JP4276247B2 - Boiler equipment - Google Patents
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Description
本発明は、木材や石炭等の各種燃料製品をはじめ木材,紙,プラスチック等の廃棄物等からなる固形燃料を燃焼させその燃焼熱により湯若しくは蒸気を生成するボイラ装置に関する。 The present invention relates to a boiler apparatus that burns a solid fuel made of various fuel products such as wood and coal, as well as waste such as wood, paper, and plastic, and generates hot water or steam by the heat of combustion.
従来、この種のボイラ装置としては、例えば、図13に示すように、固形燃料を乾留して生成したガスを燃焼室で燃焼させるようにしたガス化型ボイラ装置が知られている(例えば、特開2003−139312号公報掲載)。
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。
Conventionally, as this type of boiler device, for example, as shown in FIG. 13, a gasification boiler device is known in which gas generated by dry distillation of solid fuel is burned in a combustion chamber (for example, JP 2003-139212 A).
This includes a
この従来のボイラ装置においては、一次燃焼室200に投入口より固形燃料を投入して着火し、送風機208から空気吹出し管207を通じて一次燃焼室200内に外気を供給すると、固形燃料が燃焼する。そして、一次燃焼室200で発生した未燃焼ガスは、二次燃焼室202内に徐々に流入し、バーナ205から噴射される火炎により燃焼される。また、二次燃焼室202で処理しきれなかった未燃焼ガスは、更に上部の三次燃焼室203に流入し、ここでバーナ206から噴射される火炎により燃焼される。
In this conventional boiler apparatus, when solid fuel is introduced into the
ところで、上記従来のボイラ装置にあっては、送風機208から一次燃焼室200の空気吹出し管207に空気を供給し、一次燃焼室200で一度ガス化させ、それから、二次燃焼室201,三次燃焼室203でバーナ205,206により未燃焼ガスを燃焼させるようにしているが、空気吹出し管207からは一律に空気が噴出すので、例えば、木材や紙などの発熱エネルギーの比較的低い固形燃料においては燃焼が進みすぎる等、燃焼が不安定になることがあり、しかも、これらの燃焼ガスも逐一バーナ205,206で燃焼させるので、外部エネルギーが大になって無駄が多くなり、燃焼効率が悪いという問題があった。
By the way, in the conventional boiler apparatus, air is supplied from the
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行ないうるようにし、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図ったボイラ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The air supply mode can be changed variously in accordance with the combustion state of the solid fuel, the solid fuel can be stably burned, and the burner An object of the present invention is to provide a boiler device that reduces the degree of dependence as much as possible to improve combustion efficiency.
このような目的を達成するため本発明のボイラ装置は、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構成としている。
In order to achieve such an object, the boiler apparatus of the present invention includes a primary combustion tower having a primary combustion chamber for burning solid fuel, a fuel supply unit for supplying solid fuel to the primary combustion chamber of the primary combustion tower, A blower for supplying air to the primary combustion chamber of the primary combustion tower, and secondary combustion for communicating combustion gas from the primary combustion chamber in communication with the primary combustion chamber of the primary combustion tower via a communication passage on the upper side thereof A secondary combustion tower having a chamber, a burner provided in the secondary combustion tower and capable of burning the combustion gas in the secondary combustion chamber, a water tank containing water, and the secondary combustion tower built in the water tank In a boiler apparatus comprising a heat exchanger that has a smoke pipe through which exhaust gas from the exhaust gas passes and that performs heat exchange between the exhaust gas passing through the smoke pipe and water,
The primary combustion tower is provided with a lower air supply part for supplying air to the lower side of the primary combustion chamber and an upper air supply part for supplying air to the upper side of the primary combustion chamber, and the lower air supply part A lower air feed pipe for feeding air from the blower to the upper air supply pipe, an upper air feed pipe for feeding air from the blower to the upper air supply section, and the lower air feed pipe A lower damper is provided to adjust the opening of the lower air supply pipe to make the air supply amount variable, and the opening of the upper air supply pipe is adjusted to adjust the amount of air in the upper air supply pipe. The upper damper is provided to make the feed amount variable.
これにより、一次燃焼室においては、下側ダンパと上側ダンパとの開度調整により、上下で空気量の調整をすることができ、そのため、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにでき、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、燃焼が安定する分、バーナの依存度をできるだけ少なくすることができ、燃焼効率の向上を図ることができる。 Thereby, in the primary combustion chamber, the amount of air can be adjusted up and down by adjusting the opening degree of the lower damper and the upper damper, and accordingly, various air supply modes can be used depending on the solid fuel combustion condition. Therefore, the solid fuel can be stably burned, and the degree of dependence of the burner can be reduced as much as the combustion is stabilized, so that the combustion efficiency can be improved.
例えば、木材,紙,段ボールやウエス等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的低い固形燃料を燃焼させる場合で説明すると、例えば、上側空気送給管の上側ダンパを適宜開状態にし、先にバーナを作動させて二次燃焼室を加温し、二次燃焼室の温度が適温になったら、一次燃焼塔の固形燃料に点火する。そして、送風機を始動して、一次燃焼室に空気を送り込み、下側ダンパにより下側空気送給管の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部から空気が供給されるとともに、下側空気供給部から下側ダンパで量調整された空気が供給される。そのため、一次燃焼室の固形燃料は未燃ガスの少ない燃焼になるようになり、一次燃焼室で火炎が生じて、固形燃料はほとんどこの一次燃焼室で燃焼させられる。そのため、一次燃焼室で燃焼が安定したならば、バーナを停止させることができる。その結果、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図ることができる。 For example, in the case of burning a solid fuel having a relatively low heat generation energy (calorie calorie) such as wood, paper, cardboard or waste, for example, the upper damper of the upper air supply pipe is appropriately opened, and the burner is first opened. The secondary combustion chamber is heated to operate, and when the temperature of the secondary combustion chamber reaches an appropriate temperature, the solid fuel in the primary combustion tower is ignited. Then, the blower is started, air is sent into the primary combustion chamber, and the opening amount of the lower air supply pipe is varied by the lower damper to adjust the air supply amount. In this case, air is supplied from the upper air supply unit, and air whose amount is adjusted by the lower damper is supplied from the lower air supply unit. Therefore, the solid fuel in the primary combustion chamber becomes a combustion with less unburned gas, a flame is generated in the primary combustion chamber, and the solid fuel is almost burned in the primary combustion chamber. Therefore, if combustion is stabilized in the primary combustion chamber, the burner can be stopped. As a result, the air supply mode can be changed in various ways according to the state of solid fuel combustion, stable solid fuel combustion can be performed, and burner dependence is reduced as much as possible to improve combustion efficiency. Can be achieved.
また、本装置によれば、プラスチック,ゴム,タイヤ等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的高い固形燃料においても対応できる。この場合は、例えば、上側空気送給管の上側ダンパを遮断し、この状態で、例えば、先にバーナを作動させて二次燃焼室を加温し、二次燃焼室の温度が適温になったら、一次燃焼塔の固形燃料に点火する。そして、送風機を始動して、一次燃焼室に空気を送り込み、下側ダンパにより下側空気送給管の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部の空気吹出口から空気の吹き出しが遮断され、下側空気供給部から下側ダンパで量調整された空気のみが吹出される。そのため、一次燃焼室の固形燃料は未燃ガスとなって、二次燃焼室に流入させられ、未燃ガスを二次燃焼室で燃焼させることができるようになる。二次燃焼室での燃焼が安定したならば、バーナを停止させることができる。その結果、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図ることができる。 Further, according to the present apparatus, it is possible to cope with a solid fuel having a relatively high heat generation energy (heat generation calorie) such as plastic, rubber, and tire. In this case, for example, the upper damper of the upper air supply pipe is shut off, and in this state, for example, the burner is operated first to heat the secondary combustion chamber, and the temperature of the secondary combustion chamber becomes an appropriate temperature. After that, the solid fuel in the primary combustion tower is ignited. Then, the blower is started, air is sent into the primary combustion chamber, and the opening amount of the lower air supply pipe is varied by the lower damper to adjust the air supply amount. In this case, the blowing of air is blocked from the air outlet of the upper air supply unit, and only the air whose amount is adjusted by the lower damper is blown out from the lower air supply unit. Therefore, the solid fuel in the primary combustion chamber becomes an unburned gas and flows into the secondary combustion chamber, so that the unburned gas can be burned in the secondary combustion chamber. If combustion in the secondary combustion chamber is stable, the burner can be stopped. As a result, the air supply mode can be changed in various ways according to the state of solid fuel combustion, stable solid fuel combustion can be performed, and burner dependence is reduced as much as possible to improve combustion efficiency. Can be achieved.
そして、必要に応じ、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ている。複数の空気吹出口から空気を供給できるとともに、上側と下側とで空気の供給程度を変えることができるので、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうることができ、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。また、固形燃料の発熱エネルギー(発熱カロリー)の違いに対応した空気供給を行なうことができる。 And, if necessary, the primary combustion tower is configured to include an inner wall that is made of a refractory member and forms a primary combustion chamber therein, and an outer wall that surrounds the inner wall with a space therebetween, and the primary wall is surrounded around the inner wall. A plurality of air outlets communicating with the combustion chamber are provided, and the inner wall and the outer wall are partitioned into a lower air chamber and an upper air chamber via a partition, and the lower air chamber is located below the primary combustion chamber. The upper air chamber is configured as an upper air supply unit that supplies air to the upper side of the primary combustion chamber. Air can be supplied from a plurality of air outlets, and since the degree of air supply can be changed between the upper side and the lower side, the air supply mode can be variously changed according to the combustion state of the solid fuel, It is possible to more stably burn the solid fuel. In addition, air supply corresponding to the difference in heat generation energy (heat generation calories) of the solid fuel can be performed.
また、必要に応じ、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構成にしている。これにより、二次燃焼室の燃焼状態及び熱交換部の水温の状態に応じて制御部による燃焼制御が行われるので、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。 Further, if necessary, based on the combustion sensor for detecting the temperature of the secondary combustion chamber, the water temperature sensor for detecting the temperature of the water in the heat exchange unit, and the detected temperature of the combustion sensor and / or the water temperature sensor. And a control unit that controls combustion in the primary and secondary combustion chambers. Thereby, the combustion control by the control unit is performed in accordance with the combustion state of the secondary combustion chamber and the water temperature of the heat exchange unit, so that more stable solid fuel combustion can be performed.
この場合、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が有効である。バーナ及びダンパを制御するので、安定した固形燃料の燃焼を確実に行なうことができる。
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。
In this case, based on the detected temperature of the combustion sensor and / or the water temperature sensor, the control unit performs on / off control of the burner based on the detected temperature of the combustion sensor and / or the water temperature sensor. It is effective to include damper control means for controlling the opening degree of at least one of the lower damper and the upper damper. Since the burner and the damper are controlled, stable solid fuel combustion can be performed reliably.
Further, in this case, the burner control means of the control unit turns on the burner when the temperature detected by the combustion sensor is lower than a preset set temperature, and the temperature detected by the combustion sensor is equal to or higher than the preset set temperature. Sometimes it is effective to have a function to turn off the burner.
更に、必要に応じ、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構成にしている。これにより、バーナ及びダンパの制御に加えて固形燃料の供給量も制御するので、より一層、安定した固形燃料の燃焼を確実に行なうことができる。 Further, if necessary, the control unit is provided with fuel control means for controlling the amount of solid fuel supplied by the fuel supply unit based on the temperature detected by the combustion sensor and / or the water temperature sensor. . Thereby, since the supply amount of the solid fuel is controlled in addition to the control of the burner and the damper, the solid fuel can be more reliably burned more reliably.
更にまた、必要に応じ、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構成にしている。これによれば、燃焼促進モード及び燃焼抑制モードに分けて、それぞれのモードで個別にダンパの開度制御及び固形燃料の供給量制御を行なうので、固形燃料の燃焼具合に、より細かく対応して燃焼制御することができ、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。 Furthermore, if necessary, the temperature detected by the combustion sensor is preset in the control unit and corresponds to a temperature range lower than the second set temperature when the temperature is higher than the set temperature and lower than the second set temperature. The combustion acceleration mode for promoting combustion by controlling the damper control means and the fuel control means, and the temperature detected by the combustion sensor is preset and the first temperature is higher than the second set temperature that is higher than the set temperature. It is configured to include a mode setting means for setting any one of the combustion suppression modes for suppressing combustion by performing control by the damper control means and the fuel control means corresponding to a temperature range equal to or higher than two set temperatures. . According to this, it is divided into the combustion promotion mode and the combustion suppression mode, and the damper opening degree control and the solid fuel supply amount control are individually performed in each mode, so that the combustion condition of the solid fuel can be dealt with more finely. Combustion control can be performed, and solid fuel combustion can be performed more stably.
また、より具体的には、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手動の上側ダンパを設け、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。
More specifically, the lower air supply pipe is provided with a lower damper whose opening degree is adjusted to vary the air supply amount of the lower air supply pipe, and the upper air supply pipe A manual upper damper that adjusts the opening of the upper air supply pipe to make the air supply amount variable, a combustion sensor that detects the temperature of the secondary combustion chamber, and water in the heat exchange unit A water temperature sensor for detecting the temperature, and a control unit for controlling combustion in the primary and secondary combustion chambers based on the detected temperature of the combustion sensor and / or the water temperature sensor,
Burner control for turning on the burner when the temperature detected by the combustion sensor is lower than a preset temperature set and turning off the burner when the temperature detected by the combustion sensor is equal to or higher than a preset temperature means and, the temperature and the damper control means for control of the opening degree of the lower damper based on the detected temperature of the sensor, the combustion sensor and / or solid fuel supplied by the fuel supply section based on the temperature detected by the water temperature sensor The fuel control means for controlling the supply amount of the fuel and the temperature corresponding to the temperature range below the second set temperature when the temperature detected by the combustion sensor is preset and lower than the second set temperature higher than the set temperature A combustion acceleration mode for promoting combustion by controlling the damper control means and the fuel control means and the temperature detected by the combustion sensor are preset and set Any of the combustion suppression modes for suppressing combustion by controlling the damper control means and the fuel control means corresponding to the temperature range above the second set temperature when the temperature is higher than the second set temperature. it is configured to include a mode setting means for setting the mode.
そして、必要に応じて、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%の範囲に規定している。制御を、運転能力の50%を基準に分けているので、設定が複雑になることなく容易になる。 And, if necessary, in the combustion promotion mode, the control of the damper control means is defined in a range of 0 to 100% of the opening degree of the lower damper, and the control of the fuel control means is controlled by the fuel supply unit. In the combustion suppression mode, the control of the damper control means is specified in the range of 0 to 50% of the opening of the lower damper, and the fuel control means Control is defined in the range of 0 to 50% of the fuel supply capacity of the fuel supply unit. Since the control is divided on the basis of 50% of the driving capacity, the setting becomes easy without complication.
また、必要に応じ、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構成にしている。それぞれのモードにおいて、即ち、燃焼促進モードでは能力の0〜100%の範囲において水温センサが検知した温度に比例した制御が行なわれ、燃焼抑制モードでは能力の0〜50%の範囲において水温センサが検知した温度に対応した制御が行なわれるので、固形燃料の燃焼具合に、より細かく対応して燃焼制御することができ、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。 If necessary, in the combustion promotion mode and the combustion suppression mode, when the temperature detected by the water temperature sensor is lower than a preset temperature, the damper control means sets the opening degree of the lower damper by the water temperature sensor. The fuel control means performs fuel supply in proportion to the temperature detected by the water temperature sensor, and when the temperature detected by the water temperature sensor is equal to or higher than a preset temperature, The damper control means controls the opening degree of the lower damper in proportion or controls it to be constant, and the fuel control means performs fuel supply in proportion or constant to the temperature detected by the water temperature sensor. Yes. In each mode, that is, in the combustion promotion mode, control in proportion to the temperature detected by the water temperature sensor is performed in the range of 0 to 100% of the capacity, and in the combustion suppression mode, the water temperature sensor is controlled in the range of 0 to 50% of the capacity. Since the control corresponding to the detected temperature is performed, the combustion control can be performed in more detail corresponding to the solid fuel combustion state, and the solid fuel can be burned more stably.
そしてまた、必要に応じ、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構成としている。二次燃焼を確実に行なわせることができる。
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。
And if necessary, it is set as the structure which piped the secondary combustion air supply pipe which supplies the air from an air blower to the upper part of the said secondary combustion chamber. Secondary combustion can be performed reliably.
In this case, the secondary combustion chamber is provided with an exhaust pipe for supplying exhaust gas to the smoke pipe, and the lower end of the exhaust pipe is provided so as to protrude from the upper center of the secondary combustion chamber. The outlet is opened to a position eccentric from the position toward the upper center of the secondary combustion chamber, and a cyclone function is provided in which the combustion gas from the outlet of the communication passage is swirled and burned at the upper portion of the secondary combustion chamber, An air outlet for providing a swirling flow of air in the same direction as the combustion gas is provided at the upper part of the secondary combustion chamber, and a secondary combustion air supply pipe for supplying air from the blower is connected to the air outlet. Is effective. Since the cyclone function is provided, ash can be dropped under the secondary combustion chamber, and clean exhaust gas can be exhausted.
また、必要に応じ、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構成としている。スクリュウコンベアにより燃料の供給量を確実に制御することができる。 In addition, if necessary, the primary combustion tower is provided with a receiving port that opens below the primary combustion chamber and receives a fine solid fuel, and the fuel supply unit temporarily stores the solid fuel. A hopper and a screw conveyor that conveys the solid fuel from the hopper to the primary combustion chamber through the receiving port and that can control the conveyance speed by the control unit and adjust the supply amount of the solid fuel are provided. The supply amount of fuel can be reliably controlled by the screw conveyor.
更に、必要に応じ、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ている。速度可変スクリュウコンベアにより燃料の供給量を確実に制御することができとともに、ホッパに受け渡すので、固形燃料の搬送経路においてその詰りが防止される。 Furthermore, if necessary, the primary combustion tower is provided with a receiving port that opens below the primary combustion chamber and receives a thin solid fuel, and the fuel supply unit is a storage tank that stores the solid fuel. A variable speed screw conveyor that conveys the solid fuel from the storage tank and is capable of adjusting the supply amount of the solid fuel by controlling the conveyance speed by the control unit; and receiving the solid fuel conveyed by the variable speed screw conveyor A hopper that temporarily stores and a screw conveyor that has a constant conveying speed for conveying the solid fuel in the hopper to the primary combustion chamber through the receiving port of the primary combustion tower are provided. Since the supply amount of fuel can be reliably controlled by the variable speed screw conveyor and is transferred to the hopper, clogging is prevented in the solid fuel conveyance path.
この場合、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が有効である。間隔を設けたので、固形燃料の詰りが確実に防止される。 In this case, it is effective to provide the storage tank above the hopper, provide a shooter between the outlet of the variable speed screw conveyor and the hopper, and provide an interval between the outlet of the shooter and the hopper. is there. Since the interval is set, clogging of the solid fuel is surely prevented.
更に、必要に応じ、上記貯留槽に、固形燃料を撹拌する撹拌装置を設けた構成としている。これにより、貯留槽内において、スクリュウコンベアの上部に空洞ができる事態が防止され、固形燃料がスクリュウコンベアに安定して接して搬送されるようになる。 Furthermore, it is set as the structure which provided the stirring apparatus which stirs a solid fuel in the said storage tank as needed. As a result, a situation in which a cavity is formed in the upper portion of the screw conveyor is prevented in the storage tank, and the solid fuel is transported in a stable contact with the screw conveyor.
更にまた、必要に応じ、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ている。固形燃料の補充を容易に行なうことができる。 Furthermore, if necessary, the storage tank is provided with a replenishing device for replenishing the solid fuel, and the replenishing device stores the suction blower for sucking the solid fuel and the solid fuel sucked by the suction blower. And a hose to be introduced into the tank. Solid fuel can be easily replenished.
本発明のボイラ装置によれば、一次燃焼室においては、下側ダンパと上側ダンパとの開度調整により、上下で空気量の調整をすることができ、そのため、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにでき、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、燃焼が安定する分、バーナの依存度をできるだけ少なくすることができ、燃焼効率の向上を図ることができる。 According to the boiler device of the present invention, in the primary combustion chamber, the amount of air can be adjusted up and down by adjusting the opening between the lower damper and the upper damper, and accordingly, according to the solid fuel combustion condition The air supply mode can be changed in various ways, stable solid fuel combustion can be performed, and the degree of dependence of the burner can be reduced as much as the combustion is stabilized, thereby improving the combustion efficiency. be able to.
また、本発明のボイラ装置によれば、例えば、木材,紙,段ボールやウエス等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的低い固形燃料を焼却する場合は、上側空気送給管の上側ダンパを適宜に開位置に設定し、プラスチック,ゴム,タイヤ等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的高い固形燃料を焼却する場合は、上側空気送給管の上側ダンパを遮断位置に設定して燃焼を行なわせるができる。このように制御することにより、1つの装置で、所謂上炎式燃焼とガス化燃焼とを切り換えて行なうことができるようになり、固形燃料の発熱エネルギー(発熱カロリー)の違いに対応した燃焼形態をとりうることができるようになり、そのため、燃焼効率を向上させることができるとともに、カーボンの発生を抑制して確実に燃焼させることができ、クリンカも少なくでき、装置のメンテナンスが容易で耐久性も向上させることができるようになる。 Further, according to the boiler device of the present invention, for example, when incinerating a solid fuel having a relatively low heat generation energy (calorie calorie) such as wood, paper, cardboard or waste, the upper damper of the upper air supply pipe is appropriately used. When setting the open position and incinerating solid fuel with relatively high exothermic energy (calorie calorie) such as plastic, rubber, tires, etc., the upper damper of the upper air supply pipe is set to the cutoff position to cause combustion. it can. By controlling in this way, it becomes possible to switch between so-called upper flame combustion and gasification combustion with a single device, and a combustion mode corresponding to the difference in heat generation energy (heat generation calories) of solid fuel. Therefore, combustion efficiency can be improved, carbon generation can be suppressed and burned reliably, clinker can be reduced, and equipment maintenance is easy and durable. Can also be improved.
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る燃焼装置について詳細に説明する。
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。
Hereinafter, a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 to 6, the boiler device according to the embodiment of the present invention is a relatively small device that burns solid fuel and generates hot water by its combustion heat. The boiler apparatus which concerns on embodiment is obtained by grind | pulverizing the construction waste material etc. of wood as the solid fuel W, and burns the mixture of fine wood, such as a granular form, a chip form, and a fiber form.
実施の形態に係るボイラ装置の基本的構成は、固形燃料Wを燃焼させる一次燃焼室1を有した一次燃焼塔Taと、一次燃焼塔Taの一次燃焼室1に固形燃料Wを供給する燃料供給部20と、一次燃焼塔Taの一次燃焼室1にその上部側で連通路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、水が収容される水槽71及びこの水槽71に内装され二次燃焼塔Tbからの排気ガスが通される煙管72を有しこの煙管72を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部70とを備えてなる。
The basic configuration of the boiler apparatus according to the embodiment includes a primary combustion tower Ta having a primary combustion chamber 1 for burning solid fuel W, and a fuel supply for supplying the solid fuel W to the primary combustion chamber 1 of the primary combustion tower Ta. And a secondary combustion tower Tb having a
一次燃焼塔Taは、図1乃至図6,図12に示すように、耐火部材で構成され内部に一次燃焼室1を形成する有底の円筒状の内壁4と、内壁4を間隔を隔てて囲繞する直方体状の金属製の外壁5とを備えて構成されている。内壁4は、例えば、直径900mm,高さ1500mm程度の大きさである。内壁4の周囲には、図5及び図6に示すように、一次燃焼室1に連通する複数の空気吹出口6が行列状に設けられている。内壁4と外壁5との間は、その中間の仕切り7を介して下側空気室8と上側空気室9とに区画されている。そして、下側空気室8は、一次燃焼室1の下側に空気を供給する下側空気供給部10として構成され、上側空気室9は、一次燃焼室1の上側に空気を供給する上側空気供給部11として構成されている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 6 and FIG. 12, the primary combustion tower Ta includes a bottomed cylindrical
また、一次燃焼塔Taには、一次燃焼室1の下側に開口して細状の固形燃料Wを受入れる受入口15が設けられている。固形燃料Wは、燃料供給部20の後述の速度一定スクリュウコンベア24により搬送されて、受入口15から一次燃焼室1の底面に供給される。この受入口15は、一次燃焼室1の下部設けられた下開口12を開閉する下扉13に設けられている。この下扉13を開にして、内部の固形燃料Wに点火し、あるいは、灰出しを行なう。
Further, the primary combustion tower Ta is provided with a receiving
更に、一次燃焼塔Taの上側には、固形燃料Wを投入することのできる開閉可能な投入口部16が設けられている。17は開閉扉である。固形燃料W以外の燃焼物などを、この開閉扉17を開にして投入口部16から投入できるようにしている。また、この開閉扉17には、耐火ガラスで覆われたのぞき窓18が設けられている。
Further, on the upper side of the primary combustion tower Ta, an openable /
燃料供給部20は、図1に示すように、固形燃料Wを貯留する貯留槽21と、貯留槽21から固形燃料Wを搬送するとともに後述の制御部100によって搬送速度を制御されて固形燃料Wの供給量を調整可能な速度可変スクリュウコンベア22と、この速度可変スクリュウコンベア22で搬送された固形燃料Wを受けて一時的に貯留するホッパ23と、ホッパ23内の固形燃料Wを一次燃焼塔Taに設けた受入口15を通して一次燃焼室1に固形燃料Wを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24とを備えて構成されている。速度可変スクリュウコンベア22は平行に2連設けられている。図中25は速度可変スクリュウコンベア22のモータ、26は速度一定スクリュウコンベア24のモータである。尚、下扉13の開閉の際には、速度可変スクリュウコンベア22は受入口15からその接続を解除して行なう。
As shown in FIG. 1, the
また、貯留槽21は、ホッパ23よりも上に設けられており、速度可変スクリュウコンベア22の出口とホッパ23との間には、シュータ27が設けられている。シュータ27の出口とホッパ23との間には、落下する固形燃料Wが途中で目詰まりしないように、間隔が設けられている。図中28は仮に目詰まりして固形燃料Wが滞留したときこれを検知するセンサである。
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。
The
Furthermore, the
更にまた、貯留槽21には、貯留槽21内の固形燃料Wを撹拌する撹拌装置30が設けられている。撹拌装置30は、速度可変スクリュウコンベア22の上部に設けられ電動モータ31によって回転させられる複数の回転盤32を備えている。この各回転盤32には、その円周に沿って等間隔に複数の突起33が設けられており、この突起33により固形燃料Wを撹拌する。これにより、貯留槽21内において、速度可変スクリュウコンベア22の上部に空洞ができる事態が防止され、固形燃料Wが速度可変スクリュウコンベア22に安定して接して搬送されるようにしている。
Furthermore, the
また、貯留槽21に固形燃料Wを補充するための補充装置40が設けられている。この補充装置40は、固形燃料Wを吸引する吸引ブロア41と、吸引ブロア41で吸引された固形燃料Wを貯留槽21に導入するホース42とを備えて構成されている。固形燃料Wは、例えば、貯留槽21の近傍に設けた貯留場43に堆積されている。貯留槽21には、固形燃料Wの貯留高さを監視するレベルセンサ44が設けられており、このレベルセンサ44の検知があったとき、自動もしくは手動により、補充装置40を作動させて、貯留場43に堆積させられた固形燃料Wを貯留槽21に補充するようにしている。
In addition, a replenishing
二次燃焼塔Tbは、図1乃至図4,図12に示すように、耐火部材で構成され内部に二次燃焼室50を形成する有底の円筒状の内壁51と、内壁51を囲繞する金属製の外壁52とを備えて構成されている。また、二次燃焼室50の下部には、灰出し等のための下部開口53が設けられており、この下部開口53には、ヒンジを介して開閉可能な下部扉54が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 4 and 12, the secondary combustion tower Tb surrounds the
また、二次燃焼室50の上部には、熱交換部70の煙管72に排気ガスを送給する送排管55が設けられている。この送排管55の下端55aは、二次燃焼室50の上部中心において、天井を貫通して下側に突出させられて設けられている。更に、連通路3の出口56は、二次燃焼室50の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させられ、二次燃焼室50の上部に連通路3の出口56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が備えられている。
In addition, an exhaust /
二次燃焼塔Tbの上部前側には、二次燃焼室50内の燃焼ガスを燃焼可能な灯油バーナ57が設けられている。灯油バーナ57への灯油は、図示外の灯油タンクから供給される。灯油バーナ57の噴出し口59は、二次燃焼室50の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させられ、連通路3の出口からの燃焼ガスが旋回する方向に火炎を旋回させるように設けられている。
A
また、図1に示すように、一次燃焼室1及び二次燃焼室50に空気を供給する送風機60が設けられている。送風機60には送風機60からの空気を送給するメイン送給管61が配管されており、このメイン送給管61には、一次燃焼塔Taの下側空気供給部10に送風機60からの空気を送給する下側空気送給管63が配管されるとともに、一次燃焼塔Taの上側空気供給部11に送風機60からの空気を送給する上側空気送給管64が配管されている。
In addition, as shown in FIG. 1, a
更に、二次燃焼室50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65が設けられている。この空気出口65に、メイン送給管61の上部から伸び送風機60からの空気を送給する二次燃焼空気送給管66が配管されている。この二次燃焼空気送給管66のメイン送給管61側端部には、覗き窓(図示せず)が設けられ、二次燃焼空気送給管66を通して二次燃焼室50の燃焼状態を視認できるようにしている。
Further, an
更に、図1乃至図3に示すように、熱交換部70は、一次燃焼塔Taと二次燃焼搭Tbの上側に設置されている。熱交換部70は、水が収容される水槽71と、この水槽71に内装され二次燃焼塔Tbからの送排管55を通って排気される排気ガスが通される煙管72とを有し、煙管72を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なうものである。
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。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the
Specifically, a
熱交換部70の水槽71内で生成された湯は、図7に示すように、水槽71に設けた出口78及び入口79に接続された循環パイプ80内を循環させられる。循環パイプ80は、例えば、2系統並列に設けられ、各循環パイプ80の経路の途中に設けた熱交換器81,82を介して、他のパイプ83,84を流れる水に熱を伝達する。例えば、温水プール施設においては、1系統の循環パイプ80(A)の湯は、プール用の水の加温に供され、他の1系統の循環パイプ80(B)の湯は、身体洗浄用の湯の加温用に供される。
As shown in FIG. 7, the hot water generated in the
次に、本実施の形態に係るボイラ装置の制御系について説明する。図1,図2及び図8に示すように、上記の上側空気送給管64には、開度調整されて上側空気送給管の空気の送給量を可変にする手動の上側ダンパ90が設けられている。一方、下側空気送給管63には、開度調整されて下側空気送給管63の空気の送給量を可変にする電気駆動型の下側ダンパ91が設けられている。
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。
Next, a control system of the boiler device according to the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1, 2, and 8, the upper
The secondary combustion tower Tb is provided with a thermocouple-
そして、一次燃焼室1及び二次燃焼室50の燃焼は、図8に示すように、制御部100により制御される。
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。
And combustion of the primary combustion chamber 1 and the
The
制御部100のバーナ制御手段101は、燃焼センサ93が検知した温度が予め設定した第一設定温度(実施の形態では800℃)未満のときバーナ57をオンにし、燃焼センサ93が検知した温度が予め設定した第一設定温度(実施の形態では800℃)以上のときバーナ57をオフにする機能を備えて構成されている。
The burner control means 101 of the
また、制御部100には、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燃料供給部20が供給する固形燃料Wの供給量を制御する燃料制御手段103が備えられている。具体的には、速度可変スクリュウコンベア22の電動モータ25の回転数を制御して、固形燃料Wの送り量を調整する。
Further, the
更に、制御部100には、燃焼センサ93が検知した温度が予め設定され上記第一設定温度(実施の形態では800℃)よりも高い温度の第二設定温度(実施の形態では900℃)未満のとき、当該第二設定温度未満の温度域に対応したダンパ制御手段102及び燃料制御手段103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、燃焼センサ93が検知した温度が予め設定され上記第一設定温度(実施の形態では800℃)よりも高い温度の第二設定温度(実施の形態では900℃)以上のとき、当該第二設定温度以上の温度域に対応したダンパ制御手段102及び燃料制御手段103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104が備えられている。
Further, the temperature detected by the
詳しくは、燃焼促進モードにおいては、ダンパ制御手段102の制御は、下側ダンパ91の開度の0〜100%の範囲に規定し、燃料制御手段103の制御は、燃料供給部20の燃料供給能力の0〜100%の範囲に規定する。一方、燃焼抑制モードにおいては、ダンパ制御手段102の制御は、下側ダンパ91の開度の0〜50%の範囲に規定し、燃料制御手段103の制御は、燃料供給部20の燃料供給能力の0〜50%の範囲に規定する。
Specifically, in the combustion promotion mode, the control of the damper control means 102 is defined in the range of 0 to 100% of the opening degree of the
また、燃焼促進モード及び燃焼抑制モードにおいては、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℃)未満のとき、ダンパ制御手段102は、下側ダンパ91の開度を水温センサ94が検知した温度に比例して制御する。実施の形態では、図9に示すように、温度が高くなると開度を小さくし、温度が低くなると開度を大きくする。また、燃料制御手段103は水温センサ94が検知した温度に比例して燃料供給を行なう。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。
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。
In the combustion promotion mode and the combustion suppression mode, the damper control means 102 opens the
On the other hand, when the temperature detected by the
また、制御部100が設けられた制御盤(図示せず)には、バーナ57,送風機60,燃料供給部20の速度可変スクリュウコンベア22及び速度一定スクリュウコンベア24を始動及び停止させるスイッチが備えられている。また、制御盤には、一次燃焼室1,二次燃焼室50及び水槽71の温度を目視できる温度計が設けられているとともに、連通路3の圧力を示す圧力計(図示せず)等種々の計器が設けられている。
The control panel (not shown) provided with the
従って、この実施の形態に係るボイラ装置を作動させるときは、以下のようにして行なう。図10及び図11に示すフローチャートを用いて説明する。
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。
Therefore, when operating the boiler apparatus which concerns on this embodiment, it carries out as follows. This will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
First, the opening degree of the
この状態においては、図11に示すように、燃焼センサ93の検知温度が第二設定温度(900℃)になるか否かを検知しており(S1)、燃焼センサ93の検知温度が第二設定温度(900℃)未満なので、モード設定手段104が、燃焼促進モードに設定する(S2)。燃焼促進モードにおいては、ダンパ制御手段102の制御は、下側ダンパ91の開度の0〜100%の範囲に規定され、燃料制御手段103の制御は、燃料供給部20の燃料供給能力の0〜100%の範囲に規定される(S3)。そして、この燃焼促進モードにおいて、制御部100は、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℃)になるか否かを検知しており(S4)、一般に、始動時においては、設定温度(80℃)未満であるので(S4NO)、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の開度を水温センサ94が検知した温度に比例して開閉し、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(S5)。
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)。
In this state, as shown in FIG. 11, it is detected whether or not the detected temperature of the
Then, as shown in FIG. 10, it is detected whether or not the detected temperature of the
この状態において、図11に示すように、制御部100は、燃焼センサ93の検知温度が第二設定温度(900℃)になるか否かを検知しており(S1)、燃焼センサ93の検知温度が第二設定温度(900℃)未満のときは、モード設定手段104が、燃焼促進モードの設定(S2)を維持する。燃焼促進モードにおいては、第二設定温度未満の温度域に対応したダンパ制御手段102及び燃料制御手段103による制御が行われる。即ち、ダンパ制御手段102の制御は、下側ダンパ91の開度の0〜100%の範囲に規定され、燃料制御手段103の制御は、燃料供給部20の燃料供給能力の0〜100%の範囲に規定される(S3)。
In this state, as shown in FIG. 11, the
そして、この燃焼促進モードにおいて、制御部100は、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℃)になるか否かを検知しており(S4)、設定温度(80℃)未満のときは(S4NO)、上記と同様、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の開度を水温センサ94が検知した温度に比例して開閉し、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(S5)。
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。
And in this combustion promotion mode, the
On the other hand, when the temperature detected by the
また、燃焼センサ93の検知温度が第二設定温度(900℃)以上になると(S1YES)、モード設定手段104が、燃焼抑制モードに設定する(S7)。燃焼抑制モードにおいては、ダンパ制御手段102の制御は、下側ダンパ91の開度の0〜50%の範囲に規定され、燃料制御手段103の制御は、燃料供給部20の燃料供給能力の0〜50%の範囲に規定される(S8)。
Further, when the detected temperature of the
そして、この燃焼抑制モードにおいて、制御部100は、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℃)になるか否かを検知しており(S9)、設定温度(80℃)未満のときは(S9NO)、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の開度を水温センサ94が検知した温度に比例して開閉し、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(S10)。
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)。
And in this combustion suppression mode, the
On the other hand, when the temperature detected by the
このような一次燃焼室1の燃焼においては、図12に示すように、上側空気送給管64の上側ダンパ90が適宜に開調整されており、また、下側空気供給部10の空気吹出口6からは、二次燃焼室50の温度及び熱交換部70の水槽71の水温に応じた空気が吹出され、また、燃料供給も二次燃焼室50の温度及び熱交換部70の水槽71の水温に応じた量の固形燃料Wを供給するので、一次燃焼室1の固形燃料Wを未燃ガスの少ない燃焼にすることができるようになり、一次燃焼室1で火炎が生じて、固形燃料Wをほとんどこの一次燃焼室1で燃焼させることができるようになる。また、一次燃焼室1の固形燃料Wを未燃ガスの少ない燃焼にすることができるようになるので、異常燃焼が防止され、安定した燃焼が行なわれる。更に、この制御により、一次燃焼室1を水冷式にする必要がなくなり、装置の簡略化を図ることができる。
In such combustion in the primary combustion chamber 1, as shown in FIG. 12, the
一次燃焼室1で燃焼させられた燃焼ガスは二次燃焼室50に至るが、ここでも燃焼できるので、完全燃焼が行なわれるようになる。この場合、二次燃焼室50の上部に、送風機60からの空気を送給する二次燃焼空気送給管66が配管でされているので、より確実に燃焼が行なわれる。また、二次燃焼室50の上側は、サイクロン機能が賦与されているので、灰を二次燃焼室50の下に落とし込むことができ、清浄な排気ガスを送給管55から排気させることができるようになる。この場合、空気出口65からの空気も燃焼ガスと同方向の旋回流となるので、サイクロン機能が確実に発揮される。
Although the combustion gas burned in the primary combustion chamber 1 reaches the
なお、上記実施の形態においては、固形燃料Wとして、木材の細状物を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、プラスチック,ゴム,タイヤ等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的高い固形燃料Wを用いることもできる。この場合には、予め、上側空気送給管64の上側ダンパ90を遮断位置に設定しておくことが望ましい。このように上側空気送給管64の上側ダンパ90を遮断位置に設定すると、上側空気供給部11の空気吹出口6から空気の吹き出しが遮断され、下側空気供給部10の空気吹出口6からのみ空気が吹出される。そのため、一次燃焼室1の固形燃料Wは未燃ガスとなって、二次燃焼室50に流入し、未燃ガスは二次燃焼室50で燃焼させられる。
In the above-described embodiment, a thin material of wood is used as the solid fuel W. However, the present invention is not necessarily limited to this, and for example, comparison of heat generation energy (heat generation calorie) such as plastic, rubber, tire, etc. A high solid fuel W can also be used. In this case, it is desirable to set the
この場合、二次燃焼室50の上部に、送風機60からの空気を送給する二次燃焼空気送給管66が配管されているので、より確実に燃焼が行なわれる。また、二次燃焼室50の上側は、サイクロン機能が賦与されているので、灰を二次燃焼室50の下に落とし込むことができ、清浄な排気ガスを送給管55から排気させることができるようになる。この場合、空気出口65からの空気も燃焼ガスと同方向の旋回流となるので、サイクロン機能が確実に発揮される。
In this case, since the secondary combustion
また、燃焼センサ93の検知温度に基づいて下側ダンパ91の開度制御が行なわれるので、異常燃焼が防止され、安定した燃焼が行なわれる。特に、ガス化燃焼を行なうことから、カーボンの発生を抑制して確実に燃焼させることができ、クリンカも少なくでき、装置のメンテナンスが容易で耐久性も向上させることができるようになる。
Further, since the opening degree of the
即ち、本実施の形態によれば、先ず、木材,紙,段ボールやウエス等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的低い固形燃料Wを焼却する場合は、予め、上側空気送給管64の上側ダンパ90を開位置に設定し、下側ダンパ91により下側空気送給管63の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部64から空気が供給されるとともに、下側空気供給部63から下側ダンパ91で量調整された空気が供給される。そのため、一次燃焼室1の固形燃料Wは未燃ガスの少ない燃焼になるようになり、一次燃焼室1で火炎が生じて、固形燃料Wはほとんどこの一次燃焼室1で燃焼させられる。
That is, according to the present embodiment, first, when incinerating a solid fuel W having a relatively low heat generation energy (heat generation calorie) such as wood, paper, cardboard or waste, the upper damper of the upper
一方、プラスチック,ゴム,タイヤ等発熱エネルギー(発熱カロリー)の比較的高い固形燃料Wを焼却する場合は、予め、上側空気送給管の上側ダンパ90を遮断位置に設定しておく。この状態で、下側ダンパ91により下側空気送給管63の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部64の空気吹出口から空気の吹き出しが遮断され、下側空気供給部63から下側ダンパ91で量調整された空気のみが吹出される。そのため、一次燃焼室1の固形燃料Wは未燃ガスとなって、二次燃焼室50に流入させることができ、未燃ガスを二次燃焼室50で燃焼させることができるようになる。
On the other hand, when incinerating the solid fuel W having a relatively high heat generation energy (heat generation calorie) such as plastic, rubber, tire, etc., the
この結果、1つの装置で、所謂上炎式燃焼とガス化燃焼とを切り換えて行なうことができるようになり、固形燃料Wの発熱エネルギー(発熱カロリー)の違いに対応した燃焼形態をとりうることができるようになり、そのため、燃焼効率を向上させることができるとともに、装置のメンテナンスを容易にして耐久性も向上させることができるようになる。 As a result, so-called upper flame combustion and gasification combustion can be switched with one device, and a combustion mode corresponding to the difference in heat generation energy (heat generation calories) of the solid fuel W can be taken. As a result, combustion efficiency can be improved, maintenance of the apparatus can be facilitated, and durability can be improved.
尚、上記実施の形態において、上側ダンパ90及び下側ダンパ91の開閉制御及び燃料供給部20の燃料供給量制御は、上述したものに限定されるものではなく、燃料や水温条件などに応じて適宜に設定して良いことは勿論である。また、燃料供給部20の燃料供給量制御においては、速度可変スクリュウコンベア22をコントロールしているが、速度一定スクリュウコンベア24を速度可変型に変更してこれで行うようにしても良く、適宜変更して差支えない。
In the above-described embodiment, the opening / closing control of the
尚また、上記第一設定温度(800℃)及び第二設定温度(900℃)、水温の設定温度(80℃)についても、これに限定されるものではなく、種々の条件に合わせてどのように設定しても差支えない。また、固形燃料も上述したものに限定されず、どのようなものを用いても良いことは勿論である。更に、一次燃焼塔Taと二次燃焼塔Tbとは分離して設けられているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、一体にしても良く適宜変更して差支えない。 Further, the first set temperature (800 ° C.), the second set temperature (900 ° C.), and the water temperature set temperature (80 ° C.) are not limited to this. It can be set to. Further, the solid fuel is not limited to the above-mentioned one, and it is needless to say that any solid fuel may be used. Furthermore, although the primary combustion tower Ta and the secondary combustion tower Tb are provided separately, they are not necessarily limited to this, and may be integrated and appropriately changed.
W 固形燃料
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
W Solid fuel Ta Primary combustion tower Tb Secondary combustion tower 1
Claims (8)
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手動の上側ダンパを設け、 The primary combustion tower is provided with a lower air supply part for supplying air to the lower side of the primary combustion chamber and an upper air supply part for supplying air to the upper side of the primary combustion chamber, and the lower air supply part A lower air feed pipe for feeding air from the blower to the upper air supply pipe, an upper air feed pipe for feeding air from the blower to the upper air supply section, and the lower air feed pipe A lower damper is provided to adjust the opening of the lower air supply pipe to make the air supply amount variable, and the opening of the upper air supply pipe is adjusted to adjust the amount of air in the upper air supply pipe. Provide a manual upper damper to make the feed amount variable,
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、 The primary combustion tower includes an inner wall that is formed of a refractory member and forms a primary combustion chamber therein, and an outer wall that surrounds the inner wall with a space therebetween, and is connected to the primary combustion chamber around the inner wall. The air outlet is provided, and the inner wall and the outer wall are partitioned into a lower air chamber and an upper air chamber via a partition, and the lower air chamber is supplied to the lower side of the primary combustion chamber. Configure as a lower air supply unit, configure the upper air chamber as an upper air supply unit for supplying air to the upper side of the primary combustion chamber,
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、 A combustion sensor for detecting the temperature of the secondary combustion chamber, a water temperature sensor for detecting the temperature of water in the heat exchange unit, and the primary and secondary combustion chambers based on the detected temperature of the combustion sensor and / or water temperature sensor And a controller for controlling the combustion of
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、Burner control for turning on the burner when the temperature detected by the combustion sensor is lower than a preset temperature set and turning off the burner when the temperature detected by the combustion sensor is equal to or higher than a preset temperature Means, damper control means for controlling the opening of the lower damper based on the temperature detected by the water temperature sensor, and solid fuel supplied by the fuel supply unit based on the temperature detected by the combustion sensor and / or water temperature sensor The fuel control means for controlling the supply amount of the fuel and the temperature corresponding to the temperature range below the second set temperature when the temperature detected by the combustion sensor is preset and lower than the second set temperature higher than the set temperature A combustion acceleration mode for promoting combustion by controlling the damper control means and the fuel control means and the temperature detected by the combustion sensor are preset and set Any of the combustion suppression modes for suppressing combustion by controlling the damper control means and the fuel control means corresponding to the temperature range above the second set temperature when the temperature is higher than the second set temperature. Mode setting means for setting the mode,
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、In the combustion promotion mode, the control of the damper control means is defined in the range of 0 to 100% of the opening of the lower damper, and the control of the fuel control means is 0 to 100 of the fuel supply capacity of the fuel supply unit. In the combustion suppression mode, the control of the damper control means is specified in a range of 0 to 50% of the opening of the lower damper, and the control of the fuel control means is controlled by the fuel supply unit. Stipulated in the range of 0-50% of fuel supply capacity,
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ボイラ装置。In the combustion acceleration mode and the combustion suppression mode, when the temperature detected by the water temperature sensor is lower than a preset temperature, the damper control means is proportional to the temperature detected by the water temperature sensor. The fuel control means supplies fuel in proportion to the temperature detected by the water temperature sensor, whereas when the temperature detected by the water temperature sensor is equal to or higher than a preset temperature, the damper control means A boiler apparatus characterized in that the opening degree of the side damper is controlled in proportion or controlled to be constant, and the fuel control means supplies fuel in proportion or constant to the temperature detected by the water temperature sensor.
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2記載のボイラ装置。 An air outlet for providing a swirling flow of air in the same direction as the combustion gas is provided at the upper part of the secondary combustion chamber, and a secondary combustion air supply pipe for supplying air from the blower is connected to the air outlet. The boiler device according to claim 2.
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