(57)【要約】【課題】ファンによる給気機構等の動力を用いない小型且つシンプルな構成で、比較的低廉にて供給でき、しかも廃油の完全燃焼化をはかれ、小工場、一般家庭等の自家設備用として、あるいは、農業用ハウスの補助暖房や災害時の緊急設備用として好適な自然燃焼式廃油焼却装置を提供することを課題とする。【解決手段】廃油投入口と空気導入口９とを有する燃焼室１と、周面に多数のエア吸入口１１、１１ａを有する円筒体であって、前記燃焼室１の上面中央開口から立上る燃焼筒２と、前記燃焼筒２の上に連通状態に設置される前記燃焼筒２よりも広径の環流室３と、前記環流室３の底面から前記燃焼室１の上面にまで延びて前記環流室３と前記燃焼室１とを連通する環流パイプ４と、前記環流室３の上面中央開口から立上る排気筒５とを備える。【選択図】図１
2008101900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油投入口と空気導入口とを有する燃焼室と、周面に多数のエア吸入口を有する筒体であって、前記燃焼室の上面中央開口から立上る燃焼筒と、前記燃焼筒の上に前記燃焼筒と連通状態にして設置される前記燃焼筒よりも広径の環流室と、前記環流室の底面から前記燃焼室の上面にまで延びて前記環流室と前記燃焼室とを連通する環流パイプと、前記環流室に設置される排気筒とを備えることを特徴とする自然燃焼式廃油焼却装置。
【請求項２】
前記環流室が複数段に分割されていて、各段の環流室はその上の環流室と、中央部の接続筒と周縁部の環流パイプとを介して連通状態にされ、最上段の環流室に排気筒が設置される請求項１に記載の自然燃焼式廃油焼却装置。
【請求項３】
前記最上段の環流室内に、そこにおける前記接続筒の開口と前記排気筒の開口とを隔てるガイド板が設置された請求項２に記載の自然燃焼式廃油焼却装置。
【請求項４】
前記燃焼筒の周面に、前記エア吸入口を縦方向に定間隔置きに形成した孔列を複数列、隣接する前記孔列における前記エア吸入口同士が上下方向にずれるようにして配置した請求項１乃至３のいずれかに記載の自然燃焼式廃油焼却装置。
【請求項５】
前記燃焼筒を上方に向かって拡開するテーパ形状にすると共に、断面を楕円形状にした請求項１に記載の自然燃焼式廃油焼却装置。
【請求項６】
前記環流パイプを、前記環流室の底面の外周縁に近い位置に開口させた請求項１又は２に記載の自然燃焼式廃油焼却装置。
【請求項７】
前記燃焼室に、空気導入量の調整が可能なエア導入口を設置した請求項１に記載の自然燃焼式廃油焼却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自然燃焼式廃油焼却装置、より詳細には、何の動力も用いない非常に簡易な装置であって、有害ガスの放出を伴なわずに、産業廃棄物として生ずる各種廃油の自然燃焼処理が可能で、更にその燃焼熱の有効利用が可能な自然燃焼式廃油焼却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両、船舶、工場、厨房等から生ずる廃油の処分は、一般に焼却により行われている。廃油の焼却に際しては、不完全燃焼による黒煙や有害物質が発生しやすいので、その発生を防止するための廃油焼却装置として種々のものが提唱されている（例えば、特開２００３−３３６８２２号公報、特開２００２−２２１３５号公報、特開２００１−５６１１２号公報、特開２０００−７４３４８号公報等）。その多くは、燃焼室に給気装置を備えた比較的大型のものであり、それなりの設備コストと運転コストがかかるため、小規模な工場や施設、あるいは、一般家庭等の自家設備としては適さない。
【０００３】
また、近時、バイオディーゼル燃料（ＢＤＦ）がカーボンニュートラルな軽油代替燃料として注目されつつあるが、その製造時には、副産物として原料油脂の１０パーセント程度のグリセリンが生成される。通常このグリセリンには、触媒や未変換の脂肪酸などが混入しているために有効な利用用途が見出せないところから、そのまま放置されているのが現状であり、その処理のための有効手段が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３６８２２号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１３５号公報
【特許文献３】特開２００１−５６１１２号公報
【特許文献４】特開２０００−７４３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したとおり、従来提唱されている廃油焼却装置は、いずれも給気装置を備えた比較的大型且つ複雑なもので、自家設備用として備えるにはコスト的にも問題があり、また、それらは、近時問題になっているグリセリン処理の有効手段ともなっていない。
【０００６】
そこで本発明は、ファンによる給気機構等の動力を用いない小型且つシンプルな構成であって、比較的低廉にて供給できて廃油の完全燃焼化が可能であり、小工場、一般家庭等の自家設備用として、また、農業用ハウスの補助暖房として、更には災害時の緊急設備として好適であり、しかも、グリセリンの処理にも有効であり、更に、燃焼に伴って発生する熱の有効利用を図ることができる自然燃焼式廃油焼却装置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】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、廃油投入口と空気導入口とを有する燃焼室と、周面に多数のエア吸入口を有する筒体であって、前記燃焼室の上面中央開口から立上る燃焼筒と、前記燃焼筒の上に前記燃焼筒と連通状態にして設置される前記燃焼筒よりも広径の環流室と、前記環流室の底面から前記燃焼室の上面にまで延びて前記環流室と前記燃焼室とを連通する環流パイプと、前記環流室に設置される排気筒とを備えることを特徴とする自然燃焼式廃油焼却装置である。
【０００８】
前記環流室が複数段に分割されていて、各段の環流室はその上の環流室と、中央部の接続筒と周縁部の環流パイプとを介して連通状態にされ、最上段の環流室に排気筒が設置される構成とすることができる。その場合、好ましくは、前記最上段の環流室内に、そこにおける前記接続筒の開口と前記排気筒の開口とを隔てるガイド板が設置される。
【０００９】
好ましくは、前記燃焼筒の周面に、前記エア吸入口を縦方向に定間隔置きに形成した孔列を複数列、隣接する前記孔列における前記エア吸入口同士が上下方向にずれるようにして配置し、また、前記燃焼筒を上方に向かって拡開するテーパ形状にすると共に、断面を楕円形状にする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る自然燃焼式廃油焼却装置は、構成簡易で廉価にて供給でき、燃焼室内に廃油を供給して点火するだけで、何らの動力も用いることなく、廃油を自動的に完全燃焼して無害化した燃焼ガスのみを放出することができる非常に有用なものであって、小工場や一般家庭等の自家設備用として、また、農業用ハウスの補助暖房設備として、更には災害時の緊急設備として好適なる効果がある。
【００１１】
請求項２及び３に記載の発明においては、燃焼ガスが一気に排出されることなく、複数の環流室を経て排出されるために過燃焼が抑えられ、また、数段階に不完全燃焼ガスを分離するので、廃油の完全燃焼化がより確実となる効果があり、且つ、燃焼熱を利用するためのシステム構築に好適なる効果がある。
【００１２】
請求項４、５に記載の発明においては、燃焼筒上部が拡がっているためにその部分にガスが充満して過熱状態になることがなく、また、その部分に煤が付着しにくくなるため、掃除の手間が省ける効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための好ましい形態について、添付図面に依拠して説明する。図１乃至図４は、本発明の第１の実施形態を示すもので、図１はその斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図４はその変形例を示す斜視図である。
【００１４】
本発明に係る自然燃焼式廃油焼却装置の第１の実施形態においては、該装置は、燃焼室１と、燃焼室１の上面中央開口から立上る燃焼筒２と、燃焼筒２の上に設置される環流室３と、環流室３と燃焼室１とを連通する環流パイプ４と、環流室３に設置される排気筒５とから成る。
【００１５】
燃焼室１は、複数の脚６を有する容体で、上面に投入口７を有し、投入口７にハンドル付き開閉蓋８が被装される。燃焼室１には、開閉蓋８を開けて投入口７から焼却処理すべき廃油１５が流し込まれる。また、燃焼室１の上面端部には、エア導入口９が形成される。エア導入口９には、天面に小孔１０ａを設けた栓１０が嵌め付けられる。
【００１６】
燃焼室１の上面中央開口に立設される燃焼筒２には、多数の吸気孔１１、１１ａが穿設される。詳細には、燃焼筒２には、吸気孔１１、１１ａを適宜間隔置きに縦に並設した孔列が、例えば６列形成される。その際、隣接する孔列間において、吸気孔１１、１１ａの位置が上下方向に半ピッチずつずれる、即ち、ある列の各吸気孔１１が、隣りの孔列の各吸気孔１１ａ間に位置するように配設される。
【００１７】
なお、図１乃至図３に示された燃焼筒２はストレートな円筒体となっているが、これを図４に示すように、上方に拡開するテーパ形状にし、且つ、断面楕円状にすることもある。これは、ストレートの場合はその上端部が加熱状態となり、また、煤が付着し易く、掃除に手間がかかることに配慮したものである。即ち、燃焼筒２内において燃焼ガスは、断面円形の渦を巻いて上昇するため、燃焼筒２の断面を楕円形にすると、断面円形のガス渦２２の両側に真空部分２３ができて、ガス渦２２が燃焼筒２の内側面に接触する部分が減り（図５参照）、その部分が加熱しにくくなると共に煤も付着しにくくなるのである。なお、テーパ角度は、６〜１０度位が適当である。
【００１８】
燃焼筒２は、その上に配設される環流室３の底面中央開口に接続される。環流室３は、それに連通する燃焼筒２よりもかなり大径の円筒形状で、その底面の外周縁に近い位置に開口が形成され、そこに、燃焼室１まで延びて燃焼室１に開口する環流パイプ４が設置される。環流パイプ４は、通例１本である。図では２本のパイプが示されているが、その一方が環流パイプ４であり、他方は単なる支持柱１２であって、燃焼室１及び環流室３には連通していない。
【００１９】
排気筒５は、図１乃至図３に示す例では、環流室３の上面中央に設置されているが、図４に示すように環流室３の側面に設けることもある。
【００２０】
上記構成の自然燃焼式廃油焼却装置を使用するには、先ず、開閉蓋８を開け、焼却処理する廃油１５を適量投入口７から燃焼室１内に流し込む。そして、廃油１５に点火後、開閉蓋８を閉じる。燃焼室１内には栓１０の小孔１０ａから空気が導入されることにより、廃油１５は燃焼し、その炎は燃焼筒２内を立ち昇り、その先端は、環流室３から排気筒５の下部にまで達する。栓１０を外すと、導入空気量が増えて火勢が強まる。
【００２１】
この炎の立ち昇りに伴なって燃焼筒２内に負圧が生じ、吸気孔１１、１１ａから外気が吸入されるが、隣り合う孔列の吸気孔１１、１１ａの位置がずれているため、吸入された外気によって、燃焼筒２内に渦が生じ、廃油から出るガスと空気の接触効率が高まり、以て廃油の完全燃焼が促進される。
【００２２】
そして、完全燃焼ガスと不完全燃焼ガスは、渦を巻きながら上昇して環流室３内に流れ込み、環流室３内においても大きく渦を巻く。その際、完全燃焼ガスよりも比重の大きい不完全燃焼ガスが、その比重差によってより外周側に、また、より下側に移動していき、環流室３の室内圧を受けることにより、環流パイプ４内に逃げ、環流パイプ４内を下って燃焼室１内に戻り、再燃焼に供される。そして、環流室３の中央部に集まった比重の小さい完全燃焼ガス、即ち、無害化された排気ガスは、排気筒５を通って排出される。
【００２３】
以上の作用は、ファン等の動力による給気なしに、燃焼室１内の廃油がなくなって火勢が衰えるまで、自動的に行われる。
【００２４】
このように本発明に係る廃油焼却装置は、非常に簡易な構成であって、燃焼室内にグリセリンその他の廃油を供給して点火するだけで、何らの動力も用いることなく、廃油を完全燃焼して無害化した排気ガスのみを放出することができるので、小規模な工場や施設、あるいは、一般家庭の自家設備用として好適であるだけでなく、農業用ハウスの補助暖房用として、あるいは、災害時等における緊急設備用として用いるのにも好適である。
【００２５】
次いで、図６乃至図８に示された第２の実施形態について説明する。そこにおいて図１乃至図５と同じ参照番号を付した部分は、第１の実施形態におけると同様の構成部分である。この第２の実施形態は、第１の実施形態において単室であった環流室３を複数段、例えば、下段環流室３ａ、中間環流室３ｂ及び上段環流室３ｃの３段に分割したものである。
【００２６】
下段環流室３ａの底面中央開口には、環流室３と同様に燃焼筒２が接続され、また、環流パイプ４を介して下段環流室３ａと燃焼室１とが連通状態にされる。下段環流室３ａと中間環流室３ｂ、並びに、中間環流室３ｂと上段環流室３ｃとは、それぞれ中央部の接続筒１３を介して連通状態にされると共に、環流パイプ４と同様の機能を果たす環流パイプ１４を介して連通状態にされる。そして、中間環流室３ｂと上段環流室３ｃとの間においては更に、環流パイプ１４よりも小径のパイプ１７を介して連通状態にされる。この小径パイプ１７は、煙排出量を減少させる役割を果たす。
【００２７】
上段環流室３ｃには排気筒５が設置されるが、排気筒５は好ましくは上段環流室３ｃの側面に設置される。そして、上段環流室３ｃの内底面に、展Ｓ状形のガイド板１６が設置される。ガイド板１６は、接続筒１３の開口部と排気筒５の入口との間に配置されて、接続筒１３から上段環流室３ｃに流入するガスが、直接排気筒５の入口に向かわないように作用する。
【００２８】
この第２の実施形態は、主に燃焼熱の有効利用を図ることを企図したものであって、各環流室３ａ、３ｂ、３ｃを囲むように、熱交換槽１８が配設される。熱交換槽１８は断熱材で覆われた槽で、不凍液１９が充填され、充填された不凍液１９はそこにおいて加熱された後、利用される。例えば、加熱された不凍液１９を、温室の地中に配設された加熱パイプ内に通流させて、地中温度を加温させるために用いることができる。なお、この場合に環流室を分割しているのは、不凍液が接触する表面積を大きくして熱交換率を高めるためでもある。２０は入液パイプ、２１は出液パイプである。
【００２９】
燃焼室１内への廃油供給は、第１の実施形態のように、開閉蓋８を設けてそこを開けて注入するようにしてもよいが、燃焼室１に、図示せぬ廃油槽から延びる給油パイプ２２を直結し、ポンプによって給油することとしてもよい。
【００３０】
この第２の実施形態においても、燃焼室１の蓋を開けてそこに貯留されている廃油１５に点火して燃焼させると、炎は燃焼筒２内を上昇し、その先端は下段環流室３ａ内にまで達する。そして、第１の実施形態の場合と同様に、この炎の立ち昇りによって燃焼筒２内に負圧が生じ、吸気孔１１、１１ａから外気が吸入されることにより、燃焼筒２内に渦が生じ、廃油から出るガスと空気の接触効率が高まり、以て廃油の完全燃焼が促進される。
【００３１】
燃焼筒２内の完全燃焼ガスと不完全燃焼ガスは、渦を巻きながら下段環流室３ａ内に流入し、そこにおいて大きな渦を巻きながら、第１の実施形態の場合と同様に、比重の大きい不完全燃焼ガスが外周側に追いやられ、環流パイプ４内に逃げて燃焼室１に戻される。
【００３２】
下段環流室３ａの中央部に集まった比重の小さい完全燃焼ガスは、渦を巻きながら接続筒１３を通って上昇し、中間環流室３ｂ内に流入して大きな渦を巻く。このようにして中間環流室３ｂに流入したガス中には、少量ではあるが不完全燃焼ガスが混ざっている。この不完全燃焼ガスは、下段環流室３ａ内におけると同様に分離され、環流パイプ１４を通って下段環流室３ａに戻される。
【００３３】
同様に、中間環流室３ｂの中央部に集まった完全燃焼ガスは、渦を巻きながら接続筒１３を通り抜けて上昇し、上段環流室３ｃ内に流入して大きな渦を巻こうとする。しかし、接続筒１３の出口付近にガイド板１６があるため、接続筒１３から出たガスはガイド板１６に当たり、直ちに排気筒５に向かうことなく、上段環流室３ｃの内周面に沿って流れるように導かれ、略一周した後に排気筒５に排出される。
【００３４】
上段環流室３ｃにも中間環流室３ｂに連通する環流パイプ１４が設置されるため、たとえ不完全燃焼ガスが残存していたとしても、そこから中間環流室３ｂへと逃げていくので、完全燃焼ガスのみが残り、この無害化されたガスのみが排気筒５から排出される。
【００３５】
第２の実施形態においては、このようにして廃油の燃焼が行われるが、燃焼に伴って燃焼筒２内に発生するガスは、環流室から直ちに排気筒５に向かって排出される訳ではなく、複数の区画された環流室３ａ〜３ｃを経て排出される。そのため、燃焼は一気にではなく、火勢を抑えられつつ進行することになり、以て過燃焼が押えられ、過熱状態となることが抑止される。
【００３６】
図８は、本発明の第２の実施形態の利用例を示すシステム構成図である。このシステムは温室内暖房給湯装置であって、本装置と、ポンプ２４の作用で本装置を介して循環させられる不凍液の熱を利用する給湯装置２５と、温風装置２６とから構成されている。
【００３７】
給湯装置２５は上部に湯槽２７を有していて、湯槽２７内に不凍液を通流させるチューブ２８が巻回状態に配設される。湯槽２７内に満たされる水は、加熱された不凍液が通流するチューブ２８に接することによって温められ、手洗い場の給湯用等に使用される。
【００３８】
温風装置２６は、加熱されて熱交換槽１８から出る不凍液を通流させるチューブを配したラジエータ２９と、ラジエータ２９に向かって風を送るファン３０とから成り、ラジエータ２９を経ることによって温められた風を温室内に吹き出す。
【００３９】
以上のとおり、本発明に係る装置は、いずれの実施形態においても何の動力も要せずに自然力によって完全燃焼を図ることができ、全体がコンパクトで構成簡易であり、また、その燃焼熱を利用しての温湯や温風を得るためのシステム構築が容易であるため、小工場や一般家庭における廃油焼却装置として、また、農業用ハウス内における補助暖房設備として、あるいは、災害時における緊急設備等として用いるのに好適である。
【００４０】
更に本装置は、殊に今後増加することが予想されるグリセリンの有効処理に好適なものとなる。
【００４１】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図５】図４に示す実施形態における燃焼筒の横断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の変形例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の利用例を示す簡略構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１          燃焼室
２          燃焼筒
３          環流室
３ａ        下段環流室
３ｂ        中間環流室
３ｃ        上段環流室
４          環流パイプ
５          排気筒
６          脚
７          投入口
８          開閉蓋
９          エア導入口
１０          栓
１０ａ        小孔
１１、１１ａ  吸気孔
１２          支持柱
１４          環流パイプ
１５          廃油
１６          ガイド板
１７          小径パイプ
１８          熱変換槽
１９          不凍液
２０          入液パイプ
２１          出液パイプ
２２          ガス渦
２３          真空部分
２４          ポンプ
２５          給湯装置
２６          温風装置
２７          湯槽
２８          チューブ
２９          ラジエータ
３０          ファン
【図１】
2008101900.tif 000003
【図２】
2008101900.tif 000004
【図３】
2008101900.tif 000005
【図４】
2008101900.tif 000006
【図５】
2008101900.tif 000007
【図６】
2008101900.tif 000008
【図７】
2008101900.tif 000009
【図８】
2008101900.tif 000010