JP6633023B2 - Heat extraction system and heat production method - Google Patents
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Description
本発明は熱取出しシステムおよび熱製造方法に係り、特に、固体燃料ガス化燃焼装置による熱取出しシステム等に関するものである。 The present invention relates to a heat extraction system and a heat production method, and more particularly, to a heat extraction system using a solid fuel gasification combustion apparatus.
固体燃料ガス化燃焼装置については従来、技術的な提案が多くなされている。たとえば後掲特許文献１には、廃タイヤ乾留燃焼炉に廃タイヤを投入して廃タイヤを処理する装置として、廃タイヤをトレイに載せて乾留炉内に送り込む工程、廃タイヤを乾留し炭化物とスチール線を分離して炭化物をトレイから落下させる工程、トレイ上の残渣（スチール線）を回収する工程を行える装置が開示されている。すなわち、乾留装置本体、その上部に配置された廃タイヤ投入部、その下部に位置する廃タイヤ乾留部、その下に配置されたトレイ回収部、炭化物燃焼部、焼却灰取り出し部を有する構成である。 Conventionally, many technical proposals have been made for a solid fuel gasification combustion apparatus. For example, in Patent Document 1 given below, as a device for processing waste tires by throwing waste tires into a waste tire dry distillation combustion furnace, a process of placing waste tires on a tray and sending them into the carbonization furnace, An apparatus capable of performing a step of separating a steel wire to drop carbides from a tray and a step of collecting a residue (steel wire) on the tray is disclosed. That is, it has a configuration including a carbonization apparatus main body, a waste tire charging section disposed at an upper portion thereof, a waste tire carbonization section located at a lower portion thereof, a tray collecting section, a carbide burning section, and an incineration ash removal section disposed thereunder. .
また、出願人は、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）を使用可能な小規模ボイラー用のガス化燃焼システムとして、固体燃料を収容する燃料室、その中の固体燃料からガス化燃料を生成して燃焼室に誘引する熱風形成手段を備えた構成を開示している（特許文献２）。ここで熱風形成手段は、導入された空気を燃焼室中を通して燃料室方向へ搬送する過程で熱風として最終的に排出させる熱風生成管部と、燃料室で排出された熱風を燃焼室方向へ向かって折り返させる熱風反射部とを備えた構造としている（後掲図５参照）。 In addition, as a gasification combustion system for a small-scale boiler that can use RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel), the applicant generates a gasification fuel from a fuel chamber containing solid fuel and solid fuel therein. A configuration provided with a hot-air forming means for inviting a combustion chamber is disclosed (Patent Document 2). Here, the hot air forming means includes a hot air generating pipe section for finally discharging the introduced air as hot air in a process of transporting the introduced air toward the fuel chamber through the combustion chamber, and directing the hot air discharged from the fuel chamber toward the combustion chamber. (See FIG. 5).
また、出願人による特許文献３には、固体燃料ガス化燃焼装置のボイラーへの応用例として、各サイズの廃タイヤを燃料としてこれをガス化し、ガス化燃料を燃焼して高い熱量が得られ、蒸気を発生する装置が開示されている（後掲図６参照）。 Patent Document 3 by the applicant discloses that as an example of application to a boiler of a solid fuel gasification and combustion apparatus, waste tires of each size are gasified using the tires, and gasified fuel is burned to obtain a high calorific value. A device for generating steam is disclosed (see FIG. 6 described later).
さて、従来のタイヤボイラーにも問題点があった。それは、ボイラー本体（図５では符号５１７）における熱源（湯）の温度を一定に制御することが難しいということである。また、ボイラー中の湯が所定の温度に達するまでは熱を取り出すことができず、待機時間が発生することである。しかも、温度制御が難しいことと相まって、待機時間が繰り返し発生してしまうことである。このことは特に、タイヤボイラーのような固体燃料ガス化燃焼装置による熱取出しシステムにおいて問題となる。 Now, the conventional tire boiler also has a problem. That is, it is difficult to control the temperature of the heat source (hot water) in the boiler body (reference numeral 517 in FIG. 5) to be constant. Further, heat cannot be taken out until the hot water in the boiler reaches a predetermined temperature, and a standby time is generated. In addition to the difficulty in controlling the temperature, the standby time is repeatedly generated. This is particularly problematic in heat extraction systems with solid fuel gasification and combustion equipment such as tire boilers.
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、取出される熱源（二次側）の温度を一定に制御することができ、また、熱を取り出せない時間を短縮することのできる、熱取出しシステムおよび熱製造方法を提供することである。特に、タイヤボイラーのような固体燃料ガス化燃焼装置による熱取出しシステムにおいて、取出す熱の温度制御ができ、また、熱取出し時間を短縮することのできる、熱取出しシステムおよび熱製造方法を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to eliminate the problems of the prior art, to control the temperature of the heat source (secondary side) to be taken out at a constant level, and to shorten the time during which heat cannot be taken out. To provide a heat extraction system and a heat production method. In particular, it is an object of the present invention to provide a heat extraction system and a heat production method capable of controlling the temperature of heat to be extracted and shortening the heat extraction time in a heat extraction system using a solid fuel gasification combustion device such as a tire boiler. It is.
本願発明者は上記課題について検討した結果、ボイラーにおいて得られた熱をそのまま二次熱源として取出して用いるのではなく、別に熱媒を貯留するタンクをボイラーに接続して設け、その中に熱交換パイプ（熱交換部）を設置する構成とすることによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。 As a result of studying the above problem, the present inventor did not take out and use the heat obtained in the boiler as it is as a secondary heat source, but instead provided a tank for storing a heat medium connected to the boiler and provided heat exchange therein. They found that the problem could be solved by providing a pipe (heat exchange section), and based on this, the present invention was completed. That is, the invention claimed in the present application as a means for solving the above-mentioned problem, or at least the disclosed invention, is as follows.
〔１〕 ボイラーと、該ボイラーで熱を得た熱媒（以下、「一次熱媒」）から別の熱媒（以下、「二次熱媒」）への熱交換がなされる熱交換部が設けられた熱媒タンクと、該ボイラー―熱媒タンク間に設けられるタンク行き流路ならびにボイラー行き流路と、該ボイラー中の一次熱媒の温度を検知する温度センサーと、該タンク行き流路に設けられるポンプと、および該ポンプの駆動を制御する制御手段とからなり、該熱媒タンクから熱が取出される熱取出しシステムであって、
該ボイラーは固体燃料からガス化燃料を生成して燃焼を行うボイラーであり、
該熱媒タンクには該一次熱媒が貯留され、該熱交換部には前記二次熱媒が流通され、該熱の取出しは該熱交換部によりなされ、
該タンク行き流路の内径は該ボイラー行き流路の内径よりも小さく、
該制御手段は該温度センサーにより検知された温度が設定温度以上となった場合に該ポンプを駆動して該熱媒タンクに熱媒を供給するよう制御を行い、
かかる構成により、
該検知された温度が設定温度に満たない場合には該一次熱媒の送出がなされない
ことを特徴とする、熱取出しシステム。
〔２〕 前記タンク行き流路は前記熱媒タンクの給水口に、また前記ボイラー行き流路は該熱媒タンクの排水口にそれぞれ接続されており、該給水口は該排水口よりも上方に設けられていることを特徴とする、〔１〕に記載の熱取出しシステム。
〔３〕 前記熱交換部は、前記給水口以上の高さに設けられていることを特徴とする、〔２〕に記載の熱取出しシステム。
[1] A boiler and a heat exchange unit for performing heat exchange from a heat medium (hereinafter, “primary heat medium”) obtained by the boiler to another heat medium (hereinafter, “secondary heat medium”) A heat medium tank provided, a tank flow path and a boiler flow path provided between the boiler and the heat medium tank, a temperature sensor for detecting a temperature of a primary heat medium in the boiler, and a tank flow path A heat extraction system, comprising: a pump provided in, and control means for controlling the driving of the pump, wherein heat is extracted from the heat medium tank,
The boiler is a boiler that generates gasified fuel from solid fuel and performs combustion.
The primary heat medium is stored in the heat medium tank, the secondary heat medium flows through the heat exchange unit, and the heat is taken out by the heat exchange unit,
The inside diameter of the passage going to the tank is smaller than the inside diameter of the passage going to the boiler,
The control means have line control to supply heating medium to the heat medium tank by driving the pump when the temperature sensed by the temperature sensor is not less than the set temperature,
With such a configuration,
The heat extraction system, wherein the primary heat medium is not sent out when the detected temperature is less than a set temperature .
[ 2 ] The flow path going to the tank is connected to a water supply port of the heat medium tank, and the flow path going to the boiler is connected to a water outlet of the heat medium tank, and the water supply port is located above the water outlet. The heat extraction system according to [ 1 ], wherein the heat extraction system is provided.
[ 3 ] The heat extraction system according to [ 2 ], wherein the heat exchange unit is provided at a height equal to or higher than the water supply port.
〔４〕 前記ポンプは前記給水口よりも下方に設けられていることを特徴とする、〔２〕または〔３〕に記載の熱取出しシステム。[4] The heat extraction system according to [2] or [3], wherein the pump is provided below the water supply port.
〔５〕 前記給水口および前記熱交換部は前記熱媒タンクの上１／３部内に設けられていることを特徴とする、〔２〕、〔３〕、〔４〕のいずれかに記載の熱取出しシステム。[5] The water supply port according to any one of [2], [3], and [4], wherein the water supply port and the heat exchange section are provided in the upper third of the heat medium tank. Heat extraction system.
〔６〕 前記ボイラー行き流路にもポンプが設けられていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕のいずれかに記載の熱取出しシステム。[6] The heat extraction system according to any one of [1], [2], [3], [4], and [5], wherein a pump is also provided in the boiler-bound flow path. .
〔７〕 前記固体燃料は下記＜Ｆ＞記載のいずれかであることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕に記載の熱取出しシステム。
＜Ｆ＞ タイヤ、木質ペレット、廃棄物固形燃料（Refuse Derived Fuel、ＲＤＦ）、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）
〔８〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕、〔５〕、〔６〕、〔７〕のいずれかに記載の熱取出しシステムを用いて行う、熱製造方法。
[7] The heat according to [1], [2], [3], [4], [5], or [6], wherein the solid fuel is any one of the following <F>. Take-out system.
<F> Tires, wood pellets, waste solid fuel (Refuse Derived Fuel, RDF), RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel)
[8] A heat production method performed using the heat extraction system according to any one of [1], [2], [3], [4], [5], [6], and [7].
本発明の熱取出しシステムおよび熱製造方法は上述のように構成されるため、これらによれば、取出される熱の温度を一定に制御することができる。またこれにより、熱媒が所定の温度まで達する時間を短縮することができるため、熱を取り出せない時間を短縮することができる。特に、タイヤボイラーのような固体燃料ガス化燃焼装置による熱取出しシステムにおける優れた熱取出し方法を提供することができる。 Since the heat extraction system and the heat production method of the present invention are configured as described above, according to these, the temperature of the extracted heat can be controlled to be constant. In addition, since the time required for the heat medium to reach a predetermined temperature can be shortened, the time during which heat cannot be extracted can be shortened. In particular, it is possible to provide an excellent heat extraction method in a heat extraction system using a solid fuel gasification combustion device such as a tire boiler.
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明熱取出しシステムの基本構成を示す概念図である。図示するように本熱取出しシステム１０は、ボイラー１と、ボイラー１で熱を得た熱媒（一次熱媒）から別の熱媒（二次熱媒）への熱交換がなされる熱交換部８が設けられた熱媒タンク２と、ボイラー１―熱媒タンク２間に設けられるタンク行き流路３ならびにボイラー行き流路４と、ボイラー１中の一次熱媒の温度を検知する温度センサー５と、タンク行き流路３に設けられるポンプ６と、およびポンプ６の駆動を制御する制御手段７とからなり、これにより熱媒タンク２から熱が取出されるシステムであって、制御手段７は温度センサー５により検知された温度が設定温度以上となった場合にポンプ６を駆動して熱媒タンク２に熱媒を供給するよう制御を行うように構成されていることを、基本とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic configuration of the heat extraction system of the present invention. As shown in the figure, the present heat extraction system 10 includes a boiler 1 and a heat exchange unit that exchanges heat from a heat medium (primary heat medium) obtained by the boiler 1 to another heat medium (secondary heat medium). A heat medium tank 2 provided with a heat transfer medium 8, a tank flow path 3 and a boiler flow path 4 provided between the boiler 1 and the heat medium tank 2, and a temperature sensor 5 for detecting the temperature of the primary heat medium in the boiler 1. And a pump 6 provided in the tank going channel 3, and a control means 7 for controlling the driving of the pump 6, whereby the heat is extracted from the heat medium tank 2. The basic configuration is such that when the temperature detected by the temperature sensor 5 becomes equal to or higher than the set temperature, the pump 6 is driven to control the supply of the heat medium to the heat medium tank 2.
かかる構成により本発明熱取出しシステム１０によれば、ボイラー１で熱を得た一次熱媒はポンプ６の駆動によりタンク行き流路３を経て熱媒タンク２へと送出される。熱媒タンク２内に入った一次熱媒は熱媒タンク２内に設けられている熱交換部８によって二次熱媒への熱交換がなされ、かかる熱交換によって熱の取出し（以下、「熱製造」ともいう」がなされる。熱媒タンク２に加熱手段や保温手段はなく、熱交換部８での熱交換を経て低温化した一次熱媒は、ボイラー行き流路４を経て再びボイラー１へと戻され、ここで加熱され、高温化した一次熱媒となって再び熱媒タンク２へと供される。このようにして、一次熱媒の循環利用がなされる。 According to the heat extraction system 10 of the present invention having such a configuration, the primary heat medium that has obtained heat in the boiler 1 is sent out to the heat medium tank 2 through the tank going channel 3 by driving the pump 6. The primary heat medium that has entered the heat medium tank 2 is subjected to heat exchange with the secondary heat medium by the heat exchange unit 8 provided in the heat medium tank 2, and heat is taken out by the heat exchange (hereinafter, “heat”). The heating medium tank 2 has no heating means or heat retaining means, and the primary heat medium that has been cooled to a low temperature through heat exchange in the heat exchange unit 8 passes through the boiler flow path 4 and is returned to the boiler 1 again. Then, the primary heat medium is heated and turned into a high-temperature primary heat medium to be supplied again to the heat medium tank 2. In this way, the primary heat medium is recycled.
ボイラー１中の一次熱媒は、温度センサー５によってその温度が継続的に検知される。ポンプ６の駆動を制御する制御手段７では、温度センサー５により検知される温度が所定温度以上になった場合にポンプ６を駆動して、ボイラー１中の一次熱媒を熱媒タンク２へと送出させる制御を行わせる設定とすることができる。したがって、かかる設定下では、検知温度が所定温度以上となった場合に制御手段７が当該制御を行い、それによりポンプ６が駆動し、ボイラー１中の一次熱媒はタンク行き流路３を経て熱媒タンク２へと送出される。
The temperature of the primary heat medium in the boiler 1 is continuously detected by the temperature sensor 5. The control means 7 for controlling the driving of the pump 6 drives the pump 6 when the temperature detected by the temperature sensor 5 becomes equal to or higher than a predetermined temperature to transfer the primary heat medium in the boiler 1 to the heat medium tank 2. It can be set to perform control for sending. Therefore, under such a setting, when the detected temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature, the control means 7 performs the control, whereby the pump 6 is driven, and the primary heat medium in the boiler 1 passes through the tank going channel 3. The heat is sent to the heat medium tank 2.
このようにして熱媒タンク２には、常に所定温度以上の一次熱媒が送出され、熱交換部８では一定温度以上の一次熱媒によって二次熱媒への熱交換がなされる。したがって、本熱取出しシステム１０によれば、ある一定の温度以上の熱を取出すことが可能となる。 In this way, the primary heat medium at a predetermined temperature or higher is always sent to the heat medium tank 2, and the heat exchange unit 8 exchanges heat with the secondary heat medium by the primary heat medium at a certain temperature or higher. Therefore, according to the present heat extraction system 10, it is possible to extract heat at a certain temperature or higher.
また、熱交換によって低温化した一次熱媒は、新たに高温化した一次熱媒の熱媒タンク２への流入により、順次、ボイラー行き流路４を経てボイラー１へと送出され、上述の通り再加熱されて高温化し、一次熱媒として再利用される。かかる動作は循環的に連続してなされるため、本熱取出しシステム１０によれば、ある一定以上の熱の取出しを連続的に行うことができ、熱供給の停止時間、待機時間を短縮することができる。 Further, the primary heat medium whose temperature has been lowered by heat exchange is sequentially sent out to the boiler 1 through the boiler going channel 4 due to the flow of the newly heated primary heat medium into the heat medium tank 2, and as described above. It is reheated to a high temperature and reused as a primary heating medium. Since such an operation is continuously performed in a cyclic manner, according to the present heat extraction system 10, it is possible to continuously perform heat extraction of a certain amount or more, and to shorten the heat supply stop time and the standby time. Can be.
ポンプ６を駆動する温度センサー５の検知温度は、たとえば８５℃とすることができる。この場合、ボイラー１内の一次熱媒の温度が８５℃と検知されると、制御手段７によってポンプ６が駆動され、ボイラー１内の一次熱媒が熱媒タンク２へと送出される。つまり、８５℃という高温の一次熱媒が熱媒タンク２へと送出されて、熱交換部８による熱交換・熱取出しに供される。検知温度が８５℃未満となると、制御手段７はポンプ６の駆動を停止するため、ボイラー１から熱媒タンク２への一次熱媒の送出は行われない。 The temperature detected by the temperature sensor 5 that drives the pump 6 can be, for example, 85 ° C. In this case, when the temperature of the primary heat medium in the boiler 1 is detected as 85 ° C., the pump 6 is driven by the control means 7 and the primary heat medium in the boiler 1 is sent to the heat medium tank 2. That is, the primary heat medium having a high temperature of 85 ° C. is sent to the heat medium tank 2, and is subjected to heat exchange and heat extraction by the heat exchange unit 8. When the detected temperature is lower than 85 ° C., the control means 7 stops driving the pump 6, so that the primary heat medium is not sent from the boiler 1 to the heat medium tank 2.
すなわち、所定温度に満たない、より低温状態の一次熱媒が熱交換部８による熱交換に供され、取出される熱がより低温化してしまうことが防止される。このようにして本発明熱取出しシステム１０によれば、一定温度の熱を、待機時間を多く要することなく取出すことができる。なお、８５℃は例であり、その他の設定温度でもよいことはいうまでもない。 In other words, the primary heat medium having a lower temperature, which is lower than the predetermined temperature, is subjected to heat exchange by the heat exchange unit 8, and the temperature of the extracted heat is prevented from lowering. As described above, according to the heat extraction system 10 of the present invention, heat at a constant temperature can be extracted without requiring much standby time. Note that 85 ° C. is an example, and it is needless to say that another set temperature may be used.
なお、本発明熱取出しシステム１０を構成するボイラー１、熱媒タンク２とも、圧力式とする必要はなく、大気への開放式とすることができる。圧力式の場合は法定の検査が必要だが、開放式とすることによってそれは不要であり、本システムを導入しやすい。 In addition, both the boiler 1 and the heat medium tank 2 constituting the heat extraction system 10 of the present invention do not need to be of a pressure type, and may be of an open type to the atmosphere. In the case of the pressure type, legal inspection is required, but by using the open type, it is not necessary, and this system is easy to introduce.
図２は、二次熱媒を熱交換部中で用いる構成の本発明熱取出しシステムの構成を示す説明図である。また、
図２−２は、図２に示す熱取出しシステムの作用を示す説明図である。これらに図示するように本構成の熱取出しシステム２１０は、図１に示した構成に加え、熱媒タンク２２には一次熱媒が貯留され、熱交換部２８には二次熱媒が流通され、熱の取出しは熱交換部２８によりなされることを特徴とする。すなわち、ボイラー２１で所定温度に加熱された一次熱媒は熱媒タンク２２に貯留されて熱交換後はボイラー２１に戻されるとともに、熱取出しは外部から熱媒タンク２２内を通って設けられる熱交換部２８によりなされる構成である。熱交換部２８としては、たとえば熱交換パイプを好適に用いることができる。なお、本願において「貯留」とは、液体が一時的に熱媒タンク内に貯められることを示す。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the heat extraction system of the present invention in which the secondary heat medium is used in the heat exchange section. Also,
FIG. 2-2 is an explanatory diagram illustrating an operation of the heat extraction system illustrated in FIG. 2. As shown in these figures, in the heat extraction system 210 of this configuration, in addition to the configuration shown in FIG. 1, a primary heat medium is stored in the heat medium tank 22, and a secondary heat medium is circulated in the heat exchange unit 28. The heat is extracted by the heat exchange unit 28. That is, the primary heat medium heated to a predetermined temperature in the boiler 21 is stored in the heat medium tank 22 and returned to the boiler 21 after heat exchange, and heat is taken out from the outside through the heat medium tank 22. The configuration is performed by the exchange unit 28. As the heat exchange unit 28, for example, a heat exchange pipe can be suitably used. In the present application, “storage” indicates that the liquid is temporarily stored in the heat medium tank.
かかる構成により本熱取出しシステム２１０では、ボイラー２１で所定温度に加熱された一次熱媒の流れＦ２１は、タンク行き流路２３を経て給水口２２３から熱媒タンク２２に入る。熱交換部２８内における外部からの未加熱の二次熱媒の流れＳ２１は、熱媒タンク２２内において一次熱媒との間の熱交換に供され、一次熱媒からの熱ΔＨを得て、加熱された二次熱媒の流れＳ２２となり、外部へと出る。このようにして、熱取出しがなされる。 With this configuration, in the present heat extraction system 210, the flow F21 of the primary heat medium heated to a predetermined temperature by the boiler 21 enters the heat medium tank 22 from the water supply port 223 through the tank-bound flow path 23. The flow S21 of the unheated secondary heat medium from the outside in the heat exchange unit 28 is subjected to heat exchange with the primary heat medium in the heat medium tank 22 to obtain heat ΔH from the primary heat medium. Then, the heated secondary heat medium flows S22 and exits to the outside. In this way, heat extraction is performed.
一方、熱交換により低温化した一次熱媒は、排水口２２４から熱媒タンク２２を出て、ボイラー行き流路２４を経てボイラー２１へと戻る。この時、低温化した一次熱媒の流れＦ２２をなさしめるのは、給水口２２３を経て熱媒タンク２２内に流入してくる、新たな、加熱された一次熱媒の流れである。なお、ボイラー行き流路２４の内径をタンク行き流路２３の内径よりも大きくすることによって、低温化した一次熱媒の流れＦ２２をより円滑にすることができる。たとえば、前者内径を１００ｍｍ、後者内径を５０ｍｍとする、等である。 On the other hand, the primary heat medium whose temperature has been lowered by heat exchange exits the heat medium tank 22 through the drain port 224, and returns to the boiler 21 via the boiler going flow path 24. At this time, the flow F22 of the cooled primary heat medium is a new flow of the heated primary heat medium flowing into the heat medium tank 22 through the water supply port 223. By making the inner diameter of the boiler going channel 24 larger than the inner diameter of the tank going channel 23, the flow F22 of the cooled primary heat medium can be made more smooth. For example, the former inner diameter is set to 100 mm, and the latter inner diameter is set to 50 mm.
このような、ボイラー２１における一次熱媒の加熱〜熱媒タンク２２への送出・貯留〜熱交換部２８における熱の放出〜熱媒タンク２２からの送出〜ボイラー２１での再加熱〜 は循環的に連続してなされるため、本熱取出しシステム２１０によれば、ある一定以上の熱の取出しを連続的に行うことができ、熱供給の停止時間、待機時間を短縮することができる。また、本システム２１０では上述のように各流路２３、２４の内径を違えて構成することで、タンク行き流路２３上に一台のポンプ２６を設けるだけでよく、ボイラー行き流路２４上に設ける必要はない。すなわち運転コスト（電気料金）は、二台設ける場合と比べて１／２ですみ、省エネルギーとなる。 Such heating of the primary heat medium in the boiler 21, delivery and storage to the heat medium tank 22, release of heat in the heat exchange unit 28, delivery from the heat medium tank 22, and reheating in the boiler 21 are cyclical. According to the present heat extraction system 210, it is possible to continuously extract more than a certain amount of heat, and to reduce the time for stopping the heat supply and the time for waiting. In addition, in the present system 210, by arranging the inner diameters of the flow paths 23 and 24 differently as described above, only one pump 26 needs to be provided on the flow path 23 going to the tank, and the flow path 24 Need not be provided. In other words, the operation cost (electricity charge) is only half that in the case where two units are provided, and energy is saved.
本熱取出しシステム２１０は、図示するように熱媒タンク２２の給水口２２３を排水口２２４よりも上方に設ける構成とすることができ、またそれが望ましい。かかる構成とすることにより、熱媒タンク２２中の低温化した一次熱媒よりも比重の小さい加熱された一次熱媒の流れＦ２１は、熱媒タンク２２内のより上方に流入するため、低温化した一次熱媒との間での対流、混合が起こりにくく、比較的自然に、低温化した一次熱媒上に加熱された一次熱媒が乗るような状態となる。すなわち、流入した一次熱媒は、一定の高温状態を良好に保持したままで熱交換部２８における熱交換に供され、より効果的な一定高温状態の熱の取出しを行うことができる。 The heat extraction system 210 can be configured such that the water supply port 223 of the heat medium tank 22 is provided above the drain port 224 as shown in the figure, and it is desirable. With such a configuration, the flow F21 of the heated primary heat medium having a lower specific gravity than the cooled primary heat medium in the heat medium tank 22 flows upward in the heat medium tank 22, so that the temperature is reduced. Convection and mixing between the primary heat medium and the heated primary heat medium hardly occur, and the heated primary heat medium rides on the cooled primary heat medium relatively naturally. That is, the inflowing primary heat medium is subjected to heat exchange in the heat exchange unit 28 while maintaining a constant high-temperature state satisfactorily, so that heat in the constant high-temperature state can be more effectively taken out.
本熱取出しシステム２１０はまた、図示するように、熱交換部２８が給水口２２３の高さ以上の位置に設けられる構成とすることもでき、またそれが望ましい。かかる構成とすることにより未加熱の二次熱媒の流れＳ２１は、給水口２２３から流入してくる加熱された一次熱媒の熱ΔＨを、これにより近い位置で効率よく得て、加熱された二次熱媒の流れＳ２２となることができる。なおまた、これらよりよい熱交換効率を得るための構成例として、給水口２２３よび熱交換部２８を特に、熱媒タンク２２の上１／３部内に設けられた構成としてもよい。 As shown in the figure, the heat extraction system 210 can also be configured such that the heat exchange unit 28 is provided at a position equal to or higher than the height of the water supply port 223, which is desirable. With such a configuration, the flow S21 of the unheated secondary heat medium is efficiently obtained by heating the heat ΔH of the heated primary heat medium flowing in from the water supply port 223 at a position closer to the heat ΔH. It can be the flow S22 of the secondary heat medium. In addition, as a configuration example for obtaining better heat exchange efficiency, a configuration in which the water supply port 223 and the heat exchange unit 28 are provided particularly in the upper third of the heat medium tank 22 may be employed.
また、図示するように本熱取出しシステム２１０は、ポンプ２６を給水口２２３よりも下方に設ける構成とすることもでき、そのようにすることが望ましい。ポンプ２６は、ボイラー２１で加熱された一次熱媒を強制的に熱媒タンク２２側へと送るが、下方に設けることによって空気の流入を防止することができ、また、もし流入してしまった場合であってもこれを排出しやすくすることができる。 Further, as shown in the figure, the present heat extraction system 210 can have a configuration in which the pump 26 is provided below the water supply port 223, and it is desirable that such a configuration be employed. The pump 26 forcibly sends the primary heat medium heated by the boiler 21 to the heat medium tank 22 side, but by providing it below, the inflow of air can be prevented, and if it has flowed in, Even in this case, it can be easily discharged.
図３は、図２に示す熱取出しシステムの別例の構成を示す説明図である。図２に示す熱取出しシステム２１０は、上述した通り、タンク行き流路２３上に一台のポンプ２６のみを設けた構成であり、かかる構成により運転コストを軽減できる。しかしながら、図３の熱取出しシステム３１０のように、ボイラー行き流路３４上にもポンプ３９を設ける構成としてもよい。かかる構成の場合は、ボイラー行き流路３４の内径をタンク行き流路３３と同じくすることができる。ただし、電気料金はその分かかり、省エネルギーにはならないことに注意が必要である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of another example of the heat extraction system illustrated in FIG. 2. Heat extraction system 210 shown in FIG. 2, as described above, a configuration in which only the pump 26 of the single on the tank line-out flow passage 23, can reduce the operating costs by such a configuration. However, as in the case of the heat extraction system 310 in FIG. 3, the pump 39 may be provided also on the boiler going channel 34. For such a configuration, it is possible, with the same inner diameter of the boiler line-out passage 34 and the tank line-out passage 33. However, electricity prices will take that amount, it should be noted that not to energy conservation.
図４は、二次熱媒をタンク中で用いる構成の本発明熱取出しシステムの構成を示す説明図である。また、
図４−２は、図４に示す熱取出しシステムの作用を示す説明図である。本例熱取出しシステム４１０に示すように、本発明熱取出しシステムは、熱媒タンク４２には二次熱媒が貯留され、熱交換部４８は一次熱媒が流通するタンク行き流路４３―ボイラー行き流路４４間に設けられており、熱の取出しは該熱媒タンク４２からなされることを、特徴的な構成とする。すなわち、ボイラー４１で所定温度に加熱された一次熱媒はタンク行き流路４３からそのまま、二次熱媒が貯留されている熱媒タンク４２中の熱交換部４８に連設され、そこでの熱交換後はそのままボイラー行き流路４４に連接してボイラー４１に戻されるとともに、熱取出しは、熱交換部４８により熱を得た二次熱媒を熱媒タンク４２から取出すことによりなされる構成である。熱交換部４８は、たとえば熱交換パイプとすることができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the heat extraction system of the present invention in which a secondary heat medium is used in a tank. Also,
FIG. 4-2 is an explanatory diagram illustrating an operation of the heat extraction system illustrated in FIG. 4. As shown in the heat extraction system 410 of the present example, the heat extraction system of the present invention has a heat medium tank 42 in which a secondary heat medium is stored, and a heat exchange section 48 which is a tank passage 43 through which the primary heat medium flows. A characteristic configuration is provided between the outgoing channels 44, and the heat is taken out from the heat medium tank 42. In other words, the primary heating medium heated to a predetermined temperature by the boiler 41 directly from the tank line-out passage 43, the secondary heat medium is continuously provided to the heat exchange section 48 in the heat medium tank 42, which is stored, in which After the heat exchange, the heat exchanger is directly connected to the boiler going channel 44 and returned to the boiler 41, and the heat is extracted by extracting the secondary heat medium obtained by the heat exchange unit 48 from the heat medium tank 42. It is. The heat exchange section 48 can be, for example, a heat exchange pipe.
かかる構成により本熱取出しシステム４１０では、ボイラー４１で所定温度に加熱された一次熱媒の流れＦ４１は、タンク行き流路４３を経て熱媒タンク４２に入り、熱交換部４８へと流入する。熱交換部４８内における加熱された一次熱媒の流れＦ４１は、熱媒タンク４２中の二次熱媒との間の熱交換に供され、一次熱媒からの熱ΔＨを得て、加熱された二次熱媒の流れＳ４２は熱媒タンク４２の外部へと出る。このようにして、熱取出しがなされる。なお、熱媒タンク４２には、未加熱の二次熱媒が供給されており（未加熱の二次熱媒の流れＳ４１）、これが熱媒タンク４２に貯留され、熱交換を受けて加熱された二次熱媒の流れＳ４２となる。一方、熱交換により低温化した熱交換部４８中の一次熱媒は、そのまま熱媒タンク４２を出て、ボイラー行き流路４４を経てボイラー４１へと戻る。 With this configuration, in the present heat extraction system 410, the flow F <b> 41 of the primary heat medium heated to the predetermined temperature by the boiler 41 enters the heat medium tank 42 via the tank going channel 43, and flows into the heat exchange unit 48. The flow F41 of the heated primary heat medium in the heat exchange section 48 is subjected to heat exchange with the secondary heat medium in the heat medium tank 42 to obtain heat ΔH from the primary heat medium and to be heated. The flow S42 of the secondary heat medium flows out of the heat medium tank 42. In this way, heat extraction is performed. An unheated secondary heat medium is supplied to the heat medium tank 42 (flow S41 of the unheated secondary heat medium), which is stored in the heat medium tank 42 and is heated by heat exchange. The flow S42 of the secondary heat medium thus generated. On the other hand, the primary heat medium in the heat exchange section 48 whose temperature has been lowered by the heat exchange exits the heat medium tank 42 as it is, and returns to the boiler 41 through the boiler going channel 44.
このような、ボイラー４１における一次熱媒の加熱〜熱媒タンク４２への送出〜熱交換部４８における熱の放出〜ボイラー４１での再加熱〜 は循環的に連続してなされるため、本熱取出しシステム４１０によれば、ある一定以上の熱の取出しを連続的に行うことができ、熱供給の停止時間、待機時間を短縮することができる。また、本システム４１０では、タンク行き流路４３上に一台のポンプ４６を設けるだけでよく、ボイラー行き流路４４上に設ける必要はない。すなわち運転コスト（電気料金）は、二台設ける場合と比べて１／２ですみ、省エネルギーとなる。 Since the heating of the primary heat medium in the boiler 41, the delivery to the heat medium tank 42, the release of heat in the heat exchange unit 48, and the reheating in the boiler 41 are continuously performed in a cyclic manner, the main heat According to the extraction system 410, heat of a certain amount or more can be continuously extracted, and the time during which heat supply is stopped and the time during which standby is possible can be reduced. Further, in the present system 410, it is only necessary to provide one pump 46 on the tank flow path 43, and it is not necessary to provide the pump 46 on the boiler flow path 44. In other words, the operation cost (electricity charge) is only half that in the case where two units are provided, and energy is saved.
本熱取出しシステム４１０は、図示するようにタンク行き流路４３の熱媒タンク４２入り口〜熱交換部４８〜ボイラー行き流路４４への熱媒タンク４２出口を熱媒タンク４２の上方に設ける構成とすることができ、またそれが望ましい。熱媒タンク４２中において、熱交換部４８からの熱ΔＨを得た二次熱媒（加熱された二次熱媒）は、未加熱の二次熱媒よりも比重が小さく、熱媒タンク４２内のより上方に溜まりやすいため、熱交換部４８が熱媒タンク４２のより下方に設けられる場合と比べて、未加熱の二次熱媒との間での対流、混合が起こりにくく、比較的自然に、未加熱の二次熱媒上に加熱された二次熱媒が乗るような状態となる。すなわち、流入した一次熱媒は、一定の高温状態を良好に保持したままで熱交換部４８における熱交換に供され、より効果的な一定高温状態の熱の取出しを行うことができる。
This heat extraction system 410 is provided with a heat medium tank 42 outlet to the heat medium tank 42 inlet-heat exchanger unit 48 to the boiler going passage 44 of the passage 43-out tank line as shown above the heating medium tank 42 It can be, and is desirable. In the heat medium tank 42, the secondary heat medium (heated secondary heat medium) that has obtained the heat ΔH from the heat exchange unit 48 has a lower specific gravity than the unheated secondary heat medium, and the heat medium tank 42 Since the heat exchange section 48 is more likely to accumulate above the inside, convection and mixing with the unheated secondary heat medium are less likely to occur than in the case where the heat exchange section 48 is provided below the heat medium tank 42, and relatively. Naturally, a state in which the heated secondary heat medium rides on the unheated secondary heat medium. That is, the inflowing primary heat medium is subjected to heat exchange in the heat exchange unit 48 while maintaining a constant high-temperature state satisfactorily, so that heat in the constant high-temperature state can be more effectively taken out.
本熱取出しシステム４１０はまた、図示するように、二次熱媒給水口４２３を熱媒タンク４２の下方に、二次熱媒排水口４２４を熱媒タンク４２の上方に、それぞれ設ける構成とすることもでき、またそれが望ましい。かかる構成とすることにより、熱媒タンク４２中の未加熱の二次熱媒は流入してくる熱交換部４８中の加熱された一次熱媒の熱ΔＨを得て加熱された二次熱媒となった後、円滑に加熱された二次熱媒の流れＳ４２ととして外部へ取出されることができる。 As shown in the figure, the heat extraction system 410 also has a configuration in which a secondary heat medium water supply port 423 is provided below the heat medium tank 42 and a secondary heat medium drain port 424 is provided above the heat medium tank 42. And it is desirable. With such a configuration, the unheated secondary heat medium in the heat medium tank 42 obtains the heat ΔH of the heated primary heat medium in the heat exchange section 48 flowing therein and is heated by the heated secondary heat medium. After that, it can be taken out to the outside as a flow S42 of the secondary heating medium that has been smoothly heated.
本熱取出しシステム４１０はさらに、二次熱媒排水口４２４を熱交換部４８設置位置以上の高さに設ける構成とすることができ、またそれがより望ましい。かかる構成とすることによっても、熱媒タンク４２中の未加熱の二次熱媒は流入してくる熱交換部４８中の加熱された一次熱媒の熱ΔＨを得て加熱された二次熱媒となった後、効率的に、加熱された二次熱媒の流れＳ４２ととして外部へ取出されることができる。なおまた、これらよりよい熱交換効率を得るための構成例として、二次熱媒排水口４２４よび熱交換部４８を特に、熱媒タンク４２の上１／３部内に設けられた構成としてもよい。特に、熱媒タンク４２のの水面付近から熱を取り出せるよう、熱交換部４８および二次熱媒排水口４２４を熱媒タンク４２のできる限り上部に設ける構成が、より望ましい。 The heat extraction system 410 can further have a configuration in which the secondary heat medium drainage port 424 is provided at a height equal to or higher than the heat exchange unit 48 installation position, and this is more preferable. Even with such a configuration, the unheated secondary heat medium in the heat medium tank 42 obtains the heat ΔH of the heated primary heat medium in the inflowing heat exchange unit 48 and is heated by the secondary heat medium. After becoming a medium, it can be efficiently extracted to the outside as a heated secondary heat medium flow S42. In addition, as a configuration example for obtaining a better heat exchange efficiency, the configuration may be such that the secondary heat medium drain port 424 and the heat exchange section 48 are provided particularly in the upper third of the heat medium tank 42. . In particular, a configuration in which the heat exchange unit 48 and the secondary heat medium drainage port 424 are provided as high as possible in the heat medium tank 42 so that heat can be extracted from the vicinity of the water surface of the heat medium tank 42 is more preferable.
また、図示するように本熱取出しシステム４１０は、ポンプ４６をタンク行き流路４３の熱媒タンク４２入り口位置よりも下方に設ける構成とすることもでき、そのようにすることが望ましい。ポンプ４６は、ボイラー４１で加熱された一次熱媒を強制的に熱媒タンク４２側へと送るが、下方に設けることによって空気の流入を防止することができ、また、もし流入してしまった場合であってもこれを排出しやすくすることができる。
Further, the heat extraction system 410 as shown, than the heat medium tank 42 entrance position of the pump 46 tank line-out passage 43 can also be configured to provided below, it is desirable to do so. The pump 46 forcibly sends the primary heat medium heated by the boiler 41 to the heat medium tank 42 side, but by providing it below, the inflow of air can be prevented, and if the inflow has occurred. Even in this case, it can be easily discharged.
図５は、本発明熱取出しシステムが適用されるボイラーの構成例を示す説明図である。また、
図６は、図５に示すボイラーの実施例を示す説明図である。図５に示すように本熱取出しシステムを構成するボイラー５１は、固体燃料からガス化燃料を生成して燃焼を行う方式のボイラーである。また図６に示すように、固体燃料としてはタイヤの他、木質ペレット、廃棄物固形燃料（Refuse Derived Fuel、ＲＤＦ）、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）等を用いるものとすることができる。また、以上説明した本発明熱取出しシステムを用いて行う熱製造方法も、本発明の範囲内である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration example of a boiler to which the heat extraction system of the present invention is applied. Also,
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an embodiment of the boiler shown in FIG. As shown in FIG. 5, a boiler 51 constituting the present heat extraction system is a boiler of a type that generates gasified fuel from solid fuel and burns. As shown in FIG. 6, as the solid fuel, wood pellets, waste solid fuel (Refuse Derived Fuel, RDF), RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel), or the like can be used in addition to tires. Further, a heat production method performed using the heat extraction system of the present invention described above is also within the scope of the present invention.
本発明の熱取出しシステムおよび熱製造方法によれば、取出される熱の温度を一定に制御することができ、熱媒が所定の温度まで達する時間を短縮することができ、熱を取り出せない時間を短縮することができる。特に、タイヤボイラーのような固体燃料ガス化燃焼装置による熱取出しシステムにおける優れた熱取出し方法を提供することができる。したがって、ボイラー製造・利用分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。 According to the heat extraction system and the heat production method of the present invention, the temperature of the extracted heat can be controlled to be constant, the time required for the heat medium to reach a predetermined temperature can be shortened, and the time during which heat cannot be extracted Can be shortened. In particular, it is possible to provide an excellent heat extraction method in a heat extraction system using a solid fuel gasification combustion device such as a tire boiler. Therefore, the invention is highly industrially applicable in the boiler manufacturing / utilization field and all related fields.
１、２１、３１、４１、５１、６１…ボイラー
２、２２、３２、４２…熱媒タンク
３、２３、３３、４３…タンク行き流路
４、２４、３４、４４…ボイラー行き流路
５、２５、３５、４５…温度センサー
６、２６、３６、３９、４６…ポンプ
７、２７、３７、４７…制御手段
８、２８、３８、４８…熱交換部
１０、２１０、３１０、４１０…熱取出しシステム
２２３、３２３…給水口
２２４、３２４…排水口
４０３…二次熱媒流路（熱媒タンク行き）
４０４…二次熱媒流路（外部行き）
４２３…二次熱媒給水口
４２４…二次熱媒排水口
５１２、６１２…燃料室（固形燃料収容室）
５１３…生成ガス室
５１４…バーナー
５１５、６１５…燃焼室
５１６…初期燃料・ガス貯蔵室
５１７、６１７…ボイラー本体
６１８…煙道
６１９…ウォータージャケット
Ｆ２１、Ｆ４１…加熱された一次熱媒の流れ
Ｆ２２、Ｆ４２…低温化した一次熱媒の流れ
Ｓ２１、Ｓ４１…未加熱の二次熱媒の流れ
Ｓ２２、Ｓ４２…加熱された二次熱媒の流れ
ΔＨ…一次熱媒からの熱
1, 21, 31, 41, 51, 61 ... boilers 2, 22, 32, 42 ... heat medium tanks 3, 23, 33, 43 ... tank going channels 4, 24, 34, 44 ... boiler going channels 5, 25, 35, 45 ... temperature sensors 6, 26, 36, 39, 46 ... pumps 7, 27, 37, 47 ... control means 8, 28, 38, 48 ... heat exchange units 10, 210, 310, 410 ... heat extraction System 223, 323: Water supply port 224, 324: Drain port 403: Secondary heat medium flow path (to heat medium tank)
404 ... Secondary heat carrier flow path (outside)
423: secondary heat medium supply port 424: secondary heat medium drain port 512, 612: fuel chamber (solid fuel storage chamber)
513 ... product gas chamber 514 ... burner 515, 615 ... combustion chamber 516 ... initial fuel and gas storage chamber 517, 617 ... boiler body 618 ... flue 619 ... water jacket F21, F41 ... heated primary heat carrier flow F22, F42: Flow of the primary heat medium at a low temperature S21, S41: Flow of the unheated secondary heat medium S22, S42: Flow of the heated secondary heat medium ΔH: Heat from the primary heat medium
Claims (8)
該ボイラーは固体燃料からガス化燃料を生成して燃焼を行うボイラーであり、
該熱媒タンクには該一次熱媒が貯留され、該熱交換部には前記二次熱媒が流通され、該熱の取出しは該熱交換部によりなされ、
該タンク行き流路の内径は該ボイラー行き流路の内径よりも小さく、
該制御手段は該温度センサーにより検知された温度が設定温度以上となった場合に該ポンプを駆動して該熱媒タンクに熱媒を供給するよう制御を行い、
かかる構成により、
該検知された温度が設定温度に満たない場合には該一次熱媒の送出がなされない
ことを特徴とする、熱取出しシステム。 A boiler and a heat exchanging unit for exchanging heat from a heat medium (hereinafter, “primary heat medium”) obtained by the boiler to another heat medium (hereinafter, “secondary heat medium”) are provided. A heating medium tank, a boiler-to-tank flow path provided between the boiler and the heating medium tank, a boiler-bound flow path, a temperature sensor for detecting a temperature of a primary heating medium in the boiler, and a tank-provided flow path. A heat extraction system comprising a pump, and control means for controlling driving of the pump, wherein heat is extracted from the heat medium tank,
The boiler is a boiler that generates gasified fuel from solid fuel and performs combustion.
The primary heat medium is stored in the heat medium tank, the secondary heat medium flows through the heat exchange unit, and the heat is taken out by the heat exchange unit,
The inside diameter of the passage going to the tank is smaller than the inside diameter of the passage going to the boiler,
The control means performs control to supply the heat medium to the heat medium tank by driving the pump when the temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than a set temperature,
With such a configuration,
If the detected temperature is lower than a set temperature, the primary heat medium is not sent out.
＜Ｆ＞ タイヤ、木質ペレット、廃棄物固形燃料（Refuse Derived Fuel、ＲＤＦ）、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel） The heat extraction system according to any one of claims 1, 2 , 3 , 4 , 5 , and 6 , wherein the solid fuel is any one of the following <F>.
<F> Tires, wood pellets, waste solid fuel (Refuse Derived Fuel, RDF), RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel)
A heat production method using the heat extraction system according to any one of claims 1, 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , and 7 .
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