JP7303524B2

JP7303524B2 - 貯留槽

Info

Publication number: JP7303524B2
Application number: JP2019179297A
Authority: JP
Inventors: 利幸尾坂; 伸博八村; 篤吉川
Original assignee: Kurimoto Ltd; Yoshikawa Corp
Current assignee: Kurimoto Ltd; Yoshikawa Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2023-07-05
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021054598A

Description

本発明は、貯留槽に関し、特にその内部での閉塞対策に関する。

従来、国内バイオマス発電に利用される木製ペレット、ＰＫＳ（パームヤシ殻）などのバイオマス燃料（原料）は、そのほとんどを海外からの輸入に依存しており、発電設備にはそれらを一時貯留するための燃料貯留槽の設置が必須となる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、バイオマス燃料は、入荷先、製造ロット等の違いにより、その物性（成分、サイズ、比重、水分、油分量等）が不均一であり、燃料貯留槽の内部において時折予期せぬバイオマス燃料の圧密、付着、固着、ブリッジ等による閉塞事象が発生する。

そこで、例えば、特許文献２の廃棄物押込装置では、投入口直下の廃棄物の存否を検知する第１検知器と、ホッパ内の下部及び上部にそれぞれ設けられて廃棄物の存否を検知する第２及び第３検知器と、これらの検知器の信号により、廃棄物のブリッジ現象を解消するブリッジ解除装置とを設けることが知られている。

一方、特許文献３のように、焼却炉投入ホッパシュートにおけるブリッジ検知装置として、被焼却物の押圧力により屈曲する屈曲部材を先端部に備えた複数のリミットスイッチを投入ホッパシュートの内部に突出するように配備し、これら屈曲部材の屈伸状態を監視してブリッジ発生の信号を検知するものが知られている。

特開２０１８－３０７１０号公報特開昭５６－１０６７８４号公報実開昭５９－３２８３８号公報

しかしながら、従来の貯留槽において、貯留槽のレベル監視に依存する方法では、実際の排出運転に対して貯留槽内部の貯留物の挙動は若干の遅れがあり、一般に検知感度が鈍い。また、貯留物の種類によっては、排出運転時に貯留物の流れが理想的なマスフローとならないことがあり、検知そのものができない場合もある。

また、特許文献３のようにリミットスイッチを投入ホッパシュートの内部に突出するように設けると、繰り返し落下してくる投入物との接触摩耗により寿命が短くなるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、貯留槽内部での原料の閉塞事象を確実に検知して閉塞解除のための処置を速やかに実施できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、撹拌羽根の上方にフロースイッチを配置するようにした。

具体的には、第１の発明では、
投入された原料を貯留すると共に、底部に設けた排出口から該原料を排出する貯留槽を対象とし、
上記貯留槽は、
投入された上記原料を貯留し、底部に排出口が設けられた容器状の貯留槽本体と、
上記貯留槽本体の底部における、上記排出口の上方に設けられ、上記原料を上記排出口へ掻き出す撹拌羽根と、
上記底部の内部で且つ上記撹拌羽根の上方に設けられた機械式センサを含む複数のフロースイッチとを備え、
上記複数のフロースイッチにより、上記底部の内部で上記原料の閉塞状態を検知可能に構成されている。

上記の構成によると、フロースイッチは、貯留槽本体底部における、排出口の上方に設けた撹拌羽根の上方に設けられているので、投入された原料の直撃を受けることが避けられ、摩耗影響による機械式センサの損傷リスクが低下する。また、複数のフロースイッチを利用することで、確実に原料の閉塞の検知が可能となる。機械式センサを用いているので、光学式や超音波式センサに比べて誤動作が少なく、閉塞が発生した場合には、直ちに検知される。

第２の発明では、第１の発明において、
上記フロースイッチは、先端に板状の感知板が設けられており、該感知板の幅方向が、上記撹拌羽根の回転方向に垂直になるように設けられている。

上記の構成によると、板状の感知板が、原料の流れに逆らわずに滑らかに傾斜して原料が流れている否かを確実に検知できる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記撹拌羽根の回転中心は、平面視で上記貯留槽本体の中央に設けられ、
上記フロースイッチは、平面視で上記撹拌羽根の回転範囲と重なる複数位置に設けられている。

上記の構成によると、フロースイッチは、投入された原料が直接接触しにくくなって寿命が延び、また、複数のフロースイッチを配置することで、複数の検知信号を利用して撹拌羽根周辺の原料の閉塞を確実に検知できる。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記貯留槽本体の底部には、該底部に設けた開口から上記原料が流れ込む外周ポケットが設けられており、
上記撹拌羽根は、上記外周ポケットの内部に流れ込んだ上記原料を該外周ポケットの底面に設けた排出口から排出されるように構成され、
上記フロースイッチは、上記外周ポケットの内部における、平面視で上記撹拌羽根の回転範囲と重なる複数位置に設けられている。

上記の構成によると、外周ポケットは貯留槽本体の開口のみで連通し、貯留槽本体内の粉体圧が作用しにくく、また、投入された原料が直撃しないので、寿命が延び、且つ撹拌羽根の近傍なのでフロースイッチの配置場所として適している。

以上説明したように、本発明によれば、貯留槽本体底部の内部で且つ撹拌羽根の上方に複数のフロースイッチを設けたことにより、貯留槽内部での原料の閉塞事象を確実に検知して閉塞解除のための処置を速やかに実施できる。

本発明の実施形態１に係るバイオマス燃料貯留槽の一部を破断して拡大して示す正面図である。本発明の実施形態１に係るバイオマス燃料貯留槽の概要を示す正面図である。図１のIII－III線断面図である。本発明の実施形態２に係るバイオマス燃料貯留槽の一部を破断して拡大して示す正面図である。図４のＶ－Ｖ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図２は本発明の実施形態１に係る貯留槽としてのバイオマス燃料貯留槽１の概要を示し、このバイオマス燃料貯留槽１は、投入された原料としてのバイオマス燃料を貯留し、底部２ａに排出口２ｄが設けられた容器状の貯留槽本体２を備えている。底部２ａは、下方に向かって外径が小さくなるテーパ形状となっている。貯留槽本体２の頂部２ｂには、バイオマス燃料の投入口２ｃが設けられている。

貯留槽本体２は、例えばフレーム上の脚部３によって支持されており、排出口２ｄの下端に設けた搬出用コンベヤ４によって排出口２ｄから排出されたバイオマス燃料が搬出されるようになっている。

図１及び図３にも示すように、貯留槽本体２の底部２ａの外周には、この底部２ａ下端に設けた開口２ｅ（図１及び図３に示す）からバイオマス燃料が流れ込む外周ポケット５が設けられている。本実施形態では、この外周ポケット５の円板状底面に排出口２ｄを２つ設けているが、１つだけ設けてもよい。

この外周ポケット５内における、排出口２ｄの上方には、バイオマス燃料を排出口２ｄへ掻き出す撹拌羽根６が設けられている。この撹拌羽根６の回転中心は、平面視で貯留槽本体２の中央に設けられている。本実施形態では、撹拌羽根６は、十字状となっており、底面は外周ポケット５の円板状底面に接近し、先端は外周ポケット５の円筒状内周面近傍まで延びている。この撹拌羽根６によって、外周ポケット５の内部に流れ込んだバイオマス燃料を外周ポケット５の底面に設けた排出口２ｄから排出するように構成されている。撹拌羽根６は、その下方に設けた電動モータ７により所定の速度で回転可能となっている。また図１に示すように、上下に延びる流量調整ボルト８が外周ポケット５内に設けられており、この流量調整ボルト８を回して流量調整板９を上下させ、開口２ｅから流れ込むバイオマス燃料の流量を調整することができるように構成されている。

この外周ポケット５内の撹拌羽根６の上方には、機械式センサを含む複数のフロースイッチ１０が設けられている。本実施形態では、図３に示すように、複数のフロースイッチ１０は、外周ポケット５の内部における、平面視で撹拌羽根６の回転範囲と重なる複数位置に設けられている。例えば、図１に示すように、フロースイッチ１０には、先端に適度に撓む板状の感知板１１が設けられており、この感知板１１の幅方向が、撹拌羽根６の回転方向に垂直になるように設けられている。感知板１１の形状は、図１に示すように末広がりになっていてもよいし、図４に示すように、矩形状でもよい。２つのフロースイッチ１０は、例えば、１つはメインの排出口の上方に設けられ、もう１つは撹拌羽根６の回転軸を挟んで反対側に設けられている。なお、フロースイッチ１０の数は３つ以上でもよく、外周ポケット５内でかつ、撹拌羽根６の上方であれば、その位置も限定されない。これら複数のフロースイッチ１０の感知板１１が所定角度以上傾くことで、機械式センサが反応して、底部２ａの内部でバイオマス燃料の閉塞状態を検知可能に構成されている。このフロースイッチ１０の検知情報は、図示しない制御盤などの制御装置に伝達されるようになっている。

次いで、本実施形態のフロースイッチ１０の作動について簡単に説明すると、バイオマス燃料は、貯留槽本体２の頂部２ｂの投入口２ｃから適宜投入されるが、フロースイッチ１０は、開口２ｅよりも下方の外周ポケット５内に設けられているので、投入されたバイオマス燃料の直撃を受けることが避けられ、摩耗影響による機械式センサの損傷リスクが低下する。

そして、バイオマス燃料が開口２ｅから外周ポケット５内に流れ込んでくると、一対の感知板１１がそれぞれ所定角度（例えば１０～２５°）よりも傾斜し、各フロースイッチ１０によってバイオマス燃料が存在することが検知される。

そして、バイオマス燃料の排出時には、制御装置が電動モータ７を駆動して撹拌羽根６を駆動させ、排出口２ｄからバイオマス燃料を排出し、搬出用コンベヤ４で搬出する。このとき、バイオマス燃料が滑らかに排出されると、一対のフロースイッチ１０の感知板１１は傾いた状態を維持してバイオマス燃料を検知したままなので、バイオマス燃料の閉塞は発生していないことが検知される。

一方、一対のフロースイッチ１０のうちどちらか一方の近傍で閉塞があった場合には、フロースイッチ１０の周辺に空洞ができ、感知板１１が所定の傾斜角度よりも緩くなる。すると、その検知信号が、制御装置に伝達される。この検知信号が所定時間だけ継続すると、バイオマス燃料が閉塞されていると判断し、図示しない報知手段等を通じてユーザに通知される。この通知を受けてユーザは、閉塞を解消する作業を行う。

このように、本実施形態では、複数のフロースイッチ１０のいずれかでバイオマス燃料の閉塞を検視することで、確実にバイオマス燃料の閉塞の検知が可能となる。

また、本実施形態では、感知板１１の幅方向を撹拌羽根６の回転方向に垂直になるように設けたので、感知板１１が、バイオマス燃料の流れに逆らわずに滑らかに傾斜してバイオマス燃料が流れている否かを確実に検知できる。

さらに本実施形態では、フロースイッチ１０は、投入されたバイオマス燃料が直接接触しにくくなって寿命が延びる。

したがって、本実施形態に係るバイオマス燃料貯留槽１によると、貯留槽本体２内部でのバイオマス燃料の閉塞事象を確実に検知して閉塞解除のための処置を速やかに実施できる。このため、設備の信頼性が向上し、予備貯留槽廃止による設備のイニシャルコストを低減できる。また、貯留槽排出機、排出支援機器の効率的な運用が可能となり、設備ランニングコストを低減できる。さらに、貯留槽本体２の閉塞事象を確実に把握することで、設備のメンテナンスコストを低減できる。

（実施形態２）
図４及び図５は、本発明の実施形態２を示し、主に撹拌羽根１０６及びその周辺の構成が異なる点で上記実施形態１と異なる。なお、本実施形態では、図１～図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態では、上記実施形態１のような外周ポケット５は設けられておらず、貯留槽本体２の底部２ａの下端に撹拌羽根１０６を収容する撹拌羽根収容部１０５が設けられている。

本実施形態では、電動モータ１０７は、底部２ａの内部中央に収容されており、このことで、撹拌羽根１０６の回転中心は、平面視で貯留槽本体２の中央に位置している。撹拌羽根１０６は、例えば、平面視で湾曲した形状を有し、本実施形態のフロースイッチ１０は、平面視で撹拌羽根１０６の回転範囲と重なる複数位置に設けられている。本実施形態では、一対のフロースイッチ１０の感知板１１は、平面視で排出口２ｄの外周よりも少し半径方向外側の対向する位置に設けられているが、図４及び図５に二点鎖線で示すように、例えば、底部２ａ内面の近傍に設けられていてもよい。本実施形態でも、フロースイッチ１０は、３つ以上設けられていてもよい。

本実施形態でも、投入されたバイオマス燃料が直撃しないので寿命が延びると共に、複数のフロースイッチ１０により、貯留槽本体２内でのバイオマス燃料の閉塞を容易に検知することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

例えば、上記実施形態では、原料としてバイオマス燃料の場合について説明したが、原料は、バイオマス原料に限定されず、例えば、廃プラ、石炭等ブリッジが発生しやすい材料でもよい。

１バイオマス燃料貯留槽（貯留槽）
２貯留槽本体
２ａ底部
２ｂ頂部
２ｃ投入口
２ｄ排出口
２ｅ開口
３脚部
４搬出用コンベヤ
５外周ポケット
６撹拌羽根
７電動モータ
８流量調整ボルト
９流量調整板
１０フロースイッチ
１１感知板
１０５撹拌羽根収容部
１０６撹拌羽根
１０７電動モータ

Claims

投入された原料を貯留すると共に、底部に設けた排出口から該原料を排出する貯留槽であって、
投入された上記原料を貯留し、底部に排出口が設けられた容器状の貯留槽本体と、
上記貯留槽本体の底部における、上記排出口の上方に設けられ、上記原料を上記排出口へ掻き出す撹拌羽根と、
上記底部の内部で且つ上記撹拌羽根の上方に設けられた機械式センサを含む複数のフロースイッチとを備え、
上記複数のフロースイッチにより、上記底部の内部で上記原料の閉塞状態を検知可能に構成されている
ことを特徴とする貯留槽。
請求項１に記載の貯留槽において、
上記フロースイッチは、先端に板状の感知板が設けられており、該感知板の幅方向が、上記撹拌羽根の回転方向に垂直になるように設けられている
ことを特徴とする貯留槽。
請求項１又は２に記載の貯留槽において、
上記撹拌羽根の回転中心は、平面視で上記貯留槽本体の中央に設けられ、
上記フロースイッチは、平面視で上記撹拌羽根の回転範囲と重なる複数位置に設けられている
ことを特徴とする貯留槽。
請求項１から３のいずれか１つに記載の貯留槽において、
上記貯留槽本体の底部には、該底部に設けた開口から上記原料が流れ込む外周ポケットが設けられており、
上記撹拌羽根は、上記外周ポケットの内部に流れ込んだ上記原料を該外周ポケットの底面に設けた排出口から排出されるように構成され、
上記フロースイッチは、上記外周ポケットの内部における、平面視で上記撹拌羽根の回転範囲と重なる複数位置に設けられている
ことを特徴とする貯留槽。