(54)【考案の名称】固体燃料の燃焼装置及びボイラー装置

(73)【実用新案権者】有限会社長岡鉄工所

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
この考案は、粒状或いは粉状の細分化された固体であって流動させて移送することが可能な可燃物を燃焼させる固体燃料の燃焼装置に関する。

【従来の技術】

【0002】
従来から、薪等の固体燃料を燃焼させた際の灰の排出処理は、一定量の灰が底部に堆積した時点ごとに、人手によってスコップなどで掻き出すことによって行なわれている。
また、粒状等の細かい固体燃料の場合にも、固体燃料を燃焼させる部分と灰の堆積する部分とを分離することが難しい。そのため、連続して一定量の固体燃料が燃焼した時点で、一旦燃焼を中断して、炉の中に残った灰を掻き出すという作業をしている。
【0003】
これに対しては、粒状或いは粉状等の固体であって流動させて移送することが可能な可燃物を燃焼させる固体燃料の燃焼装置において、円筒状燃焼室を形成する外円筒部と、該外円筒部の下側に連続して設けられた実質的に逆円錐形のホッパー部と、上面が開放された実質的に平面形態円形のポット状に形成され、前記外円筒部の内部下側に該外円筒部の内周面と全周に亘って所要の空隙が生じるように配され、底部が前記粒状等の固体燃料の被供給部として設けられると共に、該底部の上方の内径が拡径した部分に実質的に上昇旋回気流を発生させるように燃焼用の空気の供給部が設けられた燃焼用ポットとを具備する固体燃料の燃焼装置が提案されている(特許文献1参照)。
この固体燃料の燃焼装置によれば、粒状等の細かい固体燃料に対応し、簡単な構成によって、燃焼後の灰を自動的に排出することができる。
【0004】

【効果】

【0010】
本考案にかかる固体燃料の燃焼装置及びボイラー装置によれば、燃焼用ポットで固体燃料を燃焼させる方式において、その燃焼用ポット内に蓄積される灰を適切に排出できるという特別有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本考案にかかるボイラー装置の形態例を示す断面図である。

【0012】
以下、本考案にかかる固体燃料の燃焼装置を採用したボイラー装置の形態例を添付図面(図1)に基づいて詳細に説明する。このボイラー装置の固体燃料の燃焼装置は、粒状或いは粉状の細分化された固体であって流動させて移送することが可能な可燃物を燃焼させる装置である。
なお、粒状或いは粉状の細分化された固体とは、例えば、木材チップやオガ粉などの木質材や草質材の粉砕物である。また、そのような細分化された固体を流動性があるように適度に団粒化(ペレット化)したものや、きのこの菌床栽培で発生するきのこ廃培地や生ゴミ等の有機廃棄物を原料として粉粒状に乾燥させたものも含まれる。
【0013】
10は外円筒部であり、円筒状燃焼室15を形成する本体となっている。
この外円筒部10によれば、内周面11が実質的に円筒状に形成されている。つまり、内周面11がサイクロン集塵器の円筒内面のスムースな曲面に相当するように形成され、外側面13の形態については特に限定されない。これによれば、その内周面11が、遠心力などによって空気の流れから分離される灰の粒子をスムースに案内して落下させるガイド面として好適に機能する。
【0014】
20は灰回収用ホッパー部であり、外円筒部10の下側に連続して灰を回収できるように設けられている。
この灰回収用ホッパー部20によれば、内面21が逆テーパ状に形成されている。つまり、内面21がサイクロン集塵器のホッパー部に相当するように形成され、外面の形態については特に限定されない。これによれば、その内面21が、灰の粒子をスムースに案内して落下させると共に収集するガイド面として好適に機能する。
【0015】
25は灰の排出装置であり、灰を自動的に排出するように、灰回収用ホッパー部20の下部に接続されている。
本形態例の灰の排出装置25は、スクリューコンベアによって構成されている。これによれば、灰回収用ホッパー部20内に堆積した灰22を、連続的又は間欠的に所要の灰の貯留部(灰の回収缶26)へ自動的に排出することができる。このため、作業者の労力を省くことができ、作業効率を向上できる。
【0016】
30は燃焼用ポットであり、上面が開放された平面形態円形のポット状に形成され、外円筒部10の内部下側にその外円筒部10の内周面11と全周に亘って所要の空隙31が生じるように配されている。
本形態例では、外円筒部10の内周面11と燃焼用ポット30の外周面32との空隙31が全周に亘って等間隔となるように、外円筒部10と燃焼用ポット30が同心に配設されている。なお、燃焼用ポット30の外周面32は実質的に円筒状となるように形成されている。
【0017】
そして、この燃焼用ポット30では、底部を含むポット下部33が固体燃料の被供給部として設けられると共に、内径が拡径したポット上部34に内側へ向って燃焼用の空気を供給する空気供給孔部35が設けられている。これによれば、火吹き竹の原理で、固体燃料50に空気を送って好適に燃焼させることができる。36は送風機であり、燃焼用空気を空気供給孔部35に供給する。
なお、燃焼用ポット30の形態はこれに限定されず、例えば、内空間形状が上方へ向かって徐々に拡径する逆円錐台状(テーパ状)となるように形成されてもよい。これによれば、上昇気流が斜面に沿って好適に生じ易い。また、空気供給孔部35の空気の噴出向きは旋回流を発生させるように斜めに設けてもよい。
【0018】
これによれば、個体燃料50の燃焼後の灰を、その燃焼による上昇気流によって舞い上がらせる。また、円筒状燃焼室15の中心部に対して周囲は上昇気流が生じにくいため、排気流から灰が好適に分離され、その灰は円筒状燃焼室15の内周面11に沿って沈降する。
灰は、軽いため、個体燃料自身が燃えることで発生する上昇気流と供給される燃焼用の空気の流れによって簡単に舞い上がり、燃焼用ポット30内に留まることなく浮遊できる。そして、上記のように燃焼気流(排気流)と分離された灰は、外円筒部10の内周面11と、灰回収用ホッパー部20の内面21を伝って、灰回収用ホッパー部20下部へ集められる。このため、灰を好適に排出させることができる。
このように、灰が順次飛散して燃焼用ポット30内から出るため、順次供給される個体燃料50が灰によって覆われることが少ない。そのため、個体燃料50に対して酸素が好適に供給され、個体燃料50が効率よく燃焼される。
【0019】
また、51は燃料用ホッパーであり、固体燃料50を貯留させる貯留槽である。この燃料用ホッパー51に固体燃料が外部から投入されて蓄えられる。
52は撹拌装置であり、ゆっくり回転しながら、固体燃料50が固まることを防止して下方のスクリューコンベア40へ送られるように撹拌する。また、53はその撹拌装置の駆動装置である。
【0020】
40はスクリューコンベアであり、燃料用ホッパー51からポット下部33へ固体燃料50を供給する手段として燃焼用ポット30の側面から内部のポット下部33まで延びるように接続され、固体燃料50を送るための筒体41とその筒体41に挿通されたスクリュー42とを備える。本形態例では、このスクリューコンベア40が水平に配されており、個体燃料50が筒体41内を通って水平に送られる構造になっている。
【0021】
44はスクリューの回転駆動装置であり、スクリュー42を正逆回転させ、正転のときは固体燃料50を燃焼用ポット30へ供給し、逆転のときは燃焼用ポット30に残留した灰を掻き出すように設けられている。
このスクリューの回転駆動装置44としては、例えば、減速機付きの電動モータとチェーンによる減速機構とによって構成される駆動装置を採用できる。
【0022】
43は排出口部であり、燃料用ホッパー51と外円筒部10との間の筒体41の部位に灰を排出させるために開閉できるように設けられている。この排出口部43は、本形態例では、筒体41の下面側に設けられた開口43aとその開口を閉じることができる閉塞板43bとによって構成されている。この形態に限定されず、例えば閉塞板43bを自動的に開閉できる機構を採用すれば、灰の排出作業を自動化することも可能である。
【0023】
これにより、固体燃料50を、連続的又は断続的に燃焼用ポット30のポット下部33内へ自動的に供給できる。なお、この固体燃料50の供給手段は、このような形態に限定されない。例えば、装置の設置条件等に応じて、固体燃料50を斜め下方から燃焼用ポット30のポット下部33へ供給してもよいし、湾曲させて真下から供給してもよい。
【0024】
なお、スクリューコンベア40の螺旋刃状のスクリューの先端が、図1に示すように、燃焼用ポット30のポット下部33内へ突出するように配設されている。
これによれば、燃焼用ポット30の内底面上に溜まった固体燃料50を、スクリューの先端でかき混ぜることができる。これによって、固体燃料50の燃焼を促進できると共に、酸化ケイ素が溶融して燃焼用ポット30の内面に付着することを防止できる。
【0025】
45は水冷部であり、筒体41における固体燃料50を排出する先端側であって外円筒部10の内部に位置する筒体先端部に、その筒体先端部を冷却するために設けられている。本形態例では、筒体41の外側に巻かれた形状の二重管になっており、水が循環又は通過できる流通水路に形成されている。また、46は水の供給源であり、水冷部45に接続されている。
このように水冷部45を設けることで、燃え残りが固まって筒体41の内周面などに付着してスクリュー42の回転が阻害される現象を防止できる。なお、燃え残りが固まる現象とは、燃料に含まれるガラス質が高温に曝されることで一旦融け、冷却されることで固化することによって生じるものと考えられる。
【0026】
また、本形態例では、スクリュー42のポット下部33まで延びる先端側に複数の爪状突起42aが設けられている。
これによれば、燃え残りが固まる現象を防止するように燃料や灰を掻くことができ、また、燃え残りの固まりが生じても、早期の段階で砕くことができる。従って、固体燃料50を送る筒体41の通路が詰まることを防止でき、好適な連続運転を実現できる。
【0027】
55は熱交換器であり、燃焼用ポット30の上方であって円筒状燃焼室15の内部上側に配することができる。この円筒状燃焼室15の内部上側は、固体燃料50から発生したガスが燃焼する部分であり、高温の炎になって燃える2次燃焼部である。
この熱交換器55によって加熱されることで発生する温風、温水又は蒸気等を利用できる形態とすることで、ボイラー装置を構成することができる。
【0028】
61はサイクロン集塵器であり、発生した灰のうち灰回収用ホッパー部20を経由して排出できないものを回収するように、円筒状燃焼室15と排気管60によって接続されている。
このサイクロン集塵器61によれば、排気に伴って円筒状燃焼室15から排出された灰を好適に分離して、クリーンな排気を煙突から排出できる。なお、ほとんどの灰は灰回収用ホッパー部20内に堆積して回収され、残りの僅かの灰がサイクロン集塵器61で分離されて回収される。
また、灰の排出装置25の灰の貯留部や、サイクロン集塵器61には、ワンタッチで着脱のできる灰の回収缶26を装着すればよく、作業効率を向上できる。
【0029】
70は点火用バーナーであり、例えば灯油や重油などの液体を燃焼させるバーナーであって、バーナーノズルの先端を燃焼用ポット30内に臨む形態に配設することで、固体燃料50の着火をできるように設けておくとよい。
また、固体燃料50が点火された後に燃焼しているときは、点火用バーナー70への液体燃料の供給を止めて送風機能のみを利用してもよい。この点火用バーナー70の送風機能によれば、火吹き竹の原理で燃焼用の空気を燃焼用ポット30の中央部まで好適に供給でき、固体燃料50の燃焼効率を高めることができる。なお、点火用バーナー70の燃焼から送風のみへの切換えは、液体燃料の供給を止めるように制御することで容易に自動化できる。
【0030】
以上、本考案につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本考案はこの形態例に限定されるものではなく、考案の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【0031】
10 外円筒部
11 内周面
15 円筒状燃焼室
20 灰回収用ホッパー部
22 灰
25 灰の排出装置
30 燃焼用ポット
31 空隙
33 ポット下部
34 ポット上部
35 空気の供給孔部
40 スクリューコンベア
41 筒体
42 スクリュー
42a 爪状突起
43 排出口部
44 スクリューの回転駆動装置
45 冷却部
50 固体燃料
51 燃料用ホッパー
55 熱交換器

(57)【要約】

【課題】燃焼用ポットで固体燃料を燃焼させる方式において、その燃焼用ポット内に蓄積される灰を適切に排出できる固体燃料の燃焼装置及びボイラー装置を提供する。【解決手段】円筒状燃焼室を形成する外円筒部10と、外円筒部10の下側に連続して設けられた灰回収用ホッパー部20と、平面形態円形のポット状に形成され、外円筒部10の内周面と全周に亘って空隙が生じるように配され、底部を含むポット下部33が固体燃料の被供給部として設けられると共に、空気供給孔部35が設けられた燃焼用ポット30とを備える。さらに、固体燃料50を貯留させる燃料用ホッパー51と、固体燃料50を送るための筒体41とその筒体に挿通されたスクリュー42とを備えるスクリューコンベア40と、スクリュー42を正逆回転させるスクリューの回転駆動装置44と、燃料用ホッパー51と外円筒部10との間の筒体41の部位に設けられた排出口部43とを具備する。


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