JP2021063614A - ストーカ式焼却炉 - Google Patents

Abstract

【課題】火格子の損傷を防止または抑制するとともに、特殊廃棄物をより確実に完全燃焼させる。【解決手段】ストーカ式焼却炉１は、乾燥火格子部３２、燃焼火格子部３３および後燃焼火格子部３４が順に設けられる燃焼室３と、乾燥火格子部３２上にごみを供給してごみ層９１を形成するごみ供給部２１と、特殊廃棄物が収容された収容容器９を、燃焼室３に設けられる容器投入口３１５から乾燥火格子部３２のごみ層９１上に落下させる特殊廃棄物供給部５とを備える。これにより、火格子の損傷を防止または抑制するとともに、特殊廃棄物をより確実に完全燃焼させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ストーカ式焼却炉に関する。

特許文献１では、事故死した小動物の死骸や、廃棄された機密文書や、感染の恐れがある医療廃棄物等の特定被焼却物を焼却するごみ焼却設備について記載されている。当該ごみ焼却設備では、ごみ投入ホッパの供給路の側壁に特定被焼却物投入機構が設けられ、特定被焼却物が当該機構を介して当該供給路内に投入される。

なお、特許文献２のストーカ式ごみ焼却炉では、燃焼室の上部に汚泥脱水ケーキの供給管が設けられ、ストーカ上のごみ層上面に対して汚泥脱水ケーキが散布される。特許文献３では、ロータリーキルンを用いたセメント焼成工程において、小片状の廃プラスチック等の可燃性廃棄物を入れ物に詰めた上で、入れ物ごとセメント焼成工程に投入する手法が開示されている。また、特許文献３では、２段のダンパが設けられた廃棄物投入シュートも開示されており、上側のダンパを開けて廃棄物を投入した後、上側のダンパを閉じた状態で下側のダンパを開けることにより、安全に廃棄物を投入することが実現される。

特開２０１８−１９４２７１号公報 特開昭５７−９５５１７号公報 特開２００３−２４７７１３号公報

ところで、医療廃棄物（感染性廃棄物）または動物の死体等の特殊廃棄物の焼却を、特許文献１の設備にて行う場合、ごみ投入ホッパの供給路の側壁から当該供給路内に特殊廃棄物が投入されるが、ごみが充填されている供給路内への特殊廃棄物の投入は容易ではない。ごみ投入ホッパとは異なる投入口から燃焼室内に特殊廃棄物を投入することも考えられるが、ストーカ式焼却炉では、特殊廃棄物の落下の衝撃により火格子が損傷する可能性がある。また、特殊廃棄物を投入する位置によっては、特殊廃棄物を完全燃焼させることができない場合がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、火格子の損傷を防止または抑制するとともに、特殊廃棄物をより確実に完全燃焼させることを目的としている。

請求項１に記載の発明は、ストーカ式焼却炉であって、乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に設けられる燃焼室と、前記乾燥火格子部上にごみを供給してごみ層を形成するごみ供給部と、特殊廃棄物が収容された収容容器を、前記燃焼室に設けられる容器投入口から前記乾燥火格子部の前記ごみ層上に落下させる特殊廃棄物供給部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のストーカ式焼却炉であって、前記燃焼室が、前記ごみが燃焼する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れるとともに、前記排ガスに含まれる未燃ガスが燃焼する二次燃焼室とを備え、前記容器投入口が、前記一次燃焼室に設けられる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のストーカ式焼却炉であって、前記容器投入口が、前記一次燃焼室の天井部に設けられる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のストーカ式焼却炉であって、前記特殊廃棄物供給部が、前記容器投入口から上方に延びる供給経路を形成するとともに、上部において前記収容容器を前記供給経路へと受け入れる供給部本体と、前記供給部本体に設けられ、前記供給経路を開閉する上段開閉部と、前記供給部本体において前記上段開閉部と前記容器投入口との間に設けられ、前記供給経路を開閉する下段開閉部とを備え、前記上段開閉部が閉じた状態において、前記下段開閉部が開けられる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のストーカ式焼却炉であって、前記下段開閉部が、前記供給経路に垂直な軸を中心として回動することにより、前記供給経路を開閉する開閉本体と、前記開閉本体と共に前記軸を中心として回動する板状であり、前記供給経路を閉じた状態において前記開閉本体に対して前記容器投入口とは反対側に配置される上板部とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のストーカ式焼却炉であって、前記開閉本体が、内部に冷却流体の流路が形成された冷却ジャケットを有する。

請求項７に記載の発明は、請求項４ないし６のいずれか１つに記載のストーカ式焼却炉であって、前記特殊廃棄物供給部が、前記供給経路において前記上段開閉部と前記下段開閉部との間の空間にガスを供給するガス供給部をさらに備え、前記上段開閉部および前記下段開閉部が閉じた状態を維持することにより、前記供給経路における前記空間の圧力が、前記下段開閉部と前記容器投入口との間の圧力よりも大きくなる。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のストーカ式焼却炉であって、複数の収容容器を保管する冷凍または冷蔵保管庫から前記特殊廃棄物供給部へと前記収容容器を搬送する搬送機構をさらに備える。

本発明によれば、火格子の損傷を防止または抑制するとともに、特殊廃棄物をより確実に完全燃焼させることができる。

焼却炉の構成を示す図である。 特殊廃棄物供給部を示す断面図である。 冷却ジャケットおよび回動軸を示す断面図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る焼却炉１の構成を示す図である。焼却炉１は、複数の火格子部（ストーカ）によりごみを搬送しつつ燃焼させるストーカ式焼却炉である。ごみは、主として、家庭系一般廃棄物および事業系一般廃棄物である。

焼却炉１は、ごみ供給部２１と、燃焼室３と、排出路２２と、制御部（図示省略）とを備える。制御部は、例えば、ＣＰＵ等を備えるコンピュータであり、焼却炉１の全体制御を担う。ごみ供給部２１は、投入ホッパ２１１と、プッシャ２１２とを備える。投入ホッパ２１１には、図示省略のごみピットからごみが投入される。プッシャ２１２は、給塵装置であり、投入ホッパ２１１の底部から燃焼室３の後述の一次燃焼室３１内にごみを供給する。ごみ供給部２１における給塵装置として、スクリューフィーダ等の他の機構が採用されてもよい。

燃焼室３は、一次燃焼室３１と、二次燃焼室３７とを備える。一次燃焼室３１は、ごみ供給部２１から直接的にごみが供給される空間を形成する。一次燃焼室３１には、複数の火格子部３２，３３，３４と、供給口３５１と、排出口３５２とが設けられる。供給口３５１は、投入ホッパ２１１の底部に接続する開口部であり、供給口３５１を介してごみ供給部２１から一次燃焼室３１内にごみが供給される。排出口３５２は、投入ホッパ２１１から離れた位置に配置される。複数の火格子部３２，３３，３４は、供給口３５１と排出口３５２との間に配列される。各火格子部３２，３３，３４は、複数の火格子の集合である。図１の例では、各火格子部３２，３３，３４において複数の火格子が略水平方向に配列される。各火格子部３２，３３，３４では、複数の火格子が階段状に傾斜して配列されてもよい。火格子は、例えば耐熱鋳鋼等により形成される。

一次燃焼室３１では、複数の火格子部３２，３３，３４における周知の搬送動作により、供給口３５１側から排出口３５２に向かってごみが搬送される。複数の火格子部３２，３３，３４の下方には、複数の風箱４１がそれぞれ設けられる。複数の風箱４１には、予め加熱された高温の燃焼用ガスが供給される。これにより、火格子部３２，３３，３４上のごみに対して燃焼用ガスが供給され、ごみが燃焼する。燃焼用ガスは、酸素を含むガスであり、例えば、空気または燃焼排ガスである。燃焼後のごみ（主として灰）は排出口３５２を介して一次燃焼室３１外に排出される。本明細書では、一次燃焼室３１において供給口３５１側を前側と規定し、排出口３５２側を後側と規定する。

複数の火格子部３２，３３，３４において、最も前側に配置される火格子部３２は、乾燥火格子部であり、最も後側に配置される火格子部３４は、後燃焼火格子部である。乾燥火格子部３２と後燃焼火格子部３４との間に配置される火格子部３３は、燃焼火格子部である。このように、一次燃焼室３１では、前側から後側に向かって乾燥火格子部３２、燃焼火格子部３３および後燃焼火格子部３４が順に配列される。乾燥火格子部３２には、ごみ供給部２１によりごみが供給され、積み重なったごみの層９１（以下、「ごみ層９１」という。）が形成される。乾燥火格子部３２では、主としてごみの乾燥が行われる。燃焼火格子部３３では、主としてごみの燃焼が行われ、後燃焼火格子部３４では、主としてごみの後燃焼により完全な灰化が行われる。原則として、ごみ層９１の厚さは、乾燥火格子部３２から後燃焼火格子部３４に向かって漸次小さくなる。

一次燃焼室３１は、複数の火格子部３２，３３，３４に加えて、複数の壁部および天井部を備える。具体的には、一次燃焼室３１は、前天井部３１１と、後天井部３１２と、後壁部３１４と、一対の側壁部とを備える。前天井部３１１は、供給口３５１の上端から後側に向かって斜め上方に広がり、二次燃焼室３７の後述の前壁部３７１に接続する。例えば、前天井部３１１は、乾燥火格子部３２のおよそ全体の上方を覆う。前天井部３１１には、容器投入口３１５が設けられる。容器投入口３１５は、後述の収容容器９を燃焼室３内に投入するための開口であり、乾燥火格子部３２の上方に位置する。前天井部３１１は、燃焼火格子部３３の前側端部の上方も覆う。後壁部３１４は、排出口３５２の後端から鉛直方向上方に向かって広がる。後天井部３１２は、後壁部３１４の上端から前側に向かうに従って高くなるように傾斜し、二次燃焼室３７の後述の後壁部３７２に接続する。例えば、後天井部３１２は、後燃焼火格子部３４のおよそ全体の上方を覆う。後天井部３１２は、燃焼火格子部３３の後側の一部の上方も覆う。

図１の紙面に垂直な方向（前側から後側に向かう方向に垂直かつ水平な方向であり、以下、「幅方向」という。）において、一対の側壁部は複数の火格子部３２，３３，３４を挟むように配置される。各側壁部は、図１の紙面に略平行に広がり、前天井部３１１、後天井部３１２および後壁部３１４と接続する。焼却炉１では、前天井部３１１の後端と後天井部３１２の前端との間に、一次燃焼室３１の出口、すなわち、一次燃焼室３１と二次燃焼室３７との連通口３９が形成される。

二次燃焼室３７は、一次燃焼室３１から連続し、一次燃焼室３１から排出される排ガス（燃焼ガス）の流路を形成する。二次燃焼室３７は、前壁部３７１と、後壁部３７２と、一対の側壁部とを備える。前壁部３７１は、前天井部３１１の後端、すなわち、連通口３９の前端から上方に向かって広がる。例えば、前壁部３７１は、乾燥火格子部３２よりも後側に位置する。後壁部３７２は、後天井部３１２の前端、すなわち、連通口３９の後端から上方に向かって広がる。例えば、後壁部３７２は、後燃焼火格子部３４よりも前側に位置する。一対の側壁部は、幅方向に互いに離れる。各側壁部は、一次燃焼室３１の側壁部から連続して図１の紙面に略平行に広がり、前壁部３７１および後壁部３７２と接続する。二次燃焼室３７は、一次燃焼室３１から直接的に連続するとともに、一次燃焼室３１の床面積に比べて十分に小さい流路面積となって上方に向かう空間を形成する。

二次燃焼室３７の前壁部３７１および後壁部３７２には、ノズル部４２が設けられる。ノズル部４２には、常温または予め加熱された高温の燃焼用ガスが供給される。既述のように、二次燃焼室３７には、一次燃焼室３１内で発生した排ガス（未燃ガスを含む。）が流入する。ノズル部４２から二次燃焼室３７内に燃焼用ガスを供給することにより、二次燃焼室３７へと導かれた排ガス中の未燃ガスが燃焼する。二次燃焼室３７から排出される排ガスは、排出路２２に流入する。排出路２２は、二次燃焼室３７と煙道２９とを接続する。排出路２２には、例えば、排ガスを熱源とするボイラ（図示省略）が設けられる。排出路２２には、水噴射減温装置等が設けられてもよい。煙道２９は、排出路２２と煙突（図示省略）とを接続し、排出路２２から排出される排ガスを煙突へと導く。

焼却炉１は、特殊廃棄物供給部５と、搬送機構６とをさらに備える。特殊廃棄物供給部５は、供給部本体５１と、上段開閉部５６と、下段開閉部５７とを備える。供給部本体５１は、容器投入口３１５から上方に延びる供給経路５１１を形成する。既述のように、容器投入口３１５は、一次燃焼室３１の前天井部３１１に設けられ、供給部本体５１は、投入ホッパ２１１と二次燃焼室３７との間に位置する。供給部本体５１の上部には、受入開口５１２が設けられる。受入開口５１２は、供給経路５１１の上部開口であり、後述するように、受入開口５１２において収容容器９が供給経路５１１へと受け入れられる。

上段開閉部５６は、供給部本体５１に設けられ、供給経路５１１を開閉する。下段開閉部５７は、供給部本体５１において上段開閉部５６と容器投入口３１５との間に設けられ、供給経路５１１を開閉する。特殊廃棄物供給部５では、上段開閉部５６および下段開閉部５７により、二重ダンパ構造が構成される。以下の説明では、上段開閉部５６および下段開閉部５７による供給経路５１１の開閉を、上段開閉部５６および下段開閉部５７自体の開閉とも表現する。特殊廃棄物供給部５の構造の詳細については後述する。

搬送機構６は、第１コンベヤ６１と、第２コンベヤ６２と、リフタ６３とを備える。第１コンベヤ６１は、モータ等を有し、収容容器９を略水平方向に移動する。収容容器９は、医療廃棄物（感染性廃棄物）または動物の死体等の特殊廃棄物を収容する容器である。当該動物には、小型動物および大型動物が含まれてよい。収容容器９は、例えば樹脂にて形成される箱状であり、密閉されている。収容容器９は、袋状であってもよく、また、樹脂以外の材料（紙等）により形成されてもよい。焼却炉１では、複数の収容容器９が冷凍保管庫７において冷凍された状態で保管される。なお、冷凍保管庫７は、保管庫の一例であり、冷蔵であってもよい。

第１コンベヤ６１の一方の端部は、冷凍保管庫７の内部に配置される。第１コンベヤ６１は、冷凍保管庫７の側壁に設けられた開口部７１を介して冷凍保管庫７の外部へと連続する。開口部７１には、冷凍保管庫７の冷気を保持するための自動扉等が設けられてもよい。第１コンベヤ６１の他方の端部は、リフタ６３の下位置に接続する。リフタ６３は、モータ等を有し、収容容器９を下位置から上位置に略鉛直方向に移動する。第２コンベヤ６２は、モータ等を有し、収容容器９を略水平方向に移動する。第２コンベヤ６２の一方の端部は、リフタ６３の上位置に接続する。第２コンベヤ６２の他方の端部は、供給部本体５１の受入開口５１２に接続する。

焼却炉１では、冷凍保管庫７内に保管された収容容器９が、作業者により第１コンベヤ６１上に載置される。収容容器９は、第１コンベヤ６１により冷凍保管庫７の外部に搬送され、リフタ６３に受け渡される。リフタ６３により、収容容器９が下位置から上位置へと移動し、第２コンベヤ６２に受け渡される。第２コンベヤ６２により、収容容器９がリフタ６３の上位置から供給部本体５１の受入開口５１２へと搬送され、受入開口５１２から供給経路５１１内に投下される。

図２は、特殊廃棄物供給部５を示す断面図である。図２では、第２コンベヤ６２の搬送方向（図１の横方向）に垂直な断面を示しており、手前側に設けられる受入開口５１２を二点鎖線にて示している。既述のように、特殊廃棄物供給部５は、供給部本体５１と、上段開閉部５６と、下段開閉部５７とを備える。供給部本体５１は、本体上部５２と、本体中間部５３と、本体下部５４とを備える。本体上部５２、本体中間部５３および本体下部５４のそれぞれは、略矩形の筒状である。

本体下部５４の下端は一次燃焼室３１の前天井部３１１に接続され、本体下部５４の下端開口５４１が、前天井部３１１の容器投入口３１５に重ねられる。容器投入口３１５の周囲の全周に亘って、本体下部５４と前天井部３１１との間が密閉される。下端開口５４１の近傍では、上下方向に垂直な本体下部５４の断面形状が上方に向かって漸次大きくなる。また、本体下部５４の他の部位では、断面形状が一定となる。図２の本体下部５４は、３層構造である。例えば、内側の２層には、互いに異なる断熱材料（断熱キャスタブル、繊維系断熱材等）が用いられ、外側の１層には金属が用いられる。もちろん、本体下部５４は、３層構造には限定されない。本体下部５４の上部は、全周に亘って本体中間部５３の下部に接続される。

本体中間部５３の内周面において下端近傍には、補助筒状部５３１が設けられる。補助筒状部５３１は、略矩形の筒状である。上下方向に垂直な補助筒状部５３１の断面形状は、上記内周面との接続位置から下方に向かって漸次小さくなる。補助筒状部５３１の下端部では、断面形状が一定となっており、下端開口５３２が形成される。本体下部５４と本体中間部５３との接続部では、補助筒状部５３１が、既述の供給経路５１１を形成する。

本体中間部５３の上部は、全周に亘って本体上部５２の下部に接続される。詳細には、上下方向に沿って見た場合に、本体中間部５３の上部は、本体上部５２の下部よりも僅かに大きい。本体中間部５３の上端には、略矩形環状の接続板５３３が設けられる。接続板５３３は、本体中間部５３の上端から全周に亘って内方に突出し、本体上部５２の外周面に接続する。接続板５３３により、本体中間部５３の上端と、本体上部５２の下部との間が密閉される。本体上部５２の下端は、本体中間部５３の内部に配置される。すなわち、本体上部５２の下端開口５２１は、本体中間部５３の内部に配置される。本体上部５２の上端には、天板５２２が設けられる。本体上部５２の一の側面は、開口しており、既述の受入開口５１２となる。

上段開閉部５６は、本体中間部５３の内部において本体上部５２の下端開口５２１の近傍に配置される。上段開閉部５６は、両開きの扉であり、２個の開閉本体５６１と、２個の回動軸５６２とを備える。２個の回動軸５６２は、上下方向に延びる供給経路５１１に略垂直であり、略矩形の下端開口５２１において互いに対向する２個の辺に沿って配置される。各回動軸５６２には、板状の開閉本体５６１が接続される。各開閉本体５６１は、例えば金属により形成され、回動軸５６２により回動可能に支持される。図示省略の駆動源（例えば、エアシリンダまたはモータ等）が、回動軸５６２を介して所定の角度範囲において開閉本体５６１を回動する。

図２中に実線にて示すように、２個の開閉本体５６１が上下方向に略垂直な姿勢となると、本体上部５２の下端開口５２１が閉じられる。図２の例では、２個の開閉本体５６１の先端部において、互いに対向する部位が切り欠かれており、２個の開閉本体５６１を上下方向に略垂直な姿勢とした状態で、先端部同士が互いに接触または近接する。これにより、２個の開閉本体５６１の先端部間において、ガスが通過することが抑制される。図２中に二点鎖線にて示すように、２個の開閉本体５６１が上下方向に略平行な姿勢となると、本体上部５２の下端開口５２１が開かれる。以上のように、供給経路５１１は、本体上部５２の下端開口５２１の位置において２個の開閉本体５６１により開閉される。上段開閉部５６の構造は適宜変更されてよい。例えば、両開きの扉以外に、片開きの扉が用いられてもよく、また、スライド式の扉が用いられてもよい（下段開閉部５７において同様）。

下段開閉部５７は、本体下部５４の内部において補助筒状部５３１の下端開口５３２の近傍に配置される。下段開閉部５７は、両開きの扉であり、２個の開閉本体５８と、２個の回動軸５７１と、２個の上板部５７６とを備える。２個の回動軸５７１は、上下方向に延びる供給経路５１１に略垂直であり、略矩形の下端開口５３２において互いに対向する２個の辺に沿って配置される。各回動軸５７１には、略板状の開閉本体５８が接続される。開閉本体５８は、回動軸５７１により回動可能に支持される。図示省略の駆動源（例えば、エアシリンダまたはモータ等）が、回動軸５７１を介して所定の角度範囲において開閉本体５８を回動する。

図２中に実線にて示すように、２個の開閉本体５８が上下方向に略垂直な姿勢となると、補助筒状部５３１の下端開口５３２が閉じられる。図２中に二点鎖線にて示すように、２個の開閉本体５８が上下方向に略平行な姿勢となると、補助筒状部５３１の下端開口５３２が開かれる。以上のように、供給経路５１１は、補助筒状部５３１の下端開口５３２の位置において２個の開閉本体５８により開閉される。

各開閉本体５８は、閉塞部材５８１と、冷却ジャケット５８６とを備える。閉塞部材５８１は、略板状であり、断熱材料（断熱キャスタブル、繊維系断熱材等）により形成される。一方の開閉本体５８における閉塞部材５８１の先端部には、シール部材５８２が取り付けられる。シール部材５８２は、回動軸５７１の中心軸Ｊ１の方向（以下、単に「軸方向」という。）に延びる板状であり、閉塞部材５８１の当該先端部の略全長に亘る。図２の例では、２個の開閉本体５８が供給経路５１１を閉じた状態において、当該シール部材５８２が他方の開閉本体５８における閉塞部材５８１の先端部に接触または近接する。これにより、２個の閉塞部材５８１の先端部間において、ガスが通過することが抑制される。

冷却ジャケット５８６は、略板状の外形を有し、閉塞部材５８１と共に回動軸５７１に接続される。下段開閉部５７が供給経路５１１を閉じた状態において、冷却ジャケット５８６は、本体中間部５３側、すなわち、閉塞部材５８１に対して容器投入口３１５とは反対側に配置される。換言すると、冷却ジャケット５８６における容器投入口３１５側の面が、閉塞部材５８１により覆われる。図２の例では、回動軸５７１における容器投入口３１５側の部位も、閉塞部材５８１により覆われる。

図３は、冷却ジャケット５８６および回動軸５７１を示す断面図であり、図２の閉塞部材５８１に略平行、かつ、回動軸５７１の中心軸Ｊ１を含む面における断面を示している。回動軸５７１は中空であり、回動軸５７１の両端部には、ロータリージョイント（図示省略）が設けられる。回動軸５７１では、一方の端部から内部に冷却空気が供給され、他方の端部から外部に冷却空気が排出される。このように、回動軸５７１の内部には、冷却空気の流路５７２が設けられる。冷却空気は、例えば焼却炉１の周囲における常温の空気である。

回動軸５７１の内部には、流路５７２を遮断する遮断板５７３が設けられる。軸方向に関して、遮断板５７３は、冷却ジャケット５８６の中央近傍に位置する。冷却ジャケット５８６は中空であり、遮断板５７３は冷却ジャケット５８６の内部に向かって軸方向に略垂直な方向に延びる。冷却ジャケット５８６の内部は、遮断板５７３により図３中の左側の空間と、右側の空間に仕切られる。冷却ジャケット５８６と回動軸５７１との接続部において、軸方向における遮断板５７３の両側には、流入口５８７および流出口５８８が設けられる。流入口５８７は、上述の左側の空間に開口し、流出口５８８は、右側の空間に開口する。

冷却ジャケット５８６の内部には、冷却空気の流路５８９が形成される。流路５８９は、左側の空間において流入口５８７からジグザグ状に冷却ジャケット５８６の先端側（回動軸５７１とは反対側）へと向かい、遮断板５７３の先端と冷却ジャケット５８６の内端面との間の隙間を経由して右側の空間へと連続する。右側の空間において、流路５８９は、ジグザグ状に冷却ジャケット５８６の根元側（回動軸５７１側）へと向かい、流出口５８８へと到達する。回動軸５７１の流路５７２に供給された冷却空気は、流入口５８７から冷却ジャケット５８６の内部に流入する。当該冷却空気は、流路５８９に沿って冷却ジャケット５８６の内部のおよそ全体を経由し、流出口５８８から回動軸５７１の流路５７２へと流出する。回動軸５７１の流路５７２から外部に排出された冷却空気は、図２の本体中間部５３に設けられるガス供給部５３４に導入され、本体中間部５３の内部に供給される。

図２に示すように、各回動軸５７１には、上板部５７６も接続される。上板部５７６は、略板状であり、開閉本体５８と共に回動軸５７１を中心として回動する。上板部５７６は、例えば金属にて形成される。開閉本体５８が供給経路５１１を閉じた状態において、上板部５７６は、開閉本体５８に対して容器投入口３１５とは反対側に配置される。

既述のように、図１の冷凍保管庫７に保管された収容容器９は、搬送機構６（第１コンベヤ６１、リフタ６３および第２コンベヤ６２）により特殊廃棄物供給部５へと搬送される。その後、収容容器９が、受入開口５１２から供給部本体５１の供給経路５１１内に投下される。すなわち、受入開口５１２において収容容器９が供給経路５１１へと受け入れられる。

このとき、上段開閉部５６および下段開閉部５７は閉じられており、受入開口５１２から落下する収容容器９は、上段開閉部５６の開閉本体５６１により受けられる。続いて、上段開閉部５６が開けられ、落下する収容容器９が下段開閉部５７により受けられる。詳細には、図２の開閉本体５８に対して受入開口５１２側に配置される上板部５７６により、収容容器９が受けられる。既述のように、開閉本体５８が断熱材料により形成される閉塞部材５８１、および、冷却ジャケット５８６を含む。これにより、上板部５７６が高温となることが抑制され、上板部５７６上において収容容器９が溶けることが防止または抑制される。また、上板部５７６が収容容器９を受けた際の衝撃が開閉本体５８に伝わって、開閉本体５８が損傷することが抑制される。

続いて、上段開閉部５６が閉じられ、その後、下段開閉部５７が開けられる。これにより、下段開閉部５７上の収容容器９が、容器投入口３１５を介して燃焼室３内に投入され、図１の乾燥火格子部３２のごみ層９１上に落下する。このとき、上段開閉部５６が閉じているため、燃焼室３内のガスが供給部本体５１から外部に漏れ出すことが抑制される。収容容器９が、容器投入口３１５を通過すると直ぐに、下段開閉部５７が閉じられる。図２の特殊廃棄物供給部５では、収容容器９の投下時を除き、上段開閉部５６および下段開閉部５７が閉じた状態が維持され、供給経路５１１における上段開閉部５６と下段開閉部５７との間の空間がおよそ密閉される。また、ガス供給部５３４により当該空間に冷却空気が供給され、供給経路５１１における当該空間の圧力が、下段開閉部５７と容器投入口３１５との間の圧力よりも大きくなる。これにより、燃焼室３内のガスが供給経路５１１から外部に漏れ出すことが抑制される。例えば、供給経路５１１における当該空間の圧力は、大気圧よりも大きい。

以上に説明したように、図１の焼却炉１では、燃焼室３に容器投入口３１５が設けられ、特殊廃棄物供給部５が、特殊廃棄物が収容された収容容器９を、容器投入口３１５から乾燥火格子部３２のごみ層９１上に落下させる。

ここで、燃焼火格子部３３または後燃焼火格子部３４のごみ層上に収容容器９を落下させる比較例の焼却炉を想定する。燃焼火格子部３３または後燃焼火格子部３４のごみ層の厚さは、乾燥火格子部３２のごみ層９１よりも薄いため、比較例の焼却炉では、（燃焼火格子部３３の）火格子が損傷しやすくなる。また、燃焼室３内への投入後、収容容器９が排出口３５２に到達するまでの時間が短くなり、特殊廃棄物を完全燃焼させることが困難となる。

これに対し、焼却炉１では、乾燥火格子部３２における比較的厚いごみ層９１上に収容容器９を落下させることにより、（乾燥火格子部３２の）火格子の損傷を防止または抑制することができる。また、燃焼室３内への投入後、収容容器９が排出口３５２に到達するまでの時間を、比較例に比べて長くすることができ、特殊廃棄物をより確実に（安定して）完全燃焼させることができる。

特殊廃棄物供給部５は、供給経路５１１を形成する供給部本体５１と、供給経路５１１を開閉する上段開閉部５６および下段開閉部５７とを備える。そして、上段開閉部５６が閉じた状態において、下段開閉部５７が開けられる。これにより、燃焼室３内のガスが供給経路５１１から外部に漏れ出すことを抑制することができる。

下段開閉部５７は、開閉本体５８と、上板部５７６とを備える。上板部５７６は、開閉本体５８が供給経路５１１を閉じた状態において開閉本体５８に対して容器投入口３１５とは反対側に配置される。これにより、上板部５７６が収容容器９を受けた際の衝撃が開閉本体５８に伝わって、開閉本体５８が損傷することを抑制することができる。また、上板部５７６上において収容容器９が熱により溶けることを防止または抑制することができる。開閉本体５８が冷却ジャケット５８６を有することにより、上板部５７６上において収容容器９が熱により溶けることをさらに防止または抑制することができる。

ところで、特殊廃棄物の焼却において、仮に、特殊廃棄物をごみピットに直接投入する場合、感染性物質により衛生環境が悪化したり、動物の死体が腐敗したりする可能性がある。また、見学者がごみピット内の特殊廃棄物を見て、不快感を覚える場合もある。ホイスト等を利用して特殊廃棄物を投入ホッパ２１１に直接投入することも考えられるが、作業者が特殊廃棄物に接触する時間が長くなり、作業者の衛生上の安全性が低下してしまう。また、特殊廃棄物の専用の焼却炉を設置することも考えられるが、同様に作業者が特殊廃棄物に接触する時間は長くなってしまう。

これに対し、図１の焼却炉１では、特殊廃棄物が収容容器９に収容されるとともに、当該収容容器９が冷凍保管庫７内において冷凍保管される。そして、冷凍保管庫７内において収容容器９が第１コンベヤ６１に載置された後、搬送機構６により、冷凍保管庫７から特殊廃棄物供給部５へと自動的に搬送される。収容容器９は、密閉状態のままで（破砕することなく）特殊廃棄物供給部５により燃焼室３内に投入される。これにより、特殊廃棄物の焼却作業において、作業者の特殊廃棄物への直接的な接触をなくすとともに、特殊廃棄物が収容された収容容器９に接触する時間も短くすることができ、作業者の安全性を向上することができる。

上記焼却炉１では様々な変形が可能である。

焼却炉１において、燃焼室３の構造は適宜変更されてよい。例えば、二次燃焼室３７が乾燥火格子部３２または後燃焼火格子部３４の上方に配置されてもよい。また、一次燃焼室３１において、供給口３５１の上端から鉛直方向上方に向かって広がる前壁部が設けられ、前天井部３１１が、前壁部の上端から後側に向かって略水平に広がり、二次燃焼室３７の前壁部３７１に接続してもよい。

燃焼室３における容器投入口３１５の配置も適宜変更されてよい。例えば、二次燃焼室３７が乾燥火格子部３２の上方に設けられる場合に、二次燃焼室３７に容器投入口３１５が設けられてもよい。この場合も、当該容器投入口３１５から乾燥火格子部３２のごみ層９１上に収容容器９を落下させることが可能である。一方、二次燃焼室３７に容器投入口３１５を設ける場合、容器投入口３１５と乾燥火格子部３２との間の上下方向の距離が大きくなり、収容容器９の落下による衝撃が大きくなる。したがって、火格子の損傷をより確実に防止または抑制するには、容器投入口３１５が一次燃焼室３１に設けられることが好ましい。

容器投入口３１５が一次燃焼室３１の天井部に設けられる上記焼却炉１では、幅方向における乾燥火格子部３２の中央近傍に収容容器９を落下させ、収容容器９を効率よく燃焼させることが可能であるが、焼却炉１の設計によっては、一次燃焼室３１の側壁部に容器投入口３１５が設けられてもよい。

特殊廃棄物供給部５において、例えば、下段開閉部５７が、容器投入口３１５の極近傍に設けられてもよい。また、上段開閉部５６が省略され、受入開口５１２に開閉部が設けられてもよい。さらに、一次燃焼室３１の側壁部、または、二次燃焼室３７に容器投入口３１５が形成される場合等に、当該容器投入口３１５から斜め上方に延びる供給経路５１１が設けられてもよい。

冷却ジャケット５８６の冷却流体は、空気以外であってもよく、液体であってもよい。また、ガス供給部５３４により供給経路５１１に供給されるガスは、空気以外であってもよい。図２の例では、冷却ジャケット５８６から排出された冷却空気を、ガス供給部５３４において利用することにより、特殊廃棄物供給部５の構造を簡素化することが可能であるが、冷却ジャケット５８６の冷却流体と、ガス供給部５３４による供給ガスとが相違してもよい。

複数の焼却炉１が設けられる施設において、１つの搬送機構６により収容容器９が当該複数の焼却炉１に分配して供給されてもよい。このような施設では、多くの特殊廃棄物を焼却処理することが可能である。

焼却炉１において焼却される特殊廃棄物の種類によっては、冷凍保管庫７が省略されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 焼却炉
３ 燃焼室
５ 特殊廃棄物供給部
６ 搬送機構
７ 冷凍保管庫
９ 収容容器
２１ ごみ供給部
３１ 一次燃焼室
３２ 乾燥火格子部
３３ 燃焼火格子部
３４ 後燃焼火格子部
３７ 二次燃焼室
５１ 供給部本体
５６ 上段開閉部
５７ 下段開閉部
５８ （下段開閉部の）開閉本体
９１ ごみ層
３１１ 前天井部
３１５ 容器投入口
５１１ 供給経路
５３４ ガス供給部
５７１ （下段開閉部の）回動軸
５７６ 上板部
５８６ 冷却ジャケット
５８９ （冷却ジャケットの）流路

Claims (8)

1. ストーカ式焼却炉であって、
   乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に設けられる燃焼室と、
   前記乾燥火格子部上にごみを供給してごみ層を形成するごみ供給部と、
   特殊廃棄物が収容された収容容器を、前記燃焼室に設けられる容器投入口から前記乾燥火格子部の前記ごみ層上に落下させる特殊廃棄物供給部と、
   を備えることを特徴とするストーカ式焼却炉。
2. 請求項１に記載のストーカ式焼却炉であって、
   前記燃焼室が、
   前記ごみが燃焼する一次燃焼室と、
   前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れるとともに、前記排ガスに含まれる未燃ガスが燃焼する二次燃焼室と、
   を備え、
   前記容器投入口が、前記一次燃焼室に設けられることを特徴とするストーカ式焼却炉。
3. 請求項２に記載のストーカ式焼却炉であって、
   前記容器投入口が、前記一次燃焼室の天井部に設けられることを特徴とするストーカ式焼却炉。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載のストーカ式焼却炉であって、
   前記特殊廃棄物供給部が、
   前記容器投入口から上方に延びる供給経路を形成するとともに、上部において前記収容容器を前記供給経路へと受け入れる供給部本体と、
   前記供給部本体に設けられ、前記供給経路を開閉する上段開閉部と、
   前記供給部本体において前記上段開閉部と前記容器投入口との間に設けられ、前記供給経路を開閉する下段開閉部と、
   を備え、
   前記上段開閉部が閉じた状態において、前記下段開閉部が開けられることを特徴とするストーカ式焼却炉。
5. 請求項４に記載のストーカ式焼却炉であって、
   前記下段開閉部が、
   前記供給経路に垂直な軸を中心として回動することにより、前記供給経路を開閉する開閉本体と、
   前記開閉本体と共に前記軸を中心として回動する板状であり、前記供給経路を閉じた状態において前記開閉本体に対して前記容器投入口とは反対側に配置される上板部と、
   を備えることを特徴とするストーカ式焼却炉。
6. 請求項５に記載のストーカ式焼却炉であって、
   前記開閉本体が、内部に冷却流体の流路が形成された冷却ジャケットを有することを特徴とするストーカ式焼却炉。
7. 請求項４ないし６のいずれか１つに記載のストーカ式焼却炉であって、
   前記特殊廃棄物供給部が、前記供給経路において前記上段開閉部と前記下段開閉部との間の空間にガスを供給するガス供給部をさらに備え、
   前記上段開閉部および前記下段開閉部が閉じた状態を維持することにより、前記供給経路における前記空間の圧力が、前記下段開閉部と前記容器投入口との間の圧力よりも大きくなることを特徴とするストーカ式焼却炉。
8. 請求項１ないし７のいずれか１つに記載のストーカ式焼却炉であって、
   複数の収容容器を保管する冷凍または冷蔵保管庫から前記特殊廃棄物供給部へと前記収容容器を搬送する搬送機構をさらに備えることを特徴とするストーカ式焼却炉。

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