JP2004131578A - Biomass conversion type gas generator equipped with discharge mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【技術分野】
本発明は、草木類や藻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、保守,点検や緊急時に炉内に残存する植物燃料やその残留物を速やかに且つ安全に排出することの出来る排出機構を備えた、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。
【0002】
【背景技術】
従来から、木材加工業等で多量に発生するおが屑や削り屑,木片,間伐材の如き木質系廃棄物など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おが屑を供給せしめつつ、炉内に堆積したおが屑の最下部で熱分解後のおが屑を酸化燃焼させて、発生する熱により上方のおが屑を乾燥・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、炉内に堆積したおが屑の中〜下層の領域で発生した熱分解ガスは、堆積したおが屑中を透過することで冷却・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】
ところで、このようなガス発生装置は、おが屑を燃料とする限り熱分解後の残留物が理論上発生せず、数年以上の長期間に亘る連続運転が可能であるが、現実の操業に際しては、定期的な点検や保守のため、或いは何等かの発生トラブルへの対処のために運転を中断することが必要となる。また、点検や保守,トラブル対処等に際しては、炉内に残存したおが屑や酸化・熱分解の残留物たとえば樹皮中に含まれる二酸化ケイ素などを、速やかに炉外へ排出することが必要となる。
【0006】
しかしながら、熱分解反応を安定して行うために、常時、炉内には植物燃料が数メートルの高さで堆積されていることに加えて、外部に対する炉内の断熱性や気密性を確保し、操業を安全且つ安定して行うために、炉体がコンクリートや耐火レンガ等からなる厚肉の周壁部で構築されており、炉体の下部には、小さな排出口しか設けられていない。そのために、上述の如き点検等に際しては、この炉体の下部に設けられた小さな排出口から、スコップ等を用いて人手により、炉内の大量の堆積物等を掻き出して炉外に排出させることが必要となり、その作業に、多大の労力と時間を要していたのである。
【0007】
しかも、そのような人手による炉内堆積物等の排出作業は、炉内に充満した発生ガスや炉内堆積物の排出に際して巻き起こる粉塵によって、劣悪な環境下で行わなければならず、危険に対する認識と、専門的な知識や経験を要する面倒なものであった。
【0008】
特に、何等かの発生トラブルへの対処に際して炉内堆積物を排出する場合には、排出物が未だ高温状態にあることから、作業が一層困難となり、トラブルに対して有効で速やかな対処をとることが難しいという問題があったのである。
【0009】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、炉体の断熱性や機密性等を損なうような大きな排出口を形成することなく、炉内の堆積物等を容易に且つ安全に、しかも速やかに炉外に排出することの出来る排出機構を備えた、新規な構造のバイオマス変換式ガス発生装置を提供することにある。
【0010】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【0011】
(本発明の態様1)
本発明の態様1は、筒型の周壁部を備えた竪型中空の炉体の上壁を貫通して配設した投入パイプから植物燃料を該炉体の内部に供給せしめつつ、該炉体の内部で該植物燃料の堆積物を酸化および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、前記炉体の周壁部の下部に排出用孔を設けて、該排出用孔にスクリュを挿通配置すると共に、該スクリュを回動駆動するスクリュ駆動手段を設けて、該スクリュの回動作動により炉内の堆積物を炉外に排出せしめる排出機構を構成する一方、該炉体の周壁部の外側に貯水槽を設けて、該排出機構により炉内から排出された排出物が該貯水槽内に導かれるようにすると共に、該排出物を該貯水槽内から所定場所まで搬送する搬送手段を設けたことを、特徴とする。
【0012】
このような本態様に従う構造とされたバイオマス変換式ガス発生装置においては、炉体周壁部の下部に配したスクリュによって、炉内の堆積物を排出用孔を通じて外部に排出するコンベアが構成されるのであり、特に、炉内堆積物およびその酸化や熱分解による残留物が基本的に粉状乃至は粒状であることから、たとえ締め固まっていたとしてもスクリュ式コンベアにより、小さな排出用孔から効率的に排出することか出来るのである。しかも、炉内からの排出物は、直ちに貯水槽に導かれて水と接触せしめられることから、二次的な火災発生等が回避され得て、より優れた安全性が実現されると共に、排出物が含水することで取扱いも容易となり、排出物が粉塵となって巻き上がることに起因する環境の悪化も防止され得る。
【0013】
それ故、本発明に従えば、炉体における断熱性や気密性を損なうほどに大きな排出用孔を炉体周壁部に設けることなく、炉内堆積物等を自動で安全に、しかも速やかに炉外に排出することの出来る排出機構が実現され得るのであり、それによって、ガス発生装置の保守,点検等に際しての炉内堆積物の炉外への排出を容易に行うことが可能となると共に、何らかのトラブルが発生した場合にも、炉内堆積物を安全に且つ速やかに排出することにより、迅速な対応が可能となるのである。
【0014】
(本発明の態様2)
本発明の態様2は、前記態様1に係るバイオマス変換式ガス発生装置であって、前記周壁部において前記排出用孔を閉塞可能に形成し、必要に応じて該排出用孔を開口せしめて、該排出用孔に前記スクリュを挿入配置することが出来るようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、通常の操業時に排出用孔を閉塞させておくことにより、排出用孔を通じてのガス漏れや外気の流入等を防止することが出来る。また、スクリュも、通常の操業時には撤去されることから、スクリュを含む排出機構の損傷が防止され得る。
【0015】
尤も、本発明の態様1に係るバイオマス変換式ガス発生装置は、態様2に限定されるものでなく、排出用孔を常時開口させておくことも可能であり、またかかる排出用孔にスクリュを常時挿通配置させておくようにしても良い。そのような場合には、かかる排出用孔を通じての、炉内から炉外へのガス漏れや炉外から炉内への外気の流入等を防止するために、排出用孔の炉外側の開口部を外部の水槽等に蓄えた水中に開口させておくことが望ましい。
【0016】
(本発明の態様3)
本発明の態様3は、前記態様1又は態様2に係るバイオマス変換式ガス発生装置において、前記排出用孔を、該周壁部の周方向で互いに所定距離を隔てて複数設けると共に、それら各排出用孔に前記スクリュをそれぞれ挿通配置せしめる一方、前記貯水槽を、前記周壁部の外側で周方向に延びるように設けて、かかる複数のスクリュにより、前記排出物が該貯水槽内にそれぞれ導かれるようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、小さな排出用孔とスクリュによって、炉内の堆積物を一層効率的に排出することが可能となる。しかも、複数の排出用孔からスクリュでそれぞれ排出された排出物が、一つの貯水槽でまとめられることから、排出物の取り扱いが煩雑となるようなこともない。また、複数の排出用孔およびスクリュを装備することにより、そのうちの幾つかが作動不良になった場合でも、目的とする炉内堆積物の排出を実行することが出来るという利点もある。
【0017】
(本発明の態様4)
本発明の態様4は、前記態様1乃至態様3の何れかに係るバイオマス変換式ガス発生装置において、前記炉体の内部に、窒素ガス及び/又は炭酸ガスを供給するガス供給手段を設けたことを、特徴とする。このような本態様においては、窒素ガスや炭酸ガスを炉内に供給することで、炉内での酸化や熱分解反応を抑えることが出来ることから、例えば、本発明に従う排出機構による炉内堆積物の排出を開始する前に、或いは排出中に、ガス供給手段で窒素ガスや炭酸ガスを炉内に供給して炉内反応を抑えることにより、炉内堆積物の排出作業の安全性の更なる向上を図ったり、作業を一層速やかに行うことが可能となる。
【0018】
なお、かかる態様4においては、併せて、炉体の内部の圧力,温度およびガス濃度の少なくとも一つを検出するセンサを設けて、かかるセンサの検出信号の値が予め設定された許容範囲を外れた場合に、前記ガス供給手段を作動させて窒素ガス及び/又は炭酸ガスを炉内に供給せしめる自動監視システムを構成することも、炉の操業の安全性向上のために有効である。
【0019】
【発明の実施形態】
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。
【0020】
先ず、図1〜2には、本発明の一実施形態としてのガス発生装置10の全体構造が概略的に示されている。このガス発生装置10の基本構造は公知のものであるが、はじめに簡単に説明する。
【0021】
すなわち、図1,2中、12は、炉体であって、厚肉の大径円筒形状を有する周壁14の上部開口を上壁16で気密に覆蓋することによって構成されており、炉体12の内部に処理室18が形成されている。そして、この処理室18内に、外部から供給された植物燃料としての木質系燃料である細片状乃至は粒状のおが屑19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1では省略してあるが、周壁14は、図2に示されているように、例えば、耐火レンガ等で形成された内周壁11と鉄筋コンクリート等で形成された外周壁13の間に砂15を充填した多層の耐火構造をもって形成される。また、処理室18に晒された周壁14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12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14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。
【0022】
また、炉体12に形成された処理室18には、下部にロストル(火格子)20が設置されていると共に、このロストル20の下方に形成されたエア供給用空間22には、炉体12の周壁14を内外に貫通して配設されたエア供給管24の内側端部が開口せしめられている。そして、このエア供給管24の外側端部が、調節弁26を介して大気中に接続されており、該調節弁26を操作することによって、適当量のエアが、外部からエア供給管24を通じて処理室18に供給されるようになっている。なお、エア供給管24は、炉体12の周上で適数本設置され得る。また、周壁14の下部には、点火処理のための点火口25が、蓋部材27で閉塞可能に設けられている。
【0023】
さらに、炉体12の周壁14の上端部と下端部には、それぞれ、圧力放出装置28が装備されている。この圧力放出装置28は、周壁14を内外に貫通して圧力放出管30を配設せしめて、この圧力放出管30の内側端部を処理室18に開口せしめる一方、外側端部を鉛直下方に延び出させて、その先端部分を、水封容器32に貯めた水34の中に浸漬せしめて水中に開口させることによって構成されている。なお、水封容器32内の水34の水面は、図示しないレベリング手段で予め設定された水位に保持されるようになっている。また、圧力放出管30や水封容器32は、炉体12の周上で適数設置され得る。
【0024】
また、炉体12の上壁16には、ガス取出管36が貫通して配設されており、このガス取出管36の下端が処理室18に開口せしめられている一方、ガス取出管36の他端にはサイクロン38を介してガス吸引ファン40が接続されている。そして、ガス吸引ファン40の作動で生ぜしめられる負圧をガス取出管36を通じて処理室18に及ぼすことにより、おが屑19を処理して処理室18に生ぜしめられた発生ガスを、ガス取出管36から吸引し、サイクロン38でタールやダストを分離せしめて、続く清浄装置に送るようになっている。
【0025】
更にまた、炉体12の上壁16には、その中央部分を貫通して投入パイプ42が配設されている。この投入パイプ42は、円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12によって実質的に固定的に支持されている。なお、かかる投入パイプ42は、燃料(おが屑)の詰まりを防ぐために、下方に行くに従って次第に拡開するテーパが付されていても良い。そして、投入パイプ42は、その上端部が炉体12の上壁16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12の処理室18に差し入れられており、処理室18の高さ方向中間部分に開口位置せしめられている。
【0026】
さらに、炉体12の上壁16上には、燃料タンク44が載置されて固設されている。この燃料タンク44は、円形の底壁46と円筒形の筒壁48を有する中空円形の容器であって、上部開口には、金網等の通気性の蓋体が装着されていると共に、かかる蓋体の一部に燃料受口50が装備されている。また、燃料タンク44の上方にはホッパ52が配設されており、このホッパ52の下端に形成された吐出口が、燃料タンク44の燃料受口50上に開口せしめられている。
【0027】
そして、図示しない外部の貯蔵タンクから、おが屑が、搬送ファン54を用いたニューマチックコンベヤ等により、搬送パイプ56を通じてホッパ52に供給されるようになっている。更に、ホッパ52の吐出口を、ハンドルレバー等で開閉することで、ホッパ52に供給されたおが屑を、必要に応じて、燃料タンク44内に導き入れることが出来るようになっている。
【0028】
また、燃料タンク44における底壁46には、外周縁部の近くに位置して、円形の供給口64が貫設されており、この供給口64に対して、炉体12に装備された投入パイプ42の上端開口部が装着されている。これにより、燃料タンク44内のおが屑が、投入パイプ42内に導き入れられ、重力の作用で投入パイプ42を通じて炉体12の処理室18に供給されるようになっている。なお、燃料タンク44内には、おが屑を攪拌して供給口64に導くための攪拌羽根を装備させて回転駆動せしめることが望ましい。
【0029】
さらに、炉体12には、周壁14を貫通して適数本のガス導入管77が装着されており、これらガス導入管77の内側端部が炉内の処理室18に開口せしめられている一方、各ガス導入管77の外側端部には、電磁弁75を介して、窒素ガスや炭酸ガス(二酸化炭素ガス)等の不活性ガスのボンベ79が接続されている。そして、操業状態の異常を検出するための監視手段により異常が検出された場合には、直ちに電磁弁75を開いて、不活性ガスを炉内の処理室18に供給して発生ガスを排出し、炉内の酸化等の反応を停止させることが出来るようになっている。
【0030】
監視手段は、処理室18の適当な部位における温度を検出する温度センサ80と、処理室18の圧力を検出する圧力センサ82と、処理室18内の反応状況を検出するO2 センサ等のガス濃度センサ84と、炉外に設置されて処理室18からのガス漏れを検出するCOセンサ等のガス漏れセンサ86を含んで構成されている。これら各センサ80,82,84,86の検出信号が、図示しない制御手段に入力され、該制御手段において、予め設定された許容範囲に各検出信号が入っているか否かを判断するようになっている。そして、何れかのセンサ80,82,84,86の検出信号が許容範囲から外れていた場合には、何等かの異常が発生したものと判断し、電磁弁75の制御機構に駆動信号を送って、電磁弁75を開き、ガス導入管77を通じて、ガスボンベ79から不活性ガスを処理室18に供給するようになっているのである。
【0031】
上述の如き構造とされたガス発生装置10による、おが屑19の熱分解処理は、以下のようにして実行される。即ち、燃料タンク44に貯留されたおが屑19は、投入パイプ42を通じて落下して炉体12内の処理室18に供給される。処理室18では、投入パイプ42の下端開口を覆蓋する程の高さで均衡するまで、おが屑19が堆積せしめられ、この堆積物の最下部に着火される。なお、かかる着火は、点火口25を通じて行われ、その後、点火口25は、耐火レンガ等で閉塞せしめられる。そして、ガス吸引ファン40の吸引によって処理室18の下部のエア供給管24から空気が処理室18に吸い込まれてロストル20からおが屑19の堆積物内を空気が上昇すると、おが屑19は酸化燃焼して処理室18の下部炉心に赤熱部を生ずる。そして、投入パイプ42を通じておが屑19の堆積物の上方におが屑19を連続的に供給することにより、処理室18に堆積せしめられたおが屑19が、つぎつぎと酸化・還元(熱分解)されて発生炉ガス(可燃性有用ガス)とタール分を生成する。また、生成した高温の発生炉ガスとタール分は、その上昇過程で充満している比較的低温のおが屑19によって熱交換と濾過を施される。そして、処理室18の上部からガス取出管36を通じて、発生炉ガスを吸引して取り出し、サイクロン38等で除塵やタール分離を行って清浄化処理を施すことにより、目的とする有効ガスを取り出すようにする。
【0032】
そこにおいて、本実施形態のガス発生装置10には、炉体12の周壁15の下部に対して、内外に貫通する3本の排出用孔90が設けられている。なお、本実施形態では、一つの排出用孔90は、着火用の点火口25を閉塞する蓋部材27を貫通して形成されている。各排出用孔90には、円筒形状のスリーブ92が嵌着配置されており、周壁15を略水平に貫通して処理室18内でロストル20の上面に開口せしめられている。また、図面には明示されていないが、各排出用孔90は、耐火材で形成された蓋体を用い、必要に応じてモルタルを充填することで気密に覆蓋され得るようになっており、上述の如き通常の操業時には、各排出用孔90は、何れも、覆蓋状態に維持される。
【0033】
さらに、炉体12の外部には、各排出用孔90の外方に位置して、排出用孔90の管軸方向の延長線上に架台94が設置されている。そして、この架台94と、更に外方の控壁96によって、スクリュ98と駆動手段100を備えたスクリュコンベア102が支持されている。かかるスクリュコンベア102は、架台94と控壁96に設けられた図示しないガイドレールによって、排出用孔90の管軸上で、スクリュ98と駆動手段100を全体として往復移動可能に支持せしめた構造とされており、スクリュコンベア102の後退状態下では、図3に仮想線で示されているように、スクリュ98が、排出用孔90から外方に完全に抜け出して保持せしめられることにより、排出用孔90を図示しない蓋体で気密に覆蓋することができるようになっている。一方、スクリュコンベア102の前進状態下では、図2〜3にも示されているように、スクリュ98が、排出用孔90に差し入れられて挿通状態とされ、先端部分が炉内の処理室18の略中央にまで達する状態とされるようになっている。
【0034】
また、スクリュコンベア102の前進状態下においては、スクリュ98の基端部に外挿装着された外挿筒体104が、炉体12の周壁14に貫設されたスリーブ92の外側開口に対して、同一中心軸上で当接せしめられて軸方向に連接されることにより、それらスリーブ92と外挿筒体104で、スクリュコンベア102の搬送スリーブが構成されるようになっている。なお、外挿筒体104の基端側(図3中の右側)には、下方に開口する排出口106が設けられている。
【0035】
そして、スクリュ98を駆動手段100で回動作動させることにより、炉体12の処理室18内に堆積せしめられたおが屑19やその反応残留物の堆積物が、順次、スクリュ98で搬送スリーブ92,104内に導き入れられて、処理室18から排出され、搬送スリーブ92,104内を外方(図3中の右方)に送られる。また、搬送スリーブ92,104内を軸方向に送られた炉内堆積物は、外挿筒体104の基端部に形成された排出口106を通じて搬送スリーブ92,104から炉体12の外部に排出されるようになっている。
【0036】
また一方、炉体12の周壁14の外方には、周壁14の周りを取り囲むように延びる貯水槽108が形成されている。この貯水槽108は、図4にも示されているように、架台で支持された浅底矩形断面の水路110と、かかる水路110の一方の端部に形成された深底の集水升112によって構成されている。水路110は、周壁14の周りを一周弱の長さで延びており、該水路110上に、上述の3つのスクリュコンベア102における排出口106が、それぞれ開口位置せしめられている。要するに、スクリュコンベア102によって処理室18から搬出された炉内堆積物が、排出口106から排出された後、直ちに水路110内に落下せしめられて導き入れられるようになっているのである。
【0037】
また、貯水槽108には、水路110の一端部に形成された集水升112と、水路110の他端部114を接続するようにして電動ポンプ116が設置されている。そして、この電動ポンプ116により、集水升112から吸水した水を、必要に応じてフィルタ等を介して、水路110の他端部114に吐出させることにより、水路110の全長に亘って、集水升112に向かう水流が、常時、生ぜしめられるようになっている。
【0038】
更にまた、水路110には、適当な箇所、好ましくはスクリュコンベア102の排出口106の開口部位より僅かに下流側に水車118が設置されており、この水車118が回転せしめられることにより、水路110を流動せしめられる水の表層部分に浮かんだ流下物(炉内堆積物の排出物)が、水車118の羽根で強制的に沈下,水没させるようになっている。
【0039】
さらに、集水升112には、搬送手段としてのコンベア120,122が設置されている。特に本実施形態では、集水升112の底部にネットコンベア120が設置されていると共に、集水升112の水面付近に掻き上げコンベア122が設置されており、水路110と集水升112において循環せしめられる水流によって集水升112に集められた炉外排出物のうち、集水升112における沈降物が、ネットコンベア120で集められて集水升112から搬出されるようになっていると共に、集水升112における浮上物が、掻き上げコンベア122で集められて集水升112から搬出されるようになっている。そして、これら両コンベア120,122で集水升112から採り上げられた炉外排出物は、外部搬出コンベア124に載せられて、予め設けた適当な貯蔵所126に搬送されて集められるようになっている。なお、かかる貯蔵所126は、炉体12が設置された建屋の屋外に設けることが望ましい。また、かかる貯蔵所126は、例えば、地盤を掘り下げて設けた穴によって構成され、通常の操業時には、砂を充填して埋めておき、必要な場合に砂を取り除いて利用し、更に、炉内排出物の全部を投入した後は、直ちに砂を上から被せておくことによって、安全性を確保することが望ましい。また、かかる貯蔵所126に集めた炉外排出物は、後日、燃料として再利用することも可能である。
【0040】
なお、上述のネットコンベア120や掻き上げコンベア122は、循環駆動せしめられる無限ベルトの外周面に網状或いはプレート状のフィンを装着せしめたものであって、例えばサトウキビの土砂除去装置や、製茶選定装置等において採用されている従来から公知のものが、適宜に採用され得ることから、ここでは、詳細な説明を省略する。尤も、集水升112から、炉外排出物を外部に取り出し得るものであれば良く、網状のバケットを採用した掻き上げ装置なども、適宜に採用可能である。
【0041】
上述の如き構造とされたガス発生装置10においては、定期的な保守,管理等に際して、或いは何等かの異常が発生した場合に、炉体12の周壁14に設けた各排出用孔90を開口させて、そこにスクリュコンベア102を設置することで、かかるスクリュコンベア102によって、炉内の堆積物(19)を、人手によることなく速やかに炉外に排出させることが出来るのであり、しかも、排出された炉内堆積物(19)は、直ちに、貯水槽108に蓄えられた水に接触せしめられて消火,低温化されることから、火災などの二次的な災害も有利に防止され得て、優れた安全性が確保され得るのである。
【0042】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更,修正,改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【0043】
例えば、前記実施形態では、本発明を、おが屑を燃料としたバイオマス変換式ガス発生装置に適用したものの一具体例を示したが、その他、例えば、豆腐製造に伴って発生する「おから」や、コーヒー豆カス,藁屑,乾燥海苔,藻類小片等、或いはそれらの混合物などの各種の植物燃料を利用したバイオマス変換式の各種ガス発生装置に、本発明を適用することが可能である。
【0044】
また、前記実施形態では、スクリュコンベア102が退避可能に装備されており、炉内堆積物の排出作業時以外では、排出用孔90が耐火物で閉塞されるようになっていたが、かかる排出用孔90を常時開口させて、そこにスクリュコンベア102を常時配設位置せしめた状態とすることも可能である。なお、その場合には、スクリュコンベア102において充分な耐熱性等が考慮されることは勿論であるが、それに加えて、外挿筒体104の排出口106の外部開口を水路110の水中に開口させて、排出用孔90を気密に封止した状態に保持しておくようにすることが望ましい。
【0045】
更にまた、スクリュコンベア102の配設数や位置は、実施形態のものに限定されるものでなく、例えば、炉体12の周壁14において互いに高さ方向で異なる位置にスクリュコンベア102を装着するようにしても良い。
【0046】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされたバイオマス変換式ガス発生装置においては、炉体周壁部の下部にスクリュコンベアが構成されて、炉内の堆積物を小さな排出用孔から外部に速やかに且つ安全に排出することが出来るのであり、しかも、炉内からの排出物は、直ちに貯水槽に導かれて水と接触せしめられることから、二次的な火災等の問題も効果的に防止され得る。それ故、ガス発生装置の保守,点検等の作業が容易となると共に、何らかのトラブルが発生した場合にも、炉内堆積物を安全に且つ速やかに排出することにより、迅速な対応が可能となり、ガス発生装置の安全性が大幅に向上され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてのガス発生装置の概略構造を示す縦断面説明図である。
【図2】図1に示されたガス発生装置における横断面説明図である。
【図3】図1に示されたガス発生装置におけるスクリュコンベアの要部を拡大して示す縦断面説明図である。
【図4】図1に示されたガス発生装置における貯水槽の要部を拡大して示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
10 ガス発生装置
12 炉体
18 処理室
19 おが屑
24 エア供給管
36 ガス取出管
42 投入パイプ
44 燃料タンク
90 排出用孔
102 スクリュコンベア
106 排出口
108 貯水層
110 水路
112 集水升
116 電動ポンプ
118 水車
120 ネットコンベア
122 掻き上げコンベア
124 外部搬出コンベア[0001]
【Technical field】
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biomass conversion type gas generator that generates combustible useful gas such as carbon monoxide and hydrogen using plant fuel such as plants and algae as a raw material, and particularly relates to a furnace for maintenance, inspection and emergency. The present invention relates to a biomass conversion type gas generator having a novel structure, which has a discharge mechanism capable of rapidly and safely discharging plant fuel and its residue remaining therein.
[0002]
[Background Art]
Conventionally, biomass conversion, which is one of the energy utilization technologies by gasification of biomass, has been used as a kind of utilization equipment for woody waste such as sawdust, shavings, wood chips, and thinned wood that are generated in large quantities in the wood processing industry. Gas generators of the type are known.
[0003]
In such a gas generator, for example, as shown in Patent Document 1, an air intake port is provided at a lower portion of a vertical hollow furnace body, and a charging pipe extending substantially vertically through an upper wall is provided. Then, while supplying sawdust into the furnace from the fuel tank installed above the furnace body through the input pipe, the sawdust after pyrolysis is oxidized and burned at the bottom of the sawdust accumulated in the furnace, and the heat generated generates By drying and thermally decomposing the sawdust, a pyrolysis gas is generated. The pyrolysis gas generated in the middle to lower layers of the sawdust accumulated in the furnace is cooled and filtered by permeating the accumulated sawdust, and is then sucked through a gas suction pipe opened at the top of the furnace body. After that, dust and tar are removed by an appropriate purification device such as a cyclone to be used as a clean combustible gas. It becomes.
[0004]
[Patent Document 1]
Published Japanese Utility Model Application No. Hei 6-84109
By the way, such a gas generator can theoretically generate no residue after pyrolysis as long as sawdust is used as fuel, and can be operated continuously for a long period of several years or more. It is necessary to interrupt the operation for regular inspection and maintenance, or to cope with any trouble that has occurred. In addition, for inspection, maintenance, troubleshooting, and the like, it is necessary to quickly discharge outside the furnace any sawdust and oxidative and pyrolytic residues remaining in the furnace, such as silicon dioxide contained in bark.
[0006]
However, in order to carry out the pyrolysis reaction stably, in addition to the fact that vegetable fuel is always deposited at a height of several meters in the furnace, in addition to ensuring the heat insulation and airtightness of the furnace to the outside, In order to perform the operation safely and stably, the furnace body is constructed of a thick peripheral wall made of concrete, fire-resistant brick or the like, and only a small discharge port is provided at a lower portion of the furnace body. For this reason, during inspections and the like described above, a large amount of sediment etc. in the furnace must be manually scraped out of the furnace from a small discharge port provided at the bottom of the furnace body using a scoop or the like and discharged to the outside of the furnace. Was required, and the work required a great deal of labor and time.
[0007]
In addition, such a manual discharge operation of the sediment in the furnace must be performed in a poor environment due to generated gas filled in the furnace and dust generated when the sediment in the furnace is discharged. It was cumbersome, requiring recognition and specialized knowledge and experience.
[0008]
In particular, when discharging furnace deposits when dealing with any kind of troubles, since the discharged materials are still in a high temperature state, the work becomes more difficult, and effective and prompt measures are taken for the troubles. There was a problem that it was difficult.
[0009]
[Solution]
Here, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the problem to be solved is to form a large discharge port that impairs the heat insulation and confidentiality of the furnace body. It is another object of the present invention to provide a biomass conversion type gas generator having a novel structure provided with a discharge mechanism capable of discharging the sediment and the like in the furnace easily, safely, and quickly out of the furnace.
[0010]
[Solution]
Hereinafter, embodiments of the present invention made to solve such problems will be described. The components employed in each of the embodiments described below can be employed in any combination as much as possible. In addition, aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the entire specification and drawings, or based on the invention ideas that can be understood by those skilled in the art from the descriptions. It should be understood that it is recognized on the basis of.
[0011]
(Aspect 1 of the present invention)
In the first aspect of the present invention, the plant fuel is supplied to the inside of the furnace body from an input pipe disposed through the upper wall of a vertical hollow furnace body having a cylindrical peripheral wall portion. In the biomass conversion type gas generator in which the sediment of the vegetable fuel is oxidized and thermally decomposed inside and the generated gas is sucked and collected outside the furnace, a discharge hole is provided at a lower portion of a peripheral wall portion of the furnace body. In addition, a screw driving means for rotating and driving the screw is provided while a screw is inserted and arranged in the discharge hole, and a discharge mechanism for discharging the deposits in the furnace to the outside of the furnace by rotating the screw is configured. On the other hand, a water storage tank is provided outside the peripheral wall portion of the furnace body so that the discharge discharged from the furnace by the discharge mechanism is guided into the water storage tank, and the discharge is stored in the water storage tank. That a transport means for transporting from inside to a predetermined place is provided, And butterflies.
[0012]
In the biomass conversion type gas generator configured as described above according to this aspect, the screw disposed at the lower portion of the peripheral wall of the furnace constitutes a conveyor that discharges deposits in the furnace to the outside through the discharge holes. In particular, since the sediment in the furnace and the residue due to oxidation or thermal decomposition are basically powdery or granular, even if compacted, the screw-type conveyor can reduce the efficiency through small discharge holes. It can be drained out. In addition, since the discharge from the furnace is immediately led to the water storage tank and brought into contact with water, a secondary fire or the like can be avoided. Since the material contains water, the handling becomes easy, and the deterioration of the environment due to the discharge becoming dust and being rolled up can be prevented.
[0013]
Therefore, according to the present invention, deposits and the like in the furnace can be automatically and safely and promptly removed from the furnace without providing a large discharge hole in the furnace body peripheral wall so as to impair the heat insulation and airtightness of the furnace. It is possible to realize a discharge mechanism capable of discharging to the outside, whereby it is possible to easily discharge the sediment in the furnace to the outside of the furnace during maintenance and inspection of the gas generator, and Even if any trouble occurs, it is possible to quickly and safely discharge the furnace deposits safely and promptly.
[0014]
(Aspect 2 of the present invention)
An aspect 2 of the present invention is the biomass conversion type gas generator according to the aspect 1, wherein the discharge hole is formed in the peripheral wall portion so as to be able to be closed, and the discharge hole is opened as necessary. The screw can be inserted and arranged in the discharge hole. In this embodiment, by closing the discharge hole during normal operation, it is possible to prevent gas leakage, inflow of outside air, and the like through the discharge hole. Further, since the screw is also removed during normal operation, damage to the discharge mechanism including the screw can be prevented.
[0015]
However, the biomass conversion type gas generator according to the first aspect of the present invention is not limited to the second aspect, and it is also possible to always open a discharge hole, and to insert a screw into the discharge hole. You may make it always insert and arrange. In such a case, in order to prevent gas leakage from the inside of the furnace to the outside of the furnace or inflow of outside air from outside the furnace into the furnace through the discharge hole, the opening outside the furnace of the discharge hole is used. Is desirably opened in water stored in an external water tank or the like.
[0016]
(Embodiment 3 of the present invention)
A third aspect of the present invention is the biomass conversion type gas generator according to the first or second aspect, wherein a plurality of the discharge holes are provided at a predetermined distance from each other in a circumferential direction of the peripheral wall portion, and each of the discharge holes is provided for each of the discharge holes. The screws are inserted into the holes, respectively, while the water storage tank is provided so as to extend in the circumferential direction outside the peripheral wall portion, and the plurality of screws guide the discharged material into the water storage tank. The feature is that it is. In this aspect, the small discharge holes and the screws allow the deposits in the furnace to be discharged more efficiently. In addition, since the discharged substances respectively discharged by the screws from the plurality of discharge holes are collected in one water storage tank, the handling of the discharged substances does not become complicated. In addition, by providing a plurality of discharge holes and screws, there is an advantage that even if some of them are malfunctioning, the intended discharge of furnace deposits can be executed.
[0017]
(Embodiment 4 of the present invention)
According to a fourth aspect of the present invention, in the biomass conversion type gas generator according to any one of the first to third aspects, gas supply means for supplying a nitrogen gas and / or a carbon dioxide gas is provided inside the furnace body. Is the feature. In this embodiment, since the oxidation and the thermal decomposition reaction in the furnace can be suppressed by supplying the nitrogen gas or the carbon dioxide gas into the furnace, for example, the deposition in the furnace by the discharge mechanism according to the present invention is performed. Before or during the discharge of materials, the supply of nitrogen gas or carbon dioxide into the furnace by gas supply means to suppress the reaction in the furnace, thereby improving the safety of the discharge operation of sediments in the furnace. It is possible to further improve and to perform the work more quickly.
[0018]
In the fourth aspect, a sensor for detecting at least one of the pressure, temperature, and gas concentration inside the furnace body is provided, and the value of the detection signal of the sensor deviates from a preset allowable range. In such a case, it is also effective to configure an automatic monitoring system for supplying nitrogen gas and / or carbon dioxide gas into the furnace by operating the gas supply means to improve the safety of the operation of the furnace.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
First, FIGS. 1 and 2 schematically show the entire structure of a
[0021]
That is, in FIGS. 1 and 2,
[0022]
Further, in the
[0023]
Further, a
[0024]
A
[0025]
Further, a charging
[0026]
Further, a
[0027]
Then, sawdust is supplied from a not-shown external storage tank to the
[0028]
Further, a circular supply port 64 is provided in the bottom wall 46 of the
[0029]
Further, an appropriate number of gas introduction pipes 77 are attached to the
[0030]
Monitoring means includes a gas sensor such as a
[0031]
The thermal decomposition of the
[0032]
Here, in the
[0033]
Further, a
[0034]
In addition, when the
[0035]
When the
[0036]
On the other hand, outside the
[0037]
An
[0038]
Furthermore, a
[0039]
Further,
[0040]
The
[0041]
In the
[0042]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, this is merely an example, and the present invention is not to be construed as being limited in any way by the specific description in such embodiments. Based on the knowledge of the present invention, various changes, modifications, improvements, and the like can be carried out, and any of such embodiments does not depart from the spirit of the present invention. It goes without saying that it is included within.
[0043]
For example, in the above-described embodiment, a specific example in which the present invention is applied to a biomass conversion type gas generator using sawdust as a fuel has been described, but other examples include, for example, `` okara '' and The present invention can be applied to various biomass conversion type gas generators using various plant fuels such as coffee bean scum, straw waste, dried laver, algal chips, and the like, or a mixture thereof.
[0044]
Further, in the above-described embodiment, the
[0045]
Furthermore, the number and positions of the
[0046]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the biomass conversion type gas generator having the structure according to the present invention, a screw conveyor is formed at the lower portion of the furnace body peripheral wall portion, and sediments in the furnace are discharged from small discharge holes. It can be discharged quickly and safely to the outside. In addition, since the discharge from the furnace is immediately led to the water storage tank and brought into contact with water, secondary fires and other problems are also effective. Can be prevented. Therefore, work such as maintenance and inspection of the gas generator becomes easy, and even in case of any trouble, by quickly and safely discharging the deposits in the furnace, quick response becomes possible. The safety of the gas generator can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory longitudinal sectional view showing a schematic structure of a gas generator as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of the gas generator shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory longitudinal sectional view showing an enlarged main part of a screw conveyor in the gas generator shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory longitudinal sectional view showing a main part of a water storage tank in the gas generator shown in FIG. 1 in an enlarged manner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記炉体の周壁部の下部に排出用孔を設けて、該排出用孔にスクリュを挿通配置すると共に、該スクリュを回動駆動するスクリュ駆動手段を設けて、該スクリュの回動作動により炉内の堆積物を炉外に排出せしめる排出機構を構成する一方、該炉体の周壁部の外側に貯水槽を設けて、該排出機構により炉内から排出された排出物が該貯水槽内に導かれるようにすると共に、該排出物を該貯水槽内から所定場所まで搬送する搬送手段を設けたことを特徴とする排出機構を備えたバイオマス変換式ガス発生装置。Vegetable fuel is supplied into the inside of the furnace body from an input pipe disposed through the upper wall of a vertical hollow furnace body having a cylindrical peripheral wall portion, while the plant fuel is supplied inside the furnace body. In a biomass conversion type gas generator that oxidized and thermally decomposed the sediment and collected the generated gas by suction outside the furnace,
A discharge hole is provided at a lower portion of a peripheral wall portion of the furnace body, a screw is inserted and arranged in the discharge hole, and screw driving means for rotating the screw is provided. While forming a discharge mechanism for discharging the sediment in the furnace outside the furnace, a water storage tank is provided outside the peripheral wall of the furnace body, and the discharge discharged from the furnace by the discharge mechanism is stored in the water storage tank. A biomass conversion type gas generator equipped with a discharge mechanism, characterized in that the discharge means is provided with a transfer means for transferring the discharged material from the inside of the water storage tank to a predetermined location.
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JP2009051956A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Hakujisha:Kk | Elevated temperature reduction thermochemical decomposition plant for biomass |
JP2009114229A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Yanmar Co Ltd | Gasification furnace |
JP2018500403A (en) * | 2014-11-14 | 2018-01-11 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイ | Method and apparatus for gasifying raw materials and gaseous product |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009051956A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Hakujisha:Kk | Elevated temperature reduction thermochemical decomposition plant for biomass |
JP2009114229A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Yanmar Co Ltd | Gasification furnace |
JP2018500403A (en) * | 2014-11-14 | 2018-01-11 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイ | Method and apparatus for gasifying raw materials and gaseous product |
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