(57)【要約】【課題】  生ゴミなどの、特に水分を多く含む材料を、焼却し処理する方法および装置において、簡単かつランニングコストの低い取り扱いによって材料を完全に灰化させて、その廃棄量を著しく減少させ、それによって清潔かつ環境負荷の極めて少ない処理方法を実現すること。併せて薬液効果のある副産物も得ることができる。【解決手段】  燃焼容器において材料を燃焼させて、そこから出る排ガスを循環させ、循環する排ガスに外気を取り入れて燃焼容器に再び戻すようにした排ガス循環式ごみ資源化方法または装置において、循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率の範囲を特定するようにしたこと。この方法により、燃料等を使用することなく、極めて高い燃焼温度が得られる。【選択図】  図１（ａ）
2005201616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼容器において材料を燃焼させ、該燃焼容器から出る排ガスを循環させ、循環する排ガスに外気を取り入れて該燃焼容器に再び戻して循環させるようにした材料の処理方法において、循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を適切な範囲に制御するようにした排ガス循環式材料処理方法。
【請求項２】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を６０％〜９５％とすることを特徴とする請求項１記載の排ガス循環式材料処理方法。
【請求項３】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を７０％〜９０％とすることを特徴とする請求項１記載の排ガス循環式材料処理方法。
【請求項４】
前記材料が生ゴミであることを特徴とする請求項１〜３記載の排ガス循環式材料処理方法。
【請求項５】
燃焼容器において材料を燃焼させ、該燃焼容器から出る排ガスを循環させ、循環する排ガスに外気を取り入れて該燃焼容器に再び戻して循環させるようにした材料の処理装置において、循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を適切な範囲に制御するようにした排ガス循環式材料処理装置。
【請求項６】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を６０％〜９５％とすることを特徴とする請求項５記載の排ガス循環式材料処理装置。
【請求項７】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を７０％〜９０％とすることを特徴とする請求項５記載の排ガス循環式材料処理装置。
【請求項８】
前記材料が生ゴミであることを特徴とする請求項５〜７記載の排ガス循環式材料処理装置。
【請求項９】
排ガスから水分を除去してから循環させるようにした請求項５〜８記載の排ガス循環式材料処理装置。
【請求項１０】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を制御する手段として、排ガスを排出する方向と循環する方向へ所定の比率に分流する分流器を用いることを特徴とする請求項５〜９記載の排ガス循環式材料処理装置。
【請求項１１】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を制御する手段として、外気取り入れ口の面積を調節して、外気取り入れ量を制御する手段を用いることを特徴とする請求項５〜９記載の排ガス循環式材料処理装置。
【請求項１２】
循環する排ガス量に対する外気取り入れ量の比率を制御する手段として、排出部に設けた排出管の出口からの排出量を調節して、外気取り入れ量を制御する手段を用いることを特徴とする請求項５〜９記載の排ガス循環式材料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、排ガス循環式ごみ資源化方法および装置に関し、特に可燃物を燻して焼却する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  廃棄された可燃物を焼却して処理する可燃物焼却炉が知られている。ここで、可燃物とは、金属、ガラス及びセラミックスのような不燃物を除いた生ゴミを含む可燃物（以下、本明細書において「可燃物」という）である。従来の可燃物焼却炉は、焼却前に可燃物を分別する必要があり手間がかかる。また、運転には燃料の供給や運転・監視作業が必要であり、燃料費や人件費のようなランニングコストがかかる。加えて、焼却に伴って生成される気体や固体残渣には、有害物質が含まれていることが多い。その場合、生成物が再利用されることは無く、更に処理が必要になることもある。
可燃物を分別することなく燃焼が可能な可燃物焼却炉が望まれる。ランニングコストの少ない運転が可能な可燃物焼却炉が望まれる。有害物質を発生させない可燃物焼却炉が求められる。焼却に伴って生成される気体や固体残渣を再利用可能な可燃物焼却炉が求められる。【０００３】  関連する技術として、特開２００１−３０４５２０号公報には、焼却炉及び焼却方法の技術が開示されている。この技術の焼却炉は、耐熱容器と、燃焼用空気の取入口と、流入空気制限手段と、磁石手段と、燃焼ガスの排出口とを有する。耐熱容器は、外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する。取入口は、該耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を前記焼却処理室に自然吸気で取り入れる。流入空気制限手段は、該空気取入口を絞ることにより、前記焼却処理室への空気の流入量を制限する。磁石手段は、前記空気取入口から前記燃焼処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、該燃焼用空気を磁気処理する。排出口は、前記焼却処理室の壁に設けられている。
この公知発明においては、流入空気量を制限する手段を設け、更に磁石手段を設けて、可燃物を薫して処理しているものの、燃焼温度はさほど高くはならず、生ゴミを充分には灰化できなかった。【０００４】  特開平２００１−２５４９１６号公報には、空気の流入を抑制し、廃棄物を蒸し焼きにする焼却処理方法の技術が開示されている。しかしこの技術の廃棄物の焼却処理方法は、ダイオキシンを減少させ得るとは言っているものの、燃焼温度はさほど高くはならず、タールが溜まったりする欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明の目的は、燃焼温度が極めて高く、処理物の全てが完全に灰化する、可燃物特に生ゴミの薫蒸焼却方法および装置を提供することにある。
本発明の目的は、生ゴミを分別することなく燃焼が可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、ランニングコストの少ない運転が可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、有害物質を発生させない運転が可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、焼却に伴って生成される気体や固体残渣を再利用可能な可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、環境に対する負荷を低減した可燃物焼却炉および可燃物焼却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】上記課題を解決するために本発明の可燃物焼却炉は、燃焼容器と、第１管と、発熱体とを具備する。燃焼容器は、可燃物の燃焼が内部で行われる。第１管は、一端を前記容器に接続され、外気を含む第１気体が前記燃焼容器へ向けて流れる。発熱体は、前記燃焼容器内に設けられ、前記可燃物に熱を供給する。
上記の可燃物焼却炉において、前記燃焼により前記燃焼容器で発生した第２気体の水分を除去し、前記第２気体と外気（空気）とを混合して、前記第１気体として前記第１管へ向けて送出する排ガス処理部を更に具備する。
上記の可燃物焼却炉において、前記排ガス処理部は、気体の流れに対して直列に接続され、通過する前記第２気体の前記水分を凝縮して貯蔵する複数の処理部と、前記水分を除去された前記第２気体を吸い込み、前記第１管へ向けて吐出する送風部とを備える。【０００７】上記の可燃物焼却炉において、前記排ガス処理部は、気体の流れに対して直列に接続され、通過する前記第２気体の前記水分を凝縮して貯蔵する複数の処理部を備える。
上記の可燃物焼却炉において、前記燃焼容器の底部に平行な面の面積が、前記容器の下部へ向かって単調に減少するような仕切板を備える。
本発明の可燃物焼却方法は（ａ）〜（ｃ）ステップを具備する。（ａ）ステップは、可燃物を投入された炉に前記第１気体を供給する。（ｂ）ステップは、前記炉内に設けれた発熱体を発熱させて前記可燃物に着火する。（ｃ）ステップは、前記炉で前記可燃物の燃焼を行う。【０００８】上記の可燃物焼却方法において、（ｅ）前記燃焼により前記炉において発生した第２気体から水分を除去するステップと、（ｆ）前記第２気体と、外気とを混合し、前記第１気体とするステップとを更に具備する。
上記の可燃物焼却方法において、前記（ｃ）ステップは、（ｃ１）所定の条件が満たされたとき、前記発熱体の発熱を停止するステップを備える。
さらに、前記（ｃ）ステップは、（ｃ２）〜（ｃ４）ステップを具備する。（ｃ２）ステップは、第１中心温度を有する第１温度範囲にある第１域において、前記可燃物中の水分を蒸発させる。（ｃ３）ステップは、第２中心温度を有する第２温度範囲にある前記第１域の下部の第２域において、前記第１域からの前記可燃物を炭化する。（ｃ４）ステップは、第３中心温度を有する第３温度範囲にある前記第２域の下部の第３域において、前記第２域からの前記可燃物を灰化する。【０００９】  上記の可燃物焼却方法において、前記第１中心温度、前記第２中心温度及び前記第３中心温度の関係は、前記第１中心温度＜前記第２中心温度＜前記第３中心温度である。
上記の可燃物焼却方法において、第３温度範囲は、８００℃〜１１００℃である。
上記の可燃物焼却方法においては、最高温度の第３域にある処理物は灰化してその体積が極端に減少するために、しばらくすると上にある第２域の処理物が下に下りて来て、その処理物が第３域となり、やがて最高温度に達して灰化して体積が極端に減少する。するとその次に、前に第１域にあった処理物が上から降りて来て、同じようにそこが第３域となり、最高温度に達して灰化する。
このようにして、全ての処理物が完全に灰化される。
また、上記の可燃物焼却方法において、前記第１気体は、前記第３域の近傍に供給される。【００１０】前記燃焼容器には、食品残渣物、野菜クズなどの生ゴミを入れ、発熱体で加熱・燃焼させる。燃焼容器内には生ゴミの加熱・燃焼によって生じるガスや水蒸気が生じるが、主にそれらと一部流入した外気とが混じった第２気体を、排ガス処理部を通して、一部を排出し、残りを循環させて、排出したガスと同量の外気（空気）を混入させて第１気体として再び前記燃焼容器へ供給する。前記第２気体の内の循環（再利用）させる量と新たに取り入れる外気の量との比率を適度に制御することにより、最大の燃焼効率を得ることができる。【００１１】前記循環（再利用）させる第２気体の量と、新たに取り入れる外気の量との比率は、望ましくは６０〜９５％、最も望ましくは７０〜９０％の範囲とするのがよい。これによって、燃焼容器中の最高温度は８００℃〜１１００℃にも達し、生ゴミは完全に灰化する。この結果、生ゴミを重量にして１％以下の処理物にすることができ、またダイオキシン対策も万全である。【００１２】燃焼容器から取り出した第２気体を、第１排ガス処理部に供給し、そこで第２気体中の水分を除去する。水分を除去した第２気体を更に第２排ガス処理部において、残った水分を更に除去すると共に、ガス中の塵埃も除去し、一部を排出すると共に、残りを循環させて、新たに取り入れた外気を混入させて第１気体として前記燃焼容器へ供給する。排ガス中の水分を十分に除去して再利用することによって、燃焼温度・燃焼効率を高め、また排ガス中の塵埃を除去することによって環境の汚染を防止する。
第２気体の一部を排出し、残りを循環させるために、気体の分流器を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】本発明においては、第２気体の内の循環（再利用）させる量と新たに取り入れる外気の量との比率を適度に制御することにより、最大の燃焼効率を得ることができる。
これによって、燃焼容器中の最高温度は８００℃〜１１００℃にも達し、生ゴミは完全に灰化する。この結果、生ゴミを重量にして１％以下の処理物にすることができ、またダイオキシン排出濃度を十分に減少させることができる。
また、排ガス中の水分を十分に除去して再利用することによって、燃焼温度・燃焼効率を高めるばかりでなく、処理する材料によって、薬剤効果のある液体（木酢液など）を大量に得ることができる。さらに、排ガス中の塵埃を充分に除去することによって環境の汚染を防止しながら処理を行うことができる。【００１４】燃焼中に発生する排出ガスは、装置内を循環するため、装置の外に排出されることはほとんどない。加えて、燃焼中に発生する排出ガスは、装置内を循環するため、セラミック状の焼却物のある領域や局所的な高温（８００〜１１００℃）の領域を通る。そのため、有害物質の多くは分解されるか、又は、セラミック状の焼却物に吸着されると推定され、有害物質を含んだ排出ガスは極めて少ない。【００１５】焼却後の焼却物（残留灰）は、セラミック状の粉体である。一部有形のものもあるが非常に脆く、簡単に紛体になる。これらの主成分は、酸化カルシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウムなどの無機物である。それらは、振動を与えることにより、多量のマイナスイオンを発生する特性を有する。また、ガスの吸着性に優れ、一般的にセラミック消臭剤として使用されているゼオライトよりも高い消臭効果を示す。【００１６】焼却物を各種建材（例示：石膏ボード用添加剤、塗料、壁紙）に応用することで、消臭効果、マイナスイオン効果を有する建材を製造することができる。また、単に消臭材として各種場所（例示：下駄箱、トイレ、ゴミ置き場、工場、鶏舎、畜舎）において用いることも可能である。【００１７】排ガス処理部に蓄積されている水（液体、必要に応じて固形分をろ過したもの）は、いわゆる木酢液（チャコールウォーター）と同様の特性を示す。例えば、防腐性、防虫性、殺菌性、消臭性である。すなわち、この水（液体）は、これらの性質を利用した防腐剤、防虫剤、殺菌剤、消臭剤に応用することができる。また、アトピー性皮膚炎の炎症部に塗布することにより炎症の状態を大幅に改善できる効果も見出されている。【００１８】本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、非常に高温で焼却するので、可燃物であれば、特に分別することなく燃焼することが可能である。すなわち、分別にかかる作業を省略することができる。
本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、排出される排出ガスの量が非常に少なく、排出ガス中に含まれる有害物質の量が極めて少ない。すなわち、環境に対する負荷が少なく安全な装置及び方法である。【００１９】本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、バーナーのような燃料を使用する機器を使用していないので、燃料消費量がゼロである。加えて、初期に電熱棒を使用する以外は、電力消費の少ない送風部（例示：送風ファン）しか電力を消費しないので、電力消費量が小さい。すなわち、ランニングコストが低く、省エネルギーである。【００２０】本発明の可燃物焼却炉及び焼却方法は、可燃物を燃焼により１／２００〜１／３００に減容するので、最終的に処分する廃棄物の量を著しく少なくすることができる。加えて、上記のように生成した焼却物（残留灰）や液体は、特有の性質を有している。そのため、それらをリサイクル利用することが可能である。すなわち、資源のリサイクルに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  本発明の基本構成を示す図である。
燃焼容器５０には、食品残渣物、野菜クズなどの生ゴミを入れ、発熱体で加熱・燃焼させる。燃焼容器５０内から出る第２気体を、第１排ガス処理部１２に導入する。第１排ガス処理部１２においては、第２気体から水分が除去される。水分を除去された第２気体は、第２排ガス処理部２０に導入される。第２排ガス処理部２０において、第２気体は更に残った水分を除去され、また粉塵を除去される。水分と粉塵を除去された第２気体は分流器１００によって、一部は排出口より排出され、残りは再利用ガスとして循環される。循環する再利用ガスは、外気取り入れ部において、外気（空気）と混合されて第１気体になり、燃焼容器５０に導入される。【００２２】燃焼容器に導入された第１気体は、その一部の酸素成分が燃焼容器内の材料の燃焼を助け、それによって発生するガスや水蒸気が第１気体の残りの部分に加わって第２気体として出て行き、第１排ガス処理部１２に導入される。その後は、第２気体は前述したと同様の流れを通って、一部は排出され残りは循環され、循環された排ガスは外気と混合されて第１気体として燃焼容器に導入され、この流れを繰り返す。【００２３】
【図１（ｂ）】
に、本発明実施例に用いられる第１気体の外気取り入れ部の具体的な形状を示す。再利用ガスを通す管３１を、第１気体を通す管２４ｂに対して隙間を設けるように接合させて、その隙間から外気を導入させる。
外気取り入れ部は、このような形状に限らず、特別の外気取り入れ口、あるいは外気取り入れ用管など、どのようなものでも構わない。
【００２４】第１排ガス処理部１２で処理され、更に第２排ガス処理部２０で処理された第２気体の体積をＡａｌｌとし、排出口から排出される排出ガスの体積をＡｏｕｔとし、排出された残りの再利用（循環）ガスの体積をＡｒｅｃｙｃｌｅとすると、次のことがいえる。
Ａａｌｌ＝Ａｏｕｔ＋Ａｒｅｃｙｃｌｅ
また、外気取り入れ部を通じて第１気体に混入される外気（空気）の体積をＡｉｎとすると、次のことがいえる。
Ａｏｕｔ＝Ａｉｎ
そして外気取り込み率αを次のように定義する。
外気取り込み率α（％）＝Ａｉｎ／Ａａｌｌ×１００＝Ａｏｕｔ／Ａａｌｌ×１００
【００２５】この外気取り込み率αの値は、燃焼容器５０内の燃焼効率や燃焼温度に深く関係する。
【図１（ｃ）】
に、燃焼容器５０に投入する材料が、外気取り込み率αに対して、どの程度処理によって減少するかを示したものである。横軸にαを取り、縦軸に、処理前の重さＷ０を処理後の重さＷで割ったＷ０／Ｗを取って、対数目盛りで表している。
これによると、みかんの場合は、α＝８０％の近くで最大の減少を示し、およそ１／３００位に減少している。また、木材も、α＝８０％の近くで最大の減少を示し、およそ１／５０００位に減少している。
【００２６】実際に、みかんは６０Ｋｇのものが本発明装置による処理で完全に灰化し、重さが２００ｇに減少していた。
また、α＝１００％のところでは、材料に外気が当たる所と当たらない所とで不均一が生じ、処理が進まないようである。逆に、α＝０〜２０％のところでは、材料の脱水が充分でなく、燃焼容器内に水分が残り処理が進まないようである。
【００２７】このような結果により、αは、望ましくは６０〜９５％、最も望ましくは７０〜９０％の範囲とするのがよい。αをこのような範囲に制御することにより、燃焼容器中の最高温度は８００℃〜１１００℃にも達し、生ゴミは完全に灰化する。
【００２８】
【図２（ａ）】
に分流器１００を示す。分流器１００は排ガス（第２気体）を外部へ排出する方向と内部へ循環する方向へ所定の比率に分流するものであり、二股管１０１と仕切り１０２からなる。第２排ガス処理部２０を通った第２気体（Ａａｌｌで示される）は二股管の入り口から入って、仕切り１０２の一方の穴からその中へ入り、仕切り１０２の他方の２つの開口部を通って、排出口１０３と循環口１０４のそれぞれから出て行く。排出口１０３から出て行くガスはＡｏｕｔで示され、循環口１０４から出て行くガスはＡｒｅｃｙｃｌｅで示される。仕切り１０２の出口側にある２つの穴と二股管１０１の２つの出口側穴とは重なり合って、その隙間からＡｏｕｔとＡｒｅｃｙｃｌｅが出て行くが、その隙間の様子が
【図２（ａ）】
の下面図に示されている。それぞれの隙間の面積が、「Ａｏｕｔ側開口部面積」、「Ａｒｅｃｙｃｌｅ側開口部面積」というように示されている。そして、仕切り１０２を右、左にスライドすることにより、それぞれの開口部面積の比率を変えることができる。この仕切りのスライド操作によって、外気取り込み率αを、先のＡｏｕｔ＝Ａｉｎの式を利用して、次の式で簡単に算出・操作することができる。
α（％）＝Ａｏｕｔ側面積／（Ａｏｕｔ側面積＋Ａｒｅｃｙｃｌｅ側面積）
なお、上記分流器による調整は、使用状況に応じて、自動的に行うようにしてもよい。
【００２９】しかしながら、αの制御は上記のような分流器１００を必ず使用しなければならないということではない。
【図１（ｂ）】
に示した外気取り入れ部の外気入り口を狭くしたり、広くしたりしてαを制御することができる。
【図２（ｂ）】
はそのような一例であり、先端先広の管２４ｂの入り口に、再利用ガスが出て来る管３１の出口の先に嵌合するスライド管１０５の先を近づける。そしてスライド管１０５を前後にスライドさせて外気取り入れ口の面積を調節し、これによって脇から入る外気の量Ａｉｎを制御して、適切なαを得ることができる。
【００３０】
【図２（ｃ）】
には、第２排ガス処理部２０を出た第２気体の排出部の排出管１０６の出口を、穴１０８が開いた円板で防ぎ、その穴の上を調節板１０７で覆い、調節板１０７を動かすことにより、出口の穴１０８の隙間を大きくしたり小さくしたりして排出部の出口の面積を調節し、排ガス（第２気体）の排出部の出口からの排出量を調節する。これによって適切なαを得ることができる。排出量を調節することにより外気取り入れ量を制御できる理由は、先の、Ａｏｕｔ＝Ａｉｎの関係があるからである。
【実施例１】
【００３１】以下、本発明の可燃物焼却方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の構成について、
【図３】
〜
【図８】
を参照して説明する。
【図３】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体（燃焼容器）及びその周辺の構成を示す側面図である。可燃物焼却炉（燃焼容器）５０は、炉本体１、第１排ガス処理部１２、配管１４（ｃ）を具備する。
【００３２】炉本体１は、可燃物の燃焼を内部で行う耐熱製（鋼製）の容器である。可燃物投入口２、第１焼却物取出口７及び第２焼却物取出口２５を有する。可燃物投入口２は、炉本体１の上部に設けられ、開閉可能な上蓋３を備えている。可燃物は、可燃物投入口２を介して炉本体１内部へ投入可能である。第１焼却物取出口７は、炉本体１の正面側の側面に設けられ、開閉可能な側蓋８を備えている。焼却後の焼却物は、第１焼却物取出口７から取出し可能である。第２焼却物取出口２５は、炉本体１の底部に設けられ、取り出し（引き出し）可能なトレー２６を備えている。焼却後の焼却物は、取っ手９を引っ張ることによりトレー２６で取出し可能である。
【００３３】第１排ガス処理部１２は、炉本体１から排出される排出ガス（第２気体）を冷却する。炉本体１の上部に固定され、炉本体１に配管１１で接続されている。配管１５ａ及びバルブ１０ａは、第１排ガス処理部１２内に溜まった水分を必要に応じて取り出すために用いる。
【図４】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態における炉本体及びその周辺の構成を示す背面図（
【図３】
におけるＤ１の方向から見た図）である。
【００３４】炉本体１は、発熱体として電熱棒５ａ及び５ｂを更に備える。電熱棒５ａ及び５ｂは、電力の供給により所望の温度で発熱し、炉本体１内の可燃物に熱を供給する。炉本体１内に、その底面と平行に延びている。ここでは、電熱棒が２本の例を示しているが、炉本体１の大きさにより、１本でも、３本以上でも良い。炉本体１の背面に露出した電熱棒５ａの端部に、電力を供給する配線６ａ及び６ｂが接続されている。同様に、炉本体１の背面に露出した電熱棒５ｂの端部に、電力を供給する配線６ｃ及び６ｄが接続されている。制御部は、配線６ａ〜６ｄへの電力の供給を制御する。制御部は、例えば、炉本体１の内部の所定の位置へ延びる温度センサの測定結果に基づいて、プログラム制御（電力のオン／オフ制御やＰＩＤ制御）を行う温度調節器に例示される。単なるスイッチでも良い。
【００３５】配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、外気を含む第１気体が炉本体１へ向けて流れる流路である。それぞれの一端を炉本体１に接続され、他端をそれぞれバルブ２３ａ、２３ｂ及び２３ｃを介して配管２４ａに接続している。炉本体１との接続部の直前には、それぞれ外面に磁石４ａ、４ｂ及び４ｃが設けられている。ここでは、配管１４は３本の例を示しているが、炉本体１の大きさにより、１本でも、３本以上でも良い。
配管２４ａは、配管２４ｂの一端に接続している。配管２４ｂは、一端を配管２４ａに、他端を分流器を介して後述の第２排ガス処理部２０に接続している。第２排ガス処理部２０、分流器および外気取り入れ部から送出された第１気体は、配管２４ｂ、２４ａを介して各配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃへ流れる。
【００３６】第１排ガス処理部１２は、一端を第２排ガス処理部２０に接続した配管２１を更に備える。第１排ガス処理部１２は、配管２１を介して冷却された排出ガス（第２気体）を第２排ガス処理部２０へ送出する。
他は、
【図３】
で説明した通りである。
【００３７】
【図５】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の炉本体及びその周辺の構成を示す断面図（
【図４】
におけるＩ−Ｉ断面図）である。
炉本体１は、その上面、側面、及び底面が２重構造になっている（
【図６】
も参照）。そのため、内部の熱が外部へ逃げるのを防止することができる。加えて、最外表面の温度を低く抑えられ、作業者に対し安全である。２重構造を構成する２つの壁の間に断熱材を充填しても良い。熱効率が向上し、作業もより安全となる。
【００３８】炉本体１は、仕切板１７を備える。仕切板１７は、逆さの角錘台の表面と同様の形状（角型のすり鉢状）を有する。仕切板１７のこの形状の領域は、非常に高温になる。それに対応して、熱の流出を防ぐため、かつ、その領域の可燃物の密度を高めるために壁面から離し、炉本体１の底部中心へ可燃物が集まる構造になっている。仕切板１７は、配管４（ａ、ｂ、ｃ）からの第１気体が炉本体１の燃焼領域１ａに到達可能なように、且つ、所定の量の焼却物がトレー２６へ落ちることが可能なように、複数の孔を有する。更に、第１焼却物取出口７の側には、第１焼却物取出口７から焼却物を取り出すことが可能な開口部７ａが設けられている。
【００３９】第１排ガス処理部１２は、内室１２ａ及び内室１２ｂを備える。内室１２ａは、水を含み、第１排ガス処理部１２底部にある。配管１１を介して炉本体１から供給された排出ガス（第２気体）を、水との熱交換により冷却する。熱交換効率の向上のためにひだ状の板やフィンを内部に設けても良い。熱交換により、排出ガス中の煙分（水蒸気）のある程度の量が水中に取り込まれる。第１排ガス処理部１２は、外気に接しているので、排出ガスを冷やすことができる程度に低い温度になっている。ただし、水については、当所水を入れず、煙（排出ガス）中の水分が凝縮して溜まっていくものを利用しても良い。水が増えすぎた場合には、
【図４】
の配管１５ａから排出する。内室１２ｂは、隔壁１３ａ及び隔壁１３ｂで形成され、第１排ガス処理部１２上部にあり、配管２１と接続している。その内部へ流れ込む冷却された排出ガスを配管２１へ導く。
他は、
【図３】
又は
【図４】
で説明した通りである。
【００４０】
【図６】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の炉本体の構成を示す断面図（
【図４】
におけるＩＩ−ＩＩ断面図）である。
電熱棒５ａ及び５ｂは、炉本体１の背面から正面側へ、互いに平行に延びている。電熱棒５ａ及び５ｂは、炉本体１の一方の側面から他方の側面へ延びるように設けても良い。電力の供給により所望の温度で発熱し、炉本体１内の可燃物に熱を供給する。炉本体１内に、その底面と平行に延びている。炉本体１の背面に露出した電熱棒５ａの端部に、電力を供給する配線６ａ及び６ｂが接続されている。同様に、炉本体１の背面に露出した電熱棒５ｂの端部に、電力を供給する配線６ｃ及び６ｄが接続されている。
他は、
【図３】
乃至
【図５】
のいずれかで説明した通りである。
【００４１】
【図７】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の第２排ガス処理部の構成を示す側面図である。
第２排ガス処理部２０は、配管２１を介して第１排ガス処理部１２から排出された排出ガスを供給される。その排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、第２排ガス処理部２０から出た排ガスは、外気を含む気体とを混合して、第１気体として配管２４ｂへ向けて排出する。第２排ガス処理部２０は、配管２１、配管２４ｂ及び配管１５ｂに接続されている。配管２１は、第１排ガス処理部２１に接続されている。配管２４ｂは、上述のように配管２４ａに接続されている。配管１５ｂは、バルブ１０ｂを有し、第２排ガス処理部２０内に溜まった水分を必要に応じて取り出すために用いる。
【００４２】
【図８】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の第２排ガス処理部の構成を示す上面図である。第２排ガス処理部２０の上蓋を取った図である。
第２排ガス処理部２０は、消煙部２８、除塵部３４及び送風部２９を備える。消煙部２８は、配管２１を介して供給された排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、その排出ガスを除塵部３４へ配管２６ｃを介して供給する。除塵部３４は、消煙部２８から供給されたその排出ガスに含まれる粉塵（取り除けずに残ったもの）をフィルターで除去する。そして、送風部２９は、配管３３を介して除塵部３４の排出ガスを引き込み、配管３１および分流器を介して配管２４ｂへ送出する。すなわち、送風部２９は、炉本体１、第１排ガス処理部１２、及び第２排ガス処理部２０の間での気体の循環を補助している。送風部２９は、配線２２から供給される電力で動作する送風ファンに例示される。送風の速度は、後述の配管２４ｂに空気を引き込む際、適正な量の空気（酸素）を引き込むように設定される。例えば、０．１〜２ｍ／ｓである。
【００４３】外気取り入れ率αを調整するための分流器１００は図示されてはいないが、送風部２９と配管２４ｂとの間の配管３１の途中に設けられる。分流器１００の構成は
【図２（ａ）】
に示された通りである。分流器の一方の出口から排ガスが外へ排出され、その他方の出口からは再利用（循環）の第２気体が配管３１に供給される。配管３１と配管２４ｂとの関係は、前者の管径が後者の管径より小さく形成され、それらの接続部には隙間が設けられて、外気の取り入れ部となっている。この配管３１と配管２４ｂとの接続部分から外気が取り入られて、配管２４ｂから第１気体が供給される。
なお、送風部２９を設けず、炉本体１が排出ガスを送出するエネルギーを用いて気体の循環を行うことも可能である。
【００４４】
【図９】
本発明の可燃物焼却方法の実施の形態を示すフロー図である。
まず、可燃物焼却炉５０の炉本体１の可燃物投入口２から可燃物を炉本体１に投入し、上蓋３を閉じる（ステップＳ０１）。このとき、側蓋８は閉じている。
次に、第２排ガス処理部２０の送風部２９の電源をＯＮにする（ステップＳ０２）。これにより、空気が配管２４ｂ−配管２４ａ−配管１４ａ〜１４ｃ−炉本体１−配管１１−第１排ガス処理部１２−配管２１−第２排ガス処理部２０の経路で循環する。
【００４５】続いて、電熱棒５ａ及び５ｂをＯＮにし所定の温度にする（ステップＳ０３）。電熱棒５ａ及び５ｂのＯＮ又はＯＦＦは、制御部１８で制御しても良いし、ユーザが行っても良い。
電熱棒５ａ及び５ｂのＯＮにより、その付近の可燃物の温度が上昇する。それにより、まず可燃物の固形物表面の水分が蒸発、その後内部の水分が蒸発する。そして、ある温度で発火する。これにより、炉本体１内での燃焼が開始される（ステップＳ０４）。
【００４６】燃焼の初期では、灰化域が十分に形成されていないので、電熱棒５ａ及び５ｂを所定の温度で運転しておく。そして、灰化域が形成された時点で、電熱棒５ａ及び５ｂをＯＦＦする（ステップＳ０５）。灰化域が形成された時点は、例えば、所定の時間経過後、或いは、温度センサ１９で計測される温度が所定の温度になることで判断する。
【００４７】燃焼を終了させる場合、第２排ガス処理部２０の送風部２９をＯＦＦする（ステップＳ０６）。これにより、燻焼による分解が停止する。
温度が十分に低くなった時点で、第１焼却物取出口７から焼却後の焼却物を取り出す。トレー２６を引き出して焼却後の焼却物を取り出す（ステップＳ０７）。更にバルブ１０ａ及びバルブ１０ｂを開け、第１排ガス処理部１２及び第２排ガス処理部２０内の液体を取り出す（ステップＳ０８）。
このようなプロセスで、可燃物が燃焼される。
【００４８】
【図１０（ａ）】
本実施例において、外気取り入れ率αを変化させた場合の、装置内の最高温度の変化を示す。αが８０％付近で温度は最高値を示す。αを変化させたときの最高値は８００℃を超えているが、実際には１０００℃を超す場合が多い。
【図１０（ｂ）】
炉内に材料を投入し、加熱を始めてから以降の炉内温度の変化を示す。加熱を初めて約７時間後から温度が下がり始め、約１４時間後からは温度は一定になり、２３時間後に電熱器のスイッチをオフした後温度がゼロになっている。このことは、約７時間後には材料はほぼ灰化されて処理は終わり、１４時間後には処理は完全に終了したといえる。
【実施例２】
【００４９】第２排ガス処理部は、他の構成を有していても良い。それを示したのが、
【図１１】
である。
【図１１】
本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の第２排ガス処理部の他の構成を示す断面図である。
第２排ガス処理部４０は、配管２１を介して第１排ガス処理部１２から排出された排出ガスを供給される。その排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、外気を混合して、第１気体として配管２４ｂへ向けて排出する。第２排ガス処理部２０は配管２１、配管２４ｂ及び配管４５ａ、４５ｂ、４５ｃに接続されている。配管４５ａ、４５ｂ、４５ｃは、それぞれバルブ４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有し、第２排ガス処理部４０内に溜まった水分を必要に応じて取り出すために用いる。
第２排ガス処理部４０は、消煙部４８を備える。消煙部４８は、配管２１を介して供給された排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、その排出ガスを配管２４ｂへ配管４４を介して送出する。この場合、送風部は設けず、炉本体１が排出ガスを送出するエネルギーを用いて炉本体１、第１排ガス処理部１２、及び第２排ガス処理部４０の間での気体の循環を行う。
【００５０】消煙部４８は、内室４８ａ、内室４８ｂ及び内室４８ｃを備える。内室４８ａは、水を含み、消煙部２８の底部にある。配管２１を介して第１排ガス処理部１２から供給された排出ガスは、水との熱交換により冷却される。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）及び粉塵のある程度の量が水中に取り込まれる。水が増えすぎた場合には、配管４５ａから排出する。
【００５１】内室４８ｂは、水を含み、内室４８ａの上部にある。内室４８ａ内の上部に接続された配管４６ａは、内室４８ｂ内の上部まで延びている。内室４８ａを通過した排出ガスは、配管４６ａを介して内室４８ｂに達する。排出ガスは、水との熱交換により冷却される。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）及び粉塵のある程度の量が水中に取り込まれる。水が増えすぎた場合、配管４５ｂから排出する。
内室４８ｃは、水を含み、内室４８ｂの上部にある。内室４８ｂ内の上部に接続された配管４６ｂは、内室４８ｃ内の上部まで延びている。内室４８ｂを通過した排出ガスは、配管４６ｂを介して内室４８ｃに達する。排出ガスは、水との熱交換により冷却される。それにより、排出ガス中の煙分（水蒸気）及び粉塵のある程度の量が水中に取り込まれる。水が増えすぎた場合、配管４５ｃから排出する。
【００５２】ただし、内室４８ａ〜４８ｃの水については、当所水を入れず、煙中の水分が凝縮して溜まっていくものを利用しても良い。熱交換効率の向上のためにひだ状の板やフィンを内部に設けても良い。
内室４８ｃの上部に接続された配管４４は、配管２４ｂに接続している。その排出ガスは、配管４４を介して配管２４ｂへ送出される。その際、配管４４と接合する配管２４ｂの端部（一部開口）から、外気を導入する。そして、第２排ガス処理部４０からの水分及び粉塵を除去された排出ガスと外気とを混合し、配管１４ａ、１４ｂ及び１４ｃへ向けて配管２４ｂ及び２４ａ経由でその混合ガスを第１気体として排出する。
【００５３】外気取り入れ率αを調整するための装置は、ここには図示されていないが、
【図２（ａ）】
に示されている分流器１００を設ける場合は、配管２４ｂの手前、配管４４の途中に設置する。
分流器を用いる代わりに、
【図２（ｂ）】
に示されているように、配管２４ｂの先端をコーン状に加工して、そこへスライド管１０５を先端に嵌めた配管４４を差込み、スライド管１０５をスライドさせてαを調整してもよい。また、
【図２（ｃ）】
に示されているように、配管４４の途中に排出管１０６を設け、その先端部を穴１０８の開いた円板で防いで、その穴の上を調節板１０７で覆い、調節板を動かして排ガスの排気量を調節し、それによってαを調整することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】農山村の出荷場などの農産物施設、林業施設などで出る生ゴミの処理などに大いに利用価値がある。また、都市部においては、医療施設や介護施設などから出る可燃性の廃棄物の処理に用いても有益である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による排ガス循環式ごみ資源化方法および装置の基本構成を示す。
【図２】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置に用いる外気取り入れ率調整用の器具を示し、特に分流器の構造に関する。
【図３】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉の炉本体及びその周辺の構成を示す側面図を示す。
【図４】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉の炉本体及びその周辺の構成を示す背面図を示す。
【図５】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉の炉本体の構成を示す側面図を示す。
【図６】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉の炉本体の構成を示す断面図を示す。
【００５６】
【図７】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉の第２排ガス処理部の構成を示す側面図を示す。
【図８】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉の第２排ガス処理部の構成を示す上面図を示す。
【図９】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における可燃物焼却炉のフロー図を示す。
【図１０】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例１における時間に伴う温度の変化および外気取り入れ率に伴う最高温度の分布を示す。
【図１１】本発明による排ガス循環式ごみ資源化装置の実施例２における可燃物焼却炉の第２排ガス処理部の構成を示す断面図を示す。
【符号の説明】
【００５７】１  炉本体
２  可燃物投入口
５  電熱棒
７  第１焼却物取出口
１２  第１排ガス処理部
２０  第２排ガス処理部（実施例１）
２５  第２焼却物取出口
２６  トレー
２８  消煙部
２９  送風部
３４  除塵部
４０  第２排ガス処理部（実施例２）
５０  燃焼容器
【図１（ａ）】
2005201616.tif 000003
【図１（ｂ）】
2005201616.tif 000004
【図１（ｃ）】
2005201616.tif 000005
【図２（ａ）】
2005201616.tif 000006
【図２（ｂ）】
2005201616.tif 000007
【図２（ｃ）】
2005201616.tif 000008
【図３】
2005201616.tif 000009
【図４】
2005201616.tif 000010
【図５】
2005201616.tif 000011
【図６】
2005201616.tif 000012
【図７】
2005201616.tif 000013
【図８】
2005201616.tif 000014
【図９】
2005201616.tif 000015
【図１０（ａ）】
2005201616.tif 000016
【図１０（ｂ）】
2005201616.tif 000017
【図１１】
2005201616.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月2日(2004.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】前記燃焼容器には、食品残渣物、野菜クズなどの生ゴミを入れ、発熱体で加熱・燃焼させる。燃焼容器内には生ゴミの加熱・燃焼によって生じるガスや水蒸気が生じるが、主にそれらと一部流入した外気とが混じった第２気体（排ガス）を、排ガス処理部を通して、一部を排出し、残りを循環させて、排出したガスと同量の外気（空気）を混入させて第１気体として再び前記燃焼容器へ供給する。前記第２気体（排ガス）の内の循環（再利用）させる量に対する新たに取り入れる外気の量の比率を適切な範囲に制御することにより、最大の燃焼効率を得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】燃焼容器から取り出した第２気体を、第１排ガス処理部に供給し、そこで第２気体中の水分を除去する。水分を除去した第２気体を更に第２排ガス処理部において、残った水分を更に除去すると共に、ガス中の塵埃も除去し、一部を排出すると共に、残りを循環させて、新たに取り入れた外気を混入させて第１気体として前記燃焼容器へ供給する。排ガス中の水分を十分に除去して再利用することによって、燃焼温度・燃焼効率を高め、また排ガス中の塵埃を除去することによって環境の汚染を防止する。
第２気体（排ガス）の一部を排出し、残りを循環させるために、気体の分流器を用いることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  本発明の基本構成を示す図である。
燃焼容器５０には、食品残渣物、野菜クズなどの生ゴミを入れ、発熱体で加熱・燃焼させる。燃焼容器５０内から出る第２気体（排ガス）を、第１排ガス処理部１２に導入する。第１排ガス処理部１２においては、第２気体から水分が除去される。水分を除去された第２気体は、第２排ガス処理部２０に導入される。第２排ガス処理部２０において、第２気体は更に残った水分を除去され、また粉塵を除去される。水分と粉塵を除去された第２気体は分流器１００によって、一部は排出口より排出され、残りは再利用ガスとして循環される。循環する再利用ガスは、外気取り入れ部において、外気（空気）と混合されて第１気体になり、燃焼容器５０に導入される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】この外気取り込み率αの値は、燃焼容器５０内の燃焼効率や燃焼温度に深く関係する。
〔図１（ｃ）〕は、燃焼容器５０に投入する材料が、外気取り込み率αに対して、どの程度処理によって減少するかを示したものである。横軸にαを取り、縦軸に、処理前の重さＷ０を処理後の重さＷで割ったＷ０／Ｗを取って、対数目盛りで表している。
これによると、みかんの場合は、α＝８０％の近くで最大の減少を示し、およそ１／３００位に減少している。また、木材も、α＝８０％の近くで最大の減少を示し、およそ１／５０００位に減少している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】第２排ガス処理部は、他の構成を有していても良い。それを示したのが、〔図１１〕である。
〔図１１〕は、本発明の可燃物焼却炉の実施の形態の第２排ガス処理部の他の構成を示す断面図である。
第２排ガス処理部４０は、配管２１を介して第１排ガス処理部１２から排出された排出ガスを供給される。その排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、外気を混合して、第１気体として配管２４ｂへ向けて排出する。第２排ガス処理部２０は配管２１、配管２４ｂ及び配管４５ａ、４５ｂ、４５ｃに接続されている。配管４５ａ、４５ｂ、４５ｃは、それぞれバルブ４３ａ、４３ｂ、４３ｃを有し、第２排ガス処理部４０内に溜まった水分を必要に応じて取り出すために用いる。
第２排ガス処理部４０は、消煙部４８を備える。消煙部４８は、配管２１を介して供給された排出ガスを更に冷却し、その水分及び粉塵を除去する。そして、その排出ガスを配管２４ｂへ配管４４を介して送出する。この場合、送風部は設けず、炉本体１が排出ガスを送出するエネルギーを用いて炉本体１、第１排ガス処理部１２、及び第２排ガス処理部４０の間での気体の循環を行う。