专利名称：垃圾焚烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种垃圾焚烧装置，尤其是涉及到能焚烧从发热量大的废塑料等的高质垃圾及水份含量大的食品渣等低质垃圾的比较小型的垃圾焚烧装置。
以往，作为小型的通用焚烧炉，众所周知是采用钢板制外壳和耐火材料内衬，且在炉侧壁、炉床、炉顶等部设计了向炉内提供焚烧用空气的若干个空气供给喷头，再通过空气供给喷头向炉内燃烧中的垃圾吹入空气使垃圾充分燃烧。
但是，按照以往的垃圾焚烧装置，在实现适应从高质垃圾到低质垃圾的焚烧对象的多样性来达到通常最合适的焚烧状态方面需要利用在若干个空气供给喷头的口径、安装位置、以及通过这种喷头来进行对空气供给量的调节手段等相关方面上还是一个未解决的课题。
例如，炉侧壁等部位上的几个小口径空气供给喷头的构造设计是让通过这几个喷头吹入的空气在燃烧的垃圾表面强制性进行部分的空气交换，使得热分解后气体化比较小的木、纸、天然纤维等为主的垃圾达到迅速燃烧的效果。
可是，在大多数成份随着热分解会迅速气体化的废塑料类中，因为即使向垃圾表面吹入空气使其燃烧也会使垃圾表面的可燃性气体大量地游离出来，而那些游离出来的可燃性气体在炉内的上部还必须通过二次空气进行二次燃烧。但如果使用前面所说的设计在炉侧壁上的小口径空气供给喷头的话，会使可燃性气体和小口径喷头吹出的较小空气喷流的接触不充分，产生未燃气体、煤在排气中残留。这就是产生有色烟从烟囱发散出来的原因。
另一方面，在未燃残留气体的处理方法上，例如通常人们采用在主燃烧室的气流下方设置再燃烧室，向再燃室中重新追加燃烧用供给空气等的手段。但是，几乎在主燃烧室中的大半可燃性气体能完成燃烧，造成再燃烧室的热产生少。所以如果追加燃烧用供给空气，会造成降低温度，所以一般采用煤油、煤气等作为燃料的补助喷嘴设施。
本实用新型采取以下两方面的设计思路第一，对于向燃烧中垃圾表面提供所需要的空气供给手段和向从这个垃圾表面游离出来的可燃性气体提供所希望的空气供给手段。第二，高质垃圾和低质垃圾燃烧速度的差异，在本质上是从燃烧中的垃圾表面游离出来的可燃性气体量的差异。
本设计是借鉴了以上情况，提供适应从高质垃圾到低质垃圾的垃圾多样性品质，以达到通常最合适的焚烧状态为目的的垃圾焚烧装置。
本实用新型的技术方案是根据上述目的，焚烧炉的相对两个侧壁的下方所设置的若干个一次空气供给喷头，和在两个侧壁垂直相交的另一侧壁的上方设置的若干个二次空气供给喷头，以及向一次空气供给喷头和二次空气供给喷头提供空气有一个或若干个空气供给手段的垃圾焚烧装置。而且在焚烧炉内设有温度检测器，以及根据该温度检测器的检测信号，运用前面所讲的空气供给器向二次空气供给喷头提供的空气的供给量进行控制的空气供给量控制手段。另外，上述一次空气供给喷头和二次空气供给喷头的口径比为1∶3以上。
此外，这里所说的设置一次空气供给喷头的焚烧炉的相对两侧壁的下方是指炉内垃圾的燃烧部周围的地方设置二次空气供给喷头并且和两侧壁垂直相交的焚烧炉的一侧壁的上方是指比一次空气供给喷头位置高的地方。
本实用新型利用空气供给手段产生的加压空气，通过炉下侧两侧壁的小口径一次空气供给喷头吹入炉内燃烧中的垃圾的表面，使燃烧中的垃圾进行良好的一次燃烧。
另外，在焚烧炉上侧利用空气供给产生的加压空气，通过与炉两侧壁垂直相交的炉上侧的一侧壁的大口径二次空气供给喷头吹出形成涡流。从燃烧垃圾表面游离出的可燃性气体，被卷入二次空气充分地和空气接触进行二次燃烧。使垃圾以完全燃烧或接近完全燃烧状态燃烧。
这时，喷头喷出的空气喷流的中心速度，因为考虑到基本上是遵循了轴对称自由喷流的理论，因此空气喷流的速度与喷头的前端速度及喷头前端口径成正比，与喷头前端之间的距离成反比。由于小口径一次空气供给喷头被相对地设计在炉侧壁上，因此空气喷流达到必要距离大约是炉宽的二分之一。另一方面，由于大口径空气供给喷头被设置在前面所说的与炉侧壁垂直相交的一侧炉侧壁上，因此空气喷流的达到必要距离是有二次空气供给喷头一侧的炉侧壁和与这个炉侧壁相对的另一侧壁之间的长度。为了增强涡流的效果，这个必要距离应超过二次空气供给喷头侧的两侧壁间的长度。
另外，焚烧炉一般来说，为了使撞击垃圾的空气喷流在炉内一致公布，一次空气供给喷头的个数越多越好。但是另一方面因为要减小喷头口径就会使空气喷流的到达距离缩短，因此就要使一次空气供给喷头侧的两炉侧壁间的距离要比这两侧壁垂直相交的二次空气供给喷头侧的两炉侧壁间的距离短。随着这个结果的得出，如果喷头前端的速度一样的话，那么二次空气供给喷头口径至少要是一次空气供给喷头口径的3倍，希望是4倍~6倍的范围之间为好。
此外，在垃圾焚烧时，一次空气给喷头的吸气供给量一定，根据垃圾的质量或垃圾投入后所经过时间的不同，对不断变化的最合适的空气量(排气中残留的氧气浓度能在一定范围内维持的空气量)进行的调节，是在通过温度检测手段检测出的炉内温度检测值的基础上，运用空气供给量控制手段对二次空气供给喷头喷出的空气的供给量进行的自动控制和调节。
也就是说，从高质垃圾到低质垃圾的燃烧速度的差异，很明显是从燃烧中的垃圾表面游离出的可燃性气体的量的差异引起的。另外，根据垃圾投入后经过的时间不同，变化着的燃烧速度差异的原因也是一样的。垃圾投入后不久，炉内就会产生垃圾的燃烧火焰，随之热分解游离出来的可燃性气体的量也增大，达到顶峰后直到热分解成份的发散完成火焰减衰。
从这种燃烧过程分析，根据垃圾燃烧速度的变化，作为在最合适条件下调节空气量的手段，调节二次空气供给喷头喷出的二次空气量的增减是最合理的。另外，因为排气残留的氧气浓度和焚烧炉温度间在理论上和实践上存在着一定的相关联系。因此要调节最适合的空气量采用根据炉内温度的检测值，通过对进入二次空气供给喷头的空气的供给量的自动控制来进行。这是最有效的调节的方法。所以，本手段是利用空气供给量控制手段，能对从二次空气供给喷头喷出的空气的供给量进行自动控制的调节方法。
申请项1记载的垃圾焚烧装置，一边从焚烧炉相对侧壁上设计的一次空气供给喷头吹出加压空气，一边使垃圾一次燃烧。从燃烧中的垃圾表面游离出来的可燃性气体，一边与前面所说的两侧壁垂直相交的焚烧炉的一侧壁上侧的二次空气供给喷头吹出加压空气，一边进行二次燃烧。而且为了让可燃性气体与空气充分地接触，二次空气供给喷头的口径为一次空气供给喷头口径的3倍以上，再加上利用空气供给量控制手段控制炉内温度，提供从二次空气供给喷头到焚烧炉的上侧的可燃性气体最适燃烧量的加压空气。所以一次空气供给喷头和二次空气供给喷头，不但能形成适应各种垃圾焚烧厂家需要的空气喷流，而且对于无论是高质垃圾、低质垃圾等的多样性垃圾都能达到通常最合适的燃烧状态。用小型的垃圾焚烧装置也能让垃圾的完全燃烧成为可能。
另外，本焚烧炉具有随着这些垃圾质量和垃圾投入后所经过的时间的变化，采用根据燃烧速度变化的空气供给量控制手段来维持炉内温度的稳定。
而且，综合本手段对提高垃圾焚烧炉对垃圾种类的适应性、稳定处理性、维护性等的方面都很有帮助。
图1本设计方案的一实施例之垃圾焚烧装置的断面图。
图2平面图图3前面所述垃圾焚烧装置所使用的焚烧炉的断面图图4前面所述焚烧炉的一次空气供给喷头的安装部的放大断面图图5前面所述焚烧炉的二次空气供给喷头的安装部的放大断面图其中1、垃圾焚烧装置
2、垃圾3、焚烧炉4a、侧壁4b、侧壁4c、侧壁4d、侧壁5、旋风式除尘装置6、主燃烧室7、副燃烧室8、排气孔9、隔板壁10、冷却管11、盖12、投入口13、盖14、出灰口15、一次空气供给喷头16、二次空气供给喷头17、连通管18、一次空气供给手段19、入侧连通管20、入侧风箱21、出侧风箱22、出侧连通管23、二次空气供给手段24、排气通路25、温度传感器26、温度传感器27、灰箱28、旋风器29、锥形炉蓖
30、排气筒31、喷射器32、连通管33、空气压送装置34、控制部35、温度调节仪如
图1、2所示，本实用新型的一实施例之垃圾焚烧装置1包括了垃圾2的焚烧炉3，以及在焚烧炉3的侧部设计的旋风式除尘装置5。
如
图1、3所示，焚烧炉是在内层的铁皮上涂上耐火材料的炉体。焚烧炉3的内部是被投入垃圾2的下部的主燃烧室6，以及和旋风式除尘装置5连通的上部的副燃烧室7，焚烧炉3的侧壁4c被有排气孔的耐火材料组成的隔板壁9区划。隔板壁9内为防止由于焚烧热而产生耐火材料的脱落现象，在每隔一定距离的地方配设了许多流通冷却空气的冷却管。
在侧壁4c的中央部的稍下方，有能把垃圾2投入主燃烧室6内的有盖11的能开闭的投入口12。另外，在侧壁4c的下部由能开闭的盖13形成了出灰口14。
此外，在焚烧炉3的相对两侧4a的下部且在主燃烧室6的下部内设置了许多网眼状分布的比较小口径的吹出一次空气的一次空气供给喷头15(请同时参照图4)。另一方面，在与两侧壁4a垂直相交的侧壁4d的中央部附近有一定间隔的水平排放的口径较大的四个二次空气供给喷头16(请同时参照图5)。如图4、5所示，一次空气供给喷头15的口径d1和二次空气供给喷头16的口径d2的比率为1∶4。如图2、3所示，在旋风式除尘装置5的侧部，配设了由前侧二路连通管17提供给一次空气供给喷头15的加压空气的一次空气供给手段18，以及提供给二次空气供给喷头16加压空气的二次空气供给手段23。另外，如
图1~3所示，二次空气供给喷头16和二次空气供给手段23是通过入侧连通管19、和在焚烧3的隔板壁9的一侧内设置的入侧风箱20、冷却管10、和在隔板壁9的其他侧内设置的出侧风箱21、出侧连通管22连接起来的。
在前面所说的副燃烧室7中，侧壁4a的侧壁4d侧和旋风式除尘装置5连通，形成了排气通路24。另外，在侧壁4a的排气孔8的高度位置上作为通过排气孔8测定排气温度的温度检测手段的一种而设置了温度传感器25；还有，作为在侧壁4d的副燃烧室7侧测定从排气通路24流到旋风式除尘装置5侧的排气温度的检测手段的另一种而设置了温度传感器26，接着，请参照
图1、2对旋风式除尘装置5进行详细的说明。
如
图1、2所示，旋风式除尘装置5是在下部有安装了收集落下灰的灰箱27的旋风器28。在旋风器28的上部设置了上端部有锥形炉蓖29的排气筒30，排气筒30的中间部设置了使旋风器28内的气体强制排出的喷射器31。另外，为了能良好地分离旋风器28内排气中的灰，所以尽可能地降低排气筒30的开口下端的高度。由于通过连通管32给喷射器31送入加压空气使内部负压化，因此在旋风式除尘装置5的侧部设置了强制排气换气的空气压送装置33。
此外，在旋风式除尘装置5的侧部，根据温度传感器25及26的检测信号，作为控制通过二次空气供给手段23提供给二次空气供给喷头16的空气供给量的空气供给量控制手段，配设了控制部34。在这个控制部34中，安装了温度调节计35。
本实用新型方案之垃圾焚烧装置1的操作说明。
如
图1~3所示，垃圾焚烧装置1在焚烧垃圾2时先打开盖11，把垃圾2和燃火物同时从垃圾投入口12投入到主燃烧室6中。在主燃烧室外6内燃烧中的垃圾2的表面，通过一次空气供给手段18产生的加压空气，由连通管17再经焚烧炉3下侧的两侧壁4a、4b的一次空气供给喷头15的喷射使燃烧中的垃圾2能进行良好的一次燃烧。
另一方面，从燃烧中的垃圾2的表面游离出来的可燃性气体上升到主燃烧室6的上部。在主燃烧室6内的上部，由二次空气供给手段23产生的加压空气通过入侧连通管19、入侧风箱20冷却管10、出侧风箱21、出侧连通管22从焚烧炉3的一侧壁4d上设置的有4倍于一次空气供给喷头15口径的二次空气供给喷头16吹出，形成涡流。因此可燃性气体卷入二次空气后充分地和空气接触，进行二次燃烧。所以，垃圾2完全燃烧或接近完全燃烧状态燃烧。
这时，用温度传感器25检测从主燃烧室6流入副燃烧室7的排气温度。用温度传感器26检测从副燃烧室7排向排气通路24的排气温度。各种测出信号由温度调节仪35的控制部34送出。
控制部34在这些温度传感器25、26检测出的信号的基础上，调节二次空气供给喷头16喷出的空气的量，进行对垃圾2实现完全燃烧的控制。也就是说，随着炉内温度的升高垃圾2的燃烧就会加剧，产生空气不足的现象，所以要使二次空气供给手段23的调节阀在开阀时回动，增大二次空气供给喷头16喷出的空气的供给量。另一方面，当炉内温度降低时，垃圾2的燃烧就会减落。因为主燃烧室6内的空气充足，就要使二次空气供给手段23的调节阀在闭阀时回动，减少二次空气供给喷头16喷出的空气的供给量。
二次燃烧后的排气，通过排气孔8流入副燃烧室7，再从副燃烧室7经过排气通路24流入旋风器28。排气中的灰被分离后从灰箱27内落下被收集。另一方面，由于被空气压送装置33压送的加压空气经过喷射器31的运作，使排气筒30侧负压化，除去灰的排气通过这个喷射器31被强制吸上，从排气筒30排出大气。
一边从相对侧壁4a、4b上设计的一次空气供给喷头15吹出加压空气，一边使垃圾2一次燃烧。然后，一边从侧壁4d上设置的二次空气供给喷头16吹出加压空气，一边使其二次燃烧。而且，二次空气供给喷头16的口径为了能使可燃烧性气体充分地和空气接触，所以是一次空气供给喷头15的口径的4倍。并且，由控制部34控制炉内温度，提供从二次空气供给喷头16到主燃烧室6的上部内可燃性气体最适燃烧量所需的加压空气，因此能使无论是高质垃圾还是低质垃圾等的多样性垃圾2达到通常最适合的焚烧状态。所以用小型的垃圾焚烧装置1能实现垃圾2的完全燃烧。
以上对本设计方案的实施例进行了说明。本设计方案不仅局限于以上的实施例，还包括了在不违背要领范围下的设计变更。
例如，实施例中向一次空气供给喷头提供加压空气的一次空气供给手段和向二次空气供给喷头提供加压空气的二次空气供给手段是分别设计的。如果不局限于此，采用一个空气供给手段利用阀的操作向一次空气供给喷头和二次空气供给喷头提供适量的加压空气也是可以的。
另外，一次空气供给喷头和二次空气供给喷头的使用个数也可以任意选择。
此外，在本实施例中，是在焚烧炉内的2个地方运用温度检测手段对炉内的温度进行检测的。但也可以在1个或3个任意的地方运用温度检测手段对炉内的温度进行检测。
还有，本实施例中，是通过二次空气供给手段侧的连通管上的调节阀的调节来控制二次空气供给喷头喷出的加压空气的量。但也可以根据控制部的温度调节仪的输出信号通过控制二次空气供给手段的运转数进行对加压空气量的控制。
实施例中的一次空气供给喷头和二次空气供给喷头的口径比为1∶4。但只要是1∶3以上的比率就可以了。
权利要求1.一种垃圾焚烧炉装置，由钢板制炉侧壁炉床、炉顶及空气供给喷头组成，其特征在于两个炉侧壁的下方设置了若干个一次空气供给喷头并在两个侧壁垂直相交的另一侧壁的上方设计了若干个二次空气供给喷头；该一次空气供给喷头和二次空气供给喷头的口径比为1∶3以上；一次空气供给喷头和二次空气供给喷头由一个或若干个空气供给手段控制。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧装置，其特征在于空气供给手段为利用温度检测取得信息，由此调控一次及二次空气供给喷头的供气量。
专利摘要本实用新型涉及一种提供能适应从高质垃圾到低质垃圾的多样性且品质达到最合适状态的垃圾焚烧装置。本实用新型的主要技术方案是在焚烧炉的相对两侧壁的下侧设置若干个一次空气供给喷头,两侧壁垂直相交的侧壁的上侧设置若干个二次空气喷头,向一次空气供给喷头和二次供给喷头供给空气的一个或若干个空气供给手段,温度检测手段的检出信号控制空气供给手段,并使一次与二次空气供给喷头口径比达1∶3以上。本实用新型有性能可靠,结构简单的优点。
文档编号F23G5/14GK2360727SQ98245719
公开日2000年1月26日 申请日期1998年11月19日 优先权日1998年11月19日
发明者油田耕一, 西之原透 申请人:九筑工业株式会社