(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴミをその場で焼却処理することができ、化学物質を含んだ煤煙の問題を解消し、ゴミ焼却に伴う熱を有効利用して発電を行うことができるとともに、飲料水を確保することのできるゴミ焼却装置を提供する。【解決手段】水平面４に対し所定の角度傾斜した姿勢で配置され、それ自身回転自在に設置されるとともに、下部に設けたガス噴出ノズル４４から可燃性ガスが供給され、この可燃性ガスの供給により、上方から投入されてきたゴミあるいは汚染土などが焼却され、上部から燃焼後の燃焼ガスが回収される円筒形焼却炉６と、円筒形燃焼炉６の外周面を囲繞するように形成された水通路に冷却水を供給し、該冷却水により前記円筒形燃焼炉を冷却する冷却手段と、冷却手段で円筒形燃焼炉６を冷却するとともに、ゴミなどの被処理物の燃焼により発生した熱により冷却水を蒸気とし、この蒸気により軸を回転させて発電する発電手段とを備えた。【選択図】図１
2012042170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に対し所定の角度傾斜した姿勢で配置され、自身回転自在に設置されるとともに、下部に設けたガス噴出ノズルから可燃性ガスが供給され、この可燃性ガスの供給により、上方から投入されてきたゴミあるいは汚染土などが焼却され、上部から燃焼後の燃焼ガスが回収される円筒形焼却炉と、
前記円筒形燃焼炉の外周面を囲繞するように形成された水通路に冷却水を供給し、該冷却水により前記円筒形燃焼炉を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段で前記円筒形燃焼炉を冷却するとともに、前記ゴミなどの被処理物の燃焼により発生した熱により前記冷却水を蒸気とし、この蒸気により軸を回転させて発電する発電手段と、を備えたゴミ焼却装置。
【請求項２】
前記冷却水供給手段から前記円筒形燃焼炉の外周面に冷却水を供給する水通路は、前記円筒形燃焼炉を構成する回転自在な外筒と、前記円筒形燃焼炉を構成する回転自在な内筒との間に画成された空間部に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴミ焼却装置。
【請求項３】
前記円筒径燃焼炉の外周面に形成された水通路の前記円筒形燃焼炉の外周に対する入口は、前記円筒径燃焼炉の前記外筒に張設された防水層と、前記内筒の外側に張設された防水層との間に画成されていることを特徴とする請求項２に記載のゴミ焼却装置。
【請求項４】
前記発電手段は、筒体内周面に形成された傾斜受け面が略全周に渡って形成された略円筒形のケーシングと、前記円筒形のケーシングの軸芯方向に高圧蒸気管が回転自在に収容されるとともに、この高圧蒸気管の周面に所定間隔置きに蒸気噴出ノズルが設置され、前記蒸気噴出ノズルから前記傾斜受け面に対し略垂直に水蒸気が噴出されることにより、その反力により前記高圧蒸気管が回転して発電されることを特徴とする請求項１に記載のゴミ焼却装置。
【請求項５】
前記発電手段に供給した水蒸気を冷却して飲料水とすることを特徴とする請求項1に記載のゴミ焼却装置。
【請求項６】
前記円筒径燃焼炉は、レール上に設置されることにより、ゴミ集積場で移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のゴミ焼却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にゴミ集積場において、ゴミ焼却を行いつつ土壌の改良を可能にし、さらにはゴミ焼却に伴う焼却熱を発電に用い、加えて飲料水の製造にも寄与することのできるゴミ焼却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、都市部の焼却施設でゴミ焼却を行う場合には、焼却炉内で可燃ゴミを焼却するとともに、排出された有害物質の無害化を行い、さらには温泉施設などの公共施設に熱を導いて焼却熱の有効利用が行われている。焼却処理された残渣は、最終処分場に埋め立て処分されたり、セメントなどの原料として使用されたりしている。
【０００３】
一方、埋立地などのゴミ集積場では、搬送されてきた様々なゴミがブルドーザなどで押し潰された後、覆土され、覆土によりハエ・蚊などの害虫や悪臭などの発生が防止され、この作業を繰り返してサンドイッチ状の層が積み重ねられている。
【０００４】
埋立地のようなゴミ集積場において、ゴミを焼却処分する場合は、ゴミを所定場所に運搬して少しずつ焼却処理するというより、集積場に可搬式の焼却装置を設置し、その焼却装置を移動させながらゴミを焼却し残渣もそのまま埋設する方が実際的である。
【０００５】
特に、発展途上にある地域、国などにおいては、ゴミを単に燃やすだけの装置は有していても、その装置により化学物質を含んだ煤煙を発生させてしまったり、残渣により土壌を悪化させてしまうという問題が改善されていない。また、このような場所では、電力供給が少なく、飲料水の確保さえもままならない場合が多く、このような環境下では新たなゴミ焼却装置の提供が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑み、様々なゴミが野ざらしにされたまま集積されるゴミ集積場において、そのゴミをその場で焼却処理することができ、化学物質を含んだ煤煙の問題を解消し、さらには残渣により土壌を悪化させてしまうという問題を解消し、ひいてはゴミ焼却に伴う熱を有効利用して発電を行うことができるとともに、飲料水の確保にも寄与することのできるゴミ焼却装置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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るゴミ焼却装置は、
水平面に対し所定の角度傾斜した姿勢で配置され、自身回転自在に設置されるとともに、下部に設けたガス噴出ノズルから可燃性ガスが供給され、この可燃性ガスの供給により、上方から投入されてきたゴミあるいは汚染土などが焼却され、上部から燃焼後の燃焼ガスが回収される円筒形焼却炉と、
前記円筒形燃焼炉の外周面を囲繞するように形成された水通路に冷却水を供給し、該冷却水により前記円筒形燃焼炉を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段で前記円筒形燃焼炉を冷却するとともに、前記ゴミなどの被処理物の燃焼により発生した熱により前記冷却水を蒸気とし、この蒸気により軸を回転させて発電する発電手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成の本発明によれば、ゴミを集積場に持ち込んで、その場で可搬式のゴミ焼却装置で焼却することができるとともに、汚染した土壌も焼却して無害化処理を行うことが可能である。
【０００９】
ここで、本発明では、前記冷却水供給手段から前記円筒形燃焼炉の外周面に冷却水を供給する水通路は、前記円筒形燃焼炉を構成する回転自在な外筒と、前記円筒形燃焼炉を構成する回転自在な内筒との間に画成された空間部に構成されていることが好ましい。
【００１０】
また、このような構成の本発明によれば、熱の発生により、高温になる円筒状燃焼炉を冷却しながら駆動させることができる。したがって、焼却装置の高寿命化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記円筒径燃焼炉の外周面に形成された水通路の前記円筒形燃焼炉の外周に対する入口は、前記円筒径燃焼炉の前記外筒に張設された防水層と、前記内筒の外側に張設された防水層との間に画成されていることが好ましい。
【００１２】
このような構成であれば、冷却水が漏れ出てしまうことを防止できる。
さらに、本発明では、前記発電手段は、筒体内周面に形成された傾斜受け面が略全周に渡って形成された略円筒形のケーシングと、前記円筒形のケーシングの軸芯方向に高圧蒸気管が回転自在に収容されるとともに、この高圧蒸気管の周面に所定間隔置きに蒸気噴出ノズルが設置され、前記蒸気噴出ノズルから前記傾斜受け面に対し略垂直に水蒸気が噴出されることにより、その反力により前記高圧蒸気管が回転して発電されることが好ましい。
【００１３】
このような発熱手段であれば、効率的に電気エネルギーを取り出すことができる。
また、本発明は、前記発電手段に供給した水蒸気を冷却して飲料水とすることもできる。
【００１４】
したがって、発展途上の所や、水の汚染で悩まされている場所でもゴミ処理を行いながら効率的に飲料水を確保することができる。
さらに、本発明では、前記円筒径燃焼炉は、レール上に設置されることにより、ゴミ集積場で移動可能であることが好ましい。
【００１５】
このような構成であれば、ゴミのある場所に移動してゴミ処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るゴミ焼却装置によれば、ゴミが集積された集積場において、円筒形燃焼炉に投入されたゴミを回転させながら燃焼させるので、様々なゴミを効率的に燃焼させることができる。また、円筒形焼却炉には冷却手段が具備されているので、燃焼炉の高寿命化を図ることができる。
【００１７】
また、発電手段が具備されることから、電力供給の少ない場所で電力を得ることができるとともに、安価な構造で発電することができる。
また、発電用の水蒸気を飲料水に利用することができる。
【００１８】
さらに円筒形燃焼炉を移動可能に設置することにより、野ざらしにされたゴミ集積場において場所を移動しながらゴミ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るゴミ焼却装置の概略図である。
【図２】図２は図１に示したゴミ焼却装置の円筒形焼却炉を可搬式とした場合の概略図である。
【図３】図３は円筒形燃焼炉の内部構造を示す断面図である。
【図４】図４は円筒形燃焼炉の冷却手段の構造を示す概略断面図である。
【図５】図５は円筒形燃焼炉の他の冷却手段の構造を示す概略断面図である。
【図６】図６は発電手段の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施例に係るゴミ焼却および土壌改良装置を示した概略図である。
本実施例のゴミ焼却装置２は、水平面４に対し所定角度傾斜した姿勢で配置され、それ自身回転自在な円筒形燃焼炉６を有している。円筒形燃焼炉６の駆動力はモータであっても商用電源でも良い。また、円筒形焼却炉６内で燃焼により発生した煙を再度加熱して燃焼させる二次煙焼却釜８と、この二次煙焼却釜８および円筒形燃焼炉６に燃料ガスを供給するための燃料タンク１０と、二次煙焼却釜８へ空気を圧送するコンプレッサ９と、二次煙焼却釜８で処理された気体を一時的に貯留する排気処理室１２と、この排気処理室１２へ水を供給する水タンク１４と、円筒形燃焼炉６内へのゴミの投入部となるホッパ１６と、このホッパ１６へゴミを運搬するベルトコンベア１８とを有している。
【００２１】
上記円筒形燃焼炉６は、図２に示したように、基台２０上に組まれた補強骨組２２を介して保持されており、基台２０は、レール２４上に搭載されることにより、レール２４に沿って所定の方向に移動可能に構成されている。
【００２２】
すなわち、本実施例では、ゴミ集積場に仮設のレール２４を予め敷設しておき、このレール２４上に円筒形焼却炉６を搭載することにより、円筒形焼却炉６を所定の場所に移動できるように構成されている。
【００２３】
なお、焼却炉６は移動式でなく、所定場所に固定設置することもできる。その場合は、レール２４が不要である。
円筒形焼却炉６内には、投入されてきたゴミの攪拌およびゴミの急激な落下を防止するための攪拌手段が具備されている。この攪拌手段として本実施例では、円筒形焼却炉６の内周面に、図３に示したように、複数個の円弧状の羽根２６が軸心方向に所定間隔置きに、かつ上下に渡って互い違いに形成されている。この円弧状の羽根２６は軸心方向に螺旋状に連続して形成されていても良い。このような攪拌手段が具備されることにより円筒形焼却炉６内に投入されてきたゴミは、円筒形焼却炉６が回転しても急激に落下することなく回転しながらゆっくりと落下し、落下を円弧状の羽根２６で受け止められながら、時間をかけて焼却されることになる。なお、焼却には、温度管理を行って８００℃以上の高温で行うことが望ましい。また、完全燃焼されないとダイオキシン類を発生する虞がある。
【００２４】
円筒形焼却炉６の下方開口部には、図１あるいは図４に示したように、ガス噴出ノズル４４が配置されている。そして、ゴミ焼却を行う際に、燃料タンク１０から燃料ガス送出管４５を介して送られてくる燃料ガスが、ガス噴出ノズル４４から焼却炉６内に供給される。なお、燃料ガスとしては水素ガスを例示しているが、燃料ガスは水素ガスに限定されない。例えば、重油などを燃料として用いることもできる。
【００２５】
上記円筒形焼却炉６は、図３に示したように、内管３２と外管３４との二重管となっており、外管３４の外側は断熱材２８で覆われている。
さらに、本実施例では、内管３２と外管３４との間に、円筒形焼却炉６を冷却するための冷却手段が具備されている。また、冷却手段として使用された水が水蒸気に変えられた後、その水蒸気により発電を行う発電手段が具備されている。
【００２６】
冷却手段としては、図４に示したように、円筒形燃焼炉６の外周部に、冷却水を供給するための冷却水供給配管３０が環状に巻回されている。この冷却水供給配管３０に供給されてきた水が円筒形焼却炉６の熱を奪うことで冷却が行われる。
【００２７】
一方、冷却水が熱で蒸気とされた後の水蒸気を取り出すための蒸気取り出し管３１が具備されている。
これにより冷却水の供給と、水蒸気の取り出しを行うことができる。
【００２８】
なお、冷却水供給配管３０による水の供給に変えて、図５に示したように、円筒形焼却炉６の内管３２と外管３４との間に冷却水通路３６を構成し、この冷却水通路３６の内周面に防水層３８を構成すれば、この冷却水通路３６内に、例えば、配管４０ａ，４２ａ、４０ｂ、４２ｂを介して冷却水を供給したり、発生した水蒸気を外部に取り出したりすることも可能である。なお、水蒸気を取り出すための配管４２ｂの下流には、図４に示したように、後述する発電手段５０が接続されている。そして、この発電手段５０により発電された電気エネルギーは、蓄電装置５２に蓄電される。
【００２９】
以下、発電手段５０について、図６を参照しながら説明する。
発電手段５０は、略円筒形のケーシング５４を有し、このケーシング５４の内周面には、傾斜受け面５６が全周に渡って形成されている。
【００３０】
一方、ケーシング５４内の軸中心部には、配管４２ｂから供給されてきた水蒸気の通路となる高圧蒸気管５８が配置されている。そして、この高圧蒸気管５８の外周面には、３本の蒸気噴出ノズル６０が設置されている。また、蒸気噴出ノズル６０の先端部はくの字状に傾斜して形成され、この先端部から傾斜受け面５６に水蒸気が略垂直に噴出される。すると、水蒸気の反力が高圧蒸気管５８に作用し、高圧蒸気管５８が矢印Ｘ方向に回転することにより、発電が行われ、発電された動力は蓄電装置５２に蓄電される。そして、蓄電された動力を適宜な手段で取り出すことにより、エネルギー源として利用することができる。なお、噴出後の水蒸気は、蒸気排出管６１を介して外部に排出される。
【００３１】
ここで、蒸気排出管６１から排出される水蒸気は、確実な滅菌が行われているため、これを飲料水として使用することができる。
したがって、本実施例による燃焼装置によれば、可燃ゴミの燃焼に加え、発電と飲料水の供給とを行うことができる。
【００３２】
本発明の一実施例に係るゴミ焼却装置２は、上記のように構成されているが、以下に作用について説明する。
先ず、このようなゴミ焼却装置２は、ゴミが野ざらしに集積されたゴミ処理場などに配備される。その場合、先ず、レール２４が敷設され、その上に所定角度傾斜した姿勢で円筒形焼却炉６が設置される。
【００３３】
周囲のゴミは、ベルトコンベア１８を介してホッパ１６に運ばれ、このホッパ１６から円筒形焼却炉６内に投入される。円筒形焼却炉６は、それ自身回転しているので、ホッパ１６を介して円筒形焼却炉６内に投入されたゴミは、円弧状の羽根２６あるいは螺旋状の羽根などにより保持されて回転と落下を繰り返しながら次第に下方に案内されていく。このとき、焼却炉６内には、ガス噴出ノズル４４から燃料ガスが供給されて燃焼炎となって上方に昇っているので、ゴミは次第に燃焼されていく。そのとき、燃焼ガスおよび未燃焼ガスは、円筒形燃焼炉６の上部開口から配管経路６６を介して二次煙焼却釜８に案内され、その二次焼却釜８内で燃料タンク１０から送られてくるガスおよびコンプレッサ９から供給される空気により強制的に燃焼され、ここで完全燃焼される。その後、燃焼されたガスは、排気処理室１２に送られ、この排気処理室１２内で水タンク１４から供給されてくる水で無害化される。そして、水に溶かされて無害化されたら、排出管６５から外部に排出することができる。
【００３４】
一方、円筒形焼却炉６の下端開口部からは、焼却後の灰が集められるが、これらの灰は運搬車７０などで近くの場所に搬送することもできる。あるいは周囲に分散しても良い。
本実施例では、円筒形燃焼炉６の冷却に使用される水は一部雨水等の混じった飲料に適さない水であっても良いが、冷却後には、一旦蒸気となっているので、これを飲料水として利用することもできる。
【００３５】
さらに、冷却後においては蒸気となるので、この蒸気を取り出して発電手段５０で発電し、さらに蓄電装置５２に蓄電すれば、そのエネルギーを有効利用することができる。
本実施例によるゴミ燃焼装置２では、可燃ゴミに限定されず、そのゴミ集積場の土壌そのものを焼却することもできる。このようにすれば、土壌の無害化に寄与することができる。
【００３６】
本実施例による焼却装置２は、ゴミ集積場におけるある場所でのゴミの処理が完了したら、他の場所に焼却装置２を移動して、新たな場所にあるゴミを加熱し焼却処理することができる。
【００３７】
以上、本発明の一実施例に係るゴミ焼却装置について説明したが、本発明のゴミ焼却装置は上記実施例に何ら限定されない。例えば、発電手段５０は他の構成であっても良い。また、焼却炉を冷却するための冷却手段も上記実施例に何ら限定されない。要は冷却手段と発電手段を具備していれば、焼却炉の冷却を行うことができ、長期使用に耐えることができるとともに、エネルギーの有効利用を図ることができる。また、水蒸気を冷却すれば、飲料水を製造することもできる。
【００３８】
また、ダイオキシン類の合成量を少なくするには、２００℃以下に急速冷却することが好ましい。
さらに、排気処理室１２内で水を取り込む前に、活性炭を吹き込み、排ガス中に含まれる重金属やダイオキシン類を吸着させ、濾過式集塵機により排ガスを除去するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３９】
２      ゴミ焼却装置
４      水平面
６      円筒形焼却炉
８      二次煙焼却釜
９      コンプレッサ
１０    燃料タンク
１２    排気処理室
１４    水タンク
１６    ホッパ
１８    ベルトコンベア
２０    基台
２２    補強骨組
２４    レール
２６    羽根
２８    断熱材
３２    内管
３４    外管
４４    燃料ガス噴出ノズル
４５    燃料ガス送出管1
５０    発電手段
５２    蓄電装置
５４    ケーシング
５６    傾斜受け面
５８    高圧蒸気管
６０    蒸気噴出ノズル
６１    蒸気排出管
６５    排出管
６６    配管経路
【図１】
2012042170.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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