米農家中西のデジカメ百姓日記

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2013年1月5日

籾殻・廃油ハイブリッドボイラーの開発 その5

温度コントローラを外気にさらして使っていたら、表示が消えてしまうというトラブルが発生。湿気による誤動作と判明。ビニール袋に入れ、外気を遮断する処置をしました。その後、正常に動作中。

中空構造の攪拌軸内(下写真左下の穴)に、廃油供給する為のステンレス配管を入れるやり方は

1) ステンレス配管末端部の廃油・籾殻灰による詰まり
2) 攪拌軸に開けられた空気の噴出穴の廃油・籾殻灰混合物による詰まり

という問題がありました。そこで、燃焼室へステンレスフレキ配管で廃油の供給するように変更しました。

廃油を供給、燃焼させる前のステンレスフレキ配管の末端部は、もちろんきれいですが、

廃油供給燃焼を繰り返すと下の写真のように廃油・籾殻灰の混合物で詰まってしまいます。

そこで、ステンレスフレキ配管に常時、エアポンプで空気を流すようにして、詰まり防止になるか試行しています。エアポンプは観賞魚を飼育する際、使用する水槽用のものです。

これが廃油供給部です。

廃油タンクと電磁弁の間は液漏れしないよう、ホースバンドで締め付け改善しました。

炎は根元が青っぽい程度で、全体的にはオレンジ~白色です。攪拌軸内に廃油を供給していた以前のやり方のほうが炎全体が青色で良かったですが、

1) ステンレス配管末端部の廃油・籾殻灰による詰まり
2) 攪拌軸に開けられた空気の噴出穴の廃油・籾殻灰混合物による詰まり

が解決できるかどうか、しばらくこのやり方でやって、見極めます。




2012年10月28日

籾殻・廃油ハイブリッドボイラーの開発 その4

3月以降、農繁期に突入した為、中断していた籾殻ボイラーの廃油も利用できるハイブリッドボイラーへの改造を再開しました。今回、再開したのは所定の温度以上にならないと廃油を供給しない安全対策です。3月に紹介した家にころがっていたジャンク品の温度コントローラを使います。写真右上の黒いヤツです。

この温度コントローラはプログラムコントローラと言って、様々なシーケンスが組めるものですが、今回のシステム構成ではある温度の達したら廃油を供給する電磁弁を開けるという単純は動きなので、付加価値付き過ぎのものです。ですが、折角あるのでこれを使います。

3月の実験では、籾殻が燃焼し、排出される部分、すなわち燃焼点の反対側に温度センサー(熱電対)を入れました。燃焼の様子を正確に捉えられないため、燃焼点近くの温度をモニターできる部分へ温度センサーを差込みました。

廃油のタンクはペール缶を利用し、専用コックを付けました。今回手を加えたことで、だいぶシステム構成が固まってきました。


2012年3月10日

籾殻・廃油ハイブリッドボイラーの開発 その3

籾殻に着火する仕組みの改善を行いました。というのは、
着火 → 75℃ → 65℃ → 再着火 のサイクルを繰り返すと下の写真のように、ヒータの前に炭化した籾殻が溜まり、生の籾殻に着火しなくなってしまうのです。

籾殻への着火が出来なくても、籾殻の搬送シーケンスだけは進むので、下の写真のように、燃焼室内が生の籾殻で一杯になってしまい、モーターも負荷オーバーで止まってしまいます。もうこうなるとお手上げ、ボイラーを分解して、生の籾殻を掻き出すというメンテナンスが必要となります。

そこで、ヒーターの前面に籾殻灰が溜まらず、絶えず新鮮な生の籾殻が出るようにちょっとした工夫をしました。ホームセンターからL字金具を2つ購入。V字に曲げ、ヒーターの下に空間を作る為の足としました。

こうすると、ヒーターの下に空間が出来るので、籾殻灰は下に落下。絶えず、充分な量の生の籾殻がヒーター前面に供給されている状態になります。

再着火時の様子です。

 ヒーターがONし、加熱され、送風ファンが回転すると、ご覧のとおり、籾殻への確実な着火ができるようになりました。

【ボイラーを分解して、燃焼室内の籾殻を掻き出す作業の様子】





2012年3月4日

籾殻・廃油ハイブリッドボイラーの開発 その2

籾殻・廃油ハイブリッドボイラーの安全対策に着手しました。ボイラー内がある設定温度以上でないと、廃油が供給されないようにします。

これが、熱電対(温度計)の起電力を温度表示に変換し、各種制御をするコントローラです。我が家にジャンク品としてころがっていたものを利用することにしました。

熱電対(温度計)をつなぎ、温度表示出来るか確認しました。6.7℃を表示。良好です。

この熱電対(温度計)をボイラー横に開いている2つの穴の内、左側に差し込み、ボイラー内の温度をモニターします。

缶詰の缶に熱電対を差し込む穴を開け・・・・・


このように熱電対を差し込みました。

これをボイラー横の左の穴に被せました。

こんな感じです。

コントローラの据わりが悪いので、位置を変更し、見栄えをよくしました。ボイラー内の温度は43.5℃。燃焼していません。

 43.5℃では、ボイラー内を覗いても、真っ暗。燃焼していません。不完全燃焼の煙だけがモクモクと出ている状態です。

ボイラー内で燃焼が確認できました。

この時の温度は200℃を超える位になります。熱電対の位置が、燃焼している部分から離れている為か、意外に低温です。熱電対がもっと長ければ、燃焼点の直接の温度が測定できるのですが、これで良しとしました。

2012年2月5日

籾殻・廃油ハイブリッドボイラーの開発 その1

さて、籾殻ボイラーで籾殻と廃油のハイブリッド化に目処が立ったので、本格的にシステムの構築を始めました。まずは必要部品の購入。MonotaRo (モノタロウ)から購入。色々な部品の品揃えがよく、安いです。点火ファンが壊れた時、日本ホープの安藤さんに相談したら、紹介してくれました。その時以来、気に入っているネットショップです。



購入したのは廃油の供給を止めたり、送ったりするための電磁弁。それに取り付けるタケノコの継ぎ手。ボイラー内で燃焼が止まった時、廃油の供給を止める為に温度をモニターする温度計(熱電対)です。

電磁弁にタケノコ継ぎ手をこんな感じで、取り付けます。

 まだ、実験段階なので、廃油タンクはキャンプ用タンクを流用しています。

廃油タンクのコックでまず、流量制限しています。蛇口から電磁弁までの配管は太めのオイル用ホースでつなぎ、一旦ここにオイル溜まりが出来るようにしました。電磁弁からの出口は外径6Φのステンレス配管につながるオイル用ホースです。

ステンレス配管へとつながっています。廃油タンクは高い位置に置き、電磁弁が開くと廃油が自由落下していきます。電磁弁が閉じると、ホース内廃油液面と電磁弁の間のホース内は減圧状態となり、ボイラー内への廃油供給が止まります。

ステンレス配管の末端はボイラーの燃焼室のこの中空構造の攪拌軸の中に入っています。

攪拌軸の中空部分にはシロッコファンから送られる空気が噴出す穴が開いており、燃焼中に加熱されると気化した廃油が空気と共に噴出します。

電磁弁の電源はこの攪拌軸の信号ラインからもらっています。この信号ラインは100VのON/OFFを出力しています。攪拌軸が回転し始めると、0.5~1秒、100Vが出力されるラインです。0.5~1秒後、電磁弁は閉じます。攪拌軸が回転している間、ずっと電磁弁が開くわけではないので、安全面でもとても、都合のよい信号が取り出せました。

燃焼中のボイラー内を覗いてみました。気化した廃油はボイラー内で青い炎で燃焼します。ほぼ、完全燃焼しているようです。籾殻の他に廃油も燃料として使えるエコなハイブリッドボイラーの完成まで間近なところまできました。

籾殻と廃油を同時に燃焼させることにより、期待できる効果は

  1. 廃油(使用済み天ぷら油、自動車、農業機械の使用済みオイルなど)の有効活用。
  2. 燃焼熱のカロリーを高め、籾殻使用量を削減。特に厳冬期に高まる籾殻使用量を低減。
  3. 多少、濡れた籾殻も廃油の燃焼により、燃焼可能。
  4. 籾殻のみの燃焼より、短時間で水を所定温度まで、温めることが可能。


今後の課題は

  1. 安全対策として、未燃焼時に廃油供給ストップする仕組みの構築。
  2. 廃油タンクをしっかりしたものに変更する。
  3. 廃油に含まれる固形物が電磁弁に行かないようにフィルターの取り付け。
  4. 廃油又は気化した廃油が流れ出るステンレス配管末端部の詰まり対策。


2012年1月28日

籾殻ボイラーで廃油燃焼実験 その2

先週末、籾殻燃焼中のボイラーの中で廃油を燃焼させることができました。炎がオレンジ色で不完全燃焼。目指すはやはり青い炎、完全燃焼を目指します。
ボイラー内に空気を送るシロッコファンの配管の途中に穴を開け、ボイラー内で空気を噴出する中空の撹拌軸の中に廃油を送るステンレス配管を差し込みました。これで、高温になった撹拌軸の中で気化した廃油が空気と共に噴出するようにしました。

廃油を入れたポリタンクから廃油が自由落下でステンレス配管に供給されます。

流れ出る廃油はご覧のとおり、ほんの少し。



撹拌軸の側面に開いている空気の噴出口からは青みを帯びた炎が出ていました。

左側のオレンジ色の炎は籾殻が燃焼。右側の青味を帯びた炎がガス化した廃油の炎だと思います。今回の実験で、籾殻ボイラーの機能としてあるボイラー内へ空気を供給する送風の経路を使い、廃油を青色の炎で完全燃焼させることに目処を付けました。次は安全に燃焼させる仕組みを取り付けたいと思います。