JPH073144Y2

JPH073144Y2 - プラスチック材料を含む廃棄物の焼却炉

Info

Publication number: JPH073144Y2
Application number: JP1987099131U
Authority: JP
Inventors: 茂雄田村
Original assignee: 茂雄田村
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2002-06-26
Also published as: JPS648026U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、樹脂系フィルム等のプラスチック材料を含む
廃棄物を焼却処理するための焼却炉に関するものであ
る。

（従来の技術）プラスチック廃棄物は、一部には埋立処理や回収再生処
理がなされる場合もあるが、一般には焼却によって処理
せざるを得ない。

ところが、プラスチック材料は一般に燃えやすく、また
高カロリーであるので、どうしても火勢が強くなりまた
高熱を発する。また、プラスチックの多くは燃焼によっ
て腐食性ガスを発生する。したがって、通常の塵挨焼却
炉でプラスチック廃棄物を燃やすと、炉壁の耐火レンガ
や火格子の損傷が激しくてとても長期の使用に耐えるこ
とができないというのが現状である。

また、プラスチック材料は多量の空気と接触して高温下
で燃焼させないと不完全燃焼を起こすが、通常の焼却炉
ではプラスチックの場合の燃焼量に見合った量の空気が
確保できないため往々にして多量の黒煙を排出する。し
たがって、また、燃焼温度の異常上昇や黒煙の発生を少
しでも抑えるために、人がつきっきりで投入量を調整し
なければならないということで、きわめて能率の悪い作
業を強いられているという問題もある。

ところで、このようなプラスチック廃棄物の焼却に際し
ての問題点、とくに、過燃焼による炉壁等の損傷と、不
完全燃焼による黒煙の発生を防ぐための方策の一つとし
て、プラスチック廃棄物を水の上で燃焼させるようにす
ることが従来から提案されている。例えば特公昭57-180
89号公報記載のものでは、燃焼室の下部を水槽としてこ
こにフロート火格子を浮べ、該フロート火格子の上に廃
プラ等の被燃焼物を乗せ、被燃焼物が多い場合にはフロ
ート火格子を沈めて被燃焼物の一定量を水面上に出し、
被燃焼物が少ない場合にはフロート火格子を上昇させる
ことにより、常に水面上にほぼ一定の被燃焼物を出して
燃焼させるようにすることで、時間あたりの燃焼量即ち
燃焼率を一定として過燃焼を防ぎ、また完全燃焼を図る
ようにしている。このようにプラスチック廃棄物を水の
上で燃焼させた場合には、また、上記公報にも記載され
ているように、燃焼時に発生する熱によって発生する水
蒸気の作用で燃焼室内の温度上昇がさらに暖和され、ま
た比較的安定した燃焼を行わせることができる。

（考案が解決しようとする問題点）ところが、このように専らフロート火格子の上下移動に
よって燃焼量をコントロールするというやり方では、と
くに、樹脂系フィルム等の比重の小さいプラスチック廃
棄物を多量に投入したような場合に、水面上に出るプラ
スチックを一定以下の量に保つことは事実上難しくどう
しても燃焼量が多くなるので、燃焼室壁等の損傷は避け
難い。また、そのような過燃焼が起これば空気量とのバ
ランスが崩れるため、不完全燃焼による黒煙の排出もま
た避けられないし、過大な炎によって煙道内壁にまで損
傷が及ぶという事態も起こり兼ねない。さらには、単に
燃焼量をコントロールするだけでは、腐食性ガスによる
炉壁等の損傷は依然として避けることができない。

本考案は従来技術におけるこのような問題点を解決する
ためになされたものであって、樹脂系フィルム等のプラ
スチック材料を含む廃棄物を水の上で、あるいは水を含
んだ状態で燃焼させることで燃焼を抑制しまた安定化さ
せるとともに、高熱や腐食性ガスによる炉体の損傷や不
完全燃焼による黒煙の排出をさらに効果的に防ぐことを
目的としている。

（問題点を解決するための手段）本考案は、燃焼による炎や燃焼ガスを２次燃焼塔に導
き、しかもこれら炎やガスを包み込むような形で空気を
導入することによって、水と水蒸気によりコントロール
されて燃焼するプラスチックを最終的には完全燃焼させ
ることができ、また、高熱や腐食性ガスから炉壁を保護
することができることを見い出したものであって、その
構成はつぎのとおりである。すなわち、本考案は、燃焼
室を形成する有底円筒体の焼却炉本体を水槽とし、この
水槽とした焼却炉本体に水を供給し常時所定レベルに水
を溜める手段を設けるとともに、該焼却炉本体を水面上
に浮かんだ被焼却物に対し上方から着火可能な構造と
し、前記焼却炉本体の上方に、下端が該焼却炉本体との
間に環状の開口を形成するよう２次燃焼塔を設置し、前
記環状の開口を該２次燃焼塔の内周全面に沿って空気を
吸い込む空気供給口としたことを特徴としている。２次
燃焼塔は、不完全燃焼状態のガスがこの中で多量の空気
と接触して完全燃焼するに足る大きさに設定される。

（作用）予め水を張った水槽にプラスチック廃棄物を投入し、上
部から着火すると、上部のプラスチックから燃焼が始ま
り、油状に溶解して浮かぶ。また高熱に接して半溶解状
態となったプラスチックは水で冷却されると収縮し、無
数の小さな穴が生じてこれに水を含んだ格好で浮かぶ。
そして、これらの油や半溶解物が水蒸気を発生しながら
燃える。このようにして上部のプラスチックの燃焼が進
んでいくと、下部のプラスチックが水から出て順々に燃
焼する。また、このようにしてプラスチックが燃焼する
と、炎は上部の２次燃焼塔内に煙突効果によって吸い上
げられる。その際、２次燃焼塔下端開口部周囲の空気供
給口からは多量の空気が吸い込まれ、この空気が炎や燃
焼ガスを包み込むような格好で吸い上げられる過程で不
完全燃焼状態のガスと接触しこれを完全燃焼させる。

（実施例）つぎに、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案の第１の実施例を示すものである。こ
の実施例では、焼却炉本体101は底部に水を張ることの
できる有底の円筒体で構成され、同じく円筒状の外枠10
2内に、その内壁から一定の間隙を置いた位置で支持ブ
ロック103上に据え付けられている。焼却炉本体101は、
例えば炭素鋼，ステンレス鋼といったもので作ることが
でき、側壁に注水パイプ104が取り付けられている。注
水パイプ104は、その出口側開口端が焼却炉本体101の内
壁に沿って下方に折れ曲がり、また他端は水平方向に延
びて外枠102を貫通し給水装置105に接続されている。給
水装置105の入口側はバルブ106を介して水供給源に接続
されている。この給水装置105は、焼却炉本体内の水位
が一定のレベルまで達したときに自動的に給水を停止す
る。そのほか、焼却炉本体101の側壁には給水レベルよ
り上部の位置に全周にほぼ一定の間隙で複数の空気孔10
7が設けられている。また、焼却炉本体の底部には周囲
に僅かな間隙ができる程度の寸法を有する円板状のげす
板108が嵌められている。このげす板108は図示しない手
段、例えばワイヤー等によって吊り上げることによって
上下動させることができる。

ところで、焼却炉本体101の真上には、４つの筒状体109
a,109b,109c,109dを連結して構成した２次燃焼塔109が
設置されている。これら４つの筒状体109a〜109dは、第
１図に示すように連結部において一方に形成した縮径部
を他方の端部に挿入し、それらの間に上方に傾斜したス
リット110が形成されるような形で、円周方向等間隔の
接合部111を介して連結されている。そして、このよう
にして一体に連結されてなる２次燃焼塔109が２段に配
置された半径方向の複数の支え部材112a,112bによって
外枠102の上部に固定支持されている。

２次燃焼塔109は上記のように焼却炉本体101の真中上方
に設置されており、２次燃焼塔109の下端開口部周囲に
は環状の開口113が形成された格好になっている。この
環状の開口113は、一つには被焼却物の投入口として用
いられ、また同時に空気供給口として機能する。

この実施例では、焼却炉本体101の径は約2mとされ、２
次燃焼塔109の径は約0.7mにされている。しかしなが
ら、これらの寸法、特に２次燃焼塔109の径はこのよう
な値に限定されるものではない。２次燃焼塔109の径や
長さは、焼却炉本体の大きさによって、また燃焼火炎の
大きさや水面レベルの設定などとのからみで、要する
に、燃焼火炎がこの中に吸い込まれ、不完全燃焼状態の
ガスが十分な空気との接触によって完全燃焼することが
できるような寸法のものとされるべきである。

この実施例は上記のように構成されているので、環状の
開口113から投入されたプラスチック廃棄物は一部が水
面上に浮かび、また一部は他の重みで水面下に沈んだ状
態になる。そこで、上記開口を通して水面上のプラスチ
ックに火をつけると、上方部のプラスチックは空気と接
触し炎を上げて燃焼する。またその燃焼熱によってプラ
スチックは油状に溶解しあるいは半溶解状態で水面に落
ちる。これらの中間生成物は、通常の焼却炉の場合、炉
壁にくっついて壁面損傷の原因となるが、この実施例で
は上記のように水面に落ちて冷却されるので、壁面にく
っつくようなことはない。しかもこれらの油状あるいは
半溶解状のものは水の上で、あるいはまたそれ自体水を
含んだ形で燃焼するので、その燃焼はゆるやかであり、
また安定したものとなる。また燃焼熱によって水蒸気が
発生するので燃焼室内の温度上昇が暖和される。このよ
うにして上方から燃焼が始まり、順次下方のプラスチッ
クが浮き上がって燃焼していく。そして、一面に広がっ
た燃焼火炎は、２次燃焼塔109の煙突効果で上部の環状
開口113から吸引される空気を伴って吸い上げられ、２
次燃焼塔109内で、各連結部のスリット110から供給され
る２次空気の補給を受けて完全燃焼することができる。
また、その際、吸引される空気は炎あるいは燃焼ガスを
全て包み込んだ形になるので、燃焼室の壁面あるいは２
次燃焼塔の内壁が高熱の炎や腐食性ガスから保護され
る。また、最終的にプラスチックはほぼ完全燃焼するの
で黒煙を排出することが少ない。

上下可動式のげす板108は主として燃焼残滓の除去つま
り灰取りのために用いる。すなわち、これを上部まで吊
り上げて灰を取り出す。なお、げす板108には、上下動
に際して注水パイプを逃げるための切り欠き（図示せ
ず）が設けられる。また、このげす板の位置を変えるこ
とで水面上に露出するプラスチックの量を調整すること
もできる。とくに、比重の大きいプラスチック廃棄物を
焼却するような場合には、このげす板を上下動させて燃
焼量を調整することが必要となる場合がある。また、そ
のような場合でなくとも、このげす板の上下動によって
燃焼量を細かく調整すれば燃焼状態をより良好なものと
することができる。

つぎに第２図によって本考案の第２の実施例を説明す
る。第２図はこの実施例に係る焼却炉の要部を示すもの
であって、その他の部分は先の第１の実施例のものと同
一である。したがって、第１の実施例と共通する部分の
詳しい説明は省略する。この実施例の特徴は、外枠202
を水槽にして、その中に焼却炉本体201を浮かべ、外枠2
02内の水位を変えることによって燃焼室の水面と２次燃
焼塔209との間隔を調整することができるようにした点
にある。このように水面と２次燃焼塔の間隔を調整する
ことにより、プラスチックの投入量に応じて空気の取り
入れ量や燃焼量を最適なものに調整することが可能とな
る。

なお、焼却炉本体201への注水と外枠202内への注水は別
個の注水パイプ204,214によって行われる。各注水パイ
プ204,214にはそれぞれ開閉用のバルブ215,216が介設さ
れている。また、焼却炉本体201の底部にはげす板208が
設置されている。

つぎに、本考案の第３の実施例を第３図によって説明す
る。なお、第３図はこの実施例に係る焼却炉を概略的に
示したものである。

この実施例においても、焼却炉本体401内での水による
燃焼抑制と炉壁の保護、あるいは２次燃焼塔409の作用
等は先の各実施例のものと基本的に差異がない。

この実施例の主たる特徴は、焼却炉本体401の上部と２
次燃焼塔409との間の環状の開口413を多孔胴420によっ
てさらに内外２層に分けた点にある。このように環状の
開口を区画し、プラスチック廃棄物は専ら外側の開口41
3aから投入するようにすれば、内側の開口413bは常に空
気供給口として確保できるので、多量のプラスチックを
投入する際の不完全燃焼を防ぐことができる。

外側の開口413aには数個に分割した多孔蓋421を設ける
ことができる。また、被焼却物は適宜、焼却炉側部の蓋
422を開いて投入することもできる。

また、第１の実施例のように外枠を設けたり、第２の実
施例のように外枠に水を張って焼却炉本体を浮かべるよ
うにしてもいい。２次燃焼塔は例えば第１の実施例のよ
うにして支持固定することができる。

なお、上記いずれの実施例においても、２次燃焼塔は必
ずしも連結体である必要はない。２次燃焼塔を非連結の
一体構造とすることも当然にできる。また、一体である
にせよ連結体であるにせよ、途中に２次空気供給用のス
リットを設けることは必ずしも必要でない。

また、本考案は上記実施例に限定されることなく、その
他のいろいろな態様で実施することができる。

（考案の効果）本考案は上記のように構成されているので、樹脂系フィ
ルム等のプラスチック材料を含む廃棄物の焼却に際し、
過燃焼や腐食性ガスによる炉壁等の損傷と不完全燃焼に
よる黒煙の排出を効果的に防ぐことができる。しかも、
水の作用で燃焼量を調整するだけでなく、炎や燃焼ガス
を包み込むように流入する空気を利用して炉壁等を保護
し、また２次燃焼を効率的に行えるようにしたものであ
るので、被焼却物の種類や投入量の許容範囲が広く、し
かも耐久性の高い焼却炉とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す全体図、第２図は
本考案の第２の実施例の要部断面図、第３図は本考案の
第３の実施例を示す概略図である。101,201,401:焼却炉
本体、109,209,409:2次燃焼塔、113,213,413:開口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃焼室を形成する有底円筒体の焼却炉本体
を水槽とし、この水槽とした焼却炉本体に水を供給し常
時所定レベルに水を溜める手段を設けるとともに、該焼
却炉本体を水面上に浮かんだ被焼却物に対し上方から着
火可能な構造とし、前記焼却炉本体の上方に、下端が該
焼却炉本体との間に環状の開口を形成するよう２次燃焼
塔を設置し、前記環状の開口を該２次燃焼塔の内周全面
に沿って空気を吸い込む空気供給口としたことを特徴と
する焼却炉。