(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉に用いられる集塵構造であって、該集塵構造は、燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒と、その下端部が該第一煙筒の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、該第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、該集塵筒の下端部に設けられた集塵容器とからなり、該集塵筒は、その全周に亘って形成されている該第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓を備え、該第二煙筒は該集塵筒と上下方向に連通していてかつ該集塵筒よりも小径であり、該集塵筒は、該燃焼炉内部に至って設けられていることを特徴とする、集塵構造。
【請求項２】
燃焼炉に用いられる集塵構造であって、該集塵構造は、燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒と、その下端部が該第一煙筒の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、該第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、該集塵筒の下端部に設けられた集塵容器とからなり、該集塵筒は、その全周に亘って形成されている該第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓を備え、該第二煙筒は該集塵筒と上下方向に連通していてかつ該集塵筒よりも小径であり、
該集塵筒は、該燃焼炉内部を通って設けられ、前記集塵容器は該燃焼炉の下方に設けられていることを特徴とする、集塵構造。
【請求項３】
前記集塵筒窓は前記集塵筒の上端部に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の集塵構造。
【請求項４】
前記集塵筒周壁には、前記集塵筒窓への排ガス流入を円滑化するための誘導構造が該集塵筒窓毎に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の集塵構造。
【請求項５】
前記誘導構造は、前記集塵筒窓よりも下方位置に先端部が、また該集塵筒窓の位置またはその近傍に終端部があり、該先端部と該終端部は該集塵筒周上の角度差を有して設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の集塵構造。
【請求項６】
前記誘導構造は、前記先端部から前記終端部へ向かって排ガスを誘導する筒周上誘導部と、該終端部から前記集塵筒窓を通って前記集塵筒内に排ガスを誘導する筒内誘導部とを備えていることを特徴とする、請求項５に記載の集塵構造。
【請求項７】
前記集塵筒窓および前記誘導構造は前記集塵筒の周上に均等に設けられていることを特徴とする、請求項４ないし６のいずれかに記載の集塵構造。
【請求項８】
前記第二煙筒はその下端部が、前記集塵筒の上端部よりも下方に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の集塵構造。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の集塵構造を備えた燃焼炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼炉およびその集塵構造に係り、特に、設置面積をさほど取らず、吸引用の動力が不要であり、均一かつ効率的な集塵が可能で、煙突等の内部における水分凝結も防止可能な、燃焼炉およびその集塵構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃焼装置の集塵構造たるサイクロンは、煙突外部に設けられ、煙突内を上昇する排ガスを一の流路を介して吸引し、その吸引には動力による吸気ファンや吸引ブロアーを用いて、塵埃とガスを分離し、塵埃は下方に設置した集塵容器に集め、ガスは上方から排出する構成を備えているものである。なお、集塵構造たるサイクロンに関する技術的提案も従来多数なされているが、後掲特許文献に示すものもその一例である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６２１１４「流動層燃焼におけるスラッジ焼却方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献に示されたものも含め、従来のサイクロンには幾多の問題点があった。
＜１＞煙突から側方に張り出した状態でサイクロンが設けられるため、設置面積がその分余計に必要となり、不経済である。
＜２＞下方に熱源たる燃焼装置があるため、煙突中を流通する排ガス中の水蒸気が煙突中で液化し結露するということはさほどないが、サイクロンに流入した後は熱源はなく、排ガスは冷却されるため、水蒸気が液化して、結露が発生する。したがって装置の耐久性を減じることとなり、また保守管理上も好ましくない。
＜３＞煙突からサイクロンへの流路が一箇所のみであるため処理効率が悪い。
＜４＞その上、サイクロン中への排ガスの流入が均等にはなされず、また乱気流が発生することもあり、そのために集塵作用にムラが生じる。
【０００５】
＜５＞以上の問題点を解決できれば、従来のサイクロンの集塵効率を高めることが可能であるが、従来はそれがなされていない。
＜６＞煙突からサイクロン中へと排ガスを導入するために吸気ファン、吸引ブロアーが必要であり、当然ながら動力が必要である。
これらの問題を解決するための発明は、未だ提案、提供されていない現状である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、広い設置面積を必要とせず、吸引用の動力が不要であり、均一かつより効率的な集塵が可能で、煙突等の内部における水分凝結も防止可能な、燃焼装置およびその集塵構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は上記課題について検討した結果、燃焼装置の煙突と一体となった構造のサイクロン（集塵構造）とすることによって上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００８】
（１）  燃焼炉に用いられる集塵構造であって、該集塵構造は、燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒と、その下端部が該第一煙筒の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、該第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、該集塵筒の下端部に設けられた集塵容器とからなり、該集塵筒は、その全周に亘って形成されている該第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓を備え、該第二煙筒は該集塵筒と上下方向に連通していてかつ該集塵筒よりも小径であり、該集塵筒は、該燃焼炉内部に至って設けられていることを特徴とする、集塵構造。
（２）  燃焼炉に用いられる集塵構造であって、該集塵構造は、燃焼炉と接続しそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒と、その下端部が該第一煙筒の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部を有する第二煙筒と、該第一煙筒内部に設けられた集塵筒と、該集塵筒の下端部に設けられた集塵容器とからなり、該集塵筒は、その全周に亘って形成されている該第一煙筒との間の間隙を上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓を備え、該第二煙筒は該集塵筒と上下方向に連通していてかつ該集塵筒よりも小径であり、
該集塵筒は、該燃焼炉内部を通って設けられ、前記集塵容器は該燃焼炉の下方に設けられていることを特徴とする、集塵構造。
（３）  前記集塵筒窓は前記集塵筒の上端部に設けられていることを特徴とする、（１）または（２）に記載の集塵構造。
【０００９】
（４）  前記集塵筒周壁には、前記集塵筒窓への排ガス流入を円滑化するための誘導構造が該集塵筒窓毎に設けられていることを特徴とする、（３）に記載の集塵構造。
（５）  前記誘導構造は、前記集塵筒窓よりも下方位置に先端部が、また該集塵筒窓の位置またはその近傍に終端部があり、該先端部と該終端部は該集塵筒周上の角度差を有して設けられていることを特徴とする、（４）に記載の集塵構造。
（６）  前記誘導構造は、前記先端部から前記終端部へ向かって排ガスを誘導する筒周上誘導部と、該終端部から前記集塵筒窓を通って前記集塵筒内に排ガスを誘導する筒内誘導部とを備えていることを特徴とする（５）に記載の集塵構造。
（７）  前記集塵筒窓および前記誘導構造は前記集塵筒の周上に均等に設けられていることを特徴とする、（４）ないし（６）のいずれかに記載の集塵構造。
（８）  前記第二煙筒はその下端部が、前記集塵筒の上端部よりも下方に設けられていることを特徴とする、（１）ないし（７）のいずれかに記載の集塵構造。
（９）  （１）ないし（８）のいずれかに記載の集塵構造を備えた燃焼炉。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃焼炉およびその集塵構造は上述のように構成されるため、これによれば、広い設置面積を必要とせず、吸引用の動力が不要であり、均一かつより効率的な集塵が可能で、煙突等の内部における水分凝結も防止することができる。
【００１１】
つまり本発明によれば、煙突から側方に張り出した状態ではなく、煙突と同軸上にもしくは略同軸上に集塵構造が設けられるため、設置面積をその分省スペース化とすることができ、経済的である。また、本集塵構造の集塵筒は煙突内部を通って設けられるため、燃焼装置からの熱によって、集塵筒中の排ガスが冷却されることがなく、水蒸気が凝結、液化して、結露が発生することがない。したがって装置の耐久性を高めることができ、また保守管理の手間もかからず、好ましい。
【００１２】
また本発明によれば、煙突からサイクロンへの流路つまり集塵筒窓が複数設けられているため、処理効率が良く、さらに排ガスの均等な流入がなされるため、乱気流が発生することも、また集塵作用にムラが生じることもなく、集塵効率を高めることが可能である。また、煙突から集塵筒中へと排ガスを導入するために吸気ファン、吸引ブロアーを不要とすることができ、当然ながら動力も不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図面も用いてより詳細に説明する。
図１−１は、本発明の集塵構造の基本構成を示す鉛直方向断面図である。また、
図１−２は、該集塵構造における作用をを示す鉛直方向断面図である。これらに図示するように本発明の集塵構造１０は、燃焼炉９と接続してそこからの排ガスを最終的に外部に排出すべく流通させるための第一煙筒１と、その下端部２Ｂが第一煙筒１の下端部よりも上に設けられていて排ガス排出用の上端部２Ａを有する第二煙筒２と、第一煙筒１内部に設けられた集塵筒３と、集塵筒３の下端部に設けられた集塵容器８とからなり、そして集塵筒３は、その全周に亘って形成されている第一煙筒１との間の間隙Ｓを上昇する排ガスを内部に流入させるための複数の集塵筒窓４を備え、第二煙筒２は集塵筒３と上下方向に連通していてかつ集塵筒３よりも小径であることを、主たる構成とする。
【００１４】
かかる構成により本集塵構造１０では、燃焼炉９からの、塵埃を含む排ガスの流れＦＤは第一煙筒１内つまり集塵筒３との間の空間Ｓを上昇し、その最上部に設けられた複数の集塵筒窓４をそれぞれ通って、集塵筒３内に流入する。流入した排ガスの流れＦＤは集塵筒３内において、塵埃Ｄは下方に落下し（塵埃の落下ＦＡ）、下方に設けられた集塵容器８に集められる。一方排ガスは、集塵筒３内を再上昇してこれと連通する第二煙筒２を通って、その上端部２Ａから排出される。
【００１５】
図示するように、集塵筒窓４は集塵筒３の上端部に設けるものとすることができる。これにより、第一煙筒１内を上昇する排ガスの流れＦＡは第一煙筒１の最上部まで上昇して、そこから集塵筒窓４を通って集塵筒３内に円滑に流入する。
【００１６】
図１−３は、本発明集塵構造の集塵筒の外表面構造を示す側面図である。図示するように本集塵構造は、その集塵筒１３の周壁に、複数の集塵筒窓１４への排ガスの流れＦＡ１の流入を円滑化するための誘導構造１５が、集塵筒窓１４毎に設けられている構成とすることができる。
【００１７】
図示するように誘導構造１５は、集塵筒窓１４よりも下方位置に先端部が、また集塵筒窓１４の位置またはその近傍に終端部があり、先端部と終端部は集塵筒１４周上の角度差を有して設けられている構成とすることができる。
【００１８】
かかる構成により、第一煙筒と集塵筒１３との間の空間（Ｓ）を鉛直方向に上昇してきた排ガスの流れＦＡ１は、集塵筒１３の周上にカーブ状に設けられている誘導構造１５に沿って集塵筒窓１４方向へと流れ、集塵筒窓１４を通して集塵筒１３内に、円滑に流入する。図では誘導構造１５は円弧状に設けられているが、要するに、排ガスの流れＦＡ１が集塵筒１３の周上を廻りつつ上昇して集塵筒窓１４に至ることの可能な形状であればよく、したがってたとえば直線状の形状でもよい。
【００１９】
また、図１−１、図１−２に示されるように、集塵筒３は第一煙筒１の内部に設けられるため、集塵筒３内を流通する排ガス（ＦＡ）は第一煙筒１内を上昇していくより高熱の排ガスによる熱を受けるため、排ガスを構成する水蒸気が集塵筒３内部で冷却されて液化し、結露することがない。
【００２０】
図２−１は、本発明集塵構造の実施例を示す側面視の要部説明図であり、内部構造を示すために第一煙筒の上部に欠切部を、またその下部に切開部を設けている。また、
図２−２は、図２−１の要部拡大図、
図２−３は、図２−１の別方向からの説明図、そして、
図２−４は、図２−１の欠切部および切開部を設けない、通常の側面図を示したものである。
【００２１】
特に図２−１および図２−２に示すように、誘導構造２５は、先端部２５Ｂから終端部２５Ａへ向かって排ガスを誘導する筒周上誘導部２５１と、終端部２５Ａから集塵筒窓２４を通って集塵筒２３内に排ガスを誘導する筒内誘導部２５２とを備えたものとして、構成することができる。
【００２２】
かかる構成により、排ガスの流れは筒周上誘導部２５１に沿って集塵筒２３上を廻って上昇し、その終端部２５Ａ近傍またはそれに向かって設けられている筒内誘導部２５２によって、集塵筒窓２４を通って集塵筒２３内に、より円滑に流入することができる。誘導構造２５は各集塵筒窓２４毎に設けられているため、集塵筒２３周上の複数箇所にて同時に、排ガスの集塵筒２３内への流入が、円滑になされる。
【００２３】
図３−１は、本発明集塵構造の他の実施例の要部の水平方向断面図、また、
図３−２は、図３−１に示す実施例の作用を示す水平方向断面図である。これらに示すように、集塵筒窓３４および誘導構造３５１、３５２は、集塵筒３３の周上に均等に設けられた構成とすることができる。図ではそれぞれ８個が均等に設けられた構造であるが、本発明はこれに限定されず、適宜の数を設けるものとすることができる。
【００２４】
かかる構成により、第一煙筒（図示せず）と集塵筒３３との間に全周に亘って形成された排ガス流通用の空間内を上昇してきて誘導構造３５１の領域に入った排ガスの流れＦ１は、集塵筒３３の全外周に亘って均等に複数設けられた誘導構造３５１、３５２によって同時に複数位置において誘導され、同時に複数位置において集塵筒窓３４から集塵筒３３内に流入する。したがって、排ガス（Ｆ１）は無理なく均一に複数の位置にて集塵筒３３内に誘導されるため、集塵筒３３内における排ガスの流れの状態も均衡のとれたものとなり、乱気流発生も防止される。
【００２５】
ここで、誘導構造のうち筒周上誘導部３５１は、集塵筒窓３４方向に対して角度をもって（傾斜をもって）排ガスの流れＦ１を誘導する作用が、また筒内誘導部３５２は主として排ガスの流れＦ１を集塵筒窓３４に対して無理なく寄せて流入させる作用がある。
【００２６】
筒周上誘導部３５１は、第一煙筒（図示せず）の内壁にも接して設けることとしてもよい。つまりこの場合、筒周上誘導部３５１が設けられる位置から上は、第一煙筒と集塵筒３３との間は各筒周上誘導部３５１によって仕切られる構造となる。かかる構成とすることによって、排ガスに余計な流れの遊びがなくなり、すべての排ガスは誘導構造３５１、３５２に沿って上昇することとなり、集塵筒３３内へのより均一、迅速、かつ効率的な排ガス導入がなされる。
【００２７】
さて、誘導される排ガスの流れＦ１は、いずれの集塵筒窓３４においても一定の角度をもって斜め方向から流入するため、集塵筒３３内には排ガスの流れによって自然に、一定の状態の回転する気流が形成される。このように、本発明の誘導構造３５１、３５２および集塵筒窓３４の構成によって自然に形成される集塵筒３３内での回転運動を通して、排ガス（Ｆ１）から塵埃が効率的に分離され、落下する。
【００２８】
図３−３は、図３−１に示す実施例の集塵筒部分の一部の展開図である。また、
図３−４は、説明の便宜のために、図３−３から誘導構造のうち筒内誘導部を除いた展開図、同じく、
図３−５は、図３−３において筒内誘導部部分を透視図とした展開図、そして、
図３−６は、図３−１に示す実施例における作用を説明する展開図である。これらに図示するように、下方から上昇してきた排ガスの流れＦ０は、誘導構造のうち各筒周上誘導部３５１、３５１、・・・に誘導されて排ガスの流れＦ１、Ｆ１、・・・となり、集塵筒３３周上を回転方向の角度をもって斜めに上昇し、途中からは各筒内誘導部３５２、３５２、・・・の作用も受けて各集塵筒窓３４、３４、・・・へと無理なく流入する。
【００２９】
図３−７Ａ、図３−７Ｂは、図３−１に示す実施例における作用を、図の順により時系列で示す要部断面視説明図である。ただしいずれも、誘導構造部分は除いた図としている。これらに示すように、第一円筒３１と集塵筒３３との間に形成された空間Ｓを上昇してきた排ガスの流れＦ０は、図示しない誘導構造によって排ガスの流れＦ１となり、各集塵筒窓３４、３４、・・・を通って集塵筒３３内に流入するが、いずれの流入も上述の通り、集塵筒３３の周上における一定の角度、傾斜をもって一斉にかつ均一になされるため、集塵筒３３内では一定方向に回転する流れＦＲが形成される。
【００３０】
流れＦＲは集塵筒３３内を回転するうちに、その中に含む塵埃はその自重によって、集塵容器（図示せず）方向へと落下する（ＦＤ）。一方塵埃が分離されたガスは、再度上昇する流れＦＦとなり、第二煙筒３２を通って外部に排出される。
【００３１】
以上の各図に示される通り、本発明の集塵構造は、第二煙筒３２等はその下端部が、集塵筒３３等の上端部よりも下方に設けられた構成とすることができる。
【００３２】
図４は、本発明にかかる集塵構造を用いた燃焼炉の構成例である。図示するように本集塵構造４１０において、集塵筒４３は、燃焼炉４９内部に至って設けられる構成とすることができる。さらに集塵筒４３は、燃焼炉４９内部を通って設け、集塵容器４８を燃焼炉４９の下方に設ける構成としてもよい。このようにすることによって、第一煙筒４１内を上昇する排ガスの熱だけでなく、燃焼炉４９の熱をも集塵筒４３は受けることができるため、前述の結露防止効果をより高いものとすることができる。
【００３３】
図５は、本発明にかかる集塵構造を用いた燃焼炉の別の構成例である。図示するように、図４を用いて説明した構成例に関わらず、集塵筒５３を、その下方部において第一煙筒５１を突き抜けて設け、集塵容器５８を燃焼炉５９の外に設ける構成もまた、本発明の範囲内である。
【００３４】
また図４、５に示すように、本発明の集塵構造４１０、５１０を備えた燃焼炉４９、５９は、省スペースを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の燃焼炉およびその集塵構造によれば、広い設置面積を必要とせず、吸引用の動力が不要であり、均一かつより効率的な集塵が可能で、煙突等の内部における水分凝結も防止することができる。したがって、関連する産業分野において利用価値が高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１−１】本発明の集塵構造の基本構成を示す鉛直方向断面図である。
【図１−２】該集塵構造における作用をを示す鉛直方向断面図である。
【図１−３】本発明集塵構造の集塵筒の外表面構造を示す側面図である。
【図２−１】本発明集塵構造の実施例を示す側面視の要部説明図であり、内部構造を示すために第一煙筒の上部に欠切部を、またその下部に切開部を設けている。
【図２−２】図２−１の要部拡大図である。
【図２−３】図２−１の別方向からの説明図である。
【図２−４】図２−１の欠切部および切開部を設けない、通常の側面図を示したものである。
【図３−１】本発明集塵構造の他の実施例の要部の水平方向断面図である。
【図３−２】図３−１に示す実施例の作用を示す水平方向断面図である。
【図３−３】図３−１に示す実施例の集塵筒部分の一部の展開図である。
【図３−４】図３−３から誘導構造のうち筒内誘導部を除いた展開図である。
【図３−５】図３−３において筒内誘導部部分を透視図とした展開図である。
【図３−６】図３−１に示す実施例における作用を説明する展開図である。
【図３−７Ａ】図３−１に示す実施例における作用を、図の順により時系列で示す要部断面視説明図である。
【図３−７Ｂ】図３−１に示す実施例における作用を、図の順により時系列で示す要部断面視説明図である。
【図４】本発明にかかる集塵構造を用いた燃焼炉の構成例である。
【図５】本発明にかかる集塵構造を用いた燃焼炉の別の構成例である。
【符号の説明】
【００３７】
１、２１、３１、４１、５１…第一煙筒
２、２２、３２、４２、５２…第二煙筒
２Ａ、４２Ａ、５２Ａ…第二煙筒の上端部
２Ｂ、４２Ｂ、５２Ｂ…第二煙筒の下端部
３、１３、２３、３３、４３、５３…集塵筒
４、１４、２４、３４…集塵筒窓
８、４８、５８…集塵容器
９、４９、５９…燃焼炉
１０、４１０、５１０…集塵構造
１５、２５…誘導構造
２５１、３５１…筒周上誘導部
２５２、３５２…筒内誘導部
２５Ａ…終端部
２５Ｂ…先端部
Ｄ…塵埃
ＦＡ、ＦＡ１、Ｆ０、Ｆ１、ＦＦ、ＦＲ…排ガスの流れ
ＦＤ…塵埃の落下
Ｓ…第一煙筒と集塵筒との間隙
【図１−１】
0005127012.tif 000002
【図１−２】
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【図１−３】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図３−６】
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【図３−７Ａ】
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【図３−７Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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