JPH109508A - 合成固形燃料燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分別回収ゴミから造られる灰分の多い合成固
形燃料を燃焼ガスや未燃ガスを漏洩することなく効率よ
く燃焼させることのできる簡単な構成の燃焼装置を得
る。 【解決手段】 炉床１ｂにおいて合成固形燃料１２を燃
焼させるようにした固定床式の合成固形燃料燃焼装置で
あって、燃焼炉Ａの底部に振動発生機３２を取り付け、
その振動により、炉床上に堆積する灰分を灰排出口２０
に向けて移動させる。灰排出口２０は灰分により閉鎖さ
れ、燃焼室Ｓ内の燃焼ガスや未燃ガスが漏れ出るのは阻
止される。万一漏れ出た場合でも、燃焼空気送風機５０
により、燃焼室Ｓ内に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合成固形燃料燃焼装
置に関し、さらに詳しくは、廃棄処理された合成樹脂、
木くず、紙ゴミの資源ゴミを圧縮成形して造られる合成
固形燃料を燃焼させるのに特に適した合成固形燃料燃焼
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定炉床を持つ燃焼炉は燃焼用空
気の供給と燃焼灰分の排出が一つの課題とされ、そのた
めの幾つかの提案がなされている。例えば、炉床を水平
面に対して傾斜させると共に、炉床上に複数状の凸部を
突設して該凸部の側壁に燃焼空気送入口を形成し、か
つ、前記凸部に遊嵌する凸部を持つ灰押し出し用のプッ
シャーを該炉床に沿って往復摺動するように設けた固定
床式燃焼炉が知られている（実開昭５９−５５２３２号
公報参照）。他に、炉床の上面に沿って密接状に摺動可
能な摺動板を間欠往復運動させ、それにより、粉炭の燃
焼後に発生するクリンカーの破砕及び粉炭層の厚さの均
等化を行うと同時に、灰分を破砕後のクリンカーと共に
燃焼灰排出口から排出するようにした粉炭燃焼炉におい
て、該クリンカー及び燃焼灰をシスタータンク内の水中
をくぐって外部に排出するようにしたものが知られてい
る（実公平５−４７９２８号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の燃焼炉のよう
に、炉床面に沿って摺動移動する灰掻き出し部材を設け
ることは、灰分の排出を確実にするメリットがある反
面、炉床面の空気供給孔を一時的に閉鎖してしまうこと
から燃焼の不安定を招くこと、燃焼炉の構成を複雑とし
コスト高を招き易いこと、等の不都合がある。また、可
動部材が多くなることから、灰分が多く出るような固形
燃料を用いる場合に、故障が起こる確率も高くなり、燃
焼炉内部での故障を復旧することはきわめて困難であ
る。

【０００４】また、実開昭５９−５５２３２号公報に記
載の燃焼炉のように、炉床を水平面に対して傾斜させる
ことは、燃料の偏在を招き易い。さらに、この種の燃焼
炉では燃焼用空気の吹き込みと吹き出しのバランス上、
燃焼炉内はプラス圧となっているが、上記の燃焼炉では
前記燃焼灰排出口が開放状態とされているために、プッ
シャーの非作動時に該燃焼灰排出口から炉内の燃焼ガス
や未燃ガスが外部に漏れ易い。

【０００５】実公平５−４７９２８号公報に記載の形式
の燃焼炉の場合、炉内からの排出路は水が充填されたシ
スタータンク内を通過することから、炉内の燃焼ガスや
未燃ガスが外部に漏れることはない。しかし、粉炭燃焼
後に生成されるクリンカーのように比重の大きいものは
シスタータンク底部に沈降して確実に排出されるもの
の、後記する合成固形燃料のように灰分の多い燃料を用
いる場合には、該灰分がシスタータンク内の水面上に浮
遊して、そこで水分を吸って固まってしまうことから、
灰分を容易に外部に排出できない結果を招く。

【０００６】近年、ごみの分別収集が各市町村で行われ
るようになり、回収された可燃ゴミ分（木くず、紙ゴ
ミ、樹脂材料等）は粉砕された後、一定の割合で混合さ
れ、固形燃料圧縮成形機で圧縮減容固化されて、いわゆ
る合成固形燃料とされる場合が多くなってきており、こ
うして製造された合成固形燃料の有効利用が求められて
いる。しかし、このようにして製造される合成固形燃料
は、粉炭のような石炭燃料と比較して多くの燃焼灰分を
生成することから、従来の固定床式の燃焼装置でそれを
有効燃焼させることは困難であり、運転が容易であり、
故障の起こる確率も少なく、また、製造も容易な、この
種の合成固形燃料に適した燃焼炉の開発が求められてい
る。

【０００７】本発明の目的は、上記したように燃焼後に
多くの灰分を出すことが予想される合成固形燃料を、燃
焼ガスや未燃ガスの漏洩のない状態で効率よく燃焼させ
ることのでき、かつ、構成が簡単なことからメンテナン
スも容易な燃焼装置を得ることにあり、より具体的に
は、資源の再利用のために分別収集された生活ごみをベ
ースとして製造された合成固形燃料を、安定した燃焼状
態でかつ長時間にわたり連続燃焼させることのできる合
成固形燃料燃焼装置を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼炉に方向
性を持つ所定の振動を与えることによって、燃焼中の固
形燃料は移動させずに、炉床に堆積した灰分を灰排出口
へ向けて移動させることができることを見いだし、上記
課題を解決したものである。

【０００９】すなわち、本発明は、燃焼室を形成する側
周壁には複数の燃焼用空気供給孔が設けられ、炉床には
複数の燃焼用空気供給孔が設けられていて、炉床におい
て合成固形燃料を燃焼させるようにした固定床型の燃焼
炉を持つ合成固形燃料燃焼装置において、該燃焼炉に方
向性を持つ振動を与えることのできる振動発生装置が付
設されており、該振動発生装置の作動により、炉床上の
灰分には側周壁に形成した灰排出口に向けての運動が与
えられ、それにより灰分は燃焼炉外に排出されるように
されていることを特徴とする。

【００１０】本発明において、燃焼炉に付設した振動発
生装置の作用により燃焼炉自体が振動し、該振動によっ
て炉床に堆積した灰分は自ら灰排出口へ向けて移動し、
そこから排出される。それにより、灰掻き出しのための
特別の手段を炉床面上に配置することが不要となり、燃
焼炉内に可動部材が存在しないことから、燃焼炉の構成
は簡素化されて製造コストは低下し、また、故障の発生
する確率も低くなりメンテナンスも容易となる。また、
振動によつて灰排出口方向に移動する灰分により灰排出
口は常時充満されているので、そこから燃焼ガスや未燃
分のような気体成分が漏洩することはほぼ回避できる。
このことは、灰分の多い燃料程、有効に機能することを
意味しており、本発明の燃焼装置は前記したような合成
固形燃料の燃焼装置として特に優れている。

【００１１】本発明において、合成固形燃料の成分比
率、燃焼中の灰分の発生量に応じて、炉床上に堆積した
灰分のみを灰排出口に向けて移動させ、燃焼中の合成固
形燃料は移動させないように、振動発性機の最適の振動
数、振幅が選択される。それにより、メンテナンスフリ
ーで長時間にわたり、安定した燃焼を継続することが可
能となる。

【００１２】本発明の好ましい態様では、灰排出口から
漏洩する燃焼ガス及び未燃ガス等の気体成分を燃焼室内
に戻すための気体循環路がさらに設けられる。この構成
を取ることにより、燃焼開始時のように堆積する灰分の
量が少ない場合等において、灰排出口から漏洩する可能
性のある燃焼ガス及び未燃ガスを確実に燃焼室内に戻す
ことができ、環境を悪化させないと同時に、高い燃焼効
率を維持することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好ましい実施の形態を説明する。図１は本発明による合
成固形燃料燃焼装置の一実施形態を一部断面による説明
する正面図であり、図２は、図１の装置を９０°異なっ
た方向から見た一部断面により示す側面図である。

【００１４】図１、図２に示すように、燃焼炉Ａは、耐
火材からなる天井部１ａ、炉床部１ｂ、及び４周の側壁
１ｃ〜１ｆを有し、内部に燃焼室Ｓが形成される。炉床
部１ｂには燃焼空気供給用の空気孔２ａが多数設けら
れ、また、４周の側壁１ｃ〜１ｆのうち対向する２つの
側壁１ｃ、１ｄにも燃焼空気供給用の空気孔２ｂが多数
設けられる。他の側壁１ｅには燃焼ガス（燃焼火炎）噴
出口としてのバーナーノズル３が設けられ、さらに、前
記バーナーノズル３が位置する側壁１ｅに対向する側壁
１ｆには、燃焼室Ｓに直接開口する空気供給口４が設け
られる。なお、該空気供給口４は、後記する燃焼空気送
風機５０に接続した管路５１に対して、ジャバラ５１ａ
を介して接続している（図２）。また、該該空気供給口
４近傍には、点火バーナー５及びフレームセンサー５ａ
が配置される。

【００１５】前記天井部１ａには燃料投入用の供給口６
が設けられ、該燃料供給口６には、燃料ホッパー１０に
連設するスクリューコンベア１１の放出端側が、ジャバ
ラ６ａを介して接続しており、燃料ホッパー１０内の合
成固形燃料１２は、該スクリューコンベア１１から前記
燃料供給口６を通り、燃焼炉Ａの燃焼室Ｓ内に投入され
る。

【００１６】前記天井部１ａ及び４周の側壁１ｃ〜１ｆ
はエアージャケット７により覆われており、該エアージ
ャケット７には燃焼空気送風機５０に接続した管路５２
がジャバラ５２ａを介して接続している。炉床部１ｂの
周囲及び下部は水冷ジャケット８により覆われており炉
床部１ｂが過加熱状態になるのを防止している。水冷ジ
ャケット８の底部はエアージャケット７’とされ、該エ
アージャケット７’にも前記燃焼空気送風機５０に接続
した管路５２がジャバラ５２ｂを介して接続している。
前記燃料供給口６にも空気孔２ｃが形成されており、そ
こからエアージャケット７内の空気が燃焼用空気として
供給される。なお、図１において、Ｍ1はスクリューコ
ンベア１１の駆動用のモーターである。

【００１７】前記側周壁１ｃ〜１ｆのいずれか一つの側
壁（この実施形態では側壁１ｄ）における前記炉床部１
ｂの上面高さの位置には、燃焼室Ｓのほぼ全幅にわたる
灰排出口２０が設けられ、該灰排出口２０は前記エアー
ジャケット７を貫通して炉外壁まで達している。該炉外
壁には前記灰排出口２０を包囲するようにケーシング５
３が取り付けられ、該ケーシング５３の下端には灰排出
用のスクリュー５４が設けられる。該灰排出用スクリュ
ー５４の放出側は、途中にジャバラ５５ａを持つ管路５
５を介して灰受け６０に連通している。なお、Ｍ2 は前
記灰排出用スクリュー５４を駆動するためのモーターで
ある。なお、前記灰排出口２０の高さ寸法は、燃焼室Ｓ
の炉床１ｂ上に堆積した灰分を排出すのに必要とされる
最小の高さとすることが望ましく、最終的には実験的に
最適のものが設定される。

【００１８】該灰受け６０の上方空気層域は管路５６に
より前記した燃焼空気送風機５０の吸気側に接続してお
り、該燃焼空気送風機５０の排気側は前記のようにエア
ージャケット７、７’を介して燃焼室Ｓ内につながって
いる。上記経路は、本発明でいう気体循環路を構成す
る。前記灰受け６０の上端面近傍には多数の細孔６１が
形成されており、燃焼空気送風機５０の作動時には、そ
こから空気が流入可能とされている。

【００１９】本発明による合成固形燃料燃焼装置におい
て、前記燃焼炉Ａは、炉底部に設けたばね３０を介して
固定ベース３１に取り付けられており、かつ、炉底部に
は方向性を持つ振動を発生することのできる従来知られ
た振動発生機３２が配置されている。この例では、振動
発生機３２の作動により燃焼炉Ａが振動し、炉床１ｂが
振動コンベアとして機能して、炉床１ｂ上に堆積した灰
分を前記灰排出口２０に向けて移送するようにされてい
る。さらに、前記した燃料ホッパー１０、燃焼空気送風
機５０、及び灰受け６０も図示しない固定ベースに取り
付けられている。

【００２０】次に、上記した合成固形燃料燃焼装置の動
作を説明する。 (1) 図示しない適宜の製造装置を用いて製造された、木
くず、紙ゴミ、樹脂材料等である可燃ゴミ分を主原料と
する合成固形燃料１２を燃料ホッパー１０に入れ、モー
ターＭ1 を作動してスクリューコンベア１１を回動し、
該燃料１２を燃焼室Ｓに送り込む。なお、このときは、
振動発生機３２を作動さておくことを要しない。

【００２１】(2) 燃焼空気送風機５０を稼働させ、点火
バーナー５に点火する。点火バーナー５の燃料は、副燃
料として重油、灯油等を使用する。燃焼室Ｓ内の合成固
形燃料１２に点火したことをフレームセンサー５ａにて
確認し、点火バーナー５への副燃料の供給を停止する。

【００２２】(3) 燃焼中、燃焼室Ｓはプラス圧であり火
炎はバーナーノズル３から噴き出す。この火炎の熱は図
示しないボイラー等の熱源として用いられる。燃焼の過
程において、灰分の発生量（用いる合成固形燃料の成分
比率による）に応じた振動数、振幅、振動方向を設定し
て振動発生機３２を作動させ、燃焼炉Ａを振動させる。
燃焼炉Ａは、ジャバラ６ａ、５２ａ、５２ｂ、５５ａ、
及びばね３０を介して固定部材と接続しており、独立的
に振動する。

【００２３】(4) この振動により、炉床面が振動コンベ
アとしての機能を開始し、炉床１ｂ上に堆積した灰分は
灰排出口２０側へ移送される。そのために、燃焼室Ｓ内
に灰分掻き出しのための特別の手段を設けることを要し
ない。また、移送された灰分は灰排出口２０近傍に充満
した後、順次、灰排出用スクリュー５４側に落下してい
く。そのために、灰排出口２０を閉鎖する特別の手段を
設けなくても、燃焼中にそこから燃焼ガスや未燃ガスが
漏出することはほとんどない。また、炉床上に灰分が停
滞して燃焼空気供給孔２ａを閉塞することも回避され
る。

【００２４】一方、燃焼中の合成固形燃料は振動により
灰分は振り落とされ、常に可燃分を表面に出した状態と
なり、かつ、ほぼ同じ位置に留まって燃焼を続ける。そ
れにより、燃焼効率は向上する。

【００２５】(5) 灰排出口２０を出た灰分は、灰出しス
クリュー５４より灰受け６０に送り出される。上記のよ
うであり、上記の合成固形燃料燃焼装置によれば、灰排
出口２０からの燃焼ガスあるいは未燃ガスの漏洩はほと
んど回避できるが、炉床に堆積する灰分が少ない燃焼開
始当初のように、あいるは何らかの事情により、燃焼ガ
スあるいは未燃ガスが漏洩する場合であっても、灰受け
６０の空気層部は管路５６により燃焼用空気送風機５０
の吸気側に接続しているので、漏れ出た燃焼ガスあるい
は未燃ガスは外気に放出されることなく、再度燃焼室Ｓ
に吹き戻される。それにより、環境を悪化させないと同
時に、高い燃焼効率を維持することができる。

【００２６】本発明において、振動発生機３２は従来知
られた任意のものを用いることができる。例えば、偏心
したおもり（振り子）をモーターによって回転させて振
動を得るもの、エアーにて重りを円筒ハウジングの中で
回転させて振動を得るもの、電磁石に交流電源を繋いで
振動を得るもの、等任意である。また、振動数、振幅、
振動方向が調整可能とされた振動発生機を用いることが
好ましいが、燃焼対象となる合成固形燃料の成分比率が
ある程度一定のものであることが予定される場合には、
振動数、振幅等が固定された振動発生装置を用いてもよ
い。振動発生装置の燃焼室への取付け位置も図示のよう
な炉底部に限ることなく、燃焼炉の設置場所との関連
で、最適位置に取り付ければよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明による合成固形燃料燃焼装置によ
れば、燃焼炉に振動発生装置を取り付けるだけで、灰分
の多い合成固形燃料を燃焼させる場合であっても、燃焼
ガスあるいは未燃ガスを機外に漏洩させることなく灰分
を確実に機外に排出することができ、高い燃焼効率を継
続して達成することができる。また、燃焼室内の構成を
簡素化することができ製造コストが低減し、メンテナン
スも容易となる。さらに、炉床面に灰掻き出し部材が存
在しないことから、炉床面の燃焼空気供給孔が塞がれる
ことはなく、安定燃焼が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による合成固形燃料燃焼装置の一実施形
態を一部断面による説明する正面図。

【図２】図１の装置を９０°異なった方向から見た一部
断面により示す側面説明図。

【符号の説明】

Ａ…燃焼炉、Ｓ…燃焼室、１ａ…炉の天井部、１ｂ…炉
床部、１ｃ〜１ｆ…炉の側壁部、２ａ、２ｂ、２ｃ…燃
焼空気供給孔、３…バーナーノズル、６…燃料供給口、
７、７’…エアージャケット、８…水冷ジャケット、１
０…燃料ホッパー、１１…スクリューコンベアー、１２
…合成固形燃料、２０…灰排出口、３０…ばね、３１…
固定ベース、３２…振動発生機、５０…燃焼空気送風
機、５１、５２、５５、５６…管路、６ａ、５２ａ、５
２ｂ、５５ａ…ジャバラ、５３…ケーシング、５４…灰
出しコンベアー、６０…灰受け、６１…細孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室を形成する側周壁には複数の燃焼
   用空気供給孔が設けられ、炉床には複数の燃焼用空気供
   給孔が設けられていて、炉床において合成固形燃料を燃
   焼させるようにした固定床型の燃焼炉を持つ合成固形燃
   料燃焼装置において、該燃焼炉に方向性を持つ振動を与
   えることのできる振動発生装置が付設されており、該振
   動発生装置の作動により、炉床上の灰分には側周壁に形
   成した灰排出口に向けての運動が与えられ、それにより
   灰分は燃焼炉外に排出されるようにされていることを特
   徴とする合成固形燃料燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記灰排出口から漏洩する燃焼ガス及び
   未燃ガス等の気体成分を燃焼室内に戻すための気体循環
   路がさらに設けられていることを特徴とする請求項１記
   載の合成固形燃料燃焼装置。