(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電機のための蒸気ボイラーとバイオマスの乾燥炭化を行う乾燥炭化炉とが一体化したものであって、前記蒸気ボイラーは、前記乾燥炭化炉の回転ドラムが組み込まれ、前記回転ドラムの炭化部を包むドーム状の水槽を有し、前記水槽の中に熱源である燃焼炉が入っており、前記燃焼炉が、前記回転ドラムと前記水槽とを同時に加熱するバイオマス燃料製造機。
【請求項２】
前記回転ドラムより排出された粗バイオマス燃料を処理して得られるバイオマス燃料の一部を、自給燃料として前記燃焼炉に供給して、燃料生産−自給−消費のサイクルを形成する、請求項１に記載のバイオマス燃料製造機。
【請求項３】
前記水槽で発生した蒸気が、前記燃焼炉の炎で加熱される蒸気管に導かれて加熱され、高圧の過熱蒸気となって発電機の蒸気タービンを回し発電をする請求項１に記載のバイオマス燃料製造機。
【請求項４】
前記発電機で発電した電気を前記バイオマス燃料製造機の動力源として使用することで、電気の生産−自給−消費のサイクルを形成する請求項３に記載のバイオマス燃料製造機。
【発明の詳細な説明】
【技術の分野】
【０００１】  バイオマス燃料の製造機械に関する。
【背景技術】
【０００２】  本発明は、特願２０１１−２３０１７７の、バイオマス燃料の生産プラントを改良するものである。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】  特願２０１１−２３０１７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  先の出願（特許物件１）のバイオマス燃料の生産プラントは、雑草などを中心とする植物のバイオマスを、バイオマス燃料に加工するプラントであるが、基本的な加工、生産に関するもので、実際の企業的な経営に用いる場合には、各部分の構造や全体の構成を含めて総合的に改良する必要があった、所謂実用プラントの開発が課題となるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  先の出願によるバイオマス燃料の生産プラントの、中心部の機構構成は、火力発電機を中心とする機構構成であって、火力発電機よりの排煙と排熱を利用した、バイオマスの乾燥炭化の機構の組み合せであったが、本発明はこの機構構成を根本から変えるものである。【０００６】  そもそもこの発明の原点となる発想は、バイオマスを乾燥するのに、重油等の燃料を使う以外手段がないと考えるのが今の社会の常識である。その常識を変えるために、燃料は買わずに自分で生産した燃料を使えばいい。燃料は、バイオマスを乾燥するためだけに使うだけではもったいない。少し余計に燃やせば、自分で使うだけの電気を作ることができるだろう、と言うものであった。そのために、プラントの中心に火力発電機を置かなければならなかったものである。【０００７】  改良したプラントの機構構成の基本となるものは、乾燥、炭化を担う機構が中心となるもので、その構造は、火力発電の蒸気ボイラーと乾燥炭化を行う炭化炉が一体化したものであって、発電機はその蒸気ボイラーに付随するような構造になっているものである。【０００８】  具体的に説明すると、図２の様に、火力発電機のための、特殊な蒸気ボイラーの中に、乾燥炭化炉の回転する乾燥炭化ドラム▲４▼が組み込まれているもので、一つの熱源で乾燥炭化ドラム▲４▼と加熱室▲５▼−１の加熱と言う、二つの目的を同時に賄うものである。従って、この機構構成は、プラントと言うよりも、一つのバイオマス燃料製造機と言うのが適当である。【０００９】  このバイオマス燃料製造機の、燃料製造運転時の稼動形態は、次のようになる。先ず、熱源である燃焼炉▲１▼によって加熱された回転する乾燥炭化ドラム▲４▼に、原料投入ホッパー▲７▼より原料のバイオマスが投入される。投入されたバイオマスは、ゆっくりと乾燥しながら炭化部▲９▼に達する。ここでもゆっくりと進みながらバイオマスの一部が炭化し、冷却部▲１０▼である程度冷却されてから、乾燥炭化ドラム▲４▼より排出される。【００１０】  乾燥炭化ドラム▲４▼より排出されたバイオマスが粗バイオマス燃料である。この粗バイオマス燃料を処理することで、製品のバイオマス燃料が完成する。このバイオマス燃料製造機は、ここで完成品となったバイオマス燃料の一部を、自給燃料として燃焼炉▲１▼に供給することで、自給燃料の生産−自給−消費と言う燃料サイクルを形成するが、ここでは粗バイオマス燃料の処理に関する技術は発明の範囲外とする。【００１１】  発電用の蒸気ボイラーは、乾燥炭化ドラム▲４▼の炭化部▲９▼を包むようなドーム状であって、その蒸気ボイラーの中に、熱源である燃焼炉▲１▼が入っているものである。蒸気ボイラーのドームは、水槽▲３▼になっているもので、ドーム状の水槽▲３▼のなかに、燃焼炉▲１▼が入っている。所謂、蒸気ボイラー構造はドーム状の循環式の風呂釜の原理であって、このドーム状の水槽▲３▼で蒸気を発生する。発生した蒸気は、燃焼炉▲１▼の炎で加熱される蒸気管▲２▼に導かれ加熱されて、高圧の過熱蒸気になって蒸気タービンを回し発電をする。【００１２】  ここで発電された電気は、このバイオマス燃料製造機に使われているモーター、ポンプ、フアンの動力源として使��れるもので、燃料と電気の生産、自給、消費のサイクル形成の一部となるものである。【００１３】  このバイオマス燃料製造機は、この様に、機械自体が必要とする、燃料と電気を生産、自給、消費しながら稼動する機械であって、原料のバイオマスと、ボイラーの水の自動供給設備、及び製品となったバイオマス燃料の処理設備、と全体的な付帯設備が完備すれば、一旦稼動させれば、故意に運転を止めるか、故障でもない限り、休むことなく自動運転を続けることができることを特徴とする機械である。
【発明の効果】
【００１４】  現時点では、予想することが不可能と思われるほど膨大な量の、未開発のバイオマスの開発に貢献するものであって、現在一般に知られているバイオマス燃料に比べて、比較の対象にならないほどの低価格のバイオマス燃料の生産が可能になるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  前記説明の様に、このバイオマス燃料製造機は、自然界に自生する雑草を中心とする植物や、バイオマス燃料の原料として栽培された植物を、バイオマス燃料に加工する機械であって、図の様に、バイオマス燃料を燃料とする一つの燃焼炉▲１▼で、蒸気を発生する蒸気ボイラーと、バイオマスの乾燥炭化を行う乾燥炭化ドラム▲４▼に、同時に作用することも特徴とするが、ここでの燃焼炉▲１▼の詳しい説明は、機械の発明の範囲を超えるので省略する。【００１６】  先ず、この機械の機能と稼動形態を説明すると、この機械にかけられる前のバイオマスは、一定の寸法の長さに裁断する前処理が施されているが、この機械の役目は、このバイオマスを単純に乾燥するだけであって、乾燥を過度にすることで、一部が焦げて炭化するまで加熱するものである。然し、乾燥のために必要な燃料と、稼動に必要なモーター等の電力は、自分で生産し自給しながらバイオマスを燃料に加工して行くと言う、今の工業技術の概念を破る技術である。【００１７】  この機械を稼動するに当たっては、予め必要とするバイオマス燃料を準備しておかなければならない。この準備されたバイオマス燃料は、このバイオマス燃料専用に開発された燃焼炉以外での使用はできないものであるが、準備された燃料によって、バイオマス燃料製造機が正常な稼動運転を始めれば、新たなバイオマス燃料の生産が始まり、生産されたバイオマス燃料の一部を使いながら、順次バイオマスの加工を行い、連続したバイオマス燃料の生産をして行くと言う、独自の燃料の生産、自給、消費と言う燃料サイクルを形成するものである。【００１８】  次に、この機械の構造を説明すると、独特な蒸気ボイラーの中に、乾燥炭化ドラム▲４▼が組み込まれているという物であるが、この蒸気ボイラーは、循環式の風呂釜の形式を応用したものであって、ドーム状の水槽▲３▼の内側が、大きな加熱室▲５▼−１になっている。その加熱室▲５▼−１の中に、回転する乾燥炭化ドラム▲４▼と、蒸気管▲２▼が組み込まれ、一つの燃焼炉▲１▼の炎で、乾燥炭化ドラム▲４▼、蒸気加熱管▲２▼を同時に加熱しながら加熱室▲５▼−１内も加熱することで、発電に必要な過熱蒸気を発生する。【００１９】  この蒸気ボイラーは、厳密に言えば蒸気管ボイラーに属すると思われるものであって、水槽▲３▼の熱水を蒸気管▲２▼に導き、発生した高温高圧の過熱蒸気で、発電機のタービンを回す。又は、ドーム状の水槽▲３▼の水を沸騰させて蒸気を発生する。その蒸気は、ドーム状の水槽▲３▼の頂上部の気水分離部より、格子状の蒸気管▲２▼に導かれ、ここで更に加熱されて、高温高圧の過熱蒸気になり、発電機▲１２▼の蒸気タービンを回し、外気中に放出される。【００２０】  つまりこの蒸気ボイラーは、燃焼炉▲１▼の炎が、蒸気管▲２▼と、乾燥炭化ドラム▲４▼の炭化部▲９▼を直接加熱しながら。ドーム状の水槽▲３▼の中の燃焼室▲５▼−１内を同時に加熱すると言うものであって、ドーム状の水槽▲３▼が循環式の風呂釜の構造と全く同じなのである。【００２１】  次に、燃焼室▲５▼−１より排出される排煙は、乾燥炭化ドラム▲４▼の乾燥部▲８▼を加熱する加熱室▲５▼−２で、乾燥炭化ドラム▲４▼を加熱した後、���突▲６▼より排出される。【００２２】  高温に加熱されている乾燥炭化ドラム▲４▼に、予め前処理された原料のバイオマスを、原料投入ホッパー▲７▼より投入すると、バイオマスは、毎分２〜３回転でゆっくり回転する乾燥炭化ドラム▲４▼の中を、乾燥しながら乾燥部▲８▼から炭化部▲９▼へとゆっくりと移動してゆく、この乾燥炭化ドラム▲４▼の内部構造は、原料のバイオマスを撹拌しながら乾燥部▲６▼から冷却部▲１０▼まで送ってゆく、板状の長い撹拌羽根▲１１▼が複数枚付けられているだけである。【００２３】  この乾燥炭化ドラム▲４▼に当たる、一般的な炭化装置や焙煎機の乾燥炭化ドラムの内部構造は、螺旋状の誘導羽根で内容物を流動させるようになっているが、本発明の乾燥炭化ドラム▲４▼は、ドラムの全長に渡る撹拌羽根▲１１▼を複数枚設けただけで、乾燥炭化ドラム▲４▼を傾斜させて回転させることで、内容物を流動させている。【００２４】  然し、乾燥炭化ドラム▲４▼だけを傾斜させることはできないので、燃焼炉▲１▼以外の部分を、全て一括して傾斜をつけるものである。この傾斜ドラムによるバイオマスの乾燥炭化は、内容物のバイオマスを、高温のドラムの中で、完全に撹拌反転させながら後方に送って行くので、非常に乾燥の効率が良い。又この傾斜は、排煙の排出にも相当の効果を発揮している。【００２５】  又、乾燥炭化ドラム▲４▼の乾燥部▲８▼と、加熱室▲５▼−２を長くすることで、排煙の熱利用率が高くなり、バイオマスの乾燥も順調に進むことになる。その結果として、燃料の消費量が少なくなるものである。【００２６】  又、排煙については、加熱炭化ドラム▲４▼の傾斜による効果と、伸縮できる高い煙突▲６▼によって吸引力を大きくして、燃焼炉▲１▼の燃焼効率を高くしている。【００２７】  本発明は、この様に乾燥炭化ドラム▲４▼の傾斜や、伸縮できる高い煙突などの、自然の摂理や、循環風呂釜の様な古い技術を応用することで、構造をできる限り単純にすると共に、部品点数を少なくすることで、機械自体の製作費用を低く抑えているのも、大きな特徴の一つである。【００２８】  最後に、この機械の稼動形態を含む全体像を説明する。一旦原料となるバイオマスが供給されて正常な運転に入ると、必要な燃料は自動で自給し、動力源の電気も自給して稼動する。従って、燃料の原料になるバイオマスと、ボイラーの水の自動供給設備及び、加工生産された燃料を自動的に処理する設備の他、付帯設備等が完備すれば、故意に運転を止めるか、故障でもない限り完全自動運転を続ける、自己完結型のバイオマス燃料生産ロボットである。【００２９】  従って、生産されるバイオマス燃料は、原料であるバイオマスの収集を除けば、投入エネルギーは限りなく「  ０  」に近いと言う、画期的な機械設備によって生産される格安燃料となるものである。【００３０】  又、この機械の特徴である自己生産の燃料を自己消費することや、余熱を利用した自給発電の技術は、ペレット燃料等他のバイオマス燃料の生産現場でも利用は可能である。又、余熱を利用する自給発電の技術は、蒸気ボイラーに利用すれば燃料の利用効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】は横断面図
【図２】はボイラー部の断面図
【符号の説明】
【００３２】▲１▼  燃焼炉    ▲２▼  蒸気管    ▲３▼  水槽    ▲４▼  乾燥炭化ドラム
▲５▼−１  燃焼室  ▲５▼−２  加熱室  ▲６▼  煙突  ▲７▼  原料投入ホッパー
▲８▼  乾燥部    ▲９▼  炭化部    ▲１０▼  冷却部    ▲１１▼  撹拌羽根
▲１２▼  発電機
【産業上の利用可能性】
【００３３】  日本が求めている、再生可能エネルギー産業の一つである、バイオマスエネルギー産業の分野での活躍が期待される。
【図１】
0005432302.tif 000002
【図２】
0005432302.tif 000003