主バーナーに円筒状燃焼管設置し、それに対し燃焼炎周囲に渦巻二次空気挿入することにより、燃焼核を集約し、燃焼筒より高熱を発生させるシステム燃焼
【課題】熱用途に使うバーナーの使用燃料を削減し、二酸化炭素の生成量削減、更には化石資源の節約を図り、化石資源油等から発生する廃油、及び食用油より発生する植物油廃油の有効活用を行う。
【解決手段】従来の噴霧、混合、燃焼システムであるガンタイプバーナー等に燃焼筒を設け、燃焼筒内に吹き出しノズルから送風し、燃焼筒内円周上に対して回転的渦巻スパイラル気流ができるようし、主バーナーの燃焼形態の変化により、目的物に対して極めて高い熱量の供給を可能とする。
【解決手段】従来の噴霧、混合、燃焼システムであるガンタイプバーナー等に燃焼筒を設け、燃焼筒内に吹き出しノズルから送風し、燃焼筒内円周上に対して回転的渦巻スパイラル気流ができるようし、主バーナーの燃焼形態の変化により、目的物に対して極めて高い熱量の供給を可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１−１】
本発明は化石資源の節約、省エネルギー、及びこれらが燃焼（酸化）した際、発生する二酸化炭素の発生量をも６０％以上の減少を出来ることと、節約等を同時に実施できる燃焼システムで、今まであらゆる方法で効率の良い燃焼方法が工夫されてきたが、本発明の燃焼方法は主バーナーによって燃焼はするものの、既存のバーナーにおいて燃料等の使用量を３分の１程度に削減し、当然、燃料を噴射されるノズルは従来１時間当たり２０Ｌを必要としていたバーナーの噴射形態を６Ｌ程度にしても、ほぼ従来と同じ目的物に対して熱量を発散し、活用可能な状態にするシステムで、バーナーの燃焼炎部分に筒状の燃焼筒をセットし、その燃焼筒の後方にバーナーとの接合フランジを設け、バーナーより発せられた火炎のある位置に後方より二次空気用耐熱用パイプを燃焼筒内に設置、又は挿入、可変調整可能な状態等で単数個、複数個の二次空気パイプを燃焼筒内に挿入し、挿入されたパイプ、又はそれに相当するダクト的な役割を担う物を使用し、燃焼筒周辺、又は燃焼筒内の二次空気吹き込み口付近の使用材質は耐蝕、耐熱性に富む材質を使用し、その富む材質を使用した吹き込みパイプは燃焼筒内で燃焼する火炎フレームの外側を右回り、若しくは左回りの状態にし、ガイド方向付きガンタイプバーナーの場合、その案内板のリード回転方向に合わせる。燃焼筒内で渦巻方向に対して渦巻を形成し、その渦巻の中心部にある主バーナーのフレームを二次空気が燃焼筒の壁面に沿って回転することにより、各種ブロアー等で加圧された二次空気が勢いよく燃焼炎を圧縮する為、燃焼核の密度が高まり、通常燃焼温度の５割り増し程度のバーナー燃焼炎が圧縮による集中燃焼と、二次空気による回転保持し、完全燃焼を誘発し、燃焼核は燃焼筒内で楕円形、若しくは球状、半球状、長手球状などの球状燃焼を起こすと共に、スパイラルエアーの燃焼炎への混入により、上記にも述べたが完全な燃焼を起こさせ、この完全な燃焼を起こさせた後の燃焼筒からの排出温度は通常燃焼に比べ遙かに高い温度に達し、内部の圧縮された燃焼フレームの温度も同様、高温で静圧回転圧縮燃焼される為、燃焼炎の温度は極めて高いものになり、これらの熱による熱交換、又は不活性な空気中の窒素の温度は最終的には燃焼筒より目的物に対して投入する温度は極めて高い温度が投入できるようになり、これを更に燃焼筒出口に耐熱、耐蝕ネット等を燃焼筒から熱気排出部分に燃焼炎との距離が調整されるような形態でセットし、そのセット位置において更に排出される熱により、ネットが加熱されることにより、残存ガス、及び目的物に対する熱気の安定を図る為、単数個、複数個のネット、又は穴あきプレートなどを使用し、加熱体を設置することで安定した効率の良い燃焼状態を形成するものであること。
【０００１−２】
本発明の燃焼筒内スパイラル（円筒渦巻）空気で主バーナーの燃焼炎を圧縮燃焼、又は渦巻雰囲気内での燃焼炎の圧縮化により、高温と燃焼炎外炎の最終空気接触位置を半ば強制的に行い、これを更に渦巻により撹拌し、酸素をいち早く供給する為、燃焼炎の温度が上げることが出来ると同時に、二次空気と言ってもバーナーから一次空気と燃料の混合体による単なる燃焼とは完全に異なるもので、これらの原理を活用し、省エネルギー資源、二酸化炭素の比例的減質等が図れることは無論、本発明の原理を活用し、今までバーナー用燃料として活用できなかった各種廃油、化石資源系、及び植物油、廃物廃油なども燃料として活用できるように本原理でなったものである。但し廃物油や廃油、又はエマールジョン系切削油等の廃油については燃焼筒後部のフラット面、或いは燃焼筒周囲面に廃油加温用熱交換パイプを密着配置し、その伝導熱により加温するか、供給時に加温器で加温したもの、或いは両方の加温方法を活用して二次空気挿入用マニホルド部分に近い位置とも言うが、その部分に噴射用ノズルをセットし、スパイラル上に乗せて渦巻しながら燃焼を行う場合があり、このようなことから殆どの廃油を炭素や一酸化炭素を生成することなく燃焼せしめるものであること。
【０００１−３】
本発明のスパイラル用（燃焼筒内渦巻用）エアーの供給は主バーナーに装着されているバーナーに更にスパイラル用同軸上でブロアー、又はシロッコを回転する場合と別にブロアー、シロッコファン、多段ブロアー、単段ブロアー、クランツブロアー、ターボブロアーなどを使用し、この場合においてもモーター直結型の各種モーターブロアー直結型とベルト等で駆動したベルト駆動型等の送風体系を活用し、スパイラル送風ダクト的な物を各種ブロアー送風機出口に設けた単数個、複数個の送風ダクト取り付け用マニホルドを設け、ブロアー総称送風機類の排出口にできるだけ空気抵抗の少ない内部形状を確保しながら（マニホルド）集合部を設け、それよりダクト的な物で空気を燃焼筒後部のスパイラル空気吹き出しノズル部に接続し、単数、複数のスパイラル用空気吹き出しノズルを燃焼筒内部に空気の回転方向に向けて燃焼筒後部遮蔽板より幾分かの距離を置きながら燃焼筒内内側対面に複数個の場合、設置し、気流や混合気の流れを速やかなものにすることで渦巻燃焼効果と燃焼核集合体の形状を用途に合わせて可変出来るように設置すること。
【０００１−４】
本発明原理の混合気とは更に燃料の節約（化石燃料、化石油類廃油、植物油類廃油）又は酸化剤的効果をもたらす物を単数個の場合、ダクト燃焼筒に身近な部分にノズルを挿入し、連続、間欠、定量などの方法を用い噴霧、或いは滴注し、より高い熱を求める場合がある。この場合、括弧内に記した資源廃棄物油、及び化石燃料油、及び廃植物油については主バーナーにも使用することがあり、燃料供給系統中に加温器を設置する場合もあり、燃焼状態を何れの燃料にしても温度設定がそれに合わせて燃焼状態を酸素濃度センサーなどで検出した信号を温度設定器にフィードバックし、自動制御する場合もあるが、使用者やその場の状況により加温器をサーモスタットで燃焼状態を見ながら設定する場合もあること。
【０００１−５】
本発明の原理を更に活用し燃焼筒、及びバーナーを単数個、複数個活用し、複数個の場合、燃焼筒を一定の間隔で取り付けフランジに取り付け、主バーナーも同様、燃焼筒に合わせて取り付け、それらを束ねて大きな発熱量に対処できるようにする場合があり、この場合、単数個原理と同様の方法で、今まで使用していたノズル径を小さくし、単数個同様、スパイラル現象を誘発する二次空気を各燃焼筒に送り、複数個の場合、バーナーもそのまま複数個使用し、燃焼させる事もあるが送風量の大きい送風機から複数個の燃焼筒前バーナー設置位置に分岐して複数個の送風を単数個の送風機にまとめ送風し、複数個の燃焼筒前燃料噴霧ノズルの後方から燃焼筒内に主燃焼が誘発するよう分岐して送風することもあり、この場合、停止時はモーターバルブ、バタフライ弁、モジトラルモーター弁などを使用し、空気量の調節やバーナー燃焼停止時の送風停止などを行うこともある。この場合、着火等に当たっては個々のバーナーに着火装置を装着するか、或いは１台の着火装置で着火する場合もあり、これらの燃焼の監視にはバーナーコントローラーを使用するものの、フレームアイ（燃焼結果を検出する素子）を１台のバーナー燃焼筒にそれぞれ１個ずつ設ける場合と、複数個まとめて設置する場合とがあり、どちらの方法を選択するにしても火炎集合体（燃焼核の集合体）は燃焼筒の中で行われる為、複数検出の場合、ミラーやプリズム、耐熱光ファイバーなどを有効に活用し、集約して検出することもあること。
【０００１−６】
本発明は従来のスパイラル燃焼の概念を逸脱したもので、主燃焼燃焼炎を形成する燃料にＬＰＧ、ＬＮＧなどを使用し、燃焼筒内で燃焼させることもあり、燃焼筒内に朱記の燃料を使用した場合でも化石資源廃油や植物資源廃油、アルコール類などを加温した状態で主燃焼炎の周囲をスパイラルないし渦巻状態を燃焼筒後方から各種送風機により、燃焼筒の円筒に対する内円周に送風し、スパイラル状況を燃焼筒壁面付近を著しくし、失速した空気を主燃焼炎内に混入させ燃焼を促進させると共に、高温低速移動燃焼を誘発することにより、燃焼筒内に極めて温度の高い部分の燃焼核集合体を形成せしめ、資源油や植物油、アルコール類などをスパイラルダクト挿入部より加温、霧化、加圧することにより、混合燃焼を起こさせる場合がある。この場合、燃焼筒後部のフランジ面で予熱管を密着させ、燃焼筒で得られる熱により加温する場合と、加温機を上記の燃料の如くを燃焼させる場合、加圧ポンプ手前、又は加圧ポンプ通過後に一定の温度に加温して混合燃焼させる場合もあること。
【０００１−７】
本発明の中でＬＰＧ、ＬＮＧ、化石資源油廃油、植物資源油廃油など殆ど全ての燃料を本原理により、燃焼せしめることによる効果を更に高める為、燃焼時、燃焼筒内で燃焼炎を発するバーナーに対し、その主たる燃料の節約と共に、二酸化炭素の生成量低減をより強固に促す為、燃焼しても二酸化炭素の出ない酸化促進剤を燃焼筒内にスパイラル状に送風する何れかの送風管の周末近く部分に噴霧連続、間欠、滴下連続、間欠を以て燃焼筒内に送り込み、定位置燃焼炎核になった燃焼炎内に混ざり込むように添加することで更に高い燃焼核集合形態を作り出すことができ、燃焼筒前方部に設けた耐熱耐蝕加熱ネット、若しくは格子状の加熱通過体セラミック製も視野に入れ、尚且つセラミックコーティングも視野に入れ、何れかの物を前方に設置し、そこに主バーナーの燃焼に注がれた残りの窒素や空気、スパイラルを形成起因した空気の残り、即ち高温に加熱された窒素や水素化燃焼による完全燃焼で得られる高温蒸気、やや過剰に供給された酸素などが極めて高い温度でセットされたネット類に熱を付与し、その蓄熱の部分に酸化を燃焼炎内部で促進した酸化触媒の一部が接触し、更に高熱を発して酸化するものであること。
【０００１−８】
本発明の原理の中で触媒燃焼促進剤を使用しない場合もあり、この場合、バーナーに取り付けられた燃焼筒内に各種燃料による燃焼集合体核は形成でき、尚且つ形成される要因として燃焼筒内に各種送風機等により、送風ダクトとダクトの先端燃焼筒内に位置する吹き出し口の周辺にスパイラルエアー、燃焼炎、燃焼密度、高静圧用送風ノズルの内部、或いは外部に位置する所に燃料類の噴霧機構を設け、その手前に燃焼筒より伝導等によって得られる熱により、加温されたものをスパイラル状態の空気の流れと同様な流れを起こし、スパイラル状態で圧縮燃焼している部分に幾らかの燃料を巻き込ませ、更に燃焼核集合体の温度を上昇せしめ、それらの流れにより、残りの燃料も急激に加熱されたスパイラル状態の撹拌空気の中で完全燃焼を起こすものであること。
【０００１−９】
本発明の原理により、格段の省エネルギー、及び二酸化炭素などの生成量の減質は無論、本機構原理は従来の燃焼機器、器具、系統等の若干の改善により、実質的に成果を生み出すもので、主な原理の基点は燃焼筒内にスパイラルエアーを導入したり、或いは燃焼筒前方ネットを燃焼炎のフレームの長さに合わせて可変できるようにし、それに併せ燃焼筒部分に使用される材料や材質は耐熱耐蝕性に富む耐熱耐蝕鋼、ステンレス耐熱鋼、ニッケル、インコネルなどと言った物を活用し、燃焼筒内部に耐熱セラミックコーティングを施して使う場合もあり、寿命の短くて良い物には耐熱鉄管や鉄管、耐熱巻物を使用して製作する場合もあること。
【０００１−１０】
本発明の一部燃焼筒は一重の場合と二重の場合がある。同一原理で燃焼筒を二重構造にし、その２重構造の燃焼筒中空部に加圧送風機類で送風し、二重構造の内側にスパイラル状況が起因できるよう単数個、複数個のノズルを設け、そこからスパイラル燃焼用エアーを吹き出し、同様の燃焼を行う場合もあり、これらによっては外径寸法がやや大きくなる為、各種送風機、シロッコファン類等で送風された空気を一時的にジャケット内部に止め置く為、空気の膨張と温度上昇があり、やや効率が向上するものであること。
【０００１−１１】
本発明の省エネルギー、及び二酸化炭素の大幅な削減を可能にしたスパイラル燃焼バーナー熱源の発生効率を次のようなものに応用するものである。ボイラー、高圧ボイラー、発電用ボイラー、温水器、ラジアントチューブ加熱、各種乾燥機、汎用ボイラー、焼成炉、焼結炉、窯業炉、焼却炉、溶融炉、炭化炉、銭湯の炊き上げ用、ビニールハウスの加温用、焼鈍炉、熱処理炉、医療廃棄物炉、暖房用、ロータリーキルン、その他工業用、民生用、農業用などの用途に使用することとすること。
【０００１−１２】
本発明のスパイラル燃焼用燃焼筒は各必要とする機器や装置、或いはプラント等によって取り付けフランジの位置が燃焼筒前面の熱炎放出収縮部を取り付け部分として活用する場合と、燃焼筒自体を機器の中に挿入し、燃焼筒後部、例によっては密着加温チューブ装着面を拡大したりして、後部に取り付けフランジを設け、燃焼筒は装置内部で機能する場合がある。この場合、内部の状況を確認する為、耐熱ガラス確認窓を設けたり、燃焼筒前方に位置する耐熱耐蝕蓄熱ネットの位置の調整が外側から可能なようにアジャストロットを外側まで延長することがあること。
【０００１−１３】
本発明の燃焼筒内スパイラル状態で一部は二次空気補填、一部は回転誘因という高温高密度燃焼核燃焼を活用し、主燃料に石炭粉、或いは廃プラスチック粉、又は廃ゴム粉、木粉などを主燃料として筒内で燃焼させ、廃棄物を燃料とした高温燃焼筒内スパイラル燃焼を活用する事で燃焼温度が極めて高い温度として燃焼筒内雰囲気を形成し、更にスパイラルエアーにより、エアーカーテンを形成し、燃焼筒に無駄な熱が飛散する事を出来る限り阻止した状態で燃焼筒内で主燃料、若しくは副燃料としてダイオキシンなどの生成しやすい可燃物を高温で密接燃焼核を形成させながら燃焼する為、燃焼フレームが通常の拡散燃焼に比べ、一括化される為、その燃焼炎内部の温度は極めて高いものになり、あらゆる可燃物の燃焼を受け入れる事と、その周囲でスパイラルする空気から酸素を取り込み、燃焼自体を安定させ、高密度燃焼核集合体を形成させ、これらで発熱した熱エネルギーを各産業用、民生用、農業用、工業用機器、機械、設備、用途に使用しうる事とすること。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石資源の枯渇問題や化石資源やその可燃物を燃焼させる上で大変な社会問題になっている二酸化炭素の排出量削減の方法を講じているものの、燃焼においてはまだこれと言った物が無く、これらを解決する為に物を加熱や媒体の温度を加温、又媒体そのものを一定温度に熱をもって行う場合、電気エネルギーに変化された化石資源などがある。これらを背景に現在盛んに研究されているものは如何に目的に合わせて有意義に資源エネルギーを使用するかと言うことである。まずここでは燃焼によることで熱を得る方法論である。一般的に銭湯やハウス加温については殆どがバーナーによるものであり、現状のバーナーは可燃物油をできるだけ小さく霧化して、それに空気を混ぜ燃焼炎を形成し、内炎、外炎として外炎部分を有効に使うか、外炎が放つ可燃物の熱量をそのまま転嫁して応用するケースが非常に多く、燃焼は可燃物の燃える速度と温度は燃料の性質任せが殆どである為、二酸化炭素もさることながら炭素、一酸化炭素などを放出しているのが現状である。このままの燃焼体系を続けていたのでは二酸化炭素の低減や資源エネルギーの節約にはならないのが現状である。そこで本発明は長年の燃焼技術の開発の中から燃焼筒内スパイラル二次空気、及び可燃油混合気、又は空気と酸化促進剤混合気を間欠、及び連続的に（酸化促進剤）をスパイラルエアーに挿入添加することで、燃焼速度を急速に上げることに成功し、一般常識的には灯油バーナーで８００℃ぐらい、又廃油（資源油と植物油の廃物）などを燃焼させるのはなかなか難しい部分があり、これらを全て燃料として活用しようと言うのが背景となり、従来のバーナーに燃焼筒を設置し、その燃焼筒の中でバーナーの燃焼を行い、燃焼炎に対して燃焼筒内部円筒形状の内側部分根本部分から内側円周に向けてブロアー類により加圧送風し、送風管を円筒状の燃焼筒にバーナー側より差し込み、或いは加圧室を燃焼筒胴体に設け、その部分に送風機類で加圧送風し、更にその内側にスパイラルエアー用ノズルを円周内部に円の内側に向けて回転するよう単数個、或いは複数個付けることにより、そこから吐き出した加圧エアーが燃焼筒内部を舐めながら回転し、風量の調節をすることで内部（中心部）で燃焼炎が燃焼している。その燃焼炎をスパイラルエアーが速やかに回転方向に誘い回転を促しながら燃焼密度が上がるよう圧縮燃焼を起こし、複数の燃焼核を集合し、単数の高温燃焼核を形成することが分かり、更にそれらをスパイラル空気の風量や圧力により変化させることで燃焼形態自体を圧縮し、完全燃焼させる状態を作ると共に、圧縮燃焼下での燃焼炎の燃焼核集合体の内部温度は極めて高く、通常の燃焼で１３００℃前後から１５００℃前後、燃料の種類によっては２０００℃を超えることができ、これはひとえにスパイラル燃焼による永続的高温地帯連続燃焼とスパイラルによる圧縮効果の現れと判明、これにより燃料の使用量が大幅に削減でき、仕事量はほぼ同様で、それに伴う二酸化炭素の発生量も大幅な削減が可能になったものである。
【発明の開示】
【発明が解決しょうとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとしていることは如何に少ない燃料で効率の良い燃焼とそれに関わる周辺環境の改善、即ち二酸化炭素のバーナー燃焼下における削減、及び枯渇する資源の有効活用などを目的とし、バーナーの燃焼形態を徹底分析し、更に可燃物の酸化におけるスピードのコントロール。又これら現象から起こる窒素酸化物、硫黄酸化物などの削減を目標に管理燃焼と燃焼炎のコントロールなどをすることにより、具体的にどのようなコントロールが良いかと言うことを徹底して検証し、環境問題やエネルギー問題に寄与しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は現状多く使用されているガンタイプバーナーやガスバーナーなどの燃料の削減、及び鉱物油、植物油などから発生する廃油を有効に燃焼させる為、バーナーの燃焼炎部に燃焼筒を設置し、その燃焼筒内で燃焼する燃焼炎周辺に燃焼開始位置から燃焼筒内側に燃焼筒の内面を加圧送風機、若しくは送風機類を使用し、燃焼筒後方より単数本、複数本のノズルを燃焼筒後部、及び胴体の必要とする位置に設置し、又燃焼筒自体を二重構造にし、その何れかの位置から加圧送風ブロアー類、ブロアー類、或いはコンプレッサーなどを使用し、燃焼筒二重密閉タンクの燃焼炎側（内側に）円周方向にスパイラル状に空気の流れができるよう単数個、複数個のノズルを必要とする位置に設置し、スパイラル（燃焼炎周囲渦巻現象）燃焼炎に一部被り込む状態を作ることで燃焼炎は加給された空気とスパイラル方向に回転する気流に対して圧縮された方向で加給されながら完全な燃焼を起こす。この場合、通常の開放燃焼に比較して極めて密度の高い燃焼をせしめる為、燃焼核の集合体ができ、この集合体の温度は通常の燃焼に比べて極めて高い蓄熱遅らせ燃焼を起こす為、燃焼筒一重方式で燃焼させた場合と二重方式で燃焼させた場合、ほぼ同じ結果で、これら上記で生じた状況の中に廃植物油や廃油を燃焼筒後部のフランジ面、又はフラット面に熱交換用パイプを密着し、燃焼筒内で燃焼された輻射伝導熱量を活用し、加温してスパイラル加温エアー内に噴霧することで如何なる廃棄油に対しても対応でき、主バーナーの燃焼炎に合流し、球形状から楕円状、横から見た状態だが密着燃焼を起こし、高温を発生し、更にバーナーの燃焼炎周囲はスパイラル状に空気の流れがある為、燃焼炎集合体が接触することなく燃焼できる為、極めて高い温度となる。これらは燃焼温度を通常の大気燃焼よりも高い状態にすることができ、今まで２０Ｌ程度１時間当たり使用していた廃油、或いは化石燃料油等の使用量を６５％前後節約し、１時間当たり５Ｌ程度で大気燃焼同等の熱量を発散することが可能となり、この為、二酸化炭素の発生量も６５％前後削減することができ、更に本原理に酸化促進剤などを共用燃焼することにより、燃料の水素化現象を促進しながら高密度燃焼を誘発する為、発生する熱量は更に高いものとなり、省エネルギーについても更に高い省エネルギー効果を構築することが可能となり、それに併せて二酸化炭素の発生量も大幅な減失を伴うもので、今まで大型のものでは使用が無理と思っていた物をこれらの原理、系統を複数個束ねるか、複数個使用することで極めて効率の良い熱量の供給が可能になるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明で得るものは従来の燃料の使用率を大幅に削減したとしても従来通りの熱量を確保でき、又計画的な燃焼をせしめると共に、本発明の原理内で加温、噴霧、加温器を通過させた状態で更に有効に熱を活用し、燃焼筒本体の熱を使用することで燃焼時間は短縮できショートフレームになるが、これらを形成させる為の燃料は化石資源廃油、植物資源廃油、食用油廃油などを極めて高い高温流域の高密度燃焼を誘発する為、その燃焼内で使用された空気中の加熱窒素の熱量は通常燃焼に比較すると遙かに高い活用熱として燃焼筒外部に放出される。本原理で燃焼における炭素、一酸化炭素の残存生成は全く無く、ほぼ１００％完全燃焼を起こさせる為、スパイラルエアー供給ノズル近辺に設けた可燃性液状廃棄物等の燃焼もダイオキシンなどを出さず、完全な燃焼が可能となり、更にこれらから熱量を得ることで有効的な廃棄資源の活用ができるものである。即ち燃料となるものの、必要量が従来に比較して３分の１程度に削減され、ほぼ同一の高温熱量を必要に応じて発生することができ、その為、二酸化炭素の生成量も３分の１以上の削減効果を得るものである。
【実施例１】
【０００６】
本発明の原理は大まかに言えば実施の上でガンタイプバーナーに燃焼筒を取り付け、燃焼筒内部にバーナー取り付け用燃焼筒後部フラット面より加圧送風機類を使用し、燃焼筒内壁を舐めて燃焼筒先端部にスパイラル状態の気流を作り、主燃焼バーナー、即ちガンタイプバーナーの燃焼炎を気流の渦巻で包み込むようにして燃焼させることにより、高密度な空間圧縮燃焼を形成し、燃焼核もほぼ同一エリア内に高密度密集させて燃焼する為、燃焼炎周辺のスパイラル気流により、圧縮燃焼の形態は若干異なったが、温度計で高密度燃焼時の温度を確認したところ１３００℃程度に達していた。同じようにして通常のガンタイプバーナーを燃焼時、測温した結果、８００℃前後であった。温度も外炎、内炎があり、外炎のフレーム部分が一番高い状態で１０００℃近辺を温度計が示していた。燃焼筒内にスパイラルエアーを回した場合、燃焼核集合体以降の所を測定しても１５００℃前後の温度を示した。この時使用したノズルの径はスパイラル燃焼方式が時間当たり２０Ｌの物で行った。又スパイラル燃焼方式の場合、時間当たり５Ｌ消費のノズルを使用して比較試験した。その結果、歴然として省エネルギーとなることが判明。更にスパイラルエアーの挿入量を可変し、徐々に上げながらスパイラルエアー内に廃油等を混合して実験を行った。同じようにスパイラル中心部にできる燃焼核集合体に合流し、燃焼合流体を形成し、この場合、燃焼炎以降温度を測定すると１４５０℃から１５５０℃前後の温度であることが分かった。更にこれらに強酸化促進剤を微量添加燃焼することで試験し、１５５０℃から１７００℃ぐらいの燃焼筒排出口のネット装着位置から１５０ｍｍ前後の位置で熱気の温度測定を行った結果であり、更にＣＯ２の測定を同一方法で行ったがスパイラル燃焼筒を使用したものは６３％前後減少していた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の中で基本的には配置される燃焼筒、この燃焼筒の中に符号▲１４▼より送風加圧回転スパイラル雰囲気を作るため符号▲１８▼ブロアーを設置し、そのブロアーにもいろいろ種類があるが圧力と風量を保てるターボ系多段ブロアー、或いは密閉圧力の高いクランツブロアーなどを主に使い、その他符号▲８▼に図示する主バーナー用ブロアー、主に静圧式高回転シロッコファンを使用したバーナーを活用する事でより高い省エネルギーを実現する事が出来る。符号▲６▼に示す断熱封止パッキンは主バーナーに害になる必要外の熱伝導を避けるため、断熱性の特に高いものを使用して、ここではフランジ接合しているが他にも突き当て接合などをその他接合をする事による接合を施し、燃焼筒とバーナーの長時間使用時の事を考慮し、熱遮断という事を考えバーナーをあらゆる分野で使用できる条件に持ちうるよう考慮して設定する。符号▲８▼のバーナーは既に必要な燃焼機器として成立した物を使用するが、それらに改造を加える場合がある。符号▲９▼〜▲１３▼はここでは図示しているが、バーナー完成度の中でそのまま本原理に使用する場合もある。符号▲１４▼から吹き出される空気は二次空気にもなるが、燃焼筒内をスパイラルすることにより燃焼炎を圧縮、二次空気を適度に供給する事で燃焼効率は極めて高いものになる。主バーナーに使っているバーナーはガンタイプであるが、複数ノズルとシングルノズルの物をこの図では対象とする。
【図２】本原理の燃焼筒内スパイラル燃焼における気流の流れを簡単に示したものであるが、圧送されてきたブロアーから圧送された空気は燃焼筒内内面に沿って回転しながら送風した空気容量が燃焼筒内で徐々に増すためその力で前方方向に押され、スパイラル現象になることを図示したものである。
【図３】本原理の姿図を表し、バーナーポンプよりスパイラル用エアー配管内に連続、又は断続的に霧化して送り込み、過剰空気の混合体をスパイラル燃焼筒内に送り込み、燃焼炎に対して補填燃料と空気のかみこみ率の向上を図り、更に高い燃焼核集合体を作ろうとしたものである。
【図４】本原理の燃焼筒スパイラルはバーナー本体のポンプより主バーナーより分岐して燃焼筒後部のフラット面に密接した加温パイプを通過し後部に燃焼筒内に向けて噴霧用燃焼チップを設置してそれより噴霧される油類、或いは廃油類などによって異なるが、経路上ポンプ前に燃料加温器は付いており、この加温器で加温し、更に高い加温が必要になるものに対してこのような経路をとり、スパイラル燃焼を行う状況を記すと共に、主バーナーへの燃焼炎の合流を示したものである。
【図５】本原理のスパイラル燃焼筒一重に対して、二重にする事で燃焼筒表面より輻射される熱を有効に活用し、その熱を回収し、送風機から二重空洞部に圧送されたエアーは熱を受け、若干の膨張をしながらスパイラル発生ノズルより放出される為、熱の有効活用率が高まるものである。
【図６】本図の燃焼筒は複数個のスパイラル方向への吹き出し口を設けた例と燃焼筒後部に密接加温管を設置し、その終末に燃料噴射ノズルを設置し、その燃焼炎が主燃焼、又はリムバース方式燃焼などによる複数個のノズルより噴射された燃焼炎を複数個のスパイラルノズル噴出エアーにより圧縮燃焼している状態を二重管の断面をもって図示したものであり、燃料供給形態も化石資源油廃油、或いは植物資源油廃油などが使えるよう二重管後部に密接した熱交換パイプにより、より高い温度に加温できるように記した例図である。
【図７】本図面は一重燃焼筒に主バーナーを取り付け、燃焼形態を標準燃焼形態と表し、更にスパイラルエアー挿入口を複数個設置した系統的姿図である。
【図８】本図は一重管燃焼筒で燃焼核集合体を燃焼筒より距離を置き、複数個のスパイラル状態空気吹き出し状態とそれに伴う気流の流れを例として記したものであるが、バーナーは標準的ガンタイプバーナー単数個のみのもので吹き出しノズルのノズル径の若干大きいものを使用した燃焼状態とスパイラル用ブロアーの設置状態を示した図である。
【図９】本図は一重管燃焼筒に複数個のスパイラル用エアー吹き出しノズルを設置し、更に燃料系統は標準的バーナーの一端から加圧された油類を一重燃焼筒後部に密接熱交換パイプをはわせ、その末端に燃焼炎の固まりの中に吹き込み、スパイラル空気の一部を吸収し、主燃焼炎周囲の燃焼を高輝度燃焼させているものを図示したものである。尚、この燃焼の特徴は空気のかみ混みタイミングと合流時に燃焼核集合体の中に早期ガス化燃焼を起こさせ、水素化燃焼状態を作りやすくしたものを図示したものである。燃焼筒は全て断面図である。これ以前のものについても燃焼状態を示したものは燃焼筒の断面図と解釈して見て頂きたい図である。
【図１０】本図は二重管断面図に複数個の空気吹き出しノズルを設け、そのノズルより吹き出される形態としてスパイラル発生用ブロアーよりマニホルドやダクトを使用し、二重管内に加圧送風し、内側の一重管より若干出る熱量を挿入された空気をもってスパイラル吹き出し口から吹き出し、燃焼核集合体を圧縮燃焼している状態を図示したものである。
【図１１】燃焼筒を二重管にし、その断面を表したものでスパイラル燃焼状態はそのまま記しているが、本例図は燃料供給系統を二系統にし、更に密着燃焼筒後部に位置する部分を言うが、その先端にノズルチップを付け、エマールジョン切削油などの難燃廃油、或いは化石資源燃料油難燃廃油、又は植物資源油廃油難燃油などを一系統で加温送油する形態のもので、難燃性があり、ある程度高い燃料燃焼準備温度にする必要がある為、それらを別回路で図示し、示した図面である。尚、一重管の場合でも同じ系統で燃焼できるので例として二重管燃焼筒式のものを図示したものである。
【図１２】本発明の原理を基本形でまとめたもので、例図の中でこの例では取り付け用フランジ符号▲７０▼、燃焼筒の後方に位置し、符号▲６８▼の熱エネルギー仕事位置を符号▲６８▼以前にある場合、本図のような使用の仕方をする場合があり、符号▲８８▼の酸化促進剤も図示しているが、符号▲８７▼と符号▲８８▼は使用しない場合もあり、使用する場合、本図のようにダクト途中でスパイラル空気と間欠、連続噴霧、滴下などにより、送気ダクトより送る場合と符号▲７１▼、耐熱管の部分から同様な方法でスパイラル空気に混合させる場合もあり、これらによって主バーナーから噴射される種々の燃料の酸化速度を上げる事は無論、符号▲６３▼に設置した耐熱耐蝕特殊ネットに付着して酸化促進剤自体も燃焼し、発熱を起こす事を意味する。符号▲６７▼のスパイラルノズルより発せられた圧送エアーは符号▲６５▼の燃焼筒内部に沿ってスパイラル回転しながら前方方向に符号▲８６▼のブロアーより連続加給、又は符号▲７７▼のバーナーの入り切り、又は複数リンバー燃焼の場合、バーナーの複数個の内、１個のバーナーを止める為、符号▲８６▼のブロアーはバーナーコントロールの信号により、インバーターなどでスパイラルエアーの風量調整も比例して行う場合があり、その場合と燃料となりうる油類の種類によって風量の調整をインバーターによる回転制御により行う事が出来る機構を図示したものである。
【図１３】本原理の符号▲２３▼、ノズルチップと符号▲２４▼、密接加温管を装着し、スパイラル燃焼における空気のかみ混み率を高めると共に、熱源の燃料として使う燃料を廃油類などを使用する場合、確実な完全燃焼とそれに対して更に符号▲２７▼の余剰自己燃焼酸化促進剤などの燃焼をせしめる為、符号▲２６▼のケミカルポンプで圧送断続、連続霧化、滴下などを符号▲２６▼のポンプコントロールにより行い、更に符号▲２６▼はダクト中に接続されている図となっているが燃焼筒外側から内側に挿入する場合もあり、スパイラルエアーに混入して燃焼速度を速め燃焼核をより多く作り気密度の高い高温燃焼を実行するものである。その為あらゆる廃油類を燃焼可能にする事を図示したものである。
【図１４】本発明の燃焼筒バーナー、符号▲２９▼、ノズルチップより圧送された油類、廃油類を含む油をスパイラル空気挿入口近くに設置し、符号▲３３▼、及び油挿入系統に２カ所の加圧形態と圧力調整形態を持ち、より安定した燃焼を微調整出来るように設定したもので、符号▲３１▼のバーナー本体からは点線で示している親子燃焼方式の親の方に点線で示したＬＰＧやＬＮＧなどのガス燃料を主体として燃焼筒内で燃焼させ、それを複数個のスパイラルエアー挿入口より挿入し、スパイラルエアーの片側から出た油類を主炎に密接合流燃焼させることにより、空気の化合速度を一段と上げ、燃焼炎の上げると共に、符号▲３０▼のノズルの反対側に油類噴射小型ノズルチップを相乗してセットし、燃焼筒内で高温ガス化合流燃焼を誘発させ、質の悪い油でも高い温度とスパイラルによる圧縮燃焼により、燃焼炎を一定の場所で長時間回転止め置く為、完全燃焼は可能で相対的燃費の節約とガスの性質を活かして上手に使う方法を記すと共に、主バーナーから燃焼させられる燃料はＬＰＧ、ＬＮＧのみの場合もあり、この場合においてもスパイラル渦巻きにより圧縮される事により、燃焼炎がほぼ同一位置に止まり空気の補充を必要に応じてされる為、極めて高い温度を実現できると同時に、完全燃焼する状態を図示したものである。
【図１５】燃焼筒内に主バーナーより複数個のノズルを持つバーナーを設置し、複数個のバーナーノズルの内、一方のノズルから石炭粉、廃プラスチック粉、廃塩ビ粉、木粉などを主燃焼バーナーで燃焼筒内にエアー挿入し、更に主燃焼バーナーの油燃焼用ポンプより分岐した油管を燃焼筒後部のフラット面に密接し油類を加温して燃焼用噴射ノズルチップから筒内に噴射し、燃焼合流すると共に酸化速度を促進し高温下で高密度燃焼させる為、スパイラル燃焼用ブロアー空気挿入部にケミカルポンプを持ち連続、間欠噴霧、或いは滴下することにより、過酸化状態を作りながら燃焼温度を上げた廃棄物や石炭類の複合高密度燃焼の状態を描いた図であり、燃焼温度が高いためダイオキシンなどの生成の危険性が全くないのが描かれている図面。
【図１６】二重管ではあるものの燃焼炎を熱炎化する加熱ネットが極めて簡単に前後微調整できるよう燃焼筒の長手方向に長穴をあけて調整しろを設けた状態と高密度燃焼核燃焼で放射による温度ロスを出来るだけ少なくする為、高温部分燃焼集合核周辺に二重管を設け単数、複数の送風ノズルを設けスパイラル現象を起こさせ更には油廃油を二段加温して二段目は他と同様、密接加温したものを燃焼筒内に向けてノズルチップを設け加圧して燃焼させ、燃焼炎が主バーナーの高密度燃焼核に合流燃焼している状態を例として図示したものである
【符号の説明】
【０００８】
▲１▼．取り付けフランジ
▲２▼．耐熱ネットアジャスター
▲３▼．蓄熱ネット
▲４▼．燃焼筒
▲５▼．燃焼筒取り付けフランジ
▲６▼．断熱パッキン
▲７▼．バーナーフランジ
▲８▼．ツイン、又はシングルガンタイプバーナー
▲９▼．三方弁
▲１０▼．モーターポンプ、又はポンプ
▲１１▼．フィルター
▲１２▼．サーモスタッド
▲１３▼．加温ヒーター
▲１４▼．スパイラルエアー噴出口
▲１５▼．スパイラルエアー耐熱耐蝕パイプ
▲１６▼．エアーダクト
▲１７▼．マニホルド
▲１８▼．ブロアー
▲１９▼．高熱炎排出
▲２０▼．スパイラル気流
▲２１▼．主バーナー高密度燃焼核（高温部）
▲２２▼．サブ燃焼炎合流状態
▲２３▼．ノズルチップ
▲２４▼．加温パイプ
▲２５▼．加温送油パイプ
▲２６▼．ケミカルポンプ
▲２７▼．酸化促進剤タンク（熱触媒）
▲２８▼．スパイラル空気複数個吹き出し口
▲２９▼．スパイラル空気複数個吹き出し口
▲３０▼．耐熱耐蝕噴射ノズル
▲３１▼．ガンタイプバーナー本体
▲３２▼．モーターポンプ
▲３３▼．圧力調整器
▲３４▼．別付けバーナーコントロール
▲３５▼．電磁弁
▲３６▼．逆火防止、及びフィルター
▲３７▼．圧力調整器
▲３８▼．仕切り弁
▲３９▼．マニホルドとダクト
▲４０▼．油類燃焼用ノズルチップ
▲４１▼．可燃物吹き出し耐熱耐蝕チップ
▲４２▼．三方弁
▲４３▼．モーターポンプ
▲４４▼．バーナー本体
▲４５▼．エジェクター式燃料供給装置
▲４６▼．燃料調整部
▲４７▼．ホッパー
▲４８▼．電磁弁
▲４９▼．圧力調整器
▲５０▼．フィルター
▲５１▼．蓄熱ネット位置アジャスター
▲５２▼．ネットガイド
▲５３▼．蓄熱ネット
▲５４▼．スパイラルエアー吹き出し口
▲５５▼．二重管部分
▲５６▼．廃油燃焼フレーム合流部
▲５７▼．ノズルチップ
▲５８▼．高密度燃焼核
▲５９▼．スパイラルエアー吹き出し口
▲６０▼．高熱炎
▲６１▼．スパイラル絞り
▲６２▼．ネット前後調整アジャスター
▲６３▼．耐熱耐蝕特殊ネット
▲６４▼．スパイラル気流
▲６５▼．燃焼筒
▲６６▼．密接燃焼核集合燃焼部
▲６７▼．スパイラルエアー挿入耐熱耐蝕パイプノズル
▲６８▼．被取り付け壁
▲６９▼．耐熱断熱シールパッキン
▲７０▼．燃焼筒取り付けフランジ
▲７１▼．スパイラル空気挿入耐熱パイプ
▲７２▼．バーナー接合フランジ
▲７３▼．耐熱断熱パッキン
▲７４▼．バーナー取り付けフランジ
▲７５▼．標準ガンタイプ仕様三方弁
▲７６▼．圧力ゲージ
▲７７▼．バーナー本体
▲７８▼．圧力調整ねじ
▲７９▼．圧送ポンプ
▲８０▼．三方弁
▲８１▼．圧力調整式モーターポンプ（外部組み付け式、内蔵式）
▲８２▼．フィルター
▲８３▼．サーモスタッド
▲８４▼．加温器
▲８５▼．マニホルド
▲８６▼．ブロアー類
▲８７▼．ケミカルポンプ
▲８８▼．助燃剤タンク
【技術分野】
【０００１−１】
本発明は化石資源の節約、省エネルギー、及びこれらが燃焼（酸化）した際、発生する二酸化炭素の発生量をも６０％以上の減少を出来ることと、節約等を同時に実施できる燃焼システムで、今まであらゆる方法で効率の良い燃焼方法が工夫されてきたが、本発明の燃焼方法は主バーナーによって燃焼はするものの、既存のバーナーにおいて燃料等の使用量を３分の１程度に削減し、当然、燃料を噴射されるノズルは従来１時間当たり２０Ｌを必要としていたバーナーの噴射形態を６Ｌ程度にしても、ほぼ従来と同じ目的物に対して熱量を発散し、活用可能な状態にするシステムで、バーナーの燃焼炎部分に筒状の燃焼筒をセットし、その燃焼筒の後方にバーナーとの接合フランジを設け、バーナーより発せられた火炎のある位置に後方より二次空気用耐熱用パイプを燃焼筒内に設置、又は挿入、可変調整可能な状態等で単数個、複数個の二次空気パイプを燃焼筒内に挿入し、挿入されたパイプ、又はそれに相当するダクト的な役割を担う物を使用し、燃焼筒周辺、又は燃焼筒内の二次空気吹き込み口付近の使用材質は耐蝕、耐熱性に富む材質を使用し、その富む材質を使用した吹き込みパイプは燃焼筒内で燃焼する火炎フレームの外側を右回り、若しくは左回りの状態にし、ガイド方向付きガンタイプバーナーの場合、その案内板のリード回転方向に合わせる。燃焼筒内で渦巻方向に対して渦巻を形成し、その渦巻の中心部にある主バーナーのフレームを二次空気が燃焼筒の壁面に沿って回転することにより、各種ブロアー等で加圧された二次空気が勢いよく燃焼炎を圧縮する為、燃焼核の密度が高まり、通常燃焼温度の５割り増し程度のバーナー燃焼炎が圧縮による集中燃焼と、二次空気による回転保持し、完全燃焼を誘発し、燃焼核は燃焼筒内で楕円形、若しくは球状、半球状、長手球状などの球状燃焼を起こすと共に、スパイラルエアーの燃焼炎への混入により、上記にも述べたが完全な燃焼を起こさせ、この完全な燃焼を起こさせた後の燃焼筒からの排出温度は通常燃焼に比べ遙かに高い温度に達し、内部の圧縮された燃焼フレームの温度も同様、高温で静圧回転圧縮燃焼される為、燃焼炎の温度は極めて高いものになり、これらの熱による熱交換、又は不活性な空気中の窒素の温度は最終的には燃焼筒より目的物に対して投入する温度は極めて高い温度が投入できるようになり、これを更に燃焼筒出口に耐熱、耐蝕ネット等を燃焼筒から熱気排出部分に燃焼炎との距離が調整されるような形態でセットし、そのセット位置において更に排出される熱により、ネットが加熱されることにより、残存ガス、及び目的物に対する熱気の安定を図る為、単数個、複数個のネット、又は穴あきプレートなどを使用し、加熱体を設置することで安定した効率の良い燃焼状態を形成するものであること。
【０００１−２】
本発明の燃焼筒内スパイラル（円筒渦巻）空気で主バーナーの燃焼炎を圧縮燃焼、又は渦巻雰囲気内での燃焼炎の圧縮化により、高温と燃焼炎外炎の最終空気接触位置を半ば強制的に行い、これを更に渦巻により撹拌し、酸素をいち早く供給する為、燃焼炎の温度が上げることが出来ると同時に、二次空気と言ってもバーナーから一次空気と燃料の混合体による単なる燃焼とは完全に異なるもので、これらの原理を活用し、省エネルギー資源、二酸化炭素の比例的減質等が図れることは無論、本発明の原理を活用し、今までバーナー用燃料として活用できなかった各種廃油、化石資源系、及び植物油、廃物廃油なども燃料として活用できるように本原理でなったものである。但し廃物油や廃油、又はエマールジョン系切削油等の廃油については燃焼筒後部のフラット面、或いは燃焼筒周囲面に廃油加温用熱交換パイプを密着配置し、その伝導熱により加温するか、供給時に加温器で加温したもの、或いは両方の加温方法を活用して二次空気挿入用マニホルド部分に近い位置とも言うが、その部分に噴射用ノズルをセットし、スパイラル上に乗せて渦巻しながら燃焼を行う場合があり、このようなことから殆どの廃油を炭素や一酸化炭素を生成することなく燃焼せしめるものであること。
【０００１−３】
本発明のスパイラル用（燃焼筒内渦巻用）エアーの供給は主バーナーに装着されているバーナーに更にスパイラル用同軸上でブロアー、又はシロッコを回転する場合と別にブロアー、シロッコファン、多段ブロアー、単段ブロアー、クランツブロアー、ターボブロアーなどを使用し、この場合においてもモーター直結型の各種モーターブロアー直結型とベルト等で駆動したベルト駆動型等の送風体系を活用し、スパイラル送風ダクト的な物を各種ブロアー送風機出口に設けた単数個、複数個の送風ダクト取り付け用マニホルドを設け、ブロアー総称送風機類の排出口にできるだけ空気抵抗の少ない内部形状を確保しながら（マニホルド）集合部を設け、それよりダクト的な物で空気を燃焼筒後部のスパイラル空気吹き出しノズル部に接続し、単数、複数のスパイラル用空気吹き出しノズルを燃焼筒内部に空気の回転方向に向けて燃焼筒後部遮蔽板より幾分かの距離を置きながら燃焼筒内内側対面に複数個の場合、設置し、気流や混合気の流れを速やかなものにすることで渦巻燃焼効果と燃焼核集合体の形状を用途に合わせて可変出来るように設置すること。
【０００１−４】
本発明原理の混合気とは更に燃料の節約（化石燃料、化石油類廃油、植物油類廃油）又は酸化剤的効果をもたらす物を単数個の場合、ダクト燃焼筒に身近な部分にノズルを挿入し、連続、間欠、定量などの方法を用い噴霧、或いは滴注し、より高い熱を求める場合がある。この場合、括弧内に記した資源廃棄物油、及び化石燃料油、及び廃植物油については主バーナーにも使用することがあり、燃料供給系統中に加温器を設置する場合もあり、燃焼状態を何れの燃料にしても温度設定がそれに合わせて燃焼状態を酸素濃度センサーなどで検出した信号を温度設定器にフィードバックし、自動制御する場合もあるが、使用者やその場の状況により加温器をサーモスタットで燃焼状態を見ながら設定する場合もあること。
【０００１−５】
本発明の原理を更に活用し燃焼筒、及びバーナーを単数個、複数個活用し、複数個の場合、燃焼筒を一定の間隔で取り付けフランジに取り付け、主バーナーも同様、燃焼筒に合わせて取り付け、それらを束ねて大きな発熱量に対処できるようにする場合があり、この場合、単数個原理と同様の方法で、今まで使用していたノズル径を小さくし、単数個同様、スパイラル現象を誘発する二次空気を各燃焼筒に送り、複数個の場合、バーナーもそのまま複数個使用し、燃焼させる事もあるが送風量の大きい送風機から複数個の燃焼筒前バーナー設置位置に分岐して複数個の送風を単数個の送風機にまとめ送風し、複数個の燃焼筒前燃料噴霧ノズルの後方から燃焼筒内に主燃焼が誘発するよう分岐して送風することもあり、この場合、停止時はモーターバルブ、バタフライ弁、モジトラルモーター弁などを使用し、空気量の調節やバーナー燃焼停止時の送風停止などを行うこともある。この場合、着火等に当たっては個々のバーナーに着火装置を装着するか、或いは１台の着火装置で着火する場合もあり、これらの燃焼の監視にはバーナーコントローラーを使用するものの、フレームアイ（燃焼結果を検出する素子）を１台のバーナー燃焼筒にそれぞれ１個ずつ設ける場合と、複数個まとめて設置する場合とがあり、どちらの方法を選択するにしても火炎集合体（燃焼核の集合体）は燃焼筒の中で行われる為、複数検出の場合、ミラーやプリズム、耐熱光ファイバーなどを有効に活用し、集約して検出することもあること。
【０００１−６】
本発明は従来のスパイラル燃焼の概念を逸脱したもので、主燃焼燃焼炎を形成する燃料にＬＰＧ、ＬＮＧなどを使用し、燃焼筒内で燃焼させることもあり、燃焼筒内に朱記の燃料を使用した場合でも化石資源廃油や植物資源廃油、アルコール類などを加温した状態で主燃焼炎の周囲をスパイラルないし渦巻状態を燃焼筒後方から各種送風機により、燃焼筒の円筒に対する内円周に送風し、スパイラル状況を燃焼筒壁面付近を著しくし、失速した空気を主燃焼炎内に混入させ燃焼を促進させると共に、高温低速移動燃焼を誘発することにより、燃焼筒内に極めて温度の高い部分の燃焼核集合体を形成せしめ、資源油や植物油、アルコール類などをスパイラルダクト挿入部より加温、霧化、加圧することにより、混合燃焼を起こさせる場合がある。この場合、燃焼筒後部のフランジ面で予熱管を密着させ、燃焼筒で得られる熱により加温する場合と、加温機を上記の燃料の如くを燃焼させる場合、加圧ポンプ手前、又は加圧ポンプ通過後に一定の温度に加温して混合燃焼させる場合もあること。
【０００１−７】
本発明の中でＬＰＧ、ＬＮＧ、化石資源油廃油、植物資源油廃油など殆ど全ての燃料を本原理により、燃焼せしめることによる効果を更に高める為、燃焼時、燃焼筒内で燃焼炎を発するバーナーに対し、その主たる燃料の節約と共に、二酸化炭素の生成量低減をより強固に促す為、燃焼しても二酸化炭素の出ない酸化促進剤を燃焼筒内にスパイラル状に送風する何れかの送風管の周末近く部分に噴霧連続、間欠、滴下連続、間欠を以て燃焼筒内に送り込み、定位置燃焼炎核になった燃焼炎内に混ざり込むように添加することで更に高い燃焼核集合形態を作り出すことができ、燃焼筒前方部に設けた耐熱耐蝕加熱ネット、若しくは格子状の加熱通過体セラミック製も視野に入れ、尚且つセラミックコーティングも視野に入れ、何れかの物を前方に設置し、そこに主バーナーの燃焼に注がれた残りの窒素や空気、スパイラルを形成起因した空気の残り、即ち高温に加熱された窒素や水素化燃焼による完全燃焼で得られる高温蒸気、やや過剰に供給された酸素などが極めて高い温度でセットされたネット類に熱を付与し、その蓄熱の部分に酸化を燃焼炎内部で促進した酸化触媒の一部が接触し、更に高熱を発して酸化するものであること。
【０００１−８】
本発明の原理の中で触媒燃焼促進剤を使用しない場合もあり、この場合、バーナーに取り付けられた燃焼筒内に各種燃料による燃焼集合体核は形成でき、尚且つ形成される要因として燃焼筒内に各種送風機等により、送風ダクトとダクトの先端燃焼筒内に位置する吹き出し口の周辺にスパイラルエアー、燃焼炎、燃焼密度、高静圧用送風ノズルの内部、或いは外部に位置する所に燃料類の噴霧機構を設け、その手前に燃焼筒より伝導等によって得られる熱により、加温されたものをスパイラル状態の空気の流れと同様な流れを起こし、スパイラル状態で圧縮燃焼している部分に幾らかの燃料を巻き込ませ、更に燃焼核集合体の温度を上昇せしめ、それらの流れにより、残りの燃料も急激に加熱されたスパイラル状態の撹拌空気の中で完全燃焼を起こすものであること。
【０００１−９】
本発明の原理により、格段の省エネルギー、及び二酸化炭素などの生成量の減質は無論、本機構原理は従来の燃焼機器、器具、系統等の若干の改善により、実質的に成果を生み出すもので、主な原理の基点は燃焼筒内にスパイラルエアーを導入したり、或いは燃焼筒前方ネットを燃焼炎のフレームの長さに合わせて可変できるようにし、それに併せ燃焼筒部分に使用される材料や材質は耐熱耐蝕性に富む耐熱耐蝕鋼、ステンレス耐熱鋼、ニッケル、インコネルなどと言った物を活用し、燃焼筒内部に耐熱セラミックコーティングを施して使う場合もあり、寿命の短くて良い物には耐熱鉄管や鉄管、耐熱巻物を使用して製作する場合もあること。
【０００１−１０】
本発明の一部燃焼筒は一重の場合と二重の場合がある。同一原理で燃焼筒を二重構造にし、その２重構造の燃焼筒中空部に加圧送風機類で送風し、二重構造の内側にスパイラル状況が起因できるよう単数個、複数個のノズルを設け、そこからスパイラル燃焼用エアーを吹き出し、同様の燃焼を行う場合もあり、これらによっては外径寸法がやや大きくなる為、各種送風機、シロッコファン類等で送風された空気を一時的にジャケット内部に止め置く為、空気の膨張と温度上昇があり、やや効率が向上するものであること。
【０００１−１１】
本発明の省エネルギー、及び二酸化炭素の大幅な削減を可能にしたスパイラル燃焼バーナー熱源の発生効率を次のようなものに応用するものである。ボイラー、高圧ボイラー、発電用ボイラー、温水器、ラジアントチューブ加熱、各種乾燥機、汎用ボイラー、焼成炉、焼結炉、窯業炉、焼却炉、溶融炉、炭化炉、銭湯の炊き上げ用、ビニールハウスの加温用、焼鈍炉、熱処理炉、医療廃棄物炉、暖房用、ロータリーキルン、その他工業用、民生用、農業用などの用途に使用することとすること。
【０００１−１２】
本発明のスパイラル燃焼用燃焼筒は各必要とする機器や装置、或いはプラント等によって取り付けフランジの位置が燃焼筒前面の熱炎放出収縮部を取り付け部分として活用する場合と、燃焼筒自体を機器の中に挿入し、燃焼筒後部、例によっては密着加温チューブ装着面を拡大したりして、後部に取り付けフランジを設け、燃焼筒は装置内部で機能する場合がある。この場合、内部の状況を確認する為、耐熱ガラス確認窓を設けたり、燃焼筒前方に位置する耐熱耐蝕蓄熱ネットの位置の調整が外側から可能なようにアジャストロットを外側まで延長することがあること。
【０００１−１３】
本発明の燃焼筒内スパイラル状態で一部は二次空気補填、一部は回転誘因という高温高密度燃焼核燃焼を活用し、主燃料に石炭粉、或いは廃プラスチック粉、又は廃ゴム粉、木粉などを主燃料として筒内で燃焼させ、廃棄物を燃料とした高温燃焼筒内スパイラル燃焼を活用する事で燃焼温度が極めて高い温度として燃焼筒内雰囲気を形成し、更にスパイラルエアーにより、エアーカーテンを形成し、燃焼筒に無駄な熱が飛散する事を出来る限り阻止した状態で燃焼筒内で主燃料、若しくは副燃料としてダイオキシンなどの生成しやすい可燃物を高温で密接燃焼核を形成させながら燃焼する為、燃焼フレームが通常の拡散燃焼に比べ、一括化される為、その燃焼炎内部の温度は極めて高いものになり、あらゆる可燃物の燃焼を受け入れる事と、その周囲でスパイラルする空気から酸素を取り込み、燃焼自体を安定させ、高密度燃焼核集合体を形成させ、これらで発熱した熱エネルギーを各産業用、民生用、農業用、工業用機器、機械、設備、用途に使用しうる事とすること。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石資源の枯渇問題や化石資源やその可燃物を燃焼させる上で大変な社会問題になっている二酸化炭素の排出量削減の方法を講じているものの、燃焼においてはまだこれと言った物が無く、これらを解決する為に物を加熱や媒体の温度を加温、又媒体そのものを一定温度に熱をもって行う場合、電気エネルギーに変化された化石資源などがある。これらを背景に現在盛んに研究されているものは如何に目的に合わせて有意義に資源エネルギーを使用するかと言うことである。まずここでは燃焼によることで熱を得る方法論である。一般的に銭湯やハウス加温については殆どがバーナーによるものであり、現状のバーナーは可燃物油をできるだけ小さく霧化して、それに空気を混ぜ燃焼炎を形成し、内炎、外炎として外炎部分を有効に使うか、外炎が放つ可燃物の熱量をそのまま転嫁して応用するケースが非常に多く、燃焼は可燃物の燃える速度と温度は燃料の性質任せが殆どである為、二酸化炭素もさることながら炭素、一酸化炭素などを放出しているのが現状である。このままの燃焼体系を続けていたのでは二酸化炭素の低減や資源エネルギーの節約にはならないのが現状である。そこで本発明は長年の燃焼技術の開発の中から燃焼筒内スパイラル二次空気、及び可燃油混合気、又は空気と酸化促進剤混合気を間欠、及び連続的に（酸化促進剤）をスパイラルエアーに挿入添加することで、燃焼速度を急速に上げることに成功し、一般常識的には灯油バーナーで８００℃ぐらい、又廃油（資源油と植物油の廃物）などを燃焼させるのはなかなか難しい部分があり、これらを全て燃料として活用しようと言うのが背景となり、従来のバーナーに燃焼筒を設置し、その燃焼筒の中でバーナーの燃焼を行い、燃焼炎に対して燃焼筒内部円筒形状の内側部分根本部分から内側円周に向けてブロアー類により加圧送風し、送風管を円筒状の燃焼筒にバーナー側より差し込み、或いは加圧室を燃焼筒胴体に設け、その部分に送風機類で加圧送風し、更にその内側にスパイラルエアー用ノズルを円周内部に円の内側に向けて回転するよう単数個、或いは複数個付けることにより、そこから吐き出した加圧エアーが燃焼筒内部を舐めながら回転し、風量の調節をすることで内部（中心部）で燃焼炎が燃焼している。その燃焼炎をスパイラルエアーが速やかに回転方向に誘い回転を促しながら燃焼密度が上がるよう圧縮燃焼を起こし、複数の燃焼核を集合し、単数の高温燃焼核を形成することが分かり、更にそれらをスパイラル空気の風量や圧力により変化させることで燃焼形態自体を圧縮し、完全燃焼させる状態を作ると共に、圧縮燃焼下での燃焼炎の燃焼核集合体の内部温度は極めて高く、通常の燃焼で１３００℃前後から１５００℃前後、燃料の種類によっては２０００℃を超えることができ、これはひとえにスパイラル燃焼による永続的高温地帯連続燃焼とスパイラルによる圧縮効果の現れと判明、これにより燃料の使用量が大幅に削減でき、仕事量はほぼ同様で、それに伴う二酸化炭素の発生量も大幅な削減が可能になったものである。
【発明の開示】
【発明が解決しょうとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとしていることは如何に少ない燃料で効率の良い燃焼とそれに関わる周辺環境の改善、即ち二酸化炭素のバーナー燃焼下における削減、及び枯渇する資源の有効活用などを目的とし、バーナーの燃焼形態を徹底分析し、更に可燃物の酸化におけるスピードのコントロール。又これら現象から起こる窒素酸化物、硫黄酸化物などの削減を目標に管理燃焼と燃焼炎のコントロールなどをすることにより、具体的にどのようなコントロールが良いかと言うことを徹底して検証し、環境問題やエネルギー問題に寄与しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は現状多く使用されているガンタイプバーナーやガスバーナーなどの燃料の削減、及び鉱物油、植物油などから発生する廃油を有効に燃焼させる為、バーナーの燃焼炎部に燃焼筒を設置し、その燃焼筒内で燃焼する燃焼炎周辺に燃焼開始位置から燃焼筒内側に燃焼筒の内面を加圧送風機、若しくは送風機類を使用し、燃焼筒後方より単数本、複数本のノズルを燃焼筒後部、及び胴体の必要とする位置に設置し、又燃焼筒自体を二重構造にし、その何れかの位置から加圧送風ブロアー類、ブロアー類、或いはコンプレッサーなどを使用し、燃焼筒二重密閉タンクの燃焼炎側（内側に）円周方向にスパイラル状に空気の流れができるよう単数個、複数個のノズルを必要とする位置に設置し、スパイラル（燃焼炎周囲渦巻現象）燃焼炎に一部被り込む状態を作ることで燃焼炎は加給された空気とスパイラル方向に回転する気流に対して圧縮された方向で加給されながら完全な燃焼を起こす。この場合、通常の開放燃焼に比較して極めて密度の高い燃焼をせしめる為、燃焼核の集合体ができ、この集合体の温度は通常の燃焼に比べて極めて高い蓄熱遅らせ燃焼を起こす為、燃焼筒一重方式で燃焼させた場合と二重方式で燃焼させた場合、ほぼ同じ結果で、これら上記で生じた状況の中に廃植物油や廃油を燃焼筒後部のフランジ面、又はフラット面に熱交換用パイプを密着し、燃焼筒内で燃焼された輻射伝導熱量を活用し、加温してスパイラル加温エアー内に噴霧することで如何なる廃棄油に対しても対応でき、主バーナーの燃焼炎に合流し、球形状から楕円状、横から見た状態だが密着燃焼を起こし、高温を発生し、更にバーナーの燃焼炎周囲はスパイラル状に空気の流れがある為、燃焼炎集合体が接触することなく燃焼できる為、極めて高い温度となる。これらは燃焼温度を通常の大気燃焼よりも高い状態にすることができ、今まで２０Ｌ程度１時間当たり使用していた廃油、或いは化石燃料油等の使用量を６５％前後節約し、１時間当たり５Ｌ程度で大気燃焼同等の熱量を発散することが可能となり、この為、二酸化炭素の発生量も６５％前後削減することができ、更に本原理に酸化促進剤などを共用燃焼することにより、燃料の水素化現象を促進しながら高密度燃焼を誘発する為、発生する熱量は更に高いものとなり、省エネルギーについても更に高い省エネルギー効果を構築することが可能となり、それに併せて二酸化炭素の発生量も大幅な減失を伴うもので、今まで大型のものでは使用が無理と思っていた物をこれらの原理、系統を複数個束ねるか、複数個使用することで極めて効率の良い熱量の供給が可能になるものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明で得るものは従来の燃料の使用率を大幅に削減したとしても従来通りの熱量を確保でき、又計画的な燃焼をせしめると共に、本発明の原理内で加温、噴霧、加温器を通過させた状態で更に有効に熱を活用し、燃焼筒本体の熱を使用することで燃焼時間は短縮できショートフレームになるが、これらを形成させる為の燃料は化石資源廃油、植物資源廃油、食用油廃油などを極めて高い高温流域の高密度燃焼を誘発する為、その燃焼内で使用された空気中の加熱窒素の熱量は通常燃焼に比較すると遙かに高い活用熱として燃焼筒外部に放出される。本原理で燃焼における炭素、一酸化炭素の残存生成は全く無く、ほぼ１００％完全燃焼を起こさせる為、スパイラルエアー供給ノズル近辺に設けた可燃性液状廃棄物等の燃焼もダイオキシンなどを出さず、完全な燃焼が可能となり、更にこれらから熱量を得ることで有効的な廃棄資源の活用ができるものである。即ち燃料となるものの、必要量が従来に比較して３分の１程度に削減され、ほぼ同一の高温熱量を必要に応じて発生することができ、その為、二酸化炭素の生成量も３分の１以上の削減効果を得るものである。
【実施例１】
【０００６】
本発明の原理は大まかに言えば実施の上でガンタイプバーナーに燃焼筒を取り付け、燃焼筒内部にバーナー取り付け用燃焼筒後部フラット面より加圧送風機類を使用し、燃焼筒内壁を舐めて燃焼筒先端部にスパイラル状態の気流を作り、主燃焼バーナー、即ちガンタイプバーナーの燃焼炎を気流の渦巻で包み込むようにして燃焼させることにより、高密度な空間圧縮燃焼を形成し、燃焼核もほぼ同一エリア内に高密度密集させて燃焼する為、燃焼炎周辺のスパイラル気流により、圧縮燃焼の形態は若干異なったが、温度計で高密度燃焼時の温度を確認したところ１３００℃程度に達していた。同じようにして通常のガンタイプバーナーを燃焼時、測温した結果、８００℃前後であった。温度も外炎、内炎があり、外炎のフレーム部分が一番高い状態で１０００℃近辺を温度計が示していた。燃焼筒内にスパイラルエアーを回した場合、燃焼核集合体以降の所を測定しても１５００℃前後の温度を示した。この時使用したノズルの径はスパイラル燃焼方式が時間当たり２０Ｌの物で行った。又スパイラル燃焼方式の場合、時間当たり５Ｌ消費のノズルを使用して比較試験した。その結果、歴然として省エネルギーとなることが判明。更にスパイラルエアーの挿入量を可変し、徐々に上げながらスパイラルエアー内に廃油等を混合して実験を行った。同じようにスパイラル中心部にできる燃焼核集合体に合流し、燃焼合流体を形成し、この場合、燃焼炎以降温度を測定すると１４５０℃から１５５０℃前後の温度であることが分かった。更にこれらに強酸化促進剤を微量添加燃焼することで試験し、１５５０℃から１７００℃ぐらいの燃焼筒排出口のネット装着位置から１５０ｍｍ前後の位置で熱気の温度測定を行った結果であり、更にＣＯ２の測定を同一方法で行ったがスパイラル燃焼筒を使用したものは６３％前後減少していた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の中で基本的には配置される燃焼筒、この燃焼筒の中に符号▲１４▼より送風加圧回転スパイラル雰囲気を作るため符号▲１８▼ブロアーを設置し、そのブロアーにもいろいろ種類があるが圧力と風量を保てるターボ系多段ブロアー、或いは密閉圧力の高いクランツブロアーなどを主に使い、その他符号▲８▼に図示する主バーナー用ブロアー、主に静圧式高回転シロッコファンを使用したバーナーを活用する事でより高い省エネルギーを実現する事が出来る。符号▲６▼に示す断熱封止パッキンは主バーナーに害になる必要外の熱伝導を避けるため、断熱性の特に高いものを使用して、ここではフランジ接合しているが他にも突き当て接合などをその他接合をする事による接合を施し、燃焼筒とバーナーの長時間使用時の事を考慮し、熱遮断という事を考えバーナーをあらゆる分野で使用できる条件に持ちうるよう考慮して設定する。符号▲８▼のバーナーは既に必要な燃焼機器として成立した物を使用するが、それらに改造を加える場合がある。符号▲９▼〜▲１３▼はここでは図示しているが、バーナー完成度の中でそのまま本原理に使用する場合もある。符号▲１４▼から吹き出される空気は二次空気にもなるが、燃焼筒内をスパイラルすることにより燃焼炎を圧縮、二次空気を適度に供給する事で燃焼効率は極めて高いものになる。主バーナーに使っているバーナーはガンタイプであるが、複数ノズルとシングルノズルの物をこの図では対象とする。
【図２】本原理の燃焼筒内スパイラル燃焼における気流の流れを簡単に示したものであるが、圧送されてきたブロアーから圧送された空気は燃焼筒内内面に沿って回転しながら送風した空気容量が燃焼筒内で徐々に増すためその力で前方方向に押され、スパイラル現象になることを図示したものである。
【図３】本原理の姿図を表し、バーナーポンプよりスパイラル用エアー配管内に連続、又は断続的に霧化して送り込み、過剰空気の混合体をスパイラル燃焼筒内に送り込み、燃焼炎に対して補填燃料と空気のかみこみ率の向上を図り、更に高い燃焼核集合体を作ろうとしたものである。
【図４】本原理の燃焼筒スパイラルはバーナー本体のポンプより主バーナーより分岐して燃焼筒後部のフラット面に密接した加温パイプを通過し後部に燃焼筒内に向けて噴霧用燃焼チップを設置してそれより噴霧される油類、或いは廃油類などによって異なるが、経路上ポンプ前に燃料加温器は付いており、この加温器で加温し、更に高い加温が必要になるものに対してこのような経路をとり、スパイラル燃焼を行う状況を記すと共に、主バーナーへの燃焼炎の合流を示したものである。
【図５】本原理のスパイラル燃焼筒一重に対して、二重にする事で燃焼筒表面より輻射される熱を有効に活用し、その熱を回収し、送風機から二重空洞部に圧送されたエアーは熱を受け、若干の膨張をしながらスパイラル発生ノズルより放出される為、熱の有効活用率が高まるものである。
【図６】本図の燃焼筒は複数個のスパイラル方向への吹き出し口を設けた例と燃焼筒後部に密接加温管を設置し、その終末に燃料噴射ノズルを設置し、その燃焼炎が主燃焼、又はリムバース方式燃焼などによる複数個のノズルより噴射された燃焼炎を複数個のスパイラルノズル噴出エアーにより圧縮燃焼している状態を二重管の断面をもって図示したものであり、燃料供給形態も化石資源油廃油、或いは植物資源油廃油などが使えるよう二重管後部に密接した熱交換パイプにより、より高い温度に加温できるように記した例図である。
【図７】本図面は一重燃焼筒に主バーナーを取り付け、燃焼形態を標準燃焼形態と表し、更にスパイラルエアー挿入口を複数個設置した系統的姿図である。
【図８】本図は一重管燃焼筒で燃焼核集合体を燃焼筒より距離を置き、複数個のスパイラル状態空気吹き出し状態とそれに伴う気流の流れを例として記したものであるが、バーナーは標準的ガンタイプバーナー単数個のみのもので吹き出しノズルのノズル径の若干大きいものを使用した燃焼状態とスパイラル用ブロアーの設置状態を示した図である。
【図９】本図は一重管燃焼筒に複数個のスパイラル用エアー吹き出しノズルを設置し、更に燃料系統は標準的バーナーの一端から加圧された油類を一重燃焼筒後部に密接熱交換パイプをはわせ、その末端に燃焼炎の固まりの中に吹き込み、スパイラル空気の一部を吸収し、主燃焼炎周囲の燃焼を高輝度燃焼させているものを図示したものである。尚、この燃焼の特徴は空気のかみ混みタイミングと合流時に燃焼核集合体の中に早期ガス化燃焼を起こさせ、水素化燃焼状態を作りやすくしたものを図示したものである。燃焼筒は全て断面図である。これ以前のものについても燃焼状態を示したものは燃焼筒の断面図と解釈して見て頂きたい図である。
【図１０】本図は二重管断面図に複数個の空気吹き出しノズルを設け、そのノズルより吹き出される形態としてスパイラル発生用ブロアーよりマニホルドやダクトを使用し、二重管内に加圧送風し、内側の一重管より若干出る熱量を挿入された空気をもってスパイラル吹き出し口から吹き出し、燃焼核集合体を圧縮燃焼している状態を図示したものである。
【図１１】燃焼筒を二重管にし、その断面を表したものでスパイラル燃焼状態はそのまま記しているが、本例図は燃料供給系統を二系統にし、更に密着燃焼筒後部に位置する部分を言うが、その先端にノズルチップを付け、エマールジョン切削油などの難燃廃油、或いは化石資源燃料油難燃廃油、又は植物資源油廃油難燃油などを一系統で加温送油する形態のもので、難燃性があり、ある程度高い燃料燃焼準備温度にする必要がある為、それらを別回路で図示し、示した図面である。尚、一重管の場合でも同じ系統で燃焼できるので例として二重管燃焼筒式のものを図示したものである。
【図１２】本発明の原理を基本形でまとめたもので、例図の中でこの例では取り付け用フランジ符号▲７０▼、燃焼筒の後方に位置し、符号▲６８▼の熱エネルギー仕事位置を符号▲６８▼以前にある場合、本図のような使用の仕方をする場合があり、符号▲８８▼の酸化促進剤も図示しているが、符号▲８７▼と符号▲８８▼は使用しない場合もあり、使用する場合、本図のようにダクト途中でスパイラル空気と間欠、連続噴霧、滴下などにより、送気ダクトより送る場合と符号▲７１▼、耐熱管の部分から同様な方法でスパイラル空気に混合させる場合もあり、これらによって主バーナーから噴射される種々の燃料の酸化速度を上げる事は無論、符号▲６３▼に設置した耐熱耐蝕特殊ネットに付着して酸化促進剤自体も燃焼し、発熱を起こす事を意味する。符号▲６７▼のスパイラルノズルより発せられた圧送エアーは符号▲６５▼の燃焼筒内部に沿ってスパイラル回転しながら前方方向に符号▲８６▼のブロアーより連続加給、又は符号▲７７▼のバーナーの入り切り、又は複数リンバー燃焼の場合、バーナーの複数個の内、１個のバーナーを止める為、符号▲８６▼のブロアーはバーナーコントロールの信号により、インバーターなどでスパイラルエアーの風量調整も比例して行う場合があり、その場合と燃料となりうる油類の種類によって風量の調整をインバーターによる回転制御により行う事が出来る機構を図示したものである。
【図１３】本原理の符号▲２３▼、ノズルチップと符号▲２４▼、密接加温管を装着し、スパイラル燃焼における空気のかみ混み率を高めると共に、熱源の燃料として使う燃料を廃油類などを使用する場合、確実な完全燃焼とそれに対して更に符号▲２７▼の余剰自己燃焼酸化促進剤などの燃焼をせしめる為、符号▲２６▼のケミカルポンプで圧送断続、連続霧化、滴下などを符号▲２６▼のポンプコントロールにより行い、更に符号▲２６▼はダクト中に接続されている図となっているが燃焼筒外側から内側に挿入する場合もあり、スパイラルエアーに混入して燃焼速度を速め燃焼核をより多く作り気密度の高い高温燃焼を実行するものである。その為あらゆる廃油類を燃焼可能にする事を図示したものである。
【図１４】本発明の燃焼筒バーナー、符号▲２９▼、ノズルチップより圧送された油類、廃油類を含む油をスパイラル空気挿入口近くに設置し、符号▲３３▼、及び油挿入系統に２カ所の加圧形態と圧力調整形態を持ち、より安定した燃焼を微調整出来るように設定したもので、符号▲３１▼のバーナー本体からは点線で示している親子燃焼方式の親の方に点線で示したＬＰＧやＬＮＧなどのガス燃料を主体として燃焼筒内で燃焼させ、それを複数個のスパイラルエアー挿入口より挿入し、スパイラルエアーの片側から出た油類を主炎に密接合流燃焼させることにより、空気の化合速度を一段と上げ、燃焼炎の上げると共に、符号▲３０▼のノズルの反対側に油類噴射小型ノズルチップを相乗してセットし、燃焼筒内で高温ガス化合流燃焼を誘発させ、質の悪い油でも高い温度とスパイラルによる圧縮燃焼により、燃焼炎を一定の場所で長時間回転止め置く為、完全燃焼は可能で相対的燃費の節約とガスの性質を活かして上手に使う方法を記すと共に、主バーナーから燃焼させられる燃料はＬＰＧ、ＬＮＧのみの場合もあり、この場合においてもスパイラル渦巻きにより圧縮される事により、燃焼炎がほぼ同一位置に止まり空気の補充を必要に応じてされる為、極めて高い温度を実現できると同時に、完全燃焼する状態を図示したものである。
【図１５】燃焼筒内に主バーナーより複数個のノズルを持つバーナーを設置し、複数個のバーナーノズルの内、一方のノズルから石炭粉、廃プラスチック粉、廃塩ビ粉、木粉などを主燃焼バーナーで燃焼筒内にエアー挿入し、更に主燃焼バーナーの油燃焼用ポンプより分岐した油管を燃焼筒後部のフラット面に密接し油類を加温して燃焼用噴射ノズルチップから筒内に噴射し、燃焼合流すると共に酸化速度を促進し高温下で高密度燃焼させる為、スパイラル燃焼用ブロアー空気挿入部にケミカルポンプを持ち連続、間欠噴霧、或いは滴下することにより、過酸化状態を作りながら燃焼温度を上げた廃棄物や石炭類の複合高密度燃焼の状態を描いた図であり、燃焼温度が高いためダイオキシンなどの生成の危険性が全くないのが描かれている図面。
【図１６】二重管ではあるものの燃焼炎を熱炎化する加熱ネットが極めて簡単に前後微調整できるよう燃焼筒の長手方向に長穴をあけて調整しろを設けた状態と高密度燃焼核燃焼で放射による温度ロスを出来るだけ少なくする為、高温部分燃焼集合核周辺に二重管を設け単数、複数の送風ノズルを設けスパイラル現象を起こさせ更には油廃油を二段加温して二段目は他と同様、密接加温したものを燃焼筒内に向けてノズルチップを設け加圧して燃焼させ、燃焼炎が主バーナーの高密度燃焼核に合流燃焼している状態を例として図示したものである
【符号の説明】
【０００８】
▲１▼．取り付けフランジ
▲２▼．耐熱ネットアジャスター
▲３▼．蓄熱ネット
▲４▼．燃焼筒
▲５▼．燃焼筒取り付けフランジ
▲６▼．断熱パッキン
▲７▼．バーナーフランジ
▲８▼．ツイン、又はシングルガンタイプバーナー
▲９▼．三方弁
▲１０▼．モーターポンプ、又はポンプ
▲１１▼．フィルター
▲１２▼．サーモスタッド
▲１３▼．加温ヒーター
▲１４▼．スパイラルエアー噴出口
▲１５▼．スパイラルエアー耐熱耐蝕パイプ
▲１６▼．エアーダクト
▲１７▼．マニホルド
▲１８▼．ブロアー
▲１９▼．高熱炎排出
▲２０▼．スパイラル気流
▲２１▼．主バーナー高密度燃焼核（高温部）
▲２２▼．サブ燃焼炎合流状態
▲２３▼．ノズルチップ
▲２４▼．加温パイプ
▲２５▼．加温送油パイプ
▲２６▼．ケミカルポンプ
▲２７▼．酸化促進剤タンク（熱触媒）
▲２８▼．スパイラル空気複数個吹き出し口
▲２９▼．スパイラル空気複数個吹き出し口
▲３０▼．耐熱耐蝕噴射ノズル
▲３１▼．ガンタイプバーナー本体
▲３２▼．モーターポンプ
▲３３▼．圧力調整器
▲３４▼．別付けバーナーコントロール
▲３５▼．電磁弁
▲３６▼．逆火防止、及びフィルター
▲３７▼．圧力調整器
▲３８▼．仕切り弁
▲３９▼．マニホルドとダクト
▲４０▼．油類燃焼用ノズルチップ
▲４１▼．可燃物吹き出し耐熱耐蝕チップ
▲４２▼．三方弁
▲４３▼．モーターポンプ
▲４４▼．バーナー本体
▲４５▼．エジェクター式燃料供給装置
▲４６▼．燃料調整部
▲４７▼．ホッパー
▲４８▼．電磁弁
▲４９▼．圧力調整器
▲５０▼．フィルター
▲５１▼．蓄熱ネット位置アジャスター
▲５２▼．ネットガイド
▲５３▼．蓄熱ネット
▲５４▼．スパイラルエアー吹き出し口
▲５５▼．二重管部分
▲５６▼．廃油燃焼フレーム合流部
▲５７▼．ノズルチップ
▲５８▼．高密度燃焼核
▲５９▼．スパイラルエアー吹き出し口
▲６０▼．高熱炎
▲６１▼．スパイラル絞り
▲６２▼．ネット前後調整アジャスター
▲６３▼．耐熱耐蝕特殊ネット
▲６４▼．スパイラル気流
▲６５▼．燃焼筒
▲６６▼．密接燃焼核集合燃焼部
▲６７▼．スパイラルエアー挿入耐熱耐蝕パイプノズル
▲６８▼．被取り付け壁
▲６９▼．耐熱断熱シールパッキン
▲７０▼．燃焼筒取り付けフランジ
▲７１▼．スパイラル空気挿入耐熱パイプ
▲７２▼．バーナー接合フランジ
▲７３▼．耐熱断熱パッキン
▲７４▼．バーナー取り付けフランジ
▲７５▼．標準ガンタイプ仕様三方弁
▲７６▼．圧力ゲージ
▲７７▼．バーナー本体
▲７８▼．圧力調整ねじ
▲７９▼．圧送ポンプ
▲８０▼．三方弁
▲８１▼．圧力調整式モーターポンプ（外部組み付け式、内蔵式）
▲８２▼．フィルター
▲８３▼．サーモスタッド
▲８４▼．加温器
▲８５▼．マニホルド
▲８６▼．ブロアー類
▲８７▼．ケミカルポンプ
▲８８▼．助燃剤タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石資源の節約、省エネルギー、及びこれらが燃焼（酸化）した際、発生する二酸化炭素の発生量をも６０％以上の減少を出来ることと、節約等を同時に実施できる燃焼システムで、今まであらゆる方法で効率の良い燃焼方法が工夫されてきたが、本発明の燃焼方法は主バーナーによって燃焼はするものの、既存のバーナーにおいて燃料等の使用量を３分の１程度に削減し、当然、燃料を噴射されるノズルは従来１時間当たり２０Ｌを必要としていたバーナーの噴射形態を６Ｌ程度にしても、ほぼ従来と同じ目的物に対して熱量を発散し、活用可能な状態にするシステムで、バーナーの燃焼炎部分に筒状の燃焼筒をセットし、その燃焼筒の後方にバーナーとの接合フランジを設け、バーナーより発せられた火炎のある位置に後方より二次空気用耐熱用パイプを燃焼筒内に設置、又は挿入、可変調整可能な状態等で単数個、複数個の二次空気パイプを燃焼筒内に挿入し、挿入されたパイプ、又はそれに相当するダクト的な役割を担う物を使用し、燃焼筒周辺、又は燃焼筒内の二次空気吹き込み口付近の使用材質は耐蝕、耐熱性に富む材質を使用し、その富む材質を使用した吹き込みパイプは燃焼筒内で燃焼する火炎フレームの外側を右回り、若しくは左回りの状態にし、ガイド方向付きガンタイプバーナーの場合、その案内板のリード回転方向に合わせる。燃焼筒内で渦巻方向に対して渦巻を形成し、その渦巻の中心部にある主バーナーのフレームを二次空気が燃焼筒の壁面に沿って回転することにより、各種ブロアー等で加圧された二次空気が勢いよく燃焼炎を圧縮する為、燃焼核の密度が高まり、通常燃焼温度の５割り増し程度のバーナー燃焼炎が圧縮による集中燃焼と、二次空気による回転保持し、完全燃焼を誘発し、燃焼核は燃焼筒内で楕円形、若しくは球状、半球状、長手球状などの球状燃焼を起こすと共に、スパイラルエアーの燃焼炎への混入により、上記にも述べたが完全な燃焼を起こさせ、この完全な燃焼を起こさせた後の燃焼筒からの排出温度は通常燃焼に比べ遙かに高い温度に達し、内部の圧縮された燃焼フレームの温度も同様、高温で静圧回転圧縮燃焼される為、燃焼炎の温度は極めて高いものになり、これらの熱による熱交換、又は不活性な空気中の窒素の温度は最終的には燃焼筒より目的物に対して投入する温度は極めて高い温度が投入できるようになり、これを更に燃焼筒出口に耐熱、耐蝕ネット等を燃焼筒から熱気排出部分に燃焼炎との距離が調整されるような形態でセットし、そのセット位置において更に排出される熱により、ネットが加熱されることにより、残存ガス、及び目的物に対する熱気の安定を図る為、単数個、複数個のネット、又は穴あきプレートなどを使用し、加熱体を設置することで安定した効率の良い燃焼状態を形成するものであること。
【請求項２】
燃焼筒内スパイラル（円筒渦巻）空気で主バーナーの燃焼炎を圧縮燃焼、又は渦巻雰囲気内での燃焼炎の圧縮化により、高温と燃焼炎外炎の最終空気接触位置を半ば強制的に行い、これを更に渦巻により撹拌し、酸素をいち早く供給する為、燃焼炎の温度が上げることが出来ると同時に、二次空気と言ってもバーナーから一次空気と燃料の混合体による単なる燃焼とは完全に異なるもので、これらの原理を活用し、省エネルギー資源、二酸化炭素の比例的減質等が図れることは無論、本発明の原理を活用し、今までバーナー用燃料として活用できなかった各種廃油、化石資源系、及び植物油、廃物廃油なども燃料として活用できるように本原理でなったものである。但し廃物油や廃油、又はエマールジョン系切削油等の廃油については燃焼筒後部のフラット面、或いは燃焼筒周囲面に廃油加温用熱交換パイプを密着配置し、その伝導熱により加温するか、供給時に加温器で加温したもの、或いは両方の加温方法を活用して二次空気挿入用マニホルド部分に近い位置とも言うが、その部分に噴射用ノズルをセットし、スパイラル上に乗せて渦巻しながら燃焼を行う場合があり、このようなことから殆どの廃油を炭素や一酸化炭素を生成することなく燃焼せしめるものであること。
【請求項３】
スパイラル用（燃焼筒内渦巻用）エアーの供給は主バーナーに装着されているバーナーに更にスパイラル用同軸上でブロアー、又はシロッコを回転する場合と別にブロアー、シロッコファン、多段ブロアー、単段ブロアー、クランツブロアー、ターボブロアーなどを使用し、この場合においてもモーター直結型の各種モーターブロアー直結型とベルト等で駆動したベルト駆動型等の送風体系を活用し、スパイラル送風ダクト的な物を各種ブロアー送風機出口に設けた単数個、複数個の送風ダクト取り付け用マニホルドを設け、ブロアー総称送風機類の排出口にできるだけ空気抵抗の少ない内部形状を確保しながら（マニホルド）集合部を設け、それよりダクト的な物で空気を燃焼筒後部のスパイラル空気吹き出しノズル部に接続し、単数、複数のスパイラル用空気吹き出しノズルを燃焼筒内部に空気の回転方向に向けて燃焼筒後部遮蔽板より幾分かの距離を置きながら燃焼筒内内側対面に複数個の場合、設置し、気流や混合気の流れを速やかなものにすることで渦巻燃焼効果と燃焼核集合体の形状を用途に合わせて可変出来るように設置すること。
【請求項４】
混合気とは更に燃料の節約（化石燃料、化石油類廃油、植物油類廃油）又は酸化剤的効果をもたらす物を単数個の場合、ダクト燃焼筒に身近な部分にノズルを挿入し、連続、間欠、定量などの方法を用い噴霧、或いは滴注し、より高い熱を求める場合がある。この場合、括弧内に記した資源廃棄物油、及び化石燃料油、及び廃植物油については主バーナーにも使用することがあり、燃料供給系統中に加温器を設置する場合もあり、燃焼状態を何れの燃料にしても温度設定がそれに合わせて燃焼状態を酸素濃度センサーなどで検出した信号を温度設定器にフィードバックし、自動制御する場合もあるが、使用者やその場の状況により加温器をサーモスタットで燃焼状態を見ながら設定する場合もあること。
【請求項５】
本原理を更に活用し燃焼筒、及びバーナーを単数個、複数個活用し、複数個の場合、燃焼筒を一定の間隔で取り付けフランジに取り付け、主バーナーも同様、燃焼筒に合わせて取り付け、それらを束ねて大きな発熱量に対処できるようにする場合があり、この場合、単数個原理と同様の方法で、今まで使用していたノズル径を小さくし、単数個同様、スパイラル現象を誘発する二次空気を各燃焼筒に送り、複数個の場合、バーナーもそのまま複数個使用し、燃焼させる事もあるが送風量の大きい送風機から複数個の燃焼筒前バーナー設置位置に分岐して複数個の送風を単数個の送風機にまとめ送風し、複数個の燃焼筒前燃料噴霧ノズルの後方から燃焼筒内に主燃焼が誘発するよう分岐して送風することもあり、この場合、停止時はモーターバルブ、バタフライ弁、モジトラルモーター弁などを使用し、空気量の調節やバーナー燃焼停止時の送風停止などを行うこともある。この場合、着火等に当たっては個々のバーナーに着火装置を装着するか、或いは１台の着火装置で着火する場合もあり、これらの燃焼の監視にはバーナーコントローラーを使用するものの、フレームアイ（燃焼結果を検出する素子）を１台のバーナー燃焼筒にそれぞれ１個ずつ設ける場合と、複数個まとめて設置する場合とがあり、どちらの方法を選択するにしても火炎集合体（燃焼核の集合体）は燃焼筒の中で行われる為、複数検出の場合、ミラーやプリズム、耐熱光ファイバーなどを有効に活用し、集約して検出することもあること。
【請求項６】
主燃焼燃焼炎を形成する燃料にＬＰＧ、ＬＮＧなどを使用し、燃焼筒内で燃焼させることもあり、燃焼筒内に朱記の燃料を使用した場合でも化石資源廃油や植物資源廃油、アルコール類などを加温した状態で主燃焼炎の周囲をスパイラルないし渦巻状態を燃焼筒後方から各種送風機により、燃焼筒の円筒に対する内円周に送風し、スパイラル状況を燃焼筒壁面付近を著しくし、失速した空気を主燃焼炎内に混入させ燃焼を促進させると共に、高温低速移動燃焼を誘発することにより、燃焼筒内に極めて温度の高い部分の燃焼核集合体を形成せしめ、資源油や植物油、アルコール類などをスパイラルダクト挿入部より加温、霧化、加圧することにより、混合燃焼を起こさせる場合がある。この場合、燃焼筒後部のフランジ面で予熱管を密着させ、燃焼筒で得られる熱により加温する場合と、加温機を上記の燃料の如くを燃焼させる場合、加圧ポンプ手前、又は加圧ポンプ通過後に一定の温度に加温して混合燃焼させる場合もあること。
【請求項７】
ＬＰＧ、ＬＮＧ、化石資源油廃油、植物資源油廃油など殆ど全ての燃料を本原理により、燃焼せしめることによる効果を更に高める為、燃焼時、燃焼筒内で燃焼炎を発するバーナーに対し、その主たる燃料の節約と共に、二酸化炭素の生成量低減をより強固に促す為、燃焼しても二酸化炭素の出ない酸化促進剤を燃焼筒内にスパイラル状に送風する何れかの送風管の周末近く部分に噴霧連続、間欠、滴下連続、間欠を以て燃焼筒内に送り込み、定位置燃焼炎核になった燃焼炎内に混ざり込むように添加することで更に高い燃焼核集合形態を作り出すことができ、燃焼筒前方部に設けた耐熱耐蝕加熱ネット、若しくは格子状の加熱通過体セラミック製も視野に入れ、尚且つセラミックコーティングも視野に入れ、何れかの物を前方に設置し、そこに主バーナーの燃焼に注がれた残りの窒素や空気、スパイラルを形成起因した空気の残り、即ち高温に加熱された窒素や水素化燃焼による完全燃焼で得られる高温蒸気、やや過剰に供給された酸素などが極めて高い温度でセットされたネット類に熱を付与し、その蓄熱の部分に酸化を燃焼炎内部で促進した酸化触媒の一部が接触し、更に高熱を発して酸化するものであること。
【請求項８】
触媒燃焼促進剤を使用しない場合もあり、この場合、バーナーに取り付けられた燃焼筒内に各種燃料による燃焼集合体核は形成でき、尚且つ形成される要因として燃焼筒内に各種送風機等により、送風ダクトとダクトの先端燃焼筒内に位置する吹き出し口の周辺にスパイラルエアー、燃焼炎、燃焼密度、高静圧用送風ノズルの内部、或いは外部に位置する所に燃料類の噴霧機構を設け、その手前に燃焼筒より伝導等によって得られる熱により、加温されたものをスパイラル状態の空気の流れと同様な流れを起こし、スパイラル状態で圧縮燃焼している部分に幾らかの燃料を巻き込ませ、更に燃焼核集合体の温度を上昇せしめ、それらの流れにより、残りの燃料も急激に加熱されたスパイラル状態の撹拌空気の中で完全燃焼を起こすものであること。
【請求項９】
格段の省エネルギー、及び二酸化炭素などの生成量の減質は無論、本機構原理は従来の燃焼機器、器具、系統等の若干の改善により、実質的に成果を生み出すもので、主な原理の基点は燃焼筒内にスパイラルエアーを導入したり、或いは燃焼筒前方ネットを燃焼炎のフレームの長さに合わせて可変できるようにし、それに併せ燃焼筒部分に使用される材料や材質は耐熱耐蝕性に富む耐熱耐蝕鋼、ステンレス耐熱鋼、ニッケル、インコネルなどと言った物を活用し、燃焼筒内部に耐熱セラミックコーティングを施して使う場合もあり、寿命の短くて良い物には耐熱鉄管や鉄管、耐熱巻物を使用して製作する場合もあること。
【請求項１０】
燃焼筒は一重の場合と二重の場合がある。同一原理で燃焼筒を二重構造にし、その２重構造の燃焼筒中空部に加圧送風機類で送風し、二重構造の内側にスパイラル状況が起因できるよう単数個、複数個のノズルを設け、そこからスパイラル燃焼用エアーを吹き出し、同様の燃焼を行う場合もあり、これらによっては外径寸法がやや大きくなる為、各種送風機、シロッコファン類等で送風された空気を一時的にジャケット内部に止め置く為、空気の膨張と温度上昇があり、やや効率が向上するものであること。
【請求項１１】
省エネルギー、及び二酸化炭素の大幅な削減を可能にしたスパイラル燃焼バーナー熱源の発生効率を次のようなものに応用するものである。ボイラー、高圧ボイラー、発電用ボイラー、温水器、ラジアントチューブ加熱、各種乾燥機、汎用ボイラー、焼成炉、焼結炉、窯業炉、焼却炉、溶融炉、炭化炉、銭湯の炊き上げ用、ビニールハウスの加温用、焼鈍炉、熱処理炉、医療廃棄物炉、暖房用、ロータリーキルン、その他工業用、民生用、農業用などの用途に使用することとすること。
【請求項１２】
本原理のスパイラル燃焼用燃焼筒は各必要とする機器や装置、或いはプラント等によって取り付けフランジの位置が燃焼筒前面の熱炎放出収縮部を取り付け部分として活用する場合と、燃焼筒自体を機器の中に挿入し、燃焼筒後部、例によっては密着加温チューブ装着面を拡大したりして、後部に取り付けフランジを設け、燃焼筒は装置内部で機能する場合がある。この場合、内部の状況を確認する為、耐熱ガラス確認窓を設けたり、燃焼筒前方に位置する耐熱耐蝕蓄熱ネットの位置の調整が外側から可能なようにアジャストロットを外側まで延長することがあること。
【請求項１３】
本原理の燃焼筒内スパイラル状態で一部は二次空気補填、一部は回転誘因という高温高密度燃焼核燃焼を活用し、主燃料に石炭粉、或いは廃プラスチック粉、又は廃ゴム粉、木粉などを主燃料として筒内で燃焼させ、廃棄物を燃料とした高温燃焼筒内スパイラル燃焼を活用する事で燃焼温度が極めて高い温度として燃焼筒内雰囲気を形成し、更にスパイラルエアーにより、エアーカーテンを形成し、燃焼筒に無駄な熱が飛散する事を出来る限り阻止した状態で燃焼筒内で主燃料、若しくは副燃料としてダイオキシンなどの生成しやすい可燃物を高温で密接燃焼核を形成させながら燃焼する為、燃焼フレームが通常の拡散燃焼に比べ、一括化される為、その燃焼炎内部の温度は極めて高いものになり、あらゆる可燃物の燃焼を受け入れる事と、その周囲でスパイラルする空気から酸素を取り込み、燃焼自体を安定させ、高密度燃焼核集合体を形成させ、これらで発熱した熱エネルギーを各産業用、民生用、農業用、工業用機器、機械、設備、用途に使用しうる事とすること。
【請求項１】
化石資源の節約、省エネルギー、及びこれらが燃焼（酸化）した際、発生する二酸化炭素の発生量をも６０％以上の減少を出来ることと、節約等を同時に実施できる燃焼システムで、今まであらゆる方法で効率の良い燃焼方法が工夫されてきたが、本発明の燃焼方法は主バーナーによって燃焼はするものの、既存のバーナーにおいて燃料等の使用量を３分の１程度に削減し、当然、燃料を噴射されるノズルは従来１時間当たり２０Ｌを必要としていたバーナーの噴射形態を６Ｌ程度にしても、ほぼ従来と同じ目的物に対して熱量を発散し、活用可能な状態にするシステムで、バーナーの燃焼炎部分に筒状の燃焼筒をセットし、その燃焼筒の後方にバーナーとの接合フランジを設け、バーナーより発せられた火炎のある位置に後方より二次空気用耐熱用パイプを燃焼筒内に設置、又は挿入、可変調整可能な状態等で単数個、複数個の二次空気パイプを燃焼筒内に挿入し、挿入されたパイプ、又はそれに相当するダクト的な役割を担う物を使用し、燃焼筒周辺、又は燃焼筒内の二次空気吹き込み口付近の使用材質は耐蝕、耐熱性に富む材質を使用し、その富む材質を使用した吹き込みパイプは燃焼筒内で燃焼する火炎フレームの外側を右回り、若しくは左回りの状態にし、ガイド方向付きガンタイプバーナーの場合、その案内板のリード回転方向に合わせる。燃焼筒内で渦巻方向に対して渦巻を形成し、その渦巻の中心部にある主バーナーのフレームを二次空気が燃焼筒の壁面に沿って回転することにより、各種ブロアー等で加圧された二次空気が勢いよく燃焼炎を圧縮する為、燃焼核の密度が高まり、通常燃焼温度の５割り増し程度のバーナー燃焼炎が圧縮による集中燃焼と、二次空気による回転保持し、完全燃焼を誘発し、燃焼核は燃焼筒内で楕円形、若しくは球状、半球状、長手球状などの球状燃焼を起こすと共に、スパイラルエアーの燃焼炎への混入により、上記にも述べたが完全な燃焼を起こさせ、この完全な燃焼を起こさせた後の燃焼筒からの排出温度は通常燃焼に比べ遙かに高い温度に達し、内部の圧縮された燃焼フレームの温度も同様、高温で静圧回転圧縮燃焼される為、燃焼炎の温度は極めて高いものになり、これらの熱による熱交換、又は不活性な空気中の窒素の温度は最終的には燃焼筒より目的物に対して投入する温度は極めて高い温度が投入できるようになり、これを更に燃焼筒出口に耐熱、耐蝕ネット等を燃焼筒から熱気排出部分に燃焼炎との距離が調整されるような形態でセットし、そのセット位置において更に排出される熱により、ネットが加熱されることにより、残存ガス、及び目的物に対する熱気の安定を図る為、単数個、複数個のネット、又は穴あきプレートなどを使用し、加熱体を設置することで安定した効率の良い燃焼状態を形成するものであること。
【請求項２】
燃焼筒内スパイラル（円筒渦巻）空気で主バーナーの燃焼炎を圧縮燃焼、又は渦巻雰囲気内での燃焼炎の圧縮化により、高温と燃焼炎外炎の最終空気接触位置を半ば強制的に行い、これを更に渦巻により撹拌し、酸素をいち早く供給する為、燃焼炎の温度が上げることが出来ると同時に、二次空気と言ってもバーナーから一次空気と燃料の混合体による単なる燃焼とは完全に異なるもので、これらの原理を活用し、省エネルギー資源、二酸化炭素の比例的減質等が図れることは無論、本発明の原理を活用し、今までバーナー用燃料として活用できなかった各種廃油、化石資源系、及び植物油、廃物廃油なども燃料として活用できるように本原理でなったものである。但し廃物油や廃油、又はエマールジョン系切削油等の廃油については燃焼筒後部のフラット面、或いは燃焼筒周囲面に廃油加温用熱交換パイプを密着配置し、その伝導熱により加温するか、供給時に加温器で加温したもの、或いは両方の加温方法を活用して二次空気挿入用マニホルド部分に近い位置とも言うが、その部分に噴射用ノズルをセットし、スパイラル上に乗せて渦巻しながら燃焼を行う場合があり、このようなことから殆どの廃油を炭素や一酸化炭素を生成することなく燃焼せしめるものであること。
【請求項３】
スパイラル用（燃焼筒内渦巻用）エアーの供給は主バーナーに装着されているバーナーに更にスパイラル用同軸上でブロアー、又はシロッコを回転する場合と別にブロアー、シロッコファン、多段ブロアー、単段ブロアー、クランツブロアー、ターボブロアーなどを使用し、この場合においてもモーター直結型の各種モーターブロアー直結型とベルト等で駆動したベルト駆動型等の送風体系を活用し、スパイラル送風ダクト的な物を各種ブロアー送風機出口に設けた単数個、複数個の送風ダクト取り付け用マニホルドを設け、ブロアー総称送風機類の排出口にできるだけ空気抵抗の少ない内部形状を確保しながら（マニホルド）集合部を設け、それよりダクト的な物で空気を燃焼筒後部のスパイラル空気吹き出しノズル部に接続し、単数、複数のスパイラル用空気吹き出しノズルを燃焼筒内部に空気の回転方向に向けて燃焼筒後部遮蔽板より幾分かの距離を置きながら燃焼筒内内側対面に複数個の場合、設置し、気流や混合気の流れを速やかなものにすることで渦巻燃焼効果と燃焼核集合体の形状を用途に合わせて可変出来るように設置すること。
【請求項４】
混合気とは更に燃料の節約（化石燃料、化石油類廃油、植物油類廃油）又は酸化剤的効果をもたらす物を単数個の場合、ダクト燃焼筒に身近な部分にノズルを挿入し、連続、間欠、定量などの方法を用い噴霧、或いは滴注し、より高い熱を求める場合がある。この場合、括弧内に記した資源廃棄物油、及び化石燃料油、及び廃植物油については主バーナーにも使用することがあり、燃料供給系統中に加温器を設置する場合もあり、燃焼状態を何れの燃料にしても温度設定がそれに合わせて燃焼状態を酸素濃度センサーなどで検出した信号を温度設定器にフィードバックし、自動制御する場合もあるが、使用者やその場の状況により加温器をサーモスタットで燃焼状態を見ながら設定する場合もあること。
【請求項５】
本原理を更に活用し燃焼筒、及びバーナーを単数個、複数個活用し、複数個の場合、燃焼筒を一定の間隔で取り付けフランジに取り付け、主バーナーも同様、燃焼筒に合わせて取り付け、それらを束ねて大きな発熱量に対処できるようにする場合があり、この場合、単数個原理と同様の方法で、今まで使用していたノズル径を小さくし、単数個同様、スパイラル現象を誘発する二次空気を各燃焼筒に送り、複数個の場合、バーナーもそのまま複数個使用し、燃焼させる事もあるが送風量の大きい送風機から複数個の燃焼筒前バーナー設置位置に分岐して複数個の送風を単数個の送風機にまとめ送風し、複数個の燃焼筒前燃料噴霧ノズルの後方から燃焼筒内に主燃焼が誘発するよう分岐して送風することもあり、この場合、停止時はモーターバルブ、バタフライ弁、モジトラルモーター弁などを使用し、空気量の調節やバーナー燃焼停止時の送風停止などを行うこともある。この場合、着火等に当たっては個々のバーナーに着火装置を装着するか、或いは１台の着火装置で着火する場合もあり、これらの燃焼の監視にはバーナーコントローラーを使用するものの、フレームアイ（燃焼結果を検出する素子）を１台のバーナー燃焼筒にそれぞれ１個ずつ設ける場合と、複数個まとめて設置する場合とがあり、どちらの方法を選択するにしても火炎集合体（燃焼核の集合体）は燃焼筒の中で行われる為、複数検出の場合、ミラーやプリズム、耐熱光ファイバーなどを有効に活用し、集約して検出することもあること。
【請求項６】
主燃焼燃焼炎を形成する燃料にＬＰＧ、ＬＮＧなどを使用し、燃焼筒内で燃焼させることもあり、燃焼筒内に朱記の燃料を使用した場合でも化石資源廃油や植物資源廃油、アルコール類などを加温した状態で主燃焼炎の周囲をスパイラルないし渦巻状態を燃焼筒後方から各種送風機により、燃焼筒の円筒に対する内円周に送風し、スパイラル状況を燃焼筒壁面付近を著しくし、失速した空気を主燃焼炎内に混入させ燃焼を促進させると共に、高温低速移動燃焼を誘発することにより、燃焼筒内に極めて温度の高い部分の燃焼核集合体を形成せしめ、資源油や植物油、アルコール類などをスパイラルダクト挿入部より加温、霧化、加圧することにより、混合燃焼を起こさせる場合がある。この場合、燃焼筒後部のフランジ面で予熱管を密着させ、燃焼筒で得られる熱により加温する場合と、加温機を上記の燃料の如くを燃焼させる場合、加圧ポンプ手前、又は加圧ポンプ通過後に一定の温度に加温して混合燃焼させる場合もあること。
【請求項７】
ＬＰＧ、ＬＮＧ、化石資源油廃油、植物資源油廃油など殆ど全ての燃料を本原理により、燃焼せしめることによる効果を更に高める為、燃焼時、燃焼筒内で燃焼炎を発するバーナーに対し、その主たる燃料の節約と共に、二酸化炭素の生成量低減をより強固に促す為、燃焼しても二酸化炭素の出ない酸化促進剤を燃焼筒内にスパイラル状に送風する何れかの送風管の周末近く部分に噴霧連続、間欠、滴下連続、間欠を以て燃焼筒内に送り込み、定位置燃焼炎核になった燃焼炎内に混ざり込むように添加することで更に高い燃焼核集合形態を作り出すことができ、燃焼筒前方部に設けた耐熱耐蝕加熱ネット、若しくは格子状の加熱通過体セラミック製も視野に入れ、尚且つセラミックコーティングも視野に入れ、何れかの物を前方に設置し、そこに主バーナーの燃焼に注がれた残りの窒素や空気、スパイラルを形成起因した空気の残り、即ち高温に加熱された窒素や水素化燃焼による完全燃焼で得られる高温蒸気、やや過剰に供給された酸素などが極めて高い温度でセットされたネット類に熱を付与し、その蓄熱の部分に酸化を燃焼炎内部で促進した酸化触媒の一部が接触し、更に高熱を発して酸化するものであること。
【請求項８】
触媒燃焼促進剤を使用しない場合もあり、この場合、バーナーに取り付けられた燃焼筒内に各種燃料による燃焼集合体核は形成でき、尚且つ形成される要因として燃焼筒内に各種送風機等により、送風ダクトとダクトの先端燃焼筒内に位置する吹き出し口の周辺にスパイラルエアー、燃焼炎、燃焼密度、高静圧用送風ノズルの内部、或いは外部に位置する所に燃料類の噴霧機構を設け、その手前に燃焼筒より伝導等によって得られる熱により、加温されたものをスパイラル状態の空気の流れと同様な流れを起こし、スパイラル状態で圧縮燃焼している部分に幾らかの燃料を巻き込ませ、更に燃焼核集合体の温度を上昇せしめ、それらの流れにより、残りの燃料も急激に加熱されたスパイラル状態の撹拌空気の中で完全燃焼を起こすものであること。
【請求項９】
格段の省エネルギー、及び二酸化炭素などの生成量の減質は無論、本機構原理は従来の燃焼機器、器具、系統等の若干の改善により、実質的に成果を生み出すもので、主な原理の基点は燃焼筒内にスパイラルエアーを導入したり、或いは燃焼筒前方ネットを燃焼炎のフレームの長さに合わせて可変できるようにし、それに併せ燃焼筒部分に使用される材料や材質は耐熱耐蝕性に富む耐熱耐蝕鋼、ステンレス耐熱鋼、ニッケル、インコネルなどと言った物を活用し、燃焼筒内部に耐熱セラミックコーティングを施して使う場合もあり、寿命の短くて良い物には耐熱鉄管や鉄管、耐熱巻物を使用して製作する場合もあること。
【請求項１０】
燃焼筒は一重の場合と二重の場合がある。同一原理で燃焼筒を二重構造にし、その２重構造の燃焼筒中空部に加圧送風機類で送風し、二重構造の内側にスパイラル状況が起因できるよう単数個、複数個のノズルを設け、そこからスパイラル燃焼用エアーを吹き出し、同様の燃焼を行う場合もあり、これらによっては外径寸法がやや大きくなる為、各種送風機、シロッコファン類等で送風された空気を一時的にジャケット内部に止め置く為、空気の膨張と温度上昇があり、やや効率が向上するものであること。
【請求項１１】
省エネルギー、及び二酸化炭素の大幅な削減を可能にしたスパイラル燃焼バーナー熱源の発生効率を次のようなものに応用するものである。ボイラー、高圧ボイラー、発電用ボイラー、温水器、ラジアントチューブ加熱、各種乾燥機、汎用ボイラー、焼成炉、焼結炉、窯業炉、焼却炉、溶融炉、炭化炉、銭湯の炊き上げ用、ビニールハウスの加温用、焼鈍炉、熱処理炉、医療廃棄物炉、暖房用、ロータリーキルン、その他工業用、民生用、農業用などの用途に使用することとすること。
【請求項１２】
本原理のスパイラル燃焼用燃焼筒は各必要とする機器や装置、或いはプラント等によって取り付けフランジの位置が燃焼筒前面の熱炎放出収縮部を取り付け部分として活用する場合と、燃焼筒自体を機器の中に挿入し、燃焼筒後部、例によっては密着加温チューブ装着面を拡大したりして、後部に取り付けフランジを設け、燃焼筒は装置内部で機能する場合がある。この場合、内部の状況を確認する為、耐熱ガラス確認窓を設けたり、燃焼筒前方に位置する耐熱耐蝕蓄熱ネットの位置の調整が外側から可能なようにアジャストロットを外側まで延長することがあること。
【請求項１３】
本原理の燃焼筒内スパイラル状態で一部は二次空気補填、一部は回転誘因という高温高密度燃焼核燃焼を活用し、主燃料に石炭粉、或いは廃プラスチック粉、又は廃ゴム粉、木粉などを主燃料として筒内で燃焼させ、廃棄物を燃料とした高温燃焼筒内スパイラル燃焼を活用する事で燃焼温度が極めて高い温度として燃焼筒内雰囲気を形成し、更にスパイラルエアーにより、エアーカーテンを形成し、燃焼筒に無駄な熱が飛散する事を出来る限り阻止した状態で燃焼筒内で主燃料、若しくは副燃料としてダイオキシンなどの生成しやすい可燃物を高温で密接燃焼核を形成させながら燃焼する為、燃焼フレームが通常の拡散燃焼に比べ、一括化される為、その燃焼炎内部の温度は極めて高いものになり、あらゆる可燃物の燃焼を受け入れる事と、その周囲でスパイラルする空気から酸素を取り込み、燃焼自体を安定させ、高密度燃焼核集合体を形成させ、これらで発熱した熱エネルギーを各産業用、民生用、農業用、工業用機器、機械、設備、用途に使用しうる事とすること。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−７４７８４（Ｐ２００９−７４７８４Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７４４１０（Ｐ２００７−２７４４１０）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（５００１８２９３２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（５００１８２９３２）
【Ｆターム（参考）】
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