(57)【要約】  不燃物が含まれた固形燃料でもクリンカが生成されず、連続運転が可能な経済的な燃焼装置を提供する。  この燃焼装置は、縦型円筒状の外壁１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１０が立設されている。このスクリューコンベア１０のケーシング筒１１の上端には、外側へ向かって漸次下降傾斜するリング状の火格子１５が固設され、スクリューコンベア１０の回転軸１３は中空としてその上端部に中空状の攪拌翼１４を固設している。そして、スクリューコンベア１０の上方に外壁１と同芯の中壁４を設け、外壁１と中壁４の間を上から旋回させた燃焼空気を供給するとともに、燃焼空気を燃焼部の固形燃料の内側からも供給するため、該回転軸１３の上端部および攪拌翼１４に多数の噴出孔１３ａ、１４ａを設けた。
2013088478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型円筒状の外壁を有する炉体の内部中央に、固形燃料を順次直上へ移送させるため、螺旋状のスクリュー羽根が固設された回転軸をケーシング筒に嵌挿したスクリューコンベアを立設し、螺旋状に旋回する燃焼空気を該固形燃料の上面へ供給するため、該スクリューコンベアの上方に該外壁と同芯の円筒状の中壁を設けた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ケーシング筒の上端に外側へ向かって漸次下降傾斜するリング状の火格子を該外壁から離して固設するとともに、燃焼空気を燃焼部の固形燃料の内側からも供給するため、該スクリューコンベアの回転軸を中空としてその上端部に中空状の攪拌翼を固設し、該回転軸の上端部および該攪拌翼に多数の噴出孔を設けたことを特徴とする固形燃料の連続燃焼装置。
【請求項２】
螺旋状に旋回する燃焼空気を該固形燃料の上面へ案内するため、前記中壁の下方に外壁から漸次下降するリング状のガイドを固設し、前記スクリューコンベアの回転軸の筒部と前記ケーシング筒の筒面とに多数の噴出孔を設け、直上移送されるスクリューコンベア内の固形燃料へも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に記載の固形燃料の連続燃焼装置。
【請求項３】
前記火格子は、燃焼空気の噴出孔として１〜３ｍｍの小孔が多数設けられ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。
【請求項４】
前記スクリューコンベアは、直上移送される固形燃料の上端部を円錐状に形成するため、上端側のスクリュー羽根を小径なものとして、その外周部に断面ハ字状の案内部材を設け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。
【請求項５】
前記スクリューコンベアの回転軸に固設した攪拌翼は、２〜６本として、外側に向かって漸次下降させ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。
【請求項６】
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〜請求項５のいずれかに記載の固形燃料の連続燃焼装置。
【請求項７】
前記スクリューコンベアの下部側面に炉外から固形燃料を連続して供給するための供給ホッパーを上方へ傾斜させて設け、該ホッパーに固形燃料の時間あたりの供給量を計測するため、固形燃料の有無を検出する第１センサと第２センサを、該ホッパーに間隔を開けて設けたことを特徴とする請求項６に記載の固形燃料の連続燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６２４１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。【０００６】
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か、焼却灰が軽量または微粒子で燃焼に伴って炉外へ排出されるような固形燃料を選定する必要がある。しかも、固形燃料が完全に焼却するように燃焼を制御し、場合によっては炉を止めて、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。【０００７】
そこで、本発明は、不燃物が含まれた固形燃料でもクリンカが生成されず、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、固形燃料を順次直上へ移送させるため、螺旋状のスクリュー羽根が固設された回転軸をケーシング筒に嵌挿したスクリューコンベアを立設し、螺旋状に旋回する燃焼空気を該固形燃料の上面へ供給するため、該スクリューコンベアの上方に該外壁と同芯の円筒状の中壁を設けた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ケーシング筒の上端に外側へ向かって漸次下降傾斜するリング状の火格子を該外壁から離して固設するとともに、燃焼空気を燃焼部の固形燃料の内側からも供給するため、該スクリューコンベアの回転軸を中空としてその上端部に中空状の攪拌翼を固設し、該回転軸の上端部および該攪拌翼に多数の噴出孔を設けたことを特徴としている。【０００９】
本発明の連続燃焼装置は、立設したスクリューコンベアで固形燃料を直上へ移送し、その上端部へ燃焼空気を上方から旋回させて供給するとともに、スクリューコンベアの回転軸を中空にしてその上端部と攪拌翼からも噴出させて燃焼させるようにしたものである。
固形燃料は、スクリューコンベアの上端部で、上からの旋回する燃焼空気と内側から噴出する燃焼空気によって一気に燃焼し、攪拌翼で攪拌させられ燃焼が促進する。そして、下から順次送られる固形燃料によって燃焼中のものが傾斜に沿って滑り落ち、ケーシング筒の上端部の火格子上へ移動し、さらに、火格子の傾斜に沿って移動しつつ完全燃焼させている。一方、燃焼ガスは中壁の内側を上昇し、燃焼ガスとともに浮上しない焼却灰は、火格子の周端から下方の灰貯留部へ落下する。【００１０】
不燃物を含む固形燃料がクリンカが生成されることなく連続して燃焼されるためには、固形燃料が停滞しないように常に移動させるようにするとともに、固形燃料の可燃部分が完全燃焼し、焼却灰は燃焼部から速やかに除去されるようにする必要がある。
本発明では、固形燃料をスクリューコンベアで直上させて、その上端部を円錐状に形成し、その周辺に外側へ向かって漸次下降傾斜した火格子を設け、順次直上移送される固形燃料によって傾斜を形成させ、燃焼中も常に移動するようにしている。そして、固形燃料を完全燃焼させるため、燃焼部へ燃焼空気を上方から旋回させて供給するとともに固形燃料の内側からも充分に供給し、さらに、燃焼部の近傍の固形燃料を攪拌翼で攪拌しつつ燃焼空気を供給している。【００１１】
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。【００１２】
スクリューコンベアは、螺旋状のスクリュー羽根が固設された中空状の回転軸をケーシング筒に嵌挿したもので、回転軸の上端部には中空状の攪拌翼が固設され、ケーシング筒の上端には、外側へ向かって漸次下降傾斜するリング状の火格子が固設されている。
スクリュー羽根は１条のものでもよいが、スクリュー羽根の径が大きい場合には、多条にするとよい。
また、スクリュー羽根の径が大きく（５００ｍｍ以上）なると、直上する固形燃料の上端部が円錐状に形成され難くなる。このような場合には、上端側のスクリュー羽根を小径なものとして、その外周部に断面ハ字状の案内部材を設け（請求項４）て、中央部の固形燃料が周辺部より速く送られるようにするとよい。【００１３】
攪拌翼は、多数の噴出孔を有する中空状とし、２〜６本として、外側に向かって漸次下降させたもの（請求項５）とし、また、回転抵抗の少ない形状とするのが望ましい。【００１４】
火格子は、ケーシング筒の外側に漸次下降傾斜させて設ける。この火格子の燃焼空気の噴出孔は、特に限定しないが、請求項３に記載のように、１〜３ｍｍの小孔を多数設けたものとするのが望ましい。
なお、火格子の外縁部は、外壁とは離れており、焼却灰は下方の灰貯留部へ落下させる。また、火格子の面積は、固形燃料が灰貯留部へ落下するまでに完全燃焼するように、スクリューコンベアの大きさ、固形燃料の質および送り量を勘案して定める。【００１５】
燃焼空気は、上方から旋回させて送り込むとともに、固形燃料の内側からも供給する。
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。【００１６】
固形燃料の上面へ供給する旋回させた燃焼空気は、スクリューコンベアの上端部の固形燃料へ適確に送り込むため、中壁の下方に外壁から漸次下降するリング状のガイドを固設するのが望ましい。また、燃焼空気を固形燃料の内側から供給する手段として、ケーシング筒の上端縁の円周に空洞を設けて火格子へ燃焼空気を供給するとともに、回転軸の上端部と攪拌翼に噴出孔を多数設けるが、さらに、回転軸の筒部およびケーシング筒の筒面にも多数の噴出孔を設ける（請求項２）のが望ましい。【００１７】
この連続燃焼装置の用途は、特に問わないが、ボイラとして使用する場合は、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（請求項６）とよい。
また、固形燃料を完全燃焼させるには、固形燃料の性状を適確に把握し、その供給量に応じた燃焼空気量を供給する必要がある。固形燃料の送り量はスクリューコンベアの時間当たりの回転数から求めるのが簡便であるが、スクリューコンベアであるがため、移送中に砕かれたり、変形したりして固形燃料の体積が変わるので、精度の良いものが得られない。
そこで、請求項７に記載のように、スクリューコンベアの下部側面に炉外から固形燃料を連続して供給するための供給ホッパーを上方へ傾斜させて設け、該ホッパーに間隔をおいて固形燃料の有無を検出する第１センサと第２センサを設けて、固形燃料の時間あたりの供給量を計測するとよい。
【発明の効果】
【００１８】
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ケーシング筒の上端に外側へ向かって漸次下降傾斜するリング状の火格子を外壁から離して固設するとともに、燃焼空気を燃焼部の固形燃料の内側からも供給するため、スクリューコンベアの回転軸を中空としてその上端部に中空状の攪拌翼を固設し、該回転軸の上端部および該攪拌翼に多数の噴出孔を設けたので、固形燃料はスクリューコンベアの上端部で勢いよく燃焼し、順次下方から送られてくる固形燃料によって、傾斜を滑り火格子へ移動し、移動しながら完全燃焼し周縁から落下する。固形燃料は、移動しながら燃焼するのでクリンカを生成することなく、燃焼部から速やかに除去されるので、連続燃焼が可能となった。また、燃焼部の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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の固形燃料の連続燃焼装置の実施の形態を示す正面図である。
【図２】同、スクリューコンベア部分の詳細を示す断面斜視図である。
【図３】同、スクリューコンベアの別の実施の形態を示す正面断面図である。
【図４】同、攪拌翼の平面図の実施の形態を示す正面図である。
【図５】同、ボイラとした場合の実施の形態を示す正面図である。
【図６】同、固形燃料の計量手段の実施の形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の連続燃焼装置をボイラとして使用した実施の形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態としての燃焼装置を示す正面断面図である。
この燃焼装置は、炉体を形成する縦型円筒状の外壁１が架台２上に固設され、その下部中央にスクリューコンベア１０が、架台２に固設された支持台２ａに設けられている。
そして、スクリューコンベア１０の上方には、外壁１と同芯の円筒状の中壁４が設けられ、また、その近くの下方には外壁１に固設されたガイド５が設けられている。中壁４の外径は、ここでは、スクリューコンベア１０の外径と略同じ径にしている。
【００２１】
スクリューコンベア１０は、ケーシング筒１１と、スクリュー羽根１２を螺旋状に固設した回転軸１３とからなり、回転軸１３は、外部から支持台２ａの中央部を通して伝動する駆動手段３に連結されている。
この駆動手段３は、架台２の外に設置したモータ３ａから、スプロケット３ｂ、チェン３ｃ、スプロケット３ｄを介して駆動軸３ｅへ連結され、駆動軸３ｅはスクリューコンベア１０の回転軸１３に連結されている。なお、駆動軸３ｅは中空状で、下端にエア供給口８ｂが設けられている。また、図中３ｆは軸受である。
【００２２】
スクリューコンベア１０のケーシング筒１１の上端円周にはリング状の火格子１５が固設されている。この火格子１５は、中空状の外環材１５ａの上面を外側へ下降傾斜させ、径１.５ｍｍの噴出孔１５ｂが多数設けられている。なお、外環材１５ａが固設されたケーシング筒１１にも、噴出孔１５ｃが多数設けられている。
また、ケーシング筒１１の中程の高さ位置にも中空状の外環材１１ａが設けられ、その部分のケーシング筒１１にも、噴出孔１１ｂが多数設けられている。
【００２３】
スクリューコンベア１０の回転軸１３は中空状であり、その上端には多数の噴出孔１３ａが設けられている。また、回転軸１３のスクリュー羽根１２が固設されていない部分には、多数の噴出孔１３ｂが設けられている。
回転軸１３の上端部寄りには、攪拌翼１４が水平状に３本固設されている。この攪拌翼１４は中空状であり、上面に多数の噴出孔１４ａが設けられている。
【００２４】
スクリューコンベア１０のケーシング筒１１の側面下部には、固形燃料を供給するため、外壁１を貫通した燃料供給ホッパー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１の上部には、固形燃料の上端部にプロパンガス（液体燃料でもよい）を吹き付けて点火させる着火手段７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２０へ流入させるガス流入口２１が設けられている。
【００２５】
外壁１の上端部には燃焼空気が中壁４の外周を旋回するように、接線方向へ向けたエア供給口８ａが設けられている。また、外壁１の中程の高さ位置にも、上記、外環材１５ａ、１１ａへ連通するエア供給口８ｃが設けられている。なお、エア供給口８ａ，８ｂ，８ｃは、図示してない送風機に配管によって連通されている。
【００２６】
ケーシング筒１１の上端の火格子１５の外縁は、外壁１とは、かなり間隔が設けられており、スクリューコンベア１０の下方は、周囲が塞がれた灰貯留部６が形成されている。灰貯留部６には、図示してないが、灰を取り出すための取出口が設けられている。
【００２７】
連続燃焼装置の直上には、図５に示すように、熱交換器２０が設けられている。
熱交換器２０は、連続燃焼装置の外壁１と同芯の筒体２０ａ内の内壁に水管２２が縦に二重に連続して配置されている。そして、下端の中央部は、連続燃焼装置と連通し、燃焼ガスが流入するガス流入口２１が設けられ、炉体２０ａの下部側には灰回収塔２５に連結した燃焼ガス管２３が付設されている。
この灰回収塔２５は、下部に灰受け２７を備えた逆円錐状のサイクロン２６であり、上部には排気筒２８が設けられている。
【００２８】
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、固形燃料を燃料供給ホッパー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３のモータ３ａを駆動させる。そして、送風機（図示してない）を駆動させて、エア供給口８ａ、８ｂ，８ｃへ燃焼空気を供給する。
モータ３ａを駆動させることによって、チェン３ｃおよび駆動軸３ｅを介してスクリューコンベア１０の回転軸１３が回転する。
これにより、燃料供給ホッパー１７に貯留されている固形燃料は、スクリューコンベア１０の下部からスクリュー羽根１２によって順次直上へ移送される。
【００２９】
そして、スクリューコンベア１０で移送される固形燃料は、順次移送されることによりその上端部は、ほぼ、円錐状に形成される。この状態になったときに、着火手段７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。
【００３０】
一方、燃焼空気の供給により、エア供給口８ａからは中壁４の外周を旋回して下降し、傾斜したガイド５で案内されてスクリューコンベア１０の上端部の固形燃料へ吹きつけ、また、エア供給口８ｂからは駆動軸３ｅおよび回転軸１３内を通して噴出孔１３ａと、攪拌翼１４の噴出孔１４ａとから、固形燃料の燃焼部の下側から上方へ燃焼空気が吹き込まれる。また、エア供給口８ｃからは外環材１５ａを介して火格子１５の噴出孔１５ｂから燃焼空気が噴出する。
さらに、スクリューコンベア１０内の固形燃料に対しても燃焼空気が吹き込まれる。すなわち、エア供給口８ｂからの燃焼空気は回転軸１３の筒部の噴出孔１３ｂからも、また、エア供給口８ｃからの燃焼空気は外環材１１ａを介して噴出孔１１ｂから固形燃料へ吹き込まれる。
なお、エア供給口８ａ、８ｂ、８ｃへのエア供給量は、それぞれ個別に調整できるようにしてあり、燃焼状況に応じて調整する。また、回転軸１３の中空は上端部の噴出孔１３ａおよび攪拌翼１４の噴出孔１４ａへの通路と、筒部の噴出孔１３ｂへの通路は別にしており、個別にエア供給量を調整可能としている。
【００３１】
スクリューコンベア１０の上端部の固形燃料は、その表面が８００度以上の高温で勢いよく燃焼する。そして、順次下から移送される固形燃料によって盛り上がり、攪拌翼１４によって攪拌され、傾斜に沿って滑り落ちて火格子１５上へ順次移動する。そして、燃焼しながら火格子１５の傾斜に沿って移動しながら完全燃焼する。さらに移動して火格子１５の外縁から灰貯留部６へ落下する。
なお、固形燃料が灰貯留部６へ落下するときには可燃物は完全燃焼しており、未燃のものや燃焼途中のものは存在しない。
【００３２】
燃焼によって生じた燃焼ガスは、中壁４の内側へ吹き上がり、上部のガス流入口２１から熱交換器２０へ流入する。そして、水管２２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２３から炉外の灰回収塔２５へ送られる。燃焼ガス管２３からの燃焼ガスは、サイクロン２６の上部から送り込まれ、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２７に回収される。灰の除去された燃焼ガスは排気筒２８から排出される。
なお、排気筒２８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。
【００３３】
スクリューコンベア１０のスクリュー羽根１２の径を大きく（５００ｍｍ以上）した場合は、順次送られる固形燃料のみでは上端部が円錐状には形成されず、火格子１５への傾斜が形成されない場合が生じる。
そこで、固形燃料の上端部が山盛り（円錐状）に形成される手段について、次に、図３に基づいて説明する。なお、上記の実施の形態と同じ部材は同じ符号としている。
【００３４】
図３に示すように、スクリューコンベア１０Ａは、ケーシング筒１１Ａと、スクリュー羽根１２Ａおよび小径羽根１２Ｂを螺旋状に固設した回転軸１３Ａとからなり、回転軸１３Ａの上端部寄りには、中空状の攪拌翼１４が水平状に固設されている。
小径羽根１２Ｂは、ここでは、スクリュー羽根１２Ａの径の半分程度の径としており、長さは、回転軸１３Ａの上側１／４ほどとしている。
そして、小径羽根１２Ｂの外周を覆うように断面ハ字状の案内部材１６が設けられている。
【００３５】
案内部材１６はケーシング筒１１Ａから支持部材１６ａに支持され、中空状で、外周面および内周面には多数の噴出孔１６ｂが設けられている。
案内部材１６は、ケーシング筒１１Ａに設けた外環材１１ｃと連通しており、支持部材１６ａも中空状である。なお、支持部材１６ａは案内部材１６の下端部とは周囲数カ所において固設されている。
このように構成されているので、スクリューコンベア１０Ａの上端へ移送される固形燃料は、中央部のものは小径羽根１２Ｂによって、強制的に速く送られ、案内部材１６の形状に案内されて上昇し、円錐状に形成される。
【００３６】
回転軸１３の上端部に固設された攪拌翼１４は、上記の実施の形態では、水平状の３本のものとしたが、スクリュー羽根１２の径が大きくなると、攪拌する固形燃料の量が多くなるので、燃焼空気をより多く噴出させる必要があることと回転抵抗の少ないものが望まれる。
【００３７】
このような要望に基づいた、攪拌翼１４の別の実施の形態を図４に基づいて説明する。
図４（ａ）に示す攪拌翼１４Ａは、枝分かれした略アンテナの形状をしており、上面には多数の噴出孔１４ｃを備えている。この攪拌翼１４Ａによれば、固形燃料を広範囲で攪拌するとともに燃焼空気が燃焼部の広い範囲から供給される。
なお、枝分かれの形状については、スクリュー羽根の径や回転速度、また、固形燃料の性状によって適宜決めればよい。
【００３８】
図４（ｂ）に示す攪拌翼１４Ｂは、５本の略Ｆ字状として接線方向に回転軸１３へ固設されており、上面には多数の噴出孔１４ｃを備えている。したがって、攪拌翼１４Ｂの回転の抵抗が少なく、回転軸１３の回転速度が大きい場合にも有効である。
【００３９】
上記の実施の形態におけるスクリューコンベア１０、１０Ａのスクリュー羽根１２、１２Ａは、回転軸１３に対して１条のものとして記載したが、当然多条にしたものや、巻数を大きくしたものを使用しても良い。また、スクリュー羽根１２，１２Ａの下端付近だけを多条のスクリュー羽根としてもよい。
例えば、このスクリュー羽根１２を、２枚の羽根材を用いて回転軸１３に螺旋状に巻付けた場合、燃料供給ホッパ１７のスクリューコンベア１０への供給口が、１８０度回転毎に係合するので、固形燃料がスムーズに供給され、スクリューコンベア１０の上端におけるスクリュー羽根１２の位置による傾斜がならされる。したがって、上端がより円錐状に形成される。
【００４０】
燃焼空気は、固形燃料の供給量に応じて適量を供給する必要がある。
ところで、固形燃料の供給量はスクリューコンベアの回転数を制御することによって増減できるが、スクリューコンベアの移送によって、固形燃料の状態は、かなり変化するので実際の供給量は駆動手段３のモータ３ａの回転数からは把握できない。
そこで、連続燃焼装置における固形燃料の供給量を簡便に精度良く計測する燃料供給装置３０について、図６に基づいて説明する。
【００４１】
この燃料供給装置３０は、底部に開閉材３４を備えた計量器３１を燃料供給ホッパー１７の上方に設け、燃料供給ホッパー１７の上部側に、固形燃料の有無を検知する第１センサ３２と第２センサ３３が間隔をあけて設けられている。
第１センサ３２は、固形燃料がないことを検知するとＯＮになり、第２センサ３３は、固形燃料があるとＯＮになるものが使用され、第１センサ３２と第２センサ３３で仕切られる空間の容量は、計量器３１の容量より小さく設定してある。
【００４２】
計量する場合は、スクリューコンベア１０を稼働している状態で、燃料供給ホッパー１７へ固形燃料を供給する供給コンベア（図示してない）を停止し、予め、固形燃料が投入された計量器３１を燃料供給ホッパー１７の上端部にセットする。
燃料供給ホッパー１７内の固形燃料は順次スクリューコンベア１０へ移動し、最後尾が第２センサ３３を通過するとＯＦＦとなり、さらに、移送されて最後尾が第１センサ３２を通過すると、第１センサ３２がＯＮ信号を送出する。
第１センサ３２がＯＮになると同時に、開閉材３４を作動させ計量器３１の固形燃料が燃料供給ホッパー１７へ投入される。このとき、投入された固形燃料の最後尾は、第２センサ３３の位置より上にあるので、第２センサからＯＮ信号が送出される。
【００４３】
固形燃料が順次スクリューコンベア１０へ移送され、計量器３１から投入された固形燃料の最後尾が第２センサ３３を通過すると第２センサがＯＦＦ信号を送出し、さらに、移送されて第１センサ３２を通過すると第１センサ３２がＯＮの信号を送出する。
計量器３１の固形燃料が燃料供給ホッパー１７へ投入されてから第１センサ３２がＯＮの信号を送出するまでの時間を計測することにより、固形燃料のスクリューコンベア１０への時間当たりの供給量を知ることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  外壁
２  架台
２ａ  支持台
３  駆動手段
３ａ  モータ
３ｂ  スプロケット
３ｃ  チェン
３ｄ  スプロケット
３ｅ  駆動軸
３ｆ  軸受
４  中壁
５  ガイド
６  灰貯留部
７  着火手段
８ａ  エア供給口
８ｂ  エア供給口
８ｃ  エア供給口
１０  スクリューコンベア
１０Ａ  スクリューコンベア
１１  ケーシング筒
１１Ａ  ケーシング筒
１１ａ  外環材
１１ｂ  噴出孔
１１ｃ  外環材
１２  スクリュー羽根
１２Ａ  スクリュー羽根
１２Ｂ  スクリュー羽根
１２ａ  小径羽根
１３  回転軸
１３Ａ  回転軸
１３ａ  噴出孔
１３ｂ  噴出孔
１４  攪拌翼
１４Ａ  攪拌翼
１４Ｂ  攪拌翼
１４ａ  噴出孔
１４ｃ  噴出孔
１５  火格子
１５ａ  外環材
１５ｂ  噴出孔
１５ｃ  噴出孔
１６  案内部材
１６ａ  支持部材
１６ｂ  噴出孔
１７  燃料供給ホッパー
２０  熱交換器
２０ａ  筒体
２１  ガス流入口
２２  水管
２３  燃焼ガス管
２５  灰回収塔
２６  サイクロン
２７  灰受け
２８  排気塔
３０  計量装置
３１  計量カップ
３２  第１センサ
３３  第２センサ
３４  シュート
【図１】
2013088478.tif 000003
【図２】
2013088478.tif 000004
【図３】
2013088478.tif 000005
【図４】
2013088478.tif 000006
【図５】
2013088478.tif 000007
【図６】
2013088478.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月28日(2014.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、乾燥させた下水汚泥など不燃物を含む固形燃料を連続して焼却できる燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６２４１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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用いて完全に焼却するようにし、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。
【０００７】
そこで、本発明は、不燃物が含まれた固形燃料でもクリンカが生成されず、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、固形燃料を順次直上へ移送させるため、螺旋状のスクリュー羽根が固設された回転軸をケーシング筒に嵌挿したスクリューコンベアを立設し、螺旋状に旋回する燃焼空気を該固形燃料の上面へ供給するため、該スクリューコンベアの上方に該外壁と同芯の円筒状の中壁を設けた不燃物を含む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ケーシング筒の上端円周に中空状の外環材を該外壁から間隔をあけて設け、該外環材の上面は外側へ下降傾斜させ1〜３ｍｍの燃焼空気の噴出孔を多数設けた火格子を形成し、燃焼空気を該外環材へ供給するとともに、固形燃料の内側からも燃焼空気を供給するため、該スクリューコンベアの回転軸を中空としてその上端部に中空状の攪拌翼を固設し、該回転軸の上端部および該攪拌翼に多数の噴出孔を設け、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、順次下から移送される固形燃料によって盛り上がり燃焼しながら傾斜に沿って火格子上へ移動し、火格子の外縁から灰貯留部へ落下することを特徴としている。
【０００９】
本発明の連続燃焼装置は、立設したスクリューコンベアで固形燃料を直上へ移送してその上端部を円錐状に形成し、燃焼空気を上方から旋回させて固形燃料の上面へ供給するとともに、固形燃料の内側からも噴出させて燃焼させる。そして、スクリューコンベアの回転軸の上端部に設けた攪拌翼で燃焼部の下部の固形燃料を攪拌して移動させるとともに燃焼を促進させ、下から順次送られる固形燃料によって燃焼中のものを傾斜に沿って下降させ、ケーシング筒の上端部の火格子上へ移動させ、さらに、火格子の傾斜に沿って移動しつつ完全燃焼させている。一方、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および不燃物は、火格子の周端から下方の灰貯留部へ落下する。
【００１０】
不燃物を含む固形燃料がクリンカが生成されることなく連続して燃焼されるためには、固形燃料が停滞しないように常に移動させるようにするとともに、固形燃料の可燃部分が完全燃焼し、焼却灰は燃焼部から速やかに除去されるようにする必要がある。
本発明では、固形燃料をスクリューコンベアで直上させて、その上端部を円錐状に形成し、その周辺に外側へ向かって漸次下降傾斜した火格子を設け、順次直上移送される固形燃料によって傾斜を形成させ、燃焼中も常に移動するようにしている。そして、固形燃料を完全燃焼させるため、燃焼部へ燃焼空気を上方から旋回させて供給するとともに固形燃料の内側からも充分に供給し、さらに、燃焼部の近傍の固形燃料を攪拌翼で攪拌しつつ燃焼空気を供給している。
【００１１】
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、キノコの培地などをいい、形状は、粒状、ペレット状、チップ状が望ましい。
【００１２】
スクリューコンベアは、螺旋状のスクリュー羽根が固設された中空状の回転軸をケーシング筒に嵌挿したもので、回転軸の上端部には中空状の攪拌翼が固設され、ケーシング筒の上端には、外側へ向かって漸次下降傾斜するリング状の火格子が固設されている。
スクリュー羽根は１条のものでもよいが、スクリュー羽根の径が大きい場合には、多条にするとよい。
また、スクリュー羽根の径が大きく（５００ｍｍ以上）なると、直上する固形燃料の上端部が円錐状に形成され難くなる。このような場合には、上端側のスクリュー羽根を小径なものとして、その外周部に断面ハ字状の案内部材を設け（請求項３）て、中央部の固形燃料が周辺部より速く送られるようにするとよい。
【００１３】
攪拌翼は、多数の噴出孔を有する中空状とし、２〜６本として、外側に向かって漸次下降させたもの（請求項４）とし、また、回転抵抗の少ない形状とするのが望ましい。
【００１４】
火格子は、ケーシング筒の外側に漸次下降傾斜させて設ける。この火格子の燃焼空気の噴出孔は、１〜３ｍｍの小孔を多数設けたものとする。
なお、火格子の外縁部は、外壁とは離れており、焼却灰は下方の灰貯留部へ落下するように選定する。また、火格子の面積は、固形燃料が灰貯留部へ落下するまでに完全燃焼するように、スクリューコンベアの大きさ、固形燃料の質および送り量を勘案して定める。  
【００１５】
燃焼空気は、上方から旋回させて送り込むとともに、固形燃料の内側からも供給する。  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。
【００１６】
固形燃料の上面へ供給する旋回させた燃焼空気は、スクリューコンベアの上端部の固形燃料へ適確に送り込むため、中壁の下方に外壁から漸次下降するリング状のガイドを固設するのが望ましい。また、燃焼空気を固形燃料の内側から供給する手段として、ケーシング筒の上端縁の円周に空洞を設けて火格子へ燃焼空気を供給するとともに、回転軸の上端部と攪拌翼に噴出孔を多数設けるが、さらに、回転軸の筒部およびケーシング筒の筒面にも多数の噴出孔を設ける（請求項２）のが望ましい。
【００１７】
この連続燃焼装置の用途は、特に問わないが、ボイラとして使用する場合は、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（請求項５）とよい。  また、固形燃料を完全燃焼させるには、固形燃料の性状を適確に把握し、その供給量に応じた燃焼空気量を供給する必要がある。固形燃料の送り量はスクリューコンベアの時間当たりの回転数から求めるのが簡便であるが、スクリューコンベアであるがため、移送中に砕かれたり変形したりし、体積が変わるので、精度の良いものが得られない。
そこで、請求項６に記載のように、スクリューコンベアの下部側面に炉外から固形燃料を連続して供給するための供給ホッパーを上方へ傾斜させて設け、該ホッパーに間隔をおいて固形燃料の有無を検出する第１センサと第２センサを設けて、固形燃料の時間あたりの供給量を計測するとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の不燃物を含む固形燃料の連続燃焼装置は、該スクリューコンベアのケーシング筒の上端円周に中空状の外環材を該外壁から間隔をあけて設け、該外環材の上面は外側へ下降傾斜させ1〜３ｍｍの燃焼空気の噴出孔を多数設けた火格子を形成し、燃焼空気を該外環材へ供給するとともに、固形燃料の内側からも燃焼空気を供給するため、該スクリューコンベアの回転軸を中空としてその上端部に中空状の攪拌翼を固設し、該回転軸の上端部および該攪拌翼に多数の噴出孔を設けたので、スクリューコンベアで移送された固形燃料は円錐状に形成されてその上面から燃焼し、順次下方から送られてくる固形燃料によって、傾斜を滑り火格子へ移動し、移動しながら完全燃焼し周縁から落下する。固形燃料は、移動しながら燃焼するのでクリンカを生成することなく、燃焼部から速やかに除去されるので、連続燃焼が可能となった。また、燃焼部の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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の固形燃料の連続燃焼装置の実施の形態を示す正面図である。
【図２】同、スクリューコンベア部分の詳細を示す断面斜視図である。
【図３】同、スクリューコンベアの別の実施の形態を示す正面断面図である。
【図４】同、攪拌翼の平面図の実施の形態を示す正面図である。
【図５】同、ボイラとした場合の実施の形態を示す正面図である。
【図６】同、固形燃料の計量手段の実施の形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の連続燃焼装置をボイラとして使用した実施の形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態としての燃焼装置を示す正面断面図である。
この燃焼装置は、炉体を形成する縦型円筒状の外壁１が架台２上に固設され、その下部中央にスクリューコンベア１０が、架台２に固設された支持台２ａに設けられている。
そして、スクリューコンベア１０の上方には、外壁１と同芯の円筒状の中壁４が設けられ、また、その近くの下方には外壁１に固設されたガイド５が設けられている。中壁４の外径は、ここでは、スクリューコンベア１０の外径と略同じ径にしている。
【００２１】
スクリューコンベア１０は、ケーシング筒１１と、スクリュー羽根１２を螺旋状に固設した回転軸１３とからなり、回転軸１３は、外部から支持台２ａの中央部を通して伝動する駆動手段３に連結されている。
この駆動手段３は、架台２の外に設置したモータ３ａから、スプロケット３ｂ、チェン３ｃ、スプロケット３ｄを介して駆動軸３ｅへ連結され、駆動軸３ｅはスクリューコンベア１０の回転軸１３に連結されている。なお、駆動軸３ｅは中空状で、下端にエア供給口８ｂが設けられている。また、図中３ｆは軸受である。
【００２２】
スクリューコンベア１０のケーシング筒１１の上端円周にはリング状の火格子１５が固設されている。この火格子１５は、中空状の外環材１５ａの上面を外側へ下降傾斜させ、径１.５ｍｍの噴出孔１５ｂが多数設けられている。なお、外環材１５ａが固設されたケーシング筒１１にも、噴出孔１５ｃが多数設けられている。
また、ケーシング筒１１の中程の高さ位置にも中空状の外環材１１ａが設けられ、その部分のケーシング筒１１にも、噴出孔１１ｂが多数設けられている。
【００２３】
スクリューコンベア１０の回転軸１３は中空状であり、その上端には多数の噴出孔１３ａが設けられている。また、回転軸１３のスクリュー羽根１２が固設されていない部分には、多数の噴出孔１３ｂが設けられている。
回転軸１３の上端部寄りには、攪拌翼１４が水平状に３本固設されている。この攪拌翼１４は中空状であり、上面に多数の噴出孔１４ａが設けられている。
【００２４】
スクリューコンベア１０のケーシング筒１１の側面下部には、固形燃料を供給するため、外壁１を貫通した燃料供給ホッパー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１の上部には、固形燃料の上端部にプロパンガス（液体燃料でもよい）を吹き付けて点火させる着火手段７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２０へ流入させるガス流入口２１が設けられている。
【００２５】
外壁１の上端部には燃焼空気が中壁４の外周を旋回するように、接線方向へ向けたエア供給口８ａが設けられている。また、外壁１の中程の高さ位置にも、上記、外環材１５ａ、１１ａへ連通するエア供給口８ｃが設けられている。なお、エア供給口８ａ，８ｂ，８ｃは、図示してない送風機に配管によって連通されている。
【００２６】
ケーシング筒１１の上端の火格子１５の外縁は、外壁１とは、かなり間隔が設けられており、スクリューコンベア１０の下方は、周囲が塞がれた灰貯留部６が形成されている。灰貯留部６には、図示してないが、灰を取り出すための取出口が設けられている。
【００２７】
連続燃焼装置の直上には、図５に示すように、熱交換器２０が設けられている。
熱交換器２０は、連続燃焼装置の外壁１と同芯の筒体２０ａ内の内壁に水管２２が螺旋状に配置されている。そして、下端の中央部は、連続燃焼装置と連通し、燃焼ガスが流入するガス流入口２１が設けられ、炉体２０ａの下部側には灰回収塔２５に連結した燃焼ガス管２３が付設されている。
この灰回収塔２５は、下部に灰受け２７を備えた逆円錐状のサイクロン２６であり、上部には排気筒２８が設けられている。
【００２８】
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、固形燃料を燃料供給ホッパー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３のモータ３ａを駆動させる。そして、送風機（図示してない）を駆動させて、エア供給口８ａ、８ｂ，８ｃへ燃焼空気を供給する。
モータ３ａを駆動させることによって、チェン３ｃおよび駆動軸３ｅを介してスクリューコンベア１０の回転軸１３が回転する。
これにより、燃料供給ホッパー１７に貯留されている固形燃料は、スクリューコンベア１０の下部からスクリュー羽根１２によって順次直上へ移送される。
【００２９】
そして、スクリューコンベア１０で移送される固形燃料は、順次移送されることによりその上端部は、ほぼ、円錐状に形成される。この状態になったときに、着火手段７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。
【００３０】
一方、燃焼空気の供給により、エア供給口８ａからは中壁４の外周を旋回して下降し、傾斜したガイド５で案内されてスクリューコンベア１０の上端部の固形燃料へ吹きつけ、また、エア供給口８ｂからは駆動軸３ｅおよび回転軸１３内を通して噴出孔１３ａと、攪拌翼１４の噴出孔１４ａとから、固形燃料の燃焼部の下側から上方へ燃焼空気が吹き込まれる。また、エア供給口８ｃからは外環材１５ａを介して火格子１５の噴出孔１５ｂから燃焼空気が噴出する。
さらに、スクリューコンベア１０内の固形燃料に対しても燃焼空気が吹き込まれる。すなわち、エア供給口８ｂからの燃焼空気は回転軸１３の筒部の噴出孔１３ｂからも、また、エア供給口８ｃからの燃焼空気は外環材１１ａを介して噴出孔１１ｂから固形燃料へ吹き込まれる。
【００３１】
スクリューコンベア１０の上端の固形燃料は、その表面が８００度以上の高温で燃焼しつつ、順次下から移送される固形燃料と攪拌翼１４によって、傾斜に沿って滑り落ちて火格子１５上へ移動し、さらに、火格子１５の傾斜に沿って外縁へ移動し、灰貯留部６へ落下する。
なお、固形燃料が灰貯留部６へ落下するときには可燃物は完全燃焼しており、未燃のものや燃焼途中のものは存在しない。
【００３２】
燃焼によって生じた燃焼ガスは、中壁４の内側へ吹き上がり、上部のガス流入口２１から熱交換器２０へ流入する。そして、水管２２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２３から炉外の灰回収塔２５へ送られる。燃焼ガス管２３からの燃焼ガスは、サイクロン２６の上部から送り込まれ、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２７に回収される。灰の除去された燃焼ガスは排気筒２８から排出される。
なお、排気筒２８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。
【００３３】
スクリューコンベア１０のスクリュー羽根１２の径を大きく（５００ｍｍ以上）した場合は、順次送られる固形燃料のみでは上端部が円錐状には形成されなくなる。
そこで、固形燃料の上端部を円錐状に形成する手段について、次に、図３に基づいて説明する。なお、上記の実施の形態と同じ部材は同じ符号としている。
【００３４】
図３に示すように、スクリューコンベア１０Ａは、ケーシング筒１１Ａと、スクリュー羽根１２Ａおよび小径羽根１２Ｂを螺旋状に固設した回転軸１３Ａとからなり、回転軸１３Ａの上端部寄りには、中空状の攪拌翼１４が水平状に固設されている。
小径羽根１２Ｂは、ここでは、スクリュー羽根１２Ａの径の半分程度の径としており、長さは、回転軸１３Ａの上側１／４ほどとしている。
そして、小径羽根１２Ｂの外周を覆うように断面ハ字状の案内部材１６が設けられている。
【００３５】
案内部材１６はケーシング筒１１Ａから支持部材１６ａに支持され、中空状で、外周面および内周面には多数の噴出孔１６ｂが設けられている。
案内部材１６は、ケーシング筒１１Ａに設けた外環材１１ｃと連通しており、支持部材１６ａも中空状である。なお、支持部材１６ａは案内部材１６の下端部とは周囲数カ所において固設されている。
このように構成されているので、スクリューコンベア１０Ａの上端へ移送される固形燃料は、中央部のものは小径羽根１２Ｂによって、強制的に速く送られ、案内部材１６の形状に案内されて上昇し、円錐状に形成される。
【００３６】
回転軸１３の上端部に固設された攪拌翼１４は、上記の実施の形態では、水平状の３本のものとしたが、スクリュー羽根１２の径が大きくなると、攪拌する固形燃料の量が多くなるので、燃焼空気をより多く噴出させる必要があることと回転抵抗の少ないものが望まれる。
【００３７】
このような要望に基づいた、攪拌翼１４の別の実施の形態を図４に基づいて説明する。  図４（ａ）に示す攪拌翼１４Ａは、枝分かれした略アンテナの形状をしており、上面には多数の噴出孔１４ｃを備えている。この攪拌翼１４Ａによれば、固形燃料を広範囲で攪拌するとともに燃焼空気が燃焼部の広い範囲から供給される。
なお、枝分かれの形状については、スクリュー羽根の径や回転速度、また、固形燃料の性状によって適宜決めればよい。
【００３８】
図４（ｂ）に示す攪拌翼１４Ｂは、５本の略Ｆ字状として接線方向に回転軸１３へ固設されており、上面には多数の噴出孔１４ｃを備えている。したがって、攪拌翼１４Ｂの回転の抵抗が少なく、回転軸１３の回転速度が大きい場合にも有効である。
【００３９】
上記の実施の形態におけるスクリューコンベア１０、１０Ａのスクリュー羽根１２、１２Ａは、回転軸１３に対して１条のものとして記載したが、当然多条にしたものや、巻数を大きくしたものを使用しても良い。また、スクリュー羽根１２，１２Ａの下端付近だけを多条のスクリュー羽根としてもよい。
例えば、このスクリュー羽根１２を、２枚の羽根材を用いて回転軸１３に螺旋状に巻付けた場合、燃料供給ホッパ１７のスクリューコンベア１０への供給口が、１８０度回転毎に係合するので、固形燃料がスムーズに供給され、スクリューコンベア１０の上端におけるスクリュー羽根１２の位置による傾斜がならされる。したがって、上端がより円錐状に形成される。
【００４０】
燃焼空気は、固形燃料の供給量に応じて適量を供給する必要がある。
ところで、固形燃料の供給量はスクリューコンベアの回転数を制御することによって増減できるが、スクリューコンベアの移送によって、固形燃料の状態は、かなり変化するので実際の供給量は駆動手段３のモータ３ａの回転数からは把握できない。
そこで、連続燃焼装置における固形燃料の供給量を簡便に精度良く計測する燃料供給装置３０について、図６に基づいて説明する。
【００４１】
この燃料供給装置３０は、底部に開閉材３４を備えた計量器３１を燃料供給ホッパー１７の上方に設け、燃料供給ホッパー１７の上部側に、固形燃料の有無を検知する第１センサ３２と第２センサ３３が間隔をあけて設けられている。
第１センサ３２は、固形燃料がないことを検知するとＯＮになり、第２センサ３３は、固形燃料があるとＯＮになるものが使用され、第１センサ３２と第２センサ３３で仕切られる空間の容量は、計量器３１の容量より小さく設定してある。
【００４２】
計量する場合は、スクリューコンベア１０を稼働している状態で、燃料供給ホッパー１７へ固形燃料を供給する供給コンベア（図示してない）を停止し、予め、固形燃料が投入された計量器３１を燃料供給ホッパー１７の上端部にセットする。
燃料供給ホッパー１７内の固形燃料は順次スクリューコンベア１０へ移動し、最後尾が第２センサ３３を通過するとＯＦＦとなり、さらに、移送されて最後尾が第１センサ３２を通過すると、第１センサ３２がＯＮ信号を送出する。
第１センサ３２がＯＮになると同時に、開閉材３４を作動させ計量器３１の固形燃料が燃料供給ホッパー１７へ投入される。このとき、投入された固形燃料の最後尾は、第２センサ３３の位置より上にあるので、第２センサからＯＮ信号が送出される。
【００４３】
固形燃料が順次スクリューコンベア１０へ移送され、計量器３１から投入された固形燃料の最後尾が第２センサ３３を通過すると第２センサがＯＦＦ信号を送出し、さらに、移送されて第１センサ３２を通過すると第１センサ３２がＯＮの信号を送出する。
計量器３１の固形燃料が燃料供給ホッパー１７へ投入されてから第１センサ３２がＯＮの信号を送出するまでの時間を計測することにより、固形燃料のスクリューコンベア１０への時間当たりの供給量を知ることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  外壁
２  架台
２ａ  支持台
３  駆動手段
３ａ  モータ
３ｂ  スプロケット
３ｃ  チェン
３ｄ  スプロケット
３ｅ  駆動軸
３ｆ  軸受
４  中壁
５  ガイド
６  灰貯留部
７  着火手段
８ａ  エア供給口
８ｂ  エア供給口
８ｃ  エア供給口
１０  スクリューコンベア
１０Ａ  スクリューコンベア
１１  ケーシング筒
１１Ａ  ケーシング筒
１１ａ  外環材
１１ｂ  噴出孔
１１ｃ  外環材
１２  スクリュー羽根
１２Ａ  スクリュー羽根
１２Ｂ  スクリュー羽根
１２ａ  小径羽根
１３  回転軸
１３Ａ  回転軸
１３ａ  噴出孔
１３ｂ  噴出孔
１４  攪拌翼
１４Ａ  攪拌翼
１４Ｂ  攪拌翼
１４ａ  噴出孔
１４ｃ  噴出孔
１５  火格子
１５ａ  外環材
１５ｂ  噴出孔
１５ｃ  噴出孔
１６  案内部材
１６ａ  支持部材
１６ｂ  噴出孔
１７  燃料供給ホッパー
２０  熱交換器
２０ａ  筒体
２１  ガス流入口
２２  水管
２３  燃焼ガス管
２５  灰回収塔
２６  サイクロン
２７  灰受け
２８  排気塔
３０  計量装置
３１  計量カップ
３２  第１センサ
３３  第２センサ
３４  シュート
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型円筒状の外壁を有する炉体の内部中央に、固形燃料を順次直上へ移送させるため、螺旋状のスクリュー羽根が固設された回転軸をケーシング筒に嵌挿したスクリューコンベアを立設し、螺旋状に旋回する燃焼空気を該固形燃料の上面へ供給するため、該スクリューコンベアの上方に該外壁と同芯の円筒状の中壁を設けた不燃物を含む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ケーシング筒の上端円周に中空状の外環材を該外壁から間隔をあけて設け、該外環材の上面は外側へ下降傾斜させ1〜３ｍｍの燃焼空気の噴出孔を多数設けた火格子を形成し、燃焼空気を該外環材へ供給するとともに、固形燃料の内側からも燃焼空気を供給するため、該スクリューコンベアの回転軸を中空としてその上端部に中空状の攪拌翼を固設し、該回転軸の上端部および該攪拌翼に多数の噴出孔を設け、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、順次下から移送される固形燃料によって盛り上がり燃焼しながら傾斜に沿って火格子上へ移動し、火格子の外縁から灰貯留部へ落下することを特徴とする不燃物を含む固形燃料の連続燃焼装置。
【請求項２】
螺旋状に旋回する燃焼空気を該固形燃料の上面へ案内するため、前記中壁の下方に外壁から漸次下降するリング状のガイドを固設し、前記スクリューコンベアの回転軸の筒部と前記ケーシング筒の筒面とに多数の噴出孔を設け、直上移送されるスクリューコンベア内の固形燃料へも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に記載の固形燃料の連続燃焼装置。
【請求項３】
前記スクリューコンベアは、直上移送される固形燃料の上端部を円錐状に形成するため、上端側のスクリュー羽根を小径なものとして、その外周部に断面ハ字状の案内部材を設け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。
【請求項４】
前記スクリューコンベアの回転軸に固設した攪拌翼は、２〜６本として、外側に向かって漸次下降させ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。
【請求項５】
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〜請求項４のいずれかに記載の固形燃料の連続燃焼装置。
【請求項６】
前記スクリューコンベアの下部側面に炉外から固形燃料を連続して供給するための供給ホッパーを上方へ傾斜させて設け、該ホッパーに固形燃料の時間あたりの供給量を計測するため、固形燃料の有無を検出する第１センサと第２センサを、該ホッパーに間隔を開けて設けたことを特徴とする請求項５に記載の固形燃料の連続燃焼装置。
【国際調査報告】
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