(57)【要約】【課題】剪定枝を破砕して生成される木材チップを焼却することができる木材チップ燃焼ボイラおよびそれを用いた剪定枝燃焼プラントを提供する。【解決手段】本発明に係る木材チップ燃焼ボイラは、燃料投入口が開口する天板で覆われ燃料投入口から投入される木材チップを燃焼する燃焼部および燃焼部で発生する排ガスを一時的に滞留させる滞留部を有する火炉と、火炉の外周に設置され火炉が放射する熱により加熱される水を貯水する貯水槽と、火炉の下部に設置され火炉へ燃焼用空気を供給する空気室と、空気室から火炉内に延伸し周囲に空気室から供給される空気を噴出する空気噴出孔が穿孔された複数本の空気供給管と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料投入口が開口する天板で覆われ、前記燃料投入口から投入される木材チップを燃焼する燃焼部および前記燃焼部で発生する排ガスを一時的に滞留させる滞留部を有する火炉と、
前記火炉の外周に設置され、前記火炉が放射する熱により加熱される水を貯水する貯水槽と、
前記火炉の下部に設置され、前記火炉へ燃焼用空気を供給する空気室と、
前記空気室から前記火炉内に延伸し、周囲に前記空気室から供給される空気を噴出する空気噴出孔が穿孔された複数本の空気供給管と、を有する木材チップ燃焼ボイラ。
【請求項２】
前記空気供給管が、
前記空気室から真っすぐ上方に延伸する直管型空気供給管と、
前記空気室から前記火炉内に上方に延伸する直管部分と、前記直管部分の途中から水平両方向に延伸する枝管を有し、前記直管部および前記枝管部の周囲に前記空気室から供給される空気を噴出する空気噴出孔が穿孔された十字架型空気供給管と、を有する請求項１に記載の木材チップ燃焼ボイラ。
【請求項３】
前記十字架型空気供給管が前記直管型空気供給管より少ない複数本数である請求項２に記載の木材チップ燃焼ボイラ。
【請求項４】
剪定された剪定枝を木材チップに破砕する破砕機と、
前記破砕機により破砕された木材チップを一時的に貯蔵するチップサイロと、
前記チップサイロに貯蔵された木材チップを燃焼する請求項１から３のいずれか一項に記載の木材チップ燃焼ボイラと、
前記木材チップ燃焼ボイラの前記滞留部から排出される排ガスを水冷する排ガス冷却器と、
前記排ガス冷却器から排出される排ガスを外部に排出する排ガス処理設備と、
前記木材チップ燃焼ボイラの前記貯水槽で生成される温水、および前記ガス冷却器で排ガスにより生成される温水を外部に供給する温水供給設備と、を有する剪定枝燃焼プラント。
【請求項５】
前記排ガス処理設備が、木材チップを乾燥させるために前記排ガス冷却器で冷却された排ガスを前記チップサイロに還流させる還流路を含む請求項４に記載の剪定枝燃焼プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、木材チップ燃焼ボイラおよびそれを用いた剪定枝燃焼プラントに係り、特に剪定枝を破砕して生成される木材チップを焼却することができる木材チップ燃焼ボイラおよびそれを用いた剪定枝燃焼プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、公園、道路等に植えられている街路樹を剪定した結果生じる剪定枝の処理が困難になってきている。
一般ごみとして自治体に処理を依頼すれば処理費が必要となるので、専用の焼却設備により焼却処理することが一般的である。
しかしながら、剪定枝をそのまま燃焼させる際には、ダイオキシンの発生を防止する必要があるだけでなく、騒音、排煙、灰処理にも配慮が必要となる。
そこで、剪定枝を木材チップ状に破砕して葉、苅草を排除した後に浮遊燃焼させる「廃棄物処理方法」がすでに提案されている。（例えば、特許文献１）【０００３】  上記処理方法は、木材チップを浮遊燃焼させることにより、燃焼効率を向上することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開第２０１３−１１１５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】  しかしながら、上記提案に係る廃棄物処理方法は、破砕後の木材チップから葉、苅草を排除させる必要があるだけでなく、木材チップを燃焼する際には補助燃料を連続的に供給することが必要となり、運転費が増加するという課題を生じる。【０００５】  本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、剪定枝を破砕して生成される木材チップを焼却することができる木材チップ燃焼ボイラおよびそれを用いた剪定枝燃焼プラントを提供することを目的とする。【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明に係る木材チップ燃焼ボイラは、燃料投入口が開口する天板で覆われ燃料投入口から投入される木材チップを燃焼する燃焼部および燃焼部で発生する排ガスを一時的に滞留させる滞留部を有する火炉と、火炉の外周に設置され火炉が放射する熱により加熱される水を貯水する貯水槽と、火炉の下部に設置され火炉へ燃焼用空気を供給する空気室と、空気室から火炉内に延伸し周囲に空気室から供給される空気を噴出する空気噴出孔が穿孔された複数本の空気供給管と、を有する。【０００８】  この構成により、木材チップを低灰化率で燃焼させることが可能となる。【０００９】  本発明に係る木材チップ燃焼ボイラは、空気供給管が、空気室から真っすぐ上方に延伸する直管型空気供給管と、空気室から火炉内に上方に延伸する直管部分と直管部分の途中から水平両方向に延伸する枝管を有し直管部および枝管部の周囲に空気室から供給される空気を噴出する空気噴出孔が穿孔された十字架型空気供給管と、を有する。【００１０】  この構成により、木材チップを火炉内に浮遊させた状態で燃焼させることにより灰化率を低減することが可能となる。【００１１】  本発明に係る木材チップ燃焼ボイラは、十字架型空気供給管が直管型空気供給管より少ない複数本数である。【００１２】  この構成により、木材チップを火炉全体に浮遊させることが可能となるだけでなく、木材チップが底板に堆積することを防止することが可能となる。【００１３】  本発明に係る剪定枝燃焼プラントは、剪定された剪定枝を木材チップに破砕する破砕機と、破砕機により破砕された木材チップを一時的に貯蔵するチップサイロと、チップサイロに貯蔵された木材チップを燃焼する木材チップ燃焼ボイラと、木材チップ燃焼ボイラの滞留部から排出される排ガスを水冷する排ガス冷却器と、排ガス冷却器から排出される排ガスを外部に排出する排ガス処理設備と、木材チップ燃焼ボイラの貯水槽で生成される温水およびガス冷却器で排ガスにより生成される温水を外部に供給する温水供給設備と、を有する。【００１４】  この構成により、剪定枝を低灰化率で焼却することが可能となるだけでなく、温水を外部に供給することが可能となる。【００１５】  本発明に係る剪定枝燃焼プラントは、排ガス処理設備が、木材チップを乾燥させるために排ガス冷却器で冷却された排ガスをチップサイロに還流させる還流路を含む。【００１６】  この構成により、プラント全体の熱効率をさらに向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】  本発明に係る木材チップ燃焼ボイラは、木材チップを助燃なしで灰化率０．３％程度まで焼却処分することができる。【００１８】  また、本発明に係る剪定枝燃焼プラントは、街路樹等の剪定により生じる剪定枝を、木材チップに破砕し、燃焼させることにより、灰化率０．３％程度まで焼却処分することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】木材チェップ燃焼ボイラの三面図である。
【図２】木材チェップ燃焼ボイラの斜視図である。
【図３】底板および燃焼部の斜視図である。
【図４】木材チェップ燃焼ボイラを適用した剪定枝燃焼プラントの三面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下本発明の実施形態を、図面を参照しつつ、説明する。
図１は本発明に係る木材チェップ燃焼ボイラの三面図であり、図２は木材チェップ燃焼ボイラの斜視図である。
【００２１】  すなわち、本発明に係る木材チェップ燃焼ボイラ１０は、ボイラ１１と、サイクロン１２を外壁１３により一体に覆った構造を有する。
ボイラ１１は、底板１４により上部の燃焼室１５と下部の空気室１６に二分割されている。
なお、燃焼室１５は下部の木材チップが燃焼する燃焼部１５１と、上部の排ガスが滞留する滞留部１５２とから構成されている。
【００２２】  底板１４には、複数（例えば１４個）の孔が穿孔されており、空気室１６から燃焼室１５に空気を供給するようになっている。
【００２３】  図３は底板および燃焼部の斜視図であって、底板１４に穿孔された孔には、燃焼部内に延伸する複数本（例えば１１本）の直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋが挿入されている。
なお、直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋの上端部は閉塞されているものとする。
この直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋの各々の周壁には、１００個程度の小孔が穿孔されており、燃焼部内に空気を噴出するようになっている。
【００２４】  さらに、底板１４に穿孔された孔には、直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋより少ない本数（例えば３本）の十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃが挿入されている。
なお、十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃの上端部および水平管の両端部も閉塞されているものとする。
この十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃの周壁にも１００個程度の小孔が穿孔されており、燃焼部内に空気を噴出する
【００２５】  なお、直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋは略燃焼部１５１の上端まで到達する長さを有し、十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃは直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋの略３分の１の長さを有することが望ましい。
【００２６】  滞留部１５２とサイクロン１２は、滞留部１５２に滞留した排ガスをサイクロンに導くダクト１９によって連結されている。
また、燃焼室１１、サイクロン１２およびダクト１９の外側と外壁１３の間の空間は貯水槽として機能する。
【００２７】  外壁１３の上部は、燃焼部に木材チップを供給する木材チップ投入口２０１、サイクロンから排出される排ガスを排出する排ガス排出口２０２、および蒸気を大気に放出する放出口２０３が設けられた天板２０によって覆われている。
さらに、外壁には貯水槽に水を供給する給水口２１および貯水槽で生成される湯水を取り出す出湯口２２が設置される。
【００２８】  図４は、本発明に係る木材チェップ燃焼ボイラを適用した剪定枝燃焼プラントの三面図である。
すなわち、剪定枝燃焼プラント１は、ベルトコンベア５１、破砕機５２、第１のスラットコンベア５３、木材チップサイロ５４、第２のスラットコンベア５５、木材チップ燃焼ボイラ１０、排ガス冷却器５６、バグフィルタ５７および排ガス処理設備５８で構成されている。
【００２９】  トラック等で搬入される剪定枝は、ベルトコンベア５１によって、破砕機５２の上部ホッパに搬送される。
上部ホッパに投入された剪定枝は、破砕機５２によって、略５０ミリメートル角、厚さ略１０ミリメートルの木材チップに破砕される。
【００３０】  破砕機５２で生成された木材チップは、第１のスラットコンベア５３により、木材チップサイロ５４に搬送される。
木材チップは、乾燥のために、木材チップサイロ５４に一時的に保管される。なお、木材チップサイロ５４の底面はベルトコンベアとなっており、第１のスラットコンベア５３から投入された木材チップは、木材チップサイロ５４の出口に設置されている第２のスラットコンベア５５に向かって搬送される。
【００３１】  木材チップサイロ５４の出口に到達した木材チップは、第２のスラットコンベア５５により、木材チェップ燃焼ボイラ１０上部の木材チップ投入口２０１に搬送され、一定量毎に燃焼部に投入される。
【００３２】  燃焼室に投入された木材チップは、直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋおよび十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃから噴出する空気により撹拌されて燃焼する。
すなわち、直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋから水平方向に噴出する空気は、一定量毎に投入される木材チップを燃焼部内に分散し、木材チップの燃焼を促進する。
さらに、十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃの水平方向枝管から噴出する空気は、木材チップが底板１４に堆積することを抑制し、木材チップの燃焼を促進する。
【００３３】  直管型空気供給管１７ａ〜１７ｋおよび十字架型空気供給管１８ａ〜１８ｃを流動する空気は、木材チップの燃焼熱による加熱膨張により噴出速度は増速され、木材チップの拡散は一層促進されることとなる。
【００３４】  なお、木材チップ燃焼ボイラ１０の起動時は、バーナにより着火することが必要であるが、通常運転時はバーナ等による助燃は必要ない。
さらに、木材チップは、燃焼部全体で燃焼するためほぼ完全に焼却することが可能となり、通常８％程度である灰化率を１０分の１以下の０．３％程度にすることができる。
【００３５】  燃焼部１５１で発生する排ガスは滞留部１５２に滞留して下方から加熱されるため、温度は８００℃程度に達し、排ガス中におけるダイオキシンの発生を防止している。
滞留部１５２に滞留した排ガスは、ダクト１９を介してサイクロンに入り、旋回流動して塵芥が分離除去され、排ガス排出口２０２から排出される。
【００３６】  排ガス排出口２０２から排出された排ガスは、排ガス冷却器５６において水冷却され、バグフィルタ５７を通過後、排ガス処理設備５８により排出される。
【００３７】  排ガス処理設備５８は排風機を含み、木材チップ燃焼ボイラ１０内の排ガスを吸引することにより、木材チップ燃焼ボイラ１０内の圧力を負圧とし、木材チップ燃焼ボイラ１０から排ガスが漏洩することを防止している。
【００３８】  なお、排ガス処理設備５８から排出される排ガスを還流路５９により木材チップサイロ５４に供給し、木材チップ乾燥用の熱源として使用してもよい。
【００３９】  また、木材チップ燃焼ボイラ１０の貯水槽で生成される湯は、給湯等に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】  以上説明したように、本発明に係る木材チップ燃焼ボイラは、木材チップを助燃なしで灰化率０．３％程度まで焼却処分することができ、産業上有用である。
また、本発明に係る剪定枝燃焼プラントは、街路樹等の剪定により生じる剪定枝を、木材チップに破砕し、燃焼させることにより、灰化率０．３％程度まで焼却処分することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００４１】１０・・・木材チェップ燃焼ボイラ
１１・・・ボイラ
１２・・・サイクロン
１３・・・外壁
１４・・・底板
１５・・・燃焼室
１６・・・空気室
１７ａ〜１７ｋ・・・直管型空気供給管
１８ａ〜１８ｃ・・・十字架型空気供給管
１９・・・ダクト
２０・・・天板
５１・・・ベルトコンベア
５２・・・破砕機
５３・・・第１のスラットコンベア
５４・・・サイロ
５５・・・第２のスラットコンベア
５６・・・排ガス冷却器
５７・・・バグフィルタ
５８・・・排ガス処理設備
５９・・・排ガスを還流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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