JP3199755U - 植物性燃料を使用した効率的燃焼装置 - Google Patents

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修一 鳥居
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Abstract

【課題】植物性含水バイオマス燃料を燃焼するときに発生する熱エネルギーを有効に利用する効率的燃焼装置を提供する。
【解決手段】含水の植物性燃料を投入する原料貯蔵槽と、前記原料貯蔵槽から供給された破砕状植物性燃料を搬送する二段のスクリューコンベア部4と、その植物性燃料の破砕状含水チップをさらに破砕機3を通して、塊状チップを解砕したものをジェット空気流によって燃焼炉に投入して、炉内部で乾燥機能をもつステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有している上段部で燃料の乾燥機能、下段部で乾燥チップ原料の燃焼機能を持つ燃焼効率の高い二段型燃焼炉部9と、燃焼炉上部の逆ロート状釜形状体の先端部から燃焼ガスを供給されている熱水への熱交換部5と、燃焼排気ガス処理部とからなる。
【選択図】図1

Description

本考案は、特に水分を多く含有している植物性バイオマス燃料を、掻き出し撹拌機付きの乾燥によって、効率的に塊状物を破砕・混合・乾燥操作において低水分量にする乾燥した後に、燃焼装置によって熱風を発生させる燃焼と、燃焼ガスによって温風、温水を発生させる装置を提供することに関する。
水分を多く含有している植物性バイオマス燃料における燃焼において、貯蔵ホッパー内に回転羽根軸を設けて、水分を多量に含有する収納物の流動性を増しているが、高い粘着性を持つ物質には適性ではなく、回転軸・羽根に張り付き、ケースとの間に物質が挟まり取出しを困難にしている。回転軸が止まる場合がある。これに対して種々提案がある(特許文献1〜3参照)が、今で水分の高い植物性廃材については、乾燥時に破砕、掻き出し機において十分な結果が得られていない。
一方、天然の木材は、木材を充分に乾燥するには、長期間にわたって放置するか、あるいは加熱して水分を強制的に除去する必要がある。強制的に水分を除去する方法は、短時間で乾燥できるが、多量の熱エネルギーを消費するので、ランニングコストが高くなる欠点がある。木材乾燥のランニングコストを低減することを目的として、水分を含有する木質系バイオマスを燃焼させるときに発生する熱エネルギーを有効利用する乾燥方法が開発されている(特許文献1参照)。
従来より、水分を多く含有している植物性バイオマスの鶏糞、家畜糞、家庭ゴミ、工業有機廃棄物などその他の含水有機廃棄処理物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。(特許文献1、2、3参照。)
またエノキ茸の栽培において、多量の廃菌床が発生する。この水分を多量に含有している廃菌床の処理には困難をきたしている。一般には堆肥への利用がほとんどである。エノキ茸の廃菌床の利用について、エノキ茸の廃菌床の乾燥については、検討されているが、菌床、燃料での再利用としての情報は存在していない。とくに植物性廃材の再利用については菌床としての燃料活用はほとんど知られていない。
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する。木材を理想的な温度と湿度に制御しながら乾燥して、木屑において水分を持ったものでは、木屑のバイオマスの処理で熱風を発生して乾燥処理に使用して、燃料に利用できる方法と装置で、燃料して乾燥、温水発生装置を提供することで、含水木質系バイオマスの発生熱利用方法は、木質系バイオマスを燃焼炉で燃焼し、燃焼する熱エネルギーで水を加熱して温水とするものであって、含水木屑の破砕の成形体を含湿バイオマス燃料とした、乾燥−燃焼処理による温水発生装置において、含湿のバイオマス燃料貯蔵部と前記燃料を定量的に供給できる燃料供給部と燃焼部と熱交換式温水発生部と温水貯蔵部とからなる木屑バイオマスを燃料とする連続温水製造装置が提案されている(特許文献5参照)。
また廃棄物の燃焼装置において、外殻ケーシングと、この外殻ケーシング内に収容されて上方に開放した有底縦筒状の燃焼室と、該燃焼室の外周を取り巻く熱交換水路と、該熱交換水路に接続する低温水導入口及び高温水導出口と、前記燃焼室内に配置したサイクロン式燃焼灰分離器と、該燃焼室内の底部へ固形物燃料を送り込む燃料供給手段と、該燃焼室内に送り込まれた固形物燃料に着火させる着火手段と、該燃焼室内への空気供給手段と、該燃焼室の上方開口部から前記燃焼灰分離器の上方開口部へ至る燃焼排ガス通路と、下端開口部を排気流入口として上方から燃焼灰分離器内の上部に突入配置した排気筒と、該燃焼灰分離器の下部に連通する燃焼灰取出口とを具備し、前記熱交換水路に導入した低温水を燃焼室の熱気及び燃焼排ガスとの熱交換で昇温させて高温水として導出すると共に、前記燃焼灰分離器内で燃焼排ガスから分離して落下する燃焼灰を前記燃焼灰取出口から取り出すように構成されてなるハイブリッド温水装置が提案されている(特許文献6参照)。
植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置を提供するために、含水の植物性廃材1を供給槽からベルトコンベアによって一次破砕器にて破砕して、貯蔵槽に供給して、燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている二次破砕機を経て、次工程へ搬送するベルトコベアからなる原料定量貯蔵槽と、原料定量貯蔵槽から供給された破砕状含水植物性廃材に燃焼排ガスを供給流通させることによって、部分的に乾燥させる混合型撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付けた撹拌機を内装している混合乾燥容器と、混合乾燥容器から供給された乾燥した破砕状キノコ廃菌床体縦型を羽根付き搬送コンベアにて搬送されて、ロータリーバルブを経て、乾燥した植物性廃材の燃料を定量的に供給できる定量供給機と、乾燥植物性廃材の破砕物を使用した燃焼炉と、燃焼ガスによる多管式流通熱交換機によって水蒸気・熱水発生する貫流ボイラー器と、気水分離器を経由して水蒸気発生器と、からなる装置が提案している(特許文献7参照)。
特開平11−289994号公報。 特許3023534号公報。 特許3314302号公報。 特開2003−219864号公報。 特開2014−37955号公報 特開2010−101598号公報 実用新案登録第3196858号公報
植物性バイオマスのチップを燃焼処理する場合において、貯蔵ホッパの下部に排出スクリューコンベヤ、押出し用の縦板付コンベヤ、パンコンベヤ、スクレーパコンベヤ等の搬送機での切り出し装置が提案されているが、植物性バイオマスのチップを貯蔵する貯蔵ホッパでは、ホッパ内に多量の植物性バイオマスのチップ塊状物質を堆積させると、熱処理を施す場合に破砕、撹拌・切り出し、掻き出し装置に、物質を排出するための負荷だけでなく、植物性バイオマスのチップを堆積した物質の重量が余分な負荷として加えて、整粒チップの塊状物を十分な撹拌・排出処理ができないのが現状である。また含水バイオマスチップを乾燥時の操作状態によってムラガあって十分な乾燥物を得ることが難しい。
本考案はこのような含水バイオマスチップ塊状物で粘性を持つ植物性バイオマスを整粒されたチップ状態にして、その整粒チップを乾燥操作に適用される熱処理装置を持つことが重要である。前記問題点を解決した装置を提供することを課題として、特に、粘性のある植物性含水バイオマスチップ塊状物を破砕して利用する場合に、粉砕した後十分に均一に乾燥できる炉内の熱で部分乾燥処理して、処理物が水分を均一に10%以下にすることなどの熱処理方法によって乾燥物状態に仕上げることが可能な乾燥燃焼状態を確立することに目的を持っている。
とくに、植物性含水バイオマスチップを燃焼させる時には時々ダイオキシン等の有害物質含有しており、それを低温燃焼の場合には消失できない欠点もある。さらに植物性含水バイオマスチップを900℃以上の特定な状態で燃焼材として収納する必要があるので、植物性含水バイオマスチップ燃料を入れるのが極めて難しく、また燃焼炉に入れる量、搬送装置にも制御も難しい問題を残している。
さらに、植物性含水バイオマスチップ燃料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、熱量が低下して、有効なエネルギーを取り出すことが難しく、その他の燃焼、農業設備の暖房燃料などの用途に有効利用はできない。植物性含水バイオマスチップ燃料をそのまま使用した燃焼器の提案はほとんどない。
本考案は、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。植物性含水バイオマスチップ燃料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時に整粒チップを乾燥して燃料にする、植物性含水バイオマスチップ燃料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、植物性含水バイオマスチップ燃料を理想的な温度に制御しながら乾燥して、燃料用チップからできる植物性含水バイオマスチップ燃料の発生熱を温水、温風などの発生の利用方法を提供することにある。
また、植物性含水バイオマスチップ燃料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農業用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発生熱利用方法を提供することにある。
また、従来装置は、植物性含水バイオマスチップ燃料は水分が多くて、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。含水している高含水の植物性含水バイオマスチップ燃料を乾燥して、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、および暖房システムは提供されていない。
本考案者は、植物性含水バイオマスチップ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、チップの形状の高含水の植物性含水バイオマスチップ燃料を系内の予熱で乾燥して、有効な植物性含水バイオマスチップ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うことを目的にしている。
40〜60重量%の水分を含有している植物性燃料である含水バイオマスで粒子を調整したチップ体を燃料とした乾燥−燃焼装置において、含水の植物性燃料を投入する原料貯蔵槽と、前記原料貯蔵槽から供給された破砕状植物性燃料を搬送する二段のスクリューコンベア部と、その植物性燃料の破砕状含水チップをさらに破砕機を通して、塊状チップを解砕したものをジェット空気流によって燃焼炉に投入して、炉内部で乾燥機能をもつステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有している上段部で燃料の乾燥機能、下段部で乾燥チップ原料の燃焼機能を持つ燃焼効率の高い二段型燃焼炉部と、燃焼炉上部の逆ロート状釜形状体の先端部から燃焼ガスを供給されている熱水への熱交換部と、燃焼排気ガス処理部とからなる植物性燃料を使用した効率的燃焼装置である。
貯蔵している植物性燃料を一定量供給しながら、粉砕する原料貯蔵槽は、含水原料植物性燃料をサイロ槽内搬出出口にある一段目スクリューコンベアによってチップのブロック状部、または大型破砕物を一次的粗破砕・供給した後、二段目スクリューコンベアによって定量的に搬送して、次に定速回転粉砕機によって二次的整粒チップ化した二段粉砕を経て、ジェット空気流によって燃焼炉の上部側面からステンレススチール製逆ロート状釜形状体の外面に定量的、強制的に吹込み供給できるようにしている。
炉内部で、乾燥機能をもつ燃焼効率の高いステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有して、上段部で燃料の乾燥機能、下段部で燃焼機能を持つ二段型燃焼炉部において、植物性チップ燃料の破砕物をさらに整粒・粉砕したものを使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸800mm〜1200mm、外寸1200mm〜1600mmで、高さ1300mm〜2000mmであり、耐火材にて構築されて、上下二段に分割されて、
上段部燃焼炉は、炉内部に厚さ4〜12mmのステンレススチール製の逆ロート型円錐・円筒状釜を設けて、前記キャップ状釜では、炉体上部の燃料吹込み部には前記釜の上部円錐状付近での炉内空間部で、燃料チップ体を螺旋状に回遊できるようになって、下方の逆ロート状釜円筒部で、炉体本体側面とキャップ釜の隙間を40〜100mmの間隔にして、燃料チップを螺旋状に落下させて乾燥を促進させるようになっており、
下段部燃焼炉は、上記チップ体を下部方向に壁面に沿って螺旋状に落下しながら着火、燃焼できるようになって、炉底では逆円錐状にして、底部に直径200〜400mmの脱着可能なステンレススチール製で、底に2〜8mmの穴を20〜60個持つ円筒容器を設置できるようにして、2〜8mmの穴から空気を吹き上げるような状態にして、逆円錐状の下部から燃料での火炎を炉内部に通して上部に吹き上げるようになっている。
燃焼炉の底部は、前記脱着可能なステンレススチール製円筒容器を設置して、前記容器の底部の穴から空気を導入できるような炉内空間部を設けて、この部分に空気を3〜10m3/分の流量で供給できる外部ブロアーを備えて、チップ状燃料の燃焼滓を円筒容器の穴部から自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、高温燃焼ガス炎を炉体本体の頭頂部から取り出して、熱交換部に導入され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植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
炉体本体の頭頂部から高温燃焼ガスを供給された熱交換部は、直径800〜2000mm、高さ1500〜3000mmの円筒容器であって、内部を仕切って、その中間部温水タンクにして、そのタンク内に直径34〜165mm、高さ600〜2000mmのパイプを並べて、半分のパイプの上部から高温燃焼ガスを通過させて、半分のパイプの下部から上部に通過させて、前記の燃焼ガス熱風流通によるマルチ式温水熱交換方式で加熱して、熱水を発生させる加熱ボイラー機能である。
前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、円筒部を燃焼炉から排出された燃焼ガスから、並列して熱交換部になって、円筒の燃焼部の上部に、温水への熱交換部に内部に水中タンク内に熱風流通配管部を設置されて、熱交換式温水発生部は、燃焼ガスによって水流との熱交換するために、34〜165mm径の金属パイプ付交換器を横並列にパイプを空間容積で20〜60%横型に取り付けて、交換機の内部には、水を1〜100m/分の流速で、供給して、熱交換を行なって、60〜95℃の温水を発生する温水ボイラーを加温することによって、温水貯蔵の容積を2〜10mにして、100〜500mの容積のビニールハウス、又は温室の暖房、又は給湯に使用されている。
前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、排気ガス処理部での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。
植物性廃材の温水発生熱利用方法は、燃焼するときに発生する温水循環による熱エネルギーを夜間だけに有効利用して植物を栽培する温室を理想的な環境に加温できる特長がある。とくに、この方法は、植物性廃材を乾燥した後燃焼炉で燃焼して、燃焼する温水による熱エネルギーの供給とともに、排気ガスとして温室内に供給するなど、ビニールハウス、温室を加温する。
植物性バイオマス燃料は、水分を30〜60%%を持っており、本燃焼装置で乾燥することによって、含水バイオマス燃料もそのまま燃料にもなり、ビニールハウス、温室の暖房の燃料源となった。植物性バイオマスの原料は、一般の有機廃棄物が有効利用されて、乾燥処理が困難であった原料の粉砕・破砕処理によって、前記の植物性廃棄物を有効に利用できた。
それは、発生熱利用方法が、高含水の植物性廃材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、得られた熱源で植物性バイオマスを乾燥すると共に、熱交換された温水、熱風によってビニールハウス、温室に供給することができることである。このように、発生熱利用方法は、温風、温水を活用しながら高含水の植物性廃材燃料を燃焼炉内で乾燥を調整しながら、極めて理想的に燃料として高含水の植物性廃材を乾燥でき、従来の蒸気式の木材バイオマス乾燥の1/3〜1/6と超低コストの乾燥燃料として可能である。植物性廃材など含水バイオマス燃料を乾燥されるので、乾燥の植物性バイオマスとして燃焼して発生する高い熱エネルギーを有効に利用して、極めて経済的に燃焼、温水を発生できる特長がある。
以上の構成よりなるものであり、植物性バイオマスを粉砕化した燃料として、これによれば温水発生をもたらし、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。燃料として資源回収できるので産業上の利用価値が大きい。温水を利用して発生する熱源は、農業用ビニールハウスなどの温室暖房の熱源として使用できるものである。
植物性燃料を使用した効率的燃焼装置の全体図。 植物性燃料を使用した効率的燃焼装置の配置平面図。 植物性燃料を使用した効率的燃焼装置における燃焼炉の状態図。 A:全体図 B:原料供給・乾燥部の図 C:原料供給部 植物性燃料を使用した効率的燃焼装置における燃焼部と空気供給部の図。 植物性燃料を使用した効率的燃焼装置における粉砕・原料貯蔵する粉砕機付原料貯蔵槽の図。 植物性燃料を使用した効率的燃焼装置における熱交換による温水発生装置図 A:熱交換による熱水発生装置、 B:熱水発生装置の配置図
次に本発明の実施の形態について説明する。40〜60重量%の水分を含有している植物性燃料である含水バイオマスで粒子を調整したチップ体を燃料とした乾燥−燃焼装置において、含水の植物性燃料を投入する原料貯蔵槽と、前記原料貯蔵槽から供給された破砕状植物性燃料を搬送する二段のスクリューコンベア部と、その植物性燃料の破砕状含水チップをさらに破砕機を通して、塊状チップを解砕したものをジェット空気流によって燃焼炉に投入して、炉内部で乾燥機能をもつステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有している上段部で燃料の乾燥機能、下段部で乾燥チップ原料の燃焼機能を持つ燃焼効率の高い二段型燃焼炉部と、燃焼炉上部の逆ロート状釜形状体の先端部から燃焼ガスを供給されている熱水への熱交換部と、燃焼排気ガス処理部とからなる。
所定の原料等を粉砕機付原料貯蔵槽に入れ、さらに混合乾燥容器で所定時間攪拌混合を連続的に実施して、菌床の塊状物の粉砕・乾燥処理を行うものである。
図1、5に示すように貯蔵している5〜15mmの破砕状チップの植物性燃料を一定量供給しながら、粉砕する1.5m3の原料貯蔵槽は、含水原料植物性燃料をサイロ槽内にある一段目スクリューコンベアによってチップのブロック状破砕物を一次的粗破砕・供給した後、二段目スクリューコンベアによって定量的に搬送して、次に定速回転粉砕機によって二次的整粒チップ化した二段粉砕を経て、30m/秒ジェット空気流によって燃焼炉の上部側面からステンレススチール製逆ロート状釜形状体の外面に定量的、強制的に吹込み供給できるようにした。
図3に示すように、炉内部で、乾燥機能をもつ燃焼効率の高いステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有して、上段部で燃料の乾燥機能、下段部で燃焼機能を持つ二段型燃焼炉部において、植物性チップ燃料の破砕物をさらに整粒・粉砕したものを使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸1000mm、外寸1400mmで、高さ1700mmであり、耐火材にて構築されて、上下二段に分割したものを製作した。
上段部燃焼炉は、炉内部に厚さ9mmの耐熱用309のステンレススチール製の逆ロート型円錐・円筒状釜を設けて、前記キャップ状釜では、炉体上部の燃料吹込み部には前記釜の上部円錐状付近での炉内空間部で、燃料チップ体を螺旋状に回遊できるようになって、下方の逆ロート状釜円筒部で、炉体本体側面とキャップ釜の隙間を60mmの間隔にして、燃料チップを螺旋状に落下させて、ほとんど乾燥状態にした。
下段部燃焼炉は、上記チップ体を下部方向に壁面に沿って螺旋状に落下しながら着火、燃焼できるようになって、炉底では逆円錐状にして、底部に直径300mmφ、高さ200mmの脱着可能なステンレススチール製容器で、底に8mmの穴を40個持つ円筒容器を設置できるようにして、8mmの穴から空気を吹き上げるような状態にして、逆円錐状の下部から燃料での火炎を炉内部に通して上部に吹き上げるようにした。塵芥は穴を通して下部に蓄積した。
図4に示すように燃焼炉の底部は、前記脱着可能なステンレススチール製円筒容器を設置して、前記容器の底部の穴から空気を導入できるような炉内空間部を設けて、この部分に空気を3m3/分の流量で供給できる外部ブロアーを備えて、チップ状燃料の燃焼滓を円筒容器の穴部から自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、高温燃焼ガス炎を炉体本体の頭頂部から取り出して、熱交換部に導入した。
炉体本体の頭頂部から高温燃焼ガスを供給された熱交換部は、図6Aに示すように直径1000mm、高さ1700mmの円筒容器であって、内部を仕切って、その中間部温水タンクにして、そのタンク内に直径75mm、高さ805mmのパイプを並べて、半分のパイプの上部から高温燃焼ガスを通過させて、半分のパイプの下部から上部に通過させて、前記の燃焼ガス熱風流通によるマルチ式温水熱交換方式で加熱して、熱水を発生させる加熱ボイラー機能であった。
図6に示すように前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、円筒部を燃焼炉から排出された燃焼ガスから、並列して熱交換部になって、円筒の燃焼部の上部に、温水への熱交換部に内部に水中タンク内に熱風流通配管部を設置されて、熱交換式温水発生部は、燃焼ガスによって水流との熱交換するために、75mm径の金属パイプ付交換器を横並列にパイプを空間容積で40%横型に取り付けて、交換機の内部には、水を3m/分の流速で、供給して、熱交換を行なって、80〜95℃の温水を発生する温水ボイラーを加温することによって、温水貯蔵の容積を6mにして、1000mの容積のビニールハウスに使用された。
前記熱交換された排気ガスを、図6に示すように混合乾燥容器に流通させて、排気ガス処理部での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した。
実施例1と同様に、貯蔵している5〜15mmの破砕状チップの植物性燃料を一定量供給しながら、粉砕する2m3の原料貯蔵槽は、含水原料植物性燃料をサイロ槽内にある一段目スクリューコンベアによってチップのブロック状破砕物を一次的粗破砕・供給した後、二段目スクリューコンベアによって定量的に搬送して、次に定速回転粉砕機によって二次的整粒チップ化した二段粉砕を経て、30m/秒ジェット空気流によって燃焼炉の上部側面からステンレススチール製逆ロート状釜形状体の外面に定量的、強制的に吹込み供給できるようにした。
炉内部で、乾燥機能をもつ燃焼効率の高いステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有して、上段部で燃料の乾燥機能、下段部で燃焼機能を持つ二段型燃焼炉部において、植物性チップ燃料の破砕物をさらに整粒・粉砕したものを使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸1100mm、外寸1500mmで、高さ1800mmであり、耐火材にて構築されて、上下二段に分割したものを製作した。
上段部燃焼炉は、炉内部に厚さ9mmの耐熱用309のステンレススチール製の逆ロート型円錐・円筒状釜を設けて、前記キャップ状釜では、炉体上部の燃料吹込み部には前記釜の上部円錐状付近での炉内空間部で、燃料チップ体を螺旋状に回遊できるようになって、下方の逆ロート状釜円筒部で、炉体本体側面とキャップ釜の隙間を70mmの間隔にして、燃料チップを螺旋状に落下させて、ほとんど乾燥状態にした。
下段部燃焼炉は、上記チップ体を下部方向に壁面に沿って螺旋状に落下しながら着火、燃焼できるようになって、炉底では逆円錐状にして、底部に直径300mmφ、高さ200mmの脱着可能なステンレススチール製容器で、底に8mmの穴を45個持つ円筒容器を設置できるようにして、7mmの穴から空気を吹き上げるような状態にして、逆円錐状の下部から燃料での火炎を炉内部に通して上部に吹き上げるようにした。塵芥は穴を通して下部に蓄積した。
燃焼炉の底部は、前記脱着可能なステンレススチール製円筒容器を設置して、前記容器の底部の穴から空気を導入できるような炉内空間部を設けて、この部分に空気を3m3/分の流量で供給できる外部ブロアーを備えて、チップ状燃料の燃焼滓を円筒容器の穴部から自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、高温燃焼ガス炎を炉体本体の頭頂部から取り出して、熱交換部に導入した。
炉体本体の頭頂部から高温燃焼ガスを供給された熱交換部は、直径1100mm、高さ1750mmの円筒容器であって、内部を仕切って、その中間部温水タンクにして、そのタンク内に直径75mm、高さ805mmのパイプを並べて、半分のパイプの上部から高温燃焼ガスを通過させて、半分のパイプの下部から上部に通過させて、前記の燃焼ガス熱風流通によるマルチ式温水熱交換方式で加熱して、熱水を発生させる加熱ボイラー機能であった。
前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、円筒部を燃焼炉から排出された燃焼ガスから、並列して熱交換部になって、円筒の燃焼部の上部に、温水への熱交換部に内部に水中タンク内に熱風流通配管部を設置されて、熱交換式温水発生部は、燃焼ガスによって水流との熱交換するために、75mm径の金属パイプ付交換器を横並列にパイプを空間容積で40%横型に取り付けて、交換機の内部には、水を3・5m/分の流速で、供給して、熱交換を行なって、75〜90℃の温水を発生する温水ボイラーを加温することによって、温水貯蔵の容積を6.5mにして、900mの容積の温室に使用された。
実施例1と同様に貯蔵している5〜15mmの破砕状チップの植物性燃料を一定量供給しながら、粉砕する3m3の原料貯蔵槽は、含水原料植物性燃料をサイロ槽内にある一段目スクリューコンベアによってチップのブロック状破砕物を一次的粗破砕・供給した後、二段目スクリューコンベアによって定量的に搬送して、次に定速回転粉砕機によって二次的整粒チップ化した二段粉砕を経て、3.5m/秒ジェット空気流によって燃焼炉の上部側面からステンレススチール製逆ロート状釜形状体の外面に定量的、強制的に吹込み供給できるようにした。
炉内部で、乾燥機能をもつ燃焼効率の高いステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有して、上段部で燃料の乾燥機能、下段部で燃焼機能を持つ二段型燃焼炉部において、植物性チップ燃料の破砕物をさらに整粒・粉砕したものを使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸1200mm、外寸1600mmで、高さ1900mmであり、耐火材にて構築されて、上下二段に分割したものを製作した。
上段部燃焼炉は、炉内部に厚さ9mmの耐熱用309のステンレススチール製の逆ロート型円錐・円筒状釜を設けて、前記キャップ状釜では、炉体上部の燃料吹込み部には前記釜の上部円錐状付近での炉内空間部で、燃料チップ体を螺旋状に回遊できるようになって、下方の逆ロート状釜円筒部で、炉体本体側面とキャップ釜の隙間を60mmの間隔にして、燃料チップを螺旋状に落下させて、ほとんど乾燥状態にした。
下段部燃焼炉は、上記チップ体を下部方向に壁面に沿って螺旋状に落下しながら着火、燃焼できるようになって、炉底では逆円錐状にして、底部に直径300mmφ、高さ200mmの脱着可能なステンレススチール製容器で、底に8mmの穴を40個持つ円筒容器を設置できるようにして、8mmの穴から空気を吹き上げるような状態にして、逆円錐状の下部から燃料での火炎を炉内部に通して上部に吹き上げるようにした。塵芥は穴を通して下部に蓄積した。
燃焼炉の底部は、前記脱着可能なステンレススチール製円筒容器を設置して、前記容器の底部の穴から空気を導入できるような炉内空間部を設けて、この部分に空気を3m3/分の流量で供給できる外部ブロアーを備えて、チップ状燃料の燃焼滓を円筒容器の穴部から自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、高温燃焼ガス炎を炉体本体の頭頂部から取り出して、熱交換部に導入した。
炉体本体の頭頂部から高温燃焼ガスを供給された熱交換部は、直径1200mm、高さ1900mmの円筒容器であって、内部を仕切って、その中間部温水タンクにして、そのタンク内に直径75mm、高さ805mmのパイプを並べて、半分のパイプの上部から高温燃焼ガスを通過させて、半分のパイプの下部から上部に通過させて、前記の燃焼ガス熱風流通によるマルチ式温水熱交換方式で加熱して、熱水を発生させる加熱ボイラー機能であった。
前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、円筒部を燃焼炉から排出された燃焼ガスから、並列して熱交換部になって、円筒の燃焼部の上部に、温水への熱交換部に内部に水中タンク内に熱風流通配管部を設置されて、熱交換式温水発生部は、燃焼ガスによって水流との熱交換するために、75mm径の金属パイプ付交換器を横並列にパイプを空間容積で50%横型に取り付けて、交換機の内部には、水を5m/分の流速で、供給して、熱交換を行なって、80〜95℃の温水を発生する温水ボイラーを加温することによって、温水貯蔵の容積を6mにして、給湯タンクに使用された。
1 植物性原料チップ材
2 原料貯蔵槽
3 破砕・搬送アーム羽根付き回転ローラー
4 スクリューコンベア
5 熱水・温水ボイラー
6 送風機(高圧ジェットファン)
7 集塵サイクロン
8 集塵ボックス
9 燃焼装置(二段式燃焼炉)
11 煙突
10 排気ファン
12 旋回乾燥室
13 耐火物
14 空気流穴(吹き出し)
15 粉砕機
16 ロータリーバブル
17 ホッパー
18 ジェット気流
19 螺旋状旋回
20 耐火材
21 燃焼
22 熱水熱交換器
23 リターン用送風器
24 逆ロート型円筒釜
25 着脱式円筒容器

Claims (6)

  1. 40〜60重量%の水分を含有している植物性燃料である含水バイオマスで粒子を調整したチップ体を燃料とした乾燥−燃焼装置において、含水の植物性燃料を投入する原料貯蔵槽と、前記原料貯蔵槽から供給された破砕状植物性燃料を搬送する二段のスクリューコンベア部と、その植物性燃料の破砕状含水チップをさらに破砕機を通して、塊状チップを解砕したものをジェット空気流によって燃焼炉に投入して、炉内部で乾燥機能をもつステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有している上段部で燃料の乾燥機能、下段部で乾燥チップ原料の燃焼機能を持つ燃焼効率の高い二段型燃焼炉部と、燃焼炉上部の逆ロート状釜形状体の先端部から燃焼ガスを供給されている熱水への熱交換部と、燃焼排気ガス処理部とからなることを特徴とする植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
  2. 貯蔵している植物性燃料を一定量供給しながら、粉砕する原料貯蔵槽は、含水原料植物性燃料をサイロ槽内にある一段目スクリューコンベアによってチップのブロック状部、または大型破砕物を一次的粗破砕・供給した後、二段目スクリューコンベアによって定量的に搬送して、次に定速回転粉砕機によって二次的整粒チップ化した二段粉砕を経て、ジェット空気流によって燃焼炉の上部側面からステンレススチール製逆ロート状釜形状体の外面に定量的、強制的に吹込み供給できるようにしていることを特徴とする請求項1に記載の植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
  3. 炉内部で、乾燥機能をもつ燃焼効率の高いステンレススチール製逆ロート状釜形状体を有して、上段部で燃料の乾燥機能、下段部で燃焼機能を持つ二段型燃焼炉部において、植物性チップ燃料の破砕物をさらに整粒・粉砕したものを使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸800mm〜1200mm、外寸1200mm〜1600mmで、高さ1300mm〜2000mmであり、耐火材にて構築されて、上下二段に分割されて、
    上段部燃焼炉は、炉内部に厚さ4〜12mmのステンレススチール製の逆ロート型円錐・円筒状釜を設けて、前記キャップ状釜では、炉体上部の燃料吹込み部には前記釜の上部円錐状付近での炉内空間部で、燃料チップ体を螺旋状に回遊できるようになって、下方の逆ロート状釜円筒部で、炉体本体側面とキャップ釜の隙間を40〜100mmの間隔にして、燃料チップを螺旋状に落下させて乾燥を促進させるようになっており、
    下段部燃焼炉は、上記チップ体を下部方向に壁面に沿って螺旋状に落下しながら着火、燃焼できるようになって、炉底では逆円錐状にして、底部に直径200〜400mmの脱着可能なステンレススチール製で、底に2〜8mmの穴を20〜60個持つ円筒容器を設置できるようにして、2〜8mmの穴から空気を吹き上げるような状態にして、逆円錐状の下部から燃料での火炎を炉内部に通して上部に吹き上げるようになっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
  4. 燃焼炉の底部は、前記脱着可能なステンレススチール製円筒容器を設置して、前記容器の底部の穴から空気を導入できるような炉内空間部を設けて、この部分に空気を3〜10m3/分の流量で供給できる外部ブロアーを備えて、チップ状燃料の燃焼滓を円筒容器の穴部から自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、高温燃焼ガス炎を炉体本体の頭頂部から取り出して、熱交換部に導入され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植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
  5. 炉体本体の頭頂部から高温燃焼ガスを供給された熱交換部は、直径800〜2000mm、高さ1500〜3000mmの円筒容器であって、内部を仕切って、その中間部温水タンクにして、そのタンク内に直径34〜165mm、高さ600〜2000mmのパイプを並べて、半分のパイプの上部から高温燃焼ガスを通過させて、半分のパイプの下部から上部に通過させて、前記の燃焼ガス熱風流通によるマルチ式温水熱交換方式で加熱して、熱水を発生させる加熱ボイラー機能であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
  6. 前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、円筒部を燃焼炉から排出された燃焼ガスから、並列して熱交換部になって、円筒の燃焼部の上部に、温水への熱交換部に内部に水中タンク内に熱風流通配管部を設置されて、熱交換式温水発生部は、燃焼ガスによって水流との熱交換するために、34〜165mm径の金属パイプ付交換器を横並列にパイプを空間容積で20〜60%横型に取り付けて、交換機の内部には、水を1〜100m/分の流速で、供給して、熱交換を行なって、60〜95℃の温水を発生する温水ボイラーを加温することによって、温水貯蔵の容積を2〜10mにして、100〜1000mの容積のビニールハウス、又は温室の暖房、又は給湯に使用されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに植物性燃料を使用した効率的燃焼装置。
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