説明

焼却炉

【課題】コンパクトで燃焼効率がよく、排出ガスが無煙、無臭でしかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、COなどの発生を著しく減少させることのできるとともに、消費燃料の少ない焼却炉を提供する。
【解決手段】焼却物を乾溜ガス化する乾溜ガス室2を内部に備えた炉体1と、乾溜ガス室2内の焼却物Cを焼却して乾溜ガス化する第1の燃焼器4と、乾溜ガス室2で発生した乾溜ガスを二次燃焼させるための燃焼筒7と、燃焼筒7内に乾溜ガスを流入するための乾溜ガス流入孔6と、燃焼筒7内の乾溜ガスを燃焼させるための第2の燃焼器8と、燃焼筒7内の排ガスを外部に排出するための煙突12とからなり、前記燃焼筒7の少なくとも前記乾溜ガス流入孔6を含む一部が乾溜ガス室2の領域内に配置されている構成。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば家庭ゴミ等の一般廃棄物や、産業廃棄物等の焼却処理に用いられる焼却炉に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、焼却炉として、炉体に設けられた開閉可能な投入口から焼却物を投入して燃焼室内でバーナーにより焼却物を燃焼させ、燃焼により生じる煤煙を煙突体から排出する構造のものが一般的であるが、このような一次的な燃焼方式では、炉体内での焼却物の燃焼が不完全燃焼となり易く、ダイオキシンなどの有害物質や粉塵、COを含む煤煙などを大量に大気中に放出し、環境汚染の大きな原因となっている。
【0003】
そこで、焼却物を燃焼させるための一次燃焼室に加え、この一次燃焼室からの燃焼ガスを更に燃焼させるための二次燃焼室を一次燃焼室の上方で炉体内部に形成し、再燃バーナーにより再燃焼させるようにして、COなどの未燃焼ガスうや煤煙の燃焼を促進するようにしたものが、例えば特許文献1や特許文献2で提案されている。
【0004】
しかし、この特許文献1や特許文献2の燃焼炉は、二次燃焼室を設けたことによりある程度の燃焼効果を高めることができるが、二次燃焼室が一次燃焼室の上段に隔壁によって区分けされた状態で個別に設けられているため、焼却炉全体が大型化すると共に、二次燃焼室の熱が一次燃焼室内の焼却物の加熱に利用されることがないので、熱損失が大きく燃料費等の運転コストが高くつき不経済であるといった問題点があった。
【0005】
また、炉体内に水平な助燃筒を設けて、助燃筒の上方にある投入口から焼却物を投入し、助燃筒の一端側からバーナーの火炎を噴射させて焼却物を燃焼させ、その排ガスを垂直な二次燃焼筒に導いて再燃焼させる焼却炉が特許文献3で提案されている。
【0006】
この特許文献3の焼却炉も、先に述べた焼却炉と同じように、二次燃焼筒が一次燃焼させるための助燃筒とは区分けされた状態で個別に設けられているため、装置全体が大型化すると共に、二次燃焼筒の熱が助燃筒での焼却物の加熱に利用されることがないので、熱損失が大きく、且つ燃料費が高くついて不経済であるといった欠点があった。
【特許文献1】特開平9−159128号公報
【特許文献2】特開平5−231624号公報
【特許文献3】特開2005−291687号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで本発明は上記の課題を解決することを図るものであって、コンパクトで燃焼効率がよく、排出ガスが無煙、無臭でしかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、COなどの発生を著しく減少させることのできる焼却炉を低コストで提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成する為に本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明に係る焼却炉にあっては、焼却物を乾溜ガス化するための乾溜ガス室を内部に備えた炉体と、乾溜ガス室内の焼却物を焼却して乾溜ガス化する第1の燃焼器と、乾溜ガス室で発生した乾溜ガスを二次燃焼させるための燃焼筒と、燃焼筒内に乾溜ガスを流入するために燃焼筒周壁に形成された乾溜ガス流入孔と、燃焼筒内の乾溜ガスを燃焼させるための第2の燃焼器と、燃焼筒内の排ガスを外部に排出するための煙突とからなり、前記燃焼筒の少なくとも前記乾溜ガス流入孔を含む一部が乾溜ガス室の領域内に配置されている構造とした。
【発明の効果】
【0009】
本発明の焼却炉は上記の如く構成したので、第1の燃焼器の燃焼によって生じた乾溜ガス室の乾溜ガスが燃焼筒内に流入して第2の燃焼器により再燃されると共に、燃焼筒の乾溜ガス流入孔を含む一部が乾溜ガス室の領域を貫通して配置されている構造としたので、乾溜ガス室内にある燃焼筒の筒壁からの放射熱を乾溜ガスの加熱に利用することができて燃焼効率を更に高めることができ、これにより無煙、無臭でしかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、COなどの発生を著しく減少させるとともに燃費の削減を図ることができる、といった効果がある。
【0010】
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
上記発明において、前記燃焼筒が、乾溜ガス室を上下に貫通して配置されていてその上端に第2の燃焼器が設けられ、燃焼筒下部で前記煙突に連通され、乾溜ガス室の上部で燃焼筒周壁に乾溜ガスを流入させるための前記乾溜ガス流入孔が設けられている構造とするのがよい。
これにより、乾溜ガス室上部で燃焼筒に流入して再燃された排ガスは燃焼筒に沿って下方に流れるので、乾溜ガス燃焼後の高温の排ガスの熱を、乾溜ガス室内で燃焼筒上部から下部にわたって広い範囲で筒壁からの放射熱として有効に利用できると共に、燃焼筒を炉体から上部や側方に大きくはみ出ない状態でコンパクトに組成することができる。
【0011】
また本発明では、前記燃焼筒の少なくとも乾溜ガス室内に配置される部分の一部を冷却する冷却手段を設けるのが好ましい。この場合、この冷却手段が外気による空冷で行うように形成し、空冷に使用された空気を第2の燃焼器の燃焼空気として利用するようにするのがよい。
これにより、炉体内部の高温による燃焼筒の熱損傷を防止することができるとともに、熱交換で加温された空気によって第2の燃焼器の燃焼効果を促進することができる。
【0012】
また本発明では、前記第1の燃焼器又は第2の燃焼器若しくはその両方が、燃料噴射ノズルと、該噴射ノズルの燃料噴射軸線に対して接線方向に空気を供給する空気旋回供給器とを備えていて、供給される空気に渦流を発生させるように形成されている構造とするのがよい。
これにより、空気と燃料とが効果的に混合、攪拌されて燃焼効率を高めることが可能となる。
【実施例】
【0013】
以下において本発明にかかる焼却炉の具体的な内容を図に示した実施例に基づき説明する。図1〜図3は本発明の焼却炉の第1の実施例を示すものであって、符号1で炉本体を示す。炉本体1の内部に乾溜ガス室2が設けられ、焼却物を乾溜ガス室2に投入するための投入口3が炉本体1の壁面に設けられている。また、乾溜ガス室2に投入された焼却物Cを燃焼させるためのバーナー等の第1の燃焼器4が乾溜ガス室2の下方に配置されている。
【0014】
更に、乾溜ガス室2で焼却物Cを燃焼させることにより発生した乾溜ガスを再燃焼させるための燃焼筒7が設けられている。この燃焼筒7は、乾溜ガス室2内で乾溜ガスを燃焼筒内に流入させる複数の乾溜ガス流入孔6を備えた上下に長い筒部材7によって形成されている。本実施例では、乾溜ガス室2の上方部分が庇のように炉体側方に張り出して形成され、この張り出した乾溜ガス室2を上下に貫通するように燃焼筒7が配置されている。また、乾溜ガス流入孔6から燃焼筒7内に流入した乾溜ガスを燃焼させるためのバーナー等の第2の燃焼器8が燃焼筒7の上端に設けられ、燃焼筒7の下部は乾溜ガスを燃焼することによって生じた排ガスを外部に排出するための煙突12が接続されている。
【0015】
上記第1の燃焼器4並びに第2の燃焼器8は、燃料噴射ノズル9と、該噴射ノズル9の燃料噴射軸線に対して接線方向に空気を供給する空気旋回供給器10、燃焼用空気取入れ口11並びに点火装置(図示外)とからなり、空気旋回供給器10は図3に示すように、断面リング状の形態をなし、外周面から内側空間に向かって接線方向に開口した複数の空気導入孔10aを備え、ここから導入した空気と燃料噴射ノズル9からの燃料とによる火炎に渦流を発生させるように形成されている。
【0016】
上記の構成において、乾溜ガス室2に焼却物Cを投入して第1の燃焼器4を作動させて焼却物を燃焼させることにより乾溜ガス室2内に乾溜ガスが発生する。この乾溜ガスは、乾溜ガス流入孔6から燃焼筒7内に流入して第2の燃焼器8の火炎により再燃されてほぼ完全に燃焼され、その排ガスは煙突12から外部に排出される。また、乾溜ガス室2内で、燃焼筒7の筒壁から放射熱が乾溜ガス室2に放射されて焼却物Cを加熱して燃焼効率を更に助長する。これにより、煙突12から排出される排ガスが無煙、無臭で、しかもダイオキシン等の有害物質や、粉塵、COなどの含有量を著しく減少させることができると共に、燃費の節減を図ることができる。尚、前記燃焼筒7は、少なくとも乾溜ガス室2内に位置する部分を鉄等の熱伝導性に優れた材料で形成するのが好ましい。これにより燃焼筒7の筒壁からの放射熱の熱量を高めることができる。
【0017】
また、上記燃焼器4,8において、噴射ノズル9の燃料噴射軸線に対して空気旋回供給器10の空気導入孔10aから接線方向に空気が供給されるので、点火された火炎に渦流が発生して空気と燃料とが効率よく混合攪拌され、効率よく燃焼させることができる。
【0018】
図4は、前記燃焼筒7の乾溜ガス室2内に配置される部分を冷却する冷却手段13を設けた実施例を示すものであって、この実施例では冷却手段13が外気による空冷で行うように形成されている。即ち、乾溜ガス室2内で燃焼筒7の周壁の一部が間隙14を持った2重壁構造とされ、この間隙14の上端が第2の燃焼器8の空気旋回供給器10に連通され、下端が空気取入れ口15に連通されている。これにより、乾溜ガス室2内の高温による燃焼筒7の熱損傷を防止することができるとともに、熱交換で加温された空気によって第2の燃焼器8の燃焼を促進することができるようになっている。
【0019】
図5は、上記冷却手段13を水冷方式とした場合の実施例を示すものであって、2重壁構造となった燃焼筒7の間隙14の下端が冷却水取入れ口16に連通され、間隙14の上端が冷却水取出口17に連通されている。従ってこの実施例では、熱交換によって加温されて冷却水取出口17から取り出された温水を風呂等に有効利用することができる。
【0020】
また本発明では、図6に示すように、燃焼筒4の殆どの部分を乾溜ガス室2内に配置するように構成することも可能である。このようにすれば、乾溜ガス室2内での燃焼筒7からの熱放射面積が増えて大きな放射熱を得ることができ、これにより第1の燃焼器4の燃焼を低くおさえることができ、或いは一時休止させることも可能となって、消費燃料を更に節減することができる。
【0021】
本発明では上記した実施例に特定されるものではく、本発明の構成要件を備え、且つ上記した効果を有する範囲内で適宜変更して実施することができることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【0022】
本発明の焼却炉は家庭用に限らず、事業所や工場内での簡易焼却炉としても広範囲に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明に係る焼却炉の一実施例を示す断面図。
【図2】図1に於けるA−A線断面図。。
【図3】本発明における第1並びに第2の燃焼器の空気旋回供給器を示すものであって、図1に於けるB−B線に沿った拡大断面図。
【図4】本発明に係る焼却炉の別の実施例を示す断面図。
【図5】本発明に係る焼却炉の更に別の実施例を示す断面図。
【図6】本発明に係る焼却炉の他の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【0024】
1 炉本体
2 乾溜ガス室
3 投入口
4 第1の燃焼器
6 乾溜ガス流入孔
7 燃焼筒
8 第2の燃焼器
9 燃料噴射ノズル
10 空気旋回供給器
11 空気取入れ口
12 煙突


【特許請求の範囲】
【請求項1】
焼却物を乾溜ガス化するための乾溜ガス室を内部に備えた炉体と、乾溜ガス室内の焼却物を焼却して乾溜ガス化する第1の燃焼器と、乾溜ガス室で発生した乾溜ガスを二次燃焼させるための燃焼筒と、燃焼筒内に乾溜ガスを流入するために燃焼筒周壁に形成された乾溜ガス流入孔と、燃焼筒内の乾溜ガスを燃焼させるための第2の燃焼器と、燃焼筒内の排ガスを外部に排出するための煙突とからなり、前記燃焼筒の少なくとも前記乾溜ガス流入孔を含む一部が乾溜ガス室の領域内に配置されている焼却炉。
【請求項2】
前記燃焼筒が乾溜ガス室を上下に貫通して配置されていてその上端に第2の燃焼器が設けられ、燃焼筒下部で前記煙突に連通されている請求項1に記載の焼却炉。
【請求項3】
前記燃焼筒の少なくとも乾溜ガス室内に配置される部分の一部を冷却する冷却手段が設けられている請求項1〜請求項2の何れかに記載の廃棄物焼却炉。
【請求項4】
前記冷却手段が外気による空冷で行うように形成され、空冷に使用された空気を第2の燃焼器の燃焼空気として利用するようにした請求項3に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項5】
前記第1の燃焼器又は第2の燃焼器若しくはその両方が、燃料噴射ノズルと、該噴射ノズルの燃料噴射軸線に対して接線方向に空気を供給する空気旋回供給器とを備えていて、供給される空気に渦流を発生させるように形成されている請求項1〜請求項4に記載の焼却炉。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−39366(P2008−39366A)
【公開日】平成20年2月21日(2008.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−218203(P2006−218203)
【出願日】平成18年8月10日(2006.8.10)
【出願人】(503361400)独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 (453)
【出願人】(391058369)株式会社エイチ・エスコーポレーション (8)
【Fターム(参考)】