(57)【要約】【課題】水分を含んだものを省エネルギーで水の蒸発温度を超える温度に加熱させる加熱装置を提供する。【解決手段】乾燥器１６で第１の加熱手段１９により蒸発した水蒸気を第２の加熱手段２６ａで過熱蒸気に昇温して加熱容器２４に導入し、この過熱蒸気を用いて加熱容器２４にある前回に乾燥器１６で乾燥され移送された対象物１５を加熱する加熱装置であり、乾燥時の蒸発潜熱エネルギーを有効利用して過熱蒸気を生成できることから省エネルギーで加熱が可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む乾燥加熱対象物を第１の加熱手段により乾燥させる乾燥器と、前記乾燥器において乾燥した前記乾燥加熱対象物を加熱処理する加熱容器と、前記乾燥器内で蒸発した水蒸気を前記加熱容器へ導入する蒸気配管経路と、前記蒸気配管経路を通る水蒸気を蒸発温度を超える温度となる過熱蒸気に加熱する第２の加熱手段とを備えた加熱装置。
【請求項２】
水分を含む乾燥加熱対象物を第１の加熱手段により乾燥させる乾燥器と、前記乾燥器において乾燥した前記乾燥加熱対象物を第２の加熱手段により加熱処理する加熱容器と、前記乾燥器内で蒸発した水蒸気を前記加熱容器へ導入する蒸気配管経路とを備え、前記蒸気配管経路から前記加熱容器内に流入した前記水蒸気を前記第２の加熱手段により加熱する加熱装置。
【請求項３】
蒸気配管経路に蒸気流量を調節する流量調節手段を備えた請求項１または２記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水物の水の蒸発温度以上に加熱を行う場合に、飽和温度を越える水蒸気である過熱蒸気を用いて含水物の加熱処理を行う加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水蒸気は加熱源として従来から多くの産業分野で利用されてきた。その理由は高エネルギーである蒸気の凝縮潜熱を利用可能であることや、加熱対象物が複雑形状であっても外部気体と接触する部分の表面積全体で伝熱できることから、急速に対象物の加熱が可能であると共に均一に加熱可能であることによる。
【０００３】
また、加熱対象物の周辺雰囲気を極低酸素量雰囲気にできることから、有機物の水性ガス反応やシフト反応等による水素やメタン等の燃料ガス製造を目的とした有機物のガス化反応に用いられている。
【０００４】
これは、ダイオキシン等の大気汚染物質を防止しながら有機物のガス化を行うといった場合のように、対象物の加熱が必要であるが酸化による不具合を抑制したい場合等に有効あることが理由の一つである。  この過熱蒸気を用いて加熱する方法としては、外部から水を供給して蒸気を製造し、その蒸気を用いて加熱するのが一般的であった。
【０００５】
しかしながら、含水物の加熱では加熱対象物の水分蒸発に多大なエネルギー分を加熱体となる外部生成蒸気で与えなければならず、外部蒸気生成エネルギーが多大に必要となり効率の悪化が顕著となる。
【０００６】
例えば、水を含む加熱対象物の水分を１気圧下にて過熱蒸気で蒸発させる蒸発過程（１００℃の水が１００℃の蒸気になる過程）のエネルギー授受について熱ロスを無視して考えると、対象物の水蒸発のエネルギーである蒸発潜熱分を加熱体となる蒸気の比熱差に相当するエネルギーで与えることとなるため、ヒーターで加熱した場合に比べると加熱体は初期水温から１００℃の水の比熱分と１００℃の水を１００℃の蒸気にする蒸発潜熱分のエネルギーが対象物の水蒸発に直接寄与しないことになる。
【０００７】
つまり、含水対象物の水蒸発に必要なエネルギーを与えるために、それ以上のエネルギーを投入して生成した蒸気を利用していることになる。このため、ヒーター等に比べて急速に加熱は可能であるが、効率が悪い課題を有している。
【０００８】
このような理由から、急速加熱手段として近年常圧で１００℃以上の水蒸気である過熱水蒸気が注目されている。しかし、過熱水蒸気を発生させるには、水の蒸発潜熱（２２５６ｋＪ／ｋｇ）を与える必要があり、高効率な蒸気発生装置の開発が課題となっている。
【０００９】
そこで、少しでも効率を高めるための従来の技術としては、電磁誘導を利用した高効率な過熱蒸気発生装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
以下、図面を参照しながら上記従来の過熱蒸気発生装置を説明する。
【００１１】
図３は従来の過熱水蒸気発生装置の縦断面図である。図３に示すように、従来の過熱蒸気発生装置１は、内側容器となる蒸気発生容器２と、外側容器となる蒸気過熱容器３の２重構造となっている。
【００１２】
蒸気発生容器２と蒸気過熱容器３は共に金属製であり、上端部は連通して蒸気の通ることができる連通部４が形成されている。
【００１３】
外側の蒸気過熱容器３の周囲には断熱材５が配されており、外周部には断熱材５の外側に電磁誘導用コイル６が巻かれている。
【００１４】
内側の蒸気発生容器２の底部には、水または蒸気を供給する給水口７が設けられている。
【００１５】
蒸気発生容器２と蒸気過熱容器３との間に設けられている隔壁は内壁８と外壁９との２重になっており、その内壁８と外壁９の間に形成された空間１０により両者間の熱伝達を抑制している。
【００１６】
容器過熱容器３の内周壁（外壁９）と外周壁との間には金属製で螺旋状の仕切板１１が設けられている。この蒸気過熱容器３の内周壁（外壁９）と外周壁と螺旋状の仕切板１１により螺旋状の流路１２が形成される。
【００１７】
この流路１２は蒸気過熱容器３の下部に設けられた過熱蒸気取出口１３につながっている。
【００１８】
以上のように構成された過熱蒸気発生装置について、以下その動作について説明する。
【００１９】
まず、給水口７に水を供給する。通常は常温の水でよいが、蒸気の発生を素早く行うためには高温水を供給しても良い。また、蒸気を供給する場合は１００℃の飽和水蒸気でよい。
【００２０】
次に電磁誘導コイル６に高周波電流を供給すると、電磁誘導により蒸気発生容器２の底部の温度が上昇し、蒸気発生容器２に導入された水が加熱されて蒸気が発生し、連通部４を通って流路１２に流入する。
【００２１】
このとき、流路１２を構成している蒸気過熱容器３と仕切板１１も電磁誘導により加熱されており、通過する蒸気を加熱する。これにより蒸気が過熱蒸気になる。また、流路１２は螺旋状であるので、蒸気と流路１２の接触面積が大きく、接触時間も長くなる。
【００２２】
また、蒸気発生容器２と蒸気過熱容器３との間に温度差があり、熱の移動が懸念されるが、内壁８と外壁９との間には空間１０があるので熱の移動は抑制されている。それでも空間１０を通過して移動する熱は、蒸気発生容器２内の水を加熱するので無駄がない。つまり、両者を別々に設けて接続する場合に比べて熱のロスが少なく、効率的に過熱蒸気をつくることができる。
【００２３】
このようにして得られる過熱蒸気は螺旋状の流路１２を下方へ流れ、過熱蒸気取出口１３から放出される。
【００２４】
【特許文献１】
特開２００２−２２１０７号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成は、過熱蒸気発生装置１は外部より水を導入して過熱蒸気を生成するため、過熱蒸気発生装置１の下流に設置する加熱対象物が含水量の多い物質であり、その対象物の水分を蒸発温度を超える温度に加熱したい場合には、過熱蒸気発生装置１の効率が高いといえども対象物の水分を蒸発させるに値する過熱蒸気を生成しなければならず、この過熱蒸気が対象物の水分蒸発に寄与できる熱量は過熱蒸気を生成するエネルギーより小さいため効率が悪くなる。
【００２６】
例えば、１気圧下では対象物の水分蒸発は１００℃であり、この蒸発に要するエネルギーを、３００℃の過熱蒸気で与えるとすると３００℃から１００℃までの蒸気エネルギーしか与えることはできない。しかし、
３００℃の過熱蒸気を生成するためには流入した水の温度から１００℃の水まで昇温するエネルギーと１００℃の水を１００℃の蒸気にするエネルギーと１００℃の蒸気を３００℃の蒸気に昇温するエネルギーが必要である。
【００２７】
つまり、流入した水の温度から１００℃の水まで昇温するエネルギーと１００℃の水を１００℃の蒸気にするエネルギーが対象物の水分蒸発に寄与せず無駄になる。この無駄となるエネルギーは水の蒸発潜熱を含む高エネルギーであることから効率の低下が著しくなる。これは、対象物の含水量が多くなればなるほど悪化する。
【００２８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、加熱対象物をこの対象物がもつ水分の蒸発温度超える温度まで加熱する場合に効率良く加熱できる加熱装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の加熱装置の発明は、水分を含む乾燥加熱対象物を第１の加熱手段により乾燥させる乾燥器と、前記乾燥器において乾燥した前記乾燥加熱対象物を加熱処理する加熱容器と、前記乾燥器内で蒸発した水蒸気を前記加熱容器へ導入する蒸気配管経路と、前記蒸気配管経路を通る水蒸気を蒸発温度を超える温度となる過熱蒸気に加熱する第２の加熱手段とを備えたものである。
【００３０】
上記構成において、第１の加熱手段により乾燥器内の乾燥加熱対象物が加熱され乾燥加熱対象物の水分が蒸発し、蒸発した蒸気が蒸気配管経路に送られ、蒸気配管経路において第２の加熱手段によって蒸発温度を超える過熱蒸気となって加熱容器に流入される。このとき、前回に第１の加熱手段によって乾燥器にてある程度水分を蒸発済みの乾燥した乾燥加熱対象物が加熱容器に導入されており、加熱容器に流入した過熱蒸気によって所定温度に加熱される。
【００３１】
これにより、乾燥加熱対象物から蒸発した蒸気を用いて過熱蒸気を生成して乾燥加熱対象物の加熱に利用するので、乾燥加熱対象物の水分蒸発のエネルギーを有効的に利用して効率が向上する。
【００３２】
このように、過熱蒸気における乾燥加熱対象物の加熱のメリットを最大限に維持しながら高効率に加熱を行うことができる。
【００３３】
本発明の請求項２に記載の加熱装置の発明は、水分を含む乾燥加熱対象物を第１の加熱手段により乾燥させる乾燥器と、前記乾燥器において乾燥した前記乾燥加熱対象物を第２の加熱手段により加熱処理する加熱容器と、前記乾燥器内で蒸発した水蒸気を前記加熱容器へ導入する蒸気配管経路とを備え、前記蒸気配管経路から前記加熱容器内に流入した前記水蒸気を前記第２の加熱手段により加熱するものである。
【００３４】
上記構成において、例えば、乾燥加熱対象物の有機物である炭素と蒸気の水とを反応させて水素を生成させる場合や、乾燥加熱対象物の熱分解により発生した高級炭化水素をメタン等の低級炭化水素や水素に分解するような場合に必要な蒸気として、乾燥器にて乾燥加熱対象物から蒸発した蒸気を利用しようとする場合において、加熱容器外で蒸気を加熱して高温蒸気としてから加熱容器に流入させる時にはガス化剤としての量の蒸気だけではなく、加熱容器をガス化反応温度に維持するための量も必要となる。
【００３５】
そこで、ガス化反応に必要な量以上の高温蒸気の生成が必要であり、この分の蒸気は加熱容器を所定温度に維持した後は排蒸気として加熱容器外へ排出されるため効率が悪くなる。更に、最悪の場合は乾燥加熱対象物保有の水分量だけではガス化と加熱容器温度維持のため蒸気量がまかなえなくなり、外部より水の補給が必要となり、より効率低下につながる危険性がある。
【００３６】
しかし、本発明の構成では加熱容器の反応温度の維持は蒸気を使用しないため加熱容器への流入蒸気量を少なくでき、高温蒸気の生成量も低減できる、つまり、蒸気はあくまでも主としてガス化剤として利用するために必要な量であり、その量だけを高温化すれば良いので、乾燥後の蒸気を更に高温化するためのエネルギーを低減できると共に高温排蒸気量が少なくなり、より高効率となる。
【００３７】
本発明の請求項３に記載の加熱装置の発明は、請求項１または２記載の発明における蒸気配管経路に蒸気流量を調節する流量調節手段を備えたものである。
【００３８】
上記構成において、乾燥器にて乾燥加熱対象物から蒸発した蒸気は流量調節手段によって加熱容器内への蒸気流入量を制御し、加熱容器内の乾燥した乾燥加熱対象物への過熱蒸気からの伝熱するエネルギー量を制御可能であり、昇温スピード等を所望値に制御容易となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による加熱装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による加熱装置の構成図である。
【００４１】
図１において、乾燥対象物１４は、乾燥前の乾燥加熱対象物であって、水分を７０％含んだ炭素を主成分とする有機性化合物であり、加熱対象物１５は、乾燥後の乾燥加熱対象物であって、乾燥対象物１４の乾燥後の有機化合物である。具体的には食品や廃棄物を想定している。
【００４２】
乾燥器１６は、乾燥対象物１４を投入可能な開閉構造であるドア１７が上方に設置されており、周囲を断熱材１８で覆われた密閉構造となっている。また、乾燥器１６の側面の内壁外側に密着している第１の加熱手段１９が断熱材１８内に埋設さている。
【００４３】
ここで、断熱材１８は無機繊維や多孔質セラミック等の耐熱性が１００℃を超える物であり、第１の加熱手段はセラミックヒーターやシーズヒーター等の一般的に１００℃を超える表面温度でも使用可能な物であり、また、乾燥器１６の側面の内壁外側に密着しているが、数ミリの空気層等の気体からなるクリアランスを設けてＩＨ、高周波等の電磁波を利用した物にしても良い。
【００４４】
さらに、乾燥器１６内に設けられた乾燥温度センサ２０は熱電対等であり、図示しない制御装置に温度の信号を出力し、所定温度になるように第１の加熱手段１９の発熱量を制御し、乾燥圧力センサ２１で検知した圧力値は図示しない制御装置に送られ、その圧力値が乾燥温度センサ２０からの温度から制御装置にて算出した水の蒸発圧力よりある程度低くなると乾燥したと判断する。
【００４５】
開閉弁２２は一時的に乾燥器１６の内部空間気体を外部に放出するための弁である。
【００４６】
流量調整手段２３は乾燥器１６内の乾燥対象物１４の乾燥中に蒸発する水蒸気の流量を調整するためのものであり、乾燥器１６内部と加熱容器２４内部を接続する蒸気配管経路２５に設置されている。
【００４７】
第２の加熱手段２６ａは加熱容器２４近傍の水蒸気流通時の下流に位置する部分の蒸気配管経路２５に接して設置されており、蒸気配管経路２５内に流通する水蒸気を加温して過熱蒸気を生成するためのものである。ここで、第２の加熱手段２６ａは第１の加熱手段１９と同様の物を利用でき、一般的には加熱対象物１５を加熱する場合の要望温度以上の耐熱性を有する物を選定する。ここでは、８００℃程度に加熱する場合を想定するためカンタルヒーター等が望ましい。
【００４８】
蒸気流量計２６ｂは流量調整手段２３と第２の加熱手段２６ａの間の蒸気配管経路２５に設置され、蒸気流量を測定して制御装置を通じて希望流量となるように流量調整手段２３の開度を調節する。
【００４９】
加熱対象物１５は乾燥対象物１４がある程度乾燥した有機物であり、乾燥器１６にて乾燥終了を検知した後に、乾燥器１６の下方より供給機２７の吸入部２８に吸い込まれ、機械的に圧送部２９から排出部３０より加熱容器２４に圧送される。ここで、供給機２７の吸入部２８は乾燥器１６と連通し、機械的に圧送する圧送部２９を通じて排出部３０は加熱容器２４に連通しており、具体的にはモーノポンプ等の一軸偏心ネジポンプやピストンポンプ等である。
【００５０】
混合ガス排出配管３１は加熱容器２４で蒸気と加熱対象物１５との化学反応により生じた混合ガスを加熱容器２４外へ排出する配管であり、加熱容器２４の上方に設置されている。
【００５１】
凝縮器３２は混合ガス排出配管３１とガス配管３３間に設けられており、化学反応に使用されなかった余剰蒸気を凝縮して液体とする物であり、気液分離も兼ねており、分離した液体は図示しない配管より外部へ排出され、気体のみがガス配管３３へ排出される。
【００５２】
ガス流量計３４は一端がガス配管３３に接続されており凝縮器３２にて分離されたガス分の流量を測定する目的で設置されており、他端はガス発電機３５に接続されている。ガス発電機３５はガスを燃料として発電を行うものであり、具体的にはガスエンジンや燃料電池である。
【００５３】
残渣排出弁３６は加熱容器２４内の残渣を外部に排出するためのものであり、加熱容器２４の最下端に設置されている。
【００５４】
また、図示しないが、各加熱される容器には耐圧以上に昇圧するのを防止するための安全弁が設けられており、所定圧力以上となると開き内部気体を外部へ放出して所定圧力未満に低下されるのは言うまでもない。
【００５５】
また、図示しないが、乾燥対象物１４の含水量が変動的であり、７０％以下となる場合が多い場合等には乾燥器１６内に水を一定量供給する装置を付加してもよい。
【００５６】
以上のように構成された加熱装置について、以下その動作を説明する。
【００５７】
図示しない開閉ボタンを押すとある条件を満たしていればドア１７のロックが解除される。そして、解除されるとドア１７を開けて乾燥対象物１４を乾燥器１６に投入し、ドア１７を閉める。ここで、ドア１７のロック解除条件は後ほど説明する。
【００５８】
そして、図示しないスタートスイッチを押すと、開閉弁２２及び流量調整手段２３が閉となると同時に第１の加熱手段１９が作動する。また、停止中は開閉弁２２及び流量調整手段２３は閉状態である。
【００５９】
そして、図示しない制御装置にはあらかじめ水が蒸発する温度と圧力の関係である蒸発条件が記憶されており、乾燥温度センサ２０と乾燥圧力センサ２１値の温度と圧力から水の蒸発条件に到達すると、開閉弁２２が任意時間開放する。
【００６０】
このとき、乾燥対象物１４の投入時に乾燥器１６内に入った空気等の外気が乾燥対象物１４から蒸発した水蒸気と共に開閉弁２２を通って外部に放出される。
【００６１】
その後、開閉弁２２は閉止し、乾燥器１６内の気体空間は９９％以上が水蒸気で満たされた状態となり、乾燥温度センサ２０が１２０℃、乾燥圧力センサ２１が１２０℃の水の蒸発圧力である約０．２ＭＰａになっているのを確認し、それと同時に流量調整手段２３が開放する。
【００６２】
そして、９９％以上の水蒸気は流量調整手段２３を通って、蒸気配管経路２５上の蒸気流量計２６ｂを経て、第２の加熱手段２６ａにより８００℃の水蒸気となって加熱容器２４へ流入する。
【００６３】
このとき、蒸気流量計２６ｂの値から希望流量となるように流量調整手段２３の開度を調整し、開度変化に伴う乾燥器１６の温度、圧力変化は乾燥温度センサ２０、乾燥圧力センサ２１により第１の加熱手段１９の発熱量調節により行われ、希望の約１２０℃になるように入力変化等により調節されると共に圧力が０．２ＭＰａ相当に達しているかが確認され、１２０℃に到達した時点で圧力が０．２ＭＰａ未満の所定値以下であれば乾燥終了と判断する。
【００６４】
また、流量調整弁２３より下流、つまり、加熱容器２４側の圧力は乾燥器１６の圧力より低くなるようになっている。
【００６５】
このようにして、乾燥対象物１４が乾燥した後の加熱対象物１５は乾燥終了と同時に流量調整手段２３が閉じ、供給機２７が作動し、供給機２７の圧送部２９にある加熱対象物１５の一部が排出部３０から加熱容器２４に圧送され、順次一定量づつ加熱容器２４に送られる。
【００６６】
そして、乾燥器１６内の加熱対象物１５が少量になると、供給機２７の必要な力が低下するので、抵抗値等を検知して所定値以下となれば圧送完了と判断して供給機２７を停止させる。停止中の供給機２７は乾燥器１４から加熱容器２４に蒸気等が漏れることがない構造となっている。
【００６７】
この時点からドア１７の開閉検知されない限り乾燥器１６内は空であると判断し、開閉弁２２及び流量調整手段２３は閉止状態を保ち、乾燥器１６内の密閉を維持する。そして、乾燥温度センサ２０が５０℃以下になるまでドア１７は開放できないようロックされる。つまり、供給機２７停止直後で乾燥温度センサ２０が５０℃以下である条件にてドア１７のロックが解除される。そして、ドア１７より乾燥対象物１４を外部から投入する。
【００６８】
このようにして、加熱容器２４内には前回に乾燥器１６にて乾燥後の加熱対象物１５が入っている。そこへ、先に記述した今回乾燥器１６に投入された乾燥対象物１４からの蒸発を利用して８００℃に昇温させた蒸気が加熱容器２４の下方から流入する。
【００６９】
この蒸気は加熱対象物１５を通る時に有機化合物である加熱対象物１５と一般的に水性ガス反応やシフト反応と呼ばれている化学反応で反応し、水素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素等となって加熱容器２４の上方へ上がり混合ガス排出配管３１より外部へ排出される。また、反応しきれなかった蒸気がある場合は混合ガスと共に混合ガス排出配管３１より排出される。
【００７０】
排出された混合ガスは凝縮器３２により未反応蒸気分が取り除かれガス配管３３を経てガス流量計３４を通ってガス発電機３５に送られて発電される。
【００７１】
このとき、ガス流量計３４にて測定するガス流量が所定値以下となれば加熱対象物１５が化学反応により有機成分の多くがガス化されたものと判断し、加熱対象物１５の加熱を終了する。つまり、第２の加熱手段２６ａを停止させる。
【００７２】
このとき、乾燥器１６における乾燥対象物１４の乾燥が終了していない場合は乾燥が終了するまで第１の加熱手段１９は作動し乾燥処理を行う。
【００７３】
また、加熱容器２４の加熱対象物１５の加熱終了以前に乾燥終了動作があるような場合は図示しない水導入配管より水を乾燥器１６内に供給する。この場合、乾燥器１６内圧力より水圧が低い場合にはポンプを取り付けるのはいうまでもない。
【００７４】
そして、乾燥器１６の乾燥処理及び加熱容器２４の加熱処理が共に終了すると、残渣排出弁３６が開放し、加熱容器２４の残渣が外部に排出される。
【００７５】
以上より、乾燥加熱対象物（乾燥対象物１４）から蒸発した蒸気を用いて過熱蒸気を生成して乾燥加熱対象物（加熱対象物１５）の加熱に利用するので、乾燥加熱対象物（乾燥対象物１４）の水分蒸発のエネルギーを有効的に利用して効率が向上する。
【００７６】
更に、乾燥器１６から加熱容器２４へ流通する蒸気量を流量調節手段２６ｂで制御することで、加熱容器２４から混合ガス排出配管３１を通じて排出される混合ガスに多量の蒸気が含まれるのを低減できる。
【００７７】
尚、本実施の形態では蒸気流量調整用として流量調整弁２３が取り付けられているが、乾燥器１６に入れられる乾燥対象物１４が投入の度に大きく変動しない場合、つまり、約同一種が多く約同一量である場合は内部の圧力損失を可変して制御すること、具体的には内部貫通孔の大きさを可変する構造となっているような流量調整弁２３を用いず、乾燥器１６の圧力が加熱容器２４の圧力より高くなるように第１の加熱手段１９を加熱し、乾燥器１６と加熱容器２４の圧力差に相当する蒸気流量を利用して蒸気量を制御する。
【００７８】
つまり、圧力差に相当する蒸気流量の特性を事前に制御装置に記憶させておいて、本実施の形態の加熱装置作動中の乾燥器１６の圧力と加熱容器２４の圧力を検知して制御装置に送り圧力差を割り出し、記憶している圧力差の特性から要望の蒸気流量となるように乾燥器１６の圧力を第１の加熱手段１９の加熱量で制御する。
【００７９】
また、乾燥器１６と加熱容器２４の圧力差が同じでも、乾燥器１６と加熱容器２４の絶対圧が違う場合に、蒸気の物性差から蒸気流量が大きく異なる場合は、その特性も記憶させておき、圧力差と各絶対圧の値から要望の蒸気流量条件を割り出して第１の加熱手段１９の加熱量制御を行う。
【００８０】
このように、乾燥器１６に投入する乾燥対象物１４が常に単一組成及び単一量に近い場合は、流量調整弁２３を無くすことができるのでシステムが単純化し、安価にもなる。
【００８１】
また、ガス発電機３５で圧力損失がある場合や、ガス発電機３５へのガス供給にある程度の圧力が必要な場合は加熱容器２４内が圧力上昇が必要となるが、この時は、乾燥器１６の圧力も、それ以上に高い圧力となるように制御することはいうまでもない。
【００８２】
また、ガス発電機３５へのガス供給時にガス発電機３５の信頼性を低下させるガス成分が含まれる場合は、それを取り除く手段の付設等の施策を行うことはいうまでもない。
【００８３】
尚、本実施の形態では、乾燥器１６で乾燥させて供給機２７で加熱容器２４へ圧送した乾燥後の乾燥対象物１４である加熱対象物１５を、次に乾燥器１６に投入された乾燥対象物１６の乾燥過程で発生する蒸気を用いて加熱している。しかし、供給機２７を付設せずに加熱容器２４に新たに加熱手段を設け、乾燥器１６を加熱容器２４と同様の機能を有するようにすると共に、加熱容器２４を乾燥器１６と同様の機能を有するようにして、交互に乾燥と加熱を行っても良い。
【００８４】
つまり、乾燥器１６での乾燥対象物１６の乾燥過程に発生する蒸気を更に加熱して加熱容器２４に投入することで前回乾燥処理にて乾燥済みの加熱対象物１５を加熱容器２４内で加熱し、所定の加熱が終了すると、次の乾燥対象物１４は加熱容器２４に投入して加熱手段にて乾燥を行い、その乾燥時に加熱容器２４で発生した蒸気を更に高温蒸気に加熱して乾燥済みの対象物が残留した乾燥器１６に投入することで乾燥済みの対象物を加熱する。
【００８５】
このように、乾燥器１４と加熱容器２４の機能を有した容器を２つ用いて、２つの容器で交互に乾燥と加熱を行い、乾燥時に発生する蒸気を利用してガス化等の加熱を行っても同様の効果が得られると共に供給機２７を削減可能である。
【００８６】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２による加熱装置の構成図である。
【００８７】
尚、本発明の実施の形態１と同一構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８８】
図２において、第２の加熱手段２６ｃは加熱容器２４の外郭断熱材中に設置されていると共に、加熱容器２４の内壁の外側に内壁に密着して取り付けられている。
【００８９】
以上のように構成された加熱装置について、以下その動作を説明する。
【００９０】
第２の加熱手段２６ｃが作動中、第２の加熱手段２６ｃで発熱した熱は大部分が加熱容器２４の内壁を通じて加熱容器内の加熱対象物１５と蒸気配管経路２５から流入した蒸気を加熱して７５０℃〜８００℃に維持し、高温となった蒸気と加熱対象物１５が反応してガスを生成する。
【００９１】
このとき、蒸気配管経路２５の加熱容器２４に蒸気が入る付近に位置する加熱対象物１５の一部から蒸気と反応してガス化していく。
【００９２】
これにより、加熱容器２４に流入する蒸気量の総量は加熱対象物１５の炭素成分と反応してガス化するだけの量であり、加熱容器２４の反応温度の維持や、乾燥器１６から加熱容器２４に加熱対象物１５が流入した初期の加熱対象物の反応温度までの昇温エネルギーや、熱分解過程におけるエネルギー等のエネルギーを与えるのに高温蒸気で与えないため、効率が良くなる。
【００９３】
ここで、それらの各エネルギーを蒸気で与える場合の中で、例えば、８００℃の蒸気で７５０℃に加熱容器２４を維持する場合を考えると、乾燥器１６で蒸発した１２０℃の蒸気を８００℃に昇温させて、７５０℃との差の５０℃に相当する蒸気比熱分を加熱容器２４の維持、つまり、加熱容器２４からの放熱分や、反応エネルギー等のエネルギー分として与えることとなる。
【００９４】
しかし、その後は７５０℃の蒸気として排出されることとなり、本実施の形態の構成と比較して乾燥器１６からの排出時温度１２０℃から７５０℃までの蒸気比熱分を無駄にすることになる。
【００９５】
以上より、ガス化反応に必要な蒸気量だけを乾燥後の蒸気から高温化するために高温蒸気の生成エネルギーを低減できる。さらに、排蒸気量が低減するので凝縮器３２の小型化が可能である。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の加熱装置の発明は、水分を含む乾燥加熱対象物を第１の加熱手段により乾燥させる乾燥器と、前記乾燥器において乾燥した前記乾燥加熱対象物を加熱処理する加熱容器と、前記乾燥器内で蒸発した水蒸気を前記加熱容器へ導入する蒸気配管経路と、前記蒸気配管経路を通る水蒸気を蒸発温度を超える温度となる過熱蒸気に加熱する第２の加熱手段とを備えたものであることから、乾燥加熱対象物から蒸発した蒸気を用いて過熱蒸気を生成して乾燥加熱対象物の加熱に利用するので、加熱対象物の水分蒸発のエネルギーを有効的に利用して効率が向上する。
【００９７】
また、本発明の請求項２に記載の加熱装置の発明は、水分を含む乾燥加熱対象物を第１の加熱手段により乾燥させる乾燥器と、前記乾燥器において乾燥した前記乾燥加熱対象物を第２の加熱手段により加熱処理する加熱容器と、前記乾燥器内で蒸発した水蒸気を前記加熱容器へ導入する蒸気配管経路とを備え、前記蒸気配管経路から前記加熱容器内に流入した前記水蒸気を前記第２の加熱手段により加熱するものであることから、ガス化用の高温蒸気生成エネルギー以外の必要エネルギーを高温蒸気で与えるのではなく第２の加熱手段で与えるために加熱容器への流入蒸気量を少なくでき、高温蒸気の生成エネルギーが低減でき、より高効率となる。更に、排蒸気量が低減し、加熱容器の下流に設けられる凝縮器の小型化ができ、加熱装置のコンパクト化及び低コスト化ができる。
【００９８】
また、本発明の請求項３に記載の加熱装置の発明は、請求項１または２に記載の発明における蒸気配管経路に蒸気流量を調節する流量調節手段を備えたものであることから、乾燥器にて加熱対象物から蒸発した蒸気は流量調節手段によって加熱容器内への蒸気流入量を制御し、加熱容器内の乾燥した加熱対象物への過熱蒸気からの伝熱するエネルギー量を制御可能であり、昇温スピード等を所望値に制御容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による加熱装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２による加熱装置の構成図
【図３】従来の加熱装置の縦断面図
【符号の説明】
１６  乾燥器
１９  第１の加熱手段
２３  流量調節手段
２４  加熱容器
２５  蒸気配管経路
２６ａ，２６ｃ  第２の加熱手段
【図１】
2004251512.tif 000003
【図２】
2004251512.tif 000004
【図３】
2004251512.tif 000005