JP2021188818A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】木質ペレット等の固形燃料を燃焼させるために用いられる燃焼装置であって、特に、燃焼の偏り、ばらつきを発生させる虞のない燃焼装置を提供する。【解決手段】燃焼装置1は、略円筒状の中空の燃焼室2と、固形燃料をその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して燃焼室2内に搬送する固形燃料搬送部(スクリューコンベア)3と、燃焼室2内の下端寄りに配置され、固形燃料を燃焼させる鉄製の燃焼ロストル4と、を備える。燃焼ロストル4は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっている。【選択図】図1
Description
本発明は、例えば、流木や間伐材などを粉砕圧縮加工して作った木質ペレット等の固形燃料を燃焼させるために用いられる燃焼装置に関し、特に、当該燃焼装置の燃焼室内に配置される燃焼ロストルの構造に関する。
従来、この種の燃焼装置としては、例えば、特許文献1,2等に開示されたものが知られている。特許文献1,2等に開示された燃焼装置は、燃焼室と、固形燃料をその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して前記燃焼室内に搬送する固形燃料搬送部と、前記燃焼室内に配置され、前記固形燃料を燃焼させる燃焼ロストルと、を備えている。そして、燃焼ロストルは、略円盤状の固定ロストルと、当該固定ロストルの周縁上部に回転可能に配設された回転ロストルと、を備えている(平床式の稼働床式ロストル)。
しかし、従来の平床式ロストルを備えた燃焼装置では、略円盤状の固定ロストルの上面に堆積される固形燃料に満遍なく均等に燃焼用の空気を当てることが極めて困難であり、燃焼の偏り、ばらつきを発生させる虞がある。
また、従来の平床式の稼働床式ロストルを備える燃焼装置は、大規模な築炉構造を必要とするものである。
また、従来の平床式の稼働床式ロストルを備える燃焼装置では、広い床面積を必要とするうえ、回転ロストルを機械的に稼働させる構造に大きな設備及びコストを必要とするという課題がある。
また、従来の平床式ロストルを備えた燃焼装置では、ロストルの下面から燃焼用の空気を送るものが一般的であるため、固形燃料が燃焼した後の燃焼灰が強い送風によって燃焼室内に吹き飛ばされて、多くの弊害をもたらす虞がある。
また、従来の平床式の稼働床式ロストルを備える燃焼装置は、大規模な築炉構造を必要とするものである。
また、従来の平床式の稼働床式ロストルを備える燃焼装置では、広い床面積を必要とするうえ、回転ロストルを機械的に稼働させる構造に大きな設備及びコストを必要とするという課題がある。
また、従来の平床式ロストルを備えた燃焼装置では、ロストルの下面から燃焼用の空気を送るものが一般的であるため、固形燃料が燃焼した後の燃焼灰が強い送風によって燃焼室内に吹き飛ばされて、多くの弊害をもたらす虞がある。
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、木質ペレット等の固形燃料を燃焼させるために用いられる燃焼装置であって、特に、燃焼の偏り、ばらつきを発生させる虞のない燃焼装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明に係る燃焼装置の構成は、
(1)燃焼室と、
固形燃料をその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して前記燃焼室内に搬送する固形燃料搬送部と、
前記燃焼室内に配置され、前記固形燃料を燃焼させる燃焼ロストルと、
を備えた燃焼装置であって、
前記燃焼ロストルは、略水平中心軸周りに回転可能な多孔質の筒状回転部材からなることを特徴とする。
(1)燃焼室と、
固形燃料をその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して前記燃焼室内に搬送する固形燃料搬送部と、
前記燃焼室内に配置され、前記固形燃料を燃焼させる燃焼ロストルと、
を備えた燃焼装置であって、
前記燃焼ロストルは、略水平中心軸周りに回転可能な多孔質の筒状回転部材からなることを特徴とする。
本発明の燃焼装置の上記(1)の構成によれば、燃焼ロストルが、略水平中心軸周りに回転可能な多孔質の筒状回転部材からなっているため、燃焼ロストル内の固形燃料が、当該燃焼ロストルの回転によって攪拌される。その結果、すべての固形燃料に満遍なく均等に燃焼用の空気を当てることが可能となり、燃焼の偏り、ばらつきの発生を改善することができる。
より具体的には、回転攪拌によって、燃焼中の固形燃料と未着火の固形燃料とが十分に混ざり合い、未着火の固形燃料の燃焼を助けることができる。また、燃焼ロストルの下部に沈下している不完全燃焼状態の固形燃料が攪拌によって表面にさらされ、全ての固形燃料を完全燃焼させることができる。
また、本発明の燃焼装置の上記(1)の構成によれば、筒状回転部材からなる燃焼ロストルを燃焼室内に挿入設置するだけの簡単な作業で、燃焼室内に燃焼部を形成することができ、大げさな築炉等が不要となる。その結果、燃焼装置の小型化を図ることができる。
より具体的には、回転攪拌によって、燃焼中の固形燃料と未着火の固形燃料とが十分に混ざり合い、未着火の固形燃料の燃焼を助けることができる。また、燃焼ロストルの下部に沈下している不完全燃焼状態の固形燃料が攪拌によって表面にさらされ、全ての固形燃料を完全燃焼させることができる。
また、本発明の燃焼装置の上記(1)の構成によれば、筒状回転部材からなる燃焼ロストルを燃焼室内に挿入設置するだけの簡単な作業で、燃焼室内に燃焼部を形成することができ、大げさな築炉等が不要となる。その結果、燃焼装置の小型化を図ることができる。
本発明の燃焼装置の上記(1)の構成においては、以下の(2)〜(7)のような構成にすることが好ましい。
(2)上記(1)の構成において、前記筒状回転部材が回転ドラムである。
上記(2)の好ましい構成によれば、燃焼ロストル内の固形燃料を、当該燃焼ロストルの回転によってスムーズに攪拌することが可能となる。
(3)上記(1)又は(2)の構成において、前記固形燃料搬送部が略水平状態で配置され、
前記筒状回転部材が、前記固形燃料搬送部の前記固形燃料送りシャフトに連結されている。
前記筒状回転部材が、前記固形燃料搬送部の前記固形燃料送りシャフトに連結されている。
上記(3)の好ましい構成によれば、略水平状態の固形燃料搬送部(スクリューコンベア)の回転動力を利用して、筒状回転部材(燃焼ロストル)を回転駆動することができるので、燃焼装置の大幅な簡素化を図ることができ、コスト削減にもつながる。
また、固形燃料を供給するための固形燃料搬送部(スクリューコンベア)の回転に連動して、筒状回転部材(燃焼ロストル)が回転することにより、固形燃料の供給量に見合った筒状回転部材(燃焼ロストル)の回転がなされるので、適正な燃焼を維持することが可能となる。
また、制御装置によって筒状回転部材(燃焼ロストル)の回転速度及び回転又は停止を選択できるので、必要な燃焼形態を選択することができる。
また、固形燃料を供給するための固形燃料搬送部(スクリューコンベア)の回転に連動して、筒状回転部材(燃焼ロストル)が回転することにより、固形燃料の供給量に見合った筒状回転部材(燃焼ロストル)の回転がなされるので、適正な燃焼を維持することが可能となる。
また、制御装置によって筒状回転部材(燃焼ロストル)の回転速度及び回転又は停止を選択できるので、必要な燃焼形態を選択することができる。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかの構成において、前記筒状回転部材の主たる構成部分が、パンチングメタル、エキスパンドメタル又は金網のいずれかで構成されている。
上記(4)の好ましい構成によれば、筒状回転部材の回転動作により、固形燃料が燃焼した後の燃焼灰が効率良く振るい落とされ、適正な構造をした灰溜めに溜められる。その結果、燃焼灰が強い送風によって燃焼室内に吹き飛ばされて、多くの弊害をもたらすことを防止することができると共に、燃焼ロストルの目詰まりやその延長上で発生するクリンカー(ガラス化)の問題を解消することもできる。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかの構成において、前記筒状回転部材の周面に、着火前の前記固形燃料が通過し得る開口が形成され、かつ
前記筒状回転部材の前記開口から落下する前記固形燃料を受ける多孔質の第2燃焼ロストルをさらに備える。
前記筒状回転部材の前記開口から落下する前記固形燃料を受ける多孔質の第2燃焼ロストルをさらに備える。
上記(5)の好ましい構成によれば、第2燃焼ロストル内で燃焼する固形燃料に、筒状回転部材(燃焼ロストル)内に連続して供給される固形燃料の着火及び燃焼を補助する役割を果たさせることができる。そして、これにより、筒状回転部材(燃焼ロストル)内に連続して供給される固形燃料を、より確実に完全燃焼させることができるので、不完全燃焼に伴う煙の発生を効果的に抑えることが可能となる。
(6)上記(5)の構成において、前記開口が、前記筒状回転部材の長手方向に延びるスリット状に複数形成されている。
(7)上記(5)又は(6)の構成において、前記第2燃焼ロストルの主たる構成部分が、パンチングメタル、エキスパンドメタル又は金網のいずれかで構成されている。
本発明によれば、木質ペレット等の固形燃料を燃焼させるために用いられる燃焼装置であって、特に、燃焼の偏り、ばらつきを発生させる虞のない燃焼装置を提供することができる。
以下、好適な実施形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、下記の実施形態は本発明を具現化した例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施形態1]
(燃焼装置の構成)
まず、本発明の実施形態1における燃焼装置の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。
(燃焼装置の構成)
まず、本発明の実施形態1における燃焼装置の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態1における燃焼装置の全体を側方から見た状態を示す概略模式図、図2は、当該燃焼装置の燃焼部を上方から見た状態を示す概略模式図(但し、燃焼ガス排出ダクト等は図示せず)、図3(a)は、当該燃焼装置の燃焼部における、固形燃料搬送部と燃焼ロストルとの関係を示す一部破断側面図、図3(b)は、図3(a)を前方から見た状態を示す概略模式図、図4は、当該燃焼装置の燃焼部における、固形燃料搬送部と燃焼ロストルとの関係を示す一部破断斜視図(送風筒は図示せず)である。
図1,図2に示すように、本実施形態の燃焼装置1は、略円筒状の中空の燃焼室2と、固形燃料をその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して燃焼室2内に搬送する固形燃料搬送部(スクリューコンベア)3と、燃焼室2内の下端寄りに配置され、固形燃料を燃焼させる鉄製の燃焼ロストル4と、を備えている。
燃焼ロストル4は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっている。回転ドラムの直径は、例えば、約120mmであり、パンチングメタルの穴径(直径)は、例えば、約4.5mmである。また、開口率は、例えば、約50%である。尚、回転ドラムは、主たる構成部分、すなわち、外周面のみがパンチングメタルで構成されていれば十分であり、端面は穴の開いていない平板等で構成されていてもよい。
固形燃料としては、例えば、流木や間伐材などを粉砕圧縮加工して作った木質ペレット等のバイオマス固形燃料が用いられる(以下では、単に「木質ペレット」という)。木質ペレットの直径は、例えば、約6〜8mmであり、長さは、例えば、約10〜20mmである。
燃焼ロストル4は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっている。回転ドラムの直径は、例えば、約120mmであり、パンチングメタルの穴径(直径)は、例えば、約4.5mmである。また、開口率は、例えば、約50%である。尚、回転ドラムは、主たる構成部分、すなわち、外周面のみがパンチングメタルで構成されていれば十分であり、端面は穴の開いていない平板等で構成されていてもよい。
固形燃料としては、例えば、流木や間伐材などを粉砕圧縮加工して作った木質ペレット等のバイオマス固形燃料が用いられる(以下では、単に「木質ペレット」という)。木質ペレットの直径は、例えば、約6〜8mmであり、長さは、例えば、約10〜20mmである。
本実施形態の燃焼装置1の構成によれば、燃焼ロストル4が、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっているため、燃焼ロストル4内の木質ペレットが、当該燃焼ロストル4の回転によって攪拌される。その結果、すべての木質ペレットに満遍なく均等に燃焼用の空気を当てることが可能となり、燃焼の偏り、ばらつきの発生を改善することができる。特に、回転ドラムからなる燃焼ロストル4を用いることにより、燃焼ロストル4内の木質ペレットを、当該燃焼ロストル4の回転によってスムーズに攪拌することが可能となる。
より具体的には、回転攪拌によって、燃焼中の木質ペレットと未着火の木質ペレットとが十分に混ざり合い、未着火の木質ペレットの燃焼を助けることができる。また、燃焼ロストル4の下部に沈下している不完全燃焼状態の木質ペレットが攪拌によって表面にさらされ、全ての木質ペレットを完全燃焼させることができる。
また、本実施形態の燃焼装置1の構成によれば、回転ドラムからなる燃焼ロストル4を燃焼室2内に挿入設置するだけの簡単な作業で、燃焼室2内に燃焼部を形成することができ、大げさな築炉等が不要となる。その結果、燃焼装置1の小型化を図ることができる。
また、回転ドラムは、パンチングメタルで構成されているため、当該回転ドラムの回転動作により、木質ペレットが燃焼して生成された燃焼灰は、効率良く振るい落とされ、適正な構造をした灰溜めに溜められる。その結果、燃焼灰が強い送風によって燃焼室2内に吹き飛ばされて、多くの弊害をもたらすことを防止することができると共に、燃焼ロストル4の目詰まりやその延長上で発生するクリンカー(ガラス化)の問題を解消することもできる。
より具体的には、回転攪拌によって、燃焼中の木質ペレットと未着火の木質ペレットとが十分に混ざり合い、未着火の木質ペレットの燃焼を助けることができる。また、燃焼ロストル4の下部に沈下している不完全燃焼状態の木質ペレットが攪拌によって表面にさらされ、全ての木質ペレットを完全燃焼させることができる。
また、本実施形態の燃焼装置1の構成によれば、回転ドラムからなる燃焼ロストル4を燃焼室2内に挿入設置するだけの簡単な作業で、燃焼室2内に燃焼部を形成することができ、大げさな築炉等が不要となる。その結果、燃焼装置1の小型化を図ることができる。
また、回転ドラムは、パンチングメタルで構成されているため、当該回転ドラムの回転動作により、木質ペレットが燃焼して生成された燃焼灰は、効率良く振るい落とされ、適正な構造をした灰溜めに溜められる。その結果、燃焼灰が強い送風によって燃焼室2内に吹き飛ばされて、多くの弊害をもたらすことを防止することができると共に、燃焼ロストル4の目詰まりやその延長上で発生するクリンカー(ガラス化)の問題を解消することもできる。
以下、さらに詳細に説明する。
図1に示すように、固形燃料搬送部(スクリューコンベア)3は、木質ペレットが収容される木質ペレットホッパ5に接続された傾斜状態の第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)6と、第1固形燃料搬送部6によって搬送されてきた木質ペレットを受ける定量供給ホッパ7が接続された略水平状態の第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8と、からなっている。第1及び第2固形燃料搬送部6,8の固形燃料送りシャフトは、それぞれ、ギヤードモータ6a,8aによって回転駆動される。定量供給ホッパ7にはセンサ(図示せず)が付設されており、当該センサの働きで、定量供給ホッパ7に木質ペレットが定量貯留されるようにされている。
図1に示すように、固形燃料搬送部(スクリューコンベア)3は、木質ペレットが収容される木質ペレットホッパ5に接続された傾斜状態の第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)6と、第1固形燃料搬送部6によって搬送されてきた木質ペレットを受ける定量供給ホッパ7が接続された略水平状態の第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8と、からなっている。第1及び第2固形燃料搬送部6,8の固形燃料送りシャフトは、それぞれ、ギヤードモータ6a,8aによって回転駆動される。定量供給ホッパ7にはセンサ(図示せず)が付設されており、当該センサの働きで、定量供給ホッパ7に木質ペレットが定量貯留されるようにされている。
図1〜図4に示すように、第2固形燃料搬送部8は、外側の送風筒8bと、送風筒8bに対し同軸に配置された内側のコンベア筒8cと、を備え、コンベア筒8c内には、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dが配置されている。また、コンベア筒8cには、上述した定量供給ホッパ7が接続されている。また、送風筒8bにはコンベア冷却ファン9が接続されており、コンベア筒8cの外表面に沿って冷風を流すことにより(図3の矢印Aを参照)、コンベア筒8c及び螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dを冷却できるようにされている。尚、コンベア冷却ファン9は、木質ペレットの燃焼時には、後述する着火兼送風バーナ11と共に、燃焼用空気の送風機としての役割をも果たす。
螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分は、送風筒8b及びコンベア筒8cの先端面から前方に突出している。そして、燃焼ロストル4が、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分にフラットバー10等を介して連結されている。
螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分は、送風筒8b及びコンベア筒8cの先端面から前方に突出している。そして、燃焼ロストル4が、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分にフラットバー10等を介して連結されている。
このような構成によれば、略水平状態の第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の回転動力を利用して、回転ドラム(燃焼ロストル4)を回転駆動することができるので、燃焼装置1の大幅な簡素化を図ることができ、コスト削減にもつながる。
また、木質ペレットを供給するための第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の回転に連動して、回転ドラム(燃焼ロストル4)が回転することにより、木質ペレットの供給量に見合った回転ドラム(燃焼ロストル4)の回転がなされるので、適正な燃焼を維持することが可能となる。
また、後述する制御装置(図示せず)によって回転ドラム(燃焼ロストル4)の回転速度及び回転又は停止を選択できるので、必要な燃焼形態を選択することができる。
また、木質ペレットを供給するための第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の回転に連動して、回転ドラム(燃焼ロストル4)が回転することにより、木質ペレットの供給量に見合った回転ドラム(燃焼ロストル4)の回転がなされるので、適正な燃焼を維持することが可能となる。
また、後述する制御装置(図示せず)によって回転ドラム(燃焼ロストル4)の回転速度及び回転又は停止を選択できるので、必要な燃焼形態を選択することができる。
図1,図2に示すように、燃焼室2の周壁には、その先端が燃焼ロストル4の方を向くように指向された着火兼送風バーナ11が設けられており、当該着火兼送風バーナ11によって燃焼ロストル4内の木質ペレットに着火できるようにされている。着火兼送風バーナ11は、木質ペレットの着火時にのみ燃焼し、以後は送風のみを行う。これにより、燃焼ロストル4内に空気を送り込んで、着火後の木質ペレットの燃焼を促進させることができるようにされている。
図1に示すように、燃焼室2の下部には、灰溜め12が設けられており、当該灰溜め12の側面には灰出し口12aが形成されている。また、燃焼室2の下端(床部)には、振動式の自動灰出しロストル13が設けられており、燃焼ロストル4から落下してきた燃焼灰は、当該自動灰出しロストル13によって灰溜め12に送られるようにされている。
また、燃焼室2の上端には、燃焼ガス排出ダクト14が接続されており、当該燃焼ガス排出ダクト14の途中には送風機15が取り付けられている。そして、これにより、燃焼ガスの排気を促進することができるようにされている。
また、燃焼ガス排出ダクト14の先端には、燃焼ガスと燃焼灰を分離するためのサイクロン集塵機16が設けられており、分離された燃焼灰は灰溜め17に回収できるようにされている。このようにサイクロン集塵機16を設けたことにより、燃焼ガスを燃焼室2の外部に排出する際に、燃焼灰が空気中に飛散してしまうことがない。すなわち、本実施形態の燃焼装置1は、環境に優しいものとなっている。
また、燃焼室2の上端には、燃焼ガス排出ダクト14が接続されており、当該燃焼ガス排出ダクト14の途中には送風機15が取り付けられている。そして、これにより、燃焼ガスの排気を促進することができるようにされている。
また、燃焼ガス排出ダクト14の先端には、燃焼ガスと燃焼灰を分離するためのサイクロン集塵機16が設けられており、分離された燃焼灰は灰溜め17に回収できるようにされている。このようにサイクロン集塵機16を設けたことにより、燃焼ガスを燃焼室2の外部に排出する際に、燃焼灰が空気中に飛散してしまうことがない。すなわち、本実施形態の燃焼装置1は、環境に優しいものとなっている。
燃焼装置1は、停電時に火種が定量供給ホッパ7へ移らないよう防止する逆火防止装置18をさらに備えている。この逆火防止装置18は、停電になると作動して、定量供給ホッパ7に逆火停止水を流し込むように構成されている。
また、燃焼装置1には、制御装置(図示せず)が設けられている。制御装置は、木質ペレットの投入量とか、ギヤードモータ6a,8a、コンベア冷却ファン9、着火兼送風バーナ11、自動灰出しロストル13、送風機15、サイクロン集塵機16等の動きを、制御する。
(燃焼装置の動作)
次に、本実施形態における燃焼装置の動作について、図1〜図4を参照しながら説明する。
次に、本実施形態における燃焼装置の動作について、図1〜図4を参照しながら説明する。
まず、木質ペレットホッパ5に予め所定量の木質ペレットを収容した状態で、制御装置のスイッチをオンにする。これにより、ギヤードモータ6aが駆動され、第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)6が回転駆動して、木質ペレットホッパ5に収容されている木質ペレットが定量供給ホッパ7の上方まで搬送される。そして、木質ペレットは、第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)6の先端部から落下し、付設したセンサの働きで、定量供給ホッパ7に定量貯留される。
次いで、ギヤードモータ8aが駆動され、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8が回転駆動して、定量供給ホッパ7に貯留されている木質ペレットが回転ドラム(燃焼ロストル4)内に搬送供給される。それと同時に、着火兼送風バーナ11が起動し、当該着火兼送風バーナ11からの炎で、回転ドラム(燃焼ロストル4)内の木質ペレットが着火し、燃焼を始める。着火兼送風バーナ11は、木質ペレットが着火した後は、送風のみを行い、これにより、回転ドラム(燃焼ロストル4)内に空気が送り込まれて、着火後の木質ペレットの燃焼が促進される。また、同時に、自動灰出しロストル13、送風機15、サイクロン集塵機16等も起動する。
本実施形態の燃焼ロストル4は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっているため、燃焼ロストル4内の木質ペレットが、当該燃焼ロストル4の回転によって攪拌される。その結果、すべての木質ペレットに満遍なく均等に燃焼用の空気が当たり、燃焼の偏り、ばらつきが生じることはない。
より具体的には、回転攪拌によって、燃焼中の木質ペレットと未着火の木質ペレットとが十分に混ざり合い、未着火の木質ペレットの燃焼が助けられる。また、燃焼ロストル4の下部に沈下している不完全燃焼状態の木質ペレットが攪拌によって表面にさらされ、全ての木質ペレットが完全燃焼する。
ここで、回転ドラム(燃焼ロストル4)は、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の回転に連動して回転するので、木質ペレットの供給量に見合った回転ドラム(燃焼ロストル4)の回転がなされる。このため、適正な燃焼が維持される。尚、木質ペレットホッパ5から回転ドラム(燃焼ロストル4)への木質ペレットの供給は、回転ドラム(燃焼ロストル4)内の燃焼の状況に応じて連続的に又は間欠的に行われる。
本実施形態の燃焼ロストル4は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっているため、燃焼ロストル4内の木質ペレットが、当該燃焼ロストル4の回転によって攪拌される。その結果、すべての木質ペレットに満遍なく均等に燃焼用の空気が当たり、燃焼の偏り、ばらつきが生じることはない。
より具体的には、回転攪拌によって、燃焼中の木質ペレットと未着火の木質ペレットとが十分に混ざり合い、未着火の木質ペレットの燃焼が助けられる。また、燃焼ロストル4の下部に沈下している不完全燃焼状態の木質ペレットが攪拌によって表面にさらされ、全ての木質ペレットが完全燃焼する。
ここで、回転ドラム(燃焼ロストル4)は、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の回転に連動して回転するので、木質ペレットの供給量に見合った回転ドラム(燃焼ロストル4)の回転がなされる。このため、適正な燃焼が維持される。尚、木質ペレットホッパ5から回転ドラム(燃焼ロストル4)への木質ペレットの供給は、回転ドラム(燃焼ロストル4)内の燃焼の状況に応じて連続的に又は間欠的に行われる。
回転ドラムは、パンチングメタルで構成されているため、当該回転ドラムの回転動作により、木質ペレットが燃焼して生成された燃焼灰は、効率良く振るい落とされ、自動灰出しロストル13によって灰溜め12に溜められる。灰溜め12に溜まった燃焼灰は、灰出し口12aから外に掻き出される。
木質ペレットの燃焼によって発生した燃焼ガスは、燃焼室2の上部に移動し、燃焼ガス排出ダクト14を通してサイクロン集塵機16内に吸引されて、燃焼灰が分離される。燃焼ガスから分離された燃焼灰は、サイクロン集塵機16の下端から灰溜め17に回収される。
一方、燃焼灰が分離された燃焼ガスは、サイクロン集塵機16の上端から燃焼室2の外部に排出される。燃焼室2の外部に排出される燃焼ガスには燃焼灰が混入されていないので、燃焼ガスを燃焼室2の外部に排出する際に、燃焼灰が空気中に飛散してしまうことはない。
一方、燃焼灰が分離された燃焼ガスは、サイクロン集塵機16の上端から燃焼室2の外部に排出される。燃焼室2の外部に排出される燃焼ガスには燃焼灰が混入されていないので、燃焼ガスを燃焼室2の外部に排出する際に、燃焼灰が空気中に飛散してしまうことはない。
尚、本実施形態においては、燃焼ロストル4が、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。燃焼ロストルは、筒状回転部材からなっていれば足り、例えば、六角筒状又は八角筒状等の回転部材からなる構成のものであってもよい。また、燃焼ロストルは、多孔質の部材からなっていれば足り、例えば、エキスパンドメタル又は金網等の部材からなる構成のものであってもよい。
また、本実施形態においては、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8が略水平状態で配置され、燃焼ロストル4が、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分に連結されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。燃焼ロストル4は、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の駆動源であるギヤードモータ8aとは別個独立の駆動源によって回転駆動するようにしてもよい。また、この場合、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8は、必ずしも略水平状態で配置される必要もない。
また、本実施形態においては、固形燃料として木質ペレットを使用する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。固形燃料としては、例えば、木質チップ等を使用することもできる。
[実施形態2]
(燃焼装置の構成)
まず、本発明の実施形態2における燃焼装置の構成について、図5,図6を参照しながら説明する。
(燃焼装置の構成)
まず、本発明の実施形態2における燃焼装置の構成について、図5,図6を参照しながら説明する。
図5(a)は、本発明の実施形態2の燃焼装置の燃焼部における、固形燃料搬送部と燃焼ロストルと第2燃焼ロストルとの関係を示す一部破断側面図、図5(b)は、図5(a)のB−B線矢視図、図6は、当該燃焼装置の燃焼部周りを上方から見た状態を示す斜視図(但し、着火兼送風バーナ、燃焼ガス排出ダクト等は図示せず)である。
本実施形態の燃焼装置は、上記実施形態1の燃焼装置1と比べて、燃焼ロストルの構成と、第2燃焼ロストルを備えている点だけが異なり、その他の構成は上記実施形態1と同じである。このため、その他の構成については、同じ参照符号を付してそれらの詳細な説明は省略し、図1及び上記実施形態1の説明を援用する。
図5,図6に示すように、本実施形態の燃焼装置19は、燃焼室2と、木質ペレットをその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して燃焼室2内に搬送する第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8と、燃焼室2内の下端寄りに配置され、木質ペレットを燃焼させる鉄製の燃焼ロストル22と、を備えている。第2固形燃料搬送部8の固形燃料送りシャフト8dは、ギヤードモータ8aによって回転駆動される。
第2固形燃料搬送部8は、略水平状態で配置され、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分は、送風筒8b及びコンベア筒8cの先端面から前方に突出している。
燃焼ロストル22は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっており、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分にフラットバー10等を介して連結されている。
燃焼ロストル(回転ドラム)22の周面には、着火前の木質ペレット(直径:約6〜8mm、長さ:約10〜20mm)が通過し得る大きさの開口(図示せず)が形成されている。ここで、開口は、回転ドラムの長手方向に延びるスリット状に複数形成されている。
燃焼ロストル22は、略水平中心軸周りに回転可能なパンチングメタル製の回転ドラムからなっており、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端部分にフラットバー10等を介して連結されている。
燃焼ロストル(回転ドラム)22の周面には、着火前の木質ペレット(直径:約6〜8mm、長さ:約10〜20mm)が通過し得る大きさの開口(図示せず)が形成されている。ここで、開口は、回転ドラムの長手方向に延びるスリット状に複数形成されている。
また、本実施形態の燃焼装置19は、燃焼ロストル(回転ドラム)22の前記開口から落下する木質ペレットを受ける多孔質の第2燃焼ロストル24をさらに備えている。第2燃焼ロストル24は、燃焼ロストル22と同じパンチングメタル製であり、上面が開口した略直方体状に形成され、燃焼ロストル22の前後、左右の側方及び下方を囲む形で固設されている。そして、螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)8dの先端は、燃焼室2の内壁面に枢着されている。
尚、第2燃焼ロストル24は、主たる構成部分、すなわち、前後の端面を除く外周面のみがパンチングメタルで構成されていれば十分であり、前後の端面は穴の開いていない平板等で構成されていてもよい。
着火兼送風バーナ11は、その先端が燃焼ロストル22及び第2燃焼ロストル24の方を向くように指向されており、当該着火兼送風バーナ11によって燃焼ロストル22及び第2燃焼ロストル24内の木質ペレットに着火できるようにされている。
尚、第2燃焼ロストル24は、主たる構成部分、すなわち、前後の端面を除く外周面のみがパンチングメタルで構成されていれば十分であり、前後の端面は穴の開いていない平板等で構成されていてもよい。
着火兼送風バーナ11は、その先端が燃焼ロストル22及び第2燃焼ロストル24の方を向くように指向されており、当該着火兼送風バーナ11によって燃焼ロストル22及び第2燃焼ロストル24内の木質ペレットに着火できるようにされている。
(燃焼装置の動作)
次に、本実施形態における燃焼装置の動作について、図1,図5,図6を参照しながら説明する。
次に、本実施形態における燃焼装置の動作について、図1,図5,図6を参照しながら説明する。
木質ペレットが、第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)6の先端部から落下し、付設したセンサの働きで、定量供給ホッパ7に定量貯留されるまでの動作は、上記実施形態1の場合と同じであるため、それらの説明は省略し、図1及び上記実施形態1の説明を援用する。
次いで、ギヤードモータ8aが駆動され、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8が回転駆動して、定量供給ホッパ7に貯留されている木質ペレットが回転ドラム(燃焼ロストル22)内に所定量搬送供給される。このとき、回転ドラム(燃焼ロストル22)も、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8の回転に連動して回転し、回転ドラム(燃焼ロストル22)内の木質ペレットが、スリット状の開口を通して第2燃焼ロストル24内に落下する。そして、ギヤードモータ8aの駆動が一旦停止される。それと同時に、着火兼送風バーナ11が起動し、当該着火兼送風バーナ11からの炎で、第2燃焼ロストル24内の木質ペレットが着火し、燃焼を始める。着火兼送風バーナ11は、第2燃焼ロストル24内の木質ペレットが着火した後は、送風のみを行い、これにより、第2燃焼ロストル24内に空気が送り込まれて、着火後の木質ペレットの燃焼が促進される。
第2燃焼ロストル24内の木質ペレットが燃焼を始めた後、ギヤードモータ8aが再度駆動され、第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)8が回転駆動して、定量供給ホッパ7に貯留されている木質ペレットが回転ドラム(燃焼ロストル22)内に連続して搬送供給される。それと同時に、着火兼送風バーナ11が再度起動し、当該着火兼送風バーナ11からの炎で、回転ドラム(燃焼ロストル22)内の木質ペレットが着火し、燃焼を始める。着火兼送風バーナ11は、回転ドラム(燃焼ロストル22)内の木質ペレットが着火した後は、送風のみを行い、これにより、回転ドラム(燃焼ロストル22)内に空気が送り込まれて、着火後の木質ペレットの燃焼が促進される。また、同時に、自動灰出しロストル13、送風機15、サイクロン集塵機16等も起動する。
ここで、第2燃焼ロストル24内で燃焼している木質ペレットは、回転ドラム(燃焼ロストル22)内に連続して供給される木質ペレットの着火及び燃焼を補助する役割を果たす。そして、これにより、回転ドラム(燃焼ロストル22)内に連続して供給される木質ペレットを、より確実に完全燃焼させることができるので、不完全燃焼に伴う煙の発生を効果的に抑えることが可能となる。
回転ドラム(燃焼ロストル22)内で燃焼中の木質ペレットは、スリット状の開口を通して第2燃焼ロストル24内に落下することがあり、これも、回転ドラム(燃焼ロストル22)内に連続して供給される木質ペレットの着火及び燃焼を補助する役割を果たす。
また、回転ドラム(燃焼ロストル22)内の未着火の木質ペレットも、スリット状の開口を通して第2燃焼ロストル24内に落下することがあり、これは、第2燃焼ロストル24内で燃焼している木質ペレットによって着火し、燃焼を始める。
回転ドラム(燃焼ロストル22)内で燃焼中の木質ペレットは、スリット状の開口を通して第2燃焼ロストル24内に落下することがあり、これも、回転ドラム(燃焼ロストル22)内に連続して供給される木質ペレットの着火及び燃焼を補助する役割を果たす。
また、回転ドラム(燃焼ロストル22)内の未着火の木質ペレットも、スリット状の開口を通して第2燃焼ロストル24内に落下することがあり、これは、第2燃焼ロストル24内で燃焼している木質ペレットによって着火し、燃焼を始める。
木質ペレットが燃焼して生成された燃焼灰が、振るい落とされ、自動灰出しロストル13によって灰溜め12に送られるまでの動作、及び、木質ペレットの燃焼によって発生した燃焼ガスが、燃焼ガス排出ダクト14を通してサイクロン集塵機16内に吸引されて、燃焼灰が分離されるまでの動作は、上記実施形態1の場合と同じであるため、それらの説明は省略し、図1及び上記実施形態1の説明を援用する。
尚、本実施形態においては、燃焼ロストル(回転ドラム)22の周面に、着火前の木質ペレット(固形燃料)が通過し得る開口が形成され、当該開口が、燃焼ロストル(回転ドラム)22の長手方向に延びるスリット状に複数形成されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。開口は、着火前の固形燃料が通過し得る大きさを有していれば足り、特にその形状等は問わない。
また、本実施形態においては、第2燃焼ロストル24が、燃焼ロストル22と同じパンチングメタル製であり、上面が開口した略直方体状に形成されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。第2燃焼ロストルは、回転ドラム(燃焼ロストル22)の開口から落下する固形燃料(木質ペレット)を受ける形状のものであれば足り、例えば、半円筒状のものであってもよい。また、第2燃焼ロストルは、多孔質の部材からなっていれば足り、例えば、エキスパンドメタル又は金網等の部材からなる構成のものであってもよい。
1,19 燃焼装置
2 燃焼室
3 固形燃料搬送部(スクリューコンベア)
4,22 燃焼ロストル
5 木質ペレットホッパ
6 第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)
6a,8a ギヤードモータ
7 定量供給ホッパ
8 第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)
8b 送風筒
8c コンベア筒
8d 螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)
9 コンベア冷却ファン
10 フラットバー
11 着火兼送風バーナ
12,17 灰溜め
12a 灰出し口
13 自動灰出しロストル
14 燃焼ガス排出ダクト
15 送風機
16 サイクロン集塵機
18 逆火防止装置
24 第2燃焼ロストル
2 燃焼室
3 固形燃料搬送部(スクリューコンベア)
4,22 燃焼ロストル
5 木質ペレットホッパ
6 第1固形燃料搬送部(第1スクリューコンベア)
6a,8a ギヤードモータ
7 定量供給ホッパ
8 第2固形燃料搬送部(第2スクリューコンベア)
8b 送風筒
8c コンベア筒
8d 螺旋状の固形燃料送りシャフト(スクリューシャフト)
9 コンベア冷却ファン
10 フラットバー
11 着火兼送風バーナ
12,17 灰溜め
12a 灰出し口
13 自動灰出しロストル
14 燃焼ガス排出ダクト
15 送風機
16 サイクロン集塵機
18 逆火防止装置
24 第2燃焼ロストル
Claims (7)
- 燃焼室と、
固形燃料をその内部に設けられた螺旋状の固形燃料送りシャフトの回転によって前方に押し出して前記燃焼室内に搬送する固形燃料搬送部と、
前記燃焼室内に配置され、前記固形燃料を燃焼させる燃焼ロストルと、
を備えた燃焼装置であって、
前記燃焼ロストルは、略水平中心軸周りに回転可能な多孔質の筒状回転部材からなることを特徴とする燃焼装置。 - 前記筒状回転部材が回転ドラムである、請求項1に記載の燃焼装置。
- 前記固形燃料搬送部が略水平状態で配置され、
前記筒状回転部材が、前記固形燃料搬送部の前記固形燃料送りシャフトに連結されている、請求項1又は2に記載の燃焼装置。 - 前記筒状回転部材の主たる構成部分が、パンチングメタル、エキスパンドメタル又は金網のいずれかで構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃焼装置。
- 前記筒状回転部材の周面に、着火前の前記固形燃料が通過し得る開口が形成され、かつ
前記筒状回転部材の前記開口から落下する前記固形燃料を受ける多孔質の第2燃焼ロストルをさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃焼装置。 - 前記開口が、前記筒状回転部材の長手方向に延びるスリット状に複数形成されている、請求項5に記載の燃焼装置。
- 前記第2燃焼ロストルの主たる構成部分が、パンチングメタル、エキスパンドメタル又は金網のいずれかで構成されている、請求項5又は6に記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020093702A JP2021188818A (ja) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020093702A JP2021188818A (ja) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 燃焼装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021188818A true JP2021188818A (ja) | 2021-12-13 |
Family
ID=78848329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020093702A Pending JP2021188818A (ja) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021188818A (ja) |
-
2020
- 2020-05-28 JP JP2020093702A patent/JP2021188818A/ja active Pending
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