(57)【要約】【解決手段】焼却炉１内の焼却室２において、廃棄物が燃焼する加熱床３を設けるとともに、加熱床３の上方には、焼却室２に連通する排気管２２と、廃棄物の燃焼により生じる熱風が上昇する熱風筒６と、熱風筒６の外側に隣接する廃棄物通路１９とを設けている。熱風筒６には複数の熱風排出孔１１を設けている。熱風筒６内には加熱床３から熱風が開口６ａを経て上昇する螺旋通路１０を設けて螺旋通路１０に各熱風排出孔１１を連通している。廃棄物投入口１８から焼却室２に供給された廃棄物が廃棄物通路１９を通過して加熱床３に至る際に、熱風筒６の各熱風排出孔１１から廃棄物通路１９に排出された熱風により、廃棄物通路１９を通過する廃棄物を乾燥する。【効果】熱風筒６の熱風排出孔１１からの熱風により、廃棄物通路１９を通過する廃棄物を予め乾燥して、水分率の高い廃棄物や高温でないと処理できないものを効率良く処理することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉内の焼却室において、廃棄物が燃焼する加熱床を設けるとともに、その加熱床の上方には、焼却室に連通する排気管と、その廃棄物の燃焼により生じる熱風が上昇する熱風筒と、その熱風筒の外側に隣接する廃棄物通路とを設け、
この熱風筒内には加熱床から熱風が開口を経て上昇する渦流発生手段を設けるとともに、この熱風筒にはこの渦流発生手段に連通する複数の熱風排出孔を設け、
この熱風筒の開口には磁気空気を供給する磁気空気導入管を接続し、その磁気空気導入管には磁気空気の供給及び停止を行って供給空気量を変更し得る開閉弁を設け、
この加熱床で廃棄物が一次燃焼して発生した熱風が開口を経て熱風筒内の渦流発生手段に上昇する際に、その熱風により廃棄物が一次燃焼より高温で二次燃焼し、
焼却炉に設けた廃棄物投入口から焼却室に供給された廃棄物が廃棄物通路を通過して加熱床に至る際に、熱風筒の各熱風排出孔から廃棄物通路に排出された熱風により、廃棄物通路を通過する廃棄物を乾燥する
ことを特徴とする廃棄物処理機。
【請求項２】
前記渦流発生手段は螺旋通路であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理機。
【請求項３】
前記加熱床には磁気空気を供給する磁気空気導入管を接続し、その磁気空気導入管には磁気空気の供給及び停止を行って供給空気量を変更し得る開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理機。
【請求項４】
前記焼却炉において焼却室に対し連通する水分導入路を有する水分除去室を設け、この水分除去室に設けた水分導出路から水分を排出することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の廃棄物処理機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼却炉を備えた廃棄物処理機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の廃棄物処理機としては、廃棄物を高温で焼却して減量することができる一般的焼却炉（例えば特許文献１）や、酸化還元反応により廃棄物を低温で焼却して減量することができる低温焼却炉（例えば特許文献２）や、酵素や微生物を含有する処理剤を混合する廃棄物または混合しない廃棄物を羽根により攪拌するとともに乾燥して減量することができる生ゴミ処理機（例えば特許文献３）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４１９１４号公報
【特許文献２】特開２００８−６４３２４号公報
【特許文献３】特開２００１−１７９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の一般的焼却炉では、水分率の高い廃棄物を処理する際、ダイオキシンなどの化学物質の発生を抑えるように８００℃以上で燃焼させるとともに水分を減少させるために、石油やガスや電気などによる膨大な熱エネルギーを要したり、処理面積を広げて大型化したり、水分率を低くする前処理を施したりする必要があり、水分率の高い廃棄物の処理に適していない。上記の低温焼却炉では、水分率が４０％以上の廃棄物を大量に入れることにより火力が落ちて処理できなくなる欠点があるため、同じく水分率の高い廃棄物の処理に適していない。上記の生ゴミ処理機では、水分率の高い廃棄物でも処理できる反面、焼却炉であれば処理可能なビニールや木やペットボトルや発泡スチロールや布などの廃棄物を処理できないし、みそやチーズやご飯や汚泥などを処理しようとすると、餅状に固まって処理の継続が不可能となる。
【０００５】
この発明は、水分率の高い廃棄物や高温でないと処理できないものを効率良く処理することができる焼却炉を備えた廃棄物処理機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
後記実施形態の図面（図１に示す実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる廃棄物処理機は、下記のように構成されている。
焼却炉１内の焼却室２において、廃棄物が燃焼する加熱床３を設けるとともに、その加熱床３の上方には、焼却室２に連通する排気管２２と、その廃棄物の燃焼により生じる熱風が上昇する熱風筒６と、その熱風筒６の外側に隣接する廃棄物通路１９とを設けている。この熱風筒６内には加熱床３から熱風が開口６ａを経て上昇する渦流発生手段１０を設けるとともに、この熱風筒６にはこの渦流発生手段１０に連通する複数の熱風排出孔１１を設けている。この熱風筒６の開口６ａには磁気空気を供給する磁気空気導入管１２を接続し、その磁気空気導入管１２には磁気空気の供給及び停止を行って供給空気量を変更し得る開閉弁１５を設けている。この加熱床３で廃棄物が一次燃焼して発生した熱風が開口６ａを経て熱風筒６内の渦流発生手段１０に上昇する際に、その熱風により廃棄物が一次燃焼より高温で二次燃焼する。焼却炉１に設けた廃棄物投入口１８から焼却室２に供給された廃棄物がこの廃棄物通路１９を通過して加熱床３に至る際に、熱風筒６の各熱風排出孔１１から廃棄物通路１９に排出された熱風により、廃棄物通路１９を通過する廃棄物を乾燥する。例えば、前記熱風筒６は、加熱床３から熱風が上昇する開口６ａの外周から上方へ延びる周壁７と、この開口６ａに対し上下方向で対向する端壁８とを有し、前記廃棄物通路１９はこの周壁７の全体に面している。また、例えば、前記熱風排出孔１１は、この周壁７と端壁８とのうち、少なくとも周壁７に設けられている。
【０００７】
請求項１の発明では、熱風筒６の熱風排出孔１１からの熱風により、廃棄物通路１９を通過する廃棄物を予め乾燥して、水分率の高い廃棄物を効率良く処理することができる。また、渦流発生手段１０により強い空気の流れを生じさせて熱風筒６内で４００〜１０００℃の熱風を発生させ、７００℃以上で焼却し易くなり、高温でないと処理できないものも処理することができる。さらに、磁気空気導入管１２からの磁気空気の供給及び停止を行って供給空気量を変更し得る開閉弁１５を操作して燃焼効率を高めることができる。
【０００８】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明において、前記渦流発生手段は螺旋通路１０である。請求項２の発明では、螺旋通路１０により渦流を容易に発生させることができる。
【０００９】
請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記加熱床３には磁気空気を供給する磁気空気導入管１３を接続し、その磁気空気導入管１３には磁気空気の供給及び停止を行って供給空気量を変更し得る開閉弁１５を設けている。請求項３の発明では、熱風筒６の開口６ａに磁気空気を供給する磁気空気導入管１２及び開閉弁１５と、加熱床３に磁気空気を供給する磁気空気導入管１３及び開閉弁１５とを、処理する廃棄物に応じて互いに使い分けて燃焼効率を高めることができる。
【００１０】
請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明にかかる焼却炉１において、焼却室２に対し連通する水分導入路２１ａを有する水分除去室２１を設け、この水分除去室２１に設けた水分導出路２０ａから水分を排出する。例えば、この水分除去室２１には空気導入路２１ｂを設けている。請求項４の発明では、水分率の高い廃棄物をより一層効率良く処理することができる。
【００１１】
次に、請求項以外の技術的思想について実施形態の図面の符号を援用して説明する。
請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする第５の発明においては、浄化触媒材を含んで、通路断面積が互いに異なる多数の気孔により三次元網目構造をなす気孔群を有し、その気孔群における各気孔を表面に露出させて開放した浄化触媒塊２５ａを、多数収容して、各浄化触媒塊２５ａ間に多数の通路を生じさせた消臭消煙体２５を、前記排気管２２に設置し、その排気管２２にはこの消臭消煙体２５に対する入口側で磁気空気供給管２６を接続している。第５の発明では、炭化水素を主成分とするコールタールや木タールや石油タールなどの油状物質を除去することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる廃棄物処理機の焼却炉１は、水分率の高い廃棄物や高温でないと処理できないものを効率良く処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態にかかる廃棄物処理機の焼却炉を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態にかかる廃棄物処理機について図１を参照して説明する。
焼却炉１は、底壁１ａと周壁１ｂと天壁１ｃとにより円筒や角筒などの筒状をなし、それらの壁１ａ，１ｂ，１ｃで囲まれた焼却室２を有している。この焼却炉１内の焼却室２の底部においては、廃棄物が燃焼するすり鉢状の加熱床３が設けられ、この加熱床３の底棚３ａの下方でその底棚３ａから落下した灰を回収する灰箱４とこの灰箱４から灰を取り出す灰排出口５とが設けられている。
【００１５】
前記加熱床３の上方で焼却室２には加熱床３で燃焼した廃棄物から生じる熱風が上昇する熱風筒６が設けられている。この熱風筒６は、加熱床３から熱風が上昇する開口６ａの外周から上方へ延びる円筒や角筒などの筒状の周壁７と、この開口６ａに対し上下方向で対向する円錐や角錐などの錐状の端壁８とを有している。なお、この熱風筒６の周壁７の外径は前記焼却炉１の周壁１ｂの内径よりも狭くなっている。この開口６ａと加熱床３との間の加熱空間は外周へ開放されている。この熱風筒６の周壁７の内周には誘導板９が開口６ａから端壁８に向けて上下方向へ螺旋状に設けられ、熱風が開口６ａを経て端壁８まで案内される螺旋通路１０（渦流発生手段）がこの誘導板９により設けられている。なお、この螺旋通路１０の断面積はこの周壁７の断面積よりも狭くなっている。この熱風筒６の周壁７にはこの螺旋通路１０に連通する多数の熱風排出孔１１が開口６ａから端壁８にわたり周方向全体に配設されている。この端壁８にもこの螺旋通路１０に連通する多数の熱風排出孔１１が配設されている。ちなみに、熱風筒６の開口６ａにおける廃棄物の二次燃焼温度（４００〜１０００℃）は、加熱床３における廃棄物の一次燃焼温度（３００〜４００℃）より高くなる。
【００１６】
前記熱風筒６の開口６ａと加熱床３の底棚３ａの下方とには、それぞれ、複数の磁気空気導入管１２，１３が挿入されて焼却炉１の周壁１ｂの周方向へ並設されている。これらの磁気空気導入管１２，１３においては、ファン１４や開閉弁１５を介して開口６ａや底棚３ａに供給される空気に永久磁石１６により強力な磁気を発生させることができ、ファン１４や開閉弁１５などの調節により供給空気量を変更することができる。また、加熱床３の底棚３ａの下方には底棚３ａ上の廃棄物にバーナなどにより点火する火口管１７が挿入されている。
【００１７】
前記焼却炉１の天壁１ｃには熱風筒６の上方で廃棄物投入口１８が設けられている。この廃棄物投入口１８は、煙や臭いの漏れを防止するために、開閉可能な外蓋１８ａと内蓋１８ｂとによる二重構造をなし、その外蓋１８ａと内蓋１８ｂとの間にはビニールなどの張り付きを防止するためにテフロン（登録商標）により処理された収容室１８ｃを有している。この熱風筒６の端壁８と天壁１ｃ及び廃棄物投入口１８との間と、この熱風筒６の周壁７の外周全体と焼却炉１の周壁１ｂの内周全体との間には、廃棄物投入口１８から焼却室２に供給された廃棄物が通過して加熱床３に至る廃棄物通路１９が熱風筒６の外側に隣接して設けられている。前記熱風筒６の各熱風排出孔１１はこの廃棄物通路１９にも連通している。前記熱風筒６の螺旋通路１０を通って各熱風排出孔１１から廃棄物通路１９に排出された熱風は、廃棄物通路１９を通過する廃棄物を乾燥する。
【００１８】
前記焼却炉１の天壁１ｃの下方においては、前記熱風筒６及び廃棄物通路１９の上方で、外周に樋２０ａを有する屋根２０が設けられているとともに、この屋根２０の上方に天壁１ｃとの間で水分除去室２１が設けられ、焼却室２に連通して水分除去室２１に水分含有排気を導入する複数の導入路２１ａと、水分除去室２１に空気を導入する複数の空気導入路２１ｂとが設けられている。また、この焼却炉１の天壁１ｃには水分除去室２１で排気管２２が接続され、この排気管２２の終端部には消臭消煙装置２３が接続されている。前記廃棄物投入口１８の収容室１８ｃに残った煙や臭いは図示しない排出管によりこの消臭消煙装置２３に送られて処理される。この排気管２２の途中には結露水を集める水槽２４が接続され、この水槽２４には屋根２０の樋２０ａ（水分導出路）に集まった水分も図示しない排水管により回収することができる。なお、この焼却炉１の天壁１ｃには焼却室２の酸素濃度の上昇時に開いて水分除去室２１の圧力を逃がす弁２１ｃが設けられている。
【００１９】
前記排気管２２には触媒により浄化を行うセラッミクを有する複数の消臭消煙体２５が着脱可能に取り付けられて排気管２２の長手方向に沿って並設されている。これらの消臭消煙体２５には５〜２０ｍｍの砂利状に形成されて大小種々の外形状をなす浄化触媒塊２５ａ（セラミック塊）が多数収容され、各浄化触媒塊２５ａ間に多数の通路を生じさせている。この浄化触媒塊２５ａは、浄化触媒材を含んで、通路断面積が互いに異なる多数の気孔により三次元網目構造をなす気孔群を有し、その気孔群における各気孔を表面に露出させて開放したものである。この排気管２２にはこの消臭消煙体２５に対する入口側で磁気空気供給管２６が接続されている。この磁気空気供給管２６においては、ファン２７や開閉弁２８を介して排気管２２に供給される空気に永久磁石２９により強力な磁気を発生させることができ、ファン２７や開閉弁２８などの調節により供給空気量を変更することができる。
【００２０】
さて、廃棄物投入口１８から焼却室２に供給された廃棄物は、廃棄物通路１９を通過して加熱床３に至り、加熱床３で火口管１７により点火されて３００〜４００℃で一次燃焼するとともに、螺旋通路１０により強い空気の流れを生じる熱風筒６の開口６ａで４００〜１０００℃で二次燃焼する。熱風筒６内で発生した４００〜１０００℃の熱風は、廃棄物通路１９を通過する廃棄物を加熱床３への落下前に予め乾燥する。各磁気空気導入管１２，１３におけるファン１４と開閉弁１５と永久磁石１６とのうちいずれか一つまたは二以上の組み合わせの使用により、各種廃棄物に応じて効率良く燃焼させることができる。焼却室２の排気は導入路２１ａ及び水分除去室２１を通って排気管２２から消臭消煙装置２３に排出される。その際、排気管２２や水分除去室２１から排気の水分が水槽２４に除去される。
【００２１】
本実施形態は下記の効果を有する。
（１）  磁気空気で低温処理すると、酸素濃度が低くても燃焼を維持することができるとともに、ダイオキシンなどの化学物質の発生も抑えることができる。しかし、３００〜４００℃で燃焼するため、水分率の高い廃棄物や、５００℃以上の高温でないと処理できない吸着剤を含む紙おむつなどを処理することができない。螺旋通路１０により強い空気の流れを生じさせることができる熱風筒６内で発生した４００〜１０００℃の熱風は、廃棄物通路１９を通過する廃棄物に各熱風排出孔１１から供給されるため、その廃棄物が加熱床３に落下される前に予め乾燥された後、加熱床３で廃棄物を３００〜４００℃で一次燃焼するとともに、熱風筒６の開口６ａで廃棄物を４００〜１０００℃で二次燃焼する。従って、化石燃料を使用しないで、水分率の高い廃棄物を効率良く処理することができるとともに、５００℃以上の高温でないと処理できない吸着剤を含む紙おむつなども高温処理することができる。また、８００℃以上で廃棄物を高温処理することができるため、化学燃料を使用せずに、ダイオキシンなどの化学物質の灰や排出ガスの発生も軽減することができる。さらに、磁気空気で低温処理した場合に溜まり易い廃棄物のタールを高温処理により焼却することができる。
【００２２】
（２）  加熱床３では廃棄物を３００〜４００℃で一次燃焼するため、部分的にガスが発生するが、螺旋通路１０により強い空気の流れを生じさせることができる熱風筒６内ではそのガスを４００〜１０００℃で焼却することができる。
【００２３】
（３）  熱風筒６により焼却炉１が二重構造となって廃棄物通路１９にある廃棄物及び空気が断熱機能を果たし、焼却室２において熱風筒６の外周で屋根２０に近い上部側で４０〜１２０℃、熱風筒６の開口６ａに近い加熱床３の底棚３ａの付近で３００〜４００℃となり、焼却炉１の外側において上部側で４０〜１２０℃、下部側で５０〜１００℃となる。従って、焼却炉１を長持ちさせることができる。
【００２４】
（４）  熱風筒６の開口６ａにある各磁気空気導入管１２と、加熱床３の底棚３ａにある各空気導入管１３とにより、燃焼効率を高めることができる。それらのうち、各磁気空気導入管１２を停止させれば、廃プラなどの乾燥物のみを時間をかけてゆっくりと処理することができる。一般的に、各磁気空気導入管１２，１３の使用の有無や、各磁気空気導入管１２，１３のうち一方または両方の使用や、各磁気空気導入管１２，１３におけるファン１４と開閉弁１５と永久磁石１６とのうちいずれか一つまたは二以上の組み合わせの使用について、適宜選択することができる。例えば、廃棄物としてビニールや発泡スチロールなどの石油製品を大量に含む場合、熱風筒６内の温度上昇を抑制して４００〜７００℃に調節することができる。
【００２５】
（５）  各空気導入路２１ｂから新鮮な空気を取り入れることができる水分除去室２１において、結露を生じ易くし、焼却室２から各導入路２１ａを経て導入された水分を屋根２０の樋２０ａから排出することができるので、特に水分率の高い廃棄物を効率良く処理することができる。
【００２６】
（６）  磁気空気処理した灰は１０分の１〜３０００分の１まで減量することができ、ダイオキシンなどは日本の基準値の６０分の１ぐらいとなる。また、有機物は処理できるが、無機物は処理できないため、携帯電話やパソコンなどからレアメタルなどの金属類を取り出すことができ、その際は３００〜４００℃で一次燃焼するため、その金属類の変質のおそれもない。
【００２７】
（７）  消臭消煙体２５の浄化触媒塊２５ａは５〜２０ｍｍの砂利状に形成されているため、浄化触媒塊２５ａの集合体間の複雑な通路を化学物質が流れるとともに、浄化触媒塊２５ａ内で通路断面積が互いに異なる気孔にも化学物質が入り、化学物質との接触面積が広がって処理能力を高めることができる。また、消臭消煙体２５では、各浄化触媒塊２５ａ間の通路と浄化触媒塊２５ａ内の気孔との通路断面積の差により、その通路、その気孔のうち通路断面積の大きいもの、同じく通路断面積の小さいものの順で、排気が通り、その通路と気孔とによる処理に時間的差が生じて、それらの相乗効果により目詰まりすることなく処理することができる。浄化触媒塊２５ａを製造する場合、パラジウム、白金、ロジウム、アルミナ−セリア、ジルコニアなどをそれぞれ単一でまたは互いに組み合わせて付着して乾燥及び焼成させる。また、黒曜石を焼いたものや、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＭｇＯ、Ｆｅ203、ＴｉＯ２、ＣａＯ、Ｎａ20、Ｋ２Ｏ、Ａｌ203、ＳｉＯ２など自然に含み、１０００℃で燃焼した焼却パーライトのみの使用でも、臭いや煙などを除去することができる。
【００２８】
（８）  しかも、消臭消煙体２５に対する入口側で磁気空気供給管２６から排気管２２に供給される磁気空気や、ファン２７や開閉弁２８などの調節による供給空気量の変更により、炭化水素を主成分とするコールタールや木タールや石油タールなどの油状物質を除去することができる。
【００２９】
前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・  前記実施形態の熱風筒６において、端壁８を省略し、周壁７の上方も開口６ａと同様に開放して排気管２２から前記消臭消煙装置（図示せず）に接続する。
【００３０】
・  前記実施形態では渦流発生手段としての螺旋通路１０により渦流を発生させたが、その他例えば、熱風筒の開口で熱風筒の内周面に沿って熱風の噴流を発生させて渦流を発生させるようにしてもよい。
【００３１】
・  前記実施形態の螺旋通路１０については一条螺旋構造以外に二条螺旋構造にしてもよい。
・  前記実施形態において磁気空気導入管１２と磁気空気導入管１３とのうち一方を省略する。
【符号の説明】
【００３２】
１…焼却炉、２…焼却室、３…加熱床、６…熱風筒、６ａ…熱風筒の開口、７…熱風筒の周壁、８…熱風筒の端壁、１０…螺旋通路（渦流発生手段）、１１…熱風排出孔、１２，１３…空気導入管、１５…開閉弁、１８…廃棄物投入口、１９…廃棄物通路、２０ａ…樋（水分導出路）、２１…水分除去室、２１ａ…導入路（水分導入路）、２１ｂ…空気導入路、２２…排気管、２５…消臭消煙体、２５ａ…浄化触媒塊、２６…磁気空気供給管。
【図１】
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