JP2006038441A - 固体バイオマスの下方ガス化燃焼構造からなる燃焼装置及び炭化炉・ガス化炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 下方ガス化燃焼方式の燃焼装置において、固体バイオマスの水分が多くても安定した高温燃焼を継続し、その水分をも水性ガス化反応によりガス化し、発生熱量全体としては、プラスにもってゆき、構造が簡単な燃焼装置であり、またその燃焼装置のおき燃焼している質の高い炭化物を少しずつ取り出す炭化装置であり、その質の高い炭化物を還元室を設けて生成ガスを発生させるガス化炉装置である。
【解決手段】 一次燃焼室１３底面中央に狭い開口部１５を設け、開口部１５を覆い、その上に炎Ｆ・燃焼ガスＢ・灰Ｇを集束する空間を設けるため、ガス化燃焼室ロストル１７を載置し、燃料が立体的に燃焼するよう開口部１５を底の中心として船底状・すり鉢状の斜面炉床１４を形成し、斜面炉床１４及び一次燃焼室１３壁に燃焼空気孔１０を必要十分な数を設け、炎Ｆと燃焼ガスＢと灰Ｇは、ガス化燃焼室ロストル１７を通過し、開口部１５を通って、二次燃焼室１６へ入る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、さまざまな形状と質及び水分含量の異なる個体バイオマスを簡単な構造で下方ガス化燃焼させることにより、熱と炭化物とガスを発生させ、それらを各々利用する燃焼熱源供給装置・炭化炉装置・ガス化炉装置に関するものであり、単なる下方ガス化燃焼だけの利用は、燃却炉装置に関するものである。

背景の技術

現在固体バイオマスは、木質系と植物系に大別されるがその形状は、加工するものであれ、副産物としてであれ、薪状・チップ状・ペレット状・粒状・繊維状及び炭化物状のさまざまな形状があり、質の違いや同じ物であっても乾燥したものと、生のものでの水分含量の違いなど千差万別の固体バイオマスから成り立っている。

この様な千差万別の固体バイオマスを、いかに効率よく燃焼させ発生したその成果物を利用するには、燃焼が投入量に関係なく一定であること、煙などの熱分解ガスが高温のおき燃焼ゾーンを通過するため黒煙の発生がないこと、発生したばいじんは灰でろ過されるためばいじんが少ないことの特徴がある下方燃焼方式が適していると考えられる。燃料と燃焼空気がともに下へ流れて燃焼する下方燃焼方式を焼却炉装置では逆燃焼方式とも呼びガス化炉装置では、ダウンドラフト燃焼方式とも呼んでいる。

ガス化燃焼は、ガス発生炉の中の固体バイオマスを加熱することにより発生した熱分解ガスを、別のガス燃焼炉で燃焼し、熱源としても利用できる燃焼方式であるが、ガス発生炉とガス燃焼炉が明確に分離していないものを半ガス化燃焼としている。
このように、下方燃焼方式とガス化燃焼方式とを組み合わせたものが、次世代型として、世界的に開発されているが、解決しなければならない点もある。

外国製の燃焼熱源供給装置において、ストーブでは、下方燃焼方式と半ガス化燃焼方式とを組み合わせたストーブが出ている。「薪ストーブの本」（ステファン・モリス、ウィリアム・ブッシャ、バーモント・キャステング社著晶文社発行）のなかに連続二段階燃焼バーナーが記載されている。このストーブは、着火からストーブ全体が暖まり、自然通風のドラフトが働くまでは、上方燃焼させ、ドラフトが確認された上で着火用ダンパーを閉め、下方燃焼へ転換させ、半ガス化燃焼へと移行させてゆくものであるが、すべての熱分解ガスがおき燃焼ゾーンのなかを通過しロストルを通り抜けて二次燃焼室へゆくという構造ではないので、水分の多い薪やチップでは、ガス化燃焼が不完全になる不具合が生じると考えられる。

ボイラーでは、ドイツ、ヘールト社の下方燃焼方式とガス化燃焼方式を組み合わせている商品名「ガシファイヤー」が輸入販売せれている。燃料は小丸太から薪・板切れの木質系であり、電気コントロールされた送風機で燃焼を管理している。水分過多の燃料や生木は燃焼の温度を下げまた、チップだけの投入は燃焼空気の流通が悪くなりともに燃焼に不具合を生じ、燃焼終了後の、一次燃焼室炉床とその下にある渦巻き釜と下部二次燃焼釜に落下した、灰の取り出しに灰の量が少ないとはいえ、手間がかかる欠点がある。

日本国内の下方燃焼方式とガス化燃焼方式を組み合わせている燃焼熱源供給装置に関しては、見たことがないので言及できない。しかし、燃却炉では逆燃焼炉が、ガス化・半ガス化燃焼方式を組み合わせている。一般的には、平面ロストルを使用し、ロストル下部より出た高温燃焼排ガスをバーナーを使ったガス燃焼室で二次燃焼させて排出している。高温燃焼排ガスが燃焼室の燃材に接触しないため、水分過多の燃材では燃焼が悪くなる欠点を持っている。

炭化炉では、下方燃焼方式で装置が作られているのは、見たことがないので言及できない。縦型内燃式で固定床炉の場合、たとえばランビオット炉の場合でも、炭化物は、下へ落ちてスクリューコンベアで収集され、熱分解ガス及び燃焼ガスは、炉の上部から排出されるのが一般的である。炭化物と熱分解ガス及び燃焼ガスがともに炉床から下へ排出される炭化炉は、現時点ではないと考えられる。

ガス化炉では、「バイオマスハンドブック」（日本エネルギー学会編オーム社）によればダウンドラフト方式は、炉の上から乾燥ゾーン・乾留ゾーン・燃焼ゾーン・還元ゾーンの構成になり、燃焼ゾーンに空気を多く供給すれば乾留ゾーンで発生したガスが燃焼ゾーンを通過するとき燃焼し、炉の温度が高くなりクリーンなガスが得られるが、熱効率が低くなり、燃焼ゾーンに空気を少なく供給すれば、炉の温度が低くなり、燃焼が縮小してゆくという欠点をもっている。

上記のことから固体バイオマスの下方燃焼方式とガス化燃焼方式を組み合わせた下方ガス化燃焼構造を持った装置の欠点は、水分過多の燃材では、燃焼が悪くなること、灰の取り出しに手間がかかること、ガス化炉では温度を一定に保ちにくいことがあげられる。

水分過多の燃材では燃焼が悪くなることの問題は、乾燥ゾーンを上に広げ、放出される水分が水性ガス化反応を起こし、燃焼熱量に関して少しでもプラスに働くようにしなければならなく、燃焼（おき燃焼）ゾーンの雰囲気温度を７５０℃以上に保つことが必要になる。

灰の処理が簡単に手間のかからないようにするには、構造を簡単にして、通風過程において装置の特定部分に集積し、燃焼中でも短時間に処理できることが必要である。

ガス化炉の温度を一定に保つには、ガス化炉の燃焼（おき燃焼）ゾーンの温度を一定に保つことであり、ガス燃焼で発生した熱を乾燥ゾーン・炭化（乾留）ゾーン、燃焼（おき燃焼）ゾーンに有効に伝導・蓄熱する素材からなる装置でなければならない。

上記の課題を解決するために実験を重ねた結果、本発明を完成することができた。請求項１記載の発明は、下方燃焼方式において、上から燃料槽・一次燃焼室・二次燃焼室・灰溜め部という構造の、一次燃焼室炉床の中央に長方形・正方形・円形などの狭い開口部を設け、その開口部を覆い開口部の上に空間を設けるため火格子を凸形に加工したガス化燃焼室ロストルを載置し、開口部を中心にして、一次燃焼室壁に向かって高くなってゆく船底状・すり鉢状の斜面炉床を形成し、その斜面炉床と一次燃焼室壁に、ガス化燃焼室ロストルに向けて、燃焼空気孔を必要十分な数を設け、炎と燃焼ガスと灰は、ガス化燃焼室ロストルを通過し、開口部を通って二次燃焼室へ入り、燃焼ガスは二次燃焼し、灰は灰溜め部へ降下することを特徴とする燃焼装置にある。

請求項２記載の発明は、上記斜面炉床と上記一次燃焼室壁に設けてある上記燃焼空気孔について、固体バイオマス燃料が入り込んだり、孔を塞がないように斜め下向きに設定し、孔の数と孔の大きさの配列により、灰の飛散促進をはかりながら、一次燃焼空気と二次燃焼空気の量と比率がその固体バイオマス燃料の最善の空気量に設定されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、上記燃焼空気孔を斜め下向きに設定・配列し、各々の燃焼空気孔流入口に、開閉・微調整ができる調節板を設けておき、それぞれの固体バイオマス燃料の最善の空気量に合わせて設定することができることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、燃焼装置の内壁全体と上記斜面炉床に耐火断熱材を用いて外壁金属板の保護と高温ガス化燃焼の保持をはかることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、上記一次燃焼室外壁と上記斜面炉床外壁を取り囲んで接合し、上記燃焼空気孔と連通する燃焼空気供給室を設け、均一の圧力で燃焼空気を供給することを特徴としている。

請求項６記載の発明は、上記ガス化燃焼室ロストルの頂部に厚い金属製でできた焼玉体ロストルキャップを接合することにより内部の燃焼熱を上記一次燃焼室内の燃料に熱を伝導し、乾燥・炭化（乾留）を促進し、燃焼の一定化がはかられるとともに、焼玉体ロストルキャップの高さ・大きさで燃焼の強弱調整もできることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、上記開口部の上に空間をもうけていた上記ガス化燃焼室ロストルの下部をしぼり、上記開口部の中心線上に装置の天井より吊り下げ、ロストルしぼり面と上記斜面炉床との間に、滑落隙間を設け、上記燃焼空気孔の燃焼空気量を調整し上記灰溜め部の床を船底状に形成して、炭化物と灰を効率的に取り出すことができる連続炭化炉を特徴としている。

請求項８記載の発明は、上記ガス化燃焼室ロストルの下部をしぼり、その先を垂直にして、上記開口部の中にロストルしぼり垂直面をのぞかせ、ロストルしぼり面と上記斜面炉床との間に、また、ロストルしぼり垂直面と上記開口部垂直面との間に、滑落隙間を設け、滑落した炭化物が還元室のロストルの上に堆積するよう上記ガス化燃焼室ロストルを支柱で固定する。上記燃焼空気孔の一次・二次燃焼空気量を調整し、上記ガス化燃焼室ロストルからの炎と燃焼ガスを還元室の炭化物に吹きつけ、生成ガスを効率的に取り出すことができるガス化炉を特徴としている。

上述の如く、請求項１記載の発明にあっては、従来の平面ロストル全体の下方燃焼よりも、凸形ロストルのガス化燃焼室ロストルと開口部を設けた斜面炉床にすることにより、確実に熱分解ガスが炭化物の燃焼（おき燃焼）ゾーンの中を通り、ガス化燃焼室ロストルの中に熱・炎・灰が集束され、８５０℃以上の温度になっている所へ、二次燃焼空気が供給され、開口部を通って二次燃焼室へ入り、完全なるガス化燃焼をする。つまり、一次燃焼室の中の水分も水性ガス化反応で水素と酸素に分離し、発熱量としては全体でプラスに働き、水分過多の生木や生チップでも煙の出ない連続高温燃焼がおこなわれる。灰は灰溜め部へ降下し、クリーンな高温の燃焼ガスは熱交換機器に送られ熱利用される。また、一次燃焼室・ガス化燃焼室ロストルなど構造全体を、大きく、または、横長に作れば燃却炉になる。

請求項２記載の発明は、燃焼空気孔の孔を斜面炉床の傾斜に合わせて斜め下向きに設定することは、燃料が孔を塞がないためであり、灰をガス化燃焼室ロストルの中へ飛散させるためである。一次燃焼室壁及び、斜面炉床上部の燃焼空気孔は一次燃焼空気を、開口部に近い斜面炉床の燃焼空気孔は二次燃焼空気を供給し、孔の数と孔の大きさの配列により、最善の空気量に設定しておき、完全なるガス化燃焼をはかることができる。例えば、木質系バイオマス燃料は、一次燃焼空気３０％、二次燃焼空気７０％の比率である。

請求項３記載の発明にあっては、上記請求項２記載の燃焼空気孔の空気供給量と比率を予め設定しておく場合と燃焼空気孔流入口に開閉、微調整の調節板を設け、さまざまな固体バイオマス燃料に対応しようとするものとの違いで、微調整により最善の空気量に設定することができる。例えば、木炭燃料の場合は、一次燃焼空気４０％、二次燃焼６０％の比率であり、空気量が多ければ強い火力になり、少なければ弱い火力になる。

請求項４記載の発明にあっては、装置の内壁及び斜面炉床に耐火断熱材を用いることにより、装置の外壁金属板の保護と高温燃焼温度を保つことができる。なお、ガス化燃焼室ロストルの中と開口部は常に８５０℃〜１０００℃の温度になっている。また、この下方ガス化燃焼装置において、耐火断熱材を用いて外部への放熱を低く抑えることは、それだけ熱交換機器へ多くの熱量を送り出すことができる。

請求項５記載の発明にあっては、一次燃焼室外壁と斜面炉床外壁に開孔してある燃焼空気孔流入口に均一の圧力で燃焼空気を供給するため、一次燃焼室外壁と斜面炉床外壁を取り囲んで接合し、燃焼空気孔と連通している燃焼空気供給室を設け、直に送風機をつけても、その下部に接合した燃焼空気供給連通管を通じて燃焼空気取入調節口から自然通風で取り入れても、また、燃焼空気供給連通管に送風機をつけても、いずれの場合でも、すべての燃焼空気孔に、均一な供給と供給量を調節することができる。

請求項６記載の発明においては、ガス化燃焼室ロストルの中で、炎となって燃焼し、発生した熱を燃料の乾燥・炭化（乾留）熱に利用するもので、下方燃焼の欠点である水分過多の燃料についての解決策でもある。また、焼玉体ロストルキャップを接合することによりロストル真上からロストル内へ流入する炎・熱分解ガス・空気・灰の流れが、斜面炉床と焼玉体ロストルキャップの間に限られることになり、斜め下向きの流れを加速する働きをする。燃焼空気孔からの空気の供給が促進されともに、灰の飛散がはかられるため、燃焼が継続する。焼玉体ロストルキャップが高く大きくなれば、それだけ乾燥・炭化（乾留）が促進されるので、燃焼を大きく強くすることができる。

請求項７記載の発明にあっては、ガス化燃焼室ロストル周囲と斜面炉床上での燃焼（おき燃焼）ゾーンの炭化物を、少しずつ開口部へ滑り落し、灰溜め部で炭化物と灰を連続して取り出そうとする下方ガス化燃焼連続炭化炉であり、開口部の上に空間を設けるため載置したガス化燃焼室ロストルの下部をしぼり、炉の天井より吊り下げロストルしぼり面と斜面炉床の間に、滑落隙間を設け、８５０℃〜１０００℃の温度で炭化した炭化物を取り出すことができる。木酢液に該当する水分は、水性ガス化反応により燃焼し木酢液は、採取できないが、生木・生チップからから簡単な構造で木炭と灰がとれる炭化炉である。

請求項８記載の発明においては、二次燃焼室の中に、斜面炉床底面に接合して、還元室ロストルを載せた還元室を設け、ガス化燃焼室ロストルの炎と燃焼ガスを還元室ロストルの上に堆積した炭化物に速度をもって吹き付け反応させることにより、還元室ロストル下部より熱量の高いクリーンな生成ガスを得ることができるダウンドラフト型ガス化炉である。つまり、ガス化燃焼室ロストルの下部をしぼり、しぼったその先を垂直にして、ロストルしぼり面と斜面炉床との間、ロストルしぼり垂直面と開口部垂直面との間に、炭化物の滑落隙間を設け、還元室ロストルの上に炭化物が滑落堆積し、その堆積した炭化物にロストルしぼり垂直面からの炎と燃焼ガスを吹き付けることにより、大量の生成ガスが得られるガス化炉で、ダウンドラフト型ガス化炉の欠点である炉の温度が一定に保たれないことについては、炉の中心で高温一定燃焼するガス化燃焼室ロストルの設置により解決された。

都市部でも煙とばいじんが少なく、隣近所に迷惑をかけることなく、生木や生チップをはじめとしてさまざまな固体バイオマスの熱源利用をはかる場合例えば、ストーブ・ボイラー・乾燥機・熱風炉などや、単なる綺麗に処理したい場合、例えば燃却炉などでは、下方ガス化燃焼が最良の方法であり、なおかつ、灰の処理が簡単で熱交換機器への灰の飛散が少ない構造となっている。このような構造からなる電気を使った強制通風方式でも電気を使わない自然通風方式でも対応できる燃焼熱源供給機器が考えられ実施例１として図１から図３を参照しながら説明する。

また、下方ガス化燃焼は、８５０℃〜１０００℃の温度でおき燃焼するので、質の良い炭化物が燃焼していることになり、そのおき燃焼している炭化物を少しずつ取り出せば、連続炭化炉となるので実施例２として図４を参照しながら説明する。

そして、高品質の炭化物ができ、炉の燃焼部の温度が一定高温に保てるので、ガス化炉として利用でき実施例３として図５を参照しながら説明する。

なお、本発明は、上記実施の形態例に限られるものではなく、さまざまな応用利用が考えられる。

図１から図３の実施例において、燃焼熱源供給機器１は、内壁を耐火断熱材１９を用いており、燃焼により発生する高熱を蓄熱し、高温燃焼を維持するとともに、外壁の金属板を保護している。燃焼熱源供給機器１は、上から固体バイオマス燃料Ｄを投入する燃料槽１１があり、耐火断熱材１９からの伝導熱と対流で水分を放出する乾燥ゾーンＺａと水分を放出して体積が小さくなった固体バイオマス燃料Ｄが２７５℃を境として炭化をはじめる炭化（乾留）ゾーンＺｂを形成する一次燃焼室１３があり、さらに一次燃焼室１３の炉床を船底状にした斜面炉床１４において、固体バイオマス燃料Ｄが炭化物Ｃになって燃焼する燃焼（おき燃焼）ゾーンＺｃが形成される。この一次燃焼室１３壁と斜面炉床１４には、燃焼空気Ａを十分に供給する燃焼空気孔１０が横一列に一周し、数段配列されており８５０℃〜１０００℃の燃焼が起こり、ガス化燃焼室ロストル１７の中に炎Ｆ・燃焼ガスＢ・灰Ｇが集束され、開口部１５を通って二次燃焼室１６へゆき燃焼ガスＢは二次燃焼して灰Ｇは灰溜め部２０へ降下し、二次燃焼をしたクリーンな燃焼ガスＢは、燃焼ガス吹出口２３より熱交換機器・排気筒２へ流れてゆき熱利用される。燃焼空気Ａは、燃焼空気取入調節口６より入り、燃焼空気供給連通管７を通り、燃焼空気供給室８へ入る。ここで均一な圧力で燃焼空気孔流入口１０ａから燃焼空気孔１０へ入り一次燃焼室１３の中のガス化燃焼室ロストル１７へ向けて、熱交換機器・排気筒２のドラフトにより、吸い出され燃焼に使われる。灰溜め２０には、灰皿２１があり、その下には、生木を入れておけば、４時間で木炭ができる製炭ボックス２２があり、それらの出し入れのために燃焼熱源供給機器ドア４がある。以上のような構成になっている。

この燃焼熱源供給機器１の自然通風式の使用方法は、一次燃焼室１３の中の斜面炉床１４にガス化燃焼室ロストル１７が隠れる位、製炭ボックス２２で、できた木炭などの炭化物Ｃを投入しておき、焚口空気取入調節口５を全開にして、灰溜め部２０の灰皿２１の上で炭化物Ｃを燃やして熱交換機器・排気筒２に熱を送り、装置を暖めドラフトを働かせるようにする。ドラフトが働いていることを確認したら、斜面炉床１４にある炭化物Ｃに灰皿２１の上で赤熱燃焼している炭化物Ｃの２〜３個を種火として移してやり、燃焼空気取入調節口６を開き、焚口空気取入調節口５を閉じる。これにより燃焼空気Ａは、燃焼空気供給室８から燃焼空気孔１０へ吸い込まれ、斜面炉床１４にある炭化物Ｃは、空気の供給により、種火より除じょに燃焼が広がり、赤熱したおき燃焼へ移行してゆく。しばらく熱を耐火断熱材１９でできた斜面炉床１４に蓄熱させた後、固体バイオマス燃料Ｄを投入し、本格運転に入る。これは、固体バイオマス燃料Ｄの炭化（乾留）ゾーンＺｂの熱分解ガスが燃焼（おき燃焼）ゾーンＺｃを通過するとき燃焼し煙やすすが出ないようにするためである。ガス化燃焼室ロストル１７の中へ、熱分解ガスが燃焼した炎Ｆが集まり、燃焼空気孔１０からの燃焼空気Ａと一緒に二次燃焼室１６へゆき完全なるガス化燃焼が完了する。燃焼空気取入調節口６の調節で燃焼の調節を行うとともに、燃焼空気供給室扉９を開き、燃焼空気孔流入口１０ａの微調節も行うことにより、薪から、チップ・ペレット・木炭などのさまざまな固体バイオマス燃料Ｄを燃焼することができる。

この燃焼熱源供給機器１に送風機２７をつけた場合の強制通風式の使用方法は、木炭などの炭化物Ｃをガス化燃焼室ロストル１７が隠れる位投入し、着火剤などで点火し、もやし始め、燃焼空気供給室８に接続している送風機２７を低速回転で始動させ、燃焼が広がり、やがて炭化物Ｃが赤熱燃焼し、斜面炉床１４に十分なる蓄熱がされたことを確認してから、固体バイオマス燃料Ｄを投入し、本格運転に入る。送風機２７の強弱による調整により、熱利用に必要な火力と、燃焼空気孔流入口１０ａの調整により、固体バイオマス燃料Ｄの燃焼空気Ａの量と比率とを調整できる。

図４において、これは炭化炉２４であり、チップなどのある程度、整粒・成形された炭材を投入し、連続的に取り出す場合は、縦長の炉が向いており、小丸太・薪のように長い炭材には、横長の炉が向いている。図４は、縦型であり、その構成は、前記実施例１の燃焼装置の構成とほぼおなじである。違う所は、炭材はスクリューコンベア２６で投入され、開口部１５の形に合わせたガス化燃焼室ロストル１７を天井より吊り下げ、上下できること、焼玉体ロストルキャップ１８が高く大きいこと、ロストルしぼり面３０が回転できること、ロストルしぼり面３０と斜面炉床１４との間に滑落隙間２９があること、灰溜め部２０の床が船底状に形成されており炭化物Ｃと灰Ｇは、スクリューコンベア２６で取り出すことができるようになっていることである。

この炭化炉２４の使用方法は天井より吊り下げたガス化燃焼室ロストル１７を少し下げ、スクリューコンベア２６で炭材を炭化炉２４の中に入れ、燃焼空気供給室扉９を開け、燃焼空気孔１０よりガスバーナーで炭材に点火し、送風機２７を始動する。炭材の燃焼が広がり、ガス化燃焼室ロストル１７のロストルしぼり面３０から炎Ｆが吹出し、炭化炉２４内壁の耐火断熱材１９に蓄熱し、燃焼（おき燃焼）ゾーンＺｃが８５０℃〜１０００℃になったら、ガス化燃焼室ロストル１７を少し吊り上げ、斜面炉床１４との間に、滑落隙間２９を作り、炭化物Ｃがつまらないようにロストルしぼり面３０が回転する。開口部１５より滑り落ちた炭化物Ｃと灰Ｇは、集積するように作られた船底状の灰溜め部２０の床のスクリューコンベア２６により炉外へ出される。質の高い炭化物Ｃを得るために燃焼空気孔流入口１０ａの調整を行う。

図５のガス化炉２５において、その構成は、前記、炭化炉２４を基本としており、その違いは、ガス化燃焼室ロストル１７を斜面炉床１４に支柱で固定し、ロストルしぼり面３０の先に、ロストルしぼり垂直面３１を設け、斜面炉床１４とロストルしぼり面３０との間、開口部１５垂直面とロストルしぼり垂直面３１との間に滑落隙間２９を設け、炭化物Ｃが滑り落ち、二次燃焼室１６の中に斜面炉床１４の底面に接合した還元室３２の還元室ロストル３３の上に堆積するようにしたことである。

このガス化炉２５の使用方法は、スクリューコンベアで、材料を投入し燃焼空気供給室扉９を開け、ガスバーナーで燃焼空気孔１０から材料に点火し、送風機２７を始動して、下方ガス化燃焼が活発になるのを待ち、ロストルしぼり垂直面３１から炎Ｆと燃焼ガスＢが吹き出し、その熱をガス化炉２５の耐火断熱材１９に蓄熱させる。燃焼（おき燃焼）ゾーンＺｃが平均１０００℃を保つようになったら二次燃焼空気を少し少なくするため燃焼空気孔流入口１０ａを調整し、本格的ガス化炉２５運転へ入る。還元室ロストル３３の下から出てきた生成ガスＥは、タール分が少ない質の高い生成ガスであり、有効利用される。

本発明の実施例１の燃焼熱源供給機器の斜視図である。 本発明の実施例１の部分説明断面図である。 本発明の実施例１の部分説明断面図である。 本発明の実施例２の部分説明断面図である。 本発明の実施例３の部分説明断面図である。

符号の説明

Ａ 燃焼空気
Ａａ 燃焼空気の流れ
Ｂ 燃焼ガス
Ｂａ 燃焼ガスの流れ
Ｃ 炭化物
Ｄ 固体バイオマス燃料
Ｅ 生成ガス
Ｆ 炎
Ｇ 灰
１ 燃焼熱源供給機器
２ 熱交換機器・排気筒
３ 熱交換機器・排気筒接続部
４ 燃焼熱源供給機器ドア
５ 焚口空気取入調節口
６ 燃焼空気取入調節口
７ 燃焼空気供給連通管
８ 燃焼空気供給室
９ 燃焼空気供給室扉
１０ 燃焼空気孔
１０ａ 燃焼空気孔流入口
１１ 燃料槽
１２ 燃料槽フタ
１３ 一次燃焼室
１４ 斜面炉床
１５ 開口部
１６ 二次燃焼室
１７ ガス化燃焼室ロストル
１８ 焼玉体ロストルキャップ
１９ 耐火断熱材
２０ 灰溜め部
２１ 灰皿
２２ 製炭ボックス
２３ 燃焼ガス吹出し口
２４ 炭化炉
２５ ガス化炉
２６ スクリューコンベア
２７ 送風機
２８ モーター
２９ 滑落隙間
３０ ロストルしぼり面
３１ ロストルしぼり垂直面
３２ 還元室
３３ 還元室ロストル
Ｚａ 乾燥ゾーン
Ｚｂ 炭化（乾留）ゾーン
Ｚｃ 燃焼（おき燃焼）ゾーン
Ｚｄ 還元ゾーン

Claims (8)

1. 上から燃料槽、一次燃焼室、二次燃焼室、灰溜め部という構造の燃料と燃焼空気がともに上から下へと流れる下方燃焼装置において、一次燃焼室の炉床中央に二次燃焼室及び灰溜め部へ通じる狭い開口部を設け、その開口部を覆い、開口部の上に空間を設けるため開口部の形に合せ格子状ロストルを凸形にしたトンネル形又はドーム形のガス化燃焼室ロストルを載置し、開口部から一次燃焼室壁へ向かって徐じょに高くなってゆく、船底状又は、すり鉢状の斜面炉床を形成し、斜面炉床と一次燃焼室壁に燃焼空気孔をガス化燃焼室ロストルに向けて必要十分な数を設けたことを特徴とする燃焼装置。
2. 請求項１において、上記斜面炉床と上記一次燃焼室壁に設けてある上記燃焼空気孔は、斜め下向きに設定し、孔の数と孔の大きさの配列により一次燃焼空気と二次燃焼空気の量と比率が設定されていることを特徴とする燃焼装置。
3. 請求項１において、上記燃焼空気孔は、斜め下向きに設定し、配列して、燃焼空気を取りいれる斜面炉床外壁と一次燃焼室外壁に開孔してある燃焼空気孔流入口の各々に、孔の開閉・微調整ができる調節板を設けてあることを特徴とする燃焼装置。
4. 請求項１乃至３において、上記燃焼装置内壁と上記斜面炉床に耐火断熱材を用いてあることを特徴とする燃焼装置。
5. 請求項１乃至４において、上記一次燃焼室外壁と上記斜面炉床外壁に開孔してある上記燃焼空気孔流入口に均一の圧力で燃焼空気を供給するために、上記一次燃焼室外壁と上記斜面炉床外壁を取り囲んで接合し、上記燃焼空気孔と連通する燃焼空気供給室を設けたことを特徴とする燃焼装置。
6. 請求項１乃至５において、上記ガス化燃焼室ロストルの頂部にロストルの形に合わせた厚い金属製の焼玉体ロストルキャップを接合してあることを特徴とする燃焼装置。
7. 請求項１乃至６において、上記ガス化燃焼室ロストルの下部をしぼり、上記開口部中心線上に炉の天井より吊り下げ、上記斜面炉床との間に滑落隙間を設け、上記灰溜め部の床を船底状に形成し、炭化物と灰を効率的に連続的に取り出すことができることを特徴とする炭化炉装置。
8. 請求項１乃至７において、上記ガス化燃焼室ロストルの下部をしぼり、その先を垂直にして、上記開口部の中にのぞかせ、ロストルしぼり面と上記斜面炉床との間、及び、ロストルしぼり垂直面と上記開口部垂直面との間に、滑落隙間を設けるように支柱で固定し、上記二次燃焼室の中に、上記斜面炉床底面に接合して還元室を設け、還元室の中に炭化物が載る還元室ロストルを設置し、生成ガスを効率的に取り出すことができることを特徴とするガス化炉装置。

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