JPS605845B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、給湯、暖房、温室、乾燥機等の熱源となる、
粒状固形燃料を用いる燃焼装置に係り、特に粘結質の石
炭系燃料を燃焼させる場合に好適な燃焼装置に関する。

石油の供給不安から石炭その他の固形燃料の見直しが叫
ばれているが、これら固形燃料は完全燃焼させること、
あるいは簡易は装置で高火力を得ることが困難である。
その中で固形燃料を粒状化（粉状化）し、これを蝿拝浮
上させた状態で燃焼させる、いわゆる流動床燃焼が上記
問題点を解決する燃焼方法として注目されているが、構
造の簡易な小型の燃焼装置により上記のような燃焼を完
全に行なわせることは困難であった。本出願人は、この
ような背景に鑑み、既に小型の装置であって粒状燃料を
鷹梓浮上状態で燃焼させることができる燃焼装置を提案
している。

この燃焼装置は基本的には横向きの筒状燃焼室内に渦流
を生ぜしめて粒状燃料を燃焼させ、その燃焼ガスを燃焼
ガス取出室に導いて該取出室内に臨ませた燃焼ガス取出
管から外部に取り出すようにしたものであり、良好な燃
焼を行なわせることができる。ところがこの燃焼装置で
は、オイルコークス・石炭コークス等の非粘結質の石炭
系燃料を燃焼させる場合には燃焼室内壁に異物、つまり
燃焼生成物が付着することは少ないが、タール分を多く
含有する粘給質の石炭系燃料を燃焼させると、燃焼室内
壁に異物が付着堆積することがあり、これが不完全燃焼
等の燃焼トラブルを発生させ、あるいは繁煩な分解掃除
を余儀なくさせる原因となっていた。

本発明は、このような問題点を解消するべく、筒状燃焼
室に吹き込む石炭系粒状燃料を予熱することにより該燃
料に含まれるタール分をガス化して非粘結質燃料に変化
させること、および上記予熱は該燃料の燃焼によって生
ずる熱を利用して行なうこと、の二点に着目してなされ
たもので、燃料吹込室の一側に燃焼室、他側に燃焼ガス
取出室を設け、燃ｓ暁室で燃焼させた燃焼ガスを上記燃
料吹込室を通る加熱管を介して燃焼ガス取出室に導くこ
とにより、燃料吹込室に吹き込まれる粒状燃料を該加熱
管により子熱できるようにし、併せて加熱された粒状燃
料の加熱管壁、燃焼室内壁に付着するのを防止したこと
を特徴としている。

以下図示実施例について本発明を説明する。本燃焼装置
は、中央部の燃料吹込室１と、この吹込室１の一側（第
１図右側）に設けた燃焼室２と、他側（同左側）に設け
た燃焼ガス取出室３とからなる。これら各室１，２，３
はいずれも軸を水平にした横向きの円筒状であって、耐
火材料からなる筒状体４、端壁５，６および隔壁７，８
等から構成されており、燃焼ガス取出室３の下方には集
塵室９が蓮設されている。１０は筒状体４および端壁５
，６内に埋込んだ冷却水または冷却空気の循環パイプ、
１１ａはその入口、１１ｂは出口である。

燃料吹込室１と燃焼室２間の隔壁７は、その上方一部を
功欠し、て両室間の蓮通□１２を構成しており、また両
室１，２の軸部には加熱管１３が配設されている。

この加熱管１３は燃焼室２内において導入ロー４を関口
させ、燃料吹込室１を通って燃焼ガス取出室３に排出口
１５を関口ごせている。燃焼ガス取出室３には、外部か
らその軸部に燃焼ガス取出管１６が挿入されており、そ
の突出部には除塵キャップ１７が被着されている。

この除塵キャップ１７はサラミックその他の耐火物から
構成されたもので、隔壁８と取出管１６端部との間に位
置する端壁１７ａと、取出管１６の外周に位置する、傾
斜壁を含む周壁１７ｂとから成っている。端壁１７ａお
よび周壁１７ｂは取出管１６と接することがないように
該管と一定の距離を保ち、周壁１７ｂの下方一部には燃
焼ガス流通口１８が穿設されている。また燃焼ガス取出
室３の下方に蓮設した集塵室９は、該取出室３および上
記吹込室１の下方に位置する大型のものであって、縦通
路１９によって上記取出室３に蓮適している。

縦通路１９は取出室３側から集塵室９側にかけて前後方
向、左右方向いずれにも拡径し、取出室３と集塵室９の
蓮通面積を充分大きく確保している。集塵室９の下部に
は出し入れ可能なトレイ２１が設けられ、また上部には
集塵室内でも最終的な燃焼を行なわせるための空気供聯
合管２２が挿入されている。しかして上記燃料吹込室１
には、第３図に明らかなように、円筒状の該吹込室の接
線方向に向けて下方に空気供給管２５が、そのやや上方
に燃料供給管２６がそれぞれ関口している。燃料供給管
２６は第６図に示すように燃料貯留ホツパ２７の燃料混
合管２８およびブロワ２９に順次接続され「燃料混合管
２８内には駆動装置３０（第６図）によって駆動される
搬送スクリュ３１が挿入されていて、このスクリュの回
転によりホッパ２７内の粒状（粉粒）燃料が燃料供給管
２６内に導かれる。燃料の供総合量は搬送スクリュ３１
の回転速度の変更により調整することができ、空気量は
流量調整弁３２の開度により調整できる。また燃焼室２
および燃焼ガス取出室３には、燃料吹込室１の空気供給
管２５と同様に、該室の接線方向に向けて空気供給管３
３，３４，３５が閉口している。

これらの空気供給管２５，３３，３４，３５および集塵
室９内の上記空気供給管２２は、それぞれ開閉弁３６，
３７，３８，３９，４０を介して上記ブロワ２９に接続
されている。さらに燃焼室２には着火炎導入管４１が閉
口している。この導入管は最上流が開閉弁４２を介して
上記プロワ２９に接続されており、その途中にはェジェ
クタ４３および開閉弁４４を介してガスボンベ４５が接
続されている。この着火装置は、ェジェクタ４３により
着火ガスと空気とを混合してこれに点火プラグ４６によ
り着火し、その着火炎を導入管４１から燃焼室２内に噴
出させるものである。なお符号４７，４８，４９はそれ
ぞれ室１，２，３の点検覗き窓を、５０は加熱管１３の
燃焼室２側端部に設けた炎監視器を示す。上記構成に係
る本装置は、ブロワ２９と燃料貯留ホッパ２７の駆動装
置３０を同時に駆動すると、タール分を含む石炭系粒状
燃料が燃料供聯合管２６から燃料吹込室１に吹き出され
、これが空気供給管２５からの空気流により鷹拝されて
渦状となる。

空気供給管２５は燃料供給管２６の吹出部近傍に開□し
ているため、この粒状燃料の蝿梓浮上は効果的に行なわ
れる。このようにして蝿梓浮上状態となった粒状燃料は
、隔壁７に設けた上部連薄口１２を介して燃焼室１に入
り、空気供給管３３，３４からの空気流により渦流を強
化され、着火炎導入管４１からの着火ガスにより着火さ
れる。

したがって流動状態の燃焼が開始され、燃焼ガスは導入
口１４から加熱管１３を通って燃焼ガス取出室３内に噴
出する。燃焼室１内では未然分を多く含む重量の大な燃
料は渦流の遠心力により該室の外側に位置し、燃焼後の
軽いガスが加熱管１３内に入るから、より完全な燃焼を
行なわせることができる。以上の燃焼が定常的に行なわ
れると、加熱管１３は高温となり、したがって燃料吹出
室１も高温となる。

本発明はこの熱を利用して燃焼前の夕−ル分を含む＊占
結質の石炭系粒状燃料を子熟するのである。すなわち上
記燃料が加熱状態となると、該燃料に含まれるタール分
がガス化し、粘絹質であった粒状燃料が非粘結費に変化
するのである。この変化は化学的には主として石炭系燃
料を燃焼の前工程において乾留するのに相当する。燃料
吹込室１における加熱温度は加熱管１３の表面積、粒状
燃料の滞留時間等により異なるが、これらの要素を適当
に設定して上記乾留が行なわれるようにするのである。
特に加熱管１３の長さと太さ、蓮通口１２の大きさは大
きな要因である。したがって燃焼室２で行なわれる定常
的な燃焼は、性質を非＊占結質に変化させた粒状燃料に
ついて行なわれることとなるから、該室２の壁面、加熱
管１３の壁面等に異物が付着堆積する可能性は極めて少
なくなる。

そして加熱管１３の排出口１５から燃焼ガス取出室３内
に噴出した燃焼ガスは、空気供給管３５からの空気流と
合流して渦状の燃焼を継続し、最終的に除塵キャップ１
７の周壁１７ｂの下方一部に穿設した流通口１８を介し
て該キャップ内に入り、燃焼ガス取出管１７から外部に
取り出される。

流通口１８は除塵キャップ１７の下方に穿設されている
ため、燃焼灰、特に重量のある禾然分が取出管１６に至
る可能性は極めて少なく、したがって清浄な燃焼ガスを
取り出すことができる。また燃焼室２および燃焼ガス取
出室３における燃焼は渦流の中で行なわれるため、燃料
の鷹梓浮上状態を長い時間維持することができる。この
ような流動状態での燃焼はＮＯ広，Ｓ０×の発生を低減
させることが知られており、したがって大気汚染の防止
を寄与しうる。また高灰分、高硫黄分などの低質炭の利
用が可能という利点もある。上記燃焼の結果生ずる燃焼
灰は、燃焼ガス取出室３に比して充分に大きいベースを
有する集塵室４内に縦通路１９を介して落下しトレイ２
１に集められる。

この集塵室９内では供Ｖ給管２２からの新鮮な空気によ
り最終的な未燃分の燃焼が行なわれ、その燃焼ガスは上
昇して燃焼ガス取出室３に逆流する。なお燃焼室内温度
が約８０ぴ０を超えると、徴量の水と酸素（燃焼空気）
の存在で次の反応式により水性ガス化反応が生じ、粉炭
（Ｃ）が燃焼しやすくなるとともに、燃焼室壁面がアッ
シュの溶解温度以上の高温にならないことが知られてい
る。

ＱＯ＋Ｃ→ＣＯ＋ＱＣ。

十日２十。２一Ｃ。

２十日２０ また燃料吹込室１に徴量の水を供給できるようにすれば
該室の壁面の温度を調整することができる。

このため本装置では点検覗き窓４７，４８，４９に開閉
弁５１，５２，５３を介してタンク５４に連なる水供給
パイプ５５，５６，５７を関口させ、各室に徴量の水を
供給できるようにしている。

特に燃焼室２に連なる水供ｖ給パイプ５６の開閉弁５２
は、燃焼室２に臨ませた温度検知器５８により開度を制
御し、燃焼室２が異常高温になるのを防止するのが好ま
しい。なお点検覗き窓４７，４８，４９にそれぞれブロ
ワ２９に連なる徴量空気供給管５９，６０，６１を閉口
させたのは、該窓のくもり止めのためである。以上要す
るに本発明に係る燃焼装置によれば、燃焼室で燃焼した
燃焼ガスを燃焼ガス取出室に導く加熱管により、燃焼前
に燃料吹込室に吹込まれる石炭系粒状燃料を予熱し、該
燃料に含まれるタール分をガス化して該燃料を非粘給質
に変えることができる。

したがって燃焼室内壁に異物が付着するのを防止し、あ
るいは異物の付着堆積速度を遅くし、燃焼トラブルの発
生を防止して燃焼室内清掃の頻度を減少させることがで
きる。特に本発明によれば燃料を子熱するにつき特別の
熱源を要することなく従来使用が困難であった粘結質の
燃料を燃焼させることができるからその利用価値は高い
。また筒状燃焼室および燃焼ガス取出室は横向きで、該
取出室に臨む燃焼ガス取出管も横向きとなるので従来の
オイルバーナ用ボィラ、乾燥機などにもそのまま使用す
ることが可能である。図面の簡単な説明第１図は本発明
に係る燃焼装置の実施例を示す縦断面図、第２図、第３
図、第４図はそれぞれ第１図のローロ線、ｍ−ｍ線、Ｗ
−Ｗ線に沿う断面図、第５図は本燃焼装置に対する燃料
その他の供給配管系統を示す一部を断面斜視図とした系
統接続図、第６図は第５図のの−の線に沿う断面図であ
る。

１・・・・・・燃料吹込室、２・・・…燃焼室、３・・
・・・・燃焼ガス取出室、７，８…・・・隔壁、９…・
・’集塵室、１２……運遍口、１３・・・・・・加熱管
、１６・・・…燃焼ガス取出管、２２，２５，３３，３
４，３５……空気供鎌倉管、２６・・・・・・燃料供給
管、２７・・・・・・燃料貯留ホツパ、４１……着火炎
導入管。

第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 石炭系粒状燃料を吹き込む横向き筒状の燃料吹込室
   の一側に、同じく横向き筒状の燃焼室を、他側に燃焼ガ
   ス取出室を設け、上記燃料吹込室と燃焼室とを両室間の
   隔壁の上部に開口させた連通口を介して連通させるとと
   もに上記燃焼室と燃焼ガス取出室とを上記燃料吹込室を
   通る予熱管を介して連通させ、かつ上記燃焼室に着火装
   置を設け、上記燃焼ガス取出室に燃焼ガス取出管を臨ま
   せ、上記燃焼室内で燃料と空気とを旋回流させて予熱管
   壁、燃焼室内壁に燃料の付着を防止したことを特徴とす
   る燃焼装置。