(57)【要約】【課題】回転トルクの低減を図ると共に、回転機構の破損の可能性を低減することが可能な高温再生器を提供する。【解決手段】高温再生器１は、横形の炉筒の一端に装着され、木質系ペレット燃料を燃焼する燃焼器と、炉筒の他端に接続された煙室と、煙室に接続されて前記炉筒の上方にて横向きに配置された複数の煙管と、煙管の外周側に希溶液が導入される空間を形成する容器と、複数の煙管に挿通されると共に当該煙管の軸方向に伸びる螺旋状の帯板を有して軸を中心に回転可能なバッフルと、バッフルを回転させる力を当該バッフルに伝達させるための軸部２６と、軸部２６を受け入れる筒状の軸受け２８と、を備え、軸受け２８は、筒の側面に貫通孔２８ａが形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横形の炉筒の一端に装着され、木質系ペレット燃料を燃焼する燃焼器と、
前記炉筒の他端に接続された煙室と、
前記煙室に接続されて前記炉筒の上方にて横向きに配置された複数の煙管と、
前記煙管の外周側に希溶液が導入される空間を形成する容器と、
前記複数の煙管に挿通されると共に当該煙管の軸方向に伸びる螺旋状の帯板を有して軸を中心に回転可能なバッフルと、
前記バッフルを回転させる力を当該バッフルに伝達させるための軸部と、
前記軸部を受け入れる筒状の軸受けと、を備え、
前記軸受けは、筒の側面に貫通孔が形成されている
ことを特徴とする高温再生器。
【請求項２】
前記軸受けは、設置状態において鉛直上方側となる位置に貫通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の高温再生器。
【請求項３】
前記貫通孔は、一端が筒のバッフル側端部まで開口し、他端が筒の中部まで開口したスリットである
ことを特徴とする請求項２に記載の高温再生器。
【請求項４】
前記スリットは、筒の軸方向に対して傾きを有する
ことを特徴とする請求項３に記載の高温再生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温再生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木質系のバイオマス燃料（以下、木質系ペレット燃料という）を燃料とするペレット燃焼器の燃焼熱により、吸収式冷温水機等の希溶液を加熱して濃溶液に再生する高温再生器が提案されている。この高温再生器は、横形の炉筒と、炉筒の一端に装着され木質系ペレット燃料を燃焼する燃焼器と、炉筒の他端に接続された煙室と、煙室に接続されて炉筒の上方にて横向きに配置された複数の煙管とを備えている。また、高温再生器は、炉筒と煙管の外周側に希溶液が導入される空間を形成する容器を備えており、煙管を通過する燃焼排ガスの熱により希溶液を加熱すると共に、炉筒の炉壁からの熱により希溶液を加熱する。
【０００３】
さらに、高温再生器は、複数の煙管に挿通されると共に煙管の軸方向に伸びる螺旋状の帯板を有して軸を中心に回転可能なバッフルを備えている。加えて、高温再生器は、バッフルを回転させる力を当該バッフルに伝達させるための軸部と、軸部を受け入れる筒状の軸受けとを複数の煙管の煙室反対側に備えている。このような高温再生器は、バッフルを備えることにより、燃焼排ガスが螺旋状に煙管内を通過することから、煙管の通過時間を長くして熱交換効率を高めることができる。また、高温再生器は、木質系ペレット燃料の燃焼によって発生するペレット燃焼灰が煙管内に侵入してきたとしても、軸部を通じてバッフルを回転させることによりペレット燃焼灰を掻き落とす構成となっている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３６３２２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の高温再生器は、バッフルを回転させるための軸部を軸受けにて保持する構成であるため、回転トルクの増大等の問題を引き起こしてしまう。詳細に、軸部と軸受けとの摺動部には、生産時やメンテナンス時においてグリスが塗布されるが、煙管内は高温の燃焼排ガスが通過するため、多くのグリスは短時間で蒸発又は酸化してしまう。この結果、軸部と軸受けとの摩擦力は大きくなってしまう。特に、この摩擦が繰り返されることにより、軸受けが真鍮で構成されている場合には、真鍮が軸部に移着して突起状に成長してしまうことがある。そして、移着した突起状の真鍮が軸受けを掘り起こすように削ることになり、回転トルクが多大に増大し、引いては回転機構の破損を引き起こしてしまう。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、回転トルクの低減を図ると共に、回転機構の破損の可能性を低減することが可能な高温再生器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高温再生器は、横形の炉筒の一端に装着され、木質系ペレット燃料を燃焼する燃焼器と、炉筒の他端に接続された煙室と、煙室に接続されて炉筒の上方にて横向きに配置された複数の煙管と、煙管の外周側に希溶液が導入される空間を形成する容器と、複数の煙管に挿通されると共に当該煙管の軸方向に伸びる螺旋状の帯板を有して軸を中心に回転可能なバッフルと、バッフルを回転させる力を当該バッフルに伝達させるための軸部と、軸部を受け入れる筒状の軸受けと、を備え、軸受けは、筒の側面に貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この高温再生器によれば、軸受けは、筒の側面に貫通孔が形成されているため、燃焼排ガスと共に煙管を通じて流れてくるペレット燃焼灰を筒の側面から軸受けの内側に導入することとなる。内側に導入されたペレット燃焼灰は軸部との間に介在することとなり、軸部と軸受けとの金属同士の接触を防ぐため、摩擦力の低減に寄与することとなる。従って、回転トルクの低減を図ると共に、回転機構の破損の可能性を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の高温再生器において、軸受けは、設置状態において鉛直上方側となる位置に貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１０】
この高温再生器によれば、軸受けは、設置状態において鉛直上方側となる位置に貫通孔が形成されているため、貫通孔が下方側に設けられている場合と比較して、一度内側に導入したペレット燃焼灰は軸受けの外側に排出され難くなる。これにより、ペレット燃焼灰による摩擦力の低減状態を保持し易くすることができる。
【００１１】
また、本発明の高温再生器において、貫通孔は、一端が筒のバッフル側端部まで開口し、他端が筒の中部まで開口したスリットであることが好ましい。
【００１２】
この高温再生器によれば、貫通孔は、一端が筒のバッフル側端部まで開口し、他端が筒の中部まで開口したスリットであるため、軸部に乗ったペレット燃焼灰がスリットの一端からスリット内に進入し易くなり、ペレット燃焼灰を軸受けの内側に導入し易くすることができる。また、スリットの他端が筒の中部までしか形成されていないため、ペレット燃焼灰はスリットの他端まで到達すると筒の側面に当たり軸受けの内側に落ちることとなる。従って、一層ペレット燃焼灰を軸受けの内側に導入し易くすることができる。
【００１３】
また、本発明の高温再生器において、スリットは、筒の軸方向に対して傾きを有することが好ましい。
【００１４】
この高温再生器によれば、スリットは筒の軸方向に対して傾きを有する。ここで、軸部に乗ったペレット燃焼灰は軸部の回転方向に移動しながら軸受け方向に移動する。よって、軸部の回転方向に合わせて、スリットに傾きを設けておくことにより、ペレット燃焼灰をスリット内に侵入させ易くすることができる。従って、一層ペレット燃焼灰を軸受けの内側に導入し易くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転トルクの低減を図ると共に、回転機構の破損の可能性を低減することが可能な高温再生器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る高温再生器の断面図である。
【図２】図１に示した高温再生器の外観図である。
【図３】図１に示した高温再生器の上部一端側を拡大して示す拡大図である。
【図４】図１及び図３に示したバッフルの拡大図である。
【図５】本実施形態に係る軸受けの斜視図である。
【図６】軸部及び軸受けの断面であり、（ａ）は従来例を示し、（ｂ）は本実施形態のものを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は該実施形態に限られるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る高温再生器の断面図であり、図２は、図１に示した高温再生器の外観図である。図１及び図２に示すように、高温再生器１は、横型の炉筒１０と、第１煙室（煙室）１２と、煙管式熱交換器１４と、再生容器（容器）１６とを備えている。炉筒１０は、図１に示すように円筒形状の本体部１０ａを有しており、その一端１０ｂに木質系ペレット燃料を燃焼する燃焼器（図示せず）が設けられている。燃焼器は、炉筒１０の一端１０ｂに着脱自在に装着されている。
【００１９】
第１煙室１２は、炉筒１０の他端に接続されており、燃焼器の燃焼により発生する燃焼排ガスが供給される室である。煙管式熱交換器１４は、炉筒１０の上方にて横向きに配置された複数の煙管１４ａを備えている。この煙管１４ａは、一端が第１煙室１２に接続され、第１煙室１２内の燃焼排ガスを導入する構成となっている。
【００２０】
再生容器１６は、煙管式熱交換器１４の外周側を覆う容器であって、煙管式熱交換器１４の外周側に希溶液が導入される空間を形成するものである。なお、この再生容器１６は、少なくとも煙管式熱交換器１４（特に複数の煙管１４ａ）を覆うものであるが、煙管式熱交換器１４に加えて炉筒１０についても覆うように構成されていてもよい。
【００２１】
さらに、本実施形態に係る高温再生器１は、灰集積箱１８を備えている。灰集積箱１８は、燃焼器の燃焼により発生するペレット燃焼灰を集積するための箱であって、第１煙室１２の下方に設けられている。また、この灰集積箱１８は、開閉可能となっている。このため、灰集積箱１８は、作業者等により開けられて内部に溜まったペレット燃焼灰が廃棄されることとなる。
【００２２】
加えて、本実施形態に係る高温再生器１は、モータ２０と、回転機構２２と、回転軸２４とを備えている。モータ２０は回転力を発生させるものであり、回転機構２２はモータ２０からの回転力を伝達するものである。回転軸２４は、回転機構２２から伝達された回転力により軸を中心に回転するものである。
【００２３】
図３は、図１に示した高温再生器１の上部一端側を拡大して示す拡大図である。図３に示すように、高温再生器１は軸部２６と軸受け２８とを備えている。軸部２６は、一端が回転軸２４に接続されており、他端が後述のバッフル３０に接続されている。この軸部２６は、回転軸２４の回転に伴って回転運動するものであり、バッフル３０を回転させる力をバッフル３０に伝達する役割を有するものである。軸受け２８は、筒状の部品であって、筒の内側に軸部２６を受け入れる構成となっている。
【００２４】
図４は、図１及び図３に示したバッフル３０の拡大図である。図４に示すバッフル３０は、複数の煙管１４ａ内に挿通されている。このバッフル２０は、煙管１４ａの軸方向に伸びる螺旋状の帯板３０ａを有している。帯板３０ａの一端は軸部２６に接続されており、バッフル３０は、軸部２６の回転に伴って軸を中心に回転可能となっている。
【００２５】
再度、図１を参照する。高温再生器１は、さらに煙管１４ａの一端側に第２煙室３２を備えている。第２煙室３２は、煙管１４ａを通じて流れてきた燃焼排ガスが一時的に留まる室であり、その下方には排気筒３２ａが設けられている。排気筒３２ａは、図示しないサイクロンを介して誘引ブロワに連結されている。このため、第２煙室３２内の燃焼排ガスは、排気筒３２ａから外部に放出されることとなる。
【００２６】
ここで、高温再生器１の動作の概略を説明する。まず、木質系ペレット燃料が燃焼器に供給される。燃焼器は、木質系ペレット燃料を燃焼させ、高温の燃焼排ガスを発生させる。燃焼排ガスは、第１煙室１２を通じて複数の煙管１４ａ内に進入する。
【００２７】
複数の煙管１４ａの周囲には、再生容器１６が設けられており、再生容器１６内は希溶液で満たされている。このため、希溶液は、複数の煙管１４ａに進入した高温の燃焼排ガスにより加熱されることとなる。特に、煙管１４ａ内には螺旋状の帯板３０ａを有するバッフル３０が挿通されているため、高温の燃焼排ガスは、螺旋状に煙管１４ａ内を通過することとなり、煙管１４ａの通過時間を長くして熱交換効率が高まることとなる。その後、燃焼排ガスは、第２煙室３２に至り、排気筒３２ａから外部に排出される。なお、再生容器１６が炉筒１０についても覆う構成の場合、希溶液は、複数の煙管１４ａに進入した高温の燃焼排ガスのみならず、炉筒１０からの熱によっても加熱されることとなる。
【００２８】
また、上記過程において、モータ２０が駆動し、回転機構２２、回転軸２４、及び軸部２６を通じてバッフル３０が回転することとなる。木質系ペレット燃料が燃焼した場合、ペレット燃焼灰が燃焼の残物として発生する。このペレット燃焼灰は、一部が炉筒１０内に留まり、別の一部が第１煙室１２の下方の灰集積箱１８に集積される。
【００２９】
さらに、残りのペレット燃焼灰は、第１煙室１２を通じて複数の煙管１４ａに至る。ここで、ペレット燃焼灰が複数の煙管１４ａに進入すると、煙管１４ａの詰まりの原因となるが、バッフル３０が回転しているため、複数の煙管１４ａに侵入したペレット燃焼灰は、掻き落とされることとなる。
【００３０】
このような高温再生器１においては、上記から明らかなように、軸部２６が軸受け２８によって保持されている。軸部２６と軸受け２８との摺動部には、生産時やメンテナンス時においてグリスが塗布されるが、煙管１４ａ内は高温の燃焼排ガスが通過するため、グリスは短時間で蒸発してしまう。この結果、軸部２６と軸受け２８との摩擦力は大きくなってしまう。
【００３１】
特に、この摩擦が繰り返されることにより、軸受け２８が真鍮で構成されている場合には、真鍮が軸部２６に移着して突起状に成長してしまうことがある。そして、移着した突起状の真鍮が軸受け２８を掘り起こすように削ることになり、回転トルクが多大に増大し、引いては回転機構２２の破損を引き起こしてしまう。
【００３２】
そこで、本実施形態においては以下の構成を採用することにより、回転トルクの低減を図ると共に、回転機構２２の破損の可能性を低減することとしている。
【００３３】
図５は、本実施形態に係る軸受け２８の斜視図である。図５に示すように、本実施形態において軸受け２８は、筒の側面に貫通孔２８ａが形成されている。この貫通孔２８ａは、高温再生器１の設置状態において横向きに配置される筒の鉛直上方位置に形成されている。
【００３４】
また、貫通孔２８ａは、一端がバッフル３０側端部まで開口しており、他端が筒の中部まで開口したスリット形状となっている。加えて、貫通孔２８ａ（スリット）は、筒の軸方向に対して傾きを有して形成されている。
【００３５】
このような構成を有するため、本実施形態においては以下の作用を奏することとなる。図６は、軸部２６及び軸受け２８の断面であり、（ａ）は従来例を示し、（ｂ）は本実施形態のものを示している。
【００３６】
まず、ペレット燃焼灰の多くは、炉筒１０内に、又は、灰集積箱１８に溜まる。しかし、一部の非常に微細なペレット燃焼灰（すなわち煤程度のもの）は、燃焼排ガスと共に煙管１４ａ内を移動して第２煙室３２に至る。
【００３７】
そして、軸部２６と軸受け２８とは、図５に示すように隙間Ｓを有することから、図６（ａ）に示すように、従来、微細なペレット燃焼灰が僅かに軸受け２８の内側に進入する。
【００３８】
一方、本実施形態では軸受け２８に貫通孔２８ａが形成されている。このため、図６（ｂ）に示すように、軸受け２８の内側には従来よりも多くのペレット燃焼灰が進入することとなる。これにより、軸部２６と軸受け２８との間にペレット燃焼灰が介在することとなる。そして、介在したペレット燃焼灰が潤滑材の役割を果たし、軸部２６と軸受け２８との摩擦力を低減して回転トルクの増大を防止することとなる。
【００３９】
特に、本実施形態において貫通孔２８ａは、鉛直上方側に形成されているため、鉛直下方側に形成されている場合よりも、一度軸受け２８の内側に進入したペレット燃焼灰は、簡単に外側に排出されず、ペレット燃焼灰による摩擦力の低減状態を保持し易くすることができる。
【００４０】
加えて、貫通孔２８ａは、一端がバッフル３０側端部まで開口しており、他端が筒の中部まで開口したスリット形状となっている。ここで、ペレット燃焼灰は、軸部２６に乗った状態で、軸受け２８方向に移動するものもある。このようなペレット燃焼灰は、貫通孔２８ａの一端が筒のバッフル３０側端部まで開口していることから、貫通孔２８ａ内に進入し易い。一方、貫通孔２８ａの他端は筒の中部までしか開口していないため、ペレット燃焼灰は貫通孔２８ａの他端壁２８ｂまで到達すると他端壁２８ｂに当たり軸受け２８の内側に落ちることとなる。
【００４１】
さらに、貫通孔２８ａは、筒の軸方向に対して傾きを有して形成されている。より詳細に、貫通孔２８ａは、一端から他端に向けて、軸部２６の回転方向に傾く傾きを有して形成されている。ここで、軸部２６に乗ったペレット燃焼灰は軸部２６の回転方向に移動しながら軸受け２８方向に移動する。よって、軸部２６の回転方向に合わせて、貫通孔２８ａに傾きを設けておくことにより、ペレット燃焼灰が貫通孔２８ａ内に侵入し易いといえる。
【００４２】
このようにして、本実施形態に係る高温再生器１によれば、軸受け２８は、筒の側面に貫通孔２８ａが形成されているため、燃焼排ガスと共に煙管１４ａを通じて流れてくるペレット燃焼灰を筒の側面から軸受け２８の内側に導入することとなる。内側に導入されたペレット燃焼灰は軸部２６との間に介在することとなり、軸部２６と軸受け２８との金属同士の接触を防ぐため、摩擦力の低減に寄与することとなる。従って、回転トルクの低減を図ると共に、回転機構２２の破損の可能性を低減することができる。
【００４３】
また、軸受け２８は、設置状態において鉛直上方側となる位置に貫通孔２８ａが形成されているため、貫通孔２８ａが下方側に設けられている場合と比較して、一度内側に導入したペレット燃焼灰は軸受け２８の外側に排出され難くなる。これにより、ペレット燃焼灰による摩擦力の低減状態を保持し易くすることができる。
【００４４】
また、貫通孔２８ａは、一端が筒のバッフル側端部まで開口し、他端が筒の中部まで開口したスリット形状であるため、軸部２６に乗ったペレット燃焼灰がスリットの一端からスリット内に進入し易くなり、ペレット燃焼灰を軸受け２８の内側に導入し易くすることができる。また、スリットの他端が筒の中部までしか形成されていないため、ペレット燃焼灰はスリットの他端まで到達すると他端壁２８ｂに当たり軸受け２８の内側に落ちることとなる。従って、一層ペレット燃焼灰を軸受け２８の内側に導入し易くすることができる。
【００４５】
また、スリットは筒の軸方向に対して傾きを有する。ここで、軸部２６に乗ったペレット燃焼灰は軸部２６の回転方向に移動しながら軸受け方向に移動する。よって、軸部２６の回転方向に合わせて、スリットに傾きを設けておくことにより、ペレット燃焼灰をスリット内に侵入させ易くすることができる。従って、一層ペレット燃焼灰を軸受け２８の内側に導入し易くすることができる。
【００４６】
加えて、一度ペレット燃焼灰が軸受け２８の内側に入ってしまうとグリスが不要となるため、生産時においてグリスの塗布が必要となるものの、メンテナンス時においてはグリスの塗布が不要となり、メンテナンス時の作業効率の向上を図ることができる。
【００４７】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、上記実施形態において貫通孔２８ａは、軸受け２８の筒の鉛直上方位置に形成されているが、これに限らず、鉛直上方側であればやや下側に形成されていてもよい。すなわち、軸受け２８を鉛直上方側と鉛直下方側に２分割した場合において、鉛直上方側に設けられていてもよい。
【００４８】
また、貫通孔２８ａはスリットでなく、単なる円状の穴であってもよい。さらに、貫通孔２８ａは１つに限らず、複数個形成されていてもよい。
【００４９】
さらに、バッフル３０毎に回転方向が異なる場合には、それに応じてスリットに傾きを設けることが望ましい。
【符号の説明】
【００５０】
１…高温再生器
１０…炉筒
１２…第１煙室（煙室）
１４…煙管式熱交換器
１４ａ…煙管
１６…再生容器（容器）
１８…灰集積箱
２０…モータ
２２…回転機構
２４…回転軸
２６…軸部
２８…軸受け
３０…バッフル
３０ａ…帯板
３２…第２煙室
【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】
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