(57)【要約】      （修正有）【課題】植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置を提供する。【解決手段】含水の植物性廃材１を供給槽からベルトコンベアによって一次破砕器にて破砕して、貯蔵槽に供給して、燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている二次破砕機を経て、次工程へ搬送するベルトコベアからなる原料定量貯蔵槽２と、原料定量貯蔵槽２から供給された破砕状含水植物性廃材に燃焼排ガスを供給流通させることによって、部分的に乾燥させる混合型撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付けた撹拌機を内装している混合乾燥容器４と、混合乾燥容器４から供給された乾燥した破砕状キノコ廃菌床体縦型を羽根付き搬送コンベア１１にて搬送されて、ロータリーバルブ２０を経て、乾燥した植物性廃材の燃料を定量的に供給できる定量供給機１３と、乾燥植物性廃材の破砕物を使用した燃焼炉１６と、燃焼ガスによる多管式流通熱交換機によって水蒸気・熱水発生する貫流ボイラー器９と、気水分離器１８を経由して水蒸気発生器５と、からなる。【選択図】図１
0003196858.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
５０重量％以上の水分を含有している植物性廃材である含水バイオマスを燃料とした乾燥−燃焼処理による水蒸気発生装置において、含水の植物性廃材を供給槽からベルトコンベアによって一次破砕器にて破砕して、貯蔵槽に供給して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている二次破砕機を経て、次工程へ搬送するベルトコベアからなる原料定量貯蔵槽と、前記の原料定量貯蔵槽から供給された破砕状含水植物性廃材に燃焼排ガスを供給流通させることによって、部分的に乾燥させる混合型撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付けた撹拌機を内装している混合乾燥容器と、前記混合乾燥容器から供給された乾燥した破砕状キノコ廃菌床体縦型を羽根付き搬送コンベアにて搬送されて、ロータリーバルブを経て、前記乾燥した植物性廃材の燃料を定量的に供給できる定量供給機と、前記乾燥植物性廃材の破砕物を使用した燃焼炉と、燃焼ガスによる多管式流通熱交換機によって水蒸気・熱水発生する貫流ボイラー器と、気水分離器を経由して水蒸気発生器と、からなることを特徴とする植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項２】
原料定量貯蔵槽は、５０重量％以上の含水の植物性廃材を供給槽からベルトコベアによって搬送され、当該貯蔵槽の頭頂部にカッター付き回転ロールの破砕器にてブロック状から２〜５０ｍｍ程度の破砕物に破砕して、直径１０００〜３０００ｍｍ、高さ２０００〜５０００ｍｍの貯蔵槽に供給して、一定量貯蔵して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている２〜１０本のスクリュー式回転ロールコンベアによって０・５〜３０ｍｍの粒子に二次破砕を経て、ベルトコンベアと、空気搬送によって搬出されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項３】
５０重量％以上含水の植物性廃材を、撹拌羽根アームの回転によって乾燥・撹拌できる混合乾燥容器は、長さ２０００〜５０００ｍｍ、直径５００〜１０００ｍｍφの円筒形容器であり、原料植物性廃材を原料定量貯蔵槽にある回転ロラーとスクリューコンベアによって破砕した原料を、燃焼炉部で排出される燃焼排ガスを、前記容器での乾燥植物性廃材の取り出し口付近から導入して原料導入口付近にある煙道ガス部から排出されるように、２００〜３５０℃の温度の燃焼排ガスを混合乾燥容器内に流通させて、１０〜２０重量％の水分含有まで前記廃菌床体を乾燥できるように燃焼排ガスの熱風を供給して、容器内で０．１〜３０ｍｍの範囲の粒度の植物性廃材の破砕体を流動的に完全に均一掻き混ぜできるように、掻き混ぜ機能を持つスパイラル式撹拌アーム羽根を取り付けていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項４】
貯蔵している植物性廃材を一定量供給しながら、前記廃菌床塊部を一次的粗破砕した後、次にカッター棒付き高速回転粉砕機によって二次的粉末化した、二段粉砕処理した原料定量貯蔵槽を経て、さらに部分的乾燥処理を行った混合乾燥容器から次の燃焼器に投入する前に、粉砕機付搬送コンベア部は、乾燥された植物性廃材原料を横型羽根付き搬送コンベアによって搬送して、回転ロータリバブルによって、ブロック部分を粉砕して、定量的に燃焼炉内に供給できるようにしていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項５】
部分的乾燥植物性廃材の破砕物を焼成炉の上部から落下的に供給して、燃焼原料に使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸１０００ｍｍ〜３０００ｍｍ、外寸１５００ｍｍ〜４０００ｍｍで、高さ１５００ｍｍ〜４０００ｍｍであり、円筒部を燃焼部にして、縦円筒状燃焼部の上部から部分的乾燥し植物性廃材たを投入して、底部に置かれている縦横５００〜２０００ｍｍの正方形の格子状盤の皿を設置して、その皿内で燃焼を起こし、燃焼済の灰分の燃焼滓を自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、燃焼効率を高めるために植物性廃材の乾燥燃料と空気ノズルからの空気を調節的に供給できるようにして、燃焼効率を高めるために、燃料を空気流とともに内壁に沿ってラセン状に上昇させるために、円筒状燃焼部の縦方向に４〜１０箇所の空気吹き込み口を設置して、燃料の投入口の下位での各高さ位には４〜８箇所に空気吹き込みノズルを取り付けて、その空気風速を５０ｍ／秒〜１００ｍ／秒で、ノズルの方向を中心点に対して１５〜３５°の角度にして、さらに燃料投入口の直下には燃料の空気による攪拌のために空気吹き込みノズルを２〜３箇所、ノズルの方向を中心点に直角に取り付けていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項６】
燃焼部の格子状盤の受け皿は、セラミック製であって、大きさとして５００ｍｍ〜２０００ｍｍの正方形で、空隙目幅を５ｍｍ〜１０ｍｍの格子状、又は網目状であって、前記受け皿上に供給する植物性廃材の乾燥燃料に対して空気ノズルからの空気を１０００Ｌ〜５０００Ｌ（空気）／ｋｇ（燃料）で供給して、燃焼滓を受け皿から落下できるようにしていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項７】
円筒状燃焼部の上部１０００〜２０００ｍｍに位置する熱水発生貫流ボイラー器は、３０ｍｍ〜１００ｍｍφのパイプを縦型多管に設置して、前記の燃焼ガス熱風を流通させることによるマルチパイプ式熱交換方式で５００℃以上の温度で加熱して、水タンクから供給された水を、蒸気熱水にして、気水分離器を経由して水蒸気を発生させる加熱ボイラー機能であり、前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、排気ガス処理部での熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項８】
貫流ボイラー器の熱交換式蒸気発生は、燃焼ガスによる効率的熱交換するために、３０〜１００ｍｍ径の金属パイプ１０〜３０本をボイラー円周周りに縦並列に配管して、パイプをボイラー内空間容積で２０〜６０％に取り付けて、パイプ交換器の内部には、水を１〜２０ｍ３／分の流速で供給して、１００〜２００℃の水蒸気を２５〜５００ｍ３の水蒸気を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【請求項９】
植物性廃材は、間伐材、街路樹の枝打ち材、住宅廃材、竹材、キノコ廃菌床を、１〜１００ｍｍに破砕したものであって、水分を５０％以上含有しているものであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、特に水分を多く含む植物性廃材の塊状物を破砕・混合・乾燥操作において低水分量にする乾燥した後に、燃焼装置からの排ガスによって原料を部分的に乾燥処理した燃料によって水蒸気等の発生装置の燃焼炉を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】貯蔵ホッパー内に回転羽根軸を設けて、水分を多量に含有する収納物の流動性を増しているが、高い粘着性を持つ物質には適性ではなく、回転軸・羽根に張り付き、ケースとの間に物質が挟まり取出しを困難にしている。回転軸が止まる場合がある。これに対して種々提案がある（特許文献１〜３参照）。今で水分の高いエノキ茸菌床体については、乾燥時に破砕、掻き出し機において十分な結果が得られていない。【０００３】またオカラは高たんぱくの食品加工残渣であり、養魚用飼料や畜産飼料として広く採用されている。このオカラを発酵処理して使用する手段として、オカラを繊維分解酵素枯草菌で予備発酵させて脱水乾燥させ、これに他の原料を添加混合する混合飼料が開示されている（特許文献１参照）。【０００４】またイカ肝臓が摂餌誘引効果を有することが知られているが、生のまま乾燥配合飼料として利用されることは無く、一旦粉末状に形成した後に配合飼料の原料として使用している。また、他の配合原料との混合物を混練、加熱、加圧処理して製出する魚類飼料が開示されている（特許文献２参照）。【０００５】また好熱性みろく菌種を海産物残渣等の有機素材に添加し好気性条件下高温発酵させることを特徴とした飼料添加物、液状飼料添加物、飼料およびそれらの製造方法が開示されており（特許文献３参照）、好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３をエビ及び／またはカニの残渣等の有機素材に添加し、好気条件下かつ５０〜９０℃で発酵させることによって得られる生態環境改良資材が開示されている（特許文献４参照）。【０００６】木材は、加工する工程で多量の廃材が発生する。木材の廃材は、木材を削って発生するプレーナー屑、種々の廃材の混合物、ＭＤＦやパーティクルボード等の廃材を粉砕した水分を含む屑、木片や皮を破砕した屑等が多量に発生する。これ等の木質系バイオマスは、焼却して廃棄しているのが実状で、焼却して廃棄するときに発生する熱エネルギーは有効に利用されていない。【０００７】一方、天然の木材は、金属やプラスチックでは得られない自然木に独特の美しさと風合いはあるが、未乾燥な状態で使用すると、時間が経過するにしたがって、変形して狂いが発生し、あるいは収縮して隙間ができる等の欠点がある。この欠点は、木材を充分に乾燥して隙間を少なくできる。しかしながら、木材を充分に乾燥するには、長期間にわたって放置するか、あるいは加熱して水分を強制的に除去する必要がある。強制的に水分を除去する方法は、短時間で乾燥できるが、多量の熱エネルギーを消費するので、ランニングコストが高くなる欠点がある。【０００８】木材乾燥のランニングコストを低減することを目的として、水分を含有する木質系バイオマスを燃焼させるときに発生する熱エネルギーを有効利用する乾燥方法が開発されている（特許文献１参照）。【０００９】この文献では、耐火室の床部に炉、室内中央部に生木の桟積部、室内の適宜箇所に設置した対流送風装置、および室内と木材中心部に配置した温度センサーを有し、炉内に、木屑、解体材あるいは木片等の廃材を燃焼材として入れ、その表面を、プレーナー屑、カンナ屑、樹皮あるいは古紙等の廃材で着火材としてカバーし、そして炉のフタをし、着火後は、排気ダクト等の空気調整により、炉内を不完全燃焼させ、また室温を７５〜８０℃の範囲に調整し、煙および熱風を対流送風装置にて循環させて乾燥対象木材および外気温度に応じ約３〜５日間低温燻煙乾燥し、室内温度と外気温度および木材の中心部温度差が８℃以内になるまで放置する工程からなる木材の燻煙乾燥方法が記載される。【００１０】従来より、鶏糞、家畜糞、家庭ゴミなどその他の含水有機廃棄処理物を乾燥処理する外熱式の乾燥炉や焼却炉が知られている。また、乾燥炉と焼却炉を組み合わせて、焼却炉の燃焼排ガスを乾燥炭化炉の熱源として利用する提案もあった。（特許文献１、２、３参照。）【００１１】水分を５０％以上含有する植物性廃材は堆肥への利用がほとんどであったが、この高含水植物性廃材に関する乾燥については、燃料での再利用としての燃焼方法の情報は存在していない。とくに植物性廃材の再利用については燃焼として熱源発生、水蒸気発生への利用はほとんど知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２８９９９４号公報。
【特許文献２】特許３０２３５３４号公報。
【特許文献３】特許３３１４３０２号公報。
【特許文献４】特開２００３−２１９８６４号公報。
【特許文献１】特開平５−１６４３１４号公報
【特許文献２】特開平６−１５９６３５号公報
【特許文献３】特開２００２−３５６３１９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】水分５０％以上の高含水の植物性廃材で、粘性の高い塊状廃棄物を処理する場合において、貯蔵ホッパの下部に排出スクリューコンベヤ、押出し用の縦板付コンベヤ、パンコンベヤ、スクレーパコンベヤ等の搬送機での切り出し装置が提案されているが、廃棄物を貯蔵する貯蔵ホッパでは、ホッパ内に多量の塊状物質を堆積させると、熱処理を施す場合に破砕、撹拌・切り出し、掻き出し装置に、物質を排出するための負荷だけでなく、堆積した物質の重量が余分な負荷として加えて、十分な撹拌・排出処理ができないのが現状である。【００１４】本考案はこのような水分の多い塊状物で持って、若干の粘性を持つ植物性廃材を燃焼前途中で部分的に乾燥できる乾燥撹拌容器と熱処理装置を持つことが重要である。前記問題点を解決した装置を提供することを課題として、特に５０％以上多量の水分を含有し、塊状状態である植物性廃材を再利用する場合に、粉砕した後十分に均一に近い状態で乾燥できる排熱などの熱風で処理して、処理物が水分を均一に２０％以下にすることなどの熱処理方法によって有効な燃焼原料になる植物性廃材に仕上げることが可能な排ガスによる乾燥を確立して、適度な状態で燃焼に持って行くことができる燃焼装置に仕上げることを目的としている。【００１５】とくに、高含水の植物性廃材燃料を燃焼させる時ダイオキシン等の有害物質を発生させる物質が含まれる場合、排気ガスに含まれる有害物質を高温で焼却して消失できない欠点もある。さらにまた、高含水の植物性廃材を特定な状態で燃焼材として使用する必要があるので、水分を多く含有する高含水の植物性廃材燃料を入れることは燃焼炉内の温度を高温に上げることが極めて難しく、またその燃料投入れる量の制御も難しいとされている。【００１６】さらに、以上の文献に記載される方法は、小型の燃焼炉で高含水の植物性廃材を燃焼するときに発生する熱エネルギーを木材の乾燥にのみ使用するので、その他の燃焼、暖房燃料などの用途に有効利用ではできない。水分を多量に含有する高含水の植物性廃材燃料をした小型燃焼炉の提案はほとんどない。【００１７】本考案は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。５０％以上の破砕状高含水の植物性廃材燃料を燃焼して発生する熱エネルギーを有効に利用して燃焼前に、植物性廃材チップを乾燥して燃料にする、高含水の植物性廃材を極めて経済的に乾燥して燃料として利用できることに加えて、含水高含水の植物性廃材を乾燥して理想的な温度に制御しながら、燃料用チップからできる高含水の植物性廃材燃料の発生熱利用方法を提供することにある。【００１８】また、高含水の植物性廃材を燃焼するときに発生する熱エネルギーが減少して、燃料として有効利用して農業用ビニールハウス内の植物を栽培する温室の温度をコントロールして、理想的な環境に加温できる高含水の植物性廃材の発生熱利用方法、水蒸気発生装置を提供することにある。【００１９】また、従来装置は、高含水の植物性廃材燃料は水分が多くて、また粘性の高い塊状物でもあるので、処理に多大な化石燃料の費用を要している。含水している高含水の植物性廃材燃料を乾燥して、温室、ビニールハウスなどの暖房の燃料に利用を検討されているが、十分な方法、装置、および水蒸気発生システム、及び暖房システムは提供されていない。【００２０】本考案者は、高含水のキノコ廃菌床体燃料より一層の省資源化と無公害化（環境保全）に寄与するために、チップの形状の高含水の植物性廃材を系内の予熱で乾燥して、有効な高含水の植物性廃材燃料としての熱源を循環させながら農業施設の温水の燃料にするためのシステム開発をおこなうことを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】５０重量％以上の水分を含有している植物性廃材である含水バイオマスを燃料とした乾燥−燃焼処理による水蒸気発生装置において、含水の植物性廃材を供給槽からベルトコンベアによって一次破砕器にて破砕して、貯蔵槽に供給して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている二次破砕機を経て、次工程へ搬送するベルトコベアからなる原料定量貯蔵槽と、前記の原料定量貯蔵槽から供給された破砕状含水植物性廃材に燃焼排ガスを供給流通させることによって、部分的に乾燥させる混合型撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付けた撹拌機を内装している混合乾燥容器と、前記混合乾燥容器から供給された乾燥した破砕状キノコ廃菌床体縦型を羽根付き搬送コンベアにて搬送されて、ロータリーバルブを経て、前記乾燥した植物性廃材の燃料を定量的に供給できる定量供給機と、前記乾燥植物性廃材の破砕物を使用した燃焼炉と、燃焼ガスによる多管式流通熱交換機によって水蒸気・熱水発生する貫流ボイラー器と、気水分離器を経由して水蒸気発生器と、からなる植物性廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置である。【００２２】原料定量貯蔵槽は、５０重量％以上の含水の植物性廃材を供給槽からベルトコベアによって搬送され、当該貯蔵槽の頭頂部にカッター付き回転ロールの破砕器にてブロック状から２〜５０ｍｍ程度の破砕物に破砕して、直径１０００〜３０００ｍｍ、高さ２０００〜５０００ｍｍの貯蔵槽に供給して、一定量貯蔵して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている２〜１０本のスクリュー式回転ロールコンベアによって０・５〜３０ｍｍの粒子に二次破砕を経て、ベルトコンベアと、空気搬送によって搬出されるようになっている。【００２３】５０重量％以上含水の植物性廃材を、撹拌羽根アームの回転によって乾燥・撹拌できる混合乾燥容器は、長さ２０００〜５０００ｍｍ、直径５００〜１０００ｍｍφの円筒形容器であり、原料植物性廃材を原料定量貯蔵槽にある回転ロラーとスクリューコンベアによって破砕した原料を、燃焼炉部で排出される燃焼排ガスを、前記容器での乾燥植物性廃材の取り出し口付近から導入して原料導入口付近にある煙道ガス部から排出されるように、２００〜３５０℃の温度の燃焼排ガスを混合乾燥容器内に流通させて、１０〜２０重量％の水分含有まで前記廃菌床体を乾燥できるように燃焼排ガスの熱風を供給して、容器内で０．１〜３０ｍｍの範囲の粒度の植物性廃材の破砕体を流動的に完全に均一掻き混ぜできるように、掻き混ぜ機能を持つスパイラル式撹拌アーム羽根を取り付けている。【００２４】貯蔵している植物性廃材を一定量供給しながら、前記廃菌床塊部を一次的粗破砕した後、次にカッター棒付き高速回転粉砕機によって二次的粉末化した、二段粉砕処理した原料定量貯蔵槽を経て、さらに部分的乾燥処理を行った混合乾燥容器から次の燃焼器に投入する前に、粉砕機付搬送コンベア部は、乾燥された植物性廃材原料を横型羽根付き搬送コンベアによって搬送して、回転ロータリバブルによって、ブロック部分を粉砕して、定量的に燃焼炉内に供給できるようにしている。【００２５】部分的乾燥植物性廃材の破砕物を焼成炉の上部から落下的に供給して、燃焼原料に使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸１���００〜３０００ｍｍ、外寸１５００〜４０００ｍｍで、高さ１５００〜４０００ｍｍであり、円筒部を燃焼部にして、縦円筒状燃焼部の上部から部分的乾燥し植物性廃材たを投入して、底部に置かれている縦横５００〜２０００ｍｍの正方形の格子状盤の皿を設置して、その皿内で燃焼を起こし、燃焼済の灰分の燃焼滓を自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、燃焼効率を高めるために植物性廃材の乾燥燃料と空気ノズルからの空気を調節的に供給できるようにして、燃焼効率を高めるために、燃料を空気流とともに内壁に沿ってラセン状に上昇させるために、円筒状燃焼部の縦方向に４〜１０箇所の空気吹き込み口を設置して、燃料の投入口の下位での各高さ位には４〜８箇所に空気吹き込みノズルを取り付けて、その空気風速を５０ｍ／秒〜１００ｍ／秒で、ノズルの方向を中心点に対して１５〜３５°の角度にして、さらに燃料投入口の直下には燃料の空気による攪拌のために空気吹き込みノズルを２〜３箇所、ノズルの方向を中心点に直角に取り付けている。【００２６】燃焼部の格子状盤の受け皿は、セラミック製であって、大きさとして５００〜２０００ｍｍの正方形で、空隙目幅を５〜１０ｍｍの格子状、又は網目状であって、前記受け皿上に供給する植物性廃材の乾燥燃料に対して空気ノズルからの空気を１０００〜５０００Ｌ（空気）／ｋｇ（燃料）で供給して、燃焼滓を受け皿から落下できるようにしている。【００２７】円筒状燃焼部の上部１０００〜２０００ｍｍに位置する熱水発生貫流ボイラー器は、３０〜１００ｍｍφのパイプを縦型多管に設置して、前記の燃焼ガス熱風を流通させることによるマルチパイプ式熱交換方式で５００℃以上の温度で加熱して、水タンクから供給された水を、蒸気熱水にして、気水分離器を経由して水蒸気を発生させる加熱ボイラー機能であり、前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、排気ガス処理部での熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出する。【００２８】貫流ボイラー器の熱交換式蒸気発生は、燃焼ガスによる効率的熱交換するために、３０〜１００ｍｍ径の金属パイプ１０〜３０本をボイラー円周周りに縦並列に配管して、パイプをボイラー内空間容積で２０〜６０％に取り付けて、パイプ交換器の内部には、水を１〜２０ｍ３／分の流速で供給して、１００〜２００℃の水蒸気を２５〜５００ｍ３の水蒸気を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに植物性廃材燃料を使用した水蒸気発生装置。【００２９】植物性廃材は、間伐材、街路樹の枝打ち材、住宅廃材、竹材、キノコ廃菌床を、１〜１００ｍｍに破砕したものであって、水分を５０％以上含有しているものである。
【考案の効果】
【００３０】５０％含水以上の植物性廃材等の原料は、バイオマス原料として乾燥処理によって有効利用されて、乾燥処理が困難であった原料の粉砕・破砕処理によって、前記の廃棄物を有効に利用できた。植物性廃材は高含水バイオマス原料として燃焼装置内で乾燥処理を行い、燃料として活用できる状態になった。【００３１】本考案の木質系バイオマスの水蒸気発生熱利用方法は、含水植物性廃材のバイオマス燃料を燃焼して発生する熱エネルギーを有効に利用して、燃焼前に木材を極めて経済的に乾燥できる特長がある。とくに、本考案の水蒸気発生熱利用方法は、含水植物性廃材のバイオマス燃料を燃焼に適した理想的な高温に制御しながら燃焼炉内で乾燥できる燃料にしている特長がある。【００３２】それは、発生熱利用方法が、高含水の植物性廃材を燃焼する熱エネルギーを有効利用して水と空気を加熱し、得られた蒸気と熱風を木材乾燥サイロに供給して木材を乾燥すると共に、加熱された温水、水蒸気をビニールハウスに供給することができることである。このように、水蒸気発生などの熱利用方法は、温風を活用しながらサイロ内の高含水の植物性廃材体燃料を乾燥温度を調整しながら、極めて理想的に燃料として高含水の植物性廃材を乾燥でき、従来の蒸気式の木材乾燥の１／３〜１／６と超低コストの木材乾燥燃料として可能にしている。【００３３】高含水の植物性廃材の水蒸気の発生熱利用方法は、高含水の植物性廃材を燃焼するときに発生する熱源の循環による熱エネルギーを夜間だけに有効利用して植物を栽培する温室を理想的な環境に加温できる特長がある。とくに、この方法は、高含水の植物性廃材を部分的に乾燥した後燃焼炉で燃焼して、燃焼する温水による熱エネルギーの供給とともに、熱源を供給するなどによって、ビニールハウス、温室を加温することに加えて、植物の生育の熱源を供給しながら栽培できることができる。【００３４】以上の構成よりなるものであり、高含水の植物性廃材を粉砕化した燃料として、これによれば熱源の発生をもたらし、熱源循環機構と排熱回収機構とを有しているので、より一層の省資源化と無公害化の推進が図れる。燃料として資源回収できるので産業上の利用価値が大きい。水蒸気などを利用して発生する熱源は、農業用ビニールハウスなどの温室暖房の熱源として使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】植物性廃材燃料を使用した水蒸気発生装置の全体図。
【図２】植物性廃材塊の粉砕・原料貯蔵する粉砕機付原料定量貯蔵槽の図。
【図３】撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付撹拌機を内装している混合乾燥容器図。
【図４】植物性廃材燃料を使用した燃焼炉本体の燃焼部と熱交換部の図
【図５】燃焼による熱風での熱交換式水蒸気発生部の図
【考案を実施するための形態】
【００３６】次に本発明の実施の形態について説明する。図１に植物性廃材燃料を使用した水蒸気発生装置の全体図を示し、図２は植物性廃材塊の粉砕・原料貯蔵する粉砕機付原料定量貯蔵槽の図、図３は撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付撹拌機を内装している混合乾燥容器図、図４は植物性廃材燃料を使用した燃焼炉本体の燃焼部と熱交換部の図、図５は燃焼による熱風での熱交換式水蒸気発生部の図を示した。
供給槽所定の原料等を粉砕機付原料定量貯蔵槽に入れ、さらに混合乾燥容器で所定時間攪拌混合を連続的に実施して、菌床の塊状物の粉砕・乾燥処理して、燃焼炉に投入される。
【実施例１】
【００３７】間伐材を、５〜２０ｍｍに破砕した、６０重量％の水分を含有している間伐材である含水バイオマスを燃料とした乾燥−燃焼処理による水蒸気発生装置において、含水の間伐材を供給槽からベルトコンベアによって一次破砕器にて破砕して、貯蔵槽に供給して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている二次破砕機を経て、次工程へ搬送するベルトコベアからなる原料定量貯蔵槽と、前記の原料定量貯蔵槽から供給された破砕状含水間伐材に燃焼排ガスを供給流通させることによって、部分的に乾燥させる混合型撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付けた撹拌機を内装している混合乾燥容器と、前記混合乾燥容器から供給された乾燥した破砕状間伐材縦型を羽根付き搬送コンベアにて搬送されて、ロータリーバルブを経て、前記乾燥した間伐材の燃料を定量的に供給できる定量供給機と、前記乾燥間伐材の破砕物を使用した燃焼炉と、燃焼ガスによる多管式流通熱交換機によって水蒸気・熱水発生する貫流ボイラー器と、気水分離器を経由して温水と水蒸気発生器と、からなる間伐材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置である。【００３８】原料定量貯蔵槽は、６０重量％の含水の間伐材を供給槽からベルトコベアによって搬送され、直径１５００ｍｍ、高さ３０００ｍｍの貯蔵槽に供給して、一定量貯蔵して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている４本のスクリュー式回転ロールコンベアによって０・５〜２０ｍｍの粒子に破砕を経て、ベルトコンベアと、空気搬送によって搬出されるようになった。【００３９】６０重量％の含水の間伐材を、撹拌羽根アームの回転によって乾燥・撹拌できる混合乾燥容器は、長さ５０００ｍｍ、直径５００ｍｍφの円筒形容器であり、原料間伐材を原料定量貯蔵槽にある回転ロラーとスクリューコンベアによって破砕した原料を、燃焼炉部で排出される燃焼排ガスを、前記容器での乾燥間伐材の取り出し口付近から導入して原料導入口付近にある煙道ガス部から排出されるように、３００〜３５０℃の温度の燃焼排ガスを混合乾燥容器内に流通させて、３５重量％の水分含有まで前記間伐材を乾燥できるように燃焼排ガスの熱風を供給して、容器内で０．５〜２０ｍｍの範囲の粒度の間伐材の破砕体を流動的に完全に均一掻き混ぜできるように、掻き混ぜ機能を持つスパイラル式撹拌アーム羽根を取り付けた。【００４０】貯蔵している間伐材を一定量供給しながら、前記間伐材塊部を一次的粗破砕した後、次にカッター棒付き高速回転粉砕機によって二次的粉末化した、二段粉砕処理した原料定量貯蔵槽を経て、さらに部分的乾燥処理を行った混合乾燥容器から次の燃焼器に投入する前に、粉砕機付搬送コンベア部は、乾燥された間伐材原料を横型羽根付き搬送コンベアによって搬送して、回転ロータリバブルによって、ブロック状を粉砕して、定量的に燃焼炉内に供給できるようにした。【００４１】部分的乾燥間伐材の破砕物を焼成炉の上部から落下的に供給して、燃焼原料に使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸１５００ｍｍ、外寸２０００ｍｍで、高さ３５００ｍｍであり、円筒部を燃焼部にして、縦円筒状燃焼部の上部から部分的乾燥した間伐材を投入して、底部に置かれている縦横９００ｍｍの正方形の格子状盤の皿を設置して、その皿内で���焼を起こし、燃焼済の灰分の燃焼滓を自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、燃焼効率を高めるために間伐材の乾燥燃料と空気ノズルからの空気を調節的に供給できるようにして、燃焼効率を高めるために、燃料を空気流とともに内壁に沿ってラセン状に上昇させるために、円筒状燃焼部の縦方向に５０箇所の空気吹き込み口を設置して、燃料の投入口の下位での各高さ位には３００箇所に空気吹き込みノズルを取り付けて、その空気風速を５０ｍ／秒で、ノズルの方向を中心点に対して２５°の角度にして、さらに燃料投入口の直下には燃料の空気による攪拌のために空気吹き込みノズルを３箇所、ノズルの方向を中心点に直角に取り付けた。【００４２】燃焼部の格子状盤の受け皿は、ステンレス製であって、大きさとして９００ｍｍの正方形で、空隙目幅を５０ｍｍの格子状であって、前記受け皿上に供給する間伐材の乾燥燃料に対して空気ノズルからの空気を供給して、燃焼滓を受け皿から落下できるようにした。【００４３】円筒状燃焼部の上部１５００ｍｍに位置する熱水発生貫流ボイラー器は、６０ｍｍφのパイプを縦型多管に設置して、前記の燃焼ガス熱風を流通させることによるマルチパイプ式熱交換方式で８００℃以上の温度で加熱して、水タンクから供給された水を、蒸気熱水にして、気水分離器を経由して水蒸気を発生させる加熱ボイラー機能であり、前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、排気ガス処理部での熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出した。【００４４】貫流ボイラー器の熱交換式蒸気発生は、燃焼ガスによる効率的熱交換するために、６０ｍｍ径の金属パイプ２０本をボイラー円周周りに縦並列に配管して、パイプをボイラー内空間容積で５０％に取り付けて、パイプ交換器の内部には、水を０．８ｍ３／時の流速で供給して、１８０℃の水蒸気を発生させた。
【実施例２】
【００４５】住宅廃材を、５〜２０ｍｍに破砕した、５５重量％の水分を含有している住宅廃材である含水バイオマスを燃料とした乾燥−燃焼処理による水蒸気発生装置において、含水の住宅廃材を供給槽からベルトコンベアによって一次破砕器にて破砕して、貯蔵槽に供給して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている二次破砕機を経て、次工程へ搬送するベルトコベアからなる原料定量貯蔵槽と、前記の原料定量貯蔵槽から供給された破砕状含水住宅廃材に燃焼排ガスを供給流通させることによって、部分的に乾燥させる混合型撹拌アーム羽根付掻き混ぜ具を取り付けた撹拌機を内装している混合乾燥容器と、前記混合乾燥容器から供給された乾燥した破砕状住宅廃材縦型を羽根付き搬送コンベアにて搬送されて、ロータリーバルブを経て、前記乾燥した住宅廃材の燃料を定量的に供給できる定量供給機と、前記乾燥住宅廃材の破砕物を使用した燃焼炉と、燃焼ガスによる多管式流通熱交換機によって水蒸気・熱水発生する貫流ボイラー器と、気水分離器を経由して温水と水蒸気発生器と、からなる住宅廃材燃料を使用した温水・水蒸気発生装置である。【００４６】原料定量貯蔵槽は、５５重量％の含水の住宅廃材を供給槽からベルトコベアによって搬送され、直径１５００ｍｍ、高さ３０００ｍｍの貯蔵槽に供給して、一定量貯蔵して、前記燃料原料を貯蔵槽内の下部に設置されている４本のスクリュー式回転ロールコンベアによって０・５〜２０ｍｍの粒子に破砕を経て、ベルトコンベアと、空気搬送によって搬出されるようになった。【００４７】５５重量％の含水の住宅廃材を、撹拌羽根アームの回転によって乾燥・撹拌できる混合乾燥容器は、長さ５０００ｍｍ、直径５００ｍｍφの円筒形容器であり、原料住宅廃材を原料定量貯蔵槽にある回転ロラーとスクリューコンベアによって破砕した原料を、燃焼炉部で排出される燃焼排ガスを、前記容器での乾燥住宅廃材の取り出し口付近から導入して原料導入口付近にある煙道ガス部から排出されるように、３００〜３５０℃の温度の燃焼排ガスを混合乾燥容器内に流通させて、３０重量％の水分含有まで前記住宅廃材を乾燥できるように燃焼排ガスの熱風を供給して、容器内で０．５〜３０ｍｍの範囲の粒度の住宅廃材の破砕体を流動的に完全に均一掻き混ぜできるように、掻き混ぜ機能を持つスパイラル式撹拌アーム羽根を取り付けた。【００４８】貯蔵している住宅廃材を一定量供給しながら、前記住宅廃材塊部を一次的粗破砕した後、次にカッター棒付き高速回転粉砕機によって二次的粉末化した、二段粉砕処理した原料定量貯蔵槽を経て、さらに部分的乾燥処理を行った混合乾燥容器から次の燃焼器に投入する前に、粉砕機付搬送コンベア部は、乾燥された住宅廃材原料を横型羽根付き搬送コンベアによって搬送して、回転ロータリバブルによって、ブロック状を粉砕して、定量的に燃焼炉内に供給できるようにした。【００４９】部分的乾燥住宅廃材の破砕物を焼成炉の上部から落下的に供給して、燃焼原料に使用した燃焼炉本体は、縦型円筒状で内寸１５００ｍｍ、外寸２０００ｍｍで、高さ３５００ｍｍであり、円筒部を燃焼部にして、縦円筒状燃焼部の上部から部分的乾燥した住宅廃材を投入して、底部に置かれている縦横９００ｍｍの正方���の格子状盤の皿を設置して、その皿内で燃焼を起こし、燃焼済の灰分の燃焼滓を自然落下して、底部に蓄積し、適宜排除できるような構造になって、燃焼効率を高めるために住宅廃材の乾燥燃料と空気ノズルからの空気を調節的に供給できるようにして、燃焼効率を高めるために、燃料を空気流とともに内壁に沿ってラセン状に上昇させるために、円筒状燃焼部の縦方向に５０箇所の空気吹き込み口を設置して、燃料の投入口の下位での各高さ位には３００箇所に空気吹き込みノズルを取り付けて、その空気風速を５０ｍ／秒で、ノズルの方向を中心点に対して２５°の角度にして、さらに燃料投入口の直下には燃料の空気による攪拌のために空気吹き込みノズルを３箇所、ノズルの方向を中心点に直角に取り付けた。【００５０】燃焼部の格子状盤の受け皿は、ステンレス製であって、大きさとして９００ｍｍの正方形で、空隙目幅を５０ｍｍの格子状であって、前記受け皿上に供給する間伐材の乾燥燃料に対して空気ノズルからの空気を供給して、燃焼滓を受け皿から落下できるようにした。【００５１】円筒状燃焼部の上部１５００ｍｍに位置する熱水発生貫流ボイラー器は、６０ｍｍφのパイプを縦型多管に設置して、前記の燃焼ガス熱風を流通させることによるマルチパイプ式熱交換方式で８００℃以上の温度で加熱して、水タンクから供給された水を、蒸気熱水にして、気水分離器を経由して水蒸気を発生させる加熱ボイラー機能であり、前記熱交換された排気ガスを、混合乾燥容器に流通させて、排気ガス処理部での熱交換機付きマルチサイクロン内で集塵処理して煙突にて排出した。【００５２】貫流ボイラー器の熱交換式蒸気発生は、燃焼ガスによる効率的熱交換するために、６０ｍｍ径の金属パイプ２０本をボイラー円周周りに縦並列に配管して、パイプをボイラー内空間容積で５０％に取り付けて、パイプ交換器の内部には、水を０．９ｍ３／時の流速で供給して、１７０℃の水蒸気を発生させた。
【符号の説明】
【００５３】１  植物性廃材
２  粉砕機付定量原料貯蔵槽
３  羽根付き回転ローラー
４  混合乾燥容器
５  水蒸気発生装置
６  供給槽
７  掻き混ぜ具
８  サイクロン
９  貫流ボイラー
１０  スパイラルスクリュー型混合撹拌羽根
１１  スクリューコンベア
１２  燃料送風機
１３  定量供給機
１４  スパイラルスクリューの軸
１５  粉砕機
１６  燃焼炉
１７  多管式流通熱交換機
１８  気水分離器
１９  スチーム配管
２０  ロータリーバルブ
２１  回転モーター
２２  保温用蓋
２３  燃焼送風機
２４  粉塵回収
２５  ６軸スクリューコンベア
２６  投入口
２７  排出口
２８  ベルトコンベア
２９  多孔式火格子
３０  乾燥品取り出し容器
３１  水蒸気
３２  火炎・火床
３３  点検口
３４  レベル計
３５  排ガス・燃焼排ガス
３６  水蒸気
３７  煙道
３８  給水タンク
３９  安全弁
４０  煙突
４１  粉末流動状態
４２  完全混合撹拌
４３  空気吹込みノズル
４４  燃焼灰
【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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