JP2013539852A - バイオ材料を燃焼室又はキャブレターチャンバーへと案内するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、加圧された燃焼室又はキャブレターチャンバー１へとバイオ材料を案内するための装置であって、バイオ材料を圧力管３へと供給するための供給装置２であって、プランジャー４が、バイオ材料で構成された圧縮プラグ６を形成するためにプランジャーが圧力ロック５に対して燃焼室又はキャブレターチャンバー１へと前後に動かされることができるように案内され、プランジャーは、燃焼室１に対してシールされると共に周期的に燃焼室１へと前方に動かされる供給装置２を具備する装置に関する。

Description

本発明は、バイオ材料を加圧された燃焼室又はキャブレターチャンバーへと案内するための装置に関する。

現在公知なのは、主に、有機物起源の及び有機物起源ではない固形燃料或いはこうした燃料の組合せの固形燃料を、動力のために燃焼室又はキャブレターチャンバーに案内するための以下の方法であり、加熱及び冷却製造：ロータリースターバルブ、圧力スウィングロック、プレス、プラグ又は圧縮スクリューである。

有機物起源の燃料は、林業からの木材チップ又は削りくず、鋸屑、葉、草,刈った草、麦わら、刻まれた廃棄物、及び、農作物、圧縮残留物、例えば液体添加物としての廃棄料理油も同様に含むことができる。

有機物起源の燃料は、細断されたプラスチック材料、廃棄物、ゴム、を含むことができるが、例えば天然オイル残留物の液体添加剤又は下水スラッジも含むことができる。

公知の先行技術は、様々な欠点を有する。

ロータリースターバルブは、効果的な吐出機能を提供するため、非常に正確に機能させなければならない。熱の影響で滑走する表面が摩耗され又は歪んだとき、これらの装置は急速に気密性を損なう。ロータリースターバルブは高価であり、低圧力差においてのみ用いられることができ、高いレベルの摩耗を受け、機能を損なう。更に、燃料が燃焼室へと吐出された後に圧力体積が燃焼室の圧力を受ける、燃焼室から再付与された圧力体積の、プロセス中のそれぞれの分割された押し出しは、好適ではない。

圧力スウィングロックは、ロータリースターバルブと分離して使用され、或いは、ロータリースターバルブと結合されて使用されるが、システムからの繰り返す圧力吐出の類似の欠点を有し、摩耗又は熱の影響の結果として、特にシール面に高いレベルの摩耗を受ける。システムは、高価となり、高い頻度で保守を必要とする。特に、より高い圧力及びより高い温度を受けたとき、大気雰囲気に対する効果的な技術的シールを全く提供しない。

プレス、プラグ、又は圧縮ねじは、燃料の圧縮及びそれによる圧力ロック機能が実現される原理によって駆動する。こうしたシステムは、円錐形（cone snail）の設計を有することが多い。これらのシステムは、過度の摩擦によって、輸送される燃料が、螺旋状マウントにおいて詰まり、こうした輸送機能を抑制するといった欠点を有する。システムは、停止されなければならず、螺旋状マウントは、複雑な手動プロセスで洗浄されなければならない。破損の危険性のため、プラグねじは、高価な鍛造材料から製造されることが多く、低圧力差でのみ効果的に用いられ得る。

本発明は、上述された欠点を防ぐことのできる冒頭で述べた形式の圧力キャブレター装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく装置は、バイオ材料のための供給装置を提供する圧力管を特徴とする。その圧力管は、プランジャーであって、前後に動かされることができ、バイオ材料で構成される圧縮プラグを形成することによって圧力ロックに対して燃焼室及びキャブレターチャンバーをシールし、好適には、バイオ材料の圧密及び圧縮を生じさせる加水分解によって燃焼室をシールし、燃焼室へと周期的に前方に押されるプランジャーを提供する。

従って、本発明は、圧力管内のプランジャーによるバイオ材料の圧縮に基づく。結果としての壁は圧力管内の材料がこうした高い抵抗を生じさせることが明らかであるため、内圧に対して成長する燃料プラグは、大気雰囲気に対して効果的なロックを形成する。プランジャーは、圧力管の内側で軸線方向に前後に移動し、各ストロークで新しいバイオ材料、かなり圧縮されたそのバイオ材料を圧力管内へと吐出し、結果として生じた燃料プラグを前方へと移動させる。

案内されたバイオ材料の摩擦及び高い断熱圧縮のため、バイオ材料は、均質化され、残留水分による高温水水蒸気の化学的活性のため、バイオ材料は表面で加水分解され、例えばセルロースの場合、糖分子を解放し、同様に、材料を共に固着させる。結果としての圧縮プラグは、燃焼室又はキャブレターチャンバーの開口部をシールし、こうして圧力ロックとして用いられることができる。

好適には、プランジャーの各ストロークで、バイオ材料のペレットは形成され、あらかじめ形成された圧縮プラグペレットを前方へと移動させる。

本発明に係る更なる特徴によれば、圧力管内のプランジャーは、最大６００ストローク／分の周波数で操作されることができ、最大３００ｔの荷重が付与される。

しかしながら、プランジャーは、毎秒１から１０の前方移動で操作されてもよく、システムの寸法によって且つプランジャーの設計によって数ｋｇ（例えばハンマー）と数トン（ハイドロリック）の間の範囲となり得る衝撃荷重で操作されてもよい。

次いで、本発明は、概略的断面図で装置が示された図面を参照しつつ、実施形態によってより詳細に説明される。

（原文記載なし）

装置は、概して符号１で示され、３ＭＰａ（３０ｂａｒ）と０．５ＭＰａ（５ｂａｒ）との間の圧力を受ける圧力キャブレターチャンバー（図示せず）において構成される。しかしながら、必要に応じて、例えば１５ＭＰａのかなり高い圧力でも操作され得る。燃焼室又はキャブレターチャンバー１における２００℃及び１６００℃間の温度へのガスの加熱によって、妨害化合物、例えばガス化プロセスから生じる長鎖タール化合物が漏出される（cracked open）。

圧力キャブレターの本質的特徴は、ガス化プロセスのために純酸素を使用することである。これは、無用の大気窒素を加熱することによってシステムから熱エネルギーを引き出す必要がないため、顕著にその有効性を上げる。

圧力キャブレターの別の本質的な特徴は、一体化された熱回収によって示され、冷却に用いられた水は、過熱蒸気となり、次いで完全に合成ガスとなり、フィルタリングされ、次いで圧力をかけて凝縮される。

本発明に基づいた圧力キャブレターにおいて、バイオ燃料は、高温に耐えることができ且つ冷却装置（図示せず）を有する供給装置２によって圧力管３へと案内される。流出口端部においてその燃焼室又はキャブレターチャンバー１へとテーパー状であり又は溝を有して設計され得る圧力管３において、駆動装置（図示せず）によって周期的に推進されるプランジャー４は、最大６００ストローク／分の周期で且つ最大３００ｔの荷重ストロークで前後に動かされることができる。圧力管３の圧力ロック５において、プランジャー４は、案内されたバイオ材料を圧縮し、圧縮プラグ６において、ペレット形状のバイオ材料は、連続的に燃焼室又はキャブレターチャンバー１へと前方に運ばれる。同時に、圧縮プラグ６は、燃焼室又はキャブレターチャンバー１に対して圧力管３をシールする目的を有する。

結果として、本発明は、バイオ材料を漸進的に燃焼室又はキャブレターチャンバーへと案内するための簡易で安全且つ費用効率の高い装置を提供する。加圧のため、圧縮されたバイオ材料は均質化され、材料の圧密及び圧縮を実現する。プランジャーは、ハイドロリックラム又はガス圧力パンチの設計を有することができる。駆動システムは、機械的圧力スクリュープレス、電気的圧力シリンダー、ハンマー、又は、ラムクランクシャフトフライホイールシステムとして設計されることもできる。

当業者は、本発明の内容に関し、説明された実施形態が、特にプランジャーの供給装置及び駆動システムに関する様々な方法で変形され得ることを理解する。

Claims (5)

1. バイオ材料を加圧された燃焼室又はキャブレターチャンバー（１）へと案内するための装置において、
   前記バイオ材料のための供給装置（２）を有する圧力管（３）であって、前後に動かされることができ且つ前記バイオ材料で構成される圧縮プラグを形成することによって圧力ロックに対して前記燃焼室及び前記キャブレターチャンバーをシールするプランジャーを有し、好適には、該プランジャーは、前記バイオ材料の圧密及び圧縮を生じさせる加水分解によって前記燃焼室をシールし、且つ、前記プランジャーが、前記燃焼室へと周期的に前方に押される圧力管（３）を特徴とする装置。
2. 前記バイオ材料が、ペレットであって、前記プランジャー（４）によって連続的に前記燃焼室又は前記キャブレターチャンバー（１）へと前方に動かされるペレットへと形成されたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記圧力管（３）が、高温に耐えることができる材料から構成され、且つ／又は、好適には流出口端部において溝を有してテーパー状に設計された冷却装置を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載の装置。
4. 前記圧力管（３）内の前記プランジャー（４）が、最大６００ストローク／分の周波数で操作され得ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置。
5. 前記プランジャー（４）が、最大３００ｔの荷重を付与され得ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置。

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