(57)【要約】【課題】例えば木製チップや木屑などの固形燃料を、高い燃焼効率を維持しながら長期にわたり連続的に燃焼させることができる燃焼装置を提供する。【解決手段】同心状に配置された円筒状の外装筒体３と径の小さい中間筒体４との間に環状空間の空気流路１２が設けられ、送風機１３が、空気流路１２に対し外装筒体３および中間筒体４の接線方向に向け空気を送給する配置で設けられ、空気流路１２の上端部に、空気を中間筒体４の内周壁に向け導く流動ガイド部３ａが設けられ、中間筒体４に対し径および筒高さが共に小さい燃焼筒体１１が、中間筒体４の内部に、同心状で、且つ中間筒体４の下方位置に配置されて、中間筒体４と燃焼筒体１１との間に環状空間の灰排出路１７が設けられ、燃焼筒体１１の下端開口に、固形燃料Ｆの燃料供給筒１０が連通して連結され、灰排出路１７の下方に、灰を回収するための灰収集箱１８が着脱自在に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外装筒体と当該外装筒体よりも径の小さい中間筒体が同心状に配置されて、前記外装筒体と前記中間筒体との間に環状空間の空気流路が設けられ、
送風機が、前記空気流路に対し前記外装筒体の内接方向および前記中間筒体の外接方向の範囲内に向け空気を送給する配置で設けられ、
前記空気流路の上端部に、空気を前記中間筒体の内周壁に向け導く流動ガイド部が設けられ、
前記中間筒体の内部に、当該中間筒体に対し径および筒高さが共に小さい燃焼筒体が、同心状で、且つ当該中間筒体の下方位置に配置されて、前記中間筒体と前記燃焼筒体との間に環状空間の灰排出路が設けられ、
前記燃焼筒体の下端開口に、固形燃料の燃料供給筒が連通して連結され、
前記灰排出路の下方に、灰を回収するための灰収集箱が着脱自在に設けられていることを特徴とする固形燃料の燃焼装置。
【請求項２】
水平断面が矩形状の支持台の上端面に前記外装筒体および中間筒体が支持され、
前記支持台に貫通状態で設けられて固形燃料を連続的または間欠的に搬送する燃料搬送筒が、前記燃料供給筒の下端開口に連通状態で連結され、
前記灰収集箱が、前記燃料供給筒および燃料搬送筒を出入可能に嵌入できる切欠状部を有して、前記支持台の内部に出入自在に収納して支持されている請求項１に記載の固形燃料の燃焼装置。
【請求項３】
前記外装筒体と同径を有する補助外装筒体と当該外装筒体の上端の放出口に対応する内径を有する補助中間筒体とが同心状に配置されて、前記補助外装筒体と前記補助中間筒体との間の環状空間の補助空気流路が設けられ、この補助空気流路に対し前記補助外装筒体の内接方向および前記補助中間筒体の外接方向の範囲内に向け空気を送給する配置で送風機が設けられ、前記補助外装筒体の上端部に、前記補助空気流路からの空気を前記補助中間筒体の内周壁に向け導く流動ガイド部が設けられてなる遠心燃焼機構を有し、
前記外装筒体の上端部に、一つまたは複数の前記遠心燃焼機構が連通状態に連結されている請求項１または２に記載の固形燃料の燃焼装置。
【請求項４】
前記外装筒体または補助外装筒体の放出口から放出される燃焼ガスが導かれる熱交換器と、
前記熱交換器で熱交換された後の排ガスを塵埃と清浄ガスとに分離する集塵機と、
前記集塵機内の清浄ガスを吸引して排気管から放出する誘引ブロアとをさらに備えている請求項１から３のいずれかに記載の固形燃料の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば木製チップ、木屑またはＲＴＦなどの固形燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを生成する燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固形燃料を燃焼させる燃焼装置として、燃焼炉内で高速で旋回する高圧空気の遠心力による気流により燃焼炉内の空間を多数の燃焼領域に分割することで、燃焼炉内に供給した可燃性物質を高効率で燃焼させる遠心燃焼方法を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃焼装置は、燃料タンクの上部に設けられた燃焼室とこれの外周面に対し間隔を存して配置された外糟との間に環状空間が設けられ、この環状空間に対し下部から燃焼室の外面の接線方向に向け送風機から空気を供給することにより、空気を環状空間内で旋回させながら上昇させ、この空気の旋回流を、燃焼室の上端開口から燃焼室内に流入して燃焼室の内壁面に沿って下降させて、燃焼室内の燃焼領域に燃焼用空気として供給する構成になっている。この燃焼装置は、不完全燃焼した可燃性物質を、その重量と高速で旋回する空気の旋回気流による遠心力により燃焼室の内壁に沿って流動する空気の旋回流に混合させることにより、燃焼効率の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８１３９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記燃焼装置では、燃焼室内で完全燃焼していない残留物を、上昇気流によって燃焼室の上方の補助燃焼室に供給して完全燃焼するように図ったのち、燃焼ガスを補助燃焼室の上方の排気糟から放出するようになっており、燃焼ガスに含まれる灰の処理について何ら考慮されていないので、高い燃焼効率を維持しながら長期間にわたり連続的に燃焼を継続するのが困難である。すなわち、固形燃料を燃焼する場合には比較的多くの灰が発生し、特に重量の大きい物質や無機質の物質が不完全燃焼したことにより生じる灰は、燃焼室内の燃焼領域から火炎により吹き上げられても飛散することがなく、空気の旋回流による遠心力を受けて燃焼室の内壁に突き当たり、運動エネルギを減じて下方に落ちてしまい、排気糟から排出されることがなく、排気糟からは主に煤煙のみが放出されるだけである。落下した灰は、燃焼室の下方の燃料タンク内の未燃焼の固形燃料の表面に堆積していくので、燃焼室内の燃焼効率が低下していく。したがって、この燃焼装置では、高い燃焼効率を維持しようとすれば、例えば、燃焼運転を停止した状態で、油圧ジャッキで燃焼室の下端のフランジに圧接されている燃料タンクを油圧ジャッキの作動で下降させたのちに、燃料タンク内の固形燃料の表面に堆積している灰を除去する煩雑な作業を頻繁に行う必要がある。
【０００５】
また、前記燃焼装置は、上述のように燃料タンクが油圧ジャッキの上下動により燃焼室に対し圧接および離間する構成になっており、燃料タンク内の固形燃料の全ての燃焼が完了する毎に燃料タンクを下降させて、燃料タンク内に堆積した灰を取り出したのちに新たな固形燃料を燃料タンクに供給する工程を繰り返すものと思われる。したがって、この燃焼装置は、灰の除去および固形燃料の供給を周期的に行う必要があることから、長時間もしくは長期間にわたる連続運転ができないから、固形燃料の燃焼に生成された高温の燃焼ガスの熱エネルギを有効利用することができない。換言すると、この燃焼装置は、廃ビニル、廃プラスチックおよび廃タイヤなどの廃棄物を遠心燃焼方式により効率的に焼却する
用途などにしか適用できないものと思われる。
【０００６】
本発明は、液体燃料や気体燃料に代えて、例えば木製チップ、木屑またはＲＴＦなどの固形燃料を、高い燃焼効率を維持しながら長期にわたり連続的に燃焼させて、高温の燃焼ガスを長期間にわたり安定に生成することができる燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の固形燃料の燃焼装置は、円筒状の外装筒体と当該外装筒体よりも径の小さい中間筒体が同心状に配置されて、前記外装筒体と前記中間筒体との間に環状空間の空気流路が設けられ、送風機が、前記空気流路に対し前記外装筒体の内接方向および前記中間筒体の外接方向の範囲内に向け空気を送給する配置で設けられ、前記空気流路の上端部に、空気を前記中間筒体の内周壁に向け導く流動ガイド部が設けられ、前記中間筒体の内部に、当該中間筒体に対し径および筒高さが共に小さい燃焼筒体が、同心状で、且つ当該中間筒体の下方位置に配置されて、前記中間筒体と前記燃焼筒体との間に環状空間の灰排出路が設けられ、前記燃焼筒体の下端開口に、固形燃料の燃料供給筒が連通して連結され、前記灰排出路の下方に、灰を回収するための灰収集箱が着脱自在に設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に係る発明の固形燃料の燃焼装置は、請求項１に係る固形燃料の燃焼装置において、水平断面が矩形状の支持台の上端面に前記外装筒体および中間筒体が支持され、前記支持台に貫通状態で設けられて固形燃料を連続的または間欠的に搬送する燃料搬送筒が、前記燃料供給筒の下端開口に連通状態で連結され、前記灰収集箱が、前記燃料供給筒および燃料搬送筒を出入可能に嵌入できる切欠状部を有して、前記支持台の内部に出入自在に収納して支持されている。
【０００９】
請求項３に係る発明の固形燃料の燃焼装置は、請求項１または２に係る固形燃料の燃焼装置において、前記外装筒体と同径を有する補助外装筒体と当該外装筒体の上端の放出口に対応する内径を有する補助中間筒体とが同心状に配置されて、前記補助外装筒体と前記補助中間筒体との間の環状空間の補助空気流路が設けられ、この補助空気流路に対し前記補助外装筒体の内接方向および前記補助中間筒体の外接方向の範囲内に向け空気を送給する配置で送風機が設けられ、前記補助外装筒体の上端部に、前記補助空気流路からの空気を前記補助中間筒体の内周壁に向け導く流動ガイド部が設けられてなる遠心燃焼機構を有し、前記外装筒体の上端部に、一つまたは複数の前記遠心燃焼機構が連通状態に連結されている。
【００１０】
請求項４に係る発明の固形燃料の燃焼装置は、請求項１から３のいずれかに係る固形燃料の燃焼装置において、前記外装筒体または補助外装筒体の放出口から放出される燃焼ガスが導かれる熱交換器と、前記熱交換器で熱交換された後の排ガスを塵埃と清浄ガスとに分離する集塵機と、前記集塵機内の清浄ガスを吸引して排気管から放出する誘引ブロアとをさらに備えている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の固形燃料の燃焼装置によれば、送風機から空気流路内に流入した空気は、環状空間の空気流路に沿って高速で旋回しながら上昇していき、その旋回流を維持したまま流動ガイド部により内方へ向け流動方向を変更したのち、中間筒体の内周壁に沿って旋回しながら下降していき、燃焼筒体の内部に生じる負圧により吸引されて、旋回を維持したまま燃焼筒体内の燃焼領域に燃焼用空気として供給されることにより、固形燃料の燃焼を促進する。燃焼筒体内の固形燃料が空気の旋回流の供給による遠心燃焼方式で燃焼することにより、燃焼ガスが渦巻状に旋回しながら逆トルネード状に巻き上がり、こ
のときの燃焼ガスの遠心力によって径方向外方へ吹き飛ばされる灰が、中間筒体の内周壁に突き当たることにより運動エネルギが減じて灰排出路から灰収集箱に回収される。そのため、燃焼筒体内では、常に灰を除外した状態に維持されて固形燃料が長期間にわたり連続的に高効率で燃焼されるから、高温の燃焼ガスが長期間にわたり常に安定に生成され続ける。
【００１２】
請求項２に係る発明の固形燃料の燃焼装置によれば、燃焼ガスに含まれる灰が灰排出路を通って灰収集箱に回収されるから、燃焼運転を停止して灰を除去する作業が不要となるので、燃料搬送筒により燃料供給筒を介して燃焼筒体に固形燃料を供給して長期間にわたり燃焼運転を継続することができる。また、灰収集箱に堆積して回収された灰は、支持台から灰収集箱を周期的に取り出して容易に廃棄することができる。灰収集箱は、燃料供給筒および燃料搬送筒を出入可能に嵌入できる切欠状部を有しているので、灰排出路から落下してくる灰を確実に回収できる状態に支持台の内部に取り付けることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明の固形燃料の燃焼装置によれば、外装筒体の上端部に連結した遠心燃焼機構により、外装筒体の放出口から上昇して流入する燃焼ガス中に含まれる不燃ガス部分が完全燃焼されて、一層高温の燃焼ガスとなって補助外装筒体の放出口からら放出される。また、重量の大きい物質や無機質の物質の燃焼による灰は、灰収集箱に回収されることから、外装筒体の放出口から吹き上げられることはないので、遠心燃焼機構は、灰の収集機構を設けない簡単な構造とすることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明の固形燃料の燃焼装置によれば、安定に連続的に生成される所要高温の燃焼ガスが、熱交換器に供給されて、この熱交換器内を流動する流体に自体の熱エネルギを与えるように熱交換を行うことにより、高温水、蒸気または温風が効率的に生成され、空気調和システムなどの種々の工業用途に好適に活用することができる。また、送風機から供給される空気の装置内への押し込み方向と誘引ブロアによる排ガスの吸引方向とにより、空気圧が常に排気管に向けた正圧となるので、燃焼筒体から燃料供給手段への逆煙が効果的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る固形燃料の燃焼装置を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図１のIII-III 線に沿った断面図である。
【図４】図３のIV-IV 線に沿った断面図である。
【図５】灰収集箱を取り出した状態における図１のIII-III 線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る固形燃料の燃焼装置を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る固形燃料の燃焼装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る固形燃料の燃焼装置を示す縦断面図である。同図において、この燃焼装置は、支持台１の上端面に台板２が載置して固定され、その台板２上に、共に円筒状の外装筒体３およびこの外装筒体３の内側に間隔を存して配置された中間筒体４が複数のボルト７により固定されている。外装筒体３および中間筒体４は、後述するように共に円筒状であり、中間筒体４は外装筒体３よりも径が小さい。支持台１の内部には、例えば木製チップや木屑などからなる固形燃料Ｆを搬送するスクリュー８が内装された円筒状の燃料搬送筒９が、床面に載置された配置で支持台１に対しこれの一側面を貫通して内部に挿入されており、燃料搬送筒９の供給下流端（図の左端）の近傍からは円筒状の燃料供給筒１０が中間筒体４の中心部に向け上方に延出されている。
【００１７】
したがって、燃料搬送筒９には、燃料供給筒の連結部分から図の左方に突出した膨出筒部９ａが設けられている。燃料供給筒１０は、これの上端開口部が円筒状の燃焼筒体１１が連通状態で連結されて、燃焼筒対１１を下方から支持している。前記スクリュー８の一端部（図の左端部）は、軸受１５を介して燃料供給筒１０の膨出筒部９ａに回転自在に支持されている。また、スクリュー８は、固形燃料Ｆを図の左方へ搬送するよう機能する正搬送部８が供給下流側における燃料供給筒１０のほぼ中心付近の下方位置まで形成され、この正搬送部８に間隔を存した供給下流側の箇所に、固形燃料Ｆを図の右方へ搬送するよう機能する逆搬送部８ｂが形成されている。逆搬送部８ｂの一部は、膨出筒部９ａの内部に収容されている。
【００１８】
この燃焼装置では、スクリュー８により燃料搬送筒９から燃料供給筒１０を介して燃焼筒体１１内に供給された固形燃料Ｆをバーナなどの着火装置（図示せず）により着火して、スクリュー８の回転駆動により燃料搬送筒９内を通って燃焼筒体９に供給される固形燃料Ｆを燃焼筒体１１内で連続的に燃焼させるようになっている。燃料搬送筒体９内の固形燃料Ｆは、スクリュー８の正搬送部８ａにより燃料供給筒１０の下方位置に向け搬送され、この搬送力により固形燃料Ｆの一部が燃料供給筒１０の下方を通り過ぎて膨出筒部９ａ内に入り込み、この膨出筒部９ａ内の固形燃料Ｆがスクリュー８の逆搬送部８ｂにより燃料供給筒１０の下方位置に戻される。このように、固形燃料Ｆは、燃料搬送筒９における燃料供給筒１０の下方箇所において相対向する方向に向け搬送されて互いに突き当たることにより上方へ押し上げられて、燃料供給筒１０に円滑に供給される。なお、外装筒体３は鉄を素材として製作するのが好ましく、中間筒体４および燃焼筒体１１はステンレスまたは鋳物で製作するのが好ましい。
【００１９】
共に円筒状である外装筒体３と中間筒体４とは同心状に配置されて、外装筒体３と中間筒体４との間には、平面視で環状空間の空気流路１２が形成されている。この空気流路１２に空気Ａを高圧で供給する送風機１３が送風管２２を介在して外装筒体３の下部に取り付けられている。外装筒体３の上端部には、空気流路１２内を上昇してきた空気Ａ１を中間筒体４の上端開口から内部に導入する流動ガイド部３ａが一体形成されている。この流動ガイド部３ａは、外装筒体３における中間筒体４の上端よりも上方位置から内方へ延びる環状の内鍔状に形成されて、空気流路１２内から旋回しながら送出された空気Ａ１が、環状の流動ガイド部３ａによって上動を阻止されて、流動ガイド部３ａの下面に沿って旋回を維持しながら、中間筒体４の上端開口部付近に発生する真空に近い圧力領域からの吸引力を受けて中間筒体４の内周壁に沿った方向に向け導入される。燃焼筒体１１は、中間筒体４に対し小さな径とほぼ半分程度の筒長を有し、中間筒体４に対し同心状に配置されて、複数本のステー１４を介在して中間筒体４に側方から支持されている。中間筒体４と燃焼筒体１１との間には、平面視で環状空間の灰排出路１７が形成されている。
【００２０】
前記台板２には、灰排出路１７を通って落下してくる灰Ｂの灰通路２ａが円形に開口されており、この灰通路２ａの入口には、メッシュ状または格子状の大形灰阻止板１６が設けられている。この灰通路２ａの下方位置には、灰収集箱１８が支持台１のスライドガイドレール１ａにより水平方向にスライド自在に支持された状態で配置されている。さらに、支持台１の対向側壁に架け渡す配置で固定された取付板２０には、灰収集箱１８の下面に接して転動するガイドローラ２１が複数個設けられている。支持台１には、灰収集箱１８の取出口１ｂが一側壁に開口されているとともに、この取出口１ｂを開閉するための蓋体１９が開閉自在に取り付けられている。灰収集箱１８には、取り出し作業を容易に行うための取っ手１８ａが設けられている。
【００２１】
図１のII−II線に沿った断面図である図２において、送風機１３からの高圧の空気Ａを空気流路１２に供給する送風管２２は、外装筒体３の内接方向および中間筒体４の外接方
向の範囲内に空気Ａを供給する配置で外装筒体３に固定されている。したがって、送風管２２から空気流路１２内に流入した空気Ａは、環状空間の空気流路１２に沿って高速で旋回する一次旋回空気流Ａ１となって、旋回しながら図１に矢印で示すように上昇していく。空気流路１２の上端に達した一次旋回空気流Ａ１は、外装筒体３の上端部の流動ガイド部３ａにより上動を阻止されて旋回を維持しながら、図１に矢印で示すように、後述するように渦巻状で、且つ逆トルネード状に立ち昇る燃焼ガスＧにより中間筒体４の開口部近傍付近に発生する真空に近い圧力領域からの吸引力を受けて中間筒体４の内周壁に沿った方向に向け導入される。このようにして、旋回を維持したまま２点鎖線で示すように中間筒体４内に流入した一次旋回空気流Ａ１は、中間筒体４の内周壁に沿って旋回する二次旋回空気流Ａ２となり、この二次旋回空気流Ａ２が、図１に矢印で示すように中間筒体４の内周壁に沿って下降していく。
【００２２】
前記二次旋回空気流Ａ２は、燃焼筒体１１の上端開口の近傍まで下降したときに、渦巻状で、且つ逆トルネード状に立ち昇る燃焼ガスＧにより燃焼筒体４の内部に生じる負圧により吸引されて、旋回を維持したまま燃焼筒体１１内に流入して、燃焼筒体１１の内周壁に沿って旋回する三次旋回空気流Ａ３となり、燃焼筒体１１内の燃焼領域に燃焼用空気として供給されて、固形燃料Ｆの燃焼を促進する。したがって、燃焼筒体１１内で固形燃料Ｆが燃焼して生成される高温の燃焼ガスＧ（図１）は、三次旋回空気流Ａ３および二次旋回空気流Ａ２による気流により、渦巻状で、且つ逆トルネード状に立ち昇る。すなわち、固形燃料Ｆは、遠心燃焼方式により高効率に燃焼されて、高温の燃焼ガスＧを効率的に生成する。
【００２３】
燃焼筒体１１内での固形燃料Ｆの燃焼による火炎によって燃焼筒体１１の上方に吹き上げられた、重量の大きい物質または無機質の物質の燃焼による灰Ｂは、渦巻状で、且つ逆トルネード状に燃焼ガスＧを立ち昇らせる気流の遠心力によって燃焼筒体１１の開口部の上方から径方向外方へ向け吹き飛ばされて、中間筒体４の内周壁面に突き当たって運動エネルギを減じ、自重および二次旋回空気流Ａ２の一部の流れにより灰排出路１７および灰通路２ａを通って灰収集箱１８内に落下する。このとき、完全燃焼していない大形の灰Ｂは、大形灰阻止板１６に落下を阻止されて、大形灰阻止板１６上に一旦堆積したのち、燃焼筒体１１内の燃焼ガスＧからの伝熱により高温の雰囲気となっている灰排出路１７内で完全燃焼する。したがって、未燃焼の大形の灰Ｂが灰収集箱１８内に落下して灰収集箱１８内で燃焼するのを確実に防止できる。
【００２４】
図１のIII-III 線に沿った断面図を示す図３において、支持台１は、外装筒体３、中間筒体４および燃焼筒体１１がいずれも円筒状であるのに対し、これら筒体２，４，１１を包含できる正方形の水平断面を有する四角筒状である。灰収集箱１８は、支持台１内の内周壁に対応する外周壁を有する正方形の水平断面を有する四角筒状であって、上端が開口している。また、灰収集箱１８には、膨出筒部９ａを含む燃料搬送筒９および燃料供給筒１１の水平断面の外形に対応した水平断面細長いＵ字形状の切欠状部１８ｂが形成されている。これにより、灰収集箱１８は、燃料搬送筒９および燃料供給筒１１を切欠状部１８ｂ内に出入自在に嵌入させる状態で支持台１の内部に支障無く収容されて、上方の灰排出路１７に対向させることができ、灰排出路１７を通って落下してくる灰Ｂの全てを確実に回収することができる。また、蓋体１９は、兆番２３により取出口１ｂを開閉可能な状態で支持台１に取り付けられている。
【００２５】
図３のIV−IV線に沿った断面図を示す図４において、灰収集箱１８は、支持台１の対向側面から一体に突設された一対のスライドガイドレール１ａにより下面の対向両縁部をスライド自在に支持されているとともに、図３に示すように、４個のガイドローラ２１が下面に転動自在に当接されて、支持台１に対し容易に取り出しおよび収納を行えるようになっている。灰Ｂが灰収集箱１８にほぼ満杯になったときには、図５に示すように、蓋体１
９を開いたのちに、取っ手１８ａを引っ張り操作することにより灰収集箱１８を支持台１の外部に取り出して、灰収集箱１８内の灰Ｂを除去することができる。この灰収集箱１８内の灰Ｂの除去作業は、固形燃料Ｆの燃焼運転を継続した状態において極めて短時間で容易に行えるので、長期間にわたり常に高い燃焼効率を維持したまま連続的に燃焼運転を継続することができる結果、固形燃料Ｆの燃焼により生成した燃焼ガスＧの熱エネルギを種々の用途に利用することができる。
【００２６】
図６は、本発明の第２実施形態に係る固形燃料の燃焼装置を示す縦断面図であり、同図において、図１と同一若しくは相当するものに同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この燃焼装置は、第１実施形態の外装筒体３の上端面に遠心燃焼機構を連結した構造になっている。遠心燃焼機構は、外装筒体３と同一の円筒形状の補助外装筒体２４と、外装筒体３の放出口３ｂの内径とほぼ同じ内径を有する円筒状の補助中間筒体２８とが同心状に配置されて、補助外装筒体２４と補助中間筒体との間に、第１実施形態の空気流路１２よりも流路幅の広い環状空間の補助空気流路２８が設けられ、さらに、補助空気流路２８に高圧の空気Ａを供給する送風機１３が補助外装筒体２４に取り付けられた構造になっている。
【００２７】
遠心燃焼機構では、送風機１３から高圧で供給された空気Ａが、補助空気流路２８内において高速の一次旋回空気流Ａ１となって上昇したのち、補助外装筒体２４の上端の流動ガイド部２４ａにより補助中間筒体２７内に導入されて、補助中間筒体２７の内周壁に沿った二次旋回空気流Ａ２となって下降し、外装筒体３の放出口３ｂら吹き上がってきた燃焼ガスＧに燃焼用空気として供給される。これにより、補助中間筒体２７内に上昇してきた燃焼ガスＧ中に含まれる不燃ガス部分がさらに完全燃焼されて、一層高温の燃焼ガスＧとなって補助外装筒体２４の上端の放出口２４ｂから放出される。なお、重量の大きい物質や無機質の物質の燃焼による灰Ｂは、補助中間筒体２７まで吹き上げられることはないので、遠心燃焼機構に灰Ｂの収集機能を設ける必要がない。
【００２８】
図７は、本発明の第３実施形態に係る固形燃料の燃焼装置を示す正面図である。この燃焼装置は、図６に示した本発明の第２実施形態に係る燃焼装置と同じ構造を備え、この燃焼装置における遠心燃焼機構の補助外装筒体２４の上端部に、第２実施形態で示したと同様の遠心燃焼機構、つまり補助外装筒体２４および補助中間筒体２７とほぼ同一構造の第２補助外装筒体２９および第２補助中間筒体（図示せず）による遠心燃焼機構が連結されている。第２補助外装筒体２９の放出口（図示せず）から放出された高温の燃焼ガスＧは、連結ダクト３０を介して熱交換器３１に送られ、熱交換器３１内を流動する流体に自身の熱エネルギを与える熱交換を行って排ガスとなる。この排ガスは、サイクロン集塵機３２に送給されて遠心力により清浄ガスと塵埃（ダスト）とに分離され、塵埃が取出部３３から落下して排出されるともに、清浄ガスが誘引ブロア３４に吸引されたのちに排気管３７から大気に放出される。
【００２９】
また、燃料搬送筒９の供給側端部（図の右端）は、燃料ホッパ３８の下端部の燃料供給部３８ａに連通して連結され、燃料搬送筒９に内装されたスクリュー８の他端部（図の右端部）は、駆動モータ３９に連結されている。駆動モータ３９は、予め実験的に求められた固形燃料Ｆの必要供給量に応じて回転駆動される。すなわち、燃焼筒体１１の容量および供給される固形燃料Ｆの種別毎の燃焼効率などに基づいて固形燃料Ｆの種別毎の単位時間当たりに必要な供給量を予め実験的に求めて、その必要供給量だけの固形燃料Ｆをスクリュー８の回転作動により供給できるように駆動モータ３９が回転制御される。このとき、駆動モータ３９は、所要の回転速度による連続回転または所定の時間間隔による断続的回転のいずれかで回転するように設定された運転条件に基づいて回転制御される。
【００３０】
この第３実施形態の燃焼装置は、以下のようにして高温の燃焼ガスＧを連続的に生成す
ることができるのに伴って、その燃焼ガスＧの熱エネルギの熱交換により種々の工業用の用途に活用できるように図ったものである。すなわち、第１実施形態で説明したように、燃焼筒体１１内の固形燃料Ｆが三次旋回空気流Ａ３の供給による遠心燃焼方式で燃焼することによって燃焼ガスＧが渦巻状に旋回しながら逆トルネード状に巻き上がり、このときの燃焼ガスＧの遠心力によって径方向外方へ吹き飛ばされる灰Ｂが、中間筒体４の内周壁に突き当たることにより運動エネルギが減じて灰排出路１７から灰収集箱１８に回収されるため、燃焼筒体１１内では、常に灰Ｂを除外した状態に維持されて固形燃料Ｆが長期間にわたり連続的に高効率で燃焼されて、高温の燃焼ガスＧが安定に生成され続ける。しかも、外装筒体３の上端開口から上方に放出された燃焼ガスＧが、第１段の外装筒体４の上方に連結された補助外装筒体２４および補助中間筒体２７による第２段の遠心燃焼構造および第２補助外装筒体２９および第２補助中間筒体（図示せず）による第３段の遠心燃焼構造を通過するときに、燃焼ガスＧ中に含まれる不燃物または不燃ガスが完全燃焼されて、所要の高温となった燃焼ガスＧを安定に連続的に生成することができる。
【００３１】
上述の高温の燃焼ガスＧは、熱交換器３１に供給されて、この熱交換器３１に通される流体に自体の熱エネルギを与えるように熱交換を行う。熱交換器３１では、例えば、供給される水を燃焼ガスＧの熱エネルギの伝熱で加熱することにより、高温水または蒸気を生成されたり、或いは、供給される空気を燃焼ガスＧの熱エネルギの伝熱で加熱することにより温風を生成したりすることができる。熱交換器３１で生成された高温水、蒸気または温風は、空気調和などの種々の工業用途に好適に活用することができる。また、この燃焼装置では、３段の遠心燃焼機構にそれぞれ設けられた送風機１３から供給される空気Ａの装置内への押し込み方向と誘引ブロア３４による排ガスの吸引方向とにより、空気圧が排気管３７に向けた正圧になっているので、燃焼筒体１１から燃料搬送筒９への逆煙が効果的に防止されている。
【００３２】
なお、本発明は、以上の実施形態で示した内容に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の固形燃料の燃焼装置は、安価な木製チップや木屑などの固形燃料を長期間にわたり常に高効率で燃焼させて高温の燃焼ガスを生成することができるので、石油や重油などの液体燃料または天然ガスなどの気体燃料を用いることなく、空気調和などの種々の工業用途に必要とされる高温の燃焼ガスを供給することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  支持台
３  外装筒体
３ａ  流動ガイド部
４  中間筒体
９  燃料搬送筒
１０  燃料供給筒
１１  燃焼筒体
１２  空気流路
１３  送風機
１７  灰排出路
１８  灰収集箱
１８ａ  切欠状部
２４  補助外装筒体
２４ａ  流動ガイド部
２４ｂ  放出口
２７  補助中間筒体
２８  補助空気流路
３１  熱交換器
３２  集塵機
３７  排気管
３４  誘引ブロア
Ｆ  固形燃料
【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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