(57)【要約】  【課題】  バーナ燃焼量にかかわらず微粉炭を安定して着火燃焼可能な微粉炭バーナを提供する。  【解決手段】  各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆに開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを介在させると共に、微粉炭圧送管１３に備えた圧送ファン１２の送風量に基づいて前記各開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを開閉制御する開閉制御器１９を備える。そして、前記開閉制御器１９にて前記各開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを開閉することにより、微粉炭を噴射するノズル数を増減させてバーナ燃焼量にかかわらず微粉炭の噴射流速を安定燃焼に適した流速に調整・維持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のバーナ本体の略中心に備えた火炎形成用の燃料油噴射ノズルと、該燃料油噴射ノズルの周囲に所定間隔にて備えた複数の微粉炭噴射ノズルと、バーナ燃焼量に応じて送風量を調整自在とする圧送ファンを有した微粉炭圧送管と、該微粉炭圧送管にてエア圧送する微粉炭を前記各微粉炭噴射ノズルに分配供給する分配器とからなる微粉炭バーナにおいて、前記各微粉炭噴射ノズルに開閉バルブを介在させると共に、前記圧送ファンの送風量に基づいて前記各開閉バルブを開閉制御する開閉制御器を備え、該開閉制御器にて前記各開閉バルブを開閉し、微粉炭を噴射するノズル数を増減させて微粉炭の噴射流速を安定燃焼に見合った流速に維持するようにしたことを特徴とする微粉炭バーナ。
【請求項２】
前記開閉制御器では前記各微粉炭噴射ノズルの開閉バルブを一つ置きまたは前記燃料油噴射ノズルを中心として対称位置のものを連動して開閉するようにしたことを特徴とする請求項１記載の微粉炭バーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質系バイオマスを炭化処理して粉砕した微粉炭を主燃料とする微粉炭バーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃木材、間伐材等の木質系バイオマスを炭化処理し、これらを粉砕処理して得られる微粉炭を重油等の燃料油と混焼させるようにした微粉炭バーナがある。前記微粉炭バーナは、燃料の一部を木質系バイオマス由来の比較的安価な微粉炭でまかなえて省エネを図れると共に、カーボンニュートラルの観点からすればＣＯ２の削減も期待できる。
【０００３】
例えば、特許文献１（実公平１−４４９０１号公報）には、円筒状のバーナ本体の中心位置に火炎形成用の燃料油噴射ノズルを、該燃料油噴射ノズルの周囲には微粉炭を噴射する微粉炭噴射ノズルを所定間隔にて複数配置すると共に、バーナ本体に供給される微粉炭を前記各微粉炭噴射ノズルへと分配供給する分配器を備え、前記燃料油噴射ノズルの前方に形成する火炎に対して前記各微粉炭噴射ノズルより微粉炭を吹き込んで着火燃焼させるようにした微粉炭バーナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平１−４４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の微粉炭バーナにおいては、バーナ燃焼量に応じて微粉炭の供給量が増減すると、それに伴って各微粉炭噴射ノズルからの微粉炭の噴射流速も増減することになり、特に高ターンダウン比（最大燃焼量に対する最低燃焼量の比）のバーナであれば前記増減幅もより大きなものとなる。噴射した微粉炭を適正に着火燃焼させるには火炎に対して適当な噴射流速で吹き込む必要があるが、前記高ターンダウン比のバーナのように最大燃焼時と最低燃焼時とで微粉炭の噴射流速が大きく変動する場合には何らかの工夫を要する。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑み、バーナ燃焼量にかかわらず微粉炭を安定して着火燃焼可能な微粉炭バーナを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る請求項１記載の微粉炭バーナでは、円筒状のバーナ本体の略中心に備えた火炎形成用の燃料油噴射ノズルと、該燃料油噴射ノズルの周囲に所定間隔にて備えた複数の微粉炭噴射ノズルと、バーナ燃焼量に応じて送風量を調整自在とする圧送ファンを有した微粉炭圧送管と、該微粉炭圧送管にてエア圧送する微粉炭を前記各微粉炭噴射ノズルに分配供給する分配器とからなる微粉炭バーナにおいて、前記各微粉炭噴射ノズルに開閉バルブを介在させると共に、前記圧送ファンの送風量に基づいて前記各開閉バルブを開閉制御する開閉制御器を備え、該開閉制御器にて前記各開閉バルブを開閉し、微粉炭を噴射するノズル数を増減させて微粉炭の噴射流速を安定燃焼に見合った流速に維持するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の微粉炭バーナでは、前記開閉制御器では前記各微粉炭噴射ノズルの開閉バルブを一つ置きまたは前記燃料油噴射ノズルを中心として対称位置のものを連動して開閉するようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る請求項１記載の微粉炭バーナによれば、燃料油噴射ノズルの周囲に配置する複数の微粉炭噴射ノズルにそれぞれ開閉バルブを介在させると共に、微粉炭圧送管の圧送ファンの送風量に基づいて前記各開閉バルブを開閉制御する開閉制御器を備え、該開閉制御器にて前記各開閉バルブを開閉し、微粉炭を噴射するノズル数を増減させて微粉炭の噴射流速を安定燃焼に見合った流速に維持するようにしたので、バーナ燃焼量にかかわらず主燃料である微粉炭を安定して着火燃焼させることができる。
【００１０】
また、請求項２記載の微粉炭バーナによれば、前記開閉制御器では前記各微粉炭噴射ノズルの開閉バルブを一つ置きまたは前記燃料油噴射ノズルを中心として対称位置のものを連動して開閉するようにしたので、微粉炭を噴射するノズル数を減らした場合でもその中心に位置する燃料油噴射ノズル前方の火炎に対して微粉炭を偏りなく吹き込めて安定して着火燃焼できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る微粉炭バーナの一実施例を示す概略説明図である。
【図２】図１の一部を省略したＡ−Ａ断面図である。
【図３】各微粉炭噴射ノズルを全て開放した状態を示す図１の一部を省略したＢ−Ｂ断面図である。
【図４】各微粉炭噴射ノズルのうち一部（一つ置き）のノズルを閉鎖した状態を示す図３に相当する図である。
【図５】各微粉炭噴射ノズルのうち一部（燃料油噴射ノズルを中心として対称位置）のノズルを閉鎖した状態を示す図３に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る微粉炭バーナにあっては、円筒状のバーナ本体の略中心部に備えた火炎形成用の燃料油噴射ノズルと、該燃料油噴射ノズルの周囲を取り囲むように所定間隔にて備えた複数の微粉炭噴射ノズルと、バーナ燃焼量に応じて送風量を調整自在とする圧送ファンを有した微粉炭圧送管と、該微粉炭圧送管にてエア圧送する微粉炭を前記各微粉炭噴射ノズルに分配供給する分配器とを備える。
【００１３】
また、前記各微粉炭噴射ノズルの途中にはそれぞれ開閉バルブを介在させると共に、前記微粉炭圧送管の圧送ファンの送風量（微粉炭供給量）に基づいて前記各開閉バルブを開閉制御する開閉制御器を備え、該開閉制御器にて前記各開閉バルブを開閉することにより微粉炭を噴射するノズル数を増減させ、微粉炭の噴射量（バーナ燃焼量）にかかわらず噴射流速を安定燃焼に見合った流速に維持するようにする。
【００１４】
なお、ここで言う安定燃焼に見合った流速とは、少なくとも前記燃料油噴射ノズル前方に形成する火炎領域内に微粉炭を吹き込め、かつ吹き込んだ微粉炭が前記火炎領域を通過するまでに完全に着火燃焼しきれる程度の速度範囲を言うが、木質系バイオマスの炭化・粉砕処理によって得られる微粉炭の性状（着火性・燃焼性等）には多少バラツキがあることも予想されるため、燃焼試験等を通じて適宜調整すると良い。
【００１５】
また、好ましくは、前記開閉制御器では、前記各微粉炭噴射ノズルの開閉バルブを一つ置きまたは前記燃料油噴射ノズルを中心として対称位置のものを連動して開閉するように制御すると良い。前記制御とすることにより、低燃焼時に微粉炭を噴射するノズル数を減らした場合でも、燃料油噴射ノズル前方の火炎に対してその周囲から微粉炭を偏りなくバランス良く吹き込めて安定して燃焼できる。
【００１６】
そして、上記構成の微粉炭バーナの運転時には、バーナ燃焼量に応じた量の微粉炭を切り出し、前記圧送ファンにてこの切り出し量に見合った送風量でエア圧送し、前記分配器を介して各微粉炭噴射ノズルより噴射し、前記燃料油噴射ノズル前方に形成する火炎に吹き込んで着火燃焼させる。このとき、前記開閉制御器では前記圧送ファンの送風量を逐次取り込むと共に、該送風量に応じて前記各微粉炭噴射ノズルに介在させた各開閉バルブを開閉操作し、微粉炭を噴射するノズル数を増減調整して噴射流速を安定燃焼に見合った流速に調整・維持する。
【００１７】
このように、上記微粉炭バーナによれば、バーナ燃焼量に応じて微粉炭の供給量を増減させても、各微粉炭噴射ノズルからの微粉炭の噴射流速を燃料油噴射ノズル前方の火炎に対して常に適当な速度で吹き込めるように調整でき、バーナ燃焼量にかかわらず微粉炭を安定して着火燃焼させることができる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図中の１は微粉炭を主燃料とする微粉炭バーナであって、円筒状のバーナ本体２を備え、該バーナ本体２の先端部には略截頭円錐形状のスロート３を接続している一方、後端部には送風ダクト４を介して燃焼用空気供給用の送風機５を連結している。前記送風機５の駆動モータ６には回転数調整用のインバータ（図示せず）を具備しており、該インバータにて前記駆動モータ６の回転数を調整することにより、バーナ燃焼量に見合った燃焼用空気量を吸気口７より吸引して前記バーナ本体２に供給可能としている。
【００２０】
前記バーナ本体２の略中心部（円筒軸芯部）には、重油等を燃料とする火炎形成用の燃料油噴射ノズル８を備えていると共に、該燃料油噴射ノズル８前方位置の前記スロート３内にはバーナ本体２の内径より若干大径で環状の保炎板９を備えている。また、前記燃料油噴射ノズル８の周囲には、図２に示すように、該燃料油噴射ノズル８を中心とした同心円状に所定間隔にて複数、例えば４〜８本程度（本実施例では６本）の微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆを備えている。
【００２１】
前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆは、図１に示すように、略Ｌ字形状の曲管構造とし、その先端部は前記保炎板９を貫通させ、かつ前記燃料油噴射ノズル８の先端部よりも前方に延設し、微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆより噴射する微粉炭を燃料油噴射ノズル８前方のスロート３内に形成する火炎領域に吹き込めるようにしている一方、基端部はバーナ本体２の中心部側に略直角に折曲して分配器１１に連結している。
【００２２】
前記分配器１１は前記燃料油噴射ノズル８の後方に配置し、前記バーナ本体２と同じ軸芯を有する中空の円筒形状とし、該分配器１１の後端部に圧送ファン１２を有した微粉炭圧送管１３を直結している一方、分配器１１の円筒部外周面に対して所定間隔にて前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆの基端部を略放射状に連結しており、前記微粉炭圧送管１３よりエア圧送する微粉炭を前記分配器１１を介すことで各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆへ略均等に分配供給可能としている。
【００２３】
図１中の１４は、例えば、木質系バイオマスを炭化・粉砕処理して得られるバーナ燃料としての微粉炭を貯蔵する微粉炭貯蔵ビンであって、該微粉炭貯蔵ビン１４の下端部にはバーナ燃焼量に応じた量の微粉炭を切り出し可能なロータリーバルブ１５を備えていると共に、該ロータリーバルブ１５下部の排出口１６と前記微粉炭圧送管１３とを接続しており、前記ロータリーバルブ１５にて切り出す微粉炭を前記圧送ファン１２からの送風にてエア圧送し、前記微粉炭圧送管１３、分配器１１を介して前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆへ供給可能としている。
【００２４】
前記圧送ファン１２には送風量調整手段であるインバータ１７を備えており、バーナ燃焼量に応じて前記微粉炭貯蔵ビン１４下部のロータリーバルブ１５にて切り出す微粉炭量が増減すると、前記インバータ１７にて増減後の微粉炭切り出し量に見合った送風量に逐次調整するようにしている。
【００２５】
また、前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆの途中にはそれぞれ開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを介在させていると共に、前記微粉炭圧送管１３に備えた圧送ファン１２の送風量（微粉炭供給量）に基づいて前記各開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを開閉制御する開閉制御器１９を備えている。
【００２６】
前記開閉制御器１９には、前記圧送ファン１２の送風量に応じて前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆのうち開放するノズル数を予め設定しており、例えば、最大送風量付近では最多の６本とし、送風量が減っていくに従い開放ノズル数を漸減させ、最小送風量付近では１、２本程度を設定しておく。前記設定に従えば、送風量の増減にかかわらず、微粉炭の噴射流速を安定燃焼に見合った流速に維持可能となる。
【００２７】
なお、上記実施例では、圧送ファン１２の送風量に応じて各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆを１本単位で開閉し、開放ノズル数を最大６段階にて増減調整可能として比較的きめ細かく微粉炭の噴射流速を調整できるようにしているが、何らこれに限定されるものではなく、例えば、あまりきめ細かく調整する必要のない比較的小型のバーナ等であれば、複数本単位で開閉して開放ノズル数を２〜３段階にて増減調整（例えば、送風量が最大送風量の半分程度以上では６本とし、半分程度以下では３本を設定）するようにしても良い。
【００２８】
また、好ましくは、微粉炭噴射ノズルの本数を４〜８本程度の偶数本とし、かつ各ノズルの間隔を等間隔にて配置する。そして、前記開閉制御器１９では、前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆの開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを開閉する場合、例えば図４に示すように一つ置き、または図５に示すように前記燃料油噴射ノズル８を中心として対称位置のものを連動して開閉するように制御すると良い。なお、図３〜図５中、ノズル開口部を白色で示した微粉炭噴射ノズルは開閉バルブを開放した状態を、黒色で示した微粉炭噴射ノズルは開閉バルブを閉鎖した状態をそれぞれ表している。前記制御とすることにより、低燃焼時に微粉炭を噴射するノズル数を減らした場合でも、燃料油噴射ノズル８前方に形成する火炎に対してその周囲から微粉炭を偏りなくバランス良く吹き込める。
【００２９】
そして、上記構成の微粉炭バーナ１の運転時には、バーナ燃焼量に応じた微粉炭を前記微粉炭貯蔵ビン１４より切り出し、前記圧送ファン１２にてこの切り出し量に見合った送風量でエア圧送し、前記微粉炭圧送管１３、分配器１１を介して各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆより噴射し、前記燃料油噴射ノズル８前方に形成する火炎領域に吹き込んで着火燃焼させる。
【００３０】
このとき、前記開閉制御器１９では、前記圧送ファン１２の送風量を逐次取り込んでおり、該送風量に応じて予め設定した前記開放ノズル数となるように、前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆの各開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを開閉操作し、微粉炭の噴射流速を安定燃焼に適した流速に調整・維持する。
【００３１】
このように、本発明の微粉炭バーナ１によれば、例えば、低燃焼時の微粉炭供給量や噴射流速が高燃焼時と比較して大きく低下する高ターンダウン比のバーナ等にあっても、微粉炭の噴射流速を適当な流速に調整・維持でき、従来であれば燃料油のみでの燃焼を余儀なくされるような低燃焼領域においても微粉炭を安定して混焼させることができて微粉炭の使用量を高めることができる。
【００３２】
なお、本実施例のように、全ての微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆに開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを介在させても良いが、例えば、６本のノズルを２〜３段階（例えば、高燃焼時には６本共開放、低燃焼時には３本のみ開放など）で開閉制御するような場合であれば、開閉操作を必要とするノズルを限定することができるため（対象外のノズルは常時開放状態に維持）、該当する微粉炭噴射ノズルに対してだけ開閉バルブを介在させるようにしても良い。
【００３３】
また、前記開閉制御器１９において、前記圧送ファン１２の送風量に代えて、前記ロータリーバルブ１５にて切り出す微粉炭の切り出し量に基づいて前記各微粉炭噴射ノズル１０ａ〜１０ｆの各開閉バルブ１８ａ〜１８ｆを開閉操作し、微粉炭を噴射するノズル数を増減させるようにしても良い。
【００３４】
また、微粉炭の燃焼によって発生する熱風を被加熱物に対して供給して加熱処理する場合、微粉炭の燃焼時には少なからず燃焼灰が生じるため、前記被加熱物の表面等に燃焼灰が付着するなどの不具合を来す懸念があるものの、例えば、道路舗装材であるアスファルト混合物の素材である骨材あれば、前記燃焼灰が多少付着・混入してもあまり問題なく使用できるため、アスファルトプラントの骨材加熱処理用のドライヤのバーナとして好適に採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、木質系バイオマスを炭化・粉砕処理して得られる微粉炭に限らず、食品廃棄物、家畜糞尿等を含めた各種バイオマスを炭化・粉砕処理して得られる微粉炭を燃料とする微粉炭バーナに対して広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…微粉炭バーナ                      ２…バーナ本体
５…送風機                            ８…燃料油噴射ノズル
１０ａ〜１０ｆ…微粉炭噴射ノズル      １１…分配器
１２…圧送ファン                      １３…微粉炭圧送管
１４…微粉炭貯蔵ビン                  １５…ロータリーバルブ
１７…インバータ                      １８ａ〜１８ｆ…開閉バルブ
１９…開閉制御器
【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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