JP3830417B2 - 誘導加熱炉 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱炉に関するものであり、更に詳しくは、種々の焼却物を燃焼したときに未燃焼物質を残存させず、悪臭や煤塵、更にはダイオキシン等の有害物質を発生させない誘導加熱炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の誘導加熱炉ではないが、焼却炉の出願としては、特願２００１−１１１２００号の焼却炉の発明を本願出願人が既に特許出願している。
【０００３】
この焼却炉は、１次燃焼室と、この１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、この２次燃焼室と連通する排気筒とを備え、前記１次燃焼室及び２次燃焼室の内部には、それぞれ一対の電極が設けられていると共に所定の発熱体が充填され、更に、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排気するためのブロワが送風管を介して連通している構成である。なお、発熱体は、非金属発熱体を粒状に形成したものであり、具体的には炭素質発熱体や黒鉛発熱体等である。
【０００４】
そして、ブロワから排気筒に圧縮空気を送風することによって、１次燃焼室及び２次燃焼室内の空気を吸引して外部に排出し低酸素状態にする。また、１次燃焼室及び２次燃焼室では、電極に通電して発熱体間にアーク放電を起こし約１７００〜３０００℃程度に発熱させる。従って、高温且つ低酸素状態で焼却物を燃焼するので、焼却灰が残存せず有害成分の発生を防止できることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例の焼却炉においては、２次燃焼室と排気筒とが直接連通している構造であるために、ブロワを作動させて２次燃焼室内を低酸素状態にしたとしても、排気筒内に残存する空気と２次燃焼室内の発熱体とが接触する。その場合、高温で放電状態の発熱体が酸素と反応して劣化が促進されることとなり、結果的に発熱体の補充を頻繁に行う必要があり稼働コストが上昇するという問題点を有している。
【０００６】
また、２次燃焼室内の発熱体と排気筒内の空気とが接触すれば、結果的に焼却物と酸素とが化学反応を起こすおそれがあり、有害物質の発生を完全に防止できない可能性がある。
【０００７】
従って、従来例における焼却炉においては、発熱体の劣化を防止して稼働コストを良好に保つことと、有害物質の発生を完全に防止することとに解決しなければならない課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、少なくとも一対の電極を有し、且つ所定の発熱体が充填され、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることを特徴とする誘導加熱炉を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることを特徴とする誘導加熱炉を提供するものである。
【００１２】
本発明の請求項１又は２に係る誘導加熱炉においては、誘導コイルに通電すると電磁誘導によって加熱材に誘導電流が生じ、加熱材自体が誘導電流をジュール熱に変換して発熱する。
従って、発熱体にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材は放電しないので加熱材が空気と接触しても劣化しない。つまり、従来例のように２次燃焼室に発熱体を使用しないので、２次燃焼室内の加熱材が空気と接触しても劣化せず補充の必要がない。
また、火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられているので、このファンを回転させれば耐火炉内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１から図３において、符号１１は第１実施例に係る誘導加熱炉を示し、この誘導加熱炉１１は、１次燃焼室１２と、この１次燃焼室１２と連通する２次燃焼室１３と、この２次燃焼室１３と連通する排気筒２５と、この排気筒２５に連通するブロア１５とから構成されており、前記１次燃焼室１２と２次燃焼室１３と排気筒２５とが略垂直な状態で連通して設けられている。
【００１４】
１次燃焼室１２は、箱状に形成され耐火材１６で包囲されると共に、燃焼室内に少なくとも一対の電極１７、１７を備え、且つ所定の発熱体１８、１８…が隣接状態に多数充填される。
【００１５】
耐火材１６は、例えば耐火レンガと耐火断熱レンガと保温レンガとを内側から順に重ねて所用厚さに形成しており、燃焼室内の燃焼温度が１７００〜３０００℃以上の高温であっても耐えられるように構成されている。
なお、耐火材１６の外側には図示しない鋼板が配設されている。
【００１６】
電極１７、１７は、導電性の良好な且つ耐熱性を有する金属製材料で形成されており、１次燃焼室１２の室内にそれぞれ対向した状態で配設されている。また、電極１７、１７は、コード１７ａを介して所定の電源に接続している。
なお、電極１７、１７は、燃焼室の容積等に対応させて二対以上設けてもよいことは勿論である。
【００１７】
発熱体１８は、非金属質発熱材を球状、粒状又は塊状に形成したものであり、具体的には炭素質発熱材、モリブデン質発熱材、黒鉛発熱材等から形成された発熱体、及びそれらの物質を主体にして改良を加えた発熱体である。
そして、電極１７、１７に所定の電流を通電すると隣接状態に充填されている発熱体１８、１８…間にアーク放電を起こし、発熱体１８自体の抵抗によって約１７００〜３０００℃程度の高温に発熱する。
【００１８】
以上のように構成される１次燃焼室１２の所要位置には、扉１９が開閉可能に取り付けられており、この扉１９が投入口２０を密閉状態に施蓋できるようになっている。
【００１９】
２次燃焼室１３は、箱状に形成され耐火材２２で包囲されると共に、加熱材２３、２３…が隣接状態に多数充填される耐火炉２４と、この耐火炉２４の底部に配設される火格子２８と、耐火炉２４の外周に巻回される誘導コイル２９とを有している。
なお、耐火材２２は、前記１次燃焼室１２の耐火材１６と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
耐火炉２４は、例えば、ＳｉＯ２-Ａｌ２０３（アルミナシリケート）系等の耐火レンガで、所定の厚さを有して筒状に形成されている。そして、耐火炉２４内の燃焼温度が約１７００〜３０００℃以上の高温であっても耐えられるような構造になっている。
【００２１】
火格子２８は、耐熱性の高い金属又はセラミックス等で多数の格子又は挿通孔を有して形成されており、この火格子２８を介して１次燃焼室１２と２次燃焼室１３とが連通している。そして、火格子２８の存在によって耐火炉２４に充填された加熱材２３が下に落下するのを防止すると共に１次燃焼室１２で焼却物が燃焼して気化したガスを２次燃焼室１３へ導入できる。
【００２２】
また、火格子２８の下部には、攪拌用のファン３０が設けられている。このファン３０を回転させれば耐火炉２４内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉２４の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉２４内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【００２３】
誘導コイル２９は、例えば銅等の金属製のパイプ材で形成されており、耐火炉２４の外周に沿ってコイル状に巻回されている。また、誘導コイル２９の両端部は、コード２９ａを介して所定の電源に接続している。
なお、誘導コイル２９の内部には、冷却用の水又は液体が循環できる構造になっており、加熱による誘導コイル２９の溶融を防止できる仕組みになっている。
【００２４】
加熱材２３は、金属又は金属の粉末を球状、粒状又は塊状に形成したものであり、具体的には、ニッケルクロム鋼又はモリブデン鋼等の金属、あるいは、融点が約２５００〜３０００℃程度と比較的高い金属が用いられる。
そして、誘導コイル２９に通電すると電磁誘導によって加熱材２３に誘導電流が生じ、加熱材２３自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。従って、加熱材は誘導発熱体ということができ、放電しないので加熱材が酸素と接触しても劣化しない。
【００２５】
排気筒２５は、円筒状に形成されて、上部の排気口１４と連通しており、２次燃焼室１３で燃焼した気化ガスを大気に放出できるようになっている。また、排気口１４の上部には、雨避け用のカサ状部材２６が取り付けられている。
【００２６】
ブロア１５は、送風管２７を介して排気筒２５に連通しており、このブロア１５からの圧縮空気の送風によって１次燃焼室１２及び２次燃焼室１３内の空気を吸引して排気口１４から外部に排出し、各燃焼室１２、１３を低酸素状態にするのである。
【００２７】
また、排気筒２５には、フィルター板３１が配設されている。フィルター板３１は、所要大きさの板状に形成され、厚さが例えば１０〜１００ｍｍ程度であり、１６００〜３０００℃程度の耐熱性を有した多孔性のセラミックス板である。
従って、このフィルター板３１を介在させることによって、２次燃焼室１３内の空気を外に排出することができると共に、仮に焼却物から有害物質が発生したとしても、フィルター板３１の濾過作用により有害物質が完全に除去される。
【００２８】
更に、排気筒２５には、シャッター３２が開閉自在に設けられている。誘導加熱炉１１を使用するときにはシャッター３２を開けて、また、不使用時にはシャッター３２を閉めておけば、雨水が内部に侵入しない。
【００２９】
次に、以上のような構成の誘導加熱炉１１の作動手順について説明する。まず、１次燃焼室１２及び２次燃焼室１３とにそれぞれ所定量の発熱体１８及び加熱材２３を充填しておき、１次燃焼室１２の投入口２０から焼却物を投入して発熱体１８と一緒にする。
【００３０】
そして、図示しないコントロールユニットのスイッチをオン状態すると、まず先に２次燃焼室１３の誘導コイル２９に通電されて、電磁誘導によって加熱材２３に誘導電流が生じ加熱材２３自体が誘導電流をジュール熱に変換し、２次燃焼室１３の温度が上昇して１次燃焼室１２内の焼却物の水分等を蒸発させる。
更に、２次燃焼室１３の温度が１５００℃程度まで上昇した時に１次燃焼室１２の電極１７、１７に通電されて発熱体１８、１８…が発熱すると共に、ブロア１５が作動して１次燃焼室１２と２次燃焼室１３との空気を排出して低酸素状態にする。
１次燃焼室１２では燃焼温度が１７００〜３０００℃の予め設定した温度に上昇して焼却物を燃焼するが、この時、１次燃焼室１２で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室１３に導入されて、加熱材２３、２３…の間を通過する際に再度燃焼する。つまり、１次燃焼室１２の燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室１３で完全に燃焼するので、有害成分の発生は完全に防止できるのである。
この場合、排気筒２５にはフィルター板３１が介在するので、仮に有害物質が発生したとしても、フィルター板３１の濾過作用により有害物質が完全に除去される。
また、燃焼温度が高温であるので、注射針等の医療廃棄物やペットボトル、生ゴミ等の一般廃棄物など種々な廃棄物を焼却することができる。
更に、焼却物は完全に燃焼するので焼却灰が残存せず、次に焼却炉１１を使用する時には、焼却灰の処理をすることなく１次燃焼室１２の中に焼却物を投入して上記の作動手順を繰り返せばよい。
なお、図示しないコントロールユニットは燃焼温度や燃焼時間を予め設定できるので、焼却物の内容や量等に応じて適宜に調節すればよい。
【００３１】
次に、本発明の誘導加熱炉１１と重油を使用して燃焼させる従来の焼却炉との相違を表１に示す。
〔表１〕
【００３２】
表１に示すように、本発明の誘導加熱炉１１は、１０００〜３０００℃程度の高温で燃焼物を焼却し、且つ酸素を必要としないことから、ダイオキシン等の有害物質が発生せず、臭気も無く、煙や焼却灰も出ない。そして、重油を使用して燃焼させる従来の焼却炉のように高温の煙が出ないことから、その煙を冷やす冷却装置が必要ない。
【００３３】
次に、図４から図６に第２実施例に係る誘導加熱炉３３を示す。この第２実施例において、前記第１実施例の誘導加熱炉１１と同一部分には同一符号を付してその詳細は省略する。
【００３４】
この誘導加熱炉３３は、１次燃焼室３６が箱状に形成され耐火材１６で包囲されると共に、加熱材２３、２３…が隣接状態に多数充填される耐火炉３４と、この耐火炉３４の外周に巻回される誘導コイル３５とを有している。
【００３５】
耐火炉３４は、前記第１実施例の耐火炉２４と同様に、例えば、ＳｉＯ２-Ａｌ２０３（アルミナシリケート）系等の耐火レンガで、所定の厚さを有して筒状に形成され、１次燃焼室３６の底部に固定状態に配設されている。そして、耐火炉３４内の燃焼温度が約１７００〜３０００℃以上の高温であっても耐えられるような構造になっている。
【００３６】
誘導コイル３５は、前記第１実施例の誘導コイル２９と同様に、例えば銅等の金属製のパイプ材で形成されており、耐火炉３４の外周に沿ってコイル状に巻回されている。また、誘導コイル３５の両端部は、コード３５ａを介して所定の電源に接続している。
そして、誘導コイル３５の内部には、冷却用の水又は液体が循環できる構造になっており、加熱による誘導コイル３５の溶融を防止できる仕組みになっている。
【００３７】
加熱材２３は、前記第１実施例の耐火炉２４に充填する加熱材２３と同様であり、金属又は金属の粉末を球状、粒状又は塊状に形成したものである。
【００３８】
そして、誘導コイル３５に通電すると電磁誘導によって加熱材２３に誘導電流が生じ、加熱材２３自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。
このようにして１次燃焼室３６で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室１３に導入されて、加熱材２３、２３…の間を通過する際に再度燃焼する。つまり、１次燃焼室３６の燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室１３で完全に燃焼するので、有害成分の発生は完全に防止できるのである。
【００３９】
以上のように、第１及び第２実施例の誘導加熱炉１１、３３は、従来例のように２次燃焼室１３において発熱体１８を使用せず、加熱材２３を用いた発熱方法である。つまり、発熱体１８にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材２３は放電しないので、２次燃焼室１３内の加熱材２３が空気と接触しても劣化せず補充の必要がない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る誘導加熱炉は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、少なくとも一対の電極を有し、且つ所定の発熱体が充填され、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることによって、１次燃焼室では電極に通電して発熱体を発熱させることにより燃焼温度を１７００〜３０００℃程度にすることができる。
２次燃焼室では、誘導コイルに通電すると電磁誘導によって加熱材に誘導電流が生じ、加熱材自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。従って、発熱体にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材は放電しないので加熱材が酸素と接触しても劣化しない。つまり、加熱材の補充の必要なく稼働コストが低減する。
また、燃焼温度が高温であるので、注射針等の医療廃棄物やペットボトル、生ゴミ等の一般廃棄物など種々な廃棄物を焼却することができる。
そして、焼却物は完全に燃焼することから焼却灰等が残存せず、焼却灰の処理手間が必要ない。
更には、１次燃焼室で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室で再度燃焼するので、仮に１次燃焼室での燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室で完全に燃焼する。従って有害成分の発生は完全に防止できるという種々の優れた効果を奏する。
更に、火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられているので、このファンを回転させれば耐火炉内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【００４２】
また、本発明に係る誘導加熱炉は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることによって、１次燃焼室及び２次燃焼室の誘導コイルに通電すると電磁誘導によって加熱材に誘導電流が生じ、加熱材自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。従って、発熱体にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材は放電しないので加熱材が酸素と接触しても劣化しない。つまり、加熱材の補充の必要なく稼働コストが低減する。
また、燃焼温度が高温であるので、注射針等の医療廃棄物やペットボトル、生ゴミ等の一般廃棄物など種々な廃棄物を焼却することができる。
そして、焼却物は完全に燃焼することから焼却灰等が残存せず、焼却灰の処理手間が必要ない。
更には、１次燃焼室で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室で再度燃焼するので、仮に１次燃焼室での燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室で完全に燃焼する。従って有害成分の発生は完全に防止できるという種々の優れた効果を奏する。
更に、火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられているので、このファンを回転させれば耐火炉内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る誘導加熱炉の正面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る誘導加熱炉の側面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る誘導加熱炉の略示的な説明図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る誘導加熱炉の正面図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る誘導加熱炉の側面図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る誘導加熱炉の略示的な説明図である。
【符号の説明】
１１ 誘導加熱炉
１２ １次燃焼室
１３ ２次燃焼室
１４ 排気口
１５ ブロア
１６ 耐火材
１７ 電極
１７ａコード
１８ 発熱体
１９ 扉
２０ 投入口
２２ 耐火材
２３ 加熱材
２４ 耐火炉
２５ 排気筒
２６ カサ状部材
２７ 送風管
２８ 火格子
２９ 誘導コイル
２９ａコード
３０ ファン
３１ フィルター板
３２ シャッター
３３ 誘導加熱炉
３４ 耐火炉
３５ 誘導コイル
３５ａコード
３６ １次燃焼室
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱炉に関するものであり、更に詳しくは、種々の焼却物を燃焼したときに未燃焼物質を残存させず、悪臭や煤塵、更にはダイオキシン等の有害物質を発生させない誘導加熱炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の誘導加熱炉ではないが、焼却炉の出願としては、特願２００１−１１１２００号の焼却炉の発明を本願出願人が既に特許出願している。
【０００３】
この焼却炉は、１次燃焼室と、この１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、この２次燃焼室と連通する排気筒とを備え、前記１次燃焼室及び２次燃焼室の内部には、それぞれ一対の電極が設けられていると共に所定の発熱体が充填され、更に、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排気するためのブロワが送風管を介して連通している構成である。なお、発熱体は、非金属発熱体を粒状に形成したものであり、具体的には炭素質発熱体や黒鉛発熱体等である。
【０００４】
そして、ブロワから排気筒に圧縮空気を送風することによって、１次燃焼室及び２次燃焼室内の空気を吸引して外部に排出し低酸素状態にする。また、１次燃焼室及び２次燃焼室では、電極に通電して発熱体間にアーク放電を起こし約１７００〜３０００℃程度に発熱させる。従って、高温且つ低酸素状態で焼却物を燃焼するので、焼却灰が残存せず有害成分の発生を防止できることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例の焼却炉においては、２次燃焼室と排気筒とが直接連通している構造であるために、ブロワを作動させて２次燃焼室内を低酸素状態にしたとしても、排気筒内に残存する空気と２次燃焼室内の発熱体とが接触する。その場合、高温で放電状態の発熱体が酸素と反応して劣化が促進されることとなり、結果的に発熱体の補充を頻繁に行う必要があり稼働コストが上昇するという問題点を有している。
【０００６】
また、２次燃焼室内の発熱体と排気筒内の空気とが接触すれば、結果的に焼却物と酸素とが化学反応を起こすおそれがあり、有害物質の発生を完全に防止できない可能性がある。
【０００７】
従って、従来例における焼却炉においては、発熱体の劣化を防止して稼働コストを良好に保つことと、有害物質の発生を完全に防止することとに解決しなければならない課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、少なくとも一対の電極を有し、且つ所定の発熱体が充填され、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることを特徴とする誘導加熱炉を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることを特徴とする誘導加熱炉を提供するものである。
【００１２】
本発明の請求項１又は２に係る誘導加熱炉においては、誘導コイルに通電すると電磁誘導によって加熱材に誘導電流が生じ、加熱材自体が誘導電流をジュール熱に変換して発熱する。
従って、発熱体にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材は放電しないので加熱材が空気と接触しても劣化しない。つまり、従来例のように２次燃焼室に発熱体を使用しないので、２次燃焼室内の加熱材が空気と接触しても劣化せず補充の必要がない。
また、火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられているので、このファンを回転させれば耐火炉内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１から図３において、符号１１は第１実施例に係る誘導加熱炉を示し、この誘導加熱炉１１は、１次燃焼室１２と、この１次燃焼室１２と連通する２次燃焼室１３と、この２次燃焼室１３と連通する排気筒２５と、この排気筒２５に連通するブロア１５とから構成されており、前記１次燃焼室１２と２次燃焼室１３と排気筒２５とが略垂直な状態で連通して設けられている。
【００１４】
１次燃焼室１２は、箱状に形成され耐火材１６で包囲されると共に、燃焼室内に少なくとも一対の電極１７、１７を備え、且つ所定の発熱体１８、１８…が隣接状態に多数充填される。
【００１５】
耐火材１６は、例えば耐火レンガと耐火断熱レンガと保温レンガとを内側から順に重ねて所用厚さに形成しており、燃焼室内の燃焼温度が１７００〜３０００℃以上の高温であっても耐えられるように構成されている。
なお、耐火材１６の外側には図示しない鋼板が配設されている。
【００１６】
電極１７、１７は、導電性の良好な且つ耐熱性を有する金属製材料で形成されており、１次燃焼室１２の室内にそれぞれ対向した状態で配設されている。また、電極１７、１７は、コード１７ａを介して所定の電源に接続している。
なお、電極１７、１７は、燃焼室の容積等に対応させて二対以上設けてもよいことは勿論である。
【００１７】
発熱体１８は、非金属質発熱材を球状、粒状又は塊状に形成したものであり、具体的には炭素質発熱材、モリブデン質発熱材、黒鉛発熱材等から形成された発熱体、及びそれらの物質を主体にして改良を加えた発熱体である。
そして、電極１７、１７に所定の電流を通電すると隣接状態に充填されている発熱体１８、１８…間にアーク放電を起こし、発熱体１８自体の抵抗によって約１７００〜３０００℃程度の高温に発熱する。
【００１８】
以上のように構成される１次燃焼室１２の所要位置には、扉１９が開閉可能に取り付けられており、この扉１９が投入口２０を密閉状態に施蓋できるようになっている。
【００１９】
２次燃焼室１３は、箱状に形成され耐火材２２で包囲されると共に、加熱材２３、２３…が隣接状態に多数充填される耐火炉２４と、この耐火炉２４の底部に配設される火格子２８と、耐火炉２４の外周に巻回される誘導コイル２９とを有している。
なお、耐火材２２は、前記１次燃焼室１２の耐火材１６と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
耐火炉２４は、例えば、ＳｉＯ２-Ａｌ２０３（アルミナシリケート）系等の耐火レンガで、所定の厚さを有して筒状に形成されている。そして、耐火炉２４内の燃焼温度が約１７００〜３０００℃以上の高温であっても耐えられるような構造になっている。
【００２１】
火格子２８は、耐熱性の高い金属又はセラミックス等で多数の格子又は挿通孔を有して形成されており、この火格子２８を介して１次燃焼室１２と２次燃焼室１３とが連通している。そして、火格子２８の存在によって耐火炉２４に充填された加熱材２３が下に落下するのを防止すると共に１次燃焼室１２で焼却物が燃焼して気化したガスを２次燃焼室１３へ導入できる。
【００２２】
また、火格子２８の下部には、攪拌用のファン３０が設けられている。このファン３０を回転させれば耐火炉２４内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉２４の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉２４内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【００２３】
誘導コイル２９は、例えば銅等の金属製のパイプ材で形成されており、耐火炉２４の外周に沿ってコイル状に巻回されている。また、誘導コイル２９の両端部は、コード２９ａを介して所定の電源に接続している。
なお、誘導コイル２９の内部には、冷却用の水又は液体が循環できる構造になっており、加熱による誘導コイル２９の溶融を防止できる仕組みになっている。
【００２４】
加熱材２３は、金属又は金属の粉末を球状、粒状又は塊状に形成したものであり、具体的には、ニッケルクロム鋼又はモリブデン鋼等の金属、あるいは、融点が約２５００〜３０００℃程度と比較的高い金属が用いられる。
そして、誘導コイル２９に通電すると電磁誘導によって加熱材２３に誘導電流が生じ、加熱材２３自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。従って、加熱材は誘導発熱体ということができ、放電しないので加熱材が酸素と接触しても劣化しない。
【００２５】
排気筒２５は、円筒状に形成されて、上部の排気口１４と連通しており、２次燃焼室１３で燃焼した気化ガスを大気に放出できるようになっている。また、排気口１４の上部には、雨避け用のカサ状部材２６が取り付けられている。
【００２６】
ブロア１５は、送風管２７を介して排気筒２５に連通しており、このブロア１５からの圧縮空気の送風によって１次燃焼室１２及び２次燃焼室１３内の空気を吸引して排気口１４から外部に排出し、各燃焼室１２、１３を低酸素状態にするのである。
【００２７】
また、排気筒２５には、フィルター板３１が配設されている。フィルター板３１は、所要大きさの板状に形成され、厚さが例えば１０〜１００ｍｍ程度であり、１６００〜３０００℃程度の耐熱性を有した多孔性のセラミックス板である。
従って、このフィルター板３１を介在させることによって、２次燃焼室１３内の空気を外に排出することができると共に、仮に焼却物から有害物質が発生したとしても、フィルター板３１の濾過作用により有害物質が完全に除去される。
【００２８】
更に、排気筒２５には、シャッター３２が開閉自在に設けられている。誘導加熱炉１１を使用するときにはシャッター３２を開けて、また、不使用時にはシャッター３２を閉めておけば、雨水が内部に侵入しない。
【００２９】
次に、以上のような構成の誘導加熱炉１１の作動手順について説明する。まず、１次燃焼室１２及び２次燃焼室１３とにそれぞれ所定量の発熱体１８及び加熱材２３を充填しておき、１次燃焼室１２の投入口２０から焼却物を投入して発熱体１８と一緒にする。
【００３０】
そして、図示しないコントロールユニットのスイッチをオン状態すると、まず先に２次燃焼室１３の誘導コイル２９に通電されて、電磁誘導によって加熱材２３に誘導電流が生じ加熱材２３自体が誘導電流をジュール熱に変換し、２次燃焼室１３の温度が上昇して１次燃焼室１２内の焼却物の水分等を蒸発させる。
更に、２次燃焼室１３の温度が１５００℃程度まで上昇した時に１次燃焼室１２の電極１７、１７に通電されて発熱体１８、１８…が発熱すると共に、ブロア１５が作動して１次燃焼室１２と２次燃焼室１３との空気を排出して低酸素状態にする。
１次燃焼室１２では燃焼温度が１７００〜３０００℃の予め設定した温度に上昇して焼却物を燃焼するが、この時、１次燃焼室１２で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室１３に導入されて、加熱材２３、２３…の間を通過する際に再度燃焼する。つまり、１次燃焼室１２の燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室１３で完全に燃焼するので、有害成分の発生は完全に防止できるのである。
この場合、排気筒２５にはフィルター板３１が介在するので、仮に有害物質が発生したとしても、フィルター板３１の濾過作用により有害物質が完全に除去される。
また、燃焼温度が高温であるので、注射針等の医療廃棄物やペットボトル、生ゴミ等の一般廃棄物など種々な廃棄物を焼却することができる。
更に、焼却物は完全に燃焼するので焼却灰が残存せず、次に焼却炉１１を使用する時には、焼却灰の処理をすることなく１次燃焼室１２の中に焼却物を投入して上記の作動手順を繰り返せばよい。
なお、図示しないコントロールユニットは燃焼温度や燃焼時間を予め設定できるので、焼却物の内容や量等に応じて適宜に調節すればよい。
【００３１】
次に、本発明の誘導加熱炉１１と重油を使用して燃焼させる従来の焼却炉との相違を表１に示す。
〔表１〕
表１に示すように、本発明の誘導加熱炉１１は、１０００〜３０００℃程度の高温で燃焼物を焼却し、且つ酸素を必要としないことから、ダイオキシン等の有害物質が発生せず、臭気も無く、煙や焼却灰も出ない。そして、重油を使用して燃焼させる従来の焼却炉のように高温の煙が出ないことから、その煙を冷やす冷却装置が必要ない。
【００３３】
次に、図４から図６に第２実施例に係る誘導加熱炉３３を示す。この第２実施例において、前記第１実施例の誘導加熱炉１１と同一部分には同一符号を付してその詳細は省略する。
【００３４】
この誘導加熱炉３３は、１次燃焼室３６が箱状に形成され耐火材１６で包囲されると共に、加熱材２３、２３…が隣接状態に多数充填される耐火炉３４と、この耐火炉３４の外周に巻回される誘導コイル３５とを有している。
【００３５】
耐火炉３４は、前記第１実施例の耐火炉２４と同様に、例えば、ＳｉＯ２-Ａｌ２０３（アルミナシリケート）系等の耐火レンガで、所定の厚さを有して筒状に形成され、１次燃焼室３６の底部に固定状態に配設されている。そして、耐火炉３４内の燃焼温度が約１７００〜３０００℃以上の高温であっても耐えられるような構造になっている。
【００３６】
誘導コイル３５は、前記第１実施例の誘導コイル２９と同様に、例えば銅等の金属製のパイプ材で形成されており、耐火炉３４の外周に沿ってコイル状に巻回されている。また、誘導コイル３５の両端部は、コード３５ａを介して所定の電源に接続している。
そして、誘導コイル３５の内部には、冷却用の水又は液体が循環できる構造になっており、加熱による誘導コイル３５の溶融を防止できる仕組みになっている。
【００３７】
加熱材２３は、前記第１実施例の耐火炉２４に充填する加熱材２３と同様であり、金属又は金属の粉末を球状、粒状又は塊状に形成したものである。
【００３８】
そして、誘導コイル３５に通電すると電磁誘導によって加熱材２３に誘導電流が生じ、加熱材２３自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。
このようにして１次燃焼室３６で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室１３に導入されて、加熱材２３、２３…の間を通過する際に再度燃焼する。つまり、１次燃焼室３６の燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室１３で完全に燃焼するので、有害成分の発生は完全に防止できるのである。
【００３９】
以上のように、第１及び第２実施例の誘導加熱炉１１、３３は、従来例のように２次燃焼室１３において発熱体１８を使用せず、加熱材２３を用いた発熱方法である。つまり、発熱体１８にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材２３は放電しないので、２次燃焼室１３内の加熱材２３が空気と接触しても劣化せず補充の必要がない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る誘導加熱炉は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、少なくとも一対の電極を有し、且つ所定の発熱体が充填され、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることによって、１次燃焼室では電極に通電して発熱体を発熱させることにより燃焼温度を１７００〜３０００℃程度にすることができる。
２次燃焼室では、誘導コイルに通電すると電磁誘導によって加熱材に誘導電流が生じ、加熱材自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。従って、発熱体にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材は放電しないので加熱材が酸素と接触しても劣化しない。つまり、加熱材の補充の必要なく稼働コストが低減する。
また、燃焼温度が高温であるので、注射針等の医療廃棄物やペットボトル、生ゴミ等の一般廃棄物など種々な廃棄物を焼却することができる。
そして、焼却物は完全に燃焼することから焼却灰等が残存せず、焼却灰の処理手間が必要ない。
更には、１次燃焼室で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室で再度燃焼するので、仮に１次燃焼室での燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室で完全に燃焼する。従って有害成分の発生は完全に防止できるという種々の優れた効果を奏する。
更に、火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられているので、このファンを回転させれば耐火炉内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【００４２】
また、本発明に係る誘導加熱炉は、１次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、前記１次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることによって、１次燃焼室及び２次燃焼室の誘導コイルに通電すると電磁誘導によって加熱材に誘導電流が生じ、加熱材自体が誘導電流をジュール熱に変換して約１０００〜２０００℃程度に発熱する。従って、発熱体にアーク放電を起こす発熱方法と異なり、加熱材は放電しないので加熱材が酸素と接触しても劣化しない。つまり、加熱材の補充の必要なく稼働コストが低減する。
また、燃焼温度が高温であるので、注射針等の医療廃棄物やペットボトル、生ゴミ等の一般廃棄物など種々な廃棄物を焼却することができる。
そして、焼却物は完全に燃焼することから焼却灰等が残存せず、焼却灰の処理手間が必要ない。
更には、１次燃焼室で焼却物が燃焼して気化したガスは２次燃焼室で再度燃焼するので、仮に１次燃焼室での燃焼で未燃焼成分が残存したとしても、その残存成分は２次燃焼室で完全に燃焼する。従って有害成分の発生は完全に防止できるという種々の優れた効果を奏する。
更に、火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられているので、このファンを回転させれば耐火炉内が攪拌されて、燃焼温度が比較的高い耐火炉の内周面近傍と比較的低い中央部分とが均一に混ざり合い、耐火炉内を全体的に高い燃焼温度に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る誘導加熱炉の正面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る誘導加熱炉の側面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る誘導加熱炉の略示的な説明図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る誘導加熱炉の正面図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る誘導加熱炉の側面図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る誘導加熱炉の略示的な説明図である。
【符号の説明】
１１ 誘導加熱炉
１２ １次燃焼室
１３ ２次燃焼室
１４ 排気口
１５ ブロア
１６ 耐火材
１７ 電極
１７ａコード
１８ 発熱体
１９ 扉
２０ 投入口
２２ 耐火材
２３ 加熱材
２４ 耐火炉
２５ 排気筒
２６ カサ状部材
２７ 送風管
２８ 火格子
２９ 誘導コイル
２９ａコード
３０ ファン
３１ フィルター板
３２ シャッター
３３ 誘導加熱炉
３４ 耐火炉
３５ 誘導コイル
３５ａコード
３６ １次燃焼室
Claims (2)
- １次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、
前記１次燃焼室は、少なくとも一対の電極を有し、且つ所定の発熱体が充填され、
前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、
前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、
前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることを特徴とする誘導加熱炉。 - １次燃焼室と、該１次燃焼室と連通する２次燃焼室と、該２次燃焼室と連通する排気筒とを少なくとも備え、
前記１次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、
前記２次燃焼室は、内部に加熱材が充填される耐火炉と、該耐火炉の底部に配設される火格子と、前記耐火炉の外周に巻回される誘導コイルとを備え、
前記排気筒には、１次及び２次燃焼室内の空気を排出するためのブロワが連通している誘導加熱炉において、
前記火格子の下部には、攪拌用のファンが設けられていることを特徴とする誘導加熱炉。
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