JPH0150801B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は低灰分固形燃料を簡単に、かつ効率的
に燃焼させる燃焼装置に関する。

〈従来の技術〉 種々の用途に使用される燃料としては、石炭、
石油、天然ガス等種々のものがあり、夫々に長所
と短所を有している。

即ち石炭は、それ自体固形であるから、運搬、
保管等に際して何ら特別な容器を用いる必要はな
く、取扱が簡便であるという長所がある反面、空
間占積率が低い為、運搬、保管等に大きな空間を
必要とするのみならず、燃焼を伴なう灰の生成量
が多く、排気中に塵埃が混入して公害の原因とな
るとともに、燃焼装置内に残留する灰の廃棄処分
が困難である等の欠点がある。石炭は固形であ
り、しかも揮発成分が余り多くないので、着火に
時間がかかるのみならず、燃焼装置内部に投入す
る石炭の量や火種が少ないと立ち消えを起こす等
の欠点もある。

一方、石油、天然ガス等は、燃焼に伴なう灰の
生成量が少なく、排気中には殆ど塵埃が混入しな
いので大気等を汚染する虞れは殆どなく、しかも
揮発成分が多いので、着火を極めて簡単に行なう
ことができるのみならず、燃焼成分に供給する石
油、天然ガス等の量を少なくすることができる等
の長所がある反面、石油、天然ガス等はそれ自体
が液体、又は気体であるから、運搬、保管等に際
して特別な容器を必要とし、しかも石油、天然ガ
ス等は引火点が低いのであるから、火災、爆発等
の事故が発生する危険性が極めて高く、その使用
にあたつては、細心の注意を払う必要がある等の
欠点がある。

また、コストの点についてみれば、石油、天然
ガス等の方が、石炭、コークス等の固形燃料より
も高価であり、特に燃料を多量に消費する各種工
場、温室、寒冷地における冬季暖房等においては
著しい出費を余儀なくされているのが現状であ
る。

従つて、これら燃料のうち、運搬、保管等にあ
たつて取扱ぎ簡便であり着火が早く、しかも火
災、爆発等の虞れが殆どない固形燃料に着目し、
豆炭、煉炭、石炭等が一般に広く使用されてい
た。

しかし、このような固形燃料を燃焼させる場合
には、燃焼室内に、平板材の中央部所定位置に複
数本の通気スリツトを形成して成るロストルを設
け、ロストル上に固形燃料を、例えば所定高さに
厚積み堆積させ、この状態で適宣着火手段により
着火させ、以後、継続的に固形燃料を燃焼させる
ようにしている（実公昭39−36175号、実公昭40
−23003号等参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 所が上記の固形燃料は、その用途の目的上、保
温力、火もちのよさを必要とし、灰分が10％以下
では棚落ちしてロストルの間から落ちるので10％
以上の灰分含有量を有し、燃焼してもいわゆる棚
落ちがせず形を保つて灰となつて残り、保温効果
をもたせるようになつているので燃焼後の灰の残
量が多く廃棄に手間を要し、且つその原料選択や
成形の必要上コストも割高である。

そこで、固形燃料のうち、灰分含有量の少ない
ものを使用すれば、大気等を汚染する虞れを殆ど
皆無とすることができるのみならず、燃焼装置に
残留する灰の廃棄処分に関する問題点をも殆ど皆
無とすることができることとなる。

従来、低灰分固形燃料として、褐炭、石油コー
クス、カルサイナコークス、木炭、石炭ピツチコ
ークスその他が知られ、低廉でカロリーも高いの
であるが、これらの低灰分固形燃料は、硫黄分が
多く、燃焼により金属に悪影響を及ぼすので工業
用燃料としてもその使用法に留意して石炭を併用
したり、硫黄分が問題にならないセメントの焼成
用にキルン中に用いていた。又、一般暖房用燃料
としては、性質上臭いがあり、又低灰分のゆえに
10％以上の灰分を有する固形燃料とは逆に棚落ち
現象が発生し易く、灰分８％で固形を残さず、ロ
ストルから燃焼とともに落下するものであり、そ
の高温燃焼に伴い燃料にクラツクを生じ、表面積
が大きくなり、一層燃焼速度を増して微細化した
燃焼燃料は、ロストルの通気スリツトから落下
し、放熱のため温度が低下し、燃焼が止まり、未
燃の残渣となつて無駄になる。従つて、燃料の利
用効率が低下するのみならず、燃焼途中における
固形燃料の堆積量が減少して立ち消えするという
不測の事態を招き、或は、燃焼途中においてロス
トルの通気スリツトから落下する微細化した燃料
を除去する必要があるという余分な作業を必要と
する等種々の欠点を露呈することとなる。その
上、前記コークス類はその製造工程中に水をかけ
られるため、乾燥、脱水が不十分であると、燃焼
時、含有水分が火熱によつて蒸気となり、放出し
切れず煽飛し、より一層ロストルから落下する欠
点があつた。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明は、低灰分固形燃料の利用効率を高め、
不本意な立ち消えとい々不測の事態の発生を防止
することを目的とするものであり、この目的達成
の為に、固形燃料を、何ら通気スリツトを有して
いない平板材にて支承するとともに、平板材に載
支されて固形燃料を包囲し、燃焼室を形成する筒
状体を設け、更に筒状体の下端縁と平板材との間
に狭幅の吸気間隙を排気量に比例して形成するこ
ととしている。

従つて、固形燃料の燃焼温度が上昇して高温と
なることにより、クラツク、煽飛を生じても微細
化した燃料は何ら落下することなく、平板材上に
載支され、しかも、狭幅の吸気隙間を通つて自然
に吸入される適量空気により燃焼を継続するので
あり、固形燃料はほぼ完全燃焼し、微細化した燃
料の落下に起因する立ち消え及び落下燃料自体の
立ち消えによる無駄を確実に防止することができ
ることとなる。従つて特に温室、工場等への温暖
房その他に大量使用するのに便利である。

ここでは、低灰分の固形燃料として灰分含有量
が約５％以下のものを使用することとする。

例えば、無煙炭は灰分含有量が約10％であり、
石炭コークスは灰分含有量が約10〜14％であり、
灰の廃棄処分が困難であるから使用せず、例えば
オガライト、褐炭は灰分含有量が約５％以下であ
り、石油コークスは灰分含有量が１％未満である
から、低廉な褐炭、石油コークス、成形コーク
ス、ブリケツト、カルサイトコークス、木炭、石
炭ピツチコークス等を燃料として用いることによ
り、灰の廃棄処分の困難さを克服することができ
る。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第１図は、同時に多量の低灰分固形燃料１を燃
焼させるようにした本発明の実施例を示す平面
図、第２図は、同中央縦断面図であり、複数個の
受け板２，２，…を近接又は隣接して並設すると
ともに、各受け板上に筒状体３，３…を支承し、
更に全ての筒状体３，３…を覆つて連通させて１
個の胸部５を設け、胸部５の所定位置に燃焼排気
ガス導出用のダクト１８を設けている。

第３図は、本発明低灰分固形燃料燃焼装置の１
単位の実施例を示す分解斜視図、第４図は同中央
縦断面図であり、褐炭、石油コークス等低灰分固
形燃料１を支承する受け板２と、受け板２の上位
において低灰分固形燃料１を包囲し、燃焼室４を
形成する筒状体３とから構成されている。

筒状体３は、所定厚みの金属製筒体を主体とし
て構成され、その内面に、断熱、保温力に富み堅
牢な耐火材を貼着して断熱保温層３１の内面を下
方漸縮状のテーパ面に形成し、更に金属製筒体の
下端縁に所定長さの脚３２，３２，３２を設ける
とともに、その下端寄り外周面にピン３３，３
３，３３を突設し、金属製筒体の下端部に嵌合し
た筒体３４の所定位置にテーパ溝３５，３５，３
５を穿設してピン３３，３３，３３と係合させ、
筒体３４を回動させることにより筒体３４を昇降
させて、筒体３４の下端縁と受け板２の上面との
間に形成される吸気間隙３６を広狭調節可能とし
ている。

筒状体３は横断面が円形は勿論、８角、６角、
５角、４角、３角形その他等、設置個処による必
要性やデザイン上の要望等により、種々の形状の
ものが構成される。

受け板２は、所定厚さの金属製平板材を主体と
して構成され、その上面にキヤスタブル、断熱保
温練瓦のような断熱保温材を所定厚さに貼着して
断熱保温層２１を形成するとともに、下面周縁部
に所定長さの脚２２，２２，２２を垂設し、更に
受け板２の中央部に、低灰分固形燃料１を落下さ
せるシヤツタ２３を設けている。

又、断熱保温材のみで受け板２を構成してもよ
い。

尚、８は、低灰分固形燃料投入口６を閉塞する
蓋であり、９，１０は大気を直接胴部５に供給し
て燃焼を調整させる孔であり、適宜手段で開閉調
節する。７はダンパで排気量を規制する。

以上の構成になる低灰分固形燃料燃焼装置の作
用は次のとおりである。

前記実施例においては、何ら着火装置を内蔵し
ていないのであるから、先づ受け板上に着火材１
１を投入し、着火材１１に点火する必要がある。
ここで、着火材１１としては薪を適宣向きを異な
らしめて積重したもの、紙等を圧縮して棒状に形
成するとともに油分を含浸させたものを２〜３本
互に回動可能に連結したもの等着火材として公知
のものを用いればよい。

そして、着火材１１に点火したことを確認し
て、低灰分固形燃料投入口６から所定量の低灰分
固形燃料１を投入すればよく、低灰分固形燃料１
が、着火材１１を蔽う状態で受け板上に支承さ
れ、その塊状形態上、互いの堆積隙間を有し乍ら
堆積され通気を妨げない。

その後は、着火材１１の燃焼に伴なつて低灰分
固形燃料１の加熱温度が上昇し熱分解によつて揮
発分は固体から出てきて空気中で燃焼するととも
に、燃焼室４の雰囲気温度が上昇し、これら温度
が所定温度に達した後は、低灰分固形燃料が吸気
中の酸素を得て発火点に達し、燃焼しはじめる。

低灰分固形燃料１が燃焼しはじめ堆積全固体が
赤熱し輻射熱により高温燃焼になると、クラツク
を生じて微細化し煽飛するが、通気スリツトを全
く形成していない平板状の受け板２に支承されて
いるのであるから、微細化した低灰分固形燃料で
も落下することなく高温の燃焼室４に滞留し、筒
状体３による輻射熱、保温効果及び周囲からの吸
気効果によりそのまま燃焼を継続する。

また、低灰分固形燃料１の燃焼に伴なつて、燃
焼排気ガスは煙突７を通つて排出され、これに伴
なつて大気が吸気隙間３６を通つて燃焼室４に吸
入される。

ここで、吸気隙間３６の寸法が低灰分固形燃料
１の燃焼に大きな影響を及ぼすことが実験により
確認されており、吸・排気の適正なバランスを設
定することにより、厚積みでなくとも低灰分固形
燃料１を勢いよく燃焼させることができ、何ら特
別の送風装置を設ける必要はない。

即ち、吸気隙間３６を余り高くしすぎると、冷
たい大気が多量に燃焼室４に流入し、熱の散逸速
度が熱発生速度を上回り燃焼室４の雰囲気温度を
低下させるので、低灰分固形燃料１が立ち消えを
起こす虞れがあり、また吸気隙間３６を余り低く
しすぎると、燃焼室４に流入する大気の量が少な
くなりすぎ、低灰分固形燃料１が立ち消えを起こ
したりバツクフアイアを起こす虞れがある。

燃焼を継続すれば、低灰分固形燃料１の量が
徐々に減少し、燃焼を継続し得る限界量に近づけ
ば、低灰分固形燃料投入口６を開いて低灰分固形
燃料１を追加投入することにより、燃焼を更に継
続することができる。追加供給は人手、機械の何
れによつてもよい。

従つて、ダクト１８を通過する燃焼排気ガスの
温度を検知する感温素子を設けるとともに、感温
素子により検知した燃焼排気ガスの温度が所定温
度以下となつたとき、所定量の低灰分固形燃料１
を投入する供給装置を設けることとすれば、低灰
分固形燃料１の投入を忘れることによる燃焼の中
断を確実に防止することが可能となる。

また、燃焼を中断させる場合には、断熱材製で
気密のいわゆる消し壷を設け、シヤツタ２３を開
いて燃焼室４の低灰分固形燃料１を落し込み、シ
ヤツタ２３を遮閉し、外部に取り出し、或は筒体
３４を下降させて吸気隙間３６を閉塞するととも
に孔９，９…を開放すればよい。

以上の実施例においては、低灰分固形燃料にク
ラツクを生じて微細化しても、何ら落下すること
なく受け板上に支承され、しかも燃焼室の下部外
周に設けた吸気隙間から大気が吸入されるので、
燃焼を継続する塊状のままのものとともに燃焼
し、低灰分固形燃料の殆どを燃焼させることがで
きる。

尚、低灰分固形燃料として灰分0.2％の石油コ
ークスを使用した場合には、当初の投入量500ｇ
に対して受け板２の上面に未燃状態で残留する石
油コークスの量は約60〜70ｇであり、また、この
残留した石油コークスは再び燃焼し得るのであ
り、石油コークスを500ｇ宛複数回投入すること
により石油コークスを連続燃焼させても受け板２
の上面に未燃状態で残留する石油コークスの量は
約60〜70ｇであり、殆ど変化しない。

この場合において灰の生成は殆ど認められなか
つた。

第５図は、他の実施例を示す１単位の燃焼部の
平面図、第６図は、同中央縦断面図であり、第１
図〜第４図に示す実施例と異なる点は筒状体３の
内面に形成した断熱保温層３１の形状のみであ
る。

即ち、第５図及び第６図に示す断熱保温層３１
は、その内面を垂直平担面とすることにより、燃
焼室４を、その上部から下部に亘つて等しい横断
面積を有するように形成している。

尚、他の部分の構成は、第３図及び第４図に示
す実施例（以下第１実施例と略称する。）と同一
であるから説明を省略する。

従つて、作用及び効果においても第１実施例と
ほぼ同一であり、異なる点は、燃焼室４が下部に
至るまで広いので第１実施例と等しい稚積高さを
得る為には、より多い低灰分固形燃料１を投入す
る必要がある点のみである。

第７図ａは、更に他の実施例を示す受け板２の
平面図、第８図は、同中央縦断面図であり、第７
図ｂは、さらに他の実施例の中央縦断面図で、第
１実施例と異なる点は、受け板上に一体的に着火
装置１２を設けた点のみである。

即ち、第７図ａ及び第８図に示す着火装置１２
は、平面視してほぼ杓子形或はひようたん形を呈
するセラミツクヒータで構成され、受け板２の最
上面の断熱保温層２１の上面に定設されてる。そ
して、セラミツクヒータの電極部１３，１３を筒
状体３で包囲、形成される燃焼室３の外部に位置
させることにより、石油コークス等低灰分固形燃
料燃焼時の高温雰囲気に直接曝すことを防止して
いる。或は、公知の板状、角、丸棒状、チユウブ
形等の多数のセラミツクヒータを断熱保温層の内
側面に添設し｛第７図ｂ｝各セラミツクヒータの
電極部を前記同様に保護して燃焼室外で通電する
ようにする。

尚、他の部分の構成は第１実施例と同一である
から説明を省略する。

本実施例の場合には、第１実施例の場合とほぼ
同様にして低灰分固形燃料を燃焼させることがで
きるのであり、低灰分固形燃料に着火する場合に
おいて、セラミツクヒータへ通電するのみでよい
から操作をより一層簡略化することができる。

第９図は、更に他の実施例を示す受け板２の平
面図、第１０図は、同中央縦断面図であり、第１
実施例と異なる点は、受け板上に着火装置１２を
設けた点のみである。

即ち、第９図及び第１０図に示す着火装置１２
は、受け板２の中央部上面にガスバーナ１４を定
設するとともに、ガスバーナ１４の上面に、筒状
体３の下端縁に緩挿し得る金属板１５を載置し、
ガスバーナを用いる着火装置１２として、第１０
図ｂに示すように筒状体３の下面にガスバーナ１
４を設け、その内側小孔群から火炎を出し、前記
金属板１５を用いることなく、直接積重ねたコー
クスの下端から加熱、着火するようになつてい
る。１４′はガス等供給パイプである。

尚、他の部分の構成は第１実施例と同一である
から説明を省略する。

本実施例の場合には、第１実施例の場合とほぼ
同様にして低灰分固形燃料を燃焼させることがで
きるのであり、低灰分固形燃料に着火する場合に
おいて、ガスバーナ１４に点火するのみでよいか
ら、操作をより一層簡略化することができる。

尚、本実施例において、ガスバーナ１４の上面
に金属板１５を載置したのは、微細化した低灰分
固形燃料がガスバーナ１４のガス吐出小孔の近傍
に位置してバツクフアイア現象を惹起する虞れを
確実に防止する為であり、バツクフアイア現象を
惹起する虞れが全く無い場合には、金属板１５を
省略することが可能である。

また、ガスバーナ１４を断熱層３１の下端縁開
口部よりも大きいリング状とし、内周縁にガス吐
出孔を穿設した構成とすれば、金属板１５を不要
とすることができる。

第１１図は、更に他の実施例を示す受け板２の
平面図、第１２図は、同中央縦断面図であり、第
１実施例と異なる点は、受け板２の上面周縁寄り
部に着火装置１２を設けた点のみである。

即ち、第１１図及び第１２図に示す着火装置１
２は、受け板２の周縁寄り部に炭素棒１６を貫
通、立設するとともに、炭素棒１６と接離可能に
揺動する金属板１７を設け、炭素棒１６と金属板
１７との間に直流電圧を印加している。そして、
金属板１７を揺動させる操作部１７′を燃焼室４
の外部に位置させ、金属板１７を手動により、或
は原動機によつて揺動させることにより炭素棒１
６と金属板１７との間にアークを発生させるよう
にしている。尚、他の部分の構成は第１実施例と
同一であるから説明を省略する。

本実施例の場合には、第１実施例の場合とほぼ
同様にして低灰分固形燃料を燃焼させることがで
きるのであり、低灰分固形燃料に着火する場合に
おいて、金属板１７を揺動させてアークを発生さ
せるのみでよいから、操作をより一層簡略化する
ことができる。

尚、本実施例において、炭素棒１６と金属板１
７とを受け板２の周縁寄り部に設けたのは、燃焼
室４に投入する低灰分固形燃料１が介在すること
により金属板１７の揺動を阻害することを防止す
る為であり、金属板１７の揺動或は炭素棒１６に
対する往復動を確保し得るならば、低灰分固形燃
料１が多く存在する受け板中央部に設ける方が着
火効率を高め得るので都合がよい。

また、金属板１７の揺動等を確保する為には、
例えば受け板２の中央部に炭素棒１６を貫通、立
設するとともに、受け板２の上面所定位置に、炭
素棒１６に臨ませて凹溝を穿設し、金属板１７を
往復動可能に凹溝内に嵌入させるよう構成すれば
よく、低灰分固形燃料１は凹溝の幅よりもかなり
大きく、凹溝内に嵌入する虞れはないので、金属
板１７のスムーズな往復動作を可能とし、低灰分
固形燃料が多く存在する受け板中央部において効
率よく着火動作を行なうことができる。

本発明は、燃焼室４の複数個を全体が１つの燃
焼室で、この燃焼用の筒状体内において同時に低
灰分固形燃料１を燃焼させることができるので、
互いにその輻射熱が作用し合い、燃焼装置全体と
しての発熱量、及び燃焼排気ガスの発生量を著し
く増加させることができる。

従つて、例えば多量の燃焼排気ガスを乾燥室
（図示せず）に送給することにより、乾燥室内の
被乾燥物質を効率よく乾燥させることができる。

尚、この場合には、低灰分固形燃料１として石
油コークスを使用することが好ましく、含有灰分
量が１％未満であるから、燃焼排気ガス中には殆
ど塵埃が含まれず、従つて被乾燥物質に悪影響を
及ぼす虞れは殆どない。また、低灰分固形燃料を
全体的にみて小量薄層状態としてしかも効率のつ
い燃焼を可能とすることができる。

以上のように本発明は、燃焼途中においてクラ
ツクを生ずる低灰分固形燃料を、通気スリツトを
全く有していない受け板上に支承するとともに、
受け板上において低灰分固形燃料を包囲し、燃焼
室を形成する筒状体の下端縁と受け板との間に吸
気隙間を形成したので、各種コークスのように、
微粉化し、再成型して煽飛を防止した燃料に加工
する手間を要した低灰分固形燃料を効率よく燃焼
させることができ、有害ガスの発生や灰による公
害を未然に防止し、低コスト固形燃料をそのまま
利用し得るという特有の効果を奏する。又、従来
の燃焼装置のように、目的に応じ各種の形状、構
成のロストルを考案、実施するような手間が製造
原価が高くつく原因がなくなつた。

前記燃焼室、受け板には断熱保温層を形成した
から燃焼室、受け板を堅牢とし、且つその断熱保
温力により、固形燃料の燃焼時外界の冷気を遮断
して燃焼温度、輻射熱の保持を計る。又、多数燃
焼室を全体１つの大燃焼室で包囲し、燃焼させる
ことができるので互いにその輻射熱が作用し合
い、発熱量を増加させることができ、規模の大き
い燃焼装置として工場、温室等の暖房やボイラー
等に利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は、本発
明燃焼装置の１実施例を示す平面図、第２図は、
同使用状態の中央縦断面図、第３図は、同要部拡
大分解斜視図、第４図は、同上使用状態の要部縦
断面図、第５図は、他の実施例の要部を示す拡大
平面図、第６図は、第５図の使用状態の断面図、
第７図ａ，ｂは、着火装置の拡大平面図、及び断
面図、第８図は、同上着火装置実施状態断面図、
第９図は、他の着火装置実施状態断面図、第１０
図ａは、同上着火装置の使用状態断面図、第１０
図ｂは、他の着火装置の断面図、第１１図は、他
の着火装置の平面図、第１２図は、同上装置の実
施状態の断面図である。 １……低灰分固形燃料、２……受け板、３……
筒状体、４……燃焼室、５……胴部、２１，３１
……断熱層、３４……筒体、３６……吸気隙間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 低灰分固形燃料支承用の、溝、スリツト等を
   全く有しない受け板と、受け板上に支承される筒
   状体を耐久、耐熱材製として燃焼室を形成し、そ
   の内周に断熱保温層を設けて前記燃料を支承包囲
   するようにし、該筒状体の下端と受け板間及び、
   複数の前記燃焼室を具有した大きい１つの燃焼室
   には、排気と比例して燃焼空気を燃焼室へ継続供
   給可能な吸気隙間を形成し、燃焼室内への燃料供
   給可能な燃料投入口を設けて成る集合式の低灰分
   固形燃料燃焼装置。