JPS6341703A - 低灰分固形燃料燃焼装置 - 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。

（従来の技術〉 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１等の欠点がある。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、αもある。

一方、石油、天然〃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、しが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〃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、又は気体であるか呟運搬、保管等に際し
て特別な容器を必要とし、しがち石油、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、その使用にあたっては、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曹を余儀なくされて
いるのが現状である。

従って、これら燃料のうち、運搬、保管等にあたって取
扱ぎ簡便であり着火が早く、しかも火災、爆発等の虞れ
が殆どない固形燃料に着目し、豆炭、燻炭、石炭等が一
般に広く使用されていた。

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
ットを形成して成るロスドルを設け、ロスドル上に固形
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号等参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 所が上記の固形燃料は、その用途の目的上、保温力、火
らちのよさを必要とし、灰分が１０％以下では（朋落ち
してロスド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って
灰となって残り、保温効果をもたせるようになっている
ので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ら割高である。

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、褐炭、石油コークス、カ
ルサイナコークス、木炭、石炭ピッチコークスその他が
知られ、紙庫でカロリーも高いのであるが、これらの低
天分固形燃料は、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
の焼成用にキンル中に用いていた。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、ロスドルから燃焼と
ともに落下するものであり、その高温燃焼に伴い燃料に
クラックを生じ、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、ロスドルの通気スリット
から落下し、放熱のため温度が低下し、燃焼が七より、
未燃の残渣となって無駄になる。従って、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測の事態を招き
、或は、燃焼途中においでロスドルの通気スリットから
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って蒸気となり、放出し切れず煽飛
し、より一層ロスドルから落下する欠点があった。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明は、低天分固形燃料の利用効率を高め、不本意な
立ち消えという不測の事態の発生を防止することを目的
とするものであり、この目的達成の為に、固形燃料を、
何ら通気スリットを有していない平板材にて支承すると
ともに、平板材に載支されて固形燃料を包囲し、燃焼室
を形成する筒状体を設け、更に筒状体の下端縁と平板材
との開に狭幅の吸気間隙を排気量に比例して形成するこ
ととしている。

従って、固形燃料の燃焼温度が上昇して高温となること
により、クラック、煽飛を生じても微細化した燃料は何
ら落下することなく、平板材上に載支され、しかも、狭
幅の吸気隙間を通っ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。従って特に温室、工場等への温暖房その
他に大量使用するのに便利である。

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、無煙炭は天分含有量が約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、例えばオがライト、褐
炭は灰分含有量が約５％以下であり、石油コークスは灰
分含有量力１％未満であるから、紙庫な褐炭、石油コー
クス、成形コークス、ブリケット、カルサイトコークス
、木炭、石炭ピッチコークス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
。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

ｆ：ｔＳ１図は、同時に多量の低灰分固形燃料１を燃焼
させるようにした本発明の実施例を示す平面図、ｆ：ｔ
Ｓ２図は、同中央縦断面図であり、複数個の受け板２．
２・・・を近接又は隣接して並設するとともに、各々は
板上に筒状体３，３・・・を支承し、更に全ての筒状体
３，３・・・を覆って連通させて１個の胸部５を設け、
胸部５の所定位置に燃焼排気ガス導出用のグクト１８を
設けている。

第３図は、本発明低灰分固形燃料燃焼装置の１単位の実
施例を示す分解斜視図、第４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１を支承する受
け板２と、受け板２の上位において低灰分固形燃料１を
包囲し、燃焼室４を形成する筒状体３とから構成されて
いる。

筒状体３は、所定厚み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の内面を下方漸縮状のテーパ而に
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ビ
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
４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。

筒状体３は横断面が円形は勿論、８角、６角、５角、４
角、３角形その池等、設置側路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、その上面にキャスタブル、断熱保温棟瓦のような
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１を落下させるシャッタ２３を設けている。

又、断熱保温材のみで受け板２を構成してもより１゜ 尚、８は、低灰分固形燃料投入口６を閉塞する蓋であり
、９．１０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、適宜手段で開閉調節する。７はグンパで
排気量を規制する。

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
のであるから、先づ受け板上に着火材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としては薪を適宜向きを異ならしめ
て積重したちの、紙等を圧縮して棒状に形成するととも
に油分を含浸させたものを２〜３本互に回動可能に連結
したら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がら所定量の低灰分固形燃料１を投入
すればよく、低灰分固形燃料１が、着火材１１を蔽う状
態で受け板上に支承され、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の燃焼に伴なって低灰分固形燃料
１の加熱温度が上昇し熱分解によって揮発分が固体から
出てきて空気中″Ｃｈ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１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、クラックを生じて微細化
し煽飛するが、通気スリットを全く形成していない平板
状の受け板２に支承されているのであるから、微細化し
た低灰分固形燃料でも落下することなく高温の燃焼室４
に滞留し、筒状体３による輻射熱、保温効果及ゾ周囲か
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１の燃焼に伴なって、燃焼排気が
又は煙突７全通って排出され、これに伴なって大気が吸
気隙間３６を通って燃焼室４に吸入される。

ここで、吸気隙間３６の寸法が低灰分固形燃料１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
積みでなくとも低天分固形燃料１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１が立ち消えを起こす虞れがあり、また吸気
隙間３６を余り低くしすぎると、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１が立ち消え
を起こしたりバツクファ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１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１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、磯↑戒の何れによってもよい。

従って、ダク）１８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ったとき、
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、シャッタ２３を開いて燃焼室４の
低天分固形燃料１を落し込み、シャッタ２３を遅閉し、
外部に取り出し、或は筒体３４を下降させて吸気隙間３
６を閉塞するとともに孔９，９・・・を開放すればよい
。

以上の実施例においては、低灰分固形燃料にクラックを
生じて微細化しても、何ら落下することなく受け板上に
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、低天分固形燃料の殆どを燃焼させ
ることができる。

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６０〜７０ｇ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６０〜７０ｇ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った。

第５図は、池の実施例を示す１単位の燃焼部の平面図、
第６図は、同中央縦断面図であり、Ｕ図〜第４図に示す
実施例と異なる点は筒状体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５図及び第６図に示す断熱保温層３１は、その
内面を垂直平担面とすることにより、燃焼室４を、その
上部から下部に亘って等しい横断面積を有するように形
成している。

尚、他の部分の構成は、第３図及び第４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。

従って、作用及ブ効果においてら第１実施例とほぼ同一
であり、異なる点は、燃焼室４が下部に至るまで広いの
で第１実施例と等しいｆｌｋ積高さを得る為には、より
多い低灰分固形燃料１を投入する必要がある点のみであ
る。

第７図（、）は、更に池の実施例を示す受け板２の平面
図、第８図は、同中央縦断面図であり、第７図（ｂ）は
、さらに池の実施例の中央縦断面図で、第１実施例と異
なる点は、受け板上に一体的に着火装置１２を設けた点
のみである。

即ち、第７図（ａ）及びｉｌ＊８図に示す着火装置１２
は、平面視してほぼ杓子形成はひょうたん形を呈するセ
ラミックヒータで構成され、受け板２の最上面の断熱保
温層２１の上面に定設されてる。そして、セラミックヒ
ータの電極部１３．１３を筒状体３で包囲、形成される
燃焼室４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
防止している。

或は、公知の板状、角、丸棒状、チュウブ形等の多数の
セラミックヒータを断熱保温層の内側面に添設しく第７
図（ｂ））各セラミックヒータの電極部を前記同様に保
護して燃焼室外で通電するようにする。

尚、他の部分の構成はｍｌ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において、セラミックヒ
ータへ通電するのみでよいから操作をより−ＮＪ簡略化
することができる。

第９図は、更に池の実施例を示す受け板２の平面図、第
１０図は、同中央縦断面図であり、第１実施例と異なる
点は、受け板上に着火装置１２を設けた点のみである。

即ち、第９図及び第１０図に示す着火装置１２は、受け
板２の中央部上面にガスバーナ１４を定設するとともに
、ガスバーナ１４の上面に、筒状体３の下端縁に緩挿し
得る金属板１５を載置し、ガスバーナを用いる着火装置
１２として、第１０図（ｂ）に示すように筒状体３の下
面にガスバーナ１４を設け、その内側小孔群から火炎を
出し、前記金属板１５を用いることなく、直接積重ねた
コークスの下端から加熱、着火するようになっている６
１４゛はガス等供給パイプである。

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において、ガスバーナ１
４に点火するのみでよいが呟操作をより一層簡略化する
ことができる。

尚、本実施例においで、ガスバーナ１４の上面に金属板
１５を載置したのは、微細化した低灰分固形燃料がガス
バーナ１４の〃ス吐出小孔の近傍に位置してバツクファ
イア現象を惹起する虞れを確実に防止する為であり、バ
ック７アイ７現象を惹起する虞れが全く無い場合には、
金属板１５を省略することが可能である。

また、ガスバーナ１４を断熱Ｍ３１の下端縁開口部より
も大きいリング状とし、内周縁に〃ス吐出孔を穿設した
ｖｔ成とすれば、金属板１５を不要とすることができる
。

第１１図は、更に池の実施例を示す受け板２の平面図、
第１２図は、同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１１図及びｖＪ１２図に示す着火装置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との開に直流電圧を印加
している。そして、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、金属板１７を手動によ
り、或は原動機によって揺動させることにより炭素棒１
６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。　尚、池の部分の構成は第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１７とを受
け板２の周縁寄り部に設けたのは、燃焼室４に投入する
低灰分固形燃料１が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り、金属板１７の揺
動或は炭素棒１６に対する往復動を確保し得るならば、
低灰分固形燃料１が多く存在する受け板中央部に設ける
方が着火効率を高め得るので都合がよい。

また、金属板１７の揺動等を確保する為には、例えば受
け板２の中央部に炭素棒１６を貫通、立設するとともに
、受け板２の上面所定位置に、炭素棒１６に臨ませて凹
溝を穿設し、金属板１７を往復動可能に凹溝内に嵌入さ
せるよう構成すればよく、低天分固形燃料１は凹溝の幅
よりもかなり大きく、凹溝内に嵌入する虞れはないので
、金属板１７のスムーズな往復動作を可能とし、低灰分
固形燃料が多く存在する受け板中央部において効率よく
着火動作を行なうことができる。

本発明は、燃焼室４の複数個を全体力弓つの燃焼室で、
この燃焼用の筒状体内において同時に低灰分固形燃料１
を燃焼させることができるので、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。

従って、例えば多量の燃焼（ト気ガスを乾燥室（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１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〃ス中には殆ど塵埃が含まれず、従
って被乾燥物質に悪影響を及ぼす虞れは殆どない。また
、低灰分固形燃料を全体的にみて小量薄層状態としてし
から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ンクを生
ずる低灰分固形燃料を、通気スリットを全く有していな
い受け板上に支承するとともに、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
と受け板との間に吸気隙間を形成したので、各種コーク
スのように、微粉化し、再成型して爆飛を防止した燃料
に加工する手間を要した低天分固形燃料を効率よく燃焼
させることができ、有害ブ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。又、従来の燃焼装置のように
、目的に応じ各種の形状、構成のロスドルを考案、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った
。

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、多数燃焼室を全体１つの大燃焼室で
包囲し、燃焼させることができるので互いにその輻射熱
が作用し合い、発熱量を増加させることができ、規模の
大きい燃焼装置として工場、温室等の暖房やボイラー等
に利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、 一１ノ 第１図は、本発明燃焼装置の１実施例を示す平面図、 ｔｊＳ２図は、同使用状態の中央縦断面図、第３図は、
同要部拡大分解斜視図、 第４図は、同上使用状態の要部縦断面図、ｆｊＳＳ図は
、池の実施例の要部を示す拡大平面図、第６図は、第５
図の使用状態の断面図、第７図（ａ）、（ｂ）は、着火
装置の拡大平面図、及び断面図、 第８図は、同上着火装置実施状態断面図第９図は、池の
着火装置実施状態断面図、第１０図（、）は、同上着火
装置の使用状態断面図、第１０図（ｂ）は、他の着火装
置の断面図＠１１図は、池の着火装置の平面図、 第１２図は、同上装置の実施状態の断面図である。 １・・・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　
　　　　　　　３６・・・吸気隙間憧− 第１１＆５ 呵７　ＷＪ（Ｑ） ｗ７　閃（ｂ） 笥１ｏ畝Ｏ） 育１１［＋ 寓１２１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、低灰分固形燃料支承用の、溝、スリット等を全く有
   しない受け板と、受け板上に支承される筒状体を耐久、
   耐熱材製として燃焼室を形成し、その内周に断熱保温層
   を設けて前記燃料を支承包囲するようにし、該筒状体の
   下端と受け板間及び、複数の前記燃焼室を具有した大き
   い１つの燃焼室には、排気と比例して燃焼空気を燃焼室
   へ継続供給可能な吸気隙間を形成し、燃焼室内への燃料
   供給可能な燃料投入口を設けて成る集合式の低灰分固形
   燃料燃焼装置。