(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する耐熱容器と、
該耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を前記焼却処理室に自然吸気で取り入れる燃焼用空気の取入口と、
該空気取入口を絞ることにより、前記焼却処理室への空気の流入量を制限する流入空気制限手段と、
前記空気取り入れ口から前記焼却処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、該燃焼用空気を磁気処理する磁石手段と、
前記焼却処理室の壁部に設けられた燃焼ガスの排出口と、
を有する焼却炉であって、
前記燃焼ガスの排出口が接続されて略水平方向に延びる煙道を形成すると共に、該煙道の底部に水を収容せしめて、前記燃焼ガスが該水に接触せしめられるように構成されたことを特徴とする焼却炉。
【請求項２】
請求項１記載の焼却炉において、
さらに、前記焼却処理室において対向位置する一方の側壁部に前記空気取入口を少なくとも一つ形成すると共に、対向位置する他方の側壁部の上方に前記燃焼ガス排出口を設けたことを特徴とする焼却炉。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の焼却炉において、
さらに、前記燃焼用空気の取入口と前記燃焼ガスの排出口の少なくとも何れか一方を、燃焼状態下において、前記焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり１０cm２以下に設定するようにしたことを特徴とする焼却炉。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の焼却炉において、
さらに、前記焼却処理室を平坦な燃焼床部によって形成すると共に、該燃焼床部に隣接して、次第に上方に向かって傾斜したスロープ状床部を備えた煙案内室を形成したことを特徴とする焼却炉。
【請求項５】
外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する耐熱容器と、
該耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を前記焼却処理室に自然吸気で取り入れる燃焼用空気の取入口と、
該空気取入口を絞ることにより、前記焼却処理室への空気の流入量を制限する流入空気制限手段と、
前記空気取り入れ口から前記焼却処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、該燃焼用空気を磁気処理する磁石手段と、
前記焼却処理室の壁部に設けられた燃焼ガスの排出口と、
を有する焼却炉であって、
前記焼却処理室を平坦な燃焼床部によって形成すると共に、該燃焼床部に隣接して、次第に上方に向かって傾斜したスロープ状床部を備えた煙案内室を形成し、焼却用廃棄物をスロープ状床部の上に集積させるように構成したことを特徴とする焼却炉。
【請求項６】
請求項５記載の焼却炉において、
さらに、前記燃焼用空気の取入口と前記燃焼ガスの排出口の少なくとも何れか一方を、燃焼状態下において、前記焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり１０cm２以下に設定するようにしたことを特徴とする焼却炉。
【請求項７】
外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する耐熱容器と、
該耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を前記焼却処理室に自然吸気で取り入れる燃焼用空気の取入口と、
該空気取入口を絞ることにより、前記焼却処理室への空気の流入量を制限する流入空気制限手段と、
前記空気取り入れ口から前記焼却処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、該燃焼用空気を磁気処理する磁石手段と、
前記焼却処理室の壁部に設けられた燃焼ガスの排出口と、
を有する焼却炉であって、
前記燃焼用空気の取入口と前記燃焼ガスの排出口の少なくとも何れか一方を、燃焼状態下において、前記焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり１０cm２以下に設定するようにしたことを特徴とする焼却炉。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の焼却炉において、
さらに、前記空気通路における前記磁石手段の配設部位を非磁性材で形成して、互いに独立した複数の磁極を配したように構成されたことを特徴とする焼却炉。
【請求項９】
外部空間から略遮断された焼却処理室内で焼却廃棄物を焼却処分するに際して、
磁極によって磁気処理した空気を、前記焼却処理室に自然吸気で導くと共に、
該焼却処理室から燃焼ガスを自然排気で排出し、且つ、それら吸気側と排気側の少なくとも何れか一方を、着火後に絞ることを特徴とする焼却方法であって、
前記焼却処理室内の雰囲気温度を７００℃以下とする焼却方法。
【請求項１０】
外部空間から略遮断された焼却処理室内で焼却廃棄物を焼却処分するに際して、
磁極によって磁気処理した空気を、前記焼却処理室に自然吸気で導くと共に、
該焼却処理室から燃焼ガスを自然排気で排出し、且つ、それら吸気側と排気側の少なくとも何れか一方を、着火後に絞ることを特徴とする焼却方法であって、
前記焼却処理室における前記焼却廃棄物の燃焼状態下において、該焼却処理室への空気流入量を、該焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり５０ｃｍ３／秒以下に設定する焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ダイオキシンや悪臭の発生を抑えつつ、各種の廃棄物を焼却処分することの出来る焼却炉および焼却方法に関するものである。
【背景技術】
一般廃棄物，産業廃棄物等の廃棄物は、収集されてから最終処分に至るまでの中間処理として、焼却処理が一般的に行われている。また、一般家庭において、ごみを焼却する場合もある。具体的には、廃棄物を焼却炉内で燃焼させるのであるが、燃焼によって生成される炭化水素やダイオキシン類等の有害物質や焼却に伴う悪臭の発生等が、大きな環境問題となっている。
【０００２】
そこで、このような問題に対処するため、従来から各種の焼却炉や焼却方法が提案されている。例えば、廃棄物を高温で燃焼させることにより、ダイオキシン類の生成を抑制することが考えられるが、廃棄物、特に、廃プラスチック類等を含む産業廃棄物を焼却する際には、焼却炉内が著しく高温化することから耐熱性に優れた焼却炉が必要とされるのであり、設備のために多大なコストがかかるという問題があった。
【０００３】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景としてなされたものであって、その解決課題とするところは、ダイオキシン類の生成を抑えつつ、廃棄物を焼却処理することの出来る、コスト性に優れた新規な構造の焼却炉および新規な焼却方法を提供することにある。
【０００４】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００５】
焼却炉に関する本発明の第一の態様は、（ａ）外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する耐熱容器と、（ｂ）耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を焼却処理室に自然吸気で取り入れる燃焼用空気の取入口と、（ｃ）空気取入口を絞ることにより、焼却処理室への空気の流入量を制限する流入空気制限手段と、（ｄ）空気取り入れ口から焼却処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、燃焼用空気を磁気処理する磁石手段と、（ｅ）焼却処理室の壁部に設けられた燃焼ガスの排出口とを、（ｆ）有する焼却炉であって、（ｇ）燃焼ガスの排出口が接続されて略水平方向に延びる煙道を形成すると共に、（ｈ）煙道の底部に水を収容せしめて、燃焼ガスが水に接触せしめられるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
このような本態様に従う構造とされた焼却炉においては、燃焼用空気の取入口を絞り焼却処理室への空気の流入量を制限することにより、廃棄物の燃焼に使用される空気量、ひいては燃焼から生じる燃焼ガスを少量化することが出来る。そこにおいて、空気取入口に磁石手段を設けたことにより、自然吸気で取り入れた僅かな空気を利用して、即ち、一般の大気を用いた場合には燃焼せずに消火されてしまう程の空気によって、廃棄物を略完全に燃焼させることが出来るのである。また、燃焼ガスが、煙道内で水に接触せしめられるようになっていることから、燃焼ガスを簡単な構造をもって有利に冷却することが出来る。更に、燃焼ガスを冷却することにより、例えば、集塵器等を装着することによって燃焼ガス中のダイオキシン類を、効果的に減少させることが可能となる。
【０００７】
なお、このような技術的効果が達成される科学的根拠は未だ明らかではなく、それを明らかにすることが本発明の要旨でもないが、磁石手段が空気通路上に磁場を形成することにより、取り入れられた酸素等が活性化されることとなり、その結果、僅かな流入量の空気によっても燃焼状態を継続して維持することが可能になるものと推考される。
【０００８】
また、本態様にあっては、流入空気制限手段で空気量を制限することによって低温燃焼状態で焼却処理を行うことが可能となることから、特に耐熱性に優れた構造とされた焼却炉を必ずしも採用する必要がないことから、簡単な構造で、しかも、良好な製造コスト性をもって、ダイオキシン等の生成を抑制しつつ廃棄物を焼却処理することが出来るのである。
【０００９】
さらに、このような本態様においては、磁石手段を利用して低温燃焼での焼却処理を実現したことから、ダイオキシン類の発生を抑制することが出来る。従って、長期間の使用による性能の劣化を回避することが出来るのであり、耐久性やメンテナンス性に極めて優れている。
【００１２】
また、燃焼ガスを水に接触せしめることにより、燃焼ガスに含まれる煤塵を水に吸着させた後、排出口を通じて外部へ排出することから、燃焼により生成される煤塵の外部への放出を効果的に防止乃至は抑制することが出来る。
【００１３】
好ましくは、焼却炉に関する本発明の第一の態様において、更に、焼却処理室において対向位置する一方の側壁部に空気取入口を少なくとも一つ形成すると共に、対向位置する他方の側壁部の上方に燃焼ガス排出口を設けたことを、特徴とする。
【００１４】
このような本態様に従う構造とされた焼却炉においては、焼却処理室内で空気を一方向に安定して流すことが出来ることから、空気の流れを巧く利用して、廃棄物を安定して燃焼させることが出来る。
【００１５】
好ましくは、焼却炉に関する本発明の第一の態様において、更に、燃焼用空気の取入口と燃焼ガスの排出口の少なくとも何れか一方を、燃焼状態下において、焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり１０cm２以下に設定するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
このような本態様に従う構造とされた焼却炉にあっては、焼却処理室内に導かれる空気を少量に且つ略一定量に制御することにより、緩やかな燃焼速度で燃焼状態を安定して維持することが可能となる。また、燃焼用空気の取入口（燃焼ガスの排出口）は、焼却処理室の床面積の０．５m2当たり５cm2 以下とすることがより好ましく、更に好ましくは、３cm2 以下とされる。それによって、一層、燃焼用空気量を抑えることが出来、ひいては、燃焼ガスの排出量の更なる削減が図られ得る。
【００１７】
好ましくは、焼却炉に関する本発明の第一の態様において、更に、焼却処理室を平坦な燃焼床部によって形成すると共に、燃焼床部に隣接して、次第に上方に向かって傾斜したスロープ状床部を備えた煙案内室を形成したことを特徴とする。このような本態様に従う構造とされた焼却炉においては、燃焼により生成された燃焼ガスが、スロープ状床部で導かれて、焼却処理室から排出側へより安定して送出されることとなる。また、スロープ状床部を形成することにより、焼却炉内に燃焼床部のみを形成した場合に比して、焼却処理室の斜め上方に焼却準備用空間を有利に確保することが出来ることから、焼却用廃棄物をスロープ状床部の上にまで入れておくことが出来るのであり、それによって焼却作業性や焼却処理能力の更なる向上を図り得るといった利点もある。特に、傾斜した状態で配設されたスロープ状床部により、投入された廃棄物を自動的に燃焼床部に導くことが可能とされていることから、廃棄物を燃焼床部上に予備的に集積させることにより、より多くの廃棄物を一層長時間に亘って継続して燃焼させることが可能となるのである。
【００１８】
また、焼却炉に関する本発明の第二の態様は、（ａ）外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する耐熱容器と、（ｂ）耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を焼却処理室に自然吸気で取り入れる燃焼用空気の取入口と、（ｃ）空気取入口を絞ることにより、焼却処理室への空気の流入量を制限する流入空気制限手段と、（ｄ）空気取り入れ口から焼却処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、燃焼用空気を磁気処理する磁石手段と、（ｅ）焼却処理室の壁部に設けられた燃焼ガスの排出口とを、（ｆ）有する焼却炉であって、（ｊ）焼却処理室を平坦な燃焼床部によって形成すると共に、（ｋ）燃焼床部に隣接して、次第に上方に向かって傾斜したスロープ状床部を備えた煙案内室を形成し、焼却用廃棄物をスロープ状床部の上に集積させるように構成したことを特徴とする。
【００１９】
また、焼却炉に関する本発明の第二の態様は、（ａ）外部空間から略遮断された焼却処理室を形成する耐熱容器と、（ｂ）耐熱容器の壁部に設けられて燃焼用空気を焼却処理室に自然吸気で取り入れる燃焼用空気の取入口と、（ｃ）空気取入口を絞ることにより、焼却処理室への空気の流入量を制限する流入空気制限手段と、（ｄ）空気取り入れ口から焼却処理室に燃焼用空気を導く空気通路上に磁場を形成して、燃焼用空気を磁気処理する磁石手段と、（ｅ）焼却処理室の壁部に設けられた燃焼ガスの排出口とを、（ｆ）有する焼却炉であって、（ｂ２、ｅ２）燃焼用空気の取入口と燃焼ガスの排出口の少なくとも何れか一方を、燃焼状態下において、焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり１０cm２以下に設定するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
ところで、焼却処理室内に空気を導く空気通路上に磁場を形成する磁石手段の位置や配設状態は、何等限定されるものではないが、空気通路における磁石手段の配設部位を非磁性材で形成して、互いに独立した複数の磁極を配することが望ましく、それにより、各磁石による磁気作用を空気に対してより効率的に及ぼすことが出来る。
【００２２】
また、磁石手段を配するに際しては、異なる磁極を対向配置させても良いが、空気通路において、磁場を成形する複数の磁極を、互いに同極だけが空気通路に向かって位置する状態で配することが望ましく、同極同士を対向配置させることによって、燃焼状態がより安定化することが本発明者によって確認されている。
【００２３】
このような磁気作用が奏される科学的根拠も未だ明らかにはされていないが、同極同士を略対向位置せしめる場合には、同極である両磁極から生じる磁力線の逃げ合いを利用して両磁極間の主な磁力線を空気通路内の空気の流動方向と略平行に延びるようにすることができる。従って、異極同士を略対向位置せしめることにより両磁極間の主な磁力線が空気通路に直交する方向に延びる状態に比して、空気通路内の空気がより長い間、磁界に晒されることとなるのであり、それによって、空気中の酸素分子等が、一層有利に活性化されるのであろうと推考される。
【００２４】
また、焼却方法に関する本発明の第一の態様は、外部空間から略遮断された焼却処理室内で焼却廃棄物を焼却処分するに際して、磁極によって磁気処理した空気を、焼却処理室に自然吸気で導くと共に、焼却処理室から燃焼ガスを自然排気で排出し、且つ、それら吸気側と排気側の少なくとも何れか一方を、着火後に絞ると共に、焼却処理室内の雰囲気温度を７００℃以下とすることを特徴とする。
【００２５】
このような本態様に従う焼却方法によれば、廃棄物に着火した後に、燃焼用空気の取入口及び／又は排気口を絞り焼却処理室への空気の流入量を制限することにより、自然吸気で取り入れた僅かな空気を利用して廃棄物を継続的に燃焼させることが可能とされている。なお、点火から、或る程度の燃焼状態に至る着火迄は、より多くの空気が焼却処理室に導かれるようにすることが望ましい。また、本態様に従う焼却方法によれば、特に、ダイオキシンの生成を効果的に抑制することが出来る。
【００２７】
また、焼却方法に関する本発明の第二の態様は、前記焼却方法に関する第一の態様に従う方法において、焼却処理室における焼却廃棄物の燃焼状態下において、焼却処理室への空気流入量を、焼却処理室の床面積の０．５ｍ２当たり５０ｃｍ３／秒以下に設定することを特徴とする。このような本態様に従う方法によれば、焼却処理室に導かれる空気流入量を少量に設定することで緩やかな燃焼速度で進行する燃焼状態を安定して維持することが出来ると共に、燃焼ガスの排出量もより削減される。焼却処理室への空気流入量は、好ましくは、２５ｃｍ３／秒、より好ましくは、１０ｃｍ３／秒程度に設定することによって更に僅かな空気で燃焼させることも可能である。なお、焼却用廃棄物を重ね合わせて焼却する場合でも、実質的に有効な焼却は、層状に進行すること等から、床面積を基準として焼却処理室への空気流入量を調節することが出来るのである。
【００２８】
また、このように空気量を制限して焼却処理室内に流入させるようにすれば、一層有利に７００℃以下の低温状態で継続的に燃焼を進行させることが可能である。
【００２９】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００３０】
先ず、図１には、本発明の一実施形態としての焼却炉１０が示されている。焼却炉１０は、焼却炉本体１２と煙道用水タンク１４を含んで構成されており、焼却処理物を焼却炉本体１２内で燃焼させると共に、燃焼により発生する燃焼ガスを煙道用水タンク１４を通じて外部へ送出するようになっている。なお、以下の説明における上下方向とは、図１における上下方向をいうものとする。
【００３１】
より詳細には、焼却炉本体１２は、鉄系金属等の耐熱材からなる全体として中空の矩形箱体形状を有している。また、焼却炉本体１２は、略一定の板厚寸法の矩形平板形状とされた金属板の複数枚を溶接すること等によって形成された側方に開口する略箱体形状の収容部１６と、収容部１６の開口を覆蓋する蓋部１８を備えている。
【００３２】
すなわち、収容部１６は、上壁２０，底壁２２，両側壁２４，２４および後壁２５を含んで構成されており、上壁２０および底壁２２は、それぞれ略矩形平板形状とされていると共に、それら両壁２０，２２の間には、それぞれ略矩形平板形状を有する両側壁２４，２４と後壁２５が略上下方向に跨って配設されている。また、収容部１６の前壁部分が開口せしめられていることにより、全体として、１箇所で側方に開口する中空の略矩形箱体形状の収容部１６が形成されている。そして、この開口部分に対して、後述する蓋部１８が開閉可能に取り付けられており、蓋部１８を閉塞することによって焼却炉１０内に、外部空間に対して実質的に遮断された閉鎖領域が形成されるようになっている。なお、収容部１６の具体的な形状は、このようなものに限定されるものではなく、開口を上壁２０に形成したり、或いは、全体形状として中空の略円形箱体状や略多角形箱体状等を採用することも可能である。
【００３３】
また、収容部１６の上壁２０における、開口部と反対側の隅部には、通気孔２６が形成されている。この通気孔２６は、例えば、上壁２０を板厚方向に打ち抜くこと等により形成されており、具体的形状は、必要とされる上壁２０の強度や、通気孔２６を通過せしめられることとなる気体の流量等を考慮して適宜に設定されるが、例えば、本実施形態では、通気孔２６は、長手矩形状を有しており、その長辺が上壁２０における、通気孔２６の長手方向に略平行な辺の略１／４程度とされていると共に、短辺が長辺よりも十分に幅狭とされている。なお、本実施形態では、通気孔２６は、１０cm2 〜２００cm2 とされることが望ましく、より好適には、４０cm2 〜８０cm2 とされる。
【００３４】
更に、収容部１６の内部には、奥側（開口部と反対側）において、矩形平面形状のスロープ部２８を備えた傾斜板部３０が配設されている。この傾斜板部３０は、収容部１６と同様な材質から形成された矩形平板形状を有しており、開口部側の底部２２の上面から後壁２５内面へ向かって斜め上方に傾斜した状態で配されている。なお、傾斜板部３０の底壁２２側の端縁部は、下方に向かって僅かに折り曲げられた鉛直部分とされている。また、傾斜板部３０は、外周部分を、それぞれ、収容部２６の底壁２２の上面、および側壁２４，２４の各内面に溶接されていると共に、下面を、収容部１６における対向位置する一対の側壁２４間に跨って相互に所定距離を隔てて延びる支持棒３２，３２によって補強的に支持されることにより、収容部１６内面に対して固定的に取り付けられている。一方、収容部１６内部の開口側には、傾斜板部３０が設けられていない部位において、底壁２２の上面によって略平坦な矩形平面形状の平板部３４が形成されている。要するに、収容部１６内部においては、開口側の底部に平板部３４が形成されていると共に、平板部３４の奥側に隣接してスロープ部２８が形成されている。そして、これらのことから明らかなように、本実施形態では、平板部３４によって燃焼床部が、傾斜板部３０によってスロープ状床部が形成されている。また、収容部１６内には、平板部３４によって焼却室３５が形成されると共に、スロープ部２８によって煙ガイド室３７が形成されている。
【００３５】
また一方、収容部１６の開口を覆蓋する蓋部１８は、図２にも示されているように、略一定の厚さ寸法を有する矩形平板形状を有している。この蓋部１８は、収容部１６の開口を形成する一方の側辺縁部に対して、蝶番３６，３６により開閉可能に連結されている。また、蓋部１８には、収容部１６との連結部位に対する対辺部近くにおいて、略コ字形状を有する取手部３８が両端部分を蓋部１８の表面上に溶着等されることによって蓋部１８の表面側に突設されている。更に、蓋部１８には、ロック機構が設けられており、取手部３８の上下に位置してロックアーム４０，４０が取り付けられている。各ロックアーム４０は、長手プレート形状を有しており、その一方の端部がボルト４２により、蓋部１８に対して、一軸回りに回転可能に取り付けられていると共に、他端部には、ロッド形状のハンドル部４４が突設されている。そして、ハンドル部４４を把持してロックアーム４０を回転操作せしめて、側壁２４に形成された引掛部４６に係止することにより、蓋部１８が閉塞状態にロックされるようになっている。
【００３６】
さらに、蓋部１８には、蓋部１８を板厚方向に貫通する吸入口５０が形成されている。特に本実施形態では、蓋体１８の中央よりも下半分の部分で上下、左右に略等分的に配されている。各吸入孔５０には、吸入口５０の内径寸法よりも僅かに小さな外径寸法を有する円筒形状とされた金属筒体４８（図３参照）が内嵌されて、金属筒体４８の外周面の一端縁部が吸入口５０の内周面に対して溶着又は接着等されることにより蓋部１８に固定的に接続されている。また、各金属筒体４８には、長手方向中間部分において、流入空気制限手段としての流量調整機構５２が設けられている。この流量調整機構５２としては、本実施形態では、金属筒体４８の内部にその内径寸法より僅かに小さな外径寸法の金属材等からなる略円板形状を有する弁体５４が、円形面の面方向が上下方向になるように配設されている。更に、弁体５４には、直径部分を上下方向に突出する軸部５６が一体的に突設されており、この軸部５６が金属筒体４８に貫通支持されることにより、弁体５４が金属筒体４８内で軸部５６回りに回転可能とされている。また、軸部５６の弁体５４から上方に突出した部分には、Ｔ字断面形状を有する操作部５８が一体的に形成されている。そして、操作部５８を、把持して弁体５４を軸部５６回りに回転操作することにより、金属筒体４８の内孔６０の開度を調整することが出来るようになっている。即ち、弁体５４の面を金属筒体４８の中心軸に直交させることで金属筒体４８を略遮断する一方、中心軸と平行とすることで金属筒体４８を略全開とする、所謂バタフライバルブが構成されているのである。
【００３７】
また、各金属筒体４８の、蓋部１８との接続部位と反対側の端部には、所定長さを有する円筒形状の空気取入用管体６２が接続されている。各空気取入用管体６２は、後述する永久磁石６８，６８により目的とする効果を有利に得るために、非磁性材で形成されており、例えば、本実施形態では、ゴム弾性体や合成樹脂から形成されている。そして、各空気取入用管体６２の一端部が金属筒体４８の端部に外嵌されて、その外周部分を金属製の締付リング６４等により抜け出し不能に締付固定されることにより、各空気取入用管体６２が金属筒体４８の端部に対して密着状態で固定的に取り付けられている。また、以上のことから明らかなように、本実施形態では、各吸入孔５０，各空気取入用管体６２および各金属筒体４８により燃焼用空気の取入口が構成されていると共に、各空気取入用管体６２および各金属筒体４８の内部に空気通路６６が形成されている。
【００３８】
さらに、各空気取入用管体６２の外周面には、それぞれ、一組の永久磁石６８，６８が取り付けられている。各永久磁石６８は、中空円形箱体形状のケーシング７２内に、ケーシング７２よりもひとまわり小さな外形寸法の円柱形状を有する磁石本体７４が収容された構造とされている。各磁石本体７４は、両底面部分において、相互に異なる磁極を有しており、磁石本体７４の各磁極がケーシング７２の両底面に対応するようにケーシング７２内に配置されている。そして、ケーシング７２，７２に合成樹脂材等の非磁性材からなる取付ベルト７０が通されて取付ベルト７０およびケーシング７２，７２を空気取入用管体６２の外周面に周方向に巻付けた後、締付固定することにより、永久磁石６８，６８を空気取入用管体６２に対して装着することが出来るようになっている。
【００３９】
ここにおいて、各一対の永久磁石６８，６８は、空気管体６２に面する側に磁極を有する形態で配設されており、それによって、空気管体６２内を流通せしめられる燃焼用空気に対して磁界が及ぼされるようになっている。なお、複数の永久磁石６８，６８の磁極の極性や位置は特に限定されるものでないが、好ましくは、ＮまたはＳの何れか一方の同極だけが空気管体６２に面する側に位置するように設定されることとなり、特に本実施形態では、一対の永久磁石６８，６８が、空気管体６２を挟んで、同極同士が相互に対向位置せしめられる状態で装着されている。
【００４０】
なお、磁石本体７４の材質としては、例えば、コスト性に優れたフェライト磁石等が好適に採用可能され得、それ以外にも、アルニコ磁石，希土類磁石等の各種のハード磁性材料が、磁気特性やコスト性等を考慮して適宜に採用可能である。
【００４１】
そして、このような焼却炉本体１２は、収容部１６の底壁２２の下面から下方に延び出す中実角柱形状を有する支持柱７６，７６を介して接地されるようになっている。
【００４２】
さらに、焼却炉本体１２の上方には、煙道用水タンク１４が設けられている。この煙道用水タンク１４は、図１，図４に示されているように、焼却炉本体１２の収容部１６の上壁２０上に固定的に載置された状態で配設されている。より具体的には、煙道用水タンク１４は、全体として、略コ字形状の中空の箱体形状とされており、四隅部分において、それぞれ、略矩形箱体形状を有する箱体部８０ａ〜ｄを備えており、これらの箱体部８０ａ〜ｄが、直管円筒形状を有するパイプ部８２ａ〜ｃによって相互に接続されると共に、隣接する各箱体部８０とパイプ部８２が連通されることにより、煙道用水タンク１４内に煙道８４が略水平方向に延びる状態で形成されている。煙道用水タンク１４の一端部である箱体部８０ａは、収容部１６における上壁２０の通気孔２６の上方に載置されており、箱体部８０ａの下壁部には、通気孔２６と略同じ、或いは、通気孔２６よりも大きく開口する連通孔８５が形成されることにより、煙道８４の一端部が焼却炉本体１２内と接続されている。一方、煙道用水タンク１４の他端部である箱体部８０ｄの上壁部には、図４中に示されているように排気孔８６が設けられており、排気孔８６を通じて煙道８４の他端部が箱体部８０ｄの上方に載置された煙突８８（図１参照）に接続されている。また、各箱体部８０ｂ〜ｄにおける、隣接する各パイプ部８２ａ〜ｃとの接続部位においては、各側壁に対して、それぞれ、接続用孔９０が設けられている。なお、箱体部８０ａとパイプ部８２ａとの接続部位においては、接続用孔９０に代えて、箱体部８０ａの側壁により、所定高さを有する仕切壁９２が形成されており、仕切壁９２の上端と箱体部８０ａの上壁部９４の下面との間に、長手状矩形状に開口する窓部９６が設けられている。
【００４３】
さらに、この煙道用水タンク１４内に形成された煙道８４の底部には、所定量の水が収容せしめられている。なお、煙道８４内の水は、仕切壁９２の上端よりも低い水位とされている。また、煙道８４内に収容された水には、活性炭等を収容して燃焼ガスの消臭効果の向上を図ることや、或いは、必要に応じて、苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）等、その他の化学物質等を加えることも可能である。
【００４４】
更にまた、煙道用水タンク１４には、箱体部８０又はパイプ部８２において、流入側管路９８および流出側管路１００が接続されている。具体的には、箱体部８０ａに隣接するパイプ部８２ａの円筒状周壁に流入孔が設けられていると共に、箱体部８０ｄの側壁に流出孔が設けられており、それらの両孔に対して、流入側管路９８および流出側管路１００が接続されている。各管路９８，１００は、何れもゴム弾性体等から形成されており、両管路９８，１００における、煙道用水タンク１４への接続端部とは他方の端部が何れも焼却炉１０の外部に配設された水槽１０２内に開口せしめられている。また、水槽１０２内においては、流入側管路９８の端部に水中ポンプ１０４が接続されており、それによって、水槽１０２内の水を揚水して煙道用水タンク１４へ供給すると共に、煙道用水タンク１４の水を流出側管路１００を通じて水槽内に返戻する、水の循環経路が形成されている。なお、両管路９８，１００の煙道用水タンク１４への接続部位近くには、流量を調節する調節用弁１０６，１０８が設けられている。
【００４５】
次に、焼却方法としての一具体例について説明する。まず、焼却炉本体１２の蓋部１８を開けて収容部１６の開口から焼却処理物を投入する。そして、焼却処理物に着火した後、蓋部１８を閉めてロックして焼却炉本体１２を密閉すると共に、流量制限機構５２により燃焼室３５内へ導かれる燃焼用空気を制限する。投入された焼却処理物は、専ら平板部３４上（焼却室３５）で焼却される。その際、焼却処理物は、自然吸気により取り込まれる僅かな燃焼用空気を利用して燃焼せしめられるが、燃焼用空気には、磁界を及ぼされていることから、消火することなく燃焼が進行せしめられることとなる。そこにおいて、燃焼状態下では、少なくとも、燃焼用空気の流入量および燃焼ガスの排出量の何れか一方を、好ましくは、燃焼室３５の床部を形成する平板部３４の面積０．５ｍ2 当たり５cm2 以下、より好ましくは、３cm2 以下に調節することにより、或いは、空気流入量を平板部３４の面積０．５ｍ2 当たり５０ｃｍ3 ／秒以下とすることにより、緩やかに燃焼させることが望ましい。また、燃焼状態下における雰囲気温度は、望ましくは、７００℃以下の低温で燃焼させる。
【００４６】
そして、燃焼の結果、生成される燃焼ガスは、スロープ部２８上（煙ガイド室３７）を通気孔２６へ案内されて、自然排気により、通気孔２６および連通孔８５を通じて煙道用水タンク１４内に流入する。また、燃焼ガスは、煙道用水タンク１４内部の煙道８４内を排気孔８６へ向かって送られることとなるが、煙道８４を通過せしめられる際、煙道用水タンク１４の底部には、水が収容されていることから、燃焼ガスが冷却されると共に、燃焼ガスに含まれる煤塵等が水に吸着された後、排気孔８６および煙突８８を通じて外部に排出されることとなる。なお、以上のことから明らかなように、本実施形態では、燃焼室３５によって焼却処理室が、煙ガイド室３７によって煙案内室がそれぞれ構成されている。
【００４７】
ところで、上述の如き説明においては、焼却処理物を低温で燃焼することについて言及したが、参考として、以下に燃焼温度とダイオキシン類濃度の関係についても説明する。即ち、焼却処理物の焼却にあたっては、燃焼により生成されるダイオキシン類の燃焼ガス中の含有量が、焼却時の燃焼温度の影響を受けることが知られている。図５には、一般廃棄物および産業廃棄物を焼却処理した際の、燃焼温度と、燃焼温度毎のダイオキシン類濃度の平均値および中央値が示されている。この図からも明らかなように、７００℃〜８５０℃の燃焼温度帯においてダイオキシン類濃度が著しく高濃度になっていることが認められる。
【００４８】
そこにおいて、上述の如き焼却炉１０および焼却方法においては、金属筒体４８に対して燃焼用空気の流量調整機構５２が設けられていることから、焼却処理物への着火後に空気の流入量を絞ることが出来る。
【００４９】
しかも、空気取入管体６２には、磁石手段が設けられており、磁気が及ぼされた空気が燃焼用空気として吸入されるようになっていることから、燃焼前から焼却炉本体１２内にあった空気（酸素）を燃焼に使用し切った後も、自然吸気により吸入される僅かな空気を利用して、例えば、７００℃以下の雰囲気温度でも、継続的に低温燃焼させる出来るのであり、ひいては、燃焼によるダイオキシン類の生成を有利に抑制することが出来るのである。
【００５０】
また、このような焼却炉１０および焼却方法においては、流量調整機構により制限されつつ吸入される、僅かな燃焼用空気で廃棄物を燃焼させることから、可及的に、燃焼ガスの排出量自体を少量化し得るといった利点もある。
【００５１】
特に、本実施形態においては、空気取入管体６２に対して、一組の永久磁石６８，６８が空気取入管体６２を両側から挟んだ状態で各同極同士を対向せしめた状態で装着されていることから、両磁極から生ずる磁力線の逃げ合いを利用して、空気通路６６に対して、燃焼用空気の流入方向に沿った磁力線を中心とする磁場が形成されるのであり、結果的に、流入空気に対して有利に磁界を及ぼすことが出来るのである。
【００５２】
さらに、このような焼却炉１０および焼却方法にあっては、燃焼用空気に磁界を及ぼすことにより、継続的な燃焼を実現したことから、長期間に亘る使用による焼却処理能力の劣化が略完全に回避し得るのであり、極めて耐久性，メンテナンス性に優れている。
【００５３】
更にまた、本実施形態においては、燃焼用空気を焼却炉本体１２内へ導く吸入孔５０，金属筒体４８，空気取入用管体６２が、蓋部１８に形成されていると共に、燃焼ガスを焼却炉本体１２外へ排出する通気孔２６が、蓋部１８と対向位置する後壁２５の上方に形成されていることから、焼却炉本体１２内において、燃焼用空気が一方向に安定して流動せしめられ易くなるのであり、それによって、燃焼状態の一層の安定化が図られ得る。
【００５４】
また、本実施形態においては、燃焼ガスが煙道用水タンク１４内を通過する際に燃焼ガス中に含まれる煤塵等を、煙道８４内に収容された水に吸着させるようになっていることから、燃焼ガスを一層、無害化することも出来る。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これは、あくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００５６】
例えば、磁石手段としては、前記実施形態の如き永久磁石６８に代えて、或いは、加えて、電磁石を採用することも可能である。
【００５７】
また、永久磁石６８は、取付ベルト７０等によって空気取入管体６２に対して取り付ける以外にも、空気取入管体６２に対して直接的に接着したり、或いは、空気取入管体６２の壁部分に埋設して装着することも可能である。それにより、例えば、空気通路内面に永久磁石を直接に露呈せしめて配することも可能である。
【００５８】
また、永久磁石６８の配設位置や数等は、目的とする焼却処理状態や、コスト性等を考慮して、適宜に調整することが出来る。例えば、空気取入用管体６２の周方向に３つ以上の磁極を位置せしめたり、軸方向に複数の磁極を位置せしめることも可能である。
【００５９】
また、焼却炉本体１２における、収容部１６の開口部および、蓋部１８の配設部位、収容部１６と蓋部１８の連結箇所の構造等は、適宜に変更可能である。例えば、前壁を収容部１６に溶着固定し、かかる前壁の中央部分だけに開閉可能な蓋部を設けても良い。
【００６０】
また、燃焼用空気の流量調整機構５２の構造も、前記実施形態のもの以外にも各種の構造が採用可能であり、例えば、弁体５４を設けていない金属筒体４８に対して、必要に応じて、小孔が形成された蓋部材を用いて空気通路６６を狭くしたり、或いは、回転操作することにより流量を調節する弁体５４に代えて、スライド式の開閉窓を採用したり、或いは、小孔を有する２枚の円板形状の仕切壁を摺動させることにより、必要に応じて、窓部が形成されるようにしても良い。
【００６１】
また、前記実施形態では、空気通路６６上において、磁石手段より焼却炉本体１２側に位置する金属筒体４８に対して、燃焼用空気の流量調整機構５２が設けられていたが、例えば、磁石手段を挟んで焼却炉本体１２と反対側に流量調整機構５２を設けることも可能である。
【００６２】
さらに、燃焼用空気の取入口も、前記実施形態に記載の構造や、配設位置、数等に限定されるものではない。例えば、前記実施形態の如く設けられた取入口に加えて、適当な位置に、別の取入口および、流量調整機構を設けることも可能である。
【００６３】
また、例えば、流入空気制限手段は、必ずしも開閉調整可能とされる必要はなく、流入空気を一定量に制限するものでも良い。そのようなものとしては、例えば、収容部１６の壁部に直接に小孔を貫設したもの等でも可能である。また、例えば、着火前は、蓋部を開いておいて、着火後、蓋を閉じて空気流入を制限することも出来る。
【００６４】
また、ロストル等を用いて焼却処理物を支持することにより、燃焼状態の更なる促進を図ることも可能である。
【００６５】
更にまた、煙道用水タンク１４内に、各種の排ガス浄化剤を配合することも可能であり、例えば、消石灰を配合して石灰水とすることにより、更なる脱臭作用の向上と併せて、発生する炭酸ガスを吸着して二酸化炭素等の発生量を軽減することも可能である。
【００６６】
なお、前記実施形態では、焼却炉本体１２と併せて、煙道用水タンク１４が採用されていたが、煙道用水タンク１４を必ずしも設ける必要はない。
【００６７】
また、煙突８８の長さや形状，断面積を調整することにより、吸入空気量を調整するようにしても良い。
【００６８】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施形態が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００６９】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた焼却炉および焼却方法においては、燃焼用空気の流入量を制限すると共に、空気通路上において、燃焼用空気に磁界を及ぼすことにより、焼却処理室内の僅かな空気を利用して、焼却処理物を継続的に燃焼せしめ得たのであり、結果的に、燃焼によるダイオキシン類の生成を有利に抑制し得たと共に、優れたコスト性を達成した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての焼却炉を示す縦断面説明図である。
【図２】図１に示された焼却炉を示す側方からの正面図である。
【図３】図１に示された焼却炉における要部拡大断面図である。
【図４】図１に示された焼却炉の鉛直上方からの全体概略説明図である。
【図５】燃焼温度とダイオキシン類濃度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  焼却炉
１２  焼却炉本体
１４  煙道用水タンク
２４  側壁
２６  通気孔
２８  スロープ部
３４  平板部
３５  焼却室
３７  煙ガイド室
４８  金属筒体
５０  吸入孔
５２  流量調整機構
５４  弁体
６２  空気取入用管体
６６  空気通路
６８  永久磁石
７４  磁石本体
８４  煙道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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