特許 7256577 固形燃料の燃焼装置

(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】

(24)【登録日】2023-04-04

(45)【発行日】2023-04-12

(54)【発明の名称】固形燃料の燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   F23B 30/02 20060101AFI20230405BHJP

【ＦＩ】

F23B30/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022506691

(86)(22)【出願日】2021-03-01

(86)【国際出願番号】 JP2021007787

(87)【国際公開番号】W WO2022185392

(87)【国際公開日】2022-09-09

【審査請求日】2022-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】501277253

【氏名又は名称】株式会社イクロス

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】弁理士法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】沖米田 浩朗

(72)【発明者】

【氏名】谷村 祐司

(72)【発明者】

【氏名】山本 光治

【審査官】小川 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２２５５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９１５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０９４１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３８７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０７９８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５９６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１１７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２５９００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００９１１９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｂ ３０／０２

Ｆ２３Ｂ ６０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の固形燃料を燃焼部へ供給して燃焼により燃焼熱を得る固形燃料の燃焼装置であって、
前記燃焼部は、
前記複数の固形燃料を燃焼する第１燃焼室と、
前記複数の固形燃料を前記第１燃焼室へ供給するための供給部と、
前記第１燃焼室の下面部を形成し、前記供給部から供給された前記複数の固形燃料を前記下面部において旋回させるターンテーブル部と、
前記ターンテーブル部上の前記第１燃焼室に設置され、前記ターンテーブル部の周端部から前記ターンテーブル部の中心付近に向けて延長している攪拌回転軸に接続されて回転する螺旋状プロペラの攪拌羽根または前記ターンテーブル部の前記周端部から前記ターンテーブル部の中心付近に向けて延長している長尺の板状物を備え、前記ターンテーブル部上に蓄積された前記複数の固形燃料を前記ターンテーブル部の前記周端部から中心付近に移動させて固形燃料を山状に変化させ蓄積するように攪拌する攪拌部と、を備える
ことを特徴とする固形燃料の燃焼装置。

【請求項2】

前記第１燃焼室は円筒形状であり、前記供給部は前記ターンテーブル部の周端部へ前記複数の固形燃料を供給する請求項１に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項3】

前記ターンテーブル部に前記複数の固形燃料の燃焼灰が落下する穴部が形成され、
前記ターンテーブル部の下方に燃焼灰排出部が備えられる請求項１に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項4】

前記ターンテーブル部の下部に集塵部が備えられ、
前記集塵部は前記ターンテーブル部から落下した前記燃焼灰をかき寄せる請求項３に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項5】

前記第１燃焼室の上部に前記複数の固形燃料の燃焼により生じる火炎が上昇するための第２燃焼室が備えられる請求項１に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項6】

前記第２燃焼室に前記複数の固形燃料の燃焼のための空気供給のための空気供給部が備えられる請求項５に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項7】

前記集塵部に、排出回転軸に接続されて回転する螺旋状プロペラの排出羽根を備える焼成灰排出部が備えられる請求項４に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項8】

前記複数の固形燃料の燃焼時に生じた燃焼煙を撮影する燃焼煙撮影部と、
前記供給部から前記第１燃焼室へ供給する前記複数の固形燃料の量を制御する燃料量制御部が備えられ、
前記燃料量制御部は前記燃焼煙撮影部により撮影した前記燃焼煙の色から前記複数の固形燃料の燃焼量を判断して、前記供給部から前記第１燃焼室へ供給する前記複数の固形燃料の量を制御する請求項１に記載の固形燃料の燃焼装置。

【請求項9】

前記複数の固形燃料の燃焼時に生じた燃焼煙を撮影する燃焼煙撮影部と、
前記空気供給部から前記第２燃焼室へ供給する空気量を制御する空気量制御部が備えられ、
前記空気量制御部は前記燃焼煙撮影部により撮影した前記燃焼煙の色から前記複数の固形燃料の燃焼量を判断して、前記空気供給部から前記第２燃焼室へ供給する前記空気量を制御する請求項６に記載の固形燃料の燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は固形燃料の燃焼装置に関し、特に可燃性の固形の廃棄物を燃料として燃焼し熱を得るための固形燃料の燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂（プラスチック）等の可燃性の固形の廃棄物は、ＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ Ｆｕｅｌ）の原料として利用されてきた。廃棄物であっても容易に焼成装置内において燃焼し、既存のコークス等と同程度の熱量を得ることができる。また、もとより廃棄物を固形燃料として処理するため、新規に重油、天然ガス等の燃料を燃焼する場合よりも、全体的に二酸化炭素の発生量の低減が期待される。

【0003】

ＲＰＦ等の固形燃料を焼成装置内において燃焼する際、固形燃料は装置（焼成炉）内での流動性に乏しく、また、固形燃料の焼成後には焼成灰も生じる。そのため、単純に固形燃料を焼成装置内に投入するのみでは焼成装置（焼成炉）内の固形燃料の燃焼効率が低下する。また、焼成灰を適度に除去しなければ焼成装置を安全に運転することができない。

【0004】

そこで、固形燃料の供給、焼成灰の除去に関する改善を取り入れた焼成装置が提案されている（例えば、特許文献１、２等）。しかしながら、各特許文献に記載の焼成装置によると、焼成装置の内部への固形燃料の供給、固形燃料の焼成後の焼成灰の除去について必ずしも十分ではなく、さらなる改善が望まれていた。加えて、焼成装置の機構が複雑化すると、固形燃料の供給の機構等が焼成装置内の固形燃料の焼成時に熱曝露され、装置の耐久性が低下しやすくなる。そのため、現状の焼成装置における装置改善は捗っていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２１１２５５号公報

【文献】特開２００８－２６１５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

発明者は、鋭意検討を重ねた結果、焼成時に熱曝露を回避した固形燃料の供給、焼成装置内部での固形燃料の移動の確保、焼成灰の除去について有効な構成を得て新規の固形燃料の燃焼装置を完成させるに至った。

【0007】

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、樹脂（プラスチック）等の可燃性の固形の廃棄物を固形燃料として用いる固形燃料の燃焼装置において、固形燃料の供給に関する部位が焼成時の熱曝露により損傷することを回避し、焼成装置内部での固形燃料の移動を良好とする固形燃料の燃焼装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち、実施形態の固形燃料の燃焼装置は、複数の固形燃料を燃焼部へ供給して燃焼により燃焼熱を得る固形燃料の燃焼装置であって、燃焼部は、固形燃料を燃焼する第１燃焼室と、複数の固形燃料を第１燃焼室へ供給するための供給部と、第１燃焼室の下面部を形成し、供給部から供給された複数の固形燃料を下面部において旋回させるターンテーブル部と、ターンテーブル部に蓄積された固形燃料をターンテーブル部上において攪拌する攪拌部とを備えることを特徴とする。

【0009】

さらに、第１燃焼室は円筒形状であり、供給部はターンテーブル部の周端部へ複数の固形燃料を供給することとしてもよい。

【0010】

さらに、ターンテーブル部に複数の固形燃料の燃焼灰が落下する穴部が形成され、ターンテーブル部の下方に燃焼灰排出部が備えられることとしてもよい。

【0011】

さらに、ターンテーブル部の下部に集塵部が備えられ、集塵部はターンテーブル部から落下した燃焼灰をかき寄せることとしてもよい。

【0012】

さらに、第１燃焼室の上部に複数の固形燃料の燃焼により生じる火炎が上昇するための第２燃焼室が備えられることとしてもよい。

【0013】

さらに、第２燃焼室に複数の固形燃料の燃焼のための空気供給のための空気供給部が備えられることとしてもよい。

【0014】

さらに、攪拌部は攪拌羽根または長尺の板状物を備え、ターンテーブル部に蓄積している固形燃をターンテーブル部の中心付近に移動させることとしてもよい。

【0015】

さらに、複数の固形燃料の燃焼時に生じた燃焼煙を撮影する燃焼煙撮影部と、供給部から第１燃焼室へ供給する固形燃料の量を制御する燃料量制御部が備えられ、燃料量制御部は燃焼煙撮影部により撮影した燃焼煙の色から複数の固形燃料の燃焼量を判断して、供給部から第１燃焼室へ供給する複数の固形燃料の量を制御することとしてもよい。

【0016】

さらに、複数の固形燃料の燃焼時に生じた燃焼煙を撮影する燃焼煙撮影部と、空気供給部から第２燃焼室へ供給する空気量を制御する空気量制御部が備えられ、空気量制御部は燃焼煙撮影部により撮影した燃焼煙の色から複数の固形燃料の燃焼量を判断して、空気供給部から第２燃焼室へ供給する空気量を制御することとしてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の固形燃料の燃焼装置は、複数の固形燃料を燃焼部へ供給して燃焼により燃焼熱を得る固形燃料の燃焼装置であり、燃焼部は、固形燃料を燃焼する第１燃焼室と、複数の固形燃料を第１燃焼室へ供給するための供給部と、第１燃焼室の下面部を形成し、供給部から供給された複数の固形燃料を下面部において旋回させるターンテーブル部と、ターンテーブル部に蓄積された固形燃料をターンテーブル部上において攪拌する攪拌部とを備えるため、可燃性の固形の廃棄物からなる固形燃料の供給に関する部位が焼成時の熱曝露により損傷することを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態の固形燃料の燃焼装置の全体側面模式図である。

【図2】燃焼部の平面図である。

【図3】燃焼部の第１側面模式図である。

【図4】燃焼部の第２側面模式図である。

【図5】ターンテーブル部の部分分解図である。

【図6】第２燃焼室の平面図である。

【図7】燃焼により生じた旋回流を示す固形燃料の燃焼装置の全体側面模式図である。

【図8】固形燃料の燃焼装置の制御部を示す概略ブロック図である。

【図9】固形燃料の燃焼装置の制御の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

実施形態の固形燃料の燃焼装置は、樹脂（プラスチック）、紙等の固形の可燃性廃棄物を圧縮して得たＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ Ｆｕｅｌ）と称される可燃物を固形燃料として用いる。当該固形燃料は燃焼装置内に投入され燃焼装置内にて燃焼され燃焼熱が発生する。固形燃料はそれ自体が燃焼するよりも、固形燃料が加熱されることにより当該固形燃料から可燃性ガスが発生する。そして、可燃性ガスに引火して火炎が生じ燃焼熱として回収される。発生した燃焼熱はボイラ等の水蒸気発生のための熱交換器に供給される他、燃焼熱そのものが加熱、乾燥、暖房等に用いられる。このように、実施形態の固形燃料の燃焼装置はＲＰＦの固形燃料から燃焼熱を得るための装置である。

【0020】

特に、ＲＰＦの固形燃料は、廃棄物となる樹脂（プラスチック）、紙等を主原料としていることから、燃焼効率がよい。さらに、実施形態の固形燃料の燃焼装置は可燃性の廃棄物の処理を行うことができる。そのため、新規に重油、天然ガス等の燃料を燃焼する場合よりも、熱量の生成に際し、二酸化炭素の発生量の低減が期待される。自明ながら、固形燃料は何個も燃焼装置内に投入される。そのため、単に固形燃料と記載する場合であっても、その意味は複数の（複数個の、複数量の）固形燃料である。

【0021】

図１は実施形態の固形燃料の燃焼装置１の全体側面模式図である。固形燃料の燃焼装置１は、燃焼部１０の主要部分であり固形燃料が搬入され燃焼する第１燃焼室１１を備える。第１燃焼室１１の直上に、順に第２燃焼室５２、第３燃焼室５３、接続室５１が備えられる。第２燃焼室５２と第３燃焼室５３は、第１燃焼室１１において固形燃料の燃焼により生じた火炎を増幅させて燃焼熱量を増加させるための空間である。実施形態の固形燃料の燃焼装置１において、第１燃焼室１１、第２燃焼室５２、第３燃焼室５３はいずれも円筒形状である。後述するように、熱流が旋回しながら上昇する上で都合がよいためである。接続室５１は生成した燃焼熱を、ボイラの熱交換器または熱移送の配管（ともに図示せず）に接続するための空間である。なお、第３燃焼室５３は固形燃料の燃焼装置１自体の規模により省略されることもある。

【0022】

実施形態の燃焼部１０は、主に、搬入された固形燃料を燃焼する第１燃焼室１１、固形燃料を第１燃焼室１１へ供給する供給部１２、第１燃焼室１１の下面部１７を形成するとともに同下面部１７を旋回させるターンテーブル部２０、搬入された固形燃料を攪拌する攪拌部３０を備える。

【0023】

ターンテーブル部２０には固形燃料の焼成灰が落下する穴部２２（図５参照）が形成されている。第１燃焼室１１の下面部１７に設置されたターンテーブル部２０の下方に集塵室１８が形成される。

【0024】

ターンテーブル部２０の下方の集塵室１８には焼成灰排出部４２は備えられる。集塵室１８に落下した焼成灰は焼成灰排出部４２により、焼成灰回収箱４５へ搬送される。

【0025】

図１に示す固形燃料の燃焼装置１において、集塵室１８及び第１燃焼室１１さらにはその上部構造物は脚部１９により支えられる。ターンテーブル部２０はターンテーブル軸部２６に接続され、旋回モータＭ４により駆動される。焼成灰排出部４２は排出モータＭ３により駆動される。

【0026】

図１の固形燃料の燃焼装置１の全体側面模式図に図２の燃焼部１０の平面図を加えて各部の構成を説明する。供給部１２は、供給回転軸１３と、当該供給回転軸１３に螺旋状に装着された供給羽根１４を備える。供給羽根１４は、いわゆる、アルキメデスのスクリュー、アルキメデスの螺旋等と称される螺旋状プロペラである。供給回転軸１３及び供給羽根１４は供給モータＭ１により回転する。ＲＰＦの固形燃料は供給口１５（ホッパ）から供給部１２内に投入される。そして、供給モータＭ１が駆動して供給回転軸１３及び供給羽根１４が回転することにより、固形燃料は供給羽根１４を通じて供給口１５の位置から供給部１２の先端へ移動し、供給部１２の先端から第１燃焼室１１の内部に落下する。

【0027】

図２から理解されるように、供給部１２の先端は第１燃焼室１１に対して深く進入せず、ほぼ内壁面の位置に留まる。従って、供給部１２の先端はターンテーブル部２０の周端部２１の直上の位置となる。供給部１２の先端が第１燃焼室１１に対して深く進入しないことにより、供給部１２（供給回転軸１３及び供給羽根１４）が熱損傷しにくくなり、燃焼装置１における部品交換の頻度は低下する。図２に示されるターンテーブル部２０は、交換のために分解可能である。そこで、ターンテーブル部２０に示される線状の箇所は、切り離し部分を示す。

【0028】

図３の側面模式図から理解されるように、固形燃料Ｒが供給部１２の先端の位置から投下され続けると、第１燃焼室１１においてターンテーブル部２０の周端部２１に堆積することになる。そのため、ターンテーブル部２０の上面に堆積した固形燃料Ｒの偏りを移動させる必要がある。そこで、固形燃料の燃焼装置１は攪拌部３０を備える。

【0029】

攪拌部３０は、攪拌回転軸３１と、当該攪拌回転軸３１に螺旋状に装着された攪拌羽根３２を備える。攪拌羽根３２は、いわゆる、アルキメデスのスクリュー、アルキメデスの螺旋等と称される螺旋状プロペラである。攪拌回転軸３１及び攪拌羽根３２は攪拌モータＭ２により回転する。固形燃料Ｒが供給部１２から投入されると、固形燃料Ｒは第１燃焼室１１の下面部１７の一部に偏って蓄積する。ターンテーブル部２０が旋回するにしても、ターンテーブル部２０の周端部２１に堆積することに変わりない。そこで、ターンテーブル部２０の周端部２１に堆積している固形燃料Ｒは攪拌部３０の攪拌羽根３２を通じてターンテーブル部２０の中心付近に移動される。

【0030】

図１より、攪拌部３０の攪拌羽根３２は、第１燃焼室１１の下面部１７に配置されたターンテーブル部２０から上向きに僅かな間隔を設けて設置されている。また、図２より、攪拌部３０の攪拌羽根３２はターンテーブル部２０の周端部２１からターンテーブル部２０の中心付近に向けて延長している。図４の側面模式図から理解されるように、攪拌部３０の攪拌羽根３２により掻き取られた固形燃料Ｒはターンテーブル部２０の周端部２１から中心付近に移動される。同時に、ターンテーブル部２０自体も第１燃焼室１１の下面部１７において旋回している。

【0031】

そこで、ターンテーブル部２０の周端部２１のいずれの場所に蓄積している固形燃料であっても、攪拌部３０の動作とターンテーブル部２０の回転を通じて、絶えず固形燃料はターンテーブル部２０の周端部２１から中心付近へ寄せられ、固形燃料の蓄積（堆積）は山状に変化する（図３から図４に至る固形燃料の位置の変化が参照される。）。

【0032】

攪拌部３０の位置は、攪拌の性能発揮の観点から、ターンテーブル部２０の中心方向に進入する。この場合、攪拌部３０の攪拌回転軸３１及び攪拌羽根３２は固形燃料の燃焼熱（火力）に熱曝露される。しかしながら、固形燃料の燃焼熱はターンテーブル部２０の周端部２１付近の位置では攪拌部３０を損傷するほど高温にはならない。むしろ、第１燃焼室１１の上部、さらにはその上方ほど高温となる。従って、ターンテーブル部２０付近に配置される攪拌部３０は固形燃料の燃焼による熱損傷からの影響は少ない。

【0033】

加えて、攪拌部３０は固形燃料の燃焼時においても当該固形燃料の移動を可能とする。従って、未燃焼状態の固形燃料は攪拌部３０によりターンテーブル部２０上で移動させられる。そして、移動した場所で未燃焼状態の固形燃料は完全に燃焼できるようになる。このことからも、攪拌部３０が備えられることにより、攪拌部３０は第１燃焼室１１内に搬入された固形燃料の燃焼効率を向上させることに寄与している。

【0034】

攪拌部３０の攪拌回転軸３１に装着された攪拌羽根３２について、正回転の回転方向では、上述のとおり、固形燃料はターンテーブル部２０の中心付近に移動される。ここで、攪拌部３０は、攪拌羽根３２の回転方向を逆にすること（逆回転）ができる。攪拌羽根３２を逆回転させると、ターンテーブル部２０上に残留する固形燃料の燃え残りの焼成灰（クリンカー等）は掻き出され、燃焼部１０（第１燃焼室１１）から排出される。

【0035】

攪拌部３０の他の形態として、攪拌回転軸３１及び攪拌羽根３２の代替として長尺の板状物（図示せず）を採用することができる。なお、長尺の棒状物としても良い。長尺の板状物は、第１燃焼室１１の攪拌部３０と同様の位置から第１燃焼室１１の内部に挿入される。長尺の板状物を第１燃焼室１１の内部に挿入する際の位置、角度、挿入する長さは適宜調節される。攪拌部３０を長尺の板状物とすることによっても、ターンテーブル部２０の回転を通じて、絶えず固形燃料はターンテーブル部２０の周端部２１から中心付近へ寄せられる。

【0036】

図１の全体側面模式図（図３及び図４の側面模式図）から理解されるように、第１燃焼室１１の下面部１７（ターンテーブル部２０）の下方に集塵室１８が形成される。ここで、図５の部分分解図はターンテーブル部２０を概ね半分切り欠いて示しており、図示の紙面下半分側はターンテーブル部２０のみを示し、上半分側はターンテーブル部２０の直下の集塵室１８内を示す。

【0037】

ターンテーブル部２０の板面には多数の穴部２２が形成されている。使用される固形燃料Ｒ（図３及び図４参照）はおよそ３ないし７ｃｍの不定形な塊状物である。固形燃料の第１燃焼室１１における焼成による燃え残りは焼成灰Ａｓとなる。そこで、焼成灰Ａｓは、穴部２２を通過して、ターンテーブル部２０の直下の集塵室１８に落下する。穴部２２の形状は丸型、正方形、さらには、長尺のスリット状等の適宜である。また、穴部２２の配置はターンテーブル部２０の中心から放射状、円弧状等の適宜である。

【0038】

ターンテーブル部２０の下部のターンテーブル軸部２６には集塵部４０が接続されている（図５参照）。集塵部４０は集塵室１８の底面に接する板状の部材であり、集塵室１８の内側の底面の半径に相当する長さを有する（図１、図３、図４参照）。集塵室１８に落下した焼成灰Ａｓは、旋回モータＭ４によるターンテーブル部２０（ターンテーブル軸部２６）の回転に連動して旋回する集塵部４０により、集塵室１８の底面全体でかき寄せられる。そして、集められた焼成灰Ａｓは集塵口４１から焼成灰排出部４２へ誘導される。

【0039】

図１、図３、及び図４参照のとおり、焼成灰排出部４２は排出回転軸４４に螺旋状に装着された排出羽根４３を備える。排出羽根４３は、いわゆる、アルキメデスのスクリュー、アルキメデスの螺旋等と称される螺旋状プロペラである。排出回転軸４４及び排出羽根４３は排出モータＭ３により回転する。そこで、集塵口４１から落下して焼成灰排出部４２に入った焼成灰Ａｓは効率良く排出羽根４３を通じて焼成灰排出口４６から焼成灰回収箱４５へ投下される。

【0040】

実施形態の固形燃料の燃焼装置１によると、ターンテーブル部２０は１分間に１回転する回転速度により旋回駆動される。むろん、装置自体の大きさにより回転速度は適宜である。ターンテーブル部２０の旋回駆動は、固形燃料の搬入とターンテーブル部２０上での固形燃料の山形への成形時、及び燃焼後の焼成灰の除去時である。むろん、固形燃料の第１燃焼室１１への搬入が連続的である場合には、常時ターンテーブル部２０は旋回駆動される。

【0041】

図１参照のとおり、実施形態の固形燃料の燃焼装置１は、第１燃焼室１１の上部に第２燃焼室５２と第３燃焼室５３を備える。加熱された固形燃料から生じた可燃性ガスの燃焼時、その燃焼効率を高めるため、燃焼装置１の外部から空気が供給される。具体的には、図６の平面図のとおり、第２燃焼室５２に空気供給部が備えられる。実施形態では、第１空気供給部５５と第２空気供給部５６が備えられる。空気は、第１空気供給部５５と第２空気供給部５６の両方から第２燃焼室５２内に進入する。進入する空気の風圧が契機となり、図６中の円弧状の矢印のとおり、第１燃焼室１１を含めて第２燃焼室５２の内部に火炎の旋回流（火炎の渦、熱流）が生じる。

【0042】

固形燃料（可燃性ガス）の燃焼により生じる火炎の旋回流は、第１燃焼室１１、第２燃焼室５２に広がる。そして、図７の全体側面模式図のとおり、円弧状の矢印により示される火炎の旋回流は第１燃焼室１１、第２燃焼室５２、第３燃焼室５３と垂直に上昇する。このように、第１燃焼室１１に蓄積した固形燃料から、第２燃焼室５２及び第３燃焼室５３に達するまでの高さに火炎は成長し、火炎の旋回流が生じる。上昇する火炎の大きさに比して火炎の上方側の温度は高温となる。従って、重量当たりの固形燃料から得ることのできる燃焼熱を多くするためには、第１燃焼室１１の上方に第２燃焼室５２、さらには、第３燃焼室５３を備えることが望ましい。

【0043】

一連の説明及び図示から、実施形態の固形燃料の燃焼装置１における固形燃料の効率的な燃焼について述べた。これより、実施形態の固形燃料の燃焼装置１における燃焼条件の制御の機構について説明する。実施形態の固形燃料の燃焼装置１の例においては、固形燃料の燃焼時に発生する燃焼煙の色（黒色、白色、無色等）が識別されて、固形燃料の燃焼状態の良否（完全燃焼または不完全燃焼）が判定され、固形燃料の供給量、空気の供給量が制御される。

【0044】

図８は、実施形態の固形燃料の燃焼装置１に実装される制御部１００の概略構成を示すブロック図である。制御部１００の構成は、各種の信号受信、演算実行、記憶、動作制御等に必要なマイクロコンピュータ等のハードウェアからなり、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、記憶部１０４、Ｉ／Ｏ１０５（インプット／アウトプットインターフェイス）等を実装している。

【0045】

図８の制御部１００（コンピュータ）の各機能部をソフトウェアにより実現する場合、制御部１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行することで実現される。このプログラムを格納する記録媒体は、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、このプログラムは、当該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワーク、放送波等）を介して固形燃料の燃焼装置１の制御部１００に供給されてもよい。

【0046】

制御部１００の記憶部１０４は、ＨＤＤまたはＳＳＤ等の公知の記憶装置である。記憶部１０４は外部のサーバ（図示せず）としても良い。記憶部１０４は、各種のデータ、情報、プログラム、同プログラムの実行に必要な各種のデータ等を記憶する。また、各種の算出、演算等の演算実行する機能部はＣＰＵ１０１等の演算素子である。加えて、キーボード、マウス等の入力装置（図示せず）、表示部（図示しないディスプレイ等の表示装置）、データ類を出力する出力装置等も適式に制御部１００のＩ／Ｏ１０５に接続されてもよい。

【0047】

燃焼煙撮影部１１０は、公知のＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳイメージセンサ等である。第１燃焼室１１において固形燃料が燃焼している際に発生する燃焼煙Ｋの色（黒色、白色、無色等）を撮影する。そして、燃焼煙の色の上方は制御部１００へ送信される。

【0048】

燃料量制御部は、図８における攪拌部３０の供給モータＭ１である。供給モータＭ１の供給回転軸１３及び供給羽根１４の回転速度が増減制御されることにより、攪拌部３０から第１燃焼室１１へ供給される固形燃料の量が増減する。

【0049】

空気量制御部は、図８における空気供給機Ｆである。空気供給機Ｆは公知の送風機等であり、実施形態では第１空気供給部５５と第２空気供給部５６に対して空気（酸素）を供給する。空気供給機Ｆからの第２燃焼室５２へ供給する空気量が増減制御されることにより、第１燃焼室１１の室内酸素量は増減する。

【0050】

図示のとおり、燃焼煙撮影部１１０、供給モータＭ１（燃料量制御部）、空気供給機Ｆ（空気量制御部）は、Ｉ／Ｏ１０５に接続されていて制御部１００のＣＰＵ１０１により制御される。

【0051】

図９のフローチャートを用い、固形燃料の燃焼状態の制御の様子を説明する。はじめに、固形燃料の燃焼時に生じた燃焼煙は燃焼煙撮影部１１０により撮影される（Ｓ１０１）。撮影された燃焼煙の情報は制御部１００に送信され、固形燃料の燃焼量が判断される。すなわち、燃焼煙の色（例えば黒色、白色、無色等）のいずれかに相当するか否かの煙色判定が行われる（Ｓ１０２）。例えば、予め規定された煙色の基準色との比較から、撮影された燃焼煙の色がより黒色であるか否かが判定される。煙色判定の結果、燃焼煙の色が相対的に白色または無色である場合、固形燃料の燃焼状態は概ね完全燃焼と判断することができる。この場合には、現状の固形燃料の供給量、供給される空気量は現状のまま維持される。そのため、供給モータＭ１（燃料量制御部）と空気供給機Ｆ（空気量制御部）に対しては現状維持の指示となり、変更なしとして終了する。

【0052】

これに対し、煙色判定の結果、燃焼煙の色が相対的に黒色または濃い灰色である場合、固形燃料の燃焼状態は不完全燃焼である可能性が高い。この場合には、現状の固形燃料の供給量、供給される空気量を変更して完全燃焼に移行する必要がある。そこで、供給モータＭ１（燃料量制御部）と空気供給機Ｆ（空気量制御部）に対しては変更の指示となる（Ｓ１０４）。こうして、処理は終了する。その後、再度燃焼煙の撮影、煙色判定が実行され、固形燃料の燃焼状態が確認される。

【0053】

具体的には、供給モータＭ１（燃料量制御部）に対して供給部１２から第１燃焼室１１へ供給する固形燃料の量を減少させるように制御する。また、空気供給機Ｆ（空気量制御部）に対して空気供給部（第１空気供給部５５と第２空気供給部５６）から第２燃焼室５２へ供給する空気量を増加させるように制御する。むろん、固形燃料の量を増加させる制御、または空気量を減少させる制御とすることもできる。なお、供給モータＭ１（燃料量制御部）と空気供給機Ｆ（空気量制御部）の双方を同時に制御してもよい。

【0054】

さらには、固形燃料の燃焼装置１の可動時に必要とされる燃焼熱量を増加、減少する場合においても、制御部１００を介して供給モータＭ１（燃料量制御部）または空気供給機Ｆ（空気量制御部）のいずれかもしくは両方に対しての制御が実行される。

【符号の説明】

【0055】

１ 固形燃料の燃焼装置
１０ 燃焼部
１１ 第１燃焼室
１２ 供給部
１３ 供給回転軸
１４ 供給羽根
１７ 下面部
１８ 集塵室
２０ ターンテーブル部
３０ 攪拌部
３１ 攪拌回転軸
３２ 攪拌羽根
４０ 集塵部
４１ 集塵口
４２ 焼成灰排出部
４３ 排出羽根
４４ 排出回転軸
４５ 焼成灰回収箱
５１ 接続室
５２ 第２燃焼室
５３ 第３燃焼室
Ｍ１ 供給モータ（燃料量制御部）
Ｍ２ 攪拌モータ
Ｍ３ 排出モータ
Ｍ４ 旋回モータ
Ｒ 固形燃料
Ａｓ 焼成灰
１００ 制御部（コンピュータ）
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 記憶部
１０５ インプット／アウトプットインターフェイス
１１０ 燃焼煙撮影部
Ｆ 空気供給機
Ｋ 燃焼煙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】