(57)【要約】【課題】    本発明の課題は、投入パイプへの木粉等の植物性粉粒体原料の詰まりが防止されて、植物性粉粒体を炉内に安定して供給することができ、それによって、優れた安全性をもって安定して操業することが可能なバイオマス変換式ガス発生炉用の植物性粉粒体原料供給装置を提供することにある。【解決手段】    図２に示すように、粉粒体原料タンク１１と投入パイプ１３の中間部に配設されたスクリューコンベア１３を介して、連続的に押圧力を負荷しながら、植物性粉粒体原料をバイオマスガス炉内に、詰まりを生ずることなく搬送されるように装置を構成することによって達成される。【選択図】  図２                  
2005179405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒型の周壁部を備えた竪型中空の炉体上方に設置した粉粒体原料タンクから、木粉等の植物性粉粒体原料を、該炉体の上部を貫通して配設した投入パイプを通じて、該炉体の内部に供給しつつ、該炉体の内部で植物性粉粒体原料を熱分解せしめて発生ガスを炉外に吸引収集するようにしたバイオマス変換式ガス発生装置において、粉粒体原料タンクと投入パイプの中間部にスクリューコンベア（Screw conveyor）を配設し、該粉粒体原料タンクの原料排出口とスクリューコンベア（Screw conveyor）の原料受入口、及び、該スクリューコンベア（Screw conveyor）の原料排出口と投入パイプの上部開口部が、各々連結管により連結されたバイオマス変換式ガス発生炉用植物性粉粒体原料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、草木類などの植物燃料を原料として一酸化炭素や水素等の可燃性有用ガスを生成するバイオマス変換式のガス発生装置に関するものであり、特に微粉体形状の植物燃料の炉内への投入が安定して行えると共に、安全性が改善された、新規な構造のバイオマス変換式ガス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、木材加工業等で多量に発生する切粉、おが屑や削り屑，木片，間伐材等の木質系廃棄物の活用装置の一種として、バイオマスのガス化によるエネルギー利用技術の一つであるバイオマス変換式のガス発生装置が知られている。
【０００３】
かかるガス発生装置は、例えば特許文献１に示されているように、竪型中空の炉体の下部に空気取入口を設けると共に、上壁を貫通して略鉛直方向に延びる投入パイプを配設して、炉体上方に設置した燃料タンクから投入パイプを通じて炉内に木粉等を供給せしめつつ、炉内に堆積した木粉等の最下部で熱分解後の木粉等を酸化燃焼させて、発生する熱により上方の木粉等を乾燥・熱分解せしめることにより熱分解ガスを生成するようになっている。また、炉内に堆積した木粉等の中〜下層の領域で発生した熱分解ガスは、堆積した木粉等中を通過することで冷却・濾過された後、炉体の上部に開口するガス吸引管を通じて吸引されることにより炉外に取り出されるようになっており、その後、サイクロン等の適当な浄化装置によってダストやタールの除去が行われることにより、清浄な可燃性の有用ガスとして利用に供されることとなる。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−８４１０９号公報
【０００５】
さて、既知の技術によれば、炉体の上壁上には、燃料タンクが載置されて固設されている。この燃料タンクは中空円形又は中空円筒形の容器であって、燃料タンクの上方にはホッパが配設されており、このホッパの下端に形成された吐出口が、燃料タンクの燃料受口上に開口せしめられている。
【０００６】
そして、燃料となる木粉等がニューマチックコンベヤ等により、搬送パイプを通じて燃料タンクに供給されるようになっている。更に、燃料タンクに供給された木粉等を、必要に応じて、燃料タンク内に導き入れることが出来るようになっている。
【０００７】
ところが、従来構造のガス発生装置では、燃料タンクから供給される微粉粒体形状の木粉等の形状や水分量、締まり具合などの各種条件によって、木粉等の原料が投入パイプの途中で降下しなくなる棚つり現象などが発生し、円滑な供給が出来なくなる状況がしばしば発生した。このため、安定操業ができなくなる上に異常燃焼等の安全上の問題があった。
【０００８】
これに対し、本発明者らは、特許文献２に示すように、下方に拡開するようにテーパをつけた投入パイプ並びに投入パイプの上端から下方に向かって送りスクリューを配設し、木粉等を強制的に送り込む装置を考案した。これにより、詰まりが改善されたが、未だ十分ではなかった。
【０００９】
【特許文献２】特願２００２−２８７０３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の解決課題とするところは、投入パイプへの木粉等の植物性粉粒体原料の詰まりが防止されて、植物性粉粒体を炉内に安定して供給することができ、それによって、優れた安全性をもって安定して操業することが可能なバイオマス変換式ガス発生炉用の植物性粉粒体原料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、粉粒体原料タンクと投入パイプの中間部に配設されたスクリューコンベア（Ｓｃｒｅｗ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）を介して、植物性粉粒体原料がバイオマスガス炉内に、詰まりを生ずることなく搬送されるように装置を構成することによって達成される。
【００１２】
具体的には、本発明の装置は、筒型の周壁部を備えた竪型中空の炉体上方に設置した粉粒体原料タンクから、木粉等の植物性粉粒体原料を、該炉体の上部を貫通して配設した投入パイプを通じて、該炉体の内部に供給しつつ、該炉体の内部で植物性粉粒体原料を熱分解せしめて発生ガスを炉外に吸引収集するようにしたバイオマス変換式ガス発生装置において、粉粒体原料タンクと投入パイプの中間部にスクリューコンベア（Ｓｃｒｅｗ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）を配設し、該粉粒体原料タンクの原料排出口とスクリューコンベア（Ｓｃｒｅｗ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）の原料受入口、及び、該スクリューコンベア（Ｓｃｒｅｗ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）の原料排出口と投入パイプの上部開口部が、各々連結管により連結された植物性粉粒体原料供給装置にある。
【００１３】
これにより、植物性粉粒体原料（以下、粉粒体原料と略記する）は、上記のスクリューコンベアから投入パイプに連続的に圧送され、投入パイプ内の粉粒体原料に常に下方への押圧力を負荷することによって、詰まりを防止すると共に、マテリアルシールとして（原料による密閉状態）路蓋の作用も有している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によって、バイオマス変換式ガス発生炉に粉粒体原料を安定して供給することができ、優れた安全性をもって安定して操業することが可能となり、省力化、安全性及び経済性に優れた装置を供給できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１６】
先ず、図１には、本発明の一実施形態としての植物性粉粒体原料供給装置を含むガス発生装置の全体構造が概略的に示されている。又、図２には、植物性粉粒体供給装置の拡大概略図が、図３にはスクリューコンベアの概略図が示されている。
【００１７】
すなわち、図１中、炉体周壁１０は厚肉の大径円筒形状を有しており、その内部に熱分解室が形成されている。そして、この熱分解室に、上部から供給された木粉等の粉粒体原料が堆積せしめられて、酸化・分解等の処理が施されるようになっている。なお、図面では省略してあるが、周壁は、例えば、耐火レンガ等で形成された内周壁と鉄筋コンクリート等で形成された外周壁の間に砂を充填した多層の耐火構造をもって形成される。また、周壁１０の内周面は、略鉛直に延びる円筒形状の他、上方に向かって小径化するテーパが付された円筒形状であっても良い。更に、炉体のサイズは特に限定されるものでないが、実用的なサイズでは、周壁１０の外径寸法や、高さ寸法は、何れも、数メートル以上にまで及ぶ。
【００１８】
また、炉体の下部にロストル（火格子）が設置されていると共に、このロストルの下方に配設された空気供給装置により、適当量のエアが熱分解室内に供給されるようになっている。なお、空気供給管は、適数本設置され得る。また、ロストル下部には、熱分解後の灰分や未分解木粉等を炉外に排出する掻き出し装置が配設されている。
【００１９】
また、炉体の上壁には、熱分解室において生成した発生ガスを、炉外に取り出すためのガス取出管が配設されており、該ガス取出し管に、ガス流量計やガス分析計が一般的に付置される。更に、炉内の温度を測定するための熱電対、圧力測定のための圧力センサー及び異常燃焼時の鎮火のための不活性ガス注入管を、炉内に付置してもよい。
【００２０】
さて、炉体上部には、その中央部分を貫通して投入パイプ１３が配設されている。この投入パイプ１３は、円筒または角筒形状を有しており、その中心軸が鉛直方向に延びるようにして、炉体によって実質的に固定的に支持されている。ところで、かかる投入パイプ１３は、下方に行くに従って次第に拡開するテーパを付してもよい。そして、投入パイプ１３は、その上端部が炉体の上壁から所定高さで上方に突出せしめられている一方、その下端部が炉体の熱分解室に差し入れられている。
【００２１】
そして、投入パイプ１３の上部は、スクリューコンベア１２の原料排出口と連結しており、その連結管２２を通じて、木粉等の粉粒体原料が、押圧されながらスクリューコンベア１２より投入パイプ１３に供給される。木粉等の粉粒体原料は、この押圧作用により、投入パイプ内で棚つり現象などの不都合を生ぜずに、円滑に炉内に供給される。ここで、粉粒体の供給量は、スクリューコンベア１２の回転速度により制御されうる。
【００２２】
次に、スクリューコンベア１２上には、粉粒体原料タンク１１が載置されて固設されている。この粉粒体原料タンク１１は、図４の平面図に示されているように、円形の底壁と円筒形の筒壁を有する中空円筒状の容器であって、底壁の上面に沿って広がるように複数本の攪拌羽根を備えたプロペラ状の回転体が配設されており、燃料タンクの中心軸上に配設された回転支持軸によって支持されている。そして、この回転支持軸が電動モータで回動せしめられることにより、回転体が中心軸回りに回動作動するようになっている。そして、回転作動する攪拌羽根により、燃料タンク内の木粉等が外周側に向かって押圧して送られる作用が加えられるようになっている。
【００２３】
さらに、粉粒体原料タンク１１の底壁には、外周縁部と中心軸の中間部近くに位置して、原料排出口が貫設されており、この排出口と、スクリューコンベア１２の原料受入口が連結管２１により連結されている。これにより、粉粒体原料タンク１１内の木粉等が、スクリューコンベア１２内に導き入れられるようになっている。ここで、粉粒体原料タンクの原料排出口、連結管およびスクリューコンベアの原料受入口の形状は、長方形状、楕円状、円形状等の何れであってもよい。又、これに対応して、連結管形状は、長方形状、楕円状、円形状等をとりうる。
【００２４】
これにより、炉内での木粉等の消費減少分を安定的に供給するようになっていると共に、かかる投入パイプの内部が、常時、木粉等で充填されて、いわゆるマテリアルシール効果により、炉内で発生するガスの上方への流出が阻止されるようになっている。また、投入パイプ、スクリューコンベア及び粉粒体原料タンクの寸法並びに設備能力は、炉内の内法寸法や、木粉等の堆積高さ等を考慮して、木粉等の酸化や熱分解反応が安定して行われて、目的とする量の有効ガスを出来るだけ安定して採取することが出来るように、適当に設定されている。
【００２５】
なお、粉粒体原料は、定法により粉粒体原料タンク１１に導入される。例えば、図示しない外部の貯蔵タンクから、木粉等の粉粒体原料が、搬送ファンを用いたニューマチックコンベヤ等により、ホッパに供給され、更に、ホッパから、必要に応じて、粉粒体原料タンク１１に導入される。
【実施例】
【００２６】
平均粒径１ｍｍの木粉を、その低壁に幅４０ｃｍ、長さ１．５ｍの長方形型原料排出口を有する直径２ｍ、高さ１．４ｍの粉粒体原料タンクに供給し、該タンク底壁の上面に沿って広がるように４本の攪拌羽根を備えた回転プロペラにより、毎時３ｍ３の木粉を、該排出口から連結管を通してスクリューコンベアに排出した。この時の回転プロペラには、動力２．２ｋｗで１／２０減速機つきのモータを使用した。
【００２７】
上記粉粒体原料タンクから送られてきた木粉を、断面形状が幅４０ｃｍ、長さ１．５ｍの角筒形状を有する連結管を通して、同等の原料受入口寸法を有するスクリューコンベアに供給し、該スクリューコンベアの原料排出口（幅４０ｃｍ、長さ４０ｃｍの正方形状）から、同等の断面形状を有する連結管を通して投入パイプ内に圧送した。該スクリューコンベアには、外径３８ｃｍ、長さ２ｍ、スクリュー羽根のピッチ２５ｃｍ、動力２．２ｋｗ、４００ｒｐｍのものを使用した。又、該スクリューコンベアは、バイオマスガス炉の上部に、原料受入口を上として、１５度の傾斜で載置された。
【００２８】
次に、上記スクリューコンベアから圧送されてきた木粉を、幅４０ｃｍ、長さ４０ｃｍ高さ１０ｃｍの角筒を通じて、投入パイプに供給した。この時用いた投入パイプは、上部開口部（幅４０ｃｍ、長さ４０ｃｍ）、下部開口部（幅５０ｃｍ、長さ５０ｃｍ）、高さ１ｍで、下方に拡開したテーパ状のものを使用した。なお、上記の粉粒体原料タンク、スクリューコンベア、投入パイプ及び各連結管の何れも鋼製のものを用いた。
【００２９】
上記構成の原料供給装置により、投入パイプ内で粉粒体原料の詰まりを生ずることなく、円滑に原料供給が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】粉粒体原料供給装置を含むバイオマス変換式ガス発生炉の装置構成を示す概略図である。
【図２】粉粒体原料供給装置の構成を示す概略図である。
【図３】スクリューコンベアを示す概略図である。
【図４】粉粒体原料タンクを示す平面概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  炉体周壁
１１  粉粒体原料タンク
１２  スクリューコンベア
１３  投入パイプ
２１  粉粒体原料タンクとスクリューコンベアの連結管
２２  スクリューコンベアと投入パイプの連結管
【図１】
2005179405.tif 000003
【図２】
2005179405.tif 000004
【図３】
2005179405.tif 000005
【図４】
2005179405.tif 000006