JPH0740826Y2 - ガス整流装置を備えた竪型焼却炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、一般廃棄物や産業廃棄物などのごみを焼却す
るための竪型焼却炉に関し、特に、一般廃棄物や産業廃
棄物が混在した医療系廃棄物の焼却に適する。

（従来の技術） 従来、プラスチックや紙、繊維屑を主体とした一般廃棄
物と、ガラス屑、陶磁器類や廃液等の産業廃棄物が混在
する医療系廃棄物を焼却する焼却炉としては、一般に竪
型固定バッチ炉や横型機械化バッチ炉が用いられてい
る。

第３図は横型機械化バッチ式焼却炉の概略構成を示して
いる。

まず、ごみの投入扉ａから投入されたごみはフィーダｂ
によって焼却炉本体ｃに押し込まれながら、着火バーナ
ｄによって着火され、燃焼ストーカｅ上で燃焼し、この
焼却残渣を灰搬出装置ｆで炉外に搬出する。そして、ご
みの燃焼時に焼却炉本体ｃ内で発生した可燃性ガスは、
１次燃焼室c1で火炎燃焼したあと不完全燃焼状態であっ
ても送風機（図示省略）によって２次燃焼室ｇに送ら
れ、この２次燃焼室ｇでは２次燃焼バーナｈによって完
全に燃焼していない可燃性ガス（未燃ガス）を完全に燃
焼し排ガスとして煙突ｉから大気中に排出する。

ここで、上述のように焼却炉本体ｃの上部に２次燃焼室
ｇを追設するのは、焼却するごみには発熱量の高い物質
が難燃物や不燃物中に多量に混入している場合が多く、
この場合、燃焼中に局部的に爆発的燃焼を起こしやす
く、通常の燃焼室の容積では発生した可燃性ガスが燃焼
し切れないことが起こるためであり、２次燃焼室を追設
することで排ガス中に残留している未燃ガスと浮遊炭素
粒子を完全燃焼するように図っている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の横型機械化バッチ炉では、投
入扉ａを開けてごみを断続的に投入しているため、ごみ
投入の度に外気が投入扉ａから炉内に侵入して炉内温度
を低下させるとともに、ごみ質の変動が大きいので、燃
焼状態が不安定となり完全燃焼ができず、焼却残渣中に
未燃物が残るという問題があった。また、排ガスの量及
び温度の変動が大きいので、２次燃焼室ｇだけでは十分
に処理できず、未燃焼の有害ガスやダストが排出される
という問題があった。

特に、医療系廃棄物においては、感染の危険防止を図る
上で殺菌されていない未燃物が残らないように完全燃焼
させる必要があるが、医療系廃棄物中には、プラスチッ
クや綿製品などの発熱量の高い物や、紙おむつ、剔出し
た臓器や入院患者の残飯などの難燃物や、金属、ガラス
製の医療器具等の不燃物などが混在しているため、燃焼
状態が不安定となり、感染の危険防止や、排ガスあるい
は焼却残渣からの公害の発生を防止するよう完全燃焼を
図ることは困難であった。

そこで、特願昭62−197113号（特開昭64−41709号公
報）に記載の竪型焼却炉に、横型機械化バッチ式焼却炉
の２次燃焼室に相当する再燃焼室を追設することで、効
率良く連続燃焼を行い、上記医療系廃棄物のように少量
でしかも完全燃焼を必要とするごみを焼却しようとする
が、この場合、ごみ質変動の影響が少なくなり燃焼は安
定化するものの、高発熱量物質の塊が燃焼する場合に局
部的に異常燃焼を起こし、一部のガスだけが突出して再
燃焼室に向かうため、残りの可燃性ガスが不完全燃焼状
態となる現象は防止できない。また、その際、燃え易い
ごみは同時あるいは引き続いて燃焼するので、その後は
難燃物を主体に焼却することになり、これによって燃焼
ガスの温度及び量が低下するため、燃焼ガスの燃焼時に
発する放射熱をごみの燃焼に十分利用できず、燃焼効率
がますます低下するとともに、燃焼ガスが最短経路で排
出されるので焼却炉本体の上部に位置する２次燃焼域の
容積が十分に活用できないという問題があった。

また、追設される再燃焼室は、焼却炉が設置される建屋
の高さの制限により、焼却炉本体の側方に並設されるこ
とが一般的であり、この場合、焼却炉本体のガス排出口
と再燃焼室とは煙道によって連通されている。しかし、
この連結煙道は焼却炉本体と再燃焼室との位置関係から
水平に配設されることが多く、このように配設された煙
道に焼却炉本体からガスを排出すると、ガスの流れが偏
流し（流れ易い最短経路を通り）、再燃焼室における未
燃ガスの再燃焼が効率良く行えないという問題があっ
た。

（課題を解決するための手段） 本考案のガス整流装置を備えた竪型焼却炉は、焼却炉本
体にこの焼却炉本体を上下に複数段に仕切る複数の火格
子が開閉自在に設けられてなる竪型焼却炉において、前
記焼却炉本体の頂部には、ガス排出口が形成されるとと
もに、該ガス排出口には焼却炉本体に並設された再燃焼
室が水平もしくは所定の傾きに傾斜して配設された煙道
を介して連通される一方、上記ガス排出口には焼却炉本
体の上部から該ガス排出口を経て排出されるガスの排気
抵抗となるガス整流装置が設けられ、該ガス整流装置は
複数の整流孔を備え、これら複数の整流孔のうち上記再
燃焼室への最短経路となる部位の整流孔が遠い経路とな
る部位の整流孔よりも小さく形成されたものである。

（作用） 焼却炉本体内に投入されたごみは、火格子により上下に
複数段に仕切られた燃焼室を該火格子の開閉動作によっ
て上方から下方に順次落下しながら連続的に燃焼され
る。この燃焼によって発生した未燃ガスはごみ層に供給
される１次燃焼用空気中の過剰空気と混合して火炎燃焼
（１次燃焼）しながら上昇し、２次燃焼域の排出口に設
けられたガス整流装置に衝突して２次燃焼域内を上下に
旋回し、残余の未燃ガス及び焼却炉本体の上部に供給さ
せる２次空気と更に混合して２次燃焼するとともに、燃
焼ガスからの放射熱により燃焼室内のごみの燃焼を促進
させる。

このようにして燃焼したガスは、ガス整流装置から煙道
に入り、再燃焼室で残余の未燃ガスを燃焼させる。この
際、ガス整流装置において、再燃焼室への最短経路とな
る部位の整流孔を遠い経路となる部位の整流孔よりも小
さく形成していることで、ガス整流装置を経て煙道、再
燃焼室に入るガスは偏流することなく平均的に流れ、再
燃焼室におけるガスの燃焼が効率良く行われる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本考案に係るガス整流装置を備えた竪型焼却
炉の概略構成を示している。

同図において、１は焼却炉本体で、この焼却炉本体１に
は開閉自在な第１火格子2,2及び第２火格子3,3が上下に
設けられており、この焼却炉本体１内を２段に仕切って
第１燃焼室1aと第２燃焼室1bとを形成している。

前記第１燃焼室1a、第２燃焼室1b及び第２火格子3,3の
下方には、それぞれ温度調整された１次燃焼用空気4a,4
b,4cが供給されるとともに、第１燃焼室1aの上部に位置
する２次燃焼域には図示しない供給手段により２次燃焼
用空気５が供給されている。

また、前記第１燃焼室1aの頂部にはガス排出口６が形成
されており、このガス排出口６に第１燃焼室1aから該ガ
ス排出口６を経て排出されるガスの排気抵抗となるガス
整流装置７が設けられている。

ガス整流装置７は、第２図に示すように、耐火物でなる
蓋体7aと同じく耐火物でなる複数の支持体7b…とで複数
の整流孔7c…を放射状に形成したものである。

このガス整流装置７の上部には煙道８が連設され、該煙
道８は前記焼却炉本体１に並設された再燃焼室９に連通
されている。

ここで、前記ガス整流装置７の整流孔7cは、再燃焼室９
への最短経路となる部位の整流孔7cを遠い経路となる部
位の整流孔7cよりも小さく形成しており、このように整
流孔7cを形成配置することで排気抵抗の分布が調整さ
れ、これら整流孔7cを経て煙道８に流れるガスが平均的
に流れるようにしている。なお、再燃焼室９の入口には
再燃焼用バーナ10が設置されている。

さらに、第１燃焼室1aにはフィーダ（図示省略）を介し
てホッパ（図示省略）が連設されており、ホッパに投入
されたごみはフィーダを介して第１燃焼室1aに供給され
る。

次に、このように構成されたガス整流装置を備えた竪型
焼却炉によってごみを焼却する場合について説明する。

ホッパ（図示省略）からフィーダ（図示省略）を介して
焼却炉本体１に供給されたごみは、開閉自在な第１火格
子2,2及び第２火格子3,3の開閉動作によって第１燃焼室
1aから第２燃焼室1bへと１次燃焼用空気4a,4b及び4cに
より燃焼を継続しながら上方から下方に順次落下し、灰
搬出装置15に排出される。そして、燃焼によって発生し
た未燃焼の可燃性ガスは、焼却炉本体１上部のごみの表
層で１次燃焼用空気４の過剰分と混合することで火炎燃
焼を起こし、燃焼ガスとして２次燃焼域を上昇する。２
次燃焼域を上昇する燃焼ガスは、一部がガス整流装置７
の整流孔7cを経て煙道８に送られるものの、その残りが
ガス整流装置７の蓋体7a及び支持体7bに衝突して反転し
２次燃焼域内を上下に旋回することになる。

よってこの燃焼ガスから発生する熱量が第１燃焼室1a内
のごみ層表面全体に放射されるとともに、この旋回する
燃焼ガスと２次燃焼域内に残留する未燃ガスや浮遊炭素
粒子と２次燃焼用空気５とが十分混合し、２次燃焼域内
全面において略完全に燃焼させる。

この現象は、ごみが安定的燃焼を続けている時だけでな
く、高発熱量物質の塊が局部異常燃焼する際や難燃物焼
却時にも現れる。

次に、上述のように２次燃焼域内で２次燃焼をしたガス
は、ガス排出口６から複数の整流孔7cを経て煙道８に送
られ、この煙道８を介して再燃焼室９に送られる。この
際、このガスは２次燃焼域内全面において略完全に燃焼
しているが、若干量の未燃ガスや浮遊炭素粒子はガス整
流装置７から直接排出されるため、これら再燃焼室９に
排出された２次燃焼を完了していない若干の未燃ガスや
浮遊炭素粒子は再燃焼用バーナ10により短時間で再燃焼
させることができ、このように再燃焼されたガスは送風
機（図示省略）によって次のガス冷却室11に送られる。

ここで、例えば焼却時に予想される標準的なごみ質を計
画量焼却した時に発生する燃焼ガス量が、再燃焼室９内
を平均して流れるように排気抵抗を調整して、整流孔7c
…の位置と開口面積を設定すれば、焼却炉本体１内の燃
焼状態が変動しても再燃焼室９内のガスは大きく偏流す
ることはない。

このように、再燃焼室９に入るガスの流れをガス整流装
置７で整えることで、再燃焼室９内のガスは偏流するこ
となく平均的に流れることになり、ガス中の未燃分を完
全に燃焼させることができる。また、ガスが偏流するこ
となく平均的に流れることにより、ガスの平均滞留時間
が長くなるので、ダイオキシン対策や完全殺菌に有効で
ある。

（考案の効果） 以上述べたように、本考案によれば、焼却炉本体内のガ
スは、ガス整流装置が排気抵抗となって、焼却炉本体の
上部において旋回することになる。この旋回によって焼
却炉本体内に残留する未燃ガスや浮遊炭素粒子と２次燃
焼用空気とが十分に混合されて効率良く２次燃焼するこ
とができ、ごみの燃焼時に発生する可燃性ガス中の未燃
ガスと浮遊炭素粒子が残らないように、焼却炉本体の容
積を有効に利用しながら焼却炉本体内における２次燃焼
を効果的に略完全に終了させることができ、排ガスによ
る公害を防止できる。また、この２次燃焼により生じる
放射熱を利用してごみの燃焼をさらに促進させることが
できるため、難燃物焼却時にもごみを完全燃焼させるこ
とができ、ダイオキシン対策及び完全殺菌に有効であ
る。

そして、このようにガスを焼却炉本体内で略完全な状態
で燃焼させた後、再燃焼室にこのガスを供給しているた
め、再燃焼室での再燃焼は補助的なものとなり、この再
燃焼室の容積を小さくすることができる。

また、ガス整流装置は、再燃焼室への最短経路となる部
位の整流孔を遠い経路となる部位の整流孔よりも小さく
形成しているため、該ガス整流装置から煙道を経て再燃
焼室に入るガスは偏流することなく、平均的に流れるこ
とになり、このため、ガス中の未燃分を完全に燃焼させ
ることができるとともに、再燃焼室におけるガスの平均
滞留時間が長くなるので、ダイオキシン対策や完全殺菌
に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るガス整流装置を備えた竪型焼却炉
の概略構成を示す縦断側面図、第２図はガス整流装置を
示す平面図、第３図は従来の横型機械化バッチ炉の概略
構成を示す縦断側面図である。 １……焼却炉本体 ２……第１火格子 ３……第２火格子 ５……２次燃焼用空気 ６……ガス排出口 ７……ガス整流装置 ９……再燃焼室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】焼却炉本体にこの焼却炉本体を上下に複数
   段に仕切る複数の火格子が開閉自在に設けられてなる竪
   型焼却炉において、 前記焼却炉本体の頂部には、ガス排出口が形成されると
   ともに、該ガス排出口には焼却炉本体に並設された再燃
   焼室が水平もしくは所定の傾きに傾斜して配設された煙
   道を介して連通される一方、上記ガス排出口には焼却炉
   本体の上部から該ガス排出口を経て排出されるガスの排
   気抵抗となるガス整流装置が設けられ、該ガス整流装置
   は複数の整流孔を備え、これら複数の整流孔のうち上記
   再燃焼室への最短経路となる部位の整流孔が遠い経路と
   なる部位の整流孔よりも小さく形成されたことを特徴と
   するガス整流装置を備えた竪型焼却炉。