(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状の第１搬送歯を有する第１スクリュー、螺旋状の第２搬送歯を有する第２スクリュー、並びに、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューを平行に収容するケーシングを有し、粉状のバイオマスに水を加えたバイオマスケーキを高圧反応器に送り出すスクリューポンプと、
前記スクリューポンプよりも下流に位置し、前記バイオマスケーキの流れを制限して前記バイオマスケーキによるマテリアルシールを内部に形成する絞り部と、を備え、
前記ケーシングは、前記バイオマスケーキの搬送方向を変更することで、前記バイオマスケーキを加圧する方向転換エリアを有し、
前記絞り部は、円筒状の形状を有しており、下流側部分に当該絞り部の他の部分に比べて流路面積が小さく形成された絞り部材を有している、バイオマスケーキ加圧供給装置。
【請求項２】
前記第１搬送歯の前後で前記第１スクリューを受ける第１軸受と、
前記第２搬送歯の前後で前記第２スクリューを受ける第２軸受と、を備える、請求項１に記載のバイオマスケーキ加圧供給装置。
【請求項３】
前記第１スクリューは第１搬送歯の外周面に螺旋状のシール部材を有し、
前記第２スクリューは第２搬送歯の外周面に螺旋状のシール部材を有する、請求項１又は２に記載のバイオマスケーキ加圧供給装置。
【請求項４】
前記第１スクリュー及び前記第２スクリューの回転速度は、前記絞り部から前記スクリューポンプへ逆流する水の量よりも、前記スクリューポンプ内のバイオマスケーキが吸収可能な水の量の方が多くなるバイオマスケーキの搬送速度となるように設定されている、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のバイオマスケーキ加圧供給装置。
【請求項５】
前記スクリューポンプは、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューが水平方向に延びるように配置されており、
前記ケーシングの底面には、前記バイオマスケーキを排出する排出口が形成されている、請求項１乃至４のうちいずれか一の項に記載のバイオマスケーキ加圧供給装置。
【請求項６】
前記スクリューポンプは、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューが鉛直方向に延びるように配置されており、
前記ケーシングの側面には、前記バイオマスケーキを排出する排出口が形成されている、請求項１乃至４のうちいずれか一の項に記載のバイオマスケーキ加圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉状のバイオマスに水を加えたバイオマスケーキを高圧反応器に加圧供給するバイオマスケーキ加圧供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスを高温高圧の亜臨界水又は超臨界水を用いて加水分解し、これにより得られた糖を発酵処理することでバイオエタノールを得ることができる。この技術を用いたバイオエタノールの製造設備は、亜臨界水処理又は超臨界水処理を行うための高圧反応器の他、この高圧反応器にバイオマスケーキを加圧供給するバイオマスケーキ加圧供給装置を備えている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００３】
バイオマスケーキは、バイオマスケーキ加圧供給装置によって高圧反応器に加圧供給されるが、仮に、バイオマスケーキの含水率が９０ｗｔ％以上であれば、液体と同じ連続体として扱うことができるため、バイオマスケーキを高圧反応器に加圧供給することは比較的容易である。しかしながら、バイオマスケーキの含水率が高いと、生成するバイオエタノール水溶液のエタノール濃度が低下し、濃縮にエネルギーを必要とするなど経済的な問題が生じる。そのため、バイオマスケーキの含水率は７０ｗｔ％程度であることが望ましい。７０ｗｔ％程度の比較的含水率が低いバイオマスケーキは、固体と液体の中間の物質となり、液体のような連続体とは異なった性質を有するため、連続流体として取り扱うことができない。そのため、含水率の低いバイオマスケーキを高圧反応器に加圧供給することは容易ではない。
【０００４】
例えば、バイオマスケーキ加圧供給装置としては、先細りのスクリュー及び先細りのケーシングを備えた単軸型スクリューポンプを用いることが考えられる。単軸型スクリューポンプは、流路が次第に狭くなるように形成されているため、搬送物を搬送しながらその搬送物を加圧することができる。ところが、含水率の低いバイオマスケーキを単軸型スクリューポンプで加圧すると、バイオマスと水が分離する固液分離が発生してバイオマスケーキの含水率がさらに低下する。その結果、バイオマスケーキのスクリューに対する摩擦抵抗が高くなり、搬送トルクが増大して搬送不良が発生するか、あるいはバイオマスケーキがスクリューと共回りし、バイオマスケーキを搬送できないという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８２９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、含水率が低いバイオマスケーキを高圧反応器へ加圧供給することができるバイオマスケーキ加圧供給装置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】
本発明の一態様に係るバイオマスケーキ加圧供給装置は、螺旋状の第１搬送歯を有する第１スクリュー、螺旋状の第２搬送歯を有する第２スクリュー、並びに、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューを平行に収容するケーシングを有し、粉状のバイオマスに水を加えたバイオマスケーキを高圧反応器に送り出すスクリューポンプと、前記スクリューポンプよりも下流に位置し、前記バイオマスケーキの流れを制限して前記バイオマスケーキによるマテリアルシールを形成する絞り部と、を備えている。
【０００８】
スクリューが１つである単軸型スクリューポンプの場合、含水率が低くスクリューに対する摩擦抵抗（粘度）が高いバイオマスケーキはスクリューと共回りするおそれがある。これに対し、上記のような完全噛合い部を持つ複数のスクリューを有する複数軸型スクリューポンプは、スクリュー同士が相互の凸部と凹部がわずかな隙間をもって噛み合うようにしてバイオマスケーキを搬送するため、バイオマスケーキがスクリューと共回りすることはない。また、上記のスクリューポンプの搬送エリアまで（方向転換エリアの上流まで）は定容積型のポンプであるため、内部でバイオマスケーキが加圧されて固液分離するのを抑えることができる。ただし、スクリューポンプの搬送エリアまでは定容積型であるため、それ自体ではバイオマスケーキを加圧することはできない。しかしながら、スクリューポンプの下流に位置する絞り部によってマテリアルシールが形成されるため、そのマテリアルシールに向かってバイオマスケーキを押圧する結果、バイオマスケーキは加圧される。よって、上記の構成によれば、含水率の低いバイオマスケーキであっても、共回りすることなく当該バイオマスケーキを高圧反応器へ加圧供給することができる。
【０００９】
また、上記のバイオマスケーキ加圧供給装置は、前記第１搬送歯の前後で前記第１スクリューを受ける第１軸受と、前記第２搬送歯の前後で前記第２スクリューを受ける第２軸受と、を備えてもよい。
【００１０】
複数軸型のスクリューポンプにおいて、各スクリューの搬送歯が片持ち構造である場合、含水率の低いバイオマスケーキを圧送すると、各スクリューの支持されていない端部同士が互いに離れる方向に変位する。このように搬送歯が変位すると、スクリューの外周面がケーシングと接触し、駆動トルクの増大が生じ、最終的には搬送不良となる。また、バイオマスケーキに含まれる水分が、圧力の高い側から低い側に、すなわち搬送歯の上流側に流れて、バイオマスケーキの含水率が低下する現象が顕著に現れる。バイオマスケーキの含水率が低下すると、搬送抵抗が増加し、搬送不良となるおそれがある。これに対し、上記の構成によれば、各搬送歯が両持ち構造となるため、各搬送歯の変位を抑えることができる。これにより、スクリューの外周面とケーシングの接触を回避し、トルクの増大を抑えることができる。また、バイオマスケーキの水分が各搬送歯の上流側へ流れる現象を抑制することができる。
【００１１】
また、上記のバイオマスケーキ加圧供給装置において、前記第１スクリューは第１搬送歯の外周面に螺旋状のシール部材を有し、前記第２スクリューは第２搬送歯の外周面に螺旋状のシール部材を有していてもよい。
【００１２】
かかる構成によれば、バイオマスケーキの水分が各搬送歯の上流側へ流れるのを一層抑えることができる。
【００１３】
また、上記のバイオマスケーキ加圧供給装置において、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューの回転速度は、前記絞り部から前記スクリューポンプへ流れる水の量よりも、前記スクリューポンプ内のバイオマスケーキが吸収可能な水の量の方が多くなるバイオマスケーキの搬送速度となるように設定してもよい。
【００１４】
絞り部付近では固液分離により水が発生し、その水がスクリューポンプへと逆流する。ただし、上記の構成によれば、絞り部からスクリューポンプへ逆流する水の量よりも、スクリューポンプ内のバイオマスケーキが吸収可能な水の量の方が多くなるため、逆流した水はバイオマスケーキに吸収されて再度絞り部へと戻ることになる。そのため、絞り部におけるバイオマスケーキの含水率が低下することを抑制することができ、搬送抵抗が増大することによる搬送不良を抑制することができる。
【００１５】
また、上記のバイオマスケーキ加圧供給装置において、前記スクリューポンプは、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューが水平方向に延びるように配置されており、前記ケーシングの底面には、前記バイオマスケーキを排出する排出口が形成されていてもよい。
【００１６】
かかる構成によれば、ケーシングの底面に排出口が形成されているため、バイオマスケーキの排出をスムーズに行うことができる。
【００１７】
また、上記のバイオマスケーキ加圧供給装置において、前記スクリューポンプは、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューが鉛直方向に延びるように配置されており、前記ケーシングの側面には、前記バイオマスケーキを排出する排出口が形成されていてもよい。
【００１８】
かかる構成によれば、バイオマスケーキ加圧供給装置の出口に、水平方向に延びる水平部と鉛直方向に延びる鉛直部からなるＬ字配管を取り付けることができる。このＬ字配管を取り付けた場合、絞り部の軸方向に移動可能な円錐状の絞り部材を用いて絞り部の開口面積の調整が容易な構造にすることができ、搬送されるバイオマスケーキの絞り部から出る時の圧力を調整することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上述のとおり、上記のバイオマスケーキ加圧供給装置によれば、含水率が低いバイオマスケーキを高圧反応器へ加圧供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態に係るバイオマスケーキ加圧供給装置の全体構成図である。
【図２】図２は、スクリューポンプの平断面図である。
【図３】図３は、図２で示すIII−III断面図である。
【図４】図４は、スクリューポンプの縦断面図である。
【図５】図５は、絞り部の縦断面図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るバイオマスケーキ加圧供給装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
はじめに、第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係るバイオマスケーキ加圧供給装置１００の全体構成図である。バイオマスケーキ加圧供給装置１００は、粉状のバイオマスに水を加えたバイオマスケーキを加圧し高圧反応器に供給する装置である。図１に示すように、バイオマスケーキ加圧供給装置１００は、スクリューポンプ１０と、絞り部５０とを備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。
【００２３】
＜スクリューポンプ＞
スクリューポンプ１０は、バイオマスケーキを搬送する装置である。本実施形態では、比較的含水率が低く（例えば、水分７０ｗｔ％）粘度が高いバイオマスケーキが、スクリューポンプ１０に供給される。図２はスクリューポンプ１０の水平断面図であり、図３は図２のIII−III矢視断面図であり、図４はスクリューポンプ１０の縦断面図である。なお、図４では、第１スクリュー１１側を図示している。図２に示すように、スクリューポンプ１０は、２軸型スクリューポンプであって、第１スクリュー１１と、第２スクリュー２１と、ケーシング３１と、を有している。
【００２４】
第１スクリュー１１は、駆動装置３２によって回転駆動される、いわゆるドライブスクリューである。第１スクリュー１１は、入力部１２と、第１同期歯車１３と、第１供給歯１４と、第１搬送歯１５と、を有している。また、第２スクリュー２１は、第１スクリュー１１によって回転駆動され、第１スクリュー１１と同期して回転する、いわゆるシンクロスクリューである。第２スクリュー２１は、第２同期歯車２３と、第２供給歯２４と、第２搬送歯２５と、を有している。
【００２５】
入力部１２は、ドライブスクリューである第１スクリュー１１のみが有しており、シンクロスクリューである第２スクリュー２１は入力部１２を有していない。入力部１２は、第１スクリュー１１の一方側の端部（図２の紙面左側端部）であって、ケーシング３１の外側に位置している。駆動装置３２（図１）は入力部１２と連結しており、この入力部１２を介して第１スクリュー１１に回転動力を伝えている。
【００２６】
第１同期歯車１３及び第２同期歯車２３は互いに噛み合う歯車である。ドライブスクリューである第１スクリュー１１が回転すると、この回転による回転動力が第１同期歯車１３及び第２同期歯車２３を介してシンクロスクリューである第２スクリュー２１に伝わる。これにより、第２スクリュー２１は、第１スクリュー１１に同期して回転する。
【００２７】
第１供給歯１４は第１スクリュー１１の上流側部分に位置する螺旋状の歯であり、第２供給歯２４は第２スクリュー２１の上流側部分に位置する螺旋状の歯である。第１供給歯１４及び第２供給歯２４は回転することにより、スクリューポンプ１０に投入されたバイオマスケーキを第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５へと供給する。第１供給歯１４及び第２供給歯２４は、互いの隙間に入り込むように配置されており、回転しても接触することはない。
【００２８】
第１搬送歯１５は第１供給歯１４の下流に位置する螺旋状の歯であり、第２搬送歯２５は第２供給歯２４の下流に位置する螺旋状の歯である。第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５の外周面にはそれぞれ螺旋状のシール部材（グランドパッキン）１７、２７が取り付けられている。図２及び図３に示すように、第１搬送歯１５に取り付けられたシール部材１７は、第２スクリュー２１の軸部分とケーシング３１に接触しており、第２搬送歯２５に取り付けられたシール部材２７は、第１スクリュー１１の軸部分とケーシング３１に接触している。
【００２９】
第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５は、回転することによりバイオマスケーキを軸方向に搬送する。第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５は、第１供給歯１４及び第２供給歯２４に比べて軸方向の厚みが大きく、第１搬送歯１５の間に第２搬送歯２５がわずかな隙間を持って挿入されており、第２搬送歯２５の間に第１搬送歯１５がわずかな隙間を持って挿入されている。そのため、第１搬送歯１５、第２搬送歯２５、及びケーシング３１で形成される空間の容積は小さい。ただし、第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５の厚みは一定であり、第１搬送歯１５、第２搬送歯２５、及びケーシング３１で形成される空間の容積は軸方向位置にかかわらず一定である。すなわち、スクリューポンプ１０の搬送エリア３６（後述）まで（方向転換エリア３７（後述）まで）は定容積型のポンプであり、それ自体でバイオマスケーキを加圧することはできない。
【００３０】
また、スクリューポンプ１０は、第１スクリュー１１を受ける２つの第１軸受１８と、第２スクリュー２１を受ける２つの第２軸受２８を有している。第１軸受１８は、第１供給歯１４よりも軸方向外側の部分と、第１搬送歯１５及び第１同期歯車１３の間の部分に配置されている。そのため、第１搬送歯１５に着目すると、第１軸受１８は第１搬送歯１５の前後で第１スクリュー１１を受けているといえる。また、第２軸受２８は、第２供給歯２４よりも軸方向外側の部分と、第２搬送歯２５及び第２同期歯車２３の間の部分に配置されている。そのため、第２搬送歯２５に着目すると、第２軸受２８は第２搬送歯２５の前後で第２スクリュー２１を受けているといえる。
【００３１】
ケーシング３１は、第１スクリュー１１及び第２スクリュー２１を平行に収容する部材である。ケーシング３１は、バイオマスケーキが通過する流路部３３と、第１同期歯車１３及び第２同期歯車２３が収容されるギア室３４とを有している。なお、流路部３３とギア室３４が同一のケーシング３１の中にある必要はなく、互いに隣接している必要はない。さらに、上記の流路部３３は、第１供給歯１４及び第２供給歯２４が位置する供給エリア３５と、第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５が位置する搬送エリア３６と、バイオマスケーキの搬送方向を９０°変更することで、バイオマスケーキを加圧する方向転換エリア３７とを有している。
【００３２】
図４に示すように、ケーシング３１は、供給エリア３５の上面にバイオマスケーキを流路部３３に投入するための投入口３８が形成されている。また、ケーシング３１は、搬送エリア３６の下流側部分から方向転換エリア３７にかけての底面に位置し、バイオマスケーキを排出するための排出口３９が形成されている。これにより、投入口３８から投入されたバイオマスケーキは、供給エリア３５、搬送エリア３６、及び方向転換エリア３７を通過して、排出口３９から排出される。本実施形態ではケーシング３１の底面に排出口３９が形成されているため、バイオマスケーキの排出をスムーズに行うことができる。
【００３３】
以上がスクリューポンプ１０の構成である。上記のように、本実施形態では、バイオマスケーキをスクリューポンプ１０で搬送している。スクリューポンプ１０は、駆動トルクが比較的小さいため、含水率が低く搬送抵抗が大きいバイオマスケーキであってもスムーズに搬送することができる。なお、前述のとおり、第１搬送歯１５、第２搬送歯２５、及びケーシング３１で形成される空間の容積は軸方向位置にかかわらず一定であるため、搬送エリア３６ではバイオマスケーキを加圧することができない。しかしながら、前述のとおり方向転換エリア３７ではバイオマスケーキを加圧することができるとともに、方向転換エリア３７から後述する絞り部５０に向かってバイオマスケーキを押圧することで、絞り部５０でもバイオマスケーキを加圧することができる。
【００３４】
また、バイオマスケーキが加圧されて固液分離が生じると、バイオマスケーキ内の水分が搬送エリア３６から供給エリア３５に向かって、すなわち搬送方向とは反対の方向に流れる（逆流する）おそれがある。そのような現象が生じると、バイオマスケーキの含水率が低下して搬送抵抗が増加してしまうとともに、搬送トルクが過大となり、搬送できなくなる可能性がある。
【００３５】
これに対し、本実施形態の第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５は両持ち構造であるため、第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５が互いに離れる方向に変位するのを抑えることができる。そのため、第１搬送歯１５とケーシング３１の間、第１搬送歯１５と第２スクリュー２１の軸部分の間、第２搬送歯２５とケーシング３１の間、及び第２搬送歯２５と第１スクリュー１１の軸部分の間の隙間が大きくなるのを防ぐことができ、その結果、バイオマスケーキ内の水分が搬送エリア３６から供給エリア３５に逆流するのを抑えることができる。さらに、第１搬送歯１５及び第２搬送歯２５の外周面には、それぞれシール部材１７、２７が設けられているため、バイオマスケーキ内の水分が搬送エリア３６から供給エリア３５に逆流するのを一層抑えることができる。
【００３６】
ここで、スクリューが１つである単軸型スクリューポンプの場合、含水率の低いバイオマスケーキは搬送抵抗が高いことから、圧縮が進むとスクリューに対するバイオマスの摩擦力（付着力）が増大し、バイオマスとスクリューが共回りするおそれがある。これに対し、本実施形態のスクリューポンプ１０は２軸型スクリューポンプであり、第１スクリュー１１と第２スクリュー２１が相互の凸部と凹部がわずかな隙間をもって噛み合うようにしてバイオマスケーキを搬送するため、バイオマスケーキがスクリューと共回りすることはない。
【００３７】
なお、本実施形態の第１スクリュー１１は、第１供給歯１４とその根元に位置する円筒部とが一体となった部材、及び、第１搬送歯１５とその根元に位置する円筒部が一体となった部材を、第１スクリュー１１の全長にわたって延びる軸部材に固定することで形成されている。ただし、第１スクリュー１１は、上記の軸部材がない構造であっても良い。例えば、上記の軸部材を除く各部材を軸方向に連結して、第１スクリュー１１を形成してもよい。この点については、第２スクリュー２１も同様である。
【００３８】
＜絞り部＞
続いて、絞り部５０について説明する。絞り部５０は、バイオマスケーキの流れを制限してバイオマスケーキによるマテリアルシールを形成するための部分である。図１に示すように、絞り部５０は、スクリューポンプ１０の下流に位置している。つまり、スクリューポンプ１０と高圧反応器の間に位置している。図５は、絞り部５０の縦断面図である。図５に示すように、絞り部５０は全体として軸心が鉛直方向に延びる円筒状の形状を有している。絞り部５０は、下流側部分に円環状の絞り部材５１を有している。この絞り部材５１は、絞り部５０の他の部分に比べて流路面積が小さく形成されている。なお、絞り部材５１は、流路面積を変えることができるよう構成されていてもよい。
【００３９】
絞り部５０は上記のように構成されているため、バイオマスケーキの流れは絞り部材５１によって制限される。これにより、絞り部材５１の上流側にはバイオマスケーキが次第に堆積してゆき、バイオマスケーキによるマテリアルシールが形成される。このマテリアルシールは、スクリューポンプ１０から高圧反応器に向かうバイオマスケーキの流れを許容する一方、高圧反応器からスクリューポンプ１０に向かうバイオマスケーキの流れを制限する逆止弁の役割を果たす。
【００４０】
なお、バイオマスケーキ加圧供給装置１００の始動直後には、絞り部５０にバイオマスケーキが十分堆積しておらず、マテリアルシールが形成されにくい。そこで、例えば、バイオマスケーキ加圧供給装置１００の始動時に多数の貫通孔を有する板材（不図示）を絞り部材５１の開口部分に取り付けてもよい。これにより、絞り部材５１の上流側でバイオマスケーキが堆積しやすくなる。なお、マテリアルシールが形成された後は、上記の板材を取り外せばよい。なお、絞り部材５１が流路面積を変えることができるよう構成されていれば、上記の板材の取付及び取外しは不要である。
【００４１】
前述のとおり、バイオマスケーキ加圧供給装置１００の下流に位置する高圧反応器内の圧力は非常に高い。そのため、スクリューポンプ１０によるシール機能のみでは、高圧反応器の圧力が低下してしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、絞り部５０によってバイオマスケーキによるマテリアルシールを形成することにより、高圧反応器からスクリューポンプ１０に向かうバイオマスケーキの流れを制限できるため、高圧反応器内の圧力の低下を抑えることができる。
【００４２】
ここで、絞り部５０ではバイオマスケーキから一旦水が分離され、分離された水は絞り部５０からスクリューポンプ１０に向かって逆流する。ただし、バイオマスケーキの搬送速度が大きければスクリューポンプ１０を通過するバイオマスケーキの量も多いことから、バイオマスケーキの搬送速度が一定速度以上であれば、逆流した水は全てスクリューポンプ１０内のバイオマスケーキで回収されて絞り部５０に戻される。その結果、絞り部５０を通過するバイオマスケーキの含水率は一定に保たれることになる。一方、バイオマスケーキの搬送速度が一定速度よりも小さければ、逆流した水はスクリューポンプ１０内のバイオマスケーキで回収しきれず、分離された水の一部しか絞り部５０に戻されない。そのため、バイオマスケーキの搬送速度の低下とともに、絞り部５０を通過するバイオマスケーキの含水率が次第に低下してゆき、バイオマスケーキは固体に近い状態となって、バイオマスケーキの搬送抵抗が増加することになる。その結果、バイオマスケーキの搬送不良が生じるとともに、バイオマスケーキの圧縮が不十分となって絞り部５０内のバイオマスケーキがマテリアルシールとして機能しなくなるおそれがある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、絞り部５０からスクリューポンプ１０へ逆流する水の量よりも、スクリューポンプ１０内のバイオマスケーキが吸収可能な水の量の方が多くなるバイオマスケーキの搬送速度となるように、第１スクリュー１１及び第２スクリュー２１の回転速度を設定している。つまり、絞り部５０からスクリューポンプ１０へ逆流する水の量が、スクリューポンプ１０内のバイオマスケーキが吸収可能な水の量よりも多くなるような場合は、第１スクリュー１１及び第２スクリュー２１の回転速度を大きくする。これにより、絞り部５０におけるバイオマスケーキの含水率は一定に保たれ、バイオマスケーキの搬送抵抗の増加が抑えられる結果、高圧反応器の圧力がバイオマスケーキの隙間を介してスクリューポンプ１０へと抜けてしまうのを抑えることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るバイオマスケーキ加圧供給装置２００の全体構成図である。以下、第２実施形態に係るバイオマスケーキ加圧供給装置２００について、第１実施形態に係るバイオマスケーキ加圧供給装置１００と相違する構成を中心に説明する。
【００４５】
本実施形態のスクリューポンプ１０は、第１実施形態のスクリューポンプ１０と基本構造は同じである。ただし、第１実施形態では、スクリューポンプ１０が横に配置されていたのに対し、本実施形態ではスクリューポンプ１０が縦に配置されている。すなわち、第１スクリュー１１及び第２スクリュー２１が鉛直方向に延びるようにしてスクリューポンプ１０が配置されている。これに伴って、バイオマスケーキが排出される排出口３９はケーシング３１の側面に形成されている。
【００４６】
本実施形態ではスクリューポンプ１０は縦に配置されているため、バイオマスケーキ加圧供給装置２００とその下方に位置する高圧反応器をつなぐ配管の一部には、Ｌ字配管５２が使用されている。具体的には、水平方向に延びる水平部５３と鉛直方向に延びる鉛直部５４からなるＬ字配管５２が、バイオマスケーキ加圧供給装置２００の出口（すなわち、絞り部５０の出口）に取り付けられている。
【００４７】
本実施形態の絞り部５０は、軸心が水平に延びるように配置されている。また、絞り部材５１は、円錐状の形状を有しており、位置調整部５５によって水平方向に移動させることができる。位置調整部５５は、いわゆるボールねじアクチュエータであって、Ｌ字配管５２の水平部５３内を通ってＬ字配管５２の外部に延びるねじ棒５６と、Ｌ字配管５２の外部に位置し、ねじ棒５６を回転させるモータ５７とを有している。また、絞り部材５１には雌ネジが形成されており、その雌ねじに噛み合うようにしてねじ棒５６が絞り部材５１に挿入されている。さらに、絞り部材５１は、水平方向に延びるガイドレール５８に摺動可能に取り付けられている。
【００４８】
本実施形態の絞り部５０は以上のように構成されているため、モータ５７によってねじ棒５６を回転させれば、円錐状の絞り部材５１がガイドレール５８に沿って水平方向に移動し、絞り部５０の下流側部分における開口面積を容易に調整することができる。よって、バイオマスケーキ加圧供給装置２００の始動時には絞り部５０の開口面積を小さくし、マテリアルシールの形成を容易に補助することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、バイオマスケーキ加圧供給装置２００と高圧反応器の間の配管にＬ字配管５２を用いたことで、絞り部材５１の位置調整を行うためのモータ５７を配管の外部に設置することが可能となった。つまり、本実施形態では、スクリューポンプ１０を縦に配置すれば、Ｌ字配管５２を用いることができ、ひいては絞り部５０を開口面積が容易に調整できる構造にすることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明した。実施形態のスクリューポンプ１０は２軸型スクリューポンプであったが、３軸型スクリューポンプであってもよい。また、上記の実施形態では、第１スクリュー１１及び第２スクリュー２１をそれぞれ２つの軸受で受けているが、それぞれ３つ以上の軸受で受けてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０  スクリューポンプ
１１  第１スクリュー
１５  第１搬送歯
１７  シール部材
１８  第１軸受
２１  第２スクリュー
２５  第２搬送歯
２７  シール部材
２８  第２軸受
３１  ケーシング
３９  排出口
５０  絞り部
５１  絞り部材
５２  Ｌ字配管
５３  水平部
５４  鉛直部
１００、２００  バイオマスケーキ加圧供給装置
【図１】
0006723701.tif 000002
【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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