特許 6687434 燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6687434

(24)【登録日】2020年4月6日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/20 20060101AFI20200413BHJP

   F23C 99/00 20060101ALI20200413BHJP

   F23G 5/50 20060101ALI20200413BHJP

   F23G 5/027 20060101ALI20200413BHJP

   F23G 5/44 20060101ALI20200413BHJP

   F23L 1/00 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   F23G5/20 AZAB

   F23C99/00 323

   F23C99/00 332

   F23G5/50 M

   F23G5/027 Z

   F23G5/44 F

   F23L1/00 E

【請求項の数】5

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-56516(P2016-56516)

(22)【出願日】2016年3月22日

(65)【公開番号】特開2017-172827(P2017-172827A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308030570

【氏名又は名称】株式会社エム・アイ・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100126712

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 督生

(72)【発明者】

【氏名】中村 康行

【審査官】 吉澤 伸幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２４９４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５３３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８２４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４８３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９７／０２４５５７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｇ ５／２０

Ｆ２３Ｃ ９９／００

Ｆ２３Ｇ ５／０２７

Ｆ２３Ｇ ５／４４

Ｆ２３Ｇ ５／５０

Ｆ２３Ｌ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼材が供給される本体筒と、
前記本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
前記本体筒に前記燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
前記本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、
前記本体筒の内部空間において、中心軸付近に水分を供給する中央水分供給部と、
前記本体筒の内部空間において、内周付近に水分を供給する周辺水分供給部と、を備え、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、前記本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、前記本体筒に供給する空気量が増加し、
前記本体筒は、根元が閉じられると共に開口する先端による内部空間を有し、
前記開口する先端と前記燃焼筒とが接続することで、前記本体筒の内部空間と、前記燃焼筒の内部空間が連通し、
前記燃焼筒の先端は、外部に燃焼熱を放出できる開口部を有し、
前記本体筒および前記燃焼筒は、水平面に対して下向きの傾斜を有し、
前記中央水分供給部は、前記本体筒の根元に設けられ、前記根元の外部から前記本体筒の内部空間に水分を供給し、
前記周辺水分供給部は、前記本体筒の側面に設けられ、前記側面の外部から前記本体筒の内部空間に水分を供給し、
前記周辺水分供給部は、前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の少なくとも一部に設けられ、
前記中央水分供給部および前記周辺水分供給部の少なくとも一部は、霧状の水を、供給し、
前記本体筒の内部空間の中心軸付近の温度である中心温度を測定する中心温度測定部と、
前記本体筒の外周もしくは内周の温度である周辺温度を測定する周辺温度測定部と、を更に備え、
前記中心温度および前記周辺温度の少なくとも一方に基づいて、前記中央水分供給部および前記周辺水分供給部からの水分供給を制御する制御部を、更に備え、
前記中心温度が所定値以上の場合には、前記制御部は、前記中央水分供給部から水分を供給させ、
前記所定値は、前記燃焼材の最適燃焼温度に基づいて定められ、
前記周辺温度が所定値以上の場合には、前記制御部は、前記周辺水分供給部から水分を供給させ、
前記所定値は、前記燃焼材の最適燃焼温度に基づいて、定められ、
前記中央水分供給部および前記周辺水分供給部のそれぞれは、独立して動作可能であり、
前記本体筒における前記燃焼材の燃焼温度を、前記燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる温度に維持し、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれからの異なる空気量での空気の供給により、前記本体筒内部においては、根元から先端に向かうにつれて燃焼熱が増加し、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、前記本体筒の外周を囲む筒状であり、
前記本体筒は、その外周に沿って、前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれと連通する複数の空気孔、を有し、
筒状の前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、前記複数の空気孔を介して、前記本体筒内部に空気を供給可能であり、
前記周辺水分供給部が、前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の少なくとも一部に設けられ、当該複数の空気孔と並列に水分を供給可能である、燃焼装置。

【請求項2】

筒状の前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転可能であり、
前記周辺水分供給部は、これに合わせて回転可能であり、
前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転しながら、前記本体筒内部に空気を供給可能であり、
前記周辺水分供給部は、回転しながら、水分を供給する、請求項１記載の燃焼装置。

【請求項3】

前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が供給する空気は、前記本体筒内部から前記燃焼筒にかけて、回転流を形成できる、請求項１記載の燃焼装置。

【請求項4】

前記燃焼筒内部での燃焼温度は、前記本体筒内部での燃焼温度よりも高い、請求項１から３のいずれか記載の燃焼装置。

【請求項5】

前記第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が備える前記空気孔は、前記本体筒の円周に対して斜めに形成される、請求項１から４のいずれか記載の燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バイオマスなどの再生燃料を用いてクリンカの発生を抑える燃焼装置を提供することを目的とする。

【背景技術】

【0002】

近年、様々な目的のために燃焼装置が用いられる。廃棄物を処理するためであったり、燃焼装置が発生させる熱を利用することを目的とする処理の為であったりにおいて用いられる。特に、バイオマスや廃棄物を利用して燃焼を生じさせて、燃焼熱を様々な用途に利用することが行われている。

【0003】

例えば、生ごみや一般ごみなどの廃棄物を燃焼処理することが必要である。燃焼処理によって、生ごみや一般ごみなどの廃棄物を処理することができるからである。このような廃棄物の燃焼処理のおいても、熱を発生させる燃焼装置が必要となる。

【0004】

もちろん、生ごみや一般ごみ以外の様々な廃棄物の燃焼処理においても、燃焼装置が利用される。

【0005】

また、種々の目的に使用する用地造成においては、用地の土壌を改質する必要がある場合がある。農地や耕作地を形成する場合はもちろん、建造物を建設するためには、用地を必要とする。これらの用地は、様々な環境にさらされていることが多く、水分や油分を多く含んでいたり、ヘドロや有機物などの不純物を含んでいたりすることがある。これらの土壌は、そのままでは建造物を建設したり、農地や耕作地のような特定用途に用いたりすることが困難である。あるいは、工場や下水からの汚水や汚泥によって、土壌が不純物を多く含むようになってしまうこともある。

【0006】

これらの汚泥や汚水によって不純物を含む土壌は、放置されると、悪臭や公害になることもある。もちろん、上述の通り、特定用途に用いたり、建設用地として利用したりすることが困難である。これらのような不純物や水分などを多く含む土壌は、一般的な場所においても存在し、これら一般土壌の改質を行うことが求められている。

【0007】

これらの一般土壌の改質を行う場合にも、燃焼によって実現される場合がある。この土壌改質のための熱処理においても、燃焼装置が用いられる。燃焼装置からの熱を土壌に付与したり、汲み上げられた土壌を収容する収容室に燃焼装置からの熱を付与したりすることで、土壌改質が実現される。

【0008】

あるいは、電力を生成する発電装置が必要とする熱を生成するために、燃焼装置が利用されることもある。また、発電装置によっては、エンジン動作でタービンを回転させて発電を行うものもある。このエンジン動作の動力源としての熱を発生させるために、燃焼装置が利用されることがある。

【0009】

あるいは、温室や植物工場などのように熱を必要とする設備もある。このような熱を発生させるために燃焼装置が用いられることがある。暖房などの熱源として、燃焼装置が利用されることがある。

【0010】

以上のように、様々な分野で燃焼装置が利用されている。特に、近年の環境意識の高まりによって、燃焼装置の燃料として、石油や石炭などの化石燃料だけではなく、バイオマスや木質チップなどの再生材料などが用いられることも多くなってきている。

【0011】

このような状況で、燃焼効率を高めた燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００７−３０３７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

特許文献１は、熱分解炉装置１０は燃焼室２７と、燃焼室２７を貫通して設けられた回転ドラム１１と、回転ドラム１１の入口側非加熱領域１１ａ内に設けられた投入スクリュー２２とを備えている。回転ドラム１１の入口側非加熱領域１１ａに設けられた投入スクリュー２２のスクリューケーシング２３の上部に掻取板３３が固定され、この掻取板３３は半径方向外方へ回転しながら湾曲する形状を有している。この掻取板３３により回転ドラム１１内面に付着した付着物を取除く熱分解炉装置を、開示する。

【0014】

特許文献１は、廃棄物等の燃焼を行い、燃焼において揮発成分であるガスと燃焼残渣とに分離することを目的としている。

【0015】

しかしながら、特許文献１の技術は、燃焼室やドラム内部にクリンカが生じて残ってしまう。このクリンカが生じることで、熱分解炉装置は、その燃焼効率を上げることが難しい。クリンカが残ったり付着したりすると、クリンカによって燃焼が阻害されてしまい、燃焼効率が下がるからである。

【0016】

あるいは、内部にクリンカが残ったり付着したりすると、定期的にクリンカを除去する作業も必要となる。クリンカの除去作業は手間が掛かり作業中においては、燃焼処理が実行できなくなってしまう。このために、時間軸上での燃焼効率が下がってしまう問題もある。

【0017】

また、クリンカが残ったり付着したりすることで、熱分解炉装置での燃焼能力が下がってしまう問題もある。このようなクリンカの発生は、燃焼装置での燃料が、バイオマスや木質燃料などであることで、より生じやすい。

【0018】

また、燃焼装置内部での燃焼温度が、燃焼材の最適な燃焼温度よりも高い状態になると、公害物質であるＮＯｘが発生する問題がある。燃焼装置内部での燃焼温度が、最適な燃焼温度よりも高すぎたり、燃焼室内部での温度分布の不均一性が高すぎたりする場合には、クリンカやＮＯｘが発生しやすい。
クリンカの発生は、上述の通り、燃焼装置そのものへの不具合を生じさせる。ＮＯｘは、外部環境への悪影響を生じさせる可能性がある。いずれも好ましいことではない。
以上のように、従来技術の燃焼装置では、クリンカの発生やＮＯｘの発生が大きく、クリンカによる種々の不具合で、燃焼効率や燃焼能力が不十分となる問題があった。加えて、外部環境へのＮＯｘによる負荷が生じる問題があった。

【0019】

本発明は、上記課題に鑑み、クリンカやＮＯｘの発生を極力抑えた燃焼装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明の燃料装置は、燃焼材が供給される本体筒と、
本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
本体筒に燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、
本体筒の内部空間において、中心軸付近に水分を供給する中央水分供給部と、
本体筒の内部空間において、内周付近に水分を供給する周辺水分供給部と、を備え、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、本体筒に供給する空気量が増加し、
本体筒は、根元が閉じられると共に開口する先端による内部空間を有し、
開口する先端と燃焼筒とが接続することで、本体筒の内部空間と、燃焼筒の内部空間が連通し、
燃焼筒の先端は、外部に燃焼熱を放出できる開口部を有し、
本体筒および燃焼筒は、水平面に対して下向きの傾斜を有し、
中央水分供給部は、本体筒の根元に設けられ、根元の外部から本体筒の内部空間に水分を供給し、
周辺水分供給部は、本体筒の側面に設けられ、側面の外部から本体筒の内部空間に水分を供給し、
周辺水分供給部は、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の少なくとも一部に設けられ、
中央水分供給部および周辺水分供給部の少なくとも一部は、霧状の水を、供給し、
本体筒の内部空間の中心軸付近の温度である中心温度を測定する中心温度測定部と、
本体筒の外周もしくは内周の温度である周辺温度を測定する周辺温度測定部と、を更に備え、
中心温度および周辺温度の少なくとも一方に基づいて、中央水分供給部および周辺水分供給部からの水分供給を制御する制御部を、更に備え、
中心温度が所定値以上の場合には、制御部は、中央水分供給部から水分を供給させ、
所定値は、燃焼材の最適燃焼温度に基づいて定められ、
周辺温度が所定値以上の場合には、制御部は、周辺水分供給部から水分を供給させ、
所定値は、燃焼材の最適燃焼温度に基づいて、定められ、
中央水分供給部および周辺水分供給部のそれぞれは、独立して動作可能であり、
本体筒における燃焼材の燃焼温度を、燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる温度に維持し、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれからの異なる空気量での空気の供給により、本体筒内部においては、根元から先端に向かうにつれて燃焼熱が増加し、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、本体筒の外周を囲む筒状であり、
本体筒は、その外周に沿って、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれと連通する複数の空気孔、を有し、
筒状の第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、複数の空気孔を介して、本体筒内部に空気を供給可能であり、
周辺水分供給部が、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の少なくとも一部に設けられ、当該複数の空気孔と並列に水分を供給可能である。

【発明の効果】

【0021】

本発明の燃焼装置は、燃料が投入されて燃焼を開始する本体筒と、本体筒で生じたガスが燃焼する燃焼筒とに分かれている。この別れた状態で、本体筒において燃料が投入されてから燃焼筒に向かうにつれて、燃焼温度が上昇する段階的な制御により、本体筒においてクリンカが生じにくくなる。

【0022】

本体筒でクリンカが生じにくいことで、クリンカ発生による諸問題を生じさせにくい。加えて諸問題による燃焼効率の低下を防止できる。

【0023】

燃焼効率の低下が防止できることで、燃焼装置を利用する様々な用途での目的を確実に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態１における燃焼装置の側面図である。

【図2】本発明の実施の形態１における本体筒の背面図である。

【図3】本発明の実施の形態１における第１空気供給部の斜視図である。

【図4】本発明の実施の形態２における燃焼装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の第１の発明に係る燃焼装置は、燃焼材が供給される本体筒と、
本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
本体筒に燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
本体筒内部に、空気を供給する第１空気供給部〜第ｎ空気供給部と、
本体筒の内部空間において、中心軸付近に水分を供給する中央水分供給部と、
本体筒の内部空間において、内周付近に水分を供給する周辺水分供給部と、を備え、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部は、本体筒の根元から先端に向けて、第１〜第ｎの順序で並んでおり、
第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、第１〜第ｎの順序で、本体筒に供給する空気量が増加する。

【0026】

この構成により、本体筒で次第に燃焼温度を上げながら、燃焼材を燃焼させることができる。結果として、本体筒内部でのクリンカの発生を抑制できる。更には、本体筒の内部空間での燃焼温度の過剰な上昇を抑制でき、クリンカやＮＯｘの発生を抑制できる。

【0027】

本発明の第２の発明に係る燃焼装置では、第１の発明に加えて、本体筒は、根元が閉じられると共に開口する先端による内部空間を有し、開口する先端と燃焼筒とが接続することで、本体筒の内部空間と、燃焼筒の内部空間が連通し、燃焼筒の先端は、外部に燃焼熱を放出できる開口部を有し、本体筒および燃焼筒は、水平面に対して下向きの傾斜を有する。

【0028】

この構成により、本体筒で生じる燃焼灰が、外部に排出されやすい。

【0029】

本発明の第３の発明に係る燃焼装置では、第１または第２の発明に加えて、中央水分供給部は、本体筒の根元に設けられ、根元の外部から本体筒の内部空間に水分を供給し、周辺水分供給部は、本体筒の側面に設けられ、側面の外部から本体筒の内部空間に水分を供給する。

【0030】

この構成により、本体筒の内部空間の過剰な温度上昇を抑制できる。

【0031】

本発明の第４の発明に係る燃焼装置では、第３の発明に加えて、周辺水分供給部は、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の少なくとも一部に設けられる。

【0032】

この構成により、本体筒の構造をシンプルにできる。また、空気孔を水分供給孔と兼用できる。

【0033】

本発明の第５の発明に係る燃焼装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、中央水分供給部および周辺水分供給部の少なくとも一部は、霧状の水を、供給する。

【0034】

この構成により、水分供給による燃焼温度の過剰な上昇の抑制を、より効率的に行える。

【0035】

本発明の第６の発明に係る燃焼装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、本体筒の内部空間の中心軸付近の温度である中心温度を測定する中心温度測定部と、本体筒の外周もしくは内周の温度である周辺温度を測定する周辺温度測定部と、を更に備え、中心温度および周辺温度の少なくとも一方に基づいて、中央水分供給部および周辺水分供給部からの水部供給を制御する制御部を、更に備える。

【0036】

この構成により、実際に測定された温度に基づいて、燃焼温度の過剰な上昇を抑制できる。

【0037】

本発明の第７の発明に係る燃焼装置では、第６の発明に加えて、中心温度が所定値以上の場合には、制御部は、中央水分供給部から水分を供給させ、所定値は、燃焼材の最適燃焼温度に基づいて定められる。

【0038】

この構成により、燃焼材の本来のあるべき燃焼温度を超えた燃焼温度での燃焼を防止できる。結果として、クリンカの発生を抑制できる。

【0039】

本発明の第８の発明に係る燃焼装置では、第６または第７の発明に加えて、周辺温度が所定値以上の場合には、制御部は、周辺水分供給部から水分を供給させ、所定値は、燃焼材の最適燃焼温度に基づいて、定められる。

【0040】

この構成により、燃焼材の本来のあるべき燃焼温度を超えた燃焼温度での燃焼を防止できる。結果として、クリンカの発生を抑制できる。

【0041】

本発明の第９の発明に係る燃焼装置では、第６から第８のいずれかの発明に加えて、中央水分供給部および周辺水分供給部のそれぞれは、独立して動作可能であり、本体筒における燃焼材の燃焼温度を、燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる温度に維持する。

【0042】

この構成により、クリンカの発生を抑制できる。

【0043】

本発明の第１０の発明に係る燃焼装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれからの異なる空気量での空気の供給により、本体筒内部においては、根元から先端に向かうにつれて燃焼熱が増加する。

【0044】

この構成により、クリンカの発生が抑制できる。

【0045】

本発明の第１１の発明に係る燃焼装置では、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、本体筒の外周を囲む筒状であり、本体筒は、その外周に沿って、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれと連通する複数の空気孔、を有し、筒状の第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、複数の空気孔を介して、本体筒内部に空気を供給可能であり、周辺水分供給部が、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の少なくとも一部に設けられる場合には、当該複数の空気孔と並列に水分を供給可能である。

【0046】

この構成により、燃焼熱を徐々に上昇させる空気と、過剰な上昇を抑制する水分とを、本体筒の側面から供給できる。

【0047】

本発明の第１２の発明に係る燃焼装置では、第１１の発明に加えて、筒状の第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転可能であり、周辺水分供給部は、これに合わせて回転可能であり、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部のそれぞれは、回転しながら、本体筒内部に空気を供給可能であり、周辺水分供給部は、回転しながら、水分を供給する。

【0048】

この構成により、回転流を生じさせて、燃焼材の拡散を実現できる。同様に、水分を本体筒の内部空間に万遍なく供給できる。

【0049】

本発明の第１３の発明に係る燃焼装置では、第１１の発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が供給する空気は、本体筒内部から燃焼筒にかけて、回転流を形成できる。

【0050】

この構成により、燃焼熱の拡散を実現できる。

【0051】

本発明の第１４の発明に係る燃焼装置では、第１から第１３のいずれかの発明に加えて、燃焼筒内部での燃焼温度は、本体筒内部での燃焼温度よりも高い。

【0052】

この構成により、燃焼筒では、本体筒で燃え残った灰や炭素などを最終燃焼させて、燃焼材の完全燃焼が実現される。

【0053】

本発明の第１５の発明に係る燃焼装置では、第１１から第１４のいずれかの発明に加えて、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が備える空気孔は、本体筒の円周に対して斜めに形成される。

【0054】

この構成により、空気の供給を効率よく行える。

【0055】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

【0056】

（実施の形態１）

【0057】

（全体概要）
まず、実施の形態１における燃焼装置の全体概要を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における燃焼装置の側面図である。

【0058】

燃焼装置１は、本体筒２、燃焼筒３、燃焼材供給路２１、第１空気供給部４〜第３空気供給部６を備える。更に、燃焼装置１は、中央水分供給部３５、周辺水分供給部７、８、９を備える。

【0059】

本体筒２は、燃焼材が供給されて燃焼材を燃焼させる。本体筒２の先端に、燃焼筒３が接続される。本体筒２の先端は開口部３１があり、この開口部３１によって本体筒２の先端と燃焼筒３の内部とは連通する。すなわち、燃焼装置１において、本体筒２の内部と燃焼筒３の内部は連通しており、全体として内部空間を形成できる。

【0060】

本体筒２は、閉じている根元と開放している先端とからなる筒状の部材であり、根元から先端にかけての内部空間を有している。開口している先端において、燃焼筒３が接続しており、燃焼筒３も内部空間を有する筒状である。この接続によって、本体筒２の内部空間と燃焼筒３の内部空間が連通する。すなわち、燃焼装置１は、本体筒２から燃焼筒３にかけての内部空間を有する構造となる。

【0061】

また、後述するが、燃焼筒３の先端は、外部に燃焼熱を放出できる開口部を有している。すなわち、全体としては根元が閉じており、先端が開放している筒状の構造を有し、この筒状の内部空間で燃焼材の燃焼が行われる。また、本体筒および燃焼筒３は、水平面に対して下向きの傾斜を有する。

【0062】

燃焼材供給路２１は、本体筒２に燃焼材を供給するために、本体筒２に接続している。図１のように、本体筒２の根元に接続されており、本体筒２の内部と連通して、本体筒２の内部に燃焼材を供給可能であることも好ましい。もちろん、本体筒２の根元以外に、燃焼材供給路２１が設けられてもよい。

【0063】

本体筒２は、更に着火装置２２を備える。着火装置２２は、本体筒２内部に供給された燃焼材に着火して燃やすことができる。

【0064】

燃焼筒３は、本体筒２と内部空間で連通した状態で、本体筒２の先端に設けられる。この構造により、本体筒２で燃焼を開始した燃焼材は、燃焼しながら燃焼筒３に到達する。燃焼筒３は、燃焼しながら到達した燃焼材を燃焼させる。

【0065】

ここで本体筒２と燃焼筒３とは、燃焼材を溶融させずにガス化させることを優先して燃焼させることで同様である。本体筒２は、燃焼材をガス化させる（灰化させる）ことを優先して、燃焼材を燃焼させる。一方で、燃焼筒３は、本体筒２で燃え残った灰などを最終燃焼させることを行う。特に、燃焼筒３は、本体筒２よりも高い温度で、これらの最終燃焼を実現する。

【0066】

溶融させずにガス化させることを優先して燃焼させることで、燃焼装置１は、クリンカの発生を極力抑えることができる。

【0067】

燃焼筒３は、本体筒２よりも高い温度で燃焼材を燃焼させ、より高い温度の熱量を得ることができる。

【0068】

このように、燃焼装置１は、燃焼を開始する本体筒２と燃焼を仕上げる燃焼筒３の２段階の構成で燃焼材を燃焼させる。この２段階の燃焼では、本体筒２では、燃焼筒３よりも温度の低い燃焼温度で燃焼材を燃焼させ、燃焼筒３では、より高い温度で燃焼材を燃焼させる。

【0069】

第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２の外周に設けられる。本体筒２の外周には、空気孔２５が設けられている。第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の空気孔２５に合わせて取付けられている。この構造により、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の内部に空気を供給できる。

【0070】

第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の根元（燃焼筒３と逆側）から順に並んで設けられる。この順序で取り付けられた状態で、第１空気供給部４は、空気調整弁４１の調整を受けて、本体筒２内部に空気を供給する。同様に、第２空気供給部５は、空気調整弁５１の調整を受けて、本体部２内部に空気を供給する。更に、第３空気供給部６は、空気調整弁６１の調整を受けて、本体部２内部に空気を供給する。

【0071】

ここで、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、第１〜第３の順序で、本体筒２内部に供給する空気量を増加させる。すなわち、第１空気供給部４が供給する空気量を確認しながら、必要な空気量を、第２空気供給部５は供給する。第３空気供給部６は、第１空気供給部４および第２空気供給部５が供給する空気量を見ながら必要な空気量を、本体筒２に供給する。

【0072】

このとき、第１空気供給部４が供給する空気量より第２空気供給部５が供給する空気量が多い。第２空気供給部５が供給する空気量より、第３空気供給部６が供給する空気量が多い。結果として、第１空気供給部４ ＜ 第２空気供給部５ ＜ 第３空気供給部６の関係の空気量が、それぞれから本体筒２の内部空間に供給される。

【0073】

このような関係により、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の順序で、供給される空気量が増加する。すなわち、本体筒２内部には、根元より先端に行くにつれて、増加していく空気が供給される。

【0074】

この結果、本体筒２内部においては、根元から先端に向かうにつれて、空気量の増加に伴って、燃焼温度が高くなっていく。これらにより、本体筒２の根元で燃焼を開始した燃焼材は、根元から先端に行くにつれて、燃焼温度を上げていく。更に、本体筒２から燃焼筒３に移動すると、燃焼温度を上げる。このように、燃焼開始から次第に温度を上げていくことで、燃焼材は、ガス化をしつつやがて灰となって燃焼室３で高い燃焼熱を生成することができる。

【0075】

本体筒２では、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の順序で、低い温度から高い温度に燃焼熱が変化していく。温度が低い状態での燃焼では、燃焼材のガス化が優先され、温度が高くなるにつれて燃焼材のガス化燃焼が進む。これが、本体筒２の根元から先端である燃焼筒３にかけて実現される。

【0076】

本体筒２内部で、先端に行くにつれて高い温度でのガス化優先の燃焼が進むことで、本体筒２内部での燃焼が不安定にならず、燃焼材が溶融してクリンカが発生（付着）することが防止できる。

【0077】

このような本体筒２と燃焼筒３の２段階の燃焼、および本体筒２における根元から先端に向けての空気量の調整による燃焼熱の増加により、燃焼装置１は、クリンカなどの発生を抑制できる。抑制しつつ、最終的に高い燃焼熱を生成できる。

【0078】

なお、図１における第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部の一例である。

【0079】

また、中央水分供給部３５と、周辺水分供給部７〜９が、更に本体筒２に備わっている。中央水分供給部３５は、本体筒２の内部空間の中心軸付近や本体下部にある燃焼材に向けて水分を供給する。このため、中央水分供給部３５は、本体筒２の根元に設けられることが好適である。図１では、この根元に中央水分供給部３５が設けられている構造が示されている。もちろん、側面に設けられて、中心軸付近に水分を供給できればよい。

【0080】

ここで、中心軸付近とは、本体筒２の内部空間の断面における中央付近となる範囲である。本体筒２の下部付近にある燃焼材に供給する水分は、外周に設けられる７，８，９から水分は供給されるが霧状水であり、温度低下力が不足することがある。この場合は中央水分供給部３５１より、燃焼材に直接水滴や水の供給お行い温度を下げる事もある。

【0081】

周辺水分供給部７〜９は、本体筒２の外周（側面）に設けられる。外周に設けられることで、本体筒２の外周から、本体筒２の内部空間の内周付近に、水分を供給できる。ここで、内周付近とは、内部空間であって、上述の中央水分供給部３５が水分を供給する中心軸付近の外側の領域である。

【0082】

ここで、周辺水分供給部７は、図１のように、第１空気供給部４に設けられてもよい。同様に、周辺水分供給部８は、図１のように、第２空気供給部５に設けられてもよい。同様に、周辺水分供給部９は、図１のように、第３空気供給部６に設けられてもよい。これらのように、周辺水分供給部７〜９が、第１空気供給部４〜第３空気供給部６に設けられることで、全体の構造がシンプルになると共に、空気供給と水分供給とを、合わせて制御できるようになる。

【0083】

中央水分供給部３５は、本体筒２の内部空間の中心軸付近に水分を供給することで、この中心軸付近の温度上昇が過剰になることを抑制できる。同様に、周辺水分供給部７〜９は、本体筒２の内部空間の内周付近に水分を供給することで、この内周付近の温度上昇が過剰になることを抑制できる。

【0084】

この内部空間の温度上昇が過剰になることが抑制されることで、燃焼材を溶融させてクリンカが発生することを抑制できる。燃焼材を燃焼させる際に、温度が高すぎることは、燃焼材をガス化させるよりも溶融させることが優先されてしまい、クリンカが発生しやすくなる。クリンカの発生が好ましくないことは、従来技術で述べた通りである。加えて、ＮＯｘの発生も抑制できる。

【0085】

中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９からの適切な水分供給によって、内部空間での燃焼温度が適正に保たれ、クリンカやＮＯｘなどの発生を抑えることができる。第１空気供給部４〜第３空気供給部６の段階的な空気量の供給の相まって、本体筒２での燃焼材の燃焼が、溶融よりもガス化が優先される。結果として、クリンカやＮＯｘの発生が抑制される。

【0086】

また、本体筒２においては、第１空気供給部４〜第３空気供給部６から、内部空間に空気が供給される。このとき、第１空気供給部４、第２空気供給部５、第３空気供給部６の順序で、供給される空気量が多くなる。すなわち、本体筒２の内部空間においては、根元から先端に向かうにつれて、供給される空気量が多くなる。増加する空気量によって、本体筒２の内部空間では、根元から先端に向かうにつれて燃焼温度が高くなっていく。燃焼が進むにつれて燃焼温度が高くなりながら、燃焼材は、燃焼筒３に移動する。燃焼筒３では、本体筒２よりも高い温度となって燃焼し、燃焼筒３の開口部から燃焼熱が放出される。

【0087】

この燃焼熱は、上述したように様々な用途に利用できる。

【0088】

本体筒２の内部空間では、このように次第に燃焼温度を上げながら燃焼材がガス化されつつ燃やされる。このガス化される際に燃焼熱を有する燃焼空気が生成される。本体筒２の内部空間では、必要に応じて、中央水分供給部３５や周辺水分供給部７〜９から水分が供給される。供給された水分は、本体筒２の内部空間で燃焼を受けて水蒸気や加熱蒸気となる。この結果、燃焼空気の体積は、水分の蒸発が無い場合よりも極めて大きくなる。

【0089】

本体筒２の内部空間では、この水蒸気や加熱蒸気によって増大する燃焼空気を生成できる。この燃焼空気は、本体筒２から燃焼筒３へ移動する。燃焼筒３では、この増大した燃焼空気を更に燃焼させて、体積の増大した燃焼空気を外部に放出できる。この体積の増大した燃焼空気は、中央水分供給部３５などから水分が供給されない場合よりも大きい。この結果、燃焼装置１は、燃焼筒３の開口部から、大きな体積の燃焼空気を放出できる。

【0090】

このように、中央水分供給部３５などから、本体筒２の内部空間に適宜水分が供給されることで、クリンカやＮＯｘの発生が抑えられるのに加えて、体積の増大した燃焼空気を生成することもできる。

【0091】

次に、各部の詳細について説明する。

【0092】

（本体筒）
本体筒２は、筒状の部材であり内部空間を有する。根元は閉じており、根元に図２のように、燃焼材供給路２１と着火装置２２が備わっている。また、根元には、空気供給路２６が備わっていることもよい。

【0093】

また、本体筒２の根元には、中央水分供給部３５が備わっていることも好適である。中央水分供給部３５は、本体筒２の内部空間における中心軸付近に水分を供給する。このため、図２に示されるように、本体筒２の根元に設けられることで、中央水分供給部３５は、本体筒２の内部空間の中心軸付近に水分を供給しやすい。

【0094】

更に、図２に示されるように、本体筒２の根元に、複数の中央水分供給部３５が設けられることも好適である。複数であることで、内部空間の内周より内側付近に効率的に水分を供給できるからである。また、供給する水分量を調節しやすいからである。

【0095】

図２は、本発明の実施の形態１における本体筒の背面図である。図２は、本体筒２の背面である根元を示している。本体筒２の外周には、図１で説明した第１空気供給部３〜第３空気供給部６が備わっている。図１では、分かりやすいように上下にあるように示したが、図２のように、外周を覆う形状であることでもよい。

【0096】

第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２の外周に設けられた空気孔２５を通じて本体筒２内部に空気を供給する。図２では、図示において空気孔２５を省略しているが、図１のように、空気孔２５が、外周に設けられる。

【0097】

本体筒２は、根元が閉じており内部空間があることで、開口部３１側が開いた筒状である。この内部空間に対して、燃焼材供給路２１から燃焼材が供給される。燃焼材供給路２１が、本体筒２の根元に設けられることで、燃焼材は、本体筒２内部の根元から供給されることになる。本体筒２は、根元から徐々に燃焼熱を上げながら燃焼材を燃やすので、燃焼材が根元から供給されることは、この燃焼に適している。

【0098】

このため、燃焼材供給路２１は、本体筒２の根元に設けられることが好ましい。

【0099】

また、本体筒２の根元には、着火装置２２も設けられる。根元にある燃焼材供給路２１から供給される燃焼材に合わせて、着火装置２２も根元であることが好ましいからである。

【0100】

また、本体筒２の根元に、空気供給路２６が備わることで、供給された燃焼材の着火を補助することもできる。空気供給路２６は、本体筒２に設けられた空気孔２５と同じ様な方向を向いておく事が望ましい。

【0101】

また、外周に設けられる空気孔２５は、外周に設けられる第１空気供給部４〜第３空気供給部６の位置に合わせて設けられる。これらから供給される空気の、内部空間への通り道となるからである。

【0102】

本体筒２は、回転可能であることが好ましい。内部空間において燃焼材を撹拌することができるからである。このため、本体筒２は、その内部空間において撹拌板を備えていることも好適である。ここで、図１、図２の矢印Ａに沿って、本体筒２は、回転することが好ましい。

【0103】

なお、回転することで、本体筒２内部で発生する燃焼灰が、空気孔２５を通じて第１空気供給部４〜第３空気供給部６に落下してくる事が考えられる、空気孔２５に空気を供給する空気供給部の下部には、灰排出部２７のシャッターが設けられることも好適である。

【0104】

例えば、本体筒２が回転する際に、下方に来る空気孔２５にはシャッターから灰等が落下してくることが考えられる。燃焼灰が落下しても、第１空気供給部４などからの空気が、空気孔２５を通じて、本体筒２の内部空間に供給されればよい。

【0105】

なお、本体筒２の下方には、第１空気供給部４などに漏れ出た燃焼灰（漏れ入る燃焼灰は残ることがある）を排出する、排出部２７が備わることも好適である。

【0106】

排出部２７は、第１空気供給部４などに入り込んだ燃焼灰を、外部に排出でき、第１空気供給部４などの動作への影響を防止できる。燃焼灰を、本体筒２から燃焼筒３に移動させ更には燃焼筒３の先端から外部に放出しやすいように、本体筒２は、水平もしくは前傾姿勢であることも好適である。

【0107】

（燃焼筒）
燃焼筒３は、本体筒２の先端に接続される。本体筒２の先端は、開口部３１を備えており、この開口部３１で燃焼筒３と繋がることで、本体筒２の内部空間と燃焼筒３の内部空間は連通する。本体筒２と、燃焼筒３は連結され一体構造で、内部空間が連結されることもあり得る。

【0108】

燃焼筒３は、本体筒２の先端に接続されて連通する内部空間を形成するので、燃焼筒３も本体筒２と同じように筒状であることが好ましい。この結果、本体筒２と燃焼筒３とが接続されている構造により、燃焼装置１は、全体として筒状の外形を有する。もちろん、筒状とは大まかな外形であって、不定形な形状が部分的に備わっていることでもよい。

【0109】

燃焼筒３の先端は、開口しており、燃焼材を延焼させた燃焼熱を外部に放出できる。加えて、燃焼材を燃焼させて生じる熱を外部に供給できる。

【0110】

燃焼材は、燃焼材供給路２１から本体筒２に供給される。本体筒２１では、着火装置２２によって内部に供給された燃焼材が燃やさられる。本体筒２では、第１空気供給部４〜第３空気供給部６によって空気が供給されて燃焼材を燃焼させる。

【0111】

このとき、本体筒２内部での温度は、燃焼筒３内部の温度よりも低い。このため、本体筒２では、燃焼材をガス化させることが優先される。ガス化が進んだ燃焼材が燃焼筒３に到達すると、より高い温度で燃焼材の残りが燃焼がされる。この高い温度での燃焼によって、燃焼材は最終的なガス化が優先されるように燃焼される。

【0112】

このガス化が優先される燃焼により、燃焼材は更に高い温度で燃焼し、高い燃焼熱を発生させる。燃焼筒３は、この高い燃焼熱を外部に放出することで、高い熱量を必要とするシステム等に熱量を供給できる。また、燃焼筒３の先端が開口していることで、燃焼筒３内部には空気が供給されやすく、多くの空気量を得ることで、高い燃焼熱の生成を実現できる。

【0113】

燃焼筒３は、本体筒２に接続されているので、本体筒２の姿勢と同様の姿勢を有する。例えば、本体筒２が水平の姿勢を有する場合には、燃焼筒３は、これに合わせて水平の姿勢となる。あるいは、本体筒２が下向きの傾斜を有する場合には、燃焼筒３も、これに合わせて下向きの傾斜となる。本体筒２と燃焼筒３とは、動作時においては、水平もしくは下向き傾斜となることが好ましい。

【0114】

燃焼筒３では、本体筒２よりも高い温度で燃焼材を燃焼するので、灰と燃焼熱を、先端の開口部から放出する。例えば、発電装置などが、この放出される燃焼熱を利用する。

【0115】

このように、燃焼装置１は、本体筒２での燃焼に続いて、より高い温度で燃焼筒３で燃焼させることで、より高い燃焼熱を得ることができる。加えて、燃焼によってクリンカなどを生じさせることを低減できる。

【0116】

すなわち、燃焼筒３は、本体筒２で燃え残った燃焼材や灰に対して、本体筒２よりも高い温度で燃焼させる。この燃焼方法によりより、燃焼材を溶融させてクリンカを発生させることを防止できる。ガス化を優先した最終燃焼を行い、残っている灰や炭素などを完全に燃焼する。この結果、燃焼筒３でも、クリンカの発生を抑えることができる。

【0117】

本体筒２から燃焼筒３にかけて、本体筒２での段階的な空気量の増加によって、燃焼材の燃焼開始から最終燃焼までが、リニアな温度上昇の中で、燃焼材が燃焼される。このような温度上昇の変化の繋がりの適正により、本体筒２から燃焼筒３において、クリンカの発生が抑制できる。特に、燃焼筒３での高い温度での最終燃焼が最終段階であることで、本体筒２内部の燃焼も安定性が高まり、本体筒２での燃焼でのクリンカの発生が抑制されやすくなる。本体筒２での段階的な空気量の調整と相まって、燃焼筒３での燃焼が、全体の燃焼を安定させる。

【0118】

このとき、上述の通り、供給された水分の蒸発により、燃焼熱を有する燃焼空気が増大して、燃焼筒３から放出される。

【0119】

（第１空気供給部〜第ｎ空気供給部）
本体筒２の外周には、第１空気供給部４〜第ｎ空気供給部が設けられる。図１、図２では、第１空気供給部４〜第３空気供給部６が設けられる。第１空気供給部４は、第１空気調整弁４１に接続しており、本体筒２内部に空気を供給できる。このとき、第１空気供給部４は、本体筒２の外周であって、根元側に設けられているので、第１空気供給部４は、本体筒２の根元側での内部空間に空気を供給する。

【0120】

本体筒２の外周には空気孔２５が設けられている。この空気孔２５の一部は、第１空気供給部４の設置位置に対応する場所に設けられている。この第１空気供給部４の設置位置に対応する空気孔２５が、第１空気供給部４からの空気を、本体筒２の内部空間に供給する。

【0121】

同様に、第２空気供給部５は、本体筒２の外周であって、第１空気供給部４より先端側に設けられている。第２空気供給部５の設置位置に対応する場所に、空気孔２５の一部が存在する。

【0122】

第２空気供給部５には、第２空気調整弁５１が接続されており、第２空気気調整弁５１は、空気を送り出す。この空気の送り出しによって、第２空気供給部５の設置位置に対応する空気孔２５から、本体筒２内部に空気が供給される。このとき、第２空気供給部５は、第１空気供給部４より先端側の位置において、本体筒２の内部に空気を供給する。

【0123】

同様に、第３空気供給部６は、本体筒２の外周であって、第２空気供給部５よりも先端側に設けられている。図１の場合では、本体筒２の最も先端側に、第３空気供給部６が設けられる。また、第３空気供給部６の設置位置に対応する場所に、空気孔２５の一部が存在する。

【0124】

第３空気供給部６には、第３空気気調整弁６１が接続されており、第３空気気調整弁６１は、空気を送り出す。この空気の送り出しによって、第３空気供給部６の設置位置に対応する空気孔２５から、本体筒２内部に空気が供給される。すなわち、本体筒２の最も先端において、第３空気供給部６が、本体筒２内部に空気を供給できる。

【0125】

このように、第１空気供給部４は、本体筒２の根元に空気を供給し、第２空気供給部５は、本体筒２の中央付近に空気を供給し、第３空気供給部６は、本体筒２の先端付近に空気を供給する。

【0126】

ここで、第１空気供給部４が供給する空気量より第２空気供給部５が供給する空気量が大きく、第２空気供給部５が供給する空気量より、第３空気供給部６が供給する空気量が大きい。すなわち、本体筒２には、根元、中央付近、先端付近の順で、多くなる空気量の空気が供給される。この結果、本体筒２内部での燃焼材の燃焼では、クリンカを発生させないようにできる。

【0127】

また、空気量が次第に上がっていくことで、燃焼温度も次第に上がっていく。この結果、燃焼材は、本体筒２内部で次第に燃焼度合いを進めるようになり、不完全燃焼なども生じにくい。また、次第に燃焼温度が上がっていくことで、本体筒２内部で、燃焼材の流動性が高まる。これも相まって、燃焼材が燃焼しつつ燃焼筒３に移動できる。

【0128】

このように、本体筒２においては、異なる空気量の供給で次第に空気量を増加させていくことで、燃焼材の燃焼をより確実に行える。また、高い燃焼温度にしながら、燃焼筒３に移動させつつ、ガス化を優先することで、クリンカも生じにくい。

【0129】

ここで、第１空気供給部４、第２空気供給部５および第３空気供給部６のそれぞれは、相互に独立て、本体筒２に空気を供給可能であることも好適である。第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、個別に第１空気気調整弁４１〜第３空気気調整弁６１を備えている。このため、独立して空気を供給可能である。

【0130】

独立して空気を供給可能であることで、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれで、供給する空気量を調整することが可能である。このとき、第１空気供給部４よりも第３空気供給部６の供給する空気量が多い前提で、その差分を調整できる。

【0131】

このような第１空気供給部４〜第３空気供給部６の空気量の相違によって、本体筒２内部においては、根元から先端に向かうにつれて供給される空気量が増加する。この結果、本体筒２内部において、根元から先端に向かうにつれて、燃焼熱が増加する。

【0132】

また、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれから供給される空気量は、最大もしくは合計において、燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる量であることが好ましい。このような空気量であることで、本体筒２内部ではクリンカが生じにくくなるからである。また、結果として、本体筒２の燃焼熱よりも、燃焼筒３での燃焼熱が高くなり、燃焼筒３に到達した燃焼材を、確実に燃焼し尽くすことができる。

【0133】

なお、本体筒２が回転することで、第１空気供給部４〜第３空気供給部６もこれに合わせて回転する。結果として、本体筒２内部の回転と空気の流入の回転とが相まって、本体筒２内部で燃焼材が拡散して、クリンカになりにくいメリットもある。

【0134】

また、本体筒２が回転するのに合わせて燃焼筒３も回転する。この回転で、燃焼筒３に到達する燃焼材も拡散されて、燃焼筒３内部での燃焼がより促進される。燃焼筒３での高い燃焼熱と相まって、燃焼筒３でも燃焼材が完全燃焼されて、クリンカなどの発生が抑えられる。

【0135】

さらに、空気孔２５は、本体筒２に対して斜めに設けられることも好適である。斜めであることで、空気孔２５から本体筒２内部に供給される空気は、旋回流（回転流）を生み出す。特に、本体筒２の円周に対して斜めであることで、旋回流を形成できる。

【0136】

（空気量の制御）
上述のように、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれは、本体筒２の外周を囲む筒状である。図３は、本発明の実施の形態１における第１空気供給部の斜視図である。図３に示されるように、第１空気供給部４は、筒状である。なお、第１空気気調整弁４１やその他の要素は、図の見易さのために省略している。

【0137】

第２空気供給部５、第３空気供給部６も、図３と同様の形状を有している。

【0138】

本体筒２は、その外周に沿って空気孔２５を有している。この空気孔２５は、本体筒２の内部空間と外部とに連通し、この連通する空気孔２５を通じて、第１空気供給部３などは、本体筒３内部に空気を送り込む。

【0139】

ここで、第１空気供給部４、第２空気供給部５、第３空気供給部６の順で、本体筒２に供給する空気量が増加する。この増加は、第１空気供給部４に備わる第１空気気調整弁４１などの制御によって実現されてもよい。あるいは、第１空気供給部４と本体筒２との間の空気孔２５の数もしくは体積、第２空気供給部５と本体筒２との間の空気孔２５の数もしくは体積、第３空気供給部６と本体筒２との間の空気孔２５の数もしくは体積、の差によって実現されてもよい。

【0140】

このように、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２の根元から先端に向かうにつれて増加する空気を供給する。この結果、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２内部の燃焼熱を、根元から先端に向かうにつれて上昇させることができる。

【0141】

実施の形態１の燃焼装置１は、燃焼材のクリンカを発生させることを抑制し、燃焼材を効率的に完全燃焼させて高い燃焼熱を生成できる。

【0142】

なお、空気供給部は、３つだけに限られず、第１空気供給部〜第ｎ空気供給部が備わっていてもよい。

【0143】

（中央水分供給部）
中央水分供給部３５は、図２のように本体筒２の根元に設けられて、本体筒２の内部空間に水分を供給する。本体筒２の内部空間では、燃焼材が燃焼している。この燃焼によって、内部空間では燃焼熱が発生する。この燃焼熱は、内部空間の断面において、中央付近、周辺において異なる温度の層を形成する。この異なる温度の層が形成されて内部空間での温度分布の不均一が大きくなると、クリンカやＮＯｘが発生しやすくなる。

【0144】

また、本体筒２の内部空間での燃焼熱が燃焼材の本来の最適な燃焼温度よりも高くなりすぎることでも、やはりクリンカやＮＯｘが発生しやすくなる。

【0145】

中央水分供給部３５は、内部空間に水分を供給して、内部空間での燃焼温度が高くなりすぎることを防止できる。加えて、中央水分供給部３５は、内部空間の中心軸の付近（断面における中央付近）に主として水分を供給できる。すなわち、内部空間の中心軸付近での燃焼熱の過剰な上昇を抑えることができる。後述の周辺水分供給部７〜９からの水分供給と相まって、内部空間での温度分布の不均一を抑えることもできる。

【0146】

中央水分供給部３５には、水分供給弁３２が接続されている。この水分供給弁３２が、中央水分供給部３５を介して供給される水分量を調整する。

【0147】

（周辺水分供給部）
周辺水分供給部７〜９は、図１のように本体筒２の側面に設けられ、側面の外部から本体筒２の内部空間に水分を供給する。このとき、本体筒２の内周付近（すなわち、中央より周辺）に、主として水分を供給する。本体筒２の内部空間は、燃焼材の本来の最適な燃焼温度よりも上昇しすぎることがある。

【0148】

周辺水分供給部７〜９は、中央水分供給部３５と同様に、本体筒２の内部空間に水分を供給することで、この過剰な燃焼温度の上昇を抑えることができる。また、内部空間の内周付近である周辺に水分を供給することで、内部空間の温度分布の不均一を抑制できる。例えば、内部空間の内周付近の温度が上がりすぎている場合に、周辺水分供給部７〜９は、この内周付近の温度上昇を主として抑えることができる。

【0149】

周辺水分供給部７〜９は、本体筒２の側面に設けられればよいが、図１のように、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の少なくとも一部に設けられてもよい。例えば、第１空気供給部４に周辺水分供給部７が設けられる。第２空気供給部５に、周辺水分供給部８が設けられる。第３空気供給部６に、周辺水分供給部９が設けられる。

【0150】

ここで、第１空気供給部４に設けられる空気孔２５を介してあるいはこれと並列に、周辺水分供給部７は、本体筒２の内部空間に水分を供給できる。同様に、第２空気供給部５に設けられる空気孔２５を介してあるいは並列に、周辺水分供給部８は、本体筒２の内部空間に水分を供給できる。第３空気供給部６に設けられる空気孔２５を介してあるいは並列に、周辺水分供給部９は、本体筒２の内部空間に水分を供給できる。

【0151】

このとき、周辺水分供給部７には、水分調節弁７１が設けられている。周辺水分供給部８には、水分調節弁８１が設けられている。周辺水分供給部９には、水分調節弁９１が設けられている。水分調節弁７１は、周辺水分供給部７から供給される水分量を調節する。水分調節弁８１は、周辺水分供給部８から供給される水分量を調節する。水分調節弁９１は、周辺水分供給部９から供給される水分量を調節する。

【0152】

水分調節弁７１〜９１の調節によって、周辺水分供給部７〜９から、本体筒２の内部空間に供給される水分量やその速度が調節され、過剰な温度上昇を抑えるために最適な水分の供給が実現できる。例えば、温度上昇が大きすぎる場合には、水分調節弁７１〜９１は、より多くの水分を供給して温度上昇を抑え、温度上昇がそこまで大きくない場合には、少ない水分量で温度上昇を抑える。

【0153】

（水ノズル）
また、図１、図２に示されるように、水ノズル３５１が更に設けられることも好適である。水ノズル３５１は、燃焼材に直接的に水を付与する。水を付与することで、燃焼材の温度を下げて、より温度上昇を抑えることができる。

【0154】

図１では、周辺水分供給部７〜９は、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の一部に設けられているが、第１空気供給部４〜第３空気供給部６とは、異なる場所に設けられてもよい。図１のように、空気孔２５を空気と水分の供給で兼用することで、本体筒２の構造をシンプルにすることができる。

【0155】

中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９の少なくとも一部は、霧状の水分を供給することも好適である。霧状での水分供給により、少量の水分で温度低下を実現しやすいからである。霧状であることで、供給された水分が大きな体積で燃焼空気と接触して燃焼熱を奪うからである。

【0156】

また、水分の蒸発も容易であり、燃焼空気の体積増加を実現しやすくなるからである。

【0157】

（実施の形態２）

【0158】

次に実施の形態２について説明する。

【0159】

（空気供給部の回転）
本体筒２の回転とは独立して、第１空気供給部４〜第３空気供給部６のそれぞれが、本体筒２の外周とは独立して、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、本体筒２内部に空気を供給可能である。

【0160】

なお、本体筒２との相対的な位置を変えずに、第１空気供給部４〜第３空気供給部６より空気孔２５から供給される。本体筒２は回転していることもあり、本体筒２が回転していないこともありえる。

【0161】

この回転しながら空気孔２５からの空気供給によって、本体筒２内部から燃焼筒３内部において、回転流を形成できる。これは、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の空気孔２５の傾斜によるものであったり本体筒２の回転によるものであったり、両方の回転によるものであったりする。

【0162】

回転流は、本体筒２内部で燃焼した燃焼材を、燃焼筒３に運搬できる。また、本体筒２内部で、燃焼材を拡散できる。このような作用で、本体筒２内部に燃焼しきれていない燃焼材が残ってしまったり、クリンカが生じてしまったりすることを抑制できる。

【0163】

また、回転流によって、本体筒２から燃焼筒３に供給された空気の積分量が移動できる。この移動によって、燃焼筒３には多くの空気量が供給されて、高い燃焼熱を実現できる。実施の形態１で説明したメカニズムと合わせて、燃焼筒３での燃焼熱は、本体筒２での燃焼熱よりも高い。

【0164】

また、空気孔２５は、本体筒２の円周に対して斜めに形成されることも好適である。斜めに形成されることで、空気孔２５から供給される空気は、本体筒２の内部空間で回転流（旋回流）を形成しやすくなる。更には、斜めに形成された空気孔２５から供給される空気は、内部空間全体に広がりやすくなり、本体筒２での燃焼温度を、断面において一様にさせやすくなる。

【0165】

（水分供給部の独立性）
中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９のそれぞれは、独立して動作可能であることが好適である。これらは、本体筒２の内部空間の燃焼温度の過剰な上昇を抑制するために水分を供給する。このとき、内部空間の中心軸付近であったり、内周付近であったり、根元付近であったり、先端付近であったり、領域によって過剰な温度上昇の度合いが異なることがある。

【0166】

この領域によって異なる過剰な温度上昇の度合いに合わせて、中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９のいずれかが、適切な水分量の水分を供給する。このために、これらは、独立して動作可能であることが好ましい。

【0167】

この独立した水分供給と上述した第１空気供給部４〜第３空気供給部６からの空気供給によって、本体筒２における燃焼材の燃焼温度を、燃焼材のガス化を溶融よりも優先できる温度に維持できる。この結果、クリンカやＮＯｘの発生を抑えることができる。

【0168】

（周辺水分供給部の回転）
上述のように、第１空気供給部４〜第３空気供給部６は、回転可能である。同様に、周辺水分供給部７〜９も回転可能であることも好適である。周辺水分供給部７〜９は、第１空気供給部４〜第３空気供給部６の回転に合わせて回転できることで、回転しながら、水分を内部空間に供給できる。

【0169】

内部空間の内周は、本体筒２の内部全体に存在する。周辺水分供給部７〜９が回転しながら水分を供給することで、本体筒２の内部全体に、万遍なく水分を供給できる。万遍なく水分が供給できることで、本体筒２の内部空間における内周付近の過剰な温度上昇を、適切に抑えることができる。

【0170】

（温度測定と合わせた水分供給）
中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９のそれぞれは、本体筒２の内部空間での過剰な燃焼温度の上昇を抑制する。中央水分供給部３５は、内部空間の中心軸付近（中央付近）の温度上昇を、主として抑制する。このとき、この中心軸付近の燃焼温度が、燃焼材本来の燃焼温度よりも高くなっている場合に、温度上昇を抑制することが求められる。温度上昇の抑制のために、中央水分供給部３５は、水分を内部空間の中心軸付近に供給するからである。

【0171】

燃焼装置１は、本体筒２の内部空間の中心軸付近の温度である中心温度を測定する中心温度測定部１１０を更に備える。同様に、本体筒２の内部空間の内周付近の温度である周辺温度を測定する周辺温度測定部１００を更に備える。更に、図４のように、燃焼装置１は、中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９からの水分供給を制御する、制御部２００を備えることも好適である。

【0172】

図４は、本発明の実施の形態２における燃焼装置の模式図である。

【0173】

中心温度測定部１１０は、測定した中心温度を、制御部２００に出力する。同様に、周辺温度測定部１００は、測定した周辺温度を、制御部２００に出力する。この結果、制御部２００は、本体筒２の内部空間での中心軸付近の温度や内周付近の温度を把握できる。言い換えれば、内部空間の領域による過剰な温度上昇を把握できる。

【0174】

制御部２００は、中心温度および周辺温度の少なくとも一方に基づいて、中央水分供給部３５および周辺水分供給部７〜９の少なくとも一部の水分供給を制御できる。

【0175】

制御部２００は、中心温度が所定値以上である場合には、中央水分供給部３５から、本体筒２の内部空間に水分を供給させる。具体的には、制御部２００は、水分調節弁３２を開いて、必要となる量の水分を、中央水分供給部３５から内部空間に供給させる。

【0176】

中心温度が所定値以上であるということは、本体筒２の内部空間における中央付近での燃焼温度が上がりすぎていることを示している。この所定値は、例えば、燃焼材の最適燃焼温度に基づいて定められる。最適燃焼温度よりもある温度以上を所定値とすると、中心温度が最適燃焼温度をある温度以上となっている場合には、中央付近での燃焼温度が高すぎて、クリンカの発生の懸念がある状態である。

【0177】

制御部２００は、この場合には、水分調節弁３２を開いて、中央水分供給部３５から本体筒２の内部空間における中心軸付近に水分を供給させる。この水分供給により、中心軸付近の燃焼温度の過剰な上昇を抑制できる。

【0178】

また、制御部２００は、水分調節弁３２からの水分量を調節することで、中心温度に応じた最適な量の水分を、中央水分供給部３５から供給させることができる。この結果、最適燃焼温度を維持しやすくなる。

【0179】

同様に、制御部２００は、周辺温度が所定値以上である場合には、周辺水分供給部７〜９から、本体筒２の内部空間に水分を供給させる。具体的には、制御部２００は、水分調節弁７１〜９１を開いて、必要となる量の水分を、周辺水分供給部７〜９から、内部空間に供給させる。

【0180】

周辺温度が所定値以上であるということは、本体筒２の内部空間における内周付近での燃焼温度が上がりすぎていることを示している。この所定値は、例えば、燃焼材の最適燃焼温度に基づいて定められる。最適燃焼温度よりもある温度以上を所定値とすると、中心温度が最適燃焼温度をある温度以上となっている場合には、内周付近（中心軸の周辺）での燃焼温度が高すぎて、クリンカの発生の懸念がある状態である。

【0181】

制御部２００は、この場合には、水分調節弁７１〜９１を開いて、周辺水分供給部７１〜９１から本体筒２の内部空間における内周付近に水分を供給させる。この水分供給により、内周付近の燃焼温度の過剰な上昇を抑制できる。

【0182】

また、制御部２００は、水分調節弁７１〜９１からの水分量を調節することで、周辺温度に応じた最適な量の水分を、周辺水分供給部７１〜９１から供給させることができる。この結果、最適燃焼温度を維持しやすくなる。

【0183】

制御部２００の制御によって、本体筒２の内部空間における中心軸付近（断面における中央付近）および内周付近（断面における周辺付近）のそれぞれの燃焼温度を、最適燃焼温度に近く維持できるようになる。特に、それぞれの領域での過剰な温度上昇を個別に制御できる。この個別の制御により、本体筒２の内部空間の、領域によって異なって生じうる過剰な温度上昇を、適切に抑制できる。これらの結果、本体筒２の内部空間全体での過剰な燃焼温度の上昇を抑制できると共に、領域による燃焼温度の過剰な不均一を抑えることもできる（断面方向での）。

【0184】

このように、制御部２００は、実際の温度測定に基づいて、水分供給を制御して、過剰な燃焼温度の上昇を抑制できる。この抑制の結果、クリンカやＮＯｘの発生を抑制しつつ、水蒸気や加熱蒸気を含んで増大した体積を有する燃焼空気を、供給できるようになる。

【0185】

（燃焼材）
燃焼材は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む。これらの燃料は入手が容易であると共に、環境負荷も低いからである。

【0186】

以上のように、実施の形態２における燃焼装置１は、クリンカの発生などをより抑制できる。また、燃焼装置１内部で徐々に燃焼効率を上げながら燃焼材を燃焼できるので、物理的負荷を抑制して、高い燃焼熱を得ることができる。

【0187】

この高い燃焼熱は、様々な用途に利用できる。

【0188】

以上、実施の形態１〜２で説明された燃焼装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

【符号の説明】

【0189】

１ 燃焼装置
２ 本体筒
２１ 燃焼材供給路
２２ 着火装置
２５ 空気孔
２６ 空気供給路
２７ 灰排出部
３ 燃焼筒
４ 第１空気供給部
４１ 第１空気調整弁
５ 第２空気供給部
５１ 第２空気調整弁
６ 第３空気供給部
６１ 第３空気調整弁
７、８、９ 周辺水分供給部
３５ 中央水分供給部
３５１ 水ノズル
３２、７１、８１、９１ 水分調節弁
２００ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】