ノズル式バーナー及び熱供給システム
【課題】燃料詰まり等に基づく燃焼効率の悪化を抑制するノズル式バーナーを提供すること、メンテナンスの頻度を抑え、十数時間以上の連続運転或いは自動運転を可能としうるノズル式バーナーを提供すること、及び、長時間の連続運転や自動運転が可能な熱供給システムを提供する。
【解決手段】燃焼室１内の下部にて後方から前方に向かって下方傾斜して設けられたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、木質燃料を燃焼室１の後部から前方へ向かう所定の押し出し方向Ｄ１へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５とを具備してなる。
【解決手段】燃焼室１内の下部にて後方から前方に向かって下方傾斜して設けられたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、木質燃料を燃焼室１の後部から前方へ向かう所定の押し出し方向Ｄ１へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５とを具備してなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質チップ、ペレット等の木質燃料を主燃焼材とし、これをバーナー燃焼によって処理するノズル式バーナー、およびこのノズル式バーナーを含む熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固形燃料の燃焼装置には、空間燃焼方式、固定床燃焼方式、流動床燃焼方式が採用されるが、このうち固定床燃焼装置は燃焼部の機械的構造が簡易で、比較的小型の塵芥処理燃焼装置に適するとされる。
【０００３】
従来の固定床の固形燃料燃焼装置として、第一空気供給管に穿設した空気流出孔からの空気流出により一次燃焼を行い、一次燃焼ガスを第二空気供給管の端部で二次燃焼を行い、第一空気供給管の延長方向に沿って水平の火格子を設けたものが存在した（例えば、特許文献１参照）。これは、第一空気供給管の側面に微小な空気流出孔を多数穿設しており、この空気流出孔からの空気流出により一次燃焼を行った不完全燃焼状態のガスが二次燃焼によって火炎を噴出して完全燃焼される。空気流出孔からの空気流出により、炉内に堆積された固形燃料との間に空隙層が形成され、一次燃焼が持続される効果があるとされる。
【特許文献１】特開昭５８−８０４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の燃焼装置では、不燃材が残っている場合にも燃料が供給されるものであり、またロストル３上での灰化をもって、燃焼後の燃焼材を自然排出するものとしている。このため、燃料の供給、排出タイミングと燃焼状態との適正化が行われず、燃焼状態によっては、燃料の供給を行うたびに水平ロストル３に木質燃料が貯留して燃料詰まりを起こし、燃焼効率が悪化する場合があった。また、これを回避するために頻繁な燃焼状態の確認、調整や、炉内消火を伴う灰の交換が必要であり、長時間の連続運転或いは自動運転が困難であった。
【０００５】
そこで本発明では、燃料詰まり等に基づく燃焼効率の悪化を抑制するノズル式バーナーを提供すること、また、燃焼状態の確認、調整や、炉内消火を伴う灰の交換といったメンテナンスの頻度を抑え、十数時間以上の連続運転或いは自動運転を可能としうるノズル式バーナーを提供すること、及び、このノズル式バーナーを備えて長時間の連続運転や自動運転が可能な熱供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明では下記（１）〜（６）の手段を採用している。
（１）本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１内で木質燃料を燃焼すると共に、燃焼室１内からこれに接続したノズル２のノズル方向Ｄ２に燃焼気をバーナー噴射するノズル式バーナーである。そして、
燃焼室１内の下部にて一方向へ傾斜支持されたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３の上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、木質燃料を燃焼室１の一側部から燃焼室１内に所定の押し出し方向Ｄ１で押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５とを具備してなることを特徴とする。
【０００７】
上記のものにおいて、下方の一次空送路４１と上方の燃焼室１とはロストル３を介して連通され、一次燃焼空気は下方からロストル３を通過して上方の燃焼室１内に吹き込むものとなっている。この一次空気の上方吹き込みと、ロストル３の下方傾斜構造とによって、木質燃料がロストル３上で傾斜下方である前方に向かって自動的に転動、或いは拡散される。これにより、燃焼前の木質燃料及び燃焼後の灰が、ロストル３上で詰まりにくいものとなる。
【０００８】
（２）前記ノズル式バーナーにおいて、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６を具備することが好ましい。
【０００９】
すなわち本発明のノズル式バーナーとして、燃焼室１内の後壁からノズル２方向にバーナー噴射して木質燃料Ｐを燃焼するノズル式バーナーであって、
燃焼室１内の下部に設けられたロストル３と、
ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、
木質燃料Ｐを、燃焼室の後部から前方へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５と、
ロストル３を連続的又は断続的に振動または揺動させることによって、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６とを具備してなることを特徴とする。
【００１０】
この変動支持装置６によって、木質燃料或いは灰をロストル３上で適度に分散させ、ロストル３上で塊状のまま詰まるといった状態を回避して、良好な燃焼状態を保持することができる。特に、ロストル３が一次燃焼空気を通過させるロストル孔３１や前切欠きを有している場合には、振動又は揺動によって不完全燃焼物や灰をロストル孔３１や前切欠きを落下させてロストル３上から排除することも可能である。なお上記の構成においてはロストル３が必ずしも下方傾斜していることを要さず、略水平に配置されたものであってもよい。
【００１１】
変動支持装置６は、燃焼室１の後壁に設けられた貫通孔６1ｈを遊貫通してロストル３を支持する支持腕６１と、燃焼室１外に設けられ、支持腕６１の燃焼室外部分へ連続又は断続的に変動外力を加える変動装置６２とを有する。変動装置６２は例えば、音波式、回転式、ピストン式の各種バイブレータ、打撃装置、または弾性支持による揺動装置等を用いることができる。尚実施例ではピストン式のバイブレーターを使用している。なお前記記載のノズル式バーナーにおいて、変動支持装置６を具備せず、ロストル３を振動または揺動させることによって、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させずに支持固定するものとしてもよい。
【００１２】
（３）前記記載のノズル式バーナーにおいて、燃料供給装置５から燃焼室１への燃料供給口を燃焼室１内の側部に設け、この燃料供給口から燃焼室１内に向かって二次空気を送出し、燃焼時の燃焼室１内を正圧にする二次空気送出装置７を具備してなることが好ましい。
【００１３】
このような二次空気送出装置７として例えば、燃料供給装置５の連通路内へ二次空気を送りこんで、燃焼室１の後壁に設けた燃料供給口から二次空気を燃焼室１内に送出するものが挙げられる。特に二次空気の送出中は、燃焼室１内を常に大気圧よりも大きい圧力に保つものが好ましい。
【００１４】
上記二次空気送出装置７によって燃焼室１の後壁に設けた燃料供給口を二次空気送出口１２とし、ここから二次空気を燃焼室１内に送出することすることで、燃料供給装置内への逆火、すなわち燃料供給口から燃料供給装置の供給路等の供給元へ向かって燃焼空気が流れ込むことを防止しうる。
【００１５】
すなわち燃料供給装置５は、燃焼室１の後壁に設けた燃料供給口と、この燃料供給口に木質燃料を供給すべく連通させた連通路とを具備し、二次空気送出装置７は、この燃焼室１後壁に設けた燃料供給口を二次空気送出口１２として使用し、この燃料供給口兼二次空気送出口１２から、木質燃料及び二次空気を共に送出する。なお二次空気送出口、燃料供給口は複数個設けても良い。
【００１６】
例えば後述の実施例のように、燃焼室後部のノズル軸中央に設けた二次空気送出口１２とは別に、燃料供給口を第二の二次空気送出口１２２として設けてもよい。他に、燃料供給機能を有さない二次空気送出のみのための二次空気送出専用口を設けず、燃料供給口・二次空気送出口１２兼用の後部口を設けたものでも良い。
【００１７】
燃料供給口を二次空気送出口として使うことで、二次空気送出による燃焼室内の整流機能を比較的簡易な構成によって向上させうる。また、下流となるべき燃焼気流の上流側への逆火現象、すなわち燃焼室から二次空気送出装置７内への燃焼ガスや燃焼炎の逆流現象を防止することができる。これによって、燃焼室内を正圧状態としたままで高効率の完全燃焼を継続させることができ、燃焼気圧の減調整、すなわち燃焼気流を下流側へ吸引するために燃焼室の一部を負圧にするといった減圧調整を必要としない。
【００１８】
更に二次空気を燃料供給装置５の連通路に合流させて送り込むことで、燃料供給装置５のうち、燃焼室に近い合流部以降の部分を冷却することが出来る。
【００１９】
（４）前記記載のノズル式バーナーにおいて、二次空気送出装置７は、燃焼室１内の側部後方に設けた二次空気送出口１２から平面視にて燃焼室１内前方、すなわちノズル方向Ｄ２前方に向かって二次空気を送出し、この二次空気の送出によって燃焼室内の空気をノズル先端方向に沿って整流しうることが好ましい。
【００２０】
例えば、燃焼室１後部中央のノズル軸と重なる位置に二次空気送出口１２が設けられる。実施例では第一の二次空気送出口１２１として燃焼室１後部中央に円形の二次空気送出口を設けると共に、第二の二次空気送出口１２２として燃料供給口を用いており、この第一、第二の二次空気送出口１２１、１２２から二次空気を送出するものとしている。
【００２１】
二次空気をノズル方向Ｄ２へ送出して燃焼室内の燃焼気流を整えることで、一次空気を、ロストル３下方の一次送路から燃焼室内を通してノズル方向Ｄ２に整流することができる。これによりロストル３上の木質燃料の燃焼によって発生した燃焼ガスの排出が促進され、不完全燃焼等による燃焼効率の低下が抑制される。
【００２２】
（５）前記記載のノズル式バーナーにおいて、燃料供給装置５が、燃焼室１の後方に設けたロータリーバルブ５３の燃料供給口から燃焼室１内に供給するものであって、
燃焼室１の後方上部にて受給した木質燃料を下方分岐させて複数の縦方向の縦連通路５２に導く分岐路５１と、
分岐路５１の分岐後の複数の縦連通路５２をロータリー回転軸方向に並接続したロータリーバルブ５３とを具備してなるものとしてもよい。
【００２３】
このように複数の縦連通路５２を並接続することで、木質燃料がロータリー回転軸の軸方向に分散して均等に供給される。これによりロータリーバルブ５３内での木質燃料の詰まりや排出不良が抑制され、長時間の運転により適したものとなる。
【００２４】
燃料供給装置５は、燃焼室１の後方にて、木質燃料を上部に設けた燃料落下口５１ｈから自然落下させて、下部に設けたロータリーバルブ５３の燃料供給口から燃焼室１内に供給するものである。木質燃料は送給管から燃焼室１の後方上部の燃料落下口に送給された後、分岐路内及び複数の縦連通路５２内を続けて自然落下し、ロータリーバルブ５３内に入り、ロータリーバルブ５３によって、所定量毎に区切られて燃料供給口から燃焼室内へ送られる。
【００２５】
ここで複数の縦連通路５２は、ロータリーバルブ５３の回転軸方向である幅方向に並んで、幅方向に伸びたロータリーバルブ５３の上方にそれぞれ並接続される。このため分岐路を自然落下した木質燃料は、複数の縦連通路５２によって幅方向に分散してロータリーバルブ５３内に供給される。
【００２６】
また燃料供給装置５は少なくとも、燃焼室１の後方上部にて受給した木質燃料を下方分岐させて複数の縦方向の縦連通路５２に導く分岐路５１と、分岐路５１に連通された複数の縦連通路５２と、各縦連通路５２それぞれに並接続されたロータリーバルブ５３とを具備することが好ましい。ロータリーバルブ５３は、幅方向を回転軸（バルブ軸５３ａ）とする回転式間隙容体５３ｆを有し、この回転式間隙容体５３ｆによって、各縦連通路５２から供給された木質燃料を所定量毎に区切って燃料供給口から排出することが好ましい。
【００２７】
（６）また、本発明の熱供給システムは、前記いずれか記載のノズル式バーナー１０と、木質燃料をノズル式バーナーへ自動送給する自動送給装置５０と、ノズル式バーナーの燃焼熱を回収して供給する熱供給装置９０とを具備してなる。
【００２８】
前記ノズル式バーナー１０は長時間の高効率燃焼を継続できるため、木質燃料を自動送給させることで、長時間の熱供給の継続が可能となる。特にペレット等の凝縮木質燃料であれば高い燃焼熱を発生しうるため好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のノズル式バーナーは上記手段を講じており、変動支持装置６が固定位置を変動させながらロストル３を支持することで、供給された木質燃料はロストル３上で塊状にならずに分散される。これにより、燃焼状態に悪影響を及ぼすような木質燃料の滞留を回避することができ、木質燃料の供給を繰り返したのちも良好な燃焼状態を保つことができる。
【００３０】
また、燃焼状態の確認、調整や、炉内消火を伴う灰の交換といったメンテナンスの頻度を抑え、十数時間以上の安定燃焼状態の継続による連続運転或いは自動運転を可能としている。
【００３１】
さらに本発明の熱供給システムは、このノズル式バーナーを備えることで、長時間の連続運転や自動運転が可能なものとなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の最良の実施形態を、実施例として示す各図と共に説明する。図１ないし図５は実施例１のノズル式バーナーを示し、図６ないし図１０は実施例２のノズル式バーナー及びこれを備えた熱供給システムを示し、図１１、１２は実施例３のノズル式バーナーを示し、そして図１３は実施例４のノズル式バーナーを示す。
【００３３】
本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１の前方又は上方にノズル２を連通接続してなり、燃焼室１内で木質燃料等を燃焼させて燃焼気を発生させると共に、燃焼室１内に一次燃焼空気又は二次燃焼空気を燃焼室１内に吹き込み、燃焼室１内の燃焼気をノズル方向Ｄ２へバーナー噴射として噴出するノズル式バーナーである。
【００３４】
このうち実施例１ないし３に示す本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１内の後壁からノズル２方向にバーナー噴射して木質燃料Ｐを燃焼するノズル式バーナーであり、少なくとも下記構成を具備する。
・燃焼室１内の下部にて後方から前方に向かって下方傾斜して設けられたロストル３
・ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４
・木質燃料Ｐを、燃焼室の後部から前方へ向かう所定の押し出し方向Ｄ１へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５
・ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６
・燃焼室１内の後部に設けた二次空気送出口から燃焼室１内のノズル方向Ｄ２前方に向かって二次空気を送出する二次空気送出装置７
また実施例４に示す本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１内からノズル２方向である上方にバーナー噴射して木質燃料Ｐを燃焼するノズル式バーナーであり、少なくとも下記構成を具備する。
・燃焼室１内の下部に水平支持されたロストル３
・ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４
・木質燃料Ｐを、燃焼室１の側方にて上部から下部へ落下供給し、燃焼室１の側壁に設けた燃料供給口からロストル３上に供給する燃料供給装置５
・燃料供給装置５に合流して当該装置内に二次空気を送出し、燃料供給口から燃焼室１内の中央部側に向かって二次空気を送出する二次空気送出装置７
以下、本発明の特徴のひとつとなりうる各構成につき説明する。
＜燃料拡散機構＞
ロストル３の傾斜配置、ロストル３の変動支持装置によって、本発明のノズル式バーナーは、ロストル３上へ押し出して供給した木質燃料をロストル３上で拡散させる燃料拡散機構を有する。
【００３５】
ロストル３の傾斜配置とは、ロストル３を、燃焼室前後の高さの異なる各固定具上に載せて所定のロストル傾斜角度３Θで下方傾斜して配置することであり、これによりロストル３後方の傾斜上方部分から押し出された木質燃料Ｐは、ロストル３の押し出し方向Ｄ１への下方傾斜によってロストル３上で傾斜下方である前方に向かって拡散される。
【００３６】
また、下方の一次空送路４１と上方の燃焼室１とはロストル３を介して連通され、一次燃焼空気は下方からロストル３を通過して上方の燃焼室１内に吹き込むものとなっている。これらにより、燃焼前の木質燃料及び燃焼後の灰が、ロストル３上で詰まりにくいものとなる。
【００３７】
（ロストル３の傾斜角度３Θ）
ロストル３の水平基準の傾斜角度３Θは、ロストル３上面が平坦な場合、大きくとも２５度以内、好ましくは５度〜１５度の範囲である（図１）。
【００３８】
押し出された木質燃料Ｐは、ロストル３の押し出し方向Ｄ１への下方傾斜構造によってロストル３上に拡散される。押し出し方向Ｄ１は、前方へ向かって下方傾斜した方向であり、ロストル３の傾斜方向と同一方向であるか、ロストル３の傾斜方向に対する水平基準の傾斜角度３Θ差がプラスマイナス１０度以内であることが好ましい。
【００３９】
後述の実施例１、２ではノズル２が燃焼室１の一側部である前方側に通気接続されたものであって、ロストル３は、平板状の上面に多数のロストル孔３１が形成された孔あき平板からなるとともに、支持腕固定具６１ｃによって裏面から棒状の支持腕６１に固定され、後方に傾斜して伸びる支持腕６１によって、平面視ノズル方向Ｄ２後方からノズル方向Ｄ２前方に向かって下方傾斜して支持される。
【００４０】
なお燃料供給装置５による燃料供給口は、ロストル３の傾斜上部の延長線付近である燃焼室１の後方側の側部に設けられ、所定の押し出し方向Ｄ１は平面視ノズル方向Ｄ２後方からノズル方向Ｄ２前方に向かう方向であって、ロストル３の傾斜角度３Θよりも小さい角度であることが好ましい。
【００４１】
実施例１および２のロストル３は平板状であり側面視にて一定の傾斜角度３Θで支持されるが、このほか、支持される傾斜角度３Θが、ロストル３の前後箇所によって２５度未満までの範囲内で漸次増減するものとしても良い。
【００４２】
例えば、後方の支持側部分では略水平に支持されると共に、ロストル３が前方部分で二次曲線状或いは円弧状の弯曲上面を有して下方に弯曲するものとしても良い（図示せず）。この場合、傾斜角度３Θは前方に行くに従って大きくなり、燃焼に応じて灰化の進んだ木質燃料が、新たな木質燃料によって前方の傾斜角度３Θが大きな箇所へ押し出されると、ロストル３前方へ落下排出されやすいものとなる。
【００４３】
他に例えば、ロストル３周縁から平面視中心部まで高さが徐々に変わる、すり鉢状の凹面、或いは部分球冠状の凸面を形成したものでもよい（図示せず）。この場合、凹面の中心部或いは凸面の周縁部に、木質燃料を下方排出するための排出孔３４ｈを設けると、灰化の進んだ木質燃料が排出孔３４ｈから自然と落下しやすいものとなる。このような周縁から平面視中心部までの中央対称曲面を有するロストル３は、後述の実施例４のような上方ノズル形式のものに適する。
【００４４】
（押し出し方向Ｄ１）
また燃料供給装置５による木質燃料の所定の押し出し方向Ｄ１は、ロストル３と同様に平面視ノズル方向Ｄ２後方からノズル方向Ｄ２前方に向かって下方傾斜した方向であることが好ましい。
【００４５】
（変動支持装置６）
変動支持装置６は、ロストル３を振動させる、または水平／上下揺動させることによって、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる装置である。特にロストル３を断続的に振動または揺動させることによって変動させるものであることが好ましい。断続的に振動または揺動させるとは連続運転ではないことを意味し、例えば、所定時間の振動または揺動に続いて振動または揺動を停止させたまま所定の休止時間を経るという、一定の変動及び停止サイクルを繰り返すことをいう。
【００４６】
具体的には、燃焼室１を遊貫通する支持腕６１によって、燃焼室１の下部にて水平振動分の隙間を有した支持固定位置にロストル３を固定支持するものであり、燃焼室１外にてこの支持腕６１を変動装置６２と接触させ、変動装置６２から支持腕６１へ変動力を伝えることで水平又は垂直方向へ微細振動させる。
【００４７】
実施例１の変動支持装置６は、燃焼室１壁に設けられた貫通孔６1ｈを遊貫通してロストル３を支持する支持腕６１と、燃焼室１外に設けられ、支持腕６１の燃焼室外部分へ連続又は断続的に変動外力を加える変動装置６２とを有する。変動装置６２は例えば、音波式、回転式、ピストン式の各種バイブレータ、打撃装置、または弾性支持による揺動装置等を用いることができる。尚実施例ではピストン式のバイブレーターを使用している。支持腕６１が遊貫通した貫通孔６1ｈの隙間部分には耐火、耐熱材であるロックウールが詰められる。
【００４８】
実施例２の変動装置には、変動装置を冷却するための冷却装置が設けられる。この冷却装置は具体的には、バイブレーター上方に設けられ、冷却風の吹き出し口を下方に設けた冷却チャンバーと、これに後方連通された冷却ファンとから構成される。冷却ファンは二次空気ファンの両側にそれぞれ設けられ、冷却チャンバーは左右それぞれの縦連通路５２の後方であって、左右それぞれのバイブレーターの上方に噴出し口を開口させて設けられる。
【００４９】
（振動方法）
振動方法として、実施例ではピストン式のバイブレーターによって上下方向への微振動を発生させ、この上下微振動を変動伝達片６２ｌを介してロストル３に接続した支持腕６１へ伝達させるものとしている。上下振動のほか、左右方向の振動でも良い。
【００５０】
また全運転時間中の連続振動ではなく、所定時間ごとに振動と停止を繰り替えす、断続振動としている。ただし、長時間の停止によって、ロストル３上に木質燃料や灰が塊となって排出されず溜まってしまう一方、長時間の振動継続によって木質燃料が十分に燃焼する前に落下してしまう。これらを避けるために、振動時間を３０秒以内とすると共に、所定の振動時間後に振動時間の倍以上、好ましくは振動時間の３〜５倍程度の停止時間を設けることが好ましい。例えば１０秒の振動時間の後に３０秒の停止時間を設ける、或いは２０秒の振動時間の後に６０秒の停止時間を設けるものとする。実施例1、２では７秒間の振動とその後の３０秒の停止とを交互に繰り返す定期的断続運動を行なうものとしている。
【００５１】
このほか、燃料供給装置５の燃料供給に応じて振動させるものとしてもよい。例えばロータリーバルブ５３５のバルブ軸の回転が所定の位相を越えるごとに、予め定められた所定時間の振動を加えるもの、或いは、回転式間隙容体５３ｆが回転して、間隙間の所定の仕切り部分が燃料供給口に露出する時間だけ振動を加えるもの、としても良い。
【００５２】
（燃料供給装置５）
燃料供給装置５は、少なくとも燃料を落下させるための縦連通路５２を有し、この縦連通路５２を介して燃焼室１に設けた燃料供給口から燃料を供給するものである。さらに具体的に特定すると、燃料供給装置は、上部の燃料落下口５１ｈとその下方に連通する縦連通路５２、さらに縦連通路５２が連通するロータリーバルブ５３が設けられ、上部の燃料落下口５１ｈから投入された木質燃料を縦連通路５２を通して自然落下させ、下部のロータリーバルブ５３によって燃料供給口から燃焼室内に排出する態様とすることができる。木質燃料は、自然落下時には分岐路と分岐後の縦連通路５２とを通ることで、ロータリーバルブ５３内へ分散されて供給される。
【００５３】
（二次空気送出装置７）
二次空気を送出する二次空気送出装置７は、燃焼室１内の後部に設けた二次空気送出口から燃焼室１内のノズル方向Ｄ２前方に向かって二次空気を送出するものである。二次空気送出装置７は、二次空気ファンからの二次空気を前記縦連通路５２に合流させ、縦連通路５２内に設けた整流板によって二次空気を下方へ送出する。
【００５４】
また燃焼室１内の一側部である側部前方にノズル２が設けられている場合、燃焼室１内の他側部である側部後方に二次空気送出口を設け、そこから側方向であるノズル方向Ｄ２前方に向かって送出することで、燃焼室内の空気をノズル方向Ｄ２に沿って整流しうる。
【００５５】
例えば、燃焼室１後部中央のノズル軸と重なる位置に二次空気送出口１２が設けられる。実施例では第一の二次空気送出口１２１として燃焼室１後部中央に円形の二次空気送出口１２を設けると共に、第二の二次空気送出口１２２として燃料供給口を用いており、この第一、第二の二次空気送出口１２１、１２２から二次空気を送出するものとしている。
【００５６】
二次空気をノズル方向Ｄ２へ送出して燃焼室内の燃焼気流を整えることで、一次空気を、ロストル３下方の一次送路から燃焼室内を通して、ノズル軸に沿ったバーナー噴出方向に整流することができる。これによりロストル３上の木質燃料の燃焼が促進され、木質燃料の滞留や不完全燃焼等による燃焼効率の低下が抑制される。
【００５７】
（燃料供給口からの二次空気送出）
前記記載のノズル式バーナーにおいて、二次空気送出装置７は、複数の縦連通路５２と合流口７５で合流する。この合流口７５から二次空気を送り込み、各縦連通路５２からの二次空気をロータリーバルブ５３内で合流させ、燃料供給口から燃焼室内に二次空気を送出する。すなわち二次空気送出口、燃料供給口を兼用した兼用口を、燃焼気流の燃焼室１内上流側である後壁またはその周辺壁に設ける。このような兼用口を一つまたは複数個設けても良く、後述の実施例のように、兼用口とは別にそれぞれ単独機能を有する二次空気送出専用口、燃料供給専用口を設けても良い。
【００５８】
例えば実施例１、２では共に、燃焼室後部のノズル軸中央に設けた第一の二次空気送出口１２を二次空気送出専用口として設けると共に、これとは別に第二の二次空気送出口を燃料供給兼用口として設けている。
【実施例１】
【００５９】
図１ないし図５に示す実施例１のノズル式バーナーは、その基本的構成として、燃焼室１内の下部にて後方の一側壁からこれに対向する前方の他側壁に向かって一定角度３Θで下方傾斜して設けられたロストル３と、
ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３の上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、
木質燃料Ｐを、燃焼室１の後部から前方へ向かう所定の押し出し方向Ｄ１へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５と、
燃料供給装置の供給経路の途中に合流接続するひとつの二次空気ファン７１と、
ロストル３を燃焼室１の外部から変動可能に支持するひとつの変動支持装置６とを具備してなる（図１等）。実施例２のような冷却装置は有さない。
【００６０】
また、実施例１の燃料供給装置５は少なくとも、燃料落下口５１ｈを上部に有して下方に分岐する分岐路５１と、分岐路５１の分岐部分にそれぞれ接続されて縦方向に伸びる複数の縦連通路５２とを具備し、さらにその下方の燃料供給口にて燃焼室１と連通する。また複数の縦連通路５２それぞれの後部側面には縦長矩形の二次空気の合流口７５が設けられ、合流口７５には二次空気ファン７１の噴出部に接続された分流チャンバー７２が分岐接続される。燃料供給装置５の後部に配置された二次空気ファン７１からの二次空気は分留チャンバー７２内に入り、この分流チャンバー７２から、２本の縦連通路５２それぞれへの合流口７５と第一送出管７３とに分流される（図１、図４）。
【００６１】
（燃料供給装置５）
燃料供給装置５は、上部の燃料落下口５１ｈが自動送給装置５０の送給接続管５０ｃに接続されると共に下方に分岐した分岐路５１と、分岐路５１の分岐先から縦方向に走る管状の縦連通路５２と、そして縦連通路５２の連通下部に設けられると共に燃焼室１に開口する燃料供給口を有したロータリーバルブ５３とから構成される。
【００６２】
具体的には、
・木質燃料Ｐを燃焼室１の後上方の燃料落下口５１ｈまで送給して接続される自動送給装置５０の送給接続管５０ｃと、
・燃焼室１の後方上部に設けられ、送給接続管５０ｃ燃料送給管５０ｓからの木質燃料を受給する燃料落下口５１ｈと、
・燃料落下口から自然落下する木質燃料を、下方分岐構造によって下方分岐させ、複数の縦方向の燃料縦連通路５２に導く分岐路５１と、
・分岐路５２の分岐部それぞれに下方連通された複数の縦連通路５２と、
・複数の縦連通路５２が下方で合流するロータリーバルブ５３とを具備する。
【００６３】
ロータリーバルブ５３のケーシング５３ｃは、後上部で複数の縦連通路５２が並接続される。分岐管及び並接続された縦連通路５２によって、木質燃料が幅方向に分散されてロータリーバルブ５３内に供給される。また、正面側部に横長矩形の燃料供給口が設けられ、この燃料供給口にて燃焼室１の後部に連通している。
【００６４】
詳述するに、各縦連通路５２の下部は、ロータリーバルブ５３のケーシング５３ｃに並接続される。ケーシング５３ｃ内の回転式間隙容体５３ｆ及びこれを覆うケーシング５３ｃは、共に幅方向に伸長してなり、このケーシングの伸長方向に亘って、各縦連通路５２が分散して並接続される。つまり燃料落下口から自然落下した木質燃料は、分岐路によって分岐された後、ロータリー送給バルブ内で再び合流してロータリーバルブ５３の回転式間隙容体５３ｆによって区分排出される。
【００６５】
（縦連通路５２）
縦連通路５２は縦方向に伸びたロータリーバルブ５３への連通路であり、木質燃料がその内部を落下すると共に、二次空気がその合流口以降の内部を下方へ送出される。実施例では２本の縦連通路５２であるが、分岐管を有さない１本の縦連通路５２でもよく、また３本以上のものでも良い。
【００６６】
複数の縦連通路５２は、ロータリーバルブ５３の回転軸方向である幅方向に並んで、幅方向に伸びたロータリーバルブ５３の上方にそれぞれ並接続される。このため分岐路を自然落下した木質燃料は、複数の縦連通路５２によって幅方向に分散してロータリーバルブ５３内に供給される。
【００６７】
（ロータリーバルブ５３）
ロータリーバルブ５３は、幅方向を回転軸とする回転式間隙容体５３ｆを有し、この回転式間隙容体５３ｆによって、各縦連通路５２から供給された木質燃料を所定量毎に区切って燃料供給口から排出する。
【００６８】
（自動送給装置５０）
自動送給装置５０は例えば図１０に示すものと同様、木質燃料を貯留する縦型の貯留ホッパー５０ｈと、その下部に接続され、管内のフィーダー機構によって木質燃料を分岐路５１の上方まで自動送給する自動送給管５０ｓと、自動送給管５０ｓと燃料落下口５とを管接続する送給接続管５０ｃとからなる。木質燃料は、自動送給装置５０の自動送給管５０ｓによって自動送給され、自動送給管５０ｓの先に接続された送給接続管５０ｃによって、燃料供給装置５の上部にある燃料落下口５１ｈ内に投入される。
【００６９】
（二次空気送出装置７）
実施例１の二次空気送出装置７は、燃焼室１後部上方に配置されて前方へ排風する二次空気ファン７１と、二次空気ファン７１の排風先に連通配置された分流チャンバー７２と、分流チャンバー７２の幅方向中央部から前方へ向かって配設された第一送出管７３と、第一送出管７３の前方に連通されて燃焼室１の後壁と隣接して設けられた第一送出チャンバー７４とから構成される。第一送出チャンバー７４はその前面板の一部が燃焼室１の後壁と円形貫通しており、この貫通部が燃焼室１内に設けられた第一の二次空気送出口１２１となっている。
【００７０】
分流チャンバー７２は、二次空気ファン７１から排風される二次空気を第一送出管７３内と２本の縦連通路５２内に分け、幅方向中央部にて第一の二次空気と両側部にて第二の二次空気とに分流させる。このチャンバーは横長矩形の前面板と後面板に囲われた箱型のチャンバーであり、前面板が左右の縦連通路５２の後部にそれぞれ接して設けられるとともに、後面板が二次空気ファン７１に連通されて設けられる。チャンバーの前面板は、左右の縦連通路５２を覆う幅であり、幅方向中央部の縦連通路５２間にて円形断面の第一送出管７３と連通すると共に、その左右それぞれの縦連通路５２との接面に矩形の合流口７５が設けられ、この合流口７５にて縦連通路５２と連通する。
【００７１】
分流チャンバー７３に設けた合流口７５から、２本の縦連通路５２それぞれの内部へ二次空気を送り込む。縦連通路５２の内部へ送り込まれた二次空気は、縦連通路５２の内部であって合流口７５前方に傾斜して設けられた整流板によって下方へ整流され、各縦連通路５２より下方のロータリーバルブ５３側へ向かう。２本の縦連通路５２を通った第二の二次空気は、ロータリーバルブ５３内で合流し、燃料供給口から燃焼室内に送出される。この第二の二次空気によって燃焼室１内を正圧に保ち、良好な燃焼状態を確保しながら、燃料供給口から燃料供給装置内への燃焼気の逆流を防ぐものとしている。
【００７２】
また第二の二次空気によって、燃料供給装置の縦連通路５２及びロータリーバルブ５３が冷却され、燃料供給機構の連続過熱による運転異常を抑制することができる。特に、これらは木質燃料を機械動作によって木質燃料を移送排出するものであるため、運転時に冷却しつづけることで燃料供給の機械的構造が熱変形、熱劣化するのを防ぐことは重要である。
【００７３】
また第二の二次空気によって、ロータリーバルブ５３による木質燃料の押し出しが促進されることで目詰まりが防止される。
【００７４】
なおペレットよりも燃焼効率の低い、木質チップ等の木質燃料やその他の有機廃棄物（生ゴミ等）を燃焼燃料とするときには、第二の二次空気がこの燃焼燃料を冷却乾燥し、含水量を減らすことで燃焼室内の温度低下を防止するものとなる。
【００７５】
（ロストル３とその周辺構造）
図５に示すように、実施例１のロストル３はロストル孔３１として真円形状のパンチング孔が設けられた金属薄板と、この下面に並行して貼り付けられた桟３３とから構成され、前辺を前保持具３４に保持され、後辺を後保持具３５に保持されると共に、幅方向中央にて下面から固定された支持腕６１によって燃焼室１のケーシング１ｃ内に傾斜支持される。
【００７６】
下方傾斜したロストル３の前辺の中央には前切り欠き３２を設け、前保持具３４の中央であってこの前切り欠き３２と重なる部分には灰を落下排出するための複数の排出孔３４ｈを設けている。また前保持具３４の前部上方には、燃焼室の前面側のうちノズル下方を遮るようにして耐火ブロック１１を配置している。耐火ブロック１１はロストル３の前辺付近から立設し、後保持具３５よりも高い位置をブロック上辺とする。一次空気及び第二の二次空気の一部の流れがこの耐火ブロック１１によって遮られ、図示するように一部で乱流が発生することで、ノズル部よりも手前の燃焼室内での完全燃焼が促進される（図１、図２）。また耐火ブロック１１によって燃焼室前下部が遮られることで、ロストル３上で発生した木質燃料や灰の、ノズル前方への飛散が防止され、灰ボックス８内への灰の落下排出が促進される。
【００７７】
下部の灰ボックス８は錠８１ｌによって扉８１が開閉される。メンテナンス時には灰ボックス８内の灰を取り出す。また灰ボックスの外部には移動のための車輪８ｒが設けられる。
【００７８】
支持腕６１は燃焼室１外にて緩衝材６１ｂを介して一次ファン接続管４３の外面に固定したアングル上に固定される（図２、図４）。また燃焼室１外に伸びる支持腕６１の伸長軸上に変動装置６２であるバイブレーターを、変動伝達片を介して伝達片固定具６２ｃで固定している。
【００７９】
（燃焼圧）
実施例１、実施例２のノズル式バーナーによって、少なくとも燃焼室１の下部での一次燃焼と燃焼室１の中央部での二次燃焼とが連続的に行なわれる。一次燃焼空気と二次燃焼空気の吹込みによって、燃焼室１内は大気圧よりも高い正圧状態となるが、二次燃焼空気をノズル軸方向先端側へ噴出させることで、一次空送路や燃料供給装置側への燃焼気の逆流、すなわち逆火を防ぐことができる。
【実施例２】
【００８０】
図６ないし図９に示す実施例２のノズル式バーナーは、２つの変動支持装置６を有し、またそれぞれの変動支持装置６上方に、変動支持装置６を冷却する冷却ファン６３及び冷却チャンバー６４からなる２つの冷却装置を有する。冷却ファン６３は二次空気ファンの両側に配置される（図６〜図８）。
【００８１】
また実施例２の二次空気送出装置７は、ファン送出口の代表長さの２倍以下の細幅の分流チャンバー７２が、２本の縦連通路５２間を通るようにして二次空気ファン７１の送出口から水平に前方延伸して設置され、その略延長線上或いはそこからわずかに下方オフセットされた位置に第一の二次空気送出口１２１を設け、燃焼室１内に連通する（図６、図７）。この分流チャンバー７２の両側面の矩形領域に、それぞれ両側の縦連通路５２と合流する合流口７５が設けられる（図６、図８）。両側面に合流口７５を設けることで、分流チャンバーへの逆流を抑制し、効率的な分流構造を達成している。
【００８２】
また実施例２のロストル３の表面に形成された多数のロストル孔３１は、押し出し方向Ｄ１へ伸びる長円形の長孔となっており、ロストル３下面からの一次空気の取入れを効率化すると共に木質燃料のスライド落下を補助しうるものとなっている（図９）。
【００８３】
実施例２ではまた、燃焼室１の前面のノズル２周辺部にかけて室前部ブロック１１ａを配置し、及び側面から上面にかけて室側部ブロック１１ｂを囲うように配置している（図６、７）。これらは耐火ブロック１１であり、外部への熱の放出を抑え、燃焼室１内の燃焼温度を保持すると共に外部接触時の安全性を確保している。また室前部ブロック１１ａを含む燃焼室全面部は、メンテナンス時において前部着脱機構１ｃｌによってノズル２とともに外したり付け戻したりすることができる。
【００８４】
木質燃料の一次燃焼によって、ノズル２内及びその先部に燃焼ガスが発生する。本実施例ではノズル２の先側に熱供給装置９０を備えており、この熱供給装置９０内に設けた三次燃焼室９１で燃焼ガスを燃焼させるものとしている（図１０）。
【００８５】
（本体外カバー、ノズルカバー）
実施例２ではまた、燃焼室１、その後部の燃料供給装置５、一次空気送出装置４及び二次空気送出装置７までを、両側方から上方にかけて、及び後方にかけて纏めて囲った本体外カバー１０ｃを具備しており、またノズルの両側方から上方に掛けて囲ったノズルカバー２ｃを具備している（図６、図７）。本体外カバー１０ｃは、一次点火送風装置４２に含まれる一次空気ファン、二次空気ファン７１、或いは変動装置６２等による騒音の発生を抑え、また燃焼室１の燃焼熱の放出を抑えるものである。ノズルカバー２ｃは安全上、ノズル２外部の熱の放出を抑えるものである。
【００８６】
（本発明の熱供給システム）
図１０に示す本発明の熱供給システムは、前記いずれか記載のノズル式バーナー１０と、ノズル式バーナー１０の着火時に使用すべく一次着火送風装置に接続された着火燃料タンク４０と、木質燃料をノズル式バーナー１０へ自動送給する燃料自動送給装置５０と、ノズル式バーナーの燃焼熱を回収して室内へ供給する熱供給装置９０とを具備してなる（図１１）。燃焼材の自動投入、ノズル式バーナーの燃焼処理熱の再熱利用によって、最適な植物栽培条件を連続供給する。
【００８７】
実施例２の自動送給装置５０は、図１０に示すように、木質燃料を貯留する縦型の貯留ホッパー５０ｈと、その下部に接続され、管内のフィーダー機構によって木質燃料を分岐路５１燃料落下口５の上方まで自動送給する自動送給管５０ｓと、自動送給管５０ｓと燃料落下口５とを管接続する送給接続管５０ｃとからなる。
【００８８】
（三次燃焼室９１）
三次燃焼室９１は、ノズル２先部にて三次燃焼を行う室部であり、熱供給装置９０内に設けられる。三次燃焼室９１にはノズル式バーナー１０のノズル２の先端部が侵入しうる侵入口が設けられ、この侵入口から室内へ向かって三次燃焼ノズル９２が伸設される（図６、１０）。侵入口および三次燃焼ノズル９２はノズル２よりも一回り大きく成形され、これによって、熱供給装置９０の設置状態においてノズル２外周部に環状断面の隙間が設けられる（図６）。この隙間が三次燃焼のための三次空気取込口９２ｏとなり、バーナー噴出時には、ノズル２の外周面付近の三次空気取込口９２ｏから外部の新鮮空気が巻き込まれ、巻き込まれた新鮮空気が三次燃焼空気として三次燃焼室内に噴出する。
【００８９】
バーナーの噴出によって三次燃焼室９１で発生した燃焼気は、三次燃焼室９１上部にある集気部９３へ集気され、そこから熱交換部へ流入し、排気ファン９６によって煙道９７から外部へ排気される。熱交換部では熱交換によって加温空気が生成され、この加温空気は熱供給ファン９４によって送られ、熱供給ダクト９５を通じて任意の場所へスポット供給される（図１０）。燃焼室１内での燃焼に続いてノズル先で三次燃焼を連続的に行うことで、より高温の完全燃焼処理が可能となり、有害ガスの発生しないノズル式バーナーとなる。
【００９０】
実施例２のノズル式バーナーによって、少なくとも燃焼室１の下部での一次燃焼、燃焼室１の中央先側ないしノズル２部での二次燃焼、及びノズル先側ないし三次燃焼室９１での三次燃焼が連続的に行なわれる。二次燃焼空気によって、正圧の燃焼室１を正圧にして室内の燃焼気をノズル先側へ噴出させることで、三次燃焼空気の巻き込みを促進させることができる。
【００９１】
本実施例のようなノズル式バーナーは、木質燃料の自動分散供給を行い、複数室内ないし複数箇所を連続的に加温する比較的大型の横型バーナーとして好適に使用され、例えば１２万キロカロリー程度までの燃焼能力を発揮し、メンテナンスを行なわずに５時間程度或いはそれ以上の連続運転が可能である。
【実施例３】
【００９２】
図１１，１２に示す実施例３のノズル式バーナーは、燃料供給口を二次空気送出口として用いたものであり、燃料供給装置内に二次空気送出装置を合流させて燃料供給の下流方向へ二次空気を送出し、燃料供給口から二次空気を送出することを特徴とする。二次空気送出装置７の二次空気ファン７１は、燃料供給装置の縦方向連通路５５の後方側壁に設けた合流口７５に合流接続される。縦方向連通路５５内の合流口７５の上部には、下方に傾斜した整流板５５ｆが設けられ、これにより、縦方向連通路５５内に送出された二次空気が下方の燃料供給口側へ整流される。運転中は燃料供給口から常に二次空気が送出され、燃焼気が燃焼室１の燃料供給口から燃料供給装置へ逆流することを防止することができる。
【００９３】
また実施例３のノズル式バーナーは実施例１と同様、燃焼室１の一側方である前方ノズル２を接続してなり、燃焼室１内からノズル２の先端側であるノズル方向Ｄ２にバーナー噴射し、木質燃料を燃焼するノズル式バーナーである。ただし実施例１と比較して、ロストル３１が傾斜せず略水平に支持され、単独の二次空気送出口である第一の二次空気送出口を有さず、燃料供給装置もロータリーバルブ５３を有さない。
【００９４】
すなわち本実施例は、燃焼室１内の下部にて略水平支持されたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、燃焼室１の後部に設けた燃料供給口から所定の押し出し方向Ｄ１で木質燃料を押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５と、燃料供給装置５に合流し、木質燃料の供給方向に沿って燃料供給口から二次空気を燃焼室内に送出する二次空気送出装置７とを具備してなる。
【００９５】
実施例３の燃料供給装置５は縦型の燃料供給ホッパー５４と、これに下方接続され、下部側面に燃料供給口を有した縦方向連通路５５とから構成される。燃料供給ホッパー５４は、内部の傾斜間仕切りによって、一部が開口されつつ上下に区分される。傾斜間仕切りの上部側は、天蓋を有した木質燃料のストック部５４ｈとされ、木質燃料を貯留すると共に、２枚の傾斜間仕切りと緩傾斜した側壁に囲われた排出口から、木質燃料を少量ずつ間仕切りの下方へ排出する。
【００９６】
傾斜間仕切りの下部側には、ギヤモーターユニット５４ｍに動力接続されたスプリングフィーダー５４ｆが内設され、ストック部５４から排出された木質燃料を、縦方向連通路５５の上端の連通口までフィーダーによって運搬する。
【００９７】
縦方向連通路５５は縦方向に延びる一本の連通路であり、上部が燃料供給ホッパー５４に接続されると共に、下部の前方側側面に設けた燃料供給口が燃焼室１に接続される。燃料供給口と対向する後方側側面には、二次空気ファン７１と合流する合流口７５が設けられ、合流口７５の上部の連通路内には二次空気を燃料供給口側へと整流する整流板５５ｆが傾斜配設される。また縦方向連通路５５の下端の底部には、合流口７５の下部から対向位置にある燃料供給口の下部に向かって下方傾斜した燃料供出板５３ｌが形成される。燃料供出板５３ｌは燃焼室１内の下部のロストル３付近まで延出形成され、縦方向連通路５５の上部から供給された木質燃料を燃焼室１内のロストル３上に投入する。燃料供出板５３ｌは、整流板５５ｆと並行した、ロストル３と同じ傾斜角度３Θで配設される。
【００９８】
実施例３のロストル３は、下部耐火ブロック１１ｃを底板とする灰ボックス８の天井部分の前方寄りへ、ロストル固定具３ｃに載置固定されて設けられる。燃焼室１はこのロストル３の部分を下端とした側面視略Ｔ字状の燃焼空間を有し、後側壁が燃料供給口兼二次空気送出口１２として開口すると共に、前側壁がノズル２に連通されて開口する。本実施例のようなノズル式バーナーは、木質燃料の分散供給を必要としない比較的小型の横型バーナーとして好適に使用され、例えば２万キロカロリー程度までの燃焼能力を発揮する。また実施例２と同様の熱供給装置９０ないし三次燃焼室９１を備えたものとすることができる。他の特記しない主構成は実施例１と同様である。
【実施例４】
【００９９】
図１３に示す実施例４のノズル式バーナーは、実施例３のノズル式バーナーにおいて燃焼室１の上方に燃焼気を排出する縦型のものであり、図示しないノズル２が、必要に応じて燃焼室１の天井開放口に連通接続される。縦方向を燃焼気流とすることで、加熱による気流上昇作用が働き、燃焼室内の燃焼気流の安定化を図ることができ、一次空気送出装置や二次空気送出装置を小型化し、或いはこれらの運転時間を削減し得るものとなる。
【０１００】
実施例４のノズル式バーナーにおけるロストル３は傾斜せずに同一高さのロストル固定具３ｃによって水平支持されており、また変動支持装置を有さず変動しない。ただし、燃料供給口を二次空気送出口１２として二次空気を連続送出することで、燃料供給装置５内へ燃焼気流が入らず、燃料供給装置５内の一部を連続冷却するため、燃焼室内の燃焼状態を安定させ得る。このような縦型のノズル式バーナーは例えば０．５ないし２万キロカロリー程度の燃焼能力を発揮し、簡易構成による小型のノズル式バーナーとして、或いは加温器や暖房器として利用できる。他の特記しない主な構成は実施例３と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のノズル式バーナー及び熱供給システムは、熱供給バーナーとして加温或いは任意の被加熱材を加熱利用して、植物栽培用温室、プラスチック等熱溶融体の成形機械、製鋼プラント、化学プラントのほか、さまざまな熱源利用施設や加熱工程で使用することができる。また、被燃焼材を燃焼処理或いは焼却処理することも可能である。
【０１０２】
その他本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更、構成ないし要素の抽出、代替、組み合わせが可能である。例えばロストル３の燃焼室１内の支持においては、変動支持装置を有さずにロストル３を傾斜支持するもの、ロストル３を水平支持したまま変動支持装置によって変動させるもの、変動支持装置を有さずにロストル３を水平支持或いは傾斜支持するものなど、様々な要素の組み合わせが考えられる。またロストル３や支持腕６１の形状、ひいては支持方法も様々な要素の組み合わせや代替手段が考えられる。
【０１０３】
他に例えば一次空気、二次空気の送出においては、二次空気送出口を燃料供給口とし、二次空気の送出によってもロストル３上の燃料の分散状態を良好に保つもの、一次空気と二次空気のうちいずれかを選択して切り替えて送出するもの、ファンの数を減らして一次空気ファンと二次空気ファンを同一のファンとし、ダクトの分岐接続とこれに内蔵したダンパの調節によって風量を調節するもの、逆にファンの数を増やして一次空気ファンと二次空気ファンをそれぞれ補助ファン付の複数個とし、必要に応じて補助ファンを作動させるもの、或いは一次空気送出口をロストル３下方ないしロストル固定具３ｃ付近に複数個設ける、二次空気送出口を燃焼室１の後壁以外の側壁や天井に設けるといった送出口の形態を変えたものなどが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施例１のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【図２】図１における燃焼室１後部ないし下部付近の拡大構造説明図である。
【図３】実施例１のノズル式バーナーの正面視構造説明図である。
【図４】図１における背面視Ａ−Ａ線断面説明図である。
【図５】図２における平面視Ｂ−Ｂ線断面説明図である。
【図６】本発明の実施例２のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【図７】図６における正面視Ｃ−Ｃ線断面説明図である。
【図８】図６における背面視Ｄ−Ｄ線断面説明図である。
【図９】図６における平面視Ｅ−Ｅ線拡大断面部分説明図である。
【図１０】実施例２の熱供給システムの構成説明図である。
【図１１】実施例３のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【図１２】実施例３のノズル式バーナーにおける燃料供給装置の側面視一部破断説明図である。
【図１３】実施例４のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 燃焼室
１ｃ ケーシング
１ｃｌ 前部着脱機構
１０ｃ 本体外カバー
１０ ノズル式バーナー
１１ 耐火ブロック
１１ａ 室前部ブロック
１１ｂ 室側部ブロック
１２ 二次空気送出口
１２１ 第一の二次空気送出口
１２２ 第二の二次空気送出口
６１ｈ 貫通孔
２ ノズル
２ｃ ノズルカバー
３ ロストル
３ｃ ロストル固定具
３１ ロストル孔
３２ 前切り欠き
３３ 桟
３４ 前保持具
３４ｈ 排出孔
３Θ 傾斜角度
３５ 後保持具
４ 一次空気送出装置
４０ 点火燃料タンク
４１ 一次空送路
４２ 一次点火送風装置
４３ 一次ファン接続管
５ 燃料供給装置
５０ 自動送給装置
５０ｃ 送給接続管
５０ｈ 貯留ホッパー
５０ｓ 自動送給管
５１ 分岐路
５１ｈ 燃料落下口
５２ 縦連通路
５２ｆ 整流板
５３ ロータリーバルブ
５３ａ バルブ軸
５３ｃ ケーシング
５３ｆ 回転式間隙容体
５３ｌ 燃料供出板
５３ｍ ロータリーモータ
６ 変動支持装置
６１ 支持腕
６１ｂ 緩衝材
６１ｃ 支持腕固定具
６２ 変動装置
６２ｌ 変動伝達片
６２ｃ 伝達片固定具
６３ 冷却ファン
６４ 冷却チャンバー
６４ｏ 吹き出し口
７ 二次空気送出装置
７１ 二次空気ファン
７２ 分流チャンバー
７３ 第一送出管
７４ 第一送出チャンバー
７５ 合流口
８ 灰ボックス
８ｒ 車輪
８１ 扉
８１ｌ 錠
９０ 熱供給装置
９１ 三次燃焼室
９２ 三次燃焼ノズル
９２ｏ 三次空気取込口
９３ 集気部
９４ 熱供給ファン
９５ 熱供給ダクト
９６ 排気ファン
９７ 煙道
Ｄ１ 押し出し方向
Ｄ２ ノズル方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質チップ、ペレット等の木質燃料を主燃焼材とし、これをバーナー燃焼によって処理するノズル式バーナー、およびこのノズル式バーナーを含む熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固形燃料の燃焼装置には、空間燃焼方式、固定床燃焼方式、流動床燃焼方式が採用されるが、このうち固定床燃焼装置は燃焼部の機械的構造が簡易で、比較的小型の塵芥処理燃焼装置に適するとされる。
【０００３】
従来の固定床の固形燃料燃焼装置として、第一空気供給管に穿設した空気流出孔からの空気流出により一次燃焼を行い、一次燃焼ガスを第二空気供給管の端部で二次燃焼を行い、第一空気供給管の延長方向に沿って水平の火格子を設けたものが存在した（例えば、特許文献１参照）。これは、第一空気供給管の側面に微小な空気流出孔を多数穿設しており、この空気流出孔からの空気流出により一次燃焼を行った不完全燃焼状態のガスが二次燃焼によって火炎を噴出して完全燃焼される。空気流出孔からの空気流出により、炉内に堆積された固形燃料との間に空隙層が形成され、一次燃焼が持続される効果があるとされる。
【特許文献１】特開昭５８−８０４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の燃焼装置では、不燃材が残っている場合にも燃料が供給されるものであり、またロストル３上での灰化をもって、燃焼後の燃焼材を自然排出するものとしている。このため、燃料の供給、排出タイミングと燃焼状態との適正化が行われず、燃焼状態によっては、燃料の供給を行うたびに水平ロストル３に木質燃料が貯留して燃料詰まりを起こし、燃焼効率が悪化する場合があった。また、これを回避するために頻繁な燃焼状態の確認、調整や、炉内消火を伴う灰の交換が必要であり、長時間の連続運転或いは自動運転が困難であった。
【０００５】
そこで本発明では、燃料詰まり等に基づく燃焼効率の悪化を抑制するノズル式バーナーを提供すること、また、燃焼状態の確認、調整や、炉内消火を伴う灰の交換といったメンテナンスの頻度を抑え、十数時間以上の連続運転或いは自動運転を可能としうるノズル式バーナーを提供すること、及び、このノズル式バーナーを備えて長時間の連続運転や自動運転が可能な熱供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明では下記（１）〜（６）の手段を採用している。
（１）本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１内で木質燃料を燃焼すると共に、燃焼室１内からこれに接続したノズル２のノズル方向Ｄ２に燃焼気をバーナー噴射するノズル式バーナーである。そして、
燃焼室１内の下部にて一方向へ傾斜支持されたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３の上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、木質燃料を燃焼室１の一側部から燃焼室１内に所定の押し出し方向Ｄ１で押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５とを具備してなることを特徴とする。
【０００７】
上記のものにおいて、下方の一次空送路４１と上方の燃焼室１とはロストル３を介して連通され、一次燃焼空気は下方からロストル３を通過して上方の燃焼室１内に吹き込むものとなっている。この一次空気の上方吹き込みと、ロストル３の下方傾斜構造とによって、木質燃料がロストル３上で傾斜下方である前方に向かって自動的に転動、或いは拡散される。これにより、燃焼前の木質燃料及び燃焼後の灰が、ロストル３上で詰まりにくいものとなる。
【０００８】
（２）前記ノズル式バーナーにおいて、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６を具備することが好ましい。
【０００９】
すなわち本発明のノズル式バーナーとして、燃焼室１内の後壁からノズル２方向にバーナー噴射して木質燃料Ｐを燃焼するノズル式バーナーであって、
燃焼室１内の下部に設けられたロストル３と、
ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、
木質燃料Ｐを、燃焼室の後部から前方へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５と、
ロストル３を連続的又は断続的に振動または揺動させることによって、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６とを具備してなることを特徴とする。
【００１０】
この変動支持装置６によって、木質燃料或いは灰をロストル３上で適度に分散させ、ロストル３上で塊状のまま詰まるといった状態を回避して、良好な燃焼状態を保持することができる。特に、ロストル３が一次燃焼空気を通過させるロストル孔３１や前切欠きを有している場合には、振動又は揺動によって不完全燃焼物や灰をロストル孔３１や前切欠きを落下させてロストル３上から排除することも可能である。なお上記の構成においてはロストル３が必ずしも下方傾斜していることを要さず、略水平に配置されたものであってもよい。
【００１１】
変動支持装置６は、燃焼室１の後壁に設けられた貫通孔６1ｈを遊貫通してロストル３を支持する支持腕６１と、燃焼室１外に設けられ、支持腕６１の燃焼室外部分へ連続又は断続的に変動外力を加える変動装置６２とを有する。変動装置６２は例えば、音波式、回転式、ピストン式の各種バイブレータ、打撃装置、または弾性支持による揺動装置等を用いることができる。尚実施例ではピストン式のバイブレーターを使用している。なお前記記載のノズル式バーナーにおいて、変動支持装置６を具備せず、ロストル３を振動または揺動させることによって、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させずに支持固定するものとしてもよい。
【００１２】
（３）前記記載のノズル式バーナーにおいて、燃料供給装置５から燃焼室１への燃料供給口を燃焼室１内の側部に設け、この燃料供給口から燃焼室１内に向かって二次空気を送出し、燃焼時の燃焼室１内を正圧にする二次空気送出装置７を具備してなることが好ましい。
【００１３】
このような二次空気送出装置７として例えば、燃料供給装置５の連通路内へ二次空気を送りこんで、燃焼室１の後壁に設けた燃料供給口から二次空気を燃焼室１内に送出するものが挙げられる。特に二次空気の送出中は、燃焼室１内を常に大気圧よりも大きい圧力に保つものが好ましい。
【００１４】
上記二次空気送出装置７によって燃焼室１の後壁に設けた燃料供給口を二次空気送出口１２とし、ここから二次空気を燃焼室１内に送出することすることで、燃料供給装置内への逆火、すなわち燃料供給口から燃料供給装置の供給路等の供給元へ向かって燃焼空気が流れ込むことを防止しうる。
【００１５】
すなわち燃料供給装置５は、燃焼室１の後壁に設けた燃料供給口と、この燃料供給口に木質燃料を供給すべく連通させた連通路とを具備し、二次空気送出装置７は、この燃焼室１後壁に設けた燃料供給口を二次空気送出口１２として使用し、この燃料供給口兼二次空気送出口１２から、木質燃料及び二次空気を共に送出する。なお二次空気送出口、燃料供給口は複数個設けても良い。
【００１６】
例えば後述の実施例のように、燃焼室後部のノズル軸中央に設けた二次空気送出口１２とは別に、燃料供給口を第二の二次空気送出口１２２として設けてもよい。他に、燃料供給機能を有さない二次空気送出のみのための二次空気送出専用口を設けず、燃料供給口・二次空気送出口１２兼用の後部口を設けたものでも良い。
【００１７】
燃料供給口を二次空気送出口として使うことで、二次空気送出による燃焼室内の整流機能を比較的簡易な構成によって向上させうる。また、下流となるべき燃焼気流の上流側への逆火現象、すなわち燃焼室から二次空気送出装置７内への燃焼ガスや燃焼炎の逆流現象を防止することができる。これによって、燃焼室内を正圧状態としたままで高効率の完全燃焼を継続させることができ、燃焼気圧の減調整、すなわち燃焼気流を下流側へ吸引するために燃焼室の一部を負圧にするといった減圧調整を必要としない。
【００１８】
更に二次空気を燃料供給装置５の連通路に合流させて送り込むことで、燃料供給装置５のうち、燃焼室に近い合流部以降の部分を冷却することが出来る。
【００１９】
（４）前記記載のノズル式バーナーにおいて、二次空気送出装置７は、燃焼室１内の側部後方に設けた二次空気送出口１２から平面視にて燃焼室１内前方、すなわちノズル方向Ｄ２前方に向かって二次空気を送出し、この二次空気の送出によって燃焼室内の空気をノズル先端方向に沿って整流しうることが好ましい。
【００２０】
例えば、燃焼室１後部中央のノズル軸と重なる位置に二次空気送出口１２が設けられる。実施例では第一の二次空気送出口１２１として燃焼室１後部中央に円形の二次空気送出口を設けると共に、第二の二次空気送出口１２２として燃料供給口を用いており、この第一、第二の二次空気送出口１２１、１２２から二次空気を送出するものとしている。
【００２１】
二次空気をノズル方向Ｄ２へ送出して燃焼室内の燃焼気流を整えることで、一次空気を、ロストル３下方の一次送路から燃焼室内を通してノズル方向Ｄ２に整流することができる。これによりロストル３上の木質燃料の燃焼によって発生した燃焼ガスの排出が促進され、不完全燃焼等による燃焼効率の低下が抑制される。
【００２２】
（５）前記記載のノズル式バーナーにおいて、燃料供給装置５が、燃焼室１の後方に設けたロータリーバルブ５３の燃料供給口から燃焼室１内に供給するものであって、
燃焼室１の後方上部にて受給した木質燃料を下方分岐させて複数の縦方向の縦連通路５２に導く分岐路５１と、
分岐路５１の分岐後の複数の縦連通路５２をロータリー回転軸方向に並接続したロータリーバルブ５３とを具備してなるものとしてもよい。
【００２３】
このように複数の縦連通路５２を並接続することで、木質燃料がロータリー回転軸の軸方向に分散して均等に供給される。これによりロータリーバルブ５３内での木質燃料の詰まりや排出不良が抑制され、長時間の運転により適したものとなる。
【００２４】
燃料供給装置５は、燃焼室１の後方にて、木質燃料を上部に設けた燃料落下口５１ｈから自然落下させて、下部に設けたロータリーバルブ５３の燃料供給口から燃焼室１内に供給するものである。木質燃料は送給管から燃焼室１の後方上部の燃料落下口に送給された後、分岐路内及び複数の縦連通路５２内を続けて自然落下し、ロータリーバルブ５３内に入り、ロータリーバルブ５３によって、所定量毎に区切られて燃料供給口から燃焼室内へ送られる。
【００２５】
ここで複数の縦連通路５２は、ロータリーバルブ５３の回転軸方向である幅方向に並んで、幅方向に伸びたロータリーバルブ５３の上方にそれぞれ並接続される。このため分岐路を自然落下した木質燃料は、複数の縦連通路５２によって幅方向に分散してロータリーバルブ５３内に供給される。
【００２６】
また燃料供給装置５は少なくとも、燃焼室１の後方上部にて受給した木質燃料を下方分岐させて複数の縦方向の縦連通路５２に導く分岐路５１と、分岐路５１に連通された複数の縦連通路５２と、各縦連通路５２それぞれに並接続されたロータリーバルブ５３とを具備することが好ましい。ロータリーバルブ５３は、幅方向を回転軸（バルブ軸５３ａ）とする回転式間隙容体５３ｆを有し、この回転式間隙容体５３ｆによって、各縦連通路５２から供給された木質燃料を所定量毎に区切って燃料供給口から排出することが好ましい。
【００２７】
（６）また、本発明の熱供給システムは、前記いずれか記載のノズル式バーナー１０と、木質燃料をノズル式バーナーへ自動送給する自動送給装置５０と、ノズル式バーナーの燃焼熱を回収して供給する熱供給装置９０とを具備してなる。
【００２８】
前記ノズル式バーナー１０は長時間の高効率燃焼を継続できるため、木質燃料を自動送給させることで、長時間の熱供給の継続が可能となる。特にペレット等の凝縮木質燃料であれば高い燃焼熱を発生しうるため好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のノズル式バーナーは上記手段を講じており、変動支持装置６が固定位置を変動させながらロストル３を支持することで、供給された木質燃料はロストル３上で塊状にならずに分散される。これにより、燃焼状態に悪影響を及ぼすような木質燃料の滞留を回避することができ、木質燃料の供給を繰り返したのちも良好な燃焼状態を保つことができる。
【００３０】
また、燃焼状態の確認、調整や、炉内消火を伴う灰の交換といったメンテナンスの頻度を抑え、十数時間以上の安定燃焼状態の継続による連続運転或いは自動運転を可能としている。
【００３１】
さらに本発明の熱供給システムは、このノズル式バーナーを備えることで、長時間の連続運転や自動運転が可能なものとなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の最良の実施形態を、実施例として示す各図と共に説明する。図１ないし図５は実施例１のノズル式バーナーを示し、図６ないし図１０は実施例２のノズル式バーナー及びこれを備えた熱供給システムを示し、図１１、１２は実施例３のノズル式バーナーを示し、そして図１３は実施例４のノズル式バーナーを示す。
【００３３】
本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１の前方又は上方にノズル２を連通接続してなり、燃焼室１内で木質燃料等を燃焼させて燃焼気を発生させると共に、燃焼室１内に一次燃焼空気又は二次燃焼空気を燃焼室１内に吹き込み、燃焼室１内の燃焼気をノズル方向Ｄ２へバーナー噴射として噴出するノズル式バーナーである。
【００３４】
このうち実施例１ないし３に示す本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１内の後壁からノズル２方向にバーナー噴射して木質燃料Ｐを燃焼するノズル式バーナーであり、少なくとも下記構成を具備する。
・燃焼室１内の下部にて後方から前方に向かって下方傾斜して設けられたロストル３
・ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４
・木質燃料Ｐを、燃焼室の後部から前方へ向かう所定の押し出し方向Ｄ１へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５
・ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６
・燃焼室１内の後部に設けた二次空気送出口から燃焼室１内のノズル方向Ｄ２前方に向かって二次空気を送出する二次空気送出装置７
また実施例４に示す本発明のノズル式バーナーは、燃焼室１内からノズル２方向である上方にバーナー噴射して木質燃料Ｐを燃焼するノズル式バーナーであり、少なくとも下記構成を具備する。
・燃焼室１内の下部に水平支持されたロストル３
・ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４
・木質燃料Ｐを、燃焼室１の側方にて上部から下部へ落下供給し、燃焼室１の側壁に設けた燃料供給口からロストル３上に供給する燃料供給装置５
・燃料供給装置５に合流して当該装置内に二次空気を送出し、燃料供給口から燃焼室１内の中央部側に向かって二次空気を送出する二次空気送出装置７
以下、本発明の特徴のひとつとなりうる各構成につき説明する。
＜燃料拡散機構＞
ロストル３の傾斜配置、ロストル３の変動支持装置によって、本発明のノズル式バーナーは、ロストル３上へ押し出して供給した木質燃料をロストル３上で拡散させる燃料拡散機構を有する。
【００３５】
ロストル３の傾斜配置とは、ロストル３を、燃焼室前後の高さの異なる各固定具上に載せて所定のロストル傾斜角度３Θで下方傾斜して配置することであり、これによりロストル３後方の傾斜上方部分から押し出された木質燃料Ｐは、ロストル３の押し出し方向Ｄ１への下方傾斜によってロストル３上で傾斜下方である前方に向かって拡散される。
【００３６】
また、下方の一次空送路４１と上方の燃焼室１とはロストル３を介して連通され、一次燃焼空気は下方からロストル３を通過して上方の燃焼室１内に吹き込むものとなっている。これらにより、燃焼前の木質燃料及び燃焼後の灰が、ロストル３上で詰まりにくいものとなる。
【００３７】
（ロストル３の傾斜角度３Θ）
ロストル３の水平基準の傾斜角度３Θは、ロストル３上面が平坦な場合、大きくとも２５度以内、好ましくは５度〜１５度の範囲である（図１）。
【００３８】
押し出された木質燃料Ｐは、ロストル３の押し出し方向Ｄ１への下方傾斜構造によってロストル３上に拡散される。押し出し方向Ｄ１は、前方へ向かって下方傾斜した方向であり、ロストル３の傾斜方向と同一方向であるか、ロストル３の傾斜方向に対する水平基準の傾斜角度３Θ差がプラスマイナス１０度以内であることが好ましい。
【００３９】
後述の実施例１、２ではノズル２が燃焼室１の一側部である前方側に通気接続されたものであって、ロストル３は、平板状の上面に多数のロストル孔３１が形成された孔あき平板からなるとともに、支持腕固定具６１ｃによって裏面から棒状の支持腕６１に固定され、後方に傾斜して伸びる支持腕６１によって、平面視ノズル方向Ｄ２後方からノズル方向Ｄ２前方に向かって下方傾斜して支持される。
【００４０】
なお燃料供給装置５による燃料供給口は、ロストル３の傾斜上部の延長線付近である燃焼室１の後方側の側部に設けられ、所定の押し出し方向Ｄ１は平面視ノズル方向Ｄ２後方からノズル方向Ｄ２前方に向かう方向であって、ロストル３の傾斜角度３Θよりも小さい角度であることが好ましい。
【００４１】
実施例１および２のロストル３は平板状であり側面視にて一定の傾斜角度３Θで支持されるが、このほか、支持される傾斜角度３Θが、ロストル３の前後箇所によって２５度未満までの範囲内で漸次増減するものとしても良い。
【００４２】
例えば、後方の支持側部分では略水平に支持されると共に、ロストル３が前方部分で二次曲線状或いは円弧状の弯曲上面を有して下方に弯曲するものとしても良い（図示せず）。この場合、傾斜角度３Θは前方に行くに従って大きくなり、燃焼に応じて灰化の進んだ木質燃料が、新たな木質燃料によって前方の傾斜角度３Θが大きな箇所へ押し出されると、ロストル３前方へ落下排出されやすいものとなる。
【００４３】
他に例えば、ロストル３周縁から平面視中心部まで高さが徐々に変わる、すり鉢状の凹面、或いは部分球冠状の凸面を形成したものでもよい（図示せず）。この場合、凹面の中心部或いは凸面の周縁部に、木質燃料を下方排出するための排出孔３４ｈを設けると、灰化の進んだ木質燃料が排出孔３４ｈから自然と落下しやすいものとなる。このような周縁から平面視中心部までの中央対称曲面を有するロストル３は、後述の実施例４のような上方ノズル形式のものに適する。
【００４４】
（押し出し方向Ｄ１）
また燃料供給装置５による木質燃料の所定の押し出し方向Ｄ１は、ロストル３と同様に平面視ノズル方向Ｄ２後方からノズル方向Ｄ２前方に向かって下方傾斜した方向であることが好ましい。
【００４５】
（変動支持装置６）
変動支持装置６は、ロストル３を振動させる、または水平／上下揺動させることによって、ロストル３を、燃焼室１内の所定の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる装置である。特にロストル３を断続的に振動または揺動させることによって変動させるものであることが好ましい。断続的に振動または揺動させるとは連続運転ではないことを意味し、例えば、所定時間の振動または揺動に続いて振動または揺動を停止させたまま所定の休止時間を経るという、一定の変動及び停止サイクルを繰り返すことをいう。
【００４６】
具体的には、燃焼室１を遊貫通する支持腕６１によって、燃焼室１の下部にて水平振動分の隙間を有した支持固定位置にロストル３を固定支持するものであり、燃焼室１外にてこの支持腕６１を変動装置６２と接触させ、変動装置６２から支持腕６１へ変動力を伝えることで水平又は垂直方向へ微細振動させる。
【００４７】
実施例１の変動支持装置６は、燃焼室１壁に設けられた貫通孔６1ｈを遊貫通してロストル３を支持する支持腕６１と、燃焼室１外に設けられ、支持腕６１の燃焼室外部分へ連続又は断続的に変動外力を加える変動装置６２とを有する。変動装置６２は例えば、音波式、回転式、ピストン式の各種バイブレータ、打撃装置、または弾性支持による揺動装置等を用いることができる。尚実施例ではピストン式のバイブレーターを使用している。支持腕６１が遊貫通した貫通孔６1ｈの隙間部分には耐火、耐熱材であるロックウールが詰められる。
【００４８】
実施例２の変動装置には、変動装置を冷却するための冷却装置が設けられる。この冷却装置は具体的には、バイブレーター上方に設けられ、冷却風の吹き出し口を下方に設けた冷却チャンバーと、これに後方連通された冷却ファンとから構成される。冷却ファンは二次空気ファンの両側にそれぞれ設けられ、冷却チャンバーは左右それぞれの縦連通路５２の後方であって、左右それぞれのバイブレーターの上方に噴出し口を開口させて設けられる。
【００４９】
（振動方法）
振動方法として、実施例ではピストン式のバイブレーターによって上下方向への微振動を発生させ、この上下微振動を変動伝達片６２ｌを介してロストル３に接続した支持腕６１へ伝達させるものとしている。上下振動のほか、左右方向の振動でも良い。
【００５０】
また全運転時間中の連続振動ではなく、所定時間ごとに振動と停止を繰り替えす、断続振動としている。ただし、長時間の停止によって、ロストル３上に木質燃料や灰が塊となって排出されず溜まってしまう一方、長時間の振動継続によって木質燃料が十分に燃焼する前に落下してしまう。これらを避けるために、振動時間を３０秒以内とすると共に、所定の振動時間後に振動時間の倍以上、好ましくは振動時間の３〜５倍程度の停止時間を設けることが好ましい。例えば１０秒の振動時間の後に３０秒の停止時間を設ける、或いは２０秒の振動時間の後に６０秒の停止時間を設けるものとする。実施例1、２では７秒間の振動とその後の３０秒の停止とを交互に繰り返す定期的断続運動を行なうものとしている。
【００５１】
このほか、燃料供給装置５の燃料供給に応じて振動させるものとしてもよい。例えばロータリーバルブ５３５のバルブ軸の回転が所定の位相を越えるごとに、予め定められた所定時間の振動を加えるもの、或いは、回転式間隙容体５３ｆが回転して、間隙間の所定の仕切り部分が燃料供給口に露出する時間だけ振動を加えるもの、としても良い。
【００５２】
（燃料供給装置５）
燃料供給装置５は、少なくとも燃料を落下させるための縦連通路５２を有し、この縦連通路５２を介して燃焼室１に設けた燃料供給口から燃料を供給するものである。さらに具体的に特定すると、燃料供給装置は、上部の燃料落下口５１ｈとその下方に連通する縦連通路５２、さらに縦連通路５２が連通するロータリーバルブ５３が設けられ、上部の燃料落下口５１ｈから投入された木質燃料を縦連通路５２を通して自然落下させ、下部のロータリーバルブ５３によって燃料供給口から燃焼室内に排出する態様とすることができる。木質燃料は、自然落下時には分岐路と分岐後の縦連通路５２とを通ることで、ロータリーバルブ５３内へ分散されて供給される。
【００５３】
（二次空気送出装置７）
二次空気を送出する二次空気送出装置７は、燃焼室１内の後部に設けた二次空気送出口から燃焼室１内のノズル方向Ｄ２前方に向かって二次空気を送出するものである。二次空気送出装置７は、二次空気ファンからの二次空気を前記縦連通路５２に合流させ、縦連通路５２内に設けた整流板によって二次空気を下方へ送出する。
【００５４】
また燃焼室１内の一側部である側部前方にノズル２が設けられている場合、燃焼室１内の他側部である側部後方に二次空気送出口を設け、そこから側方向であるノズル方向Ｄ２前方に向かって送出することで、燃焼室内の空気をノズル方向Ｄ２に沿って整流しうる。
【００５５】
例えば、燃焼室１後部中央のノズル軸と重なる位置に二次空気送出口１２が設けられる。実施例では第一の二次空気送出口１２１として燃焼室１後部中央に円形の二次空気送出口１２を設けると共に、第二の二次空気送出口１２２として燃料供給口を用いており、この第一、第二の二次空気送出口１２１、１２２から二次空気を送出するものとしている。
【００５６】
二次空気をノズル方向Ｄ２へ送出して燃焼室内の燃焼気流を整えることで、一次空気を、ロストル３下方の一次送路から燃焼室内を通して、ノズル軸に沿ったバーナー噴出方向に整流することができる。これによりロストル３上の木質燃料の燃焼が促進され、木質燃料の滞留や不完全燃焼等による燃焼効率の低下が抑制される。
【００５７】
（燃料供給口からの二次空気送出）
前記記載のノズル式バーナーにおいて、二次空気送出装置７は、複数の縦連通路５２と合流口７５で合流する。この合流口７５から二次空気を送り込み、各縦連通路５２からの二次空気をロータリーバルブ５３内で合流させ、燃料供給口から燃焼室内に二次空気を送出する。すなわち二次空気送出口、燃料供給口を兼用した兼用口を、燃焼気流の燃焼室１内上流側である後壁またはその周辺壁に設ける。このような兼用口を一つまたは複数個設けても良く、後述の実施例のように、兼用口とは別にそれぞれ単独機能を有する二次空気送出専用口、燃料供給専用口を設けても良い。
【００５８】
例えば実施例１、２では共に、燃焼室後部のノズル軸中央に設けた第一の二次空気送出口１２を二次空気送出専用口として設けると共に、これとは別に第二の二次空気送出口を燃料供給兼用口として設けている。
【実施例１】
【００５９】
図１ないし図５に示す実施例１のノズル式バーナーは、その基本的構成として、燃焼室１内の下部にて後方の一側壁からこれに対向する前方の他側壁に向かって一定角度３Θで下方傾斜して設けられたロストル３と、
ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３の上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、
木質燃料Ｐを、燃焼室１の後部から前方へ向かう所定の押し出し方向Ｄ１へ押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５と、
燃料供給装置の供給経路の途中に合流接続するひとつの二次空気ファン７１と、
ロストル３を燃焼室１の外部から変動可能に支持するひとつの変動支持装置６とを具備してなる（図１等）。実施例２のような冷却装置は有さない。
【００６０】
また、実施例１の燃料供給装置５は少なくとも、燃料落下口５１ｈを上部に有して下方に分岐する分岐路５１と、分岐路５１の分岐部分にそれぞれ接続されて縦方向に伸びる複数の縦連通路５２とを具備し、さらにその下方の燃料供給口にて燃焼室１と連通する。また複数の縦連通路５２それぞれの後部側面には縦長矩形の二次空気の合流口７５が設けられ、合流口７５には二次空気ファン７１の噴出部に接続された分流チャンバー７２が分岐接続される。燃料供給装置５の後部に配置された二次空気ファン７１からの二次空気は分留チャンバー７２内に入り、この分流チャンバー７２から、２本の縦連通路５２それぞれへの合流口７５と第一送出管７３とに分流される（図１、図４）。
【００６１】
（燃料供給装置５）
燃料供給装置５は、上部の燃料落下口５１ｈが自動送給装置５０の送給接続管５０ｃに接続されると共に下方に分岐した分岐路５１と、分岐路５１の分岐先から縦方向に走る管状の縦連通路５２と、そして縦連通路５２の連通下部に設けられると共に燃焼室１に開口する燃料供給口を有したロータリーバルブ５３とから構成される。
【００６２】
具体的には、
・木質燃料Ｐを燃焼室１の後上方の燃料落下口５１ｈまで送給して接続される自動送給装置５０の送給接続管５０ｃと、
・燃焼室１の後方上部に設けられ、送給接続管５０ｃ燃料送給管５０ｓからの木質燃料を受給する燃料落下口５１ｈと、
・燃料落下口から自然落下する木質燃料を、下方分岐構造によって下方分岐させ、複数の縦方向の燃料縦連通路５２に導く分岐路５１と、
・分岐路５２の分岐部それぞれに下方連通された複数の縦連通路５２と、
・複数の縦連通路５２が下方で合流するロータリーバルブ５３とを具備する。
【００６３】
ロータリーバルブ５３のケーシング５３ｃは、後上部で複数の縦連通路５２が並接続される。分岐管及び並接続された縦連通路５２によって、木質燃料が幅方向に分散されてロータリーバルブ５３内に供給される。また、正面側部に横長矩形の燃料供給口が設けられ、この燃料供給口にて燃焼室１の後部に連通している。
【００６４】
詳述するに、各縦連通路５２の下部は、ロータリーバルブ５３のケーシング５３ｃに並接続される。ケーシング５３ｃ内の回転式間隙容体５３ｆ及びこれを覆うケーシング５３ｃは、共に幅方向に伸長してなり、このケーシングの伸長方向に亘って、各縦連通路５２が分散して並接続される。つまり燃料落下口から自然落下した木質燃料は、分岐路によって分岐された後、ロータリー送給バルブ内で再び合流してロータリーバルブ５３の回転式間隙容体５３ｆによって区分排出される。
【００６５】
（縦連通路５２）
縦連通路５２は縦方向に伸びたロータリーバルブ５３への連通路であり、木質燃料がその内部を落下すると共に、二次空気がその合流口以降の内部を下方へ送出される。実施例では２本の縦連通路５２であるが、分岐管を有さない１本の縦連通路５２でもよく、また３本以上のものでも良い。
【００６６】
複数の縦連通路５２は、ロータリーバルブ５３の回転軸方向である幅方向に並んで、幅方向に伸びたロータリーバルブ５３の上方にそれぞれ並接続される。このため分岐路を自然落下した木質燃料は、複数の縦連通路５２によって幅方向に分散してロータリーバルブ５３内に供給される。
【００６７】
（ロータリーバルブ５３）
ロータリーバルブ５３は、幅方向を回転軸とする回転式間隙容体５３ｆを有し、この回転式間隙容体５３ｆによって、各縦連通路５２から供給された木質燃料を所定量毎に区切って燃料供給口から排出する。
【００６８】
（自動送給装置５０）
自動送給装置５０は例えば図１０に示すものと同様、木質燃料を貯留する縦型の貯留ホッパー５０ｈと、その下部に接続され、管内のフィーダー機構によって木質燃料を分岐路５１の上方まで自動送給する自動送給管５０ｓと、自動送給管５０ｓと燃料落下口５とを管接続する送給接続管５０ｃとからなる。木質燃料は、自動送給装置５０の自動送給管５０ｓによって自動送給され、自動送給管５０ｓの先に接続された送給接続管５０ｃによって、燃料供給装置５の上部にある燃料落下口５１ｈ内に投入される。
【００６９】
（二次空気送出装置７）
実施例１の二次空気送出装置７は、燃焼室１後部上方に配置されて前方へ排風する二次空気ファン７１と、二次空気ファン７１の排風先に連通配置された分流チャンバー７２と、分流チャンバー７２の幅方向中央部から前方へ向かって配設された第一送出管７３と、第一送出管７３の前方に連通されて燃焼室１の後壁と隣接して設けられた第一送出チャンバー７４とから構成される。第一送出チャンバー７４はその前面板の一部が燃焼室１の後壁と円形貫通しており、この貫通部が燃焼室１内に設けられた第一の二次空気送出口１２１となっている。
【００７０】
分流チャンバー７２は、二次空気ファン７１から排風される二次空気を第一送出管７３内と２本の縦連通路５２内に分け、幅方向中央部にて第一の二次空気と両側部にて第二の二次空気とに分流させる。このチャンバーは横長矩形の前面板と後面板に囲われた箱型のチャンバーであり、前面板が左右の縦連通路５２の後部にそれぞれ接して設けられるとともに、後面板が二次空気ファン７１に連通されて設けられる。チャンバーの前面板は、左右の縦連通路５２を覆う幅であり、幅方向中央部の縦連通路５２間にて円形断面の第一送出管７３と連通すると共に、その左右それぞれの縦連通路５２との接面に矩形の合流口７５が設けられ、この合流口７５にて縦連通路５２と連通する。
【００７１】
分流チャンバー７３に設けた合流口７５から、２本の縦連通路５２それぞれの内部へ二次空気を送り込む。縦連通路５２の内部へ送り込まれた二次空気は、縦連通路５２の内部であって合流口７５前方に傾斜して設けられた整流板によって下方へ整流され、各縦連通路５２より下方のロータリーバルブ５３側へ向かう。２本の縦連通路５２を通った第二の二次空気は、ロータリーバルブ５３内で合流し、燃料供給口から燃焼室内に送出される。この第二の二次空気によって燃焼室１内を正圧に保ち、良好な燃焼状態を確保しながら、燃料供給口から燃料供給装置内への燃焼気の逆流を防ぐものとしている。
【００７２】
また第二の二次空気によって、燃料供給装置の縦連通路５２及びロータリーバルブ５３が冷却され、燃料供給機構の連続過熱による運転異常を抑制することができる。特に、これらは木質燃料を機械動作によって木質燃料を移送排出するものであるため、運転時に冷却しつづけることで燃料供給の機械的構造が熱変形、熱劣化するのを防ぐことは重要である。
【００７３】
また第二の二次空気によって、ロータリーバルブ５３による木質燃料の押し出しが促進されることで目詰まりが防止される。
【００７４】
なおペレットよりも燃焼効率の低い、木質チップ等の木質燃料やその他の有機廃棄物（生ゴミ等）を燃焼燃料とするときには、第二の二次空気がこの燃焼燃料を冷却乾燥し、含水量を減らすことで燃焼室内の温度低下を防止するものとなる。
【００７５】
（ロストル３とその周辺構造）
図５に示すように、実施例１のロストル３はロストル孔３１として真円形状のパンチング孔が設けられた金属薄板と、この下面に並行して貼り付けられた桟３３とから構成され、前辺を前保持具３４に保持され、後辺を後保持具３５に保持されると共に、幅方向中央にて下面から固定された支持腕６１によって燃焼室１のケーシング１ｃ内に傾斜支持される。
【００７６】
下方傾斜したロストル３の前辺の中央には前切り欠き３２を設け、前保持具３４の中央であってこの前切り欠き３２と重なる部分には灰を落下排出するための複数の排出孔３４ｈを設けている。また前保持具３４の前部上方には、燃焼室の前面側のうちノズル下方を遮るようにして耐火ブロック１１を配置している。耐火ブロック１１はロストル３の前辺付近から立設し、後保持具３５よりも高い位置をブロック上辺とする。一次空気及び第二の二次空気の一部の流れがこの耐火ブロック１１によって遮られ、図示するように一部で乱流が発生することで、ノズル部よりも手前の燃焼室内での完全燃焼が促進される（図１、図２）。また耐火ブロック１１によって燃焼室前下部が遮られることで、ロストル３上で発生した木質燃料や灰の、ノズル前方への飛散が防止され、灰ボックス８内への灰の落下排出が促進される。
【００７７】
下部の灰ボックス８は錠８１ｌによって扉８１が開閉される。メンテナンス時には灰ボックス８内の灰を取り出す。また灰ボックスの外部には移動のための車輪８ｒが設けられる。
【００７８】
支持腕６１は燃焼室１外にて緩衝材６１ｂを介して一次ファン接続管４３の外面に固定したアングル上に固定される（図２、図４）。また燃焼室１外に伸びる支持腕６１の伸長軸上に変動装置６２であるバイブレーターを、変動伝達片を介して伝達片固定具６２ｃで固定している。
【００７９】
（燃焼圧）
実施例１、実施例２のノズル式バーナーによって、少なくとも燃焼室１の下部での一次燃焼と燃焼室１の中央部での二次燃焼とが連続的に行なわれる。一次燃焼空気と二次燃焼空気の吹込みによって、燃焼室１内は大気圧よりも高い正圧状態となるが、二次燃焼空気をノズル軸方向先端側へ噴出させることで、一次空送路や燃料供給装置側への燃焼気の逆流、すなわち逆火を防ぐことができる。
【実施例２】
【００８０】
図６ないし図９に示す実施例２のノズル式バーナーは、２つの変動支持装置６を有し、またそれぞれの変動支持装置６上方に、変動支持装置６を冷却する冷却ファン６３及び冷却チャンバー６４からなる２つの冷却装置を有する。冷却ファン６３は二次空気ファンの両側に配置される（図６〜図８）。
【００８１】
また実施例２の二次空気送出装置７は、ファン送出口の代表長さの２倍以下の細幅の分流チャンバー７２が、２本の縦連通路５２間を通るようにして二次空気ファン７１の送出口から水平に前方延伸して設置され、その略延長線上或いはそこからわずかに下方オフセットされた位置に第一の二次空気送出口１２１を設け、燃焼室１内に連通する（図６、図７）。この分流チャンバー７２の両側面の矩形領域に、それぞれ両側の縦連通路５２と合流する合流口７５が設けられる（図６、図８）。両側面に合流口７５を設けることで、分流チャンバーへの逆流を抑制し、効率的な分流構造を達成している。
【００８２】
また実施例２のロストル３の表面に形成された多数のロストル孔３１は、押し出し方向Ｄ１へ伸びる長円形の長孔となっており、ロストル３下面からの一次空気の取入れを効率化すると共に木質燃料のスライド落下を補助しうるものとなっている（図９）。
【００８３】
実施例２ではまた、燃焼室１の前面のノズル２周辺部にかけて室前部ブロック１１ａを配置し、及び側面から上面にかけて室側部ブロック１１ｂを囲うように配置している（図６、７）。これらは耐火ブロック１１であり、外部への熱の放出を抑え、燃焼室１内の燃焼温度を保持すると共に外部接触時の安全性を確保している。また室前部ブロック１１ａを含む燃焼室全面部は、メンテナンス時において前部着脱機構１ｃｌによってノズル２とともに外したり付け戻したりすることができる。
【００８４】
木質燃料の一次燃焼によって、ノズル２内及びその先部に燃焼ガスが発生する。本実施例ではノズル２の先側に熱供給装置９０を備えており、この熱供給装置９０内に設けた三次燃焼室９１で燃焼ガスを燃焼させるものとしている（図１０）。
【００８５】
（本体外カバー、ノズルカバー）
実施例２ではまた、燃焼室１、その後部の燃料供給装置５、一次空気送出装置４及び二次空気送出装置７までを、両側方から上方にかけて、及び後方にかけて纏めて囲った本体外カバー１０ｃを具備しており、またノズルの両側方から上方に掛けて囲ったノズルカバー２ｃを具備している（図６、図７）。本体外カバー１０ｃは、一次点火送風装置４２に含まれる一次空気ファン、二次空気ファン７１、或いは変動装置６２等による騒音の発生を抑え、また燃焼室１の燃焼熱の放出を抑えるものである。ノズルカバー２ｃは安全上、ノズル２外部の熱の放出を抑えるものである。
【００８６】
（本発明の熱供給システム）
図１０に示す本発明の熱供給システムは、前記いずれか記載のノズル式バーナー１０と、ノズル式バーナー１０の着火時に使用すべく一次着火送風装置に接続された着火燃料タンク４０と、木質燃料をノズル式バーナー１０へ自動送給する燃料自動送給装置５０と、ノズル式バーナーの燃焼熱を回収して室内へ供給する熱供給装置９０とを具備してなる（図１１）。燃焼材の自動投入、ノズル式バーナーの燃焼処理熱の再熱利用によって、最適な植物栽培条件を連続供給する。
【００８７】
実施例２の自動送給装置５０は、図１０に示すように、木質燃料を貯留する縦型の貯留ホッパー５０ｈと、その下部に接続され、管内のフィーダー機構によって木質燃料を分岐路５１燃料落下口５の上方まで自動送給する自動送給管５０ｓと、自動送給管５０ｓと燃料落下口５とを管接続する送給接続管５０ｃとからなる。
【００８８】
（三次燃焼室９１）
三次燃焼室９１は、ノズル２先部にて三次燃焼を行う室部であり、熱供給装置９０内に設けられる。三次燃焼室９１にはノズル式バーナー１０のノズル２の先端部が侵入しうる侵入口が設けられ、この侵入口から室内へ向かって三次燃焼ノズル９２が伸設される（図６、１０）。侵入口および三次燃焼ノズル９２はノズル２よりも一回り大きく成形され、これによって、熱供給装置９０の設置状態においてノズル２外周部に環状断面の隙間が設けられる（図６）。この隙間が三次燃焼のための三次空気取込口９２ｏとなり、バーナー噴出時には、ノズル２の外周面付近の三次空気取込口９２ｏから外部の新鮮空気が巻き込まれ、巻き込まれた新鮮空気が三次燃焼空気として三次燃焼室内に噴出する。
【００８９】
バーナーの噴出によって三次燃焼室９１で発生した燃焼気は、三次燃焼室９１上部にある集気部９３へ集気され、そこから熱交換部へ流入し、排気ファン９６によって煙道９７から外部へ排気される。熱交換部では熱交換によって加温空気が生成され、この加温空気は熱供給ファン９４によって送られ、熱供給ダクト９５を通じて任意の場所へスポット供給される（図１０）。燃焼室１内での燃焼に続いてノズル先で三次燃焼を連続的に行うことで、より高温の完全燃焼処理が可能となり、有害ガスの発生しないノズル式バーナーとなる。
【００９０】
実施例２のノズル式バーナーによって、少なくとも燃焼室１の下部での一次燃焼、燃焼室１の中央先側ないしノズル２部での二次燃焼、及びノズル先側ないし三次燃焼室９１での三次燃焼が連続的に行なわれる。二次燃焼空気によって、正圧の燃焼室１を正圧にして室内の燃焼気をノズル先側へ噴出させることで、三次燃焼空気の巻き込みを促進させることができる。
【００９１】
本実施例のようなノズル式バーナーは、木質燃料の自動分散供給を行い、複数室内ないし複数箇所を連続的に加温する比較的大型の横型バーナーとして好適に使用され、例えば１２万キロカロリー程度までの燃焼能力を発揮し、メンテナンスを行なわずに５時間程度或いはそれ以上の連続運転が可能である。
【実施例３】
【００９２】
図１１，１２に示す実施例３のノズル式バーナーは、燃料供給口を二次空気送出口として用いたものであり、燃料供給装置内に二次空気送出装置を合流させて燃料供給の下流方向へ二次空気を送出し、燃料供給口から二次空気を送出することを特徴とする。二次空気送出装置７の二次空気ファン７１は、燃料供給装置の縦方向連通路５５の後方側壁に設けた合流口７５に合流接続される。縦方向連通路５５内の合流口７５の上部には、下方に傾斜した整流板５５ｆが設けられ、これにより、縦方向連通路５５内に送出された二次空気が下方の燃料供給口側へ整流される。運転中は燃料供給口から常に二次空気が送出され、燃焼気が燃焼室１の燃料供給口から燃料供給装置へ逆流することを防止することができる。
【００９３】
また実施例３のノズル式バーナーは実施例１と同様、燃焼室１の一側方である前方ノズル２を接続してなり、燃焼室１内からノズル２の先端側であるノズル方向Ｄ２にバーナー噴射し、木質燃料を燃焼するノズル式バーナーである。ただし実施例１と比較して、ロストル３１が傾斜せず略水平に支持され、単独の二次空気送出口である第一の二次空気送出口を有さず、燃料供給装置もロータリーバルブ５３を有さない。
【００９４】
すなわち本実施例は、燃焼室１内の下部にて略水平支持されたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、燃焼室１の後部に設けた燃料供給口から所定の押し出し方向Ｄ１で木質燃料を押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５と、燃料供給装置５に合流し、木質燃料の供給方向に沿って燃料供給口から二次空気を燃焼室内に送出する二次空気送出装置７とを具備してなる。
【００９５】
実施例３の燃料供給装置５は縦型の燃料供給ホッパー５４と、これに下方接続され、下部側面に燃料供給口を有した縦方向連通路５５とから構成される。燃料供給ホッパー５４は、内部の傾斜間仕切りによって、一部が開口されつつ上下に区分される。傾斜間仕切りの上部側は、天蓋を有した木質燃料のストック部５４ｈとされ、木質燃料を貯留すると共に、２枚の傾斜間仕切りと緩傾斜した側壁に囲われた排出口から、木質燃料を少量ずつ間仕切りの下方へ排出する。
【００９６】
傾斜間仕切りの下部側には、ギヤモーターユニット５４ｍに動力接続されたスプリングフィーダー５４ｆが内設され、ストック部５４から排出された木質燃料を、縦方向連通路５５の上端の連通口までフィーダーによって運搬する。
【００９７】
縦方向連通路５５は縦方向に延びる一本の連通路であり、上部が燃料供給ホッパー５４に接続されると共に、下部の前方側側面に設けた燃料供給口が燃焼室１に接続される。燃料供給口と対向する後方側側面には、二次空気ファン７１と合流する合流口７５が設けられ、合流口７５の上部の連通路内には二次空気を燃料供給口側へと整流する整流板５５ｆが傾斜配設される。また縦方向連通路５５の下端の底部には、合流口７５の下部から対向位置にある燃料供給口の下部に向かって下方傾斜した燃料供出板５３ｌが形成される。燃料供出板５３ｌは燃焼室１内の下部のロストル３付近まで延出形成され、縦方向連通路５５の上部から供給された木質燃料を燃焼室１内のロストル３上に投入する。燃料供出板５３ｌは、整流板５５ｆと並行した、ロストル３と同じ傾斜角度３Θで配設される。
【００９８】
実施例３のロストル３は、下部耐火ブロック１１ｃを底板とする灰ボックス８の天井部分の前方寄りへ、ロストル固定具３ｃに載置固定されて設けられる。燃焼室１はこのロストル３の部分を下端とした側面視略Ｔ字状の燃焼空間を有し、後側壁が燃料供給口兼二次空気送出口１２として開口すると共に、前側壁がノズル２に連通されて開口する。本実施例のようなノズル式バーナーは、木質燃料の分散供給を必要としない比較的小型の横型バーナーとして好適に使用され、例えば２万キロカロリー程度までの燃焼能力を発揮する。また実施例２と同様の熱供給装置９０ないし三次燃焼室９１を備えたものとすることができる。他の特記しない主構成は実施例１と同様である。
【実施例４】
【００９９】
図１３に示す実施例４のノズル式バーナーは、実施例３のノズル式バーナーにおいて燃焼室１の上方に燃焼気を排出する縦型のものであり、図示しないノズル２が、必要に応じて燃焼室１の天井開放口に連通接続される。縦方向を燃焼気流とすることで、加熱による気流上昇作用が働き、燃焼室内の燃焼気流の安定化を図ることができ、一次空気送出装置や二次空気送出装置を小型化し、或いはこれらの運転時間を削減し得るものとなる。
【０１００】
実施例４のノズル式バーナーにおけるロストル３は傾斜せずに同一高さのロストル固定具３ｃによって水平支持されており、また変動支持装置を有さず変動しない。ただし、燃料供給口を二次空気送出口１２として二次空気を連続送出することで、燃料供給装置５内へ燃焼気流が入らず、燃料供給装置５内の一部を連続冷却するため、燃焼室内の燃焼状態を安定させ得る。このような縦型のノズル式バーナーは例えば０．５ないし２万キロカロリー程度の燃焼能力を発揮し、簡易構成による小型のノズル式バーナーとして、或いは加温器や暖房器として利用できる。他の特記しない主な構成は実施例３と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のノズル式バーナー及び熱供給システムは、熱供給バーナーとして加温或いは任意の被加熱材を加熱利用して、植物栽培用温室、プラスチック等熱溶融体の成形機械、製鋼プラント、化学プラントのほか、さまざまな熱源利用施設や加熱工程で使用することができる。また、被燃焼材を燃焼処理或いは焼却処理することも可能である。
【０１０２】
その他本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更、構成ないし要素の抽出、代替、組み合わせが可能である。例えばロストル３の燃焼室１内の支持においては、変動支持装置を有さずにロストル３を傾斜支持するもの、ロストル３を水平支持したまま変動支持装置によって変動させるもの、変動支持装置を有さずにロストル３を水平支持或いは傾斜支持するものなど、様々な要素の組み合わせが考えられる。またロストル３や支持腕６１の形状、ひいては支持方法も様々な要素の組み合わせや代替手段が考えられる。
【０１０３】
他に例えば一次空気、二次空気の送出においては、二次空気送出口を燃料供給口とし、二次空気の送出によってもロストル３上の燃料の分散状態を良好に保つもの、一次空気と二次空気のうちいずれかを選択して切り替えて送出するもの、ファンの数を減らして一次空気ファンと二次空気ファンを同一のファンとし、ダクトの分岐接続とこれに内蔵したダンパの調節によって風量を調節するもの、逆にファンの数を増やして一次空気ファンと二次空気ファンをそれぞれ補助ファン付の複数個とし、必要に応じて補助ファンを作動させるもの、或いは一次空気送出口をロストル３下方ないしロストル固定具３ｃ付近に複数個設ける、二次空気送出口を燃焼室１の後壁以外の側壁や天井に設けるといった送出口の形態を変えたものなどが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施例１のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【図２】図１における燃焼室１後部ないし下部付近の拡大構造説明図である。
【図３】実施例１のノズル式バーナーの正面視構造説明図である。
【図４】図１における背面視Ａ−Ａ線断面説明図である。
【図５】図２における平面視Ｂ−Ｂ線断面説明図である。
【図６】本発明の実施例２のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【図７】図６における正面視Ｃ−Ｃ線断面説明図である。
【図８】図６における背面視Ｄ−Ｄ線断面説明図である。
【図９】図６における平面視Ｅ−Ｅ線拡大断面部分説明図である。
【図１０】実施例２の熱供給システムの構成説明図である。
【図１１】実施例３のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【図１２】実施例３のノズル式バーナーにおける燃料供給装置の側面視一部破断説明図である。
【図１３】実施例４のノズル式バーナーの側面視構造説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 燃焼室
１ｃ ケーシング
１ｃｌ 前部着脱機構
１０ｃ 本体外カバー
１０ ノズル式バーナー
１１ 耐火ブロック
１１ａ 室前部ブロック
１１ｂ 室側部ブロック
１２ 二次空気送出口
１２１ 第一の二次空気送出口
１２２ 第二の二次空気送出口
６１ｈ 貫通孔
２ ノズル
２ｃ ノズルカバー
３ ロストル
３ｃ ロストル固定具
３１ ロストル孔
３２ 前切り欠き
３３ 桟
３４ 前保持具
３４ｈ 排出孔
３Θ 傾斜角度
３５ 後保持具
４ 一次空気送出装置
４０ 点火燃料タンク
４１ 一次空送路
４２ 一次点火送風装置
４３ 一次ファン接続管
５ 燃料供給装置
５０ 自動送給装置
５０ｃ 送給接続管
５０ｈ 貯留ホッパー
５０ｓ 自動送給管
５１ 分岐路
５１ｈ 燃料落下口
５２ 縦連通路
５２ｆ 整流板
５３ ロータリーバルブ
５３ａ バルブ軸
５３ｃ ケーシング
５３ｆ 回転式間隙容体
５３ｌ 燃料供出板
５３ｍ ロータリーモータ
６ 変動支持装置
６１ 支持腕
６１ｂ 緩衝材
６１ｃ 支持腕固定具
６２ 変動装置
６２ｌ 変動伝達片
６２ｃ 伝達片固定具
６３ 冷却ファン
６４ 冷却チャンバー
６４ｏ 吹き出し口
７ 二次空気送出装置
７１ 二次空気ファン
７２ 分流チャンバー
７３ 第一送出管
７４ 第一送出チャンバー
７５ 合流口
８ 灰ボックス
８ｒ 車輪
８１ 扉
８１ｌ 錠
９０ 熱供給装置
９１ 三次燃焼室
９２ 三次燃焼ノズル
９２ｏ 三次空気取込口
９３ 集気部
９４ 熱供給ファン
９５ 熱供給ダクト
９６ 排気ファン
９７ 煙道
Ｄ１ 押し出し方向
Ｄ２ ノズル方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室１内からこれに接続したノズル２のノズル方向Ｄ２に燃焼気をバーナー噴射するノズル式バーナーであって、燃焼室１内の下部にて一方向へ傾斜支持されたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３の上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、木質燃料を燃焼室１の一側部から燃焼室１内に所定の押し出し方向で押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５とを具備してなることを特徴とするノズル式バーナー。
【請求項２】
ロストル３を、燃焼室１中の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６を具備してなる請求項１記載のノズル式バーナー。
【請求項３】
燃料供給装置５から燃焼室１への燃料供給口を燃焼室１内の側部に設け、この燃料供給口から燃焼室１内に向かって二次空気を送出し、燃焼時の燃焼室１内を正圧にする二次空気送出装置７を具備してなる請求項１または２記載のノズル式バーナー。
【請求項４】
二次空気送出装置７は、燃焼室１内の側部後方に設けた二次空気送出口１２からノズル方向前方に向かって二次空気を送出し、燃焼室１内の燃焼気をノズル先端方向に沿って整流しうる請求項３記載のノズル式バーナー。
【請求項５】
燃料供給装置５が、燃焼室１の後方に設けたロータリーバルブ５３の燃料供給口から燃焼室１内に供給するものであって、燃焼室１の後方上部にて受給した木質燃料を下方分岐させて複数の縦方向の縦連通路５２に導く分岐路５１と、分岐路５１の分岐後の各縦連通路５２に並接続されたロータリーバルブ５３とを具備してなる請求項１、２、３または４のいずれか記載のノズル式バーナー。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、または５のいずれか記載のノズル式バーナー１０と、木質燃料をノズル式バーナーへ自動送給する自動送給装置５０と、ノズル式バーナーの燃焼熱を回収して熱供給する熱供給装置９０とを具備してなる熱供給システム。
【請求項１】
燃焼室１内からこれに接続したノズル２のノズル方向Ｄ２に燃焼気をバーナー噴射するノズル式バーナーであって、燃焼室１内の下部にて一方向へ傾斜支持されたロストル３と、ロストル３の下方に設けた一次空送路４１からロストル３の上方の燃焼室１内に向かって一次燃焼空気を送出する一次空気送出装置４と、木質燃料を燃焼室１の一側部から燃焼室１内に所定の押し出し方向で押し出してロストル３上に供給する燃料供給装置５とを具備してなることを特徴とするノズル式バーナー。
【請求項２】
ロストル３を、燃焼室１中の領域内でその支持固定位置を変動させながら支持固定しうる変動支持装置６を具備してなる請求項１記載のノズル式バーナー。
【請求項３】
燃料供給装置５から燃焼室１への燃料供給口を燃焼室１内の側部に設け、この燃料供給口から燃焼室１内に向かって二次空気を送出し、燃焼時の燃焼室１内を正圧にする二次空気送出装置７を具備してなる請求項１または２記載のノズル式バーナー。
【請求項４】
二次空気送出装置７は、燃焼室１内の側部後方に設けた二次空気送出口１２からノズル方向前方に向かって二次空気を送出し、燃焼室１内の燃焼気をノズル先端方向に沿って整流しうる請求項３記載のノズル式バーナー。
【請求項５】
燃料供給装置５が、燃焼室１の後方に設けたロータリーバルブ５３の燃料供給口から燃焼室１内に供給するものであって、燃焼室１の後方上部にて受給した木質燃料を下方分岐させて複数の縦方向の縦連通路５２に導く分岐路５１と、分岐路５１の分岐後の各縦連通路５２に並接続されたロータリーバルブ５３とを具備してなる請求項１、２、３または４のいずれか記載のノズル式バーナー。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、または５のいずれか記載のノズル式バーナー１０と、木質燃料をノズル式バーナーへ自動送給する自動送給装置５０と、ノズル式バーナーの燃焼熱を回収して熱供給する熱供給装置９０とを具備してなる熱供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２８７８２４（Ｐ２００９−２８７８２４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４０２０９（Ｐ２００８−１４０２０９）
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（３０４０４５０７７）株式会社相愛 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（３０４０４５０７７）株式会社相愛 (11)
【Ｆターム（参考）】
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