JP2018105604A - 焼却炉 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で焼却物を高温焼却し、焼却灰と有害物質の発生量が少なく、清澄な排気ガスとする。【解決手段】焼却炉は、ロストル７を配置している一次燃焼室１の下に二次燃焼室２を配置して一次燃焼室１から下の二次燃焼室２に燃焼ガスを流入し、一次燃焼室１は空気を遮断して焼却物をロストル７の上に供給し、ロストル７は送風隙間１１を介して多段に積層している複数の多段プレート９を備え、多段プレート９は頂上縁１６の両側に外側に下り勾配に傾斜する多段の傾斜板１０があって、下段の傾斜板１０Ｂは上段から外側に突出しており、送風器８がロストル７の内部に強制送風して送風隙間１１からの外部に送風して焼却物を焼却する【選択図】図１

Description

本発明は、種々の焼却物を高温で焼却する焼却炉に関し、とくに竹の焼却に最適な焼却炉に関する。

焼却炉は、焼却物を完全燃焼することで、未燃焼物質を残存することなく焼却して焼却灰を少なくし、悪臭、煤塵、ダイオキシン等の種々の有害物質を発生させないで排気ガスを清澄化することが大切である。このことは、燃焼温度を高くして実現できる。このことを実現するために種々の焼却炉が開発されている。（特許文献１参照）

特開２００５−３３７６９６号公報

特許文献１の焼却炉は、図８に示すように、一次燃焼室の底部に回転するロストル８７を設け、ロストル８７の中心部には突出部を設けて、この突出部には周囲に空気を噴射する吹き出し口を設けている。さらに、この焼却炉は一次燃焼室の上方に連結している排気筒には二次燃焼室を設けて、ここにバーナーを連結している。
以上の焼却炉は、焼却物を回転するロストル８７に供給し、このロストルには中心部に設けた突出部から空気を供給している。一次燃焼室の回転するロストルで燃焼されて発生する燃焼ガスは、一次燃焼室の上に連結している排気筒に設けている二次燃焼室に流入されて二次燃焼して排出される。以上の焼却炉は、回転するロストルに焼却物を供給して燃焼し、ここで発生する燃焼ガスを上昇させて排気筒に設けた二次燃焼室で燃焼して外部に排出するので、ロストルの構造が極めて複雑となる。さらに、以上の焼却炉は、極めて厳しい外的環境にある燃焼室内でロストルを回転させるので、とくに、一次燃焼室内でロストルを回転させるので、ロストルを長期間に渡って安定して回転してするのが難しく、好ましい状態で燃焼させるのが難しい。また、一次燃焼室で発生する高温の燃焼ガスが自然に二次燃焼室に流入して、一次燃焼室に滞在させるのが難しいことから、一次燃焼室の燃焼温度を高くするが難しい欠点もある。

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造としながら、焼却物を極めて高い温度で焼却して未燃焼物質や焼却灰を極力少なくし、さらに悪臭や煤塵やダイオキシン等の種々の有害物質の発生量を減少して排気ガスを清澄化できる焼却炉を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の焼却炉は、一次燃焼室１と、該一次燃焼室１から燃焼ガスが流入される二次燃焼室２とを備え、一次燃焼室１に焼却物を供給して、燃焼ガスを二次燃焼室２を介して外部に排出する。さらに、焼却炉は以下のＡ〜Ｊの全ての構成を備えている。
Ａ．一次燃焼室１の上部には焼却物の供給口３が開口され、一次燃焼室１の下に二次燃焼室２を配置して、一次燃焼室１と二次燃焼室２とを区画プレート４で上下に区画している。
Ｂ．供給口３は、燃焼ガスの排出と空気の流入とを遮断して焼却物を供給するフィーダ５を連結している。
Ｃ．区画プレート４は、一次燃焼室１の燃焼ガスを二次燃焼室２に流入させるガス流路６を開口している。
Ｄ．区画プレート４の上であって、供給口３から投入される焼却物の供給位置にロストル７を配置している。
Ｅ．一次燃焼室１は、ロストル７に向かって空気を強制送風する送風器８を連結している。
Ｆ．ロストル７は、区画プレート４の上に、送風隙間１１を介して多段に積層している複数の多段プレート９を備える。
Ｇ．多段プレート９は、最上段に配置される最上段の多段プレート９Ａと、最上段の多段プレート９Ａの下に多段に配置してなる下段の多段プレート９Ｂとを備える。
Ｈ．最上段の多段プレート９Ａは、送風器８の送風方向に延びる頂上縁の両側に、外側に向かって下り勾配に傾斜する最上段の傾斜板１０Ａを有する。
Ｉ．下段の多段プレート９Ｂは、最上段の傾斜板１０Ａの外側に突出し、かつ外側に向かって下り勾配に傾斜する下段の傾斜板１０Ｂを有する。
Ｊ．送風器８は、ロストル７に向かって送風して、多段に積層してなる多段プレート９間の送風隙間１１からの外部に送風する。

以上の焼却炉は、極めて簡単な構造としながら、焼却物を極めて高い温度で焼却して未燃焼物質や焼却灰を極力少なくし、さらに悪臭や煤塵やダイオキシン等の種々の有害物質の発生量を減少して排気ガスを清澄にできる特徴がある。それは以上の焼却炉が独得の構造のロストル７を使用して、燃焼ガスの流れを理想的な状態として焼却物を理想的な状態で焼却するからである。

本発明の焼却炉に設けている独得の構造のロストル７は、複数の多段プレート９を備え、複数の多段プレート９を多段に配置して、上下間に送風隙間１１を設けており、最上段に配置される最上段の多段プレート９Ａは一端から他端に向かって横幅を次第に狭くする先窄み形状として、頂上縁を下り勾配に傾斜する山形として、頂上縁の両側には傾斜板１０Ａを設けており、さらに、この傾斜板１０Ａを、頂上縁から両側の側縁に向かって下り勾配に傾斜する形状とし、さらに最上段の多段プレート９Ａの下段に配置する下段の多段プレート９Ｂは、最上段の傾斜板１０Ａの外側に突出する傾斜板１０Ｂを設けて、この傾斜板１０Ｂも外側に向かって下り勾配に傾斜する形状としている。このロストル７には、空気の流入を阻止しながら供給口３から焼却物が供給され、さらにロストル７は、送風器８から一端に送風される空気を、多段に配置している傾斜板１０の間の送風隙間１１から外部に送風し、さらにまた、一次燃焼室１の燃焼ガスを排出する二次燃焼室２を一次燃焼室１の下方に配置して、一次燃焼室１から排出される燃焼ガスの排出を制限して、焼却物を高温で焼却する特徴を実現する。

以上の焼却炉は、ロストル７に焼却物を供給して焼却するが、ロストル７に供給された焼却物は、傾斜板１０を滑り落ちながら焼却されるが、ロストル７の傾斜板１０の上で焼却される焼却物は、多段に配置している傾斜板１０の間の送風隙間１１を落下しながら焼却されるが、送風隙間１１は内部から空気から送風されているので、ここを落下する焼却物は、バラバラに分散される状態で酸素補給されながら落下するので理想的な状態で焼却される。送風隙間１１に送風される空気は温度が低いので、流速が速く、流量が多すぎると熱エネルギーが失われて燃焼温度を低下させる原因となるが、以上の焼却炉は、二次燃焼室２を一次燃焼室１の下に配置する独得の構造とするので、燃焼ガスが一次燃焼室１から二次燃焼室２に自然に流入することがなく、送風器８から送風される空気の流量で、一次燃焼室１から二次燃焼室２に流入する燃焼ガスの流量を最適値にコントロールできる。

このことは、傾斜板１０を高温に保持しながら焼却物を高温で焼却するために極めて大切である。それは、高温に加熱された傾斜板１０は、供給される焼却物を加熱し、焼却物に含まれる水分を蒸発して気化し、気化された水分を分解して水素を発生し、水素を燃焼してさらに燃焼温度を上昇して焼却物を高温焼却するからである。ちなみに本発明者が試作した焼却炉は、一次燃焼室１の燃焼ガスの温度を１３１０℃と極めて高い温度とすることに成功した。この温度で焼却物を処理できる焼却炉は未燃焼物質や焼却灰は極めて少なく、悪臭や煤塵やダイオキシン等の種々の有害物質の発生をほとんど皆無にして排気ガスを極めて清澄化できる特徴がある。

たとえば、本発明の焼却炉で、竹を焼却しすると、発生する焼却灰の量が極めて少なく、無機の析出物の付着量を極限できる特徴も実現する。従来の焼却炉で竹を焼却すると、竹に含まれる無機質材が内面に多量に付着するために、長期間に渡って焼却処理できなくなるが、本発明の焼却炉は極めて高い温度で焼却することから、無機の析出物の付着量がほとんどなく、焼却灰の発生量も極めて少なくなるので、長期間に渡って竹を焼却できる特徴を実現する。

本発明の焼却炉は、送風器８のモータに供給する電力を調整して送風器８が強制送風する空気の流速と流量とをインバータ１２で調整することができる。以上の焼却炉は、インバータ１２で強制送風する空気の流速を最適値に調整して、焼却物を理想的な状態で焼却できる特徴がある。

本発明の焼却炉は、最上段の多段プレート９Ａを、空気の送風方向に向かって横幅を次第に狭くする先窄み形状とし、さらに空気の送風方向に向かって頂上縁を下り勾配に傾斜する形状とすることができる。この焼却炉は、ロストル７に供給する焼却物を両側と前方に分散して落下して効率よく焼却できる特徴がある。

本発明の焼却炉の区画プレート４は、ロストル７の両側にガス流路６を開口することができる。この焼却炉は、ロストル７で焼却された焼却灰を両側に分散してスムーズに二次燃焼室２に落下できる。また、ロストル７でガス化した燃焼ガスをもスムーズに二次燃焼室２に流入して効率よく二次燃焼できる特徴がある。

本発明の焼却炉は、区画プレート４に複数のロストル７を配置して、各々のロストル７に強制送風して焼却物を焼却する構造とすることができる。この焼却炉は、複数のロストル７で単位時間に多量の焼却物を焼却できる。

本発明の焼却炉は、ガス流路６をロストル７の側縁に沿って開口することで、ロストル７で燃焼される燃焼ガスをよりスムーズに二次燃焼室２に流入できる。

本発明の焼却炉は、下段の多段プレート９Ｂの傾斜板１０をＶ字状に配置して、両側の傾斜板１０をロストル７の両側に配置する形状とすることができ、この構造によって、ロストル７の内部を空洞として、ここに強制送風される空気を多段の送風隙間１１から均一に外側に送風して、焼却物を効率よく焼却できる特徴がある。

本発明の実施例にかかる焼却炉の長手方向の断面図である。 図１のＩＩ線の水平断面図である。 図１のＩＩＩ線の垂直断面図である。 図１に示す焼却炉に配置されるロストルの側面図である。 図１に示す焼却炉に配置されるロストルの平面図である。 図１に示す焼却炉に配置されるロストルを後方から見た斜視図である。 図１に示す焼却炉に配置されるロストルを前方から見た斜視図である。 従来の焼却炉の断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための焼却炉を例示するものであって、本発明は焼却炉を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

本発明の焼却炉は、焼却物を廃棄の目的で焼却する用途に特定するものでなく、種々の焼却物を焼却して発生する熱エネルギーを有効に利用する目的で使用されるものも含む意味に使用する。

図１ないし図３に示す焼却炉は、一次燃焼室１と、一次燃焼室１から燃焼ガスが流入される二次燃焼室２と、一次燃焼室１に配置しているロストル７と、ロストル７に向かって強制送風する送風器８とを備える。

一次燃焼室１は二次燃焼室２の上に配置され、一次燃焼室１と二次燃焼室２とを区画プレート４で上下に区画している。区画プレート４は水平姿勢に配置されて、区画プレート４の上方を一次燃焼室１、下方を二次燃焼室２としている。区画プレート４は一次燃焼室１から二次燃焼室２に燃焼ガスを流入するガス流路６を開口している。図２の区画プレート４は、両側の隅部と中心部とに三角形のガス流路６を開口している。ガス流路６は、２列に配置されるロストル７の両側に沿って開口されて、ロストル７に供給される焼却物の燃焼ガスを上から下に向かって強制的に流して二次燃焼室２に流入させる。また、ロストル７の上にできる焼却灰も二次燃焼室２に落下させる。ロストル７の両側に接近して開口されるガス流路６は、ロストル７の両側に落下しながら焼却される焼却灰をスムーズに二次燃焼室２に落下させる。

一次燃焼室１は天井に焼却物の供給口３を開口している。供給口３はロストル７の真上にあって、供給口３から供給される焼却物をロストル７の上に落下させる。供給口３は燃焼ガスの排出と空気の流入を遮断して焼却物を供給するフィーダ５から焼却物が供給される。図３のフィーダ５は、供給口３に連結している供給管の途中に連結される。図のフィーダ５は、供給管の途中に上下に離して配置している水平方向に往復運動する２枚のシャッター１３と、各々のシャッター１３を別々に往復運動させるアクチュエーター１４と、アクチュエーター１４の往復運動を制御するコントローラー１５とを備える。コントローラー１５は、アクチュエーター１４で２枚のシャッター１３を交互に往復運動させて焼却物を供給口３から一次燃焼室１に供給する。コントローラー１５は、下のシャッター１３を閉じる状態で上のシャッター１３を開いて、焼却物を下のシャッター１３の上に供給する。その後、上のシャッター１３を閉じる状態で、下のシャッター１３を開いて、焼却物を一次燃焼室１に落下させる。焼却物を一次燃焼室１に供給した後、下のシャッター１３を閉じて上のシャッター１３を開き、焼却物を下のシャッター１３に供給する動作を繰り返して、焼却物を供給口３から一次燃焼室１に落下させる。以上のフィーダ５は、コントローラー１５でアクチュエーター１４を制御し、アクチュエーター１４が上下にシャッター１３を交互に開閉するタイミングを調整して、焼却物の供給量をコントロールする。以上のフィーダ５は、２枚のシャッター１３を交互に開閉して焼却物を一次燃焼室１に供給するが、本発明はフィーダ５を以上の構造には特定せず、例えばロータリーフィーダのように、燃焼ガスの流出と空気の供給を遮断しながら焼却物を一次燃焼室に供給できる全てのものが使用できる。フィーダ５には、スクリュウコンベア等のコンベアを介して焼却物が供給される。コントローラー１５は、コンベアとフィーダ５を制御して、焼却物の供給量を調整する。

図１ないし図３に示す焼却炉は、区画プレート４の上に２列にロストル７を載せて配置して、各々のロストル７の両側にガス流路６を開口して、ロストル７の上に供給される焼却物の燃焼ガスと焼却灰をガス流路６から二次燃焼室２に落下させる。

図４はロストル７の側面図、図５はロストル７の平面図、図６はロストル７を背面上部から見た斜視図、図７はロストル７の前上から見た斜視図である。これ等の図に示すロストル７は区画プレート４の上に設置される。ロストル７は、送風隙間１１を介して多段に積層している複数の多段プレート９を備える。多段プレート９は、強制送風される空気をスムーズに流動できように、後端の両端と、先端部の３カ所を連結バーで連結して送風隙間１１を設けている。送風隙間１１の間隔は、焼却物の種類や大きさによって最適値に設定される。

たとえば焼却物を破砕した竹チップとするロストル７にあっては、送風隙間１１の間隔を、好ましくは約２ｃｍ〜５ｃｍとする。図のロストル７は、後端の送風隙間１１を広く、先端の送風隙間１１を次第に狭くして、最上段の多段プレート９Ａを先端に向かって下り勾配に傾斜させている。送風隙間１１は、焼却物の種類や大きさによって最適値に設定されるので、たとえば１ｃｍ以上、好ましくは１．５ｃｍ以上、さらに好ましくは２ｃｍ以上であって、好ましくは１０ｃｍ以下、さらに好ましくは６ｃｍ以下の範囲として、最適範囲に調整することができる。さらに、送風隙間１１は焼却物の種類や大きさによって以上の範囲よりも小さく、あるいは大きく設定して、焼却物を理想的な状態で焼却できる値に設定することもできる。

多段プレート９は、最上段の多段プレート９Ａと、最上段の多段プレート９Ａの下に多段に配置している下段の多段プレート９Ｂとを備える。最上段の多段プレート９Ａは、送風器８の送風方向に延びる頂上縁１６の両側に、外側に向かって下り勾配に傾斜する最上段の傾斜板１０Ａを設けている。図６の最上段の多段プレート９Ａは、傾斜板１０Ａが外側に向かって下り勾配に傾斜する傾斜角（α）を、水平面に対して約４５度としている。この傾斜角の傾斜板１０は、竹を焼却物として、理想的な状態で滑り落としながら高温で焼却できる。焼却物は傾斜板１０の上で焼却されながら滑り落ちるので、傾斜角（α）は焼却物の滞在時間を特定する。焼却物の傾斜板１０における滞在する時間は、焼却物が焼却されて焼却灰となった状態で滑り落ちるように設定される。傾斜角（α）が大きすぎると滞在時間が短くなって十分に焼却されない状態で傾斜板１０から滑り落ち、反対に傾斜角（α）が小さすぎると滞在時間が長くなって焼却灰をスムーズに滑り落とすことができなくなる。

ただし、最上段の傾斜板１０Ａの傾斜角（α）は、供給される焼却物の物性を考慮して最適値に設定されるので、たとえば、１５度よりも大きく６０度よりも小さく設定される。傾斜角（α）の大きい傾斜板１０は、滑り難い焼却物を供給して好ましい状態で焼却するのに適しており、傾斜角（α）の小さい傾斜板１０は、滑り易い焼却物を焼却するのに適している。

図５に示す最上段の多段プレート９Ａは、空気の送風方向に向かって横幅を次第に狭くする先窄み形状で、頂上縁１６を送風方向に向かって下り勾配に傾斜する形状としている。図４のロストルは、最上段の多段プレート９Ａの頂上縁１６が、送風方向に向かって下り勾配に傾斜するが、この傾斜角（β）は、水平面に対して１５度ないし４０度、好ましくは１５度ないし３０度とする。この傾斜角（β）は、焼却物を両側と前方に均一に分散して落下できる角度に設定される。

最上段の多段プレート９Ａは、両側に設けた最上段の傾斜板１０Ａの横幅を次第に狭くして、送風方向に向かって先窄み形状としている。とくに、図５に示す最上段の傾斜板１０Ａは、先端部の横幅を送風方向に向かって急激に狭くしている。この形状の最上段の傾斜板１０Ａは、上に供給される焼却物を両側と送風方向に滑り落としながら焼却するので、上面に供給される焼却物を両側と前方に拡散して効率よく焼却できる特徴がある。ただ、図示しないがが最上段の傾斜板１０Ａは頂上縁１６を下り勾配に傾斜することなく、水平姿勢に配置して、焼却物を両側にのみ滑り落として焼却することもできる。

下段の多段プレート９Ｂは、最上段の傾斜板１０Ａの外側に突出し、かつ外側に向かって下り勾配に傾斜する下段の傾斜板１０Ｂを有する。図のロストル７は、下段の多段プレート９Ｂを複数段に配置して、下段の多段プレート９Ｂの間に送風隙間１１を設けている。下段の傾斜板１０Ｂは、内側の一部を上段の傾斜板１０の内側にラップさせて、両側部分を上段の傾斜板１０の外側に突出させる形状としている。図に示す下段の傾斜板１０Ｂは、２枚の金属板をＶ字状に連結して、ロストル７の内部、すなわち最上段の傾斜板１０Ａの下方であって、下段の傾斜板１０Ｂの内側に空隙を設けている。このロストル７は、空隙に強制送風して多段に配置している傾斜板間の送風隙間１１からスムーズに空気を送風できる特徴がある。多段に設けている下段の多段プレート９Ｂは、送風方向に向かって送風隙間１１を狭くして、送風方向に向かって下り勾配に傾斜する姿勢としている。下段の多段プレート９Ｂが送風方向に向かって下り勾配に傾斜する角度は、下段に向かって次第に小さくしている。下段の多段プレート９Ｂであって、最下段の傾斜板１０Ｂは区画プレート４との間に、送風方向においてほぼ等しくなる送風隙間１１を設けている。

図において３段に配置している下段の多段プレート９Ｂは、先窄み形状であって、先端縁を送風方向に直交する方向に切断した形状としている。最下段に配置される下段の多段プレート９Ｂは、ロストル７の最も先端に突出するので、先端縁を送風方向に直交する方向に切断した形状として、一次燃焼室１の壁面と平行に配置している。

図１の焼却炉は、二次燃焼室２の上に一次燃焼室１を配置して、一次燃焼室１と二次燃焼室２の端面に設けた壁面（図１において左側の壁面）を垂直壁１７として、二次燃焼室２の上に一次燃焼室１を配置している。二次燃焼室２は燃焼ガスの流動方向に細長い形状であって一次燃焼室１よりも長く、排出側には熱交換器１８を配置している。二次燃焼室２の排出側には、煙突１９を連結している。

一次燃焼室１は、垂直壁１７との対向壁２０に送風口を設けて、この送風口に送風器８を連結している。送風器８は外気を一次燃焼室１内に水平方向に噴射して、ロストル７の内部に強制送風する。強制送風される空気は、ロストル７の背面に向かって送風されて、ロストル７の内部に吹き込まれる。ロストル７は、背面から流入される空気を送風隙間１１から噴き出すように、背面を対向壁２０側に向けて配置している。ロストル７は背面を対向壁２０に接近して、あるいは対向壁２０に接触する位置に配置される。一次燃焼室１は、空気の送風方向の長さ（Ｌ）をたとえばロストル７全長の１〜２倍、好ましくは１．１倍〜１．５倍として、一次燃焼室１に供給される焼却物をロストル７の上で効率よく焼却できる。

送風器８は、ロストル７に供給する空気の風量と風速をコントロールするために、ファンを回転するモータの回転数を調整するインバータ１２を接続している。インバータ１２はモータに供給する電力を調整して、モータの回転速度をコントロールする。インバータ１２は、モータに供給する電圧と周波数とを調整してモータの供給電力を調整する。インバータ１２が、モータに供給する電圧と周波数を低くして、供給電力を低くするとモータの回転速度は遅くなる。インバータ１２は、モータの回転速度を、定格電圧と定格周波数で回転する規定の回転数よりも低く制限して、ロストル７に強制送風する空気の流速を低下し、流量も少なく調整する。ロストル７の送風隙間１１から空気が高速で噴射されると、焼却物を高温に加熱しながら焼却できないからである。とくに、送風器８は強制送風する空気の流速を遅く調整して、送風隙間１１から均一に空気を噴出させることが大切である。この状態を実現するために、インバータ１２はファンの回転数を低下して、送風器からロストルに噴き出す空気の流速と流速とを制限する。

強制送風する空気の流量は送風器を小型化して実現できる。しかしながら、送風器８から強制送風される空気の流速は、ファンの回転数で特定され、ファンの回転数はモータに供給される交流の周波数で特定されるので、ファンの回転数が変化しない小型の送風器８を使用しても強制送風される空気の流速はほとんど低下しない。したがって、送風器８を小型化して、ロストル７の送風隙間１１から噴出される空気の流速を最適値に設定することはできない。

インバータ１２でモータの回転数、すなわちファンの回転数を調整する送風器８は、強制送風する空気の流速と流量を変更して最適値に調整できるので、ロストル７に供給される焼却物を理想的な状態で焼却できる。とくに、モータに供給する交流の周波数と電圧の両方を調整するインバータ１２は、送風する空気の流速と流量とを大幅に調整できるので、点検窓２７から焼却物が焼却される状態を見ながら、あるいは温度センサで燃焼温度を検出しながら、ロストル７に供給する空気の流速と流量とを最適値に調整できる特徴がある。

一次燃焼室１と二次燃焼室２で焼却物を完全燃焼する焼却炉は、一次燃焼室１から排出される燃焼ガスを、二次燃焼室２で二次燃焼して外部に排気する。この焼却炉は、一次燃焼室１で焼却物を完全燃焼することなく二次燃焼室で燃焼して完全燃焼して排気する。一次燃焼室１は、空気の供給量を制限して、流入される空気による燃焼温度の低下を制限して燃焼温度を高く調整して、焼却物を高温で焼却して一部を未燃ガスとして二次燃焼室２に供給し、二次燃焼室２で未燃ガスを焼却して外部に排気する。本発明の焼却炉は、一次燃焼室１の燃焼温度を１３００℃以上として、焼却物の一部を未燃ガスとして二次燃焼室２に供給し、二次燃焼室２で二次燃焼して清澄なガスとして煙突から外部に排気することができる。二次燃焼室２は、一次燃焼室１でガス化された未燃ガスを二次燃焼するために、送風口を設けて、ここに第２の送風器２８を連結している。

一次燃焼室１は垂直壁１７側に燃焼ガスのガス流路６を設けて、未燃ガスを含む燃焼ガスを、一次燃焼室１から二次燃焼室２に流入し、二次燃焼室２の端部に流入される燃焼ガスを他の端部に流動させながら二次燃焼し、その後、熱交換器１８を設けた排出側を通過して煙突から外部に排出される。

垂直壁１７は、一次燃焼室１と二次燃焼室２の両方に点検窓２１を開口している。点検窓２１は開閉できる耐熱ガラス（図示せず）でもって、空気の流通を遮断できる状態に閉塞される。一次燃焼室１の点検窓２１は、ロストル７に供給した焼却物の焼却状態を観察する。二次燃焼室２の点検窓２１は、内部での燃焼状態を点検すると共に、ここから温度センサを挿入して、二次燃焼室２の燃焼温度を検出する。

さらに、二次燃焼室２は、点検窓２１の近傍に点火用のバーナー２２を連結している。バーナーは一次燃焼室１に焼却物を供給する状態で火炎を噴射して、ロストル７の上に供給された焼却物に点火する。焼却物を点火した後、バーナーは運転を停止して、火炎の噴射を停止する。点火された焼却物が燃焼する熱エネルギーで、次々と供給される焼却物を加熱し、これを気化して高温焼却するからである。竹を粉砕した竹チップを焼却物とする焼却炉は、点火した後バーナーを停止して、竹チップを極めて高温で焼却できる。ちなみに本発明者が試作した焼却炉は、焼却物の竹チップをバーナーを停止する状態で１３１０℃と極めて高い温度で焼却することに成功した。ただし、焼却温度は図１において、二次燃焼室２の点検窓２１から温度センサを内部に挿入して検出した。図１の焼却炉は、バーナーを二次燃焼室に連結しているが、点火用のバーナーは一次燃焼室に設けて、ロストルに供給された焼却物に向かって火炎を噴射して点火することもできる。

二次燃焼室２に設けた送風口には、第２の送風器２８が連結される。第２の送風器２８は、二次燃焼室２に空気を供給して、一次燃焼室１から二次燃焼室２に流入する燃焼ガスに含まれる、焼却物の一部をガス化した未燃ガスを二次燃焼させる。第２の送風器２８も、モータに接続しているインバータ（図示せず）を介して空気の供給量が調整される。このインバータは、二次燃焼室２の燃焼状態を点検窓２１から観察し、あるいは燃焼温度を検出し、さらに煙突から排出される排気ガスが清澄な状態となるように、第２の送風器２８の空気供給量を調整する。

以上の焼却炉は、以下の工程で運転して種々の焼却物を焼却する。
１．コンベアがフィーダ５を介して焼却物を供給口３から一次燃焼室１に供給する。フィーダ５は、供給口３からの空気の流入や流出を遮断して焼却物をロストル７の上に落下させる。所定量の焼却物を供給した後、フィーダ５は焼却物の供給を停止する。
２．バーナーに点火して、二次燃焼室２に火炎を噴射する。噴射される火炎は二次燃焼室２と一次燃焼室１の内部を加熱すると共に、一部がガス流路６から一次燃焼室１に流入して一次燃焼室１の焼却物に点火する。この状態で、送風器８は、一次燃焼室１に供給する空気の供給量を少なく制限し、あるいは空気の供給を停止して、焼却物が理想的な状態で点火されるようにコントロールする。
送風器８が一次燃焼室１に供給する空気の供給量は、一次燃焼室１の点検窓２１から観察してインバータ１２で送風器８のモータの回転数をコントロールして調整する。
３．焼却物に点火されて燃焼を開始すると、送風器８が一次燃焼室１に供給する空気の供給量をコントロールする。空気の供給量は、点検窓２１からロストル７に載った焼却物の燃焼状態を見て、インバータ１２で調整して、焼却物が安定して焼却されるまで調整する。この状態で第２の送風器２８の運転を開始して、二次燃焼室２の空気の供給量をインバータ１２で調整する。第２の送風器２８の空気の供給量は、二次燃焼室２の燃焼状態を点検窓２１から観察し、あるいは温度センサで燃焼温度を検出し、さらに煙突から排出される排気ガスが清澄な状態となるように、インバータ１２を介してモータの回転数をコントロールして調整する。
４．焼却物が安定して一定の燃焼温度で焼却されるようになると、焼却物の燃焼温度が一定の温度に安定するので、燃焼温度が安定すると、フィーダ５が一定量の焼却物を一次燃焼室１に供給する状態に設定する。この状態において、送風器８と第２の送風器２８の空気の供給量は、一次燃焼室１と二次燃焼室２において理想的な状態で燃焼されるように、インバータ１２でもってモータの回転数を調整して、最適値に設定される。焼却物が安定して一定の温度で焼却される状態になると、インバータ１２はモータの回転数を設定値に保持し、またフィーダ５は焼却物を定量供給して、連続して焼却物を焼却する。

本発明の焼却炉は、焼却物を高温で焼却する用途に便利に使用できる。

１…一次燃焼室
２…二次燃焼室
３…供給口
４…区画プレート
５…フィーダ
６…ガス流路
７…ロストル
８…送風器
９…多段プレート
９Ａ…最上段の多段プレート
９Ｂ…下段の多段プレート
１０…傾斜板
１０Ａ…最上段の傾斜板
１０Ｂ…下段の傾斜板
１１…送風隙間
１２…インバータ
１３…シャッター
１４…アクチュエーター
１５…コントローラー
１６…頂上縁
１７…垂直壁
１８…熱交換器
１９…煙突
２０…対向壁
２１…点検窓
２２…バーナー
２８…第２の送風器
８７…ロストル

Claims (7)

1. 一次燃焼室と、
   前記該一次燃焼室から燃焼ガスが流入される二次燃焼室とを備え、前記該一次燃焼室に焼却物が供給されて、燃焼ガスが前記二次燃焼室を介して外部に排出される焼却炉であって、
   以下のＡ〜Ｊの全ての構成を有することを特徴とする焼却炉。
   Ａ．前記該一次燃焼室の上部には焼却物の供給口が開口され、該一次燃焼室の下に前記二次燃焼室が配置されて、前記該一次燃焼室と前記二次燃焼室とを区画プレートで上下に区画している。
   Ｂ．前記供給口は、燃焼ガスの排出と空気の流入を遮断して焼却物を供給するフィーダを連結している。
   Ｃ．前記区画プレートは、前記該一次燃焼室の燃焼ガスを前記二次燃焼室に流入させるガス流路を開口している。
   Ｄ．前記区画プレートの上であって、前記供給口から投入される焼却物の供給位置にロストルを配置している。
   Ｅ．前記一次燃焼室は、前記ロストルに向かって空気を強制送風する送風器を連結している。
   Ｆ．前記ロストルは、前記区画プレートの上に、送風隙間を介して多段に積層してなる複数の多段プレートを備える。
   Ｇ．前記多段プレートは、最上段に配置される最上段の多段プレートと、前記最上段の多段プレートの下に多段に配置してなる下段の多段プレートとを備える。
   Ｈ．前記最上段の多段プレートは、前記送風器の送風方向に延びる頂上縁の両側に、外側に向かって下り勾配に傾斜する最上段の傾斜板を有する。
   Ｉ．前記下段の多段プレートは、前記最上段の傾斜板の外側に突出し、かつ外側に向かって下り勾配に傾斜する下段の傾斜板を有する。
   Ｊ．前記送風器は、前記ロストルに向かって送風して、多段に積層してなる前記多段プレート間の送風隙間からの外部に送風する。
2. 請求項１に記載される焼却炉であって、
   前記送風器のモータに供給する電力をコントロールして前記送風器の流速と流量とを調整するインバータを備えることをことを特徴とする焼却炉。
3. 請求項１又は２に記載される焼却炉であって、
   前記最上段の多段プレートは、空気の送風方向に向かって横幅を次第に狭くする先窄み形状であって、空気の送風方向に向かって頂上縁が下り勾配に傾斜することを特徴とする焼却炉。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載される焼却炉であって、
   前記区画プレートが、前記ロストルの両側に前記ガス流路を開口してなることを特徴とする焼却炉。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載される焼却炉であって、
   前記区画プレートに前記ロストルが複数列に配置されて、各々のロストルに強制送風する前記送風器を備えることを特徴とする焼却炉。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載される焼却炉であって、
   前記ガス流路が、前記ロストルの側縁に沿って開口してなることを特徴とする焼却炉。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載される焼却炉であって、
   前記下段の多段プレートが、前記傾斜板をＶ字状に配置して、両側を前記傾斜板を前記ロストルの両側に配置してなることを特徴とする焼却炉。

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