JPH08285252A - 焼却処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被焼却物の不完全燃焼ガスを完全に燃焼させ
ることができ、煙突から黒煙を排出させることのない焼
却処理装置を提供すること。 【構成】 被焼却物を燃焼および乾留ガス化させる一次
燃焼室１０と、この一次燃焼室１０の周壁の上部に開口
する煙道２０を介して接続された、前記一次燃焼室１０
で発生し前記煙道２０より導入される不完全燃焼ガスを
更に空気と混合・接触させて燃焼させる二次燃焼室３０
と、この二次燃焼室３０に接続された煙突４０とを有し
てなり、前記二次燃焼室３０内を流れるガスの流線に対
して直角な面による当該二次燃焼室の断面積（πＤ² ／
４）が、前記煙道の開口面積（πｄ ² ／４）よりも大き
いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は焼却処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】可燃性の産業廃棄物および生活廃棄物
は、通常、焼却によって処理される。図１は、このよう
な焼却処理に用いられている焼却処理装置の構成の概略
を示す説明用断面図である。この焼却装置は箱型の焼却
炉１からなり、焼却炉１の内部空間は、格子状の隔壁２
によって燃焼室３と空気導入室４とに区画されている。
そして、焼却炉１の端壁１Ａには、燃焼室３内に被焼却
物を投入するための投入口５と、空気導入室４内に空気
（酸素）を導入するための空気供給口６とが形成されて
おり、焼却炉１の上部には、天井壁１Ｂに開口する煙突
７が設けられている。

【０００３】この焼却炉１による焼却処理としては、先
ず、投入口５から燃焼室３内に被焼却物を投入し、この
被焼却物に点火して燃焼を開始させる。そして、空気供
給口６から空気導入室４に供給される空気が隔壁２を通
って燃焼室３内に導入されることにより、被焼却物の燃
焼処理が自動的に継続される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな焼却処理装置では、燃焼室３内における被焼却物の
うち、空気との接触効率の高い下層のものは完全燃焼さ
れるが、空気との接触効率の低い上層のものは完全燃焼
されない。このため、不完全燃焼ガスを含む黒煙が上層
の被焼却物から相当量発生し、この黒煙は、煙突７から
そのまま外部に排出される。これにより、黒煙中に含ま
れる不完全燃焼ガスによって環境が汚染されるなどの問
題があった。

【０００５】この問題に対して、上層における被焼却物
と空気との接触効率を高めるよう、空気供給口６からの
空気の供給量を増加させることも考えられる。しかし、
この場合には、下層における被焼却物に過剰量の空気が
供給されることとなり、燃焼処理を継続させることがで
きなくなる。

【０００６】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものであって、本発明の目的は、被焼却物を完全に燃
焼させることができ、煙突から黒煙を排出させることの
ない焼却処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の焼却処理装置
は、被焼却物を燃焼および乾留ガス化させる一次燃焼室
と、この一次燃焼室の周壁の上部に開口する煙道を介し
て接続された、前記一次燃焼室で発生し前記煙道より導
入される不完全燃焼ガスを更に空気と混合・接触させて
燃焼させる二次燃焼室と、この二次燃焼室に接続された
煙突とを有してなり、前記二次燃焼室内を流れるガスの
流線に対して直角な面による当該二次燃焼室の断面積
が、前記煙道の開口面積よりも大きいことを特徴とす
る。

【０００８】本発明の焼却処理装置においては、二次燃
焼室が、一次燃焼室の周壁の上部に円形状に開口する煙
道を介して接続された円筒状部材よりなり、前記二次燃
焼室の内径をＤ、前記煙道の開口径をｄとするとき、Ｄ
／ｄの値が１．１以上であることが好ましい。

【０００９】本発明の焼却処理装置においては、二次燃
焼室内を流れるガスを攪拌する攪拌部材が設けられてい
ることが好ましい。

【００１０】本発明の焼却処理装置においては、一次燃
焼室の周壁の両側壁部が、下方に向かうに従って内方に
傾斜していることが好ましい。

【００１１】

【作用】

（１）一次燃焼室において不可避的に発生する不完全燃
焼ガスは、二次燃焼室内において更に空気（酸素）と混
合・接触されて燃焼される。しかして、本発明の焼却処
理装置は、二次燃焼室の断面積が煙道の開口面積よりも
大きいので、二次燃焼室内を移動するときのガスの流速
が、煙道を移動するときの流速に比べて小さくなる。こ
のため、流速の変化に伴ってガスの拡散が促進されると
ともに、二次燃焼室内における不完全燃焼ガスの滞留時
間を長くすることができる。これにより、不完全燃焼ガ
スと空気とが十分に混合されることになって、不完全燃
焼ガスの完全燃焼化を図ることができる。この結果、二
次燃焼室に接続された煙突から黒煙が排出されることは
ない。

【００１２】（２）二次燃焼室内を移動するガス（不完
全燃焼ガス，完全燃焼ガス，空気）が攪拌部材によって
攪拌される結果、不完全燃焼ガスと空気との接触効率が
向上し、完全燃焼化プロセスを含む焼却処理効率を高め
ることができる。

【００１３】（３）一次燃焼室の周壁の両側壁部が、下
方に向かうに従って内方に傾斜していることにより、火
床面積が小さくなり、焼却処理時において室内下部に形
成される火層（乾留ガスを発生させる炭化燃焼領域）の
層厚が大きくなって熱の攪拌が抑制されるので、乾留ガ
ス化および燃焼が安定的に持続される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の焼却処理装置について詳細に
説明する。図２は、本発明の焼却処理装置の一例を示す
正面図、図３は、この焼却処理装置の側面図である。

【００１５】この焼却処理装置は、一次燃焼室１０と、
一次燃焼室１０の周壁の上部に開口するよう設けられた
煙道２０と、煙道２０を介して一次燃焼室１０に接続さ
れた二次燃焼室３０と、二次燃焼室３０に接続された煙
突４０とを有してなる。

【００１６】一次燃焼室１０は、被焼却物を燃焼および
乾留ガス化させるための燃焼室である。一次燃焼室の内
容積は例えば３００〜２０００リットルとされ、この一
次燃焼室１０の内容積は５００リットルとされる。

【００１７】一次燃焼室１０を区画する周壁のうち、１
１Ａは正面側の端壁部、１１Ｂは背面側の端壁部、１１
Ｃおよび１１Ｄは側壁部、１１Ｅは天井部、１１Ｆは底
壁部である。ここに、正面側の端壁部１１Ａは開閉する
ことができる。これらの周壁は耐熱金属よりなり、周壁
の各部の内壁面にはアルミナセメントによる耐火コーテ
ィング処理が施されている。

【００１８】図２および図３において、１２は端壁部１
１Ａに形成された被焼却物の投入口、１２Ｄは投入口用
扉、１３は１１Ａに設けられた点火口、１４は端壁部１
１Ａの開閉機構、１５は端壁部１１Ａのロック機構、１
６は一次燃焼用（一次燃焼室におけるガス化用）の空気
取入口、１７は二次燃焼用（二次燃焼室における完全燃
焼化用）の空気取入口である。空気取入口１７には、送
風ファンや圧縮空気ポンプなどの空気供給手段（図示省
略）が接続されている。

【００１９】図４は、一次燃焼室１０の断面図（図３に
おけるＡ−Ａ断面図）である。同図に示されるように、
一次燃焼室１０を区画する周壁の側壁部１１Ｃ、天井部
１１Ｅおよび側壁部１１Ｄは馬蹄形の断面形状を有して
いる。すなわち、天井部１１Ｅは半円弧状であり、この
天井部１１Ｅに連続する側壁部１１Ｃおよび側壁部１１
Ｄは、下方に向かうに従って互いに接近するよう内側に
向かう斜面を形成しており、その鉛直方向に対する傾斜
角度θは例えば１０°〜３０°とされ、１５°程度であ
ることが好ましい。側壁部１１Ｃおよび側壁部１１Ｄを
このように傾斜させることにより、火床面積が小さくな
り、焼却処理時において室内下部に形成される火層（乾
留ガスを発生させる炭化燃焼領域）の層厚が大きくなっ
て熱の攪拌が抑制されるので、乾留ガス化および燃焼が
安定的に持続される、という効果が奏される。

【００２０】なお、図４において１８は空気導入室であ
り、図２に示した空気取入口１６から取入れられた空気
は、この空気導入室１８に導入される。また、１９は、
空気導入室１８と一次燃焼室１０を連通するよう形成さ
れた連通孔である。ここに示す連通孔１９の列は、紙面
の奥行方向に沿って一定間隔ごとに形成されている。こ
のような構成により、一次燃焼室１０の室内には、空気
導入室１８および連通孔１９を介して一次燃焼用の空気
が供給される。

【００２１】図５は、本実施例の焼却処理装置における
構成の概略を示す側断面図である。同図において、煙道
２０は、一次燃焼室１０の周壁の天井部１１Ｅにおいて
円形状に開口するよう設けられている。ここに、煙道の
長さおよび開口径の大きさは、一次燃焼室の内容積によ
っても異なるが、一例を示せば、煙道２０の長さＬ ₂₀が
例えば５０ｍｍ以下、煙道２０の開口径ｄが例えば２０
０ｍｍである。

【００２２】煙道２０を介して一次燃焼室１０に接続さ
れた二次燃焼室３０は、前記一次燃焼室１０で発生する
不完全燃焼ガスを、空気取入口１７から供給される空気
と混合・接触させて完全燃焼させるための燃焼室であ
る。この二次燃焼室３０は、耐熱金属製の円筒状部材よ
りなり、この円筒状部材の長さＬ₃₀は６００ｍｍ、その
内径Ｄは４００ｍｍであって、煙道２０の開口径ｄに対
する比（Ｄ／ｄ）は２．０となる。

【００２３】二次燃焼室３０の上方に接続された煙突４
０は、その長さＬ₄₀が例えば３ｍ、その内径が２００ｍ
ｍである。

【００２４】５０は、二次燃焼室３０の室内に設けられ
た耐熱金属よりなる回転バッフル板である。焼却処理の
際に、二次燃焼室３０の室内を移動するガス（不完全燃
焼ガス，完全燃焼ガス，空気）は、この回転バッフル板
５０によって攪拌される。この結果、不完全燃焼ガスと
空気との接触効率が向上し、完全燃焼化プロセスを含む
焼却処理効率を高めることができる。

【００２５】本実施例の焼却処理装置による焼却処理は
次のようにして行われる。先ず、一次燃焼室１０の室内
に、その内容積に相当する量の被焼却物を投入口１２よ
り投入し、この被焼却物に点火する。これにより、室内
下部に位置する被焼却物は炭化燃焼状態となり、この炭
化燃焼領域（火層）からは乾留ガスが発生する。この乾
留ガスは、室内中間部において堆積している被焼却物を
通過して室内上部に達する。一方、室内上部には、燃焼
に伴ってその容積が増加する燃焼空間が形成され、この
燃焼空間において、室内上部に位置する被焼却物および
前記乾留ガスが燃焼（一次燃焼）される。なお、一次燃
焼室１０内における焼却処理は、空気導入室１８を介し
て供給される空気によって自動的に継続される。ここ
に、燃焼空間の温度は２００〜４００℃とされる。

【００２６】このとき、燃焼空間の全域に過不足なく空
気を供給することは不可能であるために、一次燃焼室１
０からは不完全燃焼ガスが不可避的に発生するが、この
不完全燃焼ガスは、二次燃焼室３０内において、空気取
入口１７から供給される空気（酸素）と混合・接触され
て燃焼される。このとき、二次燃焼室３０の室内まで焔
が入り込み、その室内温度は４００〜６００℃程度に達
する。

【００２７】ここで、二次燃焼室において不完全燃焼ガ
スを完全燃焼させるためには、二次燃焼室３０内を移動
するガス（不完全燃焼ガス，完全燃焼ガス，空気）の滞
留時間を長くして、不完全燃焼ガスと空気とを十分に混
合する必要がある。

【００２８】しかして、本実施例の焼却処理装置におい
ては、煙道２０の開口径ｄに対する二次燃焼室３０の内
径Ｄの比（Ｄ／ｄ）が２．０であり、二次燃焼室３０の
断面積（πＤ² ／４）が煙道２０の開口面積（πｄ² ／
４）の４倍となるので、二次燃焼室３０内を移動すると
きのガスの流速が煙道２０を移動するときの流速に比べ
て小さくなる（線速度で１／４となる）。これにより、
二次燃焼室３０内におけるガスの滞留時間を長くするこ
とができ（例えば３秒間以上）、不完全燃焼ガスと空気
とが十分に混合されることになって、完全燃焼化を図る
ことができる。この結果、二次燃焼室３０に接続されて
いる煙突４０から黒煙が排出されることはなく、環境汚
染の問題を発生させることはない。

【００２９】しかも、二次燃焼室３０の室内を流れるガ
スは、回転バッフル板５０によって攪拌されるので、不
完全燃焼ガスと空気との接触効率が更に向上し、完全燃
焼化プロセスを含む焼却処理効率を高めることができ
る。

【００３０】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明の焼却処理装置は、この実施例に示す構成に
限定されるものではなく、種々の変更を加えることがで
きる。例えば、煙道の開口径ｄに対する二次燃焼室の内
径Ｄの比（Ｄ／ｄ）は１．１以上であれば、本発明の目
的を達成することができる。また、二次燃焼室は、その
断面積が煙道の開口面積よりも大きいものであれば円筒
状のものでなくてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の焼却処理装置によれば、一次燃
焼室において発生する不完全燃焼ガスの完全燃焼化を図
ることができ、二次燃焼室から黒煙が排出されることは
ない。そして、二次燃焼室内に攪拌部材を設けることに
より、完全燃焼化プロセスを含む焼却処理効率を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の焼却処理装置の構成の概略を示す説明用
断面図である。

【図２】本発明の焼却処理装置の一例を示す正面図であ
る。

【図３】本発明の焼却処理装置の一例を示す側面図であ
る。

【図４】一次燃焼室の断面図である。

【図５】本発明の焼却処理装置の一例を示す側断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 一次燃焼室 １１Ａ 端壁部 １１Ｂ 端壁部 １１Ｃ 側壁部 １１Ｄ 側壁部 １１Ｅ 天井部 １１Ｆ 底壁部 １２ 投入口 １２Ｄ 投入口用扉 １３ 点火口 １４ 開閉機構 １５ ロック機構 １６ 空気取入口 １７ 空気取入口 １８ 空気導入室 １９ 連通孔 ２０ 煙道 ３０ 二次燃焼室 ４０ 煙突 ５０ 回転バッフル板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被焼却物を燃焼および乾留ガス化させる
   一次燃焼室と、 この一次燃焼室の周壁の上部に開口する煙道を介して接
   続された、前記一次燃焼室で発生し前記煙道より導入さ
   れる不完全燃焼ガスを更に空気と混合・接触させて燃焼
   させる二次燃焼室と、 この二次燃焼室に接続された煙突とを有してなり、 前記二次燃焼室内を流れるガスの流線に対して直角な面
   による当該二次燃焼室の断面積が、前記煙道の開口面積
   よりも大きいことを特徴とする焼却処理装置。
2. 【請求項２】 二次燃焼室は、一次燃焼室の周壁の上部
   に円形状に開口する煙道を介して接続された円筒状部材
   よりなり、 前記二次燃焼室の内径をＤ、前記煙道の開口径をｄとす
   るとき、Ｄ／ｄの値が１．１以上であることを特徴とす
   る請求項１記載の焼却処理装置。
3. 【請求項３】 二次燃焼室内を流れるガスを攪拌する攪
   拌部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は
   請求項２記載の焼却処理装置。
4. 【請求項４】 一次燃焼室の周壁の両側壁部は、下方に
   向かうに従って内方に傾斜していることを特徴とする請
   求項１乃至請求項３の何れに記載の焼却処理装置。