JP6875069B2 - 燃焼対象物供給システム - Google Patents

Description

本発明は、燃焼対象物供給システムに関する。

従来、燃料を燃焼させる火炉として、特許文献１に記載されているものが知られている。この火炉では、化石資源を除く動植物に由来する有機性資源であるバイオマス燃料等の燃料を燃焼炉で燃焼させている。このような火炉に対して燃料を燃焼対象物として供給する燃焼対象物供給システムが設けられる。

特開２００４−３６４９０号公報

ここで、炉に対して燃焼対象物を供給する際に、炉内における所望の位置とは異なる位置にて燃焼対象物が燃焼する場合があった。従って、所望の燃焼位置にて燃焼対象物を燃焼させることができる燃焼対象物供給システムが要請されていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、所望の燃焼位置にて燃焼対象物を燃焼させることができる燃焼対象物供給システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る燃焼対象物供給システムは、燃焼対象物を燃焼させる炉内へ燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給システムであって、炉へ向けて燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給部と、燃焼対象物の炉内における供給位置を調整する供給位置調整機構と、を備える。

この燃焼対象物供給システムは、炉内へ燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給部に加えて、燃焼対象物の炉内における供給位置を調整する供給位置調整機構を備えている。このように供給位置調整機構で燃焼対象物の炉内における供給位置を調整することにより、炉内における燃焼対象物の燃焼位置を調整することが可能となる。従って、供給位置調整機構での調整を行うことによって、所望の燃焼位置にて燃焼対象物を燃焼させることができる。

本発明に係る燃焼対象物供給システムにおいて、供給位置調整機構は、気体供給部を備え、当該気体供給部から供給される気体の力を燃焼対象物に付与することによって、供給位置を調整してよい。このような構成により、気体を供給するだけの簡単な構成によって、燃焼対象物の供給位置を調整することができる。供給されるものが気体であるため燃焼の妨げにはならない。また、気体として空気を用いた場合は燃焼用空気としても有効に使用することができる。

本発明に係る燃焼対象物供給システムにおいて、燃焼対象物供給部による炉への供給角度と、気体供給部による気体供給角度とを比較した場合、気体供給角度の方が上向きの角度であってよい。このような構成により、気体供給部による気体供給角度を燃焼対象物供給部による供給角度よりも上向きとすることで、炉内へ供給される燃焼対象物に水平方向へ移動する力を付与することができる。

本発明に係る燃焼対象物供給システムにおいて、燃焼対象物供給部は、燃焼対象物を通過させる燃焼対象物供給路を備え、気体供給部は、気体を通過させる気体供給路を備え、燃焼対象物供給路と気体供給路とが交差する交差点が設定され、交差点は、燃焼対象物供給路の基端部よりも炉に近い位置に設定されてよい。このような構成により、気体供給路の気体から力を付与された燃焼対象物を直ちに炉内へ供給することができる。従って、燃焼対象物の供給位置の調整が行い易くなる。

本発明に係る燃焼対象物供給システムにおいて、交差点は、炉の壁部又は炉の内部に設定されてよい。このような構成により、気体供給路の気体から力を付与された燃焼対象物を直ちに炉内へ供給することができる。従って、燃焼対象物の供給位置の調整が更に行い易くなる。

本発明によれば、所望の燃焼位置にて燃焼対象物を燃焼させることができる。

図１は、本実施形態に係る燃焼対象物供給システムを備える燃焼システムを示す概略構成図である。 図２は、燃焼対象物供給システムの詳細な構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る燃焼対象物供給システムを備える燃焼システムを示す概略構成図である。図１に示すように、燃焼システム１００は、燃焼対象物を燃焼させる炉１と、炉１内へ燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給システム１０と、を備える。炉１の種類は特に限定されず、あらゆるタイプの炉を適用してよい。また、燃焼対象物の種類は特に限定されず、あらゆるタイプの燃料を適用してよい。燃焼対象物として、例えば、バイオマス燃料、石炭、木質、ＲＰＦ、ＴＤＦ等の燃料が挙げられる。図２は、燃焼対象物供給システム１０の拡大図である。図１及び図２に示すように、燃焼対象物供給システム１０は、燃焼対象物供給部２と、供給位置調整機構３と、を備えている。

燃焼対象物供給部２は、炉１へ向けて燃焼対象物を供給する部分である。本実施形態では、燃焼対象物供給部２は、燃焼対象物を通過させる燃焼対象物供給路６を備えている。燃焼対象物供給路６は、炉１の外部の基端部６ａから延びて、炉１に接続される配管によって構成される。なお、図１においては、燃焼対象物供給路６は、基端部６ａから下方へ向かって延びて、中途位置で炉１へ向かって斜め下方へ延びる構成が示されているが、燃焼対象物供給路６の構成は特に限定されず、あらゆる形状及び長さに設定されてよい。また、燃焼対象物供給路６の基端部６ａは、図示されない燃焼対象物の供給源に接続されている。なお、燃焼対象物供給部２の供給位置調整機構３との位置関係の詳細については後述する。

供給位置調整機構３は、燃焼対象物の炉１内における供給位置を調整する機構である。供給位置調整機構３は、炉１よりも上流側、炉１に入る時、及び炉１に入った後の少なくとも何れかのタイミングにて、燃焼対象物に力を付与することによって、燃焼対象物の炉１内における供給位置を調整することができる。例えば、力を付与しない場合、燃焼対象物供給部２から供給される燃焼対象物を炉１内へそのまま供給すると、供給位置ＰＧ２に示すように炉１の側壁部５付近で直ちに落下する。これに対し、供給位置調整機構３は、このような燃焼対象物供給部２からの燃焼対象物に対し、所定の力を付与することによって、供給位置ＰＧ１に示すように炉１の内部空間において、側壁部５から離間した位置まで燃焼対象物を供給することができる。

ここで、炉１に対する燃焼対象物供給システム１０の取付位置の好適な位置、及び供給位置調整機構３によって調整される燃焼対象物の供給位置について説明する。燃焼対象物の燃焼位置は適宜設定してもよい。燃焼対象物供給部２及び供給位置調整機構３の、炉１の高さ方向における位置は、適宜設定してもよい。供給位置調整機構３は、炉１の内部空間のうち中央付近の位置に向かって燃料を供給することが好ましい。なお、このような燃焼対象物供給システム１０は、炉１に対して１つ設けられてよく、複数設けられていてもよい。燃焼対象物供給システム１０が複数設けられる場合、高さ方向に同位置であって水平方向に異なる位置に複数設けられてもよく、水平方向に同位置であって高さ方向に異なる位置に複数設けられてもよく、高さ方向及び水平方向に異なる位置に複数設けられてもよい。また、図２においては、側壁部５のうち鉛直方向に延びる部分に燃焼対象物供給システム１０が設けられている構造を例示しているが、側壁部５が鉛直方向に対して傾斜している部分に燃焼対象物供給システム１０が設けられてもよい。

本実施形態では、供給位置調整機構３は、気体供給部７を備えて構成される。供給位置調整機構３は、気体供給部７から供給される気体の力を燃焼対象物に付与することによって、炉１内における燃焼対象物の供給位置を調整する。気体供給部７は、ポンプやブロワ等によって構成される気体の気体供給源８と、気体を通過させる気体供給路９と、を備えている。気体供給路９は、基端側で気体供給源８と接続され、先端側で炉１の側壁部５に接続される。気体供給部７は、気体として空気、酸素、燃焼排ガス等を供給してよい。なお、燃焼対象物供給路６からの燃焼対象物の供給量、重さによって、気体供給路９による気体の供給量は適宜設定してよい。

次に、図２を参照して、燃焼対象物供給システム１０の詳細な構成について説明する。図２に示すように、燃焼対象物供給路６と気体供給路９とは、炉１側の位置にて互いに交差している。本実施形態では、気体供給路９の先端付近に対して燃焼対象物供給路６が接続された態様となっている。すなわち、気体供給源８から炉１側へ向かって延びて、側壁部５へ接続されている気体供給路９の先端付近に対し、斜め上方から燃焼対象物供給路６が延びて、気体供給路９の管壁に接続されている。当該接続部にて、気体供給路９と燃焼対象物供給路６は互いに連通している。

ここで、気体供給路９の中心軸線を「ＣＬ１」とし、燃焼対象物供給路６の中心軸線を「ＣＬ２」とし、水平方向に設定された水平線を「ＨＬ」とし、燃焼対象物供給路６と気体供給路９とが交差する交差点を「ＭＰ」とした場合の、各構成要素の位置関係について説明する。なお、交差点ＭＰは、気体供給路９の中心軸線ＣＬ１と、燃焼対象物供給路６の中心軸線ＣＬ２との交点に設定される。

気体供給路９と燃焼対象物供給路６との交差角度を「θ１」とする。ここで、交差角度θ１は、水平方向から見た場合に、交差点ＭＰにおける中心軸線ＣＬ１と中心軸線ＣＬ２とがなす角度である。このとき、交差角度θ１は、０°〜９０°に設定されてよい。なお、当該交差角度θ１に特に最適値はなく、交差点ＭＰが炉１の中心に来るように最適設計を行っている。従って、炉１のサイズや炉前の取り回し、スペース等によって交差角度θ１を適宜設定してよい。なお、交差角度θ１が０°（あるいは０°付近の値）の場合、気体供給路９と燃焼対象物供給路６とが上下方向から見たときに所定の角度をなしており、燃焼対象物供給路６が気体供給路９の側方に接続された態様となっている。

燃焼対象物供給路６の水平方向に対する角度を「θ２」とする。ここで、角度θ２は、交差点ＭＰにおける燃焼対象物供給路６の中心軸線ＣＬ２と水平線ＨＬがなす角度である。また、この角度θ２は、燃焼対象物供給部２による炉１への燃焼対象物の供給角度とみなされてよい。本実施形態では、交差点ＭＰより下流側では、気体供給路９の先端部９ａから燃焼対象物が炉１内へ供給されるが、本実施形態における「炉１への燃焼対象物の供給角度」は、交差点ＭＰの上流側であって当該交差点ＭＰの近傍における燃焼対象物供給路６の角度θ２に対応するものとする。角度θ２は、炉１のサイズや炉前の取り回し、スペース等によって適宜設定されてよい。

また、気体供給路９の水平方向に対する角度を「θ３」とする。ここで、角度θ３は、交差点ＭＰにおける気体供給路９の中心軸線ＣＬ１と水平線ＨＬがなす角度である。角度θ３は、炉１のサイズや炉前の取り回し、スペース等によって適宜されてよい。また、この角度θ３は、気体供給部７による炉１への気体供給角度とみなされてよい。また、気体供給路９は、水平方向に対して斜め上方を向いていてもよい。

燃焼対象物供給部２による炉１への供給角度（角度θ２）と、気体供給部７による気体供給角度（角度θ３）とを比較した場合、気体供給角度の方が上向きの角度であってよい。ここで、「気体供給角度の方が上向きの角度である」とは、気体供給路９が下方を向いているときは、水平方向に対する角度が燃焼対象物供給路６よりも浅い（角度θ２より角度θ３が小さい）状態のことを指し、あるいは、気体供給路９が上方を向いている（角度θ３がマイナスの場合）状態のことを指す。

次に、燃焼対象物供給路６と気体供給路９とが交差する交差点ＭＰの位置について説明する。交差点ＭＰは、燃焼対象物供給路６の基端部６ａ（図１参照）よりも炉１に近い位置に設定される。本実施形態では、水平方向における位置について基端部６ａと炉１の側壁部５（側壁部５のうち、燃焼対象物供給システム１０が設けられる部分）との位置を比較した場合、交差点ＭＰは炉１の側壁部５側に配置される。また、交差点ＭＰは、炉１の側壁部５の位置に配置されてもよく、炉１の内部（側壁部５よりも内側の空間）に配置されてもよい。図２に示す形態では、交差点ＭＰは、側壁部５の厚さ寸法の内側に配置されているため、炉１の側壁部５の位置に配置された状態である。なお、交差点ＭＰが炉１内に配置される場合は、燃焼対象物供給路６及び気体供給路９の一部が、側壁部５を貫通して炉１の内部空間に突出する状態となる。また、燃焼対象物供給路６が炉１の側壁部よりも外側へ離間した位置にて、気体供給路９に接続されることで、交差点ＭＰが炉１の外部に配置されてもよい。

なお、例えば炉１から外部へ大きく離間した位置にて、本発明とは異なる目的（例えば、燃焼対象物と気体を混合することが主目的である場合など）にて燃焼対象物供給路と気体供給路とが接続されており、燃焼対象物が炉１内へ供給される時点では、気体による押出し力が略無くなってしまっているような構成については、本明細書における「供給位置調整機構」に該当しないものとする。本実施形態に係る「供給位置調整機構」は、燃焼対象物が炉１内へ供給されるときに、当該燃焼対象物の水平方向への速度成分に寄与する程度の力を燃焼対象物に与えるものである。

次に、本実施形態に係る燃焼対象物供給システム１０の作用・効果について説明する。

燃焼対象物供給システム１０は、炉１内へ燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給部２に加えて、燃焼対象物の炉１内における供給位置を調整する供給位置調整機構３を備えている。このように供給位置調整機構３で燃焼対象物の炉１内における供給位置を調整することにより、炉１内における燃焼対象物の燃焼位置を調整することが可能となる。従って、供給位置調整機構３での調整を行うことによって、所望の燃焼位置にて燃焼対象物を燃焼させることができる。

燃焼対象物供給システム１０において、供給位置調整機構３は、気体供給部７を備えている。当該気体供給部７から供給される気体の力を燃焼対象物に付与することによって、供給位置を調整している。このような構成により、気体を供給するだけの簡単な構成によって、燃焼対象物の供給位置を調整することができる。例えば機械的な力を付与して燃焼対象物の供給位置を調整する場合は、構造が複雑化する場合や、力の調整が難しくなる場合や、配管内でのつまりなどが発生する場合があるが、気体を用いる場合はこれらの問題が生じない。また、供給されるものが気体であるため燃焼の妨げにはならない。また、気体として空気を用いる場合、炉１内における燃焼用の空気と供給位置調整用の空気を兼用することができる。

燃焼対象物供給システム１０において、燃焼対象物供給部２による炉１への供給角度と、気体供給部７による気体供給角度とを比較した場合、気体供給角度の方が上向きの角度である。このような構成により、気体供給部７による気体供給角度を燃焼対象物供給部２による供給角度よりも上向きとすることで、炉内へ供給される燃焼対象物に付与される水平方向の力を大きくすることができる。

燃焼対象物供給システム１０において、燃焼対象物供給部２は、燃焼対象物を通過させる燃焼対象物供給路６を備える。また、気体供給部７は、気体を通過させる気体供給路９を備える。燃焼対象物供給路６と気体供給路９とが交差する交差点ＭＰが設定され、交差点ＭＰは、燃焼対象物供給路６の基端部６ａよりも炉１に近い位置に設定される。このような構成により、気体供給路９の気体から力を付与された燃焼対象物を直ちに炉１内へ供給することができる。従って、燃焼対象物の供給位置の調整が行い易くなる。

燃焼対象物供給システム１０において、交差点ＭＰは、炉１の側壁部５又は炉１の内部に設定される。このような構成により、気体供給路９の気体から力を付与された燃焼対象物を直ちに炉１内へ供給することができる。従って、燃焼対象物の供給位置の調整が更に行い易くなる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、燃焼対象物供給路６と気体供給路９の位置関係は上述の実施形態に限定されるものではなく、燃焼対象物供給路６に対して上方から気体供給路９が接続されるような構成であってもよい。

また、供給位置調整機構は、気体供給部を用いた構成に限定されず、例えば、コンベア装置、回転装置、プッシャー等、機械的な力を燃焼対象物へ付与するものであってもよい。あるいは、燃焼対象物を水平方向に対して急角度をなす通路を通過させて加速させた後、水平方向に対して浅い角度をなす通路を通過させることで、炉１内へむかって水平方向へ飛散させるような機構を供給位置調整機構として採用してもよい。

１…炉、２…燃焼対象物供給部、３…供給位置調整機構、５…側壁部、６…燃焼対象物供給路、７…気体供給部、９…気体供給路、１０…燃焼対象物供給システム。

Claims (2)

1. 燃焼対象物を燃焼させる炉内へ前記燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給システムであって、
   前記炉へ向けて前記燃焼対象物を供給する燃焼対象物供給部と、
   前記燃焼対象物の前記炉内における供給位置を調整する供給位置調整機構と、を備え、
   前記供給位置調整機構は、気体供給部を備え、当該気体供給部から供給される気体の力を前記燃焼対象物に付与することによって、前記供給位置を調整し、
   前記燃焼対象物供給部は、前記燃焼対象物を通過させる直線状の燃焼対象物供給路を備え、
   前記気体供給部は、前記燃焼対象物供給路と交差すると共に、前記気体を通過させる直線状の気体供給路を備え、
   前記燃焼対象物供給路は、前記直線状の気体供給路の管壁に接続されており、
   前記燃焼対象物供給路と前記気体供給路とが交差する交差点が設定され、
   前記交差点は、前記炉の壁部又は前記炉の内部に設定され、
   前記気体供給路は水平方向に対して傾斜しており、前記燃焼対象物は、気体供給路に合流した後に炉内に供給されることを特徴とする、燃焼対象物供給システム。
2. 前記燃焼対象物供給部による前記炉への供給角度と、前記気体供給部による気体供給角度とを比較した場合、前記気体供給角度の方が上向きの角度である、請求項１に記載の燃焼対象物供給システム。

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