(57)【要約】      （修正有）【課題】バイオマス燃料で、燃焼排ガスから燃焼灰を効率よく分離でき、コンパクトな温水生成装置を提供する。【解決手段】外殻ケーシング１と、上方に開放した有底縦筒状の燃焼室２と、燃焼室２の外周を取り巻く熱交換水路３と、燃焼室２内に配置したサイクロン式燃焼灰分離器４と、燃焼室２内の底部へ固形物燃料Ｆを送り込むスクリューフィーダーと、燃焼室２内に送り込まれた固形物燃料Ｆに着火させる重油バーナー６と、燃焼室２内への空気供給手段７と、下端開口部を排気流入口として上方から燃焼灰分離器４内の上部に突入配置した排気筒９と、燃焼灰分離器４の下部に連通する燃焼灰取出口１０とを具備し、熱交換水路３に導入した低温水Ｗ１を燃焼室２及び燃焼排ガスＧ１との熱交換で昇温させて高温水Ｗ２として導出し、燃焼灰分離器４内で燃焼排ガスＧから分離して落下する燃焼灰Ｓを燃焼灰取出口１０から取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻ケーシングと、この外殻ケーシング内に収容されて上方に開放した有底縦筒状の燃焼室と、該燃焼室の外周を取り巻く熱交換水路と、該熱交換水路に接続する低温水導入口及び高温水導出口と、前記燃焼室内に配置したサイクロン式燃焼灰分離器と、該燃焼室内の底部へ固形物燃料を送り込む燃料供給手段と、該燃焼室内に送り込まれた固形物燃料に着火させる着火手段と、該燃焼室内への空気供給手段と、該燃焼室の上方開口部から前記燃焼灰分離器の上方開口部へ至る燃焼排ガス通路と、下端開口部を排気流入口として上方から燃焼灰分離器内の上部に突入配置した排気筒と、該燃焼灰分離器の下部に連通する燃焼灰取出口とを具備し、
前記熱交換水路に導入した低温水を燃焼室の熱気及び燃焼排ガスとの熱交換で昇温させて高温水として導出すると共に、前記燃焼灰分離器内で燃焼排ガスから分離して落下する燃焼灰を前記燃焼灰取出口から取り出すように構成されてなるハイブリッド温水装置。
【請求項２】
前記熱交換水路が前記燃焼室の外周を螺旋状に取り巻く熱交換パイプからなる請求項１に記載のハイブリッド温水装置。
【請求項３】
前記外殻ケーシングと前記燃焼室との間に、上端側を閉塞して下端側を開放した中間筒体が配置し、該中間筒体と燃焼室の周壁との間で環状熱交換室が構成され、この環状熱交換室内に前記熱交換水路が配設されると共に、前記燃焼排ガス通路が燃焼室の上方開口部から該環状熱交換室内を下降し、次いで前記中間筒体と外殻ケーシングとの間を上昇して前記燃焼灰分離器の上方開口部へ至るように構成されてなる請求項１又は２に記載のハイブリッド温水装置。
【請求項４】
前記燃焼灰分離器の周壁が内外二重に形成され、前記熱交換水路が該二重周壁の内部空間を経て前記高温水導出口に至るように構成されてなる請求項１〜３の何れかに記載のハイブリッド温水装置。
【請求項５】
前記燃料供給手段が固形物燃料を前記燃焼室内の周辺側に向けて送り込むように設定されてなる請求項１〜４の何れかに記載のハイブリッド温水装置。
【請求項６】
前記空気供給手段が送風ファンを備えると共に、該空気供給手段の前記燃焼室内への給気口の内側に、前記燃料供給手段の該燃焼室内への燃料導入口が配置してなる請求項１〜５の何れかに記載のハイブリッド温水装置。
【請求項７】
前記燃料供給手段がスクリューフィダーからなり、このスクリューフィダーの前記燃焼室内への燃料導入口に、固形物燃料の送り圧力で上向き回動して開放し、且つ該固形物燃料の送り停止に伴って自重で閉止作動する自動開閉板が設けられてなる請求項１〜６の何れかに記載のハイブリッド温水装置。
【請求項８】
前記燃焼室の少なくとも周壁部が鉄材にて形成されると共に、前記着火手段が該燃焼室内へ火炎を吹き込むバーナーからなる請求項１〜７の何れかに記載のハイブリッド温水装置。
【請求項９】
前記燃焼室の内底部中央に受け筒が立設され、該受け筒内の下方側が前記燃焼灰取出口に臨むと共に、前記燃焼灰分離器の下部に下方へ垂下する灰排出筒が一体形成され、該燃焼灰分離器が灰排出筒を前記受け筒に挿嵌した状態で当該受け筒に支承される請求項１〜８の何れかに記載のハイブリッド温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス燃料等の固形物燃料を燃焼させ、その燃焼熱による熱交換で導入される低温水を昇温させて高温水として導出するハイブリッド温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全や省資源の観点から、化石燃料の代わりに木材や竹材の破砕チップ、木屑、鋸屑、穀物殻、果実殻、古紙、可燃ゴミ、これらの炭化物等をバイオマス燃料として用い、その燃焼熱を利用して水道水等の冷水から温水を生成させ、これを温室用や暖房用の熱源、ボイラー用水、浴用水等に利用することが盛んになっている。
【０００３】
一般的に、このようなバイオマス燃料を用いる温水装置では、燃焼室の内外に設けた熱交換水路に水道水等の冷水を導入して熱交換を行うが、バイオマス燃料の燃焼に伴って多量の灰が発生するため、燃焼排ガスを外部へ排出する排気管路（煙道）の途中にサイクロン型等の灰分離器やバグフィルターを介在させ、燃焼排ガスから燃焼灰を分離するようにしている（特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２００７−１７８０５７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２８１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のこの種温水装置にあっては、前記のように燃焼排ガスの排気管路に介在させる灰分離器やバグフィルターのために大きな取付スペースを必要とし、それだけ装置全体として大型化するから、場所的な制約によって利用できない場合が少なからずあった。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて、バイオマス燃料等の固形物燃料の燃焼熱を利用して温水を生成させる温水装置として、燃焼排ガスから燃焼灰を効率よく分離できる上、且つ装置全体が極めて機能的にコンパクトにまとまったハイブリッド型であり、小さい設置スペースで高能率の温水生成を行えるものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係るハイブリッド温水装置は、外殻ケーシング１と、この外殻ケーシング１内に収容されて上方に開放した有底縦筒状の燃焼室２と、該燃焼室２の外周を取り巻く熱交換水路３と、該熱交換水路３に接続する低温水導入口３ａ及び高温水導出口３ｂと、燃焼室２内に配置したサイクロン式燃焼灰分離器４と、該燃焼室２内の底部へ固形物燃料Ｆを送り込む燃料供給手段（スクリューフィーダー５）と、該燃焼室２内に送り込まれた固形物燃料Ｆに着火させる着火手段（重油バーナー６）と、該燃焼室２内への空気供給手段７と、該燃焼室２の上方開口部２０から前記燃焼灰分離器４の上方開口部４ａへ至る燃焼排ガス通路８と、下端開口部を排気流入口として上方から燃焼灰分離器４内の上部に突入配置した排気筒９と、該燃焼灰分離器４の下部に連通する燃焼灰取出口１０とを具備し、熱交換水路３に導入した低温水Ｗ１を燃焼室２の熱気及び燃焼排ガスＧ１との熱交換で昇温させて高温水Ｗ２として導出すると共に、燃焼灰分離器４内で燃焼排ガスＧから分離して落下する燃焼灰Ｓを燃焼灰取出口１０から取り出すように構成されてなる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記請求項１のハイブリッド温水装置において、熱交換水路３が燃焼室２の外周を螺旋状に取り巻く熱交換パイプ３１からなるものとしている。
【０００８】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２のハイブリッド温水装置において、外殻ケーシング１と燃焼室２との間に、上端側を閉塞して下端側を開放した中間筒体１１が配置し、該中間筒体１１と燃焼室２の周壁２ａとの間で環状熱交換室１２が構成され、この環状熱交換室１２内に熱交換水路３が配設されると共に、燃焼排ガス通路８が燃焼室２の上方開口部２０から該環状熱交換室１２内を下降し、次いで中間筒体１１と外殻ケーシング１との間を上昇して燃焼灰分離器４の上方開口部４ａへ至るように構成されてなる。
【０００９】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３の何れかのハイブリッド温水装置において、燃焼灰分離器４の周壁４０が内外二重に形成され、熱交換水路３が該二重周壁４０の内部空間４０ａを経て高温水導出口３ｂに至るように構成されてなる。
【００１０】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４の何れかのハイブリッド温水装置において、燃料供給手段５が固形物燃料Ｆを燃焼室２内の周辺側に向けて送り込むように設定されてなる。  
【００１１】
請求項６の発明は、上記請求項１〜５の何れかのハイブリッド温水装置において、空気供給手段７が送風ファン７０を備えると共に、該空気供給手段７の燃焼室２内への給気口７ａの内側に、燃料供給手段（スクリューフィーダー５）の該燃焼室２内への燃料導入口５ａが配置してなる構成としている。
【００１２】
請求項７の発明は、上記請求項１〜６の何れかのハイブリッド温水装置において、燃料供給手段がスクリューフィダー５からなり、このスクリューフィダー５の燃焼室２内への燃料導入口５ａに、固形物燃料Ｆの送り圧力で上向き回動して開放し、且つ該固形物燃料Ｆの送り停止に伴って自重で閉止作動する自動開閉板５０が設けられてなる構成としている。
【００１３】
請求項８の発明は、上記請求項１〜７の何れかのハイブリッド温水装置において、燃焼室２の少なくとも周壁２ａが鉄材にて形成されると共に、着火手段が該燃焼室２内へ火炎を吹き込むバーナー６からなるものとしている。
【００１４】
請求項９の発明は、上記請求項１〜８の何れかのハイブリッド温水装置において、燃焼室２の内底部中央に受け筒１３が立設され、該受け筒１３内の下方側が燃焼灰取出口１０に臨むと共に、燃焼灰分離器４の下部に下方へ垂下する灰排出筒４３が一体形成され、該燃焼灰分離器４が灰排出筒４３を受け筒１３に挿嵌した状態で当該受け筒１３に支承される構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず請求項１の発明に係るハイブリッド温水装置によれば、燃料供給手段（スクリューフィーダー５）によってバイオマス燃料等の固形物燃料Ｆを燃焼室２内の底部へ送り込むと共に、空気供給手段７によって該燃焼室２内へ空気Ａを供給して、燃焼室２内で固形物燃料Ｆを着火・燃焼させる一方、低温水導入口３ａから水道水等の低温水Ｗ１を熱交換水路３へ導入することにより、該低温水Ｗ１が燃焼室２の熱気及び燃焼排ガスＧ１との熱交換で昇温し、高温水Ｗ２として高温水導出口３ｂから導出する。また、該燃焼室２内で発生した燃焼排ガスＧ１は、該燃焼室２の上方開口部２０から燃焼排ガス通路８を経てサイクロン式燃焼灰分離器４内に上方から流入し、該燃焼灰分離器４内で反転して排気筒９下端の排気流入口に流入するが、この反転の際に付随していた燃焼灰Ｓが分離して当該燃焼灰分離器４内を落下するため、燃焼灰Ｓを殆ど含まない排ガスＧ２として排気筒９を通って外部へ排出される。そして、落下した燃焼灰Ｓは、燃焼灰分離器４内の下部に堆積し、燃焼灰取出口１０より取り出される。
【００１６】
このようなハイブリッド温水装置では、サイクロン式燃焼灰分離器４が燃焼室２内に配置し、外部には該燃焼灰分離器４の取付スペースが不要である上、燃焼室２から該燃焼灰分離器４への燃焼排ガス通路８も外殻ケーシング１の内側に構成でき、もって装置全体が極めて機能的にコンパクトにまとまるから、狭い場所でも支障なく設置でき、また外からは単なる燃焼炉のみのように視認され、すっきりした良好な外観が得られる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、熱交換水路３が燃焼室２の外周を螺旋状に取り巻く熱交換パイプ３１からなるため、温度変化に伴って水路材料（一般的に金属材）が伸縮しても、螺旋の巻き径の変化として吸収され、水路接合部等に伸縮による負荷が集中して歪みや亀裂を生じるのを防止でき、もって熱交換部の優れた耐久性が得られる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、中間筒体１１と燃焼室２の周壁２ａとの間の環状熱交換室１２内に熱交換水路３が配設され、燃焼室２から燃焼灰分離器４へ向かう燃焼排ガスＧ１が該環状熱交換室１２内を通過することから、この燃焼排ガスＧ１の熱が熱交換水路３内の水Ｗ１に吸収されて高い熱交換効率が得られる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、熱交換水路３が燃焼灰分離器４の二重周壁４０の内部空間４０ａを経て高温水導出口３ｂに至る構成であり、該熱交換水路３を通る水Ｗ１が最終段階で高温の燃焼室２内を通過することになるから、より高い熱交換効率が得られる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、燃料供給手段（スクリューフィーダー５）によって固形物燃料Ｆが燃焼室２内の周辺側に向けて送り込まれるから、その送り込みに伴って燃焼室２内にある固形物燃料Ｆが押されて周方向に回るように移動し、もって燃焼室２内での固形物燃料Ｆの燃焼が偏らずに均一に進行すると共に、固形物燃料Ｆの更新バランスつまり燃焼消費と追加供給のバランスが保たれ、その結果として安定した燃焼状態で高い燃焼効率が持続し、熱交換状態も高レベルで安定する。
【００２１】
請求項６の発明によれば、送気ファン７０を備える空気供給手段７の燃焼室２内への給気口７ａの内側に、燃料供給手段（スクリューフィーダー５）の燃焼室２内への燃料導入口５ａが配置し、該燃料導入口５ａから供給される固形物燃料Ｆは、送気ファン７０を介して給気口７ａより流入する空気Ａと共に燃焼室２内へ送り込まれるから、非常に高い燃焼効率が得られる。また、固形物燃料Ｆの送り込みに給気口７ａからの空気圧が加わるため、燃焼室２内に先に送り込まれた固形物燃料Ｆが存在する状態でも、該固形物燃料Ｆを無理なく追加供給できる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、燃料供給手段であるスクリューフィダー５の燃焼室２内への燃料導入口５ａに設けられた自動開閉板５０により、送り停止中のスクリューフィダー５の内部が燃焼室２から遮断されるから、該スクリューフィダー５内に残る固形物燃料Ｆの燃焼を確実に防止できる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、燃焼室２の少なくとも周壁２ａが鉄材にて形成され、着火手段が該燃焼室２内へ火炎を吹き込むバーナー６からなるため、燃焼室２内の固形物燃料Ｆに対する着火を容易に行えると共に、温水装置の運転開始に当たって燃焼室２内へ固形物燃料Ｆを導入する前に、予めバーナー６によって空状態の燃焼室２の鉄材を焼いて赤熱化し、もって導入される固形物燃料Ｆの着火・燃焼を早めることが可能になり、また何らかの要因で固形物燃料Ｆの導入が途切れる場合に、バーナー６の火炎を吹き込んで燃焼室２内の温度低下を防止できる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、燃焼灰分離器４が下部の灰排出筒４３を燃焼室２内の受け筒１３に挿嵌した状態で該受け筒１３に支承され、且つ該受け筒１３内の下方側が燃焼灰取出口１０に臨む構成であるから、温水装置全体を容易に組立製作できる上、稼働後の燃焼室２から該燃焼灰分離器４を取り外して、清掃や補修等の作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るハイブリッド温水装置の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１はハイブリッド温水装置全体の縦断正面図、図２は同平面図、図３は同正面図である。
【００２６】
図１〜図３に示すように、このハイブリッド温水装置は、架台１５上に固設された密閉式の外殻ケーシング１内に、上方に開放した燃焼室２と、該燃焼室２の外周を取り巻く熱交換水路３と、燃焼室２内に配置したサイクロン式燃焼灰分離器４と、下方に開放して熱交換水路３の更に外側に被さる中間筒体１１と、外部上方から外殻ケーシング１の蓋板１ａを貫通して燃焼灰分離器４内の上部に突入配置した排気筒９とが、同心状に配置している。そして、外殻ケーシング１の下部周囲には、熱交換水路３に接続する低温水導入口３ａと、燃焼室２内の底部へ固形物燃料Ｆを送り込む燃料供給手段としてのスクリューフィーダー５と、該燃焼室２内に送り込まれた固形物燃料Ｆの着火手段としての重油バーナー６と、燃焼室２内への空気供給手段７とが付設されている。また、外殻ケーシング１の上部には、蓋板１ａを貫通して熱交換水路３に接続する高温水導出口３ｂが設けてある。
【００２７】
外殻ケーシング１は、図１に示すように、共に金属製の蓋板１ａ及び主周壁１ｂの内面側にガラスウールやロックウールからなる断熱材１６が張設されると共に、主周壁１ｂよりも縮径した金属製の下部周壁１ｃ及び底板１ｄと燃焼室２との間に、耐火煉瓦等よりなる耐火材１７が装填されている。そして、蓋板１ａには前記の排気筒９が溶接固着されている。
【００２８】
燃焼室２は、共に鉄板からなる周壁２ａ及び底板２ｂによって有底縦円筒状に構成され、内底部中央に鉄板製の受け筒１３が立設されている。この受け筒１３は、垂直円筒部１３ａと、その頂部側に溶接固着されて上方へラッパ状に開く受け座部１３ｂと、垂直円筒部１３ａの下端に溶接固着されたフランジ部１３ｃとからなり、フランジ部１３ｃにおいて燃焼室２の底板２２に溶接固着されている。しかして、燃焼室２の底部から外殻ケーシング１の底部には、受け筒１３に臨む上下方向の貫通孔１４が形成されている。
【００２９】
サイクロン式燃焼灰分離器４は、円筒状上部４１と、その下端に連続して下方へ縮径する円錐筒部４２と、該円錐筒部４２の下端から下方へ延出する灰排出筒４３とで構成され、円筒状上部４１の上端フランジ部４１ａにおいて中間筒体１１の上端板１１ａに溶接一体化されており、上端側が外殻ケーシング１内の上部空間１８に開放している。そして、円筒状上部４１から円錐筒部４２にわたる周壁４０は、熱交換ジャケットとして二重壁構造になっている。また、この燃焼灰分離器４は、下部の灰排出筒４３を受け筒１３の垂直円筒部１３ａに挿嵌した状態で、円錐筒部４２の下部を受け筒１３の受け座部１３ｂに内嵌することにより、該受け筒１３に支承されており、灰排出筒４３の下端側が前記貫通孔１４より下方外部へ突出して燃焼灰取出口１０を構成している。なお、燃焼灰取出口１０にはねじ止め式の開閉蓋１０ａが設けてある。
【００３０】
熱交換水路３は、燃焼室２の周壁２ａと中間筒体１１の周壁１１ａとの間に構成される環状熱交換室１２内で、燃焼室２の外周を螺旋状に取り巻くように配置した熱交換パイプ３１にて構成されると共に、この熱交換パイプ３１の下流側末端つまり上端が燃焼灰分離器４の二重周壁４０の内部空間４０ａに連通接続され、該内部空間４０ａから外殻ケーシング１の蓋板１ａを貫通する導出パイプ３２を経て高温水導出口３ｂに接続している。従って、燃焼灰分離器４及び中間筒体１１と熱交換水路３は一体化しており、外殻ケーシング１の蓋板１ａを取り外せば、これらの一体化物を１ユニットとして脱着可能である。
【００３１】
しかして、外殻ケーシング１と燃焼室２との間には、燃焼排ガスが該燃焼室２の上方開放部２ａから環状熱交換室１２内を下降する下降通路部８ａと、その下端から中間筒体の周壁１１ｂの外側を上昇する上昇通路部８ｂと、その上端から外殻ケーシング１内の上部空間１８を通って燃焼灰分離器４の上方開口部４ａへ至る内向き通路部８ｃとからなる燃焼排ガス通路８が構成されている。
【００３２】
空気供給手段７は、燃焼室２の周壁２ａの下部に開口した給気口７ａから側方外部へ突出する水平筒部７１と、先端の吸込み口７ｂ側に送気ファン７０を内蔵し、水平筒部７１の下面側に連通接続した吸気筒部７２とで構成されており、水平筒部７１にはスクリューフィーダー５の燃料供給筒５１の内側半部を同心状に内嵌している。従って、送気ファン７０を介して吸気筒部７２に吸入された空気は、水平筒部７１と燃料供給筒５１との間の環状空間を通って給気口７ａより燃焼室２内へ流入する。
【００３３】
燃料供給手段のスクリューフィーダー５は、燃料供給筒５１内にモーター５２にて回転駆動する送りスクリュー５３が配置すると共に、該燃料供給筒５１の外側半部の上面側にホッパー５４が固設されている。このホッパー５４の下部寄り側面には燃料レベル計５５が付設されている。また、燃料供給筒５１の内端の燃料導入口５ａは、下部側を長く斜め切りした形状で空気供給手段７の給気口７ａに臨んでおり、その上端に自動開閉板５０が枢着されている。しかして、図２に示すように、空気供給手段７の水平筒部７１の軸線方向ｄは外殻ケーシング１の中心Ｏから外れており、もって該水平筒部７１に内嵌する燃料供給筒５１内の送りスクリュー５３による固形物燃料Ｆの送り方向が燃焼室２内の周辺側に向くように設定されている。
【００３４】
なお、図３において、１９は燃焼室２内の燃焼灰や残渣を直接に掻き出すために外殻ケーシング１の下部側面に設けた側部灰取出口、２１は熱交換パイプ３１の下流側末端部における水温を計測する温水温度計、２２は燃焼室２内の上部温度を計測する燃焼温度計である。
【００３５】
上記構成のハイブリッド温水装置の稼働に際しては、スクリューフィーダー５のホッパー５４にバイオマス燃料等の固形物燃料Ｆを投入しておき、まず重油バーナー６の火炎を空の状態の燃焼室２内に吹き込むことにより、当該燃焼室２の周壁２ａの下部及び底板２ｂ、受け筒１３の鉄板を６００〜７００℃程度に焼いて赤熱させておく。また、熱交換水路３には水道水等の低温水Ｗ１を全体に充満させた状態で給水停止しておく。そして、スクリューフィーダー５を回転駆動して固形物燃料Ｆを燃焼室２内に送り込むと同時に、空気供給手段７の送気ファン７０を回転駆動して空気Ａを燃焼室２内に供給する。この時、スクリューフィーダー５の燃料導入口５ａを閉止していた自動開閉板５０は、固形物燃料Ｆの送り圧力によって上方回動して開放状態になる。
【００３６】
かくして燃焼室２内に送り込まれる固形物燃料Ｆは、燃料導入口５ａと同心の給気口７ａから環状に流入する空気Ａと一緒に該燃焼室２内の高温雰囲気中に放出され、且つ周辺の赤熱した鉄板に接触するため、直ちに着火して燃焼し始めることになる。そして、この燃焼に伴って発生する燃焼ガスは、図１の破線矢印で示すように、多量の燃焼灰を巻き込んだ燃焼排ガスＧ１として燃焼室２内を上昇し、該燃焼室２の上方開口部２０から燃焼排ガス通路８の下降通路部８ａ、上昇通路部８ｂ、内向き通路部８ｃを順次通過してサイクロン式燃焼灰分離器４内へ流入し、該燃焼灰分離器４内で下降流から上昇流に反転して排気筒９に流入するが、その際のサイクロン作用つまりガス流の反転に伴う急激な流れ方向変化及び流速変化により、付随していた燃焼灰Ｓが分離して当該燃焼灰分離器４内を落下するため、燃焼灰Ｓを殆ど含まない排ガスＧ２として排気筒９を通って外部へ排出される。また、分離した燃焼灰Ｓは、燃焼灰分離器４の円錐状筒部４２内を螺旋状に旋回しつつ落下し、下部の灰排出筒４３内へ落ち込み、燃焼灰取出口１０上に堆積する。
【００３７】
一方、熱交換水路３内に充満していた低温水Ｗ１は燃焼室２の熱気及び燃焼排ガスＧ１との熱交換で昇温するから、温水温度計２１による計測水温が所定値まで上昇した段階で、導入口３ａから該熱交換水路３への通水を所定流量で開始する。かくして熱交換水路３に導入される低温水Ｗ１は、継続的に燃焼室２の熱気及び燃焼排ガスＧ１と熱交換して昇温し、高温水Ｗ２として高温水導出口３ｂから導出され、温室用や暖房用の熱源、ボイラー用水、浴用水等に利用される。また、灰排出筒４３内に堆積した燃焼灰Ｓは、燃焼灰取出口１０より取り出される。なお、このハイブリッド温水装置による水の昇温度合は、使用する固形物燃料Ｆの種類と、熱交換水路３への通水速度とによって広範囲に設定できるが、一般的には出入口温度差で＋１０℃程度である。
【００３８】
なお、燃焼室２への固形物燃料Ｆの供給は、燃焼温度計２２によって計測される燃焼温度から想定される燃焼状況に応じ、継続・停止を行えばよい。しかして、固形物燃料Ｆの供給を停止すれば、燃料導入口５ａに設けた自動開閉板５０が自重で閉止作動し、送り停止中のスクリューフィダー５の内部が燃焼室２から遮断されるから、該スクリューフィダー５内に残る固形物燃料Ｆの燃焼を確実に防止できる。また、何らかの要因で固形物燃料Ｆの導入が一時的に途切れる場合、重油バーナー６の火炎を吹き込んで燃焼室２内の温度低下を防止できるから、その間も安定した熱交換による温水生成を持続できる。
【００３９】
このようなハイブリッド温水装置では、サイクロン式燃焼灰分離器４が燃焼室２内に配置し、外部には該燃焼灰分離器４の取付スペースが不要である上、燃焼室２から該燃焼灰分離器４への燃焼排ガス通路８も外殻ケーシング１の内側に構成され、もって装置全体が極めて機能的にコンパクトにまとまっているから、狭い場所でも支障なく設置できるという利点があり、特に小規模な温水利用施設に好適である。また、この温水装置は、単なる燃焼炉だけのようにすっきりした外観を呈するから、設置状態での見栄えがよい。
【００４０】
そして、本実施形態では、熱交換水路３が燃焼室２の外周を螺旋状に取り巻く熱交換パイプ３１からなり、一般的に金属材からなる水路材料が温度変化に伴って伸縮しても、その伸縮の寸法変化が螺旋の巻き径の変化として吸収されるから、水路接合部等に伸縮による負荷が集中して歪みや亀裂を生じるのを防止でき、もって熱交換部全体として優れた耐久性が得られる。また、中間筒体１１と燃焼室２の周壁２１との間の環状熱交換室１２内に熱交換水路３が配設され、該環状熱交換室１２内を通過する燃焼排ガスＧ１の熱が熱交換水路２内の水Ｗ１に吸収されることに加え、熱交換水路３が燃焼灰分離器４の二重周壁４０の内部空間４０ａを経て高温水導出口３ｂに至るため、該熱交換水路３を通る水Ｗ１が最終段階で高温の燃焼室２内を通過することになり、これらによって非常に高い熱交換効率が得られる。
【００４１】
更に、本実施形態においては、固形物燃料Ｆがスクリューフィーダー５によって燃焼室２内の周辺側に向けて送り込まれるから、その送り込みに伴って燃焼室２内にある固形物燃料Ｆが押されて周方向に回るように移動し、もって燃焼室２内での固形物燃料Ｆの燃焼が偏らずに均一に進行すると共に、固形物燃料Ｆの更新バランスつまり燃焼消費と追加供給のバランスが保たれることから、安定した燃焼状態で高い燃焼効率が持続し、これに伴って熱交換状態も高レベルで安定化する。しかも、空気供給手段７の燃焼室２内への給気口７ａの内側に、スクリューフィーダー５による燃料導入口５ａが配置し、該燃料導入口５ａから供給される固形物燃料Ｆが送気ファン７０を介して給気口７ａより流入する空気Ａと共に燃焼室２内へ送り込まれるから、燃焼効率がより向上する。また、固形物燃料Ｆの送り込みに給気口７ａからの空気圧が加わるため、燃焼室２内に先に送り込まれた固形物燃料Ｆが存在する状態でも、該固形物燃料Ｆを無理なく追加供給できる。
【００４２】
また、本実施形態にあっては、燃焼灰分離器４が下部の灰排出筒４３を燃焼室２内の受け筒１３に挿嵌した状態で該受け筒１３に支承され、該灰排出筒４３が燃焼灰取出口１０を構成すると共に、この燃焼灰分離器４に中間筒体１１及び熱交換水路３が一体化しているから、温水装置の組立製作に際し、外殻ケーシング１内に燃焼室２の筒体を装填した後、上記の一体化物を上方から嵌装し、外殻ケーシング１の蓋板１ａを取り付けるという手順で、温水装置全体を容易に組立製作できる。そして、内部の清掃や補修等においても、該一体化物を取り外すことで、所要の作業を容易に行うこと可能となる。ただし、本発明では、燃焼灰分離器４及び中間筒体１１と熱交換水路３を各々独立部材として構成してもよく、この場合にも各独立部材を順次に組み付けたり取り外したりできるから、温水装置全体の組立製作ならびに内部の清掃や補修等の作業が容易になる上、独立部材毎に損傷したものを交換できるという利点がある。
【００４３】
なお、上記の稼働方法では固形物燃料Ｆの導入前に重油バーナー６で燃焼室２内の鉄板を焼いて赤熱させているが、先に燃焼室２内へ固形物燃料Ｆを送り込み、その固形物燃料Ｆに着火する方法も採用可能である。ただし、例示した稼働方法のように予め燃焼室２内の鉄材を焼いて赤熱させておけば、固形物燃料Ｆの着火・燃焼が早まるから、それだけ温水生成までの待機時間が少なくて済む。しかして、このように前もって燃焼室２内を高温化する上で、少なくとも燃焼室２の周壁２ａを鉄材にて構成することが望ましい。
【００４４】
本発明のハイブリッド温水装置においては、燃料供給手段及び着火手段として実施形態で例示した以外の種々の方式を採用可能であり、また他の各部の細部構成についても実施形態以外に種々設計変更可能である。ただし、燃料供給手段では、実施形態のようなスクリューフィーダーが、安定して連続供給できて、且つ供給量調整が容易である点から、好適なものとして推奨される。また、着火手段としても、実施形態の重油バーナーの如きオイルバーナーやガスバーナーは、着火性に優れることに加え、前記の如く燃焼室２内を空状態で高温化したり、固形物燃料Ｆの供給が途絶えた間に燃焼室２内に火炎を吹き込んで温度低下を防止できる点から、特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド温水装置の縦断正面図である。
【図２】同ハイブリッド温水装置の平面図である。
【図３】同ハイブリッド温水装置の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      外殻ケーシング
２      燃焼室
２ａ    周壁
２０    上方開口部
３      熱交換水路
３ａ    低温水導入口
３ｂ    高温水導出口
３１    熱交換パイプ
４      サイクロン式燃焼灰分離器
４ａ    上方開口部
４０    二重周壁
４０ａ  内部空間
４３    灰排出筒
５      スクリューフィーダー（燃料供給手段）
５ａ    燃料導入口
５０    自動開閉板
６      重油バーナー（着火手段）
７      空気供給手段
７ａ    給気口
７０    送風ファン
８      燃焼排ガス通路
９      排気筒
１０    燃焼灰取出口
１１    中間筒体
１２    環状熱交換室
１３    受け筒
１４    貫通孔
Ａ      空気
Ｆ      固形物燃料
Ｇ１    燃焼排ガス
Ｇ２    燃焼灰を含まない燃焼排ガス
Ｗ１    低温水
Ｗ２    高温水
【図１】
2010101598.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010101598.tif 000005