JPH0447203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、固形燃料用燃焼装置に関するもので
あり、高灰分、低灰分の別なく固形燃料用として
好適なものである。

＜従来の技術＞ 近年、暖房或は燃焼装置として、石油フアンヒ
ーターや石油ストーブが広く普及しているが、先
行き石油の供給量や価格の不安定性及び火災の危
険、液体の保管、取扱い、使用時の安全性につい
て高度の注意力を要する等の問題を抱えている。

一方、低価格で安全性にも優れた豆炭、煉炭、
石炭等の固形燃料が注目され、各種生産工場、温
室、寒冷地等における暖房、燃焼設備としての装
置が用いられている。該従来の装置は、例えば昭
和40年実用新案出願公告第23003号公報の考案の
ように燃焼室下位に、通気スリツトを穿設したロ
ストルを設けて固形燃料を厚積みし、燃焼させ、
灰をロストルから落下、排除して通気を円滑にし
て燃焼させる構成のものがある。

他方、固形燃料の中でも灰分が10％以下の低灰
分固形燃料は、低廉でカロリーも高く、大気等を
汚染する恐れを殆ど無くすることができるのみな
らず、燃焼装置に残留する灰も殆ど無くすること
ができる。そこで木炭、褐炭、石炭ピツチコーク
ス、石油コークス、カルサイナコークス等を使用
した燃焼装置が既に開示されている。（昭和59年
特許出願公開第89905号公報、昭和59年特許出願
公開第100302号公報参照）。該発明の装置は、低
灰分固形燃料支承用の、溝、スリツト等を全く有
しない平板の受け板と、その上方を覆う燃焼室と
から成り、該燃焼室下端或は下端寄り部等に燃焼
用空気取入間隙、窓孔等を設けた構成である。前
記空気取入間隙は排気と比例して着火した固形燃
料を燃焼させる作用を有し、該固形燃料は前記し
た燃料の特性により受け板上において灰分を殆ん
ど生ずることなく燃焼し、効率の良い燃焼装置で
ある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところが、石炭、豆炭等の固形燃料は、長時間
の燃焼、保温力、火持ちの良さを必要とし、又、
灰分が10％以下では棚落ちして通気孔から落ちる
ので10％以上の灰分を含有し、燃焼した後でも棚
落ちがせず原形を留めて灰となつて残り、保温効
果を持たせるようになつている為、燃焼後の灰の
残量が多く、ロストルの通気孔からかき落し排除
しさらに廃棄処理していたので手間を要し、その
改善を要望されていた。又、前記公開特許におい
ても灰や溶融・燃焼した残滓は僅小でも生じ、受
け板上から除去する必要がある。

本発明は単に固形燃料を燃焼させるだけでな
く、生成した灰や残滓の除去・消火を迅速にする
ことを目的としたものである。

＜発明の構成＞ 本発明の固形燃料燃焼装置は、受け板、燃焼
室、燃焼熱拡散部、排気筒を要部として構成さ
れ、固形燃料を保持する受け板は、全く通気孔を
有しない平板状に構成されて燃焼室下端において
下方回動或は外方への傾斜辷り出しによつて開放
可能に設けられ、上面にワイパーを設け、前記燃
焼熱拡散部を燃焼室と排気筒に連通させて成る。

＜作用＞ 燃焼室下端の受け板上に保持した固形燃料を着
火手段により着火して燃焼させ、燃焼室周囲の熱
拡散部に熱を拡散させ、受け板を下方回動或は外
方へ傾斜により辷り出させて、燃焼室下端が開放
し、消火、或いは燃焼後の灰、残滓等を落下、排
除し、ワイパーにより受け板上面を払拭させる。

＜実施例＞ 本発明の固形燃料燃焼装置を図面の実施例によ
り詳細説明する。

第１図に示す燃焼装置Ａは、燃焼部Ｂと、燃焼
熱拡散部４と排気筒７から成り、基台１上に設け
られている。燃焼部Ｂは燃焼熱拡散部４の扁平箱
状の複数の各分岐拡散部４ｂと連通し、該各分岐
拡散部４ｂは密閉箱状の拡散基部４ａと連通し、
該拡散基部４ａは排気筒７と連通し、又は適所に
未燃焼物、残灰等の取り出し口を設けている。

燃焼部Ｂは、固形燃料保持部２、燃焼室３、基
台１に設けた受け板５を要部として成り、基台１
には四隅に支脚１ｂが設けられ、基台１の上面と
固形燃料保持部２との間は脚２ｂによつて１次空
気取入用の所定寸法の間隙２ａを設けている。該
間隙２ａの寸法は、排気筒７からの排気量と比例
した取入れ空気量となるように実験的に定めてい
る。

即ち１次空気取入用の間隙２ａは、その寸法に
より内部の固形燃料の燃焼に甚大な影響があるこ
とは実験により確認され、吸・排気のバランスの
適応により厚積みでなくとも固形燃料を燃焼させ
ることができ、強制送風手段を要しない。即ち間
隙２ａの寸法は余り大きいと冷い大気が多量に流
入し熱の散逸速度が固形燃料の熱発生速度を上回
り、燃焼室内の雰囲気温度を低下させ、立消えに
なるおそれがあり、間隙が小さ過ぎると逆に燃焼
が不充分になり又立消えするので、実験的に好適
な寸法を採択する。或は１次空気取入用として燃
焼室周壁に周方向の多数の孔を設けてその外周に
上下動する調節環を設け、或は公知の空気取入窓
孔を燃焼室周壁に設け、調節蓋を設けて調節する
ようにしてもよい。

そして固形燃料保持部２と燃焼室３は連通し、
一体又は別体に成形され、該燃焼室３に燃焼熱拡
散部３′が設けられている。

燃焼室３の上端開口３ｂの内周には、下方回動
して該開口３ｂを開放する蓋８が水平状に取付け
られている。８ａはバランスウエイト（釣合い錘
り）であり燃焼室の一側壁には燃焼熱拡散用の各
分岐拡散部４ｂが連通している。基台１の縁枠１
ｃは、間隙２ａからの燃焼燃料の飛散を防止す
る。

前記燃料保持部２は、その内側を所定厚さの断
熱保温層２′とする。

該断熱保温層２′は、コークスその他の高温燃
焼熱に耐え得るキヤスタブル、断熱保温煉瓦のよ
うな断熱保温材を塗り込め或は予め所定厚さ、形
状に成形した断熱保温材を嵌着して設ける。該断
熱保温層２′の内部空所と基台１に設けた受け板
５によつて固形燃料を保持し、着火、燃焼するよ
うになつている。該断熱保温層２′の内部空所の
形状は断面逆台形或は方形即ち内側の周壁が下方
漸拡状或は垂直状である。尚、燃料が多い場合は
燃料室内まで厚積みする。

受け板５は、耐熱金属枠６内に、前記断熱保温
層２′と同一又は同効質の断熱材５′を充填して所
定厚さ、形状に構成されている。尚、断熱材表面
を特に焼結酸化物、焼結炭化物等で補強し、耐
熱、耐久効果を向上する。受け板５は第１図に示
すような平面方形に限らず、多角形、円形等でも
或いは円錐、角錐等の立体であつても差支えはな
く、これらの場合、燃料保持部２、燃焼室３の各
水平断面形状は受け板５と相似形に夫々方形、多
角形、円形等に構成する。

本発明の最も要旨とする受け板５は、第２図に
示すように、基台１の下面において、一側を基台
１に対し下方回動可能に支持手段９により定着さ
れ他側を作動手段１４により基台１の取付孔１ａ
に嵌脱可能に水平状に支持されている。

該支持手段９は、基台１の下面に垂設した取付
片９ｃに横軸９ｂを介して支持腕９ａを枢着し、
支持腕９ａの上面に受け板５の下面を固着支持し
て成り、前記作動手段１４は金属枠６の下面に固
着した傾斜支持杆１０を水平連杆１１、アーム１
１′、ピニオン１２、ウオーム１３を介してモー
ターM₁に連結して成る。

１１ａ，１１ｂは枢着軸、１２ａはピニオン軸
を示す。

モーターM₁の駆動によりウオーム１３と噛合
うピニオン１２が、アーム１１′を伴つて図中の
１点鎖線に示す円形軌跡を画いて180度回転し、
これにより受け板５は、１点鎖線で示す垂下状態
に下方回動する。さらに180度回転して図示の水
平原位置に復して受け板５を垂下状態から上方回
動させて水平状態に復元し取付孔１ａに嵌合させ
る。

モーターM₁の駆動は、基台に設けた位置確認
用の各種リミツトスイツチのリモートコントロー
ルスイツチ（図示せず）とにより操作する。

第１図、第２図において受け板５の上面を掃く
ワイパー１５は、基台上面を所定角度範囲往復可
能に設けられている。

第３図においてワイパー１５の取付基部１５′
に嵌着した取付軸１５ｂは、基台１の下面に突出
させ、該取付軸１５ｂの端部において突出腕杆１
５ａがワイパー１５に対し所定角度を保つて連結
され取付軸１５ｂを中心にして一体回動するよう
になつている。該突出腕杆１５ａはピニオン１６
の軸上に固定された作動腕杆１７に接し、その回
動により所定範囲回動する。１９は復元用のばね
である。２０は制動片でゴムその他の弾靭性材で
成り、基台１又はモーター取付枠等の所定個処に
取り付けられ、ピニオン１６とともに回動する作
動腕杆１７の停止時における回動範囲を制限す
る。即ちモーターM₂の駆動によつてウオーム１
８を介して回転するピニオン軸上の作動腕杆１７
が突出腕杆１５ａをばね１９に抗して押動し乍ら
図中矢印方向へ回動するのでワイパー１５は、所
定角度揺動し、その動作の終局において作動腕杆
１７が突出腕杆１５ａから外れるので、これと同
時に復元用ばね１９によりワイパー１５は元の位
置へ復帰する。

その後、モーターM₂を直ちに停止状態にする
が、惰性によつてさらに回動して作動腕杆１７が
制動片２０に衝突し、制動作用を受けるのでやが
て該作動腕杆１７は回り過ぎることなく徐々に停
止する。又、上記制動片２０の代りに他の制動機
構をモーターM₂の軸上に設けることにより更に
制動効果を高めることができる。

実施例ではワイパーの揺動及び受け板の開閉に
12（Ｖ）のモーター電池電源で充分に操作できた
ので、実用上は電池電源でも可能である。

受け板の開閉、ワイパーの作用は上記の通りで
あるから固形燃料の燃料中止又は燃焼後は一旦受
け板５を下方回動して開放することにより断熱材
５′上の灰を落下させて灰受皿３０或は火消し壷
に収容し、受け板を上方回動、復元させてワイパ
ー１５を作動させて受け板５上の高温溶融して付
着した残滓を掻き取りさらに受け板を開放すれば
受け板上の残滓は全て清掃され、次の燃焼を有効
なものとすることができる。

尚、ワイパーの駆動には電磁石を用いて突出腕
杆を揺動させるようにすることもできる。

他の実施例として示す受け板は、第４図に示す
ように中央で分割され、各受け板５，５が下方回
動して受け板上の固形燃料又はその継続燃焼後の
僅少残灰、未燃物等を落下させる構造である。該
各受け板５，５を下方回動させる構成は、第４図
に示すように、基台１の両側の中央部に一対の掛
支杆２１，２１を軸２１ａ，２１ａにより枢着
し、その各下端部の相対する側辺に設けた掛支凹
部２１ｂ，２１ｂを受け板５，５の相対する内端
寄りの支持軸２２，２２に掛支して受け板５，５
を支持する。受け板５，５の各外端は夫々ヒンジ
ピン２２ａ，２２ａにより基台１と枢着連結して
いる。該掛支杆２１，２１の上端内側に突設した
作動片２１ｃ，２１ｃ間にばね２３を取付けて作
動片２１ｃ，２１ｃを外方付勢することにより該
各掛支杆下端部の掛支凹部２１ｂと支持軸２２と
の掛支を確実に保持する。

前記掛支杆２１，２１の作動は、ばね２３の付
勢力に抗して作動片２１ｃ，２１ｃを矢印ａ，ａ
の内向き方向に押圧することにより掛支杆２１，
２１はｂ矢印のように外方へ移動し、各掛止凹所
と掛支杆との掛支は外れ、受け板５，５は、中央
から互いにｃ矢印の方向へ分れて第４図中の２点
鎖線に示すように垂下する。

又、形状記憶合金を支持部材、作動部材として
使用し受け板を上下動させるようにしてもよい。

第６図は本発明装置の他の実施例の斜視図で、
前記第１図の実施例と異る点は、燃焼熱拡散部４
の構成と受け板５の構成にある。燃焼熱拡散部４
は燃料保持部２の外側を囲むように基台１上に平
面Ｕ字状で断面角筒状、或はコ字状の基部４ａ
と、下端が該基部４ａに、上端が燃焼室３に連通
した弯曲分岐拡散部４ｂ，４ｂとから成り、基部
４ａの適所に排気筒７を連通突設している。

前記基部４ａは、その両側前端を開口部とし、
内部に挿嵌した受枠（図示せず）を引出して内部
残渣を排棄するようにしている。或は前端を扉と
して開扉し、内部を清掃し得るようにしてもよ
い。

図中、３″は吸気孔、４ｃは引手環を示す。

受け板５は、第７図の平面図に示す円形に限ら
ず、多角形、方形等であつても差支えはない。受
け板５の外周は、保持枠体２４で保持され、裏面
の、屈曲金具で成る１対の案内軌条２５により基
台１の裏面に附設した支承板２７の両側縁２７′，
２７′に摺動可能に掛支保持されて基台１の取付
孔１ａに嵌合する。

支承板２７は、一端を基台に蝶番（図示せず）
により枢着され他方遊端は、操作杆２８の内端が
支承板２７の裏面に設けた弧状の掛支溝に掛脱可
能に掛合して基台裏面に横架し、その動作は操作
杆２８の外端を回動操作することにより行なわれ
る。

図中２９は操作杆２８の回動中心となる取付軸
である。

操作杆２８の回動により支承板２７の遊端が操
作杆内端との掛合を脱すると下方へ落下し、受け
板５は取付孔を離れ案内軌条２５，２５によつて
支承板２７上を遊端まで辷り出る。これにより長
期連用後生じた僅少量の灰などを受け皿３０に落
し除去する。尚２６は、受け板５に着火源として
電気ヒータを使用している場合の電源ターミナル
板である。又上記実施例へ述べた燃焼室の構成、
形状は単に一例を示したに過ぎず、これに限定す
るものではない。

以上の構成に係る本発明装置による固形燃料の
燃焼には、燃料投入蓋８から固形燃料保持部２の
断熱保温層に囲まれた受け板５上に所定量の固形
燃料を投入、積重ね、受け板５上の発熱体或は着
火材等を赤熱させて固形燃料を加熱させると下位
の燃料から次第に加熱し、該燃料の熱温度が上昇
し、熱分解によつて揮発分が固体から発生し、燃
焼室空気中で燃焼するとともに燃焼室３の雰囲気
温度が上昇し、燃焼温度、雰囲気温度が所定温度
に達し、間隙２ａからの吸気中の酸素を得て発火
点に達し燃焼し始める。

燃焼が拡がり堆積した全固形燃料が赤熱し、輻
射熱により高温燃焼になると固形燃料にクラツク
を生じて微細化し煽飛するが、受け板５は平板で
あるから煽飛した微細化燃料でも落下することは
なく、燃料保持部に囲まれ燃焼室内に滞留し、吸
気、輻射熱、高熱雰囲気により完全燃焼が可能と
なる。

また、燃焼による排気ガスは排気筒７を通つて
排出され他方、それに比例して外気が空気取入用
の間隙２ａを通つて燃焼室３内に吸入される。

燃焼によつて燃焼室３、燃焼熱拡散部４は高熱
となり、燃焼室３から燃焼熱拡散部に分岐拡散部
４ｂ、基部４ａに熱気が流入し、吸気と燃焼、排
気の自然対流も円滑である。又熱気中に含まれて
いる極めて微細な粉末状燃焼滓や未燃物は該基部
４ａ内に落下し、長期使用後には微量ながら残渣
が溜まるが、基部４ａの前端に設けた取り出し口
から取り出し排析することができ排気筒内に排気
に混じつて排出されるおそれもなく有害な煤塵の
排除が可能である。排気筒内にフイルターを附設
すれば一層効果がある。

燃焼を継続すると前記基部４ａ内のみならず受
け板上にも少量ながら未燃物、灰分が残るのでモ
ーターの駆動により、或は手動によつて受け板を
一端で又は中央で垂下させるか、基台の前端に突
出した操作杆２８を動かして支承板との掛合を外
し支承板を下傾させて受け板５を外方へ辷り出さ
せて受け板上を清掃する。燃焼の中止も同様にし
て受け板からの落下で放冷或は消し壷に収容す
る。

＜発明の効果＞ 以上の構成、作用に係る本発明の固形燃料燃焼
装置は、木炭、豆炭等の灰分の多い固形燃料でも
燃焼後の灰の排除が受け板の開放、ワイパー回路
の操作により容易にできる。さらに燃焼中クラツ
クを生じ煽飛、微細化し易い低灰分固形燃料を、
通気スリツトの全くない平板状の火床上の支承、
堆積して着火し、取入れた空気により効率良く燃
焼させることができる。よつて、従来、通気スリ
ツトのあるロストルによる燃焼に適するようにス
リツトから落ちない所定大きさに成形されていた
各種コークスでも、何ら成形加工することなく原
形のまゝ平板状の支承板上で落下、未燃のおそれ
なく利用できる。しかも高温雰囲気中で殆んど完
全燃焼する上、高熱の気流中に極微細粉末となつ
て混じつていても燃焼熱拡散部の連通分岐管内及
び該分岐管から基部に導かれて該基部内に落下し
て排気筒から排出されるおそれがないから有害ガ
ス、煤塵及び灰による公害を未燃に防止する。従
つて低廉な固形燃料を利用することができる燃焼
装置として有効であり、ボイラーの燃焼装置とし
て水蒸気の加熱に利用し、又はフアンを附設して
燃焼室、燃焼熱拡散部に吹き当てゝ温風を送り出
し温室或は室内等の暖房装置として有効に利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明燃焼装置の分解斜視図、第２
図は、同上組立状態の中央縦断面図、第３図は、
同上の下面図、第４図は、受け板の解除機構例を
示す部分正面図、第５図は、同上Ｘ−Ｘ断面図、
第６図は、上記他の燃焼装置例を示す組立状態の
斜視図、第７図は、第６図における受け板の支持
機構を示す平面図、第８図は、同上受け板の下面
図である。 １……基台、３……燃焼室、４……燃焼熱拡散
部、５……受け板、７……排気筒、９……支持手
段、１０……支持杆、１１……水平連杆、１１′
……アーム、１４……作動手段、１５……ワイパ
ー、１９……ばね、２５……案内軌条、２７……
支承板、２８……操作杆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通気用の孔を有しない平板状の受け板を基台
   の取付孔に嵌脱可能に取付け、該受け板を底板と
   する燃焼部を該基台上に設けるとともに該燃焼部
   と複数の分岐拡散部を介して連通し排気筒に通じ
   る燃焼熱拡散基部を併設し、該燃焼部の下端と基
   台上面との間〓を固形燃料燃焼用の空気取入れ口
   としてなる固形燃料燃焼装置。 ２ 通気用の孔を有しない平板状の受け板を基台
   の取付孔に嵌合して該受け板の一端を支持手段を
   介して基台に枢着し、他方遊端を支持杆、アーム
   等の作動手段を介して該基台適所に取り付けたモ
   ーターその他の駆動源に連結し、該モーターその
   他の駆動源によつて作動する該作動手段により該
   受け板遊端を基台下方へ回動して受け板を開放可
   能にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の固形燃料燃焼装置。 ３ 通気用の孔を有しない平板状の受け板を基台
   の取付孔に嵌合し、該取付孔下面には一端を該基
   台に枢着した支承板を設けて該基台と支承板との
   間に受け板を支承し、該支承板の両側縁と受け板
   両側の案内軌条とを摺動可能に係合されるととも
   に該基台に枢着した操作杆の内端部を該支承板の
   遊端部に掛支させて受け板と取付孔の嵌合を保持
   し、該操作杆の回動により掛支を外して支承板遊
   端部を傾斜させて受け板を基台外方へ摺動させる
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の固形燃料燃焼装置。 ４ 通気用の孔を有しない平板状の受け板を基台
   の取付孔に嵌脱可能に嵌合し、該受け板を底板と
   する燃焼部を設けるとともに該燃焼部と複数の分
   岐拡散部を介して連通し排気筒に通じる燃焼熱拡
   散基部を併設し、該燃焼部下端と基台上面との間
   〓を固形燃料燃焼用の空気取入れ口とし、該基台
   上面にワイパーを設けて基台に定着した該ワイパ
   ー取付軸下端を基台下面においてモーター、ソレ
   ノイド等の駆動源に連結して駆動することにより
   基台上のワイパーが作動して残灰等を掃くように
   したことを特徴とする固形燃料燃焼装置。