JPH0933019A - 縦型燃焼炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 市場から廃棄物として回収される発泡樹脂製
品あるいは生活廃棄物の場合のように、樹脂成分と他の
可燃成分とが混合状態となっている廃棄物の焼却処理に
有効に用いることのできる焼却炉を得る。 【解決手段】 炉床で燃料を燃焼させる円筒型燃焼炉に
おいて、炉底部近傍には燃焼炉本体の中央部を回転中心
Ｏとしかつ炉床に沿って回転する攪拌羽根３０が設け
れ、該攪拌羽根３０は回転中心３０から先端３１側に向
けて全体として湾曲した形状とされる。また、攪拌羽根
３０はその長さ方向の側縁部３２、３３はその断面形状
において共に鋭角とされると共に、内部は空洞とされ、
そこに供給される燃焼用空気は攪拌羽根３０に形成した
多数の小孔３５から噴出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は縦型燃焼炉に関し、
特に、市場から廃棄物として回収される発泡樹脂製品あ
るいは生活廃棄物の場合のように、樹脂成分からなるも
のやこれと他の可燃成分とが混合状態となっている廃棄
物の焼却炉等として有効に用いることのできる縦型燃焼
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】縦型燃焼炉として従来種々の形態のもの
が知られている。例えば、火格子上に固形燃料を投入し
て固定床を形成して燃焼させる形式の燃焼炉において、
該固定床を攪拌する回転攪拌手段を火格子上に垂直状に
配置し、かつ、該回転攪拌手段から燃焼用空気を供給で
きるようにした、石炭等の固形燃料の燃焼に適した燃焼
炉（特開昭６２−２１０３０５号公報参照）、水平に配
置した火格子の下方から燃焼用の加圧空気を供給すると
共に、燃焼中に所定の回転速度で火格子上の固形物を円
周方向にスイープするための放射状の攪拌アームを回転
自在に取り付け、さらに、該火格子の外周の無孔部分に
は灰分残渣の取り出し開口を形成した、籾殻や落花生外
殻のような廃棄物の焼却及びその灰塵残留物の管理に適
した燃焼炉（特開昭６０−５００６８１号公報）、上下
複数段に形成した燃焼室の中央部に上下に貫通する回転
軸を設け、該回転軸に各燃焼室内での燃焼物を攪拌する
ための水平方向に延びる攪拌アームを取り付けた縦型多
段燃焼炉において、該攪拌アームに回転半径方向内方へ
又は回転半径方向外方へ燃焼物を掻き寄せるべく作用す
る内向き又は外向き羽根を取り付けると共に、最下段の
炉床の周辺部には焼却灰取り出し口を形成した、汚泥の
焼却に適した燃焼炉（特開昭５３−１０５８７５号公
報）、等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、市場か
ら廃棄物として回収される包装用発泡樹脂製品あるいは
発泡樹脂製トレーや容器等の焼却による処理について、
種々の研究を継続して行ってきているが、その過程にお
いて、上記した形態の縦型燃焼炉は燃焼物に攪拌を与え
ながら燃焼させるものであり高い燃焼効率が期待できる
ものであるが、前記のような樹脂材料を含む廃棄物を焼
却させる場合には、なお依然として幾つかの不都合を伴
うことを経験した。

【０００４】すなわち、固形状の樹脂材料は炉内での燃
焼過程で溶融状態となり、燃焼条件の管理を怠ると溶融
した樹脂が火格子を通過して下方に落下する。火格子の
下方は一般に低温域であり、そのままでは燃焼が期待で
きないことから、落下した溶融樹脂は炉底に残存物とし
て残ってしまう場合が生じる。従って、前記特開昭６２
−２１０３０５号公報あるいは特開昭６２−２１０３０
５号公報に示されるような火格子式の縦型燃焼炉は、燃
料攪拌用の回転手段を持つとしても、樹脂材料の廃棄物
処理のような低コスト化が求められる環境下で使用する
ものとしては、必ずしも有効なものではない。

【０００５】また、樹脂材料は燃焼条件を満たせば完全
燃焼して灰分はほとんど生成されないが、市場から廃棄
物として回収される樹脂製品は樹脂材料と共に、紙、木
材、繊維のような他の可燃物が混在しているのが普通で
あり、灰分が炉底に積層するのは避けられない。また、
樹脂材料が完全燃焼する条件を常時維持することは、そ
のような他の可燃物が混在した廃棄物の焼却の場合に
は、きわめて困難となる。そのために、灰分と溶融樹脂
との混在物が炉底に溜まりがちとなる。

【０００６】炉底に溜まった灰分と溶融樹脂を攪拌アー
ムにより有効に攪拌できれば、未燃分が生じるのをなく
すことが期待できるが、特開昭６２−２１０３０５号公
報に記載のもののように、攪拌アームが火格子からある
程度距離をおいた箇所に配置されるものにあっては、火
格子上に堆積しにくい前記のような溶融物には有効に作
用しない。特開昭５３−１０５８７５号公報に記載され
る攪拌アームのように回転半径方向外方（又は外方）へ
燃焼物を掻き寄せるべく作用する外向き（又は内向き）
羽根を取り付けたものは、炉底に近接する状態で該外向
き（又は内向き）羽根を取り付けることが可能であり、
炉底に存在する燃焼物を有効に攪拌できることが期待で
きるが、水平方向に延びる攪拌アームに複数枚の板状羽
根を取り付けたものであり、構造的に複雑であると同時
に板状羽根が損傷を受け易く、熔融樹脂と灰分との混在
物が炉床に堆積するような場合には、長期にわたる安定
した使用が期待できない。また、羽根は回転半径方向外
方（又は内方）へ燃焼物を掻き寄せる作用を有するにす
ぎす、最下段の炉においては未燃分が灰と共に排出され
る恐れがある。

【０００７】従って、本発明の目的は、特に、市場から
廃棄物として回収される発泡樹脂製品あるいは生活廃棄
物のように、樹脂成分からなるものやこれと他の可燃成
分とが混合状態となっている燃焼物を未燃分を出すこと
なく燃焼処理することができると同時に、灰分の排出も
確実に行うことのでき、かつ、構造的に安定していて長
期にわたる使用を可能とした縦型燃焼炉を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明による縦型燃焼炉は、基本的に、炉底部近傍
には燃焼炉本体の中央部を回転中心としかつ炉床に沿っ
て回転する攪拌羽根が設けられており、該攪拌羽根は回
転中心部から先端側に向けて湾曲した形状とされている
ことを特徴する。

【０００９】攪拌羽根が炉床に沿って回転し、かつ、該
攪拌羽根は回転中心部から先端側に向けて湾曲した形状
とされていることから、湾曲した凹部側を回転方向とし
て攪拌羽根を回動することにより、炉底に堆積する燃焼
物は炉床全体に分散されると共に次第に渦巻き状に中心
へ向けて移送される。そのような移動を通じて燃焼物は
空気との攪拌が進行し、炉床全域での燃焼が確実に進行
する。また、燃料の供給を終了しかつ残燃焼も終了した
後にも、攪拌羽根の回動を続けることにより、灰分は自
動的に中央部に集められる。攪拌羽根の回転軸近傍の炉
床に灰取り出し口を形成することにより、灰の取り出し
も容易となる。また、回転方向を逆転させると、炉床に
堆積する燃焼物あるいは焼却灰は次第に炉壁方法に移送
される。それにより、必要に応じて焼却中に燃焼物を炉
壁方向へ向けて拡散させることもでき、また、灰取り出
し口を炉壁に接して設ける場合には、残燃焼後に、攪拌
羽根を逆回転させることにより、灰の排出が確実とな
る。

【００１０】本発明の好ましい態様では、前記攪拌羽根
の長さ方向の側縁部はその断面形状において共に鋭角
（好ましくは２０°〜６０°程度）をなす。この場合に
は、炉床に堆積する燃焼物のすくい上げと攪拌が一層確
実となり、未燃焼分の発生をより阻止することができ
る。さらに好ましい態様では、前記攪拌羽根の断面にお
ける両側縁部のなす角度が湾曲をなす凹部側の縁部より
も凸部側の縁部側が大きいものとされる。それにより、
灰取り出し口を炉壁に接して設ける場合での、攪拌羽根
を逆回転による灰の炉壁へ向けての送り出しはさらに迅
速となる。

【００１１】本発明のさらに好ましい態様では、前記攪
拌羽根は内部が空洞となっていて、壁面に多数の空気噴
出孔が穿設されると共に、該攪拌羽根の空洞内に空気を
圧送する手段がさらに設けられる。燃焼中に攪拌羽根の
空気噴出孔から燃焼用空気を供給することにより、燃焼
物の攪拌がさらに確実となると同時に燃焼それ自体も完
全燃焼に近づけることができる。空気供給孔を攪拌羽根
の下面にも形成する場合には、空気は炉床に向けて噴出
されることになり、攪拌羽根の下面域から炉床に堆積す
る灰分を確実に排除できる。それにより、炉床と攪拌羽
根との間に灰が挟圧されるのは回避され、灰分の排出は
完全に行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
よる縦型燃焼炉の好ましい実施の形態を説明する。図１
は本発明による縦型燃焼炉Ａを熱源に持つボイラー装置
を説明するものであり、縦型燃焼炉Ａには樹脂製品を含
む固形燃焼を収容するホッパーＢが付設され、ホッパー
Ｂ内の固形燃料はモーターＭ１による回動するスクリュ
ーフィーダーＦにより縦型燃焼炉Ａ内に必要量供給され
る。Ｃは水タンクであり、図示しない配管を通して縦型
燃焼炉Ａの炉壁に設けた水管（図示されない）に送られ
る。また、Ｄは煙管である。

【００１３】図２は縦型燃焼炉Ａの要部を示す断面図で
あり、図３は上面図である。前記のように燃焼炉Ａの周
壁部にはスクリューフィーダーＦが配置されると共に、
予備加熱及び着火用の重油バーナー１０と空気供給用の
ブロワー１１とが、噴孔を炉の中心に向けた姿勢で取り
付けられている。また、縦型燃焼炉Ａの底壁中心部には
貫通孔が形成されており、該貫通孔には中空管１２が回
動自在に軸支されている。そして、該中空管１２の下端
側は、図示しない機枠に定着される箱体１３に軸受け１
４を介して回動自在に支持された接続筒管１５に嵌合し
ている。また、該箱体１３は前記接続筒管１５に連通す
る空気通路１６を有し、該空気通路１６には燃焼用空気
供給のためのブロワー１７が接続している。さらに、前
記中空管１２にはプーリー１８が定着されており、モー
ターＭ２の回転軸に取り付けたプーリー１９とＶベルト
２０で接続されている。

【００１４】前記中空管１２の上端部であって、炉底に
近接した位置には後記する２本の攪拌羽根３０が固着さ
れている。そして、炉の周壁であって前記攪拌羽根３０
の取付け位置近傍と炉の底壁であって前記攪拌羽根３０
の回転軸近傍には、図示しないシャッタ手段を持つ焼却
灰取り出し用の排出口２１ａ、２１ｂが形成されてい
る。この実施例において、攪拌羽根３０は全体として炉
床２２に平行状態に炉周壁近傍まで延びる内部が中空の
棒状部材であり、先端３１は閉塞している。

【００１５】図３の上面図によく示されるように、攪拌
羽根３０は回転中心部Ｏから先端部３１に向けて全体と
して湾曲した形状であり、その断面形状は図４に示すよ
うに上方に凸の三角形となっている。そして、長さ方向
の両側縁３２、３３とその稜線３４は互いに平行であ
り、かつ、前記稜線３４は、凹部側の側縁３２と凸部側
の側縁３３の間において、より凸部側の側縁３３側に近
接した位置となっている。それにより、長さ方向の側縁
部３２、３３がその断面形状においてなす角は共に鋭角
となり、凹部側の側縁３２のなす角αよりも凸部側の側
縁３３のなす角βは大となっている。さらに、攪拌羽根
３０の両側面及び底面にはそのほぼ全長にわたって多数
の小孔３５が穿設されている。

【００１６】次に、この縦型燃焼炉の使用態様について
説明する。先ず、燃料として灰分が少ない固形燃料を用
いる場合には、モーターＭ２を駆動して攪拌羽根３０を
図３において矢印ａ方向に回転させると共に、バーナー
１０を点火して炉内温度を例えば５００℃程度まで上昇
させる。この炉内温度は燃料として使用する燃料材料の
発火点温度等の値に応じて最適値が選択される。次に、
スクリューフィーダーＦを駆動して所定量の固形燃料を
ホッパーＢから炉内に供給する。同時に、ブロワー１７
からの空気の供給を開始する。スクリューフィーダーＦ
から供給された固形燃料が燃焼を開始した時点で、バー
ナー１０への燃料供給を停止する。

【００１７】以下、通常運転を行う。その間に、炉内温
度、攪拌羽根３０のモーターＭ２の負荷もしくはボイラ
ーの蒸気圧等のデータをスクリューフィーダーＦの回転
数に反映させて、固形燃料の供給量を制御する。通常運
転中、攪拌羽根は常時同じ方向（矢印ａ方向）に回転し
ており、スクリューフィーダーＦから供給されて炉床に
落下する固形燃料は、回転羽根３０の凹部側の側縁３２
に接続する壁面が鋭角をなしていることにより炉床２２
からすくい上げられるようにされながら攪拌を受けると
共に、次第に中央部に向けて移送される。その攪拌と移
送、及び、攪拌羽根３０の小孔３５から噴出する燃焼用
空気の作用により、固形燃料は確実に燃焼し未燃分はほ
とんど発生しない。燃焼中に灰分が発生しても、攪拌羽
根３０の底面に形成した小孔３５から常に空気が噴出し
ており、炉床２２と攪拌羽根３０の底面との間に堆積す
ることはない。それにより、攪拌羽根３０は常時スムー
スに回転することができる。

【００１８】運転終了時にはスクリューフィーダーＦか
らの固形燃料の供給を停止し、残燃料が燃焼し終わった
時点で、ブロワー１７からの空気の供給を停止する。炉
体が冷えた時点で、灰分を焼却灰取り出し用の排出口２
１ａ、２１ｂのいずれかから排出する。すなわち、中央
部に形成した排出口２１ｂから灰分の取り出しを望む場
合には、そのままでも灰分の取り出しは可能であるが、
攪拌羽根３０を燃焼時と同じ方向に好ましくはより早い
回転数で回動して堆積した灰分を中央部に確実に集める
ようにする。また、周壁に形成した排出口２１ａからの
排出を望む場合には、攪拌羽根３０を好ましくはより早
い回転数で逆回転させて灰分を周壁方向に移動させる。

【００１９】次に、灰分が多い固形燃料を燃焼させる場
合について説明する。スタートから通常運転時までの操
作は前記の場合と同様にして行われる。通常運転中に灰
分が炉床にたまってきた場合には次のような手順が取ら
れる。すなわち、攪拌羽根３０のモーター負荷等により
灰分のたまったことが検知された場合には、スクリュー
フィーダーＦからの固形燃料の供給を停止して固形燃料
の残燃料が焼却し終わるのを待ち、終わった時点でブロ
ワー１７からの空気の供給を停止し、前記と同様にして
焼却灰取り出し用の排出口２１ａもしくは２１ｂから灰
分の排出を行う。

【００２０】固形燃料の供給を停止することにより発生
熱量が低下して、炉内温度もしくはボイラーの蒸気圧が
低下する。燃焼炉をボイラーの熱源として用いる場合
等、蒸気圧を一定に保つことが必要とされる場合には、
バーナー１０を再点火して必要な発生熱量を維持するよ
うにする。一定時間灰取り出し作業を行った後、スクリ
ューフィーダーＦからの固形燃料の供給及びプロワー１
７からの空気の供給を再開し、安定燃焼状態となったと
ころでバーナー１０を消火する。以下、必要に応じて、
この工程を繰り返す。

【００２１】上記の通りであり、上記の態様による縦型
燃焼炉によれば、炉床上に堆積する固形燃料は常時上方
へ向けての攪拌を受けると共に、炉周壁域から最も燃焼
が活発に進行する炉中心部へ向けて移送される。それに
より、樹脂材料を含む固形燃料であっても、樹脂材料が
熔融した状態で炉床上に残存し堆積することは回避さ
れ、また、灰分が出た場合であっても燃焼中にその灰分
が障害となることはなく、燃焼終了後には容易にかつ速
やかに炉外に排出することが可能となる。

【００２２】上記の説明は本発明による縦型燃焼炉の好
ましい一態様についてのものであって、他に多くの変形
例が存在する。先ず、燃焼させようとする燃料（固形燃
料等）の炉内への供給手段及び供給方法は、従来知られ
た焼却炉あるいは燃焼炉に用いられるものを適宜用いれ
ばよく、特に制限はない。バーナーについても同様であ
る。攪拌羽根３０の形状も、少なくとも回転中心部から
先端側に向けて湾曲した形状とされていればよいことも
理解されよう。特に、その断面形状は図５に示すような
断面三角形のものに限ることなく、図４ａ、ｂに示すよ
うな、断面台形のもの、回転方向前方となる面の断面形
状が凹部を持つ形状のもの、等も有効に用いることがで
きる。

【００２３】また、攪拌羽根の本数も２本に限ることな
く、燃焼炉の大きさあるいは定格負荷等に応じて適宜定
めれはよく、１本あるいは３本以上であつてもよい。焼
却灰取り出し用の排出口を図示のように２箇所に設ける
ことも必須でなく、灰分の排出位置がいずれかに決める
ことができる場合には、一方に設ければよい。燃焼時の
使用態様においても、攪拌羽根の回転方向を常にその凹
部側を回転方向前方側とする回転態様によることはな
く、途中で逆に回転させることにより、中央部に堆積し
がちな灰分を炉床全面に分散させるようにすることも有
効である。

【００２４】

【発明の効果】本発明による縦型燃焼炉によれば、樹脂
材料と燃焼後に灰分が生成される他の燃焼材料との混合
した固形燃料であっても、十分な燃焼効果を達成するこ
とができ、市場から廃棄物として回収される発泡樹脂製
品あるいは生活廃棄物の場合のように、樹脂成分と他の
可燃成分とが混合状態となっている廃棄物の焼却炉等と
して特に有効に用いることのできる。また、攪拌羽根の
構造は堅固であり、長期間の使用に十分耐えるとができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による縦型燃焼炉を熱源に持つボイラ
ー装置を説明する図。

【図２】 本発明による縦型燃焼炉の要部を示す断面
図。

【図３】 図１のIII-III 線による断面図であって、図
２に示す装置を上から見た図である。

【図４】 図３のIV-IV 線による断面図であり、攪拌羽
根の断面を示す。

【図５】 他の形態の攪拌羽根の断面を示す。

【符号の説明】

Ａ…縦型燃焼炉、Ｆ…スクリューフィーダー、３０…攪
拌羽根、３１…攪拌羽根の先端、３２、３３…攪拌羽根
の側縁、３４…攪拌羽根の稜線、Ｏ…攪拌羽根の回転中
心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢＢ 7/00 ＺＡＢ 7/00 ＺＡＢＡ Ｆ２３Ｌ 1/00 ＺＡＢ Ｆ２３Ｌ 1/00 ＺＡＢＥ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉床で燃料を燃焼させる円筒型燃焼炉に
   おいて、炉底部近傍には燃焼炉本体の中央部を回転中心
   としかつ炉床に沿って回転する攪拌羽根が設けられてお
   り、該攪拌羽根は回転中心部から先端側に向けて湾曲し
   た形状とされていることを特徴する縦型燃焼炉。
2. 【請求項２】 前記攪拌羽根は、その長さ方向の側縁部
   はその断面形状において共に鋭角をなすことを特徴とす
   る請求項１記載の縦型燃焼炉。
3. 【請求項３】 前記攪拌羽根の断面における両側縁部の
   なす角度が湾曲をなす凹部側の縁部よりも凸部側の縁部
   側が大きいものとされることを特徴とする請求項２記載
   の縦型燃焼炉。
4. 【請求項４】 前記攪拌羽根は内部が空洞となってお
   り、かつ、多数の空気噴出孔が穿設されると共に、該攪
   拌羽根の空洞に空気を圧送する手段がさらに設けられて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載の縦型燃焼
   炉。