JP2005207636A - 廃液燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃焼炉内に固化したスケール状のものの付着を防止し、完全的燃焼によって燃えかすや灰等の発生をなくすと共に常時メンテナンスの必要がなく、効率のよい無公害であって安全な利便性のある廃液燃焼装置を提供する。
【解決手段】 廃液の燃焼炉（２）、廃液供給手段（３）、空気供給手段（４）、廃液着火手段（５）を備えた廃液燃焼装置において、燃焼炉（２）内の底部に複数の空気供給口（１０）を設けこの空気供給口より順次燃焼炉（２）内に高温域と冷温域が交互に作用するように間欠的に空気を供給することによって、完全的な燃焼を形成し、残渣のない無公害の燃焼装置を得るようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃油等の廃液をほぼ完全に燃焼させることができる廃液燃焼装置に関する。

廃油等の廃液を燃焼する装置として、廃液を燃焼させるための燃焼筒、燃焼筒内に空気供給するための空気供給手段、燃焼筒内に廃液を供給するための廃液供給手段及び燃焼筒内の廃液を着火させるための着火手段を備えた廃液燃焼装置が知られている。

この種の廃液燃焼装置において、燃焼筒内に空気を供給するための空気供給手段として、通気管の下部に四方に延出する枝管を設け、この枝管の先端ノズルより空気を噴出させるようにしたものが考えられている（例えば特許文献１参照）。

このように通風管の下部に枝管を設けた従来の燃焼炉で廃油を燃焼してみたところ、燃焼筒の底部内面にところどころに固化したスケール状のものが付着し、長い時間使用していると、その付着層が次第に厚さを増すということを知ることができた。

また、廃液の燃焼後には、燃焼筒内の底面に燃えかすや灰が残っていた。
特開平５−１５７２１６号公報

本願出願人は、上記の結果をもとに図４に示すように燃焼炉の底部に４個所空気供給口（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）を設け、その１つの空気供給口からそれぞれ空気を供給してみたところ、いずれの空気供給口の場合にも供給口の反対側の燃焼炉内壁に当った空気の反射域に（図面中斜線部分）にスケール状のもの（廃液の燃焼残渣が焼き付いてこびり付いたもの）が付着していた。
この現象は、空気の供給により上記斜線部分が他の部分の高温域（ａ）に対し低温域（ｂ）が発生するために起こるものと思われる。

そこで、上記各空気供給口（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）より順次一定時間毎に空気を供給してみると、低温域（ｂ）に発生していたスケール状のものが順次消失することが分かった。
このことは、空気供給口が順次変わることによって低温域が高温域に変わり、その温度差による燃焼炉及びスケール状部分の膨張、伸縮変化によってケール状のものが剥れ落ちて（剥離現象により）燃焼したためと考えられる。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消するために上記のように試作、実験を繰返し下記のような結果を得ることができたもので、上記問題点を解消すると共に燃焼炉内に固化したスケール状のものの付着を防止し、完全的燃焼によって燃えかすや灰等の発生をなくすと共に常時メンテナンスの必要がなく、効率のよい無公害であって安全な利便性のある廃液燃焼装置を提供しようとするものである。

廃液の燃焼炉、廃液供給手段、空気供給手段、廃液着火手段を備えた廃液燃焼装置において、燃焼炉内の底部に複数の空気供給口を設けこの空気供給口より順次（サイクリック）燃焼炉内に高温域と冷温域が交互に作用するように間欠的に空気を供給することによって、完全的な燃焼を形成し、残渣のない無公害の燃焼装置を得ることができるようにしたものである。

また、燃焼炉の外側に加熱器を設け、この加熱器によって燃焼炉の廃液を加熱し安定した着火を得るようにしたものである。

更に、空気供給口に設けたノズル部を下向きにし、かつノズル部から噴出する空気が燃焼炉の中心の近傍を通って反対側の燃焼炉の内壁に当るような向きにし、空気が燃焼炉内に万遍なく行渡るようにしたものである。

また、廃液の供給口を燃焼炉の底部のほぼ中心に設け廃液を平均して安定に供給できるようにしたものである。

更に、燃焼炉に接続する排気筒内に吸熱管を設け、廃熱を効率よく利用することができるようにしたものである。

また、廃液供給手段に、廃液の流入側が高くなるように傾斜させたフィルターを設け、フィルター内で廃液の目詰まりをなくと共に、特に粘性度の高い廃液（液状体）をスムーズに流すようにしたものである。

本発明は、その特許請求の範囲及び明細書に記載される構成を有するものであるから、安定した着火を得ることができると共に燃焼炉内にスケール状の固化したものが付着することがなく完全的な燃焼を形成し、無公害で環境によく、又燃焼炉内に燃えかすや灰等が残らないので清掃をする必要がなくメンテナンスがし易く、廃液の流れもよく、しかも耐久性があり構造も簡略化されて経済的であり、更に廃熱を効率よく利便性をもって利用することができるものである。

本発明の廃液燃焼装置（１）は、燃焼炉（２）、燃焼炉へ廃油等の廃液を供給する手段（３）、燃焼炉へ複数の空気供給口から順次間欠的に空気を供給する手段（４）、燃焼炉内の廃液を着火させる着火手段（５）を備えている。
この着火手段（５）は、後述するように実施例では加熱器（６）を有し、この加熱器によって燃焼炉（２）を外側より加熱して廃液を着火し、着火後は加熱器による加熱を中止し、燃焼炉内の熱源をもって廃液を燃焼させるようにしている。
なお、廃液には食品加工店、各種飲食店・料理店や家庭等から廃出する廃油（ラードを含む）、車の交換したエンジンオイルや洗油等、その他有機・無機物質等が混合した燃焼可能な液状体等を含むものである。

廃液は、燃焼炉（２）の底部（図示のものでは底部のほぼ中心位置）にネジプラグ（７）によって固定された給廃液管（８）を通して燃焼炉（２）内に臨む廃液供給口（９）より炉内へ送られる。

また、燃焼炉（２）の底部には、複数（図示のものでは４個）の空気供給口（１０）（（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、なお図面の記載上、手前側（Ｂ）、奥側（Ｄ）は定位置より若干ずらした位置に表示した。）がほぼ同一円周上に配設され、この各空気供給口（１０）に空気が給気管（１１）を通して順次、間欠的に送られる。

燃焼炉（２）の下部には、図１及び図２に示すように燃焼炉を外側から加熱するための加熱器（６）が設けられている。
なお、加熱器（６）は台（１２）上に設置され、図示の例では加熱器（６）と燃焼炉（２）を取付具（１３）で固定しているが、その他慣用の手段によって固定することができる。

ここで、廃液を燃焼させる方法について説明する。
先ず、複数巻き（図示のものは３重巻き）のガス常用コンロやガスバーナー、石油バーナー等の加熱器（６）で燃焼炉（２）を加熱する。加熱温度は廃液の種類にもよるが、通常３００〜４００℃位（廃液の着火温度以上であって場合によってはこれ以外の温度に設定される）とし、この温度になった際に、空気供給口（１０）（例えば（Ａ）の空気供給口）より空気を燃焼炉内へ送ると共に、廃液供給口（９）より廃液を送ると、廃液が着火して燃焼する。
この時点で加熱器（６）による加熱を中止する。

燃焼炉内は上記加熱器の加熱と廃液の燃焼により温度が上昇し、更に廃液を送り続けると、燃焼炉内は８００℃以上の温度となり、排気中にダイオキシン等の公害物質が含まれるようなことがない。
なお、上記加熱器（６）による加熱後に、給気の量を増加すると一層燃焼状態がよくなる。

燃焼炉（２）は、上部で排気筒（１４）に接続しており、その接続部に二次空気の給気口（１５）が設けられていて廃液の燃焼を良好にしている。

加熱器（６）への給気は、台（１２）上に固定されたカバー（１６）の給気口（１７）より行われ、加熱器（６）からの排気はカバー（１６）と燃焼炉（２）の間に形成された空間（１８）を通ってカバー（１６）の上部にある蓋（１９）の開口部（２０）より排出する。

燃焼炉（２）内の燃焼状態は、のぞき窓（２１）より見ることができ、また、燃焼炉には適宜高温温度計等の温度計（２２）が設けられ、これによって炉内の温度を知ることができる。なお、上記のぞき窓より廃液や廃材等の一部を投入したり、この窓に着火源を挿入して着火したり、この窓に着火手段を組み込んだりすることができる。

上記排気筒（１４）に接続される煙突（２３）には、その中間に適宜集塵機（２４）を設けることができる。

廃液の供給方法は、タンク（２５）内に収容された廃液を耐油ポンプ（２６）等のポンプで吸い上げ、これをフィルター（２７）を通して定圧器（２８）へ送り、定圧器から給廃液管（８）を通って燃焼炉（２）へ送られる。
上記定圧器（２８）は、高低差を利用して廃液を燃焼炉（２）へ送り込むものであるが、これに代えてポンプを用いて送るようにしてもよい。
この定圧器（２８）には、オーバーフロー管（２９）、液面センサー（図示せず）、水抜き器（３０）等が設けられる。
なお、上記フィルター（２７）は、図示のように廃液の流入側を高く流出側を低く傾斜させると、目詰まりせず流れがよくなる。

また、上記タンク（２５）には、廃液投入口（３１）、攪拌機（３２）、ヒーター（３３）、ドレン（３４）等が設けられている。このヒーター（３３）は、特に寒冷地において凍結した廃液を溶かすのに便利である。
なお、給廃液管（８）には、バルブ（３５）、流量計（３６）が設けられ、廃液の供給を終了する際はこのバルブ（３５）を閉めてエアバルブ（３７）を開け、この送気管（３８）より空気を送って給廃液管（８）内に一部残存する廃液を燃焼炉（２）へ送って燃焼させておくと、消化し易く、かつ加熱で廃液が固化するのを防ぐことができる。

次に、燃焼炉（２）内の各空気供給口へ順次、間欠的に空気を供給する方法について説明する。
コンプレッサー（３９）で圧縮された空気は、給気管の途中に設けられた電磁弁（４０）を介して給気管（１１）内を圧送され燃焼炉へ送られる。
この電磁弁（４０）は、燃焼炉内の空気供給口（１０）に対応してＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４個が設けられており、この各電磁弁Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを空気分配機（４１）を用いて順次開閉することによって空気供給口（１０）より順次（サイクリック）に間欠的に空気を燃焼炉へ送り込むことができる。

この空気分配機（４１）は、例えばケース（４２）にモーター（４３）を装着し、このモーターの出力軸（４４）に絶縁体（４５）を介して扇片状の導電体（４６）を固定し、この導電体に接するカーボンブラシ（４７）（絶縁体（４８、４９）を介してケースに固定されている。）を通して上記電磁弁Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを上記励磁、非励磁状態にして電磁弁を開閉するようにしている。
なお、電磁弁Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの作動間隔（時間）即ち、燃焼炉内の各空気供給口（１０）からの供給間隔（時間）は、例えば数十分、数時間、半日、１日毎等と適宜の間隔で行うことができる。

これらの間隔（時間）設定は、タイマー等を用いたり、また電磁弁（４０）に代えて上記各給気管（１１）にそれぞれバルブを設けそのバルブを一定の供給間隔（時間）毎に手動で開閉するようにしたりしてもよい。
また、上記空気は、空気供給口（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）より順次、間欠的に送り出すことができ、その他に例えば、（Ａ）、（Ａ）（Ｂ）、（Ｂ）、（Ｂ）（Ｃ）、（Ｃ）、（Ｃ）（Ｄ）、（Ｄ）、（Ｄ）（Ａ）や（Ａ）（Ｂ）、（Ｂ）（Ｃ）、（Ｃ）（Ｄ）、（Ｄ）（Ａ）等としたり、供給順番を変えたり、一方の空気供給口に対し他の空気供給口の空気の量を絞ったり、その他適宜の方法で供給することができ、何れにしても空気供給口より空気をサイクリックに供給し燃焼炉内に高温域と低温域が交互に作用するように供給される。
これによって、燃焼炉内に発生したスケール状のものが順次剥がれて付着することがない。
なお、図示のものでは、空気供給口（１０）が４個所に形成されているが、その他２個、３個、５個、６個等と複数のものにすることができる。

空気供給口（１０）のノズル部（５０）（図示の例では、高さが約６０〜８０ｍｍになっているが他の寸法のものでもよい。）は、下向き（図示のものではノズル部の噴出口の高さが約１５〜２０ｍｍで、噴出口の延長と燃焼炉の底部が交叉する位置がノズル部の位置から約１３〜１５ｍｍ離れた位置になっているがその他の寸法のものでもよい）に形成され、かつノズル部の噴出口の延長線が図３に示すように燃焼炉（２）の底部中心（廃液供給口がある位置）より離れた近傍の位置にある（図示のものでは中心から約４０〜８０ｍｍ離れているが、その他の寸法のものに形成してもよい）。

上記燃焼炉（２）は、廃液を燃焼する焼却炉として用いることができるが、実施例のように上記排気筒内に吸熱管（５１）を設け、その廃熱を利用して風呂等への給湯や暖冷房の熱源、発電等とすることができる。

図９に示すものは、燃焼炉（２）の周囲にニクロムや鉄ニクロム、シリット、白金の抵抗線（５２）を用いた電熱ヒータータイプの加熱器（６）を設けて、燃焼炉（２）を加熱する場合であるが、この方法はその他一般的な加熱方法を用いるようにしてもよい。

上記空気の供給、廃液の供給、燃焼温度、空気の分配（電磁弁の作動を含む）、スイッチ操作、調整等は、遠隔操作等自動化して行うことができる。

本発明の実施例を示す概略図である。 燃焼炉部分の拡大断面図である。 燃焼炉の底部における空気供給位置を示す概略図である。 燃焼炉内にスケール状のものが付着する状態を示す概略図である。 空気分配機の拡大断面図である。 空気分配機の一部を断面にして示す拡大側面図である。 ノズル部の拡大断面図である。 ノズル部の他の例を示す拡大断面図である。 加熱器の他の例を示す拡大一部断面図である。

符号の説明

２ 燃焼炉
３ 廃液供給手段
４ 空気供給手段
５ 着火手段
６ 加熱器
９ 廃液供給口
１０ 空気供給口
１４ 排気筒
４０ 電磁弁
４１ 空気分配機
５０ ノズル部
５１ 吸熱管

Claims (6)

1. 廃油等の廃液を燃焼させる燃焼炉、廃液を燃焼炉へ供給する廃液供給手段、燃焼炉へ空気を供給する空気供給手段、燃焼炉内の廃液を着火させる着火手段を有する廃液燃焼装置において、上記空気供給手段として、燃焼炉の底部に複数の空気供給口をほぼ同一円周上に配置しその各空気供給口より燃焼炉内に高温域と低温域が交互に作用するよう順次空気を供給するようにしたことを特徴とする廃液燃焼装置。
2. 着火手段として、燃焼炉の外側に加熱器を設け、この加熱器によって燃焼炉を外側より加熱して燃焼炉内の廃液を着火させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃液燃焼装置。
3. 空気供給口に設けたノズル部を下向きに、かつ空気が燃焼炉の中心の近傍を通る向きに設けた請求項１または２記載の廃液燃焼装置。
4. 廃液の供給口を燃焼炉の底部のほぼ中心に設けた請求項１〜３のいずれかに記載の廃液燃焼装置。
5. 燃焼炉に連設する排気筒内に水等の流体を加熱する吸熱管を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の廃液燃焼装置。
6. 廃液供給手段に、廃液の流入する側が高く流出側が低くなるように傾斜したフィルターを設けた請求項１〜５のいずれかに記載の廃液燃焼装置。

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