(57)【要約】【課題】  固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行ないうるようにし、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図る。【解決手段】  一次燃焼室１を有した一次燃焼塔Ｔａと、一次燃焼室１に連通路３を介して連通し一次燃焼室１からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室５０を有した二次燃焼塔Ｔｂと、二次燃焼室５０内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナ５７と、二次燃焼塔Ｔｂからの排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部７０とを備え、一次燃焼室１の上側に設けた上側空気供給部１１に至る上側空気送給管６４に送風機６０からの空気の送給量を可変にする上側ダンパ９０を設け、一次燃焼室１の下側に設けた下側空気供給部１０に至る下側空気送給管６３に送風機６０からの空気の送給量を可変にする下側ダンパ９１を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形燃料を燃焼させる一次燃焼室を有した一次燃焼塔と、該一次燃焼塔の一次燃焼室に固形燃料を供給する燃料供給部と、上記一次燃焼塔の一次燃焼室に空気を供給する送風機と、上記一次燃焼塔の一次燃焼室にその上部側で連通路を介して連通し該一次燃焼室からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室を有した二次燃焼塔と、該二次燃焼塔に設けられ上記二次燃焼室内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナと、水が収容される水槽及び該水槽に内装され上記二次燃焼塔からの排気ガスが通される煙管を有し該煙管を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部とを備えたボイラ装置において、
上記一次燃焼塔に、上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部と、上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部とを設け、上記下側空気供給部に上記送風機からの空気を送給する下側空気送給管を配管し、上記上側空気供給部に送風機からの空気を送給する上側空気送給管を配管し、上記下側空気送給管に開度調整されて該下側空気送給管の空気の送給量を可変にする下側ダンパを設け、上記上側空気送給管に開度調整されて該上側空気送給管の空気の送給量を可変にする上側ダンパを設けたことを特徴とするボイラ装置。
【請求項２】
上記一次燃焼塔を、耐火部材で構成され内部に一次燃焼室を形成する内壁と、該内壁を間隔を隔てて囲繞する外壁とを備えて構成し、上記内壁周囲に一次燃焼室に連通する複数の空気吹出口を設け、該内壁と外壁との間を仕切りを介して下側空気室と上側空気室とに区画し、上記下側空気室を上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部として構成し、上記上側空気室を上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部として構成したことを特徴とする請求項１記載のボイラ装置。
【請求項３】
上記二次燃焼室の温度を検知する燃焼センサと、上記熱交換部の水の温度を検知する水温センサと、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記一次及び二次燃焼室の燃焼を制御する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のボイラ装置。
【請求項４】
上記制御部に、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記バーナのオン，オフ制御を行なうバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパ及び上側ダンパの少なくとも何れか一方の開度制御を行なうダンパ制御手段とを備えたことを特徴とする請求項３記載のボイラ装置。
【請求項５】
上記制御部のバーナ制御手段を、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにする機能を備えて構成したことを特徴とする請求項４記載のボイラ装置。
【請求項６】
上記制御部に、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のボイラ装置。
【請求項７】
上記制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段を備えたことを特徴とする請求項６記載のボイラ装置。
【請求項８】
上記二次燃焼室の温度を検知する燃焼センサと、上記熱交換部の水の温度を検知する水温センサと、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記一次及び二次燃焼室の燃焼を制御する制御部とを備え、
該制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにするバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパの開度制御を行なうダンパ制御手段と、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段と、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載のボイラ装置。
【請求項９】
上記燃焼促進モードにおいて、上記ダンパ制御手段の制御は上記下側ダンパの開度の０〜１００％の範囲に規定し、上記燃料制御手段の制御は上記燃料供給部の燃料供給能力の０〜１００％の範囲に規定し、上記燃焼抑制モードにおいて、上記ダンパ制御手段の制御は上記下側ダンパの開度の０〜５０％の範囲に規定し、上記燃料制御手段の制御は上記燃料供給部の燃料供給能力の０〜５０％の範囲に規定したことを特徴とする請求項８記載のボイラ装置。
【請求項１０】
上記燃焼促進モード及び燃焼抑制モードにおいて、上記水温センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき、上記ダンパ制御手段は上記下側ダンパの開度を当該水温センサが検知した温度に比例して制御し、上記燃料制御手段は当該水温センサが検知した温度に比例して燃料供給を行なう一方、上記水温センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき、上記ダンパ制御手段は上記下側ダンパの開度を比例して制御し若しくは一定に制御し、上記燃料制御手段は当該水温センサが検知した温度に比例して若しくは一定にして燃料供給を行なうことを特徴とする請求項９記載のボイラ装置。
【請求項１１】
上記二次燃焼室の上部に、送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管したことを特徴とする請求項２乃至１０何れかに記載のボイラ装置。
【請求項１２】
上記二次燃焼室に上記煙管に排気ガスを送給する送排管を設け、該送排管の下端を、上記二次燃焼室の上部中心に突出させて設け、上記連通路の出口を、上記二次燃焼室の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させ、該二次燃焼室の上部に上記連通路の出口からの燃焼ガスを旋回させて燃焼させるサイクロン機能を備え、
上記二次燃焼室の上部に、燃焼ガスと同方向の空気の旋回流を付与する空気出口を設け、該空気出口に送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管したことを特徴とする請求項１１記載のボイラ装置。
【請求項１３】
上記一次燃焼搭に、上記一次燃焼室の下側に開口して細状の固形燃料を受入れる受入口を設け、上記燃料供給部を、上記固形燃料を一時的に貯留するホッパと、該ホッパから上記受入口を通して上記一次燃焼室に固形燃料を搬送するとともに上記制御部によって搬送速度を制御されて固形燃料の供給量を調整可能なスクリュウコンベアとを備えたことを特徴とする請求項２乃至１２何れかに記載のボイラ装置。
【請求項１４】
上記一次燃焼搭に、上記一次燃焼室の下側に開口して細状の固形燃料を受入れる受入口を設け、上記燃料供給部を、上記固形燃料を貯留する貯留槽と、該貯留槽から固形燃料を搬送するとともに上記制御部によって搬送速度を制御されて固形燃料の供給量を調整可能な速度可変スクリュウコンベアと、該速度可変スクリュウコンベアで搬送された固形燃料を受けて一時的に貯留するホッパと、該ホッパ内の固形燃料を上記一次燃焼搭の受入口を通して上記一次燃焼室に搬送する搬送速度が一定の速度一定スクリュウコンベアとを備えて構成したことを特徴とする請求項２乃至１２何れかに記載のボイラ装置。
【請求項１５】
上記貯留槽を上記ホッパよりも上に設け、上記速度可変スクリュウコンベアの出口とホッパとの間にシュータを設け、該シュータの出口とホッパとの間に間隔を設けたことを特徴とする請求項１４記載のボイラ装置。
【請求項１６】
上記貯留槽に、固形燃料を撹拌する撹拌装置を設けたことを特徴とする請求項１４または１５記載のボイラ装置。
【請求項１７】
上記貯留槽に、上記固形燃料を補充するための補充装置を設け、該補充装置を、固形燃料を吸引する吸引ブロアと、吸引ブロアで吸引された固形燃料を上記貯留槽に導入するホースとを備えて構成したことを特徴とする請求項１４乃至１６何れかに記載のボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材や石炭等の各種燃料製品をはじめ木材，紙，プラスチック等の廃棄物等からなる固形燃料を燃焼させその燃焼熱により湯若しくは蒸気を生成するボイラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のボイラ装置としては、例えば、図１３に示すように、固形燃料を乾留して生成したガスを燃焼室で燃焼させるようにしたガス化型ボイラ装置が知られている（例えば、特開２００３−１３９３１２号公報掲載）。
これは、固形燃料を投入する開閉可能な投入口（図示せず）を有し投入された固形燃料を燃焼させる一次燃焼室２００と、この一次燃焼室２００にその上部側で連通路２０１を介して連通し一次燃焼室２００からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室２０２と、この二次燃焼室２０２を通過した未燃焼ガスを燃焼させるための三次燃焼室２０３と、この三次燃焼室２０３で生じる排気ガスを排気する煙突２０４と、二次燃焼室２０２内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナ２０５と、三次燃焼室２０３内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナ２０６と、一次燃焼室２００の空気吹出し管２０７に空気を供給する送風機２０８とを備えて構成されている。そして、各燃焼室２００，２０２，２０３を構成する炉壁を、内装板と外装板とで構成し、この内装板と外装板との間の空間２１０に水を満たし、この満たされた水を各燃焼室２００，２０２，２０３で加温し外部管２１１で循環させて、この外部管２１１において熱を取り出し可能にしている。
【０００３】
この従来のボイラ装置においては、一次燃焼室２００に投入口より固形燃料を投入して着火し、送風機２０８から空気吹出し管２０７を通じて一次燃焼室２００内に外気を供給すると、固形燃料が燃焼する。そして、一次燃焼室２００で発生した未燃焼ガスは、二次燃焼室２０２内に徐々に流入し、バーナ２０５から噴射される火炎により燃焼される。また、二次燃焼室２０２で処理しきれなかった未燃焼ガスは、更に上部の三次燃焼室２０３に流入し、ここでバーナ２０６から噴射される火炎により燃焼される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３９３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来のボイラ装置にあっては、送風機２０８から一次燃焼室２００の空気吹出し管２０７に空気を供給し、一次燃焼室２００で一度ガス化させ、それから、二次燃焼室２０１，三次燃焼室２０３でバーナ２０５，２０６により未燃焼ガスを燃焼させるようにしているが、空気吹出し管２０７からは一律に空気が噴出すので、例えば、木材や紙などの発熱エネルギーの比較的低い固形燃料においては燃焼が進みすぎる等、燃焼が不安定になることがあり、しかも、これらの燃焼ガスも逐一バーナ２０５，２０６で燃焼させるので、外部エネルギーが大になって無駄が多くなり、燃焼効率が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行ないうるようにし、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図ったボイラ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するため本発明のボイラ装置は、固形燃料を燃焼させる一次燃焼室を有した一次燃焼塔と、該一次燃焼塔の一次燃焼室に固形燃料を供給する燃料供給部と、上記一次燃焼塔の一次燃焼室に空気を供給する送風機と、上記一次燃焼塔の一次燃焼室にその上部側で連通路を介して連通し該一次燃焼室からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室を有した二次燃焼塔と、該二次燃焼塔に設けられ上記二次燃焼室内の燃焼ガスを燃焼可能なバーナと、水が収容される水槽及び該水槽に内装され上記二次燃焼塔からの排気ガスが通される煙管を有し該煙管を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部とを備えたボイラ装置において、
上記一次燃焼塔に、上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部と、上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部とを設け、上記下側空気供給部に上記送風機からの空気を送給する下側空気送給管を配管し、上記上側空気供給部に送風機からの空気を送給する上側空気送給管を配管し、上記下側空気送給管に開度調整されて該下側空気送給管の空気の送給量を可変にする下側ダンパを設け、上記上側空気送給管に開度調整されて該上側空気送給管の空気の送給量を可変にする上側ダンパを設けた構成としている。
【０００８】
これにより、一次燃焼室においては、下側ダンパと上側ダンパとの開度調整により、上下で空気量の調整をすることができ、そのため、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにでき、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、燃焼が安定する分、バーナの依存度をできるだけ少なくすることができ、燃焼効率の向上を図ることができる。
【０００９】
例えば、木材，紙，段ボールやウエス等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的低い固形燃料を燃焼させる場合で説明すると、例えば、上側空気送給管の上側ダンパを適宜開状態にし、先にバーナを作動させて二次燃焼室を加温し、二次燃焼室の温度が適温になったら、一次燃焼塔の固形燃料に点火する。そして、送風機を始動して、一次燃焼室に空気を送り込み、下側ダンパにより下側空気送給管の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部から空気が供給されるとともに、下側空気供給部から下側ダンパで量調整された空気が供給される。そのため、一次燃焼室の固形燃料は未燃ガスの少ない燃焼になるようになり、一次燃焼室で火炎が生じて、固形燃料はほとんどこの一次燃焼室で燃焼させられる。そのため、一次燃焼室で燃焼が安定したならば、バーナを停止させることができる。その結果、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図ることができる。
【００１０】
また、本装置によれば、プラスチック，ゴム，タイヤ等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的高い固形燃料においても対応できる。この場合は、例えば、上側空気送給管の上側ダンパを遮断し、この状態で、例えば、先にバーナを作動させて二次燃焼室を加温し、二次燃焼室の温度が適温になったら、一次燃焼塔の固形燃料に点火する。そして、送風機を始動して、一次燃焼室に空気を送り込み、下側ダンパにより下側空気送給管の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部の空気吹出口から空気の吹き出しが遮断され、下側空気供給部から下側ダンパで量調整された空気のみが吹出される。そのため、一次燃焼室の固形燃料は未燃ガスとなって、二次燃焼室に流入させられ、未燃ガスを二次燃焼室で燃焼させることができるようになる。二次燃焼室での燃焼が安定したならば、バーナを停止させることができる。その結果、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにし、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、バーナの依存度をできるだけ少なくして、燃焼効率の向上を図ることができる。
【００１１】
そして、必要に応じ、上記一次燃焼塔を、耐火部材で構成され内部に一次燃焼室を形成する内壁と、該内壁を間隔を隔てて囲繞する外壁とを備えて構成し、上記内壁周囲に一次燃焼室に連通する複数の空気吹出口を設け、該内壁と外壁との間を仕切りを介して下側空気室と上側空気室とに区画し、上記下側空気室を上記一次燃焼室の下側に空気を供給する下側空気供給部として構成し、上記上側空気室を上記一次燃焼室の上側に空気を供給する上側空気供給部として構成している。複数の空気吹出口から空気を供給できるとともに、上側と下側とで空気の供給程度を変えることができるので、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうることができ、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。また、固形燃料の発熱エネルギー（発熱カロリー）の違いに対応した空気供給を行なうことができる。
【００１２】
また、必要に応じ、上記二次燃焼室の温度を検知する燃焼センサと、上記熱交換部の水の温度を検知する水温センサと、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記一次及び二次燃焼室の燃焼を制御する制御部とを備えた構成にしている。これにより、二次燃焼室の燃焼状態及び熱交換部の水温の状態に応じて制御部による燃焼制御が行われるので、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。
【００１３】
この場合、上記制御部に、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記バーナのオン，オフ制御を行なうバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパ及び上側ダンパの少なくとも何れか一方の開度制御を行なうダンパ制御手段とを備えたことが有効である。バーナ及びダンパを制御するので、安定した固形燃料の燃焼を確実に行なうことができる。
また、この場合、上記制御部のバーナ制御手段を、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにする機能を備えて構成したことが有効である。
【００１４】
更に、必要に応じ、上記制御部に、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段を備えた構成にしている。これにより、バーナ及びダンパの制御に加えて固形燃料の供給量も制御するので、より一層、安定した固形燃料の燃焼を確実に行なうことができる。
【００１５】
更にまた、必要に応じ、上記制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段を備えた構成にしている。これによれば、燃焼促進モード及び燃焼抑制モードに分けて、それぞれのモードで個別にダンパの開度制御及び固形燃料の供給量制御を行なうので、固形燃料の燃焼具合に、より細かく対応して燃焼制御することができ、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。
【００１６】
また、より具体的には、必要に応じ、上記二次燃焼室の温度を検知する燃焼センサと、上記熱交換部の水の温度を検知する水温センサと、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記一次及び二次燃焼室の燃焼を制御する制御部とを備え、
該制御部に、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき上記バーナをオンにし上記燃焼センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき上記バーナをオフにするバーナ制御手段と、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記下側ダンパの開度制御を行なうダンパ制御手段と、上記燃焼センサ及び／または水温センサの検知温度に基づいて上記燃料供給部が供給する固形燃料の供給量を制御する燃料制御手段と、上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度未満のとき当該第二設定温度未満の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード及び上記燃焼センサが検知した温度が予め設定され上記設定温度よりも高い温度の第二設定温度以上のとき当該第二設定温度以上の温度域に対応した上記ダンパ制御手段及び燃料制御手段による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段とを備えた構成としている
【００１７】
そして、必要に応じて、上記燃焼促進モードにおいて、上記ダンパ制御手段の制御は上記下側ダンパの開度の０〜１００％の範囲に規定し、上記燃料制御手段の制御は上記燃料供給部の燃料供給能力の０〜１００％の範囲に規定し、上記燃焼抑制モードにおいて、上記ダンパ制御手段の制御は上記下側ダンパの開度の０〜５０％の範囲に規定し、上記燃料制御手段の制御は上記燃料供給部の燃料供給能力の０〜５０％の範囲に規定している。制御を、運転能力の５０％を基準に分けているので、設定が複雑になることなく容易になる。
【００１８】
また、必要に応じ、上記燃焼促進モード及び燃焼抑制モードにおいて、上記水温センサが検知した温度が予め設定した設定温度未満のとき、上記ダンパ制御手段は上記下側ダンパの開度を当該水温センサが検知した温度に比例して制御し、上記燃料制御手段は当該水温センサが検知した温度に比例して燃料供給を行なう一方、上記水温センサが検知した温度が予め設定した設定温度以上のとき、上記ダンパ制御手段は上記下側ダンパの開度を比例して制御し若しくは一定に制御し、上記燃料制御手段は当該水温センサが検知した温度に比例して若しくは一定にして燃料供給を行なう構成にしている。それぞれのモードにおいて、即ち、燃焼促進モードでは能力の０〜１００％の範囲において水温センサが検知した温度に比例した制御が行なわれ、燃焼抑制モードでは能力の０〜５０％の範囲において水温センサが検知した温度に対応した制御が行なわれるので、固形燃料の燃焼具合に、より細かく対応して燃焼制御することができ、より一層、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができる。
【００１９】
そしてまた、必要に応じ、上記二次燃焼室の上部に、送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管した構成としている。二次燃焼を確実に行なわせることができる。
この場合、上記二次燃焼室に上記煙管に排気ガスを送給する送排管を設け、該送排管の下端を、上記二次燃焼室の上部中心に突出させて設け、上記連通路の出口を、上記二次燃焼室の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させ、該二次燃焼室の上部に上記連通路の出口からの燃焼ガスを旋回させて燃焼させるサイクロン機能を備え、上記二次燃焼室の上部に、燃焼ガスと同方向の空気の旋回流を付与する空気出口を設け、該空気出口に送風機からの空気を送給する二次燃焼空気送給管を配管したことが有効である。サイクロン機能を付与したので、灰を二次燃焼室の下に落とし込むことができ、清浄な排気ガスを排気させることができるようになる。
【００２０】
また、必要に応じ、上記一次燃焼搭に、上記一次燃焼室の下側に開口して細状の固形燃料を受入れる受入口を設け、上記燃料供給部を、上記固形燃料を一時的に貯留するホッパと、該ホッパから上記受入口を通して上記一次燃焼室に固形燃料を搬送するとともに上記制御部によって搬送速度を制御されて固形燃料の供給量を調整可能なスクリュウコンベアとを備えた構成としている。スクリュウコンベアにより燃料の供給量を確実に制御することができる。
【００２１】
更に、必要に応じ、上記一次燃焼搭に、上記一次燃焼室の下側に開口して細状の固形燃料を受入れる受入口を設け、上記燃料供給部を、上記固形燃料を貯留する貯留槽と、該貯留槽から固形燃料を搬送するとともに上記制御部によって搬送速度を制御されて固形燃料の供給量を調整可能な速度可変スクリュウコンベアと、該速度可変スクリュウコンベアで搬送された固形燃料を受けて一時的に貯留するホッパと、該ホッパ内の固形燃料を上記一次燃焼搭の受入口を通して上記一次燃焼室に搬送する搬送速度が一定の速度一定スクリュウコンベアとを備えて構成している。速度可変スクリュウコンベアにより燃料の供給量を確実に制御することができとともに、ホッパに受け渡すので、固形燃料の搬送経路においてその詰りが防止される。
【００２２】
この場合、上記貯留槽を上記ホッパよりも上に設け、上記速度可変スクリュウコンベアの出口とホッパとの間にシュータを設け、該シュータの出口とホッパとの間に間隔を設けたことが有効である。間隔を設けたので、固形燃料の詰りが確実に防止される。
【００２３】
更に、必要に応じ、上記貯留槽に、固形燃料を撹拌する撹拌装置を設けた構成としている。これにより、貯留槽内において、スクリュウコンベアの上部に空洞ができる事態が防止され、固形燃料がスクリュウコンベアに安定して接して搬送されるようになる。
【００２４】
更にまた、必要に応じ、上記貯留槽に、上記固形燃料を補充するための補充装置を設け、該補充装置を、固形燃料を吸引する吸引ブロアと、吸引ブロアで吸引された固形燃料を上記貯留槽に導入するホースとを備えて構成している。固形燃料の補充を容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のボイラ装置によれば、一次燃焼室においては、下側ダンパと上側ダンパとの開度調整により、上下で空気量の調整をすることができ、そのため、固形燃料の燃焼具合に応じて、空気供給形態を種々に変えうるようにでき、安定した固形燃料の燃焼を行なうことができるとともに、燃焼が安定する分、バーナの依存度をできるだけ少なくすることができ、燃焼効率の向上を図ることができる。
【００２６】
また、本発明のボイラ装置によれば、例えば、木材，紙，段ボールやウエス等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的低い固形燃料を焼却する場合は、上側空気送給管の上側ダンパを適宜に開位置に設定し、プラスチック，ゴム，タイヤ等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的高い固形燃料を焼却する場合は、上側空気送給管の上側ダンパを遮断位置に設定して燃焼を行なわせるができる。このように制御することにより、１つの装置で、所謂上炎式燃焼とガス化燃焼とを切り換えて行なうことができるようになり、固形燃料の発熱エネルギー（発熱カロリー）の違いに対応した燃焼形態をとりうることができるようになり、そのため、燃焼効率を向上させることができるとともに、カーボンの発生を抑制して確実に燃焼させることができ、クリンカも少なくでき、装置のメンテナンスが容易で耐久性も向上させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る燃焼装置について詳細に説明する。
図１乃至図６に示すように、本発明の実施の形態に係るボイラ装置は、固形燃料を燃焼させその燃焼熱により湯を生成する比較的小型の装置である。実施の形態に係るボイラ装置は、固形燃料Ｗとして、木材の建築廃材等を粉砕して得られ、粉粒状，チップ状，繊維状等の細状の木材の混合体を燃焼させる。
【００２８】
実施の形態に係るボイラ装置の基本的構成は、固形燃料Ｗを燃焼させる一次燃焼室１を有した一次燃焼塔Ｔａと、一次燃焼塔Ｔａの一次燃焼室１に固形燃料Ｗを供給する燃料供給部２０と、一次燃焼塔Ｔａの一次燃焼室１にその上部側で連通路３を介して連通し一次燃焼室１からの燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼室５０を有した二次燃焼塔Ｔｂと、水が収容される水槽７１及びこの水槽７１に内装され二次燃焼塔Ｔｂからの排気ガスが通される煙管７２を有しこの煙管７２を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なう熱交換部７０とを備えてなる。
【００２９】
一次燃焼塔Ｔａは、図１乃至図６，図１２に示すように、耐火部材で構成され内部に一次燃焼室１を形成する有底の円筒状の内壁４と、内壁４を間隔を隔てて囲繞する直方体状の金属製の外壁５とを備えて構成されている。内壁４は、例えば、直径９００ｍｍ，高さ１５００ｍｍ程度の大きさである。内壁４の周囲には、図５及び図６に示すように、一次燃焼室１に連通する複数の空気吹出口６が行列状に設けられている。内壁４と外壁５との間は、その中間の仕切り７を介して下側空気室８と上側空気室９とに区画されている。そして、下側空気室８は、一次燃焼室１の下側に空気を供給する下側空気供給部１０として構成され、上側空気室９は、一次燃焼室１の上側に空気を供給する上側空気供給部１１として構成されている。
【００３０】
また、一次燃焼塔Ｔａには、一次燃焼室１の下側に開口して細状の固形燃料Ｗを受入れる受入口１５が設けられている。固形燃料Ｗは、燃料供給部２０の後述の速度一定スクリュウコンベア２４により搬送されて、受入口１５から一次燃焼室１の底面に供給される。この受入口１５は、一次燃焼室１の下部設けられた下開口１２を開閉する下扉１３に設けられている。この下扉１３を開にして、内部の固形燃料Ｗに点火し、あるいは、灰出しを行なう。
【００３１】
更に、一次燃焼塔Ｔａの上側には、固形燃料Ｗを投入することのできる開閉可能な投入口部１６が設けられている。１７は開閉扉である。固形燃料Ｗ以外の燃焼物などを、この開閉扉１７を開にして投入口部１６から投入できるようにしている。また、この開閉扉１７には、耐火ガラスで覆われたのぞき窓１８が設けられている。
【００３２】
燃料供給部２０は、図１に示すように、固形燃料Ｗを貯留する貯留槽２１と、貯留槽２１から固形燃料Ｗを搬送するとともに後述の制御部１００によって搬送速度を制御されて固形燃料Ｗの供給量を調整可能な速度可変スクリュウコンベア２２と、この速度可変スクリュウコンベア２２で搬送された固形燃料Ｗを受けて一時的に貯留するホッパ２３と、ホッパ２３内の固形燃料Ｗを一次燃焼塔Ｔａに設けた受入口１５を通して一次燃焼室１に固形燃料Ｗを搬送する搬送速度が一定の速度一定スクリュウコンベア２４とを備えて構成されている。速度可変スクリュウコンベア２２は平行に２連設けられている。図中２５は速度可変スクリュウコンベア２２のモータ、２６は速度一定スクリュウコンベア２４のモータである。尚、下扉１３の開閉の際には、速度可変スクリュウコンベア２２は受入口１５からその接続を解除して行なう。
【００３３】
また、貯留槽２１は、ホッパ２３よりも上に設けられており、速度可変スクリュウコンベア２２の出口とホッパ２３との間には、シュータ２７が設けられている。シュータ２７の出口とホッパ２３との間には、落下する固形燃料Ｗが途中で目詰まりしないように、間隔が設けられている。図中２８は仮に目詰まりして固形燃料Ｗが滞留したときこれを検知するセンサである。
更に、貯留槽２１及びホッパ２３には、非常時に水を散布するスプリンクラー２９が設けられている。
【００３４】
更にまた、貯留槽２１には、貯留槽２１内の固形燃料Ｗを撹拌する撹拌装置３０が設けられている。撹拌装置３０は、速度可変スクリュウコンベア２２の上部に設けられ電動モータ３１によって回転させられる複数の回転盤３２を備えている。この各回転盤３２には、その円周に沿って等間隔に複数の突起３３が設けられており、この突起３３により固形燃料Ｗを撹拌する。これにより、貯留槽２１内において、速度可変スクリュウコンベア２２の上部に空洞ができる事態が防止され、固形燃料Ｗが速度可変スクリュウコンベア２２に安定して接して搬送されるようにしている。
【００３５】
また、貯留槽２１に固形燃料Ｗを補充するための補充装置４０が設けられている。この補充装置４０は、固形燃料Ｗを吸引する吸引ブロア４１と、吸引ブロア４１で吸引された固形燃料Ｗを貯留槽２１に導入するホース４２とを備えて構成されている。固形燃料Ｗは、例えば、貯留槽２１の近傍に設けた貯留場４３に堆積されている。貯留槽２１には、固形燃料Ｗの貯留高さを監視するレベルセンサ４４が設けられており、このレベルセンサ４４の検知があったとき、自動もしくは手動により、補充装置４０を作動させて、貯留場４３に堆積させられた固形燃料Ｗを貯留槽２１に補充するようにしている。
【００３６】
二次燃焼塔Ｔｂは、図１乃至図４，図１２に示すように、耐火部材で構成され内部に二次燃焼室５０を形成する有底の円筒状の内壁５１と、内壁５１を囲繞する金属製の外壁５２とを備えて構成されている。また、二次燃焼室５０の下部には、灰出し等のための下部開口５３が設けられており、この下部開口５３には、ヒンジを介して開閉可能な下部扉５４が設けられている。
【００３７】
また、二次燃焼室５０の上部には、熱交換部７０の煙管７２に排気ガスを送給する送排管５５が設けられている。この送排管５５の下端５５ａは、二次燃焼室５０の上部中心において、天井を貫通して下側に突出させられて設けられている。更に、連通路３の出口５６は、二次燃焼室５０の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させられ、二次燃焼室５０の上部に連通路３の出口５６からの燃焼ガスを旋回させて燃焼させるサイクロン機能が備えられている。
【００３８】
二次燃焼塔Ｔｂの上部前側には、二次燃焼室５０内の燃焼ガスを燃焼可能な灯油バーナ５７が設けられている。灯油バーナ５７への灯油は、図示外の灯油タンクから供給される。灯油バーナ５７の噴出し口５９は、二次燃焼室５０の上部中心に向かう位置から偏心した位置に開口させられ、連通路３の出口からの燃焼ガスが旋回する方向に火炎を旋回させるように設けられている。
【００３９】
また、図１に示すように、一次燃焼室１及び二次燃焼室５０に空気を供給する送風機６０が設けられている。送風機６０には送風機６０からの空気を送給するメイン送給管６１が配管されており、このメイン送給管６１には、一次燃焼塔Ｔａの下側空気供給部１０に送風機６０からの空気を送給する下側空気送給管６３が配管されるとともに、一次燃焼塔Ｔａの上側空気供給部１１に送風機６０からの空気を送給する上側空気送給管６４が配管されている。
【００４０】
更に、二次燃焼室５０の上部に、燃焼ガスと同方向の空気の旋回流を付与する空気出口６５が設けられている。この空気出口６５に、メイン送給管６１の上部から伸び送風機６０からの空気を送給する二次燃焼空気送給管６６が配管されている。この二次燃焼空気送給管６６のメイン送給管６１側端部には、覗き窓（図示せず）が設けられ、二次燃焼空気送給管６６を通して二次燃焼室５０の燃焼状態を視認できるようにしている。
【００４１】
更に、図１乃至図３に示すように、熱交換部７０は、一次燃焼塔Ｔａと二次燃焼搭Ｔｂの上側に設置されている。熱交換部７０は、水が収容される水槽７１と、この水槽７１に内装され二次燃焼塔Ｔｂからの送排管５５を通って排気される排気ガスが通される煙管７２とを有し、煙管７２を通る排気ガスと水との間で熱交換を行なうものである。
詳しくは、水槽７１の前後には、水槽７１の外壁によって隔離され排ガスが通過する前室７３及び後室７４が夫々設けられている。そして、煙管７２は複数本設けられており、これらの煙管７２は、前室７３及び後室７４間に水槽７１内を通って行列状に所定間隔で架設されている。前室７３には、上記の送排管５５が接続され、後室７４には煙突７５が接続されている。煙突７５の途中には、排気ガスの排気を促進する誘引ファン７６が設けられている。また、水槽７１には、新たな水を水槽７１内に給水する給水口７７が設けられており、給水口７７からの給水により、常時、水位が一定に保持されている。
【００４２】
熱交換部７０の水槽７１内で生成された湯は、図７に示すように、水槽７１に設けた出口７８及び入口７９に接続された循環パイプ８０内を循環させられる。循環パイプ８０は、例えば、２系統並列に設けられ、各循環パイプ８０の経路の途中に設けた熱交換器８１，８２を介して、他のパイプ８３，８４を流れる水に熱を伝達する。例えば、温水プール施設においては、１系統の循環パイプ８０（Ａ）の湯は、プール用の水の加温に供され、他の１系統の循環パイプ８０（Ｂ）の湯は、身体洗浄用の湯の加温用に供される。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るボイラ装置の制御系について説明する。図１，図２及び図８に示すように、上記の上側空気送給管６４には、開度調整されて上側空気送給管の空気の送給量を可変にする手動の上側ダンパ９０が設けられている。一方、下側空気送給管６３には、開度調整されて下側空気送給管６３の空気の送給量を可変にする電気駆動型の下側ダンパ９１が設けられている。
また、二次燃焼塔Ｔｂには、二次燃焼室５０の排気ガスの温度を検知する熱電対型の燃焼センサ９３が設けられており、熱交換部７０の水槽７１には水槽７１内の水の温度を検知する水温センサ９４が設けられている。
【００４４】
そして、一次燃焼室１及び二次燃焼室５０の燃焼は、図８に示すように、制御部１００により制御される。
制御部１００は、燃焼センサ９３及び／または水温センサ９４（実施の形態では燃焼センサ９３）の検知温度に基づいてバーナ５７のオン，オフ制御を行なうバーナ制御手段１０１と、燃焼センサ９３及び／または水温センサ９４の検知温度に基づいて下側ダンパ９１及び上側ダンパ９０の少なくとも何れか一方（実施の形態では、下側ダンパ９１）の開度制御を行なうダンパ制御手段１０２とを備えている。
【００４５】
制御部１００のバーナ制御手段１０１は、燃焼センサ９３が検知した温度が予め設定した第一設定温度（実施の形態では８００℃）未満のときバーナ５７をオンにし、燃焼センサ９３が検知した温度が予め設定した第一設定温度（実施の形態では８００℃）以上のときバーナ５７をオフにする機能を備えて構成されている。
【００４６】
また、制御部１００には、燃焼センサ９３及び／または水温センサ９４の検知温度に基づいて燃料供給部２０が供給する固形燃料Ｗの供給量を制御する燃料制御手段１０３が備えられている。具体的には、速度可変スクリュウコンベア２２の電動モータ２５の回転数を制御して、固形燃料Ｗの送り量を調整する。
【００４７】
更に、制御部１００には、燃焼センサ９３が検知した温度が予め設定され上記第一設定温度（実施の形態では８００℃）よりも高い温度の第二設定温度（実施の形態では９００℃）未満のとき、当該第二設定温度未満の温度域に対応したダンパ制御手段１０２及び燃料制御手段１０３による制御を行なわせて燃焼を促進する燃焼促進モード、及び、燃焼センサ９３が検知した温度が予め設定され上記第一設定温度（実施の形態では８００℃）よりも高い温度の第二設定温度（実施の形態では９００℃）以上のとき、当該第二設定温度以上の温度域に対応したダンパ制御手段１０２及び燃料制御手段１０３による制御を行なわせて燃焼を抑制する燃焼抑制モードの何れかのモードに設定するモード設定手段１０４が備えられている。
【００４８】
詳しくは、燃焼促進モードにおいては、ダンパ制御手段１０２の制御は、下側ダンパ９１の開度の０〜１００％の範囲に規定し、燃料制御手段１０３の制御は、燃料供給部２０の燃料供給能力の０〜１００％の範囲に規定する。一方、燃焼抑制モードにおいては、ダンパ制御手段１０２の制御は、下側ダンパ９１の開度の０〜５０％の範囲に規定し、燃料制御手段１０３の制御は、燃料供給部２０の燃料供給能力の０〜５０％の範囲に規定する。
【００４９】
また、燃焼促進モード及び燃焼抑制モードにおいては、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（実施の形態では、８０℃）未満のとき、ダンパ制御手段１０２は、下側ダンパ９１の開度を水温センサ９４が検知した温度に比例して制御する。実施の形態では、図９に示すように、温度が高くなると開度を小さくし、温度が低くなると開度を大きくする。また、燃料制御手段１０３は水温センサ９４が検知した温度に比例して燃料供給を行なう。実施の形態では、温度が高くなるとスクリュウコンベア２２の回転数を小さくし、温度が低くなるとスクリュウコンベア２２の回転数を大きくする。
一方、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（実施の形態では、８０℃）以上のとき、ダンパ制御手段１０２は下側ダンパ９１の開度を比例して制御し若しくは一定に制御する。実施の形態では、図９に示すように、下側ダンパ９１の開度を略閉状態の一定に制御する。また、燃料制御手段１０３は当該水温センサ９４が検知した温度に比例して若しくは一定にして燃料供給を行なう。実施の形態では、温度が高くなるとスクリュウコンベア２２の回転数を小さくし、温度が低くなるとスクリュウコンベア２２の回転数を大きくする。
【００５０】
また、制御部１００が設けられた制御盤（図示せず）には、バーナ５７，送風機６０，燃料供給部２０の速度可変スクリュウコンベア２２及び速度一定スクリュウコンベア２４を始動及び停止させるスイッチが備えられている。また、制御盤には、一次燃焼室１，二次燃焼室５０及び水槽７１の温度を目視できる温度計が設けられているとともに、連通路３の圧力を示す圧力計（図示せず）等種々の計器が設けられている。
【００５１】
従って、この実施の形態に係るボイラ装置を作動させるときは、以下のようにして行なう。図１０及び図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
先ず、予め、上側空気送給管６４の上側ダンパ９０の開度を適宜に設定しておく。図１０に示すように、バーナ５７を始動し（１−１）、二次燃焼室５０を加温する。制御盤の温度計を目視し、二次燃焼室５０の温度が４００℃程度になったら、一次燃焼塔Ｔａの下扉１３を開け、固形燃料Ｗに点火する。そして、送風機６０を始動し、一次燃焼室１で固形燃料Ｗを燃焼させるとともに、燃料供給部２０を始動する。
【００５２】
この状態においては、図１１に示すように、燃焼センサ９３の検知温度が第二設定温度（９００℃）になるか否かを検知しており（Ｓ１）、燃焼センサ９３の検知温度が第二設定温度（９００℃）未満なので、モード設定手段１０４が、燃焼促進モードに設定する（Ｓ２）。燃焼促進モードにおいては、ダンパ制御手段１０２の制御は、下側ダンパ９１の開度の０〜１００％の範囲に規定され、燃料制御手段１０３の制御は、燃料供給部２０の燃料供給能力の０〜１００％の範囲に規定される（Ｓ３）。そして、この燃焼促進モードにおいて、制御部１００は、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（８０℃）になるか否かを検知しており（Ｓ４）、一般に、始動時においては、設定温度（８０℃）未満であるので（Ｓ４ＮＯ）、図９に示すように、ダンパ制御手段１０２により、下側ダンパ９１の開度を水温センサ９４が検知した温度に比例して開閉し、燃料制御手段１０３により、水温センサ９４が検知した温度に比例して燃料供給を行なう（Ｓ５）。
そして、図１０に示すように、燃焼センサ９３の検知温度が第一設定温度（８００℃）になるか否かを検知しており（１−２）、燃焼センサ９３の検知温度が第一設定温度（８００℃）になると（１−２ＹＥＳ）、バーナ５７を停止する（１−３）。その後、燃焼センサ９３の検知温度が第一設定温度（８００℃）以上かを確認しており（１−４）、第一設定温度（８００℃）未満のときは（１−４ＮＯ）、再び、バーナ５７を点火する（１−１）。
【００５３】
この状態において、図１１に示すように、制御部１００は、燃焼センサ９３の検知温度が第二設定温度（９００℃）になるか否かを検知しており（Ｓ１）、燃焼センサ９３の検知温度が第二設定温度（９００℃）未満のときは、モード設定手段１０４が、燃焼促進モードの設定（Ｓ２）を維持する。燃焼促進モードにおいては、第二設定温度未満の温度域に対応したダンパ制御手段１０２及び燃料制御手段１０３による制御が行われる。即ち、ダンパ制御手段１０２の制御は、下側ダンパ９１の開度の０〜１００％の範囲に規定され、燃料制御手段１０３の制御は、燃料供給部２０の燃料供給能力の０〜１００％の範囲に規定される（Ｓ３）。
【００５４】
そして、この燃焼促進モードにおいて、制御部１００は、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（８０℃）になるか否かを検知しており（Ｓ４）、設定温度（８０℃）未満のときは（Ｓ４ＮＯ）、上記と同様、図９に示すように、ダンパ制御手段１０２により、下側ダンパ９１の開度を水温センサ９４が検知した温度に比例して開閉し、燃料制御手段１０３により、水温センサ９４が検知した温度に比例して燃料供給を行なう（Ｓ５）。
一方、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（８０℃）以上のときは（Ｓ４ＹＥＳ）、図９に示すように、ダンパ制御手段１０２により、下側ダンパ９１の開度を略閉にし、燃料制御手段１０３により、水温センサ９４が検知した温度に比例して燃料供給を行なう。
【００５５】
また、燃焼センサ９３の検知温度が第二設定温度（９００℃）以上になると（Ｓ１ＹＥＳ）、モード設定手段１０４が、燃焼抑制モードに設定する（Ｓ７）。燃焼抑制モードにおいては、ダンパ制御手段１０２の制御は、下側ダンパ９１の開度の０〜５０％の範囲に規定され、燃料制御手段１０３の制御は、燃料供給部２０の燃料供給能力の０〜５０％の範囲に規定される（Ｓ８）。
【００５６】
そして、この燃焼抑制モードにおいて、制御部１００は、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（８０℃）になるか否かを検知しており（Ｓ９）、設定温度（８０℃）未満のときは（Ｓ９ＮＯ）、図９に示すように、ダンパ制御手段１０２により、下側ダンパ９１の開度を水温センサ９４が検知した温度に比例して開閉し、燃料制御手段１０３により、水温センサ９４が検知した温度に比例して燃料供給を行なう（Ｓ１０）。
一方、水温センサ９４が検知した温度が予め設定した設定温度（８０℃）以上のときは（Ｓ９ＹＥＳ）、ダンパ制御手段１０２により、下側ダンパ９１の開度を略閉にし、燃料制御手段１０３により、水温センサ９４が検知した温度に比例して燃料供給を行なう（Ｓ１１）。
【００５７】
このような一次燃焼室１の燃焼においては、図１２に示すように、上側空気送給管６４の上側ダンパ９０が適宜に開調整されており、また、下側空気供給部１０の空気吹出口６からは、二次燃焼室５０の温度及び熱交換部７０の水槽７１の水温に応じた空気が吹出され、また、燃料供給も二次燃焼室５０の温度及び熱交換部７０の水槽７１の水温に応じた量の固形燃料Ｗを供給するので、一次燃焼室１の固形燃料Ｗを未燃ガスの少ない燃焼にすることができるようになり、一次燃焼室１で火炎が生じて、固形燃料Ｗをほとんどこの一次燃焼室１で燃焼させることができるようになる。また、一次燃焼室１の固形燃料Ｗを未燃ガスの少ない燃焼にすることができるようになるので、異常燃焼が防止され、安定した燃焼が行なわれる。更に、この制御により、一次燃焼室１を水冷式にする必要がなくなり、装置の簡略化を図ることができる。
【００５８】
一次燃焼室１で燃焼させられた燃焼ガスは二次燃焼室５０に至るが、ここでも燃焼できるので、完全燃焼が行なわれるようになる。この場合、二次燃焼室５０の上部に、送風機６０からの空気を送給する二次燃焼空気送給管６６が配管でされているので、より確実に燃焼が行なわれる。また、二次燃焼室５０の上側は、サイクロン機能が賦与されているので、灰を二次燃焼室５０の下に落とし込むことができ、清浄な排気ガスを送給管５５から排気させることができるようになる。この場合、空気出口６５からの空気も燃焼ガスと同方向の旋回流となるので、サイクロン機能が確実に発揮される。
【００５９】
なお、上記実施の形態においては、固形燃料Ｗとして、木材の細状物を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、プラスチック，ゴム，タイヤ等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的高い固形燃料Ｗを用いることもできる。この場合には、予め、上側空気送給管６４の上側ダンパ９０を遮断位置に設定しておくことが望ましい。このように上側空気送給管６４の上側ダンパ９０を遮断位置に設定すると、上側空気供給部１１の空気吹出口６から空気の吹き出しが遮断され、下側空気供給部１０の空気吹出口６からのみ空気が吹出される。そのため、一次燃焼室１の固形燃料Ｗは未燃ガスとなって、二次燃焼室５０に流入し、未燃ガスは二次燃焼室５０で燃焼させられる。
【００６０】
この場合、二次燃焼室５０の上部に、送風機６０からの空気を送給する二次燃焼空気送給管６６が配管されているので、より確実に燃焼が行なわれる。また、二次燃焼室５０の上側は、サイクロン機能が賦与されているので、灰を二次燃焼室５０の下に落とし込むことができ、清浄な排気ガスを送給管５５から排気させることができるようになる。この場合、空気出口６５からの空気も燃焼ガスと同方向の旋回流となるので、サイクロン機能が確実に発揮される。
【００６１】
また、燃焼センサ９３の検知温度に基づいて下側ダンパ９１の開度制御が行なわれるので、異常燃焼が防止され、安定した燃焼が行なわれる。特に、ガス化燃焼を行なうことから、カーボンの発生を抑制して確実に燃焼させることができ、クリンカも少なくでき、装置のメンテナンスが容易で耐久性も向上させることができるようになる。
【００６２】
即ち、本実施の形態によれば、先ず、木材，紙，段ボールやウエス等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的低い固形燃料Ｗを焼却する場合は、予め、上側空気送給管６４の上側ダンパ９０を開位置に設定し、下側ダンパ９１により下側空気送給管６３の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部６４から空気が供給されるとともに、下側空気供給部６３から下側ダンパ９１で量調整された空気が供給される。そのため、一次燃焼室１の固形燃料Ｗは未燃ガスの少ない燃焼になるようになり、一次燃焼室１で火炎が生じて、固形燃料Ｗはほとんどこの一次燃焼室１で燃焼させられる。
【００６３】
一方、プラスチック，ゴム，タイヤ等発熱エネルギー（発熱カロリー）の比較的高い固形燃料Ｗを焼却する場合は、予め、上側空気送給管の上側ダンパ９０を遮断位置に設定しておく。この状態で、下側ダンパ９１により下側空気送給管６３の開度を可変して空気の送給量を調整する。この場合、上側空気供給部６４の空気吹出口から空気の吹き出しが遮断され、下側空気供給部６３から下側ダンパ９１で量調整された空気のみが吹出される。そのため、一次燃焼室１の固形燃料Ｗは未燃ガスとなって、二次燃焼室５０に流入させることができ、未燃ガスを二次燃焼室５０で燃焼させることができるようになる。
【００６４】
この結果、１つの装置で、所謂上炎式燃焼とガス化燃焼とを切り換えて行なうことができるようになり、固形燃料Ｗの発熱エネルギー（発熱カロリー）の違いに対応した燃焼形態をとりうることができるようになり、そのため、燃焼効率を向上させることができるとともに、装置のメンテナンスを容易にして耐久性も向上させることができるようになる。
【００６５】
尚、上記実施の形態において、上側ダンパ９０及び下側ダンパ９１の開閉制御及び燃料供給部２０の燃料供給量制御は、上述したものに限定されるものではなく、燃料や水温条件などに応じて適宜に設定して良いことは勿論である。また、燃料供給部２０の燃料供給量制御においては、速度可変スクリュウコンベア２２をコントロールしているが、速度一定スクリュウコンベア２４を速度可変型に変更してこれで行うようにしても良く、適宜変更して差支えない。
【００６６】
尚また、上記第一設定温度（８００℃）及び第二設定温度（９００℃）、水温の設定温度（８０℃）についても、これに限定されるものではなく、種々の条件に合わせてどのように設定しても差支えない。また、固形燃料も上述したものに限定されず、どのようなものを用いても良いことは勿論である。更に、一次燃焼塔Ｔａと二次燃焼塔Ｔｂとは分離して設けられているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、一体にしても良く適宜変更して差支えない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係るボイラ装置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の要部を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の要部を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の要部を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の一次燃焼塔の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の一次燃焼塔において内壁の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の利用例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るボイラ装置において、燃焼促進モード及び燃焼抑制モードの各モードにおける水槽の水温に対するダンパの開度の制御例を示すグラフ図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るボイラ装置において、バーナの制御工程を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態に係るボイラ装置において、燃焼促進モード及び燃焼抑制モードの各モードの制御工程を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態に係るボイラ装置における燃焼状態の一例を示す断面図である。
【図１３】従来のボイラ装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｗ  固形燃料
Ｔａ  一次燃焼塔
Ｔｂ  二次燃焼塔
１  一次燃焼室
３  連通路
４  内壁
５  外壁
６  空気吹出口
７  仕切り
８  下側空気室
９  上側空気室
１０  下側空気供給部
１１  上側空気供給部
１３  下扉
１５  受入口
２０  燃料供給部
２１  貯留槽
２２  速度可変スクリュウコンベア
２３  ホッパ
２４  速度一定スクリュウコンベア
２７  シュータ
３０  撹拌装置
４０  補充装置
５０  二次燃焼室
５１  内壁
５２  外壁
５４  下部扉
５５  送排管
５５ａ  下端
５６  出口
５７  バーナ
５９  噴出し口
６０  送風機
６１  メイン送給管
６３  下側空気送給管
６４  上側空気送給管
６５  空気出口
６６  二次燃焼空気送給管
７０  熱交換部
７１  水槽
７２  煙管
７５  煙突
７６  誘引ファン
８０  循環パイプ
９０  上側ダンパ
９１  下側ダンパ
９３  燃焼センサ
９４  水温センサ
１００  バーナ制御手段
１０２  ダンパ制御手段
１０３  燃料制御手段
１０４  モード設定手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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