(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜舎よりの廃棄物をメタン発酵槽に導入してメタンガスを生成し、このメタンガスをマイクロガスタービンの燃料として発電する発電設備において、
前記発電設備を収納する筺体としてコンテナを設け、このコンテナの外部よりガス入口管を介してメタンガスを導入して圧縮するガス圧縮機と、このガス圧縮機により圧縮されたガスを燃料とするマイクロガスタービンと、このマイクロガスタービンよりの排熱を導入して温水を得る排熱温水ボイラーとを前記コンテナに収納すると共に、コンテナの外部に排気消音器を設け、この排気消音器と前記排熱温水ボイラー間をコンテナを貫通した排気管で連結し、且つ、前記コンテナに入出口用扉と給気消音ダクトおよび換気消音ダクトを設けたことを特徴としたバイオマス発電設備。
【請求項２】
前記給気ダクトの空気送風部位は、前記マイクロガスタービンの近傍に位置させたことを特徴とした請求項１記載のバイオマス発電設備。
【請求項３】
前記コンテナは、中古製品であることを特徴とした請求項１又は２記載のバイオマス発電設備。
【請求項４】
前記コンテナ内での機器配置は、前記入出口用扉より奥に向かってマイクロガスタービン，排熱温水ボイラー，ガス圧縮機の順で配設したことを特徴とした請求項１乃至３記載のバイオマス発電設備。
【請求項５】
前記換気ダクトは、反入出口用扉側に設けたことを特徴とした請求項１乃至４記載のバイオマス発電設備。
【請求項６】
前記排熱温水ボイラーに温水出口管と温水入口管を設け、各管を前記コンテナを貫通して外部に導出し、前記メタン発酵槽の加温用配管と連接されることを特徴とした請求項１乃至５記載のバイオマス発電設備。
【請求項７】
前記排気消音器よりの排気を、前記固形物の乾燥用に導出したことを特徴とした請求項１乃至６バイオマス発電設備。
【請求項８】
前記排熱温水ボイラーの排気入出口の各排気管に、それぞれ伸縮継ぎ手を介在させたことを特徴とした請求項１乃至７記載のバイオマス発電設備。
【請求項９】
前記ガス圧縮機のメタンガス入出口に、それぞれ伸縮自在の振動防止管を介在させたことを特徴とした請求項１乃至８記載のバイオマス発電設備。
【請求項１０】
前記コンテナの床面に防振ゴムを敷設し、この防振ゴム上に発電設備の機器を設置したことを特徴とした請求項１乃至９記載のバイオマス発電設備。
【請求項１１】
前記コンテナの少なくとも内側面に鉄板若しくは耐熱性部材を施したことを特徴とした請求項１乃至１０記載のバイオマス発電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイオマス発電設備に係わり、特にメタンガスを燃料とするマイクロガスタービン発電機を備えた発電設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロガスタービン発電設備は、小形分散電源として優れた特長を有することから、スーパーやホテル，レストラン等を含む各施設に使用されている。
マイクロガスタービン発電設備は、基本的にはマイクロガスタービンと発電機とを一体的に構成したマイクロガスタービン本体を一つのパッケージ内に収納し、このパッケージとパッケージの外側に配置した廃熱ボイラやトランス等を更に一体的に収納してパッケージ化されている。
【０００３】
一方、環境保全の目的によって、近年、家畜排泄物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律が制定され、家畜から生じる糞尿等の処理方法が種々検討されている。その一環として、牛舎や豚舎より排出された廃液や廃棄物をメタン発酵させ、そのメタンガスをマイクロガスタービンの燃料として電気を発生させることが考えられている。
【０００４】
図３はその概念図を示したもので、畜舎から生じた糞尿等の廃棄物は、貯留槽を経た後に搾汁機３０に供給されて搾汁され、搾汁液と固形物に分離される。固形物は発酵槽３２に送られて堆肥化されて利用されるが、搾汁液はメタン発酵槽３１に導入されて嫌気性菌による処理が施される。ここで発生したメタンガスは、脱硫装置３３によって硫化水素Ｈ2Ｓが除去されてガスホルダー３４に一旦は貯蔵される。貯蔵されたメタンガスは、マイクロガスタービン３５の燃料として供給されてタービンを駆動し、発電機を回動させることによって電力を得ると共に、温水を得る。
温水はメタン発酵槽３１に配設された配管に送られて発酵槽を加温し、メタンガスがより有効に発生するよう発酵槽の温度を所定に維持する。
なお、図３ではメタン発酵槽３１には搾汁液のみを供給するようにしているが、一定比率で固形物を投入する場合もある。
【０００５】
マイクロガスタービンは熱電併給システムとなっており、発電機で電力供給を行うと同時に、システムから発生した熱を利用する構成となっており、その熱利用の一つは前述した発酵槽の加温であり、他の一つとしてマイクロガスタービンから発生した熱風を堆肥発酵槽３２に送風して固形物の乾燥用に利用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３で示すように構築されたシステムにおいては、そこに使用される発電装置等の機器は腐食性の高いガス環境（雰囲気）の下での使用となるため、腐食から保護する必要がある。
なお、一般に、腐食防止のためにシステム全体を建屋又は筺体で覆うことが考えられるが、その場合、販売量の不透明性と製造費の高騰を考慮しなければならず、特に図３のような多目的システムの場合には、個別機器の有効配置や、熱循環，吸排気等を十分に考慮する必要がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは耐腐食性、車載等による移動を可能としたバイオマス発電設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、畜舎よりの廃棄物をメタン発酵槽に導入してメタンガスを生成し、このメタンガスをマイクロガスタービンの燃料として発電する発電設備において、
前記発電設備を収納する筺体としてコンテナを設け、このコンテナの外部よりガス入力管を介してメタンガスを導入して圧縮するガス圧縮機と、このガス圧縮機により圧縮されたガスを燃料とするマイクロガスタービンと、このマイクロガスタービンよりの排熱を導入して温水を得る排熱温水ボイラーとを前記コンテナに収納すると共に、コンテナの外部に排気消音器を設け、この排気消音器と前記排熱温水ボイラー間をコンテナを貫通した排気管で連結し、且つ、前記コンテナに入出口用扉と給気消音ダクト及び換気消音ダクトを設けたことを特徴としたものである。  本発明の第２は、前記給気ダクトの空気送風部位は、前記マイクロガスタービンの近傍に位置させたものである。
【０００９】
本発明の第３は、前記コンテナは、中古製品であることを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の第４は、前記コンテナ内での機器配置は、前記入出口用扉より奥に向かってマイクロガスタービン，排熱温水ボイラー，ガス圧縮機の順で配設したものである。
【００１１】
本発明の第５は、前記換気ダクトは、反入出口用扉側に設けたことを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の第６は、前記排熱温水ボイラーに温水出口管と温水入口管を設け、各管を前記コンテナを貫通して外部に導出し、前記メタン発酵槽の加温用配管と連接されることを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第７は、前記排気消音器よりの排気を、前記固形物の乾燥用に導出したことを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第８は、前記排熱温水ボイラーの排気入出口の各排気管に、それぞれ伸縮継ぎ手を介在させたことを特徴としたものである。
【００１５】
本発明の第９は、前記ガス圧縮機のメタンガス入出口に、それぞれ伸縮自在の振動防止管を介在させたことを特徴としたものである。
【００１６】
本発明の第１０は、前記コンテナの床面に防振ゴムを敷設し、この防振ゴム上に発電設備の機器を設置したことを特徴としたものである。
【００１７】
本発明の第１１は、前記コンテナの少なくとも内側面に鉄板若しくは耐熱性部材を施したことを特徴としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示す配置図である。１は筺体で、この筺体１は列車や船舶用等のコンテナが使用され、特にその中古品を使用した場合にはコストの面等において有利となる。２はマイクロガスタービンで、タービン，圧縮機，発電機等を備えている。３は排熱温水ボイラー、４はガス圧縮機で、ガス入口管５を通してガスホルダーよりメタンガスが供給される。ガス圧縮機４によって圧縮されたガスは配管６，燃焼キット７を通ってタービン燃焼室に送られる。
なお、燃焼キット７は安全装置で、マイクロガスタービン２に異常が発生したとき可燃性であるメタンガスを外部に放出するためのものである。
【００１９】
マイクロガスタービン２からの排ガスは、排気管８，伸縮継ぎ手９を通って排熱温水ボイラー３に送られる。１０は温水出口管で、この温水出口管１０は図３で示すメタン発酵槽の配管と連結されており、温水出口管１０よりの温水は、メタン発酵槽の温度を所定温度に加温しながら温度入口管１１を通して排熱温水ボイラー３に戻される。１２は安全逃し弁で、ボイラーからの水温が一定値以上（例えば９０℃）となったときに温水出口管１１に水を供給する。１３は筺体の上部に載置された排気消音器で、伸縮継ぎ手９，配管１４を介して排熱温水ボイラー３と連設されている。１５は排気管で、この排気管１５は堆肥発酵槽と連設される。１６はフレキシブル材よりなる振動防止管で、熱による配管の収縮やマイクロガスタービンからの振動緩和のために用いられている。
【００２０】
図２は具体的な機器配置の構成図を示したものである。筺体１としてコンテナが使用され、望ましくはコンテナの中古品が使用される。コンテナは、その密閉性を考慮すると、腐食性の高いガス環境下におかれてもシステム製品を保護することができる。また、コンテナの場合、その内部に収納すると、汎用トラックを改造することなく車載が可能で簡単に移動することができ、しかも、収納機器の中にはマイクロガスタービンやガス圧縮機等の音発生源が含まれるが、コンテナの密閉性を利用することにより、実験によると３０ｋＷ程度の発電設備で、通常８０ｄＢ程度の騒音であったものが、６５ｄＢに改善された。
【００２１】
筺体１としてコンテナが使用されるが、このコンテナ１の外表面は鉄板で構成されているが、その内部は輸送製品保護のために一般には木製になっている場合が多い。したがって、補強材１７によって補強すると共に、内部表面を鉄板１９や耐熱性コーテイング等を貼付することによって、火災等の面での安全性が考慮されている。２０はＨ型鋼等よりなる架台、１８は出入口用の扉、２２は給気フードで、（Ｃ）図で示すようにコンテナ１の側面に取り付けられ、このフードより吸い込まれた空気は、給気消音ダクト２３を通ってコンテナ１内の下部位置にまで案内される。給気消音ダクト２３には吸気換気扇が取り付けられており、このダクト２３における空気出口近辺にはマイクロガスタービン２が配設されている。したがって、マイクロガスタービン２には、矢印で示す流路を経て空気が供給されるので、発電機周りが冷却されると共に、圧縮機への空気の流入性を向上している。
【００２２】
コンテナ１の略中心位置には排熱温水ボイラー３と発電機の出力トランス２４が配設されており、マイクロガスタービン２と排熱温水ボイラー３とを結ぶ排気管８は、室内の上部側に配設される。また、この室内上部には換気扇２５を内設した換気消音ダクト２６が配設され、その一方側はコンテナ外部に設けられた換気フード２７に連設されている。換気フード２７をコンテナ１の背面側に設置したことにより、コンテナ内の換気性が向上し、排熱温水ボイラーやマイクロガスタービンからの熱放出を効率よく放出できる。
ガス圧縮機４は換気消音ダクト２６の下部位置に配設されている。２８はマイクロガスタービンの配電盤である。
なお、ガス入口管５，温水出口管１０や温水入口管１１等を介して外部との接続位置は、コンテナ１の背面（図ａの左側面）に集中して行うことによって作業性を考慮している。２９は防振ゴムでコンテナ内に配設された機器の振動を吸収させる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、バイオマス発電設備の筺体として頑丈で、密閉性に優れているコンテナを使用したものであるから、腐食性のガス環境より発電設備の各機器を保護すると共に、機器よりの騒音を大幅に低減することができ、且つ、車載が可能となることから工場において組み立てを完了させ、現地では配管等のわずかな部分の接続作業のみでよくなり、その作業性が向上するものである。
また、コンテナは比較的安価であり、しかも、中古製品を使用した場合には、ますますその効果が大となる。
また、機器の配置を図２のようにすることにより、コンテナ内部の熱を効率よく換気することができ、更には、防振ゴムや伸縮継ぎ手，振動防止管を要所に介在させることによって振動にも対応できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す配置図。
【図２】本発明の具体的な構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図。
【図３】バイオマス発電設備のシステム図。
【符号の説明】
１…筺体（コンテナ）
２…マイクロガスタービン
３…排熱温水ボイラー
４…ガス圧縮機
５…ガス入口管
６…配管
７…燃料キット
８，１４，１５…排気管
９…伸縮継ぎ手
１０…温水出口管
１１…温水入口管
１２…安全逃し弁
１３…排気消音器
１６…振動防止管
１８…入出口用扉
２２…給気フード
２３…給気消音ダクト
２６…換気消音ダクト
２７…換気フード
２９…防振ゴム
【図１】
0003912101.tif 000002
【図２】
0003912101.tif 000003
【図３】
0003912101.tif 000004