JPH06101825A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉の燃焼室内の燃焼温度に応じて、焼却
炉の煙道側に設けた排風機によって燃焼ガスの排出量を
調整することにより、燃焼室内の燃焼状態を最良状態に
誘導して、焼却炉の耐用年数を高め、又排煙中に含まれ
る有毒成分の低下を図る。 【構成】 空気取入口５と煙道３を備えた焼却炉１にお
いて、前記煙道３側の途中に排煙量を調整する排風機４
を設け、焼却炉１の燃焼室２内の燃焼温度を検知するセ
ンサー６を設け、該センサー６からの情報に基づいて前
記排風機４を制御する制御機構７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、焼却炉の煙道側に設
けた排風機によって燃焼ガスの排出量を調整することに
より、焼却炉の燃焼室内の燃焼状態を最良状態に誘導
し、焼却炉の耐用年数を高め、又排煙中に含まれる有毒
成分の低下を図る焼却炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業の発展、生活の向上に伴っ
て、産業廃棄物、家庭用ゴミなどの各種の廃棄物が毎日
多量に発生している。

【０００３】廃棄物には燃えないものと燃えるものがあ
り、燃えない廃棄物は一部は埋め立て用に利用されてい
るが、それ以外はそのまま所定の場所に投棄されて処理
されている。燃える廃棄物は、焼却炉で燃焼させて処理
している。

【０００４】燃焼用廃棄物を燃焼して処理する焼却炉に
あっては、燃焼状態の良否によって、多量の燃えかすが
残ったり、多量の排ガスを空気中に放出したり、又高温
で燃焼させると焼却炉が早期に傷んだりする問題があ
る。

【０００５】このため、焼却炉で燃焼させる場合、焼却
炉の燃焼室内の燃焼状態の調整が行われている。その調
整は一般に空気取入量を調整することによって行われ、
これによって、焼却炉の燃焼室内の燃焼状態を制御して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空気取入量
を調整する場合にあっては、多量の空気が燃焼室に供給
されると、燃焼室内が加圧され、燃焼室の隙間から炎の
一部が外部に吹き出して火事や火傷の原因なり、危険で
ある。

【０００７】また、燃焼を促進させるために燃焼室に多
量の空気を取入れる方法では、燃焼後のガスが燃焼室内
に残留して、この残留した燃焼ガスが新しい空気の流入
の妨げ、完全燃焼を困難とし、排煙中の有毒成分の増加
の原因にもなっている。

【０００８】また、燃焼室の下部に通気性の金網等を配
設して、その上部側に燃焼用廃棄物を入れ、金網等の下
から空気を入れて燃焼させる場合には、多量の燃焼用廃
棄物が同時に燃焼して、燃焼室内が高温になって焼却炉
を傷める恐れがある。

【０００９】これに対して、燃焼室の上部から燃焼用の
空気を取入れる構造になっている場合には、空気の表面
に接している上面側の燃焼用廃棄物のみが燃えることに
なるため、燃焼室内が高温になるのを防ぐことができる
利点がある。しかし、その反面で、燃焼用廃棄物が燃え
て量が少なくなると、燃焼室の上部から取入れられる空
気は燃焼用廃棄物の上方を通過して煙道側に流れる状態
になって燃焼室の下部側まで下がらなくなり、不完全燃
焼となり燃焼状態が悪くなる。

【００１０】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、焼却炉の燃焼室内の燃焼温度に応じ
て、焼却炉の煙道側に設けた排風機によって燃焼ガスの
排出量を調整することにより、燃焼室内の燃焼状態を最
良状態に誘導して、焼却炉の耐用年数を高め、又排煙中
に含まれる有毒成分の低下を図ることのできる焼却炉を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めにこの発明は、空気取入口と煙道を備えた焼却炉にお
いて、前記煙道側の途中に排煙量を調整する排風機を設
け、焼却炉の燃焼室内の燃焼温度を検知するセンサーを
設け、該センサーからの情報に基づいて前記排風機を制
御する制御機構を設けた構成よりなるものである。

【００１２】ここで、好ましい態様として、空気取入口
を煙道の反対側に設けたり、空気取入口を燃焼室の上面
から下方に向けて上下動自在に設けたりしてもよい。ま
た、燃焼室の周面を二重構造に形成し、二重構造の内部
に燃焼熱で温められる水が充填される吸熱室を形成する
と共に吸熱室内の水又は湯を外部と循環自在にしてもよ
い。更に、排風機の取付け箇所の上流側の煙道に排ガス
除去装置を設けたり、排ガス除去装置の上流側に２次燃
焼室を設けたりしてもよい。

【００１３】

【作用】以上のような構成を有するこの発明は、次のよ
うに作用する。すなわち、燃焼用廃棄物を燃焼室で燃焼
させる場合、燃焼初期においては多量の空気が必要で、
このときには、排風機の排出能力に高めて、燃焼室内の
燃焼ガス等を強制排出させると、空気取入口から多量の
空気が燃焼室内に流入して燃焼を促進させるように作用
する。

【００１４】また、燃焼用廃棄物の燃焼が盛んになっ
て、燃焼室内が高温になると、センサーで検知して、排
風機の排出能力を下げて、燃焼室内の燃焼ガス等の排出
量を減らすことによって、空気取入口からの空気流入量
を減らして燃焼を弱め、燃焼室の室温が上がるのを防ぐ
ように作用する。

【００１５】さらにまた、排風機の排出能力を調整しな
がら、燃焼室内に流入する空気量を調整することによ
り、完全燃焼状態で燃焼用廃棄物を燃焼させて、煙道か
ら放出される排煙中の有毒成分の量を減らし、排煙を排
ガスの基準値内に抑えることができるように作用する。

【００１６】

【実施例】以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発
明をより具体的に説明する。ここで、図１は焼却炉の概
略側面図、図２は空気取入口の斜視図である。

【００１７】図において、焼却炉１は、燃える廃棄物を
燃焼させて焼却すると共に、その際に発生する排煙中に
含まれる有毒成分の量を排ガスの基準値内に抑えること
のできる装置である。焼却炉１は、廃棄物を燃焼させる
燃焼室２、煙道３に設けられた排風機４、燃焼室２への
空気の流入路なる空気取入口５、燃焼室２内の燃焼温度
を検知するセンサー６、排風機４を制御する制御機構７
などから構成されている。

【００１８】燃焼室２は廃棄物を燃焼させて焼却する室
であり、燃焼室２の側面及び上面は二重構造に形成さ
れ、二重構造の内部には燃焼熱で温められる水が充填さ
れる吸熱室８が形成されている。燃焼室２の側面及び上
面に形成された吸熱室８は連通状態になっている。

【００１９】燃焼室２の一端側はその上部側が外方に突
出形成され、その突出した上部の上面には煙道３の下端
が接続されている。煙道３は燃焼の際に発生した排煙を
外部に放出するときの通路で、上方に延設されている。
この煙道３の途中には上方に向かって、２次燃焼室９、
排ガス除去装置１０、排風機４の順で各々設けられてい
る。

【００２０】２次燃焼室９は燃焼室２内で発生した不完
全燃焼ガスを完全に燃焼させるために設けられたもので
あり、センサー９ａが２次燃焼室９内に設けられてい
て、このセンサー９ａによって不完全燃焼の有無を検知
し、その情報は後述する制御機構７に送られ、制御機構
７によって２次燃焼室９の制御が行われている。

【００２１】排ガス除去装置１０は、煙道３から排出さ
れる排煙中に含まれる煤や有毒成分を除去する機能を果
たすものである。排ガス除去装置１０は上面側が円錐状
に塞がれ、その側面が開放されており、排煙はこの開放
された側面を通過して排ガス除去装置１０内に入る構造
になっている。排ガス除去装置１０の上部には、常に新
鮮な水を円錐状に下向きに噴射するノズル１０ａが取付
けられている。ノズル１０ａは排ガス除去用給水通路１
１の先端に設けられ、又下向きに取付けられている。排
煙がこのノズル１０ａから円錐状に噴射される水シャワ
ーの中を通過中に、そのガス中に含まれる煤や有毒成分
が水シャワーの水分中に溶解吸収される構造になってい
る。

【００２２】排ガス除去装置１０の下部には排ガス除去
用排水通路１２の一端が取付けられている。排ガス除去
用排水通路１２は、ノズル１０ａから噴射されて煤や有
毒成分を溶解吸収して汚れた水を排出するための通路で
ある。排ガス除去用排水通路１２の他端は図示しない濾
過器を介して、水を蓄える貯留槽１３に接続されてい
る。この貯留槽１３には上記排ガス除去用給水通路１１
の他端が接続され、煤や有毒成分を溶解する水は循環し
て再使用できるようになっている。また、排ガス除去用
給水通路１１の貯留槽１３寄りの途中には排ガス除去用
給水通路１１の先端から水を供給するための駆動力とな
るポンプ１４が設けられている。

【００２３】排風機４は、燃焼ガスの排出量を調整する
ことにより、燃焼室内の燃焼状態を最良状態に誘導する
ものである。排風機４には例えばプロペラが使用され、
その回転軸の基端にはモーター４ａが取付けられてい
る。このモーター４ａの駆動によって排風機４のプロペ
ラのファン４ｂが回転して燃焼ガスを燃焼室２から吸引
して外部に放出するようになっている。排風機４のモー
ター４ａは制御機構７によって制御されるが、例えばイ
ンバータ制御により、ファン４ｂの回転数を制御してい
る。

【００２４】空気取入口５は、燃焼室２に燃焼に必要な
空気を供給する通路で、煙道３と反対側の燃焼室２の端
部に設けられている。空気取入口５は燃焼室２の上面か
ら下方に向けて上下動自在に設けられている。空気取入
口５は例えば図２に示すような箱型の形状、つまり、上
面と下面及び下部側面の一部が開口された形状からな
り、上面開口部５ａが空気流入側となり、下面開口部５
ｂ及び下部側面開口部５ｃが空気流出側となる。箱型の
形状の空気取入口５が燃焼室２の上面の開口部に上下に
移動自在に取付けられている。

【００２５】空気取入口５はその開口された上面の上面
開口部５ａから空気を取り入れ、開口された下面および
下部側面の下面開口部５ｂ及び下部側面開口部５ｃから
空気を燃焼室２内に供給する単純な構造から形成されて
いる。空気取入口５はその下端が燃焼室２内の燃焼用廃
棄物の上面に当接することによって支持され、燃焼用廃
棄物の燃焼に伴って、燃焼用廃棄物の上面が下がるに従
って、燃焼用廃棄物の上面に当接した状態で同時に降下
する構造になっている。このため、空気取入口５の下面
側は常に燃焼中の燃焼用廃棄物の上面に当接する位置に
あり、燃焼用の空気を燃焼表面に供給し続けることがで
き、空気不足を原因とする不完全燃焼を防ぐことが可能
となる。

【００２６】制御機構７は、排風機４の制御を通じて燃
焼室２の燃焼温度を最適な状態に維持して、燃焼室２が
必要以上の高温状態なるのを防ぐと共に、完全燃焼を図
って、排煙中に含まれる有毒成分の量を排ガスの基準値
以内に抑えるものである。このため、制御機構７には燃
焼室２の燃焼温度を検知するセンサー６を備えている。
このセンサー６は燃焼室２内の煙道３の入口の下方側に
取付けられている。

【００２７】制御機構７は、センサー６から情報を基づ
いて、その情報を該機構７内に記憶されているデータと
比較してその内容を判断し、その判断に基づいて前記排
風機４のモーター４ａの回転数を制御している。制御機
構７には種々の燃焼用廃棄物を燃焼させ、そのときに得
られた種々の情報がデータとして入力されている。この
制御機構７は前述したように２次燃焼室９も制御してい
る。

【００２８】燃焼室２の上面には上部通水路１５の一端
が接続されている。上部通水路１５の一端は燃焼室２の
周囲に形成された吸熱室８と接続しており、又その他端
は給湯タンク１６に接続している。給湯タンク１６は吸
熱室８を通過中に熱エネルギーを吸熱して温められて湯
となったものを蓄えるタンクであり、熱エネルギーは湯
に置き換えられて回収される。

【００２９】燃焼室２の下部側の吸熱室８には下部通水
路１７の一端が接続されている。下部通水路１７は吸熱
室８内に水または冷めた湯を供給するための通路で、下
部通水路１７の他端は給湯タンク１６の下部に接続され
ている。給湯タンク１６側寄りの下部通水路１７にはポ
ンプ１８が設けられている。

【００３０】燃焼室２の底部にはエアーブロー１９が配
設されている。エアーブロー１９は最後の燃え残りを強
制的に空気を吹き込んで燃やすためのもので、このエア
ーブロー１９には空気供給路２０の一端が接続されてい
る。この空気供給路２０の途中にはエアーブロー１９に
空気を強制的に送り込むためのポンプ２１が設けられて
いる。

【００３１】次に上記実施例の構成に基づく作用につい
て以下説明する。燃焼室２内で廃棄物を燃焼させる場合
には、予め、燃焼室２の周囲に形成された吸熱室８内、
並びに給湯タンク１６に水を充填し、排ガス除去用給水
通路１１及び排ガス除去用排水通路１２を開いて、水充
填通路１０ａ内に水を供給及び排出を行う。さらに、ポ
ンプ１８を駆動させて、吸熱室８と給湯タンク１６内の
水を循環させる。

【００３２】以上のような運転準備が完了した後に、燃
える廃棄物を燃焼室２に投入し、燃焼用廃棄物の上面に
火をつけ、蓋を閉めて、燃焼を始める。燃焼初期におい
ては、燃焼を盛んにするために、燃焼室２内に多量の空
気を供給する必要があり、このため、排風機４をフル回
転又はこれに近い状態で回転させる。これらの制御は制
御機構７によって行われる。

【００３３】即ち、制御機構７では、センサー６からの
情報により、燃焼室２内の室温が未だ低いことが判断さ
れ、このため、燃焼を盛んにするために、排風機４のモ
ーター４ａを制御して、排風機４によって燃焼室２内の
燃焼ガスを多量に吸引して排出させる。これにより燃焼
室２内の気圧が低くなるため、空気取入口５から多量の
空気が燃焼室２内に流入して燃焼を盛んにする。

【００３４】燃焼室２内の燃焼温度が所定以上の温度に
なると、センサー６からの情報によりそれが制御機構７
で判断され、制御機構７では排風機４の回転数を下げる
指令を出して、排風機４のモーター４ａの回転数を落と
す。これにより排風機４によって排出される排煙の量を
少なくする。これによって、空気取入口５から流入する
新しい空気の量が抑えられて、燃焼室２内の燃焼温度が
上昇するのが防がれる。

【００３５】これに対して、燃焼室２内の燃焼温度が下
がり過ぎたら、センサー６からの情報によりそれが制御
機構７で判断され、制御機構７では排風機４の回転数を
上げる指令を出して、排風機４のモーター４ａの回転数
を上げる。これにより排風機４によって排出される排煙
の量を増やすことによって、空気取入口５から流入する
新しい空気の量を増やして、燃焼室２内の燃焼を盛んに
して、燃焼室２内の燃焼温度を上げる。

【００３６】以上のような動作を自動的に繰り返しなが
ら、燃焼室２内の燃焼状態を最適な状態に誘導して保
つ。

【００３７】燃焼が終わりに近づいたなら、制御機構７
では排風機４の回転数を徐々に落として行き、燃焼ガス
の排出量を少なくすることによって、空気取入口５から
の新しい空気の流入量を減らす。燃焼に必要な空気の流
入量が少なくなると、燃焼は徐々に弱くなり、これによ
って、燃焼室２内の温度は徐々に下がり、そして、燃焼
は終了する。

【００３８】一方、燃焼の際に発生する熱エネルギーに
よって、燃焼室２の内部は熱くなり、その燃焼熱は燃焼
室２の周囲に形成された二重構造の吸熱室８に伝わる。
吸熱室８内には水が充填され、又循環しており、燃焼熱
によって吸熱室８内の循環中の水は徐々に温められる。

【００３９】燃焼室２の周囲に形成された吸熱室８内を
循環中の水は徐々に温められ、温められた循環水は燃焼
室２の上面の上部通水路１５を通じて給湯タンク１６に
送られ、給湯タンク１６内の水温を高める。給湯タンク
１６の下部側の下部通水路１７からは引き続き給湯タン
ク１６内の水が燃焼室２の吸熱室８に循環供給されるた
め、給湯タンク１６内の水温は徐々に高まって行く。

【００４０】このようにして、燃焼の際に発生する熱エ
ネルギーを水の昇温という状態に置き換えて回収され
る。

【００４１】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々
の改変をなし得ることは勿論である。例えば、上記実施
例においては、２次燃焼室９及び排ガス除去装置１０が
設けられている場合で説明したが、必要に応じて省略し
てもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る焼却炉によれば、空気取入口と煙道を備えた焼
却炉において、前記煙道側の途中に排煙量を調整する排
風機を設け、焼却炉の燃焼室内の燃焼温度を検知するセ
ンサーを設け、該センサーからの情報に基づいて前記排
風機を制御する制御機構を設けたことにより、センサー
で燃焼室内の室温を検知し、それに応じて排風機で排煙
量を調整することによって、高温での燃焼を防ぎ最適な
温度で燃焼させることが可能となり、焼却炉が高温燃焼
で傷むのを防ぐことができ、焼却炉の耐用年数を延ばす
ことができる。これに加えて、完全燃焼に近い状態で燃
焼させることも可能となり、煙道から放出される排煙中
の有毒成分の量を減らし、排煙を排ガス基準値内に抑え
ることができ、公害防止に寄与することができる。

【００４３】また、請求項３の場合には、燃焼室内の燃
焼状態に応じて、空気取入口を下降させることによっ
て、燃焼表面に常に空気を供給させることが可能とな
り、不完全燃焼状態になるのを防ぐことができ、不完全
燃焼に起因する排煙中の有毒成分の増加を防ぐことがで
きる。

【００４４】更に、請求項４の場合には、燃焼用廃棄物
の焼却の際に生じる熱エネルギーで水を温めることによ
って、焼却の際に生じる熱エネルギーの一部を水の昇温
という状態に置き換えて回収することができる。

【００４５】更にまた、請求項５は及び６の場合には、
煙道から放出される排煙を排ガス基準値内に抑えるとい
う効果を更に高めることができ、公害防止に更に寄与す
ることができる等、極めて新規的有益なる効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す焼却炉の概略側面図で
ある。

【図２】この発明の実施例を示す空気取入口の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 焼却炉 ２ 燃焼室 ３ 煙道 ４ 排風機 ４ａ モーター ４ｂ ファン ５ 空気取入口 ５ａ 上面開口部 ５ｂ 下面開口部 ５ｃ 下部側面開口部 ６ センサー ７ 制御機構 ８ 吸熱室 ９ ２次燃焼室 ９ａ センサー １０ 排ガス除去装置 １０ａ ノズル １１ 排ガス除去用給水通路 １２ 排ガス除去用排水通路 １３ 貯留槽 １４ ポンプ １５ 上部通水路 １６ 給湯タンク １７ 下部通水路 １８ ポンプ １９ エアーブロー ２０ 空気供給路 ２１ ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592215929 中川内伝導機工株式会社 長崎県佐世保市山県町５番９号 (71)出願人 591104228 西部環境調査株式会社 長崎県佐世保市広田４丁目５番９号 (72)発明者 小倉 理一 長崎県北松浦郡小佐々町黒石免字小島339 −41株式会社ジャパンアクアテック内 (72)発明者 太郎丸 一 長崎県北松浦郡小佐々町黒石免字小島339 −41株式会社ジャパンアクアテック内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気取入口と煙道を備えた焼却炉におい
   て、前記煙道側の途中に排煙量を調整する排風機を設
   け、焼却炉の燃焼室内の燃焼温度を検知するセンサーを
   設け、該センサーからの情報に基づいて前記排風機を制
   御する制御機構を設けたことを特徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】 空気取入口を、煙道の反対側に設けた請
   求項１記載の焼却炉。
3. 【請求項３】 空気取入口を、燃焼室の上面から下方に
   向けて上下動自在に設けた請求項１又２記載の焼却炉。
4. 【請求項４】 燃焼室の周面を二重構造に形成し、二重
   構造の内部に燃焼熱で温められる水が充填される吸熱室
   を形成すると共に吸熱室内の水又は湯を外部と循環自在
   にした請求項１記載の焼却炉。
5. 【請求項５】 排風機の取付け箇所の上流側の煙道に排
   ガス除去装置を設けた請求項１記載の焼却炉。
6. 【請求項６】 排ガス除去装置の上流側に２次燃焼室を
   設けた請求項５記載の焼却炉。