JPH11148627A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の廃棄物焼却炉は焼却炉体だけでは廃棄
物を完全燃焼させることができず、廃棄物焼却炉が大が
かりになり、その上コストもかなり高くなっていた。 【解決手段】 焼却炉体の側面下部に上下方向にエアパ
イプ９を付設して強制的に給気を行うとともに、焼却炉
体下部と設置面の間に空間を形成し、前記エアパイプに
隣接して自然給気用エアパイプ１３を設け、自然給気と
強制給気を同時に行い、焼却炉体の外周部に炉体冷却ジ
ャケット６を設け、煙突の外周に煙突冷却ジャケット７
を配置し、下方に地下タンク８を埋設し、それぞれパイ
プによって連通して、煙突冷却ジャケットのオーバーフ
ローを炉体冷却ジャケットに、炉体冷却ジャケットのオ
ーバーフローを地下タンクに流すようにし、また、給水
用のパイプ１９には自動開閉弁３３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙屑や木屑等の廃
棄物や廃油等を焼却する廃棄物焼却炉に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から廃棄物焼却炉は公知となってお
り、廃棄物を焼却する際に不完全燃焼で発生する煙や塵
埃等を完全焼却するために焼却炉体にサイクロン室を併
設していた。また、廃棄物の燃焼を促進するためにファ
ンにより焼却炉内へ給気を行う機構は知られており、焼
却炉の炉体に通気性の材料を用いて自然に焼却炉内へ給
気を行う機構も知られている。また、燃焼熱を利用して
冷却水を高温化して、焼却炉の冷却水ジャケットの下半
部から地中に設置されて蓄熱槽へ案内し、逆に蓄熱槽内
の蓄熱水を蓄熱槽上層部もしくは中層部から冷却水ジャ
ケットへ案内する機構も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の廃棄物焼却炉は
焼却炉体のみでは廃棄物を完全に焼却できず、不完全燃
焼による黒煙や塵埃が発生していた。この黒煙や塵埃を
完全に燃焼させるために焼却炉体にサイクロンを併設し
ていた。しかし、このサイクロン室は焼却炉体以上の大
きさを持つため、廃棄物焼却炉としては大がかりにな
り、広い設置場所を必要とする。また、運搬する場合に
設置するそのままの姿勢では、運搬できないので横倒し
にしたり、時には分解して運搬する必要があるため非常
に手間がかかり、廃棄物焼却炉を破損する恐れがある。
その上コスト的にも高くなる。

【０００４】また、従来の焼却炉体への給気方式は、フ
ァンにより炉内に強制給気のみを行っていたり、または
通気性材料で炉体を構成し自然給気を行っている。自然
給気のみでは不完全燃焼による黒煙や塵埃などが発生し
やすく、強制給気方式においては炉内へ導入される空気
はファンによってのみ導入され、ファンの排出した空気
の量以上は炉内へ供給されない。強制給気と自然給気を
併用した場合には、各々単独時よりは完全燃焼に近づく
が、自然給気による燃焼促進効果が十分に発揮できてい
るとは言い難い。さらに、強制給気と自然給気の併用時
には従来よりも燃焼効率が上がるため、設備を構造的に
支える焼却炉下部も高温にさらされるという問題があっ
た。

【０００５】従来法では、冷却ジャケットは焼却炉体の
みに設けられており、煙突部には冷却ジャケットが設け
られていないため、煙突部の熱量は利用されず、また、
煙突部は焼却炉の排気による高温にさらされるため、耐
久性が悪くなっていた。焼却炉体に加えて煙突部にも冷
却ジャケットを設けると、煙突部の熱量が蓄熱分として
加わるために冷却水の昇温速度は増すが、焼却による燃
焼時間が短い場合には水温が上がらず、温水としての有
効利用が難しい場合もあった。

【０００６】また、前記のように焼却炉体の冷却ジャケ
ットと煙突部の冷却ジャケットを併用する場合は、冷却
水の温度が短時間で上昇するため各冷却ジャケット内で
の水の蒸発も激しく的確な給水が求められるが、従来の
ように冷却水の供給パイプの途中にバルブを設け手動で
開閉する方法では、冷却ジャケット内が満タンになるま
でオペレーターが付いてる必要があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に課題を解決するための
手段を説明する。即ち、焼却炉体の側面下部に上下方向
にエアパイプを付設して強制的に給気を行うとともに、
焼却炉体下部と設置面の間に空間を形成し、前記エアパ
イプに隣接して自然給気用エアパイプを設け、自然給気
と強制給気を同時に行うようにしたものである。

【０００８】また、焼却炉体の外周部全面に炉体冷却ジ
ャケットを設け、該焼却炉体の上部に煙突を立設して、
該煙突の外周に煙突冷却ジャケットを配置し、前記焼却
炉体の下方に地下タンクを埋設し、該煙突冷却ジャケッ
トと炉体冷却ジャケットと地下タンクをそれぞれパイプ
によって連通して、煙突冷却ジャケットのオーバーフロ
ーを炉体冷却ジャケットに、炉体冷却ジャケットのオー
バーフローを地下タンクに流すようにしたものである。

【０００９】また、前記煙突冷却ジャケットと地下タン
クの間をパイプ及びポンプを介して連通し、地下タンク
内の水をポンプによって煙突冷却ジャケットの最上部に
戻すようにしたものである。

【００１０】また、前記煙突冷却ジャケット上部に冷却
水供給用の供給パイプを連通し、該供給パイプ途中の炉
体冷却ジャケットの上部位置に水位に連動して開閉する
自動開閉弁を設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の廃棄物焼却炉の内部を示す
側面断面図、図２は焼却炉体２のＡ−Ａ断面図、図３は
焼却炉体２のＢ−Ｂ断面図、図４は自動開閉弁３３の側
面断面図である。

【００１２】まず、図１において廃棄物焼却炉１の全体
構成から説明する。廃棄物焼却炉１は、焼却炉体２、該
焼却炉体２の上方に設けられた煙突３、該焼却炉体２と
該煙突３の間に設けられた灰飛び防止網４、該焼却炉体
２を地面より若干上方に位置するように支持している台
５より構成され、前記焼却炉体２の外周には炉体冷却ジ
ャケット６が、前記煙突３の外周には煙突冷却ジャケッ
ト７が設けられ、該煙突３の上部外周には空冷用の筒３
９、排気パイプ４２、連通孔４１、排気ファン４０、が
設けられている。そして更に、廃棄物焼却炉１の下方に
は地下タンク８が埋設されている。

【００１３】前記焼却炉体２の上下中途部側面にはゴミ
投入口１６が設けられている。該焼却炉２の下部には投
入されたゴミを受ける通気性棚１７が配設されている。
該通気性棚１７は焼却炉体２の下部のエアパイプより供
給された空気や、焼却によって生じた灰、細かい灰は通
すが、投入されたゴミは通過さない隙間を有する構成と
している。該焼却炉２の下部側面には灰取り口１８が設
けられ、該焼却炉体２の下部は台５により支持され、該
焼却炉体２の下端は浮き上がるように配設されており、
前記灰取り口１８から不燃物や燃えかす等を取り出せる
ようにしている。また、前記煙突３の下端には灰飛び防
止網４が設けられて、炉内部より飛散しようとする塵埃
が煙突３内に進入して焼却炉外へ飛散するのを防止する
ように構成している。但し、灰飛び防止網４は前記目的
が達成できるものであれば良く、気体を通過させ大まか
な塵が通過できない程の編み目もしくは孔を設けてある
ものであれば限定されるものではない。

【００１４】次に、図１、図２、図３において、燃焼用
空気の供給について説明する。前記焼却炉体２の外周の
炉体冷却ジャケット６内には数本のエアパイプ９ａ・９
ａ・・が上下方向に固着され、該エアパイプ９ａの下部
はエアタンク１０に連通され、該エアタンク１０の下方
には前記エアパイプ９ａから延設されたエアパイプ９ｂ
が連通されている。前記エアタンク１０はエア通路１１
を介してファン１２の吐出口に連通されており、ファン
１２より発生した高圧空気をエアタンク１０に溜め、該
エアタンク１０より脈流を発生することなく連続的にエ
アパイプ９ａ・９ａ・・・、エアパイプ９ｂ・９ｂ・・
・を介して焼却炉体２内部に空気を供給する構成として
いる。また、前記エアタンク１０の下方には、焼却炉体
２の内側面に自然給気用のエアパイプ１３を上下方向に
固着させ、自然給気用の該エアパイプ１３の上端は閉塞
し下端は開口させ、該エアパイプ１３の側面には給気孔
１５・１５・・を開口して、外気が焼却炉内部に供給で
きる構成としている。

【００１５】強制給気用の前記エアパイプ９は、断面が
コの字型をしており、焼却炉体２の外側面に縦方向に取
り付けられている。該エアパイプ９の上下端は閉塞さ
れ、該エアパイプ９の開部が焼却炉体２の外側面に固着
され、該外側面には焼却炉内に空気を送るための給気孔
１４・１４・・を開口している。また、該給気孔１４・
１４・・の近傍に自然給気用のエアパイプ１３・１３・
・を設け、該エアパイプ１３の側面には炉体方向に向か
う半径方向位置に給気孔１５・１５・・を開口して、自
然給気用の給気孔を強制給気用の給気孔に近設させるこ
とで、強制給気の高速空気流で生じる負圧によって、自
然給気による焼却炉内部への外気の流入が著しく促進さ
れるように構成している。

【００１６】このようにして、ファン１２より吐出され
た空気は、エアー通路１１、エアタンク１０を介してエ
アパイプ９へ導入され、該エアパイプ９に設けられた給
気孔９ａ・９ａ・・、９ｂ・９ｂ・・より炉内に吐出さ
れる。この時に発生する高速空気流は、前記給気孔９ｂ
・９ｂ・・に隣接して設けられた自然給気用の給気孔１
４・１４・・からの吸い込み量を著しく増加させ、燃焼
効率が大幅に向上するのである。

【００１７】次に、冷却水の流れについて説明する。前
記煙突３は円筒（または角筒）状に構成されて、下部を
焼却炉体２内に挿入して連通し、垂直方向に配設してい
る。該焼却炉体２より上方に突出した煙突３の外周には
同心状に煙突部の煙突冷却ジャケット７が装着されてお
り、該煙突冷却ジャケット７の上部には冷却水を供給す
る供給パイプ１９が連通され、該供給パイプ１９の途中
には自動開閉弁３３を設けている。また、前記煙突冷却
ジャケット７の上部にはオーバーフローパイプ２０が接
続されており、該オーバーフローパイプ２０の排出口を
冷却炉体２の外周に設けられた炉体冷却ジャケット６の
上部に接続し、下部も含め焼却炉体２全面を覆った炉体
冷却ジャケット６に水を供給することで、前述した燃焼
効率の向上による熱的負荷から焼却炉下部を十分に保護
できるように構成している。なお、該炉体冷却ジャケッ
ト６は前記エアタンク１０で上下部に分割されている
が、該上下間はパイプ３４・３４で連通されている。ま
た、炉体冷却ジャケット６の上部には蒸気出口パイプ３
２が連通されて、密閉しない構成としている。

【００１８】前記炉体冷却ジャケット６の上部にもオー
バーフローパイプ２１が接続され、該オーバーフローパ
イプ２１を地下タンク８の上部に接続することで、煙突
部の煙突冷却ジャケット７と焼却炉体２の炉体冷却ジャ
ケット６の両方で温められた水が該地下タンク８に流入
するように構成している。また、前記煙突冷却ジャケッ
ト７の最上部に冷却水供給パイプ２２を接続し、該冷却
水供給パイプ２２の他端は前記地下タンク８内に挿入し
て、地下タンク８内下部に配置した水中ポンプ２３の吐
出口に接続することで、地下タンク８内の水を循環させ
ることができると共に、地下タンク８内下層の冷えた水
を汲み上げて煙突部の炉体冷却ジャケット６に供給し
て、加熱時間を長くして水温上昇を促進できるように構
成している。

【００１９】前記自動開閉弁３３の詳細を図４に示す。
水道などから冷却水を供給する供給パイプ１９の途中に
自動開閉弁３３が設けられ、該自動開閉弁３３のバルブ
ケース３５の上部を弁座３５ｂとし、この弁座３５ｂに
流入孔３７を形成し、該バルブケース３５にピストン弁
３６を挿入している。該ピストン弁３６の中途部に背圧
室３６ａを形成し、前記バルブケース３５に供給パイプ
１９の吸入側と背圧室３６ａを連通する連通路３５ａを
形成している。

【００２０】また、前記バルブケース３５下部にリンク
２９の一端を枢支し、このリンク２９の枢支部近傍に前
記ピストン弁３６下部のロッド部３６ｂを枢支してい
る。該リンク２９の他端はリンク２８に枢結し、該リン
ク２８の他端には長孔２８ａを形成して、該長孔２８ａ
をレバー２７の中途部に設けた枢軸３８で枢支してい
る。該レバー２７の一端はバルブケース３５より下方へ
延出したアーム３０に枢支され、レバー２７の他端には
浮き２６を固定している。該浮き２６を冷却水ジャケッ
ト６内に挿入している。

【００２１】このように構成することで、炉体冷却ジャ
ケット６内の最初に水を溜めるときは、浮き２６は下降
しており、それに伴いピストン弁３６も下がっており、
流入孔３７は開かれ、供給パイプ１９より煙突冷却ジャ
ケット７内に水が供給され、該煙突冷却ジャケット７が
満タンとなるとオーバーフローした水がオーバーフロー
パイプ２０を介して炉体冷却ジャケット６内に溜められ
る。そして、炉体冷却ジャケット６の水位が上がると、
浮き２６が上昇してピストン弁３６も上昇し、流入孔３
７が塞がれ、供給パイプ１９による給水が停止される。
このとき、パイプ１９の吸入側より連通路３５ａを介し
て背圧室３６ａに送られて、ピストン弁３６を閉じる方
向に付勢している。

【００２２】そして、水が蒸発して水位が下がった時に
は、まず、浮き２６が下降するが、枢軸３８が長孔２８
ａを下降している間は前記背圧によってピストン弁３６
で流入孔３７は閉じられている。そして、更に浮き２６
が下降すると、枢軸３８が長孔２８ａ下端に至り、リン
ク２８・２９を介してピストン弁３６を下げて、流入孔
３７を開けて給水する。前記流入孔３７が開けられる
と、供給パイプ１９の吸入側の水圧が下がりピストン弁
３６は閉じる方向に付勢されなくなる。このようにし
て、冷却ジャケット６・７内の水位は自動的に一定の範
囲に保たれるようになるのである。

【００２３】前記灰取り口１８の直上部には炉体冷却ジ
ャケット６と連通したバルブ（蛇口）２４が設けられ、
該バルブ２４にはシャワーパイプ２５が左右に横設され
ている。該シャワーパイプ２５の中央部は前記バルブ２
４に連通し、左右端部は閉塞され、下方側面には温水の
吐出孔が多数開口しており、炉体冷却ジャケット６で温
められた温水を利用して灰取り出し口周囲の清掃や手洗
いなどできるように構成している。また、シャワーパイ
プ２５の代わりに、または、並列に配管してその他暖房
やロードヒーティング等にも利用可能である。

【００２４】また、地下タンク８内には予め水を満たし
ておき、水中ポンプ２３を作動させることによって、地
下タンク８内の下方の冷たい水が吸い込まれて、水中ポ
ンプ２３の吐出口より、冷却水供給パイプ２２を介して
煙突部の煙突冷却ジャケット７に冷却水が供給され、該
煙突部煙突冷却ジャケット７からオーバーフローした温
かい冷却水はパイプ２０を介して焼却炉体２の炉体冷却
ジャケット６に供給され、該炉体冷却ジャケット６で温
められた温かい水はオーバーフローしてオーバーフロー
パイプ２１を介して地下タンク８へ戻される。このよう
にして循環させて地下タンク８内の水を短時間で温める
ことができ、水中ポンプ２３の吐出口に三方弁等を設け
て、取り出すようにすることで、この温めた水をロード
ヒーティングや給湯等に利用できるのである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するものである。請求項１の如く、焼却
炉体の側面下部に上下方向にエアパイプを付設して強制
的に給気を行うとともに、焼却炉体下部と設置面の間に
空間を形成し、前記エアパイプに隣接して自然給気用エ
アパイプを設け、自然給気と強制給気を同時に行うよう
にしたので、強制給気によって自然給気用エアパイプか
らは負圧によって自然給気量が多くなり、燃焼効率を高
めることができるようになり、廃棄物も燃焼することが
できるようになった。また、自然給気用エアパイプは焼
却炉体下部に設けられるため、焼却炉体内に配置しても
温度上昇は低く耐久性が劣ることはない。

【００２６】また、請求項２の如く、焼却炉体の外周部
全面に炉体冷却ジャケットを設け、該焼却炉体の上部に
煙突を立設して、該煙突の外周に煙突冷却ジャケットを
配置したので、外周部全面を冷却ジャケットで覆うこと
で、前記燃焼効率の向上による熱負荷のために焼却炉体
の構造強度が劣化することがなく、前記焼却炉体の下方
に地下タンクを埋設し、該煙突冷却ジャケットと炉体冷
却ジャケットと地下タンクをそれぞれパイプによって連
通して、煙突冷却ジャケットのオーバーフローを炉体冷
却ジャケットに、炉体冷却ジャケットのオーバーフロー
を地下タンクに流すようにしたので、上部に位置する煙
突冷却ジャケットと炉体冷却ジャケットで温められた温
かい水が地下タンクに貯留されるようになり、この温か
い水を利用することができるようになる。

【００２７】また、請求項３の如く、煙突冷却ジャケッ
トと地下タンクの間をパイプ及びポンプを介して連通
し、地下タンク内の水をポンプによって煙突冷却ジャケ
ットの最上部に戻すようにしたので、地下タンク内の下
部の冷えた水を煙突冷却ジャケットへ戻して、循環させ
ることにより、短時間で地下タンクの水を高温にするこ
とができるようになり、地下タンク内に確保した高温水
を容易に利用することが可能となり、また、冷えた水を
循環させて焼却炉を冷却して耐久性を増すことも可能で
ある。

【００２８】また、請求項４の如く、煙突冷却ジャケッ
ト上部に冷却水供給用の供給パイプを連通し、該供給パ
イプ途中の炉体冷却ジャケットの上部位置に水位に連動
して開閉する自動開閉弁を設けたので、煙突冷却ジャケ
ット内に冷却水が満タンとなり、更に、炉体冷却ジャケ
ットが満タンとなって自動開閉弁が閉じるようになり、
蒸発による水位低下や冷却ジャケット内の温水の利用に
より水位が低下した場合に、自動的に水位を調整するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物焼却炉を示す側面断面図。

【図２】焼却炉体２のＡ−Ａ断面図。

【図３】焼却炉体２のＢ−Ｂ断面図。

【図４】自動開閉弁３３の側面断面図。

【符号の説明】

１ 廃棄物焼却炉 ２ 焼却炉体 ３ 煙突 ６ 焼却炉体の冷却ジャケット ７ 煙突部の冷却ジャケット ８ 地下タンク ９ 強制給気用のエアパイプ １３ 自然給気用のエアパイプ １９ 給水パイプ ２３ 水中ポンプ ３３ 自動開閉弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉体の側面下部に上下方向にエアパ
   イプを付設して強制的に給気を行うとともに、焼却炉体
   下部と設置面の間に空間を形成し、前記エアパイプに隣
   接して自然給気用エアパイプを設け、自然給気と強制給
   気を同時に行うことを特徴とする焼却炉。
2. 【請求項２】 焼却炉体の外周部全面に炉体冷却ジャケ
   ットを設け、該焼却炉体の上部に煙突を立設して、該煙
   突の外周に煙突冷却ジャケットを配置し、前記焼却炉体
   の下方に地下タンクを埋設し、該煙突冷却ジャケットと
   炉体冷却ジャケットと地下タンクをそれぞれパイプによ
   って連通して、煙突冷却ジャケットのオーバーフローを
   炉体冷却ジャケットに、炉体冷却ジャケットのオーバー
   フローを地下タンクに流すようにしたことを特徴とする
   焼却炉。
3. 【請求項３】 前記煙突冷却ジャケットと地下タンクの
   間をパイプ及びポンプを介して連通し、地下タンク内の
   水をポンプによって煙突冷却ジャケットの最上部に戻す
   ようにしたことを特徴とする請求項２記載の焼却炉。
4. 【請求項４】 前記煙突冷却ジャケット上部に冷却水供
   給用の供給パイプを連通し、該供給パイプ途中の炉体冷
   却ジャケットの上部位置に水位に連動して開閉する自動
   開閉弁を設けたことを特徴とする請求項２記載の焼却
   炉。