(57)【要約】【課題】  乾留焼却炉の燃焼室を構成する内筒の内表面に形成された断熱材の過熱を検出することができる乾留焼却炉を提供することを目的とする。【解決手段】  被焼却物４を乾留ガス化させるガス化室５と、二重筒構成の燃焼室７と、この燃焼室７内へ導かれた前記ガス化室５からの乾留ガスを燃焼させる助燃バーナ６と、前記燃焼室７の下流側と接続された二重筒構成の排気筒８とを備える乾留焼却炉１であって、前記燃焼室７の外表面に設けられた燃焼室温度センサ２と、この燃焼室温度センサ２により検出される温度が、所定温度を超えたとき、警告を発することを特徴とする。【選択図】    図１
2007187354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着火バーナを備え、被焼却物を乾留ガス化させるガス化室と、内表面に断熱材を形成した燃焼内筒と燃焼外筒とによって燃焼空気通路を形成する二重筒構造の燃焼室と、前記ガス化室から前記燃焼内筒へ導かれた乾留ガスを燃焼させる助燃バーナと、前記燃焼室の下流側と接続された排気筒とを備える乾留焼却炉であって、前記燃焼外筒に設けられた燃焼室温度センサと、この燃焼室温度センサにより検出される温度が、所定温度を超えたとき、警告を発する警告手段とを設けたことを特徴とする乾留焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二重筒構造の燃焼室を備える乾留焼却炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン類を熱分解できる焼却炉として乾留焼却炉が知られている（たとえば、特許文献１）。この乾留焼却炉は、被焼却物を着火バーナにより着火して乾留ガス化させるガス化室と、このガス化室からの乾留ガスを助燃バーナにより燃焼させる燃焼室などから構成されている。そして、前記乾留焼却炉は、前記被焼却物をバッチ処理により焼却させるもので、前記被焼却物の燃焼工程は、予熱工程，着火工程，乾留工程，おき火工程およびポストパージ工程からなり、これら各工程の途中で被焼却物を新たに投入することはない。
【０００３】
前記燃焼室は、燃焼内筒と燃焼外筒との二重筒構造となっており、前記燃焼内筒と前記燃焼外筒との間が、前記助燃バーナの燃焼用空気の通路となっている。前記助燃バーナの燃焼用空気は、前記燃焼室の下流側から上流側へ向けて前記通路を通って、前記助燃バーナへ導入される。この燃焼用空気は、同時に前記燃焼内筒および前記燃焼外筒を冷却している。また、前記燃焼内筒の内側には、筒形状の断熱材が設けられ、高温の燃焼ガスや火炎から前記燃焼内筒および前記燃焼外筒が過熱するのを防止している。
【特許文献１】特開２００５−２０１４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記燃焼室の内部は高温であるので、前記乾留焼却炉を長年使用すると、前記燃焼内筒の内表面に設けられた前記断熱材が過熱する可能性があった。前記断熱材が過熱により焼損すると、焼損箇所から高温の燃焼ガスや輻射熱により前記燃焼内筒が過熱，焼損し、さらに前記燃焼外筒を過熱するおそれがあった。すなわち、前記燃焼室は、二重筒構造となっているので、前記断熱材が過熱しても、前記燃焼外筒が焼損するまでは、外観上から前記断熱材および前記燃焼内筒の過熱を検出することが困難であった。したがって、従来技術においては、前記断熱材の過熱を防止するため、安全を見込んで比較的短期間で前記断熱材を定期的に交換する必要があった。また、何らかの原因で前記断熱材の定期交換前に過熱が出現し、前記乾留焼却炉の運転に支障を来たすおそれがあった。
【０００５】
この発明は、このような従来技術の問題点を解決することを目的とする。具体的には、二重筒構造の燃焼室を備える乾留焼却炉において、前記燃焼室の外観の点検などをすることなく、前記燃焼室内に形成された断熱材の過熱の検出を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、着火バーナを備え、被焼却物を乾留ガス化させるガス化室と、内表面に断熱材を形成した燃焼内筒と燃焼外筒とによって燃焼空気通路を形成する二重筒構造の燃焼室と、前記ガス化室から前記燃焼内筒へ導かれる乾留ガスを燃焼させる助燃バーナと、前記燃焼室の下流側と接続された排気筒とを備える乾留焼却炉であって、前記燃焼外筒に設けられた燃焼室温度センサと、この燃焼室温度センサにより検出される温度が、所定温度を超えたとき、警告を発する警告手段とを設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、前記燃焼内筒または前記燃焼外筒が焼損する以前に前
記断熱材の過熱を確実に検出することができる。
【実施例】
【０００８】
以下、この発明を実施した乾留焼却炉１の実施例を図１から図３に基づいて詳細に説明する。図１は、乾留焼却炉１の概略構成を示し、図２は、図１の要部の縦断説明図を示し、さらに図３は、図１に示す燃焼室温度センサ２の取付け状態を示す横断面の拡大説明図である。
【０００９】
この乾留焼却炉１は、図１に示すように、被焼却物４を着火させる着火バーナ３と、前記被焼却物４を乾留ガス化させるガス化室５と、このガス化室５からの乾留ガスを燃焼させる助燃バーナ６を備えた燃焼室７と、この燃焼室７の下流側に接続された排気筒８と、前記着火バーナ３，前記助燃バーナ６，前記ガス化室５および前記燃焼室７へ空気を送る送風機９などから構成されている。
【００１０】
そして、前記燃焼室７の外表面および前記排気筒８の外表面には、前記燃焼室温度センサ２および排気筒温度センサ１０がそれぞれ設けられ、これら前記各温度センサ２，１０からの信号は、制御部１１へ送られる。また、前記燃焼室温度センサ２からの温度が第一所定温度を超えるか、または前記排気筒温度センサ１０からの温度が第二所定温度を超えると警告を表示する操作パネル１２が、前記制御部１１と接続されている。
【００１１】
前記ガス化室５は、前記被焼却物４を蒸し焼きにさせ、乾留ガスを発生させる場所であり、前記被焼却物４を投入する投入扉１３および前記被焼却物４が灰となったときに、それを取り出すための灰出扉１４が、それぞれ前記ガス化室５の上段および下段に設けられている。また、前記着火バーナ３および前記ガス化室５の炉床には、それぞれガス化室燃焼用空気路３５およびガス化室空気路３７が接続されており、それぞれガス化室燃焼用ダンパ３６およびガス化室ダンパ３３を介して空気が送られてくる。さらに、前記ガス化室５と前記燃焼室７との接続部付近には、乾留ガスの温度を測定する第一温度センサ１５が設けられている。
【００１２】
前記燃焼室７は、端部に前記助燃バーナ６を備えており、その長手方向が水平方向となるように、前記ガス化室５の上面に設置されている。前記燃焼室７は、燃焼内筒１７と、これを囲み、一定の間隔を隔てた燃焼外筒１８とからなる二重筒構造となっている（図２参照）。そして、前記燃焼内筒１７の外周面と前記燃焼外筒１８の内周面との間は、前記助燃バーナ６へ送られる燃焼用空気の燃焼空気通路１９となっている。また、前記燃焼内筒１７の内表面には、セラミックファイバーからなる断熱材１６が設けられており、前記助燃バーナ６からの輻射熱などから、前記燃焼内筒１７および前記燃焼外筒１８の過熱を防止している。前記燃焼室７の下流側において、前記燃焼外筒１８には、燃焼室空気路３８と接続された燃焼用空気流入口２０が設けられ、ここへ前記送風機９から送られる燃焼用空気が流入し、前記助燃バーナ６へ導かれる。
【００１３】
前記排気筒８は、一端を前記燃焼室７の下流側と接続され、他端である排気口２１が前記接続箇所の上方となるように上下方向に設置されている。前記排気筒８は、図２に示すように、排気内筒２２と、この排気内筒２２を一定の間隔を隔てて囲む排気外筒２３の二重筒構造となっており、前記排気内筒２２と前記排気外筒２３との間によって冷却空気通路２４が形成されている。この冷却空気通路２４へ、前記排気筒８の下部に設けられた空気入口孔２５から大気中の空気が流入し、前記排気筒８の下流側，すなわち前記排気口２１へ向けて流れていく。また、前記排気筒８には、前記排気内筒２２の内部の排気温度を計測するための第二温度センサ２６が設けられている。
【００１４】
前記燃焼室温度センサ２は、前記燃焼外筒１８の外表面の温度を測ることで間接的に前
記断熱材１６の過熱を検出し、また前記排気筒温度センサ１０は、前記排気外筒２３の外表面の温度を測ることで前記排気内筒２２の過熱を検出する。前記燃焼室温度センサ２は、前記燃焼室７の両端のほぼ中央部において上方に設けられており、前記排気筒温度センサ１０は、前記燃焼室７との接続箇所と反対側であって、わずかに前記排気口２１方向へ寄った位置に設けられている。すなわち、前記燃焼室温度センサ２および前記排気筒温度センサ１０は、それぞれ前記断熱材１６および前記排気内筒２２において最も温度が高くなり、過熱し易い箇所へ設けられている。
【００１５】
前記両センサ２，１０は、それぞれ熱電対２７などから構成されている。図３は、図１に示す前記燃焼室温度センサ２の取付け状態を示す横断面の拡大説明図である。前記熱電対２７を前記燃焼外筒１８へ固定するには、溶接，ロー付けなどの方法により行うこともできるが、この実施例においては、図３に示すように、四角形状の固定具２８により覆われるようにして前記燃焼外筒１８の外表面に固定されている。より具体的には、前記固定具２８には、固定具ネジ穴２９が二箇所、形成されており、前記燃焼外筒１８には、前記各固定具ネジ穴２９に合わせるようにして外筒ネジ穴３０，３０がそれぞれ形成されている。そして、これらの各穴２９，３０へネジ３１，３１を挿入し、前記固定具２８の内側に形成された固定具断熱材３２を介して前記熱電対２７を前記燃焼外筒１８へ固定している。前記固定具断熱材３２は、前記熱電対２７と前記固定具２８からの放熱を減少させて、より前記燃焼外筒１８の外表面の温度に近い温度を検出するためのものである。ここで、前記排気筒温度センサ１０の前記排気外筒１８への取り付けは、図３に示すものと同様の構成であるので、その詳細な説明を省略する。
【００１６】
前記操作パネル１２は、前記乾留焼却炉１の運転を操作するための操作者（図示省略）とのインターフェースであるとともに、所定のときには、操作者へ警告する。すなわち、前記燃焼室温度センサ２が第一所定温度を超えたとき、前記制御部１１からの指示によって、警告画面（図示省略）を表示し、警告ブザーを発する。また、前記排気筒温度センサ１０が第二所定温度を超えたときも同様に、前記操作パネル１２は、前記警告画面を表示し、警告ブザーを発する。前記警告画面は、前記燃焼室温度センサ２が第一所定温度を超えたとき、前記断熱材１６が過熱したことを表示し、そして前記排気筒温度センサ１０が第二所定温度を超えたとき、前記排気内筒２２が過熱したことを表示する。ここで、第一所定温度は、前記断熱材１６が過熱したことを推定できる温度に設定され（たとえば、２５０℃）、また第二所定温度は、前記排気内筒２２が過熱したことを推定できる温度に設定されている（たとえば、３００℃）。
【００１７】
つぎに、この実施例の前記乾留焼却炉１の運転について説明する。前記被焼却物４は、予熱工程，着火工程，乾留工程，おき火工程およびポストパージ工程からなる焼却工程によって焼却される。まず、前記被焼却物４を前記投入扉１３から前記ガス化室５内へ投入し、この投入扉１３を閉じる。その後、前記各工程における前記第一温度センサ１５，前記第二温度センサ２６，前記燃焼室温度センサ２，前記排気筒温度センサ１０からの信号などに基づいて前記制御部１１により焼却の制御が行われる。
【００１８】
前記予熱工程は、前記乾留工程において、ダイオキシン類を熱分解させる温度（約８００℃以上）となるように早期に上昇させるため、予め前記燃焼室７内の温度を前記助燃バーナ６によって予熱する工程である。この工程では、前記ガス化室５内および前記燃焼室７内へ送る空気量を調整する前記ガス化室ダンパ３３および燃焼室ダンパ３４をそれぞれ閉じた状態で、前記助燃バーナ６のみを作動させて前記燃焼室７内を予熱する。
【００１９】
前記着火工程は、前記ガス化室５内へ投入された前記被焼却物４を前記着火バーナ３により着火する工程である。前記着火バーナ３の燃焼用空気は、焼却室燃焼用空気路３９を通って送られる。前記ガス化室ダンパ３３および前記燃焼室ダンパ３４は、被焼却物の定
格焼却能力の理論空気量以下（約２０％程度）の空気が供給されるように、所定の開度に維持されている。また、前記燃焼室７内の温度が９００℃（着火終了温度）を超えると、前記着火バーナ３の作動を停止し、この工程を終了する。
【００２０】
前記乾留工程は、前記ガス化室５からの乾留ガスと前記燃焼室空気路３８を通って前記燃焼用空気流入口２０へ送られた燃焼用空気との混合ガスを、前記助燃バーナ６によって燃焼する工程である。前記焼却室７内の温度は、ダイオキシン類を熱分解できる８００℃以上になるように制御される。この工程では、前記助燃バーナ６は、一定の燃焼量で作動を継続し、前記着火バーナ３は、作動を停止している。前記着火バーナ３は、前記燃焼室７内の温度が８００℃以下になると作動を再開し、前記燃焼室７内の温度が８２０℃になると停止するように制御されている。また、前記助燃バーナ６は、前記燃焼室７内の温度が燃焼停止温度（１１００℃）になると停止するように制御されている。
【００２１】
前記おき火工程は、乾留ガスが発生した残りの前記被焼却物４をおき火状態で燃焼する工程であり、前記助燃バーナ６は作動させているが、前記着火バーナ３は停止している。この工程では、前記ガス化室ダンパ３３および前記燃焼室ダンパ３４は、それぞれ所定の開度を維持している。
【００２２】
前記ポストパージ工程は、前記ガス化室５内および前記燃焼室７内を冷却する工程である。この工程では、前記着火バーナ３および前記助燃バーナ６を停止し、前記ガス化室ダンパ３３および前記燃焼室ダンパ３４を介して、それぞれ前記燃焼室７および前記ガス化室５へ空気が導入される。この工程が終了すると、前記被焼却物４の焼却処理が終了する。
【００２３】
以上の前記各工程の途中において、前記燃焼室温度センサ２により検出される温度が第一所定温度を超えたときや、前記排気筒温度センサ１０から検出される温度が第二所定温度を超えたときは、前記操作パネル１２に警告画面が表示され、警告ブザーが発せられる。ここにおいて、操作者が前記操作パネル１２を通じて前記乾留焼却炉１の運転停止を指示しても、前記乾留焼却炉１は、前記ポストパージ工程が終了するまでは運転を停止しないように制御されている。これは、前記各工程を途中で中断したり、前記ポストパージ工程以外の工程の終了時に中断すると、次回の運転に不都合が生じるからである。すなわち、このような中断は、乾留ガスの未燃分を残留させ、ダイオキシン類の熱分解に失敗したり、前記断熱材１６が溶融したものが前記燃焼室７と前記ガス化室５とを接続する配管を通じて前記投入扉１３に固着するなどの不都合を生じさせるからである。
【００２４】
さらに、前記乾留焼却炉１は、前記操作パネル１２によって警告が発せられた後は、操作者が前記操作パネル１２に設けられているリセットスイッチ（図示省略）をオンしない限り、前記ポストパージ工程の終了後において、次回の運転を開始しないように制御されている。
【００２５】
この実施例によると、前記燃焼室温度センサ２および前記排気筒温度センサ１０を設けたことによって、前記燃焼内筒１７の内表面に形成された前記断熱材１６および前記排気内筒２２の過熱をそれぞれ検出することができる。すなわち、操作者は、目視によって確認しなくても前記断熱材１６および前記排気内筒２２の過熱を検出することができる。また、前記操作パネル１２が警告を発すると、前記ポストパージ工程が終了するまでは、前記乾留焼却炉１の運転を停止しないように制御されているので、乾留ガスの未燃分が前記燃焼室７内または前記ガス化室５内に固着することがない。さらに、前記操作パネル１２が警告を発すると、前記リセットスイッチをオンしない限り、次回の運転は開始されないので、前記断熱材１６または前記排気内筒２２が過熱した状態で前記乾留焼却炉１が運転するのを防止することができる。
【００２６】
この実施例では、第一所定温度は、前記断熱材１６が過熱したことを推定できる温度に設定され、また第二所定温度は、前記排気内筒２２が過熱したことを推定できる温度にそれぞれ設定されているが、第一，第二所定温度をそれぞれ前記断熱材１６および前記排気内筒２２が過熱する前の温度に設定することもできる。また、季節，外気温度および湿度などの各種データに基づいて、第一，第二所定温度をそれぞれ設定しておくこともできる。たとえば、前記乾留焼却炉１の運転時における季節，外気温度および湿度などの各種データの蓄積から、第一，第二所定温度をそれぞれ設定しておき、その後、前記乾留焼却炉１を運転してもよい。あるいは、前記乾留焼却炉１の運転中に、前記各種データを収集し、これに基づいて、第一，第二所定温度を更新させつつ、前記乾留焼却炉１を運転してもよい。この際、第一，第二所定温度を前記各工程によって異ならせることもできる。
【００２７】
この実施例では、前記断熱材１６の過熱の警告（第一警告）と、前記排気内筒２２の過熱の警告（第二警告）を発する機能の両機能を独立に作動させているが、第一警告または第二警告のいずれか一方のみを作動させ、前記乾留焼却炉１の運転を実施させるように制御してもよい。
【００２８】
また、別の変形例として、少なくとも前記燃焼室温度センサ２からの温度が第一所定温度を超えるか、または前記排気筒温度センサ１０からの温度が第二所定温度を超えたときは、次回の燃焼作動が制限されるように制御してもよい。すなわち、前記乾留焼却炉１が運転を開始すると、前記各工程を中断することなく、前記ポストパージ工程（最終工程）まで実施させ、次回の運転を実施させないように制御することや、前記被焼却物４の量を所定量に制限して次回の運転を実施させるように制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施例の乾留焼却炉を示す説明図。
【図２】図１の要部縦断説明図。
【図３】図１に示す燃焼室温度センサを燃焼室に取付けた状態を示す横断面の拡大説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１      乾留焼却炉
４      被焼却物
５      ガス化室
７      燃焼室
６      助燃バーナ
８      排気筒
１０      排気筒温度センサ
【図１】
2007187354.tif 000003
【図２】
2007187354.tif 000004
【図３】
2007187354.tif 000005