(57)【要約】【課題】大気中に有害な物質を排出せずゴミを焼却するとともに、ごみ焼却の熱を用いた発電が可能なゴミ焼却式発電装置を提供する。【解決手段】本発明の装置は、第一焼却炉１と、第二焼却炉６と、蒸気圧管３と、発電機２０と、二酸化炭素処理室３６とを備え、第一焼却炉１がヒーター４４を配置し加熱用の物質や油をゴミに混合することなく、１０００〜１８００度の温度を維持しながらゴミを焼却し、排出される煙が第二焼却炉６で完全焼却されることで有害物質が消失され、さらに二酸化炭素処理室３６において煙中に含まれる二酸化炭素が水に溶かされるとともに、蒸気圧管３内の蒸気圧により発電機２０に配置されたシャフト１９が回転されることで発電も可能に構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
釣鐘型断面のゴミ焼却炉と、ゴミ焼却炉内に設けたゴミ焼却の熱により蒸気を発生する螺旋状蒸気圧管と、ゴミ焼却炉の外側に配置された蒸気圧管から排出される蒸気圧を受ける椀型断面の蒸気圧受けと、椀型断面の蒸気圧受けが受けた力によって回転するゼネレーターを配置する発電機とを備えたゴミ焼却式発電装置。
【請求項２】
ゴミ焼却炉内においてゴミを焼却により排出される煙を送煙管と、空気を給排するコンプレッサーと、ブレンド油を貯蔵するブレンド油槽とを設けた、送煙管から排出される煙と、コンプレッサーから排出される空気と、ブレンド油槽から送出されるブレンド油とを混合し完全焼却が可能なように配置された螺旋状ノズルを備えた請求項１に記載のゴミ焼却式発電装置。
【請求項３】
完全焼却された排煙を送り込む排煙排出管と、排煙送出管より排出される排煙中に含まれる二酸化炭素を水に溶かすための水蒸気の噴霧を天井部に配置した二酸化炭素処理室を備えた請求項１に記載のゴミ焼却式発電装置。
【請求項４】
有害物質の発生する温度８００℃を下回る温度、または水分を含でいるゴミがゴミ焼却炉内に投入されても、加熱用の油や物質を必要とせず、１０００〜１８００度の温度を維持することが可能な複数の円筒状ヒーターと、ヒーター全周を覆うように形成された鉄管とを備えた請求項１に記載のゴミ燃焼発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ゴミ焼却と発電を同時に処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、ゴミ焼却装置は、ゴミ焼却炉を設け、炉内に投入されたゴミを火力により焼却し、この時に有害物質が大気に排出される量を削減するために、油や加熱物質を混入し焼却する方法が知られている。また、発電装置は、発電を目的とし、資源を消費することによって、水力・火力・原子力を生み出し、エネルギーに変換する方法が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、ゴミ焼却装置内において、高温に焼却するためにゴミ自体の他に油や加熱物質を加えるため、環境資源の余分な消費を行っているという問題があった。さらに、低温または水分を含んだゴミを焼却炉内で焼却するため、焼却過程の初期段階では有害物質を多く大気へ排出してしまうという問題もあった。また、一方で、発電装置は、発電の目的だけに限られた環境資源を消費しているという問題があった。本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、焼却炉内の熱源を高温に維持し、有害な物質を大気に排出せず、焼却熱を発電に生かすことが可能なゴミ焼却式発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明のゴミ焼却式発電装置は、ゴミ焼却処理手段を備えた第一焼却炉と、第一焼却炉からの排煙を焼却する第二焼却炉と、二酸化炭素処理室と、発電装置を備えたゴミ焼却式発電装置において、第一焼却炉が、焼却熱源となるヒーター機能を備えた鉄管を備え、第二焼却炉が、コンプレッサーと、ブレンド油槽と、排煙が螺旋状ノズルによって混合され排煙の完全焼却が可能なように形成され、二酸化炭素処理室は、第二焼却炉から排出される気体中の二酸化炭素を水へ溶解するための噴霧水を備えたことを特徴とする。
第一焼却炉及び第二焼却炉が、焼却炉内の熱によって加熱される事が可能な螺旋状の蒸気圧管を備え、発電機が蒸気圧の力を発電することが可能なように、椀型蒸気圧受けと、発電駆動室とを備えたことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】  本発明によれば、ゴミ焼却装置内の熱を蒸気圧に変換する蒸気圧管を備え、蒸気圧を発電駆動室に伝えることができるように構成されたので、ゴミ焼却を行いながら、発電を行うことができるようになる。
ゴミ焼却炉が、ヒーター機能を有する鉄管を備えたので、低温または水分を含んでいるゴミが焼却炉内に投入されても、加熱用物質や油を必要とせず、ゴミ焼却炉内の熱を高温に保つ事ができるようになる。また、ゴミ焼却炉で排出された排煙を完全焼却する螺旋状ノズルを備えた第二焼却炉と、二酸化炭素を水に溶解する二酸化炭素処理室を備えたので、大気中にダイオキシンなどの有害物質や二酸化炭素の排出を抑えることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  図１及至図８は本発明の最良の形態によるゴミ焼却式発電装置を示し、図１はゴミ焼却式発電装置の全体構成図を示し、図２は第一焼却炉内の構成を示し、図３は二酸化炭素処理室の構成を示し、図４は発電機の構成を示し、図５は第一焼却炉の側面図を示し、図６は第一焼却炉の断面図を示し、図７は第二焼却炉及び発電機の側面図を示し、図８は第二焼却炉内において排煙の完全焼却を行う詳細図を示す。【０００７】  図１、図３に示すようにゴミ焼却式発電装置は、第一焼却炉１と、第二焼却炉６と、二酸化炭素処理室３６と、発電機２０とを備える。【０００８】  図１に示すように、第一焼却炉１は、グランド２の上層面に配置され、釣鐘型断面のレンガ７による壁と、蒸気圧管３と、底面に燃焼物受け台４と、灰溜５と、煙送管８とを備える。【０００９】  図１、図５、図６に示すように、第一焼却炉１内において、蒸気圧管３は、レンガ７の内部に配置される。蒸気圧３の一端面は、送水管２９が結合され、他端面は、第二焼却炉６へと結合される。送水管２９は、第一焼却炉１の外部に配置され、一端面は蒸気液体溜槽２８に結合される。蒸気液体溜槽２８他端面は、蒸気液体化水管２７と結合され、蒸気液体化水管の他端面は、一度過熱された蒸気が水へと冷却される蒸気冷却室２６と結合さる。【００１０】  図２に示すように、燃焼物受け台４は複数の円筒状断面でグランド２に沿って並列に配置され、円筒状内部は、鉄管４３を備える。鉄管４３の内部は、鉄管４３の円形断面中心軸に沿ってされる円筒状のヒーター４４と、プラグ４５とを備える。ゴミ焼却の熱源となるヒーター４４は、プラグ４５が装置外部または、発電機２０より供給される電気により熱せられるよう構成される。燃焼物受け台４の上部と下部はそれぞれ、上部は焼却されるゴミ４６が、下部は焼却された後の灰４７が配置される。【００１１】  灰溜５は、内部に溜まった灰４７を排出可能なように配置され、第一燃焼炉１断面に対して平行に移動可能なように構成される。【００１２】  煙送管８は、第一焼却炉１内部の上層部から円筒状に外部へ延長され、第二焼却炉６へと結合される。【００１３】  図７に示すように、第二焼却炉６は、第一焼却炉１より延長された蒸気圧管３と煙送管８と、空気噴出ノズル９と、コンプレッサー１１と、ブレンド油槽１３とを備える。【００１４】  空気噴出ノズル９は、図８に示すように、螺旋状４１にノズルが配置され、ノズルキャップ４２によって覆われるように形成される。空気噴出ノズル９の一端面は、煙送管８と、コンプレッサー１１と、ブレンド油槽１３とが結合されることで、煙送管８から排出される煙と、コンプレッサー１１から排出される空気と、ブレンド油槽１３から供給されるブレンド油が混合される構成である。空気噴出ノズル９の他端面は、第二焼却炉６の外部に突出した焼煙排出管３３と結合される。焼煙排出管３３の他端面は、二酸化炭素処理室３６と結合される。【００１５】  コンプレッサー１１の一側面は、空気圧を供給する空気圧送管１０と結合し、コンプレッサー１１の他側面は、ブレンド用空気圧管１４と結合される。空気圧送管１０の他端面は、空気噴出ノズル９と結合され、ブレンド用空気圧管１４の他端面は、ブレンド���油撹拌ノズル１５と結合される。【００１６】  図１に示すように、ブレンド油槽１３は、空気噴出ノズル９へブレンド油を供給するためのブレンド油送管１２と、ブレンド用油撹拌ノズル１５とを備える。ブレンド用撹拌ノズル１５は、ブレンド油槽１３へ油を供給するための油槽１６と結合する。【００１７】  第二焼却炉６内の蒸気圧管３の一端面は、第二焼却炉６の外部へ蒸気が噴出する手段の蒸気圧噴射ノズル１７を備える。蒸気圧噴射ノズル１７は、発電駆動室２１と結合される。【００１８】  図３に示すように、二酸化炭素処理室３６は、一端面に、第二焼却炉６で完全焼却された煙を送出する焼煙排出管３３と、焼煙３７の中にある二酸化炭素を水に溶かすための噴霧水３４と、噴霧３５とを備える。噴霧水３４は、二酸化炭素処理室３６の天井部に配置される。二酸化炭素処理室３６の底面は、噴霧水３４から放出された噴霧３５と焼煙３７が混合され液体となって通過するために、フィルター３８と、濾過水槽３９とが配置される。濾過水槽３９の一端面は、焼煙中の二酸化炭素が溶解された水が排出することができるように排出管４０が設けられる。【００１９】  発電機２０は、第一焼却炉１と、第二焼却炉６とで加熱された蒸気圧管３内の蒸気圧を受けて発電駆動を行う発電駆動室２１と、発電機２０と発電駆動室２１とを繋ぐシャフト１９と、電源３１とを設ける。シャフト１９が、発電駆動室２１から得られた力により回転することで、発電機２０の発電を行うことが可能なように構成される。【００２０】  発電駆動室２１は、蒸気圧を受けるための椀型蒸気圧受け１８と、椀型蒸気圧受け１８の回転により伴に回転しシャフト１９へ回転を伝える弾み車３２と、蒸気吐出口２２とを備える。蒸気吐出口２２は、発電駆動室２１の天井部に配置され、弾み車３２とシャフト１９の回転の原動力となった蒸気が排出されるよう構成される。蒸気吐出口２２の一端面は、蒸気吐出口２２内の蒸気が、冷却し液体化するための蒸気冷却室２６へ送出するための蒸気送管２３と結合される。【００２１】  蒸気冷却室２６一端面は、蒸気が供給される蒸気送管２３と結合される。蒸気冷却室２６と、蒸気液体溜槽２８との間に、液体化された水が送られる蒸気液体化水管２７が配置される。蒸気冷却室２６の天井部には、蒸気を冷却するための冷却水２４が配置され、蒸気冷却室２６底面には、冷却水吐出管２５が配置される。【００２２】  次に動作を説明する。はじめに、第一焼却炉内の熱源となる鉄管４３内部に配置されたヒーター４３にプラグ４５より電源を供給することで、ヒーター４３を１０００〜１８００度までの温度に上昇させる。次に、焼却を目的とするゴミ４６を、第一焼却炉１内に投入することで、第一焼却炉１内部に配置された複数のヒーター４３によりゴミ４６が焼却され、灰４７となり、灰４７は灰溜５へ落下していく。
第一焼却炉１内部におけるゴミ４６の焼却が行われると同時に排出される煙は、煙送管８を通り第二焼却炉６へ送出される。また、同時に第一焼却炉１内部の蒸気圧管３も加熱され、蒸気圧管３内部の蒸気が第二焼却炉６へと送出されていく。蒸気圧管３内部の蒸気が第二焼却炉６へと移動することで、蒸気液体溜槽２８に溜められた水が蒸気圧管３へと流れる。
煙送管８から送出される排煙は、第二焼却炉６入り口に設けられた空気噴出ノズル９を通過するときに、コンプレッサー１１より供給される空気と、油槽１６とブレンド油槽撹拌ノズル１５とブレンド油槽１３より供給されるブレンド油と混合することで、空気噴出ノズル９からは、完全焼却された状態の煙が排出される。
第二焼却炉６内部へ到達した蒸気圧管３内の蒸気は、第二焼却炉６での焼却による熱によりさらに熱せられ、第二焼却炉６出口部に配置された蒸気圧噴射ノズル１７を通過し、発電駆動室２１内に備えられた椀型蒸気圧受け１８に蒸気圧を衝突させることで、椀型蒸気圧受け１８と連結された弾み車３２とシャフト１９が回転し、発電機２０へと駆動力を伝えることで発電される。椀型蒸気圧受け１８に力を与えた蒸気は、蒸気吐出口２２より発電駆動室から排出され、蒸気送管２３を通過し、蒸気冷却室２６に送出される。蒸気冷却室２６に到達した蒸気は、冷却水２４と冷却水吐出管２７に流れる冷却された水により、冷却され液体化される。蒸気冷却室２６内において液体化された蒸気は、蒸気液体化水管２７を通過し、蒸気液体溜槽２８へ溜められる。蒸気液体溜槽２８内に溜められた水は、送水管２９を通り、再び第一焼却炉１内の蒸気圧管３へと送り込まれる。
第二焼却炉６において完全焼却された焼煙３７は、第二焼却炉６に天井部に配置された焼煙排出管３３を通過し二酸化炭素処理室３６へ送られる。二酸化炭素処理室３６へ送られた焼煙３７は、二酸化炭素処理室３６天井部に配置された噴霧水３４から供給される噴霧３５と混合され、焼煙３７中に含まれる二酸化炭素は噴霧３５内に溶け、焼煙３７内に含まれていた二酸化炭素を含む水は、フィルター３８と、濾過水槽３９と、排出管４０とを通過し装置外部へ排出される。【００２３】  最良の形態によれば、第一焼却炉１と第二焼却炉６内部に蒸気圧管３が配置され、第一焼却炉１と第二焼却炉６の外部に発電駆動室２１と発電機２０が配置されたので、第一焼却炉１と第二焼却炉６内における、ゴミ焼却の熱を蒸気圧管３内部の蒸気圧に変換し、蒸気圧管３内部の蒸気圧を、発電駆動室２１と発電機２０において発電することが可能となる。また、第一焼却炉１内部に、１０００〜１８０００度の温度を維持することが可能なヒーター４４を内部に設けた鉄管４３を備えたので、ゴミ４６が常時１０００〜１８０００度の高温で焼却することが可能となる。
ゴミ４６が焼却した煙は、第二焼却炉６における空気噴出ノズル９と、コンプレッサー１１と、ブレンド油槽１３とが配置されたことにより完全焼却も可能となる。また、第二焼却炉６において完全焼却された焼煙３７は、第二焼却炉６の焼煙排出管３３と繋がれた二酸化炭素処理室３６が配置されたため、焼煙３７内の二酸化炭素が水に溶かされ、装置外部へと排出されるため、大気には有害な物質や二酸化炭素の排出を抑制することも可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】  上記では、蒸気冷却室２６は、冷却水２４を設けたが、蒸気冷却室２６を大地内に設置して、大地の温度により自然冷却しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ゴミ焼却式発電装置の全体構成図（最良の形態）。
【図２】第一焼却炉内の構成図（最良の形態）。
【図３】二酸化炭素処理室の構成図（最良の形態）。
【図４】発電機の構成図（最良の形態）。
【図５】第一焼却炉の側面図（最良の形態）。
【図６】第一焼却炉の断面図（最良の形態）。
【図７】第二焼却炉及び発電機の側面図（最良の形態）。
【図８】第二焼却炉内において排煙の完全焼却を行う詳細図（最良の形態）。
【符号の説明】
【００２６】  １  第一焼却炉、２  グランド、３  蒸気圧管、４  燃焼物受け台、５  灰溜、６  第二焼却炉、７  レンガ、８  煙送管、９  空気噴出ノズル、１０  空気圧送管、１１  コンプレッサー、１２  ブレンド油送管、１３  ブレンド油槽、１４  ブレンド用空気圧管、１５  ブレンド用油撹拌ノズル、１６  油槽、１７  蒸気圧噴射ノズル、１８  椀型蒸気圧受け、１９  シャフト、２０  発電機、２１  発電駆動室、２２  蒸気吐出口、２３  蒸気送管、２４  冷却水、２５  冷却水吐出管、２６  蒸気冷却室、２７  蒸気液体化水管、２８  蒸気液体溜槽、２９  送水管、３１  電源、３２  弾み車、３３  焼煙排出管、３４  噴霧水、３５  噴霧、３６  二酸化炭素処理室、３７  焼煙、３８  フィルター、３９  濾過水槽、４０  排出管、４１  螺旋状、４２  ノズルキャップ、４３  鉄管、４４  ヒーター、４５  プラグ、４６  ゴミ、４７  灰
【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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【図７】
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【図８】
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