(57)【要約】【課題】旋回気流を燃焼効率の向上に結び付けやすい。【解決手段】円筒隔壁１０１が燃焼室５内を内側空間５ａと外側空間５ｂとに区画している。円筒隔壁１０１には内側空間５ａと外側空間５ｂとを連通させる網目が形成されている。内側空間５ａには燃料供給部１６０によって固形燃料が供給される。固形燃料からは可燃性ガスが発生する。給気管１５３が空気を流出させることにより円筒隔壁１０１の周囲に旋回気流が発生する。この旋回気流によって、内側空間５ａの未燃焼の可燃性ガスが、円筒隔壁１０１の網目を通じて外側空間５ｂへと流出し、旋回気流に合流する。【選択図】図１
2017078551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室が内部に形成された燃焼部と、
前記燃焼室内の空間を水平方向に関して外側空間と内側空間とに区画する隔壁と、
前記燃焼室内に固形燃料を供給する燃料供給部と、
燃焼用の酸素を含んだ気体を前記燃焼室内に供給する気体供給部と、
前記燃焼室内に気流を発生させる気流形成部と、を備えており、
前記隔壁が、前記内側空間と前記外側空間とを連通させる連通部を形成しており、
前記燃料供給部が前記内側空間内であって前記連通部より内側の領域に前記固形燃料を供給するように構成されており、
前記内側空間において前記固形燃料から発生する未燃焼の気体が、前記連通部を経て、前記外側空間における前記隔壁と前記燃焼室の内壁面とに水平方向に挟まれた領域へと流出するように、前記気流形成部が前記隔壁の周囲を旋回する旋回気流を前記領域に発生させることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項２】
前記連通部が、前記内側空間の気体を前記外側空間へと、前記旋回気流の方向に案内する表面を有していることを特徴とする請求項１に記載の固形燃料燃焼装置。
【請求項３】
前記隔壁が、平面視において曲線に沿って閉じていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形燃料燃焼装置。
【請求項４】
前記隔壁がエキスパンドメタルによって構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固形燃料燃焼装置。
【請求項５】
前記気体供給部が、前記燃焼部における前記内側空間の底壁に形成された貫通孔を通じて前記気体を前記内側空間に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固形燃料燃焼装置。
【請求項６】
前記気体供給部が、前記燃焼部における前記内側空間の底壁から上方に向かって延びた第１の給気部を通じて前記気体を前記内側空間に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の固形燃料燃焼装置。
【請求項７】
前記気体供給部が、前記外側空間内へと前記気体を流出させる流出口が形成された第２の給気部を有しており、
前記気流形成部が、前記第２の給気部内から前記流出口を通じて前記外側空間内へと前記気体を所定の方向に流出させることによって前記旋回気流を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固形燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形燃料燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を燃焼させる際に旋回気流を形成することで燃焼効率を向上させることを目的とする技術の一例として、特許文献１及び２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３９１６７号公報
【特許文献２】特開昭５７−１９５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２のいずれも、燃焼室上部の広い空間に形成された旋回気流を燃焼に利用している。かかる広い空間では旋回気流が適切に形成されないおそれがある。したがって、かかる空間に形成された旋回気流を燃焼に利用しても、燃焼効率の向上に結び付かないおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、旋回気流を燃焼効率の向上に結び付けやすい固形燃料燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の固形燃料燃焼装置は、燃焼室が内部に形成された燃焼部と、前記燃焼室内の空間を水平方向に関して外側空間と内側空間とに区画する隔壁と、前記燃焼室内に固形燃料を供給する燃料供給部と、燃焼用の酸素を含んだ気体を前記燃焼室内に供給する気体供給部と、前記燃焼室内に気流を発生させる気流形成部と、を備えており、前記隔壁が、前記内側空間と前記外側空間とを連通させる連通部を形成しており、前記燃料供給部が前記内側空間内であって前記連通部より内側の領域に前記固形燃料を供給するように構成されており、前記内側空間において前記固形燃料から発生する未燃焼の気体が、前記連通部を経て、前記外側空間における前記隔壁と前記燃焼室の内壁面とに水平方向に挟まれた領域へと流出するように、前記気流形成部が前記隔壁の周囲を旋回する旋回気流を前記領域に発生させる。
【０００７】
本発明の固形燃料燃焼装置によると、隔壁と燃焼室の内壁面とに水平方向に挟まれた領域に旋回気流を発生させる。したがって、隔壁と燃焼室の内壁面との間の限定された領域に旋回気流を発生させるため、旋回気流が確実に形成されやすい。また、本発明においては、内側空間における連通部より内側の領域に供給された固形燃料から発生した未燃焼の気体が、連通部を経て、隔壁と燃焼室の内壁面とに挟まれた上記領域に流出するように旋回気流が形成される。つまり、内側空間において固形燃料から発生した未燃焼の気体が、連通部に向かって外側に流れると共に、そのまま連通部を通じて隔壁の外側の旋回気流へと合流しやすい。したがって、内側空間において未燃焼であった気体が、外側空間の限定された領域に適切に形成された旋回気流に巻き込まれつつ、効率よく燃焼する。
【０００８】
これに対して、特許文献１及び２のいずれも、燃料からの気流を、燃焼室の上方の広い空間に形成された旋回気流に合流させる。広い空間では適切に旋回気流が形成されないおそれがあり、このような空間に形成された旋回気流に未燃焼の気体等を合流させても燃焼効率の向上に結び付けにくい。さらに、特許文献２によると、燃料からの気流を一旦燃焼室の内側に向かわせ、燃焼室の中央に配置された給気筒を通過させて給気筒の上端の孔から上方の旋回気流へと向かわせる。したがって、特許文献２も、内側空間の固形燃料から発生した未燃焼の気体をそのまま外側の連通部へと向かわせ、連通部を通じて隔壁外側の旋回気流に合流させる本発明とは全く異なっている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラーの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の内部燃焼部及びその周辺構成の拡大図である。
【図４】図４（ａ）は円筒隔壁及びフレームの斜視図である。図４（ｂ）は、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は円筒隔壁の拡大正面図である。図４（ｂ）は、図５（ａ）のＶＢ−ＶＢ線断面図である。
【図６】円筒隔壁の変形例であって、図４（ｂ）に対応する図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）のそれぞれは、円筒隔壁の別の変形例であって、図５（ｂ）に対応する図である。
【図８】給気管の変形例であって、図２の一部拡大図に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係るボイラー１（固形燃料燃焼装置）について図１〜図５を参照しつつ説明する。ボイラー１は、図１及び図２に示すように、内部に空間が形成された外壁２と、外壁２内の空間を上下方向に関して区画する隔壁６、７及び８とを有している。外壁２内の空間は、隔壁６、７及び８によって、上から順に排気室３、加熱室４、燃焼室５及び給気室１５１に区画されている。燃焼室５は固形燃料が燃焼する空間である。ボイラー１において、燃焼室５が形成された下半分が、本発明における燃焼部である。給気室１５１は燃焼室５へと供給される空気が流入する空間である。燃焼室５及び給気室１５１の詳細については後述する。
【００１１】
一方、加熱室４が内部に形成されたボイラー１の上半分は、外部から供給された水を加熱する加熱部である。加熱室４内には複数本の通気管１１が設けられている。通気管１１は、熱伝導性の高い材料、例えば金属材料によって形成されている。通気管１１は加熱室４を上下方向に貫通している。通気管１１の上端部及び下端部は隔壁６及び７をそれぞれ貫通して燃焼室５及び排気室３内に突出している。通気管１１の上端及び下端は開口している。燃料の燃焼によって高温になった燃焼室５内の空気は、下端の開口から通気管１１に流入し、通気管１１内を通って上方に向かい、上端の開口から排気室３へと流出する。加熱室４には導水管１２及び１３が設けられている。導水管１２に外部から水（冷水）を流入させることで加熱室４内を水で満たすと、燃焼室５からの高温の空気が通気管１１内を通過する際に、高温の空気から通気管１１を通じて水に熱伝達することで、加熱室４内の水が加熱される。加熱されて高温になった水は、導水管１３から外部へと取り出すことができる。排気室３には排気管１４が設けられている。排気管１４は排気部２１と連通している。排気部２１には空気を吸引する吸引手段が設けられている。通気管１１を通じて排気室３に流入した燃焼室５からの空気は、排気部２１に設けられた吸引手段によって排気管１４を通じて排気室３から吸引される。吸引された空気は、排気部２１において煤の排除等の浄化処理が適宜施された上で大気中へと排出される。
【００１２】
燃焼室５は、外壁２内に形成された円筒形の概略形状を有する内壁面２ａ、隔壁７の下面及び隔壁８の上面によって画定された空間である。ボイラー１には、燃焼室５へと燃焼用の空気を供給する空気供給部１５０（気体供給部）が設けられている。空気供給部１５０は、給気室１５１と、給気室１５１から燃焼室５へと上方に延びた給気管１５２及び１５３（第２の給気部）と、燃焼室５の底部に設けられた給気部１５５と、給気部１５５から上方へと延びた給気管１５６（第１の給気部）と、通気管１５８を介して給気室１５１へと空気を送り込む送風機１５７とを有している。
【００１３】
給気室１５１は、外壁２内の最下部に形成され、隔壁８によって燃焼室５と隔てられた空間である。給気室１５１には給気管１５２の下端部が開口している。給気管１５２は、図１及び図３に示すように、隔壁８を貫通して燃焼室５内へと向かっている。給気管１５２の上端部は、燃焼室５の底部付近において上方に開口している。送風機１５７によって給気室１５１内に供給された空気は、給気管１５２を通じて燃焼室５へと流入する。燃焼室５の底部には蓋状の形状を有する給気部１５５が給気管１５２の上端開口に被さるように固定されている。給気部１５５と隔壁８との間には給気室１５５ａが形成されている。給気部１５５の天井板には複数個の貫通孔１５５ｂが形成されている。
【００１４】
また、給気室１５５ａには給気管１５６の下端部が開口している。給気管１５６は、給気部１５５の天井板を貫通して上方へと延びている。給気管１５６は、図２に示すように、平面視において燃焼室５の中心を囲むように５本配置されている。給気管１５６には、図３に示すように、上下方向に沿って配列された複数個の貫通孔１５６ａが形成されている。給気室１５５ａ内の空気は貫通孔１５５ｂを通じて給気部１５５の上方へと供給されると共に、給気管１５６を通って貫通孔１５６ａを通じて給気部１５５の上方へと供給される。なお、給気部１５５及び給気管１５６は、いずれも、後述の通り、円筒隔壁１０１内の内側空間５ａに配置されている。したがって、給気部１５５から供給される空気は、主に、内側空間５ａ内での燃焼に用いられる。
【００１５】
また、給気室１５１には、給気管１５３の下端部が開口している。給気管１５３は、図１〜図３に示すように、燃焼室５の内壁面２ａに設けられた凹部２ｂ内に部分的に埋め込まれるように３本設けられている。各給気管１５３は、給気室１５１から隔壁８を貫通し、凹部２ｂに沿って鉛直上方へと延びている。給気室１５１内の空気は給気管１５３内を上方へと流れる。３本の給気管１５３は、図２に示すように、内壁面２ａに沿った方向に関して等間隔に配置されている。給気管１５３には、図１に示すように、上下方向に沿って配列された複数個の貫通孔１５３ａが形成されている。各貫通孔１５３ａの開口（流出口）は、給気管１５３内を流れる空気が図２のＡ１〜Ａ３方向（所定の方向）へと貫通孔１５３ａを通じて給気管１５３から流出するように形成されている。Ａ１〜Ａ３方向のいずれも、図２に示すように、平面視において、給気管１５３から燃焼室５の中心に向かう方向に対して直交する方向成分を有している。また、当該成分は、Ａ１〜Ａ３方向のいずれについても、平面視において、燃焼室５の中心の周りを反時計回りで回る成分に相当する。これにより、燃焼室５内には、図２のＢ方向に向かう旋回気流が発生する。旋回気流は、燃焼室５の中心の周りを旋回するように流れる気流である。この旋回気流は、燃焼室５の内壁面２ａと後述の円筒隔壁１０１の外表面との間に形成される。このように、本実施形態の空気供給部１５０は、燃焼室５内に空気を供給すると共に、燃焼室５内に旋回気流を発生させる機能を有する。つまり、空気供給部１５０は、本発明の気体供給部及び気流形成部の両方に対応する。
【００１６】
ボイラー１には、燃焼室５へと固形燃料を供給する燃料供給部１６０が設けられている。本実施形態の固形燃料は、いわゆる発泡スチロール（ポリスチレン）の廃材がペレット状に成形されたものからなる。なお、ポリスチレンの他、ポリエチレンやポリプロピレンの発泡材の廃材がペレット状に成形されたものが固形燃料として用いられてもよい。また、原料が発泡材でなくてもよい。さらに、ペレット化されていない、例えば廃材が細かく破砕されただけのものが固形燃料とされてもよい。
【００１７】
燃料供給部１６０は、固形燃料の搬送部として、いわゆるスクリューコンベア方式の搬送部を有している。燃料供給部１６０は、図１に示すように、円筒部１６１と、円筒部１６１内に設けられた螺旋歯１６２と、螺旋歯１６２が固定された回転軸１６３と、回転軸１６３を回転させるモータ１６４とを有している。円筒部１６１は外壁２の外部から燃焼室５へと水平方向に外壁２を貫通している。円筒部１６１における外壁２の外部に配置された端部は上方に開口している。この開口から円筒部１６１内へと、ホッパ２２に貯留された固形燃料が投入される。円筒部１６１内に投入された固形燃料は、モータ１６４が回転軸１６３を回転させるのに伴い、螺旋歯１６２によって円筒部１６１内を図１中左方へと搬送される。そして、搬送された固形燃料は、円筒部１６１における燃焼室５内に配置された先端部において円筒部１６１の外部へと押し出され、燃焼室５内を落下する。なお、円筒部１６１の先端部は、後述の通り、円筒隔壁１０１内の内側空間５ａに配置されている。したがって、円筒部１６１の先端部から押し出された固形燃料は内側空間５ａ内を落下する。
【００１８】
燃焼室５内には、燃料供給部１６０から固形燃料が供給される内部燃焼部１００が設けられている。燃料供給部１６０はこの内部燃焼部１００の側壁を水平方向に貫通しており、その先端部が内部燃焼部１００の内部に配置されている。内部燃焼部１００の全体は金属材料で構成されているが、陶製など、耐熱性の高い他の材料製であってもよい。また、これら複数種類の材料から構成されてもよい。内部燃焼部１００は、図３及び図４（ａ）に示すように、円筒の概略形状を有する円筒隔壁１０１と、円筒隔壁１０１を支持したフレーム１１０と、円盤型の蓋部１２０とを有している。フレーム１１０は、鉛直方向に延びた４本の柱部材１１１と、水平方向に延びたリング部材１１２及び１１３とから構成されている。リング部材１１２及び１１３は上下方向に離隔している。蓋部１２０は、フレーム１１０の上端に支持されている。蓋部１２０は、平面視において、リング部材１１２とほぼ同じ形状及び同じ大きさを有しており、リング部材１１２の全体とほぼ重複している（図２参照）。
【００１９】
円筒隔壁１０１は、４本の柱部材１１１の内側を１周すると共に各柱部材１１１に固定されている。円筒隔壁１０１は、リング部材１１２からリング部材１１３まで上下方向に延びている。円筒隔壁１０１は、図４（ｂ）に示すように、平面視において円に沿って閉じている。
【００２０】
円筒隔壁１０１は、エキスパンドメタルを湾曲させ、円筒状に成形することによって作製されている。エキスパンドメタルは、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、マトリクス状に配置された複数のボンドがストランドを介して互いに接続されることで構成されている。エキスパンドメタルは、水平な上面を有する下刃と山形の刃を有する上刃を用い、下刃から金属平板を少しずつ突出させながら、その突出部分に上刃で山形の切り込みを入れると共にその切り込みを広げることを繰り返すことによって作製される。これによって金属平板が網目状に成形される。網目の１つ１つは、図５（ａ）に示すように、ひし形の概略形状を有する単位網目部１１０によって形成されている。１つの単位網目部１１０は４本のストランドを介して互いに連結された４つのボンドによって構成されている。
【００２１】
エキスパンドメタルには、その構造上、網目に方向性が存在する。この方向性は、網目を構成するストランドの側面が、エキスパンドメタルの広がる面に対して直交せず、斜めに延びていることから生じている。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）には、円筒隔壁１０１を構成するエキスパンドメタルのボンド及びストランドの一部であるボンド１０２〜１０４並びにストランド１０５〜１０８が示されている。ボンド１０３並びにストランド１０６及び１０７の側面１０３ａ、１０６ａ及び１０７ａは、それぞれ、網目の内表面を構成する側面の一つである。図５（ｂ）に示すように、側面１０３ａ、１０６ａ及び１０７ａは、いずれも、Ｄ方向に沿っている。Ｄ方向は、円筒隔壁１０１を構成するエキスパンドメタルが広がる方向である図５（ｂ）のＣ方向と直交せず、Ｃ方向に対して斜めの方向である。つまり、円筒隔壁１０１の網目にはＤ方向という方向性が生じている。以下、このＤ方向を「網目の方向」とする。
【００２２】
内部燃焼部１００は、５本の給気管１５６及び全ての貫通孔１５５ｂが平面視において円筒隔壁１０１内に配置される（図２参照）ように燃焼室５の底面（隔壁８の上面）上に載置されている。円筒隔壁１０１は、燃焼室５内の空間を、図１に示すように、水平方向に関して円筒隔壁１０１より内側の空間である内側空間５ａと、水平方向に関して円筒隔壁１０１より外側の空間である外側空間５ｂとに区画している。これにより、給気部１５５は、内側空間５ａの底壁を構成することになる。外側空間５ｂは、燃焼室５の内壁面２ａと円筒隔壁１０１とに水平方向に挟まれた空間でもある。内側空間５ａと外側空間５ｂとは、円筒隔壁１０１を構成する複数の単位網目部１１０における１つ１つの網目によって互いに連通している。このように、単位網目部１１０は、内側空間５ａと外側空間５ｂとを連通させる連通部を形成している。
【００２３】
また、内部燃焼部１００は、円筒隔壁１０１の網目の方向であるＤ方向に対して内側空間５ａと外側空間５ｂとが図５（ｂ）に示す位置関係となるように配置されている。円筒隔壁１０１のどの位置においても、円筒隔壁１０１の広がる方向に対して図５（ｂ）に示す網目の方向が生じる。このことから、円筒隔壁１０１の各位置における網目の方向が、図４（ｂ）のＤ１〜Ｄ３方向に示す方向となるように内部燃焼部１００が配置されていることになる。
【００２４】
外側空間５ｂには、各給気管１５３の各貫通孔１５３ａから空気が供給されることによって、上記の通り、図２のＢ方向に向かう旋回気流が発生する。この旋回気流は、図２に示すように、燃焼室５の内壁面２ａと円筒隔壁１０１の外表面とに水平方向に挟まれた空間に形成される。本実施形態では、このように限定された空間に気流を発生させるため、円筒隔壁１０１の周りを旋回する気流を確実に発生させることができる。そして、この旋回気流は、図４（ａ）に示すように、円筒隔壁１０１の外表面に沿って流れる。一方、円筒隔壁１０１の外表面には、円筒隔壁１０１の内側と外側、すなわち、内側空間５ａと外側空間５ｂとを連通させる多数の単位網目部１１０（図５（ａ）参照）が開口している。このため、円筒隔壁１０１の外表面に沿って旋回気流が流れる際に、内側空間５ａから各単位網目部１１０の網目を通じて外側空間５ｂへと空気を吸引する作用が発生する。
【００２５】
円筒隔壁１０１の網目の方向は図４（ｂ）のＤ１〜Ｄ３方向に示す方向である。網目の方向は、すなわち、円筒隔壁１０１を構成するエキスパンドメタルのボンド及びストランドの側面（例えば、図５（ｂ）の側面１０３ａ、１０６ａ及び１０７ａ）の方向である。単位網目部１１０の網目を通る空気は、内側空間５ａから、単位網目部１１０に形成された上記側面に案内されて外側空間５ｂへと向かう。したがって、網目を通る空気は、網目の方向（上記側面の方向）であるＤ１〜Ｄ３方向に沿って流れやすい。そして、Ｄ１〜Ｄ３方向に沿って内側空間５ａから外側空間５ｂへと向かう方向ベクトルと旋回気流の方向ベクトルとのなす角（例えば、図４（ｂ）の角α）は鋭角である。このため、内側空間５ａから単位網目部１１０の網目を通って外側空間５ｂへと吸引された空気は旋回気流へと円滑に合流しやすい。このように、各単位網目部１１０に形成された上記側面は、内側空間５ａからの空気を旋回気流の方向へと案内する役割を果たす。
【００２６】
燃焼室５の底面には、図１及び図２に示すように、受け皿１５が設けられている。受け皿１５には灯油が注入される。受け皿１５に注入された灯油に点火することで固形燃料の燃焼を開始させる。
【００２７】
以上の構成において、受け皿１５内の灯油に着火後、燃料供給部１６０が固形燃料を燃焼室５に供給すると共に空気供給部１５０が空気を燃焼室５に供給することで、燃焼室５内で固形燃料が燃焼する。燃料供給部１６０からの固形燃料は内側空間５ａ内を落下する。このため、まず、内側空間５ａ内において固形燃料が燃焼する。燃焼用の空気は、空気供給部１５０における給気部１５５及び給気管１５６の貫通孔１５５ｂ及び１５６ａから供給される。固形燃料はポリスチレン（又は、ポリエチレンやポリプロピレン等）からなるため、燃焼によって高温になった内側空間５ａ内を落下する際、固形燃料から可燃性ガスが発生する。かかる可燃性ガスは給気部１５５及び給気管１５６から供給される空気と混合しつつ燃焼する。内部燃焼部１００の上部には蓋部１２０が設置されている。このため、内側空間５ａにおいて発生した可燃性ガスが内部燃焼部１００の上方に流出するのが抑制されている。
【００２８】
内側空間５ａにおいて固形燃料が燃焼する際に、不純物などが燃え残ったり、固形燃料の一部が炭化したりすることで、燃え滓が発生することがある。そして、このような燃え滓が給気部１５５上に積み重なり、給気部１５５の貫通孔１５５ｂの開口を塞ぐおそれがある。しかしながら、仮に、固形燃料の燃え滓等によって給気部１５５の貫通孔１５５ｂが塞がれたとしても、給気部１５５よりも上方に延びた給気管１５６の貫通孔１５６ａは燃え滓等によって塞がれたりしにくい。したがって、仮に貫通孔１５５ｂが塞がれても、燃焼用の空気は貫通孔１５６ａから供給される。
【００２９】
一方、上記の通り、内側空間５ａの空気は、外側空間５ｂに発生する旋回気流によって、円筒隔壁１０１の網目を通じて外側空間５ｂへと吸引される。これにより、内側空間５ａにおいて燃焼せずに残った可燃性のガスが内側空間５ａから外側空間５ｂへと流出する。流出した可燃性のガスは、外側空間５ｂにおいて旋回気流に合流すると共に、旋回気流中の空気と適切に混合されつつ燃焼する。外側空間５ｂでは旋回気流の形成によって、燃焼に十分な量の空気と可燃性のガスとが混合する。したがって、可燃性のガスが内側空間５ａにおいて燃え残ったとしても、外側空間５ｂにおいて確実に燃焼する。
【００３０】
以上説明した本実施形態に係るボイラー１によると、外側空間５ｂにおいて円筒隔壁１０１と燃焼室５の内壁面２ａとに水平方向に挟まれた領域に旋回気流を発生させる。かかる限定された領域に旋回気流を発生させるため、旋回気流が確実に形成されやすい。また、外側空間５ｂに形成される旋回気流により、内側空間５ａに供給された固形燃料から発生した可燃性ガスが、各単位網目部１１０を通じて、円筒隔壁１０１と燃焼室５の内壁面２ａとに挟まれた上記領域に流出する。つまり、内側空間５ａにおいて固形燃料から発生した可燃性ガスのうちの未燃焼のものが、各単位網目部１１０に向かって外側に流れると共に、そのまま各単位網目部１１０を通じて円筒隔壁１０１の外側の旋回気流へと合流しやすい。したがって、内側空間５ａにおいて未燃焼であった可燃性ガスが、外側空間５ｂの限定された領域に適切に形成された旋回気流に巻き込まれつつ、効率よく燃焼する。
【００３１】
また、本実施形態においては、円筒隔壁１０１に形成された各単位網目部１１０の網目（ボンド及びストランドの側面）が、内側空間５ａの空気を外側空間５ｂへと、旋回領域の方向に案内する。これによって、内側空間５ａの可燃性ガスが旋回気流に円滑に合流しやすい。一方、仮に、網目の方向が円筒隔壁１０１とは異なる図６の円筒隔壁２０１を円筒隔壁１０１の代わりに用いたとする。円筒隔壁２０１の網目の方向はＥ１〜Ｅ３方向である。この場合、網目の方向に沿って内側空間５ａから外側空間５ｂへと向かう方向ベクトルと旋回気流の方向ベクトルとのなす角（例えば、図６の角β）は鈍角である。つまり、円筒隔壁２０１の網目は、空気を内側空間５ａから外側空間５ｂへと案内する場合、旋回気流とは反対の方向に案内することになる。したがって、円筒隔壁２０１には内側空間５ａから網目を通じて外側空間５ｂへと向かう気流が比較的発生しにくく、内側空間５ａの可燃性ガスが旋回気流へと合流しにくい。よって、円筒隔壁１０１と比べると可燃性ガスが効率よく燃焼しにくい。これに対し、本実施形態の円筒隔壁１０１の網目は、内側空間５ａの空気を外側空間５ｂへと、旋回領域の方向に案内する。このため、内側空間５ａの可燃性ガスが旋回気流に円滑に合流しやすく、旋回気流に巻き込まれて効率よく燃焼する。なお、円筒隔壁２０１のような網目の方向であっても、網目の開口率によっては内側空間５ａの可燃性ガスが外側空間５ｂへとある程度円滑に流出する。この場合、円筒隔壁２０１のような網目の方向の隔壁が円筒隔壁１０１の代わりに用いられてもよい。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。
【００３３】
例えば、上述の実施形態では、円筒隔壁１０１が網目状の部材であるエキスパンドメタルによって構成されている。しかし、このような円筒隔壁１０１の代わりに、網目状の部材以外の部材によって形成された隔壁が用いられてもよい。例えば、図７（ａ）の円筒隔壁１２１が用いられてもよい。円筒隔壁１２１は、複数の貫通孔１２１ａがパンチングなどによって形成された金属板を円筒状に成形することによって作製されている。各貫通孔１２１ａは、隔壁１２１の厚み方向に対して斜めの方向（例えば、Ｆ１〜Ｆ３方向）に沿って形成されている。これにより、各貫通孔１２１ａ内の表面は、内側空間５ａから外側空間５ｂに向かう空気を、外側空間５ｂの旋回気流の方向に案内する。なお、隔壁１２１において貫通孔１２１ａを形成する部分は本発明の連通部に対応する。
【００３４】
また、円筒隔壁１０１は、平面視において円に沿って閉じている。しかし、このような円筒隔壁１０１の代わりに、平面視において円以外の閉曲線に沿って閉じた隔壁が設けられてもよい。円以外の閉曲線としては、楕円や、角がアール状に形成された多角形（三角形、四角形、五角形、六角形…）等が考えられる。
【００３５】
また、平面視において円等の閉曲線に沿って閉じた円筒隔壁１０１や１２１等によって内側空間５ａ及び外側空間５ｂが区画される代わりに、複数の隔壁によってこれらの空間が区画されてもよい。例えば、図７（ｂ）の隔壁１３１〜１３３によってこれらの空間が区画されてもよい。隔壁１３１〜１３３のそれぞれは、平面視において円弧状に湾曲しており、全体としてほぼ円形を呈している。隔壁１３１〜１３３の端部同士の間には間隙１３５〜１３７が形成されている。内側空間５ａの空気は、これらの間隙を通じ、旋回気流によって、外側空間５ｂへとＧ１〜Ｇ３方向に吸引される。なお、隔壁１３１〜１３３において間隙１３５〜１３７を形成する部分は本発明の連通部に対応する。また、図７（ｃ）の隔壁１４１〜１４３のように、その端部の位置が互いにずれていてもよい。内側空間５ａの空気は、隔壁１４１〜１４３の端部同士の間に形成される間隙１４５〜１４７を通じ、外側空間５ｂへとＨ１〜Ｈ３方向に吸引される。内側空間５ａから外側空間５ｂに向かう空気は、隔壁１４１〜１４３の内表面によって外側空間５ｂの旋回気流の方向に案内される。なお、隔壁１４１〜１４３において間隙１４５〜１４７を形成する部分は本発明の連通部に対応する。
【００３６】
また、上述の実施形態においては、図２に示すように、給気管１５３からＡ１〜Ａ３方向へと空気が流出するように給気管１５３に貫通孔１５３ａが形成されている。かかる給気管１５３の代わりに図８に示す給気管１５３’が用いられてもよい。給気管１５３’には、貫通孔１５３ａに加え、貫通孔１５３ｂが設けられている。貫通孔１５３ｂは、燃焼室５の中心に向かって給気管１５３から空気が流出するように形成されている。上下方向に沿って複数個の貫通孔１５３ｂが配列されていてもよい。空気の流出方向に直交する断面に関して、貫通孔１５３ｂの断面積は貫通孔１５３ａの断面積より小さい。このような貫通孔１５３ｂが形成されていることにより、貫通孔１５３ａから流出する空気と比べて少量の空気が給気管１５３から燃焼室５の中心方向に流出する。これにより、外側空間５ｂの旋回気流に乱れを生じさせることができる。かかる乱れによって、外側空間５ｂにおいて空気と可燃性ガスとが混合しやすくなり、燃焼効率がより向上する。
【００３７】
また、上述の実施形態においては、空気供給部１５０が燃焼室５内に空気を供給する。しかし、燃焼室５内に空気以外の酸素を含んだ気体を供給する供給部が空気供給部１５０の代わりに設けられてもよい。例えば、空気よりも高濃度の酸素を含んだ気体を供給する供給部が設けられてもよい。
【００３８】
また、上述の実施形態は、本発明がボイラーに適用されたものである。しかし、本発明がボイラー以外の燃焼装置に適用されてもよい。例えば、燃焼室５内の燃焼熱によって高温になった空気を利用した暖房装置や、燃焼室５内の燃焼熱によって水を蒸発させて得た水蒸気の圧力を利用した発電装置等、燃焼熱をさまざまに利用する燃焼装置に適用されてよい。
【符号の説明】
【００３９】
１        ボイラー
２ａ      （燃焼室の）内壁面
５        燃焼室
５ａ      内側空間
５ｂ      外側空間
１０１    円筒隔壁
１１０    単位網目部
１２１    円筒隔壁
１２１ａ  貫通孔
１３１-１３３  隔壁
１３５-１３７  間隙
１４１-１４３  隔壁
１４５-１４７  間隙
１５０    空気供給部
１５３    給気管
１５３ａ  貫通孔
１５５    給気部
１５５ｂ  貫通孔
１５６    給気管
１５６ａ  貫通孔
１５７    送風機
１６０    燃料供給部
２０１    円筒隔壁
【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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