JP6484662B2

JP6484662B2 - 燃焼炉

Info

Publication number: JP6484662B2
Application number: JP2017092752A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　鋼一; 鋼一伊藤; 貴幸桜井
Original assignee: 伊藤　鋼一; 鋼一伊藤; 伊藤正規
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: JP2018189316A

Description

この発明は、焼却対象材料を上部の投入口から投入し、底部から堆積して貯留するための１次燃焼室である貯留槽を有する燃焼炉に関し、小型でありながら１次燃焼した結果の可燃ガスが投入口側へ流れる可能性を低減させる燃焼炉に関するものである。

焼却対象材料を上部の投入口から投入する形式の燃焼炉としては、特許文献１に示されるものが知られている。この燃焼炉は、堆積された焼却対象材料を上部から燃焼させてゆくタイプのもので、蓋を取ると、堆積された焼却対象材の燃焼により生じる可燃ガスが開口部へ流れるものである。従って、燃焼の途中では新たな焼却対象材料を供給することは考えられていないもの推定される。

特許文献２には、１次燃焼室の横斜め上側から焼却対象材料を投入するタイプの燃焼炉が開示されている。この方式の燃焼炉は大型となり、しかも、焼却対象材料を堆積して貯留するものでないため、焼却対象材料の供給にキルンなどの施設が必要となる。

特許文献３には、燃焼室の横斜め上側から焼却対象材料を投入するタイプの燃焼炉が開示されている。この燃焼炉は、縦型であり、小型であるが、焼却対象材料を堆積して貯留するものではない。

特許文献４には、燃焼室の上方横側に下部２次燃焼室が隣接して設けられた燃焼炉が開示されている。この燃焼炉にあっても、焼却対象材料を堆積して貯留するものではない。

特開平７−９１６２７号公報特開２００３−１６１４１０号公報特開２００４−２４５４７８号公報特開２０１７−２３９０１号公報

上記のように従来の燃焼炉にあっては、焼却対象材料を堆積して貯留するタイプのものは少ない。そして、焼却対象材料を堆積して貯留するタイプの燃焼炉にあっては、燃焼の途中で新たな焼却対象材料を供給しようとすると、投入口へ可燃ガスや煙が流れてしまい、人が焼却対象材料を供給する作業を行うことが極めて困難である。

本発明は上記のような燃焼炉が有している問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型でありながら燃焼の途中で新たな焼却対象材料を供給する作業が容易であり効率良くる燃焼炉を提供することである。

本発明に係る燃焼炉は、焼却対象材料を上部の投入口から投入し、底部から堆積して貯留するための１次燃焼室である貯留槽と、前記貯留槽に貯留された前記焼却対象材料の底部に着火する着火バーナと、前記貯留槽の底部側の側壁に形成された連絡口を介して前記貯留槽と結合され、前記貯留槽において前記焼却対象材料の燃焼により発生する可燃ガスを燃焼させる下部２次燃焼室と、前記下部２次燃焼室の上部に設けられ、２次燃焼を行うと共に前記下部２次燃焼室までに発生する可燃ガスを、底部の外周側から取り入れ、上方へ向かわせて天井部へ衝突させて下降させた後に前記天井部の中央口から上方の煙突方向へ導く上部２次燃焼室と、前記煙突内に空気を送り込むためのブロアとを具備することを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、前記上部２次燃焼室は、１層によりまたは複数層が積層されて形成されていることを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、前記上部２次燃焼室には、前記天井部の中央口から内側へ突出したスリーブが形成されていることを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、前記上部２次燃焼室には、焼却バーナが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、前記貯留槽の底部に近い側壁と前記上部２次燃焼室の側壁には、外気を取り込む外気取込口が設けられ、外気は、該外気取込口の正面に設けられた直接流入防止手段へ一度当てらえてから内部へ流入させるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、前記着火バーナは、貯留槽内から退避させるためのスライド台に載置されていることを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、前記投入口の蓋を開閉するための蓋開閉手段が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る燃焼炉では、貯留槽の底部側の側壁に形成された連絡口を介して上記貯留槽と結合され、上記貯留槽において焼却対象材料の燃焼により発生する可燃ガスを燃焼させる下部２次燃焼室が設けられている。更に、上記下部２次燃焼室の上部には、上記下部２次燃焼室までに発生する可燃ガスを、底部の外周側から取り入れ、上方へ向かわせて天井部へ衝突させて下降させた後に上記天井部の中央口から上方の煙突方向へ導く上部２次燃焼室が設けられている。上記上部２次燃焼室は、ここまでに発生した可燃ガスを送る流路として機能すると共に的確な２次燃焼を確保し高効率であり、可燃ガスの流れにより上部２次燃焼室における実際の高さよりも長い流路として働くので、貯留槽から可燃ガスを強力に引き込むことができる。従って、貯留槽において生じる可燃ガスが投入口へ流れることを防止し、小型でありながら高効率で燃焼の途中で新たな焼却対象材料を供給する作業を容易にする効果がある。

本発明に係る燃焼炉の実施形態を側方から見た断面図。本発明に係る燃焼炉の実施形態における上部２次燃焼室を側方から見た断面図。本発明に係る燃焼炉の実施形態における貯留槽を上方から見た断面図。本発明に係る燃焼炉の実施形態における下部２次燃焼室を上方から見た断面図。本発明に係る燃焼炉の実施形態における上部２次燃焼室を上方から見た断面図。本発明に係る燃焼炉の実施形態における外気取込口の正面図。図６のＡ−Ａ断面図。本発明に係る燃焼炉の実施形態における動作の概要を示すフローチャート。

以下添付図面を参照して、本発明に係る燃焼炉の実施形態を説明する。各図において同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態に係る燃焼炉は、図１に示すように構成される。即ち、本実施形態に係る燃焼炉は、焼却対象材料１１を上部の投入口２２から投入し、底部２３から堆積して貯留するための１次燃焼室である貯留槽２１を備える。

焼却対象材料１１は、木材チップやもみ殻などが好的であるが、水分量が約３０％以下のものであれば、ゴミ（廃棄物）などを許容する。貯留槽２１は、投入口２２の開口が底部２３の底面積より遥かに大きく形成されており、投入口２２の開口面積は底部２３の底面積の４倍程度とすることができる。

投入口２２には、平面形状が四角形の蓋２４が設けられている。蓋２４の奥側の一辺にはヒンジが設けられ、奥側の一辺と直交する２辺には、ワイヤ３１を固定する耳状片３２が形成されている。ワイヤ３１は燃焼炉の側部の外側に立設された２本の支柱間に設けられパイプに結合されたプーリ３３を介してモータ３４により回転させられる巻取棒３５に巻回されている。このような構成を有するため、図示しないコントローラによりモータ３４をワイヤ３１が巻取棒３５に巻き取られる方向へ回転させると、耳状片３２がワイヤ３１に引っ張られて、ヒンジが設けられている蓋２４の一辺を中心に矢印Ｘに示すように回転し、投入口２２が開口される。逆に、図示しないコントローラによりモータ３４をワイヤ３１が巻取棒３５から引き出される方向へ回転させると、蓋２４の耳状片３２側が上記矢印Ｘとは逆方向に下降し、投入口２２を閉じる。このように、本実施形態では、蓋２４を開閉するための蓋開閉手段が設けられている。

貯留槽２１の正面側の底部２３には、着火バーナ３８が挿抜可能に設けられている。着火バーナ３８は、貯留槽２１に貯留された焼却対象材料１１の底部に着火させるものである。着火後には、着火バーナ３８を貯留槽２１内から退避させるためのスライド台３９に着火バーナ３８が載置されている。着火バーナ３８の先端を貯留槽２１内に挿抜する穴には、着火バーナ３８を貯留槽２１内から退避させた後に上記穴を閉成するための、シャッタが設けられている。

上記貯留槽２１における底部２３側の側壁には連絡口４１が形成されている。連絡口４１は、横方向に例えば四角筒状に形成することができる。貯留槽２１には連絡口４１を介して、下部２次燃焼室４２が結合されている。連絡口４１には、焼却対象材料１１の貯留槽２１から下部２次燃焼室４２への移動を妨げる火格子が設けられている。下部２次燃焼室４２は上方へ向かって延びる四角筒形状の側壁によって形成される。このような構成により、下部２次燃焼室４２には、火格子を介して貯留槽２１側から燃焼に必要な熱と可燃ガスが到来し、下部２次燃焼室４２において可燃ガスの一部が燃焼する。

上記下部２次燃焼室４２の上部には、上記下部２次燃焼室４２までに発生する可燃ガスを、取り入れ、上方へ向かわせる上部２次燃焼室４３が設けられている。上部２次燃焼室４３は、図２に断面図を示すように、四角筐体形状であり、底板４４と天井板４５とを有する。

天井板４５における中央部には、円形状の開口４６が形成されており、この開口４６の周縁部から上部２次燃焼室４３の内側へ向かって突出した円筒状のスリーブ４７が形成されている。一方、底板４４の外周部分には、可燃ガスを取り込むための穴４８が形成されている。この構成によって、上部２次燃焼室４３は、上記下部２次燃焼室４２までに発生する可燃ガスを、底板４４の外周側の穴４８から取り入れ、上方へ向かわせて天井板４５へ衝突させて下降させた後に上記天井板４５の中央口である開口４６から上方の煙突方向へ導くように機能する。即ち、可燃ガスは矢印Ｙに示されるように導かれる。穴４８は、底板４４の外周部分に複数形成されていても良い。

上部２次燃焼室４３は、下部２次燃焼室４２の上部の２次燃焼室の機能を有する。このため、上部２次燃焼室４３の側壁には、焼却用バーナ５１の先端部を挿入する穴５２が形成され、この穴５２から外側の外壁にはフランジ５３が設けられている。

上部２次燃焼室４３における天井板４５の開口４６の外側には、煙突６１を載置して結合するための台座５４が取り付けられている。本実施形態では、上部２次燃焼室４３を一層とするが、複数層とする場合には、下層となる上部２次燃焼室４３において、台座５４を左右の側壁近くの天井板４５における上面へ配置する。これによって、上層と下層の間には、台座５４により空室ができ、下層の上部２次燃焼室４３の天井板４５の中央口である開口４６から上記空室へ可燃ガスが到達する。更に、この空室から可燃ガスは、上層の上部２次燃焼室４３における底板４４の外周側の穴４８から上層の上部２次燃焼室４３内部へ取り入れられる。

前述の通り、上部２次燃焼室４３における天井板４５の開口４６の外側には、台座５４が取り付けられている。この台座５４には、煙突６１が結合されている。上部２次燃焼室４３の天井板４５における上面から煙突６１の上部の所定距離の位置には、水平方向に広がる載置台６２が設けられている。この載置台６２は、前述のプーリ３３を貫通するパイプを支持する２本の柱及びこの２本の柱に対し煙突６１を介して反対側にこの載置台６２上であって煙突６１から熱的に離れた位置には、ブロア６５が取り付けられている。ブロア６５からはパイプ６６が上方向へ延びており、煙突６１の長さの１／２程度の部分において煙突６１方向へ折れ曲がって煙突６１内に入り込んでいる。パイプ６６は、煙突６１内において上方を向くように折り曲げられ、僅かに上方へ延びた位置で終わっている。この構成によって、ブロア６５は、煙突６１内において約８００℃の排ガスを約２００℃以下まで急冷させる空気流を送出する。

貯留槽２１の上方から底部２３側を目視した断面図である図３に示すように、貯留槽２１の底部に近い位置であって、正面中央を挟んで左右の２か所と左壁の中央部と右壁の中央部とには、外気を取り込む外気取込口７１〜７４が設けられている。下部２次燃焼室４２の上方から底部側を目視した断面図である図４に示すように、下部２次燃焼室４２の底部に近い位置であって、左壁の中央部と右壁の中央部とには、外気を取り込む外気取込口７５〜７６が設けられている。また、上部２次燃焼室４３の上方から底部側を目視した断面図である図５に示すように、上部２次燃焼室４３の左壁の中央部と右壁の中央部とには、外気を取り込む外気取込口７７〜７８が設けられている。これらの外気取込口７１〜７８は、同様の構成とすることができる。

外気取込口７１〜７８について、図６と図７を参照して、外気取込口７１を代表として構成を説明する。外気取込口７１の開口部８１は、外側へ突出し、端面がフランジに形成されている。開口部８１のフランジには、回転軸により回動自在に蓋体８２が設けられている。蓋体８２には、蓋体８２を回転軸８８を中心として回動させるための把手８３が設けられている。開口部８１から貯留槽２１内または下部２次燃焼室４２内または上部２次燃焼室４３内へ僅かに（例えば、５０ｍｍ〜８０ｍｍ）進んだ位置には、室の壁の内側から突出するように設けられたスタッド８４に平板８５が固着されている。平板８５には、空気を流すための貫通口８６が形成されている。平板８５は、室の壁面より小さく構成されている。このため、外気は、正面に設けられた直接流入防止手段である平板８５へ一度当ててから内部へ流入させるように構成されている。

なお、貯留槽２１、下部２次燃焼室４２、上部２次燃焼室４３には、温度計や炭酸ガスやダイオキシンのセンサなどを設けて温度を外部から確認できるようにすることが好的である。また、貯留槽２１、下部２次燃焼室４２、上部２次燃焼室４３には、内部を覗くための窓や点検用扉が設けられると好的である。

以上のように構成された燃焼炉は、図７のフローチャートに示す手順で燃焼が進められる。投入口２２の蓋２４を開けて焼却対象材料１１を貯留槽２１に投入し、例えば満杯とした後に蓋２４を閉成する（Ｓ１１）。外気取込口７１〜７８の開口度を調整し、ブロア６５による送気開始し、着火バーナ３８を点火し、焼却用バーナ５１を点火する（Ｓ１２）。温度計などにより焼却対象材料１１に着火し下部２次燃焼室４２などにおける燃焼の確認ができると、着火バーナ３８を退避させる（Ｓ１３）。

以下、温度計などにより燃焼状態を確認し、必要があれば外気取込口７１〜７５の開口度を調整しても良く、また、必要があれば投入口２２の蓋２４を開けて焼却対象材料１１を貯留槽２１に投入しても良い。更に、燃焼を終了するときには、焼却対象材料１１が完全に燃焼して自然に消火するのを待つか、外気取込口７１〜７５の開口度を完全に閉じて焼却用バーナ５１を消火し、温度計などにより確認しながら完全に消火するのを待つようにすることができる（Ｓ１４）。

以上の通り、貯留槽２１、下部２次燃焼室４２、上部２次燃焼室４３、煙突６１、ブロア６５、外気取込口７１〜７５の位置と構成によって、貯留槽２１において発生した可燃ガスは、勢い良く下部２次燃焼室４２と上部２次燃焼室４３へ進み燃焼されて排ガスとなって煙突６１からは排出される。貯留槽２１において生じる可燃ガスが投入口２２へ流れることを防止し、小型でありながら高効率で燃焼の途中で新たな焼却対象材料１１を供給する作業を容易にできる。

また、外気取込口７１〜７５の構成が、外気を、該外気取込口７１〜７５の正面に設けられた直接流入防止手段である平板８５へ一度当ててから内部へ流入させるように構成されているので、内部の暖められている平板８５へ当たって暖められる。この暖められた外気が室内に入ることになるので、取り入れた外気が温度を低下させることがなく、効率的な燃焼を確保することができる。

１１焼却対象材料
２１貯留槽
２２投入口
２３底部
２４蓋
３１ワイヤ
３２耳状片
３３プーリ
３４モータ
３５巻取棒
３８着火バーナ
３９スライド台
４１連絡口
４２下部２次燃焼室
４３上部１次燃焼室
４４底板
４５天井板
４６開口
４７スリーブ
４８穴
５１焼却用バーナ
５２穴
５３フランジ
５４台座
６１煙突
６２載置台
６５ブロア
６６パイプ
７１外気取込口
８１開口部
８２蓋体
８３把手
８４スタッド
８５平板
８６貫通口

Claims

焼却対象材料を上部の投入口から投入し、底部から堆積して貯留するための１次燃焼室である貯留槽と、前記貯留槽に貯留された前記焼却対象材料の底部に着火する着火バーナと、
前記貯留槽の底部側の側壁に形成された連絡口を介して前記貯留槽と結合され、前記貯留槽において前記焼却対象材料の燃焼により発生する可燃ガスを燃焼させる下部２次燃焼室と、
前記下部２次燃焼室の上部に設けられ、２次燃焼を行うと共に前記下部２次燃焼室までに発生する可燃ガスを、底部の外周側から取り入れ、上方へ向かわせて天井部へ衝突させて下降させた後に前記天井部の中央口から上方の煙突方向へ導く上部２次燃焼室と、
前記煙突内に空気を送り込むためのブロアと
を具備することを特徴とする燃焼炉。
前記上部２次燃焼室は、１層によりまたは複数層が積層されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼炉。
前記上部２次燃焼室には、前記天井部の中央口から内側へ突出したスリーブが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼炉。
前記上部２次燃焼室には、焼却バーナが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃焼炉。
前記貯留槽の底部に近い側壁と前記上部２次燃焼室の側壁には、外気を取り込む外気取込口が設けられ、外気は、該外気取込口の正面に設けられた直接流入防止手段へ一度当てられてから内部へ流入させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃焼炉。
前記着火バーナは、貯留槽内から退避させるためのスライド台に載置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃焼炉。
前記投入口の蓋を開閉するための蓋開閉手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の燃焼炉。