JP2014134372A - 含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器 - Google Patents

Abstract

【課題】木屑において水分が多くて、また粘性も高いものでは、木屑廃棄の処理に多大な費用を要している。とくに含湿木屑で熱風を発生して乾燥処理に使用して、燃焼炉によって温水、熱水発生装置を提供することに関する。
【解決手段】含湿木屑チップを順次下方向に移載できるように円筒状燃焼炉の中段位にある燃料投入用ホッパーに空気吹き込みながら投入し、燃焼部内の円筒側面と底部に空気吹き込み口を複数個に設けて、空気流を炉底部から燃料の下部から上昇方向へ、及び炉内底にある燃料に向けて放射線状に炉内面から噴射吹き付けて、燃焼ガスを上昇するようにして、炉内壁面に沿って燃焼炉の箇所にさらに空気吹き込み口を設けている含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器である。
【選択図】図５

Description

本発明は、含湿・含水廃材、間伐材の木屑の破砕物チップを燃料として、乾燥−燃焼処理できる熱風発生装置で、燃焼部と熱交換部と排気ガス処理部と熱風発生部を含んでいる含湿木屑チップを燃料とする小型貫流ボイラー用燃焼器に関する。

含水有機廃棄処理物、廃材などを乾燥処理する外熱式の乾燥炉や焼却炉が知られている。また、乾燥炉と焼却炉を組み合わせて、焼却炉の燃焼排ガスを乾燥炭化炉の熱源として利用する提案もあった。（例えば、特許文献１、２、３を参照。）

水分の多い木屑は、外熱式のロータリーキルンによって、乾燥処理の最終工程で水蒸気を除去して炭化物にする方法も提案されている（特許文献３参照）。
牛糞などの水分の多い木屑を乾燥して、燃料にしている提案が多数あるが（特許文献４〜７参照）、水分除去した後、燃料として熱水を発生させる装置の提案は少ない。

チップ状の木質燃料を燃焼させる燃焼装置であって、揺動手段によって含水の木質燃料を移動可能に載置するバーナ本体と、燃料供給手段と、着火手段と、空気を供給する給気手段と、灰収納容器と、制御を行う制御手段を備え、バーナ本体は前方から後方に向けて０°を越えて１０°以内の角度で斜め下方に傾斜が設けられ、木質燃料を燃焼させる燃焼時において、燃料供給手段によりバーナ本体上にチップ状木質燃料を供給し、揺動手段によってバーナを揺動させ、給気手段によりバーナ本体内に燃焼用の空気を供給し、バーナ本体上で木質燃料を燃焼させる木質燃料燃焼装置も提案されている（特許文献８参照）。

また木材燃料を燃焼させる燃焼炉と、炉内の木材燃料に着火するための着火手段と、熱交換手段と、温水を蓄える貯湯タンクとを備えたボイラー装置であって、燃焼炉に設けられた排気口の開閉を行う排気ダンパと、着火手段の駆動ならびに排気ダンパの開閉動作を制御する制御手段と、所定の手順に基づいて炉内の木材燃料を一旦燃焼させてこれを炭化させた後、所定時間の経過後に該炭化された木材燃料を再燃焼させるボイラー装置の提案があった（特許文献９参照）。

従来のバイオマス燃料を使用した燃焼式発電機として、一定のサイズと量のチップやペレット形状燃料を使用している、サイズや形状又は、種類も大幅に自由に利用できる温水器付蒸気発電機が提案されている（特許文献１０参照）。
しかし、水分を含有するバイオマス燃料のペレット、或いはチップを使用した燃焼器はほとんど存在していない。

特開平５−１６４３１４号公報 特開平６−１５９６３５号公報 特開２００２−３５６３１９号公報 特開２００７−３２１１２１号公報 特開２００７−１７０７０１号公報 特開２００７−６９０７９号公報 特開２００６−２５０４６０号公報 特開２００７−１４７１０５号公報 実用新案登録第３１５３１６７号公報 特開２０１２−５２４６６号公報

含湿・含水の木質系バイオマスの熱エネルギーを有効利用して乾燥するので、燃料コストを安くできる特長がある。しかしながら、この方法は木材を理想的な環境で充分に乾燥するのが極めて難しい。とくに、木材を乾燥する外的な環境によることが多い場合である、温度と含水量の両方を理想的な環境に制御するのが極めて離しい。また、含水の木質系バイオマスを不完全燃焼させるので、排気ガスを綺麗にするのも難しい問題点もある。

とくに、塩分を含む場合に燃焼させるとダイオキシン等の有害物質を発生させる物質が含まれる場合、排気ガスに含まれる有害物質を高温で焼却して消失できない欠点もある。さらに種々の木質系バイオマスを特定な状態で燃焼材として収納する必要があるので、水分を多く含有する木質系バイオマス燃料を使用して燃焼機に入れることが極めて難しく、またその入れる量の制御も難しい。

また、木質系バイオマスを燃焼するときに発生する熱エネルギーを木材の乾燥にのみ使用するので、その他の用途に有効利用できない。水分を多量に含有する木質燃料をした燃焼器の提案はほとんどない。

本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、水分含有の高い木質系バイオマスを燃焼して発生する熱エネルギーを有効に利用して、木材を極めて経済的に乾燥して燃料として利用できることに加えて、含水木材を理想的な温度に制御しながら乾燥して、燃料用チップできる木質系バイオマス燃料による発生熱利用方法を提供することにある。

また、本発明の他の大切な目的は、含水木質系バイオマスを燃焼するときに発生する熱エネルギーが減少して、燃料として有効利用してビニールハウス内の植物を栽培する温室の温度をコントロールして、理想的な環境に加温できる木質系バイオマスの発生熱利用方法を提供することにある。

従来装置は、水分が多くて、また粘性も高いので、処理に多大な化石燃料の費用を要している。含水木屑バイオマス燃料を乾燥して、ビニールハウスなどの暖房の燃料に利用を検討されているが、十分な方法、装置は提供されていない。

本発明者は、含水バイオマス木屑燃料より一層の省資源化と無公害化（環境保全）に寄与するために、チップの形状の木屑を系内の予熱で乾燥して、有効なバイオマス木屑燃料としての熱源を循環させながら農業施設の温水の燃料にするためのシステム開発をおこなった。

小型貫流ボイラー用燃焼炉に使用する含湿・含水木屑チップである破砕物を燃料として、燃焼炉投入用ホッパー内の含湿木屑チップを順次下方向に移載できるように円筒状燃焼炉の中段位にある燃料投入用ホッパーの上部に空気吹き込みながら投入し、燃焼炉内の円筒側面と底部に空気吹き込み口を複数個に設けた燃焼器において、燃焼ガスを上部に上昇できるように、空気流を炉底部から燃料の下部から上昇方向へ、及び炉内底にある燃料とその燃焼炎に向けて放射線状に炉内面から吹き付けできるようにした、炉内壁面に沿って燃焼炉の箇所に空気吹き込み口を設けている含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器である。

燃料投入用ホッパーは、円筒状燃料炉の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の角度を３５°〜４５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部に含湿チップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下した燃料チップを炉底で円錐形状の堆積物になるように、炉内にあるサイロから繋がるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から７００ｍｍ〜２０００ｍｍで、炉体の中心位置にしている含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器である。

含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼炉において、木屑の破砕物チップ体は、雨ざらしの状態にある大鋸屑、木屑、廃材、間伐材の破砕材であって、５ｍｍ〜６０ｍｍのチップ状形状にして、水分を１０〜５０重量％含有している。

含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の燃焼部は、円筒状で内寸７００ｍｍ〜２５００ｍｍ、外寸１０００ｍｍ〜３０００ｍｍで、高さ１５００ｍｍ〜４０００ｍｍであり、燃焼効率を高めるために、チップ状の燃料を乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口が、円筒状燃焼部の縦方向に４〜１０ケ所の空気吹き込み口として設置して、燃料の投入導入口の下位での各高さ位には３〜８箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を３０ｍ／秒〜６０ｍ／秒で、中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉の側面の周囲４〜６カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して３５〜４５°の角度にして、さらに燃料燃焼の直下には空気吹き込み口を３０〜７０箇所に取り付けている。

熱水を発生させる燃焼部本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出する交換機付排気ガス処理部と、からなっている。

含湿木屑チップを燃焼器に一定量供給する装置において、含湿チップ搬出口部に撹拌羽根付き回転機と、底部に搬送用ベルトコンベアーとを取り付けた貯蔵定量装置と、供給量の調節を可能にしている二連ベルトコンベアと、燃焼器の原料投入口への一定量供給できるバスケット式縦型コンベアと、燃焼温度からチップの供給量をコントロールできるようになっている制御盤とからなっている含湿木屑チップの搬送供給部を備えている。

本発明は、間伐材、あるいは雨ざらしの木屑・廃材である含湿・含水木屑の破砕物のチップを乾燥しながら燃料として、これによれば熱源循環機構と排熱回収機構とを有しているので、より一層の省資源化と無公害化の推進が図れる。
しかも、発生する熱源は、ビニールハウスなどの温室に温水、熱水、熱風として熱源として使用できる。

本発明の含水・含湿木質系バイオマスの温水発生熱利用方法は、含水・含湿木質系バイオマス燃料のチップを燃焼して発生する熱エネルギーを有効に利用して、燃焼前に木材を極めて経済的に乾燥できる。とくに、温水・熱水の発生熱利用方法は、含水木材の破砕物を燃焼に適した理想的な温度と湿度に制御しながら乾燥して、効率的な燃料方法にしている特長がある。またチップ体の貯蔵槽のサイロから燃焼炉への含水・含湿木質系バイオマスの供給もスムーズにできた。

それは、発生熱利用方法が、含水・含湿木質系バイオマスを燃焼する熱エネルギーを有効利用して水と空気を加熱し、得られた蒸気と温風を木材乾燥サイロに供給して破砕木材を乾燥すると共に、燃焼効率を高めて、灰分を少なく、しかも排出できるようにしている加熱された温水・熱風などの熱源をビニールハウスに供給することができることである。

含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の平面図 小型貫流ボイラー用燃料器の詳細図 投入用ホッパーの図 （Ａ）全体図、（Ｂ）詳細図、（Ｃ）投入口正面図 円筒状燃焼炉の空気流入状況の詳細図 （Ａ）平面図、（Ｂ）断面図 チップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口の図、及びサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の図 温水発生の水予熱部の図 （Ａ）：平面図 （Ｂ）断面図 熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部燃焼装置の配置正面図 含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器への供給装置図

本発明の実施の形態について図面を参照して以下説明する。
図１に本発明装置の系統図を示すように、燃料混合供給部と燃焼部と熱交換機付排気ガス処理部を備えた含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器である。まず木屑のチップを図４に示すようなホッパーの上段から、燃料としての含湿木屑のチップを順次下段に移載しながら、燃焼炉に進行させる燃料供給する。

前記供給された燃料を円筒状の燃焼部の中段位から投入し、空気吹き込み口を複数個に設けて、燃焼部内の空気流を内壁に沿ってラセン状に上昇するようにして、燃焼の促進箇所にさらに空気吹き込み口を設けて、燃焼を完成させる。
前記の燃焼ガスをパイプ状熱交換器に送り、燃焼ガスの熱交換を行なって高温の熱風・温水を発生させる。一方前記熱交換された排気ガスは、熱交換機付マルチサイクロン式集塵器内で塵を処理して煙突にて排出する。前記熱交換器で得られた排ガスを有効利用するための温水発生部とからなっている・。

図１に示すように２０００ｍｍφ、高さ３０００ｍｍの小型貫流ボイラー用燃焼器は、燃料投入用ホッパー１２として、円筒状燃料器の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、図５に示すように３０重量％以上の水分の含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の長さ１３０ｍｍで、スベリ角度を４５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部にチップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下燃料チップを炉底で円錐状の形状堆積物になるように炉内にあるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から１０００ｍｍで、炉体の中心部に堆積物を位置した。

図２に示すように、含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器において、木屑の破砕物チップ体は、水分を３０重量％含有し、大鋸屑、木屑、廃材などの混合材の１ｍｍ〜５０ｍｍ長さのチップ状である含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の燃焼部は、円筒状で内寸１５００ｍｍ、外寸２０００ｍｍで、高さ３０００ｍｍであった。チップ状である含湿木屑チップは燃焼室の底に堆積して、堆積部の底部から空気ノズルによって空気を送付した。

図４に示すように燃焼効率を高めるために、チップ状含湿木屑の燃料を部分的に投入口から乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、図３での原料落下した炉の底において円錐状の堆積状態で空気流と熱によって乾燥を行った。一方空気は炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口を、円筒状燃焼部の縦方向に８箇所の空気吹き込み口として設置して、そのうち燃料の投入導入口先端の下位の各高さ位５箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を８０ｍ／秒で、しかも中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉体の側面の周囲５カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して１０°の角度にして、さらに炉底の燃料燃焼部の直下には空気吹き込み口を２５箇所に取り付けた小型貫流ボイラー用燃焼器を製作した。

図６に示すように、熱水を発生させる貫流ボイラー本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン３内で集塵処理して煙突９にて排出する交換機付排気ガス処理部にした。全体の配置図は図７に示した通りである。
これによって熱水を製造して、配管によってビニールハウスに供給しての暖房に使用した。室内の温度は２５〜３０℃に維持された。

図１に示すように２０００ｍｍφ、高さ３０００ｍｍの小型貫流ボイラー用燃焼器は、燃料投入用ホッパー１２として、円筒状燃料器の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、図５に示すように３０重量％以上の水分の含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の長さ１３０ｍｍで、スベリ角度を４５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部にチップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下燃料チップを炉底で円錐状の形状堆積物になるように炉内にあるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から１０００ｍｍで、炉体の中心部に堆積物を位置した。

図２に示すように、含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器において、木屑の破砕物チップ体は、水分を４５重量％含有し、大鋸屑、木屑、廃材などの混合材の３ｍｍ〜４０ｍｍ長さのチップ状である含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の燃焼部は、円筒状で内寸１５００ｍｍ、外寸２０００ｍｍで、高さ３０００ｍｍであった。チップ状である含湿木屑チップは燃焼室の底に堆積して、堆積部の底部から空気ノズルによって空気を送付した。

図４に示すように燃焼効率を高めるために、チップ状含湿木屑の燃料を部分的に投入口１２から乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、図３での原料落下した炉の底において円錐状の堆積状態で空気流と熱によって乾燥を行った。一方空気は炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口を、円筒状燃焼部の縦方向に８箇所の空気吹き込み口として設置して、そのうち燃料の投入導入口先端の下位の各高さ位５箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を８０ｍ／秒で、しかも中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉体の側面の周囲５カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して１０°の角度にして、さらに炉底の燃料燃焼部の直下には空気吹き込み口を２５箇所に取り付けた小型貫流ボイラー用燃焼器を製作した。

図６に示すように、熱水を発生させる貫流ボイラー本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン３内で集塵処理して煙突９にて排出する交換機付排気ガス処理部にした。全体の配置図は図７に示した通りである。
これによって熱水を製造して、配管によってビニールハウスに供給しての暖房に使用した。室内の温度は２５〜３０℃に維持された。

図１に示すように１８００ｍｍφ、高さ２５００ｍｍの小型貫流ボイラー用燃焼器は、燃料投入用ホッパー１２として、円筒状燃料器の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、図５に示すように３０重量％以上の水分の含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の長さ１００ｍｍで、スベリ角度を３５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部にチップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下燃料チップを炉底で円錐状の形状堆積物になるように炉内にあるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から９００ｍｍで、炉体の中心部に堆積物を位置した。

図２に示すように、含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器において、木屑の破砕物チップ体は、水分を３０重量％含有し、大鋸屑、木屑、廃材などの混合材の１ｍｍ〜５０ｍｍ長さのチップ状である含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の燃焼部は、円筒状で内寸１５００ｍｍ、外寸１８００ｍｍで、高さ２５００ｍｍであった。チップ状である含湿木屑チップは燃焼室の底に堆積して、堆積部の底部から空気ノズルによって空気を送付した。

図４に示すように燃焼効率を高めるために、チップ状含湿木屑の燃料を部分的に投入口１２から乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、図３での原料落下した炉の底において円錐状の堆積状態で空気流と熱によって乾燥を行った。一方空気は炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口を、円筒状燃焼部の縦方向に７箇所の空気吹き込み口として設置して、そのうち燃料の投入導入口先端の下位の各高さ位５箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を７０ｍ／秒で、しかも中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉体の側面の周囲５カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して１３°の角度にして、さらに炉底の燃料燃焼部の直下には空気吹き込み口を２０箇所に取り付けた小型貫流ボイラー用燃焼器を製作した。

図６に示すように、熱水を発生させる貫流ボイラー本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン３内で集塵処理して煙突９にて排出する交換機付排気ガス処理部にした。全体の配置図は図７に示した通りである。
これによって熱水を製造して、配管によってビニールハウスに供給しての暖房に使用した。室内の温度は３５〜４０℃に維持された。

熱水を発生させる燃焼部本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出する交換機付排気ガス処理部にした。これによって熱水を製造した。

図１に示すように１８００ｍｍφ、高さ２５００ｍｍの小型貫流ボイラー用燃焼器は、燃料投入用ホッパー１２として、円筒状燃料器の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、図５に示すように３０重量％以上の水分の含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の長さ１００ｍｍで、スベリ角度を３５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部にチップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下燃料チップを炉底で円錐状の形状堆積物になるように炉内にあるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から１０００ｍｍで、炉体の中心部に堆積物を位置した。

図２に示すように、含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器において、木屑の破砕物チップ体は、水分を４５重量％含有し、大鋸屑、木屑、廃材などの混合材の３ｍｍ〜４０ｍｍ長さのチップ状である含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の燃焼部は、円筒状で内寸１４００ｍｍ、外寸１８００ｍｍで、高さ２５００ｍｍであった。チップ状である含湿木屑チップは燃焼室の底に堆積して、堆積部の底部から空気ノズルによって空気を送付した。

図４に示すように燃焼効率を高めるために、チップ状含湿木屑の燃料を部分的に投入口１２から乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、図３での原料落下した炉の底において円錐状の堆積状態で空気流と熱によって乾燥を行った。一方空気は炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口を、円筒状燃焼部の縦方向に７箇所の空気吹き込み口として設置して、そのうち燃料の投入導入口先端の下位の各高さ位５箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を７０ｍ／秒で、しかも中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉体の側面の周囲５カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して１３°の角度にして、さらに炉底の燃料燃焼部の直下には空気吹き込み口を２０箇所に取り付けた小型貫流ボイラー用燃焼器を製作した。

図６に示すように、熱水を発生させる貫流ボイラー本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン３内で集塵処理して煙突９にて排出する交換機付排気ガス処理部にした。全体の配置図は図７に示した通りである。
これによって熱水を製造して、配管によってビニールハウスに供給しての暖房に使用した。室内の温度は２５〜３０℃に維持された。

図１に示すように２５００ｍｍφ、高さ３５００ｍｍの小型貫流ボイラー用燃焼器は、燃料投入用ホッパー１２として、円筒状燃料器の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、図５に示すように３０重量％以上の水分の含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の長さ１５０ｍｍで、スベリ角度を４５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部にチップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下燃料チップを炉底で円錐状の形状堆積物になるように炉内にあるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から１２００ｍｍで、炉体の中心部に堆積物を位置した。

図２に示すように、含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器において、木屑の破砕物チップ体は、水分を３０重量％含有し、大鋸屑、木屑、廃材などの混合材の１ｍｍ〜６０ｍｍ長さのチップ状である含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器の燃焼部は、円筒状で内寸２０００ｍｍ、外寸２５００ｍｍで、高さ３５００ｍｍであった。チップ状である含湿木屑チップは燃焼室の底に堆積して、堆積部の底部から空気ノズルによって空気を送付した。

図４に示すように燃焼効率を高めるために、チップ状含湿木屑の燃料を部分的に投入口１２から乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、図３での原料落下した炉の底において円錐状の堆積状態で空気流と熱によって乾燥を行った。一方空気は炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口を、円筒状燃焼部の縦方向に８箇所の空気吹き込み口として設置して、そのうち燃料の投入導入口先端の下位の各高さ位５箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を９０ｍ／秒で、しかも中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉体の側面の周囲７カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して１５°の角度にして、さらに炉底の燃料燃焼部の直下には空気吹き込み口を３０箇所に取り付けた小型貫流ボイラー用燃焼器を製作した。

図６に示すように、熱水を発生させる貫流ボイラー本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン３内で集塵処理して煙突９にて排出する交換機付排気ガス処理部にした。全体の配置図は図７に示した通りである。
これによって熱水を製造して、配管によってビニールハウスに供給しての暖房に使用した。室内の温度は２２〜４０℃に維持された。

１ 燃焼室
２ 貫流ボイラー（熱交換機付）
３ サイクロン
４ 排気ファン
５ 給気ファン
６ 燃焼室出口温度計
７ 煙道
８ 灰出し扉
９ 煙突
１０ スチーム出口
１１ 給水予熱室−温水器
１２ 燃料供給投入口
１３ 下部燃焼エアーノズル
１４ 空気ノズル
１５ 断熱キャスター
１６ リフティングエヤーダクト
１７ 木質チップ
１８ 燃焼落下角度
１９ エアーリフト（空気）
２０ 燃料投入ダクト
２１ 乾燥した原料チップ
２２ 旋回流の風
２３ 耐火煉瓦
２４ スベリ角度
２５ 反発
２６ 空気吹き出しノズル
２７ コンベアー
２８ 点検口
２９ 給水ポンプ
３０ 給水タンク
３１ 定量機
３２ 配電盤
３３ 戻り配管
Ｚ：乾燥ゾーン
Ｘ：燃焼ゾーン
Ｙ：底の空気吹き込み口

Claims (6)

1. 小型貫流ボイラー用燃焼炉に使用する含湿木屑チップである破砕物を燃料として、燃焼炉投入用ホッパー内の含湿木屑チップを順次下方向に移載できるように円筒状燃焼炉の中段位にある燃料投入用ホッパーの上部に空気吹き込みながら投入し、燃焼炉内の円筒側面と底部に空気吹き込み口を複数個に設けた燃焼器において、燃焼ガスを上部に上昇できるように、空気流を炉底部から燃料の下部から上昇方向へ、及び炉内底にある燃料とその燃焼炎に向けて放射線状に炉内面から吹き付けできるようにした、炉内壁面に沿って燃焼炉の箇所に空気吹き込み口を設けていることを特徴とする含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器
2. 燃料投入用ホッパーは、円筒状燃料炉の炉体外部の側面に設置して、投入口と投入導入部を持っており、含湿チップ体がサイロ投入壁面に付着しないように炉外にあるサイロ投入口の斜面の角度を３５°〜４５°角度にして、しかもサイロ壁面の上部に含湿チップ体の投入口へ空気を同伴流通できる空気導入口を設けており、燃料チップが炉体の中心部に落下でき、落下した燃料チップを炉底で円錐形状の堆積物になるように、炉内にあるサイロから繋がるチップ体導入パイプ部の先端を、炉体底部から７００ｍｍ〜２０００ｍｍで、炉体の中心位置にしていることを特徴とする請求項１に記載の含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器
3. 含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼炉において、木屑の破砕物チップ体は、雨ざらしの状態にある大鋸屑、木屑、廃材、間伐材の破砕材であって、５ｍｍ〜６０ｍｍのチップ状形状にして、水分を１０〜５０重量％含有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器、
4. 含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼炉の燃焼部は、円筒状で内寸７００ｍｍ〜２５００ｍｍ、外寸１０００ｍｍ〜３０００ｍｍで、高さ１５００ｍｍ〜４０００ｍｍであり、燃焼効率を高めるために、チップ状の燃料を乾燥させながら空気流とともに炉内の中心部に飛来落下させて、炉内壁には放射線状に吹き付けて中心部で渦巻く状に燃焼できるような空気ノズル口を、円筒状燃焼部の縦方向に４〜１０箇所の空気吹き込み口として設置して、そのうち燃料の投入導入口先端の下位の各高さ位３〜８箇所に空気吹き込みノズルを取り付け、その空気風速を２０ｍ／秒〜６０ｍ／秒で、しかも中心部の流速を放射線状の渦巻き状になるように炉体の側面の周囲４〜６カ所に空気ノズルを中心点の方向に対して２０°〜４０°の角度にして、さらに炉底の燃料燃焼部の直下には空気吹き込み口を３０〜７０箇所に取り付けていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器
5. 熱水を発生させる燃焼部本体は、前記の燃焼部からの燃焼ガスを上部に送り、水予熱部と熱交換パイプ付交差式交換付きボイラー部を加熱させて、燃焼ガスの熱交換を二段に高温の熱水を発生させるために、前記熱交換された排気ガスによって加熱される水予熱部と、前記熱交換器で得られた熱風を有効利用するための送風機能付のボイラー部と、熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出する交換機付排気ガス処理部とからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器
6. 含湿木屑チップを燃焼器に一定量供給する装置において、含湿チップ搬出口部に撹拌羽根付き回転機と、底部に搬送ベルトを取り付けた貯蔵定量装置と、供給量の調節を可能にしている搬送ベルトと、燃焼器の原料投入口への一定量供給できるバスケット式縦型コンベアーと、燃焼温度からチップの供給量をコントロールできるようになっている制御盤とからなっている含湿木屑チップの搬送供給部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器

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