JPH0749109A - 嵩張りごみおよび炭化水素含有液体用のごみ焼却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉から燃焼に不要な熱を回収し、熱の効
率利用を図る。 【構成】 ごみ焼却装置の主燃焼室１８２の天井、側壁
の内側に金属チューブで構成した膜壁を設け、該チュー
ブに水を通して水蒸気にして熱を回収すると共に、再燃
焼装置１８５，１８６の後段に気状の燃焼生成物を通す
ボイラ装置１９１を設け気状の燃焼生成物から熱を回収
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改良された嵩張りごみお
よび炭化水素含有液体の燃焼用燃焼室に関する。

【０００２】

【従来の技術】公営の陸上廃棄物集積地区は完全に充満
しつつある状態が続き、廃棄物処分の代替方法が次第に
重要さを増してきた。そのうえ、この問題の増大は処
分、特に焼却によって総体的に破壊する努力を生ぜしめ
る。しかし、これは従来の環境面での制約に従わざるを
得ない。しかも、廃棄物の焼却、従ってこれによって生
ずる熱の回収意図はエネルギの価格が極めて高い現在に
おける特に頭をなやます目的である。廃棄物およびその
他の廃材の環境的に受け入れできる焼却には徹底的に多
くの種々の型式のごみ焼却炉を構成する。燃焼方法およ
び装置のほとんどすべての点で、燃焼を制御しかつさら
に重要なことには生ずる空気汚染を制御するために広範
囲に拡大した技法および装置を生じた。

【０００３】まず、種々のごみ焼却炉は焼却する廃物に
よって特定の要求を受ける。或るごみ焼却炉は燃焼室内
に残余の部分が挿入される前に種々の不燃焼成分を除去
しなければならない。勿論選別方法はこの作業を達成す
る労力或は機械の実質的に経済的な資源の消費を必要と
する。また全体の廃棄システムを遅滞させる。他のごみ
焼却炉システムは、実際上焼却される前にごみを細分化
することを必要とする。勿論、研砕作業は所望形状に嵩
張りごみを細分するために高価な機械設備の使用を伴
う。そのうえ、研砕作業を開始する前に、例えば缶形爆
発物のような研砕機を破壊し、恐らく附近にいる人々を
損傷させるガソリン缶などの少くとも或る種の不適当な
物体を除去する選別作業が必要である。従って、付加的
な研砕作業、通常は選別段階が余分の機械設備、付加費
用および時間がこの処分方法に附随する。

【０００４】細分化した形状にごみを細かくすること
は、明らかに焼却予定の材料を均等な形にすることを目
的とする。これによってごみ焼却炉の設計者をして特定
の既知の知識で装置を構成させることを可能にする。し
かし、ひとたびごみ焼却炉に入れられると細分ごみはさ
らに別の問題を提起し、ごみは恐らく過大な温度でごみ
を極めて急速に焼却させる。この結果生ずる炉内の高い
ガス速度は排気流内に特有の粒子状物質を含有させる。
これらの多量の粒子状物質は焼却炉から排出されて、禁
止され或いは少くとも望ましくない煙をつくる。

【０００５】投入ごみが最初に入れられる主燃焼室には
種々の設計形態がある。或る焼却炉は格子床上にごみを
配置する。これによって空気或は他の含酸素ガスをごみ
と速かにかつ均等に混合させて完全燃焼させる。しかし
未燃焼の灰、プラスチック、濡れたごみ、および液体は
格子目から直ちに焼却炉の底部に落下する。その場所で
これらの物質は燃焼し焼却炉の下表面および格子構造に
過大な熱を与え、これらを破損させる危険をはらむ。ま
たこれらのごみはさらにそのまま滞留し、さもなくば、
燃焼室の実際の床面を変更させる。

【０００６】炉床或は耐火床としてごみ用の格子支持手
段に別の形態がある。しかし、炉床はごみの効果的かつ
効率のよい燃焼を行なう上で他の問題が生ずる。まず、
この炉床上のごみはごみのかたまりが燃焼するために均
等な酸素の供給分布を受けることが必要である。酸素の
この通過は、もし空気が焼却するごみの上を燃焼室内で
単に通過するのみでは起らず、空気がごみの下側に入っ
てこれを通過伝播しなければならない。ごみの中へ空気
を均等に拡散させるには空気ノズルを炉床自身内に配設
することが必要である。しかし、炉床に載置された重い
ごみは空気導入ノズルの効果を詰らせかつ破損させるま
ぎれのない性向を示した。この結果、ごみは十分にして
かつ徹底した燃焼を受けられなかった。炉床内でのノズ
ルの詰りを防ぐために、或る焼却炉では空気を高速で通
流させる。これは詰りの問題を避けるのには希望が持て
る。しかし、高速で移動する空気は、粒子をだきこみか
つ煙を生ずるという性質を示す。そのうえ、高速という
ことは「風吹きトーチ」効果を起してスラグを生ぜしめ
る。このスラグは次に炉床に付着し燃焼室の爾后の作用
に支障を与える。

【０００７】さらに、従来用いている焼却炉は第１段階
の燃焼室（主燃焼室）として多くの異った幾何学的形状
設計を用いている。例えば、或るものは比較的小さい水
平面積の丈の高い室を用いる。また他のものは、円筒形
室で、円筒対象軸線を水平方向に横たえた形態をもつ。
また多くのものは予定したごみの燃焼を遂行するために
最小容積をもつ室を使用する。しかし、これらの因子は
すべて、ガスの通過速度を増大するものであって粒子状
物質、煙発生物質を附随させる。また多くの焼却炉は第
１段階の燃焼室（主燃焼室）に流入する空気量を制御す
ることを考えている。これらの炉は酸素量、従って恐ら
く主燃焼室内の燃焼速度を選択する。よって、焼却炉は
内部のごみを理論混合気をもって燃焼するのに要する量
をはるかに超えた空気量を使用する。また他の焼却炉で
は、「過少空気」方法を使用し理論混合気で示されたよ
りも可成り少い空気の流入を許している。

【０００８】前者のシステム内での多量の空気の使用も
また、粒子状物質の附随を助長する。これら過剰空気シ
ステムは主燃焼室の出力を抑制してこの問題を制御する
もである。しかし、せまい通路を設けるとそれ自身が附
近のガス速度を増大するから上述の粒子状物質の随伴を
避けるという主目的を妨げる。これに比して、過少空気
システムは内部に収容した被焼却物質の燃焼を達成する
ために十分な酸素を提供できない。しかし、主燃焼室内
に発生した熱は、大部分の導入された炭化水素物質の気
化を行わせる。これらの炭化水素は蒸気形態をもつか
ら、これらの炭化水素は主燃焼室内で極めて高い正圧を
つくる。これらの圧力は、室内部のガスが逃れようとす
るから、実際上高い速度を生ずる。これらの速度はま
た、煙の原因となる粒子状物質を附随する。さらに、過
少空気供給状態の燃焼室内の正圧はさらにその内部ガス
をこの室を直接に囲む区域内に流入させる。閉塞された
室内において、燃焼ガスは作業者の居る区域内に通流す
る。さらに、この過少空気供給方式での酸素の欠乏は炭
化水素を燃焼して水と二酸化炭素に変換させることがで
きず、一酸化炭素がしばしばこの型式の室内の極めて多
量の成分を占めることになる。従って最初の正圧はこの
一酸化炭素を作業者が呼吸している区域内に圧送させ
る。従って、過少空気システムは、一般に極めて通風の
よい区域内或は建物の外側位置に配設しなければならな
い。

【０００９】環境問題が起る以前の時代の焼却炉は、そ
の燃焼室からの排出ガスを単に大気中に放出するのみで
あった。環境に対するこれらのガスの明白な有害作用は
それらの連続使用を禁止せしめる。さらに、燃焼室内に
生じた汚染物を制御するための付加技術の開発が行われ
ている。汚染を制御する努力は主燃焼室の排出物をさら
に燃焼させるため第２段階の燃焼室（再燃焼室）の使用
に集中された。主燃焼室を離れると直ちに、ガスはこの
再燃焼室に流入する。この室は熱を発生するバーナ、お
よび燃焼作用を完遂するための空気源を含む再燃焼ユニ
ットを有する。勿論、過少空気式焼却炉用として必要な
成分の付加酸素を有す。主燃焼室内に導入される物質の
種類によって、この再燃焼ユニットはバーナに或る設定
量の燃料および規定酸素量を提供する。一般に、焼却炉
製造者は、焼却炉に受け入れるべきごみの量と種類に対
しバーナの高さおよび酸素量を設定する。実際に主燃焼
室が予定のごみを受け入れると、再燃焼室は「きれい
な」排出物を効果的に提供できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ごみの量が変
化すると、予期しない圧力や要求事項が再燃焼室に課せ
られる。これによって該室は大気汚染を防ぐその能力を
失わされる。この状態が起ると、バーナユニットを付設
した焼却炉システムは大気に許容量を超えた汚染物質を
放出する。そのうえ、多くの焼却炉は、環境を悪化する
ことは避けるように意図すると同時に、燃焼によって生
じた熱を回収することを求めた。主燃焼室内において直
接に熱を把捉する幾つかの試みが実施された。また他の
企てとしては、使用する再燃焼室を通してボイラを配設
することが選択された。しかし、実質的に汚染を避けつ
つ発生したエネルギの回収量を最大にすることは満足な
解決を得るには至っていない。

【００１１】許容量を超えた汚染を生ぜずに、ごみの燃
焼を実施し得る焼却炉システムが必要である。特に、大
部分の設備において一般に遭遇する大部分の焼却炉内に
供給されるごみの種類と量が変化した場合、これに効果
的に応答し得る能力を示さなければならない。よって、
ごみの実際の内容物および量が広範囲にわたって変化し
てもその焼却炉システムが汚染発生源となってはならな
い。さらに経済的であるために、焼却炉は何等の事前処
理を行わずに大嵩ごみの形状で処理できなければならな
い。勿論、この目的を達成する焼却炉システムは閉塞さ
れた主燃焼室をもたなければならない。この構造内で、
ごみの最初の、しかも主燃焼が起る。勿論、この主燃焼
室は、固形の嵩張りごみを導入する第１搬入開口部をも
つ。この開口部は一般に主燃焼室の手前側の壁に設けら
れる。この室はさらに第１排出開口部をもたなければな
らない。この開口部から気状の燃焼生成物が排出する。
通常、この排出開口部は第１搬入開口部から室の反対側
における天井に設けた開口部で構成する。しかし、殆ん
ど起ることは無いような最良状態の下においても、主燃
焼室式方法は重大な量の汚染物質を発生する。従って、
気状の燃焼生成物は、主燃焼室を離脱したのちに、第２
段階の燃焼室（第１再燃焼室）に直接に進入し、ここに
おいてこれらの生成物はさらに処理される。勿論、第１
再燃焼室は、主燃焼室の第１排出開口部に接続しかつこ
れと流通する第２流入開口部をもつ。また、第１再燃焼
室内の気状の燃焼生成物をこの室から流出させるための
第２排出開口部を有する。第１再燃焼室に流入するガス
流は、一般に粒子状炭化水素、液状の可燃性物質および
気化された物質を含む。よってこの物質は、固形物を液
化し、液状物を気化し、かつこの蒸気をそれらが完全燃
焼を実施するのに適した温度をもたらすために付加熱が
必要である。従って、第１再燃焼室に流入する物質は、
通常可成りの付加熱を必要とする。このために、第１再
燃焼室はその第２流入開口部に接近してバーナを配設す
る。このバーナは燃料を消費して所望の熱を発生する。

【００１２】しかし、流入するガス流が必要とする熱量
は主燃焼室内に新規に導入されたごみの量と種類によっ
て本質的に変化する。過剰な熱は望ましくない状態を生
ぜしめる。第１に、高価な燃料を浪費する。第２に、第
１再燃焼室内の可燃性物質を不十分な酸素状態の下で過
早に燃焼させ、これによって一酸化炭素を発生させる。
第３に、第１再燃焼室内に過度の、恐らく破壊レベルに
達する程度の温度を生成させるおそれがある。従って、
このバーナは種々の燃料量による燃焼および種々の熱量
の発生ができるように高設定および低設定の燃料供給調
整手段をもたなければならない。一般に、第１再燃焼室
内において、可燃性物質は燃焼し続ける。従って、さら
に酸素の供給が必要である。主燃焼室はこの成分の理論
混合比によるごみの燃焼を提供する。しかし、主燃焼室
からの酸素は、不完全混合気であるから、必ずしも全燃
焼を保証するための十分に包含されているとは限らな
い。従って、第１再燃焼室も、この室内に空気を供給で
きる第１の複数のジェットを含むことができる。これら
のジェットは所望の酸素量を漸次に提供するために第２
流入開口部と第２排出開口部との間の距離の少くとも約
半分の距離に渡って配置される。さらに、これらのジェ
ットからの空気は適切な燃焼を達成するために必要な混
合乱流をつくることもできる。

【００１３】従って第１空気付加装置は第１の複数のジ
ェットに結合されなければならない。これらのジェット
を介して含酸素ガスを第１再燃焼室内に導入しなければ
ならない。バーナに関すると同様に、第１再燃焼室内で
遭遇する変動状態が種々の空気所要量を示す。明らか
に、この第１再燃焼室内において過剰空気量を供給する
と、ガス流を不当に冷却することになる。この冷温ガス
は燃焼温度に達せず、炭化水素物質は完全燃焼を行わず
二酸化炭素および水に分解しない。他方において第１再
燃焼室内に多量の処理物質を装入すると、燃焼工程を維
持するために多量の酸素が必要となる。従って、第１再
燃焼室に対する空気付加装置は空気の種々の量を導入す
るように高、低の空気吹き出し量を設定する設定手段を
もたなければならない。前述のように、第１再燃焼室内
のバーナおよび空気付加装置はともに種々の作用レベル
で動作しなければならない。第１再燃焼室自身内の状態
は、これら２つの構成要素の実際の設定値を指令しなけ
ればならない。従ってこれらは第１再燃焼室自身内で生
ずる諸要求事項の変化に応答される。第１再燃焼室内の
種々の点において定められた温度はそこにおいて起る燃
焼状態についての指示を提供できる。従って、ごみ焼却
炉システムは第１再燃焼室内の第１温度を決定する第１
感知器を含まなければならない。次に制御装置が第１感
知器およびバーナに結合される。第１の予め定めた設定
点以上の温度は一般にバーナからの熱を少くする必要を
指示する。従って、設定温度より高い温度において、制
御装置はバーナを低出力に設定する。

【００１４】第２の予め定めた設定点での温度より低い
温度において、第１再燃焼室はバーナから得られる熱の
大部分の熱を必要とする。従って、この設定温度以下で
は、制御装置はバーナを高出力に設定する。明らかに、
第２設定点は、第１設定点より、これらが互に同じ温度
にすることができても、これを超えられない。第２設定
点が第１設定点よりも低いときは、バーナは必しもそう
する必要はないが比例的に設定する設定手段を用いるこ
とによって応答できる。第１再燃焼室内において同一ま
たは異った感知器が第２温度を決定する。第２制御装置
は第２温度に応答する。第１空気付加装置のために適正
な設定値を定める。高温度は多量の可燃性物質量を示
し、かつ恐らく第１再燃焼室内の僅かな冷却が恐らく必
要であることを指示する。これに応答して、第２制御装
置は第１空気付加装置をその高出力に設定に位置づけ
る。低温度においては如何なる要求事項も存在せず、第
２制御装置は空気付加装置をその低出力に設定して、熱
を減ずる。第１再燃焼室を通過したのちに、ガスはそれ
らが完全燃焼するための状態にほぼ送達される。しかし
これらのガスは、この工程が環境を悪化させることなく
安全に遂行されるために付加ユニットを必要とする。従
って、第１再燃焼室からのガス流は第３流入開口部を通
って第３段階の燃焼室（第２再燃焼室）に通流する。

【００１５】この接続部において、ガスは主燃焼室内の
理想混合比空気および第１再燃焼室内の付加空気を受け
入れることが好適である。しかし、これらのガスはさら
にその燃焼を完了するために第２再燃焼室内の付加酸素
を必要とする。従って、第２再燃焼室はその第３流入開
口部とその第３排出開口部との間の距離の少くとも半分
の距離に渡って第２の複数のジェットを装備する。第２
空気付加装置はこれらのジェットを介して酸素含有ガス
を第２再燃焼室内に提供する。さらに、ごみ焼却炉内に
おいて通常起る種々の状態は第２再燃焼室が流入ガスの
種々の状態に応答することを要求する。従って、第２空
気付加装置はまた高、低の空気吹き出し量を設定する設
定手段をもつ。これらの設定手段は第２再燃焼室に種々
の空気量或は他の酸素含有ガスを提供する。また、第２
再燃焼室内のガスの状態の適正指示を温度が示す。従っ
て、第３感知装置が第２再燃焼室内或はその附近の温度
を決定しかつこの情報を第３制御装置に伝送する。第４
設定点以上の温度は第２再燃焼室内の可燃性物質および
冷却作用に必要とする多量の供給量を指示する。従っ
て、これらの温度において、制御装置は第２空気付加装
置をその高設定出力におく。この設定点より低い温度に
おいては、多量に空気を供給すると第２再燃焼室内のガ
ス流を不当に冷却させる。従って、第３制御装置は第２
空気付加装置をその低出力設定にさせてこの望ましくな
い効果を避けることができる。第２再燃焼室を通過排出
するガスは、完全燃焼して外気を汚染しない二酸化炭素
および水となる。特に、この場合一酸化炭素、窒素酸化
物、炭化水素、或は粒子物質の量は最小となる。勿論、
他の汚染物質は、たとえ対象物質を適正に制御燃焼させ
ても完全に無くすことはできない。特に、塩素および硫
黄酸化物は望ましくない汚染物質として残る。これらの
成分の存在は、これらを除去するために別の処理装置が
必要なことを示す。

【００１６】以上のようなものは別として、２つの再燃
焼室は汚染物質を含むガス流をとり上げてこれらを環境
上許容し得る状態にさせる。従って、これらの装置は主
燃焼室から炉筒ガスを処理するのみでなく、他のガス源
からも同様に処理することも可能である。これらの装置
は化学処理手段或は他の燃焼室を含む。一般に、効果的
に運用するために、２つの再燃焼室は、煙霧バーナとし
て作用するときこれら室に流入するガス流に制約を加え
る。例えば、可燃性物質を含む微粒子のサイズおよび流
入ガス流の速度は前述の上限値以下に保たなければなら
ない。再燃焼室は、それに用いられる原料物質の如何に
拘らず、二重壁構造の圧力室をそれらの外側に含むこと
が好適である。通常は送風機を用いる空気付加装置は、
空気をこれら圧力室内に押し入れる。空気を第１および
第２再燃焼室内に導入するジェットは、圧力室に接続さ
れ該圧力室からそれらの空気を受ける。この圧力室を通
過する空気は、従って再燃焼室の壁を通過する熱のほと
んどを把捉する。よって、圧力室は一種の動的絶縁装置
として作用して再燃焼室からの実質的熱損失を防ぐ。さ
らに、流入空気は、再燃焼室壁に冷却効果を及ぼしてそ
れらの破損を防止する。ジェットは主ガス流の移動方向
に対し鋭角をもって空気を導入する。これにより空気の
導入を助長しかつ効果的な混合と燃焼のための必要な乱
流をつくる。そのうえ、上記の角度でこれらのジェット
から空気を送出するから、送風機もこれらの再燃焼室を
通って流れるガスを維持する導入送風をつくるのを助け
る。このごみ焼却炉システムは、付加制御装置を含み、
これによって第２再燃焼室内における過剰にして破損を
伴い兼ねない熱の生成を防止する。よって、許容設定点
を超える温度は、第１再燃焼室内のバーナを遮断させ
る。しかし、塩素を含む場合は上記の状態が起ってはな
らず、第１再燃焼室内の熱は、塩素をそれが取り付けら
れている炭化水素から離脱させることが必要である。さ
らに、過剰に高い第２再燃焼室の温度は、主燃焼室内の
空気付加装置を低出力に設定にさせる。これによって燃
焼速度が下がり、全システムにわたって温度を低下す
る。

【００１７】最後に、自動装填手段をもつごみ焼却炉の
場合、過剰の第２再燃焼室内の温度は簡単にこれらの装
填装置を遮断させる。よって、それ以上のごみがシステ
ムに装填されず、付加的な望ましくない熱が発生しな
い。第２再燃焼室における温度が再び上位設定点以下に
低下すると、これらの操作はすべて逆転し、システムは
従前どおりに運転する。主燃焼室の構造は、再燃焼室に
苛酷さをやわらげた要求を与えるガス流を提供するのを
助ける。またこれによって、最も望ましい、換言すれば
最小容積の灰が得られる。上述のように、炉床は装填ご
みを支持するのに用いられるとき格子上で多くの利点を
提供する。しかし、適切な燃焼を得るためには、空気或
は他の酸素含有ガスは燃焼しているごみのかたまり内に
直接に流入しなければならない。これは、一般に燃焼ご
みと酸素を合理的に徹底混合させるために下方から実施
しなければならない。もし、炉床に階段形態を与えれ
ば、この作業は容易かつ効果的に遂行できる。上述の階
段の垂直面内に流入空気用のノズルを配置すると、ごみ
がノズル内に入りこれを詰らせるのを防ぐ効果がある。
よって、ごみが直接炉床上に装入されても、階段部の面
に配置されたノズルは空気の通過を許す。しかも、これ
らのノズルはごみに対して上向きにかつごみの中に向い
ていないからごみがノズル内に入りかつこれを塞ぐのを
防ぐ。さらに詳しく述べれば、燃焼室はしばしば合体し
た４つの耐火壁を含む。第１組の壁は、第２組の場合と
同様に互に向き合っている。各組の壁は他組の壁に結合
している。

【００１８】耐火性屋根がこれらの壁を連結し、かつ耐
火性炉床がこれらの壁を結合する。流入開口部がこの壁
の１つに設けられ、いっぽう流出部が一般に屋根の開口
部として設けられる。炉床に設けられた垂直階段部は一
般に、流入開口部を有する壁に対し垂直に整列し従って
この壁を結合する２つの壁と平行に延びる。次にほぼ水
平で平坦な面が隣接する階段部を結合する。入口扉を有
する壁組間のほぼ全距離にわたって延びる空気ノズルが
垂直面内に配設される。よって空気は燃焼室に流入する
直前にノズルを通過する。主燃焼室のノズルを通って流
入する空気は、勿論、燃焼するごみからの粒子状物質を
附随する。これは燃焼するごみの直下に位置する炉床内
のノズルを通って流入する空気に特に加流される。上述
のように、過少空気室はその望ましさを制約する重要な
欠点をもつ。従って、主燃焼室は一般にその取り扱う設
計Btu熱量に対する化合量論的量の空気の少くとも10％
以内を受けなければならない。炉床内のノズルを介して
この空気量の大部分を圧送すれば、ごみからの粒子状物
質を附随しかつ飛散させる危険を伴う。これらの粒子状
物質は、次に煙霧汚染としてごみ焼却炉システムの排出
部から通過される。

【００１９】しかし、ノズルを通過する空気の速度を制
限することによって流入空気による粒子状物質の附随を
減じかつ殆んどこれを防止できる。上限として空気は約
300ft/min(1.5m/s) を超えない速度でこれらのノズルか
ら放出しなければならない。好ましくは、約150ft/min
(0.8m/s) より低速で流れる。これらの速度はわずかに
人の触覚に知感できる程度のものであって燃焼ごみから
粒子状物質の附随を避けるのを助ける。多量の空気をこ
の室内へ通流させなければならない。しかし、この空気
速度が低いと、主燃焼室に流入する直前に空気が通過す
るための大きい断面積を要する。最小開口部よりも大き
い多数のノズルを提供することによってこの成果を得
る。主燃焼室の形状もまた内側に配置されかつ内側に生
じた気状物質を明瞭に処理できるその能力を実行可能に
させる。従って、該室の壁と平行にとられた垂直断面は
ほぼ長方形をなしている。しかしこの全体形状は流入開
口部をもつ壁と垂直に延びる階段部の列をもつ炉床の使
用を含む。この長方形状は他の形状の一層狭い区域にお
ける高いガス速度の発展を避けることができる。特に円
形断面の場合、室の頂部および底部は小さくかつ包囲さ
れた区域を構成する。これらの区域を通過するガスは大
きい速度に達し、これによって粒子状物質の好ましくな
い量と種類を飛散させる。さらに、主燃焼室が設計され
た予め定めた平均Btu 量に対し、比較的低い値を示さな
ければならない。さらに、流入開口部をもつ壁から流出
開口部に向って延びる細長い形状をもたなければなら
ず、これによって内側に所在するごみを穏やかに燃焼せ
しめる。

【００２０】

【課題を解決するための手段】特に、流入開口部をもつ
壁とごみ焼却炉の他側におけるその対応部分の長さはそ
の高さとほぼ等しくなければならない。さらに詳しく比
は約１：09〜１：1.1の範囲内になければならない。流
入開口部をもつ壁とその対向部との間の距離上記長さの
いづれよりも大いに超過しなければならない。特に、流
入開口部をもつ壁の長さ或は高さに対するこの距離の比
は約２：１〜3.5 ：〜１の範囲内になければならない。
さらに、この室は燃焼を行わせるために好適な面積と容
積をもたなければならない。これによって、一層狭く囲
われた空所における燃焼に附随する高いガス速度を避け
ることができる。理論混合気空気に対しては、主燃焼室
は十分な水平区域をもたなければならず、この面積に対
するその設計された燃焼能力の比は約75,000〜135,000B
tu/ft²・hrの範囲内である。その容積に対する設計され
た能力の比は約7,000〜15,000Btu/ft³・hrの範囲内にな
ければならない。実質的な量の顔料を含まないごみの場
合、上記の比は約10,000〜15,000Btu/ft³ ・hrの範囲内
になければならない。勿論、主燃焼室内での燃焼は熱を
発生する。しかし、主燃焼室から最大可能量の熱を除去
することは燃焼処理に有害な影響を与え、後続する再燃
焼室による燃焼生成物の適当な処理を行なうために過大
な量の付加燃料が必要となる。そのうえ、塩素のような
化学的に化合した原子が炭化水素から、塩素のような化
学的に化合した原子が炭化水素から遊離できない点まで
温度を低下する。

【００２１】しかし、主燃焼室は通常方式で回収できる
若干の過剰熱量をもつ。一般に、この熱量の回収は流体
熱交換媒体を主燃焼室内の導管を通過させ、或は燃焼室
と接触させて放射熱を把捉することである。 しかし、
再燃焼室を通過する燃焼ガスは、バーナからの付加熱と
同様にそれらのガスがもつすべての熱を必要とする。従
って、再燃焼室内では熱回収が起り得ない。事実、再燃
焼室は一般に実質的な熱の漏出と該室内で行われる処理
の失敗を防ぐために絶縁対策がとられている。しかし、
再燃焼室を通過した後に、その時点で完全燃焼したガス
は他の有用な目的に提供し得る可成りの熱をもつ。この
完全燃焼したガスを再燃焼室を通過させてこのエネルギ
の把捉を達成させることがてきる。よって、主燃焼室は
十分な熱をつくり、或る程度のエネルギを回収すること
ができる。しかし、再燃焼室内のガスは実質的にそれら
の熱のすべてを保持しなければならず、通常は種々の汚
染物質を駆除するためにバーナからの付加熱を必要とす
る。しかし、再燃焼室を通過した後に、さらに実質的な
熱回収が行われる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１において全体を30で示すごみ焼却炉はまず主
燃焼室32内へ一かたまりで送られるごみ用の第１取入開
口部（入口）扉31を含む。主燃焼室32は焼却炉の第１段
階の燃焼室を構成する。補助バーナ37はガスや油のよう
な補助燃料のもので主燃焼室32内に装填されたごみを点
火する。これらのバーナはまたもし温度レベルがごみに
含まれた水分のために低下し始めた場合に主燃焼室32内
の温度レベルを維持するのを助長する。バーナ37はそれ
に使用する空気を、後述する第２段階の燃焼室用の空気
導管40から受ける。主燃焼室32は下火用空気ジェット38
および上火用空気ジェット39の両方を具備する。これら
の空気ジェットはごみ燃焼を維持するのに必要な酸素を
提供する。主燃焼室内に空気を送り込むために、モータ
42が送風機43を駆動して空気を空気導管40および空気ジ
ェット38および39に圧送する。最後に、感知器44が主燃
焼室32内の温度を測定する。主燃焼室32からの燃焼生成
物は図４に示すように第１排出開口部（オリフィス）4
5、第２取入開口部を通って第１再燃焼室46内に通流す
る。第１再燃焼室46は焼却炉の第２段階の燃焼室を構成
する。適切な燃焼状態を維持するために、第１再燃焼室
46はガスによって作動するように第１排出開口部（オリ
フイス）４５を通って燃焼システムの第２段階の燃焼室
を構成する第１再燃焼室４６内に流入する。適切な燃焼
状態を維持するために、第１再燃焼室４６はガスによっ
て作動するように図示された図３のバーナ49を含む。さ
らに、空気ジェット50が第１空気付加装置を構成するモ
ータ52によって駆動される送風機51から二次燃焼空気を
提供する。送風機51はバーナ49上に位置する大型ノズル
53を介して強力かつ長大な空気のジェットを提供する。
第１再燃焼室46の天井は特に高温になる。大型ノズル53
からの空気は天井を許容できる非破壊温度まで低下す
る。第１再燃焼室46はまた第１感知装置を構成する温度
感知器54を含む。

【００２３】第１再燃焼室46から、不完全燃焼ガス生成
物が第２排出開口部（オリフイス）55を通って水平方向
へ、図６に示す第３段階の燃焼室を構成する第２再燃焼
室の第１部分に流入する。第２再燃焼室の第１部分56は
第１再燃焼室46と同一の水平レベルに配列される。上記
ガスはその熱のために壁57の上方へ流れて第２再燃焼室
の上方燃焼室58に流入する。この上方燃焼室58は第１再
燃焼室の上方に位置する。ガスを上方燃焼室58から流出
させるために、このガスは図７の円筒形邪魔板62の下側
を通過しなければならない。ガスのこの幾分曲りくねっ
た経路は第２再燃焼室の上方燃焼室58内にガスが滞留す
る時間を増す。図６に示す空気ジェット64は上方燃焼室
58内の燃焼ガスに付加空気を提供する。上方燃焼室58に
接線方向に流入する空気はガスと空気との旋転混合を助
長する。ジェット64の空気は図２および図３で見るよう
に、第２空気付加装置を構成するモータ67で駆動される
送風機66によって先づ圧力室65を通過する。この燃焼ガ
スは煙突を通流するため最終的に邪魔板62の下側を通
り、図６に示す煙突68に流入する。ここにおいて空気ジ
ェット69が完全燃焼のために必要な最終空気を供給す
る。ジェット69からの空気はまた、煙突68の金属表層70
を冷却するのにも用いられる。図１および図２に示す第
３感知装置を構成する感知器73は煙突68内のガスの温度
を測定する。ジェット69はその空気を送風機51から受け
入れ、この送風機51は第１再燃焼室46の空気ジェット50
およびノズル53用の空気も提供する。

【００２４】主燃焼室32内のごみの量がその所望割合よ
り低下すると、この室の温度は許容し得ない程度まで低
下する。これらの状態の下で、第１排出開口部（オリフ
ィス）45の寸法を狭めれば主燃焼室32内に十分な熱を維
持するから、その温度は許容レベルに保たれる。従っ
て、カバー75が図７に示すように第１排出開口部（オリ
フィス）45の上に配設される。主燃焼室32内に十分量の
ごみを装填した状態で、カバー75を第１排出開口部（オ
リフィス）45の上に移動して、主燃焼室32内の最適な温
度レベルを維持するのに必要な範囲まで第１排出開口部
（オリフィス）を閉じる。付加ごみを主燃焼室32に装入
するときは、カバー75は手動または自動式制御手段によ
って移動される。棒76がカバー75に結合され、かつ外部
まで室壁77を貫通する。ここにおいて、使用者は棒76を
手で操作してカバー75を移動させる。図５において、主
燃焼室32の第１取入開口部扉31は実線で示すその閉じ位
置にあり、その開き位置は仮想線で示す。扉31は耐火カ
バー76をもつ。よってこの耐火カバーは閉じ状態におい
て絶縁炉の一部をなす。扉31はその適切な着座と良好な
炉シールを保証するために点77および78において二点枢
支されている。ブラケット79が第２枢支点78を主燃焼室
32に取付ける。

【００２５】図４に示す主燃焼室32内において、燃焼に
よって生成された微粒状物質は低い上昇速度をもたなけ
ればならない。これは微粒状物質が燃焼室から最終的に
環境内へ飛散するのを防ぐためである。このためには、
室はこれを通過するガスが加熱されたとき２ft/sec(0.6
m/s)以下の総合速度をもつようにその幾何学形状および
十分な大きさをもたなければならない。理想的には、こ
の上昇速度は１ft/sec(0.3m/s)であるべきである。換言
すれば、ガスはその使用温度において、この上限速度よ
りも早く流動しないことである。このことは、ガスはそ
れが熱せられると膨張して、或る囲われた室から出ると
きはその速度を増大するという事実を考慮に入れたから
である。この上昇速度は使用温度における主燃焼室内の
ガスの垂直速度として定められる。ガスの垂直速度の増
大を避けるために、下火用ノズル38および上火用ノズル
39がそれらの空気を主燃焼室32内へ水平に導入する。さ
らに、空気は高速で空気吹き出し孔38および39を通流す
るが、これらの空気吹き出し孔の導入するガス容量は低
い。これによって主燃焼室32全体を通流する平均上昇速
度を最小にする。よって、空気ジェット38および39を通
る空気の導入は主燃焼室32内における実質的な垂直運動
成分を生ぜしめない。そのうえ、主燃焼室32内に導入さ
れる空気総量の制限は該室内での垂直上昇傾向を制御す
る。主燃焼室32を密閉し、かつ空気ジェット38、39およ
びバーナヘッド37からのみ空気を提供することによって
上記の成果が得られる。さらに、主燃焼室32の温度は可
成り厳密な制御の下に維持されなければならない。この
温度はごみ内に固着した炭素を燃焼するために十分高く
維持しなければならない。これは、炭素が室内のごみか
ら容易に気化しないことによる。一般に、固定炭素の燃
焼には約1400°Ｆ(760℃) の温度が少くとも必要であ
る。また、空気および木炭が結合しかつ燃焼を実施する
ために空気および木炭用の燃焼質量の十分な燃焼持続時
間が必要である。

【００２６】他方において、もし温度が高くなり過ぎる
と、ガスは不当に高い速度で一定容積室から離脱する。
さらに、過度に高い温度は、酸化亜鉛その他の濾過材料
のような、可燃ごみ内の不活性物質を気化させる。酸化
亜鉛は、被覆および織物基質に不透性を付与するのに用
いられる最も一般的な濾過材であって約1500Ｆ(815℃)
で気化する。他のこのような材料は一般にこれよりも高
い温度で気化する。従って、主燃焼室32内の温度は約14
00〜1500Ｆ(760〜815℃）の範囲内に保たなければなら
ない。主燃焼室32はその適温を維持するのを助けるため
に、炉における設計Btu 率の理論混合気量に等しい、或
は10％低い空気量を受け入れなければならない。もしこ
れより多い量が流入すると、燃焼が加速されて、平均炉
温度は目ざましく上昇する。これ以上空気を増せば冷却
効果が得られる。これによって温度は1400°〜1500゜Ｆ
(760〜815℃) 以下にも下げることができる。勿論、こ
の点において、極めて多量の導入空気は２ft/sec(0.6m/
s)という所望上限をはるかに超えるガスの垂直上昇速度
に増大する。空気量が不十分なときは、所謂「過少空
気」燃焼として知られる状態を生ずる。これによって、
燃焼室内の温度は不十分となる。そのうえ、この過少空
気方法は他の欠点を示す。先づ、これによって二酸化炭
素でなく一酸化炭素を生ずる。この危険なガスは主燃焼
室から環境に逃れる。この結果、この型式の燃焼室は閉
鎖された建物には不適当である。

【００２７】さらに、過少空気方法は、後述により詳細
に説明する可燃性材料を気化するために発生する熱の大
部分を保留させることが必要である。従って、過少空気
室は一般に主燃焼室内の熱を保持するためにその排出ポ
ートに小型ののど部を有する。特に、一般に流出ポート
の面積平方in当り20,000Btu 程度に高い流出速度をも
つ。この小さい開口部は主燃焼室内に気化ガスを多量に
保持して室内に正圧をつくる。室への入口ポートを開く
と、内部の圧力はこのポートを通して室外へ燃焼ガスと
共に一酸化炭素を排出させる。比較のため、主燃焼室32
からの排出ポート45は約 15,000Btu/in² の設計流出速
度をもつ。この結果、主燃焼室は外気に比して僅かに負
の分圧をもち、その存在する室内へのガスの圧出を避け
る。さらに、理論混合気の空気量を導入することによ
り、一酸化炭素でなく二酸化炭素の生成を得る。 ごみ
或は他の諸要素内の高い水分含有量は、主燃焼室32内の
温度を所望の 1,400゜Ｆ(760℃) 以下に下げる。この状
態を避けるために、バーナがガス或は油を用いて主燃焼
室32内の温度を所望レベルまで増大する。上記の 1,400
°Ｆ〜 1,500°Ｆ(760〜815℃）は主燃焼室32全体にわ
たる平均温度である。可燃性物質は、この平均温度以上
或は以下の実際の燃焼温度を示すことがある。しかし、
少量の燃焼物を導入せずに多量の燃焼物を用いることに
よって大部分のごみはその燃焼中に、前記の平均燃焼温
度を得られる。要約すれば、主燃焼室32の設計容量に対
して理論混合空気量を導入することにより次の２つの成
果を得る。第１は、固着炭素をすべて燃焼することを保
証する。理論混合空気よりも少ない空気量では固着炭素
を燃焼するに足る酸素が提供できない。さらに、大部分
の固着炭素は主燃焼室内の上昇熱レベルにも拘らず、気
化できない。従って、多量の固着炭素が未燃焼状態で残
り、生成される灰量を大いに増大させる。

【００２８】第２には、上述のように、理論混合空気は
主燃焼室32内の大部分の材料を燃焼させる。「過少空
気」システムはごみ内の物質を気化させる。この気化さ
れた物質の量は主燃焼室内のガスの総量を増す。この多
量のガスが移動すると主燃焼室内に大きい上昇速度が起
る。よって、理論混合比空気を提供すると気化した炭化
水素の発生を避けかつ主燃焼室32内のガスの上昇速度を
最小にする。このことは室内から環境への微粒状物質の
随伴放出を避けることになる。主燃焼室32の総容量もま
た、該室内で起る燃焼温度に影響する。よって、主燃焼
室32は約12,000Btu/ft³・hrを超えることからその規定
の熱発生を避けるために十分な容積をもたなければなら
ない。一般に、熱発生は約10,000〜15,000Btu/ft³・hr
の範囲内になければならない。容積を減少し、かつこの
ようにこの熱発生値を増大すれば、主燃焼室の温度は所
望限度を越えて増大される。ごみ焼却炉の熱発生に関し
その指示された容積の変動を示す特別な環境状態になる
こともある。例えば、塗装材料を施した材料の場合、そ
れに含まれる顔料の気化を避けるためにその温度を低く
保たなければならず、かつ気化された顔料は後刻、シス
テムの低温部分に凝結する。この場合、主燃焼室は約7,
500Btu/ft³・hrに熱発生を保つために十分な容積をもた
なければならない。

【００２９】主燃焼室の水平面積は主燃焼室内のガスの
上昇速度に直接の影響をもつ。次の公式は主燃焼室32内
のガスの速度を与える。 Ｖ＝Ｑ／Ａ (1) ここにＶは主燃焼室内のガス速度、 Ｑは主燃焼室に流入する空気量 Ａは室（主燃焼室）の面積 この式を変形して、 Ａ＝Ｑ／Ｖ (2) 上述のように、理想的には、速度Ｖは１ft/min(0.3m/s)
とする。流入空気量Ｑは室内の装入物を理論混合気状態
で燃焼しなければならない。所要空気容積に対する量を
得るために、焼却炉に導入されるごみの量およびこのご
みの有するBtu/lbの数値を知る必要がある。

【００３０】よって、典型的な公営システムに対し、焼
却炉は約40,000,000Btu/hr燃焼しなければならない。一
般の許容できる近似としてこのBtu量を100で除してこの
焼却炉に用いる時間当りの空気量とする。この空気量を
3,600 で除して111ft³/secの空気が必要となる。しか
し、これは標準状態における空気量である。約1400゜Ｆ
(760℃) に温度が上昇し、かつ理想ガスを用いたとすれ
ば、この容積は3.57倍まで増大する。よって、燃焼温度
における室は396ft³/secの空気量を受け入れる。前記の
公式(2)により、この炉は約396ft²の面積が必要とな
る。上述の計算をまとめれば、主燃焼室32の面積はその
定格Btu 量を100,000Btu/ft²・hrから大きく超えない程
度と云えば十分である。この値は大まかに言って75,000
〜125,000Btu/ft²・hrの範囲内にある。第１再燃焼室46
において、主燃焼室32の燃焼生成物は過剰な空気を受け
入れる。これによって可燃材料は十分な酸素供給の下で
その完全燃焼を保証される。前述のように、主燃焼室内
のごみは理論混合気量の酸素を受け入れるが、それにも
拘らず、ごみと酸素との間の不完全混合のために完全燃
焼にはならない。第１再燃焼室46内に導入された付加空
気は燃焼工程を完成するための適切量の空気供給を保証
する。

【００３１】この付加空気はジェット50を通って第１再
燃焼室46に流入する。図８に示すように、ジェット50は
図８において矢印82で示すガスの経路に対して45°の角
度で空気を導入する。これは燃焼構成要素を第１再燃焼
室を通って移動させるのを助ける。さらに、ジェット50
からの空気流が第１再燃焼室46に流入する角度は乱流を
生ぜしめて空気と燃焼ガスとを混合して燃焼を完成させ
る。第１再燃焼室46に流入する未燃焼気化性気状材料の
量は、主燃焼室32内で行われる瞬間的反応によって決ま
る。よって、微粒状ごみの導入後の或る特定の時に、揮
発性物質の衝動、或波動が第１再燃焼室46を通過する。
この波動は完全燃焼するためにジェット50からの付加酸
素量を必要とする。感知器54は空気ジェット50およびバ
ーナ49の両方を制御する。第１再燃焼室46が先づ1,500
゜Ｆ(815℃) のその作用温度に達したのち、感知器54が
通過する燃焼生成物の温度を監視する。一般に1600゜Ｆ
(870℃) の第２の、或は上方予定設定限界温度を超える
温度に上昇すると、第１再燃焼室46内の揮発性材料が多
量に燃焼したことを示す。次いで第１再燃焼室はこの多
量の揮発性物質とともに燃焼する付加空気を受け入れな
ければならない。また、焼却炉外側環境の低温度で導入
された空気は第１再燃焼室をその過度に高い温度から冷
却する。

【００３２】これを実施するために、図１の感知器54が
第１空気付加装置の送風機51の羽根92に結合するリンク
仕掛棒を取り付けた制御器モータ90に連結する。感知器
54によって検知された上昇温度は羽根を開かせてさらに
多量の空気を送風機51に通過させる。次にこの空気はジ
ェット50を通って第１再燃焼室46に流入する。感知器54
はまたバーナ49にも接続する。バーナ49は第１再燃焼室
46内に十分高い温度を維持してすべての揮発物を燃焼す
るのを保証する。第１再燃焼室46が第１設定点温度1,50
0゜Ｆ(815℃) に達すると、バーナ49が供給するすべて
の熱は不要となる。従って、バーナ49は感知器54によっ
て最終的に制御される弁をもつ。この弁は第１再燃焼室
内の温度を不必要に上昇して補助燃料を無駄にしないよ
うに維持するためにバーナ49の作用を弱める。感知器54
によって検知された温度が1,600゜Ｆ(870℃) の上方予
備設定レベル以下に低下すると、第１再燃焼室46はこれ
を通過する揮発性物質は減ずる。従って、感知器54は第
１空気付加装置の羽根92を閉じて第１再燃焼室46内への
空気送量を減ずる。この少量の空気量は第１再燃焼室46
の収納物への冷却効果は少い。しかも、揮発性物質は一
層少くなってその燃焼を完成するには酸素量は十分であ
る。さらに、第１再燃焼室46内の温度が下るとバーナ49
からの付加熱が必要となる。事実、バーナ49は第１再燃
焼室46を1,500゜Ｆ(815℃) の第１設定点に維持するた
めに十分な熱を提供しなければならない。よって得られ
る温度は第１再燃焼室内の揮発性物質の適正な燃焼を実
施させる。

【００３３】同様に、熱感知器44は主燃焼室32内の温度
を検知する。主燃焼室32が所望の温度 1,400゜Ｆ(760
℃) を維持するのに足りる十分なごみを収納しないと
き、感知器44はバーナ37への燃料供給量を増大させる。
バーナ37で発生した付加熱は主燃焼室32内の温度を所望
レベルにもたらす。もし主燃焼室32内の温度が所望の1,
400゜Ｆ(760℃) を越えて増大すると、感知器44はバー
ナ37を遮断する。これによって主燃焼室32内の過熱発生
を防止する。第１再燃焼室46の排出ポート55を離脱する
ガスは、これが主煙突68に流入するまで曲りくねった経
路を通らなければならない。さらに、これらのガスは邪
魔板62の下方の極めて狭い空所を通って主煙突68に到
る。この狭い空所は第２再燃焼室58内にこのガスを保存
し、このシステムを通流するガスの進行経路内で絞り部
として作用する。従って、ガスの進行に対するこの抵抗
は、システム内でのガスの滞留を長びかせる。さらにこ
の抵抗は大きい乱流を生ぜしめ、第１再燃焼室46内にお
ける燃焼生成物と導入空気とを十分に混合させる。その
うえ、長い滞留時間は、蒸気および煙と同様に微粒状物
質を燃焼させる。ガスの滞留はまた第１再燃焼室46を、
バーナ49を介しての補助燃料の使用を増大せずに所望温
度範囲内に維持するのを助ける。

【００３４】第２再燃焼室58内のガスは２つの供給源か
ら空気を受け入れる。その第１は、第２空気付加装置を
構成するモータ67で駆動される上方送風機66によって提
供される旋転空気がジェット64から流入する。この空気
はまた燃焼を一層完成させるため或る程度の混合作用を
導入する。さらに、この生成された旋転流は第２再燃焼
室内でのガスの滞留時間を増大する。第３感知装置の熱
感知器73はポート64から第２空気付加装置の送風機66に
よって導入される空気量を制御する。第２再燃焼室58は
常に空気ジェット64からの或る量の空気を受け入れる。
しかし、感知器73によって検知された温度の増大は第２
再燃焼室58内にさらに多量の揮発物質があらわれたこと
を示す。勿論この揮発物質は検知された熱を供給する。
この付加揮発物質は付加空気を必要とする。従って、約
1,750゜Ｆ(954℃) の下方設定点以上では、第３制御装
置は図２の第２空気付加装置の送風機66上のアイリスを
さらに開かせる。これによって、送風機66は1,750 ゜Ｆ
(954℃) の第１設定点以下のときに送出したよりも多量
の空気を提供する。しかし、アイリス94を制御するモー
タ95は約13〜20秒の応答時間をもつ。このため第２再燃
焼室58内へ導入される空気量を緩徐に、漸進的に調節す
ることができる。この応答時間中に、第２再燃焼室内の
温度はそれまでの傾向を逆転し、導入空気量の変動を少
くすることを要するように指示する。従って、アイリス
94は、十分緩徐に応答して２つの値の間で急激に変動す
ることなく徐々に変化させる。なお、13〜20秒たつと、
アイリスは十分な速度をあらわして第２再燃焼室58内の
煙の発生を防止するために十分な空気量を導入させる。

【００３５】第３感知装置の感知器73はまた、主燃焼室
32内の送風機43を制御する。下方設定点1,750゜Ｆ(954
℃) を超える第２再燃焼室58内の温度は、主燃焼室32内
での燃焼速度が過大なことを示す。この高温度を生ぜし
めたごみは既に主燃焼室32内に入っているから、その温
度は或る量のごみを取り除くことによって下げることは
できない。しかし、ジェット39を通して導入された空気
の量を低下することによって主燃焼室32内の燃焼を減退
させることができる。この方法は第２再燃焼室58内の温
度を所望の設定点1,850゜Ｆ(1,100℃) 以下に維持させ
る。感知器73における温度が下方設定点 1,750゜Ｆ(954
℃) より低下すると、上記とは反対の動作が起る。従っ
て、空気ジェット64は第２再燃焼室58内への低い空気量
を提供する。かつ、送風機42は空気ジェット39を通って
主燃焼室32内へ一層多い、或は正規の空気量を導入す
る。もし第２再燃焼室の温度がその上方設定点1,850 ゜
Ｆ(1,100℃) を超えれば、この燃焼トンネルは第１再燃
焼室から過大の熱を受ける。この場合、第１再燃焼室も
第２再燃焼室もその最小温度設定位置においてもバーナ
49によって生ずる少量の熱をも必要としない。しかし、
バーナ49はこれを通る最小量の燃料以下では動作できな
い。第２再燃焼室の感知器73がその上方設定点以上に上
昇すると、バーナ49は単純に遮断する。次にもし感知器
73が第２再燃焼室58内の温度が1,850°Ｆ(1,100℃) 以
下に下ったことを検知すると、バーナ49上の弁が開き、
その口火がバーナ燃料を点火する。最後に、第２再燃焼
室の空気ジェット69の空気が第１再燃焼室の第１空気付
加装置の送風機51から到来する。ジェット69はわずかに
上向きで逆対数状円筒形邪魔板62まわりの回転方向をも
った空気を提供する。これは邪魔板62を低温かつその破
損点以下に保つ。同時に、空気ジェット69は主煙突67を
通る上向き通風を提供するのを助長する。これによって
第２再燃焼室用の高い煙突の必要をなくす。図９に示す
始動ボタン101 を押すと、バーナ49への弁が作動しブロ
ック102 で示すその最大開き位置をとる。送風機43、5
1、66用のモータ42、52、67それぞれがブロック103 、1
04 、105 で示すように最大動作状態になる。調整モー
タがまた、送風機上のアイリスをブロック106 、107 、
108 で示すようにそれらの最小位置をとらせる。制御パ
ネルはロック109 で示すように電気的に付勢された状態
になり、これはパネルに装備される計器、リレーおよび
制御器を含む。

【００３６】次にすべての燃焼室は点火が始まる前に送
風機から空気の浄化を受ける。ブロック110 で示すよう
に、空気浄化タイマが十分な時間この浄化を続けたのち
に始めて点火が起る。ブロック111 においてバーナ49へ
の口火が点火する。火焔検知器がこの口火が点火したか
どうかを決める。もし点火しなければ、ブロック112 で
示すようにこのシステムがこれ以上進行するのを防止す
る。しかし、もし火焔検知器がブロック113 における火
焔を発見すれば、バーナ49への駆動型ガス弁はブロック
114 で示すように開く。最初に、バーナ49は、ごみが主
燃焼室32に装入される前に許容温度まで第１再燃焼室46
を加熱する。ブロック115 で示す第１、２感知装置の熱
電対54が第１再燃焼室46の温度を測る。さらに詳しく
は、熱電対はこのシステムがさらに進行するように第１
再燃焼室46がその第１設定点に達するとブロック116 に
おいて示す。この点において、バーナ49の調整されたガ
ス弁はブロック117 で示すように燃料を保全するために
その最小レベル状態となる。また、主燃焼室バーナ37用
口火はブロック118 で示すように点火する。もしこれら
が実際に点火状態になると、ブロック119 で示す検知器
は各ガス弁をブロック120 で示すように作動させ、主燃
焼室32を加熱する。熱電対44はブロック121 で示すよう
に主燃焼室32内の温度上昇を検知する。バーナ37は、主
燃焼室32がブロック122 で示すその設定点温度1,400°
Ｆ(760℃)に達するまでそれらの最大機能を継続する。
1,400°F (760℃)において、主燃焼室内のバーナ37はブ
ロック123 で示すように遮断される。

【００３７】一般に、主燃焼室内の温度は次いで設定点
以下に低下される。もしこの状態になると、オン・オフ
弁がバーナ37を再び接続状態に戻し付加熱を提供する。
二重矢印124 は、ブロック121 で示す主燃焼室の熱電対
によって為された測定値とブロック123 で示す主燃焼室
バーナ37の設定値との間の連続する相互作用を示す。一
般に、主燃焼室32がごみを受け入れると、この材料の燃
焼は十分な熱を発生して主燃焼室をその設定点以上に保
ち、その内部のごみの燃焼によってバーナ37の熱を必要
とすることはほとんどない。 上述のように、始動作業
中に、第１再燃焼室の感知器54は第１再燃焼室の加熱制
御装置をブロック116 で示すようにその第１設定点温度
にもたらす。これはガスバーナ49の調整ガス蝶型弁をブ
ロック117 で示すようにその最小位置におく。ブロック
115 で示す第１再燃焼室の熱電対は加熱制御装置をブロ
ック125 で示すその第１設定点にもたらす。これは第１
再燃焼室のガスバーナ49をブロック102 で示すその最大
設定位置に戻す。主燃焼室32が燃焼ごみを含むときは、
第１再燃焼室の熱電対54によって検知された温度は上昇
し続ける。最終的に、ブロック126 で示すように第１再
燃焼室の加熱制御装置はその第２設定点を超える。これ
は第１再燃焼室送風機51用の調整用モータ90をブロック
127 で示すようにその最大空気位置をとらせる。従って
さらに多量の空気が第１再燃焼室46に流入して主燃焼室
32からごみ焼却炉の当該部分に到達した揮発物の燃焼を
行なう。

【００３８】しかし、第１再燃焼室の加熱制御器は時々
ブロック128 で示すように第１再燃焼室の温度がその第
２、或は上方設定点以下に低下したことを感知する。こ
れにより第１再燃焼室への空気用の調整モータをブロッ
ク106 で示すようにその最大位置にもたらす。よって、
熱電対54はブロック115 で示すように、126および128そ
れぞれによって示す第１再燃焼室加熱制御器の上方設定
点以上或は以下に下る温度を感知する。これは第１再燃
焼室への空気用調整モータをしてブロック106 および10
7 それぞれで示す最小或は最大量の空気を導入する。い
ずれの場合も、その結果として第１再燃焼室46はここに
到達する揮発物を燃焼するのに適した酸素量を受け入れ
る。主燃焼室32内での点火は、揮発物を生ぜしめ、この
揮発物は第１再燃焼室を通って上昇して第２再燃焼室に
到達し、ここにおいてその燃焼を完成する。この燃焼は
第１再燃焼室46において起る燃焼と同様にして第２再燃
焼室を加熱する。第２再燃焼室58内の加熱制御器73はブ
ロック129 で示すように第２再燃焼室の温度を検知す
る。

【００３９】第２再燃焼室の温度は第２再燃焼室加熱制
御器の第１設定点以上に上昇することがある。これが起
こると、ブロック130 で示す第２再燃焼室加熱制御器は
ブロック131 で示す第２再燃焼室の送風機66を介して最
大量の空気を導入する。この作用は冷却効果とともに第
２再燃焼室に到達するすべての材料を燃焼するのに適切
な酸素供給を提供する。加熱制御器はまた、主燃焼室32
内の空気用調整モータをブロック132 で示すその最小位
置にもたらす。室内の全燃焼速度は、操作できない揮発
物量で第２再燃焼室を一ぱいにするのを避けるために低
下する。第２再燃焼室加熱制御器はまた、その第１設定
点に対し可逆的に動作する。よって、ブロック129 で感
知する熱電対73がもし第２再燃焼室がその第１設定点以
下に低下したことを検知すれば、ブロック133 の第２再
燃焼室加熱制御器は、主燃焼室の空気用調整モータをブ
ロック108 で示すその最大位置に戻させる。これはその
燃焼室内の燃焼速度を通常速度に維持する。さらに、第
２再燃焼室内の空気用調整モータは、第２再燃焼室は少
量の空気を必要とするからブロック107 で示すその最小
位置に戻る。

【００４０】第２再燃焼室内の温度は上昇し続け、これ
はブロック129 で示す熱電対73によって検知され、最終
的には第２再燃焼室加熱制御器、ブロック134 の第２設
定点を超える。もしこれが起ると、第１再燃焼室の駆動
型安全ガス弁はブロック135で示すように完全に遮断さ
れる。この遮断は燃焼生成物は十分に高温となって第１
および第２再燃焼室に何等付加燃料を要せずに温度範囲
を維持する。温度が第２再燃焼室の設定点以下に低下す
ると、ブロック136 で示す第２再燃焼室加熱制御器が駆
動ブロック114 で示す第１再燃焼室バーナ49用の駆動式
安全ガス弁を作動する。図１０乃至図１３は図１乃至図
８に示すごみ焼却炉を適正に制御する電気回路を示す。
この回路に用いられる構成部品を次表に示す。

【００４１】

【表１】 図１０乃至図１３の回路に用いる部品表 記 号 構 成 部 品 ACT1-ACT3 V4055A1031;Honeywell ACT4-ACT7 MP2150-500-001;Barber Coleman CR1,CR2,CR6 700-N-400A1;Allen Bradley CR3-CR5 RA890G;Honeywell F1,F2 30amp F3 8 amp F4 5 amp FR1-FR3 C7009A;Honeywell IL1-IL7 800T-P26;Allen Bradley IP1-IP3 Eclipse 16160 M1,M2 15 HP M3 3 HP MS1,MS2 707-CAB70;Allen Bradley MS3 707-AAB65;Allen Bradley PGV1-PGV3 V4046C1054;Honeywell S1 440V,3Ph,60Hz Switch S2 120V Switch S3 9007-B54B2;Square D S4 C437H1043;Honeywell TI T-53008(500Vamp)ACME T2-T4 22042;Honeywell TC1,TC2 52302-409;Alnor T/C1-T/C3 C.S.Gordon 1410-12; 1153-190-12:TH2706-A TMR1,TMR2 BR111A600;Eagle Signal TMR3 BR107A500;Eagle Signal

【００４２】第２再燃焼室加熱制御器がその第２設定点
以下にあり、かつ第１再燃焼室加熱制御器がその第１設
定点を超えている間、第１再燃焼室のバーナ49はその最
小ガス量を使用する。図１４は２つの個別の位置におい
て熱回収手段を有するごみ焼却炉の全体等角斜視図であ
る。ごみホッパ181 は嵩張り形態のごみを導入する。こ
のホッパからごみは燃焼のため主燃焼室182 に入る。次
に気状の燃焼生成物が第１再燃焼室185 に移動する。こ
れらの生成物は次に第２再燃焼室186 に通流して垂直煙
突 187に流れる。煙突187 は第２再燃焼室186 とでＴ字
形状をなす。炉キャップ189 が開くと、炉筒ガスは煙突
187 を通って垂直に移動し開口 190から離脱する。しか
し、後述する洗浄器・熱回収手段が作用するときは、炉
キャップ189 は閉じる。これはガスを煙突187 から第２
熱交換装置を構成するボイラ対流部191 を通って流通さ
せ、さらに熱を回収させる。ガスは対流ボイラ装置から
約1750゜Ｆ(954℃) までガスを冷却するジェット噴霧を
含む入口導路193 内に流入する。次に冷却されたガスは
清浄器194 を通過し、この清浄器は塩化ナトリウムをつ
くるために水酸化ナトリウムを添加することによって塩
素を除去する。清浄器194 を離脱するガスは導管195 に
沿って吸引送風機196に通流する。この送風機によって
ガスを強制的に煙突197に流す。

【００４３】しかし、清浄器194 は必ず一定の圧力降下
を必要とし、従って一定量のガスを通流してこの効果を
維持する。従って、リンク結合された１組のダンパがこ
のガスの一部を煙突197 から、再び導管193に導入する
導管199 内に分流させる。これによって清浄器194 がそ
の所要ガス容量を保証する。時によって、対流ボイラ19
1 に流入するガスは、過大な温度をもつことがある。こ
れは不活性微粒状物質の若干が金属蒸気として流入する
からである。次にこの金属蒸気はボイラ部191 内側のチ
ューブと接触してこれに凝結して固形スラッグ生成物を
形成する。これはガスの熱伝導および流量の両方を妨げ
る。従って、対流ボイラ191 内のガスの温度をこの材料
の気化温度以下に保つことはこの有害な結果を防止す
る。よって、圧力室192 からの低温ガスの１部分は再循
環されかつモータ202 によって作動される送風機201に
よって導管200を通って引かれる。次にこれらの冷却さ
れたガスは煙突187 の底部においてガス流に再合流す
る。この冷温ガスは第２再燃焼室からのガスと混合し、
それらの温度を不活性物質の気化点以下の温度に保つ。
この金属蒸気は次に粉末形態で固形体に再凝縮する。こ
の粉末体は対流ボイラ部191 内の水管と接触しかつこれ
に付着する。しかし、これら粉末体は普通のすす吹きを
用いて容易に剥離しボイラ191 に恒久的に影響すること
はない。

【００４４】これとは別に、煙突187 の下方部分は圧力
室192 からのガスの代りに周囲空気を受け入れることが
できる。これはボイラ191 によって回収される熱の効率
は減ずるが、第２再燃焼室186 からのガスの温度を許容
レベルに保つことができる。図１５および図１６におい
て、ごみはホッパ181 の開口203 に入る。ホッパ扉204
は、図に示すその開き位置から移動して閉じ、開口203
を完全に密閉して空気止め通路を形成する。ホッパ扉20
4 を閉じると、主燃焼室182 の第１取入開口部の耐火扉
207 を開くことができる。扉207 は裾部208 を付設して
いる。この裾部はホッパ181 内のごみ扉207 が開くとき
この扉の経路を邪魔するのを防止する。裾部208は扉207
に取り付けられこれとともに動く。ケーブル209 が扉20
7 に取り付けられ、裾部208 に設けたＶ字形切込み内に
収まる。このケーブルは次にウインチドラム210 まで延
びてこれに巻き付く。ドラム210 が回転すると、ケーブ
ル209 はドラムに巻き付けられて扉207 を開く。ドラム
210 の軸線はチェン211 が巻かれた駆動スプロケットに
延びる。次にスプロケットはモータ213が駆動する減速
機212に結合する。扉207 を開いた状態で、ラム頭部216
がごみを主燃焼室182 内に押し入れる。ラム頭部216
は、上部表面で平歯車ラック218 を担持する梁217 に結
合する。梁217 を移動する駆動システムはラック歯車21
8 およびピニオン歯車219 を含む。チェン220 が歯車21
9 と結合するスプロケット221 まわりに掛け渡される。
チェン220 はまた、図示されない減速駆動装置を介して
モータ223 に結合するスプロケット222 にも掛かる。モ
ータ223 はつぎにラム頭部216 の運動に動力を与える。

【００４５】ラム頭部は、主燃焼室182 内にごみを導入
するときは、第１取入開口部（炉入口）224 全体にわた
って移動する。その最大方位置を図において仮想線で示
す。ラム頭部は仮想線で示す制限位置に達したのち、そ
の運動を逆転し、右方に示す位置に引き込む。次に耐火
扉207 を閉じホッパカバー204 を開く。空気ナイフが耐
火性扉207 を囲む。この空気流はさもなければ周囲の環
境に扉から逃出する煙を把捉する。よって、これは扉20
7 の周囲に効果的なシールを提供する。空気ナイフから
の空気は次に後述する上火用空気吹き出し孔から主燃焼
室182 に流入する。この空気を含む煙は正常燃焼を行っ
て汚染物の発生を防止する。ごみが主燃焼室182 に入る
と、ごみは懸架ブラケット232 が結合された可動床231
上に載置する。次にチェン233 が床のブラケット232 か
らＡ字形フレーム234に延びる。チェン233 はＡ字形フ
レーム234 から可動床231 を懸架しこれを枢軸回転させ
る。しかし、床231 は約３in程度の小距離を回転するだ
けで回転弧の底部に起る。よって、その主方向としては
水平面内にあると考えられる。ヨーク236 が床231 に結
合しかつ空気袋237 と当接する。この空気袋237 は構造
フレーム238 に取り付けられる。ヨーク236 、従って床
231 を動かすために、空気袋237 は急速に空気を満たし
てヨーク236 を図１６において左方へ押動する。これに
よって約0.5gの加速度を与え、ここにｇは重力の加速度
32ft/sec²(9.8m/sec²)である。

【００４６】袋237 がその予め定めた最大膨張状態まで
満たされると、他の空気袋241 がヨーク236 の運動を緩
衝しかつ減速する。フレーム242 に結合された空気袋24
1 は約50psi(22.7kg）の予め定めた内圧をもつ。袋237
が充満されかつヨーク236 を袋241 に対して押圧する
と、逃し弁が袋241 内の或る量の空気を逃がす。これは
空気袋241内の圧力を実質的に一定値に維持する。空気
袋237がその最大膨張状態に達すると、床231はその最左
方位置に移動される。この時点で、空気袋237 と連通す
る弁は開いて、内側の圧力を約20psi (1.4kg／cm² ）の
その予め定めた最低レベルまで下げる。さらに、付加空
気が袋241に入ってその圧力を約50psi (3.5kg／cm²）の
レベルに維持する。この結果、ヨーク236 は緩徐に右方
へ移動し床231もこれに伴って移動する。よって、空気
袋237は最初に急速に充満して床231を急速に左方へ運動
させる。次に袋241 は緩徐に充填されて床231 をさらに
ゆるやかな速さで右方へ戻す。この全体の効果によって
移動する床231 上の材料を左方へ徐々に増大しつつ動か
す。換言すれば、空気袋237 はヨーク236 および床 23
1 を左方へ移動する。ヨーク236、従って床231は、ヨー
ク236が空気袋241と衝当すると急速に停止する。この急
速停止は床231 上の材料を段階的に増大しつつ左方へ動
かす。次に、この空気は袋241 に再び流入して床231 を
右方に緩徐に再位置づけてさらに運動を継続する。構造
フレーム238 および242 はこれらの部材のための空所を
提供する空筒243 内に配設される。

【００４７】材料或はごみが右方から左方へ向って移動
床 231 を横切って移動すると、燃焼が行われる。床23
1 の左端244 にこのごみが到達する時までに、灰にな
る。この圧は次に床231 の左端244 から水を満たした穴
245 に落下する。この水は高温の灰を冷却しフード246
をもって炉の空気密閉部として作用する。すくい出しシ
ステムが灰を穴245 から取り出す。図１４において、す
くい出し器247 は軌道248 に沿って下降する。最終的
に、このすくい出し器247はレール249に嵌る。車輪250
がこのレール249 上にのってすくい出し器を穴の上に位
置させる。レール249 に沿ったその最低点においてすく
い出し器247 は穴246 内に落下して図１７に示す位置を
占める。次に、モータに結合されたチェンがすくい出し
器247 をレール248上で引き上げる。すくい出し器247が
上昇するにつれて、穴246内に含まれる灰を取り出す。
図２０で見るように、主燃焼室182 はごみが通される開
口224 を取り囲む端壁251 を含む。端壁251 はまた図１
９に見る点火バーナ252 を支持する。図２０において、
バーナ252 用の接近開口253 が見られる。点火バーナ25
2 は最初にごみを着火するのに用いられる。もしごみの
量が十分に多ければ、ごみの量が不十分のとき主燃焼室
182 内に発生する熱の助けを補足する。図１７に示され
る端壁254 は、図２０で見るように主燃焼室182 の他端
を形成する。端壁254 において、接近扉255 が接近ポー
ト256 を覆う。ポート256 は主燃焼室の検査および任意
必要なその修理時に利用される。

【００４８】さらに、油バーナ257 が端壁254 を通して
主燃焼室182 と連通する。上述のように、主燃焼室182
は内側に収容したごみの第１段階の燃焼室として作用す
る。さらに、主燃焼室182 はボイラとして作用し、建物
或は他の設備の通常のエネルギ要求に応ずるための水蒸
気を提供する。もし主燃焼室182 内にごみが無ければ、
外部の油で作用するバーナ257 は通常の水蒸気量を発生
させる熱を提供する。換言すれば、油バーナ257 は主燃
焼室182 をしてごみが入っていない炉として作用する。
バーナ257 用の取付け板258 は図１９で見られる。装入
側端壁251 および対向端壁254 は金属の外側表面をも
つ。その内側には耐火性内側ライニングおよび他の２つ
の構成部分を分離する絶縁層が配置される。図２０に見
るように、側壁265 および266 ならびに天井或は屋根26
7 は移動床231 とともに主燃焼室182 を完成する。図１
９および図２０において、膜壁271は側壁265 および266
、ならびに屋根267 の内側表面を形成する。膜壁271
は４in (10.2cm）中心上の２in(5.1cm）直径の金属チュ
ーブ272 で構成される。¹/₄in(0.63 cm）厚さの太い棒
或は細いものがチューブ272 に溶接されてチューブ間の
空所を満たす。チューブ272 およびフィン273 は合体し
て連続した膜壁および天井を形成する。

【００４９】２in(5.1cm) のチューブ272 は側壁265 お
よび266 それぞれ内において４in(10.2 cm) 下方ヘッダ
275 および276 に溶接もしくは据込みされる。下方ヘッ
ダ275 および276 はそれぞれの直径は４in(10.2 cm）で
ある。チューブ272 は６in(15.2 cm) の直径をもつ上方
ヘッダ277 への類似の接合具をもつ。チューブ272 、下
方ヘッダ275 および276 、および上方ヘッダ277 は主燃
焼室182 の第１熱交換装置（水蒸気発生機構）を構成す
る。動作について述べれば、水は先づ開口 281から下方
ヘッダ275 および276 に入る。この水は次にチューブ27
2 を通って上向きに流れて上方ヘッダ277 に到る。上方
ヘッダから水は対流ボイラ191 の水蒸気ドラム283 から
水蒸気として離脱する。ここにおいて水が水蒸気から分
離し、水蒸気は通常の使用目的に充当される。膜壁271
の３個所の下方足部は硬質表面をもつ耐火材被覆284 を
もつ。この耐火被覆284 は移動床231 の作用を受けて移
行する主燃焼室182 内部のごみによって膜壁271 が摩耗
を受けるのを防ぐ。塗布されたセラミック被覆が耐火材
284 上方の膜壁271 を覆う。この被覆は主燃焼室182 内
部の大気が減少することによる腐食からこの壁を保護す
る。等式(2)は、主燃焼室182 がその中での上昇速度を
十分低く維持すべきことを与える。図１４、図１９およ
び図２０に示すように、主燃焼室182 をとおる垂直断面
は一般に長方形外部形状をもつ。特に、主燃焼室の縦軸
線と垂直にとられた断面について上記のとおりである。
もしこれらの横断面が丸味をもつ形状であれば、主燃焼
室の底部はその中央部よりも面積が小さくなる。この小
さい面積は該部におけるガス速度を増大させる。高速で
移動するガスがつぎに燃焼ごみから微粒状物質を舞い上
げかつ汚染物として環境中にこれら物質を散在させる。
形態を方形にすると、ガス速度を低く保ち、この有害な
結果を避ける。図１乃至図８に示す、熱回収手段を具備
しないごみ焼却炉は、同様に長方形断面を有する。

【００５０】一般に従来装置に見られる主燃焼室32に対
して与えられる設計基準は図１４乃至図２０の焼却炉に
適用する。よって、主燃焼室の容積は一般に12,000Btu/
ft³・hrを中心値として10,000〜15,000Btu/ft³・hrの範
囲内に収まらなければならない。上述のように、特別の
環境が、例えば塗料含有材料に対し7,500Btu/ft³・hrの
ように変化する。上述のように、主燃焼室182 は約75,0
00〜125,000Btu/ft²・hrでその中間値が理想値であるご
みの燃焼能力を与えるための面積をもたなければならな
い。時によって、主燃焼室は上記で与えたよりも大きい
面積さえもつ炉床を有することがある。例えば、ごみは
或る量の低Btu 廃棄物を含む。この残存物はその燃焼を
完了するための場所を単に必要とする。これは有効に燃
焼するようにそのすべてを維持しなければならない程に
小さい熱量をもつ。この状態に適合するために、主燃焼
室182 は図１６において例えばのど部37.1を丁度越えか
つ灰穴245 の前方に僅かな延長部を含む。天井が低く、
かつ水管をもたない状態では、この延長部内で低Btu 材
料によって発生された熱は燃焼を実施するように保留す
る。完全に燃焼しつくすことによってこの延長部はこの
システムから除去しなければならない灰の量を減ずる。

【００５１】延長部を別にして、使用時に、主燃焼室は
一般に十分な燃焼を導入する全体形態をもたなければな
らない。炉床上の高さおよび幅は互いにほぼ等しくなけ
ればならない。長さは一般に幅の２倍或３倍とする。長
さ対高さの比は約２．５を超えないことが好適である。
図１乃至図８の非熱回収システムに同様な寸法を適用す
る。側壁265 および266 は膜壁271 に隣接して絶縁層28
6 をもつ。絶縁層286 はチューブ272 内の水からの熱の
損失を最小にする。金属ケーシング287 が絶縁層286 を
覆いかつ側壁265 、266 および天井267 用の外側表面を
なす。垂直柱体291 および水平梁292 が側壁265 および
266 に剛性を付与する。柱体291 は基礎梁293 に結合す
る。ヘッダ275 および276 も柱体291 に結合して構造の
完壁さを与える。溶接部295 は下方ヘッダ275 および27
6 の中間柱体291 への結合を提供する。側方柱体291 に
おいて、円筒形スリーブ296 が膨張継手を用いてヘッダ
を支持する。勿論、主燃焼室内のごみはその燃焼を与え
るために空気を必要とする。送風機299は図２０の横向
き導管300 内に空気を圧送する。このシステムに入る空
気量は送風機299 上のアイリス301 の制御を受けて低下
する。次にモータ302 がリンク仕掛け303 を介してアイ
リス301 を制御する。

【００５２】横向き導管300 からの空気は次に垂直導管
301 および302 に流入する。空気は垂直導管301 および
302 からコネクタ303 および304 それぞれを通過する。
ダンパ305 および306 それぞれがコネクタ303 および30
4 に流入する空気量を制御する。ダンパ305 および306
はこの装置の初期の構成段階で手動調節を受ける。空気
はコネクタ303 および304 から上火用空気導管309 およ
び310 に入る。導管309 および310 は図１９に示すよう
に主燃焼室182 の長さの丁度半分にわたって延びる。空
気導管311 および図１９には図示しない別の導管が主燃
焼室182 の左半分にわたって延びかつ個々のコネクタ31
3 および図１９には図示しない別のコネクタを介してそ
れらの空気を受け入れる。これらのコネクタは次にそれ
らの空気を図１６に示す垂直導管315 および図示しない
別の導管から受け入れる。独立の送風機が横向き導管30
0 に類似したこれら垂直導管自身の横向き導管から該垂
直導管に供給する。よって、主燃焼室182 の２つの半部
それぞれはそれ自身の個別の空気システムをもつ。交互
に述べれば、図２０に示す送風機システムは装填端に隣
接する燃焼室半部に供給する。同類の構成部品を有する
同一の送風機システムがその灰側端の近くの燃焼室の半
部に供給する。

【００５３】図２０において、上火用導管309 および31
0 からの空気はジェット319 および320 それぞれを通っ
て主燃焼室182 に流入する。空気吹き出し孔319 および
320の高さは、主燃焼室182 内の燃焼物質上方に占位す
る。従ってこれらは燃焼作用によって詰りを起すこと
は、もしあったとしても極めて稀である。垂直導管301
および302 からの空気はまた可撓導管323 および324 に
流れる。ダンパ325 および326 が導管323 および324 に
入る空気量を制御する。次に空気は移動床231 に恒久的
に結合されたエルボ形導管327 および328 に流入する。
エルボ導管327 および328 から、空気は圧力室329 およ
び330 それぞれに入る。圧力室329 および330 は底板33
2 、側板333 および334 それぞれ、および段付き板335
、336 から形成される。チャンネル部材337 が底層332
を支持し、一方、アングル型チャンネル339 および340
が階段板335 および336 それぞれ用の構造上の支持部
材を提供する。

【００５４】圧力室329からの空気は孔345からチューブ
343 に入る。そこから、空気はオリフィス347 を通って
主燃焼室182 に流入する。主燃焼室182 内にごみがある
状態で、オリフィス347 からの空気は下火用空気として
燃焼するごみ内に直接、実際に通流する。キャップ349
が開口347 と反対側のチューブ343 の端部を覆う。もし
チューブ343 が詰りを起すと、キャップ349 が一時的に
除去される。これによってチューブ343の通流が行われ
続いてキャップ349 が交換される。圧力室330 にも同様
にして実施され、ここに圧力室330 はその空気をチュー
ブ352 内のノズル350 から提供する。耐火煉瓦353 が、
室182 の２つの半部に対し、底層332 、およびチューブ
343 および352 、および段階板335 および336 を保護す
る。図２０に示すように、ノズル347および350 はそれ
らを囲む煉瓦353 と同様にすべて垂直面をもつ。これは
チューブ343 および352 にごみが入って詰まるのを防ぐ
のを助ける。もしノズル347 および350 が傾斜面をもて
ば、ごみの重さがこの中にその破片を押し入れて空気流
量を阻止する心配を生ず。

【００５５】オリフィス347 および350 が垂直面を有し
かつその面の背後でチューブ343 および352 が水平に指
向配設されることによって、空気を水平方向へ主燃焼室
内に送入する。空気のこの水平運動は必要なごみの燃焼
かたまり内に空気を通流させるのを助ける。さらに重要
なことは、これによって流動空気に垂直運動成分を与え
るのを避けることができる。これは主燃焼室内の平均上
昇速度を十分に低い値に維持して好ましくない物質の附
随を避けさせる。ノズル347 および350 から主燃焼室18
2 に入る空気速度は移動ガス内に附随される微粒状物質
のサイズが影響する。この速度が増大すると燃焼ごみか
ら多量の微粒状物質が舞い上がる。もし舞い上り微粒状
物質が不活性物質から成るとすれば、これらは決して燃
焼せず、間違いなく汚染物として環境内に飛散する。も
しこれら微粒状物質が燃焼できたとすれば、それらのサ
イズは、それらが焼却炉を離れて大気中に入る前に完全
燃焼を妨げることになる。また、これらの微粒状物質は
環境を汚染する。従って、この空気は緩徐な速度でオリ
フィスを通流しなければならない。オリフィスから約２
ft(0.6m)離して人の手を置いたとき、その人は空気の噴
流をわずかに感ずる程度でなければならない。一般にジ
ェットからの空気の離脱速度を約300ft/min(即ち約3.4m
ile/hr、約5.4km/hr) に制限することによって上記の結
果が得られる。150ft/min (2.8km/hr)の上限速度は一層
良好な保証を提供する。一般に、ガスの低速度とは、オ
リフィス347 或は350 のいずれか１つを通って室に極め
て少量の空気が流入される状態をいう。従って、主燃焼
室182 は、ごみを燃焼するために理論混合気空気（±10
％）を維持するために必要な空気を受け入れるように十
分多数の空気吹き出し孔347 および350 をもたなければ
ならない。

【００５６】図示の焼却炉において、各階段335 、従っ
て耐火材353 の層は室182 内へ約18〜24in (45.7〜61.0
cm）水平に延びる。各階合は１列のオリフィスを含
む。さらに、１つの階段の各列内で、オリフィスは約８
〜９in (20.3〜22.9cm) の間隔を保つ。20ft×10.5ft×
10.5ft（6m×3.2m×3.2m) のサイズをもつごみ焼却炉は
240個のこれらのオリフィスをもつ。この多数のオリフ
ィスは理論混合気状態を維持するため緩徐に移動しては
いるが十分な空気の流入を許す。事実、これらのオリフ
ィスは、必要とするごみ燃焼量内に直接に、要求された
理論混合気空気（±10％）のほぼ75％を提供する。図１
９に見えるように、パネル361 はチャンネル362 内を垂
直方向に滑動できる。これらのパネルは水平梁293 およ
び外側板287 としてつくり嵌合する。こうすることによ
って、これらのパネルは、移動床231 と側壁265 および
266 との間の開口から逃出するガスを密閉する。これら
はまた前記経路に沿って反対方向に空気が流入するのを
防ぐ。ハンドル363 がパネル361 の除去および挿入に利
用される。パネル361 を取り外すと、キャップ349 への
接近が可能となりジェット345 および352 の清浄作業を
実施できる。気状の燃焼生成物は、不完全燃焼物質を含
み、主燃焼室182 を離脱する。これら燃焼生成物は第１
排出開口部と第２取入開口部とを結合するのど部371 を
通過して図１６で示すように第２段階の燃焼室の第１再
燃焼室185 に入る。図１６から燃焼生成物は第１排出開
口部と第２取入開口部とを結合するのど部371 を通過し
て図１６で示すように第２段階の燃焼室の第１再燃焼室
185に入る。図１６におけるのど部371 の断面積は、主
燃焼室182 から第１再燃焼室185 へのガスの通流速度を
制御する。のど部371は約15,000Btu/ft²・hrの最大通過
熱量を許す断面積をもたなければならない。

【００５７】換言すれば、主燃焼室182 は或る値のBtu
能力で燃焼するように設計される。これは図１乃至図９
の焼却炉に関して上述した制限を主燃焼室の面積および
容積に加える。さらに、排出オリフィス371 は、従って
約15,000Btu/ft² の最大総熱量をもつために十分大きい
断面積をもたなければならない。図１６に示すように。
この断面積はのど部371 の中心軸線に対して直角な平面
でとられる。図１乃至図８の焼却炉に用いるのど部は手
動または自動制御式可動板を含む。のど部371 の少くと
も一部を覆うときこの板は主燃焼室182 内の熱を保持し
てそこにおける適当な燃焼状態を保証する。正常使用時
に、この板は引き込み、逃出ガスに対しのど部371 の全
面積を提供する。主燃焼室182からのガスは90°の角度
で第１再燃焼室185 には流入しない。直角の入口は流体
の移送を妨げる。それでなく、のど部371 の中心軸線は
第１再燃焼室185の中心軸線とほぼ60°をなす。第１再
燃焼室185 はまた耐火扉207 上方の煙フード372 から空
気および他のガスと混合した煙を受け入れる。これはご
みのスラグが導入されたとき主燃焼室182 の入口面積か
ら逃出するガスを捕捉する。

【００５８】最初にごみを主燃焼室182 に装入すると熱
によって急速に気化しようとする。この現象は主燃焼室
182 からラム頭部216 の引込み中に起る。この時間中、
耐火扉207 はラム頭部が通過するから開き状態にある。
入口224 から逃出する煙は煙フード372 に入る。この煙
は図示しない導管を通ってのど部371 に近接した第１再
燃焼室に入る。煙フード列２からの煙およびガス中の可
燃性物質は第１再燃焼室185 および第３段階の燃焼室の
第２再燃焼室186 を通過中に完全に燃焼する。これはこ
のような汚染物を大気中に直接放散するのを防止する。
第１再燃焼室185 は、第２再燃焼室186 と同様に、主燃
焼182 の上方に位置する。第１再燃焼室185 および第２
再燃焼室186 は縦方向梁374 に結合するＩ型梁373 上に
載置される。同様の縦方向梁が図１６に示す主燃焼室18
2 の反対側に配設される。次に縦方向梁372 は柱体375
上に設置される。トラス支柱376 が縦方向梁374 と柱体
375 との間の安全を提供する。第１再燃焼室185 内のガ
スは、それらの完全燃焼のために付加酸素を必要とす
る。第１空気付加装置を構成するモータ382 で駆動され
る図１５に示す送風機381 がこの空気を提供する。送風
機381 からの空気は、導管383 を通って流れ、外側金属
壁385 および内側金属壁386 によって形成された圧力室
384 に流入する。次にこの圧力室384 からの空気はジェ
ット387 を通って第１再燃焼室185 に流入する。

【００５９】空気ジェット387 は第１再燃焼室の主軸線
に対し45°の角度で空気を導入する。この角度は空気と
燃焼ガスとを混合するのに必要な乱流を提供するのを助
ける。さらに再燃焼室を通流するガスの前進速度を維持
するのを助ける。さらに、空気ジェットはリング状に配
置され、各リングは一般に最小８個の空気ジェットを含
む。のど部区域においては、これらのリングは主燃焼室
182 からの入口ポートが存在するためにその数が少い。
第１再燃焼室185 はほぼ８個の空気ジェットリングを含
む。或る特定リングの隣接するリングは相互に約45°の
弧をなして配置される。任意の1 つの特定リング上のジ
ェットの位置は隣接リング上の吹き出し孔の半径方向位
置から約22°偏位している。このことは第１再燃焼室18
5 のすべての部分を横切る空気を拡散するのを助ける。
耐火壁388 は内側金属壁386 と同様にジェット387 を囲
みかつ保護する。耐火壁を通り第１再燃焼室185 から逃
出する熱は圧力室384 に入る。ここにおいてこの熱は、
ジェット387 を通って第１再燃焼室185に最終的に流入
する到来空気を加熱させる。圧力室内でのこの空気の加
熱は第１再燃焼室185 からの熱損失を再び捕捉する。こ
の熱は最終的にボイラ装置191 に達する。圧力室384 内
のこの空気は可成りの熱損失を防ぎ、この結果水蒸気発
生器としてごみ焼却炉の効率を高める。

【００６０】相互依存方式で、圧力室384 内の低温空気
は金属表層385 が破損を受ける程の温度に加熱されるの
を防いでいる。勿論、送風機381 は継続的に新鮮、低温
の移動空気を提供し、これによって第１再燃焼室185 の
構造へのこの重要な保護作用を提供する。第３段階の燃
焼室の第２再燃焼室186 もまた、第２段階の燃焼室の第
１再燃焼室185のものと同様な構造を有する圧力室をも
つ。従って、上述の利点がこの場合にも得られる。空気
吹ジェットリングをもつ二重壁圧力室は、空気層をもっ
て移動し燃焼する火のかたまりを効果的に包囲する。こ
の包囲空気は燃焼工程による窒素酸化物の発生を減少さ
せる。主燃焼室内の温度が低いことは、望ましくない窒
素酸化物を避ける助けをなす。図１乃至図８のごみ焼却
炉30の第１再燃焼室46は燃焼する火のかたまりの２つの
側方の空気ジェット50から空気を導入するのみである。
よって、この空気は図１４乃至図２０のごみ焼却炉にお
けるように火のかたまりの360°まわりを囲むものでは
ない。しかも、最初の実施例の設計は単に約45ppm の窒
素酸化物を発生するにすぎない。第１感知装置の熱電対
393 は第１再燃焼室185 を約半分通過した場所でのガス
の温度を測定する。この温度が予め定めたレベル、約17
00°Ｆ(927℃) 以上に上昇すると、第１空気付加装置の
送風機381 はそのモータ382 によって空気ジェット387
を通って多量の空気を第１再燃焼室185 に送入する。特
に、調整モータは送風機381 上のアイリスダイヤフラム
を開く。熱電対393 で測定した温度が予め定めたレベル
以下に下ると、送風機381 は減量した空気を第１再燃焼
室185に送入する。第２感知装置の熱電対396 は第１再
燃焼室185 の末端近くのガス流の温度を測定する。この
測定値は第２段バーナ397 に供給される燃料量を制御す
る。動作について述べれば、これはバーナ397 用の燃料
ラインに設けられた弁を比例的に調整する。

【００６１】熱電対396は温度1650°Ｆ(899℃) 以上に
おいて、バーナ397 をその最低燃料位置に置く。この温
度において、バーナ387 は遮断せず、単にその最低作用
値で動作する。 1,550°Ｆ〜1,650 °Ｆ(843〜899℃)
の温度範囲に対し、熱電対396はバーナ397 につり合い
のとれた燃料量を提供する。1,550 °Ｆ(843℃) 以下で
は、バーナ397 はその最大値で動作する。これによって
第１再燃焼室をその最小所望温度1,400 °Ｆ(760℃) 以
上に保つことができる。この温度以上では、炭化水素は
完全にかつ急速に燃焼して水と二酸化炭素に分解する。

【００６２】ガスは第１再燃焼室185 から第２再燃焼室
186 に通流する。これら２つの部分間の接続は図１５に
示すライン399 に沿ってなされる。この点を越えて、第
２再燃焼室186 はその空気を第２空気付加装置の送風機
401 から受け入れる。モータ402 はアイリスの制御の下
に維持される送風機を動作させる。アイリスを送風機40
1 に指向させるモータは第３感知装置の熱電対403 に応
答する。第２再燃焼室186 は第１再燃焼室185 のそれと
極めて類似した構造をもつ。送風機401 からの空気は外
側金属壁406 と内側金属壁407 との間の圧力室405 に入
る。空気は圧力室405 から空気吹き出し孔408 を通って
第２再燃焼室186 に流入する。圧力室の壁406 と407 と
の間に低温空気を通過させる利点は、第１再燃焼室185
に関して上述した利点を受ける。熱電対403 の温度が約
1,400 °Ｆ(760℃) のその下方設定点を超えると、第２
空気付加装置の送風機401 上のアイリスはその最大開口
位置に移動して、多量の空気の流入を許す。1,400 °Ｆ
(760℃)以下の温度では、アイリスは部分的に閉じ、か
つ送風機401 は少量の空気を導入する。

【００６３】第２再燃焼室の熱電対403 はまた約1,500
°Ｆ(815℃) の上方設定点をもつ。この温度以上では、
既述のごみ焼却炉におけるように、このシステムは正常
状態で動作する。上方設定点の超過は主燃焼室および第
１再燃焼室における過剰燃焼を示す。従って、熱電対40
3 が第２設定点を超えると、装填手段が機能を遮断され
てごみの主燃焼室182 への装入を防止する。これによっ
て燃焼が一層強くなるのを防ぐ。さらに、熱電対403 が
上方設定点以上になると主燃焼室182 へ導入される空気
量を下げる。特に、図２０において、熱電対はアイリス
301 の位置を決定するモータ302 を制御し従って送風機
299 に入る空気を制御する。勿論、主燃焼室182内の空
気量の減少は該室における燃焼速度を低下する。これは
このシステムが処理生成物を処理できるために燃焼強さ
を低下する。第２再燃焼室の熱電対403 が第２設定点以
下に下がると、このシステムは正常状態に戻る。装入手
段が発動され、主燃焼室182 はその全空気量を受け入れ
る。勿論、上方設定点は特定の焼却炉の運転を取りまく
環境状態につれて変化する。例えば、第４段階の燃焼室
において、図１４に関して述べたように、煙突187の下
方部分に低温空気を付加する。これによってガスがボイ
ラ191 に到達する前にガスを冷却し、気化した無機物が
ボイラ表面に凝結するのを避ける。よって、第４段階の
燃焼室における低温空気の付加は熱電対40が存在する第
２再燃焼室186 における温度を上昇させる。

【００６４】以下に述べるように、第２再燃焼室は2,00
0 °Ｆ (1093℃）までの運転温度をもつ。これは完全燃
焼を確保して塩素原子を塩素化炭化水素から遊離させる
のを助ける。上述のように、すべての設定点の温度は種
々の因子によって定まる。例えば、焼却されるごみの性
質は設定点に対し特定の設定値を示す。細部構造に関し
ては例えば第４段階の燃焼室において第２再燃焼室の熱
電対403 の上方設定点を高める等種々の設定点を提案で
きる。さらに、第１再燃焼室および第２再燃焼室から形
成されたガス流中の熱電対の位置は、それらの設定点の
比温度に影響する。例えば、図１５の第２段階の燃焼室
の第１感知装置の熱電対393 は、図１の第１再燃焼室の
第１感知装置の熱電対54の場合よりも第１再燃焼室185
のバーナ397 に接近して位置する。２つの熱電対54およ
び393 は第１再燃焼室内に提供された空気量を制御する
ことに関しては同一の機能を果す。しかも、後者は第１
再燃焼室バーナおよび主燃焼室からの加熱ガスに極めて
接近しているから高い温度設定点をもつ。

【００６５】そのうえ、同一の全体形態の見せかけ構造
を有するが各焼却炉の個々の特異性は種々の設定点に対
し実際の温度を若干調節することを必要とする。焼却炉
内に装填された特殊の種類のごみはさらに別の変更を示
す。しかし、設定点および動作を適切に調節したとき
は、煙および他の汚染物を発生せずにごみを燃焼するよ
うに焼却炉を制御することができる。上述のように、図
１乃至図８の第１再燃焼室および第２再燃焼室46および
56〜58は図１４乃至図２０のごみ焼却炉・ボイラ用の類
似の第１再燃焼室185 および第２再燃焼室186 と相等し
て機能する。事実、それらは相応する機能を果すから、
第１再燃焼室および第２再燃焼室185 および186 を形成
する丸型室は実際の場合最初の実施例の焼却炉30に使用
できることが判る。主燃焼室32から離脱するガスは、主
燃焼室185 および第１再燃焼室186 と極めてよく似た構
造をもつ第１再燃焼室および第２再燃焼室に流入するだ
けである。

【００６６】図１乃至図８のごみ焼却炉30は熱回収手段
は有しない。しかも、その第１再燃焼室および第２再燃
焼室に丸型室185 および186 の使用が可能である。二重
壁空気圧力室を有する丸型室は熱回収設備を用いずに焼
却炉における汚染物の発生を避けることができる。図１
４乃至図２０の丸型室185 および186 の円形断面形状は
特に大型装置に対し一層好適合である。このことは、図
１乃至図８の焼却炉に対し上述した旋転作用は第２再燃
焼室を大型にすることを無意味にするから好ましい設計
である。しかし、図１乃至図８に示すような方形断面形
の燃焼室46および56〜58は特に第２再燃焼室における旋
転作用をもつ小型サイズのものに対し満足できる使用効
果を提供する。将来考えられる他の形態もまた使用可能
で、かつ恐らく好ましいものと考えられる。

【００６７】再燃焼室はその形状の如何に拘らず、特別
の機能を果す。第１再燃焼室に入る煙は、主燃焼室から
入る任意の可燃性流体を気化するため付加熱を必要とす
る。生成する炭化水素ガスの温度もその燃焼点まで上昇
しなければならない。さらに、第１再燃焼室内の加熱さ
れたガスは、ともに燃焼するための一般に空気を用いる
若干量の酸素を要求する。第１再燃焼室に入る空気はま
たこれらのガスをこの燃焼室を通って第２再燃焼室に押
入させるのを助ける。第２再燃焼室内の加熱された燃焼
ガスはそれらの燃焼を完成するための空気を必要とす
る。さらに、これらのガスの燃焼は第２再燃焼室の温度
を許容し得ないレベルに上昇する。従って、導入された
空気或は他のガスはその温度を制御可能レベルに低下す
る。従って、完全燃焼を遂行するために第２再燃焼室に
要求される空気量は第１再燃焼室において要求される空
気量とは相違する。さらに重要なことは、空気に対する
第１再燃焼室の要求の変化がしばしば第２再燃焼室に対
する変更に伴って変動することである。特に、これは主
燃焼室内に導入されるごみの量と種類による。従って、
同一比率でのみ変化するように２つの再燃焼室へ空気の
流入を許すことは、主燃焼室内へのごみの装入量、ごみ
の種類およびタイミングを苛酷に制限する。２つの室を
個別に制御できるようにすることはこれらの制限の多く
をなすことができる。その結果、２つの再燃焼室が主燃
焼室から離脱しかつ第１再燃焼室に入るガスの種類およ
び温度の出力を急速に変化させることができる。

【００６８】第１再燃焼室および第２再燃焼室は、それ
らの多用性のゆえに、それ自身で即ち主燃焼室を用いず
に、煙燃焼器としての使用が知られる。換言すれば、こ
れらの燃焼室は流動する流体流内の可燃性ガス源に接続
できる。よって、これらは附随する材料が完全燃焼して
多くの汚染物を含まない離脱流を提供する。再燃焼室が
作用する流体は図示されたものとは異った単に燃焼室の
排出物である。これとは別に、これらは化学反応生成物
の部分を構成する。排出物が排出される特定の源は重要
な配慮事項ではない。むしろ、これらは再燃焼室内で完
全燃焼するように該室に到達しなければならない。一般
に、第１再燃焼室に入る可燃性微粒状物質のサイズは、
約100μを超えてはならない。これによって、約1,400°
F(760 ℃) 以上の温度で１秒間再燃焼室内にもしこのよ
うな物質が留まればそれらの完全燃焼を許す。適正な滞
留時間を提供するために、これらの物質は約40ft/sec(1
2.2m/s) を超えない速度で再燃焼室に流入しなければな
らない。しかし、これらは通常少くとも20ft/sec(6.1m/
s)の速度で流入する。後述するように、もし流入ガスが
これらの制限内におさまらなければ、再燃焼室の構造お
よび設計変更が実施される。例えば、サイズで 100μを
超える炭化水素粒子は再燃焼室内での長い滞在時間を必
要とする。これは即ち大型の流入粒子を完全燃焼するた
めに十分な滞在時間を提供するために長い寸法の再燃焼
室を提案することになる。これとは別に、例えば旋転分
離機などを用いて前もって過大な粒子を除去すれば、標
準長さの再燃焼室の使用ができる。図示の主燃焼室の１
つから、或は別の発煙源からにせよ、流入する物質は完
全燃焼するために十分長い時間を再燃焼室内ですごさな
ければならない。上述のように、約100μの最大粒子サ
イズのものは一般に完全燃焼するためには約³/₄ 〜１秒
を必要とする。100μ粒子の完全燃焼を保証するにはガ
スは全体として１秒間室内にあることが好適である。こ
れらの再燃焼室は約1800°F(982 ℃) の平均設計温度を
もつ。一般に、この温度は温度測定が行われる再燃焼室
内の特定の位置によって変わる。第１再燃焼室の入口端
におけるバーナに近い程、温度はその値を実質的に超え
る。第２再燃焼室の端部に向けて動かすにつれて、この
温度は前記値以下に十分下げることができる。

【００６９】上記で与えられた滞在時間および温度をも
つ100 μ炭化水素粒子の完全燃焼は、第１再燃焼室およ
び第２再燃焼室において高程度の乱流を与えることを必
要とする。空気ジェットは空気をこれらの室内に十分な
速度でこれらの粒子に到達させる。この乱流がなけれ
ば、さらに高い温度とさらに長い滞在時間がこの粒子を
燃焼するのに必要となる。再燃焼室を通流するガスは約
32ft/sec(9.8m/s)の平均速度をもつ。、特定の速度を達
成するには、まず再燃焼室の適正な総断面積を選定する
ことである。この再燃焼室導入された可燃性気状物質の
量と速度、空気吹き出し孔を通して導入される空気量、
およびガスとバーナによって提供される組合せ空気量も
またこの速度に影響を与える。上述のように、このガス
は少くとも³/₄ 秒間は再燃焼室内に滞在しなければなら
ない。平均速度32ft/sec(9.8m/s)において合計長さが約
24ft(7.2m)の２個の再燃焼室を必要とする。１秒間の好
適滞在時間に対しては、この再燃焼室長さは32ft(9.8m)
に延長しなければならない。

【００７０】特に、再燃焼室内の気状物質の速度は、前
記の等式(1)であらわされ、これは主燃焼室内のガスに
対するものである。もし、再燃焼室の使用温度が所望の
1,800°F(982 ℃) から変化すると、ガスの速度も変化
する。これは、ガスの容積が理想気体と仮定して温度の
上昇とともに直線的に増大するという事実に起因する。
この現象は次の等式の形をとる。 ここにＱ₁ およびＱ₂ は温度Ｔ₁ およびＴ₂ それぞれに
おける再燃焼室内のガスの容積である。炭化水素の燃焼
を保証するために、再燃焼室の温度は約1,400 °F(760
℃）に維持しなければならない。(1)式に上記の(3)式を
組み合わせると、煙突ガスはこの温度において26ft/sec
(7.9m/s)で流動する。同様に、2,200 °F(1203 ℃) は
再燃焼室内の温度の上限を示す。この温度では、ガスは
約37ft/sec(11.3m/s) で流動する。よって再燃焼室の正
常使用温度範囲は26ft/sec(7.9m/s)と37ft/sec(11.3m/
s) との間の速度をもつガスを提供する。理想的には、
図１乃至図８に示す再燃焼室を有するごみ焼却炉は約45
ppm 以下の窒素酸化物を生じながら燃焼を達成する。空
気層をもって燃焼するガスを囲む能力をこれらの再燃焼
室は有するから、図１４乃至図２０の再燃焼室はこのレ
ベルをさらに下げることもできる。

【００７１】実質的に完全燃焼を遂行する際に、図示の
ごみ焼却炉は一酸化炭素の発生を避ける。排出物の測定
では、50％過剰空気に修正して約10ppm 以下の一酸化炭
素レベルを示す。実際の生成率はそれ以下であった。比
較のため、State of Illi-nois Air Pollution Control
委員会が1970年のFederal Clean Air 行動を実行するた
めに１つの標準を考察した。この委員会は次いで一酸化
炭素の最大レベルを500ppmとした。上述のごみ焼却炉で
は一酸化炭素量はこのレベルの¹/₅₀以下である。排煙の
炭化水素含有量も約10ppm のレベル以下に維持する。ご
み焼却炉は一般に炭化水素含有量に対する規定標準を未
だ有しない。現在の標準は、就中過度の炭化水素含有量
から生ずる煙の発生に関するもののみである。主燃焼室
からの物質の滞在時間およびそこにおける低いガス速度
は再燃焼室内での可燃性物質の完全燃焼を保証する。通
常の嵩張り公共ごみに対し、排出物は一般に12％二酸化
炭素含有に修正して約標準立方ftガス当り0.08粒未満の
微粒状物質を含む。種々の状態が焼却炉をしてこのレベ
ルを超えさせる。例えば、もしごみが重量で２％以上の
塩素を含めば、排出物はさらに多量の微粒状物質を含
む。これは塩素が不純物除去剤として作用する事実から
生ずる。従って、これは灰分内に発見される他の物質、
或は壁上の灰残留物および主燃焼室内の煙と結合する。
こうした場合に、炉温度において通常は安定な種々の酸
化物は揮発性塩化物に変換する。焼却作業後に、これら
の塩化物蒸気は、ガスが冷却すると、凝結して微粒状物
質としてあらわれる。

【００７２】さらに、平均的な公共廃棄物内には通常そ
の量を発見できない種々の不活性無機物成分は主燃焼室
温度において気化することができる。上述の塗料を含む
ものに対する説明はこの現象の１例である。このシステ
ムの排出ガスが低温のときは、これらの無機物は汚染微
粒状物質内に凝結する。塩素或は低温で気化する無機物
質を含む廃棄物に対しては、システムの設計或は作用因
子の改変によって、しばしば微粒状汚染物の有害生成物
を避けることができる。勿論、主燃焼室および２つの再
燃焼室内での燃焼状態を最適にすることだけではすべて
の可能な汚染物を除去するには不十分であり、或る構成
要素のこの性質はこれら汚染物を望ましくない形態でガ
ス中に保持させる。例えば、酸化塩素および酸化硫黄は
３つの燃焼室内で得られる状態の如何に拘らず残留し、
これらは「安全」物質への燃焼を実施しない。これらを
取り除くには、第２再燃焼室の下流に別の装置を設けな
ければならない。図１４に示すごみ焼却炉において、下
記に述べるように、ガス精製装置194 は自由塩素および
塩素塩を除去する特別の目的を果す。

【００７３】図１７にもどり、システム内のガスは図示
のように、第２再燃焼室186から離れてＴ形部412 に入
る。正常運転時には、Ｔ形部412 からのガスは煙突187
の下方部分413 を下向きに通流する。ガスがこの方向に
流れるのを保証するために炉キャップカバー189 は閉じ
た状態を維持し開口190 を煙突187 の上方部分415 から
閉塞し、両方のカバーは閉じる（図１４乃至図１７に示
すように一方のカバーが閉じかつ他方のカバーが開く場
合とは異り）。さらに、下方煙突部分413 を通るガスの
下向き通過を助けるために、導入された送風ファン196
が図１４および図１８に示すがボイラ・対流装置191 を
通してガスを引き出す。上述のように、図１４におい
て、冷却されたガスはボイラ191を通過したのちに導管2
00 を通って煙突187 に戻る。特に、この第４段階の燃
焼室において低温のガスが第２再燃焼室186 を離脱する
流体と混合しかつ冷却する。特にこの戻りガスはＴ字形
部412 の下方の下方煙突部分413に入る。下方煙突部分
は、第４段階の燃焼室として用いられるとき、再循環ガ
スを導入するために第１再燃焼室および第２再燃焼室18
5 および186 と類似の構造をもつ。勿論、これは二重壁
圧力室供給ジェットリングを含む。これらのジェットは
煙突部分413 内に開口し、かつ一つのリング上に45°間
隔で８個の喰違い配列リング内に収まる。

【００７４】下方煙突部分413 における第４段階の燃焼
室の使用は第２再燃焼室186 の動作に便宜を与える。こ
のように実施された冷却は第２再燃焼室を実質的に上昇
した温度で動作させる。よって、第２再燃焼室は2,000
°F(1,093 ℃) までの温度で良好に動作し、かつ通過す
るガス内で効果的に完全燃焼を実施させる。また、少量
の過剰空気を導入するからボイラ効率も増大する。この
上昇した温度はまた、塩素を結合した炭化水素から遊離
するのを支持する。この温度を得るために、第２再燃焼
室の熱電対403 は上方設定点として2,000°F(1,093 ℃)
をもつ。第４段階の燃焼室は、再循環ガスの代りにガ
スを冷却するため付加流体を使用することができる。液
状の水は高い熱容量をもちかつ可成りの熱を吸収する。
周囲空気および水蒸気も上記と同様の結果を与える。し
かし212°F(100 ℃)以下の温度で単に多量のこの流体の
導入を介してのみ導入された水の蒸発の潜熱の欠乏は同
一の結果を与える。よって、空気および水蒸気は有効で
あるがその効率は低い。しかし、煙突からのガスの再循
環はボイラ部分191 内のガスＱ温度を下げるために外部
空気或は他の媒体を導入する必要を避ける。例えば周囲
空気は、第２再燃焼室186 か下方煙突部分413 において
取入れできる。しかし、いずれの場合も、過剰低温空気
の付加は付加空気をボイラ191 の温度までもたらすため
に必要とする熱量を損失する。従ってボイラ効率は低下
する。特に、空気中に79％含まれる窒素は燃焼中は不活
性のままで、しかも加熱され、単に煙突ガスとしてのみ
煙突から逃出する。

【００７５】勿論、ボイラ191 は過剰低温空気をボイラ
温度までもたらすのに必要な熱を回収することはできな
い。しかし、煙突からのガスは既に、ボイラの僅かに上
昇した温度にある。従って、煙突から再循環されたガス
によって捕捉された大部分の熱はボイラ191 によって回
収される。従って、第２再燃焼室を離脱する燃焼ガスを
冷却するため煙突ガスを再循環することは、同一目的の
ために外部過剰低温空気の使用によって附随されるごみ
を避ける。エコノマイザが煙突からの熱損失をさらに減
ずる。しかし、高い塩素含有量を有するごみを焼却する
際、塩化水素はエコノマイザの表面温度が零点以下に下
がると、凝結してエコノマイザの金属部に付着する。よ
って、経済要因としてエコノマイザの全面使用か、部分
使用か或は不使用かの最終選択が採られる。ガスは、下
方煙突部分413 を下向きに通って流動したのち水管ボイ
ラ・対流部分191 の入口414 を通過する。ボイラ191 内
でガスは下方圧力室区域416 から水管417 の下方部分を
横切って中央圧力室418 に流入する。ガスは次に上方水
管部分419 を横切って上方圧力室420 に到る。邪魔板42
3 は、ガスがその経路に沿って移動し下方圧力室から上
方圧力室への直接の移動を防ぐことを保証する。上方圧
力室から、ガス結合部427 を通って大気へ、或は所要に
従って図１４のガス精製装置194 、袋ハウス或は沈澱器
のような収集装置に流入する。後者の場合、ガスは処理
されてから大気に放出される。第２熱交換装置を構成す
るボイラ・対流部分191 は、ボイラとして、通常の水ド
ラム431 を有し、このドラムは下方管部分417 、上方管
部分419 を通ってから水蒸気ドラム283 に水を通流させ
る。水に与えられた熱によって提供される自然循環は補
助ポンプを必要とせずに水のこの流れを保証する。水蒸
気室283 内において、水蒸気はドラム283 の上方部分に
移動し、一方この水は下方部分に落下しかつ導管433 か
ら水ドラム431 に戻る。発生した水蒸気はパイプ435 を
通ってドラム283 から離脱する。

【００７６】管部分417 および419 はそのままか或はフ
ィン付き管を有す。フィン付きの場合、さらにすす送風
機447 を含み、この送風機は空気或は水蒸気を管部分41
7 および419 を横切って任意の吸着材料に排出する。さ
らに、ボイラ191 は図において見られる水管装置の代り
に煙管系或はコイル管強制循環ボイラの形態を採ること
ができる。ボイラ・対流部分191 の外壁は耐火材の内層
441 、絶縁中間層442 、および外皮層443 を有す。チャ
ンネル型補強部材444 が外壁443 に強度を付与する。上
述のように、吸込みファン196 は空気を下方および上方
管部分417 および419 を横切って吸引してこの部分に起
る圧力降下を補償する。吸込みファン196 は第２再燃焼
室186 の出口近くに配設された圧力変換器に応答する。
この変換器は静圧を測定して吸込みファンの動作を制御
して所望の圧力を維持する。第２再燃焼室の端部にこの
変換器を配設することによって主燃焼室182 、第１再燃
焼室185 或は第２再燃焼室186 のいずれかに導入される
空気を補償させる。これは、この変換器をもし主燃焼室
に配設すれば上記の補償はできない。後者の場合、付加
的に導入された空気が再燃焼室内の速度を許容できない
レベルまで増大させる。この結果、ガスは完全燃焼のた
めの十分な時間そこに留まることができない。変換器を
第２再燃焼室の出口に配設することによってこの望まし
くない結果が避けられる。吸込みファンは好適に第２再
燃焼室の出口において約40ft/sec(12.2m/s) の速度を維
持する。

【００７７】図１４〜図２０のごみ焼却炉・ボイラにお
いて、熱は主燃焼室182 およびボイラ191 から得られ
る。換言すれば、ごみはその燃焼を主燃焼室182 内で始
め、ここにおいて他の目的のために若干の熱を提供す
る。次にガスは第１再燃焼室および第２再燃焼室に入
り、ここにおいては熱回収は起らない。第２再燃焼室の
後にガスは他の熱回収のためにボイラに流入する。 よ
って熱回収はすべての燃焼室において起る１つの処理工
程を構成するものではない。そうでなく、効率的に実施
される。主燃焼室において、発熱反応が行われるが、し
かし、吸熱反応が可塑性およびゴム質廃材との間で起り
得る。このようにしてごみの初期燃焼が通常、過剰の熱
を発生する。第１再燃焼室において気化した可燃性物質
はそれらの燃焼温度に達するために付加熱を要求する。
このシステムはしばしば良好な燃焼状態を維持するため
に補助燃料を必要とする。明らかに、この段階の燃焼室
では回収可能な過剰熱量は存在しない。同様に、第３段
階の燃焼室は燃焼を完成するために利用可能なすべての
熱を必要する。第３段階の燃焼室後流では、燃焼は終結
する。熱は燃焼を支持するためにはもはや不必要であ
る。この点において、ガスは第２熱回収装置即ちボイラ
191 にこの熱を安全に提供する。もし、煙突部分187 の
下流において故障が起ると、炉キャップ189 が開いて燃
焼ガスを大気へ直接に通気する。これによって構成部品
の破損を避けかつ煙が周囲区域に入るのを防ぎかつ作業
者のこうむる危険を防止する。

【００７８】図１７に示すように、炉キャップ189 は枢
軸点451 まわりに回転する。一般に、重錘452 とレバー
アーム453 との組合わせは炉キャップ189 を開き状態に
保つ。これを閉じるには空気シリンダ454 の能動作用を
必要としシリンダロッド455を伸長する。これによって
炉キャップ189 が閉じる。図２１および21b 図に示す表
は、焼却炉の動作の若干段階の燃焼室を介しての焼却炉
の種々の構成要素の動作を表示する。これは遭遇する種
々の状態の下でこのシステムはしばしば良好な燃焼状態
を維持するために補助燃料を必要とする。明らかに、こ
の段階の燃焼室では回収可能な過剰熱量は存在しない。
同様に、第３段階の燃焼室は燃焼を完成するために利用
可能なすべての熱を必要する。第３段階の燃焼室後流で
は、燃焼は終結する。熱は燃焼を支持するためにはもは
や不必要である。この点において、ガスは第２熱回収装
置即ちボイラ191 にこの熱を安全に提供する。もし、煙
突部分187 の下流において故障が起ると、炉キャップ18
9 が開いて燃焼ガスを大気へ直接に通気する。これによ
って構成部品の破損を避けかつ煙が周囲区域に入るのを
防ぎかつ作業者のこうむる危険を防止する。図１７に示
すように、炉キャップ189 は枢軸点451まわりに回転す
る。一般に、重錘452とレバーアーム453 との組合わせ
は炉キャップ189を開き状態に保つ。これを閉じるには
空気シリンダ454 の能動作用を必要としシリンダロッド
455 を伸長する。これによって炉キャップ189 が閉じ
る。

【００７９】図２１および図２２に示す表は、焼却炉の
動作の若干段階の燃焼室を介しての焼却炉の種々の構成
要素の動作を表示する。これは遭遇する種々の状態の下
での焼却炉の動作を示す。この表の若干の項目は組み合
った検知器および警報器を含む。例えばバーナは火焔安
全検知器および警報器を含む。このシステムを運用する
ために、これらの検知器はバーナが実際に火焔を伴って
いることを指示する。さもなければ、警報器がこのシス
テムに注意を喚起すべきであることを作業者に警告す
る。さらに、或る形の故障が起ると焼却炉は完全に停止
する。例えば、燃焼空気送風機およびバーナ用送風機は
圧力スイッチと組み合わされる。もし送風機が正常に特
定の時間に動作すればこれらの検知器はそれらが事実そ
のとおり動作していることを示さなければならない。こ
れらはすべてバーナ、送風機と組み合わされた標準技術
である。Ｉ列からＸＸＶ列はこのシステムの動作の種々
の段区域をあらわす。特に、列Ｉから列ＩＶはこのシス
テムの初期始動を示す。列 ＩＶから列XＩＩはこのシス
テムの正常運転様態をあらわす。このシステムの正常お
よび非常部分的および完全遮断様態は列 XIIIから列 XX
Vまでにあらわす。Ａ欄には各列が記す動作の種々の様
態をあらわす。Ｂ欄からＶ欄までは種々の動作様態にお
ける種々構成要素の状態を示す。図２１および図２２の
表において、文字「Ｘ」は変換器による制御或は検知の
不定設定を示す。換言すれば、或る特定の列上で論じた
動作の様態はその欄における「Ｘ」を付した構成要素の
特定の設定或は状態に依らない。同様に、空白個所は単
純に「断」を意味する。最後に、文字「Ｎ」はＢ欄から
Ｊ欄までに含まれる安全組み合い用の正常状態をあらわ
す。「Ａ．Ｆ」はボイラ・対流装置191 がこれを通る空
気流をもたなければならないことを示す。上述のよう
に、列ＩからIVまでは（図２１) 、焼却炉・ボイラの運
転開始中の状態に簡単に関連する。特に、列IVはこのシ
ステムが動作状態に丁度達したことを示す。この点にお
いて第２段階の燃焼室の温度はその最初の設定点に達す
る。これは主燃焼室および第２段の燃焼室が十分に高温
となって主燃焼室内に装入されたごみの燃焼が実施でき
ることを示す。従って、点火バーナ用の燃料は、この点
においてごみの最初の装填物を点火するために接続状態
となる。また、装填機は動作を始めてごみを主燃焼室内
に移動しかつ燃焼工程を開始する。

【００８０】列Ｖから列 XIIまでは種々のしかし正常な
動作状態の下における焼却炉・ボイラの動作を示す。こ
れらの状態は特に熱電対461, 393, 396 および403 によ
って決定される種々の設定点に達する温度に関する。こ
れらの列は図１〜図１３の焼却炉に対する図９に示す種
々の状態に対応する。上述のように、２つのシステムの
設定点の実際の温度は、他の因子と同様に熱電対の配設
位置、特定のごみの性質によって変化する。もち論、一
般原理は同じである。図１４〜図２０の焼却炉に対する
種々の温度設定点に関するこのシステムの動作の変化は
図２１のＯ欄からＳ欄に示す。列IXは図１〜図１３に関
して述べたシステムに対しては示されていない動作状態
を示す。この列はその第１設定点より高くしかもその第
２設定点よりも低い点の段階の燃焼室２・1/2における
熱電対396 によって決められた温度に関する。２つの設
定点の間において、第２段階の燃焼室バーナ397用の燃
料はその２つの極限値のいずれをもとらない。その代
り、低設定点以下の最高燃料設定と、高設定点をとる低
燃料設定点との間で比例させる。

【００８１】上述のように、第２段階の燃焼室185 はこ
こを通る炭化水素の完全燃焼を補償する温度を維持しな
ければならない。低設定点において、第２段階の燃焼室
のバーナ397は、温度を維持するために最大状態で動作
しなければならない。第２、或は高設定点において、第
２段階の燃焼室のバーナ397 の燃料弁はその最低設定位
置をとり、通流する炭化水素の燃焼は所要の温度を維持
する。これらの両値の間で、燃料量は、温度が低設計点
と高設定点との間で変化するにつれてその高設定点位置
からその低設定位置に変化する。列 XIIIから列 XXV
（図２２) まではシステムの種々の遮断様態におけるシ
ステムの動作を示す。列 XIIIは作業者が「非常」（或
は「恐慌」）スイッチを操作したときに起る事柄を記
す。そこに示すように、すべての構成要素は単純に遮断
状態になる。列 XIVから XVIIIまではこのシステムの自
動的かつ完全な遮断の種々の様態を示す。種々の遮断に
対する理由は各ライン XIVから XVIIIに示す。各ライン
に示す状態はシステムの動作の完全終結を必要とする十
分に異例でかつ望ましくない状態をあらわす。他の異常
な状態でこの焼却炉・ボイラを運用することができるが
これは通常の様態ではない。列XIXからXXIIまでに与え
られたこれ等の状態の或るものが起ると、このシステム
は依然として動作するがそれは単に正常でない様式によ
るものである。これらの状態の或るもの、例えば炉キャ
ップ189 が開くことがある。この場合、如何な排出ガス
もボイラ191 を通流しない。しかし、これらの制限にも
拘らず、もし他の問題が干渉しなければ、焼却炉はなお
使用できてごみを燃焼する。

【００８２】このシステムを遮断する正規の方法は、XX
IIIから XXV に示される。列 XXIIIに見られる正規遮断
の段階１において、装填装置は「断」状態となって如何
なるごみも焼却炉には装入されない。勿論、焼却炉内に
既に装入されているごみはその燃焼を完了しなければな
らない。主燃焼室182内のごみがその燃焼を通じて減少
されると、主燃焼室182 内の油バーナ257 用の燃料と空
気が「接」状態にならなければならない。次にバーナ25
7 は主燃焼室182 を十分な燃焼を保証するために十分高
い温度に維持する。さらに、腐食性材料がごみから気化
する機会がある。これはボイラ191 内の輻射用壁管273
および水管417,419 両方の酸腐食を避けるのを助ける。
このシステムは第１タイマによって定められた時間中正
規の遮断段階１に保つ。次に列 XXIVに示す正規遮断の
段階２に入る。この点において、第１段階の燃焼室の油
バーナ257 への燃料および空気は点火バーナ252 への空
気の場合と同様に「断」状態にされる。第１、第２およ
び第３段階の燃焼室の送風機299, 381および401 はそれ
ぞれ, 残りの気状燃焼生成物のシステムを清浄にするた
めに作動状態にある。

【００８３】正規遮断の第２段階の燃焼室は第２タイマ
によって定めた時間中継続する。そののち、このシステ
ムは列 XXVに示すその第３遮断の第３段階に入り、この
段階においてこのシステムは実際に「断」状態にされ
る。図２３から図３０までの流れ線図は図１４〜図２２
の焼却炉・ボイラシステムの運転中の種々の段階を示
す。Texas Instrument 5TI-103制御システムおよびシー
ケンサがシステムの構成要素の適正な順次動作に必要な
方向を提供する。 図２３から図３０において、長方形
ブロックはシステムの動作の論理段階を与える。五角形
ブロックは後続する段階が自動的に追従することを示
す。円473 および490 のような円形ブロックは使用者が
手で設定しなければならないスイッチを示す。菱形は一
般のように、このシステムのプログラム或は制御におけ
る決定点を示す。図２３から図２４に線図表示されたこ
とのシステムの動作は使用者が円473 で示す主動力スイ
ッチを「接」状態にすることによって開始する。電球47
4 が次に点灯してシステムが実際に動力を受け入れたこ
とを示す。種々の他の構成要素もまた電流を受け、この
電流はブロック475 で示す警報システム、ブロック476
で示すファン作動器、ブロック477 で示す点火バーナフ
ァンおよびブロック478 で示す温度制御器を「接」状態
にする。

【００８４】２つの附属パネルが主パネル上に配置され
かつそれらの動力を制御するオン・オフスイッチを有
す。よって、スイッチ482 はブロック483 で示す段区域
２用バーナに動力を提供する。主パネル上の信号灯484
がスイッチ482 を介して段区域２用バーナパネルによっ
て動力を示す。同様に、ブロック485 で示す段区域１用
の油バーナはその動力をスイッチ486 を介して受ける。
主パネル上の信号灯487はスイッチ486 が動力を主燃焼
室内の油バーナに供給する位置を占めることを示す。こ
のシステムを始動中の次の段階として、使用者は円490
で示すごみ装填パネルに動力を「接」状態にする。信号
灯491 はこのパネルが電流を得たことを示す。ごみ装填
パネルからの動力は先づブロック492 で示す灰穴内の水
のレベルを定める変換器に流れる。信号灯493 は、十分
な水がこの穴内に収容されたとき点灯する。ごみ装填パ
ネルからの動力はまたブロック494 で示す灰除去装置に
流れる。ごみ装填パネルからの動力はまたブロック495
で示す空気圧縮機を運転する。この構成要素によってつ
くられた空圧力はブロック496 で示す炉キャップ、ブロ
ック497 で示すホッパ蓋、およびブロック498 で示す移
動床構成要素を作動するのを助ける。しかし、移動床は
またごみ装填パネル自身から直接に電気動力を必要とす
る。ブロック495 の右側の矢印はその後に図示された動
作が自動的に起ることを示す。よってブロック495 で示
す空気圧縮機の作動がブロック496 乃至498 に空圧力を
提供する。ブロック502 で示す作業者は３つの段階の燃
焼室における温度制御器の設定点を点検しなければなら
ない。一般に、これらの点は実質的な作動時間を切り替
えることはない。しかし、作業者は何等から偶発的な原
因によってこれらの設定位置が変更されるという災難が
起っていないことを確認しなければならない。

【００８５】使用者はまた、主燃焼室がその燃料をごみ
からか、或は燃料油から受けるかを決定する。一般に、
この装置はごみに作用するために始動される。従って、
使用者は水蒸気発生選択スイッチを円503 で示すごみ様
態おく。註記ブロック504 はこのシステムがもしこの様
態において燃料として石油ガスを使用すれば始動できな
いということを標示する。動作を開始するためには燃料
油様態かごみ様態で運転しなければならない。次に使用
者は炉キャップ選択器を円507 で示す自動様態におく。
註記ブロック508 に示すようにこのシステムが先づ始動
すると、炉キャップは選択器を自動様態にした状態で開
き位置に維持され、システムはまだ動作しない。これと
は別に、もし炉キャップがその閉じ形態を占めれば、こ
れらのキャップは円507 で示すように開かなければなら
ない。図示のように、炉キャップの動作にはブロック49
5 の空気圧縮機の動作からブロック496 で示す空圧力を
必要とする。菱形509 は、次に炉キャップが実際に適切
に、開き位置に移動されたか或は留まっているかを付問
する。もし「否」であればキャップは、１つの可能性と
して、それらの閉じ形態を占め、信号灯510 が点灯す
る。これとは別に、電球511 の点灯はキャップが部分開
き状態に留まっていることを示す。これは、キャップの
開形態と閉形態との間の１つの位置を占めるか、或は１
つのキャップが開き、他の１つが閉じ位置に留まるかの
両方のうちのいずれかの状態から生ずる。いずれの許容
し得ない場合においても、菱形512 は、実際に、キャッ
プ選択器が自動様態に設定されたかどうかを付問する。
もし「否」であれば、このプログラムは円507 に戻り、
ここにおいて作業者はキャップ選択器をその適正位置に
位置づけなければならない。

【００８６】しかし、もし菱形512 がキャップ選択器が
自動様態にあることを発見すれば、作業者はブロック51
3 で示すキャップの全部の状態を点検しなければならな
い。これはブロック495 で示す空気圧縮機およびブロッ
ク496 で示す炉キャップ装置の状態の点検を含む。この
システムの適正動作中の或る点において、炉キャップは
実際の場合開くであろう。これは計画を図２４の円516
に進ませることを許す。作業者はそこに示すボタンを押
してこの装置の準備工程を開始させる。信号灯517 はこ
の工程が開始されことを指示する。この準備工程は、ブ
ロック518 で示す気状含有物質を含む３つの燃焼室を掃
気すること、および信号灯519 により始まる。室の掃気
は、システムが動作していない時に室に蓄積された揮発
性成分を除去する。この掃気は主燃焼室の両半部、第２
段区域、および第３段区域に対し送風機を動作すること
を含む。これらの送風機はすべて、その工程中、それら
の高容量で動作し、これらは図においてブロック520 〜
523 および信号灯524 〜527 であらわされる。さらに、
始動工程が始まると、作業者は円530 で示すようにガス
洗滌ポンプ用の始動ボタンを押す。標記ブロック531 は
ガス洗滌ポンプが吸込みファンが運転される前に動作し
なければならないことを指示する。換言すれば、このシ
ステムは吸込みファンがガス洗滌ポンプがこれらのガス
を清浄にするために必要な洗滌用流体を提供しない限り
このガス洗滌器を吸込みファンガスが通過し得ないこと
である。

【００８７】最後に、ブロック533 で示すように、段階
の燃焼室はそれらの気状物質の排出を完了する。しか
し、特にごのプログラムはこの排出が指示された予め設
定した時間の間は少なくとも継続することが必要であ
る。よって、作業者が円516 で示す順次始動ボタンを押
すと、掃気タイマがブロック534 で示すように掃気時間
中の進行を保つ。掃気作業がブロック535 で示すように
少くとも５分間続くと、このシステムは掃気作業が完了
したものと見做し、ブロック533 の信号灯536 が点灯す
る。次に作業者はボタンを押して円539 で示す吸込みフ
ァンを始動させる。菱形540 が、ファンが実際に動作を
開始したかどうかを付問する。もし「否」ならば作業者
はブロック541 の洗滌ポンプおよびブロック542 の吸込
みファンの動作を物理的に点検しなければならない。ブ
ロック543 で示すように、吸込みファンの故障は、燃焼
室に対し要求された洗滌時間の満了に先だってこのファ
ンを始動させようとすることから起る。吸込みファンが
動作を開始すると、このプログラムはブロック547 に進
行し、ここにおいて炉キャップは閉じ始める。信号灯54
8 はこの動作の開始を指示し、一方菱形549 はそれが完
了したかどうかを付問する。もし問いに対し「否」であ
れば、作業者は種々の構成要素を点検しなければならな
い。これらの点検項目はボイラ内の水位、ボイラ水蒸気
圧力、吸気警報器、モータパネル電気系統、および空気
圧縮機である。

【００８８】炉キャップが実際に閉じると、信号灯551
が「接」状態となり対流部分がブロック554 で示すよう
にそれ自身の気状含有物質を掃気し始める。パネル上の
信号灯555 は点灯して作業工程順序がこの段階の燃焼室
に到着したことを示す。次に第２掃気タイマがブロック
556 で示すように作動し始める。ブロック557の第２掃
気タイマが５分間の予め定めた時間を経過したことを示
すと、対流部分はブロック558 で示すその掃気作業を完
了し、信号灯559 を点灯する。次に第２段階の燃焼室の
再燃焼室内のバーナ397 が90秒間それ自身の掃気作業を
始め、そのファンは新鮮な空気を送風する。この時間が
経過したのちに、ブロック561 で示すようにその点火が
始まる。電球562がつぎに、バーナ397の点火時に種々の
段階の完了が指示されるのに応じて点灯する。この段階
の燃焼室において、菱形563 は第２段階の燃焼室のバー
ナ397 の火焔の存在を立証する。しかし、もしバーナ39
7 に火焔が欠けていれば工程順序はブロック564 に移行
し、すべての工程を再び繰り返す。これを行うために、
プログラム は図２４のブロック518 に戻り、３つの燃
焼段室を掃気することにより全点火工程を再開する。上
述のように、プログラムは点火工程を開始する必要があ
るときは常にブロック518 に戻る。もし第２段階の燃焼
室のバーナ397 が火焔をもてば、ブロック566 のプログ
ラムは第２段階の燃焼室185 をその使用温度まで暖ため
る。次に菱形567 が第２段階の燃焼室の再燃焼室の温度
がその下方設定点に達したかどうかを付問する。もしそ
の答えが「否」であれば、プログラムはブロック566 で
示すようにこの結果が起るのを待つ。

【００８９】第２段階の燃焼室がその使用温度に達する
と、信号灯568 が点灯する。次にプログラムは図２６の
ブロック570 に進行し、ここにおいて、主燃焼室はその
加温工程を開始する。この段階を達成するために、使用
者は油バーナ選択スイッチを円571 で示すその「接」位
置に設定する。これに応答して、油バーナ257 は90秒の
空気排出を行い、さらにブロック572 に述べるようにそ
の点火工程順序を実施する。信号灯573 はこの工程順序
の種々の段の燃焼室の完成に応じ「接」状態になる。次
に菱形575 が油バーナ257が実際に火焔を伴っているか
どうかを付問する。もし「否」であれば、ブロック576
がシステム全体の完全な点火工程順序を新規に開始する
ことを要求し、システムは油バーナ257 が別の点火を簡
単に試みることを許さない。プログラムは次に図２４の
ブロック518に戻る。点火工程順序の故障は可燃性ガス
を焼却炉内に残す。この結果、点火室は安全な点火の制
御ができるようにそれ自身でそのすべてのこのようなガ
スを掃気しなければならない。

【００９０】菱形575に示すように油バーナ257が適正に
点火したのち、該バーナは主燃焼室182をブロック578
で示すようにその使用温度に加温する。註記ブロック57
9 に記すように、油バーナは主燃焼室の加温中に手動制
御操作状態に置かれ、使用者はバーナを緩徐に開き徐々
にこの室を加熱する。主燃焼室がその使用状態に達する
と、使用者は油バーナ257 をその自動様態に戻す。菱形
580 は主燃焼室182 がその下方設定点によって設定され
たその最小使用温度に達したかどうかを付問する。もし
「否」であれば、プログラムはこの作業を達成するまで
はブロック578 以外の工程はとらない。さらに、油バー
ナ257 は、プログラム581 で示すようにプログラムが進
行される前に最少５分間はその状態を保たなければなら
ない。 ５分間が経過しかつ主室の温度がその下方設定
点を超えたのちに、プログラムは進行を続ける。ブロッ
ク582 は、対流部分と同様に３つの段階の燃焼室がすべ
てそれらの使用温度まで加温されたことを指示する。次
にこの焼却炉はこれが作業を加えるごみを受け入れる。
従って、菱形583 はこのシステムが作業対象のごみを収
納しているかどうかを付問する。もし答えが「否」であ
れば、図２８に移行して後述するように補助燃料を用い
る。主燃焼室に対しごみが充填されれば、作業者は油バ
ーナ257 選択器スイッチを円587 のように「断」位置に
置く。この際、油バーナは主燃焼室182 をその使用温度
まで加温するその目的を果す。このシステムはこの時点
でごみに作用することができるから、これ以上は油バー
ナを必要としない。使用者はまた水蒸気発生選択器スイ
ッチを円588 のごみ様態にする。

【００９１】このシステムの最後のバーナである点火バ
ーナ252 はこの時点で点火しなければならない。これを
実施するために、先づ90秒の掃気を実施してからブロッ
ク589 で示すその順序点火を行なう。電球590 は点火バ
ーナが適正に点火されると点灯する。菱形591 は点火バ
ーナ252 の着火の完了に関して付問する。この段階に故
障があれば、プログラムをブロック592 に位置させ、全
システムの全点火工程順序を再び新たに始めることを要
求する。これが起ると、プログラムは図２４のブロック
518 に戻る。しかし、もし点火バーナ252 が適正に整合
していれば、主燃焼室182 はごみを受入れ始める。従っ
て、作業者は装入機スイッチを円596 で示すその自動様
態におく。作業者は次にブロック597 のようにホッパ内
にごみを装入する。次に菱形598 がこの装入機が作業か
ら閉め出されたかどうかを付問する。もしそうならば、
電球599 が点灯し、作業者は次にブロック600 に示す構
成要素を点検しなければならない。これには先づ第３段
階の燃焼室の温度を調べることを含む。もしその温度が
上方設定点を超えれば、このシステムは既に高温になり
過ぎている。よって、これ以上何等のごみも受け入れて
はならず、このごみの燃焼はその温度をさらに増大なめ
らかである。

【００９２】さらに、もしボイラ283 が水を失っていれ
ば、水蒸気圧力は高くなり過ぎ、或は移動床は不当に動
作し、信号灯601〜603それぞれが点灯して問題のあるこ
とを指示する。これらの或るものは装填機の機能を阻害
する。そのうえ、もしブロック495 の空気圧縮機が不作
動になると装入機はそれが機能するのに必要な動力を欠
くことになる。同様に、導入吸気量の甚しい欠乏は第３
段階の燃焼室186 の後流に設けられた吸気感知器をその
第２設定点以下に低下させる。これは完全でないにして
も実質的な吸気ファンの不作動やシステムの阻害を起さ
せる。いずれの場合も信号灯604 を点灯させる。さらに
これは装入機がごみを主燃焼室182 に装入するのを防止
する。最後に、装入機パネルは簡単に電気動力を受け入
れていない。明らかに、これはまた装入機を作業から切
り離すことになる。最後に装入機パネルは単純に電気動
力を受け入れていない。明らかに、これはまた装入機を
システムの動作から区別している。

【００９３】これとは別に、装入機はシステムから閉め
出されない場合もある。或は、作業者はプログラムを進
行させるために閉出し状態を起す如何なる問題も処理で
きる。その結果、作業者は次に円608 で示すボタンを押
して装入サイクルを開始する。信号灯609 が点灯して作
業者が装入スイッチを作動させたことを指示する。ブロ
ック610 で示す装入機はサイクル運動し、かつ信号灯61
1 は装入機が動作している間「接」状態にされる。菱形
612 は装入機がその動作中に動かなくなったかどうかを
付問する。この装入機がもし動かなくなれば、信号灯61
5 は「接」状態となりかつプログラムはこの問題を解決
をするために下記に述べる図２９に進行する。もし装入
機の動きに支障がなければ、装入機はごみを燃焼のため
に主燃焼室182 内に装入する。菱形616 は次に付加ごみ
が燃焼を遂行するかどうかについて付問する。もしそう
ならば、作業者は次にブロック597 においてごみを装入
し、プログラムは進行しかつ上記で概説した段階に従い
ながら燃焼する。もし、菱形616 において、それ以上の
ごみ燃焼を待つことなく、燃焼炉は補助燃料を燃焼しな
ければならず、これによって熱をそのボイラおよび対流
装置に提供する。従って、プログラムは菱形617 に進
み、これはシステムが水蒸気をつくるのに補助燃料を用
いるかどうかを付問する。またプログラムは菱形583か
ら菱形617に達する。これはごみを主燃焼室182 内に装
入する前に燃焼のためにごみの本来の利用性について付
問する。もし菱形617 において、作業者が補助燃料を使
用しないと決定すれば、プログラムはブロック618に進
み、システムは図３０に示す所定手続に従って遮断す
る。

【００９４】しかし、補助燃料を使用するには、作業者
は水蒸気発生選択器スイッチを円623 においてその油ま
たはガス様態のいずれかに置く。菱形624 は次にこの２
つの様態のうちのいずれかを作業者が実際に選択したか
を付問する。油の場合、プログラムはブロック625 に進
む。５時間の遅れを、このシステムが燃料油のみで作動
する前に、装入機の最後のサイクルの後に介在させなけ
ればならない。これは主燃焼室182 内に配置されたごみ
を完全燃焼させる。この時間の後に、油バーナ257 が点
火される。次に主燃焼室内に適正な温度を維持すること
を要求される程度に作動する。同様に、もし作業者が燃
料として天然ガスを選択するならば、プログラムはブロ
ック626 に移行する。これによって第２段階の燃焼室18
5 内のガスバーナ397をして水蒸気発生に要求されるす
べての熱を提供する。しかし、ガスバーナ185 は一般に
第２段階の燃焼室の温度を制御するために作動状態に保
たれる。従って、装入機の最後のサイクル後５時間のあ
いだ「断」状態にはならない。かえって、この５時間の
あいだ、バーナ397 は、第２段階の燃焼室の適正な温度
を維持するため上述した方法で動作する。これら５時間
の経過後、ガスバーナ397 の制御は水蒸気に対する要求
に応ずるために変化する。換言すれば、第２段階の燃焼
室のバーナ397 は要求された水蒸気の量をつくるために
十分なガスを受け入れる。このようにするとき、第２段
階の燃焼室185 内の或る特定の温度を維持することを意
図するものではない。

【００９５】１つの別の装置として、補助燃料は所望の
温度を維持するためにごみと共に作用される。これによ
って中断操作を伴わずに所要量の水蒸気をつくることが
できる。油バーナ257 かガスバーナ397 のいずれかを用
いて水蒸気をつくる間、菱形 627のプログラムは、火焔
の不具合が作用バーナに起ったかどうか付問する。もし
上記不具合が起ると、プログラムはブロック628 に進
む。すべての燃焼室の完全な再掃気がつぎに行われ、さ
らに点火作用が図２４でのブロック518 で示す当初から
開始しなければならない。プログラムは、主燃焼室182
内へさらにごみを容易に装入させるように進む。従っ
て、菱形629 において、この材料が利用できるものかど
うか付問する。もし「否」であれば、ブロック620 は油
或はガスバーナのいずれか適当のものの連続使用を許
し、必要な水蒸気をつくる。もし焼却炉がごみを燃焼す
れば、プログラムは円587 に戻ってその使用を許す。

【００９６】図２７において菱形612 について上述した
ように、装入機は種々の理由により動かなくなる。もし
この状態が起ると、信号灯615 が点灯する。次いでプロ
グラムは図２９におけるブロック636 或は円637 に移行
する。ブロック636 において、装入機の運動障害は装入
機モータに設けられた過荷重スイッチの自動的な移動を
起させる。もち論、これは構成部品への破損を防止す
る。これとは別に、作業者は装入機の不満足な性能を検
知して円637 の非常停止ボタンを押すことができる。い
ずれかの場合でも、システムをさらに動作させるため
に、作業者は装入機スイッチを動かして円638 の手動操
作に切換える。作業者はまたもし必要ならば、円639 に
おいて非常停止ボタンを戻す。作業者は次に装入機にお
ける不具合を起させたものを解決し、ラムをブロック64
0 で示すように手動で操作する。これによって作業者は
ブロック644 に示すように主燃焼室内へのごみの装入を
完了する。円645 において、作業者は装入ラムを引込め
る。電球646 は点灯してこの作業の完了を指示する。菱
形647 において、プログラムはホッパが空かどうか付問
する。もしそうでなければ、作業者は、ブロック640 か
らの段階を反覆してホッパを空にしなければならない。
作業者がこのように作業し終ると、作業者は円648にお
いて耐火扉を閉じて、主燃焼室に装入されたごみを焼き
つくす。プログラムは次に図２６の円596 に戻り、ここ
において、作業者は装入機の動作をその正常運転用とし
て自動様態に戻す。或る場合には、全システムを遮断し
なければならない。作業者は図３０の円655 において遮
断ボタンを押すことによってこの工程を開始する。菱形
656 は燃焼室がごみを利用して動作するか補助燃料によ
って動作するかを付問する。もしごみを利用するなら
ば、プログラムはブロック657 に進み、遮断タイマを始
動する。電球658 は点灯してこの遮断手順様態を示す。
この遮断タイマは十分な時間のあいだ動作して主室内の
すべてのごみを燃焼させる。またこの時間中、第１段階
の燃焼室のバーナはブロック659 によって示されるよう
に「断」状態にされる。

【００９７】最後に、遮断タイマはブロック660 で終
る。このプログラムはブロック661 において冷却タイマ
の動作を始める。このプログラムは、もしこのシステム
がその遮断の始めにおいて補助燃料によって動作されて
いれば、菱形656 から直接に同一のブロック661 に達す
る。冷却タイマが動作している間、信号灯662 は「接」
状態にある。冷却タイマ661 は後続する諸要件を制御す
る。これはブロック665 においてすべてのシステムバー
ナを「断」状態にさせることを含む。すべての送風機は
ブロック666 においてすべての燃焼室に最大空気量を提
供する。これは このシステムに含まれる任意の可燃性
気状物質を除去するのに用いられる。次に、かつまだ冷
却タイマの制御の下で、吸い込みファンはブロック667
において「断」となり、かつブロック668 において炉キ
ャップは開かれる。炉キャップが開き状態のときは、冷
却タイマはその動作を続行する。さらに、このシステム
は、事実、完全に遮断される。この点に関し、作業者は
炉キャップを再び閉じることを望む。作業者はこれを実
施して簡単に、降水が煙突に流入するのを防ぐ。菱形66
9 は作業者がこれを実施するかどうかを付問する。もし
実施しなければ、炉キャップはブロック670 で示すよう
に開いたままである。もし作業者が炉キャッフを閉じる
ことを望むならば、作業者は炉キャップ選択器を円671
において「閉」に設定する。これに応答して、キャップ
はブロック672 のその閉じ形態をとる。

【００９８】

【発明の効果】本発明によるときは嵩張りごみを完全に
燃焼させると共に、これによって発生した熱を極めて有
効に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は３つの段階の燃焼室を用いるごみ焼却炉
の側面図。

【図２】図２は図１の焼却炉の上面図。

【図３】図３は図１の焼却炉の端面図で該図の左方から
見た図。

【図４】図４は図１の焼却炉の線４−４に沿ってとられ
た断面図。

【図５】図５は図１の焼却炉の線５−５に沿ってとられ
た入口扉の断面図。

【図６】図６は図１の線６−６に沿ってとられた第３段
階の燃焼室の断面図。

【図７】図７は図２のすべての３つの段階の燃焼室の線
７−７に沿ってとられた断面図。

【図８】図８は図１の線８−８に沿ってとられた焼却炉
の第２段階の燃焼室の切断上面図。

【図９】図９は図１から図８までの焼却炉用の制御回路
のブロック線図。

【図１０】図９の制御を達成するため段階線図で示す電
気回路。

【図１１】図９の制御を達成するため段階線図で示す電
気回路。

【図１２】図９の制御を達成するため段階線図で示す電
気回路。

【図１３】図９の制御を達成するため段階線図で示す電
気回路。

【図１４】図１４は２つの個別の熱回収設備を有する焼
却炉・ボイラの等角斜視図。

【図１５】図１５は図１４の焼却炉の上面図。

【図１６】図１６は図１４の焼却炉の第１および第２段
階の燃焼室を示す側面図。

【図１７】図１７は図１４の第１、第２および第３段階
の燃焼室の端面図。

【図１８】図１８は図１４の焼却炉の線18−18に沿って
とられた対流ボイラの断面図。

【図１９】図１９は図１４の焼却炉・ボイラの主燃焼室
（第１段区域）の部分切断側面図。

【図２０】図２０は図１９の主燃焼室の線20−20に沿っ
てとられた断面図。

【図２１】図１４から図２０までの焼却炉・ボイラの動
作を示すブロック線図。

【図２２】図１４から図２０までの焼却炉・ボイラの動
作を示すブロック線図。

【図２３】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図２４】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図２５】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図２６】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図２７】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図２８】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図２９】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【図３０】図２３から図３０までは図１４から図２０ま
でに示す焼却炉・ボイラシステムのプログラム式制御手
段を用いる動作の流れ線図。

【符号の説明】

３０ ごみ焼却炉 ３１ 入口扉 ３２ 主燃焼室 ３７ 補助バーナ ４６ 第２段区域 ４９ バーナ ５８ 上方燃焼室 １８２ 主燃焼室 １８５ 第２燃焼区域 １８６ 第３燃焼区域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嵩張りごみおよび炭化水素含有液体用の
   ごみ焼却装置において、 （１）主燃焼室であって、（i ）固形嵩張りごみを取入
   れる第１取入れ開口部、（ii）内部に発生した気状燃焼
   生成物の排出用第１排出開口部、および（iii）この主
   燃焼室から熱を除去するための第１熱交換装置を有する
   主燃焼室と、 （２）再燃焼装置であって、（i）前記第１排出開口部
   に結合されこれと流通する第２取入れ開口部、（ii）前
   記再燃焼装置から気状の燃焼生成物を排出するための第
   ２排出開口部、 （iii）前記再燃焼装置内で燃料を燃
   焼するため前記再燃焼装置に結合されたバーナ装置、
   （iv）前記再燃焼装置内に酸素含有ガスを導入するため
   前記再燃焼装置に結合された空気付加装置、および
   （Ｖ）前記第２排出開口部を除き、前記再燃焼装置から
   実質的な熱が漏失するのを防ぐ絶縁装置を有する再燃焼
   装置と、 （３）回収装置であって、（i）前記第２排出開口部に
   結合されかつこれと流通する第３取入れ開口部、（ii）
   前記回収装置から気状の燃焼生成物を排出するための第
   ３排出開口部、および（iii）どこでも使用可能な形態
   をもち前記回収装置から熱を除去する第２熱交換装置を
   有する回収装置とを含む嵩張りごみおよび炭化水素含有
   液体用ごみ焼却炉装置。