WO2024089790A1 - 多管式貫流ボイラー及びその稼働方法 - Google Patents

Abstract

消費蒸気を発生させための燃焼ガスとして再生油（廃油）を使用するに際し、燃焼室内での残灰の付着を抑制できる多管式貫流ボイラーの構造を得る。　消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、再生油を燃料として使用し、内側水管列（３）及び外側水管列（４）の表面側に対して蒸気を噴射するために配設された複数のノズル（５０，６０，７０）と、該ノズルからの蒸気の噴射時間を制御する噴射制御装置（８５）を備えることで、多管式貫流ボイラー（１００）の稼働中に消費蒸気をフィードバックして間欠噴射させ、再生油使用による水管列の表面側への再生油の燃焼による残灰の付着を抑制する。

Description

多管式貫流ボイラー及びその稼働方法

　本発明は、多数の水管を加熱することで蒸気を発生させる多管式貫流ボイラーに関し、特に、再生油を燃料として使用可能とした多管式貫流ボイラーにおいて、燃焼室内に付着する残灰の発生を少なくするための構造及び稼働方法に関する。

　多管式貫流ボイラーは、例えば特許文献１に開示された図１２及び図１３に示されるように、上下有底の円筒状の燃焼筒内に複数の水管を鉛直方向に配列し、環状の上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を内側水管列３と外側水管列４の２列の各水管で連結し、隣接する内側水管列３並びに隣接する外側水管列４の間を閉塞（閉鎖用フィン８）するとともに、内側水管列３における水管間の一部を開口（内側通煙口５）させることで、内側水管列３と外側水管列４の間に燃焼ガス通路７を形成し、下部管寄せ２から各水管にボイラー水を供給するように構成されている。

　上記構造において、燃焼筒内に設置したバーナー１０に燃料を供給して燃焼させることで、燃焼室９に燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスを燃焼ガス通路７から複数の水管外側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、上部管寄せ１から消費蒸気を取り出す構造となっている。また、燃焼排ガスは、燃焼ガス通路７及び外側通煙口６を通って温度が低下した燃焼排ガスとして煙道１２から排出される。
　上部管寄せ１及び下部管寄せ２の周囲部分は耐火材１３で覆われ、燃焼筒全体は断熱材１４で覆われている。

　しかしながら、上述した多管式貫流ボイラーによれば、燃焼室が密封されて燃焼筒内の清掃などが困難な構造であるため、バーナーで燃焼させる燃焼ガスの燃料が限定され、残灰が発生し易い廃油などから成る再生油を使用することができないという問題点があった。

　そこで本発明者は、消費蒸気を発生させための燃焼ガスの燃料として、再生油（廃油）を使用可能とする構造を備えた特許文献２の多管式貫流ボイラーを提案するに至った。

　この構造によれば、燃焼室を水平方向に延設された円筒形状とし、燃焼室を臨む一端側に扉（蓋体）を形成したことで、扉（蓋体）の開閉動作で内部を臨ませることができ、燃焼室を容易に清掃可能となることで、再生油（廃油）を燃焼ガスの燃料として使用することが可能となる（特許文献２参照）。

特許第２９１４６４７号公報 特許第７０９９８６４号公報

　しかしながら、提案した多管式貫流ボイラーにおいては、扉（蓋体）の開閉動作で燃焼室の内部を清掃可能とするが、再生油（廃油）使用で生じる残灰が予想以上に多量に発生し、それに応じて清掃頻度が多くなるので、清掃作業が煩雑となる事態が発生した。特に、扉（蓋体）を開閉しての清掃は、多管式貫流ボイラーの稼働停止後に行われるため、燃焼室内及び水管周囲に頑固に付着した残灰に対して、完全な除去に時間を要するという問題点があった。

　本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、消費蒸気を発生させための燃焼ガスとして再生油（廃油）を使用するに際し、燃焼室内での残灰の水管表面への付着を抑制できる多管式貫流ボイラーの構造を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため本発明は、一端側に設置されたバーナー（１０）から燃焼ガスが供給される燃焼室（９）を備え、複数の水管から構成される水管列を前記燃焼室（９）内に設置し、前記燃焼ガスにより水管内に供給されるボイラー水を加熱蒸発させて消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラー（１００）において、
　再生油を燃料として使用し、前記水管列の表面側に対して蒸気を噴射するために配設された複数のノズルと、該ノズルからの蒸気の噴射時間を制御する噴射制御装置を備えることで、
　前記多管式貫流ボイラーの稼働中に蒸気を間欠噴射させて再生油使用による前記水管列の表面側への前記再生油の燃焼による残灰の付着を抑制することを特徴としている。

　ノズルから噴射する蒸気の噴射時間を制御する噴射制御装置（８５）を備え、前記多管式貫流ボイラーの稼働中に蒸気を間欠噴射させることを特徴としている。

　ノズルから噴射する蒸気は、多管式貫流ボイラー（１００）から得られる前記消費蒸気をフィードバックして使用することを特徴としている。

　蒸気は、多管式貫流ボイラーから取り出される消費蒸気を分岐して供給することを特徴としている。

　複数のノズル（５０）から構成される第１ノズル列は、前記バーナー（１０）からの燃焼ガスが衝突し逆流させるために前記燃焼室（９）に設置した区画壁（３０）から前記水管列を臨む位置に配設したことを特徴としている。

　水管列は、内側水管列（３）と外側水管列（４）とから構成され、
　前記バーナー（１０）側の燃焼室（９）に設置した閉鎖板（４０ａ）の内面側から前記内側水管列（３）と前記外側水管列（４）の隙間を臨む位置に、複数のノズル（６０）から構成される第２ノズル列を配設したことを特徴としている。

　バーナー（１０）とは反対側の区画壁（３０）の後方に設置した閉鎖板（４０ｂ）の内面側から前記内側水管列（３）と前記外側水管列（４）の隙間を臨む位置に、複数のノズル（７０）から構成される第３ノズル列を配設したことを特徴としている。

　第１ノズル列の各ノズル（５０）における蒸気の噴射角度は１００度～１１５度であることを特徴としている。
　また、第２ノズル列及び第３ノズルの各ノズル（６０，７０）における蒸気の噴射角度は１０度～２０度であることを特徴としている。

　燃焼室（９）に連通する煙道（１２）を配置し、前記煙道（１２）にサイクロン装置（９０）を連結したことを特徴としている。

　煙道（１２）にサイクロン装置（９０）における燃焼ガスの流出口に対して、冷却装置（９１）を介してバグフィルタ（９２）を連結したことを特徴としている。

　サイクロン装置（９０）及び冷却装置（９１）に対して、一つのバグフィルタ（９２）を連結したことを特徴としている。

　また、複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、各水管の内側に燃焼室を形成し、該燃焼室からの燃焼ガスを複数の水管の表面側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、
　再生油を燃料として使用し、
　前記燃焼室（９）を臨む一端側に扉（蓋体２２）を形成し、前記燃焼室（９）に燃焼ガスを供給するバーナー（１０）を前記扉（蓋体２２）の外側面に設置し、
　前記燃焼室（９）は水平方向に延設された円筒形状とし、
　前記各水管は前記燃焼室（９）の左右側にそれぞれ配置された円弧形状とし、
　前記燃焼室（９）の左側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の左側上部管寄せ（１Ｌ）及び下端に設けた直線状の左側下部管寄せ（２Ｌ）でそれぞれ連結し、
　前記燃焼室（９）の右側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の右側上部管寄せ（１Ｒ）及び下端に設けた直線状の右側下部管寄せ（１Ｒ）でそれぞれ連結し、
　前記水管列は、内側水管列（３）と外側水管列（４）とから構成され、外側水管列（４）の各水管は、内側水管列（３）の各水管の間に配置され、左右の内側水管列（３）を構成する各水管の間を閉鎖用フィン（８）で連結し、
　左右の外側水管列（４）を構成する各水管の間を閉鎖用フィン（８）で連結し、燃焼ガスの噴射先の内側水管列（３）の端部付近に区画壁（３０）を設置して燃焼室（９）を区画することで、供給される燃焼ガスが前記区画壁（３０）に衝突した後に全て逆流して前記扉（蓋体２２）側に戻る構成とするとともに、
　前記燃焼室（９）の扉（蓋体２２）側における内側水管列（３）の端部水管と前記扉（蓋体２２）側の燃焼室壁との間に内側通煙口（５）を形成し、内側水管列（３）の水管を連結する前記扉（蓋体２２）側から総水管数の１０～２０％の数の閉鎖用フィン（８）のみに切欠部（５Ａ）を形成する一方、
　前記区画壁（３０）の前記燃焼室（９）側に、前記内側水管列（３）近くに沿って位置するように、蒸気を噴射する複数のノズル（５０）を配設したことを特徴としている。

　燃焼室（９）の前記扉側と反対側の上面に前記燃焼室（９）に連通する煙道（１２）を配置し、前記煙道（１２）の開口部を臨む位置の前記外側水管列（４）の複数の閉鎖用フィン（８）に上部切欠部（４１）を形成したことを特徴としている。

　燃焼室（９）の前記扉側における前記内側水管列（３）と前記外側水管列（４）の隙間を臨む位置に、前記隙間に対して蒸気を噴射する複数のノズル（６０）を配設したことを特徴としている。

　燃焼室（９）の前記扉側と反対側に設置した閉鎖板（４０ｂ）の内面側における内側水管列（３）と外側水管列（４）の隙間を臨む位置に、前記隙間に対して蒸気を噴射する複数のノズル（７０）を配設したことを特徴としている。

　多管式貫流ボイラーの稼働方法は、複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、各水管の内側に燃焼室を形成し、該燃焼室の一端側に設置されたバーナーからの燃焼ガスを複数の水管から構成される水管列の表面側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーの稼働方法において、
　再生油を燃料として使用し、前記水管列の表面側に対して配設された複数のノズルから蒸気を多管式貫流ボイラーの稼働中に間欠的に噴射することで、再生油使用による前記水管列の表面側への再生油の燃焼による残灰の付着を抑制することを特徴としている。

　多管式貫流ボイラーの稼働方法における蒸気の間欠噴射は、１～２時間毎に５～１５秒間としたことを特徴としている。

　本発明によれば、再生油を燃焼燃料として使用する多管式貫流ボイラーにおいて、多管式貫流ボイラーの稼働中に複数のノズル（５０，６０，７０）から蒸気を間欠噴射させることで、水管列（３，４）の表面側への再生油の燃焼による残灰の付着を抑制することができる。

　多管式貫流ボイラーの稼働中に蒸気を間欠噴射させることで、水管列（３，４）の温度低下を抑えることができる。

　多管式貫流ボイラー（１００）から得られる消費蒸気をフィードバックして使用することで、蒸気発生器を追加することなく、ノズル（５０，６０，７０）から蒸気を噴射させることができる。

　多管式貫流ボイラー（１００）から得られる消費蒸気を分岐（８４）することで、消費蒸気をフィードバックして使用することができる。

　区画壁（３０）から水管列を臨む位置に第１ノズル列（ノズル５０）を配設することで、バーナー（１０）からの燃焼ガスが衝突し逆流する際に水管列（内側水管列３）に付着する残灰の発生を抑制することができる。

　再生油を燃焼燃料として使用する多管式貫流ボイラーの稼働中において、燃焼室（９）の扉側に設置した複数のノズル（６０）から蒸気を噴射させることで、内側水管列（３）と外側水管列（４）との隙間に付着する残灰の発生を抑制するとともに、扉側における燃焼ガス溜まりを防止して流れをスムーズにさせることができる。

　再生油を燃焼燃料として使用する多管式貫流ボイラー（１００）の稼働中において、燃焼室（９）の扉側と反対側に設置した複数のノズル（７０）から蒸気を噴射させることで、内側水管列（３）と外側水管列（４）との隙間に付着する残灰の発生を抑制することができる。

　ノズル（５０）における蒸気の噴射角度を１００度～１１５度と広くすることで、噴射する蒸気が水管列（３，４）の周囲に当たり易くし、この部分に付着する残灰の発生を効果的に抑制することができる。
　ノズル（６０，７０）における蒸気の噴射角度を１０度～２０度と狭くすることで、噴射する蒸気が直線方向に噴射して内側水管列（３）と外側水管列（４）との隙間に入り易くし、この部分に付着する残灰の発生を効果的に抑制することができる。

　煙道（１２）にサイクロン装置（９０）を連結することで、燃焼ガスから固形分（粉体）を除去することができる。

　燃焼ガスの流出口に対して、冷却装置（９１）を介してバグフィルタ（９２）を連結することで、バグフィルタ（９２）において燃焼ガス中の粉体を確実に除去することができる。

　複数のサイクロン装置（９０）及び冷却装置（９１）に対して、一つのバグフィルタ（９２）を連結することで、バグフィルタ（９２）の使用効率を向上させて構成の簡略化を図ることができる。

　再生油を燃焼燃料として使用する多管式貫流ボイラー（１００）の稼働中において、複数のノズル（５０）から蒸気を噴射させることで、内側水管列（３）に付着する残灰の発生を抑制することができる。

　外側水管列（４）の複数の閉鎖用フィン（８）に上部切欠部（４１）を形成することで、燃焼室（９）内の燃焼ガスを上部切欠部（４１）から外側水管列（４）の外側に流出させて煙道（１２）へ導くことができる。

本発明の一実施形態に係る多管式貫流ボイラーを示す側面説明図である。 本発明の一実施形態に係る多管式貫流ボイラーを示す正面説明図である。 内側水管列及び外側水管列の正面説明図である。 上部管寄せと内側水管及び外側水管との連結構造を示す一部断面説明図である。 内側水管列及び外側水管を示す側面説明図である。 多管式貫流ボイラーの本体内の構造を説明するための平面透視説明図である。 多管式貫流ボイラーの本体内の構造を説明するための側面透視説明図である。 ノズル設置場所を説明するための図６におけるVIII―VIII断面説明図である。 ノズル設置場所を説明するため本体を蓋体側から観た透視説明図である。 ノズル設置場所を説明するため本体を燃焼室側から観た透視説明図である。 複数の多管式貫流ボイラーを利用した場合の燃焼排ガスの流れを説明するためのシステム構成図である。 従来の多管式貫流ボイラーの概略構造を示す構成説明図である。 図１２のＡ－Ａ断面説明図である。

　本発明の多管式貫流ボイラーの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

　図１及び図２は多管式貫流ボイラー１００の外観を示すもので、横向きに配置され両端を閉鎖板４０ａ及び閉鎖板４０ｂで塞いだ有底円筒状の本体２０に装着されたヒンジ部２１に対して、本体２０の前面側を開閉する扉となる蓋体２２が回動可能に装着されている。蓋体２２の外側面には、バーナー１０が設置され、バーナー１０に燃料を供給して燃焼（１５００℃程度）させることで、本体２０内部における蓋体２２側の閉鎖板４０ａと閉鎖板４０ｂで挟まれた燃焼室９に燃焼ガスを発生させるようになっている。燃焼室９側におけるバーナー１０の周囲部分は、耐火材１３で覆われている。

　本体２０の燃焼室９に発生した燃焼ガスは、本体２０の内部に設置された複数の水管を表面側から加熱し、本体２０の上方に設けた煙道１２から燃焼排ガスとして搬出される。
　複数の水管には水が供給され、各水管の周囲が燃焼室９に発生する燃焼ガスで加熱されて蒸気が発生する。蒸気は、蒸気内における大きな水滴を除去するための汽水分離器８０を介して、配管ライン８１から消費蒸気として外部へ搬出される。汽水分離器８０には、蒸気圧を測定するための圧力計８２と、圧力上昇時に蒸気を逃がすための安全弁８３が取り付けられている。

　本発明の多管式貫流ボイラー１００は、消費蒸気を発生させための燃焼ガスとして再生油のみを燃料として使用するに際し、鋭意検討を重ねた結果、稼働中において燃焼室内に蒸気を噴射することが燃焼室内での残灰の付着の抑制に有益であることに着目し、そのための構造を提案するものである。

　再生油には、エンジンオイルなど各種の使用済の鉱物系の廃油、使用済天ぷら油に代表される廃食油、主として動物油脂から得られる廃動植物油、グリストラップ（油阻集器）により飲食店などの厨房から排出される油脂類を含んだ排水中の油分を分離・貯留して得られるグリストラップ油が含まれる。

　以下、多管式貫流ボイラー１００の本体２０の内部構造について、図３～図６を参照しながら説明する。

　本体２０の中央には、水平方向に延設された有底円筒状の燃焼室９が形成され、燃焼室９内の周囲を囲むように複数の円弧状水管が配設されている。
　複数の円弧状水管の内、燃焼室９の左内側に配置された水管群を内側水管列３Ｌとし、各上端を直線状の左側上部管寄せ１Ｌで連結するとともに、各下端を直線状の左側下部管寄せ２Ｌで連結する。同様に、燃焼室９の右内側に配置された水管群を内側水管列３Ｒとし、各上端を直線状の右側上部管寄せ１Ｒで連結するとともに、各下端を直線状の右側下部管寄せ２Ｒで連結する。また、左右の内側水管列３Ｌ，３Ｒを構成する各水管の間を閉鎖用フィン８で連結する。

　内側水管列３の外側には、内側水管列３の各水管の間に配置された水管が配置され、これらの水管群で外側水管列４を構成している。外側水管列４は、左右の内側水管列３の外側にそれぞれ配置され、左右の内側水管列３と同様に、左側の水管群の各上端が左側上部管寄せ１Ｌに連結し、各下端が左側下部管寄せ２Ｌに連結し、右側の水管群の各上端が右側上部管寄せ１Ｒに連結し、各下端が右側下部管寄せ２Ｒに連結している。また、左右の外側水管列４を構成する各水管の間は、内側水管列３と同様に、閉鎖用フィン８で連結されている。

　また、本体２０の内部における燃焼ガスの噴射先の内側水管列３の端部付近には、耐火材１３で構成された区画壁３０を設置することで燃焼室９が区画され、バーナー１０から噴射される燃焼ガスは、区画壁３０に衝突した後に全て逆流するように構成されている。区画壁３０の燃焼室９側は、高温の燃焼ガスが衝突しても変形しないよう十分な厚さを有する耐火材１３が配置されている。閉鎖板４０ｂについても変形防止のため、その内側部分に断熱材１４が配置されている。

　燃焼ガス供給側（蓋体２２側）においては、蓋体２２の内側壁と端部水管との間に内側通煙口５が形成されるとともに、内側水管列３の水管を連結する閉鎖用フィン８に切欠部（内側通煙口５Ａ）を形成している。すなわち、図６に示すように、蓋体２２側から３つ分の閉鎖用フィン８について、それぞれ切欠部（図５における斜線部）を形成している。この切欠部は、その切欠面積について蓋体２２側が一番広くなる３段階の開口で形成する。これは、バーナー１０の燃焼ガスの噴出口に近い位置の切欠部を大きくすることで（図５参照）、区画壁３０に衝突して逆流した燃焼ガスが蓋体２２側付近まで戻り易いようにしている。

　この例では、水管本数１９本に対して３つ分の閉鎖用フィン８についてのみ切欠部（斜線部）を形成したが、切欠部を形成する閉鎖用フィン８の数は、燃焼ガスの流れに対して抵抗とならないよう且つ、燃焼ガスが確実に逆流するように、水管の総本数に対して１０～２０％程度、すなわち本例においては水管の本数１９本に対しては２～３つ分の切欠部を形成するのが好ましい。

　続いて、本発明の特徴的部分である、燃焼室９内に設置するノズル列の構成について、図６～図１０を参照して説明する。

　燃焼室９の扉側と反対側に設置した区画壁３０の内面側には、内側水管列３の内側に沿った位置に、蒸気を噴射する複数のノズル５０が環状に配設されている（第１ノズル群）。
　具体的には、図６及び図８に示すように、燃焼室９内において内側水管列３の内側に沿って配置される円形状配管５１に、噴射口が燃焼室９に臨む複数のノズル５０が設けられている。

　また、燃焼室９の蓋体２２側における内側水管列３と外側水管列４の隙間を臨む位置に、この隙間に対して蒸気を噴射する複数のノズル６０が水管列間の隙間に沿って環状に配設されている（第２ノズル群）。
　具体的には、図６、図９及び図１０に示すように、燃焼室９内において一対の半円形状配管６１を設置し、各半円形状配管６１に外部から配管６２を介して蒸気を供給することにより、半円形状配管６１に沿って蒸気が供給され、半円形状配管６１に設けた複数のノズル６０から蒸気が噴射する。

　更に、燃焼室９の区画壁３０側には、内側水管列３と外側水管列４の隙間を臨む位置に、この隙間に対して蒸気を噴射する複数のノズル７０が水管列間の隙間に沿って環状に配設されている（第３ノズル群）。
　具体的には、図６及び図８に示すように、燃焼室９内において内側水管列３と外側水管列４の間に配置される円形状配管７１に複数のノズル７０が設けられている。

　これらの複数のノズル５０，６０，７０へは、図２及び図６に示すように、多管式貫流ボイラー１００から排出される消費蒸気を分岐８４させ、噴射制御装置８５を介して配管５２，６２，７２から円形状配管５１，半円形状配管６１，円形状配管７１を通じてそれぞれ供給されるように構成されている。
　分岐８４により、多管式貫流ボイラー１００から排出される消費蒸気の一部がフードバックされ、各ノズル５０，６０，７０からの噴射蒸気として使用することが可能となる。

　また、噴射制御装置８５では、蒸気の噴射時間や噴射量の噴射圧力を制御が行われ、ノズル５０，ノズル６０，ノズル７０の先端から０．４～０．８ＭＰａの圧力で蒸気が１時間～２時間の間隔で５～１５秒の間、間欠噴射するように制御されている。
　０．４９～０．９８ＭＰａの圧力の消費蒸気を得る多管式貫流ボイラー１００の稼働時においては、燃焼室９内の温度は９００～１０００℃に達しているので、１５０～１７５℃程度の蒸気を各ノズルから噴射すると、水管の温度を低下させることになるが、蒸気を間欠噴射させることで、水管表面温度の低下を抑えることができる。

　上記例では、各ノズルへ供給される蒸気は、多管式貫流ボイラー１００から排出される消費蒸気を分岐８４し噴射制御装置８５により調整して使用したが、多管式貫流ボイラー１００の消費蒸気でなく、別のラインから供給される蒸気を使用しても良い。別のラインから供給される蒸気は、例えば、流量調整器や圧力調整器により供給時間や圧力が制御され、間欠的に燃焼室９内に噴射されるようにしてもよい。

　各ノズルから蒸気を噴射させるようにしたのは、質量を備える蒸気を噴射させることで残灰を飛ばして水管列３，４を構成する水管の周囲への付着を抑制するためであり、また、高温の蒸気を使用することで、水管へ蒸気が接触した場合においても、燃焼ガスが充満して高温（９００～１０００℃）となっている燃焼室９内での水管への損傷の発生を防止するためである。

　また、第１ノズル列の各ノズル５０におけるノズル孔は、噴射角度が１００度～１１５度となるようなノズル孔が選択される。１１０度程度の広角とすることで、噴射範囲を広げて内側水管３の内側壁面に確実に噴射させて残灰が付着するのを抑制するためである。

　第２ノズル列及び第３ノズル列の各ノズル６０，７０におけるノズル孔は、噴射角度が１０度～２０度となるようなノズル孔が選択される。噴射角度を狭くすることで蒸気が直線方向に噴射するようにし、内側水管列３と外側水管列４との隙間に対して蒸気が進入し易くすることができる。

　また、噴射させる蒸気の圧力は、水管周囲への残灰の付着を防ぐために０．４～０．８ＭＰａ程度とするのが好ましい。

　上述した構造によれば、多管式貫流ボイラー１００の稼働中に複数のノズル５０，６０，７０から蒸気が噴射されることで、第１ノズル群により燃焼室内における内側水管列３の表面に付着する残灰の発生を、第２ノズル群及び第３ノズル群により内側水管列３と外側水管列４の隙間部分に付着する残灰の発生を、それぞれ抑制することができる。

　また、扉側に複数のノズル６０（第２ノズル群）を設けることで、燃焼室９内で逆流した燃焼ガスの流れが内側水管列３と前記外側水管列４の隙間において、扉（蓋体２１）側から閉鎖板４０ｂ側に流れる際に、切欠部５Ａにおける流れが滞る部分で蒸気の噴射により燃焼ガスの流れをスムーズにさせることができる。

　燃焼室９の扉側と反対側の上面には、燃焼室９に連通する燃焼排ガス搬出用の煙道１２が配置されている。そして、煙道１２の開口部１２ａを臨む位置の外側水管列４の複数の閉鎖用フィン８（図の例では３本の水管）には、上側半円に対応する上部切欠部４１が形成されている。
　複数の上部切欠部４１の存在により、閉鎖板４０ｂ側において、内側水管列３と外側水管列４の隙間から上部切欠部４１を介して外側水管列４の外側へ燃焼排ガスを流出させることができる。

　また、３つの上部切欠部４１は、区画壁３０に近づくほど開口面積が大きくなるように形成されている。これは、燃焼ガスの流れをなるべく奥側まで達するようにして水管列との接触面積を多くして、燃焼ガスとの熱交換効率を向上させるためである。

　煙道１２の上方には、燃焼排ガスから粉体（残灰）を分離するためのサイクロン装置９０が連結されている。サイクロン装置９０は、遠心分離を利用して気体に混じった粉末状の残灰を分離する粉体分離器であり、気体と粉体とを分離させるための一般的な構造を有するものが使用される。

　左側下部管寄せ２Ｌ及び右側下部管寄せ２Ｒの下面には給水口２３がそれぞれ設けられ、左側上部管寄せ１Ｌ及び右側上部管寄せ１Ｒの上面には蒸気排出口２４がそれぞれ設けられている。

　上述した構造により、左側下部管寄せ２Ｌ及び右側下部管寄せ２Ｒの各給水口２３から水を供給すると、円弧状に配設された複数の各水管にボイラー水が供給されるとともに、バーナー１０から燃焼ガスが燃焼室９に供給されると、燃焼室９からの燃焼ガスが内側水管列３の各水管の内側面（燃焼室９側の面）に接触し水管内のボイラー水を加熱させる。

　燃焼ガスは、燃焼室９の端部に設置された区画壁３０で跳ね返り蓋体２２側に戻されるが、図６に示すように、内側通煙口５及び切欠部（内側通煙口５Ａ）から内側水管列３と外側水管列４の間の燃焼ガス通路７に導かれ、内側水管列３の内側面及び外側水管列４の内側面に接触し水管内のボイラー水を加熱させる。

　内側水管列３及び外側水管列４の水管内のボイラー水が加熱されて蒸気となり、左側上部管寄せ１Ｌ及び右側上部管寄せ１Ｒに設けた蒸気排出口２４から汽水分離器８０、配管ライン８１及び分岐８４を介して取り出され、所望の供給場所で消費される。
　燃焼ガスは水管内のボイラー水を加熱させることで温度が低下し、煙道１２及びサイクロン装置９０を介して燃焼排ガスと粉体とに分離されて外部に排出される。

　サイクロン装置９０には、燃焼排ガスを冷却するための冷却装置９１を介してバグフィルタ９２が接続されている。冷却装置９１は、バグフィルタ９２のろ布の表面にダスト（粉体）が付着する際に、燃焼排ガスが高温であると、ろ布に損傷を与えて付着効果が得られないため、燃焼排ガスを一定以下の温度に冷却するためのものである。この構成により、バグフィルタ９２から排出される燃焼排ガスについて、固形分がほぼ除去された状態で排気させることが可能となる。

　上述した構造の多管式貫流ボイラーを複数個使用する場合は、図１１に示すように、各多管式貫流ボイラー１００にサイクロン装置９０及び冷却装置９１をそれぞれ接続し、各冷却装置９１からの排出路を一つにまとめてバグフィルタ９２に導入する構造を採用することができる。

　上述した構造の多管式貫流ボイラー１００によれば、バーナー１０の燃焼燃料として再生油（廃油）を使用した場合において、多管式貫流ボイラー１００の稼働中において、第１のノズル列、第２のノズル列、第３のノズル列に配設された複数のノズル５０，６０，７０から蒸気が間欠的に噴射されることで、水管列周囲に気流を発生させ、燃焼室９内における内側水管列３及び外側水管列４の周囲に付着する残灰の発生を抑制することできる。

　特に多管式貫流ボイラー１００の稼働中に水管列周囲に対して蒸気を噴射させるので、残灰の付着を抑制し、付着した残灰が多管式貫流ボイラーの停止後において頑固に付着するような事態を防止できる。

　また、間欠的に蒸気を噴射させることで、燃焼室内の温度（９００～１０００℃程度）より低い温度（１５０～１７５℃程度）の蒸気が当たることによる水管列（３，４）の表面の温度低下を抑え、水管列の加熱に支障を与えないようにすることができる。

　　１…上部管寄せ
　　２…下部管寄せ
　　３，３Ｌ，３Ｒ…内側水管列
　　４，４Ｌ，４Ｒ…外側水管列
　　５…内側通煙口
　　５Ａ…切欠部
　　６…外側通煙口
　　７…燃焼ガス通路
　　８…閉鎖用フィン
　　９…燃焼室
　１０…バーナー
　１２…煙道
　１３…耐火材
　１４…断熱材
　２０…本体
　２１…ヒンジ部
　２２…蓋体（扉）
　２３…給水口
　２４…蒸気排出口
　３０…区画壁
　４０ａ，４０ｂ…閉鎖板
　４１…上部切欠部
　５０…ノズル（第１ノズル群）
　５１…円形状配管
　６０…ノズル（第２ノズル群）
　６１…半円形状配管
　７０…ノズル（第３ノズル群）
　７１…円形状配管
　８０…汽水分離器
　８２…圧力計
　８３…安全弁
　８４…分岐
　８５…噴射制御装置
　９０…サイクロン装置
　９１…冷却装置
　９２…バグフィルタ
１００…多管式貫流ボイラー

Claims (19)

1. 　一端側に設置されたバーナーから燃焼ガスが供給される燃焼室を備え、複数の水管から構成される水管列を前記燃焼室内に設置し、前記燃焼ガスにより水管内に供給されるボイラー水を加熱蒸発させて消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、
   　再生油を燃料として使用し、前記水管列の表面に対して蒸気を噴射するために配設された複数のノズルを備えることで、
   　前記多管式貫流ボイラーの稼働中に蒸気を噴射させて再生油使用による前記水管列の表面側への再生油の燃焼による残灰の付着を抑制することを特徴とする多管式貫流ボイラー。
2. 　前記ノズルから噴射する蒸気の噴射時間を制御する噴射制御装置を備え、前記多管式貫流ボイラーの稼働中に蒸気を間欠噴射させる請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
3. 　前記ノズルから噴射する蒸気は、多管式貫流ボイラーから得られる前記消費蒸気をフィードバックして使用する請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
4. 　前記蒸気は、多管式貫流ボイラーから取り出される消費蒸気を分岐して供給する請求項３に記載の多管式貫流ボイラー。
5. 　前記複数のノズルから構成される第１ノズル列は、前記バーナーからの燃焼ガスが衝突し逆流させるために前記燃焼室に設置した区画壁から前記水管列を臨む位置に配設した請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
6. 　前記水管列は、内側水管列と外側水管列とから構成され、
   　前記バーナー側の燃焼室に設置した閉鎖板の内面側から前記内側水管列と前記外側水管列の隙間を臨む位置に、複数のノズルから構成される第２ノズル列を配設した請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
7. 　前記バーナーとは反対側の区画壁の後方に設置した閉鎖板の内面側から前記内側水管列と前記外側水管列の隙間を臨む位置に、複数のノズルから構成される第３ノズル列を配設した請求項６に記載の多管式貫流ボイラー。
8. 　前記第１ノズル列の各ノズルにおける蒸気の噴射角度は１００度～１１５度である請求項５に記載の多管式貫流ボイラー。
9. 　前記第２ノズル列及び第３ノズルの各ノズルにおける蒸気の噴射角度は１０度～２０度である請求項７に記載の多管式貫流ボイラー。
10. 　前記燃焼室に連通する煙道を配置し、前記煙道にサイクロン装置を連結した請求項１に記載の多管式貫流ボイラー。
11. 　前記煙道にサイクロン装置における燃焼ガスの流出口に対して、冷却装置を介してバグフィルタを連結した請求項１０に記載の多管式貫流ボイラー。
12. 　複数のサイクロン装置及び冷却装置に対して、一つのバグフィルタを連結した請求項１１に記載の多管式貫流ボイラー。
13. 　複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、各水管の内側に燃焼室を形成し、該燃焼室からの燃焼ガスを複数の水管の表面側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーにおいて、
    　再生油を燃料として使用し、
    　前記燃焼室を臨む一端側に扉を形成し、前記燃焼室に燃焼ガスを供給するバーナーを前記扉の外側面に設置し、
    　前記燃焼室は水平方向に延設された円筒形状とし、
    　前記各水管は前記燃焼室の左右側にそれぞれ配置された円弧形状とし、
    　前記燃焼室の左側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の左側上部管寄せ及び下端に設けた直線状の左側下部管寄せでそれぞれ連結し、
    　前記燃焼室の右側に配置された水管列に対して、上端に設けた直線状の右側上部管寄せ及び下端に設けた直線状の右側下部管寄せでそれぞれ連結し、
    　前記水管列は、内側水管列と外側水管列とから構成され、外側水管列の各水管は、内側水管列の各水管の間に配置され、左右の内側水管列を構成する各水管の間を閉鎖用フィンで連結し、左右の外側水管列を構成する各水管の間を閉鎖用フィンで連結し、
    　燃焼ガスの噴射先の内側水管列の端部付近に区画壁を設置して燃焼室を区画することで、供給される燃焼ガスが前記区画壁に衝突した後に逆流して前記扉側に戻る構成とするとともに、
    　前記燃焼室の扉側における内側水管列の端部水管と前記扉側の燃焼室壁との間に内側通煙口を形成し、内側水管列の水管を連結する前記扉側から総水管数の１０～２０％の数の閉鎖用フィンのみに切欠部を形成する一方、
    　前記区画壁の前記燃焼室側に、前記内側水管列近くに沿って位置するように、蒸気を噴射する複数のノズルを配設したしたことを特徴とする多管式貫流ボイラー。
14. 　前記燃焼室の前記扉側と反対側の上面に前記燃焼室に連通する煙道を配置し、前記煙道の開口部を臨む位置の前記外側水管列の複数の閉鎖用フィンに上部切欠部を形成した請求項１３に記載の多管式貫流ボイラー。
15. 　前記燃焼室の前記扉側における前記内側水管列と前記外側水管列の隙間を臨む位置に、前記隙間に対して蒸気を噴射する複数のノズルを配設したことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の多管式貫流ボイラー。
16. 　前記燃焼室の前記扉側と反対側に設置した閉鎖板の内面側における内側水管列と外側水管列の隙間を臨む位置に、前記隙間に対して蒸気を噴射する複数のノズルを配設した請求項１３又は請求項１４に記載の多管式貫流ボイラー。
17. 　多管式貫流ボイラーの稼働中に、前記ノズルから噴射する蒸気を間欠的に制御する噴射制御装置を備えた請求項１３に記載の多管式貫流ボイラー。
18. 　複数の各水管の両端側をそれぞれ連通し、各水管にボイラー水を供給する一方、各水管の内側に燃焼室を形成し、該燃焼室の一端側に設置されたバーナーからの燃焼ガスを複数の水管から構成される水管列の表面側に供給して水管内のボイラー水を加熱蒸発させ、消費蒸気を取り出すようにした多管式貫流ボイラーの稼働方法において、
    　再生油を燃料として使用し、前記水管列の表面側に対して配設された複数のノズルから蒸気を多管式貫流ボイラーの稼働中に間欠的に噴射することで、再生油使用による前記水管列の表面側への再生油の燃焼による残灰の付着を抑制することを特徴とする多管式貫流ボイラーの稼働方法。
19. 　前記蒸気の間欠噴射は、１～２時間毎に５～１５秒間とした請求項１８に記載の多管式貫流ボイラーの稼働方法。

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