(57)【要約】【課題】廃油を安定かつ効率に燃焼させて発熱効率の向上とカーボンスラジ発生の低減を図るとともに保守性の向上を図る。【解決手段】  廃油を主燃料とし灯油を混合した混合燃料を燃焼させる燃焼筒１６内に、廃油噴射ノズル９と同軸上に位置して気化促進手段を着脱自在に配置する。気化促進手段が、漏斗状の気化促進筒１８と、この気化促進筒１８の小径部位を閉塞して組み合わされ燃料噴射ノズル９から噴射供給される燃料が吹き当てられる主面に拡散リブ２９を形成した気化促進板１９とから構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃料となる廃油を廃油噴射ノズルから噴射供給する廃油供給手段と、上記廃油供給手段に連結されて上記廃油に空気を混合するノズル空気供給手段と、補助燃料となる灯油を灯油噴射ノズルから供給量を制御しながら供給する灯油供給手段と、上記廃油と上記灯油を混合して混合燃料を生成する混合手段を構成するとともに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段とを有する燃料供給部と、
上記燃料供給部に組み合わされて噴射供給された上記混合燃料や上記廃油を内部で燃焼させる燃焼空間部を構成した燃焼筒と、上記燃焼筒内に上記燃料供給部の上記混合手段と同軸上に位置して配置され供給された上記混合燃料や上記廃油を気化促進させる気化促進手段とを有する燃焼部と、
上記燃焼部に対して上記燃料供給部と対向する他方側に組み合わされ、上記燃焼部において上記混合燃料や上記廃油の燃焼とともに発生する火炎、ガス及び煙を外部へと放出する噴炎・排気部とを備え、
上記燃焼部の上記気化促進手段が、上記噴炎・排気部側を大径部位とした漏斗状の気化促進筒と、上記気化促進筒に上記燃料供給部側の小径部位を閉塞して組み合わされ上記混合手段から供給される上記混合燃料や上記廃油が吹き当てられる主面に放射状に設けられて気化させた上記混合燃料や上記廃油を内部空間部内に拡散させる拡散リブを形成した気化促進板とから構成され、
上記燃料供給部から供給する上記混合燃料や上記廃油を、上記燃焼筒の上記燃焼空間部内において上記気化促進手段により気化させるとともに乱流を生じさせて燃焼する廃油燃焼装置。
【請求項２】
上記燃料供給部は、上記混合手段が、一端側から取り込んだ燃焼用空気を他端側から上記燃焼筒内へと吹き込む中央部位を絞り込んだ鼓状に形成されるとともに、内周壁に複数の旋回流生成リブを形成したバーナ筒により構成し、
上記バーナ筒が、上記中央部位に上記廃油噴射ノズルと上記灯油噴射ノズルの先端部を対応位置させるように配置することによりそれぞれから噴射供給される上記廃油と上記灯油を混合した混合燃料を生成するとともに、上記混合燃料や上記廃油と上記燃焼用空気が上記旋回流生成リブに沿って流れることにより旋回流特性を付与して上記燃焼部へと供給する請求項１に記載の廃油燃焼装置。
【請求項３】
上記燃焼部は、上記燃焼筒の外周部に、空冷用空気が流れる空冷空間部を構成して組み合わされる外筒を備え、
上記空冷空間部を流れる空冷用空気の一部が、少なくとも上記気化促進手段の上記気化促進板に対応位置して形成した空気供給孔を介して上記燃焼筒内に供給されることにより燃焼促進が行われる請求項１又は請求項２に記載の廃油燃焼装置。
【請求項４】
上記気化促進手段は、上記燃焼筒の内周壁に設けた保持手段に対して着脱自在に設置される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の廃油燃焼装置。
【請求項５】
上記噴炎・排気部は、上記外筒の一端側を閉塞する側面壁に組み合わせた上記燃焼筒よりも小径の排気筒を有し、
上記排気筒の上記空冷空間部に対応位置して外周壁に形成した複数の二次空気供給孔を介して上記空冷空間部を流れる空冷用空気の一部が供給されることにより、二次燃焼が促進される請求項３に記載の廃油燃焼装置。
【請求項６】
上記噴炎・排気部には、上記燃焼筒の開口部位において上記空冷空間部と連通する側面空気流路空間部が構成され、
上記側面空気流路空間部から上記空冷空間部を流れる空冷用空気の一部を上記燃焼空間部に供給することにより、上記燃焼空間部に乱流を生じさせる請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の廃油燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃えにくい天ぷら油やエンジンオイル等の各種廃油を主燃料として使用する廃油燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃油は、様々な分野において生じるが、環境保護等を目的とした産業廃棄物の処理規制が強化されたことによりその処分費用の負担が大きくなっている。廃油は、例えば一般家庭や飲食店等から発生する牛脂や豚脂等の動物性廃油或いは大豆油や菜種油等の植物性油さらには工場等から発生する潤滑油や切削油或いは絶縁油やエンジンオイル等のように様々な成分のものであるために、成分毎に処理方法も異なるためにその再生使用も極めて困難である。
【０００３】
したがって、廃油の処理方法として、成分毎の処理が不要であり熱源供給としても可能なボイラー等の燃料として使用することが検討されている。しかしながら、廃油は、燃料として用いる場合に、灯油や重油等の燃料と比較して着火温度が高いとともに成分によるバラツキも大きく、燃焼効率や発生熱量特性が悪いといった問題がある。また、廃油は、多くの不純物を含むために低温燃焼では有害ガスを発生させる虞があるとともに、不完全燃焼によって大量の煙を発生させるといった問題がある。さらに、廃油は、不完全燃焼によってボイラーの燃焼室内に硬いカーボンスラッジを付着させ、これを除去するための保守作業の頻度や手間を増大させるといった問題を生じさせる。
【０００４】
上述した問題を有する廃油を燃料とし、効率的な燃焼が行われるようにした廃油燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、出願人も、主燃料の廃油に灯油を混合して燃焼性の向上を図った廃油ストーブを提供した（特許文献２）。
【０００５】
特許文献１に記載の廃油燃焼装置は、焼却炉の上部から燃料の廃油を滴下し、燃焼により発生する燃焼熱を利用して廃油を燃焼温度まで高めて燃焼効率の向上を図っている。かかる廃油燃焼装置は、燃料の廃油に充分な空気が混合されるとともに燃焼時間を長くすることにより不完全燃焼の発生を低減する。廃油燃焼装置は、燃焼炉と燃料滴下口とを所定間隔に離間することにより、上述した動作が行われるようにする。
【０００６】
しかしながら、かかる廃油燃焼装置においては、上述したように燃焼炉と燃料滴下口とを離間させた構造であることから、装置全体が大型化するといった問題があった。また、廃油燃焼装置においては、火口が燃焼炉の下部に設けられ、この火口からの炎をダクトを介して横向きの炎に変える構造であることから、装置全体の高さが大きくなり、更に装置が大型化するといった問題があった。
【０００７】
出願人は、上述した従来装置の問題点を解決して小型で燃焼効率の向上を図る廃油燃焼装置について開発を進めた。出願人は、主燃料の廃油に対して補助燃料として灯油を混合して燃焼空間部内に噴射供給するようにし、灯油供給を燃焼空間部内の温度が低い燃焼開始時や燃焼状態が低下した時点で行うようにして灯油供給量を低減して燃焼効率の向上を図った廃油燃焼装置を開発した。  
【０００８】
しかしながら、かかる廃油燃焼装置も、補助燃料として灯油を用いることからランニングコストの負担があり、また灯油タンクや供給管或いは切替弁等の設置により大型化するといった問題があった。さらに、かかる廃油燃焼装置においては、燃焼途中で灯油を供給することにより一時的に高燃焼状態となるいわゆる燃焼脈動が発生し、この燃焼脈動によって火が消えてしまい或いは再着火時に爆発的な着火が生じる虞もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１８８８９９公報
【特許文献２】特許第４３１７７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した従来の廃油燃焼装置の問題点を解決し、廃油を安定かつ効率に燃焼させることにより発熱効率の大幅な向上とカーボンスラジの低減を図るとともに保守性の向上を図る小型で構造簡易な廃油燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成する本発明に係る廃油燃焼装置は、燃料供給部と、燃焼部と、噴炎・排気部とを備え、初期段階において主燃料となる廃油に供給量を制御した補助燃料となる灯油を混合して効率的な燃焼を行う。廃油燃焼装置は、燃料供給部が、廃油を廃油噴射ノズルから噴射供給する廃油供給手段と、廃油供給手段に連結されて廃油に空気を混合するノズル空気供給手段と、灯油を灯油噴射ノズルから供給量を制御しながら供給する灯油供給手段と、廃油と灯油を混合して混合燃料を生成する混合手段を構成するとともに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段とを有する。廃油燃焼装置は、燃焼部が、燃料供給部に組み合わされて噴射供給された混合燃料や廃油を内部で燃焼させる燃焼空間部を構成した燃焼筒と、この燃焼筒内に燃料供給部の混合手段と同軸上に位置して配置され供給された混合燃料や廃油の気化を促進させる気化促進手段とを有する。廃油燃焼装置は、噴炎・排気部が、燃焼部に対して燃料供給部と対向する他方側に組み合わされ、燃焼部において混合燃料や廃油の燃焼とともに発生する火炎、ガス及び煙を外部へと放出する。
【００１２】
廃油燃焼装置は、燃焼部の気化促進手段が、噴炎・排気部側を大径部位とした漏斗状の気化促進筒と、気化促進筒に燃料供給部側の小径部位を閉塞して組み合わされ混合手段から供給される混合燃料や廃油が吹き当てられる主面に放射状に設けられて気化させた混合燃料を拡散させる複数の拡散リブを形成した気化促進板とから構成される。廃油燃焼装置においては、燃料供給部において廃油と所定量の灯油とを混合してなる混合燃料或いは廃油を燃焼部へと連続して噴射供給し、燃焼部において燃焼する。
【００１３】
廃油燃焼装置においては、燃料供給部から燃焼部に噴射供給された混合燃料や廃油が、混合手段と同軸上に配置された気化促進手段を構成する気化促進板に吹き当てられることにより気化促進が図られるとともに、その主面に形成した拡散リブにより燃焼空間部内に広く分散される。廃油燃焼装置においては、混合燃料や廃油及びその気化ガスが燃焼空間部内において広範囲に旋回することにより混合燃料或いは廃油と空気の混合がより効率的に行われて燃焼が促進される。廃油燃焼装置においては、燃焼空間部内で発生した火炎やガス等の流れが気化促進手段を構成する気化促進筒により燃料噴射軸線から逸らされ、いわゆる吹き返しの発生を抑制する。
【００１４】
廃油燃焼装置は、燃料供給部の混合手段を、一端側から取り込んだ燃焼用空気を他端側から燃焼筒内へと吹き込む中央部位を絞り込んだ鼓状に形成されるとともに、内周壁に複数の旋回流生成リブを形成したバーナ筒により構成してもよい。廃油燃焼装置においては、バーナ筒が、中央部位に廃油噴射ノズルと灯油噴射ノズルの先端部を対応位置させるように配置することによりそれぞれから噴射供給される廃油と灯油を混合した混合燃料を生成する。廃油燃焼装置においては、バーナ筒が、混合燃料や廃油と燃焼用空気を旋回流生成リブに沿って流れるようにすることにより旋回流特性を付与して燃焼部へと供給する。
【００１５】
廃油燃焼装置は、燃焼筒の外周部に外筒を組み合わせて空冷用空気が流れる空冷空間部を構成してもよい。また、廃油燃焼装置は、空冷空間部を流れる空冷用空気の一部を少なくとも気化促進手段の気化促進板に対応位置して形成した空気供給孔を介して燃焼筒内に供給するようにしてもよい。廃油燃焼装置においては、燃焼部を空冷型構造とすることにより長時間に亘る使用でも高温化が抑制されて安全に使用することが可能となる。廃油燃焼装置においては、混合燃料や廃油が吹き付けられることにより部分的に温度低下が生じる気化促進板部位に空冷用空気を供給することにより、当該部位において混合燃料や廃油を効率的に燃焼させて燃焼促進が図られるようにするとともにカーボンスラッジの発生を低減する。
【００１６】
廃油燃焼装置は、気化促進手段を燃焼筒の内周壁に設けた保持手段に対して着脱自在に設置するようにしてもよい。廃油燃焼装置においては、気化促進手段を取り外して固くこびりついたカーボンスラッジを除去するとともに燃焼筒内等をクリーニングするメンテナンス性の向上を図ることが可能である。
【００１７】
廃油燃焼装置は、噴炎・排気部に、外筒の一端側を閉塞する側面壁に組み合わせた燃焼筒よりも小径の排気筒を設けてもよい。廃油燃焼装置は、排気筒の空冷空間部に対応位置して外周壁に複数の二次空気供給孔を形成し、これら二次空気供給孔を介して空冷空間部内を流れる空冷用空気の一部を排気筒内に供給する。廃油燃焼装置においては、排気筒から排出される排気ガスに残留する未燃焼ガス等の二次燃焼が促進される。
【００１８】
廃油燃焼装置は、噴炎・排気部に、燃焼筒の開口部位において空冷空間部と連通する側面空気流路空間部を構成し、側面空気流路空間部から空冷空間部を流れる空冷用空気の一部を燃焼空間部に供給するようにしてもよい。廃油燃焼装置においては、噴炎・排気部の直前において側面空気流路空間部から排気ガス等の流れと逆方向の空気が供給されることにより、燃焼空間部内において乱流を生じさせて混合燃料や廃油の燃焼効率の向上が図られるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る廃油燃焼装置は、燃焼空間部内に気化促進筒と気化促進板とからなる気化促進手段を設けた簡易かつ小型化された装置である。廃油燃焼装置によれば、燃焼効率の悪い廃油を主燃料に補助燃料として灯油を混合して燃料供給部から燃焼部に噴射供給するとともに気化促進手段により燃焼空間部内において効率的に気化させるとともに広く分散されるようにする。廃油燃焼装置によれば、燃焼効率の向上により補助燃料の灯油の使用量が低減され、不完全燃焼の発生を抑制し安定かつ効率的な燃焼により大きな熱量を発生することが可能である。廃油燃焼装置によれば、不完全燃焼によるカーボンスラジの発生が低減されて保守性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態として示す廃油燃焼装置の全体斜視図である。
【図２】同廃油燃焼装置の要部半断面斜視図である。
【図３】同廃油燃焼装置の要部分解斜視図である。
【図４】同廃油燃焼装置の要部断面図である。
【図５】同廃油燃焼装置における空気の流れ状態を説明する要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態として図面に示した廃油燃焼装置１について、詳細に説明する。廃油燃焼装置１は、主燃料として家庭等から出る天ぷら油、工場等から出る切削油、潤滑油、絶縁油或いはエンジンオイル等の各種廃油を未精製状態のままで使用することにより、廃油処理を行うとともに大きな熱量の発生源としてバーナや廃油ストーブ等に用いることが可能である。また、廃油燃焼装置１は、その他の用途として例えば食品残渣乾燥機や温室の加温機用バーナ等にも適用される。廃油燃焼装置１は、例えば四隅にストッパ付きキャスタを取り付けた図示しない基台に搭載され、適宜の場所に移動して使用することが可能である。
【００２２】
廃油燃焼装置１は、図１に示すように、燃料供給部２と燃焼部３と噴炎・排気部４とを横方向に並べて組み合わせた横型装置であり、主燃料となる廃油に供給量を制御した補助燃料となる灯油を混合して効率的な燃焼を行う。廃油燃焼装置１は、燃料供給部２において廃油と空気を混合するとともにさらに灯油を混合した混合燃料を燃焼部３に噴射供給して、燃焼部３において混合燃料を気化して燃焼させる。廃油燃焼装置１は、混合燃料の燃焼により燃焼部３内において発生する火炎、ガス及び煙を噴炎・排気部４から外部へと放出する。
【００２３】
なお、廃油燃焼装置１は、燃料供給部２から燃焼部３に対して廃油に灯油を混合した混合燃料を常時供給することを条件とするものではない。廃油燃焼装置１は、燃焼部３の炉内温度が低く廃油の着火が困難な起動時から所定時間において、主燃料の廃油に補助燃料の灯油を混合した混合燃料を燃焼部３に供給する。廃油燃焼装置１は、混合燃料の燃焼により燃焼部３の炉内温度が高くなり安定した燃焼が行われるようになると、灯油の混合量を次第に少なくして廃油のみの燃焼が行われるようにする。廃油燃焼装置１は、燃焼部３の炉内温度を監視し、所定温度以下となった場合に灯油の供給を行う。以下の説明では、便宜上、混合燃料の供給・燃焼として説明する。
【００２４】
廃油燃焼装置１は、燃料供給部２が、図示しないが廃油を溜める廃油タンクと灯油を溜める灯油タンクと空気を供給する燃焼用空気供給手段を構成するブロワー５とを備えるとともに、後述する廃油供給手段とノズル空気供給手段と灯油供給手段とを組み付けて取付部材を兼ねる筒状のダクト６と、廃油と灯油を混合して混合燃料を生成する混合手段を構成するバーナ筒７とを備える。燃料供給部２は、ダクト６に対してリング状の取付プレート８を介してバーナ筒７を組み合わすとともに、取付プレート８を介して燃焼部３の組み合わせが行われる。
【００２５】
燃料供給部２は、ブロワー５から空気をダクト６内に吹き込み、ダクト６を介して燃焼部３内へと供給する。燃料供給部２は、ブロワー５から供給する空気の一部を廃油供給手段を構成する廃油噴射ノズル９内に導き、廃油に噴射圧を付与して燃焼部３に噴射供給する。廃油噴射ノズル９は、図２に示すように、本体部９Ａが２重管構造を構成し、詳細を省略するヘッド部材とダクト６と取付プレート８の中央開口部を貫通して設けられる。廃油噴射ノズル９には、一端側において本体部９Ａの内方管部に廃油供給管１０が接続されるとともに、ノズル口９Ｂを有する先端部がバーナ筒７の略中央位置に臨ませられる。廃油供給管１０は、詳細を省略する開閉弁構造等を介して廃油タンク１１と接続され、廃油噴射ノズル９に廃油を供給する。
【００２６】
廃油噴射ノズル９には、本体部９Ａの途中箇所において外方管部に連通する分岐部が形成され、この分岐部に他端側をブロワー５に接続された燃焼用空気管１２が接続される。廃油噴射ノズル９には、燃焼用空気管１２を介してブロワー５から供給された圧縮空気が外方管部内に吹き込まれる。廃油噴射ノズル９は、内方管部を流れる廃油と外方管部を流れる圧縮空気とをノズル口９Ｂにおいて混合した状態とし、バーナ筒７内に噴射する。
【００２７】
燃料供給部２は、ダクト６内に廃油噴射ノズル９と並べて、一端側が図示しない灯油タンクと接続された灯油供給管１４を接続した灯油噴射ノズル１３を設ける。灯油噴射ノズル１３は、先端部のノズル口を廃油噴射ノズル９のノズル口９Ｂと並べてバーナ筒７の略中央位置に臨ませて設けられる。灯油噴射ノズル１３は、灯油供給管１４の途中に図示を省略する開閉弁構造等が設けられ、供給量を制御しながら灯油を燃焼部に供給する。
【００２８】
燃料供給部２は、ダクト６に連通して取付プレート８に横向き状態でバーナ筒７が組み合わされる。バーナ筒７は、図２及び図３に示すように両側開口径を太径と中央部位を細径に絞り込んだ鼓状に形成され、自由端側を燃焼部３内に位置させて取付プレート８に組み合わされる。バーナ筒７は、その内部空間７Ａに固定側の開口部からブロワー５により空気が吹き込まれ、この開口部側から廃油噴射ノズル９がそのノズル口９Ｂを中央の絞り部位７Ｂ付近に位置させて組み合わされる。バーナ筒７には、廃油噴射ノズル９とともに灯油噴射ノズル１３が組み合わされる。
【００２９】
バーナ筒７は、上述したように中央の絞り部位７Ｂ付近に廃油噴射ノズル９と灯油噴射ノズル１３の先端部を対応位置させて組み合わせるとともに内部空間７Ａにブロワー５から空気を供給することにより、廃油と灯油を混合した混合燃料を生成して燃焼部３へと供給する。バーナ筒７は、絞り部位７Ｂにおいて通過する混合燃料の流速を高めることにより、混合燃料が燃焼部３内で燃焼する際に発生する炎等の燃料供給部２への逆流が防止されるようにする。
【００３０】
バーナ筒７には、図２に示すように内周壁に複数の旋回流生成リブ１５が形成される。旋回流生成リブ１５は、例えばブロワー５側の開口部と絞り部位７Ｂとの間の内周壁に、軸線方向に対してやや角度を付して立設した立壁部位からなる。バーナ筒７は、ブロワー５から内部空間７Ａ内に吹き込まれる空気が旋回流生成リブ１５に突き当たって流れることにより旋回流特性を付与する。バーナ筒７は、内部空間７Ａにおいて旋回流特性を付与された空気に廃油と灯油が効率よく混合して混合燃料を生成し、この混合燃料が大径の開口部から燃焼部３内へと広く分散されて供給されるようにする。
【００３１】
燃料供給部２は、図示を省略するが取付プレート８に着火手段を構成するプラグ構体を設ける。プラグ構体は、操作部と、着火部とを備え、例えば操作部が取付プレート８に設けられて着火部がダクト６を介してバーナ筒７へと導かれて上述した絞り部位７Ｂに臨んで設けられる。プラグ構体は、例えば着火部から放出した火花により灯油噴射ノズル１３から噴射されてバーナ筒７内を霧状に流れる灯油に着火させる。
【００３２】
燃料供給部２は、詳細を省略するが廃油タンクにポンプを付設し、このポンプにより廃油供給を行うようにしてもよい。燃料供給部２は、これにより廃油に流れ量の変化を生じさせる粘度にかかわらず、安定した状態で一定量の廃油を燃焼部３に供給することが可能となる。また、燃料供給部２は、廃油供給管１０にフィルタを設け、ゴミや不純物を除去した廃油を燃焼部３に供給するようにしてもよい。さらに、燃料供給部２は、廃油や灯油の開閉弁、廃油タンクや灯油タンクのポンプ、ブロワー５等を相互に関連動作するように制御する制御部を設けてもよい。燃料供給部２は、かかる構成に限定されないことは勿論である。
【００３３】
燃料供給部２においては、廃油タンク１１から廃油供給管１０を介して廃油噴射ノズル９に廃油を供給する。燃料供給部２においては、ブロワー５を起動してダクト６に空気を吹き込むとともに、燃焼用空気管１２を介して廃油噴射ノズル９に空気を供給して廃油に噴射圧を付与する。燃料供給部２においては、灯油タンクから灯油供給管１４を介して灯油噴射ノズル１３に灯油を供給する。燃料供給部２においては、廃油噴射ノズル９から噴射された廃油と灯油噴射ノズル１３から噴射された灯油がバーナ筒７の絞り部位を通過することにより流速を高めながら混合が促進されて混合燃料を生成し、ミスト状態の混合燃料を燃焼部３内に噴射供給する。
【００３４】
廃油燃焼装置１は、燃焼部３が、図２及び図４に示すように、燃焼筒１６と、外筒１７と、気化促進手段を構成する気化促進筒１８及び気化促進板１９とを有し、燃料供給部２から供給された混合燃料を燃焼させて発生した火炎、ガス及び煙を噴炎・排気部４から放出されるようにする。燃焼部３は、燃焼筒１６の外周部を取り囲んで外筒１７を組み合わせて全長に亘って空冷空間部２０を構成した２重筒構造とする。燃焼部３は、燃焼筒１６を包む空冷空間部２０を構成したことにより、長時間の運転を続けても高温化を抑制して安全性が確保される。燃焼部３は、後述するように燃焼筒１６の内部空間部２１内に気化促進板１９を一体化した気化促進筒１８を着脱自在に配置する。
【００３５】
燃焼筒１６は、一端側を取付プレート８に組み合わせて片持ち状態で支持され、内部空間部２１が隔壁プレート２２により内部空間部２１を取付プレート８側の第１空間部である燃料供給側空間部２１Ａと噴炎・排気部４側の第２空間部である燃焼空間部２１Ｂとに区割りしてなる。燃焼筒１６は、燃料供給側空間部２１Ａ内にバーナ筒７を組み合わせるとともに、燃焼空間部２１Ｂ内に気化促進筒１８を組み合わせる。
【００３６】
燃焼筒１６には、図２及び図３に示すように燃料供給側空間部２１Ａを空冷空間部２０に連通させる複数個の第１空気孔２３が形成される。第１空気孔２３は、後述するように空冷空間部２０から燃料供給側空間部２１Ａ内に空気を供給して当該部位のバーナ筒７を空冷するとともに、後述する隔壁プレート２２を介して燃料供給側空間部２１Ａから燃焼空間部２１Ｂへと空気供給を行い、混合燃料の燃焼効率を高めるとともに燃料供給部２側への炎等の吹き返しを低減する。第１空気孔２３は、やや大径の貫通孔であり、燃料供給側空間部２１Ａに対して空冷空間部２０から大量の空気が供給されるようにする。
【００３７】
燃焼筒１６には、燃焼空間部２１Ｂを空冷空間部２０に連通させる複数個の第２空気孔２４が形成される。第２空気孔２４は、後述するように燃焼空間部２１Ｂ内に配置された気化促進板１９及び気化促進筒１８に対向位置するようにして形成され、空冷空間部２０から供給された空気を気化促進板１９や気化促進筒１８に供給する。第２空気孔２４は、それぞれが第１空気孔２３よりも小径とされるが、気化促進板１９を取り囲むようにして設けられることにより当該気化促進板１９部分に充分な量の空気を均等に送り込むようにする。
【００３８】
第２空気孔２４は、混合燃料が吹き付けられることにより部分的に温度低下が生じる気化促進板１９の周囲に空気を供給することにより、当該部位において混合燃料を効率的に燃焼させる。第２空気孔２４は、これにより燃焼空間部２１Ｂ内において混合燃料の燃焼促進が図られるようにするとともにカーボンスラッジの発生を低減する。
【００３９】
外筒１７は、燃焼筒１６の外径よりも大径であり全長に亘って外周を覆って組み合わされる筒状体からなり、一端側を取付プレート８に固定されるとともに他端側を噴炎・排気部４に固定される。外筒１７は、上述したように燃焼筒１６との間に空冷空間部２０を構成し、燃焼筒１６の高熱化を抑制する。外筒１７には、一端をブロワー５に接続した冷却空気供給管１７Ａが接続され、空冷空間部２０内に空気が供給されるようにする。外筒１７は、空冷空間部２０内に供給された空気を適宜に形成した空気孔を介して燃焼筒１６の内部空間部２１内に供給して混合燃料の燃焼促進を図る。
【００４０】
隔壁プレート２２は、図２及び図３に示すように、燃焼筒１６の内径と同径の外径を有するリング状に形成され、燃焼筒１６の内部空間部２１内に燃料供給部２側に位置して設けられることにより内部空間部２１を上述したように燃料供給側空間部２１Ａと燃焼空間部２１Ｂに区割りする。隔壁プレート２２は、バーナ筒７の自由端側を嵌合させ、その先端開口部を燃焼空間部２１Ｂに臨ませて横向き状態に支持する。隔壁プレート２２には、燃料供給側空間部２１Ａと燃焼空間部２１Ｂを連通させる複数個の第３空気孔２５が厚み方向に貫通して形成され、この第３空気孔２５を介して燃料供給側空間部２１Ａ内から燃焼空間部２１Ｂに空気を供給する。
【００４１】
気化促進筒１８及び気化促進板１９は、燃料供給部２から燃焼空間部２１Ｂ内に噴射供給される混合燃料が直接吹き付けられ、この混合燃料の気化を促進するとともに燃焼空間部２１Ｂに拡散させる。気化促進筒１８及び気化促進板１９は、混合燃料の噴射軸上に位置して設置されることにより、混合燃料の気化と燃焼空間部２１Ｂへの拡散が均等に行われるようにする。気化促進筒１８及び気化促進板１９は、燃焼空間部２１Ｂ内において混合燃料が最初に吹き付けられる部位であることから、不完全燃焼により発生するカーボンスラッジが付着しやすい部位である。
【００４２】
気化促進筒１８は、図２及び図４に示すように、一方側を大径開口部とした略漏斗状の部材であり、外周壁を貫通して複数の第４空気孔２６が形成される。気化促進筒１８は、大径部位側を噴炎・排気部４側に向けて、燃焼筒１６の燃焼空間部２１Ｂ内に設けた保持手段を構成する気化促進筒支持部材２７により支持される。気化促進筒支持部材２７は、燃焼空間部２１Ｂの内壁に立設したそれぞれ同長の複数本の棒状部材からなり、気化促進筒１８の外周部が周方向に跨って載置されるようにする。
【００４３】
気化促進筒１８は、気化促進筒支持部材２７上に載置することにより、燃焼筒１６に対して着脱自在に組み合わされる。したがって、気化促進筒１８は、気化促進板１９とともに燃焼筒１６内から取り出してクリーニング等を行うことが可能である。また、気化促進筒１８は、燃焼空間部２１Ｂ内において気化促進筒支持部材２７を介してバーナ筒７に対して同軸上に位置決めされて組み合わされることにより、混合燃料の噴射軸上に位置して設置される。
【００４４】
気化促進筒１８は、第４空気孔２６が、詳細には円錐筒部位に円周方向に並んで形成された複数個の空気孔と、小径の円筒部位に円周方向に並んで形成された複数個の空気孔とにより構成する。気化促進筒１８は、第４空気孔２６から内部空間に炎や空気が流れ込むことにより燃焼空間部２１Ｂ内における混合燃料の燃焼効率を向上させるとともに噴炎・排気部４側から吹き返す炎を逸らすようにする。
【００４５】
気化促進板１９は、気化促進筒１８に対して、その小径開口部側を閉塞して一体に組み合わされる。気化促進板１９は、気化促進筒１８を気化促進筒支持部材２７上に載置した状態で、気化促進筒支持部材２７と対応位置して燃焼空間部２１Ｂ内に立設した保持手段を構成する気化促進板支持部材２８上に組み合わされる。気化促進板支持部材２８は、上述した気化促進筒支持部材２７と隔壁プレート２２との間に位置して燃焼空間部２１Ｂの内壁に立設したそれぞれ同長の複数本の棒状部材からなる。気化促進板支持部材２８には、上端面から軸方向のすり割り溝が形成され、このすり割り溝に外周部を嵌合することによって気化促進板１９を組み合わせる。
【００４６】
気化促進筒１８及び気化促進板１９は、上述したように気化促進筒支持部材２７と気化促進板支持部材２８上に載置されることにより、燃焼空間部２１Ｂ内において浮いた状態で組み合わされる。気化促進筒１８及び気化促進板１９は、気化促進板１９がその外周部を気化促進板支持部材２８のすり割り溝に嵌合されることにより、隔壁プレート２２との対向間隔が位置決めされる。
【００４７】
気化促進板１９は、気化促進筒１８と同様に、燃焼空間部２１Ｂ内において気化促進板支持部材２８を介してバーナ筒７に対して同軸上に位置決めされて組み合わされることにより、混合燃料の噴射軸上に位置して設置される。気化促進板１９には、バーナ筒７と相対する主面に複数の拡散リブ２９が一体に立設される。拡散リブ２９は、主面上に放射状に形成された立壁部位からなり、吹き当てられた混合燃料に旋回習性を付与して燃焼空間部２１Ｂ内に広く拡散させるとともに気化を促進させる。
【００４８】
燃焼部３は、図２及び図３に示すように、燃焼筒１６の先端側の開口部に段付き筒体からなる先端組付筒体３０を組み合わせ、この先端組付筒体３０を介して噴炎・排気部４を組み合わせる。先端組付筒体３０は、一端側に燃焼筒１６の内径とほぼ等しい外径を有するフランジ部３０Ａが一体に形成され、このフランジ部３０Ａの外周部を開口部の内周壁に固定することにより燃焼筒１６の先端部材として組み合わされて燃焼筒１６の開口端と噴炎・排気部４との間に空冷空間部２０に連続する側面空気流路空間部２０Ａが構成されるようにする。
【００４９】
先端組付筒体３０は、フランジ部３０Ａに周方向に並んで複数個の第５空気孔３０Ｂを形成することにより、燃焼筒１６の先端部において側面空気流路空間部２０Ａを介して燃焼空間部２１Ｂを空冷空間部２０に連通させる。先端組付筒体３０は、噴炎・排気部４の直前において第５空気孔３０Ｂを介して空冷空間部２０を流れる冷却用空気の一部を燃焼空間部２１Ｂ内に排気ガスの流れと逆方向の空気を供給する。先端組付筒体３０は、これにより燃焼空間部２１Ｂ内において乱流を生じさせて、混合燃料の燃焼効率の向上が図られるようにする。
【００５０】
燃焼部３においては、燃料供給部２側のブロワー５の起動操作が行われるとダクト６を介してバーナ筒７内に空気が吹き込まれ、さらにバーナ筒７から燃焼空間部２１Ｂ内に吹き込まれる。燃焼部３においては、バーナ筒７からミスト状態の混合燃料が燃焼空間部２１Ｂ内に噴射されるとともに着火操作が行われることにより、バーナ筒７と同一軸線上に位置する気化促進板１９に炎とともに混合燃料が吹き当てられる。燃焼部３においては、バーナ筒７から吹き込まれる旋回習性を付与された空気流の作用により、炎や混合燃料も旋回習性を付与されて気化促進板１９に吹き当てられる。
【００５１】
燃焼部３においては、気化促進板１９に吹き当てられた炎やミスト状態の混合燃料或いは気化ガスが、拡散リブ２９と旋回習性を付与されて吹き込まれた空気と混合して燃焼空間部２１Ｂ内において旋回しながらひろく拡散する。燃焼部３においては、空冷空間部２０−第１空気孔２３−燃料供給側空間部２１Ａ−第３空気孔２５の流路を介して燃焼空間部２１Ｂ内に充分な空気が吹き込まれる。燃焼部３においては、この流路を介して吹き込まれた空気もバーナ筒７から吹き込まれた空気と混合して燃焼空間部２１Ｂ内において旋回しながらひろく拡散する。燃焼部３においては、空冷空間部２０−第２空気孔２４の流路を介して気化促進板１９の周囲に充分な空気供給が行われる。
【００５２】
燃焼部３においては、上述したように燃焼空間部２１Ｂ内において炎やミスト状態の混合燃料がひろく拡散するとともに充分な空気供給が行われることにより、混合燃料の効率的な燃焼が行われる。燃焼部３においては、濃度が高くかつ温度が低い混合燃料が直接吹き付けられ気化促進板１９及びこれと一体の気化促進筒１８が高温状態に保持され、混合燃料の気化を促進する。燃焼部３においては、気化促進筒１８や気化促進板１９の周囲において混合燃料の完全燃焼化が促進される。
【００５３】
燃焼部３においては、バーナ筒７、すなわち混合燃料の噴射供給部と同一軸線上に位置して気化促進筒１８と気化促進板１９を配置する。燃焼部３においては、燃焼空間部２１Ｂ内から噴射供給部に向かう炎やガスの吹き戻しを気化促進筒１８により逸らし、バーナ筒７の高温化を抑制する。燃焼部３においては、隔壁プレート２２に形成した第３空気孔２５を介して吹き込む空気によっても、炎等の吹き戻しを逸らすようにする。燃焼部３においては、噴炎・排気部４の直前においても燃焼空間部２１Ｂ内に空気供給を行って燃焼効率の向上を図ることにより、不完全燃焼の混合燃料の排出を抑制する。
【００５４】
廃油燃焼装置１は、燃焼部３の先端部に組み合わされる噴炎・排気部４が、噴炎・排気筒３１と、フランジリング３２を有する。噴炎・排気部４は、燃焼部３で発生した炎や排気ガス或いは煙を噴炎・排気筒３１から外部へと放出する。噴炎・排気部４は、噴炎・排気筒３１から放出した炎等を熱源として利用する場合に、噴炎・排気筒３１に利用形態に応じた適宜の部材等が組み合わされる。噴炎・排気部４は、廃油燃焼装置１がもっぱら廃油の処理装置として用いる場合に、噴炎・排気筒３１に煙突等が組み合わされる。
【００５５】
噴炎・排気筒３１は、燃焼筒１６よりも小径の筒体であり、図２及び図４に示すように一端側を燃焼空間部２１Ｂ内に突出させた状態でフランジリング３２を介して外筒１７に組み合わされる。噴炎・排気筒３１は、燃焼空間部２１Ｂから流れ込む炎等の流速により負圧となった内部空間部に燃焼空間部２１Ｂ内からガス等が流入して効率的な排出が行われるようにする。
【００５６】
噴炎・排気筒３１には、燃焼空間部２１Ｂ内に突出した部位に第６空気孔３１Ａが形成される。噴炎・排気筒３１は、第６空気孔３１Ａが、二次空気供給孔を構成して燃焼空間部２１Ｂから流れ込む炎等に空冷空間部２０を流れる空冷用空気の一部が供給されるようにする。噴炎・排気筒３１は、これにより排出される排気ガスに残留する未燃焼ガス等の二次燃焼が促進されるようにする。
【００５７】
フランジリング３２は、外筒１７の外径よりも大径であり、噴炎・排気筒３１を嵌挿させる貫通孔を形成するとともに外周部位の一方側面に外筒１７の先端部を嵌合させる嵌合凹部を形成したリング状の部材である。フランジリング３２は、嵌合凹部に先端部を嵌合させて外筒１７の開口部を閉塞し、外側面に燃焼筒１６に組み合わせた先端組付筒体３０の先端縁を突き当てさせて燃焼空間部２１Ｂを閉塞し、貫通孔に噴炎・排気筒３１を嵌挿させる。なお、フランジリング３２は、利用形態による適宜の部材等を組み合わせる部材としても機能する。
【００５８】
廃油燃焼装置１においては、燃料供給部２から燃焼部３内に供給する混合燃料や廃油を安定かつ効率的に燃焼させることにより発熱効率の向上とカーボンスラッジの発生を低減して保守性の向上を図る。廃油燃焼装置１においては、運転を開始して所定時間が経過すると、灯油の供給を遮断して廃油単独の供給に切り換えが行われる。廃油燃焼装置１においては、燃焼成分のバラツキによる発火特性のバラツキが大きくかつ発生熱量特性も低い廃油単独での燃焼であっても、燃焼空間部２１Ｂ内を高温状態に保持して効率的な燃焼が行われるようにする。
【００５９】
廃油燃焼装置１においては、燃焼部３の燃焼筒１６内においてブロワー５から旋回習性を付与された燃焼用空気を吹き込むとともに、気化促進手段を構成する気化促進筒１８と気化促進板１９とにより混合燃料や廃油を燃焼部３内に広く拡散させる。廃油燃焼装置１においては、様々な部位に位置して燃焼筒１６に開口する多数個の空気孔を形成して充分な空気供給を行うとともに乱気流を生じさせる。廃油燃焼装置１においては、燃焼空間部２１Ｂ内において燃料や気化ガス或いは空気に複雑な流れを生じさせることで、不完全燃焼を低減して効率的な燃焼が行われるようにする。
【００６０】
廃油燃焼装置１においては、図５に示すようにブロワー５からダクト６を介してバーナ筒７内に燃焼用空気の吹込みが行われる。廃油燃焼装置１においては、バーナ筒７の内壁に旋回流生成リブ１５が設けられており、この旋回流生成リブ１５に沿って流れる燃焼用空気に旋回習性を付与する。廃油燃焼装置１においては、バーナ筒７から燃焼空間部２１Ｂ内に吹き出した燃焼用空気が同図矢印で示すように気化促進手段を構成する気化促進板１９の主面に吹き当たる。
【００６１】
廃油燃焼装置１においては、気化促進板１９の主面に拡散リブ２９が設けられており、この拡散リブ２９により旋回習性を付与された燃焼用空気が燃焼空間部２１Ｂ内に旋回しながら広く拡散する。廃油燃焼装置１においては、廃油噴射ノズル９からバーナ筒７内にミスト状態で廃油を噴射供給するとともに灯油噴射ノズル１３からバーナ筒７内にミスト状態で灯油を噴射供給する。廃油燃焼装置１においては、バーナ筒７内において廃油と灯油が混合するとともに燃焼用空気との混合も行われて混合燃料を生成し、この混合燃料を気化促進板１９の主面に吹き当てる。廃油燃焼装置１においては、拡散リブ２９により混合燃料が旋回習性を付与された燃焼用空気とともに旋回しながら広く拡散する。
【００６２】
廃油燃焼装置１においては、着火操作が行われるとバーナ筒７内において着火点の低い灯油の燃焼が始まり、この灯油の燃焼を介して廃油の燃焼も開始される。廃油燃焼装置１においては、燃焼が始まった混合燃料が吹き当てられるにより気化促進筒１８や気化促進板１９が次第に高温となるとともに燃焼筒１６も高温化し、燃焼空間部２１Ｂ内において拡散された混合燃料の気化が促進される。
【００６３】
廃油燃焼装置１においては、ブロワー５から冷却空気供給管１７Ａを介して空冷空間部２０内に供給された冷却用空気の一部が燃焼筒１６の各部位に形成した空気孔を介して燃焼空間部２１Ｂ内に吹き込まれるようにする。廃油燃焼装置１においては、冷却用空気の吹き込みにより燃焼空間部２１Ｂ内に充分な空気を供給して混合燃料の燃焼促進を図るとともに、燃焼空間部２１Ｂ内において複雑な空気流が生成されるようにする。
【００６４】
廃油燃焼装置１においては、燃焼筒１６の基端側に形成した第１空気孔２３を介して燃料供給側空間部２１Ａ内に空気を供給し、さらに隔壁プレート２２に形成した第３空気孔２５を介して燃料供給側空間部２１Ａから燃焼空間部２１Ｂへと空気供給が行われるようにする。廃油燃焼装置１においては、燃焼空間部２１Ｂ内の気化促進筒１８及び気化促進板１９に対応して燃焼筒１６に形成した第２空気孔２４を介して燃焼空間部２１Ｂに空気供給を行う。廃油燃焼装置１においては、最も燃焼が活発に行われるが、温度低下も生じやすい気化促進部位である気化促進筒１８及び気化促進板１９の周囲に充分な空気供給を行って効率的な燃焼が行われるようにする。
【００６５】
廃油燃焼装置１においては、気化促進筒１８に形成した第４空気孔２６からその内部空間に空気や炎が流れ込むようにして、噴炎・排気部４側からの吹き返しを抑制するとともに内部空間内における燃焼促進が図られるようにする。廃油燃焼装置１においては、第５空気孔３０Ｂから噴炎・排気部４の直前において排気ガスの流れと逆方向の空気を供給することにより、燃焼空間部２１Ｂ内において乱流を生じさせる。廃油燃焼装置１においては、噴炎・排気筒３１に形成した第６空気孔３１Ａから二次空気を供給することにより、噴炎・排気筒３１から排出される排気ガスに残留する未燃焼ガス等の二次燃焼が促進されるようにする。
【００６６】
なお、廃油燃焼装置１においては、例えば運転停止時には、廃油供給を遮断するとともに灯油の再供給を行うようにする。廃油燃焼装置１においては、灯油供給をしばらくの間続けて燃焼空間部２１Ｂに残留した廃油を完全燃焼させて停止することにより、停止時の不完全燃焼による黒煙発生を防止する。
【符号の説明】
【００６７】
１  廃油燃焼装置、２  燃料供給部、３  燃焼部、４  噴炎・排気部、５  ブロワー、７  バーナ筒、９  廃油噴射ノズル、１３  灯油噴射ノズル、１５  旋回流生成リブ、１６  燃焼筒、１７  外筒、１８  気化促進筒、１９  気化促進板、２０  冷却空間部、２１  内部空間部、２１Ａ  燃料供給側空間部、２１Ｂ  燃焼空間部、２２  隔壁プレート、２３  第１空気孔、２４  第２空気孔、２５  第３空気孔、２６  第４空気孔、２７  気化促進筒支持部材、２８  気化促進板支持部材、２９  拡散リブ、３０  先端組付筒体、３１  噴炎・排気筒、３２  フランジリング
【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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