JP2005195237A - ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】 バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を水分含有率や粒状の大きさに大きな影響を受けず、確実に且つ効率良くこれらの固形燃料を燃焼することができるボイラの提供。
【解決手段】 バイオマス燃料や石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を燃焼させるためのボイラであって、前記固形燃料を収容し、炉壁によって覆われる燃焼室と、前記燃焼室に収容される前記固形燃料を燃焼させる第１火格子及び第２火格子とからなり、前記第１火格子は、前記燃焼室の底部に設けられ、前記炉壁の下部は、横断面積が前記底部に向けて次第に小さくなるように傾斜する傾斜部とされ、前記第２火格子は、前記傾斜部に沿って配置されてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボイラに関し、より詳しくは、バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を燃料とするボイラに関する。

従来、エネルギーを供給するための主なエネルギー源として石油が利用されてきた。
しかしながら、この石油資源の使用量や埋蔵量から、石油資源が枯渇するのは時間の問題であると広く認識され、石油資源からのエネルギー供給に代わるエネルギー源の早急な出現が大きな課題となっている。
近年になって、この石油資源に代わるエネルギー源として、バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や、石油以前に主なるエネルギー源として利用されていた地球上に多量に埋蔵される石炭や、この石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を利用するエネルギー供給が考えられている。この固形燃料を利用することによって、従来のエネルギー源である石油資源からの脱却を計り、上記する問題点を解決しようと試みられている。
上記するような固形燃料をエネルギー源として利用するために、多種多様なボイラが創出されている。
特に近年に於いて、バガスが細かい粒子状である性質を利用して、例えば、特許文献１及び２に記載されるボイラが創出されている。
この２種類のボイラは、燃焼室を構成する炉壁を下端部で所定角度を有するように傾斜させ、この傾斜部に二次空気供給口が設けられる構成を有している。これらの構成を有することで、この二次空気供給口から空気を供給し、この傾斜部に降積るバガスを再度燃焼室内に散布することで、バガスの浮遊燃焼を再度促進させることを目的としている。
しかしながら、上記するこれらの発明は、バガスが細かい粒子状に生成されて空気中を浮遊し浮遊燃焼されることができる程度に乾燥している必要があった。このため、細かい粒子状でないバガスや水分含有率が高く重たいバガスは、側壁が傾斜して形成される傾斜部の傾斜角度が大きいため、傾斜部に堆積せずこの傾斜部を滑り落ち、底部に設けられる火格子上にバガスが多量に堆積して残存してしまうことになった。このように浮遊できない固形燃料が火格子上に多量に残存すると、火格子下部から供給されている燃焼空気の通風が阻害され、極端に燃焼能力が低下する問題を有していた。つまり、浮遊できない固形燃料は、浮遊燃焼されずに火格子上に不燃焼のまま残存することになり、燃焼に必要な火格子面積が不足してしまう結果となり、固形燃料の水分含有率に燃焼能力が大きく影響されるボイラであった。
尚、上記するボイラに利用される固形燃料であるバガス、ハスク等は、一般的に屋外の広場に大量貯蔵されている。特に東南アジア地方に於いては、雨季でこれら固形燃料が多量の水分を含んで貯蔵されていることとなり、特許文献１及び２記載のボイラを使用することは、上記する問題点を有することになり、これらのボイラを利用するに当たっては、好ましい実施であるとは言えなかった。

特公平７−７６６１１号公報 特許第３１４０１８０号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を水分含有率や粒状の大きさに大きな影響を受けず、確実に且つ効率良くこれらの固形燃料を燃焼することができるボイラを提供する。

請求項１記載の発明は、バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を燃焼させるためのボイラであって、前記固形燃料を収容し、炉壁によって覆われる燃焼室と、前記燃焼室に収容される前記固形燃料を燃焼させる第１火格子及び第２火格子とからなり、前記第１火格子は、前記燃焼室の底部に設けられ、前記炉壁の下部は、横断面積が前記底部に向けて次第に小さくなるように傾斜する傾斜部とされ、前記第２火格子は、前記傾斜部に沿って配置されてなることを特徴とするボイラを提供する。
請求項２記載の発明は、略垂直に立設されるとともに間隔を空けて連設された複数の水管からなる水管列を有し、この水管列は、前記燃焼室を二つの区域に分割するために、前記燃焼室の略中央且つ前記第１火格子上方に２つ平行に配置され、前記平行に配置された２つの水管列の間に耐熱壁を有することを特徴とする請求項１記載のボイラを提供する。
請求項３記載の発明は、前記第１火格子が移動式火格子であり、前記炉壁の傾斜方向を形成する平面成分と前記移動式火格子の移動方向の平面成分が同方向に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラを提供する。
請求項４記載の発明は、前記燃焼室が横断面略長方形の形状を有し、該燃焼室は、平面視に於いて、前記炉壁の傾斜部と対向する位置に前記固形燃料を散布する散布部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラを提供する。
請求項５記載の発明は、前記炉壁が有する傾斜部が、水平面に対して、５度乃至３５度に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボイラを提供する。
請求項６記載の発明は、前記第２火格子は、１５０℃乃至２７０℃の高温空気を使用して燃焼することを特徴とする請求項１記載のボイラを提供する。
請求項７記載の発明は、前記第２火格子は、前記傾斜部の傾斜下方向へ空気を噴出する第２空気供給部と、該傾斜部から略直角上方向へ空気を噴出する第１空気供給部が設けられていることを特徴とする請求項１又は６に記載のボイラを提供する。
請求項８記載の発明は、前記第２空気供給部に供給される空気は、前記第１空気供給部に供給される空気よりも圧力が高いことを特徴とする請求項７記載のボイラを提供する。
これらの発明を提供することによって、上記課題を悉く解決する。

請求項１記載の発明によって、バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や地球上に多量に埋蔵される石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料の燃焼を効率良く行うとともに、固形燃料の水分含有率や粒状の大きさに大きな影響を受けず、確実に且つ効率良くこれらの固形燃料を燃焼することができるボイラを提供することができる。
請求項２記載の発明によって、水管列及び耐熱壁を利用してボイラの燃焼室を分割することで、燃焼室内の不必要な輻射熱を効果的に吸収することができるボイラを提供することができる。
請求項３に記載の発明によって、第１火格子が移動式であり、この火格子が炉壁の傾斜方向に沿って設けられるので、固形燃料が燃焼した後に発生する灰分を効率良く排出することができるボイラを提供することができる。
請求項４に記載の発明によって、固形燃料を散布する散布部が、平面視に於いて、傾斜部分を有する前記炉壁と対向する炉壁に配置されることによって、燃焼室へ効率良く固形燃料を分散することができ、更に、無駄なく回収することができるボイラを提供することができる。
請求項５に記載の発明によって、炉壁の傾斜部が、水平面に対して、５度乃至３５度に形成されているので、固形燃焼物の水分含有率の変動に対しても第２火格子上での燃焼を可能とし燃焼室全体で良好な燃焼を得ることのできるボイラを提供することができる。
請求項６に記載の発明によって、第２火格子が１５０℃乃至２７０℃の高温空気を噴出して燃焼するので、燃焼室内の固形燃料を効率良く乾燥させるとともに、ボイラを必要以上に高温に加熱することなく、固形燃料の燃焼を促進させることができるボイラを提供することができる。
請求項７記載の発明によって、第１空気供給部により傾斜部に堆積した固形燃料を確実に燃焼させることができるとともに、第２空気供給部により燃焼し終わった固形燃料の灰分を第１火格子へと移送することができるボイラを提供することができる。
請求項８記載の発明によって、第２空気供給部に供給される空気が、第１空気供給部に供給される空気よりも圧力が高いことにより、固形燃料の灰分を確実に第１火格子へ移送することができるボイラを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の構成を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のボイラの主要構成部を示す概略断面図であり、図２は、図１で示されるＡ方向から見た概略断面図であり、図３は、水管列と耐熱壁を示し、（ａ）は図２に於けるＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は斜視図であり、図４は、本発明に係る燃焼室の概略平面図であり、図５は、第１及び第２空気供給部を示す図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は概略断面図を示し、（ｃ）は概略拡大図を示し、図６は、第１及び第２空気供給部に於ける空気の流れを示す図であり、（ａ）は図５（ｂ）で示される部分、（ｂ）は図５（ｃ）で示される部分を示し、図７は、第２火格子が設けられる部分の拡大概略断面図である。
尚、本明細書中の「固形燃料」と言う文言は、バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や地球上に多量に埋蔵される石炭や、石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形状態の燃料を示す。又、バイオマス燃料は、揮発分が多く固定炭素が少ないこと（固定炭素／揮発分＝０．２〜０．３となる）、灰分を１〜１０％含有していること、固形を形成する粒子の粒径が不揃いであること、水分含有率が１０〜６０％であること、比重が１５０〜２００kg／ｍ³と嵩高いことが通常燃料と比べて特徴付けられる。

本発明のボイラ（１）は、図１で示す如く、ボイラ本体（２）、燃焼室（３）、燃焼室（３）を覆う炉壁（３１）、第１火格子（４）、第１火格子用通風路（４１）、第２火格子（５）、散布部（６）、空気供給通路（７）、水管列（８）及び耐熱壁（９）を有している。
本発明のボイラ（１）は、水管ボイラであり、ボイラの燃料として上記した固形燃料が使用される。

燃焼室（３）は、上記する固形燃料を燃焼させる部屋であり、優れた耐熱性を有することが必要である。この燃焼室（３）は、炉壁（３１）によって覆われるように形成されている。この炉壁（３１）は、優れた耐熱性を有するために、フィン付水管式又は裸水管式の耐熱壁となっており、炉壁の内面には多数の水管が縦方向に所定の間隔を空けて配列されている。
尚、本発明で使用される図面に示されるこの炉壁（３１）が構成する燃焼室（３）の形状は、特に限定されるものではなく、利用者が適宜燃焼室の形状を設定すれば構わず、本実施例では、断面が略長方形の形状を有するように作成されている。

燃焼室（３）の略中央には、図２及び図４で示す如く、縦断面に於いてこの燃焼室（３）を２つの略均等な区域に分割する水管列（８）及び耐熱壁（９）が配置されている。尚、この水管列（８）及び耐熱壁（９）は、後述する第２火格子（炉壁の傾斜部）上方には設けられていない（図４参照）。
この水管列（８）は、図３（ａ）に示す如く、複数の水管（８１）が所定間隔（Ｄ）を空けて略垂直に一列に並んで配置される。この水管列（８）は、平面視に於いて、燃焼室（３）を形成する炉壁（３１）に平行になるように配置される。このように炉壁（３１）に対して平面視に於いて平行に設けられて、燃焼室（３）を略均等な各部屋（３３，３４）に分割するように配置されている。この水管列（８）は、後述する第１火格子（４）の上方のみに配置され、炉壁（３１）の傾斜部の上方には配置されていない（図４参照）。このため、各部屋（３３，３４）の燃焼空気は、この部分に於いて、行き来することができる。
尚、この水管列（８）は、後述する第１火格子（４）が移動式火格子である場合には、この移動式火格子の移動方向に沿って設けられる。

この水管列（８）は、燃焼室（３）を縦断面に於いて、図３で示す如く、２つの水管列（８）が平行に配置して設けられる。この水管列（８）は、後述する第１火格子（４）の移動方向と平行になるように配置されている。
耐熱壁（９）は、図３で示される如く、平行に配列された２つの水管列（８）の間に設けられる。更に、この耐火壁（９）は、２つの区域に分割された燃焼室（３）の各部屋（３３，３４）間に於いて、耐熱壁（９）を介して空気や熱等が流通しないように設けられている。
従来では、燃焼室（３）の燃焼熱を燃焼室（３）を構成する側壁によってのみ、燃焼熱を吸収していたが、このように略中央部に水管列（８）や耐火壁（９）を設けることによって、効果的に燃焼室（３）内の燃焼熱を吸収することができる。又、このために、ボイラの構造自体を小さくすることができる。燃焼熱を効果的に吸収することができることによって、燃焼室（３）内が局部的な燃焼温度の上昇が生じることがなくなり、窒素酸化物生成の抑制と高温溶融飛灰の減少による後部伝熱管への飛灰付着減少を促す伝熱効率の改善及び、燃焼室（３）内の燃焼温度の上昇を防止することによって、火格子上に生じる固形燃料の灰分がクリンカに溶融することを防止して、燃焼効率の低下を防止することになる。
この耐熱壁（９）は、ボイラ伝熱管で構成する水冷管壁若しくは、耐火煉瓦等の耐熱性及び耐火性に非常に優れた素材を使用することが好ましい。
この耐火壁（９）は、図２で示す如く、２つの水管列（８）に挟まれて配置されることになり、２つの水列管（８）及び耐火壁（９）によって、これらが燃焼室（３）の各部屋（３３，３４）の不必要な輻射熱を吸収する水冷壁として機能することができるようになる。不必要な輻射熱を吸収することによって、燃焼室（３）が不必要に高温になることを防止することができる。

この耐火壁（９）には、２つの区域に分割される燃焼室（３）の各部屋（３３，３４）に夫々空気（二次空気）を供給する空気供給路（９１）を設けられることが好ましい。この空気供給路（９１）が供給する二次空気によって、燃焼室（３）の各部屋（３３、３４）に於ける燃焼を促進させることができる。
この空気供給路（９１）の設けられる数や場所は、特に限定されないが、燃焼室（３）内に燃焼を行う効率良く行うために適宜設けられれば構わない。尚、図２で示される一実施例では、燃焼室（３）内に設けられる耐火壁（９）の上方部、中央部、下方部に各１つ設けられており、各部屋（３３，３４）全体に均一に空気を供給し、燃焼効果を促進させることができる。

第１火格子（４）は、上記した分割された燃焼室（３）の各部屋（３３，３４）の底部に夫々設けられている。
この第１火格子（４）は、移動式火格子（移動火格子ストーカ）であることが好ましい。この第１火格子（４）が移動式火格子であることによって、固形燃料が燃焼して発生する灰分を、容易に連続的に燃焼室（３）から排出することができるからである。尚、図１では、この移動式火格子の一端に燃焼した際に生じる灰分を排出する排出口（４２）が設けられている。灰分は、この排出口（４２）から排出され取り除かれることになる。
この第１火格子（４）は、この第１火格子（４）が使用する一次空気を供給する第１火格子用通風路（４１）が設けられている。この第１火格子用通風路（４１）が設けられることによって、第１火格子（４）の燃焼に使用する一次空気を供給することができる。
尚、図２で示す如く、この第１火格子（４）は各部屋（３３，３４）の底部に夫々配置されている。

炉壁（３１）は、燃焼室（３）の底部に向かって、横断面積を次第に小さくするために、図１及び４で示す如く、燃焼室（３）を構成する炉壁（３１）の下部が第１火格子（４）側に傾斜している。
この傾斜を有する炉壁（３１）は、図１では、右手側で示される炉壁（３１）に設けられているが、傾斜が設けられる炉壁は特に選択されて限定されるものではなく、複数設けても構わず、使用者が適宜設ければよい。
傾斜部（３２）の傾斜角度（α）は、水平面に対して、５度乃至３５度に設けられることが好ましい。この傾斜角度（α）が５度未満であると、残存燃焼物（灰分）が第１火格子へ移動せず残存燃焼物が第２火格子（５）に堆積し、この第２火格子（５）の燃焼機能が阻害され、第２火格子（５）を傾斜部（３２）に配置する効果が全く無くなるからである。又、傾斜部（３２）の角度（α）が３５度を超えると、第２火格子（５）上に燃焼物が残留せず第１火格子（４）に落下堆積し第１火格子（４）が過負担になり燃焼能力が著しく低下するからである。
尚、この傾斜角度（α）は、１５度乃至２５度に設けられることが好ましい。この角度（α）に傾斜させることによって、後述する第２火格子（５）の効果が最も好適に現れるからである。

この傾斜部（３２）は、第２火格子（５）として使用される。この第２火格子（５）として使用される火格子は、傾斜を形成している水管を火格子として直接使用する水冷式ピンホール型火格子、又は水管を設けずその部分に他の燃焼装置を設ける、摺動式火格子、固定式階段火格子等を使用することができ、特に限定されないが、固形燃料がバガス・籾殻等の流動性の良い燃料であれば、水冷ピンホール型火格子が配置され、木屑・バーク等のような流動性の悪い燃料であれば、摺動式火格子を使用することが好ましい。流動性の良い固形燃料と流動性の悪い固形燃料に於いて使用する第２火格子（５）を上記するような種類へと変更することによって、固形燃料が灰分として生成され、第２火格子（５）に堆積した際に、この灰分を第１火格子（４）へと容易に運搬することができる。

この第２火格子（５）は、傾斜部（３２）の傾斜下方向へ空気を噴出して、傾斜部（３２）に堆積する固形燃料及び／又は固形燃料の灰分を第１火格子（４）へ移送する第２空気供給部（５１）と、傾斜部（３２）から略直角上方向へ空気（一次空気）を噴出して、固形燃料を燃焼させる空気を供給する第１空気供給部（５２）を有している。
第１及び第２空気供給部（５１，５２）は、図５（ａ）で示す如く、傾斜部（３２）の炉壁（３１）に沿って、夫々所定間隔を空けて設けられている。第２空気供給部（５１）及び第１空気供給部（５２）が設けられる所定間隔は、特に限定されないが、第２空気供給部（５１）であれば確実に灰分を第１火格子（４）へと移送することができる間隔、第１空気供給部（５２）であれば固形燃料が残存せずに確実に燃焼することができる間隔が好ましく、図５（ａ）では、複数の傾斜水冷火格子（５３）が配列され、これら傾斜水冷火格子（５３）の間に第１及び第２空気供給部（５１，５２）が設けられており、第２空気供給部（５１）が４つの傾斜水冷火格子（５３）の間毎に、第１空気供給部（５２）がこの間毎に設けられている。

第２空気供給部（５１）は、図５（ｂ）で示す如く、傾斜水冷火格子（５３）の下方に、この第２空気供給部（５１）に供給される空気を貯蔵する第２空気室（５１１）と、この第２空気室（５１１）から空気を傾斜部（３２）の傾斜下方向へ空気を噴出する第２空気管（５１２）を有している。
第２空気室（５１１）は、３〜５KPaの高圧空気が供給されている。第２空気管（５１２）は傾斜下方に空気が噴出されるように、傾斜下方側に孔部（５１３）が設けられている。この孔部（５１３）から、第２空気室（５１１）の高圧空気が第２空気管（５１２）を介して傾斜下方へ噴出されることになる（図６参照）。尚、図５（ｂ）では第２空気室（５１１）が傾斜水冷火格子（５３）の下方で平行になるように配置され、第２空気管（５１２）が傾斜水冷火格子（５３）に対して略直角になるように設けられている。
第２空気供給部（５１）の第２空気管（５１２）は、図５（ｃ）で示す如く、この第２空気管（５１２）を貫通させるための貫通穴（５２３）を貫通して設けられている。この貫通穴（５２３）は、第２空気管（５１２）の断面よりも大きく形成されており、第２空気管（５１２）が焼損した場合の取替えを容易に行うことができるとともに、貫通穴（５２３）と第２空気管（５１２）の隙間から、後述する第１空気室（５２１）の空気が噴出するようになっている（図６参照）。
尚、この第２空気管（５１２）は、取替えが容易に行えるように、第２空気室（５１１）側の端部に螺子溝が設けられており、第２空気室（５１１）と着脱自在に螺着させることができるようにねじ込み部（５１４）が設けられることが好ましい。
この第２空気管（５１２）は、第２空気管（５１２）から噴出される空気によって、燃焼中の固形燃料を傾斜部（３２）の上面を第１火格子（４）の方向へ移動させることができる。又、貫通孔（５２３）より噴出した低圧空気は燃焼空気に使用することができる。

第１空気供給部（５２）は、図５（ｂ）で示す如く、第１空気供給部（５２）に供給される空気を貯蔵する第１空気室（５２１）と、この第１空気室（５２１）の空気を傾斜部（３２）から略直角上方向へ空気（一次空気）を噴出する第２穴部（５２２）と、この第２穴部（５２２）に上方から固形燃料や灰分の流入を防止する蓋部（５２３）を有している。
この第１空気室（５２２）には、第２空気室の空気よりも低い圧力を有している、０．５〜２KPaの低圧空気が供給されている。更に、第２穴部（５２２）を第１空気室（５２１）の上方部に設けられることによって、傾斜部（３２）から略直角上方向へ低圧空気（一次空気）を噴出することができる。この低圧空気を噴出することによって、この傾斜部（３２）に堆積される水分を多量に含むような固形燃料を確実に燃焼させることができる。
蓋部（５２３）は、第２穴部（５２２）の上方に設けられ、固形燃料や灰分の流入を防止している。又、この蓋部（５２３）が設けられることによって、低圧空気を幅広く拡散するように噴出することができる（図６（ａ）参照）。
この第２火格子（５）の第１空気供給部（５２）から供給される空気は、温度が１５０℃乃至２７０℃であることが好ましい。この温度に第１空気供給部（５２）の空気が設定されることによって、この燃焼室（３）中の固形燃料が含有する水分を部分的に蒸発させることのできる輻射熱を効果的に放射することができる。このことによって、第１火格子（４）に堆積される細かい粒子状でない固形燃料や水分含有率が高いため重量が重たく浮遊することができない固形燃料を、第２火格子（５）から発生する輻射熱によって、固形燃料を乾燥させ着火性をあげることができる。
尚、この温度が１５０℃未満であると、十分な乾燥力を輻射熱が有することができず、２７０℃を超えると、第１火格子（４）に係る耐熱の負担が大きくなりすぎるからである。
この第２火格子（５）を設けることによって、燃焼室（３）の燃焼輻射熱を利用することにより、浮遊燃焼によって完全に燃焼することができない固形燃料であっても、燃焼室（３）内を落下し第１火格子（４）上に移動するまでの間に、固形燃料が確実に着火性を有するように乾燥されて、第１火格子（４）上で確実に燃焼させることができる。
又、傾斜部（３２）に固形燃料が堆積されたとしても、この傾斜部（３２）に第２火格子（５）の第１空気供給部（５２）が設けられるので、固形燃料を確実に燃焼させることができる。

この第２火格子（５）は、上記する如く、水平面に対して５度乃至３５度の傾斜を有している。この第２火格子（５）からの輻射熱がこの燃焼室（３）（各部屋（３３，３４））内を均一に斑なく放射することになり、燃焼室（３）内にある固形燃料に対して効果的な輻射熱を提供することができるからである。

第２火格子（５）が設けられる傾斜部（３２）の傾斜方向は、この傾斜方向を形成する平面成分（ａ）と第１火格子（４）に設けられる移動式火格子の移動方向（ｂ）が同方向に設けられていることが好ましい（図７参照）。
この傾斜部（３２）の傾斜方向の平面成分（ａ）と移動式火格子の移動方向（ｂ）が同方向に設けられることで、固形燃料が灰分となった際に、第１火格子（４）へ確実に搬送し、灰分を排出口（４２）へ運ぶことができるからである。

図１には、散布部（６）が示されている。この散布部（６）は、ボイラの燃料となる固形燃料を燃焼室（３）（又は各部屋（３３，３４））内に散布し、燃焼室（３）内に均一に散布することができる。
この散布部（６）が固形燃料を散布する方法は、特に限定されないが、燃焼空気によって固形燃料を散布する方法でもよい。尚、この散布部（６）は、燃焼室（３）内全体に固形燃料が散布することが好ましく、図１で示す如く、燃焼室（３）の下部側に設けられる際には、燃焼室（３）の上方に向かって固形燃料を散布するように設けられる。
尚、この散布部（６）は、平面視に於いて、傾斜部（３２）を有する炉壁と対向する位置に設けられ、燃焼室（３）内全体へ効率良く散布させることが好ましい。この散布部（６）は、傾斜部（３２）を有する炉壁（３１）に設けられても構わず、この場合、この傾斜部（３２）の更に上に配置すれば構わない。
尚、図７では傾斜部（３２）を有する一の炉壁（３１）に対向する位置に、一の散布部（６）が設けられているが、傾斜部（３２）を有する炉壁（３１）が複数設けられている場合には、各炉壁（３１）の傾斜部（３２）に対応する位置に散布部（６）が設けられても構わない。

燃焼室（３）を構成する炉壁（３１）は、燃焼室（３）に二次空気を供給することのできる空気供給通路（７）を有していることが好ましい。
この空気供給通路（７）を設けることによって、燃焼室（３）内に適宜に二次空気を供給することができるようになり、燃焼室（３）内の燃焼を促進させることができるからである。
尚、第１火格子用通風路（４１）、第１空気供給部（５２）、空気供給通路（７）及び空気供給路（９１）は一次送風機（１０）に接続され、この一次送風機（１０）によって、空気が供給され、各第１空気供給部（５２）、空気供給通路（７）及び空気供給路（９１）を通過して空気が各場所へ運ばれても構わない。又、第２空気供給部（５１）に供給される空気は、一次送風機（１０）から供給された空気を高圧にするために、ブースタ等の二次送風機（１１）を介することによって供給される。
尚、この時、第２火格子（５）の第１空気供給部（５２）には、上記した温度条件に第２火格子（５）からの一次空気が供給されるようにしておくこと（例えば、この一次空気の温度を調整する温度調整装置を設けること）が必要となる。
散布部（６）が空気によって固形燃料を散布する際には、この散布部（６）に供給する空気もこの一次送風機（１０）から供給するように一次送風機（１０）と接続して設けても構わない。尚、図１では、各第１火格子用通風路（４１）、第１空気供給部（５２）及び空気供給路（９１）が一次送風機（１０）に接続されて、この一次送風機（１０）が供給する空気を利用することができるようにされ、且つ、空気供給通路（７）及び第２空気供給部（５１）は二次送風機（１１）に接続され、高圧空気が供給されるように示されている。
以上が本発明に係るボイラの構成の説明である。

本発明のボイラ（１）を使用する固形燃料の燃焼を図面を参照しつつ説明する。
図８は、燃焼が行われた際の一実施例を示す概略断面図である。
バガス等の上記した固形燃料が本発明のボイラに供給され使用される。この時、固形燃料は、図１で示される散布部（６）上に設けられる燃料容器に収納される。収納された固形燃料は、燃焼室（３）の分割された各部屋（３３，３４）へ散布されるため、散布部（６）から各部屋（３３，３４）へ散布される。尚、図８では、散布部（６）が炉壁（３１）の下部に設けられているので、燃焼室（３）の上方に向かって固形燃料を散布する（図８の白抜き矢印参照）。
散布された固形燃料は、ある程度の粒径で構成されているので、燃焼室（３）（各部屋（３３，３４））内に散布される。
粒径の小さく比較的軽量な固形燃料は、燃焼室（３）内で浮遊燃焼するが、粒径が大きく比較的重量を有する固形燃料や、水分含有率が比較的高い固形燃料は、十分に燃焼されないまま、第１火格子（４）又は、第２火格子（５）上に堆積しようとする。
しかしながら、本発明が有する第２火格子（５）によって、燃焼室（３）（各部屋（３３，３４））内に均一に輻射熱が放射され、この輻射熱によって、固形燃料を乾燥させ着火性をあげることができるので、第１火格子（４）及び第２火格子（５）上に堆積する際には、優れた着火性を有していることになり、容易に燃焼することができる。
このことによって、固形燃料の水分含有率や粒状の大きさに大きな影響を受けず、確実に且つ効率良くこれらの固形燃料を燃焼することができる。
又、第２火格子（５）は、第２空気供給部（５１）と第１空気供給部（５２）を有しているので、第１空気供給部（５２）によって確実に固形燃料を燃焼させ、この燃焼によって生じた灰分を第２空気供給部（５１）によって第１火格子（４）方向へ移送させる（図６参照）。

燃焼室（３）が水管列（８）及び耐熱壁（９）によって２つの部屋（３３，３４）に分割されているので、２つの各部屋（３３，３４）に於ける第１及び第２火格子（４，５）の不必要な輻射熱を吸収することができ、不必要に燃焼室（３）内が高温になることを防止することができる。
燃焼が終了した固形燃料は、図８で示される如く、灰分として第１及び第２火格子（４，５）上に堆積される。特に第２火格子（５）に堆積した灰分（固形燃料）は、流動性のよいものであれば、自動的に第１火格子（４）へ滑り落ち、流動性の悪いものであれば、第２火格子（５）自体が移動式の火格子を採用することによって、第１火格子（４）へ運ばれることとなる（図８の矢印参照）。
その後、排出口（４２）から灰分が排出され取り除かれる。
以上が本発明の説明である。

本発明のボイラの主要構成部を示す概略断面図である。 図１で示されるＡ方向から見た概略断面図である。 水管列と耐熱壁を示し、（ａ）は図２に於けるＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は斜視図である。 本発明に係る燃焼室の平面方向に於ける概略図である。 第１及び第２空気供給部を示す図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は概略断面図を示し、（ｃ）は概略拡大図を示す。 第１及び第２空気供給部に於ける空気の流れを示す図であり、（ａ）は図５（ｂ）で示される部分、（ｂ）は図５（ｃ）で示される部分を示す。 第１及び第２火格子が設けられる部分の拡大概略断面図である。 燃焼が行われた際の一実施例を示す概略断面図である。

符号の説明

１・・・・・ボイラ
２・・・・・ボイラ本体
３・・・・・燃焼室
３１・・・・炉壁
４・・・・・第１火格子
５・・・・・第２火格子
５１・・・・第２空気供給部
５２・・・・第１空気供給部
６・・・・・散布部
８・・・・・水管列
９・・・・・耐熱壁

Claims (8)

1. バガス、木屑、バーク、パーム粕、籾殻等のバイオマス燃料や石炭とバイオマス燃料等を混焼した固形燃料を燃焼させるためのボイラであって、
   前記固形燃料を収容し、炉壁によって覆われる燃焼室と、
   前記燃焼室に収容される前記固形燃料を燃焼させる第１火格子及び第２火格子とからなり、
   前記第１火格子は、前記燃焼室の底部に設けられ、
   前記炉壁の下部は、横断面積が前記底部に向けて次第に小さくなるように傾斜する傾斜部とされ、
   前記第２火格子は、前記傾斜部に沿って配置されてなることを特徴とするボイラ。
2. 略垂直に立設されるとともに間隔を空けて連設された複数の水管からなる水管列を有し、この水管列は、前記燃焼室を二つの区域に分割するために、前記燃焼室の略中央且つ前記第１火格子上方に２つ平行に配置され、
   前記平行に配置された２つの水管列の間に耐熱壁を有することを特徴とする請求項１記載のボイラ。
3. 前記第１火格子が移動式火格子であり、
   前記炉壁の傾斜方向を形成する平面成分と前記移動式火格子の移動方向の平面成分が同方向に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラ。
4. 前記燃焼室が横断面略長方形の形状を有し、
   該燃焼室は、平面視に於いて、前記炉壁の傾斜部と対向する位置に前記固形燃料を散布する散布部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラ。
5. 前記炉壁が有する傾斜部が、水平面に対して、５度乃至３５度に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
6. 前記第２火格子は、１５０℃乃至２７０℃の高温空気を使用して燃焼することを特徴とする請求項１記載のボイラ。
7. 前記第２火格子は、前記傾斜部の傾斜下方向へ空気を噴出する第１空気供給部と、該傾斜部から略直角上方向へ空気を噴出する第２空気供給部が設けられていることを特徴とする請求項１又は６に記載のボイラ。
8. 前記第１空気供給部に供給される空気は、前記第２空気供給部に供給される空気よりも圧力が高いことを特徴とする請求項７記載のボイラ。
   

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