(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が貯留された缶体と、
前記缶体内の下部に配置された燃焼部と、
前記缶体内に上下方向に延びて配置されて前記燃焼部に接続された複数の煙管と、
前記燃焼部に装着されたバーナと、を備えるボイラにおいて、
前記バーナは、内部に粉体バイオマス燃料の燃焼により火炎を発生させる燃焼室を備えて、該燃焼室の軸心方向の一端側に粉体バイオマス燃料を供給する粉体燃料供給管が接続され、前記燃焼室の軸心方向の他端側が前記火炎と燃焼ガスとを前記燃焼部に吹き込む火炎噴出口とされ、
前記燃焼部には、前記バーナの前記火炎噴出口から噴出する火炎に同伴されて該火炎噴出口から排出されて前記燃焼部の内底部に落下した燃料粒子の燃焼手段を備え、
前記各煙管は、前記燃焼部に吹き込まれた前記燃焼ガスを、前記缶体の外部と連通する前記缶体内の上部に集合させる、
ことを特徴とするボイラ。
【請求項２】
前記燃焼部は、燃焼用空気を前記燃焼部の内底部に向けて斜め下向きに吹き込む空気供給管を備え、
前記燃焼部における前記空気供給管の上下方向の配置位置は、前記燃焼部における前記火炎噴出口の上下方向の配置位置よりも上方であり、
前記燃焼手段は、前記空気供給管により構成されている
請求項１記載のボイラ。
【請求項３】
前記燃焼手段は、前記燃焼部に前記バーナの火炎噴出口からの火炎を前記燃焼部の内底部に向けて斜め下向きに導入する機能を備え、
前記燃焼部における前記燃焼手段の上下方向の配置位置は、前記燃焼部における前記火炎噴出口の上下方向の配置位置よりも上方であること
を特徴とする請求項１記載のボイラ。
【請求項４】
前記バーナは、前記火炎噴出口が斜め下向きに屈曲形成された構成を備え、
前記燃焼手段は、前記構成を備えたバーナが、前記燃焼部に装着されていること
を特徴とする請求項３記載のボイラ。
【請求項５】
前記バーナは、前記火炎噴出口が斜め下向きとなるように斜めに傾けた姿勢とされ、
前記燃焼手段は、前記姿勢とされたバーナが、前記燃焼部に装着されていること
を特徴とする請求項３記載のボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナで発生させる火炎を導入する燃焼部を備えたボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラとしては、たとえば、水を貯留する缶体の内部に、炉筒のような中空の燃焼部と、この燃焼部に接続された複数の煙管とを備え、更に、燃焼部にバーナが装着された形式のボイラが知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる形式のボイラでは、バーナで燃料を燃焼させることで生じる火炎が燃焼部に導入され、更に、この火炎に伴って生じる燃焼ガスが燃焼部から各煙管に導かれる。これにより、ボイラでは、燃焼ガスの有する熱が、燃焼部の壁面や、各煙管の管壁を介して缶体内に貯留された水と熱交換されるようになっている。
【０００３】
従来、この種のボイラに備えられたバーナの燃料としては、化石燃料が使用されている。
【０００４】
ところで、地球温暖化問題におけるＣＯ２の低減策の１つとしては、再生可能エネルギーの利用を促進することが挙げられ、木材等による所謂木質バイオマスを燃料として利用することが進められている。
【０００５】
木質バイオマスを燃料として利用する場合は、木質バイオマスを粉砕機で粉砕処理して平均粒径が１００μｍ程度の粉体のバイオマス燃料とすることにより、気流中に浮遊させた状態での燃焼（空間燃焼）が可能になる。このため、前記粉体のバイオマス燃料は、バーナの燃料としての利用が行われるようになってきている。
【０００６】
そこで、本発明者等は、ボイラの燃焼部に導入する火炎を発生させるためのバーナとして、粉体のバイオマス燃料を使用可能なバーナを適用することを検討している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１８５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、木質バイオマスは、繊維を含んでいるために均一な粉砕処理が難しく、平均粒径が１００μｍ程度となるように粉砕処理しても、得られる粉体には、バーナの火炎中での空間燃焼では燃え尽きないような大きな粒径の粒子が混入していることがある。
【０００９】
そのため、粉体のバイオマス燃料を使用するバーナでは、バイオマス燃料に前記のような大きな粒径の燃料粒子が混入していると、その燃料粒子の燃え残りが、未燃部分が残った状態のまま火炎に同伴されてバーナから排出される可能性がある。
【００１０】
したがって、ボイラにおいて、燃焼部に導入する火炎を発生させるための従来の化石燃料用のバーナを、粉体のバイオマス燃料を使用するバーナに単に置き換えた場合は、以下のような問題の発生が懸念される。
【００１１】
すなわち、粉体のバイオマス燃料を使用するバーナから未燃部分の残る燃料粒子が排出されると、その燃料粒子は燃焼部に入り、燃焼部の内底部に落下する。しかし、従来のボイラは、化石燃料を空間燃焼させるバーナの使用が前提とされているため、前記のような燃料粒子が燃焼部に入ることは想定されておらず、よって、燃焼室の内底部に落下した燃料粒子を処理するための手段も特に備えていない。
【００１２】
そのため、燃焼部に粉体のバイオマス燃料を使用するバーナを装着したボイラでは、運転時間の経過と共に、燃焼部の内底部に、未燃部分の残る燃料粒子による堆積物が形成される。
【００１３】
ボイラでは蒸気や温水の需要に応じてバーナの運転と運転停止とを繰り返し行うが、燃焼部の内底部に形成される燃料粒子の堆積物は、バーナの運転停止時に燻る可能性があり、このような堆積物の燻りが生じると、ボイラからの煙や悪臭放出の原因となる。また、燃焼部の内底部における堆積物が多くなった場合は、バーナの運転再開時に堆積物の予期せぬ燃焼が急激に生じて、不完全燃焼を伴う異常燃焼を引き起こす虞もある。
【００１４】
そこで、本発明は、燃焼部に導入する火炎を発生させるためのバーナの燃料として粉体のバイオマス燃料を使用することができ、且つ燃焼部の内底部に未燃部分の残る燃料粒子による堆積物が生じることを防止することができるボイラを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、前記課題を解決するために、水が貯留された缶体と、前記缶体内の下部に配置された燃焼部と、前記缶体内に上下方向に延びて配置されて前記燃焼部に接続された複数の煙管と、前記燃焼部に装着されたバーナと、を備えるボイラにおいて、前記バーナは、内部に粉体バイオマス燃料の燃焼により火炎を発生させる燃焼室を備えて、該燃焼室の軸心方向の一端側に粉体バイオマス燃料を供給する粉体燃料供給管が接続され、前記燃焼室の軸心方向の他端側が前記火炎と燃焼ガスとを前記燃焼部に吹き込む火炎噴出口とされ、前記燃焼部には、前記バーナの前記火炎噴出口から噴出する火炎に同伴されて該火炎噴出口から排出されて前記燃焼部の内底部に落下した燃料粒子の燃焼手段を備え、前記各煙管は、前記燃焼部に吹き込まれた前記燃焼ガスを、前記缶体の外部と連通する前記缶体内の上部に集合させる構成を有するボイラとする。
【００１６】
前記燃焼部は、燃焼用空気を前記燃焼部の内底部に向けて斜め下向きに吹き込む空気供給管を備え、前記燃焼部における前記空気供給管の上下方向の配置位置は、前記燃焼部における前記火炎噴出口の上下方向の配置位置よりも上方であり、前記燃焼手段は、前記空気供給管により構成された構成としてある。
【００１７】
前記燃焼手段は、前記燃焼部に前記バーナの火炎噴出口からの火炎を前記燃焼部の内底部に向けて斜め下向きに導入する機能を備え、前記燃焼部における前記燃焼手段の上下方向の配置位置は、前記燃焼部における前記火炎噴出口の上下方向の配置位置よりも上方である構成としてある。
【００１８】
前記バーナは、前記火炎噴出口が斜め下向きに屈曲形成された構成を備え、前記燃焼手段は、前記構成を備えたバーナが、前記燃焼部に装着されている構成としてある。
【００１９】
前記バーナは、前記火炎噴出口が斜め下向きとなるように斜めに傾けた姿勢とされ、前記燃焼手段は、前記姿勢とされたバーナが、前記燃焼部に装着されている構成としてある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のボイラによれば、燃焼部に導入する火炎を発生させるためのバーナの燃料として粉体のバイオマス燃料を使用することができ、且つ燃焼部の内底部に未燃部分の残る燃料粒子による堆積物が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態のボイラの概略切断側面図である。
【図２】第２実施形態のボイラの概略切断側面図である。
【図３】第３実施形態のボイラの概略切断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のボイラについて、図面を参照して説明する。
【００２３】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態のボイラ１を示す概略切断側面図である。
【００２４】
本実施形態のボイラ１は、加熱すべき水３が貯留される缶体２と、缶体２内に配置された燃焼部４、複数の煙管６、燃焼ガス集合部７とを備え、更に燃焼部４に装着されたバーナ５と、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａの燃焼手段８とを備えた構成とされている。なお、図１では、図示する便宜上、水３にドットのハッチングが付してある。
【００２５】
本実施形態では、たとえば、缶体２は上下に延びる円筒形状とされ、燃焼部４は缶体２の下部に配置され、燃焼ガス集合部７は缶体２の上部に配置され、複数の煙管６は、燃焼部４と燃焼ガス集合部７との間に配置された構成としてある。
【００２６】
燃焼部４は、天井壁部４ａと底壁部４ｂと、側壁部４ｃとを備えて、内部に空間部が形成された構成とされている。
【００２７】
燃焼部４は、缶体２の内径寸法よりも小径の円筒形状とされている。天井壁部４ａは、側壁部４ｃの外周面より外方へ張り出していて、天井壁部４ａの外周面が缶体２の側壁の内面と接続されている。天井壁部４ａの張り出している外周縁部には、円周方向の複数個所に孔４ｄが設けられており、孔４ｄを通して天井壁部４ａの上下方向に水３が通過可能となっている。
【００２８】
側壁部４ｃの周方向の１個所と、その外周側に位置する缶体２の側壁との間には、横向きの筒状部材９が設けられている。缶体２の中心寄りに位置する筒状部材９の一端側（図１では右端側）は、側壁部４ｃに、燃焼部４の内部空間と連通するように取り付けられている。筒状部材９の他端側（図１では左端側）は、缶体２の側壁に貫通するように取り付けられている。
【００２９】
筒状部材９には、缶体２の外側からバーナ５の火炎噴出口５ｃが挿入されている。この状態で、バーナ５は、筒状部材９または缶体２に対して図示しない取付手段を介して取り付けられている。この取付手段は、バーナ５の交換時やメンテナンス時など、必要に応じてバーナ５を取り外すことができる形式のものとすることが好ましい。
【００３０】
バーナ５は、内部に円筒状の燃焼室５ａを有している。燃焼室５ａの軸心方向の一端側（図１では左端側）は端壁５ｂで閉塞され、軸心方向の他端側（図１では右端側）は開放されて火炎噴出口５ｃとされている。
【００３１】
更に、バーナ５は、燃焼室５ａに燃焼用空気１１を供給するための空気供給管１２ａと、燃焼室５ａに粉体バイオマス燃料１０を供給するための粉体燃料供給管１３と、図示しない点火手段とを備えた構成とされている。
【００３２】
粉体バイオマス燃料１０は、たとえば、木質バイオマスを平均粒径が１００μｍ程度となるように粉砕処理した粉体バイオマス燃料１０を用いるようにしてある。なお、粉体燃料供給管１３における粉体バイオマス燃料１０の搬送は、搬送用空気を用いた空気搬送により行うようにすればよい。
【００３３】
これにより、燃焼室５ａでは、粉体燃料供給管１３から供給される粉体バイオマス燃料１０を、空気供給管１２ａから供給される燃焼用空気１１により燃焼させて、火炎を発生させることができる。したがって、バーナ５は、粉体バイオマス燃料１０の燃焼により発生する火炎を、火炎噴出口５ｃより噴出することができる。よって、本実施形態のボイラ１では、筒状部材９に挿入されたバーナ５の火炎噴出口５ｃから噴出する火炎が、燃焼ガス１４と共に燃焼部４に横向きに吹き込まれる。
【００３４】
このバーナ５で燃焼させる粉体バイオマス燃料１０に、火炎中での空間燃焼では燃え尽きないような大きい粒径の燃料粒子（以下、単に大粒径燃料粒子という）が混入している場合は、この大粒径燃料粒子が、未燃部分が残った状態のまま火炎に同伴されて火炎噴出口５ｃから排出されることがある。このようにして火炎噴出口５ｃから未燃部分の残る燃料粒子１０ａが排出された場合は、その燃料粒子１０ａは、図１に示すように、燃焼部４の内底部に落下する。以下、未燃部分の残る燃料粒子１０ａは、単に燃料粒子１０ａという。
【００３５】
燃焼手段８は、前記のように燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａに対し、酸素が存在する雰囲気下で熱を与えて、燃料粒子１０ａを着火させて燃焼させるためのものである。
【００３６】
本実施形態では、たとえば、燃焼部４における筒状部材９の一端側の開口と対向する個所、すなわち、バーナ５の火炎噴出口５ｃと対向する個所に、空気供給管１２ｂを備え、この空気供給管１２ｂにより燃焼手段８が構成されている。
【００３７】
空気供給管１２ｂは、缶体２の側壁に内外方向に貫通するように取り付けられ、その先端側が、燃焼部４の側壁部４ｃに開口するように接続されている。空気供給管１２ｂの先端側は、斜め下向きの角度姿勢に配置されていて、空気供給管１２ｂから燃焼部４内へ吹き込む燃焼用空気１１が、燃焼部４の内底部に向けて流れるようにしてある。
【００３８】
これにより、燃焼手段８は、空気供給管１２ｂより燃焼用空気１１を燃焼部４内に斜め下向きに吹き込むことができる。このため、バーナ５の火炎噴出口５ｃから燃焼部４内に横向きに吹き込まれて空気供給管１２ｂの付近まで導かれる高温の燃焼ガス１４を、燃焼用空気１１の斜め下向きの流れに巻き込むようにして燃焼部４の内底面へ向けて送ることができる。このため、燃焼手段８では、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａに対し、燃焼ガス１４の有する熱の供給と、燃焼用空気１１に含まれている酸素の供給を行うことができて、燃料粒子１０ａを着火させて燃焼させることができる。
【００３９】
なお、空気供給管１２ｂについては、燃焼部４の平面形状や、バーナ５から排出される燃料粒子１０ａが燃焼部４の内底部に落下するときの分散状況に応じて、燃焼部４に対する空気供給管１２ｂの配置や設置数を任意に定めてよいことは勿論である。
【００４０】
バーナ５の空気供給管１２ａと、燃焼手段８の空気供給管１２ｂの上流側には、送風機１５が燃焼用空気ライン１６を介して接続されている。燃焼用空気ライン１６には、空気供給管１２ａと空気供給管１２ｂに供給する燃焼用空気１１の流量を個別に調整する流量調整弁１７ａ，１７ｂが設けられている。
【００４１】
複数の煙管６は、燃焼部４と燃焼ガス集合部７との間に、上下方向に延びる姿勢で平行に配置されている。各煙管６の下端側は、燃焼部４の内部空間と連通する状態で、天井壁部４ａに取り付けられている。これにより、天井壁部４ａが各煙管６の下端側の管寄せとなり、燃焼部４内の燃焼ガス１４は各煙管６内に分散して流入する。
【００４２】
一方、各煙管６の上端側は、燃焼ガス集合部７の内部空間と連通する状態で、燃焼ガス集合部７の底壁部７ａに取り付けられている。これにより、底壁部７ａが各煙管６の上端側の管寄せとなり、各煙管６内を流通した燃焼ガス１４は、その後、燃焼ガス集合部７に入り集合する。
【００４３】
燃焼ガス集合部７は、缶体２の内径寸法よりも小径で中空の円筒形状とされている。燃焼ガス集合部７の底壁部７ａは、燃焼ガス集合部７の側壁部７ｂの外周面より外方へ張り出していて、底壁部７ａの外周面が缶体２の側壁の内面と接続されている。底壁部７ａの張り出している外周縁部には、円周方向の複数個所に孔７ｃが設けられており、孔７ｃを通して底壁部７ａの上下方向に水３が通過可能となっている。
【００４４】
側壁部７ｂの周方向の１個所には、その外周側で缶体２の側壁に内外方向に貫通するように取り付けられた燃焼ガス排出ダクト１８の一端側（図１では左端側）が、燃焼ガス集合部７の内部空間と連通するように取り付けられている。これにより、燃焼ガス集合部７に集合した燃焼ガス１４は、排ガス２０として燃焼ガス集合部７から燃焼ガス排出ダクト１８を通して缶体２の外部へ排出することができる。
【００４５】
排ガス流通方向下流側となる燃焼ガス排出ダクト１８の他端側（図１では右端側）には、排ガス処理のためのサイクロン１９が接続されている。これにより、燃焼ガス排出ダクト１８を通して排出される排ガス２０は、サイクロン１９で煤塵２１を分離することができる。サイクロン１９から排出される排ガス２０と煤塵２１は、それぞれ図示しない処理部に送って適宜処理するようにすればよい。
【００４６】
燃焼部４と煙管６と燃焼ガス集合部７は、缶体２に、筒状部材９と燃焼ガス排出ダクト１８と天井壁部４ａと底壁部７ａを介して支持されているが、燃焼部４と煙管６と燃焼ガス集合部７の重量は、主に天井壁部４ａと底壁部７ａを介して缶体２に伝えられて支持されている。
【００４７】
なお、２２は缶体２内への給水手段である。また、本実施形態のボイラ１は、図示しないが、各部の温度変化に伴う寸法の変化を吸収して過大な応力集中が生じないようにするための手段を適宜備えている。
【００４８】
本実施形態のボイラ１を運転する場合は、バーナ５の燃焼室５ａに、粉体燃料供給管１３からの粉体バイオマス燃料１０の供給と、空気供給管１２ａからの燃焼用空気１１の供給を行い、粉体バイオマス燃料１０の燃焼により発生する火炎を、火炎噴出口５ｃから燃焼部４へ導入する。これにより、バーナ５から燃焼部４へ火炎と共に吹き込まれる燃焼ガス１４は、燃焼部４から各煙管６内に入り、燃焼ガス集合部７の方向へ流通する。
【００４９】
したがって、本実施形態のボイラ１では、燃焼ガス１４の保有する熱を、燃焼部４の各壁面や各煙管６の管壁を介して缶体２内に貯留された水３と熱交換させて、水３の加熱を行うことができる。
【００５０】
この水３の加熱は、本実施形態のボイラ１を温水ボイラに適用する場合は、設定された温度の温水が生成するように行えばよい。また、本実施形態のボイラ１を蒸気ボイラに適用する場合は、設定された圧力の蒸気が発生するように水３の加熱を行うようにすればよい。このようにして発生させた温水や蒸気は、缶体２に接続された図示しない供給手段を介して需要先へ供給すればよい。
【００５１】
本実施形態のボイラ１の運転中に、バーナ５に供給される粉体バイオマス燃料１０に大粒径燃料粒子が混入していた場合、燃料粒子１０ａが火炎噴出口５ｃから燃焼部４に排出されて、燃焼部４の内底部に落下することがある。
【００５２】
この場合、本実施形態のバーナ５は、燃焼手段８を備えていて、空気供給管１２ｂから燃焼部４へ斜め下向きに吹き込む燃焼用空気１１により高温の燃焼ガス１４を巻き込んで燃焼部４の内底面へ向けて送るようにしてあるので、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａに対し着火に必要な熱と酸素とを供給して燃料粒子１０ａを燃焼させることができる。これにより、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａは順次燃え尽きる。
【００５３】
このように、本実施形態のボイラ１によれば、燃焼部４に導入する火炎を発生させるためのバーナ５の燃料として粉体バイオマス燃料１０を使用することができる。また、この粉体バイオマス燃料１０のバーナ５での使用に伴って、燃焼部４の内底部に燃料粒子１０ａの落下が生じたとしても、燃焼手段８により燃焼部４内で燃焼させることができるため、燃焼部４の内底部に燃料粒子１０ａの堆積物が生じることは防止することができる。
【００５４】
したがって、本実施形態のボイラ１は、バーナ５の運転停止時に燃焼部４で堆積物が燻って煙や悪臭が発生するといった問題や、バーナ５の運転再開時に燃焼部４で堆積物の予期せぬ燃焼が生じて不完全燃焼を伴う異常燃焼が生じるといった問題を未然に防止することができる。
【００５５】
なお、バーナ５で使用する粉体バイオマス燃料１０については、その製造原料とした木質バイオマスや、粉砕処理に用いた粉砕手段や粉砕条件、製造された粉体バイオマス燃料１０の粒度分布などの情報を基に、バーナ５より燃焼部４へ排出される可能性のある燃料粒子１０ａの量は予め想定することが可能である。よって、送風機１５から空気供給管１２ｂに供給する燃焼用空気１１の供給量は、前記のようにバーナ５より燃焼部４へ排出されると想定される燃料粒子１０ａの量に応じて定めるようにすればよい。
【００５６】
バーナ５は、平均粒径が１００μｍ程度となる粉体バイオマス燃料１０を使用するとして説明したが、本実施形態のボイラ１は、より大きい粒径、たとえば１５００μｍ程度までの粒径となる粉体バイオマス燃料１０も使用することができる。また、本実施形態のボイラ１は、粒径の大小にかかわらず、水分が３０％程度と比較的多く含まれている粉体バイオマス燃料１０も使用することができる。
【００５７】
粉体バイオマス燃料１０は、平均粒径が大きくなるほど、また、水分が多くなるほど、バーナ５から排出されて燃焼部４の内底部に落下する燃料粒子１０ａの量が増加する。この場合も、粉体バイオマス燃料１０の粒度分布や、粉体バイオマス燃料１０の水分に関する情報などを基に、バーナ５より燃焼部４へ排出される可能性のある燃料粒子１０ａの量は予め想定することができる。よって、その想定される燃料粒子１０ａの量に応じて送風機１５から空気供給管１２ｂに供給する燃焼用空気１１の供給量を定めるようにすれば、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａは、燃焼部４内で燃焼させることができる。
【００５８】
したがって、本実施形態のボイラ１は、様々な粒径や水分の粉体バイオマス燃料１０をバーナ５の燃料として使用することができると共に、その場合にも安定した運転を継続できるという利点がある。
【００５９】
更に、本実施形態のボイラ１は、バーナ５から燃焼部４に排出される燃料粒子１０ａを燃焼部４で燃焼させることができるので、この燃料粒子１０ａの燃焼により発生する熱も、燃焼部４から各煙管６に流入して水３との熱交換に供される燃焼ガス１４の加熱に利用することができる。更に、燃焼部４では、バーナ５での粉体バイオマス燃料１０の燃焼に伴って発生する煤塵２１に未燃状態で付着している可燃物についても、燃焼を促すことができて、煤塵２１に同伴される未燃分を低減することができる。よって、本実施形態のボイラ１は、未燃分の損失を低減することができるという利点も有している。
【００６０】
〔第２実施形態〕
図２は第２実施形態のボイラ１ａを示すものである。なお、図２において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６１】
第２実施形態のボイラ１ａは、第１実施形態と同様の構成において、燃焼手段８を、燃焼部４に空気供給管１２ｂを備えた構成に代えて、燃焼手段８を、燃焼部４にバーナ５の火炎噴出口５ｃからの火炎を燃焼部４の内底部に向けて斜め下向きに導入する機能を備えるものとしてある。
【００６２】
本実施形態における燃焼手段８は、図２に示すように、バーナ５の火炎噴出口５ｃを斜め下向きとなるように屈曲形成し、このバーナ５を、筒状部材９を用いて燃焼部４に装着した構成を備えている。これにより、バーナ５は、粉体バイオマス燃料１０の燃焼で生じる火炎を、火炎噴出口５ｃから燃焼部４の内側へ斜め下向きに、すなわち、燃焼部４の内底部へ向けて噴出することができる。
【００６３】
更に、バーナ５における火炎噴出口５ｃの周壁には、空気供給管１２ｃが斜め下向きに設置されていることが好ましい。この構成によれば、空気供給管１２ｃから燃焼部４内に斜め下向きに燃焼用空気１１を供給することができる。
【００６４】
かかる構成としてある本実施形態のボイラ１ａは、第１実施形態のボイラ１と同様に運転することで、水３を加熱することができて、温水や蒸気を外部へ供給することができる。
【００６５】
バーナ５は、粉体バイオマス燃料１０の燃焼により発生する火炎を、火炎噴出口５ｃに沿い燃焼部４の内底部に向けて斜め下向きに噴出することができる。また火炎に伴い、燃焼ガス１４も燃焼部４の内底部に向けて広がるように送ることができる。
【００６６】
更に、空気供給管１２ｃからは、燃焼部４の内底部に向けて燃焼用空気１１を供給することができる。
【００６７】
これにより、バーナ５から排出されて燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａは、着火、燃焼に必要な熱と酸素が供給されるため、着火し燃焼する。しかも、燃焼部４の内部では、バーナ５から噴出する火炎と、燃料粒子１０ａの燃焼による火炎とが連続して生じるため、燃料粒子１０ａの燃焼を安定させることができる。このため、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａは順次燃え尽きる。
【００６８】
よって、本実施形態のボイラ１ａによっても、第１実施形態のボイラ１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
〔第３実施形態〕
図３は第３実施形態のボイラ１ｂを示すものである。
【００７０】
なお、図３では、缶体２の下部に配置されている燃焼部４とバーナ５の部分のみを示し、煙管６や燃焼ガス集合部７等の図示は省略してある。また、図３において、図１に示したものと同一のものには、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００７１】
本実施形態のボイラ１ｂは、第１実施形態と同様の構成において、燃焼手段８を、燃焼部４に空気供給管１２ｂを備えた構成に代えて、燃焼手段８を、第２実施形態と同様に、燃焼部４にバーナ５の火炎噴出口５ｃからの火炎を燃焼部４の内底部に向けて斜め下向きに導入する機能を備えるものとしてある。
【００７２】
本実施形態における燃焼手段８は、図３に示すように、バーナ５の火炎噴出口５ｃが斜め下向きの配置となるように、バーナ５全体を斜めに傾けて設置した構成としてある。
【００７３】
この場合の具体的な構成としては、たとえば、燃焼部４の側壁部４ｃの周方向の１個所と、缶体２の側壁との間に、筒状部材９を燃焼部４側が缶体２側よりも低くなるように斜めに傾いた姿勢で設け、この筒状部材９に、缶体２の外側からバーナ５の火炎噴出口５ｃを挿入して取り付けるようにすればよい。なお、バーナ５全体を斜めに傾けて設置することができれば、燃焼部４に対するバーナ５の装着は、図示した以外の任意の構成で行ってもよいことは勿論である。
【００７４】
また、第２実施形態と同様に、バーナ５における火炎噴出口５ｃの周壁には、空気供給管１２ｃが斜め下向きに設置されていることが好ましい。
【００７５】
かかる構成としてある本実施形態のボイラ１ｂは、第１実施形態のボイラ１と同様に運転することで、水３を加熱することができて、温水や蒸気を外部へ供給することができる。
【００７６】
バーナ５は、火炎噴出口５ｃが斜め下向きとなる姿勢に配置されているため、粉体バイオマス燃料１０の燃焼により発生する火炎を、第２実施形態におけるバーナ５と同様に、火炎噴出口５ｃに沿い燃焼部４の内底部に向けて斜め下向きに噴出することができる。また火炎に伴い、燃焼ガス１４も燃焼部４の内底部に向けて広がるように送ることができる。
【００７７】
更に、空気供給管１２ｃからは、燃焼部４の内底部に向けて燃焼用空気１１を供給することができる。
【００７８】
これにより、バーナ５から排出されて燃焼部４の内底部に落下した未燃部分を有する燃料粒子１０ａは、第２実施形態の場合と同様に、着火、燃焼に必要な熱と酸素が供給されるため、着火し燃焼する。しかも、燃焼部４の内部では、バーナ５から噴出する火炎と、燃料粒子１０ａの燃焼による火炎とが連続して生じるため、燃料粒子１０ａの燃焼を安定させることができる。このため、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａは順次燃え尽きる。
【００７９】
よって、本実施形態のボイラ１ｂによっても、第１実施形態のボイラ１と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
なお、第２実施形態のボイラ１ａおよび第３実施形態のボイラ１ｂにおいては、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａに向けて、空気供給管１２ｃから積極的に燃焼用空気１１を供給する構成を示したが、この空気供給管１２ｃからの供給量に相当する量の燃焼用空気１１を、バーナ５の燃焼室５ａへ余剰空気として供給するようにしてもよい。
【００８１】
この場合は、バーナ５の燃焼室５ａに余剰空気が供給されるので、バーナ５の燃焼室５ａでの粉体バイオマス燃料１０の燃焼が多少安定しなくなる虞はあるが、バーナ５から燃焼部４の内底部に向けて、余剰空気分の燃焼用空気１１を含んだ状態の燃焼ガス１４を、火炎と共に送り込むことができる。
【００８２】
したがって、この構成によっても、燃焼部４の内底部に落下した燃料粒子１０ａは、着火させて燃焼させることができる。また、この構成の場合は、空気供給管１２ｃの設置は省略することができる。
【００８３】
なお、本発明は、前記した各実施形態のものに限定されるものではなく、たとえば、バーナ５は、図示した形状のもののみに限定されるものではなく、使用する粉体バイオマス燃料１０を燃焼することができるものであれば、どのような形状のものであってもよい。
【００８４】
粉体バイオマス燃料１０としては、木質バイオマス由来のものを例示したが、バイオマス由来の燃料であって、且つ所定の粒径に粉体化された燃料であれば、木質以外の植物由来や微生物由来の粉体バイオマス燃料１０を使用してもよい。
【００８５】
缶体２、燃焼部４、燃焼ガス集合部７、煙管６、バーナ５等の各構成機器のサイズや、それらの寸法比や、煙管６の数は、図示するための便宜上のものであり、実際の装置構成を反映したものではない。
【００８６】
缶体２、燃焼部４、燃焼ガス集合部７は、耐圧構造とするには円筒形状としてあることが好ましいが、それぞれ円筒形状以外の任意の形状としてもよい。
【００８７】
缶体２内における燃焼部４、燃焼ガス集合部７、煙管６の配置は、図示した以外の配置としてもよい。
【００８８】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００８９】
１，１ａ，１ｂ  ボイラ
２  缶体
３  水
４  燃焼部
５  バーナ
５ｃ  火炎噴出口
６  煙管
８  燃焼手段
１０  粉体バイオマス燃料
１０ａ  燃料粒子
１２ａ  空気供給管
１２ｂ  空気供給管
１２ｃ  空気供給管
１３  粉体燃料供給管
【図１】
0006616153.tif 000002
【図２】
0006616153.tif 000003
【図３】
0006616153.tif 000004