説明

バイオマス燃料給湯器

【課題】 バイオマス燃料の不完全燃焼に起因する煙の発生を大幅に抑制でき、併せて温水制御の高精度化を図ることができるバイオマス燃料給湯器を提供する。
【解決手段】 バイオマス燃料給湯器1は、籾殻、大鋸屑または木質ペレット等のバイオマス燃料を貯留する燃料タンク2と、バイオマス燃料を燃焼する燃焼部3と、燃料タンク2からバイオマス燃料を燃焼部3に供給する燃料供給装置4と、水温センサ5、6を備えた温水タンク7と、燃焼部3と温水タンク7との間の熱交換部8を備える。燃焼部3の燃焼室10に灯油またはガス等の流体燃料によるバーナ燃焼装置14を併設してある。燃料タンク2から供給されるバイオマス燃料と、流体燃料のいずれか一方または両方を燃焼させる構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、籾殻、大鋸屑または木質ペレット等のバイオマス燃料を貯留する燃料タンクと、バイオマス燃料を燃焼する燃焼部と、燃料タンクからバイオマス燃料を燃焼部に供給する燃料供給装置と、水温センサを備えた温水タンクと、燃焼部と温水タンクとの間の熱交換構造を備え、燃焼部の燃焼室に灯油またはガス等の流体燃料によるバーナ燃焼装置を併設したバイオマス燃料給湯器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
木質バイオマス等の固形燃料を燃焼させる燃焼装置は、特開2005−300022公報に、また木材などの破砕物をペレット状や塊状等に形成した木質材や石炭などの固形燃料を燃焼させ、その燃焼熱で水や蒸気を加熱する燃焼装置は、特開2004−293828公報に、さらに粉粒体燃焼温水機は、実願昭60−115342号(実開昭62−25757号)のマイクロフィルムに、それぞれ記載されている。
【特許文献1】特開2005−300022公報
【特許文献2】特開2004−293828公報
【特許文献3】実願昭60−115342号(実開昭62−25757号)のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
籾殻、大鋸屑または木質ペレット等のバイオマス燃料は、着火時から安定燃焼状態となるまでの間、および消火時に多量の煙が発生する。また、燃焼開始時の着火時に相当の熱量と時間を要するなど、決して利便性にすぐれた燃料とはいえず、これが原因でバイオマス燃料を熱源とする暖房装置や給湯器の普及が進まないのが実情である。
【0004】
そこで本発明は、この種のバイオマス燃料給湯器における問題点を解消するものであって、特にバイオマス燃料給湯器において、燃焼開始時のバイオマス燃料への着火時から安定燃焼状態となるまでの間、温水温度の制御にともなうバイオマス燃料の燃焼量調節、および消火時におけるバイオマス燃料の不完全燃焼に起因する煙の発生を大幅に抑制でき、併せて温水制御の高精度化を図ることができるバイオマス燃料給湯器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため本発明は、請求項1ないし5に係るバイオマス燃料給湯器を提供する。すなわち、請求項1に係るバイオマス燃料給湯器は、籾殻、大鋸屑または木質ペレット等のバイオマス燃料を貯留する燃料タンクと、バイオマス燃料を燃焼する燃焼部と、燃料タンクからバイオマス燃料を燃焼部に供給する燃料供給装置と、水温センサを備えた温水タンクと、燃焼部と温水タンクとの間の熱交換構造を備えたバイオマス燃料給湯器において、燃焼部の燃焼室に灯油またはガス等の流体燃料によるバーナ燃焼装置を併設して、燃料タンクから供給されるバイオマス燃料と、流体燃料のいずれか一方または両方を燃焼させることを特徴とするものである。
【0006】
請求項2に係るバイオマス燃料給湯器は、請求項1記載の構成において、バーナ燃焼装置による燃焼は、燃焼室内に供給されるバイオマス燃料への着火時に行うことを特徴とするものである。
【0007】
請求項3に係るバイオマス燃料給湯器は、請求項1または2記載の構成において、バーナ燃焼装置による燃焼は、温水タンクの温水が設定温度よりやや低い温度から設定温度までの範囲内で行い、バイオマス燃料は上記設定温度よりやや低い温度でその供給を停止することを特徴とするものである。
【0008】
請求項4に係るバイオマス燃料給湯器は、請求項1、2または3記載の構成において、燃焼部にバイオマス燃料が供給されない状態を検知したときは、温水タンクの温水が設定温度となるまでバーナ燃焼装置の燃焼を連続して行うことを特徴とするものである。
【0009】
請求項5に係るバイオマス燃料給湯器は、請求項1、2、3または4記載の構成において、燃焼部における燃焼制御は、バイオマス燃料の供給開始に先だってバーナ燃焼装置の燃焼による燃焼室の予熱を行い、次いでバイオマス燃料の供給を開始してバイオマス燃料に着火し、その後はバーナ燃焼装置の燃焼を停止してバイオマス燃料のみの燃焼を継続し、バイオマス燃料の供給を停止する際にはそれに先だってバーナ燃焼装置による燃焼を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係るバイオマス燃料給湯器によれば、燃焼開始時のバイオマス燃料への着火時から安定燃焼状態となるまでの間、温水温度の制御にともなうバイオマス燃料の燃焼量調節、および消火時におけるバイオマス燃料の不完全燃焼に起因する煙の発生を大幅に抑制でき、併せて温水制御の高精度化を図ることができる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
図1は本発明に係るバイオマス燃料給湯器の構成を示す断面図、図2は図1に示すバイオマス燃料給湯器の作動態様を示すフローチャートである。
【0012】
図1に示すように、本発明に係るバイオマス燃料給湯器1は、籾殻、大鋸屑または木質ペレット等のバイオマス燃料を貯留する燃料タンク2と、バイオマス燃料を燃焼する燃焼部3と、燃料タンク2からバイオマス燃料を燃焼部3に供給する燃料供給装置4と、水温センサ5、6を備えた温水タンク7と、燃焼部3と温水タンク7との間の熱交換部8を備えており、燃焼部3は、燃料タンク2から燃料供給装置4によって供給されるバイオマス燃料を燃焼させる燃焼皿9を設けた燃焼室10と、バイオマス燃料の燃焼にともなって燃焼皿9上に生じる灰を収集する集灰部11からなっていて、これらおよび燃焼室10に燃焼風を供給する燃焼ファン12等は全て一体の外装ケース13内に装備されている。
【0013】
上記燃焼部3の燃焼室10には、灯油またはガス等の流体燃料によるバーナ燃焼装置14が併設されており、燃焼室10内では燃料タンク2から供給されるバイオマス燃料と、バーナ燃焼装置14による流体燃料のいずれか一方または両方を燃焼させることができるようになっている。
【0014】
上記燃料供給装置4は、燃料タンク2内の底部に沿って設けたスクリューコンベア15からなり、スクリューコンベア15の傾斜下部は燃料タンク2の底部に開口しており、かつ傾斜上部には燃焼室10内の燃焼皿9上にバイオマス燃料を供給する供給シュート16が接続されている。燃焼室10に備えるバーナ燃焼装置14は、その火炎噴射口が燃焼皿9に向けられている。燃焼室10の外壁は耐熱および断熱構造にしてある。
【0015】
燃焼部3の燃焼室9の上部には、温水タンク7内を蛇行筒17が接続されており、この蛇行筒17により熱交換部8を構成していて、蛇行筒17の上端は集灰部11を構成するサイクロン18に接続筒19によって接続されている。上記接続筒19のサイクロン18寄りには吸引ファン20を介在させてあって、燃焼溢10内に生じた灰を含む排気を加圧してサイクロン18に送り込むようになっている。サイクロン18の下部には集灰室21を設けてある。22は排気温センサである。
【0016】
温水タンク7には、その下部に給水口23が、上部に温水送出口24が設けられており、給水口23には給水弁25が給水源(図示せず)との間に介在させてある。温水タンク7には、前記水温センサ5、6が上下部に設けられている。
【0017】
26は制御盤であって、前記水温センサ5、6、排気温センサ22、給水弁25、スクリューコンベア15、燃焼ファン12およびバーナ燃焼装置14が接続されていて、制御盤26によりバイオ燃料の供給、バーナ燃焼、排気制御、給水および温水送出等の所要の制御が集中的に行われるように構成されている。なお、給水弁25が減圧の弁であってもよく、この場合制御盤26に給水弁25(減圧弁)は接続されていなくてもよい。
【0018】
以上のように構成されたバイオマス燃料給湯器1は、図2に例示するように作動する。すなわち、制御盤26において燃焼開始のためのスタート操作をすると、燃料供給装置4により燃焼部3の燃焼室10にバイオマス燃料が供給され、次いでバーナ燃焼装置14による燃焼が開始されバイオマス燃料に着火される。バイオマス燃料が安定燃焼状態になった際にはバーナ燃焼装置14の燃焼が停止される。なお、この一連の詳細制御態様および付帯的制御態様等は図2に示すとおりである。
【0019】
本発明に係るバイオマス給湯器1においては、バーナ燃焼装置14による燃焼を、燃焼室10内に供給されるバイオマス燃料への着火時に行うことと、温水タンク7の温水が水温センサ5、6により検知される設定温度よりやや低い温度から設定温度までの範囲内で行い、バイオマス燃料を上記設定温度よりやや低い温度でその供給を停止することができるので、バイオマス燃料への着火時にその不完全燃焼状態が長引くことに起因する煙の発生、温水の温度制御にともなうバイオマス燃料の燃焼量削減に起因する煙の発生、消火時にバイオマス燃料の供給を先に断ってバーナ燃焼装置による燃焼で補うことによってバイオマス燃料の不完全燃焼に起因する煙の発生を大幅に抑制することができ、悪臭や有害排気の発生も未然に防止することがきる。
【0020】
また、燃焼部3にバイオマス燃料が供給されない状態を検知したときは、温水タンク7の温水が設定温度となるまでバーナ燃焼装置14の燃焼を連続して行うことにより、バイオマス燃料の補給が一時的に途絶えたり間に合わない場合でも、常に温水の安定供給を図ることができる。
【0021】
さらに、燃焼部3における燃焼制御を、バイオマス燃料の供給開始に先だってバーナ燃焼装置14の燃焼による燃焼室10の予熱を行い、次いでバイオマス燃料の供給を開始してバイオマス燃料に着火し、その後はバーナ燃焼装置14の燃焼を停止してバイオマス燃料のみの燃焼を継続し、バイオマス燃料の供給を停止する際にはそれに先だってバーナ燃焼装置14による燃焼を行うことにより、バイオマス燃料への着火および消火性能の向上と、その際の煙や悪臭の発生をいっそう効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明に係るバイオマス燃料給湯器の構成を示す断面図である。
【図2】図1に示すバイオマス燃料給湯器の作動態様を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0023】
1 バイオマス燃料給湯器
2 燃料タンク
3 燃焼部
4 燃料供給装置
5、6 水温センサ
7 温水タンク
8 熱交換部
9 燃焼皿
10 燃焼室
11 集灰部
12 燃焼ファン
13 外装ケース
14 バーナ燃焼装置
15 スクリューコンベア
16 供給シュート
17 蛇行筒
18 サイクロン
19 接続筒
20 吸引ファン
21 集灰室
22 排気温センサ
23 給水口
24 温水送出口
25 給水弁
26 制御盤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
籾殻、大鋸屑または木質ペレット等のバイオマス燃料を貯留する燃料タンクと、バイオマス燃料を燃焼する燃焼部と、燃料タンクからバイオマス燃料を燃焼部に供給する燃料供給装置と、水温センサを備えた温水タンクと、燃焼部と温水タンクとの間の熱交換部を備えたバイオマス燃料給湯器において、
燃焼部の燃焼室に灯油またはガス等の流体燃料によるバーナ燃焼装置を併設して、燃料タンクから供給されるバイオマス燃料と、流体燃料のいずれか一方または両方を燃焼させることを特徴とするバイオマス燃料給湯器。
【請求項2】
バーナ燃焼装置による燃焼は、燃焼室内に供給されるバイオマス燃料への着火時に行うことを特徴とする請求項1記載のバイオマス燃料給湯器。
【請求項3】
バーナ燃焼装置による燃焼は、温水タンクの温水が設定温度よりやや低い温度から設定温度までの範囲内で行い、バイオマス燃料は上記設定温度よりやや低い温度でその供給を停止することを特徴とする請求項1または2記載のバイオマス燃料給湯器。
【請求項4】
燃焼部にバイオマス燃料が供給されない状態を検知したときは、温水タンクの温水が設定温度となるまでバーナ燃焼装置の燃焼を連続して行うことを特徴とする請求項1、2または3記載のバイオマス燃料給湯器。
【請求項5】
燃焼部における燃焼制御は、バイオマス燃料の供給開始に先だってバーナ燃焼装置の燃焼による燃焼室の予熱を行い、次いでバイオマス燃料の供給を開始してバイオマス燃料に着火し、その後はバーナ燃焼装置の燃焼を停止してバイオマス燃料のみの燃焼を継続し、バイオマス燃料の供給を停止する際にはそれに先だってバーナ燃焼装置による燃焼を行うことを特徴とする請求項1、2、3または4記載のバイオマス燃料給湯器。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2007−178057(P2007−178057A)
【公開日】平成19年7月12日(2007.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−376882(P2005−376882)
【出願日】平成17年12月28日(2005.12.28)
【出願人】(000001465)金子農機株式会社 (53)
【Fターム(参考)】