(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉内を多孔内壁で区画することにより底面から立ち上がる燃焼室を設け、焼却炉の外壁と上記内壁との間に焼却物を投入する焼却物収容空間を形成した焼却炉であって、
上記燃焼室の上部に設けられ、上記外壁の上部を貫通して外気に連通する煙突と、
上記燃焼室の下方に設けられて、上記内壁の孔部から燃焼室内側へ落下する燃焼残滓を収容する残滓室と、
上記外壁の側部ないし底部を囲むようにして設けられた空気加熱室と、
上記焼却物収容空間の上部から上記空気加熱室に連通し、上記焼却物収容空間内で発生したガスを上記空気加熱室に導く給気路とを備え、
上記空気加熱室を介して上記燃焼室に燃焼空気を供給するように構成した、焼却炉。
【請求項２】
上記空気加熱室の外周部に、外気を導入する外気採り入れ口を設けた、請求項１に記載の焼却炉。
【請求項３】
煙突の中間部ないし上部を囲むようにして円筒状の外気採り入れ口を設ける一方、上記外気採り入れ口から、上記空気加熱室に連通する給気路を設けた請求項１又は請求項２のいずれかに記載の焼却炉。
【請求項４】
上記外気採り入れ口又は上記給気路の途中に送風機を設けた、請求項１から請求項３のいずれかに記載の焼却炉。
【請求項５】
焼却炉内を多孔内壁で区画することにより底面から立ち上がる燃焼室を設け、焼却炉の外壁と上記内壁との間に焼却物を投入する焼却物収容空間を形成するとともに、上記燃焼室の上方に、上記外壁の上部を貫通して外気に連通する１次煙突を設けた焼却炉であって、
上記１次煙突の上下方向中間部から上方に向けて、上記１次煙突外面を囲むようにして筒状壁面を設けることにより上記１次煙突外周部に筒状空間を形成し、この筒状空間内で冷却水を流動させるように構成するとともに、
上記筒状壁面を上記１次煙突の上方に延長して２次煙突を形成し、この２次煙突内面に冷却水噴射ノズルを設置し、
上記筒状空間を２次煙突内側へ開口させて、２次煙突内面を伝い落ちる噴射水及び凝縮水を上記筒状空間に回収するように構成した、焼却炉。
【請求項６】
焼却炉内を多孔内壁で区画することにより底面から立ち上がる燃焼室を設け、焼却炉の外壁と上記内壁との間に焼却物を投入する焼却物収容空間を形成するとともに、上記燃焼室の上方に、上記外壁の上部を貫通して外気に連通する煙突を設けた焼却炉であって、上記煙突を上記燃焼室内に突入させるとともに、この突入部分の外面を囲むようにして筒状の空気吹き込み空間を形成し、上記焼却物収容空間又は／及び焼却炉外から燃焼空気を燃焼室内に吹き込むように構成した、焼却炉。
【請求項７】
上記焼却物収容空間で発生する不完全燃焼ガスを燃焼空気とともに上記空気吹き込み空間から上記燃焼室に吹き込むように構成した、請求項６に記載の焼却炉。
【請求項８】
上記燃焼室に吹き込まれる燃焼空気が上記内壁内面に沿って流下するように、上記空気吹き込み空間の出口近傍に吹き込み方向調節手段を設けた、請求項６又は請求項７のいずれかに記載の焼却炉。
【請求項９】
上記吹き込み方向調節手段を、燃焼室内に吹き込まれる燃焼空気が上記燃焼室内面に沿って回転するように構成した、請求項８に記載の焼却炉。
【請求項１０】
上記突入部分の下端部に燃焼を促進する燃焼促進部材を設けた、請求項６から請求項９のいずれかに記載の焼却炉。
【請求項１１】
上記燃焼室の下方に、燃焼室に向けて火炎又は燃料を吹き込むバーナーを設けた、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、焼却炉に関し、詳しくは、焼却物を高温で完全燃焼させるとともに煙突からの排気温度を低下させて、ダイオキシン等の有害物質の発生を防止できるとともに、高温燃焼による焼却炉の損傷を防止できる焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農家や学校等で従来から使用されてきた小型焼却炉は、燃焼温度が低く不完全燃焼ガスを排出しやすい。また、ダイオキシン対策も施しにくいことから、使用が制限されることが多くなっている。このため、ダイオキシンが発生することなく、さらに塵芥等の排出をも低減できる小型焼却炉の開発が望まれている。
【０００３】
上記問題を解決する目的で、たとえば、実用新案登録第２５５０５７２号公報に記載されているような小型焼却炉が提案されている。この焼却炉は、底部ロストル及び垂直ロストルを設けるとともに、上記垂直ロストル上方に再々燃焼室を設け、不完全燃焼ガスを充分に燃焼させて有害ガス等が発生しないように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
焼却炉においてダイオキシンを発生させない条件として、燃焼温度、燃焼時間、攪拌条件が重要な要素となる。平成９年１月の「ゴミ処理に係るダイオキシン類発生防止等ガイドライン」では、燃焼温度８５０℃以上（９００℃以上が望ましい）、滞留時間２秒以上、かつ炉形状や２次燃焼空気等の供給方法を考慮することにより、効果的な燃焼ガスの攪拌を行い、完全燃焼を達成することが要求されている。
【０００５】
しかしながら、上記公報に記載されているような従来の小型焼却炉では、ロストル内の温度を８５０℃以上に保持することができても、燃焼室全体の温度を８５０℃以上にすることは困難である。すなわち、焼却物を収容した空間側では低温での燃焼が起こり、不完全燃焼したガスが炉内に充満して焼却物投入口近傍から炉外に漏れ出ることも多い。
【０００６】
また、垂直ロストル内で燃焼させられるガス等は、ロストル下方から供給される２次燃焼空気によって燃焼させられるが、２次燃焼空気をロストル下方に設けた外気採り入れ口から直接導入してそのまま垂直ロストルないし底部ロストル内に供給するため、上記ロストル近傍の温度を大幅に低下させる。このため、上記温度に達しない部分も生じるものと推測される。
【０００７】
さらに、２次燃焼空気は、垂直ロストル内の燃焼によって生じる上昇気流によって炉内に導入されて、垂直ロストルないし煙突に導かれるため、２次燃焼空気と不完全燃焼に係るガスとが充分に混合されているとは考えにくい。
【０００８】
一方、高温の焼却排気ガスを大気に放出する場合、ばいじん中の金属が触媒となり、空気中の有機物からダイオキシンが合成されるデノボ合成が生じるとされている。このデボノ合成は、３００℃付近で最も生じやすいとされている。したがって、小型焼却炉ではロストル近傍の燃焼温度を高く維持するとともに、煙突から排出される排気ガスの温度を上記温度より大きく低下させる必要がある。
【０００９】
上記公報に記載されている焼却炉においては、煙突の下端部に再々燃焼室を設けて煙突内でも燃焼を促進しているため、その分排気温度が高くなる。したがって、上記デノボ合成も生じやすい。一方、焼却物収容空間内には、不完全燃焼ガスや悪臭ガスが充満することが多い。しかも、焼却物の燃焼は、上記内壁の近傍で生じるため、煙や不完全燃焼ガスが焼却物収容空間に充満した場合、炉外に漏れ出る恐れがある。
【００１０】
本願発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、上記従来の問題を解決し、炉内において燃焼温度を高めることにより焼却物を完全燃焼させてダイオキシンの発生を防止できるばかりでなく、煙突からの排気温度を低減させることにより、ダイオキシンのデノボ合成を抑制でき、さらに、炉内で発生したガスを完全燃焼させるとともに炉外に漏れ出るのを防止できる焼却炉を提供することをその課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本願の請求項１に記載した発明は、焼却炉内を多孔内壁で区画することにより底面から立ち上がる燃焼室を設け、焼却炉の外壁と上記内壁との間に焼却物を投入する焼却物収容空間を形成した焼却炉であって、上記燃焼室の上部に設けられ、上記外壁の上部を貫通して外気に連通する煙突と、上記燃焼室の下方に設けられて、上記内壁の孔部から燃焼室内側へ落下する燃焼残滓を収容する残滓室と、上記外壁の側部ないし底部を囲むようにして設けられた空気加熱室と、上記焼却物収容空間の上部から上記空気加熱室に連通し、上記焼却物収容空間内で発生したガスを上記空気加熱室に導く給気路とを備え、上記空気加熱室を介して上記燃焼室に燃焼空気を供給するように構成したものである。
【００１３】
上記内壁の形状は特に限定されることはなく、円筒形、円錐台形状のみならず、鉛直方向断面が台形状をした横長状の形態に形成することもできる。また、内壁の材質も限定されることはなく、鉄、ステンレス、セラミック等の材料を採用できる。
【００１４】
内壁の形成手段も特に限定されることはない。板材に多数の孔を形成したものを組合せ、あるいは曲折して形成することもできる。また、線状あるいは棒状の材料を組み合わせて内壁を形成してもよい。上記孔の形状も限定されることはなく、円形、矩形等種々の形状を採用できる。
【００１５】
上記燃焼室は底部中央から炉の内部空間の中間部まで立ち上がるように形成される。焼却物は焼却炉の外壁と上記内壁との間に形成される焼却物収容空間に投入され、燃焼は主として上記内壁の近傍で生じる。また、燃焼残滓は上記孔から順次燃焼室の内側へ落下する。
【００１６】
本願発明においては、底部火格子（ロストル）は設けておらず、燃焼残滓は上記内壁部の孔を介して上記残滓室に集積されるように構成している。これにより、燃焼領域を限定して高温になる部分を焼却炉の中心部に集中させ、焼却物の燃焼温度にばらつきが生じるのを防止している。また、底部に火格子を設けていないため、不完全燃焼物が残滓室に落下して積層することがなく、燃焼残滓に有害物が含まれることをも防止できる。
【００１７】
燃焼領域を集中させることにより、焼却物が高温に保持される時間を長くして焼却物を完全燃焼させることができるとともに、ダイオキシン等の有害物質の生成を防止できる。
【００１８】
さらに、本願発明では、上記焼却炉外壁の側部ないし底部を囲むようにして空気加熱室を設け、この空気加熱室を介して上記燃焼室に燃焼空気を供給するように構成している。
【００１９】
上記空気加熱室を設けることにより、燃焼室に導入される燃焼空気の温度を高めて、燃焼室内の温度を大幅に高めることができる。また、燃焼室内での温度のばらつきが少なくなり燃焼効率も高まり、さらにダイオキシン等の有害物質、不完全燃焼ガス等の発生を抑制できる。
【００２０】
一方、焼却炉外壁の側部ないし底部の温度を低下させることができる。これにより、燃焼温度を高めつつ、焼却炉の熱による損傷を防止して寿命を延ばすことも可能となる。
【００２１】
上記空気加熱室の形態も特に限定されることはない。たとえば、焼却炉の外壁を囲むように仕切り壁を設けることにより形成することができる。
【００２２】
さらに、本願発明では、上記焼却物収容空間の上部から上記空気加熱室に連通し、上記焼却物収容空間内で発生したガスを上記空気加熱室に導く給気路を設けている。焼却物収容空間内には、不完全燃焼ガスや悪臭ガスが充満することが多い。本願発明では、これら不完全燃焼ガスや悪臭ガスを燃焼室に導いて燃焼させるものである。また、上記ガスの流動及び燃焼を円滑に行うため、上記焼却物収容空間の外壁に外気採り入れ口を設け、焼却物収容空間に燃焼空気を採り入れるとともに、この燃焼空気と上記ガスとを混合して、燃焼室に送り込むこともできる。
【００２３】
焼却物の燃焼は、上記内壁の近傍で生じるが、煙や不完全燃焼ガスが焼却物収容空間に充満した場合、炉外に漏れ出る恐れがある。本願発明において、上記焼却物収容空間の上記煙や不完全燃焼ガスを燃焼室に導いて完全燃焼させることが可能となる。
【００２４】
また、生ゴミ等の悪臭の発生する焼却物であっても、上記悪臭成分を燃焼室に送り込んで高温で燃焼させることができる。このため、悪臭の発生を有効に防止できる。
【００２５】
上記空気加熱室へ外気を導入するために、たとえば、請求項２に記載した発明のように、外気採り入れ口を上記空気加熱室の外周部に直接設けることができる。また、請求項３に記載した発明のように、他の部分に設けた外気採り入れ口から給気路を介して導入することもできる。
【００２６】
請求項３に記載した発明では、煙突の中間部ないし上部を囲むようにして円筒状の外気採り入れ口を設ける一方、上記外気採り入れ口から、上記空気加熱室に連通する給気路を設けている。
【００２７】
煙突から排出される排気ガスが高温であると、上述したデノボ合成が生じやすい。本願発明では、燃焼室に取り入れる燃焼空気を利用して、煙突の冷却を行うように構成したものである。上記外気採り入れ口を設けることにより、煙突の外面が冷却され、排出される排気ガスの温度を低下させることができる。
【００２８】
一方、上記煙突の周囲は高温になっているため、燃焼室に送り込む燃焼空気を加熱でき、燃焼効率を高めることができる。しかも、上記焼却物収容空間の上部から上記空気加熱室に連通する給気路を共通させることにより、給気路内で不完全ガスと燃焼空気とを充分に攪拌混合し、燃焼室に送り込むことができる。したがって、不完全燃焼ガスを燃焼室内で充分に再燃焼させることが可能となる。
【００２９】
本願発明の請求項４に記載した発明は、上記外気採り入れ口ないし上記給気路の途中に送風機を設けたものである。
【００３０】
送風機を設けることにより、燃焼に必要な燃焼空気を燃焼室に確実に送り込むことができる。また、不完全燃焼ガスと燃焼空気とを充分に攪拌混合することができる。
【００３１】
本願の請求項５に記載した発明は、焼却炉内を多孔内壁で区画することにより底面から立ち上がる燃焼室を設け、焼却炉の外壁と上記内壁との間に焼却物を投入する焼却物収容空間を形成するとともに、上記燃焼室の上方に、上記外壁の上部を貫通して外気に連通する１次煙突を設けた焼却炉であって、上記１次煙突の上下方向中間部から上方に向けて、上記１次煙突外面を囲むようにして筒状壁面を設けることにより上記１次煙突外周部に筒状空間を形成し、この筒状空間内で冷却水を流動させるように構成するとともに、上記筒状壁面を上記１次煙突の上方に延長して２次煙突を形成し、この２次煙突内面に冷却水噴射ノズルを設置し、上記筒状空間を２次煙突内側へ開口させて、２次煙突内面を伝い落ちる噴射水及び凝縮水を上記筒状空間に回収するように構成したものである。
【００３２】
焼却炉から排出される排気ガスの温度を低下させるために、煙突の外面に冷却水を流動させるように構成したものである。煙突の外周部が冷却されるため、排気温度を大幅に低下させることができる。
【００３３】
上記冷却水は、別途設けた循環装置によって循環するように構成することもできるし、水道を直結して水道水の送水圧で流動させることもできる。また、焼却炉の排熱を利用した温水器を構成することもできる。
【００３４】
また、本願発明では、上記筒状壁面を上記１次煙突の上方に延長して２次煙突を形成し、この２次煙突内面に冷却水噴射ノズルを設置し、上記筒状空間を２次煙突内側へ開口させて、２次煙突内面を伝い落ちる噴射水及び凝縮水を上記筒状空間に回収するように構成している。
【００３５】
従来から、大型の焼却炉では排気ガスに水を噴射して排気温度を低下させる手法が採られているが、噴射水は蒸発して煙突等から排出されることを前提としている。このため、噴射できる水量が少なくなり、排気温度を充分に低下させることができなかった。
【００３６】
本願発明では、上記２次煙突を形成するとともに、１次煙突との間に形成した筒状空間を介して、蒸発しきれなかった噴射水、２次煙突内面に凝縮した噴射水を効率よく回収することが可能となった。このため、大量の水を煙突内に噴射することが可能となり、排気ガスの排出温度を大幅に低下させることができ、ダイオキシンのデノボ合成を有効に防止できる。
【００３７】
しかも、排気ガスのならず、排気中に含まれる微粒子等の塵芥も有効に回収することが可能となる。また、筒状空間から回収した水を分析して、排気中の有害物質を容易に検出することができ、焼却炉の安全運転に寄与することもできる。
【００３８】
なお、回収した水を、種々の濾過装置を用いて濾過することにより有害物質を除去して排水を無害化できるとともに、再度冷却水あるいは噴射水として利用することもできる。
【００３９】
本願の請求項６に記載した発明は、焼却炉内を多孔内壁で区画することにより底面から立ち上がる燃焼室を設け、焼却炉の外壁と上記内壁との間に焼却物を投入する焼却物収容空間を形成するとともに、上記燃焼室の上方に、上記外壁の上部を貫通して外気に連通する煙突を設けた焼却炉であって、上記煙突を上記燃焼室内に突入させるとともに、この突入部分の外面を囲むようにして筒状の空気吹き込み空間を形成し、上記焼却物収容空間又は／及び焼却炉外から燃焼空気を燃焼室内に吹き込むように構成したものである。
【００４０】
本願発明は、燃焼室に上方から燃焼空気を吹き込むとともに、この燃焼空気を利用して煙突の下端部を冷却するものである。煙突の下端部を冷却できるため、排気温度を効率よく低下させることができる。
【００４１】
一方、燃焼空気を上方から吹き込むことにより、新鮮な燃焼空気が燃焼室の全体に行き渡る。このため、内壁近傍の焼却物を均一に燃焼させることができる。また、内壁の孔部から燃焼室に落下する燃焼残滓を煙突に向けて吹き上げることがなく、燃焼室下方に向けて円滑に落下させることができるため、煙突から排出される塵芥の量も減少する。
【００４２】
燃焼室に吹き込まれる燃焼空気は、焼却炉の上部ない外部に設けた送風機を利用して上記吹き込み空間に送り込むことができる。
【００４３】
さらに、本願の請求項７に記載した発明のように、上記焼却物収容空間で発生する不完全燃焼ガスを燃焼空気とともに上記空気吹き込み空間から上記燃焼室に吹き込むように構成することができる。
【００４４】
焼却炉の最上部から上記空気吹き込み空間に連通する外気採り入れ口を設けることにより、焼却物収容空間に充満する不完全燃焼ガスや焼却物の悪臭を燃焼空気とともに、燃焼室に送りこむことができる。また、不完全燃焼ガスと燃焼空気とを充分に混合して燃焼室に送り込むことができるため、燃焼効率もよい。
【００４５】
また、請求項８に記載した発明のように、上記燃焼室に吹き込まれる燃焼空気が上記内壁内面に沿って流下するように、上記空気吹き込み空間の出口に吹き込み方向調節手段を設けることができる。たとえば、上記煙突の突入部分の下端部に外方へ広がる縁部を形成することにより、煙突の外面に沿って流下する燃焼空気を内壁内面に沿って吹き込むことができる。
【００４６】
さらに、請求項９に記載した発明のように、上記吹き込み方向調節手段を、燃焼室内に吹き込まれる燃焼空気が上記燃焼室の内面に沿って回転するように構成することができる。たとえば、空気吹き込み空間を円筒状に形成するとともに、この空気吹き込み空間の中間部ないし下端部に、流下する吹き込み燃焼空気を回転させる傾斜羽根を取りつけることにより、吹き込まれた燃焼空気が燃焼室内で回転させられる。
【００４７】
本願の請求項１０に記載した発明は、上記突入部分の下端部に燃焼を促進する燃焼促進部材を設けたものである。
【００４８】
上記燃焼促進部材は、燃焼室中央部分に位置するため、高温に熱せられる。
このため、燃焼室内の温度を高温で安定させることができる。また、排気ガスが煙突に流入する前にこの燃焼促進部材近傍を通過するため、排気ガスの燃焼を促進できる。
【００４９】
上記燃焼促進部材の形状は限定されることはなく、燃焼室内に突入する棒状部材を設けることもができる。また、網状部材を設けてもよい。
【００５０】
本願の請求項１１に記載した発明は、上記燃焼室の下方に、燃焼室に向けて火炎又は燃料を吹き込むバーナーを設けたものである。
【００５１】
着火直後、あるいは焼却温度の上昇しにくい焼却物に対応するためのものである。上記バーナーを設けることにより、燃焼室内の温度を高めることができる。バーナーの種類は特に限定されることはなく、たとえば、廃油を吹き込む廃油バーナー等を利用できる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図に基づいて具体的に説明する。
【００５３】
図１に本願発明の第１の実施の形態に係る焼却炉の断面を示す。
【００５４】
焼却炉１は、下方に向かうにつれて断面積が小さくなる略円錐台形状の外観を備え、周囲に設けた複数の支柱２を介して地面に立設されている。
【００５５】
上記焼却炉１は、外観が略円錐台形状の本体外壁３と、上記外壁３の上下方向中間部から下方を囲むように設けられる外周壁４と、上記外壁３の底部５の中央部から立ち上がるようにして設けられる円錐台形状の内壁６と、上記内壁６の上端部から上記外壁３の上部７を貫通して上方に延びる煙突８とを備える。
【００５６】
上記本体外壁３は、鉄板を曲折して形成されており、外壁上部７には焼却物投入口９が設けられている。また、この焼却物投入口９を封鎖するための扉１０が回動可能に取付られている。
【００５７】
上記内壁６は、上記煙突８につながる内側に燃焼室１１を形成するとともに、上記本体外壁３との間に焼却物収容空間１２を分画している。上記内壁６は、多数の円形孔１３を形成した耐熱ステンレス板を曲折して形成されている。上記円形孔１３の大きさは特に限定されることはないが、燃焼残滓を燃焼室１１側に円滑に排出するために、直径１２ｍｍから３０ｍｍに設定するのが好ましい。
【００５８】
上記煙突８は、下端部が炉内に突入させられるとともに、上記燃焼室１１の上端に連結されている。
【００５９】
焼却物は上記焼却物投入口９から焼却物収容空間１２に投入され、上記内壁６の近傍で燃焼させられる。燃焼残滓は、上記内壁６の円形孔１３から燃焼室内部に順次落下し、下方に設けた残滓室１６に堆積する。また、底部５に燃焼室１１に向かう傾斜を付けるとともに、内壁６の下端部に半円状の孔１３ａを設けて、下方の燃焼残滓を残滓室に円滑に落下させるように構成している。一方、上記残滓室１６には、残滓取り出し口１７が設けられており、焼却炉の下方から上記残滓を排出できるように構成している。
【００６０】
本実施の形態では、上記外壁の側部１８ないし底部５を囲むようにして空気加熱室１９を設け、この空気加熱室１９を介して燃焼に必要な燃焼空気を上記燃焼室１１に供給するように構成している。
【００６１】
また、上記外壁上部７に外気採り入れ口２０を設けるとともに、上記焼却物収容空間１２の最上部から、上記空気加熱室１９に連通する給気路２１を設けている。上記給気路２１の途中には、燃焼空気を上記空気加熱室１９に強制的に送り込む送風機２２が設定されている。
【００６２】
上記外気採り入れ口２０には、ダンパー２３ａが設けられており、焼却物収容空間１２内の悪臭等が炉外に漏れ出ないように構成している。
【００６３】
さらに、本実施の形態では、外壁上部７から突出する煙突８の外周に円筒状の外気採り入れ口２４を設け、上記給気路２１に接続している。また、上記外気採り入れ口２４から悪臭等が漏れ出ないように、ダンパー２３ｂを設けている。
【００６４】
上記空気加熱室１９は、外周壁４と上記外壁の側部１８ないし底部５との間を底板１５によって区画して断面略三角状の環状空間を形成することにより構成されている。上記外壁の側部１８ないし底部５は、燃焼室に近くなるほど高い温度に加熱される。このため、上記空気加熱室を流動する燃焼空気は加熱され、燃焼室１１に送り込まれる。したがって、外気を直接燃焼室に取り込む従来の焼却炉に比べて燃焼温度が高くなる。この結果、燃焼室内の温度を９００℃以上に保持することが可能となり、ダイオキシンの発生を防止することが可能となる。
【００６５】
上記空気加熱室１９に導入される燃焼空気は、上記空気加熱室内で外壁の側部ないし底部５に沿って流動しながら下方に誘導され、燃焼空気吹き出し口２５から上記燃焼室１１内に吹き出される。
【００６６】
一方、上記外壁の側部１８ないし底部５は、流動する燃焼空気によって冷却される。このため、高温にさらされるこれら部分における腐食等の進行を緩和することができ、焼却炉の寿命が延びる。また、外壁の温度が低下するため、安全性も高くなる。
【００６７】
また、焼却物収容空間内に生じる不完全燃焼ガスや悪臭を燃焼空気と混合して吸引し、上記空気加熱室１９を介して燃焼室１１に送り込むことができるため、有害ガスや悪臭が炉外に漏れ出ることもない。しかも、燃焼空気を充分に混合して燃焼室に送り込むことができるため、上記不完全燃焼ガス等が完全燃焼させられる。
【００６８】
さらに、本実施の形態では、煙突の外周部に外気採り入れ口２４を設けることにより、吸入する燃焼空気を利用して煙突の周囲を冷却し、煙突８から排出される排気ガスの温度を低下させるように構成している。これにより、排気ガスによるデノボ合成を抑制することが可能となる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、焼却物収容空間１２と煙突８の外周部との双方に外気採り入れ口２０，２４を設けたが、どちらか一方のみを設けることもできる。また、上記空気加熱室１９の側部に直接外気採り入れ口２６を形成することもできる。また、これらの外気採り入れ口２０，２４，２６を、燃焼物等に応じて最適な燃焼条件となるように、組み合わせて使用することもできる。
【００７０】
図２ないし図４に本願発明の第２の実施の形態を示す。なお、本実施の形態に係る外壁３、内壁６等の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００７１】
これらの図に示す焼却炉３１は、１次煙突３２を燃焼室１１内に突入させるとともに、この突入部分の外面を囲むようにして円筒状の空気吹き込み空間３３を形成し、燃焼空気を燃焼室１１の上方から吹き込んで燃焼効率を向上させる一方、１次煙突３２から排出される排気ガスを１次煙突の外周で流動させられる冷却水、及び２次煙突内において噴射される噴射水によって効率よく冷却できるように構成したものである。
【００７２】
図２に示すように、本実施の形態では、外壁上部７の外側に送風機３４を設置するとともに、焼却物収容空間１２の頂部及び／又は焼却炉の外側から燃焼空気を採り入れ、上記空気吹き込み空間３３に供給するように構成している。
【００７３】
上記送風機３４は、上記焼却物収容空間１２に連通する空気吸入口３５と外気に連通する空気吸入口３６の双方を備えており、燃焼条件等に応じて焼却炉の外側及び／又は焼却物収容空間から燃焼空気を吸入することができるように構成している。
【００７４】
上記空気吹き込み空間３３は、燃焼室内に突入する１次煙突３２の周囲を覆うように成形された仕切り壁３７を設けて形成されている。燃焼空気は、１次煙突３２の外周に沿って流下して燃焼室１１に吹き込まれる。このため、煙突３２の外周部を冷却して、排気ガスの温度を低下させることができる。
【００７５】
また、燃焼空気を上方から吹き込むことにより、新鮮な燃焼空気が燃焼室１１の全体に行き渡る。このため、内壁６によって仕切られる燃焼物を均一に燃焼させることができる。また、内壁６の孔１３から燃焼室に落下する燃焼残滓を１次煙突３３に向けて吹き上げることなく、燃焼室下方の残滓室１６に落下させることができるため、排出される塵芥の量も減少する。
【００７６】
しかも、第１の実施の形態と同様に、上記焼却物収容空間１２で発生する不完全燃焼ガス等を燃焼空気とともに上記空気吹き込み空間３３から上記燃焼室１１に吹き込むことができるため、有害ガスや悪臭が炉外に漏れ出ることもない。
【００７７】
実施の形態では、上記燃焼室１１に吹き込まれる燃焼空気が上記内壁６の内面に沿って流下するように、１次煙突３２の下端部を外方にむけてラッパ状に曲折させることにより、吹き込み方向調節手段３８を設けている。この吹き込み方向調節手段３８によって、吹き込まれる燃焼空気が内壁６の孔１３から燃焼物に安定的に供給される。一方、内壁近傍では燃焼空気が下方に向けて流動するため、上記孔１３から燃焼室に入った燃焼残滓を下方に向けて落下させる。したがって、煙突から排出される塵芥の量も減少する。
【００７８】
また、実施の形態では、燃焼室内に突入する１次煙突３２の上下方向中間部から上方に向けて、この１次煙突３２の外面を囲むようにして円筒状壁３９を設けることにより上記煙突３１の外周部に円筒状空間４０を形成し、この円筒状空間４０内に冷却水を流動させるように構成している。
【００７９】
上記円筒状空間４０の下端部に冷却水供給管路４１が接続される一方、上記１次煙突３２の上端部近傍に排出管路４２が接続されている。冷却水は図示しないポンプあるいは水道圧によって上記供給管路４１に供給される。
【００８０】
上記のように、１次煙突３２の基端部を冷却水を用いて冷却することにより、排出ガスの温度を低下させることができる。
【００８１】
さらに、実施の形態では、図３及び図４に示すように、上記筒状壁３９を上記煙突３１の上方に延長して２次煙突４３を形成し、この２次煙突４３の内面に冷却水噴射ノズル４４を設置するとともに、上記円筒状空間４０を２次煙突４３内側へ開口させて、２次煙突４３の内面を伝い落ちる噴射水及び凝縮水ｗを上記円筒状空間４０に回収するように構成している。
【００８２】
上記噴射ノズル４４は、上下方向の離れた２か所の位置において、それぞれ複数設けられており、噴射水供給管路４５がそれぞれ接続された環状の管路４６を介して噴射水が供給される。これにより、２次煙突４３内を流動する排気ガスに冷却水を効率よく噴射することができる。
【００８３】
一方、回収した上記噴射水及び上記冷却水は、図示しない濾過装置等を利用して微粒子等を除去するとともに、再度冷却水あるいは噴射水として利用するように構成している。
【００８４】
上記構成によって、蒸発しきれなかった噴射水、２次煙突４３の内面に凝縮した噴射水を効率よく回収することが可能となった。このため、大量の水を煙突内に噴射することが可能となり、排気ガスの排出温度を大幅に低下させることができ、ダイオキシンのデノボ合成を有効に防止できる。
【００８５】
しかも、排気ガスのならず、排気中に含まれる微粒子等の塵芥も有効に回収することができる。また、円筒状空間４０から回収した水を分析して、排気中の有害物質等を容易に検出することができ、焼却炉の安全運転の指標として利用することもできる。
【００８６】
図５に、本願発明の第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態に係る焼却炉５１においては、ラッパ状の吹き込み方向調節手段３８に加え、空気吹き込み空間３３の下端部に、吹き出される燃焼空気を燃焼室内で回転させる複数の羽根５２を設けたものである。上記羽根５２は傾斜状に設けられており、流下する燃焼空気を内壁６に沿って回転させながら流下させる。これにより、燃焼空気を焼却物に安定的かつ均一に供給して、焼却物の安定した燃焼を実現できる。また、燃焼室内の温度を高い状態で安定させることも可能となった。
【００８７】
また、煙突３２の下端部に排気ガスの燃焼を促進する棒状の燃焼促進部材５３を突出させて設けている。上記燃焼促進部材５３は赤熱する複数の金属棒をラッパ状の出口から中心に向けて斜め下方向に延出させて構成される。これにより、燃焼室内の温度の低下を防止できるとともに、煙突から排出される排気ガスに作用して燃焼をより完全化する。これにより、不完全燃焼ガスが煙突から排出されるのを有効に防止できる。
【００８８】
さらに、上記燃焼室１１の下方に、燃焼室に向けて火炎又は燃料を吹き込む廃油バーナー５４を設けている。上記バーナー５４を設けることにより、着火直後、あるいは焼却温度の上昇しにくい焼却物を燃焼させる場合等に、燃焼温度を上昇させることができる。なお、上記バーナーの種類は特に限定されることはなく、ガソリンバーナを採用することもできる。
【００８９】
本願発明は、上述した実施の形態に限定されることはない。第１の実施の形態では、給気路２１を介して燃焼空気を燃焼室１１に導入したが、空気加熱室１９の外周部に設けた外気採り入れ口のみから導入することもできる。
【００９０】
また、第１の実施の形態において、送風機２２を用いて燃焼空気を供給するように構成したが、焼却物等によっては、送風機を使用することなく燃焼空気を供給することも可能である。
【００９１】
また、図５に示すように、外壁３の側部１８ないし底部５に、焼却物収容空間１２に通じるメンテナンス口５５，５６及び蓋部材５７，５８を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る焼却炉の断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る焼却炉の断面図である。
【図３】図２の要部の拡大図である。
【図４】図２におけるIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】第３の実施の形態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１  焼却炉
３  外壁
５  底部
６  内壁
７  外壁上部
８  煙突
１１  燃焼室
１２  焼却物収容空間
１３  円形孔（孔部）
１６  残滓室
１８  外壁の側部
１９  空気加熱室
２０  外気採り入れ口
２１  給気路
２２  送風機
２４  外気採り入れ口
２６  外気採り入れ口
【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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