JP2002522742A - 加熱、焼却装置 - Google Patents
加熱、焼却装置Info
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
-
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- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
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- A23N12/08—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts for drying or roasting
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Abstract
(57)【要約】
コーヒー豆をローストする際に、加熱に要するエネルギーを少なくし、且つ排出ガスその他の排出物による環境汚染を防止する。
【解決手段】 ヒーティングチェンバーが加熱部に接続、作用流体が作用流体ヒーティングチェンバーと加熱部の間を循環する。焼却チューブはヒーティングチェンバー内にあって、ヒーティングチェンバーと加熱部から出るガスの唯一の通り口である。熱源はヒーティングチェンバー内にあって、焼却チューブ入口に対してスペースを持ち、同軸状に位置している。作用流体はヒーティングチェンバー内の熱源の近くを通る時、動作温度に暖められる。熱源は焼却チューブ入口に向けられ、ヒーティングチェンバー内での最高温度が熱源と焼却チューブ入口の中心に集中する。焼却チューブ入口と熱源との距離は焼却チューブ内の温度を調整するために動かせる。焼却チューブから出る排気ガス中の汚染物質はチューブ内にて高温で焼却される。
Description
【０００１】
この発明は、主にコーヒーのロースティング及びそれと同様な加熱装置に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
コーヒーのロースティングは高熱の空気や、数百度の作用流体を回して行う。
この際コーヒー豆から出るいろいろな不安定な有機物や殻等から作用流体が汚染
されることは避けられない。産業としてのコーヒーロースティングでは外部に出
る煙や匂いは、環境保護庁の決めた汚染物質のコントロールの規制を受ける。不
安定な有機汚染物を完全に焼却するためには最低1400度で0.3秒以上をロースタ
ーから出る空気に与えねばならない。更に、コーヒーの殻はロースティング中に
取り除かれる必要がある。
この際コーヒー豆から出るいろいろな不安定な有機物や殻等から作用流体が汚染
されることは避けられない。産業としてのコーヒーロースティングでは外部に出
る煙や匂いは、環境保護庁の決めた汚染物質のコントロールの規制を受ける。不
安定な有機汚染物を完全に焼却するためには最低1400度で0.3秒以上をロースタ
ーから出る空気に与えねばならない。更に、コーヒーの殻はロースティング中に
取り除かれる必要がある。
【０００３】 色々なロースターが公知となっている。ＵＳパテント5,394,623 Swell, 5,3
72,833 Farina, 5,230,281 Wireman et al, 3,189,460 Smith, 等がある。
いずれも作用流体を加熱するためにバーナーを使用する。殻を取り除くためにサ
イクロンセパレーターを使用している。ＵＳパテント4,484,064 Murrayはバーナ
ーがサイクロンセパレーターから離れており、ブローワーがコーヒー入れに作用
流体を回している。ＵＳパテント2,212,120 Kneale et alは作用流体がロースト
チェンバーとスペースの間を電気ヒーターで循環している。これらには加熱バー
ナー以外に焼却バーナーが必要でエネルギーの消費が多くなる。他の方法として
はバーナーからの燃焼ガスを作用流体とミックスする方法がある。この焼却ガス
はミックス時に温度が下がり、そのまま外部に放出すれば汚染物質が焼却されな
いで出て行く。多くの装置は空気を外部から取り入れ、加熱装置に通し、それか
ら放出する。普通ヒーティングバーナーには100,000btu/hr必要で、汚染物質の
焼却には700,000btu/hrが必要となり、大変なエネルギーの消費になる。
72,833 Farina, 5,230,281 Wireman et al, 3,189,460 Smith, 等がある。
いずれも作用流体を加熱するためにバーナーを使用する。殻を取り除くためにサ
イクロンセパレーターを使用している。ＵＳパテント4,484,064 Murrayはバーナ
ーがサイクロンセパレーターから離れており、ブローワーがコーヒー入れに作用
流体を回している。ＵＳパテント2,212,120 Kneale et alは作用流体がロースト
チェンバーとスペースの間を電気ヒーターで循環している。これらには加熱バー
ナー以外に焼却バーナーが必要でエネルギーの消費が多くなる。他の方法として
はバーナーからの燃焼ガスを作用流体とミックスする方法がある。この焼却ガス
はミックス時に温度が下がり、そのまま外部に放出すれば汚染物質が焼却されな
いで出て行く。多くの装置は空気を外部から取り入れ、加熱装置に通し、それか
ら放出する。普通ヒーティングバーナーには100,000btu/hr必要で、汚染物質の
焼却には700,000btu/hrが必要となり、大変なエネルギーの消費になる。
【０００４】 ＵＳパテント5,709,542 Rentzel et alと5,427,746 Pereira et alは汚染物質の
コントロール装置である。固定されたバーナーから出た炎を作用流体を、フレー
ムチューブを通すことにより作用流体が完全に燃焼ガスとミックスされ、それか
ら外部に放出される。この場合もし、汚染物質の焼却のためにフレームチューブ
内の温度を上げれば、作用流体の温度が不必要に高温となり、逆にチューブ内の
温度が作用流体の温度なら、汚染物質は死なないことになる。そのためこの装置
は、作用流体が循環されるような時には向いていない。
コントロール装置である。固定されたバーナーから出た炎を作用流体を、フレー
ムチューブを通すことにより作用流体が完全に燃焼ガスとミックスされ、それか
ら外部に放出される。この場合もし、汚染物質の焼却のためにフレームチューブ
内の温度を上げれば、作用流体の温度が不必要に高温となり、逆にチューブ内の
温度が作用流体の温度なら、汚染物質は死なないことになる。そのためこの装置
は、作用流体が循環されるような時には向いていない。
【０００５】
本発明は、熱を加えるために作用流体を加熱し、外部に放出する前に汚染物質
を焼却し、作用流体から重い不純物を取り除き、効率よく汚染物質を焼却するこ
とにより、エネルギー消費が少なく且つ環境汚染を防止できる加熱、焼却装置を
実現することを目的とするものである。
を焼却し、作用流体から重い不純物を取り除き、効率よく汚染物質を焼却するこ
とにより、エネルギー消費が少なく且つ環境汚染を防止できる加熱、焼却装置を
実現することを目的とするものである。
【０００６】
本発明による加熱、焼却装置は、ヒーティングチェンバーが加熱部に接続され
る。作用流体はチェンバーと加熱部の間を循環する。焼却チューブがチェンバー
の内部において唯一のチェンバーと加熱部からのガスの出口となっている。熱源
はチェンバーの内部にあって、焼却チューブ入口と同軸の関係となっている。作
用流体は熱源の近くを通過する時、動作温度に上昇する。熱源の方向は焼却チュ
ーブ入口に向いており、チンバー内の一番高い温度が熱源とチューブ入口との間
に来るようになっている。焼却チューブと熱源の距離は調整出来、チューブ内の
温度が調整出来る。排出ガス内の不純物は、チューブの温度の高いところで焼却
され放出される。このように熱の損失を最低限にするために作用流体を循環させ
、作用流体の加熱と汚染物の焼却を一つの熱源で行うことにより効率が向上する
。
る。作用流体はチェンバーと加熱部の間を循環する。焼却チューブがチェンバー
の内部において唯一のチェンバーと加熱部からのガスの出口となっている。熱源
はチェンバーの内部にあって、焼却チューブ入口と同軸の関係となっている。作
用流体は熱源の近くを通過する時、動作温度に上昇する。熱源の方向は焼却チュ
ーブ入口に向いており、チンバー内の一番高い温度が熱源とチューブ入口との間
に来るようになっている。焼却チューブと熱源の距離は調整出来、チューブ内の
温度が調整出来る。排出ガス内の不純物は、チューブの温度の高いところで焼却
され放出される。このように熱の損失を最低限にするために作用流体を循環させ
、作用流体の加熱と汚染物の焼却を一つの熱源で行うことにより効率が向上する
。
【０００７】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図１に、本発明による加熱、焼却装置の第１実施例を横から見た透視図が示し
てある。その構成はサイクロンセパレーター１０、熱源もしくはガスバーナー１
１、焼却チューブ温度調整システム１２、加熱温度調整システム４５である。サ
イクロンセパレーター１０の中に、ヒーティングチェンバー１５を規定する円錐
部１４を持つ円形の筒１３が入っている。作用流体の入口１６はコーヒーロース
ターやオーブン、その他の加熱装置にあるように、加熱部１７から作用流体を受
け取れるようにチューブ１３の先端に接続されている。作用流体の出口１８は、
作用流体を加熱部１７に戻すために入口１６の先端に接続されている。ブローワ
ー１９は加熱部１７と作用流体の入口１６の間にあって、作用流体を循環させて
いる。バーナー１１は、サイクロンセパレーター１０の低部に可動可能な形で位
置している。接続チューブ２０は、サイクロンセパレーター１０の底と小片収集
ホッパー２１を接続している。円筒１３と同軸の焼却チューブ２２は作用流体出
口１８の上部に位置している。スタック２３は焼却チューブ２２の周りにあって
、排出のために冷たい外気とミックスしている。焼却チューブ温度調整システム
１２はスタック２３内の温度センサー２５に接続されているプログラム可能なコ
ントローラー２４とバーナー１１に付いているアクチュエーター２６から成り立
っている。加熱温度調整システム４５は加熱部１７内部の温度センサー４７に接
続されたプログラム可能なコントローラー４６と燃焼ミックスをバーナー１１に
送る量を調整するバルブ３３からなっている。
てある。その構成はサイクロンセパレーター１０、熱源もしくはガスバーナー１
１、焼却チューブ温度調整システム１２、加熱温度調整システム４５である。サ
イクロンセパレーター１０の中に、ヒーティングチェンバー１５を規定する円錐
部１４を持つ円形の筒１３が入っている。作用流体の入口１６はコーヒーロース
ターやオーブン、その他の加熱装置にあるように、加熱部１７から作用流体を受
け取れるようにチューブ１３の先端に接続されている。作用流体の出口１８は、
作用流体を加熱部１７に戻すために入口１６の先端に接続されている。ブローワ
ー１９は加熱部１７と作用流体の入口１６の間にあって、作用流体を循環させて
いる。バーナー１１は、サイクロンセパレーター１０の低部に可動可能な形で位
置している。接続チューブ２０は、サイクロンセパレーター１０の底と小片収集
ホッパー２１を接続している。円筒１３と同軸の焼却チューブ２２は作用流体出
口１８の上部に位置している。スタック２３は焼却チューブ２２の周りにあって
、排出のために冷たい外気とミックスしている。焼却チューブ温度調整システム
１２はスタック２３内の温度センサー２５に接続されているプログラム可能なコ
ントローラー２４とバーナー１１に付いているアクチュエーター２６から成り立
っている。加熱温度調整システム４５は加熱部１７内部の温度センサー４７に接
続されたプログラム可能なコントローラー４６と燃焼ミックスをバーナー１１に
送る量を調整するバルブ３３からなっている。
【０００８】 図１の加熱、焼却装置の内部が図２に示されている。壁２７は筒１３の上部に
接続している。同軸ガイドチューブ２８は筒１３の上部に接続されている。更に
、壁２７にあるアパーチャー２９から下方に伸びている。アパーチャー２９は作
用流体出口１８と相関関係にある。バーナー１１は筒１３と同軸のバーナーチッ
プ３０から成り立ち、ヒーティングチェンバー１５の底近くに位置している。焼
却チューブ２２はヒーティングチェンバー１５の上部に位置する焼却チューブ入
口３１から成り立ち、焼却チューブ出口３２はサイクロンセパレーター１０の外
、スタック２３の中に位置している。温度センサー２５は焼却チューブ出口３２
のすぐ外に位置する。焼却チューブ２２はバーナー１１と同軸である。
接続している。同軸ガイドチューブ２８は筒１３の上部に接続されている。更に
、壁２７にあるアパーチャー２９から下方に伸びている。アパーチャー２９は作
用流体出口１８と相関関係にある。バーナー１１は筒１３と同軸のバーナーチッ
プ３０から成り立ち、ヒーティングチェンバー１５の底近くに位置している。焼
却チューブ２２はヒーティングチェンバー１５の上部に位置する焼却チューブ入
口３１から成り立ち、焼却チューブ出口３２はサイクロンセパレーター１０の外
、スタック２３の中に位置している。温度センサー２５は焼却チューブ出口３２
のすぐ外に位置する。焼却チューブ２２はバーナー１１と同軸である。
【０００９】 使用に際しては、可燃性の混合物がバーナー１１に向けて吹き込まれ、バーナ
ーチップ３０により火が点けられ、サイクロンセパレーター１０と焼却チューブ
２２が同軸となって細長い炎３４を作り出す。そして、焼却チューブ入口３１の
方向に向けられる。コントローラー４６は自動的に加熱部１７内部の前もって選
ばれた作用流体温度を維持する。加熱部１７内部の温度は加熱部温度調整システ
ム４５の温度センサー４７により感知される。コントローラー４６はバルブ３３
を調整して炎のサイズを可燃混合物の量で調整する。そのようにして、前もって
選ばれた温度に加熱するようにする。作用流体は矢印で示すように筒１３のまわ
りと、作用流体入口１６に接する形でガイドチューブ２８の外側に渦巻き状に流
れる（図１）。作用流体はガイドチューブ２８でヒーティングチェンバー１５に
向かって下方に渦巻き状に流れ、ヒーティングチェンバー１５の中を通る時、炎
３４の近くを通り通常動作温度の数百度（Ｆ）の高温に熱せられる。作用流体は
更に内部を炎３４で熱せられた焼却チューブ２２の外側の壁によっても熱せられ
る。
ーチップ３０により火が点けられ、サイクロンセパレーター１０と焼却チューブ
２２が同軸となって細長い炎３４を作り出す。そして、焼却チューブ入口３１の
方向に向けられる。コントローラー４６は自動的に加熱部１７内部の前もって選
ばれた作用流体温度を維持する。加熱部１７内部の温度は加熱部温度調整システ
ム４５の温度センサー４７により感知される。コントローラー４６はバルブ３３
を調整して炎のサイズを可燃混合物の量で調整する。そのようにして、前もって
選ばれた温度に加熱するようにする。作用流体は矢印で示すように筒１３のまわ
りと、作用流体入口１６に接する形でガイドチューブ２８の外側に渦巻き状に流
れる（図１）。作用流体はガイドチューブ２８でヒーティングチェンバー１５に
向かって下方に渦巻き状に流れ、ヒーティングチェンバー１５の中を通る時、炎
３４の近くを通り通常動作温度の数百度（Ｆ）の高温に熱せられる。作用流体は
更に内部を炎３４で熱せられた焼却チューブ２２の外側の壁によっても熱せられ
る。
【００１０】 渦巻き状の作用流体は温度が低く尚、炎３４より重いため遠心力によりヒーテ
ィングチェンバー１５の外側に振られる。高温で軽い可燃ガスはサイクロンの中
心又は渦に閉じ込められる。可燃ガスは作用流体とは完全には交わらない。可燃
ガスから作用流体への熱伝導は限られる。それ故、焼却チューブ２２に入って行
く可燃ガスは高温が保たれる。重い物、例えば殻等は円錐部１４の内側の壁に振
られ、ホッパー２１に落ちて集められる。熱せられた作用流体は出口１８を通っ
てガイドチューブ２８に向かい上昇する。そして、加熱部１７に再循環される。
クリーンなガスは焼却チューブ２２を通り外部に放出される。これは加熱、焼却
装置と加熱部から出る唯一の排気である。焼却チューブ入口３１と炎３４は同軸
上にあり、そのため一番熱が高く、高温のガスだけが焼却チューブ２２に引き込
まれる。これにより、排気ガス中の汚染物は外に出る前に焼却チューブ２２の内
部で高温で焼却される。作用流体の加熱と汚染物の焼却がこのようにして一つの
バーナーで可能になりエネルギー効率が良くなる。
ィングチェンバー１５の外側に振られる。高温で軽い可燃ガスはサイクロンの中
心又は渦に閉じ込められる。可燃ガスは作用流体とは完全には交わらない。可燃
ガスから作用流体への熱伝導は限られる。それ故、焼却チューブ２２に入って行
く可燃ガスは高温が保たれる。重い物、例えば殻等は円錐部１４の内側の壁に振
られ、ホッパー２１に落ちて集められる。熱せられた作用流体は出口１８を通っ
てガイドチューブ２８に向かい上昇する。そして、加熱部１７に再循環される。
クリーンなガスは焼却チューブ２２を通り外部に放出される。これは加熱、焼却
装置と加熱部から出る唯一の排気である。焼却チューブ入口３１と炎３４は同軸
上にあり、そのため一番熱が高く、高温のガスだけが焼却チューブ２２に引き込
まれる。これにより、排気ガス中の汚染物は外に出る前に焼却チューブ２２の内
部で高温で焼却される。作用流体の加熱と汚染物の焼却がこのようにして一つの
バーナーで可能になりエネルギー効率が良くなる。
【００１１】 作用流体はヒートロスを最小にするために再循環され、これによっても効率が
上がる。例えば、今までの再循環しない装置だと典型的なコーヒーのローストの
場合800,000btu/hrが必要だが、この新しい装置を使えば50,000btu/hrで済む。
上がる。例えば、今までの再循環しない装置だと典型的なコーヒーのローストの
場合800,000btu/hrが必要だが、この新しい装置を使えば50,000btu/hrで済む。
【００１２】 汚染規定を守るためには焼却チューブ２２の内部温度は最低1,400度（Ｆ）に
保たれ最低０.３秒留まる必要がある。この時間は焼却チューブ２２の量を選ぶ
ことにより調整が出来る。それ故、最高のフローレートで排気ガスがその中を通
るように最低時間が得られる。一定のフローレートと選択された量の中ではチュ
ーブ２２を通るガスの速度はその長さに正比例する。外気圧に比して、循環装置
内のダイナミック圧力はチューブ２２の直径に反比例する。
保たれ最低０.３秒留まる必要がある。この時間は焼却チューブ２２の量を選ぶ
ことにより調整が出来る。それ故、最高のフローレートで排気ガスがその中を通
るように最低時間が得られる。一定のフローレートと選択された量の中ではチュ
ーブ２２を通るガスの速度はその長さに正比例する。外気圧に比して、循環装置
内のダイナミック圧力はチューブ２２の直径に反比例する。
【００１３】 ある炎のサイズでは図３（Ａ）に示すように焼却チューブ２２の内部の温度は
バーナーチップ３０と焼却チューブ入口３１の間の距離による。距離が縮めば温
度は上がり、離れれば温度は下がる。アプリケーションにより、希望の温度を得
るために距離を選択出来る。バーナー１１はそのためにサイクロンセパレーター
１０の中で可動出来る。コントローラー２４をプログラムして焼却チューブ２２
の温度を保つことが出来る。排気ガスの温度は温度センサー２５で感知出来、ア
クチュエーター２６はコントローラー２４によりバーナー１１を動かし、温度を
保つためにバーナーチップ３０と焼却チューブ入口３１間の距離を変えている。
必要最低限の焼却温度にセットすることによりエネルギー消費が最小となる。
バーナーチップ３０と焼却チューブ入口３１の間の距離による。距離が縮めば温
度は上がり、離れれば温度は下がる。アプリケーションにより、希望の温度を得
るために距離を選択出来る。バーナー１１はそのためにサイクロンセパレーター
１０の中で可動出来る。コントローラー２４をプログラムして焼却チューブ２２
の温度を保つことが出来る。排気ガスの温度は温度センサー２５で感知出来、ア
クチュエーター２６はコントローラー２４によりバーナー１１を動かし、温度を
保つためにバーナーチップ３０と焼却チューブ入口３１間の距離を変えている。
必要最低限の焼却温度にセットすることによりエネルギー消費が最小となる。
【００１４】 焼却チューブ２２とバーナー１１のサイクロンセパレーター１０の中での距離
と焼却チューブ入口３１とバーナーチップ３０の間のギャップが焼却チューブ２
２の温度を決定し、必要とするアプリケーションによりその距離は変わってくる
。図３（Ｂ）に簡単に記した如く焼却チューブ入口３１とバーナーチップ３０の
距離に関して焼却チューブの温度は炎のサイズによっても変わってくる。よって
、加熱部１７の温度をコントロールするために温度調整システム４５を使って炎
のサイズを調整した時、バーナー１１の物理的な位置は焼却チューブ温度管理シ
ステム１２におり焼却チューブ２２の温度を保つために変化させられる。
と焼却チューブ入口３１とバーナーチップ３０の間のギャップが焼却チューブ２
２の温度を決定し、必要とするアプリケーションによりその距離は変わってくる
。図３（Ｂ）に簡単に記した如く焼却チューブ入口３１とバーナーチップ３０の
距離に関して焼却チューブの温度は炎のサイズによっても変わってくる。よって
、加熱部１７の温度をコントロールするために温度調整システム４５を使って炎
のサイズを調整した時、バーナー１１の物理的な位置は焼却チューブ温度管理シ
ステム１２におり焼却チューブ２２の温度を保つために変化させられる。
【００１５】 本発明による加熱、焼却装置の第２実施例が、図４にその内部を示してある。
これは図１、図２に示したものと同様だが、異なるのは熱源がサイクロンセパレ
ーター１０と焼却チューブ２２と同軸になった長く伸びた電気ヒートエレメント
３５になっている。加熱部温度調整システム４８はヒーティングエレメント３５
に接続したコントローラー４９と加熱部１７の内部にある温度センサー５０より
成り立っている。ヒートエレメント３５内を通る流れは加熱部１７の内部の温度
をコントロールするためのコントローラー４９により規定されている。ヒーティ
ングエレメント３５は取り付け棒３６の端に接続され、それは焼却チューブ２２
内の温度をコントロールするため焼却チューブ入口３１とヒーティングエレメン
ト３５の間の距離を調整する焼却チューブ温度調整システム１２により可動とな
っている。
これは図１、図２に示したものと同様だが、異なるのは熱源がサイクロンセパレ
ーター１０と焼却チューブ２２と同軸になった長く伸びた電気ヒートエレメント
３５になっている。加熱部温度調整システム４８はヒーティングエレメント３５
に接続したコントローラー４９と加熱部１７の内部にある温度センサー５０より
成り立っている。ヒートエレメント３５内を通る流れは加熱部１７の内部の温度
をコントロールするためのコントローラー４９により規定されている。ヒーティ
ングエレメント３５は取り付け棒３６の端に接続され、それは焼却チューブ２２
内の温度をコントロールするため焼却チューブ入口３１とヒーティングエレメン
ト３５の間の距離を調整する焼却チューブ温度調整システム１２により可動とな
っている。
【００１６】 本発明による加熱、焼却装置の第３実施例が図５に示してある。それは内部に
ヒーティングチェンバー３８を持つハウジング３７から成り立っている。熱源、
高圧ガスバーナー３９及び、焼却チューブ４０は互いに同軸となっていてヒーテ
ィングチェンバー３８に向かって伸びている。バーナーチップ４１と焼却チュー
ブ入口４２はヒーティングチェンバー３８の中で互いにスペースを作り合ってい
る。作用流体はヒーティングチェンバー３８内部の入口４８と出口４９を通して
加熱部４３とヒーティングチェンバー３８の間を再循環している。加熱部４３と
ヒーティングチェンバー３８からのガスの唯一の出口は焼却チューブ４０からで
しかない。高圧のかかった可燃物はバーナー３９に吹き付けられ、ヒーティング
チェンバー３８内部で点火される。バーナーチップ４１から発した高速炎４４は
焼却チューブ入口４２に向けられる。ヒーティングチェンバー３８の中を通った
作用流体は炎４４で動作温度にまで上げられる。攪拌する高温可燃ガスは焼却チ
ューブ４０を通して外向きの動きが生まれ、外に排出される。例え、ハウジング
３７が作用流体でサイクロン行動を生まなかったとしても、高温ガスは焼却チュ
ーブ入口４２に高速炎４４により向けられ、その速度は少なくとも200ft/secで
ある。バーナーチップ４１と焼却チューブ入口４２の距離は焼却チューブ４０内
の温度を指定の温度に保つために選択され、作業中に正確な温度コントロールを
するため調整が出来る。
ヒーティングチェンバー３８を持つハウジング３７から成り立っている。熱源、
高圧ガスバーナー３９及び、焼却チューブ４０は互いに同軸となっていてヒーテ
ィングチェンバー３８に向かって伸びている。バーナーチップ４１と焼却チュー
ブ入口４２はヒーティングチェンバー３８の中で互いにスペースを作り合ってい
る。作用流体はヒーティングチェンバー３８内部の入口４８と出口４９を通して
加熱部４３とヒーティングチェンバー３８の間を再循環している。加熱部４３と
ヒーティングチェンバー３８からのガスの唯一の出口は焼却チューブ４０からで
しかない。高圧のかかった可燃物はバーナー３９に吹き付けられ、ヒーティング
チェンバー３８内部で点火される。バーナーチップ４１から発した高速炎４４は
焼却チューブ入口４２に向けられる。ヒーティングチェンバー３８の中を通った
作用流体は炎４４で動作温度にまで上げられる。攪拌する高温可燃ガスは焼却チ
ューブ４０を通して外向きの動きが生まれ、外に排出される。例え、ハウジング
３７が作用流体でサイクロン行動を生まなかったとしても、高温ガスは焼却チュ
ーブ入口４２に高速炎４４により向けられ、その速度は少なくとも200ft/secで
ある。バーナーチップ４１と焼却チューブ入口４２の距離は焼却チューブ４０内
の温度を指定の温度に保つために選択され、作業中に正確な温度コントロールを
するため調整が出来る。
【００１７】 このようにして、効率のよい加熱、焼却装置が生まれる。熱を与えるために作
用流体を加熱し、空中に放出する前に汚染物質を焼却する。作用流体より重い物
を取り除き、より効率良く作用流体を加熱し、汚染物質を焼却する。更に最高の
エネルギー効率を得るため、調整可能となっている。
用流体を加熱し、空中に放出する前に汚染物質を焼却する。作用流体より重い物
を取り除き、より効率良く作用流体を加熱し、汚染物質を焼却する。更に最高の
エネルギー効率を得るため、調整可能となっている。
【００１８】 上述した実施例に関する説明は、この発明の限度を意味しているのではない。
ただ、例としてあげただけである。この考えを使って多くのバリエーションが可
能である。例えば、熱源に関しても他の物が考えられる。ブローワーは作用流体
の出口に接続しても良い。熱源は手動で動かしても良く、焼却チューブ温度のレ
ンジを示すためにマークをつけてもいい。又、熱源を動かすより、焼却チューブ
が動く方がいいかもしれない。又は、両方とも動かせるほうがいいかもしれない
。バーナーの強さや炎のサイズは手動でしか調整出来ないほうがいいかもしれな
い。又、固定してしまった方がいいかもしれない。他のサイクロンセパレーター
を使うことも出来る。ヒーティングチェンバーで殻を取り除く必要がなくそのた
めにサイクロンを必要としないなら、どんな形にも出来る。作用流体の望ましい
動作温度を得るため、焼却のための望ましい温度を得るために加熱、焼却装置を
どのようにでも出来る。この装置はコーヒーの加熱以外に他の加熱装置とでも一
緒に使用出来る。よって、この発明の範囲はクレームと、法的に同一物とみなさ
れるものにより決定され、ここに出た例によるものではない。
ただ、例としてあげただけである。この考えを使って多くのバリエーションが可
能である。例えば、熱源に関しても他の物が考えられる。ブローワーは作用流体
の出口に接続しても良い。熱源は手動で動かしても良く、焼却チューブ温度のレ
ンジを示すためにマークをつけてもいい。又、熱源を動かすより、焼却チューブ
が動く方がいいかもしれない。又は、両方とも動かせるほうがいいかもしれない
。バーナーの強さや炎のサイズは手動でしか調整出来ないほうがいいかもしれな
い。又、固定してしまった方がいいかもしれない。他のサイクロンセパレーター
を使うことも出来る。ヒーティングチェンバーで殻を取り除く必要がなくそのた
めにサイクロンを必要としないなら、どんな形にも出来る。作用流体の望ましい
動作温度を得るため、焼却のための望ましい温度を得るために加熱、焼却装置を
どのようにでも出来る。この装置はコーヒーの加熱以外に他の加熱装置とでも一
緒に使用出来る。よって、この発明の範囲はクレームと、法的に同一物とみなさ
れるものにより決定され、ここに出た例によるものではない。
【図１】 本発明による加熱、焼却装置の第１実施例を横から見た透視図。
【図２】 図１の装置の内部図。
【図３】 （Ａ）は焼却温度と距離の関係グラフ。 （Ｂ）は焼却温度と炎の大きさの関係グラフ。
【図４】 本発明による加熱、焼却装置の第２実施例の内部図。
【図５】 本発明による加熱、焼却装置の第３実施例の内部図。
１０ サイクロンセパレーター １１ バーナー １２ 温度管理システム １３ 筒 １４ 円錐部 １５ ヒーティングチェンバー １６ 作用流体入口 １７ 加熱部 １８ 作用流体出口 １９ ブローワー ２０ 接続チューブ ２１ ホッパー ２２ 焼却チューブ ２３ スタック ２４ コントローラー ２５ 温度センサー ２６ アクチュエーター ２７ 壁 ２８ ガイドチューブ ２９ アパーチャー ３０ バーナーチップ ３１ 焼却チューブ入口 ３２ 焼却チューブ出口 ３３ バルブ ３４ 炎 ３５ 電気ヒーティングエレメント ３６ 取り付けチューブ ３７ ハウジング ３８ ヒーティングチェンバー ３９ バーナー ４０ 焼却チューブ ４１ バーナーチップ ４２ 焼却チューブ入口 ４３ 加熱部 ４４ 高速フレーム ４５ 温度調整システム ４６ コントローラー ４７ 温度センサー ４８ 入口 ４９ 出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/50 Ｆ２３Ｇ 5/50 Ｍ // Ｂ０４Ｃ 5/13 Ｂ０４Ｃ 5/13 5/14 5/14 5/20 5/20
Claims (20)
- 【請求項１】 作用流体を入れるチェンバー入口と作用流体を排気する出口
とを持ったヒーティングチェンバー、焼却チューブ、および熱源を備えた加熱、
焼却装置において、 焼却チューブは、ヒーティングチェンバーに向かって伸び、ヒーティングチェ
ンバー内に焼却チューブ入口を有し、ヒーティングチェンバーの外に焼却チュー
ブ出口を有し、 熱源は、ヒーティングチェンバー内にあり、焼却チューブ入口と同軸に配置さ
れ、チェンバー内に高温ガスを作り、汚染物質を焼却するに充分な温度にまで焼
却チューブの温度を上げ、作用流体がヒーティングチェンバーを通る時、低い動
作温度になるようにし、 作用流体はチェンバーの入口と出口の間に流れるようにされ、 作用流体が高温のガスと混わらないように、汚染物質は焼却チューブ出口から
出る前に焼却チューブを通って焼却されることを特徴とする加熱、焼却装置。 - 【請求項２】 請求項１の加熱、焼却装置において、熱源としてガスバーナ
ーを使用することを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１の加熱、焼却装置において、熱源としてガスバーナ
ーを使用し、ガスの速度を最低200ft／secとすることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項１の加熱、焼却装置において、熱源としてヒートエレ
メントを使用することを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１の加熱、焼却装置において、焼却チューブ内の温度
調整のために、焼却チューブ入口に対して、熱源が軸状に可動であることを特徴
とする装置。 - 【請求項６】 請求項１の加熱、焼却装置において、焼却チューブ温度調整
装置が設けられ、焼却チューブ内に温度センサーを備え、温度センサーはコント
ローラーに接続され、アクチュエーターがコントローラーと熱源に接続され、コ
ントローラーが焼却チューブ内の温度を調整するために熱源を焼却チューブ入口
に対して軸状に動かすことを特徴とする装置。 - 【請求項７】 作用流体を入れるための作用流体入口と、作用流体を外に出
すための作用流体出口の付いたサイクロンセパレーター、焼却チューブ、および
熱源を備えた加熱、焼却装置において、 サイクロンセパレーターは作用流体を渦状にすることにより、作用流体から特
定の物質を取り除くことができ、 焼却チューブはサイクロンセパレーターの方に同軸状で伸びており、 焼却チューブは、サイクロンセパレーターの中に焼却チューブ入口を有し、サ
イクロンセパレーターの外部に焼却チューブ出口を有し、 熱源はサイクロンセパレーター内で焼却チューブ入口と並んで位置し、 熱源は高温ガスを焼却チューブ入口に吹き付け、焼却チューブの内部を汚染物
質を焼却するに充分な温度に高め、作用流体がサイクロンセパレーターを通る時
低い作業温度になるようにし、 作用流体はガスよりも温度が低く、重く、よって作用流体は外側に振られ、高
温ガスは熱く、軽くそのためガスはサイクロンセパレーターの中心に集まり、 作用流体はこのため高温ガスと混じることはなく、汚染物質は焼却チューブ出
口から焼却チューブを通って出て行くことを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項７の加熱、焼却装置において、熱源としてガスバーナ
ーを使用する装置。 - 【請求項９】 請求項７の加熱、焼却装置において、熱源として高圧のガス
バーナーを使用し、ガスが少なくとも200ft／secの速度を持つことを特徴とする
装置。 - 【請求項１０】 請求項７の加熱、焼却装置において、熱源として電気ヒー
トエレメントを使用することを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項７の加熱、焼却装置において、焼却チューブ内の温
度を調整するために、焼却チューブ入口に対して同軸状に熱源を可動にしたこと
を特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項７の加熱、焼却装置において、焼却チューブの温度
を調整するためのシステムは温度センサーが焼却チューブの中に位置し、コント
ローラーがそれに付けられ、アクチュエーターがコントローラーと熱源に接続さ
れ、コントローラーが、アクチュエーターに働いて焼却チューブ内の温度を調整
するために熱源を焼却チューブに対して同軸状に動かすことを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 作用流体を再循環させる過熱部、過熱部に接続されたヒー
ティングチェンバー、焼却チューブおよび熱源を備えた加熱、焼却装置において
、 ヒーティングチェンバーには加熱部から作用流体を受け入れるチンバー入口と
、作用流体を戻すためのチェンバー出口があり，作用流体は加熱部とヒーティン
グチェンバーの間を循環し、 焼却チューブはヒーティングチェンバーに向かって伸び、ヒーティングチェン
バー内に焼却チューブ入口があり、ヒーティングチェンバーの外側に焼却チュー
ブ出口があり、 熱源はヒーティングチェンバー内にあって焼却チューブ入口と同軸状に配置さ
れ、高温ガスを作り、 高温ガスは、焼却チューブ入口に向けて噴出され、焼却チューブの内部の温度
を汚染物質を焼却するのに充分な高温にし、 作用流体がヒーティングチェンバーを通って流れ、チェンバー内部を作動温度
にし、 作用流体は高温ガスと混合することがなく、汚染物質は焼却チューブ出口から
外部に排出される前に焼却チューブ内で焼却されることを特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１３の加熱、焼却装置において、熱源としてガスバ
ーナーを使用することを特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１４の加熱、焼却装置において、加熱部温度調整シ
ステムが設けられ、加熱部内に温度センサーが位置し、ガスバーナーにバルブが
取り付けられ、コントローラーが温度センサーとバルブに接続しており、コント
ローラーがバルブを調整して加熱部の作動温度を調整することを特徴とする装置
。 - 【請求項１６】 請求項１３の加熱、焼却装置において、熱源として高圧の
ガスバーナーを使用し、ガスが少なくとも200ft／secの速度を持つことを特徴と
する装置。 - 【請求項１７】 請求項１３の加熱、焼却装置において、熱源としてヒート
エレメントを使用することを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１３の加熱、焼却装置において、焼却チューブ内の
温度を調整するために、焼却チューブ入口に対して同軸状に熱源を可動に設置す
ることを特徴とする装置。 - 【請求項１９】 請求項１３の加熱、焼却装置において、焼却チューブの温
度を調整するためのシステムは温度センサーが焼却チューブの中に位置し、コン
トローラーがそれに付けられ、アクチュエーターがコントローラーと熱源に接続
され、コントローラーがアクチュエーターに働いて焼却チューブ内の温度を調整
するために熱源を焼却チューブに対して同軸状に動かすことを特徴とする装置。 - 【請求項２０】 請求項１３の加熱、焼却装置において、加熱部温度調整シ
ステムは加熱部内に温度センサーが位置し、温度センサーと熱源がコントローラ
ーに接続し、加熱部内の作動温度を調整するために熱源の強さを調整することを
特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/131,500 US5944512A (en) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | Heating and incineration device |
| US09/131,500 | 1998-08-10 | ||
| PCT/US1999/017355 WO2000009949A1 (en) | 1998-08-10 | 1999-07-30 | Heating and incineration device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002522742A true JP2002522742A (ja) | 2002-07-23 |
| JP2002522742A5 JP2002522742A5 (ja) | 2006-10-19 |
| JP4355105B2 JP4355105B2 (ja) | 2009-10-28 |
Family
ID=22449731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000565351A Expired - Lifetime JP4355105B2 (ja) | 1998-08-10 | 1999-07-30 | 加熱、焼却装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5944512A (ja) |
| EP (1) | EP1105680B1 (ja) |
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- 1999-07-30 AT AT99938911T patent/ATE540266T1/de active
- 1999-07-30 WO PCT/US1999/017355 patent/WO2000009949A1/en active Application Filing
- 1999-07-30 EP EP99938911A patent/EP1105680B1/en not_active Expired - Lifetime
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