JP2008051471A - ボイラ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一次燃焼室1を有した一次燃焼塔Taと、一次燃焼室1に連通路3を介して連通し一次燃焼室1からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室50を有した二次燃焼塔Tbと、二次燃焼室50内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナ57と、二次燃焼塔Tbからの排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部70とを備え、一次燃焼室1の上側に設けた上側空気供給部11に至る上側空気送給管64に送風機60からの空気の送給量を可変にする上側ダンパ90を設け、一次燃焼室1の下側に設けた下側空気供給部10に至る下側空気送給管63に送風機60からの空気の送給量を可変にする下側ダンパ91を設けた。
【選択図】 図1
Description
これは、固形燃料を投入する開閉可能な投入口(図示せず)を有し投入された固形燃料を燃焼させる一次燃焼室200と、この一次燃焼室200にその上部側で連通路201を介して連通し一次燃焼室200からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室202と、この二次燃焼室202を通過した未燃焼ガスを燃焼させるための三次燃焼室203と、この三次燃焼室203で生じる排気ガスを排気する煙突204と、二次燃焼室202内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナ205と、三次燃焼室203内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナ206と、一次燃焼室200の空気吹出し管207に空気を供給する送風機208とを備えて構成されている。そして、各燃焼室200,202,203を構成する炉壁を、内装板と外装板とで構成し、この内装板と外装板との間の空間210に水を満たし、この満たされた水を各燃焼室200,202,203で加温し外部管211で循環させて、この外部管211において熱を取り出し可能にしている。
上記一次燃焼塔に、上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部と、上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部とを設け、上記下側空気供給部に上記送風機からの空気を送給する下側空気送給管を配管し、上記上側空気供給部に送風機からの空気を送給する上側空気送給管を配管し、上記下側空気送給管に開度調整されて該下側空気送給管の空気の送給量を可変にする下側ダンパを設け、上記上側空気送給管に開度調整されて該上側空気送給管の空気の送給量を可変にする上側ダンパを設けた構成としている。
また、この場合、上記制御部のバーナ制御手段を、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにする機能を備えて構成したことが有効である。
該制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにするバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパの開度制御を行なうダンパ制御手段と、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段と、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段とを備えた構成としている
この場合、上記二次燃焼室に上記煙管に排気ガスを送給する送排管を設け、該送排管の下端を、上記二次燃焼室の上部中心に突出させて設け、上記連通路の出口を、上記二次燃焼室の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させ、該二次燃焼室の上部に上記連通路の出口からの燃焼ガスを旋回させて燃焼させるサイクロン機能を備え、上記二次燃焼室の上部に、燃焼ガスと同方向の空気の旋回流を付与する空気出口を設け、該空気出口に送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管したことが有効である。サイクロン機能を付与したので、灰を二次燃焼室の下に落とし込むことができ、清浄な排気ガスを排気させることができるようになる。
図1乃至図6に示すように、本発明の実施の形態に係るボイラ装置は、固形燃料を燃焼させその燃焼熱により湯を生成する比較的小型の装置である。実施の形態に係るボイラ装置は、固形燃料Wとして、木材の建築廃材等を粉砕して得られ、粉粒状,チップ状,繊維状等の細状の木材の混合体を燃焼させる。
更に、貯留槽21及びホッパ23には、非常時に水を散布するスプリンクラー29が設けられている。
詳しくは、水槽71の前後には、水槽71の外壁によって隔離され排ガスが通過する前室73及び後室74が夫々設けられている。そして、煙管72は複数本設けられており、これらの煙管72は、前室73及び後室74間に水槽71内を通って行列状に所定間隔で架設されている。前室73には、上記の送排管55が接続され、後室74には煙突75が接続されている。煙突75の途中には、排気ガスの排気を促進する誘引ファン76が設けられている。また、水槽71には、新たな水を水槽71内に給水する給水口77が設けられており、給水口77からの給水により、常時、水位が一定に保持されている。
また、二次燃焼塔Tbには、二次燃焼室50の排気ガスの温度を検知する熱電対型の燃焼センサ93が設けられており、熱交換部70の水槽71には水槽71内の水の温度を検知する水温センサ94が設けられている。
制御部100は、燃焼センサ93及び/または水温センサ94(実施の形態では燃焼センサ93)の検知温度に基づいてバーナ57のオン,オフ制御を行なうバーナ制御手段101と、燃焼センサ93及び/または水温センサ94の検知温度に基づいて下側ダンパ91及び上側ダンパ90の少なくとも何れか一方(実施の形態では、下側ダンパ91)の開度制御を行なうダンパ制御手段102とを備えている。
一方、水温センサ94が検知した温度が予め設定した設定温度(実施の形態では、80℃)以上のとき、ダンパ制御手段102は下側ダンパ91の開度を比例して制御し若しくは一定に制御する。実施の形態では、図9に示すように、下側ダンパ91の開度を略閉状態の一定に制御する。また、燃料制御手段103は当該水温センサ94が検知した温度に比例して若しくは一定にして燃料供給を行なう。実施の形態では、温度が高くなるとスクリュウコンベア22の回転数を小さくし、温度が低くなるとスクリュウコンベア22の回転数を大きくする。
先ず、予め、上側空気送給管64の上側ダンパ90の開度を適宜に設定しておく。図10に示すように、バーナ57を始動し(1−1)、二次燃焼室50を加温する。制御盤の温度計を目視し、二次燃焼室50の温度が400℃程度になったら、一次燃焼塔Taの下扉13を開け、固形燃料Wに点火する。そして、送風機60を始動し、一次燃焼室1で固形燃料Wを燃焼させるとともに、燃料供給部20を始動する。
そして、図10に示すように、燃焼センサ93の検知温度が第一設定温度(800℃)になるか否かを検知しており(1−2)、燃焼センサ93の検知温度が第一設定温度(800℃)になると(1−2YES)、バーナ57を停止する(1−3)。その後、燃焼センサ93の検知温度が第一設定温度(800℃)以上かを確認しており(1−4)、第一設定温度(800℃)未満のときは(1−4NO)、再び、バーナ57を点火する(1−1)。
一方、水温センサ94が検知した温度が予め設定した設定温度(80℃)以上のときは(S4YES)、図9に示すように、ダンパ制御手段102により、下側ダンパ91の開度を略閉にし、燃料制御手段103により、水温センサ94が検知した温度に比例して燃料供給を行なう。
一方、水温センサ94が検知した温度が予め設定した設定温度(80℃)以上のときは(S9YES)、ダンパ制御手段102により、下側ダンパ91の開度を略閉にし、燃料制御手段103により、水温センサ94が検知した温度に比例して燃料供給を行なう(S11)。
Ta 一次燃焼塔
Tb 二次燃焼塔
1 一次燃焼室
3 連通路
4 内壁
5 外壁
6 空気吹出口
7 仕切り
8 下側空気室
9 上側空気室
10 下側空気供給部
11 上側空気供給部
13 下扉
15 受入口
20 燃料供給部
21 貯留槽
22 速度可変スクリュウコンベア
23 ホッパ
24 速度一定スクリュウコンベア
27 シュータ
30 撹拌装置
40 補充装置
50 二次燃焼室
51 内壁
52 外壁
54 下部扉
55 送排管
55a 下端
56 出口
57 バーナ
59 噴出し口
60 送風機
61 メイン送給管
63 下側空気送給管
64 上側空気送給管
65 空気出口
66 二次燃焼空気送給管
70 熱交換部
71 水槽
72 煙管
75 煙突
76 誘引ファン
80 循環パイプ
90 上側ダンパ
91 下側ダンパ
93 燃焼センサ
94 水温センサ
100 バーナ制御手段
102 ダンパ制御手段
103 燃料制御手段
104 モード設定手段
Claims (17)
- 固形燃料を燃焼させる一次燃焼室を有した一次燃焼塔と、該一次燃焼塔の一次燃焼室に固形燃料を供給する燃料供給部と、上記一次燃焼塔の一次燃焼室に空気を供給する送風機と、上記一次燃焼塔の一次燃焼室にその上部側で連通路を介して連通し該一次燃焼室からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室を有した二次燃焼塔と、該二次燃焼塔に設けられ上記二次燃焼室内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナと、水が収容される水槽及び該水槽に内装され上記二次燃焼塔からの排気ガスが通される煙管を有し該煙管を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部とを備えたボイラ装置において、
上記一次燃焼塔に、上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部と、上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部とを設け、上記下側空気供給部に上記送風機からの空気を送給する下側空気送給管を配管し、上記上側空気供給部に送風機からの空気を送給する上側空気送給管を配管し、上記下側空気送給管に開度調整されて該下側空気送給管の空気の送給量を可変にする下側ダンパを設け、上記上側空気送給管に開度調整されて該上側空気送給管の空気の送給量を可変にする上側ダンパを設けたことを特徴とするボイラ装置。 - 上記一次燃焼塔を、耐火部材で構成され内部に一次燃焼室を形成する内壁と、該内壁を間隔を隔てて囲繞する外壁とを備えて構成し、上記内壁周囲に一次燃焼室に連通する複数の空気吹出口を設け、該内壁と外壁との間を仕切りを介して下側空気室と上側空気室とに区画し、上記下側空気室を上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部として構成し、上記上側空気室を上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部として構成したことを特徴とする請求項1記載のボイラ装置。
- 上記二次燃焼室の温度を検知する燃焼センサと、上記熱交換部の水の温度を検知する水温センサと、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記一次及び二次燃焼室の燃焼を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載のボイラ装置。
- 上記制御部に、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記バーナのオン,オフ制御を行なうバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパ及び上側ダンパの少なくとも何れか一方の開度制御を行なうダンパ制御手段とを備えたことを特徴とする請求項3記載のボイラ装置。
- 上記制御部のバーナ制御手段を、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにする機能を備えて構成したことを特徴とする請求項4記載のボイラ装置。
- 上記制御部に、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段を備えたことを特徴とする請求項5記載のボイラ装置。
- 上記制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段を備えたことを特徴とする請求項6記載のボイラ装置。
- 上記二次燃焼室の温度を検知する燃焼センサと、上記熱交換部の水の温度を検知する水温センサと、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記一次及び二次燃焼室の燃焼を制御する制御部とを備え、
該制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにするバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパの開度制御を行なうダンパ制御手段と、上記燃焼センサ及び/または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段と、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段とを備えたことを特徴とする請求項2記載のボイラ装置。 - 上記燃焼促進モードにおいて、上記ダンパ制御手段の制御は上記下側ダンパの開度の0〜100%の範囲に規定し、上記燃料制御手段の制御は上記燃料供給部の燃料供給能力の0〜100%の範囲に規定し、上記燃焼抑制モードにおいて、上記ダンパ制御手段の制御は上記下側ダンパの開度の0〜50%の範囲に規定し、上記燃料制御手段の制御は上記燃料供給部の燃料供給能力の0〜50%の範囲に規定したことを特徴とする請求項8記載のボイラ装置。
- 上記燃焼促進モード及び燃焼抑制モードにおいて、上記水温センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき、上記ダンパ制御手段は上記下側ダンパの開度を当該水温センサが検知した温度に比例して制御し、上記燃料制御手段は当該水温センサが検知した温度に比例して燃料供給を行なう一方、上記水温センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき、上記ダンパ制御手段は上記下側ダンパの開度を比例して制御し若しくは一定に制御し、上記燃料制御手段は当該水温センサが検知した温度に比例して若しくは一定にして燃料供給を行なうことを特徴とする請求項9記載のボイラ装置。
- 上記二次燃焼室の上部に、送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管したことを特徴とする請求項2乃至10何れかに記載のボイラ装置。
- 上記二次燃焼室に上記煙管に排気ガスを送給する送排管を設け、該送排管の下端を、上記二次燃焼室の上部中心に突出させて設け、上記連通路の出口を、上記二次燃焼室の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させ、該二次燃焼室の上部に上記連通路の出口からの燃焼ガスを旋回させて燃焼させるサイクロン機能を備え、
上記二次燃焼室の上部に、燃焼ガスと同方向の空気の旋回流を付与する空気出口を設け、該空気出口に送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管したことを特徴とする請求項11記載のボイラ装置。 - 上記一次燃焼搭に、上記一次燃焼室の下側に開口して細状の固形燃料を受入れる受入口を設け、上記燃料供給部を、上記固形燃料を一時的に貯留するホッパと、該ホッパから上記受入口を通して上記一次燃焼室に固形燃料を搬送するとともに上記制御部によって搬送速度を制御されて固形燃料の供給量を調整可能なスクリュウコンベアとを備えたことを特徴とする請求項2乃至12何れかに記載のボイラ装置。
- 上記一次燃焼搭に、上記一次燃焼室の下側に開口して細状の固形燃料を受入れる受入口を設け、上記燃料供給部を、上記固形燃料を貯留する貯留槽と、該貯留槽から固形燃料を搬送するとともに上記制御部によって搬送速度を制御されて固形燃料の供給量を調整可能な速度可変スクリュウコンベアと、該速度可変スクリュウコンベアで搬送された固形燃料を受けて一時的に貯留するホッパと、該ホッパ内の固形燃料を上記一次燃焼搭の受入口を通して上記一次燃焼室に搬送する搬送速度が一定の速度一定スクリュウコンベアとを備えて構成したことを特徴とする請求項2乃至12何れかに記載のボイラ装置。
- 上記貯留槽を上記ホッパよりも上に設け、上記速度可変スクリュウコンベアの出口とホッパとの間にシュータを設け、該シュータの出口とホッパとの間に間隔を設けたことを特徴とする請求項14記載のボイラ装置。
- 上記貯留槽に、固形燃料を撹拌する撹拌装置を設けたことを特徴とする請求項14または15記載のボイラ装置。
- 上記貯留槽に、上記固形燃料を補充するための補充装置を設け、該補充装置を、固形燃料を吸引する吸引ブロアと、吸引ブロアで吸引された固形燃料を上記貯留槽に導入するホースとを備えて構成したことを特徴とする請求項14乃至16何れかに記載のボイラ装置。
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