JPH10267239A - 廃棄物焼却設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリーキルンにおいて、廃棄物の性状に
あった攪拌をすることで効率の良い燃焼が行われ、しか
も長期間連続運転が可能な廃棄物焼却設備を提供する。 【解決手段】 やや傾けて配置され、回転駆動されて、
投入された廃棄物の抑制燃焼を行うロータリーキルン１
０と、該ロータリーキルン１０の未燃物を更に燃焼させ
るストーカー炉と、ストーカー炉の上部に設けられた燃
焼室とを有する廃棄物焼却設備において、ロータリーキ
ルン１０の内壁に、投入された廃棄物１８の滑落を防止
するピン状突起物１４を所定間隔で設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物を焼却処理する廃棄物焼却設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例に係る廃棄物焼却設備６０は、図
４に示すようにロータリーキルン６１と、このロータリ
ーキルン６１に続くストーカー炉６２と、ストーカー炉
６２の上方に位置する燃焼室６３とを備えている。以
下、これらについて詳しく説明する。前記ロータリーキ
ルン６１は、排出口側に１／１００傾けて下り勾配で配
置され、外側のタイヤを図示しないローラによって回転
可能に支持される円筒体６４を備えている。この円筒体
６４は外側鉄皮で内部は耐火物からなって、図示しない
回転駆動源によって低速回転駆動されている。この円筒
体６４の一端は部分閉塞されて中央に廃棄物投入口６５
を備え、廃棄物投入装置であるプッシャー６６によって
円筒体６４内に廃棄物を投入するようになっている。ま
た、廃棄物投入口６５の上部には点火バーナー６７が設
けられて、投入した廃棄物６８の初期点火ができるよう
になっている。前記ストーカー炉６２は、その側壁開口
部６９に円筒体６４の他方の開口部が嵌入されるように
設けられている。ストーカー炉６２はロータリーキルン
６１で抑制燃焼された残りの未燃可燃物を更に燃焼し、
焼却残渣を右側の灰排出口７１から排出している。前記
燃焼室６３は、投入された廃棄物の必要燃焼用空気量よ
り少ない空気量によって抑制燃焼を行うロータリーキル
ン６１から排出される可燃ガスと、ストーカ炉６１から
の燃焼排ガスの混合ガスを再燃焼させるためのもので、
側部に複数の燃焼用の空気導入口７２を備え、完全燃焼
した排ガスを上部の排気口７３から排出して、投入され
た廃棄物６８の焼却処理を行うことが可能となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
に係る廃棄物焼却設備６０に用いるロータリーキルン６
１は、円筒体６４の内壁が平坦な筒状となっているの
で、ロータリーキルン６１の内壁と廃棄物６８の粒子層
との摩擦力が、廃棄物粒子層内部の摩擦力より大きいと
きは、例えば顆粒状の砂様のものについて廃棄物６８の
固体粒子に一様な旋回運動が生じる。この場合は粒子層
の表層と内層の混合がされにくく、粒子層の内層は旋回
中心部近傍をなし、加熱不良と空気の粒子層内部への拡
散不良により燃焼反応がすすみにくい。また、ロータリ
ーキルン６１内壁と廃棄物６８の粒子層との摩擦力が、
廃棄物６８の粒子層の摩擦力より小さいときは、粒子相
互間の相対運動が起こりにくく廃棄物６８全体が、内壁
との間で滑り一体物として運動するため、表層の燃焼面
が更新されにくく廃棄物６８の粒子層内部は、加熱不良
と空気の粒子層内部への拡散不良により燃焼又は熱分解
反応がすすみにくい。このために、ロータリーキルン６
１内において投入された廃棄物６８を抑制燃焼させるた
めには時間がかかり、廃棄物６８のロータリーキルン６
１内の燃焼滞留時間が長くなるという問題があった。

【０００４】そこで、これらの問題を解決するために、
例えば、特開平８−２３３２３４号公報に記載のよう
に、前記円筒体の内壁に、プレート型リフターが設けら
れたロータリーキルンが提案され、これによって、投入
した廃棄物を円筒体の回転により持ち上げて上部位置か
ら落下させ、廃棄物の攪拌を行っていた。ところが、こ
のような構造のロータリーキルンにおいては、更に以下
のような問題が発生した。 プレート型リフターで持ち上げられた廃棄物が、ロー
タリーキルン内で落下飛散するときに気流に載ってロー
タリーキルン外、即ち燃焼室にそのまま排出されるダス
トとなる。 プレート型リフターは円筒体の内壁に固定配置される
ため、焼却する廃棄物の種類等に適した、プレート型リ
フターの取付け角度、枚数、突出長さの適宜調整が不可
能である。 円筒体の内壁に複数のプレート型リフターを設けるの
で、ロータリーキルン全体の内部構造が複雑となる。 プレート型リフターと廃棄物との接触面が広く、廃棄
物の接触による摩耗のため、及びプレート全体が高温空
間に晒されるためプレート型リフターの寿命が短い。 本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ロータリ
ーキルン内での廃棄物の効果的な攪拌の達成及び抑制燃
焼の効率の向上を図り、長期間連続運転できる廃棄物焼
却設備を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の廃棄物焼却設備は、やや傾けて配置され、回転駆
動されて、投入した廃棄物の抑制燃焼を行うロータリー
キルンと、該ロータリーキルンの未燃物を更に燃焼させ
るストーカー炉とを有する廃棄物焼却設備において、前
記ロータリーキルンの内壁に、投入された前記廃棄物の
滑落を防止するピン状突起物を所定間隔で設けている。
ここで、前記ピン状突起物の間隔は廃棄物の内部摩擦力
の大小で最適値が変わり、即ち間隔が広すぎるとピン状
突起物の間に介在する廃棄物重量が過大となり、終に壁
面との滑りが生じ、攪拌効果が低下してくる。一方、間
隔が狭すぎてもピン状突起物の取付け数量が増えること
で数量に比例して攪拌効果が大きくなるわけではない。
なお、必要とされる攪拌効果は廃棄物の性状により影響
を受ける。即ち燃焼着火性に優れる廃プラスチック様の
廃棄物は、攪拌効果が小さくても支障はないが、紙、木
屑等のセルロース系廃棄物は攪拌効果が大きい方がよ
い。また、請求項２記載の廃棄物焼却設備は、請求項１
記載の廃棄物焼却設備において、前記ピン状突起物は、
前記ロータリーキルンの内壁に回転方向に対して逆螺旋
配列で設けられている。請求項３記載の廃棄物焼却設備
は、請求項１又は２記載の廃棄物焼却設備において、前
記ピン状突起物は、前記ロータリーキルンの円筒体を貫
通して配置され、しかもその内壁からの突出長が調整可
能となっている。そして、請求項４記載の廃棄物焼却設
備は、請求項１〜３のいずれか１項記載の廃棄物焼却設
備において、前記ピン状突起物は、先端に行くほどテー
パ状に縮径している。

【０００６】請求項１〜４記載の廃棄物焼却設備におい
ては、ロータリーキルンの内壁にピン状突起物が所定間
隔で設けられているので、これによって、ロータリーキ
ルン内に投入された廃棄物の安易な滑落が防止されて、
ロータリーキルンの回転に伴って廃棄物が持ち上がって
攪拌されると共に、上部から徐々に落下し、表層の更新
により効率の良い抑制燃焼が行われる。また、ピン状突
起物の上面に微粒子が堆積し難くするため、ピン状突起
物の上面は水平とならないようにするのが好ましく、こ
れによって、ダストがロータリーキルン内の上部まで持
ち上げられないので、ダスト飛散が少なくなる。請求項
２記載の廃棄物焼却設備では、ピン状突起物がロータリ
ーキルンの内壁に回転方向に対して逆螺旋状に設けられ
ているので、投入された廃棄物に対して排出方向とは逆
方向に搬送するように作用する。一般にロータリーキル
ンの滞留時間は廃棄物が嵩張る時は排出方向への滑りと
転がりにより短時間で排出され、これをロータリーキル
ン回転数のみで調節することが難しい。ピン状突起物は
廃棄物が排出方向への移動し易さを抑制する作用をな
す。この抑制効果はピン状突起物を逆螺旋状に配列すれ
ばロータリーキルンの回転運動が排出方向と逆方向の搬
送運動となり更に高まる。このようにしてロータリーキ
ルン内への滞留時間を延長することができる。請求項３
記載の廃棄物焼却設備では、ピン状突起物がロータリー
キルンの円筒体を貫通して外部から設置されているの
で、ピン状突起物が摩耗した場合には交換が容易であ
り、更には廃棄物の種類及びロータリーキルン入口側／
出口側間における廃棄物の性状変化に適合させその突出
長を調整することができる。即ち一例として廃棄物が嵩
張り、内部摩擦力が大きい入口側では出口側に比べピン
状突起物の突出長を大きくまた間隔も大きくすることで
ある。請求項４記載の廃棄物焼却設備では、ピン状突起
物は先端に行くほど断面幅がテーパー状に縮径している
ので、ロータリーキルンの上部に持ち上げられた廃棄物
は、ピン状突起物に引っ掛かることなく円滑に落下で
き、攪拌効果を高めることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る廃棄物焼却設備のロータリーキルンの側断面
図、図２は同ロータリーキルンの内壁の展開図、図３は
同ロータリーキルンのピン状突起物の取付け状態を示す
部分断面図である。

【０００８】本発明の一実施の形態に係る廃棄物焼却設
備の基本構成は、ロータリーキルンと、これに続くスト
ーカー炉と、その上に設けられた燃焼室とを有してい
る。前記ストーカー炉と、その上に設けられた燃焼室と
は、図４に示す従来例に係る廃棄物焼却設備６０と同一
であるので、その説明を省略して、以下、本発明の主要
構成要素であるロータリーキルン１０についてのみ詳細
に説明する。

【０００９】図１に示すように、前記ロータリーキルン
１０は、やや傾斜（排出口側に１／１００程度下り傾
斜）して回転可能に配置されている円筒体１１を備え、
この円筒体１１の一端は環状に閉塞されて、中央に廃棄
物投入口１２とその廃棄物投入口１２の上部には点火バ
ーナー１３とを備えている。また、ロータリーキルン１
０の円筒体１１の内部には複数のピン状突起物１４が突
出状態で設けられている。前記円筒体１１は、外側が耐
熱性鋼板からなる筒状鉄皮２２で、その外側の両側に図
示しない支持ローラーに載置されるタイヤと、回転駆動
源に連結されるギアとを有し、内部には図示しない止め
金具を介して耐火物１６が被覆されている。前記廃棄物
投入口１２は、廃棄物投入装置の一例であるプッシャー
１７が設けられて、任意の量の廃棄物１８を円筒体１１
内に投入できるようになっている。

【００１０】前記ピン状突起物１４は、ロータリーキル
ン１０の円筒体１１に逆螺旋状に配置され、その隣合う
ピン状突起物１４の間隔が２００ｍｍ〜１０００ｍｍ程
度となっている。ピン状突起物１４は断面円形でその直
径が１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度で、円筒体１１の内壁面に
対して垂直に設けられ、その突出長は円筒体１１の内壁
面から５０〜３００ｍｍ程度となっている。図２は、円
筒体１１の内壁面の展開状態を示すが、ピン状突起物１
４はロータリーキルン１０の内壁面で矢印ａに示す回転
方向に対して、逆螺旋１５の螺旋に沿って配置されてい
る。ここで、逆螺旋とは円筒体１１を所定方向（この実
施の形態ではａ）に回転された場合、廃棄物１８の下り
進行方向（図２に矢印ｂで示す）に対して廃棄物１８を
上り進行方向に送るように作用する螺旋状態をいう。こ
のように形成することによって、ピン状突起物１４に持
ち上げられた一塊の廃棄物１８はピン状突起物１４が逆
螺旋状に配置されているため、ロータリーキルン１０の
回転に伴い手前側に少し押し戻されて、円筒体１１内の
滞留時間を延長することができ、これによって更に効率
的で十分な抑制燃焼が可能となり、ロータリーキルン１
０全体の小型化が可能となる。なお、ピン状突起物１４
の逆螺旋１５のピッチＰは廃棄物の種類に応じて３００
ｍｍ〜２０００ｍｍ程度となっているが、ピッチＰを小
さくピン状突起物１４の間隔を大きく取る必要がある時
は逆螺旋１５は連続する必要はない。

【００１１】なお、図２に示す同じピン状突起物１４の
配置構成で、円筒体１１の回転方向を矢印ａとは反対方
向に回転させると、廃棄物１８に排出方向への推進力を
与えることができる（この場合を順螺旋という）。これ
によって、廃棄物１８の排出速度を速めることができ、
抑制燃焼済の廃棄物１８を短い時間でロータリーキルン
１０から排出させることができる。従って、円筒体１１
の回転方向を適当に切り換えることで、逆螺旋と順螺旋
を選択することができ、廃棄物の種類、燃焼状態に応じ
て適切に選択して効率的な抑制燃焼を起こさせることが
できる。更に炉の停止時に残留物の排出を速やかに行う
ことができる。なお、ピン状突起物１４の螺旋配置を図
２とは逆方向に配置することも可能であり、この場合
は、回転方向を前記実施の形態と逆して廃棄物１８に順
方向又は逆方向の推進力を加えることができ、廃棄物の
円筒体１１内の滞留時間を制御することができる。

【００１２】図３は、円筒体１１へのピン状突起物１４
の取付け状態の一例を示す。ピン状突起物１４は、ピン
本体１４ａがステンレス、耐熱鋼、耐熱鋳鋼、場合によ
っては耐熱耐摩耗セラミックスからなって、基部に取付
けフランジ１９を備え、筒状鉄皮２２に設けられた筒状
金具２０の先部に設けられたフランジ２１に、取付けフ
ランジ１９がねじ固定された状態で、筒状鉄皮２２及び
耐火物１６を貫通した状態で設けられている。

【００１３】このように、円筒体１１の内部面から突出
するピン状突起物１４を、筒状鉄皮２２の内壁に直接取
付けるのではなくて、筒状鉄皮２２の外壁に設けられフ
ランジ２１を介してピン状突起物１４を取付けているの
で、ピン状突起物１４の交換が容易である。そして、ピ
ン状突起物１４の円筒体１１の内壁面からの突出長を廃
棄物の性状に応じて自由に変えることができ、これによ
って、燃焼効率のよい廃棄物攪拌が可能である。この場
合、ピン状突起物１４の突出長を変える方法としては、
長さの異なる複数種類のピン状突起物１４を予め用意し
ておき、適当長さのピン状突起物１４を取付ける方法
や、同一長さのピン状突起物１４を多数用意し、取付け
フランジ１９とフランジ２１との間に適当な厚みの別の
フランジ等の長さ調整部材を設けてその突出長を変える
方法がある。

【００１４】この実施の形態においては、ピン状突起物
１４は円筒体１１の内壁面に対して垂直、即ち円筒体１
１の軸心方向に向けて取付けているが、円筒体１１の回
転方向に対して同一方向に傾斜させてピン状突起物１４
を取付けることも可能であり、これによって廃棄物１８
を掻き上げるようにして円筒体１１が回転し、効率的に
廃棄物１８を持ち上げることができる。また、場合によ
っては、円筒体１１の長さ方向（即ち、軸心方向）に傾
斜して取付けることも可能である。また、ピン状突起物
１４はピン本体１４ａが円柱状であったが、図３に２点
鎖線で示すように、先方に徐々に縮径するテーパ状のピ
ン本体１４ｂとすることも可能であり、これによってピ
ン本体１４ａに引っ掛かった廃棄物１８を円筒体１１の
上部位置で円滑に滑り落下させることができる。そし
て、前記実施の形態においては、ピン状突起物１４のピ
ン本体１４ａの断面形状は円形であったが、三角形や四
角形とすることも可能であり、この場合、その頂角の一
つを最上部に位置させることによって、廃棄物の円滑な
落下と上面への微粒子の堆積防止を確保することができ
る。

【００１５】従って、このロータリーキルン１０におい
ては、円筒体１１の廃棄物投入口１２から廃棄物１８を
投入すると、回転する円筒体１１内の摩擦とピン状突起
物１４とで廃棄物１８は徐々に掻き上げられる。掻き上
げられた廃棄物１８は、ピン状突起物１４で支持される
ことにより、壁面との滑りを防止され終にその自重で廃
棄物粒子層内で滑り上部から順次落下していく、この落
下によって、廃棄物１８の表面が均一に更新されるの
で、廃棄物１８をより平均して熱分解、焼却することが
できる。また、ピン状突起物１４で廃棄物微粒子を持ち
上げにくくしているため、通常のプレート型リフターに
比べ廃棄物微粒子の飛散による排出ダストの生成を抑制
することができる。ピン状突起物１４の間隔、配置、数
量は、ロータリーキルン１０の円筒体１１の外部から調
整可能に取付けられるため、廃棄物焼却設備の運転開始
前に廃棄物の成分、嵩密度、量、内部摩擦力、大きさ等
の性状に応じて適当な調整をすることも可能である。こ
れによって、ピン状突起物１４による廃棄物のリフト効
果、攪拌効果が調整でき、更に廃棄物の抑制燃焼が効果
的に行われる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１〜４記載の廃棄物焼却設備にお
いては、ロータリーキルンの内部に壁面に対し滑落を防
止するピン状突起物が設けられているので、廃棄物が一
体で揺動せず、廃棄物粒子層内で滑りが生じリフターが
ないロータリーキルンに比較して、廃棄物の効率的攪拌
を行うことができる。しかも、従来の板状物からなるリ
フターに比較して寿命が長く、更には持ち上げられた廃
棄物が一体として掬い上げられ落下することもないの
で、落下飛散する微粒子を減少できる。特に、請求項２
記載の廃棄物焼却設備においては、ピン状突起物はロー
タリーキルンの内壁に回転方向に対して逆螺旋状に設け
られているので、廃棄物のロータリーキルン内の滞在時
間を延長することができ、これによって、ロータリーキ
ルン内の抑制燃焼をより完全に行うことができる。請求
項３記載の廃棄物焼却設備において、前記ピン状突起物
は、前記ロータリーキルンの円筒体を貫通して配置さ
れ、しかもその内壁からの突出長が調整可能となってい
るので、廃棄物に応じた突出長とすることができ、更に
はピン状突起物の交換も容易となる。そして、請求項４
記載の廃棄物焼却設備においては、前記ピン状突起物
は、先端にいくほどテーパ状に縮径しており、掻き上げ
られた廃棄物がピン状突起物に引っ掛かることもなく、
落下するのでより効率的に廃棄物の燃焼を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る廃棄物焼却設備の
ロータリーキルンの側断面図である。

【図２】同ロータリーキルンの内壁面の展開図である。

【図３】同ロータリーキルンのピン状突起物の取付け状
態を示す部分断面図である。

【図４】従来例に係る廃棄物焼却設備の全体説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ ロータリーキルン １１ 円筒体 １２ 廃棄物投入口 １３ 点火バー
ナー １４ ピン状突起物 １４ａ ピン本
体 １４ｂ ピン本体 １５ 逆螺旋 １６ 耐火物 １７ プッシャ
ー １８ 廃棄物 １９ 取付けフ
ランジ ２０ 筒状金具 ２１ フランジ ２２ 筒状鉄皮

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 やや傾けて配置され、回転駆動されて、
   投入した廃棄物の抑制燃焼を行うロータリーキルンと、
   該ロータリーキルンの未燃物を更に燃焼させるストーカ
   ー炉とを有する廃棄物焼却設備において、 前記ロータリーキルンの内壁に、投入された前記廃棄物
   の滑落を防止するピン状突起物を所定間隔で設けたこと
   を特徴とする廃棄物焼却設備。
2. 【請求項２】 前記ピン状突起物は、前記ロータリーキ
   ルンの内壁に回転方向に対して逆螺旋配列で設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却設備。
3. 【請求項３】 前記ピン状突起物は、前記ロータリーキ
   ルンの円筒体を貫通して配置され、しかもその内壁から
   の突出長が調整可能となっていることを特徴とする請求
   項１又は２記載の廃棄物焼却設備。
4. 【請求項４】 前記ピン状突起物は、先端に行くほどテ
   ーパ状に縮径していることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の廃棄物焼却設備。