(57)【要約】【課題】  本発明は排ガス中の臭気成分やダイオキシン類を分解・除去する再燃炉において、排ガスと空気の混合特性を向上させることで、十分な滞留時間を確保するとともに、炉内の温度を高温に維持できる再燃炉を提供すること、及びポンプ等による強制的な外力を使用しないで炉内の排ガスの酸素濃度を測定することを可能とする酸素濃度検知装置を提供することを目的とする。【解決手段】  主燃炉の排ガスを処理する再燃炉において、第１絞りと、その上方に設けた第２絞りにより、上記再燃炉内部を第１燃焼室、第２燃焼室及び第３燃焼室の３室に区分けし、上記第３燃焼室の出口寄りに、炉壁面に外側上向傾斜孔を開口し、該開口の上部に水平外向孔を開口し、両孔を連通管で接続し、該管に酸素濃度センサを設け、上記排ガスに燃焼補助空気を混合させる空気供給部と排ガスを燃焼するバーナを上記第１燃焼室に設けた再燃炉。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉壁面に外側上向傾斜孔を開口し、該開口の上部に水平外向孔を開口し、両孔を連通管で接続し、該管に酸素濃度センサを設けてなる再燃炉。
【請求項２】
主燃炉から排出される排ガスを処理する再燃炉において、
第１絞りと、その上方に設けた第２絞りにより、上記再燃炉内部を第１燃焼室、第２燃焼室及び第３燃焼室の３室に区分けし、
上記第３燃焼室の出口寄りに上記酸素濃度センサを設け、
主燃炉から排出された排ガスに燃焼２次空気を混合させる空気供給部と排ガスを燃焼するバーナを上記第１燃焼室に設けた請求項１記載の再燃炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主燃炉から排出される排ガスの熱分解処理を行う再燃炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
再燃炉の酸素濃度を測定する方法としてはジルコニアセル方式の濃度計を用いるのが一般的であるが、この濃度計は、検知部は高温に耐え得るものの、その他の部分に耐熱性がないため、炉体に直接取り付けることができず、炉体にサンプリングプローブ３５を付設して、該サンプリングプローブ３５の経路の途中に設置したセンサ２５により排ガス中の酸素濃度を測定することが広く行われている（図４）。
【０００３】
この場合、サンプリングプローブ３５内への排ガスの引き込みは、ポンプ３６等による外力を作用させて強制的に圧力差を発生させることで行われているが、排ガスは８００℃〜１０００℃の高温である上に様々な有害物質を含んでいるため、ポンプ３６等やその他の部品に特殊な材質が必要となりイニシャルコストのみならずランニングコストにおいても負担が増し、またポンプ等を駆動する電力も必要であるとともに、ポンプ等の使用により複雑な機構を有することになるため、機械的トラブルの発生に対するリスクを伴っていた。
【０００４】
又一次燃焼室（主燃炉）における廃棄物等の焼却の際に排出される排ガス中には、臭気成分やダイオキシン類等の物質が含まれており、その除去対策として、従来、上記排ガスを二次燃焼室（再燃炉）において直接燃焼して臭気成分やダイオキシン類等を分解・除去することが行われている。
【０００５】
ところで、上記臭気成分やダイオキシン類等を分解・除去することを目的とする再燃炉に要求される条件として、炉内を８５０℃以上の温度に維持すること及び排ガスを２秒間以上炉内に滞留させることが挙げられている。
【０００６】
火葬炉等の小型炉においては排ガスの排出量が比較的少なく、また定常的に排出されるものではないことから、上記条件を実現するためには、炉内において排ガスとバーナーの火炎及び燃焼２次空気の混合特性が良いことが更に要求される。そのため、従来の再燃炉においては、炉内にチェッカー等を設置して排ガスの圧力損失を大きくとることによる混合特性の向上が行われている。
【０００７】
しかしながら、負圧に保たれた主燃炉から排出される排ガスが再燃炉に流入して上記チェッカーを通過するためには、圧力損失分を考慮して、再燃炉内の炉圧を主燃炉の炉圧より更に低く設定する必要があり、これにより上記排ガスが炉内を通過する速度が大きくなることから、結果として十分な滞留時間の確保がされにくくなるとともに、再燃炉内の温度を高温に維持することが困難であるという問題が生じていた（例えば特許文献１）。
【０００８】
又、二次燃焼室、例えば火葬施設における再燃炉は、火葬炉から排出される臭気成分やダイオキシン類を多量に含む排ガスを燃焼により分解する作用を果たすものであり、その能力を十分に発揮するためには、再燃炉出口の酸素濃度を一定値以上に維持することが要求される。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１１１０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、ポンプ等による強制的な外力を使用しないで炉内の排ガスの酸素濃度を測定することを可能とする酸素濃度検知装置及び排ガス中の臭気成分やダイオキシン類を分解・除去する再燃炉において、排ガスと空気の混合特性を向上させることで、十分な滞留時間を確保するとともに、炉内の温度を高温に維持できる再燃炉を提供すること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】
【００１１】
上記の目的を達成するため本発明は
第１に炉壁面に外側上向傾斜孔を開口し、該開口の上部に水平外向孔を開口し、両孔を連通管で接続し、該管に酸素濃度センサを設けてなる再燃炉、
第２に主燃炉から排出される排ガスを処理する再燃炉において、第１絞りと、その上方に設けた第２絞りにより、上記再燃炉内部を第１燃焼室、第２燃焼室及び第３燃焼室の３室に区分けし、上記第３燃焼室の出口寄りに上記酸素濃度センサを設け、主燃炉から排出された排ガスに燃焼２次空気を混合させる空気供給部と排ガスを燃焼するバーナを上記第１燃焼室に設けた上記第１発明記載の再燃炉、
によって構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排ガスの酸素濃度の測定を炉内の排ガスの上昇流により発生する圧力差を利用することができ、ポンプ等の強制的な外力を必要とすることがなくなるため、ポンプ等の設備によることなく炉内の排ガスの酸素濃度を測定することができ、かつ排ガス中の臭気成分やダイオキシン類を分解・除去する再燃炉において、排ガスと空気の混合特性を向上させることで、十分な滞留時間を確保するとともに、再燃炉出口の温度を高温に維持することができる再燃炉が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態を示す火葬炉の縦断面図を示している。
【００１５】
１は主燃炉であり、炉内には主燃炉用バーナ２、主燃炉用断熱扉３、及び被燃焼物である遺体を載置する炉内台車５が設置されているとともに、天井壁の一部には排ガス通路４が開設されている。また、主燃炉１の天井壁の上部には再燃炉１０が立設固定されており、該再燃炉１０の炉内は上記排ガス通路４を介して上記主燃炉１の炉内と連通している。
【００１６】
再燃炉１０は中空の円筒により構成され、その内部を第１絞り１４及び第２絞り１５により３つの層に区分けされ、下から上に第１燃焼室１１、第２燃焼室１２及び第３燃焼室１３を形成しており、第３燃焼室の上部には排ガス出口１６が開設されている。
【００１７】
上記主燃炉１で発生した排ガスＳは排ガス通路４を経て再燃炉１０の最下層の第１燃焼室１１に先ず流入する。
【００１８】
該第１燃焼室１１には再燃炉用バーナ２０及び再燃炉用２次空気ノズル２１が設けられていて、上記排ガス４は再燃炉用バーナ２０の火炎に直接曝されて燃焼が行われる。このとき、再燃炉用２次空気ノズル２１から供給される燃焼２次空気と排ガスＳが混合されることにより燃焼が促進され、排ガス中の臭気成分及びダイオキシン類の熱分解が行われる。
【００１９】
第１絞り１４は板状の円盤からなり、その略中心に円形開孔１４ａを設けている。該円形開孔１４ａは円盤の上面における開口面積を盤の下面における開口面積より小さくとっており、燃焼ガスの進行方向に徐々に断面積が減少するように形成されている。
【００２０】
円形開孔１４ａの形状をこのようにすると、断面積の急激な変化が緩和され、絞りによる再燃炉内の圧力損失を少なくできるため、再燃炉と主燃炉の圧力差を小さく抑えることが可能となる。これにより、主燃炉から再燃炉に流入する排ガスＳの流速が低減するため、再燃炉内での排ガスＳの滞留時間を長くすることができる。
【００２１】
また、上記第１燃焼室１１内の燃焼ガスはこの第１絞り１４により流れが制限されることで、排ガス及び燃焼２次空気の十分な混合が行われるとともに、排ガスＳが再燃炉内をフリーパスすることがないため、排ガスＳが炉内に滞留する時間を長くすることができる。
【００２２】
また、上記第１絞り１４を通過する燃焼ガスは、上記円形開孔１４ａに集合した後、第２燃焼室１２に流入する際に拡散されることで、排ガスと燃焼２次空気の混合が更に促進されて、第２燃焼室１２内に均一な燃焼温度の場を創出して、排ガス中の臭気成分及びダイオキシン類の熱分解が十分に高い温度の中で行われる。
【００２３】
第２絞り１５は板状の円盤からなり、該円盤に複数の開孔を設けて構成されるものである。該開孔は燃焼ガスを強制的に分流させる役割を担うものであるため、上記円盤に均等に分散して開設することが望ましく、例えば３つの開孔を開設する場合には正三角形の各頂点に、４つの開孔を開設する場合には正方形の各頂点に、５つの開孔を開設する場合には正五角形の各頂点に設けることが望ましい。
【００２４】
本実施例では３つの円形開孔１５ａが開設され、該円形開孔１５ａは正三角形の各頂点になる位置に各々開設されているが、再燃炉の大きさや排ガス量に応じて適宜開孔の数を調節して使用することが望ましい。
【００２５】
上記開孔１５ａは円盤の上面における開口面積を盤の下面における開口面積より小さくとっており、燃焼ガスの進行方向に徐々に断面積が減少するように形成されている。
【００２６】
円形開孔１５ａの形状を、上記円形開孔１４ａの形状と同じく上記のように構成すると、断面積の急激な変化が緩和され、絞りによる再燃炉内の圧力損失を少なくできるため、再燃炉と主燃炉の圧力差を小さく抑えることが可能となる。これにより、主燃炉から再燃炉に流入する排ガスＳの流速が低減するため、再燃炉内での排ガスＳの滞留時間を長くすることができる。
【００２７】
また、上記第２燃焼室１２内の燃焼ガスはこの第２絞り１５により流れが制限されることで、排ガス及び燃焼２次空気の十分な混合が行われるとともに、排ガスＳが再燃炉内をフリーパスすることがないため、排ガスＳが炉内に滞留する時間を長くすることができる。
【００２８】
また、上記第２絞り１５を通過する燃焼ガスは、上記複数の円形開孔１５ａにより強制的に分流・等分された後、第３燃焼室１３内で拡散され、更に攪拌されることで、局所的高温域の発生を防ぎ、均一な燃焼温度の場を第３燃焼室内に形成することができるため、排ガスＳ中に含まれる臭気成分及びダイオキシン類の完全燃焼による熱分解が行われる。
【００２９】
更に、上記第１燃焼室には炉圧を測定する炉圧センサ２２を設けて、再燃炉内の圧力を把握及び制御できるようにしている。再燃炉での排ガスＳの流速は再燃炉内の圧力を調節することで制御することができるため、例えば、再燃炉内での排ガスＳの滞留時間が２秒に満たないときは、上記再燃炉用２次空気ノズル２１から供給される燃焼２次空気の供給量を調節することにより上記再燃炉内の圧力を下降させることで、滞留時間を２秒以上にすることができる。
【００３０】
また、上記第３燃焼室には再燃炉の出口温度を測定する温度センサ２４を設けて、火葬初期のように排ガス量が多い時に高温を維持するのが困難な再燃炉の出口温度を検出することができるようにしているので、上記第１燃焼室内での再燃炉用バーナ２０の火力及び上記再燃炉用２次空気ノズル２１から供給される燃焼２次空気の供給量を調節することで、再燃炉内の燃焼温度を所望の温度（例えば８５０℃以上）に維持することができる。
【００３１】
第２燃焼室に設けられた温度センサ２３は流入排ガス量が減少するような火葬後半に使用することで再燃炉内の状態が詳細に把握できることになるため、炉内の温度及び圧力の緻密な管理・調整を可能とすることができる。
【００３２】
又図３に示すように第３燃焼室１３の出口寄りには直立炉壁面１３’に外側上向傾斜孔２６を開口し、該開口の上部に水平（上記炉壁面１３’と直交する）外向孔２７を開口し、両孔２６，２７を連通管２８で接続し、その接続部に酸素濃度センサ２５を設けることにより、上記炉壁面１３’に沿って上昇する混合気流は開口面積の大きい開口部と小さい開口部との圧力差により、上記傾斜孔２６の開口から連通管２８内に分流し、連通管２８を経て上記水平外向孔２７の開口から炉内に流動し、酸素濃度センサ２５によって第３燃焼室１３の出口１６寄りの酸素濃度を検出し、その信号によって送風管２９に設けた流量調整弁３０を動作し第１燃焼室１１の下端部に設けた再燃炉用２次空気ノズル２１から供給される燃焼２次空気の供給量を調節することによって出口１６の酸素濃度を一定値以上に維持し得て、臭気成分やダイオキシン類を多量に含む排ガスの燃焼分解作用を保持することができ臭気及びダイオキシンを分解することができる。
【００３３】
上記酸素濃度センサ２５からの信号はコンピューターによる調節計３５によって流量調整弁３０のコントロールモータ３０’を動作し、それによって流量調整弁３０を調整する。
【００３４】
尚図１中３１は冷却室、３２は燃焼用ブロワー、３３は該ブロワー３２と冷却室３１とを接続する分岐送風管、３４は冷却室３１の冷却用吸引ブロワー兼エゼクターブロワーである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る火葬炉の実施形態を示す全体説明縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】酸素濃度センサ部と流量調整弁との接続関係の説明図である。
【図４】従来の酸素濃度センサ部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      主燃炉
１０    再燃炉
１１    第１燃焼室
１２    第２燃焼室
１３    第３燃焼室
１３’  炉壁面
１４    第１絞り
１４ａ  開孔
１５    第２絞り
１５ａ  開孔
１６    排ガス出口
２０    再燃炉用バーナ
２１    再燃炉用２次空気ノズル
２２    炉圧センサ
２４    温度センサ
２５    酸素濃度センサ
２６    外側上向傾斜孔
２７    水平外向孔
２８    連通管
【図１】
2005140383.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005140383.tif 000006