JPH0598989A - 産業廃棄物生成ガスエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 熱分解処理施設の生成ガス発生室で発生する
生成ガスの燃焼エネルギーを最大限に利用できるように
する。 【構成】 熱分解処理施設本体２の投入口１２から廃タ
イヤ等の可燃性産業廃棄物１０を生成ガス発生室７内に
投入し、バーナーによって可燃性産業廃棄物１０に着火
する。着火後、生成ガス発生室７内を密閉状態にし、生
成ガス発生用ブロア１１を制御して生成ガス発生室７内
に空気を適量送り込む。生成ガス発生室７内において発
生した可燃性の生成ガスは、エンジン４０のピストンが
下降する際のキャブレタ３０内の負圧によって空気と混
合され混合気となって吸引され、エンジン４０のシリン
ダー内に吸入される。エンジン４０は、吸入した空気混
合の可燃性生成ガスをピストンによって圧縮し、この圧
縮ガスを点火プラグによって爆発させる。この可燃性生
成ガスの爆発によって生じるピストンを押し下げる力に
よってクランク軸に回転力が与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス機関に係わり、特
に、可燃性産業廃棄物を熱分解処理させて得られる可燃
性の生成ガスを燃料として駆動する産業廃棄物生成ガス
エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ゴムや合成樹脂等の可燃性産業廃
棄物を熱分解処理し可燃性生成ガスを発生させて、この
生成ガス燃焼熱を取り出して利用しようとする設備が開
発されている。この処理施設は、その本体が、鉄板によ
り仕切られた上室の生成ガス発生室と、下室の一次空気
の通気室とを有している。この熱分解処理施設本体の生
成ガス発生室には、外部に通じ生成ガスを外部に誘導す
る排気筒が設けられ、この排気筒内に空気を送り込むよ
うにして生成ガス燃焼筒としている。この生成ガス燃焼
筒は、生成ガス発生室中発生する不完全燃焼ガスを排気
筒に導き、外部から排気筒内に空気を噴出せしめて排気
筒内で不完全燃焼ガスと混合させて不完全燃焼ガスを爆
発的に完全燃焼させるものである。この生成ガス発生室
における不完全燃焼ガスの爆発的な完全燃焼によって可
燃性産業廃棄物の発生する生成ガスの燃焼熱を高め、こ
の燃焼熱を排気ガスの形で排気筒から外部に誘導して取
り出し、燃焼熱の利用を図っている。

【０００３】このように、ゴムや合成樹脂等の可燃性産
業廃棄物の生成ガス発生に当たっては、可燃性産業廃棄
物を一気に完全燃焼させて大気中に排気ガスを放出して
しまうことはせずに、生成ガス発生室と生成ガス燃焼筒
を設け、生成ガス発生室において空気の供給を抑え不完
全燃焼させて可燃性の生成ガスを発生させ、生成ガス燃
焼筒において充分な空気の供給を行い可燃性の生成ガス
を爆発的に完全燃焼させることにより燃焼熱を高めて、
この発生燃焼熱を例えば、温水による屋内暖房、温水を
循環させるビニールハウス栽培、温風を発生させた乾
燥、蒸気を利用した発電等有効利用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この熱分解処理施設の
生成ガス発生室において発生する生成ガスは、燃焼効率
が良く、充分な空気を供給して完全燃焼させると爆発的
な勢いで燃焼する。しかしながら、従来の可燃性産業廃
棄物を熱処理して生成ガス燃焼熱を取り出す熱分解処理
施設にあっては、生成ガス発生室で不完全燃焼させて発
生させた可燃性の生成ガスを、生成ガス燃焼筒において
充分な空気を供給して爆発的に完全燃焼させて燃焼熱を
高くして、この発生燃焼熱の利用を図るだけで、熱分解
処理施設の生成ガス発生室で発生する生成ガスの燃焼効
率の良さによる爆発的な勢いの燃焼による充分な生成ガ
スの燃焼エネルギーの利用を図っていないという問題点
を有している。

【０００５】本発明は、熱分解処理施設の生成ガス発生
室で発生する生成ガスの燃焼エネルギーを最大限に利用
することのできる産業廃棄物生成ガスエンジンを提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の産業廃棄物生成ガスエンジンは、可燃性産
業廃棄物を熱分解させて可燃性ガスを生成する生成ガス
発生機と、該生成ガス燃焼用の空気を供給する空気供給
機と、前記空気供給機から空気を吸入することによって
前記生成ガス発生機で発生する生成ガスを吸引混合する
キャブレタと、該キャブレタから燃料と空気の混合ガス
を吸入して燃料とするエンジンとによって構成してなる
ものである。

【０００７】そして、上記生成ガス発生機によって生成
される可燃性ガスは、可燃性産業廃棄物を熱分解させて
発生する不完全燃焼ガスで構成してある。

【０００８】

【作用】熱分解処理施設本体の投入口から廃タイヤ等の
可燃性産業廃棄物を生成ガス発生室内に投入し、バーナ
ーによって可燃性産業廃棄物に着火する。着火後、生成
ガス発生室内を密閉状態にし、生成ガス発生用ブロアを
制御して生成ガス発生室内に空気を適量送り込む。可燃
性産業廃棄物の着火によって生成ガス発生室内には、可
燃性の生成ガスが発生する。可燃性の生成ガスの発生量
は、生成ガス発生用ブロアを制御調整することによって
可燃性産業廃棄物のガス発生を調整して制御する。

【０００９】生成ガス発生室内において発生した可燃性
の生成ガスは、エンジンのピストンが下降する際のキャ
ブレタ内の負圧によって空気と混合され混合気となって
吸引され、エンジンのシリンダー内に吸入される。エン
ジンは、吸入した空気混合の可燃性生成ガスをピストン
によって圧縮し、この圧縮ガスを点火プラグによって爆
発させる。この可燃性生成ガスの爆発によって生じるピ
ストンを押し下げる力によってクランク軸に回転力が与
えられる。シリンダー内の燃焼ガスはピストンの上昇に
よって完全に排気され、再び、ピストンが下降する際
に、キャブレタ内を負圧にし燃焼室内において発生した
可燃性生成ガスに空気を混合しながらシリンダー内に吸
入する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１には、本発明に係る産業廃棄物生成ガスエンジンの一
実施例が示されている。

【００１１】図において、１は熱分解処理施設である生
成ガス発生機で、可燃性産業廃棄物をガス化させて可燃
性ガスを生成するものである。２は熱分解処理施設本体
で、外壁３と内壁４との二重構造を採っており、外壁３
と内壁４との間に水を挿通させる水冷壁５が形成されて
いる。６は鉄板で、熱分解処理施設本体２内を２つに仕
切るものである。７は鉄板６によって仕切られた生成ガ
ス発生室で、可燃性産業廃棄物１０を不完全燃焼させ
て、可燃性の生成ガスを発生させるところである。した
がって、生成ガス発生室７内は、可燃性産業廃棄物１０
に点火後、密閉状態にし、極少量の空気を供給すること
により半乾留状態でガス発生し（不完全燃焼させて）、
可燃性の生成ガスを発生させる。

【００１２】８は鉄板６によって仕切られた通気室で、
可燃性産業廃棄物をガス化させる際に必要な空気を生成
ガス発生室７内に送り込むところである。この通気室８
は、空気が直接可燃性産業廃棄物１０に供給されること
のないようにするバッファの役目を果たしている。すな
わち、この通気室８は、生成ガス発生室７内に供給する
空気を一次溜めておくところである。９は通気室８に形
成されている通気孔である。この通気孔９は、通気室８
に一次溜めて置かれた空気を生成ガス発生室７内に必要
に応じて供給する通路である。

【００１３】１０は可燃性産業廃棄物で、例えば、廃タ
イヤ、有毒ガスを発生しないプラスチック容器等であ
る。廃タイヤは、タイヤの組成物がＪＩＳ規格で決めら
れて一定しているため燃やした場合、常時安定した可燃
性の生成ガスを得られるので、可燃性産業廃棄物１０と
しては、主に廃タイヤが用いられる。この廃タイヤを可
燃性産業廃棄物１０として使用する場合には、何の前処
理をすることなく、そのまま生成ガス発生室７内に投入
することができる。

【００１４】１１は生成ガス発生用ブロアで、通気室８
に送り込む空気量を調整するものである。すなわち、生
成ガス発生用ブロア１１は、可燃性産業廃棄物１０に点
火し生成ガス発生室７内を密閉状態にした後、生成ガス
発生室７内に送り込む空気量を調整し、可燃性産業廃棄
物１０のガス化によって発生する可燃性の生成ガスの量
を制御する機能を有している。この生成ガス発生用ブロ
ア１１を制御し、空気の送り量を多くすれば、可燃性産
業廃棄物１０のガス発生速度が速くなって可燃性の生成
ガスの発生が多くなり、空気の送り量を少なくすれば、
可燃性産業廃棄物１０のガス発生速度が遅くなって可燃
性の生成ガスの発生が少なくなる。すなわち、空気の送
り量と可燃性の生成ガスの発生量は正比例の関係にあ
る。また、この生成ガス発生用ブロア１１によって必要
以上の多量の空気を通気室８に送風し、通気孔９を介し
て生成ガス発生室７に送り込むと、生成ガス発生室７内
の可燃性産業廃棄物１０が完全燃焼してしまう。したが
って、生成ガス発生室７内の可燃性の生成ガスの発生量
を調整しながら生成ガス発生用ブロア１１を制御するこ
とになる。

【００１５】１２は可燃性産業廃棄物１０を熱分解処理
施設本体２内に投入する投入口である。１３は可燃性産
業廃棄物１０の燃滓である残灰を取り出す灰出口であ
る。１４は生成ガス発生室７に接続開口した排気筒で、
生成ガス発生室７において可燃性産業廃棄物をガス発生
させて生成される可燃性の生成ガスを外部に誘導するた
めのものである。１５は排気筒１４の途中に取り付けら
れた生成ガス調整バルブで、可燃性産業廃棄物を燃焼さ
せて生成される可燃性の生成ガスを外部に供給する量を
調整制御するものである。

【００１６】２０は空気供給機で、生成ガス発生室７で
可燃性産業廃棄物を燃焼させて発生した可燃性の生成ガ
スを外部に誘導する排気筒１４から供給される生成ガス
を燃焼するために空気を供給するものである。２１は空
気供給用ブロアで、可燃性産業廃棄物をガス化させて生
成ガス発生室７内で発生した可燃性の生成ガスに混合す
る空気を供給するものである。２２は空気供給用ブロア
２１に接続される空気供給管である。２３は空気供給管
２２の途中に取り付けられた空気調整バルブで、図２に
示す如く、生成ガス発生室７内で発生した可燃性の生成
ガスに混合する空気の量を調整制御するものである。こ
の空気調整バルブ２３は、生成ガス調整バルブ１５と連
携して制御される。

【００１７】この空気供給用ブロア２１と、空気供給管
２２と、空気調整バルブ２３とによって空気供給機２０
が構成されている。

【００１８】３０はキャブレタで、生成ガス発生室７内
で発生した可燃性の生成ガスと空気を混合させて混合気
をつくる装置である。このキャブレタ３０は、図２に示
す如く筒状に形成され、キャブレタ３０の筒方向中間の
内部に直径を小さく絞ったベンチュリ３１が形成されて
いる。このベンチュリ３１の通路が狭くなったところ
に、生成ガス発生室７において可燃性産業廃棄物をガス
化させて生成される可燃性の生成ガスを外部に誘導する
排気筒１４の先端がノズルとして突出している。３２は
スロットルバルブで、キャブレタ３０の内部のベンチュ
リ３１の下流側に設けられている。このスロットルバル
ブ３２は、混合気の吸い込み量を加減するための円板形
のバルブでキャブレタ３０に接続されるエンジン４０の
回転を調節するためのものである。

【００１９】４０はエンジンで、キャブレタ３０からの
混合気を吸入・圧縮・爆発・排気を繰り返すことによっ
て往復運動を回転運動に変換するものである。このエン
ジン４０は、燃料の燃焼による熱エネルギーを機械的エ
ネルギーに変換させる原動機である内燃機関の一種であ
る。しかも、可燃性産業廃棄物１０をガス化させて生成
される可燃性の生成ガスを燃料とするガス機関である。

【００２０】ガス機関本体の主要部分は、シリンダー４
１、ピストン４２、コネクティングロッド４３、クラン
ク軸４４である。シリンダー４１の上方部には、吸気弁
４５、排気弁４６、点火プラグ４７がある。ピストン４
２にはピストンリングが嵌まっていて、気密を保ちつつ
シリンダー内で往復摺動運動を行う。ピストン４２の往
復摺動運動は、コネクティングロッド４３を介してクラ
ンク軸４４の回転運動に変換される。混合気の燃焼によ
ってピストン４２に動力が与えられるが、この力は間欠
的であるからクランク軸４４の回転を滑らかに継続させ
るために、クランク軸４４には通常はずみ車が設けられ
ている。

【００２１】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２２】まず、熱分解処理施設本体２の投入口１２
から可燃性産業廃棄物１０（例えば、廃タイヤ）を生成
ガス発生室７内に投入する。そして、熱分解処理施設本
体２の生成ガス発生室７に取り付けられている図示して
いない液体バーナー（例えば、灯油バーナー）を開と
し、熱分解処理施設本体２の灰出口１３の一部より図示
していないガスバーナー（例えば、プロパンバーナー）
によって可燃性産業廃棄物１０に着火する。着火後、自
燃を確認して液体バーナーとガスバーナーを止める。そ
の後、生成ガス発生室７内を密閉状態にし、通気室８を
介して生成ガス発生室７内に送り込む空気量を生成ガス
発生用ブロア１１を制御することによって調整して可燃
性産業廃棄物１０の生成ガス発生具合を調整し、可燃性
産業廃棄物１０の熱分解によって発生する可燃性の生成
ガスの発生量を制御する。この生成ガス発生用ブロア１
１による空気の送り量を多くすれば、可燃性産業廃棄物
１０の熱分解速度が速くなって可燃性の生成ガスの発生
を多くすることができ、生成ガス発生用ブロア１１によ
る空気の送り量を少なくすれば、可燃性産業廃棄物１０
の熱分解速度が遅くなって可燃性の生成ガスの発生を少
なくすることができる。

【００２３】生成ガス発生室７内において生成ガスの発
生が確認されると、空気供給機２０を作動させ、キャブ
レタ３０の内部のスロットルバルブ３２を開いて、図示
していないスターターモータによってエンジン４０のピ
ストン４２を駆動し、点火プラグ４７を点火させてエン
ジン４０を始動する。エンジン４０は、吸入工程で吸気
弁４５を開きピストン４２が下降するときに、空気供給
管２２を通って供給される空気を吸い込み、この空気を
吸い込む際に、キャブレタ３０において排気筒１４から
供給される生成ガス発生室７で発生した可燃性の生成ガ
スを負圧によって引き出して混合気としてシリンダー４
１内に吸入する。ピストン４２が下死点近傍に来たと
き、吸気弁４５は、閉じる。

【００２４】このシリンダー４１内に吸入された可燃性
の生成ガスは、ピストン４２が下死点から上昇するとき
に圧縮される（圧縮工程）。ピストン４２の上昇によっ
て圧縮され、ピストン４２が上死点近傍に来たときに、
点火プラグ４７が着火され、圧縮されたシリンダー４１
内の可燃性の生成ガスが爆発を起こす（爆発工程）。こ
の可燃性の生成ガスは、シリンダー４１内に吸入された
ときに既に高温となっているので容易に爆発を起こさせ
ることができる。生成ガスの爆発によってピストン４２
は、勢い良く押し下げられ、ピストン４２の下降によっ
てコネクティングロッド４３を介してクランク軸４４が
回転する。下降したピストン４２は、下死点まで来ると
反転し、再び上昇し始める。

【００２５】このピストン４２が下死点に達すると、排
気弁４６が開き、ピストン４２が下死点から上昇すると
きに爆発によって燃焼した生成ガスの燃焼ガスが排気さ
れる（排気工程）。ピストン４２の上昇によって排気さ
れ、ピストン４２が上死点近傍に来たときに、シリンダ
ー４１内の燃焼ガスは、完全に排気される。上死点まで
移動したピストン４２は、反転し下降を始める。シリン
ダー４１内の燃焼ガスが完全に排気されると、排気弁４
６が閉じ、吸気弁４５を開きピストン４２が下降すると
きに、空気供給管２２を通って供給される空気を吸い込
み、この空気を吸い込む際に、キャブレタ３０において
排気筒１４から供給される生成ガス発生室７で発生した
可燃性の生成ガスを負圧によって引き出して混合気とし
てシリンダー４１内に吸入する（吸入工程）。

【００２６】このように、吸入工程→圧縮工程→爆発工
程→排気工程→吸入工程と繰り返すことにより、生成ガ
ス発生室７において可燃性産業廃棄物１０を熱分解させ
て生成される可燃性の生成ガスを燃料としてエンジン４
０を連続して運転することができる。また、このエンジ
ン４０の回転速度は、キャブレタ３０の内部のスロット
ルバルブ３２の開度を調整することにより自由に行うこ
とができる。さらに、生成ガス発生用ブロア１１を制御
することによって生成ガス発生室７内の可燃性産業廃棄
物１０が燃焼具合を制御できるので、最大効率でエンジ
ン４０を運転することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次に示す如き効果を有する。

【００２８】本発明は、可燃性産業廃棄物を熱分解させ
て発生する可燃性の生成ガスに空気を混合した混合気を
燃料としてエンジンを作動させるため、熱分解処理施設
の生成ガス発生室で発生する生成ガスの燃焼エネルギー
を最大限に利用することができる。

【００２９】そして、可燃性の生成ガスが可燃性産業廃
棄物を燃焼させて発生する不完全燃焼ガスであるため、
充分な可燃性を有しており、しかも可燃性の生成ガスの
温度が可燃性産業廃棄物を熱分解させた直後に発生した
ガスであるため高温となっており、エンジン内で圧縮す
れば点火プラグによる着火によって容易に爆発させるこ
とができ高効率で燃焼エネルギーを利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る産業廃棄物生成ガスエンジンの
実施例を示す全体構成図である。

【図２】図１に図示のキャブレタ、エンジンの断面図で
ある。

【符号の説明】

１…………………………………………生成ガス発生機 ２…………………………………………熱分解処理施設本
体 ７…………………………………………生成ガス発生室 １０………………………………………可燃性産業廃棄物 １１………………………………………生成ガス発生用ブ
ロア １４………………………………………排気筒 １５………………………………………生成ガス調整バル
ブ ２０………………………………………空気供給機 ２１………………………………………空気供給用ブロア ２３………………………………………空気調整バルブ ３０………………………………………キャブレタ ３２………………………………………スロットルバルブ ４０………………………………………エンジン ４１………………………………………シリンダー ４２………………………………………ピストン ４３………………………………………コネクティングロ
ッド ４４………………………………………クランク軸 ４７………………………………………点火プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃性産業廃棄物を熱分解処理して可燃
   性生成ガスを発生させる生成ガス発生機と、該生成ガス
   燃焼用の空気を供給する空気供給機と、前記空気供給機
   から空気を吸入することによって前記生成ガス発生機で
   発生する生成ガスを吸引混合するキャブレタと、該キャ
   ブレタから燃料と空気の混合ガスを吸入して燃料とする
   エンジンとによって構成したことを特徴とする産業廃棄
   物生成ガスエンジン。
2. 【請求項２】 上記生成ガス発生機によって生成される
   可燃性ガスは、可燃性産業廃棄物を燃焼させて発生する
   不完全燃焼ガスである請求項１記載の産業廃棄物生成ガ
   スエンジン。