WO2021187285A1 - ボイラ - Google Patents

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WO2021187285A1
WO2021187285A1 PCT/JP2021/009676 JP2021009676W WO2021187285A1 WO 2021187285 A1 WO2021187285 A1 WO 2021187285A1 JP 2021009676 W JP2021009676 W JP 2021009676W WO 2021187285 A1 WO2021187285 A1 WO 2021187285A1
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WO
WIPO (PCT)
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reactant
heat transfer
hydrogen
gas
heat
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/009676
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和之 大谷
信行 石崎
Original Assignee
三浦工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三浦工業株式会社 filed Critical 三浦工業株式会社
Priority to JP2022508267A priority Critical patent/JPWO2021187285A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V30/00—Apparatus or devices using heat produced by exothermal chemical reactions other than combustion

Definitions

  • the present invention relates to a boiler.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-045122 filed in Japan on March 16, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • boilers have been widely used for various purposes including industrial and commercial use.
  • the boiler is provided with a heat generating means for heating.
  • the heat generating means can be mentioned.
  • a heat generating system using a reactant in which a plurality of metal nanoparticles made of a hydrogen storage metal or a hydrogen storage alloy are formed on the surface is used as a heat generating system. It is disclosed in. According to Patent Document 1, in this heat generation system, hydrogen atoms are occluded in metal nanoparticles by supplying a hydrogen-based gas that contributes to heat generation into a container, and excess heat is generated.
  • a boiler that employs the above-mentioned reactant as a heat generating means, it is necessary to supply hydrogen-based gas to the reactant and set the temperature of the reactant to a predetermined reaction temperature or higher in order to appropriately generate a reaction that generates excess heat. There is. In particular, at the start of operation of the boiler, the reaction is finally started by heating the reactant to the reaction temperature or higher, and it becomes possible to gradually generate excess heat.
  • the boiler according to the present invention includes a heat transfer tube and a reactant in which metal nanoparticles made of hydrogen storage metals are provided on the surface and hydrogen atoms are stored in the metal nanoparticles to generate excess heat.
  • the hydrogen-based gas in the present application is a deuterium gas, a light hydrogen gas, or a mixed gas thereof, and a hydrogen-fired burner is a burner that ejects a combustion flame using the hydrogen-based gas.
  • the "hydrogen storage metal" in the present application means a hydrogen storage metal such as Pd, Ni, Pt, Ti, or a hydrogen storage alloy containing one or more of these.
  • the above configuration includes a wall provided so as to surround the reactant and the heat transfer tube, and a heat transfer tube row composed of a plurality of the heat transfer tubes and along the injection direction of the burner.
  • the reactant is arranged sandwiched between the two heat transfer tube rows, combustion gas is injected from the burner in one of the heat transfer tube rows, and the combustion gas is injected along the wall into the other of the heat transfer tube rows. It may be configured so as to wrap around.
  • the boiler has the above configuration including at least two of the above-mentioned reactants, and the above-mentioned reactants are arranged so as to be sandwiched between two of the above-mentioned heat transfer tube rows, respectively, and the two reactions are carried out.
  • the structure may be formed so that the combustion gas of the burner is ejected in the space between the bodies.
  • the burner may be a hydrogen-fired burner, and the reactor and the hydrogen-based gas supply source to the hydrogen-fired burner may be shared.
  • the boiler according to the present invention it is possible to quickly raise the temperature of the reactant and the heat transfer tube while adopting a reactant that generates excess heat as a heat generating means.
  • the combustion gas is a concept including at least one of the fuel gas in which the combustion reaction is completed and the fuel gas in the combustion reaction, and the fuel gas in which the combustion reaction is completed and the fuel in the combustion reaction. It is a concept that includes both the case of having both gases, the case of having only the fuel gas during the combustion reaction, and the case of having only the fuel gas for which the combustion reaction of the fuel gas has been completed.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of the boiler 1 according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram in the vicinity of the heat transfer tube of the boiler 1.
  • the vertical, horizontal, and front-back directions (directions orthogonal to each other) described below are as shown in FIGS. 1 and 2, and in the example of the present embodiment, the vertical directions coincide with the vertical directions.
  • FIG. 1 The can body wall 11 and the inside thereof in FIG. 1 are shown as a schematic cross-sectional view when the can body wall 11 is cut by a plane that divides the can body wall 11 into front and rear halves. It is omitted. Further, FIG. 2 is shown as a schematic cross-sectional view when the can body wall 11 is cut by a plane that divides the can body wall 11 into upper and lower halves.
  • the boiler 1 includes a can body wall 11, a reactant 12, a gas receiving portion 13, a gas path 14, a gas supply pipe 15, a first gas supply valve 15a, a second gas supply valve 15b, and the like. It includes a gas pump 16, a gas filter 17, a hydrogen-fired burner 18, a separator 21, a water path 22, a water receiving unit 23, and a water pump 24.
  • the boiler 1 is basically symmetrically configured, and the reactant 12, the gas path 14, the first gas supply valve 15a, the gas pump 16, and the gas filter 17 are equivalent as shown in FIG.
  • the two are provided symmetrically. Hereinafter, only one of these will be described, and the other may be omitted.
  • the can body wall 11 is formed as a wall that surrounds the reactant 12 and the heat transfer tube 22a in the front-rear and left-right directions, and two exhaust ports 11a are provided in the vicinity of both front and rear ends at the right end.
  • a lower header 22b and an upper header 22c, which will be described later, are provided above and below the can body wall 11, respectively, and the space surrounded by the can body wall 11, the lower header 22b, and the upper header 22c excludes the exhaust port 11a. It is an almost closed space.
  • a reactant 12, a heat transfer tube 22a, and a hydrogen-fired burner 18 are arranged inside the can body wall 11.
  • the reactant 12 is a heat generating means formed so as to generate excess heat by a reaction using a hydrogen-based gas.
  • a space is formed between the reactant 12 and the inner wall of the can body wall 11 and between the two front and rear reactants 12.
  • the reactant 12 can be configured as shown in FIG.
  • the reactant 12 of this example has a substantially plate-like structure in which the core portion 12a is arranged inside the cover portion 12b, and is formed in a shape extending to the left and right when viewed upward.
  • the core portion 12a is configured by providing a large number of metal nanoparticles on the surface of a carrier which is formed in a fine mesh shape as a whole.
  • a hydrogen storage alloy (hydrogen storage metal or hydrogen storage alloy) is applied to this carrier as a material, and it is slightly smaller than the cover portion 12b, and is formed in a shape in which the inside is hollow and the left end is open. There is.
  • the cover portion 12b is formed in a housing shape that seals the inside, and both left and right ends are connected to the gas path 14. The left end of the core portion 12a is fixed to the inner wall on the left side of the cover portion 12b.
  • the reactant 12 when the gas flows into the cover portion 12b from the gas path 14 connected to the right side, the gas flows into the inside thereof through the mesh-like gap of the core portion 12a. After flowing into the gas path 14, it is sent to the gas path 14 connected to the left side.
  • the specific form of the reactant 12 is not limited as long as it can react with the hydrogen-based gas flowing in from the gas path 14 to appropriately generate excess heat.
  • the reactants 12 may be formed in a cylindrical shape extending to the left and right, or may be provided so as to be arranged in a plurality in the vertical direction.
  • the gas receiving unit 13 receives a hydrogen-based gas (deuterium gas, a light hydrogen gas, or a mixed gas thereof) from an external supply source, and supplies the supplied hydrogen-based gas to the gas supply pipe 15. Let it flow in. For example, when hydrogen-based gas is supplied from a tank in which hydrogen-based gas is stored in advance to the gas receiving unit 13, this tank serves as a supply source of hydrogen-based gas.
  • a hydrogen-based gas deuterium gas, a light hydrogen gas, or a mixed gas thereof
  • the gas path 14 forms a gas circulation path (hereinafter, may be referred to as “circulation path S”) including the reactant 12 as a part, and one end thereof is at the left end of the reactant 12. It is articulated and the other end is articulated to the right end of the reactant 12. More specifically, the gas path 14 extends from the left end of the reactant 12 through the gas pump 16 and the gas filter 17 in order to the right end of the reactant 12.
  • the amount of hydrogen-based gas supplied to the gas path 14 can be adjusted by controlling the first gas supply valve 15a.
  • two circulation paths S are provided as shown in FIG. 2, but these may be shared to form one circulation path.
  • the gas supply pipe 15 extends from the gas receiving portion 13, branches in three directions on the way, and extends so as to be connected to each of the front and rear gas paths 14 and the hydrogen-fired burner 18. More specifically, one of the branched gas supply pipes 15 is connected to a predetermined position (upstream position of the gas pump 16) of the front gas path 14 via the first gas supply valve 15a on the front side, and the other One is connected to a predetermined position (position on the upstream side of the gas pump 16) of the rear gas path 14 via the rear first gas supply valve 15a, and the other one is connected to the second gas supply. It is connected to the hydrogen-fired burner 18 via the valve 15b. As described above, in the boiler 1, the supply source of the hydrogen-based gas to the reactant 12 and the hydrogen-fired burner 18 is common, and the management of the hydrogen-based gas is easy.
  • the rotation speed of the gas pump 16 is controlled by, for example, inverter control, and the gas in the gas path 14 flows from the upstream side to the downstream side (that is, in the direction indicated by the dotted arrow in FIG. 2) at a flow rate corresponding to the rotation speed. To do so.
  • the amount of gas circulated in the circulation path S can be adjusted by controlling the rotation speed of the gas pump 16.
  • the gas filter 17 removes impurities (particularly those that hinder the reaction that generates excess heat in the reactant 12) contained in the gas in the gas path 14.
  • the separator 21 receives steam generated by heating water when passing through the heat transfer tube 22a, and causes brackish water separation (separation of drain contained in the steam) from the steam.
  • the steam separated by steam in the separator 21 can be supplied to the outside of the boiler 1.
  • the hydrogen-fired burner 18 is formed so as to burn a hydrogen-based gas supplied from the gas supply pipe 15 and eject a combustion flame. As shown in FIG. 2, the hydrogen-fired burner 18 is installed at the center position in the front-rear direction on the inner wall on the right side of the can body wall 11, and is between the second heat transfer tube row A2 and the third heat transfer tube row A3, which will be described later. Combustion flame is ejected to the left in the space. The amount of hydrogen-based gas supplied to the hydrogen-fired burner 18 can be adjusted by controlling the second gas supply valve 15b.
  • the water route 22 is a water route connecting the water receiving portion 23 to the separator 21.
  • the water path 22 includes a plurality of heat transfer tubes 22a, a lower header 22b, and an upper header 22c provided inside the can body wall 11. More specifically, the water path 22 extends from the water receiving portion 23 to the separator 21 via the water pump 24, the lower header 22b, the plurality of heat transfer tubes 22a, and the upper header 22c in this order.
  • the liquid water supplied from the water receiving portion 23 flows in the path upstream of the heat transfer tube 22a, and is heated by the heat transfer tube 22a in the path downstream of the heat transfer tube 22a. Vaporized water (steam) will flow.
  • the water receiving unit 23 is adapted to appropriately receive water that is a source of steam from the outside, and the supplied water flows into the water path 22.
  • the water pump 24 causes the water in the water path 22 to flow from the upstream side to the downstream side (that is, in the direction indicated by the solid arrow in FIG. 1).
  • the lower header 22b is provided on the lower side of the can body wall 11, and the upper header 22c is provided on the upper side of the can body wall 11.
  • the lower header 22b and the upper header 22c are set to have substantially the same shape and dimensions, and are arranged so as to overlap each other when viewed upward.
  • the plurality of heat transfer tubes 22a are arranged so as to extend in the vertical direction between the lower header 22b and the upper header 22c, respectively. Further, as shown in FIG. 2, the plurality of heat transfer tubes 22a are arranged behind the first heat transfer tube row A1 and the front reaction body 12 arranged so as to be arranged side by side along the front surface of the front reaction body 12.
  • the second heat transfer tube row A2 arranged side by side along the side surface
  • the third heat transfer tube row A3 arranged side by side along the front surface of the rear reactant 12
  • the third heat transfer tube row A3 arranged side by side by side. It is composed of a fourth heat transfer tube row A4 arranged so as to be arranged side by side along the rear surface of the rear reactant 12.
  • the gap between the heat transfer tubes 22a adjacent to the left and right is closed by the fin-shaped member 25. Further, the gap between the heat transfer tubes 22a at the left end of the heat transfer tube row A1 and the heat transfer tube row A2 and the gap between the heat transfer tubes 22a at the right end are also closed by the fin-shaped member 25. Further, the gap between the heat transfer tubes 22a at the left end of the heat transfer tube row A3 and the heat transfer tube row A4 and the gap between the heat transfer tubes 22a at the right end are also closed by the fin-shaped member 25. These fin-shaped members 25 are arranged so as to surround the reactant 12 together with the heat transfer tube 22a to prevent the combustion gas (see FIG.
  • the four heat transfer tubes 22a from the right end of the heat transfer tube row A1 and the heat transfer tube row A4 are provided with flat plate-shaped heat transfer fins 26 that increase heat recovery from the combustion gas.
  • each of the plurality of heat transfer tubes 22a is connected to the internal space of the lower header 22b on the lower side and to the internal space of the upper header 22c on the upper side. That is, the lower header 22b is connected to the lower ends of all the plurality of heat transfer tubes 22a, and the upper header 22c is connected to the upper ends of all the plurality of heat transfer tubes 22a.
  • the hydrogen-based gas flows in from the gas path 14 on the upstream side, and the hydrogen-based gas further flows into the inside of the reactant 12 (core portion 12a) through the mesh-like gap. , Is sent to the gas path 14 on the downstream side.
  • the temperature of the reactant 12 is higher than the predetermined reaction temperature T in the state where the hydrogen-based gas is supplied to the reactant 12, hydrogen atoms are generated in the metal nanoparticles provided in the reactant 12. It is occluded and the reactant 12 will generate excess heat.
  • the reaction element 12 functions as a heating element by performing a reaction that generates excess heat.
  • the principle of the reaction for generating excess heat is the same as the principle of the reaction for generating excess heat disclosed in Patent Document 1, for example.
  • Impurities are removed from the hydrogen-based gas in the circulation path S when it passes through the gas filter 17. Therefore, a high-purity hydrogen-based gas from which impurities have been removed is continuously supplied to the reactant 12. As a result, it is possible to stably apply a high-purity hydrogen-based gas to the reactant 12 and maintain a state in which it is easy to induce an output of excess heat, thereby effectively causing the reactant 12 to generate heat.
  • water is supplied to the water receiving unit 23 from the outside.
  • the supplied water is flowed in the water path 22 in the direction indicated by the solid arrow in FIG. 1 by the action of the water pump 24.
  • the water flowing in the water path 22 is heated by the heat generated by the reactant 12 when passing through the heat transfer tube 22a. That is, the heat generated by the reactant 12 is transferred to the heat transfer tube 22a by convection (heat transfer), heat conduction and radiation by the gas in the can body wall 11, and the water flowing inside the heat transfer tube 22a becomes hot due to this. It is heated.
  • the amount of steam supplied from the separator 21 to the outside may be adjustable according to the required amount of steam from the outside (steam load) and the like. In such an adjustment, when the amount of steam supplied to the outside is less than the appropriate amount, the calorific value of the reactant 12 is increased to increase the amount of steam generated, and when the amount is larger than the appropriate amount, the calorific value of the reactant 12 is generated. This can be achieved by reducing the amount and reducing the amount of steam generated.
  • the calorific value of the reactant 12 can be controlled by adjusting the gas circulation amount in the circulation path S, and the calorific value of the reactant 12 can be increased as the circulation amount is increased.
  • the combustion flame of the hydrogen-fired boiler 18 may be appropriately used.
  • water is sequentially supplied to the water receiving unit 23 by the amount of steam supplied to the outside, that is, by the amount of water decreased, and steam is continuously generated and supplied to the outside. It is possible to do.
  • the boiler 1 is configured so that both the heat transfer tube 22a and the reactant 12 can be heated at the same time by using the hydrogen-fired burner 18.
  • the arrangement form in the can body wall 11 is devised so that not only the combustion flame of the hydrogen-fired burner 18 but also the heat of the exhaust gas thereof can be used as effectively as possible.
  • the hydrogen-fired burner 18 ejects the combustion gas F to the left in the space between the front and rear heating elements 12.
  • the heat transfer tube 22a mainly the second heat transfer tube row A2 and the third heat transfer tube row A3
  • the part of the reactant 12 mainly, the second heat transfer tube row A3 located in the vicinity thereof are (mainly, The rear portion of the front reactant 12 and the front portion of the rear reactant 12) can be effectively heated by the direct flame and radiant heat of the combustion gas F.
  • the combustion gas of the hydrogen-fired burner 18 traveling in the injection direction (leftward) of the hydrogen-fired burner 18 hits the inner wall on the left side of the can body wall 11 to change the course back and forth. , Proceeds to the right along the front and rear inner walls, and is exhausted from the exhaust port 11a to the outside of the can body wall 11.
  • the combustion gas passes through the space between the front and rear reactants 12 and the inner wall of the can body wall 11, and the heat transfer tubes 22a (mainly the first heat transfer tube rows A1 and the fourth heat transfer tubes) located in the vicinity thereof.
  • Row A4) and the part of the reactant 12 mainly the front part of the front reactant 12 and the rear part of the rear reactant 12
  • the part of the reactant 12 can also be efficiently heated by utilizing the heat of the combustion gas. Is.
  • a plurality of heat transfer tubes 22a extending vertically are provided so as to be arranged side by side in each of the spaces on both sides sandwiching the reactant 12 in the front-rear direction.
  • the hydrogen-fired burner 18 ejects the combustion gas F to the left, and on the other hand, the exhaust gas (combustion gas) of the hydrogen-fired burner 18 is formed to pass through. More specifically, the exhaust gas of the hydrogen-fired burner 18 generated in one of the spaces on both sides is formed so as to wrap around the other along the inner wall of the can body wall 11.
  • the boiler 1 of the present embodiment includes two reactants 12 arranged in the front-rear direction, so that the hydrogen-fired burner 18 ejects combustion gas F in the space between the reactants 12. It has become. Further, in the space on the front side of the reactant 12 on the front side and the space on the rear side of the reactant 12 on the rear side, the exhaust gas of the hydrogen-fired burner 18 that wraps around along the inner wall of the can body wall 11 is formed so as to pass through. ing.
  • one hydrogen-fired burner 18 can be shared as a means for heating the two front and rear reactants 12 and the heat transfer tubes 22a arranged in the vicinity thereof, and the boiler 1 can be simplified and downsized. It is also advantageous in that respect.
  • the number of reactants provided in the boiler according to the present invention is not particularly limited, and one or three or more reactants may be provided.
  • the boiler 1 of the present embodiment described above is a boiler that supplies hydrogen-based gas to the reactant 12 and heats water (an example of a fluid) in the heat transfer tube 22a by using the heat generated by the reactant 12.
  • a hydrogen-fired burner 18 for heating the heat transfer tube 22a and the reactant 12 is provided. Therefore, while the reactant 12 that generates excess heat is adopted as the heat generating means, it is possible to raise the temperature of the reactant 12 and water quickly.
  • a hydrogen-fired burner 18 using the same hydrogen-based gas as fuel is adopted as a means for heating the heat transfer tube 22a and the reactant 12.
  • a fuel other than hydrogen-based gas is not required, and the increase in fuel management burden and fuel procurement cost can be suppressed as much as possible, and the reactor and reactor 1 can be used without reducing the system efficiency of the boiler 1 as much as possible. It is possible to raise the temperature of water quickly. Further, as described above, the reactant 12 is surrounded by the heat transfer tube 22a and the fin-shaped member 25, and the combustion gas of the hydrogen-fired burner 18 is prevented from directly hitting the reactant 12.
  • the reactant 12 is indirectly heated by the hydrogen-fired burner 18.
  • the heat transfer tubes 22a adjacent to the left and right are provided.
  • a form in which the heat transfer tubes 22a are brought into contact with each other (a form in which the heat transfer tubes 22a are arranged without gaps) may be adopted.
  • the boiler 1 it is possible to efficiently transfer the heat of the reactant to the water while heating the water with the heat of the reactant 12 provided in the can body wall 11 to generate steam. Is. As a result, the heat generated by the reactant 12 can be efficiently transferred to water, which is the source of steam.
  • the water that is the source of steam is allowed to flow through the water path 22 including the heat transfer tube 22a, but instead, the heat medium Y is allowed to flow through the water path 22 so that the heat medium Y flows. It is also possible to heat water, which is the source of steam, using.
  • a schematic configuration diagram of the boiler configured in this way is illustrated in FIG.
  • a heat exchanger 50 is provided instead of the separator 21, and the heat exchanger 50 is provided with a part of the water path 22 through which the heat medium Y flows, and is a source of steam. Water is supplied.
  • the heat medium Y circulates in the water path 22 including the heat transfer tube 22a, as shown by the solid arrow in this figure.
  • the heat medium Y heated by the reaction element 12 heatating element
  • the heat exchanger 50 may be configured to generate hot water in addition to the configuration of heating water to generate steam.
  • the heat exchanger 50 for example, a plate type or shell and tube type heat exchanger may be adopted, or various types of steam generators may be adopted.
  • this steam generator it has a storage space for storing the supplied water and a tubular body through which the heat medium Y arranged in the storage space is passed, and the heat of the heat medium Y passes through the tubular body. Examples include those that are transmitted to the stored water.
  • the configuration of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. That is, the above embodiment should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive.
  • the boiler according to the present invention can be applied to a hot water boiler, a heat medium boiler, and the like, in addition to the boiler that generates steam as in the above embodiment.
  • the technical scope of the present invention is shown not by the description of the above embodiment but by the scope of claims, and is understood to include all modifications belonging to the meaning and scope equivalent to the scope of claims. Should be.
  • the present invention can be used for boilers for various purposes.

Abstract

発熱手段として過剰熱を発する反応体が採用されながらも、反応体や伝熱管の温度を早く高めることが可能となるボイラを提供する。伝熱管と、水素吸蔵金属類からなる金属ナノ粒子が表面に設けられており、前記金属ナノ粒子内に水素原子が吸蔵され過剰熱を発生させる反応体と、を備え、前記反応体に水素系ガスを供給し、当該反応体が発する熱を用いて前記伝熱管を加熱するボイラであって、前記伝熱管と前記反応体を加熱するバーナを備えたボイラとする。

Description

ボイラ
　本発明は、ボイラに関する。本願は、２０２０年３月１６日に日本に出願された特願2020-045122号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、工業用や商業用を含め様々な用途にボイラが広く利用されている。ボイラにおいては加熱を行うための発熱手段が設けられる。
　発熱手段の具体的形態は種々挙げられるが、その一例として、水素吸蔵金属または水素吸蔵合金からなる複数の金属ナノ粒子が表面に形成された反応体を利用するものが、発熱システムとして特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、この発熱システムにおいて、発熱に寄与する水素系ガスが容器内に供給されることで金属ナノ粒子内に水素原子が吸蔵され、過剰熱を発することが記載されている。
　なお特許文献１においても説明されているとおり、パラジウムで作製した発熱体を容器内部に設け、この容器内部に重水素ガスを供給しつつ、容器内部を加熱することによって発熱反応が生じた旨の発表がなされている。また、水素吸蔵金属または水素吸蔵合金を利用して過剰熱（入力エンタルピーより高い出力エンタルピー）を発生させる発熱現象に関し、過剰熱を発するメカニズムの詳細については各国の研究者の間で議論されており、発熱現象が発生したことが報告されている。
特許第6448074号公報 米国特許第9,182,365号明細書
　発熱手段として上記の反応体を採用したボイラにおいては、過剰熱を発する反応を適切に生じさせるため、反応体へ水素系ガスを供給するとともに、反応体の温度を所定の反応温度以上とする必要がある。特にボイラの運転開始時においては、反応体を加熱して反応温度以上にすることでようやく反応が始まり、徐々に過剰熱を発生させることが可能となる。
　そのため当該ボイラにおいては、適度な過剰熱を発生させ得るまでに上記の過程を経る必要があり、反応体や伝熱管の温度が十分に高まるまでの時間が長くなり過ぎる虞がある。本発明は上記課題に鑑み、発熱手段として過剰熱を発する反応体が採用されながらも、反応体や伝熱管の温度を早く高めることが可能となるボイラの提供を目的とする。
　本発明に係るボイラは、伝熱管と、水素吸蔵金属類からなる金属ナノ粒子が表面に設けられており、前記金属ナノ粒子内に水素原子が吸蔵され過剰熱を発生させる反応体と、を備え、前記反応体に水素系ガスを供給し、当該反応体が発する熱を用いて前記伝熱管を加熱するボイラであって、前記伝熱管と前記反応体を加熱するバーナを備えた構成とする。
　本構成によれば、発熱手段として過剰熱を発する反応体が採用されながらも、反応体や伝熱管の温度を早く高めることが可能となる。なお本願における水素系ガスは、重水素ガス、軽水素ガス、或いはこれらの混合ガスのことであり、水素焚きバーナは、当該水素系ガスを用いて燃焼炎を噴出すバーナのことである。また本願での「水素吸蔵金属類」は、Pd,Ni,Pt,Ti等の水素吸蔵金属、或いはこれらを１種以上含む水素吸蔵合金を意味する。
　また上記構成としてより具体的には、前記反応体および前記伝熱管を囲むように設けられた壁と、複数の前記伝熱管からなり、前記バーナの噴射方向に沿った伝熱管列と、を備え、前記反応体は、二つの前記伝熱管列に挟まれて配置され、前記伝熱管列の一方において前記バーナから燃焼ガスが噴射され、前記燃焼ガスは前記壁に沿って前記伝熱管列の他方へ回り込むように形成された構成としても良い。
　また上記構成としてより具体的には、少なくとも二つの前記反応体を備えた上記構成のボイラであって、前記反応体は、それぞれ二つの前記伝熱管列に挟まれて配置され、前記二つの反応体の間のスペースにおいて前記バーナの燃焼ガスが噴出されるように形成された構成としても良い。また上記構成としてより具体的には、前記バーナは、水素焚きバーナであり、前記反応体と前記水素焚きバーナへの水素系ガスの供給元を、共通とした構成としても良い。
　本発明に係るボイラによれば、発熱手段として過剰熱を発する反応体が採用されながらも、反応体や伝熱管の温度を早く高めることが可能となる。
本実施形態に係るボイラ１の概略的な全体構成図である。 ボイラ１の伝熱管近傍における概略的な構成図である。 本実施形態に係る反応体の構成例に関する説明図である。 水素焚きバーナの排ガスの流れ等に関する説明図である。 水経路に熱媒体を流すボイラ１ａの模式的な構成図である。
　本発明の実施形態に係るボイラについて、各図面を参照しながら以下に説明する。以降の説明において、燃焼ガスとは、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの両方を有する場合、燃焼反応中の燃料ガスのみを有する場合、燃料ガスの燃焼反応が完了したもののみを有する場合の、いずれをも含む概念である。
　図１は、本実施形態に係るボイラ１の概略的な全体構成図であり、図２は、ボイラ１の伝熱管近傍における概略的な構成図である。また以下に説明する上下、左右、および前後の各方向（互いに直交する方向）は図１および図２に示すとおりであり、本実施形態の例では上下方向は鉛直方向に一致する。
　図１における缶体壁１１およびその内部の様子は、缶体壁１１を前後に二分する平面で切断した場合の概略的な断面図として表されており、図１ではガス経路１４等の図示を省略している。また図２は、缶体壁１１を上下に二分する平面で切断した場合の概略的な断面図として表されている。
　図１および図２に示すようにボイラ１は、缶体壁１１、反応体１２、ガス受入部１３、ガス経路１４、ガス供給管１５、第１ガス供給弁１５ａ、第２ガス供給弁１５ｂ、ガスポンプ１６、ガスフィルタ１７、水素焚きバーナ１８、セパレータ２１、水経路２２、水受入部２３、および水ポンプ２４を備えている。
　なおボイラ１は、基本的に前後対称に構成されており、反応体１２、ガス経路１４、第１ガス供給弁１５ａ、ガスポンプ１６、およびガスフィルタ１７については、図２に示すように同等のもの二つが前後対称に設けられている。以下、これらに関しては一方のみを説明し、他方の説明を省略することがある。
　缶体壁１１は、反応体１２および伝熱管２２ａを前後左右に囲む壁として形成されており、右端の前後両端近傍には二つの排気口１１ａが設けられている。なお、缶体壁１１の上下それぞれには後述する下部ヘッダ２２ｂと上部ヘッダ２２ｃが設けられ、缶体壁１１、下部ヘッダ２２ｂ、および上部ヘッダ２２ｃに囲まれた空間は、排気口１１ａを除いてほぼ密閉した空間となっている。缶体壁１１の内側には、反応体１２、伝熱管２２ａ、および水素焚きバーナ１８が配置されている。
　反応体１２は、水素系ガスを用いた反応によって過剰熱を発するように形成された発熱手段である。反応体１２と缶体壁１１の内壁との間、および、前後二つの反応体１２同士の間にはスペースが形成されている。反応体１２は一例として、図３に示すように構成することが可能である。この例の反応体１２は、コア部１２ａがカバー部１２ｂの内部に配置された略板状の構成となっており、上方視により左右へ延びた形状に形成されている。
　コア部１２ａは、全体が細かい網目状に形成されている担持体の表面に、多数の金属ナノ粒子を設けて構成されている。この担持体は、素材として水素吸蔵合金類（水素吸蔵金属、或いは水素吸蔵合金）が適用されており、カバー部１２ｂよりも少し小さく、内部が空洞であって左端が開口した形状に形成されている。カバー部１２ｂは、内部を密封する筐体状に形成されており、左右両端がガス経路１４に連接している。カバー部１２ｂの左側の内壁にはコア部１２ａの左端が固定されている。
　図３に点線矢印で示すように、反応体１２においては、右側に連接したガス経路１４からカバー部１２ｂ内にガスが流入すると、そのガスはコア部１２ａの網目状の隙間を介してその内部に流入した後、左側に連接したガス経路１４へ送出される。なお反応体１２は、ガス経路１４から流入する水素系ガスと反応して適切に過剰熱を発し得る限り、その具体的形態は問わない。例えば、反応体１２は、左右に伸びる筒状に形成されても良く、上下方向に複数個並ぶように設けられても良い。
　ガス受入部１３は、外部の供給元から水素系ガス（重水素ガス、軽水素ガス、或いはこれらの混合ガス）の供給を受けるようになっており、供給された水素系ガスをガス供給管１５内へ流入させる。例えば、水素系ガスを予め貯留したタンクからガス受入部１３へ水素系ガスが供給される場合、このタンクが水素系ガスの供給元となる。
　ガス経路１４は、反応体１２を一部として含むガスの循環経路（以下、「循環経路Ｓ」と称することがある。）を形成するものであり、一方の端部は反応体１２の左端に連接し、他方の端部は反応体１２の右端に連接している。より詳細に説明すると、ガス経路１４は、反応体１２の左端から、ガスポンプ１６およびガスフィルタ１７を順に介して、反応体１２の右端に至るまで延びている。ガス経路１４への水素系ガスの供給量は、第１ガス供給弁１５ａの制御により調節可能である。なお本実施形態では、図２に示すように二つの循環経路Ｓが設けられているが、これらを共通化して一つの循環経路としても良い。
　ガス供給管１５は、ガス受入部１３から延びるものであり、途中で三方向へ分岐して、前後のガス経路１４および水素焚きバーナ１８のそれぞれに連接するように延びている。より詳細に説明すると、分岐したガス供給管１５の一つは、前側の第１ガス供給弁１５ａを介して前側のガス経路１４の所定位置（ガスポンプ１６の上流側の位置）に連接し、他の一つは、後側の第１ガス供給弁１５ａを介して後側のガス経路１４の所定位置（ガスポンプ１６の上流側の位置）に連接し、更に他の一つは、第２ガス供給弁１５ｂを介して水素焚きバーナ１８に連接している。このようにボイラ１では、反応体１２と水素焚きバーナ１８への水素系ガスの供給元が共通とされており、水素系ガスの管理等が容易となっている。
　ガスポンプ１６は、例えばインバータ制御により回転数が制御され、この回転数に応じた流量で、ガス経路１４内のガスが上流側から下流側へ（すなわち、図２に点線矢印で示す方向へ）流れるようにする。なお、循環経路Ｓでのガスの循環量は、ガスポンプ１６の回転数を制御することにより調節可能である。
　ガスフィルタ１７は、ガス経路１４内のガスに含まれる不純物（特に、反応体１２における過剰熱を発生させる反応の阻害要因となるもの）を除去する。セパレータ２１は、伝熱管２２ａを通る際に水が加熱されて生じた蒸気を受け入れ、この蒸気に対して気水分離（当該蒸気に含まれるドレンの分離）がなされるようにする。セパレータ２１において気水分離された蒸気は、ボイラ１の外部へ供給することが可能である。
　水素焚きバーナ１８は、ガス供給管１５から供給される水素系ガスを燃焼させて、燃焼炎を噴出すように形成されている。図２に示すように、水素焚きバーナ１８は、缶体壁１１の右側の内壁における前後方向中央位置に設置されており、後述する第２伝熱管列Ａ２と第３伝熱管列Ａ３の間のスペースにおいて左方へ燃焼炎を噴出すようになっている。水素焚きバーナ１８への水素系ガスの供給量は、第２ガス供給弁１５ｂの制御により調節可能である。
　水経路２２は、水受入部２３からセパレータ２１まで繋がる水の経路である。水経路２２には、缶体壁１１の内部に設けられた複数本の伝熱管２２ａ、下部ヘッダ２２ｂ、および上部ヘッダ２２ｃが含まれる。より詳細に説明すると、水経路２２は、水受入部２３から水ポンプ２４、下部ヘッダ２２ｂ、複数本の伝熱管２２ａ、および上部ヘッダ２２ｃを順に介してセパレータ２１まで延びている。なお水経路２２のうち、伝熱管２２ａよりも上流側の経路では、水受入部２３から供給された液体の水が流れ、伝熱管２２ａよりも下流側の経路では、伝熱管２２ａで加熱されて気化した水（蒸気）が流れることになる。
　水受入部２３は、外部から蒸気の元となる水の供給を適宜受けるようになっており、供給された水を水経路２２内へ流入させる。水ポンプ２４は、水経路２２内の水を上流側から下流側へ向けて（すなわち、図１に実線矢印で示す方向へ）流すようにする。
　下部ヘッダ２２ｂは缶体壁１１の下側に設けられており、上部ヘッダ２２ｃは缶体壁１１の上側に設けられている。下部ヘッダ２２ｂと上部ヘッダ２２ｃは、概ね同じ形状および寸法に設定されており、上方視で重なるように配置されている。
　複数本の伝熱管２２ａは、それぞれ下部ヘッダ２２ｂと上部ヘッダ２２ｃの間において上下方向に伸びるように配置されている。また複数本の伝熱管２２ａは、図２に示すように、前側の反応体１２の前側の面に沿って左右へ並ぶように配置された第１伝熱管列Ａ１、前側の反応体１２の後側の面に沿って左右へ並ぶように配置された第２伝熱管列Ａ２、後側の反応体１２の前側の面に沿って左右へ並ぶように配置された第３伝熱管列Ａ３、および、後側の反応体１２の後側の面に沿って左右へ並ぶように配置された第４伝熱管列Ａ４からなる。各伝熱管列Ａ１～Ａ４においては、左右に隣り合う伝熱管２２ａ同士の隙間はフィン状部材２５により閉塞されている。また伝熱管列Ａ１と伝熱管列Ａ２の左端の伝熱管２２ａ同士の隙間、および右端の伝熱管２２ａ同士の隙間も、フィン状部材２５により閉塞されている。更に伝熱管列Ａ３と伝熱管列Ａ４の左端の伝熱管２２ａ同士の隙間、および右端の伝熱管２２ａ同士の隙間も、フィン状部材２５により閉塞されている。これらのフィン状部材２５は、伝熱管２２ａとともに反応体１２を囲むように配置され、水素焚きバーナ１８から噴出される燃焼ガス（図４を参照）が反応体１２に直接当たらないようにする防ぐ役割を果たす。なお、伝熱管列Ａ１および伝熱管列Ａ４における右端から４個分の伝熱管２２ａには、燃焼ガスからの熱回収を増やす平板状伝熱フィン２６が設けられている。
　複数本の伝熱管２２ａそれぞれの内部空間は、下側において下部ヘッダ２２ｂの内部空間に連接しており、上側において上部ヘッダ２２ｃの内部空間に連接している。すなわち、下部ヘッダ２２ｂは複数本の伝熱管２２ａすべての下端と接続されており、上部ヘッダ２２ｃは複数本の伝熱管２２ａすべての上端と接続されている。
　次に、ボイラ１の動作について説明する。ボイラ１では、外部の供給元からガス受入部１３へ水素系ガスが供給され、上下の各循環経路Ｓに水素系ガスが充満される。充満された水素系ガスはガスポンプ１６の作用により、循環経路Ｓにおいて図２に点線矢印で示す方向へ循環する。
　このとき反応体１２においては、上流側のガス経路１４から水素系ガスが流入し、更に当該水素系ガスが反応体１２（コア部１２ａ）の網目状の隙間を介してその内部に流入した後、下流側のガス経路１４に送出される。このように、水素系ガスが反応体１２に供給された状態で、反応体１２の温度が所定の反応温度Ｔよりも高くなっていると、反応体１２に設けた金属ナノ粒子に水素原子が吸蔵され、反応体１２は過剰熱を発生させることになる。
　このように反応体１２は、過剰熱を発生させる反応が行われることにより、発熱体として機能する。この過剰熱を発生させる反応の原理は、例えば特許文献１に開示された過剰熱を発生させる反応の原理と同様である。
　循環経路Ｓ内の水素系ガスは、ガスフィルタ１７を通る際に不純物が除去される。そのため、不純物が除去された純度の高い水素系ガスが、反応体１２へ継続的に供給される。これにより、純度の高い水素系ガスを反応体１２へ安定的に与え、過剰熱の出力を誘発し易い状態を維持して、反応体１２を効果的に発熱させることが可能となっている。
　また、上記の反応体１２を発熱させる動作と並行して、外部から水受入部２３へ水が供給される。この供給された水は、水ポンプ２４の作用により、水経路２２内を図１に実線矢印で示す方向へ流される。
　水経路２２内を流れる水は、伝熱管２２ａを通る際に、反応体１２が発する熱によって加熱される。すなわち反応体１２の発する熱は、缶体壁１１内の気体による対流（熱伝達）、熱伝導および輻射によって伝熱管２２ａへ伝わり、これにより高温となった伝熱管２２ａによってその内部を流れる水が加熱される。
　このようにして、水経路２２を流れる水は伝熱管２２ａを通る際に加熱されて温度が上昇し、最終的には蒸気となる。この蒸気はセパレータ２１に送り込まれ、気水分離により乾き度が高められた後、ボイラ１の外部へ供給されることになる。
　セパレータ２１から外部へ供給する蒸気の量は、外部からの蒸気の要求量（蒸気負荷）等に応じて調整可能としても良い。このような調整は、外部へ供給する蒸気の量が適正量より少ないときは、反応体１２の発熱量を増大させて蒸気の発生量を増やし、適正量より多いときは、反応体１２の発熱量を減少させて蒸気の発生量を減らすことで実現可能である。
　また反応体１２の発熱量は、循環経路Ｓにおけるガスの循環量の調節により制御可能であり、当該循環量を増やすほど、反応体１２の発熱量を増大させることができる。なお反応体１２の発熱量を増大させるために、水素焚きボイラ１８の燃焼炎を適宜利用しても良い。またボイラ１においては、外部へ蒸気を供給した分だけ、つまり水が減少した分だけ水受入部２３へ逐次水が供給されるようになっており、継続的に蒸気を発生させて外部へ供給することが可能である。
　ここで反応体１２に適度な過剰熱を発生させるためには、反応体１２を適度に加熱することが重要であり、反応体１２の温度が反応温度Ｔよりも低い状況では、少なくとも反応体１２が反応温度Ｔに達するまで加熱する必要がある。特にボイラ１の運転開始時においては、反応体１２の温度が低い上に伝熱管２２ａも温まっておらず、早く起蒸させるためには、伝熱管２２ａと反応体１２の両方を同時に加熱することが望ましい。
　そこでボイラ１は、水素焚きバーナ１８を用いて、伝熱管２２ａと反応体１２の両方を同時に加熱することができるように構成されている。特に本実施形態では、水素焚きバーナ１８の燃焼炎だけでなく、その排ガスの熱も極力有効に利用できるように、缶体壁１１内での配置形態が工夫されている。
　すなわち図４に示すように、水素焚きバーナ１８に水素系ガスが供給されると、前後の発熱体１２同士の間のスペースにおいて、水素焚きバーナ１８は左向きに燃焼ガスＦを噴出す。水素焚きバーナ１８が燃焼ガスＦを噴出すことにより、その近傍に位置する伝熱管２２ａ（主に、第２伝熱管列Ａ２と第３伝熱管列Ａ３）および反応体１２の部分（主に、前側の反応体１２の後側部分と後側の反応体１２の前側部分）を、燃焼ガスＦの直火および輻射熱で効果的に加熱することが可能である。
　また図４に実線矢印で示すように、水素焚きバーナ１８の噴射方向（左向き）に進む水素焚きバーナ１８の燃焼ガスは、缶体壁１１の左側の内壁に当たることで前後へ進路を変えた後、前後の内壁に沿って右向きへ進み、排気口１１ａから缶体壁１１の外部へ排気される。これにより、前後の各反応体１２と缶体壁１１の内壁との間のスペースを燃焼ガスが通り、その近傍に位置する伝熱管２２ａ（主に、第１伝熱管列Ａ１と第４伝熱管列Ａ４）および反応体１２の部分（主に、前側の反応体１２の前側部分と後側の反応体１２の後側部分）も、燃焼ガスの熱を利用して効率良く加熱することが可能である。
　以上のように缶体壁１１内においては、反応体１２を前後に挟む両側のスペースそれぞれにおいて、上下に延びる複数本の伝熱管２２ａが左右へ並ぶように設けられており、当該両側のスペースの一方において水素焚きバーナ１８が左方へ燃焼ガスＦを噴出し、他方において水素焚きバーナ１８の排ガス（燃焼ガス）が通るように形成されている。より具体的には、当該両側のスペースの一方において発生した水素焚きバーナ１８の排ガスが、缶体壁１１の内壁に沿って他方へ回り込むように形成されている。
　また本実施形態のボイラ１は図４に示すとおり、前後へ並ぶ二つの反応体１２を備えており、これらの反応体１２の間のスペースにおいて、水素焚きバーナ１８が燃焼ガスＦを噴出すようになっている。更に、前側の反応体１２の前側のスペースおよび後側の反応体１２の後側のスペースにおいて、缶体壁１１の内壁に沿って回り込んできた水素焚きバーナ１８の排ガスが通るように形成されている。
　そのため、前後二つの反応体１２およびこれらの近傍に配置された伝熱管２２ａを加熱する手段として、一つの水素焚きバーナ１８を共用することができ、ボイラ１は構成の簡素化や小型化等の点でも有利となっている。なお、本発明に係るボイラに備えられる反応体の個数は特に限定されるものではなく、１個あるいは３個以上の反応体が備えられるようにしても良い。
４．その他
　以上に説明した本実施形態のボイラ１は、反応体１２に水素系ガスを供給し、反応体１２が発する熱を用いて伝熱管２２ａ内の水（流体の一例）を加熱するボイラであって、伝熱管２２ａと反応体１２を加熱する水素焚きバーナ１８を備えている。そのため、発熱手段として過剰熱を発する反応体１２が採用されながらも、反応体１２と水の温度を早く高めることが可能となっている。
　更にボイラ１では、過剰熱を発生させるために水素系ガスが用いられることから、伝熱管２２ａと反応体１２を加熱する手段として、同じ水素系ガスを燃料とする水素焚きバーナ１８を採用している。そのため水素系ガスとは別の燃料を要することはなく、燃料管理の負担増大や燃料調達のコスト増大等は極力抑えられるようになっており、ボイラ１のシステム効率を極力落とさずに反応体や水の温度を早く高めることが可能となっている。また既に説明したとおり、反応体１２は伝熱管２２ａとフィン状部材２５により囲まれており、水素焚きバーナ１８の燃焼ガスが反応体１２に直接当たることは回避される。これにより反応体１２は、水素焚きバーナ１８によって間接的に加熱されることになる。なお、水素焚きバーナ１８の燃焼ガスが反応体１２に直接当たらないようにする形態として、左右に隣り合う伝熱管２２ａ同士の間にフィン状部材２５を設ける代わりに、左右に隣り合う伝熱管２２ａ同士を接触させる形態（各伝熱管２２ａを隙間なく配置する形態）が採用されても良い。
　またボイラ１によれば、缶体壁１１内に設けた反応体１２の熱で水を加熱して蒸気を発生させるものでありながら、当該反応体の熱を効率良く当該水に伝えることが可能である。その結果、反応体１２が発する熱を蒸気の元となる水へ効率良く伝えることが可能である。
　なお本実施形態では、伝熱管２２ａを含む水経路２２に蒸気の元となる水を流すようにしているが、その代わりに、水経路２２には熱媒体Ｙを流すようにし、この熱媒体Ｙを用いて蒸気の元となる水を加熱することも可能である。このように構成したボイラの模式的な構成図を図５に例示する。
　図５に示すボイラ１ａでは、セパレータ２１の代わりに熱交換器５０が設けられており、熱交換器５０には、熱媒体Ｙが流れる水経路２２の一部が配置されるとともに、蒸気の元となる水が供給される。なお熱媒体Ｙは、本図に実線矢印で示すように、伝熱管２２ａを含む水経路２２を循環するようになっている。これにより、反応体１２（発熱体）により加熱された熱媒体Ｙを熱交換器５０へ送り込み、供給された水を当該熱媒体Ｙにより加熱して蒸気を発生させ、外部へ供給することが可能である。なお熱交換器５０は、水を加熱して蒸気を生成する構成の他、温水を生成する構成としても良い。
　熱交換器５０としては、例えば、プレート式やシェルアンドチューブ式の熱交換器を採用しても良く、各種形態のスチームジェネレータを採用しても良い。このスチームジェネレータの一例としては、供給された水を貯留する貯留スペースと、当該貯留スペース内に配置された熱媒体Ｙを通す管状体を有し、熱媒体Ｙの熱が当該管状体を介して貯留した水に伝わる構成のものが挙げられる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の構成は上記実施形態に限られず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。例えば、本発明に係るボイラは、上記実施形態のような蒸気を発生させるボイラの他、温水ボイラや熱媒ボイラ等にも適用可能である。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
　本発明は、各種用途のボイラに利用可能である。
　　　１、１ａ　　　ボイラ
　　　１１　　　　　缶体壁
　　　１１ａ　　　　排気口
　　　１２　　　　　反応体
　　　１２ａ　　　　コア部
　　　１２ｂ　　　　カバー部
　　　１３　　　　　ガス受入部
　　　１４　　　　　ガス経路
　　　１５　　　　　ガス供給管
　　　１５ａ　　　　第１ガス供給弁
　　　１５ｂ　　　　第２ガス供給弁
　　　１６　　　　　ガスポンプ
　　　１７　　　　　ガスフィルタ
　　　１８　　　　　水素焚きバーナ
　　　２１　　　　　セパレータ
　　　２２　　　　　水経路
　　　２２ａ　　　　伝熱管
　　　２３　　　　　水受入部
　　　２４　　　　　水ポンプ
　　　２５　　　　　フィン状部材
　　　２６　　　　　平板状伝熱フィン
　　　５０　　　　　熱交換器
 

Claims (4)

  1. 　伝熱管と、
    　水素吸蔵金属類からなる金属ナノ粒子が表面に設けられており、前記金属ナノ粒子内に水素原子が吸蔵され過剰熱を発生させる反応体と、を備え、
    　前記反応体に水素系ガスを供給し、当該反応体が発する熱を用いて前記伝熱管を加熱するボイラであって、
    　前記伝熱管と前記反応体を加熱するバーナを備えたことを特徴とするボイラ。
  2. 　前記反応体および前記伝熱管を囲むように設けられた壁と、
    　複数の前記伝熱管からなり、前記バーナの噴射方向に沿った伝熱管列と、を備え、
    　前記反応体は、二つの前記伝熱管列に挟まれて配置され、
    　前記伝熱管列の一方において前記バーナから燃焼ガスが噴射され、前記燃焼ガスは前記壁に沿って前記伝熱管列の他方へ回り込むように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
  3. 　少なくとも二つの前記反応体を備えた請求項２に記載のボイラであって、
    　前記反応体は、それぞれ二つの前記伝熱管列に挟まれて配置され、
    　前記二つの反応体の間のスペースにおいて前記バーナの燃焼ガスが噴出されるように形成されたことを特徴とするボイラ。
  4. 　前記バーナは、水素焚きバーナであり、
    　前記反応体と前記水素焚きバーナへの水素系ガスの供給元を、共通としたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のボイラ。
     
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