(57)【要約】【課題】装置の大型化や製造コストを抑え、粉粒体バイオマス燃料の燃焼炉内への供給を定量的かつ調整自在に行い、燃焼効率が極めて高く、助燃料を必要とせず、バイオマス燃料の自燃により高温度の熱エネルギーを生産するバイオマスエネルギー生産システムを供給する。【解決手段】サイクロンバーナー１０とバイオマス燃料定量供給装置５０から大略構成され、燃焼炉本体２０はオリフィス２２を境に上部燃焼室２４と下部燃焼室２３とに分かれ、燃焼室２３には、一対のバイオマス粉粒体燃料混合空気ノズルを上下段に２組備え、燃焼室２４には一対の圧縮空気供給ノズルとスリーブとを備えている。燃料定量供給装置５０は、粉砕機６０、ホッパー７０、連絡管７２、プッシュバー８０、圧縮空気送出管ヘッダー７１、及び二流体ノズル７３を備えている。【選択図】図３
2014202362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦長円筒状の燃焼室の内部に、該燃焼室の接線方向に突出する複数のノズルを備え、該ノズルからバイオマス紛体燃料が含まれた紛体燃料混合空気、ガスや化石燃料である補助燃料が含まれた補助燃料混合空気及び圧縮空気を噴出し、前記補助燃料に着火された前記紛体燃料が旋回火炎となって燃焼する燃焼炉を備えたバイオマスエネルギー生産システムにおいて、
該バイオマスエネルギー生産システムは、燃焼炉と粉状又は粒状のバイオマス燃料定量供給装置から大略構成され、
前記燃焼炉は、長さ方向略中間部にオリフィスを備え、該オリフィスを境にその上部を上部燃焼室、その下部を下部燃焼室として構成され、
前記下部燃焼室には、バイオマス粉粒体燃料混合空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する、互いに対角線方向に同じ高さで配設された一対のノズルを上下段に２組備えるとともに、前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルのうち下段に設けられたものと略同じ高さに上記補助燃料混合空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する一本の補助燃料混合空気供給ノズルとを備えていること、
前記上部燃焼室には、圧縮空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する、互いに対角線方向に同じ高さで配設された一対の圧縮空気供給ノズルと、燃焼炉内で生じた熱を該上部燃焼室と連通して外部に送出するスリーブとを備えていること、
前記バイオマス燃料定量供給装置は、バイオマス燃料を紛粒状にする粉砕機と、該粉砕機により紛粒状にされたバイオマス燃料を貯留するホッパーと、該ホッパーに連通し前記紛粒状バイオマス燃料を該ホッパーより送出する連絡管と、前記ホッパーに貯留された前記粉粒状バイオマス燃料を定量かつ自動的に前記連絡管に押し出すプッシュバーと、ブロアから創出される圧縮空気を送出する圧縮空気送出管ヘッダー、及び該ヘッダーと前記連絡管とを結合して前記紛粒状バイオマス燃料と圧縮空気とを混合し、バイオマス燃料混合空気を前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルへ送出する複数の二流体ノズルとを備えていること、
を特徴とするバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項２】
前記補助燃料混合空気供給ノズルは、前記ヘッダーと補助燃料が送出される補助燃料供給管とを結合する二流体ノズルに連通されていること、
を特徴とする請求項１に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項３】
前記圧縮空気供給ノズルは、前記ヘッダーと連通されていること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項４】
前記スリーブは、前記上部燃焼室から水平に延出されて形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項５】
前記スリーブは、該スリーブの前記上部燃焼室内にある端部に、該燃焼室天井方向に湾曲する湾曲管が連通して連接されており、該湾曲管の端部が前記上部燃焼室内において天井方向へ開口している、
ことを特徴とする請求項４に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項６】
前記スリーブは、前記上部燃焼室の天井部を貫通して設けられているとともに、該スリーブの該上部燃焼室内にある端部が下方へ延出形成され、該上部燃焼室内において開口している、
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項７】
前記下部燃焼室には、前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルのうち下段に設けられたものと略同じ高さに圧縮空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する一本の圧縮空気供給ノズルを備え、該圧縮空気供給ノズルは前記圧縮空気送出管ヘッダーと結合されている、
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項８】
前記粉砕機は、一対の噛み合う歯車を一組以上設け、該一対の歯車によりバイオマス燃料を粉状又は粒状にするミルを有する、
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項９】
前記粉砕機は、一対の当接し合うローラーを一組以上設け、該一対のローラーによりバイオマス燃料を粉状又は粒状にするミルを有する、
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項１０】
前記プッシュバーは、ソレノイドに接続されたピストンに連動するリンク機構により上下に動くようになっており、該プッシュバーの作動速度は該ソレノイドにより調整可能である、
ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項１１】
前記下部燃焼室内における上段に形成された一対の前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルは、下段に形成された一対の前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルと、燃焼炉の中心軸線に対して９０度ずれて互い違いに配設されている、
ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項１２】
前記バイオマス燃料貯留ホッパーは左右二股に形成されていて、二股に分かれたそれぞれのホッパーにおいて、前記プッシュバー及び前記連絡管が配設されている、
ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項１３】
前記燃焼炉は、耐火煉瓦で周壁が構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【請求項１４】
前記燃焼炉及びバイオマス燃料定量供給装置はキャスターが設けられた一台の台座に設置されている、
ことを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項に記載のバイオマスエネルギー生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるバイオマス燃料を旋回流にて効率的に燃焼させることによって熱エネルギーを発生させる、バイオマスエネルギー生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
低炭素社会の実現に向けて、カーボンニュートラルな燃料として間伐材や害虫被害を受けた木材等をバイオマス燃料として活用する燃焼技術の構築が期待されている。これらのバイオマス燃料は、化石燃料と異なって燃料性状の変動が顕著であると共に多量の水分を含むため低発熱量であり、安定した高効率燃焼が困難である。
【０００３】
そのため、従来から用いられているチップ状又はペレット状のバイオマス燃料の燃焼処理装置のほとんどは、難燃性を補うために助燃用に燃料油や天然ガス等を必要とし、化石燃料への依存及び燃料代によるコスト高を招いている。さらに、これらの燃焼システムは、助燃料の排出物として二酸化炭素を発生させることになり、環境保護の観点からも問題となる。
【０００４】
そこで、本願出願人は、バイオマス燃料の燃焼効率を上げるために、燃焼炉において圧縮空気により火炎を旋回させて燃焼させる旋回流燃焼器を利用することにした。
【０００５】
旋回流を利用した燃焼器として、例えば特許文献１にある旋回噴流燃焼器があげられる。この旋回噴流燃焼器では、円筒状燃焼器の側壁に接線方向に取り付けたバーナーにより発生させた火炎を旋回させることによって火炎の安定化及び燃焼効率を上げることを目的としている。
【０００６】
しかしながら、上記旋回噴流燃焼器においては、常にメインバーナーとパイロットバーナーから噴出される火炎を燃料ガスにより燃焼させる必要があり、上記問題点を解決できていない。
【０００７】
そこで、本願出願人は、例えば非特許文献１にあるように、バイオマス燃料を乾燥させ、かつ粉状又は粒状にすることによって、混合空気により旋回するバイオマス燃料の燃焼効率を高め、バイオマス燃料の自燃後は、上記助燃料を必要としなくとも高温の燃焼を継続可能とした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２８０２１５
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】第４９回燃焼シンポジウム講演論文集
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、紛状又は粒状のバイオマス燃料を供給するためには、バイオマス燃料を紛状又は粒状にする装置が必要となる。この場合、それぞれ別個の装置とすると、装置全体が大型化してしまい、かつ製造コストもかかり、バイオマス燃料利用の促進が図りづらくなってしまう。
【００１１】
また、紛状又は粒状のバイオマス燃料を安定的に自然させるには、一定量のバイオマス燃料を供給し続けることが必要となる。この場合、粉状又は粒状のバイオマス燃料を目詰まりすることなく、量を調整しながら、定量供給する必要がある。
【００１２】
さらに、バイオマス燃料の自燃による燃焼効率をより効果的にするため、燃焼炉内部についても改良を図る必要がある。
【００１３】
本発明は、紛状又は粒状のバイオマス燃料を利用するバイオマスエネルギー生産システムにおいて、装置の大型化や製造コストを抑え、粉体又は粉粒状のバイオマス燃料の炉内への供給を定量的かつ調整自在に行い、燃焼効率を極めて高く、助燃料を極力必要としない、バイオマスエネルギー生産システムを供給することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第１の特徴は、縦長円筒状の燃焼室の内部に、該燃焼室の接線方向に突出する複数のノズルを備え、該ノズルからバイオマス紛体燃料が含まれた紛体燃料混合空気、ガスや化石燃料である補助燃料が含まれた補助燃料混合空気及び圧縮空気を噴出し、前記補助燃料に着火された前記紛体燃料が旋回火炎となって燃焼する燃焼炉を備えたバイオマスエネルギー生産システムにおいて、該バイオマスエネルギー生産システムは、燃焼炉と粉状又は粒状のバイオマス燃料定量供給装置から大略構成され、前記燃焼炉は、長さ方向略中間部にオリフィスを備え、該オリフィスを境にその上部を上部燃焼室、その下部を下部燃焼室として構成され、前記下部燃焼室には、バイオマス粉粒体燃料混合空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する、互いに対角線方向に同じ高さで配設された一対のノズルを上下段に２組備えるとともに、前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルのうち下段に設けられたものと略同じ高さに上記補助燃料混合空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する一本の補助燃料混合空気供給ノズルとを備えていること、前記上部燃焼室には、圧縮空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する、互いに対角線方向に同じ高さで配設された一対の圧縮空気供給ノズルと、燃焼炉内で生じた熱を該上部燃焼室と連通して外部に送出するスリーブとを備えていること、前記バイオマス燃料定量供給装置は、バイオマス燃料を紛粒状にする粉砕機と、該粉砕機により紛粒状にされたバイオマス燃料を貯留するホッパーと、該ホッパーに連通し前記紛粒状バイオマス燃料を該ホッパーより送出する連絡管と、前記ホッパーに貯留された前記粉粒状バイオマス燃料を定量かつ自動的に前記連絡管に押し出すプッシュバーと、ブロアから創出される圧縮空気を送出する圧縮空気送出管ヘッダー、及び該ヘッダーと前記連絡管とを結合して前記紛粒状バイオマス燃料と圧縮空気とを混合し、バイオマス燃料混合空気を前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルへ送出する複数の二流体ノズルとを備えていることにある。
【００１５】
また、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第２の特徴は、前記第１の特徴における前記補助燃料混合空気供給ノズルが、前記ヘッダーと補助燃料が送出される補助燃料供給管とを結合する二流体ノズルに連通されていることにある。
【００１６】
さらに、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第３の特徴は、前記第１又は２の特徴における前記圧縮空気供給ノズルが、前記ヘッダーと連通されていることにある。
【００１７】
さらにまた、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第４の特徴は、前記第１から３の特徴のいずれか１における前記スリーブが、前記上部燃焼室から水平に延出されて形成されていることにある。
【００１８】
また、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第５の特徴は、前記第４の特徴における前記スリーブが、該スリーブの前記上部燃焼室内にある端部に、該燃焼室天井方向に湾曲する湾曲管が連通して連接されており、該湾曲管の端部が前記上部燃焼室内において天井方向へ開口していることにある。
【００１９】
さらに、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第６の特徴は、前記第１から３の特徴のいずれか１における前記スリーブが、前記上部燃焼室の天井部を貫通して設けられているとともに、該スリーブの該上部燃焼室内にある端部が下方へ延出形成され、該上部燃焼室内において開口していることにある。
【００２０】
さらにまた、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第７の特徴は、前記第１から６の特徴のいずれか１における前記下部燃焼室に、前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルのうち下段に設けられたものと略同じ高さに圧縮空気を燃焼室内壁接線方向に噴出する一本の圧縮空気供給ノズルを備え、該圧縮空気供給ノズルは前記圧縮空気送出管ヘッダーと結合されていることにある。
【００２１】
また、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第８の特徴は、前記第１から７の特徴のいずれか１における前記粉砕機が、一対の噛み合う歯車を一組以上設け、該一対の歯車によりバイオマス燃料を粉状又は粒状にするミルを有することにある。
【００２２】
さらに、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第９の特徴は、前記第１から７の特徴のいずれか１における前記粉砕機が、一対の当接し合うローラーを一組以上設け、該一対のローラーによりバイオマス燃料を粉状又は粒状にするミルを有することにある。
【００２３】
さらにまた、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第１０の特徴は、前記第１から９の特徴のいずれか１における前記プッシュバーが、ソレノイドに接続されたピストンに連動するリンク機構により上下に動くようになっており、該プッシュバーの作動速度は該ソレノイドにより調整可能であることにある。
【００２４】
また、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第１１の特徴は、前記第１から１０の特徴のいずれか１における前記下部燃焼室内における上段に形成された一対の前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルが、下段に形成された一対の前記バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズルと、燃焼炉の中心軸線に対して９０度ずれて互い違いに配設されていることにある。
【００２５】
さらに、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第１２の特徴は、前記第１から１１の特徴のいずれか１における前記バイオマス燃料貯留ホッパーが左右二股に形成されていて、二股に分かれたそれぞれのホッパーにおいて、前記プッシュバー及び前記連絡管が配設されていることにある。
【００２６】
さらにまた、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第１３の特徴は、前記第１から１２の特徴のいずれか１における前記燃焼炉が、耐火煉瓦で周壁が構成されていることにある。
【００２７】
また、本発明に係るバイオマスエネルギー生産システムの第１４の特徴は、前記第１から１３の特徴のいずれか１における前記燃焼炉及びバイオマス燃料定量供給装置が、キャスターが設けられた一台の台座に設置されていることにある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、バイオマス燃料を粉状または粒状することと、燃焼を一体で行うことができるため、構造がシンプルになり、システム全体を小型化することができ、システム全体としての移動も容易である。また、それにより製造コストも安くすることが可能となる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、燃焼炉内を炎が旋回する際、燃焼炉内に設けたオリフィスを設け、燃焼室を２つに分けることにより、より一層の燃焼効率を高めることができるため、簡易な構造であるにもかかわらずバイオマス燃料の自燃による高熱エネルギーを容易に得ることが可能となる。
【００３０】
さらにまた、本発明によれば、石油やガス燃料によらず、バイオマス燃料の自燃により高熱エネルギーを得ることができるため、燃料費や二酸化炭素の発生を大幅に抑制することができ、環境に優しいエネルギーを創出できるほか、本来廃棄物であるバイオマス燃料を使用するため、リサイクル化の促進を図ることができ、地球環境の保護に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】バイオマスエネルギー生産システムの一例を示した正面図である。
【図２】上記バイオマスエネルギー生産システムの右側面図である。
【図３】図１の正面図のうち、台座の部分を除いた図である。
【図４】図２の右側面図のうち、台座の部分を除いた図である。
【図５】第１の実施例における燃焼炉を示した斜視図である。
【図６】上記燃焼炉の正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】第１の実施例におけるサイクロンバーナーの左側面図である。
【図１０】第１の実施例におけるサイクロンバーナーの正面断面図である。
【図１１】第１の実施例におけるサイクロンバーナーのカバーの部分を断面にした正面図である。
【図１２】バイオマスフィーダーの一例を示した正面図である。
【図１３】上記バイオマスフィーダーの側面図である。
【図１４】粉砕機が歯車である場合の一例を示した図である。
【図１５】粉砕機がローラーである場合の一例を示した図である。
【図１６】図１５の左側面図である。
【図１７】第２の実施例におけるサイクロンバーナーの左側面図である。
【図１８】第２の実施例におけるサイクロンバーナーの正面断面図である。
【図１９】第２の実施例におけるサイクロンバーナーのカバーの部分を断面にした正面図である。
【図２０】第３の実施例におけるサイクロンバーナーの左側面図である。
【図２１】図２０の平面図である。
【図２２】第３の実施例におけるサイクロンバーナーの正面断面図である。
【図２３】第３の実施例におけるサイクロンバーナーのカバーの部分を断面にした正面図である。
【図２４】第４の実施例における図６のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態につき、下記の実施例を中心として詳細に説明する。
【００３３】
図１、２は本発明の一の実施例としての紛状または粒状バイオマス燃料のバイオマスエネルギー生産システム１の全体概略図であり、該システム１は、燃焼炉であるサイクロンバーナー１０と、粉状・粒状バイオマス燃料定量供給装置であるバイオマスフィーダー５０とから大略構成される。図１、２では、上記サイクロンバーナー１０及びバイオマスフィーダー５０が結合された状態で、キャスターのついた台座２にコンパクトに設置され、移動可能となっている状態を示している。図３、４は、台座２を除いた前記システム１を示したものである。
【００３４】
図５から図１１は、サイクロンバーナー１０の第１の実施例を示した図である。サイクロンバーナー１０は、筒状の鉄製カバー１１とその内側に設置された筒状の燃焼炉本体２０とから大略構成されている。
【００３５】
前記カバー１１は、図９から図１１に示されているように、本体２０から生じた熱を緩衝させて安全確保をするために設けられるものであり、該カバー１１と本体２０との間には隙間１２が形成され、カバー１１の上部に設けられた脱気口１３Ａより本体２０より生じた予熱を排出する。
【００３６】
また、カバー１１には、本体２０の様子を覗くことができる覗き窓１４がフランジ状に突出形成されている。さらに、カバー１１の下端部には、前記台座２と接続するためのフランジ１５が形成されている。
【００３７】
本体２０は、その内部でバイオマス燃料を旋回させながら燃焼させ、高熱エネルギーを創り出すものであり、その周壁が耐火煉瓦２１で覆われている。また、本体２０は円筒状の長手方向略中間部にオリフィス２２を備え、該オリフィス２２を境に内部が下部燃焼室２３と上部燃焼室２４に分かれて連通している。
【００３８】
耐火煉瓦２１には下部燃焼室２３の内周壁接線方向に向かって一対の貫通穴２５、２６が上下それぞれ穿設されており、該貫通穴２５、２６にはそれぞれバイオマス粉粒体燃料と圧縮空気が混合された燃料混合空気を噴出するバイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズル２７が挿入されている。また、同じく該耐火煉瓦２１には、上部燃焼室２４の内周壁接線方向に向かって２つの貫通穴２８が穿設されており、該貫通穴２８にはそれぞれ圧縮空気供給ノズル２９が挿入されている。さらに、該耐火煉瓦２１には、下部燃焼室２３の内周壁接線方向に向かって１つの貫通穴３０が穿設されており、該貫通穴３０には、補助燃料混合空気供給ノズル３１が挿入されている。
【００３９】
貫通穴２５、２６は、図７及び８にあるように、下部燃焼室２３において、対角線方向に上下２段に一対ずつ穿設されているとともに、下段の一対の貫通穴２５と上段の一対の貫通穴２６とは、空気挿入による旋回流が起きやすいように、燃焼炉本体２０の中心軸線に対して９０度ずれて互い違いに穿設されている。上部燃焼室２４にあっては、貫通穴２８は、１個所づつ互に対角線方向に穿設されており、図示の例では、図９の貫通穴２６と同じ方向に穿設されている。
【００４０】
なお、貫通穴２５、２６、２８のそれぞれの位置関係は、上記のような組み合わせでなくともよい。
【００４１】
また、貫通穴３０は、前記ノズル２７より供給されるバイオマス燃料混合空気により燃焼室内に起こる旋回流の回流方向に補助燃料混合空気が送出されるように、下部燃焼室２３の内周壁接線方向に穿設されている
【００４２】
さらに、補助燃料混合空気供給ノズル３１の先端部には、着火装置（図示せず）が取り付けられていて、該先端部より貫通穴３０を通して着火用の炎が噴射されるようになっている。なお、着火装置は燃焼室内に設け、噴出される補助燃料混合空気に着火するようにしてもよい。
【００４３】
上部燃焼室２４には、燃焼室内で生じた熱エネルギーを外部に送出する水平円筒状のスリーブ３２Aが連通して設けられている。スリーブ３２Ａの先端にはフランジ３３が形成されており、他の熱交換器やボイラー等の熱エネルギーを必要とする装置等に接続される。
【００４４】
図中、３４は本体に形成された耐熱ガラス製の覗き窓で、前記カバーに突設された覗き窓１４と同じ位置に配設され、該覗き窓１４、３４を通して燃焼室内の様子が見えるようになっている。
【００４５】
次に、バイオマスフィーダー５０は、上部に配設されたバイオマス燃料貯留ホッパー５１と、その下部に配設され、前記バイオマス燃料を粉粒状にする粉砕機６０、該粉砕機６０の下部に配設された粉粒体貯留ホッパー７０、及び該粉粒体貯留ホッパー７０と圧縮空気を送出する圧縮空気送出管ヘッダー７１とを二流体ノズル７３を介して結ぶ連絡管７２、該連絡管７２にバイオマス燃料を定量供給するプッシュバー８０、前記ヘッダー７１に圧縮空気を送出するブロア９０とから大略構成される。
【００４６】
前記粉砕機６０は、前記ホッパー５１から供給されるチップ又はペレット状のバイオマス燃料を粉又は粒状にするもので、歯車状のミル６１を有する。図１４の例では、ミル６１は２組の噛み合う一対の歯車から構成されている。
【００４７】
また、ミルは図１５にあるように２つの当接し合う一対のローラーから構成されるミル６２であってもよい。ミル６１及び６２は、モーター６３を介して回転する。なお、ミル６１及び６２は、一組以上あれば、その数は特に限定されない。
【００４８】
粉砕機６０の下部には、ホッパー７０と接続する連絡通路６４が接続されており、該粉砕機６０により粉状又は粒状にされたバイオマス燃料を前記ホッパー７０へと送る。
連絡通路６４の下端は、図２にあるように、前記ホッパー７０の縦方向中心軸線上に前記粉状又は粒状のバイオマス燃料が送られるように配設される。
【００４９】
ホッパー７０の下部には、連絡管７２が延出しており、該連絡管７２は二流体ノズル７３を介して前記ヘッダー７１と連通している。
【００５０】
各二流体ノズル７３はヘッダー７１と、連絡管７２と、バイオマス燃料噴出ノズル２７とを接続するジョイント器具である。また、一の二流体ノズル７３は、ヘッダー７１とプロパンガスなどの補助燃料供給管（図示せず）と、補助燃料混合空気供給ノズル３１とを接続している。
【００５１】
ホッパー７０内には、該ホッパー７０内に貯留された粉状又は粒状のバイオマス燃料を連絡管７２へ定量的に供給するプッシュバー８０が備えられている。該プッシュバー８０は、図１２及び１３に示されているように、縦長棒状のもので、ソレノイド８１に接続されたピストン８２に連動するリンク機構８３により上下に動くようになっており、前記バイオマス燃料を前記連絡管７２へ押し出す。
【００５２】
プッシュバー８０は、ソレノイド８１により、作動速度が調整可能であり、これによりバイオマス燃料の送出量の調整が可能となる。
【００５３】
また、プッシュバー８０は、図１２及び１３にあるように、１つのリンク機構８３に対して複数設けてもよい。連絡管７２は、プッシュバー８０の数に応じて設けられる。すなわち、プッシュバー８０と連絡管７２の数は同数である。
【００５４】
さらに、図１３の例では、前記ホッパー７０は左右二股に分かれており、左右のホッパーそれぞれに対して前記ソレノイド８１、ピストン８２、リンク機構８３、プッシュバー８０が設けられている。これにより、左右両方のホッパー内のプッシュバー８０の作動速度を同じにしたり、あるいは異なった速度にしたり、もしくは左右一方のホッパー７０のプッシュバー８０の作動を止めたりして、連絡管７２に送るバイオマス燃料の供給量を調整することも可能である。
【００５５】
図中９０は圧縮空気を創出するブロアであり、モーター９１を動力とする。ブロア９０で創出された圧縮空気は、ヘッダー７１へと送られる。
【００５６】
ヘッダー７１は、途中で分岐して二流体ノズル７３及び圧縮空気供給ノズル２９に接続されている。
【００５７】
図１７から１９は、本発明に係る第２の実施例を示したものである。第２の実施例では、上部燃焼室２４内にあるスリーブ３２Bの端部に天井方向に湾曲する湾曲管３７がスリーブ３２Bと連通して連接されており、該湾曲管３７の端部は上部燃焼室２４において天井方向へ開口している。
【００５８】
図２０から２３は、本発明に係る第３の実施例を示したものである。第３の実施例では、スリーブ３２Ｃが上部燃焼室２４の天井部３８を貫通して設けられている。該スリーブ３２Ｃは、天井部３８の中心を同心とするとともに、上部燃焼室２４の縦方向内部に延出して形成されている。
【００５９】
また、第３の実施例では、脱気口１３Ｂがカバー１１の右側上端に貫通して突設されている。
【００６０】
第２、第３の実施例では、旋回する炎が一旦天井３８の内壁にぶつかり、下に戻されることから、旋回時間が多くなり、燃焼効率が第１の実施例に比べて高くなる。従って、使用するバイオマス燃料の種類や必要な熱エネルギー量に応じて実施例を使い分けるとよい。
【００６１】
図２４は、前記第１から第３の実施例において、下部燃焼室２３の各貫通穴２５と同じ高さの位置に貫通穴３５が穿設されていて、該貫通穴３５に圧縮空気供給ノズル３６が挿入されている第４の実施例を示している。
【００６２】
貫通穴３５は、前記ノズル２７より供給されるバイオマス燃料混合空気により燃焼室内に起こる旋回流の回流方向に圧縮空気が送出されるように、下部燃焼室２３の内周壁接線方向に穿設されている。前記ノズル２７に加え、当該圧縮空気供給ノズル３６を配設することにより、燃焼効率をより向上させることが可能となる。
【００６３】
なお、圧縮空気供給ノズル３６も図示されていないが、圧縮空気送出管ヘッダー７１と連通している。
【００６４】
次に、本発明による作用について説明する。
ここでは、バイオマス燃料を乾燥した木質材を例にとって説明する。該木質バイオマス燃料をバイオマス燃料貯留ホッパー５１に投入すると、粉砕機６０により上記木質バイオマス燃料が粉状又は粒状にされ、連絡通路６４を介して粉粒体貯留ホッパー７０へ送られる。
【００６５】
粉粒体貯留ホッパー７０に貯留された前記バイオマス燃料は、プッシュバー８０が作動することにより、連絡管７２へ押し込まれ、二流体ノズル７３内で接続されているバイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズル２７へ到達する。
【００６６】
また、図示しないバイオマス燃料着火用の補助燃料の一例として、プロパンガスを例にとると、プロパン（図示せず）から補助燃料供給管（図示せず）を通してプロパンガスが二流体ノズル７３内で接続されている補助燃料混合空気供給ノズル３１に送られる。
【００６７】
一方で、ブロア９０で創出された圧縮空気が圧縮空気送出管ヘッダー７１を通して二流体ノズル７３内で接続されるバイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズル２７及び補助燃料混合空気供給ノズル３１に送られる。また、前記ヘッダー７１と連通する圧縮空気供給ノズル２９にも送られる。
【００６８】
バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズル２７内では、連絡管７２から供給された前記バイオマス燃料と圧縮空気送出管ヘッダー７１から供給される圧縮空気とが二流体ノズル７３で混合され、バイオマス粉粒体燃料混合空気が下部燃焼室２３内へと送られる。
【００６９】
また、補助燃料混合空気供給ノズル３１内では、補助燃料供給管より供給されたプロパンガスが、圧縮空気送出管ヘッダー７１から供給される圧縮空気と混合され、該補助燃料混合空気が同じく下部燃焼室２３内へと送られ着火される。
【００７０】
さらに、燃焼用空気供給ノズル２９により、上部燃焼室２４内に圧縮空気が供給される。なお、第４の実施例の場合には、下部燃焼室２３に対しても圧縮空気が供給される。
【００７１】
そして、前記バイオマス粉粒体燃料混合空気に含まれるバイオマス燃料は、下部燃焼室２３内において着火され、炎を上げながらそれぞれの圧縮空気により燃焼室２３内を旋回しながら上昇して行く。
【００７２】
なお、着火されたバイオマス燃料は、旋回流により効率よく燃焼するため、着火後は補助燃料を必要とすることなく自燃する。
【００７３】
バイオマス燃料が燃焼することにより生じる炎は、燃焼炉本体２０内に設けられたオリフィス２２により狭められて流速を増し、燃焼力を高めながら上部燃焼室２４へと上昇し、そこでも圧縮空気供給ノズル２９から供給される空気により旋回して燃焼効率を高め、１５００度以上の高温へと達する。
【００７４】
燃焼炉内で生じた熱エネルギーは、前記スリーブ３２Ａ（３２Ｂ、３２Ｃ）を通して該スリーブのフランジ３３に接続されたボイラー等の熱動力機関に送られる。
【００７５】
以上、本発明の実施例につき図面や表など参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載した構成の範囲内において様々な態様で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、熱を動力とするさまざまな装置に利用でき、またバイオマス燃料を利用するため、環境エネルギーとしての適用が期待される。
【符号の説明】
【００７７】
１    バイオマスエネルギー生産システム
１０    サイクロンバーナー
１１    カバー
１３Ａ、１３Ｂ    脱気口
２０    燃焼炉本体
２２    オリフィス
２３    下部燃焼室
２４    上部燃焼室
２５、２６、２８、３０、３５    貫通穴
２７    バイオマス粉粒体燃料混合空気供給ノズル
２９、３６    圧縮空気供給ノズル
３１    補助燃料混合空気供給ノズル
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ    スリーブ
５０    バイオマスフィーダー
６０    粉砕機
７１    圧縮空気送出管ヘッダー
７２    連絡管
７３    二流体ノズル
８０    プッシュバー
９０    ブロア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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