JPH0335575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物などのごみ
を焼却する竪型焼却炉に関する。

（従来の技術） 従来、焼却装置としては、一般にストーカ炉が
用いられており、このストーカ炉は、略水平方向
に移動する火格子にごみをのせ、この火格子を移
動させながらごみを焼却するように構成されたも
のである。しかし、このストーカ炉では、前記火
格子を略水平方向に移動させるため、火格子の面
積が広くなり、設備の据付面積が大きくなるとと
もに、燃焼時に発生する燃焼ガスの持つエネルギ
ーを有効に十分利用できていない。

そこで、このような問題を解決するものとし
て、竪型焼却炉をあげることができる。竪型焼却
炉としては、流動床方式のものが主流をしめてお
り、第２図はこの流動床方式の竪型焼却炉の概略
構成を示している。

まず、ごみピツト（図示省略）に貯留されたご
みはクレーン（図示省略）によつてホツパａに投
入され、破砕機あるいは破袋機ｂで細かく砕かれ
た後、フイーダｃによつて焼却炉本体ｄ内に投入
される。焼却炉本体ｄ内の底部には空気分散板ｅ
が設けられており、この空気分散板ｅの上に高温
の砂ｆが堆積されている。そして、空気分散板ｅ
の下方から砂ｆに向けて高温の燃焼用空気ｇを高
圧で吹き出すことにより、砂ｆが吹き上げられて
焼却炉本体ｄ内を流動する流動状態になる。よつ
て、この流動状態になされた焼却炉本体ｄ内に細
分化されたごみが投下されると、ごみは流動して
いる高温の砂ｆによつて瞬時に着火して焼却炉本
体ｄ内の上部フリーボードd₁で燃焼する。この燃
焼時に発生する燃焼ガスは焼却炉本体ｄ内の頂部
d₂からダストとともに、この頂部d₂に連通された
図示しない集塵装置、ガス冷却装置および熱交換
器側に排出される。また、ダストとして排出され
なかつた重い不燃物は砂ｆとともに下方の不燃物
分離装置ｈに取り出され、この不燃物分離装置ｈ
で砂ｆと分離されて外部に排出される。分離され
た砂ｆは循環装置ｉによつて再び焼却炉本体ｄ内
に戻される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した流動方式の竪型焼却炉
において、ごみを焼却炉本体内で円滑に燃焼させ
るためには、前処理を行う装置（例えば、ごみを
細かく砕く破砕機、あるいはごみ袋を破つて塊を
ほぐす破袋機）や砂を焼却炉本体内で流動させる
押込送風機等の設備が必要になるとともに、この
押込送風機によつて焼却炉本体内に送り込む燃焼
用空気の圧力を大幅に高くする必要があるため、
電力の消費量が多くなる。また、集塵装置側に燃
焼ガスとともに排出されるダスト量が非常に大量
であるため、集塵装置が大掛りになるとともに、
この大量のダストに起因するガス冷却装置や熱交
換器のトラブルが起こり易くなる。さらに、高圧
の燃焼用空気が焼却炉本体内に圧送されているの
で、焼却炉本体の内圧が正圧になる危険性が高い
ため、ごみ挿入口等のシールが必要になるととも
に、燃焼ガスおよびダストを焼却炉本体内から集
塵装置側に排出するための誘引装置の吸引力を大
きくする考慮が必要になる。その他、砂循環とい
う余分の工程が必要になる。

一方、竪型焼却炉には、上記流動方式の他に、
熱分解方式や溶融方式がある。しかしながら、熱
分解方式では、燃焼用空気および燃焼ガスが厚い
ごみ層を通過するためには押込送風機よつて焼却
炉本体内に送り込む燃焼用空気の圧力を高くしな
ければならず、ごみ質の変動によつては焼却炉本
体内が正圧になる危険性があり、流動方式と同様
にごみ挿入口等のシールが必要になる。また、焼
却炉本体内の下部はごみの荷重がもろにかかるた
め、焼却炉本体内の下部に堆積した焼却灰を焼却
炉本体の下方に排出する排出装置に特別の工夫が
必要であり、装置が複雑になる。次に、溶融方式
は、不燃物の高温の溶融状態で排出されるため取
扱が危険である。また、添加剤が必要になるとと
もに電力の消費量が多くなるため、コストが嵩み
経済的でない。

さらに、特公昭49−17709号公報に記載のもの
に見られるように、焼却炉内の同一平面上に亘つ
て複数に分割された火格子が上下方向に複数段配
設され、同一平面上に位置する各火格子を火格子
傾斜装置により物質支持位置から物質落下位置へ
傾斜させることで、ごみ（燃焼物質）を順次下方
へ落下させるように構成したものが提供されてい
る。

しかしながら、上記焼却炉は、燃焼用空気の大
部分は焼却炉の頂部及び底部に配設された空気開
口部付近の火格子群の間を水平方向に通過して２
次燃焼域に達するだけで、一部分が分割された火
格子単品間を上下に流れるに過ぎない。従つて、
中間部のごみは燃焼に必要な酸素の供給が不足
し、燃焼は主として頂部及び底部のごみの表面だ
けで行われることになる。このため、この焼却炉
で完全燃焼させるためには、各火格子に堆積させ
るごみの厚みをできるだけ薄くして空気に触れや
すくして燃焼させ、残りのごみを順次下方に落下
させる多段式燃焼方式が必要である。よつて、こ
のような焼却炉において、各火格子上で発生した
燃焼ガスは、近接する上段の火格子裏面に当た
り、火格子内部を流動する冷却流体で冷やされ
る。このため、燃焼ガスの持つエネルギーを余り
利用することができず燃焼効率が悪く着火、助燃
及び２次燃焼の全段階に亘つて、多数の助燃装置
が必要であり、運転経費の増大を招くと言う問題
があつた。また、同一平面上に位置する各火格子
を同時に傾斜させる火格子傾斜装置が必要であ
り、装置全体の構成が複雑になるため、故障の起
こる虞も高くなる。さらに、この焼却炉において
は、火格子内に冷却用流体を循環させることによ
り火格子の表面温度を制御しているが、火格子上
に堆積するごみ層が薄いため、各火格子上のごみ
の性状により燃焼状態が大きく変化することにな
り、これに伴い火格子の温度も急変する。このた
め、たとえ高圧の水を大量に流して冷却効率を高
めようとしても、部分的に水蒸気が発生するとこ
の水蒸気が水の流動を阻害し、火格子の焼損や熱
歪を招くとともに、高圧水を流す場合には、高圧
による接続部分での破損などの故障が起こる虞も
高くなり補修費用が増大するとともに、全体とし
て安定した運転を継続することが困難であつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明の竪型焼却炉は、一般廃棄物や産業廃棄
物などのごみを焼却する焼却炉であつて、焼却炉
本体内には、この焼却炉本体内を上下に複数段の
部屋に仕切る複数の火格子が開閉自在に設けら
れ、これら複数の火格子のうち少なくとも一つの
火格子が焼却炉本体内に出没自在に設けられると
ともに、この火格子が位置する焼却炉本体の側部
には該火格子が焼却炉本体内から没した時にこの
火格子を収納する収納室が設けられ、さらに収納
室には出没する火格子に吹きつける冷却用の空気
が供給されてなり、焼却炉本体の上部に投入され
たごみは、前記火格子上に堆積して十分な厚みを
有するごみ層を形成し、最上段から順次下方に燃
焼しながら送られて焼却炉の下端から順次排出す
るように構成されたものである。

（作用） 焼却炉本体内に投入されたごみは、複数段に仕
切られた部屋を火格子の開閉動作によつて上方か
ら下方に順次落下しながら燃焼する。この落下時
に、未燃物の塊がほぐれ、ごみ層の通気性が良く
なり、燃焼を促進する。また、燃焼室の下方で発
生した燃焼ガスはすべて上方にあるごみ層を通過
することで、上方のごみの乾燥や着火を促進さ
せ、燃焼時のエネルギーを有効に利用する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は、本発明に係る竪型焼却炉の概略構成
を示している。

図において、１はホツパで、ごみピツト（図示
省略）に貯留されたごみが均質化のため撹拌され
てある程度破袋された後、クレーン（図示省略）
でこのホツパ１に投入される。ホツパ１は、フイ
ーダ２を介して焼却炉本体３内の上部に連通され
ており、ホツパ１に投入されたごみはフイーダ２
によつて焼却炉本体３内に一定量ずつ送り込まれ
る。

焼却炉本体３には、開閉自在な第１火格子５，
５および第２火格子６，６が上下に設けられてお
り、焼却炉本体３内を２段に仕切つている。

第１火格子５，５は、焼却炉本体３の左右両側
に水平方向に移動可能に配設されている。この第
１火格子５，５は、通常、焼却炉本体３内を閉塞
するように焼却炉本体３内に突出されており、こ
の第１火格子５，５によつてホツパ１から投入さ
れたごみを支持する。このように、第１火格子
５，５によつて閉塞された焼却炉本体３内の上部
が第１燃焼室３ａになされている。また、第１火
格子５，５が位置する焼却炉本体３の両側には、
第１火格子５，５が焼却炉本体３内から没した時
に、この第１火格子５，５を収納する収納室７，
７が設けられている。収納室７，７には常温空気
８が供給されている。この常温空気８は、焼却炉
本体３と収納室７との間に形成された隙間９，９
から焼却炉本体３内に吹き出し、第１火格子５，
５の冷却を行うとともに、この隙間９，９から焼
却炉本体３内の焼却灰が収納室７側に侵入しない
ように防止している。また、常温空気８は第１燃
焼室３ａの上部にも２次空気として供給されてい
る。

第２火格子６，６は、焼却炉本体３内におい
て、水平位置から２点鎖線に示す垂直位置まで回
動自在に設けられている。この第２火格子６，６
と前記第１火格子５，５とで仕切られた部屋が第
２燃焼室３ｂになされている。そして、第２火格
子６，６を下方に回動することによつて、第２燃
焼室３ｂ内の焼却灰を焼却炉本体３の下方に設け
られた灰搬出装置１０に排出することができる。

ここで、前記第１火格子５，５の焼却炉本体３
に対する取付位置は、この第１火格子５，５上に
堆積されるごみが十分な厚みのごみ層を形成する
ように配置されている。

前記第１燃焼室３ａ、第２燃焼室３ｂおよび第
２火格子６，６の下方には、それぞれ温度調節さ
れた燃焼用空気１１ａ，１１ｂ，１１ｃがダンパ
ー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを介して供給されてい
る。これら燃焼用空気１１ａ，１１ｂ，１１ｃは
ごみ質に応じて最適の温度に調節するが、焼却炉
本体３内の下方に供給するものはおき燃焼させる
ため、常時高温に保持されている。

次に、このように構成された竪型焼却炉によつ
てごみを焼却する場合について説明する。

ホツパ１に貯留されたごみは、フイーダ２によ
つて焼却炉本体３の第１燃焼室３ａに一定量ずつ
送り込まれ、第１火格子５，５上に堆積する。こ
のように第１火格子５，５上に堆積したごみは十
分な厚みを有するごみ層を形成する。そして、第
１燃焼室３ａに供給されている燃焼用空気１１ａ
によつて、第１燃焼室３ａに堆積されたごみが燃
焼し始め、燃焼は徐々に第１燃焼室３ａ全体に拡
がる。これによつて、燃え易いごみは、この第１
燃焼室３ａで完全に焼却されて焼却灰になる。こ
の燃焼時に発生した燃焼ガスは、第１燃焼室３ａ
を上昇する。すなわち、第１燃焼室３ａの下部で
発生した燃焼ガスはすべて上部のごみ層を通つて
第１燃焼室３ａを上昇する。この上昇時に燃焼ガ
スは、その熱で上部のごみの着火およびガス化を
促進するするとともに、生ごみの乾燥を行う。さ
らに、第１燃焼室３ａの上部まで上昇した燃焼ガ
スは、この上部に供給されている２次空気８によ
つて再燃焼する。この燃焼時の放射熱によつて第
１燃焼室３ａに投入されたごみの予備乾燥を行う
とともに、発火点の低い紙やプラスチツクを燃や
して火種になるのを促進する。次に、ある程度燃
焼が進んだ段階で、第１火格子５，５を焼却炉本
体３内から没して第１燃焼室３ａの下部の焼却残
渣を第２燃焼室３ｂの容量分だけ第２火格子６，
６上に落下させる。この後、第１火格子５，５を
再び焼却炉本体３内に突出させて閉塞する。この
突出時において、第２燃焼室３ｂに落下した残渣
は一部の難燃物や未燃物を含んだ焼却灰でありご
みによる抵抗が少ないため、第１火格子５，５は
スムースに突出することができる。第２燃焼室３
ｂでは、第１火格子５，５が第１燃焼室３ａに堆
積したごみの荷重を支持しているので、上部のご
みによる圧縮がないとともに、落下時のシヨツク
で未燃物の塊が崩壊されているため、第２燃焼室
３ｂに貯留された焼却灰の通気性が良くなつてい
る。そして、高温の燃焼用空気１１ｂ，１１ｃを
供給すると、残留していた火種によつて焼却灰内
の未燃物が容易に燃える。燃焼用空気１１ｂ，１
１ｃの圧力は焼却灰の通気性が良いため、高くす
る必要がない。また、第２燃焼室３ｂでの燃焼時
に発生した燃焼ガスは上昇して第１燃焼室３ａを
通過するので、第１燃焼室３ａでの燃焼をさらに
促進させる。よつて、燃焼時のエネルギーを十分
に有効利用することができる。この後、第２火格
子６，６を下方に回動し、第２燃焼室３ｂの焼却
灰を灰搬出装置１０に落下させる。このように、
焼却炉本体３内でごみを上方から下方に順次送つ
て燃焼を行う。

さらに、第２燃焼室３ｂの燃焼時には、第１火
格子５，５が高温にさらされるが、収納室７と焼
却炉本体３との隙間９，９から供給される常温空
気８によつて第１火格子５，５が冷却されるた
め、高温による第１火格子５，５の焼損を防止し
ている。また、この隙間９，９から収納室７側へ
侵入する焼却灰を防止する。

なお、本例では、２つの火格子によつて焼却炉
本体３を上下２段に仕切つたものを示したが、２
つ以上の火格子によつて焼却炉本体３内を２段以
上に仕切つてもよい。また、第１火格子５，５お
よび第２火格子６，６の開閉機構は本例に限ら
ず、例えば、第１火格子５，５は複数に分割した
ダンピングロストルを用いてもよく、第２火格子
６，６は傾斜反転火格子を用いてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、流動方式
の竪型焼却炉に比べ、焼却炉本体内のごみは、各
階の火格子によつて支持されているからごみが下
方に圧縮されることなくごみ層の通気性が良いた
め、押込送風機によつて焼却炉本体内に送り込む
燃焼用空気の圧力を小さくできるとともに、ごみ
の前処理を行う装置や砂を焼却炉本体内で流動さ
せる押込送風機等の設備が不要になる。このた
め、電力の消費量が削減でき経済的である。ま
た、燃焼用空気の圧力を小さくできるため、焼却
炉本体内が正圧になる危険性が小さく、ごみ挿入
口等のシールが不要になる。さらに、集塵装置側
に燃焼ガスとともに排出されるダスト量が非常に
少量になるため、集塵装置の負担を軽減できると
ともに、ダストに起因するガス冷却装置や熱交換
器のトラブルを防止することができる。

また、焼却炉本体内の下部で発生した燃焼ガス
が上昇して上部のごみ層を通過する際にこの上部
のごみの着火及びガス化を促進するとともに、生
ごみの乾燥を行い、燃焼を助長するため、燃焼ガ
スの持つエネルギーを無駄なく有効に利用するこ
とができる。

さらに、焼却炉本体内に出没自在に設けられた
火格子は、収納室を介して火格子に吹きつけられ
る冷却用の空気により冷却されるため、高温によ
る火格子の焼損を防止することができるととも
に、この空気は燃焼用の空気として有効に利用す
ることができる。また、収納室を介して火格子に
吹きつけられる冷却用の空気は焼却炉本体側から
収納室への焼却灰の侵入を阻止することができ、
この焼却灰により火格子の作動を妨げることがな
く、火格子の出没動作を円滑に行うことができ
る。しかも、構成が簡単であるため、故障が起こ
る虞も従来のものに比べ少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る竪型焼却炉の概略構成を
示す側面図、第２図は流動方式による竪型焼却炉
の概略構成を示す側面図である。 ３……焼却炉本体、５，５……第１火格子、
６，６……第２火格子、７……収納室、８……常
温空気（冷却用の空気）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般廃棄物や産業廃棄物などのごみを焼却す
   る焼却炉であつて、 焼却炉本体内には、この焼却炉本体内を上下に
   複数段の部屋に仕切る複数の火格子が開閉自在に
   設けられ、これら複数の火格子のうち少なくとも
   一つの火格子が焼却炉本体内に出没自在に設けら
   れるとともに、この火格子が位置する焼却炉本体
   の側部には該火格子が焼却炉本体内から没した時
   にこの火格子を収納する収納室が設けられ、さら
   に収納室には出没する火格子に吹きつける冷却用
   の空気が供給されてなり、焼却炉本体の上部に投
   入されたごみは、前記火格子上に堆積して十分な
   厚みを有するごみ層を形成し、最上段から順次下
   方に燃焼しながら送られて焼却炉の下端から順次
   排出するように構成されたことを特徴とする竪型
   焼却炉。