WO2011161724A1 - 固形燃料の連続燃焼装置 - Google Patents
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- F23B40/00—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber
- F23B40/04—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber the fuel being fed from below through an opening in the fuel-supporting surface
Definitions
- the present invention relates to a combustion apparatus capable of continuously incinerating solid fuel such as organic sludge and wood chips, for example.
- an inner cylinder is provided in a cylindrical furnace body, solid fuel is continuously supplied from below the furnace body by a screw conveyor, and combustion air is moved down the outer periphery of the inner cylinder.
- a combustion device that is supplied as a swirling flow toward the vehicle and continuously burns at a high temperature (for example, see Patent Document 1).
- solid fuel is continuously transferred by a continuous feeder (screw conveyor) onto a holding portion (grate) provided in a primary combustion chamber, and swirling combustion air from above and the continuous feeder Combustion air blown upward from the surroundings is supplied and burned, and the combustion gas rises in the center of the inner cylinder and leads to the secondary combustion chamber, where further swirling combustion air is supplied and burned at a high temperature. I am doing so.
- Patent Literature 1 supplies swirling combustion air and burns the combustion gas burned in the primary combustion chamber at a higher temperature in the secondary combustion chamber, so that it can be completely burned and is solid. It is an economical incinerator that can incinerate fuel continuously.
- solid fuel such as dried organic sludge generally contains a considerable amount of non-combustible material, and there is a considerable amount of non-flammable material that accumulates on the grate and on the combustion chamber wall along with the combustion gas. . And this often forms a clinker and combustion is inhibited.
- a maintenance opening is provided at the lower portion of the primary combustion chamber for manually taking out non-combustible materials and ash accumulated therein, but ash cannot be taken out during combustion. .
- the supply of fuel and the supply of combustion air must be stopped to stop the combustion and wait for the furnace body to cool down. Therefore, in this incinerator, it is necessary to use a solid fuel that does not contain incombustible materials, and to periodically stop the furnace to remove ash and clinker accumulated in the furnace body.
- an object of the present invention is to provide an economical combustion apparatus capable of continuous operation for a long period of time even with a solid fuel in which clinker is not generated and incombustible material is contained.
- the solid fuel continuous combustion apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve the above object. That is, the solid fuel is sequentially transferred directly above by a screw conveyor standing in the center of the inside of the furnace body having a vertical cylindrical outer wall, and the combustion air swirling spirally from above is sent to the upper end portion of the solid fuel for combustion.
- a cylindrical inner wall concentric with the outer wall is provided, and the upper end portion transferred by the screw conveyor without a grate is provided.
- the present invention is characterized in that an ash storage section is provided for storing the incinerated ash that has burned solid fuel and has fallen without floating along with the combustion gas.
- Solid fuels are organic sludge such as sewage sludge, chicken dung and livestock dung, food processing sludge, etc., dried to a self-combustible water content, sludge in paper mills, mushroom medium, bamboo, wood, tires, synthetic resin It is a combustible material that excludes liquids such as oil and gaseous fuels such as natural gas, such as those made from chips. In addition, it may contain incombustible material.
- the shape is preferably granular, pellet, or chip, but may be powder.
- the continuous combustion apparatus of the present invention is characterized by not providing a grate.
- the solid fuel is transferred directly above by a standing screw conveyor, and the combustion air is swirled between the outer wall and the inner wall from above, supplied to the upper end of the solid fuel, and burned from the surface.
- the combustion gas is raised to the inside of the inner wall, and the incineration ash that does not float with the combustion gas is pushed down by the solid fuel that is sequentially transferred and dropped downward.
- Combustion air is supplied not only from the swirl flow from above, but also from below through a hollow rotating shaft of a screw conveyor as described in claim 3, or as shown in claim 4, It is desirable to provide a cavity in the circumference of the upper end edge of the casing cylinder of the conveyor, and to provide a plurality of ejection holes on the inner peripheral surface and upper surface thereof to supply combustion air to the vicinity of the combustion section.
- the combustion device is a negative pressure combustion system. In this means, it is convenient to provide a suction fan capable of adjusting the pressure on the exhaust side of the combustion gas.
- the solid fuel is incinerated sequentially from the top part transferred to the top, and the upper end is formed in a conical shape (heap) at the center so that the incineration ash that does not float with the combustion gas automatically falls.
- this means includes a cylindrical member or a conical middle member and a peripheral member arranged so that the solid fuel is transported slowly toward the casing cylinder of the screw conveyor. It is good to provide the guide member which consists of a cylindrical outer member of a core. The inclination angle of the heap can be made as desired by changing the combination of the outer diameter of the intermediate member and the outer diameter of the outer member.
- the solid fuel on the surface of the heap can be almost completely incinerated by adjusting the feed speed of the screw conveyor and the supply amount of combustion air as appropriate, and the incinerated ash that does not rise up is sent sequentially. To fall along the slope. However, some falling objects may include those that are not yet completely burned. Therefore, as described in claim 5, it is desirable to supply combustion air to the ash storage part provided below and burn it here.
- this continuous combustion apparatus is not particularly limited. However, when a boiler is used, a heat exchanger in which a water pipe is disposed along the inner wall of a cylindrical body concentric with the outer wall is used as described in claim 6. It is good to provide directly above.
- the solid fuel continuous combustion apparatus of the present invention is provided with a cylindrical inner wall that is concentric with the outer wall to feed the combustion air swirling above the screw conveyor, and without the grate. Because the ash storage part that burns the solid fuel at the upper end transferred by the conveyor and stores the incinerated ash that has fallen without rising with the combustion gas is provided below, ash shells and incombustibles do not accumulate in the combustion part, Therefore, a clinker is not formed, and the continuous operation is not hindered even with a solid fuel containing a large amount of incombustibles. Further, since no mechanical means for removing incineration ash and incombustible material is required, the apparatus is simple and there is no risk of failure.
- the rotating shaft of the screw conveyor is made hollow and combustion air is also supplied from below (Claim 3), and a cavity is provided at the upper end edge of the casing cylinder of the screw conveyor and an ejection hole is provided on the inner peripheral surface and the upper surface, If combustion air is supplied to the cavity and the combustion air is supplied in the vicinity of the combustion part (Claim 4), a sufficient amount of combustion air is supplied to the combustion part. There is no substance and the incineration efficiency can be increased.
- combustion air is supplied to the storage section for storing the incinerated ash that has fallen (Claim 5), it can be completely incinerated even if it falls in an unburned or semi-burned state.
- a heat exchanger having a water pipe disposed along the inner wall of a cylindrical body having the same diameter as the outer wall can be compactly combined as a boiler.
- FIG. 6 is a front view showing another embodiment of the solid fuel guide member.
- FIG. 6 is a front view showing another embodiment of the solid fuel guide member. It is explanatory drawing which shows embodiment which provided the heat exchanger integrally.
- FIG. 1 is a front sectional view showing a combustion apparatus as an embodiment of the present invention.
- a vertical cylindrical outer wall 11 forming a furnace body is fixed on a gantry 13, and a screw conveyor 12 is provided on a support base 13 a fixed to the gantry 13 at the lower center.
- a cylindrical inner wall 14 concentric with the outer wall 11 is provided above the screw conveyor 12.
- the outer diameter of the inner wall 14 is the same as the outer diameter of the screw conveyor 12.
- the screw conveyor 12 includes a casing cylinder 12a and a rotating shaft 12c in which screw blades 12b are fixed in a spiral shape.
- the rotating shaft 12c is connected to driving means 25 that is transmitted from the outside through the central portion of the support base 13a.
- the drive means 25 is connected to a drive shaft 25e from a motor 25a installed outside the gantry 13 via a sprocket 25b, a chain 25c, and a sprocket 25d, and the drive shaft 25e is connected to a rotating shaft 12c of the screw conveyor 12.
- reference numeral 25f denotes a bearing.
- the guide member 15 On the upper part of the screw conveyor 12, a guide member 15 for forming the upper end portion of the transferred solid fuel in a conical shape with a high central portion is provided.
- the guide member 15 includes a conical middle member 15a fixed to the tip of the rotary shaft 12c of the screw conveyor 12, and a substantially concentric conical cylindrical outer member 15b provided on the outer periphery thereof.
- the outer member 15b Is supported by the casing cylinder 12a by a plurality of support rods 15d.
- the conical angle of the outer diameter of the intermediate member 15a is the same as the conical angle of the outer diameter of the outer member 15b. Therefore, the horizontal sectional area of the lower end portion of the outer member 15b and the sectional area of the upper end portion are the same. It has become.
- a supply hopper 17 penetrating the outer wall 11 is fixed to the lower portion of the side surface of the casing cylinder 12a of the screw conveyor 12 in order to supply solid fuel. It is connected. Further, an ignition means 21 is provided on the outer wall 11 to ignite the liquid fuel by blowing it onto the upper end of the solid fuel. Further, a gas inlet 31 through which the combustion gas flows into the heat exchanger 30 directly above is provided at the inner upper end of the middle wall 14.
- the supply means for the combustion air is provided with an air supply port 22 directed in the tangential direction at the upper end of the outer wall 11 so that the combustion air turns around the outer periphery of the inner wall 14.
- a cavity communicating with the air supply port 23 is provided on the circumference of the upper end edge of the casing cylinder 12a of the screw conveyor 12, and a plurality of ejection holes are provided on the inner peripheral surface and the upper surface (see FIG. 2).
- the rotary shaft 12c and the drive shaft 25e of the screw conveyor are formed hollow and are provided with an air supply port 24 at the lower end, and the middle member 15a is also provided with a cavity and provided with a number of ejection holes.
- the outer member 15b has a cavity and a large number of ejection holes, and a steel pipe for supplying combustion air from the outside is attached to the lower end portion.
- the air supply ports 22, 23, and 24 are communicated with a blower (not shown).
- the outer diameter of the casing cylinder 12a is substantially the same as that of the middle wall 14, and is considerably spaced from the outer wall 11.
- closed is formed.
- the ash storage unit 16 supplies combustion air so that unburned or semi-burned solid fuel dropped from the upper end of the screw conveyor 12 and an outlet for taking out the ash are completely burned.
- the air supply port is provided, and the air supply port communicates with the blower.
- a heat exchanger 30 is provided immediately above the continuous combustion apparatus 10.
- a water pipe 32 is spirally arranged on the inner wall of the cylindrical body 30 a concentric with the outer wall 11 of the continuous combustion apparatus 10.
- the central portion of the lower end communicates with the continuous combustion apparatus 10 and is provided with a gas inlet 31 through which combustion gas flows, and a combustion gas pipe 18 connected to the ash recovery tower 40 is attached to the lower side of the furnace body 30a.
- the ash recovery tower 40 is an inverted conical cyclone 41 having an ash receiver 42 in the lower part, and an exhaust cylinder 43 is provided in the upper part.
- the operation of the continuous combustion apparatus configured as described above will be described.
- the motor 25a of the drive means 25 is driven.
- a blower (not shown) is driven to supply combustion air to the air supply ports 22, 23, and 24 and the air supply port provided in the ash storage unit 16.
- the motor 25a is driven, the rotary shaft 12c of the screw conveyor 12 is rotated via the chain 25c and the drive shaft 25e.
- the solid fuel stored in the supply hopper 17 is sequentially transferred upward from the lower portion of the screw conveyor 12 by the screw blades 12b.
- the amount of the solid fuel transferred to the upper end of the screw conveyor 12 is changed by the guide member 15 at the central portion and the end portion, and the central portion is sent faster, and the solid fuel is transferred at the upper end of the casing cylinder 12a. It is formed in a heap (conical shape).
- the conical angles of the outer diameters of the intermediate member 15a and the outer member 15b are the same, the solid fuel in the outer member 15b has a horizontal cross-sectional area that does not change in the height direction, and the guide member 15 transfers the solid fuel. It has been reduced to become resistance in doing.
- the ignition means 21 When the solid fuel is piled up, the ignition means 21 is activated to ignite the solid fuel. Note that this operation is only activated at the beginning of burning the solid fuel. When the amount of heat in the boiler used is insufficient, another fuel with a large amount of heat is mixed and supplied.
- the outer periphery of the inner wall 14 is swung down from the air supply port 22 and blown from above the solid fuel, and from the air supply port 24 inside the drive shaft 25e and the rotary shaft 12c.
- Combustion air is blown upward from the lower side of the solid fuel through the ejection holes of the intermediate member 15a and the outer member 15b.
- combustion air blows from the air supply port 23 to the solid fuel through the ejection hole 23a at the upper end of the casing cylinder 12a.
- the solid fuel at the upper end of the screw conveyor 12 has its surface completely burned at a high temperature of 800 ° C.
- the incinerated ash that does not float with the combustion gas rises and is spilled by the solid fuel transferred from below. It falls to the part 16.
- the falling thing may contain an unburned thing, the thing in the middle of combustion, and also an incombustible thing. Since combustion air is separately supplied to the ash storage part 16, unburned and semi-burned things are completely burned here.
- the combustion gas generated by the combustion blows up to the inside of the middle wall 14 and flows into the heat exchanger 30 from the upper gas inlet 31. Then, the water pipe 32 is heated to generate steam. Most of the combustion gas containing incinerated ash is sent from the combustion gas pipe 18 to the ash recovery tower 40 outside the furnace. Note that the combustion gas burned in the ash storage unit 16 is also raised and sent in the same manner. Combustion gas from the combustion gas pipe 18 is sent to the upper part of the cyclone 41 and moves downward while swirling along the wall. The ash is separated from the gas and collected in the ash receiver 42. The combustion gas from which the ash has been removed is discharged from the exhaust pipe 43. Although not shown, a suction fan whose pressure can be adjusted is provided behind the exhaust cylinder 43 so that the inside of the combustion apparatus 10 has a negative pressure (minus 150 to 200 Pascals).
- the guide member 15 in order to transfer the solid fuel to the upper end of the screw conveyor 12 so as to be piled up, the guide member 15 is described as being configured by the intermediate member 15a and the outer member 15b. Depending on the size, the upper end may not be conical.
- an intermediate member 15c is provided between the intermediate member 15a and the outer member 15b.
- the intermediate member 15c has the same shape as the outer member 15b and has a different diameter, and is configured to be supported by the outer member 15b with a support rod 15d.
- the intermediate member 15a, the intermediate member 15c, and the outer member 15b have cavities and are provided with a number of injection ports from which combustion air is blown out. If configured in this manner, the upper end of the solid fuel can be reliably formed into a conical shape.
- the guide member 45 has an inverted conical cylinder at the upper end of the casing cylinder 12a, a columnar middle member 45a fixed to the tip of the rotary shaft 12c of the screw conveyor 12, and a substantially concentric cylindrical cylinder on the outer periphery thereof.
- An external material 45b is provided.
- the external member 45b is supported by a plurality of support rods 45c.
- the outer member 45b has a hollow inside, and a steel pipe for supplying air from the lower end is attached.
- the amount of the solid fuel at the tip transferred to the upper end of the screw conveyor 12 differs depending on the guide member 45 between the central portion and the casing tube 12a, and the upper end of the casing tube 12a. Then, solid fuel is formed in a heap (conical shape).
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Abstract
クリンカが生成されず、不燃物が含まれた固形燃料でも、長期間連続運転が可能な経済的な燃焼装置を提供する。 この発明の燃焼装置１０は、縦型円筒状の外壁１１を有する炉体の内部中央に固形燃料を直上へ移送するスクリューコンベア１２が立設されている。そして、スクリューコンベア１２の上方に外壁１１と同芯の円筒状の中壁１４を設け、外壁１１と中壁１４の間を上から旋回させた燃焼空気を供給している。また、スクリューコンベア１２のケーシング筒１２ａの上端近くに、固形燃料の上端部が山盛りに形成させるための案内部材１５が設けられている。この装置では火格子を備えておらず、固形燃料をスクリューコンベア１２に支持された状態で、その上端表面部を燃焼させ、焼却灰は下方の灰貯留部１６へ落下するようにしている。
Description
本発明は、例えば、有機汚泥や木質チップのような固形燃料を連続して焼却できる燃焼装置に関する。
従来、木質チップ等の固形燃料の燃焼装置として、円筒状の炉体内に内筒を設け、炉体の下方からスクリューコンベアで固形燃料を連続して供給し、燃焼空気を内筒の外周を下方に向けた旋回流として供給し、連続して高温で燃焼させる燃焼装置がある（例えば、特許文献１参照）。
この燃焼装置は、連続供給器（スクリューコンベア）で固形燃料を連続して１次燃焼室に設けた保持部（火格子）上へ移送し、上からの旋回流の燃焼空気と連続供給器の周囲から上方へ吹き付ける燃焼空気を供給して燃焼させ、燃焼ガスは内筒の中央部を上昇させて２次燃焼室へ導き、ここで、さらに旋回流の燃焼空気を供給して高温で燃焼させるようにしている。
特許文献１の燃焼炉は、旋回流の燃焼空気を供給し、１次燃焼室で燃焼した燃焼ガスを２次燃焼室でさらに高温で燃焼させるので、完全燃焼させることが可能で、しかも、固形燃料を連続して焼却することができる経済的な焼却炉である。
しかし、乾燥した有機汚泥などの固形燃料には、一般に、かなりの不燃物が含まれており、燃焼ガスとともに、上昇せずに火格子上や燃焼室内壁に蓄積されるものが少なからず存在する。そして、これがクリンカを形成して燃焼が阻害されることが少なくない。
しかし、乾燥した有機汚泥などの固形燃料には、一般に、かなりの不燃物が含まれており、燃焼ガスとともに、上昇せずに火格子上や燃焼室内壁に蓄積されるものが少なからず存在する。そして、これがクリンカを形成して燃焼が阻害されることが少なくない。
なお、特許文献１の燃焼炉では、１次燃焼室の下部に、不燃物やここに溜まった灰を手動で取り出すためのメンテナンス開口を設けているが、燃焼中には灰を取り出すことはできない。このため、クリンカの生成によって燃焼が阻害された場合には、燃料の供給および燃焼空気の供給を停止して燃焼を停止させ、炉体が冷えるのを待たねばならない。
したがって、この焼却炉では、不燃物が含有しない固形燃料を使用し、しかも、定期的に炉を止めて、炉体に蓄積した灰やクリンカを除去する作業が必要とされる。
したがって、この焼却炉では、不燃物が含有しない固形燃料を使用し、しかも、定期的に炉を止めて、炉体に蓄積した灰やクリンカを除去する作業が必要とされる。
そこで、本発明は、クリンカが生成されず、不燃物が含まれた固形燃料でも、長期間連続運転が可能な経済的な燃焼装置を提供することを目的としている。
本発明の固形燃料の連続燃焼装置は、上記の目的を達成するため、次の手段を採った。すなわち、縦型円筒状の外壁を有する炉体の内部中央に立設したスクリューコンベアで固形燃料を順次直上へ移送させ、上方から螺旋状に旋回する燃焼空気をその上端部に送り込んで燃焼させる固形燃料の連続燃焼装置において、該スクリューコンベアの上方に旋回する燃焼空気を送り込むため、該外壁と同芯の円筒状の中壁を設け、火格子を設けず該スクリューコンベアで移送された上端部の固形燃料を燃焼させ、下方に燃焼ガスとともに浮上せずに落下した焼却灰を貯留する灰貯留部を設けたことを特徴としている。
固形燃料は、下水汚泥、鶏糞や家畜糞、食品加工汚泥などの有機汚泥を自己燃焼可能な含水率に乾燥したもの、製紙工場におけるスラッジ、キノコの培地、その他、竹、木、タイヤ、合成樹脂などをチップにしたものなど、石油などの液体や天然ガスなどの気体燃料を除く可燃物である。なお、不燃物を含有しているものであってもよい。また、形状は、粒状、ペレット状、チップ状が望ましいが粉末でもよい。
本発明の連続燃焼装置は、火格子を設けないことを大きな特徴としている。固形燃料は立設したスクリューコンベアで直上へ移送され、燃焼空気は外壁と中壁の間を上方から旋回させて固形燃料の上端部へ供給して表面から燃焼させる。そして、燃焼ガスは中壁の内側へ上昇させ、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰は順次移送されてくる固形燃料に押されて、下方へ落下せしめている。
本発明の連続燃焼装置は、火格子を設けないことを大きな特徴としている。固形燃料は立設したスクリューコンベアで直上へ移送され、燃焼空気は外壁と中壁の間を上方から旋回させて固形燃料の上端部へ供給して表面から燃焼させる。そして、燃焼ガスは中壁の内側へ上昇させ、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰は順次移送されてくる固形燃料に押されて、下方へ落下せしめている。
燃焼空気は、上からの旋回流のみならず、請求項３に記載のように、スクリューコンベアの中空の回転軸を介して下方から供給するようにしたり、請求項４に記載のように、スクリューコンベアのケーシング筒の上端縁の円周に空洞を設けるとともに、その内周面および上面に複数の噴出孔を設け、燃焼空気を燃焼部近傍に供給するのが望ましい。
なお、燃焼装置は負圧燃焼方式とする。この手段は燃焼ガスの排出側に圧力調整が可能な吸引ファンを設けるのが簡便である。
なお、燃焼装置は負圧燃焼方式とする。この手段は燃焼ガスの排出側に圧力調整が可能な吸引ファンを設けるのが簡便である。
固形燃料は直上へ移送された頂部のものから順次焼却されて、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰が自動的に落下するように、上端部は、中央部が高い円錐状（山盛り）に形成されるのが望ましい。
この手段は、請求項２に記載のように、固形燃料を中心部が速くスクリューコンベアのケーシング筒へ向かうにつれて遅く移送されるように、円柱または円錐状の中部材と、その周囲に配置した同芯の筒状の外部材とからなる案内部材を設けるとよい。山盛りの傾斜角度は、中部材の外径と外部材の外径の角度の組合わせを変えることによって所望のものにできる。
この手段は、請求項２に記載のように、固形燃料を中心部が速くスクリューコンベアのケーシング筒へ向かうにつれて遅く移送されるように、円柱または円錐状の中部材と、その周囲に配置した同芯の筒状の外部材とからなる案内部材を設けるとよい。山盛りの傾斜角度は、中部材の外径と外部材の外径の角度の組合わせを変えることによって所望のものにできる。
山盛り部の表面の固形燃料は、スクリューコンベアの送り速度と燃焼空気の供給量を適宜に調整することによって、ほぼ、完全に焼却させることができ、浮上しない焼却灰は順次送られてくる固形燃料によって傾斜に沿って落下する。しかしながら、落下するものの中には未だ完全に燃えていないものが含まれる場合がある。そこで、請求項５に記載のように、下方に設けた灰貯留部に燃焼空気を供給して、ここでも燃焼させるのが望ましい。
この連続燃焼装置の用途は、特に問わないが、ボイラとする場合は、請求項６に記載のように、外壁と同芯の筒体の内壁に沿って水管が配設された熱交換器を直上へ設けるとよい。
上記のように、本発明の固形燃料の連続燃焼装置は、スクリューコンベアの上方に旋回する燃焼空気を送り込むため、該外壁と同芯の円筒状の中壁を設け、火格子を設けず該スクリューコンベアで移送された上端部の固形燃料を燃焼させ、下方に燃焼ガスとともに浮上せずに落下した焼却灰を貯留する灰貯留部を設けたので、燃焼部に灰殻や不燃物が溜まらず、したがって、クリンカが形成されることがなく、不燃物が多く含まれた固形燃料でも連続運転が阻害されることがない。また、焼却灰や不燃物を除去するための機械的な手段も必要としないので、装置が簡素で故障の心配もない。
また、スクリューコンベアのケーシング筒の上端近くに、固形燃料を中心部が速くケーシング筒へ向かうにつれて遅く直上移送するための案内部材を設け（請求項２）れば、固形燃料が、上端部で円錐状に形成され、山盛りの表面の全体がほぼ同時に燃焼し、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰がスムーズに落下しやすい。
これは、スクリューコンベアの回転にともなって、上端部へ送られた固形燃料が崩れて円錐状に形成されるのとは異なり、中央と周辺の送られる速度が変わることによって円錐形を形成するので、燃焼中の固形燃料が移送されてくる新たな固形燃料と混ざることがなく表面表面から順次燃焼するので、スムーズに完全燃焼する。
これは、スクリューコンベアの回転にともなって、上端部へ送られた固形燃料が崩れて円錐状に形成されるのとは異なり、中央と周辺の送られる速度が変わることによって円錐形を形成するので、燃焼中の固形燃料が移送されてくる新たな固形燃料と混ざることがなく表面表面から順次燃焼するので、スムーズに完全燃焼する。
また、スクリューコンベアの回転軸を中空として燃焼空気を下方からも供給したり（請求項３）、スクリューコンベアのケーシング筒の上端縁部に空洞を設けるとともに内周面および上面に噴出孔を設け、燃焼空気を該空洞に供給し、燃焼部近傍に燃焼空気を供給すれ（請求項４）ば、より充分な量の燃焼空気が燃焼部に供給されるので、高温で燃焼し、ダイオキシンなどの有害物質もなく、焼却効率を上げることができる。
また、落下した焼却灰を貯留する貯留部にも、燃焼空気を供給すれば（請求項５）、未燃や半焼の状態で落下しても完全に焼却することができる。
また、外壁と同径の筒体の内壁に沿って水管が配設された熱交換器を直上へ設けれ（請求項６）ば、ボイラとしてコンパクトにまとめることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図１～図５に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態としての燃焼装置を示す正面断面図である。
この燃焼装置１０は、炉体を形成する縦型円筒状の外壁１１が架台１３上に固設され、その下部中央にスクリューコンベア１２が、架台１３に固設された支持台１３ａに設けられている。そして、スクリューコンベア１２の上方には、外壁１１と同芯の円筒状の中壁１４が設けられている。この中壁１４の外径は、ここでは、スクリューコンベア１２の外径と同じ径にしている。
図１は、本発明の実施形態としての燃焼装置を示す正面断面図である。
この燃焼装置１０は、炉体を形成する縦型円筒状の外壁１１が架台１３上に固設され、その下部中央にスクリューコンベア１２が、架台１３に固設された支持台１３ａに設けられている。そして、スクリューコンベア１２の上方には、外壁１１と同芯の円筒状の中壁１４が設けられている。この中壁１４の外径は、ここでは、スクリューコンベア１２の外径と同じ径にしている。
スクリューコンベア１２は、ケーシング筒１２ａと、スクリュー羽根１２ｂを螺旋状に固設した回転軸１２ｃとからなり、回転軸１２ｃは、外部から支持台１３ａの中央部を通して伝動する駆動手段２５に連結されている。
この駆動手段２５は、架台１３の外に設置したモータ２５ａから、スプロケット２５ｂ、チェン２５ｃ、スプロケット２５ｄを介して駆動軸２５ｅへ連結され、駆動軸２５ｅはスクリューコンベア１２の回転軸１２ｃに連結されている。なお、図中２５ｆは軸受である。
この駆動手段２５は、架台１３の外に設置したモータ２５ａから、スプロケット２５ｂ、チェン２５ｃ、スプロケット２５ｄを介して駆動軸２５ｅへ連結され、駆動軸２５ｅはスクリューコンベア１２の回転軸１２ｃに連結されている。なお、図中２５ｆは軸受である。
スクリューコンベア１２の上部には、移送された固形燃料の上端部を中央部が高い円錐状に形成させるための案内部材１５が設けられている。
この案内部材１５は、スクリューコンベア１２の回転軸１２ｃの先端に固設した円錐状の中部材１５ａと、その外周に設けたほぼ同芯の円錐筒状の外部材１５ｂとからなり、外部材１５ｂは、ケーシング筒１２ａに複数の支持杆１５ｄによって支持されている。
ここでは、中部材１５ａの外径の円錐角度と外部材１５ｂの外径の円錐角度を同じくしており、したがって、外部材１５ｂの下端部の水平方向の断面積と上端部における断面積は同じになっている。
この案内部材１５は、スクリューコンベア１２の回転軸１２ｃの先端に固設した円錐状の中部材１５ａと、その外周に設けたほぼ同芯の円錐筒状の外部材１５ｂとからなり、外部材１５ｂは、ケーシング筒１２ａに複数の支持杆１５ｄによって支持されている。
ここでは、中部材１５ａの外径の円錐角度と外部材１５ｂの外径の円錐角度を同じくしており、したがって、外部材１５ｂの下端部の水平方向の断面積と上端部における断面積は同じになっている。
スクリューコンベア１２のケーシング筒１２ａの側面下部には、固形燃料を供給するため、外壁１１を貫通した供給ホッパー１７が固設されており、図示してないが、ベルトコンベアなどの搬送手段がこれに連結されている。
また、外壁１１の上部には、固形燃料の上端部に液体燃料を吹き付けて点火させる着火手段２１が設けられている。
また、中壁１４の内側上端には、燃焼ガスを直上の熱交換器３０へ流入させるガス流入口３１が設けられている。
また、外壁１１の上部には、固形燃料の上端部に液体燃料を吹き付けて点火させる着火手段２１が設けられている。
また、中壁１４の内側上端には、燃焼ガスを直上の熱交換器３０へ流入させるガス流入口３１が設けられている。
一方、燃焼空気の供給手段は、外壁１１の上端部には燃焼空気が中壁１４の外周を旋回するように、接線方向へ向けたエア供給口２２が設けられている。また、スクリューコンベア１２のケーシング筒１２ａの上端縁の円周にエア供給口２３に連通する空洞を設けて内周面および上面に複数の噴出孔が設けられている（図２参照）。さらに、スクリューコンベアの回転軸１２ｃおよび駆動軸２５ｅは、中空に形成され下端にエア供給口２４が設けられ、中部材１５ａも空洞を備えて多数の噴出孔が設けられている。また、外部材１５ｂは、空洞を備えるとともに多数の噴出孔を有し、下端部に外部から燃焼空気を供給するための鋼管が付設されている。なお、エア供給口２２，２３，２４は、図示してない送風機に連通されている。
また、ケーシング筒１２ａの外径は、中壁１４とほぼ同径で、外壁１１とは、かなり間隔がある。そして、スクリューコンベア１２の下方は、周囲が塞がれた灰貯留部１６が形成されている。灰貯留部１６は、図示してないが、灰を取り出すための取出口と、スクリューコンベア１２の上端から落下した未燃や半焼の固形燃料が、完全燃焼されるように燃焼空気を供給するためのエア供給口が設けられ、このエア供給口は送風機に連通されている。
連続燃焼装置１０の直上には、図５に示すように、熱交換器３０が設けられている。
熱交換器３０は、連続燃焼装置１０の外壁１１と同芯の筒体３０ａ内の内壁に水管３２が螺旋状に配置されている。そして、下端の中央部は、連続燃焼装置１０と連通し、燃焼ガスが流入するガス流入口３１が設けられ、炉体３０ａの下部側には灰回収塔４０に連結した燃焼ガス管１８が付設されている。
この灰回収塔４０は、下部に灰受け４２を備えた逆円錐状のサイクロン４１であり、上部には排気筒４３が設けられている。
熱交換器３０は、連続燃焼装置１０の外壁１１と同芯の筒体３０ａ内の内壁に水管３２が螺旋状に配置されている。そして、下端の中央部は、連続燃焼装置１０と連通し、燃焼ガスが流入するガス流入口３１が設けられ、炉体３０ａの下部側には灰回収塔４０に連結した燃焼ガス管１８が付設されている。
この灰回収塔４０は、下部に灰受け４２を備えた逆円錐状のサイクロン４１であり、上部には排気筒４３が設けられている。
次に、上記のように構成した連続燃焼装置の作用について説明する。
まず、固形燃料を供給ホッパー１７へ搬送するベルトコンベアを駆動させるとともに、駆動手段２５のモータ２５ａを駆動する。そして、送風機（図示してない）を駆動させて、エア供給口２２、２３，２４、並びに灰貯留部１６に設けられたエア供給口に燃焼空気を供給する。
モータ２５ａが駆動することによって、チェン２５ｃおよび駆動軸２５ｅを介してスクリューコンベア１２の回転軸１２ｃが回転する。
これにより、供給ホッパー１７に貯留されている固形燃料は、スクリューコンベア１２の下部からスクリュー羽根１２ｂによって順次上昇移送される。
まず、固形燃料を供給ホッパー１７へ搬送するベルトコンベアを駆動させるとともに、駆動手段２５のモータ２５ａを駆動する。そして、送風機（図示してない）を駆動させて、エア供給口２２、２３，２４、並びに灰貯留部１６に設けられたエア供給口に燃焼空気を供給する。
モータ２５ａが駆動することによって、チェン２５ｃおよび駆動軸２５ｅを介してスクリューコンベア１２の回転軸１２ｃが回転する。
これにより、供給ホッパー１７に貯留されている固形燃料は、スクリューコンベア１２の下部からスクリュー羽根１２ｂによって順次上昇移送される。
そして、スクリューコンベア１２の上端へ移送された固形燃料は、案内部材１５によって、中央部と端部では移送される量が変わり、中央部がより速く送られ、ケーシング筒１２ａの上端では固形燃料が山盛り（円錐状）に形成される。
ここでは中部材１５ａと外部材１５ｂの外径の円錐角は同じにしており、外部材１５ｂ内の固形燃料は水平方向の断面積が高さ方向において変わらず、案内部材１５が固形燃料の移送するうえでの抵抗となることを小さくしている。
ここでは中部材１５ａと外部材１５ｂの外径の円錐角は同じにしており、外部材１５ｂ内の固形燃料は水平方向の断面積が高さ方向において変わらず、案内部材１５が固形燃料の移送するうえでの抵抗となることを小さくしている。
固形燃料が山盛りの状態になったときに、着火手段２１を作動させて固形燃料に着火する。なお、この作業は、固形燃料を燃焼させる最初にのみ作動させるだけである。使用するボイラでの熱量が不足する場合には、熱量の大きな別の燃料を混合して供給する。
一方、燃焼空気の供給により、エア供給口２２からは中壁１４の外周を旋回して下降して固形燃料の上方から吹きつけ、また、エア供給口２４からは駆動軸２５ｅおよび回転軸１２ｃ内を通して中部材１５ａおよび外部材１５ｂの噴出孔から、固形燃料の下側から上方に燃焼空気が吹き付けられる。さらに、エア供給口２３からはケーシング筒１２ａの上端の噴出孔２３ａから燃焼空気が固形燃料へ吹き付ける。
これにより、スクリューコンベア１２の上端の固形燃料は、その表面が８００度以上の高温で完全燃焼し、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰は順次下から移送される固形燃料によって盛り上がり、ずり落ちて灰貯留部１６へ落下する。なお、落下するものの中には未燃のものや燃焼途中のもの、さらには、不燃物が含まれる場合がある。
灰貯留部１６へは燃焼空気が別途供給されるので、未燃や半焼のものは、ここで、完全燃焼される。
これにより、スクリューコンベア１２の上端の固形燃料は、その表面が８００度以上の高温で完全燃焼し、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰は順次下から移送される固形燃料によって盛り上がり、ずり落ちて灰貯留部１６へ落下する。なお、落下するものの中には未燃のものや燃焼途中のもの、さらには、不燃物が含まれる場合がある。
灰貯留部１６へは燃焼空気が別途供給されるので、未燃や半焼のものは、ここで、完全燃焼される。
燃焼によって生じた燃焼ガスは、中壁１４の内側へ吹き上がり、上部のガス流入口３１から熱交換器３０へ流入する。そして、水管３２を加熱し蒸気を生成する。
焼却灰を含む燃焼ガスは、その大半が燃焼ガス管１８から炉外の灰回収塔４０へ送られる。なお、灰貯留部１６で燃焼した燃焼ガスも上昇して同様に送られる。
燃焼ガス管１８からの燃焼ガスは、サイクロン４１の上部へ送り込まれ、壁に沿って旋回しながら、下方へ移動し、灰はガスと分離して灰受け４２に回収される。灰の除去された燃焼ガスは排気筒４３から排出される。
なお、排気筒４３の後ろには、図示してないが、圧力調整可能な吸引ファンが設けられており、燃焼装置１０の内部は負圧（マイナス１５０～２００パスカル）になるようにしている。
焼却灰を含む燃焼ガスは、その大半が燃焼ガス管１８から炉外の灰回収塔４０へ送られる。なお、灰貯留部１６で燃焼した燃焼ガスも上昇して同様に送られる。
燃焼ガス管１８からの燃焼ガスは、サイクロン４１の上部へ送り込まれ、壁に沿って旋回しながら、下方へ移動し、灰はガスと分離して灰受け４２に回収される。灰の除去された燃焼ガスは排気筒４３から排出される。
なお、排気筒４３の後ろには、図示してないが、圧力調整可能な吸引ファンが設けられており、燃焼装置１０の内部は負圧（マイナス１５０～２００パスカル）になるようにしている。
上記の実施の形態では、固形燃料をスクリューコンベア１２の上端へ山盛りになるように移送するため、案内部材１５を中部材１５ａと外部材１５ｂとで構成したもので説明したが、スクリューコンベア１２の大きさによっては、上端部を円錐形状にできない場合がある。この場合は、図３に示すように、中部材１５ａと外部材１５ｂの間に中間部材１５ｃを設ける。中間部材１５ｃは、外部材１５ｂと同形状で径が異なるもので、外部材１５ｂに支持杆１５ｄで支持するように構成されている。なお、これら、中部材１５ａ、中間部材１５ｃ、外部材１５ｂは空洞を有し、燃焼空気が吹き出す噴射口を多数備えている。 このように構成すれば、固形燃料の上端を確実に円錐形状にできる。
また、固形燃料をスクリューコンベア１２の上端へ山盛りになるように形成させるための手段として、別のものを図４に基づいて説明する。
この案内部材４５は、ケーシング筒１２ａの上端部を逆円錐筒状とし、スクリューコンベア１２の回転軸１２ｃの先端に円柱状の中部材４５ａを固設し、その外周にほぼ同芯に円筒状の外部材４５ｂを設けている。外部材４５ｂは、に複数の支持杆４５ｃによって支持されている。なお、外部材４５ｂは中に空洞を備え、下端部からエアを供給するための鋼管が付設されている。
このように構成されているので、スクリューコンベア１２の上端へ移送された先端部の固形燃料は、案内部材４５によって、中央部とケーシング筒１２ａ寄りでは移送される量が異なり、ケーシング筒１２ａの上端では固形燃料が山盛り（円錐状）に形成される。
この案内部材４５は、ケーシング筒１２ａの上端部を逆円錐筒状とし、スクリューコンベア１２の回転軸１２ｃの先端に円柱状の中部材４５ａを固設し、その外周にほぼ同芯に円筒状の外部材４５ｂを設けている。外部材４５ｂは、に複数の支持杆４５ｃによって支持されている。なお、外部材４５ｂは中に空洞を備え、下端部からエアを供給するための鋼管が付設されている。
このように構成されているので、スクリューコンベア１２の上端へ移送された先端部の固形燃料は、案内部材４５によって、中央部とケーシング筒１２ａ寄りでは移送される量が異なり、ケーシング筒１２ａの上端では固形燃料が山盛り（円錐状）に形成される。
１０ 燃焼装置
１１ 外壁
１２ スクリューコンベア
１２ａ ケーシング筒
１２ｂ スクリュー羽根
１２ｃ 回転軸
１３ 架台
１３ａ 支持台
１４ 中壁
１５ 案内部材
１５ａ 中部材
１５ｂ 外部材
１５ｃ 中間部材
１５ｄ 支持杆
１６ 灰貯留部
１７ 燃料供給ホッパー
１８ 燃焼ガス管
２１ 着火手段
２２ エア供給口
２３ エア供給口
２３ａ 噴出孔
２４ エア供給口
２５ 駆動手段
２５ａ モータ
２５ｂ スプロケット
２５ｃ チェン
２５ｄ スプロケット
２５ｆ 軸受
３０ 熱交換器
３０ａ 筒体
３１ ガス流入口
３２ 水管
４０ 灰回収塔
４１ サイクロン
４２ 灰受け
４３ 排気筒
４５ 案内部材
４５ａ 中部材
４５ｂ 外部材
４５ｃ 支持杆
１１ 外壁
１２ スクリューコンベア
１２ａ ケーシング筒
１２ｂ スクリュー羽根
１２ｃ 回転軸
１３ 架台
１３ａ 支持台
１４ 中壁
１５ 案内部材
１５ａ 中部材
１５ｂ 外部材
１５ｃ 中間部材
１５ｄ 支持杆
１６ 灰貯留部
１７ 燃料供給ホッパー
１８ 燃焼ガス管
２１ 着火手段
２２ エア供給口
２３ エア供給口
２３ａ 噴出孔
２４ エア供給口
２５ 駆動手段
２５ａ モータ
２５ｂ スプロケット
２５ｃ チェン
２５ｄ スプロケット
２５ｆ 軸受
３０ 熱交換器
３０ａ 筒体
３１ ガス流入口
３２ 水管
４０ 灰回収塔
４１ サイクロン
４２ 灰受け
４３ 排気筒
４５ 案内部材
４５ａ 中部材
４５ｂ 外部材
４５ｃ 支持杆
Claims (6)
- 縦型円筒状の外壁を有する炉体の内部中央に立設したスクリューコンベアで固形燃料を順次直上へ移送させ、上方から螺旋状に旋回する燃焼空気をその上端部に送り込んで燃焼させる固形燃料の連続燃焼装置において、該スクリューコンベアの上方に旋回する燃焼空気を送り込むため、該外壁と同芯の円筒状の中壁を設け、火格子を設けず該スクリューコンベアで移送された上端部の固形燃料を燃焼させ、下方に燃焼ガスとともに浮上せずに落下した焼却灰を貯留する灰貯留部を設けたことを特徴とする固形燃料の連続燃焼装置。
- スクリューコンベアのケーシング筒の上端近くに、固形燃料を中心部が速くケーシング筒へ向かうにつれて遅く移送させるため、円柱または円錐状の中部材と、その周囲に配置した同芯の筒状の外部材とからなる案内部材を設け、直上移送される固形燃料の上端部が、円錐状に形成されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の固形燃料の連続燃焼装置。
- スクリューコンベアの回転軸を中空として燃焼空気を固形燃料の下方からも供給するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固形燃料の連続燃焼装置。
- スクリューコンベアのケーシング筒の上端縁の円周に空洞を設けるとともに、その内周面および上面に複数の噴出孔を設け、燃焼空気を燃焼部近傍に供給するようにしたことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の固形燃料の連続燃焼装置。
- 前記灰貯留部に、未燃や半焼の固形燃料を燃焼させるため燃焼空気を供給するようにしたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の固形燃料の連続燃焼装置。
- 前記外壁と同芯の筒体の内壁に沿って水管が配設された熱交換器を直上へ設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の固形燃料の連続燃焼装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2010/004210 WO2011161724A1 (ja) | 2010-06-24 | 2010-06-24 | 固形燃料の連続燃焼装置 |
| PCT/JP2010/007381 WO2011161741A1 (ja) | 2010-06-24 | 2010-12-20 | 固形燃料の連続燃焼装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS60117003A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-24 | Ishida Tekkosho:Kk | ペレット燃料を使用する燃焼装置 |
| JP2009085523A (ja) * | 2007-09-29 | 2009-04-23 | Miike Iron Works Co Ltd | バーナ |
| JP2009144945A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Satoru Imura | 薪燃焼装置 |
| JP2009162414A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Miike Iron Works Co Ltd | 燃焼炉 |
-
2010
- 2010-06-24 WO PCT/JP2010/004210 patent/WO2011161724A1/ja active Application Filing
- 2010-12-20 WO PCT/JP2010/007381 patent/WO2011161741A1/ja active Application Filing
- 2010-12-22 TW TW099145168A patent/TW201200807A/zh unknown
Patent Citations (5)
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| JPS58142102A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-23 | Goro Mori | 連続燃焼装置 |
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| JPWO2013088478A1 (ja) * | 2011-12-15 | 2015-04-27 | 株式会社Ｍ＆Ｗ | 不燃物を含む固形燃料の連続燃焼装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| TW201200807A (en) | 2012-01-01 |
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