JPH09287722A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック製品燃焼時の黒煙等の有害排気
の発生を防止した焼却炉を小型化かつ簡易化することに
より低コストにて提供する。 【解決手段】 焼却対象物を燃焼させる燃焼室１２と、
燃焼室１２にて発生した排気ガスが導入される集塵室１
３とを有し、集塵室１３が、排気ガスが最初に導入され
るサイクロン集塵室２６とサイクロン集塵室２６を内設
するウォーター集塵室３８とからなり、サイクロン集塵
室２６とウォーター集塵室３８とを連通する連通口３０
に排気ガスに含まれる固体粒子を捕捉するウォーターカ
ーテン３５が連通口３０を遮るように設けられている焼
却炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業廃棄物等を焼却
する焼却炉に関し、特にプラスチックが混在する廃棄物
を有害な排気ガスを排出することなく効率的に焼却でき
るようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に産業廃棄物は可燃物、不燃物等に
分別され、それぞれの性状に合わせて効率的に焼却等の
廃棄処理を行っている。しかし、産業廃棄物に混在する
プラスチック製品を他の可燃物と完全に分別することは
困難であり、可燃物の中にプラスチックが混入したまま
焼却される場合もある。

【０００３】通常の可燃物用の焼却炉でプラスチックを
燃焼させると、プラスチックの燃焼時に発生する高熱に
より焼却炉の炉壁を傷めて焼却炉の寿命を著しく縮め、
且つ多量の黒煙を発生して環境を汚染する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プラスチックを燃焼さ
せる際に黒煙の発生を防止するためには、十分に空気を
供給しながら高温にて比較的長い時間をかけて燃焼させ
ることにより黒煙に含まれる有機性の未燃物質を燃焼さ
せるようにすればよい。しかしその場合、燃焼効率が極
めて悪くなり、また焼却炉自体も大型となり、焼却に多
くのコストがかかるという問題がある。

【０００５】上述の実状に鑑み出願人は、既に特願平７
−２１６８２０号において、プラスチック製品燃焼時の
黒煙等の有害排気の発生を防止した焼却炉を比較的簡単
な構成、低コストにて提供した。当該出願に係る発明に
おける焼却炉の構成は、焼却対象物を燃焼させる燃焼室
と、この燃焼室にて発生した排気ガスが導入される集塵
室とを有し、この集塵室には排気ガスの流路において排
気ガス中に含まれる固体粒子を捕捉する網状体とウォー
ターカーテンとが流路を遮るように設けられているもの
である。好適には、上記の網状体には水がシャワー状に
降り掛けられる。また、上記集塵室は、シャワー装置
と、排気ガスの流路を規制すると共に下端に樋部が形成
された遮蔽板とを有し、このシャワー装置からの水が遮
蔽板の表面を流下して樋部から溢れて上記ウォーターカ
ーテンを形成する。さらに上記集塵室には排気ガスの排
出方向に圧縮空気を噴射するノズルが設けられる。ま
た、燃焼室は外周部に冷却用の水槽が設けられる。当該
先の出願に係る焼却炉によれば、プラスチックの混在す
る焼却対象物を安全にかつ低コストで焼却することが実
現された。

【０００６】しかしながら、先の出願に係る焼却炉にお
いてはその集塵室が、主として水を利用して排気ガスを
浄化する第１の集塵室と、円筒内回転流により固形残留
物を遠心分離する第２の集塵室とからなる独立した２つ
の集塵室で構成されている。このため当該焼却炉は、従
来の大型焼却炉に比べれば小型とは云えるものの、焼却
炉全体を更にコンパクトとするために集塵室の縮小化の
点で改善の余地が残された。

【０００７】本発明の目的は、先の出願に係る焼却炉の
優れたプラスチップ焼却特性を保持する一方、更に縮小
化された焼却炉を実現することである。

【０００８】本発明の他の目的は、上記のような焼却炉
の縮小化により、その製造コストを低減すると共に、設
置、組立、運搬等の利便性を図ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明に係る焼却炉は、以下の構成を有する。本発
明による焼却炉の第１の実施の形態は、焼却対象物を燃
焼させる燃焼室と、前記燃焼室にて発生した排気ガスが
導入される集塵室とを有し、前記集塵室が、前記排気ガ
スが最初に導入されるサイクロン集塵室と該サイクロン
集塵室を内設するウォーター集塵室とからなり、前記サ
イクロン集塵室と前記ウォーター集塵室とを連通する連
通口に前記排気ガスに含まれる固体粒子を捕捉するウォ
ーターカーテンが該連通口を遮るように設けられてい
る。

【００１０】本発明による焼却炉の第２の実施の形態
は、上記第１の実施の形態において、前記ウォーター集
塵室が略円筒形でありかつ前記サイクロン集塵室を同心
的に内設する。

【００１１】本発明による焼却炉の第３の実施の形態
は、上記第１又は第２の実施の形態において、前記連通
口が前記サイクロン集塵室の室壁に穿設されかつ該連通
口の上端部に該室壁の外面より外側へ張り出した水受け
部を有し、さらに前記ウォーター集塵室がシャワー装置
を有し、前記シャワー装置からの水が前記サイクロン集
塵室の室壁外面上を流下して前記水受け部に留まりかつ
溢れて前記ウォーターカーテンを形成する。

【００１２】本発明による焼却炉の第４の実施の形態
は、上記第１〜３のいずれかの実施の形態において、前
記サイクロン集塵室を貫通して前記ウォーター集塵室内
に挿入される配管が設けられ、該配管の先端に前記排気
ガスの排出方向に圧縮空気を噴射するノズルが設けられ
る。

【００１３】本発明による焼却炉の第５の実施の形態
は、上記第１〜４のいずれかの実施の形態において、焼
却対象物としてプラスチックを含む。

【００１４】

【作用】燃焼室にて焼却対象物が燃焼し、その排気ガス
がサイクロン集塵室に導かれる。サイクロン集塵室では
排気ガスが回転流により固形残留物が遠心分離され捕集
される。サイクロン集塵室はウォーター集塵室に内設さ
れ、すなわち内蔵するように内側に設置されている。こ
の構造により集塵室全体の占有空間が節減されている。
サイクロン集塵室の室壁にはウォーター集塵室への連通
口が設けられ排気ガスはこの連通口を通ってウォーター
集塵室へと入る。この連通口には、これを遮蔽するよう
にウォーターカーテン（落下する水がカーテン形状を呈
している状態）が形成されており、排気ガスがこのウォ
ーターカーテンを通過する過程で含有する固体粒子が水
に捕捉されて除去される。

【００１５】ウォーターカーテンは次のように形成され
る。ウォーター集塵室にはシャワー装置が設けられてお
り、シャワー水が室内に放散される共にその水がサイク
ロン集塵室の室壁外面に沿って流下する。上記連通口の
上端部には、サイクロン集塵室の室壁外面から外側へ張
り出した水受け部が設けられているために、サイクロン
集塵室の室壁外面に沿って流下した水はこの水受け部に
当たって一時的に留まった後ここから溢れ出てウォータ
ーカーテンとなる。

【００１６】ウォーター集塵室へ入った排気ガスは、サ
イクロン集塵室の室壁外面上を流下する水に接しつつ上
昇することで更に浄化され、そしてシャワー水によって
また更に浄化されて排気ダクトへと達する。

【００１７】燃焼室から排気ダクトまでの排気ガスの流
動は、ウォーター集塵室に設けられるノズルから排気ガ
スの排出方向に圧縮空気を噴射することにより誘起さ
れ、排気ガスは強制的に排出される。このノズルはサイ
クロン集塵室を貫通してウォーター集塵室に挿入される
配管の先端に設けられる。この圧縮空気の配管構造によ
っても集塵室が縮小化され占有空間が節減される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
より詳細に説明する。図１はプラスチック製品の焼却に
好適に構成された本発明の一実施形態に係る焼却炉の概
略的な全体構成図である。図１に示すように、本焼却炉
１１は概して、焼却対象物を燃焼させる燃焼室１２と、
燃焼室１２にて発生した排気ガスが導入される集塵室１
３とを有し、集塵室１３は燃焼室１２に連接されたサイ
クロン集塵室２６と、このサイクロン集塵室２６を内設
するすなわちサイクロン集塵室２６を内蔵するように内
側に設置するウォーター集塵室３８とから構成されてい
る。排気ガスはサイクロン集塵室２６を通った後、ウォ
ーター集塵室３８を通って廃棄される。図１において、
実線の矢印は排気ガス、水蒸気、圧縮空気等の気体の流
動を表し、白抜きの矢印は水の流動を表す。次に、図１
の本焼却炉１１の各構成部分を詳細に説明する。

【００１９】燃焼室１２には投入口１６が設けられ、投
入口１６から燃焼室１２内に焼却対象の廃棄物が投入さ
れる。燃焼室１２の下部には燃焼室残留物取り出し口１
７が開口され、燃焼後に燃焼室１２内に残った灰や金属
等の不燃残留物をこの燃焼室残留物取り出し口１７から
排出できるようになっている。

【００２０】燃焼室１２の下方には圧縮空気タンク１８
が配設される。圧縮空気タンク１８にはファンもしくは
コンプレッサ（図示せず）が接続され、このファン等の
作動により圧縮空気タンク１８に適宜圧縮空気が蓄圧さ
れる。この圧縮空気タンク１８に連通する配管２０もし
くは流路が燃焼室１２の外周部に導かれる一方、燃焼室
１２の内側壁には複数の小孔２１が穿設されており、こ
れらの小孔２１と前述の配管２０が連通している。従っ
て、図示しない制御装置によりあるいは作業者の手動操
作によってファン等の運転が制御されることにより、圧
縮空気タンク１８内の圧縮空気が燃焼室１２内に小孔２
１を介して噴射され、これにより燃焼に必要な空気が燃
焼室１２内に供給される。

【００２１】また、燃焼室１２を取り囲んで冷却用の水
槽２２が形成され、水槽２２内に入れられた冷却水によ
り燃焼室１２を外周部から水冷して燃焼室１２の炉壁が
過熱することを防止する。水槽２２の上部には蒸気ダク
ト２３が設けられ、燃焼室１２の熱により沸騰した冷却
水の蒸気２４がこの蒸気ダクト２３から排出される。
尚、水槽２２には水位計（図示せず）が設けられ、外部
から水槽２２内の冷却水の量が監視できるようになって
おり、好適には水槽２２の水位が常に一定に維持される
ように冷却水の補給が自動的に制御される。

【００２２】燃焼室１２の上部に連通ダクト２５が形成
され、連通ダクト２５を介して燃焼室１２とサイクロン
集塵室２６が連通される。燃焼室１２で発生した排気ガ
スはこの連通ダクト２５を通ってサイクロン集塵室２６
に導入される。

【００２３】サイクロン集塵室２６内には第１室２６ａ
と第２室２６ｂがあり、第１室が実質的にいわゆるサイ
クロン集塵装置を構成する。一般的にサイクロン集塵装
置は円筒部２７とその下部のホッパ部（円錐部）２８と
を有し、円筒部に導入された含ダスト排気ガスに対して
回転流による遠心力を与えてダストを分離捕集する。ホ
ッパ部２８は底が開口され、この底部開口２９から分離
されたダストが落下する。サイクロン集塵室２６のホッ
パ部２８は第１室２６ａと第２室２６ｂとの仕切り壁で
もあり、底部開口２９により第１室２６ａと第２室２６
ｂとが連通している。第２室２６ｂは、ホッパ口２６か
らの落下物（すなわち排気ガスから分離された固体残留
物）の落下通路であり、かつ次のウォーター集塵室３８
へと向かう排気ガスの通路でもある。固体落下物は落下
口４０を経て落下し蓄積され、最終的には集塵室残留物
取り出し口４９から排出される。

【００２４】サイクロン集塵室２６の第２室２６ｂの室
壁上には、サイクロン集塵室２６と次段階のウォーター
集塵室３８との連通口３０が穿設される。図１の好適例
では、ウォーター集塵室３８及びサイクロン集塵室２６
は、双方とも略円筒形でありウォーター集塵室３８がサ
イクロン集塵室２６を内設して同心的に配置されてい
る。排気ガスは連通口３０を通った後、ウォーター集塵
室３８に入り、サイクロン集塵室２６の室壁外面とウォ
ーター集塵室３８の室壁内面との間の空間を上方へと導
かれて、ウォーター集塵室３８内の上部に至る。

【００２５】このような排気ガスの一方向性の流動は、
集塵室１３の下方に配設された圧縮空気タンク４２から
の圧縮空気により強制的に誘起される。この圧縮空気タ
ンク４２は前述の燃焼室１２の圧縮空気タンク１８とは
独立しており、前述のファンとは別のファンもしくはコ
ンプレッサ（図示せず）がこの圧縮空気タンク４２に接
続され、この別のファンの作動により圧縮空気タンク４
２に適宜圧縮空気が蓄圧される。この圧縮空気タンク４
２に連通する配管４７はサイクロン集塵室２６の中心軸
上を貫通してウォーター集塵室３８内に挿入され、その
先端にはノズル４８が設けられる。ノズル４８はウォー
ター集塵室３８内において上方に向けて開口している。
一方、ウォーター集塵室３８の上部の中心部には比較的
長い排気ダクト４６が設けられ、排気ダクト４６の下部
はウォーター集塵室３８の内部に延び、排気ダクト４６
の下端は圧縮空気配管４７のノズル４８の上方において
開口している。よって圧縮空気タンク４２用のファン
が、図示しない制御装置によりあるいは作業者の手動操
作によって運転が制御され、それにより圧縮空気タンク
４２内の圧縮空気がノズル４８からウォーター集塵室３
８内で上方の排気ダクト４６へ向けて噴射される。これ
によりウォーター集塵室３８内の気体が排気ダクト４６
へと強制的に誘導され、そしてサイクロン集塵室２６か
らウォーター集塵室３８への気体の誘導、さらに燃焼室
からサイクロン集塵室２６への気体の誘導が発生する。
このようにして燃焼室１２からの排気ダクト４６までの
排気ガスの流動が実現される。

【００２６】さらに、ウォーター集塵室３８の上壁には
シャワー装置３１が設けられ、ウォーター集塵室３８内
に上部から水をシャワー状に噴霧する（白抜き矢印３
９）。シャワー装置３１は、例えばウォーター集塵室３
８の上壁に多数の小孔３２を穿設すると共に上壁の上部
に水タンク室３３を設けることにより構成され、水タン
ク室３３への水の供給を適宜制御することでシャワー噴
射量が調節されるようになっている。水の供給は、集塵
室１３の下方に設けられる水タンク、ポンプ及びモータ
（図示せず、取り出し口４９の後方）により行われる。

【００２７】シャワー状に噴霧された水は、ウォーター
集塵室３８内を降下するが、主にサイクロン集塵室２６
の室壁外面上を伝って流下する。サイクロン集塵室２６
の室壁には上述の通り連通口３０があるが、その上端部
にはサイクロン集塵室２６の室壁の外面から外側へ張り
出した水受け部３１が設けられる。室壁の外面上を流下
してきた水は、この水受け部３１に当たって一時的に留
まった後直ちに溢れ出て下方に落下する。このとき水受
け部３１の縁から溢れ出た水は垂直に面状（すなわちカ
ーテン状）に広がって落下し、連通口３０を遮るウォー
ターカーテン（白抜き矢印３５）を形成する。このウォ
ーターカーテン３５は、連通口３０の開口全体を覆うよ
うに流れ落ちる。尚、水受け部３１は、図示のように凹
部を有して一旦水を溜めることができる形状が好ましい
が、単に水平に張り出したフランジ状のものであっても
よい。

【００２８】このような構成において、燃焼室１２に投
入口１６からプラスチック製品が混在する産業廃棄物等
の焼却対象物が入れられ、燃焼室１２にて燃焼が行われ
る。このとき、燃焼室１２内に燃焼用の空気を供給す
る。同時に集塵室１３内の配管４７に圧縮空気を供給す
る。ウォーター集塵室３８内のノズル４８から噴射され
る圧縮空気は排気ガスの排出方向に空気流を生じさせ、
排気ガスを燃焼室１２からサイクロン集塵室２６、ウォ
ーター集塵室３８を通って排気ダクト４６に強制的に排
出する。

【００２９】燃焼室１２における燃焼で発生した排気ガ
スは、連通ダクト２５を通りサイクロン集塵室２６に入
り、回転流により固形残留物が分離除去される。その
後、サイクロン集塵室２６から連通口３０を通ってウォ
ーター集塵室３８へ入る排気ガスはウォーターカーテン
３５を通り抜けることとなる。排気ガスがウォーターカ
ーテン３５を通過する過程で、排気ガス中に含まれる有
機性の未燃物質、黒煙の原因となる微粒子等の固体残留
物は水に捕捉されて排気ガス中から分離される。

【００３０】続いて排気ガスはウォーター集塵室３８内
を上昇する。この上昇する過程で、サイクロン集塵室２
６の室壁外面上を流下している水に接触することによっ
ても排気ガス中の固体残留物が水に捕捉される。そして
排気ガスは、ウォーター集塵室３８内の上部に至り、そ
こでシャワー装置３１から水が降り注がれる中でさらに
固形残留物が捕捉される。また、シャワー装置３１から
噴射される水は、排気ガスを冷却して排出する作用も有
している。

【００３１】このように、燃焼後に排気ガスに未燃物
質、黒煙の原因となる微粒子等の固形物が混入していて
も、最終的に排気ダクト４６から外部に排出される排出
ガスはそれらの固形残留物が除去され、無煙状態の清浄
なものとなる。

【００３２】尚、焼却が終了してファンを停止させる場
合は、燃焼室１２に燃焼用の圧縮空気を供給する機構を
先ず停止させ、その後ゆっくりと集塵室１３に圧縮空気
を供給する機構を停止させるようにする。燃焼が終了し
て排気ガスの発生が暫時持続するからである。

【００３３】

【発明の効果】以上、例を挙げて詳細に説明したように
本発明による焼却炉は、焼却対象物を燃焼させる燃焼室
と、燃焼室にて発生した排気ガスが導入される集塵室を
設けた。さらにこの集塵室は、排気ガス中の固体残留物
を遠心分離により捕捉するサイクロン集塵室を、水によ
り捕捉するウォーター集塵室の内部に設置することによ
り、二種の集塵室を一体化させたものである。

【００３４】これにより、先の出願に係る焼却炉におい
て実現された燃焼後の排気ガスの清浄化機能を保持する
一方で、集塵室の大きさの縮小化及び更なる構造の簡素
化が実現された。

【００３５】従って、焼却炉全体の占有空間が大幅に縮
減されると共に、その製造においても資材、組立、及び
搬送等のコストが低減される。

【００３６】このように本発明は、一般的な可燃性の焼
却対象物の焼却炉として適用しても有用であることは云
うまでもないが、特にプラスチックを含む焼却対象物の
焼却炉として適用することによりその焼却に伴う従来の
諸問題の解決に多大に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る焼却炉の概略的な構
成図である。

【符号の説明】

１１ 焼却炉 １２ 燃焼室 １３ 集塵室 １６ 投入口 １７ 燃焼室残留物取り出し口 １８ 圧縮空気タンク ２０ 配管 ２１ 小孔 ２２ 水槽 ２３ 蒸気ダクト ２４ 蒸気 ２５ 連通ダクト ２６ サイクロン集塵室 ２６ａ 第１室 ２６ｂ 第２室 ２７ 円筒部 ２８ ホッパ部 ２９ 開口 ３０ 連通口 ３１ 桶部 ３２ 小孔 ３３ 水タンク室 ３４ シャワー装置 ３５ ウォーターカーテン ３７ 流水 ３８ ウォーター集塵室 ３９ シャワー水 ４０ 落下口 ４２ 圧縮空気タンク ４６ 排気ダクト ４７ 配管 ４８ ノズル ４９ 集塵室残留物取り出し口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却対象物を燃焼させる燃焼室と、前記
   燃焼室にて発生した排気ガスが導入される集塵室とを有
   し、 前記集塵室が、前記排気ガスが最初に導入されるサイク
   ロン集塵室と該サイクロン集塵室を内設するウォーター
   集塵室とからなり、前記サイクロン集塵室と前記ウォー
   ター集塵室とを連通する連通口に前記排気ガスに含まれ
   る固体粒子を捕捉するウォーターカーテンが該連通口を
   遮るように設けられていることを特徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】 前記ウォーター集塵室が略円筒形であり
   かつ前記サイクロン集塵室を同心的に内設することを特
   徴とする請求項１に記載の焼却炉。
3. 【請求項３】 前記連通口が前記サイクロン集塵室の室
   壁に穿設されかつ該連通口の上端部に該室壁の外面より
   外側へ張り出した水受け部を有し、さらに前記ウォータ
   ー集塵室がシャワー装置を有し、前記シャワー装置から
   の水が前記サイクロン集塵室の室壁外面上を流下して前
   記水受け部に留まりかつ溢れて前記ウォーターカーテン
   を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の焼
   却炉。
4. 【請求項４】 前記サイクロン集塵室を貫通して前記ウ
   ォーター集塵室内に挿入される配管が設けられ、該配管
   の先端に前記排気ガスの排出方向に圧縮空気を噴射する
   ノズルが設けられることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の焼却炉。
5. 【請求項５】 焼却対象物としてプラスチックを含むこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の焼却
   炉。