(57)【要約】【課題】本発明は、廃プラを焼却する焼却炉おいて、焼却の際、発生する多量の黒煙と悪臭を防ぎ、燃焼時間を短縮してランニングコストを下げ、しかも燃焼熱により液化した廃プラが焼却炉体内部で固化したり、更には外部へ流出しないように廃プラを完全燃焼すること、及び焼却炉の環境基準をクリアすることを課題とする。【解決手段】本発明の焼却炉は、排気筒に一次燃焼室から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナーを斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナーは、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流するように配置され、更に、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とするものである。【選択図】図１
2005249306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒は二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する焼却炉であって、
前記排気筒に一次燃焼室から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナーを斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナーは、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流するように配置された、ことを特徴とする焼却炉。
【請求項２】
被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒に連通して二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する燃焼筒を設けた焼却炉であって、
前記排気筒に一次燃焼室から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナーを斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナーは、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流するように配置された、ことを特徴とする焼却炉。
【請求項３】
被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒は二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する焼却炉であって、
前記焼却炉体には、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とする焼却炉。
【請求項４】
被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒に連通して二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する燃焼筒を設けた焼却炉であって、
前記焼却炉体には、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とする焼却炉。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の焼却炉であって、
前記焼却炉体には、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とする焼却炉。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか1項に記載の焼却炉であって、
前記排出口密閉扉には燃焼空気供給調節口を設けた、ことを特徴とする焼却炉。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか1項に記載の焼却炉であって、
前記焼却炉には、ロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けたことにより、焼却炉体内部では燃えながら液化した廃プラ若しくは該廃プラを含んだ他の不完全燃焼の被燃焼物を当該段差で受け止めて流出を回避すると共に、傾斜した段差から燃えながら流れ落ちた液化した廃プラ若しくは該廃プラを含んだ他の不完全燃焼の被燃焼物は、焼却炉体内部の底面に載置された灰受箱に滞留しながら燃焼することによって完全燃焼するようにしたことにより、該焼却炉体内部で燃焼し、該灰受箱で燃焼するという二段燃焼方式である、ことを特徴とする焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被燃焼物としての廃棄物を焼却する焼却炉に関し、特に廃棄物としてのプラスチックス（以下、破棄プラスチックス又は廃プラと略称する）を焼却する焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃プラの焼却に関しては、焼却炉体の中で燃焼が完全に燃焼仕切れずに、燃焼が不完全な状態で焼却炉体内に流動した状態で、焼却炉体外へ流れ出すことがあり、問題となっていた。
【０００３】
特許文献１に記載の発明には、「底部にロストルを備え、前壁に廃棄物投入口を有して一次燃焼室を形成する炉体と、この炉体部に連通し前記一次燃焼室から流れてくる燃焼ガスを高温化するバーナを有する排気筒と、この排気筒に連通して上端に排気口を有するとともに、筒内に加圧空気を供給する二次空気供給管を同心配置して二次燃焼室を形成する燃焼筒とを備えてなる小規模焼却炉と、前記小規模焼却炉の廃棄物投入口に該廃棄物投入口を開閉可能に設けられ、前記廃棄物投入口を閉塞した状態で廃棄物を炉体内の一次燃焼室に投入することができる外気遮断投入装置とからなる」外気遮断投入装置付小規模焼却炉が記載されている。しかし、廃プラの焼却に関しての環境基準（環境省の「ダイオキシン類対策特別措置法」を指す。以下同じ）に対する対策は取られていない。
【０００４】
また、特許文献２に記載の発明には、「一次燃焼室を形成する燃焼炉体の底部にロストルを設け、該燃焼炉体の一端側には焼却物投入口と焼却灰排出口とを設け、前記焼却物投入口と前記焼却灰排出口にそれぞれ密閉用扉を開閉自在に設けると共に前記焼却灰排出口の密閉用扉に燃焼空気供給調節口を設け、他方、前記燃焼炉体の他端閉塞側には前記一次燃焼室に連通して二次燃焼室を形成する燃焼筒と該燃焼筒に連通する排気筒を設け、前記燃焼筒には二次燃焼室に連通し燃焼ガスを昇温させると共に空気を供給する一対の昇温用バーナを対向配置して設け、前記燃焼筒と排気筒との連結部に網目部材を設けたこと」が記載されている。しかし、廃プラの焼却に関しての環境基準に対する対策は取られていない。
【０００５】
また、特許文献３に記載の発明には、「上部にごみ投入口と煙突を有する縦型の焼却筒底部にロストルを設置し、焼却筒の中心にロストルを貫通して空気供給筒を起立し、空気供給筒の基端に送風機を接続するとともに空気供給筒の先端を閉じその周壁には多数の噴気口を形成し、さらに空気供給筒の外周をその外径より大きい金属製防護ネットで被覆するようにした」ことが記載されている。しかし、廃プラの焼却に関しての環境基準に対する対策は取られていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１４８１０号公報（第２頁、右欄２８〜３８行目、及び図１〜図４）
【特許文献２】特開２０００−１８５３２号公報（第２頁、右欄３〜１３行目、及び図１〜図２）
【特許文献３】特開平１０−１８５１５０号公報（第２頁、左欄２３〜２９行目、及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、廃棄物を焼却することによって、発生するダイオキシン類が人の生命及び健康に重大な影響を及ぼすおそれがあることから、ダイオキシン類による環境汚染の防止及びその除去のため「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、小型焼却炉（焼却能力  ５０〜２００ｋｇ／ｈ）についてダイオキシン排出基準が制定された。
【０００８】
その排出基準は、ダイオキシン濃度  ５ｎｇ‐ＴＥＱ／ｍ３Ｎ  となっている。
【０００９】
さらに、環境省は、前記「ダイオキシン類対策特別措置法」を踏まえて「廃棄物の処理及び清掃に関する法律施行規則（昭和４６年厚生省令第３５号）」の一部改正が平成１３年３月２６日付けで公布され、平成１４年１２月より施行されている。
【００１０】
その改正内容は、下記の通りである。
第一条の七
令第三条第二号イの環境省令で定める構造は、次の通りとする。
【００１１】
１．空気取入口及び煙突の先端以外の焼却設備内と外気とが接触することなく、燃焼室において発生するガス（以下「燃焼ガス」という。）の温度が摂氏８００度以上の状態で廃棄物を焼却できるものであること。
２．焼却に必要な量の空気の通風が行われるものであること。
３．外気と遮断された状態で廃棄物を燃焼室に投入することができるものであること（ガス化燃焼方式のその他の構造上やむを得ないと認められる焼却設備の場合を除く。）。
４．燃焼中の燃焼ガスの温度を測定するための装置が設けられていること。
５．燃焼ガスの温度を保つために必要な助燃装置が設けられていること。
【００１２】
また、前記基準の焼却炉(平成１４年１２月施行の構造基準適合品)を使用して廃プラを焼却すると、以下のような問題点が指摘されている。すなわち、
１．廃プラは従来の焼却炉で燃焼を行うと、多量の黒煙と悪臭が発生するために燃焼させることができない。
２．この場合、燃焼時間が長く、その間の消費電力、灯油のランニングコストが嵩み実用的でない。従って、燃焼時間の短縮が求められている。
３．燃焼熱により液化した廃プラが焼却炉体内部、更には外部へ流れ出して自然冷却して固化してしまうと処理が容易でない。
【００１３】
しかし、これらの問題点に対して、特許文献１〜３には、その解決策が示されていない。
【００１４】
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、被燃焼物としての廃プラを焼却する焼却炉おいて、焼却の際、発生する多量の黒煙と悪臭を防ぎ、燃焼時間を短縮してランニングコストを下げ、しかも燃焼熱により液化した廃プラが焼却炉体内部で固化したり、更には外部へ流出しないように廃プラを完全燃焼することを課題とする。更に、当然ながら、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律施行規則（昭和４６年厚生省令第３５号）」をクリアすることも課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の焼却炉においては、下記のような手段を取った。
【００１６】
請求項１記載の本発明は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒は二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する燃焼炉であって、前記排気筒に一次燃焼室から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナーを斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナーは、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流するように配置された、ことを特徴とする焼却炉である。
【００１７】
請求項２記載の本発明は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒に連通して二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する燃焼筒を設けた燃焼炉であって、前記排気筒に一次燃焼室から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナーを斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナーは、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流するように配置された、ことを特徴とする焼却炉である。
【００１８】
これは、本発明の請求項1及び請求項2の焼却炉によって、一対の昇温用バーナーをお互いに高低差をもって配置し、当該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流することによって、被燃焼物の完全燃焼を図ることができるようにしたものである。尚、当該被燃焼物には、廃プラ、木材、紙類、その他の廃棄物が含まれている。本発明の焼却炉は、被燃焼物として、特に廃プラの完全燃焼を図るようにしたものである。
【００１９】
また、一対の昇温用バーナーをお互いに適正な距離の高低差をもって配置したことにより、廃プラを燃焼したときに発生する大量の黒煙と悪臭を除去することができるようになった。
【００２０】
更に、本発明の請求項１では、一対の昇温用バーナーをお互いに適正な距離の高低差をもって配置したことにより二次燃焼室の高温容積が大きくなり、当該二次燃焼室内にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解し排気口からの排ガス中からは当該化学物質が除去されるようになった。また、本発明の請求項２では、排気筒と燃焼筒とを連通することにより、当該排気筒と燃焼筒とは一体となり実質的な二次燃焼室の容積が更に大きくなるので、当該二次燃焼室内にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解し排気口からの排ガス中からは当該化学物質が除去されるようになった。
【００２１】
請求項３記載の本発明では、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒は二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する燃焼炉であって、前記焼却炉体には、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とする焼却炉である。
【００２２】
請求項４記載の本発明は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室を形成する焼却炉体の下部にロストルを設け、該燃焼炉体には焼却物投入口と焼却灰排出口を設け、該焼却物投入口には投入口密閉扉を開閉自在に設け、該焼却灰排出口には排出口密閉扉を開閉自在に設け、前記燃焼炉体の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒を設け、該排気筒に連通して二次燃焼室を形成すると共に上端部に排気口を有する燃焼筒を設けた燃焼炉であって、前記焼却炉体には、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とする焼却炉である。
【００２３】
これは、本発明の請求項３及び請求項４の焼却炉によって、ロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けたことにより、焼却炉体内部では燃えながら液化した廃プラを当該段差で受け止めて流出を回避すると共に、傾斜した段差から燃えながら流れ落ちた液化した廃プラは、焼却炉体内部の底面に載置された灰受箱に滞留しながら燃焼することによって完全燃焼するようにしたものである。すなわち、焼却炉体内部で燃焼し、灰受箱で燃焼するという二重燃焼方式である。尚、液化した廃プラには、不完全燃焼の他の被燃焼物も含まれている場合もある。
【００２４】
請求項５記載の本発明は、請求項１又は２に記載の焼却炉であって、前記焼却炉体には、焼却炉体の下部に設けたロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けた、ことを特徴とする焼却炉である。
【００２５】
これは、本発明の焼却炉によって、一対の昇温用バーナーをお互いに高低差をもって配置し、当該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流することによって、被燃焼物の完全燃焼を図ることができるようにしたものである。尚、当該被燃焼物には、廃プラ、木材、紙類、その他の廃棄物が含まれている。本発明の焼却炉は、被燃焼物として、特に廃プラの完全燃焼を図るようにしたものである。
【００２６】
また、一対の昇温用バーナーをお互いに適正な距離の高低差をもって配置したことにより、廃プラを燃焼したときに発生する大量の黒煙と悪臭を除去することができるようになった。
【００２７】
更に、請求項1を前提とする焼却炉においては、一対の昇温用バーナーをお互いに適正な距離の高低差をもって配置したことにより二次燃焼室の高温容積が大きくなり、当該二次燃焼室内にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解し排気口からの排ガス中からは当該化学物質が除去されるようになった。また、請求項２を前提とする焼却炉においては、排気筒と燃焼筒とを連通することにより、当該排気筒と燃焼筒とは一体となり実質的な二次燃焼室の容積が更に大きくなるので、当該二次燃焼室内にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解し排気口からの排ガス中からは当該化学物質が除去されるようになった。
【００２８】
また、本発明の焼却炉によって、ロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けたことにより、焼却炉体内部では燃えながら液化した廃プラを当該段差で受け止めて流出を回避すると共に、傾斜した段差から燃えながら流れ落ちた液化した廃プラは、焼却炉体内部の底面に載置された灰受箱に滞留しながら燃焼することによって完全燃焼するようにしたものである。すなわち、焼却炉体内部で燃焼し、灰受箱で燃焼するという二重燃焼方式である。尚、液化した廃プラには、不完全燃焼の他の被燃焼物も含まれている場合もある。
【００２９】
請求項６記載の本発明では、請求項１〜５のいずれか1項に記載の焼却炉であって、前記排出口密閉扉には燃焼空気供給調節口を設けた、ことを特徴とする焼却炉である。
【００３０】
これは、本発明の焼却炉によって、一対の昇温用バーナーをお互いに高低差をもって配置し、当該一対の昇温用バーナーの火炎が排気筒の中を渦巻状に回流することによって、被燃焼物の完全燃焼を図ることができるようにしたものである。尚、当該被燃焼物には、廃プラ、木材、紙類、その他の廃棄物が含まれている。本発明の焼却炉は、被燃焼物として、特に廃プラの完全燃焼を図るようにしたものである。
【００３１】
また、一対の昇温用バーナーをお互いに適正な距離の高低差をもって配置したことにより、廃プラを燃焼したときに発生する大量の黒煙と悪臭を除去することができるようになった。
【００３２】
更に、請求項1を前提とする焼却炉においては、一対の昇温用バーナーをお互いに適正な距離の高低差をもって配置したことにより二次燃焼室の高温容積が大きくなり、当該二次燃焼室内にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解し排気口からの排ガス中からは当該化学物質が除去されるようになった。また、請求項２を前提とする焼却炉においては、排気筒と燃焼筒とを連通することにより、当該排気筒と燃焼筒とは一体となり実質的な二次燃焼室の容積が更に大きくなるので、当該二次燃焼室内にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解し排気口からの排ガス中からは当該化学物質が除去されるようになった。
【００３３】
また、本発明の焼却炉によって、ロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けたことにより、焼却炉体内部では燃えながら液化した廃プラを当該段差で受け止めて流出を回避すると共に、傾斜した段差から燃えながら流れ落ちた液化した廃プラは、焼却炉体内部の底面に載置された灰受箱に滞留しながら燃焼することによって完全燃焼するようにしたものである。すなわち、焼却炉体内部で燃焼し、灰受箱で燃焼するという二段燃焼方式である。尚、液化した廃プラには、不完全燃焼の他の被燃焼物も含まれている場合もある。
【００３４】
また、本発明の焼却炉によって、排出口密閉扉には燃焼空気供給調節口を設けたことにより、燃焼の当初は、焼却炉体前面に設けた排出口密閉扉の燃焼空気供給調節口を閉じて燃焼を開始して、燃焼が継続し焼却炉体の温度が上昇し安定したら当該燃焼空気供給調節口を開口して、廃プラに必要最小限かつ微量な空気を加えて燃焼を継続させることにより、燃焼時間の短縮を図ることができるようになった。また、昇温用バーナーを高低差を設けて設置したことにより二次燃焼室の有効な容積が大きくなり、燃焼空気供給調節口を全開にしても黒煙や悪臭は発生しなくなり、かつ空気量を与えることができ燃焼時間も早めることができるようになった。
【００３５】
請求項７記載の本発明では、請求項１〜６のいずれか1項に記載の焼却炉であって、前記焼却炉には、ロストルの上面位置に、焼却炉体の内面に該焼却炉体の内側へ斜め下方に傾斜した段差を設けたことにより、焼却炉体内部では燃えながら液化した廃プラ若しくは該廃プラを含んだ他の不完全燃焼の被燃焼物を当該段差で受け止めて流出を回避すると共に、傾斜した段差から燃えながら流れ落ちた液化した廃プラ若しくは該廃プラを含んだ他の不完全燃焼の被燃焼物は、焼却炉体内部の底面に載置された灰受箱に滞留しながら燃焼することによって完全燃焼するようにしたことにより、該焼却炉体内部で燃焼し、該灰受箱で燃焼するという二段燃焼方式である、ことを特徴とする焼却炉である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、以上の説明から、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３７】
本発明の焼却炉は、排気筒内に一対の昇温用バーナーをお互いに高低差をもって配置したことにより、被燃焼物としての廃プラが燃焼時に発生する黒煙及び悪臭を抑制することができるようになり、また、燃焼時間を短縮することができ、且つ、完全燃焼することができるようになった。
【００３８】
また、本発明の焼却炉は、焼却炉体内側壁に設けた段差、及び焼却炉体の底面に載置した引出式の灰受箱を設けたことにより、被燃焼物を燃焼した際に、焼却炉体内のロストル上部において、燃焼による発生熱により液化した一部廃プラは、当該段差を燃えながら流れ落ち、ロストルを通過して当該灰受箱内にて燃焼を続けることにより完全燃焼し、且つ、焼却炉体内で液化した廃プラが焼却炉体外へ流出することを防止することができるようになった。また、灰受箱は引出式のため焼却灰の取り出しが容易に行うことができるようになった。
【００３９】
更に、環環省の「ダイオキシン類対策特別措置法」の排出ガス中に含まれるダイオキシン類の排出基準値の濃度を大幅に削減することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本発明の実施をするための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００４１】
図１は、本発明の焼却炉の一実施例の正面図である。図２は、本発明の焼却炉の側面図の断面図である。図３は、本発明の焼却炉の昇温用バーナーを説明ずるためのＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の焼却炉の焼却炉体の段差を説明するためのＢ−Ｂ断面図である。図５は、昇温用バーナーのバーナー防護カバーを説明するための部分図である。
【００４２】
次に、図１〜図４により一実施例を説明する。本発明の焼却炉の基本構成について、主に図１及び図２に基づいて説明する。図示するように、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室２１を形成する焼却炉体２の下部にロストル２２を設け、該燃焼炉体２には焼却物投入口２３と焼却灰排出口２４を設け、該焼却物投入口２３には投入口密閉扉２５を開閉自在に設け、該焼却灰排出口２４には排出口密閉扉２６を開閉自在に設け、前記燃焼炉体２の上面には前記一次燃焼室２１に連通する排気筒３を設け、該排気筒３に連通して二次燃焼室４１を形成すると共に上端部に排気口４２を有する燃焼筒４を設けた焼却炉１である。また、図１及び図２の焼却炉１では、焼却物投入口２３に、外気遮断投入装置５を取付けた焼却炉１である。勿論、当該外気遮断投入装置５を取付けずに、焼却物投入口２３に投入口密閉扉２５を開閉自在に設けて良い。
【００４３】
次に、図１及び図２では、前記燃焼炉体２の上面には排気筒３を設け、該排気筒３の上部に燃焼筒４を設けて、当該燃焼筒４に二次燃焼室４１を形成し上端部に排気口４２を有する構造としているが、当該排気筒３に二次燃焼室４１を形成し上端部に排気口４２を設けても良い。すなわち、図１及び図２では、排気筒３と燃焼筒４とにそれぞれフランジを介して複数のボルトとナットで連結しているが、燃焼筒４を廃止し、排気筒３に二次燃焼室４１を形成し上端部に排気口４２を設けても良いのである。尚、排気筒３と燃焼筒４とを連結した構造のときには、二次燃焼室４１は、当該排気筒３と燃焼筒４とは連通しているので排気筒３にも形成されたことになる。
【００４４】
また、燃焼筒４内には、二次燃焼室４１内に加圧空気を供給する二次空気供給管４３が該燃焼筒４と同心に配置され、下端を排気筒３内にのぞませている。尚、前記で説明した燃焼筒４を廃止し、排気筒３に二次燃焼室４１を形成し上端部に排気口４２を設けた焼却炉１においては、排気筒３内に、二次燃焼室４１内に加圧空気を供給する二次空気供給管４３が該排気筒３と同心に配置されている。
【００４５】
また、該二次空気供給管４３の下端面は閉塞されており、周壁には多数の空気噴射孔４４が穿設されている。これら空気噴射孔４４は、二次空気供給管４３の上半分を適宜な孔径に設定するとともに下半分を前記上半分の孔径に対し若干大きめに設定している。前記空気噴射孔４４は、上から見て渦巻き方向に噴射するよう設けられている。これにより、サイクロン効果でクリーンな燃焼ができ、さらに煤塵の発生及び排出を少なくできる。また、二次空気供給管４３の上端は、二次空気送風管４５を介してブロワー４６に連通されている。
【００４６】
すなわち、ブロワー４６から二次空気送風管４５を経て二次空気供給管４３に送給される空気は、空気噴射孔４４を通して燃焼筒４内に噴射される。したがって、その送風量は二次空気供給管４３の下端に近づくほど減少するため、これを二次空気供給管４３の長手軸方向に対して均等に放出させようとすれば、下半分に穿設する空気噴射孔４４の孔径を上半分に穿設した孔径より若干大きめにしなければならない。
【００４７】
また、前記焼却物投入口２３には、外気遮断投入装置５が設けられている。当該焼却物投入口２３には、投入口密閉扉２５が設けられている。当該投入口密閉扉２５は、外気との遮断をするもので、焼却炉体２内部と外気とが接することなく、焼却炉体２内部において発生するガスの温度が摂氏８００度以上の状態で被燃焼物を焼却できるようにしたものである。すなわち、外気遮断投入装置５は、ダイオキシン類対策特別措置法に基づく規制をクリアするものである。
【００４８】
尚、その他の焼却炉１の基本構成及び外気遮断投入装置５の詳細については、同一出願人による特開２００３−３１４８１０号公報にて記載されている廃棄物焼却炉と同様のため、本明細書では省略する。
【００４９】
以上は、焼却炉の一般的な構造を説明したが、次に、本発明の主要な構成である昇温用バーナー及び焼却炉体内部の段差について説明する。
【００５０】
まず、図１、図２．及び図３により昇温用バーナーについて説明する。当該一対の昇温用バーナー６、６は、前記排気筒３に一次燃焼室２１から流れてくる燃焼ガスを昇温させるもので、排気筒３に燃焼ガスが上方へ流れ易いように取付角度αで斜め上方へ対向配置して設け、お互いに鉛直方向の高低差ｈをもって配置され、且つ、該一対の昇温用バーナー６，６の火炎が排気筒３の中を渦巻状に回流するように配置されている。尚、当該高低差ｈは、排気筒３の上下全体で当該火炎が渦巻状に回流し易いようにしたものである。
【００５１】
尚、上方角度αの適正角度は、実験によれば１０度が適正である。しかし、排気筒３の円筒直径等が上方角度αの適正に影響すると思われるので、１０度に限定されるものではない。また、当該火炎が排気筒３の中を渦巻状に回流するように、当該昇温用バーナー６は、排気筒３の中心に対して、当該中心からの離間距離βだけオフセットした状態で設置されている。尚、当該昇温用バーナー６の火炎は、図３では、反時計回りに回流している。これにより、サイクロン効果でクリーンな燃焼ができ、さらに煤塵の発生及び排出を少なくできる。
【００５２】
すなわち、図１及び図２の焼却炉１は、一対の昇温用バーナー６，６をお互いに高低差ｈをもって配置し、当該一対の昇温用バーナー６，６の火炎が排気筒３の中を渦巻状に回流することによって、被燃焼物の完全燃焼を図ることができる。尚、当該被燃焼物には、廃プラ、木材、紙類、その他の廃棄物が含まれているが、当該焼却炉１は、特に廃プラの完全燃焼を図るようにしたものである。
【００５３】
また、排気筒３と燃焼筒４とを連通することにより、当該排気筒３と燃焼筒４とは一体となり実質的な二次燃焼室４１の容積が大きくなり、更に当該一対の昇温用バーナー６、６を鉛直方向に適正な高低差ｈを持たせて設置したことにより、実質的に二次燃焼室４１の高温容積が更に大きくなり、当該二次燃焼室４１にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を充分に分解したことにより、排気口４２からの排ガス中からは当該黒煙及び悪臭を除去することができるようになった。尚、前記するように、図１及び図２と相違して、排気筒３のみで燃焼筒４がない場合でも、一対の昇温用バーナー６、６を鉛直方向に適正な高低差ｈを持たせて設置したことにより、二次燃焼室４１の有効な高温容積が大きくなり、当該二次燃焼室４１にて黒煙及び悪臭の原因となる化学物質を分解したことにより、排気口４２からの排ガス中からは当該黒煙及び悪臭を除去することができるようになった。
【００５４】
また、図１及び図３では、一対の昇温用バーナー６、６となっているが、２個の昇温用バーナー６、６に限定するものでは無く、複数個の昇温用バーナー６，６、…をそれぞれ高低差を持たせ、且つ排気筒３の中心からの離間距離βだけオフセットして設置しても良い。場合によっては、１個の昇温用バーナー６を設置しても良い。
【００５５】
また、一対の昇温用バーナー６、６は、図１に示すように燃料供給管７１を介して燃料タンク７に連通されている。但し、図１では、右側の昇温用バーナー６は連通する燃料供給管７１の図示を省略している。更に、図５に示すように、当該一対の昇温用バーナー６、６には、一対のバーナー防護カバー６１、６１が取付けられている。当該一対のバーナー防護カバー６１、６１は、一対の昇温用バーナー６、６を防護すると共に、一対の昇温用バーナー６、６の温度測定用の計器類を外部より防護するものである。
【００５６】
次に、図２及び図４により焼却炉体内に設けられた段差について説明する。図示するように、前記焼却炉体２には、焼却炉体２の下部に設けたロストル２２の上面位置に、焼却炉体２の内面に該焼却炉体２の内側へ斜め下方に傾斜した突起状の段差８を設けたものである。当該段差８は、当該焼却炉体２の内側へ斜め下方へ傾斜した傾斜面８１と該傾斜面８１の端部から下方への垂直面８２と該垂直面８２の下端から焼却炉体２の側壁への水平面８３とから形成されている。
【００５７】
すなわち、ロストル２２の上面位置に、焼却炉体２の内面に該焼却炉体２の内側へ斜め下方に傾斜した突起状の段差８を設けたことにより、焼却炉体２内部では燃えながら液化した廃プラを当該段差８で受け止めて流出を回避すると共に、傾斜した段差８から燃えながら流れ落ちた液化した廃プラは、焼却炉体２内部の底面に載置された灰受箱８４に滞留しながら燃焼することによって完全燃焼するようにしたものである。すなわち、焼却炉体２内部で燃焼し、灰受箱８４で燃焼するという二重燃焼方式である。尚、液化した廃プラには、不完全燃焼の他の被燃焼物も含まれている場合もある。
【００５８】
また、当該段差８を焼却炉体２内部において焼却炉体２内の側壁を伝わる液化した廃プラが灰受箱８４内へ流れ込むように当該側壁の内周に水平方向直線状の突起とし、更に焼却炉体２の底面に灰受箱８４を載置したことにより、当該段差８により燃焼熱により液化した廃プラが焼却炉体２内部及び外部へ流出することを回避することができ、及び灰受箱８４により焼却灰の取り出しを容易にすることができるようになった。
【００５９】
次に、図１及び図２により、排出口密閉扉及び外気調節扉について説明する。図示するように、焼却炉体２の下部に設けられた焼却灰排出口２４に排出口密閉扉２６が開閉自在に設けられている。当該排出口密閉扉２６には、燃焼空気供給調節口２６１が設けられ、当該燃焼空気供給調節口２６１には外気調節扉２６２が開閉自在に設けられている。当該開閉自在は、ヒンジによる開閉、摺動式による開閉等考えられるが、いずれの方式にも限定されるものではない。
【００６０】
また、燃焼の当初は、焼却炉体２前面に設けた当該排出口密閉扉２６は閉じた状態で、しかも当該外気調節扉２６２は、閉じた状態で燃焼を開始し、一定の時間が経過し、燃焼が継続し焼却炉体２の温度が上昇し安定してから当該外気調節扉２６２を開口し、燃焼空気供給調節口２６１より適切量の外気を供給すると良い。すなわち、燃焼が継続し焼却炉体２の温度が上昇し安定してから当該燃焼空気供給調節口２６１を開口して、廃プラに必要最小限かつ微量な空気を加えて燃焼を継続させることにより、完全燃焼が図れる。また、一対の昇温用バーナー６，６を高低差ｈを設けて設置したことにより二次燃焼室４１の容積が大きくなり、燃焼空気供給調節口２６１を全開にしても黒煙や悪臭は発生しなくなり空気量を多く与えることにより燃焼時間を早めることができるようになった。実験によれば、燃焼時間３０分後より当該外気調節扉２６２を開くと、トータルの燃焼時間を短縮することができるとともに、完全燃焼が図れる。
【００６１】
次に、燃焼の過程について説明する。被燃焼物としての廃プラは、焼却炉１の上部に設けられた開閉自在の投入口密閉扉２５を開き、被焼却物である廃プラ等を焼却物投入口２３より、焼却炉体２の中へ投入する。当該被燃焼物は、焼却炉体２の中の一次燃焼室２１で燃焼した後、焼却炉体２の内壁に設けられた突起状の段差８を伝わり、ロストル２２を通過して、当該ロストル２２の下側に載置された灰受箱８４に流れ落ちて燃焼を続ける。これは、被燃焼物としての廃プラが一次燃焼室２１にて液化して流動して下方へ流れ落ちたものを、更に燃焼させることにより完全燃焼を図るものである。更に、当該液化した廃プラが焼却炉体２の炉外ヘ流出するのを防ぐ効果がある。従来の段差のない焼却炉では液化した廃プラが焼却炉体２外へ流出していたものを、灰受箱８４で再度燃焼することが出来るとともに、完全燃焼することができるようになった。また、焼却炉体２の底面に載置された引出式の灰受箱８４を容易に取り出すことができるので、焼却灰の処理が容易にできるようになった。尚、廃プラを燃焼する際には、図２の焼却炉体２外の左側に設けられたブロワー４６の下側に位置する一次空気送風管からの送風空気は、バルブを閉じて焼却炉体２内へ供給されないが、他の一般の被燃焼物を燃焼する際には、当該バルブを開けて焼却炉体２内へ供給する。
【００６２】
次に、一次燃焼室２１で燃焼した被燃焼物は、排気筒３に設けられた昇温用バーナー６，６にて、被燃焼物の燃焼ガスを昇温させて、当該燃焼ガスが燃焼筒４へ流れる。当該燃焼ガスは、焼却灰の二次燃焼室４１にて二次空気供給管４３に設けられた空気噴射口４４より噴射された空気により完全燃焼し、当該燃焼ガスは、燃焼炉１の上部に設けられた排気口４２により外部へ流出する。当該外部へ流出した燃焼ガスは、ダイオキシン等の有害物質を含まないクリーンな状態のガスで、ダイオキシン等の排出基準に合致したものとなっている。
【００６３】
前記図１〜図４をまとめると、本発明の焼却炉１は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室２１を形成する焼却炉体２の下部にロストル２２を設け、該燃焼炉体２には焼却物投入口２３と焼却灰排出口２４を設け、該焼却物投入口２３には投入口密閉扉２５を開閉自在に設け、該焼却灰排出口２４には排出口密閉扉２６を開閉自在に設け、前記燃焼炉体２の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒３を設け、該排気筒３は二次燃焼室４１を形成すると共に上端部に排気口４２を有する焼却炉１であって、前記排気筒３に一次燃焼室２１から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナー６，６を斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナー６，６は、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナー６，６の火炎が排気筒３の中を渦巻状に回流するように配置された、ことを特徴とするものである。
【００６４】
また、本発明の焼却炉１は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室２１を形成する焼却炉体２の下部にロストル２２を設け、該燃焼炉体２には焼却物投入口２３と焼却灰排出口２４を設け、該焼却物投入口２３には投入口密閉扉２５を開閉自在に設け、該焼却灰排出口２４には排出口密閉扉２６を開閉自在に設け、前記燃焼炉体２の上面には前記一次燃焼室２１に連通する排気筒３を設け、該排気筒３に連通して二次燃焼室４１を形成すると共に上端部に排気口４２を有する燃焼筒４を設けた焼却炉１であって、前記排気筒３に一次燃焼室２１から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナー６，６を斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナー６，６は、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナー６，６の火炎が排気筒３の中を渦巻状に回流するように配置された、ことを特徴とするものである。
【００６５】
また、本発明の焼却炉１は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室２１を形成する焼却炉体２の下部にロストル２２を設け、該燃焼炉体２には焼却物投入口２３と焼却灰排出口２４を設け、該焼却物投入口２３には投入口密閉扉２５を開閉自在に設け、該焼却灰排出口２４には排出口密閉扉２６を開閉自在に設け、前記燃焼炉体２の上面には前記一次燃焼室に連通する排気筒３を設け、該排気筒３は二次燃焼室４１を形成すると共に上端部に排気口４２を有する焼却炉１であって、前記焼却炉体２には、焼却炉体２の下部に設けたロストル２２の上面位置に、焼却炉体２の内面に該焼却炉体２の内側へ斜め下方に傾斜した突起状の段差８を設けた、ことを特徴とするものである。
【００６６】
また、本発明の焼却炉１は、被燃焼物を燃焼する一次燃焼室２１を形成する焼却炉体２の下部にロストル２２を設け、該燃焼炉体２には焼却物投入口２３と焼却灰排出口２４を設け、該焼却物投入口２３には投入口密閉扉２５を開閉自在に設け、該焼却灰排出口２４には排出口密閉扉２６を開閉自在に設け、前記燃焼炉体２の上面には前記一次燃焼室２１に連通する排気筒３を設け、該排気筒３に連通して二次燃焼室４１を形成すると共に上端部に排気口４２を有する燃焼筒４を設けた焼却炉１であって、前記焼却炉体２には、焼却炉体２の下部に設けたロストル２２の上面位置に、焼却炉体２の内面に該焼却炉体２の内側へ斜め下方に傾斜した突起状の段差８を設けた、ことを特徴とするものである。
【００６７】
また、本発明の焼却炉１は、前記排気筒３に一次燃焼室２１から流れてくる燃焼ガスを昇温させる一対の昇温用バーナー６，６を斜め上方へ対向配置して設け、該一対の昇温用バーナー６，６は、お互いに高低差をもって配置され、且つ該一対の昇温用バーナー６，６の火炎が排気筒３の中を渦巻状に回流するように配置されたものであって、且つ、前記焼却炉体２には、焼却炉体２の下部に設けたロストル２２の上面位置に、焼却炉体２の内面に該焼却炉体２の内側へ斜め下方に傾斜した突起状の段差８を設けた、ことを特徴とするものである。
【００６８】
また、本発明の焼却炉１は、前記排出口密閉扉２６には燃焼空気供給調節口２６１を設けた、ことを特徴とするものである。
【００６９】
次に、本発明の焼却炉１で被燃焼物である廃プラを焼却処理した結果、廃棄物中の廃プラ７０％（質量比）で、大氣中に排出された排出ガスに含まれるダイオキシン類の濃度は、環境省が規定する環境基準を充分にクリアするものである。
【００７０】
以上の説明は、開示された実施の形態のすべての点で例示であり制限的なものではない。従って、本発明の範囲は、上記の説明に限定されたものではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図されている。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、被燃焼物としての廃プラを焼却する焼却炉に適用できる。また、その他の被燃焼物の焼却にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、本発明の焼却炉の一実施例の正面図である。
【図２】図２は、本発明の焼却炉の側面図の断面図である。
【図３】図３は、本発明の焼却炉の昇温用バーナーを説明ずるためのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、本発明の焼却炉の焼却炉体の段差を説明するためのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は、昇温用バーナーのバーナー防護カバーを説明するための部分図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  焼却炉      
２  焼却炉体      ２１  一次燃焼室      ２２  ロストル      ２３  焼却物投入口
２４  焼却灰排出口      ２５  投入口密閉扉      ２６  排出口密閉扉
２６１  燃焼空気供給調節口      ２６２  外気調節扉
３  排気筒
４  燃焼筒      ４１二次燃焼室      ４２排気口      ４３  二次空気供給管
４４  空気噴射口      ４５  二次空気送風管      ４６  ブロワー
５  外気遮断投入装置
６  昇温用バーナー      ６１  バーナー防護カバー
７  燃料タンク      ７１  燃料供給管
８  段差      ８１  傾斜面      ８２  垂直面      ８３  水平面
８４  灰受箱
α  取付角度      β  離間距離
ｈ  高低差
【図１】
2005249306.tif 000003
【図２】
2005249306.tif 000004
【図３】
2005249306.tif 000005
【図４】
2005249306.tif 000006
【図５】
2005249306.tif 000007