專利名稱：鍋爐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量使水槽內(nèi)的水加熱產(chǎn)生溫水或蒸氣的鍋爐裝置。
背景技術(shù)：
過去，開發(fā)了將生物質(zhì)燃料或由生物質(zhì)燃料與木炭形成的固體燃料作為燃料的鍋爐裝置(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。該鍋爐裝置裝有燃料，由爐壁所覆蓋的燃燒室和安裝于燃燒室中的第1爐篦、第2爐篦構(gòu)成。
專利文獻(xiàn)1特開2005-105237號公報發(fā)明內(nèi)容然而，專利文獻(xiàn)1的鍋爐裝置，僅在熱交換器中將燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣的熱量進(jìn)行熱交換。因此，燃燒氣到達(dá)熱交換器時已經(jīng)冷卻，不能高效率地進(jìn)行熱交換。
因此，鑒于上述情形，本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐裝置，它除了在熱交換的熱交換部進(jìn)行熱交換之外，還在燃燒燃料的燃燒室以及將燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣中所含的灰分除去的集塵部中進(jìn)行熱交換，因此可以提高熱交換效率。
因此，本發(fā)明的鍋爐裝置是使用燃燒燃料產(chǎn)生的熱量將水槽內(nèi)的水加熱的鍋爐裝置，該裝置具有注入上述燃料并使注入的燃料燃燒的燃燒室、將上述燃燒室中上述燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣中的灰分除去的集塵部、使上述燃燒室中上述燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣與上述水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的熱交換部、和將上述熱交換部中熱交換過的上述燃燒氣排放到外面的排煙部，特征在于上述燃燒室的整個外表面、上述集塵部的整個外表面以及上述排煙部的外表面一部分，浸漬于上述水槽中，使它們與上述水槽內(nèi)的水接觸。
根據(jù)本發(fā)明的鍋爐裝置，燃料燃燒以產(chǎn)生與水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的燃燒氣的燃燒室的整個外表面、從燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣中除去灰分的集塵部的整個外表面、和將與水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的燃燒氣排出的排煙部的外表面一部分可以與水槽內(nèi)的水接觸。這樣，不僅熱交換部，而且與燃燒室、集塵部、排煙部都可以進(jìn)行熱交換，因此可以提高熱交換效率。
而且，在本發(fā)明的鍋爐裝置中，特征在于上述熱交換部使上述集塵部中除去灰塵的燃燒氣與上述水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。由此，可以防止灰分附著于熱交換部上，從而可以高效率地進(jìn)行熱交換。
本發(fā)明的鍋爐裝置，可以使燃料燃燒以產(chǎn)生與水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的燃燒氣的燃燒室的整個外表面、從燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣中除去灰分的集塵部的整個外表面、和將與水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的燃燒氣排出的排煙部的外表面一部分與水槽內(nèi)的水接觸。這樣，不僅熱交換部，而且與燃燒室、集塵部、排煙部都可以進(jìn)行熱交換，因此可以提高熱交換效率。
附圖簡述

圖1是顯示本發(fā)明的鍋爐裝置的構(gòu)成的一例的圖。
圖2是顯示本發(fā)明的鍋爐裝置的燃燒室的形狀的圖。
圖3是顯示安裝于本發(fā)明的鍋爐裝置的燃燒室中的燃燒用空氣導(dǎo)入管的一例的圖。
圖4是顯示安裝于本發(fā)明的鍋爐裝置的燃燒室中的溫度控制用空氣導(dǎo)入管的一例的圖。
圖5是顯示安裝于本發(fā)明的鍋爐裝置的燃燒室中的空氣導(dǎo)入管的一例的圖。
圖6是顯示本發(fā)明的鍋爐裝置的排煙部的內(nèi)部形狀的圖。
圖7是顯示本發(fā)明的鍋爐裝置的排煙部的內(nèi)部形狀的圖。
附圖標(biāo)記的説明1燃燒室2集塵部3熱交換部4排煙部5水槽10燃料注入管11點(diǎn)火用噴槍20灰分排出部發(fā)明的最佳實施方式下面參照附圖描述本發(fā)明的鍋爐裝置的一個實例。圖1是顯示本發(fā)明的鍋爐裝置的整體的圖。如圖1所示，本發(fā)明的鍋爐裝置具有燃燒室1、集塵部2、熱交換部3、排煙部4和水槽5。
如圖2所示，燃燒室1具有一定厚度的壁面，其形狀為圓柱形。該燃燒室1的壁面的整個外表面與水槽5內(nèi)的水接觸。該燃燒室1的上部側(cè)面具有內(nèi)部為中空的作為將燃料注入的注入管的燃料注入管10。因此，該燃料注入管10的外表面一部分與水槽5內(nèi)的水接觸。燃料從該注入管注入，經(jīng)圓柱形的燃燒室1的底部提供的點(diǎn)火用噴槍11，將注入的燃料點(diǎn)火，使注入的燃料燃燒。通過燃燒燃料，產(chǎn)生火焰，同時產(chǎn)生具有高溫?zé)崃康娜紵龤狻?br> 注入到該燃燒室1中的燃料沒有特別的限制，即使以前燃燒時產(chǎn)生的灰分多，而且灰分容易以玻璃態(tài)固化產(chǎn)生熔渣的燃料也可以使用。例如，可以列舉生物質(zhì)碎片、生物質(zhì)圓片、碳化物、廢油等，它可以是固體也可以是液體，沒有特別的限制。該燃料，經(jīng)燃料注入管10從外面注入，作為該注入方法，可以是需要時注入，也可以連續(xù)注入。
燃燒室1，具有與燃料注入管10的燃燒室1相連的地方，即在燃料注入管10的出口附近提供有阻燃部件12。該阻燃部件12，在如下所述的燃料室1內(nèi)沿壁面旋轉(zhuǎn)(圖2中的箭頭方向)，同時可以防止上升的燃燒氣與從燃料注入管10注入的燃料直接接觸。
例如，如圖2所示，阻燃部件12，具有一定的厚度，為可以覆蓋燃料注入管10的出口的尺寸大小的片狀部件，片狀部件的一端經(jīng)安裝使得與燃料注入管10的出口附近的燃燒室1的內(nèi)側(cè)面接觸。此時，阻燃部件12，覆蓋燃料注入管10的出口，使燃燒氣沿旋轉(zhuǎn)方向，趨于相對燃燒室1的內(nèi)部壁面而安裝。
這樣，旋轉(zhuǎn)上升的燃燒氣流入燃料注入管10，可以防止在出口附近與從燃料注入管10注入的燃料直接接觸。而且，可以防止燃燒著的燃料的火焰進(jìn)入燃料注入管10。因此，可以防止燃料注入管10內(nèi)以及燃料注入管10附近的燃料燃燒。由于燃料注入管10的外部沒有完全與水槽5內(nèi)的水接觸，因此一旦燃料注入管10中的燃料燃燒，熱交換效率降低。通過該阻燃部件12，可以使燃料真正在燃燒室1中燃燒，因此可以提高熱交換效率。
在燃燒室1的底部，安裝有從燃燒室1的側(cè)面例如發(fā)出火焰的點(diǎn)火用噴槍11。通過該點(diǎn)火用噴槍11，可以將注入到燃燒室1中的燃料點(diǎn)燃，從而使燃料燃燒。
在燃燒室1的底部，安裝有覆蓋圓柱形燃燒室1的下面和側(cè)面的一部分的蓄熱部件13。為了不防礙來自點(diǎn)火用噴槍11的火焰，該蓄熱部件13，在與點(diǎn)火用噴槍11相對的位置設(shè)置有小孔。該蓄熱部件13，例如可以由鋼材、石材、水泥材料等形成。
該蓄熱部件13，通過蓄熱的熱量使注入的燃料的溫度升高，因此可以從燃料中產(chǎn)生可燃性氣體。即，在燃料燃燒的同時，可燃性氣體燃燒，使得燃燒室內(nèi)的溫度進(jìn)一步升高，這樣燃燒室1內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣的溫度升高。高溫燃燒氣與水的熱交換，因溫差越大效率越高，由于產(chǎn)生高溫燃燒氣，因此可以提高熱交換效率。該點(diǎn)火用噴槍11安裝于水槽5外。
蓄熱部件13，將燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣的熱量蓄熱，因此可以容易地使新注入的燃料燃燒。即，在燃燒室1內(nèi)的燃料耗盡之后，在從燃料注入管10注入燃料時，如果蓄熱部件13的溫度在燃料的著火點(diǎn)以上，那么燃料會燃燒。而且，即使蓄熱部件13的溫度在燃料的著火點(diǎn)之下，也可以減少點(diǎn)火用噴槍11的使用量。即，可以降低用于使燃料燃燒的點(diǎn)火用噴槍11所需的的化石燃料的使用量。
至于燃燒室1，為了能夠從燃燒室1和水槽5的外部向燃燒室1導(dǎo)入空氣，安裝有燃燒用空氣導(dǎo)入管15作為空氣導(dǎo)入管。該燃燒用空氣導(dǎo)入管15，是內(nèi)部為中空的管，并且與燃燒室1的側(cè)面、上面或下面中至少一面相通。即，燃燒用空氣導(dǎo)入管15，經(jīng)安裝使其一部分位于燃燒室1和水槽5的外部，通過該管向燃燒室1內(nèi)部導(dǎo)入空氣。安裝于該燃燒室1和水槽5的外部的燃燒用空氣導(dǎo)入管15，例如可以安裝泵等，從而可以向燃燒室1內(nèi)導(dǎo)入一定量的空氣。
如圖3所示，燃燒室1內(nèi)的燃燒用空氣導(dǎo)入管15，由為導(dǎo)入管縱管的燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151和為導(dǎo)入管橫管的燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152形成。為了使中心軸與圓柱形燃燒室1的中心軸平行，該燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151，從燃燒室1的上部到底部以垂直方向安裝。因此，為了使中心軸與燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151的中心軸垂直，燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152，相對燃燒室1的側(cè)面延伸與燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151連接。該燃燒用空氣導(dǎo)入管15，具有將燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151的中心軸以中心轉(zhuǎn)動的形狀。該燃燒用空氣導(dǎo)入管15經(jīng)安裝使得到達(dá)燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152具有裝有燃料的蓄熱部件13的燃燒室1的底部附近。此時，如圖3所示，燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152也可以安裝于燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151的端部，也可以安裝使得燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151與燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152相通。這種情況下，燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151的兩端，分布于燃燒室1和水槽5的外部，由此導(dǎo)入空氣。
在燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152的側(cè)面，在燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152的水平方向中心線上設(shè)置有一定大小的開口153。而且，在燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152的側(cè)面，在設(shè)置有開口153的相對側(cè)的燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152的水平方向中心線上設(shè)置有一定大小的開口154。開口153、154的大小，可以適當(dāng)改變。即，設(shè)置有開口153和開口154，使得通過開口153從燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152內(nèi)部向外部的方向(圖3中箭頭A方向)與通過開口154從燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152內(nèi)部向外部的方向(圖3中箭頭B方向)是相對的方向。即，設(shè)置開口使得沿燃燒室1的壁面旋轉(zhuǎn)。開口153、154，各自可以設(shè)置多個，這種情況下，如圖3所示，優(yōu)選經(jīng)過設(shè)計排列在水平方向中心線上。燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152，也可以具有多個。這種情況下，設(shè)置有開口使得借助開口從燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152的內(nèi)側(cè)向外側(cè)的方向沿燃燒室1的壁面旋轉(zhuǎn)。
這樣，燃燒室1，帶有設(shè)置開口15的燃燒用空氣導(dǎo)入管15，通過燃燒用空氣導(dǎo)入管15使空氣流入燃燒室1，可以使燃料燃燒。此時，在如上所述的燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管152的側(cè)面設(shè)置有開口153、154，從而可以將具有一定壓力的空氣導(dǎo)入燃燒室1。燃燒用空氣導(dǎo)入管15，設(shè)置有沿燃燒室1的壁面旋轉(zhuǎn)的開口153、154。由此，空氣相對燃燒室1的側(cè)面自然而然地導(dǎo)入，從而沿側(cè)面旋轉(zhuǎn)。因此，燃燒室1中產(chǎn)生的燃燒氣也旋轉(zhuǎn)與該空氣相遇。由于燃燒氣熱，因此它旋轉(zhuǎn)上升至燃燒室1的上部。
這樣，燃燒室1中產(chǎn)生的燃燒氣，沿側(cè)面旋轉(zhuǎn)上升。因此，燃燒氣中的熱量，集中在其外面與水槽的水接觸的燃燒室1的側(cè)面?zhèn)取．a(chǎn)生的熱量容易通過燃燒室1的壁傳導(dǎo)給水，因此可以有效地進(jìn)行熱交換。此時，上述的阻燃部件12經(jīng)安裝，覆蓋燃料注入管10的出口，使燃燒氣沿旋轉(zhuǎn)方向，趨于面對燃燒室1的內(nèi)部壁面。因此，燃燒氣不會流入直接燃料注入管10內(nèi)。
此時，對作為燃料用的空氣導(dǎo)入的量沒有限制，優(yōu)選控制泵等導(dǎo)入最適量以提高燃燒氣的溫度，用于燃料燃燒的燃燒用空氣可以根據(jù)燃料和燃料中的成分等適當(dāng)改變。例如，使用水分和油分含量之一低的燃料的碳化物時，使空氣的導(dǎo)入量少至不產(chǎn)生不完全燃燒，從而可以提高燃燒產(chǎn)生的燃燒氣的溫度。由此，由碳化物產(chǎn)生的燃燒氣的溫度高，從而進(jìn)一步提高熱交換效率。
而且，在該燃燒室1中，與燃燒用空氣導(dǎo)入管15相同地，為了能夠控制燃燒室1內(nèi)的溫度，安裝有溫度控制用空氣導(dǎo)入管16作為可以從燃燒室1和水槽5的外部向燃燒室1內(nèi)導(dǎo)入空氣的空氣導(dǎo)入管。該溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，為內(nèi)部中空的管，與燃燒室1的側(cè)面、上面或下面中至少一面相通。即，溫度控制用空氣導(dǎo)入管16經(jīng)安裝，使一部分安裝于燃燒室1和水槽5的外部，通過該管可以向燃燒室1內(nèi)部導(dǎo)入空氣。安裝于該燃燒室1和水槽5的外部的溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，例如安裝有泵等，從而可以將一定量的空氣導(dǎo)入到燃燒室1內(nèi)。
如圖4所述，燃燒室1內(nèi)的溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，由為導(dǎo)入管縱管的溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161和為導(dǎo)入管橫管的溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162形成。該溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161，從燃燒室1的上部向底部以垂直方向安裝，從而使其中心軸與圓柱形的燃燒室1的中心軸平行。因此，溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162，與溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161相連，使其中心軸與溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161的中心軸垂直，相對燃燒室1的側(cè)面延伸。該溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，具有溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161的中心軸繞中心旋轉(zhuǎn)的形狀。該溫度控制用空氣導(dǎo)入管16經(jīng)安裝，使得溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162位于圍繞蓄熱部件13的空間的上方，在燃燒室1的中央部附近。由此，可以將溫度控制用的空氣導(dǎo)入到燃燒室1，不會使蓄熱部件13冷卻。此時，如圖4所示，溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162可以安裝于溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161的端部，也可以經(jīng)安裝使得溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161貫穿溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162。此時，溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161的兩端，配置于燃燒室1和水槽5的外部，由此可以導(dǎo)入空氣。
在該溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162的側(cè)面，在溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162的水平方向中心線上設(shè)置有一定大小的開口163。而且，在溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162的側(cè)面，在設(shè)置有開口163的相對側(cè)的溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162的水平方向中心線上安裝有一定大小的開口164。開口163、164的大小，可以適當(dāng)變化。即，設(shè)置開口163和開口164，使得通過開口163從溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162內(nèi)部向外部的方向(圖4中箭頭C方向)與通過開口164從溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162內(nèi)部到外部的方向(圖4中箭頭D方向)為相對的方向。即，設(shè)置用于沿燃燒室1的壁面旋轉(zhuǎn)的開口。此時，開口163的從溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162內(nèi)部到外部的方向設(shè)置成，與開口163的從溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162內(nèi)部到外部的方向相同。另外，開口164的溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162從內(nèi)部到外部的方向設(shè)置成與開口164的溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162從內(nèi)部到外部的方向相同。開口163、164，各自可以設(shè)置多個，如圖4所示，優(yōu)選設(shè)置成在水平方向中心線上定向。該溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162，也可以安裝有多個。此時，設(shè)置開口使得通過開口從溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162的內(nèi)側(cè)到外側(cè)的方向沿燃燒室1的壁面旋轉(zhuǎn)。
這樣，燃燒室1具有設(shè)置開口163的溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，由此可以將比燃燒室1的內(nèi)部的溫度低的空氣導(dǎo)入燃燒室1。由此，可以將燃燒室1中產(chǎn)生的燃燒氣驟冷。因此，不會產(chǎn)生因燃料燃燒產(chǎn)生的灰分以玻璃狀固化的熔渣。
該熔渣，使灰分以玻璃狀固化的，是含有灰分的燃燒氣慢慢冷卻時形成的。以前，在將熱的燃燒氣導(dǎo)入熱交換器時，在熱交換器中慢慢冷卻，在熱交換器內(nèi)產(chǎn)生該熔渣，同時熔渣附著在其壁面上，由此熱交換效率降低。由于附著熔渣，熱交換效率降低，由此必需進(jìn)行清掃以除去附著的熔渣。
在燃燒室1中安裝有如上所述的溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，由此可以使燃燒氣驟冷。由此，可以抑制熔渣的產(chǎn)生。
而且，使空氣通過溫度控制用空氣導(dǎo)入管16流入燃燒室1，從而可以使燃料燃燒。此時，在如上所述的溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管162的側(cè)面設(shè)置有開口163、164，從而可以將一定壓力的空氣導(dǎo)入燃燒室1。溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，設(shè)置有沿燃燒室1的壁面旋轉(zhuǎn)的開口163、164。由此，使空氣相對燃燒室1的側(cè)面自然而然地導(dǎo)入，沿側(cè)面旋轉(zhuǎn)。此時的旋轉(zhuǎn)方向，例如是與燃料氣旋轉(zhuǎn)的方向相同的方向。由此，可以與燃燒氣有效地混合，有效地使燃燒氣冷卻。因此，可以進(jìn)一步抑制熔渣的產(chǎn)生。
此時，作為溫度控制用的空氣導(dǎo)入的量，可以根據(jù)燃燒室1內(nèi)的溫度等變化。此時，為了提高燃燒氣的溫度，優(yōu)選控制用于導(dǎo)入最適量的泵等。而且，為了使溫度控制用空氣的旋轉(zhuǎn)方向與上述的燃燒氣的旋轉(zhuǎn)方向相同，理想地配備有溫度控制用空氣導(dǎo)入管16。
燃燒用空氣導(dǎo)入管15和溫度控制用空氣導(dǎo)入管16，并不限于如上所述的形狀。如圖5所示，例如，配備有相對燃燒室1的中心軸具有平行的中心軸的導(dǎo)入管縱管171，代替燃燒用空氣導(dǎo)入管縱管151和溫度控制用空氣導(dǎo)入管縱管161，為了相對其導(dǎo)入管縱管171的中心軸具有垂直的中心軸，在燃燒室1中安裝有將作為與上述相同的導(dǎo)入管橫管的燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管173和溫度控制用空氣導(dǎo)入管172相連的空氣導(dǎo)入管17也可以。該空氣導(dǎo)入管17經(jīng)安裝使得一部分位于燃燒室1和水槽5的外部，通過該管可以將空氣導(dǎo)入燃燒室1內(nèi)部。在位于燃燒室1和水槽5的外部的空氣導(dǎo)入管17中，可以安裝例如泵等，控制流向燃燒室1的空氣的量。
燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管173，與上述相同地，經(jīng)安裝使得到達(dá)具有蓄熱部件13的燃燒室1的底部附近。而且，溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管172，與上述相同地，經(jīng)安裝位于圍繞蓄熱部件13的空間的上方，在燃燒室1的中央部附近。另外，在燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管173的側(cè)面的端部附近和溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管172的側(cè)面，與上述相同地在側(cè)面具有開口174、175、176、177。開口174、175、176、177的大小，可以適當(dāng)變化。因此，安裝各個開口174、175、176、177，使得通過開口174、175、176、177從管的內(nèi)部到外部的方向是沿壁面旋轉(zhuǎn)。由此，空氣從這些開口自然而然地導(dǎo)入空氣，沿側(cè)面旋轉(zhuǎn)。此時，設(shè)置開口174、175、176、177，使得從燃燒用空氣導(dǎo)入管橫管173的開口174、175導(dǎo)入的空氣所產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向，與從溫度控制用空氣導(dǎo)入管橫管172的開口176、177導(dǎo)入的空氣所產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的方向相同。即，相對1根空氣導(dǎo)入管縱管，可以使用配備2根導(dǎo)入管橫管的狀態(tài)代替上述的燃燒用空氣導(dǎo)入管15和溫度控制用空氣導(dǎo)入管16。此時，當(dāng)相對燃料流入的空氣的量與用于控制溫度流入的空氣的量不同時，可以根據(jù)其量改變橫管的內(nèi)徑從而控制流入量。由此，可以獲得與如上所述的燃燒用空氣導(dǎo)入管15和溫度控制用空氣導(dǎo)入管16相同的效果。因此，可以減少零部件數(shù)量，由此可以實現(xiàn)裝置的小型化。
燃燒室1的上部，用配管等與集塵部2相連。通過該配管，燃燒室1中產(chǎn)生的燃燒氣流入集塵部2。
集塵部2，通過配管與燃燒室1相連的同時，在集塵部2的上部也通過配管等與熱交換部3相連。在該集塵部2，可以將與燃燒室1中燃料燃燒所產(chǎn)生的燃燒氣一起產(chǎn)生的灰分除去。該集塵部2沒有特別的限制，例如可以采用旋風(fēng)吸塵器等集塵器。
該集塵部2，與燃燒室1相同，具有一定厚度的壁面，浸漬于水槽5中使得其壁面的整個外表面與水槽5內(nèi)的水接觸。因此，在該集塵部2，可以從流入的燃燒氣中除去灰分，同時可以與水槽5內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。
在該集塵部2的底部，安裝有灰分排出部20，可以將集塵部2收集的灰分排放到裝置外面。該灰分排出部20，安裝于水槽5的外部。通過該集塵部2，可以從燃燒室1中產(chǎn)生的燃料氣中除去灰分，經(jīng)灰分排出部20排放到外面。
熱交換部3有多個具有一定內(nèi)徑的管，它們位于水槽5內(nèi)的水中。因此，該熱交換部3的多個管各自一端與集塵部2相連，多個管的各自另一端與下面所述的排煙部4相連。流入到熱交換器3的燃燒氣，通過該多個管，可以與管周圍的水進(jìn)行熱交換。因此，當(dāng)管的內(nèi)徑小，即管細(xì)時，管的側(cè)面與水槽5中的水的接觸面積變大，因此可以提高熱交換效率。
以前的熱交換器存在熔渣附著于這樣的管上的問題。當(dāng)熔渣附著時，不僅使熱交換效率降低，而且可能堵塞管。因此，必需定期清掃熱交換器，為了清掃，必需要尺寸大的管。然而，在本發(fā)明的情況下，由于可以抑制燃燒室1中熔渣的產(chǎn)生，因此不需要清掃管，管的內(nèi)徑變小，即可以獲得管。由此，可以提高熱交換效率。另外，可以實現(xiàn)本發(fā)明的鍋爐裝置的小型化。
排煙部4，具有一定厚度的壁面，它與熱交換部3相連，從而可以將熱交換過的燃燒氣排放到外面。該排煙部4的壁面的外表面一部分也與水槽5內(nèi)的水接觸。因此，可以使燃燒氣與水槽5內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。
在該排煙部4，為了提高熱交換效率，在其外面與水槽5內(nèi)的水接觸的地方相對應(yīng)的內(nèi)面地方安裝有燃燒氣排出阻礙部件。當(dāng)設(shè)置該燃燒氣排出阻礙部件時，從下向上排出的燃燒氣通過與該燃燒氣排出阻礙部件接觸形成紊流。
流入排煙部4的燃燒氣，盡管由于在熱交換部3進(jìn)行了熱交換，因此比燃燒室1內(nèi)的溫度低，但是仍然具有可以進(jìn)行熱交換的溫度。在該排煙部4的熱交換，是外面與水槽5的水接觸的部分，在內(nèi)部的壁面附近的燃燒氣與水槽5內(nèi)的水之間進(jìn)行熱交換。即，排煙部4的內(nèi)部的燃燒氣，具有在離壁面近的外側(cè)附近比中心附近低的溫度。如上所述，由于設(shè)置有燃燒氣排出阻礙部件，因此燃燒氣更紊流，變成將排煙部4內(nèi)的燃燒氣攪拌的狀態(tài)，因此在排煙部4內(nèi)部最初的中心附近與外側(cè)附近之間不存在溫度差。即，通常具有可以進(jìn)行熱交換的溫度的燃燒氣被送到排煙部4內(nèi)部的外側(cè)附近，從而可以與水槽5內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。因此，排煙部4，設(shè)置有燃燒氣排出阻礙部件，可以提高熱交換效率。
安裝于排煙部4的內(nèi)部的燃燒氣排出阻礙部件，只要可以使燃燒氣變得更紊流都可以。下面列舉其實例。
作為燃燒氣排出阻礙部件，如圖6所示在排煙部4內(nèi)部具有螺旋狀突起40就可以。該突起40，距離排煙部4的內(nèi)側(cè)壁面有一定的高度，是從下部向上部成螺旋狀形成的。在排煙部4的內(nèi)部設(shè)這樣的突起40時，從下向上排出的燃燒氣與該突起40接觸從而變得更紊流。而且，除了螺旋狀突起40之外，設(shè)置多個圍繞排煙部內(nèi)部的圓形突起，也可以獲得相同的效果。因此，可以提高熱交換效率。
而且，作為燃燒氣排出阻礙部件，如圖7所示，為具有多個小孔并具有一定獲得的圓盤形部件41也可以。設(shè)置多個圓盤形部件41時，從下向上排出的燃燒氣通過與該圓盤形部件41接觸而變成紊流。而且，排煙部4內(nèi)的燃燒氣變得更紊流時，燃燒氣通過排煙部4的時間變長，因此可以進(jìn)行更長時間的熱交換，由此可以提高熱交換效率。
水槽5，將熱交換部3浸漬，在內(nèi)部具有水作為熱交換用的介質(zhì)。因此在該水槽5，將與內(nèi)部的水接觸的燃燒室1的整個外表面、集塵部2的整個外表面、排煙部4的外表面一部分浸漬。此時，水槽5，無論如何傳遞都可以。例如，可以是將燃燒室1、集塵部2、熱交換部3分別浸漬于加入各自水的室內(nèi)，各自室經(jīng)配管等相連的水槽5。而且，也可以在一個水槽內(nèi)浸漬燃燒室1、集塵部2、熱交換部3，在燃燒室1與集塵部2以及集塵部2與熱交換部3之間提供閥板，然后形成各部件的室。排煙部4，在與熱交換部3相同的室內(nèi)，其一部分也可以被浸漬。由此，由于各部件中的熱交換效率不同，各部件分別在各室內(nèi)浸漬，加熱的水依次流入各室，因此可以更容易地控制水槽5內(nèi)的水。
如上構(gòu)成的本發(fā)明的鍋爐裝置可以如下進(jìn)行熱交換。首先，從燃料注入管10注入燃料，用噴槍11點(diǎn)火燃燒。通過燃料的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣含有灰分，并沿壁面旋轉(zhuǎn)上升至燃燒室1的上方。此時，由于沿壁面旋轉(zhuǎn)，因此燃燒產(chǎn)生的熱量集中在壁面?zhèn)龋梢愿行У剡M(jìn)行水槽5內(nèi)的水與燃燒氣的熱交換。
旋轉(zhuǎn)上升的燃燒氣，經(jīng)配管從燃燒室1流入集塵部2。在該集塵部2從燃燒氣中除去灰分。此時，同時通過集塵部2的壁面與水槽5內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。
除去灰分的燃燒氣，經(jīng)配管從集塵部2流入燃燒室1。在該熱交換部3，使燃燒氣通過熱交換部3的管，由此可以有效地與水槽5內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。
通過熱交換部3的管的燃燒氣，經(jīng)排煙部4排放到外面。此時，燃燒氣，在與水槽5內(nèi)的水接觸的部分，通過排煙部4的壁面進(jìn)行熱交換。
這樣，水槽5內(nèi)的水，不僅與熱交換部3進(jìn)行熱交換，而且可以與燃燒室1、集塵部2和排煙部4進(jìn)行熱交換。因此，本發(fā)明的鍋爐裝置，經(jīng)高效率的熱交換有效地獲得的熱量將水有效地加熱或蒸發(fā)，可以將產(chǎn)生的溫水或蒸氣用于各種工作。因此，本發(fā)明的鍋爐裝置，與僅熱交換器3的熱交換相比，可以實現(xiàn)更高效率的熱交換。
以前，鍋爐裝置一旦小型化，因生物質(zhì)碎片、生物質(zhì)圓片、碳化物、廢油等燃料使得熱交換效率降低。作為其原因之一，可以列舉熔渣的產(chǎn)生。本發(fā)明的鍋爐裝置，如上所述、可以抑制熔渣的產(chǎn)生。
因此，即使小型化熱交換效率也沒有降低。不僅如此，由于可以使熱交換部3的管細(xì)化，由此可以進(jìn)一步提高熱交換效率，同時也可以實現(xiàn)進(jìn)一步的小型化。因此，本發(fā)明的鍋爐裝置，可以實現(xiàn)小型化并提高熱交換效率，而過去燃料困難。而且，也不需要保養(yǎng)除去熔渣，因此鍋爐裝置的維護(hù)管理也變得容易。
如上所述，熱交換的介質(zhì)可以是水，但是本發(fā)明并不限于此。也可以使用其它熱交換介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐裝置，它是使用燃燒燃料產(chǎn)生的熱量將水槽內(nèi)的水加熱的鍋爐裝置，該裝置具有注入上述燃料并使注入的燃料燃燒的燃燒室、將上述燃燒室中上述燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣中的灰分除去的集塵部、使上述燃燒室中上述燃料燃燒產(chǎn)生的燃燒氣與上述水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的熱交換部、和將上述熱交換部中熱交換過的上述燃燒氣排放到外面的排煙部，特征在于上述燃燒室的整個外表面、上述集塵部的整個外表面以及上述排煙部的外表面一部分，浸漬于上述水槽中，使它們與上述水槽內(nèi)的水接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的鍋爐裝置，特征在于上述熱交換部使上述集塵部中除去灰塵的燃燒氣與上述水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。
3.如權(quán)利要求1所述的鍋爐裝置，特征在于上述燃燒室具有，用于使燃料燃燒的燃燒用空氣從外部導(dǎo)入的燃燒用空氣導(dǎo)入管、和將用于控制上述燃燒室的溫度的溫度控制用空氣從外部導(dǎo)入的溫度控制用空氣導(dǎo)入管。
4.如權(quán)利要求3所述的鍋爐裝置，特征在于上述燃燒用空氣導(dǎo)入管和/或上述溫度控制用空氣導(dǎo)入管，由從上述燃燒室上部、面對上述燃燒室底部以垂直方向形成的導(dǎo)入管縱管，和與上述導(dǎo)入管縱管連接并沿上述導(dǎo)入管縱管的垂直方向延伸形成的導(dǎo)入管橫管構(gòu)成，上述導(dǎo)入管橫管側(cè)面具有開口。
5.如權(quán)利要求1所述的鍋爐裝置，特征在于上述燃燒室內(nèi)部，具有將該燃燒室中產(chǎn)生的上述燃燒氣的熱量蓄熱的蓄熱部件。
6.如權(quán)利要求1所述的鍋爐裝置，特征在于上述燃燒室，具有注入上述燃料的注入管，在上述注入管的出口附近，具有防止上述燃燒室中燃燒的燃料的火焰或產(chǎn)生的上述燃燒氣流入上述注入管的阻燃部件。
7.如權(quán)利要求1所述的鍋爐裝置，特征在于上述排煙部內(nèi)部，具有使上述熱交換部中熱交換過的燃燒氣形成紊流排放到外面的燃燒氣排出阻礙部件。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐裝置，它除了在熱交換的熱交換部進(jìn)行熱交換之外，還在燃燒燃料的燃燒室以及將燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣中所含的灰分除去的集塵部中進(jìn)行熱交換，因此熱交換效率提高。本發(fā)明使得將燃料燃燒以產(chǎn)生與水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的燃燒氣的燃燒室的整個外表面、除去燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的燃燒氣中的灰塵的集塵部的整個外表面、和將與水槽內(nèi)的水進(jìn)行熱交換的燃燒氣排出的排煙部的外表面一部分與水槽內(nèi)的水接觸。因此，不僅熱交換部，而且與燃燒室、集塵部、排煙部都可以進(jìn)行熱交換，因此可以提高熱交換效率。
文檔編號F24H1/18GK1978990SQ20061014529
公開日2007年6月13日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者松下靖治 申請人:松下靖治, 松下康平