JPH06272841A

JPH06272841A - 燃焼炉

Info

Publication number: JPH06272841A
Application number: JP8267293A
Authority: JP
Inventors: Yotaro Uchida; 要太郎内田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-27
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JP2609199B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃焼効率を高め且つ未燃物の発生を抑制し、
連続運転が可能な燃焼炉を提供すること。【構成】燃焼炉本体１５の燃焼室１１上部にエアー加
熱管１６を設置し、燃焼室１１の底部にはエアー加熱管
１６に連通する内管２１を外套の水管２２内に配置して
なる二重管構造の水管式ロストル２０を設置し、エアー
加熱管１６で加熱された高圧のエアーを水管式ロストル
２０から吹出させる。その際、水管式ロストル２０にお
いて、内管２１から外套の水管２２を横断してその外壁
面に形成されたエアー吹き出し部２３、２４が外套水管
２２の両側面に位置を変えて設けられ、これにより高圧
エアーが燃焼室１１内に旋回流となって吹出すことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼炉に関し、更に詳細
には例えば廃タイヤ等の産業廃棄物を焼却処理する燃焼
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、例えば廃タイヤ等の産業廃棄
物の処理は大きな社会問題になっている。そこで、廃タ
イヤを焼却し、そのときの焼却熱を利用して温水をつく
る温水ボイラーが開発され大きな成果を上げている。こ
の従来の廃タイヤ焼却熱温水ボイラーは図３に示される
ように水ジャケット１で周囲を囲んだ円筒形状の燃焼炉
２内で廃タイヤを燃焼させ、高温の燃焼ガスを熱交換し
て温水をつくり、その後、除塵して煙突に排送するよう
に構成されたものである。

【０００３】このような従来の廃タイヤ焼却熱温水ボイ
ラー３は、焼却炉２内の燃焼室４の底部に廃タイヤを投
入して燃焼させ、この燃焼を促進させるように燃焼炉２
の側壁から燃焼室底部に加圧空気を送給するように構成
されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の廃タイ
ヤ焼却熱温水ボイラーは、１時間に約４０Ｋｇ（タイヤ
約６本）程度の処理能力しかないばかりか未燃物が多
く、その処理も非常に大変な問題であった。従来の廃タ
イヤ燃焼炉でこのように処理能力が低く且つ未燃物が多
い理由は、加圧空気を燃焼室へ供給しても燃焼温度が摂
氏１２００度程度であることから燃焼効率が悪く、また
加圧空気吹出し口から約２０ｃｍ位の所だけしか完全燃
焼しないからであった。そのため、この従来の廃タイヤ
焼却熱温水ボイラーでは、廃タイヤをある程度燃焼処理
すると一度装置を停止して、未燃物や灰を除去しなけれ
ばならず、運転効率並びに燃焼効率に大きな問題があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、燃焼効率を高め且つ未燃
物の発生を抑制し、連続運転が可能な燃焼炉を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼炉は、内部
に燃焼室を形成した燃焼炉本体と、前記燃焼室の上部に
設置されたエアー加熱管と、前記燃焼室の底部に設置さ
れ、前記エアー加熱管に連通する内管を外套の水管内に
配置してなる二重管構造の水管式ロストルと、前記エア
ー加熱管に接続され、このエアー加熱管を介して前記水
管式ロストルの前記内管へ空気を供給する加圧空気供給
装置とからなり、前記水管式ロストルが前記内管から前
記外套の水管を横断してその外壁面に形成されたエアー
吹き出し部を備え、このエアー吹き出し部が前記外套水
管の両側面に位置を変えて設けられていることを特徴と
する。

【０００７】

【作用】本発明の燃焼炉では、燃焼炉本体の燃焼室底部
に廃タイヤが投入される。この燃焼室底部に設けられた
二重管構造の水管式ロストルからは、燃焼室上部に配置
されたエアー加熱管を介して暖められた空気が送給され
る。その時、この吹出し空気は、エアー吹き出し部が二
重管構造の水管式ロストルの外套水管両側面に位置を変
えて設けられているため燃焼室内を旋回するような渦流
となって流れることと、それが既に暖められた温風であ
ることから燃焼を激しく促進させる。

【０００８】そのため、燃焼温度は上昇し且つ燃焼効率
も非常に高くなり、単位時間当りの燃焼量も多く、また
未燃物の発生も起こらない。しかも、二重管構造の水管
式ロストルから吹出される温風が旋回流となって燃焼炉
底部から上方へ上昇するため、完全燃焼して残った灰
は、この旋回空気流で吹上げられる。吹上げられた灰は
燃焼炉本体上部に設置された除塵装置で回収することが
できる。従って、燃焼室底部の灰除去作業も必要がなく
なる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の燃焼炉を図に示される実施例
について更に詳細に説明する。図１には本発明の一実施
例に係る燃焼炉１０が示されている。この燃焼炉１０
は、内部に燃焼室１１を形成し、且つ内壁１２と外壁１
３とを備えてその間を水ジャケット１４とした燃焼炉本
体１５を備えている。この燃焼炉本体１５内部の燃焼室
上部には、螺旋状に形成されたエアー加熱管１６が設置
されている。

【００１０】すなわち、エアー加熱管１６は、燃焼室１
１の上方で内壁１２に沿って渦を巻くように配置され、
これによりその中心部を燃焼ガスや灰が通過できるよう
にされている。このエアー加熱管１６は、燃焼室上方側
を上流としてその上流端部には、加圧空気供給源１７か
ら伸びる空気送給管１８に接続されている。他方、エア
ー加熱管１６の下流端は、燃焼炉本体１５の外壁１３に
沿って高さ方向に伸張する別の空気送給管１９の一端に
接続され、この空気送給管１９の他端は燃焼室１１の底
部に設置された二重管構造の水管式ロストル２０におけ
る内管２１に接続されている。

【００１１】この二重管構造の水管式ロストル２０につ
いて更に詳細に説明すると、燃焼室１１の底部には、図
１及び図２に示されるように横断面円形の燃焼室底部中
心位置を通って径方向へほぼ燃焼室底部を横断して水管
式ロストル２０が設置されている。この水管式ロストル
２０は内部に水が流れる水管２２を備え、この水管２２
の一端は、燃焼室底部において内壁１２と外壁１３との
間の水ジャケット１４に接続されている。また、この水
管２２の他端は燃焼室底面を通って水供給源に接続され
ている。

【００１２】この水管２２の内部には同心状に前述した
内管２１が配置され、この内管２１の一端は水ジャケッ
ト１４を横断して外壁１３の外側即ち燃焼炉本体１５の
外側に出て空気送給管１９の他端に接続されている。勿
論、この内管２１の外壁挿通部は水漏れなどが生じない
ように封密的に処理されている。また、内管２１の他端
は、水管２２が燃焼室底面方向へ屈曲する部分で終端
し、閉鎖されている。

【００１３】このように水管２２は、内部に同心状に配
置された内管２１からみると外套管としての作用をな
す。この点については後述する。この内管２１には図２
から明らかなように燃焼室底部の中心位置を中心として
点対称にエアー吹出し管２３、２４が取り付けられてい
る。すなわち、燃焼室底部のほぼ中心から一端側におけ
る内管２１の一側面部に２つのエアー吹出し管２３が接
続されており、他方他端側（終端側）における内管２１
の他側面部にも２つのエアー吹出し管２４が接続されて
いる。これらのエアー吹出し管２３、２４は水管２２を
横断してその側部から外方へ開口している。

【００１４】これにより、内管２１からエアー吹出し管
２３、２４を介してそれぞれ吹出されるエアーは、その
吹出し方向を燃焼室底部の中心位置を挟んで１８０度異
にしている。従って、各エアー吹出し管２３、２４から
吹出されたエアーは図２に矢印２５で示されるように燃
焼室１１内に旋回流を形成する。このような旋回エアー
流の供給が廃タイヤの燃焼を促進する１つの大きな原因
となっている。

【００１５】燃焼炉本体１５は、その高さ方向中間部付
近から下側にその外周を覆うようにエアー室区画ケーシ
ング２６が設置されており、このケーシング２６内のエ
アー室２７は水ジャケット１４を横断する補助エアー吹
出し管２８により燃焼室１１に連通している。この補助
エアー吹出し管２８は図１から明らかなように燃焼炉本
体１５の高さ方向に複数配列して設置されており、これ
らの補助エアー吹出し管２８から燃焼室１１全体に吹出
されるエアーによって更に酸素の供給を行うと共に廃タ
イヤ燃焼後の灰を吹上げる。これにより未燃焼ガスの完
全燃焼化が図られて燃焼効果が更に向上し且つ吹上げら
れた灰は燃焼炉本体１５の上部に取り付けられた除塵装
置（図示せず）によって捕集除去されることから、燃焼
室１１からの灰の人為的な取除き作業の必要も除去され
る。

【００１６】エアー室区画ケーシング２６の上部におけ
る燃焼炉本体１５には廃タイヤ投入口２９が形成されて
おり、この投入口２９からベルトコンベヤ等で順次供給
されてくる廃タイヤを連続的に燃焼室１１内へ投入す
る。なお、エアー室区画ケーシング２６のエアー室２７
への空気の供給は、前述した螺旋状のエアー加熱管１６
へ加圧空気を供給する加圧空気供給源１７を共通に使用
しても、或いは全く別の供給源を用いてもよい。加圧空
気供給源１７を共通して使用する場合には、エアー室区
画ケーシング２６内への空気圧力をエアー加熱管１６へ
の空気圧力より低圧にする必要から配管途中に減圧用の
バルブ等を設置する必要がある。

【００１７】次に、この実施例に係る燃焼炉１０の動作
について説明する。燃焼炉本体１５の投入口２９から燃
焼室１１底部に廃タイヤが投入される。燃焼室１１の底
部には水管式ロストル２０が存在しているため、投入さ
れた廃タイヤは燃焼室底部に完全な横倒し状態とはなら
ず傾斜した姿勢で底部に位置することになる。従って、
廃タイヤと燃焼室底面とは大部分が隙間をあけ空気の通
りが良いように保たれている。

【００１８】しかも、廃タイヤは常に水管式ロストル２
０の上部にもたれ掛かるように位置しているため燃焼物
の下からの空気の供給が可能となり燃焼効果を高める。
また、水管式ロストル２０から吹出される高圧のエアー
は燃焼室１１の上部の螺旋状エアー加熱管１６で加熱さ
れているため、燃焼室底部に供給されたときの温度低下
を招かず、且つ前述したように水管式ロストル２０から
吹出される高圧のエアーは燃焼室全体を旋回する大きな
渦流となることから燃焼効果は著しく向上する。

【００１９】実際の燃焼試験では、従来燃焼室内の温度
は前述したように摂氏約１２００度で、燃焼可能廃タイ
ヤの本数は１時間に約６本（４０Ｋｇ）であったが、こ
の実施例の燃焼炉では燃焼室１１内の温度は摂氏約１４
００度となり、また燃焼可能廃タイヤの本数も約１０本
（６０Ｋｇ）であった。更に、この実施例に係る燃焼炉
１０では燃焼室底部全体で均一に温度上昇が生じること
から廃タイヤの不完全燃焼による未燃焼部分がなく（不
燃物であるタイヤ内部のスチール線やピアノ線は燃焼す
ることはないので、一定時間又は所定本数の廃タイヤ燃
焼後に燃焼室から取り出す）可燃部分は全て燃えて灰に
なる。

【００２０】この灰も前述したエアー吹出し管２３、２
４からの高圧エアーの吹出しによる旋回流と燃焼室内部
温度の上昇による上昇気流の勢いにより殆ど燃焼室底部
に推積することなく吹上げられ、燃焼炉上部に設置され
た除塵装置により完全に回収される。そのため、灰の除
去作業の必要性は全くなく、前述したように廃タイヤの
不燃物のみを除去すればよいことになる。その結果この
実施例の燃焼炉１０では長時間の連続運転が可能とな
る。但し、前述したように必然的に発生する不燃物の除
去は必要となるので、約１０００Ｋｇ程度連続燃焼させ
た後、不燃物の除去をする必要があろう。

【００２１】更に、一般にロストルと言えば、エアー管
のみからなるものであるが、これをもし、燃焼室の底部
に配置した場合には、短時間で熱劣化を起こし、廃タイ
ヤ投入時の衝撃により簡単に破壊してしまうので、通常
このような構成を取ることはない。しかし、この実施例
の燃焼炉ではエアー管即ち内管２１が水管２２で保護さ
れていることと、水管２２自体も内部を流れる水により
極端な温度上昇から守られている独特のロストルである
ことから熱劣化を起こすことは全くなく、従って廃タイ
ヤの投入による衝撃で破壊することもない。

【００２２】前述した本発明の実施例では、廃タイヤを
燃焼処理する場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、燃焼可能な物であればあらゆ
る物の燃焼処理に適用できることは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃焼炉に
よると、二重管構造の水管式ロストルを燃焼室底部に設
置して、この水管式ロストルから加熱され且つ高圧のエ
アーを燃焼室内部に旋回流を起こすように吹出させるよ
うにしたことから、例えば廃タイヤ等を燃焼処理したと
き、未燃物の発生も又灰の推積もなく、燃焼効率が著し
く向上し且つ連続運転が可能になることから、処理能力
を格段にアップさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る燃焼炉を示す縦断面図
である。

【図２】図１に示される燃焼炉の燃焼室底部を図１のＡ
−Ａ線に沿ってみた横断面図である。

【図３】従来の廃タイヤ焼却温水ボイラーを概略的に示
す構成説明図である。

【符号の説明】

１０燃焼炉１１燃焼室１２内壁１３外壁１４水ジャケット１５燃焼炉本体１６エアー加熱管１７加圧空気供給源１８空気送給管１９空気送給管２０水管式ロストル２１内管２２水管２３エアー吹出し管２４エアー吹出し管２９廃タイヤ投入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に燃焼室を形成した燃焼炉本体と、
前記燃焼室の上部に設置されたエアー加熱管と、前記燃
焼室の底部に設置され、前記エアー加熱管に連通する内
管を外套の水管内に配置してなる二重管構造の水管式ロ
ストルと、前記エアー加熱管に接続され、このエアー加
熱管を介して前記水管式ロストルの前記内管へ空気を供
給する加圧空気供給装置とからなり、前記水管式ロスト
ルが前記内管から前記外套の水管を横断してその外壁面
に形成されたエアー吹き出し部を備え、このエアー吹き
出し部が前記外套水管の両側面に位置を変えて設けられ
ていることを特徴とする燃焼炉。
【請求項２】燃焼室１１の底部中心位置を通って径方
向へほぼ燃焼室底部を横断して水管式ロストル２０を設
置したことを特徴とする請求項１記載の燃焼炉。
【請求項３】水管式ロストル２０にその内部に水が流
れる水管２２を備え、この水管２２の一端を、燃焼室底
部において内壁１２と外壁１３との間の水ジャケット１
４に接続し、この水管２２の他端を燃焼室底面を通って
水供給源に接続したことを特徴とする請求項１記載の燃
焼炉。
【請求項４】水管２２の内部に同心状に内管２１を配
置し、この内管２１の一端を水ジャケット１４を横断し
て外壁１３の外側、すなわち燃焼炉本体１５の外側に出
て空気送給管１９の他端に接続したことを特徴とする請
求項１記載の燃焼炉。
【請求項５】内管２１に燃焼室底部の中心位置を中心
として点対称にエアー吹出し管２３、２４を取り付け、
燃焼室底部のほぼ中心から一端側における内管２１の一
側面部に２つのエアー吹出し管２３を接続し、他方他端
側における内管２１の他側面部に２つのエアー吹出し管
２４を接続し、これらのエアー吹出し管２３、２４を水
管２２を横断してその側部から外方へ開口したことを特
徴とする請求項１記載の燃焼炉。