(57)【要約】【課題】  排気ガス中に含まれる有害物質をより一層効果的に除去可能な焼却炉装置を提供する。【解決手段】  主燃炉と、該主燃炉の上側に設けた再燃炉２０と、再燃バーナー２１からの噴射炎の中心Ｃに対して側方へずらした平面位置において両燃焼室１２、２２を連通する引口２３と、引口２３を通って再燃焼室２２に送り込まれる排気ガスを再燃バーナー２１からの噴射炎側へ案内する第１案内壁２４ａとを備えた焼却炉装置１であって、主燃炉から引口２３を通って再燃炉２０に送り込まれる排気ガスと、再燃バーナー２１からの噴射炎との合流部２９に対して、再燃炉２０の壁から排気ガスのガス流通路の下流側へ斜めに向けて、渦流を形成しながらエアを供給し、渦流により合流部において排気ガスとエアとを混合攪拌するエア供給ノズル２６を設けた。【選択図】        図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
周囲を耐火材の壁で囲み、後壁に主燃バーナーを設け、内部を主燃焼室とした主燃炉と、該主燃炉の上方において周囲を耐火材の壁で囲み、前壁に再燃バーナーを設け、内部を再燃焼室とした再燃炉と、再燃バーナーからの噴射炎の中心に対して側方へずらした平面位置において両燃焼室を連通する引口と、引口を通って再燃焼室に送り込まれる排気ガスを再燃バーナーからの噴射炎側へ案内する第１案内壁とを備えた焼却炉装置であって、
前記主燃炉から引口を通って再燃炉に送り込まれる排気ガスと、再燃バーナーからの噴射炎との合流部に対して、再燃炉の壁から排気ガスのガス流通路の下流側へ斜めに向けて、渦流を形成しながらエアを供給し、渦流により合流部において排気ガスとエアとを混合攪拌するエア供給ノズルを設けた、
ことを特徴とする焼却炉装置。
【請求項２】
前記エア供給ノズルとして、再燃炉の壁に挿通固定される筒状のノズル本体と、渦流を形成するためにノズル本体に斜めに内装した羽根板とを有するものを用いた請求項１記載の焼却炉装置。
【請求項３】
前記エア供給ノズルを、再燃炉における引口側の第１側壁に対面する第２側壁に設けた請求項１又は２記載の焼却炉装置。
【請求項４】
前記引口側の第１側壁に対面する再燃炉の第２側壁に、第１側壁側へ延びる第２案内壁を第１案内壁の後側に間隔をあけて設け、前記エア供給ノズルを、第１案内壁と再燃炉の前壁間において第２側壁に、両ガス案内壁間のガス流通路側へ引口からの排気ガスが流入するように、第１案内壁の先端部側へ向けて設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の焼却炉装置。
【請求項５】
前記再燃焼室におけるガス流通路が波状となるように、再燃焼室内に複数の案内壁を設けた請求項１〜４のいずれか１項記載の焼却炉装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、一般的な焼却物は勿論、直接手に触れると有害な医療廃棄物等を焼却することができる焼却炉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の焼却炉装置としては、周囲を耐火材の壁で囲み、後壁に主燃バーナーを設け、内部を主燃焼室とした主燃炉と、該主燃炉の上方において周囲を耐火材の壁で囲み、前壁に再燃バーナーを設け、内部を再燃焼室とした再燃炉と、再燃バーナーからの噴射炎の中心線の直下において両燃焼室を連通する引口とを備えたものが、広く実施されている。そして、医療廃棄物（注射筒、注射針、血液バッグ、手袋、チューブ等）等の危険物を焼却するときには、主燃炉内での燃焼時に発生した排気ガス中に含まれる有害な高分子系物質並びに臭気等を完全に除去するため、前記再燃バーナーから噴射される噴射炎を前記主燃炉から引口を通って上昇気流により流入する排気ガスの中心に対して、直線状に噴射接触させて燃焼を行うことが長年望ましいとされてきた。
【０００３】
しかしながら、前記主燃炉から引口を通って上昇気流により流入する排気ガスの中心に対して、直線状に噴射接触させて燃焼を行った場合、噴射圧力によりそのまま排気ガスが直線状に排気口に押し出される為、排気ガスと噴射炎との接触が充分でなく、効率的に熱分解がなされないという問題があった。従って上記医療廃棄物を焼却した場合は、ポリ塩化ビニル樹脂やナイロン樹脂等から発生する塩化水素等の炭素系物質や、再燃炉内で未燃焼のまま水銀、カドミウム、鉛等のガス状重金属類等が、排気ガス中に残留して環境を害するという問題があった。
【０００４】
そこで、本出願人は、特許文献１記載のように、前記再燃バーナーからの噴射炎の中心に対して側方へずらした平面位置において両燃焼室を連通する引口を設けた焼却炉装置を提案した。この焼却炉装置では、排気ガスと再燃バーナーからの噴射炎との接触が円滑になされて、排気ガス中に含まれる有害な高分子系物質並びに臭気等を効果的に低減することができた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３５９４５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１記載の焼却炉装置においても、再燃焼室における排気ガスと酸素とが効率的に接触しないことから、有害物質の未燃焼ガスが排気ガス中に残留し、そのまま外部に排出されることがあり、このことが焼却炉装置による有害物質の除去性能を限界づける１つの原因になっていた。
【０００７】
本考案の目的は、排気ガス中に含まれる有害物質をより一層効果的に除去可能な焼却炉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案に係る燃焼炉装置は、周囲を耐火材の壁で囲み、後壁に主燃バーナーを設け、内部を主燃焼室とした主燃炉と、該主燃炉の上方において周囲を耐火材の壁で囲み、前壁に再燃バーナーを設け、内部を再燃焼室とした再燃炉と、再燃バーナーからの噴射炎の中心に対して側方へずらした平面位置において両燃焼室を連通する引口と、引口を通って再燃焼室に送り込まれる排気ガスを再燃バーナーからの噴射炎側へ案内する第１案内壁とを備えた焼却炉装置であって、前記主燃炉から引口を通って再燃炉に送り込まれる排気ガスと、再燃バーナーからの噴射炎との合流部に対して、再燃炉の壁から排気ガスのガス流通路の下流側へ斜めに向けて、渦流を形成しながらエアを供給し、渦流により合流部において排気ガスとエアとを混合攪拌するエア供給ノズルを設けたものである。
【０００９】
この焼却炉装置では、再燃バーナーを点火して再燃焼室内の温度が例えば約１０００℃になってから、主燃焼室に医療廃棄物などの廃棄物を投入して主燃バーナーを点火し、主燃焼室内において例えば約８５０℃にて廃棄物を燃焼させることになる。そして、主燃焼室内で発生する排気ガスは、上昇気流により引口を通って再燃焼室内へ流入し、再燃焼室内において再燃バーナーにより再燃焼される。この時、主燃焼室からの排気ガスは水平方向に向きを変えて、第１案内壁と再燃炉の前壁間を通って再燃バーナー側へ渦を巻きながら案内され、旋回しながら再燃バーナーの噴射炎の中に徐々に吸い込まれ、効率よく噴射炎に接触するとともに、再燃バーナーの噴射炎と排気ガスとの合流部に対して、エア供給ノズルから渦流を形成しながらエアが供給され、渦流による混合攪拌作用により、排気ガスとエアとが十分に攪拌されながら接触し、排気ガス中の未燃焼ガスが効率よく燃焼することになる。
【００１０】
ここで、前記エア供給ノズルとして、再燃炉の壁に挿通固定される筒状のノズル本体と、渦流を形成するためにノズル本体に斜めに内装した羽根板とを有するものを用いること、前記エア供給ノズルを、再燃炉における引口側の第１側壁に対面する第２側壁に設けること、前記引口側の第１側壁に対面する再燃炉の第２側壁に、第１側壁側へ延びる第２案内壁を第１案内壁の後側に間隔をあけて設け、前記エア供給ノズルを、第１案内壁と再燃炉の前壁間において第２側壁に、両案内壁間のガス流通路側へ引口からの排気ガスが流入するように、第１案内壁の先端部側へ向けて設けること、前記再燃焼室におけるガス流通路が波状となるように、再燃焼室内に複数の案内壁を設けること、などが好ましい実施の形態である。
【考案の効果】
【００１１】
本考案に係る燃焼炉装置によれば、再燃バーナーからの噴射炎の中心に対して側方へずらした平面位置において両燃焼室を連通する引口と、引口からの排気ガスを再燃バーナーの噴射炎側へ案内する第１案内壁とを設けているので、主燃焼室から引口を通って再燃焼室に上昇してきた排気ガスは、再燃バーナー側へ渦を巻きながら案内され、旋回しながら再燃バーナーの噴射炎の中に徐々に吸い込まれることになり、排気ガスと噴射炎とが効率的に接触することになる。しかも、主燃炉から引口を通って再燃炉に送り込まれる排気ガスと再燃バーナーからの噴射炎との合流部に対して、再燃炉の壁から排気ガスの流通路の下流側へ斜めに向けて、エア供給ノズルにより渦流を形成しながらエアを供給するので、エアにより排気ガスを攪拌させながら噴射炎及びエアを排気ガスに対して十分に接触させることが可能となり、排気ガス中の未燃焼ガスを完全燃焼させることが可能となる。
【００１２】
ここで、前記エア供給ノズルとして、再燃炉の壁に挿通固定される筒状のノズル本体と、渦流を形成するためにノズル本体に斜めに内装した羽根板とを有するものを用いると、簡単な構成で再燃焼室に供給するエアに対して渦流を形成することが可能となる。
【００１３】
前記エア供給ノズルを、再燃炉における引口側の第１側壁に対面する第２側壁に設けると、噴射炎と合流した排気ガスの方向を噴射炎に沿った方向に調整できるので、噴射炎と未燃焼ガスとの接触時間を長くして、排気ガス中に含まれる未燃焼ガスの燃焼を促進することができる。
【００１４】
前記引口側の第１側壁に対面する再燃炉の第２側壁に、第１側壁側へ延びる第２案内壁を第１案内壁の後側に間隔をあけて設け、前記エア供給ノズルを、第１案内壁と再燃炉の前壁間において第２側壁に、両案内壁間のガス流通路側へ引口からの排気ガスが流入するように、第１案内壁の先端部側へ向けて設けると、未燃焼ガスの方向をエア供給ノズルから供給されるエアにより、第１側壁と第２側壁間のガス流通路側へ調整することが可能となり、ガス流通路内における排気ガスの流れが澱まないようにスムーズにすることができる。
【００１５】
前記再燃焼室におけるガス流通路が波状となるように、再燃焼室内に複数の案内壁を設けると、再燃焼室におけるガス流通路の通路長を長くして、再燃焼室内における排気ガスの滞留時間を長く設定することで、排気ガス中に含まれる未燃焼ガスを極力少なくすることが可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本考案を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１〜図３に示したものは本考案に係る焼却炉装置であって、図１は焼却炉装置の一部縦断側面図、図２は同装置の一部縦断正面図、図３は同装置の一部横断平面図、図４は同装置の再燃炉の横断平面図である。また、図５に示したものは本考案の焼却炉装置で用いるエア供給ノズルの（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は羽根板の側面図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、焼却炉装置１は、積載車２の荷台上に焼却炉本体３を搭載したもので、例えば医療関連機関から回収した２０リットル入りのセフティーパックに収納した医療廃棄物を燃焼するものである。但し、本実施の形態では、焼却炉本体３への医療廃棄物の投入口側（積載車の後側）を前側と定義して説明する。
【００１８】
焼却炉本体３は、周囲をセラミックファイバーブロックと高強度キャスタブルの耐火材の壁により堅固に構築し、後壁１０ａに主燃バーナー１１を設け、内部を主燃焼室１２とした主燃炉１０と、主燃炉１０の上方において周囲をセラミックファイバーブロックの耐火材の壁により堅固に構築し、前壁２０ａに再燃バーナー２１を設け、内部を再燃焼室２２とした再燃炉２０と、再燃バーナー２１からの噴射炎の中心Ｃに対して側方へずらした平面位置において両燃焼室１２、２２を連通する引口２３と、引口２３を通って再燃焼室２２に送り込まれる排気ガスを再燃バーナー２１からの噴射炎側へ案内する第１案内壁２４ａとを備えている。
【００１９】
主燃炉１０の前壁１０ｂには焼却物を投入するための扉３０が昇降装置３１により開閉自在に取付けられ、扉３０の下方には焼却残渣を取除くための灰出口３３が設けられている。更に、図３に示す如く、側壁１０ｃに熱電対３４が設けられ、主燃炉１０内の出口温度を測定できるように構成されている。
【００２０】
再燃炉２０には、図２〜図４に示す如く、引口２３の後側には引口２３側の第１側壁２０ｂから、それに対面する第２側壁２０ｃ側へ向けて延びる第１案内壁２４ａが形成され、引口２３を通って主燃焼室１２から再燃焼室２２に流入する排気ガスは、図中の矢印の如く、上方から側方へその流れが切り替えられて、再燃炉２０の前壁２０ａと第１案内壁２４ａ間の通路を経て噴射炎の流道に少しずつ吸い込まれ、噴射炎と順次接触して再燃焼することになる。
【００２１】
このため、前記主燃炉１０から上昇してきた排気ガスの一部が、未燃焼のまま後述する沈降室４０に送り込まれることが防止される。また、前記した主燃炉１０と同様に、図３、図４に示す如く、側壁２０ｃには熱電対２５が設けられ、再燃炉２０内の出口温度を測定するので、予め設定した温度状態になれば主燃バーナー１１や再燃バーナー２１による温度調節等が可能となる上、自動制御化することも容易に行える。尚、前記第１案内壁２４ａは図４に示す如く真っ直ぐに突設したものを記載しているが、再燃バーナー２１からの噴射炎の先端側、即ち、後述する沈降室４０側へ先端部を傾斜させることも適宜採用可能である。
【００２２】
図１に示すように、主燃バーナー１１の後方には燃焼ブロワー１３が取付けられ、主燃炉１０には２箇所、再燃炉２０には１箇所の空気孔１４が設けられ、図示外の送風管を通じて燃焼ブロワー１３から空気孔１４へエアを供給するように構成されている。また、主燃バーナー１１の下方には自然に空気が供給されるように二次空気孔１５が設けられている。このように数多くの空気孔１４、１５を設けることにより、燃焼に充分な酸素を取入れることができ、より燃焼効率が高まる上、空気をより激しく吸引して強制的な上昇気流を形成することも助長するものである。
【００２３】
また、再燃炉２０の空気孔１４にはエア供給ノズル２６が装着されている。このエア供給ノズル２６は、図４、図５に示すように、再燃炉２０の空気孔１４に挿通固定される筒状のノズル本体２７と、渦流を形成するためにノズル本体２７に斜めに内装した３枚の羽根板２８とを有し、噴射炎と引口２３からの排気ガスとの合流部２９に対して、渦を巻きながらエアを供給することで、排気ガスをエアで攪拌しながら噴射炎に接触させ、排気ガス中の未燃焼ガスを効率よく完全燃焼できるように構成されている。また、再燃炉２０の第２側壁２０ｃには第１側壁２０ｂ側へ延びる第２案内壁２４ｂが第１案内壁２４ａの後側に間隔をあけて設けられ、エア供給ノズル２６は、第１案内壁２４ａと再燃炉２０の前壁２０ａ間の前後方向位置において第２側壁２０ｃに、両案内壁２４ａ、２４ｂ間のガス流通路側へ引口２３からの排気ガスが流入するように、第１案内壁２４ａの先端部側へ向けて設けられている。尚、羽根板２８の枚数は任意に設定でき、３枚以外の枚数設けることができる。また、羽根板２８の傾斜角度は、効率的に渦流を形成可能な角度であれば任意に設定でき、また手動或いは電動により燃焼状況に応じて角度調整可能に構成することできる。更に、このエア供給ノズル２６は再燃炉２０に複数個設けることも可能である。
【００２４】
尚、再燃焼室２２におけるガス流通路が波状となるように、第１及び第２案内壁２４ａ、２４ｂ以外に１乃至複数の案内壁を設けると、再燃焼室２２におけるガス流通路の通路長を長く設定して、再燃焼室２２内における排気ガスの滞留時間を長く設定することで、排気ガス中に含まれる未燃焼ガスを極力少なくすることが可能となる。
【００２５】
図１、図３に示す如く、再燃炉２０の後側には、煙道４１を通って再燃炉２０で再燃された排気ガスが流れ込む沈降室４０が接続され、沈降室４０の底部略中央には上方へ延びるエゼクターノズル４２が挿着され、エゼクターブロワー４３を始動することにより、沈降室４０内のガスが上方へ排気され、その誘引によって排気ガスが排気筒４４から大気へ放出される。
【００２６】
また図１に示す如く、積載車２の最後方には薬液タンク４５が取付けられ、薬液タンク４５から供給される薬液（苛性ソーダ、石灰水等）は加圧ポンプ４６によって薬液配管４７に送り込まれ、エゼクターノズル４２の内部上方に向けて噴霧されるように構成されている。エゼクターノズル４２の内部上方に向けて噴射してなる薬液は、エゼクターノズル４２の回りを旋回しながら上昇排出されるガスと減温接触して、排気ガス中の有害物質を中和するものである。ここに薬液として、苛性ソーダを噴射した場合は、医療廃棄物の燃焼により発生する塩化水素を塩化ナトリウムに変化せしめて有毒ガスの放出を防止することができる。
【００２７】
次にこのような構成を有する焼却炉装置１の一連の作動と、燃焼することにより発生するガスの流動とを関連づけて、図１〜図４を用いて説明する。
【００２８】
先ず回収した多種多様な医療廃棄物を焼却するため、焼却に必要な環境を備えた場所に図１に示す積載車２で移動し、操作盤（図示略）で排気筒４４の蓋（図示せず）を開けてから排気筒４４を上方へ延ばして、エゼクターブロワー４３を始動させてエゼクターノズル４２によりガスを誘引排気する。
【００２９】
次に、再燃バーナー２１を点火して再燃焼室２２内の温度が約１０００℃になってから、昇降装置３１によって扉３０を開け、医療廃棄物を収納した２０リットル入りのセフティーパック４を主燃炉１０内に投入して炉床５に載せる。そして、扉３０を閉めて、主燃バーナー１１を点火して主燃焼室１２内の温度を約８５０℃になるように燃焼を行う。この時、燃焼に必要な酸素は、空気孔１４、１５より供給され、燃焼効率が十分に確保される。
【００３０】
次に、主燃焼室１２内での燃焼時に発生した排気ガスは、図１、図２の矢印の如く、上昇気流に乗って引口２３を通って再燃焼室２２へ流入し、再燃焼室２２内において再燃バーナー２１により再燃焼される。この時、図３、図４に示すように、再燃バーナー２１から噴射される噴射炎に対して側方より排気ガスが接触し、排気ガスが旋回状で噴射炎の中に徐々に吸い込まれていき、再燃炉２０内で渦を巻きながら攪拌され、より長く再燃炉２０に滞留することができる。即ち、図４に示す矢印の如く、排気ガスがミックスされ、高温酸化反応を起こして未燃焼のガス状重金属類等を分解することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、引口２３の上縁後側に案内壁２４ａを突設することにより、主燃炉１０から流入してきた排気ガスが、案内壁２４ａに沿って旋回状に流れが変化し、噴射炎に完全接触するのである。更に案内壁２４ａとして再燃バーナー２１からの噴射炎方向に傾斜した場合にあっては、より滑らかに噴射炎の中に排気ガスが吸い込まれ、接触率の向上が図れる。
【００３２】
更に、図４に示すように、噴射炎と引口２３からの排気ガスとの合流部２９に対して、エア供給ノズル２６から渦を巻きながらエアを供給して、このエアにより排気ガスを攪拌しながらエアと排気ガスを十分に混合し、このエアと排気ガスの混合ガスに噴射炎を接触させるので、排気ガス中の未燃焼ガスが効率よく完全燃焼することになる。
【００３３】
次に、再燃焼された排気ガスは、攪拌されながら煙道４１を通過して沈降室４０に送り込まれ、図２に示すように沈降室４０の底部略中央から挿着されたエゼクターノズル４２の回りを旋回しながら上昇し、図１の如く、排気筒４４より大気へ排出される。エゼクターノズル４２の回りを旋回する理由は、図２に示すように、煙道４１から送り込まれた排気ガスが、沈降室４０の内壁に沿って円滑に排気されるように構成されているからである。
【００３４】
この再燃焼によって、殆どのガス状重金属類は高温分解されるが、塩化水素は高温分解ができず残留する。これを解消するために、エゼクターノズル４２の内部に薬液タンク４５から薬液配管４７を通って噴霧ノズル４８が設置され、エゼクターノズル４２の回りを旋回して排出されるガスと噴霧ノズル４８から噴霧される薬液（苛性ソーダ等）とを噴霧状態で減温接触させ、有毒である塩化水素を中和させて、大気に排出することになる。
【００３５】
以上の過程により、医療用廃棄物を焼却するので、従来の燃焼炉装置と比較して有害な物質が残留することがないとともに、焼却後の残渣には微生物の存在も認められず、二次感染の恐れも全くないのである。
【００３６】
次に、焼却炉装置１の評価試験について説明する。
この評価試験では、医療関連機関から回収したプラスチック類、チューブ類、紙・繊維類、注射針、ガラス類、ゴム類などを含む医療廃棄物を２０リットル入りのセフティーパックに収納し、これを前記焼却装置１で焼却処理したときに発生する、排気ガス中の成分をそれぞれ測定し、各成分毎にその平均値を求めた。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１から、本案例は、全体として排出基準を大幅に下回り、排気ガス中に含まれる有害物質が低下していることが判る。しかも、ダイオキシン濃度が０．５０（ng-TEQ/m3N）と僅かな量であり、環境に及ぼす影響を少なくできることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】焼却炉装置の一部縦断側面図
【図２】同装置の一部縦断正面図
【図３】同装置の横断面図
【図４】同装置の再燃炉の要部横断面図
【図５】同装置のエア供給ノズルの(ａ)は出口側の正面図、(ｂ)は縦断面図、（ｃ）は羽根板の側面図
【符号の説明】
【００４０】
１      焼却炉装置        ２      積載車
３      焼却炉本体        ４      セフティーパック
５      炉床
１０    主燃炉            １０ａ  後壁
１０ｂ  前壁              １０ｃ  側壁
１１    主燃バーナー      １２    主燃焼室
１４    空気孔            １３    燃焼ブロワ−
１５    二次空気孔
２０    再燃炉            ２０ａ  前壁
２０ｂ  第１側壁          ２０ｃ  第２側壁
２１    再燃バーナー      ２２    再燃焼室
２３    引口              ２４ａ  第１案内壁
２４ｂ  第２案内壁        ２５    熱電対
２６    エア供給ノズル    ２７    ノズル本体
２８    羽根板            ２９    合流部
３０    扉                ３１    昇降装置
３３    灰出口            ３４    熱電対
４０    沈降室            ４１    煙道
４２    エゼクターノズル  ４３    エゼクターブロワー
４４    排気筒            ４５    薬液タンク
４６    加圧ポンプ        ４７    薬液配管
４８    噴霧ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003114169.tif 000006
【図４】
0003114169.tif 000007
【図５】
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