JPH05306811A - ごみ焼却及び焼却により発生した熱の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 嵩張りごみを有効に焼却すると共に、発生し
た熱を有効に回収する方法を提供する。 【構成】 主燃焼室で嵩張りごみを焼却して気状の燃焼
物を作ると共に主燃焼室の熱交換機により熱を回収し、
前記燃焼生成物を再燃焼装置に導き、所定量の酸素含有
ガスを供給してさらに燃焼させ、この燃焼生成物を回収
装置に導入し、回収装置内で熱交換してさらに熱を回収
し、回収装置から燃焼生成物を排出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改良されたごみの焼却及
び焼却により発生した熱の回収方法。

【０００２】

【従来の技術】公営の陸上廃棄物集積地区は完全に充満
しつつある状態が続き、廃棄物処分の代替方法が次第に
重要さを増してきた。そのうえ、この問題の増大は処
分、特に焼却によって総体的に破壊する努力を生ぜしめ
る。しかし、これは従来の環境面での制約に従わざるを
得ない。しかも、廃棄物の焼却、従ってこれによって生
ずる熱の回収意図はエネルギの価格が極めて高い現在に
おける特に頭をなやます目的である。廃棄物およびその
他の廃材の環境的に受け入れできる焼却には徹底的に多
くの種々の型式のごみ焼却炉を構成する。燃焼方法およ
び装置のほとんどすべての点で、燃焼を制御しかつさら
に重要なことには、生ずる空気汚染を制御するために広
範囲に拡大した技法および装置を生じた。

【０００３】まず、種々のごみ焼却炉は焼却する廃物に
よって特定の要求を受ける。或るごみ焼却炉は燃焼室内
に残余の部分が挿入される前に種々の不燃焼成分を除去
しなければならない。勿論、選別方法はこの作業を達成
する労力或は機械の実質的に経済的な資源の消費を必要
とする。また全体の廃棄システムを遅滞させる。他のご
み焼却炉システムは、実際上焼却される前にごみを細分
化することを必要とする。勿論、研砕作業は所望形状に
嵩張り、ごみを細分するために高価な機械設備の使用を
伴う。そのうえ、研砕作業を開始する前に、例えば缶形
爆発物のような研砕機を破壊し、恐らく付近にいる人々
を損傷させるガソリン缶などの少くとも或る種の不適当
な物体を除去する選別作業が必要である。従って、付加
的な研砕作業、通常は選別段階が余分の機械設備、付加
費用および時間がこの処分方法に附随する。

【０００４】細分化した形状にごみを細かにすること
は、明らかに焼却予定の材料を均等な形にすることを目
的とする。これによってごみ焼却炉の設計者をして完成
するのに特定の既知の知識で装置を構成させることを可
能にする。しかし、ひとたびごみ焼却炉に入れられると
細分ごみはさらに別の問題を提起し、ごみは恐らく過大
な温度でごみを極めて急速に焼却させる。この結果生ず
る炉内の高いガス速度は排気流内に特有の粒子状物質を
含有させる。これらの多量の粒子状物質は焼却炉から排
出されて、禁止され或は少くとも望ましくない煙をつく
る。

【０００５】投入ごみが最初に入れられる主燃焼室には
種々の設計形態がある。或る焼却炉は格子床上にごみを
配置する。これによって空気或は他の含酸素ガスをごみ
と速かにかつ均等に混合させて完全燃焼させる。しかし
未燃焼の灰、プラスチック、濡れたごみ、および液体は
格子目から直ちに焼却炉の底部に落下する。その場所で
これらの物質は燃焼し焼却炉の下表面および格子構造に
過大な熱を与え、これらを毀損させる危険をはらむ。ま
たこれらのごみはさらにそのまま滞留し、さもなくば、
燃焼室の実際の床面を変更させる。

【０００６】炉床或は耐火床としてごみ用の格子支持手
段に別の形態がある。しかし、炉床はごみの効果的かつ
効率のよい燃焼を行なう上で他の問題が生ずる。まず、
この炉床上のごみはごみのかたまりが燃焼するために均
等な酸素の供給分布を受けることが必要である。酸素の
この通過は、もし空気が焼却するごみの上を燃焼室内で
単に通過するのみでは起らず、空気がごみの下側に入っ
てこれを通過伝播しなければならない。ごみの中へ空気
を均等に拡散させるには空気ノズルを炉床自身内に配設
することが必要である。しかし、炉床に載置された重い
ごみは空気導入ノズルの効果を詰らせかつ破損させるま
ぎれのない性向を示した。この結果、ごみは十分にして
かつ徹底した燃焼を受けられなかった。炉床内でのノズ
ルの詰りを防ぐために、或る焼却炉では空気を高速で通
流させる。これは詰りの問題を避けるのには希望が持て
る。しかし、高速で移動する空気は、粒子をはこび且つ
煙を生ずるという性質を示す。そのうえ、高速というこ
とは「風吹きトーチ」効果を起してスラグを生ぜしめ
る。このスラグは次に炉床に付着し燃焼室の次後の作用
に支障を与える。

【０００７】さらに、従来用いている焼却炉は第１段階
の燃焼室として多くの異った幾何学的形状設計を用いて
いる。例えば、或るものは比較的小さい水平面積の丈の
高い室を用いる。また他のものは、円筒形室で、円筒対
称軸線を水平方向に横たえた形態をもつ。また多くのも
のは予定したごみの燃焼を遂行するために最小容積をも
つ室を使用する。しかし、これらの因子はすべて、ガス
の通過速度を増大するものであって粒子状物質、煙発生
物質を附随させる。また多くの焼却炉は第１燃焼室に流
入する空気量を制御することを考えている。これらの炉
は酸素量、従って恐らく主室内の燃焼速度を選択する。
よって、焼却炉は内部のごみを理論混合気をもって燃焼
するのに要する量をはるかに超えた空気量を使用する。
また他の焼却炉では、「過少空気」方法を使用し理論混
合気で示されたよりも可成り少い空気の流入を許してい
る。

【０００８】前者のシステム内での多量の空気の使用も
また、粒子状物質の附随を助長する。これら過剰空気シ
ステムは主燃焼室の出力を抑制してこの問題を制御する
ものである。しかし、せまい通路を設けるとそれ自身が
付近のガス速度を増大するから上述の粒子状物質が随伴
することを避けるという主目的を妨げる。これに比し
て、過少空気システムは内部に収容した被焼却物質の燃
焼を達成するために十分な酸素を提供できない。しか
し、主燃焼室内に発生した熱は、大部分の導入された炭
化水素物質の気化を行わせる。これらの炭化水素は蒸気
形態をもつから、これらの炭化水素は主燃焼室内で極め
て高い正圧をつくる。これらの圧力は、室内部のガスが
逃れようとするから、実際上高い速度を生ずる。これら
の速度はまた、煙の原因となる粒子状物質を附随する。
さらに、過少空気供給状態の燃焼室内の正圧はさらにそ
の内部ガスをこの室を直接に囲む区域内に流入させる。
閉塞された室内において、燃焼ガスは作業者の居る区域
内に通流する。さらに、この過少空気供給方式での酸素
の欠乏は炭化水素を燃焼して水と二酸化炭素に変換させ
ることができず、一酸化炭素がしばしばこの型式の室内
の極めて多量の成分を占めることになる。従って最初の
正圧はこの一酸化炭素を作業者が呼吸している区域内に
圧送させる。従って、過少空気システムは、一般に極め
て通風のよい区域内或は建物の外側位置に配設しなけれ
ばならない。

【０００９】環境問題が起る以前の時代の焼却炉は、そ
の燃焼室からの排出がスを単に大気中に放出するのみで
あった。環境に対するこれらのガスの明白な有害作用は
それらの連続使用を禁止せしめる。さらに、燃焼室内に
生じた汚染物を制御するための付加技術の開発が行われ
ている。汚染を制御する努力は主燃焼室の排出物をさら
に燃焼させるため再燃焼トンネルの使用に集中された。
主燃焼室を離れると直ちに、ガスはこの再燃焼ユニット
に流入する。このトンネルは熱を発生するバーナ、およ
び燃焼作用を完遂するため通常は空気を使用する酸素源
を含む。勿論、過少空気式焼却炉用として必要な成分の
付加酸素を有す。主燃焼室内に導入される物質の種類に
よって、この再燃焼ユニットはバーナに或る設定量の燃
料および規定酸素量を提供する。一般に、焼却炉製造者
は、焼却炉に受け入れるべきごみの量と種類に対しバー
ナの高さおよび酸素量を設定する。実際に主燃焼室が予
定のごみを受け入れると、再燃焼ユニットは「きれい
な」排出物を効果的に提供できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ごみの量が変
化すると、予期しない圧力や要求事項が再燃焼ユニット
に課せられる。これによって該ユニットは大気汚染を防
ぐその能力を失わされる。この状態が起ると、バーナユ
ニットを付設した焼却炉システムは大気に許容量を超え
た汚染物質を放出する。そのうえ、多くの焼却炉は、環
境を悪化することは避けるように意図すると同時に、燃
焼によって生じた熱を回収することを求めた。主燃焼室
内において直接に熱を把捉する幾つかの試みが実施され
た。また他の企てとしては、使用する再燃焼ユニットを
通してボイラを配設することが選択された。しかし、実
質的に汚染を避けつつ発生したエネルギの回収量を最大
にすることは満足な解決を得るには到っていない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】許容量を超えた汚染を生
ぜずに、ごみの燃焼を実施し得る焼却炉システムが必要
である。特に、大部分の設備において一般に遭遇する大
部分の焼却炉内に供給されるごみの種類と量が変化した
場合、これに効果的に応答し得る能力を示さなければな
らない。よって、ごみの実際の内容物および量が広範囲
にわたって変化してもその焼却炉システムが汚染発生源
となってはならない。さらに、経済的であるために、焼
却炉は何等の事前処理を行わずに大嵩ごみの形状で処理
できなければならない。勿論、この目的を達成する焼却
炉システムは閉塞された主燃焼室をもたなければならな
い。この構造内で、ごみの最初の、しかも主燃焼が起
る。勿論、この主燃焼室は、固形の嵩張りごみを導入す
る第１搬入開口部をもつ。この開口部は一般に主室の手
前側の壁に設けられる。この室はさらに第１排出開口部
をもたなければならない。この開口部から気状の燃焼生
成物が排出する。通常、この排出開口部は、入口扉から
室の反対端における天井に設けた開口部で構成する。し
かし、殆んど起ることは無いような最良状態の下におい
ても、主室式方法は重大な量の汚染物質を発生する。従
って、気状の燃焼生成物は、主燃焼室を離脱したのち
に、第１再燃焼室に直接に進入し、ここにおいてこれら
の生成物はさらに処理される。勿論、第１再燃焼トンネ
ルは、主燃焼室の出口に接続しかつこれと流通する第２
流入開口部をもつ。また、第１再燃焼トンネル内の気状
の燃焼生成物をこのトンネルから流出させるための第２
排出開口部をもつ。第１再燃焼トンネルに流入するガス
流は、一般に粒子状炭化水素、液状の可燃性物質、およ
び気化された物質を含む。よってこの物質は、固形物を
液化し、液状物を気化し、かつこの蒸気をそれらが完全
燃焼を実施するのに適した温度にもたらすために付加熱
が必要である。従って、第１再燃焼トンネルに流入する
物質は、通常可成りの付加熱を必要とする。このため
に、第１トンネルはその入口に接近してバーナを配設す
る。このバーナは燃料を消費して所望の熱を発生する。

【００１２】しかし、流入するガス流が必要とする熱量
は主室内に新規に導入されたごみの量と種類によって本
質的に変化する。過剰な熱は望ましくない状態を生ぜし
める。第１に、高価な燃料を浪費する。第２に、トンネ
ル内の可燃性物質を不十分な酸素状態の下で過早に燃焼
させ、これによって一酸化炭素を発生させる。第３に、
第２室内に過度の、恐らく破壊レベルに達する程度の温
度を生成させるおそれがある。従って、このバーナは種
々の燃料量による燃焼および種々の熱量の発生ができる
ように高設定および低設定手段をもたなければならな
い。一般に、第１再燃焼トンネル内において、可燃性物
質は燃焼し続ける。従って、さらに酸素の供給が必要で
ある。主室はこの成分の理論混合比によるごみの燃焼を
提供する。しかし、主室からの酸素は、不完全混合気で
あるから、必ずしも全燃焼を保証するための十分に包含
されているとは限らない。従って、第１再燃焼トンネル
も、このトンネル内に空気或は何か別の酸素含有ガスを
供給できる第１の複数のジェットを含むことができる。
これらのジェットは所望の酸素量を漸次に提供するため
に入口と出口との間の距離の少くとも約半分の距離を延
びる。さらに、これらのジェットからの空気は適切な燃
焼を達成するために必要な混合乱流をつくることもでき
る。

【００１３】従って、第１酸素付加装置は第１の複数ジ
ェットに結合されなければならない。これらのジェット
を介して含酸素ガスを第１再燃焼トンネル内に導入しな
ければならない。バーナに関すると同様に、第１再燃焼
トンネル内で遭遇する変動状態が種々の空気所要量を示
す。明らかに、この区域内において過剰空気量を供給す
ると、ガス流を不当に冷却することになる。この冷温ガ
スは燃焼温度に達せず、炭化水素物質は完全燃焼を行わ
ず二酸化炭素および水に分解しない。他方において第１
再燃焼トンネル内に多量の処理物質を装入すると、燃焼
工程を維持するために多量の酸素が必要となる。従っ
て、第１トンネルに対する酸素付加装置は酸素含有ガス
の種々の量を導入するように高、低の設定位置をもたな
ければならない。前述のように、第１再燃焼トンネル内
のバーナおよび酸素付加装置はともに種々の作用レベル
で動作しなければならない。第１再燃焼トンネル自身内
の状態は、これら２つの構成要素の実際の設定位置を指
令しなければならない。従ってこれらは第１トンネル自
身内で生ずる諸要求事項の変化に応答される。第１トン
ネル内の種々の点において定められた温度はそこにおい
て起る燃焼状態についての指示を提供できる。従って、
ごみ焼却炉システムは第１トンネル内の第１温度を決定
する第１感知器を含まなければならない。次に制御装置
が第１感知器およびバーナに結合される。第１予め定め
た設定点以上の温度は一般にバーナからの熱を少くする
必要を指示する。従って、設定温度より高い温度におい
て、制御装置はバーナをその低設定位置にさせる。

【００１４】第２の予め定めた設定点での温度より低い
温度において、第１トンネルはバーナから得られる熱の
大部分の熱を必要とする。従って、この設定温度以下で
は、制御装置はバーナをその高設定位置にさせる。明ら
かに、第２設定点は、第１設定点より、これらが互いに
同じ温度にすることができても、これを超えられない。
第２設定点が第２設定点よりも低いときは、バーナは必
ずしもそうする必要はないが、比例的設定位置を用いる
ことによって応答できる。第１トンネル内において同一
または異なった感知器が第２温度を決定する。第２制御
器は第２温度に応答する。第１酸素付加装置のために適
正な設定位置を定める。高温度は多量の可燃性物質量を
示し、かつ恐らく第１トンネル内の僅かな冷却が恐らく
必要であることを指示する。これに応答して、制御器は
第１酸素付加装置をその高設定位置に位置づける。低温
度においては、如何なる要求事項も存在せず、制御装置
は酸素付加装置をその低設定位置にさせて、熱を減ず
る。第１再燃焼トンネルを通過したのちに、ガスはそれ
らが完全燃焼するための状態にほぼ送達される。しかし
これらのガスは、この工程が環境を悪化させることなく
完全に遂行されるために付加ユニットを必要とする。従
って、第１再燃焼トンネルからのガス流は第３流入開口
部を通って第２再燃焼トンネルに通流する。

【００１５】この接続部において、ガスは主燃焼室内の
理想混合比空気および第１再燃焼トンネル内の付加空気
を受け入れることが好適である。しかし、これらのガス
はさらにその燃焼を完了するために第２再燃焼トンネル
内の付加酸素を必要とする。従って、第２トンネルはそ
の第３流入開口部とその第３排出開口部との間の距離の
少くとも半分の距離を隔てた第２の複数のジェットを装
備する。第２酸素付加装置はこれらのジェットを介して
酸素含有ガスを第２トンネル内に提供する。さらに、ご
み焼却炉内において通常起る種々の状態は第２トンネル
が流入ガスの種々の状態に応答することを要求する。従
って、第２酸素付加装置はまた高、低の設定位置をも
つ。これらの設定位置は第２再燃焼トンネルに種々の空
気量或は他の酸素含有ガスを提供する。また、第２再燃
焼トンネル内のガスの状態の適正指示を温度が示す。従
って、第３感知装置が第３再燃焼トンネル内或はその付
近の温度を決定しかつこの情報を第３制御装置に伝送す
る。第４設定点以上の温度は第２トンネル内の可燃性物
質および冷却作用に必要とする多量の供給量を指示す
る。従って、これらの温度において、制御装置は第２酸
素付加装置をその高設定位置におく。この設定点より低
い温度においては、多量に空気を供給すると第２トンネ
ル内のガス流を不当に冷却させる。従って、第２制御装
置は第２酸素付加装置をその低設定位置にさせてこの望
ましくない効果を避けることができる。第２トンネルを
通過排出するガスは、完全燃焼して外気を汚染しない二
酸化炭素および水となる。特に、この場合一酸化炭素、
窒素酸化物、炭化水素、或は粒子状物質の量は最小とな
る。勿論、他の汚染物質は、たとえ対象物質を適正に制
御燃焼させても完全に無くすことはできない。特に、塩
素および硫黄酸化物は望ましくない汚染物質として残
る。これらの成分の存在は、これらを除去するために別
の処理装置が必要なことを示す。

【００１６】以上のようなものは別として、２つの再燃
焼トンネルは汚染物質を含むガス流をとり上げてこれら
を環境上許容し得る状態にさせる。従って、これらの装
置は主燃焼室から炉筒ガスを処理するのみでなく、他の
ガス源からも同様に処理する。これらの装置は化学処理
手段或は他の燃焼室を含む。一般に、効果的に運用する
ために、２つの再燃焼トンネルは、煙霧バーナとして作
用するときこれらトンネルに流入するガス流に制約を加
える。例えば、可燃性物質を含む微粒子のサイズおよび
流入ガス流の速度は前述の上限値以下に保たなければな
らない。再燃焼トンネルは、それに用いられる原料物質
の如何に拘わらず、二重壁構造の圧力室をそれらの外側
に含むことが好適である。通常は送風機を用いる酸素付
加装置は、空気をこれら圧力室内に押し入れる。空気を
第１および第２トンネル内に導入するジェットは、圧力
室に接続され該圧力室からそれらの空気を受ける。この
圧力室を通過する空気は、従ってトンネルの壁を通過す
る熱のほとんどを把捉する。よって、圧力室は一種の動
的絶縁装置として作用してトンネルからの実質的熱損失
を防ぐ。さらに、流入空気は、トンネル壁に冷却効果を
及ぼしてそれらの破損を防止する。ジェットは主ガス流
の移動方向に対し鋭角をもって空気を導入する。これに
より空気の導入を助長しかつ効果的な混合と燃焼のため
の必要な乱流をつくる。そのうえ、上記の角度でこれら
のジェットから空気を送出するから、送風機もこれらの
トンネルを通って流れるガスを維持する導入送風をつく
るのを助ける。このごみ焼却炉システムは、付加制御装
置を含み、これによって第３室内における過剰にして破
損を伴い兼ねない熱の生成を防止する。よって、許容設
定点を超える温度は、第１再燃焼トンネル内のバーナを
遮断させる。しかし、塩素を含む場合は上記の状態が起
ってはならず、第２室内の熱は、塩素をそれが取り付け
られている炭化水素から離脱させることが必要である。
さらに、過剰に高い第２再燃焼トンネル温度は、主室内
の酸素付加装置を低設定位置にさせる。これによって燃
焼速度が下がり、全システムにわたって温度を低下す
る。

【００１７】最後に、自動装填手段をもつごみ焼却炉の
場合、過剰の第３段階温度は簡単にこれらの装填装置を
遮断させる。よって、それ以上のごみがシステムに装填
されず、望ましくない付加的な熱が発生しない。第３段
階における温度が再び上位設定点以下に低下すると、こ
れらの操作はすべて逆転し、システムは従前どおりに運
転する。主燃焼室の構造は、再燃焼トンネルに苛酷さを
やわらげた要求を与えるガス流を提供するのを助ける。
またこれによって、最も望ましい、換言すれば最小容積
の灰が得られる。上述のように、炉床は装入ごみを支持
するのに用いられるとき格子上で多くの利点を提供す
る。しかし、適切な燃焼を得るためには、空気或は他の
酸素含有ガスは燃焼しているごみのかたまり内に直接に
流入しなければならない。これは、一般に燃焼ごみと酸
素を合理的に徹底混合させるためらに下方から実施しな
ければならない。もし、炉床に階段形態を与えれば、こ
の作業は容易かつ効果的に遂行できる。上述の階段の垂
直面内に流入空気用のノズルを配置すると、ごみがノズ
ル内に入りこれを詰まらせるのを防ぐ効果がある。よっ
て、ごみが直接炉床上に装入されても、階段部の面に配
置されたノズルは空気の通過を許す。しかも、これらの
ノズルはごみに対して上向きにかつごみの中に向いてい
ないからごみがノズル内に入りかつこれを塞ぐのを防
ぐ。さらに詳しく述べれば、燃焼室はしばしば合体した
４つの耐火壁を含む。第１組の壁は、第２組の場合と同
様に互いに向き合っている。各組の壁は他組の壁に結合
している。

【００１８】耐火性屋根がこれらの壁を連結し、かつ耐
火性炉床がこれらの壁を結合する。流入開口部がこの壁
の１つに設けられ、一方流出部が一般に屋根の開口部と
して設けられる。炉床に設けられた垂直階段部は一般
に、流入開口部を有する壁に対し垂直に整列し従ってこ
の壁を結合する２つの壁と平行に延びる。次にほぼ水平
で平坦な面が隣接する階段部を結合する。入口扉を有す
る壁組間のほぼ全距離にわたって延びる空気ノズルが垂
直面内に配設される。よって空気は燃焼室に流入する直
前にノズルを通過する。主室のノズルを通って流入する
空気は、勿論、燃焼するごみからの粒子状物質を附随す
る。これは燃焼するごみの直下に位置する炉床内のノズ
ルを通って流入する空気に特に加流される。上述のよう
に、過少空気室はその望ましさを制約する重要な欠点を
もつ。従って、主室は一般にその取り扱う設計Ｂtu熱量
に対する化学量論的量の±１０％（９０〜１１０％）に
等しい量の酸素を受けなければならない。炉床内のノズ
ルを介してこの空気量の大部分を圧送すれば、ごみから
の粒子状物質を附随しかつ飛散させる危険を伴う。これ
らの粒子状物質は、次に煙霧汚染としてごみ焼却炉シス
テムの排出部から通過される。

【００１９】しかし、ノズルを通過する空気の速度を制
限することによって流入空気による粒子状物質の附随を
減じかつ殆んどこれを防止できる。上限として空気は約
３００ft／min （１．５ｍ／ｓ）を超えない速度でこれ
らのノズルから放出しなければならない。好ましくは、
約１５０ft／min （０．８ｍ／ｓ）より低速で流れる。
これらの速度はわずかに人の触覚に知感できる程度のも
のであって燃焼ごみから粒子状物質の附随を避けるのを
助ける。多量の空気をこの室内へ通流させなければなら
ない。しかし、この空気速度が低いと、主室に流入する
直前に空気が通過するための大きい断面積を要する。最
小開口部よりも大きい多数のノズルを提供することによ
ってこの成果を得る。主燃焼室の形状もまた内側に配置
されかつ内側に生じた気状物質を明瞭に処理できるその
能力を実行可能にさせる。従って、該室の壁と平行にと
られた垂直断面はほぼ長方形をなしている。しかしこの
全体形状は流入開口部をもつ壁と垂直に延びる階段部の
列をもつ炉床の使用を含む。この長方形状は他の形状の
一層狭い区域における高いガス速度の発展を避けること
ができる。特に円形断面の場合、室の頂部および底部は
小さくかつ包囲された区域を構成する。これらの区域を
通過するガスは大きい速度に達し、これによって粒子状
物質の好ましくない量と種類を飛散させる。さらに、主
室が設計された予め定めた平均Ｂtu量に対し、比較的低
い値を示さなければならない。さらに、流入開口部をも
つ壁から流出開口部に向って延びる細長い形状をもたな
ければならず、これによって内側に所在するごみをおだ
やかに燃焼せしめる。

【００２０】特に、流入開口部をもつ壁とごみ焼却炉の
他側におけるその対応部分の長さはその高さとほぼ等し
くなければならない。さらに詳しくは、これら２つの形
態の比は約１：０９〜１：１．１の範囲内になければな
らない。流入開口部をもつ壁とその対向部との間の距離
は主室で燃焼する粒子状物質の適当な上昇速度を確立す
るために上記の長さのいずれよりも大いに超過しなけれ
ばならない。特に、流入開口部をもつ壁の長さ或は高さ
に対するこの距離の比は約２：１〜３．５：１の範囲内
になければならない。さらに、この室は燃焼を行わせる
ために好適な面積と容積をもたなければならない。これ
によって、一層狭く囲われた空所における燃焼に附随す
る高いガス速度を避けることができる。理論混合気空気
に対しては、主室は十分な水平区域をもたなければなら
ず、この面積に対するその設計された燃焼能力の比は約
75,000〜135,000 Ｂtu／ft² ・hrの範囲内である。その
容積に対する設計された能力の比は約7,000 〜15,000Ｂ
tu／ft³ ・hrの範囲内になければならない。実質的な量
の顔料を含まないごみの場合、上記の比は約10,000〜1
5，000 Ｂtu／ft³ ・hrの範囲内になければならず、こ
れにより主室内に理論量の混合空気を入れることにより
主室内から出る粒子状物質の上昇速度と大きさを推定す
ることができる。勿論、主室内での燃焼は熱を発生す
る。しかし、主室から最大可能量の熱を除去することは
燃焼処理に有害な影響を与え、後続する再燃焼装置によ
る燃焼生成物の適当な処理を行なうために過大な量の付
加燃料が必要となる。そのうえ、塩素のような化学的に
化合した原子が炭化水素から遊離できない点まで温度を
低下する。

【００２１】しかし、主室は通常方式で回収できる若干
の過剰熱量をもつ。一般に、この熱量の回収は流体熱交
換媒体を主燃焼室内の導管を通過させ、或は燃焼室と接
触させて放射熱を把捉することである。しかし、再燃焼
装置を通過する燃焼ガスは、バーナからの付加熱と同様
にそれらのガスがもつすべての熱を必要とする。従っ
て、再燃焼装置内では熱回収が起り得ない。事実、再燃
焼装置は一般に実質的な熱の漏出と該装置内で行われる
処理の失敗を防ぐために絶縁対策がとられている。しか
し、再燃焼装置を通過した後に、その時点で完全燃焼し
たガスは他の有用な目的に提供し得る可成りの熱をも
つ。この完全燃焼したガスを再燃焼装置を通過させてこ
のエネルギの把捉を達成させることができる。よって、
主室は十分な熱をつくり、或る程度のエネルギを回収す
ることができる。しかし、再燃焼装置内のガスは実質的
にそれらの熱のすべてを保持しなければならず、通常は
種々の汚染物質を駆除するためにバーナからの付加熱を
必要とする。しかし、再燃焼装置を通過した後に、さら
に実質的な熱回収が行われる。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１において全体を３０で示すごみ焼却炉はまず
主燃焼室３２内へ一かたまりで送られるごみ用の入口扉
３１を含む。主室３２は燃焼炉の第１段階区域を構成す
る。補助バーナ３７はガスや油のような補助燃料のもの
で燃焼室３２内に装填されたごみを点火する。これらの
バーナはまたもし温度レベルがごみに含まれた水分のた
めに低下し始めた場合に室３２内の温度レベルを維持す
るのを助長する。バーナ３７はそれに使用する空気を、
後述する第２段空気圧力室から通風ダクト４０を通って
受ける。主燃焼室３２は下火用空気ジェット３８および
上火用空気ジェット３９の両方を具備する。これらのジ
ェットはごみ燃焼を維持するのに必要な酸素を提供す
る。主燃焼室内に空気を送り込むために、モータ４２が
送風機４３を駆動して空気を圧力室４０およびジェット
３８およびジェット３９に圧送する。最後に、感知器４
４が主燃焼室３２内の温度を測定する。主燃焼室３２か
らの燃焼生成物は図４に示すようにオリフイス４５を通
って燃焼システムの第２段区域４６内に流入する。適切
な燃焼状態を維持するために、第２段区域４６はガスに
よって作動するように図示された図３のバーナ４９を含
む。さらに、空気ジェット５０がモータ５２によって駆
動される送風機５１から二次燃焼空気を提供する。送風
機５１はバーナ４９上に大型ノズル５３を介して強力か
つ長大な空気ジェットを提供する。第２段区域４６の天
井は特に高温になる。大型ノズル５３からの空気は天井
を許容できる非破壊温度まで低下する。第２段区域４６
はまた温度感知器５４を含む。

【００２３】第２段区域４６から、不完全燃焼ガス生成
物がオリフイス５５を通って水平方向へ、図６に示す第
３段区域の第１部分に流入する。第３段区域の第１部分
５６は第２段区域４６と同一の水平レベルに配列され
る。上記ガスはその熱のために壁５７の上方へ流れて第
３段区域の上方燃焼室５８に流入する。この上方室５８
は第２段燃焼区域の上方に位置する。ガスを上方燃焼室
５８から流出せさるために、このガスは図７の円筒形邪
魔板６２の下側を通過しなければならない。ガスのこの
幾分曲りくねった経路は第３段区域の上方燃焼室５８内
にガスが滞留する時間を増す。図６に示すジェット６４
は上方室５８内の燃焼ガスに付加空気を提供する。室５
８に接線方向に流入する空気はガスと空気との旋転混合
を助長する。ジェット６４用の空気は図２および図３で
見るように、モータ６７で駆動される送風機６６によっ
て先づ圧力室６５を通過する。この燃焼ガスは煙突を通
流するため最終的に邪魔板６２の下側を通り、図６に示
す煙突６８に流入する。ここにおいてジェット６９が完
全燃焼のために必要な最終空気を供給する。ジェット６
９からの空気はまた、煙突６８の金属表層７０を冷却す
るのにも用いられる。図１および図２に示す感知器７３
は煙突６８内のガスの温度を測定する。ジェット６９は
その空気を送風機５１から受け入れ、この送風機５１は
第２段区域４６のジェット５０およびノズル５３用の空
気も提供する。

【００２４】主燃焼室３２内のごみの量がその所望割合
より低下すると、この室の温度は許容し得ない程度まで
低下する。これらの状態の下で、オリフイス４５の寸法
を狭めれば主室３２内に十分な熱を維持するから、その
温度は許容レベルに保たれる。従って、カバー７５が図
７に示すようにオリフイス４５の上に配設される。室３
２内に十分量のごみを装填した状態で、カバー７５をオ
リフイス４５の上に移動して、主室３２内の最適な温度
レベルを維持するのに必要な範囲までオリフイスを閉じ
る。付加ごみを主室３２に装入するときは、カバー７５
は手動または自動式制御手段によって移動される。棒７
６がカバー７５に結合され、かつ外部まで室壁７７を貫
通する。ここにおいて、使用者は棒７６を手で操作して
カバー７５を移動させる。図５において、主室３２への
装入扉３１は実線で示すその閉じ位置にあり、その開き
位置は仮想線で示す。扉３１は耐火カバー７６をもつ。
よってこの耐火カバーは閉じ状態において絶縁炉の一部
をなす。扉３１はその適切な着座と良好な炉シールを保
証するために点７７および７８において二点枢支されて
いる。ブラケット７９が第２枢支点７８を主室３２に取
付ける。

【００２５】図４に示す主室３２内において、燃焼によ
って生成された微粒状物質は低い上昇速度をもたなけれ
ばならない。これはこの微粒状物質が燃焼室から最終的
に環境内へ飛散するのを防ぐためである。このために
は、室はこれを通過するガスが加熱されたとき２ft／se
c(０．６ｍ／ｓ) 以下の総合速度をもつようにその幾何
学形状および十分な大きさをもたなければならない。理
想的には、この上昇速度は１ft／sec(０．３ｍ／ｓ) で
あるべきである。換言すれば、ガスはその使用温度にお
いて、この上限速度よりも早く流動しないことである。
このことは、ガスはそれが熱せられると膨張して、或る
囲われた室から出るときはその速度を増大するという事
実を考慮に入れたからである。この上昇速度は使用温度
における主燃焼室内のガスの垂直速度として定められ
る。ガスの垂直速度の増大を避けるために、下火用ノズ
ル３８および上火用ノズル３９がそれらの空気を室３２
内へ水平に導入する。さらに、空気は高速でジェット３
８および３９を通流するが、これらのジェットの導入す
るガス容量は低い。これによって室３２全体を通流する
平均上昇速度を最小にする。よって、ジェット３８およ
び３９を通る空気の導入は室３２内における実質的な垂
直運動成分を生ぜしめない。そのうえ、主室３２内に導
入される空気総量の制限は該室内での垂直上昇傾向を制
御する。主室３２を密閉し、かつジェット３８、３９お
よびバーナヘッド３７からのみ空気を提供することによ
って上記の成果が得られる。さらに、主室３２の温度は
可成り厳密な制御の下に維持されなければならない。こ
の温度はごみ内に固着した炭素を燃焼するために十分高
く維持しなければならない。これは、炭素が室内のごみ
から容易に気化しないことによる。一般に、固定炭素の
燃焼には約1,400 °F （760 ℃）の温度が少くとも必要
である。また、空気および木炭が結合しかつ燃焼を実施
するために空気および木炭用の燃焼質量の十分な燃焼持
続時間が必要である。

【００２６】他方において、もし温度が高くなり過ぎる
と、ガスは不当に高い速度で一定容積室から離脱する。
さらに、過度に高い温度は、酸化亜鉛その他の濾過材料
のような、可燃ごみ内の不活性物質を気化させる。酸化
亜鉛は、被覆および織物基質に不透性を付与するのに用
いられる最も一般的な濾過材であって、約1,500 °F（8
15 ℃）で気化する。他のこのような材料は一般にこれ
よりも高い温度で気化する。従って、主室３２内の温度
は約1,400 〜1,500 °F （760 〜815 ℃）の範囲内に保
たなければならない。室３２はその適温を維持するのを
助けるために、炉における設計Ｂtu率の化学量論的量の
±１０％に等しい量の酸素量を受け入れなければならな
い。もしこれより多い量が流入すると、燃焼が加速され
て、平均炉温度は目ざましく上昇する。これ以上空気を
増せば冷却効果が得られる。これによって温度は1,400
°〜1,500 °F （760 〜815 ℃）以下にも下げることが
できる。勿論、この点において、極めて多量の導入空気
は２ft／sec(0.6 ｍ／ｓ) という所望上限をはるかに超
えるガスの垂直上昇速度に増大する。空気量が不十分な
ときは、所謂「過少空気」燃焼として知られる状態を生
ずる。これによって、燃焼室内の温度は不十分となる。
そのうえ、この過少空気方法は他の欠点を示す。先づ、
これによって二酸化炭素でなく一酸化炭素を生ずる。こ
の危険なガスは主室から環境に逃れる。この結果、この
型式の燃焼室は閉鎖された建物には不適当である。

【００２７】さらに、過少空気方法は、後述により詳細
に説明する可燃性材料を気化するために発生する熱の大
部分を保留させることが必要である。従って、過少空気
室は一般に主室内の熱を保持するためにその排出ポート
に小型ののど部を有する。特に、一般に流出ポートの面
積平方in当り20,000Ｂtu程度に高い流出速度をもつ。こ
の小さい開口部は主室内に気化ガスを多量に保持して室
内に正圧をつくる。室への入口ポートを開くと、内部の
圧力はこのポートを通して室外へ燃焼ガスと共に一酸化
炭素を排出させる。比較のため、主室３２からの排出ポ
ート４５は約15,000Ｂtu／in² の設計流出速度をもつ。
この結果、主室は外気に比して僅かに負の分圧をもち、
その存在する室内へのガスの圧出を避ける。さらに、理
論混合気の空気量を導入することにより、一酸化炭素で
なく二酸化炭素の生成を得る。ごみ或は他の諸要素内の
高い水分含有量は、室３２内の温度を所望の1,400 °F
（760 ℃）以下に下げる。この状態を避けるために、バ
ーナがガス或は油を用いて主室３２内の温度を所望レベ
ルまで増大する。上記の1,400 °F 〜1,500 °F （760
〜815 ℃）は室３２全体にわたる平均温度である。可燃
性物質は、この平均温度以上或は以下の実際の燃焼温度
を示すことがある。しかし、少量の燃焼物を導入せずに
多量の燃焼物を用いることによって大部分のごみはその
燃焼中に、前記の平均燃焼温度を得られる。要約すれ
ば、主室３２の設計容量に対して理論混合空気量を導入
することにより次の２つの成果を得る。第１は、固着炭
素をすべて燃焼することを保証する。理論混合空気より
も少い空気量では固着炭素を燃焼するに足る酸素が提供
できない。さらに、大部分の固着炭素は主室内の上昇熱
レベルにも拘わらず、気化できない。従って、多量の固
着炭素が未燃焼状態で残り、生成される灰量を大いに増
大させる。

【００２８】第２には、上述のように、理論混合空気は
主室３２内の大部分の材料を燃焼させる。「過少空気」
システムはごみ内の物質を気化させる。この気化された
物質の量は主室内のガスの総量を増す。この多量のガス
が移動すると主室内に大きい上昇速度が起る。よって、
理論混合比空気を提供すると気化した炭化水素の発生を
避けかつ主室３２内のガスの上昇速度を最小にする。こ
のことは室内から環境への微粒状物質の随伴放出を避け
ることになる。主室３２の総容積もまた、該室内で起る
燃焼温度に影響する。よって、室３２は約12,000Ｂtu／
ft³ ・hrを超えることからその規定の熱発生を避けるた
めに十分な容積をもたなければならない。一般に、熱発
生は約10,000〜15,000Ｂtu／ft³ ・hrの範囲内になけれ
ばならない。容積を減少し、かつこのようにこの熱発生
値を増大すれば、主室の温度は所望限度を超えて増大さ
れる。ごみ焼却炉の熱発生に関しその指示された容積の
変動を示す特別な環境状態になることもある。例えば、
塗装材料を施した材料の場合、それに含まれる顔料の気
化を避けるためにその温度を低く保たなければならず、
かつ気化された顔料は後刻、システムの低温部分に凝結
する。この場合、主室は約7,500 Ｂtu／ft³ ・hrに熱発
生を保つために十分な容積をもたなければならない。

【００２９】主室の水平面積は主室内のガスの上昇速度
に直接の影響をもつ。次の公式は主室３２内のガスの速
度を与える。 Ｖ＝Ｑ／Ａ （１） ここにＶは主室内のガス速度、 Ｑは主室に流入する空気量 Ａは室の面積 この式を変形して、 Ａ＝Ｑ／Ｖ （２） 上述のように、理想的には、速度Ｖは約１ft／min
（０．３ｍ／ｓ）とする。流入空気量Ｑは室内の装入物
を理論混合気状態で燃焼しなければならない。所要空気
容積に対する量を得るために、焼却炉に導入されるごみ
の量およびこのごみの有するＢtu／ｌｂの数値を知る必
要がある。

【００３０】よって、典型的な公営システムに対し、焼
却炉は約40,000,000Ｂtu／hr燃焼しなければならない。
炭化水素類を燃焼するには、一般に１００Ｂtu／hr燃焼
するのに１ft³ /secの空気を要するので、一般の許容で
きる近似としてこのＢtu量を１００で除してこの焼却炉
に用いる時間当りの空気量とする。この空気量を3,600
で除して１１１ft³ /secの空気が必要となる。しかし、
これは標準状態における空気量である。約1,400 °F
（760 ℃）に温度が上昇し、かつ理想ガスを用いたとす
れば、この容積は3.57倍まで増大する。よって、燃焼温
度における室は３９６ft³ ／sec の空気量を受け入れ
る。前記の公式（２）により、この炉は約３９６ft² の
面積が必要となる。上述の計算をまとめれば、主室３２
の面積はその定格Ｂtu量を100,000 Ｂtu／ft² ・hrから
大きく超えない程度と言えば十分である。この値は大ま
かに言って75,000〜125,000 Ｂtu／ft² ・hrの範囲内に
ある。第２室４６において、主室３２の燃焼生成物は過
剰な空気を受け入れる。これによって可燃材料は十分な
酸素供給の下でその完全燃焼を保証される。前述のよう
に、主室内のごみは理論混合気量の酸素を受け入れる
が、それにも拘わらず、ごみと酸素との間の不完全混合
のために完全燃焼にはならない。第２段区域４６内に導
入された付加空気は燃焼工程を完成するための適切量の
空気供給を保証する。

【００３１】この付加空気はジェット５０を通って第２
段区域４６に流入する。図８に示すように、ジェット５
０は図８において矢印８２で示すガスの経路に対して４
５°の角度で空気を導入する。これは燃焼構成要素を第
２段区域を通って移動させるのを助ける。さらに、ジェ
ット５０からの空気流が室４６に流入する角度は乱流を
生ぜしめて空気と燃焼ガスとを混合して燃焼を完成させ
る。第２室４６に流入する未燃焼気化性気状材料の量
は、主室３２内で行われる瞬間的反応によって決まる。
よって、微粒状ごみの導入後の或る特定の時に、揮撥性
物質の衝動、或波動が第２室４６を通過する。この波動
は完全燃焼するためにジェット５０からの付加酸素量を
必要とする。温度感知器５４は空気ジェット５０および
バーナ４９の両方を制御する。第２段区域４６が先づ1,
500 °F （815 ℃）のその作用温度に達したのち、感知
器５４が通過する燃焼生成物の温度を監視する。一般に
1,600 °F （870 ℃）の第２の、或は上方予定設定限界
温度を超える温度に上昇すると、第２段区域４６内の揮
撥性材料が多量に燃焼したことを示す。次いで第２段区
域はこの多量の揮撥性物質とともに燃焼する付加空気を
受け入れなければならない。また、焼却炉外側環境の低
温度で導入された空気は第２段区域をその過度に高い温
度から冷却する。

【００３２】これを実施するために、図１の感知器５４
が送風機５１の羽根９２に結合するリンク仕掛棒を取り
付けた制御器モータ９０に連結する。感知器５４によっ
て検知された上昇温度は羽根を開かせてさらに多量の空
気を送風機５１に通過させる。次にこの空気はジェット
５０を通って第２室４６に流入する。感知器５４はまた
バーナ４９にも接続する。バーナ４９は第２段区域４６
内に十分高い温度を維持してすべての揮撥物を燃焼する
のを保証する。第２段区域４６が第１設定点温度1,500
°F （815 ℃）に達すると、バーナ４９が供給するすべ
ての熱は不要となる。従って、バーナ４９は感知器５４
によって最終的に制御される弁をもつ。この弁は第２段
区域内の温度を不必要に上昇して補助燃料を無駄にしな
いように維持するためにバーナ４９の作用を弱める。感
知器５４によって検知された温度が1,600 °F （870
℃）の上方予備設定レベル以下に低下すると、第２段区
域４６はこれを通過する揮撥性物質は減ずる。従って、
感知器５４は羽根９２を閉じて第２段区域４６内への空
気送量を減ずる。この少量の空気量は第２段区域４６の
収納物への冷却効果は少ない。しかも、揮撥性物質は一
層少くなってその燃焼を完成するには酸素量は十分であ
る。さらに、第２段区域４６内の温度が下るとバーナ４
９からの付加熱が必要となる。事実、バーナ４９は第２
段区域４６を1,500 °F （815 ℃）の第１設定点に維持
するために十分な熱を提供しなければならない。よって
得られる温度は第２段区域内の揮撥性物質の適性な燃焼
を実施させる。

【００３３】同様に、熱感知器４４は主室３２内の温度
を検知する。室３２が所望の温度1,400 °F （760 ℃)
を維持するのに足りる十分なごみを収納しないとき、感
知器４４はバーナ３７への燃焼供給量を増大させる。バ
ーナ３７で発生した付加熱は主室３２内の温度を所望レ
ベルにもたらす。もし室３２内の温度が所望の1,400 °
F （760 ℃）を超えて増大すると、感知器４４はバーナ
３７を遮断する。これによって室３２内の過熱発生を防
止する。第２段区域４６の排出ポート５５を離脱するガ
スは、これが主煙突６８に流入するまで曲りくねった経
路を通らなければならない。さらに、これらのガスは邪
魔板６２の下方の極めて狭い空所を通って主煙突６８に
到る。この狭い空所は第３室５８内にこのガスを保存
し、このシステムを通流するガスの進行経路内で絞り部
として作用する。従って、ガスの進行に対するこの抵抗
は、システム内でのガスの滞留を長びかせる。さらにこ
の抵抗は大きい乱流を生ぜしめ、第２室４６内における
燃焼生成物と導入空気とを十分に混合させる。そのう
え、長い滞留時間は、蒸気および煙と同様に微粒状物質
を燃焼させる。ガスの滞留はまた第２段区域４６を、バ
ーナ４９を介しての補助燃料の使用を増大せずに所望温
度範囲内に維持するのを助ける。

【００３４】第３段区域５８内のガスは２つの供給源か
ら空気を受け入れる。その第１は、モータ６７で駆動さ
れる上方送風機６６によって提供される旋転空気がジェ
ット６４から流入する。この空気はまた燃焼を一層完成
させるため或る温度の混合作用を導入する。さらに、こ
の生成された旋転流は第３段区域内でのガスの滞留時間
を増大する。熱感知器７３はポート６４から送風機６６
によって導入される空気量を制御する。第３室５８は常
にジェット６４からの或る量の空気を受け入れる。しか
し、感知器７３によって検知された温度の増大は室５８
内にさらに多量の揮撥物質があらわれたことを示す。勿
論この揮撥物質は検知された熱を供給する。この付加揮
撥物質は付加空気を必要とする。従って、約1,750 °F
（954 ℃）の下方設定点以上では、この制御器は図２の
送風機６６上のアイリスをさらに開かせる。これによっ
て、送風機６６は1,750 °F （954 ℃）の第１設定点以
下のときに送出したよりも多量の空気を提供する。しか
し、アイリス９４を制御するモータ９５は約１３〜２０
秒の応答時間をもつ。このため第３室５８内へ導入され
る空気量を緩徐に漸進的に調節することができる。この
応答時間中に、第３室内の温度はそれまでの傾向を逆転
し、導入空気量の変動を少くすることを要するように指
示する。従って、アイリス９４は、十分緩徐に応答して
２つの値の間で急激に変動することなく徐々に変化させ
る。なお、１３〜２０秒たつと、アイリスは十分な速度
をあらわして第３室５８内の煙の発生を防止するために
十分な空気量を導入させる。

【００３５】感知器７３はまた、主室３２内の送風機４
３を制御する。下方設定点1,750 °F （954 ℃）を超え
る第３室５８内の温度は、主室３２内での燃焼速度が過
大なことを示す。この高温度を生ぜしめたごみは既に主
室３２内に入っているから、その温度は或る量のごみを
取り除くことによって下げることはできない。しかし、
ジェット３９を通して導入された空気の量を低下するこ
とによって主室３２内の燃焼を減退させることができ
る。この方法は第３室５８内の温度を所望の設定点1,85
0 °F （1,100 ℃）以下に維持させる。感知器７３にお
ける温度が下方設定点1,750 °F （954 ℃）より低下す
ると、上記とは反対の動作が起る。従って、空気ジェッ
ト６４は最終燃焼段区域５８内への低い空気量を提供す
る。かつ、送風機４３はジェット３９を通って主室３２
内へ一層多い、或は正規の空気量を導入する。もし第３
段区域の温度がその上方設定点1,850 °F （1,100 ℃）
を超えれば、この区域は第２段区域から過大の熱を受け
る。この場合、第２段区域も第３段区域もその最小温度
設定位置においてもバーナ４９によって生ずる少量の熱
をも必要としない。しかし、バーナ４９はこれを通る最
少量の燃料以下では動作できない。第３段区域感知器７
３がその上方設定点以上に上昇すると、バーナ４９は単
純に遮断する。次にもし感知器７３が第３段区域５８内
の温度が1,850 °F （1,100 ℃）以下に下ったことを検
知すると、バーナ４９上の弁が開き、その口火がバーナ
燃料を点火する。最後に、付加第３段区域ジェット６９
用の空気が第２段区域送風機５１から到来する。ジェッ
ト６９はわずかに上向きで逆対数状円筒形邪魔板６２ま
わりの回転方向をもった空気を提供する。これは邪魔板
６２を低温かつその破損点以下に保つ。同時に、ジェッ
ト６９は主煙突６７を通る上向き通風を提供するのを助
長する。これによって第３室用の高い煙突の必要をなく
す。図９に示す始動ボタン１０１を押すと、バーナ４９
への弁が作動しブロック１０２で示すその最大開き位置
をとる。送風機４３，５１，６６用のモータ４２，５
２，６７それぞれがブロック１０３，１０４，１０５で
示すように最大動作状態になる。調整モータがまた、送
風機上のアイリスをブロック１０６，１０７，１０８で
示すようにそれらの最小位置及び１０８で示すように最
大位置をとらせる。制御パネルはブロック１０９で示す
ように電気的に付勢された状態になり、これはパネルに
装備される計器、リレーおよび制御器を含む。

【００３６】次にすべての燃焼区域は点火が始まる前に
送風機から空気の浄化を受ける。ブロック１１０で示す
ように、空気浄化タイマが十分な時間この浄化を続けた
のちに始めて点火が起る。ブロック１１１において、バ
ーナ４９への口火が点火する。火焔検知器がこの口火が
点火したかどうかを決める。もし点火しなければ、ブロ
ック１１２で示すようにこのシステムがこれ以上進行す
るのを防止する。しかし、もし火焔検知器がブロック１
１３における火焔を発見すれば、バーナ４９への駆動型
ガス弁はブロック１１４で示すように開く。最初に、バ
ーナ４９は、ごみが主室３２に装入される前に許容温度
まで第２段区域４６を加熱する。ブロック１１５で示す
熱電対５４が第２段区域４６の温度を測る。さらに詳し
くは、熱電対はこのシステムがさらに進行するように第
２室４６がその第１設定点に達するとブロック１１６に
おいて示す。この点において、バーナ４９の調整された
ガス弁はブロック１１７で示すように燃料を保全するた
めにその最小レベル状態となる。また、主室バーナ３７
用口火はブロック１１８で示すように点火する。もしこ
れらが実際に点火状態になると、ブロック１１９で示す
検知器は各ガス弁をブロック１２０で示すように作動さ
せ、主室３２を加熱する。熱電対４４はブロック１２１
で示すように主室３２内の温度上昇を検知する。バーナ
３７は、主室３２がブロック１２２で示すその設定点温
度1,400 °F （760 ℃）に達するまでそれらの最大機能
を継続する。1,400 °F （760 ℃）において、主室内の
バーナ３７はブロック１２３で示すように遮断される。

【００３７】一般に、主室内の温度は次いで設定点以下
に低下される。もしこの状態になると、オン・オフ弁が
バーナ３７を再び接続状態に戻し付加熱を提供する。二
重矢印１２４は、ブロック１２１で示す主室熱電対によ
って為された測定値とブロック１２３で示す主室バーナ
３７の設定値との間の連続する相互作用を示す。一般
に、主室３２がごみを受け入れると、この材料の燃焼は
十分な熱を発生して主室をその設定点以上に保ち、その
内部のごみの燃焼によってバーナ３７の熱を必要とする
ことはほとんどない。上述のように、始動作業中に、第
２段区域感知器５４は第２段区域高熱制御器をブロック
１１６で示すようにその第１設定点温度にもたらす。こ
れはガスバーナ４９の調整ガス蝶型弁をブロック１１７
で示すようにその最小位置におく。ブロック１１５で示
す第２段区域熱電対は高熱制御器をブロック１２５で示
すその第１設定点にもたらす。これは第２段区域ガスバ
ーナ４９をブロック１０２で示すその最大設定位置に戻
す。主室３２が燃焼ごみを含むときは、第２段区域熱電
対５４によって検知された温度は上昇し続ける。最終的
に、ブロック１２６で示すように第２段区域高熱制御器
はその第２設定点を超える。これは第２段区域送風機５
１用の調整用モータ９０をブロック１２７で示すように
その最大空気位置をとらせる。従ってさらに多量の空気
が第２段区域４６に流入して第１段区域３２からごみ焼
却炉の当該部分に到達した揮撥物の燃焼を行なう。

【００３８】しかし、第２段区域高熱制御器は時々ブロ
ック１２８で示すように第２段区域の温度がその第２、
或は上方設定点以下に低下したことを感知する。これに
より第２段区域への空気用の調整モータをブロック１０
６で示すようにその最小位置にもたらす。よって、熱電
対５４はブロック１１５で示すように、１２６および１
２８それぞれによって示す第２段区域高熱制御器の上方
設定点以上或は以下に下がる温度を感知する。これは第
２段区域への空気用調整モータをしてブロック１０６お
よび１０７それぞれで示す最小或は最大量の空気を導入
する。いずれの場合も、その結果として第２段区域４６
はここに到達する揮撥物を燃焼するのに適した酸素量を
受け入れる。主室３２内での点火は、揮撥物を生ぜし
め、この揮撥物は第２段区域を通って上昇して第３段区
域に到達し、ここにおいてその燃焼を完成する。この燃
焼は第２段区域４６において起る燃焼と同様にして第３
段区域を加熱する。第３段区域５８内の高熱制御器７３
はブロック１２９で示すように第３段区域の温度を検知
する。

【００３９】第３段区域の温度は第３段区域高熱制御器
の第１設定点以上に上昇することがある。これが起る
と、ブロック１３０で示す第３段区域高熱制御器はブロ
ック１３１で示す第３段区域送風機６６を介して最大量
の空気を導入する。この作用は冷却効果とともに第３段
区域に到達するすべての材料を燃焼するのに適切な酸素
供給を提供する。高熱制御器はまた、主室３２内の空気
用調整モータをブロック１３２で示すその最小位置にも
たらす。室内の全燃焼速度は、操作できない揮撥物量で
第３段区域を一ぱいにするのを避けるために低下する。
第３段区域高熱制御器はまた、その第１設定点に対し可
逆的に動作する。よって、ブロック１２９で感知する熱
電対７３がもし第３段区域がその第１設定点以下に低下
したことを検知すれば、ブロック１３３の第３段区域高
熱制御器は、主室空気用調整モータをこの時点でブロッ
ク１０８にあるその最大位置に戻させる。これはその区
域内の燃焼速度を通常速度に維持する。さらに、第３段
区域内の空気用調整モータは、第３段区域は少量の空気
を必要とするからブロック１０７で示すその最小位置に
戻る。

【００４０】第３段区域内の温度は上昇し続け、これは
ブロック１２９で示す熱電対７３によって検知され、最
終的には第３段区域高熱制御器、ブロック１３４の第２
設定点を超える。もしこれが起こると、第２段区域駆動
型安全ガス弁はブロック１３５で示すように完全に遮断
される。この遮断は燃焼生成物は十分に高温となって第
２および第３段区域に何等付加燃料を要せずに温度範囲
を維持する。温度が第３段区域の設定点以下に低下する
と、ブロック１３６で示す第３段区域高熱制御器が駆動
ブロック１１４で示す第２段区域バーナ４９用の駆動式
安全ガス弁を作動する。図１０乃至図１３は図１乃至図
８に示すごみ焼却炉を適正に制御する電気回路を示す。
この回路に用いられる構成部品を次表に示す。

【００４１】

【表１】 図１０乃至図１３の回路に用いる部品表 記 号 構成部品 ACT1−ACT3 V4055A1031 ；Honeywell ACT4−ACT7 MP2150-500-001 ；Barber Coleman CR1,CR2,CR6 700-N-400A1；Allen Bradley CR3 −CR5 RA890G ；Honeywell F1, F2 30amp F3 8amp F4 5amp FR1 −FR3 C7009A；Honeywell IL1 −IL7 800T-P26；Allen Bradley IP1 −IP3 Eclipse 16160 M1, M2 15 HP M3 3 HP MS1, MS2 707-CAB70；Allen Bradley MS3 707-AAB65；Allen Bradley PGV1-PGV3 V4046C1054 ；Honeywell S1 440V, 3Ph, 60Hz Switch S2 120V Switch S3 9007-B54B2 ；Square D S4 C437H1043；Honeywell TI T-53008(500Vamp)ACME T2−T4 22042；Honeywell TC1, TC2 52302-409；Alnor T/C1−T/C3 C.S.Gordon 1410-12 ； 1153-190-12:TH2706-A TMR1, TMR2 BR111A600；Eagle Signal TMR3 BR107A500；Eagle Signal

【００４２】第３段区域高熱制御器がその第２設定点以
下にあり、かつ第２段区域高熱制御器がその第１設定点
を超えている間、第２段区域バーナ４９はその最小ガス
量を使用する。図１４は２つの個別の位置において熱回
収手段を有するごみ焼却炉の全体等角斜視図である。ご
みホッパ１８１は嵩張り形態のごみを導入する。このホ
ッパから、ごみは燃焼のため主燃焼室１８２に入る。次
に気状の燃焼生成物が第２燃焼段区域１８５に移動す
る。これらの生成物は次に第３燃焼段区域１８６に通流
して垂直煙突１８７に流れる。煙突１８７は第３燃焼段
区域１８６とでＴ字形状をなす。炉キャップ１８９が開
くと、炉筒ガスは煙突１８７を通って垂直に移動し開口
１９０から離脱する。しかし、後述する洗浄器、ボイラ
システムが作用するときは、炉キャップ１８９は閉じ
る。これはガスを煙突１８７からボイラ対流部１９１を
通って通流され、さらに熱を回収させる。ガスは対流ボ
イラ装置から約1,750 °F （954 ℃）までガスを冷却す
るジェット噴霧を含む入口導路１９３内に流入する。次
に冷却されたガスは清浄器１９４を通過し、この清浄器
は塩化ナトリウムをつくるため水酸化ナトリウムを添加
することによって塩素を除去する。清浄器１９４を離脱
するガスは導管１９５に沿って吸引送風機１９６に通流
する。この送風機によってガスを強制的に煙突１９７に
流す。

【００４３】しかし、清浄器１９４は必ず一定の圧力降
下を必要とし、従って一定量のガスを通流してこの効果
を維持する。従って、リンク結合された１組のダンパが
このガスの一部を煙突１９７から、再び導管１９３に導
入する導管１９９内に分流させる。これによって清浄器
１９４がその所要ガス容量を保証する。時によって、対
流ボイラ１９１に流入するガスは、過大な温度をもつこ
とがある。これは不活性微粒状物質の若干が金属蒸気と
して流入するからである。次にこの金属蒸気はボイラ部
１９１内側のチューブと接触してこれに凝結して固形ス
ラッグ生成物を形成する。これはガスの熱伝導および流
量の両方を妨げる。従って、対流ボイラ１９１内のガス
の温度をこの材料の気化温度以下に保つことはこの有害
な結果を防止する。よって、圧力室１９２からの低温ガ
スの１部分は再循環されかつモータ２０２によって作動
される送風機２０１によって導管２００を通って引かれ
る。次にこれらの冷却されたガスは煙突１８７の底部に
おいてガス流に再合流する。この冷温ガスは第３段区域
からのガスと混合し、それらの温度を不活性物質の気化
点以下の温度に保つ。この金属蒸気は次に粉末形態で固
形体に再凝縮する。この粉末体は対流ボイラ部１９１内
の水管と接触しかつこれに付着する。しかし、これら粉
末体は普通のすす吹きを用いて容易に剥離しボイラ１９
１に恒久的に影響することはない。

【００４４】これとは別に、煙突１８７の下方部分は圧
力室１９２からのガスの代わりに周囲空気を受け入れる
ことができる。これはボイラ１９１によって回収される
熱の効率は減ずるが、第３段区域１８６からのガスの温
度を許容レベルに保つことができる。図１５および図１
６において、ごみはホッパ１８１の開口２０３に入る。
ホッパ扉２０４は、図に示すその開き位置から移動して
閉じ、開口２０３を完全に密閉して空気止め通路を形成
する。ホッパ扉２０４を閉じると、主燃焼室１８２の耐
火扉２０７を開くことができる。扉２０７は裾部２０８
を付設している。この裾部はホッパ１８１内のごみが扉
２０７が開くときこの扉の経路を邪魔するのを防止す
る。裾部２０８は扉２０７に取り付けられこれとともに
動く。ケーブル２０９が扉２０７に取り付けられ、裾部
２０８に設けたＶ字形切込み内に収まる。このケーブル
は次にウインチドラム２１０まで延びてこれに巻き付
く。ドラム２１０が回転すると、ケーブル２０９はドラ
ムに巻き付けられて扉２０７を開く。ドラム２１０の軸
線はチェン２１１が巻かれた駆動スプロケットに延び
る。次にスプロケットはモータ２１３が駆動する減速機
２１２に結合する。扉２０７を開いた状態で、ラム頭部
２１６がごみを主室１８２内に押し入れる。ラム頭部２
１６は、上部表面で平歯車ラック２１８を担持する梁２
１７に結合する。梁２１７を移動する駆動システムはラ
ック歯車２１８およびピニオン歯車２１９を含む。チェ
ン２２０が歯車２１９と結合するスプロケット２２１ま
わりに掛け渡される。チェン２２０はまた、図示されな
い減速駆動装置を介してモータ２２３に結合するスプロ
ケット２２２にも掛かる。モータ２２３は次にラム頭部
２１６の運動に動力を与える。

【００４５】ラム頭部は、室１８２内にごみを導入する
ときは、炉入口２２４全体にわたって移動する。その最
大方位置を図において仮想線で示す。ラム頭部は仮想線
で示す制限位置に達したのち、その運動を逆転し、右方
に示す位置に引き込む。次に耐火扉２０７を閉じホッパ
カバー２０４を開く。空気ナイフが耐火性扉２０７を囲
む。この空気流はさもなければ周囲の環境に扉から逃出
する煙を把捉する。よって、これは扉２０７の周囲に効
果的なシールを提供する。空気ナイフからの空気は次に
後述する上火用ジェットから主室１８２に流入する。こ
の空気を含む煙は正常燃焼を行って汚染物の発生を防止
する。ごみが室１８２に入ると、ごみは懸架ブラケット
２３２が結合された可動床２３１上に載置する。次にチ
ェン２３３が床のブラケット２３２からＡ字形フレーム
２３４に延びる。チェン２３３はＡ字形フレーム２３４
から可動床２３１を懸架しこれを枢軸回転させる。しか
し、床２３１は約３in程度の小距離を底部に弧を画いて
回転する。よって、その主方向としては水平面内にある
と考えられる。ヨーク２３６が床２３１に結合しかつ空
気袋２３７と当接する。この空気袋２３７は構造フレー
ム２３８に取り付けられる。ヨーク２３６、従って床２
３１を動かすために、空気袋２３７は急速に空気を満た
してヨーク２３６を図１６において左方へ押動する。こ
れによって約0.5 ｇの加速度を与え、ここにｇは重力の
加速度３２ft／sec ² （9.8 ｍ／sec ² ）である。

【００４６】袋２３７がその予め定めた最大膨張状態ま
で満たされると、他の空気袋２４１がヨーク２３６の運
動を緩衝しかつ減速する。フレーム２４２に結合された
空気袋２４１は約５０psi （22.7kg）の予め定めた内圧
をもつ。袋２３７が充満されかつヨーク２３６を袋２４
１に対して押圧すると、逃し弁が袋２４１内の或る量の
空気を逃がす。これは空気袋２４１内の圧力を実質的に
一定値に維持する。空気袋２３７がその最大膨張状態に
達すると、床２３１はその最左方位置に移動される。こ
の時点で、空気袋２３７と連通する弁は開いて、内側の
圧力を約２０psi （1.4 kg／cm² ）のその予め定めた最
低レベルまで下げる。さらに、付加空気が袋２４１に入
ってその圧力を約５０psi(3.5 kg／cm² ）のレベルに維
持する。この結果、ヨーク２３６は緩徐に右方へ移動し
床２３１もこれに伴って移動する。よって、空気袋２３
７は最初に急速に充満して床２３１を急速に左方へ運動
させる。次に、袋２４１は緩徐に充填されて床２３１を
さらにゆるやかな速さで右方へ戻す。この全体の効果に
よって移動する床２３１上の材料を左方へ徐々に増大し
つつ動かす。換言すれば、空気袋２３７はヨーク２３６
および床２３１を左方へ移動する。ヨーク２３６、従っ
て床２３１は、ヨーク２３６が空気袋２４１と衝当する
と急速に停止する。この急速停止は床２３１上の材料を
段階的に増大しつつ左方へ動かす。次に、この空気は袋
２４１に再び流入して床２３１を右方に緩徐に再位置づ
けてさらに運動を継続する。構造フレーム２３８および
２４２はこれらの部材のための空所を提供する空筒２４
３内に配設される。

【００４７】材料或はごみが右方から左方へ向って移動
床２３１を横切って移動すると、燃焼が行われる。床２
３１の左端２４４にこのごみが到達する時までに、灰に
なる。この圧は次に床２３１の左端２４４から水を満た
した穴２４５に落下する。この水は高温の灰を冷却しフ
ード２４６をもって炉の空気密閉部として作用する。す
くい出しシステムが灰を穴２４５から取り出す。図１４
において、すくい出し器２４７は軌道２４８に沿って下
降する。最終的に、このすくい出し器２４７はレール２
４９に嵌る。車輪２５０がこのレール２４９上にのって
すくい出し器を穴の上に位置させる。レール２４９に沿
ったその最低点においてすくい出し器２４７は穴２４６
内に落下して図１７に示す位置を占める。次に、モータ
に結合されたチェンがすくい出し器２４７をレール２４
８上で引き上げる。すくい出し器２４７が上昇するにつ
れて、穴２４６内に含まれる灰を取り出す。図２０で見
るように、主室１８２はごみが通される開口２２４を取
り囲む端壁２５１を含む。端壁２５１はまた図１９に見
る点火バーナ２５２を支持する。図２０において、バー
ナ２５２用の接近開口２５３が見られる点火バーナ２５
２は最初にごみを着火するのに用いられる。もしごみの
量が十分に多ければ、ごみの量が不十分のとき主室１８
２内に発生する熱の助けを補足する。図１７に示される
端壁２５４は、図２０で見るように主室１８２の他端を
形成する。端壁２５４において、接近扉２５５が接近ポ
ート２５６を覆う。ポート２５６は主室の検査および任
意必要なその修理時に利用される。

【００４８】さらに、油バーナ２５７が端壁２５４を通
して主室１８２と連通する。上述のように、主室１８２
は内側に収容したごみの第１段階燃焼部として作用す
る。さらに、主室１８２はボイラとして作用し、建物或
は他の設備の通常のエネルギ要求に応ずるための水蒸気
を提供する。もし主室１８２内にごみが無ければ、外部
の油で作用するバーナ２５７は通常の水蒸気量を発生さ
せる熱を提供する。換言すれば、油バーナ２５７は主燃
焼室１８２をしてごみが入っていない炉として作用す
る。バーナ２５７用の取付け板２５８は図１９で見られ
る。装入側端壁２５１および対向端壁２５４は金属の外
側表面をもつ。その内側には耐火性内側ライニングおよ
び他の２つの構成部分を分離する絶縁層が配置される。
図２０にみるように、側壁２６５および２６６ならびに
天井或は屋根２６７は移動床２３１とともに主室１８２
を完成する。図１９および図２０において、膜壁２７１
は側壁２６５および２６６、ならびに屋根２６７の内側
表面を形成する。膜壁２７１は４in（10.2cm）中心上の
２in（5.1 cm）直径の金属チューブ２７２で構成され
る。１／４in（0.63cm）厚さの太い棒或は細いものがチ
ューブ２７２に溶接されてチューブ間の空所を満たす。
チューブ２７２およびフイン２７３は合体して連続した
膜壁および天井を形成する。

【００４９】２in（5.1 cm）のチューブ２７２は側壁２
６５および２６６それぞれ内において４in(10.2 cm) 下
方ヘッダ２７５および２７６に溶接もしくは据込みされ
る。下方ヘッダ２７５および２７６はそれぞれその直径
は４in（10.2cm）である。チューブ２７２は６in（15.2
cm）の直径をもつ上方へツダ２７７への類似の接合具を
もつ。チューブ２７２、下方へツダ２７５および２７６
および上方へツダ２７７は主燃焼室１８２の水蒸気発生
機構を構成する。動作について述べれば、水は先づ開口
２８１から下方ヘッダ２７５および２７６に入る。この
水は次にチューブ２７２を通って上向きに流れて上方へ
ツダ２７７に到る。上方へツダから水は対流ボイラ１９
１の水蒸気ドラム２８３から水蒸気として離脱する。こ
こにおいて水が水蒸気から分離し、水蒸気は通常の使用
目的に充当される。膜壁２７１の３個所の下方足部は硬
質表面をもつ耐火材被覆２８４をもつ。この耐火被覆２
８４は移動床２３１の作用を受けて移行する主室１８２
内部のごみによって膜壁２７１が摩耗を受けるのを防
ぐ。塗布されたセラミック被覆が耐火材２８４上方の膜
壁２７１を覆う。この被覆は主室１８２内部の大気が減
少することによる腐食からこの壁を保護する。等式
（２）は、主室１８２がその中での上昇速度を十分低く
維持すべきことを与える。図１４、図１９および図２０
に示すように、室１８２を通る垂直断面は一般に長方形
外部形状をもつ。特に、室の縦軸線と垂直にとられた断
面について上記のとおりである。もしこれらの横断面が
丸味をもつ形状であれば、室の底部はその中央部よりも
面積が小さくなる。この小さい面積は該部におけるガス
速度を増大させる。高速で移動するガスがつぎに燃焼ご
みから微粒状物質を舞い上げかつ汚染物として環境中に
これら物質を散在させる。形態を方形にすると、ガス速
度を低く保ち、この有害な結果を避ける。図１乃至図８
に示す、熱回収手段を具備しないごみ焼却炉は、同様に
長方形断面を有する。

【００５０】一般に、従来装置に見られる主室３２に対
して与えられる設計規準は図１４乃至図２０の焼却炉に
適用する。よって、主室の容積は一般に12,000Ｂtu／ft
³ ・hrを中心値として10,000〜15,000Ｂtu／ft³ ・hrの
範囲内に収まらなければならない。しかしながら、特殊
な場合、例えば塗料含有材料に対しては蒸発等による空
気汚染等が生じないように 7,500Ｂtu／ft³ ・hrのよう
に変えることもできる。上述のように、主室１８２は約
75,000〜125,000 Ｂtu／ft² ・hrでその中間値が理想値
であるごみの燃焼能力を与えるための面積をもたなけれ
ばならない。時によって、主室は上記で与えたよりも大
きい面積さえもつ炉床を有することがある。例えば、ご
みは或る量の低Ｂtu廃棄物を含む。この残存物はその燃
焼を完了するための場所を単に必要とする。これは有効
に燃焼するようにそのすべてを維持しなければならない
程に小さい熱量をもつ。この状態に適合するために、主
室１８２は図１６において例えばのど部37.1を丁度超
え、かつ灰穴２４５の前方に僅かな延長部を含む。天井
が低く、かつ水管をもたない状態では、この延長部内で
低Ｂtu材料によって発生された熱は燃焼を実施するよう
に保留する。完全に燃焼しつくすことによってこの延長
部はこのシステムから除去しなければならない灰の量を
減ずる。

【００５１】延長部を別にして、使用時に、主室は一般
に十分な燃焼を導入する全体形態をもたなければならな
い。炉床上の高さおよび幅は互にほぼ等しくなければな
らない。長さは一般に幅の２倍或は３倍とする。長さ対
高さの比は約２．５を超えてはならないことが好適であ
る。図１乃至図８の非熱回収システムに同様な寸法を適
用する。側壁２６５および２６６は膜壁２７１に隣接し
て絶縁層２８６をもつ。絶縁層２８６はチューブ２７２
内の水からの熱の損失を最小にする。金属ケーシング２
８７が絶縁層２８６を覆いかつ側壁２６５，２６６およ
び天井２６７用の外側表面をなす。垂直柱体２９１およ
び水平梁２９２が側壁２６５および２６６に剛性を付与
する。柱体２９１は基礎梁２９３に結合する。下方ヘッ
ダ２７５および２７６も柱体２９１に結合して構造の完
ぺきさを与える。溶接部２９５は下方ヘッダ２７５およ
び２７６の中間柱体２９１への結合を提供する。側方柱
体２９１において、円筒形スリーブ２９６が膨張継手を
用いてヘッダを支持する。勿論、主室内のごみはその燃
焼を与えるために空気を必要とする。送風機２９９は図
２０の横向き導管３００内に空気を圧送する。このシス
テムに入る空気量は送風機２９９上のアイリス３０１の
制御を受けて低下する。次にモータ３０２がリンク仕掛
３０３を介してアイリス３０１を制御する。

【００５２】横向き導管３００からの空気は次に垂直導
管３０１および３０２に流入する。空気は垂直導管３０
１および３０２からコネクタ３０３および３０４それぞ
れを通過する。ダンパ３０５および３０６それぞれがコ
ネクタ３０３および３０４に流入する空気量を制御す
る。ダンパ３０５および３０６はこの装置の初期の構成
段階で手動調節を受ける。空気はコネクタ３０３および
３０４から上火用空気導管３０９および３１０に入る。
導管３０９および３１０は図１９に示すように主室１８
２の長さの丁度半分にわたって延びる。空気導管３１１
および図１９には図示しない別の導管が主室１８２の左
半分にわたって延びかつ個々のコネクタ３１３および図
１９には図示しない別のコネクタを介してそれらの空気
を受け入れる。これらのコネクタは次にそれらの空気を
図１６に示す垂直導管３１５および図示しない別の導管
から受け入れる。独立の送風機が横向き導管３００に類
似したこれら垂直導管自身の横向き導管から該垂直導管
に供給する。よって、主室１８２の２つの半部それぞれ
はそれ自身の個別の空気システムをもつ。交互に述べれ
ば、図２０に示す送風機システムは装填端に隣接する燃
焼室半部に供給する。同類の構成部品を有する同一の送
風機システムがその灰側端の近くの燃焼室の半部に供給
する。

【００５３】図２０において、上火用導管３０９および
３１０からの空気はジェット３１９および３２０それぞ
れを通って主燃焼室１８２に流入する。ジェット３１９
および３２０の高さは、主室１８２内の燃焼物質上方に
占位する。従ってこれらは燃焼作用によって詰りを起す
ことは、もしあったとしても極めて稀である。垂直導管
３０１および３０２からの空気はまた可撓導管３２３お
よび３２４に流れる。ダンパ３２５および３２６が導管
３２３および３２４に入る空気量を制御する。次に空気
は移動床２３１に恒久的に結合されたエルボ形導管３２
７および３２８に流入する。エルボ形導管３２７および
３２８から、空気は圧力室３２９および３３０それぞれ
に入る。圧力室３２９および３３０は底板３３２、側板
３３３および３３４それぞれ、および段付き板３３５，
３３６から形成される。チャンネル部材３３７が底層３
３２を支持し、一方、アングル型チャンネル３３９およ
び３４０が階段板３３５および３３６それぞれ用の構造
上の支持部材を提供する。

【００５４】圧力室３２９からの空気は孔３４５からチ
ューブ３４３に入る。そこから、空気はオリフイス３４
７を通って主室１８２に流入する。主室１８２内にごみ
がある状態で、オリフイス３４７からの空気は下火用空
気として燃焼するごみ内に直接、実際に通流する。キャ
ップ３４９が開口３４７と反対側のチューブ３４３の端
部を覆う。もしチューブ３４３が詰りを起すと、キャッ
プ３４９が一時的に除去される。これによってチューブ
３４３の通流が行われ続いてキャップ３４９が交換され
る。圧力室３３０にも同様にして実施され、ここに圧力
室３３０はその空気をチューブ３５２内のノズル３５０
から提供する。耐火煉瓦３５３が、室１８２の２つの半
部に対し、底層３３２、およびチューブ３４３および３
５２、および段階板３３５および３３６を保護する。図
２０に示すように、ノズル３４７および３５０はそれら
を囲む煉瓦３５３と同様に、すべて垂直面をもつ。これ
はチューブ３４３および３５２にごみが入って詰まるの
を防ぐのを助ける。もしノズル３４７および３５０が傾
斜面をもてば、ごみの重さがこの中にその破片を押し入
れて空気流量を阻止する心配を生ず。

【００５５】オリフイス３４７および３５０が垂直面を
有しかつその面の背後でチューブ３４３および３５２が
水平に指向配設されることによって、空気を水平方向へ
主室内に送入する。空気のこの水平運動は必要なごみの
燃焼かたまり内に空気を通流させるのを助ける。さらに
重要なことは、これによって流動空気に垂直運動成分を
与えるのを避けることができる。これは主室内の平均上
昇速度を十分に低い値に維持して好ましくない物質の附
随を避けさせる。ノズル３４７および３５０から主室１
８２に入る空気速度は移動ガス内に附随される微粒状物
質の大きさが影響する。この速度が増大すると燃焼ごみ
から多量の微粒状物質が舞い上がる。もし舞い上り微粒
状物質が不活性物質から成るとすれば、これらは決して
燃焼せず、間違いなく汚染物として環境内に飛散する。
もしこれら微粒状物質が燃焼できたとすれば、それらの
サイズは、それらが焼却炉を離れて大気中に入る前に完
全燃焼を妨げることになる。また、これらの微粒状物質
は環境を汚染する。従って、この空気は緩徐な速度でオ
リフイスを通流しなければならない。オリフイスから約
２ft（0.6 ｍ）離して人の手を置いたとき、その人は空
気の噴流をわずかに感ずる程度でなければならない。一
般にジェットからの空気の離脱速度を約３００ft／min
（即ち約3.4 mile／hr、約5.4 km／hr）に制限すること
によって上記の結果が得られる。１５０ft／min(2.8 km
／hr) の上限速度は一層良好な保証を提供する。一般
に、ガスの低速度とは、オリフイス３４７或は３５０の
いずれの１つを通って室に極めて少量の空気が流入され
る状態をいう。従って、主室１８２は、ごみを燃焼する
ために理論混合気空気（±１０％）を維持するために必
要な空気を受け入れるように十分多数のジェット３４７
および３５０をもたなければならない。

【００５６】図示の焼却炉において、各階段３３５、従
って耐火材３５３の層は室１８２内へ約１８〜２４in
（45.7〜61.0cm）水平に延びる。各階合は１列のオリフ
イスを含む。さらに、１つの階段の各列内で、オリフイ
スは約８〜９in(20.3 〜22.9cm) の間隔を保つ。２０ft
×10.5ft×10.5ft（６ｍ×3.2 ｍ×3.2 ｍ）のサイズを
もつごみ焼却炉は２４０個のこれらのオリフイスをも
つ。この多数のオリフイスは理論混合気状態を維持する
ため緩徐に移動してはいるが十分な空気の流入を許す。
事実、これらのオリフイスは、必要とするごみ燃焼量内
に直接に、要求された理論混合気空気（±１０％）のほ
ぼ７５％を提供する。図１９に見えるように、パネル３
６１はチャンネル３６２内を垂直方向に滑動できる。こ
れらのパネルは水平梁２９３および外側板２８７としつ
くり嵌合する。こうすることによって、これらのパネル
は、移動床２３１と側壁２６５および２６６との間の開
口から逃出するガスを密閉する。これらはまた前記経路
に沿って反対方向に空気が流入するのを防ぐ。ハンドル
３６３がパネル３６１の除去および挿入に利用される。
パネル３６１を取り外すと、キャップ３４９への接近が
可能となりジェット３４５および３５２の清浄作業を実
施できる。気状の燃焼生成物は、不完全燃焼物質を含
み、第１燃焼段区域１８２を離脱する。これら燃焼生成
物はのど部３７１を通過して図１６で示すように第２段
燃焼室１８５に入る。図１６におけるのど部３７１の断
面積は、主燃焼室１８２から第２段区域１８５へのガス
の通流速度を制御する。のど部３７１は約15,000Ｂtu／
in² ・hrの最大通過熱量を許す断面積をもたなければな
らない。

【００５７】換言すれば、主室１８２は或る値のＢtu能
力で燃焼するように設計される。これは図１乃至図９の
焼却炉に関して上述した制限を主室の面積および容積に
加える。さらに、排出オリフイス３７１は、従って、約
15,000Ｂtu／in² の最大総熱量をもつために十分大きい
断面積をもたなければならない。図１６に示すように、
この断面積はのど部３７１の中心軸線に対し直角な平面
でとられる。図１乃至図８の焼却炉に用いるのど部は手
動または自動制御式可動板を含む。のど部３７１の少く
とも一部を覆うときこの板は主室１８２内の熱を保持し
てそこにおける適当な燃焼状態を保証する。正常使用時
に、この板は引き込み、逃出ガスに対しのど部３７１の
全面積を提供する。主室１８２からのガスは９０°の角
度で第２室１８５には流入しない。直角の入口は流体の
移送を妨げる。それでなく、のど部３７１の中心軸線は
第２室１８５の中心軸線とほぼ６０°をなす。第２室１
８５はまた耐火扉２０７上方の煙フード３７２から空気
および他のガスと混合した煙を受け入れる。これはごみ
のスラグが導入されたとき主室１８２の入口面積から逃
出するガスを捕捉する。

【００５８】最初にごみを室１８２に装入すると熱によ
って急速に気化しようとする。この現象は主室１８２か
らラム頭部２１６を引抜くときに起る。この時間中、耐
火扉２０７はラム頭部が通過するように開き状態にあ
る。入口２２４から逃出する煙は煙フード３７２に入
る。この煙は図示しない導管を通ってのど部３７１に近
接した第２室に入る。煙フード列２からの煙およびガス
中の可燃性物質は第２および第３段区域１８５および１
８６を通過中に完全に燃焼する。これはこのような汚染
物を大気中に直接放散するのを防止する。第２室１８５
は、第３室１８６と同様に、主燃焼室１８２の上方に位
置する。室１８５および１８６は縦方向梁３７４に結合
するＩ型梁３７３上に載置される。同様の縦方向梁が図
１６に示す主室１８２の反対側に配設される。次に縦方
向梁３７４は柱体３７５上に設置される。トラス支柱３
７６が縦方向梁３７４と柱体３７５との間の安定を提供
する。第２段区域１８５内のガスは、それらの完全燃焼
のために付加酸素を必要とする。モータ３８２で駆動さ
れる図１５に示す送風機３８１がこの空気を提供する。
送風機３８１からの空気は、導管３８３を通って流れ、
外側金属壁３８５および内側金属壁３８６によって形成
された圧力室３８４に流入する。次にこの圧力室３８４
からの空気はジェット３８７を通って第２段区域１８５
に流入する。

【００５９】ジェット３８７は室１８５の主軸線に対し
４５°の角度で空気を導入する。この角度は空気と燃焼
ガスとを混合するのに必要な乱流を提供するのを助け
る。さらに、再燃焼トンネルを通流するガスの前進速度
を維持するのを助ける。さらに、ジェットはリング状に
配置され、各リングは一般に最小８個のジェットを含
む。のど部区域においては、これらのリングは第１段区
域１８２からの入口ポートが存在するためにその数が少
い。第２段区域１８５はほぼ８個のジェットリングを含
む。或る特定リングの隣接するリングは相互に約４５°
の弧をなして配置される。任意の１つの特定リング上の
ジェットの位置は隣接リング上のジェットの半径方向位
置から約２２°偏位している。このことは第２段区域１
８５のすべての部分を横切る空気を拡散するのを助け
る。耐火壁３８８は内側金属壁３８６と同様にジェット
３８７を囲みかつ保護する。耐火壁を通り第２室１８５
から逃出する熱は圧力室３８４に入る。ここにおいてこ
の熱は、ジェット３８７を通って第２室１８５に最終的
に流入する到来空気を加熱させる。圧力室内でのこの空
気の加熱は第２室１８５からの熱損失を再び捕捉する。
この熱は最終的にボイラ装置１９１に達する。圧力室３
８４内のこの空気は可成りの熱損失を防ぎ、この結果水
蒸気発生器としてごみ焼却炉の効率を高める。

【００６０】相互依存方式で、圧力室３８４内の低温空
気は金属表層３８５が破損を受ける程の温度に加熱され
るのを防いでいる。勿論、送風機３８１は継続的に新
鮮、低温の移動空気を提供し、これによっって第２室１
８５の構造へのこの重要な保護作用を提供する。第３室
１８６もまた、第２室１８５のものと同様な構造を有す
る圧力室をもつ。従って、上述の利点がこの場合にも得
られる。ジェットリングをもつ二重壁圧力室は、空気層
をもって移動し燃焼する火のかたまりを効果的に包囲す
る。この包囲空気は燃焼工程による窒素酸化物の発生を
減少させる。主燃焼室内の温度が低いことは、望ましく
ない窒素酸化物を避ける助けをなす。図１乃至図８のご
み焼却炉３０の第２段区域４６は燃焼する火のかたまり
の２つの側方のジェット５０から空気を導入するのみで
ある。よって、この空気は図１４乃至図２０のごみ焼却
炉におけるように火のかたまりの３６０°まわりを囲む
ものではない。しかも、最初の実施例の設計は単に約４
５ppm の窒素酸化物を発生するにすぎない。

【００６１】熱電対３９３は第２燃焼室１８５を約半分
通過した場所でのガスの温度を測定する。この温度が予
め定めたレベル、約1,700 °F （927 ℃）以上に上昇す
ると、送風機３８１はそのモータ３８２によってジェッ
ト３８７を通って多量の空気を第２燃焼室１８５に送入
する。特に、調整モータは送風機３８１上のアイリスダ
イヤフラムを開く。熱電対３９３で測定した温度が予め
定めたレベル以下に下ると、送風機３８１は減量した空
気を第２室１８５に送入する。熱電対３９６は第２段区
域１８５の末端近くのガス流の温度を測定する。この測
定値は第２段バーナ３９７に供給される燃焼量を制御す
る。動作について述べれば、これはバーナ３９７用の燃
料ラインに設けられた弁を比例的に調整する。熱電対３
９６は温度1,650 °F （899 ℃）以上において、バーナ
３９７をその最低燃料位置に置く。この温度においてバ
ーナ３８７は遮断せず、単にその最低作用値で動作す
る。1,550 〜1,650 °F （843 〜899 ℃）の温度範囲に
対し、熱電対３９６はバーナ３９７につり合いのとれた
燃料量を提供する。1,550 °F （843 ℃）以下では、バ
ーナ３９７はその最大値で動作する。これによって第２
段区域をその最小所望温度1,400 °F (760 ℃) 以上で
保つことができる。この温度以上では、炭化水素は完全
にかつ急速に燃焼して水と二酸化炭素に分解する。

【００６２】ガスは第２室１８５から第３室１８６に通
流する。これら２つの部分間の接続は図１５に示すライ
ン３９９に沿ってなされる。この点を越えて、第３室１
８６はその空気を送風機４０１から受け入れる。モータ
４０２はアイリスの制御の下に維持される送風機を動作
させる。アイリスを送風機４０１に指向させるモータは
熱電対４０３に応答する。第３段区域１８６は第２段区
域１８５のそれと極めて類似した構造をもつ。送風機４
０１からの空気は外側金属壁４０６と内側金属壁４０７
との間の圧力室４０５に入る。空気は圧力室４０５から
ジェット４０８を通って第３段区域１８６に流入する。
圧力室の壁４０６と４０７との間に低温空気を通過させ
る利点は、第２室１８５に関して上述した利点を受け
る。熱電対４０３の温度が約1,400 °F （760 ℃）のそ
の下方設定点を超えると、送風機４０１上のアイリスは
その最大開口位置に移動して、多量の空気の流入を許
す。1,400 °F （760 ℃）以下の温度では、アイリスは
部分的に閉じ、かつ送風機４０１は少量の空気を導入す
る。

【００６３】第３段区域熱電対４０３はまた約1,500 °
F （815 ℃）の上方設定点をもつ。この温度以上では、
既述のごみ焼却炉におけるように、このシステムは正常
状態で動作する。上方設定点の超過は第１およぴ第２室
における過剰燃焼を示す。従って、熱電対４０３が第２
設定点を超えると、装填手段が機能を遮断されてごみの
主室１８２への装入を防止する。これによって燃焼が一
層強くなるのを防ぐ。さらに、熱電対４０３が上方設定
点以上になると主室１８２へ導入される空気量を下げ
る。特に、図２０において、熱電対はアイリス３０１の
位置を決定するモータ３０２を制御し従って送風機２９
９に入る空気を制御する。勿論、主室１８２内の空気量
の減少は該室における燃焼速度を低下する。これはこの
システムが処理生成物を処理できるために燃焼強さを低
下する。第３段区域熱電対４０３が第２設定点以下に下
ると、このシステムは正常状態に戻る。装入手段が発動
され、主室１８２はその全空気量を受け入れる。勿論、
上方設定点は特定の焼却炉の運転を取りまく環境状態に
つれて変化する。例えば、第４段区域において、図１４
に関して述べたように、煙突１８７の下方部分に低温空
気を付加する。これによってガスがボイラ１９１に到達
する前にガスを冷却し、気化した無機物がボイラ表面に
凝結するのを避ける。従って、第４段区域における低温
空気の付加は第３段区域で生じた蒸発物を冷却してボイ
ラにスラジが生ずるのを防ぐので、熱電対４０３が存在
する第３段区域１８６における温度上昇を許す。

【００６４】以下に述べるように、第３段区域は2,000
°F （1,093 ℃）までの運転温度をもつ。これは完全燃
焼を確保して塩素原子を塩素化炭化水素から遊離させる
のを避ける。上述のように、すべての設定点の温度は種
々の因子によって定まる。例えば、焼却されるごみの性
質は設定点に対し特定の設定値を示す。細部構造に関し
ては例えば第４段区域において第３段区域熱電対４０３
の上方設定点を高める等種々の設定点を提案できる。さ
らに、第２および第３段区域から形成されたガス流中の
熱電対の位置は、それらの設定点の比温度に影響する。
例えば、図１５の第２段熱電対３９３は、図１の第２段
区域熱電対５４の場合よりも第２段区域１８５のバーナ
３９７に接近して位置する。２つの熱電対５４および３
９３は第２段区域内に提供された空気量を制御すること
に関しては同一の機能を果たす。しかも、後者は第２段
区域バーナおよび第１段区域からの加熱ガスに極めて接
近しているから高い温度設定点をもつ。

【００６５】そのうえ、同一の全体形態の見せかけ構造
を有するが各焼却炉の個々の特異性は種々の設定点に対
し実際の温度を若干調節することを必要とする。焼却炉
内に装填された特殊の種類のごみはさらに別の変更を示
す。しかし、設定点および動作を適切に調節したとき
は、煙および他の汚染物を発生せずにごみを燃焼するよ
うに焼却炉を制御することができる。上述のように、図
１乃至図８の第２および第３段区域４６および５６〜５
８は図１４乃至図２０のごみ焼却炉・ボイラ用の類似の
段区域１８５および１８６と相等して機能する。事実、
それらは相応する機能を果たすから、第２および第３段
区域１８５および１８６を形成する丸型トンネルは実際
の場合最初の実施例の焼却炉３０に使用できることが判
る。主室３２から離脱するガスは、室１８５および１８
６と極めてよく似た構造をもつ第２および第３段区域に
流入するだけである。

【００６６】図１乃至図８のごみ焼却炉３０は熱回収手
段は有しない。しかも、その第２および第３段区域に丸
型トンネル１８５および１８６の使用が可能である。二
重壁空気圧力室を有する丸型トンネルは熱回収設備を用
いずに焼却炉における汚染物の発生を避けることができ
る。図１４乃至図２０のトンネル１８５および１８６の
円形断面形状は特に大型装置に対し一層好適合である。
このことは、図１乃至図８の焼却炉に対し上述した旋転
作用は第３段区域を大型にすることを無意味にするから
好ましい設計である。しかし、図１乃至図８に示すよう
な方形断面形のトンネル４６および５６〜５８は特に第
３段区域における旋転作用をもつ小型サイズのものに対
し満足できる使用効果を提供する。将来考えられる他の
形態もまた使用可能で、かつ恐らく好ましいものと考え
られる。

【００６７】トンネルはその形状の如何に拘わらず、特
別の機能を果たす。第２段区域に入る煙は、第１段区域
から入る任意の可燃性流体を気化するため付加熱を必要
とする。生成する炭化水素ガスの温度もその燃焼点まで
上昇しなければならない。さらに、第２段区域内の加熱
されたガスは、ともに燃焼するための一般に空気を用い
る若干量の酸素を要求する。第２段区域に入る空気はま
たこれらのガスをこの段区域を通って第３燃焼段区域に
挿入させるのを助ける。第３段区域内の加熱された燃焼
ガスはそれらの燃焼を完成するための空気を必要とす
る。さらに、これらのガスの燃焼は第３段区域の温度を
許容し得ないレベルに上昇する。従って、導入された空
気或は他のガスはその温度を制御可能レベルに低下す
る。従って、完全燃焼を遂行するために第３段区域内に
要求される空気量は第２段区域において要求される空気
量とは相違する。さらに重要なことは、空気に対する第
２段区域の要求の変化がしばしば第３段区域に対する変
更に伴って変動することである。特に、これは主室内に
導入されるごみの量と種類による。従って、同一比率で
のみ変化するように２つの段区域へ空気の流入を許すこ
とは、主室内へのごみの装入量、ごみの種類およびタイ
ミングを苛酷に制限する。２つの室を個別に制御できる
ようにすることはこれらの制限の多くをなくすことがで
きる。その結果、２つの再燃焼トンネルが主室から離脱
しかつ第２段区域に入るガスの種類および温度の出力を
急速に変化させることができる。

【００６８】第２および第３燃焼段区域は、それらの多
用性のゆえに、それ自身で即ち主室を用いずに、煙燃焼
器としての使用が知られる。換言すれば、これらの区域
は流動する流体流内の可燃性ガス源に接続できる。よっ
て、これらは附随する材料が完全燃焼して多くの汚染物
を含まない離脱流を提供する。再燃焼トンネルで処理さ
れる流体は図示されたものとは異なった単に燃焼室の排
出物であってもよい。また、上記流体は化学反応生成物
の一部であってもよい。排出物が排出される特定の源は
重要な配慮事項ではない。むしろ、これらは再燃焼トン
ネル内で完全燃焼するように該トンネルに到達しなけれ
ばならない。一般に、第２段区域に入る可燃性微粒状物
質のサイズは、約１００μを超えてはならない。これに
よって、もし約1,400 °F （760 ℃）以上の温度で１秒
間再燃焼トンネル内にこのような物質が溜まればそれら
の完全燃焼を許す。適正な滞留時間を提供するために、
これらの物質は約４０ft／sec(12.2ｍ／ｓ）を超えない
速度で再燃焼トンネルに流入しなければならない。しか
し、これらは通常少くとも２０ft／sec(6.1 ｍ／ｓ）の
速度で流入する。後述するように、もし流入ガスがこれ
らの制限内におさまらなければ、再燃焼トンネルの構造
および設計変更が実施される。例えば、サイズで１００
μを超える炭化水素粒子はトンネル内での長い滞在時間
を必要とする。これは即ち大型の流入粒子を完全燃焼す
るために十分な滞在時間を提供するために長い寸法の再
燃焼トンネルを提案することになる。これとは別に、例
えば旋転分離機などを用いて前もって過大な粒子を除去
すれば、標準長さの再燃焼トンネルの使用ができる。図
示の主室の１つから、或は別の発煙源からにせよ、流入
する物質は完全燃焼するために十分長い時間を再燃焼ト
ンネル内で過ごさなければならない。上述のように、約
１００μの最大粒子サイズのものは一般に完全燃焼する
ためには約3/4 〜１秒を必要とする。１００μ粒子の完
全燃焼を保証するにはガスは全体として１秒間トンネル
内にあることが好適である。これらのトンネルは、約1,
800 °F （982 ℃）の平均設計温度をもつ。一般に、こ
の温度は温度測定が行われるトンネル内の特定の位置に
よって変わる。第２段区域の入口端におけるバーナに近
い程、温度はその値を実質的に超える。第３段区域の端
部に向けて動かすにつれて、この温度は前記値以下に十
分下げることができる。

【００６９】上記で与えられた滞在時間および温度をも
つ１００μ炭化水素粒子の完全燃焼は、第２および第３
段区域において高程度の乱流を与えることを必要とす
る。ジェットは空気をこれらの室内に十分な速度でこれ
らの粒子に到達させる。この乱流がなければ、さらに高
い温度とさらに長い滞在時間がこの粒子を燃焼するのに
必要となる。トンネルを通流するガスは約３２ft／sec
(9.8 ｍ／ｓ）の平均速度をもつ。勿論、特定の速度を
達成するには、まずトンネルの適正な総断面積を選定す
ることである。このトンネル導入された可燃性気状物質
の量と速度、ジェットを通して導入される空気量、およ
びガスとバーナによって提供される組合せ空気量もまた
この速度に影響を与える。 上述のように、このガスは
少くとも3/4 秒間はトンネル内に滞在しなければならな
い。平均速度３２ft／sec(9.8 ｍ／ｓ）において合計長
さが約２４ft／（7.2 ｍ）の２個のトンネルを必要とす
る。１秒間の好適滞在時間に対しては、このトンネル長
さは３２ft（9.8 ｍ）に延長しなければならない。

【００７０】特に、トンネル内の気状物質の速度は、前
記の等式（１）で表され、これは主室内のガスに対する
ものである。もし、トンネルの使用温度が所望の1,800
°F（982 ℃）から変化すると、ガスの速度も変化す
る。これは、ガスの容積が理想気体と仮定して温度の上
昇とともに直線的に増大するという事実に起因する。こ
の現象は理想気体の法則で知られているように次の等式
の形をとる。 Ｑ₁ ／Ｑ₂ ＝Ｔ₁ ( °K)／Ｔ₂ ( °K) （３） ここにＱ₁ およびＱ₂ 絶対温度Ｔ₁ およびＴ₂ それぞれ
におけるトンネル内のガスの容積である。炭化水素の燃
焼を保証するために、トンネルの温度は約1,400 °F
（760 ℃）に維持しなければならない。（１）式に上記
の（３）式を組み合わせると、煙突ガスはこの温度にお
いて２６ft／sec (7.9ｍ／ｓ）で流動する。同様に、2,
200°F （1,203 ℃）はトンネル内の温度の上限を示
す。この温度では、ガスは約３７ft／sec(11.3ｍ／ｓ）
で流動する。よって、トンネルの正常使用温度範囲は２
６ft／sec(7.9 ｍ／ｓ）１３７ft／sec(11.3ｍ／ｓ）と
の 間の速度をもつガスを提供する。理想的には、図１
乃至図８に示す再燃焼トンネルを有するごみ焼却炉は約
４５ppm 以下の窒素酸化物を生じながら燃焼を達成す
る。空気層をもって燃焼するガスを囲む能力をこれらの
再燃焼トンネルを有するから、図１４乃至図２０の再燃
焼トンネルはこのレベルをさらに下げることもできる。

【００７１】実質的に完全燃焼を遂行する際に、図示の
ごみ焼却炉は一酸化炭素の発生を避ける。排出物の測定
では、５０％過剰空気に修正して約１０ppm 以下の一酸
化炭素レベルを示す。実際の生成率はそれ以下であっ
た。比較のため、State of Illinois Air Pollution Co
ntrol 委員会が１９７０年のFederal Clean Air 活動を
実行するために１つの標準を考察した。この委員会は次
いで一酸化炭素の最大レベルを５００ppm とした。上述
のごみ焼却炉では一酸化炭素量はこのレベルの1/50以下
である。排煙の炭化水素含有量も約１０ppm のレベル以
下に維持する。ごみ焼却炉は一般に炭化水素含有量に対
する規定標準を未だ有しない。現在の標準は、就中過度
の炭化水素含有量から生ずる煙の発生に関するもののみ
である。主室からの物質の滞在時間およびそこにおける
低いガス速度は再燃焼トンネル内での可燃性物質の完全
燃焼を保証する。通常の嵩張り公共ごみに対し、排出物
は一般に１２％二酸化炭素含有に修正して約標準立方ft
ガス当り0.08粒末端の微粒状物質を含む。勿論、種々の
状態が焼却炉をしてこのレベルを超えさせる。例えば、
もしごみが重量で２％以上の塩素を含めば、排出物はさ
らに多量の微粒状物質を含む。これは塩素が不純物除去
剤として作用する事実から生ずる。従って、これは灰分
内に発見される他の物質、或は壁上の灰残留物および主
室内の煙と結合する。こうした場合に、炉温度において
通常は安定な種々の酸化物は揮撥性塩化物に変換する。
焼却作業後に、これらの塩化物蒸気は、ガスが冷却する
と、凝結して微粒状物質として表われる。

【００７２】さらに、平均的な公共廃棄物内には通常そ
の量を発見できない種々の不活性無機物成分は主室温度
において気化することができる。上述の塗料を含むもの
に対する説明はこの現象の１例である。このシステムの
排出ガスが低温のときは、これらの無機物は汚染微粒状
物質内に凝結する。塩素或は低温で気化する無機物質を
含む廃棄物に対しては、システムの設計或は作用因子の
改変によって、しばしば微粒状汚染物の有害生成物を避
けることができる。勿論、主室および２つの再燃焼トン
ネル内での燃焼状態を最適にすることでけではすべての
可能な汚染物を除去するには不十分であり、或る構成要
素のこの性質はこれら汚染物を望ましくない形態でガス
中に保持させる。例えば、酸化塩素および酸化硫黄は３
つの燃焼段区域内で得られる状態の如何に拘わらず残留
し、これらは「安全」物質への燃焼を実施しない。これ
らを取り除くには、第３段区域の下流に別の装置を設け
なければならない。図１４に示すごみ焼却炉において、
下記に述べるように、ガス精製装置１９４は自由塩素お
よび塩素塩を除去する特別の目的を果たす。

【００７３】図１７にもどり、システム内のガスは図示
のように、第３段区域１８６から離れてＴ形部４１２に
入る。正常運転時には、Ｔ形部４１２からのガスは煙突
１８７の下方部分４１３を下向きに通流する。ガスがこ
の方向に流れるのを保証するために炉キャップカバー１
８９は閉じた状態を維持し開口１９０を煙突１８７の上
方部分４１５から閉塞し、両方のカバーは閉じる（図１
４乃至図１７に示すように一方のカバーが閉じかつ他方
のカバーが開く場合とは異なり）。さらに、下方煙突部
分４１３を通るガスの下向き通過を助けるために、導入
された送風ファン１９６が図１４および図１８に示すボ
イラ・対流装置１９１を通してガスを引き出す。上述の
ように、図１４において、冷却されたガスはボイラ１９
１を通過したのちに導管２００を通って煙突１８７に戻
る。特に、この第４段区域において低温のガスが第３室
１８６を離脱する流体と混合しかつ冷却する。特にこの
戻りガスはＴ字形部４１２の下方の下方煙突部分４１３
に入る。下方煙突部分は、第４段区域として用いられる
とき、再循環ガスを導入するために第２および第３段区
域１８５および１８６と類似の構造をもつ。勿論、これ
は二重壁圧力室供給ジェットリングを含む。これらのジ
ェットは煙突部分４１３内に開口し、かつ一つのリング
上に４５°間隔で８個の喰違い配列リング内に収まる。

【００７４】下方煙突部分４１３における第４段区域の
使用は第３段区域１８６の動作に便宜を与える。このよ
うに実施された冷却は第３段区域を実質的に上昇した温
度で動作させる。よって、第３段区域は2,000 °F （1,
093 ℃）までの温度で良好に動作し、かつ通過するガス
内で効果的に完全燃焼を実施させる。また、少量の過剰
空気を導入するからボイラ効率も増大する。この上昇し
た温度はまた、塩素を結合した炭化水素から遊離するの
を支持する。この温度を得るために、第３段区域熱電対
４０３は上方設定点として2,000 °F （1,093 ℃）をも
つ。第４段区域は、再循環ガスの代りにガスを冷却する
ため付加流体を使用することができる。液状の水は高い
熱容量をもつかつ可成りの熱を吸収する。周囲空気およ
び水蒸気も上記と同様の結果を与える。しかし２１２°
F （１００℃）以下の温度で単に多量のこの流体の導入
を介してのみ導入された水の蒸発の潜熱の欠乏は同一の
結果を与える。よって、空気およひ水蒸気は有効ではあ
るが、その効率は低い。しかし、煙突からのガスの再循
環はボイラ部分１９１内のガスの温度を下げるために外
部空気或は他の媒体を導入する必要を避ける。例えば周
囲空気は、第３室１８６か下方煙突部分４１３において
取入れできる。しかし、いずれの場合も、過剰低温空気
の付加は付加空気をボイラ１９１の温度までもたらすた
めに必要とする熱量を損失する。従ってボイラ効率は低
下する。特に、空気中に７９％含まれる窒素は燃焼中は
不活性のままで、しかも加熱され、単に煙突ガスとして
のみ煙突から逃出する。

【００７５】勿論、ボイラ１９１は過剰低温空気をボイ
ラ温度までもたらすのに必要な熱を回収することはでき
ない。しかし、煙突からのガスは既に、ボイラの僅かに
上昇した温度にある。従って、煙突から再循環されたガ
スによって捕捉された大部分の熱はボイラ１９１によっ
て回収される。従って、第３段区域を離脱する燃焼ガス
を冷却するため煙突ガスを再循環することは、同一目的
のために外部過剰低温空気の使用によって附随されるご
みを避ける。エコノマイザが煙突からの熱損失をさらに
減ずる。しかし、高い塩素含有量を有するごみを焼却す
る際、塩化水素はエコノマイザの表面温度が零点以下に
下がると、凝結してエコノマイザの金属部に付着する。
よって、経済要因としてエコノマイザの全面使用か、部
分使用か或は不使用かの最終選択が採られる。ガスは、
下方煙突部分４１３を下向きに通って流動したのち水管
ボイラ・対流部分１９１の入口４１４を通過する。ボイ
ラ１９１内でガスは下方圧力室区域４１６から水管４１
７の下方部分を横切って中央圧力室４１８に流入する。
ガスは次に上方水管部分４１９を横切って上方圧力室４
２０に到る。邪魔板４２３は、ガスがその経路に沿って
移動し下方圧力室から上方圧力室への直接の移動を防ぐ
ことを保証する。上方圧力室から、ガスは結合部４２７
を通って大気へ、或は所要に従って図１４のガス精製装
置１９４、袋ハウス或は沈澱器のような収集装置に流入
する。後者の場合、ガスは処理されてから大気に放出さ
れる。ボイラ・対流部分１９１は、ボイラとして、通常
の水ドラム４３１を有し、このドラムは下方管部分４１
７、上方管部分４１９を通ってから水蒸気ドラム２８３
に水を通流させる。水に与えられた熱によって提供され
る自然循環は補助ポンプを必要とせずに水のこの流れを
保証する。水蒸気室２８３内において、水蒸気はドラム
２８３の上方部分に移動し、一方この水は下方部分に落
下しかつ導管４３３から水ドラム４３１に戻る。発生し
た水蒸気はパイプ４３５を通ってドラム２８３から離脱
する。

【００７６】管部分４１７および４１９はそのままか或
はフイン付き管を有す。フイン付きの場合、さらにすす
送風機４４７を含み、この送風機は空気或は水蒸気を管
部分４１７および４１９を横切って任意の吸着材料に排
出する。さらに、ボイラ１９１は図において見られる水
管装置の代りに煙管系或はコイル管強制循環ボイラの形
態を採ることができる。ボイラ・対流部分１９１の外壁
は耐火材の内層４４１、絶縁中間層４４２、および外皮
層４４３を有す。チャンネル型補強部材４４４が外壁４
４３に強度を付与する。上述のように、吸込みファン１
９６は空気を下方および上方管部分４１７および４１９
を横切って吸引してこの部分に起る圧力降下を補償す
る。吸込みファン１９６は第３段区域１８６の出口近く
に配設された圧力変換器に応答する。この変換器は静圧
を測定して吸込みファンの動作を制御して所望の圧力を
維持する。第３室の端部にこの変換器を配設することに
よって室１８２，１８５或は１８６のいずれかに導入さ
れる空気を補償させる。これは、この変換器をもし第１
室内に配設すれば上記の補償はできない。後者の場合、
付加的に導入された空気が再燃焼トンネル内の速度を許
容できないレベルまで増大させる。この結果、ガスは完
全燃焼のための十分な時間そこに留まることができな
い。変換器を第３段区域の出口に配設することによって
この望ましくない結果が避けられる。吸込みファンは好
適に第３段区域の出口において約４０ft／sec(12.2ｍ／
ｓ）の速度を維持する。

【００７７】図１４〜図２０のごみ焼却炉・ボイラにお
いて、熱は主室１８２およびボイラ１９１から得られ
る。換言すれば、ごみはその燃焼を第１段区域１８２内
で始め、ここにおいて他の目的のために若干の熱を提供
する。次にガスは第２および第３段区域に入り、ここに
おいては熱回収は起らない。第３段区域の後にガスは他
の熱回収のためにボイラに流入する。よって熱回収はす
べての燃焼段区域において起る１つの処理工程を構成す
るものではない。そうではなく、効率的に実施される。
主室において、発熱反応が行われるが、しかし、吸熱反
応が可塑性およびゴム質廃材との間で起り得る。このよ
うにしてごみの初期燃焼が通常、過剰の熱を発生する。
第２段区域において気化した可燃性物質はそれらの燃焼
温度に達するために付加熱を要求する。このシステムは
しばしば良好な燃焼状態を維持するために補助燃料を必
要とする。明らかに、この段区域では回収可能な過剰熱
量は存在しない。同様に、第３段区域は燃焼を完成する
ために利用可能なすべての熱を必要とする。第３段区域
後流では、燃焼は終結する。熱は燃焼を支持するために
はもはや不必要である。この点において、ガスは第２熱
回収装置即ちボイラ１９１にこの熱を安全に提供する。
もし、煙突部分１８７の下流において故障が起ると、炉
キャップ１８９が開いて燃焼ガスを大気へ直接に通気す
る。これによって構成部品の破損を避けかつ煙が周囲区
域に入るのを防ぎかつ作業者のこうむる危険を防止す
る。

【００７８】図１７に示すように、炉キャップ１８９は
枢軸点４５１まわりに回転する。一般に、重錘４５２と
レバーアーム４５３との組合わせは炉キャップ１８９を
開き状態に保つ。これを閉じるには空気シリンダ４５４
の能動作用を必要としシリンダロッド４５５を伸長す
る。これによって炉キャップ１８９が閉じる。図２１お
よび図２２に示す表は、焼却炉の動作の若干段区域を介
しての焼却炉の種々の構成要素の動作を表示する。これ
は遭遇する種々の状態の下での焼却炉の動作を示す。こ
の表の若干の項目は組み合った検知器および警報器を含
む。例えばバーナは火焔安全検知器および警報器を含
む。このシステムを運用するために、これらの検知器は
バーナが実際に火焔を伴っていることを指示する。さも
なければ、警報器がこのシステムに注意を喚起すべきで
あることを作業者に警告する。さらに、或る形の故障が
起ると焼却炉は完全に停止する。例えば、燃焼空気送風
機およびバーナ用送風機は圧力スイッチと組み合わされ
る。もし送風機が正常に特定の時間に動作すればこれら
の検知器はそれらが事実そのとおり動作していることを
示さなければならない。これらはすべてバーナ、送風機
等と組み合わされた標準技術である。Ｉ列からXXV 列は
このシステムの動作の種々の段区域を表わす。特に、列
Ｉから列IVはこのシステムの初期始動を示す。列IVから
列XII はこのシステムの正常運転態様を表わす。このシ
ステムの正常および非常部分的および完全遮断様態は列
XIIIから列XXV までに表わす。Ａ欄には各列が記す動作
の種々の様態を表わす。Ｂ欄からＶ欄までは種々の動作
様態における種々構成要素の状態を示す。

【００７９】図２１および図２２の表において、文字
「Ｘ」は変換器による制御或は検知の不定設定を示す。
換言すれば、或る特定の列上で論じた動作の様態はその
欄における「Ｘ」を付した構成要素の特定の設定或は状
態に依らない。同様に、空白個所は単純に「断」を意味
する。最後に、文字「Ｎ」はＢ欄からＪ欄までに含まれ
る安全組み合い用の正常状態を表わす。「Ａ．Ｆ」はボ
イラ・対流装置１９１がこれを通る空気流をもたなけれ
ばならないことを示す。上述のように、列ＩからIVまで
は（図２１）焼却炉・ボイラの運転開始中の状態に簡単
に関連する。特に、列IVはこのシステムが動作状態に丁
度達したことを示す。この点において（第２段区域の温
度はその最初の設定点に達する。これは主室および第２
段区域が十分に高温となって主室内に装入されたごみの
燃焼が実施できることを示す。従って、点火バーナ用の
燃料は、この点においてごみの最初の装填物を点火する
ために接続状態となる。また、装填機は動作を始めてご
みを主室内に移動しかつ燃焼工程を開始する。

【００８０】列Ｖから列XII までは種々のしかし正常な
動作状態の下における焼却炉・ボイラの動作を示す。こ
れらの状態は特に熱電対４６１，３９３，３９６および
４０３によって決定される種々の設定点に達する温度に
関する。これらの列は図１〜図１３の焼却炉に対する第
９図に示す種々の状態に対応する。上述のように、２つ
のシステムの設定点の実際の温度は、他の因子と同様に
熱電対の配設位置、特定のごみの性質によって変化す
る。勿論、一般原理は同じである。図１４〜図２０の焼
却炉に対する種々の温度設定点に関するこのシステムの
動作の変化は図２１のＯ欄からＳ欄に示す。列IXは図１
〜図１３に関して述べたシステムに対しては示されてい
ない動作状態を示す。この列はその第１設定点より高く
しかもその第２設定点よりも低い点の段区域２×1/2 に
おける熱電対３９６によって決められた温度に関する。
２つの設定点の間において、第２段区域バーナ３９７用
の燃料はその２つの極限値のいずれをもとらない。その
代り、低設定点以下の最高燃料設定と、高設定点をとる
低燃料設定との間で比例させる。

【００８１】上述のように、第２段区域１８５はここを
通る炭化水素の完全燃焼を補償する温度を維持しなけれ
ばならない。低設定点において、第２段区域バーナ３９
７は、温度を維持するために最大状態で動作しなければ
ならない。第２、或は高設定点において、第２段区域バ
ーナ３９７の燃料弁はその最低設定位置をとり、通流す
る炭化水素の燃焼は所要の温度を維持する。これらの両
値の間で、燃料量は、温度が低設定点と高設定点との間
で変化するにつれてその高設定位置からその低設定位置
に変化する。列XIIIから列XXV(図２２) まではシステム
の種々の遮断様態におけるシステムの動作を示す。列XI
IIは作業者が「非常」（或は「恐慌」）スイッチを操作
したときに起る事柄を記す。そこに示すように、すべて
の構成要素は単純に遮断状態になる。列XIV からXVIII
まではこのシステムの自動的かつ完全な遮断の種々の様
態を示す。種々の遮断に対する理由は各ラインXIV から
XVIII に示す。各ラインに示す状態はシステムの動作の
完全終結を必要とする十分に異例でかつ望ましくない状
態を表わす。他の異常な状態でこの焼却炉・ボイラを運
用することができるが、これは通常の様態ではない。列
XIX からXXIIまでに与えられたこれ等の状態の或るもの
が起ると、このシステムは依然として動作するがそれは
単に正常でない様式によるものである。これらの状態の
或るもの、例えば炉キャップ１８９が開くことがある。
この場合、如何なる排出ガスもボイラ１９１を通流しな
い。しかし、これらの制限にも拘わらず、もし他の問題
が干渉しなければ、焼却炉はなお使用できてごみを燃焼
する。

【００８２】このシステムを遮断する正規の方法は、列
XXIII からXXV に示される。列XXIII に見られる正規遮
断の段階１において、装填装置は「断」状態となって如
何なるごみも焼却炉には装入されない。勿論、焼却炉内
に既に装入されているごみはその燃焼を完了しなければ
ならない。主室１８２内のごみがその燃焼を通じて減少
されると、主燃焼室１８２内の油バーナ２５７用の燃料
と空気が「接」状態にならなければならない。次にバー
ナ２５７は主室１８２を十分な燃焼を保証するために十
分高い温度に維持する。さらに、腐食性材料がごみから
気化する機会がある。これはボイラ１９１内の輻射用壁
管２７３および水管４１７，４１９両方の酸腐食を避け
るのを助ける。このシステムは第１タイマによって定め
られた時間中正規の遮断段階１に保つ。次に列XXIVに示
す正規遮断の段階２に入る。この点において、第１段区
域油バーナ２５７への燃料および空気は点火バーナ２５
２への空気の場合と同様に「断」状態にされる。第１，
第２および第３段区域の送風機２９９，３８１および４
０１はそれぞれ、残りの気状燃焼生成物のシステムを清
浄にするために作動状態にある。

【００８３】正規遮断の第２段区域は第２タイマによっ
て定めた時間中継続する。そののち、このシステムは列
XXV に示すその第３遮断の第３段階に入り、この段階に
おいてこのシステムは実際に「断」状態にされる。ａ図
２３から図３０までの流れ線図は図１４〜図２１の焼却
炉・ボイラシステムの運転中の種々の段階を示す。Texa
s Instrument５TI−１０３制御システムおよびシーケン
サがシステムの構成要素の適正な順次動作に必要な方向
を提供する。図２３から図３０において、長方形ブロッ
クはシステムの動作の論理段階を与える。五角形ブロッ
クは後続する段階が自動的に追従することを示す。円４
７３および４９０のような円形ブロックは使用者が手で
設定しなければならないスイッチを示す。菱形は一般の
ように、このシステムのプログラム或は制御における決
定点を示す。図２３から２４図に線図表示されたこのシ
ステムの動作は使用者が円４７３で示す主動力スイッチ
を「接」状態にすることによって開始する。電球４７４
が次に点灯してシステムが実際に動力を受け入れたこと
を示す。種々の他の構成要素もまた電流を受け、この電
流はブロック４７５で示す警報システム、ブロック４７
６で示すファン作動器、ブロック４７７で示す点火バー
ナファンおよびブロック４７８で示す温度制御器を
「接」状態にする。

【００８４】２つの附属パネルが主パネル上に配置され
かつそれらの動力を制御するオン・オフスイッチを有
す。よって、スイッチ４８２はブロック４８３で示す段
区域２用バーナに動力を提供する。主パネル上の信号灯
４８４がスイッチ４８２を介して段区域２用バーナパネ
ルによって動力を示す。同様に、ブロック４８５で示す
段区域１用の油バーナはその動力をスイッチ４８６を介
して受ける。主パネル上の信号灯４８７はスイッチ４８
６が動力を主燃焼室内の油バーナに供給する位置を占め
ることを示す。このシステムを始動中の次の段階とし
て、使用者は円４９０で示すごみ装填パネルに動力を
「接」状態にする。信号灯４９１はこのパネルが電流を
得たことを示す。ごみ装填パネルからの動力は先づブロ
ック４９２で示す灰穴内の水のレベルを定める変換器に
流れる。信号灯４９３は、十分な水がこの穴内に収容さ
れたとき点灯する。ごみ装填パネルからの動力はまたブ
ロック４９４で示す灰除去装置に流れる。ごみ装填パネ
ルからの動力はまたブロック４９５で示す空気圧縮機を
運転する。この構成要素によってつくられた空圧力はブ
ロック４９６で示す炉キャップ、ブロック４９７で示す
ホッパ蓋、およびブロック４９８で示す移動床構成要素
を作動するのを助ける。しかし、移動床はまたごみ装填
パネル自身から直接に電気動力を必要とする。ブロック
４９５の右側の矢印はその後に図示された動作が自動的
に起ることを示す。よってブロック４９５で示す空気圧
縮機の作動がブロック４９６乃至４９８に空圧力を提供
する。ブロック５０２で示す作業者は３つの燃焼段区域
における温度制御器の設定点を点検しなければならな
い。一般に、これらの点は実質的な作動時間を切り替え
ることはない。しかし、作業者は何等かの偶発的な原因
によってこれらの設定位置が変更されるという災難が起
っていないことを確認しなければならない。

【００８５】使用者はまた、主燃焼室がその燃料をごみ
からか、或は燃料油から受けるかを決定する。一般に、
この装置はごみに作用するために始動される。従って、
使用者は水蒸気発生選択スイッチを円５０３で示すごみ
様態におく。註記ブロック５０４はこのシステムがもし
この様態において燃料として石油ガスを使用すれば始動
できないということを標示する。動作を開始するために
は燃料油様態かごみ様態で運転しなければならない。次
に使用者は炉キャップ選択器を円５０７で示す自動様態
におく。註記ブロック５０８に示すようにこのシステム
が先づ始動すると、炉キャップは選択器を自動様態にし
た状態で開き位置に維持され、システムはまだ動作しな
い。これとは別に、もし炉キャップがその閉じ形態を占
めれば、これらのキャップは円５０７で示すように開か
なければならない。図示のように、炉キャップの動作に
はブロック４９５の空気圧縮機の動作からブロック４９
６で示す空圧力を必要とする。菱形５０９は、次に炉キ
ャップが実際に適切に、開き位置に移動されたか或は留
まっているかを付問する。もし「否」であればキャップ
は、１つの可能性として、それらの閉じ形態を占め、信
号灯５１０が点灯する。これとは別に、電球５１１の点
灯はキャップが部分開き状態に留まっていることを示
す。これは、キャップの開形態と閉形態との間の１つの
位置を占めるか、或は１つのキャップが開き、他の１つ
が閉じ位置に留まるかの両方のうちのいずれかの状態か
ら生ずる。いずれの許容し得ない場合において、菱形５
１２は、実際に、キャップ選択器が自動様態に設定され
たかどうかを付問する。もし「否」であれば、このプロ
グラムは円５０７に戻り、ここにおいて作業者はキャッ
プ選択器をその適正位置に位置づけなければならない。

【００８６】しかし、もし菱形５１２がキャップ選択器
が自動様態にあることを発見すれば、作業者はブロック
５１３で示すキャップの全部の状態を点検しなければな
らない。これはブロック４９５で示す空気圧縮機および
ブロック４９６で示す炉キャップ装置の状態の点検を含
む。このシステムの適正動作中の或る点において、炉キ
ャップは実際の場合開くであろう。これは計画を図２４
の円５１６に進ませることを許す。作業者はそこに示す
ボタンを押してこの装置の準備工程を開始させる。信号
灯５１７はこの工程が開始されたことを指示する。この
準備工程は、ブロック５１８で示す気状含有物質を含む
３つの燃焼室を掃気すること、および信号灯５１９によ
り始まる。室の掃気は、システムが動作していない時に
室に蓄積された揮撥性成分を除去する。この掃気は主燃
焼室の両半部、第２段区域、および第３段区域に対し送
風機を動作することを含む。これらの送風機はすべて、
その工程中、それらの高容量で動作し、これらは図にお
いてブロック５２０〜５２３および信号灯５２４〜５２
７で表される。さらに、始動工程が始まると、作業者は
円５３０で示すように、ガス洗滌ポンプ用の始動ボタン
を押す。標記ブロック５３１はガス洗滌ポンプが吸込み
ファンが運転される前に動作しなければならないことを
指示する。換言すれば、このシステムは吸込みファンが
ガス洗滌ポンプがこれらのガスを清浄にするために必要
な洗滌用流体を提供しない限りこのガス洗滌器を吸込み
ファンガスが通過し得ないことである。

【００８７】最後に、ブロック５３３で示すように、燃
焼段区域はそれらの気状物質の排出を完了する。しか
し、特にこのプログラムはこの排出が指示された予め設
定した時間の間は少くとも継続することが必要である。
よって、作業者が円５１６で示す順次始動ボタンを押す
と、掃気タイマがブロック５３４で示すように掃気時間
中の進行を保つ。掃気作業がブロック５３５で示すよう
に少くとも５分間続くと、このシステムは掃気作業が完
了したものと見做し、ブロック５３３の信号灯５３６が
点灯する。次に作業者はボタンを押して円５３９で示す
吸込みファンを始動させる。菱形５４０が、ファンが実
際に動作を開始したかどうかを付問する。もし「否」な
らば作業者はブロック５４１の洗滌ポンプおよびブロッ
ク５４２の吸込みファンの動作を物理的に点検しなけれ
ばならない。ブロック５４３で示すように、吸込みファ
ンの故障は、燃焼室に対し要求された洗滌時間の満了に
先だってこのファンを始動させようとすることから起
る。吸込みファンが動作を開始すると、このプログラム
はブロック５４７に進行し、ここにおいて炉キャップは
閉じ始める。信号灯５４８はこの動作の開始を指示し、
一方菱形５４９はそれが完了したかどうかを付問する。
もし問いに対し「否」であれば、作業者は種々の構成要
素を点検しなければならない。これらの点検項目はボイ
ラ内の水位、ボイラ水蒸気圧力、吸気警報器、モータパ
ネル電気系統、および空気圧縮機である。

【００８８】炉キャップが実際に閉じると、信号灯５５
１が「接」状態となり対流部分がブロック５５４で示す
ようにそれ自身の気状含有物質を掃気し始める。バネル
上の信号灯５５５は点灯して作業工程順序がこの段区域
に到着したことを示す。次に第２掃気タイマがブロック
５５６で示すように作動し始める。ブロック５５７の第
２掃気タイマが５分間の予め定めた時間を経過したこと
を示すと、対流部分はブロック５５８で示すその掃気作
業を完了し、信号灯５５９を点灯する。次に第２段区域
再燃焼トンネル内のバーナ３９７が９０秒間それ自身の
掃気作業を始め、そのファンは新鮮な空気を送風する。
この時間が経過したのちに、ブロック５６１で示すよう
にその点火が始まる。電球５６２が次に、バーナ３９７
の点火時に種々の段階の完了が指示されるのに応じて点
灯する。この段区域において、菱形５６３は第２段区域
バーナ３９７の火焔の存在を立証する。しかし、もしバ
ーナ３９７に火焔が欠けていれば工程順序はブロック５
６４に移行し、すべての工程を再び繰り返す。これを行
うために、プログラムは図２４のブロック５１８に戻
り、３つの燃焼区域を掃気することにより全点火工程を
再開する。上述のように、プログラムは点火工程を開始
する必要があるときは常にブロック５１８に戻る。もし
第２段区域バーナ３９７が火焔をもてば、ブロック５６
６のプログラムは第２段区域トンネル１８５をその使用
温度まで暖める。次に菱形５６７が第２段区域再燃焼ト
ンネルの温度がその下方設定点に達したかどうかを付問
する。もしその答えが「否」であれば、プログラムはブ
ロック５６６で示すようにこの結果が起るのを待つ。

【００８９】第２段区域がその使用温度に達すると、信
号灯５６８が点灯する。次にプログラムは図２６のブロ
ック５７０に進行し、ここにおいて、主燃焼室はその加
温工程を開始する。この段階を達成するために、使用者
は油バーナ選択スイッチを円５７１で示すその「接」位
置に設定する。これに応答して、油バーナ２５７は９０
秒の空気排出を行い、さらにブロック５７２に述べるよ
うにその点火工程順序を実施する。信号灯５７３はこの
工程順序の種々の段区域の完成に応じて「接」状態にな
る。次に菱形５７５が油バーナ２５７が実際に火焔を伴
っているかどうかを付問する。もし「否」であれば、ブ
ロック５７６がシステム全体の完全な点火工程順序を新
規に開始することを要求し、システムは油バーナ２５７
が別の点火を簡単に試みることを許さない。プログラム
は次に図２４のブロック５１８に戻る。点火工程順序の
故障は可燃性ガスを焼却炉内に残す。この結果、点火室
は安全な点火の制御ができるようにそれ自身でそのすべ
てのこのようなガスを掃気しなければならない。

【００９０】菱形５７５に示すように、油バーナ２５７
が適正に点火したのち、該バーナは主燃焼室１８２をブ
ロック５７８で示すようにその使用温度に加温する。註
記ブロック５７９に記すように、油バーナは主燃焼室の
加温中に手動制御操作状態に置かれ、使用者はバーナを
緩徐に開き徐々にこの室を加熱する。主室がその使用状
態に達すると、使用者は油バーナ２５７をその自動様態
に戻す。菱形５８０は主燃焼室１８２がその下方設定点
によって設定されたその最小使用温度に達したかどうか
を付問する。もし「否」であれば、プログラムはこの作
業を達成するまではブロック５７８以外の工程はとらな
い。さらに、油バーナ２５７は、ブロック５８１で示す
ようにプログラムが進行される前に最少５分間はその状
態を保たなければならない。５分間が経過しかつ主室の
温度がその下方設定点を超えたのちに、プログラムは進
行を続ける。ブロック５８２は、対流部分と同様に３つ
の燃焼段区域がすべてそれらの使用温度まで加温された
ことを指示する。次にこの焼却炉はこれが作業を加える
ごみを受け入れる。従って、菱形５８３はこのシステム
が作業対象のごみを収納しているかどうかを付問する。
もし答えが「否」であれば、図２８に移行して後述する
ように補助燃料を用いる。主室に対しごみが充当されれ
ば、作業者は油バーナ２５７選択器スイッチを円５８７
のように「断」位置に置く。この際、油バーナは主室１
８２をその使用温度まで加温するその目的を果たす。こ
のシステムはこの時点でごみに作用することができるか
ら、これ以上は油バーナを必要としない。使用者はまた
水蒸気発生選択器スイッチを円５８８のごみ様態にす
る。

【００９１】このシステムの最後のバーナである点火バ
ーナ２５２はこの時点で点火しなければならない。これ
を実施するために、先づ９０秒の掃気を実施してからブ
ロック５８９で示すその順次点火を行なう。電球５９０
は点火バーナが適正に点火されると点灯する。菱形５９
１は点火バーナ２５２の着火の完了に関して付問する。
この段階に故障があれば、プログラムをブロック５９２
に位置させ、全システムの全点火工程順序を再び新たに
始めることを要求する。これが起ると、プログラムは図
２４のブロック５１８に戻る。しかし、もし点火バーナ
２５２が適正に整合していれば、主燃焼室１８２はごみ
を受入れ始める。従って、作業者は装入機スイッチを円
５９６で示すその自動様態におく。作業者は次にブロッ
ク５９７のようにホッパ内にごみを装入する。次に菱形
５９８がこの装入機が作業から閉め出されたかどうかを
付問する。もしそうならば、電球５９９が点灯し、作業
者は次にブロック６００に示す構成要素を点検しなけれ
ばならない。これには先づ第３段区域の温度を調べるこ
とを含む。もしその温度が上方設定点を超えれば、この
システムは既に高温になり過ぎている。よって、これ以
上何等のごみも受け入れてはならず、このごみの燃焼は
その温度をさらに増大なめらかである。

【００９２】さらに、もしボイラ２８３が水を失ってい
れば、水蒸気圧力は高くなり過ぎ、或は移動床は不当に
動作し、信号灯６０１〜６０３それぞれが点灯して問題
のあることを指示する。これらの或るものは装填機の機
能を阻害する。そのうえ、もしブロック４９５の空気圧
縮機が不作動になると装入機はそれが機能するのに必要
な動力を欠くことになる。同様に、導入吸気量の甚だし
い欠乏は第３段区域１８６の後流に設けられた吸気感知
器をその第２設定点以下に低下させる。これは完全でな
いにしても実質的な吸気ファンの不作動やシステムの阻
害を起させる。いずれの場合も信号灯６０４を点灯させ
る。さらにこれは装入機がごみを主燃焼室１８２に装入
するのを防止する。最後に、装入機パネルは簡単に電気
動力を受け入れていない。明らかに、これはまた装入機
を作業から切り離すことになる。最後に装入機パネルは
単純に電気動力を受け入れていない。明らかに、これは
また装入機をシステムの動作から区別している。

【００９３】これとは別に、装入機はシステムから閉め
出されない場合もある。或は、作業者はプログラムを進
行させるために閉出し状態を起す如何なる問題も処理で
きる。その結果、作業者は次に円６０８で示すボタンを
押して装入サイクルを開始する。信号灯６０９が点灯し
て作業者が装入スイッチを作動させたことを指示する。
ブロック６１０で示す装入機はサイクル運動し、かつ信
号灯６１１は装入機が動作している間「接」状態にされ
る。菱形６１２は装入機がその動作中に動かなくなった
かどうかを付問する。この装入機がもし動かなくなれ
ば、信号灯６１５は「接」状態となりかつプログラムは
この問題を解決するために下記に述べる図２９に進行す
る。もし装入機の動きに支障がなければ、装入機はごみ
を燃焼のために主燃焼室１８２内に装入する。菱形６１
６は次に付加ごみが燃焼を遂行するかどうかについて付
問する。もしそうならば、作業者は次にブロック５９７
においてごみを装入し、プログラムは進行しかつ上記で
概説した段階に従いながら燃焼する。もし、菱形６１６
において、それ以上のごみ燃焼を待つことなく、燃焼炉
は補助燃料を燃焼しなければならず、これによって熱を
そのボイラおよび対流装置に提供する。従って、プログ
ラムは菱形６１７に進み、これはシステムが水蒸気をつ
くるのに補助燃料を用いるかどうかを付問する。またプ
ログラムは菱形５８３から菱形６１７に達する。これは
ごみを主室１８２内に装入する前に燃焼のためにごみの
本来の利用性について付問する。 もし菱形６１７にお
いて、作業者が補助燃料を使用しないと決定すれば、プ
ログラムはブロック６１８に進み、システムは図３０に
示す所定手続に従って遮断する。

【００９４】しかし、補助燃料を使用するには、作業者
は水蒸気発生選択器スイッチを円６２３においてその油
またはガス様態のいずれかに置く。菱形６２４は次にこ
の２つの様態のうちのいずれかを作業者が実際に選択し
たかを付問する。油の場合、プログラムはブロック６２
５に進む。５時間の遅れを、このシステムが燃料油のみ
で作動する前に、装入機の最後のサイクルの後に介在さ
せなければならない。これは主燃焼室１８２内に配置さ
れたごみを完全燃焼させる。この時間の後に、油バーナ
２５７が点火される。次に主燃焼室内に適正な温度を維
持することを要求される程度に作動する。同様に、もし
作業者が燃料として天然ガスを選択するならば、プログ
ラムはブロック６２６に移行する。これによって第２燃
焼段区域１８５内のガスバーナ３９７をして水蒸気発生
に要求されるすべての熱を提供する。しかし、ガスバー
ナ１８５は一般に第２段区域の温度を制御するために作
動状態に保たれる。従って、装入機の最後のサイクル後
５時間のあいだ「断」状態にはならない。かえって、こ
の５時間のあいだ、バーナ３９７は、第２燃焼段区域の
適正な温度を維持するため上述した方法で動作する。
これら５時間の経過後、ガスバーナ３９７の制御は水蒸
気に対する要求に応ずるために変化する。換言すれば、
第２段区域バーナ３９７は要求された水蒸気の量をつく
るために十分なガスを受け入れる。このようにすると
き、第２段区域１８５内の或る特定の温度を維持するこ
とを意図するものではない。

【００９５】１つの別の装置として、補助燃料は所望の
温度を維持するためにごみと共に作用される。これによ
って、中断操作を伴わずに所要の水蒸気を作ることがで
きる。油バーナ２５７かガスバーナ３９７のいずれかを
用いて水蒸気を作る間、菱形６２７のプログラムは、火
焔の不具合が作用バーナに起ったかどうか付問する。も
し上記不具合が起ると、プログラムはブロック６２８に
進む。すべての燃焼室の完全な再掃気がつぎに行われ、
さらに点火作用が図２４でのブロック５１８で示す当初
から開始しなければならない。プログラムは、主燃焼室
１８２内へさらにごみを容易に装入させるように進む。
従って、菱形６２９において、この材料が利用できるも
のかどうか付問する。もし「否」であれば、ブロック６
２０は油或はガスバーナのいずれか適当のものの連続使
用を許し、必要な水蒸気をつくる。もし焼却炉がごみを
燃焼すれば、プログラムは円５８７に戻ってその使用を
許す。

【００９６】図２７において菱形６１２について上述し
たように、装入機は種々の理由により動かなくなる。も
しこの状態が起ると、信号灯６１５が点灯する。次いで
プログラムは図２９におけるブロック６３６或は円６３
７に移行する。ブロック６３６において、装入機の運動
障害は装入機モータに設けられた過荷重スイッチの自動
的な移動を起させる。勿論、これは構成部品への破損を
防止する。これとは別に、作業者は装入機の不満足な性
能を検知して円６３７の非常停止ボタンを押すことがで
きる。いずれかの場合でも、システムをさらに動作させ
るために、作業者は装入機スイッチを動かして円６３８
の手動操作に切換える。作業者はまた、もし必要なら
ば、円６３９において非常停止ボタンを戻す。作業者は
次に装入機における不具合を起させたものを解決し、ラ
ムをブロック６４０で示すように手動で操作する。これ
によって作業者はブロック６４４に示すように、主燃焼
室内へのごみの装入を完了する。円６４５において、作
業者は装入ラムを引き込める。電球６４６は点灯してこ
の作業の完了を指示する。菱形６４７において、プログ
ラムはホッパが空かどうか付問する。もしそうでなけれ
ば、作業者はブロック６４０からの段階を反覆してホッ
パを空にしなければならない。作業者がこのように作業
し終わると、作業者は円６４８において耐火扉を閉じ
て、主燃焼室に装入されたごみを焼きつくす。プログラ
ムは次に図２６の円５９６に戻り、ここにおいて、作業
者は装入機の動作をその正常運転用として自動様態に戻
す。或る場合には、全システムを遮断しなければならな
い。作業者は図３０の円６５５において遮断ボタンを押
すことによってこの工程を開始する。菱形６５６は燃焼
室がごみを利用して動作するか補助燃料によって動作す
るかを付問する。もしごみを利用するならば、プログラ
ムはブロック６５７に進み、遮断タイマを始動する。電
球６５８は点灯してこの遮断手順様態を示す。この遮断
タイマは十分な時間のあいだ動作して主室内のすべての
ごみを燃焼させる。またこの時間中、第１段区域バーナ
はブロック６５９によって示されるように「断」状態に
される。

【００９７】最後に、遮断タイマはブロック６６０で終
る。このプログラムはブロック６６１において冷却タイ
マの動作を始める。このプログラムは、もしこのシステ
ムがその遮断の始めにおいて補助燃料によって動作され
ていれば、菱形６５６から直接に同一のブロック６６１
に達する。冷却タイマが動作している間、信号灯６６２
は「接」状態にある。冷却タイマ６６１は後続する諸要
件を制御する。これはブロツク６６５においてすべての
システムバーナを「断」状態にさせることを含む。すべ
ての送風機はブロック６６６においてすべての燃焼室に
最大空気量を提供する。これはこのシステムに含まれる
任意の可燃性気状物質を除去するのに用いられる。次
に、かつまだ冷却タイマの制御の下で、吸込みファンは
ブロック６６７において「断」となり、かつブロック６
６８において炉キャップは開かれる。炉キャップが開き
状態のときは、冷却タイマはその動作を続行する。さら
に、このシステムは、事実、完全に遮断される。この点
に関し、作業者は炉キャップを再び閉じることを望む、
作業者はこれを実施して簡単に、降水が煙突に流入する
のを防ぐ。菱形６６９は作業者がこれを実施するかどう
かを不問する。もし実施しなければ、炉キャップはブロ
ック６７０で示すように開いたままである。もし作業者
が炉キャップを閉じることを望むならば、作業者は炉キ
ャップ選択器を円６７１において「閉」に設定する。こ
れに応答して、キャップはブロック６７２のその閉じ形
態をとる。

【００９８】

【発明の効果】本発明によるときは嵩張りごみを完全に
燃焼させると共に、これによって発生した熱を極めて有
効に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３つの燃焼段階区域を用いるごみ焼却の側面図
である。

【図２】図１の焼却炉の上面図である。

【図３】図１の焼却炉の端面図で該図の左方から見たも
のである。

【図４】図１の焼却炉の線４−４に沿ってとられた断面
図である。

【図５】図１の焼却炉の線５−５に沿ってとられた入口
扉の断面図である。

【図６】図１の線６−６に沿ってとられた第３段区域の
断面図である。

【図７】図２のすべての３つの焼却炉段階区域の線７−
７に沿ってとられた断面図である。

【図８】図１の線８−８に沿ってとられた焼却炉の制御
回路のブロック線図である。

【図９】図１から図８までの焼却炉用の制御回路のブロ
ツク線図である。

【図１０】図９の制御を達成するための段階線図で示す
第１の電気回路である。

【図１１】図９の制御を達成するための図１０の回路に
つながる第２の電気回路である。

【図１２】図９の制御を達成するための図１１の回路に
つながる第３の電気回路である。

【図１３】図９の制御を達成するための図１２の回路に
つながる第４の電気回路である。

【図１４】２つの個別の熱回収設備を有する焼却炉・ボ
イラの等角斜視図である。

【図１５】図１４の焼却炉の上面図である。

【図１６】図１４の焼却炉の第１および第２燃焼段階区
域を示す側面図である。

【図１７】図１４の第１、第２および第３燃焼段階区域
の端面図である。

【図１８】図１４の焼却炉の線１８−１８に沿ってとら
れた対流ボイラの断面図である。

【図１９】図１４の焼却炉・ボイラの主燃焼室（第１段
区域）の部分切断側面図である。

【図２０】図１９の主燃焼室の線２０−２０に沿ってと
られた断面図である。

【図２１】図１４から図２０までの焼却炉・ボイラの動
作を示すブロック線図である。

【図２２】図１４から図２０までの焼却炉・ボイラの動
作を示す図２１につながるブロック線図である。

【図２３】図１４から図２０までに示す焼却炉・ボイラ
システムのプログラム式制御手段を用いる動作の流れ線
図である。

【図２４】図２３につながる流れ線図である。

【図２５】図２４につながる流れ線図である。

【図２６】図２５につながる流れ線図である。

【図２７】図２７につながる流れ線図である。

【図２８】図２７につながる流れ線図である。

【図２９】図２８につながる流れ線図である。

【図３０】図２９につながる流れ線図である。

【符号の説明】

３０ ごみ焼却炉 ３１ 入口扉 ３２ 主燃焼室 ３７ 補助バーナ ４６ 第２段区域 ４９ バーナ ５８ 上方燃焼室 １８２ 主燃焼室 １８５ 第２燃焼区域 １８６ 第３燃焼区域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ごみ焼却および焼却によって発生した熱
   の回収方法において、(1) 第１取入れ開口部からごみ焼
   却炉主室内に嵩張りごみを装填し、(2) 前記嵩張りごみ
   を焼却して気状の燃焼生成物をつくり、(3) 第１排出開
   口部を通しかつ再燃焼装置の第２取入れ開口部内に直接
   に前記主燃焼室から気状燃焼生成物を通流し、前記再燃
   焼装置は前記再燃焼装置からは実質的な熱の漏出を防ぐ
   が、前記再燃焼措置から気状の燃焼生成物が通流する第
   ２排出開口部からの熱の漏出は防止せず、(4) 前記燃焼
   室内で燃焼しているごみに接近して流体の熱交換媒体を
   通過し、そののち前記熱交換媒体を前記主燃焼室から離
   脱させ、(5) 前記再燃焼装置内でかつ前記第２取入れ開
   口部の近くで所定量の燃料を燃焼し、(6) 所定量の酸素
   含有ガスを前記再燃焼装置に導入し、(7) 前記第２排出
   開口部を通しかつ第３取入れ開口部から直接に、回収装
   置内に前記再燃焼装置から気状の燃焼生成物に接近して
   流体熱交換媒体を通流し、その後、前記熱交換媒体を前
   記回収装置から離脱させ、(9) 第３排出開口部を通して
   前記回収装置から気状の燃焼生成物を通流する、上記の
   各工程を含むごみの焼却と、これによって生じた熱の回
   収方法。