JP2007255880A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 任意の種類の廃棄物等の可燃性のごみを、燃焼の中心部以外では低温で燃焼処理するようにして、その燃焼に際して発生する有害ガス等を極力抑制し、燃焼効率を良くする。
【解決手段】 廃棄物を処理する燃焼処理装置１では、燃焼部２０の周囲を側部空間２３で囲み、内部に向けて少量の空気を吹き込む給気部材３０……から、磁界を通した空気を少量ずつ供給し、蒸し焼き状態で燃焼させる処理を行う。前記燃焼処理部３０で発生した燃焼ガスの一部を、燃焼処理部の側部の空間３３に通して、再び燃焼部に戻して低温で燃焼させる処理を行うようにしている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、可燃性の廃棄物を燃焼部の中央部で高温で加熱処理（燻焼）させ、その周囲では次第に低温となる状態で、燃焼処理を行う廃棄物処理装置に関し、特に、紙ごみのような燃えやすい可燃ごみの他に、落ち葉等の自然で発生する廃棄物、プラスチック等の廃棄物を、悪臭や有害ガス等の公害を発生させずに、焼却処理する装置に関する。そして、可燃ごみをその燃焼部の中心部で高温で燃焼させ、その高温の部分に対して、その周囲では低温で燻焼させるようにして処理することによって、ダイオキシンのような有害成分が排気とともに排出されることがなく、装置の管理と維持が容易な処理装置として提供することを目的としている。

一般の小規模の事業所等から排出される可燃性の可燃ごみは、家庭から排出されるごみとは区別されて、廃棄物処理会社の回収車両等で収集されることが多く、その回収されたものを、産業廃棄物の処分会社の焼却炉等で、まとめて処理されるような方法を用いていることが多い。また、一般の家庭から排出されるごみと合わせて、大規模な焼却処理場に集めて、大量のごみを１か所にまとめて、焼却処理することが一般的な処分方法として採用されていることであり、その焼却処理により発生する燃え残りの焼却灰を、埋立て処理することも行われている。

また、小規模な事業所等から排出される廃棄物は、紙ごみと他の可燃性の可燃ごみをまとめて、自社の敷地内で小型の焼却炉を用いて焼却処理して、焼却灰のみを捨てるような処理方法が採用されていることが多い。そして、前記紙ごみを自社内で焼却処分することで、社内の秘密を記載した文書が外部に漏れ出すことがないように、秘密を社内に封じ込める処理も同時に行われている。

しかしながら、小型の燃焼炉等を用いて紙ごみ等の可燃性の廃棄物を焼却処理しようとする場合に、従来の燃焼処理装置のように、高温で燃焼処理する装置を用いると、燃焼の管理が良く行われないことから、ダイオキシンのような有害ガスが発生しやすいといわれている。特に、小型の燃焼炉を用いて、多種類の可燃性の廃棄物を混合したものを焼却処分する場合には、水分の多いごみや燃えにくいもの等が混在することから、不完全燃焼状態が発生しやすく、その結果として悪臭や異臭が多く発生されることがあり、周囲に迷惑をかけることも多いという問題もある。

そこで、前述したような有害ガスが発生することや、悪臭が発生することの問題に対処させるために、文献１に開示されているような、処理手段を用いて処分処分することが提案されている。前記従来例においては、低温でごみを焼却処理する技術手段を用いることで、ダイオキシン等のような有害ガスや、悪臭・異臭が発生することをも防止できて、設備の小型化を達成可能で、処理作業を容易にできるという、多くの目的を同時に達成できるものと説明されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００４−１３６２４９号公報

ところが、前記従来例に開示されている処分方法を、実際に用いようとする場合でも、その明細書に開示されている技術手段は、実現可能性に疑問があることが判明した。つまり、例示されているところの無酸素燃焼等の燃焼方式を、誰でも簡単に採用できるようには開示されてないものであり、実際に他人が発明を利用できないという課題が残っているものである。したがって、実際に可燃性の廃棄物を無害化処理することは、前記公開されている技術手段を用いることによっては、容易には行い得ないと推定されるのである。また、従来技術によっては、燃焼に用いるガス体の供給機構と排気ガスの排出処理の方法との、そのいずれの方法も、比較的面倒な処理方式を用いて行われるために、その装置の維持管理が容易に行われ難いという、解決を要する課題が多く残っている。

本発明は、可燃ごみをその燃焼部の中央部分で高温で燃焼させ、その高温の部分の周囲では、外側に至るほど低温で蒸し焼きにする状態で、熱（燃焼）処理する手段を用い、ダイオキシン等の有害ガス体が発生することを防止できて、小型の装置を用いて可燃ごみの処理を容易に行い得る装置を提供することを目的としている。

本発明は、被処理物を炉内に積み重ねた状態で、前記堆積させた被処理物の下部分のものを燃焼部の中央部で燃焼させて処理する処理装置に関する。
請求項１の発明は、前記処理装置の上部には被処理物を投入する手段を、下部には燃え残りの灰成分を取り出すための排出手段を各々設け、
被処理物を処理する処理炉本体の熱処理部は、内壁部材と外壁部材とを一定の間隔を持たせて配置して、前記内外の壁の間に空気を流通させる側部空として構成し、
前記熱処理部と側部空間の間には、内壁の上下部に対応する位置に各々連通部を設け、被処理物の燃焼ガス体を通す経路とし、
前記熱処理部内で、被処理物の燃焼により発生するガス体を、前記側部空間を通して燃焼部に向けて再び案内するようにして循環させ、可燃ガス体が排出されることを抑制することを特徴とする。

請求項２の発明は、前記処理炉本体の熱処理部を囲むように設けた側部空間を、被処理物の燃焼により発生するガス体を通す経路とし、
前記側部空間の上部には、燃焼により発生するガスの一部を外気に向けて排気する経路を接続し、
前記炉本体の内壁により囲まれた熱処理部の燃焼部に対しては、磁界を通した外気を供給する給気部材を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、前記燃焼部に向けて磁界を通した空気を供給するための給気部材は、装置本体の前後方向に配置するものと、両側に配置するものとの２組のものを、各々の軸線が高さは異なるが直交する状態で配置し、
前記給気部材には、燃焼部に供給する空気量を調節する手段を各々設け、
前記２組の給気手段の磁界を通った外気を用いて、熱処理部のほぼ中央部で被処理物を燃焼させることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記燃焼部では、前記側方から空気を供給する２組の給気部材の軸線が、平面視で交差する部分となる略中央部を、高温で燃焼させる高温燃焼部とし、
前記高温燃焼部に対して、前記給気部材を介して燃焼用の空気を供給し、
前記高温燃焼部を中心として、その周囲では外側に向けて次第に低温で燃焼させる部分を設けたことを特徴とする。

請求項５の発明は、前記熱処理部を設けた炉本体の最下部には、燃え残りの灰成分を堆積させるとともに、前記灰成分を排出させるために、側部に開口を設けた下部材を設け、前記下部材は、熱処理部と側部空間とを連通させる空間としての機能を持たせたことを特徴とする。

請求項６の発明は、前記処理炉の内外壁の間に形成する側部空間においては、外気に接する外壁の温度により、前記炉本体からでるガス体を冷却して、冷却されたガス状の成分を、前記側部空間の下部から下部材を通して、再び燃焼部に向けて供給可能とすることを特徴とする。

請求項７の発明は、前記処理炉本体の熱処理部の中で堆積される被処理物は、下部材内に溜まった燃えカスの層の上に、燃焼処理する熱処理部の層を、
さらにその上部の層は、熱処理層の熱により乾燥処理される層とし、
前記乾燥処理される層においては、新たなに堆積させる被処理物の重さにより、押圧される状態として熱処理を行うことを特徴とする。

請求項８の発明は、前記内外壁を所定の間隔を介して配置し、内壁に囲まれた内部空間の一部を燃焼部として用いる処理炉本体において、
内壁を上部の断面積が大きく、下部に至るほど狭い断面積となるように構成し、
前記処理炉本体の中に堆積されて熱処理される被処理物が、加熱されることで体積が減少することにしたがって、処理炉内部で下降させるようにして処理を行うようにすることを特徴とする。

請求項９の発明は、前記処理炉本体の上部には、炉内に積み重ねた被処理物を下方に向けて押圧する押圧手段を設け、
前記処理炉本体の内部に積み重ねた被処理物が、加熱されて堆積が減少することに対して、
被処理物の内部に空間が生じないように、前記押圧手段により押圧しながら熱処理を行うことを特徴とする。

請求項１０の発明は、前記処理炉本体の上部に被処理物を供給するために、装置本体の前側上部に投入部を設け、
前記投入部には、外気と処理炉の内部とをそれぞれ遮断可能な開閉扉部材を設け、
前記投入部の内部には、投入された被処理物を処理炉内部に供給する供給部材として、プッシャ部材を設け、
前記投入部に向けて随時供給される被処理物を、前記プッシャ部材を用いて燃焼部に向けて供給することを特徴とする。

請求項１１の発明は、前記処理炉本体の熱処理部を囲むように設けた側部空間には、その上部に排気処理装置を接続して設け、
前記排気処理装置では、側部空間から排出される排気を最初に通す水処理手段と、次の段階で排ガスを通す処理管路手段とを設け、
最初に水槽を通して浮遊物と水に溶ける成分を除去した排ガスを、処理管路を通して無害化する処理を促進し、
有害成分と異臭を除去してから、外気に放出することを特徴とする。

請求項１２の発明は、前記処理炉本体に設けた排気処理装置では、その管路の内部に電熱ヒータを設け、
排気ガスを前記電熱ヒータの部分を通して、有害成分と異臭を除去してから、外気に放出することを特徴とする。

請求項１３の発明は、前記排気処理装置内で、排ガスの一部の成分を吸収して増加した処理水は、その余分なものを燃焼部に向けて戻す手段を設け、
前記水処理手段と処理管路手段との双方から排出される液状成分を、燃焼部で被処理物とともに燃焼処理することを特徴とする。

前述したように構成したことにより、本発明の熱処理装置は、小規模の事業所等の、比較的少量のごみ等の可燃ごみが排出される発生源の近くに設置して、何時でも廃棄物の処理に用いることができる。そして、大規模な焼却処理設備を設けることなしに、少量ずつ可燃ごみを燃焼させて処理することができる。前記可燃ごみを熱処理するに際しては、燃焼部の中央部では、磁界を通した空気を供給して、１２００℃程度の高温で燃焼させ、その中央部から外側に至るほど、次第に低温となるような燃焼条件を設定して、燃焼処理させる方式を採用している。

そして、前記燃焼処理部の燃焼部から発生される熱で、その周囲の部分のごみを加熱して乾燥させる処理を行い、中央部の燃焼部分に達するまでに水分と揮発成分を分離して、高温で燃焼する部分においては、余分な揮発成分が燃焼の邪魔をすることがないようにして処理される。また、熱処理を行う対象としての可燃ごみは、特にその種類や性質等が限定されるものではなく、一般の事業所や家庭から排出されるすべての廃棄物を処理することができる。

本発明の装置においては、磁界を通した空気を供給する経路を設け、燃焼部に対して磁界を通した空気を直接注入するとともに、燃焼部を限定して区画する。そして、局部的に燃焼処理させることで、燃焼処理作用を容易にコントロールすることができる。また、前記燃焼部に被処理物が達する前の段階で、燃焼部から発する熱で乾燥させる作用が行われ、揮発成分がなくなった状態のものが燃焼処理されるので、空気の酸素を必要とする燃焼には、燃焼作用を阻害する成分が含まれない状態とされる。さらに、被処理物が加熱される部分から大量に発生する揮発成分は、処理炉本体の周囲に区画されている側部空間を通って、炉本体の下部から燃焼部に向けて供給される事で、繰り返して燃焼部を通し、可燃性の成分は外に排出されることがないように処理される。

前記燃焼により、燃焼部から発生する排ガスは、排気処理部を通して無害化する処理を行ってから排出させている。その排気処理部においては、最初に排気を水に通して浮遊成分や水に溶解可能なガス成分を除去し、その後で、臭気を除去する性質を有するといわれる処理管装置を通して悪臭を除き、その後に外気に放出するようにしているので、比較的簡素化された処理手段を用いて、燃焼ガスを処理することができる。さらに、前記処理管路に電熱ヒータ、オゾンを発生させて廃棄を浄化する等の作用を行う、排気ガスの処理手段を装備することで、悪臭や有害ガスが発生することを抑止できる。前記作用・効果に加えて、排ガスの処理に際して、発生する液体状の成分は、再び熱処理部に向けて戻し、炉本体の側部空間に向けて送り戻して、燃焼部で再び燃焼処理することで、有害成分が生の状態で、外気に向けて放出されることがないように処理される。

図示される例にしたがって、本発明の実施例の構成を説明するが、以下に説明する本発明の燃焼処理装置は、比較的少量の可燃ごみを排出する事業所等で、有害ガスと異臭等を発生させずに、比較的低温で燃焼させて、処理可能とする装置として構成する場合を説明している。また、以下の実施例では、燃焼処理装置を用いて処理する対象の可燃性のごみとしては、紙ごみ等の他に、生ごみや可燃性の他の有機物等、多くの可燃性の廃棄物を対象とすることが可能であり、それ等の被処理物をまとめて、以下に可燃ごみと呼んで説明する。

なお、本発明の目的とする作用および効果を奏することができるような、処理機能を有する装置であれば、以下に図示された実施例に対して、処理場の環境に合わせて、細かい構成を適宜変更することが可能であることは勿論である。なお、以下の説明において、ごみ等の可燃ごみを低温で燃焼させる熱処理の作用・状態を「燻焼」と呼んで説明するが、これは、全体として蒸し焼き状態を総称して言うもので、オープン状態で燃焼させる場合のように、炎を吹上げて燃焼させる状態とは異なり、少量の空気を供給しながら、閉鎖された環境の下で蒸し焼きするようにし、その中心部では高温で燃焼させるようにして処理するものである。

本発明に説明する装置を用いて、前記可燃ごみを燃焼処理するに際しては、一般的なごみ等を燃焼させて処理する場合のように、１０００〜１２００℃程度の高温で、全体を燃焼させるのではなく、以下に説明するように、燃焼部の中心部では前記高温の燃焼温度とし、その周囲の部分では比較的低温で蒸し焼きにする状態で処理を行うものである。そして、前記燃焼処理を行うに際しては、被処理物から水分やガス体等の揮発しやすい成分を分離させ、残りの炭素成分等の可燃性の部分を、少量の空気を供給しながら、燃焼部の中央部で燃焼させる処理を行うようにする。また、前記中央部で発生される熱で、被処理物から蒸発または揮発された成分は、燃焼部の周囲に設けた側部空間で冷却され、比重の大きい気体または液体状のものとし、炉本体の下部から燃焼部に向けて供給し、そのまま燃焼処理することを可能としている。このような可燃物の燃焼させる処理を、以下の説明においては、「可燃ごみを燃焼処理する」と、一般的な表現を用いて説明する。

図示する例において、図１は燃焼処理装置１の外観図であり、図２は燃焼処理装置の構成を示す概略説明図である。また、図３、４は各々、装置の正面図と背面図であり、図５以下には、各機構の詳細の構成を説明している。前記図１、２に示すように、燃焼処理装置１は装置本体２の前側に、前部投入部１０を設けており、装置本体２では、下部に配置する燃焼処理部３０の上に、上部投入口２１を設けている。そして、前記前部投入部から投入する可燃ごみを、上部投入口２１を介して燃焼処理部３０に堆積させて、燃焼させる処理を行うようにする。また、前記燃焼処理部３０で可燃ごみを燃焼させることで発生する排気ガスと、可燃ごみから発生する蒸発成分等は、燃焼処理部３０を通して有害物を除去する処理を行い、連通する排気処理部６０を通して脱臭等の処理を行ってから、外気に向けて放出させるようにする。

図２に示すように、装置本体２の燃焼部に向けて可燃ごみを供給する際には、前部投入部１０の開閉蓋１１を開いて、その内部に可燃ごみを投入する。前記前部投入部１０においては、内外を区画する前記開閉蓋１１の他に、燃焼処理部３０と区画するシャッタ１８を設けており、前記前部投入部１０の内部では、プッシャ１２を図の左右方向に移動させるために、駆動装置１３を設けている。前記駆動装置１３としては、モータ１４により駆動されるチェーン１６を用いて、前記プッシャ１２を図の左右方向に移動させる機構を用いている。

前記前部投入部１０の中に投入された可燃ごみを、燃焼処理部３０に供給する際には、シャッタ１８を開いてから、プッシャ１２により可燃ごみを燃焼処理部３０に送り込み、燃焼処理部の中に堆積させるようにする。なお、前記燃焼処理部３０の上部室としての上部投入口２１には、押圧棒２２を支軸を介して揺動可能に設けている。そして、前記押圧棒２２を上に揺動させて挿入口を邪魔しない状態で、可燃ごみを燃焼処理部３０の中に投入して堆積させ、その後に、前記押圧棒２２を揺動させて、可燃ごみの上に載せて、その押圧棒の重量で可燃ごみを押圧するようにしている。前記押圧棒２２としては、多数本の棒状のものをすのこ状に組合せて構成したものや、幅の狭い板等を組合せて構成したものを用いることが可能であるが、適当な重さを有するものとして構成した前記押圧棒２２により、燃焼処理部３０に堆積させた可燃ごみを軽く押圧して、可燃ごみの中に隙間が生じないようにする。

前記燃焼処理部３０においては、図２〜４に説明しているように、可燃ごみを燃焼させる部分を内壁３２により区画し、その内壁３２による区画の外側を、外壁３１により覆っていて、内外の壁の間には炉周囲空間３３を形成している。前記炉周囲空間３３の上部では燃焼部の内部と連通されており、下部では燃焼部の下部と連通させた状態で設けて、燃焼処理部３０の中で燃焼により発生するガス体を、前記炉周囲空間３３内で冷却しながら下降させて、再び燃焼処理部３０の内部に向けて供給する。

そして、燃焼部に供給する外気と混合する状態で、可燃性のガスがそのままの状態で燃焼に用い、外気に放出されないように処理する。したがって、蒸発したガス体に含まれる悪臭成分をも、炉周囲空間３３から戻して燃焼部を通して熱処理することで、無害化して放出させるようにする。なお、前記図２に示している例において、内壁３２の底に該当する部分を符号３２ａとし、外壁３１の底の部分を符号３１ａを付して説明している。そして、燃焼処理部３０の周囲空間３３の下部を空間３９、３９ａとしているが、前記下部の空間は、下部材５に設けているものである。
なお、前記内壁３２の底部分３２ａは、実際には何も設けずに下部材に連通する開口として設ければ良いが、その他に格子状のものを設けて、燃え残りのかすを落下させる手段として構成しても良い。

前記燃焼処理装置１の装置本体は、図３に示す正面図に見られるように、前側に突出する前部投入部１０が箱状に形成されており、その下部では、装置本体の燃焼部を必要に応じて覗き得るように設けた開口を、開閉扉３８ａにより開閉可能にを設けている。前記開閉扉３８ａに対しては、外気を中に吹き込ませて供給するための給気部材４０ａを取付けて、前記給気部材から内部に磁界を通して外気を吹き込むようにしている。また、燃焼処理部３０の最下部には、燃えカスを排出するための開口が設けられていて、蓋部材７で開口を閉じている。

図４には、装置本体の背面の構造を示しているもので、装置の背面の最下部には、図３と同様に、開口の扉３８ｂと給気部材４０ｂとを設けている。また、必要とされるときに燃えカスを排出するための開口を、前記蓋部材４０ｂにより閉じており、前記蓋部材を開いて、可燃ごみの燃焼カスを随時排出できるようにしている。前記図４に示す例では、装置本体の背後部分に排気処理部６０を配置しており、この排気処理部６０はパイプ６２、６２ａ、……を上下に蛇行させるような状態に配置している。そして、燃焼処理部３０で発生した排気ガスを、水を満たしたタンク６１を通してから、前記蛇行させたパイプにより構成する煙処理部経路６２……を通して、悪臭を除去する等の処理を行って外気に排出させるようにする。

さらに、前記装置本体２の燃焼処理部３０に対しては、本体の前後と左右に各１本ずつの給気部材４０、４０ａ〜４０ｃを配置しており、後述するように、この給気部材４０……には磁石を空気通路を囲むように設けて、磁界を通した空気を燃焼に使用するようにしているが、その給気部材の具体的な構成は後で説明する。前記図２〜４に説明している例では、燃焼処理部３０の内壁で囲まれる燃焼部の空間を、図に鎖線で描いているように、上部の断面積が大きく下部の面積が狭いものとして、略テーパ状に絞った内壁５０〜５０ｃにより、前記燃焼部の区画を形成している。
なお、前記内壁３２に形成するところの、下向きに狭くするテーパ状の絞り形状（傾斜の形状）は、最も多く処理するであろうと考えられる被処理物を、実際に燃して得られた結果に基づいて、設計すれば良い。

前述したように、下部が幅が狭くなるようなテーパ状に構成したことで、燃焼処理部に投入されて燃焼処理される可燃ごみは、投入されたときの生ゴミの状態から、燃焼部を下降するにつれて次第に乾燥されることにより、体積が減少することに対応させている。さらに、燃え残りのカスを溜めておく最下部のスペースとしての下部材５内部では、燃えたカスとしての灰分またはセラミックスや、金属等のような燃えないものを貯留するものであるから、燃え残りの成分の体積は非常に小さくなる。なお、前記燃焼処理部３０での内壁に囲まれるテーパ状のスペースは、その上下部の比率等を任意の広さに形成できるものであり、対象とする可燃ごみの性質に対応させて、適宜形成することが可能である。

前記燃焼処理部３０での内外壁の関係と、燃焼部への空気を供給する機構、および、燃焼部から発生する燃焼ガスを、炉周囲空間３３へ案内するための機構は、図５に示すように構成している。この例において、装置本体の前後に設ける開口３７が、前記内外の壁３１、３２を通して設けられており、その開口３７を閉じる扉３８が、開口を開閉するように設けられている。前記内外壁３１、３２の間に形成される炉周囲空間３３に対しては、内壁３２の上部でスペーサ３４と、内壁３２に設けたスリット３５を通して、燃焼ガスが流通されるように設けている。また、前記炉周囲空間３３の下部は、燃焼処理部３０の最下部の空間３９に直接連通されるように、大きな開口が形成されている。

前記燃焼処理部３０に対して外気を吹き込むために、炉本体の側部の前後左右から、空気を供給するための給気部材４０〜４０ｃを、四方に設けている。前記給気部材の内の対向する２組の部材は、その軸線が平面視で直交するが、高さが少し異なる状態で配置されている。そして、前記各空気取入部材の各々からは、後述するように、磁界を通した空気を、その流量を適宜調節可能とされる状態で、熱処理部内部に向けて供給できるようにしている。

前記扉３８を貫通させるように設けている給気部材４０ａと、側部に設ける給気部材４０……は、図６に説明するように構成されているもので、前記内外壁３１、３２を貫通するパイプ４１に対して、装置本体の外側にバルブ４２を設けて、手動で給気量を調節可能としている。また、前記バルブ４２の外側には、磁石のＮ・Ｓ極４３、４３ａをパイプを挟んで上下に対向させるように配置し、磁界を通した空気を燃焼処理部に供給している。さらに、磁界の外側のパイプの露出される部分には、必要に応じて保護カバーまたは、所定の大きさの孔を設けたカバー部材４４を設けて、燃焼に使用する外気に余分な雑物が入り込まないように保護している。

前述したように構成される装置１において、燃焼処理部３０に投入されて燃焼処理される可燃ごみは、図７に説明するように、略層状に積み重ねられて、その下部のものから順次熱処理されるようになる。前記図示する例において、燃焼処理部３０の内部に積み重ねた可燃ごみは、可燃ごみの重量と押圧棒２２により加えられる圧力により、押し付けられる力が常時作用する未処理層Ａとして設けられる。また、前記未処理層Ａでの重量等により押圧される中間層Ｂでは、燃焼層Ｃから加えられる熱によって、水分のような蒸発しやすい成分や、揮発しやすい他の成分が蒸発されて、体積が次第に減少するとともに、重量が減少する状態となる。そして、燃焼層Ｃに向けて圧密された状態で、押し下げられるような作用が加えられる。前記燃焼層Ｃでは、給気部材４０を通して吹き込まれる外気と、前記側部空間３３を通して下側から戻される可燃性の気体成分とを、被処理物に供給するようにして燃焼させる。

前記可燃ごみを燃焼処理する燃焼部Ｃでは、その中央部のみの一部に向けて、空気取入部材を通して外から取り入れる空気の供給が少ない状態で、１２００℃程度の高温で燃焼させる作用が行われる。そして、その高温燃焼部の外側では、次第に温度が低くなる状態で、全体として低温での燻焼（蒸し焼き状態の処理）が行われるものとされ、少量の酸素が供給される状態で燃焼される。前記低温燃焼部では、中央部の高温燃焼部から発生された熱で、被処理物の水分と、揮発成分とが固形物から分離される状態とされ、固形物が高温燃焼部に向けて供給される。また、燃焼された残りの固形物は、前記燃焼部の下部の下部材５の内部空間に堆積層Ｄとして蓄積される。この燃焼残渣は、一般的な燃えカスであるところの灰成分と、燃えることがない粘土質やセラミックス等の無機物、金属成分等であり、それ等の残りカスは、下部材５の前後に設けた開口６、６ａから、蓋部材７、７を開いて随時掻き出されて排出される。

なお、前記燃焼部Ｃに供給される外気は、空気取入部材４０……に設けた磁界を通って来るものであり、磁界を通ることで空気の成分の一部が、イオン化された状態で供給される。前記磁界を通ってイオン化された酸素を燃焼に使用することで、燃焼効率を向上させることが可能となるという通説のように、燃焼部から有害ガスが発生することを、極力抑制できるという効果を奏するものと推定される。そこで、前記給気部材は、燃焼部の外側に露出している部分に対し、パイプ４１を上下から挟むように、永久磁石のＮ、Ｓ極を対極させて配置して磁界を形成させている。そして、前記パイプ４１を通って燃焼処理部の中に吸引される空気を、磁界の中を通して供給させるようにして、磁界を通って一部がイオン化された空気を燃焼に使用する。

前記４つの給気部材４０〜４０ｃを通って吹き込まれる空気と、炉周囲空間３３の下部から供給される空気（燃焼ガスの一部）を用いて、前記燃焼層Ｃで可燃ごみを燃焼処理する作用が行われる。前記燃焼層Ｃにおいては、前記燃焼処理部の前後と左右に配置している給気部材の中間部で、その燃焼層Ｃの中央部で、主として可燃ごみが高温で燃焼するもて、その周囲の部分では、その高温燃焼部で発する熱で加熱される状態となるものと考えられる。なお、この実施例では、前記炉本体３０の内部での可燃ごみを燻焼させて処理する作用は、前記磁界を通ってきた空気が、交差するように集中される燃焼部分Ｃで、集中的に行われているものであり、前記各給気部材から供給される空気は、燃焼部３０の中央部に向けて送り込まれ、内部に堆積された可燃ごみの熱処理部の中心に向けて、集中的に外気が供給されるような、給気と燃焼作用が行われるものとして考えている。

さらに、前記燃焼部Ｃの上部では、燃焼部から発生する熱で、その上部の中間層Ｂに対して加熱作用を加えて、可燃ごみを乾燥させる処理が行われる。したがって、前記燃焼層Ｃでは、可燃ごみから水分等を蒸発させてから燃焼させる必要がないので、燃焼層Ｃでの熱処理作用を効率良く行うことができる。前記燃焼部Ｃで燃焼処理されることで、燃え残りの成分のみが落下して下部材５の空間部３９に堆積される。前述したようにしてその可燃ごみが燃焼するにしたがって、上部の中間層Ｂからは順次新たな処理物が下降されて、空気取入部材からの磁界を通した空気が吹き込まれる燃焼層Ｃでは、可燃ごみを少量の空気を供給して燃焼させる処理が行われ、燃え残りの灰分等は、下部材５の側部の開口に設けているカバー部材（蓋部材）７を開いて、その開口から取り出して適宜処理することができる。

なお、前記燃焼層Ｃでの燃焼（燻焼）温度は、２００〜３５０℃であると推定されるものであるが、その熱処理部Ｃの中心部では、局部的に、１２００℃程度の温度となっているということが、挿入した測定器により観測されている。そして、前記熱処理部内で局部的に発生する高温燃焼部の周囲の一部では、ダイオキシンのような有害ガス成分が発生することがあるのではと推定される。

しかしながら、そのような有害ガス成分が、燃焼部の周囲の一部から発生した場合であっても、その有害ガスが発生した部分から、排気が高温部分を通って排出されることで、タイオキシンが熱で分解されるように、化学的な処理が自然にしかも自動的に行われる。そして、無害化されたガス成分として排気部から排出されるものと推定される。したがって、特に解決策を講じなくても、熱処理部内を通過する有害ガスなどが、その周囲のガスを分解するに適した適当な温度の部分に触れるようにして流れることで、自動的に分解される作用が加えられるのであろうかと推定される。

前記燃焼処理部３０の下部には、燃焼カスを貯留するための下部材５を設けており、燃焼した残りの灰分や、可燃ごみから発生される蒸気等を凝縮させて、液体成分を受けて貯留する機能を、前記下部材５に負担させている。また、前記燃焼処理部３０の周囲を囲むように設ける炉周囲空間３３には、燃焼ガスや可燃ごみから発生する水分や乾留ガスを集めて、その排出されたガスが外壁の温度の低い部分に接して温度が低下し、比重が大きくなることで次第に下降して、下部材５の中に移動される。そして、前記下部材５の内部で溜まってる燃焼カスに吸収された状態で保持され、燃焼部から伝達される熱で再び気化されたりして、燃焼部に戻される。または、液状の成分が毛細管現象で燃焼部まで吸い上げられたりする状態が発生して、前記下部材５に溜まっている液体成分は、その大部分が燃焼層Ｃに向けて移動され、再び燃焼されて熱処理されることになる。

したがって、燃焼処理部３０の下部には、水分やタール成分、木酢液等のような他の液体成分が溜まったとしても、それらの成分を含んだ燃えカスの処理に困ることはないと考えられる。なお、前記下部材５の中に堆積された燃えカスに、前記液体成分が大量に含まれる状態は、その発生頻度が非常に少ないものであると考えられる。そして、燃えカスをそのまま捨てられない状態が発生したときには、もう一度、新たな可燃ごみに混入して、燃え残りのカスを再び燃焼処理させることで、無害化処理したものを捨てるようにすればよいことになる。また、前記図２に示すように、燃焼部と投入部との間に配置している開閉シャッタ１８は、燃焼処理部３０と前部投入部１０との間を塞ぐのであるから、燃焼処理部３０から発生する燃焼ガスは、開口部を設けている前部投入部１０に向けて排出されることはない。そして、その燃焼部から発生した排気ガスは、炉周囲空間３３に向けて排出されるのみで、その排気ガスの一部が炉周囲空間３３から、排気処理部６０に向けて排出される。

前記図２、４に示した例において、装置本体の背後の部分に設けられる排気処理部６０では、縦のパイプ６２を接続パイプ６５、６ａを用いて接続して、上下に蛇行させる状態のパイプ組み立て体を構成するので、必要に応じて、多数本の縦パイプを組み込んで構成することができる。前記排気処理部６０において、真っ直ぐな縦パイプ部材としてのパイプ部材６２……は、図８に説明するように、太いパイプ６３の中に、細いパイプ６４を挿入した組立体として構成している。前記太いパイプ６３と細いパイプ６４とは、各々のパイプがステンレスのパイプとして構成されていて、太いパイプ６３は円形断面のものであるが、その中に挿入する細いパイプ６４は、六角形の断面のものが用いられる。

また、図９に示す例では、前記太いパイプ６２ａの中に挿入される細いパイプ６４ａとして、５角形のものを用いた例を用いている。前記２つの縦パイプ６２を用いた例において、円形断面の太いパイプの中には、５角形または６角形の細いパイプが、平行に挿入されるので、細いパイプの集合体の間には小さい隙間が形成される。しかしながら、前記縦パイプを排煙の処理に使用することで、排気ガスを無害化する作用を、前記ステンレスのパイプに負担させることができるとされているのである。つまり、本実施例に説明するように、ステンレス製のパイプを束ねたものに排気ガスを通すことのみで、排気ガス中に含まれる悪臭成分や、有害ガス成分を無害化する作用が付与されるということは、理論的には説明し難いことではあるが、一般に説明されている通り、排気ガスを無害化することができて、非常に有効な手段である。

さらに、前記排気管経路の一部、例えば、図４の管路の最終部のパイプ６６に、電熱ヒータ６７を収容して設け、前記ヒータ６７を赤熱させた高温の部分に、排気ガスを通して排気するようにする。そして、例えば、排気処理部６０の管路の端末で、排気ガス中に悪臭や有害ガスが含まれていた場合ても、それ等の有害成分が生の状態で、外気に放出されることが防がれることにもなる。前記電熱ヒータは、排気系統の任意の位置に設けることができるものであり、燃焼処理する被処理物の性質に対応させて、ヒータの数と加熱温度を適宜調節可能なものとし、処理装置を設置した場所の周囲に対して、配慮させるようにすることも可能である。前記排気系統において、最終端部のパイプ６６の端に、オゾンを発生させて有害ガスを処理する処理手段６８を設ければ、被処理物を燃焼させて処理するに際して、燃焼状態を良好に設定できずに、つまり最悪の条件が解決できずに、有害ガスが排出されるような場合にも、そのような有害ガスを生で排出させないようにすることができる。

前記熱処理装置を用いて可燃ごみを処理した時に、排出される廃棄ガス分析したところで、次のような結果が得られた。
材料として、 化学繊維、木片＋紙、家庭ゴミ、ビニール、ゴム、木片＋ビニール、木片＋ゴム等の種々のものを対象とした。
前記各材料を本発明の装置を用いて燃焼処理したところ、燻焼灰中ノダイオキシン類濃度は、０．０４３（ｎｇＴＥＱ／ｇ）であり、
排ガス中のダイオキシン類濃度は、フィルタを装着した状態では、０，０６１（ｎｇＴＥＱ／ｍｎ）が、フィルタを粗茶串ない状態では、１，０（ｎｇＴＥＱ／ｍｎ）が、検知された。

前記ダイオキシン類濃度のデータの他に、煤煙中の他のガス成分を検知したところ、次のような結果が得られた。
燻焼材料 紙＋木片＋塩化ビニール（等重量）
イオウ酸化物の量（Ｎｍ3 ／ｈ） ０．００１未満
硫黄酸化物濃度（ｐｐｍ） ３．７未満
窒素酸化物濃度（ｐｐｍ） Ｃｓ……９．４未満
塩化水素濃度（ｍｆ／Ｎｍ） Ｃｓ……３５

前記排気ガスの他に、燃焼させた後の灰等の残渣を分析したところ、ダイオキシンが含まれる量は、次のようであったとされる。これは、紙類やバッテリーを混合して燃焼させた残りの灰を検体として用いたものであるが、ＰＣＢの含有量は、０．１１mg／kgと分析された。これは、２００５年７月から８月に亘って燃焼試験した際に得れた残りの灰の成分を、（株）日新環境調査センターに依頼して分析した結果を示しているものである。

上記測定結果から知られるように、本実施例で開示した機能を有する装置を用いて、可燃ごみを熱処理（燃焼処理）する場合には、ダイオキシン類のような有害性のガスの排出を抑制することが可能となる。これは、本実施例に開示した装置では、その中心部を除いた大部分での燻焼温度が非常に低温であり、空気中の酸素の使用量を少なくして、乾留された時に発生するガス成分がそのまま排出されずに、可燃ごみの燃焼に繰り返して利用されるようにされている事による。そして、燃焼部の中心部の高温で焼成する部分で、有害ガスを燃焼させて処理されることから、生の状態の有害ガスの排出量が非常に少なくなるためとも推定できるのである。

熱処理装置の外観を説明する斜視図である。 熱処理装置の側面から見た断面図である。 熱処理装置の正面図である。 装置の背面図である。 燃焼処理部の断面図である。 給気部材の構成を示す説明図である。 燃焼処理部における燃焼の説明図である。 排気処理部の煙処理筒の断面図である。 前記煙処理筒の別の例の断面図である。

符号の説明

１ 燃焼処理装置、 ２ 装置本体、 ５ 下部材、 ６ 開口、
７ 蓋部材、 １０ 前部投入部、 １１ 開閉蓋、 １２ プッシャ、
１３ 駆動装置、 １８ 断煙シャッタ、 ２１ 上部投入部、
２２ 押圧棒、 ３０ 燃焼処理部、 ３１ 外壁、 ３２ 内壁、
３３ 炉周囲空間、 ３７ 前後部開口、 ３８ 扉、 ４０ 給気部材、
４１ パイプ、 ４２ バルブ、 ４３ 磁石、 ５０ テーパ内壁、
６０ 排気処理部、 ６１ 水タンク、 ６２ 煙処理筒体、
６３ 大径パイプ、 ６４ 小径パイプ、 ６５ 接続筒、 ６６ 排気筒。 ６７ 電熱ヒータ、 ６８ オゾン処理部。

Claims (13)

1. 被処理物を炉内に積み重ねた状態で、前記堆積させた被処理物の下部分のものを燃焼部の中央部で燃焼させて処理する処理装置であって、
   前記処理装置の上部には被処理物を投入する手段を、下部には燃え残りの灰成分を取り出すための排出手段を各々設け、
   被処理物を処理する処理炉本体の熱処理部は、内壁部材と外壁部材とを一定の間隔を持たせて配置して、前記内外の壁の間に空気を流通させる側部空として構成し、
   前記熱処理部と側部空間の間には、内壁の上下部に対応する位置に各々連通部を設け、被処理物の燃焼ガス体を通す経路とし、
   前記熱処理部内で、被処理物の燃焼により発生するガス体を、前記側部空間を通して燃焼部に向けて再び案内するようにして循環させ、可燃ガス体が排出されることを抑制することを特徴とする廃棄物処理装置。
2. 前記処理炉本体の熱処理部を囲むように設けた側部空間を、被処理物の燃焼により発生するガス体を通す経路とし、
   前記側部空間の上部には、燃焼により発生するガスの一部を外気に向けて排気する経路を接続し、
   前記炉本体の内壁により囲まれた熱処理部の燃焼部に対しては、磁界を通した外気を供給する給気部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
3. 前記燃焼部に向けて磁界を通した空気を供給するための給気部材は、装置本体の前後方向に配置するものと、両側に配置するものとの２組のものを、各々の軸線が高さは異なるが直交する状態で配置し、
   前記給気部材には、燃焼部に供給する空気量を調節する手段を各々設け、
   前記２組の給気手段の磁界を通った外気を用いて、熱処理部のほぼ中央部で被処理物を燃焼させることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処理装置。
4. 前記燃焼部では、前記側方から空気を供給する２組の給気部材の軸線が、平面視で交差する部分となる略中央部を、高温で燃焼させる高温燃焼部とし、
   前記高温燃焼部に対して、前記給気部材を介して燃焼用の空気を供給し、
   前記高温燃焼部を中心として、その周囲では外側に向けて次第に低温で燃焼させる部分を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
5. 前記熱処理部を設けた炉本体の最下部には、燃え残りの灰成分を堆積させるとともに、前記灰成分を排出させるために、側部に開口を設けた下部材を設け、
   前記下部材は、熱処理部と側部空間とを連通させる空間としての機能を持たせたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
6. 前記処理炉の内外壁の間に形成する側部空間においては、外気に接する外壁の温度により、前記炉本体からでるガス体を冷却して、冷却されたガス状の成分を、前記側部空間の下部から下部材を通して、再び燃焼部に向けて供給可能とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
7. 前記処理炉本体の熱処理部の中で堆積される被処理物は、下部材内に溜まった燃えカスの層の上に、燃焼処理する熱処理部の層を、
   さらにその上部の層は、熱処理層の熱により乾燥処理される層とし、
   前記乾燥処理される層においては、新たなに堆積させる被処理物の重さにより、押圧される状態として熱処理を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
8. 前記内外壁を所定の間隔を介して配置し、内壁に囲まれた内部空間の一部を燃焼部として用いる処理炉本体において、
   内壁を上部の断面積が大きく、下部に至るほど狭い断面積となるように構成し、
   前記処理炉本体の中に堆積されて熱処理される被処理物が、加熱されることで体積が減少することにしたがって、処理炉内部で下降させるようにして処理を行うようにすることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
9. 前記処理炉本体の上部には、炉内に積み重ねた被処理物を下方に向けて押圧する押圧手段を設け、
   前記処理炉本体の内部に積み重ねた被処理物が、加熱されて堆積が減少することに対して、
   被処理物の内部に空間が生じないように、前記押圧手段により押圧しながら熱処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の廃棄物処理装置。
10. 前記処理炉本体の上部に被処理物を供給するために、装置本体の前側上部に投入部を設け、
    前記投入部には、外気と処理炉の内部とをそれぞれ遮断可能な開閉扉部材を設け、
    前記投入部の内部には、投入された被処理物を処理炉内部に供給する供給部材として、プッシャ部材を設け、
    前記投入部に向けて随時供給される被処理物を、前記プッシャ部材を用いて燃焼部に向けて供給することを特徴とする請求項１ないし７に記載の廃棄物処理装置。
11. 前記処理炉本体の熱処理部を囲むように設けた側部空間には、その上部に排気処理装置を接続して設け、
    前記排気処理装置では、側部空間から排出される排気を最初に通す水処理手段と、次の段階で排ガスを通す処理管路手段とを設け、
    最初に水槽を通して浮遊物と水に溶ける成分を除去した排ガスを、処理管路を通して無害化する処理を促進し、
    有害成分と異臭を除去してから、外気に放出することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
12. 前記処理炉本体に設けた排気処理装置では、その管路の内部に電熱ヒータを設け、
    排気ガスを前記電熱ヒータの部分を通して、有害成分と異臭を除去してから、外気に放出することを特徴とする請求項１１に記載の廃棄物処理装置。
13. 前記排気処理装置内で、排ガスの一部の成分を吸収して増加した処理水は、その余分なものを燃焼部に向けて戻す手段を設け、
    前記水処理手段と処理管路手段との双方から排出される液状成分を、燃焼部で被処理物とともに燃焼処理することを特徴とする請求項１２に記載の廃棄物処理装置。

Images