JPH0655022U - 廃棄物用焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本出願人により先に提案されている廃棄物用
焼却炉を改善すること。 【構成】 上部が開放している、炉床１_Bが天然露地で
ある主燃焼室１と、開放部を閉鎖するカバー５と、主燃
焼室１に連結されたほぼ水平な二次燃焼室２と、二次燃
焼室２に連結された煙突３と、主燃焼室１内に開口する
ように垂直方向に間隔を置いて水平に配列された数列の
二次空気口８と、各列の二次空気口８に空気を別個に供
給するための送風機１０と、主燃焼室１の上部に開口す
る一次空気口６とから成り立って廃棄物用焼却炉におい
て、主燃焼室１の内部の上方部分に初期燃焼促進用二次
空気管２０を設け、あるいは、主燃焼室１の炉床１
_Bを、主燃焼室１の周壁１₀の下部を閉塞する炉下方部分
１₆により閉塞し、その炉底１₅の上面の上に堆積した水
分を含有している砂層Ｓの上面により形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、焼却炉に関するものであり、特に、金属を除き、一般に燃料が困難 である産業廃棄物の焼却のための焼却炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、一般の産業廃棄物は、その処理に当たり、金属を除き、可燃物は、焼却 炉により焼却処理する方法が、多く採用されている。また、このための焼却炉と しては、一般的に、火格子を備えた炉が使用され、燃料の供給の下に燃料させて いるが、この場合に、廃棄物の中に、例えば、プラスチックなどが含まれる時に は、その燃焼が高温度で行われるために、火格子や、炉壁に損傷を与えることが 多く、この修理のために、焼却炉の運転を休止する必要がある外、多大な修理費 用を必要としたり、焼却炉の耐用年数を著しく短縮すると言う問題点を有してい る。

【０００３】 その上、プラスチックなどの焼却の際には、煤煙や、硫黄酸化物や、窒素酸化 物や、塩化水素などの有害ガスをはなはだしく発生し、その飛散の防止のための 付帯設備を必要とするが、この飛散防止は、必ずしも、満足な程度に行われるこ とが出来ないので、煤煙や、硫黄酸化物や、窒素酸化物や、塩化水素などの有害 ガスが煙突から大気中に拡散され、大きな公害問題を引き起こしているのが、現 状である。

【０００４】 本出願人は、従来の金属を除く、一般に燃焼が困難である各種の廃棄物の焼却 による処理における上記のような各種の問題点を解消することが出来る、新規な 改善された焼却方法及び焼却炉の発明を既に特許出願しているが（特願平２−１ ２４２１５号、発明の名称「廃棄物の焼却方法及び焼却炉」、平成２年５月１６ 日特許出願）（以下「先の発明」と呼ぶ）、この先の発明による焼却炉は、主燃 焼室の炉床を天然露地とすることにより、これから発生する湿気が、主燃焼室内 の廃棄物の温度が不当に高温度となることを防止すると共に廃棄物を完全燃焼を させることが出来る点に、最も大きな特徴を有するものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

先の発明による焼却炉は、その実際に使用の結果、その解決すべき課題を実質 的に解決すすることの出来ることが確認されているが、しかしながら、実際の使 用の際に、燃焼時間を短縮するために、初期燃焼を促進させることが望ましいと 言う要望のあることが出て来た他、先の発明による焼却炉においては、主燃焼室 の炉床を天然露地としてあるので、上記のような利点のある反面、主燃焼室の炉 床に燃焼かすとして残っている灰の中に有害物質が万一含まれている場合には、 この有害物質が炉床から地中に直接的に浸透し、環境汚染の原因となる恐れがあ ると言う問題点があることが分かった。

【０００６】 そこで、本考案は、先の発明による焼却炉におけるこれらの問題点を解決する ことがが可能である改良された廃棄物用焼却炉を得ることを、その解決すべき課 題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案においては、これらの課題を解決するために、先に発明された焼却炉を 主体とし、初期燃焼を促進させるために、主燃焼室内に二次燃焼室の底面の上方 の位置において開口するように初期燃焼促進用二次空気口を水平に配置し、また 、初期燃焼を一層促進させるために、煙突にその高さの一部にこれを包囲するよ うに中空環状の風箱を設置し、風箱から煙突の壁を貫いて数個の通気力助成用空 気噴射ノズルを煙突内に開口するように配置し、風箱には空気を供給するように したことを特徴とするものであり、また、主燃焼室の炉床部分から灰の中に含ま れることのある有害物質が地中に浸透することを阻止するために、その主燃焼室 のコンクリート製の周壁を下方に深く延長し、この延長部分の周壁をも、その上 部のコンクリート製の周壁と同様にコンクリート製とすると共に延長部の底部分 をコンクリート製の炉底により閉塞することにより中空箱状の炉下方部分を形成 し、この炉底の上に水分を含有した砂層を堆積し、その上面を炉床とすることを 特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を説明するが、上に述べたように、本考案は、先の発明による焼 却炉の改良に係るものであるので、本考案の理解を容易とするために、本考案を 説明する前に、この焼却炉の概略を、添付図面の図４について説明をする。

【０００９】 まず、図４は、先の発明による焼却炉３０を縦断して示した略図であるが、同 図に示すように、この炉３０は、平面輪郭が、ほぼ長方形状であり、ある深さを 有しているほぼ垂直な主燃焼室１と、その一つの側壁１₀の上部部分に連結され た、横断面が長方形状であり、ある長ささを有している、ほぼ水平な二次燃焼室 (煙道)２と、その端部に連結された、ある高さを有している煙突３とを主体とし 、主燃焼室１の二次燃焼室(煙道)２を設けられている側壁１₀と反対側の側壁１₀ の下部部分には、主燃焼室１と同様に、長方形状の平面輪郭及びある深さを有し ている灰出しピット４が接続されている。

【００１０】 そして、これらの主燃焼室１、二次燃焼室(煙道)２及び灰出しピット４は、原 則として、全部を地中に埋め込んだ地下式とするか、又は、その一部を埋め込ん だ半地下式としてある。また、主燃焼室１の側壁１₀及び煙突３の下方部分の周 壁並びに底部３₀は、コンクリート製とし、更に、これらのコンクリート製の側 壁１₀及び３₀の内面並びに二次燃焼室(煙道)２の周壁は、耐火耐熱材料により、 主燃焼室１の耐火耐熱側壁１₁，二次燃焼室(煙道)２の耐火耐熱周壁２₀及び煙突 ３の下方部分の耐火耐熱周壁３₁が、それぞれ、形成されている。

【００１１】 また、灰出しピット４は、コンクリート製の周壁４₀から構成されている。な お、主燃焼室１の炉床１_Bは、コンクリートも、耐火耐熱材料も施されること無 く、掘り出し面が露出したままの天然露地となっている。

【００１２】 更に、主燃焼室１の上方の開口部の上には、これを包囲するように、横断面が 長方形状である水冷壁７が配置されており、この上面に、開口部の全開口面積を 覆うような平面輪郭及び寸法を有している、偏平な水平箱状のカバー５が、水平 移動自在に設置されているが、このカバー５には、これを垂直に貫通して数個の 一次空気口６が、開口されている。

【００１３】 また、主燃焼室１の耐火耐熱側壁１₁には、垂直方向に間隔を置かれて数列の 水平な二次空気口８₁〜８₃が設けられており、これらの二次空気口８₁〜８₃には 、それぞれ、管路９₁〜９₃を介して、地上に設置してある送風機１０から強制通 風が行われるようになっているが、各管路９₁〜９₃には、それらへの供給空気量 を別個に制御するために、それぞれ、弁１１₁〜１１₃が設置してある。

【００１４】 更に、二次燃焼室(煙道)２の耐火耐熱側壁２₁には、その長さ方向のほぼ中間 部に、二次燃焼室（煙道）２内に開口する少なくとも１個の予備バーナ１２が設 置してある外、その上方には、二次燃焼室（煙道）２内に二次空気供給口１３が 開口している。

【００１５】 先の発明による焼却炉３０は、このような構成を有しているが、この焼却炉３ ０の操業は、次ぎのようにして行われる。 まず、各部材が、図に示すような状態にある炉３０の主燃焼室１の上部の開口 部を閉鎖しているカバー５を水平移動させることにより開放し、この開口部を経 て、焼却すべき被焼却廃棄物を主燃焼室１内に、二次燃焼室（煙道）２の開口部 のほぼ底面の高さに到達するまで投入する。 この状態において、主燃焼室１の上部の開口部を、カバー５を元の位置に戻す ことにより、図３に示す状態に閉鎖する。

【００１６】 次いで、主燃焼室１内に投入された被焼却廃棄物層の上表面において、適宜な 可燃物を適宜な手段により燃焼させることにより（例えば、油を浸した布片を置 き、これに点火し、燃焼させることにより）、最上層の被焼却廃棄物に点火し、 その燃焼を開始させる。この場合、被焼却廃棄物には、カバー５に明けられた一 次空気口６から入る一次空気及び送風機１０から弁１１₁〜１１₃及び管路９₁〜 ９₃を介して、二次空気口８₁〜８₃から二次空気を制御して供給することにより 、主燃焼室１内に特殊な波状の空気の対流を生じさせ、これにより、最上層の被 焼却廃棄物に水性ガス化反応を生じさせ、高温燃焼を起こさせ、この層の被焼却 廃棄物を、特別に燃料を供給する必要無しに、被焼却廃棄物自体が発生する高温 度の燃焼熱により、完全燃焼をさせる。

【００１７】 また、この際に発生する、硫黄酸化物や、窒素酸化物や、塩化水素などを含有 する燃焼ガスは、二次燃焼室（煙道）２及び煙突３を経て大気中に排出される。 更に、この燃焼は、高温度の下に行われるので、初期の点火時を除き、燃焼期間 中における煙や、硫黄酸化物や、窒素酸化物や、塩化水素などの発生は、最少限 に抑制されると共に悪臭のある有害ガスの発生も、各公共機関によって規定され る排出基準の、例えば、１／１０以下と言う低い値に抑制される。

【００１８】 同時に、この燃焼の際に発生する高熱は、最上層の被焼却廃棄物から、その直 下部の下層の被焼却廃棄物に伝達され、この被焼却廃棄物を、高温状態に導き、 これをガス化すると同時に、それよりも下方の被焼却廃棄物層へも熱を伝達し、 これを乾燥化させる。このようにして、最上層の被焼却廃棄物の下部のガス化さ れた被焼却廃棄物層は、最上層の被焼却廃棄物の場合と同様に、一次及び二次空 気の供給の下に高温の下に完全に燃焼され、発生した排ガスは、二次燃焼室（煙 道）２及び煙突３を経て大気中に、無煙・無臭の排ガスとして排出される。無論 、この場合には、各列の二次空気口８₁〜８₃から供給される二次空気の量を、弁 １１₁〜１１₃の制御により、最適なものに調整するものである。

【００１９】 このようにして、主燃焼室１内においては、ガス化された被焼却廃棄物層が、 今度は、最上層の被焼却廃棄物層として完全燃焼をし、その間に、その下方にあ る下層の乾燥化された被焼却廃棄物層が、一次及び二次空気の供給の下にガス化 されると共にその下方の被焼却廃棄物層を、同様に、一次及び二次空気の供給の 下に乾燥化する。 このような熱作用が、順次、上方の被焼却廃棄物層から、下方の被焼却廃棄物 層へと連続的に移行して行われ、最終的には、最下層の被焼却廃棄物の完全燃焼 が、行われるようになる。

【００２０】 このように、燃焼が、上層から下層へ、順次、ガス化及び乾燥化の過程を経て 進行し、最終的には、被焼却廃棄物の全量の完全燃焼が完了し、炉床１_Bの上に は、燃焼かすである粉末状の灰が残ることとなる。この場合、主燃焼室１の炉床 １_Bは、コンクリートを施されること無く、天然露地となっているので、これか ら発生する湿気が、主燃焼室１内の被焼却廃棄物の温度が、不当に高温度となる ことを防止し、主燃焼室１内の温度を最適温度、例えば、１，２００℃に維持し 、完全燃焼させることに役立っている。

【００２１】 また、この場合に、必要があれば、二次燃焼室（煙道）２内に設置してある予 備バーナ１２が、未燃焼ガスを、そこに空気供給口１３を経て同時に送られて来 る新鮮な二次空気と混合させ、これを完全燃焼させるようにすることが出来る。 このようにして、主燃焼室１内に投入された被焼却廃棄物の全量が焼却される と、燃焼かすを、主燃焼室１内から、灰出しピット４を経て地上に取り出す。こ れにより、被焼却廃棄物の焼却の１サイクルが完了する。 なお、水冷壁７は、その内部を水を循環させ、この水を、被焼却廃棄物の燃焼 により発生する熱を利用して加熱し、温水を得ることを意図しているものである 。

【００２２】 以上、本考案の基礎となっている先の発明による廃棄物用焼却炉の１例３０の 構成、作用及び効果について説明をしたが、本考案による焼却炉は、その基本的 構成においては、先の発明による焼却炉３０と全く同一の構成を有しているもの であり、この焼却炉３０と相違しているのは、主燃焼室１の上方領域内に初期燃 焼促進用二次空気口を追加すると共に煙突３の高さの中間部分に通気力助成用空 気噴射ノズルを追加したことや、主燃焼室１の炉底１_Bを水分を含有した砂によ り構成したことなどにあるものである。

【００２３】 すなわち、本考案による焼却炉の各実施例においては、その主要部の構成は、 図Ａに示した先の発明による焼却炉３０と全く同一であるので、各図に示された 本考案による焼却炉の実施例においては、その基本構造として、図Ａに示した焼 却炉３０がそのまま描かれてあり、また、その各部の構成及び作用も同一である ので、以下の説明においては、これらの各部の構成及び作用の詳細については、 その説明を省略する。

【００２４】 以下、本考案を、その各実施例を詳細に説明をする。 まず、図１及び２には、本考案の第一実施例による焼却炉５０が示されている 。 この焼却炉５０においては、図１から分かるように、二次燃焼室２の底面の上 方の位置における主燃焼室１の上方領域内に、二次空気口８₁〜８₃と平行に初期 燃焼促進用二次空気口２０が水平に設けられており、これには送風機１０から、 二次空気を弁１１₄を介して空気量を制御自在に供給することが出来るようにさ れている。

【００２５】 また、この焼却炉５０においては、図１に示すように、煙突３の外周に、その 高さの中間部分に、適宜な大きさの長方形状の横断面を有している環状の風箱４ ０が設置してあり、その外壁と煙突３の外周との間に密閉された環状空間４０₀ が形成されるようにしてあり、風箱４０の外壁には、送風機１０から弁１１₅ を経て管路４１が接続されており、環状空間４０₀内へ制御された量の二次空気 が供給されるようになっている。

【００２６】 更に、図１及び２に示すように、風箱４０の内部において、煙突３の壁を貫通 して数個の空気噴射用ノズル４２が煙突３内に開口するように設置してあるが、 その中心線は煙突３の上方を向くように傾斜されると共に水平投影線は煙突３の 外周に対して、同一角度を同一方向に傾斜するように配置されている。

【００２７】 本考案の第一実施例による焼却炉５０は、上記のような構成を有しているので 、その主要構造部分は、先の発明による焼却炉３０の場合と全く同一の構成を有 している。従って、その被焼却廃棄物に対する焼却作用においても、全く同一で あることは、明らかなところである。 その上、本実施例による焼却炉５０においては、主燃焼室１の上部領域内に、 初期燃焼促進用二次空気口２０が設置してあるので、焼却のために炉床１_Bの上 に、二次燃焼室２の下底の付近まで装入された被焼却廃棄物は、点火されて初期 燃焼状態にある時に、二次空気口８₁〜８₃を経て二次空気を供給されるのに追加 して、初期燃焼促進用二次空気口２０からも二次空気を供給されるので、その初 期燃焼状態は促進されることが出来る。

【００２８】 また、本実施例による炉６０においては、煙突３に通気力助成用空気噴射ノズ ル４１が設けられており、これに送風機１０から、弁１１₅、管路４１及び風箱 ４０を介して圧力空気を噴射されるので、初期燃焼時に、煙突３の通気力が、ま だ十分で無い場合にも、煙突３内には、所要の通気力が発生され、初期燃焼促進 用二次空気口２０の設置と共同して初期燃焼を一層加速すると共に燃焼を完全な ものとすることが出来る。特に、この空気噴射ノズル４１は、煙突３に対して特 殊な配置としてあることにより、煙突３内に上昇する旋回空気流を発生させ、そ の通気作用を一層強力なものとすることが出来るものである。

【００２９】 次ぎに、図３には、本考案の第に実施例による廃棄物用焼却炉６０が示されて いるが、この焼却炉６０は、その基本構成は、上に構成、作用及び効果を説明し た第一実施例による廃棄物用焼却炉５０と実質的に同一の構成を有しているもの であるが、この焼却炉５０と相違しているのは、その主燃焼室１の炉床１_Bが天 然露地となっていたのを、天然露地１_Bの代わりに、水分を含有している砂の上 面により形成するようにした点にあるものである。

【００３０】 すなわち、この第二実施例による焼却炉６０においては、主燃焼室１の周壁１₀ は、第一実施例による焼却炉６０の周壁１₀を構成しているコンクリート製の周 壁１₀を、その底周縁１₀₁から耐火耐熱周壁１₁の底周縁１₁₁をも含めて下方へ地 中ある深さまで一体に延長し、その下端部周縁を、ある厚さを有する水平なコン クリート壁１₂により一体に連結することにより、上部が開放している有底の中 空箱状の炉下方部分１₅を形成し、その底部のコンクリート壁１₂の上面１₃を主 燃焼室１の炉底１₅としたものである。

【００３１】 本実施例による焼却炉６０は、上記のような構成を有しているが、その使用の 際には、最初に、炉底１₅の上に、第一実施例による炉５０の場合における炉床 １_Bに相当する高さまで水分を含有した砂Ｓを堆積して置くことにより、この炉 ６０による被焼却廃棄物に対する燃焼作用が、第一実施例による焼却炉５０の場 合と全く同様に行われるようにし、特に、第一実施例による炉５０の場合におけ る、主燃焼室１内における被焼却廃棄物の温度の過度の上昇を、炉床１_Bを形成 している天然露地から発生する湿気により防止する作用を、第二実施例による炉 ６０の場合には、炉底１₅の上に堆積された水分を含有している砂層Ｓから発生 する湿気により、同様に防止することが出来るようにするものである。

【００３２】 しかも、このような構成とすることにより、燃焼かすである灰の中に万一残る ことがある有害物質が、地中に浸透することを、コンクリート製の炉底１₃によ り有効に阻止することが出来るものである。

【００３３】

【考案の効果】

本考案による廃棄物用焼却炉は、その基本構成として先の発明による炉の構成 を採用しているので、その効果である、従来の炉によっては焼却処理することが 困難であった被焼却廃棄物を焼却することを可能とし、その排出ガスの濃度を排 出基準に適合させることが出来ると共に従来のものとは相違し、主燃焼室に火格 子を使用することが無いので、その焼損などに基づく炉運転の休止などの不都合 の発生することを皆無とし、また、その構成が極めて簡単であるので、建設費も 、従来のものに比べ、遥かに低減させることが出来ることなどの効果をそのまま 発揮しながら、それに追加して、燃焼初期における被焼却廃棄物の燃焼を一層促 進し、焼却処理の所要時間を短縮し、また、たとえ、被焼却廃棄物の燃焼により 発生する燃えかすである灰の中に有害物質が含まれている場合においても、これ が炉床を経て地中に浸透し、二次公害を発生する恐れを無くすことが可能である などの多くの効果を発揮することが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す略縦断面である。

【図２】図１の２−２線による切断面図である。

【図３】本考案の第二実施例を示す略縦断面図である。

【図４】先の発明による廃棄物用焼却炉を示す略断面図
である。

【符号の説明】

１ 主燃焼室 １_B 炉床 ２ 二次燃焼室（煙道） ３ 煙突 ４ 灰出しピット ５ カバー ６ 一次空気口 ７ 水冷壁 ８ 二次空気口 １０ 送風機 １１ 弁 １２ 予備バーナ １３ 二次空気供給口 ２０ 初期燃焼促進用二次空気口 ３０ 先の発明によｒｕ廃棄物用焼却炉 ４０ 風箱 ４１ 管路 ４２ 空気噴射ノズル ５０ 第一実施例による廃棄物用焼却炉 ６０ 第二実施例による廃棄物用焼却炉 Ｓ 砂層

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 適宜な平面輪郭を有し、ある高さを有し
   ている、上部が開放しているほぼ垂直な周壁（１₁）及
   び水平な炉床（１_B）を有している主燃焼室（１）と、
   この開放部を閉鎖するカバー（５）と、主燃焼室（１）
   にその上部部分において連結されたほぼ水平な二次燃焼
   室（２）と、二次燃焼室（２）に連結されたほぼ垂直な
   煙突（３）と、主燃焼室（１）内に二次燃焼室（２）の
   底面の下方の位置において開口するように垂直方向に間
   隔を置いて水平に配列された数列の二次空気口（８₁〜
   ８₃）と、各列の二次空気口（８₁〜８₃）に空気を弁
   （１１₁〜１１₃）を介して別個に制御自在に供給するた
   めの送風機（１０）と、主燃焼室（１）の上部に開口す
   る一次空気口（６）とから成り立っている廃棄物用焼却
   炉において、主燃焼室（１）内に二次燃焼室（２）の底
   面の上方の位置において開口するように初期燃焼促進用
   二次空気口（２０）を水平に配置して成る廃棄物用焼却
   炉。
2. 【請求項２】 初期燃焼促進用二次空気口（２０）が送
   風機（１０）に弁（１１₄）を介して空気を制御自在に
   供給されるように連結されている請求項１の廃棄物用焼
   却炉。
3. 【請求項３】 煙突（３）にその高さの一部にこれを包
   囲するように中空環状の風箱（４０）を設置し、風箱
   （４０）から煙突（３）の壁を貫いて数個の通気力助成
   用空気噴射ノズル（４２）を煙突（３）内に開口するよ
   うに配置し、風箱（４０）には空気を供給するようにな
   っている請求項１又は２の廃棄物用焼却炉。
4. 【請求項４】 空気噴射ノズル（４２）が、その中心線
   が上方に傾斜するように配置されると共にその水平投影
   線が煙突（３）の外周壁に対して同一の角度を同一方向
   に形成するように配置されている請求項２，３又は４の
   廃棄物用焼却炉。
5. 【請求項５】 風箱（４０）が送風機（１０）に弁（１
   １₅）を介して連結されている請求項１〜４のいずれか
   の廃棄物用焼却炉。
6. 【請求項６】 主燃焼室（１）の炉床（１_B）が、主燃
   焼室（１）の周壁（１₁）から下方に延長して構成され
   た有底の中空箱状の炉下方部分（１₆）の炉底（１₂）の
   上に堆積された水分を含有している砂層（Ｓ）の上面に
   より形成されている廃棄物用焼却炉。