JPS63282417A - 粗粒を媒体とする燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、公知の燃焼装置においては使用困難あるいは
不ｎＴ能な難燃性可燃物を燃焼する技術分野において利
用され、特に水分を多量に含む鉱物系争生物系の油、及
び固体分の多い粗悪可燃物を安定で効率よく燃焼する燃
焼装置に関する。

［従来の技術］ この種の燃焼袋ととしては、砂、小石等の加熱媒体を燃
焼室に収容し、粗悪可燃物を加熱媒体とともに燃焼室内
で吹き上げ循環させることにより、粗悪可燃物を燃焼さ
せる装置が知られている（特開昭６０−２１６１１３号
公報、特開昭６０−２２６６０７号公報及び特開昭６０
−２５６７０８号公報参照）。

［解決すべき問題点］ 従来の燃焼装置では、可燃物及び加熱媒体の吹き上げ及
び＠環を単一の空気導入管により行っているため、加熱
媒体の循環量を、可燃物の供給量とは別個独立に制御で
きない。したがって、粗悪可燃物の難燃度に応じて加熱
媒体の循環量を最適なものに調節することは困難であっ
た。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、従来の燃焼装置のもっていた上述の問題点を
解決し、どんな不・均質の液体可燃物でも安定に安全に
燃焼させ、さらには熱効率のよい燃焼Φ加熱を行うこと
ができ、しかも、製造コストが低廉で経済的な燃焼装置
を提供することを目的とするものである。

本５１明にかかる燃焼装置は、上記目的の達成のために
、下方に向かって断面積が小さくなる底部を有する筒状
容器と、該筒状容器内に該容器との間に間隙部を有する
ように設けた、上下面開放の内筒と、該筒状容器の底部
に充填される耐熱性固体粒子と、該筒状容器の底部から
容器内へ上方に突出するように設けた可燃性液体送入管
と、該筒状容器に設けられ、可燃性液体を該内筒内に送
入する第１の空気送入機構と、該筒状容器内に該可燃性
液体用の空気送入機構とは別個に設けた第２の空気送入
機構であって、該１５４体粒子−を１該内筒内に移動さ
せて、可燃性液体と接触させ、該固体粒子を該可燃性液
体とともに該内筒内及び該環状間隙部を循環させるもの
とからなることを特徴とする。

木発すｊの燃焼装置は、不均質な液体可燃物あるいは固
体を含む可燃物を送入すると同時に高温の固体粗粒子群
に接触するように構成され、高温の固体粗粒子全部が着
火源になるために、どんな不均質の液体可燃物あるいは
固体を含む可燃物でも必ず着火され、安定・安全な燃焼
を鋼線することが出来る。

本発すｊの燃焼装置は、底部に向って断面積を小さくす
る粗粒子充填部と、耐熱材料で作られる内筒および液体
可燃物を一ヒ方に向って噴出する液体送入管によってｙ
ｉ成され、粗粒子は、粗粒子充填部の底部に設置した第
２空気送入機構の一部をなす空気！ｌ！ｆｆｌ板を通じ
て下方から送入される空気によって流動化され、はぼ定
常的に内筒の内部に循環される。液体送入管から噴出す
る液体可燃物の液滴は、内筒内に送入され、内筒内で高
温の固体粒子群と接触し、急速に加熱・分散会蒸発が行
われ、内筒内に同時に送入される燃焼用空気と混合して
直ちに着火する。

粗粒子群は、上昇する燃焼ガスに伴われて内筒より上方
にとび出るが、重力の作用によって下降し、内筒外側、
燃焼装置内側の環状部に落下する。環状部は高温の固体
粗粒子が堆積するが、これらはゆるやかに下降をつづけ
て粗粒子充填部に入り、流動化状態になって内筒内部に
循環してゆくようになっている。

［作用］ 以上のごとく、本発明の燃焼装置によって不均質液体可
燃物あるいは固体を含む可燃物を燃焼するには、先ず空
気整流板を通ずる空気送入口を停止して、固体粗粒子を
底部にのみ堆積しておき、液体送入管に通常の液体燃料
を送入し、その周囲に燃焼用空気を送入して、燃焼室に
設けたパイロットバーナーによって着火し、通常の燃焼
を行わしめることにより燃焼室の温度を上昇させ、徐々
に空気整流板を通して空気を送入することにより固体循
環を行わしめてこれを加熱し、充分着火出来る温度に達
した時点で所定の不均質難燃性液体不燃物あるいは固体
を含む可燃物を送入し、定常な燃焼を行う、この際、不
均質液体可燃物は水と燃料油の混合物であっても差支え
ない。

通常のバーナーでは燃焼のできない難燃性液体可燃物で
も、高温粗粒子のｆＩ環と接触によって極めて安定した
安全な定常燃焼操作が出来る。

燃焼操作は、必ずしも連続に行うばかりでなく、例えば
、朝に着火して夕方に停止する、いわゆる断続操作も、
特に小規模なりＳ突所においてはよく行われるものであ
る。このような操作の場合には、停止時に高温であった
固体粗粒子はその熱容量が大きいために習朝までの温度
低下が小さく、上記のような着火操作を行う必要なく、
直ちに着火匝転が出来るので熱エネルギーおよび労力の
損失が無い。

固体相粒子の流動化および飛び出しの連動エネルギーは
大きいので、分散の出来にくい不均質液体あるいは固体
を含む可燃物も内筒内で充分に分散され、確実に燃焼す
ることが出来る。

燃焼装置によって発生する灰分は通常、粒子層を凝若し
易いものであるが、１１粒の場合には、上記のように匝
動エネルギーが大きいので凝着を起さず、円滑に流動、
循環し、着火源として充分な作用を果すことが出来る。

このため操作は高温下で可１走であるので、燃焼装この
体積を小さくすることが出来る。

［実施例］ 以下添付図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

ｍ１図は、本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

符号ｌは、筒状容器からなる燃焼装置本体を示すもので
あり、その下部に、下方に向かって断面積を小さくする
固体粗粒子充填部２を備える。この固体粗粒子充填部に
は、燃焼装置本体の底部のほぼ中央より液体送入管４が
、装置本体内に上方に向って突出する。液体送入管の上
方には、装置本体の内壁面との間に環状の間隙を有して
、上下面が開放した１ＩｉＪ熱材料製の円筒状の内筒３
が設けられる。液体送入管の上端は、この内筒内に突出
している。０状容器の底部には、液体送入管４を囲むよ
うに環状の第１空気送入機構７を、設ける。さらに、こ
れを囲むように第２空気送入機構の一部をなす空気整流
板５を装置本体、すなわち燃焼室の底部に設ける。この
空気整流板は、例えば、多孔板あるいは多孔質材料板構
造をしていて、固体粗粒子層を支える。燃焼装を本体ｌ
の内壁面と内０３の外表面間の環状間隙部には、固体粗
粒子が充填される。固体粗粒子は、平均粒径０．５ｍｍ
〜６ｍｍのもので耐熱製のものであれば、その種類は任
意であり、例えば、アルミナ、シリカ、シリカ・アルミ
ナ系のように磨耗に強くて安価なものが好適で、形状に
は制限はないが、球状のものが好ましい、この外、燃焼
室には、液体送入管を通じて送入する通常の液体燃料を
着火するための公知の初期着火用パイロットバーナー２
１を設ける。

燃焼用空気は、空気送入口６より導入され、液体送入管
４のまわりの空気送入部７を通って液体送入管４の出口
で液体の滴を激しい乱流状態で上昇させ、内筒３の内部
に循環してくる高温の固体粗粒子をまき込んでこれらと
液滴とを接触させるとともに着火させ、安定な燃焼を行
わせる。この際空気送入部７のまわりには耐熱材料製の
断熱管８を設け、液体送入管の過熱を防止することが出
来る。

一方、粒子循環用の空気は、送入口９より導入され、空
気整流板５を通って固体粗粒子充填部２の中にある高温
の粗粒子層を流動化し、はぼ定常的に高温の粗粒子を内
筒の内部に循環送入させる。この際燃焼装置本体ｌの内
壁面と内筒３の外表面間の環状部には、高温の粗粒子層
１０が堆積され、緩やかな速度で下降してゆき、固体粗
粒子充填部２の中に入って流動化循環される。この場合
の固体粗粒子の温度は５００〜１１００℃の範囲が好ま
しい。

内筒３の内部空間１１において燃焼が行われ、高温とな
った燃焼ガスは高速度で上方に向って流れるが、その際
高温の固体粗粒群を伴い、内０３の上方の空間部１２に
運び上げる。極めて不均質で難燃性の液体可燃物あるい
は固体を含む可燃物の場合には、内筒３の内部１１にお
いて高温の固体粗粒炭素分を含有する固体を付着するが
、空間部１２の温度は充分に高く且つ固体粗粒の空間部
１２における滞留時間が長いのでそれらの固体分は燃焼
しつくず、空間部１２の中で固体粗粒は重力により上昇
速度、を減じて反転し、主として燃焼装２１１の内壁面
に近接した領域を落下して、燃焼装置１の内壁面と内筒
外表面のｊｉｆｆの環状部に形成される高温の粗粒子層
１０の上表面に堆積することにより、高温の固体粗粒子
は、粗粒−７−ｅｌＯより固体粒子充填部２、内筒内部
１１．内部空間１２、高温の粗粒子層１０という循環を
ほぼ定常的に行う。

第１図は燃焼ガス出口１３を内筒上面の位置付近に設け
た場合であり、内情内の空間１１から高流速で上昇した
燃焼ガスが反転して下方に向きをかえ、空間部１２内で
燃焼装ｍｌの内壁面に近い領域を下方に波れることによ
り、随伴する高温固体粗粒が燃焼装置ｌの頂部に衝突す
ることを抑止する作用を行わせる。この際燃焼ガス出口
１３の数および形状、および内筒の上面に対する位置関
係は任意であり、例えば第１図のように対称軸のまわり
に１３′などの複数個の出口をつけることが好ましい。

本発明の燃焼装置には液体導入管４による液体可燃物を
送入するだけではなく、その上に例えば空間部１２の中
の適当な位とに送入口１４を設け、例えば、固体を含む
可燃物のようにポンプによる送入が困難な可燃物を内筒
ｊの内部空間１１に送入することができる。

また、例えば、有臭ガスのように高温度にして処理する
ことが要求される場合はそのガスを燃焼装置ｌの頂部に
開口する送入口１５より下方に向って送入し、あわせて
上昇してくる高温の固体粗粒子群が頂部に衝突すること
を抑止することができる。

液体送入管４を通じて送入する液体が、例えば、廃油、
魚油などのように大きな発熱埴を有する場合には、燃焼
によって発生する熟エネルギーを回収することが必要で
ある。第２図（簡明化のため、燃焼装置の上半部のみを
示し、下半部は、第一実施例と同様なので省略する。）
はこの場合に対する実施例であり、燃焼装置の空間１２
のまわりの壁面を水冷ジャケット１６を用いて構成し、
給水口１７からジャケット１６に送入される木を加熱し
、温水として温水口１８から流出させることもできる。

また熱エネルギーを水蒸気にて回収する場合には、第３
図（簡すｊ化のため、燃焼装置の上半部のみを示し、下
半部は、第一実施例と同様なので省略する。）における
符号１９で示すような木管をもって空間１２を囲み、燃
焼ガスおよび高温固体粗粒子群からの強烈な放射熱エネ
ルギーによって効率のよい水蒸気発生を行うことができ
る。

第１図〜第３図は燃焼ガスの出口を燃焼装２空間部１２
の下部に設置した例であるが、その位置は必ずしもそれ
に制限されず、例えば第４図（簡１！１化のため、燃焼
装置の上半部のみを示し、下半部は、第一実施例と同様
なので省略する。）のように燃焼装置ｌの頂部に燃焼ガ
ス出口２０を設置しても差支えない。

［発明の効果コ 以上のごとくの本発明によるならば、次のような効果を
得る。

■　公知のバーナーでは燃焼不可俺な不均質難燃性の可
燃液体あるいは固体を含む液体を安定に燃焼することが
できる。

・■　効率が高く失火の危険性がなく安全である。

■　固体粗粒の熱容量が大きいため、断続操作の場合で
もすぐ着火と定常運転ができるので熱効率が大きい。

■　停止時にも固体粒の閉塞が無い。

■　流動状況・燃焼状況の観察が容易であり、操□作が
やり易い。

（６）　　粗粒子循環用の空気は、難燃性可燃物を循環
させる燃焼用空気とは別の送入口を通じて送り込まれる
ので、難燃性可燃物の供給量とは独立して粗粒子の循環
場を最適状ぷに調節出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発ＩＪの第一実施例の構成ａ要を示す縦断面
図、第２図、第３図、第４図は燃焼装置上部形状につい
ての変形を示す、各々第二、第三、第四実施例装置を示
す部分縦断面図である。 ｌ・・・燃焼装置本体、２・・・固体粗粒子充填部、３
・・・内筒、４・・・液体送入管、５・・・空気整流板
、６．９・・・空気送入口、７・・・空気送入部、８・
・・断熱管、ｌＯ・・・粗粒子層、１１・・・内筒内部
空間、１２・・・燃焼装置空間部、１３．１３′・・・
燃焼ガス出口、１４・・・可燃物送入口、１５・・・気
体送入口、１６・・・水冷ジャケット、１７・・・給水
口、１８・・・温水口、１９・・・木管、２０・・・燃
焼ガス排出口、２１・・・パイロットバーナー 特許出願人　　　株式会社　カシワチック代　理　人　
　　弁理士　由来　量三（外１名）第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下方に向つて断面積が小さくなる底部を有する筒状
   容器と、 該筒状容器内に該容器との間に間隙部を有するように設
   けた、上下面開放の内筒と、 該筒状容器の底部に充填される耐熱性固体粒子と、 該筒状容器の底部から容器内へ上方に突出するように設
   けた可燃性液体送入管と、 該筒状容器に設けられ、可燃性液体を該内筒内で燃焼す
   る第１の空気送入機構と、 該筒状容器内に、該可燃性液体燃焼用の空気送入機構と
   は別個に設けた第２の空気送入機構であつて、該固体粒
   子を該内筒内に移動させて、可燃性液体と接触させ、該
   固体粒子を該可燃性液体とともに該内筒内及びこれと該
   筒状容器間の間隙部を循環させるものとからなることを
   特徴とする粗粒を媒体とする燃焼装置。