(57)【要約】【課題】正確かつ容易に採取することができるプローブを提供する。【解決手段】プローブ１は、木質バイオマス等の有機物をガス化するガス化炉１００に挿入方向側の端部を挿入して、ガス化炉１００内で生成した生成ガスをガス取出方向側の端部から回収する多重筒状のプローブ１であって、生成ガスを内部に取り込んで挿入方向側からガス取出方向側へ流通させる第一筒体１１と、第一筒体１１に沿って延在し、第一筒体１１を着脱可能に挿入する第二筒体１２と、第二筒体１２に沿って延在し、第二筒体１２を挿入するとともに、冷却水を第二筒体１２との間に設けた内側冷却水通路１７に流通させる第三筒体１３と、第三筒体１３に沿って延在し、第三筒体１３を挿入するとともに、冷却水を第三筒体１３との間に流通させる第四筒体１４と、を備え、第一筒体１１は、第二筒体１２のガス取出方向側に設けられた第一筒体支持部６５によって脱着自在に支持される。【選択図】図２
2011191218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物をガス化するガス化炉にプローブ本体の一端側を挿入して、前記ガス化炉内で生成した生成ガスを当該プローブ本体の他端側から採取する多重筒状のプローブであって、
前記生成ガスを内部に取り込んで、一端側から他端側へ流通させる第一筒体と、
前記第一筒体に沿って延在し、前記第一筒体を着脱可能に挿入する第二筒体と、
前記第二筒体に沿って延在し、前記第二筒体を挿入するとともに、冷却水を前記第二筒体との間に流通させる第三筒体と、
前記第三筒体に沿って延在し、前記第三筒体を挿入するとともに、冷却水を前記第三筒体との間に流通させる第四筒体と、を前記プローブ本体に備え、
前記第一筒体は、前記プローブ本体の他端側に配置された第一筒体支持部によって、前記第二筒体に脱着自在に支持される、
プローブ。
【請求項２】
前記プローブ本体の一端部を前記ガス化炉内への挿入方向に尖らせる、
請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記ガス化炉内の生成ガスを前記第一筒体へと流入させる複数の連通孔を有し、かつ、前記プローブ本体の一端部をその外周部形状に沿って覆うカバー部材を、前記プローブ本体の一端部に備え、
前記カバー部材の内部に形成された第一筒体の先端部までの流路を、前記ガス化炉内で生成した固形状物質が通過不能な大きさに設定する、
請求項１又は請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記第一筒体内の任意の位置における温度を計測するための熱電対を設けた、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重筒状のプローブの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炉内に挿入されて、この炉から生成物を採取するための多重筒状のプローブは公知となっている。
このようなプローブとしては、前記生成物を内部に取り込んで、一端部から他端部へ流通させる第一筒体と、第一筒体に沿って延在し、前記第一筒体を挿入するとともに、冷却水を前記第一筒体との間に流通される第二筒体と、第二筒体に沿って延在し、前記第二筒体を挿入するとともに、冷却水を前記第二筒体との間に流通させる第三筒体と、を備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平７−１４８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のようなプローブを用いて、有機物をガス化するガス化炉から生成ガス（生成物）を採取する場合、この生成ガスの成分、例えば、タールやすすのような成分が第一筒体に付着することがある。この場合には、前記第一筒体に付着した生成ガスの成分を完全に回収しなければ、生成ガスの成分の構成比がガス化炉内のものと採取したものとで異なることになる。しかし、付着した生成ガスの成分を前記第一筒体から回収することは極めて困難であったため、生成ガスの採取作業を容易に行うことができない上に、生成ガスを正確に採取することができない可能性が高かった。
【０００５】
そこで、本発明は係る課題に鑑み、有機物をガス化するガス化炉から生成ガスを正確かつ容易に採取することができるプローブを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、有機物をガス化するガス化炉にプローブ本体の一端側を挿入して、前記ガス化炉内で生成した生成ガスを当該プローブ本体の他端側から採取する多重筒状のプローブであって、前記生成ガスを内部に取り込んで、一端側から他端側へ流通させる第一筒体と、前記第一筒体に沿って延在し、前記第一筒体を着脱可能に挿入する第二筒体と、前記第二筒体に沿って延在し、前記第二筒体を挿入するとともに、冷却水を前記第二筒体との間に流通させる第三筒体と、前記第三筒体に沿って延在し、前記第三筒体を挿入するとともに、冷却水を前記第三筒体との間に流通させる第四筒体と、を前記プローブ本体に備え、前記第一筒体は、前記プローブ本体の他端側に配置された第一筒体支持部によって、前記第二筒体に脱着自在に支持されるものである。
【０００８】
請求項２においては、前記プローブ本体の一端部を前記ガス化炉内への挿入方向に尖らせるものである。
【０００９】
請求項３においては、前記ガス化炉内の生成ガスを前記第一筒体へと流入させる複数の連通孔を有し、かつ、前記プローブ本体の一端部をその外周部形状に沿って覆うカバー部材を、前記プローブ本体の一端部に備え、前記カバー部材の内部に形成された第一筒体の先端部までの流路を、前記ガス化炉内で生成した固形状物質が通過不能な大きさに設定するものである。
【００１０】
請求項４においては、前記第一筒体内の任意の位置における温度を計測するための熱電対を設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、ガス化炉内で生成した生成ガスを冷却水により冷却しながら取り出して、その生成ガスの成分を変性させることなく採取することが可能となる。また、生成ガス中の成分が第一筒体内に付着した場合でも、第一筒体を他の筒体から取り外し、その付着した成分を容易に回収することが可能となる。しかも、第一筒体を他の筒体から取り外し、未使用の第一筒体を他の筒体に取り付けることにより、第一筒体を洗浄し終わらずとも生成ガスの採取作業を速やかに連続して行うことが可能となる。したがって、生成ガスをガス化炉内の任意位置で正確かつ容易に採取することができる。
【００１３】
請求項２においては、プローブをガス化炉に挿入しやすくなる。したがって、生成ガスをガス化炉内の任意位置で容易に採取することができる。
【００１４】
請求項３においては、固形状物質が第一筒体に取り込まれず、生成ガスのみが第一筒体に取り込まれることになって、第一筒体内における生成ガスの流路が固形状物質により閉塞されることがなくなる。したがって、生成ガスをガス化炉内の任意位置で容易に採取することができる。
【００１５】
請求項４においては、第一筒体内部の温度が生成ガスの変性する温度以下であることを確認することができるので、生成ガスの成分を変性させることなく採取することが可能となる。したがって、生成ガスを正確に採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプローブの使用状態を示した概略図。
【図２】本発明の一実施形態にかかるプローブの全体断面図。
【図３】プローブの挿入方向先端付近の組立構造を示す断面図。
【図４】プローブの第三継手付近の組立構造を示す断面図。
【図５】プローブの第四継手付近の組立構造を示す断面図。
【図６】プローブの第五継手付近の組立構造を示す断面図。
【図７】プローブのガス取出方向先端付近の組立構造を示す断面図。
【図８】プローブの挿入方向先端付近の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
まず、本発明の一実施形態に係るプローブ１について説明する。
プローブ１は、木質バイオマス等の有機物をガス化するガス化炉１００に一端側を挿入して、ガス化炉１００内で生成した生成ガスを他端側から採取するものである。ここで、生成ガスとは、気体状態のタールやすす等を含むバイオマスガスである。
図１に示すように、プローブ１は、ガス化炉１００に上方から挿入される。プローブ１の一端側はガス化炉１００内に配置され、プローブ１の他端側はガス化炉１００外に配置される。そして、プローブ１の他端側がガス管６０と接続されて、プローブ１によりガス化炉１００から採取された生成ガスがガス管６０を介して図示せぬ測定装置に送られる。
【００１９】
次に、プローブ１の構成について説明する。なお、プローブ１をガス化炉１００に挿入する方向（図２の矢印方向）を挿入方向とし、この挿入方向と反対方向（図２の矢印方向と逆方向）をガス取出方向とする。
プローブ１は、軸方向を長手方向とする多重筒状に構成されている。プローブ１は、第一筒体１１と、第二筒体１２と、第三筒体１３と、第四筒体１４とを備えてプローブ１本体とし、四重筒状に構成されている。また、プローブ１は、カバー部材１５をプローブ１本体の長手方向一端側（挿入方向側）の端部に備えている。
【００２０】
第一筒体１１は、前記生成ガスを内部に取り込んで、長手方向一端側から他端側へ、即ち挿入方向側からガス取出方向側へ流通させる部材である。第一筒体１１は、円筒状の配管であり、四つの筒体のうち最も内側に配置される。また、第一筒体１１、第二筒体１２、第三筒体１３、第四筒体１４と順に断面直径が大きくなるように構成される。
また、第一筒体１１は、第二筒体１２、第三筒体１３及び第四筒体１４と比較して軸方向の長さが最も長く、ガス取出方向で第二筒体１２よりも突出するように構成されている。
【００２１】
第二筒体１２は、第一筒体１１に沿って延在し、第一筒体１１を着脱可能に挿入する部材である。第二筒体１２は、円筒状の配管であり、第三筒体１３及び第四筒体１４と比較して断面直径が小さくなるように構成されている。また、第二筒体１２は、内径が第一筒体１１の外径よりも僅かに大きくなるように構成されて、第一筒体１１の外側に配置される。
また、第二筒体１２は、第三筒体１３及び第四筒体１４と比較して軸方向の長さが長く、ガス取出方向で第三筒体１３よりも突出するように構成されている。
【００２２】
第三筒体１３は、第二筒体１２に沿って延在し、第二筒体１２を挿入するとともに、冷却水を第二筒体１２との間に流通させる部材である。第三筒体１３は、円筒状の配管であり、第四筒体１４と比較して断面直径が小さくなるように構成されている。また、第三筒体１３は、内径が第二筒体１２の外径よりも大きくなるように構成されて、第二筒体１２の外側に配置される。
また、第三筒体１３は、第四筒体１４と比較して軸方向の長さが長く、ガス取出方向で第四筒体１４よりも突出するように構成されている。
【００２３】
第四筒体１４は、第三筒体１３に沿って延在し、第三筒体１３を挿入するとともに、冷却水を第三筒体１３との間に流通させる部材である。第四筒体１４は、円筒状の配管である。第四筒体１４は、内径が第三筒体１３の外径よりも大きくなるように構成されて、第三筒体１３の外側に配置される。つまり、第四筒体１４は、四つの筒体のうち最も外側に配置される。ここで、冷却水は、液体状の冷媒で代用することも可能である。
【００２４】
カバー部材１５は、プローブ１本体の挿入方向側の端部に備えられて、ガス化炉１００内の生成ガスを第一筒体１１へと流入させる複数の連通孔１５ａを有し、かつ、プローブ１本体の端部をその外周部形状に沿って挿入方向側から覆う部材である。
カバー部材１５は、プローブ１の挿入方向側を閉塞した筒状の部材である。カバー部材１５の挿入方向側の端部は、ガス取出方向側から挿入方向側へ向かうに従って先細る形状となるように、円錐形に形成されている。こうして、カバー部材１５が挿入方向に尖り、ひいてはプローブ１本体の一端部がガス化炉１００内への挿入方向に尖るようになっている。また、カバー部材１５のガス取出方向側にある開口の内周面には後述する第二継手２２と螺合するための螺子が形成されている。
連通孔１５ａは、カバー部材１５の外周側面に複数形成されている。本実施形態においては、連通孔１５ａは、カバー部材１５の周方向に一定間隔ごとに４つ形成されている。連通孔１５ａの孔径は、生成ガスが各連通孔１５ａを介してガス化炉１００から第一筒体１１に流入する際にガス化炉１００内で生成した大きな固形状物質が通過不能な大きさに設定される。固形状物質とは例えば、未燃焼の木質バイオマスやチャー（固形の炭化物）である。
【００２５】
次に、プローブ１の構造について図２から図７を用いて詳細に説明する。
まず、プローブ１本体における第一筒体１１、第二筒体１２、第三筒体１３及び第四筒体１４の相対的な位置関係について説明する。
第一筒体１１は、図２に示すように、第二筒体１２に貫入されている。第一筒体１１の外周面と第二筒体１２の内周面とは隙間無く密着されるが、第一筒体１１は第二筒体１２に対して着脱（挿抜）可能としている。
また、第二筒体１２は、第三筒体１３に貫入されている。第二筒体１２の外周面と第三筒体１３の内周面との間には、冷却水を通すための内側冷却水通路１７としての隙間が設けられている。
また、第三筒体１３は第四筒体１４に貫入されている。第三筒体１３の外周面と第四筒体１４の内周面との間には、冷却水を通すための外側冷却水通路１８としての隙間が設けられている。
そして、第二筒体１２、第三筒体１３及び第四筒体１４は、第一筒体１１の挿入方向側寄りに配置されている。
【００２６】
次に、図３から図７を用いて、プローブ１の組立構造について説明する。
図３に示すように、第一継手２１が第二筒体１２に軸方向相対移動可能に外嵌されている。第一継手２１は、断面直径が異なる円筒を軸方向に連続させた形状からなる部材であり、挿入方向側が縮径部となり、ガス取出方向側が拡径部となるように構成されている。
第一継手２１は、縮径部の外周面に第一固定部材３１と螺合するための螺子が形成されており、拡径部の外周面に第二継手２２と螺合するための螺子が形成されている。
【００２７】
第一固定部材３１は、第一継手２１よりも挿入方向側に配置され、第二筒体１２に外嵌される。第一固定部材３１は、挿入方向側を閉塞した筒状の部材である。第一固定部材３１は、その内周面に螺子が形成されている。第一固定部材３１は、第一継手２１の外周面と螺合される。第一継手２１の縮径部の挿入方向側端面と第一固定部材３１のガス取出方向側端面との間には、第一筒体固定具４１が配置されている。第一筒体固定具４１は環状の部材であり、第一継手２１側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第一筒体固定具４１は耐高温性を有する硬度が高い金属で構成されており、本実施形態においてはステンレス鋼で構成されている。第一筒体固定具４１は、第二筒体１２に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００２８】
第一継手２１を第一固定部材３１に向かって移動させ、互いの間に第一筒体固定具４１を挟んだ状態で第一固定部材３１と螺合することにより、第一筒体固定具４１が第二筒体１２の外周面側に押圧される。第一筒体固定具４１は、押圧されることにより塑性変形を行いつつ第二筒体１２を周囲から挟持する。このように構成することにより、第一継手２１及び第一固定部材３１が第二筒体１２に軸方向相対移動不能に固定される。
【００２９】
第二継手２２は、第一継手２１よりもガス取出方向側に配置され、第二筒体１２に軸方向相対移動可能に外嵌されている。第二継手２２は、断面直径が異なる円筒を連続させた形状からなる部材であり、挿入方向側が縮径部となり、ガス取出方向側が拡径部となるように構成されている。第二継手２２は、拡径部の孔径が縮径部の孔径よりも大きくなるように構成されている。
第二継手２２は、縮径部の内周面には第一継手２１と螺合するための螺子が形成され、縮径部の外周面にはカバー部材１５と螺合するための螺子が形成されている。また、第二継手２２は、拡径部の内周面には第四筒体１４と螺合するための螺子が形成されている。
【００３０】
第二継手２２を第一継手２１に向かって移動させ、第一継手２１と螺合することにより、第二継手２２が第二筒体１２に対して軸方向相対移動不能に固定される。カバー部材１５を第二継手２２に挿入方向側から外嵌させた上で第一継手２１に向かって移動させ、第二継手２２と螺合することにより、カバー部材１５が第二筒体１２に対して軸方向相対移動不能に固定される。第四筒体１４をガス取出方向側から第二継手２２に向かって移動させ、第二継手２２と螺合することにより、第四筒体１４が第二筒体１２に対して軸方向相対移動不能に固定される。
【００３１】
また、第三筒体１３の挿入方向側の端部は、第一継手２１、第二継手２２及び第四筒体１４のいずれとも接触しないように、これらよりもガス取出方向側に配置される。こうして、内側冷却水通路１７と外側冷却水通路１８とが、第三筒体１３の挿入方向側の端部よりも挿入方向側の空間において連通されている。
【００３２】
また、図４に示すように、第四筒体１４のガス取出方向側の端部には第三継手２３が外嵌されている。第三継手２３は、断面直径が異なる円筒を軸方向に三つ連続させた形状からなる部材であり、挿入方向側及びガス取出方向側が縮径部となり、両縮径部の間に位置する中間部が拡径部となるように構成されている。また、第三継手２３の拡径部には連通孔２３ａが形成されている。連通孔２３ａは、外周側と内周側との間を連通させるように、拡径部に外周面から軸方向中心部に向かって半径方向に貫設されている。連通孔２３ａの外周縁部からは冷却水出口管５１と連結するための連結部２３ｂが筒状に突設されている。つまり、第三継手２３はＴ字管状に構成している。
【００３３】
第三継手２３は、挿入方向側の縮径部の外周面に第二固定部材３２と螺合するための螺子が形成されており、ガス取出方向側の縮径部の外周面に第三固定部材３３と螺合するための螺子が形成されている。
第二固定部材３２は、第三継手２３よりも挿入方向側に配置され、第四筒体１４に外嵌される。第二固定部材３２は、挿入方向側を閉塞した筒状の部材である。第二固定部材３２は、その内周面に螺子が形成されている。第二固定部材３２は、第三継手２３の外周面と螺合される。第三継手２３の縮径部の挿入方向側端面と第二固定部材３２のガス取出方向側端面との間には、第二筒体固定具４２が配置されている。第二筒体固定具４２は環状の部材であり、第三継手２３側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第二筒体固定具４２は耐高温性を有する硬度が高い金属で構成されており、本実施形態においてはステンレス鋼で構成されている。第二筒体固定具４２は、第四筒体１４に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００３４】
第三継手２３を第二固定部材３２に向かって移動させ、互いの間に第二筒体固定具４２を挟んだ状態で第二固定部材３２と螺合することにより、第二筒体固定具４２が第四筒体１４の外周面側に押圧される。第二筒体固定具４２は、押圧されることにより塑性変形を行いつつ第四筒体１４を周囲から挟持する。このように構成することにより、第三継手２３及び第二固定部材３２が第四筒体１４に軸方向相対移動不能に固定される。
【００３５】
また、第四筒体１４のガス取出方向側の端部は第三継手２３の縮径部の内部に挿入方向側から挿入されている。第四筒体１４の外周面と第三継手２３の縮径部の内周面とは隙間無く密着している。こうして、外側冷却水通路１８は、第三継手２３内周面と第三筒体１３外周面との間に存在する空間と連通されている。この空間は、第三継手２３の拡径部の軸方向中途部まで設けられて、連通孔２３ａを介して冷却水出口管５１と連通されている。
【００３６】
第三固定部材３３は、第三継手２３よりもガス取出方向側に配置され、第三筒体１３に外嵌される。第三固定部材３３は、ガス取出方向側を閉塞した筒状の部材である。第三固定部材３３は、その内周面に螺子が形成されている。第三固定部材３３は、第三継手２３の外周面と螺合される。第三継手２３の縮径部のガス取出方向側端面と第三固定部材３３のガス取出方向側端面との間には、第三筒体固定具４３が配置されている。第三筒体固定具４３は環状の部材であり、第三継手２３側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第三筒体固定具４３は耐高温性を有する硬度が高い金属で構成されており、本実施形態においてはステンレス鋼で構成されている。第三筒体固定具４３は、第三筒体１３に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００３７】
第三固定部材３３を第三継手２３に向かって移動させ、互いの間に第三筒体固定具４３を挟んだ状態で第三継手２３と螺合することにより、第三筒体固定具４３が第四筒体１４の外周面側に押圧される。第三筒体固定具４３は、押圧されることにより塑性変形を行いつつ第三筒体１３を周囲から挟持する。このように構成することにより、第三継手２３及び第三固定部材３３が第三筒体１３に軸方向相対移動不能に固定される。
【００３８】
また、図５に示すように、第三筒体１３のガス取出側の端部には第四継手２４が外嵌されている。第四継手２４は、断面直径が異なる円筒を軸方向に三つ重ねた形状からなる部材であり、挿入方向側及びガス取出方向側が縮径部となり、両縮径部の間に位置する中間部が拡径部となるように構成されている。また、第四継手２４の拡径部には連通孔２４ａが形成されている。連通孔２４ａは、外周側と内周側との間を連通させるように、拡径部に外周面から軸方向中心部に向かって半径方向に貫設されている。連通孔２４ａの外周縁部からは冷却水入口管５２と連結するための連結部２４ｂが筒状に突設されている。つまり、第四継手２４はＴ字管状に構成している。
【００３９】
第四継手２４は、挿入方向側の縮径部の外周面に第四固定部材３４と螺合するための螺子が形成されており、ガス取出方向側の縮径部の外周面に第五固定部材３５と螺合するための螺子が形成されている。
第四固定部材３４は、第四継手２４よりも挿入方向側に配置され、第三筒体１３に外嵌される。第四固定部材３４は、挿入方向側を閉塞した筒状の部材である。第四固定部材３４は、その内周面に螺子が形成されている。第四固定部材３４は、第四継手２４の外周面と螺合される。第四継手２４の縮径部の挿入方向側端面と第四固定部材３４のガス取出方向側端面との間には、第四筒体固定具４４が配置されている。第四筒体固定具４４は環状の部材であり、第四継手２４側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第四筒体固定具４４は耐高温性を有する硬度が高い金属で構成されており、本実施形態においてはステンレス鋼で構成されている。第四筒体固定具４４は、第三筒体１３に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００４０】
第四継手２４を第四固定部材３４に向かって移動させ、互いの間に第四筒体固定具４４を挟んだ状態で第四固定部材３４と螺合することにより、第四筒体固定具４４が第三筒体１３外周面側に押圧される。第四筒体固定具４４は、押圧されることにより塑性変形を行いつつ第三筒体１３を周囲から挟持する。このように構成することにより、第四継手２４及び第四固定部材３４が第三筒体１３に軸方向相対移動不能に固定されている。
【００４１】
また、第三筒体１３のガス取出方向側の端部は第四継手２４の縮径部の内部に挿入方向側から挿入されている。第三筒体１３の外周面と第四継手２４の縮径部の内周面とは隙間無く密着している。こうして、内側冷却水通路１７は、第四継手２４内周面と第二筒体１２外周面との間に存在する空間と連通している。この空間は、第四継手２４の拡径部の軸方向中途部まで設けられて、連通孔２４ａを介して冷却水入口管５２と連通している。
【００４２】
また、第五固定部材３５は、第四継手２４よりもガス取出方向側に配置され、第二筒体に外嵌される。第五固定部材３５は、ガス取出方向側を閉塞した筒状の部材である。第五固定部材３５は、その内周面に螺子が形成されている。第五固定部材３５は、第四継手の外周面と螺合される。第四継手２４の縮径部のガス取出方向側端面と第五固定部材３５内のガス取出方向側端面との間には、第五筒体固定具４５が設けられている。第五筒体固定具４５は環状の部材であり、第四継手２４側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第五筒体固定具４５は柔軟な樹脂で構成されており、本実施形態においてはポリテトラフルオロエチレンで構成されている。第五筒体固定具４５は、第二筒体１２に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００４３】
第五固定部材３５を第四継手２４に向かって移動させ、互いの間に第五筒体固定具４５を挟んだ状態で第四継手２４と螺合することにより、第五筒体固定具４５が第二筒体１２外周面側に押圧される。第五筒体固定具４５は、押圧されることにより変形し第二筒体１２を周囲から挟持する。このように構成することにより、第四継手２４及び第五固定部材３５が第二筒体１２に軸方向相対移動不能に固定される。また、第五筒体固定具４５は、柔軟な樹脂で形成されているため、第二筒体１２が変形することを防止することができる。したがって、第四継手２４と第五固定部材３５とを一度螺合した後で分離し、第五筒体固定具４５を新しいものに交換することにより、再び螺合することが可能となる。
【００４４】
また、図６に示すように、第二筒体１２のガス取出方向側の端部には第五継手２５が外嵌されている。第五継手２５は、断面直径が異なる円筒を軸方向に三つ連続させた形状からなる部材であり、挿入方向側及びガス取出方向側が縮径部となり、両縮径部の間に位置する中間部が拡径部となるように構成されている。第五継手２５の挿入方向側の縮径部と、後述する第七固定部材３７と、第七筒体固定具４７とは、第一筒体支持部６５を構成している。
【００４５】
第五継手２５は、挿入方向側の縮径部の外周面に第六固定部材３６と螺合するための螺子が形成されており、ガス取出方向側の縮径部の外周面に第七固定部材３７と螺合するための螺子が形成されている。
第六固定部材３６は、第五継手２５よりも挿入方向側に配置され、第二筒体１２に外嵌される。第六固定部材３６は、挿入方向側を閉塞した筒状の部材である。第六固定部材３６は、その内周面に螺子が形成されている。第六固定部材３６は、第五継手２５の外周面と螺合される。第五継手２５の縮径部の挿入方向側端面と第六固定部材３６のガス取出方向側端面との間には、第六筒体固定具４６が配置されている。第六筒体固定具４６は環状の部材であり、第六継手２６側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第六筒体固定具４６は柔軟な樹脂で構成されており、本実施形態においてはポリテトラフルオロエチレンで構成されている。第六筒体固定具４６は、第二筒体１２に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００４６】
第五継手２５を第六固定部材３６に向かって移動させ、互いの間に第六筒体固定具４６を挟んだ状態で第六固定部材３６と螺合することにより、第六筒体固定具４６が第二筒体１２外周面側に押圧される。第六筒体固定具４６は、押圧されることにより変形し第二筒体１２を周囲から挟持する。このように構成することにより、第五継手２５及び第六固定部材３６が第二筒体１２に軸方向相対移動不能に固定される。また、第六筒体固定具４６は、柔軟な樹脂で形成されているため、第二筒体１２が変形することを防止することができる。したがって、第五継手２５と第六固定部材３６とを一度螺合した後で分離し、第六筒体固定具４６を新しいものに交換することにより、再び螺合することが可能となる。
【００４７】
また、第七固定部材３７は、第五継手２５よりもガス取出方向側に配置され、第一筒体に外嵌される。第七固定部材３７は、ガス取出方向側を閉塞した筒状の部材である。第七固定部材３７は、その内周面に螺子が形成されている。第七固定部材３７は、第五継手２５の外周面と螺合される。第五継手２５の縮径部のガス取出方向側端面と第七固定部材３７内のガス取出方向側端面との間には、第七筒体固定具４７が設けられている。第七筒体固定具４７は環状の部材であり、第五継手２５側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第七筒体固定具４７は柔軟な樹脂で形成されており、本実施形態においてはポリテトラフルオロエチレンで構成されている。
【００４８】
第七固定部材３７を第五継手２５に向かって移動させ、互いの間に第七筒体固定具４７を挟んだ状態で第五継手２５と螺合することにより、第七筒体固定具４７が第一筒体１１外周面側に押圧される。第七筒体固定具４７は、押圧されることにより変形し第一筒体１１を周囲から挟持する。このように構成することにより、第五継手２５及び第七固定部材３７が第一筒体１１に軸方向相対移動不能に固定される。また、第七筒体固定具４７は、柔軟な樹脂で形成されているため、第一筒体１１が変形することを防止することができる。したがって、第五継手２５及び第七固定部材３７は、一度螺合した後で分離し、第七筒体固定具４７を新しいものに交換することにより、再び螺合することが可能となる。
【００４９】
また、図７に示すように、第一筒体１１のガス取出方向側の端部には第六継手２６が外嵌されている。第六継手２６は、断面直径が異なる円筒を軸方向に三つ連続させた形状からなる部材であり、挿入方向側及びガス取出方向側が縮径部となり、両縮径部の間に位置する中間部が拡径部となるように構成されている。また、第六継手２６の拡径部には連通孔２６ａが形成されている。連通孔２６ａは、外周側と内周側との間を連通させるように、拡径部に外周面から軸方向中心部に向かって半径方向に貫設されている。連通孔２６ａの外周縁部からは熱電対５５を挿入するための熱電対管２６ｂが突設されている。つまり、第六継手２６はＴ字管状に構成している。
【００５０】
第六継手２６は、挿入方向側の縮径部の外周面に第八固定部材３８と螺合するための螺子が形成されており、ガス取出方向側の縮径部の外周面に第九固定部材３９と螺合するための螺子が形成されている。
第八固定部材３８は、第六継手２６よりも挿入方向側に配置され、第一筒体１１に外嵌される。第八固定部材３８は、挿入方向側を閉塞した筒状の部材である。第八固定部材３８は、その内周面に螺子が形成されている。第八固定部材３８は、第六継手２６の外周面と螺合される。第六継手２６の縮径部の挿入方向側端面と第八固定部材３８のガス取出方向側端面との間には、第八筒体固定具４８が配置されている。第八筒体固定具４８は環状の部材であり、第六継手２６側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第八筒体固定具４８は柔軟な樹脂で形成されており、本実施形態においてはポリテトラフルオロエチレンで構成されている。第八筒体固定具４８は、第一筒体１１に軸方向相対移動可能に外嵌されている。
【００５１】
第六継手２６と第八固定部材３８に向かって移動させ、互いの間に第八筒体固定具４８を挟んだ状態で第八固定部材３８と螺合することにより、第八筒体固定具４８が第一筒体１１外周面側に押圧される。第八筒体固定具４８は、押圧されることにより変形し第一筒体１１を周囲から挟持する。このように構成することにより、第六継手２６及び第八固定部材３８が第一筒体１１に軸方向相対移動不能に固定される。また、第八筒体固定具４８は、柔軟な樹脂で形成されているため、第一筒体１１が変形することを防止することができる。したがって、第六継手２６と第八固定部材３８とを一度螺合した後で分離し、第八筒体固定具４８を新しいものに交換することにより、再び螺合することが可能となる。
【００５２】
また、第一筒体１１のガス取出方向側の端部は第六継手２６の内部に挿入されており、第一筒体１１から取り出された生成ガスは第六継手２６内へ流入する。
【００５３】
また、第六継手２６のガス取出方向の端部には、ガス管６０が接続されている。第九固定部材３９は、第六継手２６とガス管６０とを軸方向相対移動不能に固定する部材である。第九固定部材３９は、第六継手２６よりもガス取出方向側に配置され、ガス管６０に外嵌される。第九固定部材３９は、ガス取出方向側を閉塞した筒状の部材である。第九固定部材３９は、その内周面に螺子が形成されている。第九固定部材３９は、第六継手２６の外周面と螺合される。第六継手２６の縮径部のガス取出方向側端面と第九固定部材３９のガス取出方向側端面との間には、第九筒体固定具４９が配置されている。第九筒体固定具４９は環状の部材であり、第六継手２６側ほど薄肉になる楔状に形成されている。また、第九筒体固定具４９は柔軟な樹脂で形成されており、本実施形態においてはポリテトラフルオロエチレンで構成されている。
【００５４】
第九固定部材３９を第六継手２６に向かって移動させ、互いの間に第九筒体固定具４９を挟んだ状態で第六継手２６と螺合することにより、第九筒体固定具４９がガス管６０の外周面側に押圧される。第九筒体固定具４９は、押圧されることにより変形しガス管６０を周囲から挟持する。このように構成することにより、第六継手２６及び第九固定部材３９がガス管６０に軸方向相対移動不能に固定される。また、第九筒体固定具４９は、柔軟な樹脂で形成されているため、ガス管６０が変形することを防止することができる。したがって、第六継手２６及びガス管６０は、一度螺合した後で分離し、第九筒体固定具４９を新しいものに交換することにより、再び螺合することが可能となる。
【００５５】
次にプローブ１の使用態様について説明する。
プローブ１を用いて、ガス化炉１００内の生成ガスを採取する際には、図１に示すように、プローブ１の挿入方向側をガス化炉１００へ上方から挿入する。
図２から図３に示すように、プローブ１の挿入方向側端部（下端部）にはカバー部材１５を設けているので、未燃焼の木質バイオマスやチャー（固形の炭化物）のような固形状物質のうち大きなものはカバー部材１５の連通孔１５ａを通過して、ガス化炉１００内からプローブ１内に流入することはできない。一方、生成ガスはカバー部材１５の連通孔１５ａを通過して、ガス化炉１００内からプローブ１内に流入することが可能となる。つまり、生成ガスのみをガス化炉１００内からプローブ１内に流入させることが可能となる。
【００５６】
また、図８に示すように、カバー部材１５の内周面と第一固定部材３１の外周面との間に設けられた流路１５ｂは、その幅Ｄが第一筒体１１の内径よりも小さい幅となるように形成されている。このように構成することにより、未燃焼の木質バイオマスやチャー（固形の炭化物）のような固形状物質のうち、連通孔１５ａを通過したものであっても、幅Ｄよりも大きなものについては、プローブ１内に流入することはできない。これにより、生成ガスのみをプローブ１内に流入させることが可能となる。
【００５７】
この際、プローブ１のガス化炉１００に対する挿入量（上下位置）を変更して、ガス化炉１００内におけるプローブ１の挿入方向側端部（カバー部材１５の連通孔１５ａ）の位置を調節することにより、生成ガスを固形状物質と生成ガスとが混在するガス化炉１００内の任意位置からプローブ１内に流入させることが可能となる。これにより、生成ガスをプローブ１によりガス化炉１００内の任意位置から採取することができる。プローブ１内に流入した生成ガスはガス化炉１００内の温度とほぼ同じであり高温である。
【００５８】
プローブ１内部に流入したすべての生成ガスは、カバー部材１５の内側に配置された第一筒体１１の挿入方向側開口部から第一筒体１１内へ流入する。この流入した生成ガスは第一筒体１１内部を挿入方向側からガス取出方向側へ流通して、ガス取出方向側開口部へ向かって移動する。
【００５９】
また、第一筒体１１内部を生成ガスが移動しているときに、生成ガスを冷却するための冷却水を冷却水入口管５２から第四継手２４の連通孔２４ａを介して内側冷却水通路１７へ流入させる。冷却水は、冷却水槽１０１に貯溜されており、送水装置１０２によって冷却水入口管５２から内側冷却水通路１７へ送られる。冷却水は、内側冷却水通路１７を挿入方向側へ流通する。内側冷却水通路１７を流通する冷却水は、熱を第一筒体１１及び第一筒体１１内の生成ガスから第二筒体１２の壁面を介して奪って、第一筒体１１内の生成ガスを冷却する。
【００６０】
内側冷却水通路１７の挿入側端部に至った冷却水は、第二筒体１２と第三筒体１３との間から流出して、第三筒体１３の挿入方向側端部よりも挿入方向側の空間を通って外側冷却水通路１８へと流入する。冷却水は、外側冷却水通路１８をガス取出方向側へ流通する。外側冷却水通路１８のガス取出側端部に至った冷却水は、第三筒体１３と第四筒体１４との間から流出し、つづいて第三継手２３の連通孔２３ａから冷却水出口管５１へ流出する。
【００６１】
生成ガスは、冷却水により冷却されながら、その成分を変性させることなく第一筒体１１のガス取出方向側端部（上端部）まで移動し、第一筒体１１のガス取出方向側の開口部から第六継手２６へと流入する。第六継手２６へと流入した生成ガスは、第六継手２６に接続されたガス管６０に流入する。この流入した生成ガスは、ガス管６０を介して図示せぬ測定装置に送られる。この測定装置によって気体流量等が測定される。
【００６２】
熱電対５５は、第六継手２６に設けられた熱電対管２６ｂから挿入されている。熱電対５５は線状の部材であり、その先端部に温度を計測する部分が形成されている。熱電対５５の先端部は、第一筒体１１内部に挿入されている。また、熱電対管２６ｂに設けられたキャップを緩めることにより、熱電対５５の挿入及び引き抜きが可能となっており、第一筒体１１内部における熱電対５５の先端部の位置を任意に変更することができる。
第一筒体１１内の生成ガスは、生成ガスを採取した任意位置付近とほぼ同じ温度であるため、第一筒体１１内部で生成ガスの成分が変性することがある。そこで、熱電対５５によって第一筒体１１内部の任意の位置における温度を計測し、第一筒体１１内部が冷却水により冷却され、第一筒体１１内部の温度が生成ガスの変性する温度以下であることを確認する。
【００６３】
次に、第一筒体１１の取り外し方法について説明する。
第一筒体１１は、第二筒体１２に貫入された状態において、図６に示す、第一筒体支持部６５によって固定されている。より詳細には、第一筒体１１は、第七固定部材３７及び第五継手２５によって第二筒体１２に固定されている。そこで、第七固定部材３７と第五継手２５との螺合を緩めることにより、第一筒体１１と第五継手２５との間の固定を解除する。これにより、第一筒体１１が第二筒体１２内に遊貫された状態となるため、第一筒体１１を第二筒体１２から取り外すことが可能となる。つまり、第二筒体１２と第三筒体１３と第四筒体１４とを多重筒状に配置したまま、第一筒体１１のみを他の筒体から取り外すことが可能となる。ここで、第五継手２５と第七固定部材３７との間に設けられた第七筒体固定具４７はポリテトラフルオロエチレンで構成されているため、第五継手２５、第七固定部材３７、及び第一筒体１１は再度の使用が可能となっている。
【００６４】
第一筒体１１のみを他の筒体から取り外した後、第一筒体１１に付着したタールやすす等を回収する。ガス管６０から回収したガス及び第一筒体１１に付着したタールやすすに基づいて生成ガスの成分の構成比を計測することにより、ガス化炉１００内における生成ガスの成分の構成比と同一の構成比を計測することができる。
【００６５】
以上のように、プローブ１は、木質バイオマス等の有機物をガス化するガス化炉１００に挿入方向側の端部を挿入して、ガス化炉１００内で生成した生成ガスをガス取出方向側の端部から採取する多重筒状のプローブ１であって、生成ガスを内部に取り込んで挿入方向側からガス取出方向側へ流通させる第一筒体１１と、第一筒体１１に沿って延在し、第一筒体１１を着脱可能に挿入する第二筒体１２と、第二筒体１２に沿って延在し、第二筒体１２を挿入するとともに、冷却水を第二筒体１２との間に設けた内側冷却水通路１７に流通させる第三筒体１３と、第三筒体１３に沿って延在し、第三筒体１３を挿入するとともに、冷却水を第三筒体１３との間に流通させる第四筒体１４と、をプローブ１本体に備え、第一筒体１１は、第二筒体１２のガス取出方向側に設けられた第一筒体支持部６５によって脱着自在に支持されるものである。
このように構成することにより、プローブ１を用いて、ガス化炉１００内で生成した生成ガスを冷却水により冷却しながら取り出して、その生成ガスの成分を変性させることなく採取することが可能となる。すなわち、ガス化炉１００内の生成ガスを採取した任意位置付近とほぼ同じ温度である高温の生成ガスをそのままプローブ１により取り出そうとする場合、プローブ１内で生成ガスの成分が変性することがある。そこで、プローブ１においては、内側冷却水通路１７を流通する冷却水が、熱を第一筒体１１及び第一筒体１１内の生成ガスから第二筒体１２の壁面を介して奪って、生成ガスを冷却するようになっている。その結果、生成ガスの成分を変性させることなく採取することが可能となる。
また、生成ガス中の成分が第一筒体１１内に付着した場合でも、第一筒体１１を第二筒体１２から取り外し、その付着した成分を容易に回収することが可能となる。しかも、第一筒体１１を第二筒体１２から取り外し、未使用の第一筒体１１を第二筒体１２に取り付けて、第一筒体１１のみを交換することにより、第一筒体１１を洗浄し終わらずとも、生成ガスの採取作業を速やかに連続して行うことができる。したがって、プローブ１のガス化炉１００に対する挿入量を適宜に変更して、生成ガスをガス化炉１００内の任意位置で正確かつ容易に採取することができる。
【００６６】
また、プローブ１本体の挿入方向側の端部であるカバー部材１５の先端部をガス化炉１００内への挿入方向に尖らせるものである。
このように構成することにより、プローブ１が、ガス化炉１００に挿入される際、ガス化炉１００内のチャーなどの固形状物質を掻き分けて進むようになる。そのため、プローブ１をガス化炉１００に挿入しやすくなる。したがって、生成ガスをガス化炉１００内の任意位置で容易に採取することができる。
【００６７】
また、プローブ１の挿入方向側の端部に、ガス化炉１００内の生成ガスを第一筒体１１へと流入させる複数の連通孔１５ａを有し、かつ、プローブ１の挿入方向側の端部をその外周部形状に沿って覆うカバー部材１５を備え、カバー部材１５の内部に形成された第一筒体１１の先端部までの流路１５ｂを、前記ガス化炉１００内で生成した固形状物質が通過不能な大きさに設定するものである。
このように構成することにより、連通孔１５ａによって、未燃焼の木質バイオマスやチャー（固形の炭化物）のような固形状物質のうち大きなものがプローブ１内に流入するのを防ぐ。また、流路１５ｂによって、幅Ｄよりも大きい未燃焼の木質バイオマスやチャー（固形の炭化物）のような固形状物質がプローブ１内に流入するのを防ぐ。したがって、ガス化炉１００内のチャーなどの固形状物質が第一筒体１１に取り込まれず、生成ガスのみが第一筒体１１に取り込まれることになる。そのため、固形状物質が第一筒体１１に取り込まれる生成ガスに混入するのが抑制されて、生成ガスの流路となる第一筒体１１内が固形状物質により閉塞されることがなくなる。したがって、生成ガスをガス化炉１００内の任意位置で容易に採取することができる。
【００６８】
また、第一筒体１１内の任意の位置における温度を計測するための熱電対５５を設けたものである。
このように構成することにより、第一筒体１１内部の温度が生成ガスの変性する温度以下であることを確認することができるので、生成ガスの成分を変性させることなく採取することが可能となる。したがって、生成ガスを正確に採取することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１    プローブ
１１    第一筒体
１２    第二筒体
１３    第三筒体
１４    第四筒体
１５    カバー部材
１５ａ    連通孔
１７    内側冷却水通路
１８    外側冷却水通路
６５    第一筒体支持部
１００    ガス化炉
【図１】
2011191218.tif 000003
【図２】
2011191218.tif 000004
【図３】
2011191218.tif 000005
【図４】
2011191218.tif 000006
【図５】
2011191218.tif 000007
【図６】
2011191218.tif 000008
【図７】
2011191218.tif 000009
【図８】
2011191218.tif 000010