(57)【要約】  バイオマス原料をガス化させる空間において、バイオマス原料の残渣が堆積せず、配管が閉塞し難いバイオマスガス化装置を提供することを目的とする。  本発明によれば、バイオマスガス化装置１であって、内部を加熱可能な炉本体14と、内筒24と外筒26とを有し炉本体内で上下方向に延びるように配置された二重管22と、二重管の下方に配置され、内筒の内側空間28と、内筒と外筒との間の空間30とを連通する連通部40と、連通部に接続され、連通部からバイオマス原料の残渣を外部に排出する残渣排出管42と、を備え、内筒の内側空間と、内筒と外筒の間の空間との一方が、バイオマス原料をガス化する空間とされ、内筒の内側空間と、内筒と外筒の間の空間との他方が、ガス化後のガスが流通する空間とされているバイオマスガス化装置が提供される。
2019008934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスガス化装置であって、
内部を加熱可能な炉本体と、
内筒と外筒とを有し、前記炉本体内で上下方向に延びるように配置された二重管と、
前記二重管の下方に配置され、前記内筒の内側空間と、前記内筒と前記外筒との間の空間とを連通する連通部と、
前記連通部に接続され、前記連通部からバイオマス原料の残渣を外部に排出する残渣排出管と、を備え、
前記内筒の内側空間と、前記内筒と外筒の間の空間との一方が、
バイオマス原料をガス化する空間とされ、
前記内筒の内側空間と、前記内筒と外筒の間の空間との他方が、
前記ガス化後のガスが流通する空間とされている、
ことを特徴とするバイオマスガス化装置。
【請求項２】
前記二重管の上部に、バイオマス原料を供給するバイオマス原料供給管と、水蒸気を供給する水蒸気供給管が接続されている、
請求項１に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項３】
前記内筒の上部に、バイオマス原料供給管と前記水蒸気供給管が接続され、
前記内筒の内側空間が、バイオマス原料をガス化する空間とされている、
請求項１に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項４】
前記水蒸気供給管の先端に、前記内筒の内側空間の略周方向に水蒸気を噴出する水蒸気噴出ノズルが設けられている、
請求項３に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項５】
前記水蒸気噴出ノズルが、周方向に所定の角度間隔をおいて、複数、設けられている、
請求項４に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項６】
前記内筒の内側空間の上部に、円錐状の上面を有する旋回流生成部材が設けられ、
前記水蒸気噴出ノズルが、前記旋回流生成部材の上面に沿って、略周方向下方に向けて水蒸気を噴出する、
請求項４または５に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項７】
前記外筒の下端が、前記内筒の下端より下方まで延び、前記内筒の下端より下方で前記外筒に包囲された部分が、前記連通部を構成している、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項８】
前記内筒の内側空間の下部に、上部から落下してきたバイオマス原料を受ける受け面が設けられている、
請求項７に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項９】
前記受け面に、酸化剤を供給する酸化剤供給口が設けられている、
請求項８に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項１０】
前記受け面が、前記内筒の内側空間の下部に配置され前記内筒の中心軸線に沿って回転可能に構成された柱状体の頂面に形成されている、
請求項８または９に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項１１】
前記柱状体が、円錐台形状を有している、
請求項１０に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項１２】
前記柱状体の外周面に、径方向外方に延びる掻落とし部材を備えている、
請求項１０または１１に記載のバイオマスガス化装置。
【請求項１３】
前記外筒の下端を閉鎖する蓋部材と、
前記蓋部材に形成され前記残渣排出管に連通する開口と、
前記蓋部材上に回転可能に配置され、前記蓋部材上に堆積した残渣を前記開口に落とし込むスクレーパと、を備えている、
請求項７ないし１２のいずれか１項に記載のバイオマスガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスガス化装置に関し、詳細には、バイオマス原料をガス化して発電等に用いられるガスを生成するバイオマスガス化装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
草木などのバイオマス原料の入手が容易な地域において、バイオマス原料をガス化して小規模な発電を行なう発電システムが提案されている。このような発電システムで使用するガスを生成するバイオマスガス化装置として、例えば、特許文献１に示すような装置が知られている。【０００３】
特許文献１の装置では、ガス化空間内の温度を８００℃以上に保ち、そのガス化空間内に導入されたバイオマス原料の微粉に水蒸気を供給して、その水蒸気の気流中にバイオマス原料の微粉を浮遊させて、バイオマス原料をガス化させている。この方法は、酸素がない状態でガス化および水蒸気改質反応が進行するため、酸素を消費する内燃式の熱分解反応炉に比べ、得られるガスの熱量が約２倍であり、優れたガス化性能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２２７７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の装置では、バイオマスをガス化させる空間に、逆Ｕ字状の配管部があるため、この部分にガスと共に飛散したバイオマス原料の残渣等が堆積し、配管が閉塞するという問題点があった。【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バイオマス原料をガス化させる空間において、バイオマス原料の残渣が堆積せず、配管が閉塞し難いバイオマスガス化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、
バイオマスガス化装置であって
内部を加熱可能な炉本体と、
内筒と外筒とを有し、前記炉本体内で上下方向に延びるように配置された二重管と、
前記二重管の下方に配置され、前記内筒の内側空間と、前記内筒と前記外筒との間の空間とを連通する連通部と、
前記連通部に接続され、前記連通部からバイオマス原料の残渣を外部に排出する残渣排出管と、を備え、
前記内筒の内側空間と、前記内筒と外筒の間の空間との一方が、
バイオマス原料をガス化する空間とされ、
前記内筒の内側空間と、前記内筒と外筒の間の空間との他方が、
前記ガス化後のガスが流通する空間とされている、
ことを特徴とするバイオマスガス化装置が提供される。【０００８】
このような構成によれば、バイオマス原料をガス化する空間、およびガス化後のガスが流通する空間の両者が上下方向に延びる構成となるので、これら空間で、バイオマス残渣等が堆積し配管が閉塞されることが抑制される。【０００９】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記二重管の上部に、バイオマス原料を供給するバイオマス原料供給管と、水蒸気を供給する水蒸気供給管が接続されている。【００１０】
このような構成によれば、二重管の上部にバイオマス原料供給管と水蒸気供給管が接続されているため、供給されたバイオマス原料は、特別な動力を必要とすることなく、重力によりガス化する空間内を移動(落下)する。
また、バイオマス原料は、ガス化する空間に導入されると同時に水蒸気と接触するため、バイオマス原料が水蒸気と接している時間が長くなり、バイオマス原料を効率良くガス化することができる。【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記内筒の上部に、バイオマス原料供給管と前記水蒸気供給管が接続され、
前記内筒の内側空間が、バイオマス原料をガス化する空間とされている。【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記水蒸気供給管の先端に、前記内筒の内側空間で略周方向に水蒸気を噴出する水蒸気噴出ノズルが設けられている。【００１３】
このような構成によれば、水蒸気噴出ノズルによって、内筒の内側空間で周方向に流れる水蒸気の旋回流が生成される。そして、二重管の内筒内の空間に導入されたバイオマス原料は、この水蒸気の旋回流に乗って、ガス化する空間内を旋回しながら落下していく。この結果、バイオマス原料を効率良くガス化することができる。【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記水蒸気噴出ノズルが、周方向に所定の角度間隔をおいて、複数、設けられている。【００１５】
このような構成によれば、内筒の内側空間で、効率良く、水蒸気の旋回流を生成することができる。【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記内筒の内側空間の上部に、円錐状の上面を有する旋回流生成部材が設けられ、
前記水蒸気噴出ノズルが、前記旋回流生成部材の上面に沿って、略周方向下方に向けて水蒸気を噴出する。【００１７】
このような構成によれば、
二重管の内筒内の空間に導入されたバイオマス原料は、旋回流生成部材の円錐状の上面上で、一時的に保持され、水蒸気噴出ノズルから噴出された水蒸気によって吹き飛ばされ、ガス化する空間を旋回しながら落下していく。この結果、バイオマス原料が水蒸気と接している時間が長くなり、バイオマス原料を効率良くガス化することができる。【００１８】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記外筒の下端が、前記内筒の下端より下方まで延び、前記内筒の下端より下方で前記外筒に包囲された部分が、前記連通部を構成している。【００１９】
このような構成によれば、
外筒と内筒のみで連通部を構成できるので、装置がシンプルとなり、メンテナンスも容易に行うことができる。【００２０】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記内筒の内側空間の下部に、上部から落下してきたバイオマス原料を受ける受け面が設けられている。【００２１】
このような構成によれば、
上部から落下したバイオマス原料が、一旦、受け面上に載置されるため、バイオマス原料が水蒸気と接している時間がより長くなり、バイオマス原料の未反応な部分をさらに少なくすることができる。【００２２】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記受け面に、酸化剤を供給する酸化剤供給口が設けられている。【００２３】
このような構成によれば、落下してきたバイオマス原料を受ける受け面に、酸化剤供給口が設けられているため、受け面上に載置されたバイオマス原料を受け面上で酸化させ、受け面上に載置されているバイオマス原料の未反応な部分をさらに少なくすることができる。【００２４】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記受け面が、前記内筒の内側空間の下部に配置され前記内筒の中心軸線に沿って回転可能に構成された柱状体の頂面に形成されている。【００２５】
このような構成によれば、
受け面が柱状体の頂面に形成されることにより、柱状体と内筒との間をバイオマス原料が通過する時間が延び、バイオマス原料の未反応部分をさらに少なくすることができる。【００２６】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記柱状体が、円錐台形状を有している。【００２７】
このような構成によれば、
柱状体が円錐台形状をしていることにより、柱状体と内筒との間で、バイオマス原料の詰まりを抑制することができる。【００２８】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記柱状体の外周面に、径方向外方に延びる掻落とし部材を備えている。【００２９】
このような構成によれば、柱状体の径方向外方に堆積したバイオマス原料を掻き落とすことによりバイオマス原料の残渣を円滑に排出できる。【００３０】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記外筒の下端を閉鎖する蓋部材と、
該蓋部材に形成され前記残渣排出管に連通する開口と、
前記蓋部材上に回転可能に配置され、前記蓋部材上に堆積した残渣を前記開口に落とし込むスクレーパと、を備えている。【００３１】
このような構成によれば、装置底部に堆積したバイオマス原料の残渣を確実に排出することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、バイオマス原料をガス化させる空間において、バイオマス残渣等のダストが堆積せず、配管が閉塞し難いバイオマスガス化装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態のバイオマスガス化装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態のバイオマスガス化装置の構成を模式的に示す縦断面図である
【図３】本発明の第３実施形態のバイオマスガス化装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図４】第３実施形態のバイオマスガス化装置に設けられた旋回流生成部材の平面図である。
【図５】本発明の第４実施形態のバイオマスガス化装置の二重管の下部の構造を模式的に示す縦断面図である。
【図６】第４実施形態のバイオマスガス化装置で用いられる掻落とし部材を示す図面である。
【図７】第４実施形態のバイオマスガス化装置で用いられる掻落とし部材の変形例を示す図面である。
【図８】第４実施形態のバイオマスガス化装置で用いられる掻落とし部材の他の変形例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面に沿って、本発明の第１実施形態のバイオマスガス化装置１０を説明する。図１は、本発明の第１実施形態のバイオマスガス化装置１０の構成を模式的に示す縦断面図である。
【００３５】
バイオマスガス化装置１０は、上下方向に延びる内部空間１２を有する中空の炉本体１４を備えている。炉本体１４の下部には、内部空間１２に高温ガスを導入する高温ガス導入口１６が設けられている。また、炉本体１４の上部には、高温ガス導入口１６から内部空間１２に高温ガスを導入された高温ガスを炉本体１４から排出する高温ガス排出口１８が設けられている。さらに、炉本体１４の壁は、断熱材２０で覆われている。
【００３６】
このような構成により、バイオマスガス化装置１０では、高温ガス導入口１６から内部空間１２に高温ガスが導入され、内部空間１２が、高温、例えば８５０℃以上の温度まで加熱可能とされている。
【００３７】
バイオマスガス化装置１０の内部空間１２には、上下方向に延びるように配置された二重管２２が設けられている。二重管２２は、内筒２４と外筒２６とによって構成され、内部に、内筒２４の内側の内側空間２８と、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０とが形成されている。二重管２２を構成する内筒２４と外筒２６は、耐熱性、耐腐食性を有する様々な材質で構成することができるが、耐熱性や耐腐食性の面でステンレス鋼で構成されていることが特に好ましい。内筒２４の内側の内側空間２８と、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０とは、上端が閉鎖されている。
【００３８】
内筒２４の閉鎖された上端部には、内筒２４の内側空間２８内にバイオマス原料を供給するバイオマス原料供給管３２と、内筒２４の内側空間２８内に水蒸気を供給する水蒸気供給管３４が接続されている。バイオマス原料供給管３２の上流側には、バイオマス原料を定量的に供給するためのバイオマス供給フィーダ３６が接続されている。
【００３９】
また、二重管２２の外筒２６の上端部には、生成ガス排出管３８が連結され、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の上部を、バイオマスガス化装置１０の外部の空間と連通するように構成されている。
【００４０】
生成ガス排出管３８には図示しない吸引ファンが設けられ、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０を上端側から吸引し、二重管２２の内部を負圧にしている。この吸引ファンによって、本実施形態のバイオマスガス化装置１０では、作動中、内筒２４の内側空間２８の上端から、内筒２４の内側空間２８及び環状空間３０の下端を通り、環状空間３０の上端に向かう気流が生成される。
【００４１】
二重管２２の下方には、内筒２４の内側空間２８と、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０とを連通する連通部４０が設けられている。本実施形態のバイオマスガス化装置１０では、図１に示されているように、外筒２６の下端が内筒２４の下端より下方まで延び、内筒２４の下端より下方で外筒２６に包囲された部分が連通部４０を構成している。
【００４２】
連通部４０の下端部には、バイオマス原料の反応後の残渣を外部に排出するための残渣排出管４２の上端が接続されている。残渣排出管４２の下端は、水封タンク４４に接続されている。
【００４３】
このような構成では、内筒２４の内側空間２８が、バイオマス原料をガス化する空間となり、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０がガス化後のガスが流通する空間となる。
【００４４】
次に、第１実施形態のバイオマスガス化装置１０の動作について説明する。
バイオマスガス化装置１０では、まず、雰囲気温度８５０℃以上の高温ガスを高温ガス導入口１６から、炉本体１４の内部空間１２に導入し（矢印A）、内部空間１２の中央部に配置された二重管２２を加熱する。余剰の高温ガスは、高温ガス排出口１８を通して排出される（矢印Ｂ）。
【００４５】
二重管が、十分に、例えば、８５０℃程度まで加熱された後に、ガス化原料となるバイオマス原料を、バイオマス供給フィーダ３６からバイオマス原料供給管３２を通して内筒２４の内側空間２８の上部に定量的に投入する（矢印Ｃ）。バイオマス原料としては、ガスを発生する顆粒または粉末状の有機物であればその種類を問わないが、例えば、木質、食品残渣、農業残渣等が特に好ましい。
【００４６】
バイオマス原料の投入と同時に、水蒸気を、水蒸気供給管３４を通して、二重管２２の内筒２４の内側空間２８の上部に導入する（矢印Ｄ）。
【００４７】
内筒２４の内側空間２８内に投入されたバイオマス原料は、水蒸気供給管３４を通して導入された水蒸気ととともに、内筒２４の内側空間２８内を落下していく（矢印Ｅ）。二重管２２が、８５０℃以上に加熱された内部空間１２に配置されているので、内筒２４の内側空間２８も８５０℃程度まで加熱されている。この結果、内筒２４の内側空間２８内を、水蒸気ととともに落下するバイオマス原料は、ガス化反応によりガスを生成する。生成されたガスは、水蒸気によるガス改質反応で改質される。
【００４８】
内筒２４の内側空間２８の下端に達したバイオマス原料は、連通部４０を通過し（矢印Ｆ）、残渣として残渣排出管４２を通して、水封タンク４４に排出される（矢印Ｇ）。
一方、バイオマス原料から発生したガスは、内筒２４の内側空間２８の下端から、連通部４０に導入されて径方向外方に流れ（矢印Ｈ）、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の下端に流入する。さらに、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０内を上昇し（矢印Ｉ）、環状空間３０の上端に接続された生成ガス排出管３８を通して排出され（矢印Ｊ）、発電用等に使用される。
【００４９】
次に、図２に沿って、本発明の第２実施形態のバイオマスガス化装置１０’について説明する。図２は、本発明の第２実施形態のバイオマスガス化装置１０’の構成を模式的に示す、図１と同様の縦断面図である。
【００５０】
本発明の第２実施形態のバイオマスガス化装置１０’は、第１実施態様のバイオマスガス化装置１０と同様の基本構成を備えている。第２実施形態のバイオマスガス化装置１０’と第１実施態様のバイオマスガス化装置１０との相違点は、バイオマス原料供給管と、水蒸気供給管と、生成ガス排出管の接続箇所である。
【００５１】
第１実施形態のバイオマスガス化装置１０では、バイオマス原料供給管３２と水蒸気供給管３４が、内筒２４の内側空間２８の上部に連通するように内筒２４に連結され、生成ガス排出管３８が、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の上部に連通するように外筒２６に連結されていた。これに対し、第２実施形態のバイオマスガス化装置１０’では、バイオマス原料供給管３２’と水蒸気供給管３４’が、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の上部に連通するように外筒２６に連結され、生成ガス排出管３８’が、内筒２４の内側空間２８の上部に連通するように内筒２４に連結されている。
【００５２】
このような構成によって、第２実施形態のバイオマスガス化装置１０’では、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０がバイオマス原料をガス化する空間となり、内筒２４の内側空間２８がガス化後のガスが流通する空間となる。
【００５３】
この結果、ガス化原料となるバイオマス原料は、バイオマス供給フィーダ３６からバイオマス原料供給管３２’を通して、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の上部から投入され、同様に、水蒸気も、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の上部から導入される。
【００５４】
内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０に投入されたバイオマス原料は、水蒸気供給管３４’を通して導入された水蒸気ととともに、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０内を落下していく（矢印Ｅ’）。二重管２２が、８５０℃以上に加熱された内部空間１２に配置されているので、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０も加熱されている。この結果、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０内を、水蒸気ととともに落下するバイオマス原料は、ガス化反応によりガスを生成する。生成されたガスは、水蒸気によるガス改質反応で改質される。
【００５５】
内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の下端に達したバイオマス原料を、連通部４０を通過し（矢印Ｆ’）、残渣として残渣排出管４２を通して、水封タンク４４に排出される（矢印Ｇ’）。
【００５６】
一方、バイオマス原料から発生したガスは、内筒２４と外筒２６との間の環状空間３０の下端から連通部４０に導入されて径方向内方に流れ（矢印Ｈ’）、内筒２４の内側空間２８の下端に流入する。さらに、内筒２４の内側空間２８内を上昇し（矢印Ｉ’）、内筒２４の内側空間２８の上端に接続された生成ガス排出管３８’を通して排出される（矢印Ｊ’）。
【００５７】
次に、図３および図４に沿って、本発明の第３実施形態のバイオマスガス化装置５０について説明する。
図３は、本発明の第３実施形態のバイオマスガス化装置５０の構成を模式的に示す図１および図２と同様の縦断面図である。図４は、第３実施形態のバイオマスガス化装置５０に設けられた旋回流生成部材の平面図である。
【００５８】
第３実施形態のバイオマスガス化装置５０は、第１実施形態のバイオマスガス化装置１０と同様の基本構成を備えている。第３実施形態のバイオマスガス化装置５０と第１実施態様のバイオマスガス化装置１０との相違点は、内筒上部の構造である。以下、この相違点について説明する。
【００５９】
第３実施形態のバイオマスガス化装置５０では、内筒２４の内側空間２８の上端部に、上方に向かって先細る円錐状の上面を有する円錐形状の旋回流生成部材５２が取付けられている。旋回流生成部材５２の底部の直径は、内筒２４の内側空間２８の内径より小さく設定され、旋回流生成部材５２の底部の外縁と、内筒２４の内側空間２８の内周面との間には、環状の間隙が形成されている。
【００６０】
第３実施形態のバイオマスガス化装置５０では、バイオマス原料供給管３２は、バイオマス原料を、旋回流生成部材５２の円錐状の上面の中心部に上方から投入するように配置されている。
【００６１】
第３実施形態のバイオマスガス化装置５０では、水蒸気供給管３４の先端に、４つの噴出ノズル５４が接続されている。４本の噴出ノズル５４は、図４に示されているように、９０度の角度間隔で、旋回流生成部材５２の円錐状の上面の上方の径方向外方位置に配置されている。
各ノズル５４は、矢印Kで示されるように、旋回流生成部材の円錐状の上面に沿って、略周方向に下方に向けて水蒸気を噴出するように配向されている。水蒸気の吹出し方向は、周方向すなわち接線方向より内方側（中心側）向きに配向されていることがより好ましい。
【００６２】
噴出ノズル５４の本数は、第３実施形態のように４本であることがコストと効果の観点より好ましいが、特に制限はない。
【００６３】
次に、第３実施形態のバイオマスガス化装置５０の動作について、第１実施態様のバイオマスガス化装置１０の動作との相違点を中心に説明する。
第３実施形態のバイオマスガス化装置５０では、作動時には、噴出ノズル５４によって、内筒２４の内側空間２８の上部に配置された旋回流生成部材５２の円錐状の上面に沿って、周方向且つ下方向に向かう水蒸気の旋回流が生成される。
【００６４】
バイオマス原料供給管３２を通して、旋回流生成部材５２の円錐状の上面の中心部に投入されたバイオマス原料は、噴出ノズル５４によって生成された水蒸気の旋回流にのって、内筒２４の内側空間２８を旋回しながら落下していく（矢印Ｌ）。この結果、内筒２４の内側空間２８内におけるバイオマス原料のガス化反応時間と、水蒸気によるガス改質反応時間を長くとることができ、無駄のないガス生成が可能となる。
バイオマス原料等が内筒２４の内側空間２８の下端まで達した後の動作等は、第１実施態様のバイオマスガス化装置１０と同様である。
【００６５】
次に、図５および図６に沿って、本発明の第４実施形態のバイオマスガス化装置６０について説明する。
図５は、本発明の第４実施形態のバイオマスガス化装置６０の二重管の下部構成を模式的に示す縦断面図である。図６は、第４実施形態のバイオマスガス化装置６０で用いられる掻落とし部材を示す図面である。図７および図８は、第４実施形態のバイオマスガス化装置６０で用いられる掻落とし部材の変形例を示す図面である。
【００６６】
第４実施形態のバイオマスガス化装置６０は、第１実施形態のバイオマスガス化装置１０と同様の基本構成を備えている。第４実施形態のバイオマスガス化装置６０と第１実施態様のバイオマスガス化装置１０との相違点は、内筒下部の構造である。以下、この相違点について説明する。
【００６７】
第４実施形態のバイオマスガス化装置６０では、内筒２４の内側空間２８の下端部の中央に、円錐台形状を有する中空の柱状体６２が配置されている。円錐台形状の柱状体６２の大径部（底部）の直径は、外筒２６の内径より小さく設定され、この結果、円錐台形状の柱状体６２の底部の外周縁と、外筒２６の内周面との間には、幅数ｍｍ程度の環状の間隙が形成されている。
【００６８】
バイオマスガス化装置６０では、二重管２２の外筒２６の底部が、底蓋６４によって閉鎖され、柱状体６２は、この底蓋６４を貫通して延びる回転軸６６の上端に、内筒に対し回転可能に取付けられている。回転軸６６は、チェーン６８を介してモータ７０によって回転駆動させられる。
【００６９】
回転軸６６は、回転軸６６を軸線方向に貫通する酸化剤通路７２を備え、酸化剤通路７２は、回転軸６６の下端に設けられ大気や酸素等の酸化剤を導入する酸化剤導入口７３に連通している。酸化剤通路７２は、柱状体６２の内部空間を介し、柱状体６２の頂面７４および側面７５に設けられた酸化剤供給口７６に連通している。
【００７０】
底蓋６４上には、回転軸６６に連結され回転可能なスクレーパ７７が配置されている。さらに、底蓋６４には、バイオマス原料の残渣を排出する残渣排出管４２に連通する開口８０が形成されている。
【００７１】
柱状体６２の外周面には、径方向外方に延びる複数枚の板状の掻落とし部材７８が、所定の角度間隔で取付けられている。掻落とし部材７８は、径方向先端が、内筒２４の内周面に沿って延びるような矩形形状を有し、柱状体６２の外周面で９０°の角度間隔をおいた４か所に取り付けられている。
【００７２】
次に、第４実施形態のバイオマスガス化装置６０の動作について、第１実施態様のバイオマスガス化装置１０の動作との相違点を中心に説明する。
【００７３】
第４実施形態のバイオマスガス化装置６０では、内筒２４の内側空間２８の下端部に円錐台の柱状体６２の頂面７４が配置されているため、第１実施形態のバイオマスガス化装置１０と同様に内側空間を落下してきたバイオマス原料は、円錐台の柱状体６２の頂面７４上に載置される、あるいは、円錐台の柱状体６２の外周面に沿って滑り落ち、円錐台の柱状体６２の底面と内筒２４の内周面との隙間を通って下方に落下することになる。
【００７４】
しかしながら、円錐台の柱状体６２の底面と内筒２４の内周面との隙間は数ｍｍ程度であるため、徐々に円錐台の柱状体６２の側面と内筒２４の内周面の間にもバイオマスは堆積していき、円錐台の柱状体６２の上部にバイオマス原料Ｚが堆積していく（図５）。
【００７５】
一方、バイオマスガス化装置６０の作動中、酸化剤通路７２を通して、柱状体６２の頂面７４および側面７５に設けられた酸化剤供給口７６から酸素あるいは外気等の酸化剤が吹き出されている。この酸化剤が、バイオマス原料から生成されたガスを酸化させ、熱を発生させる。この発熱により、円錐台の柱状体６２の周りの堆積したバイオマス原料がさらに加熱され、堆積しているバイオマス原料の未反応部分におけるガス化反応が促進される。
【００７６】
さらに、バイオマスガス化装置６０の作動中、円錐状の柱状体６２は、モータ７０によって回転軸６６を中心に低速で回転させられる。この結果、柱状体６２の外周面に取付けられている掻落とし部材７８も、柱状体６２と共に回転し、柱状体６２と内筒な内周面との間に堆積したバイオマス原料の残渣等を、柱状体６２の底面と内筒２４の内周面との隙間を通して徐々に下方に掻き落す。
【００７７】
尚、掻落とし部材７８の回転速度が比較的、低速であるため、掻落とし部材７８の回転による、円錐台の柱状体６２の側面と内筒２４の内周面の間からのバイオマス原料Ｚの排出速度は低くなる。この結果、円錐台の柱状体６２の側面と内筒２４の内周面の間の空間には、内側空間を落下してきたバイオマス原料が、常時、堆積していることになる。
【００７８】
下方に掻き落されたバイオマス原料の残渣は、底蓋６４上に堆積し、回転するスクレーパ７７によって、バイオマス原料の残渣を排出する残渣排出管４２に連通する開口８０に送り込まれ、水封タンク４４に排出される。
【００７９】
図７および図８は、円錐上の柱状体６２の外周面に取付けられた掻落とし部材の変形例を示す図６と同様の図面である。図７に示されている、掻落とし部材７８’は、雄ねじ状のスクリュー形状を有している。また、図８に示されている、掻落とし部材７８”は、円錐上の柱状体６２の外周面にランダムに取付けられた複数本のピン部材から構成されている。
【００８０】
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００８１】
例えば、本発明は、上記第３実施形態のバイオマスガス化装置５０の内筒上部の構造と、第４実施形態のバイオマスガス化装置６０の内筒下部の構造との両者を、第１実施態様のバイオマスガス化装置１０に組み込んだ構成でもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０：バイオマスガス化装置
１２：内部空間
１４：炉本体
１６：高温ガス導入口
１８：高温ガス排出口
２２：二重管
２４：内筒
２６：外筒
２８：内側空間
３０：環状空間
３２：バイオマス原料供給管
３４：水蒸気供給管
４０：連通部
４２：残渣排出管
５２：旋回流生成部材
５４：噴出ノズル
６２：柱状体
６４：底蓋
６６：回転軸
７０：モータ
７２：酸化剤通路
７３：酸化剤導入口
７４：頂面
７６：酸化剤供給口
７７：スクレーパ
７８：掻落とし部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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