(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料の高騰に対応し、枯渇する化石資源を有効に使用する。【解決手段】ガンタイプバーナーに燃焼筒を設け、燃焼筒後方複数点の一点から加温した廃棄物油を燃焼用噴霧ノズルより噴霧させ合流燃焼を燃焼筒内で行い、燃焼筒後部の単数個、複数個のノズルを設け、そこからあらゆる圧送手段で圧送された空気を燃焼筒内を回転するよう吹き込むことにより、燃焼筒内で合流圧縮燃焼核集合体を形成し、完全燃焼した火炎、及び赤熱空気を燃焼筒前方のネットやセラミックリングを潜り抜け円錐台中央部を抜ける熱と円錐台に沿って放射状に広がる熱とを活用して縦型水管ボイラーの水位近くの接点加熱部分に集中的に燃焼炎を当てるようセットしたりして燃料の消費量を大幅に節減する。【選択図】図１
2009162421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石資源等の節約、或いはそれらの資源を一度目的に合わせて活用したもので、可燃性を有する廃棄物などを有効に活用し、尚且つ、それらを通常燃焼では混合燃焼できなかったものを燃焼筒、或いはバーナー送風管内に単数個、複数個のスパイラルエアーをあらゆる圧送風手段で送風し、燃焼炎外周部をスパイラル状に回転させる事により、そのスパイラルエアーの中にある酸素を効率良く補填し、尚且つ、燃焼筒の腐蝕や加熱を防ぎ、それらの熱を有効に目的物に使用すること。或いはバーナー送風管内の送風管に送風管円周方向に回転するよう時計方向、或いは全く逆の方向に単数個、複数個のノズル、或いは吹き込み口から圧送し、単数個、複数個の燃料噴射用ノズルから噴射され、主バーナーが有する空気供給機構（送風手段）を調節可能な状態で用い、通常燃焼で安定させ、更に上記に記した手段を用い、燃焼筒、或いは送風管に設置した空気吹き出し口、ノズルなどにより、左右何れかの回転方向で回転エアーを供給する事により、主バーナーのノズル単数個、複数個の状況下の元で燃焼炎の周囲にスパイラルフレッシュエアーを帯状に回転させる事により、主バーナーの燃焼炎は圧縮され、圧縮された燃焼球的形状を示し、その燃焼球に対して燃焼筒バーナー側より、燃焼集合体中央部に合流するよう加圧、及び加温した廃油類全般をその廃油類の軟化点を目標とし、加温された廃油類、もちろん化石資源廃油類ばかりでなく、植物資源廃油類、塗装カス類、シンナー、脱脂溶剤、トランス油、焼き入れ油、テンパー油、その他諸々の廃油類をその性質に応じて加温し、その加温する手前の状態で加圧ポンプ等により、加圧された廃棄油類を噴口より燃焼核内に噴霧する事により、圧縮集合燃焼する燃焼集合体は外部も内部も殆ど同一温度となった燃焼核集合体を更に大きく形成し、炭素分は燃焼核の内部で主バーナーの混合用エアー供給とスパイラル加圧送風スパイラルエアーにより、それより酸素を導き出し、効率の良い燃焼を行い、その燃焼核内の先端部には燃焼核内で急激に熱せられ分解した水素が燃焼することで燃焼温度は炭素分の燃焼により維持しながら燃焼筒先端部に向けて回転放射状に水素化燃焼が起こり、水素化燃焼する事により、二酸化炭素の結合量を減失するものの、燃焼筒内部主バーナー燃焼状態圧縮燃焼部分については時間差圧縮燃焼される為、殆どの燃料系に活用する化石燃料を問わず、あらゆる廃棄物燃料、或いは廃植物油、ＬＰＧ、ＬＮＧ、石炭、木片、廃プラスチック類、アルコールシンナー類、脱脂洗浄用溶剤、トランスオイル、廃焼き入れ油、その他可燃性の廃油類全般などを完全燃焼させることが実現できたものであるが、そこで気になるのがＳＯｘやＮＯｘといった問題という事になりますが、このスパイラル燃焼は周囲で燃焼に対して圧縮しながら酸素と空気中の水分を得て完全な燃焼をする為、ＮＯｘ等の発生が極めて低く効率の良い燃焼と高温炎を作り出す事ができ、尚且つ燃焼筒内圧縮燃焼核集合体燃焼の為、ダイオキシン等の発生も一切無く、一酸化炭素や炭素の燃焼筒外への流出を殆ど無い状態にする事で大気を汚染せずに廃棄物を有効な燃料として使いやすい状態で活用できる事が本発明の原理であること。
【請求項２】
燃焼筒内に対し、主燃料を着火しやすいＬＰＧ、ＬＮＧ、石油類等を標準的に使い石油類の中でもＣ重油的要素の物についても種火主燃料として加温し、用いる場合があり、この場合、種火主燃料として用いる方法として単数個、複数個の燃料噴射用ノズルを備えたガンタイプ的燃焼バーナーを活用し、そのバーナーの燃焼部に燃焼筒を取り付け、燃焼筒の後部より、鉱物油廃油、植物油廃油、化石燃料廃油、工業用廃油、工作機械用廃油、油圧機器用廃油、トランス用廃油、その他廃油類を燃焼筒後部の複数位置、又は単数位置から種火主燃焼炎に合流燃焼するよう噴霧する。この場合、噴霧以前の経路で様々な廃油類を燃焼可能な温度まで加温ヒーター、及び燃焼筒より得られる熱を活用した加温ラインを通過させる事により、燃料をより燃焼しやすくし、更に加温前には加圧ポンプを付け、圧力を一定に調節できるようにリリーフ回路を設けたり、リリーフ回路内蔵式ポンプなどを活用し、加圧して加温する。加圧する事により廃油類の沸騰や加温ヒーター内での加温効率を高める意味も含めているもので、多少の水分などを含んでいても一定の圧力を加えている為、異常膨張沸騰による燃焼に対するハンマーロックを避ける意味もあるが、更にその前段階にはスラッジ遮断用フィルター、油水分離フィルターなどを設け、更に燃料タンクに油水分離、スラッジ分離などを十分にする為、主フィルターを設ける事も当たり前であるが、通常より濾過面積の大きな物を設け、ドレン抜きを必ず付けて分離したドレンを河川などに放出されないよう三層構造ないし、四層構造などの流出防止策を施工すること。
【請求項３】
燃焼筒内に通常ではなかなか灰分や一酸化炭素、炭素、硫黄酸化物などを持ち得、今まで高級な加温や加熱、及びボイラーなどの燃料としてはあまり良質な物ではなかったが、本発明の燃焼筒スパイラルによる混合燃焼スパイラル燃焼、即ち燃焼機器自体の燃焼に対し、別の角度から燃焼筒内で静圧の高い空気を燃焼筒に対し内面をなめるような角度で単数個、複数個のノズルを設置し、内部で燃焼筒壁に沿って燃焼炎吹き出し方向に内部に静圧が掛かりうる為、必然的に開放開口部に向けて回転エアーを作り、一種のエアーカーテンとなるものの、空気の場合、形の自由が利きやすいので主燃焼単数個、複数個、副燃焼単数個、複数個の合流燃焼に対し、燃焼炎の回転を促しながらスパイラル空気中の酸素を補充する事により、圧縮状態で燃焼核はほぼ一定の枠内で核を作り、ほぼ均一な高温燃焼核集合体を形成し、圧縮燃焼されてスライドされながら熱を酸素を燃焼に補充後の窒素成分を加温し、赤熱空気を作り、燃焼筒先端部の開口部より被加熱物、若しくは可燃物に対して強力なエネルギー供給を行う事が可能になった。これらの燃焼に際して副燃焼に使用される様々な廃油類が且つ有効的な熱エネルギーとして再活用でき、更に圧縮燃焼により高温流域で撹拌混合燃焼する為、炭素類は燃焼が早く炭化水素的廃棄物や主燃料は圧縮燃焼され、更にスパイラルエアーで撹拌される為、と言っても周囲をスパイラル空気が速いスピードで回り、それに誘われるように燃焼炎は撹拌され、十分な酸素を得て完全燃焼を伴い、更に燃焼炎先端部規格では一部分離した水素と酸素が急激に燃焼する為、排出活用される熱エネルギーとしては従来の燃焼に比較して極めて熱効率の高い燃焼を求める事ができる事であること。
【請求項４】
燃焼筒にはいろいろな要素を兼ね合わせたものである。先ず燃焼筒自体を二重管にして、その二重管の中に高圧ブロアー、多段ブロアー等、加圧送風手段その他を使用し、二重管内に挿入する事により、二重管内の内側管内に時計方向、又はその逆方向等に向けて円筒形燃焼筒管内の壁面に沿うような角度でノズル的要素の単数個、複数個の吹き出し穴を設け、一方は熱交換して効率の良いスパイラル燃焼源空気を燃焼筒内に送り込む仕組みで、元エアーは側面、端面と言ったあらゆる方向から供給できる方法が取れる。更に一部二重管方式燃焼筒とバーナーの接続部付近か燃焼筒中央部下に一部二重部分を作る事で燃焼筒の熱放射損失を阻止する構造も考慮に入れるもので、本発明のスパイラル空気挿入方法は一重管であっても単数個、複数個の燃焼筒の炎に対して時計方向、或いはその逆方向に空気の流れが形成されるようノズルを設置し、更にそのノズルの目的はこれらで圧縮燃焼される燃焼炎の着火位置後方に設ける事もあるが、着火位置前方にも設ける場合があり、更に燃焼筒燃焼炎、又は熱風吹き出し口近くの燃焼筒にセラミック製燃焼筒と同じ径のセラミックのリング的形状の物か、エッジ的形状の物かを設ける事により、そこから先の燃焼火力のフィラメント現象による蓄熱効果を活用し、より高い燃焼効率を上げると共に、水素化燃焼を促進する素材的要素を構築する事により、高い熱エネルギーを目的に合わせて供給する事ができる。この場合、リングは単数個、複数個の場合と単数個に溝を切り込み複数個の凹凸を持った物を使う場合もあること。
【請求項５】
通常ガンタイプバーナー、ロータリーガンタイプバーナーなどにＬＰＧ、ＬＮＧ、石炭粉、廃プラスチック類粉、通常の灯油、軽油、重油、或いは燃焼可能な廃油類などを単数個、複数個の噴霧ノズルより噴射燃焼させる場合においてもスパイラル燃焼筒を活用し、二次的燃料を供給せずにスパイラル燃焼のみを活用し、燃焼筒先端部付近の領域に［０００１−４］で詠っているセラミックリングを使用する場合もあるが、使用しない場合もある。一様にこれらの処置を執り、燃焼筒円筒形状に沿い、更にバーナーの燃焼ガイド方向に沿ったスパイラルエアーの送り込みをするが、ガイドが逆の場合、逆方向のスパイラルエアーの送り込みをする場合もあり、又、ガイドに反して逆方向に送り込みをする場合もあること。
【請求項６】
縦型、横型ボイラー、或いは温水ボイラー、或いは高圧ボイラーなどに本原理を応用する場合、蒸気蒸発効率を上げる為、方向性制御機能を持たせた燃焼筒の先端部に燃焼炎、或いは熱風を特に縦型ボイラーの水管水位位置付近の温度を上げて接点加熱で蒸気を作る縦型ボイラーの効率を著しく上げる事を目的としたタイプで、接点加熱でなくても温水ボイラーのように内部に燃焼空間を設け、熱交換水管を配置しているボイラー類に対して、より効果的に熱の供給を行う為、燃焼筒より外側に円錐台の拡散抵抗物を設置し、この抵抗物の材質には酸化に強いニッケル、モネル、インコネル、或いは耐熱性の高いＳＣＳ２４〜２７、或いはセラミックなどを活用し、円錐台の真ん中の小さい穴の方から燃焼炎、或いは熱風を通過させ、円錐台の設置位置から単数個、複数個の耐熱性距離調整アジャスターを設ける場合もあるが、計算上で固定し、設置する場合もある。この場合、熱風は円錐台の台形円上の広がりの方向に熱風や燃焼炎が広がり、直接水管に熱を供給する事で熱効率を更に上げるものであり、ボイラーや温水ボイラーに限らず加温器や暖房機、焼却炉種火バーナー、或いは主バーナー、焼成炉、熱処理炉、その他熱を必要とする機器、器具、プラントなどにも活用し、必要に応じた原理上の構造に対して熱の供給をし、熱交換器類の効率を高めるものであると共に、円錐台をスパイラル燃焼筒の熱気により、円錐台表面にフィンを付け、回転を与えてムラ無く水位レベルで加熱し、蒸発効率などを改善する事などが上げられるが、更に円錐台に形状変形を加える事で殆どムラ無く均一に熱供給をする事も本原理は容易である。又、加温器や温水ボイラーなどでも同様な事が言え、均一な円心放射火炎、又は熱風を撹拌する事により、熱効率の改善を図る事ができ、これらの原理を共用する事でかなりの省エネルギーが実施できると共に、二酸化炭素の発生量を燃料の使用量と共に減失する原理である事であること。
【請求項７】
通常のガンタイプバーナーにそのままスパイラル燃焼筒を設置し使用する場合もある。この場合の特徴はガンの先端部より噴霧された燃料に対し、着火し、燃焼を持続するものの、全て直線方向である。これらの効率を更に上げる為、燃焼筒内に内面時計方向、或いはその逆方向に対してバーナー燃焼用駆動軸に装置したもう一つの高圧送風機等から燃焼筒内に内側に対して回転するよう空気を補給する場合と改めて別式の圧送手段により、圧送それに使う送風手段はシロッコファン、リミットファン、ターボブロアー、多段ターボブロアー、クランツブロアー、その他送風機類を使用して加圧送風し、場合によってはコンプレッサーエアーなどを使用する場合もある。このように燃焼筒内における燃焼を回転させながら酸素を補充し、完全燃焼と燃焼炎の燃焼温度を高める事により、省エネルギーと比例して二酸化炭素の減失を実現する事ができることなどが上げられ、［請求項６］で詠っているように先端部にあらゆる種類の耐熱メッシュを活用し、吹き出し口を燃焼筒直管部より絞り込むことにより、火炎、及び熱風をより強力に活用できるようする事もこの原理の一端であり、場合によってはこの絞り込みの部分にセラミックリングを単数個、複数個セットして更に燃焼炎を安定高熱炎にせしめ、より有効的に熱を取り出す事のできるシステムであること。それと共に吹き出しと同時に方向性を制御する円錐台形燃焼炎、熱風、拡散機能部を装置することにより、用途としてより一層の広がりを見せるものであること。
【請求項８】
スパイラル燃焼原理に関連するサブ燃料使用にあたり、サブ燃料は同一バーナーモータージョイントポンプリリーフ付きの場合と主燃料を着火性の良いＡ重油、或いはＣ重油を加温した状態を主燃料とし、それに対して助燃料は同一燃料の場合もあるが、それより異なる全ての廃棄物油、或いは廃油類を燃料として想定し、燃料供給系統を２系統を供給系統にする場合があるが、この場合、廃油類を使用する為、加温器ももちろん温度の異なる加温をする必要があり、この場合においても２系統の電磁弁前位置にてオイルヒートし、一定の燃焼温度まで上昇させて使用する場合がある。加温器に送る前に加圧用燃料ポンプやリリーフ弁を設け噴射圧を一定にする為、更にはこれらの機器を保護する為、単数、複数の濾過フィルターを設け、更に油水分離器などを設けることで機器の保護を行うことがあること。
【請求項９】
［請求項１］から［請求項８］に述べたように可燃性の高いものについては比較的簡単にスパイラル圧縮燃焼燃焼集合核内を燃料が混合されながら燃焼することで完全燃焼するが、更に火力を増強し、酸化速度を調整して必要に応じてカロリー補填や難燃物を燃焼させる為に助燃剤をスパイラル空気に噴霧、滴下、間欠、連続等の行為により、混合挿入することにより、更に燃焼効率を高め、主燃料の削減を行う事もあることをいうこと。
【請求項１０】
スパイラル原理中、スパイラルエアーの調整は吹き込みノズルの大きさ、形状などによって調整はするものの、ブロアー（送風機類）などをインバーターなどにより、回転制御し、特に複数個ノズルの場合、単数燃焼と複数燃焼とスパイラルエアー量を調整する必要があり、これらを電気的にコントロールし、バランスの良いスパイラル雰囲気中燃焼をさせるものであること。単純な燃焼方式でＯＮ、ＯＦＦする場合、ブロアー類の吸入口を調整し、スパイラルエアー量を調整する場合もあり、何れにしても燃焼効率の一番高い位置に調整する為、電気的手段とメカ的手段を取り、調整を任意に行える状態にすることであること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】［０００１−１］本発明は化石資源等の節約、或いはそれらの資源を一度目的に合わせて活用したもので、可燃性を有する廃棄物などを有効に活用し、尚且つ、それらを通常燃焼では混合燃焼できなかったものを燃焼筒、或いはバーナー送風管内に単数個、複数個のスパイラルエアーをあらゆる圧送風手段で送風し、燃焼炎外周部をスパイラル状に回転させる事により、そのスパイラルエアーの中にある酸素を効率良く補填し、尚且つ、燃焼筒の腐蝕や加熱を防ぎ、それらの熱を有効に目的物に使用すること。或いはバーナー送風管内の送風管に送風管円周方向に回転するよう時計方向、或いは全く逆の方向に単数個、複数個のノズル、或いは吹き込み口から圧送し、単数個、複数個の燃料噴射用ノズルから噴射され、主バーナーが有する空気供給機構（送風手段）を調節可能な状態で用い、通常燃焼で安定させ、更に上記に記した手段を用い、燃焼筒、或いは送風管に設置した空気吹き出し口、ノズルなどにより、左右何れかの回転方向で回転エアーを供給する事により、主バーナーのノズル単数個、複数個の状況下の元で燃焼炎の周囲にスパイラルフレッシュエアーを帯状に回転させる事により、主バーナーの燃焼炎は圧縮され、圧縮された燃焼球的形状を示し、その燃焼球に対して燃焼筒バーナー側より、燃焼集合体中央部に合流するよう加圧、及び加温した廃油類全般をその廃油類の軟化点を目標とし、加温された廃油類、もちろん化石資源廃油類ばかりでなく、植物資源廃油類、塗装カス類、シンナー、脱脂溶剤、トランス油、焼き入れ油、テンパー油、その他諸々の廃油類をその性質に応じて加温し、その加温する手前の状態で加圧ポンプ等により、加圧された廃棄油類を噴口より燃焼核内に噴霧する事により、圧縮集合燃焼する燃焼集合体は外部も内部も殆ど同一温度となった燃焼核集合体を更に大きく形成し、炭素分は燃焼核の内部で主バーナーの混合用エアー供給とスパイラル加圧送風スパイラルエアーにより、それより酸素を導き出し、効率の良い燃焼を行い、その燃焼核内の先端部には燃焼核内で急激に熱せられ分解した水素が燃焼することで燃焼温度は炭素分の燃焼により維持しながら燃焼筒先端部に向けて回転放射状に水素化燃焼が起こり、水素化燃焼する事により、二酸化炭素の結合量を減失するものの、燃焼筒内部主バーナー燃焼状態圧縮燃焼部分については時間差圧縮燃焼される為、殆どの燃料系に活用する化石燃料を問わず、あらゆる廃棄物燃料、或いは廃植物油、ＬＰＧ、ＬＮＧ、石炭、木片、廃プラスチック類、アルコールシンナー類、脱脂洗浄用溶剤、トランスオイル、廃焼き入れ油、その他可燃性の廃油類全般などを完全燃焼させることが実現できたものであるが、そこで気になるのがＳＯｘやＮＯｘといった問題という事になりますが、このスパイラル燃焼は周囲で燃焼に対して圧縮しながら酸素と空気中の水分を得て完全な燃焼をする為、ＮＯｘ等の発生が極めて低く効率の良い燃焼と高温炎を作り出す事ができ、尚且つ燃焼筒内圧縮燃焼核集合体燃焼の為、ダイオキシン等の発生も一切無く、一酸化炭素や炭素の燃焼筒外への流出を殆ど無い状態にする事で大気を汚染せずに廃棄物を有効な燃料として使いやすい状態で活用できる事が本発明の原理であること。［０００１−２］本発明は燃焼筒内に対し、主燃料を着火しやすいＬＰＧ、ＬＮＧ、石油類等を標準的に使い石油類の中でもＣ重油的要素の物についても種火主燃料として加温し、用いる場合があり、この場合、種火主燃料として用いる方法として単数個、複数個の燃料噴射用ノズルを備えたガンタイプ的燃焼バーナーを活用し、そのバーナーの燃焼部に燃焼筒を取り付け、燃焼筒の後部より、鉱物油廃油、植物油廃油、化石燃料廃油、工業用廃油、工作機械用廃油、油圧機器用廃油、トランス用廃油、その他廃油類を燃焼筒後部の複数位置、又は単数位置から種火主燃焼炎に合流燃焼するよう噴霧する。この場合、噴霧以前の経路で様々な廃油類を燃焼可能な温度まで加温ヒーター、及び燃焼筒より得られる熱を活用した加温ラインを通過させる事により、燃料をより燃焼しやすくし、更に加温前には加圧ポンプを付け、圧力を一定に調節できるようにリリーフ回路を設けたり、リリーフ回路内蔵式ポンプなどを活用し、加圧して加温する。加圧する事により廃油類の沸騰や加温ヒーター内での加温効率を高める意味も含めているもので、多少の水分などを含んでいても一定の圧力を加えている為、異常膨張沸騰による燃焼に対するハンマーロックを避ける意味もあるが、更にその前段階にはスラッジ遮断用フィルター、油水分離フィルターなどを設け、更に燃料タンクに油水分離、スラッジ分離などを十分にする為、主フィルターを設ける事も当たり前であるが、通常より濾過面積の大きな物を設け、ドレン抜きを必ず付けて分離したドレンを河川などに放出されないよう三層構造ないし、四層構造などの流出防止策を施工する。［０００１−３］本発明は燃焼筒内に通常ではなかなか灰分や一酸化炭素、炭素、硫黄酸化物などを持ち得、今まで高級な加温や加熱、及びボイラーなどの燃料としてはあまり良質な物ではなかったが、本発明の燃焼筒スパイラルによる混合燃焼スパイラル燃焼、即ち燃焼機器自体の燃焼に対し、別の角度から燃焼筒内で静圧の高い空気を燃焼筒に対し内面をなめるような角度で単数個、複数個のノズルを設置し、内部で燃焼筒壁に沿って燃焼炎吹き出し方向に内部に静圧が掛かりうる為、必然的に開放開口部に向けて回転エアーを作り、一種のエアーカーテンとなるものの、空気の場合、形の自由が利きやすいので主燃焼単数個、複数個、副燃焼単数個、複数個の合流燃焼に対し、燃焼炎の回転を促しながらスパイラル空気中の酸素を補充する事により、圧縮状態で燃焼核はほぼ一定の枠内で核を作り、ほぼ均一な高温燃焼核集合体を形成し、圧縮燃焼されてスライドされながら熱を酸素を燃焼に補充後の窒素成分を加温し、赤熱空気を作り、燃焼筒先端部の開口部より被加熱物、若しくは可燃物に対して強力なエネルギー供給を行う事が可能になった。これらの燃焼に際して副燃焼に使用される様々な廃油類が且つ有効的な熱エネルギーとして再活用でき、更に圧縮燃焼により高温流域で撹拌混合燃焼する為、炭素類は燃焼が早く炭化水素的廃棄物や主燃料は圧縮燃焼され、更にスパイラルエアーで撹拌される為、と言っても周囲をスパイラル空気が速いスピードで回り、それに誘われるように燃焼炎は撹拌され、十分な酸素を得て完全燃焼を伴い、更に燃焼炎先端部規格では一部分離した水素と酸素が急激に燃焼する為、排出活用される熱エネルギーとしては従来の燃焼に比較して極めて熱効率の高い燃焼を求める事ができる事である。［０００１−４］本発明の燃焼筒にはいろいろな要素を兼ね合わせたものである。先ず燃焼筒自体を二重管にして、その二重管の中に高圧ブロアー、多段ブロアー等、加圧送風手段その他を使用し、二重管内に挿入する事により、二重管内の内側管内に時計方向、又はその逆方向等に向けて円筒形燃焼筒管内の壁面に沿うような角度でノズル的要素の単数個、複数個の吹き出し穴を設け、一方は熱交換して効率の良いスパイラル燃焼源空気を燃焼筒内に送り込む仕組みで、元エアーは側面、端面と言ったあらゆる方向から供給できる方法が取れる。更に一部二重管方式燃焼筒とバーナーの接続部付近か燃焼筒中央部下に一部二重部分を作る事で燃焼筒の熱放射損失を阻止する構造も考慮に入れるもので、本発明のスパイラル空気挿入方法は一重管であっても単数個、複数個の燃焼筒の炎に対して時計方向、或いはその逆方向に空気の流れが形成されるようノズルを設置し、更にそのノズルの目的はこれらで圧縮燃焼される燃焼炎の着火位置後方に設ける事もあるが、着火位置前方にも設ける場合があり、更に燃焼筒燃焼炎、又は熱風吹き出し口近くの燃焼筒にセラミック製燃焼筒と同じ径のセラミックのリング的形状の物か、エッジ的形状の物かを設ける事により、そこから先の燃焼火力のフィラメント現象による蓄熱効果を活用し、より高い燃焼効率を上げると共に、水素化燃焼を促進する素材的要素を構築する事により、高い熱エネルギーを目的に合わせて供給する事ができる。この場合、リングは単数個、複数個の場合と単数個に溝を切り込み複数個の凹凸を持った物を使う場合もあること。［０００１−５］本発明は通常ガンタイプバーナー、ロータリーガンタイプバーナーなどにＬＰＧ、ＬＮＧ、石炭粉、廃プラスチック類粉、通常の灯油、軽油、重油、或いは燃焼可能な廃油類などを単数個、複数個の噴霧ノズルより噴射燃焼させる場合においてもスパイラル燃焼筒を活用し、二次的燃料を供給せずにスパイラル燃焼のみを活用し、燃焼筒先端部付近の領域に［０００１−４］で詠っているセラミックリングを使用する場合もあるが、使用しない場合もある。一様にこれらの処置を執り、燃焼筒円筒形状に沿い、更にバーナーの燃焼ガイド方向に沿ったスパイラルエアーの送り込みをするが、ガイドが逆の場合、逆方向のスパイラルエアーの送り込みをする場合もあり、又、ガイドに反して逆方向に送り込みをする場合もあること。［０００１−６］本発明の原理を幅広く活用する為、縦型、横型ボイラー、或いは温水ボイラー、或いは高圧ボイラーなどに本原理を応用する場合、蒸気蒸発効率を上げる為、方向性制御機能を持たせた燃焼筒の先端部に燃焼炎、或いは熱風を特に縦型ボイラーの水管水位位置付近の温度を上げて接点加熱で蒸気を作る縦型ボイラーの効率を著しく上げる事を目的としたタイプで、接点加熱でなくても温水ボイラーのように内部に燃焼空間を設け、熱交換水管を配置しているボイラー類に対して、より効果的に熱の供給を行う為、燃焼筒より外側に円錐台の拡散抵抗物を設置し、この抵抗物の材質には酸化に強いニッケル、モネル、インコネル、或いは耐熱性の高いＳＣＳ２４〜２７、或いはセラミックなどを活用し、円錐台の真ん中の小さい穴の方から燃焼炎、或いは熱風を通過させ、円錐台の設置位置から単数個、複数個の耐熱性距離調整アジャスターを設ける場合もあるが、計算上で固定し、設置する場合もある。この場合、熱風は円錐台の台形円上の広がりの方向に熱風や燃焼炎が広がり、直接水管に熱を供給する事で熱効率を更に上げるものであり、ボイラーや温水ボイラーに限らず加温器や暖房機、焼却炉種火バーナー、或いは主バーナー、焼成炉、熱処理炉、その他熱を必要とする機器、器具、プラントなどにも活用し、必要に応じた原理上の構造に対して熱の供給をし、熱交換器類の効率を高めるものであると共に、円錐台をスパイラル燃焼筒の熱気により、円錐台表面にフィンを付け、回転を与えてムラ無く水位レベルで加熱し、蒸発効率などを改善する事などが上げられるが、更に円錐台に形状変形を加える事で殆どムラ無く均一に熱供給をする事も本原理は容易である。又、加温器や温水ボイラーなどでも同様な事が言え、均一な円心放射火炎、又は熱風を撹拌する事により、熱効率の改善を図る事ができ、これらの原理を共用する事でかなりの省エネルギーが実施できると共に、二酸化炭素の発生量を燃料の使用量と共に減失する原理である事である。［０００１−７］本発明の原理は通常のガンタイプバーナーにそのままスパイラル燃焼筒を設置し使用する場合もある。この場合の特徴はガンの先端部より噴霧された燃料に対し、着火し、燃焼を持続するものの、全て直線方向である。これらの効率を更に上げる為、燃焼筒内に内面時計方向、或いはその逆方向に対してバーナー燃焼用駆動軸に装置したもう一つの高圧送風機等から燃焼筒内に内側に対して回転するよう空気を補給する場合と改めて別式の圧送手段により、圧送それに使う送風手段はシロッコファン、リミットファン、ターボブロアー、多段ターボブロアー、クランツブロアー、その他送風機類を使用して加圧送風し、場合によってはコンプレッサーエアーなどを使用する場合もある。このように燃焼筒内における燃焼を回転させながら酸素を補充し、完全燃焼と燃焼炎の燃焼温度を高める事により、省エネルギーと比例して二酸化炭素の減失を実現する事ができることなどが上げられ、［０００１−６］で詠っているように先端部にあらゆる種類の耐熱メッシュを活用し、吹き出し口を燃焼筒直管部より絞り込むことにより、火炎、及び熱風をより強力に活用できるようする事もこの原理の一端であり、場合によってはこの絞り込みの部分にセラミックリングを単数個、複数個セットして更に燃焼炎を安定高熱炎にせしめ、より有効的に熱を取り出す事のできるシステムであること。それと共に吹き出しと同時に方向性を制御する円錐台形燃焼炎、熱風、拡散機能部を装置することにより、用途としてより一層の広がりを見せるものであること。［０００１−８］本発明のスパイラル燃焼原理に関連するサブ燃料使用にあたり、サブ燃料は同一バーナーモータージョイントポンプリリーフ付きの場合と主燃料を着火性の良いＡ重油、或いはＣ重油を加温した状態を主燃料とし、それに対して助燃料は同一燃料の場合もあるが、それより異なる全ての廃棄物油、或いは廃油類を燃料として想定し、燃料供給系統を２系統を供給系統にする場合があるが、この場合、廃油類を使用する為、加温器ももちろん温度の異なる加温をする必要があり、この場合においても２系統の電磁弁前位置にてオイルヒートし、一定の燃焼温度まで上昇させて使用する場合がある。加温器に送る前に加圧用燃料ポンプやリリーフ弁を設け噴射圧を一定にする為、更にはこれらの機器を保護する為、単数、複数の濾過フィルターを設け、更に油水分離器などを設けることで機器の保護を行うことがあること。［０００１−９］本発明は［０００１−１］から［０００１−８］に述べたように可燃性の高いものについては比較的簡単にスパイラル圧縮燃焼燃焼集合核内を燃料が混合されながら燃焼することで完全燃焼するが、更に火力を増強し、酸化速度を調整して必要に応じてカロリー補填や難燃物を燃焼させる為に助燃剤をスパイラル空気に噴霧、滴下、間欠、連続等の行為により、混合挿入することにより、更に燃焼効率を高め、主燃料の削減を行う事もあることをいう。［０００１−１０］本発明のスパイラル原理中、スパイラルエアーの調整は吹き込みノズルの大きさ、形状などによって調整はするものの、ブロアー（送風機類）などをインバーターなどにより、回転制御し、特に複数個ノズルの場合、単数燃焼と複数燃焼とスパイラルエアー量を調整する必要があり、これらを電気的にコントロールし、バランスの良いスパイラル雰囲気中燃焼をさせるものであること。単純な燃焼方式でＯＮ、ＯＦＦする場合、ブロアー類の吸入口を調整し、スパイラルエアー量を調整する場合もあり、何れにしても燃焼効率の一番高い位置に調整する為、電気的手段とメカ的手段を取り、調整を任意に行える状態にすることであること。
【背景技術】
【０００２】今年に入り燃料費の高騰と二酸化炭素の削減目標に達する化石資源の使用量を減失し、尚且つ同一のエネルギーを求めようと一進一退となって努力している。又燃料費の高騰に苦しんでいる農家、漁村、銭湯業界、ビル業界などに対して効率の良いエネルギーの供給をする事が必要不可欠となりつつあり、又尚且つ本発明原理の技術の普及がなされることにより、エネルギー資源の使用量を減失し、限りある資源を大切に効率良く使用するということで、実験に実験を重ね、開発を進めたものであり、実際面での使用を開拓することで廃油関係全てのものの燃料化も夢ではなくなり有効なエネルギー資源として活用できるようになるものと思いその背景となる技術開発を進めてきた結果、試験的には３分の１程度まで燃料の使用量を削減することに成功したものである。この背景は燃焼筒を活用し、その燃焼筒をバーナーの燃焼炎部分に円筒上に取り付け、それに静圧の高い空気を円周上に回転するよう吹き込むことで燃焼圧縮を起こしながら酸素の同時供給を行い燃焼核集合体を作ることで殆どのものが完全燃焼出来る物と言うことが背景になっているものである。
【発明の開示】
【発明が解決しょうとする課題】
【０００３】本発明が解消しようとする課題は如何なる廃棄物油完全燃焼を阻害し、一酸化炭素や炭素の誘発をし、大気汚染、人体や動植物に悪影響を及ぼしている現状を解決しなければならない。そして燃焼に関しては燃焼炎を方向コントロールや拡散コントロールしなければ不必要なところに貴重なエネルギーをばらまくケースが多い為、それらの問題点を解消すると共に、それに関わる機器やシステムを充実しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明の燃焼筒筒内スパイラル状エアー挿入燃焼による圧縮集合燃焼核を燃焼時、形成することにより、殆どの化石資源や植物油資源の廃棄物なども燃料として有効に使用でき、完全燃焼を起こさせるシステムでこれらを燃料とする際、極めて熱量が高い為、完全燃焼させることにより、短時間で尚且つ少量で少ない質量で多くのカロリーを求めることができるシステム。即ちスパイラル燃焼させることと燃焼筒の先端部にセラミックリングなどを単数個、複数個装着し、更に同一燃焼状況で完全燃焼をせしめるよう開発した原理であり、この原理を更に開発を進め、その多くの熱量をあらゆる熱使用機器に対して必要に応じた場所を計画的な燃焼筒外円錐台や円錐台異形品を回転を加えることにより、特に水管ボイラーなどでは接点加熱で蒸気を蒸発させている為、その付近を重点的に加熱せしめる有効熱活用法を本原理として解決したものである。
【発明の効果】
【０００５】本原理の目的は化石燃料を如何に効率良く燃焼させるかということが目的で開発し、試験の結果、従来式に比べ３分の１程度の燃料で同じ仕事をすることを原理として定着させ、更にこれらシステムで得た有効な熱エネルギーを無効ロスの無い有効的な方向性燃焼を視野に入れ原理を構築し、これらの原理を更に発展させ、同システムで殆どの廃棄物油を使いやすい燃料として計画的に使用できる地位にせしめ、尚且つその使用量を著しく低下させ、二酸化炭素の総排出量を同様低下させたものである。
【実施例１】
【０００６】本発明を使用して主燃料にＣ重油を加温して使用し、燃焼筒後部より加温された廃棄物油を合流燃焼させ、そこに燃焼筒を設置された状態でスパイラル状に加圧空気を単数個、或いは複数個の時計方向かその逆方向に回るよう加圧送風機器を用い送風スパイラル圧縮合流燃焼をする事により、燃焼筒より一酸化炭素や炭素の排出が殆ど無くなった。更に燃焼筒前方にセラミックリング、単数個、複数個セットすることで熱炎を効率良く排出することと燃焼筒の先端部絞り込み部分にネットを共用することで更に高い圧縮燃焼を可能にしたもので、その先端部に円錐台の方向性火炎熱気放射を縦型水管ボイラーで試みたが、従来バーナー方法で輻射熱で加熱されていた場合と比較すると蒸発可能温度上昇時間は５分の１に短縮され、使用燃費は３分の１程度に短縮された。更に燃料に廃棄物油等を燃焼筒内で圧縮集合燃焼核燃焼法をスパイラル雰囲気内で同様行った結果、実に７分の１に節約されたものである。これはある一部の例であり、この他にも温水ボイラーや銭湯の焚き込みバーナー、ビニールハウスやハウスの加温器などにスパイラル燃焼システムを活用した結果、全て５０％以上の同一燃料を使用し、同一バーナーを使用しても燃料の使用量は約半分以上になり得たものであり、同様、二酸化炭素の排出量もそれらに比例して半分以下になるものと判断するものである。今後、このシステムの用途は無限の可能性を秘めているものであり、国益に大きく貢献できるものと確信を持っているものでございます。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１に示されるスパイラル燃焼方式をもった更に先端部に円錐台の火炎案内円錐台リング▲１４▼に示されるような形状のものを設置することにより、スパイラル燃焼で得た高温、熱気、又は火炎を目的物の方向に誘導した状況を示したものである。図中▲１３▼のセラミックリングは単数個でも効果はあるが、この状態の図のものでは複数個使用し、気流の流れをランダムなものに変えて吹き出し口より火炎熱気が出たとき十分に案内方向に広がるよう乱流を起こさせる役目とフィラメント現象をもって高温蓄熱部を作り、火炎周囲を火炎熱炎周囲をムラ無く周囲を高温に上げることを目的として設置したもので、その設置により高温時の材料における異材膨張率の違いからくる破損を防止する為、リング部固定部には若干の隙間か耐熱性のファイバーブランケットなどを設置し、安定を図っている。スパイラル燃焼においては２系統の燃料供給を意味しているが、▲１▼の方向から入っている主燃料は通常一般的▲４▼を使用することなくバーナー本体に設置されているリリーフ付きポンプにより燃料の供給はできるが、▲５▼に示すオイルヒーターなどをバーナー本体の高圧出口に設置して使用する場合もあり、その場合▲４▼のモーターポンプ及びリリーフ回路は必要なく▲５▼をバーナー本体のポンプ出口に設置し同じ目的を果たす場合もあり、この図に表したものはポンプの負担をできるだけ軽減する為、２段によって加圧、噴霧する方法を取っている例であり、これに限らず前記で述べた方式を主に使用する場合が多く、それと共に▲８▼で噴射燃焼される回路に同じような回路設定をしているが、これは廃棄物などを廃棄油などを燃焼させる為にとっており、右のストップバルブからその次の油水分離器、更にフィルターを通しモーターポンプを経て▲７▼のリリーフ弁で一定圧力を保ちながら更に上図▲５▼に相当するその左側にあるオイルヒーターにより加温せしめ、更に噴霧の発停を行う為、電磁弁を設けたもので、このシステムにより燃料は供給され、その下部に高圧ブロアーないし、それに相当する装置を設置し、そこから配管し、２重管に加圧送風することによりスパイラル管内部に２重管より出ている燃焼筒炎内周に沿って時計方向、或いはその逆もあるが、加圧して吹き出すことにより火炎は周囲の静圧により徐々に圧縮されスパイラルする空気の中から酸素を求め燃焼を更に加速的に行い燃焼筒も保護する故、スパイラル状況で図示したものである。
【図２】本図はスパイラル燃焼の効果をより加速的に出す必要条件が出てきましたので本図を完成させたものであります。本原理は温水ボイラーに使用する場合、水管がハニカム上に付いていて火炎や熱気を拡散させる必要性があり、間接拡散するよりも直接燃焼して高い温度の熱気を拡散することにより、より効率の良い熱伝達を誘発するよう発明した構造の断面図で２重管方式を例にしているが（燃焼筒）先端部のリングの第１図で既に説明しましたように熱気や燃焼炎を乱流させることにより速度を減速し拡散を良くすることと、出口で更に優れた蓄熱温度上昇を併用して使い、本燃焼システムの使用システムとしては縦方向下向き燃焼、横方向燃焼、上方向燃焼、あらゆる燃焼形態が取れるよう発明したものでその状況を図示したものである。
【図３】本図で主に表しているのは円錐台を元に▲２７▼に図示したフィンにスパイラル燃焼筒より発せる渦巻き方向に対して回転するようフィンをセットしそのフィンにより円錐台は回転しながら火炎の方向を常に変えて被加熱物や被可燃物にムラ無く熱を供給できるように発明したものでこの材質については既に技術の分野で詠っているようなものを使用し、更に▲２８▼の回転軸受け部分はセラミックと耐熱物の相互異材関係によるスリップ性のあるものを活用し、回転せしめるよう図示したものである。
【図４】本図はたまたま２重管方式の燃焼筒を使用した例を書いているが、１重管についても同じ事が言えます。スパイラル燃焼ネット通過後セラミックリングに燃焼炎、又は燃焼熱気が密接方向で排出される為、セラミックリングは加熱され、更に周囲では乱流を起こし、燃焼炎、及び熱気は広がりの傾向を見せると共に更に再加熱されて、ほぼ完全な燃焼を促すと共に燃焼炎周囲温度を加速的に高めるミキサー的役割をさせて状況を図示したものである。
【図５】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図６】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図７】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図８】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図９】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１０】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１１】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１２】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１３】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１４】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１５】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１６】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１７】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１８】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図１９】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２０】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２１】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２２】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２３】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２４】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２５】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【図２６】上記の４例からなる表現が挙げられる例を図で示したものである。
【符号の説明】
【０００８】▲１▼．ストップバルブ▲２▼．油水分離器▲３▼．フィルター▲４▼．モーターポンプ▲５▼．オイルヒーター▲６▼．電磁弁▲７▼．リリーフ弁▲８▼．廃油、若しくは主燃料油と同等の燃焼炎▲９▼．スパイラル空気吹き出しノズル▲１０▼．主燃焼核集合体燃焼炎▲１１▼．メッシュ▲１２▼．メッシュガイド▲１３▼．セラミックリング複数個の場合▲１４▼．中空円錐台火炎案内機構▲１５▼．蒸気溜め▲１６▼．水管▲１７▼．水位接点加熱位置▲１８▼．中空円錐台火炎案内機構▲１９▼．セラミックリング複数個の場合▲２０▼．メッシュガイド▲２１▼．メッシュ▲２２▼．燃焼筒内スパイラル気流の流れ状態▲２３▼．スパイラル空気吹き出しノズル▲２４▼．副燃焼火炎合流風景▲２５▼．燃料噴射ノズルチップ▲２６▼．主燃焼核燃焼核圧縮集合燃焼風景▲２７▼．拡散回転用フィン▲２８▼．耐熱軸受け▲２９▼．スパイラル空気帯の流れの状態を示したものである▲３０▼．燃焼筒▲３１▼．単純主燃焼炎の圧縮燃焼集合燃焼核体の状況▲３２▼．耐熱ガラス覗き窓設置位置円周上▲３３▼．スパイラルエアー単純タイプ吹き出し口▲３４▼．取り付け母体▲３５▼．断熱パッキン▲３６▼．スパイラルエアー挿入ダクト▲３７▼．一重管式燃焼筒複数個の場合のスパイラル空気吹き出し口▲３８▼．燃料噴射ノズル▲３９▼．燃料噴射ノズル▲４０▼．電磁弁▲４１▼．逆化防止弁▲４２▼．圧力調整器▲４３▼．緊急遮断弁
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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