温風機
【課題】固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するための手段として、火格子自体の動きを利用することにより、固形燃料の均一でムラのない安定的な燃焼を行うことができる温風機を提供する。
【解決手段】温風機(W)は、燃焼炉(1)と、固形燃料供給機(2)と、燃焼炉(1)に沿うように且つ燃焼炉(1)内とは区画されて設けられた送風路(3)に空気を送る送風機(30)と、上下動するように駆動され下流側へ向け下り傾斜している火格子(4)と、火格子(4)の下方から空気を供給する燃焼用空気供給手段(5)と、固形燃料供給機(2)の供給口(21)下方に設けられ、火格子(4)の下流側へ向け空気を噴射して固形燃料の一部を散らす散布用空気供給器(6)と、火格子(4)上の固形燃料に着火するバーナー(7)と、送風機(30)から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器(8)を備えている。
【解決手段】温風機(W)は、燃焼炉(1)と、固形燃料供給機(2)と、燃焼炉(1)に沿うように且つ燃焼炉(1)内とは区画されて設けられた送風路(3)に空気を送る送風機(30)と、上下動するように駆動され下流側へ向け下り傾斜している火格子(4)と、火格子(4)の下方から空気を供給する燃焼用空気供給手段(5)と、固形燃料供給機(2)の供給口(21)下方に設けられ、火格子(4)の下流側へ向け空気を噴射して固形燃料の一部を散らす散布用空気供給器(6)と、火格子(4)上の固形燃料に着火するバーナー(7)と、送風機(30)から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器(8)を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温風機に関するものである。更に詳しくは、例えば栽培ハウスの内部で暖房用として使用されるものであって、木質の破砕チップ（以下、「木質チップ」という）等の固形燃料を燃料として使用し、火格子上で均一な燃焼を行うことができ、これにより温風を安定して発生させることができる温風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷が大きい石油燃料を使用せず、木質チップ等の固形燃料を燃料として使用し、燃料を自燃させる燃焼装置やボイラ装置等はすでに広く使用されている。
この装置で例えば木質チップを燃料とする場合、原木の種類が様々であることや、チッパーにより裁断されたサイズの違い等によって、木質チップ中に含有される水分量のバラツキが大きく、火格子上での着火温度や燃焼完結温度が異なる。
【０００３】
また、木質チップ中の水分が多いと、木質チップの乾燥のために多くの時間とエネルギーを要するため、着火が遅れ、火格子上に木質チップが局所的に多く堆積する。このように、木質チップが厚く堆積した部分では、木質チップに十分な空気が供給されず、一方、木質チップの堆積量が少なく層が薄い部分は多量の空気が流人するため、全体として燃焼にムラがあり不安定である。
このような理由から、火格子上に木質チップの供給を行いながら、火格子上の木質チップを均一に燃焼させることは困難であった。この結果、燃焼効率が低下すると共に、火格子面の温度分布が不均一となり、火格子の歪や焼損が発生することが多いため、頻繁な火格子の交換が必要となっていた。
【０００４】
火格子上の木質チップ等の固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の木質チップの層の厚さを平均化するようにした燃焼装置としては、例えば特許文献１に記載の「固形燃料燃焼装置」がある。
この装置は、固形燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼炉と、固形燃料を一方向に移動可能に載置する火格子台と、火格子台の下流側に至った固形燃料に対して着火を行なう着火バーナと、火格子台の上流側に固形燃料を供給するスクリューと、火格子台の上流側に供給された固形燃料を下流側へ向けて移動させる移動機構と、燃焼室内に燃焼空気を供給する燃焼空気供給部と、火格子台の上方に設けられ燃焼ガスと流体との熱交換を行なうボイラとを備え、燃焼室内に、火格子台とボイラとの間を仕切るとともに上流側に燃焼ガスの通過口を形成する仕切壁を設けた構造を有し、固形燃料の水分含有率が高くても、燃焼が円滑に行なわれるようにし、性能の向上を図るというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０７８６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載の「固形燃料燃焼装置」には、次のような課題があった。
すなわち、この装置が有している、火格子台の上流側に供給された木質チップ等の固形燃料を下流側へ向けて移動させる移動機構は、具体的には、傾斜面を有する傾斜台下部のプッシャを火格子台上で前後に移動させる構造であり、プッシャの移動によって固形燃料を下流側へ順次押し出すことにより、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するようにしている。
【０００７】
しかし、前記構造では、火格子台の上流側から下流側方向において、それぞれの箇所で燃焼温度の違いが生じるので、前記「全体として燃焼にムラがあり不安定である」という旧来の問題点については、十分に解消されていない。
また、新しい固形燃料を供給するために、プッシャを火格子台上で下流側に向け移動させるときに、斜面を滑り落ちた固形燃料が火格子台上で燃焼している燃料の上に落ち、固形燃料がほとんど燃焼しないまま灰と共に灰収容部（ピット）に落ちてしまうことがあり、この場合は十分に燃焼せず燃え残るという課題があった。
【０００８】
また、この装置では固形燃料の供給部としてスクリューを採用しており、回転軸を偏心させてガイド管の間に隙間を設けるという対策は施されてはいるが、特に搬送する固形燃料が木質チップである場合、木質チップのサイズが大きいと、この対策でも十分とはいえず、スクリューと本体との間の隙間に噛込みを生じて、スクリューが停止してしまうおそれがあった。
【０００９】
（本発明の目的）
本発明の目的は、木質チップ等の固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するための手段として、火格子上で固形燃料や灰を押し出すプッシャのように前記各課題を生じる手段を使用せずに、火格子自体の動きを利用することにより、固形燃料の均一でムラのない安定的な燃焼を行うことができる温風機を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、前記目的に加えて、固形燃料、特に固形燃料が木質チップの場合で、チップの大きさにムラがあっても、大きなチップが固形燃料供給部に噛み込みんで固形燃料の供給が停止されるというような事態が起こりにくく、固形燃料の安定した供給が可能な温風機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、
燃焼炉と、
燃焼炉に固形燃料を供給する固形燃料供給機と、
燃焼炉に沿うように且つ燃焼炉内とは区画されて設けられた送風路に空気を送る送風機と、
一部または全部が動くように駆動することができ、下流側へ向け下り傾斜している火格子と、
火格子の下方から燃焼炉内へ空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
燃焼炉内の固形燃料供給機の供給口下方に設けられ、燃焼炉内に外部空気を供給すると共に火格子の下流側へ向け空気を噴射して、供給される固形燃料の一部を散らす散布用空気供給手段と、
火格子上の固形燃料に着火するバーナーと、
送風機から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器と、
を備えている、
温風機である。
【００１２】
本発明は、
固形燃料供給機が、
固形燃料を入れる導入口につながる位置に配され、外周部に軸線方向に沿う所要数の羽根を有し、回転駆動される回転体と、
回転体の長さと同等幅で、火格子の幅と同等幅または近似幅を有する供給口と、
常態では回転体の羽根先端辺の回転軌跡に沿うように位置し、回転体から離れる方向に外力が加わると離隔して回転体との隙間を広くする可動カバーと、
を備えている、
前記温風機である。
【００１３】
本発明は、
火格子が複数の火格子構成体で構成されており、各火格子構成体はタイミングを違えて動くように駆動される、
前記温風機である。
【００１４】
熱交換器には、ジャケットを設けて水等の液体を加温するボイラー構造としてもよい。
火格子は一枚で構成してもよいし、二枚、四枚、六枚等、複数枚の構成体で構成してもよい。
火格子を動かす手段（機構部）の構造は特に限定せず、公知の各種機構を採用できる。また、火格子を動かす手段による火格子の動きは、特に限定するものではなく、上下動（縦動）、左右動（横動）、波動等の各種動きを適宜採用でき、その振動数も適宜設定することができる。
【００１５】
（作用）
本発明に係る温風機の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１６】
温風機は、固形燃料供給機(2)から焼却炉(1)内に固形燃料が供給される。供給された固形燃料は、火格子(4)の上流側に堆積する。そして、バーナー(7)によって固形燃料に着火され、燃焼用空気供給手段(5)によって火格子(4)下方から空気が供給される。これにより固形燃料は自燃し、ある程度自燃が進み、燃焼炉(1)内の温度が十分に上昇したところで、固形燃料が順次追加供給される。
【００１７】
この際には、固形燃料供給機(2)の供給口(21)下方に設けられている散布用空気供給手段(6)によって、落下中の固形燃料に空気が噴射され、固形燃料の一部を火格子(4)の下流側へ向けて散らすようにする。これにより、固形燃料中のより細かく軽い粒子が他と分離するように飛ばされて火格子(4)上の下流側に散布されて分散し、ある程度は堆積する。また、飛ばされた粒子のうち特に細かいものは、燃焼炉(1)内で浮遊しながら燃焼ガス中で着火し、効率よく完結燃焼する。
【００１８】
火格子(4)の上流側に落下した固形燃料は堆積するが、火格子(4)が動き、さらに火格子(4)が下流側へ向け下り傾斜していることによる相乗作用によって、固形燃料は火格子(4)上で下流側へ向け全体に拡がり、堆積の厚さのムラが少なくなり平均化する。
固形燃料の堆積の厚さが平均化することにより、火格子(4)下方から供給される空気が固形燃料全体に満遍なく行き渡り、さらに固形燃料の堆積の厚さが平均化する際に燃焼している固形燃料が崩れることによって層が撹拌され、固形燃料は火格子(4)上で均一に且つ安定的に燃焼することができる。
【００１９】
また、送風機(30)から送られた送風空気は、燃焼炉(1)に沿うように送風路(3)を移動しながら燃焼ガスとの熱交換が行われ、さらに熱交換器(8)で燃焼ガスとの熱交換が行われて、温風となって装置外部へ排出される。
【００２０】
固形燃料供給機(2)が、固形燃料を入れる導入口(23)につながる位置に配され、外周部に軸線方向に沿う所要数の羽根(252)を有し、回転駆動される回転体(25)と、回転体(25)の長さと同等幅で、火格子の幅と同等幅または近似幅を有する供給口(21)と、常態では回転体(25)の羽根(252)先端辺の回転軌跡に沿うように位置し、回転体(25)から離れる方向に外力が加わると離隔して回転体(25)との隙間を広くする可動カバー(274)とを備えているものは、まず、供給口(21)から供給される固形燃料は火格子(4)の幅のほぼ全幅にわたり供給され、その堆積の層は火格子(4)の幅方向において平均化する。
【００２１】
そして、固形燃料の大きさにムラがあり、大きな固形燃料が供給された場合には、それが羽根(252)と可動カバー(274)の間の隙間を通過しようとする外力によって可動カバー(274))が回転体(25)から離隔し隙間が拡がることにより、許容範囲内のある程度の大きさの固形燃料は通過することが可能になる。これにより、固形燃料が噛み込みにくくなり、固形燃料供給機(2)が停止することを防止することができる。
【００２２】
火格子(4)が複数の火格子構成体(41,42,43,44,45,46)で構成されており、各火格子構成体はタイミングを違えて動くように駆動されるものは、各火格子構成体上の燃焼中の固形燃料は、各火格子構成体と同様に動く。なお、本発明の開発過程において、火格子の上下動により固形燃料が動くときには、その理由は定かではないが、瞬間的に燃焼が弱まることが確認されている。このため、各火格子構成体をタイミングを違えて動かすことで、一部の固形燃料が動くときには、他部の固形燃料が動かないか或いはゆっくりと低速で動くようにして、各火格子構成体上の燃焼中の固形燃料全体が一度に燃焼が弱まることを防止し、より安定した燃焼の維持を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、木質チップ等の固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するための手段として、火格子自体を動かし、その動きを利用すると共に、焼却炉内に供給される固形燃料の一部を落下中に飛ばして火格子の下流側に散布することで、固形燃料の層の厚さを平均化することにより、固形燃料の均一でムラのない安定的な燃焼を行うことができる温風機を提供することができる。
【００２４】
また、固形燃料供給機に可動カバーを備えることにより、固形燃料、特に固形燃料が木質チップの場合で、チップの大きさにムラがあっても、大きなチップが固形燃料供給部に噛み込みんで固形燃料の供給が停止されるというような事態が起こりにくく、固形燃料の安定した供給が可能な温風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る温風機の一実施の形態を示し、外壁板の天部と一方側の側部を透視した斜視説明図。
【図２】図１に示す温風機の縦断面説明図。
【図３】図１に示す温風機のバーナー側から見た側面図。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面説明図。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ断面説明図。
【図６】火格子の拡大平面図。
【図７】火格子と火格子駆動装置の構造を示し、（ａ）は図６におけるＣ−Ｃ断面説明図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面説明図。
【図８】固形燃料供給機の構造を示す断面説明図。
【図９】固形燃料供給機の構造を示す分解斜視説明図。
【図１０】火格子と火格子駆動装置の他の例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２７】
図１ないし図９を参照する。
【００２８】
温風機Ｗは、燃焼炉１と、固形燃料供給機２と、燃焼炉１に沿うように且つ燃焼炉１内とは区画されて設けられた送風路３と、送風路３に空気を送る送風機３０と、上下動するように駆動され下流側へ向け下り傾斜している火格子４と、火格子４の下方から燃焼炉１内へ空気を供給する燃焼用空気供給ブロワ５と、燃焼炉１内の固形燃料供給機２の供給口２１下方に設けられた散布用空気供給器６と、火格子４上の固形燃料に着火するバーナー７と、送風機３０から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器８と、サイクロン１００を備えている。以下、各部について詳細に説明する。
【００２９】
燃焼炉１は、前後（図２で右側が前）、左右、上下の六面を鋼板で囲まれた中空構造であり、後壁１０（図２で左側）の上部は開口され、燃焼ガスを誘導する第１の排気路１１が後方へ延長されている（図２参照）。第１の排気路１１は、後述する熱交換器８の入口側（図２で右側）に通じており、熱交換器８の出口側（図２で左側）に通じるように第２の排気路１１ａが設けられている。第１の排気路１１と第２の排気路１１ａは、区画板１１０で区画されている。また、第２の排気路１１ａは、第１の排気路１１と同じ高さで平行に後方へ延出されており、燃焼ガス中の固形物を分離する（集塵を行う）サイクロン１００に接続されている。
【００３０】
続いて、燃焼炉１の外側に燃焼炉１を囲むように付帯する送風路３及び燃焼炉１の後方に付帯する熱交換器８について説明し、燃焼炉１の内部または外部に付帯する固形燃料供給機２、散布用空気供給器６、火格子４、燃焼用空気供給ブロワ５、バーナー７については後述する。
【００３１】
送風路３は、燃焼炉１の天壁１２、両側壁１３、１４及び熱交換器８と、鋼板製で全体を覆うケース３９との間の空間（符号省略）に全体に連通するようにして設けられている（図１ないし図５参照）。天壁１２上面の前後方向中間部には、全幅にわたり通気区画板３１が設けられている。通気区画板３１には、ほぼ全面に多数の通気孔３２が形成されている。通気区画板３１の両側には、下辺部に連続して水平部と垂直部からなる区画板３１ａが設けられている。区画板３１ａは、熱交換器８の両側に位置し、熱交換器８の前部側と後部側を区画している。
【００３２】
また、燃焼炉１の本体から各排気路１１、１１ａにわたる天壁１２の上面には、通気区画板３１の中央部と直角に交差するように区画板３３が設けられている。そして、燃焼炉１の天壁１２（本体側）から両側壁１３、１４にかけて、図１、図２に示すように曲げられた複数の導風板３４が所要の間隔をおいて並設されている。各導風板３４の上部側の端部は、区画板３３から離してあり、これにより空気の通りを良くしている。各導風板３４の下部側の端部は、前後方向において前記通気区画板３１の位置まで伸ばされている。
【００３３】
燃焼炉１の上方側の天部外壁板３９ａは一部が開口されており、天部外壁板３９ａには送風路３に外部空気を送風できるようにして送風機３０が取り付けられている（図１、図２参照）。送風機３０から送風路３内に送られる外部空気は、後で詳述するように燃焼炉１内で発生した燃焼ガスと混じることなく加温されて装置外部へ温風として排出される。また、送風路３が設けられることにより、燃焼炉１と熱交換器８の周りは、鋼板で形成された二重構造となっており、燃焼炉１の壁面は送風路３を通る空気により、常時冷却されて外壁板３９の壁面温度が鋼板の許容温度以上に上昇しないようにしてあり、安全を図っている。
【００３４】
燃焼炉１の後方には、熱交換器８が設置されている。熱交換器８は、所要の間隔を設けて垂直に配した多数の通風管８０を備えている。各通風管８０は、外枠８１内の空間８２に納められている。外枠８１の上部には、空間８２とは区画され、相互に通気ができない前記各排気路１１、１１ａが設けられており、各通風管８０の上部口（符号省略）は、各排気路１１、１１ａ内に開口している。
【００３５】
また、外枠８１の下部には、空間８２とは区画され、相互に通気ができない通気路８３が設けられており、各通風管８０の下部口（符号省略）は、通気路８３内に開口している（図２参照）。熱交換器８は、空間８２を通風区画板８４で区画された前部側と後部側（何れも符号省略）からなり、通風区画板８４には通風口８５が設けられている（図５参照）。なお、熱交換器８の前部側の空間８２両側は、熱交換器８の前部側と後部側を区画している区画板３１ａの前方側に通じ、後部側の空間８２両側は区画板３１ａの後方側に通じている。
【００３６】
熱交換器８の後部壁８６と後部外壁板３９ｂの間には、前記送風路３を構成する空間３５が設けられており、空間３５は前記後部側の空間８２両側に通じている。また、後部外壁板３９ｂには、円筒形状の温風排出口３６が形成されている。さらに、前記したように第２の排気路１１ａは二本の排気管１１ｂによって後部外壁板３９ｂを貫通して外部へ導出されており、その先端はサイクロン１００のダクト１０１に接続されている。また、サイクロン１００の上部排気口には、排気装置１０２（図２に図示：図１、図４、図５では省略）が接続されており、例えば栽培ハウス内での使用において、燃焼ガスをハウス外に排気できるようにしている。
【００３７】
そして、燃焼炉１の内底部の前後部には、所要の間隔をおいて前部側火格子台４０、後部側火格子台４０ａが設けられている。各火格子台４０、４０ａの上には、火格子４が後部側（下流側）が所定の角度で下り傾斜するようにして載置されている（図２参照）。火格子４は、本実施の形態では六枚の長方形状の火格子構成体４１、４２、４３、４４、４５、４６を備えている（図５、図６参照）。火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６はそれぞれ二枚で一組となっており、平面視で全体が方形状となるように敷設されている。なお、火格子構成体４１ないし４６には、ほぼ全面にわたり多数の円形の通風孔４９が貫通して設けられている。各通風孔４９は、図７に示すように内壁面が下方へ向け末広がりになったテーパ穴である。
【００３８】
なお、小さいサイズの固形燃料が通風孔４９に詰まると、その部分の燃焼空気の供給が不充分となり、不完全燃焼を生じたり、過熱して火格子４の焼損、歪みが生じる。
そこで、通風孔４９を下側が大径のテーパ穴とすることにより、上面側に固形燃料が詰まっても、燃焼炉１内部からの輻射熱等で着火し、小さくなって上方に吹き上げられるか、又は下方に落下するので、火格子４の各通風孔４９が継続的に詰まることを防止することができる。
【００３９】
火格子４の下方は、灰を溜める内部ピット４７を構成する空間となっている。また、後部側火格子台４０ａの後方の後壁１０の表面には、下部側の約半分を覆うように板状の断熱部材１５が張設されている。断熱部材１５と後部側火格子台４０ａの間には、外部ピット４８が設けられている。本実施の形態では、断熱部材１５は耐火煉瓦で形成されているが、これに限定されるものではなく、同様の機能を有する他の材料を採用してもよい。また、同様の断熱部材１８、１８ａは、燃焼炉１の側壁１３、１４の内面にほぼ全面にわたり張設されている。
【００４０】
なお、火格子４上での着火を安定させ、燃焼を促進するためには火格子４直上の炉壁温度が低いことによる炉壁からの熱反射の減少は好ましくない。この対策のため、及び表面の火炎の熱放射による酸化防止のため、燃焼炉１の各壁１３、１４、１０を断熱部材１５、１８、１８ａで被覆している。この結果、火格子４上の固形燃料の層の燃焼域は、各壁からの熱反射により着火が安定し、燃焼が促進されるため燃焼炉１を比較的小型化しても燃焼が完結できる。
【００４１】
主に図６、図７を参照する。
火格子４の下方の内部ピット４７には、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６を繋ぎ目で上下動させる火格子駆動装置９が設けられている。
火格子駆動装置９は、内部ピット４７を幅方向に貫通し水平に軸支された回転軸９０を有している。回転軸９０は内部ピット４７の前後方向ほぼ中間に設けられ、燃焼炉１の右側の側壁１３の外側に設置されているモーター９１で駆動される。回転軸９０には、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６に対応して、それぞれ取付角度を１２０°ずつ違えて第１のカム９２、第２のカム９３、第３のカム９４が固着されている。これら第１〜第３のカム９２、９３、９４は、カム面が円形部と突出部を有するいわゆる卵形の偏心カムである。
【００４２】
第１〜第３のカム９２、９３、９４はそれぞれ所要の間隔で二箇所ずつ設けられ、第１のカム９２、９２は一端側の火格子構成体４１、４２の下方に位置し、第２のカム９３、９３は中央の火格子構成体４３、４４の下方に位置し、さらに第３のカム９４、９４は火格子構成体４５、４６の下方に位置している。回転軸９０には、第１のカム９２、９２、第２のカム９３、９３及び第３のカム９４、９４にそれぞれ対応して昇降体９５が嵌装されている。昇降体９５は、第１〜第３のカム９２、９３、９４を挟む軸支板９５１、９５２を有し、両側の軸支板９５１、９５２は上部側の連結板９５３で連結されている。
【００４３】
軸支板９５１、９５２には、回転軸９０を通すための上下に長い挿通口９５９が設けられている。また、両側の軸支板９５１、９５２間には、第１〜第３のカム９２、９３、９４を上下に挟みカム面に接する位置に上部ローラ９６、下部ローラ９７が軸支されている。この構造により、回転軸９０が回転すると、回転する各カムで上部ローラ９６は上方向に、下部ローラ９７は下方へ交互に押されることにより、各ローラ９６、９７と一体構造の昇降体９５は上下動（昇降）し、後述する各火格子構成体４１〜４６を上下動させる。
【００４４】
また、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、それぞれの繋ぎ目部分が昇降体９５に取り付けられ、上下両端部は各火格子台４０、４０ａに掛けられている。
図７（ａ）に示す火格子構成体４３、４４で説明すると、傾斜上側の火格子構成体４３の前端部を曲げて形成された掛止部４３１は、前壁１６の下部に設けられている前部側火格子台４０に載置され、後端部を曲げて形成された取付部４３２は、連結板９５３の両側にピン９５４によって回動自在及び取り外し自在に取り付けられている。また、傾斜下側の火格子構成体４４の前端部を曲げて形成された取付部４４１は、連結板９５３の両側にピン９５４によって回動自在に取り付けられ、後端部を曲げて形成された掛止部４４２は、底板１７に立設されている後部側火格子台４０ａに載置されている。
【００４５】
この構造によれば、回転軸９０が回転すると、各昇降体９５が上下動し、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、それぞれの繋ぎ目部分で上下動する。なお、前記したように、第１〜第３のカム９２、９３、９４はそれぞれ取付角度を１２０°ずつ違えてあるため、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、回転軸９０が一回転する毎に一回ずつ順番に上下動する。なお、各組の火格子構成体が上下動する順番は特に限定するものではなく、適宜設定することができるし、同じタイミングで上下動させることもできる。
さらに、モーター９１は可変速であるので、例えば、温風温度を上げるため固形燃料の燃焼量が増加した場合、摺動速度を速くすることにより、火格子４上の固形燃料層を急速に移動させて層の厚さを平均化して表層燃焼を促進することができる。また、この際、火格子４上の固形燃料が反転または撹拌されるので、燃焼がより促進される。
【００４６】
内部ピット４７内部の幅方向一端側には、前後方向にダクト５０が配置されており、ダクト５０は、燃焼炉１の前壁１６及び前部外壁板３９ｃを貫通し、前部外壁板３９ｃ外部に設置されている燃焼用空気供給ブロワ５に接続されている（図１、図２参照）。また、燃焼用空気供給ブロワ５からの空気は、後述する散布用空気供給器６に対しても供給されるようになっている。
ダクト５０の側面側には、前部側の各火格子構成体４１、４３、４５に対応する分岐ダクト５１と、後部側の各火格子構成体４２、４４、４６に対応する分岐ダクト５２が形成されている。分岐ダクト５１、５２の上部には噴気口（符号省略）が形成されている。分岐ダクト５１、５２には、それぞれダンパー（図示省略）を設けて、吹き出し量の調節ができるようにしてある。
【００４７】
燃焼用空気供給ブロワ５は、火格子４上の固形燃料の燃焼を促進し、風圧で固形燃料を撹拌するため火格子４下部から通風孔４９を通して燃焼用空気を供給する。燃焼用空気供給ブロワ５は、固形燃料の燃焼量が多い場合は空気供給量を増やし、固形燃料の燃焼量が少ない場合は空気供給量を減じるように、後述する固形燃料供給機２の回転体２５の回転数に合わせて比例制御できるようになっている。なお、固形燃料が乾燥している場合、或いは細かいサイズの場合等では、空気供給量を少なくしても燃焼速度が早いため、上流側の火格子４上で殆ど燃焼が完結する。
【００４８】
また、燃焼用空気供給ブロワ５に隣接してバーナー７が設置されている。バーナー７は、運転初期（温風機起動時）において燃焼炉１内の温度を上昇させると共に火格子４上に厚く堆積した固形燃料に早期に着火するための油バーナである。なお、バーナー７の取付部の前壁１６、前部外壁板３９ｃは開口され、この部分には厚い板状の断熱部材７０が嵌め込まれて固定されている。
【００４９】
そして、バーナー７の上方（後述する固形燃料供給機２の供給口２１のやや下方）には、散布用空気供給器６が設けられている。散布用空気供給器６は、前壁１６を貫通し等間隔で並設された三本のノズル６０を有している。各ノズル６０は、燃焼炉１内の火格子４の後部側（下流側）へ向け所要角度で下方へ傾斜させてあり、各ノズル６０には、前記したように送気管６１を介して燃焼用空気供給ブロワ５からの空気が供給されるようになっている。
【００５０】
散布用空気供給器６によれば、供給口２１から供給され落下する固形燃料の分散を助けることができる。特に、固形燃料中の比較的小さい粒子を火格子４の下流側に分散させると燃焼の完結が早く、また、細かい粒子を浮遊燃焼させることができるので、燃焼の完結を促進するために有効である。
さらに、散布用空気供給器６は、高水分の固形燃料を燃焼させる場合、火格子４上に散布され堆積した固形燃料はその乾燥に比較的長い時間を要するため、火格子４上の堆積量が増加し火格子４下部からの燃焼空気の供給が不充分となり、燃焼が不安定となるため、固形燃料の堆積層の上部に燃焼空気を供給するために使用することもできる。
【００５１】
一方、固形燃料の燃焼量が少ない場合、あるいは固形燃料のサイズが小さく、表層面積率が大きい場合、または固形燃料の含有水分が少ない場合は、火格子駆動装置９による上下動の速度を減じることにより燃焼速度を下げることが可能である。これにより、固形燃料の火格子４上の層の厚さを表層燃焼が継続できる厚さに保持することにより、火が消えてしまうことを防止できる。
【００５２】
図８、図９を主に参照する。
散布用空気供給器６の上方には、固形燃料を燃焼炉１内に供給する固形燃料供給機２が設けられている。固形燃料供給機２は、火格子４の前部側（上流側）へ向け前壁１６を斜めに貫通して固定されているシュート部２０を備えている。シュート部２０下部の供給口２１の幅は、燃焼炉１の両側壁１３、１４の間隔よりやや狭く形成されている。具体的には、供給口２１の両端部は、それぞれ火格子４を構成する幅方向両側の火格子構成体４１、４５の幅方向中間に対応し位置している。これにより、供給口２１から供給される固形燃料は、火格子４のほぼ全幅に拡がって堆積する。
シュート部２０の上部には、ホッパー部２２が同幅で接続されている。ホッパー部２２の上部は導入口２３となっており、導入口２３の上部には木質チップ等の固形燃料を溜めておくサイロ２３０（図８参照）が接続されている。
【００５３】
ホッパー部２２の傾斜した下板２２０の一部には、外側へ膨出した断面円弧形状の収容部２４が全幅にわたり形成されている。そして、ホッパー部２２には、収容部２４に収まるように回転体２５が取り付けられている。回転体２５は、側板２２１、２２２間に軸支されモーター２９で駆動される回転軸２５０を有し、回転軸２５０には円筒形形状の芯体２５１が固着されている。芯体２５１の外周部には、周方向へ等間隔で六箇所に羽根２５２が設けられている。
各羽根２５２は、芯体２５１の軸線方向に対しやや角度をもって形成され、回転時の摩擦の低減を図っている（図４参照）。本実施の形態では、各羽根２５２は、軸線方向の中間で軸線方向に対する角度を反対に傾斜させている。また、各羽根２５２の先端は、回転体２５が回転するときに収容部２４の内面と若干の隙間を設けて曲面に沿うように回転移動する。
【００５４】
ホッパー部２２の下板２２０との対向側には、垂直板２６０と水平板２６１からなる作業部２６が設けられている。作業部２６には、垂直板２６０から水平板２６１にかけて作業口２６２が開口されている。作業部２６内部には、カバーユニット２７が着脱自在に取り付けられている。カバーユニット２７は、蓋体２７０を有し、蓋体２７０には回転軸２７１が両端部を突出させて軸支されている。回転軸２７１の突出した一方側には、カウンターウェイト２７２が取り付けられている。回転軸２７１には下方へ向け繋ぎ板２７３が固着されており、繋ぎ板２７３の下辺部には、断面円弧形状の可動カバー２７４が固着されている。
【００５５】
側板２２１、２２２の上辺部には受溝２２３が縦方向に設けられている（図９参照）。前記カバーユニット２７は、回転軸２７１の両端側を各受溝２２３に入れることにより、蓋体２７０で作業口２６２を塞ぐようにして着脱自在に取り付けることができる。カバーユニット２７をこのようにして取り付けることにより、カウンターウェイト２７２の作用で可動カバー２７４の位置が決まり、各羽根２５２の先端は、回転体２５が図８に示す矢印方向（反時計回り）に回転するときに可動カバー２７４の内面と若干の隙間を設けて曲面に沿うように回転移動する。
なお、図８に示した符号２８は、カバーユニット２７を装着したときに可動カバー２７４の位置決めを確実に行うためのストッパーであり、ボルトを進退調節することにより、羽根２５２の先端と可動カバー２７４の内面との間隔をある程度調節できる。
【００５６】
なお、固形燃料供給機２は、外部空気の漏込みを最小限にするため、回転体２５の各羽根２５２は、下側の収容部２４と上側の可動カバー２７４のそれぞれに少なくとも一枚が必ず位置するようにしてある。さらに、可動カバー２７４は、大きい固形燃料が通過しても噛み込まないように上方へ逃げることができる構造となっている。また、可動カバー２７４を含むカバーユニット２７は、作業部２６から取り外すことができるので、内部の清掃等のメンテナンスを行う際の作業性に優れている。
【００５７】
（作用）
温風機Ｗの作用を固形燃料として木質チップを使用する場合で説明する。
固形燃料供給機２の供給口２１から焼却炉１内に木質チップＴが供給される。供給された木質チップＴは、火格子４の上流側に、火格子４の幅のほぼ全幅にわたり厚く堆積し、その堆積の層は火格子４の幅方向において平均化する。
そして、バーナー７によって木質チップＴに着火され、燃焼用空気供給ブロワ５によって火格子４下方から各通風孔４９を通り空気が供給される。これにより木質チップＴは自燃する。ある程度自燃が進み、燃焼炉１内の温度が十分に上昇したところで、木質チップＴが順次追加供給される。
【００５８】
この際には、固形燃料供給機２の供給口２１下方に設けられている散布用空気供給器６によって、落下中の木質チップＴに空気が噴射され、木質チップＴの一部を火格子４の下流側へ向けて散らすようにする。これにより、木質チップＴ中のより細かく軽い粒子が他と分離するように飛ばされて火格子４上の下流側に散布されて分散し、ある程度は堆積する。また、飛ばされた粒子のうち特に細かいものは、燃焼炉内で浮遊しながら燃焼ガス中で着火し、効率よく完結燃焼する。
【００５９】
火格子４の上流側に落下した木質チップＴは堆積し、すぐに表層から乾燥を開始し揮発分に着火して燃焼する。また、火格子４が火格子駆動装置９によって上下動しており、さらに火格子４が下流側へ向け下り傾斜していることによる相乗作用によって、木質チップＴは火格子４上で下流側へ向け全体に拡がり、堆積の厚さのムラが少なくなり平均化する。
木質チップＴの堆積の厚さが平均化することにより、火格子４下方から供給される空気が木質チップＴ全体に満遍なく行き渡り、さらに木質チップＴの堆積の厚さが平均化する際に燃焼している木質チップＴが崩れることによって層が撹拌され、燃えている部分と追加された木質チップＴが混じり合う。これにより、木質チップＴは火格子４上で均一に且つ継続して安定的に燃焼することができる。
【００６０】
なお、火格子４を構成する各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、前記したようにタイミングを違えて上下動するので、各組の火格子構成体上の燃焼中の木質チップＴは、各組の火格子構成体と同様に動く。このように各組の火格子構成体をタイミングを違えて上下動させることで、一部の木質チップＴが動くときには、他部の木質チップＴが動かないか或いはゆっくりと低速で動くようにして、各組の火格子構成体上の燃焼中の木質チップＴ全体が一度に燃焼が弱まることを防止し、より安定した燃焼の維持を図ることができる。
【００６１】
また、木質チップＴの固定炭素が燃焼し燃焼が完結すると、火格子４上に灰が残留する。灰は火格子４の上下動によって徐々に外部ピット４８側へ移動し、外部ピット４８に落ちる。なお、灰の一部は内部ピット４７にも落ちる。外部ピット４８に可燃分が落下しないように、火格子４の上下動の速度や燃焼空気の供給量を調節する。各ピット４７、４８に溜まった灰は、図示していない取出口から外部へ取り出すようにする。
【００６２】
燃焼炉１内で発生した高温の燃焼ガスは、第１の排気路１１を通り、熱交換器８の前部側の各通風管８０に入り、下側の通気路８３を通り後部側の各通風管８０に入り、各通風管８０を加熱する。そして、燃焼ガスは第２の排気路１１ａを通り、サイクロン１００へ送られて、火の粉や燃えかす等の固形分がガス分と分離され、ガス分は排気装置１０２によって栽培ハウス等の設置部外部へ排出される。
【００６３】
また、燃焼炉１内で木質チップＴが燃焼するのと並行して、送風機３０から送風路３へ外部空気が送られている。この送風空気は、燃焼炉１外側の送風路３を通り、左右に分かれるようにして送られながら加熱され、さらに熱交換器８の左右両側から空間８２に入り、燃焼ガスによって加熱された各通風管８０と接触し、熱交換が行われて加熱される。このようにしてつくられた温風は、外枠８１から出て後部外壁板３９ｂの温風排出口３６から外部へ温風として排出される。
【００６４】
図１０を参照する。なお、図１０においては、火格子に設けられている通風孔の図示を省略しており、図において、上記と同一または同等箇所には同一の符号を付して示し、構造について重複する説明は省略する。
【００６５】
図１０（ａ）に示す火格子４ａは、下流側へ所要角度で下り傾斜した全体が一枚の直板で形成されている。火格子４ａの高い側の一端部は、ピン９５４を介し回動できるように昇降体９５と繋がれており、前記火格子４を駆動する火格子駆動装置９と同様の火格子駆動装置９で上下動させる構造である。
【００６６】
図１０（ｂ）に示す火格子４ｂは、下流側へ所要角度で下り傾斜した全体が一枚の上方へ膨らむように湾曲した曲板で形成されている。火格子４ｂの高い側の一端部は、ピン９５４を介し回動できるように昇降体９５と繋がれており、前記火格子４を駆動する火格子駆動装置９と同様の火格子駆動装置９で上下動させる構造である。
【００６７】
図１０（ｃ）に示す火格子４ｃは、前後方向に三枚の火格子構成体４０１、４０２、４０３で構成されている。火格子構成体４０１の前後端は、火格子台４０と火格子台４０ｂに掛けられ、火格子構成体４０２の前後端は、火格子台４０ｂと火格子台４０ｃに掛けられ、火格子構成体４０３の前後端は、火格子台４０ｃと火格子台４０ａに掛けられ、火格子４ｃは全体として下流側へ所要角度で下り傾斜している。各火格子構成体４０１、４０２、４０３の高い側の一端部は、それぞれピン９５４を介し回動できるように昇降体９５と繋がれており、前記火格子４を駆動する火格子駆動装置９と同様の火格子駆動装置９で各火格子構成体４０１、４０２、４０３を上下動させる構造である。
前記何れの火格子４ａ、４ｂ、４ｃも前記火格子４とほぼ同様に、上下動することによって火格子上に堆積した固形燃料の層の厚さを平均化することができる。
【００６８】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ 温風機
１ 燃焼炉
１０ 後壁
１１ 第１の排気路
１１ａ 第２の排気路
１１ｂ 排気管
１１０ 区画板
１２ 天壁
１３、１４ 側壁
１５ 断熱部材
１６ 前壁
１７ 底板
１８、１８ａ 断熱部材
２ 固形燃料供給機
２０ シュート部
２１ 供給口
２２ ホッパー部
２２０ 下板
２２１、２２２ 側板
２２３ 受溝
２３ 導入口
２４ 収容部
２５ 回転体
２５０ 回転軸
２５１ 芯体
２５２ 羽根
２９ モーター
２６ 作業部
２６０ 垂直板
２６１ 水平板
２６２ 作業口
２７ カバーユニット
２７０ 蓋体
２７１ 回転軸
２７２ カウンターウェイト
２７３ 繋ぎ板
２７４ 可動カバー
２８ ストッパー
２３０ サイロ
３ 送風路
３０ 送風機
３１ 通気区画板
３１ａ 区画板
３２ 通気孔
３３ 区画板
３４ 導風板
３５ 空間
３６ 温風排出口
３９ ケース
３９ａ 天部外壁板
３９ｂ 後部外壁板
３９ｃ 前部外壁板
４ 火格子
４０ 前部側火格子台
４０ａ 後部側火格子台
４１、４２ 火格子構成体
４３、４４ 火格子構成体
４３１ 掛止部
４３２ 取付部
４４１ 取付部
４４２ 掛止部
４５、４６ 火格子構成体
４７ 内部ピット
４８ 外部ピット
４９ 通風孔
５ 燃焼用空気供給ブロワ
５０ ダクト
５１、５２ 分岐ダクト
６ 散布用空気供給器
６０ ノズル
６１ 送気管
７ バーナー
７０ 断熱部材
８ 熱交換器
８０ 通風管
８１ 外枠
８２ 空間
８３ 通気路
８４ 通風区画板
８５ 通風口
８６ 後部壁
９ 火格子駆動装置
９０ 回転軸
９１ モーター
９２ 第１のカム
９３ 第２のカム
９４ 第３のカム
９５ 昇降体
９５１、９５２ 軸支板
９５３ 連結板
９５４ ピン
９５９ 挿通口
９６ ローラ
１００ サイクロン
１０１ ダクト
１０２ 排気装置
４０ｂ、４０ｃ 火格子台
Ｔ 木質チップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温風機に関するものである。更に詳しくは、例えば栽培ハウスの内部で暖房用として使用されるものであって、木質の破砕チップ（以下、「木質チップ」という）等の固形燃料を燃料として使用し、火格子上で均一な燃焼を行うことができ、これにより温風を安定して発生させることができる温風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷が大きい石油燃料を使用せず、木質チップ等の固形燃料を燃料として使用し、燃料を自燃させる燃焼装置やボイラ装置等はすでに広く使用されている。
この装置で例えば木質チップを燃料とする場合、原木の種類が様々であることや、チッパーにより裁断されたサイズの違い等によって、木質チップ中に含有される水分量のバラツキが大きく、火格子上での着火温度や燃焼完結温度が異なる。
【０００３】
また、木質チップ中の水分が多いと、木質チップの乾燥のために多くの時間とエネルギーを要するため、着火が遅れ、火格子上に木質チップが局所的に多く堆積する。このように、木質チップが厚く堆積した部分では、木質チップに十分な空気が供給されず、一方、木質チップの堆積量が少なく層が薄い部分は多量の空気が流人するため、全体として燃焼にムラがあり不安定である。
このような理由から、火格子上に木質チップの供給を行いながら、火格子上の木質チップを均一に燃焼させることは困難であった。この結果、燃焼効率が低下すると共に、火格子面の温度分布が不均一となり、火格子の歪や焼損が発生することが多いため、頻繁な火格子の交換が必要となっていた。
【０００４】
火格子上の木質チップ等の固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の木質チップの層の厚さを平均化するようにした燃焼装置としては、例えば特許文献１に記載の「固形燃料燃焼装置」がある。
この装置は、固形燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼炉と、固形燃料を一方向に移動可能に載置する火格子台と、火格子台の下流側に至った固形燃料に対して着火を行なう着火バーナと、火格子台の上流側に固形燃料を供給するスクリューと、火格子台の上流側に供給された固形燃料を下流側へ向けて移動させる移動機構と、燃焼室内に燃焼空気を供給する燃焼空気供給部と、火格子台の上方に設けられ燃焼ガスと流体との熱交換を行なうボイラとを備え、燃焼室内に、火格子台とボイラとの間を仕切るとともに上流側に燃焼ガスの通過口を形成する仕切壁を設けた構造を有し、固形燃料の水分含有率が高くても、燃焼が円滑に行なわれるようにし、性能の向上を図るというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０７８６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載の「固形燃料燃焼装置」には、次のような課題があった。
すなわち、この装置が有している、火格子台の上流側に供給された木質チップ等の固形燃料を下流側へ向けて移動させる移動機構は、具体的には、傾斜面を有する傾斜台下部のプッシャを火格子台上で前後に移動させる構造であり、プッシャの移動によって固形燃料を下流側へ順次押し出すことにより、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するようにしている。
【０００７】
しかし、前記構造では、火格子台の上流側から下流側方向において、それぞれの箇所で燃焼温度の違いが生じるので、前記「全体として燃焼にムラがあり不安定である」という旧来の問題点については、十分に解消されていない。
また、新しい固形燃料を供給するために、プッシャを火格子台上で下流側に向け移動させるときに、斜面を滑り落ちた固形燃料が火格子台上で燃焼している燃料の上に落ち、固形燃料がほとんど燃焼しないまま灰と共に灰収容部（ピット）に落ちてしまうことがあり、この場合は十分に燃焼せず燃え残るという課題があった。
【０００８】
また、この装置では固形燃料の供給部としてスクリューを採用しており、回転軸を偏心させてガイド管の間に隙間を設けるという対策は施されてはいるが、特に搬送する固形燃料が木質チップである場合、木質チップのサイズが大きいと、この対策でも十分とはいえず、スクリューと本体との間の隙間に噛込みを生じて、スクリューが停止してしまうおそれがあった。
【０００９】
（本発明の目的）
本発明の目的は、木質チップ等の固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するための手段として、火格子上で固形燃料や灰を押し出すプッシャのように前記各課題を生じる手段を使用せずに、火格子自体の動きを利用することにより、固形燃料の均一でムラのない安定的な燃焼を行うことができる温風機を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、前記目的に加えて、固形燃料、特に固形燃料が木質チップの場合で、チップの大きさにムラがあっても、大きなチップが固形燃料供給部に噛み込みんで固形燃料の供給が停止されるというような事態が起こりにくく、固形燃料の安定した供給が可能な温風機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、
燃焼炉と、
燃焼炉に固形燃料を供給する固形燃料供給機と、
燃焼炉に沿うように且つ燃焼炉内とは区画されて設けられた送風路に空気を送る送風機と、
一部または全部が動くように駆動することができ、下流側へ向け下り傾斜している火格子と、
火格子の下方から燃焼炉内へ空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
燃焼炉内の固形燃料供給機の供給口下方に設けられ、燃焼炉内に外部空気を供給すると共に火格子の下流側へ向け空気を噴射して、供給される固形燃料の一部を散らす散布用空気供給手段と、
火格子上の固形燃料に着火するバーナーと、
送風機から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器と、
を備えている、
温風機である。
【００１２】
本発明は、
固形燃料供給機が、
固形燃料を入れる導入口につながる位置に配され、外周部に軸線方向に沿う所要数の羽根を有し、回転駆動される回転体と、
回転体の長さと同等幅で、火格子の幅と同等幅または近似幅を有する供給口と、
常態では回転体の羽根先端辺の回転軌跡に沿うように位置し、回転体から離れる方向に外力が加わると離隔して回転体との隙間を広くする可動カバーと、
を備えている、
前記温風機である。
【００１３】
本発明は、
火格子が複数の火格子構成体で構成されており、各火格子構成体はタイミングを違えて動くように駆動される、
前記温風機である。
【００１４】
熱交換器には、ジャケットを設けて水等の液体を加温するボイラー構造としてもよい。
火格子は一枚で構成してもよいし、二枚、四枚、六枚等、複数枚の構成体で構成してもよい。
火格子を動かす手段（機構部）の構造は特に限定せず、公知の各種機構を採用できる。また、火格子を動かす手段による火格子の動きは、特に限定するものではなく、上下動（縦動）、左右動（横動）、波動等の各種動きを適宜採用でき、その振動数も適宜設定することができる。
【００１５】
（作用）
本発明に係る温風機の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１６】
温風機は、固形燃料供給機(2)から焼却炉(1)内に固形燃料が供給される。供給された固形燃料は、火格子(4)の上流側に堆積する。そして、バーナー(7)によって固形燃料に着火され、燃焼用空気供給手段(5)によって火格子(4)下方から空気が供給される。これにより固形燃料は自燃し、ある程度自燃が進み、燃焼炉(1)内の温度が十分に上昇したところで、固形燃料が順次追加供給される。
【００１７】
この際には、固形燃料供給機(2)の供給口(21)下方に設けられている散布用空気供給手段(6)によって、落下中の固形燃料に空気が噴射され、固形燃料の一部を火格子(4)の下流側へ向けて散らすようにする。これにより、固形燃料中のより細かく軽い粒子が他と分離するように飛ばされて火格子(4)上の下流側に散布されて分散し、ある程度は堆積する。また、飛ばされた粒子のうち特に細かいものは、燃焼炉(1)内で浮遊しながら燃焼ガス中で着火し、効率よく完結燃焼する。
【００１８】
火格子(4)の上流側に落下した固形燃料は堆積するが、火格子(4)が動き、さらに火格子(4)が下流側へ向け下り傾斜していることによる相乗作用によって、固形燃料は火格子(4)上で下流側へ向け全体に拡がり、堆積の厚さのムラが少なくなり平均化する。
固形燃料の堆積の厚さが平均化することにより、火格子(4)下方から供給される空気が固形燃料全体に満遍なく行き渡り、さらに固形燃料の堆積の厚さが平均化する際に燃焼している固形燃料が崩れることによって層が撹拌され、固形燃料は火格子(4)上で均一に且つ安定的に燃焼することができる。
【００１９】
また、送風機(30)から送られた送風空気は、燃焼炉(1)に沿うように送風路(3)を移動しながら燃焼ガスとの熱交換が行われ、さらに熱交換器(8)で燃焼ガスとの熱交換が行われて、温風となって装置外部へ排出される。
【００２０】
固形燃料供給機(2)が、固形燃料を入れる導入口(23)につながる位置に配され、外周部に軸線方向に沿う所要数の羽根(252)を有し、回転駆動される回転体(25)と、回転体(25)の長さと同等幅で、火格子の幅と同等幅または近似幅を有する供給口(21)と、常態では回転体(25)の羽根(252)先端辺の回転軌跡に沿うように位置し、回転体(25)から離れる方向に外力が加わると離隔して回転体(25)との隙間を広くする可動カバー(274)とを備えているものは、まず、供給口(21)から供給される固形燃料は火格子(4)の幅のほぼ全幅にわたり供給され、その堆積の層は火格子(4)の幅方向において平均化する。
【００２１】
そして、固形燃料の大きさにムラがあり、大きな固形燃料が供給された場合には、それが羽根(252)と可動カバー(274)の間の隙間を通過しようとする外力によって可動カバー(274))が回転体(25)から離隔し隙間が拡がることにより、許容範囲内のある程度の大きさの固形燃料は通過することが可能になる。これにより、固形燃料が噛み込みにくくなり、固形燃料供給機(2)が停止することを防止することができる。
【００２２】
火格子(4)が複数の火格子構成体(41,42,43,44,45,46)で構成されており、各火格子構成体はタイミングを違えて動くように駆動されるものは、各火格子構成体上の燃焼中の固形燃料は、各火格子構成体と同様に動く。なお、本発明の開発過程において、火格子の上下動により固形燃料が動くときには、その理由は定かではないが、瞬間的に燃焼が弱まることが確認されている。このため、各火格子構成体をタイミングを違えて動かすことで、一部の固形燃料が動くときには、他部の固形燃料が動かないか或いはゆっくりと低速で動くようにして、各火格子構成体上の燃焼中の固形燃料全体が一度に燃焼が弱まることを防止し、より安定した燃焼の維持を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、木質チップ等の固形燃料の燃焼が均一化しやすいように、火格子上の固形燃料の層の厚さを平均化するための手段として、火格子自体を動かし、その動きを利用すると共に、焼却炉内に供給される固形燃料の一部を落下中に飛ばして火格子の下流側に散布することで、固形燃料の層の厚さを平均化することにより、固形燃料の均一でムラのない安定的な燃焼を行うことができる温風機を提供することができる。
【００２４】
また、固形燃料供給機に可動カバーを備えることにより、固形燃料、特に固形燃料が木質チップの場合で、チップの大きさにムラがあっても、大きなチップが固形燃料供給部に噛み込みんで固形燃料の供給が停止されるというような事態が起こりにくく、固形燃料の安定した供給が可能な温風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る温風機の一実施の形態を示し、外壁板の天部と一方側の側部を透視した斜視説明図。
【図２】図１に示す温風機の縦断面説明図。
【図３】図１に示す温風機のバーナー側から見た側面図。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面説明図。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ断面説明図。
【図６】火格子の拡大平面図。
【図７】火格子と火格子駆動装置の構造を示し、（ａ）は図６におけるＣ−Ｃ断面説明図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面説明図。
【図８】固形燃料供給機の構造を示す断面説明図。
【図９】固形燃料供給機の構造を示す分解斜視説明図。
【図１０】火格子と火格子駆動装置の他の例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２７】
図１ないし図９を参照する。
【００２８】
温風機Ｗは、燃焼炉１と、固形燃料供給機２と、燃焼炉１に沿うように且つ燃焼炉１内とは区画されて設けられた送風路３と、送風路３に空気を送る送風機３０と、上下動するように駆動され下流側へ向け下り傾斜している火格子４と、火格子４の下方から燃焼炉１内へ空気を供給する燃焼用空気供給ブロワ５と、燃焼炉１内の固形燃料供給機２の供給口２１下方に設けられた散布用空気供給器６と、火格子４上の固形燃料に着火するバーナー７と、送風機３０から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器８と、サイクロン１００を備えている。以下、各部について詳細に説明する。
【００２９】
燃焼炉１は、前後（図２で右側が前）、左右、上下の六面を鋼板で囲まれた中空構造であり、後壁１０（図２で左側）の上部は開口され、燃焼ガスを誘導する第１の排気路１１が後方へ延長されている（図２参照）。第１の排気路１１は、後述する熱交換器８の入口側（図２で右側）に通じており、熱交換器８の出口側（図２で左側）に通じるように第２の排気路１１ａが設けられている。第１の排気路１１と第２の排気路１１ａは、区画板１１０で区画されている。また、第２の排気路１１ａは、第１の排気路１１と同じ高さで平行に後方へ延出されており、燃焼ガス中の固形物を分離する（集塵を行う）サイクロン１００に接続されている。
【００３０】
続いて、燃焼炉１の外側に燃焼炉１を囲むように付帯する送風路３及び燃焼炉１の後方に付帯する熱交換器８について説明し、燃焼炉１の内部または外部に付帯する固形燃料供給機２、散布用空気供給器６、火格子４、燃焼用空気供給ブロワ５、バーナー７については後述する。
【００３１】
送風路３は、燃焼炉１の天壁１２、両側壁１３、１４及び熱交換器８と、鋼板製で全体を覆うケース３９との間の空間（符号省略）に全体に連通するようにして設けられている（図１ないし図５参照）。天壁１２上面の前後方向中間部には、全幅にわたり通気区画板３１が設けられている。通気区画板３１には、ほぼ全面に多数の通気孔３２が形成されている。通気区画板３１の両側には、下辺部に連続して水平部と垂直部からなる区画板３１ａが設けられている。区画板３１ａは、熱交換器８の両側に位置し、熱交換器８の前部側と後部側を区画している。
【００３２】
また、燃焼炉１の本体から各排気路１１、１１ａにわたる天壁１２の上面には、通気区画板３１の中央部と直角に交差するように区画板３３が設けられている。そして、燃焼炉１の天壁１２（本体側）から両側壁１３、１４にかけて、図１、図２に示すように曲げられた複数の導風板３４が所要の間隔をおいて並設されている。各導風板３４の上部側の端部は、区画板３３から離してあり、これにより空気の通りを良くしている。各導風板３４の下部側の端部は、前後方向において前記通気区画板３１の位置まで伸ばされている。
【００３３】
燃焼炉１の上方側の天部外壁板３９ａは一部が開口されており、天部外壁板３９ａには送風路３に外部空気を送風できるようにして送風機３０が取り付けられている（図１、図２参照）。送風機３０から送風路３内に送られる外部空気は、後で詳述するように燃焼炉１内で発生した燃焼ガスと混じることなく加温されて装置外部へ温風として排出される。また、送風路３が設けられることにより、燃焼炉１と熱交換器８の周りは、鋼板で形成された二重構造となっており、燃焼炉１の壁面は送風路３を通る空気により、常時冷却されて外壁板３９の壁面温度が鋼板の許容温度以上に上昇しないようにしてあり、安全を図っている。
【００３４】
燃焼炉１の後方には、熱交換器８が設置されている。熱交換器８は、所要の間隔を設けて垂直に配した多数の通風管８０を備えている。各通風管８０は、外枠８１内の空間８２に納められている。外枠８１の上部には、空間８２とは区画され、相互に通気ができない前記各排気路１１、１１ａが設けられており、各通風管８０の上部口（符号省略）は、各排気路１１、１１ａ内に開口している。
【００３５】
また、外枠８１の下部には、空間８２とは区画され、相互に通気ができない通気路８３が設けられており、各通風管８０の下部口（符号省略）は、通気路８３内に開口している（図２参照）。熱交換器８は、空間８２を通風区画板８４で区画された前部側と後部側（何れも符号省略）からなり、通風区画板８４には通風口８５が設けられている（図５参照）。なお、熱交換器８の前部側の空間８２両側は、熱交換器８の前部側と後部側を区画している区画板３１ａの前方側に通じ、後部側の空間８２両側は区画板３１ａの後方側に通じている。
【００３６】
熱交換器８の後部壁８６と後部外壁板３９ｂの間には、前記送風路３を構成する空間３５が設けられており、空間３５は前記後部側の空間８２両側に通じている。また、後部外壁板３９ｂには、円筒形状の温風排出口３６が形成されている。さらに、前記したように第２の排気路１１ａは二本の排気管１１ｂによって後部外壁板３９ｂを貫通して外部へ導出されており、その先端はサイクロン１００のダクト１０１に接続されている。また、サイクロン１００の上部排気口には、排気装置１０２（図２に図示：図１、図４、図５では省略）が接続されており、例えば栽培ハウス内での使用において、燃焼ガスをハウス外に排気できるようにしている。
【００３７】
そして、燃焼炉１の内底部の前後部には、所要の間隔をおいて前部側火格子台４０、後部側火格子台４０ａが設けられている。各火格子台４０、４０ａの上には、火格子４が後部側（下流側）が所定の角度で下り傾斜するようにして載置されている（図２参照）。火格子４は、本実施の形態では六枚の長方形状の火格子構成体４１、４２、４３、４４、４５、４６を備えている（図５、図６参照）。火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６はそれぞれ二枚で一組となっており、平面視で全体が方形状となるように敷設されている。なお、火格子構成体４１ないし４６には、ほぼ全面にわたり多数の円形の通風孔４９が貫通して設けられている。各通風孔４９は、図７に示すように内壁面が下方へ向け末広がりになったテーパ穴である。
【００３８】
なお、小さいサイズの固形燃料が通風孔４９に詰まると、その部分の燃焼空気の供給が不充分となり、不完全燃焼を生じたり、過熱して火格子４の焼損、歪みが生じる。
そこで、通風孔４９を下側が大径のテーパ穴とすることにより、上面側に固形燃料が詰まっても、燃焼炉１内部からの輻射熱等で着火し、小さくなって上方に吹き上げられるか、又は下方に落下するので、火格子４の各通風孔４９が継続的に詰まることを防止することができる。
【００３９】
火格子４の下方は、灰を溜める内部ピット４７を構成する空間となっている。また、後部側火格子台４０ａの後方の後壁１０の表面には、下部側の約半分を覆うように板状の断熱部材１５が張設されている。断熱部材１５と後部側火格子台４０ａの間には、外部ピット４８が設けられている。本実施の形態では、断熱部材１５は耐火煉瓦で形成されているが、これに限定されるものではなく、同様の機能を有する他の材料を採用してもよい。また、同様の断熱部材１８、１８ａは、燃焼炉１の側壁１３、１４の内面にほぼ全面にわたり張設されている。
【００４０】
なお、火格子４上での着火を安定させ、燃焼を促進するためには火格子４直上の炉壁温度が低いことによる炉壁からの熱反射の減少は好ましくない。この対策のため、及び表面の火炎の熱放射による酸化防止のため、燃焼炉１の各壁１３、１４、１０を断熱部材１５、１８、１８ａで被覆している。この結果、火格子４上の固形燃料の層の燃焼域は、各壁からの熱反射により着火が安定し、燃焼が促進されるため燃焼炉１を比較的小型化しても燃焼が完結できる。
【００４１】
主に図６、図７を参照する。
火格子４の下方の内部ピット４７には、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６を繋ぎ目で上下動させる火格子駆動装置９が設けられている。
火格子駆動装置９は、内部ピット４７を幅方向に貫通し水平に軸支された回転軸９０を有している。回転軸９０は内部ピット４７の前後方向ほぼ中間に設けられ、燃焼炉１の右側の側壁１３の外側に設置されているモーター９１で駆動される。回転軸９０には、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６に対応して、それぞれ取付角度を１２０°ずつ違えて第１のカム９２、第２のカム９３、第３のカム９４が固着されている。これら第１〜第３のカム９２、９３、９４は、カム面が円形部と突出部を有するいわゆる卵形の偏心カムである。
【００４２】
第１〜第３のカム９２、９３、９４はそれぞれ所要の間隔で二箇所ずつ設けられ、第１のカム９２、９２は一端側の火格子構成体４１、４２の下方に位置し、第２のカム９３、９３は中央の火格子構成体４３、４４の下方に位置し、さらに第３のカム９４、９４は火格子構成体４５、４６の下方に位置している。回転軸９０には、第１のカム９２、９２、第２のカム９３、９３及び第３のカム９４、９４にそれぞれ対応して昇降体９５が嵌装されている。昇降体９５は、第１〜第３のカム９２、９３、９４を挟む軸支板９５１、９５２を有し、両側の軸支板９５１、９５２は上部側の連結板９５３で連結されている。
【００４３】
軸支板９５１、９５２には、回転軸９０を通すための上下に長い挿通口９５９が設けられている。また、両側の軸支板９５１、９５２間には、第１〜第３のカム９２、９３、９４を上下に挟みカム面に接する位置に上部ローラ９６、下部ローラ９７が軸支されている。この構造により、回転軸９０が回転すると、回転する各カムで上部ローラ９６は上方向に、下部ローラ９７は下方へ交互に押されることにより、各ローラ９６、９７と一体構造の昇降体９５は上下動（昇降）し、後述する各火格子構成体４１〜４６を上下動させる。
【００４４】
また、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、それぞれの繋ぎ目部分が昇降体９５に取り付けられ、上下両端部は各火格子台４０、４０ａに掛けられている。
図７（ａ）に示す火格子構成体４３、４４で説明すると、傾斜上側の火格子構成体４３の前端部を曲げて形成された掛止部４３１は、前壁１６の下部に設けられている前部側火格子台４０に載置され、後端部を曲げて形成された取付部４３２は、連結板９５３の両側にピン９５４によって回動自在及び取り外し自在に取り付けられている。また、傾斜下側の火格子構成体４４の前端部を曲げて形成された取付部４４１は、連結板９５３の両側にピン９５４によって回動自在に取り付けられ、後端部を曲げて形成された掛止部４４２は、底板１７に立設されている後部側火格子台４０ａに載置されている。
【００４５】
この構造によれば、回転軸９０が回転すると、各昇降体９５が上下動し、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、それぞれの繋ぎ目部分で上下動する。なお、前記したように、第１〜第３のカム９２、９３、９４はそれぞれ取付角度を１２０°ずつ違えてあるため、各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、回転軸９０が一回転する毎に一回ずつ順番に上下動する。なお、各組の火格子構成体が上下動する順番は特に限定するものではなく、適宜設定することができるし、同じタイミングで上下動させることもできる。
さらに、モーター９１は可変速であるので、例えば、温風温度を上げるため固形燃料の燃焼量が増加した場合、摺動速度を速くすることにより、火格子４上の固形燃料層を急速に移動させて層の厚さを平均化して表層燃焼を促進することができる。また、この際、火格子４上の固形燃料が反転または撹拌されるので、燃焼がより促進される。
【００４６】
内部ピット４７内部の幅方向一端側には、前後方向にダクト５０が配置されており、ダクト５０は、燃焼炉１の前壁１６及び前部外壁板３９ｃを貫通し、前部外壁板３９ｃ外部に設置されている燃焼用空気供給ブロワ５に接続されている（図１、図２参照）。また、燃焼用空気供給ブロワ５からの空気は、後述する散布用空気供給器６に対しても供給されるようになっている。
ダクト５０の側面側には、前部側の各火格子構成体４１、４３、４５に対応する分岐ダクト５１と、後部側の各火格子構成体４２、４４、４６に対応する分岐ダクト５２が形成されている。分岐ダクト５１、５２の上部には噴気口（符号省略）が形成されている。分岐ダクト５１、５２には、それぞれダンパー（図示省略）を設けて、吹き出し量の調節ができるようにしてある。
【００４７】
燃焼用空気供給ブロワ５は、火格子４上の固形燃料の燃焼を促進し、風圧で固形燃料を撹拌するため火格子４下部から通風孔４９を通して燃焼用空気を供給する。燃焼用空気供給ブロワ５は、固形燃料の燃焼量が多い場合は空気供給量を増やし、固形燃料の燃焼量が少ない場合は空気供給量を減じるように、後述する固形燃料供給機２の回転体２５の回転数に合わせて比例制御できるようになっている。なお、固形燃料が乾燥している場合、或いは細かいサイズの場合等では、空気供給量を少なくしても燃焼速度が早いため、上流側の火格子４上で殆ど燃焼が完結する。
【００４８】
また、燃焼用空気供給ブロワ５に隣接してバーナー７が設置されている。バーナー７は、運転初期（温風機起動時）において燃焼炉１内の温度を上昇させると共に火格子４上に厚く堆積した固形燃料に早期に着火するための油バーナである。なお、バーナー７の取付部の前壁１６、前部外壁板３９ｃは開口され、この部分には厚い板状の断熱部材７０が嵌め込まれて固定されている。
【００４９】
そして、バーナー７の上方（後述する固形燃料供給機２の供給口２１のやや下方）には、散布用空気供給器６が設けられている。散布用空気供給器６は、前壁１６を貫通し等間隔で並設された三本のノズル６０を有している。各ノズル６０は、燃焼炉１内の火格子４の後部側（下流側）へ向け所要角度で下方へ傾斜させてあり、各ノズル６０には、前記したように送気管６１を介して燃焼用空気供給ブロワ５からの空気が供給されるようになっている。
【００５０】
散布用空気供給器６によれば、供給口２１から供給され落下する固形燃料の分散を助けることができる。特に、固形燃料中の比較的小さい粒子を火格子４の下流側に分散させると燃焼の完結が早く、また、細かい粒子を浮遊燃焼させることができるので、燃焼の完結を促進するために有効である。
さらに、散布用空気供給器６は、高水分の固形燃料を燃焼させる場合、火格子４上に散布され堆積した固形燃料はその乾燥に比較的長い時間を要するため、火格子４上の堆積量が増加し火格子４下部からの燃焼空気の供給が不充分となり、燃焼が不安定となるため、固形燃料の堆積層の上部に燃焼空気を供給するために使用することもできる。
【００５１】
一方、固形燃料の燃焼量が少ない場合、あるいは固形燃料のサイズが小さく、表層面積率が大きい場合、または固形燃料の含有水分が少ない場合は、火格子駆動装置９による上下動の速度を減じることにより燃焼速度を下げることが可能である。これにより、固形燃料の火格子４上の層の厚さを表層燃焼が継続できる厚さに保持することにより、火が消えてしまうことを防止できる。
【００５２】
図８、図９を主に参照する。
散布用空気供給器６の上方には、固形燃料を燃焼炉１内に供給する固形燃料供給機２が設けられている。固形燃料供給機２は、火格子４の前部側（上流側）へ向け前壁１６を斜めに貫通して固定されているシュート部２０を備えている。シュート部２０下部の供給口２１の幅は、燃焼炉１の両側壁１３、１４の間隔よりやや狭く形成されている。具体的には、供給口２１の両端部は、それぞれ火格子４を構成する幅方向両側の火格子構成体４１、４５の幅方向中間に対応し位置している。これにより、供給口２１から供給される固形燃料は、火格子４のほぼ全幅に拡がって堆積する。
シュート部２０の上部には、ホッパー部２２が同幅で接続されている。ホッパー部２２の上部は導入口２３となっており、導入口２３の上部には木質チップ等の固形燃料を溜めておくサイロ２３０（図８参照）が接続されている。
【００５３】
ホッパー部２２の傾斜した下板２２０の一部には、外側へ膨出した断面円弧形状の収容部２４が全幅にわたり形成されている。そして、ホッパー部２２には、収容部２４に収まるように回転体２５が取り付けられている。回転体２５は、側板２２１、２２２間に軸支されモーター２９で駆動される回転軸２５０を有し、回転軸２５０には円筒形形状の芯体２５１が固着されている。芯体２５１の外周部には、周方向へ等間隔で六箇所に羽根２５２が設けられている。
各羽根２５２は、芯体２５１の軸線方向に対しやや角度をもって形成され、回転時の摩擦の低減を図っている（図４参照）。本実施の形態では、各羽根２５２は、軸線方向の中間で軸線方向に対する角度を反対に傾斜させている。また、各羽根２５２の先端は、回転体２５が回転するときに収容部２４の内面と若干の隙間を設けて曲面に沿うように回転移動する。
【００５４】
ホッパー部２２の下板２２０との対向側には、垂直板２６０と水平板２６１からなる作業部２６が設けられている。作業部２６には、垂直板２６０から水平板２６１にかけて作業口２６２が開口されている。作業部２６内部には、カバーユニット２７が着脱自在に取り付けられている。カバーユニット２７は、蓋体２７０を有し、蓋体２７０には回転軸２７１が両端部を突出させて軸支されている。回転軸２７１の突出した一方側には、カウンターウェイト２７２が取り付けられている。回転軸２７１には下方へ向け繋ぎ板２７３が固着されており、繋ぎ板２７３の下辺部には、断面円弧形状の可動カバー２７４が固着されている。
【００５５】
側板２２１、２２２の上辺部には受溝２２３が縦方向に設けられている（図９参照）。前記カバーユニット２７は、回転軸２７１の両端側を各受溝２２３に入れることにより、蓋体２７０で作業口２６２を塞ぐようにして着脱自在に取り付けることができる。カバーユニット２７をこのようにして取り付けることにより、カウンターウェイト２７２の作用で可動カバー２７４の位置が決まり、各羽根２５２の先端は、回転体２５が図８に示す矢印方向（反時計回り）に回転するときに可動カバー２７４の内面と若干の隙間を設けて曲面に沿うように回転移動する。
なお、図８に示した符号２８は、カバーユニット２７を装着したときに可動カバー２７４の位置決めを確実に行うためのストッパーであり、ボルトを進退調節することにより、羽根２５２の先端と可動カバー２７４の内面との間隔をある程度調節できる。
【００５６】
なお、固形燃料供給機２は、外部空気の漏込みを最小限にするため、回転体２５の各羽根２５２は、下側の収容部２４と上側の可動カバー２７４のそれぞれに少なくとも一枚が必ず位置するようにしてある。さらに、可動カバー２７４は、大きい固形燃料が通過しても噛み込まないように上方へ逃げることができる構造となっている。また、可動カバー２７４を含むカバーユニット２７は、作業部２６から取り外すことができるので、内部の清掃等のメンテナンスを行う際の作業性に優れている。
【００５７】
（作用）
温風機Ｗの作用を固形燃料として木質チップを使用する場合で説明する。
固形燃料供給機２の供給口２１から焼却炉１内に木質チップＴが供給される。供給された木質チップＴは、火格子４の上流側に、火格子４の幅のほぼ全幅にわたり厚く堆積し、その堆積の層は火格子４の幅方向において平均化する。
そして、バーナー７によって木質チップＴに着火され、燃焼用空気供給ブロワ５によって火格子４下方から各通風孔４９を通り空気が供給される。これにより木質チップＴは自燃する。ある程度自燃が進み、燃焼炉１内の温度が十分に上昇したところで、木質チップＴが順次追加供給される。
【００５８】
この際には、固形燃料供給機２の供給口２１下方に設けられている散布用空気供給器６によって、落下中の木質チップＴに空気が噴射され、木質チップＴの一部を火格子４の下流側へ向けて散らすようにする。これにより、木質チップＴ中のより細かく軽い粒子が他と分離するように飛ばされて火格子４上の下流側に散布されて分散し、ある程度は堆積する。また、飛ばされた粒子のうち特に細かいものは、燃焼炉内で浮遊しながら燃焼ガス中で着火し、効率よく完結燃焼する。
【００５９】
火格子４の上流側に落下した木質チップＴは堆積し、すぐに表層から乾燥を開始し揮発分に着火して燃焼する。また、火格子４が火格子駆動装置９によって上下動しており、さらに火格子４が下流側へ向け下り傾斜していることによる相乗作用によって、木質チップＴは火格子４上で下流側へ向け全体に拡がり、堆積の厚さのムラが少なくなり平均化する。
木質チップＴの堆積の厚さが平均化することにより、火格子４下方から供給される空気が木質チップＴ全体に満遍なく行き渡り、さらに木質チップＴの堆積の厚さが平均化する際に燃焼している木質チップＴが崩れることによって層が撹拌され、燃えている部分と追加された木質チップＴが混じり合う。これにより、木質チップＴは火格子４上で均一に且つ継続して安定的に燃焼することができる。
【００６０】
なお、火格子４を構成する各組の火格子構成体４１、４２、火格子構成体４３、４４及び火格子構成体４５、４６は、前記したようにタイミングを違えて上下動するので、各組の火格子構成体上の燃焼中の木質チップＴは、各組の火格子構成体と同様に動く。このように各組の火格子構成体をタイミングを違えて上下動させることで、一部の木質チップＴが動くときには、他部の木質チップＴが動かないか或いはゆっくりと低速で動くようにして、各組の火格子構成体上の燃焼中の木質チップＴ全体が一度に燃焼が弱まることを防止し、より安定した燃焼の維持を図ることができる。
【００６１】
また、木質チップＴの固定炭素が燃焼し燃焼が完結すると、火格子４上に灰が残留する。灰は火格子４の上下動によって徐々に外部ピット４８側へ移動し、外部ピット４８に落ちる。なお、灰の一部は内部ピット４７にも落ちる。外部ピット４８に可燃分が落下しないように、火格子４の上下動の速度や燃焼空気の供給量を調節する。各ピット４７、４８に溜まった灰は、図示していない取出口から外部へ取り出すようにする。
【００６２】
燃焼炉１内で発生した高温の燃焼ガスは、第１の排気路１１を通り、熱交換器８の前部側の各通風管８０に入り、下側の通気路８３を通り後部側の各通風管８０に入り、各通風管８０を加熱する。そして、燃焼ガスは第２の排気路１１ａを通り、サイクロン１００へ送られて、火の粉や燃えかす等の固形分がガス分と分離され、ガス分は排気装置１０２によって栽培ハウス等の設置部外部へ排出される。
【００６３】
また、燃焼炉１内で木質チップＴが燃焼するのと並行して、送風機３０から送風路３へ外部空気が送られている。この送風空気は、燃焼炉１外側の送風路３を通り、左右に分かれるようにして送られながら加熱され、さらに熱交換器８の左右両側から空間８２に入り、燃焼ガスによって加熱された各通風管８０と接触し、熱交換が行われて加熱される。このようにしてつくられた温風は、外枠８１から出て後部外壁板３９ｂの温風排出口３６から外部へ温風として排出される。
【００６４】
図１０を参照する。なお、図１０においては、火格子に設けられている通風孔の図示を省略しており、図において、上記と同一または同等箇所には同一の符号を付して示し、構造について重複する説明は省略する。
【００６５】
図１０（ａ）に示す火格子４ａは、下流側へ所要角度で下り傾斜した全体が一枚の直板で形成されている。火格子４ａの高い側の一端部は、ピン９５４を介し回動できるように昇降体９５と繋がれており、前記火格子４を駆動する火格子駆動装置９と同様の火格子駆動装置９で上下動させる構造である。
【００６６】
図１０（ｂ）に示す火格子４ｂは、下流側へ所要角度で下り傾斜した全体が一枚の上方へ膨らむように湾曲した曲板で形成されている。火格子４ｂの高い側の一端部は、ピン９５４を介し回動できるように昇降体９５と繋がれており、前記火格子４を駆動する火格子駆動装置９と同様の火格子駆動装置９で上下動させる構造である。
【００６７】
図１０（ｃ）に示す火格子４ｃは、前後方向に三枚の火格子構成体４０１、４０２、４０３で構成されている。火格子構成体４０１の前後端は、火格子台４０と火格子台４０ｂに掛けられ、火格子構成体４０２の前後端は、火格子台４０ｂと火格子台４０ｃに掛けられ、火格子構成体４０３の前後端は、火格子台４０ｃと火格子台４０ａに掛けられ、火格子４ｃは全体として下流側へ所要角度で下り傾斜している。各火格子構成体４０１、４０２、４０３の高い側の一端部は、それぞれピン９５４を介し回動できるように昇降体９５と繋がれており、前記火格子４を駆動する火格子駆動装置９と同様の火格子駆動装置９で各火格子構成体４０１、４０２、４０３を上下動させる構造である。
前記何れの火格子４ａ、４ｂ、４ｃも前記火格子４とほぼ同様に、上下動することによって火格子上に堆積した固形燃料の層の厚さを平均化することができる。
【００６８】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ 温風機
１ 燃焼炉
１０ 後壁
１１ 第１の排気路
１１ａ 第２の排気路
１１ｂ 排気管
１１０ 区画板
１２ 天壁
１３、１４ 側壁
１５ 断熱部材
１６ 前壁
１７ 底板
１８、１８ａ 断熱部材
２ 固形燃料供給機
２０ シュート部
２１ 供給口
２２ ホッパー部
２２０ 下板
２２１、２２２ 側板
２２３ 受溝
２３ 導入口
２４ 収容部
２５ 回転体
２５０ 回転軸
２５１ 芯体
２５２ 羽根
２９ モーター
２６ 作業部
２６０ 垂直板
２６１ 水平板
２６２ 作業口
２７ カバーユニット
２７０ 蓋体
２７１ 回転軸
２７２ カウンターウェイト
２７３ 繋ぎ板
２７４ 可動カバー
２８ ストッパー
２３０ サイロ
３ 送風路
３０ 送風機
３１ 通気区画板
３１ａ 区画板
３２ 通気孔
３３ 区画板
３４ 導風板
３５ 空間
３６ 温風排出口
３９ ケース
３９ａ 天部外壁板
３９ｂ 後部外壁板
３９ｃ 前部外壁板
４ 火格子
４０ 前部側火格子台
４０ａ 後部側火格子台
４１、４２ 火格子構成体
４３、４４ 火格子構成体
４３１ 掛止部
４３２ 取付部
４４１ 取付部
４４２ 掛止部
４５、４６ 火格子構成体
４７ 内部ピット
４８ 外部ピット
４９ 通風孔
５ 燃焼用空気供給ブロワ
５０ ダクト
５１、５２ 分岐ダクト
６ 散布用空気供給器
６０ ノズル
６１ 送気管
７ バーナー
７０ 断熱部材
８ 熱交換器
８０ 通風管
８１ 外枠
８２ 空間
８３ 通気路
８４ 通風区画板
８５ 通風口
８６ 後部壁
９ 火格子駆動装置
９０ 回転軸
９１ モーター
９２ 第１のカム
９３ 第２のカム
９４ 第３のカム
９５ 昇降体
９５１、９５２ 軸支板
９５３ 連結板
９５４ ピン
９５９ 挿通口
９６ ローラ
１００ サイクロン
１０１ ダクト
１０２ 排気装置
４０ｂ、４０ｃ 火格子台
Ｔ 木質チップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉(1)と、
燃焼炉(1)に固形燃料を供給する固形燃料供給機(2)と、
燃焼炉(1)に沿うように且つ燃焼炉(1)内とは区画されて設けられた送風路(3)に空気を送る送風機(30)と、
一部または全部が動くように駆動することができ、下流側へ向け下り傾斜している火格子(4)と、
火格子(4)の下方から燃焼炉(1)内へ空気を供給する燃焼用空気供給手段(5)と、
燃焼炉(1)内の固形燃料供給機(2)の供給口(21)下方に設けられ、燃焼炉(1)内に外部空気を供給すると共に火格子(4)の下流側へ向け空気を噴射して、供給される固形燃料の一部を散らす散布用空気供給手段(6)と、
火格子(4)上の固形燃料に着火するバーナー(7)と、
送風機(30)から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器(8)と、
を備えている、
温風機。
【請求項２】
固形燃料供給機(2)が、
固形燃料を入れる導入口(23)につながる位置に配され、外周部に軸線方向に沿う所要数の羽根(252)を有し、回転駆動される回転体(25)と、
回転体(25)の長さと同等幅で、火格子(4)の幅と同等幅または近似幅を有する供給口(21)と、
常態では回転体(25)の羽根(252)先端辺の回転軌跡に沿うように位置し、回転体(25)から離れる方向に外力が加わると離隔して回転体(25)との隙間を広くする可動カバー(274)と、
を備えている、
請求項１記載の温風機。
【請求項３】
火格子(4)が複数の火格子構成体(41,42,43,44,45,46)で構成されており、各火格子構成体(41,42,43,44,45,46)はタイミングを違えて動くように駆動される、
請求項１または２のいずれか１項に記載の温風機。
【請求項１】
燃焼炉(1)と、
燃焼炉(1)に固形燃料を供給する固形燃料供給機(2)と、
燃焼炉(1)に沿うように且つ燃焼炉(1)内とは区画されて設けられた送風路(3)に空気を送る送風機(30)と、
一部または全部が動くように駆動することができ、下流側へ向け下り傾斜している火格子(4)と、
火格子(4)の下方から燃焼炉(1)内へ空気を供給する燃焼用空気供給手段(5)と、
燃焼炉(1)内の固形燃料供給機(2)の供給口(21)下方に設けられ、燃焼炉(1)内に外部空気を供給すると共に火格子(4)の下流側へ向け空気を噴射して、供給される固形燃料の一部を散らす散布用空気供給手段(6)と、
火格子(4)上の固形燃料に着火するバーナー(7)と、
送風機(30)から送られる送風空気と燃焼ガスとの熱交換を行う熱交換器(8)と、
を備えている、
温風機。
【請求項２】
固形燃料供給機(2)が、
固形燃料を入れる導入口(23)につながる位置に配され、外周部に軸線方向に沿う所要数の羽根(252)を有し、回転駆動される回転体(25)と、
回転体(25)の長さと同等幅で、火格子(4)の幅と同等幅または近似幅を有する供給口(21)と、
常態では回転体(25)の羽根(252)先端辺の回転軌跡に沿うように位置し、回転体(25)から離れる方向に外力が加わると離隔して回転体(25)との隙間を広くする可動カバー(274)と、
を備えている、
請求項１記載の温風機。
【請求項３】
火格子(4)が複数の火格子構成体(41,42,43,44,45,46)で構成されており、各火格子構成体(41,42,43,44,45,46)はタイミングを違えて動くように駆動される、
請求項１または２のいずれか１項に記載の温風機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−８０６１４（Ｐ２０１１−８０６１４Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３０９１６（Ｐ２００９−２３０９１６）
【出願日】平成２１年１０月２日（２００９．１０．２）
【出願人】（５９１０６５５６１）株式会社大橋 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２日（２００９．１０．２）
【出願人】（５９１０６５５６１）株式会社大橋 (5)
【Ｆターム（参考）】
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