２と、両側の端面板４３と底板（図示せず）を直角に連結する部分において、一方の金属板を第１の金属板として、他方の金属板を第２の金属板として、以上の連結構造で連結される。図１に示す焼却炉本体３０は、側板を複数の金属板で構成している。複数の金属板を連結して側板を構成する焼却炉本体は、互いに連結される一方の側板を第１の金属板として、他方の側板を第２の金属板として連結する。

図１の焼却炉本体３０は、一次燃焼室１の側板４２と二次燃焼室２の側板４２を上下に連結している。図９は、上下に配置している２枚の側板４２の連結部を示している。図９は、二次燃焼室の側板４２を第１の金属板３１Ａ、一次燃焼室の側板４２を第２の金属板３１Ｂとして連結している。第２の金属板３１Ｂは、下端縁を外側に直角に折曲して折曲リブ４４を設け、この折曲リブ４４を、第１の金属板３１Ａに直交する姿勢で連結する。折曲リブ４４はスリット穴３６を有し、第１の金属板３１Ａは突出部３５を有し、突出部３５のクサビ穴３７にクサビ３２を圧入して第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを連結している。図９の連結構造は、第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂとを同一垂直面内に配置していないが、図の鎖線で示すように、第１の金属板３１Ａを折曲加工して、上下の側板４２を同一垂直面に配置することもできる。

本発明は焼却炉本体の内部構造を特定するものでないが、以下、二次燃焼室の上に一次燃焼室を配置している構造の焼却炉を一例として詳述する。

図１ないし図４の焼却炉本体３０は、一次燃焼室１を二次燃焼室２の上に配置して、一次燃焼室１と二次燃焼室２とを区画プレート４で上下に区画している。区画プレート４は水平姿勢に配置されて上方を一次燃焼室１、下方を二次燃焼室２としている。区画プレート４は一次燃焼室１から二次燃焼室２に燃焼ガスを流入させるガス流路６を開口している。図３の区画プレート４は、両側の隅部と中心部とに三角形のガス流路６を開口して、２列のロストルの両側にガス流路６を設けている。ガス流路６は、２列に配置しているロストル７の両側に沿って開口されて、ロストル７の上に供給される焼却物の燃焼ガスを一次燃焼室１から二次燃焼室２に流入させる。また、ガス流路６は、焼却灰も一次燃焼室１から二次燃焼室２に落下させる。ロストル７の両側に接近して開口されるガス流路６は、ロストル７の両側に落下する焼却灰をスムーズに二次燃焼室２に落下させる。

一次燃焼室１は天井に焼却物の供給口３を開口している。供給口３はロストル７の真上にあって、供給口３から供給される焼却物をロストル７の上に落下させる。供給口３は、フィーダ５を介して焼却物が供給される。フィーダ５は、燃焼ガスを排出することなく、また外気を流入させることなく焼却物を供給口３に焼却物を供給する。図２のフィーダ５は、供給口３に連結している供給管の途中に連結される。図のフィーダ５は、供給管の途中に上下に離して配置している水平方向に往復運動する２枚のシャッター１３と、各々のシャッター１３を別々に往復運動させるアクチュエーター１４と、アクチュエーター１４の往復運動を制御するコントローラー１５とを備える。コントローラー１５はアクチュエーター１４で２枚のシャッター１３を交互に往復運動させて焼却物を供給口３から一次燃焼室１に供給する。コントローラー１５は、下のシャッター１３を閉じる状態で上のシャッター１３を開いて、焼却物を下のシャッター１３の上に供給する。その後、上のシャッター１３を閉じる状態で、下のシャッター１３を開いて、焼却物を一次燃焼室１に落下させる。焼却物を一次燃焼室１に供給した後、下のシャッター１３を閉じて上のシャッター１３を開き、焼却物を下のシャッター１３に供給する動作を繰り返して、焼却物を供給口３から一次燃焼室１に落下させる。以上のフィーダ５は、コントローラー１５でアクチュエーター１４を制御し、アクチュエーター１４が上下にシャッター１３を交互に開閉するタイミングを調整して、焼却物の供給量をコントロールする。以上のフィーダ５は、２枚のシャッター１３を交互に開閉して焼却物を一次燃焼室１に供給するが、本発明はフィーダ５を以上の構造には特定せず、例えばロータリーフィーダのように、空気の供給を遮断しながら焼却物を一次燃焼室に供給できる全てのものが使用できる。フィーダ５には、スクリュウコンベア等のコンベアを介して焼却物が供給される。コントローラーは、コンベアとフィーダ５を御して、焼却物の供給量を調整する。

図２ないし図４に示す焼却炉は、区画プレート４の上に２列にロストル７を配置して、両方のロストル７の両側にガス流路６を開口して、ロストル７から滑り落ちる焼却灰と燃焼ガスをガス流路６から二次燃焼室２に落下させる。

図１０はロストル７の側面図、図１１はロストル７の平面図、図１２はロストル７を背面上部から見た斜視図、図１３はロストル７の前上から見た斜視図である。これ等の図に示すロストル７は、区画プレート９の上に配置される多段プレート９を備え、多段プレート９の間には送風隙間１１を設けている。多段プレート９は、送風隙間１１からスムーズに送風できるように、後端の両端と、先端部の３カ所を連結バー４５で連結して送風隙間１１を設けている。送風隙間１１の間隔は、焼却物の種類や大きさによって最適値に設定される。

たとえば焼却物を竹を破砕した竹チップとするロストル７にあっては、送風隙間１１の間隔を、好ましくは約２ｃｍ〜５ｃｍとする。図のロストル７は、後端の送風隙間１１を広く、先端の送風隙間１１を次第に狭くして、最上段の多段プレート９Ａを先端に向かって下り勾配に傾斜させている。送風隙間１１は、焼却物の種類や大きさによって最適値に設定されるので、たとえば１ｃｍ以上、好ましくは１．５ｃｍ以上、さらに好ましくは２ｃｍ以上であって、好ましくは１０ｃｍ以下、さらに好ましくは６ｃｍ以下の範囲として、最適範囲に調整することができる。さらに、送風隙間１１は焼却物の種類や大きさによって以上の範囲よりも小さく、あるいは大きく設定して、焼却物を理想的な状態で焼却できる値に設定することもできる。

多段プレート９は、最上段の多段プレート９Ａと、最上段の多段プレート９Ａの下に多段に配置してなる下段の多段プレート９Ｂとを備え、最上段の多段プレート９Ａは、送風器８の送風方向に延びる頂上縁１６の両側に、外側に向かって下り勾配に傾斜する最上段の傾斜板１０Ａを設けている。図１２の最上段の多段プレート９Ａは、傾斜板１０Ａが外側に向かって下り勾配に傾斜する傾斜角（α）を、水平面に対して約４５度としている。この傾斜角の傾斜板１０は、竹を焼却物として、理想的な状態で滑り落としながら高温で焼却できる。焼却物は傾斜板１０の上で焼却されながら滑り落ちるので、傾斜角（α）は焼却物の滞在時間を特定する。焼却物の傾斜板１０における滞在する時間は、焼却物が焼却されて焼却灰となった状態で滑り落ちるように設定される。傾斜角（α）が大きすぎると滞在時間が短くなって十分に焼却されない状態で傾斜板１０から滑り落ち、反対に傾斜角（α）が小さすぎると滞在時間が長くなって焼却灰をスムーズに滑り落とすことができなくなる。

ただし、最上段の傾斜板１０Ａの傾斜角（α）は、供給される焼却物の物性を考慮して最適値に設定されるので、たとえば、１５度よりも大きく６０度よりも小さく設定される。傾斜角（α）の大きい傾斜板１０は、滑り難い焼却物を供給して好ましい状態で焼却するのに適しており、傾斜角（α）の小さい傾斜板１０は、滑り易い焼却物を焼却するのに適している。

図５に示す最上段の多段プレート９Ａは、空気の送風方向に向かって横幅を次第に狭くする先窄み形状で、頂上縁１６を送風方向に向かって下り勾配に傾斜する形状としている。最上段の多段プレート９Ａの頂上縁１６が、送風方向に向かって下り勾配に傾斜する角度（β）は、水平面に対して１５度ないし４０度、好ましくは１５度ないし３０度とする。この角度（β）は、焼却物を両側と前方に均一に分散して落下できる角度に設定される。

最上段の多段プレート９Ａは、両側に設けた最上段の傾斜板１０Ａの横幅を次第に狭くして、送風方向に向かって先窄み形状としている。とくに、図１１に示す最上段の傾斜板１０Ａは、先端部の横幅を送風方向に向かって急激に狭くしている。この形状の最上段の傾斜板１０Ａは、上に供給される焼却物を両側と送風方向に滑り落としながら焼却するので、上面に供給される焼却物を両側と前方に拡散して効率よく焼却できる特徴がある。ただ、図示しないが最上段の傾斜板１０Ａは頂上縁１６を下り勾配に傾斜することなく、水平姿勢に配置して、焼却物を両側にのみ滑り落として焼却することもできる。

下段の多段プレート９Ｂは、上段の傾斜板１０Ａの外側に突出し、かつ外側に向かって下り勾配に傾斜する傾斜板１０Ｂを有する。図のロストル７は、下段の多段プレート９Ｂを複数段に配置して、下段の多段プレート９Ｂの間に送風隙間１１を設けている。下段の傾斜板１０Ｂは、内側の一部を上段の傾斜板１０Ａの内側にラップさせて、両側部分を上段の傾斜板１０Ａの外側に突出させる形状としている。図に示す下段の傾斜板１０Ｂは、２枚の金属板３１をＶ字状に連結して、ロストル７の内部、すなわち最上段の傾斜板１０Ａの下方であって、下段の傾斜板１０Ｂの内側に空隙を設けている。このロストル７は、後端から空隙に強制送風して多段に配置している傾斜板１０の間に設けている送風隙間１１からスムーズに送風できる特徴がある。多段に設けている多段プレート９は、送風方向に向かって送風隙間１１を狭くして、送風方向に向かって下り勾配に傾斜する姿勢としている。多段プレート９が送風方向に向かって下り勾配に傾斜する角度は、下段に向かって次第に小さくしている。下段の多段プレート９Ｂであって、最下段の傾斜板１０Ｂは区画プレート４との間に、送風方向においてほぼ等しくなる送風隙間１１を設けている。

図において３段に配置している下段の多段プレート９Ｂは、先窄み形状であって、先端縁を送風方向に直交する方向に切断した形状としている。最下段に配置される下段の多段プレート９Ｂは、ロストル７の最も先端に突出するので、先端縁を送風方向に直交する方向に切断した形状として、一次燃焼室１の壁面と平行に配置している。

図１と図２の焼却炉は、二次燃焼室２の上に一次燃焼室１を配置して、一次燃焼室１と二次燃焼室２の端面に設けた壁面（図２において左側の壁面）を垂直壁１７として、二次燃焼室２の上に一次燃焼室１を配置している。二次燃焼室２は燃焼ガスの流動方向に細長い形状であって一次燃焼室１よりも長く、排出側には熱交換器１８を配置している。二次燃焼室２の排出側には、煙突１９を連結している。

一次燃焼室１は、垂直壁１７との対向壁２０に送風口を設けて、この送風口に送風器８を連結している。送風器８は外気を一次燃焼室１内に水平方向に噴射して、ロストル７の内部に強制送風する。強制送風される空気は、ロストル７の背面に送風されて、ロストル７の内部に吹き込まれる。ロストル７は、背面から流入される空気を送風隙間１１から噴き出すように、背面を対向壁２０に向けて配置している。ロストル７は背面を対向壁２０に接近して、あるいは対向壁２０に接触する位置に配置される。一次燃焼室１は、空気の送風方向の長さ（Ｌ）をたとえばロストル７全長の１〜２倍、好ましくは１．１倍〜１．５倍として、一次燃焼室１に供給される焼却物をロストル７の上で効率よく焼却できる。

送風器８は、ロストル７に供給する空気の風量と風速をコントロールするために、ファンを回転するモータの回転数を調整するインバータ１２を接続している。インバータ１２はモータに供給する電力を調整して、モータの回転速度をコントロールする。インバータ１２は、モータに供給する電圧と周波数とを調整してモータの供給電力を調整する。インバータ１２が、モータに供給する電圧と周波数を低くして、供給電力を低くするとモータの回転速度は遅くなる。インバータ１２は、モータの回転速度を、定格電圧と定格周波数で回転する規定の回転数よりも低く制限して、ロストル７に強制送風する空気の流速を低下し、流量も少なく調整する。ロストル７の送風隙間１１から空気が高速で噴射されると、焼却物を高温に加熱しながら焼却できないからである。とくに、送風器８は強制送風する空気の流速を遅く調整して、送風隙間１１から均一に空気を噴出させることが大切である。この状態を実現するために、インバータ１２はファンの回転数を低下して、送風器からロストルに噴き出す空気の流速と流速とを制限する。

強制送風する空気の流量は送風器８を小型化して実現できる。ただ、送風器８から強制送風される空気の流速は、ファンの回転数で特定され、ファンの回転数はモータに供給される交流の周波数で特定されるので、ファンの回転数が変化しない小型の送風器８においても流速はほとんど低下しない。したがって、送風器８を小型化して、ロストル７の送風隙間１１から噴出される空気の流速を最適値に設定することはできない。

インバータ１２でモータの回転数、すなわちファンの回転数を調整する送風器８は、強制送風する空気の流速と流量を変更して最適値に調整できるので、ロストル７に供給される焼却物を理想的な状態で焼却できる。とくに、モータに供給する交流の周波数と電圧の両方を調整するインバータ１２は、送風する空気の流速と流量とを大幅に調整できるので、点検窓から焼却物が焼却される状態を見ながら、あるいは温度センサで燃焼温度を検出しながら、ロストル７に供給する空気の流速と流量とを最適値に調整できる特徴がある。

一次燃焼室１と二次燃焼室２で焼却物を完全燃焼する焼却炉は、一次燃焼室１から排出される燃焼ガスを、二次燃焼室２で二次燃焼して外部に排気する。この焼却炉は、一次燃焼室１で焼却物を完全燃焼することなく二次燃焼室で完全燃焼して排気する。一次燃焼室１は、空気の供給量を制限して、流入される空気による燃焼温度の低下を制限して燃焼温度を高く調整して、焼却物を高温で焼却して一部を未燃ガスとして二次燃焼室２に供給し、二次燃焼室２で未燃ガスを焼却して外部に排気できる。本発明の焼却炉は、一次燃焼室１の燃焼温度を１３００℃以上として、焼却物の一部を未燃ガスとして二次燃焼室２に供給し、二次燃焼室２で二次燃焼して清澄なガスとして煙突から外部に排気することができる。二次燃焼室２は、一次燃焼室１でガス化された未燃ガスを二次燃焼するために、送風口を設けて、ここに第２の送風器２８を連結している。

一次燃焼室１は垂直壁１７側に燃焼ガスのガス流路６を設けて、未燃ガスを含む燃焼ガスを、一次燃焼室１から二次燃焼室２に流入し、二次燃焼室２の端部に流入される燃焼ガスを他の端部に流動させながら二次燃焼し、その後、熱交換器１８を設けた排出側を通過して煙突から外部に排出される。

垂直壁１７は、一次燃焼室１と二次燃焼室２の両方に点検窓２１を開口している。点検窓２１は開閉できる耐熱ガラスでもって、空気の流通を遮断できる状態に閉塞される。一次燃焼室１の点検窓２１は、ロストル７に供給した焼却物の焼却状態を観察する。二次燃焼室２の点検窓２１は、内部での燃焼状態を点検すると共に、ここから温度センサを挿入して、二次燃焼室２の燃焼温度を検出する。

さらに、二次燃焼室２は、点検窓２１の近傍に点火用のバーナー２２を連結している。バーナーは一次燃焼室１に焼却物を供給する状態で火炎を噴射して、ロストル７の上に供給された焼却物に点火する。焼却物を点火した後、バーナーは運転を停止して、火炎の噴射を停止する。点火された焼却物が燃焼する熱エネルギーで、次々と供給される焼却物を加熱し、これを気化して高温焼却するからである。竹を粉砕した竹チップを焼却物とする焼却炉は、点火した後バーナーを停止して、竹チップを極めて高温で焼却できる。ちなみに本発明者が試作した焼却炉は、焼却物の竹チップをバーナーを停止する状態で１３１０℃と極めて高い温度で焼却することに成功した。ただし、焼却温度は図２において、二次燃焼室２の点検窓２１から温度センサを内部に挿入して検出した。図２の焼却炉は、バーナーを二次燃焼室に連結しているが、点火用のバーナーは一次燃焼室に設けて、ロストルに供給された焼却物に向かって火炎を噴射して点火することもできる。

二次燃焼室２に設けた送風口には、第２の送風器２８が連結される。第２の送風器２８は、二次燃焼室２に空気を供給して、一次燃焼室１から二次燃焼室２に流入する燃焼ガスに含まれる、焼却物の一部がガス化された未燃ガスを二次燃焼させる。第２の送風器２８も、モータに接続しているインバータ（図示せず）を介して空気の供給量が調整される。このインバータは、二次燃焼室２の燃焼状態を点検窓２１から観察し、あるいは燃焼温度を検出し、さらに煙突から排出される排気ガスが清澄な状態となるように、第２の送風器２８の空気供給量を調整する。

以上の焼却炉は、以下の工程で運転して種々の焼却物を焼却する。
１．コンベアがフィーダ５を介して焼却物を供給口３から一次燃焼室１に供給する。フィーダ５は、供給口３からの空気の流入や流出を遮断して焼却物をロストル７の上に落下させる。所定量の焼却物を供給した後、フィーダ５は焼却物の供給を停止する。
２．バーナーに点火して、二次燃焼室２に火炎を噴射する。噴射される火炎は二次燃焼室２と一次燃焼室１の内部を加熱すると共に、一部がガス流路６から一次燃焼室１に流入して一次燃焼室１の焼却物に点火する。この状態で、送風器８は、一次燃焼室１に供給する空気の供給量を少なく制限し、あるいは空気の供給を停止して、焼却物が理想的な状態で点火されるようにコントロールする。
送風器８が一次燃焼室１に供給する空気の供給量は、一次燃焼室１の点検窓２１から観察してインバータ１２で送風器８のモータの回転数をコントロールして調整する。
３．焼却物に点火されて燃焼を開始すると、送風器８が一次燃焼室１に供給する空気の供給量をコントロールする。空気の供給量は、点検窓２１からロストル７に載った焼却物の燃焼状態を見て、インバータ１２で調整して、焼却物が安定して焼却されるまで調整する。この状態で第２の送風器２８の運転を開始して、二次燃焼室２の空気の供給量をインバータ１２で調整する。第２の送風器２８の空気の供給量は、二次燃焼室２の燃焼状態を点検窓２１から観察し、あるいは温度センサで燃焼温度を検出し、さらに煙突から排出される排気ガスが清澄な状態となるように、インバータ１２を介してモータの回転数をコントロールして調整する。
４．焼却物が安定して一定の燃焼温度で焼却されるようになると、焼却物の燃焼温度が一定の温度に安定するので、燃焼温度が安定すると、フィーダ５が一定量の焼却物を一次燃焼室１に供給する状態に設定する。この状態において、送風器８と第２の送風器２８の空気の供給量は、一次燃焼室１と二次燃焼室２において理想的な状態で燃焼されるように、インバータ１２でもってモータの回転数を調整して、最適値に設定される。焼却物が安定して一定の温度で焼却される状態になると、インバータ１２はモータの回転数を設定値に保持し、またフィーダ５は焼却物を定量供給して、連続して焼却物を焼却する。

本発明の焼却炉は、焼却炉本体を金属板で製作している焼却炉として便利に使用できる。

１…一次燃焼室
２…二次燃焼室
３…供給口
４…区画プレート
５…フィーダ
６…ガス流路
７…ロストル
８…送風器
９…多段プレート
９Ａ…最上段の多段プレート
９Ｂ…下段の多段プレート
１０…傾斜板
１０Ａ…最上段の傾斜板
１０Ｂ…下段の傾斜板
１１…送風隙間
１２…インバータ
１３…シャッター
１４…アクチュエーター
１５…コントローラー
１６…頂上縁
１７…垂直壁
１８…熱交換器
１９…煙突
２０…対向壁
２１…点検窓
２２…バーナー
２８…第２の送風器
３０…焼却炉本体
３１…金属板
３１Ａ…第１の金属板
３１Ｂ…第２の金属板
３２…クサビ
３３…断熱材
３４…連結端縁
３５…突出部
３６…スリット穴
３７…クサビ穴
３８…圧入部
３８Ａ…挿入部
３９…立上部
４０…ストッパ折曲部
４１…天板
４２…側板
４３…端面板
４４…折曲リブ
４５…連結バー

Claims

複数枚の金属板３１が連結してなる焼却炉本体３０の内部に燃焼室を設けてなる焼却炉であって、
前記焼却炉本体３０が、前記金属板３１の端縁部分を互いに直交する姿勢で連結してなるクサビ３２を備えると共に、
互いに直交姿勢で連結される第１の金属板３１Ａと第２の金属板３１Ｂは、
第２の金属板３１Ｂに直角に連結される第１の金属板３１Ａが、連結端縁３４から複数の突出部３５を設けてなる外形に裁断されており、
前記第２の金属板３１Ｂは、前記突出部３５の挿入位置にスリット穴３６を開口しており、
前記突出部３５は、前記第２の金属板３１Ｂのスリット穴３６に挿入される状態で、前記第２の金属板３１Ｂの表面から突出方向に延びるスリット状のクサビ穴３７を有し、
前記クサビ３２は、
前記スリット穴３６に挿入される突出部３５のクサビ穴３７に挿入される先窄み形状の圧入部３８と、
圧入部３８の後端に連結された立上部３９と、
この立上部３９の上端に連結されて、クサビ３２の圧入方向に延びるストッパ折曲部４０とを備える形状に裁断してなる金属板３１で、
前記クサビ３２の圧入部３８が前記クサビ穴３７に圧入され、前記クサビ３２と前記突出部３５と前記第２の金属板３１Ｂとが互いに直交する姿勢に配置されて、前記クサビ３２が前記突出部３５を介して前記第２の金属板３１Ｂを前記第１の金属板３１Ａの連結端縁３４に密着して、前記第１と前記第２の金属板３１Ｂとが直角に連結され、
前記クサビ３２の圧入位置において、前記ストッパ折曲部４０の先端部が前記圧入部３８との開口幅を狭くする方向に折曲されて前記突出部３５が前記スリット穴３６から抜け止め状態に固定され、
前記ストッパ折曲部４０が前記圧入部３８との開口幅を拡開する方向に折曲されて、前記クサビ３２が前記突出部３５が引き抜かれて、前記第１の金属板３１Ａと前記第２の金属板３１Ｂとを分離状態とすることを特徴とする焼却炉。
請求項１に記載される焼却炉であって、
前記金属板３１の厚さが、３ｍｍ以上であって１０ｍｍ以下であることを特徴とする焼却炉。
請求項１又は２に記載される焼却炉であって、
前記金属板３１がステンレス板であることを特徴とする焼却炉。
請求項１ないし３のいずれかに記載される焼却炉であって、
前記クサビ３２のストッパ折曲部４０の上下幅（Ｗ２）が、２ｍｍ以上であって２０ｍｍ以下としてなる焼却炉。
請求項１ないし４のいずれかに記載される焼却炉であって、
前記金属板３１を平板としてなることを特徴とする焼却炉。