JP6992681B2

JP6992681B2 - サイロ、サイロシステム及びサイロの固体燃料排出方法

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Publication number: JP6992681B2
Application number: JP2018107728A
Authority: JP
Inventors: 真人大池; 貴司後藤
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2038-06-05
Also published as: JP2019210704A

Description

本発明は、固体燃料を貯留するサイロ、サイロシステム及びサイロの固体燃料排出方法に関する。

近年、地球環境問題への取り組みとして低炭素社会の実現が求められている。例えば、石炭を用いて発電を行う火力発電所では、石炭とバイオマス固体燃料とを混焼することによって発電に用いられる石炭の使用量を減らし、ＣＯ_２を削減する技術が積極的に導入されている。

バイオマス固体燃料や石炭などの複数の固体燃料を組み合わせて混焼する場合には、混焼することによって発生する硫黄分や窒素分の濃度調整、及び、硫黄酸化物や窒素酸化物の発生量の均一化を図るために、複数の固体燃料の混合割合の調整が行われる。このため、一般には、固体燃料の物性ごとにサイロを設置して、物性の異なる固体燃料をそれぞれのサイロに貯留し、各サイロから所望の混合割合となるように固体燃料を払い出して混合している（特許文献１など）。また、特許文献２には、物性の異なる複数の固体燃料が貯留可能なように四つの縦型の貯留槽が一体的に形成されたサイロが開示されている。このサイロでは、四つの縦型の貯留槽の底部にそれぞれ設けられた排出口から自然流下によって固体燃料が排出される。

特開２０１７－１３３７４９号公報特開平７－２７９４７６号公報

ところで、石炭を燃料として用いた火力発電所において、バイオマス固体燃料を新たに加える場合には、バイオマス固体燃料を貯留するためのサイロを新たに設置する必要がある。しかしながら、既存の火力発電所の敷地内に新たなサイロを設置する場合、設置スペースが限られているため、用地の確保が容易ではなかった。このため、バイオマス固体燃料を貯留するためのサイロを新たに設置せず、石炭を貯留していたサイロを、バイオマス固体燃料を貯留するためのサイロとして用いることが求められていた。しかしながら、単に石炭とバイオマス燃料とでサイロを共用しても、石炭とバイオマス固体燃料との物性が異なることに起因して、サイロのホッパー部内でバイオマス固体燃料のブリッジが形成されることなどにより、バイオマス固体燃料の払い出し不良が発生するおそれがあり、このような払い出し不良の課題は、石炭とバイオマス固体燃料とに限らず、異なる物性を有する固体燃料の貯留に単一のサイロを共用する場合に生じ得る共通の課題であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異なる物性を有する固体燃料の貯留に共用しても適切に固体燃料を払い出すことができるサイロ、サイロシステム及びサイロの固体燃料排出方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサイロは、固体燃料を貯留可能であって、貯留される固体燃料を排出する第１排出口及び第２排出口を有する貯留部と、前記貯留部に貯留された固体燃料を前記第２排出口に強制的に導くことが可能な強制払い出し手段と、を有し、前記第１排出口は貯留された固体燃料を自然流下により前記貯留部外に排出可能な位置に配置され、前記第２排出口は貯留された固体燃料を前記強制払い出し手段の作動により前記貯留部外に排出可能な位置に配置されたことを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記第１排出口から排出された固体燃料及び／または前記第２排出口から排出された固体燃料を、所定の搬送先へ搬送する搬送手段を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記強制払い出し手段は、前記貯留部内に配置された軸中心に回転可能なブレードと、該ブレードの軸中心を所定方向に移動可能な移動部とを有し、前記ブレードの回転と移動により、貯留された固体燃料を前記第２排出口に導くことを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記貯留部に貯留された固体燃料を自然流下により前記第１排出口に導く斜面部を有し、一部が自然流下による貯留された固体燃料の前記第２排出口からの排出を防ぐよう構成されたホッパー部と、前記第１排出口を開閉する開閉部材とを有することを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記第１排出口から排出された固体燃料を移送するための移送手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記移送手段は、前記固体燃料を一定量毎に分けて移送することが可能な構成を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記貯留部は、異なる種類の前記固体燃料を分割して貯留することが可能に区分けされていることを特徴とするものである。

また、本発明に係るサイロシステムは、固体燃料を貯留可能であって、貯留される固体燃料を排出する第１排出口及び第２排出口を有する貯留部と、前記貯留部に貯留された固体燃料を前記第２排出口に強制的に導くことが可能な強制払い出し手段と、前記第１排出口を開閉する開閉部材と、を有し、前記第１排出口は貯留された固体燃料を自然流下により前記貯留部外に排出可能な位置に配置され、前記第２排出口は貯留された固体燃料を前記強制払い出し手段の作動により前記貯留部外に排出可能な位置に配置されたサイロと、前記貯留部に貯留される固体燃料の物性に基づいて、前記貯留部に貯留された固体燃料の前記貯留部外への排出方法を決定し、決定された排出方法に応じて前記開閉部材と前記強制払い出し手段の作動を制御する制御部と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記制御部は、前記貯留部に貯留される固体燃料の物性に基づいて、前記貯留部に貯留された固体燃料の自然流下による前記貯留部外への排出と、前記強制払い出し手段の作動による前記貯留部外への排出を前記第１排出口及び前記第２排出口から行う第１の排出方法と、前記第１排出口を前記開閉部材で閉塞し、前記強制払い出し手段の作動による前記第２排出口からの排出を行う第２の排出方法のいずれかを決定し、決定された排出方法に応じて前記開閉部材と前記強制払い出し手段との作動を制御することを特徴とするものである。

また本発明の一側面は、前記貯留部の下部には、前記第１排出口及び前記第２排出口と連通したホッパー部が設けられており、前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料のマスフロー限界角が、前記ホッパー部のホッパー角以下の場合には前記第１の排出方法に、前記ホッパー部のホッパー角より大きい場合には前記第２の排出方法に決定することを特徴とするものである。

また本発明の一側面は、前記貯留部の下部には、前記第１排出口及び前記第２排出口と連通したホッパー部が設けられており、前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料のマスフロー限界角が、前記ホッパー部のホッパー角より大きい場合であるか、もしくは前記固体燃料の閉塞限界径が、前記第１排出口の直径より大きい場合には前記第２の排出方法に決定することを特徴とするものである。

また本発明の一側面は、前記貯留部の下部には、前記第１排出口及び前記第２排出口と連通したホッパー部が設けられており、前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料のマスフロー限界角が、前記ホッパー部のホッパー角以下であり、且つ前記固体燃料の閉塞限界径が、前記第１排出口の直径以下だった場合には前記第１の排出方法に決定することを特徴とするものである。

また本発明の一側面は、前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料の前記強制払い出し手段による粉化率が所定値以下の場合、前記第２の排出方法に決定することを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記貯留部に貯留される固体燃料の物性情報を前記制御部に入力する入力手段を有し、前記制御部は、前記入力手段により入力される固体燃料の物性情報に基づいて、前記貯留部に貯留される固体燃料の前記貯留部外への排出方法を決定することを特徴とするものである。

また、本発明の一側面は、前記物性情報と前記貯留部に貯留される固体燃料を識別する識別情報とを対応付けて記憶した記憶部を有し、前記制御部は、前記入力手段により特定される固体燃料の識別情報と、前記記憶部で対応付けられた前記物性情報とに基づいて、固体燃料の前記貯留部外への排出方法を決定することを特徴とするものである。

また、本発明に係るサイロの固体燃料排出方法は、固体燃料を貯留可能であって、貯留される固体燃料を排出する第１排出口及び第２排出口を有する貯留部と、前記貯留部に貯留された固体燃料を前記第２排出口に強制的に導くことが可能な強制払い出し手段と、前記第１排出口を開閉する開閉部材と、を有し、前記第１排出口は貯留された固体燃料を自然流下により前記貯留部外に排出可能な位置に配置され、前記第２排出口は貯留された固体燃料を前記強制払い出し手段の作動により前記貯留部外に排出可能な位置に配置されたサイロを有し、前記貯留部に貯留される固体燃料の物性情報を取得する工程と、前記物性情報に基づいて、前記貯留部に貯留された固体燃料の自然流下による前記貯留部外への排出と、前記強制払い出し手段の作動による前記貯留部外への排出とを前記第１排出口及び前記第２排出口から行う第１の排出方法と、前記第１排出口を前記開閉部材で閉塞し、前記強制払い出し手段の作動による前記第２排出口からの排出を行う第２の排出方法のいずれかを決定する工程と、決定された排出方法で前記貯留部に貯留される固体燃料の前記貯留部外への排出を実行することを特徴とするものである。

本発明に係るサイロ、サイロシステム及びサイロの固体燃料排出方法は、異なる物性を有する固体燃料の貯留に共用しても適切に固体燃料を払い出すことができる。

図１は、実施形態に係るサイロの概略構成を示した図である。図２は、実施形態に係る三つのホッパー部を上方から見た図である。図３は、実施形態に係るサイロシステムの構成を示すブロック図である。図４は、回転式払い出し機が位置する箇所でホッパー部をホッパー部並び方向と直交する方向から見た図である。図５は、ホッパー部の要部をホッパー部並び方向から見た図である。図６は、実施形態に係るサイロにおける固体燃料の受け入れから払い出しまでの一連の流れの一例を示したフローチャートである。図７は、実施形態に係るサイロにおける固体燃料の払い出し方法の決定制御の一例を示したフローチャートである。図８は、サイロの貯留槽内に三つのホッパー部を分割するための分割壁を設けた場合を示した図である。

以下に、本発明に係るサイロ、サイロシステム及びサイロからの固体燃料の排出方法の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係るサイロ１の概略構成を示した図である。図２は、実施形態に係る三つのホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃを上方から見た図である。

サイロ１は、底部７上に設けられた貯留槽２を有しており、火力発電所で発電のために用いられる異なる物性を有する異種の固体燃料の貯留に、貯留槽２を共用することを意図して設置される。すなわち、サイロ１には、単一の貯留槽２内に、例えば固体燃料として、石炭が貯留されたり、石炭に替えてバイオマス固体燃料が貯留されたりする。なお、異なる物性を有する固体燃料としては、石炭とバイオマス固体燃料とのように種類が異なる固体燃料に限るものではない。例えば、石炭は産地によって物性に違いが生じ得るため、産地が異なった石炭なども、本実施形態においては異なる物性を有する固体燃料として扱う。なお、本実施形態では、一つの貯留槽２には複数種類の固体燃料が混在して貯留されない場合で説明するが、一つの貯留槽２に複数種類の固体燃料が一度に貯留されても良い。

図３は、実施形態に係るサイロシステムの構成を示すブロック図である。サイロ１は、火力発電所の敷地内に設置されており、例えば、火力発電所の各施設を一元的に管理可能な制御部２００と電気的に接続されたサイロシステムを構成している。そして、制御部２００に電気的に接続された入力手段である入力部１００からの入力に基づいて、制御部２００は、サイロ１における貯留槽２からの固体燃料の払い出しに関する種々の動作、例えば、スライドゲート４Ａ，４Ｂ，４Ｃや回転式払い出し機８Ａ，８Ｂ，８Ｃや振動フィーダ５Ａ，５Ｂ，５Ｃやベルトコンベア６Ａ，６Ｂ，６Ｃや駆動機構９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃなどの動作を制御する。なお、入力部１００とサイロ１における貯留槽２からの固体燃料の払い出しに関する種々の動作を制御する制御部２００とは、サイロ１に一体的に構成されているものであっても、サイロ１とは別体で有線接続や無線通信で接続されたものであっても良い。また、入力部１００及び制御部２００は、上記機能を制御する専用の装置ではなく他の機能と共用して用いられる端末装置（携帯端末やパーソナルコンピュータ）で構成されるものであっても良い。

図１に示すように、サイロ１においては、貯留槽２内に三つのホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃが横に並んで設けられている。なお、以下の説明においては、貯留槽２内で三つのホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃが並んでいる方向をホッパー部並び方向という。サイロ１では、三つのホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃの構成は同じため、以下ではホッパー部３Ａの構成について説明し、ホッパー部３Ｂ，３Ｃの構成については説明を省略する。

ホッパー部３Ａは、図１に示すように、サイロ高さ方向下側に向かうに連れて間隔が狭くなるように対向した二つのホッパー斜面部３０１Ａ，３０２Ａと、ホッパー斜面部３０１Ａ，３０２Ａの下端と繋がった平面状のホッパー底部３２Ａと、ホッパー斜面部３０１Ａ，３０２Ａ及びホッパー底部３２Ａによって囲まれた空間に設けられたコーンバッフル３１Ａとによって構成されている。図２に示すように、ホッパー斜面部３０１Ａ，３０２Ａとホッパー底部３２Ａとコーンバッフル３１Ａとは、ホッパー部並び方向と直交する方向に延在している。図１に示すように、コーンバッフル３１Ａの上部は、ホッパー部並び方向の断面が三角形であり、頂部３１１Ａと、サイロ高さ方向下側に向かうに連れてホッパー斜面部３０１Ａとの間隔が狭くなるように傾斜した斜面３１２Ａと、サイロ高さ方向下側に向かうに連れてホッパー斜面部３０２Ａとの間隔が狭くなるように傾斜した斜面３１３Ａとを有している。

図２に示すように、ホッパー底部３２Ａにおけるホッパー斜面部３０１Ａとコーンバッフル３１Ａとの間に位置する部分には、ホッパー部３Ａ内の固体燃料を自然流下によって貯留槽２外に排出するための円形状の複数の自然流下用排出口３３Ａが、ホッパー部並び方向と直交する方向に所定間隔をあけて設けられている。これら自然流下用排出口３３Ａのそれぞれには、駆動手段である駆動機構９０Ａによって駆動されて、自然流下用排出口３３Ａの開口が可能な開閉部材であるスライドゲート４Ａ（図１参照）が設けられている。また、図１に示すように、ホッパー底部３２Ａにおけるコーンバッフル３１Ａの下方に位置する部分には、ホッパー部３Ａ内の固体燃料を後述する強制払い出し手段によって強制的に払い出すための強制払い出し用排出口３４Ａが設けられている。この強制払い出し用排出口３４Ａは、ホッパー部並び方向と直交する方向に長尺な長方形の開口である。なお、ホッパー部のコーンバッフル３１Ａの下方端部とホッパー底部３２Ａとの間の隙間は、貯留される固体燃料が強制払い出し手段による強制払い出しが作動していない場合に、自然流下により強制払い出し用排出口３４Ａから排出しないような隙間寸法で構成されている。

図１に示すように、強制払い出し用排出口３４Ａの下方には、固体燃料を搬送するためのベルトコンベア６Ａが設けられている。強制払い出し用排出口３４Ａから払い出された固体燃料は、ベルトコンベア６Ａ上に落下して、ベルトコンベア６Ａによって搬送先に搬送される。また、自然流下用排出口３３Ａの下方には、自然流下用排出口３３Ａから払い出された固体燃料を、ベルトコンベア６Ａに移送するための移送手段である定量切り出しフィーダとしての振動フィーダ５Ａが設けられている。自然流下用排出口３３Ａから払い出された固体燃料は、振動フィーダ５Ａによって振動を加えられながら一定量毎に分けられてベルトコンベア６Ａ上に移送され、ベルトコンベア６Ａによって搬送先に搬送される。なお、本実施形態においては、固体燃料を一定量毎に分けて移送する手段として振動フィーダを例として説明しているが、他の定量移送手段、例えば既に公知のものとして、一定量をベルトコンベアに向けて払い出す払い出しフィーダや、チェーンコンベアであっても良い。

図４は、回転式払い出し機８Ａが位置する箇所でホッパー部３Ａをホッパー部並び方向と直交する方向から見た図である。図５は、ホッパー部３Ａの要部をホッパー部並び方向から見た図である。なお、サイロ１においては、ホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃにそれぞれ設けられた回転式払い出し機の構成は同じため、ホッパー部３Ａに設けられた回転式払い出し機８Ａを例に挙げて説明する。

図４に示すように、ホッパー部３Ａには、強制払い出し用排出口３４Ａの上方であって、一部がコーンバッフル３１Ａに内包された回転式払い出し機８Ａが設けられている。また、ホッパー部３Ａには、回転式払い出し機８Ａが強制払い出し用排出口３４Ａの上方を往復移動可能なように、コーンバッフル３１Ａの下部にレール９Ａが強制払い出し用排出口３４Ａに沿って設けられている。

回転式払い出し機８Ａは、複数のブレードを有するホイール８１Ａと、ホイール８１Ａの回転軸８２Ａと、回転軸８２Ａが接続された駆動部８３Ａと、レール９Ａ上を走行可能な車輪８４Ａと、強制払い出し用排出口３４を通してベルトコンベア６上に固体燃料を落下させるためのガイドシュート８５Ａとを備えている。ホイール８１Ａは、回転軸８２Ａを中心に駆動部８３Ａからの回転駆動力によって回転し、ホイール８１Ａの回転面とホッパー底部３２Ａの上面とが略平行となっている。そして、回転式払い出し機８Ａは、ホイール８１Ａを回転させながら、駆動部８３Ａからの駆動力によって車輪８４Ａを駆動させてレール９上を往復移動することにより、ホッパー部３Ａ内の固体燃料を掻き集めて強制払い出し用排出口３４Ａから強制的に払い出すことができる。

強制払い出し用排出口３４Ａの下方に設けられたベルトコンベア６Ａは、図５に示すように、回転式払い出し機８Ａの移動方向であるホッパー部並び方向と直交する方向に延在するベルト６１Ａと、ベルト６１Ａを搬送する複数の搬送ローラ６２Ａと、複数の搬送ローラ６２Ａのうちの少なくとも１つを回転駆動させるための不図示の駆動装置とを備えている。そして、強制払い出し用排出口３４Ａから強制的に払い出された固体燃料は、ガイドシュート８５Ａ内を通ってベルトコンベア６Ａのベルト６１Ａ上に落下する。

また、図５に示すように、ホッパー部３Ａの自然流下用排出口３３Ａの下方に設けられた振動フィーダ５Ａは、サブホッパー部５１Ａとフィーダ部５２Ａと不図示の発振部とを有している。スライドゲート４Ａによって開口された自然流下用排出口３３Ａから払い出された固体燃料は、サブホッパー部５１Ａから、ベルトコンベア６Ａに向かって下方に傾斜したフィーダ部５２Ａに流れ落ち前記発振部によってフィーダ部５２Ａで振動を加えられながら一定量毎にベルトコンベア６Ａのベルト６１Ａ上へ移送される。

なお、ホッパー部３Ａでは、自然流下用排出口３３Ａと強制払い出し用排出口３４Ａとで単一のベルトコンベア６Ａを兼用しているが、これに限るものではない。すなわち、自然流下用排出口３３Ａと強制払い出し用排出口３４Ａとにそれぞれ対応させて、ホッパー部３Ａに二つのベルトコンベア６Ａを設けても良い。

サイロ１においては、貯留槽２内に貯留する固体燃料に応じて固体燃料の払い出し方法を、第１の払い出しモードと第２の払い出しモードとのどちらかに選択的に切り替え可能となっている。なお、以下の説明においては、上述したようにサイロ１の貯留槽２内に設けられた三つのホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃの構成が同じため、それぞれを区別するために各要素の符号に付した添え字「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」を省略する。

第１の払い出しモードでは、スライドゲート４によって自然流下用排出口３３を開口させて、ホッパー部３内の固体燃料を自然流下によって自然流下用排出口３３から払い出す自然流下払い出しと、回転式払い出し機８を作動させてホッパー部３内の固体燃料を強制的に強制払い出し用排出口３４から払い出す強制払い出しとを併せて行うモードである。ホッパー部３では、自然流下用排出口３３との位置関係などによって、コーンバッフル３１の斜面３１３とホッパー斜面部３０１，３０２との間に存在する固体燃料などを自然流下用排出口３３から払い出すことができず、ホッパー部３内に固体燃料が残留してしまう。そのため、第１の払い出しモードでは、以下のように自然流下払い出しと強制払い出しとを併用する。
（１）まず、回転式払い出し機８を停止させた状態で、自然流下用排出口３３を開口させて自然流下によって可能な限りホッパー部３内の固体燃料を自然流下用排出口３３から排出する。
（２）その後、スライドゲート４によって自然流下用排出口３３を閉塞し、回転式払い出し機８を作動させて、ホッパー部３内に残留した固体燃料を強制的に強制払い出し用排出口３４から払い出す。

なお、自然流下払い出しから強制払い出しへの切り替えは、例えば、自然流下用排出口３３から固体燃料が排出されなくなったことを、自然流下用排出口３３の下方近傍に設けられた不図示の固体燃料検知センサによって検知された場合に行えば良い。この固体燃料検知センサとしては、例えば、自然流下用排出口３３からの固体燃料の落下経路を挟むように対向して設けられた発光素子と受光素子とを有するものを用いることができる。そして、固体燃料検知センサは、発光素子からの光を受光素子が受光しているときに、自然流下用排出口３３から固体燃料が排出されていないことを検知する。また、固体燃検知センサは、発光素子からの光が受光素子で受光されないときに、自然流下用排出口３３から固体燃料が排出されていることを検知する。

第２の払い出しモードでは、スライドゲート４によって自然流下用排出口３３を閉塞した状態で回転式払い出し機８を作動させ、ホッパー部３内の固体燃料を強制払い出し用排出口３４のみから強制的に払い出すものである。

ここで、ホッパー部３のホッパー斜面部３０１，３０２の水平に対する角度であるホッパー角は、ホッパー部３内での固体燃料によるブリッジ形成やファンネルフローを抑制するために、貯留槽２内に貯留する予定の全ての種類の固体燃料に対して、固体燃料のマスフローが生じる限界角であるマスフロー限界角よりも大きいことが望ましい。しかしながら、固体燃料の物性によってはホッパー角をマスフロー限界角よりも大きくすると、ホッパー斜面部３０１，３０２が急角度の斜面になり過ぎて、同じ設置面積に対するホッパー部３の容量が著しく少なくなってしまう。その結果、貯留槽２全体で固体燃料を貯留することが可能な容量が少なくなり過ぎてしまい経済性の悪化を招いてしまう。

そのため、サイロ１においては、貯留槽２に貯留する予定の全ての種類の固体燃料のうち、少なくとも１種類の固体燃料に対してマスフロー限界角よりも大きく、且つ、ホッパー部３の容量が経済性を有するようなホッパー角で設計されている。しかしながら、貯留される固体燃料の物性によっては、設計されているサイロ１のホッパー角に対するマスフロー限界角が大きくなるような場合があり、その場合、貯留される固体燃料によって上述した経済性の悪化が依然として解消できない。したがって、複数の固体燃料の貯留を共用するサイロ１における、このような経済性の悪化の問題を、貯留される固体燃料の払い出しの方法を適した払い出し方法で実行することにより解消するものである。

すなわち、貯留槽２内に貯留する予定の全ての種類の固体燃料の物性を、所定の物性試験によって予め求めておき、その求めた固体燃料の物性に基づいて算出される当該固体燃料のマスフロー限界角が、設計されているホッパー角以下の場合には上述した第１の払い出しモードで払い出しを実行し、ホッパー角より大きい場合には第２の払い出しモードで払い出しを実行する。例えば、貯留槽２を石炭とバイオマス固体燃料との貯留に共用する場合、貯留槽２内に石炭を貯留したときには、第２の払い出しモードによって払い出しを実行し、貯留槽２内にバイオマス固体燃料を貯留したときには、第１の払い出しモードによって払い出しを実行する。

なお、制御部２００が有する不図示の記憶部に、固体燃料の物性と、その物性によって決定される払い出し方法（第１の払い出しモードまたは第２の払い出しモード）との関係を、予めルックアップテーブルなどによって記憶させておいても良い。その場合、入力部１００から固体燃料の物性情報が入力されると、制御部２００が入力された物性情報に基づいてルックアップテーブルで対応付けられた払い出し方法（第１の払い出しモードまたは第２の払い出し方法）を選択、決定するようにしても良い。また入力部１００からの入力は物性情報を直接入力するものの他、記憶部で登録されている前記物性情報と関連付けられた、固体燃料を識別する識別情報（ＩＤ）の形で入力するものであっても良く、その場合、入力されたＩＤに関連付けられた前記物性情報が制御部２００に入力される構成となる。

次に、サイロ１における固体燃料の受け入れから払い出しまでの一連の流れについて説明する。図６は、実施形態に係るサイロ１における固体燃料の受け入れから払い出しまでの一連の流れの一例を示したフローチャートである。

まず、サイロ１の貯留槽２に固体燃料を受け入れる（ステップＳ１）。次に、制御部２００は、貯留槽２に受け入れた固体燃料の物性を、所定の物性試験によって予め検出した物性データを用いて確認する（ステップＳ２）。なお、前記所定の物性試験としては、例えば、貯留槽２に受け入れる固体燃料の一部を抜き取って、圧密状態における固体燃料の摩擦力や嵩密度などの物性データを検出する。次に、制御部２００は、貯留槽２に受け入れた固体燃料の物性に基づいて、固体燃料の払い出し条件を決定する（ステップＳ３）。なお、固体燃料の払い出し条件とは、自然流下方式によって固体燃料を払い出すときに生じ得る、固体燃料によるホッパー部３内でのブリッジ形成や自然流下用排出口３３の閉塞などのトラブルを回避するための条件である。そして、固体燃料の払い出し条件としては、例えば、前述したように固体燃料の物性に基づいて算出されたマスフロー限界角と閉塞限界径である。なお、閉塞限界径は、固体燃料によって閉塞が生じる限界の自然流下用排出口３３の直径であり、閉塞限界径よりも小さい直径の場合に自然流下用排出口３３の閉塞が生じる。次に、制御部２００は、固体燃料の物性に基づいて算出した固体燃料の払い出し条件に基づいて、固体燃料の払い出し方法を第１の払い出しモードと第２の払い出しモードとのどちらかに決定する（ステップＳ４）。

図７は、図６のステップＳ４における固体燃料の払い出し方法の決定制御の一例を示したフローチャートである。まず、制御部２００は、予め確認した固体燃料の物性に基づいて、固体燃料を自然流下による払い出しが可能か否かを判断する（ステップＳ４１）。例えば、制御部２００は、算出したマスフロー限界角が設計されているホッパー角より大きいか、算出した閉塞限界径が設計されている自然流下用排出口３３の直径よりも大きいか、の少なくとも一方であるときに、固体燃料を自然流下によって払い出し可能ではない（ステップＳ４１でＮｏ）と判断する。一方、制御部２００は、算出したマスフロー限界角が設計されているホッパー角以下、且つ、算出した閉塞限界径が設計されている自然流下用排出口３３の直径以下のときに、固体燃料を自然流下によって払い出し可能である（ステップＳ４１でＹｅｓ）と判断する。そして、固体燃料を自然流下によって払い出し可能であると判断した場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）、予め制御部２００の記憶部に記憶されている固体燃料毎に登録されたサイロ１の回転式払い出し機８により粉砕される可能性を数値化した値（粉化率）を参照し、貯留されている固体燃料の粉化率が所定値α以下か否かを判断する（ステップＳ４２）。

この粉化率判断ステップ（ステップＳ４２）は、仮に固体燃料の強制的払い出しを行った場合に、回転しているホイール８１によって固体燃料が粉砕されて粉化されるおそれがあるかどうかを判断するステップである。固体燃料が粉砕されると、払い出したときやベルトコンベア６による搬送中などに、固体燃料の粉塵が舞ってベルトコンベア６の周辺に堆積するなどの不具合が生じ得る。したがって、当該判断ステップにてそのような不具合が発生する可能性を判断し、より迅速に貯留部外への払い出しが行える第２払い出しモードでの実施が可能かどうかを判断するものである。なお、粉化率とは、ペレット燃料の量の内、粉化したものの量の比率（％）を示すものである。ここでは、この粉化率（％）を粉砕された固体燃料の度合いを判断する指標として用いており、所定値αは使用される回転式払い出し機８やベルトコンベア６の構成、貯留される固体燃料の物性等を考慮して設定される粉化率の値である。

そして、所定値α以下と判断できる場合（ステップＳ４２でＹｅｓ）、すなわち強制払い出しを実行しても固体燃料の粉砕のおそれが低い固体燃料と判断できる場合には、第２の払い出しモードに決定する（ステップＳ４４）。一方、所定値α以下と判断できない場合（ステップＳ４２でＮｏ）、強制払い出しによる粉砕のおそれが低いとはいえないと判断し、第１の払い出しモードに決定する（ステップＳ４３）。

なお、本実施形態のフローチャートでは、上述した粉化判断ステップ（ステップＳ４２）を通しているが、サイロ１の構成や排出速度等によっては当該判断は行わず、自然流下による払い出しが可能か否かの判断ステップ（ステップＳ４１）で、そのまま第１の払い出しモードか第２の払い出しモードかを決定するものであっても良い。すなわち、自然流下による払い出しが可能と判断した場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）には、第１の払い出しモードに決定し、自然流下による払い出しが可能でないと判断した場合（ステップＳ４１でＮｏ）には、第２の払い出しモードに決定するものであっても良い。

図６に戻って、このようにして、制御部２００が固体燃料の払い出し方法を決定した後は、固体燃料の払い出し要求があるまで固体燃料を貯留槽２で保管する（ステップＳ５）。そして、固体燃料の払い出し要求があったら、制御部２００はスライドゲート４または回転式払い出し機８を作動させて、決定した固体燃料の払い出し方法により貯留槽２から固体燃料を払い出す（ステップＳ６）。

このようにサイロ１においては、固体燃料を自然流下によって払い出すための自然流下用排出口３３と、固体燃料を回転式払い出し機８によって強制的に払い出すための強制払い出し用排出口３４とを設けて、固体燃料の物性に応じて、固体燃料の払い出しモードを第１の払い出しモードと第２の払い出しモードとのどちらかを制御部２００が選択して決定する。これにより、異なる物性を有する固体燃料の貯留に貯留槽２を共用しても、適切に固体燃料を払い出すことが可能となる。

ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、図８に示すように、サイロ１の貯留槽２内には、三つのホッパー部３Ａ，３Ｂ，３Ｃをホッパー部並び方向で区分けするための分割壁２０Ａ，２０Ｂを設けても良い。これにより、サイロ１の貯留槽２内に物性の異なる複数種類の固体燃料を分割して同時に貯留することが可能となる。また、サイロ１の貯留槽２にホッパー部３を一つだけ設けて、貯留槽２内に物性の異なる複数種類の固体燃料を分割して同時に貯留することが可能なように、貯留槽２内を分割壁などによって区分けしても良い。

１サイロ
２貯留槽
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃホッパー部
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃスライドゲート
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ振動フィーダ
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃベルトコンベア
８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ回転式払い出し機
２０Ａ，２０Ｂ分割壁
３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ自然流下用排出口
３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ強制払い出し用排出口
９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ駆動機構
１００入力部
２００制御部

Claims

固体燃料を貯留可能であって、貯留される固体燃料を排出する第１排出口及び第２排出口を有する貯留部と、
前記貯留部に貯留された固体燃料を前記第２排出口に強制的に導くことが可能な強制払い出し手段と、
を有し、
前記第１排出口は貯留された固体燃料を自然流下により前記貯留部外に排出可能な位置に配置され、前記第２排出口は貯留された固体燃料を前記強制払い出し手段の作動により前記貯留部外に排出可能な位置に配置されており、
前記貯留部に貯留された固体燃料を自然流下により前記第１排出口に導く斜面部を有し、一部が自然流下による貯留された固体燃料の前記第２排出口からの排出を防ぐよう構成されたホッパー部と、前記第１排出口を開閉する開閉部材とを有することを特徴とするサイロ。
前記第１排出口から排出された固体燃料及び／または前記第２排出口から排出された固体燃料を、所定の搬送先へ搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のサイロ。
前記強制払い出し手段は、前記貯留部内に配置された軸中心に回転可能なブレードと、該ブレードの軸中心を所定方向に移動可能な移動部とを有し、前記ブレードの回転と移動により、貯留された固体燃料を前記第２排出口に導くことを特徴とする請求項１または２に記載のサイロ。
前記第１排出口から排出された固体燃料を移送するための移送手段を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のサイロ。
前記移送手段は、前記固体燃料を一定量毎に分けて移送することが可能な構成を備えることを特徴とする請求項４に記載のサイロ。
前記貯留部は、異なる種類の前記固体燃料を分割して貯留することが可能に区分けされていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のサイロ。
固体燃料を貯留可能であって、貯留される固体燃料を排出する第１排出口及び第２排出口を有する貯留部と、
前記貯留部に貯留された固体燃料を前記第２排出口に強制的に導くことが可能な強制払い出し手段と、
前記第１排出口を開閉する開閉部材と、
を有し、
前記第１排出口は貯留された固体燃料を自然流下により前記貯留部外に排出可能な位置に配置され、前記第２排出口は貯留された固体燃料を前記強制払い出し手段の作動により前記貯留部外に排出可能な位置に配置されたサイロと、
前記貯留部に貯留される固体燃料の物性に基づいて、前記貯留部に貯留された固体燃料の前記貯留部外への排出方法を決定し、決定された排出方法に応じて前記開閉部材と前記強制払い出し手段の作動を制御する制御部と、
を有することを特徴とするサイロシステム。
前記制御部は、前記貯留部に貯留される固体燃料の物性に基づいて、前記貯留部に貯留された固体燃料の自然流下による前記貯留部外への排出と、前記強制払い出し手段の作動による前記貯留部外への排出を前記第１排出口及び前記第２排出口から行う第１の排出方法と、前記第１排出口を前記開閉部材で閉塞し、前記強制払い出し手段の作動による前記第２排出口からの排出を行う第２の排出方法のいずれかを決定し、
決定された排出方法に応じて前記開閉部材と前記強制払い出し手段との作動を制御することを特徴とする請求項７に記載のサイロシステム。
前記貯留部の下部には、前記第１排出口及び前記第２排出口と連通したホッパー部が設けられており、
前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料のマスフロー限界角が、前記ホッパー部のホッパー角以下の場合には前記第１の排出方法を、前記ホッパー部のホッパー角より大きい場合には前記第２の排出方法を決定することを特徴とする請求項８に記載のサイロシステム。
前記貯留部の下部には、前記第１排出口及び前記第２排出口と連通したホッパー部が設けられており、
前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料のマスフロー限界角が、前記ホッパー部のホッパー角より大きい場合であるか、もしくは前記固体燃料の閉塞限界径が、前記第１排出口の直径よりも大きい場合には前記第２の排出方法に決定することを特徴とする請求項８に記載のサイロシステム。
前記貯留部の下部には、前記第１排出口及び前記第２排出口と連通したホッパー部が設けられており、
前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料のマスフロー限界角が、前記ホッパー部のホッパー角以下であり、且つ前記固体燃料の閉塞限界径が、前記第１排出口の直径以下だった場合には前記第１の排出方法に決定することを特徴とする請求項８に記載のサイロシステム。
前記制御部は、前記物性に基づいて算出された固体燃料の前記強制払い出し手段による粉化率が所定値以下の場合、前記第２の排出方法に決定することを特徴とする請求項１１に記載のサイロシステム。
前記貯留部に貯留される固体燃料の物性情報を前記制御部に入力する入力手段を有し、
前記制御部は、前記入力手段により入力される固体燃料の物性情報に基づいて、前記貯留部に貯留される固体燃料の前記貯留部外への排出方法を決定することを特徴とする請求項７～１２のいずれか１項に記載のサイロシステム。
前記物性情報と前記貯留部に貯留される固体燃料を識別する識別情報とを対応付けて記憶した記憶部を有し、
前記制御部は、前記入力手段により特定される固体燃料の識別情報と、前記記憶部で対応付けられた前記物性情報とに基づいて、固体燃料の前記貯留部外への排出方法を決定することを特徴とする請求項１３に記載のサイロシステム。
固体燃料を貯留可能であって、貯留される固体燃料を排出する第１排出口及び第２排出口を有する貯留部と、
前記貯留部に貯留された固体燃料を前記第２排出口に強制的に導くことが可能な強制払い出し手段と、
前記第１排出口を開閉する開閉部材と、
を有し、
前記第１排出口は貯留された固体燃料を自然流下により前記貯留部外に排出可能な位置に配置され、前記第２排出口は貯留された固体燃料を前記強制払い出し手段の作動により前記貯留部外に排出可能な位置に配置されたサイロの固体燃料排出方法であって、
前記貯留部に貯留される固体燃料の物性情報を取得する工程と、
前記物性情報に基づいて、前記貯留部に貯留された固体燃料の自然流下による前記貯留部外への排出と、前記強制払い出し手段の作動による前記貯留部外への排出とを前記第１排出口及び前記第２排出口から行う第１の排出方法と、前記第１排出口を前記開閉部材で閉塞し、前記強制払い出し手段の作動による前記第２排出口からの排出を行う第２の排出方法のいずれかを決定する工程と、
決定された排出方法で前記貯留部に貯留される固体燃料の前記貯留部外への排出を実行することを特徴とするサイロの固体燃料排出方法。