(57)【要約】【課題】水素を熱源として環境に悪影響を与えない構成とし、さらに、燃焼炉内に送水管を螺旋状に配設して、高温水、蒸気、熱気の３つを高効率に取り出す。【解決手段】水素を供給する水素供給部１と、水素と空気を混合して燃焼ガスを製造するガス改良装置２と、ガス改良装置２からの混合ガスを燃焼させる燃焼炉３と、燃焼炉３内に発生した熱気を排出する配管５と、燃焼炉３内を通過して蒸気を生じる送水管４を備えた水素ガストリプルヒーターにおいて、前記燃焼炉３内ではバーナー７から上方に向けて火炎を放射し、その火炎を取り巻くように送水管４を螺旋状に配設し、そして、燃焼炉３の天井に熱気を排出する配管５を接続した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を供給する水素供給部と、水素と空気を混合して燃焼ガスを製造するガス改良装置と、ガス改良装置からの混合ガスを燃焼させる燃焼炉と、燃焼炉内に発生した熱気を排出する配管と、燃焼炉内を通過して蒸気を生じる送水管を備えた水素ガストリプルヒーターにおいて、
前記燃焼炉内ではバーナーから上方に向けて火炎を放射し、その火炎を取り巻くように送水管を螺旋状に配設し、そして、燃焼炉の天井に熱気を排出する配管を接続したことを特徴とする水素ガストリプルヒーター。
【請求項２】
前記燃焼炉に隣接して蒸気蓄積装置を配置し、燃焼炉内を通過して発生した蒸気を一旦蒸気蓄積装置に蓄積し、蒸気蓄積装置から蒸気と高温水の両方を取り出すことを特徴とする請求項１記載の水素ガストリプルヒーター。
【請求項３】
筒状のハニカム状金属ネットの外周に送水管を螺旋状に巻いたことを特徴とする請求項１または２記載の水素ガストリプルヒーター。
【請求項４】
前記バーナーの燃焼ガスの放射口の径を拡縮可能とし、それによって、バーナーから放射する火炎の径を拡縮して送水管に接触する火炎を調整可能としたことを特徴とする請求項１、２または３記載の水素ガストリプルヒーター。
【請求項５】
前記燃焼炉内に発生した熱気を排出する配管に、排出ブロアーを接続し、その排出ブロアーによって熱気が長い配管を通過するようにし、その長い配管を配設することによって、配管の熱を乾燥装置または暖房装置の熱源として使用し、さらに、配管からの排出ガスを乾燥用または暖房用として使用することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の水素ガストリプルヒーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素ガストリプルヒーターに関し、特に、水素を熱源として環境を汚染しない構成とし、さらに、燃焼炉内に送水管を螺旋状に配設して、高温水、蒸気、熱気の３つを効率良く取り出す水素ガストリプルヒーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、プラント施設、工場、大型ビル、ホテル、病院等では集約した給湯設備を備え、これらの熱源には重油、灯油、ガス等が使用され、灯油ボイラー、ガスボイラー等によって、水を加熱して高温水を発生する構成となっている。
また、温水ボイラーから発生した蒸気は、施設における作業用、加熱用、および一般暖房用など、または、蒸気タービンなどの原動機を動かしたりする動力源として利用される場合もある。
そして、このような給湯設備、暖房設備に関する技術として、特開２００１−２３５１６７号公報記載の技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３５１６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の燃焼装置は高温水または蒸気を取り出す構成であるが、高温水と蒸気の両方を同時に取り出すことが困難であり、また、高温水、蒸気、熱気の３つを同時にバランス良く取り出すことは困難であった。
また、重油を熱源とする場合には、燃焼によって生じる燃焼ガスは、未燃焼の燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）といった望ましくない成分を放出するという問題があった。
そして、燃焼ガス中に望ましくない成分が多く含まれると、燃焼ガスを外部に排出するのに先立って、さらなる浄化の工程が必要となってしまう。
本発明は係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、水素を熱源として環境に悪影響を与えない構成とし、さらに、燃焼炉内に送水管を螺旋状に配設して、高温水、蒸気、熱気の３つを高効率に取り出す水素ガストリプルヒーターを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段として本発明請求項１記載の水素ガストリプルヒーターでは、水素を供給する水素供給部と、水素と空気を混合して燃焼ガスを製造するガス改良装置と、ガス改良装置からの混合ガスを燃焼させる燃焼炉と、燃焼炉内に発生した熱気を排出する配管と、燃焼炉内を通過して熱湯を生じる送水管を備えた水素ガストリプルヒーターにおいて、前記燃焼炉内ではバーナーから上方に向けて火炎を放射し、その火炎を取り巻くように送水管を螺旋状に配設し、そして、燃焼炉の天井に熱気を排出する配管を接続した。
【０００６】
請求項２記載の水素ガストリプルヒーターでは、請求項１記載の水素ガストリプルヒーターにおいて、前記燃焼炉に隣接して蒸気蓄積装置を配置し、燃焼炉内を通過して発生した蒸気を一旦蒸気蓄積装置に蓄積し、蒸気蓄積装置から蒸気と高温水の両方を取り出す構成とした。
【０００７】
請求項３記載の水素ガストリプルヒーターでは、請求項１または２記載の水素ガストリプルヒーターにおいて、筒状のハニカム状金属ネットの外周に送水管を螺旋状に巻いている。
【０００８】
請求項４記載の水素ガストリプルヒーターでは、請求項１、２または３記載の水素ガストリプルヒーターにおいて、前記バーナーの燃焼ガスの放射口の径を拡縮可能とし、それによって、バーナーから放射する火炎の径を拡縮して送水管に接触する火炎を調整可能とした。
【０００９】
請求項５記載の水素ガストリプルヒーターでは、前記燃焼炉内に発生した熱気を排出する配管に、排出ブロアーを接続し、その排出ブロアーによって熱気が長い配管を通過するようにし、その長い配管を配設することによって、配管の熱を乾燥装置または暖房装置の熱源として使用し、さらに、配管からの排出ガスを乾燥用または暖房用として使用する構成とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は水素ガストリプルヒーターの全体図、図２は螺旋体の部分の側面図、図３は螺旋体の部分の平面図である。
本発明の一実施の形態に係る発明は、図１〜図３に示すように、電気分解により水素を発生する電解装置１と、発生した水素を燃焼に適した状態に改良する水素ガス改良装置２と、水素ガス改良装置から発生する燃焼ガスを燃焼させる燃焼炉３と、燃焼炉３内を通過して熱水を生じる送水管４と、燃焼炉３の天井部分に接続された配管５と、送水管からの熱湯及び蒸気を貯留する蒸気蓄積装置６を主要な構成としている。
【００１１】
前記電解装置１は電解液（水）を電気分解して水素を製造する装置であり、この水素は燃焼炉３内で燃焼されて熱源とされる。
この電解装置（水素発生装置）としては登録実用新案第３０４５０９５号公報記載の技術を採用することができる。
水素ガス改良装置２は電解装置１で発生した水素を燃焼に適した状態に改良する装置であり、水素に空気、酸素等を混合して燃焼炉３へ供給する。
【００１２】
前記燃焼炉３は上下方向に伸びる炉であり、下方に燃焼ガスを燃焼させるバーナー７を備え、このバーナー７は水素ガス改良装置２から送られる燃焼ガスを上向きに放射して燃焼させる構成となっている。
バーナー７の上方には送水管４を螺旋状に回転させて形成した螺旋体８が配置され、その螺旋体８の外側は加熱炉９によって囲われている。
前記燃焼炉３の側方には送水管４が接続されて、燃焼炉３内に水を導入するようになっている。この送水管４は燃焼炉３内で所定ピッチで螺旋状に回転しながら螺旋体８を形成し上方に伸びている。
この螺旋体８の中心には空洞が形成され、この空洞には筒状のハニカム状金属ネット１０が配置され、螺旋体８はこのハニカム状金属ネット１０を取り巻きながら回転している。
このハニカム状金属ネット１０はバーナー７からの火炎が外に逃げるのを防止して、バーナー７の火炎を効果的に螺旋体８に伝達する。
尚、ハニカム状金属ネット１０の外周に密着して螺旋体８を配設するが、図３のように螺旋体８とハニカム状金属ネット１０との間に隙間を介在させることも可能である。
【００１３】
前記バーナー７は螺旋体８の空洞の下に配置されて、燃焼ガスの放射口は上に向き、螺旋の中心に向かって火炎を放射する構成となっている。
また、バーナー７の燃焼ガスの放射口は上に向いて開口した円形であるが、この円形の開口（放射口）は縮径、拡径が可能となっている。このバーナー７の放射口の径を調整することにより、螺旋体８への放射熱を調整することが可能となる。
すなわち、バーナー７の放射口を拡径すると、火炎の噴出し径が広がり、螺旋体８に十分に火炎が放射されて、熱が十分に伝達される。反対に、放射口を縮径させると、螺旋体径よりも火炎が縮小することにより、螺旋体８への熱放射が中止されて、後述する熱気のみの生産が行なわれる。
【００１４】
前記燃焼炉３の上側には耐熱レンガ１１が配設されて、バーナー７の高熱に耐えられるようになっている。燃焼炉３の天井部分はレンガによって閉塞され、その天井には送水管４の通過孔と、熱気ガスを送り出す配管５が接続されている。
バーナー７からの放射熱は一部は送水管によって蒸気に変換され、一部は燃焼炉の天井の配管５から熱気として配送されて利用される。
【００１５】
バーナーによって熱せられた蒸気はパイプ１２を通過して隣接する蒸気蓄積装置６に排出される。ここで蒸気は一旦蓄積され、パイプ１３によって各所へ分配される。
また、蒸気蓄積装置６の内部に熱湯が蓄積され、この熱湯も必要に応じ、パイプ１４によって各所へ分配される。
また、蒸気蓄積装置に蓄積された熱湯は徐々に冷めて行くが、この冷めた液体は再び、送水管４に送られて、燃焼炉３内を循環するようになっている。
【００１６】
次に図４に示すように、配管５の先には熱気を排出する排出ブロアーが接続され、この排出ブロアー１５はファン１６を回転させて、燃焼炉３内の熱気を強制排気するようになっている。
この排出ブロアー１５を接続することにより、配管５は数十メートルの長さを確保することが可能となり、例えば、燃焼炉３から３０メートル先の配管においても内部の熱気は６０℃〜７０℃の状態に保つことができる。
この配管５を屋内の床面、壁面にジグザグに配設することにより、乾燥室を構成することができ、この乾燥室内において食料品、建材等の乾燥を行なうことができる。
また、配管５から排出されるガスは水素ガスを燃焼させたものであるので、環境的に無害であり、直接排出して暖房用、あるいは乾燥用ガスとして使用することができる。
【００１７】
次に、水素ガストリプルヒーターの作用を説明する。
電解装置１、水素ガス改良装置２によって、水素を主体とした燃焼ガスを製造して燃焼炉３内のバーナー７へ供給し燃焼させる。
バーナー７から火炎を放射しながら、送水管４からは圧をかけて水を送り込み、螺旋体８を通過させて、燃焼炉３内を上昇させる。
水が螺旋体８を通過する際に、バーナー７の火炎により温度が上昇し、蒸気に変換されて、燃焼炉３の天井のパイプ１２を通過して隣接する蒸気蓄積装置６へ排出される。
蒸気蓄積装置６では一旦蒸気を蓄積して、パイプ１３によって蒸気を分配する。また、蒸気蓄積装置６に貯留された高温水はパイプ１４によって各所に分配される。そして、蒸気蓄積装置６に貯留された高温水の一部は送水管４と合流して再び燃焼炉３内を循環する。
一方、燃焼炉の上方にはバーナーの熱が滞留し、その熱気は配管５を通じて排出される。この熱気は暖房用として利用される。また、配管５には熱気を排出する排出ブロアーが接続されているので、その排出ブロアーによって熱気が長い配管を通過し、その長い配管を熱が乾燥装置または暖房装置の熱源として使用され、さらに、配管からの排出ガスは乾燥用または暖房用として使用される。
このように、本発明では、水素ガスを利用した燃焼炉によって、高温水、蒸気、熱気を得ることができる。
尚、バーナー７の放射口を縮径することにより、螺旋体への火炎の放射熱が減少し、燃焼炉からは熱気のみの取り出しが可能となる。
【００１８】
以上本発明を説明したが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、前記実施の形態で説明した送水管のパイプ径、螺旋体の径、バーナー放射口の大きさは適用設備等の状況に応じて任意に設定することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明請求項１記載の水素ガストリプルヒーターでは、水素を熱源とするので、環境汚染の原因となる炭化物、窒素酸化物を生じない。
また、水素を供給する水素供給部と、水素と空気を混合して燃焼ガスを製造するガス改良装置とを備えるので、水素ガスを貯留させずに、必要な分だけを供給するので、爆発の危険がない。
また、その火炎を取り巻くように送水管を螺旋状に配設するので、効率良く熱が伝導されて蒸気を発生する。
さらに、燃料として水素を使用するので、霧化機等の付属装置を必要とせず、火炎量の細かな調整が可能となる。
【００２０】
請求項２記載の水素ガストリプルヒーターでは、燃焼炉に隣接して蒸気蓄積装置を配置し、燃焼炉内を通過して発生した蒸気を一旦蒸気蓄積装置に蓄積する構成としたので、蒸気蓄積装置から蒸気と高温水の両方を取り出すことができる。
【００２１】
請求項３記載の水素ガストリプルヒーターでは、筒状のハニカム状金属ネットの外周に送水管を螺旋状に巻いたので、バーナーからの火炎を逃がさずに、効率良く受け止めることができる。
【００２２】
請求項４記載の水素ガストリプルヒーターでは、バーナーの燃焼ガスの放射口の径を拡縮可能とし、それによって、バーナーから放射する火炎の径を拡縮して送水管に接触する火炎を調整可能としたので、蒸気の発生量を任意に設定することができる。
【００２３】
請求項５記載の水素ガストリプルヒーターでは、熱気を排出する配管に、排出ブロアーを接続したので、熱気が通過する長い配管を確保することができる。そして、その配管の熱を乾燥装置または暖房装置の熱源として使用することができる。
また、配管からの排出ガスは環境に無害であるので、乾燥用または暖房用のガスとして直接使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水素ガストリプルヒーターの全体図である。
【図２】螺旋体の部分の側面図である。
【図３】螺旋体の部分の平面図である。
【図４】排出ブロアーを接続した水素ガストリプルヒーターの全体図である。
【符号の説明】
１  電解装置（水素・酸素発生装置）
２  水素ガス改良装置
３  燃焼炉（高速燃焼炉）
４  送水管
５  配管
６  蒸気蓄積装置
７  バーナー（水素専用バーナー）
８  螺旋体
９  加熱炉
１０  金属ネット（ハニカム状金属ネット）
１１  レンガ
１２  パイプ
１３  パイプ
１４  パイプ
１５  排出ブロアー
【図１】
2005030686.tif 000003
【図２】
2005030686.tif 000004
【図３】
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【図４】
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