JPS63118509A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、石炭、コークス、黒鉛等の固体燃料を燃焼す
る装置で、燃焼によって得られる熱、または排気ガスを
利用する用途に用いられる固体燃料燃焼装置に関するも
のである。

従来の技術 従来の固体燃料燃焼装置においては、マツチ。

重油バーナ等で着火させる方法、電熱によって固体燃料
を予め反応温度まで高めた後に送風し着火する方法が知
られている。

しかし、補助燃焼による着火では、着火時間は早いもの
の、着火時に大量のＣｏを排出しやすいものであった。

これは送風しつつ強加熱するため全体が高温にならない
うちに着火するからである。

したがって、排気ガスのクリーン性を要求される室内排
気暖房、あるいは排気ガスを用いて生鮮食品を貯蔵する
場合等は従来の方式（補助燃焼）は不具合であった。

一方、電熱で固体燃料を予熱する場合は、送風せずに予
熱するので、予熱中の着火は生じないため、十分な予熱
時間をとれば全体を高温にした後着火させられるもので
ある。しかし電熱で着火する場合においても、ヒータに
近い燃料が強加熱されるため、着火時に送風すると強加
熱された燃料が激しく燃焼し、多量のＣｏを発生するが
、上部の低温の燃料でこのＣｏは反応を停止し、ＣＯを
未燃のまま排出する傾向はもつものであった。

とくに炉壁に接する部分の燃料温度は炉壁への熱伝導が
あるため上昇しにくいので、この部分の不あっても燃料
が不均一に予熱されることによって、着火時のＣ○発生
が多い欠点があった。

問題点を解決するための手段 そこで本発明は、燃焼筒の下方に電気ヒータを設け、こ
の電気ヒータで上方の火格子上の燃料を加熱するととも
に、燃焼部の断熱材の内側に、エキスパンド材を円筒形
に巻回した内円筒を設けた。

このエキスパンド材（ラス網）は耐熱鋼板をカッティン
グしつつ、エキスパンド（引延し）したものである。こ
のエキスパンド材をエキスパンド方向に巻回している。

（エキスパンド方向を円筒体の周方向としている） 作　　用 上記構成において、内円筒を形成するエキスパンド材は
周方向に伸縮しやすい。燃焼開始前、炉内は冷たく前記
内円筒は縮収しているため円筒断熱材との間にスキマを
生じている。

このような状態でヒータで燃料を加熱すると燃料が火格
子面のみならず、前記スキマを上昇する熱気によっても
加熱される。また内円筒の下部はヒータの輻射で強く加
熱されるが、この熱も上方へ内円筒の熱伝導によって伝
わる。

すなわち、燃料全体が熱容量の少ない金属性のカゴに入
った状態で加熱される。

また燃焼時は熱膨張ならびに鋼の高温による剛性の低下
によって内円筒は、円筒断熱材内周に密着する。

このスキマがほとんどなくなると、これ以上内円筒は周
方向へ拡がることはなく、熱膨張が更に続けば上下方向
に伸びるものである０内壁に強い押し付は力をもたない
０ このように本発明のエキスパンド材を用いた内円筒は着
火がスムーズかつ迅速であるのみならず、炉材を熱歪に
よって損なうことがないものである０また冷ればもとの
形状にもどシ再びスキマをつくる。これは熱膨張が温度
にほぼ比例して低温〜高温の間で生じるのに対し、剛性
の低下は高温になると急激に著しくなることによる０す
なわち温度がある程度低下して剛性をほぼ回復した後の
収縮は強く、残シの燃料の重力に打勝って収縮しスキマ
を回復している。このようにエキスパンド材が収縮に方
向性をもち、かつ、高温で剛性が温度で変化することを
利用している。

実施例 第１図に本発明の一実施例の燃焼装置を示す。

第１図において、１は円筒状の金属筒で、この金属筒１
の下方には固体燃料を置く火格子２が設けられ、火格子
２の上方に燃焼部を形成している。

火格子２の下方の空気室３にはヒータ４が火格子２と対
向して配設しである。

また金属筒１の内周には円筒断熱材６とエキスパンド材
で作られた内円筒６が同心状に挿入されている。

第２図はこの内円筒６を示すもので周方向がエキスパン
ド方向でこの方向へ伸縮性をもつものである。

また火格子２上方には排気筒７が設けである。

燃焼用空気は送風機８よシ弁９を通って、前記の空気室
３に供給され、燃焼に使われ排気となって排気筒７よシ
排出されている。

このような構成における本発明の動作について以下に説
明する。

燃料は予じめヒータ４によって予熱される。この間は送
風機８は停止、弁９は閉である。

燃料の最下部が発火温度になれば予熱が終了であυ、送
風機８と弁９を通風状態とし燃焼が開始する。

このとき本発明では次のような作用が発生する。

内円筒６は円筒断熱材６とスキマ１ｏを介して同心状に
なっているが、ヒータ４の熱は直接燃料を加熱するとと
もに、スキマ１ｏを上昇し上方の燃料を外方より加熱す
る０また、内円筒６は金属で熱伝導がよく下部の熱を上
方へ伝えやすい。したがって燃料は上方まで比較的均一
に加熱されるので、下部で発生した燃焼ガスが、上方の
燃料でその火炎が冷却されることによるＣｏの発生する
時間が短かくなるものである。

とくに燃料は予熱時に上下方向のみならず径方向にも温
度ムラを生じやすいもので、上方であるほど、外周であ
るほど予熱されにくいｏしかし本発明では燃料の外周は
熱容量の小であるエキスパンド材であシかつ、スキマ１
ｏが設けられて熱的に絶縁され、かつスキマ１ｏよシ加
熱されているのでスムーズに着火しうるものである０さ
らに本発明では燃焼が進むにつれ内円筒６は高温になシ
、内円筒６は熱膨張する、たとえば円筒断熱材５（内径
２５０ｍ）と内円筒６の間の２■のスキマ１ｏはこの膨
張でなくなシ内円筒６は前記内筒断熱材６内壁に密着す
る。これは熱膨張とだけではなく、内部の燃料の重力に
よって高温軟化した、エキスパンド材のＸ状の結合部（
第２図の１１）の変形にもよるものである。この変形は
当然周方向のみに生じるので容易に内円筒６は円筒断熱
材６と密着し、これ以上の径方向への拡がりは規制され
る。さらに高温になると膨張分は上方向への伸びとなっ
て表われる。このとき、内円筒らはかなり高温であり軟
弱となっているが、すでに裏面を円筒断熱材６で支えら
れているので変形はない。

また密着している状態では内円筒６の温度は燃料（１１
５０℃）と円筒断熱材６の中心９６０℃の約中間の温度
を示している。もし密着しないとすればこの温度は燃料
温度に近いものと々って金属の耐熱限界を超すという問
題も生じる。

さらに消火中は、燃料温度の低下とともに、内円筒６の
温度は低下する、この場合ヒータ４は切っであるので、
燃料の温度は外周より冷えていく。

内円筒６は冷えつつ剛性を高めかつ径を小としていく。

結果的にスキマ１０がもとどうシに形成される。

以降以上の動作をくシかえず。

もしエキスパンド材のエキスパンド方向を上下方向にす
れば、周方向に伸びにくく、スキマが残ったまま高温に
なるので、燃料の重圧により内円筒６の局所に変形を生
じやすいうえに、変形しつつ円筒断熱材の内壁に密着す
る傾向をもつので円筒断熱材を損傷しやすい。さらに燃
焼が進行すると上部の燃料が下部にずり落ちるとき内円
筒を高さ方向に短かくする変形が生じるものである。

また、パンチング板によって内円筒を形成した場合は具
合よく密着させることは困難である。すなわちスキマが
あいたままか、あるいは強く密着して円筒断熱材を損う
かである。

さらに金網でも、上述のパンチング板と同じことが生じ
る（継線又は横線が周方向のとき）か、あるいは密着し
たまま（継線と横線が周方向とそれぞれ４５°の角をも
つ金網内円筒）であった。

４５°の角をもつ円筒網は周方向へ伸縮するうえでの剛
性が全くないためである。

発明の効果 以上に述べた本発明を実施すれば、■　燃料を周囲から
全体的に予熱できる。■　予熱時に周囲の断熱材から熱
的に分離しておシ高温化しやすい。

■　■■によって着火時の特性（予熱時間の短縮・着火
ＣＯの低減）が改善、■　燃料の消費にともなう燃料の
すり下シで断熱材を保護し、かつ変形を生じない。■　
製造時に内円筒と、円筒断熱材のスキマの厳密な寸法管
理がいらない（熱変形で円筒断熱材の内径まで拡がった
後は、一定のスキマを冷却時に示すため）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃焼装置の断面図、第２図
は本発明の一実施例の内円筒６の斜視図である。 １・・・・・・金属筒、５・・・・・・円筒断熱材、６
・・・川内円筒０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
一一全鷹筒 ５−円筒ＦｒＩｒ禿材 第１図　　　　　　　　乙−内円筒 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒状の金属筒と、前記金属筒の内周に設けられた円筒
   断熱材と、前記円筒断熱材の内周に設けられた耐熱合金
   鋼の内円筒と、前記金属筒の下部に係止された火格子と
   、前記内円筒内の前記火格子上に置かれた固体燃料と、
   前記火格子下方の空気室に設けられた着火用ヒータを有
   し、前記内円筒がエキスパンド材をそのエキスパンド方
   向に巻回して作られたことを特徴とする燃焼装置。