JP7153400B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼装置に係る。詳細には、木質チップや木質ペレット等の木質の固形物を燃料とする燃焼装置に係る。

木質の固形物を燃料として燃焼させる燃焼装置は、燃焼後の灰を燃焼部から排することが効率良い燃焼を持続させる条件として知られている。木質の固形燃料を燃焼させる燃焼装置において、燃焼部から灰を排除する方法として特許文献１及び特許文献２がそれぞれ開示されている。
特許文献１に記載の燃焼装置は、燃焼皿にスリット部を複数配置し、凹凸を有する回転部材の凹凸部を前記スリットに通過させ、燃焼皿下方の灰回収容器に堆積させることを要旨とする木質ペレット燃焼装置として開示されている。
特許文献２に記載の燃焼装置は、外周面に羽根を複数枚設け回転によりスリット板から露出させて火格子上の灰を掻き取る灰掻き部材と、前記羽に係合し従動回転し灰を移送する補助灰掻き部材と、排出口を設け灰回収容器に灰を排出する灰処理箱とを備えることを要旨とする木質ペレット燃焼装置として開示されている。

特開２００６－２６６５４６号公報 特開２００６－２００８２５号公報

特許文献１に記載の木質ペレット燃焼装置は、「燃焼皿１３には前面の垂直スリット２７と底面の水平スリット２６、後面の垂直スリット２７が前後方向に同開口幅で繋がっていると共に、燃焼皿１３の下方で燃焼箱３７の内部に備えられた灰除去手段２８の回転部材３８の凹凸部３９が水平スリット２６と前後面のどちらか一方若しくは両方の垂直スリット２７を通過する位置に回転軸４０が備えられている。」（特許文献１の段落［００３７］の欄参照）とされる。この木質ペレット燃焼装置は、スリット部の灰を除去することが可能であるが、スリット部以外の燃焼皿上の灰は除去できない問題がある。また、下方の灰回収容器上に堆積された灰を回収する場合は、燃焼部を解放させる必要がある。このため、燃焼装置を停止させる必要があり、燃焼装置を連続運転できない問題がある。

特許文献２に記載の木質ペレット燃焼装置は、「灰回収容器１４内に灰が一杯になると、燃焼装置１の枠体２の前面側に設けた開閉自在な扉（不図示）を開いて外に取出して、外部の回収容器（不図示）に廃棄する。この場合、灰処理箱２４の周壁部２４ａと補助掻取部材２５の羽根板２５ｂとを小間隙にして、バーナー部１２の気密を保持しているので、点火時の気化ガスがバーナー本体１７の下部から外に流出することや、本燃焼中や灰処理中にバーナー本体１７の下部から燃焼炎が下方へ吹き出すことを防止することができる。」（特許文献２の段落［００７６］の欄参照）とされる。
しかしながら、燃焼部から発生した灰を燃焼部下方に位置させた灰回収容器に堆積させると、灰自体は高温であるため、灰回収容器内の灰を廃棄することは作業上の注意を要するという問題がある。

したがって、本発明は上記問題点に着眼してなされたものであり、燃焼部上の灰を効率的に落として固形燃料の燃焼を安定させて、燃焼室から離れた位置に灰を移送することで効率的に灰を回収できると共に、連続的に運転が可能な燃焼装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、燃焼室４と、燃焼室下方部に設けられ、燃焼した灰を下方に落下させ且つ空気を供給するための複数のスリットを有し、固形燃料を載置して燃焼させる燃焼部と、燃焼部は、傾斜させて配置された第１火格子、及び、傾斜させて第１火格子に対向して配置されるとともに燃焼室の下部に設けた灰排出部によって上下動が可能な第２火格子と、を備え、燃焼室は第２火格子に設けられたスリットを突き抜けるように第２火格子の下方に固定して配置させ、第２火格子上及びスリット間の灰を落下させる灰掻き部材と、を備え、灰排出部は、燃焼部下方に設けられ、落下した灰を燃焼室外部に移送するために駆動装置によって回転駆動される回転軸の回転によって第２火格子を上下移動させ、灰排出部は、第２火格子上及びスリット間から落下した灰を燃焼室外部に通すことができるとともに、灰の搬送中に冷やすことができる排出パイプと、を備えた燃焼装置であることを要旨とする。

本発明によれば、燃焼部上の灰を効率的に落として固形燃料の燃焼を安定させて、燃焼室から離れた位置に灰を移送することで効率的に灰を回収できると共に、連続的に運転が可能な燃焼装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る燃焼装置を断面した正面断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の図１におけるＡ－Ａで断面し、燃焼室及び灰排出部及び熱交換部を拡大した平面断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の図１におけるＢ－Ｂで断面した側面断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の図２における燃焼室を拡大した平面断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の図１におけるＣ－Ｃで断面した側面断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の第２火格子が上方に移動する直前の状態を示した説明図で、（ａ）は図１における燃焼部を拡大した断面図で、（ｂ）は図１におけるＣ－Ｃで断面し、燃焼部及び灰排出部を拡大した断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の第２火格子が最高位置に達した状態を示した説明図で、（ａ）は図１における燃焼部を拡大した断面図で、（ｂ）は図１におけるＣ－Ｃで断面し、燃焼部及び灰排出部を拡大した断面図である。 本発明の実施形態に係る燃焼装置の第２火格子が最下点に達した直後の状態を示した説明図で、（ａ）は図１における燃焼部を拡大した断面図で、（ｂ）は図１におけるＣ－Ｃで断面し、燃焼部及び灰排出部を拡大した断面図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係る燃焼装置の第２火格子が最高位置に達した状態を示した説明図で、図１における燃焼部を拡大した断面図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係る燃焼装置の第２火格子が最高位置に達した状態を示した説明図で、図１における燃焼部を拡大した断面図である。

次に、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付すことがある。但し、図面は模式的なものであり、各部の寸法との関係等は現実のものとは異なることがある。
又、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

図１乃至８に示す本発明の燃焼装置１は、燃料貯留部２と、燃料供給部３と、燃焼室４と、灰排出部５と、燃焼空気供給部６と、熱交換部７を有する。燃料貯留部２に貯留した木質のチップ及びペレット等の固形燃料Ｆを、燃料貯留部２下方に位置した燃料供給部３を介して、燃料供給部３側方の燃焼室４に送り燃焼させる。燃焼は、燃焼空気供給部６から供給される空気を得て行われる。燃焼室４で固形燃料Ｆを燃焼させて高温に加熱した気体は、燃焼室４に隣接した熱交換部７に送られ熱交換を行った後に燃焼装置１の外部に排気される。燃焼室４で固形燃料Ｆを燃焼させると灰が発生する。焼却後の灰は、燃焼室４下部に位置した灰排出部５で燃焼室４の外部に排出されその後、作業者によって回収される。図１乃至８の燃焼室４、燃焼空気供給部６、熱交換部７に描かれた矢印は、燃焼用の空気と、燃焼後の燃焼ガスの流れを示したものである。

図１に示す燃料貯留部２は、燃料タンク２１を有する。燃料タンク２１の内部には、固形燃料Ｆが収納される。燃料タンク２１の下部には燃料落下口２２が位置している。固形燃料Ｆは燃料落下口２２から下方へ落下させられ、後述する燃料供給部３へ供給される。燃料タンク２１の下部には掻き出し羽根２３が設けられている。掻き出し羽根２３は、鉛直方向に回転する回転軸を中心として回転駆動することで、燃料タンク２１内の固形燃料Ｆを掻き出すと共に、燃料落下口２２に送られる。燃料タンク２１の周囲には温風吹き出し口２４が設けられていて、温風を燃料タンク２１内に吐き出すことが可能になっている。温風吹き出し口２４より温風が出ることで、燃料タンク２１内の固形燃料Ｆは乾燥状態を保つことができる。

燃料落下口２２の下方には、燃料供給部３が位置している。燃料供給部３は、第１搬送部３１１、パドル部３２１、第２搬送部３３１、を有する。
燃料落下口２２から送られた固形燃料Ｆは、燃料落下口２２の下方に位置する円筒状からなる第１搬送部３１１に送られる。第１搬送部３１１の一端には第１搬入口３１２が設けられ、燃料タンク２１の燃料落下口２２の下部に接続されている。第１搬送部３１１の他端には、排出口３１３が開口部を下方に向けて設けられている。第１搬送部３１１の長手方向の内部には、第１スクリュー３１４が設けられる。第１スクリュー３１４は螺旋状部材を有した回転軸で、回転駆動することにより、第１搬入口３１２に投入された固形燃料Ｆを排出口３１３に送り出す。燃料落下口２２から落下した固形燃料Ｆは第１スクリュー３１４によって排出口３１３に搬送された後、排出口３１３の下方に位置するパドル部３２１に送られる。

パドル部３２１は、羽根板３２２を回転軸に対し放射状に配置された部材で、前記排出口３１３の経路の途中に設けてある。パドル部３２１は回転駆動させられて、排出口３１３の経路を羽根板３２２で断続的に塞ぐ。パドル部３２１によって固形燃料Ｆは間欠的に排出口３１３下方の第２搬送部３３１に定量供給すると共に、後述する燃焼室４からの煙や熱気を、燃料供給部３の上流側や燃料貯留部２に流れることを防止する。

第２搬送部３３１は円筒状からなる部材である。第２搬送部３３１の一端にはパドル部３２１に向けて開口したように設けた第２搬入口３３２が位置している。第２搬入口３３２は固形燃料Ｆを第２搬送部３３１内に導く。第２搬送部３３１の他端には、後述する燃焼室４に設けた燃焼部４２に、固形燃料Ｆを供給する部分となる燃料供給口３３３が設けられる。第２搬送部３３１の長手方向の内部には、第２スクリュー３３４が設けられる。第２スクリュー３３４は螺旋状部材を有した回転軸で、回転駆動することにより固形燃料Ｆを第２搬入口３３２から燃料供給口３３３に供給する。

ここで、第１スクリュー３１４、パドル部３２１、第２スクリュー３３４の駆動について説明する。
第１スクリュー３１４、パドル部３２１、第２スクリュー３３４は、モーター３４１によって回転駆動される。モーター３４１は、第２スクリュー３３４の第２搬入口３３２側の端部に固着されて、第２スクリュー３３４を回転駆動させる。第２スクリュー３３４のモーター側の端部には第１スプロケット３４２が固着されている。さらにパドル部３２１の軸上には第２スプロケット３４３が設けられ、第１スプロケット３４２の上部に位置させている。第１スプロケット３４２と第２スプロケット３４３には第１チェーン３４４が巻きかけられ、パドル部３２１が回転駆動される。
また、第２スプロケット３４３の同軸上には第３スプロケット３４５が固着されている。さらに、第１スクリュー３１４の第１搬入口３１２側の軸端で第３スプロケット３４５の上部には、第４スプロケット３４６が固着されている。第３スプロケット３４５と第４スプロケット３４６には、第２チェーン３４７が巻きかけられていて、パドル部３２１の回転と共に第１スクリュー３１４が回転駆動可能になっている。回転駆動された第１スクリュー３１４とパドル部３２１及び第２スクリュー３３４によって、固形燃料Ｆを燃焼室４内に供給する。

燃焼室４は、燃料貯留部２及び燃料供給部３の側方に位置していて、長辺を鉛直方向に立てた直方体状で箱状に設けられている。燃焼室４の下方部の内側を覆うように、耐火煉瓦４１が配置されている。燃焼室４下方部で耐火煉瓦４１の下方には、木質チップ、あるいはペレット等の固形燃料Ｆを載置して燃焼させる燃焼部４２が設けられている。固形燃料Ｆは、図５に示す断面Ｖ字に配置された燃焼部４２の一端側に設置された燃料供給口３３３から供給され、燃焼部４２上に押し出される。燃焼部４２は、板状部材をＶ字状に傾斜させて対向させ、谷筋を燃料供給口３３３と平行に向けられている。Ｖ字状に傾斜させた板状部材は火格子と呼ばれ、該火格子は、位置を固定して配置された第１火格子４２１と、上下方向に移動可能に設けられた第２火格子４２２がある。

第１火格子４２１は、固形燃料Ｆが第２スクリュー３３４によって搬送される方向に沿って左右両側に配置され、複数の円形の孔４２３及び複数の第１スリット４２４を設けている。この実施形態において、孔４２３は燃料供給口３３３側に設けられている。孔４２３は、固形燃料Ｆより小さく設けられていて、固形燃料Ｆが落下することを防止する。さらに孔４２３は、下方から空気が通りやすくしているため、燃焼に必要な空気を第１火格子４２１上に通すことができる。孔４２３に隣接して、第１スリット４２４が第１火格子４２１の傾斜に沿って複数設けられている。第１スリット４２４は、固形燃料Ｆの燃焼後の灰が下方に落下しやすくすると共に、燃焼に必要な空気を下方から第１火格子４２１上に通すことができる。

また、固形燃料Ｆの搬送方向に沿って右側の第１火格子４２１は、リンク４２５を介して燃焼室４の外部にある操作レバー（図示せず）を操作することで旋回動作ができる。旋回は、第１火格子４２１の上部の旋回支点軸４２６を支点にして下方に旋回し、第１火格子４２１の面が垂れ下がった状態にすることが可能である。第１火格子４２１の下方への旋回動作は、灰や未燃焼固形燃料Ｆを下方に容易に排出できて、燃焼室４内、及び燃焼部４２のメインテナンスが容易となる。また、搬送方向に沿って左側の第１火格子４２１は、固定された斜面となっている。一方の第１火格子４２１を旋回させ、面が垂れ下がった状態すると、斜面下部が開放されて灰が下方に容易に滑り落ちる。

第１火格子４２１に隣接させて、第１火格子４２１の面を延長するように第２火格子４２２が備えられている。図１乃至１０に示す実施形態では、固形燃料Ｆの供給方向左側の第１火格子４２１を短縮させていて、短縮させた面を延長するように第２火格子４２２を配置させている。第２火格子４２２の板面には、第２スリット４２７が傾斜に沿って複数設けられている。第２スリット４２７は、灰が下方に落下しやすくすると共に、燃焼に必要な空気を第１火格子４２１上に通すことができる。

第１火格子４２１及び第２火格子４２２によってＶ字状に形成された燃焼部４２上に搬送供給された固形燃料Ｆは、孔４２３、第１スリット４２４、第２スリット４２７から空気を供給され燃焼する。孔４２３の上で燃焼中の固形燃料Ｆは、随時燃料供給口３３３から供給される固形燃料Ｆに押し出されるようにして、第１スリット４２４上に徐々に移動する。移動と共に燃焼した固形燃料Ｆは灰になると共に、燃料供給口３３３から搬送された未燃焼の固形燃料Ｆに押されて、第１スリット４２４及び第２スリット４２７から落下する。

第２火格子４２２の下部に位置した下面から、下方に向けて接触部材４２９が固着されている。接触部材４２９は矩形状の板状部材で、板面を第２スクリューの回転軸と平行に向けて配置されている。接触部材４２９の燃料供給口３３３側の下端部は大きく面取りをされて端縁４２９を形成している。接触部材４２９は、後述する灰排出部５に設けられた排出スクリュー５２の回転を端縁４２９に沿わせることによって、第２火格子４２２を上下方向に移動させる。上下動の作動方法は後述する。第２火格子４２２の上方への移動により第１火格子４２１と第２火格子４２２のＶ字状の谷部に空間が生まれ、該空間から灰がなだれ落ちる。また、第２火格子４２２の上下動は、落下せずに第２火格子４２２上に残留した灰を強制的に揺さ振って前記空間や第２スリット４２７から落下させる。

第２スリット４２７を突き通すように、複数の灰掻き部材４３０が設けられている。灰掻き部材４３０は、棒状部材で第２火格子４２２の下方に位置させて、燃焼室４内に固定されている。実施形態において灰掻き部材４３０は水平に向けて、鉛直方向に２乃至３本配列している。また、鉛直方向に配置した灰掻き部材４３０のそれぞれの先端を結んだ線分は、傾斜させた第２火格子４２２の面と平行に設定されている。灰掻き部材４３０は、上下動する第２火格子４２２の第２スリット４２７内に詰まった灰や、固まった灰を強制的に掻き落とす。第２火格子４２２上、及び、第２スリット４２７内の灰を取り除くことにより、第２スリット４２７を通って燃焼部４２上に供給される空気を十分に確保でき、固形燃料Ｆは安定した燃焼を維持できる。燃焼部４２から落ちた灰は、灰排出部５に落とされる。

灰排出部５は燃焼部４２の下方に位置していて、燃焼部４１から落下した灰を受けた後に燃焼室４の外部に排出する。灰は燃焼部４２の下方に位置する灰受け皿５１に堆積する。灰受け皿５１の中央部には曲げ部５１１が設けられている。灰受け皿５１の燃料排出口３３３から離れた側の面を起こすように折り曲げている。折り曲げ部５１１の曲げの谷線は、第２スクリュー３３４の回転軸と直交する向きである。折り曲げ部５１１の上方で、谷線に沿うように、排出スクリュー５２が設けられている。

排出スクリュー５２は、第１スリット４２４、及び、第２スリット４２７、及び、接触部材４２８の下方に位置し、第２スクリュー３３４の回転軸と直交する向きにされている。排出スクリュー５２は回転軸５２１に螺旋羽根５２２を巻付けた部材で、回転させることによって、灰受け皿５１上の灰を燃焼室４の外部に搬送する。排出スクリュー５２の回転は、燃焼室４外部に設置された駆動装置である排出モーター５３によってなされる。排出モーター５３の出力軸は排出スクリュー５２に固着され、毎分２～５回転で排出スクリュー５２を回転駆動する。この実施形態においては、毎分３回転に設定させている。

排出スクリュー５２は断続運転するように制御されていて、定期的に駆動と停止を繰り返す。実施形態において、排出スクリュー５２は３０分毎に５分間駆動する。この定期駆動によって、常時回転する方式より使用する電力が小となり、省エネルギーに貢献できる。

排出スクリュー５２によって、灰受け皿５１上の灰は、燃焼室４外部に通じる排出パイプ５４を通り回収容器５５に移送することができる。燃焼室４の外部に設置された回収容器５５に回収された灰は、排出スクリュー５２で長く設定された排出パイプ５４を移送中に十分に冷やされる。冷やされた灰は、排出スクリュー５２の灰搬送方向終端部の下方に位置した回収容器５５内に排出される。灰が入った回収容器５５は、作業者によって容易に取り出すことが可能で、灰の回収及び廃棄がなされる。

排出スクリュー５２の螺旋羽根５２２には、前述した第２火格子４２２の上下動を可能にする押出し部材５６が設けられている。押出し部材５６は、丸棒であり、回転軸５２１と平行に、燃焼部４２の下方に位置する螺旋羽根５２２を架け渡すように固着されている。螺旋羽根５２２間に設けられた押出し部材５６の外径は、螺旋羽根５２２の回転外径に内接するように設定されている。この実施形態において、押出し部材５６は螺旋羽根５２２の巻き付けピッチの２ピッチに渡って固着されている。押出し部材５６は、排出スクリュー５２の回転と共に回転軸５２１を中心に回転する。実施形態において、排出スクリュー５２の回転方向は、燃焼部４２から排出モーター５３の出力軸に向かって左回転である。

回転軸５２１の上方に位置する接触部材４２８は、押出し部材５６の回転によって回転軸５２１に対して相対的に位置が上がると、端縁４２９に当接して上方に押し上げられる。接触部材４２８が上昇すると共に、接触部材４２８を固着している第２火格子４２２も上昇する。さらに、排出スクリュー５２が回転し続けると、押出し部材５６は回転軸５２１に対して相対的に位置が下がる。同時に押出し部材５６に当接した接触部材４２８も降下して元の位置に復帰する。

第２火格子４２２の上下動を図６乃至８に基づいて詳細に説明する。
図６は、第２火格子４２２が上昇する直前の状態を示したものである。排出スクリュー５２の回転と共に、排出モーター５３側の押出し部材５６が接触部材４２８下方の端縁４２９と当接する。さらに排出スクリュー５２が回転をすることで、第２火格子４２２を最高位置まで押し上げていく。
図７は、押出し部材５６が最高位置付近に達した状態を図示したもので、接触部材４２８下端の端縁４２９は、螺旋羽根５２２の回転外径の上端と同じ高さになる。さらに排出スクリュー５２の回転が進むと、接触部材４２８下方の端縁４２９は、押出し部材５６から、螺旋羽根５２２の外周端面に乗り移る。端縁４２９は、排出モーター５３側の押出し部材５６から、螺旋羽根５２２の外周端面との当接状態になる。さらに排出スクリュー５２を回転させると、螺旋羽根５２２の端面から次の燃焼部４２側の押出し部材５６に乗り移る。

さらに排出スクリュー５２を回転させると、図８に示すように、押出し部材５６は端縁４２９に設けられた面取り部と当接しながら、下降していく。押出し部材５６の下降と共に接触部材４２８及び第２火格子４２２も下降する。押出し部材５６によって、見かけ上の接触部材４２８は、螺旋羽根５２２を乗り越える。図６乃至８の状態を繰り返すことで、第２火格子４２２は上下方向に往復移動ができ、第２火格子４２２は揺さ振られて上面に堆積した灰が落下する。
また、第２火格子４２２の上下動は、灰排出部５の排出スクリュー５２の回転を直接利用するので、専用の動力及び伝動装置を必要としない。

第２火格子４２２は、第２スリット４２７に通された灰掻き部材４３０によって倒れることなく上下方向に滑らかに移動が可能である。第２火格子４２２に設けられた第２スリット４２７も上下動するため、灰掻き部材４３０によって、第２スリット４２７の内側にこびり付いた灰を掻き落とす。また、灰掻き部材４３０の棒の径は、第２スリット４２７の幅よりやや小さく設定され、第２火格子４２２の上下動を阻害しないと共に、第２スリット４２７内側の灰を掻き落とすことに好適である。また、上下動によって第２火格子４２２上に堆積した灰は、揺さ振られて第２スリット４２７から落ちたり、第２火格子４２２の傾斜面を滑り落ちていき、燃焼部４２の谷部に堆積する。燃焼部４２の谷部に堆積した灰は、次に第２火格子４２２が上昇した際に第１火格子４２１下部と生じた空間から落下する。第２火格子４２２の上下動と灰掻き部材４３０によって、第２火格子４２２に付着した灰は、定期的に落とされる状態が続く。また、第２スリット４２７に灰が詰まることなく、固形燃料Ｆが燃焼に必要な空気を十分に通すことができ、燃焼部４２上での固形燃料Ｆの燃焼を安定化させる。

前記燃焼室４内には、固形燃料Ｆが燃焼するために必要な空気を送るための燃焼空気供給部６が備えられている。燃焼空気供給部６は、第１燃焼空気供給部６１と、第２燃焼空気供給部６２と、搬送部空気供給部６３と、ヒーター送風用空気供給部６４を有していて、それぞれパイプ状からなる。燃焼空気供給部６は、吸気ファン６５により空気を取り込み送風し、分岐６６で分岐されて、第１燃焼空気供給部６１、第２燃焼空気供給部６２、搬送部空気供給部６３、ヒーター送風用空気供給部６４に空気を吹き込む。

第１燃焼空気供給部６１は、燃焼部４２の下方まで延ばされていて、吹き出し口６１１を燃焼部４２に向けて複数開けられている。吹き出し口６１１から吸気ファン４４から供給される空気を、燃焼部４２の孔４２３及び第１スリット４２４及び第２スリット４２７を通って、固形燃料Ｆ側に向けて吹き込む。燃焼部４２上の固形燃料Ｆは、第１燃焼空気供給部６１から供給される空気を得て１次燃焼をする。１次燃焼後の固形燃料Ｆは、第２燃焼空気を得て２次燃焼をする。

２次燃焼用の空気を供給する第２燃焼空気供給部６２は、燃焼部４２の上面よりも上方位置の側面から燃焼室４内に、吸気ファン４４から供給される空気を吹き込む。実施形態において、燃焼室内の第２燃焼空気供給部６２はコの字に配置された管路で、管路の上部及び側面に設けられた孔６２１から空気を吹き込む。１次燃焼をした固形燃料Ｆに、さらに第２燃焼空気供給部６２からの空気を送ることで、２次燃焼を促して効率良く固形燃料Ｆを燃焼させる。

燃焼部４２上の固形燃料Ｆは、ヒーター送風用空気供給部６３から供給される熱風で着火する。ヒーター送風用空気供給部６３は、管路出口付近に着火用ヒーター６３１を備えている。着火用ヒーター６３１は吸気ファン６５から送られた空気を高温に加熱し、加熱した空気を固形燃料Ｆに吹き付けることで固形燃料Ｆは着火する。
搬送部空気供給部６４は、燃料供給部３のパドル部３２１の固形燃料Ｆの搬送方向に噴出することで、燃焼室４で発生した燃焼空気の逆流を防ぐ。

燃焼室４内で固形燃料Ｆが燃焼して高温となった燃焼ガスは、燃焼室４に隣接する熱交換部７に移動する。熱交換部７は、燃焼室４の側方に設けられる円筒状の煙管７１と、燃焼室４および煙管７１の周囲に位置する液体室７４と、燃焼ガスを排気する煙突７２を有している。

煙管７１はパイプからなり、液体室７４中を貫通して鉛直方向に複数設置され、煙管７１内を燃焼ガスが通過する。煙管７１は、燃焼室４上部から下方に燃焼ガスが通過する入力側煙管７１１と、前記下方に通過した燃焼ガスが排出側の上方に向かって通過する排出側煙管７１２からなる。

入力側煙管７１１と排出側煙管７１２はそれぞれ複数設けられる。入力側煙管７１１、排出側煙管７１２とは、それぞれ集められてグループを形成している。そのため、燃焼ガスの通気が乱れにくい。高温となった燃焼ガスは煙管７１を通過することで、液体室５３と熱交換をする。液体室５３内は液体Ｌで満たされている。実施形態では水が溜められているが、それ以外の液体を用いてもよい。燃焼室４から発生した高温の燃焼ガスは、入力側煙管７１１と排出側煙管７１２を経て液体室５３内の液体Ｌと熱交換をする。熱交換後の液体Ｌは加熱された状態になり、燃焼部４にて固形燃料Ｆの燃焼を続けると、液体室５３内の液体Ｌは高温になる。液体室５３内の液体Ｌは、液体室５３に管を接続して外部に取り出すことが可能で、有効に熱を利用できる。熱交換後の燃焼ガスは、熱を奪われて冷やされた状態になり、煙突７２から排気される。

熱交換をより効率化するために、煙管７１内には螺旋材７５が挿入される。螺旋材７５は、金属製の帯状板又は棒状材を螺旋状に成形してなる。燃焼ガスは、螺旋材７５に沿って旋回しながら煙管７１内を移動し、燃焼ガスの移動距離が延びる。螺旋材７５によって、燃焼ガスが、煙管７１内を直線状に通過しないため、燃焼ガスの熱を煙管７１から有効に液体室５３内の液体Ｌに伝達できる。

燃焼ガスは、高温であるほど熱交換の効率が良く、高温の燃焼ガスを得るためには効率的な燃焼を行うことが重要である。本発明の燃焼部４２及び灰排出部５によって、１次燃焼するための第１燃焼空気供給部からの空気を、固形燃料Ｆに送り続けることが可能である。第２火格子４２２上の灰、及び第２スリット４２７内の灰を落とすことで、１次燃焼空気供給部から吹き付ける空気が、灰で遮られることなく第２スリット４２７を通って固形燃料Ｆに送られる。断続的に第２火格子４２２を上下動させることで、固形燃料Ｆへの空気の供給は、効率的な燃焼と、連続して安定した燃焼を継続させることを促している。
また、灰排出部５によって燃焼室４外に燃焼後の灰を搬送することで、搬送中に冷やされると共に、燃焼室４外部の回収容器に集められる。これは、燃焼装置１、とりわけ燃焼室４が稼働中でも灰を容易に取り出せることになり、連続運転を停止させることなく効率的な灰の回収作業ができる。

燃焼部４２上の灰を取り除くことが燃焼効率を高めることは上述したが、より効率的に燃焼部４２上の灰を取り除くことができる変形例を説明する。
図９に示す実施形態の第１変形例は、接触部材４２８ａの下端部の燃料供給口３３３側を、大きな段差状に抉ったように形成した端縁４２９ａを設けている。第２火格子４２２が最高位置に達した後、排出スクリュー５２の回転がさらに進むことで、押出し部材５６に当接していた接触部材４２８ａが、段差状の端縁４２９ａによって急激に落下する。落下は自由落下であり、元の位置に落ちたところで第２火格子４２２上の灰が衝撃により下方に落下する。また、第２スリット４２７内のこびり付いた灰は、第２火格子４２２の落下衝撃により落とすことができる。

図１０に示す実施形態の第２変形例は、接触部材４２８ｂの下端部の燃料供給口３３３側を、階段状に形成した端縁４２９ｂを設けている。第２火格子４２２が最高位置に達した後、排出スクリュー５２の回転がさらに進むことで、押出し部材５６に当接していた接触部材４２８ｂが、階段状の端縁４２９ｂによって段階的に落下する。段階的な落下は自由落下であり、落下の衝撃と共に第２火格子４２２上の灰は下方に落下する。また、第２スリット４２７内のこびり付いた灰は、第２火格子４２２の段階的な落下衝撃により落とすことができる。

以上のように構成した燃焼装置１によって、燃焼部４２上の灰を効率的に落として固形燃料の燃焼を安定させて、燃焼室４から離れた位置に燃焼後の灰を移送することで効率的に灰を回収できると共に、連続的に運転が可能な燃焼装置１を提供できる。

本発明は、上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示に基づく実施形態、実施例及び運用技術の改変は、当業者とって自明のことである。

１ 燃焼装置
２ 燃料貯留部
３ 燃料供給部
３３３ 燃料供給口
４ 燃焼室
４２ 燃焼部
４２１ 第１火格子
４２２ 第２火格子
４２４ 第１スリット
４２６ 旋回支点軸
４２７ 第２スリット
４２８ 接触部材
４３０ 灰掻き部材
５ 灰排出部
５２ 排出スクリュー
５２１ 回転軸
５２２ 螺旋羽根
５６ 押出し部材
６ 燃焼空気供給部
７ 熱交換部
Ｆ 固形燃料

Claims (3)

1. 燃焼室と、
   該燃焼室下方部に設けられ、燃焼した灰を下方に落下させ且つ空気を供給するための複数のスリットを有し、固形燃料を載置して燃焼させる燃焼部と、
   該燃焼部は、傾斜させて配置された第１火格子、及び、傾斜させて前記第１火格子に対向して配置されるとともに前記燃焼室の下部に設けた灰排出部によって上下動が可能な第２火格子と、を備え、
   前記燃焼室は前記第２火格子に設けられた前記スリットを突き抜けるように前記第２火格子の下方に固定して配置させ、前記第２火格子上及び前記スリット間の灰を落下させる灰掻き部材と、を備え、
   前記灰排出部は、前記燃焼部下方に設けられ、落下した灰を前記燃焼室外部に移送するために駆動装置によって回転駆動される回転軸の回転によって前記第２火格子を上下移動させ、
   前記灰排出部は、前記第２火格子上及び前記スリット間から落下した灰を前記燃焼室外部に通すことができるとともに、灰の搬送中に冷やすことができる排出パイプと、
   を備えたことを特徴とする燃焼装置。
2. 前記灰排出部は、前記燃焼部の下方に設け、前記第２火格子上及び前記スリット間から落下した灰を受けて堆積させることが可能な灰受け皿と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
3. 前記燃焼室の外部に設置されるとともに灰搬送方向終端部の下方に位置して、前記燃焼室外部に移送された灰を回収する回収容器と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼装置。

Images