(57)【要約】      （修正有）【課題】汚泥状廃棄物を高温ガスと接触させて、乾燥、粉砕、気化させるバーナーを高温化から守り、長寿命化を図る。【解決手段】高圧エアー旋回式ガス化バーナー１００を用い、ガス化バーナー１００のハウジング１１０の一部を冷却すると同時に、火炎が燃焼室１２０の内側面と接触するのを最小化した。ハウジング１１０の内部に形成された燃焼室１２０の一側に噴射ノズルの装着された燃料供給管１３０と燃焼空気供給管１４０を有し、前記燃料供給管１３０と燃焼空気供給管１４０の装着されるハウジング１１０の一端の外側面に装着され、隔壁により二重に重ねられた空気供給路１４の形成されたエアーチェンバー部１０と、前記燃焼室１２０の噴射ノズル１３２の位置した内側の外周縁上に、前記空気供給路１４と連結されるように傾斜づいて装着される多数のエアー噴出管２２で構成されたエアー渦流部２０を具備した。【選択図】図１
2005069674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に形成された燃焼室の一側に噴射ノズルの装着された燃料供給管と燃焼空気供給管、点火プラグおよび温度感知センサーの装着されたガス化バーナーにおいて、
前記燃料供給管１３０と燃焼空気供給管１４０の装着されるハウジング１１０の一端の外側面に装着され、隔壁１２により二重に重ねられた空気供給路１４の形成されたエアーチェンバー部１０と；
前記燃焼室１２０の噴射ノズルの位置した内側の外周縁上に、前記空気供給路と連結されるように傾斜づいて装着される多数のエアー噴出管２２で構成されたエアー渦流部２０とを具備することを特徴とする高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項２】
前記燃焼室１２０の内側面は、耐火材１２０Ａで形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項３】
前記燃焼空気供給管１４０の端部の内側に、前記エアー噴出管と同じ方向に傾斜づいた多数の渦流板３２の装着された渦流噴出部３０が具備されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項４】
前記燃焼空気供給管１４０の外側に、補助燃焼空気供給管４０が具備されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項５】
前記補助燃焼空気供給管４０の端部の内側面に、前記エアー噴出管と同じ方向に傾斜づいた多数の渦流板４２の装着された第２渦流噴出部４５が具備されることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項６】
前記補助燃焼空気供給管４０は、前記エアーチェンバー部の空気供給路とエアー供給管４８を介して連結されることを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項７】
前記燃焼空気供給管１４０の装着されるハウジング１１０に、透視部材５２の装着された透視管５０が装着されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【請求項８】
前記燃焼空気供給管１４０の装着されるハウジング１１０に透視部材６２が装着されており、外側にカメラ６４の装着される投影部６０が具備されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第７項に記載の高圧エアー旋回式ガス化バーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧エアー旋回式ガス化バーナーに関するもので、より詳細には、ガス化バーナーのハウジングの一部を冷却すると同時に、火炎が燃焼室の内側面と接触するのを最小化して、バーナーの寿命を延長させる高圧エアー旋回式ガス化バーナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、下水スラッジや飲食物廃棄物などのような水性廃棄物は、相当量の水分を含有している関係上、まず、排水処理剤または活性汚泥との接触や、沈降濃縮、機械的脱水または熱による脱水などの複数の段階を経て、含水率が７０〜９０％の脱水汚泥にした後、この脱水汚泥を再度焼却処理したり、陸地または海面に埋め立てたり、または河川や海に排水して処理する方法が使用されている。
【０００３】
しかし、前記のように焼却処理する方法は、特殊に製作された別途の焼却炉を要求するだけでなく、焼却物である脱水汚泥が依然と高い含水率を有する関係上、焼却のために燃料がかなり多く消費されるだけでなく、焼却後も大量に残る灰分を別途に処理しなければならないという問題をそのまま有していた。
【０００４】
また、前記陸地や海面に埋め立てる方法は、処理過程の中、添加された添加剤により土壌、または海水中にてバクテリアが作用せず、バクテリアによる腐食が進行されないという問題が発生し、下水や海に排水する処理方法は、排水される脱水汚泥により河川や海が汚染され、環境汚染と直結されることによって、法律で禁止されている。
【０００５】
そこで、毎日かなりの量が発生する水性廃棄物をより効率的に処理するための方案の一つとして、最近、前記した下水、糞尿、生活排水または産業排水などのような水性廃棄物を１次的に脱水処理した後、濃縮された汚泥またはスラッジを意図する汚泥状態の廃棄物に生成した後、これを燃焼せずに、無煙無臭に、短時間内に汚泥状態の廃棄物を気化成分および乾燥固形成分に分離する方法が提案された。
【０００６】
このように、水分が７０〜９０％含有された汚泥状態の廃棄物を、無煙無臭に、短時間内に気化させるためには、かなり高い高圧と高熱を瞬間的に汚泥状態の廃棄物と接触させることによって可能なのだが、前記汚泥状態の廃棄物を気化させるために使用される装置の中の一つがガス化バーナーである。
【０００７】
従来のガス化バーナーには、ハウジング内部の燃焼室の一側に噴射ノズルの装着された燃料供給管と燃焼空気供給管、点火プラグおよび温度感知センサーが設置され、燃焼室内で燃料を約１１００〜１５００度に燃焼させた後、前記燃焼室の他側に高熱を高圧に排出しながら、供給される汚泥状態の廃棄物と瞬間的に接触させ、乾燥、粉砕させながら気化させるのである。
【０００８】
しかし、前記のような従来のガス化バーナーは、燃焼室でかなり高い温度で燃焼が成されることによって、これを冷却させる冷却装置に多大なる欠陥が生じていた。
【０００９】
もう一度言うと、従来のガス化バーナーは、大きく空冷式と水冷式の冷却方式を採用しているのだが、前者の場合、ジャケット形態のエアーチェンバーが燃焼室の外側全体に設置された構造であり、このような冷却装置では、火炎が燃焼室のハウジングの内側面と接触されることによって、燃焼室の内側面と外側面に設置されたエアーチェンバーの外側の温度差がひどくて、エアーチェンバーを形成するための溶接部位が頻繁に破損されることによって、円滑な冷却が行なわれないだけでなく、結局はガス化バーバーを使用し難くなるという問題点が発生していた。
【００１０】
また、後者の場合も、水でかなり高い約１１００〜１５００度の温度を冷却するのは不適合であるだけでなく、循環路で加熱によって水の圧力が急上昇する場合、爆発の危険性も有しているので、高い圧力にも耐えられるように設計されなければならないという問題点を有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、前記のような従来の諸般問題点を解消しようと案出されたもので、その目的は、ガス化バーナーのハウジングの一部を冷却すると同時に、火炎が燃焼室の内側面と接触するのを最小化して、ハウジングに熱が伝導されるのを最小化させることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、燃焼室内の熱が外部に放出されるのを最小化することにある。
【００１３】
本発明のまた別の目的は、燃焼による燃焼空気をより効率的に供給することにある。
【００１４】
本発明のまた別の目的は、燃焼に必要なより多くの燃焼空気をより効率的に供給することにある。
【００１５】
本発明のまた別の目的は、燃焼空気と渦流空気を一つの供給路を介して供給することにある。
【００１６】
本発明のまた別の目的は、燃焼室内を作業者が直接透視することができるようにすることにある。
【００１７】
本発明のまた別の目的は、ディスプレイ装置などを介して燃焼室内部を確認することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記のような目的を達成するための本発明は、ハウジングの内部に形成された燃焼室の一側に噴射ノズルの装着された燃料供給管と燃焼空気供給管、点火プラグおよび温度感知センサーの装着されたガス化バーナーにおいて、前記燃料供給管と燃焼空気供給管の装着されるハウジングの一端の外側面に装着され、隔壁により二重に重ねられた空気供給路の形成されたエアーチェンバー部と；前記燃焼室の噴射ノズルの位置した内側の外周縁上に、前記空気供給路と連結されるように傾斜づいて装着される多数のエアー噴出管で構成されたエアー渦流部とを具備することを特徴とする。
【００１９】
前記燃焼室の内側面は、耐火材で形成されることを特徴とする。
【００２０】
前記燃焼空気供給管の端部の内側に、前記エアー噴出管と同じ方向に傾斜づいた多数の渦流板の装着された渦流噴出部が具備されることを特徴とする。
【００２１】
前記燃焼空気供給管の外側に、補助燃焼空気供給管が具備されることを特徴とする。
【００２２】
前記補助燃焼空気供給管の端部の内側面に、前記エアー噴出管と同じ方向に傾斜づいた多数の渦流板の装着された第２渦流噴出部が具備されることを特徴とする。
【００２３】
前記補助燃焼空気供給管は、前記エアーチェンバー部の空気供給路とエアー供給管を介して連結されることを特徴とする。
【００２４】
前記燃焼空気供給管の装着されるハウジングに、透視部材の装着された透視管が装着されることを特徴とする。
【００２５】
前記燃焼空気供給管の装着されるハウジングに透視部材が装着されており、外側にカメラの装着される投影部が具備されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
上述したように、本発明は、エアーチェンバー部と渦流噴出部を介して燃焼室の温度を１次的に激減させ、火炎が燃焼室の内側面と接触されるのを最小化して、ハウジングへの熱伝導を最小化させるので、安全でありながら、熱の損失を最小化させるとともに、より長い期間有用に使用することのできる効果を有する。
【００２７】
また、燃焼空気を渦流噴出部を介してより効率的に供給することによって、燃焼効率を増大させると同時に、火炎の拡がりを最小化することができる効果を有する。
【００２８】
また、より多くの燃焼空気を、補助燃焼空気供給管を介して供給することができるので、より燃焼効率を増大させることができ、火炎の拡がりも極小化させることができる効果を有する。
【００２９】
また、一つの空気供給路を介してエアー渦流部と補助燃焼空気供給管に空気を円滑に供給することができ、より簡単な構造で、効率的に空気を供給することができる。
【００３０】
また、燃焼室内を作業者が現場で直接観察することができるので、燃焼状態を直接確認することができる効果を有する。
【００３１】
また、ディスプレイ装置などを介して、燃焼室内部を現場ではない、他の場所で確認することができるので、燃焼状態を随時簡便で便利に確認することができる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参考して更に詳細に説明すると、次のとおりである。
【００３３】
図１は、本発明を示した概略的な要部縦断面図で、図２は、図１による概略的な要部平面図である。
【００３４】
図示されているように、本発明のガス化バーナー１００は、燃焼室内で燃料を約１１００〜１５００度に燃焼させた後、前記燃焼室の他側に高圧排出される高熱を水分が７０〜９０％含有された汚泥状態の廃棄物と瞬間的に接触させ、汚泥形態の廃棄物を乾燥、粉砕させながら気化させることができるように、ハウジング１１０内部の燃焼室１２０の一側に燃料が噴射される噴射ノズル１３２の装着された燃料供給管１３０と、燃焼時に必要とする２次空気を供給する燃焼空気供給管１４０と、前記噴射ノズルで噴射される燃料を点火させる点火プラグ１５０、および、前記燃焼室の温度によって燃焼の進行可否を制御する温度感知センサー（図示せず）とを具備する。
【００３５】
本発明のガス化バーナーは、燃料供給管１３０と燃焼空気供給管１４０の装着されるハウジング１１０の一端の外側面に、燃焼室のハウジングに伝達される高熱を一部吸熱して予熱されると同時に、ハウジングの温度を低減させるように、隔壁１２により二重に重なった空気供給路１４の形成されたエアーチェンバー１０部と；
前記燃焼室の噴射ノズルの位置した内側の外周縁上に、前記空気供給路と連結されるように傾斜づいて装着され、空気を渦巻きのような渦流形態に噴出する多数のエアー噴出管２２で成ったエアー渦流部２０とを具備する。
【００３６】
従って、前記エアー渦流部のエアー噴出管から渦流形態に噴出される空気が、前記ハウジングの燃焼室で燃焼される燃料の火炎を包み込むことによって、火炎が燃焼室の中央に長く形成される。
【００３７】
また、前記エアー渦流部で渦流形態に噴出される空気が、前記空気供給路で１次的に予熱されることによって、前記燃焼空気供給管を介して供給される２次燃焼空気とともに不足な燃焼空気を補充する役割も果たせる。
【００３８】
前記のように、エアー渦流部のエアー噴出管から噴出される渦流形態の空気が燃焼室内の火炎を包み込むことによって、火炎がハウジングの内側面に近接されずに、中央に長い形態に集まるので、前記ハウジングへの熱伝導が最小化され、ハウジングの破損を最小化させることによって、より長い期間使用することができる。
【００３９】
一方、前記燃焼室１２０の内側面を、熱伝導がゆっくりなされるセラミックなどの耐火材１２０Ａで形成するので、前記エアー渦流部がハウジングへの熱伝導を１次的に防止し、耐火材が２次的にハウジングへの熱伝導を防止することになり、ハウジングの耐久性を向上させると同時に、燃焼室の熱が外部に放出されることも最小化することができる。
【００４０】
図３は、図１の燃焼空気供給管の他の実施例を示した要部図である。
【００４１】
図示されているように、前記ハウジング内の燃焼室での燃焼時に必要な２次空気を供給する前記燃焼空気供給管１４０の端部の内側に、前記エアー噴出管と同じ方向に傾斜づいた多数の渦流板３２を装着した渦流噴出部３０を具備する。
【００４２】
従って、燃焼空気が前記渦流噴出部の渦流板により渦巻きのような渦流形態に供給されることによって、燃焼空気と噴射ノズルから噴射される燃料の混合がより円滑になされ、燃焼効率を増大させ、並びに火炎が燃焼室の真中央に形成されることになる。
【００４３】
これによって、燃焼効率が向上されると同時に、火炎も中央に集中して、火炎による高温が燃焼室の外側に伝達されるのを更に最小化させることができる。
【００４４】
図４は、本発明のまた別の実施例を示した要部図で、図５は、図４の補助燃焼空気供給管の第２渦流噴出部を示した要部図である。
【００４５】
図示されているように、前記燃焼空気供給管１４０の外側に補助燃焼空気供給管４０が具備される。
【００４６】
従って、前記燃焼空気供給管を介して燃焼に必要な２次燃焼空気を供給すると同時に、前記補助燃焼空気供給管を介してたくさんの量の２次燃焼空気を十分に供給することができ、より円滑な燃焼がなされることになる。
【００４７】
また、前記補助燃焼空気供給管４０の端部の内側に、前記エアー噴出管と同じ方向に傾斜づいた多数の渦流板４２の装着された第２渦流噴出部４５を具備するので、前記燃焼空気供給管に形成された渦流噴出部と同様に、渦巻きのような渦流形態に空気を供給することによって、火炎が拡がらず、燃焼室の中央に更に集まる。
【００４８】
一方、前記補助燃焼空気供給管４０を前記エアーチェンバー部の空気供給路１４とエアー供給管４８を介して連結すると、前記補助燃焼空気供給管に別途の空気を供給するのではなく、一つの空気供給路を介して予熱された空気をエアー渦流部と補助燃焼空気供給管とに供給することができて、より効率的に空気を供給することができる。
【００４９】
図６（ａ）は、本発明のまた別の実施例を示した要部図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）の要部縦断面図である。
【００５０】
図示されているように、前記燃焼空気供給管１４０の装着されたハウジング１１０の一側に強化ガラスなどのような公知の透視部材５２の装着された透視管５０が装着されている。
【００５１】
従って、燃焼室でなされる燃焼状況を作業者が現場で肉眼にて直接確認することができる。
【００５２】
図７（ａ）は、本発明のまた別の実施例を示した要部図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）の要部縦断面図である。
【００５３】
図示されているように、前記燃焼空気供給管１４０の装着されたハウジング１１０の一側に通常の強化ガラスなどのような透視部材６２が装着されており、燃焼室内部をコンピュータやモニターなどの公知のディスプレイ装置を介して確認することができるように、カメラ６４の装着された投影部６０が具備される。
【００５４】
従って、燃焼室の内部を、現場ではなく、別途の場所でも簡単、かつ便利に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を示した概略的な要部縦断面図である。
【図２】図１の概略的な要部平面図である。
【図３】図１の燃焼空気供給管の他の実施例を示した要部図である。
【図４】本発明のまた別の実施例を示した要部図である。
【図５】図４の補助燃焼空気供給管の第２渦流噴出部を示した要部図である。
【図６】（ａ）は本発明のまた別の実施例を示した要部図であり、（ｂ）は（ａ）の要部縦断面図である。
【図７】（ａ）は本発明のまた別の実施例を示した要部図であり、（ｂ）は（ａ）の要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    エアーチェンバー部
１２    隔壁
１４    空気供給路
２０    エアー渦流部
２２    エアー噴出管
３０    渦流噴出部
３２、４２  渦流板
４０    補助燃焼空気供給管
４５    第２渦流噴出部
５０    透視管
５２、６２  透視部材
６０    投影部
６４    カメラ
１００    ガス化バーナー
１１０    ハウジング
１２０    燃焼室
１２０Ａ  耐火材
１３０    燃料供給管
１４０    燃焼空気供給管
【図１】
2005069674.tif 000003
【図２】
2005069674.tif 000004
【図３】
2005069674.tif 000005
【図４】
2005069674.tif 000006
【図５】
2005069674.tif 000007
【図６】
2005069674.tif 000008
【図７】
2005069674.tif 000009