JP2694728B2

JP2694728B2 - 燃焼室及び燃焼方法

Info

Publication number: JP2694728B2
Application number: JP8141240A
Authority: JP
Inventors: スタンレイ・ピー・トンプソン
Original assignee: ベロイト・テクノロジーズ・インコーポレイテッド
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: US5766000A; CA2178271A1; CA2178271C; JPH08334223A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、材料がそこで乾燥
され或いは加熱される装置へ加熱ガスを送る燃焼室及び
その燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】乾燥システムは、多くの異る材料の製造
及び処理にとって重要である。例えば、乾燥システム
は、パーティクルボードの製造中、ウッドチップを乾燥
するためにしばしば使用される。さらに、それらの乾燥
システムは、エタノールの処理には、特に重要である。
特に、発酵処理中、エタノールを穀物から除去した後、
保管するため、あるいは動物用飼料や他の使用のために
穀物を再販するためにその穀物を乾燥することは望まし
い事である。

【０００３】その典型的な乾燥システムは、燃焼室を有
し、その中に、天然ガスと空気が供給され、燃焼され
る。燃焼室内で加熱された燃焼ガスはそれからドラフト
ファンにより回転式円筒形ドライヤへ送られる。乾燥さ
れる予定の材料は、ドライヤ内へ入れられ、加熱ガス流
にさらされる。

【０００４】乾燥が行われた材料は、それから、サイク
ロンセパレータにおいて、加熱ガス流から分離される。
残りの加熱ガスは典型的には、そこで大気へ放出され
る。先行技術の典型的な乾燥システムの一例が米国特許
Ｎｏ．３，８６１，０５５に開示されており、その特許
を参考例としてここに引用する。

【０００５】乾燥システムは、典型的なものでは、前記
特許に開示されている水平方向に配置した燃焼室を使用
する。これらの燃焼室の温度は、典型的には、約１２０
０°Ｆであるが、２０００°Ｆの高温に達することがあ
る。これらの高温に耐えるために、燃焼室は普通、例え
ば、セラミックタイルのような耐火材料で形成される。
この耐火材料で形成した燃焼室、またはその耐火材料で
裏ばりした燃焼室は高価であり、製造が困難であった。

【０００６】従来から、水平形燃焼室を構成するため
に、やや高価な効果的材料、例えばステンレス鋼を使用
する試みがなされてきた。しかしながら、ステンレス鋼
による水平型燃焼室は典型的には、その燃焼工程で生じ
る温度に耐えることはできない。特に、ステンレス鋼壁
は、バーナーの火炎によって生じる強力な放射エネルギ
ーを受けるので、ステンレス鋼は次第に酸化を生じる。

【０００７】典型的には、水平型シリンダとして形成さ
れる水平形燃焼室のその構造により、ステンレス鋼壁
は、しばしば自重を支持する必要がある。かくして、壁
がもっと高温にさらされると、それらのステンレス鋼は
その構造上の強度を失い、ひどく変形したり自重で崩壊
することになる。

【０００８】或る従来の乾燥システムでは、ドライヤか
ら出たガスを燃焼室へ再循環させる試みがなされてき
た。その再循環されるリサイクルガスはしばしば、偶然
的で、コントロールされないやり方で燃焼室へ導入され
るので、それらのガスはバーナーの火炎の操作と効率を
妨害することがある。さらに、リサイクルガスは、リサ
イクルガス中の汚染物質の酸化を不完全にし、或いは不
適切なものとする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】かくして、従来の燃焼
室の欠点や欠陥を克服した新規な燃焼室構造が必要とな
った。そこで、本発明の目的は、効率を上げながら、リ
サイクルガスの酸化を可能とし、同時に、リサイクルガ
スにより、バーナーの火炎の干渉の原因を軽減するよう
な燃焼室構造体を提供することである。

【００１０】本発明のもうひとつの目的は、バーナーの
火炎によって放出される熱エネルギーを吸収し、それに
よってそのような熱エネルギーからその燃焼室構造体を
保護しかつ熱絶縁するために、リサイクルする燃焼ガス
を利用する燃焼室構造体を提供することである。

【００１１】本発明のもうひとつの目的は、温度が変化
する時、伸縮可能な燃焼室構造体を提供することであ
る。

【００１２】本発明のさらにもうひとつの目的は、その
構成材料としてステンレス鋼の使用を可能とするような
乾燥システム用燃焼室構造体を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部燃焼区域
を形成する内面を備えた縦形本体を有する燃焼室に関す
る。前記本体の一端近くにバーナーが配置され、そのバ
ーナーの火炎は、点火時、燃焼室へ伸長する。

【００１４】燃焼区域には、環状挿入部材が配設され、
それはバーナーの火炎を全体に取り囲む。その環状挿入
部材は、二次ガスがバーナーの火炎によって酸化される
ようにその二次ガスを燃焼区域へ導入するために二次ガ
ス導入ゾーンを構成する。

【００１５】その挿入部材の内面は、導入ゾーンと燃焼
区域との間を流体連絡するよう少くとも一個の開口を有
する。その開口は、挿入部材の内面に対して正接状に配
置され、二次ガスを回転状に導くことによって、燃焼室
の内面近くにガスのフィルムを形成する。

【００１６】燃焼室本体は、外側シェルと内側円筒形ラ
イナーとを有する。外側シェルは、ほぼ水平の内方へ伸
長する支持棚板を有する。内側ライナーは、外方へ伸長
するほぼ水平の張出部をその上端に有する。張出部は棚
板の上に載置され、ライナーを懸架状に支持するので、
そのライナーは、温度が変化する時、伸縮することがで
きる。

【００１７】本発明のその他の目的、効果、及び新規な
特徴は一部、以下の記載に説明されており、一部は、以
下の記載を読むことにより、この技術に熟達した者にと
って明らかとなり、或いは本発明を実施することにより
知ることができる。本発明のその他の目的及び効果は、
特に、請求項に指摘した装置や組合わせにより実現する
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の原理を実施した燃焼室全
体を符号２０で示す。その燃焼室２０は図２に示すよう
に、円筒形ベース２４と円筒形カバー２６と共に、外側
円筒形シェル２２を有する。このシェル２２は円筒形壁
の下部部分２８と、円筒形壁の中間部分３０と、円筒形
壁の上部部分３２とで成る。

【００１９】下部部分２８は、好ましくは、ベース２４
と一体的に形成され、図８に最もよく示すように、ベー
ス２４の周囲から上方へ伸長する。下部部分２８は図７
に最もよく示すように、接続装置３４によって中間部分
３０に接続される。接続装置３４は一対の環状Ｌ字形接
続フランジ３６，３８を有する。

【００２０】フランジ３６は、好ましくは、下部部分２
８の上端近くで、その外周面に溶接される。フランジ３
８は好ましくは、中間部分３０の下端近くで、その中間
部分の外周面に溶接される。フランジ３６，３８の水平
部分は、好ましくは、複数の一線に並んで互いに間隔を
おいて位置する穴を有し、その穴にボルト４０を挿入し
て、２つの部分を一緒に固定する。

【００２１】接続装置３４はまた、当接リング４４を支
持する。そのリング４４は後で詳述するように、隣接す
る直線部分を整列状態に保持し、その直線部分の形を維
持する。リング４４は好ましくは、平坦な環状金属部材
で形成される。

【００２２】そのリング４４は、そのリング４４の外側
部分をフランジ３６，３８の水平部分間に位置づけるこ
とによって、即ち、“サンドイッチ状に”はさみこむこ
とによってその垂直位置に支持される。リング４４は、
フランジ３６，３８にある穴と一線に並んだ穴を有する
ので、ボルト４０が下部部分と中間部分を一緒に固定
し、リングをその垂直位置に固定する。

【００２３】中間部分３０は図６に最もよく示すよう
に、接続装置４６によって上部部分３２に接続される。
接続装置４６は前述のフランジ３６，３８と同じ環状Ｌ
字形接続フランジ４８，５０を有する。フランジ４８は
中間部分３０の上端近くでその周囲面に溶接される。フ
ランジ５０は上部部分の下端近くでその上部部分３２に
溶接される。フランジ４８，５０は、前述のフランジ３
６，３８と同じ方法でボルト４０により接続される。

【００２４】接続装置４６はシェル２２内で垂直位置に
環状支持棚板５２を固定するために使用される。この棚
板５２は後でもっと詳しく説明するように、中間ライニ
ング部分を支持するために使用される。棚板５２は、好
ましくは、平らな環状金属部材で形成される。

【００２５】リング状の接続装置４６の場合のように、
棚板５２は、フランジ４８と５０の水平部分間に、棚板
５２の外側部分を位置づける、即ち“はこみこむ”こと
によって、その垂直位置に固定される。さらに、棚板５
２は、その棚板５２に形成された穴をフランジ４８，５
０の穴に一致させ、その一致した穴にボルト４０を挿入
固定することによって適所に保持される。

【００２６】カバー２６は、図３及び図４に最もよく示
すように、接続装置５４により上部部分３２に固定され
る。接続装置５４は環状Ｌ字形接続フランジ５６を有す
る。この接続フランジ５６は、上部部分３２の上端近く
で、その周囲面に溶接され、フランジ３６，３８，４
８，５０と同じものである。カバー２６は環状接続部分
５８を有する。

【００２７】フランジ５６の水平部分と接続部分５８
は、その両構造体に形成された複数の間隔をおいて位置
する穴を一致させ、その一致した穴にボルト４０を通す
ことによって一緒に接続される。さらに、接続装置４６
の場合と同じく、接続装置５４はその垂直位置に環状支
持棚板６０を固定する。

【００２８】棚板６０は、後でもっと詳しく説明するよ
うに、上部ライナー部分を支持するために使用される。
棚板５２と同様に、棚板６０も、好ましくは、平坦な環
状金属部材で形成される。棚板６０の外側部分は、フラ
ンジ５６の水平部分と接続部分５８との間に位置づけら
れる、即ち“はさみ込まれる”。

【００２９】棚板５２と同じく、棚板６０は複数の穴を
有し、それらの穴は、フランジ５６と接続部分５８に形
成された穴と一致するので、棚板６０をその垂直位置に
固定するために、ボルト４０を使用することができる。

【００３０】シェルベース２４、シェル２２の各部分２
８，３０，３２、接続フランジ３６，３８，４８，５
０，５６、カバー２６、リング４４、支持棚板５２，６
０は全て、炭素鋼で形成するのが好ましい。

【００３１】中空円筒形下部ライナー部分６４、中空円
筒形中間ライナー部分６６及び中空円筒形上部ライナー
部分６８は、図２に示すように、外側シェル２２の内部
に同中心的に受入れられ、その内部に燃焼区域７０を形
成する。カバー２６の上面にバーナー７２が取付けられ
る。

【００３２】バーナー７２は、エアブロワ（図示せず）
と、バーナー燃料流入ダクト（図示せず）とに接続され
る。バーナー７２はカバー２６の穴７４を通って伸長す
るので、バーナーの出口７６は、図３に示すように、燃
焼区域７０内にその少くとも一部が配置される。

【００３３】下部ライナー部分６４は略カップ形に形成
され、その下端に沿って完全にシールされる。下部ライ
ナー部分６４は、図２，図８に示すように、ベース２４
の支持体８０上に位置する円形床７８を有する。下部ラ
イナー部分６４の円筒形側壁は図７に最もよく示すよう
に、床７８から当接リング４４の近くの位置まで伸長す
る。

【００３４】特に、下部ライナー部分６４の外周面は、
その上端近くで当接リング４４の内縁８４から内方へ間
隔をおいて位置し、ライナーと内縁８４との間に環状ス
ペース８６が形成される。当接リング４４は、ライナー
が燃焼区域７０に関連して高温にさらされる時、ライナ
ー部分を線状に保持し、そのライナー部分の外方へのた
わみを軽減する。

【００３５】下部ライナー部分６４は図２，図９に示す
ように、その側壁の一部に形成されたほぼ矩形の出口８
８を有する。出口８８はドライヤ用流入ダクト９０と燃
焼区域７０との間で流体の連絡を可能とするので、燃焼
区域７０内のガスは、後で詳述するように、燃焼区域７
０からダクト９０を通してドライヤへ運ばれる。ダクト
９０は、出口８８と接続するために円筒形壁の下部部分
２８の側壁にある開口を通って伸長する。

【００３６】下部ライナー部分６４はさらに、図２、図
８に示すように、取り外し可能な保護用底板９２を有す
る。この底板９２は床７８から上方へ伸長する支柱９４
上に配設される。燃焼区域７０のこの下部部分はバーナ
ーの火炎からの強力な放射を受けるので、熱による損傷
を最も受け易い部分である。底板９２は床７８を全体的
にカバーしており、ライナー部分の中でも、熱による損
傷を最も受け易い部分の取りかえをやり易くするため
に、底板９２は取り外し可能である。

【００３７】中間ライナー部分６６は、図６に最もよく
示すように、支持棚板５２から支持される、即ち吊るさ
れる。特に、中間ライナー部分６６の上端には、外方へ
伸長する環状張出部９６が配設される。その環状張出部
９６の下面は、棚板５２の上面の上に位置し、中間ライ
ナー部分６６を懸架状態に支持する。

【００３８】さらに、環状張出部９６の近くの中間ライ
ナー部分６６の外周面は、棚板５２の内縁９８から間隔
をおいて位置するので、棚板５２とライナーの外周面と
の間に環状間隙１００が形成される。この間隙１００が
形成され、環状張出部９６が棚板５２の上に単に位置す
るだけで、その棚板５２にしっかりと固定されている訳
ではないので、中間ライナー部分６６は、燃焼区域７０
の高温にさらされた時、外方へ自由に拡開する。

【００３９】特に中間ライナー部分６６は、燃焼室が長
期間、高温にさらされる時、横方向へ拡開する。このよ
うに拡開する時、環状張出部９６は棚板５２に沿って外
方へ摺動する。そのライナーは、その外周面が棚板５２
の内縁９８に接触するまで外方へ拡開する。かくして、
内縁９８は中間ライナー部分６６を整列状態に保持し、
その外方へのたわみを軽減するので、その形がほぼ円形
に保持される。

【００４０】中間ライナー部分６６の下端１０２は、図
７に示すように、下部ライナー部分６４の上端内に同中
心的に位置づけられる。下部ライナー部分６４と中間ラ
イナー部分６６は、しかしながらどんなやり方ででも互
いに取り付けられることはない。かくして、燃焼区域７
０内が高温となる時、中間ライナー部分６６は下方へ自
由に拡開する。さらに、下部ライナー部分６４は上方へ
自由に拡開する。

【００４１】さらに、下部ライナー部分６４と当接リン
グ４４の内縁８４との間に環状スペース８６があるため
に、下部ライナー部分６４もまた、それが内縁８４と接
触するまで外方へ伸長する。さらに、中間ライナー部分
６６の外周面と下部ライナー部分６４の内面とは、互い
に間隔をおいて位置するので、燃焼区域７０が高温とな
る時、それらの表面は接触することによりシールを形成
し、燃焼区域７０からの熱の洩れを軽減する。

【００４２】上記ライナー部分６８は、図４に最もよく
示すように、棚板６０により専ら支持され、そこから吊
るされる。特に、上部ライナー部分６８は、その上端か
ら外方へ伸長する環状張出部１０４を有する。環状張出
部１０４の下面は棚板６０の上面の上に載置され、ライ
ナーを懸架状態に支持する。

【００４３】環状張出部１０４の近くにおける上部ライ
ナー部分６８の外周面と棚板６０の内縁１０８との間
に、環状間隙１０６が形成される。その間隙１０６が形
成され、環状張出部１０４が棚板６０に固定されない
で、その上に載置されるだけであるので、上部ライナー
部分６８は、燃焼区域７０内が高温になる時、外方へ拡
開することができる。

【００４４】特に、温度が上昇する時、環状張出部１０
４は、上部ライナー部分６８の外周面が内縁１０８と接
触するまで、棚板６０に沿って外方へ摺動することがで
きる。かくして、内縁１０８は上部ライナー部分６８が
一線に整列する整列状態を保持し、ライナーの外方への
たわみを軽減するので、ライナーはほぼ円形の形に保持
される。

【００４５】上部ライナー部分６８の下端１０９は、図
６に示すように、中間ライナー部分６６の上端内に同中
心的に位置づけられる。中間ライナー部分６６と上部ラ
イナー部分６８は、いかなる方法ででも互いに取付られ
ることはない。かくして、上部ライナー部分６８は、高
温にさらされるとき、下方へ自由に拡開する。

【００４６】さらに、上部ライナー部分６８の外周面と
中間ライナー部分６６の内面は、互いにわずかに間隔を
おいて位置するので、燃焼区域７０が高温になると、そ
れらの表面は互いに接触してシールを形成し、かくし
て、燃焼区域７０からの熱の漏れを減少させる。

【００４７】上部ライナー部分６８はさらに、図３，図
４に最もよく示すように、ライナーの上端をカバーする
ため、その上縁から内方へ伸長する円形蓋部分１１０を
有する。その蓋部分１１０は、バーナー７２の下端を受
入れるための穴１１２を有するので、バーナー７２の出
口７６は燃焼区域７０に配置される。

【００４８】上部ライナー部分６８は、図２，図３，図
５に最もよく示すように、環状リサイクルガス導入ゾー
ン１１６を形成するためその内部に配置された環状挿入
部材１１４を有する。特に、環状挿入部材１１４は、上
部ライナー部分６８から間隔をおいて位置する円筒形内
壁１１８を有し、その上部ライナー部分６８に同中心的
に受入れられる。

【００４９】内壁１１８はその上端が、蓋部分１１０に
取付られ、そこから外方へ伸長する。挿入部材１１４は
また、環状下部板１２０を有する。その環状下部板１２
０は、その上縁が上部ライナー部分６８に取付られ、そ
の内縁が壁１１８に取付られる。かくして、リサイクル
ガス導入ゾーン１１６は、上部ライナー部分６８、円筒
壁１１８、環状下部板１２０及び蓋部分１１０によって
境界される。ゾーン１１６は、バーナー７２から燃焼区
域７０へ下方へ伸長するバーナーの火炎（図２に点線で
示す）を完全に包囲する。

【００５０】リサイクルガス導入ゾーン１１６は入口１
２４を介してリサイクルガスダクト１２２と流体連絡す
る。ダクト１２２は、図５に最もよく示すように、入口
１２４に接続するため外側シェル２２の上部部分３２に
ある開口を通って伸長する。ダクト１２２は、後で一層
詳細に示すように、乾燥材料からガスが分離された後、
リサイクルガスを燃焼室へ供給するために使用される。

【００５１】挿入部材１１４の内壁１１８は、複数の間
隔をおいて位置するほぼ矩形の開口１２６を有し、それ
らの開口は、図２、図３、図５に示すように、ゾーン１
１６と燃焼区域７０との間を流体連絡させる。開口１２
６は内壁１１８からゾーン１１６へ伸長する通口１２８
によって限定される。各通口１２８は方向板１３０を有
し、この方向板１３０は図５に最もよく示すように、内
壁１１８からゾーン１１６へ伸長し、その内壁１１８に
対してほぼ正接をなす。

【００５２】各通口１２８はまた、方向板１３０の上縁
から内壁１１８まで伸長するほぼ三角形の上部板１３２
と、方向板１３０の下縁から壁１１８まで伸長するほぼ
三角形の下部板１３４とを有する。かくして、各開口１
２６は方向板１３０と上部板１３２と下部板１３４とに
より限定されるので、その開口は内壁１１８に対してほ
ぼ正接する。

【００５３】通口１２８により形成された開口１２６
は、ゾーン１１６内のリサイクルガスが燃焼区域７０へ
導入されることを可能とする。その際、ガスは内壁１１
８に対してほぼ正接状に方向づけられ、その内壁１１８
に沿って回転フィルムを形成し、それは、図５の矢印で
示すように伸長し、かつ、下方へ流れる。この回転フィ
ルムがバーナー７２の火炎を包囲する。

【００５４】挿入部材１１４の下部板１２０もまた、複
数の間隔をおいて位置するほぼ矩形の開口１３６を有す
る。下部板１２０にある開口１３６は下部板１２０から
ゾーン１１６へ上向きに伸長する通口１３８によって形
成される。各通口１３８は下部板１２０から上方へ伸長
するほぼ矩形板１４０と、一対の三角側板１４２とを有
する。

【００５５】リサイクルガスが開口１２６を通って区域
７０へ流入する他に、そのリサイクルガスはまた、図２
の矢印で示すように開口１３６を通って燃焼区域７０へ
流入する。特に、開口１３６は環状下部板１２０のまわ
りに間隔をおいて位置するので、ガスはそれらの開口１
３６を通って流出し、燃焼区域７０へ流れ、ライナー部
分６４，６６，６８の内面に沿って回転フィルムを形成
する。通口１３８はガスを下方へ導く。

【００５６】開口１２６から流出するリサイクルガスの
回転フィルムは、開口１３６から出るリサイクルガスに
より形成されるフィルムと一緒になるので、燃焼室の頂
部から出口８８の頂縁まで下向きにリサイクルガスの連
続回転フィルムが存在し、バーナー７２の火炎を包囲す
る。

【００５７】ライナー部分６４，６６，６８と、張出部
９６，１０４と挿入部材１１４と、通口１２８，１３８
は全て、ステンレス鋼で形成するのが好ましい。しかし
ながら、これらの構造体はまた、その他の適切な耐熱金
属で形成することもできる。

【００５８】ライナー部分６４，６６，６８は図面には
円筒形として示され、かつ、そのように説明してきたけ
れども、それらも例えば、円錐形又は楕円形のように他
の形にすることもできる。さらに、環状挿入部材１１４
は円筒形として図面に示しているけれども、例えば円錐
形や楕円形のようにその他の形にすることができる。

【００５９】円筒形壁の各部分２８，３０，３２は、図
３，４，６，７，８に最もよく示すように、その内面か
ら内方へ伸長する環状絶縁層１４４を有する。各層１４
４は環状間隙１４６によりそれぞれのライナー部分の外
面から離されて位置する。その間隙１４６は、バーナー
７２の火炎からの熱を受ける時、ライナー部分６４，６
６，６８が外方へ拡開する余裕を与える。

【００６０】カバー２６もまた、図３，４に最もよく示
すように、カバーの内面と蓋部分１１０の上面との間
に、絶縁層１４８を有する。層１４８はバーナー７２を
全体的に包囲する。図８に示すように、床７８の下でベ
ース２４の上に、下部絶縁層１４９が配設される。絶縁
層１４４，１４８，１４９は好ましくは、セラミックウ
ール型絶縁体で形成される。

【００６１】操作時、バーナー７２は、図２に示すよう
な燃焼区域７０内に火炎を生じさせるために点火され
る。燃焼区域７０からのガスは、図１に示すように、流
入ダクト９０を通して回転ドライヤ１５０へ運ばれる。
ドライヤ１５０内では、燃焼室からの加熱ガス流は、乾
燥される材料へ送られる。

【００６２】その後、乾燥された材料と燃焼室からの燃
焼ガスは、例えばサイクロンセパレータ（図示せず）に
よって互いに分離される。分離された燃焼ガスの少くと
も一部は、リサイクルガスの流入ダクト１２２を通って
燃焼室へ戻される。

【００６３】ガスがダクト１２２を通してゾーン１１６
へ運ばれる時、ガスは挿入部材１１４内で渦を巻き、結
局、ゾーン１１６から出て、開口１２６，１３６を通っ
て燃焼区域７０へ流入する。これらの開口から出たリサ
イクルガスは、バーナー７２の火炎のまわりに渦巻きフ
ィルムを形成し、それは壁１１８の内面及びライナー部
分６４，６６，６８の内面を被覆したりぬぐう。

【００６４】ライナー６６，６８のユニークな懸架構造
と共にそれに沿ったリサイクルガスの渦巻きフィルム
は、燃焼室の構造材料として、安価で製造し易い材料の
ステンレス鋼の使用を可能にする。特に、ライナー部分
の内面近くにあるリサイクルガスの渦巻フィルムは、バ
ーナーの火炎により放出される多量の放射エネルギーを
吸収する。

【００６５】リサイクルガスは典型的なものでは、水蒸
気を多く含み、二酸化炭素を多く含むので、非常に不透
明である。それ故に、バーナーの火炎によって放出され
た実質的量の放射エネルギーは、渦巻きフィルムにより
吸収され、ライナー部分の内面へ送られることはない。

【００６６】さらに、リサイクルガスがライナーの内面
をぬぐうと、リニア部分とガスフィルムとの間の熱移動
が強化される。かくして、ライナーに見られる熱エネル
ギーの少くとも一部は、リサイクルガスのフィルム流へ
と消散する。

【００６７】明らかに、リサイクルガス中の汚染物質が
酸化されることを確実にするため、リサイクルガスのフ
ィルムによりできるだけ多くの熱エネルギーを吸収させ
ることは非常に効果的なことである。かくして、そのよ
うな汚染物質が周囲の環境へ放出されるのを減少させ
る。

【００６８】従って、リサイクルガスの渦巻きフィルム
は、２つの働きをする。即ち、通常では、ライナー部分
へ通過してしまうような熱エネルギーを吸収すること
と、このエネルギーを吸収することによって、リサイク
ルガス中の汚染物質が酸化されることである。

【００６９】リサイクルガスはバーナーの火炎の基部近
くで燃焼区域７０へ導入され、そのバーナーの火炎を包
囲するので、バーナーの火炎との干渉の可能性が減少す
る。さらに、ほとんどのバーナー火炎は自然に回転す
る。すなわち火炎は一般に、時計方向、或いは反時計方
向へ回転して燃える。バーナーの火炎の自然回転と同じ
方向へリサイクルガスが回転するように、そのリサイク
ルガスの渦流を燃焼区域へ導入するのが効果的であるこ
とがわかった。

【００７０】ダクト１２２によって挿入部材１１４へ導
入されるガスをリサイクルガスとして前述してきたけれ
ども、渦巻きフィルムを形成するためこれらの構造体へ
導入されるガスであれば、どのようなガス源からのどの
ような種類の二次ガスであってもよい。即ち、その二次
ガスは、乾燥システムそれ自体からのリサイクルガス、
或いは他のシステムからの他のガスをも含む。

【００７１】ライナー部分６４，６６，６８のこの独特
の構造は、その製造材料としてステンレス鋼の使用を可
能にする。特に、燃焼区域７０内部の温度が上昇する
時、ライナー部分６６，６８は、その懸架構造により、
さらにその下縁が支持されていないために、縦方向へ容
易に拡開する。さらに、環状張出部９６，１０４がそれ
ぞれ支持用棚板５２，６０に沿って外方へ摺動すること
ができるので、接続装置４６，５４もまた、ライナーの
横方向への拡開を可能にする。

【００７２】ライナー部分６６，６８は、それらがそれ
ぞれ、棚板５２，６０の内縁９８，１０８と接触するま
で、横方向へ拡開する。かくして、内縁９８，１０８は
ライナー部分６６，６８を整列状態に保持し、それが外
方へたわむのを防ぐ。また、ライナー部分６６，６８の
外面を絶縁層１４４の内面との間の間隙１４６も、この
横方向の拡開を可能にする。

【００７３】下部ライナー部分６４の円筒形外壁は、他
のライナー部分６６，６８が受けるような強力な熱エネ
ルギーを受けないことがわかった。従って、下部ライナ
ー部分６４は懸架状態で支持する必要はない。しかしな
がら、下部ライナー部分６４の上縁は制限されていない
ので、上方へ拡開することができる。

【００７４】さらに、下部ライナー部分６４の外壁は外
方へ自由に拡開するが、その外方への拡開は、当接リン
グ４４により制限される。この当接リング４４は下部ラ
イナー部分６４を整列状態に保持し、それが外方へたわ
まないようにする。下部ライナー部分６４の中で、大き
な熱エネルギーを受ける部分は、その床７８である。か
くしてその床７８の上に、取り外しできる拡開可能な保
護用底板９２を設置することは好ましいことである。こ
の底板９２は、熱により相当に損傷した後に簡単に取り
かえることができる。

【００７５】外側シェル内のライナー部分のこの独特の
支持装置により、高温になる燃焼室にステンレス鋼を使
用することが可能となる。従来、それは不可能であっ
た。特に、前述のような構成をもつ燃焼室は、その燃焼
区域内が２０００°Ｆに近い温度に耐える。従来の水平
型ステンレス鋼製燃焼室は典型的なものでは、そのよう
な高温にさらされると、崩壊するか、あるいは自重でひ
どく変形してしまう。

【００７６】もうひとつの燃焼室の構造１５２を図１０
〜１２に示す。これらの図１０〜１２で使用している同
一符号は、図１〜９に示すものと同一部品を示す。燃焼
室１５２は、その通口１２８の数が少くて挿入部材１１
４′が短く形成されているが、リサイクルガス流入口１
５４が追加された点で燃焼室２０とは異る。燃焼室１５
２は乾燥システムで使用されるものであって、そのよう
な乾燥システムには、多数の乾燥室及びドライヤが設置
されている。

【００７７】特に、多数のドライヤシステムはしばし
ば、一次ドライヤを有する。ここで材料の湿度レベルが
或る特定のレベルまで低下される。その後、一部乾燥が
行われた材料は二次ドライヤへ送られ、そこで十分に乾
燥される。典型的なものでは、乾燥工程から生じる有害
な汚染物質の大部分は、一次ドライヤで生じる。二次ド
ライヤでは、汚染物質はそんなに多量には生じない。そ
れ故に、一次乾燥工程で材料から分離されたガスの全て
を、完全に酸化させることは、多くの場合、効果的であ
る。

【００７８】燃焼室１５２は、典型的には、二次ドライ
ヤと関連して使用される。特に、一次ドライヤから送ら
れるガスの一部は、燃焼室１５２へ運ばれ、そこで酸化
されることになる。一次ドライヤから送られてきたリサ
イクルガスは、流入ダクト１２２を通り、挿入部材１１
４′を通って燃焼室１５２へ導入される。

【００７９】二次ドライヤで乾燥された材料から分離さ
れたリサイクルガスを完全に酸化させることはさほど困
難なことではないので、これらの流入ガスは、典型的に
は、流入ダクト１５６を通り、口１５４を通って燃焼室
１５２へ導入される。

【００８０】燃焼室１５２は、それが図１と同じ独特の
ライナー６４，６６，６８用支持構造を有し、さらに熱
エネルギーを吸収するため挿入部材１１４′によって生
じるリサイクルガスの渦巻きフィルムを利用する点で、
燃焼室２０と同じやり方で作動する。

【００８１】環状挿入部材１１４のもうひとつの構造
が、図１３，図１４に示されている。特に、その挿入部
材１１４の内壁１１８は、そこから内向きに伸長する複
数の方向バッフル１６０を有する。各バッフルは、図１
４に最もよく示すように、開口１２６の各々に関連して
位置する。図１４の矢印で示すように、バッフル１６０
は、挿入部材１１４から流出するガスが挿入部材１１４
の内面に沿って、その内面をぬぐうように流れるように
作用する。

【００８２】環状の下部板１２０もまた、そこから外方
へ伸長する複数の方向バッフル１６２を有する。各バッ
フル１６２は図１３に示すように、開口１３６の各々に
関連して位置する。バッフル１６２は、開口１３６を出
たガスが横方向へ導かれることを確実にすることによっ
てガスフィルムの回転運動を助ける。

【００８３】図１５〜１７に関連して、温度分配板１６
４について説明する。この温度分配板１６４は、図１５
に最もよく示すように、それが出口８８を実質的にカバ
ーするように、下部ライナー部分６４に位置する。特
に、温度分配板１６４は、出口８８の一側の近くである
が、その外側に位置する下部ライナー部分６４位置か
ら、出口８８の他側の近くであるが、その外側に位置す
る下部ライナー部分６４位置まで分割するように伸長す
る。かくして、図１６に最もよく示すように、温度分配
板１６４はその出口を横方向へほぼ横断する。

【００８４】温度分配板１６４は、下部部分１６６を有
し、これは下部ライナー部分６４の円形床７８に取付ら
れ、そこから上方へ伸長する。下部部分１６６は横方向
の長さ全体にわたって横方向へ間隔をおいて位置する複
数の穴１６８を有する。下部部分１６６の上縁は折り曲
げられ、Ｕ字形伸長接続トラフ１７０を形成する。

【００８５】上部板部分１７２はトラフ１７０に取り外
し自在に受入れられるので、出口８８から燃焼室の内部
へ入る必要がある場合には、その上部板部分を取り外す
ことができる。即ち、上部板部分１７２はその下縁がト
ラフ１７０から外れるようにその上部板部分を単に持ち
上げることによって出口を横切って伸長するその状態か
ら容易に取り外すことができる。

【００８６】上部板部分１７２は複数の上方へ伸長する
略台形の歯１７４を有する。各歯１７４は隣接歯１７４
から間隔をおいて位置するので、それらの歯間に、略台
形の空間が形成される。上部板部分１７２はまた、その
横方向の長さ全体にわたって形成された複数の穴１８０
を有する。各穴１８０は歯１７４の中心線に沿って位置
し、その穴１８０の中心が歯の基部と一線に並ぶように
縦方向に位置する。さらに、それらの穴１８０は下部部
分１６６の穴１６８と縦方向に整列する。

【００８７】温度分配板１６４は、燃焼室を出て出口へ
入るガスをうまく混合するので、そのガスの温度勾配が
一層均一化したものとなることがわかっている。特に、
温度分配板１６４がないとすれば、出口８８を横切って
流出するガスの温度プロフィルは±２００°Ｆも変化す
る。

【００８８】出口８８に温度分配板１６４が適所に配設
されると、温度プロフィルの変化は±５０°Ｆまで小さ
くなる。かくして、温度分配板１６４を配設することに
より、ドライヤへ流入するガス流の温度を一段と均一化
したものにすることができる。

【００８９】以上、乾燥システムに関連して本発明の燃
焼室について説明してきたけれども、その燃焼室は、材
料に加熱ガス流を作用させる必要のあるシステムであれ
ば、いかなるシステムにも使用することができる。例え
ば、ここに記載の燃焼室は、アスファルト混合物を加熱
するために加熱ガス流を必要とするような、アスファル
トの製造に容易に使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を実施した燃焼室を使った乾燥シ
ステムの概略図である。

【図２】図１の２−２線に沿った詳細な横断面図であっ
て、構造の詳細を示すため部品は横断面図でしかも一部
切除して示されている。

【図３】図１に類似した部分拡大図であって、燃焼室の
上端を示す。

【図４】図２の符号４で示す部分の部分拡大図であっ
て、上部ライナー部分の懸架装置を示す。

【図５】図２の５−５線に沿った詳細横断面図であっ
て、環状リサイクルガス導入用挿入部材とリサイクルガ
ス導入通口とを示す。

【図６】図２の符号６で示す部分の部分拡大図であっ
て、中間ライナー部分の懸架装置を示す。

【図７】図２の符号７で示す部分の部分拡大図であっ
て、中間ライナー部分と下部ライナー部分の相対位置を
示す。

【図８】図２の符号８で示す部分の部分拡大図である。

【図９】図２の９−９線に沿った拡大詳細横断面図であ
って、燃焼室の出口を示す。

【図１０】本発明の原理を実施したもうひとつの燃焼室
構造の詳細横断面図であって、その構造を示すため一部
切除して、横断面図で示す。

【図１１】図１０の１１−１１線に沿った拡大詳細横断
面図であって、もうひとつ追加したリサイクルガス流入
口を示す。

【図１２】図１０の１２−１２線に沿った拡大詳細横断
面図であって、燃焼室の出口を示す。

【図１３】図１の類似部分図であるが、選択的に取付ら
れる方向バッフルを備えた環状リサイクルガス導入用挿
入部材を示す。

【図１４】図１３の１４−１４線に沿った詳細横断面図
であって、リサイクルガス導入用挿入部材に対する方向
バッフルの位置づけを示す。

【図１５】図１２の類似図であるが、出口に配設された
選択的に取付られる任意の温度分配板を示す。

【図１６】図１５の１６−１６線に沿った部分拡大詳細
横断面図である。

【図１７】図１６の１７−１７線に沿った部分拡大詳細
横断面図であって、温度分配板の下部部分の上部部分と
の間の接続装置を示す。

【符号の説明】

２０，１５２燃焼室３６，３８，４８，５０一対の環状Ｌ字形フランジ４４当接リング３４，４６，５４接続装置５２環状支持棚板５８環状接続部分６０環状支持棚板６４中空円筒形下部ライナー部分６６中空円筒形中間ライナー部分６８中空円筒形上部ライナー部分７０燃焼区域７２バーナー７４穴７６バーナーの出口７８円形床８８出口９０ドライヤー用流入ダクト９２保護用底板９６，１０４環状張出部１００，１０６環状間隙１１４環状挿入部材１２８，１３８通口１４４，１４８環状絶縁層１４６環状間隙１６０，１６２方向バッフル１６４温度分配板１７０Ｕ字形伸長接続トラフ１７２上部板部分１７４歯１８０穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２３Ｍ 9/00 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｚ (56)参考文献特開平２−75819（ＪＰ，Ａ) 特開平６−58527（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−210216（ＪＰ，Ａ) 実開昭51−141823（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−91795（ＪＰ，Ｕ) 特公昭50−32545（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭57−266（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部燃焼区域を区切る内面を有し垂直に
立てた本体と、前記本体の一端近くに配置されたバーナーであって、そ
のバーナーの火炎は、点火時、前記燃焼区域へ伸長する
バーナーと、前記燃焼区域に配置され、点火時、前記バーナーの火炎
を全体的に取巻く環状挿入部材であって、その環状挿入
部材は、二次ガスがバーナーの火炎によって酸化される
ように二次ガスを前記燃焼区域へ導するため二次ガス導
入ゾーンを形成すると共に、前記挿入部材は、前記導入
ゾーンと前記燃焼区域との間を流体連絡するため少くと
も１個の開口をもつ内面を有し、前記開口は、前記挿入
部材の内面に対してほぼ正接状に配置され、前記二次ガ
スを回転状運動しながら導き、前記燃焼室の前記内面近
くにガスのフィルムを形成する環状挿入部材とで成るこ
とを特徴とする二次ガスを受入れる燃焼室。
【請求項２】前記挿入部材の前記内面は、前記内面の
まわりに間隔をおいて位置する複数の開口を有する請求
項１に記載の燃焼室。
【請求項３】前記挿入部材はほぼ水平の下面を有し、
前記下面は、前記燃焼室の前記内面近くにガスフィルム
を形成するため二次ガスを回転運動しながら導くように
少くとも１個の開口を有する請求項１に記載の燃焼室。
【請求項４】前記本体は外側シェルと内側ライナーを
有し、前記外側シェルはほぼ水平の内方へ伸長する支持
棚板を有し、前記内側ライナーはその上端近くに、外方
へ伸長するほぼ水平の張出部を有し、前記張出部は、前
記棚板上に載置されて、前記ライナーを懸架状に支持
し、前記ライナーは、温度が変化する時、伸縮すること
ができるようにした、請求項１に記載の燃焼室。
【請求項５】前記棚板と前記張出部はどちらも形が環
状であって、前記棚板は、前記ライナーの外周面から間
隔をおいて位置する内縁を有し、前記ライナーは温度が
変化する時、横方向へ伸縮できるようにした、請求項４
に記載の燃焼室。
【請求項６】前記本体は前記第１ライナーの下に配置
された第２内側ライナーを有し、前記外側シェルは、前
記第１棚板の下に配置された第２のほぼ水平の内方へ伸
長する支持棚板を有し、前記第２ライナーは、外方へ伸
長するほぼ水平の張出部をその上端近くに有し、前記第
２張出部は前記第２棚板上に載置され、前記第２ライナ
ーを懸架状に支持するので、前記第２ライナーは、温度
が変化する時、伸縮することができ、前記第１ライナー
は、前記第２ライナーと同中心をなす下縁を有する、請
求項４に記載の燃焼室。
【請求項７】前記本体は底部内側ライナーを有し、前
記底部内側ライナーが、前記外側シェルのベース部分の
上に位置する床と上縁とを有し、前記上縁は前記第２ラ
イナーの下縁近くに配置され、前記第２ライナーの下縁
は前記底部ライナーと共軸をなすように構成した、請求
項６に記載の燃焼室。
【請求項８】前記第１ライナーと、前記第２ライナー
と、前記底部内側ライナーが、全て、ステンレス鋼で形
成された、請求項７に記載の燃焼室。
【請求項９】前記環状挿入部材が円筒形をなしてい
る、請求項１に記載の燃焼室。
【請求項１０】前記第１、第２ライナー及び底部内側
ライナーが円筒形である、請求項７に記載の燃焼室。
【請求項１１】前記ガスフィルムが、バーナーの火炎
と同じ方向へ回転するように構成した、請求項１に記載
の燃焼室。
【請求項１２】前記二次ガスがリサイクルガスであ
る、請求項１に記載の燃焼室。
【請求項１３】ほぼ水平の内方へ伸長する支持棚板を
有する縦向き外側シェルと、前記外側シェルの内側に配置され、内側燃焼区域を形成
する内面を有する内側ライナーであって、前記内側ライ
ナーは外方へ伸長するほぼ水平の張出部をその上端近く
に有し、前記張出部は前記棚板上に載置され、前記ライ
ナーを懸架状に支持するので、前記ライナーは温度が変
化する時、伸縮できるようにした内側ライナーと、前記外側シェルの一端近くに配置されたバーナーであっ
て、そのバーナーの火炎は、点火時、前記燃焼区域へ伸
長するようにしたバーナーとで成ることを特徴とする燃
焼室。
【請求項１４】前記棚板と前記張出部はどちらも、ほ
ぼ環状形であって、前記棚板は、温度が変化する時、前
記ライナーが横方向へ伸縮するように前記ライナーの外
周から間隔をおいて位置する内縁を有する、請求項１３
に記載の燃焼室。
【請求項１５】前記燃焼室は前記第１ライナーの下に
配置された第２内側ライナーを更に有し、前記外側シェ
ルは、前記第１棚板の下に位置づけられた第２のほぼ水
平の内方へ伸長する支持棚板を有し、前記第２ライナー
は外方へ伸長するほぼ水平の張出部をその上端近くに有
し、前記第２張出部は、前記第２棚板に載置され、前記
第２ライナーを懸架状に支持するので、前記第２ライナ
ーは、温度が変化する時、伸縮する事ができ、前記第１
ライナーは、前記第２ライナーと同中心をなす下縁を有
するように構成した請求項１３に記載の燃焼室。
【請求項１６】前記燃焼室はさらに、底部内側ライナ
ーを有し、前記底部内側ライナーは上縁と、前記外側シ
ェルの基部部分に載置された床とを有し、前記上縁は、
前記第２ライナーの下縁が前記底部内側ライナーと同中
心をなすように、前記第２ライナーの下縁近くに配置さ
れている請求項１５に記載の燃焼室。
【請求項１７】前記第１ライナーと、前記第２ライナ
ーと、前記底部内側ライナーとは全部、ステンレス鋼で
形成した請求項１６に記載の燃焼室。
【請求項１８】前記第１、第２ライナーと底部内側ラ
イナーは、円筒形である請求項１６に記載の燃焼室。
【請求項１９】内側燃焼区域を形成する内面を有する
縦向きの本体と、点火時、火炎が前記燃焼区域へ伸長するように前記本体
の一端近くに配設されたバーナーと、前記燃焼区域に配置され、点火時、バーナーの火炎を包
囲する方向づけ手段であって、その方向づけ手段は、前
記燃焼室の前記内面の近くにガスフィルムを形成するよ
う二次ガスを回転状に方向づける方向づけ手段とで成る
ことを特徴とする二次ガスを受入れる燃焼室。
【請求項２０】前記ガスフィルムがバーナーの火炎と
同じ方向へ回転するように構成した請求項１９に記載の
燃焼室。
【請求項２１】前記二次ガスがリサイクルガスである
請求項１９に記載の燃焼室。
【請求項２２】燃焼区域を形成する内側面を有し、さ
らに、点火時に火炎が、燃焼区域へ伸長するように燃焼
室の一端近くに配置されたバーナーを有するような縦向
きの燃焼室を操作する燃焼方法であって、前記燃焼区域へ二次ガスを導入する工程と、前記燃焼室
本体の内面近くにガスフィルムを形成し、そのガスフィ
ルムは前記火炎を包囲し、そこから放出する放射エネル
ギーを吸収するよう二次ガスを回転状に方向づける工程
と、で成ることを特徴とする燃焼方法。
【請求項２３】内側燃焼区域を形成する内面を有し、
さらに、前記燃焼区域から加熱ガスを運ぶための出口と
を有する縦向きの本体と、前記本体の一端近くに配置されたバーナーであって、そ
のバーナーの火炎は、点火時、前記燃焼区域へ伸長する
バーナーと、前記出口を横切って配置された混合板であって、その混
合板は、その上縁から上方へ伸長する複数の間隔をおい
て位置する歯を有し、また、前記混合板は複数の間隔を
おいて位置する穴を有する混合板とで成ることを特徴と
する燃焼室。
【請求項２４】前記各穴は前記歯の各々と垂直方向に
一線に並ぶように構成した請求項２３に記載の燃焼室。
【請求項２５】前記各歯はほぼ台形の形を有するよう
に構成した請求項２３に記載の燃焼室。