JPH06265123A

JPH06265123A - ごみ焼却炉装置

Info

Publication number: JPH06265123A
Application number: JP5264393A
Authority: JP
Inventors: Naoe Izumi; 直衛泉; Hiroyuki Asai; 博之浅井; Yasuhito Kawai; 康仁河合
Original assignee: MIYATSU KOGYO KK
Current assignee: MIYATSU KOGYO KK
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】僅かな設備を付加するだけで、被焼却物の性
状や投入量の不安定さに十分対応し、黒煙の排出を抑え
て、被焼却物を極力完全燃焼させることができる小型の
ごみ焼却炉装置を提供すること。【構成】被焼却物Ｄを投入して燃焼させる焼却炉本体
１と、焼却炉本体１の上方に配置される煙突１１と、の
間に、再燃焼室５としての空間が設けられる。再燃焼室
５には、温度検知器６が配設されるとともに、再燃焼室
５内に分散させて空気を供給可能とする複数の空気供給
ノズル８を備えたノズル群７が配設される。ノズル群７
には、温度検知器６で検出した温度が所定以上の際、空
気供給ノズル８から空気を吐出させるための、空気供給
器９が接続されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工場、事務所または家
庭のごみを焼却するための、小型のごみ焼却炉装置に関
し、特に、煙突から排出する排ガスを、極力、黒煙でな
く、無色のものにすることができる小型のごみ焼却炉装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、この種の小型のごみ焼
却炉装置においては、被焼却物の性状と量が極めて不安
定であり、しかも、小型のごみ焼却炉装置では、安価な
簡易型のものが普通であるので、きめ細かい空燃比制御
装置等を設置しがたい。

【０００３】従って、従来の小型のごみ焼却炉装置で
は、燃焼状態が当然不安定となり、時として空気不足と
なって未燃焼状態の黒煙を上げ、あるいは、逆に、極端
な過剰空気となって、炉温度を冷し、これまた、未燃焼
状態の黒煙を発生させる等の環境上の問題を抱えてい
た。

【０００４】この対策として、煙突上部に水スプレー装
置を設置して黒煙ダストを回収することが考えられる。
しかし、この種の小型のごみ焼却炉装置では、一般に自
然通風式であって、強力な水スプレー装置の設置は、煙
道に適当な圧損を取りえないことから、不十分な装置と
ならざるを得ず、しかも廃水処理が必要となって、問題
となる。

【０００５】その他、電気集塵機方式、バグフィルター
方式、サイクロン方式、スクラバー方式等の消煙システ
ムを設置することも考えられるが、これらのシステム
は、それぞれ規模が大きすぎて、設備費と運営費が多大
となり、当該小型ごみ焼却炉装置に設置するには不向き
である。

【０００６】さらに、その他として、この種の小型のご
み焼却炉装置の出口附近に、二次燃焼装置を設置して、
炉から排出する黒煙中の炭素分を燃焼させることが考え
られる。しかし、この場合には、二次燃焼のために、補
助燃料のガス又は油用のバーナーや送風装置、更には安
全のための炎監視装置も付加する必要が生ずる。さら
に、被焼却物は上述のように不安定な投入にならざるを
得ず、そのための全てに対応させるには、複雑なシステ
ムとなり多大の設備費を要してしまう。

【０００７】そしてさらに、近年の小型のごみ焼却炉装
置では、特にプラスチック等の黒煙を多量に発生させる
ごみを処理する機会が多くなってきている。しかもこれ
らの小型のごみ焼却炉装置の使用先である町工場とか事
務所は、益々、住宅街に取り込まれる事も多く、また、
一般家庭の場合でも住宅密集化が進み、ごみ焼却時の黒
煙の発生は許されなくなってきている。

【０００８】したがって、小型のごみ焼却炉装置では、
安価で且つ手軽、しかも何等複雑な操作を要せず、単
に、被焼却物であるごみを放り込むだけで、黒煙を殆ど
発生させないものが、公害対策上の観点からも要望され
ていた。

【０００９】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、僅かな設備を付加するだけで、被焼却物の性状や投
入量の不安定さに十分対応し、黒煙の排出を抑えて、被
焼却物を極力完全燃焼させることができる小型のごみ焼
却炉装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１番目のごみ
焼却炉装置は、被焼却物を投入して燃焼させる焼却炉本
体と、該焼却炉本体の上方に配置される煙突と、の間
に、再燃焼室としての空間が設けられ、該再燃焼室に
は、温度検知器が配設されるとともに、前記再燃焼室内
に分散させて空気を供給可能とする複数の空気供給ノズ
ルを備えたノズル群が配設され、該ノズル群には、前記
温度検知器で検出した温度が所定以上の際、前記空気供
給ノズルから空気を吐出させるための、空気供給器が接
続されてなる構成よりなる。

【００１１】本発明の第２番目のごみ焼却炉装置は、複
数の前記空気供給ノズルが、空気の吐出方向を、斜め上
向き、水平方向、若しくは、斜め下向きの何れかの方向
で相互に平行として、並設されていることを特徴とす
る。

【００１２】本発明の第３番目のごみ焼却炉装置は、複
数の前記空気供給ノズルが、空気の吐出方向を多方向と
するように、多方向に向いて配列されていることを特徴
とする。

【００１３】本発明の第４番目のごみ焼却炉装置は、前
記再燃焼室内の前記ノズル群の上方に、前記再燃焼室内
に分散させて空気を供給可能とする複数の空気供給ノズ
ルを備えたノズル群を、さらに、少なくとも１つ以上配
設させ、前記温度検知器で検出した温度が所定以上の
際、順次、下方のノズル群の空気供給ノズルから空気を
供給させることを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用・効果】本発明の第１番目のごみ焼却炉装
置では、焼却炉本体内に被焼却物を投入して着火する
と、自然通風により供給される空気量が、通常、被焼却
物の燃焼速度に追随できないことから、焼却炉本体内
で、可燃性熱分解ガス、即ち、黒煙が発生しつつ、燃焼
が続行されることとなる。

【００１５】すると、再燃焼室の温度検知器が、黒煙の
着火温度以上の設定温度を検出して、空気供給器が作動
され、空気が、ノズル群の複数の空気供給ノズルから再
燃焼室内に強制的に分散されて供給されることとなる。

【００１６】その際、被焼却物の総量に対応した大量の
空気を一挙に一個のノズルから再燃焼室内に供給した時
には、そのノズル付近の雰囲気温度を急激に低下させる
ことから、着火せず、却って、黒煙の発生を助長する場
合が多く、また逆に、被焼却物の燃焼を消火する虞れも
生ずる。しかし、再燃焼室内に複数の空気供給ノズルを
配置させ、被焼却物の最大燃焼速度に対応した空気量を
供給できるように、再燃焼用空気として、各々の空気供
給ノズルから少量に分散させて強制的に供給する場合に
は、複数の空気供給ノズルの何れかのノズルの空気供給
ゾーンにおいて、必ず着火する部位が発生することが実
験的に確認された。そのため、少なくとも一つの空気供
給ノズルの空気供給ゾーンにおいて、可燃性熱分解ガ
ス、即ち、黒煙に着火する。

【００１７】そして、再燃焼室内の少なくとも一つの空
気供給ノズルの空気供給ゾーンにおいて、黒煙が着火す
ると、その部分やその周囲の温度が更に上昇し、他の空
気供給ノズルの空気供給ゾーンに連鎖的に黒煙の着火が
波及することとなる。

【００１８】その結果、再燃焼室において、黒煙が完全
燃焼されて、煙突からは無色の燃焼ガスが排出されるこ
ととなる。

【００１９】そして、ごみ焼却炉装置の通風力は、通
常、煙突内ガス温度と煙突高さの積に比例するが、本発
明の第１番目のごみ焼却炉装置では、再燃焼用空気の供
給により、黒煙が燃焼し、再燃焼室内のガス温度、ひい
ては煙突内ガス温度が上昇して、更に、通風力が向上す
る。そのため、再燃焼室内に再燃焼用空気が供給されて
も、ごみの投入口等から黒煙等が吹き出すことが無い。

【００２０】そしてまた、ロストル等からの自然通風に
よる空気量と各空気供給ノズルを経て供給される空気供
給器からの空気量の合計の供給量として、焼却炉本体内
に投入する被焼却物の最大燃焼速度に対応する理論空気
量を略供給できるように、予め設定しておけば、焼却炉
本体内へ投入される被焼却物の性状や投入量が変動して
も、焼却炉本体内で発生した可燃性熱分解ガスを完全燃
焼させることができて、黒煙が煙突から排出されること
を極力防止できる。

【００２１】したがって、本発明の第１番目のごみ焼却
炉装置では、再燃焼室、温度検知器、ノズル群、空気供
給器等の僅かな設備を付加するだけで、被焼却物の性状
や投入量の不安定さに十分対応し、黒煙の排出を抑え
て、被焼却物を極力完全燃焼させることができる。

【００２２】本発明の第２番目のごみ焼却炉装置では、
上述の複数の空気供給ノズルが、空気の吐出方向を、斜
め上向き、水平方向、若しくは、斜め下向きの何れかの
方向で相互に平行として、並設されており、最初に着火
する空気供給ノズルの空気供給ゾーンとなる範囲が広が
ることから、黒煙の着火の確実性を向上させることがで
きる。

【００２３】本発明の第３番目のごみ焼却炉装置では、
上述の複数の空気供給ノズルが、空気の吐出方向を多方
向とするように、多方向に向いて配列されており、一
層、最初に着火する空気供給ノズルの空気供給ゾーンと
なる範囲が広がることから、黒煙の連鎖的な着火の確実
性を一層向上させることができる。

【００２４】本発明の第４番目のごみ焼却炉装置では、
温度検知器で所定以上の温度を検出した際、下方のノズ
ル群の空気供給ノズルから上方のノズル群の空気供給ノ
ズルにかけて、順に、時間差をつけて空気を供給するこ
とから、黒煙の連鎖的な着火を下方から上方へ円滑に移
行させることができ、黒煙の完全燃焼を円滑に行なえ、
一層、無色の燃焼ガスを煙突から排出させることができ
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図例に基づ
いて説明する。

【００２６】図１に示す第１実施例のごみ焼却炉装置Ｍ
１は、被焼却物であるごみＤを投入して燃焼させる焼却
炉本体１と、焼却炉本体１の上方に配置される煙突１１
と、の間に、再燃焼室５としての空間が設けられて構成
されている。

【００２７】焼却炉本体１は、ごみＤを投入させる投入
口２と、投入口２を塞ぐ蓋３と、を備え、さらに、下部
に、空気を焼却炉本体１内に自然通風させるためのロス
トル４を配設させている。

【００２８】再燃焼室５には、その略中央に、再燃焼室
５内の温度を検出する温度検知器６が配設されるととも
に、温度検知器６の下方の再燃焼室５の一方の側壁寄り
に、再燃焼室５内に空気を強制的に分散させて供給する
複数の空気供給ノズル８を備えたノズル群７が配設され
ている。

【００２９】なお、再燃焼室５の内周面には、保温性を
高めるために、キャスタブルが内張りされている。

【００３０】ノズル群７には、配管１０を介して、コン
プレッサや送風ブロア等からなる空気供給器９が接続さ
れている。この空気供給器９は、焼却炉本体１に投入し
たごみＤを着火させた後に発生する熱分解ガス、即ち黒
煙の着火温度以上を設定温度として、その設定温度を温
度検知器６が検出した際、所定のシーケンサやプログラ
マブルコントローラ等の制御装置によって、自動的に作
動するように構成されている。

【００３１】なお、黒煙の着火温度は、例えば、ボール
紙や多少のプラスチックスを含むごみでは、５６０℃程
度、木材等を多く含むごみでは、５７０℃程度と、５３
０〜７５０℃程度の範囲でばらつきがあることから、焼
却するごみの種類に応じた可燃性熱分解ガスの着火温度
以上の設定温度を予め設定しておき、その設定温度を温
度検知器６が検出した際に、空気供給器９を作動させる
ようにしておく。

【００３２】また、ノズル群７の空気供給ノズル８は、
２個以上、好ましくは、１０〜４０個程度配設する。

【００３３】そして、複数の空気供給ノズル８の配設方
向は、空気の吐出方向を、斜め上向き、水平方向、若し
くは、斜め下向きの何れかの方向で相互に平行として、
図５・６・７に示すように、水平方向に並設させたり、
あるいは、図８に示すように、鉛直方向に並設させた
り、さらには、図９に示すように、水平方向と鉛直方向
とに並設させたり、あるいは、斜め方向で並設させたり
しても良い。

【００３４】さらにまた、複数の空気供給ノズル８の配
設方向は、図１・２に示すように、空気の吐出方向を多
方向とするように、水平方向で多方向に配設させたり、
あるいは、図３に示すように、鉛直方向で多方向に配設
させたり、さらに、図４に示すように、水平方向と鉛直
方向とで多方向にずらして配設させたり、あるいは、斜
め方向にずらして配設させても良い。

【００３５】なお、空気供給ノズル８の空気吐出方向に
おいて、相互に平行として全て同一方向を向かせてノズ
ル群７を構成する際、水平方向から上方に傾斜させる場
合には、水平方向から約３０°以下の傾斜とすることが
望ましい。なぜなら、再燃焼室５から煙突１１に向って
上昇する可燃性熱分解ガスを含む煙に対して、空気供給
ノズル８から噴出する再燃焼用空気があたかも矢の突き
刺さるように衝突することとなって、それによって生ず
る再燃焼用空気の乱流が可燃性熱分解ガスと接触し、部
分的な着火が容易となって、その後の連鎖的な着火を誘
引するからである。

【００３６】さらに、ロストル４の下方から炉本体１内
に供給される自然通風力による燃焼用空気と、空気供給
器９から各空気供給ノズル８を経て供給される再燃焼用
空気との合計の供給量は、焼却炉本体１内に投入するご
みＤの最大燃焼速度に対応した理論空気量を略供給でき
るように、流量調整弁Ｖ１によって、予め、設定されて
いる。

【００３７】ちなみに、ごみが木材の場合には、最大燃
焼速度に対応した理論空気量は、３．５〜４．５Ｎm³/K
g 程度であり、ごみが重油の場合には、最大燃焼速度に
対応した理論空気量は、１０．５〜１１Ｎm³/Kg 程度で
あり、それらのごみの投入量に対応させて、流量調整弁
Ｖ１を調整して、空気供給量を設定しておく。

【００３８】つぎに、この第１実施例のごみ焼却炉装置
Ｍ１の使用態様について説明すると、まず、投入口２か
らごみＤを焼却炉本体１内に投入した後に、ごみＤに着
火する。

【００３９】その場合、通常、ごみＤの着火部位付近で
は、ロストル４からの自然通風により供給される空気量
がごみＤの燃焼速度に対応せず、焼却炉本体１内で、可
燃性熱分解ガス、即ち、黒煙が発生しつつ、燃焼が続行
される。

【００４０】そして、ごみＤの燃焼が進行して、再燃焼
室５の温度検知器６が、黒煙の着火温度以上の設定温度
を検出すれば、空気供給器９が作動されて、空気が、ノ
ズル群７の空気供給ノズル８から再燃焼室５内に強制的
に分散されて供給されることとなる。

【００４１】その際、再燃焼室５内に複数の空気供給ノ
ズル８を配置させ、再燃焼用空気として少量ずつに分散
させて強制的に供給する場合には、複数の空気供給ノズ
ル８の何れかのノズル８の空気供給ゾーンにおいて、必
ず着火する部位が発生することとなる。

【００４２】そして、再燃焼室５内の少なくとも一つの
ノズル８の空気供給ゾーンにおいて、黒煙が着火する
と、その部分やその周囲の温度が更に上昇し、他のノズ
ル８の空気供給ゾーンに連鎖的に黒煙の着火が波及す
る。

【００４３】その結果、再燃焼室５において、黒煙が完
全燃焼されて、煙突１１からは無色の燃焼ガスが排出さ
れることとなる。また、煙突１１内の排ガス温度が上昇
して、煙突１１の通風力も向上することから、ロストル
４からの自然通風も増加し、良好な燃焼が継続されるこ
ととなる。

【００４４】また、投入されるごみＤの性状や投入量
が、変動しても、それらのごみＤの最大燃焼速度に対応
する理論空気量に対して、ロストル４から供給される燃
焼用空気と、ノズル群７から供給される再燃焼用空気と
の合計量が、略合致するように、流量調整弁Ｖ１を調整
していることから、黒煙が煙突１１から排出されること
が極力防止される。

【００４５】そしてその後、ごみＤが燃焼されて、再燃
焼室５内が設定温度以下となれば、その温度低下を温度
検知器６が検出し、空気供給器９の作動が停止される。

【００４６】したがって、実施例のごみ焼却炉装置Ｍ１
では、再燃焼室５、温度検知器６、ノズル群７、空気供
給器９等の僅かな設備を付加するだけで、ごみＤの性状
や投入量の不安定さに十分対応し、黒煙の排出を抑え
て、ごみＤを極力完全燃焼させることができる。

【００４７】なお、ごみＤの着火直後では、再燃焼室５
内の温度が低く、再燃焼用空気が供給されない。しか
し、この時間は短く、かつ、煙突１１から排出される黒
煙の量が微量であり、黒煙を大量に発生するごみＤの燃
焼中期に、その大量の黒煙の排出を防止できるため、本
装置Ｍ１の効果を減ずるものでは無い。さらにまた、そ
の場合には、空気供給器９が作動しないため、過剰な低
温空気の再燃焼室５内への供給が防止され、黒煙が焼却
炉本体１の投入口２等より吹き出すようなことが無い。
さらに、ごみＤの燃焼後期には、空気供給器９の作動停
止による煙突温度の低下によって、煙突通風力の低下も
招くことから、これまた、燃焼ガスが焼却炉本体１の投
入口２等より吹き出すようなことが無く、また、燃焼後
期には、通常、所謂おき燃焼となっているため、殆ど黒
煙が発生せず、これまた問題は無い。

【００４８】ちなみに、実施例のごみ焼却炉装置Ｍ１の
効果を示す実験例を表１に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】備考実験Ｉ……再燃焼用空気無しの通常焼却方式で焼却した
場合、実験II……配管１０の空気供給側を大気に開放して、空
気供給ノズルから自然通風させて焼却した場合、実験III …空気供給器をコンプレッサとして、0.2kgf/c
m²（20Pa）の圧縮空気を空気供給ノズルから強制的に送
入して焼却した場合、実験IV……空気供給器として送風ブロア（フルタBS64-1
51型、静圧95mmaq（0.93Pa）−風量7.1m³/min ）を使用
して焼却した場合、判別Ａ…非常に良い、Ｂ…良い、Ｃ…やや良い、Ｄ…可、Ｅ…不可。

【００５１】この表から解るように、複数の空気供給ノ
ズル８を、空気の吐出方向を相互に平行として、水平方
向に並設する場合には、水平方向から上方へ約３０°程
度傾斜させることを限度として、それよりも、下方の角
度で並設することが望ましく、特に、斜め下方に並設さ
せれば、効果的となることが解る（実験III ・IVの１・
２段目参照）。

【００５２】また、複数の空気供給ノズル８を、空気の
吐出方向を多方向とするように、水平方向で多方向に配
設させる場合には、斜め下方に傾斜させて配設させた空
気供給ノズル８があれば、水平方向から上方へ７０°傾
斜させた空気供給ノズル８を配設させても、効果的に、
黒煙の排出を防止することができることが解る（実験IV
の４段目参照）。

【００５３】つぎに、図１０に示す第２実施例のごみ焼
却炉装置Ｍ２について説明すると、このごみ焼却炉装置
Ｍ２は、再燃焼室５内のノズル群７の上方に、再燃焼室
５内に分散させて空気を供給可能とする複数の空気供給
ノズル１８を備えたノズル群１７を、さらに、少なくと
も１つ以上配設させるとともに、ノズル群１７と配管１
０とを、開閉弁Ｖ２を配置させた配管２０で接続させた
ものである。

【００５４】そして、このごみ焼却炉装置Ｍ２では、温
度検知器６で検出した温度が、黒煙の着火温度以上の設
定温度を検出した際、下方のノズル群７の空気供給ノズ
ル８から再燃焼空気を吐出させ、その後、開閉弁Ｖ２を
開き、上方のノズル群１７の空気供給ノズル１８からも
再燃焼用空気を吐出させるようにし、順次、時間差をつ
けて、下方のノズル群７の空気供給ノズル８から再燃焼
空気を供給させるように構成したものである。

【００５５】このごみ焼却炉装置Ｍ２では、再燃焼空気
のより良好な逐次供給が図られ、黒煙の着火を、再燃焼
室２の下方部より逐次上方部へと連鎖的にスムーズに移
行させることができる。また、不要な空気の供給を抑え
る処理で焼却できるため、煙突１１の通風力の低下の心
配もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のごみ焼却炉装置を示す説
明図である。

【図２】同実施例のノズル群を示す斜視図である。

【図３】同実施例のノズル群の変形例を示す図である。

【図４】同実施例のノズル群の他の変形例を示す図であ
る。

【図５】同実施例のノズル群のさらに他の変形例を示す
図である。

【図６】同実施例のノズル群のさらに他の変形例を示す
図である。

【図７】同実施例のノズル群のさらに他の変形例を示す
図である。

【図８】同実施例のノズル群のさらに他の変形例を示す
図である。

【図９】同実施例のノズル群のさらに他の変形例を示す
図である。

【図１０】第２実施例のごみ焼却炉装置を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１…焼却炉本体、５…再燃焼室、６…温度検知器、７・１７…ノズル群、８・１８…空気供給ノズル、９…空気供給器、１１…煙突、Ｍ１・Ｍ２…ごみ焼却炉装置、Ｄ…（被焼却物）ごみ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被焼却物を投入して燃焼させる焼却炉本
体と、該焼却炉本体の上方に配置される煙突と、の間
に、再燃焼室としての空間が設けられ、該再燃焼室には、温度検知器が配設されるとともに、前
記再燃焼室内に分散させて空気を供給可能とする複数の
空気供給ノズルを備えたノズル群が配設され、該ノズル群には、前記温度検知器で検出した温度が所定
以上の際、前記空気供給ノズルから空気を吐出させるた
めの、空気供給器が接続されてなる構成のごみ焼却炉装
置。
【請求項２】複数の前記空気供給ノズルが、空気の吐
出方向を、斜め上向き、水平方向、若しくは、斜め下向
きの何れかの方向で相互に平行として、並設されている
ことを特徴とする請求項１記載のごみ焼却炉装置。
【請求項３】複数の前記空気供給ノズルが、空気の吐
出方向を多方向とするように、多方向に向いて配列され
ていることを特徴とする請求項１記載のごみ焼却炉装
置。
【請求項４】前記再燃焼室内の前記ノズル群の上方
に、前記再燃焼室内に分散させて空気を供給可能とする
複数の空気供給ノズルを備えたノズル群を、さらに、少
なくとも１つ以上配設させ、前記温度検知器で検出した
温度が所定以上の際、順次、下方のノズル群の空気供給
ノズルから空気を供給させることを特徴とする請求項１
記載のごみ焼却炉装置。