JP2008020156A - 温水ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料コストが廉価で、かつ、木質粉粒物を完全燃焼させることができるといった機能に優れる温水ボイラを提供する。
【解決手段】 木質粒状物投入口１２と、強制ファン１３に連通する通風口１４を有する略円筒状の燃焼室１１の直上に、第一温水ジャケット１６を有する第一ジャケット室１５を設けた燃焼機構部１０と、燃焼機構部１０に隣接して設けられた略円筒状の集塵室２１の直上に、円筒状の内筒２２を有し、第一ジャケット室１５と接続管２３で連通され、第一温水ジャケット１６と連通する第二温水ジャケット２５を有する第二ジャケット室２４を設けた集塵機構部２０と、燃焼機構部１０に隣接して設けられ、木質粒状物燃料Ｆを木質粒状物投入口１２に自動的に供給する燃料供給機構部３０と、第一温水ジャケット１６または／および第二温水ジャケット２５と、被暖房・乾燥設備Ｈとを連通する連通機構部４０と、で構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は温水ボイラで発生する熱で温水や蒸気を作り出し、それを温室などの暖房に利用する温水ボイラに関するものである。

従来から、温水ボイラで木質粉粒物を燃焼させる際に発生する熱を利用して温水や蒸気を作り出す温水ボイラが使用されている。

こうした従来の温水ボイラは、木質粉粒物を石油系燃料のみで燃焼させているので、コストが嵩むといった改善すべき大きな問題がある。また、燃焼室や集塵室が角筒形状に形成されているため、不完全燃焼が発生し易いといった問題があり、ボイラとしても改善の余地がある。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、燃料コストが廉価で、かつ、木質粉粒物を完全燃焼させることができるといった機能に優れる温水ボイラを提供することを課題とする。

図１乃至図３を参照して説明する。請求項１に記載の温水ボイラ１は、温水ボイラで木質粉粒物を燃焼させた際に発生する熱を利用して温水を作り出すものであって、木質粒状物燃料Ｆを投入するための木質粒状物投入口１２、および強制ファン１３に連通する通風口１４を有する略円筒状の燃焼室１１の直上に、頂壁部と周壁部に第一温水ジャケット１６を有する第一ジャケット室１５を設けた燃焼機構部１０と、前記燃焼機構部１０に隣接して設けられた略円筒状の集塵室２１の直上に、円筒状の内筒２２を有し、前記第一ジャケット室１５と接続管２３で連通され、頂壁部と周壁部に前記第一温水ジャケット１６と連通する第二温水ジャケット２５を有する第二ジャケット室２４を設け、前記内筒２２に連続して煙突２６を立設した集塵機構部２０と、前記燃焼機構部１０に隣接して設けられ、木質粒状物燃料Ｆを収納した定量供給機３１に、搬送パイプ３３に回転スクリュー３４を内装し、前記木質粒状物投入口１２に連通するスクリューコンベア３２を設け、前記定量供給機３１の木質粒状物燃料Ｆを前記木質粒状物投入口１２に自動的に供給する燃料供給機構部３０と、前記第一温水ジャケット１６または／および第二温水ジャケット２５と、被暖房・乾燥設備Ｈとを連通する連通機構部４０と、からなる。

なお、木質粒状物燃料Ｆには、伐採などによって得られた木材や廃材木屑を粉砕し、固形状に固めたペレットや、それよりやや大型のブリケットを含む。

請求項２に記載の温水ボイラ１は、温水ボイラで木質粉粒物を燃焼させた際に発生する熱を利用して蒸気を作り出すものであって、木質粒状物燃料Ｆを供給するための木質粒状物投入口１２、および強制ファン１３に連通する通風口１４を有する略円筒状の燃焼室１１の直上に、第一貫流ボイラ１６Ａを有する第一ボイラ室１５Ａを設けた燃焼機構部１０と、前記燃焼機構部１０に隣接して設けられた略円筒状の集塵室２１の直上に、円筒状の内筒２２を有し、前記第一ボイラ室１５Ａと接続管２３で連通され、第二貫流ボイラ２５Ａを有する第二ボイラ室２４Ａを設け、前記内筒２２に連続して煙突２６を立設した集塵機構部２０と、前記燃焼機構部１０に隣接して設けられ、木質粒状物燃料Ｆを収納した定量供給機３１に、搬送パイプ３３に回転スクリュー３４を内装し、前記木質粒状物投入口１２に連通するスクリューコンベア３２を設け、前記定量供給機３１の木質粒状物燃料Ｆを前記木質粒状物投入口１２に自動的に供給する燃料供給機構部３０と、前記第一貫流ボイラ１６Ａまたは／および第二貫流ボイラ２５Ａと、被暖房・乾燥設備Ｈとを連通する連通機構部４０と、からなる。

請求項３に記載の温水ボイラ１は、請求項１に記載の発明において、第一ジャケット室１５および第二ジャケット室２４の頂壁部から周壁部の下端部にわたって、第一温水ジャケット１６および第二温水ジャケット２５に連通する温水管１７を設けてなる。

請求項４に記載の温水ボイラ１は、請求項１、２または３に記載の発明において、被暖房・乾燥設備Ｈが温室・木材乾燥機であることを特徴とする。

請求項１に記載の温水ボイラ１は、第一温水ジャケット１６または／および第二温水ジャケット２５を、連通機構部４０によって被暖房・乾燥設備Ｈに連通しているので、燃焼室１１で木質粉粒物を燃焼させた際の熱によって加熱された第一温水ジャケット１６または／および第二温水ジャケット２５の温水を有効利用することができる。なお、第一温水ジャケット１６および第二温水ジャケット２５は、水を内蔵しているので、耐火煉瓦などと同様に、耐火機能を発揮する。

また、燃焼室１１に木質粒状物投入口１２を設け、そこからペレットなどの木質粒状物燃料Ｆを投入して木質粉粒物を燃焼させるので、伐採木材や廃材木屑などの有効利用を図ることができると共に、石油系燃料の消費を削減し、燃料コストの低廉化を図ることができる。

また、燃焼室１１を円筒状としているため、木質粒状物燃料Ｆは通風口１４から供給されるエアーと共に、その周壁に沿って円滑に周回しながら完全燃焼することができる。従って、不完全燃焼によって煤塵が発生するのを防止することができる。ちなみに、燃焼室１１が角筒形状であると、木質粒状物燃料Ｆが角部分に溜まってしまうためエアーとの接触が不十分となり、完全燃焼し難い。

なお、この木質粒状物燃料Ｆは、燃料供給機構部３０のスクリューコンベア３２で自動的に供給するので、燃料を供給するための作業が容易である。

また、集塵機構部２０に内筒２２を設けたので、燃焼室１１で燃焼した煤塵が当該内筒２２に当たって集塵室２１内に落下するので、煙突２６からそのまま排出されるのを阻止することができる。これにより、煤塵が大気中に放出され、環境が汚染されるのを未然に防止することができる。

請求項２に記載の発明に係る温水ボイラ１は、第一貫流ボイラ１６Ａまたは／および第二貫流ボイラ２５Ａを、連通機構部４０によって被暖房・乾燥設備Ｈに連通しているので、燃焼室１１で木質粉粒物を燃焼させた際に生じる熱によって加熱されて発生した第一貫流ボイラ１６Ａまたは／および第二貫流ボイラ２５Ａの蒸気を有効利用することができる。

また、この温水ボイラ１は、請求項１に記載の発明と同様に、伐採木材や廃材木屑などを有効利用して、燃料コストを削減し、また、新たな煤塵の発生を防止し、燃料供給作業を容易なものとし、さらに、煤塵の放出を阻止して環境汚染を防止するといった効果を発揮する。

請求項３に記載の発明は、第一ジャケット室１５および第二ジャケット室２４の頂壁部から周壁部の下端部にわたって、第一温水ジャケット１６および第二温水ジャケット２５に連通する温水管１７を設けているので、温水の量を多くすることができる。これにより、豊富な量の温水を被暖房・乾燥設備Ｈに供給することができる。

請求項４に記載の温水ボイラ１は、被暖房・乾燥設備Ｈが温室・木材乾燥機なので、温水や蒸気の熱によって被暖房・乾燥設備Ｈを加温することができる。これにより、温水ボイラで発生した熱を有効利用して、被暖房・乾燥設備内の植物等を良好に生育させたり、木材を乾燥させたりすることができる。

本発明に係る温水ボイラ１の第一実施形態を、図１および図２に示す。これは、温水ボイラで木質粉粒物を燃焼させた際に発生する熱を利用して温水を作り出すものであり、燃焼機構部１０、集塵機構部２０、燃料供給機構部３０および連通機構部４０とで構成される。

燃焼機構部１０は、木質粒状物燃料Ｆを投入するための木質粒状物投入口１２、および強制ファン１３に連通する通風口１４を有する略円筒状の燃焼室１１の直上に、頂壁部と周壁部に第一温水ジャケット１６を有する第一ジャケット室１５を設けて構成している。なお、燃焼室１１は耐火煉瓦で形成され、その周壁部に石油系燃料を燃焼させるバーナー１８を設けている。また、第一温水ジャケット１６には、新たな水を供給するための給湯口１６ａと、内部圧力を制御するための蒸気抜き１９を設けている。

集塵機構部２０は、燃焼機構部１０に隣接して設けられた略円筒状の集塵室２１の直上に、円筒状の内筒２２を有し、第一ジャケット室１５と接続管２３で連通され、頂壁部と周壁部に第二温水ジャケット２５を有する第二ジャケット室２４を設け、内筒２２に連続して煙突２６を立設したものである。なお、第二温水ジャケット２５には蒸気抜き２８を設けている。また、内筒２２は耐火材で形成しているが、それに代えて、内部に温水を貯える構造とすることもできる。その場合は、図２の想像線で示すように、温水管１７（または第二温水ジャケット２５）と連結パイプ２５ａで接続する。

この第二温水ジャケット２５は、第一温水ジャケット１６と接続管２３の周壁部に形成した通水路２３ａを介して連通させているが、連通させないでそれぞれ独立した構成とし、それぞれを温水ボイラとして使用することもできる。また、煙突２６には、強制ファン１３に連通するエアーパイプ２７を設け、当該強制ファン１３からエアーを供給している。なお、集塵室２１の下端部には、灰を取り出すための排出口２９を設けている。

燃料供給機構部３０は、燃焼機構部１０に隣接して設けられ、木質粒状物燃料Ｆを収納した定量供給機３１に、搬送パイプ３３に回転スクリュー３４を内装し、木質粒状物投入口１２に連通するスクリューコンベア３２を設け、定量供給機３１の木質粒状物燃料Ｆを木質粒状物投入口１２に自動的に供給するものである。

そして、連通機構部４０は、第一温水ジャケット１６および第二温水ジャケット２５と、被暖房設備Ｈとを連通するものであり、接続パイプ４１、ヒーター４３を内蔵した貯湯室４２およびポンプ４４を備える。なお、図２において、符号５２はバーナー用ファンユニットを示し、符号５３はシスタンを示す。

この温水ボイラ１は次のように作用する。燃焼室１１に木質粉粒物を投入してバーナー１８で燃焼させた後、燃料供給機構部３０から必要量の木質粒状物燃料Ｆを自動的に供給する。この供給は、定量供給機３１に貯蔵している木質粒状物燃料Ｆを、搬送パイプ３３内のスクリューが連続的に適量ずつ搬送して自動的に行うので、容易に行うことができる。

この際、燃焼室１１に強制ファン１３からエアーを供給し、燃焼を加速させる。この燃焼室１１は略円筒形であるため、木質粒状物燃料Ｆはエアーと共に周壁に沿って円滑に移動しながら、かつ、豊富なエアーを供給されながら完全燃焼する。この燃焼によって、第一温水ジャケット１６の温水が効果的に加熱される。

燃焼室１１で発生した温風および煤塵は接続管２３を通って集塵機構部２０に達し、そこで内筒２２に当たることによってその下位の集塵室２１に落下する。従って、そのまま煙突２６を通って大気中に放出されることがない。また、燃焼し切っていない木質粒状物燃料Ｆはこの集塵室２１で、完全燃焼する。この際の熱や温風などによって、第二ジャケットの温水が加熱される。なお、集塵室２１にたまった灰は、排出口２９から取り出す。

第一温水ジャケット１６および第二温水ジャケット２５の温水は、接続パイプ４１を通して貯湯室４２まで運ばれる。そして、この温水は必要に応じてさらにヒーター４３によって加熱された後、ポンプ４４によって温室や建物等の被暖房設備Ｈに供給される。

本実施形態に係る温水ボイラ１は、木質粉粒物を燃焼させた際に発生する熱で加熱した温水を、被暖房設備Ｈを温めるために利用するので、エネルギーの有効利用を図ることができる。

なお、本実施形態では、第一ジャケット室１５および第二ジャケット室２４の頂壁部から周壁部の下端部にわたって、第一温水ジャケット１６および第二温水ジャケット２５に連通する温水管１７を設けている。これにより温水の量を多くし、被暖房設備Ｈにより豊富な温水を供給できるようにしている。なお、この温水は、温室の他に、建物の暖房などにも使用することができる。

本発明に係る温水ボイラ１の第二実施形態を、図３に示す。この温水ボイラ１の特徴は、燃焼機構部１０に第一貫流ボイラ１６Ａを設け、集塵機構部２０に第二貫流ボイラ２５Ａを設けたことである。また、それに付随して、安全弁５０と水面計５１を設けている。なお、その他の構成部分は、第一実施形態と同じである。

貫流ボイラは、長い管の一端から給水をポンプで行い、途中で順次、加熱、蒸発、加熱され、他端から加熱蒸気として送り出すものであり、管のみで比較的簡易に構成され、その取扱いも容易であるといった特徴を有する。

この温水ボイラ１は、第一貫流ボイラ１６Ａおよび第二貫流ボイラ２５Ａで発生した蒸気を、連通機構部４０を介して被暖房設備Ｈに供給し、その蒸気の熱で被暖房設備Ｈを温めるために使用するものである。これにより、木質粉粒物を燃焼した際に発生する熱を、廃棄することなく有効利用することができる。

また、上記した第一実施形態および第二実施形態に係る温水ボイラは、次の特徴を有する。
（イ）燃焼機構部１０と集塵機構部２０とのいわゆる二筒式としているので、各機構部の温水や蒸気を複数の施設に供給するなど、容易に有効利用できる。
（ロ）木質粒状物燃料Ｆとして木質粉粒物を使用することにより、燃焼機構部１０および集塵機構部２０を短時間で温度上昇させることができる。また、燃焼室１１および集塵室２１を略円筒形としているので、角筒型と比較して、温度上昇時間を３０％以上、早めることができる。
（ハ）燃焼室１１および集塵室２１を略円筒型としたので、木質粒状物燃料Ｆがその円周面に沿って旋回し、燃焼室１１内等での滞留時間が長くなる。従って、燃焼室１１等が完全燃焼し易くなり、短時間で高温になり易い。さらに、燃料の使用量も少なくて済む。
（ニ）強制ファン１３からエアーを供給するので、燃焼室１１の全体を一気に高温化することができる。また、灰の量を少なくすることができる。
（ホ）貫流ボイラを使用する場合は、蒸気も利用できる。なお、貫流ボイラは、蒸気を利用するが、小型なので資格が不要であり、取扱いが容易である。また、温水ジャケット１６，２５の場合も、本発明では圧力が低いので資格が不要であり、その取扱いが容易である。

本発明に係る温水ボイラは、他の目的の加温設備にも最適である。

本発明に係る温水ボイラの第一実施形態を示す部分断面正面図である。 図１に示す温水ボイラのＸ−Ｘ線断面図である。 本発明に係る温水ボイラの第二実施形態を示す部分断面要部正面図である。

符号の説明

１ 温水ボイラ
１０ 燃焼機構部
１１ 燃焼室
１２ 木質粒状物投入口
１３ 強制ファン
１４ 通風口
１５ 第一ジャケット室
１５Ａ 第一ボイラ室
１６ 第一温水ジャケット
１６Ａ 第一貫流ボイラ
１６ａ 給湯口
１７ 温水管
１８ バーナー
１９ 蒸気抜き
２０ 集塵機構部
２１ 集塵室
２２ 内筒
２３ 接続管
２３ａ 通水路
２４ 第二ジャケット室
２４Ａ 第二ボイラ室
２５ 第二温水ジャケット
２５ａ 連結パイプ
２５Ａ 第二貫流ボイラ
２６ 煙突
２７ エアーパイプ
２８ 蒸気抜き
２９ 排出口
３０ 燃料供給機構部
３１ 定量供給機
３２ スクリューコンベア
３３ 搬送パイプ
３４ 回転スクリュー
４０ 連通機構部
４１ 接続パイプ
４２ 貯湯室
４３ ヒーター
４４ ポンプ
５０ 安全弁
５１ 水面計
５２ バーナー用ファンユニット
５３ シスタン
Ｆ 木質粒状物燃料
Ｈ 被暖房・乾燥設備

Claims (4)

1. 温水ボイラで木質粉粒物を燃焼させた際に発生する熱を利用して温水を作り出す温水ボイラであって、木質粒状物燃料（Ｆ）を投入するための木質粒状物投入口（１２），および強制ファン（１３）に連通する通風口（１４）を有する略円筒状の燃焼室（１１）の直上に，頂壁部と周壁部に第一温水ジャケット（１６）を有する第一ジャケット室（１５）を設けた燃焼機構部（１０）と、前記燃焼機構部に隣接して設けられた略円筒状の集塵室（２１）の直上に，円筒状の内筒（２２）を有し，前記第一ジャケット室と接続管（２３）で連通され，頂壁部と周壁部に前記第一温水ジャケットと連通する第二温水ジャケット（２５）を有する第二ジャケット室（２４）を設け，前記内筒に連続して煙突（２６）を立設した集塵機構部（２０）と、前記燃焼機構部に隣接して設けられ，木質粒状物燃料を収納した定量供給機（３１）に，搬送パイプ（３３）に回転スクリュー（３４）を内装し，前記木質粒状物投入口に連通するスクリューコンベア（３２）を設け，前記定量供給機（３１）の木質粒状物燃料を前記木質粒状物投入口に自動的に供給する燃料供給機構部（３０）と、前記第一温水ジャケットまたは／および第二温水ジャケットと，被暖房・乾燥設備（Ｈ）とを連通する連通機構部（４０）と、からなる温水ボイラ。
2. 温水ボイラで木質粉粒物を燃焼させた際に発生する熱を利用して蒸気を作り出す温水ボイラであって、木質粒状物燃料（Ｆ）を供給するための木質粒状物投入口（１２），および強制ファン（１３）に連通する通風口（１４）を有する略円筒状の燃焼室（１１）の直上に，第一貫流ボイラ（１６Ａ）を有する第一ボイラ室（１５Ａ）を設けた燃焼機構部（１０）と、前記燃焼機構部に隣接して設けられた略円筒状の集塵室（２１）の直上に，円筒状の内筒（２２）を有し，前記第一ボイラ室と接続管（２３）で連通され，第二貫流ボイラ（２５Ａ）を有する第二ボイラ室（２４Ａ）を設け，前記内筒に連続して煙突（２６）を立設した集塵機構部（２０）と、前記燃焼機構部に隣接して設けられ，木質粒状物燃料を収納した定量供給機（３１）に，搬送パイプ（３３）に回転スクリュー（３４）を内装し，前記木質粒状物投入口に連通するスクリューコンベア（３２）を設け，前記定量供給機の木質粒状物燃料を前記木質粒状物投入口に自動的に供給する燃料供給機構部（３０）と、前記第一貫流ボイラまたは／および第二貫流ボイラ（２５Ａ）と，被暖房・乾燥設備（Ｈ）とを連通する連通機構部（４０）と、からなる温水ボイラ。
3. 第一ジャケット室（１５）および第二ジャケット室（２４）の頂壁部から周壁部の下端部にわたって、第一温水ジャケット（１６）および第二温水ジャケット（２５）に連通する温水管（１７）を設けてなる請求項１に記載の温水ボイラ。
4. 被暖房・乾燥設備（Ｈ）が温室・木材乾燥機であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の温水ボイラ。
   

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