JP2017166726A

JP2017166726A - 焼却炉

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Publication number: JP2017166726A
Application number: JP2016050628A
Authority: JP
Inventors: 幾三郎太田; Ikusaburo Ota
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: JP6694299B2

Abstract

【課題】被燃焼物を焼却する際に、不完全燃焼ガス（未燃焼ガス）を完全に燃焼可能で、焼却残滓の少ない、小型で簡単な構成の焼却炉を提供する。【解決手段】焼却炉は、一次燃焼室と、収納室と、二次燃焼室と、煙突部と、一次燃焼室の下部と二次燃焼室の下部を連通する煙道部と、二次燃焼室の室内を加熱する加熱部と、二次燃焼室に空気を供給する空気供給部と、収納室から一次燃焼室内へ投入された被燃焼物の煙道部への流入を防ぐ延焼遮断部と、不完全燃焼ガス用吸気口が一次燃焼室内の上部付近に位置し、当該不完全燃焼ガス用吸気口から一次燃焼室の内壁に沿って通気路が形成され、煙道部に連通する不完全燃焼ガス還流路と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、焼却炉に関する。

一次燃焼室と二次燃焼室を備えた焼却炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、ロストル（火格子）を備えた焼却炉が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１―５１３６７号公報特開昭５３−４８３７０号公報

しかしながら、一般的な小型の焼却炉では、例えば、草木や紙質系の有機物などの被燃焼物を燃焼させた場合、比較的大量の焼却残滓が燃焼室の下部に堆積する。この焼却により生じた残滓を、関係官庁等に報告の上、認可施設に運搬して処理することを要する。

また、不完全燃焼を原因とする発煙や有害ガスなどが焼却炉の外へ流出することを防ぐために、例えば、特許文献１に示したように、不完全燃焼ガスを完全に燃焼させる二次燃焼室を設けた焼却炉が知られているが、複雑な構成であり、焼却炉が高価である。

本発明の焼却炉は、少なくとも以下の構成を具備するものである。
室内下部にロストル（火格子）が配置され、耐火材で形成された筒形状の炉壁を備える一次燃焼室と、
前記一次燃焼室の上部に設けられ、被燃焼物を前記一次燃焼室へ投入可能な収納室と、
前記一次燃焼室に対して並設され、耐火材で形成された筒形状の炉壁を備える二次燃焼室と、
前記二次燃焼室の上部に設けられた煙突部と、
前記一次燃焼室の下部と前記二次燃焼室の下部を連通する煙道部と、
前記二次燃焼室の室内を加熱し、前記一次燃焼室から前記煙道部を介して前記二次燃焼室に導入される不完全燃焼ガスを完全燃焼させる加熱部と、
前記二次燃焼室に空気を供給する空気供給部と、を有する焼却炉であって、
前記煙道部の一次燃焼室側吸気口から前記一次燃焼室の室内側に向かって突出した突出部を備え、当該突出部により前記収納室から前記一次燃焼室内へ投入された被燃焼物の前記煙道部への流入を防ぐ延焼遮断部と、
不完全燃焼ガス用吸気口が前記一次燃焼室内の上部付近に位置し、当該不完全燃焼ガス用吸気口から前記一次燃焼室の内壁に沿って通気路が形成され、前記煙道部に連通する不完全燃焼ガス還流路と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、被燃焼物を焼却する際に、不完全燃焼ガス（未燃焼ガス）を完全に燃焼可能で、残滓の少ない、小型で簡単な構成の焼却炉を提供することができる。

本発明の実施形態に係る焼却炉の概念図。本発明の実施形態に係る焼却炉の一例を示す断面図。本発明の実施形態に係る焼却炉の一例を説明するための部分断面斜視図。本発明の実施形態に係る焼却炉の一例を説明するための上面図。図４に示した焼却炉のＡ−Ａ線に沿った断面図。本発明の実施形態に係る焼却炉の一次燃焼室と収納室の間の仕切り部分を説明するための概念図。本発明の実施形態に係る焼却炉の二次燃焼室の一例を説明するための図、（ａ）は二次燃焼室の断面図、（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図。焼却炉の温度調整部（温度調整板）の一例を説明するための図、（ａ）は二次燃焼室付近の上面図、（ｂ）は温度調整板が開状態の場合を示す概念図、（ｃ）は温度調整板が閉状態の場合を示す概念図。

本発明の実施形態に係る焼却炉は、室内下部にロストル（火格子）が配置され、耐火材で形成された筒形状の炉壁を備える一次燃焼室と、一次燃焼室の上部に設けられ、被燃焼物を一次燃焼室へ投入可能な収納室と、一次燃焼室に対して並設され、耐火材で形成された筒形状の炉壁を備える二次燃焼室と、二次燃焼室の上部に設けられた煙突部と、一次燃焼室の下部と二次燃焼室の下部を連通する煙道部と、二次燃焼室の室内を加熱し、一次燃焼室から煙道部を介して二次燃焼室に導入される不完全燃焼ガスを完全燃焼させる加熱部と、二次燃焼室に空気を供給する空気供給部と、を有する。また、この焼却炉は、煙道部の一次燃焼室側吸気口から一次燃焼室の室内側に向かって突出した突出部を備え、当該突出部により収納室から一次燃焼室内へ投入された被燃焼物の煙道部への流入を防ぐ延焼遮断部と、不完全燃焼ガス用吸気口が一次燃焼室内の上部付近に位置し、当該不完全燃焼ガス用吸気口から一次燃焼室の内壁に沿って通気路が形成され、煙道部に連通する不完全燃焼ガス還流路と、を有する。

以下、本発明の実施形態に係る焼却炉の一例を、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。尚、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。

図１、図２、図３、図４に示したように、本発明の実施形態に係る焼却炉１０は、一次燃焼室１（一号炉）、二次燃焼室２（二号炉）、収納室３（収納庫）、一次燃焼室１と二次燃焼室２を連通する煙道部４、煙突部２１、などを有する。焼却炉１０では、パイプなどの部材で架台枠１０１が形成され、耐熱コンクリートなどの耐熱材から成る基礎部１０２が形成されている。基礎部１０２上に、筒状の一次燃焼室１と筒状の二次燃焼室が並設されている。

一次燃焼室１は、耐火材で形成された筒形状の炉壁１ａを有する。一次燃焼室１の室内下部にはロストル１１（火格子）が配置されている。一次燃焼室１の正面側には管理口１９や灰出口１８が形成され、それぞれ扉１９１，１８１が形成されている。管理口１９や灰出口１８は、外部から一次燃焼室１への吸気口として機能し、扉１９１，１８１の開閉や開口量により、吸気量を調整可能に構成されている。一次燃焼室１の上部には収納室３（収納庫）が設けられている。

収納室３は、正面側に開閉自在な扉３０１が設けられている。収納室３と一次燃焼室１との間には、必要に応じて開閉自在な底板３０が設けられている。収納室３は一時的に被燃焼物Ｂを収納可能に構成されている。扉３０１を閉めた状態で底板３０を開状態とした場合、外気と遮断した状態で、収納室３から一次燃焼室１へ被燃焼物Ｂを投入することができる。

二次燃焼室２は、一次燃焼室１に対して並設され、耐火材で形成された筒形状の炉壁２ａを有する。本実施形態では、二次燃焼は円筒形状に形成されている。二次燃焼室２の上部には、煙突部２１が設けられている。二次燃焼室２の背面側には、管理口２９と扉２９１が設けられている。また、二次燃焼室２と一次燃焼室１は、それぞれの下部に設けられた煙道部４により連通するように構成されている。
また、二次燃焼室２は、その室内に空気を供給する空気供給部６としての空気供給管２３が設けられている。空気供給管２３は、筒形状に形成され、二次燃焼室２の底部から煙突部２１へ向けて立設している。二次燃焼室２の底部の基礎部１０２には通気路６１が形成され、二次燃焼室２の外部に設けられた空気供給源としての送風機６Ａ（ブロワー）と空気供給管２３とが連通した構造となっている。詳細には、この通気路６１は、縦孔６１ａと横孔６１ｂで構成され、縦孔６１ａ上に空気供給管２３が配置されている。
空気供給管２３の下部付近に複数の孔部２３ａが形成され、中央部付近に複数の孔部２３ｂが形成され、上部付近に複数の孔部２３ｃが形成されている。送風機６Ａの送風により、孔部２３ａ、２３ｂ、２３ｃから空気が二次燃焼室２内に噴出して供給される。

二次燃焼室２内には、温度センサなどの温度検出部５１が設けられ、二次燃焼室２内の温度が検出される。
バーナーなどの加熱部５は、二次燃焼室２に設けられ、二次燃焼室２内を加熱する。
制御部５２は、温度検出部５１から入力された、二次燃焼室２の室内温度（炉内温度）を示す信号に基づいて加熱部５を駆動制御する。本実施形態では、焼却炉稼働時に、二次燃焼室２内の温度を８００℃〜８５０℃程度とするように、制御部５２が設定されている。燃焼状態や被燃焼物の種類などに応じて、二次燃焼室の炉内温度を適宜設定可能に構成されている。
つまり、加熱部５により二次燃焼室２の室内を高温状態（例えば、８００℃〜８５０℃程度）とした場合、一次燃焼室１から煙道部４を介して二次燃焼室２に導入される不完全燃焼ガスを完全燃焼させることができる。

また、二次燃焼室２には、炉壁２ａの周囲を取り囲むように断熱材２７が設けられており、二次燃焼室２と外部との間を断熱状態としている。また、二次燃焼室２と一次燃焼室１との間には、中間仕切板１０５が設けられ、一次燃焼室１と二次燃焼室２とを断熱状態としている。

二次燃焼室２の上部の煙突部２１に温度調整部２５が設けられている。温度調整部２５の具体的な構成については後述する。

一次燃焼室１と二次燃焼室２の下部は煙道部４により連通された構造を有する。煙道部４の一次燃焼室側吸気口４ａには、延焼遮断部７が設けられている。延焼遮断部７は、煙道部４の一次燃焼室側吸気口４ａから一次燃焼室１の室内側に向かって突出した突出部７ａを備える。延焼遮断部７は、この突出部７ａにより収納室３から一次燃焼室１内へ投入された被燃焼物Ｂの煙道部４への流入を防ぐことができる。
また、本実施形態では、煙道部４から一次燃焼室１の室内側へ突出した突出部７ａは、筒形状に形成されており、その側面に開口部７ｃを有する。この開口部７ｃは煙道部４の吸気口として機能するように構成されており、煙道部４の吸気量が多い構造となっている。
また、基礎部１０２に傾斜部１０２ｋが形成され、一次燃焼室側吸気口４ａ，４ｂ，４ｃよりも二次燃焼室側排出口４ｅの流路断面積が小さくなるように形成されている

不完全燃焼ガス還流路８（未燃焼ガス還流路）は、不完全燃焼ガス用吸気口８ａが一次燃焼室１の室内の上部付近に位置し、当該不完全燃焼ガス用吸気口８ａから一次燃焼室１の内壁（二次燃焼室側）に沿って通気路８ｔが形成され、煙道部４に連通する構造を有する。詳細には、煙道部４の筒状部の上部４ｔに不完全燃焼ガス還流路８の出力口８ｅが形成されている。本実施形態では、延焼遮断部７の突出部７ａの上部に、不完全燃焼ガス還流路８の出力口８ｅが形成されている。
焼却炉稼働時、一次燃焼室１の上部の不完全燃焼ガスは、不完全燃焼ガス用吸気口８ａ、通気路８ｔ、出力口８ｅを介して煙道部４に流れる。

不完全燃焼ガス用還流管９（ダクト還流管）は、収納室３から一次燃焼室１の外部を通って煙道部４に連通する通気路を有する。本実施形態では、不完全燃焼ガス用還流管９は、収納室３の背面側に吸気口９ａが形成され、煙道部４の筒状部の上部４ｔに出力口９ｅが形成されている。焼却炉稼働時、収納室３内の不完全燃焼ガスは、不完全燃焼ガス用還流管９の吸気口９ａ、連通路、出力口９ｅを介して煙道部４に流れる。

＜ロストル１１＞
図５に示したように、一次燃焼室１の下部にロストル１１が設けられている。詳細には、筒状の一次燃焼室１内、基礎部１０２には、凹部１０２Ｕが形成されており、凹部１０２Ｕに上部ロストル１１Ａ（１１）と下部ロストル１１Ｂ（１１）が配置されている。この凹部１０２Ｕは、煙道部４としても機能する。また、図２に示したように、上部ロストル１１Ａ（１１）と、下部ロストル１１Ｂ（１１）との間は、煙道部４に連通した構造となっており、上部ロストル１１Ａ（１１）と下部ロストル１１Ｂ（１１）に煙道部４の吸気口４ｂが設けられている。また、本実施形態では、下部ロストル１１Ｂ（１１）の下方には、煙道部４に連通する空間が形成されており、下部ロストル１１Ｂ（１１）の下方に煙道部４の吸気口４ｃが設けられている。

本実施形態では、上部ロストル１１Ａ（１１）と比較して、下部ロストル１１Ｂ（１１）は隙間が狭く形成されているので、例えば、燃焼時に小さくなった被燃焼物が上部ロストル１１Ａ（１１）から下部ロストル１１Ｂ（１１）へ落下移動して、下部ロストル１１Ｂ（１１）上で空気に触れやすい状態で効率よく燃焼して完全に灰になる。本実施形態では、上部ロストル１１Ａ（１１）の複数の棒状部の隙間は５０ｍｍ程度であり、下部ロストル１１Ｂ（１１）の複数の棒状部の隙間は２０ｍｍ程度である。
尚、ロストルは任意の形状であってよく、例えば、格子形状であってもよく、また、図２，３，４，５に示したように、複数の棒状部が所定の間隔で配置されていてもよい。また、凹部１０２Ｕに架設した部材１１Ｂａ上にロストルを配置してもよい。
尚、この凹部１０２Ｕにおいて、下部ロストル１１Ｂ（１１）の下部分には焼却灰が溜まるので、定期的または所定のタイミングで、灰出口１ｅ（図２参照）から焼却灰を取り除くことが好ましい。

＜収納室３（収納庫）の底板＞
上述したように、一次燃焼室１上に収納室３が設けられている。収納室３は、正面側に開閉扉（不図示）が設けられており、収納室３内に木片、枝、紙類などの被燃焼物Ｂを一時的に収納可能に構成されている。この収納室３の底板３０（一次燃焼室の天板）は、必要に応じて開閉自在に構成されている。

図６に示したように、本実施形態では、収納室３の底板３０は、２つの底板３１，３２を有し、この底板３１，３２の端部付近が支持軸３１１，３２１により回転自在に軸支されている。被燃焼物Ｂを収納室３内へ収納時、底板３１，３２は、ロック機構（不図示）により図６に示したように閉状態となっている。また、被燃焼物Ｂを収納室３から一次燃焼室１内へ投入する時、ロック機構を解除し、底板３１，３２が開状態となり、被燃焼物が収納室３から一次燃焼室１へ投入される。
また、焼却炉は、一次燃焼室１に被燃焼物Ｂが投入された場合であっても、一次燃焼室１の上部に空間が確保され、不完全燃焼ガス還流路８の吸気口８ａが塞がれず、煙道部４の吸気口側に設けられた延焼遮断部７の突出部７ａにより、煙道部４の通気路を確保するように構成されている。

被燃焼物Ｂの投入後、例えば、底板３１，３２に設けられたハンドル（不図示）を回転させることにより、図６に示したように、底板３１，３２を閉状態とし、ロック機構によりロックする。

また、収納室３と一次燃焼室１との間に設けられた底板３１，３２が閉じた状態であっても隙間が空いている場合、焼却炉稼働時に発生する不完全燃焼ガス（未燃焼ガス）の一部分が、一次燃焼室１から収納室３へ流入することがある。また、外気と遮断された状態で、収納室３から一次燃焼室１へ被燃焼物を投入する際に、底板３１，３２を開状態とした場合、収納室３から一次燃焼室１へ不完全燃焼ガスが流入することがある。本実施形態では、収納室３と煙道部４とを連通する不完全燃焼ガス用還流管９が設けられており、二次燃焼室２の上昇気流により、収納室３内の不完全燃焼ガスが不完全燃焼ガス用還流管９の吸気口９ａから煙道部４へ流入する。すなわち、収納室３や一次燃焼室１から不完全燃焼ガスが焼却炉の外部へ漏れることがない。また、焼却炉稼働時、収納室３の正面側に形成された扉３０１を開状態とした場合であっても、収納室３の室内の不完全燃焼ガスが外部へ漏れることがない。

尚、収納室３の底板、ロック機構、ハンドルなどは上記形態に限られるものではなく、外気と遮断された状態で、必要に応じて所定の量の被燃焼物を収納室３から一次燃焼室１へ投入することができれば、任意の構造であってもよい。

＜火炎調整板２４＞
一次燃焼室１から煙道部を介して二次燃焼室２（２号炉）内に流入した上昇気流（ガス）は、二次燃焼室２の一次燃焼室側（１号炉側）に偏る場合がある。図７に示したように、二次燃焼室２内に火炎調整板２４を設けてもよい。火炎調整板２４は、煙道部から二次燃焼室２に流入するガスの流れを乱し（阻害し）、二次燃焼室内に上昇気流を均一に分布させる。

本実施形態では、火炎調整板２４は、二次燃焼室２内において、空気供給管２３よりも一次燃焼室側（１号炉側）に、且つ、煙道部４の出口の上方近傍位置に配置されている。詳細には、火炎調整板２４は、金属製の取付具２４ｋにより固定されている。火炎調整板２４は、円形、矩形板など、任意の形状であってもよい。また、火炎調整板２４に、所定の形状の一つ又は複数の通気孔、本実施形態では、火炎調整板２４に通気孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられていている。
この火炎調整板２４は、煙道部４から二次燃焼室２に流入した火炎の上昇の一部分を阻害し、火炎を炉内に均等に分布させる。
また、火炎調整板２４により火炎の勢いを弱めた状態で、空気供給管２３の中央部に形成された孔部２３ｂや、上部付近に形成された孔部２３ｃから空気を供給する状態（迎え酸素供給の状態）とすることにより、二次燃焼室内で混合ガスを高い燃焼効率で完全燃焼させることができる。

図７（ａ）に示したように、二次燃焼室２内に設けられた空気供給管２３は、基礎部１０２に形成された通気路６１に連通するように設けられている。また、本実施形態では、通気路６１にＬ字形状管６５（エルボ管）が配置され、そのＬ字形状管６５に空気供給管２３が着脱自在に設けられている。この空気供給管２３は、二次燃焼室２の背面側に設けられた管理口２９から出し入れ可能に構成されている。

また、図７（ｂ）に示したように、二次燃焼室２の内壁の耐久性を高めるために、二次燃焼室２の内壁にステンレスなどの金属製の筒状部２ｆを交換可能に設けてもよい。例えば、二次燃焼室の内壁の金属製の筒状部２ｆが劣化した場合、新しい金属製の筒状部２ｆに交換することにより、焼却炉をさらに長期に使用することができる。

＜温度調整部２５＞
図８に示したように、本発明の実施形態に係る焼却炉は、二次燃焼室２の上部の煙突部２１に温度調整部２５が設けられている。この温度調整部２５は、焼却炉の初期稼働時に、二次燃焼室２の炉内（室内）温度を早期に上昇させて、短時間で上昇気流を発生させるために設けられている。
詳細には、温度調整部２５は、煙突部２１の入口付近に設けられ、可動部材２５１，２５２を有する（図８（ｂ）、図８（ｃ））。二次燃焼室２の上面に、金属製の底部台プレート２６ｃが配置され、底部台プレート２６ｃの上に金属製の中間ガイド部材２６ｂが配置され、中間ガイド部材２６ｂの上に金属製の上部蓋鉄板２６ａが配置されている。
中間ガイド部材２６ｂには隙間２５ｂｈが形成されており、その隙間２５ｂｈに可動部材２５１，２５２が移動自在に配置されている。

初期時、図８（ｃ）に示したように、可動部材２５１，２５２を閉状態とし、煙突部２１の入口付近の流路断面積を小さくし、煙突部２１からの放熱を抑制した状態で、バーナーなどの加熱部５にて加熱して、二次燃焼室２の炉内温度を短時間に上昇させる。そして、二次燃焼室２の炉内温度が所定温度、例えば４００℃程度になった場合、図８（ｂ）に示したように、温度調整部２５の可動部材２５１，２５２を開状態とし、二次燃焼室２内の高温の気体が煙突部２１から外部に排気され、二次燃焼室２内に上昇気流が発生し、その二次燃焼室２で生じた上昇気流を吸引力として、一次燃焼室１で発生した高温の燃焼ガスと、一次燃焼室の上部付近からの未燃焼ガス（不完全燃焼ガス）を煙道部４へ吸気して混合し、二次燃焼室２へ導入することができる。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る焼却炉１０は、室内下部にロストル１１（火格子）が配置され、筒形状耐火材の炉壁を有する一次燃焼室１と、一次燃焼室１の上部に設けられ、被燃焼物を一次燃焼室１へ投入可能な収納室３と、一次燃焼室１に対して並設され、筒形状耐火材の炉壁を有する二次燃焼室２と、二次燃焼室２の上部に設けられた煙突部２１と、一次燃焼室１の下部と二次燃焼室２の下部を連通する煙道部４と、二次燃焼室２に設けられ、一次燃焼室１から煙道部４を介して二次燃焼室２に導入される不完全燃焼ガスを完全燃焼させるバーナーなどの加熱部５と、二次燃焼室２に空気を供給する空気供給部６と、を有する。
また、焼却炉１０は、煙道部４の一次燃焼室側吸気口４ａから一次燃焼室１の室内側に向かって突出した突出部７ａを備え、当該突出部７ａにより収納室３から一次燃焼室１の室内へ投入された被燃焼物の煙道部への流入を防ぐ延焼遮断部７と、不完全燃焼ガス用吸気口８ａが一次燃焼室内の上部付近に位置し、当該不完全燃焼ガス用吸気口８ａから一次燃焼室の内壁に沿って通気路が形成され、煙道部４に連通する不完全燃焼ガス還流路８と、を有する。
すなわち、一次燃焼室１の上部付近の不完全燃焼ガスが、不完全燃焼ガス還流路８を介して煙道部４に流入し、煙道部４内で、一次燃焼室の下部の高温の燃焼ガスと不完全燃焼ガスが混合して、不完全燃焼ガスの一部分又は全部が燃焼し、それが二次燃焼室２に流入し、バーナーなどの加熱部５により室内が高温に維持された二次燃焼室２にて、空気供給部６により空気が供給され、高効率で不完全燃焼ガスを完全に燃焼することができる。

詳細には、本発明の実施形態に係る焼却炉は、二次燃焼室２で生じた上昇気流を、一次燃焼室１で発生した高温の燃焼ガスと、一次燃焼室１の上部付近からの未燃焼ガス（不完全燃焼ガス）を煙道部４へ吸気する吸引力として利用し、煙道部４で高温の燃焼ガスと未燃焼ガス（不完全燃焼ガス）を混合して、二次燃焼室２へ導入することができる。

また、本実施形態では、煙道部４は、基礎部１０２に傾斜部１０２ｋが形成され、一次燃焼室側吸気口４ａ，４ｂ，４ｃよりも二次燃焼室側排出口４ｅの流路断面積が小さくなるように形成されている。すなわち、焼却炉稼働時、ベンチュリ効果により、二次燃焼室側排出口４ｅ付近ではガスの流速が比較的速く、気圧が比較的低くなり、煙道部４の各吸気口での吸引力が大きい。
また、一次燃焼室１の下部に配置されている上部ロストル１１Ａ（１１）上の被燃焼物が高温で燃焼しており、一次燃焼室１の下部にトンネル状に設けられた煙道部４に高温の燃焼ガスや熱線が煙道部４に直接入力され、不完全燃焼ガス還流路８を介して煙道部４に流入した不完全燃焼ガスが高効率で熱せられ、不完全燃焼ガスの一部分または全部を燃焼させることができ、そのガスを二次燃焼室２へ導入することで、二次燃焼室２にて高効率で不完全燃焼ガスを完全に燃焼することができる。

また、延焼遮断部７の突出部７ａにより、収納室３から一次燃焼室１の室内へ投入された被燃焼物の煙道部４への流入を容易に防ぐことができる。つまり、被燃焼物が煙道部４へ流入し、煙道部４の通気路を塞いだ状態で延焼することを防止することができる。

また、本発明の実施形態に係る焼却炉１０は、収納室３から一次燃焼室１の外部を通って煙道部４に連通する連通路が形成された不完全燃焼ガス用還流管９を有する。すなわち、簡単な構成により、収納室３の不完全燃焼ガスを二次燃焼室２へ導き、二次燃焼室２で不完全燃焼ガスを完全燃焼させることができる。

また、本発明の実施形態に係る焼却炉１０は、二次燃焼室２の室内で、煙道部４の二次燃焼室側排出口４ｅと煙突部２１の間に配置され、煙道部４の二次燃焼室側排出口４ｅからの火炎を二次燃焼室２の室内で均一となるように調整する火炎調整板２４を有する。すなわち、火炎調整板２４により、煙道部４から二次燃焼室２に流入した火炎の上昇の一部分を阻害し、火炎を二次燃焼室２に均等に分布させることにより、混合ガスを高い燃焼効率で完全燃焼させることができる。

次に、上述した本発明の実施形態に係る焼却炉の効果を箇条書きに記載する。
１．被燃焼物として、例えば、草木系及び紙質系の有機物に関して残滓を作らない。
従来の小型焼却炉の多くは、焼却後、炉内に残滓が堆積する。その残滓を処理する場合、例えば、関係官庁に報告し、焼却許可を有する施設へ搬出することを要する。本発明の実施形態に係る焼却炉は、上述したように、上部ロストル１１Ａ、下部ロストル１１Ｂを有し、下部ロストル１１Ｂは上部ロストル１１Ａの間隔よりも狭い間隔に設定されているので、被燃焼物を完全に燃焼することができ、残滓の堆積が非常に少ない。
本願発明者は、実際に本願発明に係る焼却炉を作製し、焼却実験を行った。実験の結果、残滓が非常に少なく、有機物が完全に燃焼し、灰だけが残ることを確認することができた。

２．一次燃焼室１（一次焼却炉）の不完全燃焼ガスの還流処理。
従来の小型焼却炉では、炉内に不完全燃焼ガスが滞留する場合がある。本発明の実施形態に係る焼却炉は、上述したように、一次燃焼室１の上部付近に不完全燃焼ガスの還流部（不完全燃焼ガス還流路８）を有し、煙道部４で再燃焼する構成である。収納庫（収納室３）内に流入する煙は、ダクトパイプ（不完全燃焼ガス用還流管９）により煙道へ出力し、二次燃焼室（二号炉）内に送りこみ、高温の二次燃焼室２の炉内で完全燃焼させ、ダイオキシン等の有毒ガスの発生を抑制することができる。

３．二次燃焼室２（二号炉）の燃焼ガスの分散加熱。
火炎調整板２４を設けない場合、二次燃焼室２（二号炉）に流入する燃焼ガスは上昇気流が均一でない。詳細には、二次燃焼室２の下部に設けられた連通路の出口付近から、二次燃焼室２へ火炎が流れ上昇するが、上方から見た場合、二次燃焼室２内の煙道部４の出口付近側へ炎が偏った状態となる場合がある。その状態で、空気を流入させ酸素供給させた場合、追い風の状態となる。
本発明の実施形態に係る焼却炉は、上述したように、二次燃焼室内（炉内）の上面視で、煙道部４の出口側に、ガスの流路の一部分を遮蔽する火炎調整板２４（制御板）を有する。火炎調整板２４は円形状、矩形状などの所定の形状に形成されている。火炎調整板２４を設けることにより、煙道部４の出口から煙突に至る流路にて乱気流化を生じさせ、炎を拡散させ、空気供給管から酸素（空気）を供給する向かい風状態とすることで、高効率で不完全燃焼ガスを完全燃焼した後、燃焼ガスを煙突部２１から放出することができる。

４．二次燃焼室（二号炉）の初期の高温化
二次燃焼室（二号炉）をバーナー等の加熱部５により高温化し、二次燃焼室内に上昇気流を発生させる。本願発明者による実験の結果、二次燃焼室２内（炉内）が約４００℃以上の場合、二次燃焼室２内に高効率で上昇気流を発生させることができる。また、上述したように、本実施形態では、二次燃焼室２の煙突部２１の取付け部分に温度調整部２５としてプレートを設けた。初期加熱時、温度調整部２５のプレートを閉状態とすることで、煙突部２１への無駄な放熱を抑え、二次燃焼室２の室内の温度を短時間で上昇させることができる。また、加熱部としてのバーナーによる加熱時間を短縮することができ、安価に二次燃焼室２を加熱することができる。

５．維持管理の経済性
本発明の実施形態に係る焼却炉は、一次燃焼室１および二次燃焼室２の内壁にキャスタブル（耐火コンクリート）を使用し、耐熱壁としている。耐熱資材メーカーで一般的に販売している耐熱資材は、耐熱性が約１２００℃である。従来の一般的な焼却炉は、８００℃以上の高温で、数年間焼却した場合、キャスタブルの表面が粉状となり、脱落することがある。従来の小型焼却炉は、その時点が寿命であった。
本発明の実施形態に係る焼却炉は、一次燃焼室１の上部に収納庫（収納室３）を着脱自在に備えている。また、二次燃焼室２の上部に、煙突架台が取り外し可能に設けられている。耐久性を考慮して、二次燃焼室２の炉内温度を約８００〜８５０℃程度とすることが好ましい。
このように、焼却炉は、収納室３や煙突架台が取り外し可能に構成されているので、容易にメンテナンスすることができ、焼却炉を長期に使用することができ、維持管理の経済性が優れている。

６．延焼遮断部の効果
本発明の実施形態に係る焼却炉は、一次燃焼室１と二次燃焼室２との間に煙道部４を有する。二次燃焼室２で生じた上昇気流を吸引力として、一次燃焼室１で発生した高温の燃焼ガスと、一次燃焼室の上部付近からの未燃焼ガス（不完全燃焼ガス）を煙道部４へ吸気して混合し、高効率で二次燃焼室２へ導入する。また、煙道部４の一次燃焼室側に、延焼遮断部７（延焼遮断ボックス）が設けられている。延焼遮断部７は、一次燃焼室１の内壁よりも内側（一次燃焼室の中央側）に向かって突出した突出部７ａが形成されている。
例えば、煙道部４の吸引力が低下した場合、未燃焼ガス（不完全燃焼ガス）が炉外に流出し、生活環境に迷惑、公害対策違反対象になる虞がある。
本発明の実施形態に係る焼却炉は、延焼遮断部７を備えるので、簡単な構成により、煙道部４が被燃焼物で塞がれることを防止することができ、煙道部４の吸引力の低下を防止することができる。

７．二次燃焼室（二号炉）の内壁面に設けられた円筒状金属板（ステンレスなど）。
本発明の実施形態に係る焼却炉は、燃焼時、二次燃焼室内の燃焼温度を約８００℃〜８５０℃程度に維持することができる。燃焼時、二次燃焼室内の温度が低下した場合、加熱部として、石油や可燃ガスなどを使用する助燃バーナーを作動させて、温度を上昇させる。また、焼却炉は、温度検出部として、温度センサを備え、燃焼温度を管理する。例えば、被燃焼物（被焼却物）の種別や状態によって燃焼温度が変わる。本発明の実施形態に係る焼却炉は、二次燃焼室内（炉内）の温度を保持するため、二次燃焼室２の内側にステンレスなどの金属製の円筒板（筒状部２ｆ）を備え、助燃用バーナーに用いられる燃料に費やす費用を軽減可能である。また、この筒状部２ｆは交換可能であることが好ましい。

尚、本発明の実施形態に係る焼却炉は小型であり、火床面積が０．５ｍ²未満であることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。
本発明の実施形態に係る焼却炉は、さらに、二次燃焼室２の断熱材２７と二次燃焼室２の外壁（炉壁２ａ）間にらせん状の熱伝導性パイプを備え、二次燃焼室２外に設けたタンクとの間で熱媒体として水などの液体をポンプなどにより循環させる構成となっていてもよい。つまり、この焼却炉で発生する熱を融雪や農業ハウスの暖房などに活用してもよい。

１…一次燃焼室
２…二次燃焼室
３…収納室
４…煙道部
４ａ…一次燃焼室側吸気口
４ｂ，４ｃ…吸気口
４ｅ…二次燃焼室側排出口
４ｔ…煙道部の筒状部の上部
５…加熱部（バーナー）
６…空気供給部
６Ａ…送風機
７…延焼遮断部
７ａ…突出部
７ｃ…開口部
８…不完全燃焼ガス還流路
９…不完全燃焼ガス用還流管
１０…焼却炉
１１…ロストル
１１Ａ…上部ロストル
１１Ｂ…下部ロストル
２１…煙突部
２３…空気供給管
２４…火炎調整板
２５…温度調整部（温度調整板）
５１…温度検出部
５２…制御部
６１…通気路

Claims

室内下部にロストルが配置され、耐火材で形成された筒形状の炉壁を備える一次燃焼室と、
前記一次燃焼室の上部に設けられ、被燃焼物を前記一次燃焼室へ投入可能な収納室と、
前記一次燃焼室に対して並設され、耐火材で形成された筒形状の炉壁を備える二次燃焼室と、
前記二次燃焼室の上部に設けられた煙突部と、
前記一次燃焼室の下部と前記二次燃焼室の下部を連通する煙道部と、
前記二次燃焼室の室内を加熱し、前記一次燃焼室から前記煙道部を介して前記二次燃焼室に導入される不完全燃焼ガスを完全燃焼させる加熱部と、
前記二次燃焼室に空気を供給する空気供給部と、を有する焼却炉であって、
前記煙道部の一次燃焼室側吸気口から前記一次燃焼室の室内側に向かって突出した突出部を備え、当該突出部により前記収納室から前記一次燃焼室内へ投入された被燃焼物の前記煙道部への流入を防ぐ延焼遮断部と、
不完全燃焼ガス用吸気口が前記一次燃焼室内の上部付近に位置し、当該不完全燃焼ガス用吸気口から前記一次燃焼室の内壁に沿って通気路が形成され、前記煙道部に連通する不完全燃焼ガス還流路と、を有することを特徴とする
焼却炉。
前記収納室から前記一次燃焼室の外部を通って前記煙道部に連通する通気路が形成された不完全燃焼ガス用還流管を有することを特徴とする請求項１に記載の焼却炉。
前記一次燃焼室の下部に設けられたロストルは、上部ロストルと、当該上部ロストルよりも隙間の狭い下部ロストルと、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼却炉。
前記二次燃焼室の室内で、前記煙道部の二次燃焼室側排出口と前記煙突部の間に配置され、前記煙道部の二次燃焼室側排出口からの火炎を前記二次燃焼室内で均一となるように調整する火炎調整板を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の焼却炉。