(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発電機に関するもので、縦型円筒ボイラーを薄幅の２重パイプ式として、この円筒ボイラー全体の上部３０パーセント前後を湯槽タンクとし、この湯槽タンクの半分に水を注入できる固定タンクとし、このタンク下部は、薄幅２重パイプ共２分割で、この円筒下部２重パイプボイラーとし、その片方を溶接蝶番で連結し、開閉可の動ボイラーとし２重パイプボイラー全体と炉内が一見でき、炉内に配置された複数溶接された薄い変形長方板の熱誘導板と火炎誘導外輪円すい椀とを設置、炉内の通灰棚の底下からの送風で酸素を送り火炎の量とスピードを大幅に向上できるもので、この分割半円筒型２個を、薄幅２重パイプ側と貯水槽側に穴を開け、更に外部には、水流のバイパス、パイプを設置、温水の循環が可能な作りとし、あらゆるバイオマス燃料の燃焼に適した作りで、炉内に火炎や水流の小パイプが全くないため、破損や劣化もなく、長期安定利用と分割ボイラーでメンテナンスも安易で蒸気発生の時間も短縮できコンパクトな構造を特徴とする分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法。
【請求項２】
分割ボイラー上部の固定ボイラーの湯槽タンクの上下は三ケ月円形型で強度を保持、更にこの固定ボイラーの上部には、蒸気溜まりを設けここから出る飽和蒸気は対熱高温型フレキシブルパイプを通じ、煙突パイプの中を経由して、炉内に入り、飽和蒸気パイプは３回以上渦巻状にまわし、飽和蒸気は再加熱され、乾燥蒸気となり、ノズルから同乾燥蒸気は放出され、蒸気タービンと発電機を高速回転可能とし、発電するもので、この蒸気は復水器に回りこの復水器の内側と外側には、冷水を通す、フレキシブルパイプを利用、小型は数十メートルから大型は数百メートルの冷水を循環モーターで通し、冷却し適温の温水に戻り、高圧ポンプでボイラーに再送水するシステムで、２分割ボイラーの円筒を２重から３重の作りで温水提供も併用でき、更に、炉内の通灰棚は上下移動できる作りで、バイオマスのサイズ不揃いでも焼却できるもので、その上焼却灰ボックスも２重箱とし、内側が前後に引き出せる作りで、放射能含有灰は、手を触れる事なく処理可とし全体を製作しやすく、又、設置工事、保守管理が容易でコンパクトな構造を特徴とする、請求項１記載の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法。
【請求項３】
請求項３の発明は、ペレット、チップを主に利用バイオマス自動送り装置を設け、ペレット、チップの送りは、スパイラルスクリュウー状モーターで、木材、丸太の１０〜２０センチのカット材はキャタピラーチェーン方式で炉内へ搬送するシステムで、長期時間の自動化には大型サイロを併設、又、ボイラー内の清掃で丸型ボイラー湯槽タンク内はボイラー製作時にブラシを配置しておくか、横穴のフラジ式パイプから入れ替え、回転式電動モーターで上下に回転、同時に洗浄剤を注入し、清掃又、長尺半円形ボイラーにもボイラーの製作時にステンレスかそれに類する重量ブラシを挿入しておきステンワイヤーを３ケ所吊る方法を設し、洗浄剤を注入後、大型はチェーンブロック（ウインチ）で、小型は手動で吊りワイヤーを上下させボイラー内を定期的に清掃する事でボイラーの蒸気発生の効率化を維持、更にボイラーの劣化を防止、水の透明化にはダブルフィルターを使用、バイオマスボイラーの自動化と水質の軟水化を不要とし、長期安定利用で、全体のボイラーの製作部品を軽減、自動制御も容易でコンパクトな請求項１,２記載の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、蒸気発電に関するもので、縦型円筒ボイラーを薄幅の2重パイプ式として、この円筒ボイラー全体の上部３０パーセント前後を湯槽タンクとし、この湯槽タンクの半分に水を注入できる固定タンクとし、このタンク下部は、薄幅２重パイプ共、２分割で、円筒下部２重パイプボイラーとし、その片方を溶接蝶番で連結し、開閉可の動ボイラーとし、２重パイプボイラー全体と炉内が一見でき、炉内に配置された複数溶接された薄い変形長方板の熱誘導板と火炎誘導外輪円すい椀とを設置、炉内の通灰棚の底下からの送風で酸素を送り、火炎の量とスピードを大幅に向上できるもので、この分割半円筒型２個を薄幅２重パイプ側と貯水槽側に穴を開け、更に外部には水流のバイパス、パイプを設置、温水の循環が可能な作りとし、あらゆるバイオマス燃料の燃焼に適した作りで、炉内に火炎や水流の小パイプが全くないため、破損や劣化もなく、長期安定利用と分割ボイラーでメンテナンスも容易で、蒸気発生の時間も短縮できコンパクトな構造を特徴とする分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球上において、現在全世界で工業用でも生活用においてでも、バイオマスエネルギーの利用度は、全エネルギー必要量の、平均して１０％も利用されていない。
ここ数年、バイオ燃料は特に石油の値段の上昇で見直され、主にアメリカ、オーストラリア、ブラジルの大型農産地では、食料用をエタノールの原料に回し、バイオ燃料の生産が活発化、その為食糧不足が問題視され価格が上昇、又、２０１１年３月１１日の東北大震災による原子力発電所の大事故で、原子力発電機の新設は困難視されており、食用外の木質系バイオマス専用の蒸気ボイラー型発電機の開発が求められている。
【０００３】
地球上には、食料用ではない木材、竹材、雑草、食用植物の廃材、建築用の廃材を含めて、人類が生活の為に必要とする熱エネルギーの３倍は、自然に生育しているとの統計もあり、これらを利用してボイラー温水給湯が安定利用でき、その上発電も十分利用できる装置を開発し、地域々で利用できるバイオマスエネルギーの循環利用システムが構築できれば、石油、原子力の利用は不要で、風力、ソーラー発電は補助的に利用する程度でよく、中小水力発電機と合せクリーンエネルギーの確立で地球温暖化を防止の為にも開発が急務である。
【０００４】
従来から、蒸気式ボイラー発電機としては、大電力会社の設置運営する大型の火力発電機が主流であった。最近では、主に生ゴミを集めペレット化して燃焼する発電機も開発運営され、同時にボイラーや温水給湯の利用も併用された施設が建設されつつある。
【０００５】
しかし、前述の生ゴミのボイラーや温水給湯と発電機も基本は発電効率をあげるため、更には設備費のコスト低減を計る必要から、
(イ）  １基設置機の大型化で大資本金が必要。
（ロ）  大型化ゆえ、設置場所選定の困難さ。
（ハ）  広域より生ゴミを集める必要性あり。最近では広域市町村より、消費地から発電所まで遠距離が問題視され、又、地区での生ゴミの分別により生ゴミの量の減少もあり、発電所への生ゴミの持込みの量が大幅に少なくなっている。発電焼却や温水給湯能力の大幅利用低下になっている。
【０００６】
この為、大型生ゴミ発電所の維持が困難となっており、一方、地域の市町村で生ゴミを焼却するのではなく、肥料や飼料化などへの転換利用なども生ゴミの焼却持込み量の減少の一因にもなっている。
【０００７】
従来型の生ゴミ焼却発電所は大半が高温熱化と発電設備の小型化のため、この生ゴミを高熱で熱して、急速乾燥し一定のサイズと重量に固定化した、ペレット(ＲＤＦとも言う)と称されるバイオマス燃料に改造してから発電用や温水給湯の焼却炉に投入されている。
【０００８】
このバイオ燃料のペレットは、硬く熱効率も良く、設備の小型化や管理人が小人数でよく、無人化などの長期間の利用コントロールが容易であるなどの利点もある。
【０００９】
しかしこのペレット燃料の発電機や温水給湯機の欠点としては、
（イ）  ペレット化する為の設備費や人件費がかかり、コスト高となる。
（ロ）  生ゴミや草などの、比較的ペレット化しやすい、軟質系のバイオ向き素材の利用で材木や竹などの硬質材は、ほとんど利用できない欠点がある。
【００１０】
更に、ペレットは一定の量とサイズに標準化されて、焼却の自動化はしやすいなどの利点も前述の通りであるが、木材や竹材などの硬質でサイズが大きい物や焼却材で建築廃材などサイズが不揃いな物の利用が出来ず、必ずペレット材に再加工が必要で経費もかかり、設備の大型化で各地の消費地近くにペレット用加工場と発電機及給湯の併設は困難が多く、小型で発電機設備を主力にした装置の開発が必要である。
【００１１】
これら、従来型の大型のバイオ燃料発電機及ボイラー給湯機ではなく、
（イ）  森林の間伐材、竹材、建築廃材など２０〜３０センチのカットで焼却できる装置、
（ロ）  草、もみがら、のこくず、生ゴミ、竹、木材を含め、チップや（荒く２〜３センチにカットしたのみの物）ペレットも焼却できること、
（ハ）  全体装置は、小規模でスペースも少なく消費地近くで容易に設置でき、投下資金も小額で出来る事。
【００１２】
（ニ）  その上、軟水器不要で効率のよい発電や温水給湯装置で、設置工事や定期点検、保守管理がしやすく、先進国、後進国等、特に高地山間部でも使用できるコンパクトサイズの装置である事。
【００１３】
前述した内容の排煙がクリーンな機械装置の開発で、小型でも消費地でバイオマスエネルギー利用の温水給湯や発電が年間を通じ利用できる装置が求められ、焼却時の排煙において、ＣＯ２の排出と言われているが、バイオマスも燃焼温度７００度以上あればダイオキシン発生は大幅に軽減するもので更に、ヨーロッパでバイオマスは、成長する時に酸素を供給しており、これをエネルギーとして利用燃焼時のＣＯ２の排出率は、差し引き０パーセントと算定されており、日本でも排出規制緩和が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−３０７６５５の公報
【特許文献２】特開２０１２−２０２４０１の公報
【特許文献３】特開２００２−３９０４８の公報
【特許文献４】特開２０１２−１２７６３７の公報これらの特許申請には、水力を利用したものが大半でソーラーとガス併用型や水道水、水洗トイレ用などで、小型で木質系草植物２０〜３０センチや、不揃いの焼却が可能なコンパクトサイズのバイオマス温水器付発電機の開発はまだ少ない。
【００１５】
本発明は、この様な従来の方式や構成が有していた問題点を解決しようとするものであり、小規模で安価で燃焼効率の良い温水併用型バイオ発電機装置の方法を提供する事を目的としたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
解決しようとする問題点は、
（イ）  従来の煙管式ボイラーや貫流式ボイラーでは、多種のバイオマス燃料のボイラーには、煙筒や水管へのススの付着や油性の焦ススの付着が早く、ボイラーとしての蒸気発生の効率低下と炉内全体の老朽化が早いため、従来とは異なるボイラーの開発は出来ないか。
（ロ）  早くボイラー温度が上がり、大量の蒸気になる方法はどうすれば良いか。又、製作や設置工事、保守、管理が容易な方法はないか。
（ハ）  間伐材が多い山間部の村でバイオマス温水器や発電機を利用したいが、当初の製作投資金を少なくし、効率の良いビニールハウスや家庭でも利用できるコンパクトな装置はできないか。
（ニ）  特にスギ、松、竹林等、黒煙の多いバイオマスを適宜サイズの丸太や角材のカット程度で燃料として焼却できる自動装置はできないか。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は縦型円筒ボイラーを薄幅の２重パイプ式として、この円筒ボイラー全体の上部３０パーセント前後を湯槽タンクとし、この湯槽タンクの半分に水を注入できる固定タンクとし、このタンク下部は、薄幅２重パイプ共、２分割で、この円筒下部２重パイプボイラーとし、その片方を溶接蝶番で連結し、開閉可の動ボイラーとし、２重パイプボイラー全体と炉内が一見でき、炉内に配置された複数溶接された薄い変形長方板の熱誘導板と火炎誘導外輪円すい椀とを設置、炉内の通灰棚の底下からの送風で酸素を送り、火炎の量とスピードを大幅に向上できるもので、この分割半円筒型２個を薄幅２重パイプ側と貯水槽側に穴を開け、更に、外部には水流のバイパス、パイプを設置、温水の循環が可能な作りとし、あらゆるバイオマス燃料の燃焼に適した作りで、炉内に火炎や水流の小パイプが全くないため破損や劣化もなく、長期安定利用と分割ボイラーでメンテナンスも容易で、蒸気発生の時間も短縮できコンパクトな構造を特徴とする分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法を提供するものである。
【００１８】
請求項２の発明は、分割ボイラー上部の固定ボイラーの湯槽タンクの上下は三ケ月円形で強度を保持、更にこの固定ボイラーの上部には蒸気溜まりを設け、ここから出る飽和蒸気は耐熱高温型フレキシブルパイプを通じ、煙突パイプの中を経由して炉内に入り、飽和蒸気パイプは３回以上渦巻状にまわし、飽和蒸気は再加熱され乾燥蒸気となり、ノズルから同乾燥蒸気は放出され、蒸気タービンと発電機を高速回転可能とし発電するもので、この蒸気は復水器に回り、この復水器の内側と外側には、冷水を通す、フレキシブルパイプを利用、小型は数メートルから大型は数百メートルの冷水を循環モーターで通し、冷却し、適温の温水に戻し、高圧ポンプでボイラーに再送水するシステムで、２分割ボイラーの円筒を２重から３重の作りで温水提供も併用でき、更に、炉内の通灰棚は上下移動できる作りで、バイオマスのサイズ不揃いでも焼却できるもので、その上焼却灰受ボックスも２重箱とし、内側が前後に引き出せる作りで、放射能含有灰は、手をふれる事なく処理可とし、全体を製作しやすく、又、設置工事、保守管理が容易でコンパクトな構造を特徴とする、請求項１記載の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電機を提供するものである。
【００１９】
請求項３の発明はバイオマスボイラーの自動化には、ガスや重油の自動制御に比べ困難であるがペレット、チップを主に利用、バイオマス自動送り装置を設け、ペレット、チップの送りにはスパイラルスクリュー状モーターで木材、丸太の１０〜２０センチのカット材はキャタピラーチェーン方式で炉内へ搬送するシステムで、長期時間の自動化には大型サイロを併設、又、ボイラー内の清掃で丸型ボイラー湯槽タンク内はボイラー製作時にブラシを配置しておくか、横穴のフランジ式パイプから入れ替え、回転式電動モーターで上下に回転、同時に洗浄剤を注入し、清掃又、長尺半円形ボイラーにもボイラー製作時にステンレスかそれに類する重量ブラシを挿入しておきステンワイヤーを３ケ所吊る方法を設し、洗浄剤を注入後、大型はチェーンブロック（ウインチ）で小型は手動で、別ワイヤーを上下させ、ボイラー内を定期的に清掃する事で、ボイラーの蒸気発生の効率化を維持、更にボイラーの劣化を防止、水の透明化にはＷフィルターを使用、バイオマスボイラーの自動化と水質の軟水化を不要とし、長期安定利用で全体のボイラーの製作部品を軽減、自動制御も容易でコンパクトな請求項１、２記載の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法を提供できるものである。
【００２０】
発明作用は次の通りである。第１の発明では、炉内に火炎送りパイプや水流通しパイプ方式の貫流方式ではなく小型パイプが全くないため、ガスや重油ではなくサイズ不揃いの、木材、特に松、竹などススが多く、油成分が高く高温材、草植物なども燃焼できるボイラーが完成、バイオマス燃焼専用ボイラーとして送風を利用し、バーナー状態で火炎の温度が上昇、炉外周全体に火炎があたりボイラー下部を薄型にする事で短時間で蒸気が発生できる作用を確認できた。
【００２１】
第２の発明の作用の、
（Ａ）ボイラータンク内の水が温水から沸騰すれば蒸気が発生、これを飽和蒸気と言うが、この蒸気を再加熱するためボイラーの炉内にフレキシブルパイプで戻し、再加熱し乾燥蒸気となる、その為水分の少ない、十分な乾燥蒸気として蒸気タービンにノズルを通じて放射できるタービンが飽和蒸気で３,５００回／分から乾燥蒸気で７,０００〜８,０００／分回転と直径１７０ミリのタービンが高速回転するという作用が働き、蒸気エネルギーを最大に効率よく利用できた。
【００２２】
第2の発明作用の
（Ｂ）、復水器は、蒸気タービンを蒸気ノズルで高圧蒸気を放出して回転させ、その蒸気は１７０度〜２００度と高温であり同復水器へ蒸気を放出して冷却する装置で、復水器の内側に冷却用フレキシブルパイプを複数通し、冷水をそのパイプに通して蒸気を冷却するが、その冷水パイプは復水器の外側にも数十メートルから数百メートル巻いてフレキシブルパイプの水を冷却それで、同復水器内の高温蒸気は、冷却される作用が働き７０〜８０度に調整し、再度高圧ポンプでボイラー内に圧送できる、その上ボイラー全体を２重から３重作りとでき、外側は保温の役目と温水を沸かす役目で、地域にもよるが、この温水は７０度から８０度までの高温となり、温水も作る作用が確認できた。
【００２３】
第２の発明作用の
（Ｃ）ボイラー炉の下を開放し、燃焼灰が落下する下に２重のボックスを作る事で内側のボックスに灰が落下する事で放射能汚染材の焼却灰を手を触れる事なく処理が出来、排煙は煙突の途中に除染フィルターを取り付ける事で９０％以上の除染作用が可能となった。
【００２４】
第３の発明作用は燃焼火炉からの火炎逆流防止機はペレット、チップの自動送り装置を設置する事で連続１０時間の燃焼でボイラーの自動化とペレット、チップ、木材、竹材、草植物など不揃いのバイオマス燃焼が一基のボイラーで可能となり、更にボイラーを製作時にボイラー内に清掃ブラシを挿入しておくか、後でブラシを入れ替えできる作りとし、ボイラー水の軟水化不要の作用が生じ、水の透明化にはカップ式給水２重フィルターを通す事で、泥土を含むにごり水でも同フィルターを通すことでボイラー用水となる作用が生じた。
【００２５】
前述した本発明の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電機は、次のような効果を発揮する。
【００２６】
第１の発明効果は、従来型のボイラー煙管式（１）、貫流式（２）を使用する事なく第三のボイラーとして蒸気発生効果が十分あった。
発電機としても、又、ボイラー温水器としても、ボイラー全体の効率の良さで左右され、次の効果がある。
(イ）全体が製作しやすい。
(ロ）少量のバイオマスを燃焼させて高温上昇率が早く到達できる。
(ハ）特に松材、竹材は黒煙が出て炉内にススが出来るため熱効率が低下、早めの炉内の清掃が必要であるが、ボイラーの炉が２分の１に分割でき、直接炉内をステンレスブラシ、回転ブラシが使用でき、その他の蒸気漏れの点検がしやすく、又、長期に同じボイラーが使用できる効果があった。
【００２７】
第2の発明効果は、第1の発明の作用と連動して、ボイラーの蒸気を蒸気溜りに集め、この蒸気は飽和蒸気となり、これを耐熱高温フレキシブルパイプで、炉内で渦巻状に数回まわして再加熱する事で水分が更に少なくなり、ノズルより蒸気タービンへ放射、直径１７０ミリタービンはノズルの直径にもよるが、無負荷で８,０００〜９,０００回転し、十分減速して発電機に負荷を掛けて回転発電する効果が出た。通念としての蒸気タービンは、同等サイズで２〜３万回転するが、本出願の蒸気タービンは、蒸気ブレードを特殊な作りにすることで、ノズルから出る放射対圧力を２〜３倍高めて回転力を増加させており、十分に発電機を回転する力の効果が発生した。
【００２８】
第2の発明作用のその２は、復水器の関係は、ボイラー水の循環利用し水の節約が出来る効果と温水の圧送はボイラー内の温度を一定に保つ効果で蒸気量の安定化にも効果がある。
【００２９】
更に、第２の発明作用の中の第３の効果は全体を３重のパイプとし、内側をボイラー部、外側を内側のボイラーの保温と外側の温水は、ビニールハウス用など温水用として使用できる効果が確認でき、焼却灰の処理にも焼却灰受箱を２重にする事で放射能や化学薬品含有灰を手を触れず処理出来る効果があった。
【００３０】
第３の発明作用の効果は（１）バイオマス蒸気発電機でも炉の火炎流防止機を併設し、バイオマス自動送り装置を設けた事でボイラーの自動運転できる効果があり、（２）ボイラー内に製作時に洗浄ブラシと回転ブラシを挿入しておく事で、必要時にボイラー内を清掃が可能となり又、汚泥水は２重フィルターを通し、透明水化することでボイラーの効率を維持とボイラーの劣化を防止、価格も高価で、電気制御も複雑な軟水器の不使用効果が出た。
【００３１】
第三の発明の効果（３）は、第一の発明品、第二の発明品、第三の発明品、軟水器不使用などを合わせ分割ボイラーでバイオマス蒸気発電機の自動機がコンパクトサイズにセットで製作し発電と温水併用で使用できることで先進国や後進国、山間部、離島などバイオマス発電方法の使用範囲の拡大効果が出る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】平面図（本発明の実施例を示す）
【図２】正面外観図（以下、本発明の実施例を示す文言を省略する）
【図３】右側図面
【図４】左側図面
【図５】背面斜視図
【図６−１】ボイラー下部分割固定図
【図６−２】ボイラー動分割図
【図７−１】発電室及復水器の断面図
【図７−２】火炎逆流防止機姿図
【図８−１】ボイラー内回転ブラシ使用図
【図８−２】シャフトチャック部品
【図８−３】ボイラー内回転ブラシ位置図
【図８−４】２重フィルター器断面図
【図９−１】ワイヤー吊り収納時
【図９−２】縦薄型ボイラー内ワイヤーブラシ収納断面図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
前述の通り、従来のバイオマス蒸気発電機は、１機が固定式で大型装置が主流で、しかも、ペレット加工機、発電機、更に温水ヒーターと別々の構造で、装置が大がかりでバイオマスをトラックで各地より搬入し、主に家庭用生ごみをRDF化（固形化）して利用されるため、建物も大がかりで、設置場所も限定され、バイオマス発電の普及が遅れていた。
今回の本願の発明は、大型、小型のボイラーを8回試作に失敗し、蒸気ブレードは５０回の失敗をし、ボイラーは７回目に成功し、ブレードは５１回目にテストに成功したデータを基に、ペレット、チップ、丸太、角材、雑草などサイズが不揃いでも焼却できる構造を１機にまとめ、固定大型設備に比べ、蒸気や温水量更に発電量は少ないが、バイオマス燃料が存在する場所やビニールハウス、野菜ハウス工場、産廃業者などで蒸気と温水、又、照明用発電としての方法と製作や設置、メンテナンスが容易で利用普及しやすい、コンパクトなデザインにまとめた形態とした。
【００３４】
以下、本発明方法の実施の形態を試作機でテストし、結果を参考にして図１〜図9の２に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、本発明方法の実施例を示す、分割ボイラー式バイオマス蒸気発電の平面図である。図１の概要を説明すれば１は、ボイラー全体を設置する基礎ベースで、転倒防止ボルトを使用、右上から説明すれば、２に全体の吊り金具が４本あり、装置の積荷時か移設時に使用、３はバイオマス送り装置で、この装置の開閉、蓋（フタ）のテスリで、５は煙突で１３のボイラーの裏側に設け、６は復水器、７は発電機室でタービンを含むもので、8は、蒸気溜まり、9は圧力計、10は、飽和蒸気送りパイプ、11は、乾燥蒸気送りパイプでタービン室へ回り、13は、縦形ボイラーで蒸気を作り、１４は、ボイラーへ水を注入する給水２重フィルターで汚土を透明水となりボイラー水として利用、１５は、安全弁で逃がしパイプ付とし、１６はボイラーの火炉へ送風する大パイプと１７は分散して送風パイプ煙突用で、共有して利用、１９は蒸気逃しレバー、２０は、電極式水位検出器でボイラーの水位を自動で検出する作りで、全体にコンパクトサイズでバイオマス発電機を利用することが出来る。
【００３６】
図２は、正面外観図である。図の上部から説明すると２１は、ボイラー内の水位の験水コックでボイラーへの給水がボイラーの最適位置に入るとこの験水コックをオープンしておき、コックの穴から水が出ると水位を確実視でき、２２のガラスパイプ式水位計と合わせ、ボイラー水位を確認、２３は、後述するが分割ボイラー間の外部バイパスパイプで４ヶ所に設け、ボイラー水の循環の機能をはたし平均化して上昇できる作りと安全性も確保できる作りで、２４はバイオマス投入口と、２５は火炎の状況をのぞき見する穴で、２６は全体コントロール盤、２７はバイオマス送りのスパイラルスクリューモーター、２８は火炎逆流防止機、２９は冷水循環ポンプ、３０は引き出し灰排出箱で時々灰を引き出し処理するが手を灰に触れることなく処理でき、31は復水器からボイラーへ温水を注入する高圧ポンプである。その他の数、３、５、６、７、８，９、10は図１の通りである。
【００３７】
図３は右断面図である。３２は、必要に応じて放射能除去フィルターを装着できるパイプで放射能は９０％以上出ない。その他、５、６、７、１０、１３、１５、２９、３１の数字は図１、図２の通りであるが、詳細後述する。
【００３８】
図４は左側面図である。３３は、ボイラー内部図で、２０電極式水位検出器の取付状態を現わし、ボイラー内の水位の増減を電気信号でコントロール室に表示でき、ボイラー自動化の要で、３４は飽和蒸気再加熱渦巻パイプで、高温に適した材料を使用、煙突から火炉内に１０の飽和蒸気パイプを入れ３回以上同パイプを渦巻状にして飽和蒸気を乾燥蒸気にする作りで３５は、２分割ボイラーをつなぐ、蝶番で、３６は灰受外枠箱で中に３０の引き出し灰排出箱を添え、バイオマスの燃焼後の灰が落ち、灰が一杯になれば大型は３７の回転ローラーがあり、同箱は前後に引き出し灰を手に触れる事なく処分できる。
【００３９】
図５は、背面図で３８は、分割ボイラーを合わせ固定する分割ボイラー固定ネジで占める仕掛けで火炉の煙や火炎はほとんど出ない作りで、３９は復水器外側での冷水循環フレキシブル渦巻パイプでボイラーのサイズでパイプの大小と合わせ同パイプは２０ｍから２００ｍ外側で巻くが、大型パイプの中に収納する為目立たない。その他の数、１４、２３、２９は図1、図２の通りである。
【００４０】
図６の１は、ボイラー下部分割固定図で、ボイラーと３６の灰受外側とが固定してある。ボイラー上部の湯槽の中に回転ブラシ４０を設けておき、洗浄剤を入れボイラー清掃時上から電動モーターを取り付け回転し、ボイラー内を清掃４１のドレンコックからスケール（水あか）などドレン水を必要時排出できる。その他１０、１５、１７、２１、２３の数は図１、図４の通りである。
【００４１】
図６の２は、ボイラー動分割図で、４３の矢印の方向の３５の蝶番に固定されていたものであるが、図面をわかりやすく説明するため、分離して、図解すれば１０から飽和蒸気が入り、３４の再加熱渦巻パイプを通り１１の乾燥蒸気送りパイプを通し、高温乾燥蒸気となる。ボイラーの火炉内は、４４の縦薄形ボイラーに４５の火炎誘導外輪円すい椀で炎を炉内の外側に送り、４４に炎が当る様にし、更に４５の薄変形長方板の鉄板をボイラーの側面に均等に溶接する事でボイラーの炎の当る面積が倍加され、又、炎で赤く変色するなどで、４５の２の縦薄形ボイラーの下部は火炉内に煙管式か、貫流式の小パイプを相当数設けた状態と等しくなりボイラーの蒸気の沸騰が早くなった。
【００４２】
図６の２の続きで４２の通し灰網棚が上下でき、この上におわん型の網カゴを置く事でチップやペレットが火炉の４２の通し灰網棚の外側に散乱させる事で、ペレットやチップの燃焼量を減量し火炎力は、変化がない事が判明、更に煙管パイプや貫流パイプがなく、あらゆる不揃いのチップ、丸太、木材、草、竹、松を燃料とできる効果とボイラーの分割により、炉内の清掃でブラシや高圧液状洗浄が可能となり、メンテナンスが容易となった。
【００４３】
図７の１は、発電室及復水器の断面図である。７の発電機室は、４７の蒸気タービンを４８の蒸気ノズルから高圧で放出される蒸気で、同タービンを回転し、４９のタイミングベルトか又は、ギヤー比で回転を落し５０の発電機を回し発電する。この時４８の蒸気ノズルから蒸気タービン４７を回わし、放出した蒸気は下の７の復水器へ回わり、同復水器の中には３９の冷水循環フレキシブル過巻パイプが、復水器のサイズに合う数メートルから数百メートルと蒸気の量や温度により、配りめぐらし、６０〜７０度に蒸気を冷やし温水にて３１の高圧ポンプから５１の逆流防止器付注入温水パイプを通じボイラーへ注入する事で同じ水を使用、新水の使用を少なくし水不足地地域での同発電装置の普及を容易にした。その他の数３、２７、２８は図１、図２の通りである。
【００４４】
図７の２は火炎逆流防止機姿図である。図７の１の図と合わせて説明すれば３のバイオマス自動送り装置が２７のスパイラルモーターで２８の火炎逆流防止機をオープンにしてペレットが自動でボイラーの火炉に落下し、ペレットやチップが燃焼するもので、図７の１で５２のペレット送りパイプは、５４の強力薄型カッターで通常は、閉じられ、ボイラー火炉から火炎、煙が３のバイオマス自動送り装置に逆流しない作りで、バイオマス自動送り装置を使用する時は、５３の減速モーターにスイッチが入り５４の強力薄形カッターが５２の送りパイプから上に上がり５２のペレット送りパイプの中のペレット（又はチップ）が下に流れる仕組で５４の強力薄形カッターは１ミリ〜１．５ミリで同パイプからペレット及チップはこぼれ出る事はなく、この装置がある事で、チップや木材、竹、丸太などサイズ不揃いのバイオマスの燃焼が１基（１台）で可能となった。
【００４５】
図８の1は、ボイラー内回転ブラシ使用図である。図８の２は、シャフトチャック部品であり、図8−３はボイラー内回転ブラシ使用図で、これらを合わせ説明すれば、１３のボイラーは、上下が５５の三ケ月形補強板で補強され、ボイラーの気圧による膨張を防止し、このボイラーの中に、ボイラー製作時に図８の３の様に４０の回転ブラシを入れておくか、５７のメンテ口より入れ、５９のチャック部品で長さを調整し、これを５６のハンド電動モーターでネジ止めし、上下回転させて、洗浄剤を併用し、ボイラー内のスケール（水あか）、スラッジ（沈殿物）を落し、４１のドレンコックより汚水を流しメンテナンスを手軽に出来る事で軟水器不要とした。
【００４６】
図８の4は給水２重フィルター器断面図で、ボイラー水はにごり水や汚土水は使用できない為、清水など、透明化する必要があり、この給水２重フィルターを使用、市販されているフィルターを６０の荒目フィルター、６１は微粒子フィルターの２重とする事で透明水となりフィルターは水道で逆流洗浄すれば複数回使用できる。
【００４７】
図９の１はワイヤー吊り収納時、図９の２は縦薄形ボイラー内ワイヤーブラシ収納断面図で共に縦薄形のボイラー内のメンテナンスの仕方の方法図である。４４の縦薄型ボイラー上部に３ケ所に図９の２の通りに６２のネジ式防水圧メンテ口を溶接し、同ボイラーの中の下部に６４の重量ステンレス長尺ブラシを製作時、設置し、吊りワイヤー６３の３ケ所取り付け６２のネジ式防水圧メンテ口に、同ワイヤーの上部丸輪を図9の１の通り収納して置く事でボイラー内の清掃時洗浄剤を併用しつつ、同ワイヤーを上下して、ボイラー４４の中を清掃し４１のドレンコックから汚水を排水でき、これも手軽に清掃出来る方法とした事で軟水器などの装置や制御が不要でボイラー内を正常に維持できる効果は、全体ボイラー型蒸気発電機の普及に大きく貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
（イ）エネルギーの問題としては石油高、産油国地域の政情不安による価格変動、原子力の事故と原子力の最終処理費で未知数の資金と処理他の未確定など、更にシェールガスや日本近海２,４００ｍ〜６,０００ｍ海底からの冷凍ガスの採取利用についても未知数の資金としてかなりの年月が必要である。
（ロ）日本のエネルギーの自給率のアップの条件は地形を利用した中小水力発電で２５％、地熱発電、風力発電で１０％バイオマス発電で６５〜７０％を確立できれば２０年で自給率はかなり上位に向上できる。
【００４９】
（ハ）バイオマス蒸気発電でバイオマスの燃料の確保が大変と言われているが、取り出しやすい間伐材、製材業、竹林業、木工業、木製建築廃材など常時排出される場所その上１年収穫植菜を休耕田、水田、道路に近い野山に植え例えばトウモロコシ、ヒマワリ、菜種、サトウキビ、タケノコを食料、飼料に利用後、植物の茎、殻、絞りカスをバイオマスに利用できれば山奥から木材を運搬が不要でバイオマス燃料の循環利用が可能となる。
（ニ）バイオマス燃料用蒸気発電機の性能と耐久性については、今回発明の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電機は当面は１基１００ｋｗから５００ｋｗで近年で１基１万ｋw／ｈの製作を目標とし耐用年数は３０〜４０年で７０年前の蒸気機関車が５０〜６０年使用されており現代の小型蒸気タービンでも十分４０年以上の利用が、効率を劣化する事なく温水利用を含めて使用できる。
（ホ）発明のコンパクトサイズの分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法は、山間部、町の中の工場団地、離島のビニールハウス、野菜工場、養魚場、製材業、木工業、産廃業者などあらゆる先で提供できる。
【００５０】
（へ）本願発明の分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法は、軟水器不要、使用者でもメンテナンスが出来るなど又、１００ｋｗ〜５００ｋｗ／ｈの発電と温水が併用できコンパクトサイズで水質もフィルターで透明化できる構造で日本国内でも後進国でも使用が可能である。
以上の様にバイオマス燃料利用による発電と、温水ヒーター併用機で燃料が尽きない循環エネルギーの確立する上で産業上においても利用大である。
【符号の説明】
【００５１】
１．基礎ベース
２．吊り金具
３．バイオマス自動送り装置
４．蓋（フタ）テスリ
５．煙突
６．復水器
７．発電機室
８．蒸気溜まり
９．圧力計
１０．飽和蒸気送りパイプ
１１．乾燥蒸気送りパイプ
１２．送風パイプ煙突用
１３．縦型ボイラー
１４．給水２重フィルター器
１５．安全弁
１６．送風機
１７．送風パイプ大
１８．灰受箱
１９．蒸気逃しレバー
２０．電極式水位検出器
２１．験水コック
２２．水位計
２３．外部バイパスパイプ
２４．バイオマス投入口
２５．のぞき穴
２６．全体コントロール盤
２７．スパイラルスクリューモーター
２８．火炎逆流防止機
２９．冷水循環ポンプ
３０．引き出し灰排出箱
３１．高圧ポンプ
３２．放射能除染フィルター装着パイプ
３３．ボイラー内部図
３４．飽和蒸気再加熱渦巻パイプ
３５．蝶番
３６．灰受外枠箱
３７．回転ローラー
３８．分割ボイラー固定ネジ板
３９．冷水循環フレキシブル渦巻パイプ
４０．回転ブラシ
４１．ドレンコック
４２．通し灰網棚
４３．矢印
４４．縦薄型ボイラー部
４５．火炎誘導外輪円すい椀
４６．薄変形長方板
４７．蒸気タービン
４８．蒸気ノズル
４９．タイミングベルト（又はギヤー）
５０．発電機
５１．逆流防止器付ボイラー注入温水パイプ
５２．ペレット送りパイプ
５３．減速スローモーター
５４．強力薄型カッター
５５．三ケ月形補強板
５６．ハンド電動モーター
５７．メンテナンス口
５８．ボイラー内循環穴
５９．シャフトチャック部品
６０．荒目フィルター
６１．微粒子フィルター
６２．ネジ式防水圧メンテ口
６３．ステンワイヤー及ステンレス丸棒
６４．重量ステンレス長尺ブラシ
【要約】
【課題】
従来のバイオマス発電機は、ボイラーの方式が煙管式か貫流型が主流であり、バイオマスの長期燃焼利用には不向きであった。これらの方式を使用しないバイオマス専用のボイラーを提供する。
【解決手段】
構造は、縦型円筒ボイラーを薄幅の２重パイプ式として、この円筒ボイラー全体の上部３０パーセント前後を湯槽タンクとし、この湯槽タンクの半分に水を注入できる固定タンクとし、このタンクの下部は、薄幅２重パイプ共２分割で、この円筒下部２重パイプボイラーとし、その片方を溶接蝶番で連結し、開閉可の動ボイラーとし、２重パイプボイラー全体と炉内が一見でき湯槽タンク側に穴を開け、薄幅２重パイプ側には水流のバイパスパイプを設置温水の循環が可能としたメンテナンスも容易なコンパクトサイズの分割ボイラー式バイオマス蒸気発電方法を提供できる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図８−４】
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【図９−１】
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【図９−２】
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