JP2628281B2 - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JP2628281B2
JP2628281B2 JP9377894A JP9377894A JP2628281B2 JP 2628281 B2 JP2628281 B2 JP 2628281B2 JP 9377894 A JP9377894 A JP 9377894A JP 9377894 A JP9377894 A JP 9377894A JP 2628281 B2 JP2628281 B2 JP 2628281B2
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combustion chamber
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鶴松 菅原
覚 中野
勝 永田
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株式会社サンビオ
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、廃油、プラスチック廃
材などの廃棄物や灯油、重油などを効率良く燃焼させる
燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃焼装置は、燃焼室に廃
油、プラスチック廃材などの廃棄物や、灯油、重油など
を供給し、適当に空気を供給しながら燃焼させるだけの
ものが多い。しかしながら、このような単純な構成のも
のにおいては、燃焼状態が不安定であるので、不完全燃
焼状態になり易く、煙が出たりダイオキシンが発生する
恐れがあり、燃焼効率も悪いという問題があった。そこ
で、燃焼室の周面に設けた多数のエアーノズルから空気
を吹き出すようにし、エアーノズルから吹き出される空
気の吹き出し圧力で燃焼ガス全体を一方向に強制的に回
転させるようにしたものが考えられている。
【発明が解決しようとする課題】
【0003】しかしながら、空気の吹き出し圧力によっ
て燃焼ガスを全体的に強制回転させるようにした上述の
従来例にあっては、強制回転に必要な風量と、燃焼に必
要な風量とのバランス調整が難しく、燃焼状態を常に安
定に保つことができないという問題があった。すなわ
ち、燃焼状態に対して空気の吹き出し圧力が適当になっ
たときだけ燃焼ガスが正常に回転して完全燃焼するが、
空気の吹き出し圧力が不適当な場合には不安定な燃焼に
なってしまうという問題があった。このことは、燃焼室
内の火炎の状態を見れば明らかであり、上述の従来例で
は、火炎が不安定になったり、火炎が正常に回転しない
状態が常に発生している。
【0004】一方、上述のような不都合を解消するため
に、発明者等は燃焼室の周面にマトリクス状に配置され
た多数のエアーノズルの吹き出し方向を適当に設定し、
燃焼室内の左右半部の燃焼ガスをそれぞれ部分的に回転
させることにより、燃焼ガスを強制回転にさせるために
必要な風量を少なくし、燃焼状態を安定化するようにし
た燃焼装置を提案している。(特開平5−231627
号参照)、しかしながら、このような従来例にあって
も、燃焼室の左右方向の中央部において乱流が発生し易
く、燃焼ガスを常に安定に回転させることができないと
いう問題があった。また、廃油、灯油、重油などを燃焼
室の上部から滴下して燃焼させようとした場合、燃焼室
の壁面が水冷されている上、燃焼油の気化によって冷却
(自己冷却)されるため、気化が安定的に行われず、非
常に不安定な燃焼状態になってしまうという問題があっ
た。さらに、プラスチック廃棄物などの固形物を燃焼さ
せる場合においても、溶融状態となった表面が先に炭化
して内側が燃焼しないという問題があった。
【0005】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、燃焼室内の燃焼状態を
安定化するとともに燃焼室全体に亘って燃焼温度を均一
化することができ、不完全燃焼を防止して煙やダイオキ
シンの発生を防止し、且、高い燃焼効率を達成できる燃
焼装置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置は、後
部に燃焼ガスの排気口が形成され前部あるいは中央上部
に燃焼物の供給口が形成された円筒状の燃焼室を軸方向
が水平になるように設置し、燃焼室内の底部に熱伝導性
の良い燃焼補助板を燃焼室内壁に対して断熱された状態
で配置し、燃焼室の底部を除く周面に多数のエアーノズ
ルをマトリクス状に配置するとともに、各エアーノズル
から吹き出される空気をそれぞれ燃焼室の略中心軸方向
に向かって吹き出すように設定したものである。
【0007】
【作用】本発明は上述のように、後部に燃焼ガスの排気
口が形成され前部あるいは中央上部に燃焼物供給口が形
成され壁面が円筒状の燃焼室1を軸方向が水平になるよ
うに設置し、燃焼室1内の底部に熱伝導性の良い燃焼補
助板6を燃焼室1内壁に対して断熱された状態で配置し
ているので、燃焼室1後部の燃焼ガスによって燃焼補助
板が安定的に高温状態に維持されて着火時の燃焼状態の
安定化が図れる。しかも、燃焼室1の底部を除く周面に
多数のエアーノズル2をマトリクス状に配置するととも
に、各エアーノズル2から吹き出される空気をそれぞれ
中心軸方向に設定にしているので、燃焼室1内の燃焼ガ
スがサイクロン状の2つの目玉となって互いに逆方向に
回転する”2つ目サイクロン”の安定な燃焼状態を実現
することができ、燃焼室1内の温度を全体に亘って均一
化して完全燃焼状態を実現できるという効果があり、不
完全燃焼(低温燃焼)による煙やダイオキシンの発生を
防止できるとともに、高い燃焼効率を達成できる。
【0008】また、燃焼補助板を略平板よりなる仕切り
板6’にて形成し、上記仕切り板6’の後部および前部
に連通開口7a,7bを設けることにより燃焼ガスを燃
焼室1の後方から前方へ帰還させる帰還流路7を仕切り
板6’の下方に形成すれば、帰還流路7を流れる燃焼ガ
スによって仕切り板6’がより安定的に高温状態に維持
され、着火時の燃焼状態の安定化が図れる。しかも、高
温の燃焼ガスが連通開口7a,7bおよび帰還流路7を
介して燃焼室1の前部に供給されるので、燃焼室1全体
を高温に維持することができ、定常燃焼状態の安定化が
図れる。
【0009】
【実施例】図1および図2は本発明一実施例を示すもの
で、後部に排気口1aが形成された燃焼室1は、内径が
750mm、軸方向長が1600mmの円筒状となって
おり、中央上部には廃油などの燃料油を供給する供給口
10が形成され、前部にはプラスチック廃材などの固形
物を供給する供給口1bが形成されている。また、燃焼
室1の周囲には、壁面を冷却するための環状の水冷管
(図示せず)よりなる冷却手段4が形成されており、冷
却水は入口12aから注水され、出口12bから排出さ
れる。なお、この冷却水の熱エネルギを回収するように
しても良いことは言うまでもない。
【0010】燃焼室1の底部内面には厚さ100mm程
度のキャスタ(耐火セメント)よりなる断熱材8が貼着
されており、この断熱材8を介して厚さ6mmの鉄板よ
りなる燃焼補助板6が燃焼室1内の底部に載置されてい
る。一方、燃焼室1の底部を除く周面には、多数のエア
ーノズル2がピッチ80mmでマトリクス状に配置され
ており、各エアーノズル2からの空気の吹き出し方向
を、それぞれ燃焼室1の略中心軸方向に設定することに
より、燃焼室1内の燃焼ガスをサイクロン状の2つの目
玉となって互いに逆方向に回転させるようにしている。
エアーノズル2への空気の供給は、水冷手段4を取り巻
くように形成された環状の空気室3を介して行われ、空
気室3には給気口11を介して圧縮空気が供給される。
実施例では、各エアーノズル2のノズル径はそれぞれ6
mmとなっており、空気の吹き出し速度は30〜40m
/sに設定してあるが、燃焼物の種類に応じて最適な空
気量となるように調整されることは言うまでもない。な
お、実施例では、燃焼室1が水冷されている(水冷炉で
ある)ので、断熱材8を燃焼室1の燃焼補助板6に対応
する底部内面に貼着しているが、水冷手段に代えて燃焼
室1内面に100mm程度のキャスタ(但し、断熱キャ
スタ25mm、耐火キャスタ75mm)を貼着したキャ
スタ炉の場合には、この耐火キャスタが断熱材8となる
ので、燃焼室1の底部に燃焼補助板6を設けるだけで良
い。
【0011】以下、動作について説明する。いま、本発
明による燃焼装置にて、廃油、灯油、重油などの燃料油
を燃焼させる場合において、最初に適量の燃料油を燃焼
補助板6上に供給して着火すると、以後、供給口10か
ら順次滴下される燃料油は高温となっている燃焼補助板
6上で気化し、燃焼室1の底部を除いた周面にマトリク
ス状に配置されたエアーノズル2から中心軸方向に吹き
出される空気によって燃焼することになる。このときの
燃焼ガスの火炎は、図1に示すように、サイクロン状の
2つの目玉が互いに逆方向にかなりのスピードで回転
(10回/sec程度)する”2つ目サイクロン”とな
る。この火炎の回転方向は、図中に矢印で示すように、
左目が時計回り、右目が反時計回りであり、火炎の状態
はきわめて安定であり、燃焼室1内全体に亘って均一な
燃焼状態が実現される。したがって、供給される廃油を
完全燃焼させるための空気量の調整も容易に行うことが
でき、高い燃焼効率を達成できる。また、燃焼室1内の
温度を全体に亘って均一化できるので、不完全燃焼(低
温燃焼)による煙や高温燃焼によるダイオキシンの発生
を防止でき、高い燃焼効率を達成できる。
【0012】ところで、上述のような燃焼状態は、燃焼
補助板6を取り外した状態では起こり得ないものであ
り、本実施例の燃焼装置において、燃焼補助板6を取り
外した場合、滴下される燃料油の着火状態が悪くなる
上、燃焼状態もきわめて不安定になってしまう。このこ
とから、本発明における理想的な燃焼状態は燃焼補助板
6を設けたことによる作用効果であることは明らかであ
る。すなわち、排気口1a側に流れる”2つ目サイクロ
ン”状態の高温の燃焼ガスによって燃焼補助板6の排気
口1a側が加熱されると、熱伝導性の良い燃焼補助板6
全体が高温になり、燃焼補助板6の中央部に滴下される
燃料油が瞬時に気化して着火するため、着火時の燃焼状
態の安定化が図れることになる。また、プラスチック廃
棄物を投入した場合にあっても、溶融物の上面だけが炭
化して内部が燃え難くなるということがなく、燃焼補助
板6による下方からの加熱によって気化が確実に行われ
完全燃焼させることができる。さらにまた、燃焼補助板
6の上方の燃焼ガスが”2つ目サイクロン”となって回
転しているので、燃焼補助板6に火炎が確実に吹き付け
られ、燃焼補助板6をより高温に維持できることにな
る。
【0013】図3及び図4は他の実施例を示すもので、
燃焼室1の前部および後部を除いた中央部の底部には、
燃焼補助板として略平板の金属板よりなる仕切り板6’
が設けられており、この仕切り板6’の下方に燃焼ガス
を後方から前方へ帰還させる帰還流路7が形成されてい
る。実施例では、仕切り板6’を厚さ6mmの2枚の鉄
板とし、燃焼室1の上下方向において、下から直径の略
1/4の位置に配置している。また、仕切り板6’の前
端縁と燃焼室1の前壁との間隔は50mm程度とし、仕
切り板6’の後端縁と燃焼室1の後壁との間隔は350
mm程度としてあり、仕切り板6’の前方に形成される
連通開口7aの面積を、仕切り板6’の後方に形成され
る連通開口7bの面積よりも小さく(実施例では、面積
比率1:7)している。なお、仕切り板6’を下方に若
干湾曲させるか、V字に形成し、燃料油あるいは固形燃
料の溶融物が仕切り板6’の左右方向の中央部に溜るよ
うにしても良い。また、仕切り板6’の排気口1a側を
供給口1b側よりも若干高くし、燃料油あるいは固形燃
料の溶融物が燃焼ガスの風圧で排気口1a側に移動する
のを防止するようにしても良い。図5は上記の仕切り板
6’の構成例を示すものである。
【0014】また、実施例では、燃焼室1の仕切り板
6’より上方の周面に設けられているエアーノズル2か
らの空気の吹き出し方向を、それぞれ燃焼室1の上下方
向において直径の下から略1/3(A点近傍)に設定
し、燃焼ガスをより高速回転させるようにしているが、
空気の吹き出し方向を中心軸方向に設定しても燃焼ガス
が回転することは言うまでもない。
【0015】以下、動作について説明する。いま、本実
施例では、燃焼補助板たる仕切り板6’の下方に燃焼ガ
スの帰還流路7が形成されているので、帰還流路7を流
れる高温の燃焼ガスによって仕切り板6’がより安定的
に高温に維持され、滴下される燃料油が瞬時に気化して
着火するため、着火時の燃焼状態の安定化が図れること
になる。しかも、燃焼ガスが”2つ目サイクロン”状態
となったとき、投入口1b側に大きな負圧が発生するの
で、より多くの燃焼ガスが連通開口7a,7bおよび帰
還流路7を介して燃焼室1の前部に供給され、燃焼室1
全体を高温に維持することができ、定常燃焼の一層の安
定化が図れる。
【0016】なお、発明者等の実験によれば、仕切り板
6’を、燃焼室1の上下方向において、下から直径の略
1/4の位置に配置し、仕切り板6’の前方に形成され
る連通開口7a面積を、仕切り板6’の後方に形成され
る連通開口7b面積よりも小さくすれば、理想的な”2
つ目サイクロン”の燃焼状態が実現でき、高燃焼効率が
得られることを確認している。
【0017】
【発明の効果】本発明は上述のように、後部に燃焼ガス
の排気口が形成され前部あるいは中央上部に燃焼物供給
口が形成された円筒状の燃焼室を軸方向が水平になるよ
うに設置し、燃焼室内の底部に熱伝導性の良い燃焼補助
板を燃焼室内壁に対して断熱された状態で配置している
ので、燃焼室後部の燃焼ガスによって燃焼補助板が安定
的に高温状態に維持されて着火時の燃焼状態の安定化が
図れるという効果があり、しかも、燃焼室の底部を除く
周面に多数のエアーノズルをマトリクス状に配置すると
ともに、各エアーノズルから吹き出される空気をそれぞ
れ中心軸方向に設定にしているので、燃焼室内の燃焼ガ
スがサイクロン状の2つの目玉となって互いに逆方向に
回転する”2つ目サイクロン”の安定な燃焼状態を実現
することができ、燃焼室内の温度を全体に亘って均一化
して完全燃焼状態を実現できるという効果があり、不完
全燃焼による煙やダイオキシンの発生を防止できるとと
もに、高い燃焼効率を達成できるという効果がある。
【0018】また、燃焼補助板を略平板よりなる仕切り
板にて形成し、上記仕切り板の後部および前部に連通開
口を設けることにより燃焼ガスを燃焼室の後方から前方
へ帰還させる帰還流路を仕切り板の下方に形成すれば、
帰還流路を流れる燃焼ガスによって仕切り板がより安定
的に高温状態に維持され、着火時の燃焼状態の安定化が
図れるという効果がある。しかも、高温の燃焼ガスが連
通開口および帰還流路を介して燃焼室の前部に供給され
るので、燃焼室全体を高温に維持することができ、定常
燃焼状態のより一層の安定化が図れるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例を示す断面図である。
【図2】同上の断面図である。
【図3】他の実施例の断面図である。
【図4】同上の断面図である。
【図5】同上の要部構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 燃焼室 1a 排気口 1b 投入口 2 エアーノズル 6 燃焼補助板 6’ 仕切り板 7 帰還流路 7a 連通開口 7b 連通開口 8 断熱材

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】後部に燃焼ガスの排気口が形成され前部あ
    るいは中央上部に燃焼物の供給口が形成された円筒状の
    燃焼室を軸方向が水平になるように設置し、燃焼室内の
    底部に熱伝導性の良い燃焼補助板を燃焼室内壁に対して
    断熱された状態で配置し、燃焼室の底部を除く周面に多
    数のエアーノズルをマトリクス状に配置するとともに、
    各エアーノズルから吹き出される空気をそれぞれ燃焼室
    の略中心軸方向に向かって吹き出すように設定すること
    により、燃焼室内の燃焼ガスをサイクロン状の2つの目
    玉となって互いに逆方向に回転させるようにしたことを
    特徴とする燃焼装置。
  2. 【請求項2】燃焼室内の底部に断熱材を配置し、上記断
    熱材を介して燃焼補助板を燃焼室内の底部に載置したこ
    とを特徴とする請求項1記載の燃焼装置。
  3. 【請求項3】燃焼補助板を略平板よりなる仕切り板にて
    形成し、上記仕切り板の後部および前部に連通開口を設
    けることにより燃焼ガスを燃焼室の後方から前方へ帰還
    させる帰還流路を仕切り板の下方に形成したことを特徴
    とする請求項1記載の燃焼装置。
JP9377894A 1993-12-24 1994-04-06 燃焼装置 Expired - Lifetime JP2628281B2 (ja)

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JP5-347479 1993-12-24
JP34747993 1993-12-24
JP9377894A JP2628281B2 (ja) 1993-12-24 1994-04-06 燃焼装置

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JPH07229613A JPH07229613A (ja) 1995-08-29
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