(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の粒状物を収納する筒状のホッパと、
このホッパの下部にケーシングの基端側を接続され上記粒状物を水平方向に搬送すると共に当該ケーシングの先端側の下方に開口した排出口を介して当該粒状物を外部に排出するスクリューフィーダと
を有する粒状物の供給装置において、
ホッパに収納された粒状物がスクリューフィーダに供給されるようホッパ内の粒状物を攪拌する攪拌手段を有すると共に、
上記ケーシングの基端側から先端側へ圧密状態で拘束されて搬送されてきた上記粒状物の拘束を全周域で一気に解放するように、当該ケーシングの先端部に他の部分よりも大径の大径部を上記スクリューフィーダの軸方向に亘り形成し、この大径部の下面に上記排出口を設けた
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項２】
〔請求項１〕に記載する粒状物の供給装置において、
ケーシングの先端部に設けた排出口は、そのスクリューフィーダの基端部側でこのスクリューフィーダの軸に交差する辺が直線になるようにした
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項３】
〔請求項２〕に記載する粒状物の供給装置において、
直線は、スクリューフィーダの軸方向に直交する直線である
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項４】
〔請求項２〕に記載する粒状物の供給装置において、
直線は、スクリューフィーダの軸方向に直交する直線に対し、スクリューフィーダのスクリュー翼の傾斜方向と逆方向に傾斜するとともに、スクリューフィーダの軸方向に直交する上記直線に対し、上記スクリュー翼がなす角度と同一角度傾斜する直線である
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項５】
〔請求項１〕乃至〔請求項４〕の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、
ケーシングの先端部に周方向に亘り複数個の噴射ノズルを設け、スクリューフィーダの隣接するスクリュー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、上記噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密・絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するようにした
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項６】
〔請求項１〕乃至〔請求項４〕の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、
スクリューフィーダのスクリュー軸を中空部材で形成するとともに、スクリューフィーダの最先端部近傍の隣接するスクリュー翼間に、スクリュー軸の外周面からその内部に貫通する貫通孔若しくはこの貫通孔を利用した噴射ノズルを設け、上記隣接するスクリュー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、上記貫通孔若しくは噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密・絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するようにした
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項７】
〔請求項１〕乃至〔請求項４〕の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、
排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれに旋回流を付与することにより粒状物同志の絡み合い状態を解除し、さらに上記旋回流を形成する気体を利用して、ガス化炉等、当該粒状物の搬送先への搬送気流とする流動化コーンを有する
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項８】
〔請求項７〕に記載する粒状物の供給装置において、
流動化コーンは、これが受け入れた粒状物を攪拌する攪拌手段を有する
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項９】
〔請求項５〕又は〔請求項６〕に記載する粒状物の供給装置において、
排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれの流路を徐々に狭くし、ガス化炉等、当該粒状物の搬送先へ連結された搬送管路に案内するとともに上記粒状物の搬送気流を供給するようにしたテーパ状の絞り部を有する
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項１０】
〔請求項１〕乃至〔請求項９〕の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、
スクリューフィーダのスクリュー軸における隣接するスクリュー翼間のピッチが相対的に大きい部分を上記スクリュー軸の先端部に設け、この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さくした
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【請求項１１】
〔請求項１〕乃至〔請求項９〕の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、
スクリューフィーダのスクリュー軸における隣接するスクリュー翼間のピッチを、ホッパ側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させた
ことを特徴とする粒状物の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粒状物の供給装置に関し、特にバイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物をガス化炉等に供給する場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物（以下、これを微粉砕バイオマスという。）を原料としてこれをガス化し、この結果得られる合成ガスを処理して、例えばメタノール又は液状炭化水素を得るシステムが提案されている。また、かかる微粉砕バイオマスを燃焼処理するシステムの開発も待望されている。ここで、バイオマスとは、草木等の植物資源や、古紙，雑草，間伐材等の植物起源の有機系廃棄物等をいう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き微粉砕バイオマスは０．０５〜１．０ｍｍ程度の細かい粒子の集合体として得られ、しかも各粒子が繊維状に複雑に圧密・絡まった性状として得られる。このため、この種の微粉砕バイオマスをガス化炉等に供給するに際しては、これをガス化炉等に供給するための供給装置に特別の工夫が必要になる。
【０００４】
すなわち、微粉砕バイオマスは、上述の如く非常に細かく繊維状の粒子が絡まった集合体であるため、容易に圧縮され、圧密状態となることにより各粒子がさらに複雑に圧密・絡み合う。このため、ホッパ内で微粉砕バイオマスがブリッジを形成して排出口を閉塞したり、不均一な流れになったりするという現象を生起し、何れにしても連続して均一に微粉砕バイオマスをホッパから払い出すことが困難になるという問題がある。
【０００５】
図７（ａ）は、微粉砕バイオマス１がホッパ２内でブリッジを形成してその排出口２ａを閉塞した状態、図７（ｂ）は、微粉砕バイオマス１がホッパ２内で圧密・絡み合って図に示すような形態で安定し、不均一な流れとなるか、若しくは排出口２ａからの払い出しが困難になった場合をそれぞれ示している。
【０００６】
また、粒状体の定量供給機として周知のスクリューフィーダにより微粉砕バイオマスの切り出しを行う場合には、切り出し量の周期的な脈動を発生する。この点を図面に基づきさらに詳細に説明する。
【０００７】
図８は従来技術に係るスクリューフィーダを用いた粒状体の定量供給機を概念的に示す説明図である。同図に示すように、スクリューフィーダ３は、水平に配置される横長の筺体であるケーシング３ａと、このケーシング３ａに水平軸回りに回転可能に支承されたスクリュー３ｂとを有している。また、スクリュー３ｂはスクリュー軸３ｂ1 とこのスクリュー軸３ｂ1 の軸方向に沿って螺旋状に設けられたれたスクリュー翼３ｂ2 からなる。かくして、当該スクリューフィーダ３においてはケーシング３ａの内周面と隣接するスクリュー翼３ｂ2 間で搬送物を拘束し、スクリュー軸３ｂ1 の回転に伴いその先端部に向け搬送物を軸方向に搬送する。ここで、ケーシング３ａの先端部の下面には下方に向かって開口する断面円形の排出口３ａ1 が設けてある。したがって、排出口３ａ1 の位置まで搬送された搬送物は、排出口３ａ1 の位置で下方に落下して排出される。換言すれば、ケーシング３ａの内周面と隣接するスクリュー翼３ｂ2 間に拘束されていた搬送物は、排出口３ａ1 に臨んだときこの拘束を解除され、重力により下方に落下し得る状態となる。
【０００８】
かかるスクリューフィーダ３における搬送物を微粉砕バイオマス１とする場合、その搬送、排出の態様は図９（ａ）乃至（ｄ）に示すようになる。同図は、（ａ）に示す状態からスクリュー軸３ｂ1 が順次１／４周期づつ回転したときの状態を示している。そして、図９（ａ）はスクリュー翼３ｂ21及びスクリュー翼３ｂ22間に拘束されて搬送されてきた微粉砕バイオマスの一部１ａが排出口３ａ1 の直前の位置にある状態、（ｂ）は当該一部１ａの最先端部が排出口３ａ1 に臨んだ状態をそれぞれ示している。かかる状態から、スクリュー軸３ｂ1 の回転に伴い、上記微粉砕バイオマスの一部１ａは徐徐により多くの部分が排出口３ａ1 に臨む状態となる（当該一部１ａのうち、排出口３ａ1 に臨んでいる部分を、図中に薄い網点で示す。）。ここで当該一部１ａはスクリューフィーダ３により圧密状態で搬送されてきた多数の微粉砕バイオマスの粒子が複雑に絡み合っているので、図９（ｃ）の状態でもまだ排出口３ａ1 から落下せず、図９（ｄ）の状態になって当該一部１ａのうち排出口３ａ1 に臨む部分に作用する重力により当該一部１ａの固まりが崩れ、排出口３ａ1 を介して下方に落下し、外部に排出される。ところが、この固まりの崩れがどの様な時点で発生するかは特定できない。すなわち、当該一部１ａが絡み合うことによりこの固まりを維持しようとする力よりも排出口３ａ1 に臨んだ部分に作用する重力が大きくなったとき崩れるが、この時点を一義的に特定することはできない。ただ、排出口３ａ1 が円形の場合、図９（ｄ）の状態になるまでは崩れない可能性は大きい。
【０００９】
ここで、微粉砕バイオマスが崩れ落ちる回数が少なければ少ない程、また一度にに崩れ落ちる量が多ければ多い程、当該スクリューフィーダ３から供給される微粉砕バイオマスの供給量は、当然、脈動が大きくなる。ちなみに、排出口の上流側の縁部を形成する直線で、且つスクリューフィーダ３の軸方向と交差する直線が、スクリュー翼３ｂ2 の傾斜方向と同方向に同一角度傾斜している場合が最も大きな供給量の脈動を生じるものと考えられる。この場合には、隣接するスクリュー翼３ｂ2 間に拘束された微粉砕バイオマスが排出口の臨む部分の形状は平行四辺形となり、この平行四辺形の面積が、スクリュー軸３ｂ1 の回転に伴いスクリュー翼ｂ2 が軸方向に移動した量に比例して増加する結果、絡み合うことにより重力に抗していた微粉砕バイオマスの固まりが、一度に、しかも大量に崩れ落ちる可能性が高いからである。この場合の排出口の縁部を形成する直線の傾斜角度をスクリューフィーダ３の軸方向と直交する直線に近づけると、徐徐に排出口に臨む微粉砕バイオマスの固まりが崩れ落ちる確率が増し、その分排出口に落下する微粉砕バイオマスの量は平均化されると考えられる。ただ、微粉砕バイオマスをガス化炉の原料とする場合、その供給量は厳密に連続的であり、且つ均一でなければならない点を考慮すれば、上記直線の角度は、少なくともスクリューフィーダ３の軸方向と直交する直線と同一であることが必要である。排出口の上流側の縁部を、上述の如くスクリューフィーダ３の軸方向と直交する直線とした場合、排出口３ａ1 の形状を円形とした従来技術の場合よりも明らかに、微粉砕バイオマスが崩れ落ちる回数が増え、その分排出口より微粉砕バイオマスの固まりが連続的に落下することが確認された。
【００１０】
排出口の上流側の縁部を直線とし、この直線の角度を、スクリューフィーダ３の軸方向と直交する直線から、スクリュー翼３ｂ2 の傾斜角と反対側に徐徐に倒した場合、その角度の増加に応じて、微粉砕バイオマスが崩れる回数が増えるとともに一回に崩れる量は少なくなるものと考えられる。隣接するスクリュー翼３2 間の微粉砕バイオマスをより徐々に排出口に臨ませることができるからである。したがって、理論的には、排出口の上流側の縁部直線は、スクリューフィーダ３の軸方向に直交する直線に対し、スクリュー翼３ｂ2 の傾斜方向と逆方向に同一角度傾斜する直線である場合が、微粉砕バイオマスの崩れによる供給を最も平均化することができる。
【００１１】
このように、上述の如き従来技術に係るスクリューフィーダ３の場合には、排出口３ａ1 が円形であるため、微粉砕バイオマス１の一部１ａが崩れ落ちる回数が少なく、供給量の脈動を生じ易いという問題があり、この脈動はガス化炉の原料の供給装置としては致命的な欠陥となる。ガス化炉には厳密に連続的に、且つ均一に原料を供給する必要があるからである。
【００１２】
さらに、上記スクリューフィーダ３の場合、搬送されてきた微粉砕バイオマス１を搬送中の拘束から開放することができるのは、排出口３ａ1 の部分、１箇所だけであるので、尚更供給量の脈動を生じ易い。
【００１３】
何れにしても、上述の如き微粉砕バイオマスを原料とするガス化炉システム等においては、従来の石炭ガス化炉に対する供給装置として実績がある微粉炭の供給装置等に関する技術をそのまま転用する訳にはいかない。そこで、全く新たな発想の下で微粉砕バイオマスを均一且つ連続的にガス化炉に供給するための供給装置の開発が待望されている。
【００１４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、微粉砕バイオマス等の繊維状粒状物を均一且つ連続的にガス火炉等の供給対象に供給することができる粒状物の供給装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の如き目的を達成する本発明の構成は次の通りである。
【００１６】
１）バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の粒状物を収納する筒状のホッパと、このホッパの下部にケーシングの基端側を接続され上記粒状物を水平方向に搬送すると共に当該ケーシングの先端側の下方に開口した排出口を介して当該粒状物を外部に排出するスクリューフィーダとを有する粒状物の供給装置において、ホッパに収納された粒状物がスクリューフィーダに供給されるようホッパ内の粒状物を攪拌する攪拌手段を有すると共に、上記ケーシングの基端側から先端側へ圧密状態で拘束されて搬送されてきた上記粒状物の拘束を全周域で一気に解放するように、当該ケーシングの先端部に他の部分よりも大径の大径部を上記スクリューフィーダの軸方向に亘り形成し、この大径部の下面に上記排出口を設けたこと。
本発明によれば、ホッパ内に収納する粒状物が微粉砕バイオマス等、各粒子が複雑に圧密・絡み合った状態のものであっても、攪拌手段により攪拌することにより絡み合いをほぐして良好にスクリューフィーダに供給することができると共に、隣接するスクリュー翼間に拘束されて搬送されてきた粒状物は、大径部の全周域で一気にこの拘束から解放されるので、スクリューフィーダのケーシングの下面の一箇所のみでかかる解放を行う場合よりも、圧密・絡み合った粒状物が重力により崩れ落ちる確率はより高くなる。
【００１７】
２）  上記１）に記載する粒状物の供給装置において、
ケーシングの先端部に設けた排出口は、そのスクリューフィーダの基端部側でこのスクリューフィーダの軸に交差する辺が直線になるようにしたこと。
本発明によれば、スクリューフィーダの隣接するスクリュー翼間とケーシングの内周面との間で圧密状態で搬送されてきた粒状物が微粉砕バイオマス等、各粒子が複雑に圧密・絡み合った状態のものであっても、隣接するスクリュー翼間に拘束されている粒状物を、円形の排出口の場合よりもより連続的に排出口から落下させることができる。
【００１８】
３）  上記２）に記載する粒状物の供給装置において、
直線は、スクリューフィーダの軸方向に直交する直線であること。
本発明によれば、２）と同様の作用を得るが、この場合の排出口の形成が最も容易になる。
【００１９】
４）  上記２）に記載する粒状物の供給装置において、
直線は、スクリューフィーダの軸方向に直交する直線に対し、スクリューフィーダのスクリュー翼の傾斜方向と逆方向に傾斜するとともに、スクリューフィーダの軸方向に直交する上記直線に対し、上記スクリュー翼がなす角度と同一角度傾斜する直線であること。
本発明によれば、隣接するスクリュー翼間に拘束されている粒状物を、最も連続的に崩すことができる。したがって、その分連続的な供給が可能になる。
【００２１】
５）上記１）乃至４）の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、ケーシングの先端部に周方向に亘り複数個の噴射ノズルを設け、スクリューフィーダの隣接するスクリュー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、上記噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密・絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するようにしたこと。
本発明によれば、スクリューフィーダで搬送してきた圧密・絡み合った状態の粒状物に、その外周側から噴射する気体でこの粒状物の圧密・絡み合いをほぐし、各粒状物が独立した単体となった状態で排出口を介して落下・排出することができる。
【００２２】
６）上記１）乃至４）の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、スクリューフィーダのスクリュー軸を中空部材で形成するとともに、スクリューフィーダの最先端部近傍の隣接するスクリュー翼間に、スクリュー軸の外周面からその内部に貫通する貫通孔若しくはこの貫通孔を利用した噴射ノズルを設け、上記隣接するスクリュー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、上記貫通孔若しくは噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密・絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するようにしたこと。
本発明によれば、スクリューフィーダで搬送してきた圧密・絡み合った状態の粒状物に、その内周側から噴射する気体でこの粒状物の圧密・絡み合いをほぐし、各粒状物が独立した単体となった状態で排出口を介して落下・排出することができる。
【００２３】
７）上記１）乃至４）の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれに旋回流を付与することにより粒状物同志の絡み合い状態を解除し、さらに上記旋回流を形成する気体を利用して、ガス化炉等、当該粒状物の搬送先への搬送気流とする流動化コーンを有すること。
本発明によれば、絡み合った状態で落下してくる粒状物の絡み合いを旋回流でほぐし、各粒状物が独立した単体となった状態で上記旋回流を搬送流として利用することによりこの粒状物をガス化炉等の搬送先に搬送することができる。
【００２４】
８）上記７）に記載する粒状物の供給装置において、流動化コーンは、これが受け入れた粒状物を攪拌する攪拌手段を有すること。
本発明によれば、絡み合った状態で落下してくる粒状物の絡み合いを攪拌手段で攪拌することによってもほぐすことができるので、上記８）よりもさらに良好に各粒状物を独立した単体とすることができる。
【００２５】
９）上記５）又は６）に記載する粒状物の供給装置において、排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれの流路を徐々に狭くし、ガス化炉等、当該粒状物の搬送先へ連結された搬送管路に案内するとともに上記粒状物の搬送気流を供給するようにしたテーパ状の絞り部を有すること。
本発明によれば、スクリューフィーダからの排出時に圧密・絡み合った状態がほぐされて各粒状物が独立した単体となった状態の粒状物を細径の搬送管路に良好に案内するとともに、この粒状物の搬送先への搬送気流も供給することができる。
【００２６】
１０）上記１）乃至９）の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、スクリューフィーダのスクリュー軸における隣接するスクリュー翼間のピッチが相対的に大きい部分を上記スクリュー軸の先端部に設け、この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さくしたこと。
本発明によれば、搬送してきた搬送物はスクリューフィーダの先端部のピッチが大きい部分で繊維状粒子の圧密が解放されるので、この解放を良好に行うことができるとともに、中央部はピッチが小さいので、この部分では良好なガスシールを行なうことができる。
【００２７】
１１）上記１）乃至９）の何れか一つに記載する粒状物の供給装置において、スクリューフィーダのスクリュー軸における隣接するスクリュー翼間のピッチを、ホッパ側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させたこと。
本発明によれば、搬送してきた搬送物はスクリューフィーダの先端部のピッチが大きい部分で繊維状粒子の圧密が解放されるので、この解放を良好に行うことができるとともに、中央部はピッチが小さいので、この部分では繊維状粒子を再度圧密し良好なガスシールを行なうことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る粒状物の供給装置を概念的に示す説明図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は平面的に見た図である。両図に示すように、ホッパ１２は、バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物である微粉砕バイオマスを収納する筒状の部材で、その内部には当該ホッパ１２内に収納される微粉砕バイオマスを攪拌して各粒子の圧密・絡まりをほぐすための攪拌装置１４が設けてある。この攪拌装置１４は垂直なロッド１４ａの途中の複数箇所に、水平方向に張り出す複数のロッド１４ｂを設けたものであり、ロッド１４をモータ１６で回転することより、ロッド１４ｂが水平面で回転して微粉砕バイオマスを攪拌するようになっている。
【００３０】
スクリューフィーダ１３は、ホッパ１２の下部に臨んで配設されており、微粉砕バイオマスを水平方向に搬送するとともに、そのケーシング１３ａの先端部に設けた排出口１３ａ1 を介して搬送物である微粉砕バイオマスを下方に排出するように構成したものである。すなわち、ホッパ１２内の攪拌装置１４で攪拌することにより、微粉砕バイオマスは連続的にスクリューフィーダ１３に供給され、このことにより、微粉砕バイオマスのホッパ１２からの良好な払い出しが可能になる。
【００３１】
ここで、スクリューフィーダ１３は、一部がホッパ１２の下部に挿入されて水平に配置される横長の筺体であるケーシング１３ａと、このケーシング１３ａに水平軸回りに回転可能に支承されたスクリュー１３ｂとを有している。また、スクリュー１３ｂはスクリュー軸１３ｂ1 とこのスクリュー軸１３ｂ1 の軸方向に沿って螺旋状に設けられたスクリュー翼１３ｂ2 とからなり、モータ１５で回転駆動される。かくして、スクリューフィーダ１３は、隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間とケーシング１３ａの内周面との間に搬送物を拘束し、スクリュー軸１３ｂ1 の回転に伴いその先端部に向け、軸方向に沿って微粉砕バイオマスを搬送する。
【００３２】
ケーシング１３ａの先端部には他の部分よりも大径の大径部１３ｃがスクリューフィーダ１３の軸方向に亘って設けてある。この結果、隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた微粉砕バイオマスは、大径部１３ｃに臨んだ時点で一気にこの拘束から解放される。この拘束の解除は大径部１３ｃの全周域で行われる。したがって、図８に示す従来技術の如く、スクリューフィーダ３のケーシング３ａの下面の一箇所のみでかかる繊維状粒子の解放を行う場合よりも、圧密・絡み合った微粉砕バイオマスの圧密状態が全周で緩み、重力の作用により微粉砕バイオマスの固まりが崩れ落ちる確率が高くなる。すなわち、微粉砕バイオマスの固まりが崩れが連続して生起される。
【００３３】
さらに、搬送してきた微粉砕バイオマスを排出する排出口１３ａ1 は上記大径部１３ｃの下面に設けてあるが、この排出口１３ａ1 は、その横断面形状を四角形に形成してある。すなわち、排出口１３ａ1 のうちスクリューフィーダ１３の基端部側（ホッパ１２側）でこのスクリューフィーダ１３の軸に交差する辺は、スクリューフィーダ１３の軸方向と直交する直線になるように形成してある。したがって、図８に示す従来技術の如く排出口３ａ1 を円形に形成した場合よりも、微粉砕バイオマスの固まりが崩れ落ちる回数が増加する。すなわち、この崩れがより連続的なものとなる。
【００３４】
流動化コーン１７は上記排出口１３ａ1 から排出されて落下する微粉砕バイオマスの固まりを受け入れてこれに旋回流を付与することにより各繊維状粒子同志の絡み合い状態を解除し、さらに上記旋回流を形成する気体を利用して、搬送管路１８を介してガス化炉等、微粉砕バイオマスの搬送先への搬送気流を供給するものである。この流動化コーン１７においては、落下してくる微粉砕バイオマスの絡み合いを旋回流でほぐし、微粉砕バイオマスの各繊維状粒子が独立した単体となった状態で搬送管路１８に供給する。ちなみに、例えばガス化炉への原料の供給は、原料の密度を可及的に高くして、連続的且つ均一に供給することが肝要である。このため、搬送管路１８はなるべく細径管で形成しており、高速の搬送気流を用いることにより原料濃度を高く保持している。このため、微粉砕バイオマスの各粒子が絡み合った状態は、即搬送管路１８の閉塞の原因となるので、これを回避するような搬送とすることが必須となる。
【００３５】
図２は、図１に示す第１の実施の形態における流動化コーン１７のさらに具体的な一例を示す縦断面図である。同図に示すように、この流動化コーン１７は、その上下方向に関する２箇所に、周方向に亘り複数個の噴射ノズル１９、２０が配設してあり、各噴射ノズル１９、２０から噴射する気流を、上方の開口部から落下してくる微粉砕バイオマスの固まりに向けて噴射するようになっている。また、この流動化コーン１７は、その下部に径が漸減するテーパ部を有し、このテーパ部の端部を介して細径の搬送管路１８に連結してある。
【００３６】
図３は、図１に示す第１の実施の形態における流動化コーン１７の他の例を抽出して示す縦断面図である。同図に示すように、この流動化コーン１７Ａは、図２に示す流動化コーン１７に攪拌装置を追加したものである。すなわち、この流動化コーン１７Ａの中央部には水平なロッド２１が設けてあり、このロッド２１に櫛状に複数本の攪拌棒２２が取り付けてある。かくして、ロッド２１をモータ２３で回転することにより攪拌棒２２をロッド２１の回りに回転して落下してくる微粉砕バイオマスの固まりをほぐすようになっている。
【００３７】
図２に示す流動化コーン１７でも十分微粉砕バイオマスの固まりをほぐすことはできるが、本例の流動化コーン１７Ａによれば、より確実に、また旋回流が多少弱くても微粉砕バイオマスの固まりを独立した単体の繊維状粒子とすることができる。
【００３８】
上述の如き第１の実施の形態によれば、排出口１３ａ1 に臨む微粉砕バイオマスの固まりが崩れる回数を増やしてより連続的させることができるので、その分流動化コーン１７に落下してくる微粉砕バイオマスの量が平均化され、供給量の脈動が低減された均一な微粉砕バイオマスの繊維状粒子を連続的にガス化炉等の搬送先に搬送することができる。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、排出口１３ａ1 の形状は、スクリューフィーダ１３の軸と直交する直線を有する四角形とした。これは、主に大径部１３ｃの製作の容易性を考慮したためであるが、この点を度外視すれば、排出口１３ａ1 の縁部を形成する直線は、スクリューフィーダ１３の軸に直交する直線に対し、スクリュー翼１３ｂ1 の傾斜方向と逆方向に傾斜するとともに、スクリューフィーダ１３の軸方向に直交する上記直線に対し、上記スクリュー翼１３ｂ1 がなす角度と同一角度傾斜する直線である場合が、最も高い確率で微粉砕バイオマスの固まりが崩れる。すなわち、この場合が、最も微粉砕バイオマスの供給量を平均化することができる。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る粒状物の供給装置を概念的に示す説明図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は平面的に見た図である。同図中、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００４１】
本形態は、第１の実施の形態と異なり、スクリューフィーダ１３から微粉砕バイオマスを排出する時点で、圧密・絡まりをほぐし、微粉砕バイオマスの各繊維状粒子が独立した単体の粒子として排出口１３ａ1 から排出されるように工夫したものである。このため、スクリューフィーダ１３の先端部において微粉砕バイオマスに気流を噴射する気流噴射手段（図４には図示せず。後に詳述する。）を有する。また、スクリューフィーダ１３から排出されて落下する微粉砕バイオマスを受ける絞り部２７を有する。この絞り部２７は、排出口１３ａ1 から排出されて落下する微粉砕バイオマスを受け入れてこれの流路を徐々に狭くし、ガス化炉等の搬送先へ連結された搬送管路１８に案内するとともに、上記微粉砕バイオマスの搬送気流を供給するものである。この絞り部２７により、細径の搬送管路１８の閉塞を防止しつつ円滑に微粉砕バイオマスを搬送先へ向けて搬送することができる。
【００４２】
図５は、図４に示す第２の実施の形態におけるスクリューフィーダの先端部の一例を抽出して示す図で、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその右側面図である。両図に示すように、大径部１３ｃには、その周囲に分散して噴射ノズル２８が設けてあり、各噴射ノズル２８からは、スクリュー翼１３ｂ2 間に拘束されて搬送されてきた微粉砕バイオマスに向けて気流が噴射される。このときの気流の向きは隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間で形成する搬送路における搬送方向とする。このときが最も効率よく微粉砕バイオマスに噴流が供給され、良好に微粉砕バイオマスの絡み合いがほぐされるからである。また、絞り部２７にもその上部に複数の噴射ノズル３０が配設してある。この噴射ノズル３０は下方に向けて気流を噴射するように設けてある。これにより微粉砕バイオマスの搬送気流を形成している。
【００４３】
図６は、図４に示す第２の実施の形態におけるスクリューフィーダの先端部の他の例を抽出して示す縦断面図である。同図に示すように、本例では、スクリュー軸１３ｂ1 を中空部材で形成するとともに、その最先端部近傍の隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間に、スクリュー軸１３ｂ1 の外周面からその内部に貫通する複数の貫通孔１３ｂ11を設け、隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた微粉砕バイオマスに、気体を噴射するように構成したものである。このことにより当該微粉砕バイオマスの圧密・絡み合いを解除し、微粉砕バイオマスの各繊維状粒子を独立した単体として排出口１３ａ1 から下方に排出することができる。
【００４４】
このときの気流の向き、すなわち貫通孔１３ｂ11の向きは、隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間で形成する搬送路における搬送方向に向くようにする。このときが最も効率よく微粉砕バイオマスに噴流が供給され、良好に微粉砕バイオマスの圧密・絡み合いがほぐされるからである。すなわち、貫通孔１３ｂ11を介して気流を斜め上方に吹き上げ、微粉砕バイオマスの絡みを解除する。ここで、貫通孔１３ｂ11を設ける位置はスクリュー軸１３ｂ1 の最先端部１からピッチ乃至２ピッチ手前の位置が好適である。最先端部では既に微粉砕バイオマスの圧密・絡みがほぐされていなければならないからである。
【００４５】
なお、貫通孔１３ｂ11に噴射ノズルを埋め込んで、この噴射ノズルからの気流の噴射方向を調節することによっても同様の機能を実現できる。
【００４６】
上述の如き第２の実施の形態によれば、スクリューフィーダ１３から微粉砕バイオマスを排出する際に、これを独立した単体の粒子とすることができるので、後は絞り部２７で流路を絞るだけで搬送管路を介して円滑にガス化炉等の搬送先に搬送することができる。
【００４７】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、スクリュー翼１３ｂ2 のピッチに関しては何も触れなかったが、これは必ずしも等ピッチに形成する必要はない。スクリュー翼１３ｂ2 は搬送気流の逆流を防止すべくシール機能を有することも肝要である。この要件を考慮すれば、スクリュー翼１３ｂ2 のピッチは小さい方が良い。一方、先端部での微粉砕バイオマスの切り出しを良好に行うための要件を考慮すればスクリュー翼１３ｂ2 のピッチは大きい方が良い。そこで、隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間のピッチが相対的に大きい部分をスクリュー軸１３ｂ1 の先端部に設け、この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さくすることにより、上記両要件を同時に満足するように構成することができる。この場合には、搬送してきた微粉砕バイオマスはスクリュー軸１３ｂ1 の先端部のピッチが大きい部分で解放されるので、この解放を良好に行うことができるとともに、中央部はピッチが小さいので、この部分では良好なガスシールを行なうことができる。
【００４８】
上述の機能は隣接するスクリュー翼１３ｂ2 間のピッチを、ホッパ１２側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させることによっても勿論実現することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態では粒状物として微粉砕バイオマスの場合について説明したが、これに限定するものではない。同様の性状を有するものであれば、同様の作用・効果を得ることができる。また、搬送先はガス化炉に限定する必要もない。例えば、当該粒状物の燃焼処理装置であっても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、前記１）による発明は、バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の粒状物を収納する筒状のホッパと、このホッパの下部にケーシングの基端側を接続され上記粒状物を水平方向に搬送すると共に当該ケーシングの先端側の下方に開口した排出口を介して当該粒状物を外部に排出するスクリューフィーダとを有する粒状物の供給装置において、ホッパに収納された粒状物がスクリューフィーダに供給されるようホッパ内の粒状物を攪拌する攪拌手段を有すると共に、上記ケーシングの基端側から先端側へ圧密状態で拘束されて搬送されてきた上記粒状物の拘束を全周域で一気に解放するように、当該ケーシングの先端部に他の部分よりも大径の大径部を上記スクリューフィーダの軸方向に亘り形成し、この大径部の下面に上記排出口を設けたことから、ホッパ内に収納する粒状物が微粉砕バイオマス等、各粒子が複雑に圧密・絡み合った状態のものであっても、攪拌手段により攪拌することにより絡み合いをほぐして良好にスクリューフィーダに供給することができるので、微細な粒子が複雑に圧密・絡み合った性状のものであっても、途中で閉塞等の不都合を生起することなく良好にその搬送・払い出しを行うことができると共に、隣接するスクリュー翼間に拘束されて搬送されてきた粒状物は、大径部の全周域で一気にこの拘束から解放されることから、スクリューフィーダのケーシングの下面の一箇所のみでかかる解放を行う場合よりも、圧密・絡み合った粒状物が重力により崩れ落ちる確率はより高くなるので、粒状物の供給を連続的に行うことができ、その供給量の脈動を低減して平均化を図ることができる。
【００５１】
前記２）による発明は、前記１）による粒状物の供給装置において、ケーシングの先端部に設けた排出口は、そのスクリューフィーダの基端部側でこのスクリューフィーダの軸に交差する辺が直線になるようにしたので、スクリューフィーダの隣接するスクリュー翼間とケーシングの内周面との間で圧密状態で搬送されてきた粒状物が微粉砕バイオマス等、各粒子が複雑に絡み合った状態のものであっても、隣接するスクリュー翼間に拘束されている粒状物を、円形の排出口の場合よりもより連続的に排出口から落下させることができる。この結果、本発明によれば、粒状物の供給量の脈動を低減し、その供給量の平均化を図ることができるという前記１）による発明と同様の効果を奏する。しかも、組み合わせによっては、排出口を直線としたことによる効果と、大径部により全周で搬送物を解放することによる効果の相乗的な効果を得ることができ、その分供給量をより平均化することができる。
【００５２】
前記３）による発明は、前記２）による粒状物の供給装置において、直線は、スクリューフィーダの軸方向に直交する直線であるので、前記２）による発明と同様の作用を得るが、この場合の排出口の形成が最も容易になる。この結果、本発明によれば、前記２）による発明の効果を最も簡単な構造の排出口で得ることができる。
【００５３】
前記４）による発明は、前記２）による粒状物の供給装置において、直線は、スクリューフィーダの軸方向に直交する直線に対し、スクリューフィーダのスクリュー翼の傾斜方向と逆方向に傾斜するとともに、スクリューフィーダの軸方向に直交する上記直線に対し、上記スクリュー翼がなす角度と同一角度傾斜する直線であるので、隣接するスクリュー翼間に拘束されている粒状物を、最も連続的に崩すことができる。したがって、その分連続的な供給が可能になる。この結果、本発明によれば、前記２）による発明の効果を最も効果的に得ることができる。
【００５５】
前記５）による発明は、前記１）乃至前記４）の何れか一つによる粒状物の供給装置において、ケーシングの先端部に周方向に亘り複数個の噴射ノズルを設け、スクリューフィーダの隣接するスクリュー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、上記噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密・絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するようにしたので、スクリューフィーダで搬送してきた圧密・絡み合った状態の粒状物に、その外周側から噴射する気体でこの粒状物の圧密・絡み合いをほぐし、各粒状物が独立した単体となった状態で排出口を介して落下・排出することができる。 この結果、本発明によれば、搬送管路の途中で粒状物が圧密・絡み合うことによる閉塞等の不都合を生起することなく、細径の搬送管路であっても搬送先に向けて良好に当該粒状物を搬送することができる。
【００５６】
前記６）による発明は、前記１）乃至前記４）の何れか一つによる粒状物の供給装置において、スクリューフィーダのスクリュー軸を中空部材で形成するとともに、スクリューフィーダの最先端部近傍の隣接するスクリュー翼間に、スクリュー軸の外周面からその内部に貫通する貫通孔若しくはこの貫通孔を利用した噴射ノズルを設け、上記隣接するスクリュー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、上記貫通孔若しくは噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密・絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するようにしたので、スクリューフィーダで搬送してきた圧密・絡み合った状態の粒状物に、その内周側から噴射する気体でこの粒状物の圧密・絡み合いをほぐし、各粒状物が独立した単体となった状態で排出口を介して落下・排出することができる。この結果、本発明によれば、搬送管路の途中で粒状物が絡み合うことによる閉塞等の不都合を生起することなく、細径の搬送管路であっても搬送先に向けて良好に当該粒状物を搬送することができる。このとき、気体の噴射はスクリュー軸の内部から外方に向けて行っているので、少量の噴射量で良好に粒状物同志の絡みをほぐすことができる。
【００５７】
前記７）による発明は、前記１）乃至前記４）の何れか一つによる粒状物の供給装置において、排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれに旋回流を付与することにより粒状物同志の絡み合い状態を解除し、さらに上記旋回流を形成する気体を利用して、ガス化炉等、当該粒状物の搬送先への搬送気流とする流動化コーンを有するので、絡み合った状態で落下してくる粒状物の絡み合いを旋回流でほぐし、各粒状物が独立した単体となった状態で上記旋回流を搬送流として利用することによりこの粒状物をガス化炉等の搬送先に搬送することができる。この結果、本発明によれば、搬送管路が細径であっても、この搬送管路内で粒状物の閉塞を生起することなく良好に搬送先へ所定の搬送を行うことができる。
【００５８】
前記８）による発明は、前記７）による粒状物の供給装置において、流動化コーンは、これが受け入れた粒状物を攪拌する攪拌手段を有するので、絡み合った状態で落下してくる粒状物の絡み合いを攪拌手段で攪拌することによってもほぐすことができるので、前記１）による発明よりもさらに良好に各粒状物を独立した単体とすることができる。この結果、本発明によれば、前記７）による発明よりもさらに良好な粒状物の搬送を行うことができる。
【００５９】
前記９）による発明は、前記５）又は前記６）による粒状物の供給装置において、排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれの流路を徐々に狭くし、ガス化炉等、当該粒状物の搬送先へ連結された搬送管路に案内するとともに上記粒状物の搬送気流を供給するようにしたテーパ状の絞り部を有するので、スクリューフィーダからの排出時に絡み合った状態がほぐされて各粒状物が独立した単体となった状態の粒状物を細径の搬送管路に良好に案内するとともに、この粒状物の搬送先への搬送気流も供給することができる。この結果、本発明によれば、搬送管路が細径であっても、この搬送管路内で粒状物の閉塞を生起することなく良好に搬送先へ所定の搬送を行うことができる。
【００６０】
前記１０）による発明は、前記１）乃至前記９）の何れか一つによる粒状物の供給装置において、スクリューフィーダのスクリュー軸における隣接するスクリュー翼間のピッチが相対的に大きい部分を上記スクリュー軸の先端部に設け、この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さくしたので、搬送してきた搬送物はスクリューフィーダの先端部のピッチが大きい部分で解放され、この解放を良好に行うことができるとともに、中央部はピッチが小さく、この部分では良好なガスシールを行なうことができる。この結果、本発明によれば、スクリュー翼のピッチに関しては相反する要件となる、良好なシールのための要件と、粒状物の良好な排出のための要件とを同時に満足してシール性を良好に確保しつつ、粒状物の良好な排出も可能になるという効果を奏する。
【００６１】
前記１１）による発明は、前記１）乃至前記９）の何れか一つによる粒状物の供給装置において、スクリューフィーダのスクリュー軸における隣接するスクリュー翼間のピッチを、ホッパ側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させたので、搬送してきた搬送物はスクリューフィーダの先端部のピッチが大きい部分で解放され、この解放を良好に行うことができるとともに、中央部はピッチが小さく、この部分では良好なガスシールを行なうことができる。この結果、本発明によれば、最も合理的にガスシール及び粒状物の排出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る粒状物の供給装置を概念的に示す説明図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は平面的に見た図である。
【図２】図１に示す第１の実施の形態における流動化コーンの一例を抽出して示す縦断面図である。
【図３】図１に示す第１の実施の形態における流動化コーンの他の例を抽出して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る粒状物の供給装置を概念的に示す説明図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は平面的に見た図である。
【図５】図４に示す第２の実施の形態におけるスクリューフィーダの先端部の一例を抽出して示す図で、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその右側面図である。
【図６】図４に示す第２の実施の形態におけるスクリューフィーダの先端部の他の例を抽出して示す縦断面図である。
【図７】微粉砕バイオマスをホッパに収納した場合の態様を示す図で、（ａ）はアーチを形成した場合の縦断面図、（ｂ）は崩れを生じない場合の縦断面図である。
【図８】従来技術に係るスクリューフィーダの先端部を示す縦断面図である。
【図９】図８示すスクリューフィーダにより微粉砕バイオマスを搬送して排出する際の態様を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
１２        ホッパ
１３        スクリューフィーダ
１３ａ        ケーシング
１３ａ1       排出口
１３ｂ        スクリュー
１３ｂ1       スクリュー軸
１３ｂ2       スクリュー翼
１３ｂ11      貫通孔
１４        攪拌装置
１７        流動化コーン
１８        搬送管路
１９        噴射ノズル
２０        噴射ノズル
２７        絞り部
２８        噴射ノズル
２９        噴射ノズル
【図１】
0004402243.tif 000002
【図２】
0004402243.tif 000003
【図３】
0004402243.tif 000004
【図４】
0004402243.tif 000005
【図５】
0004402243.tif 000006
【図６】
0004402243.tif 000007
【図７】
0004402243.tif 000008
【図８】
0004402243.tif 000009
【図９】
0004402243.tif 000010