JPH10122523A - 表面溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未燃焼の炭素を含み、自燃性を有する乾留残
渣の溶融処理速度を向上できる表面溶融炉を提供する。 【解決手段】 天井部１および当該天井部１の周囲から
垂下した内筒２からなる固定部Ａと、前記内筒２に対し
て同軸芯の状態に前記内筒２の外方に位置する外筒３お
よび当該外筒３の下端部に連接する底板４とからなる回
転部Ｂとを備え、前記内筒２の内側に燃焼室５が形成さ
れると共に、前記内筒２と前記外筒３との間に処理物を
充填状態で自重落下させる環状供給路７を形成し、当該
環状供給路７の下端が前記燃焼室５に連通してある表面
溶融炉であって、前記環状供給路７に乾留残渣６を投入
し、前記燃焼室５に臨む乾留残渣６の環状堆積部分に燃
焼用空気９を供給する給気機構Ｋを設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天井部の周囲に内
筒を立設するとともに、前記内筒の外側に、底板に出滓
口が形成された有底の外筒を配して、前記内筒の内側を
燃焼室に構成し、前記外筒と前記内筒とで形成される空
間の上部に上板を設けて、下部が前記燃焼室に連通した
該空間を処理物が前記燃焼室に供給される環状供給路に
構成してあり、前記外筒と前記内筒とが相対的に回転移
動して処理物を前記燃焼室に導く回転式の表面溶融炉、
または、前記外筒と前記内筒との相対的な回転移動を伴
わず環状供給路に堆積した処理物を前記燃焼室に押し込
み投入する給塵機構を備えた固定式の表面溶融炉に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の溶融炉の一つである回転
式の表面溶融炉Ｒでは、図４に示すごとく、天井部１の
中央に備えた燃焼バーナーから灯油などの燃料を噴射す
ると共に、内筒２の内側側面から燃焼バーナーによる火
炎中心周りに旋回させるように助燃空気１２を供給する
給気機構を設けて前記燃料を燃焼させ、その輻射熱を利
用して燃焼室内に投入された処理物である焼却灰等を溶
融処理していた。つまり、従来の表面溶融炉Ｒにおいて
は、処理物として既に焼却処理された焼却灰等の残渣を
主に燃焼火炎からの輻射熱で溶融処理するものであった
ために、前記給気機構から供給される助燃空気１２は専
ら燃焼バーナー８から噴射される燃料に向けて噴き出せ
ばよく、処理物に供給する必要性はなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、処理物には未
燃焼の炭素成分を含み自燃性を有するものが混在する場
合や、さらには、自燃性を有する廃棄物を積極的に表面
溶融炉Ｒを用いて溶融処理する場合がある。特に近年、
高カロリー化した都市ゴミを事前に乾留処理したチャー
等の可燃性残渣を表面溶融炉でスラグ化する技術が提案
されている。このような場合に燃焼バーナー８の輻射熱
のみによって溶融処理を行うのは廃棄物の自燃性を有効
に利用した方法とはいず、更なる改良の余地があった。
また、乾留処理が不十分な処理物を溶融処理する場合に
は、炉内で引き続き乾留される結果、発生した乾留ガス
が環状供給路における処理物の堆積部分と前記上板との
間に形成される空間部に溜まり、乾留ガスが溶融のため
のエネルギーに効果的に利用されないという問題点もあ
った。

【０００４】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、未燃焼の炭素を含み、自燃性を有する処理
物の溶融処理効率を向上できる表面溶融炉を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

（構成１）本発明の表面溶融炉は、請求項１または請求
項４に記載したごとく、環状供給路に投入され、燃焼室
に臨む処理物の環状堆積部分に燃焼用空気を供給する給
気機構を設けて構成した点に特徴を有する。 （作用・効果）本構成の表面溶融炉によれば、回転式、
固定式いずれの表面溶融炉であっても、処理する廃棄物
が乾留残渣のごとく自燃性を有するものである場合に
は、高温化された処理物に燃焼用空気を供給することに
より処理物中の可燃分を燃焼処理することができる。本
構成であれば、従来の燃焼バーナーのみによる処理に比
べて乾留残渣等処理物の処理効率を向上させることがで
きる。

【０００６】（構成２）本発明の表面溶融炉において
は、請求項２に記載したごとく、燃焼用空気の給気路を
内筒自身の内部に貫通形成すると共に、前記給気路のう
ち乾留残渣に対する給気出口を前記内筒の下端部に形成
して給気機構を構成することができる。 （作用・効果）本構成の給気機構であれば燃焼反応が起
こる溶融面への均一な吹き込みができ、給気出口から供
給される燃焼用空気の多くを乾留残渣の自燃に効率よく
利用できる。また、燃焼用空気の量を必要最小限に留め
ることができれば、当該燃焼用空気によって燃焼室内部
が冷却されるという不都合を回避することもできる。

【０００７】（構成３）請求項２の給気機構は、請求項
３に記載したごとく、燃焼用空気の給気路を外筒から当
該外筒の内方側であって乾留残渣の内部に突出する状態
に形成すると共に、前記給気路に対する燃焼用空気の給
気入口を前記外筒の外方に開口させ、乾留残渣に対する
燃焼用空気の給気出口を前記給気路の突出側先端部に開
口させて、燃焼用空気を前記乾留残渣の内部に供給する
よう構成してもよい。 （作用・効果）本構成によれば、乾留残渣の内部から前
記燃焼室に向けて燃焼用空気を供給するから、燃焼室内
に堆積している乾留残渣の溶融表面部分に燃焼用空気を
確実に供給することができる。つまり、燃焼室側から燃
焼用空気を供給する場合には、既に溶融した乾留残渣の
存在によって、未燃焼の部分に到達する燃焼用空気の量
が低減するおそれがあるが、本構成のごとく溶融部分の
内側から溶融部分に向けて燃焼用空気を供給すれば、燃
焼溶融部分において燃焼用空気が不足する事態は生じ得
ず、乾留残渣の溶融効率を高めることができる。

【０００８】（構成４）本発明の表面溶融炉は、請求項
５に記載したごとく、前記環状供給路における処理物の
堆積部分と前記上板との間に形成される空間部に燃焼用
空気を供給する給気機構を設けてある点に特徴を有す
る。 （作用・効果）本構成によれば、乾留処理が不十分な処
理物を溶融処理する場合に、炉内で引き続き乾留され
て、環状供給路における処理物の堆積部分と前記上板と
の間に形成される空間部に溜まったその乾留ガスが、給
気機構から供給される燃焼用空気と共に処理物を通って
負圧に維持される燃焼室に誘導されて燃焼するために、
炉内で発生した乾留ガスが溶融のためのエネルギーに効
果的に利用されることになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本発明の表面溶融炉Ｒは、例えば図
１（イ）（ロ）に示すごとく構成することができる。当
該表面溶融炉Ｒは、天井部１および当該天井部１の周囲
から垂下した内筒２からなる固定部Ａと、前記内筒２に
対して同軸芯の状態に前記内筒２の外方に位置する外筒
３および当該外筒３の下端部に連接する底板４とからな
る回転部Ｂとを備えている。さらに、前記内筒２の内側
に燃焼室５が形成されており、前記内筒２と前記外筒３
との間が、溶融処理対象たる処理物としての乾留残渣６
を充填状態で自重落下させる環状供給路７となってい
て、当該環状供給路７の下端は前記燃焼室５に連通して
いる。前記外筒３と前記内筒２とで形成される空間の上
部に上板２０を、その周囲が前記外筒３との間で水封さ
れるように配置してあり、前記上板２０の一部に、下端
部に二重ダンパ機構Ｄを備えたホッパＨが連結されて前
記乾留残渣６を装入可能に構成してある。前記外筒３は
回転軸芯Ｘの回りに回転自在であり、乾留残渣６を前記
内筒２の全周に亘って均等に供給する。前記環状供給路
７を抜けて前記燃焼室５の内部に移動した前記乾留残渣
６は、図１に示すごとく前記内筒２の下端部から下方に
向けてすり鉢状の表面を形成して堆積し、その表面から
溶融してスラグ化され前記底板４の中心部に形成された
出滓口４ａから水槽（図示せず）に落下して水砕スラグ
となる。

【００１０】前記乾留残渣６の溶融処理に際し、本発明
の表面溶融炉Ｒでは、前記天井部１に設けた燃焼バーナ
ー８による火炎に供給する助燃空気に加えて、乾留残渣
６に燃焼用空気９を吹き付け供給する給気機構Ｋを備え
ている。処理する廃棄物が乾留残渣６のごとく自燃性を
有するものである場合には、前記燃焼バーナー８で高温
化された乾留残渣６に燃焼用空気９を供給することによ
り乾留残渣６を効率的に燃焼溶融処理することができ
る。即ち、本構成であれば、従来の燃焼バーナー８のみ
による処理に比べて廃棄物を効率的に処理することがで
きる。前記給気機構Ｋは、例えば図１（イ）（ロ）に示
すごとく、燃焼用空気９の給気路１０を前記内筒２自身
の内部に貫通形成すると共に、前記給気路１０のうち前
記乾留残渣６に対する給気出口１１を前記内筒２の下端
部に形成するものが考えられる。前記給気出口１１の数
および開口面積は任意であるが、乾留残渣６は前記燃焼
室５内に環状に堆積していることを鑑みれば、前記給気
出口１１は前記内筒２下端部の略全周に亘って均等に分
散配置させるのが好ましい。さらに、当該給気出口１１
から吹き出される燃焼用空気９の吹き出し方向は、単純
に前記乾留残渣６の堆積表面の最大傾斜方向に沿わせる
ものであってもよいし、図１（イ）に示すごとく前記堆
積表面に沿って螺旋降下するよう偏向させるものであっ
てもよい。特に後者の場合には、各給気出口１１から吹
き出された燃焼用空気９が乾留残渣６の広範囲に供給さ
れるから燃焼用空気９を有効に利用できるものとなる。

【００１１】ただし、本発明の表面溶融炉Ｒにおいて
は、少なくとも表面溶融炉Ｒの作動開始時には前記燃焼
バーナー８を運転して前記燃焼室５内を高温化する必要
がある。前記燃焼バーナー８は、例えば図１（イ）に示
すごとく前記天井部１の中央位置に設けることができ、
ここからは灯油や各種の可燃ガスが燃焼室５内に供給さ
れる。一方、この灯油等へ燃焼熱を効率よく乾留残渣に
伝えるため、助燃空気１２が前記内筒２に設けた助燃空
気供給装置１３から供給される。この助燃空気供給装置
１３は、前記内筒２の側面であって、前記給気出口１１
の間に位置するよう前記内筒２の全周に亘って分散配置
されている。しかし、当該助燃空気１２の吹き付け方向
は、前記燃焼用空気９のごとく下方ではなく、灯油等が
燃焼した炎が前記燃焼室５内に留まるよう略水平方向に
設定してある。ただし、前記燃焼室５の径方向に対して
は、前記助燃空気１２が前記燃焼室５内で旋回流を形成
できるよう所定の角度を設けてある。これにより、前記
燃焼バーナー８の燃焼炎の形状を前記燃焼室５内で均等
に維持できる等の利点が得られる。この燃焼バーナー８
の燃焼炎の輻射熱により、燃焼室５の内部温度はおよそ
１３００℃に高められ、前記乾留残渣６の連続溶融処理
が開始される。そして、乾留残渣６の溶融処理が安定状
態に達した段階で前記給気機構Ｋを作動させ、乾留残渣
６を自燃溶融させる。本発明の表面溶融炉Ｒにおいて
は、前記乾留残渣６が良好な自燃性を有する場合には前
記給気機構Ｋからの燃焼用空気９の供給だけで溶融処理
を行うことができる。しかし、前記乾留残渣６の自燃性
がそれ程良好でない場合には、前記燃焼バーナー８と前
記給気機構Ｋとを併用して溶融処理を行うことができ
る。

【００１２】〔別実施形態〕上記実施形態の他に、前記
給気機構Ｋは図２（イ）（ロ）のように構成することも
できる。つまり、前記給気機構Ｋを、燃焼用空気９の給
気路１０を前記外筒３から当該外筒３の内方側であって
乾留残渣６の内部に突出する状態に形成すると共に、前
記給気路１０に対する燃焼用空気９の給気入口１４を前
記外筒３の外方に開口させ、乾留残渣６に対する燃焼用
空気９の給気出口１１ａを前記給気路１０ａの突出側先
端部に開口させて燃焼用空気９を前記乾留残渣６の内部
に供給するよう構成してもよい。前記給気路１０ａは、
前記外筒３の内周面に分散配置する。当該給気路１０ａ
の先端部には燃焼用空気９を吹き出させる給気出口１１
ａを設けるが、当該給気出口１１ａは燃焼用空気９が上
下方向に幅をもって吹き出されるように構成する。これ
により、乾留残渣６が燃焼室５内に面する領域の略全体
に対して燃焼用空気９を供給することができる。尚、図
２（イ）（ロ）には平板状の給気路１０ａを分散配置す
る例を示したが、単に筒状の給気路を前記外筒３の周方
向に多数配置してもよい。

【００１３】一方、前記給気路１０ａに対する給気入口
１４は、図２（イ）に示すごとく前記外筒３の外方に開
口するように設ける。当該給気入口１４に対する燃焼用
空気９の供給は、前記外筒３の外周面に設けた空気分配
路１５を用いて行う。この空気分配路１５は、例えば前
記外筒３の外周面から水平方向外方に張り出した上下二
段の環状張出部１６ａ，１６ｂと、これらの環状張出部
１６ａ，１６ｂに対して外嵌する環状溝形部材１７とで
構成する。両者１６ａ，１６ｂ，１７および前記外筒３
の外周面とで形成される環状の空間は一つの閉空間を形
成すべく前記環状張出部１６ａ，１６ｂと前記環状溝形
部材１７とはシールされており、前記外筒３のみが回転
できるよう前記環状張出部１６ａ，１６ｂと前記環状溝
形部材１７とは摺動自在である。前記環状溝形部材１７
に対する燃焼用空気９の供給は前記環状溝形部材１７の
外周部分の複数箇所に設けた燃焼用空気供給部１８を用
いて行う。

【００１４】本構成の給気機構Ｋを備える場合には、前
記乾留残渣６の内部から前記燃焼室５に向けて燃焼用空
気９を供給するから、燃焼室５内に堆積している乾留残
渣６の溶融表面部分に燃焼用空気９を確実に供給するこ
とができる。つまり、燃焼室５側から燃焼用空気９を供
給する場合には、既に溶融した乾留残渣６の存在によっ
て、未燃焼の部分に到達する燃焼用空気９の量が低減す
るおそれがあるが、本構成のごとく溶融部分の内側から
溶融部分に向かって燃焼用空気９を供給する方式では、
燃焼用空気９が不足する事態は生じ得ず、乾留残渣６の
溶融効率を極めて良好な状態に維持できる。

【００１５】上述した実施の形態では、前記内筒２に対
して前記外筒３が回転軸芯Ｘの回りに回転自在に構成
し、乾留残渣６を前記内筒２の全周に亘って均等に供給
する回転式の表面溶融炉Ｒについて説明したが、本願発
明は、前記外筒３と前記内筒２との相対的な回転移動を
伴わず環状供給路７に堆積した処理物を前記燃焼室５に
押し込み投入する給塵機構（図示せず）を前記外筒３の
下端部に備えた固定式の表面溶融炉に適用することがで
きる。

【００１６】固定式、回転式を問わず、図３に示すよう
に、天井部１の周囲に内筒２を立設するとともに、前記
内筒２の外側に、底板４に出滓口４ａが形成された有底
の外筒３を配して、前記内筒２の内側を燃焼室５に構成
し、前記外筒３と前記内筒２とで形成される空間の上部
に上板２０を設けて、下部が前記燃焼室５に連通した該
空間を処理物が前記燃焼室５に供給される環状供給路７
に構成された表面溶融炉に対して、前記環状供給路７に
おける処理物の堆積部分と前記上板２０との間に形成さ
れる空間部に燃焼用空気９を供給する給気機構Ｋ’を設
けることにより、乾留処理が不十分な処理物を溶融処理
する場合に、処理物が炉内で引き続き乾留されて、環状
供給路７における処理物の堆積部分と前記上板２０との
間に形成される空間部に乾留ガスが溜まった場合であっ
ても、前記給気機構Ｋ’から供給される燃焼用空気と共
に処理物を通って負圧に維持される燃焼室に誘導されて
燃焼するために、炉内で発生した乾留ガスが溶融のため
のエネルギーに効果的に利用される。この場合の給気機
構Ｋ’の具体的な構造としては、前記上板２０に給気孔
２０ａを形成して、一端側にバルブ機構２２を設けた送
風管２１の他端側をその給気孔２０ａに連通するととも
に、乾留ガス滞留空間の可燃性ガス濃度を検出するガス
センサＳを設け、前記ガスセンサＳによる検出値が所定
値を超えた場合に前記バルブ機構２２を開放して所定圧
力で給気して、空気と混合させた状態で前記処理物の堆
積部分を通して前記燃焼室５内に誘導し、前記ガスセン
サＳによる検出値が所定値より低下した場合に前記バル
ブ機構２２を閉塞する電子回路で構成される給気制御手
段を設けることにより実現できる。

【００１７】尚、上記課題を解決するための手段の説明
中、図面を参照し、図面との対照を便利にするために符
号を記すが、当該記入により本発明が添付図面の構成に
限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面溶融炉の説明図および断面図

【図２】別実施形態に係る表面溶融炉の説明図および断
面図

【図３】別実施形態に係る表面溶融炉の説明図および断
面図

【図４】従来例に係る表面溶融炉の説明図および断面図

【符号の説明】

１ 天井部 ２ 内筒 ３ 外筒 ４ 底板 ５ 燃焼室 ６ 乾留残渣 ７ 環状供給路 ９ 燃焼用空気 １０ 給気路 １０ａ 給気路 １１ 給気出口 １１ａ 給気出口 １４ 給気入口 Ａ 固定部 Ｂ 回転部 Ｋ 給気機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井部（１）および当該天井部（１）の
   周囲から垂下した内筒（２）からなる固定部（Ａ）と、 前記内筒（２）に対して同軸芯の状態に前記内筒（２）
   の外方に位置する外筒（３）および当該外筒（３）の下
   端部に連接する底板（４）とからなる回転部（Ｂ）とを
   備え、 前記内筒（２）の内側に燃焼室（５）が形成されると共
   に、 前記内筒（２）と前記外筒（３）との間に処理物を充填
   状態で自重落下させる環状供給路（７）を形成し、 当該環状供給路（７）の下端が前記燃焼室（５）に連通
   してある表面溶融炉であって、 前記環状供給路（７）に乾留残渣（６）を投入し、前記
   燃焼室（５）に臨む乾留残渣（６）の環状堆積部分に燃
   焼用空気（９）を供給する給気機構（Ｋ）を設けてある
   表面溶融炉。
2. 【請求項２】 前記給気機構（Ｋ）を、燃焼用空気
   （９）の給気路（１０）を前記内筒（２）自身の内部に
   貫通形成すると共に、前記給気路（１０）のうち前記乾
   留残渣（６）に対する給気出口（１１）が前記内筒
   （２）の下端部に形成して構成してある請求項１に記載
   の表面溶融炉。
3. 【請求項３】 前記給気機構（Ｋ）を、 燃焼用空気（９）の給気路（１０ａ）を前記外筒（３）
   から当該外筒（３）の内方側であって乾留残渣（６）の
   内部に突出する状態に形成すると共に、 前記給気路（１０ａ）に対する燃焼用空気（９）の給気
   入口（１４）を前記外筒（３）の外方に開口させ、 乾留残渣（６）に対する燃焼用空気（９）の給気出口
   （１１ａ）を前記給気路（１０ａ）の突出側先端部に開
   口させて、燃焼用空気（９）を前記乾留残渣（６）の内
   部に供給するよう構成してある請求項１に記載の表面溶
   融炉。
4. 【請求項４】 天井部（１）の周囲に内筒（２）を立設
   するとともに、前記内筒（２）の外側に、底板（４）に
   出滓口（４ａ）が形成された有底の外筒（３）を配し
   て、前記内筒（２）の内側を燃焼室（５）に構成し、前
   記外筒（３）と前記内筒（２）とで形成される空間の上
   部に上板（２０）を設けて、下部が前記燃焼室（５）に
   連通した該空間を処理物が前記燃焼室（５）に供給され
   る環状供給路（７）に構成してある表面溶融炉であっ
   て、 前記環状供給路（７）に投入され、前記燃焼室（５）に
   臨む処理物の環状堆積部分に燃焼用空気（９）を供給す
   る給気機構（Ｋ’）を設けてある表面溶融炉。
5. 【請求項５】 天井部（１）の周囲に内筒（２）を立設
   するとともに、前記内筒（２）の外側に、底板（４）に
   出滓口（４ａ）が形成された有底の外筒（３）を配し
   て、前記内筒（２）の内側を燃焼室（５）に構成し、前
   記外筒（３）と前記内筒（２）とで形成される空間の上
   部に上板（２０）を設けて、下部が前記燃焼室（５）に
   連通した該空間を処理物が前記燃焼室（５）に供給され
   る環状供給路（７）に構成してある表面溶融炉であっ
   て、 前記環状供給路（７）における処理物の堆積部分と前記
   上板（２０）との間に形成される空間部に燃焼用空気
   （９）を供給する給気機構（Ｋ’）を設けてある表面溶
   融炉。