JP2013130302A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バイオマス固形燃料（バイオコークス）の有効利用を可能として、効率よく安定して高温の熱風を発生する燃焼装置を提供する。
【解決手段】先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結している。
【選択図】図１
【解決手段】先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結している。
【選択図】図１
Description
本発明は、燃焼装置及び燃焼制御システムに関する。
従来、石炭・石油等の化石燃料の代替燃料として、木質ペレットや木片チップ等のバイオマス燃料を燃焼させるバイオマス燃焼装置が知られている（特許文献１参照）。
また、近年、木屑や飲料カス等の植物由来のバイオマス原料を、金型内にて高圧で圧縮し、所定温度に加熱して高硬度に結合させたバイオマス固形燃料（バイオコークス）の利用が期待されている（特許文献２参照）。
特許文献１記載のバイオマス燃焼装置は、油又はガス等の化石燃料を燃焼させてバイオマス燃料に着火し、その後、常温の燃焼空気を送ることでバイオマス燃料の燃焼を継続させていた。
しかし、従来のバイオマス燃焼装置では、バイオコークスの利用が至難であった。その理由として、バイオコークスは、６００℃以上の高温下に於て、表面が十分に加熱されてから着火して燃焼を始めるため、順次補充されて後から投入されたバイオコークスは、表面の加熱が不十分なまま着火することなく堆積していくこととなる。つまり、燃焼開始から時間が経つにつれて、徐々に燃焼するバイオコークスの個数が少なくなり、次第に吹出口から噴射される吹出熱風の温度が下降するという欠点があった。
しかし、従来のバイオマス燃焼装置では、バイオコークスの利用が至難であった。その理由として、バイオコークスは、６００℃以上の高温下に於て、表面が十分に加熱されてから着火して燃焼を始めるため、順次補充されて後から投入されたバイオコークスは、表面の加熱が不十分なまま着火することなく堆積していくこととなる。つまり、燃焼開始から時間が経つにつれて、徐々に燃焼するバイオコークスの個数が少なくなり、次第に吹出口から噴射される吹出熱風の温度が下降するという欠点があった。
そこで、本発明は、バイオマス固形燃料（バイオコークス）の有効利用を可能として、効率よく安定して高温の熱風を発生する燃焼装置を提供することを目的とする。
本発明に係る燃焼装置は、先端部に吹出口を有すると共に長手方向中間部から該先端部にわたってバイオマス固形燃料を収納するための筒状バーナー本体を備え、該筒状バーナー本体内の上記バイオマス固形燃料を加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気を供給する熱風供給管を、上記筒状バーナー本体の上記中間部の上記先端部近傍に連通連結したものである。
また、バイオマス固形燃料は、金型内で植物由来のバイオマス原料を高圧で圧縮すると共に所定温度に加熱して高硬度に結合させた短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成るものである。
また、上記筒状バーナー本体は、上記先端部に向けて下傾状に設置され、上記熱風供給管よりも基端部側にバイオマス固形燃料を補給する燃料投入筒部を連通連結したものである。
また、上記筒状バーナー本体は、基端部の上記燃料投入筒部から補給されたバイオマス固形燃料を上記先端部側に押し込むと共に上記中間部に上記バイオマス固形燃料が所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段を有するものである。
また、上記燃料投入筒部は、開閉操作自在の第１投入弁と、該第１投入弁の下方位置に配設されると共に該第１投入弁と非同期的に開閉操作される第２投入弁とを、有するものである。
また、上記筒状バーナー本体は、上記先端部に向けて下傾状に設置され、上記熱風供給管よりも基端部側にバイオマス固形燃料を補給する燃料投入筒部を連通連結したものである。
また、上記筒状バーナー本体は、基端部の上記燃料投入筒部から補給されたバイオマス固形燃料を上記先端部側に押し込むと共に上記中間部に上記バイオマス固形燃料が所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段を有するものである。
また、上記燃料投入筒部は、開閉操作自在の第１投入弁と、該第１投入弁の下方位置に配設されると共に該第１投入弁と非同期的に開閉操作される第２投入弁とを、有するものである。
また、本発明に係る燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料を投入した筒状バーナー本体に継続燃焼用の加熱燃焼空気を供給する熱風供給手段を備え、該熱風供給手段は、ヒーターを有する熱風供給管と、風量調整バルブを有する送風管と、上記熱風供給管と上記送風管に風を送るブロワと、上記筒状バーナー本体の吹出口から噴射される吹出熱風の温度を検知する第１温度検知手段と、上記熱風供給管から上記筒状バーナー本体に送られる加熱燃焼空気の温度を検知する第２温度検知手段と、上記第１温度検知手段からの信号に基づいて上記ヒーター及び上記風量調整バルブを制御して上記吹出熱風の温度を調整する温度制御部とを、具備したものである。
また、上記筒状バーナー本体にバイオマス固形燃料を補給するバイオマス投入手段と、該バイオマス投入手段により供給されたバイオマス固形燃料を上記筒状バーナー本体内のバイオマス燃焼領域に向けて押し込むと共に上記筒状バーナー本体内に上記バイオマス固形燃料が所定量残留しているか否かを検知する押込み手段とを、備え、上記バイオマス投入手段は、第１駆動手段により開閉操作される第１投入弁と、第２駆動手段により開閉操作される第２投入弁とを、有し、上記押込み手段からの信号に基づいて上記第１駆動手段と上記第２駆動手段を非同期的に操作して必要量の上記バイオマス固形燃料を投入するように構成されているものである。
本発明の燃焼装置によれば、筒状バーナー本体内でバイオマス固形燃料を継続的に燃焼させることができ、吹出口から噴射される吹出熱風を安定して高温に保持することができる。
また、本発明の燃焼制御システムによれば、吹出口から噴射される吹出熱風の温度を検知し、その温度に応じて間欠的にヒーターを稼働させて、筒状バーナー本体内でバイオマス固形燃料を継続的に燃焼させることができ、吹出熱風を安定して高温に保持することができる。
また、本発明の燃焼制御システムによれば、吹出口から噴射される吹出熱風の温度を検知し、その温度に応じて間欠的にヒーターを稼働させて、筒状バーナー本体内でバイオマス固形燃料を継続的に燃焼させることができ、吹出熱風を安定して高温に保持することができる。
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１に示すように、本発明の燃焼装置は、先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結している。
本発明の燃焼装置に於て、熱風供給管２は、上流側にヒーター２２を有し、３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気Ｈを筒状バーナー本体１内に供給して、バイオマス固形燃料Ｂを着火（発火）・燃焼させている。筒状バーナー本体１内では、中間部１Ｃに開口する熱風供給管２の熱風流入口から燃焼先端部１Ａの吹出口１０までの間に収納（装填）したバイオマス固形燃料Ｂが燃焼してバイオマス燃焼領域Ｆが形成されている。本発明の燃焼装置は、バイオマス燃焼領域Ｆでの火炎温度が、１６００℃〜２０００℃に達し、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度は、４００℃〜１５００℃となる。より好ましくは、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる吹出熱風Ｗの温度が、８００℃〜１０００℃になるように構成するのが良い。
本発明の燃焼装置は、金属等の被溶解材料を加熱して湯化する溶解炉や、水や空気を加熱するボイラー等に、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる高温の吹出熱風Ｗを供給するバーナーとして使用される。
図１に示すように、本発明の燃焼装置は、先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結している。
本発明の燃焼装置に於て、熱風供給管２は、上流側にヒーター２２を有し、３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気Ｈを筒状バーナー本体１内に供給して、バイオマス固形燃料Ｂを着火（発火）・燃焼させている。筒状バーナー本体１内では、中間部１Ｃに開口する熱風供給管２の熱風流入口から燃焼先端部１Ａの吹出口１０までの間に収納（装填）したバイオマス固形燃料Ｂが燃焼してバイオマス燃焼領域Ｆが形成されている。本発明の燃焼装置は、バイオマス燃焼領域Ｆでの火炎温度が、１６００℃〜２０００℃に達し、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度は、４００℃〜１５００℃となる。より好ましくは、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる吹出熱風Ｗの温度が、８００℃〜１０００℃になるように構成するのが良い。
本発明の燃焼装置は、金属等の被溶解材料を加熱して湯化する溶解炉や、水や空気を加熱するボイラー等に、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる高温の吹出熱風Ｗを供給するバーナーとして使用される。
バイオマス固形燃料Ｂは、金型内で植物由来のバイオマス原料を高圧で圧縮すると共に所定温度に加熱して高硬度に結合させた短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成る。
バイオマス固形燃料Ｂの原料としては、例えば、木屑、飲料カス、豆腐オカラ、焼酎カス、牛糞、鶏糞、豚糞、バイオマス系廃棄物（ＲＰＦ，ＲＤＦ）を利用することができる。バイオマス固形燃料Ｂは、これらの原料をシリンダー型の金型内に入れて高圧で圧縮しつつ所定温度に加熱することで、主要成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの化学結合を変化させて高硬度に結合させて、短円柱形状の固形燃料（バイオコークス）とされている。なお、バイオマス固形燃料Ｂは、炭化していない。
具体的には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂは、直径Ｄ１が、２０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定されている。好ましくは、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されているのが好適である。なお、本発明に於て、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されたものを円形盤状とし、図４（ｂ）に示すように、直径Ｄ１が、２０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍより小さく設定され、長さ寸法Ｌ２が、５０ｍｍより大きく２００ｍｍ以下に設定されたものを短円柱形状（丸太状）とする。
バイオマス固形燃料Ｂの原料としては、例えば、木屑、飲料カス、豆腐オカラ、焼酎カス、牛糞、鶏糞、豚糞、バイオマス系廃棄物（ＲＰＦ，ＲＤＦ）を利用することができる。バイオマス固形燃料Ｂは、これらの原料をシリンダー型の金型内に入れて高圧で圧縮しつつ所定温度に加熱することで、主要成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの化学結合を変化させて高硬度に結合させて、短円柱形状の固形燃料（バイオコークス）とされている。なお、バイオマス固形燃料Ｂは、炭化していない。
具体的には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂは、直径Ｄ１が、２０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定されている。好ましくは、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されているのが好適である。なお、本発明に於て、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されたものを円形盤状とし、図４（ｂ）に示すように、直径Ｄ１が、２０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍより小さく設定され、長さ寸法Ｌ２が、５０ｍｍより大きく２００ｍｍ以下に設定されたものを短円柱形状（丸太状）とする。
バイオマス固形燃料Ｂは、燃焼により発生するＣＯ２が光合成により同量吸収されるため、ＣＯ２排出量を増加させないカーボンニュートラルな性質を有している。また、硫黄分をほとんど含まないので硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出がなく、環境に優しい燃料である。バイオマス固形燃料Ｂは、化学式ＣｎＨｍＯｐで示され、石炭や石油等のＣＯ２を多く排出する化石燃料に匹敵する発熱量を有している。バイオマス固形燃料Ｂは、常温〜２００℃までは、加熱されるのみで発熱反応は生じない。２００℃〜６００℃位までは、熱分解によるガス化でＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２を発生しながら発熱し、炭化が進行する。そして、残ったカーボンが燃焼すると灰化して脆くなり粉砕しやすくなる。バイオマス固形燃料Ｂは、６００℃以上の高温下に於て、固体表面反応して燃焼して、大きな熱量を得ることができる。つまり、バイオマス固形燃料Ｂは、６００℃以上の雰囲気に於て、化石燃料の代替燃料としての真価を発揮する。
図１では、筒状バーナー本体１は、先端部１Ａに向けて下傾状に設置されている。また、筒状バーナー本体１は、熱風供給管２よりも基端部１Ｂ側にバイオマス固形燃料Ｂを補給する燃料投入筒部３を連通連結している。
筒状バーナー本体１は、円筒状に形成され、先端部１Ａが、無機耐熱材や陶磁器から成る耐火物にて構成されている。図３に示すように、先端部１Ａの吹出口１０には、バイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内に保持する未燃排出防止用蓋部材８が取付けられている。未燃排出防止用蓋部材８は、吹出熱風Ｗを通過させる格子状窓部８Ａを有している。格子状窓部８Ａの目は、横間隔寸法Ｇ１、及び、縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍ以下に設定されている。格子状窓部８Ａの横間隔寸法Ｇ１，縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍを越えると、十分に燃焼しないまま吹出口１０から排出されるバイオマス固形燃料Ｂの量が多くなり、バイオマス燃焼領域Ｆでの燃焼効率が低下する虞れがある。
また、筒状バーナー本体１は、その傾斜角度θが、０°＜θ≦８０°に設定されている。筒状バーナー本体１の傾斜角度θが、８０°を越えると、ガス化終了後のバイオマス固形燃料Ｂに過度の圧縮荷重がかかり崩壊（圧潰）してしまう虞れがある。より好ましくは、傾斜角度θを４５°≦θ≦８０°に設定するのが好適である。なお、本発明に於て、「傾斜角度θ」とは、水平線Ｈ０に対して、筒状バーナー本体１の軸心線Ｌ０が成す角度をいうものとする。
筒状バーナー本体１は、円筒状に形成され、先端部１Ａが、無機耐熱材や陶磁器から成る耐火物にて構成されている。図３に示すように、先端部１Ａの吹出口１０には、バイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内に保持する未燃排出防止用蓋部材８が取付けられている。未燃排出防止用蓋部材８は、吹出熱風Ｗを通過させる格子状窓部８Ａを有している。格子状窓部８Ａの目は、横間隔寸法Ｇ１、及び、縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍ以下に設定されている。格子状窓部８Ａの横間隔寸法Ｇ１，縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍを越えると、十分に燃焼しないまま吹出口１０から排出されるバイオマス固形燃料Ｂの量が多くなり、バイオマス燃焼領域Ｆでの燃焼効率が低下する虞れがある。
また、筒状バーナー本体１は、その傾斜角度θが、０°＜θ≦８０°に設定されている。筒状バーナー本体１の傾斜角度θが、８０°を越えると、ガス化終了後のバイオマス固形燃料Ｂに過度の圧縮荷重がかかり崩壊（圧潰）してしまう虞れがある。より好ましくは、傾斜角度θを４５°≦θ≦８０°に設定するのが好適である。なお、本発明に於て、「傾斜角度θ」とは、水平線Ｈ０に対して、筒状バーナー本体１の軸心線Ｌ０が成す角度をいうものとする。
筒状バーナー本体１は、基端部１Ｂの燃料投入筒部３から補給されたバイオマス固形燃料Ｂを先端部１Ａ側に押し込むと共に中間部１Ｃにバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段４を有している。
押込み手段４は、筒状バーナー本体１内にてピストン４１を往復動させるシリンダ４０を備えている。シリンダ４０は、そのストロークＳが５００ｍｍ〜７００ｍｍに設定され、ピストン４１を基端部１Ｂから中間部１Ｃの所定位置Ｘｓまで押し出して、バイオマス固形燃料Ｂを押し込んで搬送することが可能である。
押込み手段４は、筒状バーナー本体１内にてピストン４１を往復動させるシリンダ４０を備えている。シリンダ４０は、そのストロークＳが５００ｍｍ〜７００ｍｍに設定され、ピストン４１を基端部１Ｂから中間部１Ｃの所定位置Ｘｓまで押し出して、バイオマス固形燃料Ｂを押し込んで搬送することが可能である。
燃料投入筒部３は、開閉操作自在の第１投入弁６と、第１投入弁６の下方位置に配設されると共に第１投入弁６と非同期的に開閉操作される第２投入弁７とを、有している。
燃料投入筒部３は、第１投入弁６を、第１駆動手段３１により開閉駆動し、第２投入弁７を、第１駆動手段３１とは別系統の回路で作動する第２駆動手段３２により開閉駆動するように構成されている。燃料投入筒部３は、第１投入弁６にて底面を施蓋する第１バイオマス貯蔵室３３と、第２投入弁７にて底面を施蓋する第２バイオマス貯蔵室３４とを、有している。燃料投入筒部３は、第１投入弁６が開放状態に在る際には、第２投入弁７が閉鎖状態となっており、その後、第１投入弁６が閉鎖状態となってから、第２投入弁７が開放状態となるように構成されている。言い換えると、第１投入弁６と第２投入弁７は、必ず交互に開閉作動するように設定されている。
燃料投入筒部３は、第１投入弁６を、第１駆動手段３１により開閉駆動し、第２投入弁７を、第１駆動手段３１とは別系統の回路で作動する第２駆動手段３２により開閉駆動するように構成されている。燃料投入筒部３は、第１投入弁６にて底面を施蓋する第１バイオマス貯蔵室３３と、第２投入弁７にて底面を施蓋する第２バイオマス貯蔵室３４とを、有している。燃料投入筒部３は、第１投入弁６が開放状態に在る際には、第２投入弁７が閉鎖状態となっており、その後、第１投入弁６が閉鎖状態となってから、第２投入弁７が開放状態となるように構成されている。言い換えると、第１投入弁６と第２投入弁７は、必ず交互に開閉作動するように設定されている。
次に、本発明に係る燃焼制御システムについて説明する。
図２に示すように、本発明の燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料Ｂを投入した筒状バーナー本体１に継続燃焼用の加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給手段２０を備えている。
熱風供給手段２０は、ヒーター２２を有する熱風供給管２と、風量調整バルブ２３を有する送風管５と、熱風供給管２と送風管５に風を送るブロワ２１と、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知する第１温度検知手段２４と、熱風供給管２から筒状バーナー本体１に送られる加熱燃焼空気Ｈの温度を検知する第２温度検知手段２５と、第１温度検知手段２４からの信号に基づいてヒーター２２及び風量調整バルブ２３を制御して吹出熱風Ｗの温度を調整する温度制御部２６とを、具備している。
送風管５は、熱風供給管２に隣接して設けられ、ブロワ２１から送られてくる空気を常温のまま供給可能として筒状バーナー本体１に連通連結されている。
制御部２６は、第１温度検知手段２４と、熱風供給管２のヒーター２２、及び、送風管５の風量調整バルブ２３とに、電気的に接続されている。
図２に示すように、本発明の燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料Ｂを投入した筒状バーナー本体１に継続燃焼用の加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給手段２０を備えている。
熱風供給手段２０は、ヒーター２２を有する熱風供給管２と、風量調整バルブ２３を有する送風管５と、熱風供給管２と送風管５に風を送るブロワ２１と、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知する第１温度検知手段２４と、熱風供給管２から筒状バーナー本体１に送られる加熱燃焼空気Ｈの温度を検知する第２温度検知手段２５と、第１温度検知手段２４からの信号に基づいてヒーター２２及び風量調整バルブ２３を制御して吹出熱風Ｗの温度を調整する温度制御部２６とを、具備している。
送風管５は、熱風供給管２に隣接して設けられ、ブロワ２１から送られてくる空気を常温のまま供給可能として筒状バーナー本体１に連通連結されている。
制御部２６は、第１温度検知手段２４と、熱風供給管２のヒーター２２、及び、送風管５の風量調整バルブ２３とに、電気的に接続されている。
また、本発明の燃焼制御システムは、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂを補給するバイオマス投入手段３０と、バイオマス投入手段３０により供給されたバイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内のバイオマス燃焼領域Ｆに向けて押し込むと共に筒状バーナー本体１内にバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知する押込み手段４とを、備えている。
バイオマス投入手段３０は、第１駆動手段３１により開閉操作される第１投入弁６と、第２駆動手段３２により開閉操作される第２投入弁７とを、有し、押込み手段４からの信号に基づいて第１駆動手段３１と第２駆動手段３２を非同期的に操作して必要量のバイオマス固形燃料Ｂを投入するように構成されている。
図示省略するが、押込み手段４と、バイオマス投入手段３０の第１駆動手段３１及び第２駆動手段３２とは、電気的に接続されている。
バイオマス投入手段３０は、第１駆動手段３１により開閉操作される第１投入弁６と、第２駆動手段３２により開閉操作される第２投入弁７とを、有し、押込み手段４からの信号に基づいて第１駆動手段３１と第２駆動手段３２を非同期的に操作して必要量のバイオマス固形燃料Ｂを投入するように構成されている。
図示省略するが、押込み手段４と、バイオマス投入手段３０の第１駆動手段３１及び第２駆動手段３２とは、電気的に接続されている。
上述した本発明の燃焼装置及び燃焼制御システムの使用方法（作用）について説明する。
図１と図２に示すように、筒状バーナー本体１に投入されたバイオマス固形燃料Ｂを、熱風供給管２からの加熱燃焼空気Ｈによって着火して燃焼させ、筒状バーナー本体１の先端部１Ａから中間部１Ｃにわたる範囲にバイオマス燃焼領域Ｆを形成する。バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、１６００℃〜２０００℃の火炎温度をもって燃焼し、筒状バーナー本体１の吹出口１０からは４００℃〜１５００℃の吹出熱風Ｗが噴射される。なお、バイオマス固形燃料Ｂの着火には、電気ヒーターや補助バーナー等を用いても良い。
図１と図２に示すように、筒状バーナー本体１に投入されたバイオマス固形燃料Ｂを、熱風供給管２からの加熱燃焼空気Ｈによって着火して燃焼させ、筒状バーナー本体１の先端部１Ａから中間部１Ｃにわたる範囲にバイオマス燃焼領域Ｆを形成する。バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、１６００℃〜２０００℃の火炎温度をもって燃焼し、筒状バーナー本体１の吹出口１０からは４００℃〜１５００℃の吹出熱風Ｗが噴射される。なお、バイオマス固形燃料Ｂの着火には、電気ヒーターや補助バーナー等を用いても良い。
次に、第１温度検知手段２４にて吹出熱風Ｗの温度を観察しつつ熱風供給管２から加熱燃焼空気Ｈを筒状バーナー本体１に送り、吹出熱風Ｗが所望の温度に達したことを検知した際には、第１温度検知手段２４から制御部２６に電気的信号を送って、ヒーター２２をＯＦＦにすると共に送風管５の風量調整バルブ２３を開放して、送風管５から常温の空気を筒状バーナー本体１に供給する。この際、バイオマス燃焼領域Ｆで燃焼しているバイオマス固形燃料Ｂは、空気中の酸素を利用して燃焼を継続し、吹出口１０からは高温の吹出熱風Ｗが噴射される。
バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、燃焼に伴って灰となり細かく粉砕される。バイオマス固形燃料Ｂが燃え尽きて燃焼表面積が減少すると、バイオマス燃焼領域Ｆにおける発熱量が低下して、吹出口１０からの吹出熱風Ｗの温度が次第に下降する。この際、バイオマス燃焼領域Ｆ（の長手方向の範囲）の縮小に伴って、加熱燃焼空気Ｈに触れずに筒状バーナー本体１に収納されていたバイオマス固形燃料Ｂが、自重により先端部１Ａ側に順次送られてくる。そして、第１温度検知手段２４は、吹出熱風Ｗの温度が所定の温度より低温に下降したことを検知すると、制御部２６に電気的信号を送って、送風管５の風量調整バルブ２３を閉鎖すると共にヒーター２２をＯＮにして、未燃焼状態のまま送られてきたバイオマス固形燃料Ｂに着火して燃焼させる。このようにして、熱風供給管２のヒーター２２を間欠的に稼働させることにより、バイオマス燃焼領域Ｆにおけるバイオマス固形燃料Ｂの燃焼表面積の減少を防止し、吹出熱風Ｗの温度を安定して高温に保持する。
バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、燃焼に伴って灰となり細かく粉砕される。バイオマス固形燃料Ｂが燃え尽きて燃焼表面積が減少すると、バイオマス燃焼領域Ｆにおける発熱量が低下して、吹出口１０からの吹出熱風Ｗの温度が次第に下降する。この際、バイオマス燃焼領域Ｆ（の長手方向の範囲）の縮小に伴って、加熱燃焼空気Ｈに触れずに筒状バーナー本体１に収納されていたバイオマス固形燃料Ｂが、自重により先端部１Ａ側に順次送られてくる。そして、第１温度検知手段２４は、吹出熱風Ｗの温度が所定の温度より低温に下降したことを検知すると、制御部２６に電気的信号を送って、送風管５の風量調整バルブ２３を閉鎖すると共にヒーター２２をＯＮにして、未燃焼状態のまま送られてきたバイオマス固形燃料Ｂに着火して燃焼させる。このようにして、熱風供給管２のヒーター２２を間欠的に稼働させることにより、バイオマス燃焼領域Ｆにおけるバイオマス固形燃料Ｂの燃焼表面積の減少を防止し、吹出熱風Ｗの温度を安定して高温に保持する。
押込み手段４は、バイオマス固形燃料Ｂが一定量消費されて中間部１Ｃの所定位置Ｘｓよりも残留レベルが低くなったことを検知すると、バイオマス投入手段３０に電気的信号を送って、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂを投入させる。この際、バイオマス投入手段３０は、図示省略の燃料供給装置から投下されて第１バイオマス貯蔵室３３に入れられたバイオマス固形燃料Ｂを、第１投入弁６を開放して第２バイオマス貯蔵室３４に投下させ、次に、第１投入弁６を閉鎖してから第２投入弁７を開放して筒状バーナー本体１の基端部１Ｂにバイオマス固形燃料Ｂを投入する。そして、押込み手段４は、投入されたバイオマス固形燃料Ｂを、ピストン４１にてバイオマス燃焼領域Ｆ（先端部１Ａ側）に向けて押し込んで搬送し、筒状バーナー本体１の先端部１Ａから中間部１Ｃにわたってバイオマス固形燃料Ｂが所定量収納されている状態を維持する。
なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、押込み手段４は、省略しても良く、この場合、筒状バーナー本体１の傾斜角度θを４５°≦θ≦８０°に設定して、基端部１Ｂに投入されたバイオマス固形燃料Ｂが自重によりコロコロと転がって先端部１Ａ側に自動搬送されるように構成するのが好適である。なお、押込み手段４を省略した場合は、バイオマス投入手段３０の第１投入弁６及び第２投入弁７は、自動タイマー又は手動開閉スイッチにて開閉操作する。
以上のように、本発明に係る燃焼装置は、先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結したので、筒状バーナー本体１内でバイオマス固形燃料Ｂを継続的に燃焼させることができ、吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗを安定して高温に保持することができる。従来からの燃焼装置への使用が困難であると考えられていたバイオコークスを、本発明をもってすれば化石燃料の代替燃料として有効に活用することができる。
また、バイオマス固形燃料Ｂは、金型内で植物由来のバイオマス原料を高圧で圧縮すると共に所定温度に加熱して高硬度に結合させた短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成るので、石炭や石油等のＣＯ２を多く排出する化石燃料に匹敵する発熱量を有し、かつ、カーボンニュートラルな性質であるためＣＯ２排出量を増加させることがなく、また、硫黄分をほとんど含まないので硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出がなく、化石燃料の代替燃料として地球環境の保全に貢献できる。
また、筒状バーナー本体１は、先端部１Ａに向けて下傾状に設置され、熱風供給管２よりも基端部１Ｂ側にバイオマス固形燃料Ｂを補給する燃料投入筒部３を連通連結したので、バイオマス固形燃料Ｂに過度の圧縮荷重をかけることなく保持しつつ、確実にバイオマス固形燃料Ｂを継続燃焼させることができる。
また、筒状バーナー本体１は、基端部１Ｂの燃料投入筒部３から補給されたバイオマス固形燃料Ｂを先端部１Ａ側に押し込むと共に中間部１Ｃにバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段４を有するので、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂが所定量収納されている状態を維持でき、確実にバイオマス固形燃料Ｂを継続燃焼させることができる。
また、燃料投入筒部３は、開閉操作自在の第１投入弁６と、第１投入弁６の下方位置に配設されると共に第１投入弁６と非同期的に開閉操作される第２投入弁７とを、有するので、筒状バーナー本体１内の高温の雰囲気を確実に密封でき、煙や熱風が燃料投入筒部３の上方開口状投入口に逆流するのを防止できる。
また、本発明の燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料Ｂを投入した筒状バーナー本体１に継続燃焼用の加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給手段２０を備え、熱風供給手段２０は、ヒーター２２を有する熱風供給管２と、風量調整バルブ２３を有する送風管５と、熱風供給管２と送風管５に風を送るブロワ２１と、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知する第１温度検知手段２４と、熱風供給管２から筒状バーナー本体１に送られる加熱燃焼空気Ｈの温度を検知する第２温度検知手段２５と、第１温度検知手段２４からの信号に基づいてヒーター２２及び風量調整バルブ２３を制御して吹出熱風Ｗの温度を調整する温度制御部２６とを、具備したので、吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知し、その温度に応じて間欠的にヒーター２２を稼働させて、筒状バーナー本体１内でバイオマス固形燃料Ｂを継続的に燃焼させることができ、吹出熱風Ｗを安定して高温に保持することができる。バイオマス固形燃料Ｂの発熱量を適宜必要量に調整することができ、吹出熱風Ｗの温度調節が非常に容易に行える。
また、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂを補給するバイオマス投入手段３０と、バイオマス投入手段３０により供給されたバイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内のバイオマス燃焼領域Ｆに向けて押し込むと共に筒状バーナー本体１内にバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知する押込み手段４とを、備え、バイオマス投入手段３０は、第１駆動手段３１により開閉操作される第１投入弁６と、第２駆動手段３２により開閉操作される第２投入弁７とを、有し、押込み手段４からの信号に基づいて第１駆動手段３１と第２駆動手段３２を非同期的に操作して必要量のバイオマス固形燃料Ｂを投入するように構成されているので、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂが所定量収納されている状態を維持でき、確実にバイオマス固形燃料Ｂを継続燃焼させることができる。また、筒状バーナー本体１内の高温の雰囲気を確実に密封でき、煙や熱風がバイオマス投入手段３０の上方開口状投入口に逆流するのを防止できる。
１ 筒状バーナー本体
１Ａ 先端部
１Ｂ 基端部
１Ｃ 中間部
２ 熱風供給管
３ 燃料投入筒部
４ 押込み手段
５ 送風管
６ 第１投入弁
７ 第２投入弁
１０ 吹出口
２０ 熱風供給手段
２１ ブロワ
２２ ヒーター
２３ 風量調整バルブ
２４ 第１温度検知手段
２５ 第２温度検知手段
２６ 制御部
３０ バイオマス投入手段
３１ 第１駆動手段
３２ 第２駆動手段
Ｂ バイオマス固形燃料
Ｈ 加熱燃焼空気
Ｗ 吹出熱風
Ｆ バイオマス燃焼領域
１Ａ 先端部
１Ｂ 基端部
１Ｃ 中間部
２ 熱風供給管
３ 燃料投入筒部
４ 押込み手段
５ 送風管
６ 第１投入弁
７ 第２投入弁
１０ 吹出口
２０ 熱風供給手段
２１ ブロワ
２２ ヒーター
２３ 風量調整バルブ
２４ 第１温度検知手段
２５ 第２温度検知手段
２６ 制御部
３０ バイオマス投入手段
３１ 第１駆動手段
３２ 第２駆動手段
Ｂ バイオマス固形燃料
Ｈ 加熱燃焼空気
Ｗ 吹出熱風
Ｆ バイオマス燃焼領域
本発明は、燃焼装置に関する。
従来、石炭・石油等の化石燃料の代替燃料として、木質ペレットや木片チップ等のバイオマス燃料を燃焼させるバイオマス燃焼装置が知られている（特許文献１参照）。
また、近年、木屑や飲料カス等の植物由来のバイオマス原料を、金型内にて高圧で圧縮し、所定温度に加熱して高硬度に結合させたバイオマス固形燃料（バイオコークス）の利用が期待されている（特許文献２参照）。
特許文献１記載のバイオマス燃焼装置は、油又はガス等の化石燃料を燃焼させてバイオマス燃料に着火し、その後、常温の燃焼空気を送ることでバイオマス燃料の燃焼を継続させていた。
しかし、従来のバイオマス燃焼装置では、バイオコークスの利用が至難であった。その理由として、バイオコークスは、６００℃以上の高温下に於て、表面が十分に加熱されてから着火して燃焼を始めるため、順次補充されて後から投入されたバイオコークスは、表面の加熱が不十分なまま着火することなく堆積していくこととなる。つまり、燃焼開始から時間が経つにつれて、徐々に燃焼するバイオコークスの個数が少なくなり、次第に吹出口から噴射される吹出熱風の温度が下降するという欠点があった。
しかし、従来のバイオマス燃焼装置では、バイオコークスの利用が至難であった。その理由として、バイオコークスは、６００℃以上の高温下に於て、表面が十分に加熱されてから着火して燃焼を始めるため、順次補充されて後から投入されたバイオコークスは、表面の加熱が不十分なまま着火することなく堆積していくこととなる。つまり、燃焼開始から時間が経つにつれて、徐々に燃焼するバイオコークスの個数が少なくなり、次第に吹出口から噴射される吹出熱風の温度が下降するという欠点があった。
そこで、本発明は、バイオマス固形燃料（バイオコークス）の有効利用を可能として、効率よく安定して高温の熱風を発生する燃焼装置を提供することを目的とする。
本発明に係る燃焼装置は、複数の格子状窓部を有する蓋部材が取付けられた吹出口を先端部に設け、長手方向中間部から該先端部にわたって、直径が２０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、かつ、長さ寸法が３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定された短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成るバイオマス固形燃料を収納するための筒状バーナー本体を備え、該筒状バーナー本体は、その軸心線が水平線に対して４５°≦θ≦８０°の傾斜角度を成すように、上記先端部に向けて下傾状に設置され、上記筒状バーナー本体の上記中間部の上記先端部近傍に、上記筒状バーナー本体内の上記バイオマス固形燃料を加熱して燃焼を継続させるための３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気を供給する熱風供給管を連通連結し、かつ、基端部側にバイオマス固形燃料を補給する燃料投入筒部を連通連結し、上記熱風供給管からの３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気によって、該熱風供給管の熱風流入口から上記吹出口までの間に装填した上記バイオマス固形燃料に着火して、短円柱形状乃至円形盤状の上記バイオコークスが１６００℃〜２０００℃の火炎温度をもって燃焼するバイオマス燃焼領域を形成すると共に上記吹出口から８００℃〜１０００℃の吹出熱風を噴射させ、かつ、上記バイオマス燃焼領域の上記バイオマス固形燃料が燃焼して細かく粉砕されるのに伴って、上記熱風供給管の熱風流入口の上流側に収納されたバイオマス固形燃料が自重により上記バイオマス燃焼領域に順次自動搬送されるように構成したものである。
また、複数の格子状窓部を有する蓋部材が取付けられた吹出口を先端部に設け、長手方向中間部から該先端部にわたって、直径が２０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、かつ、長さ寸法が３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定された短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成るバイオマス固形燃料を収納するための筒状バーナー本体を備え、該筒状バーナー本体は、その軸心線が水平線に対して０°＜θ≦８０°の傾斜角度を成すように、上記先端部に向けて下傾状に設置され、上記筒状バーナー本体の上記中間部の上記先端部近傍に、上記筒状バーナー本体内の上記バイオマス固形燃料を加熱して燃焼を継続させるための３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気を供給する熱風供給管を連通連結し、かつ、基端部側にバイオマス固形燃料を補給する燃料投入筒部を連通連結し、上記熱風供給管からの３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気によって、該熱風供給管の熱風流入口から上記吹出口までの間に装填した上記バイオマス固形燃料に着火して、短円柱形状乃至円形盤状の上記バイオコークスが１６００℃〜２０００℃の火炎温度をもって燃焼するバイオマス燃焼領域を形成すると共に上記吹出口から８００℃〜１０００℃の吹出熱風を噴射させ、さらに、該筒状バーナー本体内にてピストンを往復動させるシリンダを備える押込み手段を有し、かつ、上記燃料投入筒部は、上記押込み手段に電気的に接続されると共にその電気的信号により開閉操作自在の第１投入弁と、該第１投入弁の下方位置に配設されると共に該第１投入弁と非同期的に開閉操作される第２投入弁とを、有し、上記バイオマス燃焼領域の上記バイオマス固形燃料が燃焼して細かく粉砕されるのに伴って、上記熱風供給管の熱風流入口の上流側に収納されたバイオマス固形燃料が上記バイオマス燃焼領域に順次搬送されて消費され、該バイオマス固形燃料の残留レベルが所定位置よりも低くなったことを上記押込み手段によって検知すると、該押込み手段からの電気的信号によって、上記燃料投入筒部から上記バイオマス固形燃料を投入させ、投入された該バイオマス固形燃料を、上記ピストンにて上記バイオマス燃焼領域に向けて押し込んで搬送するように構成したものである。
本発明の燃焼装置によれば、筒状バーナー本体内でバイオマス固形燃料を継続的に燃焼させることができ、吹出口から噴射される吹出熱風を安定して高温に保持することができる。
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１に示すように、本発明の燃焼装置は、先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結している。
本発明の燃焼装置に於て、熱風供給管２は、上流側にヒーター２２を有し、３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気Ｈを筒状バーナー本体１内に供給して、バイオマス固形燃料Ｂを着火（発火）・燃焼させている。筒状バーナー本体１内では、中間部１Ｃに開口する熱風供給管２の熱風流入口から燃焼先端部１Ａの吹出口１０までの間に収納（装填）したバイオマス固形燃料Ｂが燃焼してバイオマス燃焼領域Ｆが形成されている。本発明の燃焼装置は、バイオマス燃焼領域Ｆでの火炎温度が、１６００℃〜２０００℃に達し、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度は、４００℃〜１５００℃となる。より好ましくは、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる吹出熱風Ｗの温度が、８００℃〜１０００℃になるように構成するのが良い。
本発明の燃焼装置は、金属等の被溶解材料を加熱して湯化する溶解炉や、水や空気を加熱するボイラー等に、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる高温の吹出熱風Ｗを供給するバーナーとして使用される。
図１に示すように、本発明の燃焼装置は、先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結している。
本発明の燃焼装置に於て、熱風供給管２は、上流側にヒーター２２を有し、３００℃〜７００℃の加熱燃焼空気Ｈを筒状バーナー本体１内に供給して、バイオマス固形燃料Ｂを着火（発火）・燃焼させている。筒状バーナー本体１内では、中間部１Ｃに開口する熱風供給管２の熱風流入口から燃焼先端部１Ａの吹出口１０までの間に収納（装填）したバイオマス固形燃料Ｂが燃焼してバイオマス燃焼領域Ｆが形成されている。本発明の燃焼装置は、バイオマス燃焼領域Ｆでの火炎温度が、１６００℃〜２０００℃に達し、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度は、４００℃〜１５００℃となる。より好ましくは、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる吹出熱風Ｗの温度が、８００℃〜１０００℃になるように構成するのが良い。
本発明の燃焼装置は、金属等の被溶解材料を加熱して湯化する溶解炉や、水や空気を加熱するボイラー等に、バイオマス固形燃料Ｂの燃焼により得られる高温の吹出熱風Ｗを供給するバーナーとして使用される。
バイオマス固形燃料Ｂは、金型内で植物由来のバイオマス原料を高圧で圧縮すると共に所定温度に加熱して高硬度に結合させた短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成る。
バイオマス固形燃料Ｂの原料としては、例えば、木屑、飲料カス、豆腐オカラ、焼酎カス、牛糞、鶏糞、豚糞、バイオマス系廃棄物（ＲＰＦ，ＲＤＦ）を利用することができる。バイオマス固形燃料Ｂは、これらの原料をシリンダー型の金型内に入れて高圧で圧縮しつつ所定温度に加熱することで、主要成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの化学結合を変化させて高硬度に結合させて、短円柱形状の固形燃料（バイオコークス）とされている。なお、バイオマス固形燃料Ｂは、炭化していない。
具体的には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂは、直径Ｄ１が、２０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定されている。好ましくは、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されているのが好適である。なお、本発明に於て、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されたものを円形盤状とし、図４（ｂ）に示すように、直径Ｄ１が、２０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍより小さく設定され、長さ寸法Ｌ２が、５０ｍｍより大きく２００ｍｍ以下に設定されたものを短円柱形状（丸太状）とする。
バイオマス固形燃料Ｂの原料としては、例えば、木屑、飲料カス、豆腐オカラ、焼酎カス、牛糞、鶏糞、豚糞、バイオマス系廃棄物（ＲＰＦ，ＲＤＦ）を利用することができる。バイオマス固形燃料Ｂは、これらの原料をシリンダー型の金型内に入れて高圧で圧縮しつつ所定温度に加熱することで、主要成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの化学結合を変化させて高硬度に結合させて、短円柱形状の固形燃料（バイオコークス）とされている。なお、バイオマス固形燃料Ｂは、炭化していない。
具体的には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂは、直径Ｄ１が、２０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜２００ｍｍに設定されている。好ましくは、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されているのが好適である。なお、本発明に於て、図４（ａ）に示すように、バイオマス固形燃料Ｂの直径Ｄ１が、８０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定され、長さ寸法Ｌ１が、３０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されたものを円形盤状とし、図４（ｂ）に示すように、直径Ｄ１が、２０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍより小さく設定され、長さ寸法Ｌ２が、５０ｍｍより大きく２００ｍｍ以下に設定されたものを短円柱形状（丸太状）とする。
バイオマス固形燃料Ｂは、燃焼により発生するＣＯ２が光合成により同量吸収されるため、ＣＯ２排出量を増加させないカーボンニュートラルな性質を有している。また、硫黄分をほとんど含まないので硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出がなく、環境に優しい燃料である。バイオマス固形燃料Ｂは、化学式ＣｎＨｍＯｐで示され、石炭や石油等のＣＯ２を多く排出する化石燃料に匹敵する発熱量を有している。バイオマス固形燃料Ｂは、常温〜２００℃までは、加熱されるのみで発熱反応は生じない。２００℃〜６００℃位までは、熱分解によるガス化でＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２を発生しながら発熱し、炭化が進行する。そして、残ったカーボンが燃焼すると灰化して脆くなり粉砕しやすくなる。バイオマス固形燃料Ｂは、６００℃以上の高温下に於て、固体表面反応して燃焼して、大きな熱量を得ることができる。つまり、バイオマス固形燃料Ｂは、６００℃以上の雰囲気に於て、化石燃料の代替燃料としての真価を発揮する。
図１では、筒状バーナー本体１は、先端部１Ａに向けて下傾状に設置されている。また、筒状バーナー本体１は、熱風供給管２よりも基端部１Ｂ側にバイオマス固形燃料Ｂを補給する燃料投入筒部３を連通連結している。
筒状バーナー本体１は、円筒状に形成され、先端部１Ａが、無機耐熱材や陶磁器から成る耐火物にて構成されている。図３に示すように、先端部１Ａの吹出口１０には、バイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内に保持する未燃排出防止用蓋部材８が取付けられている。未燃排出防止用蓋部材８は、吹出熱風Ｗを通過させる格子状窓部８Ａを有している。格子状窓部８Ａの目は、横間隔寸法Ｇ１、及び、縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍ以下に設定されている。格子状窓部８Ａの横間隔寸法Ｇ１，縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍを越えると、十分に燃焼しないまま吹出口１０から排出されるバイオマス固形燃料Ｂの量が多くなり、バイオマス燃焼領域Ｆでの燃焼効率が低下する虞れがある。
また、筒状バーナー本体１は、その傾斜角度θが、０°＜θ≦８０°に設定されている。筒状バーナー本体１の傾斜角度θが、８０°を越えると、ガス化終了後のバイオマス固形燃料Ｂに過度の圧縮荷重がかかり崩壊（圧潰）してしまう虞れがある。より好ましくは、傾斜角度θを４５°≦θ≦８０°に設定するのが好適である。なお、本発明に於て、「傾斜角度θ」とは、水平線Ｈ０に対して、筒状バーナー本体１の軸心線Ｌ０が成す角度をいうものとする。
筒状バーナー本体１は、円筒状に形成され、先端部１Ａが、無機耐熱材や陶磁器から成る耐火物にて構成されている。図３に示すように、先端部１Ａの吹出口１０には、バイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内に保持する未燃排出防止用蓋部材８が取付けられている。未燃排出防止用蓋部材８は、吹出熱風Ｗを通過させる格子状窓部８Ａを有している。格子状窓部８Ａの目は、横間隔寸法Ｇ１、及び、縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍ以下に設定されている。格子状窓部８Ａの横間隔寸法Ｇ１，縦間隔寸法Ｇ２が、３０ｍｍを越えると、十分に燃焼しないまま吹出口１０から排出されるバイオマス固形燃料Ｂの量が多くなり、バイオマス燃焼領域Ｆでの燃焼効率が低下する虞れがある。
また、筒状バーナー本体１は、その傾斜角度θが、０°＜θ≦８０°に設定されている。筒状バーナー本体１の傾斜角度θが、８０°を越えると、ガス化終了後のバイオマス固形燃料Ｂに過度の圧縮荷重がかかり崩壊（圧潰）してしまう虞れがある。より好ましくは、傾斜角度θを４５°≦θ≦８０°に設定するのが好適である。なお、本発明に於て、「傾斜角度θ」とは、水平線Ｈ０に対して、筒状バーナー本体１の軸心線Ｌ０が成す角度をいうものとする。
筒状バーナー本体１は、基端部１Ｂの燃料投入筒部３から補給されたバイオマス固形燃料Ｂを先端部１Ａ側に押し込むと共に中間部１Ｃにバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段４を有している。
押込み手段４は、筒状バーナー本体１内にてピストン４１を往復動させるシリンダ４０を備えている。シリンダ４０は、そのストロークＳが５００ｍｍ〜７００ｍｍに設定され、ピストン４１を基端部１Ｂから中間部１Ｃの所定位置Ｘｓまで押し出して、バイオマス固形燃料Ｂを押し込んで搬送することが可能である。
押込み手段４は、筒状バーナー本体１内にてピストン４１を往復動させるシリンダ４０を備えている。シリンダ４０は、そのストロークＳが５００ｍｍ〜７００ｍｍに設定され、ピストン４１を基端部１Ｂから中間部１Ｃの所定位置Ｘｓまで押し出して、バイオマス固形燃料Ｂを押し込んで搬送することが可能である。
燃料投入筒部３は、開閉操作自在の第１投入弁６と、第１投入弁６の下方位置に配設されると共に第１投入弁６と非同期的に開閉操作される第２投入弁７とを、有している。
燃料投入筒部３は、第１投入弁６を、第１駆動手段３１により開閉駆動し、第２投入弁７を、第１駆動手段３１とは別系統の回路で作動する第２駆動手段３２により開閉駆動するように構成されている。燃料投入筒部３は、第１投入弁６にて底面を施蓋する第１バイオマス貯蔵室３３と、第２投入弁７にて底面を施蓋する第２バイオマス貯蔵室３４とを、有している。燃料投入筒部３は、第１投入弁６が開放状態に在る際には、第２投入弁７が閉鎖状態となっており、その後、第１投入弁６が閉鎖状態となってから、第２投入弁７が開放状態となるように構成されている。言い換えると、第１投入弁６と第２投入弁７は、必ず交互に開閉作動するように設定されている。
燃料投入筒部３は、第１投入弁６を、第１駆動手段３１により開閉駆動し、第２投入弁７を、第１駆動手段３１とは別系統の回路で作動する第２駆動手段３２により開閉駆動するように構成されている。燃料投入筒部３は、第１投入弁６にて底面を施蓋する第１バイオマス貯蔵室３３と、第２投入弁７にて底面を施蓋する第２バイオマス貯蔵室３４とを、有している。燃料投入筒部３は、第１投入弁６が開放状態に在る際には、第２投入弁７が閉鎖状態となっており、その後、第１投入弁６が閉鎖状態となってから、第２投入弁７が開放状態となるように構成されている。言い換えると、第１投入弁６と第２投入弁７は、必ず交互に開閉作動するように設定されている。
次に、燃焼制御システムについて説明する。
図２に示すように、本発明の燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料Ｂを投入した筒状バーナー本体１に継続燃焼用の加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給手段２０を備えている。
熱風供給手段２０は、ヒーター２２を有する熱風供給管２と、風量調整バルブ２３を有する送風管５と、熱風供給管２と送風管５に風を送るブロワ２１と、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知する第１温度検知手段２４と、熱風供給管２から筒状バーナー本体１に送られる加熱燃焼空気Ｈの温度を検知する第２温度検知手段２５と、第１温度検知手段２４からの信号に基づいてヒーター２２及び風量調整バルブ２３を制御して吹出熱風Ｗの温度を調整する温度制御部２６とを、具備している。
送風管５は、熱風供給管２に隣接して設けられ、ブロワ２１から送られてくる空気を常温のまま供給可能として筒状バーナー本体１に連通連結されている。
制御部２６は、第１温度検知手段２４と、熱風供給管２のヒーター２２、及び、送風管５の風量調整バルブ２３とに、電気的に接続されている。
図２に示すように、本発明の燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料Ｂを投入した筒状バーナー本体１に継続燃焼用の加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給手段２０を備えている。
熱風供給手段２０は、ヒーター２２を有する熱風供給管２と、風量調整バルブ２３を有する送風管５と、熱風供給管２と送風管５に風を送るブロワ２１と、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知する第１温度検知手段２４と、熱風供給管２から筒状バーナー本体１に送られる加熱燃焼空気Ｈの温度を検知する第２温度検知手段２５と、第１温度検知手段２４からの信号に基づいてヒーター２２及び風量調整バルブ２３を制御して吹出熱風Ｗの温度を調整する温度制御部２６とを、具備している。
送風管５は、熱風供給管２に隣接して設けられ、ブロワ２１から送られてくる空気を常温のまま供給可能として筒状バーナー本体１に連通連結されている。
制御部２６は、第１温度検知手段２４と、熱風供給管２のヒーター２２、及び、送風管５の風量調整バルブ２３とに、電気的に接続されている。
また、燃焼制御システムは、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂを補給するバイオマス投入手段３０と、バイオマス投入手段３０により供給されたバイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内のバイオマス燃焼領域Ｆに向けて押し込むと共に筒状バーナー本体１内にバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知する押込み手段４とを、備えている。
バイオマス投入手段３０は、第１駆動手段３１により開閉操作される第１投入弁６と、第２駆動手段３２により開閉操作される第２投入弁７とを、有し、押込み手段４からの信号に基づいて第１駆動手段３１と第２駆動手段３２を非同期的に操作して必要量のバイオマス固形燃料Ｂを投入するように構成されている。
図示省略するが、押込み手段４と、バイオマス投入手段３０の第１駆動手段３１及び第２駆動手段３２とは、電気的に接続されている。
バイオマス投入手段３０は、第１駆動手段３１により開閉操作される第１投入弁６と、第２駆動手段３２により開閉操作される第２投入弁７とを、有し、押込み手段４からの信号に基づいて第１駆動手段３１と第２駆動手段３２を非同期的に操作して必要量のバイオマス固形燃料Ｂを投入するように構成されている。
図示省略するが、押込み手段４と、バイオマス投入手段３０の第１駆動手段３１及び第２駆動手段３２とは、電気的に接続されている。
上述した本発明の燃焼装置の使用方法（作用）について説明する。
図１と図２に示すように、筒状バーナー本体１に投入されたバイオマス固形燃料Ｂを、熱風供給管２からの加熱燃焼空気Ｈによって着火して燃焼させ、筒状バーナー本体１の先端部１Ａから中間部１Ｃにわたる範囲にバイオマス燃焼領域Ｆを形成する。バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、１６００℃〜２０００℃の火炎温度をもって燃焼し、筒状バーナー本体１の吹出口１０からは４００℃〜１５００℃の吹出熱風Ｗが噴射される。なお、バイオマス固形燃料Ｂの着火には、電気ヒーターや補助バーナー等を用いても良い。
図１と図２に示すように、筒状バーナー本体１に投入されたバイオマス固形燃料Ｂを、熱風供給管２からの加熱燃焼空気Ｈによって着火して燃焼させ、筒状バーナー本体１の先端部１Ａから中間部１Ｃにわたる範囲にバイオマス燃焼領域Ｆを形成する。バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、１６００℃〜２０００℃の火炎温度をもって燃焼し、筒状バーナー本体１の吹出口１０からは４００℃〜１５００℃の吹出熱風Ｗが噴射される。なお、バイオマス固形燃料Ｂの着火には、電気ヒーターや補助バーナー等を用いても良い。
次に、第１温度検知手段２４にて吹出熱風Ｗの温度を観察しつつ熱風供給管２から加熱燃焼空気Ｈを筒状バーナー本体１に送り、吹出熱風Ｗが所望の温度に達したことを検知した際には、第１温度検知手段２４から制御部２６に電気的信号を送って、ヒーター２２をＯＦＦにすると共に送風管５の風量調整バルブ２３を開放して、送風管５から常温の空気を筒状バーナー本体１に供給する。この際、バイオマス燃焼領域Ｆで燃焼しているバイオマス固形燃料Ｂは、空気中の酸素を利用して燃焼を継続し、吹出口１０からは高温の吹出熱風Ｗが噴射される。
バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、燃焼に伴って灰となり細かく粉砕される。バイオマス固形燃料Ｂが燃え尽きて燃焼表面積が減少すると、バイオマス燃焼領域Ｆにおける発熱量が低下して、吹出口１０からの吹出熱風Ｗの温度が次第に下降する。この際、バイオマス燃焼領域Ｆ（の長手方向の範囲）の縮小に伴って、加熱燃焼空気Ｈに触れずに筒状バーナー本体１に収納されていたバイオマス固形燃料Ｂが、自重により先端部１Ａ側に順次送られてくる。そして、第１温度検知手段２４は、吹出熱風Ｗの温度が所定の温度より低温に下降したことを検知すると、制御部２６に電気的信号を送って、送風管５の風量調整バルブ２３を閉鎖すると共にヒーター２２をＯＮにして、未燃焼状態のまま送られてきたバイオマス固形燃料Ｂに着火して燃焼させる。このようにして、熱風供給管２のヒーター２２を間欠的に稼働させることにより、バイオマス燃焼領域Ｆにおけるバイオマス固形燃料Ｂの燃焼表面積の減少を防止し、吹出熱風Ｗの温度を安定して高温に保持する。
バイオマス燃焼領域Ｆのバイオマス固形燃料Ｂは、燃焼に伴って灰となり細かく粉砕される。バイオマス固形燃料Ｂが燃え尽きて燃焼表面積が減少すると、バイオマス燃焼領域Ｆにおける発熱量が低下して、吹出口１０からの吹出熱風Ｗの温度が次第に下降する。この際、バイオマス燃焼領域Ｆ（の長手方向の範囲）の縮小に伴って、加熱燃焼空気Ｈに触れずに筒状バーナー本体１に収納されていたバイオマス固形燃料Ｂが、自重により先端部１Ａ側に順次送られてくる。そして、第１温度検知手段２４は、吹出熱風Ｗの温度が所定の温度より低温に下降したことを検知すると、制御部２６に電気的信号を送って、送風管５の風量調整バルブ２３を閉鎖すると共にヒーター２２をＯＮにして、未燃焼状態のまま送られてきたバイオマス固形燃料Ｂに着火して燃焼させる。このようにして、熱風供給管２のヒーター２２を間欠的に稼働させることにより、バイオマス燃焼領域Ｆにおけるバイオマス固形燃料Ｂの燃焼表面積の減少を防止し、吹出熱風Ｗの温度を安定して高温に保持する。
押込み手段４は、バイオマス固形燃料Ｂが一定量消費されて中間部１Ｃの所定位置Ｘｓよりも残留レベルが低くなったことを検知すると、バイオマス投入手段３０に電気的信号を送って、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂを投入させる。この際、バイオマス投入手段３０は、図示省略の燃料供給装置から投下されて第１バイオマス貯蔵室３３に入れられたバイオマス固形燃料Ｂを、第１投入弁６を開放して第２バイオマス貯蔵室３４に投下させ、次に、第１投入弁６を閉鎖してから第２投入弁７を開放して筒状バーナー本体１の基端部１Ｂにバイオマス固形燃料Ｂを投入する。そして、押込み手段４は、投入されたバイオマス固形燃料Ｂを、ピストン４１にてバイオマス燃焼領域Ｆ（先端部１Ａ側）に向けて押し込んで搬送し、筒状バーナー本体１の先端部１Ａから中間部１Ｃにわたってバイオマス固形燃料Ｂが所定量収納されている状態を維持する。
なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、押込み手段４は、省略しても良く、この場合、筒状バーナー本体１の傾斜角度θを４５°≦θ≦８０°に設定して、基端部１Ｂに投入されたバイオマス固形燃料Ｂが自重によりコロコロと転がって先端部１Ａ側に自動搬送されるように構成するのが好適である。なお、押込み手段４を省略した場合は、バイオマス投入手段３０の第１投入弁６及び第２投入弁７は、自動タイマー又は手動開閉スイッチにて開閉操作する。
以上のように、本発明に係る燃焼装置は、先端部１Ａに吹出口１０を有すると共に長手方向中間部１Ｃから先端部１Ａにわたってバイオマス固形燃料Ｂを収納するための筒状バーナー本体１を備え、筒状バーナー本体１内のバイオマス固形燃料Ｂを加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給管２を、筒状バーナー本体１の中間部１Ｃの先端部１Ａ近傍に連通連結したので、筒状バーナー本体１内でバイオマス固形燃料Ｂを継続的に燃焼させることができ、吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗを安定して高温に保持することができる。従来からの燃焼装置への使用が困難であると考えられていたバイオコークスを、本発明をもってすれば化石燃料の代替燃料として有効に活用することができる。
また、バイオマス固形燃料Ｂは、金型内で植物由来のバイオマス原料を高圧で圧縮すると共に所定温度に加熱して高硬度に結合させた短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成るので、石炭や石油等のＣＯ２を多く排出する化石燃料に匹敵する発熱量を有し、かつ、カーボンニュートラルな性質であるためＣＯ２排出量を増加させることがなく、また、硫黄分をほとんど含まないので硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出がなく、化石燃料の代替燃料として地球環境の保全に貢献できる。
また、筒状バーナー本体１は、先端部１Ａに向けて下傾状に設置され、熱風供給管２よりも基端部１Ｂ側にバイオマス固形燃料Ｂを補給する燃料投入筒部３を連通連結したので、バイオマス固形燃料Ｂに過度の圧縮荷重をかけることなく保持しつつ、確実にバイオマス固形燃料Ｂを継続燃焼させることができる。
また、筒状バーナー本体１は、基端部１Ｂの燃料投入筒部３から補給されたバイオマス固形燃料Ｂを先端部１Ａ側に押し込むと共に中間部１Ｃにバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段４を有するので、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂが所定量収納されている状態を維持でき、確実にバイオマス固形燃料Ｂを継続燃焼させることができる。
また、燃料投入筒部３は、開閉操作自在の第１投入弁６と、第１投入弁６の下方位置に配設されると共に第１投入弁６と非同期的に開閉操作される第２投入弁７とを、有するので、筒状バーナー本体１内の高温の雰囲気を確実に密封でき、煙や熱風が燃料投入筒部３の上方開口状投入口に逆流するのを防止できる。
また、燃焼制御システムは、バイオマス固形燃料Ｂを投入した筒状バーナー本体１に継続燃焼用の加熱燃焼空気Ｈを供給する熱風供給手段２０を備え、熱風供給手段２０は、ヒーター２２を有する熱風供給管２と、風量調整バルブ２３を有する送風管５と、熱風供給管２と送風管５に風を送るブロワ２１と、筒状バーナー本体１の吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知する第１温度検知手段２４と、熱風供給管２から筒状バーナー本体１に送られる加熱燃焼空気Ｈの温度を検知する第２温度検知手段２５と、第１温度検知手段２４からの信号に基づいてヒーター２２及び風量調整バルブ２３を制御して吹出熱風Ｗの温度を調整する温度制御部２６とを、具備したので、吹出口１０から噴射される吹出熱風Ｗの温度を検知し、その温度に応じて間欠的にヒーター２２を稼働させて、筒状バーナー本体１内でバイオマス固形燃料Ｂを継続的に燃焼させることができ、吹出熱風Ｗを安定して高温に保持することができる。バイオマス固形燃料Ｂの発熱量を適宜必要量に調整することができ、吹出熱風Ｗの温度調節が非常に容易に行える。
また、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂを補給するバイオマス投入手段３０と、バイオマス投入手段３０により供給されたバイオマス固形燃料Ｂを筒状バーナー本体１内のバイオマス燃焼領域Ｆに向けて押し込むと共に筒状バーナー本体１内にバイオマス固形燃料Ｂが所定量残留しているか否かを検知する押込み手段４とを、備え、バイオマス投入手段３０は、第１駆動手段３１により開閉操作される第１投入弁６と、第２駆動手段３２により開閉操作される第２投入弁７とを、有し、押込み手段４からの信号に基づいて第１駆動手段３１と第２駆動手段３２を非同期的に操作して必要量のバイオマス固形燃料Ｂを投入するように構成されているので、筒状バーナー本体１にバイオマス固形燃料Ｂが所定量収納されている状態を維持でき、確実にバイオマス固形燃料Ｂを継続燃焼させることができる。また、筒状バーナー本体１内の高温の雰囲気を確実に密封でき、煙や熱風がバイオマス投入手段３０の上方開口状投入口に逆流するのを防止できる。
１ 筒状バーナー本体
１Ａ 先端部
１Ｂ 基端部
１Ｃ 中間部
２ 熱風供給管
３ 燃料投入筒部
４ 押込み手段
５ 送風管
６ 第１投入弁
７ 第２投入弁
８ 蓋部材
８Ａ 格子状窓部
１０ 吹出口
２０ 熱風供給手段
２１ ブロワ
２２ ヒーター
２３ 風量調整バルブ
２４ 第１温度検知手段
２５ 第２温度検知手段
２６ 制御部
３０ バイオマス投入手段
３１ 第１駆動手段
３２ 第２駆動手段
４０ シリンダ
４１ ピストン
Ｂ バイオマス固形燃料
Ｈ 加熱燃焼空気
Ｗ 吹出熱風
Ｆ バイオマス燃焼領域
Ｌ ０ 軸心線
Ｈ ０ 水平線
θ 傾斜角度
Ｘｓ 所定位置
Ｇ １ 横間隔寸法
Ｇ ２ 縦間隔寸法
Ｄ １ 直径
Ｌ １ 長さ寸法
１Ａ 先端部
１Ｂ 基端部
１Ｃ 中間部
２ 熱風供給管
３ 燃料投入筒部
４ 押込み手段
５ 送風管
６ 第１投入弁
７ 第２投入弁
８ 蓋部材
８Ａ 格子状窓部
１０ 吹出口
２０ 熱風供給手段
２１ ブロワ
２２ ヒーター
２３ 風量調整バルブ
２４ 第１温度検知手段
２５ 第２温度検知手段
２６ 制御部
３０ バイオマス投入手段
３１ 第１駆動手段
３２ 第２駆動手段
４０ シリンダ
４１ ピストン
Ｂ バイオマス固形燃料
Ｈ 加熱燃焼空気
Ｗ 吹出熱風
Ｆ バイオマス燃焼領域
Ｌ ０ 軸心線
Ｈ ０ 水平線
θ 傾斜角度
Ｘｓ 所定位置
Ｇ １ 横間隔寸法
Ｇ ２ 縦間隔寸法
Ｄ １ 直径
Ｌ １ 長さ寸法
Claims (7)
- 先端部（１Ａ）に吹出口（１０）を有すると共に長手方向中間部（１Ｃ）から該先端部（１Ａ）にわたってバイオマス固形燃料（Ｂ）を収納するための筒状バーナー本体（１）を備え、該筒状バーナー本体（１）内の上記バイオマス固形燃料（Ｂ）を加熱して燃焼を継続させるための加熱燃焼空気（Ｈ）を供給する熱風供給管（２）を、上記筒状バーナー本体（１）の上記中間部（１Ｃ）の上記先端部（１Ａ）近傍に連通連結したことを特徴とする燃焼装置。
- 上記バイオマス固形燃料（Ｂ）は、金型内で植物由来のバイオマス原料を高圧で圧縮すると共に所定温度に加熱して高硬度に結合させた短円柱形状乃至円形盤状のバイオコークスから成る請求項１記載の燃焼装置。
- 上記筒状バーナー本体（１）は、上記先端部（１Ａ）に向けて下傾状に設置され、上記熱風供給管（２）よりも基端部（１Ｂ）側にバイオマス固形燃料（Ｂ）を補給する燃料投入筒部（３）を連通連結した請求項１又は２記載の燃焼装置。
- 上記筒状バーナー本体（１）は、基端部（１Ｂ）の上記燃料投入筒部（３）から補給されたバイオマス固形燃料（Ｂ）を上記先端部（１Ａ）側に押し込むと共に上記中間部（１Ｃ）に上記バイオマス固形燃料（Ｂ）が所定量残留しているか否かを検知するための押込み手段（４）を有する請求項３記載の燃焼装置。
- 上記燃料投入筒部（３）は、開閉操作自在の第１投入弁（６）と、該第１投入弁（６）の下方位置に配設されると共に該第１投入弁（６）と非同期的に開閉操作される第２投入弁（７）とを、有する請求項３又は４記載の燃焼装置。
- バイオマス固形燃料（Ｂ）を投入した筒状バーナー本体（１）に継続燃焼用の加熱燃焼空気（Ｈ）を供給する熱風供給手段（２０）を備え、
該熱風供給手段（２０）は、ヒーター（２２）を有する熱風供給管（２）と、風量調整バルブ（２３）を有する送風管（５）と、上記熱風供給管（２）と上記送風管（５）に風を送るブロワ（２１）と、上記筒状バーナー本体（１）の吹出口（１０）から噴射される吹出熱風（Ｗ）の温度を検知する第１温度検知手段（２４）と、上記熱風供給管（２）から上記筒状バーナー本体（１）に送られる加熱燃焼空気（Ｈ）の温度を検知する第２温度検知手段（２５）と、上記第１温度検知手段（２４）からの信号に基づいて上記ヒーター（２２）及び上記風量調整バルブ（２３）を制御して上記吹出熱風（Ｗ）の温度を調整する温度制御部（２６）とを、具備したことを特徴とする燃焼制御システム。 - 上記筒状バーナー本体（１）にバイオマス固形燃料（Ｂ）を補給するバイオマス投入手段（３０）と、該バイオマス投入手段（３０）により供給されたバイオマス固形燃料（Ｂ）を上記筒状バーナー本体（１）内のバイオマス燃焼領域（Ｆ）に向けて押し込むと共に上記筒状バーナー本体（１）内に上記バイオマス固形燃料（Ｂ）が所定量残留しているか否かを検知する押込み手段（４）とを、備え、
上記バイオマス投入手段（３０）は、第１駆動手段（３１）により開閉操作される第１投入弁（６）と、第２駆動手段（３２）により開閉操作される第２投入弁（７）とを、有し、上記押込み手段（４）からの信号に基づいて上記第１駆動手段（３１）と上記第２駆動手段（３２）を非同期的に操作して必要量の上記バイオマス固形燃料（Ｂ）を投入するように構成されている請求項６記載の燃焼制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011277939A JP5335062B2 (ja) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 燃焼装置 |
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