(57)【要約】    【課題】  産業廃棄物として処理されている廃油を燃焼させて温水を供給する廃油燃焼ボイラを提供することである。    【解決手段】  内部が水平方向に延びた隔壁によって分割された下部構造体と、隔壁上に配置され、上端が開放した燃焼筒と、燃焼筒の下部の側壁の周囲全体にわたって設けられた一次燃焼用空気流入用の複数段の孔と、燃焼筒の内部の最上段の孔より上方の箇所に配置され、燃焼筒の内径を狭めるための縮径体と、下部構造体の上端に配置され、下端が開放し上端が頂壁で閉鎖された上部構造体と、上部構造体全体を被覆するように下部構造体の上端に配置され、上端が頂壁で閉鎖されたボイラ本体とを備え、一次燃焼用空気を、燃焼筒の縮径体より下方の部分に旋回流として流入させつつ、燃焼筒の最下部に供給される廃油を燃焼させ、二次燃焼用空気を、隔壁に設けられた孔を介して上部構造体内に流入させて廃油を更に燃焼させるように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油燃焼ボイラであって、
上端が開放し、内部が実質的に水平方向に延びた隔壁によって分割された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）の下部構造体と、
前記下部構造体の前記隔壁上に配置され、上端が開放し下端が底壁によって閉鎖された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）の燃焼筒と、
前記燃焼筒の下部の側壁の周囲全体にわたって設けられた一次燃焼用空気流入用の複数段の孔と、
前記燃焼筒の内部の最上段の孔より上方の箇所に配置され、前記燃焼筒の内径を狭めるための縮径体と、
前記孔の周囲を覆うように配置されたリング状部と、
一次燃焼用空気を供給する第１送風機と、
前記第１送風機の送風口と前記リング状部を接線方向に接続する第１送風路と、
前記下部構造体の上端に配置され、下端が開放し上端が頂壁で閉鎖された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）の上部構造体と、
前記上部構造体全体を被覆するように前記下部構造体の上端に配置され、上端が頂壁で閉鎖された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）のボイラ本体と、
前記上部構造体の内部と廃油燃焼ボイラの外部とを連通する複数の排煙／伝熱筒と、
二次燃焼用空気を供給する第２送風機と、
前記第２送風機の送風口と前記下部構造体の前記隔壁より下の部分とを接続する第２送風路と、
廃油を一時的に貯蔵するための廃油タンクと、
前記廃油タンクを前記燃焼筒の最下部に接続する廃油供給管とを備え、
前記燃焼筒の最下部において灯油を燃焼させて予熱を生じさせた後に、一次燃焼用空気を、前記燃焼筒の前記縮径体より下方の部分に旋回流として流入させつつ、前記燃焼筒の最下部において廃油を燃焼させ、二次燃焼用空気を、前記隔壁に設けられた孔を介して前記上部構造体内に流入させて廃油を更に燃焼させ、これにより前記ボイラ本体内に供給される水を加熱するように構成されていることを特徴とする廃油燃焼ボイラ。
【請求項２】
前記燃焼筒の底壁が、下方に突出するように湾曲した形状を有するように形作られていることを特徴とする請求項１に記載の廃油燃焼ボイラ。
【請求項３】
前記燃焼筒が、上部分と下部分が別体として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃油燃焼ボイラ。
【請求項４】
前記廃油タンク内に、廃油の量を一定に保持するためのフロート装置が配置されており、前記フロート装置が、頂部にニードルが設けられた浮体と、廃油を供給するための配管に連通し、前記ニードルを受け入れるための弁座とを有し、廃油タンク内の廃油の量に応じて前記浮体が昇降して前記配管と連通させたり前記配管との連通を遮断したりすることによって、廃油の量を調整するようになっていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の廃油燃焼ボイラ。
【請求項５】
前記廃油供給管の途中に、前記燃焼筒内の廃油面の高さを表示するための油面レベル計が配置されており、前記油面レベル計が、透明なアクリル材で形成された管であり、管内の油面の高さが、前記燃焼筒内の油面を表示するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の廃油燃焼ボイラ。
【請求項６】
前記上部構造体の内部の燃焼状態を監視するための点検窓を更に備え、前記点検窓が、耐熱ガラスの窓が設けられた開閉式扉によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の廃油燃焼ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ボイラに関する。より詳細には、本発明は、産業廃棄物となっている廃油を燃焼させて温水を供給するための廃油燃焼ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械、車両整備等で発生する使用済みのエンジンオイル等のような鉱物系廃油や植物系廃油には、種々の不純物やゴミが混入しているおそれがあるため、通常は、産業廃棄物として処理されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来は産業廃棄物として処理されている廃油を燃焼させて温水を供給することができる廃油燃焼ボイラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願請求項１に記載の廃油燃焼ボイラは、上端が開放し、内部が実質的に水平方向に延びた隔壁によって分割された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）の下部構造体と、前記下部構造体の前記隔壁上に配置され、上端が開放し下端が底壁によって閉鎖された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）の燃焼筒と、前記燃焼筒の下部の側壁の周囲全体にわたって設けられた一次燃焼用空気流入用の複数段の孔と、前記燃焼筒の内部の最上段の孔より上方の箇所に配置され、前記燃焼筒の内径を狭めるための縮径体と、前記孔の周囲を覆うように配置されたリング状部と、一次燃焼用空気を供給する第１送風機と、前記第１送風機の送風口と前記リング状部を接線方向に接続する第１送風路と、前記下部構造体の上端に配置され、下端が開放し上端が頂壁で閉鎖された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）の上部構造体と、前記上部構造体全体を被覆するように前記下部構造体の上端に配置され、上端が頂壁で閉鎖された円筒形又は正ｎ角形（ｎ≧８）のボイラ本体と、前記上部構造体の内部と廃油燃焼ボイラの外部とを連通する複数の排煙／伝熱筒と、二次燃焼用空気を供給する第２送風機と、前記第２送風機の送風口と前記下部構造体の前記隔壁より下の部分とを接続する第２送風路と、廃油を一時的に貯蔵するための廃油タンクと、前記廃油タンクを前記燃焼筒の最下部に接続する廃油供給管とを備え、前記燃焼筒の最下部において灯油を燃焼させて予熱を生じさせた後に、一次燃焼用空気を、前記燃焼筒の前記縮径体より下方の部分に旋回流として流入させつつ、前記燃焼筒の最下部において廃油を燃焼させ、二次燃焼用空気を、前記隔壁に設けられた孔を介して前記上部構造体内に流入させて廃油を更に燃焼させ、これにより前記ボイラ本体内に供給される水を加熱するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００５】
本願請求項２に記載の廃油燃焼ボイラは、前記請求項１のボイラにおいて、前記燃焼筒の底壁が、下方に突出するように湾曲した形状を有するように形作られていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項３に記載の廃油燃焼ボイラは、前記請求項１又は２のボイラにおいて、前記燃焼筒が、上部分と下部分が別体として形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項４に記載の廃油燃焼ボイラは、前記請求項１から３までのいずれか１項のボイラにおいて、前記廃油タンク内に、廃油の量を一定に保持するためのフロート装置が配置されており、前記フロート装置が、頂部にニードルが設けられた浮体と、廃油を供給するための配管に連通し、前記ニードルを受け入れるための弁座とを有し、廃油タンク内の廃油の量に応じて前記浮体が昇降して前記配管と連通させたり前記配管との連通を遮断したりすることによって、廃油の量を調整するようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項５に記載の廃油燃焼ボイラは、前記請求項１から４までのいずれか１項のボイラにおいて、前記廃油供給管の途中に、前記燃焼筒内の廃油面の高さを表示するための油面レベル計が配置されており、前記油面レベル計が、透明なアクリル材で形成された管であり、管内の油面の高さが、前記燃焼筒内の油面を表示するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項６に記載の廃油燃焼ボイラは、前記請求項１から５までのいずれか１項のボイラにおいて、前記上部構造体の内部の燃焼状態を監視するための点検窓を更に備え、前記点検窓が、耐熱ガラスの窓が設けられた開閉式扉によって形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の廃油燃焼ボイラにより、廃油をほぼ完全燃焼させることができる。これにより、産業廃棄物となっていた廃油を有効活用することができるとともに、排煙量を少なくすることができるので、環境に悪影響を及ぼすおそれを回避することができる。また、燃焼筒１６の底壁を湾曲形状にしたことにより、消火及び清掃が容易になるという効果が得られる。また、燃焼筒１６を上下別体にしたことにより、着火作業が容易になるという効果が得られる。さらに、廃油タンク３８内にフロート装置４６を配置したこと、油面レベル計４８を配置したこと、及び点検窓５４を設けたことにより、燃焼作業を容易に遂行することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る廃油燃焼ボイラについて詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る廃油燃焼ボイラを示した全体図、図２（ａ）は、図１の部分２の拡大断面図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る廃油燃焼ボイラは、ベース１２上に配置された下部構造体１４を備えている。下部構造体１４は、上端が開放した円筒形の形状を有しており、その長さ方向中心軸線が垂直方向に配向されるようにベース１２に固定されている。下部構造体１４の内部には、ベース１２の上面から所定高さＨ（図２（ａ）参照）のところに、実質的に水平方向に延びた隔壁１４ａが設けられている。
【００１２】
下部構造体１４の隔壁１４ａ上には、円筒形の燃焼筒１６が配置されている。燃焼筒１６は、上端が開放し、下端が底壁１６ａによって閉鎖されている。底壁１６ａは好ましくは、図２（ａ）に最も良く示されるように、下方に突出するように湾曲した形状を有している。底壁１６ａの形状をこのようにすることにより、（１）廃油面が低下すると燃焼筒１６内の廃油の量が急激に少なくなるので、消火が容易になる、（２）煤が溜まった場合に清掃が容易である、という利点が得られる。
【００１３】
燃焼筒１６の下部には、側壁の周囲全体にわたって、複数段（図３では５段）の孔１８が設けられている。孔１８は、後述するように、一次燃焼用空気が燃焼筒１６の内部に流入するためのものであるが、空気の流入を容易にするために、好ましくは、最上段の孔から最下段の孔に向かって垂直線に対して角度αをなすように配列されており（図３（ａ）参照）、また、孔の貫通方向が半径方向に対して角度βをなすように配列されている（図３（ｂ）参照）。α＝３０°、β＝２０°であるのが好ましいことが実験により分かっている。
【００１４】
また、燃焼筒１６には、最上段の孔１８より上方の箇所に、燃焼筒１６の内径を狭めるための縮径体２０が配置されている（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。これにより、燃焼筒１６は、縮径体２０より下方の第１部分１６ｂと、縮径体２０より上方の第２部分１６ｃとに分けられる。
【００１５】
廃油燃焼ボイラ１０は又、燃焼筒１６の孔１８の周囲を覆うように配置されたリング状部２２と、一次燃焼用空気を供給する第１送風機２４と、第１送風機２４の送風口２４ａとリング状部２２を接線方向に接続する第１送風路２６とを備えている。詳細には後述するように、第１送風機２４から供給された一次燃焼用空気は、第１送風路２６及びリング状部２２を介して孔１８から燃焼筒１６の第１部分１６ｂに流入するようになっている。
【００１６】
廃油燃焼ボイラ１０は又、下部構造体１４の上端に配置された上部構造体２８を備えている。上部構造体２８は、下端が開放し、上端が頂壁２８ａで閉鎖された円筒形の形状を有しており、その長さ方向中心軸線が下部構造体１４の長さ方向中心軸線とほぼ一線をなすように配置されている。
【００１７】
廃油燃焼ボイラ１０は又、上部構造体２８全体を被覆するように下部構造体１４の上端に配置されたボイラ本体３０を備えている。ボイラ本体３０は、上端が頂壁３０ａで閉鎖された円筒形の形状を有しており、その長さ方向中心軸線が下部構造体１４及び上部構造体２８の長さ方向中心軸線とほぼ一線をなすように配置されている。ボイラ本体３０内には、加熱しようとする水が供給される。
【００１８】
上部構造体２８の内部は、上部構造体２８の頂壁２８ａとボイラ本体３０の頂壁３０ａとの間に延びた複数の排煙／伝熱筒３２を介して、廃油燃焼ボイラ１０の外部と連通している。排煙／伝熱筒３２は、上部構造体２８から煙を排出させる役目と、ボイラ本体３０内に供給される水に熱を伝える役目とを有する。
【００１９】
廃油燃焼ボイラ１０は又、図４及び図５に示されるように、二次燃焼用空気を供給する第２送風機３４と、第２送風機３４の送風口３４ａと下部構造体１４の隔壁１４ａの下の部分とを接続する第２送風路３６とを備えている。詳細には後述するように、第２送風機３４から供給された二次燃焼用空気は、第２送風路３６及び隔壁１４ａに設けられた孔１４ａ１を介して上部構造体２８に流入するようになっている。
【００２０】
廃油燃焼ボイラ１０は又、廃油を一時的に貯蔵するための廃油タンク３８と、廃油タンク３８を燃焼筒１６の最下部に接続する廃油供給管４０とを備えている。また、廃油タンク３８は、配管４４によって、廃油燃焼ボイラ１０とは別体に形成された廃油浄化／貯蔵部４２に接続されている（図１０参照）。廃油タンク３８内には、タンク内の廃油の一定量に保持するためのフロート装置４６が配置されている。
【００２１】
フロート装置４６は、図６（ｂ）に示されるように、頂部にニードル４６ｂが設けられた浮体４６ａと、配管４４に連通し、ニードル４６ｂを受け入れるための弁座４６ｃとを有しており、廃油タンク３８内の廃油の量に応じて浮体４６ａが昇降して廃油の量を調整するようになっている。すなわち、廃油の量（油面）が一定以上の場合には、浮体４６ａが上昇しニードル４６ｂが弁座４６ｃに受け入れられて配管４４からの廃油の供給が遮断され、廃油の量が一定以下の場合には、浮体４６ａが下降しニードル４６ｂが弁座４６ｃから離れて配管４４から廃油が供給されるようになっている。
【００２２】
廃油供給管４０の途中には、燃焼筒１４内の廃油面の高さを表示するための油面レベル計４８が配置されている。油面レベル計４８は、透明なアクリル材で形成された円筒管であり、図１に示されるように、円筒管内の油面の高さが、燃焼筒１４内の油面を表示するように構成されている。
【００２３】
廃油燃焼ボイラ１０は又、点火時に使用する灯油を一時的に貯蔵するための灯油タンク５０を備えており、切換え弁５２（図４参照）を操作することにより、灯油を廃油供給管４０を介して燃焼筒１６内に供給するようになっている。
【００２４】
廃油燃焼ボイラ１０には好ましくは、燃焼状態を確認するための点検窓５４が設けられている。図７（ａ）は点検窓５４の一例を示した正面図、図７（ｂ）は点検窓５４を開放した状態を模式的に示した平面図である。点検窓５４は、耐熱ガラスの窓５４ａが設けられた開閉式扉によって形成されており、点検窓５４を開放すると、点検窓５４を介して、廃油燃焼ボイラ１０の外部と上部構造体２８の内部とが連通するようになっている。
【００２５】
図８は、第１送風機２４及び第２送風機３４の制御方法を模式的に示した図である。すなわち、本発明の廃油燃焼ボイラ１０では、第１及び第２送風機２４、３４にインバータ盤５６及び制御盤５８を接続し、点検窓５４から監視される上部構造体２８内の燃焼状態に応じてインバータ盤５６のダイヤルを操作して周波数を変えることにより、各送風機２４、３４から供給される風量を的確に調整することができる。これにより、従来は送風機のダンパの開閉度を調整して行っていた風量調整を、燃焼状態に合わせて一層的確に調整することが可能になった。
【００２６】
図１０は、廃油燃焼ボイラ１０が組み込まれた温水供給システムを示した全体図である。廃油燃焼ボイラ１０の廃油タンク３８は、配管４４を介して廃油浄化／貯蔵部４２に接続されている。廃油燃焼ボイラ１０のボイラ本体３０内には、隣接して配置されている貯蔵タンク６０を介して冷水が供給され、ボイラ本体３０内で温められた温水は、一旦貯蔵タンク６０に貯蔵された後、所望の箇所に供給されるようになっている。なお、図１０において、参照符号４２ａ、Ｐは、廃油投入口、循環ポンプをそれぞれ示している。
【００２７】
以上のように構成された廃油燃焼ボイラ１０の作動について説明する。まず、切換え弁５２を灯油タンク５０側に切り換えて燃焼筒１６に灯油を供給し、灯油に着火する。そして、第１送風機２４を作動させて一次燃焼用空気を燃焼筒１６内に供給する。一次燃焼空気は、図４の矢印で示されるように、旋回流となってリング状部２２から孔１８を介して燃焼筒１６内に流入する。燃焼筒１６内の温度が廃油の着火温度（例えば、植物系廃油では、３５０°Ｃ程度）に到達すると、切換え弁５２を廃油タンク３８側に切り換えて、燃焼筒１６内に廃油を供給する。燃焼筒１６内の温度が廃油の着火温度に到達しているので、廃油が、実質的に気化状態になって燃焼する。この際、燃焼筒１６内には、縮径体２０が設けられているため、燃焼火炎が、燃焼筒１６の第１部分１６ｂの内部に閉じ込められがちな状態になり、旋回流となって第１部分１６ｂ内に流入する（図４参照）一次燃焼用空気によって、気化した廃油が第１部分１６ｂ内で攪拌され（図２参照）、油滴が生じ易い状態になる（図２参照）。このようにして形成された油滴が、縮径体２０の開口部を通って第２部分１６ｃに上昇し、第２部分１６ｃの壁面に付着する。一方、灯油／廃油の燃焼によって燃焼筒１６の壁面自体も高温になっているため、第２部分１６ｃの壁面に付着した油滴が気化して、更に燃焼する。次いで、気化した油滴の残りが上昇して燃焼筒１６から出て上部構造体２８内に入るが、下部構造体１４の隔壁１４ａの孔１４ａ１を介して上部構造体２８に流入する二次燃焼用空気と混合されて、更に燃焼する。このようにして得られた熱によって、ボイラ本体３０内の水が加熱される。なお、廃油は、ほぼ完全燃焼するが、燃焼によって生じた排煙は、排煙／伝熱筒３２によって、廃油燃焼ボイラ１０外に排出される。
【００２８】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、前記実施の形態では、燃焼筒１６が一体のものとして形成されているが、図９に示されるように、燃焼筒１６′の下部分１６′Ｂと上部分１６′Ｃを別々に形成してもよい。このように別々に形成した方が、着火作業が容易になるという利点が得られる。
【００３０】
また、前記実施の形態では、下部構造体１４、燃焼筒１６、上部構造体２８、及びボイラ本体３０が円筒形状を有するものとして記載されているが、これらを、正ｎ角形（ｎ≧８）の形状を有するように形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る廃油燃焼ボイラを模式的に示した全体図である。
【図２】図２（ａ）は図１の部分２の拡大断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の線２ｂ−２ｂに沿って見た断面図である。
【図３】燃焼筒に設けられる孔を示した拡大図である。
【図４】図１の平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿って見た図である。
【図６】廃油タンク及びフロート装置を示した拡大図である。
【図７】図７（ａ）は点検窓の一例を示した正面図、図７（ｂ）は点検窓を開放した状態を模式的に示した平面図である。
【図８】第１送風機及び第２送風機の制御方法を模式的に示した図である。
【図９】図１の廃油燃焼ボイラに用いられる燃焼筒の変形形態を示した図である。
【図１０】図１の廃油燃焼ボイラが組み込まれた温水供給システムを示した全体図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  廃油燃焼ボイラ
１２  ベース
１４  下部構造体
１６  燃焼筒
１８  孔
２０  縮径体
２２  リング状部
２４  第１送風機
２６  第１送風路
２８  上部構造体
３０  ボイラ本体
３２  排煙／伝熱筒
３４  第２送風機
３６  第２送風路
３８  廃油タンク
４０  廃油供給管
４２  廃油浄化／貯蔵部
４４  配管
４６  フロート装置
４８  油面レベル計
５０  灯油タンク
５２  切換え弁
５４  点検窓
５６  インバータ盤
５８  制御盤
６０  貯蔵タンク
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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