(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に排ガス排出口及び被処理物供給部を有する焼却炉本体の下底部に回転中心回りに回転可能とされた円形の回転炉床と、
前記回転炉床上方に前記回転中心を交点とし直交して前記焼却炉本体に固設された一対の中空ダクト状撹拌軸と、
前記各撹拌軸に前記回転炉床の回転方向と逆向きで水平から下方に向けて複数開口した燃焼空気吹出口と前記回転炉床の回転方向に対し内側及び外側に交互に傾斜し該回転炉床上面と僅かの間隙を存して固設された複数の板状案内羽根と、
前記一方の撹拌軸端部に連結された燃焼空気取入口と、
前記回転炉床の中心部に配設された灰排出口とを備え、
前記被処理物供給部より前記回転炉床上に供給された被処理物は前記回転炉床の回転と前記案内羽根によりジグザグ状に灰排出口まで移動しつつ燃焼可能とされており、
被処理物供給部は円筒状樋と該樋内を上方より回転可能に軸支された縦型スクリューとを有するスクリュー投入機と、
端末に被処理物供給源が繋がれた水平方向の導入配管と該導入配管に連結され断面を絞った絞り管の細径側が前記樋上部に横付けされた被処理物供給配管とを備え、被処理物を小塊状に切断しつつ炉内に落下可能とされていることを特徴とする廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市下水又は工場排水の高水分汚泥の脱水ケーキ等の被処理物の焼却炉の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の廃棄物焼却炉として、例えば登録実用新案公報第３０２１４６６号、３０２１４６７号公報に記載のものがある。
これらの焼却炉は、回転炉床に複数の燃焼用空気ノズルを有する空気供給管に垂下状に設けられた複数の解砕羽根を備え、炉床とともに回転する被燃焼物は解砕羽根に当たって外周部が解砕され新しい表面が露出し燃焼され中央排出口から排出されることにより、医療廃棄物や厨房廃棄物の焼却処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の焼却炉では、例えば都市下水或いは工場排水の高水分汚泥の脱水ケーキ等の被処理物では乾燥及び燃焼が不十分で、被処理物は燃焼中に部分的にクリンカー状に固化し、炉内での完全燃焼が困難で炉内の閉塞を招来することがある。
これに対し本発明では、これらの脱水ケーキの等の被処理物を炉内において効率的に乾燥し、燃焼を促進することのできる廃棄物焼却炉を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を得るため、請求項１の発明にあっては、上端に排ガス排出口及び被処理物供給部を有する焼却炉本体の下底部に回転中心回りに回転可能とされ円形の回転炉床と、前記回転炉床上方に前記回転中心を交点とし直交して前記焼却炉本体に固設された一対の中空ダクト状撹拌軸と、前記各撹拌軸に前記回転炉床の回転方向と逆向きで水平から下方に向けて複数開口した燃焼空気吹出口と前記回転炉床の回転方向に対し内側及び外側に交互に傾斜し該回転炉床上面と僅かの間隙を存して固設された複数の板状案内羽根と、前記一方の撹拌軸端部に連結された燃焼空気取入口と、前記回転炉床の中心部に配設された灰排出口とを備え、前記被処理物供給部より前記回転炉床上に供給された被処理物は前記回転炉床の回転と前記案内羽根によりジグザグ状に灰排出口まで移動しつつ燃焼可能とされている廃棄物焼却炉により解決した。
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の廃棄物焼却炉において、回転炉床上面への被処理物供給位置近傍に撹拌軸一端部より回転炉床上面を引摺り可能に吊下げられた連鎖状の撹拌鎖及び／又は前記撹拌軸の他端部の最外側に前記回転炉床外周部の被処理物を掻寄せ可能に固着された一個の案内羽根を備えている廃棄物焼却炉とするのが好ましい。
請求項３の発明にあっては、請求項１又は２に記載の廃棄物焼却炉において、被処理物供給部は円筒状樋と該樋内を上方より回転可能に軸支された縦型スクリューとを有するスクリュー投入機と、端末に被処理物供給源が繋がれた水平方向の導入配管と該導入配管に連結され断面を絞った絞り管の細径側が前記樋上部に横付けされた被処理物供給配管とを備え、被処理物を小塊状に切断しつつ炉内に落下可能とされている廃棄物焼却炉とするのが好ましい。
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物焼却炉において、案内羽根の下端部が湾曲面とされている廃棄物焼却炉とすることができる。
請求項５の発明にあっては、請求項４に記載の廃棄物焼却炉において、案内羽根の湾曲面が鋤又は犂状の先端部形状とされている廃棄物焼却炉とすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき以下詳細に説明する。
図１は、本発明の廃棄物焼却炉の一例の全体を示す一部縦断面図である。
図２は、図１の廃棄物焼却炉の回転炉床部をＢ・Ｂ方向に視た概略平面図である。
図３は、本発明の廃棄物焼却炉の案内羽根の他例を示す概略側面図である。
図４は、図１、２の廃棄物焼却炉の撹拌軸部の概略説明図である。
図５は、図１、２の廃棄物焼却炉の撹拌鎖部の概略側面図である。
図６は、図１、２の廃棄物焼却炉のスクリュー投入機を示す一部縦断面図である。
【０００６】
本発明の廃棄物焼却炉１は、基礎上の架台１７に立設された略円筒状の焼却炉本体４の下底部に、外周円形の回転炉床３が下方に連結されたフレーム１８上の駆動機６によって回転中心Ｏを中心として上方より見て例えば時計回りの回転炉床回転方向Ｘに回転可能にして、表面部水平に支持されている。回転炉床３の上方に間隔を存して撹拌軸２が回転中心Ｏを交点として直交して焼却炉本体４に固設されている。
更に焼却炉本体４には、上端に排ガス排出口１６及び後述する被処理物供給部、上側面に助燃バーナ５、下側面に撹拌軸２への燃焼空気取入口１２ａ、１２ａ、側面に焼却炉本体４内への燃焼空気取入口１２ｂ、１２ｂがそれぞれ配設されている。回転炉床３の中心部には下端が灰冷却及び搬送装置（図示省略）に連なる灰排出口１０が配設され、回転炉床３の灰排出口１０周辺には縁部が突設されている。
撹拌軸２は中空ダクト状で、両端部に冷却空気取入口１２ａ、１２ａが連設された燃焼空気取入用の撹拌軸２ａと、燃焼空気分配用の撹拌軸２ｂとが交点において連通されている。撹拌軸２ａ、２ｂには、回転炉床３の回転方向Ｘと逆向きで水平から下方に向けての燃焼空気吹出方向Ｙに撹拌軸２ａ、２ｂ内より燃焼空気取入口１２ａ、１２ａから送られて来た燃焼空気が吹出可能な多数の開口の燃焼空気吹出口１１が穿設されている。
【０００７】
撹拌軸２ａには図２に示す通り、回転炉床３の回転方向Ｘへの回転により被処理物Ｗ２、Ｗ４が灰排出口１０の内側に寄せられるように上方より見て回転方向Ｘに対し内側に傾斜した各２個の平板状の案内羽根７ｂ、７ｄが間隔をおいて固設され、案内羽根７ｂ、７ｄの下端は回転炉床３上面と略平行で僅かな間隙を有し被処理物を鋤返し可能としている。更に撹拌軸２ａの一端に吊下げられている連鎖状の撹拌鎖８が端末を回転炉床３上面を引摺り可能な長さに固着され、撹拌鎖８の引摺り作用により塊状の被処理物がほぐされる。撹拌軸２ａの他端部には案内羽根７ｄの最外側に間隔をおいて回転炉床３外周部の掻寄せのため１個の案内羽根７ｅが固着されている。案内羽根７ｅの向きは案内羽根７ｄと同一でなくてもよい。ここで撹拌鎖８及び／又は案内羽根７ｅは必ずしも装着しなくてもよい。
撹拌軸２ｂには図２に示す通り、回転炉床３の回転方向Ｘへの回転により被処理物Ｗ３、Ｗ５が灰排出口１０の外側に寄せられるように上方より見て回転方向Ｘに対し外側に傾斜した各２個の平板状の案内羽根７ａ、７ｃが間隔をおいて固設され、案内羽根７ａ、７ｃの下端は回転炉床３上面と略平行で僅かな間隙を有し被処理物を鋤返し可能としている。
案内羽根７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは各２個として説明したが被処理物の形態及び／又は廃棄物焼却炉の直径に合わせ適宜選択し複数個設ければよい。
【０００８】
以下に、廃棄物焼却炉１の他の選択的構成要素を説明する。
図１、６に示す被処理物供給部として焼却炉本体４の上端部にスクリュー投入機９と被処理物供給配管１３が固設されている。スクリュー投入機９は、下端に被処理物取入口９ｃが開口した重力方向の被処理物落下方向Ｑに長手の円筒状樋９ａと樋９ａ内を上方の駆動機１５により回転可能に軸支された縦型のスクリュー９ｂとを有し、樋９ａ上部に被処理物供給配管１３が軸心水平に横付けされている。被処理物供給配管１３は、被処理物供給源に供給ポンプ（図示省略）が連結された導入配管１３ａと、断面を絞った絞り管１３ｂを有し、供給配管１３ａと絞り管１３ｂとが連結され、絞り管１３ｂの細径側が円筒状樋９ａ上部に横付けされている。被処理物供給部は被処理物の形態によっては、単純に被処理物供給源に供給ポンプよりの配管を連結しただけの構成でもよい。
被処理物の形態によって案内羽根７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、平板状に代えて図３に示すように、回転炉床３上面に間隙をおいて下端が湾曲面を有する案内羽根７ａ′、７ｂ′、７ｃ′、７ｄ′を配置することができる。ここの湾曲面の形状は、被処理物の形態に合わせて各種形状が選択可能であるが、例えば円弧、楕円、抛物線等の一部又はこれらの組合わせ、或いは鋤若しくは犂の先端部形状等が用いられる。通常塊状となりやすい被処理物の場合には、ここを湾曲面形状特に鋤若しくは犂の先端部形状とすることにより強力な鋤返し作用が可能であり望ましい。
【０００９】
次に、廃棄物焼却炉１の作動について説明する。
都市下水或いは工場排水等の高水分汚泥の脱水ケーキ等の被処理物は通常含水率は８０％にも達する。この被処理物の燃焼を効率良く行うには、脱水ケーキの乾燥を促進するため脱水ケーキを乾燥途中において、できるだけ大きな塊とならないように、小塊に解砕して、表面積を万遍なく拡大するようにする必要があり、廃棄物焼却炉１は前記構成によりこれらを達成している。
図２において、炉内Ａに外部より被処理物供給部から投入された被処理物Ｗ１が先ず回転方向Ｘに例えば０．２〜０．５ｒｐｍの低速回転している回転炉床３に落下して外側の被処理物Ｗ２の位置に載置され、撹拌軸２ａ一端から吊下げられている連鎖状撹拌鎖８の端末によって回転炉床３上面を引摺られ、小塊に破砕される。ついで、被処理物Ｗ２は回転炉床３の回転方向Ｘへの回転により被処理物Ｗ２→Ｗ３→Ｗ４→Ｗ５と移行するが、撹拌軸２ａ、２ｂに固着されている案内羽根７ｂ→７ｃ→７ｄ→７ａに逐次案内されて回転方向Ｘに対し内側→外側→内側→外側とジグザグ状の被処理物炉内移動方向Ｚに向きと位置を変え小塊に解砕されつつ回転し、逐次回転炉床３の内側に寄せられ、灰排出口１０の直ぐ外側位置に達する。この間被処理物のジグザグ状の移行により滞留時間が増加し、又小塊への解砕作用により被処理物に空隙が増大し乾燥用熱風が通過する表面積が増大するので熱交換を効率良く達成できる。炉内Ａの温度は助燃バーナ５を用いれば例えば８００〜８５０℃程度に調整が容易である。
図３に示す下端湾曲面を有する案内羽根７ａ′、７ｂ′、７ｃ′、７ｄ′を用いた場合には、被処理物Ｗ２〜Ｗ５は鋤返し方向Ｓに移動し、この鋤返し作用により更に乾燥、焼却を効率よく遂行できる。
【００１０】
一方冷却空気取入口１２ａ、１２ａから撹拌軸２ａ、２ｂ内に送られて来た冷却空気は、冷却空気吹出口１１より回転方向Ｘと逆向きの冷却空気吹出方向Ｙに水平から下方に向けて分散して炉内Ａに放出され、これにより炉内Ａのガス流に旋回流を起こさせ、被処理物の燃焼熱を炉壁方向へ流すことにより未乾燥処理物に吹付けることにより、燃焼熱が乾燥に有効に作用し、被処理物の乾燥、焼却が促進される。従来技術では、燃焼空気吹出口よりの燃焼空気吹出方向は、垂直下向き方向に放出されていたが、垂直下向き方向では被処理物に集中的に空気が当たり、局部燃焼を起こしその部分が高温となり部分的にクリンカー状に固化し、案内羽根に引掛かったり、炉内での完全燃焼が困難で炉内の閉塞が起こりやすかったが、廃棄物焼却炉１ではこの課題は解消可能である。又、ここで燃焼空気取入口１２ａ、１２ａから送られて来た燃焼空気により撹拌軸２及び案内羽根７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの温度上昇を防止できる。
最終的に灰排出口１０の直近の外側に達し次第に滞積した乾燥、焼却済の被処理物は、灰排出口１０周囲に突設された縁部を乗越えて灰排出口１０より炉内Ａの外へ排出され、図示省略した別工程の灰処理装置へ送られる。
燃焼後の排ガスは排ガス排出口１６より排ガス排出方向Ｒに排出され、図示省略した別工程の排ガス処理装置へ送られる。
【００１１】
スクリュー投入機９を用いる場合は、供給配管１３ａに被処理物供給方向Ｐに被処理物を例えば供給ポンプにより供給し、一旦絞り管１３ｂで絞込んだ後、円筒状樋９ａ上部で放出膨張せしめ、例えば３０〜２００ｒｐｍの高速回転しているスクリュー９ｂの羽根によって被処理物を拳程度の小塊状に切断しつつ炉内Ａへ被処理物落下方向Ｑに落下させる。
スクリュー投入機９は、粘着性の被処理物を供給ポンプにより直接炉内Ａへ供給した場合には、連続状態に繋がって落下しやすく、かかる被処理物を小塊状とするのに特に効果的である。又スクリュー９ｂを縦型としたことにより、切断された被処理物が相互に再合体するのを防止するのに有効である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の廃棄物焼却炉によれば、都市下水或いは工場排水等の高水分汚泥の脱水ケーキ等の被処理物を燃焼中に部分的にクリンカー状に固化することもなく、炉内での完全燃焼が可能で炉内の閉塞を招来することもなく、効率的に乾燥し燃焼を促進することのできる。
又、スクリュー投入機を付加することにより、粘着性の被処理物が連続状態に繋がって落下することなく小塊状に切断でき、炉内でのより効率的な乾燥及び燃焼が可能である。
更に、下端湾曲面を有する案内羽根を用いた場合には、被処理物は強力な鋤返し作用を受けることができ、尚一層乾燥、焼却を効率よく遂行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物焼却炉の一例の全体を示す一部縦断面図である。
【図２】図１の廃棄物焼却炉の回転炉床部をＢ・Ｂ方向に視た概略平面図である。
【図３】本発明の廃棄物焼却炉の案内羽根の他例を示す概略側面図である。
【図４】図１、２の廃棄物焼却炉の撹拌軸部の概略説明図である。
【図５】図１、２の廃棄物焼却炉の撹拌鎖部の概略側面図である。
【図６】図１、２の廃棄物焼却炉のスクリュー投入機を示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１  廃棄物焼却炉
２、２ａ、２ｂ  撹拌軸
３  回転炉床
４  焼却炉本体
５  助燃バーナ
６、１５  駆動機
７ａ〜７ｅ、７ａ′〜７ｄ′  案内羽根
８  撹拌鎖
９  スクリュー投入機
９ａ  樋
９ｂ  スクリュー
９ｃ  被処理物取入口
１０  灰排出口
１１  燃焼空気吹出口
１２ａ、１２ｂ  燃焼空気取入口
１３  被処理物供給配管
１３ａ  導入配管
１３ｂ  絞り管
１６  排ガス排出口
１７  架台
１８  フレーム
Ａ  炉内
Ｏ  回転中心
Ｐ  被処理物供給方向
Ｑ  被処理物落下方向
Ｒ  排ガス排出方向
Ｓ  鋤返し方向
Ｘ  回転炉床回転方向
Ｙ  燃焼空気吹出方向
Ｚ  被処理物炉内移動方向
Ｗ１〜Ｗ５  被処理物
【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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【図６】
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