(57)【要約】【課題】爆発燃焼の危険性が無く、燃焼機内での未燃炭の滞溜を防ぎ、燃焼が容易な木炭燃焼装置の提供。【解決手段】燃料である木炭（２）を貯蔵する貯蔵手段（例えば木炭投入用のホッパ３）と、木炭（木炭２から加工された微粉炭２０）を燃焼させる燃焼器（燃焼器内の圧力が大気圧に等しいタイプ１Ａと、ガスタービン燃焼器の様に燃焼器内の圧力が大気圧よりも高圧なタイプ１Ｂとの双方を含む）と、燃料である木炭（２）を貯蔵手段（３）から連続的に燃焼器（１Ａ、又は１Ｂ）内へ供給する供給系統（木炭の通路４Ａ、４Ｂ）とを備え、木炭（２）を機械的に破砕して微粉化する微粉化手段（ミキサ５、５Ｂ、５Ｃ）が前記供給系統（４Ａ、４Ｂ）に介装されており、該微粉化手段（ミキサ５、５Ｂ、５Ｃ）は燃焼器（１Ａ、又は１Ｂ）の燃料投入口（１Ａｕ、１Ｂｕ）（直近に配置されていることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料である木炭を貯蔵する貯蔵手段と、木炭を燃焼させる燃焼器と、燃料である木炭を貯蔵手段から連続的に燃焼器内へ供給する供給系統とを備え、木炭を機械的に破砕して微粉化する微粉化手段が前記供給系統に介装されており、該微粉化手段は燃焼器の燃料投入口直近に配置されていることを特徴とする木炭燃焼装置。
【請求項２】
前記微粉化手段は、軸方向両端部分の半径方向寸法が大きく且つ軸方向中央部分の半径方向寸法が小さい回転体形状をした２本の鼓形状部材を有し、該２本の鼓形状部材は中心軸が交差する様に配置されており且つ駆動源により回転可能に構成されている請求項１の木炭燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木炭を燃料とする木炭燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
古材の廃棄物等から炭を生成し、その炭を燃焼させてガスタービンを回すリサイクルシステムが存在する。
【０００３】
そのようなリサイクルシステムでは、固体である炭を燃焼器で燃焼するに際して、炭の塊は燃焼器に投入しても直ちに燃焼しないで、燃焼器内に滞留してしまうものが多い。そして、燃焼器内に燃料である炭が多量に滞留すると危険であるとともに、未燃炭の滞溜によって燃焼効率を悪化させる要因ともなる。
【０００４】
ここで、炭が微粉（微粉炭）であれば、燃焼しやすいので好適であり、燃焼器内に微粉炭を投入する様に構成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
そのように構成すれば、微粉炭は燃焼し易いので、上述した問題は解決できる。すなわち、微粉炭であれば、燃焼器内で滞留する恐れが小さいため、多量の燃料（炭）が未燃焼のまま燃焼器内に取り残されてしまうことは無く、安全である。
【０００５】
しかし、微粉炭を用いた場合は、その取扱を誤れば、爆発燃焼を生じる危険性がある。すなわち、微粉末状の炭（微粉炭）は、燃焼器に導入される以前の経路において、爆発燃焼を生じる恐れがある。
そのため、従来、微粉末状の炭を燃焼器内に供給するにあたっては、非常に厳格な安全性が要求されていた。
【特許文献１】特開２００３−３２９２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、爆発燃焼の危険性が無く、燃焼機内での未燃炭の滞溜を防ぎ、燃焼が容易な木炭燃焼装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の木炭燃焼装置は、燃料である木炭（２）を貯蔵する貯蔵手段（例えば木炭投入用のホッパ３）と、木炭（木炭２から加工された微粉炭２０）を燃焼させる燃焼器（燃焼器内の圧力が大気圧に等しいタイプ１Ａと、ガスタービン燃焼器の様に燃焼器内の圧力が大気圧よりも高圧なタイプ１Ｂとの双方を含む）と、燃料である木炭（２）を貯蔵手段（３）から連続的に燃焼器（１Ａ、又は１Ｂ）内へ供給する供給系統（木炭の通路４Ａ、４Ｂ）とを備え、木炭（２）を機械的に破砕して微粉化する微粉化手段（ミキサ５、５Ｂ、５Ｃ）が前記供給系統（４Ａ、４Ｂ）に介装されており、該微粉化手段（ミキサ５、５Ｂ、５Ｃ）は燃焼器（１Ａ、又は１Ｂ）の燃料投入口（１Ａｕ、１Ｂｕ）（直近に配置されていることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
本発明の実施に際して、前記微粉化手段（ミキサ５）は、軸方向両端部分（５１ｅ）の半径方向寸法が大きく且つ軸方向中央部分（５１ｃ）の半径方向寸法が小さい回転体形状（いわゆる「鼓」形状）をした２本の鼓形状部材（５１）を有し、該２本の鼓形状部材（５１）は中心軸（Ｓ）が交差する様に配置されており且つ駆動源（Ｍ）により回転可能に構成されているのが好ましい（請求項２）。
【０００９】
或いは本発明において、単に円筒状体（５２又は５３）を２つ並べて（図3及び図４）前記微粉化手段（ミキサ５Ｂ、５Ｃ）を構成することも可能である。
その他、機械的な破砕を行う構造であれば、前記微粉化手段（ミキサ）として使用が可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果を以下に列挙する。
（１）  ミキサ（５、５Ｂ、５Ｃ）により微粉化した炭（微粉炭２０）が、微粉化した直後に燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内へ供給される。そのため、微粉末状の炭（微粉炭２０）が、燃焼器（１Ａ、１Ｂ）に導入される以前の経路（４Ａ、４Ｂ）において爆発燃焼を生じることが完全に防止される。
（２）  微粉炭は燃焼し易いので、燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内で滞留しない。そのため、燃料である炭が大量に燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内に存在する恐れが無くなり、安全である。
（３）  鼓形状部材（５１）を２つ交差させた形状のミキサ（５）を使用すれば、ミキサ（５）の鼓形状部材（５１）の大径部（５１ｅ）から木炭（２）がミキサ（５）内に侵入し、小径部（５１ｃ）で磨り潰されて、微粉化されるので、連続して微粉末状の微粉炭（２０）を生成できる。
（４）  鼓形状部材（５１）を２つ交差させた形状のミキサ（５）を使用すれば、鼓形状部材を高速回転することにより、磨り潰され微粉化した炭（２０）が燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内に勢い良く飛び出す。その結果、炭という固体燃料を燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内に供給しているにもかかわらず、液体や気体を燃焼器内に噴霧するのと同様な効果が得られる。すなわち、燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内の空間内で均一に混合して、混合気（微粉炭２０と空気との混合気）を生成する。
係る混合気は燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内で直ちに且つ良好に燃焼するので、燃料が燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内で滞留しない。
（５）  微粉化された炭（２０）は、燃焼後に微粉末状の灰となる。係る微粉末状の灰は燃焼器（１Ａ、１Ｂ）内で滞留せず、燃焼器（１Ａ、１Ｂ）を出たところで回収すれば係る灰が拡散してしまうことが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
先ず、図１及び図２を参照して第１実施形態の一実施例を説明する。
全体を符号Ａで示す木炭燃焼装置は、燃焼器1Ａと、燃料である木炭２を一時貯留するとともに、燃焼器１Ａへの燃料投入器の役割を果たすホッパ３とを有している。
【００１３】
前記燃焼器1Ａは、漏斗を逆様に伏せたような形状の天蓋部１Ａｒと、円筒状の側壁部１Ａｗとによって構成されており、前記天蓋部１Ａｒの円環状の下端１Ａｂと前記側壁部１Ａｗの内壁とは所定の隙間１Ａｃが形成されている。
【００１４】
前記ホッパ３の下端には、木炭排出口３ａが形成されており、その木炭排出口３ａと前記燃焼部１Ａの天蓋部１Ａｒの上端１Ａｕとは接続されており、その木炭排出口３ａと前記燃焼部１Ａの天蓋部１１Ａｒの上端１Ａｕとで燃料供給系統である燃料供給管４Ａが形成されている。
【００１５】
その燃料供給管４Ａの、燃焼器１Ａに近い側には木炭２を機械的に破砕して微粉化するミキサ５が介装されている。
【００１６】
前記燃焼部１Ａの天蓋部１Ａｒの漏斗状の外周部には複数の送風管６の端部が連通しており、その連通管６は燃焼器１Ａ外に設置された送風機７に接続されている。従って、送風機７によって燃焼器１Ａ内には新気が送り込まれ、ミキサ５で磨り潰され、微粉炭２０と化した木炭２は、完全に燃焼し尽くすことが出来る。
【００１７】
ミキサ５は、図２に詳細を示すように、軸Ｓ方向の両端部分５１ｅの半径方向寸法が大きく、且つ軸方向中央部分５１ｃの半径方向寸法が小さい回転体形状をした２本の鼓形状部材５１を有している。その２本の鼓形状部材５１は中心軸Ｓが交差する様に配置されている。
また、２本の鼓形状部材５１は図示の例では２台の電動モータＭにより夫々が独自に回転可能に構成されている。
２本の鼓形状部材５１の中心部５１ｃは、互いに接触しない程度に至近で配置され、例えば一方の鼓系状体の軸Ｓを移動することによって、至近距離は調節可能である。
【００１８】
図３は、第１実施形態のミキサのその他の実施例５Ｂを示したものであり、ミキサ５Ｂは、一対の円柱状部材５２を中心軸Ｓが平行する様に配置した実施例である。ミキサ５Ｂ部分を除いた装置全体としては、第１実施形態の一実施例と概略同様である。
【００１９】
図４は、図２のミキサの一実施例５に対して、１対の鼓形状部材５３の中心近傍の外周面に、例えば網目のローレット加工Ｒが施してある第１実施形態の、別の実施形態５Ｃである。
そのように網目のローレット加工Ｒを鼓形状部材５３の外周面に施すことにより、木炭２を磨り潰す能力が向上する。
【００２０】
係る構成を具備した第１実施形態によれば、ミキサ５、５Ｂ、５Ｃにより微粉化した炭２０が、微粉化した直後に燃焼器１Ａ内へ供給される。そのため、微粉末状の炭（微粉炭２０）が、燃焼器１Ａに導入される以前の経路４Ａにおいて爆発燃焼を生じることが完全に防止される。
【００２１】
微粉炭２０は燃焼し易いので、燃焼器１Ａ内で滞留しない。そのため、燃料である炭が大量に燃焼器１Ａ内に存在する恐れが無くなり、安全である。
【００２２】
鼓形状部材５１を２つ交差させた形状のミキサ５を使用すれば、ミキサ５の鼓形部材５１の大径部５１ｅから木炭２がミキサ５内に侵入し、小径部５１ｃで磨り潰されて、微粉（微粉炭２０）化されるので、連続して微粉末状の微粉炭２０を生成できる。
【００２３】
鼓形部材５１を２つ交差させた形状のミキサ５を使用すれば、鼓形状５１の部材を高速回転することにより、磨り潰された微粉化した炭２０が燃焼器１Ａ内に勢い良く飛び出す。その結果、炭２という固体燃料を燃焼器１Ａ内に供給しているにもかかわらず、液体や気体を燃焼器内に噴霧するのと同様な効果が得られる。
すなわち、燃焼器１Ａ内の空間内で均一に混合して、混合気（微粉炭２０と空気との混合気）を生成する。係る混合気は燃焼器１Ａ内で直ちに且つ良好に燃焼するので、燃料が燃焼器１Ａ内で滞留しない。
【００２４】
微粉化された炭２０は、燃焼後に微粉末状の灰となる。係る微粉末状の灰は燃焼器１Ａ内で滞留せず、燃焼器１Ａを出たところで回収すれば係る灰が拡散してしまうことが防止される。
【００２５】
次に図５を参照して、第２実施形態を説明する。
図１〜図４の第１実施形態における燃焼器１Ａは外気に部分的に開放されたタイプであった。それに対して、図５の第２実施形態は、密閉タイプの燃焼器を有するものである。
【００２６】
全体を符号Ｂで示す木炭燃焼装置は、燃焼器1Ｂと、燃料である木炭２を一時貯留するとともに、燃焼器１Ａへの燃料投入器の役割を果たすホッパ３とを有している。
【００２７】
前記燃焼器1Ｂは、灰の排出口１Ｂｅを除いては外気とは遮断されるように密閉状に構成されている。
燃焼器１Ｂの天井部１Ｂｒの中央には、燃料である木炭（微粉炭２０）の投入口１Ｂｕが突出して形成されている。
【００２８】
前記ホッパ３の下端部の木炭排出口３ａと前記燃焼器１Ｂの天井部１Ｂｒの中央の木炭の投入口１Ｂｕとは接続されており、その木炭排出口３ａと木炭の投入口１Ｂｕとで燃料供給系統である燃料供給管４Ｂが形成されている。
【００２９】
その燃料供給管４Ｂの、燃焼器１Ｂに近い側には木炭２を機械的に破砕して微粉化するミキサ５が介装されている。そのミキサ５は第１実施形態の一例で示したミキサ５と実質的に同様のものが用いられている。
【００３０】
前記燃焼部１Ｂの天井部１Ｂｒには複数の圧縮空気供給管６Ｂの端部が連通しており、その圧縮空気供給管６Ｂは燃焼器１Ｂ外に設置されたエアコンプレッサ８に接続されている。従って、エアコンプレッサ８によって燃焼器１Ｂ内には圧縮空気が送り込まれ、ミキサ５で微粉炭２０と化した木炭がその圧縮空気と好適に混合され、微粉炭２０は完全に燃焼し尽くすことが出来る。
尚、密閉された燃焼器１Ｂへの空気の供給は、コンプレッサ８に限ることはなく、供給される空気が燃焼器内部空間の圧力よりも高圧に昇圧されるものであれば特に限定はしない。
【００３１】
作用・効果は前述の第１実施形態と概略同様にあるので、以降の説明は省略する。
【００３２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
例えば、第１実施形態の一実施例では、ミキサ５の２本の鼓形状部材５１の双方を電動モータＭで駆動しているが、２本の鼓形状部材５１の一方のみを電動モータによって駆動し、他方の鼓形状部材５１は一方の鼓形状部材５１から、公知の回転力伝達手段によって回転力が分配されるように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるミキサの一実施例を示した斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるミキサの他の実施例を示した斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態におけるミキサの別の実施例を示した斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態の全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ、Ｂ・・・木炭燃焼装置
１Ａ、１Ｂ・・・燃焼器
１Ａｃ・・・隙間
１Ａｒ・・・天蓋部
１Ａｕ・・・天蓋部の上端
１Ａｗ・・・側壁部
１Ｂｅ・・・排出口
１Ｂｒ・・・天井部
１Ｂｕ・・・
２・・・木炭
３・・・ホッパ
４Ａ、４Ｂ・・・供給系統／燃料供給管
６・・・送風管
６Ｂ・・・圧縮空気供給管
７・・・送風機  
８・・・エアコンプレッサ  
２０・・・微粉炭
【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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