(57)【要約】【課題】バイオマス粉粒体を安定して供給することができるバイオマスガス化システムを提供する。【解決手段】所定量のバイオマス粉粒体１１をガス化炉１２に供給してガス化させるバイオマスガス化システムであって、所定大きさに粉砕されたバイオマス粉粒体１１を所定量供給するホッパ２１と、所定量供給されたバイオマス粉粒体１１を所定速度でガス化炉１２内に供給するフィーダ４１とからなり、前記ホッパ２１がホッパ本体２２と、ホッパ本体２２の側壁下端部近傍に内側に向かって周設され、バイオマス粉粒体１１の投入穴２３を有する固定板２４と、前記固定板２４とホッパ本体２２の底板２５との間に、鉛直軸を中心として回転自在に設けられ、前記投入穴２３と略一致する穴径を有する開口部２６を複数備えた回転板２７と、ホッパ本体２２の底板２５に形成され、バイオマス粉粒体１１を一定量毎に切出す切出し穴２８とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定大きさに粉砕された粉粒体を所定量供給するホッパであって、
筒状のホッパ本体と、
前記ホッパ本体の側壁下端部近傍において、内側に向かって鍔状に周設されると共に粉粒体の投入穴を有する固定板と、
前記固定板とホッパ本体の底板との間に、鉛直軸を中心として回転自在に設けられ、前記投入穴と略一致する穴径を有する開口部を複数備えた回転板と、
ホッパ本体の底板に形成され、粉粒体を一定量毎に切出す切出し穴とを有することを特徴とするホッパ。
【請求項２】
請求項１において、
前記回転板の中心に円錐部が固設され、前記円錐部に攪拌羽根が設けられてなることを特徴とするホッパ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記切出し穴から一定量毎に切出された粉粒体をフィーダに供給する切出し筒を有することを特徴とするホッパ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つのホッパと、
供給された粉粒体をガス化するガス化炉とを有することを特徴とするガス化システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記切出し筒と連通し、一定量毎に切出された粉粒体をガス化炉内に押出すスクリューを有してなると共に、
前記スクリューの先端部がガス化炉内部に突出していることを特徴とするガス化システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記スクリューの先端部が、ガス化炉上部側に切欠き部を有する半割状であることを特徴とするガス化システム。
【請求項７】
請求項５において、
ホッパの回転板の回転とスクリューの回転とが連動してなることを特徴とするガス化システム。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれか一つにおいて、
粉粒体がバイオマス粉粒体であることを特徴とするガス化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバイオマス等を微粉砕してなる粉粒体を安定して供給できるホッパ及び該ホッパを有するガス化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオマスを微粉砕して得る粉粒体（以下、これをバイオマス粉粒体という。）を原料としてこれをガス化し、この結果得られる合成ガスを処理して、例えばメタノール又は液状炭化水素を得るシステムが提案されている。また、かかる微粉砕バイオマスを燃焼処理するシステムの開発も待望されている。ここで、バイオマスとは、草木等の植物資源や、古紙，雑草，間伐材等の植物起源の有機系廃棄物等をいう。
【０００３】
上述の如きバイオマス粉粒体は例えば０．０５〜１．０ｍｍ程度の細かい粒子の集合体として得られ、しかも各粒子が繊維状に複雑に圧密・絡まった性状として得られる。このため、この種の微粉砕バイオマスをガス化炉等に供給するに際しては、これをガス化炉等に安定して供給することが必要となる（特許文献１、２）。また、安定して供給されたバイオマス粉粒体を効率良くガス化するために水蒸気を供給してガス化反応を促進することが提案されている（特許文献３）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３９１４８号公報
【特許文献２】特開２００１−２３９１４９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５１７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バイオマス粉粒体は例えば前述したように細かい粒子の集合体であるので、以下のような課題がある。
１）バイオマス粉粒体がホッパ内やスクリューフィーダへの供給管内で滞留しないこと。
２）バイオマス粉粒体がホッパ内からスクリューフィーダへの供給量が常にコンスタントで行われること。
３）スクリューフィーダから反応管への供給がスムースに行われること。
さらに、これらを同時に満足することができるバイオマスガス化炉は未だ出現されていない。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、粉粒体を安定して供給できるホッパ及び該ホッパを有するガス化システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、所定大きさに粉砕された粉粒体を所定量供給するホッパであって、筒状のホッパ本体と、前記ホッパ本体の側壁下端部近傍において、内側に向かって鍔状に周設されると共に粉粒体の投入穴を有する固定板と、前記固定板とホッパ本体の底板との間に、鉛直軸を中心として回転自在に設けられ、前記投入穴と略一致する穴径を有する開口部を複数備えた回転板と、ホッパ本体の底板に形成され、粉粒体を一定量毎に切出す切出し穴とを有することを特徴とするホッパにある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記回転板の中心に円錐部が固設され、前記円錐部に攪拌羽根が設けられてなることを特徴とするホッパにある。
【０００９】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記切出し穴から一定量毎に切出された粉粒体をフィーダに供給する切出し筒を有することを特徴とするホッパにある。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つのホッパと、供給された粉粒体をガス化するガス化炉とを有することを特徴とするガス化システムにある。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、前記切出し筒と連通し、一定量毎に切出された粉粒体をガス化炉内に押出すスクリューを有してなると共に、前記スクリューの先端部がガス化炉内部に突出していることを特徴とするガス化システムにある。
【００１２】
第６の発明は、第５の発明において、前記スクリューの先端部が、ガス化炉上部側に切欠き部を有する半割状であることを特徴とするガス化システムにある。
【００１３】
第７の発明は、第５の発明において、ホッパの回転板の回転とスクリューの回転とが連動してなることを特徴とするガス化システムにある。
【００１４】
第８の発明は、第４乃至７のいずれか一つの発明において、粉粒体がバイオマス粉粒体であることを特徴とするガス化システムにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、粉粒体がホッパ内で滞留せず、安定した粉粒体の供給をすることができる。また、粉粒体がホッパ内からスクリューフィーダへの供給量が常にコンスタントで行われ、しかもスクリューフィーダからガス化炉への供給がスムースに行われることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１７】
本発明による実施例に係るホッパ及び該ホッパを有するガス化システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係るホッパを有するガス化システムを示す概念図である。
以下の実施例においては、粉粒体としてバイオマスを一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に示すように、本実施例に係るガス化システムは、所定量のバイオマス粉粒体１１をガス化炉１２に供給してガス化させるバイオマスガス化システムであって、所定大きさに粉砕されたバイオマス粉粒体１１を所定量供給するホッパ２１と、所定量供給されたバイオマス粉粒体１１を所定速度でガス化炉１２内に供給するフィーダ４１とからなり、前記ホッパ２１がホッパ本体２２と、ホッパ本体２２の側壁下端部近傍において、内側に向かって鍔状に周設されると共に粉粒体の投入穴２３を有する固定板２４と、前記固定板２４とホッパ本体２２の底板２５との間に、鉛直軸を中心として回転自在に設けられ、前記投入穴２３と略一致する穴径を有する開口部２６を複数備えた回転板２７と、ホッパ本体２２の底板２５に形成され、バイオマス粉粒体１１を一定量毎に切出す切出し穴２８とを有するものである。
【００１８】
前記ホッパ２１は筒状としており、ホッパ本体２２の側壁は鉛直軸方向と略平行としている。また、鉛直としない場合には、末広がり状とするようにしてもよい。これは、ホッパ本体２２の頂部側が低部側よりも狭いと底部に行くほど狭くなり、バイオマスの圧密化が進行するからである。
【００１９】
また、本実施例では、図２に示すように、前記ホッパ２１の回転板２７の中心に円錐部２９が固設され、モータＭにより一体に回転されている。また前記円錐部２９に攪拌羽根３０が設けられており、回転に際して攪拌羽根３０によりバイオマス粉粒体１１の沈降及びブリッジングを防止するようにしている。なお、本実施例では、円錐部２９の頂部側に攪拌軸３１が延設されており、該攪拌軸３１にも複数の攪拌羽根３０が設けられている。
前記円錐部２９を設けることにより、バイオマス粉粒体１１がスムースに下方側に移動することになる。これは、ホッパ本体の側壁と円錐部２９とが非対称となると共に、円錐部２９が可動するので、バイオマス粉粒体１１がブリッジを形成することが少なくなる。
さらに、円錐部２９に設けた複数の攪拌羽根３０が回転してブリッジを破壊又はブリッジ形成を阻害するので、バイオマス粉粒体がホッパ本体２２内で滞留することが防止される。
【００２０】
また、回転板２７の上側に位置する固定板２４はその外周側において内筒２２に固設されている。この固定板２４に形成された投入穴２３から所定量のバイオマス粉粒体１１が回転板２７の開口部２６に所定量投入される。その投入量は回転板２７の開口部の厚さｄと開口径により適宜設定される。そして所定量のバイオマス粉粒体１１が充填された開口部２６がその回転により底板２５の切出し穴２８に位置した際に、切出し筒３４内に切り出されることになる。
なお、図３において、固定板２４と円錐部２９とは一体にみえるが、これは分解斜視図の作図上においてであり、本実施例では、円錐部２９と攪拌軸３１と回転板２７とがモータＭにより一体に回転する。この回転により粉粒体の供給速度を調整するようにしている。
また、切り出し筒３４は鉛直軸方向に設けられているので、切り出されたバイオマス粉粒体１１はスムースに落下することになる。
さらに、前記切出し穴２８は前記固定穴２３とオフセットした位置に設け、投入穴２３から直接切出し穴２８にバイオマス粉体が落下するのを防止している。
【００２１】
また、回転板２７に形成される開口部２６は、本実施例では外周側に開口部を有するＵ字型であるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、固定板２４の投入穴２３の開口径より、開口部２６の開口径の方が大きくするのが好ましい。
また、投入穴２３と開口部２６とはその数が一致していることが好ましい。
【００２２】
また、ホッパ２１の上部側にはバイオマスの供給装置３３が配設されており、予め粉砕されたバイオマス粉粒体を一定量供給している。
【００２３】
また、前記切出し穴２８から一定量毎に切出されたバイオマス粉粒体１１は、鉛直軸方向に設けられた切出し筒３４により、フィーダ４１に供給するようにしている。
【００２４】
前記フィーダ４１は、鉛直軸と直交する方向に回転軸を有するスクリュー４２を有しており、供給されたバイオマスをその回転数に応じて徐々にガス化炉１２内に供給している。さらに、前記フィーダ４１の回転は前記ホッパのモータＭにより回転される回転板と連動して、所定量切り出されるバイオマス粉粒体１１を所定量送り込むようにしている。
【００２５】
また、本実施例では、前記スクリュー４２の先端部４２ａがガス化炉１２内部に突出していると共に、その先端部が、ガス化炉上部側に切欠き部４３を有する半割状としている。
【００２６】
このように、フィーダ４１の先端部４２ａをガス化炉の内部に突き出すと共に、その突き出した先端部４２ａを半割状とすることで、バイオマス粉粒体１１が供給された際に、下方からの水蒸気５１に直接晒されることがなく、好ましい。この結果水蒸気と直接接触することがないので、塊となることが防止され、水蒸気ガス化反応が効率的に進行する。
すなわち、前記先端部４２ａの半割状の背面部に負圧及び渦が生じ、水蒸気の上昇流にバイオマス粉粒体１１を確実に乗せることができ、スクリューフィーダからガス化炉１２内への供給をスムースに行うようにしている。
【００２７】
この半割部はスクリューピッチで０．１〜０．５ピッチ程度とするのがよい。
【００２８】
ガス化炉１２内に供給されたバイオマス粉粒体１１は別途供給される水蒸気５１と共に、蒸し焼き状とされてガス化され、生成ガス５２を発生する。生成ガス５２はサイクロン５３により除煤され、その後、液体燃料製造装置（図示せず）に送られ、例えばエタノール等の液体燃料を製造している。
【００２９】
以上、本実施例では粉粒体としてバイオマスを一例としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、バイオマス以外の粉粒体を所定量送り出すホッパとして単独で用いることができる。
【００３０】
また、本実施例にかかるガス化システムによれば、バイオマス粉粒体がホッパ内やスクリューフィーダへの供給管内で滞留しないので、安定した供給ができる。また、バイオマス粉粒体がホッパ内からスクリューフィーダへの供給量が常にコンスタントで行われ、さらにスクリューフィーダからガス化炉への供給がスムースに行われることになり、ガス化システムとしてこれらを同時に満足することができ、効率的なバイオマスガス化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかるバイオマスガス化システムは、バイオマス粉粒体を安定して供給することができ、効率よいバイオマスガス化設備に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例にかかるバイオマスガス化システムの概略図である。
【図２】実施例にかかるホッパの断面概略図である。
【図３】実施例にかかるホッパ及びスクリューの構成図である。
【図４】実施例にかかるスクリュー及びガス化炉の構成図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面矢視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１  バイオマス粉粒体
１２  ガス化炉
２１  ホッパ
２２  ホッパ本体
２３  投入穴
２４  固定板
２５  底板
２６  開口部
２７  回転板
２８  切出し穴
２９  円錐部
３０  攪拌羽根
３１  攪拌軸
４１  フィーダ
４２  スクリュー
５１  水蒸気
５２  生成ガス
【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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