(57)【要約】【課題】二次燃焼室内にて燃焼ガスを十分に攪拌させ得るごみ焼却炉を提供する。【解決手段】主燃焼室６の上方に二次燃焼室７が設けられてなる炉本体１の二次燃焼室７が設けられる炉本体上方部１Ａの水平断面を矩形状に形成するとともに、二次燃焼室７の中心部に、当該二次燃焼室７を２分割する仕切壁８を側壁部１ｃ，１ｄと平行に配置し、さらにこれら各側壁部の内面および仕切壁８の両側面に、二次空気を噴出させる空気ノズル２１を前後方向３列で且つ上下２段でもって設けたものである。【選択図】      図１
2006292318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室の上方に二次燃焼室が設けられてなる炉本体の上記二次燃焼室が設けられる炉本体上方部の水平断面を矩形状に形成するとともに、上記二次燃焼室の中心部に、前後方向の仕切壁を配置して当該二次燃焼室を２分割し、
且つ上記仕切壁に平行な炉本体の両側壁部および当該仕切壁のうち、少なくとも両側壁部に、二次燃焼室の中心側に二次空気を供給する二次空気供給用開口部を設けたことを特徴とするごみ焼却炉。
【請求項２】
主燃焼室の上方に二次燃焼室が設けられてなる炉本体の上記二次燃焼室が設けられる炉本体上方部の水平断面を矩形状に形成するとともに、上記二次燃焼室内に、前後方向の仕切壁を複数配置して当該二次燃焼室を３分割し、
且つ上記仕切壁に平行な炉本体の両側壁部および少なくとも所定の仕切壁に、分割された分割二次燃焼室の中心部側に二次空気を供給する二次空気供給用開口部を設けたことを特徴とするごみ焼却炉。
【請求項３】
二次空気供給用開口部を、それぞれの壁面に対して所定角度でもって傾斜させて、分割された分割燃焼室内で燃焼ガスが旋回するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のごみ焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ焼却炉に関し、特に二次燃焼室の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ごみ焼却炉でごみを燃焼させた際に発生する燃焼ガス中には、ダイオキシン類の前駆物質である一酸化炭素、炭化水素、煤などの未燃分が含まれており、有害なダイオキシン類の発生を抑制するためには、未燃分を完全燃焼させる必要がある。
【０００３】
ところで、従来、未燃分を完全燃焼させるのに、燃焼に必要な酸素を含む空気を二次空気として二次燃焼室内に噴出させて、燃焼ガスを十分に攪拌（混合）させるという方法が用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されているように、焼却炉の二次燃焼室を構成する前壁の中央に、二次空気を供給するための二次空気供給ノズルを上下方向で複数個所に設けて、当該二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００３−１７２５０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した構成によると、二次燃焼室の前壁の中央に且つ上下複数個所に二次空気供給ノズルを設けて、左右に旋回流を形成するようにしているが、焼却炉が大型である場合には、当然に、二次燃焼室も大きくなり、すなわち前後壁同士の間隔も広くなるため、たとえ前壁の上下複数個所に二次空気供給ノズルを配置した場合でも、二次燃焼室内の燃焼ガスを十分に攪拌することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、二次燃焼室内にて燃焼ガスを十分に攪拌させ得るごみ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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のごみ焼却炉は、主燃焼室の上方に二次燃焼室が設けられてなる炉本体の上記二次燃焼室が設けられる炉本体上方部の水平断面を矩形状に形成するとともに、上記二次燃焼室の中心部に、前後方向の仕切壁を配置して当該二次燃焼室を２分割し、
且つ上記仕切壁に平行な炉本体の両側壁部および当該仕切壁のうち、少なくとも両側壁部に、二次燃焼室の中心側に二次空気を供給する二次空気供給用開口部を設けたものである。
【０００８】
また、本発明の他のごみ焼却炉は、主燃焼室の上方に二次燃焼室が設けられてなる炉本体の上記二次燃焼室が設けられる炉本体上方部の水平断面を矩形状に形成するとともに、上記二次燃焼室内に、前後方向の仕切壁を複数配置して当該二次燃焼室を３分割し、
且つ上記仕切壁に平行な炉本体の両側壁部および少なくとも所定の仕切壁に、分割された分割二次燃焼室の中心部側に二次空気を供給する二次空気供給用開口部を設けたものである。
【０００９】
さらに、本発明のごみ焼却炉は、上記各ごみ焼却炉における二次空気供給用開口部を、それぞれの壁面に対して所定角度でもって傾斜させて、分割された分割燃焼室内で燃焼ガスが旋回するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記各ごみ焼却炉の構成によると、二次燃焼室内を、前後方向の仕切壁により、少なくとも２分割するとともに、少なくとも両側壁部に設けられた二次空気供給用開口部から二次空気を噴出させるようにしたので、従来のように、例えば前壁部から後壁部に向かって水平方向に二次空気を噴出させるようにしたものに比べて、二次燃焼室が広くなった場合でも、燃焼ガスを十分に攪拌（混合）することができる。
【００１１】
また、仕切壁により二次空気噴流の貫通距離を最大１／２まで低減することができるので、二次空気の噴出速度をあまり早くする必要がないため、二次燃焼室内での偏流、二次空気供給用開口部側への逆流領域の形成を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態におけるごみ焼却炉を、図１〜図６に基づき説明する。
このごみ焼却炉はストーカ式のもので、図１および図２に示すように、炉本体１の底部には、一端側から他端側に向って、すなわち前方から後方に向って、給じん部２、乾燥段火格子部３、燃焼段火格子部４および後燃焼段火格子部５が設けられるとともに、燃焼段火格子部４の直ぐ上方には、主燃焼室（一次燃焼室ともいう）６が形成されるとともに、この主燃焼室６の上方すなわち炉本体上方部１Ａには二次燃焼室７が設けられている。なお、燃焼ガスの流れ方向を基準にすると、主燃焼室６の下流側に二次燃焼室７が配置されることになる。
【００１３】
また、上記二次燃焼室７が形成された炉本体上方部１Ａの水平断面形状は矩形状にされている。
そして、この炉本体上方部１Ａ内の中心部には、二次燃焼室７を左右に２分割するための前後方向で且つ鉛直方向の仕切壁８が設けられている。
【００１４】
上記炉本体１の二次燃焼室７の周囲の壁体構造および仕切壁８の壁体構造については水管壁構造とされており、したがって上記二次燃焼室７を形成する前壁部１ａ，後壁部１ｂおよび両側壁部１ｃ，１ｄ、並びに仕切壁８は、図３〜図５に示すように、下部ヘッダ１１と、上部ヘッダ１２と、これら上下部ヘッダ１１，１２に亘って設けられた各水管群１３とから構成されている。なお、各ヘッダ１１，１２および各水管群１３は耐火材１４で保護されている。
【００１５】
また、左右の各側壁部１ｃ，１ｄの内面および仕切壁８の両側面の前後および中心位置には、二次空気（大気である）を供給して、すなわち噴出させて二次燃焼を行わせるとともに当該二次燃焼室７内の燃焼ガスを攪拌（混合）するための二次空気供給ノズル（二次空気供給用開口部の一例）２１がそれぞれ上下に、すなわち２段でもって［各壁面に６個（３列×２段）ずつ］設けられている。なお、図１においては、二次空気供給ノズル２１は手前の側壁部１ｃにだけ図示されている。
【００１６】
また、これら各二次空気供給ノズル（以下、単に、空気ノズルという）２１については、仕切壁８により分割された各分割二次燃焼室７ａ，７ｂの内面で互いに対向する壁面に配置されたもの同士は、仕切壁８に対して直交する水平線に対して所定角度θ（例えば、５〜５０°の範囲）でもって傾斜されており、各分割二次燃焼室７ａ，７ｂ内で噴出された二次空気ａにより、燃焼ガスが旋回流となるようにされている。
【００１７】
そして、図６に示すように、これら空気ノズル２１には、二次空気供給配管２２を介して二次空気供給用の送風機２３が接続されている。
この二次空気供給配管２２は、一端側が送風機２３に接続される空気供給本管２４と、一端側が空気供給本管２４の上部に接続されるとともに他端側が両側壁部１ｃ，１ｄの上側および仕切壁８の上側に設けられた空気ノズル２１Ａ，２１Ｂに接続される側壁用上側枝管２６と、一端側が空気供給本管２４の下部に接続されるとともに他端側が側壁部１ｃ，１ｄの下側および仕切壁８の下側に設けられた空気ノズル２１Ｃ，２１Ｄに接続される側壁用下側枝管２７とから構成されており、またこれら各枝管２６，２７には流量制御弁２８，２９がそれぞれ設けられるとともに、これら各流量制御弁２８，２９については、二次燃焼室７の出口温度が所定温度以下となるようにおよび二次燃焼室７内を攪拌するために最低必要限の空気流量を確保し得るように制御されている。
【００１８】
すなわち、炉本体１の燃焼ガス（燃焼排ガスでもある）の出口近傍には、温度検出器３１が配置されるとともに、側壁用上側枝管２６および側壁用下側枝管２７の基端側には流量指示調節計３２，３３がそれぞれ設けられ、さらに上記温度検出器３１からの検出温度を入力して出口温度が所定値以下となるように且つ二次燃焼室７内の燃焼ガスを攪拌するための二次空気の最低供給量を確保するための制御指令を上記各流量指示調節計３２，３３に出力する制御器３４が具備されている。
【００１９】
具体的に説明すると、温度検出器３１で検出された温度が制御器３４に入力され、そして温度が高い場合には、両流量制御弁２８，２９を開いて側壁用上側枝管２６および側壁用下側枝管２７から二次空気が二次燃焼室７（７ａ，７ｂ）内に噴出されて、出口温度の低下が図られるとともに、二次燃焼室７内の燃焼ガスの攪拌が十分に行われる。一方、温度が低い場合には、例えば流量制御弁２８を閉じて側壁用上側枝管２６からの二次空気の噴出を停止して、出口温度が低下しないようにされるとともに、側壁用下側枝管２７からは二次空気を噴出させて、二次燃焼室７内の燃焼ガスの攪拌が維持される。
【００２０】
上記構成において、炉本体１内にごみが供給されて主燃焼室６内で燃焼が行われると、その燃焼ガスはさらに上方の二次燃焼室７内に、すなわち仕切壁８により分割された分割二次燃焼室７ａ，７ｂ内にそれぞれ移動する。
【００２１】
そして、これら各分割二次燃焼室７ａ，７ｂ内には、各側壁部１ｃ，１ｄおよび仕切壁８に設けられた空気ノズル２１から二次空気ａが噴出（供給）されており、これら狭くされた各分割二次燃焼室７ａ，７ｂ内では、両側の空気ノズル２１から斜めに吹き出されて旋回流となった二次燃焼空気により効率良く燃焼ガスが攪拌（混合）されて燃焼が促進される。
【００２２】
このように、二次燃焼室７内を、前後方向の仕切壁８にて２分割するとともに、側壁部１ｃ，１ｄおよび仕切壁８に設けられた空気ノズル２１から二次空気ａを噴出させるようにしたので、従来のように、例えば前壁部から後壁部に向かって水平方向に二次空気を噴出させるようにしたものに比べて、二次燃焼室が広くなった場合でも、燃焼ガスを十分に攪拌（混合）することができる。
【００２３】
また、仕切壁８により二次空気噴流の貫通距離を１／２まで低減することができるので、二次空気の噴出速度をあまり早くする必要がないため、二次燃焼室７内での偏流、空気ノズル２１側への逆流領域の形成を防止することができる。
【００２４】
ところで、上記実施の形態においては、二次燃焼室７の中央に前後方向で且つ鉛直方向の仕切壁８を１つ配置して左右に２分割する構成としたが、例えば図７および図８に示す第１変形例のように、仕切壁８を複数、例えば３つ設けて、４分割するとともに、これら分割された各分割二次燃焼室７ａ〜７ｄにそれぞれ二次空気を供給するようにしてもよい。なお、図７においても、空気ノズル２１は手前の側壁部１ｃにだけ図示されている。
【００２５】
この場合、両側壁部１ｃ，１ｄおよび中央の仕切壁（所定の仕切壁の一例）８（８Ａ）には、それぞれ空気ノズル２１が例えば上下に合計６個ずつ設けられる。勿論、これら空気ノズル２１から噴出される小さい貫通力の二次空気噴流でも、燃焼ガスの攪拌を十分に行うことができる。
【００２６】
また、上記実施の形態においては、仕切壁８の両側面に空気ノズル２１を設けたが、例えば図９および図１０に示す第２変形例のように、仕切壁８には空気ノズルを設けずに、両側壁部１ｃ，１ｄだけに空気ノズル２１を設け、しかもこの空気ノズル２１を中央位置で且つ上下に複数個（例えば、３個）ずつ配置してもよい。但し、この場合、空気ノズル２１の噴出方向は仕切壁８に対して傾斜せずに直交するように設けられ、中央から噴出された二次空気が両側に振り分けられて、前後部に、それぞれ旋回流が形成されるようにされている。
【００２７】
そして、図９および図１０に示した空気ノズル２１の配置を、複数の、例えば３つの仕切壁８により、二次燃焼室７を４分割（７ａ〜７ｄ）した場合にも適用することができる。この場合の空気ノズル２１の配置を、第３変形例として、図１１および図１２に示しておく。
【００２８】
なお、上述した空気ノズルについては、仕切壁に対して直交する水平線に対して所定角度で傾斜されているものだけではなく、仕切壁に対して直交するものであってもよい。この場合でも、旋回流は形成される。
【００２９】
また、上述した各変形例における空気ノズルについても、上述の実施の形態と同様に、送風機に接続された二次空気供給配管が接続されるとともに、制御器により制御される流量制御弁が介装されている。勿論、この制御器により、二次燃焼室の出口温度が所定値以下となるように維持されるとともに、二次燃焼室内での燃焼ガスを攪拌させるために、最低必要限の空気量が確保されている。
【００３０】
また、上記実施の形態（各変形例も含む、以下、同じ）においては、仕切壁８を水管構造として、熱回収を行うようにしたが、例えば仕切壁８が高温に耐えられるように、水蒸気、空気、排ガスなどのいずれか、またはこれらを２種以上混合したものを、冷却媒体として供給し得るようにしてもよい。
【００３１】
また、上記実施の形態においては、二次空気（大気）を空気ノズルに供給して噴出させるように説明したが、例えば当該二次燃焼室から排出された燃焼排ガスを、二次空気に混入させるようにしてもよく、また場合によっては、二次空気の替わりに、すなわち全部を燃焼排ガスとしてもよい（この意味で、二次空気供給ノズルを、単に、流体供給ノズルということもできる）。
【００３２】
すなわち、ごみ量が少なくなる、またはごみの発熱量が低下するなどして供給すべき酸素量が大幅に減り、通常の空気であれば二次空気量を大幅に減らさざるを得ない場合でも、上述したように、二次空気の一部または全てを燃焼排ガスとすることにより、供給すべき酸素量を減らしながら、攪拌に必要な貫通力を維持することができる。
【００３３】
さらに、上記実施の形態においては、ごみ焼却炉としてストーカ式のものについて説明したが、このものに限定されるものでもなく、例えば流動床式のものであってもよく、また燃焼形式としては、石炭焚き、若しくはバーク、バガスなどを燃料とする炉にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るごみ焼却炉の概略構成を示す斜視図である。
【図２】同ごみ焼却炉における二次燃焼室の水平断面図である。
【図３】同ごみ焼却炉のより詳しい断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】同ごみ焼却炉における二次空気の配管系統図である。
【図７】同ごみ焼却炉の第１変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図８】同ごみ焼却炉の第１変形例における二次燃焼室の水平断面図である。
【図９】同ごみ焼却炉の第２変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】同ごみ焼却炉の第２変形例における二次燃焼室の水平断面図である。
【図１１】同ごみ焼却炉の第３変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】同ごみ焼却炉の第３変形例における二次燃焼室の水平断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      炉本体
１Ａ    炉本体上方部
１ａ    前壁部
１ｂ    後壁部
１ｃ    側壁部
１ｄ    側壁部
６      主燃焼室
７      二次燃焼室
７ａ    分割二次燃焼室
７ｂ    分割二次燃焼室
８      仕切壁
２１      二次空気供給ノズル
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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