(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物等の投入口が上部に開設されるとともにロストルによって上部の燃焼室と下部の灰溜室とに区分けされかつメインバーナーが配設される主燃焼室と、
上記灰溜室の炉壁に上記灰溜室の底部より上部に位置して開設される第１の火ぜきを介して主燃焼室と連通されかつ再燃バーナーが配設される再燃焼室と、
この再燃焼室の炉壁の上部に開設される第２の火ぜきを介して連通される集塵室と、
この集塵室と連通され、エジェクター装置から空気の供給を受けて排気ガスを排気筒から放出する排気室とからなり、
上記第１の火ぜきを構成する上記灰溜室の炉壁が上記ロストルとほぼ対向する高さを有し、上記灰溜室で燃焼する炎を上記燃焼室で燃焼する炎と混合するように導く誘導壁を構成することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項２】
上記主燃焼室には、上記第１の火ぜきと上記ロストルとの間に位置して上記第１の火ぜきの一部を塞ぐ隔壁が設けられ、この隔壁と上記誘導壁の間に構成される開口部が集炎燃焼吹出口を構成し、上記集炎燃焼吹出口には空気が供給されることを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーナーの使用を抑制して廃棄物等を効率的に燃焼させるようにした廃棄物焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の焼却炉には、燃焼する廃棄物等から発生する炎を下方に引っ張って燃やす逆燃焼方式を用いている焼却炉が知られている。この逆燃焼方式焼却炉は、上部に設けられた投入口から廃棄物等を連続して投入し、焼却することができるため効率が良い。この逆燃焼方式焼却炉は、ロストルによって上部の燃焼室と下部の灰溜室とに区分けされるとともに、メインバーナーが配設された主燃焼室と、灰溜室の炉壁に開設される第１の火ぜきを介して上記主燃焼室と連通されかつ再燃バーナーが配設された再燃焼室と、この再燃焼室の炉壁の上部に開設される第２の火ぜきを介して連通される集塵室と、この集塵室と連通され排気ガスを排気筒から放出する排気室とで構成されている。
【０００３】
逆燃焼方式焼却炉においては、上部の燃焼室で廃棄物等の燃焼物が燃焼されるとともに、燃焼室の下のロストル上に燠状態層が形成される。燃焼室で一次燃焼したススを含む炎は、燠状態層を通ることにより再燃焼されて、ススを含まないガスとして煙突に向かう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した逆燃焼方式焼却炉においては、投入口から投入された廃棄物等がロストルに引っ掛かって棚づり現象を起こし、一次燃焼している部分に落ちてこないことがある。したがって、逆燃焼方式焼却炉においては、この廃棄物等の棚づり現象を防止するために、ロストルの間隔を広くして廃棄物等が落下しやすいよう構成されていた。しかしながら、逆燃焼方式焼却炉においては、廃棄物等が広い間隔のロストルから灰溜室まで落下して、この灰溜室内で燃焼する現象が発生していた。
【０００５】
従来の逆燃焼方式焼却炉は、灰溜室に開設された第１の火ぜきを構成する灰溜室の底部に立ち上がる立壁が、専ら灰溜室に落ちた焼却灰を再燃焼室に流れ込ませないための仕切壁として構成されており充分な高さを有していない。このため、灰溜室内で燃焼した炎は、再燃焼室に直接流入してしまう。灰溜室内で燃焼した炎は、燠状態層を通っていないので再燃焼されておらず、そのままではススを含む黒煙となって煙突から出ていく。このため、灰溜室から再燃焼室に流入した炎は、再燃焼室において再燃バーナーを使用して再燃焼させる必要がある。
【０００６】
また、逆燃焼方式焼却炉は、第１の火ぜきがロストルに対応して開口されている。このため、逆燃焼方式焼却炉においては、ロストル上で燠状態となっている廃棄物等の燃焼が促進され、燠状態層を維持できずに第１の火ぜきを介して再燃焼室に流入しやすい。再燃焼室に流入した廃棄物等は、完全燃焼していないため再燃焼室において再燃バーナーを使用して再燃焼させる必要がある。
【０００７】
さらに、燠状態層は、燃焼室で一次燃焼したススを含む炎を再燃焼させる機能を有するため、その状態が維持されないとススを含む炎を主燃焼室において効率的に燃焼させることができない。
【０００８】
このように、従来の逆燃焼方式焼却炉では、主燃焼室において効率的な燃焼が行われず、再燃焼室において再燃バーナーを使用することによって廃棄物等を燃焼させるようにしていたため、燃焼効率が悪く余計な費用もかかるという問題点があった。
【０００９】
したがって、本発明は、主燃焼室において廃棄物等を効率的に燃焼させて、再燃バーナーの使用を抑制し、コストの低減を図った廃棄物焼却炉を提供することを目的に提案されたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明にかかる廃棄物焼却炉は、廃棄物等の投入口が上部に開設されるとともにロストルによって上部の燃焼室と下部の灰溜室とに区分けされかつメインバーナーが配設される主燃焼室と、上記灰溜室の炉壁に上記灰溜室の底部より上部に位置して開設される第１の火ぜきを介して主燃焼室と連通されかつ再燃バーナーが配設される再燃焼室と、この再燃焼室の炉壁の上部に開設される第２の火ぜきを介して連通される集塵室と、この集塵室と連通され、エジェクター装置から空気の供給を受けて排気ガスを排気筒から放出する排気室とからなり、上記第１の火ぜきを構成する上記灰溜室の炉壁が上記ロストルとほぼ対向する高さを有し、上記灰溜室で燃焼する炎を上記燃焼室で燃焼する炎と混合するように導く誘導壁を構成してなる。
また、本発明に係る廃棄物燃焼炉は、上記主燃焼室には、上記第１の火ぜきと上記ロストルとの間に位置して上記第１の火ぜきの一部を塞ぐ隔壁が設けられ、この隔壁と上記誘導壁の間に構成される開口部が集炎燃焼吹出口を構成し、上記集炎燃焼吹出口には空気が供給される。
【００１１】
以上のように構成された本発明に係る廃棄物焼却炉によれば、誘導壁は、灰溜室に落ちた廃棄物等が燃焼されることによって生じたススを含む炎を上方に誘導して一次燃焼している高温の炎と混合させてこの炎を再燃焼させるとともに、灰溜室に補助の燃焼室としての機能を発揮させる。したがって、本発明に係る廃棄物焼却炉は、主燃焼室において廃棄物等が効率的に燃焼される。
【００１２】
また、本発明に係る廃棄物焼却炉によれば、第１の火ぜきとロストルの間の隔壁は、廃棄物等が燃焼しながら第１の火ぜきを介して再燃焼室に流入することを防ぐとともに、ロストル上に燠状態層を維持して主燃焼室において廃棄物等が効率的に燃焼されるように作用する。さらに、集炎燃焼吹出口は、燃焼室で燃焼した炎と灰溜室で燃焼した炎を混合させることによりススを含む炎を主燃焼室において効率的に燃焼されるように作用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る廃棄物焼却炉は、図１に示すように、廃棄物自動投入装置１によって投入された廃棄物３を焼却する主燃焼室２０と、この主燃焼室２０内の排気ガスに含まれた有機性未燃成分を燃焼させる再燃焼室５０と、排気ガス中の微粒煤塵、有害ガス等を捕捉、除去する集塵室６０と、排気ガスを排気筒を介して外部へと放出する排気室７０及びこの排気室７０へ排気ガスの放出のための空気を供給して流速を大ならしめるエジェクター装置７２とから構成される。
【００１４】
廃棄物自動投入装置１は、図１に示すように、図示しない破袋装置、金属缶等の不燃物を分別する分別装置等が配設されたベルトコンベア２によって搬送された廃棄物３を受け入れるホッパー４を備えている。ホッパー４は、通常、エレベーターかご５内に収納され、廃棄物自動投入装置１を構成するタワー６の側壁下部に開設した廃棄物受入口７に待機する。また、ホッパー４は、タワー５の天井部に配設されたホイスト８によってこのタワー５内を昇降動作される。更に、ホッパー４は、その底部に配設されたチェーン車９と一体的に回動自在である。チェーン車９はチェーン１０を介してピニオン１１に連結されている。ピニオン１１は、ホッパー４がタワー５内を昇降動作するに伴い、タワー５の内壁に沿って移動する。
【００１５】
タワー５には、内壁上部に廃棄物投入口１２が開設されるとともに、この廃棄物投入口１２の下端部内壁に、高さ方向に所定の長さを有するラック１３が配設されている。したがって、ホッパー４が、図１に示すように、ホイスト８が起動してタワー５内を廃棄物投入口１２まで上昇駆動されると、ピニオン１１がラック１３と噛合して回転され、チェーン１０を介してチェーン車９が回転する。すると、ホッパー４は、図１に示すように、チェーン車９と一体に回動して積載していた廃棄物３を、廃棄物投入口１２から主燃焼室２０へと投入する。なお、ホッパー４は、廃棄物３を焼却炉内に投入後、ホイスト８が起動されることによってタワー５内を下降し、廃棄物受入口６に再び待機する。
【００１６】
主燃焼室２０は、図１に示すように、その外壁２１の一部に炉内投入口扉２２を介して廃棄物自動投入装置１から廃棄物３を受け入れる廃棄物投入口２３が開設されている。炉内投入口扉２２は、投入扉駆動モーター２４とワイヤーで連結されることにより廃棄物自動投入装置１から廃棄物３が投入されるに際して自動的に開閉される。また、この主燃焼室２０には、廃棄物投入口２３と対向する外壁２１の一部に廃棄物補助投入口２５が開設されている。廃棄物補助投入口２５は、廃棄物自動投入装置１を介することなく主燃焼室２０への廃棄物等の投入を可能としている。
【００１７】
主燃焼室２０は、全体として有底角筒形を呈しており廃棄物投入口２３が開設された上部空間部がホッパー室２６として構成される。ホッパー室２６は、その下方部分が、外壁２１の内側に耐火煉瓦等によって形成された炉壁２７を内張りすることによって２重壁構造に構成されている。炉壁２７は、図２に示すように、長手方向の相対向する炉壁が下方に向かって次第にその内径を小ならしめた略逆角錐台形を呈している。
【００１８】
主燃焼室２０には、炉壁２７が内張りされた空間部にロストル２８が配設されている。ロストル２８は、炉壁２７を長手方向に架け渡したバーロストル２８ａと、このバーロストル２８ａに組み合わされた複数個の馬蹄型ロストル２８ｂ及び炉壁の幅方向に架け渡したアーチロストル２８ｃとからなる。主燃焼室２０は、このように複数種のロストル２８を組み合わせることによって、炉内の通気性の向上が図られている。また、このロストル２８は、廃棄物等が棚づり現象を起こして後述する燃焼室２９に落ちてこないことを防止するために互いの間隔を広くして設置されている。なお、バーロストル２８ａ及び馬蹄型ロストル２８ｂは、鉄鋼材料によって形成するとともに、強度に支障の無い範囲で肉盗みのための多数の透孔が形成されている。また、アーチロストル２８ｃは、耐火煉瓦等によって構成し、後述する燃焼室２９と灰溜室３０との間を連通させる多数個の透孔が形成されている。
【００１９】
主燃焼室２０は、図１に示すように、ロストル２８によって上下に区割りされている。すなわち、主燃焼室２０は、上部空間部が燃焼室２９として構成されるとともに、下部空間部が灰溜室３０として構成される。灰溜室３０を構成する炉壁２７には、炉外に設けた給油装置３１から給油を受けるメインバーナー３２が配設されている。廃棄物等は、ホッパー室２６からロストル２８上に堆積し、メインバーナー３２が点火されることによって後述する燃焼用空気導入口３３から空気の供給を受けて燃焼され、焼却灰となってロストル２８から灰溜室３０へと滑り落ちて堆積する。
【００２０】
主燃焼室２０は、図２に示すように、炉壁２７を角錐台形状に形成することによってこの炉壁２７と外壁２１との間の外周空間部を加熱空気室３４として構成する。燃焼室２９には、炉壁２７の一部にロストル２８に対応位置して、加熱空気室３４と連通する燃焼用空気導入口３３が開設されている。加熱空気室３４を構成する外壁２１には、図示しない送風機等と連通して空気の供給を受ける空気採入口３５が開設されている。加熱空気室３４は、空気採入３５から採り入れられた空気を燃焼室２９及び灰溜室３０を構成する耐火レンガの蓄熱により高温状態に保持するとともに、加熱空気を燃焼用空気導入口３３から燃焼室２９へと供給し、さらに、後述する第１の火ぜき３７を介して再燃焼室５０へと供給する。なお、灰溜室３０には、図１に示すように、堆積した焼却灰を取出すための灰出口３６が開設されており、この灰出口３６は主燃焼室２０の空気採入口としても機能する。
【００２１】
灰溜室３０には、その炉壁２７に、図１に示すように、バーロストル２８ａよりもやや下方に縦長の開口として構成された第１の火ぜき３７が形成されている。第１の火ぜき３７は、灰溜室３０の炉壁２７をアーチロストル２８ｃとほぼ対向する高さまで立ち上げることにより灰溜室３０の底部より上方に位置して開設される。
【００２２】
炉壁２７は、上述したようにアーチロストル２８ｃとほぼ対向する高さまで立ち上がって形成されることにより誘導壁３８を構成する。誘導壁３８は、上述したようにロストル２８の間隔を広くして設置したことで灰溜室３０に落ちた廃棄物等が燃焼することによって生じたススを含む炎が直接再燃焼室５０に進入することを阻止する。また、誘導壁３８は、灰溜室３０で燃焼したススを含む炎を上方に誘導して燃焼室２９で燃焼している高温の炎と混合させることによってスス成分を再燃焼させ、灰溜室３０に補助の燃焼室としての機能を奏するようにする。さらに、誘導壁３８は、メインバーナー３２に対向する位置に立ち上がることによって、メインバーナー３２の炎を主燃焼室２０に留めるとともに再燃焼室５０に進入することを阻止して、主燃焼室２０において廃棄物等を効率的に燃焼させる。勿論、誘導壁３８は、灰溜室３０に堆積した焼却灰が再燃焼室５０に進入することを阻止する従来の機能をも維持できる。
【００２３】
主燃焼室２０には、図１及び図３に示すように、第１の火ぜき３７の直前に、ロストル２８との間に位置して、耐火材によって第１の火ぜき３７の一部を塞ぐ隔壁３９が設けられている。隔壁３９は、廃棄物等が燠状態のまま第１の火ぜき３７を介して再燃焼室５０に流入することを阻止するとともに、ロストル上の燠状態層を維持して主燃焼室２０において廃棄物等を効率的に燃焼させる。なお、第１の火ぜき３７の一部を塞ぐことは、焼却能力と関連するため隔壁３９で塞ぐ幅は２００mm程度とする。
【００２４】
隔壁３９は、図１に示すように、誘導壁３８よりやや上方の位置まで設置されており、その間の開口部が集炎燃焼吹出口４０として構成される。集炎燃焼吹出口４０は、燃焼室２９で燃焼した炎と灰溜室３０で燃焼したススを含む炎を混合させて、上述のように、加熱空気室３３から燃焼用空気導入口３４を介して空気の供給を受けることにより、主燃焼室２０においてスス成分を効率的に燃焼させる。集炎燃焼吹出口４０で混合された炎は、ススを含まない排気ガスとして後述する再燃焼室５０に向かう。
【００２５】
主燃焼室２０には、図１に示すように、第１の火ぜき３７を介して再燃焼室５０が隣り合って併設されている。再燃焼室５０は、略々矩形を呈し、第１の火ぜき３７と対向する炉壁５１の上部に第２の火ぜき５２が開設される。また、再燃焼室５０には、第２の火ぜき５２の近傍に位置した側面炉壁の一部に給油装置３１から給油を受け、バーナーの炎が第２の火ぜき５２に達するようにして再燃バーナ５３が配設されている。
【００２６】
第２の火ぜき５２は、再燃焼室５０と後述する集塵室６０とを連通させ、第１の火ぜき３７に対して排気ガスの流路の前後方向ばかりでなく上下方向にも離間して開設されることによって、再燃焼室５０内を流れる排気ガスの流域を大ならしめている。また、第２の火ぜき５２は、ガスの流速を速めるようにするため第１の火ぜき３７に対して開口面積がやや小とされている。第２の火ぜき５２は、耐熱性、耐薬品性に優れた炭化珪素を主成分とし、酸化珪素、酸化アルミ或いは酸化鉄等が含有された火ぜき部材５４によって構成されている。火ぜき部材５４は、例えば第２の火ぜき５２の開口形状とほぼ等しい外形とされ炉壁５１の一部を構成する一体物によって形成したり、多数本の筒状部材を組合わせて構成してもよく、いずれにしろ多数の貫通孔が形成されてなる。
【００２７】
再燃焼室５０は、上述したように、第１の火ぜき３７を介して加熱空気室３３から高温の加熱空気が充分に供給されるとともに、再燃バーナー５３が点火されることによって高温に保持されて高酸化室を構成している。また、多数の貫通孔を設けた火ぜき部材５４は、再燃焼室５０に隣り合って併設された集塵室６０へ流入する排気ガスを効果的な流れに整流する。この排気ガスには、なお微細な煤塵或いは有害ガスが含まれており、自己噴霧遠心力集塵機として構成された集塵室６０において捕捉、除去される。
【００２８】
集塵室６０は、図１及び図３に示すように、全体が円筒形に構成されており、底部には水槽６１が配設されている。また、この集塵室６０には、天井部にダクト６２が集塵室６０と中心軸を同じくして配設されている。ダクト６２は、その開口端が、集塵室６０の側壁上部に開設された第２の火ぜき５２の下端壁に対応して位置している。水槽６１は、炉外に設けた給水装置６３から給水を受けることによって常時一定量の水位に保持されている。
【００２９】
上記火ぜき部材５４は、その貫通孔が集塵室６０の内周壁の接線に沿った方向に開口している。これにより整流された排気ガスが、集塵室６０内を内周壁に沿って水槽６１まで旋回しながら流れて一次旋回気流６４を構成する。一次旋回気流６４は、水槽６１の水面に接触することによって、中心部位が周囲よりも速度が大であってかつ動径が一次旋回気流６４よりも小径である二次旋回気流６５を発生させる。二次旋回気流６５は、大きい速度で旋回しながらダクト６２へと吸引されるため、集塵室６０の中心部に高度の真空帯域が生成される。
【００３０】
したがって、水槽６１の水は、二次旋回気流６５によって真空帯域に向かって吸い上げられ、二次旋回気流６５の遠心力によって水滴化され、減圧蒸発によって激しく蒸発する。周辺部の排気ガスは、吸い上げられた水の減圧蒸発によりその温度が低下して比重が大きくなり、遠心力によって集塵室６０の周壁方向に押し出されて真空帯域から外れる。この後、水蒸気は、再度凝結して水滴となって水槽６１に落下する。このようにして、ダクト６２の近傍においては、凝結水滴が盛んに発生して霧状となり、凝結するに際して排気ガス中の微細な煤塵或いは有毒ガスが捕捉、除去される。
【００３１】
排気室７０は、排気筒７１の一部によって構成され、エジェクター装置７２から空気の供給を受ける。エジェクター装置７２のエジェクターダクト７３は、ダクト６２が排気室７０に開口する開口部に位置して開口している。エジェクター装置７２は、防音室７４内に収納された送風機７５によって空気を供給する。エジェクターダクト７３の一部には、自動ダンパー７６が配設されている。自動ダンパー７６は、排気筒７１から排出される排気ガスと空気との混合割合を概ね１：１で構成するように、エジェクター装置７２から排気室７０へ供給する空気量を制御する。
【００３２】
さらに、排気筒７１には、図１に示すように、先端部に防塵ネット７７が配設されている。防塵ネット７７は、排気筒７１から放出される排気ガスに含まれる炉内で捕捉しきれなかった微粒煤塵等を捕捉するためのものである。また、排気筒７１には、先端部に上記防塵ネット７７に代えて排気筒７１から放出される排気ガスの状態を監視する煤煙感知センサーを配設して、煤煙感知器を介することにより上記メインバーナ３４或いは再燃バーナ５３の燃焼能力をコントロールすることもできる。
【００３３】
なお、上述した廃棄物焼却炉においては、上記誘導壁３８、隔壁３９、集炎燃焼吹出口４０等を配設したことにより、廃棄物等は炉内において効率的に燃焼され得るため排気筒７１から黒煙の発生はほとんど無い。このため、防塵ネット７７は、必ずしも設置しなくともよく、この防塵ネット７７に代えて設置しうる煤煙感知器も単に排気ガスの状態監視のみを行うために設置してもよい。
【００３４】
さらに、上述した廃棄物焼却炉にあっては、ダクト６２の一部に排気ガスの温度状態を検知する温度センサー６６を配設してメインバーナー３４或いは再燃バーナー５３を制御するようにしたが、これらを必ずしも付設しなくてもよい。また、廃棄物焼却炉は、集塵室６０を自己噴霧遠心力集塵機として構成したが、例えばサイクロン集塵機であってもよく、その他、ロストル２８等、細部の構成については適宜変更されることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る廃棄物燃焼炉によれば、灰溜室の炉壁をロストルとほぼ対向する高さを有し、灰溜室で燃焼する炎を燃焼室で燃焼する炎と混合するように導く誘導壁を構成したことにより、主燃焼室において廃棄物等の効率的な燃焼を図ることができ、再燃バーナーの使用量が極めて少なくなるか全く必要としない場合もあることから、コストの低減も達成される。
【００３６】
また、本発明に係る廃棄物焼却炉によれば、第１の火ぜきとロストルとの間に隔壁が設けられるとともに、誘導壁と隔壁との間が集炎燃焼吹出口として構成され、この集炎燃焼吹出口には空気が供給されることにより、主燃焼室において廃棄物等の効率的な燃焼を図ることができ、再燃バーナーの使用量が極めて少なくなるか全く必要としない場合もあることから、コストの低減も達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃棄物焼却炉の基本構成図である。
【図２】上記廃棄物焼却炉の主燃焼室の縦断面図である。
【図３】上記廃棄物焼却炉の概略水平断面図である。
【符号の説明】
１  廃棄物自動投入装置，３  廃棄物，２０  主燃焼室，２３  廃棄物投入口，２６  ホッパー室，２８  ロストル，２９  燃焼室，３０  灰溜室，３２  メインバーナー，３７  第１の火ぜき，３８  誘導壁，３９  隔壁，４０  集炎燃焼吹出口，５０  再燃焼室，５２  第２の火ぜき，５３  再燃バーナー，６０集塵室，６２  ダクト，７０  排気室，７１  排気筒，７２  エジェクター装置，７６  自動ダンパー
【図１】
0003909113.tif 000002
【図２】
0003909113.tif 000003
【図３】
0003909113.tif 000004