(57)【要約】【課題】木質ペレットの貯蔵又は搬送時に発生する粉分による設備の不具合を解消して設備全体の稼働効率を向上できる木質ペレット再生設備及びその方法を提供することにある。【解決手段】本発明の木質ペレットの再生設備１０は、木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めた貯蔵ホッパ２０と、前記貯蔵ホッパ２０の前記粉体を受け入れて前記粉体の水分を測定する水分測定ホッパ３０と、前記水分測定ホッパ３０の前記粉体が所定水分量を満たすように加水する加水手段４０と、所定水分量に調整して攪拌された前記粉体を受け入れる成形材保管ホッパ５０と、保管した前記粉体を用いて木質ペレットを製造する成形機６０と、を有することを特徴としている。【選択図】    図１
2020132718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めた貯蔵ホッパと、
前記貯蔵ホッパの前記粉体を受け入れて前記粉体の水分を測定する水分測定ホッパと、
前記水分測定ホッパの前記粉体が所定水分量を満たすように加水する加水手段と、
前記所定水分量に調整して攪拌された前記粉体を受け入れる成形材保管ホッパと、
保管した前記粉体を用いて木質ペレットを製造する成形機と、
を有することを特徴とする木質ペレットの再生設備。
【請求項２】
請求項１に記載された木質ペレットの再生設備であって、
前記成形材保管ホッパは、２つ以上のホッパを備えて交互に受け入れ又は排出するバッチ式であることを特徴とする木質ペレットの再生設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された木質ペレットの再生設備であって
前記成形機からの前記木質ペレットを受け入れる再生ペレット保管ホッパを備え、
前記再生ペレット保管ホッパは、ホッパ内を換気する換気手段を備えたことを特徴とする木質ペレットの再生設備。
【請求項４】
木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めて貯蔵する工程と、
貯蔵した前記粉体を所定水分量に調整する工程と、
前記粉体を用いて木質ペレットを再生する工程と、
を有することを特徴とする木質ペレットの再生方法。
【請求項５】
木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めて貯蔵する工程と、
貯蔵した前記粉体の水分を測定する工程と、
水分測定した前記粉体が所定水分量に満たない場合に加水する工程と、
所定水分量の前記粉体を攪拌する工程と、
攪拌された前記粉体を保管する工程と、
保管した前記粉体を用いて木質ペレットを再生する工程と、
を有することを特徴とする木質ペレットの再生方法。
【請求項６】
請求項５に記載の木質ペレットの再生方法であって、
攪拌された前記粉体を保管する工程は、
２つ以上のホッパを用いて交互に受け入れ又は排出することを特徴とする木質ペレットの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質ペレットを受け入れ又は排出する貯蔵搬送設備に適用可能な木質ペレットの再生設備及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質ペレットは、鋸屑や木材の粉砕物を圧縮成形して粒状にしたものであり、木材に含まれるリグニンを熱で融解して固着させることでペレット状に成形している。木質ペレットは、ペレット化することにより、輸送や貯蔵の取り扱いが容易となる。このようなバイオマス資源を用いた木質ペレットの主な用途は、化石燃料の代替燃料として利用されている。例えば、小型のペレットストーブから大規模な火力発電所用の燃料が挙げられる。近年、地球温暖化防止対策や循環型社会の形成等の観点から、バイオマス利用に対する諸制度が施行されてバイオマス発電設備が各地に設置されている。
【０００３】
図３は従来の木質ペレットの貯留搬送設備の説明図である。木質ペレット製造設備からトラックで搬送された木質ペレットは、スクリューコンベア１でペレット受け入れコンベア２に供給される。ペレット受け入れコンベア２の末端にはペレット貯蔵ホッパ３があり木質ペレットが一時的に貯蔵される。その後、排出コンベア４からボイラー等の燃料用として供給ラインへ搬出される。
木質ペレットは、木粉を成形したものであり、搬送過程において、コンベアや貯蔵ホッパ（タンクともいう）への投入時の衝撃や流動によって崩れて粉になってしまうものがある。受け入れする木質ペレットは、製造工場からの出荷、中間貯蔵、輸送時に一部が粉化して数％の粉が含まれている。この粉分が搬送コンベアや貯蔵ホッパの非流動エリアに溜まってしまう。木質ペレットを受け入れ又は排出するコンベアなどの搬送機械内で粉分が滞留や堆積すると、粉塵発生や搬送不能の問題が生じる。最悪の場合、機械搬送内で滞留して摩擦熱によって発火のおそれがある。このため定期的に設備を停止してメンテナンスしなければならない。木質ペレットは、木質原料の種類、水分、成形方法などによって粉の発生量が異なるが、ペレット成形時の粉分重量比は、一例として約１％以内である。貯蔵搬送によって、粉化すると装置内での舞い上がりによって想定外の箇所で滞留し、ベルト等に発生する静電気力と水分付着による持ち帰りで広範囲に亘って落粉などの量が増え、メンテナンスの頻度が増加してしまう。また粉分重量比が木質ペレット全体の５〜１０％になると、設備を停止して清掃と粉分回収作業を計画及び実施しなければならない。
特許文献１には、木質ペレット搬送時に発生する粉を搬送管外部の集積箱へ排出して装置を停止することがない木質ペレットの搬送装置が開示されている。
しかしながら、貯留搬送装置の場合、粉分が滞留する箇所は広範囲に亘って多数存在するため、そのような箇所に集積箱を設置することはコスト高となり粉分を効率的に回収することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５１８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、木質ペレットの貯蔵又は搬送時に発生する粉分による設備の不具合を解消して設備全体の稼働効率を向上できる木質ペレットの再生設備及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めた貯蔵ホッパと、
前記貯蔵ホッパの前記粉体を受け入れて前記粉体の水分を測定する水分測定ホッパと、
前記水分測定ホッパの前記粉体が所定水分量を満たすように加水する加水手段と、
所定水分量に調整して攪拌された前記粉体を受け入れる成形材保管ホッパと、
保管した前記粉体を用いて木質ペレットを製造する成形機と、
を有することを特徴とする木質ペレットの再生設備を提供することにある。
上記第１の手段によれば、搬送設備の粉塵発生や発火トラブルを未然に防ぐことができる。また設備を停止してメンテナンス作業を行う頻度を少なくでき、稼働効率を向上できる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記成形材保管ホッパは、２つ以上のホッパを備えて交互に受け入れ又は排出するバッチ式であることを特徴とする木質ペレットの再生設備を提供することにある。
上記第２の手段によれば、粉体に水分を十分に馴染ませて均一に加水させることができる。また粉体全体に水分を与えているので粉塵発生を少なくできる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記成形機からの前記木質ペレットを受け入れる再生ペレット保管ホッパを備え、
前記再生ペレット保管ホッパは、ホッパ内を換気する換気手段を備えたことを特徴とする木質ペレットの再生設備を提供することにある。
上記第３の手段によれば、成形した後、発熱している木質ペレットを冷却して強度を高めることができる。また成形工程でペレットに付着した粉体を除去できる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めて貯蔵する工程と、
貯蔵した前記粉体を所定水分量に調整する工程と、
前記粉体を用いて木質ペレットを再生する工程と、
を有することを特徴とする木質ペレットの再生方法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、搬送設備の粉塵発生や発火トラブルを未然に防ぐことができる。また設備を停止してメンテナンス作業を行う頻度を少なくでき、稼働効率を向上できる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めて貯蔵する工程と、
貯蔵した前記粉体の水分を測定する工程と、
水分測定した前記粉体が所定水分量に満たない場合に加水する工程と、
所定水分量の前記粉体を攪拌する工程と、
攪拌された前記粉体を保管する工程と、
保管した前記粉体を用いて木質ペレットを再生する工程と、
を有することを特徴とする木質ペレットの再生方法を提供することにある。
上記第５の手段によれば、搬送設備の粉塵発生や発火トラブルを未然に防ぐことができる。また設備を停止してメンテナンス作業を行う頻度を少なくでき、稼働効率を向上できる。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための第６の手段として、第５の手段において、攪拌された前記粉体を保管する工程は、
２つ以上のホッパを用いて交互に受け入れ又は排出することを特徴とする木質ペレットの再生方法を提供することにある。
上記第６の手段によれば、粉体に水分を十分に馴染ませて均一に加水させることができる。また粉体全体に水分を与えているので粉塵発生を少なくできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、木質ペレットの受入れ、貯蔵、排出設備において、粉化する割合が高い木質ペレットの受入れホッパの下流側に再生設備を設けることにより、搬送設備の粉塵発生や発火トラブルを未然に防ぐことができる。また設備を停止してメンテナンス作業を行う頻度を少なくでき、稼働効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の木質ペレットの再生設備の説明図である。
【図２】本発明の木質ペレットの再生方法の処理フローである。
【図３】従来の木質ペレットの貯留及び搬送設備の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の木質ペレットの再生設備及びその方法の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
［木質ペレットの再生設備１０］
図１は、本発明の木質ペレットの再生設備の説明図である。
本発明の木質ペレットの再生設備１０は、木質ペレットの貯蔵搬送設備で発生した粉体を集めた貯蔵ホッパ２０と、前記貯蔵ホッパ２０の前記粉体を受け入れて前記粉体の水分を測定する水分測定ホッパ３０と、前記水分測定ホッパ３０の前記粉体が所定水分量を満たすように加水する加水手段４０と、前記所定水分量に調整して攪拌された前記粉体を受け入れる成形材保管ホッパ５０と、保管した前記粉体を用いて木質ペレットを製造する成形機６０と、前記成形機６０からの前記木質ペレットを受け入れる再生ペレット保管ホッパ７０と、を備えている。
本発明の木質ペレットの再生設備１０は、木質ペレットの受入れ、貯蔵、排出設備において、粉化する割合が高い木質ペレットの受入れホッパの下流側に設けている。
【００１５】
貯蔵ホッパ２０は、トラックや搬送コンベアによって搬送された木質ペレットを受け入れる際、後段の燃焼設備のスクリューコンベア１に排出される木質ペレットと分離された粉体を集めて一時貯蔵するホッパ（タンク）である。貯蔵ホッパ２０は、後段の再生工程で成形材が不足しないように、粉体が所定量溜まったら間欠的に排出するように制御されている。
水分測定ホッパ３０は、貯蔵ホッパ２０から排出される粉体を一時貯蔵し、ホッパ内の粉体の水分測定を行うホッパである。
木質ペレットが粉化した粉体は、一旦ペレットに成形された木粉であり、粉体サイズと水分のばらつきは少ない。このため、あらかじめ測定した粉体の水分量に対する再成形に必要な水分を加えれば良い。具体的には、水分測定ホッパ３０に溜まった粉体重量を計量する。そして後述する加水手段４０によって木粉重量に応じた水分を加水する。この他、測定値の信頼性を向上する目的で、搬送途中に電気式水分計を設置しても良い。例えば、木粉の電気抵抗を含水率に変換する方式（あらかじめ木粉や木チップなどの形状の異なる測定物の抵抗特性を補正する係数を加味して電気抵抗値から含水率を求める。）の電気抵抗式水分計を用いて連続的かつ短時間で測定しても良い。
加水手段４０は、水分測定ホッパ３０に接続してホッパ内の粉体を加水する給水管等である。加水手段４０は、流量制御バルブにより流量を任意に調整でき、所定水分量の粉体となるように水分を制御できる。このような加水手段４０により、木質ペレットの製造時に水分が少なくなっている粉体にペレット化に必要な所定量の水分を付与できる。
水分測定ホッパ３０でペレット化に必要な所定水分量に調整された粉体は、撹拌機（ミキサともいう）４２に排出されて攪拌される。
なお加水手段４０は、撹拌機４２に接続させて攪拌中の粉体に加水しても良い。
【００１６】
成形材保管ホッパ５０は、２つ以上のホッパからなり、前段の撹拌機から排出される粉体をホッパ毎に所定量ずつ分けて保管される。成形材保管ホッパ５０は、交互に粉体の受け入れと排出を行うバッチ式運転を採用している。このような構成の成形材保管ホッパ５０は、粉体に水分を十分に馴染ませて均一に加水させることができる。また粉体全体に水分を与えているので粉塵発生を少なくできる。なお、成形材保管ホッパ５０は後段の成形機６０に粉体を供給するためのホッパである。
成形機６０は、ダイスと呼ばれる金属製の円筒形の小さな孔を備え、原料となる粉体を圧入して成形し木質ペレットを製造するものである。成形機６０は、圧縮時に円筒形の小さな孔の内壁との摩擦力によって摩擦熱と原料粉体中の水分によって、木中の糖類やリグニンが熱で軟化して可塑化できる。そして小孔から押し出された直後の高密度のペレットは冷やされて固くなる。
【００１７】
再生ペレット保管ホッパ７０は、成形機６０で粉体を再生して成形された木質ペレットを一時保管するホッパである。再生ペレット保管ホッパ７０は、ホッパ内壁に換気手段８０の給気口７４と、排気口７６を備えたサイクロン方式を採用している。換気手段８０は、空気の給気管８２と、空気の排気管８４と、ファン８６（送風又は排気ファンを採用できる。図１は排気ファンを採用）を備えホッパ内に空気を供給している。このような構成の再生ペレット保管ホッパ７０は、成形機６０で成形された木質ホッパを受け入れた後、換気手段８０によってホッパ内が換気される。このとき成形した後に発熱している木質ペレットを冷却して強度を高めることができる。また成形工程でペレットに付着した粉体を除去できる。
また再生ペレット保管ホッパ７０は保管された木質ペレットを燃焼設備に供給するスクリューコンベア１や搬送コンベアへ排出できる。
【００１８】
［木質ペレットの再生方法］
上記構成による本発明の木質ペレットの再生方法について、以下説明する。
図２は本発明の木質ペレットの再生方法の処理フローである。
（粉体貯蔵）ステップ１
トラックや搬送コンベアによって搬送された木質ペレットを受け入れる際、後段の燃焼設備のスクリューコンベア１に排出される木質ペレットと分離された粉体を貯蔵ホッパ２０に集めて一時貯蔵する。
（粉体の水分測定）ステップ２
貯蔵ホッパ２０から排出される粉体を水分測定ホッパ３０で一時貯蔵し、ホッパ内の粉体の水分測定を行う。粉体は、木質ペレットの製造時において水分が少なくなっている。ペレット化に必要な所定水分量となるように粉体全体に加水手段４０で加水する。
【００１９】
（攪拌）ステップ３
水分測定ホッパ３０で所定水分量に調整された粉体を撹拌機４２へ排出し、攪拌する。
（成形材保管）ステップ４
撹拌機４２から排出される粉体を成形材保管ホッパ５０のホッパ毎に所定量ずつ分けて保管する。成形材保管ホッパ５０は、交互に粉体の受け入れと排出を行うバッチ式運転を採用しており、粉体に水分を十分に馴染ませて均一に加水させることができる。また粉体全体に水分を与えているので粉塵発生を少なくできる。
【００２０】
（ペレット成形）ステップ５
成形機６０のダイスと呼ばれる金属製の円筒形の小さな孔に原料となる粉体を圧入して成形し木質ペレットを製造する。この際、圧縮時に円筒形の小さな孔の内壁との摩擦力によって摩擦熱と原料粉体中の水分によって、木中の糖類やリグニンが熱で軟化して可塑化できる。
（再生ペレット保管）ステップ６
成形機６０で粉体を再生して成形された木質ペレットを再生ペレット保管ホッパ７０で一時保管する。再生ペレット保管ホッパ７０はホッパ内壁に換気手段８０の給気口７４と、排気口７６を備えたサイクロン方式を採用しており、成形された木質ホッパを受け入れた後、換気手段８０によってホッパ内が換気される。このとき成形した後に発熱している木質ペレットを冷却して強度を高めることができる。また成形工程でペレットに付着した粉体を除去できる。
また再生ペレット保管ホッパ７０は保管された木質ペレットを燃焼設備に供給するスクリューコンベア１や搬送コンベアへ排出できる。
【００２１】
このような本発明の木質ペレットの再生設備及びその方法によれば、木質ペレットの受入れ、貯蔵、排出設備において、粉化する割合が高い木質ペレットの受入れホッパの下流側に再生設備を設けることにより、搬送設備の粉塵発生や発火トラブルを未然に防ぐことができる。また設備を停止してメンテナンス作業を行う頻度を少なくでき、稼働効率を向上できる。また、粉塵発生による不都合を解消できる。そして狭いコンベア内の清掃作業の頻度を少なくでき、火災発生のリスクがなくなる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の木質ペレットの再生設備及びその方法は、特にバイオマス資源の製造分野において産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００２３】
１  スクリューコンベア
２  ペレット受け入れコンベア
３  ペレット貯蔵ホッパ
４  排出コンベア
１０  木質ペレットの再生設備
２０  貯蔵ホッパ
３０  水分測定ホッパ
４０  加水手段
４２  撹拌機
５０  成形材保管ホッパ
６０  成形機
７０  再生ペレット保管ホッパ
７４  給気口
７６  排気口
８０  換気手段
８２  給気管
８４  排気管
８６  ファン
【図１】
2020132718.tif 000003
【図２】
2020132718.tif 000004
【図３】
2020132718.tif 000005