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JP7696166B2 - Combustion furnace and combustion furnace system - Google Patents
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Description

本発明は、主に廃プラスチック類等を原料としたRPF(Refuse derived paper and plastics densified Fuel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。 The present invention relates to a combustion furnace and a combustion furnace system that can suitably use waste-derived solid fuels such as RPF (refuse derived paper and plastics densified fuel, hereinafter referred to as RPF), which are made primarily from waste plastics and other materials.

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。 Conventionally, small combustion furnaces include wood pellet stoves and firewood boilers that can burn large amounts of firewood for long periods of time, but as heating equipment for use in greenhouses and the like, they have issues with high fuel costs and insufficient heat output. Another issue with firewood-fired hot water boiler combustion furnaces is that combustion is not constant due to differences in the moisture content and tree species of the firewood itself, making stable combustion difficult. Furthermore, many commonly used combustion furnaces have used fossil fuels such as petroleum, but there is a demand for combustion furnaces that can use cheaper fuels to replace petroleum in order to address issues of reducing carbon dioxide emissions and cost savings.

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(Refuse Derived Fuel)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。 As a result, waste-derived fuels have been attracting attention as a cheap, high-calorie fuel. Known examples of waste-derived fuels include RPF and RDF (Refuse Derived Fuel), which are made by crushing plastic waste from which as much chlorine-based plastic as possible has been removed, mixing this with paper and wood waste, and forming it into pellets or dumplings. In recent years, in order to realize a transition to a sustainable recycling-based society, there has been an active movement to use waste-derived fuels such as RPF as fuel, also from the perspective of utilizing waste plastics, and there is an increasing demand for the development of combustion furnaces that are small and simple in structure and capable of stable combustion for long periods of time.

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。 However, when waste solid fuels such as RPF are burned in a typical combustion furnace, the combustion temperature is low at around 500 degrees, resulting in black smoke and an unpleasant odor. In addition, unburned and molten plastic adheres to the inside of the furnace, making it practically difficult to use RPF as fuel in a furnace that burns regular firewood. Furthermore, there is concern that dioxins may be generated when burning at low temperatures as described above, so it is necessary to burn at high temperatures of over 800 degrees. However, when burning at high temperatures in a conventional furnace, the ash accumulated inside the furnace melts and solidifies due to the high heat, reducing the volume inside the combustion chamber and impairing the flow of combustion air, making it impossible to burn stably for long periods of time.

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。 The following Patent Document 1 discloses a hot air generating furnace that uses a rotary kiln system and uses solid waste fuel as fuel. It describes that the furnace is equipped with an air supply means that supplies re-combustion air to a storage hopper that stores the combustion ash of the solid fuel discharged from the kiln body and solid unburned fuel, and that the solid unburned fuel is combusted and decomposed into ash by the re-combustion air.

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。 The following Patent Document 2 discloses an RPF combustion furnace. It is equipped with multiple primary combustion air outlets at the front lower part of the combustion furnace, and a secondary combustion air outlet pipe with multiple outlet holes near the rear upper part of the combustion furnace, and it is disclosed that primary fuel air is blown into the RPF to cause combustion, blowing the combustion flame and unburned powder to the back of the combustion chamber, and hot secondary combustion air is sprayed from above onto the unburned powder to cause complete combustion.

特開2015-87047号公報JP 2015-87047 A 特開2020-60317号公報JP 2020-60317 A

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。 The device disclosed in the above Patent Document 1 is a rotary kiln type, so a rotary mechanism is essential, making it difficult to make the device small and simplifying the structure. The device disclosed in the above Patent Document 2 has a structure that can be made small, but since high-pressure air is sent from the top of the combustion chamber to blow the solid fuel to the back of the combustion chamber, and then high-temperature secondary combustion air is blown onto the solid fuel to burn it, if the distance between the back of the combustion chamber and the ash storage section is short, the fuel may fly unburned to the ash storage section at the back of the combustion chamber, and unburned fuel may remain due to lack of oxygen. This is thought to occur because the raw material for RPF is waste, and the amount of combustion air flowing in cannot be adjusted to correspond to the change in combustion speed due to the difference in combustion heat value. Also, if the temperature of the combustion air sent into the combustion chamber does not reach the ignition temperature of the solid fuel, it will ignite after reaching the back of the combustion chamber, so the solid fuel will accumulate in the ash storage section at the back of the combustion chamber before it burns out, and ash will accumulate on top of it, which may also result in unburned fuel due to lack of oxygen.

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。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a combustion furnace and a combustion furnace system that can efficiently burn waste-derived fuel while having a simple structure.

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。 In order to achieve the above object, the combustion furnace according to the present invention is a combustion furnace equipped with a combustion chamber that burns fuel and causes primary combustion, and a heat riser that causes secondary combustion, the combustion chamber and the heat riser are arranged in a generally L-shape and communicate with each other, the combustion chamber is provided with a heating pipe that is arranged in the combustion chamber and heats the air flowing therethrough to a temperature exceeding the ignition point of the fuel, the heating pipe has a hot air outlet from which the air heated in the combustion chamber blows out, and the air blowing out from the hot air outlet has a wind pressure that blows the fuel introduced into the combustion chamber from the front side to the heat riser arranged at the back side.

また上記目的を達成するために本発明に係る燃料炉システムは、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ことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the fuel furnace system of the present invention has a rocket stove structure equipped with a combustion chamber in which fuel is burned to cause primary combustion, and a heat riser in which secondary combustion is caused, and the combustion chamber is provided with a heating pipe arranged in the combustion chamber so that the air flowing therethrough is heated to a temperature exceeding the ignition point of the fuel, and the heating pipe has a hot air outlet from which the air heated in the combustion chamber is blown out, and the air blown out from the hot air outlet has a wind pressure that blows the fuel fed into the combustion chamber from the front side to the heat riser arranged in the back side, and is characterized by comprising: a combustion furnace; and a dust collector having a cyclone that uses an ascending air current to collect gas, fly ash, etc. generated in the heat riser and forcibly exhaust them.

本発明の燃焼炉及び燃焼炉システムは、上述した構成とされるため、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。 The combustion furnace and combustion furnace system of the present invention are configured as described above, and therefore can efficiently burn waste-derived fuel while having a simple structure.

本実施形態に係る燃焼炉及び燃焼炉システムの構成を説明するための模式的斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the configuration of a combustion furnace and a combustion furnace system according to an embodiment of the present invention. 図1に示す燃焼炉及び燃焼炉システムを説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining the combustion furnace and the combustion furnace system shown in FIG. 1 . (a)は燃焼炉の燃焼室内を説明するための模式的斜視図であり、(b)は同燃焼炉をさらに説明するための模式図であり、一部断面図で示している。FIG. 2A is a schematic perspective view for explaining the interior of a combustion chamber of a combustion furnace, and FIG. 2B is a schematic view for further explaining the same combustion furnace, shown partially in cross section. 同実施形態に係る燃焼炉及び燃焼炉システムの変形例を説明するためのブロック図である。FIG. 13 is a block diagram for explaining a modified example of the combustion furnace and the combustion furnace system according to the embodiment. (a)~(c)は燃焼試験の一例を説明するための図であり、(a)は燃焼炉システムのコントローラの表示部の一例を示す写真、(b)は廃棄物固形燃料を燃焼室内に投入し燃焼中の様子を撮影した写真、(c)は燃焼後の様子を撮影した写真である。1A to 1C are diagrams for explaining an example of a combustion test, in which (a) is a photograph showing an example of the display unit of a controller of a combustion furnace system, (b) is a photograph of waste-derived fuel being put into a combustion chamber and being burned, and (c) is a photograph of the state after combustion. (a)~(c)は燃焼試験の一例を説明するための図であり、(a)は燃焼試験終了後の灰貯部の内部を示す写真、(b)は燃料ホッパーに廃棄物固形燃料を投入した状態を示しており燃焼試験開始前の状態を撮影した写真、(c)は燃焼試験終了後の状態を撮影した写真である。1A to 1C are diagrams for explaining an example of a combustion test, in which (a) is a photograph showing the inside of the ash pond after the combustion test was completed, (b) is a photograph showing the state before the start of the combustion test, in which waste-derived fuel has been poured into the fuel hopper, and (c) is a photograph showing the state after the combustion test was completed.

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まずは図1~図4を参照しながら本実施形態に係る燃焼炉1及び燃焼炉システム100,100Aについて説明する。ここに示す燃焼炉1は、いわゆるロケットストーブ方式の燃焼炉である。燃焼炉1は、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、燃焼室11とヒートライザー13とが略L字型に互いに連通して配される。燃焼室11は、ヒートライザー13の下部に略水平方向に設けられたバーントンネルを構成し、ヒートライザー13は、燃焼室11に対して略垂直方向に設けられた熱上昇炉となる。これにより、燃焼室11内で発生した火炎・燃焼ガスが、ヒートライザー13を通過する時に強力な上昇気流が発生しヒートライザー内部で二次燃焼を起こすことができる。図例では燃焼室11とヒートライザー13とが略L字型に互いに連通して配される例を示しているが、これに限定されず、燃焼室への焚口を上方位置に設けた略J字型の燃焼炉としてもよい。また図例では、燃焼室11、ヒートライザー13、排気管4aのそれぞれの断面積の構成は、燃焼室11が大きく構成されているが、これに限定されず、いずれもほぼ同じ断面積としてもよいし、燃焼効率を上げるため、例えばヒートライザー13の断面積を燃焼室11より大きく構成し、排気管4aの断面積をヒートライザー13よりも大きく構成してもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a combustion furnace 1 and a combustion furnace system 100, 100A according to the present embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 4. The combustion furnace 1 shown here is a so-called rocket stove type combustion furnace. The combustion furnace 1 includes a combustion chamber 11 that burns fuel R to cause primary combustion, a heat riser 13 that causes secondary combustion, and the combustion chamber 11 and the heat riser 13 that are arranged in a generally L-shaped manner and communicate with each other. The combustion chamber 11 constitutes a burn tunnel that is arranged in a generally horizontal direction below the heat riser 13, and the heat riser 13 is a heat riser that is arranged in a generally vertical direction relative to the combustion chamber 11. As a result, when the flame and combustion gas generated in the combustion chamber 11 pass through the heat riser 13, a strong updraft is generated, and secondary combustion can be caused inside the heat riser. In the illustrated example, the combustion chamber 11 and the heat riser 13 are arranged in a generally L-shaped manner and communicate with each other, but the present invention is not limited to this, and the combustion furnace may be an approximately J-shaped combustion furnace with a fire opening to the combustion chamber at an upper position. In the illustrated example, the cross-sectional areas of the combustion chamber 11, heat riser 13, and exhaust pipe 4a are configured so that the combustion chamber 11 is larger, but this is not limited to this and they may all have approximately the same cross-sectional area, or, in order to increase combustion efficiency, the cross-sectional area of the heat riser 13 may be configured to be larger than that of the combustion chamber 11, and the cross-sectional area of the exhaust pipe 4a may be configured to be larger than that of the heat riser 13.

ここで用いられる燃料Rは、これまで安定的な燃焼を行う燃料にすることが難しかったRPFが好適である。本実施形態に係る燃焼炉1によれば、800度以上の高温でRPFを効率よく燃焼させることができるので、燃焼室11内に未燃溶融したプラスチックが付着してしまうおそれがなく、低温燃焼時に発生する黒煙や異臭が発生するおそれもない。RPFとしては、安価で高カロリーな燃料として市販されているものを用いることができ、直径8mm、直径40mmのものが一般に流通しているが、いずれでもよい。また燃料RとしてはRPF以外のものであってもよく、後述する各種木質材とRPFとを混ぜて使用してもよいし、混ぜずに燃料Rとしてもよい。木質材としては、例えば、小枝や落ち葉、薪、丸太、角材、廃建材が挙げられる。また後記する燃焼テストで用いたしいたけ原木栽培用の廃木チップ、竹チップ、ペットボトル粉砕フラフ、木質系おがくずブリケット等をRPFと混ぜてもよいし、混ぜずに燃料Rとしてよい。 The fuel R used here is preferably RPF, which has been difficult to make into a fuel that burns stably until now. According to the combustion furnace 1 of this embodiment, RPF can be burned efficiently at a high temperature of 800 degrees or more, so there is no risk of unburned molten plastic adhering to the inside of the combustion chamber 11, and there is no risk of black smoke or unpleasant odors occurring during low-temperature combustion. As RPF, a commercially available fuel with low cost and high calorie content can be used, and RPF with a diameter of 8 mm or 40 mm is generally available, but either one is acceptable. In addition, the fuel R may be something other than RPF, and it may be used by mixing RPF with various wood materials described later, or it may be used as fuel R without mixing. Examples of wood materials include twigs, fallen leaves, firewood, logs, square timber, and waste building materials. In addition, waste wood chips for shiitake mushroom log cultivation, bamboo chips, crushed PET bottle fluff, wood-based sawdust briquettes, etc. used in the combustion test described later may be mixed with RPF, or they may be used as fuel R without mixing.

図1及び図2に示すとおり、燃焼炉1は、燃焼室11内に燃料Rを送り出すとともに燃料Rを貯留する燃料ホッパー2と、加熱配管11cに空気を供給する送風機3と、ヒートライザー13内を通過した二次燃焼空気に含まれる飛灰や塵等を集塵する集塵機4と、集塵機4のサイクロン40下部にあり灰を貯留する灰貯部5と、高温燃焼に加えサイクロン40にて浄化された空気を排気する排気用送風機6とを備えることで、燃焼炉システム100を構成する。サイクロン40の構造は特に限定されず、例えば遠心力方式でも通気方式でもよい。 As shown in Figures 1 and 2, the combustion furnace 1 is equipped with a fuel hopper 2 that sends out fuel R into the combustion chamber 11 and stores the fuel R, a blower 3 that supplies air to the heating pipe 11c, a dust collector 4 that collects fly ash and dust contained in the secondary combustion air that has passed through the heat riser 13, an ash storage section 5 that is located below the cyclone 40 of the dust collector 4 and stores ash, and an exhaust blower 6 that exhausts the air purified by the cyclone 40 in addition to high-temperature combustion, thereby forming a combustion furnace system 100. The structure of the cyclone 40 is not particularly limited, and may be, for example, a centrifugal force type or a ventilation type.

燃料ホッパー2は、上方が開口した投入口を有し下方側に向けて次第に狭まる漏斗状に形成され、燃料Rを大量に貯留できる構成とされ、その下方側には燃料Rを燃焼炉1に送り出すスクリュー21が設けられている。燃料ホッパー2は、燃料Rの投入量を自動制御できる投入制御部20を有し、投入制御部30は、各種制御を行うCPU20aとスクリュー21を回転・起動させるスクリュー起動部20bとを備えている。燃料ホッパー2と燃焼炉1とは、燃料Rが通じる燃料供給管2aによって接続されており、燃料Rは、燃料供給管2aを通じて燃料投入口11aから投入される。なお、燃料Rを貯留する構成は図例に限定されず、燃料Rを運ぶ手段は、スクリュー21式のコンベアに限らず、ベルト式のコンベアであってもよい。 The fuel hopper 2 is formed in a funnel shape with an inlet that opens at the top and gradually narrows toward the bottom, and is configured to store a large amount of fuel R, and a screw 21 is provided at the bottom to send the fuel R to the combustion furnace 1. The fuel hopper 2 has an inlet control unit 20 that can automatically control the amount of fuel R input, and the inlet control unit 30 has a CPU 20a that performs various controls and a screw starter unit 20b that rotates and starts the screw 21. The fuel hopper 2 and the combustion furnace 1 are connected by a fuel supply pipe 2a through which the fuel R flows, and the fuel R is input from the fuel inlet 11a through the fuel supply pipe 2a. The configuration for storing the fuel R is not limited to the example shown in the figure, and the means for transporting the fuel R is not limited to a screw 21 type conveyor, but may be a belt type conveyor.

燃焼炉1は、温度制御部10を備え、温度制御部10は、各種制御を行うCPU10aと、温度設定を操作する操作部10bと、燃焼室11内等の温度を表示する表示部10cと、燃焼室11内等の温度を検知する温度検出部10dとを備えており、この温度制御部10は、投入制御部20と電気的に接続されている。よって温度制御部10の操作部10bで例えば燃焼室11内の温度を800℃とすることが設定されると、この温度設定に応じて燃料Rの投入量が制御される。これにより、燃料Rの自動投入が可能となるので、連続燃焼運転が可能となる。 The combustion furnace 1 is equipped with a temperature control unit 10, which is equipped with a CPU 10a that performs various controls, an operation unit 10b that operates the temperature setting, a display unit 10c that displays the temperature inside the combustion chamber 11, etc., and a temperature detection unit 10d that detects the temperature inside the combustion chamber 11, etc., and this temperature control unit 10 is electrically connected to the input control unit 20. Therefore, when the temperature inside the combustion chamber 11 is set to 800°C, for example, using the operation unit 10b of the temperature control unit 10, the input amount of fuel R is controlled according to this temperature setting. This allows automatic input of fuel R, making continuous combustion operation possible.

燃焼室11は、燃料投入口11aと、ガラス窓が付いた開閉扉11bと、加熱配管11cとを備えている。燃料投入口11aは、燃焼室11の上方に開口して設けられており、燃料供給管2aを通じて運ばれてきた燃料Rが上方から図3(a)に示すように加熱配管11cに囲まれる位置にパラパラと落ちてくるように構成される。開閉扉11bは、燃焼室11の前方側面に形成された開口部11baを塞ぐように開閉自在に取り付けられている。開閉扉11bにはガラス窓が設けられており、このガラス窓から、開閉扉11bを閉めた状態でも、燃焼室11内を見ることができる。加熱配管11cは、金属材等からなり、図3(a)及び図3(b)に示すように燃焼室11内に設けられている。加熱配管11cは、送風機3から供給される空気を運ぶ送風配管3aと接続されており、側面視において略倒L字状、平面視において略長方形状をなし、加熱配管11cで囲まれた中央には燃料Rを投入する空間を有している。図例では、加熱配管11cが、角型の中空配管を示しているが、これに限定されず、丸型としてもよい。 The combustion chamber 11 is equipped with a fuel inlet 11a, an opening/closing door 11b with a glass window, and a heating pipe 11c. The fuel inlet 11a is provided to open at the top of the combustion chamber 11, and is configured so that the fuel R carried through the fuel supply pipe 2a falls from above to a position surrounded by the heating pipe 11c as shown in FIG. 3(a). The opening/closing door 11b is attached so as to be freely opened and closed so as to cover the opening 11ba formed on the front side of the combustion chamber 11. The opening/closing door 11b is provided with a glass window, and the inside of the combustion chamber 11 can be seen through this glass window even when the opening/closing door 11b is closed. The heating pipe 11c is made of a metal material or the like, and is provided in the combustion chamber 11 as shown in FIG. 3(a) and FIG. 3(b). The heating pipe 11c is connected to the air supply pipe 3a that carries the air supplied from the blower 3, and is generally L-shaped in side view and generally rectangular in plan view, with a space in the center surrounded by the heating pipe 11c for introducing fuel R. In the illustrated example, the heating pipe 11c is shown as a rectangular hollow pipe, but is not limited to this and may be round.

加熱配管11cは、燃焼室11の底部11eに沿って、燃料投入口11a側から燃焼室11の奥側に向けて配設される直進部位11ca,11ceと、ヒートライザー13側に向けて側面視において略L字状に形成された起立部位11cb,11cdと、起立部位11cb,11cdの間に設けられる架渡し部位11ccと、架渡し部位11ccに対向し開閉扉11b付近に配設される吹出し部位11cfとを備える。吹出し部位11cfには、図3(a)に示すとおり、複数の熱風吹出口11dが設けられている。熱風吹出口11dの数は図例の4個に限定されず、燃焼室11の大きさ等に応じて設定される。 The heating pipe 11c includes straight sections 11ca, 11ce arranged along the bottom 11e of the combustion chamber 11 from the fuel inlet 11a side toward the back of the combustion chamber 11, standing sections 11cb, 11cd formed in a roughly L-shape in side view toward the heat riser 13 side, a bridge section 11cc provided between the standing sections 11cb, 11cd, and a blowing section 11cf arranged opposite the bridge section 11cc and near the opening and closing door 11b. As shown in FIG. 3(a), the blowing section 11cf is provided with multiple hot air outlets 11d. The number of hot air outlets 11d is not limited to four as shown in the example, and is set according to the size of the combustion chamber 11, etc.

加熱配管11cは、一本の中空管を折り曲げるなどして形成してもよく、吹出し部位11cfの端部11cgは、送風配管3a側の直進部位11caの壁外面に当接する。よって、加熱配管11cを通じる空気は、図3(a)の矢印で示すように、まず送風機3から送風配管3aを通じて供給され、直進部位11caを通じ、起立部位11cb、架渡し部位11cc、起立部位11cdを経た後、直進部位11ceを通じ、吹出し部位11cfに至る。すなわち、空気の流れは一方通行であり、吹出し部位11cfに到達した空気は、行き場がないため、熱風吹出口11dから吹き出すこととなる。この熱風吹出口11dに至るまでに加熱配管11cを通じる空気は、燃焼室11内部の燃焼熱で高温に加熱されるため、熱風吹出口11dから吹き出るときには、熱風になっているのである。このように加熱配管11cを燃焼室11内に図3(a)に示す形状に配設することで、加熱配管11c内を流通する空気を燃焼室11内と同等の温度に加熱することができる。そしてこのとき、熱風吹出口11dから吹き出す空気は、燃焼室11内に投入される燃料Rを燃焼室11内の手前側から奥側に配されるヒートライザー13側へ吹き飛ばす風圧を有する。その風圧調整は、送風機3によって調整することができる。 The heating pipe 11c may be formed by bending a single hollow pipe, and the end 11cg of the blowing portion 11cf abuts against the wall outer surface of the straight portion 11ca on the blowing pipe 3a side. Therefore, as shown by the arrow in Figure 3 (a), the air passing through the heating pipe 11c is first supplied from the blower 3 through the blowing pipe 3a, passes through the straight portion 11ca, passes through the upright portion 11cb, the bridge portion 11cc, and the upright portion 11cd, and then passes through the straight portion 11ce to reach the blowing portion 11cf. In other words, the air flows in a one-way direction, and the air that reaches the blowing portion 11cf has nowhere to go, so it is blown out from the hot air outlet 11d. The air passing through the heating pipe 11c before reaching the hot air outlet 11d is heated to a high temperature by the heat of combustion inside the combustion chamber 11, so when it is blown out from the hot air outlet 11d, it becomes hot air. By arranging the heating pipe 11c in the shape shown in FIG. 3(a) inside the combustion chamber 11 in this way, the air flowing through the heating pipe 11c can be heated to the same temperature as inside the combustion chamber 11. At this time, the air blown out from the hot air outlet 11d has a wind pressure that blows the fuel R input into the combustion chamber 11 from the front side to the heat riser 13 located at the back side of the combustion chamber 11. The wind pressure can be adjusted by the blower 3.

加熱配管11cの形状、構造は、図例に限定されず、例えば燃焼室11内で十分に加熱されるように蛇行させたり、複雑にしてもよいが、図3(a)等に示す形状は、燃料Rの投入を阻害することなく、風圧を維持しつつ且つシンプルな構造でありながら、加熱配管11c内を通じる空気を十分に加熱することができる。 The shape and structure of the heating pipe 11c are not limited to the example shown in the figure, and may be, for example, serpentine or complex so as to heat the air sufficiently inside the combustion chamber 11. However, the shape shown in FIG. 3(a) etc. can sufficiently heat the air passing through the heating pipe 11c without impeding the introduction of fuel R, while maintaining the wind pressure and having a simple structure.

加熱配管11cの起立部位11cdの立上り位置は、図例のものは、ヒートライザー13の手前位置直下になっているが、これに限定されない。例えば、燃料Rに応じて火炎の流れが変わることもあるため、ヒートライザー13の奥部から図面上の手前部分までどの位置でもあってもよい。要は、熱風吹出口11dから吹き出す空気が高温の熱風とされ、燃焼室11内に投入される燃料Rを燃焼室11の手前側から奥側に配されるヒートライザー13側へ吹き飛ばす風圧を有している点が大切となる。以上の構成により、熱風吹出口11dから吹き出す空気によって、燃焼室11内に投入される燃料Rが、手前側からヒートライザー13側へ奥側に吹き飛ばされるので、効率よく、燃料Rを燃焼室11の奥側へと吹き飛ばしながら燃焼させることができる。しかも、熱風吹出口11dから吹き出す空気は、燃焼室11内で加熱された熱風なので、燃料Rを急速に燃焼させて燃焼炎と燃焼灰をヒートライザー13側へと導き、より高温で効率よく一次燃焼の段階で完全燃焼に近いレベルの燃焼を実現させることができるのである。加熱配管11cから吹き出す空気の温度は、燃料Rの発火温度以上に加熱されることが一次燃焼が促進され肝要であるが、例えばRPFの発火点(発火温度)は、200度から230度とされ、木質材関係は400度~500度とされているが、燃料炉1は800度前後で温度管理可能とされているため、加熱配管11c内を通じる空気の温度は十分に発火点(発火温度)を超える温度に加熱することができる。 The rising position of the rising part 11cd of the heating pipe 11c is directly below the front position of the heat riser 13 in the illustrated example, but is not limited to this. For example, since the flow of the flame may change depending on the fuel R, it may be any position from the back of the heat riser 13 to the front part on the drawing. In short, it is important that the air blown out from the hot air outlet 11d is made into high-temperature hot air and has a wind pressure that blows the fuel R introduced into the combustion chamber 11 from the front side of the combustion chamber 11 to the heat riser 13 side arranged at the back side. With the above configuration, the fuel R introduced into the combustion chamber 11 is blown from the front side to the heat riser 13 side by the air blown out from the hot air outlet 11d, so that the fuel R can be burned efficiently while being blown to the back side of the combustion chamber 11. Moreover, the air blown out from the hot air outlet 11d is hot air heated in the combustion chamber 11, so it burns the fuel R quickly and directs the combustion flame and combustion ash to the heat riser 13 side, achieving a level of combustion close to complete combustion at a higher temperature and efficiency in the primary combustion stage. It is essential that the temperature of the air blown out from the heating pipe 11c is heated to or above the ignition temperature of the fuel R to promote primary combustion. For example, the ignition point (ignition temperature) of RPF is set to 200 to 230 degrees, and that of wood materials is set to 400 to 500 degrees, but the fuel furnace 1 can be temperature controlled at around 800 degrees, so the temperature of the air passing through the heating pipe 11c can be heated to a temperature that is sufficiently above the ignition point (ignition temperature).

燃焼炉1はさらにヒートライザー13と放熱筒12とを備えている。ヒートライザー13は、略円筒状の煙突構造でなり、ヒートライザー13の周囲は断熱材からなる放熱筒12で覆われる。これにより、ヒートライザー13を高温に保つことができ、ヒートライザー13の煙突効果で上昇気流が発生する。こうして、上述の燃焼室11で発生した燃焼炎と燃焼灰をヒートライザー13のドラフト効果による上昇気流で燃料Rの二次燃焼を促進させることができる。またこの上昇気流で飛灰を燃焼室11に貯めることなく、速やかにサイクロン40に運ぶことができるので、燃焼室11内部の灰蓄積をかなり抑制することができ(図5(c)参照)、長時間の安定燃焼が実現できる。 The combustion furnace 1 further includes a heat riser 13 and a heat radiation tube 12. The heat riser 13 has a roughly cylindrical chimney structure, and the heat riser 13 is surrounded by a heat radiation tube 12 made of heat insulating material. This allows the heat riser 13 to be kept at a high temperature, and the chimney effect of the heat riser 13 generates an updraft. In this way, the combustion flame and combustion ash generated in the above-mentioned combustion chamber 11 can be promoted by the updraft caused by the draft effect of the heat riser 13 to promote secondary combustion of the fuel R. In addition, this updraft can quickly transport the fly ash to the cyclone 40 without storing it in the combustion chamber 11, so ash accumulation inside the combustion chamber 11 can be significantly suppressed (see Figure 5 (c)), and stable combustion can be achieved for a long time.

ヒートライザー13と集塵機4とは排気管4aを介して接続されており、集塵機4はヒートライザー13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40を有している。そして集塵機4の下方には、集塵した灰や塵等を貯留する灰貯部5を備えている。一方、集塵機4は排気用送風機6にも接続されている。灰貯部5が、燃焼室11やヒートライザー13と分離された位置に設けられ、サイクロン40によって灰や塵等は灰貯部5へ誘導され、サイクロン40によって浄化された空気は排気用送風機6へと誘引され、排気用送風機6によって外部に排気される。 The heat riser 13 and the dust collector 4 are connected via an exhaust pipe 4a, and the dust collector 4 has a cyclone 40 that uses the rising air current to collect gas and fly ash generated in the heat riser 13 and forcibly exhaust them. And below the dust collector 4 is an ash storage section 5 that stores the collected ash and dust. Meanwhile, the dust collector 4 is also connected to an exhaust blower 6. The ash storage section 5 is provided in a position separated from the combustion chamber 11 and the heat riser 13, and the ash and dust are guided to the ash storage section 5 by the cyclone 40, and the air purified by the cyclone 40 is drawn to the exhaust blower 6, which exhausts it to the outside.

そして、上記構成の燃焼炉システム100によれば、燃料ホッパー2からスクリュー21を介して一定速度で投入された燃料Rが、燃焼室11内に投下され、安定燃焼し尚且つ燃焼残渣の灰も燃焼室11からスムーズに速やかに排出されるので、灰の溶融(クリンカ)の発生を抑制することができる。また完全燃焼に近いレベルで燃料Rを燃焼させるので悪臭や黒煙も出さずに長時間の安定燃焼をさせることが出来る。近年の世界的な燃料高騰により、熱源を必要としているところでは、大幅な燃費コスト高となり苦慮しているが、現状単価10円程度のRPFを燃料Rとして使用することで灯油燃料と比較して大幅な燃費削減になる。また従来の小型燃焼炉に於いて成しえなかったRPFの長時間安定燃焼を実現させた燃焼炉1及び燃焼炉システム100の開発により、大きく社会貢献ができ、廃棄物の有効利用や海洋プラスチック汚染の削減などに於いても有効な効果がある。また所定量の燃料Rを燃焼炉1内に自動投入して、所望する温度で維持管理できるので、例えば、住居や施設等の暖房システム、農業用植物用の温室ハウス栽培の暖房システム等に適用することができる。 And, according to the combustion furnace system 100 configured as above, the fuel R fed from the fuel hopper 2 at a constant speed through the screw 21 is dropped into the combustion chamber 11, where it burns stably and the ash of the combustion residue is discharged smoothly and quickly from the combustion chamber 11, so that the generation of ash melting (clinker) can be suppressed. In addition, since the fuel R is burned at a level close to complete combustion, it is possible to perform stable combustion for a long time without emitting any foul odor or black smoke. Due to the recent global rise in fuel prices, places that require a heat source are struggling with the significant increase in fuel consumption costs, but by using RPF, which currently costs about 10 yen per unit, as fuel R, fuel consumption can be significantly reduced compared to kerosene fuel. In addition, the development of the combustion furnace 1 and the combustion furnace system 100 that realize long-term stable combustion of RPF, which was not possible with conventional small combustion furnaces, can greatly contribute to society and has an effective effect on the effective use of waste and the reduction of marine plastic pollution. In addition, a predetermined amount of fuel R can be automatically fed into the combustion furnace 1 to maintain the desired temperature, making it suitable for use in heating systems for homes and facilities, as well as in heating systems for greenhouse cultivation of agricultural plants.

上述の燃焼炉システム100の構成に加え、図4に示すように熱交換器8と貯水タンク9とを備え、燃焼炉システム100Aとすれば、温水ボイラーを構成することができる。このとき、図4に示すようにサイクロン40と熱交換器8とを同じ貯水タンク9に取り付ければ、温水ボイラーの小型化可能となり、サイクロン40からの放熱を効率よく取り入れることができるので、熱交換能力の向上も図ることができる。また本実施形態の燃焼炉システム100Aは、燃焼室11から排出された灰や塵等は、サイクロン40にて除去され浄化された熱風のみを熱交換器8に送ることができるため、熱交換器8内部に汚れが付きにくくメンテナンスの作業を低減することができる。 In addition to the above-mentioned configuration of the combustion furnace system 100, a heat exchanger 8 and a water tank 9 are provided as shown in FIG. 4 to form the combustion furnace system 100A, which can be used to form a hot water boiler. In this case, if the cyclone 40 and the heat exchanger 8 are attached to the same water tank 9 as shown in FIG. 4, the hot water boiler can be made smaller, and the heat dissipated from the cyclone 40 can be efficiently taken in, improving the heat exchange capacity. In addition, in the combustion furnace system 100A of this embodiment, ash and dust discharged from the combustion chamber 11 are removed by the cyclone 40, and only the purified hot air can be sent to the heat exchanger 8, so that the inside of the heat exchanger 8 is less likely to become dirty, and maintenance work can be reduced.

次に本実施形態に係る燃焼炉1及び燃焼炉システム100について、実際に種々燃料を用いて行った燃焼試験についても含め、図5及び図6を参照しながらさらに説明する。 Next, the combustion furnace 1 and the combustion furnace system 100 according to this embodiment will be further described with reference to Figures 5 and 6, including actual combustion tests performed using various fuels.

上記特許文献2は、本発明者が開発したものであり、上記特許文献2の燃焼炉は、燃焼室内に一定量の燃料を自動供給し、その供給された燃料に燃焼空気を送り燃焼室の奥部へ吹き飛ばしながら、燃焼室奥部に設けた二次燃焼用空気吹き出しパイプより熱風噴射により燃焼させ、燃焼室奥部に設けた灰貯め部に灰などの燃焼残渣を送り込む構造を採用した。しかし、この燃焼炉による燃焼実験結果としては、燃焼室奥部に吹き飛ばされ、高温になった二次燃焼空気を吹き付けて燃焼させる際に、燃焼室奥部と灰貯め部の距離が近い為に未燃のまま燃焼室奥部の灰貯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った。また燃焼室に投入された燃料に送り込む燃焼空気温度が燃料の発火温度に達しないため、燃焼室奥部に到達してから着火し燃料が燃え尽きるまでに燃焼室奥部の灰貯部に貯まり、その上部に灰が積もってしまうと酸素不足による未燃が発生する場合もあった。そこで本発明者は、課題1.燃料の投入後、直ちに着火させ、課題2.燃焼室11内で完全燃焼をさせた後、課題3.燃焼残渣を燃焼室11内から速やかに排出する構造に改良すべくさらなる開発を行い、完成させたのが本実施形態に係る燃焼炉1及び燃焼炉システム100(100A)である。 The above-mentioned Patent Document 2 was developed by the present inventor, and the combustion furnace of the above-mentioned Patent Document 2 adopts a structure in which a certain amount of fuel is automatically supplied into the combustion chamber, combustion air is sent to the supplied fuel and blown into the inner part of the combustion chamber, while hot air is injected from a secondary combustion air outlet pipe installed in the inner part of the combustion chamber, and combustion residues such as ash are sent to an ash storage section installed in the inner part of the combustion chamber. However, the results of combustion experiments using this combustion furnace showed that when the fuel was blown into the inner part of the combustion chamber and the high-temperature secondary combustion air was blown to the ash storage section, the distance between the inner part of the combustion chamber and the ash storage section was short, so the fuel flew unburned to the ash storage section in the inner part of the combustion chamber, and there were cases where unburned fuel remained due to a lack of oxygen. In addition, since the temperature of the combustion air sent to the fuel put into the combustion chamber does not reach the ignition temperature of the fuel, the fuel was ignited after reaching the inner part of the combustion chamber, and before the fuel burned out, it accumulated in the ash storage section in the inner part of the combustion chamber, and if ash accumulated on top of it, unburned fuel occurred due to a lack of oxygen. Therefore, the present inventor solved the problem 1. After the fuel is charged, it is ignited immediately, and after task 2. complete combustion occurs within the combustion chamber 11, task 3. Further development was carried out to improve the structure to quickly exhaust the combustion residue from the combustion chamber 11, resulting in the combustion furnace 1 and combustion furnace system 100 (100A) of this embodiment.

<課題1について>
まず燃料Rを燃焼室11内に投入後、直ちに着火させるため、燃焼室11内部に加熱配管11cを設け、この加熱配管11cに接続された送風配管3aを通じ、送風機3によって空気を送り込む。送り込まれた空気は加熱配管11cの直進部位11ca、起立部位11cb、架渡し部位11cc、起立部位11cb、直進部位11caへと進む間に燃焼室11内の燃焼熱により加熱され、熱風吹出口11dに至るときには、その空気温度が燃料の発火点約230度を十分に超えており、投下された燃料Rに加熱された空気を吹き充てることによって燃料Rを直ちに着火させることに成功した(図5(b)参照)。
<Regarding issue 1>
First, in order to immediately ignite the fuel R after it is thrown into the combustion chamber 11, a heating pipe 11c is provided inside the combustion chamber 11, and air is sent through the air supply pipe 3a connected to the heating pipe 11c by the blower 3. The sent air is heated by the combustion heat inside the combustion chamber 11 while traveling through the straight portion 11ca, the upright portion 11cb, the bridging portion 11cc, the upright portion 11cb, and the straight portion 11ca of the heating pipe 11c, and by the time it reaches the hot air outlet 11d, the air temperature is sufficiently above the ignition point of the fuel, which is about 230 degrees, and the dropped fuel R is successfully ignited immediately by blowing the heated air over it (see FIG. 5(b)).

<課題2について>
燃焼室11内で燃料Rを完全燃焼といえるレベルにまで十分に燃焼させるため、燃焼炉1の構造をロケットストーブの燃焼方法の構造とした。燃焼室11内で燃え残った可燃ガスがロケットストーブのヒートライザー13部分の内筒を通過する際に高温にさらされた状態で上昇し燃焼するので、燃料Rの燃え残りがほとんどなく十分に燃焼させることに成功した(図5(c)参照)。
<課題3について>
燃焼残渣を直ちに燃焼室11から排出する方法としては、投下された燃料Rの表面に燃料の発火温度を十分に超える高温の空気を熱風吹出口11dから吹き付けることにより、燃料Rの外部表面から熱反応による可燃ガスが発生し燃料Rを効率よく燃焼させることができる。このとき、燃料Rに含まれる廃プラスチックは、溶融して液状になることがなく、燃焼速度が速い為、燃焼残渣の灰は溶融せず、粉体状態でヒートライザー13の上昇気流とサイクロン40及び排気用送風機6による負圧効果で燃焼室11外に速やかに排出させることに成功した(図5(c)及び図6(a)参照)。
<Regarding issue 2>
In order to burn the fuel R in the combustion chamber 11 to a level that can be considered complete combustion, the structure of the combustion furnace 1 is designed to be that of a rocket stove. When the combustible gas remaining in the combustion chamber 11 passes through the inner tube of the heat riser 13 of the rocket stove, it rises and burns while being exposed to high temperatures, so we have succeeded in burning the fuel R sufficiently with almost no unburned residue (see Figure 5(c)).
<Regarding issue 3>
As a method for immediately discharging the combustion residue from the combustion chamber 11, high-temperature air that is sufficiently higher than the ignition temperature of the fuel is blown from the hot air outlet 11d onto the surface of the dropped fuel R, which generates combustible gas due to a thermal reaction from the outer surface of the fuel R, thereby efficiently combusting the fuel R. At this time, the waste plastic contained in the fuel R does not melt and becomes liquid, and since it burns quickly, the ash of the combustion residue does not melt, and is successfully discharged in a powder state quickly outside the combustion chamber 11 by the rising air current of the heat riser 13 and the negative pressure effect of the cyclone 40 and the exhaust fan 6 (see Figures 5(c) and 6(a)).

本実施形態に係る燃焼炉1及び燃焼炉システム100で多種多様の燃料を連続12時間以上にわたり燃焼テストしたので列挙する。
<直径8ミリRPFを用いた燃焼テスト>
直径8ミリのRPFを用い燃焼テストを行った。小粒でペレット状であるため、自動投入が容易で燃焼室内に投下後直ちに着火し安定して燃焼することが出来た。図5(a)は直径8ミリのRPFで燃焼テストを行った際の表示部を示している。燃焼室内の温度は870.6℃に達し、860℃前後をキープできた。図5(b)は本燃焼テスト時の燃焼中の様子を撮影した写真である。当該写真から、燃焼室の手前には燃料を確認できず、奥側に飛ばされている様及び燃焼室奥側にて燃焼炎が上がっている様を確認できる。本燃焼テストでは燃料ホッパーに満杯の600KgのRPFを使用した(図6(b)参照)ところ、時間あたり12Kg前後消費され、一回の投入量は50g前後(ひとつかみくらい)、50時間の連続燃焼に成功した。50時間後の燃料ホッパーを上から撮影した写真が図6(c)であり、本燃焼テストで排出された灰貯部に貯まった灰を撮影した写真が図6(a)である。図6(a)の写真から未溶融のプラスチック等は確認できず、よい状態の灰が回収されていることがわかる。また図5(c)は、本燃焼テスト後の燃焼室の状態を撮影した写真である。この写真から、燃焼室の手前側から奥側にかけて未燃溶融したプラスチックの付着は確認できないことがわかる。
A wide variety of fuels were subjected to combustion tests for more than 12 consecutive hours in the combustion furnace 1 and the combustion furnace system 100 according to this embodiment, and the results are listed below.
<Combustion test using 8mm diameter RPF>
A combustion test was conducted using an 8 mm diameter RPF. Because it is small and pellet-shaped, it was easy to automatically feed it into the combustion chamber, and it ignited immediately after being dropped into the combustion chamber, allowing stable combustion. Figure 5 (a) shows the display when a combustion test was conducted using an 8 mm diameter RPF. The temperature in the combustion chamber reached 870.6°C and was able to be kept at around 860°C. Figure 5 (b) is a photograph taken during the combustion test. From this photograph, it can be seen that the fuel cannot be seen in front of the combustion chamber, but is being blown to the back and that a combustion flame is rising at the back of the combustion chamber. In this combustion test, 600 kg of RPF was used in a full fuel hopper (see Figure 6 (b)), and about 12 kg was consumed per hour, the amount of fuel fed at one time was about 50 g (about a handful), and continuous combustion for 50 hours was successful. Figure 6(c) is a photograph of the fuel hopper taken from above after 50 hours, and Figure 6(a) is a photograph of the ash discharged from the combustion test and accumulated in the ash storage area. Figure 6(a) shows that no unmelted plastic or other substances were found, and that the ash was collected in good condition. Figure 5(c) is a photograph of the state of the combustion chamber after the combustion test. This photograph shows that no unburned melted plastic was found adhering to the front or back of the combustion chamber.

<直径40ミリRPFを用いた燃焼テスト>
直径40ミリのRPFを用い、燃焼テストを行った。直径40ミリのRPFにおいても、直径8ミリのRPFと同様に燃焼室内に投下後直ちに着火し安定して燃焼することが出来た。なお、直径40ミリのRPFの場合、一部には不燃物であるグラスウールが混入されたものがあり、このグラスウールは溶融して燃焼室内に残ってしまうため、このような不燃材料が混入していないものを使うことが望ましいことがわかった。
<Combustion test using 40mm diameter RPF>
A combustion test was conducted using an RPF with a diameter of 40 mm. The 40 mm RPF was able to ignite immediately after being dropped into the combustion chamber and burn stably, just like the 8 mm RPF. In addition, some 40 mm RPFs contain glass wool, which is a non-combustible material, and this glass wool melts and remains in the combustion chamber, so it was found that it is preferable to use RPFs that do not contain such non-combustible materials.

<しいたけ原木栽培用の廃木チップを用いた燃焼テスト>
しいたけ原木栽培用の廃木チップを用い、燃焼テストを行った。しいたけ原木栽培用の廃木チップにおいても、燃焼室内に投下後直ちに着火し安定して燃焼することが出来た。しいたけ原木栽培用の廃木チップは、RPFと比較すると発熱量が低いが、RPFの場合と同じ熱量を得るためにはて多くの燃料が必要である。また比重が軽いのでスクリュウーに乗りにくいので、燃料ホッパーにバイブレーターを付けて間欠的に振動を与えながら投入するとよいことがわかった。
<Combustion test using waste wood chips for shiitake mushroom cultivation>
A combustion test was conducted using waste wood chips from Shiitake log cultivation. The waste wood chips from Shiitake log cultivation were also able to ignite immediately after being dropped into the combustion chamber and burn stably. The waste wood chips from Shiitake log cultivation have a lower calorific value compared to RPF, but a lot of fuel is required to obtain the same amount of heat as RPF. In addition, because of their light specific gravity, they do not easily ride on the screw, so it was found that it is best to attach a vibrator to the fuel hopper and feed it while applying intermittent vibrations.

<竹チップを用いた燃焼テスト>
竹チップを用い、燃焼テストを行った。竹チップにおいても、燃焼室内に投下後直ちに着火し安定して燃焼することが出来た。竹チップは、しいたけ原木栽培用の廃木チップより発熱量が高いが、RPFの場合と同じ熱量を得るためにはて多くの燃料が必要である。
<Combustion test using bamboo chips>
A combustion test was conducted using bamboo chips. Bamboo chips also ignited immediately after being dropped into the combustion chamber and were able to burn stably. Bamboo chips have a higher calorific value than waste wood chips used for Shiitake mushroom cultivation, but more fuel is required to obtain the same amount of heat as RPF.

<ペットボトル粉砕フラフを用いた燃焼テスト>
ペットボトル粉砕フラフを用い、燃焼テストを行った。ペットボトル粉砕フラフにおいても、燃焼室内に投下後直ちに着火し安定して燃焼することが出来た。燃焼ペットボトル粉砕フラフのテストでは、食用油をペットボトルで回収した場合ペットボトルに油が付着しているので再生利用が難しいために粉砕して燃料にするという想定で、粉砕したペットボトルフラフに10%程度の食用廃油をまぶして燃焼テストを行った。この場合、RPFとほぼ同程度の燃焼で、灰の量が非常に少なかった。
<Combustion test using crushed PET bottle fluff>
A combustion test was conducted using crushed PET bottle fluff. The crushed PET bottle fluff also ignited immediately after being dropped into the combustion chamber and burned stably. In the test of the crushed PET bottle fluff, the crushed PET bottle fluff was sprinkled with about 10% of waste edible oil and burned under the assumption that when edible oil is collected in a PET bottle, it is difficult to recycle it because the oil is attached to the PET bottle. In this case, the combustion was almost the same as that of RPF, and the amount of ash was very small.

<木質系鋸屑ブリケットを用いた燃焼テスト>
木質系鋸屑ブリケットを用い、燃焼テストを行った。木質系鋸屑ブリケットにおいても、燃焼室内に投下後直ちに着火し安定して燃焼することが出来た。木質系鋸屑ブリケットと竹チップと同様に、しいたけ原木栽培用の廃木チップより発熱量が高いが、RPFの場合と同じ熱量を得るためにはて多くの燃料が必要である。
<Combustion test using wood sawdust briquettes>
A combustion test was conducted using wood sawdust briquettes. Wood sawdust briquettes also ignited immediately after being dropped into the combustion chamber and burned stably. Like wood sawdust briquettes and bamboo chips, they have a higher calorific value than waste wood chips for mushroom cultivation, but more fuel is required to obtain the same amount of heat as RPF.

上述したとおり、本実施形態に係る燃焼炉1及び燃焼炉システム100(100A)の構成・態様は上記実施形態に限定されない。 As described above, the configuration and aspects of the combustion furnace 1 and combustion furnace system 100 (100A) according to this embodiment are not limited to the above embodiment.

1 燃焼炉
100,100A 燃焼炉システム
10 温度制御部
11 燃焼室
11a 燃料投入口
11b 開閉扉
11c 加熱配管
11d 熱風吹出口
12 放熱筒
13 ヒートライザー
2 燃料ホッパー
3 送風機
4 集塵機
5 灰貯部
6 排気用送風機
貯水タンク
8 熱交換器
R 燃料
1 Combustion furnace 100, 100A Combustion furnace system 10 Temperature control unit 11 Combustion chamber 11a Fuel inlet 11b Opening and closing door 11c Heating pipe 11d Hot air outlet 12 Heat dissipation tube 13 Heat riser 2 Fuel hopper 3 Blower 4 Dust collector 5 Ash storage section 6 Exhaust blower
9 Water tank 8 Heat exchanger R Fuel

Claims (7)

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。
A combustion furnace comprising a combustion chamber for burning fuel to cause primary combustion and a heat riser for causing secondary combustion, the combustion chamber and the heat riser being arranged in a generally L-shape and in communication with each other,
A heating pipe is provided in the combustion chamber so that air flowing through the combustion chamber is heated to a temperature exceeding an ignition point of fuel,
The heating pipe has a hot air outlet through which air heated in the combustion chamber is blown out,
A combustion furnace in which the air blown out from the hot air outlet has a wind pressure that blows the fuel fed into the combustion chamber from the front side toward the heat riser arranged at the back side.
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。
In claim 1,
The heating pipe is formed in a substantially rectangular shape in a plan view, and has an upright portion formed in a substantially L-shape in a side view.
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。
In claim 1 or 2,
A combustion furnace in which the fuel is RPF.
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。 A combustion furnace system having a rocket stove structure with a combustion chamber that burns fuel to cause primary combustion and a heat riser that causes secondary combustion, wherein a heating pipe is disposed within the combustion chamber so that the air flowing through the combustion chamber is heated to a temperature exceeding the ignition point of the fuel, wherein the heating pipe has a hot air outlet through which the air heated within the combustion chamber is blown out, and the air blown out from the hot air outlet has a wind pressure that blows the fuel fed into the combustion chamber from the front side to the heat riser side disposed at the back side, and wherein the combustion furnace system has a dust collector having a cyclone that uses an ascending air current to collect gas, fly ash, etc. generated within the heat riser and forcibly exhaust them. 請求項4において、
前記集塵機の下方には、集塵した飛灰等を貯留する灰貯部を備えた燃焼炉システム。
In claim 4,
The combustion furnace system is provided with an ash storage section below the dust collector for storing collected fly ash, etc.
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。
In claim 5,
The combustion furnace system further includes an exhaust fan that draws in the hot air that has passed through the dust collector and exhausts it to the outside.
請求項4において、
前記サイクロンからの熱風を取り入れる熱交換器と貯水タンクとを備えた温水ボイラーをさらに備えた燃焼炉システム。
In claim 4,
The combustion furnace system further includes a hot water boiler having a heat exchanger that takes in hot air from the cyclone and a water storage tank.
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