(57)【要約】【課題】クリンカの発生を極力抑えた燃焼装置を提供する。【解決手段】本発明の燃焼装置は、燃焼材が供給される本体筒と、前記本体筒の先端に接続する燃焼筒と、前記本体筒に前記燃焼材を供給する燃焼材供給路と、前記本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、を備え、前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、前記本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、前記本体筒に供給する空気量が増加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼材が供給される本体筒と、
前記本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
前記本体筒に前記燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
前記本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、を備え、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、前記本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、前記本体筒に供給する空気量が増加する、燃焼装置。
【請求項２】
前記燃焼材供給路は、前記本体筒の根元に設けられる、請求項１記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記本体筒の内部空間と前記燃焼筒の内部空間は連通しており、
前記燃焼筒の先端は、外部に連通する開口部を有し、
前記本体筒および前記燃焼筒は、水平面に対して下向きの傾斜を有する、請求項１または２記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、相互に独立して、前記本体筒に空気を供給可能である、請求項１から３のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれからの異なる空気量での空気の供給により、前記本体筒内部においては、根元から先端に向かうにつれて燃焼熱が増加する、請求項１から４のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項６】
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれから供給される空気量は、最大もしくは合計において、前記燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる量である、請求項１から５のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項７】
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、前記本体筒の外周を囲む筒状であり、
前記本体筒は、その外周に沿って、前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれと連通する複数の空気孔、を有し、
筒状の前記前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、前記複数の空気孔を介して、前記本体筒内部に空気を供給可能である、請求項１から６のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項８】
筒状の前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転可能であり、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転しながら、前記本体筒内部に空気を供給可能である、請求項７記載の燃焼装置。
【請求項９】
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が供給する空気は、前記本体筒内部から前記燃焼筒にかけて、回転流を形成できる、請求項８記載の燃焼装置。
【請求項１０】
前記回転流は、前記本体筒内部で燃焼した前記燃焼材を、前記燃焼筒に運搬する、請求項９記載の燃焼装置。
【請求項１１】
前記燃焼筒内部での燃焼温度は、前記本体筒内部での燃焼温度よりも高い、請求項１から１０のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項１２】
前記燃焼筒内部においては、前記燃焼材の最終燃焼であるガス化を優先して、前記燃焼材を燃焼する、請求項１から１１のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項１３】
前記燃焼材は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む、請求項１から１２のいずれか記載の燃焼装置。
【請求項１４】
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が備える前記空気孔は、前記本体筒の円周に対して斜めに形成される、請求項７から１３のいずれか記載の
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスなどの再生燃料を用いてクリンカの発生を抑える燃焼装置を提供することを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な目的のために燃焼装置が用いられる。燃焼装置が発生させる熱を利用することを目的とする処理の為に用いられる。
【０００３】
例えば、生ごみや一般ごみなどの廃棄物を燃焼処理することが必要である。燃焼処理によって、生ごみや一般ごみなどの廃棄物を処理することができるからである。このような廃棄物の燃焼処理のおいても、熱を発生させる燃焼装置が必要となる。
【０００４】
もちろん、生ごみや一般ごみ以外の様々な廃棄物の燃焼処理においても、燃焼装置が利用される。
【０００５】
あるいは、種々の目的に使用する用地造成においては、用地の土壌を改質する必要がある場合がある。農地や耕作地を形成する場合はもちろん、建造物を建設するためには、用地を必要とする。これらの用地は、様々な環境にさらされていることが多く、水分や油分を多く含んでいたり、ヘドロや有機物などの不純物を含んでいたりすることがある。これらの土壌は、そのままでは建造物を建設したり、農地や耕作地のような特定用途に用いたりすることが困難である。あるいは、工場や下水からの汚水や汚泥によって、土壌が不純物を多く含むようになってしまうこともある。
【０００６】
これらの汚泥や汚水によって不純物を含む土壌は、放置されると、悪臭や公害になることもある。もちろん、上述の通り、特定用途に用いたり、建設用地として利用したりすることが困難である。これらのような不純物や水分などを多く含む土壌は、一般的な場所においても存在し、これら一般土壌の改質を行うことが求められている。
【０００７】
これらの一般土壌の改質を行う場合にも、燃焼によって実現される場合がある。この土壌改質のための熱処理においても、燃焼装置が用いられる。燃焼装置からの熱を土壌に付与したり、汲み上げられた土壌を収容する収容室に燃焼装置からの熱を付与したりすることで、土壌改質が実現される。
【０００８】
あるいは、電力を生成する発電装置が必要とする熱を生成するために、燃焼装置が利用されることもある。また、発電装置によっては、エンジン動作でタービンを回転させて発電を行うものもある。このエンジン動作の動力源としての熱を発生させるために、燃焼装置が利用されることがある。
【０００９】
あるいは、温室や植物工場などのように熱を必要とする設備もある。このような熱を発生させるために燃焼装置が用いられることがある。
【００１０】
あるいは、暖房などの熱源として、燃焼装置が利用されることがある。
【００１１】
以上のように、様々な分野で燃焼装置が利用されている。特に、近年の環境意識の高まりによって、燃焼装置の燃料として、石油や石炭などの化石燃料だけではなく、バイオマスや木質チップなどの再生材料などが用いられることも多くなってきている。
【００１２】
このような状況で、燃焼効率を高めた燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−３０３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１は、熱分解炉装置１０は燃焼室２７と、燃焼室２７を貫通して設けられた回転ドラム１１と、回転ドラム１１の入口側非加熱領域１１ａ内に設けられた投入スクリュー２２とを備えている。回転ドラム１１の入口側非加熱領域１１ａに設けられた投入スクリュー２２のスクリューケーシング２３の上部に掻取板３３が固定され、この掻取板３３は半径方向外方へ回転しながら湾曲する形状を有している。この掻取板３３により回転ドラム１１内面に付着した付着物を取除く熱分解路装置を、開示する。
【００１５】
特許文献１は、廃棄物等の燃焼を行い、燃焼において揮発成分であるガスと燃焼残差とに分離することを目的としている。
【００１６】
しかしながら、特許文献１の技術は、燃焼室やドラム内部にクリンカが生じて残ってしまう。このクリンカが生じることで、熱分解路装置は、その燃焼効率を上げることが難しい。クリンカが残ったり付着したりすると、クリンカによって燃焼が阻害されてしまい、燃焼効率が下がるからである。
【００１７】
あるいは、内部にクリンカが残ったり付着したりすると、定期的にクリンカを除去する作業も必要となる。クリンカの除去作業は手間が掛かり作業期間においては、燃焼処理が実行できなくなってしまう。このために、時間軸上での燃焼効率が下がってしまう問題もある。
【００１８】
また、クリンカが残ったり付着したりすることで、熱分解路装置での燃焼能力が下がってしまう問題もある。このようなクリンカの発生は、燃焼装置での燃料が、バイオマスや木質燃料などであることで、より生じやすい。
【００１９】
以上のように、従来技術の燃焼装置では、クリンカの発生が大きく、クリンカによる種々の不具合で、燃焼効率や燃焼能力が不十分となる問題があった。
【００２０】
本発明は、上記課題に鑑み、クリンカの発生を極力抑えた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】
【００２１】
本発明の燃焼装置は、燃焼材が供給される本体筒と、
本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
本体筒に燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、を備え、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、本体筒に供給する空気量が増加する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の燃焼装置は、燃料が投入されて燃焼を開始する本体筒と、本体筒で生じたガスが燃焼する燃焼筒とに分かれている。この別れた状態で、本体筒において燃料が投入されてから燃焼筒に向かうにつれて、燃焼温度が上昇する段階的な制御により、本体筒においてクリンカが生じにくくなる。
【００２３】
本体筒でクリンカが生じにくいことで、クリンカ発生による諸問題を生じさせにくい。加えて諸問題による燃焼効率の低下を防止できる。
【００２４】
燃焼効率の低下が防止できることで、燃焼装置を利用する様々な用途での目的を確実に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における燃焼装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における本体筒の背面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における第１空気供給部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の第１の発明に係る燃焼装置は、燃焼材が供給される本体筒と、
本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
本体筒に燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、を備え、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、本体筒に供給する空気量が増加する。
【００２７】
この構成により、本体筒で次第に燃焼温度を上げながら、燃焼材を燃焼させることができる。結果として、本体筒内部でのクリンカの発生を抑制できる。
【００２８】
本発明の第２の発明に係る燃焼装置では、第１の発明に加えて、燃焼材供給路は、本体筒の根元に設けられる。
【００２９】
この構成により、燃焼材の本体筒での燃焼が、根元から開始される。根元から開始されることで、本体筒での燃焼温度が、先端に向けて次第に増加する。
【００３０】
本発明の第３の発明に係る燃焼装置では、第１または第２の発明に加えて、本体筒の内部空間と燃焼筒の内部空間は連通しており、
燃焼筒の先端は、外部に連通する開口部を有し、
本体筒および燃焼筒は、水平面に対して水平又は下向きの傾斜を有する。
【００３１】
この構成により、本体筒で生じる燃焼灰が、外部に排出されやすい。
【００３２】
本発明の第４の発明に係る燃焼装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、相互に独立して、本体筒に空気を供給可能である。
【００３３】
この構成により、異なる空気量を供給する調整を自由に行える。
【００３４】
本発明の第５の発明に係る燃焼装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれからの異なる空気量での空気の供給により、本体筒内部においては、根元から先端に向かうにつれて燃焼熱が増加する。
【００３５】
この構成により、本体筒内部でのクリンカの発生が抑制される。また、本体筒内部よりも燃焼筒内部での燃焼熱が上昇して、効率的な燃焼材の燃焼と燃焼熱の生成ができる。
【００３６】
本発明の第６の発明に係る燃焼装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれから供給される空気量は、最大もしくは合計において、燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる量である。
【００３７】
この構成により、本体筒においてクリンカの発生や付着が抑制される。
【００３８】
本発明の第７の発明に係る燃焼装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、本体筒の外周を囲む筒状であり、
本体筒は、その外周に沿って、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれと連通する複数の空気孔、を有し、
筒状の第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、複数の空気孔を介して、本体筒内部に空気を供給可能である。
【００３９】
この構成により、第１空気供給部などは、本体筒の外部から空気を供給できる。この結果、本体筒の長手方向の位置によって異なる空気量の空気を供給できる。
【００４０】
本発明の第８の発明に係る燃焼装置では、第７の発明に加えて、筒状の第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転可能であり、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転しながら、本体筒内部に空気を供給可能である。
【００４１】
この構成により、回転流を生じさせて、燃焼材の拡散を実現できる。
【００４２】
本発明の第９の発明に係る燃焼装置では、第８の発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が供給する空気は、本体筒内部から燃焼筒にかけて、回転流を形成できる。
【００４３】
この構成により、燃焼材を拡散できる。結果としてクリンカの付着も防止できる。
【００４４】
本発明の第１０の発明に係る燃焼装置では、第９の発明に加えて、回転流は、本体筒内部で燃焼した燃焼材を、燃焼筒に運搬する。
【００４５】
この構成により、燃焼筒での燃焼材の最終的な燃焼を実現できる。
【００４６】
本発明の第１１の発明に係る燃焼装置では、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、燃焼筒内部での燃焼温度は、本体筒内部での燃焼温度よりも高い。
【００４７】
この構成により、燃焼筒では、本体筒で燃え残った灰や炭素などを最終燃焼させて、燃焼材の完全燃焼が実現される。
【００４８】
本発明の第１２の発明に係る燃焼装置では、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、燃焼筒内部においては、前記燃焼材の最終燃焼であるガス化を優先して、燃焼材を燃焼する。
【００４９】
この構成により、燃焼材の完全燃焼が実現される。
【００５０】
本発明の第１３の発明に係る燃焼装置では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、燃焼材は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む。
【００５１】
この構成により、燃焼材の入手が容易で、環境負荷も低減できる。
【００５２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００５３】
（実施の形態１）
【００５４】
（全体概要）
まず、実施の形態１における燃焼装置の全体概要を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における燃焼装置の側面図である。
【００５５】
燃焼装置１は、本体筒２、燃焼筒３、燃焼材供給路２１、第１空気供給部４〜第３空気供給部６を備える。
【００５６】
本体筒２は、燃焼材が供給されて燃焼材を燃焼させる。本体筒２の先端に、燃焼筒３が接続される。本体筒２の先端は開口部３１があり、この開口部３１によって本体筒２の先端と燃焼筒３の内部とは連通する。すなわち、燃焼装置１において、本体筒２の内部と燃焼筒３の内部は連通しており、全体として内部空間を形成できる。
【００５７】
燃焼材供給路２１は、本体筒２に燃焼材を供給するために、本体筒２に接続している。図１のように、本体筒２の根元に接続されており、本体筒２の内部と連通して、本体筒２の内部に燃焼材を供給可能であることも好ましい。もちろん、本体筒２の根元以外に、燃焼材供給路２１が設けられてもよい。
本体筒２は、更に着火装置２２を備える。着火装置２２は、本体筒２内部に供給された燃焼材に着火して燃やすことができる。
【００５８】
燃焼筒３は、本体筒２と内部空間で連通した状態で、本体筒２の先端に設けられる。この構造により、本体筒２で燃焼を開始した燃焼材は、燃焼しながら燃焼筒３に到達する。燃焼筒３は、燃焼しながら到達した燃焼材を燃焼させる。
【００５９】
ここで本体筒２と燃焼筒３とは、燃焼材を溶融させずにガス化させることを優先して燃焼させることで同様である。本体筒２は、燃焼材をガス化させる（灰化させる）ことを優先して、燃焼材を燃焼させる。一方で、燃焼筒３は、本体筒２で燃え残った灰などを最終燃焼させることを行う。特に、燃焼筒３は、本体筒２よりも高い温度で、これらの最終燃焼を実現する。
【００６０】
燃焼筒３は、本体筒２よりも高い温度で燃焼材を燃焼させ、より高い温度の熱量を得ることができる。
【００６１】
このように、燃焼装置１は、燃焼を開始する本体筒２と燃焼を仕上げる燃焼筒３の２段階の構成で燃焼材を燃焼させる。この２段階の燃焼では、本体筒２では、燃焼筒３よりも温度の低い燃焼温度で燃焼材を燃焼させ、燃焼筒３では、より高い温度で燃焼材を燃焼させる。
【００６２】
第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２の外周に設けられる。本体筒２の外周には、空気孔２５が設けられている。第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の空気孔２５に合わせて取付けられている。この構造により、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の内部に空気を供給できる。
【００６３】
第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の根元（燃焼筒３と逆側）から順に並んで設けられる。この順序で取り付けられた状態で、第１空気供給部４は、空気調整弁４１の調整を受けて、本体筒２内部に空気を供給する。同様に、第２空気供給部５は、空気調整弁５１の調整を受けて、本体部２内部に空気を供給する。更に、第３空気供給部６は、空気調整弁６１の調整を受けて、本体部２内部に空気を供給する。
【００６４】
ここで、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、第１〜第３の順序で、本体筒２内部に供給する空気量を増加させる。すなわち、第１空気供給部４が供給する空気量を確認しながら、必要な空気量を、第２空気供給部５は供給する。第３空気供給部６は、第１空気供給部４および第２空気供給部５が供給する空気量を見ながら必要なる空気量を、本体筒２に供給する。
【００６５】
このような関係により、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の順序で、供給される空気量が増加する。すなわち、本体筒２内部には、根元より先端に行くにつれて、増加していく空気が供給される。
【００６６】
この結果、本体筒２内部においては、根元から先端に向かうにつれて、空気量の増加に伴って、燃焼温度が高くなっていく。これらにより、本体筒２の根元で燃焼を開始した燃焼材は、根元から先端に行くにつれて、燃焼温度を上げていく。更に、本体筒２から燃焼筒３に移動すると、燃焼温度を上げる。このように、燃焼開始から次第に温度を上げていくことで、燃焼材は、ガス化をしつつやがて灰となって燃焼室３で高い燃焼熱を生成することができる。
【００６７】
本体筒２では、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の順序で、低い温度から高い温度に燃焼熱が変化していく。温度が低い状態での燃焼では、燃焼材のガス化が優先され、温度が高くなるにつれて燃焼材のガス化燃焼が進む。これが、本体筒２の根元から先端である燃焼筒３にかけて実現される。
【００６８】
このように、本体筒２内部で、先端に行くにつれて高い温度でのガス化優先の燃焼が進むことで、本体筒２内部での燃焼が不安定にならず、燃焼材が溶融してクリンカが発生（付着）することが防止できる。
【００６９】
このような本体筒２と燃焼筒３の２段階の燃焼、および本体筒２における根元から先端に向けての空気量の調整による燃焼熱の増加により、燃焼装置１は、クリンカなどの発生を抑制できる。抑制しつつ、最終的に高い燃焼熱を生成できる。
【００７０】
なお、図１における第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の一例である。
【００７１】
次に、各部の詳細について説明する。
【００７２】
（本体筒）
本体筒２は、筒状の部材であり内部空間を有する。根元は閉じており、根元に図２のように、燃焼材供給路２１と着火装置２２が備わっている。また、根元には、空気供給路２６が備わっていることもよい。
【００７３】
図２は、本発明の実施の形態１における本体筒の背面図である。図２は、本体筒２の背面である根元を示している。本体筒２の外周には、図１で説明した第１空気供給部３〜第３空気供給部６が備わっている。図１では、分かりやすいように上下にあるように示したが、図２のように、外周を覆う形状であることでもよい。
【００７４】
第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２の外周に設けられた空気孔２５を通じて本体筒２内部に空気を供給する。図２では、図示において空気孔２５を省略しているが、図１のように、空気孔２５が、外周に設けられる。
【００７５】
本体筒２は、根元が閉じており内部空間があることで、開口部３１側が開いた筒状である。この内部空間に対して、燃焼材供給路２１から燃焼材が供給される。燃焼材供給路２１が、本体筒２の根元に設けられることで、燃焼材は、本体筒２内部の根元から供給されることになる。本体筒２は、根元から徐々に燃焼熱を上げながら燃焼材を燃やすので、燃焼材が根元から供給されることは、この燃焼に適している。
【００７６】
このため、燃焼材供給路２１は、本体筒２の根元に設けられることが好ましい。
【００７７】
また、本体筒２の根元には、着火装置２２も設けられる。根元にある燃焼材供給路２１から供給される燃焼材に合わせて、着火装置２２も根元であることが好ましいからである。
【００７８】
また、本体筒２の根元に、空気供給路２６が備わることで、供給された燃焼材の着火を補助することもできる。空気供給路２６は、本体筒２に設けられた空気孔２５と同じ様な方向を向いておく事が望ましい。
【００７９】
また、外周に設けられる空気孔２５は、外周に設けられる第１空気供給部４〜第３空気供給部６の位置に合わせて設けられる。これらから供給される空気の、内部空間への通り道となるからである。
【００８０】
本体筒２は、回転可能であることが好ましい。内部空間において燃焼材を拡販することができるからである。このため、本体筒２は、その内部空間において撹拌板を備えていることも好適である。ここで、図１、図２の矢印Ａに沿って、本体筒２は、回転することが好ましい。
【００８１】
なお、回転することで、本体筒２内部で発生する燃焼灰が、空気孔２５を通じて第１空気供給部４〜第３空気供給部６に落下してくる事が考えられる、空気孔２５に空気を供給する空気供給部の下部には、灰排出部２７のシャッターが設けられることも好適である。
【００８２】
例えば、本体筒２が回転する際に、下方に来る空気孔２５にはシャッターから灰等が落下してくることが考えられる。燃焼灰が落下しても、第１空気供給部４などからの空気が、空気孔２５を通じて、本体筒２の内部空間に供給されればよい。
【００８３】
なお、本体筒２の下方には、第１空気供給部４などに漏れ出た燃焼灰（漏れ入る燃焼灰は残ることがある）を排出する、排出部２７が備わることも好適である。
【００８４】
排出部２７は、第１空気供給部４などに入り込んだ燃焼灰を、外部に排出でき、第１空気供給部４などの動作への影響を防止できる。
【００８５】
なお、燃焼灰を、本体筒２から燃焼筒３に移動させ更には燃焼筒３の先端から外部に放出しやすいように、本体筒２は、水平もしくは前傾姿勢であることも好適である。
【００８６】
（燃焼筒）
燃焼筒３は、本体筒２の先端に接続される。本体筒２の先端は、開口部３１を備えており、この開口部３１で燃焼筒３と繋がることで、本体筒２の内部空間と燃焼筒３の内部空間は連通する。本体筒２と、燃焼筒３は連結され一体構造で、内部空間が連結されることもあり得る。
【００８７】
燃焼筒３は、本体筒２の先端に接続されて連通する内部空間を形成するので、燃焼筒３も本体筒２と同じように筒状であることが好ましい。この結果、本体筒２と燃焼筒３とが接続されている構造により、燃焼装置１は、全体として筒状の外形を有する。もちろん、筒状とは大まかな外形であって、不定形な形状が部分的に備わっていることでもよい。
【００８８】
燃焼筒３の先端は、開口しており、燃焼材を延焼させた燃焼熱を外部に放出できる。加えて、燃焼材を燃焼させて生じる熱を外部に供給できる。
【００８９】
燃焼材は、燃焼材供給路２１から本体筒２に供給される。本体筒２１では、着火装置２２によって内部に供給された燃焼材が燃やさられる。本体筒２では、第１空気供給路４〜第３空気供給路６によって空気が供給されて燃焼材を燃焼させる。
【００９０】
このとき、本体筒２内部での温度は、燃焼筒３内部の温度よりも低い。このため、本体筒２では、燃焼材をガス化させることが優先される。ガス化が進んだ燃焼材が燃焼筒３に到達すると、より高い温度で燃焼材の残りが燃焼がされる。この高い温度での燃焼によって、燃焼材は最終的なガス化が優先されるように燃焼される。
【００９１】
このガス化が優先される燃焼により、燃焼材は更に高い温度で燃焼し、高い燃焼熱を発生させる。燃焼筒３は、この高い燃焼熱を外部に放出することで、高い熱量を必要とするシステム等に熱量を供給できる。また、燃焼筒３の先端が開口していることで、燃焼筒３内部には空気が供給されやすく、多くの空気量を得ることで、高い燃焼熱の生成を実現できる。
【００９２】
燃焼筒３は、本体筒２に接続されているので、本体筒２の姿勢と同様の異性を有する。例えば、本体筒２が水平の姿勢を有する場合には、燃焼筒３は、これに合わせて水平の姿勢となる。あるいは、本体筒２が下向きの傾斜を有する場合には、燃焼筒３も、これに合わせて下向きの傾斜となる。本体筒２と燃焼筒３とは、動作時においては、水平もしくは下向き傾斜となることが好ましい。
【００９３】
燃焼筒３では、本体筒２よりも高い温度で燃焼材を燃焼するので、灰と燃焼熱を、先端の開口部から放出する。例えば、発電装置などが、この放出される燃焼熱を利用する。
【００９４】
このように、燃焼装置１は、本体筒２での燃焼に続いて、より高い温度で燃焼筒３で燃焼させることで、より高い燃焼熱を得ることができる。加えて、燃焼によってクリンカなどを生じさせることを低減できる。
【００９５】
すなわち、燃焼筒３は、本体筒２で燃え残った燃焼材や灰に対して、本体筒２よりも高い温度で燃焼させる。この燃焼方法によりより、燃焼材を溶融させてクリンカを発生させることを防止できる。ガス化を優先した最終燃焼を行い、残っている灰や炭素などを完全に燃焼する。この結果、燃焼筒３でも、クリンカの発生を抑えることができる。
【００９６】
本体筒２から燃焼筒３にかけて、本体筒２での段階的な空気量の増加によって、燃焼材の燃焼開始から最終燃焼までが、リニアな温度上昇の中で、燃焼材が燃焼される。このような温度上昇の変化の繋がりの適正により、本体筒２から燃焼筒３において、クリンカの発生が抑制できる。特に、燃焼筒３での高い温度での最終燃焼が最終段階であることで、本体筒２内部の燃焼も安定性が高まり、本体筒２での燃焼でのクリンカの発生が抑制されやすくなる。本体筒２での段階的な空気量の調整と相まって、燃焼筒３での燃焼が、全体の燃焼を安定させる。
【００９７】
（第１空気供給部〜第ｎ空気供給部）
本体筒２の外周には、第１空気供給部４〜第ｎ空気供給部が設けられる。図１、図２では、第１空気供給部４〜第３空気供給部６が設けられる。第１空気供給部４は、第１空気調整弁４１に接続しており、本体筒２内部に空気を供給できる。このとき、第１空気供給部４は、本体筒２の外周であって、根元側に設けられているので、第１空気供給部４は、本体筒２の根元側での内部空間に空気を供給する。
【００９８】
ここで、本体筒２の外周には空気孔２５が設けられている。この空気孔２５の一部は、第１空気供給部４の設置位置に対応する場所に設けられている。この第１空気供給部４の設置位置に対応する空気孔２５が、第１空気供給部４からの空気を、本体筒２の内部空間に供給する。
【００９９】
同様に、第２空気供給部５は、本体筒２の外周であって、第１空気供給部４より先端側に設けられている。第２空気供給部５の設置位置に対応する場所に、空気孔２５の一部が存在する。
【０１００】
第２空気供給部５には、第２空気調整弁５１が接続されており、第２空気気調整弁５１は、空気を送り出す。この空気の送り出しによって、第２空気供給部５の設置位置に対応する空気孔２５から、本体筒２内部に空気が供給される。このとき、第２空気供給部５は、第１空気供給部４より先端側の位置において、本体筒２の内部に空気を供給する。
【０１０１】
同様に、第３空気供給部６は、本体筒２の外周であって、第２空気供給部５よりも先端側に設けられている。図１の場合では、本体筒２の最も先端側に、第３空気供給部６が設けられる。また、第３空気供給部６の設置位置に対応する場所に、空気孔２５の一部が存在する。
【０１０２】
第３空気供給部６には、第３空気気調整弁６１が接続されており、第３空気気調整弁６１は、空気を送り出す。この空気の送り出しによって、第３空気供給部６の設置位置に対応する空気孔２５から、本体筒２内部に空気が供給される。すなわち、本体筒２の最も先端において、第３空気供給部６が、本体筒２内部に空気を供給できる。
【０１０３】
このように、第１空気供給部４は、本体筒２の根元に空気を供給し、第２空気供給部５は、本体筒２の中央付近に空気を供給し、第３空気供給部６は、本体筒２の先端付近に空気を供給する。
【０１０４】
ここで、第１空気供給部４が供給する空気量より第２空気供給部５が供給する空気量が大きく、第２空気供給部５が供給する空気量より、第３空気供給部６が供給する空気量が大きい。すなわち、本体筒２には、根元、中央付近、先端付近の順で、多くなる空気量の空気が供給される。この結果、本体筒２内部での燃焼材の燃焼では、クリンカを発生させないようにできる。
【０１０５】
また、空気量が次第に挙がっていくことで、燃焼温度も次第に挙がっていく。この結果、燃焼材は、本体筒２内部で次第に燃焼度合いを進めるようになり、不完全燃焼なども生じにくい。また、次第に燃焼温度が上がっていくことで、本体筒２内部で、燃焼材の流動性が高まる。これも相まって、燃焼材が燃焼しつつ燃焼筒３に移動できる。
【０１０６】
このように、本体筒２においては、異なる空気量の供給で次第に空気量を増加させていくことで、燃焼材の燃焼をより確実に行える。また、高い燃焼温度にしながら、燃焼筒３に移動させつつ、ガス化を優先することで、クリンカも生じにくい。
【０１０７】
ここで、第１空気供給部４、第２空気供給部５および第３空気供給部６のそれぞれは、相互に独立て、本体筒２に空気を供給可能であることも好適である。第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、個別に第１空気気調整弁４１〜第３空気気調整弁６１を備えている。このため、独立して空気を供給可能である。
【０１０８】
独立して空気を供給可能であることで、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれで、供給する空気量を調整することが可能である。このとき、第１空気供給部４よりも第３空気供給部６の供給する空気量が多い前提で、その差分を調整できる。
【０１０９】
このような第１空気供給部４〜第３空気供給部６の空気量の相違によって、本体筒２内部においては、根元から先端に向かうにつれて供給される空気量が増加する。この結果、本体筒２内部において、根元から先端に向かうにつれて、燃焼熱が増加する。
【０１１０】
また、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれから供給される空気量は、最大もしくは合計において、燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる量であることが好ましい。このような空気量であることで、本体筒２内部ではクリンカが生じにくくなるからである。また、結果として、本体筒２の燃焼熱よりも、燃焼筒３での燃焼熱が高くなり、燃焼筒３に到達した燃焼材を、確実に燃焼し尽くすことができる。
【０１１１】
なお、本体筒２が回転することで、第１空気供給部４〜第３空気供給部６もこれに合わせて回転する。結果として、本体筒２内部の回転と空気の流入の回転とが相まって、本体筒２内部で燃焼材が拡散して、クリンカになりにくいメリットもある。
【０１１２】
また、本体筒２が回転するのに合わせて燃焼筒３も回転する。この回転で、燃焼筒３に到達する燃焼材も拡散されて、燃焼筒３内部での燃焼がより促進される。燃焼筒３での高い燃焼熱と相まって、燃焼筒３でも燃焼材が完全燃焼されて、クリンカなどの発生が抑えられる。
【０１１３】
さらに、空気孔２５は、本体筒２に対して斜めに設けられることも好適である。斜めであることで、空気孔２５から本体筒２内部に供給される空気は、旋回流を生み出す。特に、本体筒２の円周に対して斜めであることで、旋回流を形成できる。
【０１１４】
（空気量の制御）
上述のように、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の外周を囲む筒状である。図３は、本発明の実施の形態１における第１空気供給部の斜視図である。図３に示されるように、第１空気供給部４は、筒状である。なお、第１空気気調整弁４１やその他の要素は、図の見易さのために省略している。
【０１１５】
第２空気供給部５、第３空気供給部６も、図３と同様の形状を有している。
【０１１６】
本体筒２は、その外周に沿って空気孔２５を有している。この空気孔２５は、本体筒２の内部空間と外部とに連通し、この連通する空気孔２５を通じて、第１空気供給部３などは、本体筒３内部に空気を送り込む。
【０１１７】
ここで、第１空気供給部４、第２空気供給部５、第３空気供給部６の順で、本体筒２に供給する空気量が増加する。この増加は、第１空気供給部４に備わる第１空気気調整弁４１などの制御によって実現されてもよい。あるいは、第１空気供給部４と本体筒２との間の空気孔２５の数もしくは体積、第２空気供給部５と本体筒２との間の空気孔２５の数もしくは体積、第３空気供給部６と本体筒２との間の空気孔２５の数もしくは体積、の差によって実現されてもよい。
【０１１８】
このように、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２の根元から先端に向かうにつれて増加する空気を供給する。この結果、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２内部の燃焼熱を、根元から先端に向かうにつれて上昇させることができる。
【０１１９】
実施の形態１の燃焼装置１は、燃焼材のクリンカを発生させることを抑制し、燃焼材を効率的に完全燃焼させて高い燃焼熱を生成できる。
【０１２０】
なお、空気供給部は、３つだけに限られず、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が備わっていてもよい。
【０１２１】
（実施の形態２）
【０１２２】
次に実施の形態２について説明する。
【０１２３】
（空気供給部の回転）
本体筒２の回転とは独立して、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれが、本体筒２の外周とは独立して、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２内部に空気を供給可能である。
【０１２４】
なお、本体筒２との相対的な位置を変えずに、第１空気供給部４〜第３空気供給部６より空気孔２５から供給される。本体筒２は回転していることもあり、本体筒２が回転していないこともありえる。
【０１２５】
この回転しながらの空気孔２５からの空気供給によって、本体筒２内部から燃焼筒３内部において、回転流を形成できる。これは、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の空気孔２５の傾斜によるものであったり本体筒２の回転によるものであったり、両方の回転によるものであったりする。
【０１２６】
回転流は、本体筒２内部で燃焼した燃焼材を、燃焼筒３に運搬できる。また、本体筒２内部で、燃焼材を拡散できる。このような作用で、本体筒２内部に燃焼しきれていない燃焼材が残ってしまったり、クリンカが生じてしまったりすることを抑制できる。
【０１２７】
また、回転流によって、本体筒２から燃焼筒３に供給された空気の積分量が移動できる。この移動によって、燃焼筒３には多くの空気量が供給されて、高い燃焼熱を実現できる。実施の形態１で説明したメカニズムと合わせて、燃焼筒３での燃焼熱は、本体筒２での燃焼熱よりも高い。
【０１２８】
（燃焼材）
燃焼材は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む。これらの燃料は入手が容易であると共に、環境負荷も低いからである。
【０１２９】
以上のように、実施の形態２における燃焼装置１は、クリンカの発生などをより抑制できる。また、燃焼装置１内部で徐々に燃焼効率を上げながら燃焼材を燃焼できるので、物理的負荷を抑制して、高い燃焼熱を得ることができる。
【０１３０】
この高い燃焼熱は、様々な用途に利用できる。
【０１３１】
以上、実施の形態１〜２で説明された燃焼装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０１３２】
１    燃焼装置
２    本体筒
２１    燃焼材供給路
２２    着火装置
２５    空気孔
２６    空気供給路
２７    灰排出部
３    燃焼筒
４    第１空気供給部
４１    第１空気調整弁
５    第２空気供給部
５１    第２空気調整弁
６    第３空気供給部
６１    第３空気調整弁
【図１】
2017146085.tif 000003
【図２】
2017146085.tif 000004
【図３】
2017146085.tif 000005