JP2023112603A - combustion furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼炉に関する。 The present invention relates to combustion furnaces.
燃焼処理物を焼却するための燃焼炉では、ダイオキシン等の有害物質を熱分解するために800℃以上の高温に設定され高温焼却炉が利用されるが、温焼却炉では燃焼室の温度を高く保つために多くの燃料が必要となりランニングコストが高い。また、水分を含む燃焼処理物を燃焼させると、燃焼温度が低下して有害物質が発生する虞があった。 In combustion furnaces for incinerating materials to be incinerated, high-temperature incinerators set at a high temperature of 800°C or higher are used in order to thermally decompose harmful substances such as dioxins. A large amount of fuel is required to maintain it, and the running cost is high. In addition, there is a risk that the combustion temperature will drop and harmful substances will be generated if the combustion material containing moisture is burned.
特許文献1の焼却炉では、800℃以下の低温であっても触媒によって有害物質を無害化している。触媒は高温の排気によって劣化するため、排気を触媒通過前に冷却することにより触媒の長寿命化を図ることができる。低温焼却であれば燃料使用量を抑えることができるため、ランニングコストの低減化が期待される。
In the incinerator of
特許文献2の焼却炉では、燃焼後の燃焼ガスを燃焼ガス処理装置に送り水分を除去するとともに通路部を通過することによってセラミックで煙、におい、又はその両方を除去することができる。通路部は、複数の孔が形成された板状部材であるセラミックが複数積層されていて、当該板状部材の孔を燃焼後の燃焼ガスが通過する。
In the incinerator of
しかしながら、特許文献1又は特許文献2に記載の燃焼炉では、焼却対象物の種類によっては多量の煙が発生するため高温焼却を行う必要がある。高温焼却では燃焼のための燃料が多く必要となり、ランニングコストが嵩んでしまう。低温焼却を行った場合は、焼却対象物が不完全燃焼のまま焼却残渣として残るとともに、燃焼ガスから有害物質を除去のためのアフターバーナーやフィルタ装置等が必要となり導入コストが高くなってしまう。
However, in the combustion furnace described in
燃焼ガスに含まれるダイオキシンを熱分解するためには、炉内の温度を800℃以上として滞留時間が2秒以上となることが望ましい。燃焼室内の温度を800℃以上に保つために燃料を供給してバーナーによって高温状態を維持することが行われているが、低コストで高温状態を維持することが可能な焼却炉が求められていた。 In order to thermally decompose the dioxin contained in the combustion gas, it is desirable that the temperature in the furnace is 800° C. or higher and the residence time is 2 seconds or longer. In order to keep the temperature in the combustion chamber at 800°C or higher, fuel is supplied and a burner is used to maintain the high temperature state, but there is a demand for an incinerator that can maintain the high temperature state at low cost. Ta.
そこで本発明は、燃焼処理物の高温焼却が可能であって有害物質の発生を抑制することができる焼却炉を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an incinerator capable of incinerating materials to be incinerated at a high temperature and capable of suppressing the generation of harmful substances.
上記課題を解決するために第1の本発明は、内側に燃焼室を備える筐体と、空気通路を通って前記燃焼室に燃焼用空気を送る送風機と、前記空気通路に配置され、磁石が設置された磁気通路と、前記燃焼室に設置され、前記燃焼用空気を供給する吹出部と、を有し、前記吹出部は、支持軸と、前記支持軸に回転可能に設けられ前記燃焼用空気が吹き出す回転部と、を有し、前記燃焼用空気は、前記磁石が設置された前記空気通路を通過し、前記回転部から前記燃焼室に供給され、前記燃焼用空気が吹き出す推力によって、前記回転部が前記支持軸に対して回転することを特徴とする燃焼炉を提供している。 In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention is a housing having a combustion chamber inside, a blower for sending combustion air to the combustion chamber through an air passage, and a magnet disposed in the air passage. and a blow-out portion installed in the combustion chamber for supplying the combustion air, the blow-out portion being rotatably provided on the support shaft and the combustion chamber. a rotating part that blows out air, the combustion air passes through the air passage in which the magnet is installed, is supplied from the rotating part to the combustion chamber, and the thrust of the combustion air blows out, A combustion furnace is provided, wherein the rotating portion rotates with respect to the support shaft.
第2の発明は、第1の発明の燃焼炉であって、前記燃焼室には燃焼後の空気が排出される排気口が設けられ、前記吹出部は、前記支持軸の径方向外方に前記燃焼用空気が吹き出す第1押さえ部をさらに有し、前記第1押さえ部は、前記支持軸において前記回転部よりも前記排気口に近い位置に設置され、前記支持軸に直交する平面において前記回転部側に傾斜する方向に前記燃焼用空気を吹き出すことを特徴としている。 A second invention is the combustion furnace according to the first invention, wherein the combustion chamber is provided with an exhaust port through which air after combustion is discharged, and the blow-out portion extends radially outward of the support shaft. A first pressing portion for blowing out the combustion air is further provided, and the first pressing portion is installed on the support shaft at a position closer to the exhaust port than the rotating portion, and the first pressing portion is installed on the support shaft at a position perpendicular to the support shaft. It is characterized in that the combustion air is blown out in a direction inclined toward the rotating part.
第3の発明では、第2の発明の燃焼炉であって、前記吹出部は、前記支持軸の径方向外方に前記燃焼用空気が吹き出す第2押さえ部をさらに有し、前記第2押さえ部は、前記支持軸において前記第1押さえ部よりも前記排気口に近い位置に設置され、前記支持軸に直交する平面において前記回転部側に傾斜する方向に前記燃焼用空気を吹き出すことを特徴としている。 In a third aspect of the invention, in the combustion furnace of the second aspect, the blow-out portion further includes a second pressing portion for blowing the combustion air radially outward of the support shaft, and the second pressing portion The unit is installed at a position closer to the exhaust port than the first pressing unit on the support shaft, and blows out the combustion air in a direction inclined toward the rotating unit on a plane orthogonal to the support shaft. and
第4の発明は、第1の発明から第3の発明のいずれかの燃焼炉であって、前記磁気通路は、前記磁石を保持する第1ベースと、前記第1ベースと所定距離離間し前記磁石を保持する第2ベースと、が前記空気通路に設置され、前記燃焼用空気は前記第1ベースと前記第2ベースとの間の通路を通過することを特徴としている。 A fourth invention is the combustion furnace according to any one of the first invention to the third invention, wherein the magnetic passage comprises a first base that holds the magnet, and a first base that is spaced apart from the first base by a predetermined distance. A second base for holding a magnet is mounted in the air passage, and the combustion air passes through the passage between the first base and the second base.
第5の発明は、第1の発明から第3の発明のいずれかの燃焼炉であって、前記磁気通路は二重管構造であって、外管と、内管と、を有し、前記内管にはスパイラル状に壁が設けられ、前記外管には前記磁石が設けられ、前記燃焼用空気は前記内管と前記外管との間の溝を通過することを特徴としている。 A fifth invention is the combustion furnace according to any one of the first invention to the third invention, wherein the magnetic passage has a double-tube structure, has an outer tube and an inner tube, and The inner tube is provided with a spiral wall, the outer tube is provided with the magnet, and the combustion air passes through a groove between the inner tube and the outer tube.
第6の発明は、第1の発明から第5の発明のいずれかの燃焼炉であって、前記送風機の吸気側又は排気側のいずれか一方には、セラミック材が収納されたイオン部が設けられ、前記燃焼用空気は、前記イオン部を通過して前記送風機により前記燃焼室に供給されることを特徴としている。 A sixth invention is the combustion furnace according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein an ion section containing a ceramic material is provided on either the intake side or the exhaust side of the blower. and the combustion air passes through the ion section and is supplied to the combustion chamber by the blower.
第1の発明によると、燃焼用空気が回転部によって回転しながら供給されることにより、筐体内に支持軸を中心とした回転気流が発生する。この回転気流によって、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。また、燃焼処理物自身が高温で燃焼するため、温度を維持するための追加の燃料投下が不要となり、ランニングコストを低減できる。さらに、燃焼用空気が吹き出す推力によって回転部が回転するため、回転部を回転させるための装置が不要となりコスト低減を図ることができる。また、燃焼用空気が磁気通路を通過して筐体に供給されるため、磁気通路通過の際に磁石によって磁気通路通過時の空気の流れが湾曲する。これにより、燃焼用空気の流れが不安定な状態で筐体内に供給されるため、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。 According to the first invention, the combustion air is supplied while being rotated by the rotating portion, thereby generating a rotating airflow around the support shaft in the housing. This rotating airflow can improve the combustion efficiency of the combustion chamber and can completely burn the combusted material at a high temperature, thereby suppressing the generation of harmful substances and combustion residue. In addition, since the combusted material itself burns at a high temperature, there is no need to supply additional fuel to maintain the temperature, and running costs can be reduced. Furthermore, since the rotating part is rotated by the thrust of the combustion air, a device for rotating the rotating part is not required, and cost can be reduced. Further, since the combustion air passes through the magnetic passage and is supplied to the housing, the flow of the air when passing through the magnetic passage is curved by the magnet when passing through the magnetic passage. As a result, the flow of combustion air is supplied into the housing in an unstable state, so that the combustion efficiency of the combustion chamber can be improved and the combusted material can be completely burned at a high temperature, resulting in the generation and combustion of harmful substances. Residue can be suppressed.
第2の発明によると、第1押さえ部は支持軸に直交する平面において回転部側に傾斜する方向に燃焼用空気を吹き出すため、回転部によって発生した回転気流が排気口へ流出することを抑制し、燃焼用空気を長い時間燃焼室内に留まらせる。これにより、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。 According to the second aspect of the invention, since the first pressing portion blows out the combustion air in a direction inclined toward the rotating portion on the plane perpendicular to the support shaft, the rotating airflow generated by the rotating portion is suppressed from flowing out to the exhaust port. and keep the combustion air in the combustion chamber for a long time. As a result, the combustion efficiency of the combustion chamber can be improved, and the material to be burned can be completely burned at a high temperature, and the generation of harmful substances and combustion residue can be suppressed.
第3の発明によると、第2押さえ部は支持軸に直交する平面において回転部側に傾斜する方向に燃焼用空気を吹き出すため、第1押さえ部と第2押さえ部とにより回転部によって発生した回転気流が排気口へ流出することを抑制し、燃焼用空気を長い時間燃焼室内に留まらせる。これにより、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。 According to the third invention, since the second pressing portion blows out the combustion air in a direction inclined toward the rotating portion on the plane orthogonal to the support shaft, the pressure generated by the rotating portion is generated by the first pressing portion and the second pressing portion. To keep combustion air in a combustion chamber for a long time by suppressing rotation airflow from flowing out to an exhaust port. As a result, the combustion efficiency of the combustion chamber can be improved, and the material to be burned can be completely burned at a high temperature, and the generation of harmful substances and combustion residue can be suppressed.
第4の発明によると、燃焼用空気は磁石を保持する第1ベースと第2ベースとの間の通路を通過するため、通路通過の際に磁石によって空気の流れが湾曲する。これにより、燃焼用空気の流れが不安定な状態で筐体内に供給されるため、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。 According to the fourth invention, since the combustion air passes through the passage between the first base and the second base holding the magnet, the flow of air is curved by the magnet when passing through the passage. As a result, the flow of combustion air is supplied into the housing in an unstable state, so that the combustion efficiency of the combustion chamber can be improved and the combusted material can be completely burned at a high temperature, resulting in the generation and combustion of harmful substances. Residue can be suppressed.
第5の発明によると、燃焼用空気は磁石を保持する外管とスパイラル状の壁が設けられた内管との間の溝を通過するため、溝通過の際に磁石によって空気の流れが湾曲する。これにより、燃焼用空気の流れが不安定な状態で筐体内に供給されるため、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。 According to the fifth invention, since the combustion air passes through the groove between the outer tube holding the magnet and the inner tube provided with the spiral wall, the air flow is curved by the magnet when passing through the groove. do. As a result, the flow of combustion air is supplied into the housing in an unstable state, so that the combustion efficiency of the combustion chamber can be improved and the combusted material can be completely burned at a high temperature, resulting in the generation and combustion of harmful substances. Residue can be suppressed.
第6の発明によると、送風機の吸気側又は排気側のいずれか一方にはセラミック材が収納されたイオン部が設けられているため、燃焼用空気に各種イオンを含有させた状態で筐体に供給することができる。これにより、燃焼室の燃焼効率を向上させるとともに燃焼処理物を高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。 According to the sixth aspect of the invention, since the ion section containing a ceramic material is provided on either the intake side or the exhaust side of the blower, the combustion air containing various ions is stored in the housing. can supply. As a result, the combustion efficiency of the combustion chamber can be improved, and the material to be burned can be completely burned at a high temperature, and the generation of harmful substances and combustion residue can be suppressed.
本発明によれば、燃焼処理物の高温焼却が可能であって有害物質の発生を抑制することができる焼却炉を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an incinerator capable of high-temperature incineration of materials to be incinerated and capable of suppressing the generation of harmful substances.
本発明の実施の形態による燃焼炉1を、図1から図9に基づき説明する。図中に示すように、上下左右方向を定義する。燃焼炉1は、筐体2と、送風機3と、イオン部4と、第1磁気通路5と、第2磁気通路6と、制御パネル7と、空気通路8と、を有している。燃焼炉1では、イオン部4を介して送風機3が取り込んだ燃焼用空気Aが、空気通路8に設置された第1磁気通路5及び第1磁気通路5を通過して筐体2に供給される。燃焼炉1は、燃焼のための燃料をほとんど使用することなく、燃焼処理物を1000℃以上の高温で処理することができる。本実施の形態の燃焼炉1では、バイオマス発電によって副産物として発生する不純物を多く含んだ木タールFを燃焼処理物とするが、これに限定されず任意の廃棄物又は処理物を有害物質の発生を抑えて燃焼させることができる。
A
筐体2は、所定の肉厚を有する略円筒形状の耐熱セラミックセメントで構成されていて上に排気口2aが形成され、図2に示すように、内部に燃焼室20が規定されている。筐体2の下部には、燃焼室20で燃焼した燃焼残渣を排出するための排出部20Aが設けられていて、排出部20Aの扉を開けることにより燃焼室20内にアクセスできる。筐体2の上部は開放されているが、燃焼によって発生する熱を回収してボイラーによって蒸気タービンを運転することで発電を行ってもよい。
The
燃焼室20の中央には、上下方向に延び送風機3からの燃焼用空気Aを噴出する吹出部21が設けられている。吹出部21は、支持軸22と、回転部23と、第1吹出口24と、第2吹出口25と、を備えている。吹出部21の各部材は、ニッケル基やコバルト基の耐熱合金で構成されているが、各部材の内部を燃焼用空気Aが流れることにより冷却されるため、焼却熱による劣化を抑制することができる。第1吹出口24は本発明の第1押さえ部の一例であり、第2吹出口25は本発明の第2押さえ部の一例である。
At the center of the
支持軸22は、上下方向に延びる略円筒形状の軸であって、送風機3によってイオン部4、第1磁気通路5、及び第2磁気通路6を通過した燃焼用空気Aが供給される。図3に示すように、支持軸22の内部には軸通路22Aが規定されている。
The
回転部23は、支持軸22の下部に配置され、支持軸22の円周方向に回転可能である。回転部23は、円筒形である支持軸22の略接線方向に燃焼用空気Aを排出する第1噴出口23Aと、支持軸22の中心に対して第1噴出口23Aと略対称に設けられた第2噴出口23Bと、を備えている。回転部23に送風機3からの燃焼用空気Aが供給されると、推力によって上方から見て半時計回りに回転部23が回転する。回転部23が燃焼用空気Aを噴出しながら支持軸22を中心に回転することにより、図2に示すように、燃焼室20に回転部23の上方に反時計回りの回転上昇気流Uが発生する。なお、回転部23の回転方向は、時計回りであってもよい。効率的に燃焼処理物の燃焼を行うために地球の自転の影響を勘案すると、北半球では反時計回りであって、南半球では時計回りであることが望ましい。
The rotating
第1吹出口24は、回転部23の上方に設けられていて、図4に示すように、略パイプ形状の両端から支持軸22の径方向外方に向けて燃焼用空気Aが吹き出される。このとき、図2に示すように、燃焼用空気Aは、下方斜め45°となるように第1吹出口24から噴出される。換言すると、第1吹出口24から吹き出される燃焼用空気Aは、図2に一点鎖線で示す支持軸22に直交する平面24Pに対して、排気口2a側ではなく回転部23側に傾斜する方向に吹き出される。第1吹出口24の噴射角度は、下方斜め45°に限定されず、水平方向から下方に傾斜した方向、つまり排気口2aから離間する方向であれば良い。
The
第2吹出口25は第1吹出口24と略同一形状であって、第1吹出口24の上方に設けられている。第2吹出口25は、第1吹出口24と直交する方向に延びる略パイプ形状であって、両端から支持軸22の径方向外方に向けて燃焼用空気Aが噴出される。このとき、図2に示すように、燃焼用空気Aは、下方斜め45°となるように第2吹出口25から噴出される。換言すると、第2吹出口25から吹き出される燃焼用空気Aは、図2に一点鎖線で示す支持軸22に直交する平面25Pに対して、排気口2a側ではなく回転部23側に傾斜する方向に吹き出される。第2吹出口25の噴射角度は、下方斜め45°に限定されず、水平方向から下方に傾斜した方向、つまり排気口2aから離間する方向であれば良い。
The
筐体2の底面であって回転部23の近傍には、バーナー26が設けられている。バーナー26は、燃焼炉1の運転開始時の着火のために設けられていて、燃焼処理物の種類によっては運転開始から所定時間経過後に停止させてもよい。これにより、バーナー26によって使用される燃料を削減し、低コストでの燃焼炉1の運転が可能となる。
A
筐体2の下部側壁には、燃焼室20に燃焼処理物である木タールFを供給するノズル27が設けられている。ノズル27は、図示せぬ燃料タンクに接続されていて、圧送ポンプ及び電磁弁28によって一定時間毎に木タールFが燃焼室20内に噴霧される。燃料タンクにはヒータが設置されていて、供給される木タールFは60℃まで温められている。本実施の形態では、燃焼処理物が粘性を有する液体であったためノズル27による噴霧で燃焼室20への供給を行ったが、燃焼処理物が固形物である場合には、コンベヤ等によって排気口2aから供給してもよい。
A lower side wall of the
筐体2の側壁には、制御パネル7に電気的に接続された温度センサ29が設けられていて、燃焼室20内の燃焼温度を表示している。温度センサ29によって検出された温度に基づいて、電磁弁28を制御して木タールFの供給量を調整してもよい。
A
送風機3は、真空ブロワであって筐体2に燃焼用空気Aを供給するために用いられる。本実施の形態の真空ブロワの真空圧は、20kPaに設定したが、燃焼炉1の規模、木タールFの投入量、また筐体2の形状等に応じて任意の値を設定することができる。
The
イオン部4は、図5に示すように、外筒41と、内筒42と、セラミックボール43と、から構成される。イオン部4では、内筒42に多数のセラミックボール43が封入され外筒41に固定される。イオン部4は、送風機3の吸気口に配置されていて、送風機3によって吸引される空気は外筒41と内筒42との隙間及びセラミックボール43の隙間を通過する。内筒42に封入される素材は、セラミックボール43に限らず、セラミック素材であれば形状は限定されない。セラミックボール43は、本発明のセラミック材の一例である。イオン部4は、送風機3の吸気側に配置されているが、排気側に配置されていてもよく、両方に配置されていてもよい。
The
セラミックボール43の成分は特に限定されず、各種酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物及びその他の化合物等が挙げられる。例えば、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、溶融シリカ、非溶融シリカ、スピネル、コージェライト、フォルステライト、ジルコン及びムライトなどセラミック成分、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化カルシウム、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タングステン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン、ホウ化タングステン、チタン酸アルミニウム及びチタン酸ジルコン酸アルミニウム等のセラミック成分が挙げられる。これらは単独で含有されてもよく、2種以上が含有されてもよい。2種以上が含有される場合とは、例えば、カオリナイト、ハロイサイト、スメクタイト、パイロフィライト、セリサイト及びタルク等の各種粘土鉱物のうちの少なくとも1種を主成分とする粘土、並びに、これらの粘土を原料とするシャモットを焼成して得られた耐火セラミック等が挙げられる。
A component of the
ここで言う「主成分とする」とは、セラミックボール43を100質量%とした場合に、上記所定のセラミック成分であって1種の場合は単独、2種以上の場合は合計を50質量%以上含有することを意味する。つまり、1種類の場合には所定のセラミック成分が100質量%となる。この含有量は、所定のセラミック成分が1種のみ含有される場合には、このセラミック成分の含有量であり、所定のセラミック成分が2種以上含有される場合には、これらのセラミック成分の合計含有量である。
Here, "mainly composed" means that the above-mentioned predetermined ceramic component is singular in the case of one kind, and the total is 50% by mass in the case of two or more kinds, when the
セラミックボール43は、浸食性を向上させるために各種の処理を施したものを用いてもよい。各種の処理とは、例えば、耐食性を向上させる各種の処理が挙げられる。即ち、コーティングにより形成された耐食層(ジルコニア質コート層、カルシア質コート層等)、含浸形成された耐食層(基材表面部にジルコニア、カルシア等が定着された層)などが挙げられる。含浸形成された耐食層とは、Ca等(Zr、Mgなど)の金属元素を含有する水溶性有機金属化合物(酢酸カルシウム等)の水溶液に基材を浸漬して基材に水溶液を含浸させた後、加熱して金属酸化物を基材の表面部に定着させた層や、同様にアルミナゾルに浸漬して基材にアルミナゾルを含浸させた後、加熱してアルミナを基材の表面部に定着させた層などである。セラミックボール43は、キャスタブル材及び天然材のいずれであってもよい。また、キャスタブル材である場合には、セメントのみからなるものであってもよく、セラミック繊維及び/又はセラミックフィラー等を含有するものであってもよい。なお、セラミックボール43の気孔率は、送風機3の吸込口における抵抗に応じて任意に設定することができる。
The
セラミックボール43は、1つのセラミックボール43のイオン測定器によって測定される値が500[個/cc]以上であればよく、1000[個/cc]以上であることがより好ましい。イオン部4が送風機3の吸込口に設置されているため、空気がセラミックボール43の隙間を通過することにより燃焼用空気Aに多くのマイナスイオン等の各種イオンが含有される。
The
第1磁気通路5は、図2に示すように、送風機3と筐体2との間の流路に設置される。第1磁気通路5は、図6に示すように、第1ベース51と、第2ベース52と、磁石53と、を有している。第1ベース51及び第2ベース52は、ステンレス鋼で構成される。第1ベース51は、第2ベース52と通路Hを隔てて離間しており、複数の磁石53を内蔵している。第1ベース51と第2ベース52の合計で磁石53の磁束密度は14万ガウスであるが、送風機3の能力及び燃焼炉1の規模に応じて任意の磁束密度を設定することができる。磁石53には、希土類元素を利用したネオジム磁石、又はサマリウムコバルト磁石等の永久磁石を用いてもよい。本実施の形態では、通路Hの幅が6mmであって第1ベース51の幅を70mmとしたが、これに限定されない。送風機3から排出された燃焼用空気Aは、第1磁気通路5の通路Hで絞られるため圧力及び温度が上昇する。
The first
磁石53は、図7に示すように、第1ベース51と第2ベース52とで通路Hを挟んで対応する位置に設けられていて、S極とN極とを所定の順序で配列する。SS又はNNで通路Hを挟んで対向させることによる反発作用、及びSNで通路Hを挟んで対向させることによる吸引作用を利用して、通路Hを流れる空気を一定方向に湾曲させる。強力な磁石53の磁場により、空気は一種の磁性流体のように振る舞うため、磁石53に引き付けられる。これは、空気に含まれる酸素が例外的に大きな磁化率(常磁性)を有していることに起因する。燃焼用空気Aは、通路H内を第1ベース51に近接した後、第2ベース52に近接し、再び第1ベース51に近接し、第2ベース52に近接するようなジグザグ形状で第1磁気通路5を通過する。磁石53の極の配置は、燃焼室20の燃焼状態が最適となるように設定する。
As shown in FIG. 7, the
第2磁気通路6は、図2に示すように、第1磁気通路5と筐体2との間の空気通路8に設置される。第2磁気通路6は、図8に示すように、外殻61と、スクリュー62と、マグネット63と、を備えている。外殻61は所定の肉厚を有しており、内部に複数のマグネット63が配置される。燃焼用空気Aは、スクリュー62の溝62aに沿って第2磁気通路6内を流れる。外殻61は本発明の外管の一例であって、スクリュー62は本発明の内管の一例である。
A second
マグネット63は、スクリュー62の円周方向において180°隔てた位置に2か所設置され、第2磁気通路6全体で8万ガウスの磁束密度を有する。マグネット63は、磁石53と同様に、SS又はNNで通路Hを挟んで対向させることによる反発作用、及びSNで通路Hを挟んで対向させることによる吸引作用を利用して、溝62aを流れる空気を一定方向に湾曲させる。詳細には、溝62a内において燃焼用空気Aが旋回するように流れる。本実施の形態では、マグネット63の極の配列を予め設定された配列とすることにより、効率的に溝62aを流れる空気を攪拌することができる。
The
制御パネル7には図示せぬ制御部が設けられていて、筐体2への木タールFの供給、及びバーナー26の点火及び消火を制御しており、温度センサ29の検出結果がパネル71に表示される。制御パネル7には、送風機3の起動・停止を行うレバー72と、送風機3運転時に点灯するパイロットランプ73と、が設けられている。
The
次に、図9を参照して燃焼炉1の動作フローを説明する。燃焼炉1を運転する際は、作業者は制御パネル7の電源を投入し、レバー72を操作して送風機3を起動する(S1)。これにより、回転部23が支持軸22を中心に反時計回りに回転するとともに、第1吹出口24及び第2吹出口25から斜め下方に向けて燃焼用空気Aが噴出される。送風機3が起動してから所定時間経過後、自動的にバーナー26が点火する(S2)。
Next, the operational flow of the
バーナー26が点火してから所定時間が経過した後、木タールFを供給するための圧送ポンプが稼働し、電磁弁28が開いて筐体2に燃料が供給される(S3)。木タールFはノズル27から噴霧されるため、バーナー26の炎によって点火し燃焼する。このとき、筐体2に投入された木タールFは、燃焼しながら回転部23によって発生する反時計回りの回転上昇気流Uによって上方に上るとともに第1吹出口24及び第2吹出口25から斜め下方に噴出される燃焼用空気Aによって下方に押し下げられるため、筐体2内に燃焼用空気Aが長い時間滞在するとともに部分的に乱気流が発生して温度センサ29によって検出される筐体2内の温度が1500℃以上、最大で1800℃に達する。
After a predetermined time has passed since the
制御パネル7はタイマーを備えていて、電磁弁28を開いてから一定時間が経過した後、再び電磁弁28を開いて筐体2に木タールFを供給する(S4:YES)。電磁弁28を開いてから一定時間が経過していない場合は(S4:NO)、レバー72によって送風機3の停止が操作されたか否かを判断する。レバー72によって送風機3が停止された場合は(S5:YES)、圧送ポンプを停止して木タールFの供給を止める(S6)。圧送ポンプの停止から所定時間経過し、筐体2内の木タールFが完全に燃焼したらバーナー26及び送風機3を停止する(S7、S8)。
The
このような構成によると、燃焼用空気Aが回転部23によって回転しながら供給されることにより、筐体2内に支持軸22を中心とした回転上昇気流Uが発生する。この回転上昇気流Uによって、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。また、木タールF自身が高温で燃焼するため、温度を維持するための追加の燃料投下が不要となり、ランニングコストを低減できる。さらに、燃焼用空気Aが第1磁気通路5及び第2磁気通路6を通過して筐体2に供給されるため、通過の際に磁石53及びマグネット63によって空気の流れが湾曲する。これにより、燃焼用空気Aの流れが不安定な状態で筐体2内に供給されるため、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。
According to such a configuration, the combustion air A is supplied while being rotated by the rotating
このような構成によると、第1吹出口24は支持軸22に直交する平面24Pにおいて回転部23側に傾斜する方向に燃焼用空気Aを吹き出すため、回転部23によって発生した回転上昇気流Uが排気口2aへ流出することを抑制し、燃焼用空気Aを長い時間燃焼室20内に留まらせる。これにより、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。
According to such a configuration, since the
このような構成によると、第2吹出口25は支持軸22に直交する平面25Pにおいて回転部23側に傾斜する方向に燃焼用空気Aを吹き出すため、第1吹出口24と第2吹出口25とにより回転部23によって発生した回転上昇気流Uが排気口2aへ流出することを抑制し、燃焼用空気Aを長い時間燃焼室20内に留まらせる。これにより、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。
According to such a configuration, since the
このような構成によると、燃焼用空気Aは磁石53を保持する第1ベース51と第2ベース52との間の通路Hを通過するため、通路H通過の際に磁石53によって第1磁気通路5通過時の空気の流れが湾曲する。これにより、燃焼用空気Aの流れが不安定な状態で筐体2内に供給されるため、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。
According to such a configuration, the combustion air A passes through the passage H between the
このような構成によると、燃焼用空気Aはマグネット63を保持する外殻61とスパイラル状の壁が設けられたスクリュー62との間の溝62aを通過するため、第2磁気通路6通過の際にマグネット63によって空気の流れが湾曲する。これにより、燃焼用空気Aの流れが不安定な状態で筐体2内に供給されるため、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。
According to such a configuration, the combustion air A passes through the
このような構成によると、送風機3の吸気側にはセラミックボール43が収納されたイオン部4が設けられているため、燃焼用空気Aに各種イオンを含有させた状態で燃焼室20に供給することができる。これにより、燃焼室20の燃焼効率を向上させるとともに木タールFを高温で完全燃焼させることができ、有害物質の発生及び燃焼残渣を抑制することができる。
According to such a configuration, since the
本発明による燃焼炉は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。 The combustion furnace according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims.
本発明の燃焼炉は、燃焼処理物を完全燃焼させ有害物質の排出を抑えるための燃焼炉として利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The combustion furnace of the present invention can be used as a combustion furnace for completely burning materials to be burned and suppressing emission of harmful substances.
1 燃焼炉
2 筐体
3 送風機
4 イオン部
5 第1磁気通路
6 第2磁気通路
7 制御パネル
8 空気通路
20 燃焼室
21 吹出部
22 支持軸
23 回転部
24 第1吹出口
25 第2吹出口
41 外筒
42 内筒
43 セラミックボール
51 第1ベース
52 第2ベース
53 磁石
61 外殻
62 スクリュー
63 マグネット
1
上記課題を解決するために第1の本発明は、内側に燃焼室を備える筐体と、空気通路を通って前記燃焼室に燃焼用空気を送る送風機と、前記空気通路に配置され、磁石が設置された磁気通路と、前記燃焼室に設置され、前記燃焼用空気を供給する吹出部と、を有し、前記吹出部は、支持軸と、前記支持軸に回転可能に設けられ前記燃焼用空気が吹き出す回転部と、を有し、前記燃焼用空気は、前記磁石が設置された前記磁気通路を通過し、前記回転部から前記燃焼室に供給され、前記燃焼用空気が吹き出す推力によって、前記回転部が前記支持軸に対して回転し、前記燃焼室には燃焼後の空気が排出される排気口が設けられ、前記吹出部は、前記支持軸の径方向外方に前記燃焼用空気が吹き出す第1押さえ部をさらに有し、前記第1押さえ部は、前記支持軸において前記回転部よりも前記排気口に近い位置に設置され、前記支持軸に直交する平面において前記回転部側に傾斜する方向に前記燃焼用空気を吹き出すことを特徴とする燃焼炉を提供している。 In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention is a housing having a combustion chamber inside, a blower for sending combustion air to the combustion chamber through an air passage, and a magnet disposed in the air passage. and a blow-out portion installed in the combustion chamber for supplying the combustion air, the blow-out portion being rotatably provided on the support shaft and the combustion chamber. a rotating part that blows out air, the combustion air passes through the magnetic passage in which the magnet is installed, is supplied from the rotating part to the combustion chamber, and the thrust of the combustion air blows out, The rotating portion rotates with respect to the support shaft, and the combustion chamber is provided with an exhaust port for discharging air after combustion. further includes a first pressing portion that blows out, wherein the first pressing portion is installed at a position closer to the exhaust port than the rotating portion on the support shaft, and is on the rotating portion side in a plane orthogonal to the support shaft The combustion furnace is characterized in that the combustion air is blown in an inclined direction .
第2の発明では、第1の発明の燃焼炉であって、前記吹出部は、前記支持軸の径方向外方に前記燃焼用空気が吹き出す第2押さえ部をさらに有し、前記第2押さえ部は、前記支持軸において前記第1押さえ部よりも前記排気口に近い位置に設置され、前記支持軸に直交する平面において前記回転部側に傾斜する方向に前記燃焼用空気を吹き出すことを特徴としている。 In a second aspect of the invention , in the combustion furnace of the first aspect , the blow-out portion further includes a second pressing portion for blowing the combustion air radially outward of the support shaft, and the second pressing portion The unit is installed at a position closer to the exhaust port than the first pressing unit on the support shaft, and blows out the combustion air in a direction inclined toward the rotating unit on a plane orthogonal to the support shaft. and
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の燃焼炉であって、前記磁気通路は、前記磁石を保持する第1ベースと、前記第1ベースと所定距離離間し前記磁石を保持する第2ベースと、が前記空気通路に設置され、前記燃焼用空気は前記第1ベースと前記第2ベースとの間の通路を通過することを特徴としている。 A third invention is the combustion furnace according to the first invention or the second invention , wherein the magnetic path includes a first base that holds the magnet, and a first base that is separated from the first base by a predetermined distance to hold the magnet. and a second base are installed in the air passage, and the combustion air passes through the passage between the first base and the second base.
第4の発明は、第1の発明又は第2の発明の燃焼炉であって、前記磁気通路は二重管構造であって、外管と、内管と、を有し、前記内管にはスパイラル状に壁が設けられ、前記外管には前記磁石が設けられ、前記燃焼用空気は前記内管と前記外管との間の溝を通過することを特徴としている。 A fourth invention is the combustion furnace according to the first invention or the second invention , wherein the magnetic passage has a double-tube structure and has an outer tube and an inner tube, and the inner tube has is provided with a spiral wall, the outer tube is provided with the magnet, and the combustion air passes through a groove between the inner tube and the outer tube.
第5の発明は、内側に燃焼室を備える筐体と、空気通路を通って前記燃焼室に燃焼用空気を送る送風機と、前記空気通路に配置され、磁石を備える磁気通路と、前記燃焼室に設置され、前記燃焼用空気を供給する吹出部と、を有し、前記吹出部は、支持軸と、前記支持軸に回転可能に設けられ前記燃焼用空気が吹き出す回転部と、し、前記燃焼用空気は、前記磁石が設置された前記磁気通路を通過し、前記回転部から前記燃焼室に供給され、前記燃焼用空気が吹き出す推力によって、前記回転部が前記支持軸に対して回転し、前記送風機の吸気側又は排気側のいずれか一方には、セラミック材が収納されたイオン部が設けられ、前記燃焼用空気は、前記イオン部を通過して前記送風機により前記燃焼室に供給される燃焼炉を提供している。 A fifth aspect of the present invention is a housing having a combustion chamber inside, a blower for sending combustion air to the combustion chamber through an air passage, a magnetic passage provided in the air passage and having a magnet, and the combustion chamber. a blowout portion installed in the air outlet for supplying the combustion air; the blowout portion includes a support shaft; Combustion air passes through the magnetic passage in which the magnet is installed, is supplied from the rotating part to the combustion chamber, and the rotating part rotates with respect to the support shaft by the thrust of the combustion air. An ion section containing a ceramic material is provided on either the intake side or the exhaust side of the blower, and the combustion air passes through the ion section and is supplied to the combustion chamber by the blower . We provide a combustion furnace that
Claims (6)
空気通路を通って前記燃焼室に燃焼用空気を送る送風機と、
前記空気通路に配置され、磁石を備える磁気通路と、
前記燃焼室に設置され、前記燃焼用空気を供給する吹出部と、を有し、
前記吹出部は、支持軸と、前記支持軸に回転可能に設けられ前記燃焼用空気が吹き出す回転部と、を有し、
前記燃焼用空気は、前記磁石が設置された前記空気通路を通過し、前記回転部から前記燃焼室に供給され、
前記燃焼用空気が吹き出す推力によって、前記回転部が前記支持軸に対して回転することを特徴とする燃焼炉。 a housing having a combustion chamber inside;
a blower for sending combustion air to the combustion chamber through an air passage;
a magnetic passage disposed in the air passage and comprising a magnet;
a blowout portion installed in the combustion chamber for supplying the combustion air;
The blowout part has a support shaft and a rotating part rotatably provided on the support shaft from which the combustion air is blown out,
The combustion air passes through the air passage in which the magnet is installed and is supplied from the rotating part to the combustion chamber,
A combustion furnace, wherein the rotating portion is rotated with respect to the support shaft by the thrust of the combustion air.
前記吹出部は、前記支持軸の径方向外方に前記燃焼用空気が吹き出す第1押さえ部をさらに有し、
前記第1押さえ部は、前記支持軸において前記回転部よりも前記排気口に近い位置に設置され、前記支持軸に直交する平面において前記回転部側に傾斜する方向に前記燃焼用空気を吹き出すことを特徴とする請求項1に記載の燃焼炉。 The combustion chamber is provided with an exhaust port through which air after combustion is discharged,
The blowout portion further includes a first holding portion for blowing the combustion air radially outward of the support shaft,
The first pressing portion is installed on the support shaft at a position closer to the exhaust port than the rotating portion, and blows out the combustion air in a direction inclined toward the rotating portion on a plane perpendicular to the support shaft. 2. The combustion furnace of claim 1, characterized by:
前記第2押さえ部は、前記支持軸において前記第1押さえ部よりも前記排気口に近い位置に設置され、前記支持軸に直交する平面において前記回転部側に傾斜する方向に前記燃焼用空気を吹き出すことを特徴とする請求項2に記載の燃焼炉。 The blowout portion further includes a second holding portion for blowing out the combustion air radially outward of the support shaft,
The second pressing portion is installed on the support shaft at a position closer to the exhaust port than the first pressing portion, and directs the combustion air in a direction inclined toward the rotating portion on a plane orthogonal to the support shaft. 3. A combustion furnace according to claim 2, characterized in that it blows out.
前記内管にはスパイラル状に壁が設けられ、前記外管には前記磁石が設けられ、前記燃焼用空気は前記内管と前記外管との間の溝を通過することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の燃焼炉。 the magnetic path has a double-tube structure and has an outer tube and an inner tube;
The inner tube is provided with a spiral wall, the outer tube is provided with the magnet, and the combustion air passes through a groove between the inner tube and the outer tube. 4. The combustion furnace according to any one of Items 1 to 3.
前記燃焼用空気は、前記イオン部を通過して前記送風機により前記燃焼室に供給されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の燃焼炉。 An ion section containing a ceramic material is provided on either the intake side or the exhaust side of the blower,
6. The combustion furnace according to any one of claims 1 to 5, wherein the combustion air passes through the ion section and is supplied to the combustion chamber by the blower.
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