(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を焙煎する焙煎装置と、
焙煎後の前記原料から燃料を抽出する搾油装置と、
抽出された前記燃料を燃焼させることにより動力を得るエンジンと
を備えて構成される動力機関における前記焙煎装置であって、
前記エンジンの排熱によって前記原料を加熱することにより焙煎を行う
ことを特徴とする焙煎装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焙煎装置であって、
その内部を前記エンジンから排出される排気が流通する排気流通部と、
前記排気と熱交換される前記原料が保持される原料保持部と
を備えることを特徴とする焙煎装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焙煎装置であって、
前記排気流通部は、前記排気の流入口及び前記排気の流出口を有し、
前記原料保持部は、平板状部材からなる
ことを特徴とする焙煎装置。
【請求項４】
請求項３に記載の焙煎装置であって、
前記平板状部材の上方に、その平面が前記平板状部材の平面と並行になるように前記平板状部材と間隔を空けて配置された平板状の棚板を有する
ことを特徴とする焙煎装置。
【請求項５】
請求項２に記載の焙煎装置であって、
前記排気流通部は、その下部に前記排気の流入口を有するとともにその上部に前記排気の流出口を有し、
前記原料保持部は、前記原料が前記排気流通部の外周に保持されるように前記原料を収容する容器である
ことを特徴とする焙煎装置。
【請求項６】
請求項５に記載の焙煎装置であって、
前記原料保持部によって保持されている前記原料を撹拌する撹拌装置が設けられている
ことを特徴とする焙煎装置。
【請求項７】
原料を焙煎する焙煎装置と、
焙煎後の前記原料から燃料を抽出する搾油装置と、
抽出された前記燃料を燃焼させることにより動力を得るエンジンと、
前記エンジンの動力により発電を行う発電機と、
を備えた動力機関を用いた発電システムであって、
前記焙煎装置は、
前記エンジンの排熱によって前記原料を加熱することにより焙煎を行い、
その内部を前記エンジンから排出される排気が流通する排気流通部と、
前記排気と熱交換される前記原料が保持される原料保持部と
を備えることを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焙煎装置及び発電システムに関し、とくに動力機関の排熱を有効に利用して種子等の原料の焙煎を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境対策として、化石燃料に代えてジャトロファなどの植物由来の液体燃料（植物油）を発電所における燃焼システムに利用する試みが行われている。ここで種子等の原料からバイオオイル燃料等として用いる上記植物油を得るには、焙煎（乾燥）や搾油、濾過等の精製工程を経る必要がある（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の精製工程における焙煎に際しては、原料を加熱するために電熱ヒータを用いたり、化石燃料を燃焼させるなど、熱源を外部から確保する必要があるため、発電コスト（電気代や燃料費）の上昇を招くという問題がある。また発電のための燃料を精製するために化石燃料を消費することは、昨今、問題となっている地球温暖化対策（ＣＯ２排出量削減等）の観点から好ましいことではない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、動力機関の排熱を有効に利用して種子等の原料の焙煎を行うことが可能な焙煎装置及び発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一つは、原料を焙煎する焙煎装置と、焙煎後の前記原料から燃料を抽出する搾油装置と、抽出された前記燃料を燃焼させることにより動力を得るエンジンとを備えて構成される動力機関における前記焙煎装置であって、前記エンジンの排熱によって前記原料を加熱することにより焙煎を行うこととする。
【０００７】
本発明においては、このように動力機関の排熱によって原料を加熱して原料を焙煎するので、動力機関の排熱を有効に利用して焙煎を行うことができる。これによれば、焙煎のための熱源を外部から確保する必要がなく、動力機関の運転に要するコストを抑えることができ、地球温暖化対策にも資することとなる。
【０００８】
本発明の他の一つは、上記焙煎装置であって、その内部を前記エンジンから排出される排気が流通する排気流通部と、前記排気と熱交換される前記原料が保持される原料保持部とを備えることとする。また前記排気流通部は、前記排気の流入口及び前記排気の流出口を有し、前記原料保持部は、平板状部材からなることとする。
【０００９】
焙煎装置をこのような構造とすることで、排気の熱を効率よく原料に伝達することができ、動力機関の排熱を効率よく利用して焙煎を行うことができる。
【００１０】
本発明の他の一つは、上記焙煎装置であって、前記平板状部材の上方に、その平面が前記平板状部材の平面と並行になるように前記平板状部材と間隔を空けて配置された平板状の棚板を有することとする。
【００１１】
このようにすることで、多量の原料を一度に焙煎することができる。また原料の性質に応じて焙煎方法を選択することができる。
【００１２】
本発明の他の一つは、上記焙煎装置であって、前記排気流通部は、その下部に前記排気の流入口を有するとともにその上部に前記排気の流出口を有し、前記原料保持部は、前記原料が前記排気流通部の外周に保持されるように前記原料を収容する容器であることとする。
【００１３】
焙煎装置をこのような構造とすることで、排気の熱を効率よく原料に伝達することができ、動力機関の排熱を効率よく利用して焙煎を行うことができる。
【００１４】
本発明の他の一つは、上記焙煎装置であって、前記原料保持部によって保持されている前記原料を撹拌する撹拌装置が設けられていることとする。
【００１５】
このようにすれば、原料の全体がまんべんなく加熱され、ムラ無く原料を焙煎することができる。
【００１６】
本発明の他の一つは、原料を焙煎する焙煎装置と、焙煎後の前記原料から燃料を抽出する搾油装置と、抽出された前記燃料を燃焼させることにより動力を得るエンジンと、前記エンジンの動力により発電を行う発電機と、を備えた動力機関を用いた発電システムであって、前記焙煎装置は、前記エンジンの排熱によって前記原料を加熱することにより焙煎を行い、その内部を前記エンジンから排出される排気が流通する排気流通部と、前記排気と熱交換される前記原料が保持される原料保持部とを備えることとする。
【００１７】
本発明によれば、動力機関の排熱を有効に利用して種子等の原料の焙煎を行うことができ、効率よく発電を行うことができる。また焙煎のための熱源を外部から確保する必要がなく、動力機関の運転に要するコストを抑えることができ、地球温暖化対策にも資する発電システムを実現することができる。
【００１８】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、動力機関の排熱を有効に利用して種子等の原料の焙煎を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】発電システム１の概略的な構成を示す図である。
【図２】焙煎装置１１の一例を示す図である。
【図３】焙煎装置１１の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に一実施形態として説明するバイオオイル発電システム（以下、発電システム１と称する。）の概略的な構成を示している。同図に示すように、発電システム１は、焙煎処理部１０、搾油部２０、ブリケット部３０、脱リン処理部４０、濾過部５０、及び発電部６０を備える。
【００２２】
焙煎処理部１０は、高粘度油であるバイオオイル燃料（以下、バイオオイルと称する。）の原料となる種子を焙煎(乾燥）するための焙煎装置１１を含む。バイオオイルの原料となる種子は、例えば、ジャトロファ（Jatropha curcas）、パーム(Palm）、大豆（Soy bean）、菜種（Rapeseed）、ひまわり（Sunflower）、ココナッツ（Coconut）などであるが、必ずしもこれらに限られるわけではない。焙煎装置１１は、後述する発電部６０のディーゼルエンジン６２の排熱を利用して種子を焙煎する。焙煎装置１１の具体的な構成については後述する。
【００２３】
搾油部２０は、焙煎処理部１０にて焙煎された種子から租油を抽出する搾油装置２１、搾油装置２１によって抽出された租油が貯留される租油容器２２、搾油によって生じた残渣が貯留される残渣容器２３、及び租油を濾過する租油濾過器２４を含む。
【００２４】
ブリケット部３０は、搾油部２０の残渣容器２３に貯留された残渣からブリケット（Briquet：豆炭）を生成するブリケット装置３１を含む。ブリケット部３０にて生成されたブリケットは、例えば、当該発電システム１外に搬出され、燃料用途などに利用される。
【００２５】
脱リン処理部４０は、搾油部２０の租油濾過器２４にて濾過された後の租油からリン成分を除去する脱リン処理を行う。脱リン処理によって、後述するディーゼルエンジン６２の運転の妨げ（デポジットの生成／堆積、燃料漏れ等）となるリン成分が除去される。
【００２６】
濾過部５０は、租油を脱リン処理することにより生成されるバイオオイルを加圧する加圧ポンプ５１、及び加圧されたバイオオイルを脱水／濾過するフィルタープレス５２を含む。
【００２７】
発電部６０は、濾過部５０にて脱水／濾過された後のバイオオイルが貯留されるバイオオイル貯留タンク６１、軽油又は高粘度油を燃焼させることにより動力を得るディーゼルエンジン６２、軽油が貯留される軽油タンク６３、後述する燃焼室６２１に軽油又は高粘度油を噴射する燃料噴射装置６４（Fuel Injection System）、燃料噴射装置６４に燃料を供給する燃料供給装置６５、軽油タンク６３と燃料供給装置６５との間に設けられる燃料フィルタ６６、バイオオイル貯留タンク６１と燃料供給装置６５との間に設けられるバイオオイルフィルタ６８、及びディーゼルエンジン６２の動力を利用して発電を行う発電機６９を含む。尚、発電部６０のうち発電機６９を除く構成により動力機関が構成される。
【００２８】
バイオオイル貯留タンク６１には、バイオオイルの粘度を低下させるべく、電気ヒータの熱や水蒸気等を利用してバイオオイルを加熱する図示しない加熱装置が設けられている。
【００２９】
ディーゼルエンジン６２は、１つ以上のピストン／シリンダ構成を含む燃焼室６２１、燃焼室６２１に燃焼に必要な空気を導く吸気マニホールド６２２（Intake manifold）、排気を燃焼室６２１の外部に排出させる排気マニホールド６２３（Exhaust manifold）、排気マニホールド６２３から排出される排気のエネルギーを利用して圧縮した外気を吸気マニホールド６２２に供給する過給器６２４、及び燃焼室６２１の排熱を吸収した冷媒を冷却する冷却機構を構成するラジエータ６２５（Radiator）を備える。
【００３０】
過給機６２４は、例えば、ターボチャージャー(Turbocharger）やスーパーチャージャー（Supercharger）などである。過給器６２４から排出される排気（排ガス）は焙煎装置１１に供給される。
【００３１】
ラジエータ６２５は、例えば、ディーゼルエンジン６２のウォータージャケットに循環させる冷媒が流通しその外面に複数のフィンが設けられた多数の細管を備えて構成される。冷媒は、例えば、ロングライフクーラント（LLC：Long Life Coolant）や不凍液が添加された冷却水である。冷媒はラジエータ６２５及び燃焼室６２１の間を循環する。
【００３２】
燃料供給装置６５は、ディーゼルエンジン６２の動作中に軽油タンク６３から供給される軽油、又はバイオオイル貯留タンク６１から供給されるバイオオイルを燃料噴射装置６４に供給する。燃料供給装置６５は、例えば三方弁等を用いて構成され、軽油又はバイオオイルのいずれかを選択して燃料噴射装置６４に供給する。尚、燃料供給装置６５は、必ずしも軽油又はバイオオイルのいずれか一方のみを択一的に選択するのではなく、両者を所定の比率で混合して燃料噴射装置６４に供給するものであってもよい。その場合、燃料供給装置６５は、例えば、バイオオイルの温度、外気温、軽油タンク６３の軽油残量、バイオオイル貯留タンク６１のバイオオイル残量、燃焼室６２１の外壁温度、燃焼室６２１内の温度、ディーゼルエンジン６２の回転数、発電機６９の出力、発電機６９の出力を利用する負荷の電力消費量等をパラメータとする制御を行うことにより、軽油とバイオオイルの混合比を調節する。
【００３３】
図２に焙煎装置１１の一例を示している。同図に示すように、この焙煎装置１１は、外形が略直方体状の筐体１１０と、筐体１１０の下方に設けられ、ディーゼルエンジン６２から排出される排気（排ガス）が内部を流通する、外形が略直方体状の排気流通部１１１と、排気流通部１１１の内部を流通する排気と熱交換される種子が載置される平板状の部材からなる原料保持部１１２とを備える。尚、同図では、排気流通部１１１の上面板が原料保持部１１２としての機能も兼ねている。筐体１１０、排気流通部１１１、及び原料保持部１１２は、いずれも金属や鋳物等の耐熱性の素材を用いて構成されている。
【００３４】
排気流通部１１１の内部には、配管９１を介して過給器６２４から送られてくる排気が流通する、排気流通部１１１の外形よりもやや小さな略直方体状の空間が形成されている。排気流通部１１１の側面の一つには、排気を上記空間に導入するための流入口１１１１が設けられている。また流入口１１１１が設けられている側面に対向する面には、上記空間内の排気を外部に排出するための流出口１１１２が設けられている。
【００３５】
尚、同図では、流入口１１１１及び流出口１１１２の夫々を、排気流通部１１１の対向する側面に設けているが、流入口１１１１及び流出口１１１２を設ける位置は必ずしもこれに限られない。流入口１１１１及び流出口１１１２は、要は原料保持部１１２として機能する上面の全体がまんべんなく均一の温度に加熱されるような位置に適宜設ければよい。
【００３６】
筐体１１０内部の原料保持部１１２の上方には、その平面が原料保持部１１２の平面と並行になるように原料保持部１１２と間隔を空けて配置された平板状の第１の棚板１１３が設けられている。また第１の棚板１１３の上方には、その平面が第１の棚板１１３の平面と並行になるように第１の棚板１１３と間隔を空けて配置された第２の棚板１１４が設けられている。第１の棚板１１３及び第２の棚板１１４は、いずれも金属や鋳物等の耐熱性の素材を用いて構成されている。
【００３７】
第１の棚板１１３及び第２の棚板１１４は、いずれも筐体１１０の内面に設けられている図示しない係止部（台座、螺子等）に係止されて所定位置に保持又は固定されている。第１の棚板１１３及び第２の棚板１１４の性状は被焙煎物に応じて適切なものが選択される。例えば第１の棚板１１３及び第２の棚板１１４は、板状である場合もあるし、網状である場合もある。
【００３８】
尚、同図には示していないが、筐体１１０の内部は密閉されており、筐体１１０の側面や上面の所定位置には、筐体１１０の内部にアクセスするための窓や扉が設けられている。
【００３９】
以上の構成からなる焙煎装置１１によれば、原料保持部１１２に載置されている種子は、排気流通部１１１の内部を流通する排気と熱交換されて加熱されることとなる。このように、本実施形態の発電システム１においては、ディーゼルエンジン６２から排出される排気と種子とを熱交換させることにより種子を加熱するので、電気ヒータ等の外部からのエネルギー供給を必要とする装置を別途設けることなく、種子を焙煎することができる。また以上の構成からなる焙煎装置１１によれば、ディーゼルエンジン６２の排気の熱を効率よく種子に伝達することができ、ディーゼルエンジン６２の排熱を無駄なく種子の焙煎に利用することができる。
【００４０】
種子は第１の棚板１１３及び第２の棚板１１４に載置することもできる。原料保持部１１２に加えて第１の棚板１１３及び第２の棚板１１４にも種子を載置するようにすれば、一度に多量の種子を焙煎することができる。
【００４１】
尚、排気流通部１１１を流通する排気が第１の棚板１１３又は第２の棚板１１４に載置された種子との間で熱交換する熱量は、上記排気が原料保持部１１２に載置された種子と熱交換する熱量よりも少なく、夫々に同じ種子を載置した場合、原料保持部１１２に比べて第１の棚板１１３や第２の棚板１１４の方が焙煎時間が長くなるが、例えば含水量の大きい種子を原料保持部１１２に載置するなど、種子の性質に応じて夫々を載置する場所を決めるようにすれば、原料保持部１１２、第１の棚板１１３、及び第２の棚板１１４における焙煎時間を均一にすることができ、多量の種子を効率よく焙煎することができる。
【００４２】
原料保持部１１２、第１の棚板１１３、及び第２の棚板１１４に、種子以外の被加熱物を載置するようにしてもよい。例えば、魚類、肉類、農産物などの食品を載置し干物の製造や調理等を行うこともできる。また筐体１１０の内部に物干し竿等を設けて衣類乾燥器として利用することもできる。
【００４３】
図３に焙煎装置１１の他の一例を示している。同図に示すように、この焙煎装置１１は、その下部にディーゼルエンジン６２から排出される排気が内部を流通する排気流通部１２１と、種子が排気流通部１２１の外周に沿って保持されるように種子を収容する略円筒形状の原料保持部１２２と、原料保持部１２２に収容されている種子を撹拌する撹拌装置１２３とを備えている。
【００４４】
排気流通部１２１の内部には、排気が流通する略円筒状の空間が形成されている。また排気流通部１２１は、その下部に配管９１を介して過給器６２４から送られてくる排気の流入口１２１１が設けられている。また排気流通部１２１は、その上部に排気の流出口１２１２が設けられている。上記空間は、収入口１２１１及び流出口１２１２の夫々の近傍において略円錐状に径が縮小している（窄んでいる）。
【００４５】
原料保持部１２２は、排気流通部１２１よりも大きな径を有する略円筒状である。原料保持部１２２の上面には原料保持部１２２の内部に種子を投入する図示しない投入口が設けられている。原料保持部１２２の下面には、焙煎を終えた種子を原料保持部１２２から抜き出すための、図示しない抜出口が設けられている。
【００４６】
撹拌装置１２３は、原料保持部１２２の内部に設けられ原料保持部１２２の内部に保持されている種子を撹拌する撹拌翼１２３１と、原料保持部１２２の外部に設けられ、撹拌翼１２３１の回転軸を回転させる電気モータ１２３２とを備えている。
【００４７】
以上の構成からなる焙煎装置１１において、原料保持部１２２に保持されている種子は、排気流通部１２１の内部を流通する排気と熱交換されることにより加熱される。また攪拌装置１２３によって撹拌されることで、原料保持部１２２の内部に保持されている種子の全体がまんべんなく加熱され、むら無く種子を焙煎することができる。また以上の構成からなる焙煎装置１１によれば、排気の熱を効率よく種子に伝達することができ、ディーゼルエンジン６２の排熱を無駄なく種子の焙煎に利用することができる。また図３に示すように、原料保持部１２２に種子を導入すると撹拌翼１２３１が種子に埋もれた状態となるので、撹拌により生じる粉塵の発生を防ぐことができる。
【００４８】
以上に説明したように、本実施形態の発電システム１によれば、ディーゼルエンジン６２の排熱を有効に利用して種子等の原料の焙煎を行うことができ、効率よく発電を行うことができる。また焙煎のための熱源を外部から確保する必要がなく、ディーゼルエンジン６２の運転に要するコストを抑えることができ、地球温暖化対策にも資することとなる。
【００４９】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００５０】
例えば、本発明の適用対象となる動力機関は、以上に説明した構成のものに限られず、ガスエンジン、蒸気タービン等、排熱が放出される動力機関にも適用することができる。また発電システム１をコージェネレーションシステムや自家発電設備を保有する工場などに設置すれば、特別な熱源を必要とせずに焙煎や加温を行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  発電システム
１０  焙煎処理部
１１  焙煎装置
１１１  排気流通部
１１１１  流入口
１１１２  流出口
１１２  原料保持部
１１３  第１の棚板
１１４  第２の棚板
２０  搾油部
２１  搾油装置
３０  ブリケット部
３１  ブリケット装置
４０  脱リン処理部
５０  濾過部
６０  発電部
６１  バイオオイル貯留タンク
６２  ディーゼルエンジン
６２１  燃焼室
６２４  過給器
６２５  ラジエータ
６３  軽油タンク
６４  燃料噴射装置
６６  燃料フィルタ
６８  バイオオイルフィルタ
６９  発電機
【図１】
0005127885.tif 000002
【図２】
0005127885.tif 000003
【図３】
0005127885.tif 000004