JPH045849Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、流動層燃焼における清浄燃焼ガス取
出し装置に関する。

従来技術と問題点 燃焼炉下部の炉床から燃焼用空気を噴出させて
上向き気流を作り、その気流内に木削、木皮、籾
殻、低品位石炭等の粉粒状の燃料を浮遊させなが
ら燃焼する流動層燃焼は、燃焼物（燃料）と燃焼
用空気が平面的にではなく立体的な空間で強制的
に混合されながら燃焼するから、燃焼室の大部分
の部位で燃焼が行なわれ、比較的大きい燃焼負荷
（炉の容積当りの発熱量）を得ることが可能であ
る。

しかしながら、上記燃焼方法において燃焼残渣
物を炉床下部から取り出した場合、流動気流を掻
き乱すことになり、その結果安定した燃焼が得ら
れず、従つて常に過剰空気率（燃焼に必要な量以
上の空気量を入れる場合）を多くしたり、燃焼量
を控え目にすることで燃焼の安定性、継続性を得
るような運転を行う結果、十分な燃焼負荷率、高
温な燃焼ガスを得ることが出来ない等の欠点があ
る。

そこで、最近では燃焼残渣物を燃焼ガスと一緒
に炉外へ導き、炉外で燃焼ガスを清浄化して乾燥
等に利用するという方法が取られている。

これは燃焼残渣物の終端速度（流動空気の流
速、圧力で流されるか、停滞するかの限界）より
大きい燃焼ガス流速で排気する方法で、燃焼室容
積を小さくして燃焼量を多くし、更に炉内流動状
態を掻き乱すことがないので燃焼室の燃焼負荷を
最大限度に維持しながら燃焼の安定維持が可能と
なり、燃焼ガス温度も最大限の高温が得られる。

ところが、この種の高温燃焼ガスには燃焼残渣
物、粉塵が浮遊混入しているので燃焼ガスの利用
において問題がある。これらの浮遊固形分の除去
には、サイクロンセパレーターによる捕集分離、
集塵函を用いたガス流停滞による沈降分離、或い
はフイルターによる濾過分離の方法があるが、こ
れらには夫々次のような欠陥がある。

サイクロンセパレーターの使用は、強力な旋回
流を作ることによつて燃焼残渣物を分離するもの
で、その旋回流の最も低気圧部分から清浄燃焼ガ
スを取り出す方法であり、サイクロンセパレータ
ーの効能を出させるためには、非常に大きい圧力
損失が生じるので、強力な送風機を必要とする。
例えば流動燃焼には、100mmAqの圧力があればよ
いのに、サイクロンセパレーターのために、200
mmAq以上の圧力が必要になり、燃焼に必要な送
風機の３倍もの動力を要する送風機を設置しなけ
ればならない。

集塵函による燃焼残渣物の除去は、燃焼ガスの
流速を非常に微速にし停滞させて浮遊物の自然沈
降を待つて行なうものであるから、非常に大きい
容積が必要であり、この停滞時間内に失われる熱
損失、温度効果等によつて折角の高温燃焼ガスの
有利生を喪失しかねない。

又、フイルターによる燃焼ガスの清浄化はフイ
ルターによる多大な圧力損失、高温に耐え得るフ
イルターの使用、更には維持修理など、運転上の
損失ばかりでなく設備費、運転技術の上で欠陥が
多い。

更に、このような問題に対応して特開昭57−
117710号において、燃焼残渣物含有燃焼ガスの流
路に複数のそらせ板を介在せしめて該流路を曲折
すると共に、その曲折した流路中の該流路を遮る
ように多数の断面Ｕ字形の溝形鋼ビームよりなる
そらせ機構をその一端を斜め下方に向けて配置さ
せ、該流路中を通過する燃焼残渣物含有燃焼ガス
を上記そらせ板及びそらせ機構の各ビームに衝突
せしめて燃焼残渣物を落下させることによつて、
燃焼残渣物含有燃焼ガスから燃焼残渣物を除去す
るようにした装置も提案されているが、このもの
は燃焼残渣物含有燃焼ガスの流路途中に燃焼ガス
から燃焼残渣物を分離するための除去機構（そら
せ板及びそらせ機構）を格別に設けるため、装置
内部の構造が複雑化するばかりでなく、それら除
去機構は流路途中において燃焼ガス流を遮るよう
に作用するため、やはり燃焼ガスの圧力損失の問
題を避けることができない。

本考案はこのような従来事情に鑑みなされたも
ので、燃焼ガスの流通を妨げることなく且つ非常
に簡単な構造で燃焼ガスに含まれる燃焼残渣物を
分離して燃焼残渣物含有燃焼ガスより洗浄な高温
燃焼ガスを取出すことを目的とする。

問題点解決のための手段 上記問題点を解決するために本考案が講じた手
段は、炉床を介して上部に燃焼室を、下部に圧力
室を夫々画成し、該圧力室から燃焼室内へ燃焼用
空気を噴出させて上向き気流を作り、その気流内
に粒状燃料を浮遊させ乍ら燃焼させて流動層燃焼
を行なう燃焼炉における上記燃焼室の上部に燃焼
ガス排出孔を開設し、該燃焼ガス排出孔に燃焼残
渣物含有燃焼ガス用ダクトの一端入口側を連結し
て該ダクトを鉛直方向に延設すると共に、その中
途部を水平方向を軸としてヘアピン状に屈曲せし
めてその他端出口側に燃焼残渣物用排出管を接続
し、且つ該ダクトの上記屈曲部側面に清浄燃焼ガ
ス用の熱風ダクトを水平軸方向に向けて接続した
ことである。

作 用 上記手段によれば、燃焼ガスは燃焼室の上部に
開設した燃焼ガス排出孔から該排出孔に連結した
ダクト内を鉛直方向（上向き）に導かれると共
に、該ダクトのヘアピン状に屈曲する部分で方向
転換される。この上向きの燃焼ガス流が該屈曲部
において方向転換を行なう時の遠心力によつて、
燃焼ガス中に含まれる残渣物はそのヘアピン状に
屈曲したダクトの外周部へ集束され、方向転換終
了時の遠心力の方向が重力加速度の方向に一致す
るために、その遠心力による運動に重力の加速度
による運動が累加され、ダクト内の流通を妨げら
れることなく燃焼ガスから残渣物が除去される。
そして、残渣物が除去された清浄な燃焼ガスが上
記ダクトにおける屈曲部側面に水平方向に向けて
接続された熱風ダクトに導かれて取出される。

実施例 図面は籾殻を燃料として穀類を乾燥させる乾燥
用熱風発生装置を示し、燃焼炉は炉内の状況を説
明するために模式的に断面して示している。

図中、Ａは燃焼炉、Ｂはヘアピン状に屈曲した
ダクト、Ｃは熱交換器である。

燃焼炉Ａは、内側下部に設けた炉床によつて上
方に燃焼室１を区画形成し、炉床に近い部分の周
壁に燃料投入口２、点火用バーナー３を夫々配設
し、燃焼室１の周壁を中空の二重構造となして冷
却室４を区画形成すると共に、上部側面に空気取
入れ口５を、下部側面に空気出口６を夫々開口
し、燃焼室１の頂部に燃焼ガス排出孔７を開設せ
しめ、この排出孔７にダクトＢの入口側を連結す
る。

燃焼炉Ａの燃料投入口２には燃料を燃焼室１に
供給するフイーダー８を設け、空気出口６を流動
空気用送風機９の入口側に配管し、該送風機９の
出口側を燃焼炉Ａの炉床下側に形成せる圧力室１
０に連通開口する流動用空気入口１１に配管接続
する。

ヘアピン状に屈曲したダクトＢの出口側に燃焼
ガス中から分離した燃焼残渣物を排出する排出管
１２の一端を接続し、その排出管１２の他端にエ
アーロツクバルブ１３を接続する。ダクトＢの屈
曲部側面（燃焼残渣物含有燃焼ガスの方向転換中
心部側面）には清浄化した燃焼ガスを水平方向へ
導く熱風ダクト１４を接続し、そのダクト１４は
熱交換器Ｃに配管接続され、熱交換器Ｃに導入さ
れた外気と熱交換される。

次に、その流れを説明すると、先ず燃料の籾殻
１５をホツパー１６からフイーダー８によつて燃
焼炉Ａの燃料投入口２より燃焼室１の炉床に近い
部分に投入する。

一方、流動燃焼空気は、外気ａを燃焼炉Ａの空
気取入れ口５から炉壁を冷却する冷却室４に取り
入れ、冷却室４内を循環して炉壁を冷却せしめる
と共に、その外気ａを加熱して空気出口６から予
熱空気a₁として取り出す。

この予熱空気a₁は、流動空気用送風機９によつ
て流動用空気入口１１から圧力室１０へ送り込ま
れる。圧力室１０に入つた予熱空気は、炉床上面
に設けたノズル２１から燃焼室１内に噴出して籾
殻１５を跳躍流動させ、点火用バーナー３によつ
て点火されて燃焼を開始する。

籾殻１５を跳躍流動させながら燃焼している混
合ガスは、炉壁の一部に開孔した燃焼用二次空気
噴出孔１７から噴出する燃焼用二次空気と遭遇し
て旋回攪拌されながら燃焼室１の頂部に設けた燃
焼ガス排出孔７へ導かれらる。燃焼ガス排出孔７
から炉外へ導かれた燃焼残渣物ｃを含んだ燃焼ガ
スｂは、ヘアピン状に屈曲したダクトＢによつて
瞬間的に流れの方向を90°以上180°未満換えられ
る。この流れの方向の転換によつて、燃焼ガスｂ
に含まれる燃焼残渣物ｃは、遠心力によつてヘア
ピン状に屈曲したダクトＢの屈曲部外周側へ集束
され、90°以上180°未満方向転換した処で遠心力
と重力との加速度の総和によつて燃焼ガスｂから
分離される。燃焼ガスｂから分離された燃焼残渣
物ｃは、排出管１２を通り、エアーロツクバルブ
１３から外部へ取り出される。燃焼ガスｂから燃
焼残渣物Ｃが除去されて清浄になつた高温燃焼ガ
スb′は、熱風ダクト１４で熱交換器Ｃに導かれ、
乾燥用空気取入れ送風機１８によつて熱交換器Ｃ
内に送り込まれる外気ａと熱交換されて冷却した
燃焼ガスb″となり、排気用送風機１９によつて大
気中に放出される。一方、熱交換器Ｃ内で清浄高
温燃焼ガスb′との熱交換によつて加熱された外気
ａは熱風出口２０から乾燥用熱風a′として乾燥機
へ導かれて乾燥に使用される。

上記構成における燃焼ガスから残渣物を分離す
るために生じる圧力損失は非常に少なく、例えば
前述のサイクロンセパレーター使用の場合と比較
するならば、流動燃焼に必要な圧力が100mmAqに
対して、燃焼ガス清浄化に要する圧力は30mmAq
程度とサイクロンセパレーターの場合の15％位で
あり、必要な送風機圧力は130mmAqで良い。又、
この時の燃焼ガスの温度降下は全く発生せず、燃
焼炉で作られた高温燃焼ガスをそのままの状態で
清浄化して利用できる。

考案の効果 本考案は以上の如くなしたものであるから、燃
焼残渣物含有燃焼ガスから燃焼残渣物を分離除去
するに際し、その流路途中に格別に分離除去機構
を構成する必要がなく、燃焼残渣物含有燃焼ガス
の自然な流れを利用して燃焼残渣物を分離除去す
ることができる。

従つて、該燃焼残渣物含有燃焼ガスの流通が妨
げられることがないため、燃焼残渣物の分離除去
に伴う燃焼ガス流の圧力損失が非常に少なく、送
風機圧力も小さくて済むと共に、極めて簡単な構
造で燃焼残渣物を分離除去することができ、装置
構造の簡略化並びに設備費の低廉化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は考案清浄燃焼ガス取出し装置を設備した
乾燥用熱風発生装置の一部切欠斜視図である。 図中、Ａ……燃焼炉、１……燃焼室、２……燃
料投入口、３……点火用バーナー、７……燃焼ガ
ス排出孔、１０……圧力室、Ｂ……ダクト、１２
……排出管、１４……熱風ダクト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉床を介して上部に燃焼室を、下部に圧力室を
   夫々画成し、該圧力室から燃焼室内へ燃焼用空気
   を噴出させて上向き気流を作り、その気流内に粒
   状燃料を浮遊させ乍ら燃焼させて流動層燃焼を行
   なう燃焼炉おける上記燃焼室の上部に燃焼ガス排
   出孔を開設し、該燃焼ガス排出孔に燃焼残渣物含
   有燃焼ガス用ダクトの一端入口側を連結して該ダ
   クトを鉛直方向に延設すると共に、その中途部を
   水平方向を軸としてヘアピン状に屈曲せしめてそ
   の他端出口側に燃焼残渣物用排出管を接続し、且
   つ該ダクトの上記屈曲部側面に清浄燃焼ガス用の
   熱風ダクトを水平軸方向に向けて接続したことを
   特徴とする流動層燃焼における清浄燃焼ガス取出
   し装置。