JPH0942634A - 廃棄物の焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の焼却炉は、低公害形を指向すると燃焼
炉とは別個独立に再燃室を付設するので、設備費が高く
なるだけでなく、二系統の燃焼系路の制御等も複雑化す
る等々の問題点を含むものであり、これを解消すること
が課題である。 【解決手段】 燃焼炉で発生する燃焼排ガスを炉の上部
から取り出してその下部へ循環させる燃焼排ガスの循環
通路を設け、この通路内に向って燃焼用空気を燃焼排ガ
スの流れ方向に噴き出すノズルを設け、かつ、燃焼炉の
火格子の入口部には燃焼用空気と燃焼排ガス中の可燃分
を燃焼させる燃焼室を設けて新しい形式の焼却炉を完成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭の一般ごみや
生ごみ、食堂等の生ごみ、医療廃棄物、工場等からの木
材や廃プラスチック等々の廃棄物を焼却して処理する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図２に基づいて説明する。

【０００３】燃焼炉１の底部の火格子２の上に投入口３
より焼却物４を投入し開閉蓋３ａを閉じたあと、燃料タ
ンク７より送られたガス又は油燃料を燃料弁７ａを通し
て、下部バーナ８ａへ送り、下部空気口１０ａより取り
込まれた空気１１によって、火格子２の下面側（入口
側）で燃焼させて火炎１２ａをつくり、火格子２上の焼
却物４に着火させ、これを燃焼させる。

【０００４】焼却物４の下層は燃焼層４ａとなるが、火
格子２の下から送られた空気１１の酸素分が無くなる
と、上層は燃焼層４ａから上がって来た燃焼排ガスの熱
によって焼却物４の可燃性揮発分が蒸発し、燃焼排ガス
５ａに未燃焼の可燃成分として含まれて、燃焼炉１の上
部より排出される。

【０００５】この可燃成分のガスの大半はばいじんとな
り黒煙を発するので、ここでは再燃室１４を設け、燃料
タンク７より燃料弁７ｂを通して、燃料を上部バーナ８
ｂに送り、上部空気口１０ｂより取り入れた空気１１に
よって燃焼させ、火炎１２ｂをつくって、燃焼排ガス５
ａ中に含まれる可燃成分の焼却を行ない、そのあと、ば
いじんの少ない無煙の排ガス５ｂとして大気へ放出させ
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のもの
は、近年普及した低公害形の焼却炉であって、低公害と
いう初期の目的は達成するものの、以下のような問題点
を内在するものである。

【０００７】（１）再燃室１４が必要なため、これを独
立して別個に設けているので、全体として小形化が出来
ず設備費が高い。

【０００８】（２）焼却物４の性状の違いや焼却経過時
間によって下部バーナ８ａと上部バーナ８ｂのバランス
を常時制御する必要があり、制御系が複雑化するうえに
費用がかかる。

【０００９】（３）燃焼層４ａが形成され、安定したあ
と、下部バーナ８ａ用の燃料は遮断することができる
が、焼却炉１で発生した一酸化炭素を含んだ未燃ガスを
燃焼させるために上部バーナ８ｂは常時使用しておく必
要があり、運転時の燃料費がかかる。

【００１０】（４）火格子２の真上にあるものと、積ま
れた上方あるものとで燃え方が異なり、多量の一酸化炭
素を含んだ煙や悪臭等を発生する恐れがある。

【００１１】（５）さらに、生ごみ等のように極低発熱
量の焼却物４の場合では、燃焼層４ａを安定して形成す
ることがむずかしく、この場合は常時下部バーナ８ａも
使用しておく必要があり、運転時の燃料費は増々嵩むこ
ととなる。

【００１２】本発明はこれらの問題点を解消し、新規な
発想の下に効率よく機能して有益な焼却炉を得ることを
課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って本発明は、火格子
を囲う燃焼炉と、同燃焼炉で発生する燃焼排ガスを炉上
部より取り出して炉下部へ循環させる燃焼排ガスの循環
通路と、同燃焼排ガスの循環通路内に燃焼用空気を燃焼
排ガスの流れ方向に噴き出すノズルと、上記火格子の入
口部に形成され燃焼用空気と燃焼排ガス中の可燃分を燃
焼させる燃焼室とを備えてなる廃棄物の焼却炉を提供す
るものである。

【００１４】また、本発明は、上記燃焼用空気のノズル
は上記燃焼排ガスの循環通路内に設けると共に、その近
傍には外部から液体又はガス等の燃料吹き込みバーナを
設けてなる廃棄物の焼却炉を提供するものである。

【００１５】更にまた、本発明は、燃焼用空気の供給は
２箇所以上とし、少くとも１箇所は燃焼排ガスの循環通
路内において燃焼排ガスの流れ方向に噴出するノズルで
ある廃棄物の焼却炉を提供するものである。

【００１６】即ち、本発明では、燃焼炉の上部から下部
まで燃焼排ガスの循環通路でつなぎ、燃焼炉の下部で火
格子の入口部に形成した燃焼室へ燃焼排ガスを循環さ
せ、同燃焼排ガス中の可燃成分を、途中からこの燃焼排
ガスの流れ方向に噴き出された燃焼用空気のエゼクタ効
果によって吸引、混合してこの燃焼室で焼却するように
したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に基づき、本発明の実施の１
形態を説明する。なお図中、上記した従来の技術と機能
的に対応する部分には同一符号を付すことにより図面上
からも本実施の形態が理解し易いようにした。

【００１８】１は燃焼炉で下部に火格子２を配設し、同
火格子２を囲うように構成されている。燃焼炉１の天井
部には開閉蓋３ａを持った投入口３があり、低発熱量の
生ごみから高発熱量の廃プラスチックまでの各種廃棄物
が焼却物４として投入される。

【００１９】また、燃焼炉１の上部には、燃焼排ガス５
ａを取り出す循環口６ａが設けられており同循環口６ａ
から出た燃焼排ガス５ａを燃焼炉１の側壁部に沿って下
方へ案内し、最終的に火格子２の下部へと導く燃焼排ガ
スの循環通路６が設けられている。

【００２０】燃焼排ガスの循環通路６のガス流れ中に
は、バーナ８を設置し、このバーナ８には、燃料タンク
７より燃料弁７ａを通して燃料が供給される。

【００２１】ファン９からは一次空気弁１０Ａを通して
一次空気１１ａが上記燃焼排ガスの循環通路６に供給さ
れるが、ノズルは上記バーナ８の中に一体的に組込まれ
ており、この一次空気１１ａの噴出方向は燃焼排ガスの
循環通路６内の燃焼排ガスの流れ方向と略同一方向とす
ることにより燃焼排ガスにエゼクタ効果を持たせるよう
にしている。

【００２２】この一次空気１１ａと燃焼排ガス、及び必
要に応じて供給される燃料タンク７からの燃料との二者
又は三者により火炎１２が形成されガス燃焼室１３で燃
焼が進行する。

【００２３】なおここで一次空気量は重量比で燃焼排ガ
スの４〜１０倍程度になるように循環口６ａの開口面積
を調整しておく。

【００２４】ガス燃焼室１３で燃焼を終えた燃焼排ガス
の一部は火格子２を通って、燃焼炉へ供給されるが、残
りは再燃室１４で、ファン９より二次空気弁１０Ｂを通
って送られた一次空気１１ａの３〜６倍量の二次空気１
１ｂによって、残存する可燃成分の完全焼却を行う。

【００２５】燃焼排ガス中に含まれる飛灰はセラミック
フィルタ形の集じん器１５で捕集し、浄化された排ガス
５ｂとなって煙突１６より大気へ放出される。また、焼
却後の焼却灰は灰出し１７より装置外へ取り出せるよう
になっている。

【００２６】なお、ガス燃焼室１３の付近を中心とした
燃焼の様相について重ねて説明を加える。

【００２７】バーナ８では燃料量の化学等量の２〜３倍
の空気量で燃焼させ、温度８００〜１０００℃で燃焼排
ガス５ａ中の残酸素１０〜１５％程度の熱ガスを発生さ
せて火格子２上の焼却物４の燃焼に与からせる。この残
酸素によって、燃焼層４ａを形成したあと、酸素が不足
した熱ガスによって上部層の焼却物４から、可燃成分を
もった揮発分が蒸発する。

【００２８】この燃焼排ガス５ａは、上記したようにバ
ーナ８の空気及燃料の噴流によって生じたエゼクタ効果
によって、循環口６ａ、燃焼排ガスの循環通路６を通っ
て火炎１２に混入し、ガス燃焼室１３において燃焼排ガ
ス５ａ中の可燃成分は焼却される。ガス燃焼室１３で燃
焼した熱ガスの一部は火格子２の下側（入口部）から、
燃焼炉１へ入り、前記燃焼層４ａ、揮発層４ｂにおいて
上記と同様に燃焼、揮発を行う。

【００２９】燃焼排ガス５ａに可燃成分が多量に含まれ
ている場合は、ガス燃焼室１３での空気過剰率は低下
し、発生する燃焼排ガス中の残酸素分が少なくなること
によって、燃焼層４ａでの燃焼反応が抑制され、可燃成
分の発生が減少する。

【００３０】この現象によって、可燃成分発生量が自ず
と制御されることになる。

【００３１】廃プラスチックなどの高発熱量焼却物の場
合は、可燃成分量が過多となり、ガス燃焼室１３の燃焼
で多量の可燃成分が残るため再燃室１４において、二次
空気１１ｂによって焼却を完了させることになる。

【００３２】このように本実施の形態によれば、燃焼炉
１に燃焼排ガスの循環通路６を付設しこれにエゼクタ効
果を持たせたバーナ８を設けるだけの簡易装置である
が、これによって、燃焼排ガス５ａ中に含まれる可燃成
分を、火格子２の下に設けたガス燃焼室１３において、
燃焼させ、この熱ガスを燃焼炉１内の焼却物４の燃焼に
有効に使用することができる。

【００３３】従って、従来のもののように再燃室１４を
独立させて二次的な燃焼炉を形成したりそのためのバー
ナ等を別個独立に設ける必要もないので、焼却炉全体を
安価に製作することができ、かつ、生ごみから廃プラス
チックまで巾広い性状の焼却物４を無煙に近い清浄な排
ガス５ｂで処理することができる。

【００３４】また、ガス燃焼室１３が火格子２の下側に
接していて、燃焼層４ａからの熱ふく射を受けることか
ら、ガス燃焼室１３の燃焼が安定する。このため、燃焼
排ガス５ａ中の可燃成分量が増加してくると、バーナ８
の燃料を遮断し、一次空気１１ａのみ噴出させるように
しても安定した完全焼却が可能である。

【００３５】また、廃プラスチック等の高発熱量で高揮
発分の焼却物では循環ガス量の２０倍から３０倍（重量
比）の空気量が必要であるが、ガス燃焼室１３で残存し
た可燃成分は再燃室１４で、二次空気１１ｂによって完
全焼却を図ることができる。

【００３６】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼排ガスの循環通路を炉上部から炉下部へ連通させ、
火格子の入口部に燃焼排ガス中の可燃分を燃焼させる燃
焼室を形成させるというユニークな着想により燃焼炉に
よる本来の燃焼と、その燃焼により発生した燃焼排ガス
中の可燃分の燃焼とが火格子を介して重なり、実質的に
一体化した燃焼となるので、同排ガス中の可燃分の燃焼
のために、別個独立の燃焼設備を付設する必要もなく、
従って製作コストを低く抑えて、かつ、焼却物をほとん
ど無煙、無臭の清浄な排ガスとして処理することができ
る。

【００３８】また、請求項２の発明によれば、燃焼に要
する空気は燃焼排ガスの循環通路内で燃焼排ガスの流れ
方向に供給され、また、燃料も空気に準じて供給される
ので、燃焼排ガスの循環通路でのエゼクタ効果が有効に
寄与し、燃焼空気及び燃料の供給形態は安定し、正確で
安定した完全焼却が達成されるものである。

【００３９】更にまた、請求項３の発明によれば、燃焼
用空気の供給は複数箇所有り、上記排ガス循環炉以外に
も設けられているので、焼却物が廃プラスチック等の高
発熱量で高揮発性であったとしても、その燃焼排ガスを
燃焼するに要する空気の供給に不自由することはなく、
燃焼上必要な位置に空気を供給して対応することができ
る。即ち、廃棄物の性状を問わず、家庭、食堂等の一般
ごみや生ごみから、産業廃棄物の廃プラスチック等に至
るまで、各種のごみを焼却処理しうる装置を得ることの
できたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態を示す説明図。

【図２】従来のものを示す説明図。

【符号の説明】

１ 燃焼炉 ２ 火格子 ４ 焼却物 ４ａ 燃焼層 ４ｂ 揮発層 ６ 燃焼排ガスの循環通路 ８ バーナ １１ 空気 １１ａ 一次空気 １１ｂ 二次空気 １３ ガス燃焼室

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/00 １１９ Ｆ２３Ｇ 5/00 １１９Ｆ 5/027 ＺＡＢ 5/027 ＺＡＢＡ 5/14 ＺＡＢ 5/14 ＺＡＢＧ (72)発明者 藤村 皓太郎 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 藤原 邦久 広島県広島市西区観音新町一丁目20番24号 菱明技研株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火格子を囲う燃焼炉と、同燃焼炉で発生
   する燃焼排ガスを炉上部より取り出して炉下部へ循環さ
   せる燃焼排ガスの循環通路と、同燃焼排ガスの循環通路
   内に燃焼用空気を循環排ガスの流れ方向に噴き出すノズ
   ルと、上記火格子の入口部に形成され燃焼用空気と燃焼
   排ガス中の可燃分を燃焼させる燃焼室とを備えてなるこ
   とを特徴とする廃棄物の焼却炉。
2. 【請求項２】 上記燃焼用空気のノズルは上記燃焼排ガ
   スの循環通路内に設けると共に、その近傍には外部から
   液体又はガス等の燃料吹き込みバーナを設けてなること
   を特徴とする請求項１に記載の廃棄物の焼却炉。
3. 【請求項３】 燃焼用空気の供給は２箇所以上とし、少
   くとも１箇所は燃焼排ガスの循環通路内において燃焼排
   ガスの流れ方向に噴出するノズルであることを特徴とす
   る請求項１に記載の廃棄物の焼却炉。