特許 6238797 流動焼却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238797

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】流動焼却装置

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/30 20060101AFI20171120BHJP

   F23C 10/22 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F23G5/30 CZAB

   F23C10/22

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-45944(P2014-45944)

(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公開番号】特開2015-169406(P2015-169406A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2017年1月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000149310

【氏名又は名称】株式会社大川原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100107102

【弁理士】

【氏名又は名称】吉延 彰広

(74)【代理人】

【識別番号】100178951

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 和家

(74)【代理人】

【識別番号】100164242

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】山賀 徹志

(72)【発明者】

【氏名】池ヶ谷 昌利

(72)【発明者】

【氏名】良知 寿人

【審査官】 柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０９０１２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５２−１１４５７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０３００１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６１−１９８８１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−０２５１７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０１−１２９５１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−３２９３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６３６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３２２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｇ ５／３０

Ｆ２３Ｃ １０／２２

Ｆ２３Ｂ ４０／０２

Ｆ２３Ｋ ３／０２

Ｆ２３Ｋ ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流動媒体を流動させながら被焼却物を焼却する流動焼却装置において、
被焼却物が投入される投入口を有し流動媒体が充填される炉と、
前記投入口に接続され、該投入口から投入される被焼却物が通過する投入路と、
前記投入路を通過する被焼却物に気体を吐出する吐出手段とを備え、
前記吐出手段は、圧縮気体を噴射することで、該圧縮気体および該圧縮気体によって誘引された気体を、前記投入路側から前記炉内に向けて吐出するものであることを特徴とする流動焼却装置。

【請求項2】

前記吐出手段は、水平方向または水平よりも上方に向けて気体を吐出するものであることを特徴とする請求項１記載の流動焼却装置。

【請求項3】

前記吐出手段は、被焼却物を焼却することによって生じた排ガス、または該排ガスと熱交換させることによって温度上昇した昇温気体を含む気体を吐出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の流動焼却装置。

【請求項4】

前記投入路は、被焼却物を前記投入口に向けて搬送するスクリューが設けられたものであり、
前記スクリューは、前記投入口側の先端が該投入口よりも前記投入路の奥側に設けられたものであり、
前記吐出手段は、前記先端と前記投入口との間に向けて気体を吐出するものであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の流動焼却装置。

【請求項5】

前記吐出手段は、圧縮気体を時間間隔をあけて噴射することができるものであることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の流動焼却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

流動媒体を流動させながら被焼却物を焼却する流動焼却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

珈琲粕、みかん粕、ビール粕、茶粕といった植物性廃棄物や汚泥などの被焼却物を焼却する焼却装置として、例えば硅砂等の砂を流動させながら被焼却物を焼却する流動焼却装置が採用されている。流動焼却装置では、炉内に砂を一定量充填することで砂層が形成され、この砂層の下層部から、所定温度に加熱された気体が送り込まれる。これによって、砂層の砂粒子が激しく流動する流動層部が形成され、この流動層部に被焼却物が投入される。流動層部に投入された被焼却物は、砂粒子の激しい流動化運動によって分散されて細かくなり、水分が蒸発して乾燥する。次いで、被焼却物の温度がさらに上昇して被焼却物が燃焼して燃焼灰になるとともに排ガスが生じる。燃焼灰は、排ガスとともに炉から排出され、集塵機で回収されるか、あるいは砂とともに炉から排出される。

【0003】

ところで、被焼却物が水分を多く含むものや粒径が大きいものであると乾燥しにくく燃焼するまでに時間がかかり、流動層部では被焼却物が十分に燃焼しない場合がある。流動層部で被焼却物が十分に燃焼しない場合には、流動層部の温度が上がらず、被焼却物の燃焼が立ち消えになってしまう場合がある。このため、流動層部に補助燃料を供給して燃焼させることで、流動層部を、例えば５００℃〜７００℃程度の温度に保持し、被焼却物の燃焼が立ち消えにならないようにしている。なお、乾燥装置を設け、この乾燥装置によって被焼却物を予備乾燥した後に炉内に投入することで、流動層部における被焼却物の燃焼を促進する態様も考えられるが、乾燥装置の設置スペースが必要になる上、乾燥装置の費用がかかりコストがアップしてしまう。

【0004】

一方、流動層部で燃焼しない被焼却物、あるいは被焼却物から発生する可燃性の物質が、炉内を上昇あるいは飛散して炉の上部で燃焼すると、被焼却物の燃焼によって生じた排ガスや炉の上部が過熱されてしまう。排ガスが過熱されて高温になりすぎると、排ガスに含まれる低融点の無機物、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属、シリカ、あるいはケイ素といった無機物が溶けて炉壁に付着し、流動焼却装置の運転を妨げる原因となる場合がある。例えば、炉壁に付着したこれらの無機物が炉内に落下し砂に付着して塊が生成されてしまう場合や、溶けた無機物が砂と反応して高融点の塊（クリンカ）が生成されてしまう場合もある。これらの塊は、流動層部における砂の流動の妨げになってしまう。さらに、炉の上部が過熱されると、炉の上部を傷めてしまう場合もある。これらのため、炉の上部に冷却水を噴霧することによって、排ガスや炉の上部の過熱を抑制することが行われている。

【0005】

ここで、流動層部における被焼却物の燃焼を促進することができる流動焼却装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１記載の流動焼却装置は、投入口から被焼却物を炉内に投入する投入機を有し、この投入機における投入口側の部分に配管が接続されている。この配管の上流側には、ブロワ等の送風機が接続されており、ブロワから供給された気体が投入機における投入口側の部分に吹き込まれ、被焼却物は、ブロワによって供給された気体とともに炉内に投入される。また、投入口の下部には、被焼却物を炉内にはじき飛ばす回転翼が備えられている。これらの構成によって、特許文献１記載の流動焼却装置は、被焼却物を分散させて炉内に投入することを試みたものである。被焼却物が分散して細かくなれば、単位体積当たりの表面積（受熱面積）が増加することで乾燥しやすくなり、流動層部における被焼却物の燃焼が促進する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第２５２７０６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載された流動焼却装置では、ブロワを設けるスペースが必要になる。また、特に、粒径が大きい被焼却物や水分を多く含んでいる被焼却物を分散させるためには、比較的大風量の気体を吐出できる高性能のブロワが必要になり、流動焼却装置の大幅なコストアップが避けられない。さらに、投入機における投入口側の部分に気体を吹き込むだけでは、被焼却物の分散が不十分な場合がある。また、被焼却物の分散を促進するための回転翼等の回転機構は、焼却装置のような厳しい使用条件下では高い頻度でのメンテナンスを必要とする。

【0008】

本発明は上記事情に鑑み、設置スペースの増加やコストの上昇を可能な限り抑えつつ、構造が簡易でメンテナンスをあまり要せず、炉に投入する被焼却物を効率的に分散させることができる流動焼却装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を解決する本発明の流動焼却装置は、流動媒体を流動させながら被焼却物を焼却する流動焼却装置において、
被焼却物が投入される投入口を有し流動媒体が充填される炉と、
前記投入口に接続され、該投入口から投入される被焼却物が通過する投入路と、
前記投入路を通過する被焼却物に気体を吐出する吐出手段とを備え、
前記吐出手段は、圧縮気体を噴射することで、該圧縮気体および該圧縮気体によって誘引された気体を、前記投入路側から前記炉内に向けて吐出するものであることを特徴とする。

【0010】

ここで、前記吐出手段は、エゼクタを有するものであってもよい。また、前記投入口は、前記炉の側壁に設けられたものであってもよいし、該炉の天井に設けられたものであってもよい。

【0011】

本発明の流動焼却装置によれば、前記圧縮気体によって誘引された気体が該圧縮気体に合流した比較的大風量の気体を被焼却物に吐出することができる。また、この比較的大風量の気体を、前記投入路側から前記炉内に向けて吐出することで、被焼却物を該投入口から該炉内に吹き飛ばすことができる。これらによって、炉に投入する被焼却物を効率的に分散させることができる。また、前記吐出手段は、前記圧縮気体を噴射することで、該圧縮気体および該圧縮気体によって誘引された気体を前記炉内に向けて吐出するものであるため、例えばエゼクタ等の安価な部品を用いて簡易に構成することができる。このため、羽根を回転させることで所定の風量の気体を吐出するブロワを用いる構成に比べて、設置スペースの増加やコストの上昇を抑えることができる。さらに、被焼却物の分散を促進するための回転翼等の回転機構を備えていないため、メンテナンスの頻度が増加してしまうこともない。

【0012】

また、本発明の流動焼却装置において、前記吐出手段は、水平方向または水平よりも上方に向けて気体を吐出するものであることが好ましい。

【0013】

こうすることで、前記吐出手段から吐出された気体によって分散された被焼却物が流動層部に落下するまでの時間を確保することができ、この間に流動層部から上昇する高温のガスに曝されて、被焼却物が流動層部に落下するまでにさらに乾燥しやすくなり、あるいは分散が促進され、流動層部における被焼却物の燃焼が促進する。

【0014】

さらに、本発明の流動焼却装置において、前記吐出手段は、被焼却物を焼却することによって生じた排ガス、または該排ガスと熱交換させることによって温度上昇した昇温気体を含む気体を吐出するものであってもよい。

【0015】

前記排ガスや前記昇温気体を含む気体を吐出することで、炉内の温度低下を抑えることができる。

【0016】

また、本発明の流動焼却装置において、前記投入路は、被焼却物を前記投入口に向けて搬送するスクリューが設けられたものであり、
前記スクリューは、前記投入口側の先端が該投入口よりも前記投入路の奥側に設けられたものであり、
前記吐出手段は、前記先端と前記投入口との間に向けて気体を吐出するものであってもよい。

【0017】

こうすることで、前記吐出手段から吐出された気体が前記スクリューに遮られることがなくなり、被焼却物をより分散させやすくなる。

【0018】

さらに、本発明の流動焼却装置において、前記吐出手段は、圧縮気体を時間間隔をあけて噴射することができるものであってもよい。

【0019】

本発明における前記吐出手段は、圧縮気体を時間間隔をあけずに連続して噴射するものであってもよいが、例えば、スクリューが設けられた投入路やシュートからなる投入路によって被焼却物が前記投入口から断続的に前記炉に投入される場合には、被焼却物が該炉に投入される時点に合わせて圧縮気体を噴射する態様を採用することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、設置スペースの増加やコストの上昇を可能な限り抑えつつ、構造が簡易でメンテナンスをあまり要せず、炉に投入する被焼却物を効率的に分散させることができる流動焼却装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態である流動焼却装置を備えた第１の焼却システムを示す系統図である。

【図2】図１のＡ部を拡大して示す拡大図である。

【図3】本発明の一実施形態である流動焼却装置を備えた第２の焼却システムを示す系統図である。

【図4】図３のＢ部を拡大して示す拡大図である。

【図5】本発明の流動焼却装置の変形例について、図２（ａ）に対応した態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の一実施形態である流動焼却装置は、珈琲粕、みかん粕、ビール粕、茶粕といった植物性廃棄物や汚泥などの被焼却物を焼却するものである。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態である流動焼却装置を備えた第１の焼却システムを示す系統図である。

【0024】

図１に示すように、第１の焼却システム１０は、流動焼却装置２と、抜出コンベア３と、集塵機４と、熱交換器５を備えている。流動焼却装置２は、炉２１と、投入機２２と、吐出装置２３と、始動バーナ２４と、補助バーナ２５と、散気部材２６と、冷却ノズル２７を備えたものである。炉２１は、中空塔状のものであって、耐火断熱材によって構成されている。炉２１には、流動媒体が充填されている。本実施形態では、流動媒体として、硅砂等の砂を用いており、炉２１に充填された砂によって砂層が形成されている。図１では、気体を砂層に噴出させることによって、砂層の砂粒子が激しく流動する流動層部Ｓが形成された状態を示している。以下、砂層に噴出する気体を流動化気体と称することがある。なお、流動層部Ｓの高さ（流動層高）は、流動していない状態の砂層の高さ（静止層高）の２倍〜３倍程度になる。また、炉２１は、上端側部分に横方向に開口した排気口２１ａを有し、下端部分に下方に開口した排出口２１ｂを有している。さらに、炉２１の側壁における、流動層部Ｓよりもやや上方部分には、炉２１内に被焼却物を投入するための投入口２１ｃが設けられている。本実施形態では、被焼却物として珈琲粕を用いている。なお、投入口２１ｃは、炉２１の側壁における上部側に設けてもよいが、被焼却物を投入口２１ｃまで持ち上げる必要があり、また、流動焼却装置２が設置される建屋等の建築物による制約もあるため、投入口２１ｃをあまり高い位置に設けることは通常は行われない。

【0025】

投入口２１ｃには、スクリュー２２１を備えた投入機２２が接続されている。投入機２２は、搬送コンベア等によって搬送されてきた被焼却物を受け入れ、受け入れた被焼却物をスクリュー２２１によって投入口２１ｃに向けて搬送し投入口２１ｃから被焼却物を炉２１に投入するものである。すなわち、投入機２２は、投入口２１ｃに接続され、この投入口２１ｃから投入される被焼却物が通過するものであり、本発明における投入路の一例に相当する。以下、投入機２２によって被焼却物が搬送される方向を搬送方向と称することがある。投入機２２における搬送方向下流側部分には吐出装置２３が設けられている。吐出装置２３は、投入口２１ｃよりも搬送方向上流、すなわち投入機２２側から炉２１内に向けて気体を吐出するものである。吐出装置２３の詳しい説明は後述する。

【0026】

炉２１には、始動バーナ２４が設けられている。始動バーナ２４は、流動焼却装置２における燃焼を開始する際に用いるものであり、流動層部Ｓに向けて設けられている。また、炉２１には、流動層部Ｓ内に挿入された補助バーナ２５が設けられている。補助バーナ２５は、被焼却物だけでは十分に燃焼しない場合に、重油等の燃料を噴出させ被焼却物の燃焼を補助するものである。

【0027】

散気部材２６は、連結管２６１と、この連結管２６１に接続した複数の散気管２６２を有するものである。連結管２６１は、図１における紙面と直交する方向に延在したものであり、複数の散気管２６２それぞれは、下方に開口した不図示の噴出口を複数有し、連結管２６１の延在方向と直交する方向に延在したものである。これら複数の散気管２６２は、連結管２６１の延在方向に所定の間隔をあけ、流動層部Ｓの底側に配置されている。連結管２６１は、供給路６１によって熱交換器５と接続され、熱交換器５から連結管２６１に気体が供給される。連結管２６１に供給された気体は、流動化気体として複数の散気管２６２それぞれの噴出口から砂層に噴出する。これによって、炉２１に充填された砂粒子は激しく流動し、流動層部Ｓが形成される。また、炉２１の上端側部分には、炉内に向けて冷却ノズル２７が設けられている。冷却ノズル２７は、炉内に冷却水を噴霧することによって、炉２１の上部や排ガスの過熱を抑制するものである。

【0028】

炉２１の排出口２１ｂの下方には、抜出コンベア３が設けられている。炉２１内で被焼却物が燃焼して生じた燃焼灰のうち、砂層に残留した燃焼灰は、排出口２１ｂを開放することで、砂とともに抜出コンベア３に受け入れられ、受け入れられた燃焼灰と砂は抜出コンベア３によって不図示の篩装置等に搬送される。篩装置では、燃焼灰と砂が分けられ、燃焼灰は不図示のホッパ等に搬送されたのち処分場等に送られる。また、砂は、例えば、クリンカ等を除去したのち、炉２１に戻される。

【0029】

流動焼却装置２の排気口２１ａは、第１排気路６２によって集塵機４に接続しており、集塵機４には、熱交換器５が設けられている。また、熱交換器５には、外気を供給するファンＦが接続されている。燃焼灰のうち微細化したものなどは、例えば８００℃程度の排ガスとともに排気口２１ａから第１排気路６２を流れて集塵機４に送られ、集塵機４によって、排ガスから燃焼灰が除去される。排ガスから除去された燃焼灰は、不図示のホッパ等に搬送される。また、ファンＦから熱交換器５に供給された外気は、熱交換器５において排ガスと熱交換されることによって、例えば２００℃程度に温度上昇する。この温度上昇した気体は、供給路６１を流れて連結管２６１に供給される。この熱交換器５において温度上昇した気体は、本発明における昇温気体に相当し、以下、昇温気体と称することがある。排ガスは、集塵機４によって燃焼灰が除去されるとともに、熱交換器５において外気と熱交換されることによって例えば７００℃程度に温度低下し、第２排気路６３を流れて不図示の廃熱回収ボイラ等を経由したのち、不図示の排気筒等から排出される。

【0030】

吐出装置２３には、供給路６１から分岐した分岐路６４が接続されている。図２を用いて、投入機２２の投入口２１ｃ側部分と吐出装置２３を詳述する。

【0031】

図２は、図１のＡ部を拡大して示す拡大図である。図２では、吐出装置２３を模式的に示している。また、図２では、左から右に向かう方向が搬送方向になり、同図（ａ）は、搬送されてきた被焼却物Ｂに吐出装置２３から吐出された気体が当たる前の様子を示し、同図（ｂ）は、吐出装置２３から吐出された気体によって被焼却物Ｂが炉２１内に吹き飛ばされた様子を示している。以下、吐出装置２３から吐出された気体を吐出気体と称することがある。

【0032】

図２（ａ）に示すように、投入機２２のスクリュー２２１は、投入口２１ｃ側の先端が投入口２１ｃよりも投入機２２の奥側に設けられたものである。これにより、スクリュー２２１の先端と投入口２１ｃとの間には所定の空間が形成されている。吐出装置２３は、エゼクタ２３１と、ノズル２３２と、弁２３３と、エアタンク２３４と、コンプレッサ２３５を有している。エゼクタ２３１は、導入管２３１１と、この導入管２３１１よりも小径かつ短小の吐出管２３１２と、缶体部２３６を備えている。導入管２３１１は、炉２１の側壁を貫通した状態で配置され、投入機２２の搬送方向下流側の端部に開口した吐出口２３１ａを有している。また、吐出口２３１ａは、投入口２１ｃよりも搬送方向上流側に開口している。導入管２３１１は、その延在方向が、搬送方向に向かうに従い上方に傾斜する姿勢で配置され、本実施形態では、導入管２３１１の水平方向に対する傾斜角度は、４５度程度に設定されている。また、導入管２３１１は、吐出口２３１ａとは反対側の端部がラッパ状に拡がった形状に形成されている。吐出管２３１２は、導入管２３１１の内側に、導入管２３１１と所定の間隔をあけた状態で配置されている。また、吐出管２３１２は、導入管２３１１に対応して、吐出口２３１ａとは反対側の端部がラッパ状に拡がった形状に形成されている。缶体部２３６は、導入管２３１１のラッパ状の部分と吐出管のラッパ状の部分を囲むものである。

【0033】

ノズル２３２は、缶体部２３６内に入り込みその先端が吐出管２３１２内に位置する状態で配置され、ノズル２３２には弁２３３が設けられている。また、ノズル２３２は、後端がエアタンク２３４に接続し、エアタンク２３４にはコンプレッサ２３５が接続している。ここでは、このコンプレッサ２３５は、大気を吸引し圧縮空気とする場合として以下に説明する。

【0034】

図１を用いて上述したように分岐路６４は、供給路６１から分岐したものであり、缶体部２３６に接続されている。供給路６１を流れる例えば２００℃程度の昇温気体の一部が、分岐路６４を流れて缶体部２３６に流入するように構成されている。コンプレッサ２３５が吸引する大気は、コンプレッサ２３５によって圧縮され、この圧縮された圧縮気体がエアタンク２３４に供給される。エアタンク２３４に供給された圧縮気体は、弁２３３が開くことによってノズル２３２の先端から吐出管２３１２内に噴射される。吐出管２３１２内に噴射された圧縮気体は、吐出管２３１２の先端から導入管２３１１内に噴射される。導入管２３１１内に圧縮気体が噴射されると、いわゆるベンチェリー効果によって、導入管２３１１と吐出管２３１２の間から周囲の気体、すなわち缶体部２３６内の昇温気体が誘引され、圧縮気体によって誘引された昇温気体が圧縮気体に合流した比較的大風量の吐出気体となって吐出口２３１ａから吐出される。この吐出される気体は、コンプレッサ２３５により圧縮された大気と、熱交換器５により例えば２００℃程度に温度上昇した昇温気体との混合気体であるため、炉２１内に吐出されたとしても、炉内の温度低下を抑えることができる。この吐出気体は、投入機２２側から炉内に向けて吐出されるものであり、吐出装置２３は、本発明における吐出手段の一例に相当する。また、本実施形態では、スクリュー２２１の先端と投入口２１ｃとの間に向けて吐出口２３１ａから吐出気体が吐出される。このように、吐出装置２３は、安価なエゼクタ２３１を用いて簡易に構成されている。このため、羽根を回転させることで所定の風量の気体を吐出するブロワを用いる構成に比べて、設置スペースの増加やコストの上昇を抑えることができる。

【0035】

スクリュー２２１によって被焼却物Ｂが吐出口２３１ａまで搬送されると、図２（ｂ）に示すように、投入機２２側から炉内に向けて吐出された比較的大風量の吐出気体によって被焼却物Ｂが炉内に吹き飛ばされる。これによって、炉内に投入される被焼却物Ｂを効率的に分散させることができる。この結果、投入口２１ｃから投入される前の被焼却物Ｂが粒径が大きいものや水分を多く含んでいるものであっても、流動層部Ｓにおける被焼却物Ｂの燃焼を促進することができる。また、図２に示すように、被焼却物Ｂが、スクリュー２２１によって断続的に搬送されてくる場合には、弁２３３を開く時点を制御することによってノズル２３２から圧縮気体を時間間隔をあけて噴射させ、被焼却物Ｂが吐出口２３１ａに達する時点で吐出気体を吐出してもよい。こうすることで、例えば、被焼却物Ｂの焼却を開始したばかりで吐出気体の温度が低いような場合には、不要な吐出気体が炉内に吐出されることがなくなり炉内の温度低下を抑えることができる。なお、ブロワは、時間間隔をあけてパルス的に駆動させることが実用上難しい。このため、背景技術で説明した、気体をブロワによって被焼却物Ｂに吐出させる構成では、被焼却物Ｂが吐出口２３１ａに達する時点で吐出気体を吐出させることは難しい。

【0036】

さらに、本実施形態では、導入管２３１１が、水平方向に対して４５度程度傾斜した姿勢で配置されているため、吐出口２３１ａから斜め上方に向けて吐出気体が吐出される。このため、被焼却物Ｂも斜め上方に吹き飛ばされ、図１に示す流動層部Ｓに落下するまでの時間を確保することができる。これによって、流動層部Ｓに落下するまでに被焼却物Ｂの乾燥あるいは分散が進み、流動層部Ｓにおける燃焼がさらに促進される。なお、吐出気体の吐出方向は特に限定されるものではないが、被焼却物Ｂが流動層部Ｓに落下するまでの時間を確保するためには、吐出口２３１ａから水平方向または水平方向よりも上方に向けて吐出気体を吐出することが好ましい。

【0037】

また、本実施形態では、スクリュー２２１の先端と投入口２１ｃとの間に向けて吐出気体が吐出されるため、吐出気体がスクリュー２２１によって遮られることがなくなり、炉内に被焼却物Ｂを吹き飛ばしやすくなる。なお、スクリュー２２１におけるスクリュー羽根とスクリュー羽根の間に向けて吐出気体を吐出させる態様を採用してもよい。この態様を採用する場合には、スクリュー２２１のスクリュー羽根の向き等に応じて、スクリュー２２１によって搬送されてくる被焼却物Ｂに吐出気体が当たる位置に、吐出口２３１ａを配置する。

【0038】

また、図１の二点鎖線で示すように、第２排気路６３から分岐する分岐路６４を設け、例えば７００℃程度の排ガスを吐出装置２３の缶体部２３６に接続する態様にしてもよい。この態様によれば、吐出気体の温度がさらに高くなるため、炉内の温度低下をより抑えることができる。なお、背景技術で説明した、気体をブロワによって被焼却物Ｂに吐出させる構成において、高温の気体をブロワから吐出させるためには、高温用（耐熱用）のブロワが必要になってよりコストがアップしてしまう。

【0039】

次いで、第１の焼却システム１０の作動状態の一例について説明する。まず、散気管２６２から流動化気体を砂層に噴出させる。これによって、炉２１に充填された砂粒子は激しく流動し、流動層部Ｓが形成される。流動層部Ｓが形成された状態で、始動バーナ２４を着火させ、流動層部Ｓの砂を加熱する。流動層部Ｓの砂が所定温度まで温度上昇したら、投入機２２を駆動させスクリュー２２１によって被焼却物Ｂを投入口２１ｃに向けて搬送する。また、吐出装置２３を駆動させ吐出口２３１ａから吐出気体を吐出させる。投入口２１ｃに向けて搬送されてきた被焼却物Ｂが吐出口２３１ａに達すると、吐出口２３１ａに達した被焼却物Ｂは、図２（ｂ）に示すように、吐出気体によって投入口２１ｃから斜め上方に吹き飛ばされ、分散した状態で炉２１に投入される。炉２１に投入された被焼却物Ｂは、乾燥しながら流動層部Ｓに落下し、砂粒子の激しい流動化運動によってさらに分散されて細かくなるとともに、乾燥がすすむ。次いで、温度がさらに上昇して被焼却物Ｂが燃焼して燃焼灰になるとともに排ガスが生じる。炉２１には被焼却物Ｂが分散された状態で投入されるため、投入口２１ｃから投入される前の被焼却物Ｂが、水分を多く含むものや粒径が大きいものであっても、流動層部Ｓにおける被焼却物Ｂの燃焼が促進する。流動層部Ｓを、例えば５００℃〜７００℃程度の温度に保持し被焼却物Ｂの燃焼が立ち消えにならないようにするために、補助バーナ２５から重油等の燃料を噴出させるが、流動層部Ｓにおける被焼却物Ｂの燃焼が促進する分、補助バーナ２５から噴出させる燃料の使用量を抑えることができる。また、流動層部Ｓにおける被焼却物Ｂの燃焼が促進することによって、流動層部Ｓで燃焼せず炉２１の上部で燃焼する被焼却物Ｂが減少し、これによって炉２１の上部や排ガスの過熱が抑制される。この結果、冷却ノズル２７から噴霧する冷却水の量を減少させることができる。

【0040】

被焼却物Ｂの燃焼が完結した燃焼灰は、流動層部Ｓに残留し、第１の焼却システム１０の運転終了後、排出口２１ｂから砂とともに排出される。また、燃焼灰のうち微細化されたものなどは排ガスと一緒に排気口２１ａから排出され、集塵機４に流れる。集塵機４では、排ガスから燃焼灰が除去されるとともに、熱交換器５において、外気が排ガスと熱交換されることによって温度上昇する。この温度上昇した昇温気体が流動化気体として散気管２６２から流動層部Ｓ内に噴出されるとともに、分岐路６４を流れて缶体部２３６に供給され、ノズル２３２から噴射された圧縮気体とともに吐出口２３１ａから吐出される。

【0041】

次に、本発明の一実施形態である流動焼却装置を備えた第２の焼却システムについて説明する。以下の説明では、図１および図２に示す、第１の焼却システムとの相違点を中心に説明し、これまで説明した構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。

【0042】

図３は、本発明の流動焼却装置を備えた第２の焼却システムを示す系統図であり、図４は、図３のＢ部を拡大して示す拡大図である。第２の焼却システム１１は、主として、集塵機４と熱交換器５の配置、および吐出装置２３に気体を供給する分岐路６４の分岐位置と接続態様が、図１に示す第１の焼却システム１０と相違する。なお、第２の焼却システム１１では、被焼却物として汚泥を用いている。

【0043】

図３に示すように、第２の焼却システム１１では、第１排気路６２が排気口２１ａから熱交換器５に接続し、第２排気路６３が熱交換器５から集塵機４に接続している。排気口２１ａから排出された排ガスは、第１排気路６２を流れて熱交換器５に送られ、熱交換器５において外気と熱交換された後、第２排気路６３を流れて集塵機４に送られる。集塵機４に送られた排ガスは、燃焼灰が除去された後、第３排気路６５を流れて、不図示の排気筒等に向けて送られる。第２の焼却システム１１では、分岐路６４は、第３排気路６５から分岐しており、第３排気路６５を流れる例えば７００℃程度の排ガスの一部が、分岐路６４を流れて吐出装置２３に供給される。

【0044】

図４に示すように、第２の焼却システム１１における吐出装置２３は、コンプレッサ２３５に接続した気体冷却装置２３７を備えている。この気体冷却装置２３７は特に限定されるものではないが、例えば、冷水を流して排ガスを間接的に冷却する熱交換器を例示することができる。第３排気路６５から分岐した分岐路６４は、缶体部２３６に接続され、さらに気体冷却装置２３７にも接続されている。分岐路６４を流れてきた排ガスは、缶体部２３６に供給されるとともに、一部が気体冷却装置２３７にも供給される。気体冷却装置２３７に供給された排ガスは、気体冷却装置２３７により冷却され、この冷却された気体は、コンプレッサ２３５に供給されて圧縮され、第１の焼却システム１０においてした説明と同様に、ノズル２３２から噴射される。

【0045】

これらの構成によれば、吐出口２３１ａから吐出される吐出気体は全て燃焼後の排ガスにより賄われることになる。大気に比べて排ガスの酸素濃度は低いため、炉２１内の酸素濃度を低く抑制したい場合において本構成は好ましい。なお、炉２１内の酸素濃度にあまり配慮を要さない場合は、大気をコンプレッサ２３５により圧縮して吐出管２３１２に噴出させ、導入管２３１１にも大気が供されるように構成することができ、これは第１の焼却システム１０も同様な構成の適用が可能である。なお、第２の焼却システム１１においても、図１に示す第１の焼却システム１０と同様に、分岐路６４が供給路６１から分岐する構成を採用してもよい。

【0046】

図５は、本発明の流動焼却装置の変形例について、図２（ａ）に対応した態様を示す図である。

【0047】

以上においては本発明における投入路として、スクリュー２２１が設けられた投入機２２を用いた態様を説明したが、図５に示すように、ロータリーバルブ２８から落下する被焼却物Ｂを炉２１内に導くシュート２９を投入路としてもよい。本変形例においてもまた同様に、吐出口２３１ａは、シュート２９側から炉２１内に向けて吐出気体を吐出するように構成されるものである。また、被焼却物Ｂは、ロータリーバルブ２８から断続的にシュート２９に落下するので、落下した被焼却物Ｂが吐出口２３１ａ上に到達する時点に合わせ、時間間隔をあけて吐出口２３１ａから吐出気体を吐出させることができる。なお、ロータリーバルブ２８を設けることによって、炉２１内に吸い込まれる外気の量を抑えることができる。また、図５では、ロータリーバルブ２８の上の装置を省略しているが、例えば、ホッパ等を配置してもよい。

【0048】

以上説明した流動焼却装置２によれば、設置スペースの増加やコストの上昇を可能な限り抑えつつ、炉に投入する被焼却物を効率的に分散させることができる。また、被焼却物の分散を促進するための回転機構等を備えていないため、メンテナンスの頻度が増加してしまうこともない。

【0049】

本発明は上述の実施の形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上述の流動焼却装置２では、投入口２１ｃを炉２１の側壁に設けているが、流動焼却装置２の天井部分に、投入機２２および吐出装置２３を配置するスペースがある場合などには、炉２１の天井に投入口２１ｃを設けてもよい。なお、以上説明した実施形態や変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を他の、実施形態や変形例に適用してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０，１１ 焼却システム
２ 流動焼却装置
２１ 炉
２１ｃ 投入口
２２ 投入機
２２１ スクリュー
２３ 吐出装置
２３１ エゼクタ
２９ シュート
４ 集塵機
５ 熱交換器
Ｂ 被焼却物
Ｓ 流動層部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】