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技術 焼却炉及びこれに用いる燃焼補助装置

出願人 株式会社キナン
発明者 角口賀敏
出願日 1999年8月30日 (20年10ヶ月経過) 出願番号 1999-244071
公開日 2001年3月16日 (19年3ヶ月経過) 公開番号 2001-065834
状態 未査定
技術分野 廃棄物の焼却(5)
主要キーワード 各連結管 中継管 補助燃焼装置 燃焼気体 ばい塵 取出管 ハロゲン物質 連通連結
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年3月16日)のものです。
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図面 (5)

課題

燃焼気体を十分に燃焼でき、ダイオキシン及びばい塵発生量を少なくできるようにする。

解決手段

被燃焼物を燃焼させる一次燃焼室11及び該一次燃焼室11に連通路12を介して連通し、前記一次燃焼室11から排出された燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室13を有する炉本体1と、酸素富化する富化器21及び該富化器21に連結される供給管22を介して前記二次燃焼室13又は連通路12に配されるノズル23を有する燃焼補助装置2を備え、酸素富化空気をノズル23から燃焼室13内へ噴射させることにより燃焼室13内での燃焼効率を高め、燃焼気体を完全燃焼できるようにした。

概要

背景

都市ごみ産業廃棄物等の被燃焼物焼却処理する焼却炉は、供給部から供給された被燃焼物を燃焼させる一次燃焼室と、該一次燃焼室と連通路を介して連通し、前記一次燃焼室から排出された燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室と、該二次燃焼室に連通する煙突等の排気部とを備えている。

焼却炉が臭素塩素等のハロゲン物質を含んでいる都市ごみ、産業廃棄物等を焼却処理する場合、供給された産業廃棄物等を燃焼させる一次燃焼室だけでは不完全燃焼の燃焼気体となり、ダイオキシン及びばい塵発生量が多くなるため、前記二次燃焼室を設け、該二次燃焼室内で木材とか、紙等の固形燃料を燃焼させたり、又は二次燃焼室内に補助バーナを配したりすることにより、一次燃焼室から二次燃焼室へ排出された不完全燃焼の燃焼気体を燃焼させ、ダイオキシン及びばい塵の発生量を少なくし、排気部から未富化空気排気されていた。

概要

燃焼気体を十分に燃焼でき、ダイオキシン及びばい塵の発生量を少なくできるようにする。

被燃焼物を燃焼させる一次燃焼室11及び該一次燃焼室11に連通路12を介して連通し、前記一次燃焼室11から排出された燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室13を有する炉本体1と、酸素富化する富化器21及び該富化器21に連結される供給管22を介して前記二次燃焼室13又は連通路12に配されるノズル23を有する燃焼補助装置2を備え、酸素富化空気をノズル23から燃焼室13内へ噴射させることにより燃焼室13内での燃焼効率を高め、燃焼気体を完全燃焼できるようにした。

目的

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、酸素を富化する富化器及び富化した酸素富化空気を焼却炉の燃焼室内で噴射させるノズルを備えることにより、燃焼室内での燃焼効率を高め、燃焼気体を十分に燃焼できる焼却炉及び燃焼補助装置を提供する点にあり、また、前記ノズルを二次燃焼室又は一次燃焼室及び二次燃焼室を連通させる連通路に配することにより、酸素富化空気を燃焼気体に効率的に供給できる焼却炉を提供する点にあり、また、前記ノズルを適宜の間隔を隔てて向き合う複数個とすることにより、酸素富化空気を燃焼気体により一層効率的に供給できる焼却炉を提供する点にあり、さらに酸素富化空気をノズルへ供給する供給管に、ポンプ及び未富化空気を導入する未富化空気導入部を設け、該未富化空気導入部に未富化空気の導入量を調整する流量調整弁を設けることにより、二次燃焼室内での燃焼温度簡易に調整できる焼却炉を提供する点にある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

燃焼室を有する炉本体と、酸素富化する富化器及び該富化器に連結される供給管を介して前記燃焼室内に配されるノズルを有する燃焼補助装置とを備えていることを特徴とする焼却炉

請求項2

前記焼却炉は、被燃焼物燃焼させる一次燃焼室及び該一次燃焼室に連通路を介して連通し、前記一次燃焼室から排出された燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室を有し、この二次燃焼室又は前記連通路に前記ノズルが配されている請求項1記載の焼却炉。

請求項3

前記ノズルは、適宜の間隔を隔てて向き合うように複数個有している請求項1又は請求項2記載の焼却炉。

請求項4

前記供給管は、前記富化器が富化した酸素富化空気を前記ノズルへ圧送するポンプ及び該ポンプが酸素富化空気を圧送しているとき負圧となる未富化空気導入部を備え、該未富化空気導入部に前記未富化空気の導入量を調整する流量調整弁が設けられている請求項1記載の焼却炉。

請求項5

酸素を富化する富化器及び該富化器に連結される供給管を介して焼却炉の燃焼室内に配されるノズルを備えていることを特徴とする燃焼補助装置。

技術分野

0001

本発明は、都市ごみ産業廃棄物等の被燃焼物焼却する焼却炉及びこれに用いる燃焼補助装置に関する。

背景技術

0002

都市ごみ、産業廃棄物等の被燃焼物を焼却処理する焼却炉は、供給部から供給された被燃焼物を燃焼させる一次燃焼室と、該一次燃焼室と連通路を介して連通し、前記一次燃焼室から排出された燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室と、該二次燃焼室に連通する煙突等の排気部とを備えている。

0003

焼却炉が臭素塩素等のハロゲン物質を含んでいる都市ごみ、産業廃棄物等を焼却処理する場合、供給された産業廃棄物等を燃焼させる一次燃焼室だけでは不完全燃焼の燃焼気体となり、ダイオキシン及びばい塵発生量が多くなるため、前記二次燃焼室を設け、該二次燃焼室内で木材とか、紙等の固形燃料を燃焼させたり、又は二次燃焼室内に補助バーナを配したりすることにより、一次燃焼室から二次燃焼室へ排出された不完全燃焼の燃焼気体を燃焼させ、ダイオキシン及びばい塵の発生量を少なくし、排気部から未富化空気排気されていた。

発明が解決しようとする課題

0004

ところが、二次燃焼室内で木材とか、紙等の固形燃料を燃焼させたり、二次燃焼室内に補助バーナを配するだけでは二次燃焼室へ供給された不完全燃焼の燃焼気体の全量を十分に燃焼させることができないため、ダイオキシン及びばい塵の発生量をさらに低減することが臨まれている。

0005

ダイオキシン及びばい塵が排出部から排出される排出量は、煙突等の排出部に濾過式の集塵器を配することにより少なくできるが、二次燃焼室から排出部へ排出される燃焼気体を減温にする過程でハロゲン物質の大半が再合成され、ダイオキシン量が増加することになる。

0006

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、酸素富化する富化器及び富化した酸素富化空気を焼却炉の燃焼室内で噴射させるノズルを備えることにより、燃焼室内での燃焼効率を高め、燃焼気体を十分に燃焼できる焼却炉及び燃焼補助装置を提供する点にあり、また、前記ノズルを二次燃焼室又は一次燃焼室及び二次燃焼室を連通させる連通路に配することにより、酸素富化空気を燃焼気体に効率的に供給できる焼却炉を提供する点にあり、また、前記ノズルを適宜の間隔を隔てて向き合う複数個とすることにより、酸素富化空気を燃焼気体により一層効率的に供給できる焼却炉を提供する点にあり、さらに酸素富化空気をノズルへ供給する供給管に、ポンプ及び未富化空気を導入する未富化空気導入部を設け、該未富化空気導入部に未富化空気の導入量を調整する流量調整弁を設けることにより、二次燃焼室内での燃焼温度簡易に調整できる焼却炉を提供する点にある。

課題を解決するための手段

0007

第1発明に係る焼却炉は、燃焼室を有する炉本体と、酸素を富化する富化器及び該富化器に連結される供給管を介して前記燃焼室内に配されるノズルを有する燃焼補助装置とを備えていることを特徴とする。

0008

第5発明に係る燃焼補助装置は、酸素を富化する富化器及び該富化器に連結される供給管を介して焼却炉の燃焼室内に配されるノズルを備えていることを特徴とする。

0009

第1発明及び第5発明にあっては、富化器が富化した酸素富化空気をノズルから燃焼室内に噴射させるため、この酸素富化空気によつて燃焼室内での燃焼効率を高めることができ、燃焼気体を十分に燃焼でき、ダイオキシン及びばい塵の発生量を少なくできる。

0010

第2発明に係る焼却炉は、炉本体は、被燃焼物を燃焼させる一次燃焼室及び該一次燃焼室に連通路を介して連通し、前記一次燃焼室から排出された燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室を有し、この二次燃焼室又は前記連通路に前記ノズルが配されていることを特徴とする。

0011

第2発明にあっては、一次燃焼室から排出された燃焼気体に酸素富化空気を供給できるため、この酸素富化空気の燃焼気体への供給を効率的にできる。

0012

第3発明に係る焼却炉は、前記ノズルは、適宜の間隔を隔てて向き合うように複数個有していることを特徴とする。

0013

第3発明にあっては、酸素富化空気を燃焼気体流域の両側から燃焼気体に直接供給できるため、より一層効率的な供給ができる。

0014

第4発明に係る焼却炉は、前記供給管が、前記富化器が富化した酸素富化空気を前記ノズルへ圧送するポンプ及び該ポンプが酸素富化空気を圧送しているとき負圧となる未富化空気導入部を備え、該未富化空気導入部に前記未富化空気の導入量を調整する流量調整弁が設けられていることを特徴とする。

0015

第4発明にあっては、酸素富化空気を供給管からノズルへ供給するとき、未富化空気導入部から未富化空気を導入でき、この未富化空気を酸素富化空気とともにノズルへ供給できるため、ノズルから噴射する噴射量を増加でき、二次燃焼室内での燃焼気体の燃焼効率をより一層高くできる。しかも、流量調整弁の弁開度を調整することにより、酸素富化空気の濃度を適宜調整できるため、二次燃焼室の燃焼温度の上昇を抑制できる。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は焼却炉の構成を示す模式図、図2は炉本体の構成を示す拡大断面図、図3は富化器の構成を示す一部を断面した正面図である。

0017

図1において、1は炉本体、2は炉本体1に付設された燃焼補助装置である。炉本体1は、供給部11aから供給された被燃焼物を燃焼させる一次燃焼室11と、該一次燃焼室11の一側方に配され、一次燃焼室11の下部一側に角筒状の連通路12を介して連通し、前記一次燃焼室11から排出された不完全燃焼の燃焼気体を燃焼させる二次燃焼室13と、該二次燃焼室13の上部に連通する煙突等の排気部14と、該排気部14の下端周りに配され、水源に連通する水冷部15とを備える。

0018

燃焼補助装置2は、空気中の酸素の濃度を高める富化器21と、該富化器21にその一端が連結される供給管22と、該供給管22の他端に連結されるノズル23と、供給管22の中間に介装される真空式のポンプ24及びブロア25とを備える。

0019

富化器21は、その一端から大気側の未富化空気を導入し、内部に無孔膜26が収容された複数本の富化筒27と、これら富化筒27の他端部に設けられ、各富化筒27内を減圧する複数の排気ファン28とを備え、これら排気ファン28の駆動回転により前記一端から富化筒27に未富化空気を導入する。この導入した未富化空気中の酸素(約21%)及び窒素(約79%)は無孔膜の一端側表面に溶解するとともに、無孔膜内を拡散しながら他端側(排気ファン側)へ移行し、無孔膜26の他端側表面から離脱することになるが、酸素は窒素に比べて2.5倍の速さで溶解及び拡散するため、例えば酸素(約32%)、窒素(約79%)の酸素富化空気が得られる。

0020

この酸素富化空気は、各富化筒27の中間に接続された取出管29及びこれら取出管29に接続された1本の前記供給管22によって取出される。供給管22内の酸素富化空気はポンプ24及びブロア25によって前記ノズル23へ供給される。

0021

図4はノズルの拡大断面図である。このノズル23は長手方向に適宜の間隔を隔てて複数の噴射孔23aが周方向の一部に穿設されたパイプを用いてなり、このノズル23の二つを前記連通路12の上下寸法に対応する間隔を隔てて向き合わせ、前記連通路12の一次燃焼室11側端縁部に配される。二つのノズル23はその両端を連結管30,30により連通連結してリング状とし、各連結管30,30の中間に中継管31,31を介して前記供給管22に連通連結し、該供給管22内の酸素富化空気を中継管31,31及び連結管30,30からノズル23へ供給する。これらノズル23の噴射孔23aは前記連通路12の連通中心部へ向けて噴射するようにしてある。

0022

供給管22におけるポンプ24及びブロア25の間には、ポンプ24が酸素富化空気を圧送しているとき負圧となる管状の未富化空気導入部32が分岐され、該未富化空気導入部32の中間に、導入された未富化空気の量を調整する電磁式の流量調整弁33が設けられている。

0023

この流量調整弁33は、二次燃焼室13内に配される温度センサ34の検出信号に基づいて開閉制御され、二次燃焼室13内が所定の燃焼温度に上昇したとき、弁開度を小さくし、未富化空気の供給管22への導入量、ひいては二次燃焼室13への空気供給量を少なくし、二次燃焼室13内の温度上昇を抑制する。

0024

この二次燃焼室13内の底部には補助バーナ5を引出し可能に配し、二次燃焼室13内が適宜の燃焼温度になったとき、手動によって補助バーナ5を二次燃焼室13から外部へ引き出すことが可能にしてある。なお、図1において37は排気弁、35は逆止弁、36は圧力計である。

0025

以上の如く燃焼補助装置を備えた焼却炉は、供給部11aから一次燃焼室11へ供給された被燃焼物が一次燃焼室11内で燃焼される。この燃焼によって発生する燃焼気体は不完全燃焼したものであるため、一次燃焼室11から連通路12へ導入され、該連通路12から二次燃焼室13へ排出される。この二次燃焼室13では、その底部に配置された補助バーナ5によって燃焼される。

0026

また一方、富化器21の排気ファン28及びポンプ24が駆動回転され、富化筒27内で生成された酸素富化空気がポンプ24によって供給管22内へ吸引されるとともに該供給管22内からノズル23へ供給され、該ノズル23の噴射孔23aから噴射される。この噴射により未富化空気の酸素量よりも高濃度の酸素富化空気を、連通路12から二次燃焼室13へ排出された燃焼気体に直接供給でき、燃焼気体の燃焼効率を高くでき、該燃焼気体を十分に燃焼させることができる。従って、ダイオキシン及びばい塵の発生量を少なくできる。

0027

また、パイプを用いてなるノズル23は適宜の間隔を隔てて向き合うように2個有し、これらノズル23の両端に酸素富化空気を供給するため、ノズル23の噴射孔23aから噴射する酸素富化空気の噴射圧力均等化でき、酸素富化空気の供給量バラツキを少なくでき、燃焼効率を高めることができる。

0028

また、酸素富化空気を供給管22からノズル23へ供給するとき、未富化空気導入部32が負圧となり、未富化空気が流量調整弁33及び未富化空気導入部32を経て供給管22へ導入され、この未富化空気を酸素富化空気とともにノズル23へ供給でき、ノズル23の噴射孔23aから噴射する噴射量を増加できるため、二次燃焼室13内での燃焼気体の燃焼効率をより一層高くできる。

0029

以上の如く二次燃焼室13で燃焼気体を燃焼する過程において、二次燃焼室13の燃焼温度が約800度に上昇したとき、補助バーナ5を二次燃焼室13内から外部へ引出し、以後はノズル23から噴射された酸素富化空気によって燃焼気体をさらに燃焼させる。また、この補助バーナ5を引出した後、二次燃焼室13の燃焼温度が約1100度に上昇したとき、この温度を二次燃焼室13内の温度センサ34が検出し、この温度センサ34が出力する検出信号に基づいて流量調整弁33の弁開度が小さくなり、未富化空気導入部32から供給管22への未富化空気導入量が少なくなり、こり供給管22から二次燃焼室13への空気供給量が少なくなり、二次燃焼室13内の温度上昇を抑制でき、二次燃焼室13の壁部の損壊を良好に防止できる。

0030

なお、以上説明した実施の形態では、空気中の酸素の濃度を高める富化器21として、内部に無孔膜26が収容された富化筒27を有する構造としたが、その他、例えば内部にセラミックス製の複数の粒体を収容してなる富化筒27を有する構造としてもよいのであり、その構造は特に制限されない。

0031

なお、以上説明した実施の形態のノズル23は、パイプを用い、適宜の間隔を隔てて向き合うように複数としたが、その他、一つとしてもよいし、また、リング状としたパイプに周方向に適宜の間隔を隔てて複数の噴射孔23aが穿設された構造としてもよく、その構造は特に制限されない。

0032

また、以上の実施の形態では、燃焼補助装置2を炉本体1に付設してなる焼却炉について説明したが、前記燃焼補助装置2は炉本体1と別体とし、燃焼補助装置2を既設の焼却炉に取付けることができるようにしてもよい。

発明の効果

0033

以上詳述した如く第1発明及び第5発明によれば、富化器が富化した酸素富化空気をノズルから燃焼室内に噴射させるため、この酸素富化空気によって燃焼室内での燃焼効率を高めることができ、燃焼気体を十分に燃焼でき、ダイオキシン及びばい塵の発生量を少なくできる。

0034

第2発明によれば、一次燃焼室から排出された燃焼気体に酸素富化空気を供給できるため、この酸素富化空気の燃焼気体への供給を効率的にできる。

0035

第3発明によれば、酸素富化空気を燃焼気体流域の両側から燃焼気体に直接供給できるため、より一層効率的な供給ができる。

0036

第4発明によれば、酸素富化空気を供給管からノズルへ供給するとき、未富化空気導入部から未富化空気を導入でき、この未富化空気を酸素富化空気とともにノズルへ供給できるため、ノズルから噴射する噴射量を増加でき、二次燃焼室内での燃焼気体の燃焼効率をより一層高くできる。しかも、流量調整弁の弁開度を調整することにより、酸素富化空気の濃度を適宜調整できるため、二次燃焼室の燃焼温度の上昇を抑制できる。

図面の簡単な説明

0037

図1本発明に係る焼却炉の構成を示す模式図である。
図2本発明に係る焼却炉の炉本体の構成を示す拡大断面図である。
図3本発明に係る焼却炉及び補助燃焼装置の富化器部分の構成を示す正面図である。
図4本発明に係る焼却炉及び補助燃焼装置のノズルの拡大断面図である。

--

0038

1 炉本体
11一次燃焼室
12連通路
13二次燃焼室
2燃焼補助装置
21富化器
22供給管
23ノズル
24ポンプ
32 未富化空気導入部
33 流量調整弁

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