(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナの燃焼により生じる高温の排ガスを排気する煙道内に焼却灰を充填し、
該焼却灰を前記煙道の下流側に飛散させないよう通気可能に堰止めて前記バーナ側に向け適宜押し出し、
前記排ガスを煙道内の焼却灰中を通過させて排気しつつ該焼却灰を前記バーナの燃焼熱で溶融することを特徴とする焼却灰溶融方法。
【請求項２】
横方向に延びるダクト型の炉本体と、
該炉本体の長手方向一端側に設けられ且つ少なくとも炉内圧以上に昇圧した燃焼用空気を導入する給気口と、
該給気口近傍の炉本体内に該炉本体の長手方向他端側に向けて配設されたバーナと、
前記炉本体の一端側下部に設けられた溶湯排出ピットと、
前記炉本体の他端側上部に設けられた焼却灰の投入口を兼ねた排気口と、
前記炉本体の他端側内部に排ガスの煙道断面と略合致する大きさで炉本体の長手方向に摺動可能に設けられ且つ焼却灰より細かい通気可能なメッシュ構造としたピストンとを備えたことを特徴とする焼却灰溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴミ焼却炉等から排出される焼却灰を減容化及び無公害化する為に溶融処理する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミ等の廃棄物をゴミ焼却炉で焼却すると多量の焼却灰が生じるが、この種の焼却灰は地中に埋立てることにより処分されている。
【０００３】
ところが、ゴミ焼却炉等で生じた焼却灰をそのまま埋立てると、埋立て用地の確保の問題や、焼却灰中に含まれている重金属等が地中に溶出して周辺土壌を汚染する虞れがある等の問題がある為、近年においては、焼却灰を溶融処理することにより焼却灰を減容化したり無公害化してから埋立て処分が成されている。
【０００４】
図３は従来における焼却灰の溶融手段の一例を示すもので、容器状に形成された炉本体１の内部に上方の投入口２から焼却灰３を投入し、前記炉本体１内部の上方位置に配設したバーナ４を燃焼して前記焼却灰３の上層表面を溶融させ、炉底部に沈降した焼却灰３の溶湯５を前記炉本体１下部に形成された溶湯排出口６から炉外に排出して固化させるようにしていた。
【０００５】
尚、図中７はバーナ４の燃焼により生じた高温の排ガス８を炉外へ排出する為の排気口、９は燃焼用空気１０を炉内に導入する為の給気口を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常の焼却灰３は、酸化アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や酸化カルシウム（ＣａＯ）、ガラス質（ＳｉＯ2）等の熱容量（比熱）の大きな成分によって組成されている為、多大な熱量を投入しても容易には暖まらず、しかも、バーナ４の燃焼により生じた高温の排ガス８は排気口７から何ら熱回収されることなく炉外に捨てられていた為、前記排ガス８の持ち出し熱量が多すぎて熱損失が大きいという不具合があり、焼却灰３を溶融する為の燃料費が嵩んでランニングコストが高騰するという問題があった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、焼却灰を溶融する為の燃料費を削減してランニングコストを大幅に低減し得る焼却灰溶融方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、バーナの燃焼により生じる高温の排ガスを排気する煙道内に焼却灰を充填し、
該焼却灰を前記煙道の下流側に飛散させないよう通気可能に堰止めて前記バーナ側に向け適宜押し出し、
前記排ガスを煙道内の焼却灰中を通過させて排気しつつ該焼却灰を前記バーナの燃焼熱で溶融することを特徴とする焼却灰溶融方法、に係るものである。
【０００９】
このような焼却灰溶融方法によれば、バーナの燃焼により生じた高温の排ガスと、煙道内に充填した焼却灰とを熱交換させることによって、焼却灰を効率良く予熱することが可能となり、排ガスによる炉外への持ち出し熱量を大幅に低減することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、横方向に延びるダクト型の炉本体と、
該炉本体の長手方向一端側に設けられ且つ少なくとも炉内圧以上に昇圧した燃焼用空気を導入する給気口と、
該給気口近傍の炉本体内に該炉本体の長手方向他端側に向けて配設されたバーナと、
前記炉本体の一端側下部に設けられた溶湯排出ピットと、
前記炉本体の他端側上部に設けられた焼却灰の投入口を兼ねた排気口と、
前記炉本体の他端側内部に排ガスの煙道断面と略合致する大きさで炉本体の長手方向に摺動可能に設けられ且つ焼却灰より細かい通気可能なメッシュ構造としたピストンとを備えたことを特徴とする焼却灰溶融装置、に係るものである。
【００１１】
このような焼却灰溶融装置によれば、排気口から所定量の焼却灰を投入して炉本体内の煙道に充填し、前記焼却灰をピストンにより炉本体の一端側に移動して溶湯排出ピットの直前位置まで押し出し、給気口から燃焼用空気を炉内に導入しつつバーナを点火すると、該バーナの燃焼熱で前記焼却灰におけるバーナに対向する表面が溶融され、この焼却灰の溶湯が順次流れ落ちて溶湯排出ピットに滴下する。
【００１２】
また、前記バーナの燃焼により生じた高温の排ガスは、煙道内に充填された焼却灰の層を通り且つメッシュ構造のピストンを通過して排気口より排出されるが、このとき、前記焼却灰は、通過する排ガスの顕熱によって加熱され、バーナの燃焼熱を直接受ける位置に到達する時点では、既に十分予熱された状態となっているので、バーナによる直接加熱で容易に溶融されることになる。
【００１３】
一方、排ガス側から見れば、焼却灰中を通過する間に熱を奪われて温度低下されるので、前記排ガスによる炉外への持ち出し熱量は極めて少なくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１６】
図示するように、本形態例において炉本体１１は横方向に延びるダクト型に形成され、該炉本体１１の長手方向一端側には、少なくとも炉内圧以上に昇圧した燃焼用空気１０を導入する為の給気口１２が設けられており、該給気口１２の近傍には、灯油等を燃料とするバーナ１３が前記炉本体１１の他端側に向けて設けられている。
【００１７】
更に、前記炉本体１１の一端側下部には、該炉本体１１の一端から下方向きに所要長さ延びた後に上方向きに折り返して炉外に解放されたＵ字管構造の溶湯排出ピット１４が設けられており、該溶湯排出ピット１４内には所定量の水１５が貯留され、炉外に解放された側の水柱によるヘッド圧によって前記バーナ１３の燃焼により生じる排ガス８を封止するようにしてある。
【００１８】
また、前記炉本体１１の他端側上部には、焼却灰３の投入口を兼ねたホッパ状の排気口１６が設けられており、前記バーナ１３の燃焼により生じた排ガス８が、炉本体１１内部に形成される煙道１７を図中の左側から右側に流れて前記排気口１６より炉外へ排気されるようになっている。
【００１９】
更に、前記炉本体１１の他端側における排気口１６下部には、前記煙道１７の断面と略合致する大きさを有し且つ焼却灰３より細かい通気可能なメッシュ構造としたピストン１８がプッシャ１９により前記炉本体１１の長手方向に摺動し得るよう設けられており、前記プッシャ１９は、炉本体１１の他端を軸受２０を介し摺動自在に貫通し且つ油圧シリンダ２１により炉本体１１の長手方向に進退駆動されるようになっている。
【００２０】
而して、プッシャ１９を退動させることよりピストン１８を図中二点鎖線で示す炉本体１１の他端側最終位置まで移動し、排気口１６から所定量の焼却灰３を投入して煙道１７内に焼却灰３を充填し、次いで、プッシャ１９を進出させることよりピストン１８を炉本体１１の一端側に移動して前記焼却灰３を溶湯排出ピット１４の直前位置まで押し出し、該焼却灰３を前記煙道１７の下流側に飛散させないようピストン１８により通気可能に堰止めた状態とし、斯かる状態で給気口１２から燃焼用空気１０を炉内に導入しつつバーナ１３を点火すると、該バーナ１３の燃焼熱で前記焼却灰３におけるバーナ１３に対向する表面が溶融される。
【００２１】
このとき、前記焼却灰３のバーナ１３に対向する面は、溶けたガラス質の粘性によって通常の安息角以上の急勾配で立ち上がり、前記焼却灰３の溶湯５は順次流れ落ちて溶湯排出ピット１４に滴下し、該溶湯排出ピット１４内の水１５に冷やされて固化されることになる。
【００２２】
また、前記ピストン１８については、焼却灰３の溶融状況に応じてプッシャ１９により適宜押し出し操作を行い、前記焼却灰３の溶湯５が常に溶湯排出ピット１４に滴下するようにする。
【００２３】
更に、前記バーナ１３の燃焼により生じた高温の排ガス８は、煙道１７内に充填された焼却灰３の層を通り且つメッシュ構造のピストン１８を通過して排気口１６より排出されるが、このとき、前記焼却灰３は、通過する排ガス８の顕熱によって加熱され、バーナ１３の燃焼熱を直接受ける位置に到達する時点では、既に十分予熱された状態となっているので、バーナ１３による直接加熱で容易に溶融されることになる。
【００２４】
一方、排ガス８側から見れば、焼却灰３中を通過する間に熱を奪われて温度低下されるので、前記排ガス８による炉外への持ち出し熱量は極めて少なくなる。
【００２５】
従って上記形態例によれば、バーナ１３の燃焼により生じた高温の排ガス８と、煙道１７内に充填した焼却灰３とを熱交換させることによって、焼却灰３を効率良く予熱することができ且つ排ガス８による炉外への持ち出し熱量を大幅に低減することができるので、従来よりも少ない投入熱量で良好に焼却灰３を溶融することが可能となり、焼却灰３を溶融する為の燃料費を削減してランニングコストを大幅に低減することができる。
【００２６】
また、排ガス８は焼却灰３の層を通されることで温度低下されるので、実質的な高温部は焼却灰３の溶融部近傍だけとなり、炉壁全体を耐熱構造とする必要がなくなるので、設備コストも大幅に低減することができる。
【００２７】
図２は本発明を実施する形態の他の例を示すもので、先に述べた図１の形態例における水１５を貯留した溶湯排出ピット１４に換えて、焼却灰３の溶湯５をそのまま貯留して溶湯排出口２２から適宜炉外に排出するようにした溶湯排出ピット１４’を採用したものであり、このようにしても前述と同様の作用効果を奏し得る。
【００２８】
尚、本発明の焼却灰溶融方法及び装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
上記した本発明の焼却灰溶融方法及び装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３０】
（Ｉ）バーナの燃焼により生じた高温の排ガスと、煙道内に充填した焼却灰とを熱交換させることによって、焼却灰を効率良く予熱することができ且つ排ガスによる炉外への持ち出し熱量を大幅に低減することができるので、従来よりも少ない投入熱量で良好に焼却灰を溶融することが可能となり、焼却灰を溶融する為の燃料費を削減してランニングコストを大幅に低減することができる。
【００３１】
（ＩＩ）排ガスは焼却灰の層を通されることで温度低下されるので、実質的な高温部は焼却灰の溶融部近傍だけとなり、炉壁全体を耐熱構造とする必要がなくなるので、設備コストも大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の他の例を示す概略断面図である。
【図３】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
３          焼却灰
５          溶湯
８          排ガス
１０          燃焼用空気
１１          炉本体
１２          給気口
１３          バーナ
１４          溶湯排出ピット
１４’        溶湯排出ピット
１５          水
１６          排気口
１７          煙道
１８          ピストン
【図１】
0003728774.tif 000002
【図２】
0003728774.tif 000003
【図３】
0003728774.tif 000004