(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、空気取入孔を形成した炉床と貫通孔を形成した火格子と貫通孔を形成した仕切を設け、前記炉床と前記火格子間には灰受皿を出し入れ可能に収納した灰受室を、前記火格子と前記仕切間には前記火格子の近接位置に被焼却物を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナを設置した一次燃焼室を、前記仕切上には乾燥室を設け、前記炉床の下には取り込む空気の量を空気調節弁を移動させる方法により調節する空気調節弁を設けた焼却部と、前記焼却部より排出される未燃ガスを焼却するためのバーナを設置した二次燃焼室及び回転速度を調節でき前記焼却部内を常時負圧状態するファンを設けた吸引式負圧手段を有する除去部とからなり、前記焼却部に前記除去部を連設し、前記ファンの回転速度を調節することにより前記焼却部内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させることを特徴とする有害物質除去焼却炉。
【請求項２】
灰受皿に代え焼却灰を搬出する手段として、振動式コンベアーベルト又は回転式コンベアーベルトのいずれかとしたことを特徴とする請求項１に記載の有害物質除去焼却炉１。
【請求項３】
二次燃焼室に約８００℃以上の高温で焼却するための２基以上のバ−ナを設置し、有害物質を含む未燃ガス及び未燃カーボン等を還元雰囲気下で焼却、熱分解させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の有害物質除去焼却炉。
【請求項４】
内部に、空気取入孔を形成した炉床と貫通孔を形成した火格子と貫通孔を形成した仕切を設け、前記炉床と前記火格子間には灰受皿を出し入れ可能に収納した灰受室を、前記火格子と前記仕切間には前記火格子の近接位置に被焼却物を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナを備える一次燃焼室を、前記仕切上には乾燥室を設け、前記炉床の下には空気調節弁を移動させる方法により取り込む空気の量を調節する空気調節弁を設けた焼却部と、排煙筒を内設するとともに有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナを備えた二次燃焼室にブロアーを設け、前記ブロアーの先端が前記排煙筒の下端の近接位置に取り付けた送風式負圧手段の除去部とからなり、前記焼却部に前記送風式負圧手段の除去部連設し、前記焼却部内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉。
【請求項５】
内部に、空気取入孔を形成した炉床と貫通孔を形成した火格子と貫通孔を形成した仕切を設け、前記炉床と前記火格子間には灰受皿を出し入れ可能に収納した灰受室を、前記火格子と前記仕切間には前記火格子の近接位置に被焼却物を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナを備える一次燃焼室を、前記仕切上には乾燥室を設け、前記炉床の下に取り込む空気の量を空気調節弁を移動させる方法により調節する空気調節弁を設けた焼却部と、
排煙筒を内設し有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナを備えた二次燃焼室内の排煙筒内にブロワーの先端部を差し込み設置した送風式負圧手段の除去部と、前記焼却部と前記除去部とを接続しバーナを取り付けた接続部とからなり、前記焼却部内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、排煙中に含まれる有害物質を取り除く焼却炉の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の焼却炉では、焼却炉内でバーナにより被焼却物に点火し、空気を炉内に大量に送り込み被焼却物を燃焼させていた。また、従来の焼却炉では、炉内に送り込むことができる空気量に相当する被焼却物のみしか炉内に投入することができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被焼却物に点火し焼却炉内で燃焼させても、被焼却物内に空気が万遍なく流れることがないとともに、被焼却物を投入する度に焼却炉内の燃焼温度が下がり被焼却物が不完全燃焼を起こし易い。そのために、一酸化炭素、ダイオキシン等の有害物質が大量に発生し、大気中に飛散するとの欠点があった。
また、焼却炉内に空気を強制的に送り込み被焼却物を炉内で燃焼させる方式であるから、炉内を加圧することとなるために部分的燃焼が激しく、乱流になり煤塵等が大気中に飛散するとの欠点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、一酸化炭素、ダイオキシン等の有害物質を排煙中に殆ど含まず、有害物質を大気中に飛散させることがない有害物質を除去する焼却炉を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、内部に、空気取入孔６ａを形成した炉床６と貫通孔９ｂを形成した火格子９ａと貫通孔１０ｂを形成した仕切１０ａを設け、前記炉床６と前記火格子９ａ間には灰受皿７を出し入れ可能に収納した灰受室８を、前記火格子９ａと前記仕切１０ａ間には前記火格子９ａの近接位置に被焼却物５を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナ１２ａを設置した一次燃焼室９を、前記仕切１０ａ上には乾燥室１０を設け、前記炉床６の下には取り込む空気の量を空気調節弁６ｂを移動させる方法により調節する空気調節弁６ｂを設けた焼却部２と、バーナ１２を設置した二次燃焼室１１及び回転速度を調節でき前記焼却部２内を常時負圧状態するファン３を設けた吸引式負圧手段を有する除去部２ａとからなり、前記焼却部２に前記除去部２ａを連設し、前記ファン３の回転速度を調節することにより前記焼却部２内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部２内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させることを特徴とする有害物質除去焼却炉１の構成１、内部に、空気取入孔６ａを形成した炉床６と貫通孔９ｂを形成した火格子９ａと貫通孔１０ｂを形成した仕切１０ａを設け、前記炉床６と前記火格子９ａ間には灰受皿７を出し入れ可能に収納した灰受室８を、前記火格子９ａと前記仕切１０ａ間には前記火格子９ａの近接位置に被焼却物５を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナ１２ａを備える一次燃焼室９を、前記仕切１０ａ上には乾燥室１０を設け、前記炉床６の下には空気調節弁６ｂを移動させる方法により取り込む空気の量を調節する空気調節弁６ｂを設けた焼却部２と、排煙筒３ｂを内設するとともに有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナ１２を備えた二次燃焼室１１にブロアー３ａを設け、前記ブロアー３ａの先端が前記排煙筒３ｂの下端の近接位置に取り付けた送風式負圧手段の除去部２ａとからなり、前記焼却部２に前記送風式負圧手段の除去部２ａ連設し、前記焼却部２内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部２内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉１ａの構成及び内部に、空気取入孔６ａを形成した炉床６と貫通孔９ｂを形成した火格子９ａと貫通孔１０ｂを形成した仕切１０ａを設け、前記炉床６と前記火格子９ａ間には灰受皿７を出し入れ可能に収納した灰受室８を、前記火格子９ａと前記仕切１０ａ間には前記火格子９ａの近接位置に被焼却物５を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナ１２ａを備える一次燃焼室９を、前記仕切１０ａ上には乾燥室１０を設け、前記炉床６の下に取り込む空気の量を空気調節弁６ｂを移動させる方法により調節する空気調節弁６ｂを設けた焼却部２と、排煙筒３ｂを内設し有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナ１２を備えた二次燃焼室１１内の排煙筒１１ａ内にブロワー２３の先端部を差し込み設置した送風式負圧手段の除去部２ａと、前記焼却部２と前記除去部２ａとを接続しバーナ２２を取り付けた接続部９ｅとからなり、前記焼却部２内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部２内を還元雰囲気下にして被焼却物５を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉１ｃの構成とした。
【０００６】
【実施例】
本発明である有害物質除去焼却炉１、１ａ、１ｂ、１ｃについて、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明である有害物質除去焼却炉１の第１実施例の縦断面図である。本発明である有害物質除去焼却炉１は、生ゴミ４や一般焼却ゴミである被焼却物５を焼却する焼却部２と、有害物質を除去するための除去部２ａから構成される。
【０００７】
本有害物質除去焼却炉１の焼却部２は、一次燃焼室９内で焼却され発生した焼却灰を受け入れる灰受皿７が引き出し可能に収納されている灰受室８と、被焼却物５を燃焼焼却する加熱バーナ１２ａを備えた一次燃焼室９と、一次燃焼室９の上部に設けられた乾燥室１０からなる。図１中では加熱バーナ１２ａを示しているが、バ−ナのみに限定されるものではなく、ヒ−タを設置しても良く、またその他の熱源手段を設置してもよい。加熱バーナ１２ａを設置しない構造であってもよい。
【０００８】
燃焼室９と乾燥室１０間には空気を取り入れるための多数の貫通孔１０ｂ、１
０ｂ、１０ｂ・・・が形成されている仕切１０ａがあり、仕切１０ａ上には水分を大量に含む生ゴミ４が置かれる。
【０００９】
被焼却物５の燃焼により発生する燃焼熱が、貫通孔１０ｂ、１０ｂ、１０ｂ、１０ｂ、１０ｂ、・・・を通り、仕切り１０ａ上に置かれている水分を大量に含んでいる生ゴミ４中の水分を蒸発させて乾燥する。勿論、焼却部２には乾燥室１０を設けない構造としてもよい。仕切り１０ａの構造を皿状の仕切りとしてもよく、また格子状の仕切りとしてもよい。
【００１０】
焼却部２の一次燃焼室９の火格子９ａの近接位置には、一次燃焼室９内の一般焼却ゴミである被焼却物５を効率的に焼却するために、被焼却物５を焼却前に着火し加熱しておくための加熱バーナ１２ａが設置されている。加熱バーナ１２ａのようにバ−ナである必要はなく、ヒ−タであってもよく、その他の加熱手段であってもよい。
【００１１】
火格子９ａの下方には、生ゴミ４及び被焼却物５が焼却されることにより発生する焼却灰を受け取る灰受皿７を灰受室８内に設けており、灰受室８内の灰受皿７は、灰受室８から取り出し可能に設置されるので、灰受皿７を取り出し灰受皿７に積もった焼却灰を本焼却炉１外に取り出すことでができる。
【００１２】
灰受皿７に代わりに、焼却灰を搬出する手段として振動式コンベアーベルト、回転式コンベアーベルト等を設置してもよく、落下した焼却灰を吸引する手段により取り出す構造としてもよい。
【００１３】
図１に示すように、本焼却炉１の除去部２ａは、焼却部２より排出される未燃ガスを焼却するためのバーナ１２が設置されている二次燃焼室１１と、焼却部２の灰受室８と一次燃焼室９と乾燥室１０内を常時負圧状態とするファン３とから構成されている。符号１３は、二次燃焼室１１により未燃ガスが燃焼され、大気中に排出するための排煙口１３である。勿論、バーナ１２をヒ−タ、その他の加熱手段としてもよい。
【００１４】
焼却部２内を常時負圧状態にしておく手段としては、図１に示すように、除去部２ａにファン３を設置して、ファン３を回転させて焼却部２内の燃焼熱気を吸い込むようにして焼却部２内を負圧状態にする吸引式負圧手段と図２に示すようにブロワ−３ａにより二次燃焼室１１内の排煙筒３ｂ内に空気を強制的に送り込み、送り込まれた空気の流れに二次燃焼室１１内の煙りを便乗させて排出させることにより焼却部２内を負圧状態とする送風式負圧手段とがある。
【００１５】
焼却炉２の一次燃焼室９及び乾燥室１０内では、炉床６に形成されている空気取入孔６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、・・・から取り込まれた空気が、除去部２ａのファン３により、常時、矢印Ａ方向に送り出されているので、空気は空気取入孔６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、６ａ→灰受室８→一次燃焼室９→乾燥室１０→二次燃焼室１１→ファン３→排煙口１３のように一定の方向に流れており、焼却部２内が常時負圧に保たれている。ファン３は吸引式負圧手段であるが、送風式負圧手段としてもよい。
【００１６】
本有害物質除去焼却炉１の除去部２ａに設置されているファン３の回転速度は調節することができ、ファン３の回転速度を調節することにより、炉床６の空気取入孔６ａから灰受室８、一次燃焼室９及び乾燥室１０内に取り込む空気量を微妙に調節することができる。このように、ファン３の回転速度を調節することにより焼却部２内に取り込む空気量を制御することができるので、焼却部２内の酸素を必要最小限に押さえることができる。
【００１７】
焼却部２内に生ゴミ４及び被焼却物５を満杯に詰め燃焼させると、吸引した空気分だけ下層部より燃焼して行き、上層部は酸欠状態となり、焼却部２内には、未燃ガスと未燃カーボンが大量に発生し、還元雰囲気下となる。還元雰囲気下では一酸化炭素とダイオキシン等の有害物質の発生を抑えることができ、この還元雰囲気下の状態は酸素を薄く、３００℃以上５００℃で焼却するとダイオキシン、窒素酸化物、硫黄酸化物、塩化水素が熱分解されるため排煙中にはダイオキシン、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＨＣＬ等の有害物質が非常に少なくなる。
【００１８】
還元雰囲気下の未燃ガスや未燃カーボン等を二次燃焼室１１でバーナ１２を点火し、未燃ガス及び未燃カーボン等を約８００℃以上の高温で焼却すると、未燃ガス及び未燃カーボン等が未燃ガス及び未燃カーボン等に含まれる一酸化炭素又はダイオキシン等を発生させることなく熱分解し除去され、排煙口１３からは還元雰囲気下で排煙中に含まれていた有害物質が完全に取り除かれて排煙口１３から排出される。バーナ１２は、バ−ナのみに限定されるものではなく、ヒ−タを設置しても良く、またその他の熱源手段を設置してもよい。
【００１９】
一酸化炭素又はダイオキシン等の有害物質を除去するための、二次燃焼室１１で焼却する最も好ましい温度は約８００℃以上の高温で焼却することであり、この温度の還元雰囲気下で排煙中に含まれていた未燃ガス、一酸化炭素等の有害物質が効率的に熱分解し除去される。
【００２０】
図２は、本発明である有害物質除去焼却炉の第２実施例の縦断面図である。本例の有害物質除去焼却炉１ａでは、焼却部２の構成は図１に示した構成と同様であるが、除去部２ａの構成が異なる。そして、本例では、焼却部２内を負圧状態にする手段としてはブロワ−３ａによる「送風式負圧手段」を採用している。
【００２１】
即ち、除去部２ａは、排煙筒１１ａを内設するとともにバーナ１２を備えた二次燃焼室１１と、送風用のファン３を内蔵するブロワ−３ａとから構成されている。排煙筒１１ａの下端の近接位置にブロワ−３ａの先端部が位置するように設置されている。または、ブロワ−３ａの先端部は排煙筒３ｂの下端の中央位置に近接させることがよい。バ−ナ１２は、バ−ナに限定されず、ヒ−タでもよく、またその他の加熱手段としてもよい。
【００２２】
ブロワ−３ａ内のファン３を駆動し回転させることにより矢印Ｂ方向に外気をブロワ−３ａ内に取り込み、取り込まれた空気は二次燃焼室１１内の排煙筒１１ａ内に送り出される際に、送風による負圧から二次燃焼室１１のバーナ１２によって焼却された煙りを伴って、二次燃焼室１１内の煙りは排煙筒１１ａ内を通って矢印Ｃに示す方向に排出される。
【００２３】
本例の有害物質除去焼却炉１ａでは、焼却部２内で発生した有害物質を含む未燃ガス、未燃カーボン等からなる煙を焼却部２に連設されている除去部２ａの二次燃焼室１１にファン３の駆動により排煙筒３ｂ内に取り込み、二次燃焼室１１内で未燃ガス及び未燃カーボン等の有害物質を含む還元雰囲気下で燃焼させて、排煙筒１１ａより有害物質を分解し除去した煙りを大気中に放出する。
【００２４】
図３は、本発明である有害物質除去焼却炉の第３実施例の縦断面図である。本例の有害物質除去焼却炉１ｂでは、二次燃焼室１１に２基のバーナ１２、１２を設置した構成の有害物質除去焼却炉１ｂである。このように、二次燃焼室１１に２基のバーナ１２、１２を設置し燃焼させることにより、より効率的に有害物質を含む未燃ガス及び未燃カーボン等からなる還元雰囲気下で図３中のＤにおいて焼却し、熱分解させることが可能となる。図３中では、二次燃焼室１１に２基のバ−ナ１２、１２のみが設置されているが、２基以上複数のバ−ナを設置してもよい。
【００２５】
本例の有害物質除去焼却炉１ｂでは、ファン３を駆動させ回転させると、二次燃焼室１１の煙りは矢印Ａ方向に流れ、焼却部２内の空気は、ファン３により空煙りが吸引されるために灰受室８→一次燃焼室９→乾燥室１０→二次燃焼室１１の順に流れる。そのために、焼却部２内に充満している未燃ガス及び未燃カーボン等の有害物質を含む煙り（排気ガス）が、負圧状態となっている二次燃焼室１１に取り込まれ、バ−ナ１２、１２により煙りに含まれている有害物質を焼却して排煙口１３から排出される。本例では、吸引式負圧手段を採用している。
【００２６】
図４及び図５は、空気を吹き込む場合と空気を吸引する場合に、空気が被焼却物に対しどのような流れをするかを示した図である。図４は、ファン１４を回転させ被焼却物に空気を当てて「空気を吹き込む場合」に被焼却物の外周の空気の流れる状態を示した図である。図５はファン１４を回転させ「空気を吸引する場合」に被焼却物の外周の空気の流れる状態を示した図である。図４は従来の焼却炉内での空気の流れ方、即ち、「空気を送り込む場合」を示した図であり、図５は本発明である有害物質除去焼却炉のように「空気を取り込む場合」の空気の流れ方を示した図である。
【００２７】
従来の焼却炉の空気の流れ方を示した図４では、ファン１４の回転によって空気を物体（被焼却物）に向かって吹き付けると、空気は矢印Ｅに示すように物体（被焼却物）１５の前面１５ａに当たり、空気は層流から乱流になり物体（被焼却物）１５の上面と下面に別れて流れ、物体（被焼却物）１５の背面１５ｂには空気は流れ込むことはない。
【００２８】
そのために、空気は物体（被焼却物）１５の前面１５ａのみに当たり、物体（被焼却物）１５の背面１５ｂには空気が当たることがなく、物体（被焼却物）１５の背面には新しい空気が流れることがないため、物体（被焼却物）１５の背面１５ｂ部分が未燃焼部分となり焼却されず残存してしまう。加圧のため物体（被焼却物）被焼却物１５の空隙には圧力損失及び閉塞するために奥まで空気が届かず未燃焼部分が残存する。
【００２９】
図５はファン１４を駆動し回転させ「空気を吸引する場合」による際の被焼却物の外周の空気が流れる状態を示した図である。本発明である有害物質除去焼却炉１、１ａ、１ｂ内の空気の流れ方を示した図５では、ファン１４の回転により、空気を吸引し、吸引された空気は矢印Ｆ方向に流れる。このとき物体（被焼却物）１５の前面１５ａ、背面１５ｂ、下面及び下面の全外周面に万遍なく新しい空気が当たるので、空気を吸引している状態で物体（被焼却物）１５を燃焼させれば物体（被焼却物）１５は完全燃焼するものである。また、このような空気を吸引している状態、即ち、焼却部部２内を負圧状態として物体（被焼却物）１５を燃焼させると被焼却物２０自体の空隙にも微量の空気が流れるので物体（被焼却物）１５に未燃焼部分が残存することが無く完全燃焼する。
【００３０】
図６は本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内の温度の経時変化を示した表である。図２を参照しながら説明すると、一次燃焼室出口温度曲線１６は図２のＧ点で測定したものであり、二次燃焼室上部温度曲線１７は図２のＨ点で測定したものである。
【００３１】
一次燃焼室出口温度が４５０度未満の期間１８は、ダイオキシン等の有害物質が分解されずに排煙中に含まれるため、二次燃焼室１１内のバーナ１２を点火し、有害物質を燃焼させ排煙中から取り除く。
【００３２】
一次燃焼室の出口温度が４５０度以上の期間１９は、一次燃焼室９内の空気量が必要最小限に抑えられているため、焼却部２内に被焼却物２０を満杯に詰め燃焼させると、吸引した空気量だけ下層部より燃焼していき、上層部は酸欠状態となり、一次燃焼室９内の未燃ガス及び未燃カーボンが発生した状態である還元雰囲気下で二次燃焼室において燃焼され、ダイオキシン、一酸化炭素の発生が抑えられると共に、これらの有害物質が分解されるため排煙中に含まれない。
【００３３】
図７は、本発明である有害物質除去焼却炉により被焼却物を焼却した焼却炉の排煙中に含まれるダイオキシンとジベンゾフランの濃度と毒性等量濃度を示した表である。
【００３４】
図７に示すように、本発明である有害物質除去焼却炉１、１ａ、１ｂでは、ダイオキシンの毒性等量濃度は０．０３１ｎｇ／ｍ３であり、濃度は平成９年１２月１日から改正施行される大気汚染防止法と廃棄物処理法で定められている基準である０．１ｎｇ／ｍ３を下回っているとの測定結果を得ている。また、ジベンゾフランの排出量もまた極めて少ない。
【００３５】
図８は、従来の焼却炉内の空気の流れ方を示した図、即ち、空気を吹き込み被焼却物に空気を当てる構造の焼却炉内の被焼却物と空気の流れを示した図である。図９は、本発明である有害物質除去焼却炉内の空気の流れ方を示した図、即ち、空気を吸引して被焼却物に空気を当てる構造の焼却炉内の被焼却物と空気の流れを示した図である。
【００３６】
従来のようなブロワ−等により被焼却物に空気を吹き込み物体（被焼却物）１５を焼却する場合には、焼却炉２の燃焼室９ｃで物体（被焼却物）５を燃焼させるのには粉砕した被焼却物に着火し、着火面に向かってファン１４等で送風１４ａし、物体（被焼却物）１５に強制的に直接空気を当て、燃焼状態を確認しながら燃焼させていた。このようにブロワ−のファン１４による送風１４ａのため空気が直接物体（被焼却物））被焼却物１５に当たる前面１５ａだけは良く燃焼する。また、送風の空気により被焼却物前面１５ａより物体（被焼却物）１５内部に向かってほんの僅かであるが徐々に内部に燃焼部分１５ｃが進行する。
【００３７】
しかし、送風した空気が当たらない部分、つまり被焼却物１５の背面１５ｂでは、被焼却物前面１５ａにおいて燃焼させた後の空気が被焼却物背面１５ｂに廻ることもあって酸素が薄く、物体（被焼却物）１５の背後は通常乱流１４ｂが発生し空気が薄くなると共に、物体（被焼却物）１５の背面１５ｂに燃焼部分があってもその燃焼を物体内部に進行させるように空気が閉塞し吹きつけないため燃焼部分が物体（被焼却物）１５の内部に進行しない。
【００３８】
そのために、図８に示すように、物体（被焼却物）１５のほとんどが完全燃焼して灰になることはなく、特に、物体（被焼却物）１５に未燃焼部分１５ｄが多く残ってしまう。このように従来の空気を吹き付ける方式により燃焼させる方法では、物体（被焼却物）１５から有害物質を発生させない条件として通常知られているところの完全燃焼という条件を満たせなくなってしまう。
【００３９】
ところが、図９に示すように、本発明である有害物質除去焼却炉１、１ａ、１ｂでは、物体（被焼却物）１５を燃焼させるのに物体（被焼却物）１５に直接空気を当てず、ファン１４を駆動回転させて空気を一次燃焼室９内に吸引する方法（吸引式負圧手段）により負圧状態にすると、焼却部２内が負圧状態となるために、空気が取込口外の無限空間から取り込まれた空気は、直接、物体（被焼却物）１５に当たらず、吸引取り込まれた空気（吸入空気）１４ｃは物体（被焼却物）１５の外周面全面に空気が万遍なく流れる。
【００４０】
このため、負圧状態によって物体（被焼却物）１５の背面１５ｂに乱流を起こすこともなく、物体（被焼却物）１５の外周面全面を空気が滑らかに流れると共に、物体（被焼却物）１５の前面１５ａにある燃焼部分が物体（被焼却物）１５の内部の空隙にも微量の空気が流れるので周囲に向かって確実に進行し完全に燃焼する。
【００４１】
一次焼却室９内が負圧状態となり、空気を空気取込口から取り込む（吸引する）ので、物体（被焼却物））１５の外周面全面は勿論のこと、物体（被焼却物）１５の内部にある僅かな隙間１５ｅを通って空気が行き渡り、物体（被焼却物）１５内部より全体が万遍なく燃焼し、完全に灰になるまで燃焼してしまう。
【００４２】
図９に示すような理由に、物体（被焼却物）１５のほとんどが完全燃焼して灰になり、被焼却物が灰になるまで完全に燃焼する。このように本発明による空気を吸引する場合方法により負圧状態を利用した燃焼方法によって、物体（被焼却物）１５から有害物質を発生させない条件として通常知られているところの完全燃焼という条件を満たすことができる。
【００４３】
実際に、使用済みの会計伝票、約１ｍ×０．５ｍの上質ロール紙、生ゴミ等を本発明である有害物質除去焼却炉の一次燃焼室９に粉砕せず密に詰め込んで燃焼実験してみたところ、煙突より出る煙はほとんどなく、また、被焼却物の焼却後の焼却灰も白くなるまで完全に燃焼しきっていた。特に、隙間がほとんど全く無い上質ロール紙にクレ−タ状の穴が開き、空気が間隙を通り抜けるので燃え残りが全くなく完全に燃焼して白い焼却灰になったことから、本焼却炉の負圧を利用した燃焼方法が従来のものより格段に良いことを実験によって確認した。
【００４４】
図１０、図１１、図１２、図１３、図１４及び図１５は、本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内で被焼却物の燃焼状態を示した図である。即ち、図１０〜図１５は、本焼却炉の一次焼却室９内に置かれた被焼却物２０がどのような状態で燃焼していくかを順次示した図である。
【００４５】
図１０〜図１５に示す焼却部２は乾燥室１０が無い構造の焼却部であり、図１、図２及び図３に示した焼却部の一次燃焼室９と同一構造である。貫通孔９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、・・・が形成される火格子９ａにより、一次燃焼室９と灰受室８とに分かれている。一次燃焼室９の上端には排煙を排出する吸引口９ｄを設けると共に、空気を取り入れるための多数の空気取入孔６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、・・・が形成されている炉床６と、火格子９ａとの間にある灰受室８内に被焼却物２０が焼却されることにより発生する焼却灰を受け取る灰受皿７を取り出し可能に設けたものである。
【００４６】
図１０から図１５では、物体（被焼却物）１５に加熱着火した状態から説明するので、図１ｌから図１５に示した焼却部２には加熱バーナ１２ａ、ヒータ等の熱源等を表示していない。
【００４７】
先ず、図１０に示すように、本焼却部２の一次燃焼室９内に被焼却部２０が積み上げられ、被焼却物２０の下部に点火する。点火すると、被焼却物２０の下部は酸化燃焼部２０ｂで貫通孔９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、・・・より取り込まれる空気中の酸素と共に被焼却物２０が燃焼する。酸化燃焼部２０ｂの上には、全く燃焼しない状態の未燃焼部２０ａが存在する。
【００４８】
焼却部２の上部に形成されている吸引口９ｄは、図１から図３で示した本発明である有害物質除去焼却炉を構成する有害物質を除去する除去部２ａに連設されており、除去部２ａ内に設けられたファン３が回転することにより空気が焼却部２内に吸引され取り込まれる。
【００４９】
吸引口９ｄから一次燃焼室９内の熱気が吸引されることで、一次燃焼室９内は負圧状態となり、空気取込孔６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、６ａ、・・・を通って貫通孔９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、・・・より新鮮な空気が吸引される。
【００５０】
新鮮な空気は、被焼却物２０内の酸化燃焼部２０ｂ及び未燃焼部２０ａの隙間を通過して被焼却物２０の上方に抜ける。新鮮な空気が被焼却物２０の下部にある酸化燃焼部２０ｂを通過する際、被焼却物２０内を通過する新鮮な空気は酸化燃焼を促進させると共に、煙をたっぷり含んで未燃焼部２０ａを通過し被焼却物２０上方に抜け出る。
【００５１】
被焼却物２０上方に抜け出た煙をたっぷり含んだ熱気内には一酸化炭素又はダイオキシン等の有害物質が還元雰囲気下で熱分解し微量に混在しているが、燃焼させることによって一酸化炭素又はダイオキシン等の未燃ガス及び未燃カーボンが微量に混在している。これら一酸化炭素又はダイオキシン等の有害物質を発生させる未燃ガス及び未燃カーボンを含んだ熱気は還元雰囲気下２１中で熱分解し、被焼却物２０の上方に漂うと共に吸引口９ｃから除去部２ａに送り出される。
【００５２】
次に、図１１に示すように、酸化燃焼部２０ｂは貫通孔９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、・・・より吸入される新鮮な空気が供給されることで、安定した燃焼を継続する。ところが、酸化燃焼部２０ｂの上の未燃焼部２０ａには、酸化燃焼部２０ｂを通過することにより酸素を失うと共に、熱気及び煙を含んだ還元雰囲気下２１が通過するので、熱気及び煙を含んだ酸欠空気により燻燃される燻燃部２０ｃが徐々に形成される。
【００５３】
酸化燃焼部２０ｂ及び燻燃部２０ｃの範囲は、被焼却物２０の内部を通過する空気により、被焼却物２０内の下層から上層へと徐々に酸化燃焼部２０ｂ及び燻燃部２０ｃの範囲を広げていく。
【００５４】
更に、図１２に示すように、酸化燃焼部２０ｂの内部で燃焼し尽くすと、白色の焼却灰部２０ｄが酸化燃焼部２０ｂ内に形成される。焼却灰２０ｄは、貫通孔９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、・・・より灰受室８内に設置されている灰受皿７に積もる。
【００５５】
そして、図１３に示すように、被焼却物２０の燃焼が進むと未燃焼部２０ａ及び薫燃部２０ｃの一部を突き破るようにして酸化燃焼部２０ｂが上昇する。この時、被焼却物２０の上方から見ると酸化燃焼部２０ｂが見えるようになる。即ち、図１３に示すように、酸化燃焼部２０ｂ及び燻燃部２０ｃが被焼却物２０の未燃焼部２０ａを徐々に減らしていくと共に、被焼却物２０の下層から順に焼却灰部２０ｄが徐々に大きく形成されてくる。
【００５６】
やがて、図１４に示すように、未燃焼部２０ａ及び燻燃部２０ｃが徐々に燃焼していき未燃焼部２０ａ及び燻燃部２０ｃが完全燃焼してしまう。還元雰囲気が減少して酸化燃焼部２０ｂが大半を占めるようになる。この状態では被焼却物２０はほぼ完全に燃焼した状態となり、被焼却物２０を上方より見てみると全体が真っ赤に燃えて大量の熱を発生している。
【００５７】
図１５に示すように、被焼却物２０が完全に燃焼し尽きてしまうと、被焼却物２０は全て真っ白な焼却灰のみとなり焼却灰部２０ｄが形成される。そして、貫通孔９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、９ｂ、・・・より灰受室８内の灰受皿７に落下する。
【００５８】
一般に、有害物質をほとんど発生させずに被焼却物を焼却するには、約８００℃以上の高温で燃焼させることと、燃えかすを残さず完全燃焼させることが必要であるといわれる。
【００５９】
本発明である有害物除去焼炉１は、図８及び図９で示した一次燃焼室９を負圧状態にしてエゼクター効果により空気を吸い込み万遍なく被焼却物２０を燃焼させる負圧燃焼の方法と、図１０から図１５に示したように、被焼却部の燃焼工程において燃焼及び燻燃を同時に進行させる半乾留燃焼の方法とにより被焼却物を完全燃焼させることができるのである。
【００６０】
また、吸引口９ｄより除去部２ａに送り込まれた還元雰囲気は、二次燃焼室１１で高温再燃焼され、還元雰囲気に含まれる未燃ガス、未燃カーボン、有機系臭気物、ダイオキシン等が熱分解され完全無害な燃焼排ガスとして大気中に放出される。
【００６１】
図１６は、本発明である有害物質除去焼却炉の第４実施例の縦断面図である。
本例の有害物質除去焼却炉１ｃでは、二次燃焼室１１ａ内の排煙筒１１ａ内にブロワ−２３の送風管２３ａの先端部を差し込み設置するとともに、焼却部２と除去部２ａを接続する接続部９ｅにバ−ナ２２を設置した構造である。
【００６２】
本例の有害物質除去焼却炉１ｃでは、ブロワ−２３からの送風を強制的に排煙筒１１ａ内に送り込み、排煙筒１１ａから強制的に煙りを排出させることにより焼却部２及び除去部２ａ内を負圧にする方法、即ち送風式負圧手段を採用している。
【００６３】
符号６ｂは、取り込む空気を調節するための空気調節弁である。空気調節弁６ｂを炉床６の下に設け、空気調節弁６ｂを移動させる方法により炉床６に形成されている空気取込孔６ａを閉じたり開いたりすることにより取り込む空気の量を調節するのである。図１、図２及び図３に示した有害物質除去焼却炉１、１ａ、１ｂにも、空気調節弁６ｂを設けてもよい。
【００６４】
図１７は、本発明である有害物質除去焼却炉の別の送風式負圧手段（ブロワ−式負圧手段）を示した縦断面図である。本送風式負圧手段では、符号２４は焼却部や二次燃焼室から排出される煙りを大気中に排出する排煙部２４、符号２５はブロワ−からの風を排煙部内２４ａに送り込むための突出筒、符号２６は焼却部、二次燃焼室に接続する接続部である。
【００６５】
本送風式負圧手段では、ブロワ−に接続されている突出筒２５の突出筒内２５ａからブロワ−より強制的に送り込まれる空気は、排煙部２４の排煙部内２４ａからを通り強制的に排煙口２４ｂから排出されるが、その時には排煙筒内２４ａは負圧状態となるために、焼却部２、二次燃焼室１１等にある焼却により発生した煙りが、接続部２６の吸引口２６ａより排煙筒内２４ａ内に吸引された後、煙り（排気ガス）は排煙口２４ｂから強制的に大気中に排出される。
【００６６】
本発明である有害物質除去焼却炉を示した図１、図２、図３及び図１６では、除去部２ａが１基連設されているように思われるが、除去部２ａは焼却部２に複数基設置した構造としてもよい。
【００６７】
図１８は、本発明である有害物質除去焼却炉の除去部に代えて取り付けらるサイクロンを示した図である。図１８に示すように、サイクロン２７は、下部がテ−パ状に形成されている形状をしている。
【００６８】
サイクロン２７を除去部２ａの代わりに焼却部２に連設させてもよい。サイクロン内２７ａには、焼却部２内から発生した煙り（排気ガス）が流入する。サイクロン内２７ａに流入した煙り中に含まれる塵は、塵受け２７ｃに落下し、除塵された煙りは排煙筒２８内を通り大気中に放出される。
【００６９】
除塵された煙りが、大気中に放出されるのは、ブロワ−の送風管２９の先端部から排煙筒２８内に強制的に送出される風に乗り、サイクロン内２７ａの除塵された煙りが排煙筒２８内に吸い込まれて大気中に放出される。除塵された煙りが強制的放出されると、サイクロン内２７ａは負圧となり、焼却部２内の焼却煙りをサイクロン内２７ａに吸引するために、焼却部２内も負圧状態となるので、炉床６に形成されている空気取入孔６ａから酸素を含む新鮮な空気が焼却部２内に取り込まれる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような構成であるから以下の効果が得られる。第１に、一次燃焼室内の空気量を制御することによって、一次燃焼室内を還元雰囲気下にし、一酸化炭素、ダイオキシン等の有害物質の発生を抑制するとともに、
下層部は酸化燃焼部で８００℃以上、上層部は還元雰囲気で３００℃以上５００℃で燃焼することによっての有害物質を完全に熱分解し除去することができる。
【００７１】
第２に、一次燃焼室では加熱し、排煙を第二次燃焼室において焼却しすることにより排煙中に含まれる有害物質を８００℃以上で熱分解し、消煙及び消臭が効率的になされる。
【００７２】
下
第３に、吸引式負圧手段、送風式負圧手段等により８００℃以上で焼却し、排気ガス（煙り）を手段により送り込んだ空気とを混合し、冷却すると３００℃以上の排ガスになるために、ダイオキシン等の生成がなされない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明である有害物質除去焼却炉の第１実施例の縦断面図である。
【図２】  本発明である有害物質除去焼却炉の第２実施例の縦断面図である。
【図３】  本発明である有害物質除去焼却炉の第３実施例の縦断面図である。
【図４】  従来の焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図５】  本発明である有害物質除去焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図６】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内の温度の経時変化を示した表である。
【図７】  本発明である有害物質除去焼却炉により被焼却物を焼却した焼却炉の排煙中に含まれるダイオキシンとジベンゾフランの濃度と毒性等量濃度を示した表である。
【図８】  従来の焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図９】  本発明である有害物質除去焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図１０】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図１１】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図１２】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図１３】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図１４】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図１５】  本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図１６】  本発明である有害物質除去焼却炉の第４実施例の縦断面図である。
【図１７】  本発明である有害物質除去焼却炉の送風式負圧手段の別の構造を示した縦断面図である。
【図１８】  本発明である有害物質除去焼却炉の除去部の代わりに取り付けらるサイクロンを示した図である。
【符号の説明】
１〜１ｃ      有害物質除去焼却炉
２            焼却部
２ａ          除去部
３            ファン
３ａ          ブロワ−
３ｂ          排煙筒
４            生ゴミ
５            被焼却物
６            炉床
６ａ          空気取入孔
６ｂ          空気調節弁
７            灰受皿
８            灰受室
９            一次燃焼室
９ａ          火格子
９ｂ          貫通孔
９ｃ          燃焼室
９ｄ          吸引口
９ｅ          接続部
１０            乾燥室
１０ａ          仕切
１０ｂ          貫通孔
１１            二次燃焼室
１１ａ          排煙筒
１２            バーナ
１２ａ          加熱バーナ
１３            排煙口
１４            ファン
１４ａ          送風
１４ｂ          乱流
１４ｃ          吸入空気
１５            物体（被焼却物）
１５ａ          前面
１５ｂ          背面
１５ｃ          燃焼部分
１５ｄ          未燃焼部分
１５ｅ          隙間
１６            一次燃焼室出口温度曲線
１７            二次燃焼室上部温度曲線
１８            ４５０度未満の期間
１９            ４５０度以上の期間
２０            被焼却物
２０ａ          未燃焼部
２０ｂ          酸化燃焼部
２０ｃ          燻燃部
２０ｄ          焼却灰部
２１            還元雰囲気下
２２            バ−ナ
２３            ブロワ−
２３ａ          送風管
２４            排煙部
２４ａ          排煙部内
２４ｂ          排煙口
２５            突出筒
２５ａ          突出筒内
２６            接続部
２６ａ          吸引口
２７            サイクロン
２７ａ          サイクロン内
２７ｂ          下部
２７ｃ          塵受け
２８            排煙筒
２９            送風管
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003790979.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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