(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に立設され、下部側側面に排気口を有し、上昇する燃焼ガスを反転させる天板を上部に有する有蓋の燃焼筒と、油吐出口を中央に形成した底板の外周を囲繞する円筒状ノズル板に、燃焼空気を旋回方向に噴出すべく該円筒状ノズル板の周面に対して傾斜させた多数の空気噴出孔を周方向に離間して配列形成し、該円筒状ノズル板の外周に空気供給ダクトを設け、前記油吐出口の側方に位置して前記底板に形成した開口に点火装置を設けた構成からなり、該燃焼筒内下部側に設けたバーナーと、送風機に接続した送風ダクトは、該バーナー内に供給する空気が、前記空気噴出孔から噴出する燃焼空気の旋回方向と同方向に流動するように前記空気供給ダクトに対して接線方向に接続してある空気供給装置と、前記バーナーに廃油燃料を供給する燃料供給装置と、前記バーナー内下部に配設した掻均し羽を回転駆動する燃焼灰掻均し装置とから構成し、前記バーナーによって前記燃焼筒内の中央で廃油燃料を燃焼することにより上昇する高温の燃焼ガスによって前記天板を加熱し、加熱状態の該天板によって燃焼ガスを高温のままで反転降下させ、降下した燃焼ガスは前記排気口から排出するようにしたことを特徴とする廃油燃焼装置。
【請求項２】
請求項１記載の廃油燃焼装置を構成する前記燃焼筒内に、螺旋状に巻回した水管を該燃焼筒の内周面から離間させた状態で立設してなる廃油燃焼式ボイラー装置。
【請求項３】
前記燃焼筒の天板上部には、前記水管に連通した蒸気缶が設置してあることを特徴とする請求項２記載の廃油燃焼式ボイラー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンオイル等の潤滑油、油槽内の廃油、天ぷら油などの種々の廃油をほぼ完全に燃焼することができる廃油燃焼装置、及び廃油の燃焼により蒸気を発生して給湯、暖房、発電等に利用することができる廃油燃焼式ボイラー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の廃油、灯油等の液体燃料を燃焼する従来のボイラー或いはストーブは、燃焼室内の片側に配設した燃料吐出孔から燃焼室に燃料を供給し、燃焼空気は環状内向きに配設した空気噴出孔から噴出し、燃焼ガスは燃焼筒の上部側に設けてある排気筒から外部に排出する構成になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来技術のボイラーやストーブの構成では、燃料が燃焼室の片側位置から供給され、そこで燃焼されるために燃焼室内での熱バランスが崩れて不完全燃焼を招くという欠点があるし、燃焼空気は単に環状内向きに噴出されているだけであるために燃料の気化ガスと十分に混合されず、このために一部が未燃焼ガスの状態で排出されるという欠点がある。また、燃焼筒内を上昇した燃焼ガスは上部側に設けてある排気筒からストレートに外部に排出しているために熱損失が大きいし、有害物質を含む未燃焼ガスもそのまま排出するために環境を汚染するという重大な問題点がある。
【０００４】
本発明は上述した従来技術の諸欠点および問題点に鑑みなされたもので、バーナー内で燃料の気化ガスと燃焼空気を均等に混合して燃焼し、燃焼ガスは燃焼筒内で上昇及び下降させることにより発火温度の高い廃油燃料でも完全に燃焼することができる廃油燃焼装置、及び廃油燃焼装置により蒸気を発生することができる廃油燃焼式ボイラー装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために構成された請求項１に係る本発明の手段は、
基台に立設され、下部側側面に排気口を有し、上昇する燃焼ガスを反転させる天板を上部に有する有蓋の燃焼筒と、油吐出口を中央に形成した底板の外周を囲繞する円筒状ノズル板に、燃焼空気を旋回方向に噴出すべく該円筒状ノズル板の周面に対して傾斜させた多数の空気噴出孔を周方向に離間して配列形成し、該円筒状ノズル板の外周に空気供給ダクトを設け、前記油吐出口の側方に位置して前記底板に形成した開口に点火装置を設けた構成からなり、該燃焼筒内下部側に設けたバーナーと、送風機に接続した送風ダクトは、該バーナー内に供給する空気が、前記空気噴出孔から噴出する燃焼空気の旋回方向と同方向に流動するように前記空気供給ダクトに対して接線方向に接続してある空気供給装置と、前記バーナーに廃油燃料を供給する燃料供給装置と、前記バーナー内下部に配設した掻均し羽を回転駆動する燃焼灰掻均し装置とから構成し、前記バーナーによって前記燃焼筒内の中央で廃油燃料を燃焼することにより上昇する高温の燃焼ガスによって前記天板を加熱し、加熱状態の該天板によって燃焼ガスを高温のままで反転降下させ、降下した燃焼ガスは前記排気口から排出するようにしたことにある。
【０００６】
そして、請求項１記載の廃油燃焼装置を構成する前記燃焼筒内に、螺旋状に巻回した水管を該燃焼筒の内周面から離間させた状態で立設することにより廃油燃焼式ボイラー装置に構成することができる。
【０００７】
また、前記燃焼筒の天板上部には、前記水管に連通した蒸気缶を設置するとよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として廃油燃焼式ボイラー装置を例に挙げて図面に基づき詳述する。図において、１は鋼板等からなる耐熱性の基台を示し、該基台１の内側は収容部１Ａになっている。２は前記基台１上に立設された鋼板からなる燃焼筒で、該燃焼筒２は円形胴部３Ａの上端に天板３Ｂを有する筒本体３と、底部４Ａの外周縁に該円形胴部３Ａの下側に嵌合するように立設した円環部４Ｂからなる底側筒体４とから構成してある。そして、前記天板３Ｂには一対の管導出穴５、６が、円環部４Ｂには排気口７が夫々形成してあり、該排気口７に接続して燃焼筒２の外側に排気筒８が立設してある。
【０００９】
９は燃焼筒２内の下部側に設けたバーナーを示す。該バーナー９は前記底側筒体４より小径に設定した厚さ３ｍｍの鋼板製円板からなり、中心に油吐出口１１が穿設してある底板１０と、該底板１０の外周を囲繞するように立設された厚さ３ｍｍの鋼板製円筒状ノズル板１２と、該円筒状ノズル板１２に周方向に所定の間隔で、かつ上下方向に４列に穿設した複数の空気噴出孔１３、１３、・・・と、該各空気噴出孔１３に連通して円筒状ノズル板１２の外周に設けられた空気供給ダクト１４と、油吐出口１１の側方に位置して底板１０に形成した開口に設けた電気ヒータからなる点火装置１５とから構成してある。ここで、各空気噴出孔１３は孔径ｔ１を２ｍｍに設定し、２ｍｍの間隔でかつ平面において右回り、即ち時計回り方向に傾斜させてあり（図４参照）、噴出された燃焼空気が旋回するようにしてある。また、バーナー９は底板１０の上面１０Ａから円筒状ノズル板１２の上端までの高さｔ２は１００ｍｍに、下側列の空気噴出孔１３までの高さｔ３は５０ｍｍに設定してある。なお、図３および図４に示す各空気噴出孔１３の間隔は作図上の都合により正確には表現していない。
【００１０】
１６は前記バーナー９に燃料としての廃油を供給する燃料供給装置を示し、該燃焼供給装置１６は基台１に設置され、フロート式制御弁１７Ａによって一定の貯油量を蓄える貯油タンク１７と、該貯油タンク１７に基端側１８Ａが接続され、先端側１８Ｂがバーナー９の下方に伸長し、先端にノズル管部１８Ｃが接続された給油管１８とから構成してあり、該ノズル管部１８Ｃの先端は底板１０の油吐出口１１に接続している。
【００１１】
１９はバーナー９に燃焼空気を供給する空気供給装置で、該空気供給装置１９は基台１に搭載され、開閉可能な蓋体２０Ａによって吸気量が可変の送風機２０と、該送風機２０に接続され、先端側が前記空気供給ダクト１４に接続された送風ダクト２１とから構成してある。そして、送風ダクト２１を空気供給ダクト１４に接線方向に接続することにより、空気供給ダクト１４内で空気は平面において右回り、即ち時計回り方向の旋回流となって流動し、かつ各空気噴出孔１３は右回り方向に傾斜させてあるから、燃焼空気は各空気噴出孔１３から均等に、かつ旋回流として噴出することができる。
【００１２】
更に、２２はバーナー９内に滞留する燃焼灰を掻均すための燃焼灰掻均し装置を示す。該燃焼灰掻均し装置２２は基台１に搭載した駆動モータ２３と、収容部１Ａ内に位置して該駆動モータ２３の出力軸２３Ａに挿着された駆動プーリ２４と、収容部１Ａに内設したスラスト軸受２５に下端が支持され、軸方向中間が基台１と燃焼筒２の底板４Ａに設けたラジアル軸受２６に支持されて前記ノズル管部１８Ｃに回転可能に挿通され、先端側がバーナー９内に突出した回転軸２７と、該回転軸２７の先端に水平方向に突設された掻均し羽２８と、該掻均し羽２８を回転すべく回転軸２７に挿嵌され、駆動プーリ２４との間に駆動ベルト２９が巻装された従動プーリ３０とから構成してあり、掻均し羽２８は毎分１回転の速度で回転するようにしてある。
【００１３】
かくして、本発明による廃油燃焼装置は基台１、燃焼筒２、バーナー９、燃料供給装置１６、空気供給装置１９および燃焼灰掻均し装置２２から構成されるが、本実施の形態の廃油燃焼式ボイラー装置は該廃油燃焼装置を主たる構成要部として構成されるものである。図において、３１は燃焼筒２の内周面２Ａとの間に幅３０ｍｍ以上の中空円柱状空間Ｓが形成されるように燃焼筒２の内径ｄ１より外径ｄ２を小径の螺旋状に巻回して形成したセラミックス被覆管からなる外側水管を示し、３２は該外側水管３１より外径ｄ３を小径の螺旋状に巻回して形成したセラミックス被覆管からなる内側水管を示す。
【００１４】
該各水管３１、３２は基端側３１Ａ、３２Ａが図示しない給水装置に接続され、各先端側３１Ｂ、３２Ｂが管導出穴５、６に夫々挿通されて燃焼筒２の外側に突出し、燃焼筒２の天板３Ｂ上に載置した鋼板製の蒸気缶３３に接続している。蒸気缶３３は各水管３１、３２から流入する蒸気の圧力変動を一定にするためのものであり、蒸気取出し缶３４と安全弁３５が設けてある。また、３６は前記蒸気缶３４と共に燃焼筒２の外側を覆ったステンレススチール製の保護カバーである。
【００１５】
本実施の形態は上述の構成からなるが、次にその動作について説明する。燃料供給装置１６からバーナー９に供給した燃料に点火装置１５により点火し、空気供給装置１９によりバーナー９内に燃焼空気を供給する。各空気噴出孔１３から時計回り方向に斜めに噴出されて渦巻き状に流動する燃焼空気と燃料の気化ガスが混合して燃焼する。燃焼ガスは渦巻き状に燃焼筒２内の中央を上昇し天板３Ｂに当たると燃焼筒２の内周面２Ａに沿って矢示イ方向に下降し、排気口７から排気筒８へと排出される。この燃焼過程において、燃焼ガスを上方から排出していた従来技術と異なり、上面が天板３Ｂによって閉塞した燃焼筒２は上部側が燃焼ガスにより約１，０００℃にまで加熱されることから、この高温の燃焼筒２の内周面２Ａに沿って下降する燃焼ガスはより完全に燃焼される。このように、廃油からなる燃料はダイオキシンの発生を防止できる燃焼温度以上の高温で燃焼するから、排気ガスが大気を汚染することがない。
【００１６】
そして、廃油中に混入している種々の可燃性物が燃焼されることにより次第に燃焼灰が生成されるが、この燃焼灰がバーナー９の底板１０上に凹凸状の不揃な状態で滞留すると点火装置１５の作動不良を招いたり、燃料が均等に燃焼しない恐れもあることから、燃焼灰掻均し装置２２によって燃焼灰を常時薄く掻均すのである。そして、燃焼灰がある程度滞留したら除去処理を行う。
【００１７】
また、外側水管３１及び内側水管３２は燃焼筒２内の内側を上昇し、中空円柱水管ｓを下降する燃焼ガスによって加熱されることにより、給水装置から該各水管３１、３２に供給される水は沸騰して蒸気が生成される。生成された蒸気は一旦蒸気缶３４に貯留された後、蒸気取出し管３４を介して外部の暖房装置、融雪装置、発電装置等の各種装置に供給することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上詳述した如く構成したから下記の諸効果を奏する。
（１）空気供給装置の送風ダクトは、バーナー内に供給する空気が、空気噴出孔から噴出する燃焼空気の旋回方向と同方向に流動するように空気供給ダクトに対して接線方向に接続してあるから、空気供給ダクト内で空気は旋回流となって流動し、かつ各空気噴出孔は円筒状ノズル板の周面に対して傾斜させてあることにより、燃焼空気は各空気噴出孔から均等に、かつ旋回流として噴出することができる。
（２）上記１で述べた効果により、燃料の気化ガスに燃焼空気が均等に混合して燃焼する結果、燃焼筒は熱バランスが均等に保持されて歪が生じないので耐久性が向上する。
（３）バーナー内下部に燃焼灰掻均し装置を設けて燃焼灰を常時薄く掻均すようにしたから、廃油中に混入している種々の可燃性物が燃焼されることにより次第に生成される燃焼灰がバーナーの底板上に凹凸状の不揃な状態で滞留して点火装置の作動不良を招く事態や、燃料が均等に燃焼しない恐れを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る廃油燃焼式ボイラー装置を図２中Ｉ−Ｉ矢示方向の位置で切断して示す平面図である。
【図２】  図１中のＩＩ−ＩＩ矢示方向断面図である。
【図３】  図２中の部分拡大図である。
【図４】  バーナーを構成する円筒状ノズル板の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１            基台
２            燃焼筒
２Ａ          内周面
３Ｂ          天板
７            排気口
９            バーナー
１０          底板
１１          油吐出口
１２          円筒状ノズル板
１３          燃焼空気噴出孔
１４          空気供給ダクト
１６          燃焼供給装置
１９          空気供給装置
２２          燃焼灰掻均し装置
２８          掻均し羽
３１、３２    水管
３３          蒸気缶
【図１】
0004032148.tif 000002
【図２】
0004032148.tif 000003
【図３】
0004032148.tif 000004
【図４】
0004032148.tif 000005