JP5297095B2 - 廃油燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンオイル等の潤滑油、油槽内の廃油、天麩羅油等種々の廃油を完全に燃焼することができるので、業務用廃油を産業廃棄物として処理するための手間、費用などの問題を解消できるし、ボイラー等の熱源にも廃油を利用できるので燃料コストを節減できる廃油燃焼装置に関する。

各種の廃油、灯油等の液体燃料を燃焼する従来のボイラーやストーブは、燃焼室内の片側に配設した燃料吐出孔から燃焼室に燃料を供給し、燃焼空気は環状内向きに配設した空気噴出孔から噴出し、燃焼ガスは燃焼筒の上部側に設けてある排気筒から外部に排出する構成になっている。

しかし、上述した従来技術の構成では、燃料が燃焼室の片側位置から供給され、そこで燃焼されるために燃焼室内での熱バランスが崩れて不完全燃焼を生じるという欠点がある。また、燃焼空気は単に環状内向きに噴出されていることから、燃料の気化ガスと十分に混合されず、このため一部が未燃焼ガスの状態で排出されるという欠点、燃焼温度が十分に上がらないために有害物質の燃焼無害化ができないという問題もある。

そこで、本件出願人は先に、バーナー内で燃料の気化ガスと燃焼空気を均等に混合し、燃焼ガスは燃焼筒内で上昇及び下降させることにより発火温度の高い廃油燃料でも完全に燃焼させることができる廃油燃焼装置を提案した（特許文献１）。
特許第４０３２１４８号特許公報

上述した特許技術は廃油の燃焼装置として優れた効果を発揮するが、熱効率の向上と時代の要請に基く環境浄化の面からは、より一層高温で廃油を燃焼することで煙の排出が無く、有害物質を燃焼無害化することができる廃油の燃焼装置が求められている。

本発明は上述した従来技術の未解決の問題点に鑑みなされたもので、廃油を高温で完全に燃焼するので、熱効率に優れているし、排煙がないと共にダイオキシン等の有害物質の発生もないので環境浄化にも有効であり、しかもボイラーその他の熱源にも廃油を利用することができるので燃料コストを大幅に節減することができる廃油燃焼装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために構成した本発明の手段は、主燃焼機構は、有底の外筒と、周面に多数の空気噴出孔を有し、該外筒内に配設した燃焼筒と、該燃焼筒の外周に前記空気噴出孔に連通する環状の空気供給ダクトを有し、燃焼筒に燃焼用空気を供給する空気供給装置と、前記燃焼筒内の下部側に設けた点火ヒータと、該点火ヒータの近傍に廃油燃料を供給する燃料供給装置とから構成し、ガス燃焼機構は、上下が開口した上窄まりの截頭円錐状をなし、前記外筒の上端に設けた火炎誘導筒と、上下が開口した上窄まりの截頭円錐状をなし、周面に多数の火炎噴出孔を有して形成され、該火炎誘導筒の内側に燃焼流路を存して配設した多孔燃焼筒とから構成し、前記火炎誘導筒の上端に連通して熱風排出筒を設けたものからなる。

そして、前記主燃焼機構を構成する前記外筒は、底板上面を凹湾曲面に形成するとよい。

また、前記燃焼筒は、前記空気噴出孔を周面に対して接線方向に傾斜させて形成することにより、燃焼空気を旋回方向に噴出するように構成するとよい。

更に、前記空気供給装置は、送風機から前記空気供給ダクトに燃焼空気を供給する送風ダクトを該空気供給ダクトに対して接線方向に接続する構成にするとよい。

また、前記熱風排出筒の上端に、排熱流入缶と、該排熱流入缶に設けた排気筒と、該排気筒から離間して該排熱流入缶に設けたダンパーとからなる排熱装置を設けるとよい。

本発明は上述の如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）廃油を燃焼する主燃焼機構の上にガス燃焼機構を設け、燃焼ガスを更に高温で燃焼する構成にしたから、未燃焼ガスのない完全な燃焼状態になるので排煙が無いし、ダイオキシン等の有害物質を高熱で除去できるので環境改善に資すると共に、排煙設備も不要であるから工場等での設置の自由度が高い。
（２）主燃焼機構を構成する外筒は底板上面を凹湾曲面に形成し、この凹湾曲面上で廃油燃料を燃焼するようにしたから、廃油は燃焼筒の中央で燃焼するので廃油燃料の一部が未燃焼状態になる事態を解消することができる。
（３）燃焼筒は空気噴出孔を周面に対して接線方向に傾斜させて形成してあり、燃焼空気を旋回方向に噴出するように構成したから、燃焼筒内で燃焼ガスを旋回させながら燃焼させることで均一な燃焼状態にすることができる。
（４）空気供給装置は、燃焼空気を供給する送風ダクトを空気供給ダクトに対して接線方向に接続したから、燃焼空気は空気供給ダクト内で旋回しながら燃焼筒内に確実な旋回流として流入にさせることができる。
（５）高温の排熱は排熱流入缶に一旦収容して外部に放出するようにしたから、安全性を高めることができるし、排熱流入缶にボイラー機能を持たせることもできる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。図において、１は廃油燃焼装置を構成する架台、２は該架台１に搭載した主燃焼機構を示す。３は該主燃焼機構２を構成する外筒で、該外筒３は上面を凹湾曲面に形成してある円板状の底板３Ａと、該底板３Ａの外縁から起立する胴板３Ｂとによって、上方が開放した有底円筒状に構成してある。４は前記外筒３内に配設した燃焼筒を示す。該燃焼筒４は円筒部４Ａと、該円筒部４Ａの周面に形成した多数の空気噴出孔４Ｂとからなっている。そして、該各空気噴出孔４Ｂは、円筒部４Ａの接線方向に傾斜させて形成することにより、燃焼筒４内で燃焼ガスが旋回流になるようにしてある。

５は前記燃焼筒４内に燃焼空気を供給する空気供給装置を示す。６は該空気供給装置５を構成する空気供給ダクトで、該空気供給ダクト６は断面開口が略コ字状で、燃焼筒４の外周を囲繞するように円環状に形成してあり、空気噴出孔４Ｂに連通した状態で設けてある。７は該空気供給ダクト６に燃焼空気を送る送風ダクトで、該送風ダクト７は先端側が空気供給ダクト６に接続しており、基端には送風機８が設けてある。ここで、送風ダクト７は円環状の空気供給ダクト６の接線方向に接続することにより、燃焼空気が空気供給ダクト６内で旋回しながら空気噴出孔４Ｂに流入するようにしてある。

９は外筒３の底板３Ａ近傍に配置した公知の構成からなる電熱式点火ヒータ、１０は該点火ヒータ９の下方に廃油燃料を供給する燃料供給装置で、該燃料供給装置１０は図示しないポンプを介して廃油タンクに基端が接続され、先端が燃焼筒４の下部側に接続して開口した給油管１０Ａと、該給油管１０Ａの途中に設けた油量調節バルブ１０Ｂとから構成してある。そして、給油管１０Ａから燃焼筒４内に送られた廃油は、底板４Ａの凹湾曲面の中央に溜ることで点火ヒータ９により確実に燃焼するようにしてある。なお、廃油は着火温度が高いので、最初は灯油を用いて着火する。

更に、１１は主燃焼機構２の外筒３上部に配置したガス燃焼機構を示す。１２は該ガス燃焼機構１１を構成する上下が開口した火炎誘導筒で、該火炎誘導筒１２は下部直径が外筒３と同径で上窄まりの截頭円錐状に形成したものからなる。１３は該火炎誘導筒１２内に空隙を存して配設した多孔燃焼筒を示す。該多孔燃焼筒１３は上部開口１３Ａを有する上窄まりの截頭円錐状に形成し、周面に多数の火炎噴出孔１３Ｂ、１３Ｂ、・・・を均一に形成したものからなっており、火炎噴出孔１３Ｂの全開口面積は多孔燃焼筒１３の表面積の２５〜３５％にすることで、炎を均一に安定性よく噴出することができる。そして、多孔燃焼筒１３は周方向に離間して突設した複数のブラケット１４、１４を介して火炎誘導筒１２に約１.５ｃｍの空隙からなる燃焼流路１５を存して設けてある。

１６は前記火炎誘導筒１２の上端に連設した熱風排出筒で、該熱風排出筒１６はストレートの中空管からなり、その上には排熱装置１７が連設してある。該排熱装置１７は下面に火炎流入口１８Ａ、上面に点検蓋１８Ｂを設けた浅底容器状の排熱流入缶１８と、該排熱流入缶１８の周面に突設した排気筒１９と、該排気筒１９から離間して周面に設けたダンパー２０とから構成してあり、高温度の火炎を熱風に変えることで外部に放出する際の安全を図っている。

２１は架台１と排熱流入缶１８との間に設けた円筒状の保護カバーで、該保護カバー２１は例えば耐熱ガラス、セラミックスなどの耐熱性材料によって成形してある。また、外筒３、燃焼筒４、火炎誘導筒１２及び多孔燃焼筒１３は鋳物、セラミックスなどの耐熱材料で成形してある。

本実施の形態は上述の構成からなるが、次にその作用について説明する。先ず、燃焼筒４内で灯油を燃焼して燃焼筒４を加熱したら燃焼供給装置１０から廃油を供給して燃焼させる。これと同時に燃焼空気供給装置５によって燃焼筒４内に燃焼空気を供給する。燃焼空気は空気供給ダクト６内で旋回流となりながら、燃焼筒４に接線方向に形成してある空気噴出孔４Ｂから燃焼筒４内に噴出され、旋回しながら燃焼ガスに均一に混合して廃油の燃焼を促進する。このように、燃焼筒４内の燃焼ガスは均一に燃焼することで、内部温度は６００度程度にまで上昇する。

燃焼筒４内の燃焼ガスは勢いよくガス燃焼機構１１内に上昇し、その大部分が多孔燃焼筒１３に流入する。多孔燃焼筒１３は、上窄まりの截頭円錐状をなしているから火炎は流速を増し、高温に加熱されて内部温度は約１.２００度にまで上昇することで、多孔燃焼筒１３は謂わば焼玉状になることで未燃焼ガスを完全に燃焼させることができる。そして、図４に示すように、火炎の一部は多孔燃焼筒１３の上部開口１３Ａから上昇し、また火炎噴出孔１３Ｂ、１３Ｂ、・・・から燃焼流路１５に噴出することで火炎誘導筒１２を加熱して燃焼流路１５内の未燃焼ガスを燃焼して火炎となって上昇し、熱風排出筒１６に流入する。

このようにして、廃油は主燃焼機構２で燃焼し、更にガス燃焼機構１１により未燃焼ガスを完全に燃焼することで、排煙のない排熱として熱風排出筒１６に排出することができる。熱風排出筒１６に排出された排熱は排熱装置１７の排熱流入缶１８に流入することで温度が降下し、排気筒１９から外部に放出される。この際、排熱の流速による排熱流入缶１８内の圧力変動によりダンパー２０が開閉して効果的に排気筒１９から排気することができる。

なお、排熱装置１７は排熱流入缶１８の内部或いは外部に水管を配設することで、温水用ボイラーとして機能させることができる。

本発明の実施の形態に係る廃油燃焼装置の平面図である。 一部を断面にして示す廃油燃焼装置の全体構成図である。 主燃焼機構とガス燃焼機構の構成を示す分解斜視図である。 主燃焼機構とガス燃焼機構による燃焼作用の説明図である。

符号の説明

２ 主燃焼機構
３ 外筒
３Ａ 底板
４ 燃焼筒
４Ｂ 空気噴出孔
５ 空気供給装置
６ 空気供給ダクト
７ 送風ダクト
８ 送風機
９ 点火ヒータ
１０ 燃料供給装置
１１ ガス燃焼機構
１２ 火炎誘導筒
１３ 多孔燃焼筒
１３Ａ 火炎噴出孔
１５ 燃焼流路
１６ 熱風排出筒
１７ 排熱装置

Claims (5)

1. 主燃焼機構は、有底の外筒と、周面に多数の空気噴出孔を有し、該外筒内に配設した燃焼筒と、該燃焼筒の外周に前記空気噴出孔に連通する環状の空気供給ダクトを有し、燃焼筒に燃焼用空気を供給する空気供給装置と、前記燃焼筒内の下部側に設けた点火ヒータと、該点火ヒータの近傍に廃油燃料を供給する燃料供給装置とから構成し、ガス燃焼機構は、上下が開口した上窄まりの截頭円錐状をなし、前記外筒の上端に設けた火炎誘導筒と、上下が開口した上窄まりの截頭円錐状をなし、周面に多数の火炎噴出孔を有して形成され、該火炎誘導筒の内側に燃焼流路を存して配設した多孔燃焼筒とから構成し、前記火炎誘導筒の上端に連通して熱風排出筒を設けてなる廃油燃焼装置。
2. 前記主燃焼機構を構成する前記外筒は、底板上面を凹湾曲面に形成してあることを特徴とする請求項１記載の廃油燃焼装置。
3. 前記燃焼筒は、前記空気噴出孔を周面に対して接線方向に傾斜させて形成することにより、燃焼空気を旋回方向に噴出するように構成してあることを特徴とする請求項１記載の廃油燃焼装置。
4. 前記空気供給装置は、送風機から前記空気供給ダクトに燃焼空気を供給する送風ダクトを該空気供給ダクトに対して接線方向に接続した構成にしてあることを特徴とする請求項１記載の廃油燃焼装置。
5. 前記熱風排出筒の上端に、排熱流入缶と、該排熱流入缶に設けた排気筒と、該排気筒から離間して該排熱流入缶に設けたダンパーとからなる排熱装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の廃油燃焼装置。

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