(57)【要約】【課題】高温でも低温でも焼却が可能な、コンパクトでランニングコストが安い一般に普及可能な焼却炉を提供することが好ましい。【解決手段】焼却炉は、内側に燃焼室を有する筐体部と、筐体部の内側に設置され、燃焼室で生じた熱気を冷却する冷却部と、冷却部で冷却された熱気を筐体部の外側に排出する排出ルートを形成する排出部と、排出ルートに設置され、燃焼室で生じた熱気に含まれる有害物質を触媒作用によって除去して熱気を浄化する第１浄化部とを備えているものであることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に燃焼室を有する筐体部と、
前記筐体部の内側に設置され、前記燃焼室で生じた熱気を冷却する冷却部と、
前記冷却部で冷却された熱気を前記筐体部の外側に排出する排出ルートを形成する排出部と、
前記排出ルートに設置され、前記燃焼室で生じた熱気に含まれる有害物質を触媒作用によって除去して熱気を浄化する第１浄化部と
を備える焼却炉。
【請求項２】
請求項１に記載の焼却炉において、
前記冷却部は、
熱気を通過させる複数の通過孔と、
前記通過孔の周囲に冷媒を流す流通部と
を有し、
前記通過孔を流れる熱気と前記流通部を流れる冷媒との間で行われる熱交換により熱気を冷却する焼却炉。
【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、
前記排出部は、
前記排出ルートとして第１排出ルート及び第２排出ルートを形成し、前記排出ルートを切り替える切替部を有し、
前記第１浄化部は、
前記切替部よりも下流側の前記第１排出ルートに設置されている焼却炉。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼却炉において、
熱気に含まれる液体を結露させ、結露した液体を外部に排出することにより、熱気に含まれる有害物質を除去して熱気を浄化する第２浄化部を備える焼却炉。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼却炉において、
前記燃焼室に燃焼対象物を投入するための投入口の近傍に、前記投入口を開けたときに前記燃焼室から前記投入口に向かう炎の移動ルート上に設置された保持部を備える焼却炉。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の焼却炉において、
前記排出部は、
前記冷却部の下流側に形成された下流側空間に設けられた爆発防止弁を備えることを特徴とする焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却炉には、低温焼却用の焼却炉と、高温（例えば８００℃以上）焼却用の焼却炉がある。
低温焼却用の焼却炉には、ダイオキシン等の有害物質の除去に用いられる触媒が備えられている。低温焼却を行う場合、焼却時に排出される熱気にダイオキシン等の有害物質が含まれるため、この有害物質を除去するためである。
【０００３】
高温焼却用の焼却炉には、上述の触媒は備えられていない。高温焼却を行う場合、ダイオキシン等の有害物質は熱で分解されるためである。ただし、高温焼却用の焼却炉は、燃焼室の温度を上げるために多くの化石燃料を必要とするので、低温焼却用の焼却炉に比べてランニングコストが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
焼却炉は、一般に普及させようとした場合、高温焼却が可能であるとともに、ランニングコストを抑えるため、低温焼却も可能であることが望まれる。また、焼却炉は、一般に普及させようとした場合、設置場所の確保が困難であることが多いので、コンパクトであることが望まれる。そのため、焼却炉は、一般に普及させようとした場合、高温焼却が行われる燃焼室の近くに、低温焼却で用いられる上記の触媒が設置されることとなる。
【０００５】
しかし、触媒は、高温にさらされると破壊されたり触媒の機能を失ったりする可能性があるので、焼却炉は、一般に普及させることが難しかった。
本発明の一局面では、高温でも低温でも焼却が可能な、コンパクトでランニングコストが安い一般に普及可能な焼却炉を提供することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面の焼却炉は、内側に燃焼室を有する筐体部と、前記筐体部の内側に設置され、前記燃焼室で生じた熱気を冷却する冷却部と、前記冷却部で冷却された熱気を前記筐体部の外側に排出する排出ルートを形成する排出部と、前記排出ルートに設置され、前記燃焼室で生じた熱気に含まれる有害物質を触媒作用によって除去して熱気を浄化する第１浄化部とを備えることが好ましい。
【０００７】
このようにすると、高温焼却がなされても、燃焼室から排出される熱気（煙を含む）の温度が冷却部によって下げられるので、第１浄化部が、高温にさらされることが抑制され、破壊されたり触媒の機能を失ったりする可能性が低くなる。
【０００８】
すなわち、この焼却炉は、高温焼却も低温焼却もできるので、ランニングコストを抑えることができる。また、この焼却炉は、触媒を燃焼室の近くに設置することができるので、コンパクト化が可能である。
【０００９】
したがって、この焼却炉は、一般に広く普及させることができる。
次に、冷却部は、熱気を通過させる複数の通過孔と、通過孔の周囲に冷媒を流す流通部とを有し、通過孔を流れる熱気と空洞部を流れる冷媒との間で行われる熱交換により熱気を冷却するものでもよい。これによると、冷媒の流速や温度を調整することで、熱気の温度にあわせて、熱気を冷却することができる。
【００１０】
次に、排出部は、排出ルートとして第１排出ルート及び第２排出ルートを形成し、排出ルートを切り替える切替部を有してもよい。第１浄化部は、切替部よりも下流側の第１排出ルートに設置されていてもよい。
【００１１】
このようにすると、高温焼却時に発生する熱気の熱が、第１浄化部に届きにくくなるので、第１浄化部が、高温にさらされることがさらに抑制され、破壊されたり触媒の機能を失ったりする可能性がさらに低くなる。
【００１２】
次に、焼却炉は、熱気に含まれる液体を結露させ、結露した液体を外部に排出することにより、熱気に含まれる有害物質を除去して熱気を浄化する第２浄化部を備えてもよい。
このようにすると、第２浄化部では、結露した液体に塩素などが含まれるので、第１浄化部の劣化を防止できる。
【００１３】
次に、焼却炉は、燃焼室に燃焼対象物を投入するための投入口の近傍に、投入口を開けたときに燃焼室から前記投入口に向かう炎の移動ルート上に設置された保持部を備えてもよい。
【００１４】
このようにすると、投入口を開けたときに、投入口から炎が吹き出すことを抑制することができるので、焼却対象物を燃焼室に安全に投入できる。
次に、排出部は、冷却部の下流側に形成された下流側空間に設けられた爆発防止弁を備えてもよい。
【００１５】
燃焼室へ焼却対象物を投入したときなどに、燃焼室に空気が急に流入することによって、燃焼室の圧力が急激に上昇することがある。他に、処理物の中にガスボンベや油などが入っていて、燃焼室内の圧力が急に上がることがある。
【００１６】
しかし、この爆発防止弁を備えると、急激に上昇した圧力を逃すことができる。
従って、この爆発防止弁を備えると、焼却炉は、燃焼室が急激に上昇した圧力によって損傷することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の焼却炉の模式図である。
【図２】図２Ａは、燃焼室内の平面図である。図２Ｂは、触媒の模式図である。図２Ｃは、冷却部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の焼却炉１は、本体部２と、補助部９とを備えている。
本体部２は、筐体部３と、冷却部４と、排出部５と、第１浄化部６と、第２浄化部７と、回収部８とを主に備えている。
【００１９】
筐体部３は、円筒形状に形成されており、円筒の軸方向と重力方向とが一致するように地面に対して垂直に立てられている。また、筐体部３は、脚部３０を有しており、地面から所定高さ浮かせて設置される。筐体部３は、軸方向の下端部分が、下方に向かうにしがたって暫時縮径する形状に形成されている。筐体部３のうち縮径した部分を、以下、縮径部３１とよぶ。そして筐体部３の下端には、灰箱３２が設置されている。
【００２０】
筐体部３の内部には、軸方向の中央よりもやや上方寄りに冷却部４が設置されている。この冷却部４が筐体部３内に設置されることにより、冷却部４の下方には、燃焼室３３が形成される。また、冷却部４の上方には、予備空間３４が形成される。
【００２１】
燃焼室３３を形成する部分の筐体部３の壁面には、断熱材３３０が設置されている。また、筐体部３は、燃焼室３３が形成される部分で、一部が開口している。その開口は、燃焼対象物を投入するための投入口３３１であり、投入口３３１には、上方側の投入口３３１の縁部を支点に燃焼室３３内に向かって回動する蓋部３３２が設置されている。この蓋部３３２は、通常は投入口３３１を閉じているが、燃焼対象物が投入口３３１から投入されると燃焼対象物に押されて投入口３３１を開き、燃焼対象物が燃焼室３３内に投入される。また、投入口３３１の下方側の縁部には、燃焼室３３側に向かって突き出した保持部３３３が設けられている。投入口３３１から燃焼対象物が投入されて、蓋部３３２が開くとき、炎は、蓋部３３２の下辺が移動する移動空間を介して、燃焼室３３から投入口３３１に向かう。このとき、炎が、蓋部３３２の下辺が移動する移動空間通って移動するルートを移動ルートと呼ぶ。保持部３３３は、上記のように投入口３３１の縁部に設置されることにより、この移動ルート上に設置されることとなる。この保持部３３３を備えるため、焼却炉１は、投入口３３１を開けたときに、投入口３３１から炎が吹き出すことを抑制することができるので、焼却対象物を燃焼室３３に安全に投入できる。
【００２２】
燃焼室３３には、他に、図２Ａに示すように、２つのバーナ３３４、２つのファン３３５、及び４つの磁気ファン３３６（図１参照）を備えている。また、燃焼室３３は、縮径部３１との境界部分にサナ３３７が設置されている。燃焼対象物が燃焼室３３内で燃焼して灰になると、サナ３３７を介して燃焼室３３から縮径部３１側に灰が落ち、灰は、灰箱３２内に溜められる。バーナ３３４及びファン３３５は、サナ３３７が設置された部分の上方側であって、サナ３３７の近傍で、バーナ３３４、ファン３３５、バーナ３３４、及びファン３３５の順番で、筐体部３の軸周りに等間隔で配置される。焼却炉１では、これらバーナ３３４及びファン３３５が筐体部３の軸周りに燃焼室３３内の空気を回転させる。このように空気を回転させると、燃焼室３３内の炎も回転する。焼却炉１は、炎の回転によって、少ない燃料で燃焼対象物を燃焼することができる。また、図１に示すように、４つの磁気ファン３３６は、サナ３３７の下方側すなわち縮径部３１側に、筐体部３の軸周りに等間隔で配置される。磁気ファン３３６は、燃焼室３３の熱によって、磁石の磁力が失われる可能性があるため、サナ３３７を介して燃焼室３３の熱を避けつつ、イオン化した空気を燃焼室３３内に吹き入れることが出来る位置に設置されている。
【００２３】
冷却部４は、燃焼室３３で生じた熱気を冷却する機能を有しており、熱気を通過させる複数の通過孔４０と、通過孔４０の周囲に冷媒を流す流通部４１とを有している。冷却部４は、通過孔４０を流れる熱気と流通部４１を流れる冷媒との間で行われる熱交換により熱気を冷却する。この冷却部４は、図２Ｃに示すように、ハニカム形状に形成されており、各通過孔４０に熱気を通して、熱気を冷却する。
【００２４】
第２浄化部７は、中心部に孔が開いたドーナツ形状に形成されており、冷却部４の通過孔４０のうち、軸中心部分の数個の通過孔４０を除き他の通過孔４０の上方を塞ように、筐体部３内に設置されている。本実施形態では、第２浄化部７と冷却部４とは、一体に形成されており、冷却部４内を流れる冷媒が第２浄化部７にも流れるように構成されている。第２浄化部７は、熱交換により熱気に含まれる水分を結露させ、その結露した水分を、回収部８に送る。
【００２５】
予備空間３４は、第２浄化部７の上方に形成される空間である。予備空間３４には、排出部５が形成する２つの排出ルートの開口と、爆発防止弁３４０が設置される。燃焼室３３へ焼却対象物を投入したときなどに、燃焼室３３に空気が急に流入することによって、燃焼室３３圧力が急激に上昇することがある。爆発防止弁３４０は、この急激に上昇した圧力を逃すために用いられる。この爆発防止弁３４０を備えると、焼却炉１は、燃焼室３３が急激に上昇した圧力によって損傷することを抑制することができる。
【００２６】
第１浄化部６は、燃焼室３３で生じた熱気に含まれる有害物質のうち、主にダイオキシンを触媒作用によって除去するものである。この第１浄化部６は、図２Ｂに示すように、筐体６０内に５つの層が形成されている。これら５つの層は、上から、触媒層６１、石灰層６２、ヒータ層６３、触媒層６４、ヒータ層６５である。ヒータ層６３及びヒータ層６５は、予備空間３４から送られてくる熱気の温度が低いときに触媒層６１及び触媒層６４を暖め触媒作用の活性を図るため、電熱線等で主に形成されている。予備空間３４から送られている熱気は、ヒータ層６５から順に上層に向かって第１浄化部６内を通過して、触媒層６１を通過した後、後述する排気ファン５５側に送られる。
【００２７】
排出部５は、図１に示すように、予備空間３４で開口する２つの開口から外部空間に、燃焼室３３で発生した熱気を送り出すもので、２つの排出ルートを形成している。この排出部５は、これら２つの排出ルートを形成するパイプを主に備えている。２つの排出ルートのうち、第１排出ルートＲ１は、低温焼却時に熱気が通るルートであり、第２排出ルートＲ２は、高温焼却時に熱気が通るルートである。また、第１排出ルートＲ１が予備空間３４に対して開口する部分には、その開口を開閉するダンパ５０が設置されている。また、第２排出ルートＲ２が予備空間３４に対して開口する部分には、その開口を開閉するダンパ５１が設置されている。また、第１排出ルートＲ１には、ダンパ５０の下流側に上述した第１浄化部６が設置されており、さらに下流側には排気ファン５５が設置され、さらに下流側にはダンパ５２が設置されている。第１排出ルートＲ１と第２排出ルートＲ２は、ダンパ５２よりも下流側で合流し、煙突５９に達している。本実施形態では、低温焼却のときはダンパ５１が閉じられ、熱気が第１排出ルートＲ１を通り、高温焼却のときはダンパ５０，５２が閉じられ、熱気が第２排出ルートＲ２を通る。尚、これらダンパ５１、５１、５２が、本発明の切替部に相当する。
【００２８】
回収部８は、第２浄化部７で結露した液体を外部に排出しても安全な状態に浄化するものであり、石灰フィルタ８０と、貯留箱８１と、結露した液体を第２浄化部７から石灰フィルタ８０を介して貯留箱８１に導くパイプ８２とで構成されている。またパイプ８２は、第２排出ルートＲ２を構成するパイプにも接続されている。この回収部８は、第２浄化部７が熱気に含まれる液体を結露させると、パイプ８２に導かれて石灰フィルタ８０に送られる。そして、その結露した液体には塩素が含まれるので、石灰フィルタ８０が、その塩素を含む液体を石灰フィルタで無害化し、その無害化した液体は貯留箱８１に貯留される。貯留箱８１に貯留された液体は、一定量溜まった後、外部に排気される。
【００２９】
補助部９は、焼却対象物を貯留するとともに、投入口３３１から投入するための装置であるが、詳細については省略する。
以上説明した焼却炉１の特徴的な作用効果について説明する。
【００３０】
本実施形態の焼却炉１は、高温焼却がなされても、燃焼室３３から排出される熱気の温度が冷却部４によって下げられるので、第１浄化部６が、高温にさらされることが抑制され、破壊されたり触媒の機能を失ったりする可能性が低くなる。また、本実施形態の焼却炉１は、ダンパ５０、５２を閉じることで、高温焼却時に発生する熱気の熱が、第１浄化部６に届きにくくなるので、第１浄化部６が、高温にさらされることが抑制され、破壊されたり触媒の機能を失ったりする可能性が低くなる。
【００３１】
したがって、この焼却炉１は、高温焼却も低温焼却も可能であるため、ランニングコストが抑えられ、また、触媒を燃焼室の近くに設置することもできるため、コンパクト化が可能であるので、一般に広く普及させることができる。
【００３２】
また、冷却部４は、冷媒の流速や温度を調整することで、熱気の温度にあわせて、熱気を冷却することができる。
次に、焼却炉１、第２浄化部７において、熱気に含まれる液体を結露させ、結露した液体を外部に排出することにより、熱気に含まれる有害物質を除去して熱気を浄化しているので、第２浄化部７のさらに下流側にある第１浄化部６の劣化を防止できる。したがって、第１浄化部６は、損傷を受けにくくなるので、低温焼却時の熱気の浄化を長期間にわたって行うことができる。
【００３３】
尚、本実施形態では、冷却部４が熱交換によって熱気を冷却しており、冷温冷却の場合でも、４００℃〜５００℃程度で燃焼することが多いので、冷媒は相当程度の温度に暖められる。そのため、暖まった冷媒については、暖房その他の用途に用いることもできる。高温焼却時（８００℃以上）のときは、さらに高い温度の冷媒を利用できる。
［他の実施形態］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００３４】
（１）上記実施形態では、石灰フィルタ８０を備える回収部８を例示したが、石灰フィルタ８０は、貝殻からなるフィルタでもよく、結露した液体に含まれる有害物質、例えば、塩素を浄化できるものであればどのようなものでもよい。最大の特徴は、高温処理でも低温処理でも出来る事と、排熱で熱交換を極めて高く出来る。又、ダンパを調整することで炭化することも可能である。
【００３５】
（２）上記実施形態の焼却炉１は、２つの温度計３３９，３４９を備えていてもよい。この場合、一つの温度計３３９は、燃焼室３３内に検温部が配置されるように設置され、一つの温度計３４９は、予備空間３４内に検温部が配置されるように設置されていてもよい。尚、温度計３３９は、燃焼室３３内のうち冷却部４に近い位置に高さに設置されていてもよい。
【００３６】
また、焼却炉１は、ダンパ５０、５１、５２を開閉する図示しない開閉装置を備えており、制御装置は、温度計３３９，３４９で検出した温度に基づいてダンパ５０，５１，５２を開閉する制御を行うとともに、排気ファン５５のオンオフ制御を行うようにしてもよい。
【００３７】
具体的には、制御装置は、温度計３３９が８００℃以下を検温し、温度計３４９が７００℃以下を検温した場合、ダンパ５１を閉じ、ダンパ５０、５２を開いてファン５５を駆動する制御を実行するようにしてもよい。また、制御装置は、温度計３３９が８００℃以上を検温した場合、ダンパ５１を開き、ダンパ５０、５２を閉じてファン５５を停止させる制御を実行するようにしてもよい。また、制御装置は、温度計３３９が８００℃以下を検温した場合でも、温度計３４９が７００℃以上を検温した場合も、ダンパ５１を開き、ダンパ５０、５２を閉じてファン５５を停止させる制御を実行するようにしてもよい。
【００３８】
（３）上記実施形態の焼却炉１は、図１において、第１排出ルートＲ１と第２排出ルートＲ２とが合流する地点から煙突５９までのルートが短く記載されているが、長くてもよい。第１排出ルートＲ１と第２排出ルートＲ２とが合流する地点から煙突５９までのルート上にファンを設置し、焼却炉１内の空気を引き込むようにしてもよい。
【００３９】
（４）上記実施形態の焼却炉１は、爆発防止弁３４０を本体部２の側面に備えているが、本体部２の上面に備えてもよい。
（５）上記実施形態の焼却炉１は、第２浄化部７を備えていたが、これを備えていなくてもよい。この場合、図１において、第２浄化部７を備えている位置まで、冷却部４が延伸されていてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…焼却炉、２…本体部、３…筐体部、４…冷却部、５…排出部、６…第１浄化部、
７…第２浄化部、８…回収部、９…補助部、３０…脚部、３１…縮径部、３２…灰箱、
３３…燃焼室、３４…予備空間、４０…通過孔、４１…流通部、５０…ダンパ、
５１…ダンパ、５２…ダンパ、５５…排気ファン、５９…煙突、６０…筐体、
６１…触媒層、６２…石灰層、６３…ヒータ層、６４…触媒層、６５…ヒータ層、
８０…石灰フィルタ、８１…貯留箱、８２…パイプ、３３０…断熱材、
３３１…投入口、３３２…蓋部、３３３…保持部、３３４…バーナ、３３５…ファン、
３３６…磁気ファン、３３７…サナ、３４０…爆発防止弁、３３９…温度計、
３４９…温度計、Ｒ１…第１排出ルート、Ｒ２…第２排出ルート。
【図１】
2016200352.tif 000003
【図２】
2016200352.tif 000004