特許ウォッチ

公開番号2024147443
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-16
出願番号2023060462
出願日2023-04-03
発明の名称燃焼炉及び燃焼炉システム
出願人株式会社コロケット
代理人協明国際弁理士法人
主分類F23B 10/02 20110101AFI20241008BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】簡易な構造でありながら、廃棄物固形燃料を効率よく燃焼させることができる燃焼炉及び燃焼炉システムを提供する。
【解決手段】燃料Rを燃焼させ一次燃焼を起こす燃焼室11と、二次燃焼を起こすヒートライザー13とを備え、前記燃焼室と前記ヒートライザーとが略L字型に互いに連通して配される燃焼炉1であって、前記燃焼室内には、前記燃焼室内に配設されることで流通する空気が燃料の発火点を超える温度に加熱される加熱配管11cが設けられており、前記加熱配管には、前記燃焼室内で加熱された空気が吹き出す熱風吹出口11dを有し、前記熱風吹出口から吹き出す空気は、前記燃焼室内に投入される燃料を手前側から奥側に配される前記ヒートライザー側へ吹き飛ばす風圧を有する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
燃料を燃焼させ一次燃焼を起こす燃焼室と、二次燃焼を起こすヒートライザーとを備え、前記燃焼室と前記ヒートライザーとが略Ｌ字型に互いに連通して配される燃焼炉であって、
前記燃焼室内には、前記燃焼室内に配設されることで流通する空気が燃料の発火点を超える温度に加熱される加熱配管が設けられており、
前記加熱配管には、前記燃焼室内で加熱された空気が吹き出す熱風吹出口を有し、
前記熱風吹出口から吹き出す空気は、前記燃焼室内に投入される燃料を手前側から奥側に配される前記ヒートライザー側へ吹き飛ばす風圧を有する燃焼炉。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記加熱配管は、平面視において略方形状に形成されるとともに、側面視において略Ｌ字状に形成された起立部位を備える燃焼炉。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記燃料は、ＲＰＦである燃焼炉。
【請求項４】
燃料を燃焼させ一次燃焼を起こす燃焼室と、二次燃焼を起こすヒートライザーとを備えたロケットストーブ構造とされ、前記燃焼室内には、前記燃焼室内に配設されることで流通する空気が燃料の発火点を超える温度に加熱される加熱配管が設けられており、前記加熱配管は、前記燃焼室内で加熱された空気が吹き出す熱風吹出口を有し、前記熱風吹出口から吹き出す空気は、前記燃焼室内に投入される前記燃料を手前側から奥側に配される前記ヒートライザー側へ吹き飛ばす風圧を有する燃焼炉と、前記ヒートライザー内で発生するガスや飛灰等を前記上昇気流を利用して集塵するとともに強制排気するサイクロンを有する集塵機とを備えた燃焼炉システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記集塵機の下方には、集塵した灰や塵等を貯留する灰貯部を備えた燃焼炉システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記集塵機を通過した熱風を誘引して外部に排気する排気用送風機をさらに備えた燃焼炉システム。
【請求項７】
請求項４において、
熱交換器と貯水タンクとをさらに備え、温水ボイラーを構成する燃焼炉システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に廃プラスチック類等を原料としたＲＰＦ（ＲｅｆｕｓｅｄｅｒｉｖｅｄｐａｐｅｒａｎｄｐｌａｓｔｉｃｓｄｅｎｓｉｆｉｅｄＦｕｅｌの略。以下、ＲＰＦという。）等の廃棄物固形燃料を燃料として好適に用いることができる燃焼炉及び燃焼炉システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、小型の燃焼炉としては、木質ペレットストーブや薪を多量に投入して長時間燃焼できる薪ボイラー等が知られているが、ハウス栽培などで使う暖房装置としては、燃料コストが高く、熱量も足りない点が課題となる。また薪焚きの温水ボイラーの燃焼炉においては、燃料となる薪自体の含水率や樹種の違いにより燃焼が一定しないので、安定的な燃焼が難しい点が課題となる。さらに一般に普及している燃焼炉の多くには、石油等の化石燃料が使用されてきたが、二酸化炭素削減の問題や経費削減のため、石油に代わる安価な燃料を使用できる燃焼炉が求められている。
【０００３】
そこで、安価で高カロリーな燃料として、廃棄物固形燃料が注目されており、廃棄物固形燃料としては、プラスチック廃棄物の中から塩素系プラスチックを出来る限り排除した物を粉砕し、これに紙類や木質系廃棄物などを混ぜてペレット状あるいは団子状にしたＲＰＦやＲＤＦ（ＲｅｆｕｓｅＤｅｒｉｖｅｄＦｕｅｌ）等が知られている。近年、持続可能な循環型社会への移行を実現するにあたり、廃プラスチックの利活用という観点からも、ＲＰＦ等の廃棄物固形燃料を燃料として活用する動きが活発になっており、長時間の安定燃焼が可能で小型で簡易な構造の燃焼炉の開発が一層求められている。
【０００４】
しかし、ＲＰＦ等の廃棄物固形燃料を一般的な燃焼炉で燃焼させると、燃焼温度が５００度前後と低温であるため、黒煙や異臭が発生する。また燃焼炉内部に未燃溶融したプラスチックが付着してしまうため、通常の薪を燃やすような燃焼炉でＲＰＦ等を燃料に用いることは現実的に困難といえる。さらに上述のような低温燃焼ではダイオキシンの発生も懸念されるので、８００度以上の高温で燃焼させる必要があるが、従来の燃焼炉に於いて高温燃焼させると燃焼炉内部に蓄積された灰が高熱により溶融固化してしまうので燃焼室内部の容積が減少して燃焼空気の流れが悪くなり長時間の安定燃焼が出来なかった。
【０００５】
下記特許文献１には、ロータリーキルン方式を採用し廃棄物固形燃料を燃料とする熱風発生炉が開示されている。ここには、キルン本体から排出される固形燃料の燃焼灰や固形未燃分を貯留する貯留ホッパーに再燃焼用空気を供給する空気供給手段を備え、再燃焼用空気によって固形未燃分を燃焼分解させ灰化させることが記載されている。
【０００６】
下記特許文献２には、ＲＰＦ燃焼炉が開示されている。ここには、燃焼炉の手前下部に複数個の一次燃焼空気吹き出し口と、燃焼炉奥上部付近に複数個の吹き出し穴を有する二次燃焼空気吹き出し用パイプを備え、ＲＰＦに一次燃料空気を吹き付けて燃焼させ燃焼火炎や未燃微粉などを燃焼室の奥へと吹き飛ばし、未燃微粉などに上部より二次燃焼空気の熱風を噴射して完全燃焼させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１６－０８０１４５号公報
特開２０２０－６０３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に開示のものはロータリーキルン式であるため、ロータリー機構が必須となり、装置として小型が難しく、構造も簡易化し難い点が課題である。また上記特許文献２に開示のものは、小型化は可能な構造であるが、燃焼室の上部より高圧の空気を送って固形燃料を燃焼室奥部に吹き飛ばし、高温になった二次燃焼空気を吹き付けて固形燃料を燃焼させるため、燃焼室奥部と灰貯め部の距離が近いと、未燃のまま燃焼室奥部の灰貯め部まで飛んでいってしまい、酸素不足による未燃が残る場合がある。これはＲＰＦの原料が廃棄物であるため、燃焼発熱量の違いによる燃焼速度変化に対応した燃焼空気流入量を合わせられないから生じてしまうと考えられる。また燃焼室に送り込む燃焼空気温度が、固形燃料の発火温度に達していないと、燃焼室奥部に到達してから着火するため、固形燃料が燃え尽きるまでに燃焼室奥部の灰貯め部に溜まり、その上部に灰が積もっていくため、やはり酸素不足による未燃が発生する場合があった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造でありながら、廃棄物固形燃料を効率よく燃焼させることができる燃焼炉及び燃焼炉システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る燃焼炉は、燃料を燃焼させ一次燃焼を起こす燃焼室と、二次燃焼を起こすヒートライザーとを備え、前記燃焼室と前記ヒートライザーとが略Ｌ字型に互いに連通して配される燃焼炉であって、前記燃焼室内には、前記燃焼室内に配設されることで流通する空気が燃料の発火点を超える温度に加熱される加熱配管が設けられており、前記加熱配管には、前記燃焼室内で加熱された空気が吹き出す熱風吹出口を有し、前記熱風吹出口から吹き出す空気は、前記燃焼室内に投入される燃料を手前側から奥側に配される前記ヒートライザー側へ吹き飛ばす風圧を有することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許