JPH0212404Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は固形燃料を簡単に、かつ効率的に燃焼
させる燃焼装置に関する。

〈従来技術及び考案が解決しようとする問題点〉 暖房用、工業用等種々の用途に使用される燃焼
装置の燃料としては、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。

石炭は固形で、運搬、保管等に特別な容器を用
いる必要はなく、取扱が簡便な長所がある反面、
空間占積率が低い為、運搬、保管等に大きな空間
を必要とし、且つ、燃焼に伴なう灰の生成量が多
く、排気中に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。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、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、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
も引火点が低いから、火災、爆発等の事故が発生
する危険性が極めて高く、使用にあたつて細心の
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
出費が著しい。

従つて、運搬、保管等の取扱が簡便で着火が早
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、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、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）。或は、周囲部に多数の
孔を設けたロストルと、その下方に灰皿を設け、
該灰皿は中央部（前記多数の孔より内方）に着火
火焔吹上げ兼空気用の大径孔を設けた構成によ
り、固形燃料の着火・通気・灰堆積を可能として
いる装置がある（特開昭56−130511号）。

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。

又、安価な薪、古木材等の固形燃料を燃焼する
ロストル無しの燃焼装置（実開昭56−124714号、
同56−153703号）において、前者は不完全な吸・
排気で実用性は認められず、又、後者はストーブ
本体内の孔明きパイプに外部からの強制送風が必
要で、構成、操作が複雑な上、何れも耐久性、耐
熱性を考慮していない構造の上、前記同様、装置
内の灰を廃棄する手間を要した。さらに実用新案
登録第341400号の燃焼装置もロストル無しの構成
であり、火床の前後に灰除口、灰出口を設けてい
るが燃焼室内に火種、燃料を入れただけで簡単、
迅速に燃料に点火し発火させることはできず外部
からの何らかの送風手段、即ち火吹竹や送風器に
よる送風がなければならない。まして、燃料を内
部に充填して灰除口、灰出口が固形燃料や灰殻、
籾殻等で閉塞した場合は、空気は吸入されず、燃
焼には全く不都合な状態となるのみならず着火
材、火種そのものが立ち消えし易く、燃料への着
火に時間を要し、着火材、火種そのものを多量に
要する。

前記灰除口、灰出口は燃焼室の前後の壁下端に
おいて、即ち前後に細長い火床の長い左右壁には
関係なく狭小幅の前後の壁にのみ切欠して設けら
れているにすぎない。しかも火床は灰出口の方へ
下傾し、籾殻等が滑つて閉塞することは自明の理
である。残る灰除口６は狭小で燃料燃焼用の空気
が拝気と比例して迅速に着火し高温に燃焼する構
成ではない。該装置は、いわゆるオンドルの燃焼
装置であつて、勢いよく燃料を高温燃焼させるよ
りも緩慢に長時間燃焼させ、又、その灰も保温効
果を奏させる必要・目的からの構成である。その
明細書の記載においてもその使用法は、下部の両
側壁の高さ位まで籾殻等を載せ、その上の粉炭そ
の他固形燃料に上からたき付けをのせて点火し、
漸次下層の燃料を燃焼させ、上へ燃料を補給する
とあることからもその目的に適した構成となつて
いるのであり、残灰も多い。よつて寒冷地の暖房
用等としては燃焼までの着火手間、時間を多く要
し、しかも燃焼温度も低く効率が良くない。

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無
くすことができる。

従来、低灰分の固形燃料として、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、これらの固形燃料は、硫黄分が多
く、燃焼熱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
用にキンル中に用いていた。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、燃焼が止めり、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した微細化燃料を除去す
る余分な作業を要する等種々の欠点を生ずる。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〉 本考案は、固形燃料とりわけこのような低灰分
の固形燃料の利用効率を高め、微細化、煽飛によ
る不本意な立ち消え等という不測の事態の発生を
防止し、迅速な着火、ほぼ完全燃焼による残渣の
減小を顕著にすることを目的とするものである。

この目的達成の為に、固形燃料を、通気スリツ
トを有し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、テーパ面を有
する燃焼室を形成する無底の筒状体を設け、更に
該筒状体の下端と平板材との間に吸気間隙を形成
して成ることを特徴とする。

〈作用〉 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、下端から全周的な吸気隙間を
通つて自然に吸入される適量空気により燃焼を継
続するので通気の到らない個所はなく、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。

ここでは、低灰分の固形燃料としては灰分含有
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、
灰の廃棄処分が手間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、カルサイナコークス、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、灰の廃棄処分の手間を要しない。

〈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図は本考案固形燃料燃焼装置の１実施例を
示す分解斜視図、第２図は同中央縦断面図であ
り、「褐炭、石油コークス等……ダンパ７′を設け
ればよい。」の記載を、「褐炭、石油コークス等固
形燃料１を支承する受け板２と、受け板２の上位
において固形燃料１を包囲し、燃焼室４を形成す
る筒状体３と、筒状体３の上端部に連結させて設
けた胴部５と、胴部５の上端縁に設けた固形燃料
投入口６と、胴部５の上端寄り側壁に設けた排気
口５′とこれに連結した煙突７とから構成されて
いる。また、煙突には適宜排気量を規制するダン
パ７′を設けている。筒状体３は壁内周がテーパ
面を有し、横断面が円形は勿論、８角、６角、５
角、４角、３角形等、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、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、固形燃料１を落下させるシヤツ
タ２３を設けている。尚、断熱保温材のみで受け
板２を構成してもよい。

筒状体３は、所定厚さ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垂直平坦な断熱保温層３１を
形成するとともに断熱保温層３１の内面を下方漸
縮状のテーパ面に形成して下端開口３１′の内径
が筒状体の下端外径より小さいドーナツツ状断面
とし、更に金属製筒体の下端縁に所定長さの複数
の脚３２を設け、受け板と筒状体下端間に所定の
吸気隙間を構成してなり、空気を大径の吸気隙間
から小内径の筒状体下端開口に集束させて燃焼室
内へ吸入させるようになつている。該筒状体３
は、その下端寄り外周面に複数のピン３３を突設
し、前記筒状体の下端部に嵌合した筒体３４を所
定位置に数個のテーパ溝３５を穿設して各ピン３
３と係合させ筒体３４を回動下降させて吸気隙間
３６を遮閉するものである。

尚、８は、固形燃料投入口６を閉塞する蓋であ
り、９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、１０は孔９を閉塞するリングで
ある。

以上の構成になる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
ていないので先づ受け板上に着火材１１を投入
し、着火材１１に点火する必要がある。着火材１
１としては薪を適宜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。

着火材１１に点火したことを確認して、固形燃
料投入口６から所定量の固形燃料１を投入する。
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。又、吸気間隙
３６も支脚を除いて筒状体、底面と受け板との間
が完全な通気間隙となりほぼ全周的に通気が妨げ
られない。

その後は、着火材１１の燃焼に伴なつて固形燃
料１の加熱温度が上昇し熱分解によつて揮発分が
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、下端の吸気間隙か
ら自然吸気が起り、これら燃焼、雰囲気温度が所
定温度に達した後は、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。

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、保温効果及び全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、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
大気が吸気間隙３６を通つて燃焼室４に吸入され
る。

ここで、吸気間隙３６の寸法が固形燃料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・排気のバランスを吸気隙間の寸法
と煙突のダンパの調節により燃焼に好都合なよう
に調整することにより、自然吸気で厚積みでなく
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、吸気間隙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、固形燃料１が立ち消えを起こす
虞れがあり、また吸気間隙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、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、固形燃料１の量が徐々に減
少し、下降するがテーパ面により円滑に全て燃焼
室下端へ集中するので少量でも燃焼が継続する。
燃焼を継続し得る限界量に近づけば、固形燃料投
入口６を開いて固形燃料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、
煙突７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、所定量の固形燃料１を投入する供給装置を
設ければ、固形燃料１の投入忘れによる燃焼の中
断を確実に防止することが可能となる。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を下降させて吸気間
隙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、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、しかも燃焼室の下端に設けた
吸気間隙へ全外周から大気が吸入上昇されるの
で、燃焼を継続する塊状のままのものとともに燃
焼し、燃え残しなく固形燃料の殆どを燃焼させる
ことができる。

尚、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60〜70
ｇ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。

以上の実施例で、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
持を計ることができる。

第４図ａは更に他の実施例を示す受け板２の平
面図、第５図は同中央縦断面図であり、第１実施
例と異なる点は、受け板上に一体的に着火装置１
２を設けた点のみである。

即ち、第４図ａ及び第５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４の外部に位置
させることにより、石油コークス等固形燃料燃焼
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４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
同様にして固形燃料を燃焼させることができるの
であり、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６図は更に他の実施例を示す受け板２の平面
図、第７図ａ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６図及び第７図ａ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１４に燃料を供給するパイプ１４′を、
受け板２の上下方向に貫通させている。又、ガス
バーナを用いる着火装置１２として、第７図ｂに
示すように筒状体３の下面にガスバーナ１４を設
け、その内側小孔群から火災を出し、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。１
４′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
同様にして固形燃料を燃焼させることができるの
であり、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８図は更に他の実施例を示す受け板２の平面
図、第９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８図及び第９図に示す着火装置１２
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１６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
同様にして固形燃料を燃焼させることができるの
であり、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、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、固形熱料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１
７のスムーズな往復動作を可能とし、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。

第１０図は魚貝類等の焙焼用焜炉として用いた
他の実施例を示す斜視図、第１１図は同中央縦断
面図であり、断面角、長方形等の耐熱材製の筒状
体３の上面に焼網３７を載置し、シーズヒータ１
２等の着火装置を筒状体３内に横設して成る。

尚、シーズヒータの代りに第１２図に示すセラ
ミツクヒータ１２を受け板２上に載置して用いて
もよい。

このような上面開放状態の構成とした場合は、
高カロリー燃料であつても着火装置が焼損するお
それは少ない。

このように構成すると、固形燃料をそのまま利
用しうる魚貝類等の焼物料理用の焜炉の提供が可
能である。

更に、他の実施例として第１３図の縦断面図に
示すような、かまどを構成して厨房、工房等に固
定し或は移動可能に据え付けてもよい。

同図中５Ａはかまど、５Ｂは燃料投入口、５Ｃ
は鍋、釜等掛支開口を示す。

〈考案の効果〉 以上のように本考案は、燃焼途中においてクラ
ツクを生ずる固形燃料を用いても通気スリツトを
全く有していない受け板上に完全に支承すること
ができるとともに、受け板上において固形燃料を
包囲し、燃焼室を形成する筒状体の下端と受け板
との間に全周的な吸気間隙を形成したので、前記
固形燃料の下端隅部に到るまで通気がおよばない
個所はなく、燃焼がほぼ完全となる。又、少量燃
料でもテーパ面より下方へ集中して保持されるの
で燃焼が可能となる。従つて、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固形燃料をも効率よく燃焼
させることができ、低コスト固形燃料でもそのま
ま利用し得る。燃焼度が高いので成分のよくない
固形燃料による有害ガスの発生や残灰が極めて少
量となるのでこれらによる公害を未然に防止する
という特有の効果を奏する。

又、構成がきわめて簡単で、部品等も殆んどな
く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
や製造原価が高くつく原因がなくなつた。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は本考案
燃焼装置の１実施例を示す分解斜視図、第２図は
同中央縦断面図、第３図は同要部平面図、第４図
ａは着火装置の他の実施例の要部を示す拡大平面
図、第４図ｂは同上他の実施例の要部を示す拡大
断面図、第５図は第４図ａの着火装置実施状態の
断面図、第６図は他の着火装置の拡大平面図、第
７図ａは同上着火装置実施状態断面図、第７図ｂ
は他の着火装置実施状態断面図、第８図は他の着
火装置の拡大平面図、第９図は同上着火装置実施
状態断面図、第１０図は同上他の実施例を示す斜
視図、第１１図は第１０図の縦断面図、第１２図
は同上着火装置の斜視図、第１３図は同上他の実
施例を示す縦断面図である。 １……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……吸気間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 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、支脚、スペーサ等で受け板上に支
   持されて燃焼室を形成する無底の筒状体から成
   り、筒状体の下端と受け板との間に吸気隙間を形
   成すると共に燃焼室内に下方漸縮状のテーパ面を
   形成したことを特徴とする固形燃料燃焼装置。