(57)【要約】【課題】バイオマス燃料中に含まれる粒子状や液滴状の粒状物を細かく分解できる混合器を提供することである。【解決手段】空気通路２のバイオマス燃料Ｇを混合する混合部に、空気通路２の下流側の底５ａが閉塞された桶状部材５を、その周壁５ｂの外周側の空気通路２に断面積が減少した断面減少部２ａが形成されるように配設して、この桶状部材５の底５ａの外側に、断面積が急激に増大する断面急増部２ｂを形成し、この断面急増部２ｂで、混合部で混合された混合ガスＣにキャビテーションを発生させることにより、バイオマス燃料Ｇ中から混合ガスＣに混合する粒子状や液滴状の粒状物を細かく分解できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から空気が供給される空気通路の途中に、バイオマスガスまたはバイオマスミストのバイオマス燃料を空気に混合して混合ガスとする混合部を設けたバイオマス燃料用混合器において、前記空気通路の混合部の下流側に、その断面積が急激に増大する断面急増部を設け、この断面急増部で、前記混合部で混合された混合ガスにキャビテーションを発生させるようにしたことを特徴とするバイオマス燃料用混合器。
【請求項２】
前記混合部に、前記空気通路の下流側の底が閉塞され、その周壁の外周側に断面積が減少した空気通路を形成する桶状部材を配設し、この桶状部材の底の外側に、前記断面積が急激に増大する断面急増部が形成されるようにした請求項１に記載のバイオマス燃料用混合器。
【請求項３】
前記桶状部材を配設した空気通路の上流側に、前記バイオマス燃料を導入する導入管を挿入し、この導入管の先端開口を下流側の前記桶状部材に向けて、前記導入管から導入されるバイオマス燃料を桶状部材の中に流入させ、この桶状部材の中に流入したバイオマス燃料を、前記桶状部材の周壁に設けた貫通部から、その外周側の前記断面積が減少した空気通路に噴出させるようにした請求項２に記載のバイオマス燃料用混合器。
【請求項４】
前記桶状部材の周壁の貫通部を、周壁の高さ方向に延びる複数のスリットとした請求項３に記載のバイオマス燃料用混合器。
【請求項５】
前記空気通路の前記断面急増部の下流側に、前記混合ガスに旋回流を生じさせる旋回ブレードを設けた請求項１乃至４のいずれかに記載のバイオマス燃料用混合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス燃料を空気と混合するバイオマス燃料用混合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因となる炭酸ガスの増加を抑制できるエネルギ源として、バイオマスガス原料から得られるバイオマスガスやバイオマスミストをガス燃料として活用することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２に記載されたものでは、ガス化炉で生成されるバイオマスガスを混合器で空気と混合し、空気との混合ガスを発電機を駆動するエンジンに供給するようにしている。
【０００３】
一方、液化石油ガスや天然ガス等のガス燃料を空気と混合する混合器としては、上流側から空気が供給される空気通路の途中に、断面積が減少する混合部としてのベンチュリ部を設け、ベンチュリ部での空気の流速の増加に伴う負圧を利用して、空気通路にガス燃料を噴出させ、空気と混合した混合ガスとするベンチュリ型のものが多く用いられている（例えば、特許文献３参照）。特許文献２に記載されたものもベンチュリ型の混合器を用いている。なお、混合器には、ガス燃料を加圧して空気通路の混合部に噴出させるタイプのものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８７２２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３２７８４号公報
【特許文献３】特開平１−１８７３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バイオマスガスやバイオマスミストのバイオマス燃料は、液化石油ガスや天然ガス等の精製されたガス燃料に較べて、タール、フェノール、クレゾール等の粒子状や液滴状の粒状物を多く含む。このため、従来のベンチュリ型等の混合器のように、空気通路にガス燃料を噴出させて空気と混合するのみのものでは、これらの粒子状や液滴状の粒状物が空気と混合しても細かく分解せず、混合ガス中での燃焼が不完全となって、燃焼効率を向上させることができない問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、バイオマス燃料中に含まれる粒子状や液滴状の粒状物を細かく分解できる混合器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、上流側から空気が供給される空気通路の途中に、バイオマスガスまたはバイオマスミストのバイオマス燃料を空気に混合して混合ガスとする混合部を設けたバイオマス燃料用混合器において、前記空気通路の混合部の下流側に、その断面積が急激に増大する断面急増部を設け、この断面急増部で、前記混合部で混合された混合ガスにキャビテーションを発生させる構成を採用した。
【０００８】
すなわち、空気通路の混合部の下流側に、その断面積が急激に増大する断面急増部を設け、この断面急増部で、混合部で混合された混合ガスにキャビテーションを発生させることにより、バイオマス燃料中から混合ガスに混合する粒子状や液滴状の粒状物を細かく分解できるようにした。
【０００９】
前記混合部に、前記空気通路の下流側の底が閉塞され、その周壁の外周側に断面積が減少した空気通路を形成する桶状部材を配設し、この桶状部材の底の外側に、前記断面積が急激に増大する断面急増部が形成されるようにすることにより、桶状部材の周壁の外周側に形成される断面積が減少した空気通路の負圧を利用して、バイオマス燃料を混合部に噴出させることができる。
【００１０】
前記桶状部材を配設した空気通路の上流側に、前記バイオマス燃料を導入する導入管を挿入し、この導入管の先端開口を下流側の前記桶状部材に向けて、前記導入管から導入されるバイオマス燃料を桶状部材の中に流入させ、この桶状部材の中に流入したバイオマス燃料を、前記桶状部材の周壁に設けた貫通部から、その外周側の前記断面積が減少した空気通路に噴出させることにより、バイオマス燃料を混合部に噴出させるデバイスとして桶状部材を活用することができる。
【００１１】
前記桶状部材の周壁の貫通部を、周壁の高さ方向に延びる複数のスリットとすることにより、桶状部材の周壁からバイオマス燃料を効率よく安定して噴射させ、空気とよく混合することができる。周壁の貫通部を小孔とする場合は、小孔から噴射されるバイオマス燃料に渦流が生じて空気中への混合効率が低下する難点や、小孔の縁に付着する粒子状や液滴状の粒状物によって小孔が閉塞される難点がある。
【００１２】
前記空気通路の前記断面急増部の下流側に、前記混合ガスに旋回流を生じさせる旋回ブレードを設けることにより、細かく分解した粒子状や液滴状の粒状物を混合ガス中に満遍なく分散させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るバイオマス燃料用混合器は、空気通路の混合部の下流側に、その断面積が急激に増大する断面急増部を設け、この断面急増部で、混合部で混合された混合ガスにキャビテーションを発生させるようにしたので、バイオマス燃料中から混合ガスに混合する粒子状や液滴状の粒状物を細かく分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】バイオマス燃料用混合器の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の混合器を用いた発電設備の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、このバイオマス燃料用混合器１は、上流側から空気Ａが供給される空気通路２を形成する空気配管３ａに、バイオマス燃料Ｇを導入する導入管４を挿入し、空気通路２の下流側へ向けた導入管４の先端開口４ａに対向させて、空気通路２の下流側の底５ａが閉塞された桶状部材５を、その周壁５ｂの外周側の空気通路２に断面積が減少した断面減少部２ａが形成されるように、空気配管３ａの断面中央部に配設し、この桶状部材５の周壁５ｂに、周壁５ｂの高さ方向に延びる複数のスリット６を周方向に等間隔で設けたものであり、桶状部材５の底５ａの外側に、断面積が急激に増大する断面急増部２ｂが形成されている。また、空気配管３ａの下流側に接続された空気配管３ｂの中には、混合部としての断面減少部２ａでバイオマス燃料Ｇを混合した混合ガスＣに旋回流を生じさせる旋回ブレード７が設けられている。
【００１６】
前記導入管４の先端開口４ａから桶状部材５の中に流入するバイオマス燃料Ｇは、周壁５ｂの外周側に形成された空気通路２の断面減少部２ａで流速が増加する空気Ａ中に、負圧によって各スリット６から噴出し、空気Ａと混合される。断面減少部２ａで混合された混合ガスＣは、断面積が急激に増大する底５ａの外側の断面急増部２ｂに回り込むように拡がり、混合ガスＣにキャビテーションが発生する。したがって、バイオマス燃料Ｇ中から混合ガスＣに混合するタール、フェノール、クレゾール等の粒子状や液滴状の粒状物を細かく分解することができる。
【００１７】
また、前記混合ガスＣには、桶状部材５の下流側の旋回ブレード７によって旋回流が生じるので、断面急増部２ｂで細かく分解された粒子状や液滴状の粒状物が、混合ガスＣ中に満遍なく分散する。
【００１８】
図２は、前記バイオマス燃料用混合器１を用いた発電設備を示す。この発電設備は、発電機１１をエンジン１２で駆動するものであり、空気Ａが供給される空気通路２の途中に設けた混合器１に、燃料通路１３から供給されるバイオマス燃料Ｇを導入管４で導入し、上述したように、空気Ａとバイオマス燃料Ｇを混合した混合ガスＣを、燃料としてエンジン１２の吸気マニホールド１２ａに供給する。
【００１９】
前記空気通路２の混合器１の上流側には流量計１４が設けられ、混合器１の下流側にはスロットル弁１５が設けられている。また、燃料通路１３には、上流側から順に、ガス遮断弁１６、ゼロガバナ１７および燃料制御弁１８が設けられている。なお、図示は省略するが、エンジン１２には、着火用の補助燃料として、化石燃料も供給されるようになっている。
【００２０】
上述した実施形態では、空気通路の混合部に、下流側の底が閉塞された桶状部材を配設し、この桶状部材の底の外側に断面急増部が形成されるようにしたが、断面急増部を形成する手段は実施形態のものに限定されることはなく、例えば、桶状部材を両端が閉塞された筒状部材とすることもできる。また、混合部は、空気通路の断面減少部での負圧を利用して、バイオマス燃料を噴出させるものとしたが、バイオマス燃料を加圧して空気通路に噴射するものとすることもできる。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ  空気
Ｃ  混合ガス
Ｇ  バイオマス燃料
１  混合器
２  空気通路
２ａ  断面減少部
２ｂ  断面急増部
３ａ、３ｂ  空気配管
４  導入管
４ａ  先端開口
５  桶状部材
５ａ  底
５ｂ  周壁
６  スリット
７  旋回ブレード
１１  発電機
１２  エンジン
１２ａ  吸気マニホールド
１３  燃料通路
１４  流量計
１５  スロットル弁
１６  ガス遮断弁
１７  ゼロガバナ
１８  燃料制御弁
【図１】
2011157870.tif 000003
【図２】
2011157870.tif 000004