(57)【要約】【課題】簡易な機構によりダイオキシン類の発生を防止することができる焼却炉を提供すること。【解決手段】炉体１の外周に炉壁１２を介して仕切り壁４１ａ、４１ｂにより上下方向に複数段に分割した空気室４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）を形成し、分割した空気室４に送風ファン５からバルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを介して燃焼用空気を導入し、空気室４に導入した燃焼用空気を炉壁１２に配設したノズル４２を介して炉体１内にその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体の外周に炉壁を介して仕切り壁により上下方向に複数段に分割した空気室を形成し、該分割した空気室に送風ファンからバルブを介して燃焼用空気を導入し、該空気室に導入した燃焼用空気を炉壁に配設したノズルを介して炉体内にその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにしたことを特徴とする焼却炉。
【請求項２】
前記ノズルを金属製のパイプ部材で構成し、燃焼用空気が炉体の中心部まで到達する噴出速度を有して噴射できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の焼却炉。
【請求項３】
請求項１又は２記載の焼却炉の使用方法であって、高発熱量の焼却物を焼却する場合に、下段側の空気室に比較して、上段側の空気室に導入する燃焼用空気の導入量を増大させるようにすることを特徴とする焼却炉の使用方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の焼却炉の使用方法であって、低発熱量の焼却物を焼却する場合に、上段側の空気室に比較して、下段側の空気室に導入する燃焼用空気の導入量を増大させるようにすることを特徴とする焼却炉の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉及びその使用方法に関し、特に、簡易な機構によりダイオキシン類の発生を防止するようにした焼却炉及びその使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭や病院、学校、小規模な事業所等から出た廃棄物を焼却するために用いられている小型焼却炉（通常、火床面積０．５ｍ２未満のものをいう。）において、ダイオキシン類の発生が問題視されている。
このダイオキシン類の発生は、十分な酸素供給下で高温燃焼することにより低減することができることが確認されているが、このような燃焼条件は、大型焼却炉においては、比較的容易に実現できるが、構造上及びコスト上の制約がある小型焼却炉においては、前記燃焼条件を満たすことが困難であり、簡易な機構によりダイオキシン類の発生を防止できる小型焼却炉が要請されていた。
【０００３】
ところで、この要請に応えるものとして、焼却物を強制的に燃焼させる一次燃焼室と、この一次燃焼室から排出された燃焼ガスを再燃焼させる二次燃焼室とを備えるとともに、第一燃焼室の耐火壁の内周に空気室を筒状に形成し、この空気室に送風ファンから燃焼用空気を導入し、空気室に導入した燃焼用空気を、一次燃焼室の周壁に沿って適宜間隔を存して上下方向に配設した空気供給パイプに穿設された給気孔を介して一次燃焼室内に供給するようにした焼却炉が提案されている（特許文献１参照）。
そして、この焼却炉においては、さらに、一次燃焼室から二次燃焼室に至る燃焼ガスの流路を、両燃焼室より小さい流路径とし、この流路に、燃焼ガスを通過させる通気小孔を形成した通気手段を設けることにより、通気手段を通過する燃焼ガスに高速渦流を発生させて、小型焼却炉であっても燃焼ガスの完全燃焼化を促進し、ダイオキシン類の発生を抑制できるようにしている。
しかしながら、この焼却炉は、このように、一次燃焼室から二次燃焼室に至る燃焼ガスの流路を、両燃焼室より小さい流路径とし、この流路に、燃焼ガスを通過させる通気小孔を形成した通気手段を設ける必要があるため、構造が複雑となり、通気手段のメンテナンスに手数を要するとともに、燃焼ガスの流れの圧力損失が大きく、送風ファン等のエネルギ消費量が増大するという問題があると考えられる。
【特許文献１】特開２００１−１３２９１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の小型焼却炉の有する問題点に鑑み、簡易な機構によりダイオキシン類の発生を防止することができる焼却炉及びその使用方法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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の焼却炉は、炉体の外周に炉壁を介して仕切り壁により上下方向に複数段に分割した空気室を形成し、該分割した空気室に送風ファンからバルブを介して燃焼用空気を導入し、該空気室に導入した燃焼用空気を炉壁に配設したノズルを介して炉体内にその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この場合において、前記ノズルを金属製のパイプ部材で構成し、燃焼用空気が炉体の中心部まで到達する噴出速度を有して噴射できるようにすることができる。
【０００７】
また、本発明の上記焼却炉の使用方法は、高発熱量の焼却物を焼却する場合に、下段側の空気室に比較して、上段側の空気室に導入する燃焼用空気の導入量を増大させるようにし、また、低発熱量の焼却物を焼却する場合に、上段側の空気室に比較して、下段側の空気室に導入する燃焼用空気の導入量を増大させるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の焼却炉は、炉体の外周に炉壁を介して仕切り壁により上下方向に複数段に分割した空気室を形成し、この分割した空気室に送風ファンからバルブを介して燃焼用空気を導入し、この空気室に導入した燃焼用空気を炉壁に配設したノズルを介して炉体内にその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにしているので、空気室に導入した燃焼用空気を炉壁を介して伝わる燃焼熱により間接的に加温した後、炉体内にその上下方向で不足がないようにしながら供給することができる。
これにより、多様な焼却物を、その焼却物の性状に応じて、十分な酸素供給下で高温で完全燃焼させることが可能となり、ダイオキシン類の発生を低減することができる。
また、炉体の外周に空気室が形成され、この空気室が断熱層の機能を果たすことから、焼却炉の外側が高温にならず、安全性の点でも優れている。
【０００９】
また、ノズルを金属製のパイプ部材で構成し、燃焼用空気が炉体の中心部まで到達する噴出速度を有して噴射できるようにすることにより、焼却物及びそれより発生した燃焼ガスと燃焼用空気との接触を活発に行わせて、焼却物の燃焼及び燃焼ガスの再燃焼をより確実に行わせることができる。
【００１０】
また、本発明の上記焼却炉の使用方法は、高発熱量の焼却物を焼却する場合に、下段側の空気室に比較して、上段側の空気室に導入する燃焼用空気の導入量を増大させるようにし、また、低発熱量の焼却物を焼却する場合に、上段側の空気室に比較して、下段側の空気室に導入する燃焼用空気の導入量を増大させるようにしているので、高発熱量の焼却物の場合に生じやすい発煙を防止したり、低発熱量の焼却物の場合の燃焼を効率的に行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の焼却炉及びその使用方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図４に、本発明の焼却炉の一実施例を示す。
この焼却炉は、火床面積０．５ｍ２未満の小型焼却炉（本実施例においては、０．４９ｍ２）で、焼却物を強制的に燃焼させる一次燃焼室１１を備えた一次燃焼炉体１と、この一次燃焼室１１から排出された燃焼ガスを再燃焼させる二次燃焼室２１を備えた二次燃焼炉体２と、排ガス中の粉塵を除去するサイクロン３とを備えている。
【００１３】
一次燃焼炉体１の第一燃焼室１１を構成する耐火物からなる炉壁１２の外周には、仕切り壁４１ａ、４１ｂにより上下方向に複数段（本実施例においては、３段。なお、段数は３段に限定されず、２段以上、好ましくは、３段以上の任意の段数とすることができる。）に分割した空気室４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）を形成し、この分割した空気室４に送風ファン５からバルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを介して燃焼用空気を導入し、この空気室４に導入した燃焼用空気を炉壁１２を貫通させて配設したノズル４２を介して第一燃焼室１１内に、バルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃによってその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにしている。
【００１４】
ノズル４２は、ステンレススチール等の金属製のパイプ部材で構成し、空気室４に導入した燃焼用空気が第一燃焼室１１内の中心部まで到達する噴出速度を有して噴射できるようにする。
そして、ノズル４２は、空気室４（各空気室４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）に導入した燃焼用空気を第一燃焼室１１内に略均一に噴射できるように、炉壁１２に略均等に（本実施例においては、図４に示すように、第一燃焼室１１を構成する左右の炉壁１２の各空気室４Ａ、４Ｂ、４Ｃに対応する位置に、それぞれ６個ずつ）配設するようにする。
これにより、焼却物及びそれより発生した燃焼ガスと燃焼用空気との接触を活発に行わせて、焼却物の燃焼及び燃焼ガスの再燃焼をより確実に行わせることができる。
【００１５】
一次燃焼炉体１には、第一燃焼室１１内に焼却物を投入するための二重扉式投入口１３と、揺動扉式灰取出口１４とを形成するようにする。
【００１６】
二次燃焼炉体２は、一次燃焼室１１から排出された燃焼ガスを再燃焼させるためのもので、二次燃焼室２１に臨ませて助燃バーナ７を配設するとともに、二次燃焼室２１には、助燃バーナ７の運転を制御するための二次燃焼室２１の温度を検出する温度センサー２２を配設する。
【００１７】
また、本実施例においては、排ガスを排出するための排気ファン８を備え、その噴出ノズル８１を排気筒９内に設けるようにしている。
【００１８】
このように、本実施例の焼却炉は、第一燃焼室１１を構成する炉壁１２を介して、仕切り壁４１ａ、４１ｂにより上下方向に複数段に分割した空気室４を形成し、この分割した空気室４に送風ファン５からバルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを介して燃焼用空気を導入し、この空気室４に導入した燃焼用空気を炉壁１２に配設したノズル４２を介して第一燃焼室１１内にその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにしているので、空気室４に導入した燃焼用空気を炉壁１２を介して伝わる燃焼熱により間接的に加温した後、第一燃焼室１１内にその上下方向で不足がないようにしながら供給することができる。
これにより、多様な焼却物を、その焼却物の性状に応じて、十分な酸素供給下で高温で完全燃焼させることが可能となり、ダイオキシン類の発生を低減することができる。
また、第一燃焼室１１を構成する炉壁１２の外周に空気室４が形成され、この空気室４が断熱層の機能を果たすことから、焼却炉の外側が高温にならず、安全性の点でも優れている。
【００１９】
次に、本実施例の焼却炉の具体的な使用方法について説明する。
この焼却炉は、空気室４に導入した燃焼用空気を炉壁１２に配設したノズル４２を介して第一燃焼室１１内にその上下方向で供給量を調節しながら供給できるようにしているため、例えば、廃プラスチック、ゴム等の高発熱量の焼却物を焼却する場合には、上段側の空気室４Ａに連通するバルブ６Ａを開き加減に、下段側の空気室４Ｃに連通するバルブ６Ｃを絞り加減に調節する（中段の空気室４Ｂに連通するバルブ６Ｂはその中間）ことにより、下段側の空気室４Ｃに比較して、上段側の空気室４Ａに導入する燃焼用空気の導入量を増大させる（中段の空気室４Ｂはその中間）ようにする。
一方、木くず、紙くず等の低発熱量の焼却物を焼却する場合に、上段側の空気室４Ａに連通するバルブ６Ａを絞り加減に、上段側の空気室４Ｃに連通するバルブ６Ｃを開き加減に調節する（中段の空気室４Ｂに連通するバルブ６Ｂはその中間）ことにより、上段側の空気室４Ａに比較して、下段側の空気室４Ｃに導入する燃焼用空気の導入量を増大させる（中段の空気室４Ｂはその中間）ようにする。
なお、これらのバルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの調節は、手動により行うほか、必要に応じて、焼却炉に備えた制御盤１０により自動的に設定できるようにすることもできる。
これにより、高発熱量の焼却物の場合に生じやすい発煙を防止したり、低発熱量の焼却物の場合の燃焼を効率的に行わせることができる。
【００２０】
このようにして行った、木くず・紙くず（合計で１００％）を焼却したときと、廃プラスチックを３０％（木くず４０％・紙くず３０％）入れて焼却したときの、それぞれの排ガス及び焼却灰中のダイオキシン類の測定値を以下に示す。
［焼却実験１］
焼却物：木くず・紙くず（合計で１００％）
排ガス中のダイオキシン類の測定値：３．２ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎ
焼却灰中のダイオキシン類の測定値：０．００５３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ
［焼却実験２］
焼却物：廃プラスチック３０％・木くず４０％・紙くず３０％
排ガス中のダイオキシン類の測定値：３．０ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎ
焼却灰中のダイオキシン類の測定値：０．０４１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ
ここで、ＴＥＱ：ダイオキシン類の量をダイオキシン類の中で最も毒性の強い２，３，７，８−四塩化ジベンゾーパラージオキシンに毒性等価換算した単位、ｍ３Ｎ（ノルマル立法メートル）：０℃、１気圧の状態に換算した気体の体積である。
この焼却実験１及び２の結果からも明らかなように、この焼却炉は、焼却物の種類にかかわらず、ダイオキシン類の発生を低減することができる（上記ダイオキシン類の測定値は、基準のより厳しい火床面積０．５ｍ２以上の焼却炉に対して適用される基準値をも下回っている。）ことを確認できた。
【００２１】
以上、本発明の焼却炉及びその使用方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の焼却炉及びその使用方法は、簡易な機構によりダイオキシン類の発生が防止できることから、火床面積０．５ｍ２未満の小型焼却炉に好適に用いることができるほか、それより大形の焼却炉の用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の焼却炉の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】同焼却炉を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】同焼却炉を示す側面図である。
【図４】同焼却炉の一次燃焼炉体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ部の拡大断面図、（ｄ）は正面断面、（ｅ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｆ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    一次燃焼炉体
１１  一次燃焼室
１２  炉壁
１３  二重扉式投入口
１４  揺動扉式灰取出口
２    二次燃焼炉体
２１  二次燃焼室
２２  温度センサー
３    サイクロン
４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）  空気室
４１ａ  仕切り壁
４１ｂ  仕切り壁
５    送風ファン
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ  バルブ
７    助燃バーナ
８    排気ファン
８１  噴出ノズル
９    排気筒
１０    制御盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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