JPH10160147A - 加圧燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水、水が混入した廃液、廃油などの自燃性の
ない難燃液を燃焼させる。 【解決手段】 助燃料を噴霧する助燃料噴射ノズル２
４、難燃液を噴霧する難燃液噴射管２８を燃焼炉１に取
付け、燃焼室４へ噴霧した助燃料を着火させて形成した
火炎を旋回させる高圧空気を噴出する旋回用噴気孔５、
６群と、助燃料の噴霧方向と逆方向へ高圧空気を噴出し
て前記火炎の前進を阻止する阻止用噴気孔７群とを燃焼
炉に設ける。前記火炎は燃焼室を高速旋回しつつ封じこ
まれて高密度になり、かつ滞留時間が長くなるため、高
温となって、難燃液が完全燃焼する。処理に困った廃
液、廃油も焼却処理できるのみならず、排気を熱源とし
て利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水、水が混入し
た自燃性のない廃液、廃油など自燃性のない難燃液を燃
焼させることにより熱源として利用するとともに、廃
油、廃液などを無煙、無臭で完全燃焼させて無公害化す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水、とくに水が混入した廃液、廃油など
自燃性のないの難燃液を、重油やガスを燃料とするバ−
ナで燃焼させる装置が用いられている。しかしこれら従
来の装置は、燃焼温度が低いため、多量の燃料を用いて
も難燃液が燃焼しにくく、しかも燃焼時には煤塵、窒素
酸化物、硫黄酸化物等の公害ガスが発生するなど、処理
が極めて困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、先に本出願人等が開発した「廃プラスチ
ック等の燃焼方法とこれに用いる装置」（特開平７−２
３３１７）、及び「噴射可能廃油焼却システムと噴射不
能廃油焼却システム」（特願平８−２１６６４４）で用
いる燃焼炉を改良して、水、水が混合した廃液、廃油な
ど自燃性のない難燃液を完全燃焼させるために適したも
のにすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、助燃料を噴
霧する助燃料噴射ノズルと、水、水が混入した廃液、廃
油など難燃液を噴霧する難燃液噴射管とを燃焼炉に取付
け、燃焼炉の燃焼室へ、助燃料噴射ノズルから噴霧した
助燃料を着火させて形成した火炎を旋回させる高圧空気
を噴出する旋回用噴気孔群と、助燃料噴霧方向と逆方向
へ高圧空気を噴出して前記火炎の前進を阻止する阻止用
噴気孔群とを燃焼炉に設けたことに特徴がある。

【０００５】

【発明の実施の形態】１は横向きに設置される燃焼炉、
２はその内筒、３はその外筒である。内筒２は、順次連
続して形成される、小径の円筒状の内小円筒部２ａ、内
側へ向かって広がるテ−パを有する漏斗状の内拡散部２
ｂ、大径の円筒状の燃焼部２ｃ、外側へ向かって狭まる
テ−パを有する漏斗状の収斂部２ｄ、小径の円筒状の排
気部２ｅからなる。燃焼部２ｃの内部は、燃焼室４を形
成する。なお燃焼炉２は、縦向きに設置することも可能
である。

【０００６】５は第１旋回用噴気孔で、同一円周上に配
設された複数を１段として、複数段が、図示例では３段
が内拡散部２ｂに貫設されている。６は第２旋回用噴気
孔で、同一円周上に配設された複数を１段とする複数
段、図示例では２段が、燃焼部２ｃの内拡散部２ｂ寄り
に貫設されている。これら第１旋回用噴気孔５群、第２
旋回用噴気孔６群は、図３で詳細に示すように、吹き込
まれた空気が、反時計回り（又は時計回り）に旋回する
よう、かつ第１旋回用噴気孔群５は空気を燃焼室４側
へ、第２旋回用噴気孔６群の各段は、各段ごと、内筒２
の中心軸と直交する同一平面、或いはほぼ同一平面へそ
れぞれ噴射されるよう設けられている。

【０００７】７は阻止用噴気孔であって、図４のよう
に、収斂部２ｄの燃焼室５寄りに複数が配設され、吹き
込まれた高圧空気が、燃焼室４の中心軸の一点、或いは
ほぼ一点へ集中して噴射されるように設けられている。

【０００８】外筒３は内筒２の外側へ設けられて内筒２
を覆うもので、内筒２の内小円筒部２ａの外側に位置す
る外小円筒部３ａ、拡散部２ｂの外側に位置する漏斗状
の外拡散部３ｂ、燃焼部２ｃ、収斂部２ｄ、及び排気部
２ｅの一部の外側に位置する大径の大円筒部３ｃからな
る。

【０００９】そして、第１旋回用噴気孔５群へ高圧空気
を送り込むための第１入口８が、大円筒部３ｃ寄りの外
拡散部３ｂに、第２旋回用噴気孔６群へ高圧空気を送り
込むための第２入口９が、外拡散部３ｂ寄りの大円筒部
３ｃに、又、阻止用噴気孔７へ高圧空気を送り込むため
の第３入口１０が、排気部２ｅ寄りの大円筒部３ｃに、
それぞれ設けられている。

【００１０】１１は第１隔壁であって、内筒２の内拡散
部２ｂと燃焼部２ｃとの接続部分と、外筒３の外拡散部
３ｂと大円筒部３ｃとの接続部分とを閉塞して、第１入
口８から流入する高圧空気の第１通路１２を形成する。
１３は第２隔壁で、第２入口９と第３入口１０との中間
で、内筒２の燃焼部２ｃと外筒３の大円筒部３ｃとの間
を閉塞して、第２入口９から流入する高圧空気の第２通
路１４と、第３入口１０から流入する高圧空気の第３通
路１５とを形成する。

【００１１】１６は第１中筒で、第１通路１２を内側と
外側とに分割し、第１入口８から遠い位置に第１通孔１
７が貫設されている。１８は第２中筒で、第２通路１４
を内側と外側とに分割して、第２入口９から遠い位置に
第２通孔１９が貫設されている。さらに２０は第３中筒
であって、第３通路１５を内側と外側とに分割し、第３
入口１０から遠い位置に第３通孔２１が貫設されてい
る。

【００１２】２２は蓋で内筒２の内小円筒部２ａの入口
を閉塞するとともに、後述の助燃料噴射ノズル２４が取
付けられる。２３は加熱器で、内筒２の排気部２ｅに取
付けられている。

【００１３】２４は気流噴霧式の助燃料噴射ノズルで、
助燃料タンク２５からポンプ２６を介して送られる補助
燃料を、エヤコンプレッサを用いた高圧送風機２７から
送られる高圧空気で燃焼室４へ向けて噴霧する。助燃料
は、灯油、軽油、Ａ重油、Ｃ重油から選択されるが、着
火しやすくするため、Ａ重油では５０〜６０℃に、又Ｃ
重油では１００℃に加熱して助燃料噴射ノズル２４へ送
る。前記液体燃料の他、プロパンガス、ブタンガスなど
の気体燃料も助燃料として使用できる。

【００１４】２８は難燃液噴射管で、難燃液タンク２９
からポンプ３０を介して送られた難燃液を、エヤコンプ
レッサを用いた高圧送風機３１から、加熱器２３を介し
て送られた高圧空気で、燃焼室４の入口付近へ霧状にし
て噴射する。難燃液噴射管２８には、エゼクタ又は気流
噴霧式噴射管を用いる。難燃液タンク２９には、水、病
院から出される使用済みのエタノ−ル、工場から出され
る水が混入した廃液、廃油など、自燃性のない難燃液が
収容されている。

【００１５】３２はパイロットバ−ナで、ガスボンベ３
３から送られたプロパンガスなどの気体燃料を着火し
て、助燃料噴射ノズル２４から噴射される助燃料を着火
させるものである。パイロットバ−ナ３２には、この他
公知のものを採用できる。

【００１６】３４はタ−ボブロアを用いた高圧送風機
で、第１入口８へ高圧空気を送り込む。３５もタ−ボブ
ロアを用いた高圧送風機で、高圧空気を第２入口９、第
３入口１０へそれぞれ送り込む。これら高圧送風機３
４、３５は、前記高圧送風機より高圧の空気を供給でき
る。又、第１入口８、第２入口９、第３入口１０へ送ら
れる高圧空気は、それぞれ風量、風圧が調整自在であ
る。

【００１７】難燃液の燃焼について説明する。まず、助
燃料噴射ノズル２４から助燃料を噴霧してパイロットバ
−ナ３２で着火させる。この着火により発生した火炎
は、第１入口８、第１通路１２を経て第１旋回用噴気孔
５群から噴出する高圧空気により高速旋回火炎渦流とな
って燃焼室４へ向かって前進する。一方、高圧空気を第
３入口１０、第３通路１５を経て阻止用噴気孔７から噴
出させると、前進する前記火炎渦流に逆方向の圧力がか
かる。

【００１８】そこで図１中点線で示すように、前記火炎
渦流はいわばチュ−リップ状になるとともに、燃焼室４
でのその燃焼滞留時間が長くなり、前記火炎渦流の火炎
密度が高くなって高温となる。しかし、阻止用噴気孔７
群から噴出する逆方向の高圧空気より前記火炎渦流の圧
力が勝ってくると、連続して着火する助燃料の燃焼火炎
が、瞬時に排気部２ｄから噴出する。そこで、各入口
８、９、１０へ供給される高圧空気の風量、風圧を調整
して、前記火炎渦流がチュ−リップ状を維持するように
する。

【００１９】次いで、加熱器２３で高温になった高圧空
気により、難燃液噴射管２８から難燃液を高温になって
いる燃焼室４へ気流噴霧すると、難燃液は瞬時に蒸気化
する。第２入口９、第２通路１４を経て第２旋回用噴気
孔６群から高圧空気を旋回気流として噴出させると、こ
の蒸気は前記火炎渦流と旋回混合し、熱分解して可燃性
ガス化する。可燃性ガスは燃焼室４で燃焼するため、燃
焼室４はさらに高温になり、連続して難燃液噴射管２８
から気流噴霧される難燃液は完全燃焼する。排出部２ｅ
から排出される高温の排気ガスは、ボイラ、プ−ルなど
の加熱や、温室、ビニルハウスなどの加温に利用できる
のは勿論である。なお、排気ガスの温度は１２００℃以
上で、従って燃焼室４の温度はこれ以上になっている。

【００２０】ここで、第１通路１２、第２通路１４、第
３通路１５を通過する高圧空気は、それぞれ第１中筒１
６、第２中筒１８、第３中筒２１と外筒３との間を通過
するときに予熱され、さらに、それぞれ第１中筒１６、
第２中筒１８、第３中筒２１と内筒２との間を通過する
とき加熱されて、２５０〜６００℃の高温で燃焼室４へ
噴出させられる。そのため、燃焼室４の火炎渦流の温度
低下を招かない。又、難燃液噴射管２８には、加熱器２
３で高温になった高圧空気を送るので、難燃液を霧化し
やすくするとともに、燃焼室４の火炎渦流の温度低下を
招かない。

【００２１】図示しないが、噴霧される難燃液を自動的
に完全燃焼させるためには、次のような手段を用いると
よい。収斂部２ｄに近接する位置の第３通路１５内に熱
電対を、又、難燃液噴射管２８と難燃液タンク２９とを
接続する回路に自動開閉弁をそれぞれ設ける。そして、
熱電対と自動開閉弁とを接続し、熱電対が１２０〜１５
０℃を検出すると自動開閉弁を開かせるように設定す
る。前記温度は難燃液によって適宜設定する。

【００２２】なお、第１旋回用噴気孔５、第２旋回用噴
気孔６、阻止用噴気孔７から噴出させる高圧空気は、常
温でも前記火炎渦流を圧縮して封じ込めて高温にし、し
かも前記火炎渦流の燃焼室４内での滞留時間を長くする
ことができる。又、これら噴気孔５、６、７から噴出さ
せる高圧空気を、内筒２と外筒３との間で加熱する替わ
りに、別の公知加熱手段で加熱することも可能である。

【００２３】同様に、難燃液噴射管２８へ常温の高圧空
気を送ることもでき、又、加熱器２３に替えて、別の公
知加熱手段で加熱することもできる。

【００２４】

【発明の効果】水は勿論、従来何ら利用されず、費用を
かけて処理された難燃液を燃焼させて、その排気ガスを
熱エネルギとして有効利用できる。しかも、処理に困っ
ていた廃液、廃油などは、無公害で焼却処理できる。

【００２５】燃焼炉の熱を利用し、高圧空気を高温にし
て燃焼室に噴射すれば、燃焼効果を高めて助燃料費を節
約できる。又、難燃液噴射管に送る高圧空気も、燃焼炉
の熱を利用して高温にすれば、難燃液が霧化しやすいう
え、燃焼室温度を低下させない。

【図面の簡単な説明】

【図１】装置の配置図である。

【図２】燃焼炉の縦断面図で、難燃液噴射管の取付穴、
パイロットバ−ナの取付穴を省略して示す。

【図３】第１噴気孔、第２噴気孔の配設状態を示す横断
面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼炉 ２ 内筒 ３ 外筒 ４ 燃焼室 ５ 第１噴気孔 ６ 第２噴気孔 ７ 第３噴気孔 ２３ 加熱器 ２４ 助燃料ノズル ２５ 助燃料タンク ２８ 難燃液噴射管 ２９ 難燃液タンク ３２ パイロットバ−ナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｇ 7/05 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 7/05 ＺＡＢＧ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 助燃料を噴霧する助燃料噴射ノズルと、
   水、水が混入した廃液、廃油など自燃性のない難燃液を
   噴霧する難燃液噴射管とを燃焼炉に取付け、燃焼炉の燃
   焼室へ、助燃料噴射ノズルから噴霧した助燃料を着火さ
   せて形成された火炎を旋回させる高圧空気を噴出する旋
   回用噴気孔群と、助燃料噴霧方向と逆方向へ高圧空気を
   噴出して前記火炎の前進を阻止する阻止用噴気孔群とを
   燃焼炉に設けてなる加圧燃焼装置。
2. 【請求項２】 燃焼炉は、内部に燃焼室を形成して旋回
   用噴気孔群と阻止用噴気孔群とが貫設された内筒と、高
   圧空気を供給される外筒とで形成されており、内筒と外
   筒との間は、供給された高圧空気が通過する通孔を貫設
   された中筒により区画されている請求項１の加圧燃焼
   炉。
3. 【請求項３】 難燃液噴射管は、燃焼炉に取付けられた
   加熱器により加熱される高圧空気が供給される請求項１
   又は２の加圧燃焼装置。