JP6842769B2

JP6842769B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP6842769B2
Application number: JP2017188075A
Authority: JP
Inventors: 和男岩城
Original assignee: アーク日本株式会社
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: JP2019066048A

Description

本発明は、燃焼装置に関するものである。

従来から、図７，８，９に図示したように薪や木廃材などの棒状燃料材60を燃焼させて水蒸気や加熱水を製造する燃焼装置（ボイラー）として、一次燃焼室41及び二次燃焼室42を備えた燃焼装置（以下、従来例）が提案されている。

この従来例は、一端部に棒状燃料材60を導入する燃料導入部46が設けられ、他端部へ向かって所定の長さを有する縦長形状の一次燃焼室41と、この一次燃焼室41と同方向に長さを有し該一次燃焼室41の下方に設けられる二次燃焼室42とを具備し、前記一次燃焼室41と前記二次燃焼室42とは、他端部側に設けられたガス導入路43を介して連通状態に設けられ、前記一次燃焼室41で生じた可燃性ガスは、前記ガス導入路43を介して前記二次燃焼室42へ導入され、更に、前記二次燃焼室42へ導入された可燃性ガスは一端部側へ流通するように構成されたものである。

また、二次燃焼室42は、前記ガス導入路43を介して導入された可燃性ガスを前記二次燃焼室42の一端部側へ流通させる第一流通部44と、この第一流通部44と仕切り部47を介して下方に並設され前記可燃性ガスを前記二次燃焼室42の他端部側へ流通させる第二流通部49とで構成され、この第二流通部29と前記第一流通部44とは該第一流通部44の一端部において折り返し路48により連通状態に設けられている。尚、一次燃焼室41及び二次燃焼室42の周囲には導入部50ａ及び導出部50ｂを有する水通過路50が設けられ、この水通過路50に水Ｗが通過して熱交換することで加熱水が製造される。

従って、従来例は、棒状燃料材60を一次燃焼室41で燃焼させた際に生じる可燃性ガスを二次燃焼室42で更に燃焼させるため、高温を発生させることができ、しかも、煙（有害物質）の発生を抑制することができる。

ところで、従来例は、図７，８に図示したようにガス導入路43は、一次燃焼室41及び二次燃焼室42の長さ方向と直交する鉛直方向に長さを有し、且つ、一次燃焼室41の底部及び二次燃焼室42天井部の開口は、夫々長さ方向が長辺となる平面視方形状であり、また、両開口部間の空間は直方体形状である。

従って、この一次燃焼室41に棒状燃料材60を配する際には、該一次燃焼室41の長さ方向に棒状燃料材60の向きを合わせて配することになるが、このようにして一次燃焼室41で棒状燃料材60を燃焼させた際、図９に図示したように棒状燃料材60は高温となるガス導入路43の近傍部位が速く燃えて分断され、ガス導入路43に落ちて差し込まれた状態となり、ガス導入路43が塞がれて燃焼不良を起こす場合がある。

本発明は、前述した問題点を解消する、従来にない作用効果を発揮する画期的な燃焼装置を提供する。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

一端部に棒状燃料材60を導入する燃料導入部６を有し、他端部へ向かって所定の長さを有し、内壁面に断熱材15が設けられた縦長形状の一次燃焼室１と、この一次燃焼室１と同方向に長さを有し該一次燃焼室１の下方に設けられ内壁面に断熱材17が設けられた二次燃焼室２とを具備し、前記一次燃焼室１と前記二次燃焼室２とは、他端部側に設けられたガス導入路３を介して連通状態に設けられ、前記一次燃焼室１で生じた可燃性ガスは、前記ガス導入路３を介して前記二次燃焼室２へ導入され、この二次燃焼室２へ導入された可燃性ガスは一端部側へ流通し更に他端部側へ流通するように構成された燃焼装置であって、前記ガス導入路３は、前記一次燃焼室１の底部及び前記二次燃焼室２の天井部に夫々開口し、前記一次燃焼室１の開口部１ａは該一次燃焼室の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であり、また、前記二次燃焼室２は、前記ガス導入路３を介して導入された可燃性ガスを前記二次燃焼室２の一端部側へ流通させる第一流通部４と、この第一流通部４と仕切り部７を介して下方に並設され前記可燃性ガスを前記二次燃焼室２の他端部側へ流通させる第二流通部９とで構成され、この第二流通部９と前記第一流通部４とは該第一流通部４の一端部において折り返し路８により連通状態に設けられ、更に、前記一次燃焼室１には該一次燃焼室１内に水蒸気を噴射する第一水蒸気供給部11が設けられ、また、前記二次燃焼室２には該二次燃焼室２内に水蒸気を噴射する第二水蒸気供給部14が設けられていることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、請求項１記載の燃焼装置において、前記一次燃焼室１の開口部１ａは平面視方形状若しくは平面視楕円形状であることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、請求項１記載の燃焼装置において、前記二次燃焼室２の開口部２ａは該二次燃焼室２の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、請求項３記載の燃焼装置において、前記二次燃焼室２の開口部２ａは平面視方形状若しくは平面視楕円形状であることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の燃焼装置において、前記ガス導入路３は、前記一次燃焼室１及び前記二次燃焼室２の長さ方向と直交する鉛直方向に長さを有するものであることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の燃焼装置において、前記ガス導入路３には断熱材16が設けられていることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、請求項１〜６いずれか１項に記載の燃焼装置において、前記一次燃焼室１及び前記二次燃焼室２の周囲には水通過路23が設けられていることを特徴とする燃焼装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、前述した従来例のように棒状燃料材が起因しての燃焼不良が生じることがないなど、従来にない作用効果を発揮する画期的な燃焼装置となる。

本実施例を示す斜視図である。本実施例の説明断面図である。本実施例の要部の説明断面図である。本実施例の要部の説明図である。本実施例の使用状態説明図である。本実施例の要部の説明図である。従来例の説明断面図である。従来例の要部の説明図である。従来例の要部の説明図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

燃料導入部６から一次燃焼室１へ棒状燃料材60を導入して燃焼すると、可燃性ガスが発生する。

この一次燃焼室１で発生した可燃性ガスは、ガス導入路３を介して二次燃焼室２へ導入され、この可燃性ガスは二次燃焼室２内を一端部側へ流通しながら燃焼する。

ところで、本発明に係るガス導入路３は、一次燃焼室１の底部及び二次燃焼室２の天井部に夫々開口し、一次燃焼室１の開口部１ａは該一次燃焼室１の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であるから、前述した従来例と異なり、ガス導入路３における一次燃焼室１及び二次燃焼室２の長さ方向における距離が短い為、燃焼して分断した棒状燃料材60が落ちて差し込まれることが可及的に防止され、よって、ガス導流路３が塞がれることによる燃焼不良を生じることは無い。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、一端部に棒状燃料材60を導入する燃料導入部６を有し、他端部へ向かって所定の長さを有する縦長形状の一次燃焼室１と、この一次燃焼室１と同方向に長さを有し該一次燃焼室１の下方に設けられる二次燃焼室２とを具備し、前記一次燃焼室１と前記二次燃焼室２とは、他端部側に設けられたガス導入路３を介して連通状態に設けられ、前記一次燃焼室１で生じた可燃性ガスは、前記ガス導入路３を介して前記二次燃焼室２へ導入され、更に、前記二次燃焼室２へ導入された可燃性ガスは一端部側へ流通するように構成された燃焼装置である。

具体的には、図２，３に図示したように適宜な金属製の直方体形状の装置本体５内に、同一長さにして径の異なる金属製の筒状体１’，２’（円筒形状体）が上下二段に水平状態に並設され、径の大きい上段の筒状体１’の内空間が一次燃焼室１として構成され、下段の筒状体２’の内空間が二次燃焼室２として構成されている。

一次燃焼室１は、一端部が装置本体５の一端部に開口しており、この一端開口部は棒状燃料材を導入する燃料導入部６として構成されている。

この燃料導入部６は、装置本体５の一端部に設けられた開閉扉10により開閉自在に設けられている。

従って、この開閉扉10を開放して燃料導入部６から棒状燃料材60を導入したり、一次燃焼室１内に配された棒状燃料材60を動かしたりすることができる。

また、一次燃焼室１の他端部には該一次燃焼室１内に水蒸気を噴射する第一水蒸気供給部11が設けられている。

従って、一次燃焼室１内が過熱水蒸気によってより一層高温となり燃焼が良好に行われることになる。

また、一次燃焼室１の内壁面には断熱材15が設けられている。

また、一次燃焼室１は、他端部側の湾曲する底部に開口部１ａが設けられており、この開口部１ａは後述する二次燃焼室２の天井部に設けられる開口部２ａと直方体形状の空間を介して連通状態となりガス導入路３として構成され、このガス導入路３は一次燃焼室１及び二次燃焼室２の長さ方向と直交する鉛直方向に長さを有している。

また、一次燃焼室１の開口部１ａは該一次燃焼室の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であり、平面視方形状である（図６参照）。尚、一次燃焼室１の開口部１ａは平面視楕円形状でも良い。

また、ガス導入路３には断熱材16が設けられている。

二次燃焼室２は、一端部が装置本体５の一端部に開口しており、この一端開口部は二次燃焼室内の灰や燃え滓などを回収するためのメンテナンス用開口部12として構成されている。

このメンテナンス用開口部12は、装置本体５の一端部に設けられた開閉扉13により開閉自在に設けられている。

従って、この開閉扉13を開放してメンテナンス用開口部12から二次燃焼室２内に配された灰や燃え滓などを回収することができる。

また、二次燃焼室２の他端部には該二次燃焼室２内に水蒸気を噴射する第二水蒸気供給部14が設けられている。

従って、二次燃焼室２内が過熱水蒸気によってより一層高温となり燃焼が良好に行われることになる。

また、二次燃焼室２の内壁面には断熱材17が設けられている。

また、二次燃焼室２は、他端部側の湾曲する天井部に開口部２ａが設けられており、この開口部２ａは前述した一次燃焼室１に設けられる開口部１ａと直方体形状の空間を介して連通状態となりガス導入路３として構成されている。

また、二次燃焼室２は、ガス導入路３を介して導入された可燃性ガスを二次燃焼室２の一端部側へ流通させる第一流通部４と、この第一流通部４と仕切り部７を介して下方に並設され可燃性ガスを二次燃焼室２の他端部側へ流通させる第二流通部９とで構成され、この第二流通部９と第一流通部４とは該第一流通部４の一端部において折り返し路８により連通状態に設けられている。

従って、ガス導入路３を介して導入された可燃性ガスは、後述する排気路における吸気作用により第一流通部４と、折り返し路８と、第二流通部９を流通しながら燃焼（二次燃焼）する。

また、二次燃焼室２（第二流通部９）の他端部には排気路が設けられている。

この排気路は、第二流通部９の下流側端部に連通状態で設けられるボックス形状の第一空間部18と、この第一空間部18の上部に連通状態で設けられ内部に逆流防止体19ａを備えた円筒形状の第二空間部19と、この第二空間部19の上部に連通状態に設けられるボックス形状の第三空間部20とで構成されている。

この第三空間部20には、送風ファン21と、煙突部22が設けられている。

この送風ファン21により第三空間部20内の空気が煙突部22から排出されて第三空間部20が負圧となり、装置本体５内の空気が第三空間部20に引き込まれ、一次燃焼室１，ガス導入路３，二次燃焼室２及び排気路を流通する空気の流れが生じることになる。

また、本実施例は、一次燃焼室１及び前記二次燃焼室２の周囲には導入部23ａ及び導出部23ｂを有する水通過路23が設けられ、この水通過路23に水Ｗが通過して熱交換することで加熱水が製造される。

符号24は送風ファン21や水蒸気供給部11，14などを制御する制御部である。

本実施例は上述のように構成したから、燃料導入部６から一次燃焼室１へ棒状燃料材60（所定長を有する木材としての薪）を導入して燃焼すると、可燃性ガスが発生する。

この一次燃焼室１で発生した可燃性ガスは、ガス導入路３を介して二次燃焼室２へ導入され、この可燃性ガスは二次燃焼室２の第一流通部４，折り返し路８及び第二流通部９を流通しながら燃焼する。

ところで、本実施例に係るガス導入路３は、図６に図示したように一次燃焼室１の底部及び二次燃焼室２の天井部に夫々開口し、一次燃焼室１の開口部１ａは該一次燃焼室の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であるから、前述した従来例（図８に図示したガス導入路43）と異なり、ガス導入路３における一次燃焼室１及び二次燃焼室２の長さ方向における距離が短い為、燃焼して分断した棒状燃料材60が落ちて差し込まれることが可及的に防止され、よって、ガス導流路３が塞がれることによる燃焼不良を生じることは無い。

また、本実施例は、二次燃焼室２の開口部２ａは該二次燃焼室２の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であるから、前述した従来例に比し、二次燃焼室２（第一流通部４）内における可燃性ガスの流通距離Ｌを長く設定することができ、それだけ二次燃焼時間が長くなり良好に燃焼して煙（有毒物質）の発生を可及的に抑制することができる。

また、本実施例は、一次燃焼室１の開口部１ａ及び二次燃焼室２の開口部２ａは平面視方形状若しくは平面視楕円形状であるから、前述した作用効果を簡易且つ確実に奏することができる。

また、本実施例は、ガス導入路３は、一次燃焼室１及び二次燃焼室２の長さ方向と直交する鉛直方向に長さを有するものであるから、前述した作用効果を簡易且つ確実に奏することができる。

また、本実施例は、二次燃焼室２は、ガス導入路３を介して導入された可燃性ガスを二次燃焼室２の一端部側へ流通させる第一流通部４と、この第一流通部４と仕切り部７を介して下方に並設され可燃性ガスを二次燃焼室２の他端部側へ流通させる第二流通部９とで構成され、この第二流通部９と第一流通部４とは該第一流通部４の一端部において折り返し路８により連通状態に設けられているから、可燃ガスを良好に燃焼させることができ、水分含有率の高い木材でも良好に燃焼させることができる。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１一次燃焼室
１ａ開口部
２二次燃焼室
２ａ開口部
３ガス導入路
４第一流通部
６燃料導入部
７仕切り部
８折り返し路
９第二流通部
11 第一水蒸気供給部
14 第二水蒸気供給部
15 断熱材
16 断熱材
17 断熱材
23 水通過路
60 棒状燃料材

Claims

一端部に棒状燃料材を導入する燃料導入部を有し、他端部へ向かって所定の長さを有し、内壁面に断熱材が設けられた縦長形状の一次燃焼室と、この一次燃焼室と同方向に長さを有し該一次燃焼室の下方に設けられ内壁面に断熱材が設けられた二次燃焼室とを具備し、前記一次燃焼室と前記二次燃焼室とは、他端部側に設けられたガス導入路を介して連通状態に設けられ、前記一次燃焼室で生じた可燃性ガスは、前記ガス導入路を介して前記二次燃焼室へ導入され、この二次燃焼室へ導入された可燃性ガスは一端部側へ流通し更に他端部側へ流通するように構成された燃焼装置であって、前記ガス導入路は、前記一次燃焼室の底部及び前記二次燃焼室の天井部に夫々開口し、前記一次燃焼室の開口部は該一次燃焼室の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であり、また、前記二次燃焼室は、前記ガス導入路を介して導入された可燃性ガスを前記二次燃焼室の一端部側へ流通させる第一流通部と、この第一流通部と仕切り部を介して下方に並設され前記可燃性ガスを前記二次燃焼室の他端部側へ流通させる第二流通部とで構成され、この第二流通部と前記第一流通部とは該第一流通部の一端部において折り返し路により連通状態に設けられ、更に、前記一次燃焼室には該一次燃焼室内に水蒸気を噴射する第一水蒸気供給部が設けられ、また、前記二次燃焼室には該二次燃焼室内に水蒸気を噴射する第二水蒸気供給部が設けられていることを特徴とする燃焼装置。
請求項１記載の燃焼装置において、前記一次燃焼室の開口部は平面視方形状若しくは平面視楕円形状であることを特徴とする燃焼装置。
請求項１記載の燃焼装置において、前記二次燃焼室の開口部は該二次燃焼室の長さ方向が短辺、幅方向が長辺となる長穴であることを特徴とする燃焼装置。
請求項３記載の燃焼装置において、前記二次燃焼室の開口部は平面視方形状若しくは平面視楕円形状であることを特徴とする燃焼装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の燃焼装置において、前記ガス導入路は、前記一次燃焼室及び前記二次燃焼室の長さ方向と直交する鉛直方向に長さを有するものであることを特徴とする燃焼装置。
請求項１〜５いずれか１項に記載の燃焼装置において、前記ガス導入路には断熱材が設けられていることを特徴とする燃焼装置。
請求項１〜６いずれか１項に記載の燃焼装置において、前記一次燃焼室及び前記二次燃焼室の周囲には水通過路が設けられていることを特徴とする燃焼装置。