JPS6246761B2

JPS6246761B2 -

Info

Publication number: JPS6246761B2
Application number: JP57211787A
Authority: JP
Inventors: Daihachiro Murase
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1987-10-05
Also published as: JPS59100302A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞本発明は低灰分固形燃料を簡単に、かつ効率的
に燃焼させる燃焼装置に関する。

先行技術；本発明は本出願人が既に昭和57年11
月12日にした特許出願発明の改良に係る。

＜従来技術＞燃料；種々の用途に使用される燃料としては、
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。

即ち石炭は、それ自体固形であるから、運搬、
保管等に際して何ら特別な容器を用いる必要はな
く、取扱が簡便であるという長所がある反面、空
間占積率が低い為、運搬、保管等に大きな空間を
必要とするのみならず、燃焼を伴なう灰の生成量
が多く、排気中に塵埃が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
が困難である等の欠点がある。又、石炭は固形で
あり、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
ことができるのみならず、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、石油、天然ガス等はそれ自体
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、しかも石油、天然ガ
ス等は引火点が低いのであるから、火災、爆発等
の事故が発生する危険性が極めて高く、その使用
にあたつては、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
著しい出費を余儀なくされているのが現状であ
る。

従つて、これら燃料のうち、運搬、保管等にあ
たつて取扱が簡便であり着火が早く、しかも火
災、爆発時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。

燃焼手段；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、平板材の中央部所定位置に複
数本の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、例えば所定高さに
厚積み堆積させ、この状態で適宜着火手段により
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号参照）。或は周囲部に多数の孔又は平面
凹凸による間隙を設けたロストルの下位に着火手
段を設けた構成（特開昭56−130511号、実公昭29
−15464号）や、箱状の燃焼装置本体に吸・排気
口を設け或は本体内の内孔けパイプに外部から強
制送風する構成があつた（実開昭56−124714号、
同昭56−153703号）。

問題点；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ため燃焼後の灰の残
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、安価な燃
料（薪、古木材等）を使用する実開昭56−124714
号、同昭56−153703号等は耐久性、耐熱性等も考
慮されていない上、強制送風や孔明けパイプ等の
手段を必要とし、実用性がなかつた。

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皆
無とすることができることとなる。

従来、低灰分固形燃料として木炭、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、これらの低分灰分固形燃料は、硫黄分が
多く、燃焼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
用にキルン中に用いていた。又、一般暖房用燃料
としては、性質上臭いがあり、又低灰分のゆえに
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、焼燃が止まり、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
不側の事態を招き、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する微細化した燃料
を除去する必要があるという余分な作業を必要と
する等種々の欠点を露呈することとなる。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。

＜目的＞本発明は、低灰分固形燃料の利用効率を一層高
め、不本意な立ち消えという不側の事態の発生を
防止し、未燃物の残存を微量にすることを目的と
するものである。

要旨；この目的達成の為に、固形燃料を、何ら
通気スリツトを有していない平板にて支承すると
ともに平板材に載支されて固形燃料を包囲し、燃
焼室を形成する筒体を設け、該筒体の下端縁と平
板との間に僅少の吸気間隙を排気量に比例して形
成するとともに平板上に上端中心漸縮状の保持錐
体を設けて燃料を迫り持ち状に保持することとし
ている。

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
した燃料は特に高温の中央部が嵩低くならず何ら
落下することなく保持錐体と平板材に支承され、
しかも僅少幅の吸気隙間を通り保温状態の保持錐
体料面に沿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あり、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。

燃料；ここでは、低灰分の固形燃料として灰分
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、
灰の廃棄処分が困難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、石炭ピツチコ
ークス、成形コークス、ブリケツト、カルサイナ
コークス、木炭等を燃料として用いることによ
り、灰の廃棄処分の困難さを克服することができ
る。

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図は本発明の低灰分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、石油コークス等低灰分固形燃料
Ａを支承する平板から成る受け板２と、受け板２
の上位において低灰分固形燃料Ａを包囲し、燃焼
室４を形成する筒体３と、受け板上に突設した本
発明の最も要旨とする保持錐体１と、筒体３の上
端部に連続させて設けた胴部５と、胴部５の上端
縁に設けた低灰分固形燃料投入口６と、胴部５の
上端寄り側壁に設けた煙突７とから構成されてい
る。

又、煙突には適宜排気量を規制するようダンパ
７′を設ければよい。保持錐体１は直円錐に限ら
ず三角錐、多角錐であつてもよい。筒体３は横断
面が円形は勿論、８角、６角、５角、４角、３角
形その他等、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、断熱保
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、低灰分固形燃料Ａを落下さ
せるシヤツタ２３を設けている。

保持錐体１は、前記同様の断熱保温材製中実
で、第２図及び第８図に示すようにシヤツタ２３
と一体的に設けられて共に開閉するか、第５、第
７図に示すように受け板中央部に断熱保温層２１
とともに一体的に固定するか、又は、取り外し可
能に載せるように構成しその下端周縁と、筒体３
の下端周縁との間に極めて狭小な間隙Ｂを存して
筒体内へ突出されている。

保持錐体１の母線の傾斜は実験的に45度よりや
や急な方が、又、前記間隙Ｂは底面直径の約５％
が効率が良かつた。

筒体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、更に金属製筒体の下端縁に所定長
さの脚３２，３２，３２を設けるとともに、その
下端寄り外周面にピン３３，３３，３３を突設
し、金属製筒体の下端部に嵌合した筒体３４の所
定位置にテーパ溝３５，３５，３５を穿設してピ
ン３３，３３，３３と係合させ、筒体３４を回動
させることにより筒体３４を昇降させて、筒体３
の下端縁と受け板２の上面との間に形成される吸
気間隙３６を広狭調節可能としている。

尚、角筒体の場合は公知の手段で上下動により
昇降させるようにする。

尚、８は、低灰分固形燃料投入口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。

以上の構成になる低灰分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、先づ受け板上方の保持錐体と筒体
内面との間に着火材１１を投入し、着火材１１に
点火する必要がある。

ここで、着火材１１としては薪を十字、井桁
状、Ｘ型等適宜向きを変えて積重したもの、紙等
を圧縮して棒状に形成し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。

そして、着火材１１に点火したことを確認し
て、低灰分固形燃料投入口６から所定量の低灰分
固形燃料Ａを投入すればよく、第２図以下のよう
に低灰分固形燃料Ａの一定量は、着火材１１を蔽
う状態で筒体内周の下方漸縮テーパ面と保持錐体
の下方漸拡斜面間に迫り持ち状に支承され、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。

その後は、着火材１１の燃焼に伴なつて低灰分
固形燃料Ａ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燃焼室内の空気中で燃焼
するとともに、燃焼室４の雰囲気温度が上昇し、
これら温度が所定温度に達した後は、低灰分固形
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。

低灰分固形燃料Ａ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該固形燃料
に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
突設した保持錐体１の斜面と筒体斜面間に支承さ
れているので微細化した低灰分固形燃料でも受け
板外へ落下することなく高温の燃焼室４に滞留
し、保持錐体と筒状体３による輻射熱、保温効果
及び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、低灰分固形燃料Ａ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
なつて大気が吸気隙間３６を通つて各燃料間を保
持錐体の斜面に沿つて順当に上昇気流となつて燃
焼室４を吸入される。

ここで、間隙Ｂ吸気隙間３６の寸法が低灰分固
形燃料Ａ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・排気の適正なバラン
スを設定することにより、厚積みでなくとも低灰
分固形燃料Ａ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、吸気隙間３６を余り高くし間隙Ｂを移く
とりすぎると、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、低灰分固形燃
料Ａが立ち消えを起こす虞れがあり、また吸気隙
間３６間隙Ｂを余り低く、小さくしすぎると、燃
焼室４に流入する大気の量が少なくなりすぎ、低
灰分固形燃料Ａ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、低灰分固形燃料Ａの量が
徐々に減少し、燃焼を継続し得る限界量に近づけ
ば、低灰分固形燃料投入口６を開いて低灰分固形
燃料Ａ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、所定量の低灰分固形燃料１を投
入する供給装置を設けることとすれば、低灰分固
形燃料１の投入を忘れることによる燃焼の中断を
確実に防止することが可能となる。

また、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壺を設け、シヤツタ２３を開
いて燃焼室４の低灰分固形燃料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を下降させて吸気隙間３６を閉塞するととも
に孔９，９………を開放すればよい。

従来の燃焼装置では、単に平板の受け板上に低
灰分固形燃料を積み上げていたので燃焼が盛にな
ると、特に中央部が高温となり、激しい燃焼によ
りクラツク、煽飛を生じ嵩低く落ち込んでいつた
のである。

ところが以上本発明の実施例においては、低灰
分固形燃料にクラツクを生じて微細化してを中央
部が大きく陥落することなく下方よりも上方へ多
くの燃料が保温力に富む保持錐体に支承され、し
かも燃焼室の下部外周に設けた吸気隙間から大気
が吸入されるので、燃焼を継続する塊状のままの
ものとともに燃焼し、低灰分固形燃料の殆んどを
燃焼させることができる。燃焼し切ると灰は保持
錐体の斜面に沿つて落ちるが極めて少ない。

尚、低灰分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10ｇ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10ｇ
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。

第４図は第２の実施例を示す燃焼要部中央縦断
面図であり、第１図及び第２図に示す実施例と異
なる点は筒体３の内面に形成した断熱保温層３１
の形状のみである。

即ち、第３図及び第４図に示す断熱保温層３１
は、その内面を垂直平坦面に形成している。

尚、他の部分の構成は、第１図及び第２図に示
す実施例（以下第１実施例と略称する。）と同一
であるから説明を省略する。

第５図は第３実施例を示す燃焼要部の断面図で
ある。

即ち、第５図に示す着火装置１２は、管状のセ
ラミツクヒータで構成され、保持錐体１の斜面に
放熱状に定設されている。該セラミツクヒータの
電極部１３，１３は断熱材で包囲され断熱保温板
２１を貫通して受け板２の外部に位置させること
により、石油コークス等低灰分固形燃料燃焼時の
高温雰囲気に直接曝すことを防止し（第５図
ｂ）、又、各セラミツクヒータの電極部燃焼室外
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
同様にして低灰分固形燃料を燃焼させることがで
きるのであり、低灰分固形燃料に着火する場合、
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ａ，ｂは第４実施例を示す受け板２の平
面図及び断面図、第７図は第５実施例の中央縦断
面図である。

即ち、第６図ａ，ｂ及び第７図（第５実施例）
に実す着火装置は、受け板２の中央部上方におい
て保持錐体１の下面或は外周にガスバーナ１４を
定設し、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。

第７図は保持錐体内面から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。

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
同様にして低灰分固形燃料を燃焼させることがで
きるのであり、低灰分固形燃料に着火する場合、
ガスバーナ１４に点火するだけでよいから、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
（第６図ａ）、或は内側にガス吐出孔を設けた大径
ガスバーナの環状中央空所に保持錐体を設置した
ので、微細化した低灰分固形燃料がガスバーナ１
４のガス吐出小孔の近傍に滞留位置してバツクフ
アイア現象を惹起する虞れを確実に防止し且つ確
実に保持錐体斜面を落下する構成である。

第８図ａ，ｂは第６実施例を示す平面図、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ａ及びｂ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おり、金属板１７を揺動させ
る操作部１７′を燃焼室４の外部に位置させて設
け、金属板１７を手動により、或は原動機によつ
て揺動衝突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。

本実施例の場合には、第１実施例の場合とほぼ
同様にして低灰分固形燃料を燃焼させることがで
きるのであり、低灰分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の外周寄り部に設けたのは、燃焼
室４に投入する低灰分固形熱料Ａが狭小な傾料空
間に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る。

第９図は、同時に多量の低灰分固形燃料Ａを燃
焼させるようにした実施例を示す平面図、第１０
図は同中央縦断面図であり、複数個の断熱保温板
２１，２１………を近接又は並設するとともに、
大寸受け板上に各筒体３，３………を支承し、更
に全ての筒体３，３……内に保持錐体１，１……
…を載置し、之らに所定間隙３６、Ｂを通過させ
て１個の胴部５を設け、胴部５の所定位置に燃焼
排気ガス導出用のダクト１８を設けている。

本実施例の場合には、燃焼室４の複数個を具有
した全体が１つの燃焼室でこの燃焼用の筒体内に
おいて同時に低灰分固形燃料Ａを燃焼させること
ができるので全保持錐体、筒体は互いにその輻射
熱が作用し合い、燃焼装置全体としての発熱、保
温量、及び燃焼排気ガスの発生量を著しく増加さ
せることができる。

従つて、例えば多量の燃焼排気ガスを乾燥室
（図示せず）に送給することにより、乾燥室内の
被乾燥物質を効率よく乾燥させることができる。

尚、この場合には、低灰分固形燃料Ａとして石
油コークスを使用することが好ましく、含有灰分
量が１％未満であるから、燃焼排気ガス中には殆
ど塵埃が含まれず、従つて被乾燥物質に悪影響を
及ぼす虞れは殆どない。また、保持錐体を附設し
ている分について従来装置よりも、又単数の場合
よりも低灰分固形燃料を全体的にみて小量薄層状
態で、しかも効率のよい燃焼を可能とすることが
できる。

以上のように本発明は、燃焼途中においてクラ
ツクを生ずる低灰分固形燃料を、通気スリツトを
全く有していない受け板上に保持錐体１を介して
支承するとともに、受け板上において低灰分固形
燃料を包囲し、燃焼室を形成する筒状体の下端縁
と受け板及び保持錐体との間に吸気隙間を形成し
て燃焼させることができるようにしたので、ロス
トルしで完全燃焼ができるようになつた。又、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低灰分固形
燃料を未加工のまま効率よく燃焼させることがで
き、有害ガスの発生や灰による公害を未然に防止
し、低コスト固形燃料をそのまま利用し得るとい
う特有の効果を奏する。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。又、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。

又、保持錐体１を設けたことにより燃焼気流が
より一層順当に上昇し、又、極く僅か残る灰も滑
落するが燃焼最盛時の中央部の燃料の崩落がなく
燃焼効率も一層良好となつた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明
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
は第２実施例の要部縦断面図、第５図は着火装置
の第３実施例の要部を示す拡大平面図、第６図ａ
は同上第４実施例の要部を示す拡大断面図、第６
図ｂは同平面図、第７図は第５実施例の着火装置
の断面図、第８図ａは第６実施例の着火装置の平
面図、第８図ｂは第６実施例の着火装置の中央縦
断面図、第９図は他の実施例の拡大平面図、第１
０図は同上実施状態断面図。１……保持錐体、Ａ……低灰分固形燃料、２…
…受け板、３……筒状体、４……燃焼室、５……
胴部、２１，３１……断熱層、３４……筒体、６
……吸気隙間。

Claims

【特許請求の範囲】１低灰分固形燃料支承用の、溝孔、スリツト等
を全く有しない所定厚さの金属等耐久、耐熱材製
の受け板と、これと同効質で該受け板上に支承さ
れて燃焼室を形成する筒状体から成り、該受け板
と、燃焼室内周には断熱保温煉瓦その他の断熱保
温材にて所定厚さの断熱保温層を設けて前記燃料
を支承包囲するようにし、該筒状体下端と受け板
間には、排気と比例して燃焼空気を継続供給可能
な吸気隙間を形成し、筒状体に開閉可能な燃料投
入口を設けるとともに受板中央部には筒体内に突
出する保持錐体を設けて成る低灰分固形燃料燃焼
装置。２燃焼室内の断熱保温層を下方漸縮状としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の低灰
分固形燃料燃焼装置。３筒体内周下端縁との間に所定間隙を存して保
持錐体を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の低灰分固形燃料燃焼装置。