(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体と、材料投入部と、排気部と、給気部とを備えており、
炉体は、炉体内部を囲む壁部の上壁に材料投入部と通じる投入孔と、排気部と通じる排気孔とが設けてあり、炉体内部を上下に隔てるロストルを有し、ロストルで隔てられた上下の空間にはバーナーが各々取り付けてあり、
材料投入部は、材料を炉体内部に搬送する搬送路を有する筒状をなし、筒状の一方側開口は、搬送路と通じる材料の投入口となり、他方側開口は、炉体の投入孔と通じており、
排気部は、周壁で囲まれた内部に煙道を有する筒状をなし、且つ炉体上壁からほぼ垂直に起立して煙道を排気孔に連通しており、
給気部は、排気部内の煙道に沿って取り付けてあり、煙道とは隔壁で隔てられた送風路を有し、送風路は、排気部外に通じる外気取入口と、外気取入口から取り入れた外気をロストル近傍に吹き込む送風口とを有しており、隔壁には煙道に向けて外気を吹き出す多数の噴出孔が設けてあることを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
給気部は、送風口と連通して炉体内部に外気を送る送風ノズルがほぼ同一平面状に複数配設してあるとともに、各送風ノズルは、湾曲しながら斜め下向きに突出していることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
材料投入部と排気部の外周には、冷却部を取り付けてあり、各冷却部は、炉体上部と隣接することを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を燃料して炭化物を得る燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薪や木材ペレットを燃焼材料として使用する燃焼装置として、特開２０００−１６０１６６号公報のものがあり、この燃焼装置は、外部に設置した送付手段を使用して炉体内部に外気を送り込みつつ、炉体内部下方から投入された材料をバーナーで燃焼して材料を焼却する構造であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００−１６０１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特開２０００−１６０１６６号公報に開示されるものでは、炉体内部への外気の取り入れが炉体壁部に連通するのみの構造であるから、バーナーや煙道の隅々まで外気が行き渡らず、廃棄物の処理装置としては機能するものの、燃焼後に得られる炭化物はそのまま廃棄されているのが現状であり、したがって、多様な素材に適用できる良質な炭化物を得る手段が模索されている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、燃焼効率がよくて環境性も高く、しかも、良質な炭化物を生成できる燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、炉体と、材料投入部と、排気部と、給気部とを備えており、炉体は、炉体内部を囲む壁部の上壁に材料投入部と通じる投入孔と、排気部と通じる排気孔とが設けてあり、炉体内部を上下に隔てるロストルを有し、ロストルで隔てられた上下の空間にはバーナーが各々取り付けてあり、材料投入部は、材料を炉体内部に搬送する搬送路を有する筒状をなし、筒状の一方側開口は、搬送路と通じる材料の投入口となり、他方側開口は、炉体の投入孔と通じており、排気部は、周壁で囲まれた内部に煙道を有する筒状をなし、且つ炉体上壁からほぼ垂直に起立して煙道を排気孔に連通しており、給気部は、排気部内の煙道に沿って取り付けてあり、煙道とは隔壁で隔てられた送風路を有し、送風路は、排気部外に通じる外気取入口と、外気取入口から取り入れた外気をロストル近傍に吹き込む送風口とを有しており、隔壁には煙道に向けて外気を吹き出す多数の噴出孔が設けてあることを特徴とする。
【０００６】
本発明のうち請求項２記載の発明では、給気部は、送風口と連通して炉体内部に外気を送る送風ノズルがほぼ同一平面状に複数配設してあるとともに、各送風ノズルは、湾曲しながら斜め下向きに突出していることを特徴とする。
【０００７】
本発明のうち請求項３記載の発明は、材料投入部と排気部の外周には、冷却部を取り付けてあり、各冷却部は、炉体上部と隣接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のうち請求項１記載の発明によれば、材料投入部の搬送路を経て炉体内部に搬送された材料に対し、給気部では、排気熱で熱を帯びることで、送風機から送り込まれる外気が熱くなるとともに、排気部の煙道に外気を吹き出しながら送風口から炉体内に外気を送り込むことにより、炉体内部の温度が下がらない。また、バーナーを燃焼したときに、材料投入部からロストルの上に搬送された材料に外気が効率的に送り込まれて不完全燃焼を起こすことがなく、燃焼効率が高まるとともに、送風部の多数の噴出孔から煙道に噴出した外気により有害な未燃焼ガスの炉体外部への排気が少なくなり、環境に配慮された燃焼装置が提供できる。また、燃焼効率が良くて材料の燃え屑が残りにくいので、炉体内部の目詰まりなどが少なくなって高いメンテナンス性が期待できる。そして、燃焼後の炉体では、不純物が極めて少ない良質の炭化物が生成される。
【０００９】
本発明のうち請求項２記載の発明によれば、給気部の送風側に複数の送風ノズルが同一平面上に配設されることにより、湾曲した送風路を通って送風口から送り込まれた外気が炉体内部に隈なく行き渡って効率的な燃焼が行われる。
【００１０】
本発明のうち請求項３記載の発明によれば、材料投入部と排気部との外周を囲むように冷却部を設けてあることで、炉体壁部が過剰に熱を持たずに故障等の発生を抑え、安定且つ長期的な炉体の運用ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施による燃焼装置の縦断面図である。
【図２（ａ）（ｂ）】（ａ）は、本実施による燃焼装置の平面図であり、（ｂ）は、図１中Ａ−Ａ線横断面図である。
【図３（ａ）（ｂ）】（ａ）は、燃焼時の炉体内における給気部の作用について一部を拡大して示す縦断面図であり、（ｂ）は、給気部の炉体内部への送風側を拡大して示す横断面図である。
【図４】排気部の排気路における給気部の作用を示す一部を拡大した縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す燃焼装置を構成する炉体、材料投入部、排気部の斜視図である。
【図６】図５の炉体、材料投入部、排気部、その他の構成部を組んで完成した燃焼装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面に基づいて本実施による燃焼装置の実施の形態を説明する。
本実施による燃焼装置は、図１のように、炉体１と、炉体１内にゴムチップ（材料）９を投入するための材料投入部２と、燃焼後に炉体内部で発生する燃焼ガスおよび未燃焼ガスを排気する排気部３と、炉体内部に外気を送り込む給気部４と、冷却部５ａ，５ｂとからなっている。
【００１３】
炉体１は、図１と図２（ａ）（ｂ）のように、鉄、ステンレスなどの耐熱性素材で形成された壁部（上壁１ａ，１ｂ、側壁１ｃ）により、炉体内部にゴムチップ（材料）９を燃焼するための空間Ｓａ，Ｓｂを形成するほぼ矩形状をなすものである。また、後述するロストル１１で炉体内部は上下に区画されており、ロストル１１を隔てた炉体内部の上側燃焼空間（空間）Ｓａと面する炉体１側壁１ｃには第一バーナー（バーナー）３０が取り付けてあり、ロストル１１を隔てた炉体内部の下側燃焼空間（空間）Ｓｂと面する炉体１側壁１ｃには第二バーナー（バーナー）３１が取り付けてある。また、炉体１を構成する上壁１ａのほぼ中央には、排気孔６が設けてある。排気孔６の上壁１ａ外周側には、フランジ受け具２１ａが設けてあり、フランジ受け具２１ａには、後述するが排気部３側のフランジ２１が当接してボルト２２で各々を固定してある。また、炉体内部の材料投入部２と通じる側には、炉体内部に向かって下方に傾斜するスロープ８が設けてあり、これにより、材料投入部２に投入されたゴムチップ９がスロープ８に沿って常に下方に流れ落ちるようにしてあり、炉体内部へのゴムチップ９の投入を円滑に行っている。また、スロープ８や炉体１側壁内周側（炉体内部と面する側）は、耐火レンガ１０で囲んでおり、第一バーナー３０と第二バーナー３１で燃焼したときに、耐火レンガ１０の輻射熱で炉体内部の燃焼効果を高めている。さらに、炉体１側壁１ｃ内周側に沿って積み上げた耐火レンガ１０の上端面には、耐火レンガ１０で囲む空間Ｓａ，Ｓｂを上下に遮る位置に、材料投入口２側にロストル１１を配置するとともに、ロストル１１の排気部３と通じる側には、ロストル１１とほぼ同一平面上に鉄板１２が配設してあり、炉体内部を上下に隔てている。また、炉体１の排気孔６側に位置する側壁１ｃには、ゴムチップ９の燃焼後に生成される炭化物３２を取り出すための扉３９が設けてあり、この扉３９は、炉体１側壁１ｃの外周部に垂直軸回りで開閉し、炉体内部の空間Ｓａ，Ｓｂを開放または閉塞する。
【００１４】
材料投入部２は、内周側に搬送路１３を有する断面ほぼ矩形筒型状をなすものであり、筒の長手方向一方側の外周壁にはフランジ１５を有しており、このフランジ１５は、炉体１を構成する傾斜壁部（上壁）１ｂに設けてある投入孔１６の外周部に有するフランジ受け部１７に合わせ、各々をボルト１８で締結して炉体１と材料投入部２とを固定するものである。また、材料投入部２は、炉体１の傾斜壁部１ｂに固定されることで、炉体内部にあるスロープ８の傾斜とほぼ同じ傾斜角度となるように設定してある。そして、材料投入部２の上端は、ゴムチップ９の投入口１９となっており、投入口１９は、搬送路１３を囲む周壁の端面に垂直軸回りに軸支された開閉蓋２０の開閉によって使用時には開放し、また、未使用時には閉塞する。
【００１５】
排気部３は、前述した材料投入部２と同様に断面ほぼ矩形筒型状に形成してあり、炉体１の上壁１ａに略垂直に固定されており、排気部３における筒の下方の開口部にフランジ２１を有しており、このフランジ２１を炉体１上壁１ａに設けてあるフランジ受け具２１ａに当接して炉体内部の空間Ｓａ，Ｓｂと連通させ、各々をボルト２２で固定する。
【００１６】
給気部４は、前述したように、ほぼ垂直に起立する排気部３に沿って排気部３の内周側に配設するパイプ状をなすものであり、外気の取入口となるパイプの上側開口がほぼ９０°屈曲し、排気部３の周壁３ａを貫通して炉体１外部に連通する一方、炉体内部への送風側となるパイプの下側開口は、炉体内部に配置したロストル１１上方に位置している。また、給気部４の周壁には、約４〜５ｍｍ径ほどの噴出孔２３が多数設けてあり、給気部４にて外気を取り入れたときに、図４のように、前述の各噴出孔２３から排気部３の煙道２４の全体に外気が送り込まれる。そして、図３（ａ）（ｂ）のように、給気部４下方の送風側には、ほぼ１２０°間隔の３箇所に、給気部４の周壁から離れる方向で且つ斜め下側に向けて突出する送風ノズル２５を有している。さらに、各送風ノズル２５は、それぞれが緩やかな半円弧状に湾曲させてあるとともに、送風ノズル２５の先端の径を絞って送風口３４を狭めてある。これにより、送風機（外気取入口）３３から取り入れた外気をそれぞれの湾曲した送風路２５ａを通して送風口３４から拡散し、炉体内部の空間Ｓａ，Ｓｂの全体に外気を送り込むことができる。尚、本実施による給気部４では、外気の取り入れ手段として送風機３３を取り付けてあるが、送風機３３を取り付けず、単に給気部４の一方側を開放し、自然給気により炉体内部に外気を送り込んでもよい。
【００１７】
冷却部５ａ，５ｂは、内部に貯水のできる中空状に形成してあり、材料投入部２と排気部３の外周を囲む状態でそれぞれに取り付けてある。そして、材料投入部２に取り付けるもの（以下、投入部側冷却部５ａとする）は、材料投入部２の周壁外周における炉体１に近い部分を覆う状態で全周にわたって配設してあり、また、排気部３に取り付けるもの（以下、排気部側冷却部５ｂとする）は、炉体１傾斜壁部１ｂに台座２６を介して設置してあり、排気部３外周壁３ａの炉体１に近い部分を覆う状態で全周にわたって配設してある。また、排気部側冷却部５ｂの周壁には給水口２７が設けてあるとともに、投入部側冷却部５ａの周壁には排水口２８が設けてあり、両冷却部５ａ，５ｂ内に収容された水の入れ替えができるようになっている。また、投入部側冷却部５ａと排気部側冷却部５ｂとは自在に変形するフレキシブルパイプ２９で連結しており、これによって、給水口２７から給水すれば、一度で投入部側冷却部５ａと排気部側冷却部５ｂの両方に給水でき、また、排水口２８を開放すれば、両方の水を排水できるように形成してある。
【００１８】
次に、本実施による燃焼装置の燃焼状態について説明する。
第１の手順として、材料投入部２の開閉蓋２０を開けてゴムチップ９を搬送路１３に投入する。そして、炉体１に設置してある第一バーナー３０と第二バーナー３１をそれぞれ点火する。
第２の手順として、前述した第１の手順にて第一バーナー３０および第二バーナー３１の燃焼が確認できたら、材料投入部２の開閉蓋２０を開け、ゴムチップ９を搬送路１３に投入し、第一バーナー３０の近傍でのゴムチップ９の燃焼が継続的に行われることを確認する。そして、搬送路１３に投入されたゴムチップ９は、炉体内部Ｓａに近いものから次第に燃焼されていき、その燃焼後の炭化物３２が炉体内部Ｓａに配置してある柵状のロストル１１の上に少しずつ落下する。このとき、ゴムチップ９が不完全燃焼のまま落下するようであれば次の手順（第３の手順）に移行する。
第３の手順として、給気部４の外部に設置してある送風機３３を起動し、炉体内部の空間Ｓａ，Ｓｂに外気を送り込む。
以上の手順を経ることにより、材料投入部２の搬送路１３で搬送されて上側燃焼空間Ｓａに送り込まれたゴムチップ９を燃焼して炭化し、炉体内部のロストル１１下方の取出口から取り出すことで、良質な炭化物を得ることができる。
【００１９】
本発明の燃焼装置は、炉体１、材料投入部２、排気部３、給気部４，冷却部５のそれぞれの形状や大きさについて上記実施形態のものに限定するものではない。また、給気部４は、排気部３内および炉体内部に外気を送り込むことのできる形態であれば、上記実施形態のパイプ形状以外のもの（例えば、排気部３の煙道２４を壁部で区画して取り入れた外気の流路を形成するものなど）でもよい。また、材料９として、本実施形態ではゴムチップ９を挙げたが、木材廃材や生ごみ等でもよく、燃性を有し炭化物を生成できるものであれば特に限定するものではない。
【００２０】
本発明の他の実施形態として、図５と図６のように、炉体５１、材料投入部（冷却部５４ａ）５２、排気部５３（冷却部５４ｂ）の三つの構成部に分割して形成し、各々をフランジ５７〜６２合わせしてボルト７５，７６で固定したものである。
具体的には図５のように、炉体５１上部の２箇所、材料投入部５２の下端、排気部５３（冷却部５４ｂ）の下端の各々に、端部の曲げ加工や溶接によってフランジ５７〜６２を取り付けてある。さらに、フランジ５７〜６２には、ボルト孔６４〜６９が各々に設けてあり、炉体５１の傾斜状に設けられたフランジ５７には、材料投入部５２の下端に設けてあるフランジ５９を合わせてボルト７５で締結し、また、炉体５１のほぼ水平に設けられたフランジ５８には、排気部５３（冷却部５４ｂ）の下端に設けられたフランジ６１を合わせてボルト７６で締結することにより、図６のように、炉体内部と煙道、および材料投入部５２搬送路とが投入口７０と排気口７１とで連通した燃焼装置が形成される。さらに、材料投入部５２側の冷却部５４ａと排気部５３側の冷却部５４ｂは、パイプ７９で連通してあり、これにより、一方の冷却部５４ａ，５４ｂに水を注入すると、他方の冷却部５４ａ，５４ｂにおいても一緒に注入することができ、また、排水も一方を冷却部５４ａ，５４ｂを開放することで他方の冷却部５４ａ，５４ｂも行われる。また、本実施による燃焼装置は、各構成部がフランジ５３〜６２合わせであることから、炉体５１から材料投入部５２や排気部５３を取り外すことができ、炉体内部の開放が容易であることから、ロストル５５の交換や耐火レンガ５６のメンテナンスなどが容易に行える。
尚、図５では、給気部７３やバーナー７７，７８、送風機７４などが省略されているが、予め、給気部７３やバーナー７７，７８を取り付けてあるものを組み付けて、フランジ５７〜６２同士をボルト７５，７６で締結してもよい（図６参照）。また、符号８０は、材料投入部５２の投入口７２を開閉する開閉蓋である。
【符号の説明】
【００２１】
１，５１  炉体
２，５２  材料投入部
３，５３  排気部
４，７３  給気部
４ａ  隔壁
５ａ，５４ａ  投入部側冷却部（冷却部）
５ｂ，５４ｂ  排気部側冷却部（冷却部）
６  排気孔
９  ゴムチップ（材料）
１１  ロストル
１３  搬送路
１６  投入孔
１９  投入口
２３  噴出孔
２４  煙道
２５  送風ノズル
２５ａ  送風路
３０  第一バーナー（バーナー）
３１  第二バーナー（バーナー）
３３  送風機（外気取入口）
３４  送風口
７７，７８  バーナー
Ｓａ  上側燃焼空間（空間）
Ｓｂ  下側燃焼空間（空間）
【図１】
0005489847.tif 000002
【図２（ａ）（ｂ）】
0005489847.tif 000003
【図３（ａ）（ｂ）】
0005489847.tif 000004
【図４】
0005489847.tif 000005
【図５】
0005489847.tif 000006
【図６】
0005489847.tif 000007