廃棄物焼却ボイラー装置
【課題】可燃性の廃棄物を乾留炉で乾留してガス化し、乾留ガスを燃焼炉で燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを廃熱回収装置によって回収するものにおいて、乾留炉内で発生した乾留ガスを燃焼炉へ送るまでに、乾留ガスが冷やされて液化することを防止して熱エネルギーの回収効率を向上させる。
【解決手段】廃棄物焼却ボイラー装置(A)は、乾留炉(2)、燃焼炉(4)、ガス送給路(3)、熱交換装置(5)、燃焼炉(4)における燃焼温度を検知し、乾留炉(2)への酸素または空気の供給量を制御する燃焼制御装置(6)を備えている。ガス送給路(3)は、乾留炉(2)の乾留部(29)より下側から導出され、燃焼炉(4)に導入される。燃焼炉(4)の内部には助燃装置(45)を備え、助燃装置(45)には乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化するリボンスクリュー(R)が燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられている。
【解決手段】廃棄物焼却ボイラー装置(A)は、乾留炉(2)、燃焼炉(4)、ガス送給路(3)、熱交換装置(5)、燃焼炉(4)における燃焼温度を検知し、乾留炉(2)への酸素または空気の供給量を制御する燃焼制御装置(6)を備えている。ガス送給路(3)は、乾留炉(2)の乾留部(29)より下側から導出され、燃焼炉(4)に導入される。燃焼炉(4)の内部には助燃装置(45)を備え、助燃装置(45)には乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化するリボンスクリュー(R)が燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却ボイラー装置に関するものである。更に詳しくは、可燃性の廃棄物を乾留して発生した乾留ガスが燃焼する前に液化することがなく、さらに乾留ガスを効率的に燃焼させて有害物の発生を抑制し、熱エネルギーとして回収できる廃棄物焼却ボイラー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、廃タイヤなどの可燃性の廃棄物を有害物の発生を抑制しながら処理することは、地球環境を維持または改善する上で重要な課題のひとつである。可燃性の廃棄物を上記のように好適に処理するものとして、例えば特許文献１記載の乾留ガス化燃焼装置の燃焼制御システムがある。
このシステムは、可燃性の廃棄物を乾留炉で乾留してガス化し、その乾留ガスを燃焼炉で燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを廃熱回収装置によって回収する工程を自動化したものである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４３７９５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された乾留ガス化燃焼装置の燃焼制御システムには、次のような課題があった。
すなわち、このシステムは、上記したように可燃性の廃棄物を乾留してガス化し、その乾留ガスを燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを回収する工程を自動化したものであるが、乾留炉から燃焼炉へ乾留ガスを送る経路は、図１からも分かるように各炉の上部側をつなぐように設けられている。
【０００５】
乾留ガスは乾留炉内において高温下で発生し、性質上、上方へ向かうために、このような構造となっているが、乾留炉の上部または経路は下部の乾留ガスが発生するところに比べて温度がやや低いので、乾留ガスがここを通るときに冷やされ、一部が液化してしまう。液化したガスは、乾留炉において下部に垂れ落ち、その回収はきわめて困難である。このため、乾留炉で発生した乾留ガスのうちの液化した一部は燃焼炉において燃焼させることができず、熱エネルギーの回収効率も悪くなる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、廃タイヤなど可燃性の廃棄物を乾留炉で乾留してガス化し、その乾留ガスを燃焼炉で燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを廃熱回収装置によって回収するものにおいて、乾留炉内で発生した乾留ガスを燃焼炉へ送るまでに、乾留ガスが冷やされて液化することを防止して、熱エネルギーの回収効率を向上させることである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、さらに、燃焼炉において乾留ガスを効率的に燃焼させてダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、
可燃廃棄物を収容して乾留する乾留炉と、
乾留炉で生じた乾留ガスを燃焼させる燃焼炉と、
乾留炉から燃焼炉へ乾留ガスを送るガス送給路と、
燃焼炉において生じる燃焼熱を回収する熱交換装置と、
燃焼炉における燃焼温度を検知し、乾留炉への酸素または空気の供給量を制御する燃焼制御手段と、
を備えており、
ガス送給路は、乾留炉の乾留部または乾留部より下側から導出され、燃焼炉に導入されるよう構成されている、
廃棄物焼却ボイラー装置である。
【０００９】
本発明は、
燃焼炉の内部に乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段が設けられているのがより好ましい。
【００１０】
本発明は、
乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段が、燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられたリボンスクリューであるのがより好ましい。
【００１１】
（作用）
本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１２】
乾留炉(2)内へ廃タイヤ(T)などの可燃性廃棄物を送り所要量収容する。可燃性廃棄物は連続的に送ってもよいし、バッチ的に送ってもよい。
乾留炉(2)内に収容された可燃性廃棄物に着火し、可燃性廃棄物を乾留炉(2)内において低酸素状態で乾留する。乾留によって乾留ガスが発生する。乾留ガスは、乾留炉(2)の乾留部(29)または乾留部(29)より下側から導出されているガス送給路(3)を通り、燃焼炉(4)へ導入される。
乾留ガスは燃焼炉(4)へ移動するとき、乾留炉(2)において温度が低い炉上部側を移動することなく、高温のままで燃焼炉(4)へ導入され、冷やされて液化することが防止される。
【００１３】
燃焼炉(4)において乾留ガスは燃焼し、熱交換装置(5)によって、例えば水を加熱して温水または熱水を得ることにより、熱エネルギーを回収することができる。なお、乾留ガスは上記のように液化することが防止されるので、乾留炉(2)で発生した乾留ガスのうちのほとんどを燃焼炉(4)において燃焼させることができる。これにより、熱エネルギーの回収効率が向上する。燃焼炉(4)で生じた排気は、熱交換装置(5)を通り、サイクロン(7)で塵埃が分離され、大気中へ放出される。
【００１４】
また、燃焼制御手段(6)により、燃焼炉(4)（あるいはその近傍）における燃焼温度は検知されており、例えば燃焼温度が基準値より低いと乾留炉(2)への酸素または空気の供給量を増やして乾留ガスの発生量を増やし、逆に燃焼温度が基準値より高いと乾留炉(3)への酸素または空気の供給量を減らして乾留ガスの発生量を少なくする制御が行われる。これにより、燃焼炉(4)において乾留ガスを常に基準値以上の温度で燃焼させ、さらに過熱も防止できるので、比較的低温の燃焼により発生するダイオキシンなどの有害物質の発生を防止すると共に、過熱により燃焼炉(4)をはじめとする装置の傷み（劣化）を抑えることができる。
【００１５】
燃焼炉(4)内に燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられたリボンスクリュー(R)など、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段(45)が設けられているものは、乾留ガスまたは燃焼ガスあるいはその混合ガスが燃焼する部分が平均化し、むらなく燃焼する。これにより、燃焼炉(4)内で乾留ガスが完全燃焼しやすくなるので、ダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することができ、熱エネルギーの回収効率もさらに向上する。
【発明の効果】
【００１６】
（ａ）本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置によれば、乾留炉から燃焼炉へ乾留ガスを送るガス供給炉が乾留炉の乾留部または乾留部より下側から導出されているので、乾留ガスは燃焼炉へ移動するとき、乾留炉において温度が低い炉上部側を通らないで高温のまま燃焼炉へ導入され、冷やされて液化することが防止される。したがって、乾留炉で発生した乾留ガスのうちのほとんどを燃焼炉において燃焼させることができるので、熱エネルギーの回収効率を向上させることができる。
【００１７】
（ｂ）燃焼炉内に燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられたリボンスクリューなど、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段が設けられているものは、乾留ガスまたは燃焼ガスあるいはその混合ガスが燃焼する部分が平均化し、むらなく燃焼させることができる。したがって、燃焼炉内で乾留ガスが完全燃焼しやすくなるので、ダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することができ、熱エネルギーの回収効率もさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図に示した実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置の正面視一部断面説明図、
図２は廃棄物焼却ボイラー装置の正面視説明図、
図３は廃棄物焼却ボイラー装置の平面視説明図、
図４は廃棄物焼却ボイラー装置の背面視説明図である。
【００２０】
廃棄物焼却ボイラー装置Ａは、可燃性廃棄物である廃タイヤを乾留炉へ送る廃タイヤ送り装置１、廃タイヤを収容して乾留する乾留炉２、乾留炉２で生じた乾留ガスを燃焼炉へ送るガス送給路３、乾留ガスを燃焼させる燃焼炉４、燃焼炉４において生じる燃焼熱を回収する熱交換装置５、燃焼炉４における燃焼温度を検知し、乾留炉２への空気の供給量を制御する燃焼制御装置６、排気から塵埃を分離するサイクロン７および乾留炉２において生じる焼却灰を回収する灰回収装置８を備えている。
【００２１】
廃棄物焼却ボイラー装置Ａは、廃タイヤを処理できるものであるが、例えば可燃廃棄物を乾留炉へ送る装置を取り換えれば、他の可燃廃棄物を処理する装置として使用することもできる。なお、廃棄物焼却ボイラー装置Ａは、殆どの部分が耐熱性に優れた鉄などの金属を材料として形成されており、下記説明においては材料について特に説明しない。
【００２２】
（廃タイヤ送り装置１）
廃タイヤ送り装置１は、地面に設置されている基台１０を有している。基台１０から乾留炉２の投入口２１にかけて、ガイドレール１１が設けられている。ガイドレール１１は、角管体の上面側に全長にわたり内外を貫通してガイド溝１２が設けられている構造を有している。ガイドレール１１は、下部側が傾斜し、上部側の一部は水平となっており、水平部には、送られてきた廃タイヤをさらに投入口２１へ送り出すコンベヤ部を有する送出装置１９が設けられている。
【００２３】
ガイドレール１１の上部先端側および下部先端側には、それぞれ軸支されたプーリ１３、１４が設けられている。プーリ１３、１４には、搬送チェーン１５が掛けられている。搬送チェーン１５の上り経路側はガイドレール１１の内部を通り、下り経路側はガイドレール１１の外部を通っている。搬送チェーン１５には、一定の間隔で五箇所にタイヤ掛具１６が取り付けられている。タイヤ掛具１６は、搬送チェーン１５に取り付けられる基体１６０の前後にローラ１６１を有し、中央部には引掛体１６２を有している。引掛体１６２は、タイヤ掛具１６がガイドレール１１内部を通るときに、ガイド溝１２から外部へ突出する。
【００２４】
なお、上記基台１０には、ガイドレール１１の下端に対応する箇所に、廃タイヤを置く載置部１７が設けられている。また、基台１０には、モータ（符号省略）を備え、上記ガイドレール１１の下部側のプーリ１４を駆動する駆動装置１８が設けられている。
廃タイヤ送り装置１によれば、載置部１７に置いた廃タイヤを上り移動するタイヤ掛具１６の引掛体１６２で引っ掛け、ガイドレール１１の上部にある乾留炉２の上部にある送出装置１９まで送ることができる。廃タイヤは送出装置１９に移り、送出装置１９のコンベヤ部で送り出され、投入口２１に投入される。
【００２５】
（乾留炉２）
乾留炉２は、円筒形状の炉本体２０を有している。炉本体２０の上部には全体が開口した投入口２１が設けられている。投入口２１の口縁部には、蓋枠部材２２０が取り付けられており、蓋枠部材２２０には、蓋体２２がヒンジ部２２１を介し回動可能に設けられている。蓋枠部材２２０の一方側（ヒンジ部２２１とは反対側）には、上記ガイドレール１１の上部側の先端が取り付けられている。
【００２６】
蓋体２２は、炉本体２０の上部側に設けられている吊り操作具２３のワイヤ２３０による操作によって開閉操作を行うことができる。吊り操作具２３によって蓋体２２を上下方向に回動させることにより、投入口２１を開閉することができる。なお、蓋体２２及び蓋枠部材２２０は、蓋枠部材２２０の上面側に水を入れた溝を設け、この溝に蓋体２２の外周部の条を嵌め入れる水封構造を採用しており、密封を確実にしている。
また、蓋体２２及び蓋枠部材２２０は、下方の乾留部の高熱による劣化を抑えるために、内部に冷却水を入れることができるウォータジャケット構造となっている。蓋体２２及び蓋枠部材２２０だけでなく、乾留炉２の炉本体２０および燃焼炉４も外壁部が冷却水を入れるウォータジャケット構造となっている。
【００２７】
炉本体２０の下端部には、焼却灰を落下させるための筒状の落下口２８が設けられている。落下口２８の口縁部には、冷却水を入れるウォータジャケット構造を有する下部ロストル２６が設けられている。下部ロストル２６は、開閉可能な構造を有し、乾留時には封鎖される構造となっている。下部ロストル２６の開閉構造は時に限定されるものではなく、公知の各種手段が採用できる。なお、乾留炉２下部の密封構造は、この構造に限定されるものではなく、例えば下部ロストルを開閉可能な構造とせず、乾留炉２の下部につながる灰回収装置８を密封可能な構造として乾留できる構造とすることもできる。
【００２８】
下部ロストル２６には、各部材の上部に給気部材２６０が設けられている。給気部材２６０は、断面Ｌ状のアングル部材を下部ロストル２６上面との間に通気空間部をつくるように溶接されている。給気部材２６０には、全長にわたり一定間隔で通気空間部に通じる給気孔（符号省略）が設けられている。
【００２９】
落下口２８のやや上方には、廃タイヤを受けて支えるロストル構造体２４が設けられている（図１参照）。ロストル構造体２４は、ロストル部２４０を有し、ロストル部２４０はウォータジャケット構造の複数の管体（角管）を所要間隔で水平に並設した構造である。落下口２８の下方には、後述の灰回収装置８が設けられている。
【００３０】
ロストル部２４０の上方には、給気部材２４１、２４２が設けられている。給気部材２４１は、炉本体２０の内壁に周方向へ沿うように全周にわたり固定されている。給気部材２４２は複数設けられており、それぞれ上端が給気部材２４１に連通し、下端はロストル部２４０に固着され、かつ炉本体２０の中心方向へやや窄まる角度で設けられている。
【００３１】
なお、給気部材２４１、２４２は、断面Ｌ状のアングル部材を炉本体２０の内壁との間に通気空間部をつくるように溶接されている。給気部材２４１、２４２には、全長にわたり一定間隔で通気空間部に通じる給気孔２４３が設けられている。
また、炉本体２０の下部側には取付口２５が開口してあり、取付口２５には蓋板２５０を介して着火用のガスバーナ２５１が設けられている。
【００３２】
（灰回収装置８）
灰回収装置８は、設置面に設けられた穴８９に収容して設けられている。灰回収装置８は穴８９に入れられた箱体８０を有し、箱体８０の上部二箇所には開口部８１、８２が設けられている。一方の開口部８１は、上記乾留炉２の真下に開口している。他方の開口部８２は、乾留炉２と上記廃タイヤ送り装置１の基台１０との間に開口しており、着脱可能な蓋体８３が被せてある。
【００３３】
箱体８０の内部には、上部が開口した灰収容容器８４が収容されている。灰収容容器８４は底部に車輪８５を有しており、箱体８０の底部に敷設されているレール８８に案内されて上記二箇所の開口部８１、８２の間で移動が可能である。また、レール８８を設けずに、灰収容容器８４の底部にキャスタを設けるようにしてもよい。
なお、灰回収装置８は、必ずしも設ける必要はないが、設けることによって、より安全で効率的な焼却灰の回収が可能になる。
【００３４】
（ガス送給路３）
ガス送給路３は、乾留炉２の下端部に、隣接する燃焼炉４へ向け横方向に設けられている。ガス送給路３の高さは、乾留炉２のロストル構造体２４を下限とする乾留部２９からロストル構造体２４より下側（つまり、乾留部２９より下側）にかかるように設定されている。ガス送給路３によって、乾留ガスは乾留炉２から燃焼炉４の下部に導入される。
【００３５】
（燃焼炉４）
図５は燃焼炉内に設けられている助燃装置の縦断面説明図、
図６の（ａ）は助燃装置の平面視説明図、（ｂ）は底面視説明図、
図７は助燃装置に使用されているリボンスクリューの斜視図である。
【００３６】
燃焼炉４は、円筒形状であり、上記したようにウォータジャケット構造である。燃焼炉４の内底部には、下部側がやや窄まり上部が開口した籠体４０が設けられている。籠体４０は、金属ネットでつくられており、通気（乾留ガスの流通）が可能である。なお、籠体４０は、上方の燃焼部へ移動する乾留ガスに含まれる比較的大きな固形分を分離するためのものであるが、必ずしも設ける必要はない。
【００３７】
籠体４０の上端位置には、給気部材４１が設けられている。給気部材４１は、上記給気部材２４１と同様の構造であり、炉本体２０の内壁に周方向へ沿うように全周にわたり固定されている。また、給気部材４１のやや上方には、給気部材４１と同様の構造の給気部材４２が設けられている。なお、給気部材４１、４２には、全長にわたり一定間隔で通気空間部に通じる給気孔４３が設けられている。
【００３８】
上部の給気部材４２のさらに上方には、中央に円形の通し口４４０を有する板状の載置台４４が設けられている。載置台４４は、本実施の形態において、それ自体は通気性がないが、板体に限定されるものではなく、通気ができる部材で形成してもよいし、複数の部材を所要間隔で配し、通気可能にした構造でもよい。載置台４４には、助燃装置４５が載置されている。
【００３９】
図５を主に参照する。
助燃装置４５は、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段を構成するものである。助燃装置４５は、ケース４５０を有している。ケース４５０は、径大の円筒部４５１、径小の円筒部４５２、円筒部４５１、４５２をつなぐ円環板４５３、円筒部４５１の上端部に設けられている上板４５４、円筒部４５２の下端部に設けられている下板４５５により構成されている。径小の円筒部４５２には、多数の通気孔４５６が所要の間隔で周壁の全面にわたり設けられている。また、径大の円筒部４５１には、下端側に上下二列に全周にわたり多数の通気孔４５７が所要の間隔で設けられている。
【００４０】
図６を主に参照する。
ケース４５０の上板４５４の中央部分には多数の円形の取付通孔４５８が貫通して設けられており、下板４５５にも同様に多数の円形の取付通孔４５９が貫通して設けられている。各取付通孔４５８と各取付通孔４５９は、それぞれ鉛直方向へ対応する箇所に設けられている。そして、互いに対応する取付通孔４５８と取付通孔４５９の間には、リボンスクリューＲが取り付けてある。リボンスクリューＲは、図７に示すように細い帯板を所要のピッチで螺旋状に捻った構造を有している。本実施の形態では、２９本のリボンスクリューＲが乾留ガスまたは燃焼ガスの移動方向に沿うように並設されている。
【００４１】
各リボンスクリューＲの上端部は上板４５４の取付通孔４５８を貫通し、下端部は下板４５５の取付通孔４５９を貫通している。そして、各リボンスクリューＲは、その両端寄りに設けてある通孔４６０に、上板４５４と下板４５５の外面側に着脱可能に固定されている複数のピン４６１を通して固定されている。なお、リボンスクリューＲの取付通孔４５８、４５９への取付構造は、上記に限定されるものではなく、取付通孔４５８、４５９を塞がないものであれば各種公知手段が採用できる。
【００４２】
助燃装置４５は、径小の円筒部４５２を載置台４４の通し口４４０に差し込み、載置台４４に円環板４５３を当てて載置されている（図１参照）。この状態で、径小の円筒部４５２と燃焼炉４の内壁との間には通気空間４７が形成されており、径大の円筒部４５１と燃焼炉４の内壁との間にも通気空間４８が形成されている。なお、通気空間４７の下部側には、点火用のガスバーナ４７０が設けられている。
燃焼炉４の上端部には、ケース４５０の上板４５４及び円筒部４５１の上部側に沿うように板状の区画部材４９が設けられている。区画部材４９の中央部には、上記上板４５４の全取付通孔４５８を塞がないように排気口４９０が設けられている。排気口４９０には、熱交換装置５が接続されている。
【００４３】
（熱交換装置５）
図８は熱交換装置の縦断面説明図、
図９は熱交換装置の平面視説明図、
図１０は図８におけるＩ−Ｉ断面図である。
【００４４】
熱交換装置５は、ウォータジャケット５０を有している。ウォータジャケット５０内の一端側には、上記排気口４９０と連通する通気路５１を有している。また、ウォータジャケット５０内の他端側には、後述するサイクロン７へ通じる通気路５２を有している。通気路５２は、図３に示すようにサイクロン７の導入部の円筒部分に接線方向に交わるように水平に設けられている。
【００４５】
また、通気路５１、５２の間には、多数の熱交換用の通気管５３が通気路５１、５２を連通させて設けられている。なお、通気路５１には、後述する燃焼制御装置６を構成する燃焼温度センサ６０が設けられている。
ウォータジャケット５０の上面板５４ほぼ中央には、蒸気排出筒５５が設けられている。ウォータジャケット５０内の水位は、上面板５４と若干の隙間が空くように制御されている。ウォータジャケット５０内で熱交換によりつくられた温水または熱水は、図示を省略した送給経路によって給湯装置などの所定の利用機器へ送られる。
【００４６】
（燃焼制御装置６）
図２、図３、図４を主に参照する。
燃焼制御装置６は、上記ウォータジャケット５０の通気路５１内に設けられている燃焼温度センサ６０を有している。また、一方のブロワ６１から送られる空気は、給気経路６２、６３、６４、６５を通り、それぞれ給気部材２６０、給気部材２４１、２４２、給気部材４１、給気部材４２に送ることができる。また、他方のブロワ６６から送られる空気は、後述する噴気管７１に通じている。
【００４７】
さらに、ブロワ６６から送られる空気は、給気経路６７、６８を通り、燃焼炉４の通気空間４７、４８に送ることができる。給気経路６７、６８はそれぞれ三経路に分岐しており、通気空間４７の三箇所及び通気空間４８の三箇所に給気することができる。
なお、本実施の形態では、燃焼温度センサ６０が検出した燃焼温度を基に、給気経路６２、６３、６４、６５及び給気経路６７、６８に設けられているバルブ（符号省略）を手動で調節して給気量を調節するが、公知の制御装置を使用して給気量の調節を自動化することもできる。
【００４８】
（サイクロン７）
上記熱交換装置５から排出された排気はサイクロン７に導入され、排気中の塵埃が取り除かれて排気筒７０を通り大気中へ放出される。
なお、排気筒７０の内部下側には、上方へ向け空気を噴出する噴気管７１が設けられている。噴気管７１から空気を噴射することにより、排気筒７０内部に排出側である上方へ向かう空気の流れをつくることができる。排気筒７０は、比較的短くコンパクトにつくられているが、上記噴気管７１の作用により円滑で効率的な排気が可能である。
【００４９】
（作用）
図１ないし図１０を参照して本実施の形態に係る廃棄物焼却ボイラー装置の作用を説明する。
（１）廃タイヤ送り装置１によって、廃タイヤＴを乾留炉２へ送る。廃タイヤＴを載置部１７に載せるとタイヤ掛具１６が引掛体１６２によって廃タイヤＴを引っ掛ける。廃タイヤＴは、搬送チェーン１５の周動に伴いガイドレール１１に沿って上昇する。廃タイヤＴは、ガイドレール１１の上部で送出装置１９へ移り、送出装置１９によって乾留炉２の投入口２１へ投入される。この廃タイヤＴの投入は、必要なだけ連続的に行われる。
【００５０】
（２）廃タイヤＴが乾留炉２内部に所要の量だけたまると、吊り操作具２３の操作によって蓋体２２が閉じられる。蓋体２２は、投入口２１を完全に密封する。
次に、ガスバーナ２５１によりロストル構造体２４に受けられている廃タイヤＴに着火する。乾留炉２内部は低酸素状態に調節されており、廃タイヤＴは高温で分解され、揮発成分がガス化し、乾留ガスが発生する。着火以降の乾留は、自燃により行われる。
【００５１】
（３）乾留ガスは、ガス送給路３を通り燃焼炉４へ導入される。乾留ガスは燃焼炉４へ移動するとき、乾留炉２において温度が低い炉上部側を移動せず、高温の乾留部２９近傍を通り移動するので、高温のままで燃焼炉へ導入され、従来の装置のように冷やされて液化してしまうことが防止できる。また、廃タイヤＴが高温で分解されて残った固形分（焼却灰）は、乾留終了後、下部ロストル２６を開放することにより、落下口２８を通り、灰回収装置８の灰回収容器８４に落ちてたまる。灰回収容器８４にたまった灰は、適宜、灰回収容器８４を開口部８２側へ移動させて取り出される。
【００５２】
（４）燃焼炉４に導入された乾留ガスにガスバーナ４７０によって点火する。乾留ガスの燃焼によって、燃焼ガスが助燃装置５を下から上へ通ってさらに効率よく燃焼する。
燃焼ガスまたは燃焼前の乾留ガスまたは導入される空気は、図５に矢印で示すように、まず通気空間４７から助燃装置４５の各取付通孔４５９及び通気孔４５６から円筒部４５２内に入り、各リボンスクリューＲに沿って攪拌され、または乱流を生じながら上方へ流れる。さらに、円筒部４５１内に入り、ガスの一部は各リボンスクリューＲに沿って上昇し、他は円筒部４５１内の通気孔４５７が設けられていない部分の内部で乱流となる。また、通気空間４７を通る空気などは通気孔４５７から円筒部４５１内に入り上記ガスと混合される。そして、燃焼ガスなどを含む排気（廃気）は助燃装置４５の各取付通孔４５８を通り、上方の熱交換装置５へ導入される。
【００５３】
このように、燃焼ガスまたは燃焼前の乾留ガスまたは導入される空気は、各リボンスクリューＲに沿って流れることによって撹拌または乱流化され、乾留ガスまたは燃焼ガスあるいは空気を含む混合ガスが燃焼する部分が平均化するために、むらなく燃焼する。これにより、燃焼炉４内で乾留ガスが完全燃焼しやすくなるので、ダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することができる。また、上記したように乾留ガスは液化することが防止されるので、乾留炉２で発生した乾留ガスのうちのほとんどを燃焼炉４において燃焼させることができる。これにより、次行程の熱交換装置５による熱エネルギーの回収効率が向上する。
【００５４】
（５）上記のように、燃焼炉４で生じた排気は、熱交換装置５に導入され、熱交換によって温水または熱水がつくられ、熱エネルギーが回収されて利用される。なお、ウォータジャケット５０内に生じる蒸気は、蒸気排出筒５５から大気中へ排出され、内部は大気圧に保たれている。さらに、熱交換装置５によって熱交換に使用された排気は、サイクロン７で塵埃が分離され、大気中へ放出される。
【００５５】
（６）なお、燃焼制御装置６により、燃焼炉４における燃焼温度は燃焼温度センサ６０によって検知されており、燃焼温度が基準値より低いと乾留炉２への空気の供給量を増やして乾留ガスの発生量を増やし、逆に燃焼温度が基準値より高いと乾留炉２への空気の供給量を減らして乾留ガスの発生量を少なくする制御が行われる。また、必要に応じて燃焼炉４への空気の供給量を調節する。これにより、燃焼炉４において乾留ガスを常に基準値以上の温度で燃焼させることができ、さらに過熱も防止できるので、比較的低温の燃焼により発生するダイオキシンなどの有害物質の発生を防止すると共に、過熱により燃焼炉４をはじめとする装置の傷みを抑えることができる。
【００５６】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまで説明上のものであって限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示されている実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置の正面視一部断面説明図。
【図２】廃棄物焼却ボイラー装置の正面視説明図。
【図３】廃棄物焼却ボイラー装置の平面視説明図。
【図４】廃棄物焼却ボイラー装置の背面視説明図。
【図５】燃焼炉内に設けられている助燃装置の縦断面説明図。
【図６】（ａ）は助燃装置の平面視説明図、（ｂ）は底面視説明図。
【図７】助燃装置に使用されているリボンスクリューの斜視図。
【図８】熱交換装置の縦断面説明図。
【図９】熱交換装置の平面視説明図。
【図１０】図８におけるＩ−Ｉ断面図。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ 廃棄物焼却ボイラー装置
１ 廃タイヤ送り装置
１０ 基台
１１ ガイドレール
１２ ガイド溝
１３ プーリ
１４ プーリ
１５ 搬送チェーン
１６ タイヤ掛具
１６０ 基体
１６１ ローラ
１６２ 引掛体
１７ 載置部
１８ 駆動装置
１９ 送出装置
２ 乾留炉
２０ 炉本体
２１ 投入口
２２ 蓋体
２２０ 蓋枠部材
２２１ ヒンジ部
２３ 吊り操作具
２３０ ワイヤ
２４ ロストル構造体
２４０ ロストル部
２４１ 給気部材
２４２ 給気部材
２４３ 給気孔
２５ 取付口
２５０ 蓋板
２５１ ガスバーナ
２６ 下部ロストル
２６０ 給気部材
２８ 落下口
２９ 乾留部
３ ガス送給路
４ 燃焼炉
４０ 籠体
４１ 給気部材
４２ 給気部材
４３ 給気孔
４４ 載置台
４４０ 通し口
４５ 助燃装置
４５０ ケース
４５１ 円筒部
４５２ 円筒部
４５３ 円環板
４５４ 上板
４５５ 下板
４５６ 通気孔
４５７ 通気孔
４５８ 取付通孔
４５９ 取付通孔
４６０ 通孔
４６１ ピン
Ｒ リボンスクリュー
４７ 通気空間
４７０ ガスバーナ
４８ 通気空間
４９ 区画部材
４９０ 排気口
５ 熱交換装置
５０ ウォータジャケット
５１ 通気路
５２ 通気路
５３ 通気管
５４ 上面板
５５ 蒸気排出筒
６ 燃焼制御装置
６０ 燃焼温度センサ
６１ ブロワ
６２、６３、６４、６５ 給気経路
６６ ブロワ
６７、６８ 給気経路
７ サイクロン
７０ 排気筒
７１ 噴気管
８ 灰回収装置
８０ 箱体
８１ 開口部
８２ 開口部
８３ 蓋体
８４ 灰収容容器
８５ 車輪
８８ レール
８９ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却ボイラー装置に関するものである。更に詳しくは、可燃性の廃棄物を乾留して発生した乾留ガスが燃焼する前に液化することがなく、さらに乾留ガスを効率的に燃焼させて有害物の発生を抑制し、熱エネルギーとして回収できる廃棄物焼却ボイラー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、廃タイヤなどの可燃性の廃棄物を有害物の発生を抑制しながら処理することは、地球環境を維持または改善する上で重要な課題のひとつである。可燃性の廃棄物を上記のように好適に処理するものとして、例えば特許文献１記載の乾留ガス化燃焼装置の燃焼制御システムがある。
このシステムは、可燃性の廃棄物を乾留炉で乾留してガス化し、その乾留ガスを燃焼炉で燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを廃熱回収装置によって回収する工程を自動化したものである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４３７９５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された乾留ガス化燃焼装置の燃焼制御システムには、次のような課題があった。
すなわち、このシステムは、上記したように可燃性の廃棄物を乾留してガス化し、その乾留ガスを燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを回収する工程を自動化したものであるが、乾留炉から燃焼炉へ乾留ガスを送る経路は、図１からも分かるように各炉の上部側をつなぐように設けられている。
【０００５】
乾留ガスは乾留炉内において高温下で発生し、性質上、上方へ向かうために、このような構造となっているが、乾留炉の上部または経路は下部の乾留ガスが発生するところに比べて温度がやや低いので、乾留ガスがここを通るときに冷やされ、一部が液化してしまう。液化したガスは、乾留炉において下部に垂れ落ち、その回収はきわめて困難である。このため、乾留炉で発生した乾留ガスのうちの液化した一部は燃焼炉において燃焼させることができず、熱エネルギーの回収効率も悪くなる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、廃タイヤなど可燃性の廃棄物を乾留炉で乾留してガス化し、その乾留ガスを燃焼炉で燃焼させ、燃焼時の熱エネルギーを廃熱回収装置によって回収するものにおいて、乾留炉内で発生した乾留ガスを燃焼炉へ送るまでに、乾留ガスが冷やされて液化することを防止して、熱エネルギーの回収効率を向上させることである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、さらに、燃焼炉において乾留ガスを効率的に燃焼させてダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、
可燃廃棄物を収容して乾留する乾留炉と、
乾留炉で生じた乾留ガスを燃焼させる燃焼炉と、
乾留炉から燃焼炉へ乾留ガスを送るガス送給路と、
燃焼炉において生じる燃焼熱を回収する熱交換装置と、
燃焼炉における燃焼温度を検知し、乾留炉への酸素または空気の供給量を制御する燃焼制御手段と、
を備えており、
ガス送給路は、乾留炉の乾留部または乾留部より下側から導出され、燃焼炉に導入されるよう構成されている、
廃棄物焼却ボイラー装置である。
【０００９】
本発明は、
燃焼炉の内部に乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段が設けられているのがより好ましい。
【００１０】
本発明は、
乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段が、燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられたリボンスクリューであるのがより好ましい。
【００１１】
（作用）
本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１２】
乾留炉(2)内へ廃タイヤ(T)などの可燃性廃棄物を送り所要量収容する。可燃性廃棄物は連続的に送ってもよいし、バッチ的に送ってもよい。
乾留炉(2)内に収容された可燃性廃棄物に着火し、可燃性廃棄物を乾留炉(2)内において低酸素状態で乾留する。乾留によって乾留ガスが発生する。乾留ガスは、乾留炉(2)の乾留部(29)または乾留部(29)より下側から導出されているガス送給路(3)を通り、燃焼炉(4)へ導入される。
乾留ガスは燃焼炉(4)へ移動するとき、乾留炉(2)において温度が低い炉上部側を移動することなく、高温のままで燃焼炉(4)へ導入され、冷やされて液化することが防止される。
【００１３】
燃焼炉(4)において乾留ガスは燃焼し、熱交換装置(5)によって、例えば水を加熱して温水または熱水を得ることにより、熱エネルギーを回収することができる。なお、乾留ガスは上記のように液化することが防止されるので、乾留炉(2)で発生した乾留ガスのうちのほとんどを燃焼炉(4)において燃焼させることができる。これにより、熱エネルギーの回収効率が向上する。燃焼炉(4)で生じた排気は、熱交換装置(5)を通り、サイクロン(7)で塵埃が分離され、大気中へ放出される。
【００１４】
また、燃焼制御手段(6)により、燃焼炉(4)（あるいはその近傍）における燃焼温度は検知されており、例えば燃焼温度が基準値より低いと乾留炉(2)への酸素または空気の供給量を増やして乾留ガスの発生量を増やし、逆に燃焼温度が基準値より高いと乾留炉(3)への酸素または空気の供給量を減らして乾留ガスの発生量を少なくする制御が行われる。これにより、燃焼炉(4)において乾留ガスを常に基準値以上の温度で燃焼させ、さらに過熱も防止できるので、比較的低温の燃焼により発生するダイオキシンなどの有害物質の発生を防止すると共に、過熱により燃焼炉(4)をはじめとする装置の傷み（劣化）を抑えることができる。
【００１５】
燃焼炉(4)内に燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられたリボンスクリュー(R)など、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段(45)が設けられているものは、乾留ガスまたは燃焼ガスあるいはその混合ガスが燃焼する部分が平均化し、むらなく燃焼する。これにより、燃焼炉(4)内で乾留ガスが完全燃焼しやすくなるので、ダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することができ、熱エネルギーの回収効率もさらに向上する。
【発明の効果】
【００１６】
（ａ）本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置によれば、乾留炉から燃焼炉へ乾留ガスを送るガス供給炉が乾留炉の乾留部または乾留部より下側から導出されているので、乾留ガスは燃焼炉へ移動するとき、乾留炉において温度が低い炉上部側を通らないで高温のまま燃焼炉へ導入され、冷やされて液化することが防止される。したがって、乾留炉で発生した乾留ガスのうちのほとんどを燃焼炉において燃焼させることができるので、熱エネルギーの回収効率を向上させることができる。
【００１７】
（ｂ）燃焼炉内に燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられたリボンスクリューなど、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段が設けられているものは、乾留ガスまたは燃焼ガスあるいはその混合ガスが燃焼する部分が平均化し、むらなく燃焼させることができる。したがって、燃焼炉内で乾留ガスが完全燃焼しやすくなるので、ダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することができ、熱エネルギーの回収効率もさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図に示した実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置の正面視一部断面説明図、
図２は廃棄物焼却ボイラー装置の正面視説明図、
図３は廃棄物焼却ボイラー装置の平面視説明図、
図４は廃棄物焼却ボイラー装置の背面視説明図である。
【００２０】
廃棄物焼却ボイラー装置Ａは、可燃性廃棄物である廃タイヤを乾留炉へ送る廃タイヤ送り装置１、廃タイヤを収容して乾留する乾留炉２、乾留炉２で生じた乾留ガスを燃焼炉へ送るガス送給路３、乾留ガスを燃焼させる燃焼炉４、燃焼炉４において生じる燃焼熱を回収する熱交換装置５、燃焼炉４における燃焼温度を検知し、乾留炉２への空気の供給量を制御する燃焼制御装置６、排気から塵埃を分離するサイクロン７および乾留炉２において生じる焼却灰を回収する灰回収装置８を備えている。
【００２１】
廃棄物焼却ボイラー装置Ａは、廃タイヤを処理できるものであるが、例えば可燃廃棄物を乾留炉へ送る装置を取り換えれば、他の可燃廃棄物を処理する装置として使用することもできる。なお、廃棄物焼却ボイラー装置Ａは、殆どの部分が耐熱性に優れた鉄などの金属を材料として形成されており、下記説明においては材料について特に説明しない。
【００２２】
（廃タイヤ送り装置１）
廃タイヤ送り装置１は、地面に設置されている基台１０を有している。基台１０から乾留炉２の投入口２１にかけて、ガイドレール１１が設けられている。ガイドレール１１は、角管体の上面側に全長にわたり内外を貫通してガイド溝１２が設けられている構造を有している。ガイドレール１１は、下部側が傾斜し、上部側の一部は水平となっており、水平部には、送られてきた廃タイヤをさらに投入口２１へ送り出すコンベヤ部を有する送出装置１９が設けられている。
【００２３】
ガイドレール１１の上部先端側および下部先端側には、それぞれ軸支されたプーリ１３、１４が設けられている。プーリ１３、１４には、搬送チェーン１５が掛けられている。搬送チェーン１５の上り経路側はガイドレール１１の内部を通り、下り経路側はガイドレール１１の外部を通っている。搬送チェーン１５には、一定の間隔で五箇所にタイヤ掛具１６が取り付けられている。タイヤ掛具１６は、搬送チェーン１５に取り付けられる基体１６０の前後にローラ１６１を有し、中央部には引掛体１６２を有している。引掛体１６２は、タイヤ掛具１６がガイドレール１１内部を通るときに、ガイド溝１２から外部へ突出する。
【００２４】
なお、上記基台１０には、ガイドレール１１の下端に対応する箇所に、廃タイヤを置く載置部１７が設けられている。また、基台１０には、モータ（符号省略）を備え、上記ガイドレール１１の下部側のプーリ１４を駆動する駆動装置１８が設けられている。
廃タイヤ送り装置１によれば、載置部１７に置いた廃タイヤを上り移動するタイヤ掛具１６の引掛体１６２で引っ掛け、ガイドレール１１の上部にある乾留炉２の上部にある送出装置１９まで送ることができる。廃タイヤは送出装置１９に移り、送出装置１９のコンベヤ部で送り出され、投入口２１に投入される。
【００２５】
（乾留炉２）
乾留炉２は、円筒形状の炉本体２０を有している。炉本体２０の上部には全体が開口した投入口２１が設けられている。投入口２１の口縁部には、蓋枠部材２２０が取り付けられており、蓋枠部材２２０には、蓋体２２がヒンジ部２２１を介し回動可能に設けられている。蓋枠部材２２０の一方側（ヒンジ部２２１とは反対側）には、上記ガイドレール１１の上部側の先端が取り付けられている。
【００２６】
蓋体２２は、炉本体２０の上部側に設けられている吊り操作具２３のワイヤ２３０による操作によって開閉操作を行うことができる。吊り操作具２３によって蓋体２２を上下方向に回動させることにより、投入口２１を開閉することができる。なお、蓋体２２及び蓋枠部材２２０は、蓋枠部材２２０の上面側に水を入れた溝を設け、この溝に蓋体２２の外周部の条を嵌め入れる水封構造を採用しており、密封を確実にしている。
また、蓋体２２及び蓋枠部材２２０は、下方の乾留部の高熱による劣化を抑えるために、内部に冷却水を入れることができるウォータジャケット構造となっている。蓋体２２及び蓋枠部材２２０だけでなく、乾留炉２の炉本体２０および燃焼炉４も外壁部が冷却水を入れるウォータジャケット構造となっている。
【００２７】
炉本体２０の下端部には、焼却灰を落下させるための筒状の落下口２８が設けられている。落下口２８の口縁部には、冷却水を入れるウォータジャケット構造を有する下部ロストル２６が設けられている。下部ロストル２６は、開閉可能な構造を有し、乾留時には封鎖される構造となっている。下部ロストル２６の開閉構造は時に限定されるものではなく、公知の各種手段が採用できる。なお、乾留炉２下部の密封構造は、この構造に限定されるものではなく、例えば下部ロストルを開閉可能な構造とせず、乾留炉２の下部につながる灰回収装置８を密封可能な構造として乾留できる構造とすることもできる。
【００２８】
下部ロストル２６には、各部材の上部に給気部材２６０が設けられている。給気部材２６０は、断面Ｌ状のアングル部材を下部ロストル２６上面との間に通気空間部をつくるように溶接されている。給気部材２６０には、全長にわたり一定間隔で通気空間部に通じる給気孔（符号省略）が設けられている。
【００２９】
落下口２８のやや上方には、廃タイヤを受けて支えるロストル構造体２４が設けられている（図１参照）。ロストル構造体２４は、ロストル部２４０を有し、ロストル部２４０はウォータジャケット構造の複数の管体（角管）を所要間隔で水平に並設した構造である。落下口２８の下方には、後述の灰回収装置８が設けられている。
【００３０】
ロストル部２４０の上方には、給気部材２４１、２４２が設けられている。給気部材２４１は、炉本体２０の内壁に周方向へ沿うように全周にわたり固定されている。給気部材２４２は複数設けられており、それぞれ上端が給気部材２４１に連通し、下端はロストル部２４０に固着され、かつ炉本体２０の中心方向へやや窄まる角度で設けられている。
【００３１】
なお、給気部材２４１、２４２は、断面Ｌ状のアングル部材を炉本体２０の内壁との間に通気空間部をつくるように溶接されている。給気部材２４１、２４２には、全長にわたり一定間隔で通気空間部に通じる給気孔２４３が設けられている。
また、炉本体２０の下部側には取付口２５が開口してあり、取付口２５には蓋板２５０を介して着火用のガスバーナ２５１が設けられている。
【００３２】
（灰回収装置８）
灰回収装置８は、設置面に設けられた穴８９に収容して設けられている。灰回収装置８は穴８９に入れられた箱体８０を有し、箱体８０の上部二箇所には開口部８１、８２が設けられている。一方の開口部８１は、上記乾留炉２の真下に開口している。他方の開口部８２は、乾留炉２と上記廃タイヤ送り装置１の基台１０との間に開口しており、着脱可能な蓋体８３が被せてある。
【００３３】
箱体８０の内部には、上部が開口した灰収容容器８４が収容されている。灰収容容器８４は底部に車輪８５を有しており、箱体８０の底部に敷設されているレール８８に案内されて上記二箇所の開口部８１、８２の間で移動が可能である。また、レール８８を設けずに、灰収容容器８４の底部にキャスタを設けるようにしてもよい。
なお、灰回収装置８は、必ずしも設ける必要はないが、設けることによって、より安全で効率的な焼却灰の回収が可能になる。
【００３４】
（ガス送給路３）
ガス送給路３は、乾留炉２の下端部に、隣接する燃焼炉４へ向け横方向に設けられている。ガス送給路３の高さは、乾留炉２のロストル構造体２４を下限とする乾留部２９からロストル構造体２４より下側（つまり、乾留部２９より下側）にかかるように設定されている。ガス送給路３によって、乾留ガスは乾留炉２から燃焼炉４の下部に導入される。
【００３５】
（燃焼炉４）
図５は燃焼炉内に設けられている助燃装置の縦断面説明図、
図６の（ａ）は助燃装置の平面視説明図、（ｂ）は底面視説明図、
図７は助燃装置に使用されているリボンスクリューの斜視図である。
【００３６】
燃焼炉４は、円筒形状であり、上記したようにウォータジャケット構造である。燃焼炉４の内底部には、下部側がやや窄まり上部が開口した籠体４０が設けられている。籠体４０は、金属ネットでつくられており、通気（乾留ガスの流通）が可能である。なお、籠体４０は、上方の燃焼部へ移動する乾留ガスに含まれる比較的大きな固形分を分離するためのものであるが、必ずしも設ける必要はない。
【００３７】
籠体４０の上端位置には、給気部材４１が設けられている。給気部材４１は、上記給気部材２４１と同様の構造であり、炉本体２０の内壁に周方向へ沿うように全周にわたり固定されている。また、給気部材４１のやや上方には、給気部材４１と同様の構造の給気部材４２が設けられている。なお、給気部材４１、４２には、全長にわたり一定間隔で通気空間部に通じる給気孔４３が設けられている。
【００３８】
上部の給気部材４２のさらに上方には、中央に円形の通し口４４０を有する板状の載置台４４が設けられている。載置台４４は、本実施の形態において、それ自体は通気性がないが、板体に限定されるものではなく、通気ができる部材で形成してもよいし、複数の部材を所要間隔で配し、通気可能にした構造でもよい。載置台４４には、助燃装置４５が載置されている。
【００３９】
図５を主に参照する。
助燃装置４５は、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段を構成するものである。助燃装置４５は、ケース４５０を有している。ケース４５０は、径大の円筒部４５１、径小の円筒部４５２、円筒部４５１、４５２をつなぐ円環板４５３、円筒部４５１の上端部に設けられている上板４５４、円筒部４５２の下端部に設けられている下板４５５により構成されている。径小の円筒部４５２には、多数の通気孔４５６が所要の間隔で周壁の全面にわたり設けられている。また、径大の円筒部４５１には、下端側に上下二列に全周にわたり多数の通気孔４５７が所要の間隔で設けられている。
【００４０】
図６を主に参照する。
ケース４５０の上板４５４の中央部分には多数の円形の取付通孔４５８が貫通して設けられており、下板４５５にも同様に多数の円形の取付通孔４５９が貫通して設けられている。各取付通孔４５８と各取付通孔４５９は、それぞれ鉛直方向へ対応する箇所に設けられている。そして、互いに対応する取付通孔４５８と取付通孔４５９の間には、リボンスクリューＲが取り付けてある。リボンスクリューＲは、図７に示すように細い帯板を所要のピッチで螺旋状に捻った構造を有している。本実施の形態では、２９本のリボンスクリューＲが乾留ガスまたは燃焼ガスの移動方向に沿うように並設されている。
【００４１】
各リボンスクリューＲの上端部は上板４５４の取付通孔４５８を貫通し、下端部は下板４５５の取付通孔４５９を貫通している。そして、各リボンスクリューＲは、その両端寄りに設けてある通孔４６０に、上板４５４と下板４５５の外面側に着脱可能に固定されている複数のピン４６１を通して固定されている。なお、リボンスクリューＲの取付通孔４５８、４５９への取付構造は、上記に限定されるものではなく、取付通孔４５８、４５９を塞がないものであれば各種公知手段が採用できる。
【００４２】
助燃装置４５は、径小の円筒部４５２を載置台４４の通し口４４０に差し込み、載置台４４に円環板４５３を当てて載置されている（図１参照）。この状態で、径小の円筒部４５２と燃焼炉４の内壁との間には通気空間４７が形成されており、径大の円筒部４５１と燃焼炉４の内壁との間にも通気空間４８が形成されている。なお、通気空間４７の下部側には、点火用のガスバーナ４７０が設けられている。
燃焼炉４の上端部には、ケース４５０の上板４５４及び円筒部４５１の上部側に沿うように板状の区画部材４９が設けられている。区画部材４９の中央部には、上記上板４５４の全取付通孔４５８を塞がないように排気口４９０が設けられている。排気口４９０には、熱交換装置５が接続されている。
【００４３】
（熱交換装置５）
図８は熱交換装置の縦断面説明図、
図９は熱交換装置の平面視説明図、
図１０は図８におけるＩ−Ｉ断面図である。
【００４４】
熱交換装置５は、ウォータジャケット５０を有している。ウォータジャケット５０内の一端側には、上記排気口４９０と連通する通気路５１を有している。また、ウォータジャケット５０内の他端側には、後述するサイクロン７へ通じる通気路５２を有している。通気路５２は、図３に示すようにサイクロン７の導入部の円筒部分に接線方向に交わるように水平に設けられている。
【００４５】
また、通気路５１、５２の間には、多数の熱交換用の通気管５３が通気路５１、５２を連通させて設けられている。なお、通気路５１には、後述する燃焼制御装置６を構成する燃焼温度センサ６０が設けられている。
ウォータジャケット５０の上面板５４ほぼ中央には、蒸気排出筒５５が設けられている。ウォータジャケット５０内の水位は、上面板５４と若干の隙間が空くように制御されている。ウォータジャケット５０内で熱交換によりつくられた温水または熱水は、図示を省略した送給経路によって給湯装置などの所定の利用機器へ送られる。
【００４６】
（燃焼制御装置６）
図２、図３、図４を主に参照する。
燃焼制御装置６は、上記ウォータジャケット５０の通気路５１内に設けられている燃焼温度センサ６０を有している。また、一方のブロワ６１から送られる空気は、給気経路６２、６３、６４、６５を通り、それぞれ給気部材２６０、給気部材２４１、２４２、給気部材４１、給気部材４２に送ることができる。また、他方のブロワ６６から送られる空気は、後述する噴気管７１に通じている。
【００４７】
さらに、ブロワ６６から送られる空気は、給気経路６７、６８を通り、燃焼炉４の通気空間４７、４８に送ることができる。給気経路６７、６８はそれぞれ三経路に分岐しており、通気空間４７の三箇所及び通気空間４８の三箇所に給気することができる。
なお、本実施の形態では、燃焼温度センサ６０が検出した燃焼温度を基に、給気経路６２、６３、６４、６５及び給気経路６７、６８に設けられているバルブ（符号省略）を手動で調節して給気量を調節するが、公知の制御装置を使用して給気量の調節を自動化することもできる。
【００４８】
（サイクロン７）
上記熱交換装置５から排出された排気はサイクロン７に導入され、排気中の塵埃が取り除かれて排気筒７０を通り大気中へ放出される。
なお、排気筒７０の内部下側には、上方へ向け空気を噴出する噴気管７１が設けられている。噴気管７１から空気を噴射することにより、排気筒７０内部に排出側である上方へ向かう空気の流れをつくることができる。排気筒７０は、比較的短くコンパクトにつくられているが、上記噴気管７１の作用により円滑で効率的な排気が可能である。
【００４９】
（作用）
図１ないし図１０を参照して本実施の形態に係る廃棄物焼却ボイラー装置の作用を説明する。
（１）廃タイヤ送り装置１によって、廃タイヤＴを乾留炉２へ送る。廃タイヤＴを載置部１７に載せるとタイヤ掛具１６が引掛体１６２によって廃タイヤＴを引っ掛ける。廃タイヤＴは、搬送チェーン１５の周動に伴いガイドレール１１に沿って上昇する。廃タイヤＴは、ガイドレール１１の上部で送出装置１９へ移り、送出装置１９によって乾留炉２の投入口２１へ投入される。この廃タイヤＴの投入は、必要なだけ連続的に行われる。
【００５０】
（２）廃タイヤＴが乾留炉２内部に所要の量だけたまると、吊り操作具２３の操作によって蓋体２２が閉じられる。蓋体２２は、投入口２１を完全に密封する。
次に、ガスバーナ２５１によりロストル構造体２４に受けられている廃タイヤＴに着火する。乾留炉２内部は低酸素状態に調節されており、廃タイヤＴは高温で分解され、揮発成分がガス化し、乾留ガスが発生する。着火以降の乾留は、自燃により行われる。
【００５１】
（３）乾留ガスは、ガス送給路３を通り燃焼炉４へ導入される。乾留ガスは燃焼炉４へ移動するとき、乾留炉２において温度が低い炉上部側を移動せず、高温の乾留部２９近傍を通り移動するので、高温のままで燃焼炉へ導入され、従来の装置のように冷やされて液化してしまうことが防止できる。また、廃タイヤＴが高温で分解されて残った固形分（焼却灰）は、乾留終了後、下部ロストル２６を開放することにより、落下口２８を通り、灰回収装置８の灰回収容器８４に落ちてたまる。灰回収容器８４にたまった灰は、適宜、灰回収容器８４を開口部８２側へ移動させて取り出される。
【００５２】
（４）燃焼炉４に導入された乾留ガスにガスバーナ４７０によって点火する。乾留ガスの燃焼によって、燃焼ガスが助燃装置５を下から上へ通ってさらに効率よく燃焼する。
燃焼ガスまたは燃焼前の乾留ガスまたは導入される空気は、図５に矢印で示すように、まず通気空間４７から助燃装置４５の各取付通孔４５９及び通気孔４５６から円筒部４５２内に入り、各リボンスクリューＲに沿って攪拌され、または乱流を生じながら上方へ流れる。さらに、円筒部４５１内に入り、ガスの一部は各リボンスクリューＲに沿って上昇し、他は円筒部４５１内の通気孔４５７が設けられていない部分の内部で乱流となる。また、通気空間４７を通る空気などは通気孔４５７から円筒部４５１内に入り上記ガスと混合される。そして、燃焼ガスなどを含む排気（廃気）は助燃装置４５の各取付通孔４５８を通り、上方の熱交換装置５へ導入される。
【００５３】
このように、燃焼ガスまたは燃焼前の乾留ガスまたは導入される空気は、各リボンスクリューＲに沿って流れることによって撹拌または乱流化され、乾留ガスまたは燃焼ガスあるいは空気を含む混合ガスが燃焼する部分が平均化するために、むらなく燃焼する。これにより、燃焼炉４内で乾留ガスが完全燃焼しやすくなるので、ダイオキシンなどの有害物の発生をより確実に抑制することができる。また、上記したように乾留ガスは液化することが防止されるので、乾留炉２で発生した乾留ガスのうちのほとんどを燃焼炉４において燃焼させることができる。これにより、次行程の熱交換装置５による熱エネルギーの回収効率が向上する。
【００５４】
（５）上記のように、燃焼炉４で生じた排気は、熱交換装置５に導入され、熱交換によって温水または熱水がつくられ、熱エネルギーが回収されて利用される。なお、ウォータジャケット５０内に生じる蒸気は、蒸気排出筒５５から大気中へ排出され、内部は大気圧に保たれている。さらに、熱交換装置５によって熱交換に使用された排気は、サイクロン７で塵埃が分離され、大気中へ放出される。
【００５５】
（６）なお、燃焼制御装置６により、燃焼炉４における燃焼温度は燃焼温度センサ６０によって検知されており、燃焼温度が基準値より低いと乾留炉２への空気の供給量を増やして乾留ガスの発生量を増やし、逆に燃焼温度が基準値より高いと乾留炉２への空気の供給量を減らして乾留ガスの発生量を少なくする制御が行われる。また、必要に応じて燃焼炉４への空気の供給量を調節する。これにより、燃焼炉４において乾留ガスを常に基準値以上の温度で燃焼させることができ、さらに過熱も防止できるので、比較的低温の燃焼により発生するダイオキシンなどの有害物質の発生を防止すると共に、過熱により燃焼炉４をはじめとする装置の傷みを抑えることができる。
【００５６】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまで説明上のものであって限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示されている実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る廃棄物焼却ボイラー装置の正面視一部断面説明図。
【図２】廃棄物焼却ボイラー装置の正面視説明図。
【図３】廃棄物焼却ボイラー装置の平面視説明図。
【図４】廃棄物焼却ボイラー装置の背面視説明図。
【図５】燃焼炉内に設けられている助燃装置の縦断面説明図。
【図６】（ａ）は助燃装置の平面視説明図、（ｂ）は底面視説明図。
【図７】助燃装置に使用されているリボンスクリューの斜視図。
【図８】熱交換装置の縦断面説明図。
【図９】熱交換装置の平面視説明図。
【図１０】図８におけるＩ−Ｉ断面図。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ 廃棄物焼却ボイラー装置
１ 廃タイヤ送り装置
１０ 基台
１１ ガイドレール
１２ ガイド溝
１３ プーリ
１４ プーリ
１５ 搬送チェーン
１６ タイヤ掛具
１６０ 基体
１６１ ローラ
１６２ 引掛体
１７ 載置部
１８ 駆動装置
１９ 送出装置
２ 乾留炉
２０ 炉本体
２１ 投入口
２２ 蓋体
２２０ 蓋枠部材
２２１ ヒンジ部
２３ 吊り操作具
２３０ ワイヤ
２４ ロストル構造体
２４０ ロストル部
２４１ 給気部材
２４２ 給気部材
２４３ 給気孔
２５ 取付口
２５０ 蓋板
２５１ ガスバーナ
２６ 下部ロストル
２６０ 給気部材
２８ 落下口
２９ 乾留部
３ ガス送給路
４ 燃焼炉
４０ 籠体
４１ 給気部材
４２ 給気部材
４３ 給気孔
４４ 載置台
４４０ 通し口
４５ 助燃装置
４５０ ケース
４５１ 円筒部
４５２ 円筒部
４５３ 円環板
４５４ 上板
４５５ 下板
４５６ 通気孔
４５７ 通気孔
４５８ 取付通孔
４５９ 取付通孔
４６０ 通孔
４６１ ピン
Ｒ リボンスクリュー
４７ 通気空間
４７０ ガスバーナ
４８ 通気空間
４９ 区画部材
４９０ 排気口
５ 熱交換装置
５０ ウォータジャケット
５１ 通気路
５２ 通気路
５３ 通気管
５４ 上面板
５５ 蒸気排出筒
６ 燃焼制御装置
６０ 燃焼温度センサ
６１ ブロワ
６２、６３、６４、６５ 給気経路
６６ ブロワ
６７、６８ 給気経路
７ サイクロン
７０ 排気筒
７１ 噴気管
８ 灰回収装置
８０ 箱体
８１ 開口部
８２ 開口部
８３ 蓋体
８４ 灰収容容器
８５ 車輪
８８ レール
８９ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃廃棄物を収容して乾留する乾留炉(2)と、
乾留炉(2)で生じた乾留ガスを燃焼させる燃焼炉(4)と、
乾留炉(2)から燃焼炉へ乾留ガスを送るガス送給路(3)と、
燃焼炉(4)において生じる燃焼熱を回収する熱交換装置(5)と、
燃焼炉(4)における燃焼温度を検知し、乾留炉(2)への酸素または空気の供給量を制御する燃焼制御手段(6)と、
を備えており、
ガス送給路(3)は、乾留炉(2)の乾留部(29)または乾留部(29)より下側から導出され、燃焼炉(4)に導入されるよう構成されている、
廃棄物焼却ボイラー装置。
【請求項２】
燃焼炉(4)の内部に、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段(45)が設けられている、
請求項１記載の廃棄物焼却ボイラー装置。
【請求項３】
燃焼炉(4)の内部に、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化するために、リボンスクリュー(R)が燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられている、
請求項１記載の廃棄物焼却ボイラー装置。
【請求項１】
可燃廃棄物を収容して乾留する乾留炉(2)と、
乾留炉(2)で生じた乾留ガスを燃焼させる燃焼炉(4)と、
乾留炉(2)から燃焼炉へ乾留ガスを送るガス送給路(3)と、
燃焼炉(4)において生じる燃焼熱を回収する熱交換装置(5)と、
燃焼炉(4)における燃焼温度を検知し、乾留炉(2)への酸素または空気の供給量を制御する燃焼制御手段(6)と、
を備えており、
ガス送給路(3)は、乾留炉(2)の乾留部(29)または乾留部(29)より下側から導出され、燃焼炉(4)に導入されるよう構成されている、
廃棄物焼却ボイラー装置。
【請求項２】
燃焼炉(4)の内部に、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化する手段(45)が設けられている、
請求項１記載の廃棄物焼却ボイラー装置。
【請求項３】
燃焼炉(4)の内部に、乾留ガスまたは燃焼ガスの流れを撹拌または乱流化するために、リボンスクリュー(R)が燃焼ガスの移動方向に沿うように複数並行して設けられている、
請求項１記載の廃棄物焼却ボイラー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−８２５８８（Ｐ２００８−８２５８８Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６１５２９（Ｐ２００６−２６１５２９）
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（５９２１７１３７１）株式会社有明工業 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（５９２１７１３７１）株式会社有明工業 (1)
【Ｆターム（参考）】
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