(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチック材、植物性油あるいは鉱物性油等の廃油を主成分とする液状あるいは粉体状のゴミ燃料を製造する燃料製造工程と、この燃料製造工程で製造されたゴミ燃料に、完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給して燃焼装置で燃焼させる一次燃焼工程と、この一次燃焼工程で燃焼された一次燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給して爆発的圧力が生じる二次燃焼させる二次燃焼工程と、この二次燃焼工程の二次燃焼火災によってタービンを高速で回転させるタービン回転工程と、このタービン回転工程のタービンの回転によって発電機を駆動させ発電させる発電機駆動工程とを含むことを特徴とする発電方法。
【請求項２】
液状あるいは粉体状のゴミ燃料等の燃料を完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給して燃焼させる燃焼装置と、この燃焼装置の一次燃焼火災がほぼ中央部から供給される筒状の二次燃焼室と、この二次燃焼室の上流部の外周部より該二次燃焼室内に水を含んだ二次空気を供給し爆発的圧力が生じる二次燃焼させる二次空気供給装置と、前記二次燃焼室の下流部と二次燃焼火災を通過させるように接続された複数個の静翼と回転軸に固定された動翼とを備えるタービンと、このタービンの回転軸の高速回転によって発電する発電機とを備えることを特徴とするゴミ発電装置。
【請求項３】
液状あるいは粉体状のゴミ燃料等の燃料を完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給してほぼ１３００°Ｃの一次燃焼火災となるように燃焼させる燃焼装置と、この燃焼装置の一次燃焼火災がほぼ中央部から供給される筒状の二次燃焼室と、この二次燃焼室の上流部の外周部より該二次燃焼室内に水を含んだ二次空気を供給しほぼ８５０°Ｃの爆発的圧力が生じる二次燃焼火災にする二次空気供給装置と、前記二次燃焼室の下流部と前記二次燃焼火災を通過させるように接続された複数個の静翼と回転軸に固定された動翼とを備えるタービンと、このタービンの上流側の部位より二次燃焼火災に水を供給して爆発的圧力を生じさせるための水供給装置と、前記タービンの回転軸の回転によって発電する発電機とを備えることを特徴とするゴミ発電装置。
【請求項４】
廃タイヤ等のゴム製品、廃プラスチック系樹脂、その他燃焼可能ゴミ等のゴミ燃料を完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給して燃焼させる燃焼装置と、この燃焼装置の一次燃焼火災がほぼ中央部から火災噴出筒を介して供給される筒状の二次燃焼室と、前記火災噴出筒に設けられた脱煙、脱硫等の排煙処理装置と、前記二次燃焼室の上流部の外周部より該二次燃焼室内に水を含んだ二次空気を供給し爆発的圧力が生じる二次燃焼させる二次空気供給装置と、前記二次燃焼室の下流部と二次燃焼火災を通過させるように接続された複数個の静翼と回転軸に固定された動翼とを備えるタービンと、このタービンの回転軸の高速回転によって発電する発電機とを備えることを特徴とするゴミ発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は産業廃棄物、一般ゴミのうちの廃プラスチック材、植物性油あるいは鉱物性油等の廃油を主成分とする液状あるいは粉体状に形成されたゴミ燃料を燃焼させて発電するゴミ発電方法およびゴミ発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴミを燃焼させて発電する場合、ゴミの燃焼によって蒸気を発生させ、該蒸気を用いて発電機を駆動させる発電用ボイラを用いて行なっている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
従来の発電用ボイラの燃料としてゴミを用いる方法では、ゴミの種類によって燃焼温度が異なり、低い燃焼温度では効率よく蒸気を発生させることができないという欠点があり、プラスチック等の燃焼による高い燃焼温度では燃焼室が短期間に損傷してしまうとともに、有害ガスを発生するために、その処理にコストがかかるという欠点があった。
【０００４】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、廃プラスチック材や植物性油あるいは鉱物性油等の廃油を主成分とする液状あるいは粉体状のゴミ燃料を燃焼させるとともに、燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給して爆発的圧力が生じる二次燃焼火災で効率よくタービンを駆動させて、効率よく発電機を駆動させ発電するとともに、二次燃焼火災の温度を低下させて特殊合金を用いたブレードを用いなくても十分な使用に耐えることができるタービンを使用でき、安価な設備にできるゴミ発電方法およびゴミ発電装置を提供することを目的としている。
【０００５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照し合せて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は廃プラスチック材、植物性油あるいは鉱物性油等の廃油を主成分とする液状あるいは粉体状のゴミ燃料を製造する燃料製造工程と、この燃料製造工程で製造されたゴミ燃料に完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給して燃焼装置で燃焼させる一次燃焼工程と、この一次燃焼工程で燃焼された一次燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給して爆発的圧力が生じる二次燃焼させる二次燃焼工程と、この二次燃焼工程の二次燃焼火災によってタービンを高速で回転させるタービン回転工程と、このタービン回転工程のタービンの回転によって発電機を駆動させ発電させる発電機駆動工程とでゴミ発電方法を構成している。
また、本発明は液状あるいは粉体状のゴミ燃料等の燃料を完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給して燃焼させる燃焼装置と、この燃焼装置の一次燃焼火災がほぼ中央部から供給される筒状の二次燃焼室と、この二次燃焼室の上流部の外周部より該二次燃焼室内に水を含んだ二次空気を供給し爆発的圧力が生じる二次燃焼させる二次空気供給装置と、前記二次燃焼室の下流部と二次燃焼火災を通過させるように接続された複数個の静翼と回転軸に固定された動翼とを備えるタービンと、このタービンの回転軸の高速回転によって発電する発電機とでゴミ発電装置を構成している。
【０００７】
【作用】
上記のように構成されたゴミ発電装置は、一次燃焼火災に水を含んだ二次空気が供給されるため、燃焼温度が低下するとともに、水が水性ガスとなって爆発的圧力が生じ、タービンを効率よく回転させる。
【０００８】
【本発明の実施例】
以下、図面に示す実施例により、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１ないし図５の本発明の第１の実施例において、１は廃プラスチック材や植物性油あるいは鉱物性油等の廃油を主成分とする液状あるいは粉体状のゴミ燃料を製造する燃料製造工程で、この燃料製造工程１は本願出願人が発明した特願平３−３２０２８号のポット等に収納した植物性油を１１０℃〜１８０℃に加熱する植物性油加熱工程と、この植物性油加熱工程で１１０℃〜１８０℃に加熱された植物性油内に廃プラスチックを投入する廃プラスチック投入工程と、この廃プラスチック投入工程によって植物性油の上部に軟化溶解して浮上した溶解プラスチックを取出し、該溶解プラスチックに所定量の軟質廃プラスチックおよび所定量の水酸化カルシウム等の触媒を添加供給して２２０℃〜３５０℃に加熱混練し溶解プラスチックより発生する塩化水素等の有害ガスを塩化カルシウム等に中和除去する加熱混練工程と、この加熱混練工程を経た混練物に所定量の廃油を加えて２００℃〜３５０℃に加熱して液状化する液状化工程と、この液状化工程を経たものを濾過して液化燃料と固定燃料として使用できる固形残留物とに分離する分離工程とを含むことを特徴とする廃プラスチックを用いた液化燃料等の製造方法で製造したり、特願平３−２８３７８５号の廃発泡プラスチック等をベルトコンベアーで移送する移送工程と、この移送工程の途中で移送されてくる廃発泡プラスチック等に１１０℃〜１８０℃に加熱された植物性油をふりかけて容積を減少させる減容積化工程と、この減容積化工程で減容積化された所定量の廃プラスチック、所定量の植物性油および所定量の水酸化カルシウム等のアルカリ性の添加剤を入れ、２２０℃〜３００℃に加熱混練して化学反応させる加熱混練工程と、この加熱混練工程後に水中へ投入して冷却し、脆い軽石状に凝固させる凝固工程とを含むことを特徴とする廃プラスチック等の廃プラスチック材の処理方法で製造された脆い軽石状に凝固されたものを粉砕して粉体状に製造したり、その他、現在一般に行なわれている方法で製造する。
【００１０】
２は前記燃料製造工程１で製造された液状あるいは粉体状のゴミ燃料３に完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の空気を供給して、ほぼ１３００℃の燃焼火災となるように燃焼装置で燃焼させる一次燃焼工程である。
【００１１】
４は前記一次燃焼工程２で燃焼された一次燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給して爆発的に圧力が生じるともに、燃焼温度がほぼ８５０℃に低下するように燃焼させる二次燃焼工程である。
【００１２】
５は前記二次燃焼工程４の二次燃焼火災によって、タービンを高速で回転させるタービン回転工程である。
【００１３】
６はタービン回転工程５のタービンの回転軸の回転によって、発電機を駆動させ発電させる発電機駆動工程である。
【００１４】
このような各工程を用いて行なうゴミ発電方法の前記一次燃焼工程２、二次燃焼工程４、タービン回転工程５および発電機駆動工程６は、図２ないし図５に示すように台車７に設置されたゴミ発電装置８を用いて行なわれる。
【００１５】
このゴミ発電装置８は前記一次燃焼工程２を行なう燃焼装置９と、前記二次燃焼工程２を行なう二次燃焼炉１０および二次空気供給装置１１と、前記タービン回転工程５を行なうタービン１２と、前記発電機駆動工程６を行なう発電機１３とで構成されている。
【００１６】
前記燃焼装置９は前記台車７の一端部寄りの部位に固定され、上面に点検口１４が形成された筒状の燃焼室１５を形成する炉体１６と、この炉体１６の前面を開口部１７を除いて覆う前面壁１８と、この前面壁１８の開口部１７を開閉する開閉扉１９と、前記炉体１６の後部を覆うほぼ中央部に外方へ火災を噴出させる火災噴出筒２０を有する後面壁２１と、前記前面壁１８に取付けられた燃焼室１５内へ液状あるいは粉体状のゴミ燃料３と一次空気を供給するノズル２２と、このノズル２２に接続された一次空気供給ブロワー２３およびゴミ燃料供給フィダー２４とで構成されている。
【００１７】
前記二次燃焼炉１０は前記燃焼装置９の炉体１６の後面壁２１に前記火災噴出筒２０を覆うように接続固定された筒状に形成されたものが使用されている。
【００１８】
前記二次空気供給装置１１は前記二次燃焼炉１０の上流部の内壁面に二次空気分配通路２５を形成する半断面チャンネル状の二次空気分配筒２６と、この二次空気分配筒２６の二次燃焼炉１０内に面する部位に所定間隔で形成した、該二次空気分配筒２６より二次空気を二次燃焼炉１０内へ供給する複数個のノズル２７と、前記空気供給分配筒２６内へ空気を供給する二次空気供給ブロワー２８に接続された二次空気供給筒２９と、この二次空気供給筒２９に介装された供給される空気中に水タンク３０内の水を開閉弁３１を備えた水供給通路３２を介して供給する水供給装置３３とで構成されている。
【００１９】
前記タービン１２は前記二次燃焼炉１０の後面に固定された筒状のケース体３４と、このケース体３４内に所定間隔で固定された中央部に軸挿入孔３５が形成された複数個、本実施例では３個の静翼３６、３７、３８と、この静翼３６、３７、３８の内の最上流部の静翼３６の軸挿入孔３５に挿入固定された前記二次燃焼炉１０内への突出先端部が円錐状に形成され、複数個の水噴出口３９を有する内部に水槽４０が形成された火災ガイド体４１と、前記最上流部の静翼３６を除く静翼３７、３８の軸挿入孔３５、３５に回転可能に取付けられ、後端部に回転翼４２が固定された回転体４３と、この回転体４３の外周部で、前記静翼３６、３７、３８と回転翼４２との間に位置するように該回転体４３に固定された動翼４４、４５、４６と、前記火災ガイド体４１内の水槽４０内へ前記水供給通路３２からの水を供給する開閉弁４７を有する分岐通路４８と、前記最上流部の静翼３６の下流の静翼３７内の水を供給する前記水供給通路３２から分岐された開閉弁４９を有する分岐通路５０と、前記回転体４３に固定された前記ケース体３４の外方へ突出し、台車７に固定された軸受５１、５１によって回転可能に支持された回転軸５２とで構成されている。
【００２０】
前記発電機１３は市販されているもので、前記台車７に固定されるとともに、該発電機１３の回転軸５３はプーリー５４とベルト５５および前記回転軸５２に固定されたプーリー５６とからなると伝達手段５７を用いて駆動されるように取付けられている。
【００２１】
上記構成のゴミ発電装置８は燃焼装置９の一次空気供給ブロワー２３を駆動させるとともに、ゴミ燃料供給フィダー２４よりゴミ燃料３を燃焼室１５内へ供給して一次燃焼させる。この一次燃焼は完全燃焼させないために、一次空気供給ブロワー２３からの燃焼室１５内への一次空気の供給は完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の空気を供給して燃焼させる。
【００２２】
燃焼装置９の燃焼室１５内での一次燃焼火災はほぼ１３００℃となり、火災噴出筒２０より二次燃焼炉１０内へ噴出されるとともに、該二次燃焼炉１０内に二次空気供給装置１１で水を含んだ二次空気が供給され、このため、二次燃焼炉１０内では完全燃焼されるとともに、二次燃焼火災の温度がほぼ８５０℃に低下するとともに、水を含んだ二次空気の水が熱分解して酸素と水素との水性ガスとなり、爆発的圧力が生じタービン１２内へ流れ込み、動翼４４、４５、４６および回転体４３を高速で回転させる。この動翼４４、４５を通過する二次燃焼火災にも水が供給され、二次燃焼火災が完全に燃焼させるとともに、水性ガスによる爆発的圧力を得る。
【００２３】
二次燃焼火災の通過によって回転される動翼４４、４５、４６によって回転体４３が回転するとともに、回転軸５２も同様に回転し、発電機１３が駆動され、発電される。
【００２４】
なお、タービン１２の排出口５８より排出される排気ガスはほぼ６５０℃ぐらいの温度があるので、この排気ガスを利用してボイラー等の熱源に利用してもよい。
【００２５】
【本発明の異なる実施例】
次に、図６ないし図１２に示す本発明の異なる実施例につき説明する。なお、これらの本発明の異なる実施例の説明に当って、前記本発明の第１の実施例と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２６】
図６ないし図９の本発明の第２の実施例において、前記本発明の第１の実施例と主に異なる点は燃焼装置９Ａで、この燃焼装置９Ａは図７ないし図９に示すように、筒状あるいは上部が円弧状に形成された燃焼室１５Ａを形成する炉体１６Ａと、この燃焼室１５Ａの一次燃焼火災が螺旋状あるいは渦巻くように該燃焼室１５Ａ内へ一次空気を供給する一次空気供給ブロワー２３と、前記燃焼室１５Ａ内の下部位置に設けられたロストル５９と、このロストル５９の下部に配置された該ロストル５９から落下する溶融燃焼物によって前記燃焼室１５Ａ内へ供給する水性ガスとなる水蒸気を発生する水蒸気発生水槽６０と、前記一次空気供給ブロワー２３の吹出し口と対向する前記燃焼室１５Ａの壁面に形成された廃タイヤ等のゴム製品、廃プラスチック系樹脂等の燃焼物を投入する投入口６１と、前記燃焼室１５Ａの下流部位に取付けられた火災噴出筒２０と、この火災噴出筒２０に介装された脱煙、脱硫等の排煙処理装置６２と、前記水蒸気発生水槽６０に形成された該水蒸気発生水槽６０内へ落下した溶融燃焼物が凝固してできる、燃料に使用可能な凝固炭化物を回収する回収口６３とで構成されている。このように構成された燃焼装置９Ａを用いたゴミ発電装置８Ａにしても、前記本発明の第１の実施例と同様な作用効果が得られるとともに、燃焼可能なゴミを直接投入口６１より投入しても燃焼させることができる。
【００２７】
図１０ないし図１２の本発明の第３の実施例において、前記本発明の第１の実施例と主に異なる点は二次空気供給装置１１Ａで、この二次空気供給装置１１Ａは火災噴出筒２０の先端部の外周部に位置する部位の二次燃焼炉１０の外周部に二次空気分配通路２５を設けるとともに、該二次空気分配通路２５内へ供給される、水を含んだ二次空気を火災噴出筒２０の先端部へ向けて噴出する複数個のノズル２７を設けた点で、このように形成された二次空気供給装置１１Ａを用いたゴミ発電装置８Ｂにしても、前記本発明の第１の実施例と同様な作用効果が得られる。
【００２８】
【本発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【００２９】
（１）廃プラスチック材、植物性油あるいは鉱物性油等の廃油を主成分とする液状あるいは粉体状のゴミ燃料を製造する燃料製造工程と、この燃料製造工程で製造されたゴミ燃料に、完全燃焼に必要な空気量のほぼ８割の一次空気を供給して燃焼装置で燃焼させる一次燃焼工程と、この一次燃焼工程で燃焼された一次燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給して爆発的圧力が生じる二次燃焼させる二次燃焼工程と、この二次燃焼工程の二次燃焼火災によってタービンを高速で回転させるタービン回転工程と、このタービン回転工程のタービンの回転によって発電機を駆動させ発電させる発電機駆動工程とからなるので、一次燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給して燃焼させて、燃焼温度を低下させることができる。したがって、タービンの材質を従来のように特殊合金を用いなくても十分な耐久性が得られ、安価に製造することができる。
【００３０】
（２）前記（１）によって、一次燃焼火災に水を含んだ二次空気を供給するため水が熱分解して酸素と水素との水性ガスとなり、二次燃焼火災が爆発的圧力が生じ、効率よくタービンを高速で駆動させ、発電させることができる。
【００３１】
（３）前記（１）によって、ゴミ燃料を用いているので、ゴミの処分と発電ができ、ゴミの有効利用を図ることができる。
【００３２】
（４）前記（１）によって、特殊な機器を必要としないので、比較的容易に実施することができる。
【００３３】
（５）請求項２、３、４も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す工程図。
【図２】本発明の第１の実施例を示す概略説明図。
【図３】燃焼装置の説明図。
【図４】二次燃焼炉の説明図。
【図５】タービンの説明図。
【図６】本発明の第２の実施例を示す概略説明図。
【図７】本発明の第２の実施例の燃焼装置の横断面図。
【図８】本発明の第２の実施例の燃焼装置の縦断面図。
【図９】本発明の第２の実施例の燃焼装置の平面図。
【図１０】本発明の第３の実施例を示す概略説明図。
【図１１】本発明の第３の実施例の燃焼装置の横断面図。
【図１２】本発明の第３の実施例の二次燃焼炉の説明図。
【符号の説明】
１：燃料製造工程、              ２：一次燃焼工程、
３：ゴミ燃料、                  ４：二次燃焼工程、
５：タービン回転工程、
６：発電機駆動工程、            ７：台車、
８、８Ａ、８Ｂ：ゴミ発電装置、
９、９Ａ：燃焼装置、            １０：二次燃焼炉、
１１、１１Ａ：二次空気供給装置、１２：タービン、
１３：発電機、                  １４：点検口、
１５、１５Ａ：燃焼室、
１６、１６Ａ：炉体、            １７：開口部、
１８：前面壁、                  １９：開閉扉、
２０：火災噴出筒、              ２１：後面壁、
２２：ノズル、
２３：一次空気供給ブロワー、
２４：ゴミ燃料供給フィダー、
２５：二次空気分配通路、
２６：二次空気分配筒、          ２７：ノズル、
２８：二次空気供給ブロワー、
２９：二次空気供給路            ３０：水タンク、
３１：開閉弁、                  ３２：水供給通路、
３３：水供給装置、              ３４：ケース体、
３５：軸挿入孔、
３６、３７、３８：静翼、        ３９：水噴出口、
４０：水槽、
４１：火災ガイド体、            ４２：回転翼、
４３：回転体、
４４、４５、４６：動翼、        ４７：開閉弁、
４８：分岐通路、                ４９：開閉弁、
５０：分岐通路、                ５１：軸受、
５２：回転軸、                  ５３：回転軸、
５４：プーリー、                ５５：ベルト、
５６：プーリー、                ５７：伝達手段、
５８：排出口、                  ５９：ロストル、
６０：水蒸気発生水槽、          ６１：投入口、
６２：排煙処理装置、            ６３：回収口。
【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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【図７】
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【図８】
0003616405.tif 000009
【図９】
0003616405.tif 000010
【図１０】
0003616405.tif 000011
【図１１】
0003616405.tif 000012
【図１２】
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