JP2016166723A - 固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】不完全燃焼を最小化することができ、伝熱効果を極大化することができる、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラを提供する。【解決手段】固形燃料が燃焼する燃焼室１７の上部に、燃焼ガスを伝達する多数の煙管６を内蔵する上部蒸気ドラム１を配置すると共に、燃焼室１７の下部左右両端に下部水ドラム２を配置し、燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材を介して互いに一定の間隔を保持し、下部水ドラム２から上部蒸気ドラム１の方向に垂直状態を保持する多数の垂直曲線管３、及び下部水ドラム２の下部に配置されて燃焼室１７の底部を構成するチェーンストーカ火格子１２を具備した。多数の垂直曲線管３は、経路を異なるようにして上部蒸気ドラム１に接続される複数の垂直曲線管群から構成し、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路１５を設けた。【選択図】図２

Description

本発明は、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラに関し、より詳細には、産業体の生産過程において必要とする高温のスチームを、木材ペレット、木材チップ、パーム椰子殻（ＰＫＳ）、または石炭等の固形燃料を自動に燃焼させて提供するために、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラに関する。

油、ガス、電気に比べて安い固形燃料を用いる蒸気ボイラが販売されているが、特に、固体燃料のうち、ペレットを用いた蒸気ボイラは、開発期間が短く、技術水準が低いことから、多くの問題が発生している。具体的には、既存のペレットスチームボイラの場合、油、ガスボイラを主に業とするスチームボイラの生産企業において、油、ガスボイラの本体部分を購入し、油、ガスバーナーの代わりにペレット燃焼装置を取り付けてスチームボイラとして市場に販売しているものが殆どであり、この場合、燃焼装置に多くの問題が発生して、スチームボイラが幾度となくその稼動が中断されるのが現状である。

また、固形燃料は、油、ガス、電気とは異なって、燃焼された後に必ず副産物、すなわち灰が発生し、この発生した灰の処理が完全に行われていない場合には、連続して新たな燃料が燃焼装置に投入され、灰が排出されるとともに新たな燃料が連続して燃焼されなければならないプロセスにおいて、灰が完全に排出されず、この排出されなかった灰が新たに投入された燃料の燃焼に邪魔となり、不完全燃焼または火が消える状況が発生する。

また他の問題は、燃焼装置の同一の位置で燃焼が行われるため、燃焼装置が高温に曝されることにより変形し、機能を果たすことができなくなる等の問題が頻繁に発生している。

また、特定の燃料に限られており、限られた燃料の中でも、燃料が燃焼するとともにクリンカー等の問題により、高等級レベルの燃料が要求されており、燃料の需給に問題が生じた非常時には、品質が異なるペレットを自由に用いるのに制約があり、また、発火点が異なり、燃える性質の異なる異種の固形燃料（例えば、パーム椰子殻、木材チップ等）を燃焼させることができない構造であるため、燃料に多くの制約が伴い、特定の燃料の価格等の需給の問題が発生した時には、多大な費用をかけて設置した施設が使用できなくなってしまう。

一方、従来には、蒸気ボイラの燃料供給方式として、ムービンググレード方式、バーナー方式、スクリュー方式を採用していた。

ムービンググレード方式は、前後往復運動をする板が階段状に重畳しており、各板が一定の範囲で前後に運動すると、上にある燃料が押し出されて下の階段に少しずつ落ちてくる形態である。従来のムービンググレード方式は、以下のような問題点がある。

−燃料の品質が悪い時に絡まり現象が生じ、絡まるため燃焼されていない状態で引き続き押し出されると、階段状に形成された板の下部にいくにつれ、灰となって落ちなければならないものの、燃料が十分燃焼されていない状態で落ちるようになり、新たな燃料が入り続けると、不完全燃焼された燃料を被って不完全燃焼ガスが生じ、ひどい時には、火が消えてしまう問題が発生する。

−階段状に前後運動を行う各焼き板が継続して高温に曝されており、燃焼される時間の間に高温の火に加熱され続けて焼き板が変形され、変形されると往復運動ができなくなり、機能を果たせない問題が発生する。

上述のムービンググレード方式に対して、バーナー方式は、油、ガスバーナーのようににバーナーに風を吹き入れ、バーナーが回転しながら、投入されて燃焼される燃料をレミコンのように回しながら燃焼させる方式である。一方、従来のバーナー方式は、以下のような問題点がある。

−固形燃料は、燃焼した後に必ず灰が発生するが、灰を処理する装置がなく、燃焼のために供給した酸素により灰が飛び出るようになっている構造である。しかし、灰が１００％燃焼されて小麦粉のように出されるのではなく、短時間に多くの燃料を燃焼させることから、燃焼率が低くなるしかなく、燃焼率が低いと、燃料の一部が燃焼されていない灰が発生するしかない。したがって、灰が風に飛ばされずに積もるようになり、灰が排出されずに積もってしまうと、投入される燃料の不完全燃焼がさらに加速化し、より大きな灰（すなわち、燃焼されていない部分が多い灰）が積もり、そのうち火が消える状況が頻繁に発生してしまう。これにより、効率が不安定であり、効率が減少する問題が発生する。

もう１つの従来の方式であるスクリュー方式は、燃焼室内にボイラの容量に応じて多数個のスクリューが燃焼の進行方向、すなわち、縦方向に設けられ、燃焼されている燃料を押し出す方式である。このスクリュー方式は、スクリューが燃焼されている燃料と火炎とに曝され、高熱に耐えられるようにスクリューの内部に水ポケットを形成して水を循環させる構造を備えている。しかし、高熱によりスクリューの変形が生じ、これによりスクリューが回転できなくなって、燃料の移動が行われずに不完全燃焼となり、結局火が消えるようになる。この場合、ボイラの稼動を中断してスクリューを交換しなければならず、このようなことが３〜４週間の周期で頻繁に起きるため、多大な費用が発生するだけでなく、生産過程において大きな損失を引き起こす問題が発生する。

本発明の一つの目的は、油、ガスバーナーの代わりにペレット燃焼装置を取り付けてスチームボイラを作製することによる燃焼装置の問題が発生しないだけでなく、燃焼ガスの不完全燃焼を最小化することができ、伝熱効果を極大化することができる、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラを提供しようとするものである。

本発明の他の目的は、不完全な灰処理に起因した不完全燃焼及び火が消える問題が発生しない、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラを提供しようとするものである。

本発明のまた他の目的は、固形燃料が、燃焼装置の同一の位置で燃焼されるため、燃焼装置が同一の位置で持続的に高温に曝されることにより変形されることを防ぐことができる、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラを提供しようとするものである。

本発明のまた他の目的は、品質が異なるペレットを自由に用いることができ、発火点が異なり、燃える性質の異なる異種の固形燃料（例えば、パーム椰子殻、木材チップ等）を燃焼させることができる構造を備えた、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラを提供しようとするものである。

本発明のまた他の目的は、蒸気ボイラの燃料供給方式として、上述のムービンググレード方式、バーナー方式、スクリュー方式における問題点がない、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラを提供しようとするものである。

上述のような本発明の目的を達成するために、
１．固形燃料が燃焼する燃焼室、
前記燃焼室の上部に配置される上部蒸気ドラムであって、前記上部蒸気ドラムは、前記上部蒸気ドラムの内部に水平に配置されて前記燃焼室の燃焼ガスを伝達する多数の煙管を含み、前記多数の煙管は、それぞれ、その一端で前記燃焼室が連通される、前記上部蒸気ドラム、
前記燃焼室の下部左右両端に配置された下部水ドラム、
一定の間隔に離隔した状態で前記下部水ドラムの水を前記上部蒸気ドラムに伝達可能に構成される多数の垂直曲線管であって、前記多数の垂直曲線管は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラムから前記上部蒸気ドラムの方向に垂直状態を保持する、前記多数の垂直曲線管、及び
駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラムの下部に配置されて前記燃焼室の底部を構成するチェーンストーカ火格子を具備し、
前記多数の垂直曲線管は、複数の垂直曲線管群を含み、前記複数の垂直曲線管群は、経路を異なるようにして前記上部蒸気ドラムに接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設することを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

２．前記フィン部材は、鋼製板であることを特徴とする、上記１に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

３．前記燃焼ガス流れは、前記燃焼室の下部から前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下への第１パス、前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下から前記燃焼ガス流れの通路への第２パス、前記燃焼ガス流れの通路から前記上部蒸気ドラム内の前記多数の煙管への第３パス、の３パスの構造を有することを特徴とする、上記１に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

４．前記燃焼室に前記固形燃料を投入するための燃料投入装置をさらに具備し、投入された前記固形燃料は、前記チェーンストーカ火格子上に配置され、予熱、乾燥、燃焼、強熱減量等の燃焼過程を経て、最終的に灰に変換される流動経路を具備することを特徴とする、上記１に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

５．前記上部蒸気ドラムの前記多数の煙管に付着する飛散灰を掃除するために、前記多数の煙管の前に前記多数の煙管のそれぞれに対応して配置され、一定の時間によって高圧空気を前記多数の煙管の内部に高速で噴射する多数の高圧空気ノズルを有した煙管掃除装置をさらに含むことを特徴とする、上記１乃至４のいずれか１つに記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

６．前記チェーンストーカ火格子の下方に、前記固形燃料に必要な調節された空気を注入するために、多数の空気室と、前記多数の空気室のそれぞれの要求される空気量を調節するためにハンドル方式の空気調節ダンパとをさらに含むことを特徴とする、上記１乃至４のいずれか１つに記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

７．前記チェーンストーカ火格子の下部に落下する灰を捕集するためのボックスと、前記灰を捕集するためのボックスに捕集された灰を前記蒸気ボイラの外に排出するためにスライディング方式の多数の灰処理プッシャーとをさらに含み、
前記灰は、前記チェーンストーカ火格子の隙間に落ちる時に、前記多数の空気室に落ち、
前記空気室の両側面は、落ちる前記灰が片側に集まるように傾斜しており、
前記灰処理プッシャーは、灰を外に排出する穴を塞いでいるが、前記灰処理プッシャーを前後に動かせば、前記穴が開いたり、閉まったりするように構成され、かつ前後に動きながら、前記灰を前記穴に押し入れる役目をするように構成されることを特徴とする、上記６に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

８．前記チェーンストーカ火格子の上部に、アーチ状の耐火物からなり、固形燃料の燃焼を補助するための熱輻射部をさらに含み、前記熱輻射部は、前記燃焼室内の燃焼ガスを誘導して前記燃焼室内の燃焼温度を上げ、燃焼後に発生した灰を灰処理設備へ誘導するように一定の大きさ及び形態で構成されることを特徴とする、上記１乃至４のいずれか１つに記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

９．前記燃焼室内に、前記燃焼ガスの滞留時間及び伝熱効果を高めるための１つ以上の隔壁をさらに含むことを特徴とする、上記８に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

１０．前記燃料投入装置は、前記複合式蒸気ボイラ内部の前記チェーンストーカ火格子の上に一定の厚さの燃料層が満遍なく形成されるように構成した扇形状の軌跡を形成しながら前記固形燃料を投入することを特徴とする、上記４に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

１１．固形燃料が燃焼する燃焼室、
前記燃焼室の上部に配置される上部蒸気ドラムであって、前記上部蒸気ドラムは、前記上部蒸気ドラムの内部に水平に配置されて前記燃焼室の燃焼ガスを伝達する多数の煙管を含み、前記多数の煙管は、それぞれ、その一端で前記燃焼室が連通される、前記上部蒸気ドラム、
前記燃焼室の下部左右両端に配置された下部水ドラム、
一定の間隔に離隔した状態で前記下部水ドラムの水を前記上部蒸気ドラムに伝達可能に構成される複数の垂直曲線管であって、前記複数の垂直曲線管は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラムから前記上部蒸気ドラムの方向に垂直状態を保持する、前記複数の垂直曲線管、及び
駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラムの下部に配置されて前記燃焼室の底部を構成するチェーンストーカ火格子を具備し、
前記複数の垂直曲線管は、経路を異なるようにして前記上部蒸気ドラムに接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設し、
前記燃焼ガス流れは、前記燃焼室の下部から前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下への第１パス、前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下から前記燃焼ガス流れの通路への第２パス、前記燃焼ガス流れの通路から前記上部蒸気ドラム内の前記多数の煙管への第３パス、の３パスの構造を有することを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

１２．固形燃料が燃焼する燃焼室、
前記燃焼室の上部に配置される上部蒸気ドラムであって、前記上部蒸気ドラムは、前記上部蒸気ドラムの内部に水平に配置されて前記燃焼室の燃焼ガスを伝達する多数の煙管を含み、前記多数の煙管は、それぞれ、その一端で前記燃焼ガスが連通される、前記上部蒸気ドラム、
前記燃焼室の下部左右両端に配置された下部水ドラム、
垂直に、一定の間隔に水平を保持しながら離隔した状態で前記下部水ドラムの水を前記上部蒸気ドラムに伝達可能に構成される多数の垂直曲線管であって、前記多数の垂直曲線管は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラムから前記上部蒸気ドラムの方向に垂直状態を保持する前記多数の垂直曲線管、及び
駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラムの下部に配置されて前記燃焼室の底部を構成するチェーンストーカ火格子を具備し、
前記多数の垂直曲線管は、複数の垂直曲線管群を含み、前記複数の垂直曲線管群は、経路を異なるようにして前記上部蒸気ドラムに接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設し、
前記チェーンストーカ火格子の下部に落下する灰を捕集するためのボックスと、前記灰を捕集するためのボックスに捕集された灰を前記蒸気ボイラの外に排出するためにスライディング方式の多数の灰処理プッシャーとをさらに含み、
前記灰は、前記チェーンストーカ火格子の隙間に落ちる時に、前記チェーンストーカ火格子の下方に配置されて前記固形燃料に必要な空気を注入するための多数の空気室に落ち、
前記空気室の両側面は、落ちる前記灰が片側に集まるように傾斜しており、
前記灰処理プッシャーは、灰を外に排出する穴を塞いでいるが、前記灰処理プッシャーを前後に動かせば、前記穴が開いたり、閉まったりするように構成され、かつ前後に動きながら、前記灰を前記穴に押し入れる役目をするように構成されることを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

１３．固形燃料が燃焼する燃焼室、
前記燃焼室の上部に配置される上部蒸気ドラムであって、前記上部蒸気ドラムは、前記上部蒸気ドラムの内部に水平に配置されて前記燃焼室の燃焼ガスを伝達する多数の煙管を含み、前記多数の煙管は、それぞれ、その一端で前記燃焼ガスが連通される、前記上部蒸気ドラム、
前記燃焼室の下部左右両端に配置された下部水ドラム、
一定の間隔に離隔した状態で前記下部水ドラムの水を前記上部蒸気ドラムに伝達可能に構成される複数の垂直曲線管であって、前記複数の垂直曲線管は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラムから前記上部蒸気ドラムの方向に垂直状態を保持する、前記複数の垂直曲線管、及び
駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラムの下部に配置されて前記燃焼室の底部を構成するチェーンストーカ火格子を具備し、
前記チェーンストーカ火格子の上部に、アーチ状の耐火物からなり、固形燃料の燃焼を補助するための熱輻射部をさらに含み、前記熱輻射部は、前記燃焼室内の燃焼ガスを誘導して前記燃焼室内の燃焼温度を上げ、燃焼後に発生した灰を灰処理設備へ誘導するように一定の大きさ及び形態で構成されることを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラが提供される。

本発明によれば、チェーンストーカ方式を採用しているだけでなく、燃焼ガス流れを３パスとすることができる構成を有しているため、油、ガスバーナーの代わりにペレット燃焼装置を取り付けてスチームボイラを作製することによる燃焼装置の問題が基本的に発生しないだけでなく、燃焼室内の燃焼ガスの不完全燃焼を最小化することができ、伝熱効果を極大化することができる。

また、本発明によれば、灰処理部分においても回転しながら自然落下方式であるため、全く灰処理に問題がなく、燃料が低級であるためよく絡まり（クリンカー現象）があっても問題とならずに自然落下するので、不完全な灰処理に起因した不完全燃焼及び火が消える現象を防ぐことができる。

また、本発明によれば、燃焼部が固定された燃焼装置を取り付けたスチームボイラの燃焼装置の問題が発生しない。具体的には、本発明によれば、高温が１箇所にずっと止まっているものではなく回転する火格子であるため、高温に曝される部位が連続的に変わる方式であるので、焼き板（火格子）の変形による問題を防ぐことができる。

また、本発明によれば、チェーンストーカ火格子を用い、３パスの燃焼ガス流れが可能な構造を有することにより、品質が異なるペレットを自由に用いることができ、発火点が異なり、燃える性質の異なる異種の固形燃料（例えば、パーム椰子殻、木材チップ等）を燃焼させることが可能である。

また、本発明によれば、チェーンストーカ火格子上に固形燃料を供給することにより、従来の燃料供給方式であるムービンググレード方式、バーナー方式、スクリュー方式の問題点がない、複合式蒸気ボイラの提供が可能である。

また、本発明によれば、空気調節ダンパを具備しているので、燃焼室内の燃焼を円滑に行うことができる。

また、本発明によれば、多数の灰処理プッシャーを具備しているので、チェーンストーカ火格子の下部に落下する灰を円滑に処理することができる。

図１は本発明による固形燃料チェーンストーカを用いる複合式蒸気ボイラの正面図である。 図２は本発明による固形燃料チェーンストーカを用いる複合式蒸気ボイラの右側面図である。 図３は本発明による固形燃料チェーンストーカを用いる複合式蒸気ボイラを構成する水ドラム、蒸気ドラム、及び水ドラムと蒸気ドラムとを連結する複数の垂直曲線管群を具備した多数の垂直曲線管の構成を示す図。 図４は図３に示した垂直曲線管及びこれらを連結するフィン部材（鋼製板）を示す図。 図５は図２に示した蒸気ドラム内に配置された多数の煙管に対応する高圧空気ノズルを具備した煙管掃除装置の平面図。 図６は図５に示した煙管掃除装置を実際に製作した写真。 図７Ａは灰処理プッシャーのレバーが元の位置にある時、灰処理プッシャーの閉鎖を示す図 。 図７Ｂは灰処理プッシャーのレバーが引かれた時、灰処理プッシャーの開放を示す図。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明による固形燃料チェーンストーカを用いる複合式蒸気ボイラの正面図であり、図２は、本発明による固形燃料チェーンストーカを用いる複合式蒸気ボイラの右側面図である。

図１及び図２によれば、本発明による固形燃料チェーンストーカを用いる複合式蒸気ボイラは、基本的に、燃焼室１７と、上部蒸気ドラム１と、下部水ドラム２と、多数の垂直曲線管３と、チェーンストーカ火格子１２とを具備する。

具体的に、燃焼室１７においては、木材ペレット、木材チップ、パーム椰子殻、石炭等の固形燃料が燃焼される。

燃焼室１７の上部には、上部蒸気ドラム１が配置される。上部蒸気ドラム１は、この上部蒸気ドラム１の内部に水平に配置されて燃焼室１７の燃焼ガスを伝達する多数の煙管６を含み、この多数の煙管６は、それぞれ、その一端で燃焼室と連通される。

下部水ドラム２は、燃焼室１７の下部左右両端に配置される。
好ましくは、上部に設けられる上部蒸気ドラム１は、水平型の円筒ドラムで設けられ、下部に設けられる下部水ドラム２は、より小さな水平型の円筒で構成される。

多数の垂直曲線管３は、一定の間隔に離隔した状態で下部水ドラム２の水を上部蒸気ドラム１に伝達可能に構成される。この多数の垂直曲線管３は、図３に示したように、燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のための、好ましくは鋼製板であるフィン部材４を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、下部水ドラム２から上部蒸気ドラム１の方向に垂直状態を保持する。

一方、図３及び図４に示したように、鋼製板であるフィン部材４が、多数の垂直曲線管３の垂直曲線管（水管）と垂直曲線管（水管）との間に、好ましくは、溶着されて水管と水管との間を１つに連結し、円型水管が有している伝熱面積をより極大化し、水管と水管との間をフィン部材４で密封することにより外部に放熱される熱エネルギーの損失を防止し、燃焼室で発生した熱エネルギーが効率的にボイラ水によく吸収されるようになる。

チェーンストーカ火格子１２は、駆動モータによって回転する安着部を有し、安着部には、注入された固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、安着部は、下部水ドラム２の下部に配置されて燃焼室１７の底部を構成する。

チェーンストーカ火格子１２の上部に、燃焼室１７の燃焼効率を高めるために外部空気を供給する未図示の高速ブロアと、燃焼室１７の熱輻射効率を高めるために丸いアーチ状の熱輻射部５とを具備させることで、固形燃料の燃焼率と輻射率を高くすることができる。

チェーンストーカ火格子１２の下方には、図１及び図２に示したように、固形燃料に必要な調節された空気を注入するために、多数の空気室９と、多数の空気室のそれぞれの要求される空気量を調節するためにハンドル方式の空気調節ダンパ１０とを含むことができる。

また、チェーンストーカ火格子１２の下部に落下する灰を捕集するためのボックスと、灰を捕集するためのボックスに捕集された灰を蒸気ボイラの外に排出するためにスライディング方式の多数の灰処理プッシャー１１とを含むことができる。

図２に示したように、燃焼後の灰は、チェーンストーカ火格子１２の隙間に落ちる時に、多数の空気室９に落ち、空気室９の両側面は、落ちる前記灰が片側に集まるように傾斜しているように構成する。

図７Ａ乃至図７Ｂに示したように、灰処理プッシャー１１は、灰を外に排出する穴を塞いでいるが、灰処理プッシャーのレバーの作動で灰処理プッシャー１１を前後に動かせば、穴が開いたり、閉まったりするように構成され、かつ前後に動きながら、灰を穴に押し入れる役目をするように構成される。

本発明による固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラは、図１及び図２に示したように、チェーンストーカ火格子１２の上部に、アーチ状の耐火物からなり、固形燃料の燃焼を補助するための熱輻射部５を含むことができる。この熱輻射部５は、熱輻射部５の下に燃焼室１７内の燃焼ガスを誘導して燃焼室１７内の燃焼温度を上げ、また、燃焼ガスの滞留時間が熱輻射部５の長さ分長くなるため、複数の垂直曲線管群Ａ、Ｂ、燃焼ガス流れの通路１５、多数の煙管６とともに不完全燃焼を防ぎ、伝熱効果を増大させる働きをし、燃焼後に発生した灰を灰処理設備へ誘導するように一定の大きさ及び形態で構成される。

図１に示したように、本発明による固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラは、上部は密閉され、下部は開放される形で構成され、燃焼室内の燃焼ガスの流動を部分的に制限して滞留時間及び伝熱効果をさらに高めるための隔壁１６を含むことができる。図１には１つの隔壁が例示されているが、燃焼室内に、燃焼ガスの滞留時間及び伝熱効果を考慮して更なる隔壁を含んでいても良い。

また、本発明による固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラは、その内部のチェーンストーカ火格子１２の上に一定の厚さの燃料層が満遍なく形成されるように構成した扇形状の軌跡を形成しながら固形燃料を投入する燃料投入装置１４を含む。

図１及び図２において、図面符号１９は、煙管の掃除や管理のためのマンホールであり、図面符号２０は、蒸気ドラム１や水ドラム２内の水を重力により底面上の水まで排出させるためのドレインである。

一方、図３に示したように、多数の垂直曲線管３は、複数の垂直曲線管群Ａ、Ｂを含み、複数の垂直曲線管群Ａ、Ｂは、経路を異なるようにして上部蒸気ドラム１に接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設する。

上記では、複数の垂直曲線管群を上部の垂直曲線管群Ａと下部の垂直曲線管郡Ｂに例示して示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲内で更なる垂直曲線管群を付加することができる。

上述の本発明による固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラは、燃焼部としてチェーンストーカ火格子１２を適用し、チェーンストーカ火格子１２の燃焼部上に設けられたボイラ設備は、上部中央に１個の蒸気ドラム１と下部左右にそれぞれ１個ずつ水ドラム２を設け（容量に応じて、蒸気ドラム１を複数で設けることができる）、上部中央の蒸気ドラム１と下部左右の水ドラム２との間には多数の垂直曲線管３で連結してボイ水数の循環が行われるようにし、上部蒸気ドラム１には、水平に煙管６の群を設けてボイラの機能を生じさせたものである。したがって、固形燃料が燃焼しながら発生した熱エネルギーである燃焼ガス（熱ガス）は、多数の垂直曲線管３を通過しながら多数の垂直曲線管３内部のボイラ水に熱エネルギーを伝達し、また、上部蒸気ドラム１内に水平に設けられた多数の煙管６を通過しながら再度熱エネルギーをボイラ水に伝熱することにより、多数の垂直曲線管３と上部蒸気ドラム１内の水を加熱して蒸気に変化させて、未図示の蒸気供給部を通じて蒸気を外部に供給するようになる。

好ましくは、本発明による固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラの上述した燃焼ガスの流れは、燃焼室１７の下部から複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群Ｂの下への第１パス、複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群Ｂの下から燃焼ガス流れの通路１５への第２パス、燃焼ガス流れの通路１５から上部蒸気ドラム１内の多数の煙管６への第３パス、の３パスの構造を有する。

図１に示したように、本発明による固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラは、燃焼室１７に、木材ペレット、木材チップ、パーム椰子殻、石炭等の固形燃料を投入するための燃料投入装置１４を具備し、燃料投入装置１４を通じて投入された固形燃料は、チェーンストーカ火格子１２上に配置され、予熱、乾燥、燃焼、強熱減量等の燃焼過程を経て、最終的に灰に変換される流動経路を具備する。

一方、上部蒸気ドラム１の多数の煙管６には、ボイラの使用により内部に飛散した灰が付着するようになり、この付着される飛散灰が多数の煙管内の燃焼ガスの流動の邪魔をする場合、多数の煙管６を通過しながら再度熱エネルギーをボイラ水に伝熱する過程が邪魔されるようになる。したがって、本発明による複合式蒸気ボイラは、この付着した飛散灰を掃除するために、図１に示したように、多数の煙管６の前に多数の煙管のそれぞれに対応して配置され、図５及び図６に示したように、一定の時間によって高圧空気を多数の煙管６の内部に高速で噴射させる多数の高圧空気ノズル８を有した煙管掃除装置７を具備する。

１：蒸気ドラム
２：水ドラム
３：垂直曲線管
４：フィン部材
５：熱輻射部
６：煙管
７：煙管掃除装置
８：高圧空気ノズル
９：空気室
１０：空気調節ダンパ
１１：灰処理プッシャー
１２：チェーンストーカ火格子
１３：灰処理プッシャーのレバー
１４：燃料投入装置
１５：燃焼ガス流れの通路
１６：隔壁
１７：燃焼室
１８：排気通路
１９：マンホール
２０：ドレイン

Claims (13)

1. 固形燃料が燃焼する燃焼室（１７）、
   前記燃焼室（１７）の上部に配置される上部蒸気ドラム（１）であって、前記上部蒸気ドラム（１）は、前記上部蒸気ドラム（１）の内部に水平に配置されて前記燃焼室（１７）の燃焼ガスを伝達する多数の煙管（６）を含み、前記多数の煙管（６）は、それぞれ、その一端で前記燃焼室（１７）が連通される、前記上部蒸気ドラム（１）、
   前記燃焼室（１７）の下部左右両端に配置された下部水ドラム（２）、
   一定の間隔に離隔した状態で前記下部水ドラム（２）の水を前記上部蒸気ドラム（１）に伝達可能に構成される多数の垂直曲線管（３）であって、前記多数の垂直曲線管（３）は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材（４）を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラム（２）から前記上部蒸気ドラム（１）の方向に垂直状態を保持する、前記多数の垂直曲線管（３）、及び
   駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラム（２）の下部に配置されて前記燃焼室（１７）の底部を構成するチェーンストーカ火格子（１２）を具備し、
   前記多数の垂直曲線管（３）は、複数の垂直曲線管群を含み、前記複数の垂直曲線管群は、経路を異なるようにして前記上部蒸気ドラム（１）に接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設することを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
2. 前記フィン部材（４）は、鋼製板であることを特徴とする、請求項１に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
3. 前記燃焼ガス流れは、前記燃焼室（１７）の下部から前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下への第１パス、前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下から前記燃焼ガス流れの通路への第２パス、前記燃焼ガス流れの通路から前記上部蒸気ドラム（１）内の前記多数の煙管への第３パス、の３パスの構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
4. 前記燃焼室（１７）に前記固形燃料を投入するための燃料投入装置（１４）をさらに具備し、投入された前記固形燃料は、前記チェーンストーカ火格子（１２）上に配置され、予熱、乾燥、燃焼、強熱減量等の燃焼過程を経て、最終的に灰に変換される流動経路を具備することを特徴とする、請求項１に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
5. 前記上部蒸気ドラム（１）の前記多数の煙管（６）に付着する飛散灰を掃除するために、前記多数の煙管（６）の前に前記多数の煙管のそれぞれに対応して配置され、一定の時間によって高圧空気を前記多数の煙管（６）の内部に高速で噴射する多数の高圧空気ノズル（８）を有した煙管掃除装置（７）をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
6. 前記チェーンストーカ火格子（１２）の下方に、前記固形燃料に必要な調節された空気を注入するために、多数の空気室（９）と、前記多数の空気室のそれぞれの要求される空気量を調節するためにハンドル方式の空気調節ダンパ（１０）とをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
7. 前記チェーンストーカ火格子（１２）の下部に落下する灰を捕集するためのボックスと、前記灰を捕集するためのボックスに捕集された灰を前記蒸気ボイラの外に排出するためにスライディング方式の多数の灰処理プッシャー（１１）とをさらに含み、
   前記灰は、前記チェーンストーカ火格子（１２）の隙間に落ちる時に、前記多数の空気室（９）に落ち、
   前記空気室（９）の両側面は、落ちる前記灰が片側に集まるように傾斜しており、
   前記灰処理プッシャー（１１）は、灰を外に排出する穴を塞いでいるが、前記灰処理プッシャー（１１）を前後に動かせば、前記穴が開いたり、閉まったりするように構成され、かつ前後に動きながら、前記灰を前記穴に押し入れる役目をするように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
8. 前記チェーンストーカ火格子（１２）の上部に、アーチ状の耐火物からなり、固形燃料の燃焼を補助するための熱輻射部（５）をさらに含み、前記熱輻射部は、前記燃焼室（１７）内の燃焼ガスを誘導して前記燃焼室（１７）内の燃焼温度を上げ、燃焼後に発生した灰を灰処理設備へ誘導するように一定の大きさ及び形態で構成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
9. 前記燃焼室内に、前記燃焼ガスの滞留時間及び伝熱効果を高めるための１つ以上の隔壁（１６）をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
10. 前記燃料投入装置（１４）は、前記複合式蒸気ボイラ内部の前記チェーンストーカ火格子（１２）の上に一定の厚さの燃料層が満遍なく形成されるように構成した扇形状の軌跡を形成しながら前記固形燃料を投入することを特徴とする、請求項４に記載の固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
11. 固形燃料が燃焼する燃焼室（１７）、
    前記燃焼室（１７）の上部に配置される上部蒸気ドラム（１）であって、前記上部蒸気ドラム（１）は、前記上部蒸気ドラム（１）の内部に水平に配置されて前記燃焼室（１７）の燃焼ガスを伝達する多数の煙管（６）を含み、前記多数の煙管（６）は、それぞれ、その一端で前記燃焼室（１７）が連通される、前記上部蒸気ドラム（１）、
    前記燃焼室（１７）の下部左右両端に配置された下部水ドラム（２）、
    一定の間隔に離隔した状態で前記下部水ドラム（２）の水を前記上部蒸気ドラム（１）に伝達可能に構成される複数の垂直曲線管（３）であって、前記複数の垂直曲線管（３）は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材（４）を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラム（２）から前記上部蒸気ドラム（１）の方向に垂直状態を保持する、前記複数の垂直曲線管（３）、及び
    駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラム（２）の下部に配置されて前記燃焼室（１７）の底部を構成するチェーンストーカ火格子（１２）を具備し、
    前記複数の垂直曲線管は、経路を異なるようにして前記上部蒸気ドラム（１）に接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設し、
    前記燃焼ガス流れは、前記燃焼室（１７）の下部から前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下への第１パス、前記複数の垂直曲線管群中の下部の垂直曲線管群の下から前記燃焼ガス流れの通路への第２パス、前記燃焼ガス流れの通路から前記上部蒸気ドラム（１）内の前記多数の煙管への第３パス、の３パスの構造を有することを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
12. 固形燃料が燃焼する燃焼室（１７）、
    前記燃焼室（１７）の上部に配置される上部蒸気ドラム（１）であって、前記上部蒸気ドラム（１）は、前記上部蒸気ドラム（１）の内部に水平に配置されて前記燃焼室（１７）の燃焼ガスを伝達する多数の煙管（６）を含み、前記多数の煙管（６）は、それぞれ、その一端で前記燃焼ガスが連通される、前記上部蒸気ドラム（１）、
    前記燃焼室（１７）の下部左右両端に配置された下部水ドラム（２）、
    垂直に、一定の間隔に水平を保持しながら離隔した状態で前記下部水ドラム（２）の水を前記上部蒸気ドラム（１）に伝達可能に構成される多数の垂直曲線管（３）であって、前記多数の垂直曲線管（３）は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材（４）を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラム（２）から前記上部蒸気ドラム（１）の方向に垂直状態を保持する前記多数の垂直曲線管（３）、及び
    駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラム（２）の下部に配置されて前記燃焼室（１７）の底部を構成するチェーンストーカ火格子（１２）を具備し、
    前記多数の垂直曲線管（３）は、複数の垂直曲線管群を含み、前記複数の垂直曲線管群は、経路を異なるようにして前記上部蒸気ドラム（１）に接続されることにより、その異なる経路の間に燃焼ガス流れの通路を開設し、
    前記チェーンストーカ火格子（１２）の下部に落下する灰を捕集するためのボックスと、前記灰を捕集するためのボックスに捕集された灰を前記蒸気ボイラの外に排出するためにスライディング方式の多数の灰処理プッシャー（１１）とをさらに含み、
    前記灰は、前記チェーンストーカ火格子（１２）の隙間に落ちる時に、前記チェーンストーカ火格子（１２）の下方に配置されて前記固形燃料に必要な空気を注入するための多数の空気室（９）に落ち、
    前記空気室（９）の両側面は、落ちる前記灰が片側に集まるように傾斜しており、
    前記灰処理プッシャー（１１）は、灰を外に排出する穴を塞いでいるが、前記灰処理プッシャー（１１）を前後に動かせば、前記穴が開いたり、閉まったりするように構成され、かつ前後に動きながら、前記灰を前記穴に押し入れる役目をするように構成されることを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。
13. 固形燃料が燃焼する燃焼室（１７）、
    前記燃焼室（１７）の上部に配置される上部蒸気ドラム（１）であって、前記上部蒸気ドラム（１）は、前記上部蒸気ドラム（１）の内部に水平に配置されて前記燃焼室（１７）の燃焼ガスを伝達する多数の煙管（６）を含み、前記多数の煙管（６）は、それぞれ、その一端で前記燃焼ガスが連通される、前記上部蒸気ドラム（１）、
    前記燃焼室（１７）の下部左右両端に配置された下部水ドラム（２）、
    一定の間隔に離隔した状態で前記下部水ドラム（２）の水を前記上部蒸気ドラム（１）に伝達可能に構成される複数の垂直曲線管（３）であって、前記複数の垂直曲線管（３）は、前記燃焼室内の気密保持及び伝熱面積の増大のためのフィン部材（４）を介して互いに一定の間隔を保持しながら、少なくとも一定の区間は、前記下部水ドラム（２）から前記上部蒸気ドラム（１）の方向に垂直状態を保持する、前記複数の垂直曲線管（３）、及び
    駆動モータによって回転する安着部を有し、前記安着部には、注入された前記固形燃料が安着した状態で移動しながら燃焼するように構成され、前記安着部は、前記下部水ドラム（２）の下部に配置されて前記燃焼室（１７）の底部を構成するチェーンストーカ火格子（１２）を具備し、
    前記チェーンストーカ火格子（１２）の上部に、アーチ状の耐火物からなり、固形燃料の燃焼を補助するための熱輻射部（５）をさらに含み、前記熱輻射部は、前記燃焼室（１７）内の燃焼ガスを誘導して前記燃焼室（１７）内の燃焼温度を上げ、燃焼後に発生した灰を灰処理設備へ誘導するように一定の大きさ及び形態で構成されることを特徴とする、固形燃料用のチェーンストーカ火格子を用いる複合式蒸気ボイラ。