專利名稱：垃圾焚燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種垃圾焚燒裝置，尤其是涉及到能焚燒從發(fā)熱量大的廢塑料等的高質(zhì)垃圾及水份含量大的食品渣等低質(zhì)垃圾的比較小型的垃圾焚燒裝置。
以往，作為小型的通用焚燒爐，眾所周知是采用鋼板制外殼和耐火材料內(nèi)襯，且在爐側(cè)壁、爐床、爐頂?shù)炔吭O(shè)計了向爐內(nèi)提供焚燒用空氣的若干個空氣供給噴頭，再通過空氣供給噴頭向爐內(nèi)燃燒中的垃圾吹入空氣使垃圾充分燃燒。
但是，按照以往的垃圾焚燒裝置，在實現(xiàn)適應(yīng)從高質(zhì)垃圾到低質(zhì)垃圾的焚燒對象的多樣性來達到通常最合適的焚燒狀態(tài)方面需要利用在若干個空氣供給噴頭的口徑、安裝位置、以及通過這種噴頭來進行對空氣供給量的調(diào)節(jié)手段等相關(guān)方面上還是一個未解決的課題。
例如，爐側(cè)壁等部位上的幾個小口徑空氣供給噴頭的構(gòu)造設(shè)計是讓通過這幾個噴頭吹入的空氣在燃燒的垃圾表面強制性進行部分的空氣交換，使得熱分解后氣體化比較小的木、紙、天然纖維等為主的垃圾達到迅速燃燒的效果。
可是，在大多數(shù)成份隨著熱分解會迅速氣體化的廢塑料類中，因為即使向垃圾表面吹入空氣使其燃燒也會使垃圾表面的可燃性氣體大量地游離出來，而那些游離出來的可燃性氣體在爐內(nèi)的上部還必須通過二次空氣進行二次燃燒。但如果使用前面所說的設(shè)計在爐側(cè)壁上的小口徑空氣供給噴頭的話，會使可燃性氣體和小口徑噴頭吹出的較小空氣噴流的接觸不充分，產(chǎn)生未燃氣體、煤在排氣中殘留。這就是產(chǎn)生有色煙從煙囪發(fā)散出來的原因。
另一方面，在未燃殘留氣體的處理方法上，例如通常人們采用在主燃燒室的氣流下方設(shè)置再燃燒室，向再燃室中重新追加燃燒用供給空氣等的手段。但是，幾乎在主燃燒室中的大半可燃性氣體能完成燃燒，造成再燃燒室的熱產(chǎn)生少。所以如果追加燃燒用供給空氣，會造成降低溫度，所以一般采用煤油、煤氣等作為燃料的補助噴嘴設(shè)施。
本實用新型采取以下兩方面的設(shè)計思路第一，對于向燃燒中垃圾表面提供所需要的空氣供給手段和向從這個垃圾表面游離出來的可燃性氣體提供所希望的空氣供給手段。第二，高質(zhì)垃圾和低質(zhì)垃圾燃燒速度的差異，在本質(zhì)上是從燃燒中的垃圾表面游離出來的可燃性氣體量的差異。
本設(shè)計是借鑒了以上情況，提供適應(yīng)從高質(zhì)垃圾到低質(zhì)垃圾的垃圾多樣性品質(zhì)，以達到通常最合適的焚燒狀態(tài)為目的的垃圾焚燒裝置。
本實用新型的技術(shù)方案是根據(jù)上述目的，焚燒爐的相對兩個側(cè)壁的下方所設(shè)置的若干個一次空氣供給噴頭，和在兩個側(cè)壁垂直相交的另一側(cè)壁的上方設(shè)置的若干個二次空氣供給噴頭，以及向一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭提供空氣有一個或若干個空氣供給手段的垃圾焚燒裝置。而且在焚燒爐內(nèi)設(shè)有溫度檢測器，以及根據(jù)該溫度檢測器的檢測信號，運用前面所講的空氣供給器向二次空氣供給噴頭提供的空氣的供給量進行控制的空氣供給量控制手段。另外，上述一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭的口徑比為1∶3以上。
此外，這里所說的設(shè)置一次空氣供給噴頭的焚燒爐的相對兩側(cè)壁的下方是指爐內(nèi)垃圾的燃燒部周圍的地方設(shè)置二次空氣供給噴頭并且和兩側(cè)壁垂直相交的焚燒爐的一側(cè)壁的上方是指比一次空氣供給噴頭位置高的地方。
本實用新型利用空氣供給手段產(chǎn)生的加壓空氣，通過爐下側(cè)兩側(cè)壁的小口徑一次空氣供給噴頭吹入爐內(nèi)燃燒中的垃圾的表面，使燃燒中的垃圾進行良好的一次燃燒。
另外，在焚燒爐上側(cè)利用空氣供給產(chǎn)生的加壓空氣，通過與爐兩側(cè)壁垂直相交的爐上側(cè)的一側(cè)壁的大口徑二次空氣供給噴頭吹出形成渦流。從燃燒垃圾表面游離出的可燃性氣體，被卷入二次空氣充分地和空氣接觸進行二次燃燒。使垃圾以完全燃燒或接近完全燃燒狀態(tài)燃燒。
這時，噴頭噴出的空氣噴流的中心速度，因為考慮到基本上是遵循了軸對稱自由噴流的理論，因此空氣噴流的速度與噴頭的前端速度及噴頭前端口徑成正比，與噴頭前端之間的距離成反比。由于小口徑一次空氣供給噴頭被相對地設(shè)計在爐側(cè)壁上，因此空氣噴流達到必要距離大約是爐寬的二分之一。另一方面，由于大口徑空氣供給噴頭被設(shè)置在前面所說的與爐側(cè)壁垂直相交的一側(cè)爐側(cè)壁上，因此空氣噴流的達到必要距離是有二次空氣供給噴頭一側(cè)的爐側(cè)壁和與這個爐側(cè)壁相對的另一側(cè)壁之間的長度。為了增強渦流的效果，這個必要距離應(yīng)超過二次空氣供給噴頭側(cè)的兩側(cè)壁間的長度。
另外，焚燒爐一般來說，為了使撞擊垃圾的空氣噴流在爐內(nèi)一致公布，一次空氣供給噴頭的個數(shù)越多越好。但是另一方面因為要減小噴頭口徑就會使空氣噴流的到達距離縮短，因此就要使一次空氣供給噴頭側(cè)的兩爐側(cè)壁間的距離要比這兩側(cè)壁垂直相交的二次空氣供給噴頭側(cè)的兩爐側(cè)壁間的距離短。隨著這個結(jié)果的得出，如果噴頭前端的速度一樣的話，那么二次空氣供給噴頭口徑至少要是一次空氣供給噴頭口徑的3倍，希望是4倍~6倍的范圍之間為好。
此外，在垃圾焚燒時，一次空氣給噴頭的吸氣供給量一定，根據(jù)垃圾的質(zhì)量或垃圾投入后所經(jīng)過時間的不同，對不斷變化的最合適的空氣量(排氣中殘留的氧氣濃度能在一定范圍內(nèi)維持的空氣量)進行的調(diào)節(jié)，是在通過溫度檢測手段檢測出的爐內(nèi)溫度檢測值的基礎(chǔ)上，運用空氣供給量控制手段對二次空氣供給噴頭噴出的空氣的供給量進行的自動控制和調(diào)節(jié)。
也就是說，從高質(zhì)垃圾到低質(zhì)垃圾的燃燒速度的差異，很明顯是從燃燒中的垃圾表面游離出的可燃性氣體的量的差異引起的。另外，根據(jù)垃圾投入后經(jīng)過的時間不同，變化著的燃燒速度差異的原因也是一樣的。垃圾投入后不久，爐內(nèi)就會產(chǎn)生垃圾的燃燒火焰，隨之熱分解游離出來的可燃性氣體的量也增大，達到頂峰后直到熱分解成份的發(fā)散完成火焰減衰。
從這種燃燒過程分析，根據(jù)垃圾燃燒速度的變化，作為在最合適條件下調(diào)節(jié)空氣量的手段，調(diào)節(jié)二次空氣供給噴頭噴出的二次空氣量的增減是最合理的。另外，因為排氣殘留的氧氣濃度和焚燒爐溫度間在理論上和實踐上存在著一定的相關(guān)聯(lián)系。因此要調(diào)節(jié)最適合的空氣量采用根據(jù)爐內(nèi)溫度的檢測值，通過對進入二次空氣供給噴頭的空氣的供給量的自動控制來進行。這是最有效的調(diào)節(jié)的方法。所以，本手段是利用空氣供給量控制手段，能對從二次空氣供給噴頭噴出的空氣的供給量進行自動控制的調(diào)節(jié)方法。
申請項1記載的垃圾焚燒裝置，一邊從焚燒爐相對側(cè)壁上設(shè)計的一次空氣供給噴頭吹出加壓空氣，一邊使垃圾一次燃燒。從燃燒中的垃圾表面游離出來的可燃性氣體，一邊與前面所說的兩側(cè)壁垂直相交的焚燒爐的一側(cè)壁上側(cè)的二次空氣供給噴頭吹出加壓空氣，一邊進行二次燃燒。而且為了讓可燃性氣體與空氣充分地接觸，二次空氣供給噴頭的口徑為一次空氣供給噴頭口徑的3倍以上，再加上利用空氣供給量控制手段控制爐內(nèi)溫度，提供從二次空氣供給噴頭到焚燒爐的上側(cè)的可燃性氣體最適燃燒量的加壓空氣。所以一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭，不但能形成適應(yīng)各種垃圾焚燒廠家需要的空氣噴流，而且對于無論是高質(zhì)垃圾、低質(zhì)垃圾等的多樣性垃圾都能達到通常最合適的燃燒狀態(tài)。用小型的垃圾焚燒裝置也能讓垃圾的完全燃燒成為可能。
另外，本焚燒爐具有隨著這些垃圾質(zhì)量和垃圾投入后所經(jīng)過的時間的變化，采用根據(jù)燃燒速度變化的空氣供給量控制手段來維持爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定。
而且，綜合本手段對提高垃圾焚燒爐對垃圾種類的適應(yīng)性、穩(wěn)定處理性、維護性等的方面都很有幫助。


圖1本設(shè)計方案的一實施例之垃圾焚燒裝置的斷面圖。
圖2平面圖圖3前面所述垃圾焚燒裝置所使用的焚燒爐的斷面圖圖4前面所述焚燒爐的一次空氣供給噴頭的安裝部的放大斷面圖圖5前面所述焚燒爐的二次空氣供給噴頭的安裝部的放大斷面圖其中1、垃圾焚燒裝置
2、垃圾3、焚燒爐4a、側(cè)壁4b、側(cè)壁4c、側(cè)壁4d、側(cè)壁5、旋風(fēng)式除塵裝置6、主燃燒室7、副燃燒室8、排氣孔9、隔板壁10、冷卻管11、蓋12、投入口13、蓋14、出灰口15、一次空氣供給噴頭16、二次空氣供給噴頭17、連通管18、一次空氣供給手段19、入側(cè)連通管20、入側(cè)風(fēng)箱21、出側(cè)風(fēng)箱22、出側(cè)連通管23、二次空氣供給手段24、排氣通路25、溫度傳感器26、溫度傳感器27、灰箱28、旋風(fēng)器29、錐形爐蓖
30、排氣筒31、噴射器32、連通管33、空氣壓送裝置34、控制部35、溫度調(diào)節(jié)儀如
圖1、2所示，本實用新型的一實施例之垃圾焚燒裝置1包括了垃圾2的焚燒爐3，以及在焚燒爐3的側(cè)部設(shè)計的旋風(fēng)式除塵裝置5。
如
圖1、3所示，焚燒爐是在內(nèi)層的鐵皮上涂上耐火材料的爐體。焚燒爐3的內(nèi)部是被投入垃圾2的下部的主燃燒室6，以及和旋風(fēng)式除塵裝置5連通的上部的副燃燒室7，焚燒爐3的側(cè)壁4c被有排氣孔的耐火材料組成的隔板壁9區(qū)劃。隔板壁9內(nèi)為防止由于焚燒熱而產(chǎn)生耐火材料的脫落現(xiàn)象，在每隔一定距離的地方配設(shè)了許多流通冷卻空氣的冷卻管。
在側(cè)壁4c的中央部的稍下方，有能把垃圾2投入主燃燒室6內(nèi)的有蓋11的能開閉的投入口12。另外，在側(cè)壁4c的下部由能開閉的蓋13形成了出灰口14。
此外，在焚燒爐3的相對兩側(cè)4a的下部且在主燃燒室6的下部內(nèi)設(shè)置了許多網(wǎng)眼狀分布的比較小口徑的吹出一次空氣的一次空氣供給噴頭15(請同時參照圖4)。另一方面，在與兩側(cè)壁4a垂直相交的側(cè)壁4d的中央部附近有一定間隔的水平排放的口徑較大的四個二次空氣供給噴頭16(請同時參照圖5)。如圖4、5所示，一次空氣供給噴頭15的口徑d1和二次空氣供給噴頭16的口徑d2的比率為1∶4。如圖2、3所示，在旋風(fēng)式除塵裝置5的側(cè)部，配設(shè)了由前側(cè)二路連通管17提供給一次空氣供給噴頭15的加壓空氣的一次空氣供給手段18，以及提供給二次空氣供給噴頭16加壓空氣的二次空氣供給手段23。另外，如
圖1~3所示，二次空氣供給噴頭16和二次空氣供給手段23是通過入側(cè)連通管19、和在焚燒3的隔板壁9的一側(cè)內(nèi)設(shè)置的入側(cè)風(fēng)箱20、冷卻管10、和在隔板壁9的其他側(cè)內(nèi)設(shè)置的出側(cè)風(fēng)箱21、出側(cè)連通管22連接起來的。
在前面所說的副燃燒室7中，側(cè)壁4a的側(cè)壁4d側(cè)和旋風(fēng)式除塵裝置5連通，形成了排氣通路24。另外，在側(cè)壁4a的排氣孔8的高度位置上作為通過排氣孔8測定排氣溫度的溫度檢測手段的一種而設(shè)置了溫度傳感器25；還有，作為在側(cè)壁4d的副燃燒室7側(cè)測定從排氣通路24流到旋風(fēng)式除塵裝置5側(cè)的排氣溫度的檢測手段的另一種而設(shè)置了溫度傳感器26，接著，請參照
圖1、2對旋風(fēng)式除塵裝置5進行詳細的說明。
如
圖1、2所示，旋風(fēng)式除塵裝置5是在下部有安裝了收集落下灰的灰箱27的旋風(fēng)器28。在旋風(fēng)器28的上部設(shè)置了上端部有錐形爐蓖29的排氣筒30，排氣筒30的中間部設(shè)置了使旋風(fēng)器28內(nèi)的氣體強制排出的噴射器31。另外，為了能良好地分離旋風(fēng)器28內(nèi)排氣中的灰，所以盡可能地降低排氣筒30的開口下端的高度。由于通過連通管32給噴射器31送入加壓空氣使內(nèi)部負壓化，因此在旋風(fēng)式除塵裝置5的側(cè)部設(shè)置了強制排氣換氣的空氣壓送裝置33。
此外，在旋風(fēng)式除塵裝置5的側(cè)部，根據(jù)溫度傳感器25及26的檢測信號，作為控制通過二次空氣供給手段23提供給二次空氣供給噴頭16的空氣供給量的空氣供給量控制手段，配設(shè)了控制部34。在這個控制部34中，安裝了溫度調(diào)節(jié)計35。
本實用新型方案之垃圾焚燒裝置1的操作說明。
如
圖1~3所示，垃圾焚燒裝置1在焚燒垃圾2時先打開蓋11，把垃圾2和燃火物同時從垃圾投入口12投入到主燃燒室6中。在主燃燒室外6內(nèi)燃燒中的垃圾2的表面，通過一次空氣供給手段18產(chǎn)生的加壓空氣，由連通管17再經(jīng)焚燒爐3下側(cè)的兩側(cè)壁4a、4b的一次空氣供給噴頭15的噴射使燃燒中的垃圾2能進行良好的一次燃燒。
另一方面，從燃燒中的垃圾2的表面游離出來的可燃性氣體上升到主燃燒室6的上部。在主燃燒室6內(nèi)的上部，由二次空氣供給手段23產(chǎn)生的加壓空氣通過入側(cè)連通管19、入側(cè)風(fēng)箱20冷卻管10、出側(cè)風(fēng)箱21、出側(cè)連通管22從焚燒爐3的一側(cè)壁4d上設(shè)置的有4倍于一次空氣供給噴頭15口徑的二次空氣供給噴頭16吹出，形成渦流。因此可燃性氣體卷入二次空氣后充分地和空氣接觸，進行二次燃燒。所以，垃圾2完全燃燒或接近完全燃燒狀態(tài)燃燒。
這時，用溫度傳感器25檢測從主燃燒室6流入副燃燒室7的排氣溫度。用溫度傳感器26檢測從副燃燒室7排向排氣通路24的排氣溫度。各種測出信號由溫度調(diào)節(jié)儀35的控制部34送出。
控制部34在這些溫度傳感器25、26檢測出的信號的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)二次空氣供給噴頭16噴出的空氣的量，進行對垃圾2實現(xiàn)完全燃燒的控制。也就是說，隨著爐內(nèi)溫度的升高垃圾2的燃燒就會加劇，產(chǎn)生空氣不足的現(xiàn)象，所以要使二次空氣供給手段23的調(diào)節(jié)閥在開閥時回動，增大二次空氣供給噴頭16噴出的空氣的供給量。另一方面，當(dāng)爐內(nèi)溫度降低時，垃圾2的燃燒就會減落。因為主燃燒室6內(nèi)的空氣充足，就要使二次空氣供給手段23的調(diào)節(jié)閥在閉閥時回動，減少二次空氣供給噴頭16噴出的空氣的供給量。
二次燃燒后的排氣，通過排氣孔8流入副燃燒室7，再從副燃燒室7經(jīng)過排氣通路24流入旋風(fēng)器28。排氣中的灰被分離后從灰箱27內(nèi)落下被收集。另一方面，由于被空氣壓送裝置33壓送的加壓空氣經(jīng)過噴射器31的運作，使排氣筒30側(cè)負壓化，除去灰的排氣通過這個噴射器31被強制吸上，從排氣筒30排出大氣。
一邊從相對側(cè)壁4a、4b上設(shè)計的一次空氣供給噴頭15吹出加壓空氣，一邊使垃圾2一次燃燒。然后，一邊從側(cè)壁4d上設(shè)置的二次空氣供給噴頭16吹出加壓空氣，一邊使其二次燃燒。而且，二次空氣供給噴頭16的口徑為了能使可燃燒性氣體充分地和空氣接觸，所以是一次空氣供給噴頭15的口徑的4倍。并且，由控制部34控制爐內(nèi)溫度，提供從二次空氣供給噴頭16到主燃燒室6的上部內(nèi)可燃性氣體最適燃燒量所需的加壓空氣，因此能使無論是高質(zhì)垃圾還是低質(zhì)垃圾等的多樣性垃圾2達到通常最適合的焚燒狀態(tài)。所以用小型的垃圾焚燒裝置1能實現(xiàn)垃圾2的完全燃燒。
以上對本設(shè)計方案的實施例進行了說明。本設(shè)計方案不僅局限于以上的實施例，還包括了在不違背要領(lǐng)范圍下的設(shè)計變更。
例如，實施例中向一次空氣供給噴頭提供加壓空氣的一次空氣供給手段和向二次空氣供給噴頭提供加壓空氣的二次空氣供給手段是分別設(shè)計的。如果不局限于此，采用一個空氣供給手段利用閥的操作向一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭提供適量的加壓空氣也是可以的。
另外，一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭的使用個數(shù)也可以任意選擇。
此外，在本實施例中，是在焚燒爐內(nèi)的2個地方運用溫度檢測手段對爐內(nèi)的溫度進行檢測的。但也可以在1個或3個任意的地方運用溫度檢測手段對爐內(nèi)的溫度進行檢測。
還有，本實施例中，是通過二次空氣供給手段側(cè)的連通管上的調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)來控制二次空氣供給噴頭噴出的加壓空氣的量。但也可以根據(jù)控制部的溫度調(diào)節(jié)儀的輸出信號通過控制二次空氣供給手段的運轉(zhuǎn)數(shù)進行對加壓空氣量的控制。
實施例中的一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭的口徑比為1∶4。但只要是1∶3以上的比率就可以了。
權(quán)利要求1.一種垃圾焚燒爐裝置，由鋼板制爐側(cè)壁爐床、爐頂及空氣供給噴頭組成，其特征在于兩個爐側(cè)壁的下方設(shè)置了若干個一次空氣供給噴頭并在兩個側(cè)壁垂直相交的另一側(cè)壁的上方設(shè)計了若干個二次空氣供給噴頭；該一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭的口徑比為1∶3以上；一次空氣供給噴頭和二次空氣供給噴頭由一個或若干個空氣供給手段控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒裝置，其特征在于空氣供給手段為利用溫度檢測取得信息，由此調(diào)控一次及二次空氣供給噴頭的供氣量。
專利摘要本實用新型涉及一種提供能適應(yīng)從高質(zhì)垃圾到低質(zhì)垃圾的多樣性且品質(zhì)達到最合適狀態(tài)的垃圾焚燒裝置。本實用新型的主要技術(shù)方案是在焚燒爐的相對兩側(cè)壁的下側(cè)設(shè)置若干個一次空氣供給噴頭,兩側(cè)壁垂直相交的側(cè)壁的上側(cè)設(shè)置若干個二次空氣噴頭,向一次空氣供給噴頭和二次供給噴頭供給空氣的一個或若干個空氣供給手段,溫度檢測手段的檢出信號控制空氣供給手段,并使一次與二次空氣供給噴頭口徑比達1∶3以上。本實用新型有性能可靠,結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。
文檔編號F23G5/14GK2360727SQ98245719
公開日2000年1月26日 申請日期1998年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月19日
發(fā)明者油田耕一, 西之原透 申請人:九筑工業(yè)株式會社