(57)【要約】      （修正有）【課題】火葬炉等の焼却処理で発生した熱エネルギを有効に利用できるようにする。【解決手段】火葬炉１０は、ボイラとしての機能を備えた火葬炉である。具体的には、火葬炉１０は、焼却室内に配設された水管式熱交換器に対して、給水ポンプ７０による水の供給を受ける。そして、火葬処理により火葬炉１０内に生じた熱により水管式熱交換器内にて気化した水蒸気を汽水分離器２０に送る役割を果たす。発電システム１００は、水管と、水管の少なくとも１部分が焼却室内に配設された焼却炉（火葬炉１０）と、焼却炉に生じた熱により水管内において気化した水蒸気により駆動する発電機４０とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水管と、
該水管の少なくとも１部が焼却室内に配設された焼却炉と、
該焼却炉に生じた熱により前記水管内において気化した水蒸気により駆動する発電機とを含む
ことを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記焼却炉は、
棺を焼却する主焼却炉と、
該主焼却炉に連通して設置された再焼却炉とを有する火葬炉であり、
前記主焼却炉と前記再焼却炉のいずれかの焼却室内に前記水管が配設された
請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記火葬炉は、火葬炉にて発生した排ガスを火葬炉の外部へ排出する排出部を有し、
該排出部に前記水管が配設された
請求項２記載の発電システム。
【請求項４】
前記排出部は、他の火葬炉の排出部と連結するための連結部を有し、
前記発電部は、前記連結部により連結された複数の火葬炉に配設された前記水管内において気化した水蒸気により駆動する  
請求項３記載の発電システム。
【請求項５】
焼却室内に水管が配設された焼却炉と、
該焼却炉に生じた熱により前記水管内において気化した水蒸気を、水蒸気により駆動する発電機を有する発電システムに供給する蒸気供給部とを含む
ことを特徴とする火葬炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関するものであり、特に焼却炉における排熱を利用する発電システム、および発電設備を備えた火葬炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火葬の際に環境への影響を考慮し、再燃炉（または、再燃焼炉）を用いて火葬排気の再燃焼処理を行う火葬炉が一般化している。ここで、再燃炉とは、棺を焼却する主焼却炉にて生じる燃焼煙や灰などを高温で燃焼させることにより、火葬の際に生じる煙や有害物質などの発生を抑えるためのものである。
【０００３】
こうした火葬炉には、例えば、主燃焼室での点火前に再燃焼室が点火されて再燃焼室が予熱されるようになっており、火葬炉排ガス処理装置を用いる火葬炉排ガス処理方法において、主燃焼室での点火前に再燃焼室を点火して再燃焼室を予熱するようにするとともに、再燃焼室で熱した排ガスを空気冷却したのち排ガス触媒に送るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４３０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、再燃炉から排出される高温（約６００℃〜８００℃）の排ガスを大気放出する際に、空気冷却（すなわち、強制冷却）により所定の温度（例えば、２００℃前後）まで下げて放出することは、エネルギ効率を考えた場合に改善すべき問題となる。
【０００６】
こうした問題は、ゴミ焼却炉など、各種の焼却炉における排熱に関しても同様に存在する。
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決すべく、焼却処理で発生した熱エネルギを有効に利用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発電システムは、水管と、該水管の少なくとも１部が焼却室内に配設された焼却炉と、該焼却炉に生じた熱により前記水管内において気化した水蒸気により駆動する発電機とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成としたことで、焼却処理で発生した熱エネルギを有効に利用できるようになる。
【００１０】
前記焼却炉は、棺を焼却する主焼却炉と、該主焼却炉に連通して設置された再焼却炉とを有する火葬炉であり、前記主焼却炉と前記再焼却炉のいずれかの焼却室内に前記水管が配設された構成とされていてもよい。
【００１１】
前記火葬炉は、火葬炉にて発生した排ガスを火葬炉の外部へ排出する排出部を有し、該排出部に前記水管が配設された構成とされていてもよい。
【００１２】
前記排出部は、他の火葬炉の排出部と連結するための連結部を有し、前記発電部は、前記連結部により連結された複数の火葬炉に配設された前記水管内において気化した水蒸気により駆動する構成とされていてもよい。
【００１３】
また、本発明の火葬炉は、焼却室内に水管が配設された焼却炉と、該焼却炉に生じた熱により前記水管内において気化した水蒸気を、水蒸気により駆動する発電機を有する発電システムに供給する蒸気供給部とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、焼却処理で発生した熱エネルギを有効に利用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】火葬炉発電システムの構成例を示す系統図である。
【図２】火葬炉の構成例を説明するための簡略図である。
【図３】火葬炉の構成例を説明するための簡略図である。
【図４】火葬炉熱交換器の配設位置の例を説明するための簡略図である。
【図５】火葬炉熱交換器の配設位置の例を説明するための簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態を示す発電システム１００の構成例を示す系統図である。図１に示すように、発電システム１００は、火葬炉１０と、汽水分離器２０と、蒸気ヘッダ３０と、発電機４０（蒸気発電機）と、復水器５０と、冷却塔６０と、給水ポンプ７０と、自動軟水器８０と、ホットウェルタンク９０とを含む。なお、発電システム１００には、適宜、各種弁（電磁弁、安全弁、減圧弁など）または弁装置、蒸気圧力調整器、および循環ポンプなどが設けられていることが好ましい。
【００１８】
火葬炉１０は、ボイラとしての機能を備えた火葬炉である。具体的には、火葬炉１０は、焼却室内に配設された水管式熱交換器（例えば、水管）に対して、給水ポンプ７０による水の供給を受ける。そして、火葬処理により火葬炉１０内に生じた熱により水管式熱交換器内にて気化した水蒸気を汽水分離器２０に送る役割を果たす。なお、本例における「ホットウェルタンク」とは、蒸気を利用する各種システムにおいて発生する高温の凝縮水を一時的に貯めておくタンクを意味するものとする。
【００１９】
図２および図３は、火葬炉１０の構成例を説明するための簡略図であり、図２が正面図、図３が側面図である。なお、図２および図３においては、後述する熱交換器（火葬炉熱交換器１５と煙導熱交換器１６）の配設位置を明示するために、熱交換器と他の構成要素（給水ポンプ７０、汽水分離器２０、および蒸気ヘッダ３０など）との接続部分については、その描画を省略する。
【００２０】
図２に示すように、本例における火葬炉１０は、主焼却炉１１と、再燃炉１２と、煙導部１３と、バーナー１４と、熱交換器（火葬炉熱交換器１５と煙導熱交換器１６）とを含む。
【００２１】
主焼却炉１１は、火葬炉１０を用いて火葬を行う際に、バーナー１４により棺を焼却させるための主焼却室を備えた炉である。なお、本例における主焼却炉１１には、台車１７により棺が出し入れされる。
【００２２】
再燃炉１２は、主焼却炉１１に連通して設置され、主焼却炉１１にて発生した燃焼煙や灰などを燃焼させるための再燃焼室を備えた炉である。本例においては、バーナー１４を備えた再燃炉１２を用いる場合を例に説明を行なう。なお、火葬炉１０が、複数の再燃炉１２を含む構成とされていてもよい。
【００２３】
煙導部１３は、再燃炉１２にて焼却しきれなかった煙などの排ガスを火葬炉１０の外部へ導いて排出するためのものである。なお、煙導部１３の出口には、排ガスの温度を下げるための冷却装置や集塵装置などが設けられていることが好ましい。なお、煙導部１３は、例えば火葬炉１０を備えた火葬場が煙突を備える場合、一般的な煙道としての役割を担うこととなる。
【００２４】
バーナー１４は、主焼却炉１１と再燃炉１２とにそれぞれ配設される。また、本例においては、バーナー１４は、主焼却炉１１と再燃炉１２とをつなぐ連結部分にも設けられる。すなわち、バーナー１４は、焼却処理をより効率的に行える場所に配設されることが好ましい。
【００２５】
本例における熱交換器は、内部に水と水蒸気を通す管（水管）、または水管を連結させた水管パネルを用いる。水管は、一端が給水ポンプ７０による給水を受け、他端が汽水分離器２０に接続される。すなわち、熱交換器は、火葬炉１０に取り付けられることにより、火葬炉１０全体をボイラ（具体的には、水管式ボイラ）として機能させるための役割を果たす。
【００２６】
また、本例においては、火葬炉１０内に配設する熱交換器を火葬炉熱交換器１５、煙導部１３に配設する熱交換器を煙導熱交換器１６と呼ぶ。なお、熱交換器が、火葬炉１０や煙導部１３の壁部や壁部の１部分を構成するように設けられていてもよい。また、火葬炉１０が、火葬炉熱交換器１５と煙導熱交換器１６のどちらか一方のみを備えた構成とされていてもよい。
【００２７】
本例においては、図２および図３に示すように、再燃炉１２におけるバーナー１４の取り付け位置の近傍に、パネル状の火葬炉熱交換器１５が配設されているものとする。再燃処理中の再燃炉１２におけるバーナー１４の近傍は高温となるため、火葬炉熱交換器１５にて発電機４０による発電を行うのに十分な熱エネルギを得ることができる。また、汽水分離器２０に近い位置に火葬熱交換器１５を設けることにより、熱交換器の取り付け作業に要する負担を軽減させることができる。
【００２８】
次に、発電システム１００による発電方法について図を参照して説明する（図１参照）。
【００２９】
発電システム１００は、火葬炉１０に生じた熱エネルギを利用した発電を行う。
【００３０】
火葬炉１０において主焼却炉１１と再燃炉１２とによる火葬処理が開始されると、火葬炉１０内に配設された熱交換器内の水や空気に熱が伝わる。そして、熱により水（または水の一部）か気化し、水蒸気（または、水と水蒸気）が汽水分離器２０に送られる。なお、煙導熱交換器１６が配設されている場合には、排ガスの熱エネルギも利用可能となる。この場合、火葬炉熱交換器１５と煙導熱交換器１６との接続関係は特に限定されず、火葬炉熱交換器１５と煙導熱交換器１６それぞれから汽水分離器２０に水と水蒸気とが送られる構成としてもよい。本例においては、給水ポンプ７０から供給された水（または水の一部）が、煙導熱交換器１６を通過してから火葬炉熱交換器１５を通過する間に水蒸気となり、汽水分離器２０に到達する。
【００３１】
汽水分離器２０では、水蒸気中の水滴が取り除かれ、蒸気ヘッダ３０に送られる。なお、ここで取り除かれた水滴は、熱交換器内で水蒸気とならなかった水とともにホットウェルタンク９０に送られる。
【００３２】
汽水分離器２０により水滴が除かれた蒸気は、さらに蒸気ヘッダ３０にて水と蒸気に分けられる。ここで、本例における蒸気ヘッダ３０には、排水機能を有したトラップ装置（スチームトラップ）を備える。また、蒸気ヘッダ３０は、複数の火葬炉（例えば、第二火葬炉）からの蒸気の供給を受けることができるものとする。
【００３３】
蒸気ヘッダで水分が取り除かれた蒸気は、発電機４０に送られる（図１における符号Ｖ）。なお、このとき蒸気ヘッダにより取り除かれた水分は、ホットウェルタンク９０に送られる（図１における符号Ｗ）。本例における発電機４０は、蒸気タービンを備え（図示せず）、蒸気ヘッダ３０から送られてきた蒸気により蒸気タービンが駆動されることにより発電を行う。
【００３４】
蒸気タービンを駆動するのに利用された後の蒸気（低圧の蒸気）は、冷却塔６０から冷却水（または冷気）の供給を受ける復水器５０に送られ、凝縮されて水となる。そして、この水はホットウェルタンク９０に送られる。
【００３５】
ホットウェルタンク９０に送られた水は、給水ポンプ７０から送られた水とともに火葬炉１０内の熱交換器に送られる。なお、給水ポンプ７０からホットウェルタンク９０に送られる水は、自動軟水器８０により軟水化処理される。
【００３６】
以上に説明したように、上述した実施の形態では、発電システム１００が、水管（例えば、火葬炉熱交換器１５）と、水管の少なくとも１部分が焼却室内に配設された焼却炉（例えば、火葬炉１０）と、焼却炉に生じた熱により水管内において気化した水蒸気により駆動する発電機４０とを含む構成としているので、焼却炉で発生した熱エネルギを有効に利用できるようになる。
【００３７】
また、発電システムにおいて、焼却炉そのものをボイラ化しているので、焼却炉を熱源として外部のボイラに熱を伝える場合に比べて熱効率を向上させることができるようになる。
【００３８】
また、焼却炉にて熱交換を行うことにより、焼却炉から排出されるガスを冷却することができるので、従来排ガスの強制冷却を行うために必要とされていた設備（例えば、容量の大きな排風機など）を小規模化できるようになる。
【００３９】
また、上述した実施の形態では、発電システム１００が含む焼却炉が、棺を焼却する主焼却炉１１と、主焼却炉１１に連通して設置された再焼却炉（例えば、再燃炉１２）とを有する火葬炉１０であり、主焼却炉１１と再焼却炉のいずれかの焼却室内（例えば、再燃炉１２の再燃焼室内）に水管（例えば、火葬炉熱交換器１５）が配設された構成としているので、水管の耐久力を考慮して再燃炉のみに水管を配設するなど、火葬炉に発電システムを取り入れる際の自由度を高めることができるようになる。なお、例えば再燃炉１２が、バーナー１４ではなく触媒を用いる燃焼処理を行うものであっても、再燃焼室に流れる排ガスは高温であるため、水管を配設可能な焼却室としての役割を果たすことができる。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、火葬炉１０は、火葬炉１０にて発生した排ガスを火葬炉１０の外部へ排出する排出部（例えば、煙導部１３）を有し、排出部に水管（例えば、煙導熱交換器１６）が配設された構成としているので、排出部においても熱交換を行うことができ、火葬炉における排熱の利用割合を高めることができるようになる。
【００４１】
また、熱交換後の排ガスは熱交換前に比べて一定温度降下状態となる。よって、排ガスを所定の温度まで冷却するために必要な冷却空気導入量が減少するので、集塵装置や排気装置が小型化できるようになる。これにより、火葬炉の建設コストを従来方法に比し安価とすることができるようになる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態では特に言及していないが、熱交換器（火葬炉熱交換器１５と煙導熱交換器１６）は、火葬炉１０や煙導部１３の内壁に取り付けられた構成としてもよいし、壁部の内部や外壁などに設けられる構成としてもよい。
【００４３】
また、熱交換器は、例えば図４および図５に示すように、火葬炉１０内の任意の位置に１つ以上設けられた構成としてもよい。また、熱交換器は、発電システム１００を備えた火葬設備に必要な発電量や設置コストなどに応じて、配設位置が選択されることが好ましい。
【００４４】
すなわち、例えば、主焼却炉１１の主焼却室を構成する壁部に取り付けた火葬炉熱交換器１５Ａ（図４および図５参照）は、他の位置（すなわち、主焼却炉１１の焼却室内よりも低温となる位置）に取り付けられた火葬炉熱交換器１５に比べて交換する熱量が大きくなる反面、火葬炉熱交換器１５Ａ自体の耐用期間が短くなる。
【００４５】
また、火葬炉熱交換器１５を複数設けた場合、火葬炉１０の熱から得られる蒸気の量は増加するが、火葬炉熱交換器１５の取替え作業に要する作業負担などが増大してしまう。
【００４６】
また、再燃炉１２の再燃焼室と煙導部１３との接続部分近傍に火葬炉熱交換器１５を設けた場合、他の位置（すなわち、火葬炉熱交換器１５Ａの配設位置のように高温となる位置）に取り付けられた火葬炉熱交換器１５に比べて、火葬炉熱交換器１５自体の耐用期間を長くすることができる。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、蒸気ヘッダ３０にて、複数の火葬炉１０からの蒸気の供給を受け付けることについて簡単に言及したが、排出部（例えば、煙導部１３）が、他の火葬炉１０の排出部と連結するための連結部を有し、発電部４０が、連結部により連結された複数の火葬炉１０に配設された水管（例えば、火葬炉熱交換器１５）内において気化した水蒸気により駆動する構成としてもよい。
【００４８】
このような構成とすることにより、複数の火葬炉を有する火葬場において、１つ（または少数）の汽水分離器２０、蒸気ヘッダ３０、および発電機４０を有効に利用することができるようになる。また、１つの火葬炉から得られるエネルギが発電機を駆動させるのに不十分である場合に、各火葬炉に配設された熱交換器により発生する蒸気を集合させて、発電機を駆動するために必要なエネルギを与えることができるようになる。
【００４９】
また、上述した実施の形態では、火葬炉１０が、焼却室内（例えば、主焼却炉１１の主焼却室内）に水管（例えば、火葬炉熱交換器１５）が配設された焼却炉（例えば、主焼却炉１１）と、焼却炉に生じた熱により水管内において気化した水蒸気を、水蒸気により駆動する発電機４０を有する発電システム１００に供給する蒸気供給部（例えば、水管）とを含む構成としているので、火葬炉を備えた火葬場に蒸気で駆動する発電システムを組み込むことができ、火葬の際に生じる熱（すなわち、熱エネルギ）を有効に利用することできるようになる。
【００５０】
なお、上述した発電システムは、火葬炉に限らず、焼却処理を行う各種焼却（燃焼）炉に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、焼却処理で発生した熱エネルギを有効に利用可能な焼却炉を提供するのに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    火葬炉
１１    主焼却炉
１２    再燃炉
１３    煙導部
１４    バーナー
１５    火葬炉熱交換器
１６    煙導熱交換器
１７    台車
２０    汽水分離器
３０    蒸気ヘッダ
４０    発電機
５０    復水器
６０    冷却塔
７０    給水ポンプ
８０    自動軟水器
９０    ホットウェルタンク
１００  発電システム
【図１】
2012013266.tif 000003
【図２】
2012013266.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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