(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火格子の上部に一次燃焼室、下部に二次燃焼室を有し、同二次燃焼室にバーナを設置し、バーナ燃焼ガスを前記火格子へ送り、前記一次燃焼室の投入口から前記火格子上に投入したごみを燃焼させる廃棄物焼却炉において、前記二次燃焼室内の前記バーナの下部に空気を上方に向かって噴射する空気噴出ノズルを設け、前記空気噴出ノズルの噴出方向軸線は、前記バーナ燃焼ガスの噴出方向軸線と交差し、かつ前記火格子の中心に向いていることを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項２】
前記一次燃焼室と二次燃焼室とはガス循環通路で連通させ、火格子上のごみをバーナ燃焼ガスの一部を用いて部分燃焼させてガス化し、そのガスを前記バーナ燃焼ガスのエゼクタ効果により、前記ガス循環通路を通じて同バーナ燃焼ガスに循環させて前記ごみを完全燃焼させることを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭の一般ごみ及び生ごみ、食堂の残飯、医療廃棄物、工場からの木材、廃プラスチック等の焼却処理に適用される廃棄物焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の廃棄物焼却炉の構成を示す断面図である。図において、０１は火格子、０２は一次燃焼室、０３は火格子０１下部の二次燃焼室、０４はバーナ、０５は一次燃焼室０２上部のごみ投入口、０６は投入されたごみ、０７は部分燃焼ガス化ガス、０８は部分燃焼ガス化ガス０７の循環通路、０９はバーナ燃焼ガスである。１０は煙突、１１はバーナ０４の燃料供給管、１２は同じくバーナ０４の一次空気供給管、１３も同じくバーナ０４の二次空気供給管、１５は燃料で燃料供給管１１へ供給される。１６はブロワ、１７は一次空気で一次空気供給管１２を流れる。２１は二次空気で二次空気供給管１３を流れる。２２はディフューザ、２３は吸引室である。
【０００３】
上記の図３に示す廃棄物焼却炉において、炉内は火格子０１を介して一次燃焼室０２と二次燃焼室０３に分かれており、二次燃焼室０３入口にバーナ０４を設置している。ごみ投入口０５から投入されたごみ０６は、火格子０１により一次燃焼室０２に蓄えられる。
【０００４】
このごみ０６は、バーナ０４の燃焼ガスの一部（約３０％）を火格子０１下から一次燃焼室０２に供給することにより、部分燃焼し、ガス化される。この部分燃焼により生じた部分燃焼ガス化ガス０７は、二次燃焼室０２内を上昇し、循環通路０８を通ってバーナ燃焼ガス０９部に吸引混合され、二次燃焼室０３で完全焼却が図られ、煙突１０から大気へ放出される。このように、ごみ０６をガス化し、そのガスを循環し、完全焼却することにより、無煙無臭化が計られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の廃棄物焼却炉においては、火格子０１上に投入されたごみ０６は種々雑多であり、水分等も含んでおり、一般的に通気抵抗が高い。よって、バーナ０４着火直後しばらくの間は、バーナ燃焼ガス０９の大部分が煙突１０側へと流れ、ごみ０６への着火及びガス化開始までに時間を要することになる。そのため、ごみ０６の完全焼却に時間を要し、経済性が悪くなる。
【０００６】
そこで、本発明の第１の課題は、起動時間を短くし、バーナ燃焼ガスを効果的にごみの燃焼に利用でき、バーナ燃焼ガスを効果的に火格子上のごみに投入できる廃棄物焼却炉を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の課題は、エゼクタ効果を有する焼却炉においても上記と同様に起動時間を短くできる廃棄物焼却炉を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次の（１）、（２）の手段を提供する。
【００１０】
（１）火格子の上部に一次燃焼室、下部に二次燃焼室を有し、同二次燃焼室にバーナを設置し、バーナ燃焼ガスを前記火格子へ送り、前記一次燃焼室の投入口から前記火格子上に投入したごみを燃焼させる廃棄物焼却炉において、前記二次燃焼室内の前記バーナの下部に空気を上方に向かって噴射する空気噴出ノズルを設け、前記空気噴出ノズルの噴出方向軸線は、前記バーナ燃焼ガスの噴出方向軸線と交差し、かつ前記火格子の中心に向いていることを特徴とする廃棄物焼却炉。
【００１１】
（２）上記の（１）において、前記一次燃焼室と二次燃焼室とはガス循環通路で連通させ、火格子上のごみをバーナ燃焼ガスの一部を用いて部分燃焼させてガス化し、そのガスを前記バーナ燃焼ガスのエゼクタ効果により、前記ガス循環通路を通じて同バーナ燃焼ガスに循環させて前記ごみを完全燃焼させることを特徴とする廃棄物焼却炉。
【００１３】
本発明の（１）の手段においては、ごみが投入口より火格子上に投入され、バーナが着火されて火炎を形成すると共に空気噴出ノズルより空気を火格子に向けて噴射する。バーナ燃焼ガスは、この下方からの空気噴出ノズルの空気噴出エネルギで火格子側へ吹き付けられ、火格子の上方へ送られる。よって火格子への熱負荷が増大し、ごみの燃焼が開始され、通気抵抗が減少すると空気噴出ノズルからの空気噴射を停止する。これにより、従来、バーナ着火直後で通気抵抗が高い間に無駄に煙突に流れていた燃焼ガスが少くなり、着火に要する時間を短くし、経済性を良くすることができる。
また、空気噴出ノズルの噴出方向軸線の向きがバーナ燃焼ガスの噴出方向軸線と交差し、かつ、火格子の中心を向いているので空気が効果的にバーナ燃焼ガスに当り、かつ火格子の熱負荷を効果的に増大させることができる。
【００１４】
本発明の（２）では、バーナ燃焼ガスのエゼクタ効果により、ごみを部分燃焼させ、ガス化したガスをガス循環通路を通して循環させるので、ごみの部分燃焼及びガス化が開始され、ごみ通気抵抗が減少し、部分燃焼ガス化ガスの循環が適正量に達したならば空気噴出ノズルからの空気噴出を停止する。これにより、エゼクタ効果を有する廃棄物焼却炉においても（１）と同様の効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態に係る廃棄物焼却炉の構成を示す断面図、図２はバーナ部分の詳細を示す断面図である。図１において、符号０１乃至０９、１０乃至１３、１５乃至１７、２１乃至２３は図３に示す従来例と同一の機能を有するものであり、説明を省略し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴部分は符号２４，２５，２６及び２７の部分であり、以下に詳しく説明する。
【００１７】
図１において、２４はバーナ０４の下部に設置した空気噴出ノズル、２７は二次空気供給管１３と空気噴出ノズル２４間の配管、２５は弁であり、配管２７の途中に設けられている。２６は三次空気であり、配管２７から空気噴出ノズル２４へ供給され、同空気噴出ノズル２４先端から二次燃焼室０３内へ噴出する。
【００１８】
上記のように、空気噴出ノズル２４がバーナ０４下方の二次燃焼室０３に設置され、空気噴出ノズル２４はその噴出方向軸線がバーナ燃焼ガス０９の噴出方向軸線と交差し、かつ、火格子０１の中心に向くよう配置される。又、空気噴出ノズル２４はブロワ１６と弁２５を介して配管２７で接続されており、二次空気２１の一部が三次空気２６として二次燃焼室０３に供給することができる。
【００１９】
上記に説明のバーナ０４は、又エゼクタ効果を有しており、その作用を図２により説明する。図２は、図１におけるバーナ部の詳細を示した図であり、１４はバーナ０４の保炎板、１８は予混合空気噴出口で、一次空気供給管１２の先端部に設けられている。１９はバーナ０４の着火装置、２０は火炎である。その他は図１のものと同一の構成であるので説明は省略する。
【００２０】
上述のようにバーナ０４は燃料供給管１１、一次空気供給管１２、二次空気供給管１３から成り、同軸の３重管となっている。燃料供給管１１の下流先端は一次空気供給管１２の管内、一次空気供給管１２の下流先端は二次空気供給管１３の管外まで伸びており先端には保炎板１４が設置されている。
【００２１】
供給された燃料１５は燃料供給管１１を通って一次空気供給管１２管内へと流れ、ブロワ１６から供給された一次空気１７と混合し、先端部の予混合空気噴出口１８から噴出後、着火装置１９により着火し、火炎２０を形成する。不足分の空気は二次空気２１として供給し、火炎２０と拡散混合させる。
【００２２】
この火炎２０がディフューザ２２へと入り込むことによりエゼクタ効果が発生し、この結果、吸引室２３が負圧となり、循環通路０８と吸引室２３を通り、図中点線で示すように部分燃焼ガス化ガス０７がバーナ燃焼ガス０９へ供給されることになる。
【００２３】
次に、上記に説明した構成の実施の形態における廃棄物焼却炉の運転手順及び作用を以下に説明する。
【００２４】
（１）まず、ごみ投入口０５からごみ０６を投入する。
（２）ブロワ１６を起動し、一次空気１７、二次空気２１を通気する。
【００２５】
（３）着火装置１９を起動し、図示されていない燃料供給設備から燃料供給管１１へ燃料１５を供給し、バーナ０４で着火燃焼させ火炎２０を形成させる。着火直後はごみ０６の通気抵抗が大きくバーナ燃焼ガス０９はそのほとんどが煙突１０へと流れる。
【００２６】
（４）バーナ０４の燃焼が安定したならば、直に弁２５を開け、空気噴出ノズル２４から三次空気２６を噴射する。三次空気２６の噴射エネルギにより、バーナ燃焼ガス０９の大部分は火格子０１側へと方向が変えられるため、ごみ０６に与える熱負荷が増大し、ごみ０６の着火燃焼、ガス化開始が促進される。つまり、三次空気２６を投入することにより、起動時間を短縮することができる。なお、弁２５の開度を調整し、空気量を制御するようにすれば、よりきめ細かな燃焼の制御が可能となる。
【００２７】
（５）ごみ０６の部分燃焼・ガス化が開始し、部分燃焼ガス化ガス０７の循環が安定したならば弁２５を閉め、三次空気２６を停止する。このような作用により、ごみ０６への着火するまでの時間が短くなり、完全焼却に要する時間が短く、経済的な焼却炉となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上、具体的に説明したように、本発明は、火格子の上部に一次燃焼室、下部に二次燃焼室を有し、二次燃焼室内にバーナを設置し、火格子上のごみを燃焼させる廃棄物焼却炉において、前記二次燃焼室内のバーナ下部に空気噴出ノズルを設け、この空気噴出ノズルの噴出方向軸線をバーナ燃焼ガスの噴出方向軸線と交差し、かつ火格子の中心に向けた構成を基本とし、この構成に加え、一次燃焼室と二次燃焼室とを連通するガス循環通路を設け、エゼクタ効果により部分燃焼させてガス化したガスを循環させる構成も提供するので、起動時間が短く経済的で、かつ、無煙無臭のごみ焼却炉を提供することができる。
【００２９】
更に、エゼクタ効果を有する廃棄物焼却炉においても空気噴出ノズルを設けることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る廃棄物焼却炉の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る廃棄物焼却炉のバーナ部の詳細な断面図である。
【図３】従来の廃棄物焼却炉の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
０１    火格子
０２    一次燃焼室
０３    二次燃焼室
０４    バーナ
０５    ごみ投入口
０６    ごみ
０７    部分燃焼ガス化ガス
０８    循環通路
０９    バーナ燃焼ガス
１２    一次空気供給管
１３    二次空気供給管
１７    一次空気
２１    二次空気
２４    空気噴出ノズル
２５    弁
２６    三次空気
２７    配管
【図１】
0003702064.tif 000002
【図２】
0003702064.tif 000003
【図３】
0003702064.tif 000004