專利名稱：加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加熱爐，特別是可以與利用燃燒產(chǎn)生的熱量的發(fā)動機(jī)連接的加熱爐。
在使用焚燒爐等的情況下，由于燃燒后的廢熱一般要排放到大氣中，并排放出含有CO2等的廢氣，成為大氣暖化和大氣污染的一個原因。另外在大型焚燒爐等中把伴隨焚燒產(chǎn)生的廢熱送到鍋爐用來加熱水，生成蒸氣來驅(qū)動發(fā)電機(jī)，或用于取暖及供應(yīng)熱水等，采用所謂的卡諾(コ一ジェネ)方式。然而，特別是在中、小型焚燒爐的情況下，其現(xiàn)狀是廢氣和廢熱幾乎全部排放到大氣中，成為大氣暖化和放出二惡英類等造成大氣污染的重要原因，從這種認(rèn)識來看，用這些焚燒爐進(jìn)行焚燒的本身也就應(yīng)慎重或停止使用。
但是焚燒廢棄物全使用大型焚燒爐不僅效率低，而且也會給日常的處理活動帶來明顯的不便，這難以令人滿意。更期望使用中、小型焚燒爐也能盡量抑制因把有害物質(zhì)排放到大氣中等造成廢氣惡劣影響的加熱設(shè)備出現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是鑒于上述以往技術(shù)存在的問題，提供一種在中、小型焚燒爐等也能使用、能有效利用爐中產(chǎn)生的廢熱、盡可能抑制大氣的污染、而且不需要大型設(shè)備的加熱爐。
上述目的通過本公開所記述的發(fā)明實(shí)現(xiàn)。也就是說，本發(fā)明的加熱爐結(jié)構(gòu)特征是設(shè)有投放被處理物的第1開口部和與可加熱處理上述被處理物的爐體連通的第2開口部，并且上述第1、第2開口部之間形成熱流路，在此熱流路內(nèi)設(shè)置有加熱筒，加熱筒中具有承受器，承受器承受上述被處理物，同時通過轉(zhuǎn)動使上述被處理物下落到上述爐體；在上述爐體上可連接以此爐體產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)。
利用這樣的結(jié)構(gòu)加熱筒內(nèi)的多個承受器能使被處理物在加熱筒內(nèi)的滯留時間延長，在此期間加熱、干燥或炭化被處理物，所以即使是未經(jīng)處理的含有大量水份的垃圾那樣的被處理物，也能大量而且快速地在高溫下高效地進(jìn)行加熱處理，同時由于可以從爐內(nèi)產(chǎn)生的廢熱獲取動力，例如把此動力用于發(fā)電機(jī)，可以供給加熱處理廢氣的發(fā)熱體，能有效促進(jìn)廢氣中的有害成分的分解處理，可以使有害成分低毒化或無害化。作為發(fā)動機(jī)可以用于外燃發(fā)動機(jī)等等，例如可以是接受廢熱得到活塞的往返運(yùn)動，或可把此往返運(yùn)動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動。
其結(jié)果是可以提供一種加熱爐，不僅是大型焚燒爐中而且中、小型焚燒爐也可以使用，能有效利用爐中產(chǎn)生的廢熱，盡可能抑制大氣污染，而且不需要大型的設(shè)備。
上述加熱筒的下游一側(cè)能連接二次加熱爐，此二次加熱爐的下游一側(cè)最好設(shè)置可以以二次加熱爐產(chǎn)生的熱量為動力的另外的發(fā)動機(jī)。
利用此結(jié)構(gòu)可以使二次加熱爐排出的廢氣進(jìn)一步低毒化或無害化，同時也可以把二次加熱爐產(chǎn)生的廢熱作為動力源，更節(jié)省、更有效地處理被處理物。
作為本發(fā)明的加熱爐結(jié)構(gòu)的特征是設(shè)有投放被處理物的第1開口部和與可加熱處理上述被處理物的爐體連通的第2開口部，并且上述第1、第2開口部之間形成熱流路，在此熱流路內(nèi)設(shè)置有加熱筒，加熱筒中具有承受器，承受器承受上述被處理物，同時通過轉(zhuǎn)動使上述被處理物下落到上述爐體；此加熱筒的下游一側(cè)連接二次加熱爐，此二次加熱爐的下游一側(cè)設(shè)置以二次加熱爐產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)。
采用此結(jié)構(gòu)也能通過二次加熱爐下游一側(cè)設(shè)置的發(fā)動機(jī)的作用，提供給加熱處理廢氣的發(fā)熱體等，能有效促進(jìn)廢氣中有害成分的分解處理，使有害成分低毒化或無害化。
其結(jié)果是可以提供一種加熱爐，不僅是大型焚燒爐而且中、小型焚燒爐也可以使用，能有效利用這種爐中產(chǎn)生的廢熱，盡可能抑制大氣污染，而且不需要大型的設(shè)備。
希望上述二次加熱爐采用電熱式熱源加熱，且上述發(fā)動機(jī)為發(fā)電機(jī)，可以把從此發(fā)電機(jī)得到的電力用作給上述二次加熱爐供電的電熱式熱源。
采用此結(jié)構(gòu)的話是非常適宜的，因?yàn)椴皇褂檬皖惾剂蟻韺臓t體或加熱筒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行加熱分解，所以完全沒有由燃料產(chǎn)生的有害氣體，并且能顯著降低二次加熱爐的電力成本，能使加熱爐的運(yùn)行成本降低。
希望多個上述的承受器在構(gòu)成上述加熱筒的殼體內(nèi)沿垂直方向交錯配置。
采用此結(jié)構(gòu)的話非常便利，因?yàn)槎鄠€承受器在殼體內(nèi)沿垂直方向交錯配置，所以能確保殼體內(nèi)壁和承受器之間的空間。其結(jié)果是能充分確保熱流路，即使是象未經(jīng)處理的含有大量水份的垃圾那樣的被處理物也能大量而且快速地進(jìn)行有效的處理。
通過給上述二次加熱爐的發(fā)熱體通電，希望至少可以把流入爐內(nèi)的廢氣加熱到1300℃以上。
采用此結(jié)構(gòu)的話是適宜的，由于不使用石油類燃料加熱分解廢氣，完全沒有由燃料產(chǎn)生的有害氣體，因?yàn)闋t內(nèi)加熱到1300℃以上的高溫，不僅廢氣中的NOx、SOx、HCl、HCN等有害氣體，甚至二惡英類也能確保分解而無害化，所以從本發(fā)明的加熱爐排放出的氣體可以搞的非常干凈。再有，使用上述的發(fā)熱體對爐內(nèi)進(jìn)行的加熱希望要加熱到1350℃以上，這是因?yàn)橛泻怏w能迅速分解，提高處理速度，同時能更進(jìn)一步確保無害化。
本發(fā)明的加熱爐結(jié)構(gòu)特征是設(shè)置有可加熱處理被處理物的爐體，在此爐體內(nèi)設(shè)有投放被處理物的第1開口部和與上述爐體連通的第2開口部，此第2開口部的下游一側(cè)設(shè)置有二次加熱爐，二次加熱爐能加熱分解廢氣中的有害物質(zhì)，在上述爐體和二次加熱爐的任一方或雙方上可連接以此爐體或二次加熱爐的任一方或雙方產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)。
這樣的構(gòu)成對于中、小型的焚燒爐也能使用，而且由于可以從爐體和二次加熱爐的任一方或雙方產(chǎn)生的廢熱得到動力，例如通過把此動力利用在發(fā)電機(jī)上，供給加熱處理廢氣的發(fā)熱體，能有效促進(jìn)廢氣中有害成分的分解處理，能使有害成分低毒化或無害化，由于能作為其他的各種動力源得到有效的利用，作為加熱爐的整體能降低運(yùn)行成本。
下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施形式進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖中

圖1是本發(fā)明的加熱爐的局部斷面圖；圖2是構(gòu)成圖1的加熱爐的加熱筒的局部放大斷面圖；圖3是說明用于圖1的加熱爐上的第1發(fā)動機(jī)的動作簡圖；圖4是用于圖1的加熱爐的二次加熱爐的斷面圖。
參見附圖，圖1表示本實(shí)施形式的加熱爐1的整體結(jié)構(gòu)簡圖。此加熱爐1的上部設(shè)置有第1開口部3，是被處理物A的漏斗形投入口；加熱筒4，使被處理物加熱、干燥或炭化；在此加熱筒4的加熱后的廢氣流路下游一側(cè)被處理物邊滯留邊送給下方的回轉(zhuǎn)爐9；和作為除塵裝置的旋風(fēng)除塵器13，以及與它連接的二次加熱爐5；在下部設(shè)置有加熱燃燒被處理物A的爐體2(一次加熱爐)，同時裝備有以爐體2產(chǎn)生的熱量為回轉(zhuǎn)動力的發(fā)動機(jī)6。向第1開口部3投放被處理物是用料斗7通過提升裝置8把它從下方提升到作為投放口的第1開口部3。當(dāng)然它的投放方法并不限定于此，用皮帶輸送機(jī)等連續(xù)從下方把被處理物輸送到第1開口部3那樣的方式也可以。
如把加熱筒4主要部位放大的圖2所示，加熱筒4具有方筒形或園筒形的殼體12，其內(nèi)部具有多個承受器11，承受被處理物A，同時通過旋轉(zhuǎn)使被處理物A在加熱筒內(nèi)邊滯留邊落向爐體2(圖2的情況為4個，再有圖1中為了避免麻煩僅用3個來表示)。這些承受器11從上方順序相互反轉(zhuǎn)，同時在垂直方向上布置成稍有偏離，形成使被處理物A落下的合適的空間。此空間起到作為從下方的爐體2上升的熱流路14的功能，被處理物A隨著下落被加熱、干燥，落到下方的爐體2時進(jìn)行加熱，成為燃燒或被炭化的狀態(tài)。因此在爐體2的加熱需要的燃料可以很少，被處理物進(jìn)行燃燒的話，由于其放熱反應(yīng)可無須燃料的消耗。
關(guān)于加熱筒2內(nèi)的承受器11下面再進(jìn)一步說明。此承受器11在上述殼體12上端構(gòu)成，處于接受被處理物A的第1開口部3的正下方，是由靠近連接第1開口部3外側(cè)端部的殼體12外壁上安裝的第1承受器111、在其下方靠近殼體12另一側(cè)外壁、鄰近第1開口部3設(shè)置的第2承受器112、隔開上述第1承受器111的正下方的熱流路14設(shè)置的第3承受器113、以及隔開上述第2承受器112的正下方的熱流路14設(shè)置的第4承受器114構(gòu)成。當(dāng)然此承受器11的數(shù)目并不限于此，可根據(jù)處理能力或多或少設(shè)置。
這樣由于第1～第4承受器111～114在上升熱流路14的殼體12內(nèi)在垂直方向上被配置成相互隔開，形成蛇行的具有充分空間的熱流路14。
設(shè)置有導(dǎo)板12a，它引導(dǎo)被處理物A從第1承受器111到第2承受器112，從第2承受器112到第3承受器113，從第3承受器113到第4承受器114。
緊靠第4承受器114的下部在殼體內(nèi)設(shè)置傾斜導(dǎo)板12b，其左側(cè)具有作為熱流路14的功能，右側(cè)具有把從第4承受器114落下的被處理物A排出的第2開口部15的功能。
第1承受器111具有回轉(zhuǎn)中心軸111a和從此回轉(zhuǎn)中心軸111a呈放射狀伸出的8根板狀部件111b。其他的承受器11也一樣。板狀部件111b和板狀部件111b之間承接被處理物A。各承受器11的回轉(zhuǎn)中心軸和同軸的從動鏈輪21、22、23、24被設(shè)置為一體，而且從動鏈輪25、26和驅(qū)動鏈輪27之間被掛上驅(qū)動用鏈條28。電動機(jī)M被連在驅(qū)動鏈輪27上，使驅(qū)動鏈條28按圖2中的順時針方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)然第1、第3承受器111、113順時針轉(zhuǎn)動，第2、第4承受器112、114則反時針轉(zhuǎn)動。
通過加熱筒4落下的被處理物A經(jīng)過傾斜導(dǎo)板12b被送到向出口9a一側(cè)緩慢傾斜的回轉(zhuǎn)爐9?；剞D(zhuǎn)爐9通過圖中未表示的驅(qū)動裝置一邊慢慢旋轉(zhuǎn)一邊使被處理物A邊滯留邊向爐體2移送。當(dāng)然把落下來的被處理物A移送到爐體2的手段除回轉(zhuǎn)爐以外，也可使用螺旋運(yùn)輸機(jī)或耐熱的帶式運(yùn)輸機(jī)等。
爐體2一端設(shè)置有煤氣燃燒器10，焚燒被送來的被處理物A。被處理物A在被移送到回轉(zhuǎn)爐9內(nèi)的期間進(jìn)行干燥或因不完全燃燒形成的炭化，在爐體2中的燃燒時間短，燃料消耗量少。因此與用以前的技術(shù)焚燒相比，對例如象被處理物A是含大量水份的未經(jīng)處理的垃圾、家畜的排泄物、尿布、繃帶等醫(yī)療廢棄物，能特別有效地進(jìn)行處理。
利用下方設(shè)置的焚燒灰份回收裝置19，在爐體2中焚燒處理產(chǎn)生的灰份等在爐外采用自動或手動排出。通過下面要說明的發(fā)動機(jī)6能把爐體2產(chǎn)生的廢熱作為動力源而得到有效的利用。
參照圖3來對發(fā)動機(jī)6進(jìn)行說明。此發(fā)動機(jī)6構(gòu)成所謂的外燃發(fā)動機(jī)，其結(jié)構(gòu)是與第1氣缸30a連通的空氣室6a從爐體2另一端插入其內(nèi)側(cè)一部分，內(nèi)部裝有第1活塞31a，同時設(shè)置有通過連接通路32相互連通的一對第1、第2氣缸30a、30b，以及與第1、第2活塞31a、31b的另一端分別連接的一對第1、第2飛輪33a、33b；還裝備有利用第1、第2兩個飛輪33a、33b旋轉(zhuǎn)能夠發(fā)電的發(fā)電機(jī)29。而且一對第1、第2飛輪33a、33b共用回轉(zhuǎn)軸34，可把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給發(fā)電機(jī)29。也就是說，在第1、第2氣缸30a、30b內(nèi)其中之一的第1氣缸30a得到從爐體2產(chǎn)生的熱量，第1活塞31a往返驅(qū)動，同時使第2氣缸30b內(nèi)的第2活塞31b驅(qū)動，因第1、第2活塞31a、31b運(yùn)動的相位差使回轉(zhuǎn)軸34轉(zhuǎn)動，可把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給發(fā)電機(jī)29。
要具體說明回轉(zhuǎn)軸34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的話，首先是第1氣缸30a內(nèi)的空氣受到爐體2產(chǎn)生的熱量而膨脹，第1活塞31a向前運(yùn)動，連接通路32就被打開，第2活塞31b開始后退(圖3(a))。第1活塞31a伸展到最前面的上死點(diǎn)位置，第2活塞31b退到最后面(圖3(b))，因空氣室6a被繼續(xù)加熱，加熱的空氣被送給另外一個的第2氣缸，使第2活塞31b向前運(yùn)動。第2活塞31b伸展到最前面的上死點(diǎn)位置，第1活塞31a退到最后面(圖3(c))。這期間伴隨第1、第2活塞31a、31b的前進(jìn)、后退運(yùn)動，與第1、第2活塞31a、31b的另一端連接的第1、第2飛輪33a、33b開始旋轉(zhuǎn)，同時得到回轉(zhuǎn)軸34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。反復(fù)進(jìn)行這樣的運(yùn)動，回轉(zhuǎn)軸34持續(xù)轉(zhuǎn)動，通過在外部利用回轉(zhuǎn)軸34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，就能驅(qū)動象發(fā)電機(jī)29這樣的各種外部發(fā)動機(jī)。這樣應(yīng)該也可以把由發(fā)電機(jī)29產(chǎn)生的電力作為電源來利用，供給二次加熱爐5的發(fā)熱體。再有也可以在氣缸的一定位置設(shè)置排氣閥。此外進(jìn)入氣缸30內(nèi)的所謂工作流體舉出了空氣的例子，但其他的流體如氫氣、氦氣等也可以，在圖中回轉(zhuǎn)軸34也表示成直的棒狀，但也可以制成曲柄軸。
其次，參照圖4對二次加熱爐進(jìn)行說明。圖4表示二次加熱爐5的縱斷面結(jié)構(gòu)，廢氣垂直紙面方向移動。此二次加熱爐5使用棒狀或線狀的Fe-Cr-Al系合金的坎塔爾高溫發(fā)熱體(商標(biāo)名)、以MoSi2為主要成分的坎塔爾(カンタル)高級發(fā)熱體(商標(biāo)名)等。這種情況如圖4所示，水平布置了多層橫貫爐內(nèi)做成柄狀的發(fā)熱體16，同時在此發(fā)熱體16下部設(shè)置有象沖孔的獎牌樣的具有多個貫通孔17a的耐熱支持體17。這樣能有效防止在爐內(nèi)加熱到高溫時發(fā)熱體16的變形，一般能使?fàn)t內(nèi)均勻加熱。而且圖4所示的發(fā)熱體16在二次加熱爐內(nèi)部被設(shè)置成多層，廢氣通過爐內(nèi)部期間與這些發(fā)熱體16接觸，被加熱分解。
支持體17可用陶瓷制造，也可用耐熱金屬制造，形狀除板狀外，也可把多根線編織成密的網(wǎng)狀等。主要是要保持一定程度的強(qiáng)度，并具有通氣性就可以。這樣的結(jié)構(gòu)能使?fàn)t內(nèi)部達(dá)到1300℃以上氣氛，確保廢氣加熱分解而無害化。給發(fā)熱體16供電，以熱電偶測定的爐內(nèi)溫度的測定結(jié)果為基礎(chǔ)，與溫度控制連接起來提供的話是便利的。采用二次加熱爐5將無害化的廢氣從煙筒排放出去。
把加熱爐做成橫放的形式，也可把結(jié)構(gòu)搞成使很多的坎塔爾發(fā)熱體從爐內(nèi)的爐頂?shù)跸拢箯U氣通過其間。在這種情況下就不定要有上述的支持體17。
本發(fā)明還可按下列實(shí)施方案實(shí)施(1)在上述的實(shí)施形式中是把發(fā)動機(jī)和爐體搞成一體的例子，也不一定必須把發(fā)動機(jī)和加熱爐搞成一體，兩者也可以間隔一定距離。再有也可以把多個加熱爐產(chǎn)生的廢熱用配管集中來驅(qū)動一個發(fā)動機(jī)，相反也可以用1個加熱爐驅(qū)動多個發(fā)動機(jī)。
(2)在上述實(shí)施形式中表示把發(fā)動機(jī)設(shè)置在靠近爐體(一次加熱爐)的例子，可變換成在二次加熱爐旁邊設(shè)置另外的發(fā)動機(jī)，獲得二次加熱爐的廢熱來驅(qū)動發(fā)動機(jī)。也可以在靠近爐體和二次加熱爐的雙方設(shè)置發(fā)動機(jī)，利用兩者產(chǎn)生的廢熱作為動力。
(3)在上述的實(shí)施形式中表示作為二次加熱爐5的發(fā)熱體使用Fe-Cr-Al系放熱合金的例子，而作為發(fā)熱體并不限于此，也可使用其他的發(fā)熱體，例如線狀或面狀的鎢等耐熱發(fā)熱體，再有不是電熱方式，也可以是以煤氣等為燃料的煤氣燃燒器。
(4)在上述的實(shí)施形式中使被處理物通過加熱筒內(nèi)，落到爐體中這樣的方式，也不一定非要用加熱筒，根據(jù)被處理物的性質(zhì)和狀態(tài)也可以把被處理物直接通過投入口放入爐體內(nèi)。2 爐體3 第1開口部4 加熱筒5 二次加熱爐6 發(fā)動機(jī)11 承受器12 殼體14 熱流路15 第2開口部16 發(fā)熱體A 被處理物
權(quán)利要求
1．一加熱爐，設(shè)有投放被處理物的第1開口部和與可以加熱處理上述被處理物的爐體連通的第2開口部，同時在上述第1、2開口部間形成熱流路；在此熱流路內(nèi)設(shè)有加熱筒，加熱筒中具有承受器，承受器承受上述被處理物，同時通過轉(zhuǎn)動使上述被處理物下落到上述爐體；在上述爐體上可連接以此爐體產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)。
2．如權(quán)利要求1所述的加熱爐，其中，在上述加熱筒的下游一側(cè)連接有二次加熱爐，此二次加熱爐的下游一側(cè)可設(shè)置以此二次加熱爐產(chǎn)生的熱量為動力的另外的發(fā)動機(jī)。
3．一加熱爐，設(shè)有投放被處理物的第1開口部和與可以加熱處理上述被處理物的爐體連通的第2開口部，同時在上述第1、2開口部間形成熱流路；在此熱流路內(nèi)設(shè)有加熱筒，加熱筒中具有承受器，承受上述被處理物，同時通過轉(zhuǎn)動使上述被處理物下落到上述爐體；在此加熱筒的下游一側(cè)連接有二次加熱爐，此二次加熱爐的下游一側(cè)可設(shè)置以此二次加熱爐產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)。
4．如權(quán)利要求2或3所述的加熱爐，其中，采用電熱式加熱二次加熱爐，同時發(fā)動機(jī)是電動機(jī)，可以把從此發(fā)電機(jī)得到的電力用作上述二次加熱爐的電熱式的熱源。
5．如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的加熱爐，其中，在構(gòu)成上述加熱筒的殼體內(nèi)，多個上述的承受器沿垂直方向交錯配置。
6．如權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的加熱爐，其中，利用給上述二次加熱爐的發(fā)熱體通電的方法使流入爐內(nèi)的廢氣至少可以加熱到1300℃以上。
7．一加熱爐，設(shè)置有可以加熱處理被處理物的爐體，在此爐體內(nèi)設(shè)有投放上述被處理物的第1開口部和與上述爐體連通的第2開口部，此第2開口部的下游一側(cè)設(shè)置有二次加熱爐，可以進(jìn)行加熱以分解廢氣中的有害物質(zhì)；在上述爐體和二次加熱爐的任一方或雙方上可連接以此爐體或二次加熱爐的任一方或雙方產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)。
全文摘要
提供一加熱爐,可用于中、小型的焚燒爐,可有效利用爐中產(chǎn)生的廢熱,盡可能抑制對大氣的污染,無須大規(guī)模的設(shè)備。該加熱爐設(shè)置有投放被處理物A的第1開口部3和與爐體2連通的第2開口部15,并且第1、2開口部3、15之間形成熱流路14,在此熱流路14內(nèi)設(shè)置有加熱筒4,此加熱筒4中具有承受器11,承受上述被處理物A,同時通過轉(zhuǎn)動使上述被處理物A下落。在爐體2上可連接以此爐體2產(chǎn)生的熱量為動力的發(fā)動機(jī)6。
文檔編號F01K27/02GK1295216SQ0013017
公開日2001年5月16日 申請日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月19日
發(fā)明者森口彌一郎 申請人:森口桂