JP3092794B2 - 焼却炉装置および焼却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉装置に関
し、特に、高分子化合物を主成分とする可燃廃棄物を焼
却処理する焼却炉装置および焼却方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、タイヤ、ウレタン、ナイロン、
ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）等の高分子化合
物（塩素系を含む）を主要成分（例、約８０％）とする
廃棄物を焼却処理する場合には、燃焼時に発生する未燃
焼ガスの濃度が高いので、未燃焼ガスに大量の空気をよ
く混合して燃焼させ、未燃焼ガス中の未燃焼物質が焼却
炉内部に付着する前に速やかに完全燃焼させて外に排出
しなければならない。

【０００３】このような高分子化合物を主要成分とする
被焼却物を焼却する装置として、ガス化炉というものが
ある。ガス化炉は、コンクリート床上に設置されるガス
化室と、その上の燃焼室と、さらにその上にあって燃焼
室と連通する煙突とを具えており、ガス化室と燃焼室は
互いに分離されていて縦方向のパイプまたは連通路で連
通している。ガス化室ではその炉床面の複数の空気孔か
ら上に向けてまたは側壁の複数の空気孔から内側に向け
て空気が供給され、燃焼室では側壁から空気が供給され
る。その使用においては、ガス化室内の炉床上に被焼却
物を置いて低温で一次燃焼させてガス化させ、そのガス
がガス化室内に充満して上のパイプを通って燃焼室に流
出したときに、燃焼室内でそのガス（未燃焼ガス）にバ
ーナで着火して高温で二次燃焼（再燃焼）させ、その燃
焼ガスを煙突から排出する。

【０００４】しかし、このガス化炉のガス化室では、炎
が上を向き、被焼却物の燃焼箇所が不規則に広がり、ま
た被焼却物が荷くずれを起こすので、未燃焼ガスの発生
が不安定になる。さらに、未燃焼ガスは重くガス化室に
充満してパイプから流出するまでに熱を失い、またガス
化室と燃焼室とがパイプを介して熱的に分離しているた
めに、ガス化室の一次燃焼熱を燃焼室の二次燃焼に有効
に利用することができない。従って、燃焼室においては
バーナを頻繁にまたは長時間作動させて二次燃焼を維持
する必要があり、バーナの燃料消費量が多くなる。仮に
パイプを無くしてガス化室と燃焼室を隣接させたとする
と、未燃焼ガスの発生が不安定なので燃焼室の高温の炎
がガス化室内の未燃焼ガスと空気の混合ガスに引火して
爆発する危険性がある。

【０００５】また、そのガス化室においては、炉床面の
空気孔の一部が被焼却物や燃え柄によって塞がれて給気
が不充分になり、または側壁の空気孔からは被焼却物内
部まで空気が到達しにくく、特に被焼却物中のガス化可
能成分が抜けた後の残留物の焼却において必要量の空気
をその内部にまで充分供給することができず、さらに燃
焼室においては給気量および燃焼ガスと空気の混合が不
充分なので、１回の焼却能力または収容量が制限され
る。また、ガス化室ではガスまたは炎が上に向かうので
その上部にガスの燃焼空間および流通空間を確保する必
要があり、ガス化室内に被焼却物を満杯まで収容するこ
とができない。

【０００６】一方、一次燃焼室の未燃焼ガスを下から下
部の連通路を介して加熱室へと導く焼却炉が、本発明者
の一人と同じ野口氏による登録実用新案第３００４７１
５号公報（１９９４年１１月２２日発行）に記載されて
いる。しかし、この焼却炉は、高分子化合物を主成分と
する被焼却物の焼却には適さない。この焼却炉は、一次
燃焼室と、この一次燃焼室と下部の連通路で連通する二
次燃焼室と、この二次燃焼室と上部で連通するサイクロ
ンとを備えている。一次燃焼室の下部には多数の火格子
が並列に設けられている。その二次燃焼室において、下
部両側の連通路を介して一次燃焼室から流入するガスを
２つの強制加熱室の狭い空間内でバーナで加熱して再燃
焼させ、そのガスを側壁の複数の小孔を通して２つの強
制加熱室の間にある下部中央室に流入させ、その天井の
複数の小孔を通して強制加熱室および中央室の上にある
混合室に流入させ、さらにサイクロンへと流出させる。
また、送風機で一次燃焼室および二次燃焼室に空気を供
給している。しかし、仮にこの焼却炉を使って高分子化
合物を主要成分とする被焼却物を焼却すると、二次燃焼
室の各部でガスの一部が滞留し、未燃焼物質が壁面等に
付着し、ガスが空気を充分取込むことなく複数の小孔を
通って流れて二次燃焼が不充分になり、未燃焼ガスのま
ま煙突から排出され、空気または環境を汚染する。

【０００７】従って、高分子化合物を主要成分とする被
焼却物を効率よく完全燃焼させる焼却炉装置が要望され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の１つ
は、高分子化合物を含む被焼却物を効率良くほぼ完全燃
焼させることである。また、本発明の別の目的は、未燃
焼ガスと空気を効率良く混合して一次燃焼または未燃焼
ガスをほぼ完全燃焼させることである。本発明のさらに
別の目的は、熱効率が高く、燃料の使用を大幅に減らし
て被焼却物をほぼ完全燃焼させることである。本発明の
さらに別の目的は、ダイオキシン、塩素系物質等の有害
物質による空気および環境汚染を抑制しまたは防止して
清浄な無煙化ガスを煙突から排出することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の焼却炉装置は、
炉本体を具えており、さらに、炉本体内部に横に順に隣
接して配置された一次燃焼室部、二次燃焼室部および排
煙部と、炉本体内部に設けられた、一次燃焼室部と二次
燃焼室部を区画する第１の縦仕切り壁と、二次燃焼室部
と排煙部を区画する第２の縦仕切り壁と、第１の縦仕切
り壁の下部に形成され一次燃焼室部と二次燃焼室部の中
の下段の燃焼室とを互いに連通させる第１の連通路と、
第２の縦仕切り壁の上部に形成され複数段燃焼室部の中
の上段の燃焼室と排煙部とを互いに連通させる第２の連
通路と、を具える。その二次燃焼室部は、垂直方向に重
ねられた少なくとも上段および下段の燃焼室からなる複
数の燃焼室と、下段の燃焼室とこれに隣接する燃焼室と
の間を連通させる燃焼室間連通口と、を具える。複数の
燃焼室の中の少なくとも１つの内部空間は、柱状でかつ
その水平長手方向の両端部が弧状であり、複数の燃焼室
の中の少なくとも１つの燃焼室の壁面には空気を供給す
るための多数の空気孔が分散配置されている。一次燃焼
室部から流入したガスが下段の燃焼室内で旋回して少な
くとも１つの旋回中心を形成するように、第１の連通路
が、その旋回中心に対して偏心した向きに配置されてい
る。燃焼室間連通口は、複数の燃焼室の内部空間の水平
断面の面積の３分の１以下の開口面積を有し、かつ旋回
中心の軸から離れた位置にある。

【００１０】また、本発明の焼却方法は、焼却炉装置に
おいて、一次燃焼室部において、支持体の多数の空気孔
から、被焼却物の燃焼状態に応じて所要量の空気を供給
し、二次燃焼室部において、一次燃焼室部から流入した
ガスを、少なくとも１つの燃焼室の壁面の多数の空気孔
を通して供給された空気と混合して燃焼させ、複数の燃
焼室の各々を下から上に順に上昇させて、排煙部へ流出
させる。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、この特徴によって、一次燃焼
室部で発生する一次燃焼ガスを二次燃焼室部で高速旋回
させながら空気と混合して二次燃焼させて、ほぼ完全燃
焼させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる好ましい実施形態を説明する。まず、焼却炉装置の
全体的構成の概略を説明する。図２は、本発明の実施形
態の焼却炉装置の正面図を示している。図３は、図２の
焼却炉装置の平面図である。図４は、図２の焼却炉装置
の右側面図である。

【００１３】図２〜４に示すように、焼却炉装置１０
は、炉本体２０、集合排気部１２０および煙突１２２を
具え、コンクリート床１４０上に設置される。炉本体２
０の大きさは、例えば、高さ約２．５ｍ、正面の横幅約
２ｍ、側面の長さ（縦）約４．５ｍである。図示のよう
に、炉本体２０は、概ね直方体形状であり、耐火煉瓦や
キャスタブルのような耐火材で構築され、この耐火材の
外面（外殻）には耐熱性金属板（例、鉄板）が付設さ
れ、この耐熱性金属板の継手部は周知のようにアングル
材で補強されている（図示せず）。炉本体２０は、直方
体に限ることなく、円筒状、多角柱状等に形成してもよ
い。

【００１４】図１は図３のIV−IV断面図である。図１に
示すように、本発明の好ましい実施形態の炉本体２０内
部には、縦の仕切り壁２８、５８により区画された、一
次燃焼室部であるガス化室３０、二次燃焼室部である複
数段燃焼室部または多段燃焼室部４０、および炉本体内
の排煙部を構成するサイクロン集塵焼却炉６０が、横方
向に順に隣接して設けられている。ガス化室３０、多段
燃焼室部４０およびサイクロン集塵焼却炉６０の間は、
仕切り壁にそれぞれ形成された水平方向の下部の第１の
連通路２２および上部の第２の連通路２４を介して連通
している。

【００１５】ガス化室３０の複数列の突条体３２、３
２′は、被焼却物を支持し、側面の多数の空気孔３４か
ら空気を供給して、被焼却物の一次燃焼を促進する。そ
の燃焼過程において一次燃焼ガスまたは未燃焼ガスが発
生する。多段燃焼室部４０は、燃焼室４２、４４、４６
を下から上に３段重ねて構成されている。互いに隣接す
る燃焼室４２、４４、４６は、それぞれ概ね垂直方向の
連通路または連通口５０、５２を介して連通している。
この連通路５０、５２は、その水平断面およびそれぞれ
の上下の燃焼室に対する開口が燃焼室４２、４４、４６
の水平断面よりも面積が小さく、概ね各燃焼室を通る垂
直中心軸上に配置されている。後で詳しく述べるよう
に、その燃焼室４２、４４、４６および連通路５０、５
２の水平断面は、その水平長手方向の両端部が弧状にな
っており、好ましくは概ね楕円形または長円形（長方形
の互いに対向する両端辺に半円を付加した形を含む）で
ある。このような多段燃焼室部４０の構成によって、ガ
ス室３０から連通路２２を通って流入した未燃焼ガス
は、或る時間だけ各燃焼室内部にとどまって旋回しなが
ら空気孔４８から供給される空気と混合し、下段から上
段へと燃焼室間を徐々に上昇するに伴って、充分に燃焼
する。上段の燃焼室４６から流出した燃焼ガスはサイク
ロン室で塵埃を落としながらさらに燃焼して、ほぼ完全
に燃焼した清浄なガスが煙突１２２から排出される。

【００１６】その他、焼却炉本体２０には、開閉式また
はスライド式の扉を有する被焼却物の投入口９０、ガス
化室３０内部点検用の開閉式扉を有する点検口９２、ガ
ス化室の灰出口９４、およびサイクロン集塵焼却炉６０
の塵埃溜り部６４とその側部に開閉式扉を有する灰出口
９６が設けられている。また、煙突１２２には測定口１
１８が設けられている。

【００１７】次に、ガス化室の構成を説明する。図５は
図１のＶ−Ｖ断面であり、図６は図１のVI−VI断面であ
り、図７は図１のVII −VII 断面である。図１および図
５〜７に示されているように、ガス化室３０内の下部の
炉床２６上には、下部に燃焼空間を形成し被焼却物を下
側から燃焼させるために、被焼却物を支持しかつ下部に
空気を供給する支持および給気兼用の３列の突条体３
２、３２′がほぼ平行に設けられている。突条体３２、
３２′の側面には、多数の空気孔または空気ノズル３４
が上下２列に分散配置されている。空気孔３４は、耐火
煉瓦やキャスタブル等の耐火材で構築された突条体３
２、３２′の内部から側面に延びる形で耐火性金属パイ
プ（例、鉄）で形成されている。空気孔３４の側面の開
孔直径は例えば約１６ｍｍである。図４を併せて参照す
ると、ガス化室３０の給気システムは、送風機またはブ
ロワ１００、外部空気室１０２、バルブ１０６を有する
給気パイプ（管）１０４、炉本体２０の底部すなわちガ
ス化室４０の炉床２６の下に設けられたガス化室用の給
気路３６、突条体３２、３２′の内部から炉床の高さよ
りも下まで延びる直方体（スリット）形状の突条体内の
空気室３８、３８′、および空気孔３４で構成されてお
り、この順に空気を送って、図５および１２〜１４に破
線矢印で示したようにガス化室に空気が供給される。

【００１８】焼却炉装置を使用するときは、被焼却物を
突条体３２、３２′上に載置した後、被焼却物の下部に
向けて着火口７０に挿入されたバーナ（図示せず）から
火炎を放射して被焼却物に着火する。空気は突条体の側
面から概ね水平方向に噴出するので、被焼却物は、下か
ら徐々に燃焼しながら下方に体積が減少し、燃焼に伴っ
てガス化可能成分（主として高分子化合物の成分）がガ
ス化して重い高濃度の未燃焼ガスが生成される。ガス化
室で未燃焼ガスを生成する燃焼を一次燃焼という。一次
燃焼による燃焼ガスまたは炎は突条体３２、３２′の間
の空間を通って短い距離で第１の連通路２２へとスムー
ズに流れる。

【００１９】空気孔３４から出る空気の有効到達距離
は、最大１ｍ程度である。本発明の実施形態では、ガス
化室内の横幅（図５）は２メートル弱であり、被焼却物
の下部全体に充分な空気を供給するために、突条体３
２′の間に別の１列の突条体３２を設けた。この３列の
突条体３２、３２′、特に中間の突条体３２を設けたこ
とによって、被焼却物の下部の燃焼位置に燃焼過程に応
じた必要な量の空気を供給することができる。後述する
ように、複数の空気孔３４から噴射される空気の量を焼
却過程の後半で増加させることによって、被焼却物のガ
ス化燃焼とガス化後の残留物の燃焼とが適正に効率良く
行える。中間の突条体３２は、ガス化室内底部の広さに
応じて２列以上設けてもよい。

【００２０】ガス化室３０と多段燃焼室部４０を区画す
る仕切り壁２８は、耐火煉瓦やキャスタブル等の耐火材
で形成され、図１に示すように、その仕切壁の下部中央
に断面形状が長方形状（図８）の水平方向の第１の連通
路２２が設けられている。ガス化室３０は、連通路２２
を介して下段の燃焼室４２と連通している。

【００２１】次に多段燃焼室部４０の構成を説明する。
図１、６、７および１１に示すように、多段燃焼室部４
０は、第１燃焼室即ち下段燃焼室４２、第２燃焼室即ち
中段燃焼室４４および第３燃焼室即ち上段燃焼室４６を
具えている。燃焼室４２、４４、４６内の各空間は、炉
本体２０の正面視横方向の水平長手方向の端部が平面視
弧状の柱状または筒状になっている。各燃焼室の水平断
面は、概ね長円形または楕円形で概ねまたは実質的に同
じ寸法になっているのが好ましい。上中下段の各燃焼室
４２、４４、４６は、垂直（鉛直）方向の隣接する室間
が概ね垂直方向の連通路５０、５２を介して連通してい
る。連通路５０、５２も、燃焼室４２、４４、４６と同
様に、概ね長円形または楕円形の柱状または筒状であ
り、その水平断面の長手方向も概ね横方向を向いてい
る。連通路５０、５２は、上下の燃焼室間を厚い耐火性
金属板で仕切ってそのほぼ中央に形成された連通口であ
ってもよい。連通路５０、５２は、各燃焼室の水平断面
よりも開口および水平断面の面積が小さく、各燃焼室よ
りも垂直方向の寸法が短く、概ね各燃焼室の垂直方向の
中心軸上に配置されている。その面積比は、理論的には
２分の１よりも小さく、好ましくは３分の１以下または
４分の１以下、実施例としては約８分の１〜約１２分の
１程度である。

【００２２】図１、２および７〜９に示すように、各燃
焼室４２、４４、４６への給気システムは、送風機１０
０、外部空気室１０２、バルブ１１０を有する給気パイ
プ１０８、炉本体２０の底部に即ち下段の燃焼室４２よ
り下に設けた互いに連通する３方向に延びる多段燃焼室
部用の給気路８２、多段燃焼室部の給気分岐路８０、お
よび各燃焼室内の周囲の壁面に開孔を有しかつ分散配置
されている多数の空気孔または空気ノズル４８で構成さ
れており、この順に空気を送って、図１２〜１４に破線
矢印で示されているように、各燃焼室内に空気が供給さ
れる。

【００２３】図８は図１のVIII−VIII断面であり、図示
のように、仕切り壁２８には、その底部に給気路８２が
設けられており、この給気路８２から上方に分岐した多
数の給気分岐路８０が設けられ、この給気分岐路８０か
らさらに分岐した空気孔４８が燃焼室４２、４４、４６
の内壁に開孔を有する形で設けられている。図示されて
いないが、この給気路８２、給気分岐路８０および空気
孔４８は、反対側の仕切り壁５８にも同様な形で設けら
れている。図１のIX−IX断面図である図９に示すよう
に、空気孔４８の開孔は燃焼室４２、４４、４６の周囲
の内壁に分散配置されている。空気孔４８は、耐火性金
属パイプで形成され、その開孔直径は例えば約６ｍｍで
ある。

【００２４】下段の燃焼室４２の側部には補助バーナ挿
入口７２、７２′が設けられており、補助バーナ８６
（図３）が挿入される。補助バーナ挿入口７２は灰出口
としても機能する。

【００２５】上述のように狭い連通路５０、５２を各燃
焼室間に介在させたので、各燃焼室４２、４４、４６内
に未燃焼ガスが比較的長い時間とどまり、各燃焼室への
ガスの所定方向の流入および各燃焼室からのガスの所定
方向の流出によってガスが高速旋回しながら空気と混合
して燃焼し、徐々に上の燃焼室へと流出してほぼ完全燃
焼するに至る。従って、燃焼室４２、４４、４６内の熱
がそれぞれの小さな燃焼室で効率良く保存され、燃焼室
間が熱的にある程度分離されるので、下段の燃焼室４２
における未燃焼ガスへの着火を短時間で行うことがで
き、また、補助バーナ８６の全体的動作時間も短くな
る。

【００２６】各燃焼室４２、４４および４６は、上述し
た通り水平長手方向が概ね楕円筒状なので、燃焼室の空
間の中心部に水平垂直方向（図１の右から左）の成分を
含むガスが流入すると互いに逆向きの左右２つの旋回お
よび旋回中心が形成される。その旋回中心に対してそれ
ぞれ平面視偏心した方向に流入したガスは、図１３およ
び１４に実線矢印で示すように、左右２方向に分流して
２方向に高速で旋回し、滞留することがない。図１２〜
１４に示されているように、各燃焼室内のガスは、その
旋回の間に空気孔４８から供給された空気と効率良く混
合され、燃焼熱によって二次燃焼が継続し、上の連通口
から流出する。連通路５０、５２および水平方向の第２
の連通路２４も旋回中心に対して偏心した向きに配置さ
れているので、そこから流出するガスも上述の旋回を促
進する。

【００２７】中段の燃焼室４４内の側部には温度センサ
または温度検出器５４が設けられており、その検出温度
に応じて図示しない比例制御器を用いてバルブ１０６、
１１０により給気量および補助バーナ８６の作動を制御
して、燃焼室を所定の温度約８００〜約１０００°Ｃの
範囲に収め、これによってダイオキシン、一酸化炭素等
の有害ガスの排出を抑制する。この温度制御を行わない
と有害ガスが排出される恐れがある。比例制御装置とし
て、例えば市販の山武ハネウェル社製のモジュトロルモ
ータ、Ｍ６０４Ｃ、Ｍ９０４Ｆ・ＥおよびＭ９３１が用
いられる。

【００２８】図３および６に示すように、下段の燃焼室
４２の一方の側部には中和剤噴射ノズル挿入口７４が設
けられている。そこに挿入した中和剤噴射器の中和剤噴
射ノズル８８から、例えば塩素系排煙を中和する炭酸カ
ルシウム等の中和剤を噴射する。この構成に代えて、中
和剤噴射ノズルを上段の燃焼室４６の後の第２の連通口
２４またはその付近に設けてもよい。

【００２９】別の実施形態において、各燃焼室４２、４
４、４６の水平断面形状は、図１０（ａ）の燃焼室４
６′として示すように、２つの旋回中心にそれぞれ中心
点を置く２つの概ね円柱または楕円柱が横に繋がった形
状、または燃焼室の中央部が狭まった形状またはくびれ
た形状としてもよい。また、別の実施形態において、連
通路５０、５１の形状は、図１０（ｂ）に５０′、５
１′として示すように、それぞれの下の燃焼室側の開口
をガス化室３０側（図２の正面図の手前側）に、それぞ
れの上の燃焼室側の開口をサイクロン集塵焼却炉６０側
（図２の正面図の奥側）に移動させ、柱状の連通路を傾
斜させると、燃焼室に流入または燃焼室から流出するガ
スの旋回を促進する水平方向の流れの成分が増大するの
で、燃焼室４２、４４、４６内のガスの旋回がより高速
になる。

【００３０】第１の連通路２２は、下段の燃焼室４２内
のガス流の左右２つの旋回中心に対してガスが平面視偏
心した方向に流入するように、仕切り壁２８の下部中央
に配置されている。第１の連通路２２の横幅は、下段の
燃焼室４２内でガスが２つの旋回中心の間に流入し効率
的に旋回するように狭くなっている。その横幅は、３列
の中の中央列の突条体３２の幅と概ね等しく、理論的に
は下段の燃焼室４２内の空間長手方向の幅（または仕切
り壁２８のガス化室側の内壁の横幅）の２分の１より短
く、好ましくはその約３分の１または約３分の１乃至約
６分の１である。第１の連通路２２の頂部の高さは、一
次燃焼ガスが突条体３２、３２′の間の空間から第１の
連通路２２へ円滑に流れるようにするために、突条体３
２、３２′の頂部の高さとほぼ同じにすることが好まし
い。突条体の高さが低すぎると必要な燃焼空間が確保で
きない。一方、突条体３２、３２′の高さが高すぎる
と、ガス化室内に収容できる被焼却物の量が少なくな
る。

【００３１】図１、７、１１および１４に示すように、
上段の燃焼室４６は、仕切り壁５８の上部中央付近に形
成された２つの第２の連通路２４を介して、２つのサイ
クロンで構成されているサイクロン集塵焼却炉６０と連
通している。連通路２４は、上段の燃焼室４６からのガ
ス流がサイクロン６２中に渦流を生じさせるように、サ
イクロン６２の中央位置より平面視偏心した位置へ向け
て開口している。上段の燃焼室４６内の燃焼ガスは、室
内の２つの旋回中心に対して平面視偏心した２つの旋回
中心の間の位置から第２の連通口２４に流出するので、
上段の燃焼室４６内で実線矢印の方向のガスの旋回が促
進される（図１４）。

【００３２】次に、排煙部の構成を説明する。図１にお
いて、炉本体内部の排煙部を構成するサイクロン集塵燃
焼炉６０と、外部の排煙部を構成する集合排気部１２０
および煙突１２２とは、排煙部１５０を構成している。
図１、６、７および１１に示すように、サイクロン集塵
燃焼炉６０は、複数または２個のサイクロン６２を具え
ている。サイクロン６２の下端部に塵埃溜り部６４が設
けられ、サイクロン６２の一方側壁に塵埃溜り部６４に
連通する開閉扉を有する灰出口９６が形成されている。
連通路２４から流入した燃焼ガスは、２個のサイクロン
６２内に流入し、サイクロン内で高速旋回しながら燃焼
ガス中に混入している塵埃類が除去され、清浄に無煙化
された燃焼ガスが上方へと排気される。サイクロン６２
の上には、これと連通する集合排気部１２０と、その上
方に連通する煙突１２２が設けられている。

【００３３】図１において、ガス誘引部１３０は、集合
排気部１２０内で端部開口が上方に向いたエジェクタ１
１６と、エジェクタ１１６にパイプ１１４を介して連通
する送風機１１２とを具えている。エジェクタ１１６か
ら排出される排気圧によって、ガス化室３０から多段燃
焼室部４０、サイクロン６２、および集合排気部１２０
へとガスが安定的に流れ、燃焼ガスが煙突１２２から効
率良く排出される。

【００３４】次に、焼却炉装置１０の使用状態における
動作、作用を説明する。まず、図１に示した投入口９０
の扉を開いて、図１２のように支持・給気兼用の突条体
３２、３２′の上にタイヤ等の高分子化合物を主要成分
とする被焼却物を重ねて載置する。被焼却物の横方向の
寸法は少なくとも突条体３２、３２′の列間隔以上でな
ければならない。または、そのような大きさにかつ燃焼
中にばらばらにならないように、被焼却物を予め固めま
たはパッケージしてもよい。

【００３５】次に、補助バーナ挿入口７２、７２′の補
助バーナ８６に点火して下段の燃焼室４２の温度を予め
約４００°Ｃ以上に上昇させ、ガス化室３０から流入す
る未燃焼ガスに着火するまでバーナの作動を継続させ
る。次いで、ガス化室の着火口７０に着火バーナ（図示
せず）を挿入して点火し、突条体３２、３２′の空気孔
３４からガス化燃焼（一次燃焼）に適した相対的に少な
い量の空気をガス化室に供給する。ガス化室において着
火バーナで約３分間火炎を放射すると、空気孔３４から
の適正な給気により燃焼時に発生する熱で一次燃焼が継
続する。ガス化燃焼に適した燃焼温度は約５００°Ｃで
ある。温度が上昇し過ぎたときは、バルブ１０６で給気
量を減少させて低下させればよい。次いで、ガス誘引部
１３０の送風機１１２の作動を開始して、集合排気部１
２０内のエジェクタ１１６から煙突１２２方向に向けて
空気を噴射させ、これを焼却処理の終了まで継続する。

【００３６】下段の燃焼室４２に流入した一次燃焼ガス
は、構造的に熱効率が良いので、補助バーナ８６の点火
から僅か約５分後に着火して二次燃焼し、その後はその
燃焼熱で二次燃焼が継続する。その後、着火バーナを取
出して、着火口５０の扉を閉じる。その後、多段燃焼室
部４０内の温度は約１２００°Ｃまで上昇するので、比
例制御装置でバルブ１０６、１１０を調節して給気量を
減らし、温度を約８００〜約１０００°Ｃの範囲に制御
する。

【００３７】焼却炉装置１０の焼却処理の間、エジェク
タ１１６の排圧作用により、ガス化室３０から多段燃焼
室部４０を経由してサイクロン集塵焼却部６０に至るガ
スの流れおよび燃焼が安定し、またガス化室３０で発生
した一次燃焼ガスが多段燃焼室部４０で旋回しつつ空気
と混合して二次燃焼しながら上昇し、サイクロン集塵焼
却部６０を経由して、ほぼ完全燃焼したガスが煙突１２
２から排出される。

【００３８】例えば、焼却の開始から終了までの時間が
約５時間である場合は、初めの約３時間は、ガス化室で
は高分子化合物のガス化燃焼が支配的である。この間、
多段燃焼室部４０は、ガス化室３０の下部からガス化燃
焼の熱を短い距離で受けるので、温度を高く維持するこ
とができ、補助バーナは動作しない。ガス化炉３０にお
いては被焼却物の下部が集中的に燃焼し、一次燃焼ガス
は直ぐに第１の連通炉２２に流入するので、ガス化室内
に一次燃焼ガスと空気の混合ガスが充満せず、第１の連
通口付近で補助バーナを作動させても炎がガス化室内全
体に引火して爆発する危険性はない。

【００３９】残り約２時間において、まず一次燃焼ガス
の濃度が次第に低下するに従って、多段燃焼室部の温度
が低下し始める。すると、補助バーナは、多段燃焼室部
４０の温度を所定範囲内に維持するために点火と停止を
頻繁に繰り返すようになる。次いで、下段の燃焼室４２
への一次燃焼ガスの流入が減少するのに伴って、補助バ
ーナの火がガス化室に引火して、ガス化室３０で被焼却
物のガス化可能成分のガス化燃焼の後の残留物が燃焼し
始める。この燃焼過程では残留物の非ガス化燃焼が支配
的になる。その残留物の燃焼温度は概ね７００°Ｃであ
る。本発明の実施形態では、この残留物の非ガス化燃焼
の段階で、バルブ１０６を調節して、空気孔３４から残
留物を完全燃焼させるのに必要な相対的に多量の空気を
ガス化室に供給する。このような空気孔３４からの給気
量を燃焼過程（状態）に応じて変化させることにより、
ガス化燃焼過程（プロセス）と残留物焼却過程（プロセ
ス）の両方を効率良く行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態の焼却炉装置の図３
のIV−IV断面図である。

【図２】図２は、本発明の実施形態の焼却炉装置の正面
図である。

【図３】図３は、図２の焼却炉装置の平面図である。

【図４】図４は、図２の焼却炉装置の右側面図である。

【図５】図５は、図１のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図６は、図１のVI−VI断面図である。

【図７】図７は、図１のVII −VII 断面図である。

【図８】図８は、図１のVIII−VIII断面図である。

【図９】図９は、図１のIX−IX断面図である。

【図１０】図１０の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図
７に対応する燃焼室および燃焼室間の垂直の連通路の別
の実施形態を示す部分断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の実施形態による多段燃焼
室部とサイクロンの配置関係を示す透視図である。

【図１２】図１２は、図１における燃焼ガスの流れを示
す図である。

【図１３】図１３は、図６における燃焼ガスの流れを示
す図である。

【図１４】図１４は、図７における燃焼ガスの流れを示
す図である。

【符号の説明】

１０ 焼却炉装置 ２０ 炉本体 ２２ 第１の連通路 ２８、５８ 仕切り壁 ２４ 第２の連通路 ３０ ガス化室 ３２ 突状体 ４０ 多段燃焼室部 ４２、４４、４６ 燃焼室 ５０、５２ 連通路 ６０ サイクロン焼却集塵装置 １５０ 排煙部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−142875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−57674（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−137582（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3019542（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/14 - 5/16 F23G 5/44 F23G 5/00 119

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉本体を具え、 さらに、 前記炉本体内部に横に順に隣接して配置された
   一次燃焼室部、二次燃焼室部および排煙部と、 前記炉本体内部に設けられた、前記一次燃焼室部と前記
   二次燃焼室部を区画する第１の縦仕切り壁、および前記
   二次燃焼室部と前記排煙部を区画する第２の縦仕切り壁
   と、 前記第１の縦仕切り壁の下部に形成され、前記一次燃焼
   室部と前記二次燃焼室部の中の下段の燃焼室とを互いに
   連通させる第１の連通路と、前記第２の縦仕切り壁の上部に形成され、前記二次燃焼
   室部の中の上段の燃焼室と前記排煙部とを互いに連通さ
   せる 第２の連通路と、 を具える焼却炉装置であって、 前記二次燃焼室部は、垂直方向に重ねられた少なくとも
   前記上段および下段の燃焼室を含む複数の燃焼室と、前
   記下段の燃焼室とこれに隣接する燃焼室との間を連通さ
   せる燃焼室間連通口とを具え、前記複数の燃焼室の中の少なくとも１つの内部空間は、
   柱状でかつその水平長手方向の両端部が弧状であり、前
   記複数の燃焼室の中の少なくとも１つの燃焼室の壁面に
   は空気を供給するための多数の空気孔が分散配置されて
   おり、 前記一次燃焼室部から流入したガスが前記下段の燃焼室
   内で旋回して少なくとも１つの旋回中心を形成するよう
   に前記第１の連通路がその旋回中心に対して偏心した向
   きに配置されており、 前記燃焼室間連通口は、前記複数の燃焼室の内部空間の
   水平断面の面積の３分の１以下の開口面積を有し、かつ
   前記旋回中心の軸から離れた位置にある ことを特徴とす
   る、焼却炉装置。
2. 【請求項２】 前記一次燃焼室部に、被焼却物を直接支
   持し、かつ空気を供給する多数の空気孔を側面に有す
   る、少なくとも３列の突条体を具えることを特徴とす
   る、請求項１に記載の焼却炉装置。
3. 【請求項３】 前記複数の燃焼室の中の１つに温度検出
   手段が設けられており、前記下段の燃焼室には前記温度
   検出手段の検出に応じて制御し得るバーナが設けられて
   おり、また前記複数の燃焼室の中の少なくとも１つには
   中和剤供給手段が設けられていることを特徴とする、請
   求項１に記載の焼却炉装置。
4. 【請求項４】 炉本体を具え、 さらに、 前記炉本体内部に横に順に隣接して配置された
   一次燃焼室部、二次燃焼室部および排煙部と、 前記炉本体内部に設けられた、前記一次燃焼室部と前記
   二次燃焼室部を区画する第１の縦仕切り壁、および前記
   二次燃焼室部と前記排煙部を区画する第２の縦仕切り壁
   と、 前記第１の縦仕切り壁の下部に形成され、前記一次燃焼
   室部と前記二次燃焼室部の中の下段の燃焼室とを互いに
   連通させる第１の連通路と、前記第２の縦仕切り壁の上部に形成され、前記二次燃焼
   室部の中の上段の燃焼室と前記排煙部とを互いに連通さ
   せる 第２の連通路と、 を具え、前記一次燃焼室部には被焼却物を支持し多数の空気孔を
   有する支持体が設けられており、 前記二次燃焼室部は、垂直方向に重ねられた少なくとも
   前記上段および下段の燃焼室を含む複数の燃焼室と、前
   記下段の燃焼室とこれに隣接する燃焼室との間を連通さ
   せる燃焼室間連通口とを具え、前記複数の燃焼室の中の少なくとも１つの内部空間は、
   柱状でかつその水平長手方向の両端部が弧状であり、前
   記複数の燃焼室の中の少なくとも１つの燃焼室の壁面に
   は空気を供給するための多数の空気孔が分散配置されて
   おり、 前記一次燃焼室部から流入したガスが前記下段の燃焼室
   内で旋回して少なくとも１つの旋回中心を形成するよう
   に前記第１の連通路がその旋回中心に対して偏心した向
   きに配置されており、 前記燃焼室間連通口は、前記複数の燃焼室の内部空間の
   水平断面の面積の３分の１以下の開口面積を有し、かつ
   前記旋回中心の軸から離れた位置にある ものである、焼
   却炉装置において、前記一次燃焼室部において、前記支持体の前記多数の空
   気孔から、被焼却物の燃焼状態に応じて所要量の空気を
   供給し、 前記二次燃焼室部において、前記一次燃焼室部から流入
   したガスを、前記壁面の前記多数の空気孔を通して供給
   された空気と混合して燃焼させ、前記複数の燃焼室の各
   々を下から上に順に上昇させて、前記排煙部へ流出させ
   ること、 を特徴とする焼却方法。