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經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 A7 ______B7 五、發明説明（1.) 本發明係關於一種根據申請專利範圍第1項所述之方 法，及一種根據申請專利範圍第丨丨項所述之燃燒爐。 在德國雜德”工業用燃燒技術η , Vulkan_Verlag Dr. W· Classen，Essen 1986，第23至32頁，一篇由D.〇.

Reimann所撰寫，題目為"垃圾焚化之程序技術”的論文中 ，介紹並討論各種不同燃燒室之設計方式，包括：直流燃 燒爐、逆流燃燒爐及中流燃燒爐。圖式中表示兩種不同的 直流燃燒爐。在此二情形中，燃燒室之頂蓋均設計成屋頂 形式。燃燒室依序為爐篦燃燒區，接著是掉落筒，再轉成 煙氣遒。其下半部分，即後燃燒區，在第一個直流燃燒爐 係設計成傾斜通道，其中，燃燒室頂蓋在掉落侧之頂蓋 面形成下界面壁。在傾斜通道上接有一垂直通道。在此設 計下，煙氣流’特別是在掉落側之頂蓋面下邊緣，被強迫 轉向。在第二個直流燃燒爐’煙氣遒是垂直直通的。在燃 燒室及煙氣道間的轉換部位，也有一傾斜、雖然是較小之 轉向。 在論文中，特別提到冷的煙氣部分氣流，其由與進料 筒相鄰之前爐篦區開始。從不同燃燒爐相互比對之圖式中 可清楚地看出，在直流燃燒爐，冷的部分氣流會以一相較 而言較長之路程，被引導經過最熱的燃燒區域。 在爐篦燃燒爐焚化垃圾時，會先在爐篦的前部乾燥及 預熱從進料筒輸入之垃圾。此時，除了水會被蒸發出，垃 圾内的可燃物質也會被氣化。另外，在此從低溫至約50〇°C 之區域也進行著熱解程序。對於此類爐篦燃燒爐，要獲致 本紙張尺度適财陶家標準（CNS) M规格（训㈣7获妇 * k 裝 訂--------^ (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局舅工消費合作社印掣 3^816 A7 ___ B7 五、發明説明（2·) 有害物質較低含量之廢氣，決定性的關鍵在於，從爐萬乾 燥區域及點火區域進入到煙氣區域之氣態及顆粒狀之物質 ，須以極度活潑雜亂之方式，與從爐篦燃燒區域而來之高 溫熱廢氣混合。在含氧量足夠的情況下，除了溫度及流場 擾亂之因素外，在高溫及高擾亂區域之停留時間，對有機 物質之分解程度也有決定性的影響。 在EP 0 579 987 A1中，習知有一管式轉爐，其至少 有兩個一次空氣噴嘴相對及朝向燃燒物床台，使轉爐中產 生二相逆之渦旋’其轉軸基本上與轉爐的軸相平行，而且 對轉軸如此之轉動’以支持燃燒氣體之熱感生運動。在— 後燃燒室中’設置有額外燃燒器或混合空氣喷嘴，如此可 達到加強從轉爐出來之二相逆渦旋。 本發明之任務，係根據申請專利範圍第1項所述之方 法及根據申請專利範圍第11項所述之燃燒爐，以使煙氣每 個部分在預定之停留時間，均能保持在一夠高之溫度。 此任務係根據申請專利範圍第1或1丨項所述之特徵加 以解決。 其他有利之特徵係為申請專利範圍附屬項之内容。 茲以實施例之圖式説明本發明如下： 圖一表示一直流燃燒爐之縱剖面圖； 圖二表示一經煙氣道、約於爐嘴開口高度之橫向剖面圖 * 圖三表示一噴嘴排列之透視圖； 圖四表示另一直流燃燒爐之縱剖面圖； (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) 裝 訂 本纸張尺度適用中國國( CNS ) Λ4規格（210乂^97松奢^ ™ ' ' 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3.) 圖五表示圖四之燃燒爐，在經煙氣道、約於爐嘴開口高 度之橫向剖面圖。 圖一所示之直流燃燒爐有一燃燒室1，一進料筒2， 一掉落筒3及一從進料筒^2延伸至掉落筒3之爐篦4。爐 篦被設計為輥式爐篦，共包括六個輥輪5，其軸係於一傾 斜、往掉落筒3方向下傾之平面上互相平行設置。燃燒室 1之上方係藉由一屋頂形式之燃燒室頂蓋6封閉。在掉落 侧之頂蓋邊緣7是在爐篦4末端區域上方。在爐篦4下方 設有輸入一次空氣之裝置8。二次空氣喷嘴9在多個地方 穿過燃燒室頂蓋6。噴嘴均指向主燃燒區域，亦即爐篦4 中間之寬闊區域。經由爐嘴開口 10，在掉落筒3及與之 相鄰的爐篦4之末端區域上，燃燒室1與一煙氣道11相連 n煙氣道11之下半部分被設計成傾斜通道12，其在進料筒 2方向向後傾斜。其下之界面壁即燃燒室頂蓋6掉落侧之 頂面。在傾斜通道12上方接有一垂直通道13。以上所述為 技術現況中之燃燒爐。 約於爐嘴開口 10之高度，在圖一中以虛線表示之橫截 面内，在背牆14上裝有額外喷嘴15. 1至15. 6。其在圖二中 係脈衝向量表示。脈沖向量之方向與吹氣方向相同，長度 為脈衝大小之尺度，藉此可將二次空氣氣流吹進。其長度 也可視為喷嘴大小之尺度。在圖一及圖二所示之實施例中 ，所有脈衝向量均為等長。因此，表示所有的噴嘴15. 1至 15. 6均為同樣大小。噴嘴之設置，是對垂直中間面16鏡面 對稱，其將煙氣道中分為二，即圖二中之半截面10a及10b 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210β9：^ (請先閲讀背面之注意事磺再填寫本頁) 裝

rIT 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 319816 A7 --—~~-— 五、發明説明（4‘） 〜~~--- 。中間面16是—虛構之平面，並不是由材料構成之分割牆 面0 圖二顯示各脈衝向量之水平分量。在二半截面版 10b内水f之脈衝刀里與在橫截面中間纟會出之圓I?)至 Π.6相切各分量。目此，㈣圓⑽，喊義出—由箭頭 18a’ 18b表示之旋轉方向。由於噴嘴之設㈣為鏡面對稱 ，在半截面10a内之轉動方向與半截面他内之轉動方向相 反。在圖二所示之實施例中，各噴嘴所屬之圓⑴至⑴ 或17. 4至17· 6有不同之直徑。也可以將一截面上之多個喷 嘴指向同-_之切線方向。Wl7H76之直徑約在 0.15b及0.4b之間。其中b為煙氣道丨丨之寬度。在噴嘴15.2 至15. 5與中間面16之距離小於或不大於b/4時，水平分量 遠離中間面16。在噴嘴15_丨與中間面16之距離為ai=〇.4b 時，所屬之水平分量垂直於背牆14，亦即平行於側牆19a 。噴嘴15. 6也是如此。在噴嘴15. 2與中間線之距離為a2=0 • 25b時，水平分量與背牆14之角度2=70。。噴嘴15. 3 相類似之數據為&3=〇. 〇8b及a 3=50。。各個距離及角度可 與上述數據偏離分別約為±3〇%及土2〇%。 噴嘴15.1至15. 6係對水平面傾斜。根據圖三，喷嘴 15. 3之傾斜角/3 3 ’即為脈衝向量與其在爐嘴開口 1〇水平 截面上投影間之角度。其餘噴嘴之傾斜角’為清晰之故， 沒有在圖三中顯示出’但可以依此類推。一般而言，所有 噴嘴之傾斜角沒在—20°與之間。其中，負號表示傾 斜為指向下方。根據圖二之實施例，各噴嘴之傾斜角最好 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0'々297 (請先闓讀背面之注意事項存填寫本頁) 裝 ir 經濟部中央標率局員Η·消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5.) 是依下列方式選定： 泠 π-1(Τ 土 20° iS2=+10° 土20° 冷 3=+20° ±30° 。 在營運時，垃圾通常落在爐篦4上，藉由爐篦4上輥 輪5之轉動而向前移動，並同時被焚化◦在爐篦末端，焚 化之剩餘物掉落出。一次空氣係由下輸進爐篦。二次空氣 係由上吹進燃燒室1内。 在燃燒室1中，煙氣流會形成在圖一中所示之流線2〇, 21，22。流線20所示之部分氣流係從爐篦前端區域升起 ’其包含固體及氣體形式之可燃物。此部分氣流在直流燃 燒爐中被引至主燃燒區域。可燃物在那兒以較高之溫度， 藉由蓄意之二次空氣輸入’會幾乎完全燒盡。從中間區域 出現之部分氣流21有極高之溫度；從爐篦4末端區域出現 之部分氣流22有更高之含氧量。所有的煙氣流在掉落側被 引轉向上，經爐嘴開口 10到達傾斜通道12。在那，殘餘之 可燃物應燃燒完畢。為此，除了要有足夠之氧氣供應，構 成煙氣流之氣束也必須混合均勻。 根據本發明，在爐嘴開口 10區域，對稱於中間面16， 吹進二次空氣氣束。二次空氣氣束方向之選擇，係使每個 氣東對氣道半邊間之中間軸有轉動衝量。所有吹進氣道半 邊間之氣束的轉動方向均為一致。由於鏡面對稱之故，半 截面10a内之轉動方向與半截面内之轉動方向相反。二 次空氣以70至100m/s之速度吹進煙氣流中。在爐嘴開口 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2ΙΟΧ^97於釐1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 1-ΙΤ 經濟部中央標皁局員工消費合作社印製 A7 ----------___ i '發明説明（6.) 區域吹進之二次空氣佔總二次空氣量約在2 5至3 5 %。 藉由本發明二次空氣之吹入，在煙氣道11内，特別是 在形成後燃燒室之傾斜通道12内，會產生與中間面16對稱 之雙渦旋配置。從燃燒室1逸出之煙氣，會因喷嘴之排列 及設置，而形成二反方向轉動之渦旋，斜向上進入傾斜通 遒12。這顯示，在技術現況觀測到之分離渦旋可被完全地 抑制住，或在任何情況下，在頂蓋邊緣7附近，可降為無 害之微小分離渦旋。在雙渦旋氣流内，溫度及成份組成均 有極大程度的均質化。因而可燃物之完全燃燒程度有大幅 的改善’廢氣之有害成份也明顯的減少。 圖四顯示一燃燒爐，其與至目前為止所述之燃燒爐主 要有二不同點：第一點為，煙氣道丨丨為垂直之氣道。第二 點為，噴嘴配置有所改變，其在爐嘴開口 1〇之高度係對準 煙氣道11。此設置在圖五中有象徵性的表示。 根據圖五，噴嘴24. 1，24.2及25, 1至25.5不僅是裝於 煙氣道11邊緣7上之背牆14上，也裝在側牆19a, 19b及前 牆*26上。噴嘴24. 1, 24. 2較噴嘴25. 1至25. 5大的多。喷嘴 24. 1，24. 2指向内圓27之切線方向，較小之喷嘴25. 1至 25. 5則指向較大圓28之切線方向。圖五中未圖示喷嘴24. 1 ，24, 2之傾斜角與噴嘴25. 1至25. 5之傾斜角々25不相 同。 —次空氣以極高之衝量，即較大之吹入深度，經由喷 嘴24. 1，24. 2吹入。經由噴嘴25. 1至25. 5吹入之二次空氣 則有明顯較低之衝量。經由噴嘴24. 1，24. 2吹入之二次空 本紙張尺度適用中國國家榡隼（CNS ) Μ規格（210尤Μ】必釐十 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 ，ίτ A7 B7 五、發明説明（7·) 氣量最好較經由噴嘴25. 1至25. 5吹入者為大，至少也要相 同。此二量之比例關係在4:1及1:1之間。將二次空氣完全 或部分地由回流之煙氣取代是可能的。 根據圖五之噴嘴設置，會在每個氣道半邊造成一内渦 旋，其主要係由噴嘴24. 1，24.2所引發，及一外渦旋，其 主要係由喷嘴25. 1至25. 5所引發。渦旋有不同之切線方向 速度，而且由於不同之傾斜角/3 、/3 25，也會有不同之 軸向速度。因此在二滿旋間產生一剪層。此導致一中間及 細密程度之擾動，而有助於均質化及改善反應動力學。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2]0乂·2914釐十

Claims (1)

1. 86.5.31 六、申請專利範圍 第85103698號專利案申請專利範圍修正本 1. 一種垃圾焚化之方法，係在燃燒室内焚化垃圾，其包含 下列步驟： 垃圾被送至一爐篦上，在爐篦上向前移動並同時被焚化 焚化殘留物掉落在爐篦末端； 一次空氣經爐篦由下輸入； 二次空氣吹進燃燒室； 煙氣被輸送至燃燒室之末端區域，轉向並經由一爐嘴 開口’被導入一垂直或向後傾斜之煙氣道； 轉向後，固體及氣體形式之物質被再次焚化， 其特徵為，在爐嘴開口附近，在二個由煙氣道中間面 分隔之氣道半邊’各至少有一股具對橫截面中間軸有 旋轉脈衝之二次空氣氣束吹入，其中， 所有吹進同一氣道半邊之二次空氣氣束有相同之轉動 方向，及 在一氣道半邊之轉動方向與另一氣道半邊之轉動方向 相反。 2. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，空 氣之吹入對中間面為鏡面對稱。 3. 根據申請專利範圍第1或2項所述之方法，其特徵為 ’全部二次空氣之25至35%的部分被吹入爐嘴開口區 域0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A衡M 21GX29?公麓） -17 - (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 、>r 經濟部中央標率局負工消贤合作社印製 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 B8 C8 —-----D8 申請專利範圍 4. 根據申請專利範圍第3項所述之方法，其特徵為，二次 空氣氣束之吹入方向係與水平面形成_2〇。至+5〇。之 傾斜角冷。 5. 根據申請專利範第4項所述之方法，其特徵為，在每個 氣道半邊吹入多股二次空氣氣束。 6. 根據申請專利範圍第5項所述之方法，其特徵為，在 每個氣遒半邊，至少吹入一股具較高脈衝之二次空氣 氣束及一股具較低脈衝之二次空氣氣束。 7. 根據申請專利範圍第6項所述之方法，其特徵為，在 二股具較高脈衝被吹入之二次空氣氣束間，至少吹入 一股具較低脈衝之二次空氣氣束。 8. 根據申請專利範圍第7項所述之方法，其特徵為 ， 一股具較高脈衝被吹入之二次空氣氣束，與一股具 較低脈衝被吹入之二次空氣氣束有不同之傾斜角点。 9. 根據申請專利範圍第8項所述之方法，其特徵為，具較 高脈衝被吹入之二次空氣量，與具較低脈衝被吹入之二 次空氣量間之比例關係在4:1及1:1之間。 10. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其特徵為，回 流之煙氣係用來與二次空氣混合，或當作二次空氣使 11. 一種垃圾焚化之燃燒爐’係根據申請專利範圍第1項 所述之方法，在燃燒室内焚化垃圾，其具有 一待焚化垃圾用之進料筒及燃燒殘留物用之掉落筒， 一爐篦，其從進料筒延伸至掉落筒，並向掉落筒方向 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS)A4见格（210x297公着） -13- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，1T 申請專利範圍 傾斜 A8 B8 C8 D8 濟 部 中 央 標 準 局 消 合 it 社 一在爐篦上之燃燒室及一擴展至掉落筒附近之燃燒室 頂蓋， 經爐篦將一次空氣輸入之裝置， 經燃燒室頂蓋將二次空氣輸入之噴嘴，及 一垂直或向後傾斜之煙氣道’其藉由一在掉落筒及相 鄰的爐篦末端區域上之爐嘴開口，與燃燒室相連接， 其特徵為， 爐嘴開口（ 10 )附近，在由煙氣道（n )中間面（ 16 )分隔之二個氣道半邊，至少各設置一噴嘴（ 至 15.6 ; 24.1，24.2, 25.1 至 25_5)， 喷嘴之脈衝向量有水平分量，其指向屬於氣道半邊之 橫截面（10a，10b )中央之圓（17Λ至17.6 ; 27, 28 )之切線方向，因而對其圓心（Ma，Mb )定義一旋轉 方向，在氣道半邊所有噴嘴有相同之轉動方向（箭頭 18a，18b )，及 在-氣道半邊之轉動方向與另—氣道半邊之轉動方向 相反。 I2·根據申請專利範圍第11 所逑之燃燒爐，其特徵為， -氣道半邊之噴嘴設置與另—氣辭邊之噴嘴設置係 對中間面（16 )成鏡面對稱。 13.根據申請專利範圍第】2項所逑之燃燒爐，其特徵為， 噴嘴（15.1 至】5,6 ; 24_2,24.1，25.1 至 25·5 )與水平 面有一傾斜角。 本紙張碰關中國國家標準（QVS )峨格―（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1ί -I I -14- 經濟部中央標準局Κ工消賢合作社印裝 319816 α D8 六、申請專利範園 Η.根據申請專利範圍第13項所述之燃燒爐，其特徵為， 傾斜角/3在-20。至+5〇°之間。 15. 根據申請專利範園第14項所述之燃燒爐，其特徵為， 所有噴嘴（15.1至15.6 )之傾斜角冷均為相同大小。 16. 根據申請專利範圍第15項所述之燃燒爐，其特徵為， 噴嘴（15.1至15.6 )係裝於背牆（14 )上。 Π·根據申請專利範圍第16項所述之燃燒爐，其特徵為， 噴嘴（15.1至15.6 )指向二圓心（Ma, Mb )間之空 間，及其相屬之外牆（19a，19b )。 18. 根據申請專利範圍第17項所述之燃燒爐，其特徵為， 在中間面（16 )附近所安置噴嘴的角度α，較距中間 面較遠之噴嘴者為小。 19. 根據申請專利範園第〗8項所述之燃燒爐，其特徵為， 在二氣遒半邊各設置有三個噴嘴（15.1至15.3 ; 15.4 至 15.6 ) 〇 20. 根據申請專利範圍第19項所述之燃燒爐’其尺寸具下 列特徵： ai/tK).4〇 ± 30% a2/b=〇.25 ± 30% a3/b=〇.〇8 ± 30% α 产9〇。士 2〇。 α 产7〇 ° 土 15 0 α 3二5〇。士 1〇。 召产-10。士 2〇。

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   -15- 經濟部中央椟準局員工消費合作社印袋 Α8 Β8 C8 D8 、申請專利範圍 /3 2=1〇 ° ± 20 β /3 3=20 ° 土 30 ° 其中’ b為煙氣道（11 )之寬度， ai為噴嘴（111，15.6 )與煙氣道（n )的中間面（ 托）之距離， 七為喷嘴（15·2, 15.5 )與煙氣道（Π )的中間面（ )之距離， 屯為噴嘴（15.3; 15·4 )與煙氣道（U )的中間面（ )之距離， α 1為噴嘴（15.1，15.6 )之喷射軸與背牆（μ )之角 度， « 2為喷嘴（15.2, 15.5 )之喷射軸與背牆（μ )之角 度， α 3為噴嘴（15·3,15.4 )之喷射軸與背牆（14 )之角 度， 厶1為喷嘴（15.1，15.6 )之噴射軸與水平面之角度， β 2為ρ貧嘴（15.1，15·6 )之噴射軸與水平面之角度， /5 3為噴嘴（15.3, 15.4 )之噴射軸與水平面之角度。 21. 根據申請專利範圍第η項所述之燃燒爐，其特徵為， 在各個氣道半邊内至少設置有一較大之喷嘴（24,1， 24.2 )及一較小之喷嘴（25.1至25.5 )。 22. 根據申請專利範圍第21項所述之燃燒爐，其特徵為， 在各個氣道半邊内至少設置有三個喷嘴，及在二個較 大之噴嘴（24.1，24.2 )間至少設置有一較小之喷嘴（ 本纸張尺度適用中關家標準（CNS)八4祕（2數297公董） -16- ---------裝------訂--------泉 - f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^19816 A8 B8 C8 D8 X'、申請專利祀圍 25.1 至 25.4 )。 23. 根據申請專利範圍第22項所述之燃燒爐，其特徵為， 較大之喷嘴（24.1，24.2 )指向一較小圓（27 )之切 線方向，較小之喷嘴（25.1至25.5 )則指向一較大圓 (28 )之切線方向。 24. 根據申請專利範圍第23項所述之燃燒爐，其特徵為， 較大之喷嘴（24山24.2 )與較小之喷嘴（25.1至25,5 )有不同之傾斜角/3。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -17-