JPH10110911A

JPH10110911A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH10110911A
Application number: JP28610996A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Suzuki; 信弘鈴木; Takahiro Suzuki; 高弘鈴木; Kazuyuki Suzuki; 計行鈴木; Hatsuo Toyama; 初夫遠山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】燃焼室内でのブルーフレームの検知を簡単な
構造でかつ安価にできるようにし、また燃焼効率を高め
た燃焼装置を提供する。【解決手段】主燃焼筒３２内に燃焼室３３と送風室３
４とを仕切る仕切り壁３５を設け、該仕切り壁３５の中
心部に燃料導入口３６を形成し、該燃料導入口３６に霧
化ノズル３７を送風室３４側から臨ませ、燃料導入口３
６の外周部から燃焼室３３側に向かって蒸発筒３８を主
燃焼筒３２と同心状に設けてなる燃焼装置１５におい
て、仕切り壁３５の外周部に燃焼室３３内に空気を導入
する空気導入口３９を設けるとともに、該空気導入口３
９を通して燃焼室３３内での燃焼の有無を検知するセン
サー４０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内でのブル
ーフレーム燃焼の有無を簡単な構造でかつ安価に検知で
きるようにした燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体燃料を蒸発させて燃焼させる
に当たり、燃焼ガスの一部を蒸発筒に還流させるように
した循環式の燃焼装置で、ブルーフレーム燃焼を可能に
したものは公知である。しかしながら、燃焼室内で良好
に燃焼（ブルーフレーム燃焼）しているか否かを容易に
且つ安価に検知するようなものはなかった。ブルーフレ
ームを直接的に検知するには青色を検知する紫外線セン
サーを必要とするが、非常に高価であるためバーナー用
のセンサーとして利用するには現実的ではない。また、
燃焼の有無を温度によって検出するものとしてフレーム
ロッドセンサーを燃焼室に設けて燃焼の有無を温度（熱
電対）によって検出する方法もあるが、汚染物がセンサ
ー部に付着すると感度が鈍るため度々掃除しなければな
らなかったり、センサー材料や制御回路が複雑で高価な
ため現実的でない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は燃焼
室内でのブルーフレームの検知を簡単な構造でかつ安価
にできるようにし、また燃焼効率を高めた燃焼装置を提
供することを目的とする。また、燃焼成分を含有する被
燃焼ガスを効率よく燃焼させるのに適する燃焼装置を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】ブルーフレーム燃焼して
いる炎に、吹き消えを起こさない程度の過剰の空気を供
給すると炎の色はブルーからピンク〜オレンジ色に変わ
る。従って、ブルーフレーム燃焼している炎の一部に過
剰の空気を供給し、ピンク〜オレンジ色に変色させ、こ
のピンク〜オレンジ色をＣｄＳやＣｄＳｅ等の安価な光
センサーで検出するようにすれば、燃焼の有無を容易に
且つ安価に検知することができる。本発明はかかる知見
に基づいて完成された。すなわち本発明の燃焼装置は、
主燃焼筒内に燃焼室と送風室とを仕切る仕切り壁を設
け、該仕切り壁の中心部に燃料導入口を形成し、該燃料
導入口に霧化ノズルを送風室側から臨ませ、前記燃料導
入口の外周部から燃焼室側に向かって蒸発筒を燃焼筒と
同心状に設けてなる燃焼装置において、前記仕切り壁の
外周部に燃焼室内に空気を導入する空気導入口を設ける
とともに、該空気導入口を通して燃焼室内での燃焼の有
無を検知するセンサーを備えたこと、を特徴としてい
る。ここで、前記燃焼筒の先端側を縮径したものとする
ことができる。また、前記空気導入口を周方向に複数個
設け、前記蒸発筒の基部に、前記空気導入口とは周方向
に位置をずらせて燃焼ガスの還流口を周設したものとす
ることができる。さらに、主燃焼筒の外周に副燃焼筒を
嵌合させ、副燃焼筒は、主燃焼筒の先端の炎口部に位置
する周壁に被燃焼ガスの導入口を設け、該導入口の下流
側に邪魔板を設け、該邪魔板の外周部に複数の連通口を
設けたものとすることがきる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は焼却装置の概略説
明図、図２はアフターバーナー部の部分断面側面図、図
３は図２の要部断面側面図、図４は図３のIV−IV拡大断
面図、図５は図３のＶ−Ｖ拡大断面図である。

【０００６】図１に示す焼却装置１は、燃焼室内を１次
燃焼室２と２次燃焼室３とに分け、１次燃焼室２には第
１バーナー４を２次燃焼室３には第２バーナー５をそれ
ぞれ設け、２次燃焼室３の下流側に排ガスの排出路６を
備えた焼却炉７を設け、排ガスの排出路６の下流側に水
を噴出する複数のシャワーノズル８を備えるとともにオ
ゾン供給口９を備えたシャワーリング室１０を設け、該
シャワーリング室１０の下流側に袋状濾過材からなるフ
ィルター１１を備えたフィルター室１２を設け、該フィ
ルター室１２の気体の排出口の下流側に水を噴出する複
数のシャワーノズル１３を備えた第２のシャワーリング
室１４を設け、該第２のシャワーリング室１４の下流側
にアフターバーナー１５を設けてなる。そして、フィル
ター室１２及び第２のシャワーリング室１４の液体の排
出口の下流側に上記フィルター室１２に設けたフィルタ
ー１１よりも開孔率の小さいフィルター１６を備えた第
２のフィルター室１７を設け、該第２のフィルター室１
７の排出口の下流側に中和剤を供給する供給装置１８を
備えた貯水タンク１９を設けてなる。

【０００７】なお、図中符号２０ａは焼却炉７の冷却用
送風機、２０ｂは第１バーナー４用送風機、２０ｃは第
２バーナー５用送風機、２０ｄはアフターバーナー１５
用送風機、符号２１は貯水タンク１９からの水を各シャ
ワーリング室１０，１４のシャワーノズル８，１３に供
給等するための循環用ポンプ、符号２２は各バーナー
４，５，１５に燃料を供給するための燃料タンク、符号
２３はシャワーリング室１０のオゾン供給口９にオゾン
を供給するためのオゾナイザーである。

【０００８】上記焼却装置１において、ゴミなどの被焼
却物は１次燃焼室２で第１バーナー４によって点火され
て燃焼し、排煙は２次燃焼室３で第２バーナー５によっ
て燃焼され、排出路６を通ってシャワーリング室１０に
導かれる。シャワーリング室１０に導かれた排煙はシャ
ワーノズル８から噴出される水のシャワーにより水溶性
成分は水中に溶解し、すすやばいじん等の固体成分の多
くは水に浮遊されて下流側のフィルター室１２に導かれ
る。この間に臭気成分はオゾンによって分解され無臭化
される。フィルター室１２で水に浮遊した固体成分はフ
ィルター１１によって濾過され、水溶性成分を溶解した
水は下流側の第２のフィルター室１７に導かれ、フィル
ター１１の目を通過した粒子状固体成分や気体成分は気
体の排出口を通って第２のシャワーリング室１４に導か
れる。この第２のシャワーリング室１４で再度水のシャ
ワーに曝されて前記のシャワーリングによって溶解しき
れなかった水溶性成分が水中に溶解され、前記フィルタ
ー室１２のフィルター１１の目を通過した粒子状の固体
成分が水に浮遊されて第２のフィルター室１７に導かれ
る。上記第２のシャワーリング室１４を通過した僅かの
燃焼成分を含む排ガスはアフターバーナー１５により再
度燃焼されて、無煙無臭状態となって煙突２４から排出
される。一方、第２のフィルター室１７に導かれた僅か
の固体成分を浮遊した水は上記フィルター室１２に設け
たフィルター１１よりも開孔率の小さいフィルター１６
によって濾過され、固体成分はフィルター１６内に捕捉
され、水溶性成分を含有した水は貯水タンク１９に導か
れる。貯水タンク１９に導かれた水は、供給装置１８か
ら供給された中和剤により中和される。この中和された
水は、循環ポンプ２１により各シャワーリング室１０，
１４のシャワーノズル８，１３に供給され、循環使用さ
れる。なお、図１の実線の矢印で示すものは主に液体
（水）の流れを、点線の矢印で示すものは主に気体の流
れを示す。

【０００９】ところで、上記焼却装置１におけるアフタ
ーバーナー部１５は図２に示すようになっている。排ガ
スの排出口（煙突２４）の基部に設けた被燃焼ガスの溜
まり部３０に副燃焼筒３１を設け、該副燃焼筒３１にア
フターバーナー（燃焼装置）１５を設けてある。

【００１０】この燃焼装置（アフターバーナー）１５は
図３の要部断面側面図に示すようになっている。図３に
おいて、符号３２は主燃焼筒で、該主燃焼筒３２内に前
方の燃焼室３３と後方の送風室３４とを仕切る仕切り壁
３５を設けてある。該仕切り壁３５の中心部には燃料導
入口３６を形成し、該燃料導入口３６に液体燃料を噴霧
する霧化ノズル３７を送風室３４側から臨ませる。そし
て、燃料導入口３６の外周部から燃焼室３３側に向かっ
て蒸発筒３８を主燃焼筒３２と同心状に設けてある。か
かる燃焼装置１５において、前記仕切り壁３５の外周部
に燃焼室３３内に空気を導入する空気導入口３９を周方
向に少なくとも１個、好ましくは複数個設けるととも
に、該空気導入口３９を通して燃焼室３３内での燃焼の
有無を検知できる位置に、例えば空気導入口３９を通り
主燃焼筒３２の筒壁に平行な延長線上にセンサー４０を
備えている。なお、符号４１は霧化ノズル３７の先端外
周部に設けた点火用電極である。

【００１１】送風機２０ｄから送られた空気は送風室３
４を通り燃料導入口３６から蒸発筒３８内に送られる。
なお、供給する空気量はダンパー（図示せず）又はイン
バーター制御によって調節される。一方、燃料タンク２
２からポンプ４２によって昇圧された燃料油は送油管４
３を通って霧化ノズル３７に送られ、燃料導入口３６を
通って蒸発筒３８内に噴霧され、空気と混合して燃焼室
３３内で燃焼する。

【００１２】送風機２０ｄから送られた空気の一部は空
気導入口３９から燃焼室３３に導入される。この空気導
入口３９から導入された空気は燃焼室３３内のブルーフ
レームに過剰空気を供給し、ブルーフレームを部分的に
ピンク〜オレンジ色に変色させる。ここで、主燃焼筒３
２の先端側の炎口部４４を縮径して、炎を燃焼室３３の
外周部にため易くし、ブルーフレームをピンク〜オレン
ジ色に変化させ易くして、センサー４０での検知をより
容易にする。

【００１３】このピンク〜オレンジ色を検出するセンサ
ー４０としては、ＣｄＳセル（硫化カドミウム光導電素
子）やＣｄＳにＳｅを添加したセル等の光センサーを用
いることができ、これらの光センサーは非常に安価に入
手できる。これらの光センサーはピンク〜オレンジ色の
光を検知すると電導度（電気抵抗）が大きく変わり、こ
の変化によって燃焼の有無を検出する。失火を検知した
ならば、点火用電極３９が動作するように信号を送るよ
うにする。

【００１４】このように、仕切り壁３５に空気導入口３
９を設けるとともに、該空気導入口３９を通して燃焼室
３３内での燃焼を検知できる位置にセンサー４０を取付
けるだけであり、しかも安価なセンサーを用いることが
できるので、極めて簡単な構造でかつ安価にブルーフレ
ームの検知ができる。なお、空気導入口３９は１箇所で
もよいが、燃焼室３３で燃焼している炎にバランスよく
過剰空気を送るために、周方向に所定角度ずらせて複数
個（図４では９０°ずらせて４個）設けるのが好まし
い。

【００１５】このように複数個の空気導入口３９を設け
て、燃焼室３３で燃焼している炎の外周部から過剰空気
を供給するようすれば、炎の中心部に過剰空気を供給す
る場合に比べ、吹き消えを起こすことなく燃焼室３３に
多量の過剰空気を供給することができる。例えば、灯油
を燃料とした場合、従来の燃焼装置では６０mmＨ₂Ｏ程
度であるが、本燃焼装置では１６０mmＨ₂Ｏ程度まで可
能となり、内圧に対する負荷に負け難い。また、燃料供
給量が同じであっても、従来の燃焼装置に比べ、炎を大
きくするとができるとともに高温度の実現が可能とな
り、省エネルギーに資する。例えば、灯油燃料の場合、
炎口部付近の温度を、従来の燃焼装置の９００℃程度に
対して、本燃焼装置では１０６０℃程度まで高めること
ができる。なお、送風機２０ｄから供給する空気量を多
くしても、燃焼する炎と後述する還流口４５から還流す
る未燃ガスの流れとが抵抗となって、燃料導入口から流
入する空気量は一定量以上にはならないで、多くは空気
導入口３９から燃焼室３３に流入する。

【００１６】蒸発筒３８はその基部に、燃焼ガスの還流
口４５を周設してある。上述のように主燃焼筒３２の先
端を縮径してあるため、燃焼流の通過抵抗が高まり、蒸
発筒３８内の燃料の燃焼に伴う吸引現象によって燃焼室
３３内の未燃ガスは、還流口４５から蒸発筒３８内に還
流される。これにより、未燃ガスは略完全に燃焼するの
で、燃焼効率が高まり、ＮＯｘの発生量を低減化、灯油
燃料の場合は略零にすることができる。ここで、空気導
入口３９からの空気の流入方向と未燃ガスの還流方向と
は逆方向であるが、図４に示すように空気導入口３９と
還流口４５とは周方向に位置をずらせて設けてあるの
で、未燃ガスの還流が妨げられることは少ない。

【００１７】本発明の他の態様における燃焼装置は、図
２及び図３に示すように、主燃焼筒３２の外周に副燃焼
筒３１を嵌合させた二重構造としてある。そして、副燃
焼筒３１には、主燃焼筒３２の先端の炎口部４４に位置
する周壁に被燃焼ガスの導入口４６を複数個周設してあ
る。該導入口４６の下流側には邪魔板４７を設け、該邪
魔板４７の外周部に複数の連通口４８を設けてある。こ
のように、主燃焼筒３２の外周に副燃焼筒３１を嵌合さ
せた二重構造としたので、炉壁温度の高温化を防止でき
る。

【００１８】燃焼装置１５からの燃焼ガスの炎は主燃焼
筒３２の炎口４４から副燃焼筒３１に設けた邪魔板４７
に衝突し、該邪魔板４７を加熱するとともに副燃焼室４
９を所定の温度、例えば遠赤外線を発する８５０℃程度
に加熱保持する。ガス溜まり部３０の被燃焼ガスは導入
口４６から副燃焼室４９内に導入されて所定温度に加熱
され、邪魔板４７に設けた連通口４８を通して下流側の
煙突２４側に流下する。加熱されて煙突２４側に流下し
た排ガスは、煙突２４の下端に設けた空気導入口５０か
ら導入される空気によって燃焼されて煙突２４上部から
排出される。ここで、副燃焼筒３１に邪魔板４７を設け
て副燃焼室４９を所定の高温度に保持できるようにした
ので、被燃焼ガスを瞬時にして高温度に加熱でき効率よ
く燃焼させることができる。副燃焼室４９を遠赤外線を
発する８５０℃程度に維持しておけば、遠赤外線効果に
より熱透過率を高め、高温熱分解を促進させることがで
きる。例えば、被燃焼ガス中に含まれる窒素酸化物、硫
黄酸化物、オゾン、ダイオキシン類等を高温熱分解する
ことができる。ところで、本発明の他の態様における燃
焼装置は焼却炉７の第２バーナー５としても用いること
ができる。

【００１９】上記における主燃焼筒３２、仕切り壁３
５、蒸発筒３８、副燃焼筒３１、邪魔板４７は、鉄鋼の
表面に鉄とアルミニウムの合金層を形成した材料を用い
るのが、耐熱性や耐蝕性等に優れ、また熱吸収率も高
く、燃焼筒３２，３１自体を高温に保持でき燃焼室３
３，４９内を高温度に保持できるので好ましい。なお、
主燃焼筒３２及び副燃焼筒３１は長年の使用により劣化
した場合、図２及び図３に示すように取り替え可能な構
造とすることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置に
よれば、仕切り壁に空気導入口を設けるとともに、該空
気導入口を通して燃焼室での燃焼を検知できる位置にセ
ンサーを取付けたので、極めて簡単な構造で、かつ安価
にブルーフレームの検知ができる。また、主燃焼筒の先
端側を縮径し、蒸発筒の基部に、空気導入口とは周方向
に位置をずらせて燃焼ガスの還流口を周設したので、燃
焼ガスの循環がスムーズに行われ燃焼効率を高めること
ができる。さらに、主燃焼筒の外周に副燃焼筒を嵌合さ
せ、副燃焼筒に邪魔板を設けたので、燃焼成分を含有す
る被燃焼ガスを効率よく燃焼させ、また高温熱分解を促
進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼却装置の概略説明図。

【図２】アフターバーナー部の部分断面側面図。

【図３】図２の要部断面側面図。

【図４】図３のIV−IV拡大断面図。

【図５】図３のＶ−Ｖ拡大断面図。

【符号の説明】

１５燃焼装置（アフターバーナー）２０ｄアフターバーナー用送風機２４煙突３０ガス溜まり部３１副燃焼筒３２主燃焼筒３３燃焼室３４送風室３５仕切り壁３６燃料導入口３７霧化ノズル３８蒸発筒３９空気導入口４０センサー４１点火用電極４４炎口部４５還流口４６被燃焼ガスの導入口４７邪魔板４８連通口４９副燃焼室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主燃焼筒内に燃焼室と送風室とを仕切る仕
切り壁を設け、該仕切り壁の中心部に燃料導入口を形成
し、該燃料導入口に霧化ノズルを送風室側から臨ませ、
前記燃料導入口の外周部から燃焼室側に向かって蒸発筒
を燃焼筒と同心状に設けてなる燃焼装置において、前記
仕切り壁の外周部に燃焼室内に空気を導入する空気導入
口を設けるとともに、該空気導入口を通して燃焼室内で
の燃焼の有無を検知するセンサーを備えたことを特徴と
する燃焼装置。
【請求項２】前記燃焼筒の先端側を縮径してなる請求項
１に記載の燃焼装置。
【請求項３】前記空気導入口を周方向に複数個設け、前
記蒸発筒の基部に、前記空気導入口とは周方向に位置を
ずらせて燃焼ガスの還流口を周設してなる請求項１又は
２に記載の燃焼装置。
【請求項４】主燃焼筒の外周に副燃焼筒を嵌合させ、副
燃焼筒は、主燃焼筒の先端の炎口部に位置する周壁に被
燃焼ガスの導入口を設け、該導入口の下流側に邪魔板を
設け、該邪魔板の外周部に複数の連通口を設けてなる請
求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。