JPH10238712A - 燃焼装置および加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被燃焼物の焼却に使用される多段燃焼装置に
おいて、定常運転における通気のための動力を必要とせ
ず、燃焼室内で効率よく渦炎拡大燃焼を発生せしめ、か
つ、構造が単純で、しかも、環境汚染の危険性は小さく
安全性が高い燃焼装置を提供する。 【解決手段】 複数の燃焼室が互いに直列に接続せしめ
られ、各段燃焼室に吸気口が設けられている燃焼装置に
おいて、少なくとも１つの燃焼室内に渦流発生器が配設
せしめられているかおよび／または空気を偏心して吸入
せしめる吸気口が設けられてなる燃焼装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、廃棄物
などの焼却に好適な燃焼装置に関し、さらに詳細には、
複数の燃焼室が直列に接続せしめられた多段燃焼装置に
係わり、さらには、このような燃焼装置を利用した加熱
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭から排出された塵埃、都市廃棄物お
よび工場廃棄物などは、通常は、種々の規模の燃焼装置
での焼却により処分されている。この廃棄物の焼却にお
いて、燃焼が不完全な場合には、燃焼装置から排出せし
められる排気は煤煙となり、また、一酸化炭素およびそ
の他の有毒ガスを混入して環境汚染の原因となる。この
ような燃焼装置における不完全燃焼による環境汚染の原
因の発生を防止し乃至は減少させるために、燃焼装置に
おいて廃棄物などの被燃焼物を完全燃焼せしめるための
種々な工夫がなされている。

【０００３】すなわち、燃焼室が１室乃至２室しかな
く、第１段燃焼室内の下部に火格子が取付けられ、燃焼
室の周壁の火格子下部に空気取入口が穿設され、燃焼室
頂部に煙突が連設された簡易焼却炉が家庭用焼却炉など
として広く使用されている。しかしながら、このような
焼却炉においては、空気は前記空気取入口から自然吸気
によって供給されており、必要量の空気が十分に吸入さ
れず、吸入された空気も所望の箇所に供給されず、その
ために被燃焼物は完全に燃焼されずに多量の煤煙および
有毒ガスを排出することが多い。

【０００４】また、この自然吸気に替えて強制通風手段
によって送風すれば、空気量自体は充分となるが、炉内
の所望の箇所に空気が供給され得ないので、依然とし
て、炉内での不完全燃焼は解消され得ない。

【０００５】このような燃焼室が１室乃至２室しかない
焼却炉における欠点をなくすために、複数の燃焼室を直
列に接続せしめ、前段の燃焼室での被燃焼物の不完全燃
焼によって生じた煤および有毒ガスなどを含有する排気
をそれに続く後段の燃焼室に逐次導いて、該後段燃焼室
で排気中の煤および有毒ガスなどを燃焼させて逐次有毒
成分を減少させ、最終的には、炭酸ガスおよび水蒸気と
し、煤を含有しない排気を排出せしめる多段燃焼装置−
通常は、２段の燃焼室が接続されてなる２段燃焼装置−
が開発され、広く使用されている。

【０００６】しかして、この多段燃焼装置において、た
とえば、第２段燃焼室（以下 ２次燃焼室 と記すこと
もある）の下部にも送気口を設け、１次燃焼室および２
次燃焼室のそれぞれでの燃焼空気（以下 １次空気およ
び２次空気 と記すこともある）として、該送気口から
圧縮機およびファンなどの強制通風手段により空気を供
給しているか、または、１次燃焼室に強制通風し２次燃
焼室に自然通風している。

【０００７】これらの燃焼炉における強制通風の方式と
して、たとえば、図１ａに示されるように炉の周壁に直
角に穿設され互いに対向する小孔から２次空気を対向さ
せて吹出させる「対向型」と、図１ｂに示されるように
炉の周壁に互いに偏位せしめ、かつ、斜めに穿設された
孔から空気を吹き出させ、この空気を炉内で旋回させる
「旋回型」などを始めとする多くの方式がある。

【０００８】なお、図１は１次燃焼室の横断面（燃焼装
置または燃焼室の長軸線方向と実質的に直交する断面
以下同様）図である。しかして、後者では、炉内の空気
の旋回流は渦巻状となる。この渦巻状の空気の旋回流に
よって炉内は渦炎拡大燃焼となる。この渦炎拡大燃焼は
広く知られているように、燃焼室内での燃焼効率が著し
く向上せしめられ、燃焼室内の温度が上昇して燃焼効率
が増大せしめられ、被燃焼物が完全燃焼せしめられて、
煤煙および有毒ガスなどの排出が大幅に軽減されるので
好ましいとされている。

【０００９】しかしながら、このような焼却炉において
は、強制通風のための動力が必要である。また、このよ
うな焼却炉においては、被燃焼物の供給量に対応して１
次空気および２次空気のそれぞれの送気量を制御できな
い場合には、所期の完全燃焼とならないばかりではな
く、寧ろ、不完全燃焼を助長する傾向さえある。すなわ
ち、たとえば、負荷（被燃焼物の量）を減少させた場合
でも最大負荷時の送風量のままにしておくと、空気過剰
となり、各燃焼室内の温度が低下して、１次燃焼室では
不完全燃焼となり易い。

【００１０】また、燃焼室内の温度の上昇に伴って各燃
焼室の周壁の温度が過度に上昇し、燃焼装置の変形およ
び周壁の腐食など高温による事故発生の危険性が増大す
る。反面、燃焼室内はその熱が外部に伝わるために燃焼
室内の温度は低下し、火炎温度低下により不完全燃焼と
なり易い。このような危険性を避けるために、燃焼室
を、たとえば、耐火コンクリートおよび耐火断熱性煉瓦
などの耐火断熱材で作るか、または、燃焼室周壁の内部
を耐火断熱材で内張りしなければならなかった。

【００１１】前記の強制通風に代えて、燃焼室内での燃
焼ガスの上昇力により燃焼室内に負圧を形成せしめて燃
焼空気を燃焼室に吸入せしめる燃焼炉では、被燃焼物の
量が増加して燃焼熱量が大きくなる程、燃焼空気の吸入
量が増加するので、強制通風とは異なって送気のための
動力は必要ではなくなるが、反面、燃焼室内で渦炎が発
生せず、その結果、依然として、不完全燃焼のままであ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、たとえば、
廃棄物などの被燃焼物の焼却に好適に使用される多段燃
焼装置において、定常運転での通気のための動力が不要
であり、燃焼室内で効率よく渦炎拡大燃焼を発生せし
め、かつ、構造が単純で、しかも、環境汚染の危険性は
小さく、安全性が高い燃焼装置を提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本第一発明は、複数の燃
焼室が互いに直列に接続せしめられ、各段燃焼室に吸気
口が設けられてなる燃焼装置において、少なくとも１つ
の燃焼室内に渦流発生器が配設せしめられてなることを
特徴とする燃焼装置である。本第二発明は、複数の燃焼
室が互いに直列に接続せしめられ、各段燃焼室に吸気口
が設けられてなる燃焼装置において、少なくとも１つの
燃焼室における吸気口が空気を偏心して吸入せしめる吸
気口とされたことを特徴とする燃焼装置である。本第三
発明は、複数の燃焼室が互いに直列に接続せしめられ、
各段燃焼室に吸気口が設けられてなる燃焼装置におい
て、少なくとも１つの燃焼室内に渦流発生器が配設せし
められ、かつ、空気を偏心して吸入せしめる吸気口が設
けられてなることを特徴とする燃焼装置である。

【００１４】本第四発明は、筒体を周壁とし、その下部
を除いて該筒体の頂部まで吸気口とされ、該吸気口は空
気を偏心して吸入せしめる吸気口とされ、該筒体の下部
が第１段燃焼室とされ、該第１段燃焼室は吸気口および
渦流発生器を欠いており、該第１段燃焼室以外の燃焼室
に渦流発生器が設けられてなる燃焼装置である。本第五
発明は、前記の本発明の燃焼装置において、空気を偏心
して吸入せしめる吸気口および／または渦流発生器とと
もに強制通風手段が配設されてなる燃焼装置である。本
第六発明は、前記の本発明の燃焼装置の燃焼室または煙
道に熱交換器が配設されてなる加熱装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の燃焼装置は、少なくとも
２個の燃焼室が直列に接続せしめられている。燃焼室の
数は、被燃焼物の種類および燃焼室の大きさなどによっ
て異なり、一概に特定し得ないが、通常は、２個でよ
い。燃焼室は筒状乃至中空錐台状であり、その横断面の
形状は特に制限はないが、通常は、円、楕円および長円
などの円類ならびに三角形、四角形、五角形、六角形お
よび八角形などの多角形ならびにこれらの多角形の各辺
が小さい曲率で外方に弯曲せしめられた形状（以下 実
質的な多角形 と記すこともあり、特に断らない限りは
この実質的な多角形は多角形に包含される）とされる
が、円ならびに正方形および実質的な正方形が好まし
い。第２段以降の燃焼室においては円が最も好ましい。

【００１６】各段の燃焼室におけるアスペクト比は、下
段から供給される排気中の可燃性成分濃度および燃焼装
置の頂部から排出される排気についての各種の制限なら
びに燃焼室自体の構造などによって異なり、一概に特定
し得ないし、また、特に制限はない。ここで「アスペク
ト比」とは、燃焼室の横断面の有効直径に対する燃焼室
の長さの比である。また、「燃焼室の横断面の有効直径
（半径）」とは、燃焼室の横断面の面積と等しい円の直
径（半径）として定義される。このアスペクト比は、通
常は、たとえば、燃焼室が２段である場合には、好まし
くは、第１段燃焼室では約1/5乃至２とされ、第２燃焼
室では約1/100乃至２とされる。

【００１７】各燃焼室の内容積は、通常は、最終段に近
付くに伴って逐次小さくされ、それに伴ってその横断面
の面積も最終段に近付くに伴って逐次小さくされる。但
し、燃焼装置の周壁を底部から頂部まで形状および直径
または有効直径が不変の筒体とすることもできる。な
お、たとえば、ガス化炉のように２次燃焼室の内容積を
１次燃焼室の内容積よりも大きくすることを妨げない。

【００１８】燃焼室同士の内容積の比は、被燃焼物の種
類および供給量ならびに下段から供給される排気中の可
燃性成分濃度および燃焼室として煙突部を包含させるか
包含させないかなどによって異なり、一概に特定し得な
い。燃焼室に煙突部を包含させないで燃焼部のみとされ
た場合には、通常は、上段の燃焼室の内容積に対する下
段の内容積の比は、たとえば、約１／４乃至４とされ
る。また、燃焼室に煙突部を包含させる場合には、通常
は、上段の燃焼室の内容積に対する下段の内容積の比と
して、たとえば、約１／４乃至２０とされる。

【００１９】なお、本発明の燃焼装置の燃焼室におい
て、燃焼部とは「吸気口が設けられており、該吸気口か
ら吸入せしめられた空気により連続的に燃焼が起こって
いる部分」と定義され、煙突部とは「吸気口が設けられ
てなく、燃焼は実質的に起こってなく、燃焼部からの燃
焼ガスを導く部分」と定義される。

【００２０】第１段燃焼室には、その周壁の上部および
下部に被燃焼物投入口および灰排出口がそれぞれ設けら
れている。また、これらの被燃焼物投入口および灰排出
口には、それぞれ蓋が取付けられている。多段の燃焼室
のうちの少なくとも１つの燃焼室において、渦流発生器
が配設せしめられ、および／または吸気口が空気を偏心
して吸入せしめる吸気口とされている。従って、本発明
の燃焼装置では、渦流発生器が配設されてなく、かつ、
吸気口が空気を偏心して吸入せしめる吸気口とされてい
ない燃焼室を有することも有り得る。このような場合に
は、通常は、第１燃焼室がこのような燃焼室とされる。

【００２１】渦流発生器は、被燃焼物の燃焼時に、燃焼
室内で渦炎を発生せしめ得る構造体であればよく、特に
制限はないが、渦流発生器の代表例として、(1) 燃焼室
の中心部に装着される雄ねじ型螺旋体、(2) 燃焼室の周
壁の内周面に固着された雌ねじ型螺旋体、(3) 燃焼室の
周壁の内周面に固着され、該燃焼室の長軸線方向に対し
て斜めとされた案内板および(4) 風車型渦流発生器など
を挙げることができる。就中、案内板および風車型渦流
発生器が好ましい。

【００２２】これらの設置位置は第１段燃焼室において
は被燃焼物の投入を妨げないような場所であればよい。
第２段以降の燃焼室においては特に制限はないが、通常
は、その上方に次の燃焼室が続く場合には下部乃至上部
のどこでもよく、最終段の燃焼室においては該燃焼室の
下部が好ましい。

【００２３】燃焼室の中心部に装着される雄ねじ型螺旋
体は、たとえば、燃焼室の周壁に取付けられた支持体で
支承され、燃焼室の長軸線とほぼ一致する中心部に設け
られた支持棒の周面に螺旋状に巻き付けられた帯状の板
体である。燃焼室内の周壁内周面上に固着された雌ねじ
型螺旋体は、たとえば、燃焼室内の周壁内周面に板体を
螺旋状に固着せしめて形成される。

【００２４】これらの渦流発生器において、螺旋体の長
さ、螺旋体のピッチおよび板体の幅などは、螺旋体の設
置位置、被燃焼物の種類、投入速度ならびに燃焼速度な
どに応じて適宜選択される。通常は、螺旋体が設けられ
る長さは燃焼室の長さの約１／１乃至１／10、螺旋体の
ピッチは板体の傾斜角（燃焼室の長軸線となす角度以下
同様）が約２０〜７０°となるように決定され、かつ、
板体の幅は燃焼室の有効半径の約１／１乃至１／６とさ
れる。

【００２５】また、たとえば、四角形状または弯曲せし
められた実質的な四角形の板体を案内板とし、これらの
複数が燃焼室の長軸線方向に対して斜めに燃焼室の周壁
の内周面に固着されて、渦流発生器（この渦流発生器を
以下 案内板渦流発生器 と記すこともある）とされ
る。この案内板とされる板体の四角形状とは、正方形も
しくは長方形などであり、また、弯曲せしめられた実質
的な四角形とは、たとえば、中心部を欠く扇形のような
同一平面で小さい曲率で弯曲せしめられた正方形または
長方形などである。

【００２６】これらの案内板は、複数の同一横断面また
は螺旋状に配列せしめられるが、前者が好ましい。案内
板が設けられる部分の長さならびに案内板の幅（燃焼室
周壁内面から内方へ突出せしめれらた高さ 以下同
様）、複数の横断面同士の間隔および螺旋のピッチのそ
れぞれ、案内板と燃焼室の長軸線とのなす角度などは、
案内板渦流発生器の設置位置、被燃焼物の種類、供給速
度ならびに燃焼速度などに応じて適宜選択される。通常
は、たとえば、案内板渦流発生器が設けられる部分の長
さは燃焼室の長さの約１／１乃至１／100、案内板の幅
は燃焼室の有効半径の約１／１乃至１／６、複数の横断
面同士の間隔は燃焼室の長さの約１／４乃至１／1000、
好ましくは、約１／10乃至１／100とされる。

【００２７】案内板が同一横断面上に固着される場合に
おいて、案内板と燃焼室の横断面とのなす角度は、通常
は、約２０〜７０°とされる。螺旋状に配列せしめられ
た案内板のピッチは管径の約１／５乃至２とされる。前
記の渦流発生器である雄ねじ螺旋体および雌ねじ螺旋体
ならびに案内板渦流発生器のそれぞれの螺旋の回転方向
は時計方向（右ねじ）および反時計方向（左ねじ）のど
ちらでもよい。

【００２８】また、燃焼室内に、該燃焼室の軸線方向と
交叉せめして単数または複数の風車型渦流発生器を設け
ることもできる。風車型渦流発生器は、たとえば、燃焼
室の横断面よりも小さく、円、四角形および六角形など
の多角形の板体を、中心部からの放射状の線で複数に分
割した扇形、三角形または三角形の底辺が外方に折り曲
げられた四角形の羽根を互いに同じ方向に、かつ、ほぼ
等しい角度で捩じ曲げた風車などである。羽根を捩じ曲
げる角度には特に制限はないが、通常は、約２０〜７０
°とされる。

【００２９】風車型渦流発生器としては、前記の風車以
外に、たとえば、プロペラ状のものものなどがある。こ
の風車型渦流発生器は、その周縁を燃焼室の周壁の内面
に固着するか、および／または、その中心部を貫通し固
着せしめられた支持棒を燃焼室の周壁に固着して燃焼室
内に装着される。本発明の燃焼装置において、通常は、
各燃焼室において前記の渦流発生器を１個設けるだけで
よいが、異種または同種の渦流発生器を２個以上設ける
ことを妨げない。これらの複数の渦流発生器は、燃焼装
置内で渦炎の旋回方向が一定方向となるように選択さ
れ、かつ、配設される。

【００３０】空気を偏心して吸入せしめる吸気口は、こ
の吸気口から燃焼室内に空気が偏心して吸入され、吸入
された空気が燃焼炉内で旋回して渦炎と共に渦流を形成
し易いように設けられた吸気口である。ここで「空気が
偏心して吸入される」とは、「空気が燃焼炉の中心部に
向かって吸入されず、たとえば、燃焼炉の周縁に沿って
吸入される」ことを意味している。なお、空気を吸入せ
しめる方向は、燃焼炉内に発生せしめられた渦炎の旋回
方向と同じ方向とされる。

【００３１】この吸気口は、燃焼室の周壁に孔を穿設
し、この孔の外部もしくは内部または外部および内部の
両方にダクトまたは案内羽根を連設して形成することが
できる。燃焼室の周壁の厚さが、たとえば、１０mm程度
以下の薄い場合にはこの孔の穿設方向には特に限定はな
い。しかしながら、燃焼室の周壁の厚さが厚い場合には
この孔の穿設方向は燃焼室内の渦炎の旋回方向に沿う方
向とされることが好ましく、ダクトの方向は燃焼室内の
渦炎の旋回方向に沿う方向とされる。吸気口は、また、
次のようにして設けることもできる。すなわち、吸気口
は、(イ) 燃焼室が、その横断面形状が正方形のような多
角形の場合には、各隅角部または隅角部付近のように各
辺の中央部から偏奇した箇所に孔を穿設して形成される
が、この孔は燃焼室の中心に向けずに偏心させることが
必要であり、燃焼室の周壁に沿う方向にすることが好ま
しい。

【００３２】また、(ロ) 燃焼室の吸気口とされる部分
（以下 吸気口相当部分 と記すこともある）の周壁を
縦方向に分割し、分割された各周壁（縦方向に分割され
た周壁を以下 分割周壁 と記すこともある）を横方向
に平行移動させて偏位せしめ、これによって形成された
縦方向の間隙を吸気口とすることができる。なお、本発
明において「縦」および「横」は、それぞれ、燃焼室の
長軸線方向に沿う方向および燃焼室の長軸線方向に直交
する方向として定義される。

【００３３】すなわち、たとえば、横断面形状が円であ
る燃焼室の場合には、直径で二等分された横断面形状が
半円の周壁を該二等分線である半円の直径に沿って横方
向に互いに反対方向に平行移動させ偏位せしめて形成さ
れた間隙が吸気口とされる。また、横断面形状が正方形
である燃焼室の場合には、対辺を二等分した周壁を該二
等分線に沿って横方向に互いに反対方向に平行移動させ
偏位せしめて形成された間隙が吸気口とされる。 (ハ) 前記(ロ)において横方向に平行移動させて偏位せし
められた各周壁をさらに燃焼室の中心向けて各辺に沿っ
て横方向に平行移動させて、分割された周壁同士を互い
に重複させて形成された間隙を吸気口とすることができ
る。

【００３４】(ニ) 燃焼室の吸気口相当部分の周壁を縦方
向に分割し、分割された各周壁を横方向に回転させて偏
位せしめ、これによって形成された縦方向の間隙を吸気
口とすることができる。すなわち、横断面形状が円であ
る燃焼室の場合には、たとえば、円が複数に等分された
円弧を横断面形状とする分割周壁のそれぞれを、そのま
まの位置で同じ支点の位置で横方向に回転させて偏位せ
しめ間隙を形成させることができる。横断面形状が、た
とえば、正方形および正六角形などの正多角形である燃
焼室の場合には、各辺を二分して形成させた１組の線分
を横断面形状とする分割周壁を各頂点を支点にして前記
１組の辺の短い辺を中心に接近せしめるようにして回転
させて偏位せしめて形成させた間隙を吸気口とすること
ができる。

【００３５】(ホ) 前記(ニ)において横方向に回転させて
偏位せしめられた各分割周壁を、さらに燃焼室の中心部
に向けて横方向に移動せしめて、分割周壁の端部同士を
部分的に重複せしめて吸気口を形成させることができ
る。 (ヘ) 長方形の板体を円筒状および角筒などのような筒状
に丸めて対向する両縁端部を互いに重複せしめ、該両縁
端部同士の間に形成せしめられた縦方向の間隙を吸気口
とすることができる。 (ト) 燃焼室の周壁を構成する複数の長方形の板体を、た
とえば、平行移動せしめ、さらには、燃焼室の横断面の
中心に接近せしめて配列せしめて板体のその縦方向の周
縁同士の間に間隙をあけ、該間隙を吸気口とすることも
できる。この板体は表面の形状が正方形乃至長方形であ
り、平板であってもよく、また、小さい曲率で弯曲せし
められた板でもよい。

【００３６】前記(イ)乃至(ト)のようにして形成された吸
気口は長方形乃至正方形または少なくとも上下の二辺の
うちの一方の辺を欠く長方形乃至正方形である。吸気口
が長方形の場合には上下の二短辺のうちの少なくとも一
方が欠けていてもよい。前記(ヘ)の場合には、該板体を
周壁として形成された室自体を燃焼室とすることもでき
るし、この室の上方および／または下方に筒体を接続し
て燃焼室とすることもできる。

【００３７】空気は、前記の吸気口から、燃焼室内で発
生せしめられた渦炎の旋回方向に沿う方向に導入される
ような方向に偏心せしめられて吸入される。吸気口の長
さは、通常は、燃焼室の底部から頂部に至るまでの間の
任意な長さとされ、一般には長い程好ましい。

【００３８】このようにして、吸気口は燃焼室の横断面
について単数または複数設けられるが、縦方向について
も単数または複数の吸気口が設けられる。吸気口から吸
入される空気が、燃焼室内の渦炎の旋回方向に沿う方向
に導入される確実性を増大させるために、吸気口である
四角形の孔の周縁の外部もしくは内部または外部および
内部の両方に案内羽根を装着することが好ましい。前記
(イ)(ロ)および(ニ)のようにして形成された吸気口におい
ては案内羽根を装着することが特に好ましい。通常は、
吸気口である孔の縁に縦方向に１枚または２枚の案内羽
根が設けられる。

【００３９】なお、吸気口である孔が燃焼室内の渦炎の
接線方向に設けられており、案内羽根が１枚の場合に
は、この案内羽根を吸気の外方（ここで「吸気の外方」
とは吸気において、渦炎の中心から遠い方をいう 以下
同様）に相当する吸気口の縦の辺に装着することが好ま
しい（外方に相当する縦の辺に装着された案内羽根を以
下では 外方の案内羽根 と記すこともある）が、内方
の案内羽根を併用することができ、また、内方の案内羽
根のみとすることをも妨げない。

【００４０】この外方の案内羽根は、燃焼室内の渦炎の
接線方向、好ましくは接線方向乃至は接線方向に対して
燃焼室から約２０°遠去かる方向に装着される。案内羽
根は、前記の吸気口周縁に固着されてもよく、前記の角
度に回動可能とするために蝶着することもでき、かつ、
好ましい。内方の案内羽根は外方の案内羽根に対して最
大約４０°内方に開くように回動自在に装着することが
好ましい。また、案内羽根は、通常は平板とされるが、
小さい曲率で燃焼室の外方または内方に向けて横方向に
弯曲せしめられた弯曲板とすることを妨げない。また、
吸気口には、吸入される空気の量を調節するために、ダ
ンパーまたは、スライド式の蓋などを設けることが好ま
しい。

【００４１】最終段の燃焼室の頂部開口は外気に対して
開放され、該燃焼室の上部は煙突部とされる。最終段の
燃焼室の頂部開口に集塵器を設けることが好ましい。こ
の集塵器には特に制限はない。本発明の燃焼装置におい
て、燃焼室内で強力な旋回流が形成されるので、動力を
使用することなくサイクロン式集塵器を好適に使用する
ことができる。但し、動力を必要としないか、または、
動力を必要とするその他の集塵器を使用することを妨げ
ない。

【００４２】被燃焼物が、たとえば、紙および木材など
のように燃焼の結果、多量の灰を生ずる場合には、第１
段燃焼室内に火格子を設けることが好ましい。火格子が
設けられた第１段燃焼室において、吸気口は火格子より
も下方とすることが好ましい。また、火格子の上下のそ
れぞれに吸気口を設けることがさらに好ましい。この場
合には、火格子の下からの吸気量は、第１段燃焼室で必
要とされる吸気量の約５０容量％以下とすることが好ま
しく、約３０〜５０容量％とすることが特に好ましい。
本発明の燃焼装置は、鉛直乃至水平に設置されるが、鉛
直に設置するのが最も好ましい。

【００４３】第１段燃焼室に、前記の渦炎拡大燃焼に寄
与する吸気口（以下 渦流吸気口と記すこともある。）
の他に、燃焼室の中心または渦炎の旋回方向とは反対の
方向に向けて吸気せしめる減炎吸気口を設けることが好
ましい。この減炎吸気口は、通常の、渦炎拡大燃焼時に
は閉じられているが、被燃焼物が、たとえば、油脂、ピ
ッチおよび合成樹脂などのように揮発性可燃成分の含有
率が大きく、渦炎拡大燃焼において渦炎が強力になり過
ぎた場合に、前記の渦流吸気口を閉じて、減炎吸気口を
開けてこの火炎を急激に減衰させて、強力過ぎる渦炎に
よる事故を未然に回避することができる。

【００４４】第１段燃焼室への被燃焼物の投入場所には
特に制限はなく、中心部および周辺部のいずれでもよ
い。燃焼操作時に投入口を開閉する度に燃焼室内の燃焼
状態が大きく変動する。従って、燃焼室内の燃焼状態の
変動を極力小さくするために、燃焼操作時には、開放し
たままの投入口から被燃焼物を連続的に投入するかまた
は閉止しておくことが好ましい。そのためには、投入口
は開放のままでも燃焼状態を乱さない場所、たとえば、
渦流から離れた場所に設けるか、投入口を燃焼室の中心
に対して偏心させて設け、投入口から流入した空気が燃
焼室中の渦流を付勢する構造とすることが好ましい。ま
た、被燃焼物が液状の場合には、たとえば、投入口を設
けることなく、第１段燃焼室の周壁を貫通せしめた管で
連続供給すればよく、被燃焼物が固体の場合には、たと
えば、コンベアなどの固体連続供給装置で連続供給すれ
ばよい。

【００４５】たとえば、第１段燃焼室に前記の減炎吸気
口が設けられてなく、第１段燃焼室内に強力過ぎる渦炎
が発生して第１段燃焼室内が高温になり過ぎた場合に
は、燃焼装置の変形および周壁の腐食などの高温による
事故発生の危険性が増大し、その反面、燃焼室内の熱が
外部に伝わることによる火炎温度低下に起因する不完全
燃焼などを回避するために、第１段燃焼室を、たとえ
ば、耐火コンクリートおよび耐火断熱性煉瓦などのよう
な耐火断熱材で作るか、または、第１段燃焼室の周壁内
面を耐火断熱材で内張りすることが好ましい。 他方、
第２段以降の燃焼室では、後記のように、その周壁の内
周面は比較的低温空気と接触せしめられて、周壁は高温
に達しないので、その周壁内面の耐火断熱材の内張の厚
さを薄くし、乃至はこの内張を省略することができる。

【００４６】第１段燃焼室に投入された被燃焼物に着火
して被燃焼物が燃焼せしめられると、火炎と、不完全燃
焼の結果生成された可燃性成分および有毒成分を含有す
る燃焼ガスとを発生する。この火炎と燃焼ガスとは第１
段燃焼室内を上昇せしめられつつ、第１段燃焼室内に渦
流発生器が設けられている場合には、この渦流発生器に
よって、さらには所望により強制通風手段によって渦炎
を形成する。渦炎の形成に伴って第１段燃焼室内は負圧
となり、吸気口から１次空気が吸入される。この１次空
気によって渦炎の形成は助長され、渦炎はさらに付勢さ
れる。第１段燃焼室内を旋回せしめられつつ上昇せしめ
られた渦炎と燃焼ガスとは、第１段燃焼室と第２段燃焼
室との接続箇所の開口を経由して、第２段燃焼室に至
る。

【００４７】第２段燃焼室内においても、第１段燃焼室
におけると同様に、渦流発生器によって渦炎は減衰する
ことなく、寧ろ付勢、成長せしめられつつ上昇して、第
２段燃焼室内も負圧となり吸気口から２次空気が偏心し
て吸入され、燃焼ガス中の可燃性成分は燃焼せしめら
れ、また、一部の有毒成分は分解せしめられて、これら
の濃度は低下せしめられる。第２段燃焼室を旋回せしめ
られつつ上昇せしめられた渦炎と燃焼ガスは、前記と同
様にして第３段燃焼室に送られる。

【００４８】なお、第１段燃焼室内に渦流発生器および
強制通風手段が配設されていなく、燃焼が渦炎燃焼では
ない通常の燃焼の場合であっても、前記の第２段燃焼室
内で渦流発生器によって形成され、および／または、吸
気口からの吸気によって助長、付勢された渦炎の影響に
より、該第１段燃焼室内からの燃焼ガスは第２段燃焼室
で完全に燃焼せしめられる。このようにして、順次、燃
焼室を経由せしめられ最終段燃焼室に到達せしめられ、
最終段燃焼室の頂部開口から、可燃性成分および有毒成
分の濃度を低減せしめられた気体が排気として排出せし
められる。

【００４９】この排気中に粉塵が含有されている場合に
は、この排気を最終段燃焼室に連設せしめられている集
塵器に導き、ここで粉塵と気体とに分離し、粉塵および
気体は該集塵器の底部および頂部からそれぞれ排出せし
められる。

【００５０】本発明の燃焼装置を使用して、被燃焼物を
燃焼させるに際して、１次空気の吸入量は、通常は、第
１段燃焼室における理論空気必要量の２倍（理論空気必
要量に対する比を以下 空気比 と記すこともある）程
度以下にされるが、空気比を１.３〜１.７程度とするこ
とが好ましい。この空気比１.３〜１.７は、従来の燃焼
装置では完全燃焼させるには不十分な空気量である。こ
のことは第１段燃焼室の小型化に寄与する。

【００５１】各段の燃焼室の燃焼空気の吸入量は、各段
の燃焼室における理論空気必要量よりも過剰にしなけれ
ばならない。ただし、過剰量が多過ぎると、過剰となっ
た空気で火炎が冷却されて不完全燃焼となり易く、ま
た、燃焼室において通風抵抗が増大することになるので
留意すべきである。本発明の燃焼装置の燃焼室における
燃焼温度は、被燃焼物の水素および炭素のそれぞれの含
有率、熱移動および空気量によって異なり、一概に特定
し得ないが、有害物質が最も少なくなるとされている温
度であって、７００〜９００℃程度、高くとも９００〜
１２００℃程度に保持される。

【００５２】各段の燃焼室では渦流が付勢、成長せしめ
られるので、密度が大きく比較的低温の空気は遠心力で
燃焼室の周壁の内周面に到達し、他方、密度が小さく高
温の空気は燃焼室の中心部に集る。また、中心部に集っ
た空気の温度は約８００℃程度以上の高温に達している
ので、吸入された各段の燃焼室の燃焼空気によって火炎
が冷却されることはなく、従って、不完全燃焼となるこ
とはない。また、成長せしめられた渦流によって、燃焼
空気は十分に混合される。他方、本発明の燃焼装置にお
ける各燃焼室の周壁の壁面温度は、燃焼室内に渦流を生
じさせない燃焼室の周壁の壁面温度に比して低くなり、
耐熱性が比較的小さい材料とするか乃至は耐熱性材料の
使用量を節減することが可能となる。

【００５３】燃焼開始時または燃焼時において被燃焼物
を急激に多量に供給する場合には、燃焼空気を補充しな
ければならない場合があるが、このために、燃焼室に、
たとえば、圧縮機およびファンなどのような強制通風手
段を配設することが好ましい。この強制通風手段は定常
運転での燃焼時においては、通常、使用する必要はない
が、この強制通風手段を定常運転において使用して空気
を補充することにより吸気の流速および量が増加し、空
気と火炎、未燃焼ガスの混合が促進され、同体積の燃焼
装置でより多量の被燃焼物を燃焼せしめることができる
ので好ましい。

【００５４】また、本発明の燃焼装置は、その燃焼室の
外部、内部もしくは外部および内部に、または燃焼室か
ら分岐せしめられその先端が、たとえば、エジェクター
および真空ポンプなどのような吸引器と接続された煙道
の外部、内部もしくは外部および内部に水および空気な
どの熱媒体を通過せしめる熱交換器を配設することによ
り、たとえば、ボイラーおよびストーブなどの加熱装置
とすることができる。熱交換器としては、燃焼室内また
は煙道内に配設するものとして蛇管およびカランドリア
などを使用することができ、燃焼室外または煙道外に配
設するものとして外套（ジャケット）および外套管など
を使用することができる。

【００５５】本発明の燃焼装置は、家庭用の小規模のも
のから、工場および地方自治体などで使用され得るよう
な大規模なものに至るまでの任意な規模のものを、容易
に製造することができ、また、ボイラーおよびストーブ
などの加熱装置に好適に利用することができる。さらに
また、本発明の燃焼装置においては、渦炎が形成せしめ
られた燃焼室の周壁は高温に達せず比較的低温なので、
周壁をガラスなどで作成することができる。このように
燃焼室の周壁がガラスで作成された燃焼装置は外部から
美麗な渦炎を観察できるので、大きいままで、または小
型化し、かつ、被燃焼物としてローソクを使用するか、
もしくは、第１段燃焼室にアルコールランプを収納して
これらを燃焼せしめて屋外装飾体または屋内装飾品とす
ることができる。

【００５６】

【実施例】本発明の燃焼装置を図面に示された実施例に
よってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。図２Ａ乃至図２Ｄに本
発明の燃焼装置を例示する。図２Ａは本発明の燃焼装置
の長軸線を含む縦断面図である。但し、渦流発生器22,2
2は正面図で示されている。図２Ｂおよび図２Ｄは、そ
れぞれ、図２Ａに示された燃焼装置のＢ−Ｂ断面図およ
びＤ−Ｄ断面部拡大図である。図２Ｃは、図２Ａで示さ
れた燃焼装置の第１段燃焼室の正面図である。なお、こ
れらの図面は、本発明の燃焼装置の原理を示すための模
式図であって、寸法などは当然に正確に記されていな
い。

【００５７】この燃焼装置は第１段燃焼室 1と、第２段
燃焼室 2とが互いに直列に接続せしめられ、第２段燃焼
室 2の上部には、該第２段燃焼室の頂部に開口している
排気口24と接続せしめられて集塵器 3が配設されてい
る。第１段燃焼室 1は、横断面の形状が、正方形の各頂
角を取り去り、４本の長い辺と、この４本の長い辺同士
の間に介在せしめられた４本の短い辺とで囲まれた八角
形である。第１段燃焼室 1の周壁11の内周面の上部に渦
流発生器12が固着されている。この渦流発生器12は、第
１段燃焼室 1の周壁11の内周面の上部に複数の長方形の
板体を同一横断面状に配列して斜に固着せしめた案内板
渦流発生器である。

【００５８】第１段燃焼室の周壁の下部には、断面形状
の八角形の短い辺の箇所のそれぞれに該周壁の長い辺に
沿って４つの吸気口13,…,13が穿設されている。該吸気
口13,…,13には、それぞれ、スライド式の蓋131,…,131
がそれぞれ装着されている。これらのスライド式の蓋13
1,…,131は、通常は、燃焼操作時には開かれている。ま
た、第１段燃焼室 1の相対する周壁11の側面の長い辺の
中央部には、該周壁11と直交せしめられて減炎吸気口14
がそれぞれ穿設されている。該減炎吸気口14,14には、
それぞれ、スイライド式の蓋141,141が装着されてい
る。これらのスライド式の蓋141,141は、通常は、燃焼
操作時には閉止されている。

【００５９】第１段燃焼室 1の周壁11の正面の長辺に
は、上部および下部に被燃焼物投入口15および灰排出口
16が、該周壁の中心から図２Ｃにおいて向かって右方に
偏奇せしめられてそれぞれ穿設されている。被燃焼物投
入口15および灰排出口16には、蓋151および161がそれぞ
れ蝶着されている。これらの被燃焼物投入口15は燃焼操
作時には通常は閉じられている。燃焼操作前、または、
被燃焼物の量が不足した場合に、被燃焼物投与口15を一
時的に開放して、空気の流れを妨げない程度に被燃焼物
を投入し、その後、被燃焼物投入口15を閉じる。

【００６０】通常は、被燃焼物投入口を開放すると、空
気の流れを乱し渦流も弱まるが、図２Ａ乃至図２Ｄに示
された燃焼装置においては、被燃焼物投入口15は第１段
燃焼室 1周壁の表面の中心線から偏奇して設けられてい
るので、被燃焼物投入時に被燃焼物投入口15を開けて
も、被燃焼物投入口15から流入した空気は渦炎に沿って
流れ、燃焼室内の空気の流れの乱れは最小限とされてい
る。また、灰排出口16は、燃焼操作時には、通常は、閉
止されており、燃焼操作時または燃焼終了時に開放され
てここから灰が取り出される。

【００６１】第２段燃焼室 2はその周壁21は円筒であ
り、第１段燃焼室 1の上底面の中央に接続せしめられて
いる。第２段燃焼室 2内の下部には、渦流発生器22,22
が装着されている。渦流発生器22として風車型渦流発生
器が使用されている。この風車型渦流発生器は、円状の
板体が中心部から放射状の線で分割された６枚の扇形が
同方向にほぼ等しい角度で捩じ曲げられた羽根を有して
いる。この風車型渦流発生器は、その中心部を貫通して
固着せしめられ、第２段燃焼室 2の長軸線とほぼ一致す
る中心部に設けられた支持棒221を第２段燃焼室の周壁2
1の内周面に取付けられた支持体222,222で支承すること
によって、第２段燃焼室に装着されている。

【００６２】また、第２段燃焼室 2の周壁21の下部には
吸気口23,…,23が設けられている。この吸気口23は、第
２段燃焼室 2の周壁の下部において、その横断面形状で
ある円を縦方向に四等分し、これらの横断面形状が四分
円弧である分割周壁211,…,211を互いに同じ角度で横方
向に回転せしめて形成された縦に細長い長方形の間隙で
ある。

【００６３】なお、第１段燃焼室 1および第２段燃焼室
2のいずれの内部においても渦炎および吸入された空気
の旋回方向は下から見て、反時計方向とされている。燃
焼室の吸気口部の横断面図（たとえば、図２Ｂおよび図
２Ｄ）において、矢印が付された実線は、吸気口におけ
る吸気の方向および燃焼室内における渦炎の旋回方向を
それぞれ示している（以下同様）。

【００６４】第２段燃焼室 2の頂部には排気口24が開口
せしめられており、また、該燃焼室2の上部は煙突とし
て作用せしめられている。第２段燃焼室 2の上部には、
該燃焼室 2の直径よりも大きい円筒31であって頂部に気
体排出口32を有し、底部が斜めとされ、その最低部には
固体排出口33が設けられた集塵器 3が配設されている。
円筒31は第２燃焼室 2と同心に設けられている。しかし
て、第２段燃焼室 2の頂部の排気口24は、前記の集塵器
3の円筒31の内部に開口せしめられている。

【００６５】第１段燃焼室 1内に被燃焼物が被燃焼物投
入口15から投入される。被燃焼物に着火して燃焼せしめ
られると火炎と、不完全燃焼の結果生成された可燃性成
分および有毒成分を含有する燃焼ガスとを発生する。こ
の火炎と、燃焼ガスとは、第１段燃焼室 1内を上昇せし
められつつ、第１燃焼室 1の周壁11の内周面上部に固着
された渦流発生器12によって旋回せしめられ、渦炎を形
成する。これによって、第１段燃焼室 1内は負圧とな
り、吸気口13,…,13から１次空気が第１段燃焼室 1の周
壁11の内面に沿って偏心して吸入せしめられる。この１
次空気は第１段燃焼室 1内では渦炎に沿って旋回せしめ
られ、渦炎の発生は助長され、渦炎はさらに付勢され
る。第１段燃焼室 1内を旋回せしめられつつ上昇せしめ
られた渦炎と燃焼ガスとは、第１段燃焼室 1と第２燃焼
室 2との接続箇所の開口を経由して第２段燃焼室 2に至
る。

【００６６】第２段燃焼室 2において、第１段燃焼室 1
からの渦炎および燃焼ガスは、第２段燃焼室 2内の下部
に装着されている渦流発生器22によって付勢、成長せし
められ旋回しつつ上昇せしめられる。これによって、第
２段燃焼室 2内も負圧となり、吸気口23,…,23から周壁
に沿って偏心して２次空気が吸入せしめられ、この２次
空気は、渦炎の遠心力でによって分割周壁211に向かっ
て流れた比較的低温の空気とともに、吸気口から分割周
壁211に沿って流れ、分割周壁211を冷却した後、第２段
燃焼室における渦炎の維持、さらには、付勢、成長に寄
与する。第２段燃焼室 2において、燃焼ガス中の可燃性
成分および有毒成分は燃焼、分解せしめられてこれらの
濃度は低下せしめられ、燃焼ガスの毒性は低減せしめら
れる。第２段燃焼室 2の上部の煙突部を上昇せしめられ
毒性が低減せしめられた燃焼ガスは、集塵室 3の円筒31
内に開口せしめられている第２段燃焼室 2の頂部の排気
口24から旋回せしめられつつ排出せしめられる。

【００６７】排気口24から旋回しつつ排出せしめられ毒
性が低減せしめられた燃焼ガスは、集塵器 3の円筒31内
でその旋回の回転半径が拡大せしめられる一方で、その
上昇速度および線速度はいずれも低下せしめられ、毒性
が低減せしめられた燃焼ガスに同伴していた灰などの固
体は毒性が低減せしめられた燃焼ガスの渦流の遠心力に
よって分離され、集塵器 3の底部に集められて、必要に
より固体排出口33から排出せしめられる。他方、固体が
分離された気体は集塵器 3頂部の気体排出口32から排出
せしめられる。このようにしてこの集塵器 3はサイクロ
ン式集塵器として作用している。

【００６８】図３に渦流発生器である雄ねじ型螺旋体の
代表例を示す。図３においてａおよびｂはそれぞれ部分
正面図および平面図である。この雄ねじ型螺旋体は支持
棒221の周面に帯状の板体223が螺旋状に巻付けられて固
着されて形成されている。図４に円筒状の燃焼室の周壁
の内周面に固着された雌ねじ型螺旋体の代表例を示す。

【００６９】図４においてａおよびｂはそれぞれ燃焼室
における雌ねじ型螺旋体装着部分の横断面図および長軸
線を含む縦断面図である。この雌型螺旋体は円筒状の燃
焼室の周壁41の内周面に帯状の板体42が螺旋状に固着せ
しめて形成されている。また、図５乃至図７のそれぞれ
に、複数の案内板を燃焼室の周壁の内周面に固着せしめ
て形成された渦流発生器−案内板渦流発生器−の代表例
を示す。図５は横断面形状が長方形の燃焼室の周壁の内
周面に固着された案内板渦流発生器を示している。

【００７０】図６および図７はそれぞれ横断面形状が円
の燃焼室の周壁の内周面に固着された案内板渦流発生器
を示している。図５乃至図７のそれぞれにおいて、ａは
案内板の形状および周壁の内周面における案内板の横方
向の配列を示すための周壁の部分横断面図であり、ｂは
周壁の内周面における案内板の縦方向の配列を示すため
の周壁の部分縦断面図である。

【００７１】図５に示された案内板渦流発生器は、正方
形の板体が案内板51とされており、この複数の案内板5
1,…,51が、平面である燃焼室の周壁52の内周面に複数
の同一横断面に一定の間隔をおいて配列せしめられ、そ
の一辺で燃焼室の長軸線方向に対して斜に固着されて形
成されている。図６に示された案内板渦流発生器は、弯
曲せしめられた長方形−同一平面で小さい曲率で弯曲せ
しめられた長方形であり、中心部を欠く扇形状である−
の板体が案内板61とされており、この複数の案内板61,
…,61が、燃焼室の周壁62の内周面に複数の同一横断面
に一定の間隔をおいて配列せしめられ、その長辺（外
周）で斜に固着されて形成されている。

【００７２】図７に示された案内板渦流発生器は、弯曲
せしめられた長方形の板体である案内板61,…,61が、燃
焼室の周壁62の内周面に螺旋状に配列せしめられている
以外には図６で示された案内板発生器と本質的に異なる
処はない。図８に風車型渦流発生器の代表例を示す。図
８においてａおよびｂはそれぞれ風車型渦流発生器の平
面図および正面図である。

【００７３】この風車型渦流発生器 7は、円状の板体を
中心部からの放射線で６分割した中心角６０°で中心部
を欠く扇形を互いに同じ方向にほぼ等しい角度で捩じ曲
げて形成された羽根71,…,71および板体の中心部に穿設
された中心孔72を有している。しかして、この風車型渦
流発生器 7は、その中心孔72に燃焼室の周壁の内周面に
取付けられた支持体に固着され該燃焼室のほぼ中央にあ
る支持棒を貫通させ固着せしめて固着するか、および／
またはその外周縁を燃焼室の内周面に固着して、燃焼室
内に装着される。

【００７４】次に、種々な方法で形成せしめられた空気
を偏心して吸入せしめる吸気口を図９乃至図２３に例示
する。図９乃至図２１および図２３は、いずれも燃焼室
の該吸気口部での横断面図である。図９は、横断面形状
が円である燃焼室の周壁 8に中心角９０°で４個の孔8
1,…,81が周壁の接線方向に穿設されて、該孔81の外部
に前記横断面形状の円にほぼ正接するダクト82が連設せ
しめて形成された吸気口を示している。

【００７５】図１０は、横断面形状が実質な正方形−各
辺が小さい曲率で外方に弯曲せしめられた正方形−であ
る燃焼室の周壁 8の各辺の端部に周壁に沿って孔81が穿
設されて、該孔81に、該孔81と隣接する周壁 8の延長方
向に延在せしめられたダクト82が連設せしめられて形成
された吸気口を示している。なお、この孔81,…,81の形
状は縦に細長い長方形とされている。

【００７６】図１１および図１２のそれぞれに示された
燃焼室は、いずれも、燃焼室の吸気口相当部分の周壁を
縦方向に分割し、分割周壁91,…,91のそれぞれを横方向
に平行移動させ扁位せしめて形成された縦方向の間隙9
2,…,92が吸気口とされている。図１１は横断面形状が
円である燃焼室についてのものであり、周壁は横断面の
円の直径によって縦方向に二等分されており、各分割周
壁91,91を該二等分線である直径に沿って横方向に平行
移動させて偏位せしめて形成された間隙92,92が吸気口
とされている。

【００７７】図１２は横断面形状が正方形である燃焼室
についてのものであり、周壁は横断面の正方形の対辺同
士がそれぞれ二等分されており、各分割周壁91,91を該
二等分線に沿って横方向に平行移動させて偏位せしめて
形成された間隙92,92が吸気口とされている。図１３お
よび図１４は、前記図１１および図１２のそれぞれに示
された燃焼室において、各分割周壁91,91を燃焼室の中
心に向けてさらに横方向に移動せしめ、各分割周壁91,9
1の端部を互いに重複せしめて形成された間隙92,92が吸
気口とされている。

【００７８】図１５および図１６で示された燃焼室では
それぞれ、燃焼室の吸気口相当部分の周壁を縦方向に分
割し、分割周壁101,…,101のそれぞれを横方向に回転さ
せ偏位せしめて形成された縦方向の間隙102,…,102が吸
気口とされている。図１５に示された燃焼室では、断面
形状が円であり、周壁は中心角９０°で縦方向に四分割
されており、各分割周壁101,…,101の横断面は四分円弧
である。各周壁101,…,101は横断面における前記四分円
弧の一端を支点として他の一端を前記の円の中心に向け
て同じ角度で回転せしめられ、横断面において支点とさ
れた周縁と、横断面における他端の周縁とで形成された
間隙102,…,102が吸気口とされている。

【００７９】図１６で示された燃焼室は、横断面形状が
正方形であり、周壁は、辺の中央から偏奇している位置
で縦方向に分割されており、各分割周壁101,…,101は横
断面における頂点を支点として横断面における長く分割
された辺の頂角の反対側の周縁を前記の正方形の中心か
ら離間せしめるように同じ角度で回転せしめ、横断面に
おける両端の周縁同士で形成された間隙102,…,102が吸
気口とされている。

【００８０】図１７および１８は、前記図１５および１
６のそれぞれに示された燃焼室において、縦方向に分割
され横方向に回転させて扁位せしめた各周壁を、さらに
燃焼室の中心部に向けて移動せしめて、各周壁の端部同
士を部分的に重複せしめて形成された間隙が吸気口とさ
れた燃焼室を示している。

【００８１】図１９乃至図２１は、複数の長方形の板体
を燃焼室の周壁とし、該板体の縦方向の周縁同士の間に
間隙を形成せしめて配置され、該間隙が吸気口とされた
燃焼室の吸気口部における横断面図である。すなわち、
これらの燃焼室は周壁である長方形の板体104,…,104に
よって囲まれており、各板体を平行移動せしめて該板体
の縦方向の周縁同士の間に間隙105,…,105を形成せし
め、これらの間隙105,…,105が吸気口とされている。図
１９および図２０に示された燃焼室はその横断面が正方
形であり、図２１に示された燃焼室はその横断面が正六
角形である。しかして、図１９に示された燃焼室におい
ては、各板体104,…,104をその表面に沿って平行移動せ
しめて該板体の縦方向の周縁同士の間に吸気口である間
隙105,…,105が形成されている。

【００８２】図２０および図２１のそれぞれに示された
燃焼室においては、たとえば、前記図１９に示されたよ
うに平行移動せしめられ板体104,…,104をさらに燃焼室
の横断面の中心に接近せしめて該板体間に吸気口である
間隙105,…,105が形成されている。なお、前記の燃焼室
において或る板体の、該板体と相隣れる板体から外方に
突出せしめられた部分は案内羽根として作用する。図２
２および図２３は、燃焼室の吸気口とその外部に装着さ
れた案内羽根とを示している。図２２において、ａは部
分斜視図であり、ｂはａに示された燃焼室の吸気口を通
過する部分横断面図である。

【００８３】図２２は、前記図９に示された燃焼室にお
いて孔の形状が長方形であり、長方形の孔81の外部に、
ダクト82の替りに案内羽根83,84が連設された吸気口を
示している。これらの案内羽根83,84は、それぞれ外方
の案内羽根および内方の案内羽根であって、それらの縦
の辺は長方形の孔81の縦の辺と実質的に等しい長方形の
平板であり、それらの縦の辺は、長方形の孔における吸
気の内方および外方のそれぞれの縦の辺に蝶着され、回
動自在とされている。しかして、外方の案内羽根83の回
動可能な角度はその蝶着部における燃焼室の周壁の外周
面の接線方向乃至その外方（渦炎の中心から遠去かる方
向 以下同様）２０°程度とされている。他方、内方の
案内羽根84は前記の外方の案内羽根83に対して０〜４０
°さらに内方に開くように、案内羽根83の回動に応じて
回動可能に吸気口81の外方の縦の辺に蝶着されている。
なお、内方の案内羽根84を省略することができ、また
は、外方の案内羽根83を省略することを妨げない。

【００８４】図２３は燃焼室の吸気口部での横断面図で
ある。図２３の燃焼室は前記図１５に示された燃焼室に
おいて、間隙102の分割周壁101の外側の端部周縁に、該
分割周壁101の接線方向に、案内羽根103が連接して固着
されている。この案内羽根103は平板である。図２４は
燃焼室の吸気口部分の部分斜視図である。図２４の燃焼
室では、長方形の板体106を筒状に丸めて対向する両縁
端部を互いに重複せしめ、該両縁端部同士の間に形成せ
しめられた縦方向の間隙107が吸気口とされている。し
かして、ａおよびｂは、それぞれ円筒状および横断面の
形状が正方形の角筒状とされている。

【００８５】図２５は他の態様の燃焼装置を示し、ａは
正面図であり、ｂはａに示された燃焼装置のＥ−Ｅ断面
図である。この燃焼装置は、円筒体を周壁108とし、そ
の下部を除いた部分は前記図２３におけると同様にして
吸気口102,…,102が設けられ、さらに、この部分の内周
面には前記図６におけると同様にして案内板渦流発生器
109が設けられた燃焼装置である。この燃焼装置におい
て、円筒体の下部が第１段燃焼室に相当する。前記図１
乃至２５に示された燃焼室において、空気の吸入方向な
らびに燃焼室内における空気および渦炎のそれぞれの旋
回方向は矢印で示されている。これらの方向を逆方向に
するためには、渦流発生器の螺旋の方向または案内板の
傾斜ならびに吸気口、ダクトおよび案内羽根の方向を逆
にすればよい。

【００８６】

【発明の効果】本発明の燃焼装置は、廃棄物などの被燃
焼物の焼却に好適に使用される多段燃焼装置であって、
定常運転における通気のための動力が不要であり、燃焼
室内で効率よく渦炎拡大燃焼を発生せしめ、かつ、構造
が単純で、しかも、環境汚染の危険性を低減することが
可能となり、安全性が高い燃焼装置であり、また、屋内
外の装飾品として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の強制通風方式の燃焼装置における１次燃
焼室の横断面図である。

【図２Ａ】本発明の燃焼装置の長軸線を含む縦断面図で
ある。

【図２Ｂ】図２Ａに示された燃焼装置のＢ−Ｂ断面図で
ある。

【図２Ｃ】図２Ａに示された燃焼装置の第１段燃焼室の
正面図である。

【図２Ｄ】図２Ａに示された燃焼装置のＤ−Ｄ断面図で
ある。

【図３】渦流発生器である雄ねじ型螺旋体の代表例を示
す。

【図４】渦流発生器である雌ねじ型螺旋体の代表例を示
す。

【図５】渦流発生器である案内板渦流発生器の代表例を
示す。

【図６】渦流発生器である案内板渦流発生器の代表例を
示す。

【図７】渦流発生器である案内板渦流発生器の代表例を
示す。

【図８】渦流発生器である風車型渦流発生器の代表例を
示す。

【図９】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１０】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１１】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１２】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１３】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１４】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１５】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１６】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１７】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１８】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図１９】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図２０】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図２１】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図２２】燃焼室の吸気口とその外部に装着された案内
羽根を示している。

【図２３】燃焼室の吸気口部での横断面図である。

【図２４】燃焼室の吸気部での部分斜視図である。

【図２５】本発明の他の態様の燃焼装置を示す。

【符号の説明】

1 第１段燃焼室 11 周壁 12 渦流発生器 13 吸気口 131 スライド式の蓋 14 減炎吸気口 141 スライド式の蓋 15 被燃焼物投入口 151 蓋 16 灰排出口 161 蓋 2 第２段燃焼室 21 周壁 211 分割周壁 22 渦流発生器 221 支持棒 222 支持体 223 帯状の板体 23 吸気口 24 排気口 3 集塵器 31 円筒 32 気体排出口 33 固体排出口 41 周壁 42 帯状の板体 51 案内板 52 周壁 61 案内板 62 周壁 7 風車型渦流発生器 71 羽根 72 中心孔 8 周壁 81 孔 82 ダクト 83 案内羽根 84 案内羽根 91 分割周壁 92 間隙 101 分割周壁 102 間隙 103 案内羽根 104 板体 105 吸気口 106 長方形の板体 107 間隙 108 周壁 109 案内板渦流発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｆ２３Ｇ 5/16 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢＺ 5/46 ＺＡＢ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｚ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の燃焼室が互いに直列に接続せしめ
   られ、各段燃焼室に吸気口が設けられてなる燃焼装置に
   おいて、少なくとも１つの燃焼室内に渦流発生器が配設
   せしめられてなることを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】 複数の燃焼室が互いに直列に接続せしめ
   られ、各段燃焼室に吸気口が設けられてなる燃焼装置に
   おいて、少なくとも１つの燃焼室における吸気口が空気
   を偏心して吸入せしめる吸気口とされたことを特徴とす
   る燃焼装置。
3. 【請求項３】 複数の燃焼室が互いに直列に接続せしめ
   られ、各段燃焼室に吸気口が設けられてなる燃焼装置に
   おいて、少なくとも１つの燃焼室内に渦流発生器が配設
   せしめられ、かつ、空気を偏心して吸入せしめる吸気口
   が設けられてなることを特徴とする燃焼装置。
4. 【請求項４】 筒体を周壁とし、その下部を除いて該筒
   体の頂部まで吸気口とされ、該吸気口は空気を偏心して
   吸入せしめる吸気口とされ、該筒体の下部が第１段燃焼
   室とされ、該第１段燃焼室は吸気口および渦流発生器を
   欠いており、該第１段燃焼室以外の燃焼室に渦流発生器
   が設けられてなる燃焼装置。
5. 【請求項５】 渦流発生器が燃焼室内の中心部に装着さ
   れた雄ねじ型螺旋体である請求項１、３または４記載の
   燃焼装置。
6. 【請求項６】 渦流発生器が燃焼室内の周壁内周面上に
   固着された雌ねじ型螺旋体である請求項１、３または４
   記載の燃焼装置。
7. 【請求項７】 渦流発生器が、燃焼室の周壁内周面上に
   固着せしめられ、該燃焼室の長軸線方向に対して斜めと
   された案内板である請求項１、３または４記載の燃焼装
   置。
8. 【請求項８】 渦流発生器が風車型渦流発生器である請
   求項１、３または４記載の燃焼装置。
9. 【請求項９】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口が、
   燃焼室の周壁に穿設され、その外部および／または内部
   にダクトまたは案内羽根が連接せしめられてなる孔であ
   る請求項２、３または４記載の燃焼装置。
10. 【請求項１０】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口
    が、横断面が多角形の燃焼室の周壁に該多角形の辺の中
    央部から偏奇して穿設された孔である請求項２、３また
    は４記載の燃焼装置。
11. 【請求項１１】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口
    が、燃焼室の吸気口相当部分の周壁を縦方向に分割し、
    分割された各周壁を横方向に平行移動させて偏位せし
    め、これによって形成された縦方向の間隙である請求項
    ２、３または４記載の燃焼装置。
12. 【請求項１２】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口
    が、燃焼室の吸気口相当部分の周壁を縦方向に分割し、
    分割された各周壁を横方向に回転させて偏位せしめ、こ
    れによって形成された縦方向の間隙である請求項２、３
    または４記載の燃焼装置。
13. 【請求項１３】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口
    が、偏位せしめられた周壁を、さらに燃焼室の中心部に
    向けて横方向に移動せしめて、分割された周壁同士を部
    分的に重複せしめて形成されてなる請求項１１または１
    ２記載の燃焼装置。
14. 【請求項１４】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口
    が、長方形の板体を筒状に丸めて対向する両縁端部を互
    いに重複せしめ、該両縁端部同士の間に形成せしめられ
    た縦方向の間隙である請求項２、３または４記載の燃焼
    装置。
15. 【請求項１５】 複数の長方形の板体を燃焼室の周壁と
    し、該板体の縦方向の周縁同士の間に間隙を形成せしめ
    て該板体が配置され、該間隙が空気を偏心して吸入せし
    める吸気口とされてなる請求項２、３または４記載の燃
    焼装置。
16. 【請求項１６】 最終段の燃焼室の頂部に集塵器が配設
    された請求項１乃至１５のいずれか１項記載の燃焼装
    置。
17. 【請求項１７】 集塵器がサイクロン式集塵器である請
    求項１６記載の燃焼装置。
18. 【請求項１８】 案内羽根が吸気口周縁の外部および／
    または内部に装着されてなる請求項１乃至４または１０
    乃至１２のいずれか１項記載の燃焼装置。
19. 【請求項１９】 燃焼室が２個とされた請求項１乃至１
    ８のいずれか１項記載の燃焼装置。
20. 【請求項２０】 空気を偏心して吸入せしめる吸気口お
    よび／または渦流発生器とともに、強制通風手段が配設
    されてなる請求項１乃至１９のいずれか１項記載の燃焼
    装置。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至２０のいずれか１項記載
    の燃焼装置の燃焼室の外部および／または内部に熱交換
    器が配設されてなる加熱装置。
22. 【請求項２２】 請求項１乃至２０のいずれか１項記載
    の燃焼装置の燃焼室から煙道を分岐せしめ、該煙道は吸
    引器と接続され、かつ該煙道の外部および／または内部
    に熱交換器が配設されてなる加熱装置。