(57)【要約】【課題】利用設備の配管を閉塞させることなく、低コストで固体燃料の自然発火を防止する。【解決手段】固体燃料貯蔵システム１００は、固体燃料より小さい孔１１２ｃの群が複数形成され、固体燃料が載置される床部１１２と、孔１１２ｃの群が形成された床部１１２の領域Ａ、Ｂ、Ｃの下方それぞれに形成された複数の溝部１０４と、複数の溝部１０４それぞれに不活性ガスを供給するガス供給部（ガス供給管１２２ａ〜１２２ｄ、ポンプ１２４、バルブ１２６ａ〜１２６ｃ）と、床部１１２上に載置された固体燃料の温度を、領域Ａ、Ｂ、Ｃごとに検出する温度検出部１２８と、ガス供給部を制御して、温度検出部１２８によって検出された固体燃料の温度が所定温度以上である領域の下方に形成された溝部１０４に不活性ガスを供給する制御部１３０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料より小さい孔の群が複数形成され、前記固体燃料が載置される床部と、
前記孔の群が形成された前記床部の領域の下方それぞれに形成された複数の溝部と、
前記複数の溝部それぞれに不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記床部上に載置された固体燃料の温度を、前記領域ごとに検出する温度検出部と、
前記ガス供給部を制御して、前記温度検出部によって検出された固体燃料の温度が所定温度以上である前記領域の下方に形成された前記溝部に不活性ガスを供給する制御部と、
を備える固体燃料貯蔵システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記領域のうち、人が立ち入る領域を示す情報を取得すると、前記ガス供給部を制御して、前記人が立ち入る領域の下方に形成された前記溝部への不活性ガスの供給を停止する請求項１に記載の固体燃料貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体燃料を貯蔵する固体燃料貯蔵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭は、可採年数が石油の３倍以上（１５０年程度）であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していない。このため、石炭は、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。石炭のうち、褐炭は、世界の石炭埋蔵量の半分を占めると言われているため、褐炭の有効利用が検討されている。しかし、褐炭は、ベンゼン等の揮発性有機物を多く含んでいるため、褐炭を大量に貯蔵する場合に、褐炭が自然発火する場合がある。
【０００３】
褐炭等の石炭の自然発火を防止する技術として、微粉炭に水を混合したスラリーを石炭に散布する技術（例えば、特許文献１）、石炭に薬液を散布する技術（例えば、特許文献２）が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９７２８８号公報
【特許文献２】特開平９−２２５３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術では、水を含んだ石炭によって、利用設備の配管が閉塞されてしまうという問題がある。また、上記特許文献２の技術では、薬剤に要するコストが莫大となるという問題がある。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑み、利用設備の配管を閉塞させることなく、低コストで固体燃料の自然発火を防止することが可能な固体燃料貯蔵システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る固体燃料貯蔵システムは、固体燃料より小さい孔の群が複数形成され、固体燃料が載置される床部と、孔の群が形成された床部の領域の下方それぞれに形成された複数の溝部と、複数の溝部それぞれに不活性ガスを供給するガス供給部と、床部上に載置された固体燃料の温度を、領域ごとに検出する温度検出部と、ガス供給部を制御して、温度検出部によって検出された固体燃料の温度が所定温度以上である領域の下方に形成された溝部に不活性ガスを供給する制御部と、を備える。
【０００８】
また、制御部は、領域のうち、人が立ち入る領域を示す情報を取得すると、ガス供給部を制御して、人が立ち入る領域の下方に形成された溝部への不活性ガスの供給を停止してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の固体燃料貯蔵システムによれば、利用設備の配管を閉塞させることなく、低コストで固体燃料の自然発火を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】固体燃料貯蔵システムの外観を説明する図である。
【図２】ガス供給ユニットの具体的な構成を説明する図である。図２（ａ）は、基礎、床部、ガス供給管の斜視図である。図２（ｂ）は、ガス供給ユニットの構成を説明する図である。図２（ｃ）は、ガス供給管の開口を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
（固体燃料貯蔵システム１００）
図１は、固体燃料貯蔵システム１００の外観を説明する図である。なお、本実施形態における図１をはじめとする以下の図では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。
【００１３】
図１に示すように、固体燃料貯蔵システム１００は、ストックヤード１１０と、ガス供給ユニット１２０とを含んで構成される。ストックヤード１１０は、内部に褐炭（図１中、クロスハッチングで示す）を貯蔵可能な建物である。ストックヤード１１０に貯蔵された褐炭は、ホイールローダ等の運搬機器Ｗによって褐炭の利用設備に運搬される。なお、運搬機器Ｗは、図１中、Ｙ軸方向に移動して褐炭を運搬する。
【００１４】
ストックヤード１１０は、床部１１２と、壁部１１４と、天井部１１６とを含んで構成される。床部１１２は、例えば、矩形形状であり、基礎１０２（地面）上に形成される。ストックヤード１１０においては、床部１１２上に褐炭が載置される。複数の壁部１１４は、床部１１２の端部からそれぞれ立設している。複数の壁部１１４のうち、入口１１２ａと逆側の壁部１１４ａには換気装置１１８が設けられている。換気装置１１８は、ストックヤード１１０を換気（ストックヤード１１０の内部（内気）と外気とを交換）する。天井部１１６は、壁部１１４上に設けられ、ストックヤード１１０内（褐炭）への雨水の浸入を防止する。
【００１５】
ガス供給ユニット１２０は、基礎１０２内に設けられたガス供給管１２２を含んで構成され、床部１１２を通じて褐炭に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給する。そうすると、褐炭を囲繞する気体を空気から不活性ガスに置換することができる。これにより、空気中の酸素によって褐炭が自然発火してしまう事態を回避することができる。
【００１６】
また、不活性ガスを供給して褐炭の自然発火を防止するため、褐炭の含水率の上昇を防止できる。このため、褐炭によって、利用設備の配管が閉塞してしまう事態を回避することが可能となる。
【００１７】
また、不活性ガス（例えば、窒素ガス）は、薬剤と比較して安価である。したがって、固体燃料貯蔵システム１００によれば、低コストで褐炭の自然発火を防止することができる。
【００１８】
図２は、ガス供給ユニット１２０の具体的な構成を説明する図である。図２（ａ）は、基礎１０２、床部１１２、ガス供給管１２２の斜視図である。図２（ｂ）は、ガス供給ユニット１２０の構成を説明する図である。図２（ｃ）は、ガス供給管１２２ａの開口１５０を説明する図である。なお、図２（ａ）中、理解を容易にするために、バルブ１２６ａ、バルブ１２６ｂ、バルブ１２６ｃを省略する。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、床部１１２は、複数（ここでは、３つ）の領域Ａ、Ｂ、Ｃに区画されている。また、基礎１０２における床部１１２の下方には、図２（ａ）中、Ｘ軸方向に延在した溝部１０４が、図２（ａ）中、Ｙ軸方向の位置を異にして複数（ここでは３本）形成されている。溝部１０４は、互いに平行に形成されている。また、隣り合う溝部１０４の間の距離（図２（ａ）中、Ｙ軸方向の距離）は、例えば、１ｍ以上５ｍ以下である。また、溝部１０４における領域Ａと領域Ｂとの境界、および、溝部１０４における領域Ｂと領域Ｃとの境界には仕切板１０８が設けられている（図２（ｂ）参照）。
【００２０】
溝部１０４の上面には、複数の孔１１２ｃ（孔１１２ｃの群）が形成された溝蓋（グレーチング）１１２ｂ（図２（ａ）中、溝蓋１１２ｂａ〜１１２ｂｃで示す）が設けられる。なお、孔１１２ｃは、褐炭より小さい。なお、溝蓋１１２ｂａは、床部１１２における領域Ａの下方に形成された溝部１０４の上面に設けられる。溝蓋１１２ｂｂは、床部１１２における領域Ｂの下方に形成された溝部１０４の上面に設けられる。溝蓋１１２ｂｃは、床部１１２における領域Ｃの下方に形成された溝部１０４の上面に設けられる。
【００２１】
また、基礎１０２における床部１１２の外側には、複数の溝部１０４すべてに連通するとともに、図２（ａ）中、Ｙ軸方向に延在した外溝１０６が形成されている。外溝１０６の上面には、外溝１０６への異物の侵入を防止する不図示の蓋が設けられる。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、ガス供給ユニット１２０は、ガス供給管１２２（ガス供給部、図２（ａ）中、１２２で示し、図２（ｂ）中、１２２ａ〜１２２ｄで示す）と、ポンプ１２４（ガス供給部）と、バルブ１２６ａ（ガス供給部）、バルブ１２６ｂ（ガス供給部）、バルブ１２６ｃ（ガス供給部）と、温度検出部１２８と、制御部１３０とを含んで構成される。
【００２３】
ガス供給管１２２ａは、領域Ａ、Ｂ、Ｃの下方に形成された溝部１０４、外溝１０６に配される。ガス供給管１２２ａのうち、領域Ａの下方に形成された溝部１０４に配される箇所には、図２（ｃ）に示すように、１または複数の開口１５０が形成されている。
【００２４】
本実施形態において、開口１５０は、鉛直下方（図２（ｃ）中、Ｚ軸方向）に臨んで、ガス供給管１２２ａに形成される。したがって、開口１５０から噴出された不活性ガスは、一旦、溝部１０４内で拡散された後、孔１１２ｃを介して褐炭に供給される。これにより、不活性ガスの流速を低下させることができ、不活性ガスによって褐炭の粉塵が舞い上がってしまう事態を回避することができる。また、領域Ａの複数の孔１１２ｃから満遍なく褐炭に不活性ガスを供給することが可能となる。したがって、領域Ａに載置された褐炭全体に不活性ガスを供給することができる。
【００２５】
図２（ｂ）に戻って説明すると、ガス供給管１２２ｂは、領域Ｂ、Ｃの下方に形成された溝部１０４、外溝１０６に配される。ガス供給管１２２ｂのうち、領域Ｂの下方に形成された溝部１０４に配される箇所には、１または複数の開口１５０が形成されている。ガス供給管１２２ｂに形成された開口１５０は、ガス供給管１２２ａに形成された開口１５０と同様に、鉛直下方に臨んでいる。
【００２６】
ガス供給管１２２ｃは、領域Ｃの下方に形成された溝部１０４、外溝１０６に配される。ガス供給管１２２ｃのうち、領域Ｃの下方に形成された溝部１０４に配される箇所には、１または複数の開口１５０が形成されている。ガス供給管１２２ｃに形成された開口１５０は、ガス供給管１２２ａに形成された開口１５０と同様に、鉛直下方に臨んでいる。
【００２７】
ガス供給管１２２ｄは、不活性ガスの供給源に接続されるとともに、ガス供給管１２２ａ、ガス供給管１２２ｂ、ガス供給管１２２ｃに接続される。ガス供給管１２２ｄの一部は、外溝１０６に配される。ガス供給管１２２ｄにおける不活性ガスの供給源と、ガス供給管１２２ａ〜１２２ｃとの接続箇所との間には、ポンプ１２４が設けられる。ポンプ１２４は、不活性ガスの供給源からガス供給管１２２ｄに不活性ガスを送出する。
【００２８】
ガス供給管１２２ａにおける開口１５０と、ガス供給管１２２ｄとの接続箇所との間には、バルブ１２６ａが設けられる。ガス供給管１２２ｂにおける開口１５０と、ガス供給管１２２ｄとの接続箇所との間には、バルブ１２６ｂが設けられる。ガス供給管１２２ｃにおける開口１５０と、ガス供給管１２２ｄとの接続箇所との間には、バルブ１２６ｃが設けられる。
【００２９】
温度検出部１２８は、例えば、サーモグラフィで構成され、床部１１２上に載置された褐炭の温度を、領域Ａ、Ｂ、Ｃごとに検出する。
【００３０】
制御部１３０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。制御部１３０は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して固体燃料貯蔵システム１００全体を管理および制御する。本実施形態において、制御部１３０は、ポンプ１２４、バルブ１２６ａ〜１２６ｃを制御する。なお、初期状態（褐炭がストックヤード１１０に運び込まれたとき）において、ポンプ１２４は停止しており、バルブ１２６ａ〜１２６ｃは閉弁している。
【００３１】
具体的に説明すると、制御部１３０は、温度検出部１２８によって検出された褐炭の温度が所定温度（例えば、７０℃程度）以上の領域があるか否かを判定する。その結果、例えば、領域Ａの褐炭の温度が所定温度以上である場合には、制御部１３０は、バルブ１２６ｂ、バルブ１２６ｃの閉弁状態を維持し、バルブ１２６ａを開弁して、ポンプ１２４を駆動する。また、例えば、領域Ｂの褐炭の温度が所定温度以上である場合には、制御部１３０は、バルブ１２６ａ、バルブ１２６ｃの閉弁状態を維持し、バルブ１２６ｂを開弁して、ポンプ１２４を駆動する。また、例えば、領域Ｃの褐炭の温度が所定温度以上である場合には、制御部１３０は、バルブ１２６ａ、バルブ１２６ｂの閉弁状態を維持し、バルブ１２６ｃを開弁して、ポンプ１２４を駆動する。
【００３２】
また、例えば、領域Ａ、Ｂの褐炭の温度が所定温度以上である場合には、制御部１３０は、バルブ１２６ｃの閉弁状態を維持し、バルブ１２６ａ、バルブ１２６ｂを開弁して、ポンプ１２４を駆動する。また、例えば、領域Ｂ、Ｃの褐炭の温度が所定温度以上である場合には、制御部１３０は、バルブ１２６ａの閉弁状態を維持し、バルブ１２６ｂ、バルブ１２６ｃを開弁して、ポンプ１２４を駆動する。また、例えば、領域Ａ、Ｃの褐炭の温度が所定温度以上である場合には、制御部１３０は、バルブ１２６ｂの閉弁状態を維持し、バルブ１２６ａ、バルブ１２６ｃを開弁して、ポンプ１２４を駆動する。
【００３３】
かかる構成により、褐炭の温度が所定温度以上の領域にのみ不活性ガスを供給することができる。したがって、褐炭の温度が所定温度未満の領域に不要に不活性ガスを供給してしまう事態を回避することが可能となる。これにより、不活性ガスの供給量を必要最低限に抑えることができ、低コストで褐炭の自然発火を防止することが可能となる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態にかかる固体燃料貯蔵システム１００によれば、褐炭の下方から不活性ガスを供給することにより、利用設備の配管を閉塞させることなく、低コストで褐炭の自然発火を防止する。
【００３５】
また、上記固体燃料貯蔵システム１００において、溝部１０４の延在方向は、運搬機器Ｗの移動方向と交差するように、基礎１０２に形成される。したがって、運搬機器Ｗの重量によって、溝蓋１１２ｂ、ガス供給管１２２ａ〜１２２ｃが変形したり、破損したりしてしまう可能性を低減できる。これにより、ガス供給ユニット１２０の耐久性を向上させることが可能となる。
【００３６】
（変形例）
固体燃料貯蔵システム１００が人感センサを備え、制御部１３０は、人感センサの検出結果に基づいて不活性ガスの供給を制御することもできる。例えば、制御部１３０が領域Ａに不活性ガスを供給している間（つまり、バルブ１２６ａを開弁し、ポンプ１２４を駆動している間）に、人感センサが領域Ａにおいて人を検知したとする。この場合、制御部１３０は、領域Ａへの不活性ガスの供給を停止する。これにより、不活性ガスによる人（例えば、運搬機器Ｗの作業者）への酸素不足を回避することが可能となる。
【００３７】
なお、制御部１３０は、人が立ち入る領域を示す情報を取得できれば、人感センサ以外の技術を利用してもよい。例えば、人が立ち入る時間と領域とを関連づけたテーブルを不図示のメモリに記憶させておき、制御部１３０は、現在時刻と、テーブルとを参照して、現在時刻において人が立ち入る領域があるか否かを判定する。そして、制御部１３０は、現在時刻において人が立ち入る領域があると判定すると、その領域の下方からの不活性ガスの供給を停止するとよい。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、固体燃料として褐炭を例に挙げて説明した。しかし、固体燃料貯蔵システム１００が貯蔵する固体燃料に限定はない。例えば、固体燃料貯蔵システム１００は、固体燃料として、褐炭以外の石炭、バイオマスを貯蔵することができる。
【００４０】
また、上記実施形態において、溝部１０４における領域Ａと領域Ｂとの境界、および、溝部１０４における領域Ｂと領域Ｃとの境界に仕切板１０８が設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、溝部１０４に仕切板１０８を設けずともよい。
【００４１】
また、上記実施形態において、ガス供給部が、ガス供給管１２２ａ〜１２２ｄ、ポンプ１２４、バルブ１２６ａ〜１２６ｃで構成される場合について説明した。しかし、ガス供給部は、領域の下方それぞれに形成された複数の溝部１０４に不活性ガスを供給できれば、構成に限定はない。
【００４２】
また、上記実施形態において、固体燃料貯蔵システム１００を構成するストックヤード１１０が壁部１１４、天井部１１６を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、ストックヤード１１０は少なくとも床部１１２を備えていればよい。例えば、ストックヤード１１０は屋外であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本開示は、固体燃料を貯蔵する固体燃料貯蔵システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００  固体燃料貯蔵システム
１０４  溝部
１１２  床部
１１２ｃ  孔
１２２  ガス供給管（ガス供給部）
１２４  ポンプ（ガス供給部）
１２６ａ  バルブ（ガス供給部）
１２６ｂ  バルブ（ガス供給部）
１２６ｃ  バルブ（ガス供給部）
１２８  温度検出部
１３０  制御部
【図１】
2018131474.tif 000003
【図２】
2018131474.tif 000004