(57)【要約】【課題】燃焼ガス中のにおいや煙を除去できる燃焼ガス処理装置、及び焼却炉を提供すること。【解決手段】燃焼ガスの通路７７が並列に複数形成された通路部６１と、前記通路部６１を加熱する加熱手段７１と、を備え、前記通路７７の内壁における少なくとも一部は、セラミックスから成ることを特徴とする燃焼ガス処理装置５。前記通路部６１は、複数の孔を設けた板状部材７９を複数積層して構成されたものであり、前記通路７７は、前記孔が、前記積層の方向に連続することで形成されたものであることが好ましい。【選択図】図６
2010281486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスの通路が並列に複数形成された通路部と、
前記通路部を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記通路の内壁における少なくとも一部は、セラミックスから成ることを特徴とする燃焼ガス処理装置。
【請求項２】
前記通路部は、複数の孔を設けた板状部材を複数積層して構成されたものであり、
前記通路は、前記孔が、前記積層の方向に連続することで形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の燃焼ガス処理装置。
【請求項３】
燃焼ガスの排出経路に、請求項１又は２記載の燃焼ガス処理装置を備えた焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、有機物等を焼却する際に生じる燃焼ガスを処理する燃焼ガス処理装置、及び焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機物等から成る廃棄物を処理するために、焼却炉が用いられてきた。焼却炉は、その内部において廃棄物を焼却し、生じた燃焼ガスを外部に放出する。この燃焼ガスは、塵埃、におい、煙等を伴うため、それらを除去する必要がある。特許文献１には、燃焼ガスの経路に水を貯留し、燃焼ガスと水とを接触させることで、燃焼ガス中の塵埃を水に吸着させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４００８１８１号公報、段落００４６等
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、におい、煙等を十分に除去することができない。また、燃焼ガスの経路に、水を貯留するための構造や、その水を循環させるための構造等を備えた、大掛かりな装置が必要になってしまう。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、燃焼ガス中のにおいや煙を除去できる燃焼ガス処理装置、及び焼却炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の燃焼ガス処理装置は、燃焼ガスの通路が並列に複数形成された通路部と、前記通路部を加熱する加熱手段と、を備え、前記通路の内壁における少なくとも一部は、セラミックスから成ることを特徴とする。
【０００７】
本発明の燃焼ガス処理装置を用いれば、例えば、焼却炉で生じた燃焼ガス中に含まれるにおい、煙、又はその両方を効率的に除去できる。また、特許文献１の技術のような、大掛かりな装置が必要ない。
【０００８】
前記通路部は、例えば、複数の孔を設けた板状部材を複数積層して構成されたものとすることができる。この場合、各板状部材に設けられた孔が積層の方向に連続することで前記通路が形成される。通路部及び通路をこのようなものとすることにより、燃焼ガス中に含まれるにおいや煙を除去する効果が一層高い。また、加熱手段により通路部を強く加熱した場合でも、通路部が割れてしまうことを防止できる。
【０００９】
また、通路部は、例えば、複数の配管を並列に配置したものであってもよい。この場合、個々の配管が通路となる。
通路の内壁は、全てがセラミックスであってもよいし、その一部がセラミックスであってもよい。通路部が、上述したように、孔を設けた板状部材を積層したものである場合は、その板状部材をセラミックスから成る板とすればよい。また、通路部が、上述したように、複数の配管を並列に配置したものである場合は、その配管をセラミックス製とすればよい。
【００１０】
前記加熱手段により加熱される通路部の温度は、燃焼ガスの種類に応じ、その中に含まれるにおいや煙を除去できるように、適宜設定することができる。その温度は、例えば、５００〜１２００℃の範囲で設定することができる。
【００１１】
本発明の焼却炉は、燃焼ガスの排出経路に、請求項１又は２記載の燃焼ガス処理装置を備えることを特徴とする。本発明の焼却炉は、燃焼ガス中に含まれるにおいや煙を効率的に除去できる。また、特許文献１の技術のような、大掛かりな装置が必要ない。
【００１２】
本発明で用いるセラミックスとしては、例えば、コージライト質等が挙げられる。
本発明の焼却炉で処理できるものとしては、例えば、各種有機物（例えば、プラスチック、ビニール、木材、紙類等）が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】焼却炉１の正面図である。
【図２】焼却炉１の側面図である。
【図３】焼却炉１の正面断面図である。
【図４】焼却炉１の側断面図である。
【図５】空気取入用管体７の構成を表す説明図であって（ａ）は側面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面における断面図である。
【図６】燃焼ガス処理装置５の構成を表す説明図であって（ａ）は側断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図７】燃焼ガス処理装置５の構成を表す説明図であって（ａ）は側断面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
１．焼却炉１の全体構成
焼却炉１の全体構成を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、焼却炉１の正面図であり、図２は焼却炉１の側面図であり、図３は焼却炉１の正面断面図であり、図４は焼却炉１の側断面図であり、図５は焼却炉１の一部である空気取入用管体７の構成を表す説明図である。
【００１６】
図１〜図４に示すように、焼却炉１は、焼却炉本体３と、燃焼ガス処理装置５と、空気取入用管体７と、処理物投入部９と、を備える。
焼却炉本体３は、中空の矩形箱体形状を有し、図３及び図４に示すように、内壁１１及び外壁１３から成る２重構造を備える（但し、後述する天板３ａ、正面側排出口２９、及び背面側排出口３１の部分では単板から成る）。内壁１１と外壁１３との間には、空間１５が形成されており、空間１５は、後述する排出口１６ａ、１６ｂ、孔１９、及び連絡管５５以外では、密閉されている。
【００１７】
内壁１１のうち、背面側上方には、一対の排出口１６ａ、１６ｂが形成されており、焼却炉本体３の内部と、空間１５とは、この排出口１６ａ、１６ｂを介して連通している。
図２及び図４に示すように、焼却炉本体３の後方には、燃焼ガス排出管１７が設けられている。燃焼ガス排出管１７は、断面が矩形である中空の管である。燃焼ガス排出管１７は、その一方の端部を外壁１３に接続している。外壁１３のうち、燃焼ガス排出管１７が接続している部分には、孔１９が形成され、燃焼ガス排出管１７の内部と空間１５とは、孔１９を介して連通している。また、燃焼ガス排出管１７の他方の端部は、燃焼ガス処理装置５に接続している。燃焼ガス処理装置５の構成は後述する。
【００１８】
図４に示すように、焼却炉本体３の天板３ａは、一部が切り欠かれ、処理物投入口２１が形成されている。焼却炉本体３の上方には、処理物投入口２１を覆うように、処理物投入部９が取り付けられている。処理物投入部９は、上方及び下方が開放された中空筒状の本体部２３と、本体部２３の下方に設けられたスライド蓋２５と、本体部２３の上方に設けられた上側蓋２７とから構成される。スライド蓋２５は、本体部２３の内側に形成された溝２３ａにスライド可能に取り付けられ、処理物投入口２１を閉鎖する位置（図４において実線で表される位置）と、処理物投入口２１を開放する位置（図４において点線で表される位置）との間を水平方向にスライド可能である。また、上側蓋２７を本体部２３に対し、図４に示すように取り付ければ、処理物投入部９の内部は、外界に対し密閉され、一方、上側蓋２７を本体部２３から取り外せば、処理物投入部９の内部は、外界に対し開放される。
【００１９】
図４に示すように、焼却炉本体３の正面側には、正面側排出口２９が設けられ、背面側には、背面側排出口３１が設けられている。正面側排出口２９には、正面側扉３３が回動可能に取り付けられており、通常は、正面側排出口２９は正面側扉３３により閉じられているが、正面側扉３３を開放すれば、焼却炉本体３の内部と外界とが正面側排出口２９を介して連通する。背面側排出口３１には、背面側扉３５が回動可能に取り付けられており、通常は、背面側排出口３１は背面側扉３５により閉じられているが、背面側扉３５を開放すれば、焼却炉本体３の内部と外界とが背面側排出口３１を介して連通する。
【００２０】
図１〜図３に示すように、焼却炉本体３の正面、背面、右側面、及び左側面には、それぞれ、空気取入用管体７が取り付けられている。空気取入用管体７の数は、正面及び背面ではそれぞれ２本であり、右側面、及び左側面では、それぞれ１本である。空気取入用管体７は、図５に示すように、中空筒状の管本体３７と、管本体の略中央に取り付けられた流量調整バルブ３９と、磁石取付機構４１とから構成される。空気取入用管体７は、図３に示すように、焼却炉本体３の内壁１１及び外壁１３を貫通している。よって、焼却炉本体３の内部と外界とは、空気取入用管体７を介して連通している。流量調整バルブ３９は、いわゆるボールバルブであって、管本体３７を流通する空気の量を調整可能である。磁石取付機構４１は、管本体３７の外周上に配置された４個の永久磁石４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを、そのさらに外側から、中空筒状の保持管４５により保持する構造を有する。４個の永久磁石４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、管本体３７の外周上に、等間隔で配置され、永久磁石４３ａと４３ｃとが対向し、４３ｂと４３ｄとが対向する。各永久磁石における内側の磁極の向きは、対向する永久磁石同士では反対となるようになっている。すなわち、永久磁石４３ａの内側の磁極はＮ極であるが、それと対向する永久磁石４３ｃの内側の磁極はＳ極である。また、永久磁石４３ｂの内側の磁極はＳ極であるが、それと対向する永久磁石４３ｄの内側の磁極はＮ極である。
【００２１】
図３に示すように、焼却炉本体３は、処理物圧縮機構４７を備える。処理物圧縮機構４７は、棒状の本体部４９と、その側面に一定の間隔をおいて取り付けられた３本の押し当て棒５１ａ、５１ｂ、５１ｃと、本体部４９の一方の端部に取り付けられたハンドル５３とから構成される。本体部４９の大部分、及び押し当て棒５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、焼却炉本体３内に収容されており、ハンドル５３は焼却炉本体３の外部に位置する。本体部４９は、ハンドル５３よりやや内側の部分と、ハンドル５３とは反対側の端部とを、焼却炉本体３に回動可能に取り付けられている。そのため、ハンドル５３を動かすことで、処理物圧縮機構４７を、本体部４９を回転軸として回転させることができる。処理物圧縮機構４７が回転すると、焼却炉本体３の内部で押し当て棒５１ａ、５１ｂ、５１ｃが回転し、焼却炉本体３の内部に収容された処理物を押しつぶす。
【００２２】
焼却炉本体３の上方には、連絡管５５が設けられている。連絡管５５は、空間１５と、処理物投入部９における本体部２３の内部とを連通している。連絡管５５は、その略中央に調整バルブ５７を備え、連絡管５５を通る空気の流量を調整することができる。
【００２３】
２．燃焼ガス処理装置５の構成
次に、図６に基づき、燃焼ガス処理装置５の構成を説明する。燃焼ガス処理装置５は、ハウジング５９と、そのハウジング５９に収容された通路部６１とから構成される。
【００２４】
ハウジング５９は、外形は縦長の箱型形状であって、その内部に、中空の収容部６３を備える。収容部６３の形状は、円柱状であって、その軸方向は鉛直方向である。収容部６３は、ハウジング５９の下端に設けられた入口６３を介して、外界と連通しており、ハウジング５９の上端に設けられた出口６５を介して、外界と連通している。入口６３には、スリーブ６７が延設されており、そのスリーブ６７は燃焼ガス排出管１７に接続している。また、出口６５には、スリーブ６９が延設されている。よって、燃焼ガス排出管１７から、スリーブ６７、入口６３、収容部６３、出口６５、スリーブ６９を順次通る経路が形成されている。
【００２５】
ハウジング５９のうち、収容部６３に面する部分には、ヒータ（加熱手段）７１が設けられている。また、ヒータ７１の外側には、第１の断熱材７３（具体的な材料は高温用耐火繊維）の層が設けられている。さらに、第１の断熱材７３の外側には、第２の断熱材７５（具体的な材料は１４００℃耐火ボード）の層が設けられている。
【００２６】
通路部６１は、セラミックスから成る円柱状の部材であって、その長手方向における一方の端部から他方の端部まで至る孔（通路）７７が複数並列に形成されている。孔７７の内周面は、全てセラミックスから成る。通路部６１を構成するセラミックスは、さらに詳しくは、コージライト質である。孔７７の断面（通路部６１の長手方向と直交する断面）における形状は円形であって、直径は各孔とも均一である。孔７７は、それぞれが独立しており、任意の孔７７と、それに隣接する孔７７との間はセラミックスから成る隔壁で隔てられている。通路部６１は、その長手方向（軸方向）が上下方向となるように、ハウジング５９の収容部６３に収容される。よって、燃焼ガス排出管１７から燃焼ガス処理装置５内に導入された燃焼ガスは、通路部６１の孔７７を通り、出口６５から排出される。
【００２７】
通路部６１は次のようにして製造される。まず、円形のセラミックスの板に、複数の円形の孔を開けて、有孔セラミックス板７９を作る。孔の大きさや配置も含めて、全く同一の有孔セラミックス板７９を複数製造し、それらを円柱状に積層する。このとき、各有孔セラミックス板７９における孔が積層の方向に連続するようにする。このようにして製造された有孔セラミックス板７９の積層物が通路部６１であり、各有孔セラミックス板７９における孔が積層の方向に連続したものが、孔７７である。
【００２８】
３．焼却炉１の使用方法
焼却炉１の使用方法を説明する。まず、焼却炉本体３の内部のうち、底の部分で燃えやすい紙を燃やし、熱源を作っておく。なお、紙は、正面側排出口２９又は背面側排出口３１から焼却炉本体３の内部に投入することができる。また、紙への着火は、正面側排出口２９又は背面側排出口３１から焼却炉本体３の内部にマッチやライターを差し入れることで行うことができる。また、空気取入用管体７における空気の流入量を予め適切な値に設定しておく。
【００２９】
焼却炉本体３の底部における温度が２００〜３００℃に達すると、焼却炉本体３の内部に処理物（例えばプラスチック等を含む廃棄物）を投入する。このとき、まず、スライド蓋２５は閉じた状態としておき、上側蓋２７を開け、処理物投入部９の内部に処理物を収容する。次に、上側蓋２７を閉じてから、スライド蓋２５を開け、処理物を焼却炉本体３の内部に落とす。こうすることにより、焼却炉本体３の内部に急激に空気が流入し、焼成条件が変動してしまうようなことがない。
【００３０】
処理物は燻焼され、燃焼ガスが発生する。なお、焼却炉本体３内の温度と外気温との差により、焼却炉本体３には、空気取入用管体７を通して、自然吸気で空気が導入される。  先に投入した処理物の燻焼中に、次の処理物を投入することもできる。また、燻焼中に、処理物圧縮機構４７により、処理物をプレスすることができる。こうすることにより、熱伝導が良くなる。
【００３１】
処理物の燻焼により生じる燃焼ガスは、焼却炉本体３の内部から、排出口１６ａ、１６ｂを通って、空間１５に入り、さらに、孔１９を通り、燃焼ガス排出管１７に入る。燃焼ガスは、燃焼ガス排出管１７を経て、燃焼ガス処理装置５に送られる。燃焼ガスは、燃焼ガス処理装置５において、通路部６１の孔７７を通過し、最後に外界に排出される。なお、燃焼ガス処理装置５の通路部６１はヒータ７１により予め加熱されている。処理物が全て処理されると、運転は自動的に停止する。
【００３２】
４．焼却炉１が奏する効果を確かめるための実験
焼却炉１を用いて、上述した方法で、処理物を処理した。このとき、ヒータ７１の温度は９５０℃に設定した。そして、燃焼ガス処理装置５の出口６５において、ポータブル臭気測定器を用い、臭気を測定した。また、燃焼ガス処理装置５の出口６５において、煙の状態を目視観察した。さらに、ヒータ７１の上部における温度を測定した。なお、この実験において、燃焼ガス処理装置５に入る前の燃焼ガスの臭気の測定値は、２０００以上（ポータブル臭気測定器の測定限度以上）であった。
【００３３】
また、以下の比較例１、比較例２についても、同様の条件で試験を行った。
（比較例１）
燃焼ガス処理装置５の収容部６３から、通路部６１を取り外した状態である。燃焼ガス排出管１７から燃焼ガス処理装置５内に導入された燃焼ガスは、空の収容部６３を通り、出口６５から排出される。
（比較例２）
燃焼ガス処理装置５の収容部６３から、通路部６１を取り外し、代わりに、複数のステンレス管を並列に収納した状態である。燃焼ガス排出管１７から燃焼ガス処理装置５内に導入された燃焼ガスは、そのステンレス管の内部を通り、出口６５から排出される。
【００３４】
試験結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2010281486.tif 000003
表１に示すように、実施例１の焼却炉１は、燃焼ガス中に含まれるにおいや煙を効率的に除去できることが確認できた。それに対し、比較例１、比較例２では、においや煙を十分に除去できなかった。また、実施例１の焼却炉１では、通路部６１を急激に加熱したり、通路部６１の温度が高温になっても、通路部６１が割れてしまうようなことがなかった。
【００３６】
なお、実施例１の焼却炉１では、使用中に、燃焼ガス処理装置５の出口６５にて着火し、二次燃焼が生じた。この二次燃焼は、通路部６１の出口側における温度が十分高いことと、孔７７の径が小さいために燃焼ガスの流速が高く、出口６５で外界からの酸素の混入が生じることとによって発生すると考えられる。この二次燃焼が、においや煙を除去する作用に寄与していると推測できる。
【００３７】
５．焼却炉１が奏する他の効果
（１）焼却炉１は、燃焼ガスを、空間１５を経て、燃焼ガス処理装置５に送る。燃焼ガスは、空間１５において、水分（水蒸気）が除かれる。その結果、燃焼ガス処理装置５に送られる水分の量を減少させることができる。そのことにより、通路部６１の温度を維持できるという効果が得られる。
（２）空気取入用管体７は永久磁石４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを備えているので、空気取入用管体７から焼却炉本体３内に導入される空気は、磁気処理されている。そのことにより、空気取入用管体７から導入する空気の流量を小さくしても、火が消えてしまうことがなく、処理物を継続的に燃焼させることができる。空気の流量を小さくすれば、ダイオキシンが発生しにくい程度の低温（例えば７００℃以下）で処理物を燃焼させることができる。
【実施例２】
【００３８】
本実施例２の焼却炉１の構成及び使用方法は、基本的には前記実施例１と同様であるが、燃焼ガス処理装置５の通路部６１の構成において相違する。
本実施例２において、通路部６１は、図７に示すように、セラミックス製の外側筒８１と、その内部に並列に複数収容されたセラミックス製の内側筒８３、８３、・・・から成る。内側筒８３の内部に設けられた孔の断面形状は円形である。また、それぞれの内側筒８３の大きさは同一である。通路部６１は、外側筒８１及び内側筒８３、８３、・・・の軸方向が鉛直方向となるように、ハウジング５９の収容部６３に収容される。よって、燃焼ガス排出管１７から燃焼ガス処理装置５内に導入された燃焼ガスの大部分は、内側筒８３、８３、・・・の内部を通り、出口６５から排出される。
【００３９】
本実施例２の焼却炉１についても、前記実施例１の場合と同条件で試験を行った。その結果を上記表１に示す。
表１に示すように、本実施例２の焼却炉１は、燃焼ガス中に含まれるにおいや煙を効率的に除去できることが確認できた。
【００４０】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記実施例１において、孔７７の形状は、円形以外の任意の形状（例えば、多角形（三角形、四角形、六角形等）、ランダムな形状等）であってもよい。また、孔７７の配置は、規則正しく（例えば縦横のマトリックス状）並んでいてもよいし、ランダムな配置でもよい。また、孔７７の大きさは、一定ではなく、分布があってもよい。
【００４１】
前記実施例２において、内側筒８３の内周の形状は、円形以外の任意の形状（例えば、多角形（三角形、四角形、六角形等）、ランダムな形状等）であってもよい。また、内側筒８３の配置は、規則正しく並んでいてもよいし、ランダムな配置でもよい。また、内側筒８３の内径は、一定であってもよいし、内側筒８３ごとにばらついていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・焼却炉、３・・・焼却炉本体、３ａ・・・天板、５・・・燃焼ガス処理装置、
７・・・空気取入用管体、９・・・処理物投入部、１１・・・内壁、１３・・・外壁、
１５・・・空間、１６ａ、１６ｂ・・・排出口、１７・・・燃焼ガス排出管、
１９・・・孔、２１・・・処理物投入口、２３・・・本体部、２３ａ・・・溝、
２５・・・スライド蓋、２７・・・上側蓋、２９・・・正面側排出口、
３１・・・背面側排出口、３３・・・正面側扉、３５・・・背面側扉、
３７・・・管本体、３９・・・流量調整バルブ、４１・・・磁石取付機構、
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ・・・永久磁石、４５・・・保持管、
４７・・・処理物圧縮機構、４９・・・本体部、
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ・・・押し当て棒、５３・・・ハンドル、
５５・・・連絡管、５７・・・調整バルブ、５９・・・ハウジング、６１・・・通路部、
６３・・・収容部、６３・・・入口、６５・・・出口、６７、６９・・・スリーブ、
７１・・・ヒータ、７３・・・第１の断熱材、７５・・・第２の断熱材、７７・・・孔、
７９・・・有孔セラミックス板、８１・・・外側筒、８３・・・内側筒
【図１】
2010281486.tif 000004
【図２】
2010281486.tif 000005
【図３】
2010281486.tif 000006
【図４】
2010281486.tif 000007
【図５】
2010281486.tif 000008
【図６】
2010281486.tif 000009
【図７】
2010281486.tif 000010