JP2011127844A - 固体燃料の燃焼装置及びボイラー装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒状燃焼室15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、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。
【選択図】図1
Description
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。
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。
そこで本発明の目的は、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ことにある。
本発明にかかる固体燃料の燃焼装置及びボイラー装置の一形態によれば、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灰を回収できるように設けられた灰回収用ホッパー部と、上面が開放された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空隙が生じるように配され、底部を含むポット下部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に内側へ向って燃焼用の空気を供給する空気供給孔部が設けられた燃焼用ポットと、前記固体燃料を貯留させる燃料用ホッパーと、該燃料用ホッパーから前記ポット下部へ前記固体燃料を供給する手段として前記燃焼用ポットの側面から内部の前記ポット下部まで延びるように接続され、前記固体燃料を送るための筒体と該筒体に挿通されたスクリューとを備えるスクリューコンベアと、前記スクリューを正逆回転させ、正転のときは前記固体燃料を前記燃焼用ポットへ供給し、逆転のときは前記燃焼用ポットに残留した灰を掻き出すように設けられたスクリューの回転駆動装置と、前記燃料用ホッパーと前記外円筒部との間の前記筒体の部位に前記灰を排出させるために開閉できるように設けられた排出口部とを具備する。
また、本発明にかかる固体燃料の燃焼装置及びボイラー装置の一形態によれば、灰を自動的に排出するように、前記灰回収用ホッパー部の下部に灰の排出装置が接続されていることを特徴とすることができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (5)
- 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灰を回収できるように設けられた灰回収用ホッパー部と、
上面が開放された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空隙が生じるように配され、底部を含むポット下部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に内側へ向って燃焼用の空気を供給する空気供給孔部が設けられた燃焼用ポットと、
前記固体燃料を貯留させる燃料用ホッパーと、
該燃料用ホッパーから前記ポット下部へ前記固体燃料を供給する手段として前記燃焼用ポットの側面から内部の前記ポット下部まで延びるように接続され、前記固体燃料を送るための筒体と該筒体に挿通されたスクリューとを備えるスクリューコンベアと、
前記スクリューを正逆回転させ、正転のときは前記固体燃料を前記燃焼用ポットへ供給し、逆転のときは前記燃焼用ポットに残留した灰を掻き出すように設けられたスクリューの回転駆動装置と、
前記燃料用ホッパーと前記外円筒部との間の前記筒体の部位に前記灰を排出させるために開閉できるように設けられた排出口部とを具備することを特徴とする固体燃料の燃焼装置。 - 前記筒体における前記固体燃料を排出する先端側であって前記外円筒部の内部に位置する筒体先端部に、該筒体先端部を冷却するための水冷部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の固体燃料の燃焼装置。
- 前記スクリューの前記ポット下部まで延びる先端側に複数の爪状突起が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の固体燃料の燃焼装置。
- 灰を自動的に排出するように、前記灰回収用ホッパー部の下部に灰の排出装置が接続されていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の固体燃料の燃焼装置。
- 請求項1、2、3又は4記載の固体燃料の燃焼装置における前記燃焼用ポットの上方であって前記円筒状燃焼室の内部上側に、熱交換器を配することで構成されたことを特徴とするボイラー装置。
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- 2009-12-18 JP JP2009287574A patent/JP2011127844A/ja active Pending
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