(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉の底部に上方へ突出した空気吹出し体が設けられ、該空気吹出し体には内部空間を有してその外周に放射状を向く多数の吹出し穴が形成され、該多数の吹出し穴から空気を放射状に噴出するようにし、
被燃焼物が投入される前記燃焼炉の底部に前面扉の方向に向く多数の直線状の凹凸形状が形成され、さらに前記燃焼炉の外側に設けられたブロアからの空気供給管を前記空気吹出し体の内部空間に接続して該ブロアから送給された強制空気を前記空気吹出し体の前記多数の吹出し穴から放射状に噴出するようにし、
前記燃焼炉の上部に設けた煙突の途中に該煙突よりも大径の２次燃焼室を設け、該２次燃焼室に火炎の噴出口を上向きに傾けたバーナを取り付け、
前記ブロアに接続された空気供給管を前記２次燃焼室の上方の煙突側部に２次給気パイプとして連結し、該２次給気パイプは前記２次燃焼室に設けられたバーナの火炎による螺旋状の回転方向と同様の送風方向となるように接続された燃焼炉において、
前記燃焼炉はロストルのない構造であって鋼板とその内側面に耐火セメントを設けてなる耐火構造の炉体を有し、該炉体の前面に設けられた開口部を開閉する前面扉の下部に空気取入口が設けられ、
前記凹凸形状は炉体の底部におけるコンクリート面に前記前面扉の方向を向く直線状の凹溝を所定間隔で造成してなり、
前記空気取入口から流入する外部空気を炉体の底部の凹溝に沿って流通することが可能であり、
前記前面扉を開けて炉体内部を清掃するとき、灰の掻き出し棒を直線状の各凹溝に沿って掻き出すことを可能としたことを特徴とする燃焼炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼炉の炉体内部に空気を強制的に供給することによって燃焼効率を向上すると共に、２次燃焼室における燃焼効率を向上するようにした燃焼炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時において、廃棄物を焼却処理する際に発生するダイオキシン類による環境汚染の防止及びその除去等を遂行するために、「ダイオキシン類対策特別措置法（平成１１年法律第１０５号）」が制定され、小型燃焼炉（焼却能力５０〜２００ｋｇ／ｈ）に関するダイオキシン排出基準が制定されている。
【０００３】
このような法的規制に適応し、また環境問題に対応するために、従来から、燃焼炉内に投入した焼却物の時間当たりの燃焼効率を向上させる方策が採られている。そのために、従来から、炉体の外側背面または側面より炉体側壁へ単数または複数の空気穴を設ける方法、或いは炉体の側壁に複数の空気穴を設け、この空気穴を経て、強制通風により炉体内に空気を送る方法が採られている。ところが、このような方法においては、炉体に複数の空気穴を設けるため、加工工数が多くなり、相当のコストを要するという問題がある。
【０００４】
また、側壁に１個の空気穴を設け、この空気穴にブロアを接続して強制的に送風する構成とした場合、供給された空気は空気穴を経て炉体内へ一定の方向で噴出するため、ロストル上の被燃焼物に空気を満遍なく供給することができず、このため燃焼速度が遅くなり、供給した空気が当たらない箇所については被燃焼物の一部が焼けずに残留するという問題がある。
【０００５】
また、従来の技術として特許文献１の発明を掲げると、この発明のごみ焼却炉は、図７に示すように、上部にごみ投入口５１と煙突５２とを有する縦型の焼却筒５３の底部にロストル５４が設置され、焼却筒５３の中にロストル５４を貫通して空気供給筒５５が起立されると共に、空気供給筒５５の基端に送風機５７が接続され、空気供給筒５５の先端を閉じてその周壁に多数の噴気口５６が形成され、さらに空気供給筒５５の外周をその外径より大きい金属製防護ネット５８で被覆してなる構成を有するものである。
【０００６】
また、このような構成において、ロストル５４の上部にごみ突上げ突起５９が設けられたことにより、焼却するごみDがロストル５４近傍の噴気口５６を塞ぐことなく、外気を燃焼筒５３に送ることができ、燃焼に必要な通風を確保することができるものとされている。
【特許文献１】特開平１０−１８５１５０号公報（第１、２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記の特許文献１に記載された発明は、燃焼筒５３の内部にロストル５４を設置した構成を前提とするもので、燃焼に必要な通風を確保する目的で、ロストル５４を貫通して上方へ伸びる空気供給筒５５とその外周に設けた金属製防護ネット５８とを備えているため、これらのものが焼却すべきごみDを投入口５１から投入する際の妨げ、また内部空間の利用効率が悪く、さらに金属製防護ネット５８の目詰まりや老朽化に伴うメンテナンスが必要になるという問題がある。
【０００８】
ところで、通常、燃焼炉内に投入された被燃焼物は炉体の底部から順次蓄積されるが、この被燃焼物の底部付近に空気が最も供給され難いため、炉体の底部付近に未燃焼の被燃焼物や残灰が生じ、焼却灰の熱しゃく減量が大きくなるという問題がある。従って、炉体内部に投入された被燃焼物を効率良く完全に燃焼するには、炉体の底部付近及び被燃焼物の内部に必要な空気量を強制的に供給する必要がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ロストルを廃した構成とすることによって炉体内部の利用効率を向上し、これによって炉体の小型化を図り、さらに安価且つ簡素な装置で強制空気を炉体内部の被燃焼物にムラなく供給し得る構成とすることによって燃焼効率を上げ、さらに２次燃焼室における燃焼効率を向上することによって排ガス中に含まれるダイオキシン類を大幅に削減し得るようにした燃焼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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１の燃焼炉は、燃焼炉の底部に上方へ突出した空気吹出し体が設けられ、該空気吹出し体には内部空間を有してその外周に放射状を向く多数の吹出し穴が形成され、該多数の吹出し穴から空気を放射状に噴出するようにし、被燃焼物が投入される前記燃焼炉の底部に前面扉の方向に向く多数の直線状の凹凸形状が形成され、さらに前記燃焼炉の外側に設けられたブロアからの空気供給管を前記空気吹出し体の内部空間に接続して該ブロアから送給された強制空気を前記空気吹出し体の前記多数の吹出し穴から放射状に噴出するようにし、前記燃焼炉の上部に設けた煙突の途中に該煙突よりも大径の２次燃焼室を設け、該２次燃焼室に火炎の噴出口を上向きに傾けたバーナを取り付け、前記ブロアに接続された空気供給管を前記２次燃焼室の上方の煙突側部に２次給気パイプとして連結し、該２次給気パイプは前記２次燃焼室に設けられたバーナの火炎による螺旋状の回転方向と同様の送風方向となるように接続された燃焼炉において、前記燃焼炉はロストルのない構造であって鋼板とその内側面に耐火セメントを設けてなる耐火構造の炉体を有し、該炉体の前面に設けられた開口部を開閉する前面扉の下部に空気取入口が設けられ、前記凹凸形状は炉体の底部におけるコンクリート面に前記前面扉の方向を向く直線状の凹溝を所定間隔で造成してなり、前記空気取入口から流入する外部空気を炉体の底部の凹溝に沿って流通することが可能であり、前記前面扉を開けて炉体内部を清掃するとき、灰の掻き出し棒を直線状の各凹溝に沿って掻き出すことを可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃焼炉によれば、次のような効果を得ることができる。
【００１４】
(１）本発明においては、炉体内部に蓄積された被燃焼物の底部であってその内部に空気吹出し体が設けられた構成となり、この空気吹出し体の外周に放射状を向く多数の吹出し穴が形成されているため、ブロアから供給された空気は多数の吹出し穴から必要な方向へ放射状に一様且つ満遍なく噴出される結果、蓄積された被燃焼物を底部且つ内部から満遍なく完全燃焼することが可能となる。このため被燃焼物の燃焼効率と、熱しゃく減量が向上し、残灰が極めて少ない燃焼を行なうことができ、不燃物が残留せず、無害で安全性の高い燃焼炉を得ることができる。
【００１５】
(２)また、上記の空気吹出し体及びその外周に形成された吹出し穴は、簡素な構造によるものであるため、製作コストが安価であり、またメンテナンスの手間がほとんど不要である。
【００１６】
(３)また、本発明によれば、ロストルがないため、炉体下部に設けるべき灰受けのスペースが不要となり、その分、炉体の高さを低く形成することでき、このため燃焼炉全体の小型化が実現でき、軽量でローコストの燃焼炉を得ることができる。
【００１７】
(４)しかも、本発明においては、従来のロストルの代替として設けた炉体底部の形状、即ち炉体底部に燃焼炉の前面扉の方向に向く多数の直線状の凹凸形状を形成したため、前面扉に設けた空気取入口から流入する外部空気が抵抗の少ない状態で炉体底部の凹凸形状に流入し、被燃焼物の完全燃焼に有益となる。
【００１８】
(５)さらに、本発明においては、ロストルがないため、未燃焼の灰が落下することなく、完全燃焼を促進することができる。さらには、炉体底部に設けられた直線状の凹凸形状が前面扉の方向に形成されているため、灰の取り出し方向と一致し、炉体底部の灰を取り出す作業が容易にできる。
【００１９】
(6)また、本発明においては、燃焼炉の外側に設けられたブロアから空気吹出し体への空気供給を１本の空気供給管で行うことができるためローコストとなる。
【００２０】
(7)さらに、本発明においては、燃焼炉の上部に設けた煙突の途中に該煙突よりも大径の２次燃焼室を設け、この２次燃焼室に火炎の噴出口を上向きに傾けたバーナを接続してあるため、１次燃焼室（燃焼炉）からの排ガスが２次燃焼室を通過するとき、室内の流れが減速して煙及び煤煙の滞留時間を長くとることができ、また２次燃焼室にバーナを引火することでダイオキシンや煤煙、煙を効率良く削減することができる。しかも、２次燃焼室にバーナの火炎の噴出口が上向きとなるように取り付けたことにより、排ガスの誘引効果が得られ、これにより煙突内の排ガスの抜けが向上する。
【００２１】
(8)さらに、本発明においては、ブロアに接続された空気供給管を２次燃焼室の上方の煙突の側部に２次給気パイプとして連結し、該２次給気パイプが２次燃焼室に設けられたバーナの火炎による螺旋状の回転方向と同様の送風方向となるように接続してあるため、２次給気パイプからの吹出し方向をバーナの火炎による螺旋状の回転方向と一致させて滞留時間をとると同時に、排ガスに空気を混合して再燃焼を促進しながら排ガスを上方へ搬送することができる。また、燃焼状態によりバーナにおいて酸素欠乏が生じた場合には未燃ガスの再燃焼を促進する作用があり、燃焼の安定性を保つことができる。さらに、２次給気パイプの挿入角度により、バーナの炎を螺旋状に回転させることにより、滞留時間を確保して煙突内における燃焼効率を向上することができる。
【００２２】
(9)以上のプロセスにより、簡易な構造で且つ排ガス中に含まれるダイオキシン濃度を大幅に削減すると同時に、煤煙や煙も限りなく低減し、さらに焼却灰の熱しゃく減量が極めて少さい法的排出基準に適合した燃焼炉を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明による燃焼炉１は、図１又は図２に示すように、被燃焼物Dが投入される燃焼炉１の底部に前面扉２の方向に向く多数の直線状の凹凸形状３、３…（図６参照）が形成されると共に、該燃焼炉１の底部に上方へ突出した空気吹出し体４が固設され、該空気吹出し体４には内部空間を有してその外周に放射状を向く多数の吹出し穴５、５…が形成され、さらに燃焼炉１の外側に設けられたブロア６からの空気供給管７を空気吹出し体４の内部空間に接続してブロア６から送給された強制空気を空気吹出し体４の多数の吹出し穴５、５…から放射状に噴出するようにしたものである。
【００２５】
このような構成についてより詳細に述べると、図２に示すように、燃焼炉１の炉体１０は内部が空洞にされた形状を有し、鋼板とその内側面に耐火セメントを設けたことによる耐火構造とされ、炉体１０の前面に設けられた開口部１１（図２参照）には炉体１０に固設されたヒンジ１２により開閉する前面扉２が設けられている。
【００２６】
また、図１又は図２に示すように、前面扉２の下部には空気取入口１４が設けられている。この空気取入口１４は長方形状の外気調整扉１５の上下を枠金具１６で摺動自在に係止すると共に、外気調整扉１５に取り付けてある取手１５aで横方向にスライド可能な構成とされ、外気調整扉１５の開度を調節することによって炉体１０内に吸入する空気量を調整することが可能とされている。
【００２７】
また、前面扉２の上部には投入口１３が設けられている。この投入口１３の外部に結合されたシューター１７は角型筒形を成す鋼板により形成され、炉体１０の内部に向けて下り勾配を有する傾斜通路を有すると共に、シューター１７の端部には外蓋１８が開閉自在に枢設されている。また、外蓋１８には開閉用のハンドル１８ａが設けられ、さらにこの外蓋１８は不図示のロック金具等によって閉塞状態をロックするようにされている。
【００２８】
上記のように構成されたシューター１７の外蓋１８を開けて被燃焼物Ｄを投入すると、被燃焼物Ｄは傾斜通路内の下り勾配に沿って滑り落ち、その加速力で炉体１０内の奥の方へ投下される。このため、被燃焼物Ｄが投入口１６の直下付近に溜まることなく炉体１０内に蓄積される。
【００２９】
また、本発明において、図６に示すように、燃焼炉１内の底部には多数の凹凸形状３、３…が形成されている。この凹凸形状３、３…は、炉体１０の底部のコンクリート面に前面扉２の方向を向く直線状の凹溝３ａを所定間隔で造成することによって形成することができる。
【００３０】
本発明において、燃焼炉１内の凹凸形状３は、従来のロストルの代替として設けたものであり、前面扉２に設けた空気取入口１４から流入する外部空気が抵抗の少ない状態で流入し、凹凸形状３、３…の各凹溝３ａに沿って炉体１０の底部を流通するため、被燃焼物Dが蓄積された状態で空気が最も供給され難い底部付近にも空気が効率的に導入され、被燃焼物Dの完全燃焼に有益となる。さらに、従来のロストルがないため、未燃焼の灰が落下することなく、完全燃焼を促進することができる。
【００３１】
また、炉体１０の底部に設けられた直線状の凹凸形状３、３…が前面扉２の方向に形成されているため、その凹溝３aの方向が灰の取り出し方向と一致し、前面扉２を開けて炉体内部を清掃するとき、灰の掻き出し棒を直線状の凹凸形状３、３…の各凹溝３aに沿って使用することにより、灰の取り出し作業が容易となる。
【００３２】
さらに、本発明においては、図６に示すように、炉体１０の底部の略中央に上方へ突出した空気吹出し体４が固設されている。この空気吹出し体４は内部空間を有してその外周に３６０度方向又は任意の水平方向へ放射状を向く多数の吹出し穴５、５…が形成されてなるものである。ただし、上記のように前面扉２に空気取入口１４が設けられ、この空気取入口１４の付近には外部空気が十分流入し、また空気取入口１４から炉内にて燃焼中の炎がバックファイヤとして誘起されることもあるため、前面扉２の空気取入口１４付近を向く吹出し穴５は設けないか、又は塞ぐ場合もある。
【００３３】
また、空気吹出し体４は、キャスタ、ステンレス、耐熱鋼等で形成され、図4又は図５に示すように、燃焼炉１の炉体１０の形状によって変更することができる。即ち、図４(a)に示すように、炉体１０が略円筒形の場合、空気吹出し体４の形状も円筒形とし、その外周に３６０度方向又は任意の水平方向へ放射状を向く多数の吹出し穴５、５…が形成され、その頂部は、図４(b)に示すように平坦形状、図４(c)に示すように半球形、図４(d)に示すように円錐形等の形状とすることができる。
【００３４】
また、図５(a)に示すように、炉体１０が四角筒形の場合、空気吹出し体４の形状も四角筒形に近似した形状とし、その外周に３６０度方向又は任意の水平方向へ放射状を向く多数の吹出し穴５、５…が形成され、その頂部は、図５(b)に示すように平坦形状、図５(c)に示すように角錐形等の形状とすることができる。
【００３５】
また、本発明においては、図１に示すように、燃焼炉１の外側に設けられたブロア６に空気供給管１９を接続すると共に、該空気供給管１９を炉体10の底部に沿って導き、その端部を空気吹出し体４の内部空間に接続した構成とし、ブロア６から空気供給管１９を経て送給された強制空気を空気吹出し体４の多数の吹出し穴５、５…から燃焼炉１内に放射状に噴出するようにしている。
【００３６】
このような構成において、ブロア６から供給された空気は多数の吹出し穴５、５…から放射状に一様且つ満遍なく噴出されるため、炉体１０の内部に蓄積された被燃焼物Dを空気吹出し体４の周囲の底部且つ内部から満遍なく燃焼することが可能となる。このため被燃焼物Dの燃焼効率が向上し、残灰が極めて少ない燃焼を行なうことができ、不燃物が残留せず、焼却灰の熱しゃく減量が極めて小さい無害で安全性の高い燃焼炉を得ることができる。
【００３７】
また、本実施例においては、図１〜図３に示すように、燃焼炉１の上部に設けた煙突２２の途中に該煙突２２よりも大径の２次燃焼室２６を設け、この２次燃焼室２６に火炎の噴出口を上向きに傾けたバーナ２４を接続してある。なお、この２次燃焼用バーナ２４は、不図示の燃料供給管を介して燃料タンクに連結され、燃焼タンク内のポンプ動作によって燃料が供給されるようにしてある。
【００３８】
こうすることにより、１次燃焼室として機能する燃焼炉１からの排ガスが２次燃焼室２６を通過するとき、室内の流れが減速して煙及び煤煙の滞留時間を長くとることができる。また、２次燃焼室２６にバーナ２４を引火することでダイオキシンや煤煙、煙を効率良く削減することができる。
【００３９】
しかも、本実施例において、２次燃焼室２６にバーナ２４の火炎の噴出口が上向きとなるように取り付けたことにより、排ガスの誘引効果が得られ、これにより煙突２２内の排ガスの抜けが向上する。また、２次給気パイプ２３の挿入角度によりバーナ２４の火炎を螺旋状に回転させることによって滞留時間が長くなり２次燃焼室２６における燃焼効率を挙げることができる。
【００４０】
さらに、本実施例においては、図３(a)、(b)に示すように、上記のブロア６に接続された空気供給管を２次燃焼室２６の上方の煙突２２の側部に２次給気パイプ２３として連結し、該２次給気パイプ２３が２次燃焼室２６に設けられたバーナ２４の火炎による螺旋状の回転方向と同様の送風方向となるように接続されている。
【００４１】
このような構成により、２次給気パイプ２３からの吹出し方向をバーナ２４の火炎による螺旋状の回転方向と一致させて滞留時間をとると同時に、排ガスに空気を混合して再燃焼を促進しながら排ガスを上方へ搬送することができる。また、燃焼状態によりバーナ２４において酸素欠乏が生じた場合には未燃ガスの再燃焼を促進する作用があり、燃焼の安定性を保つことができる。さらに、２次給気パイプ２３の挿入角度により、バーナ２４の炎を螺旋状に回転させることにより、滞留時間を確保して煙突２２内における燃焼効率を向上することができる。
【００４２】
以上のプロセスにより、簡易な構造で且つ排ガス中に含まれるダイオキシン濃度を大幅に削減すると同時に、煤煙や煙も限りなく低減し、さらに熱しゃく減量が極めて小さい法的排出基準に適合した燃焼炉を得ることができる。
【００４３】
上記の構成において、燃焼炉１の炉体１０内において被燃焼物Ｄに対する一次燃焼を遂行するが、本実施例においては、炉体１０内で一次燃焼されることにより発生した燃焼ガスが、２次燃焼室２６内にて２次燃焼用バーナ２４によって８００〜１０００°Ｃの高温で２次燃焼されるため、煙突２２の上端排気口２５から排出される排ガス中のダイオキシンは大幅に抑制され、極微量となる。
【００４４】
また、このような2次燃焼の際、ブロア６から空気供給管２３を経て煙突２２内に強制的に供給された空気が２次燃焼用バーナ２４の火炎による螺旋状の回転方向と同様の送給方向となるため、煙突２２内においてサイクロン効果を発揮し、未燃焼ガスを効率的に再燃焼して煤塵等を除去することに有益となる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明したように、本発明の燃焼炉は、燃焼炉内のロストルを廃した構成とすることによって炉内空間の利用効率を向上することで炉体の小型化に有益となり、安価且つ簡素な装置で安価に構成でき、炉内底部の空気吹出し体に設けられた放射状を向く多数の吹出し穴により強制空気を炉内の被燃焼物の内部からムラなく供給し得る構成とすることによって燃焼効率を上げることができ、さらに燃焼炉に設けた煙突よりも大径の２次燃焼室と該２次燃焼室に火炎の噴出口を上向きに傾けたバーナを取り付け、またブロアに接続された空気供給管を２次燃焼室の上方の煙突側部に２次給気パイプとして連結し、該２次給気パイプを２次燃焼室に設けられたバーナの火炎による螺旋状の回転方向と同様の送風方向となるように接続したことによって排ガスのダイオキシン類を大幅に削減し得る燃焼炉の空気供給装置としての利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明における燃焼炉を示す一部破断側面図である。
【図２】本発明における燃焼炉の前面扉を開いて内部を示した正面図である。
【図３】(a)は本発明における燃焼炉の背面図であり、(b)は煙突の断面図である
【図４】(a)は本発明における燃焼炉の断面図であり、(b)〜(d)は空気吹出し体の変更例である。
【図５】(a)は本発明における燃焼炉の変更例を示す断面図であり、(b)、(c)は空気吹出し体の変更例である。
【図６】本発明における燃焼炉の前面扉を開いて内部を示した斜視図である。
【図７】従来のごみ焼却炉の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…燃焼炉
２…前面扉
３…凹凸形状
３ａ…凹溝
４…空気吹出し体
５…吹出し穴
６…ブロア
７…空気供給管
１０…炉体
１１…開口部
１２…ヒンジ
１４…空気取入口
１５…外気調整扉
１６…枠金具
１７…シューター
１８…外蓋
１９…空気供給管
２２…煙突
２３…２次給気パイプ
２４…２次燃焼用バーナ
２５…上端排気口
２６…２次燃焼室
Ｄ…被燃焼物
【図１】
0004618580.tif 000002
【図２】
0004618580.tif 000003
【図３】
0004618580.tif 000004
【図４】
0004618580.tif 000005
【図５】
0004618580.tif 000006
【図６】
0004618580.tif 000007
【図７】
0004618580.tif 000008