JPH04151404A - 圧力空間の中に固体材料を給送する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は加圧燃焼プラント即ちガス化プラントに於いて
加圧された空間即ち圧力空間の中に固体材料を給送する
方法に関する。この発明は樹皮や泥炭のような生物学的
燃料を圧力空間の中に給送するのに特に適している。こ
の発明は湿気た燃料の給送にも使用されることができる
。更に又、本発明は加圧燃焼プラント即ちガス化プラン
トに於いて入口チャンネルから加圧されたチャンネル即
ち圧力チャンネルの中に固体材料を給送するための装置
に関する。 ［０００２］

【従来の技術】

加圧燃焼プラント即ちガス化プラントに於いては、燃焼
室の中に導入されるされるべき燃料およびその他の材料
は貯蔵容器に於ける大気圧から高圧状態の下へ給送され
ねばならない。燃焼室の圧力は５バールから１００バー
ルの範囲を変化する。通常の給送手段ではこのような給
送を行うことはできない。 ［０００３］ 燃料は加圧成形を行うブリケットプレス機によって圧力
空間の中に導入されることができる。しかしながら、こ
のような加圧成形即ちブリケット加工された燃料は、燃
焼段階即ちガス化段階に達する前にグラインダーによっ
て粉砕されねばならない。ブリケット加工された燃料は
容易に硬くなり過ぎて、破砕を困難にするのである。更
に、ブリケットプレス機による電力消費量は多大である
。 ［０００４］ 圧力空間の中に燃料を給送するための最も良く知られた
且つ最も一般的な方法は、加圧式の回転給送装置によっ
て給送する方法である。しかしながら、この回転給送装
置には幾つかの問題点がある。即ち、気密性に劣り、ア
ーチを形成してしまう危険があり、又、その給送装置に
よって達成できる圧力が制限されてしまうという問題が
ある。回転給送装置に於いては、樋室は燃料貯蔵容器お
よび加圧された燃料室に対して交互に接続される。この
加圧された燃料室即ち圧力空間が燃料を供給されるので
あり、１度に投入される燃料の量は樋室の容積に一致さ
れる。燃料給送を安定させるためには樋室が比較的大き
くされねばならず、このことは設備費を増大することに
なる。 ［０００５］ 肋間＋４−１５１４０４　（５） 回転給送装置、例えばポケット給送装置、に於いては、
投入された材料が容易にアーチを形成してしまう。この
場合、ポケットを空にする上で劣ることになるのであっ
て、給送装置が排出装置へ向けて移動されるときこれが
問題かなるのである。アーチを形成してしまうことおよ
びサイロを等しく空にすることができないことによる同
様な問題は、貯蔵サイロに於いて経、験されてきた。回
転給送装置に於ける空のポケットは常に成る量の圧力ガ
スを装置系から外部へ運び出すのであって、そのような
ガスの取り扱いは困難となる。更に、圧力ガスの損失が
容易に多大となると、加圧のための費用が増大すること
になる。 ［０００６］ 給送装置は気密とされることが重要である。圧力空間の
中への燃料の給送は、如何なる圧力も解放されることの
ないように、即ち有害ガスが給送装置を通して漏れ出る
ことのないようにして、行われなければならない。例え
ばスクリュー給送装置に於いては、軽量な即ちバラの燃
料は圧力空間から高温ガスを逃げ出させないための気密
バリヤを形成することはできない。従って、多分発生す
るであろう逆方向に流れるこのようなガスカ飄燃料サイ
ロの中の燃料を発火させてしまうことが起こり得るので
ある。 ［０００７］ プラグスクリュー給送装置によれば、約４バールの圧力
に対抗して燃料の給送を容易に行えるようにするために
燃料は成る程度圧縮されることができる。しかしながら
プラグスクリュー給送装置に於いては、燃料は給送手段
を部分的或いは完全に詰まらせてしまうような栓体が形
成され得る。給送されるべき材料が例えば泥炭であれば
その水分含有量は６５％よりも高いので、栓体が形成さ
れることはない。しかし、この材料は分解されると給送
できなくなる。プラグスクリュー給送装置によって１０
バールを超える圧力に対抗して給送を行うことは、例え
燃料を乾燥機に通すようにしても不可能である。例えば
、粉砕された泥炭の水分が約５０〜７０％であれば、既
に知られている手段によって加圧燃焼室即ちガス化室に
給送することは不可能である。プラグスクリューは電力
消費量も高い。 ［０００８］ フィンランド国特許願第８６４５４５号は圧力空間の中
に燃料を給送するための空気式搬送装置を教示している
。この給送量手段は包囲された容器を含み、この容器の
中にローターおよび少なくとも１つの漏斗状の材料室が
配置されている。ローターは駆動手段によって駆動可能
とされている。この容器およびローターの上部には燃料
入口が備えられ、又、下部には燃料出口が備えられてい
る。燃料は圧力ガスによって材料室から排出される。こ
の目的のために、圧力ガスが材料室の出口ダクトに供給
される。燃料は漏斗状の材料室の中に容易にアーチを形
成してしまう。このアーチの形成によって材料室を完全
に空にすることが阻まれて不均一な燃料給送が生じるこ
とになる。成る量の圧力ガスが燃料の排出された後の材
料室の中に残留する。例え圧力ガスが排出されたとして
も、この成る量のガスは材料室の中に残留するのであり
、このガスは再装荷の間に、材料室の中の燃料の均等分
散を妨害するであろうように有害なものなのである。 ［０００９］

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、圧力空間の中に固体材料を給送するた
めの改良された方法および装置を提供することである。 本発明の他の目的は、圧力差が非常に大きい状態の下で
圧力空間の中に面体材料を給送する方法および装置を提
供することである。１つの目的は、湿気た固体材料をも
給送することができる方法を提供することである。 本発明の更に他の目的は、泥炭やその他の生物学的燃料
のようなバラ燃料をも圧力空間の中に導入するための方
法および装置を提供することである。 本発明の更に他の目的は、給送を妨害するようなアーチ
が形成される現象を排除し或いは最少限に抑えた改良さ
れた給送装置を提供することである。 ［００１０］

【課題を達成するための手段】

上述した目的を達成するために、本発明による方法は、
燃料プラント即ちガス化プラントに於いて複数の段階で
、入口、スルースチャンバー即ち砂室および出口を有し
て構成されている給送装置によって、以下のような方法
で、即ちＵ−７”　″）り、’（テーシＢ９チ装填段階
に於し・て（よ、固体材料力τ人ロチャンネ、しから入
口を通して砂室の中へ運ばれ、 第１の移送段階に於いては、樋室が入口および出口に向
けてそれぞれ移動されるか或いは入口および出口がそれ
ぞれ樋室に向けて移動されて、これにより入口を閉じて
出口を開くようになされ、 −　アンローディングステージ即ち送出段階に於いては
、固体材料は樋室がら出口を通して圧力チャンネルの中
に運ばれ、そして−第２の移送段階に於いては、樋室が
入口および出口に向けてそれぞれ移動されるか或いは入
口および出口がそれぞれ樋室に向けて移動されて、これ
により入口を開いて出口を閉じるようになされる、よう
な方法で、圧力空間の中に固体材料を給送する方法に於
いて、装填段階では樋室の室容積を増大し、取り出し段
階では室容積を減少させることを特徴とする。 ［００１１］ 本発明による給送装置は、 −軸線回りに回転可能な容器と、 容器の端壁に固定的に配置され、且つ又、入口チャンネ
ルに通じた少なくとも１つの入口および／又は圧力チャ
ンネルに通じた１つの出口を有するカバープレートと、 樋室であって、その樋室の開口とカバープレートとの間
に気密な結合を形成するように容器の中に配置された樋
室と、を有して構成される給送装置に於いて、樋室は円
筒形であること、および樋室がピストンを備えており、
該ピストンの直径は該円筒の内径と実質的に等しくて、
該ピストンが樋室の室容積を調節できるようになされて
いること、を特徴とする。 ［００１２］ 本発明の好ましい実施例によれば、給送装置は円筒形の
容器の中に配置された２つの円筒形の樋室を有して構成
される。これらの両方の円筒形の樋室は、それらの樋室
を取り囲んでいる容器の中央から等しい距離に配置され
ている。これにより、容器がその軸線回りに回転される
と両方の樋室は容器の中央から等しい距離で移動される
。 ［００１３］ 本発明はまた、２つ以上の樋室が容器の中に配置されて
いる給送装置にも適当とされる。しかしながら、樋室の
個数は偶数であるのが好ましく、樋室は容器の軸線から
等しい距離位置に対をなして配置される。一方の樋室が
充填されると、これと同時に他方の樋室は空にされるの
である。樋室の開口は入口と出口とに対して交互に連通
される。 ［００１４］ 本発明の好ましい実施例によれば、円筒の内径と実質的
に等しい直径を有するピストンは装填段階の最初に於い
て円筒の中のその最上位置に押圧される。これにより樋
室の室容積が最少限になされ、実際的には無とされる。 装填段階の間ピストンは円筒の中を移動され、樋室の室
容積を拡大するようになされる。このピストンは、入口
チャンネルから樋室へと吸引作用を生じることによって
樋室に固体材料を充填するのに貢献する。好ましくは、
樋室は容器の中に垂直に配置されて、樋室に固体材料を
充填することに対して重力も貢献するようになされる。 ［００１５］ 樋室が適当量の固体材料で充満されるや否や、容器はそ
の軸線の回りに例えば１８０°はど移動される。これよ
りも小さな移動或いは大きな移動が可能とされるのであ
り、それは容器の横断面に対する樋室の横断面の比率に
よって定まる。 この回転移動は、その移動の間に樋室の中の圧力が圧力
供給装置によって圧力チャンネルの圧力と実質的に等し
いか或いはそれよりも高い圧力レベルに迄上昇されてい
る限り継続されるのが好ましい。この回転移動の間に樋
室の開口は閉じられ、カバープレートに沿って緊密即ち
気密な状態でスライド移動される。この樋室の開口は樋
室からガスや固体材料が逃げ出すのを防止するように閉
じられていなげればならない。 ［００１６］ 樋室の開口がカバープレートの出口に到達するや否や、
容器の回転移動は終了される。樋室からの送出の間、ピ
ストンは出口へ向かって円筒の中を移動する。 これと同時に、固体材料は樋室がら圧力チャンネルへ向
けて運ばれる。この固体材料の移送は、ピストンによる
作用か圧力チャンネルよりも高く樋室の中の圧ヵが上昇
することの作用の何れか、或いはそれらの相互作用によ
って、行われるのである。 ［００１７］ 本発明による方法並びに装置の格段に優れた利点は、泥
炭やその他の成る種の軽量な生物学的燃料を加圧された
流動床式のガス化プラント即ち燃焼プラントに給送する
ことができるということである。この給送は圧力差が高
い場合であっても、即ち４バ一ル以上、もしくは例え２
０バールを超えているとしても、邪魔されることはない
。本発明による方法は、例えば加圧燃焼プラント即ちガ
ス化装置に対して燃料を給送する場合に好適である。 ［００１８］ 本発明による給送方法に於いては、樋室の室容積が変化
されて燃料の移動を行われることから、燃料によるアー
チを形成する危険性が排除されもしくは最少限に抑えら
れる。 本発明による給送方法に於いては、燃料のケーキ化は起
こらないのであって、これは燃料を更に処理する場合に
重要なことである。 ［００１９］ 勿論のことながら、カバープレートが給送の間に樋室の
気密性を確保することは重要である。固体材料はこの給
送装置系から逃げ出ることはできない。高温であったり
有毒なガスが圧力空間から逆方向に、例えば燃料の充填
された空間へ向けて、漏れ出すことは起こらないのであ
る。 ［００２０］ ロック−ホッパー装置および回転給送装置のような固体
燃料のための従来の加圧式装置に於いては、処理量に影
響を及ぼすような程度に圧力側からガスの漏れ出ること
が典型とされている。この漏れはガス圧縮機によって相
当量のガスを圧力空間へ給送することで補償されねばな
らない。例えば置換されるべきガスが窒素であるならば
、ガス化処理に関して一般的であるように、発生する費
用はかなりの値となる。本発明による装置によれば、こ
のような漏れは非常に少なくなるのである。何故ならば
、ガスの漏れは実際にはシール手段を通してのみ生じる
ことになるからである。 ［００２１］ 本発明は以下に例を挙げて添付図面を参照してより詳細
に説明される。 ［００２２］

【実施例】

図１に開示した給送装置１０は可動部分１２と制止部分
１４とを含む。制止部分１４はカバープレート１６を含
み、このカバープレート１６は入口１８および出口２０
を備えている。この入口１８は固体材料の給送部分、即
ち入口チャンネル２２、に連結されている。二〇給送部
分２２は燃料給送装置、例えばスクリュー２４によって
固体材料を給送される。出口２０は給送装置の排出側に
配置されている圧力チャンネル２６に連結されている。 この圧力チャンネル２６は燃料サイロに通じており、こ
の燃料サイロはここに開示されていない。 ［００２３］ 可動部分１２は円筒形の容器２８を含む。この容器２８
の内部には、２つの円筒形の樋室３０および３２が配置
されている。この他の実施例として２つ以上の樋室を含
むことができる。これらの樋室の上部には開口３４およ
び３６が備えられている。この可動部分１２はまた、ピ
ストン３８および４０およびこれらのピストンのための
駆動シリンダー装置４２を含んでいる。カバープレート
１６は容器２８の端部プレートとしての役目を果たして
いる。給送段階に於いては、第１図に示されるように、
樋室３０の開口３４がカバープレート１６に備えられて
いる入口１８と通じている。樋室３２の開口３６は出口
２０と通じている。 ［００２４］ これらの樋室３０および３２はピストン３８および４０
を備えている。泥炭のような燃料を装填された樋室３０
に於いては、ピストン３８は最下位置に位置する。空と
なされた樋室３２に於いては、ピストン４０は最上位置
に位置する。これらのピストン３８および４０ば流体圧
作動の駆動シリンダー装置４２によって移動される。 ［００２５］ 樋室３０が燃料を装填され且つ樋室３２が空にされるや
否や、可動部分１２はその軸線の回りに回転されて、樋
室３０の開口３４を入口１８がら出口２ｏの位置へと移
動させるようになされる。これに対応して、樋室３２の
開口３６は入口１８へ向けて移動される。可動部分１２
のこの移動は駆動手段４４によって行われる。この駆動
手段４４は、軸受、クランプおよび潤滑手段を含む部分
４６によってカバープレート１６を通して容器２８の上
部に連結されている。 ［００２６］ 図２は、装填段階から駆動され、入口１８から出口２０
へ向けて移動された樋室を示している。この段階に於い
ては、両方の樋室３０および３２の開口３４および３６
は閉じられている。カバープレート１６は容器上に密接
に即ち気密に位置され、これらの樋室３０および３２の
開口３４および３６を完全に閉じるようになされている
。これらの開口３４および３６は容器の移動の間にカバ
ープレート１６の表面に沿って移動する。 ［００２７］ この例とする実施例に於いては、樋室の装填および樋室
がらの送出は約５秒間にて行われるように、又、一方の
段階から他方の段階へ向かう樋室の移動は約２秒間で行
われるように、構成されている。 ［００２８］ 移送段階に於いては、樋室３０の内部は、例えばバルブ
４８．５０および５２を開くことによって圧縮空気もし
くは圧縮窒素でその圧力が上昇される。圧力バルブ例え
ばソレノイドバルブが、移送段階の間にのみ、開口が閉
じられている状態の樋室３０の内圧を上昇させることが
できるように、この給送装置に組み付けられ得る。又、
樋室３０が圧力チャンネル２６と通じる迄の間に、該圧
力チャンネル２６の圧力を超える最終的な加圧を行わな
いように、圧力バルブは配置されることもできる。しか
しながら樋室３０の中の圧力は、圧力チャンネル２６が
ら樋室３０へ向かって有害となる程度でガスが逆流する
のを防止するように出口２０に於いて十分に高くなけれ
ばならない。 ［００２９］ 図示した実施例に於いては、装填段階と送出段階とで一
容器２８は１８ｏ°にゎたって回転される。従って、円
筒形の樋室３ｏおよび３２はそれぞれ入口１８および出
口２０に対して位置を移動される。容器２８が１８ｏ°
にゎたって回転されてその終点位置に到達すると、ピス
トン３８および４０が同時に逆の方向へ移動される。一
方の樋室ではピストンが下方へ向けて移動され、その樋
室は燃料を装填される。他方の樋室ではピストンは上方
へ向けて移動され、その樋室から燃料が送出される。駆
動手段４４が１８０°の回転を再始動するとき、ソレノ
イドバルブ４８〜５２が開かれて、成る量の空気或いは
他のガスが燃料の充填されている樋室の中に流入するよ
うになされる。これらのソレノイドバルブは、その樋室
が燃料給送手段、即ち入口チャンネル２２と通じていな
い状態となる迄は開かれない。ソレノイドバルブを通し
て流れるガスによって、その円筒即ち樋室は圧力チャン
ネル２６の圧力よりも高い成る圧力値に迄加圧される。 これにより、回転移動によって燃料の充填されている樋
室３０が圧力チャンネル２６と通じるようになされたと
きに、圧力ストロークの生じるのが防止されるのである
。１つ又はそれ以上の数のバルブを通してガスが樋室の
中へ流入される。 ［００３０］ 樋室の個数が２以上である場合には、容器の回転移動は
相応に変化されるのであり、燃料を装填された各樋室が
出口と通じるように移動され、送出されな各樋室が対応
して入口と通じるように移動されるようになされる。移
送段階の間、燃料の装填された樋室の圧力は適当レベル
に迄高められねばならない。 ［００３１］ 図１および図２は好ましい実施例を示しており、これに
於いて給送装置は垂直とされている。この給送装置の位
置は傾斜されることもできる。これによれば、重力で燃
料が円筒形の樋室の底部に流下する。成る場合には、樋
室は水平とされることすらある。これに於いては、燃料
の装填のために例えば強制給送を使用しなければならな
い。 ［００３２］ 容器２８は大きな円筒形とされるのが好ましい。しかし
、同様にその他の形状とすることもできる。基本的には
、容器の内部に配置される樋室は入口および出口のそれ
ぞれに対して移動できるということである。容器が静止
され、入口および出口もしくは入口および出口として機
能する手段が移動されることも可能である・基本的には
、燃料を充填された樋室は出口に通じるようになされ、
空にされた樋室は入口に通じるようになされるのである
。 ［００３３］ 図示した実施例に於いて、樋室は円筒形とされている。 勿論、樋室は同様に他の形状とされることができる。本
質的には、樋室の室容積を調節することのできるピスト
ンやその他の手段が樋室の装填および樋室からの送出に
際して使用できることである。本発明によれば、樋室の
室容積は装填段階が開始されるときには小さく保持され
、その樋室の装填が進むに連れて次第に拡大される。こ
れによって、その樋室内に余剰空気が進入するのは防止
される。余剰空気は樋室から処理装置へと流れる。制御
不可能な過剰空気はしかる後に行われる処理の観点から
不利となるのである。 ［００３４］ 本発明は上述した実施例に限定することを意図されてい
ない。本発明は特許請求の範囲の欄に記載された発明の
範囲から逸脱せずに変更され応用されることができるの
である。 ［００３５］

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば圧力がかなり高い
空間に対しても固体燃料を給送することが可能になる。 又、この給送に際して、固体燃料に伴って余剰空気が給
送されることは防止され、引き続く様々な処理に対して
の悪影響が回避される。更に又、燃料の給送時に高い圧
力空間から高温ガスや有害ガスが逆流して、甚だしくは
貯蔵燃料の発火を引き起こすような危険性は排除される
。しかもこのための方法および装置が簡単である、等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による給送装置の、装填段階および送出段階に於
ける概略断面図。

【図２】 図１と同じ給送装置の、移送段階の間の概略断面図。

【符号の説明】

１０　　給送装置 ３０゜ ３４゜ ３８゜ ４８゜ 可動部分 静止部分 カバープレート 入口 出口 入口チャンネル スクリュー 圧力チャンネル 容器 ３２　　樋室 ３６　　開口 ４０　　ピストン 駆動シリンダー装置 駆動手段 ５０．５２　　　バルブ

【書類基】

図面

【図１】

【図２】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼プラント即ちガス化プラントに於いて
   複数の段階で、入口、スルースチャンバー即ち樋室およ
   び出口を有して構成されている給送装置によって、以下
   のような方法で、即ち ローディングステージ即ち装填段階に於いては、固体材
   料が入口チャンネルから入口を通して樋室の中へ運ばれ
   、 −第１の移送段階に於いては、樋室が入口および出口へ
   向けてそれぞれ移動されるか或いは入口および出口がそ
   れぞれ樋室へ向けて移動されて、これにより入口を閉じ
   て出口を開くようになされ、 アンローディングステージ即ち送出段階に於いては、固
   体材料は樋室から出口を通して圧力チャンネルの中に運
   ばれ、そして−第２の移送段階に於いては、樋室が入口
   および出口へ向けてそれぞれ移動されるか或いは入口お
   よび出口がそれぞれ樋室に向けて移動されて、これによ
   り入口を開いて出口を閉じるようになされる、 ような方法で、圧力空間の中に固体材料を給送する方法
   であって、−装填段階の間は樋室の室容積が増大され、
   又、送出段階の間は該室容積が減少される、 ことを特徴とする圧力空間の中に固体材料を給送する方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載された方法であって、円筒
   形の樋室の室容積が該樋室の内部に配置されたピストン
   を移動させることで増大および減少されることを特徴と
   する圧力空間の中に固体材料を給送する方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載された方法であって、円筒
   形の樋室の一端に形成されている開口へ向けてピストン
   を押圧することによって、燃料が該樋室から出口を通し
   て排出されることを特徴とする圧力空間の中に固体材料
   を給送する方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載された方法であって、第１
   の移送段階の間、例えば空気や窒素のような圧力ガスに
   よって樋室内の圧力が上昇されることを特徴とする圧力
   空間の中に固体材料を給送する方法。
5. 【請求項５】請求項１に記載された方法であって、移送
   段階の間、樋室が内部に配置される容器が軸線回りに１
   ８０°回転されることを特徴とする圧力空間の中に固体
   材料を給送する方法。
6. 【請求項６】加圧燃焼プラント即ちガス化プラントに於
   いて固体材料を入口チャンネルから圧力チャンネルの中
   に導入するための給送装置であり、−軸線回りに回転可
   能な容器と、 −容器の端壁に固定的に配置され、且つ又、入口チャン
   ネルに通じた少なくとも１つの入口および／又は圧力チ
   ャンネルに通じた１つの出口を有するカバープレートと
   、 −樋室であって、その樋室の開口とカバープレートとの
   間に気密な結合を形成するように容器の中に配置された
   樋室と、 を有して構成された前記給送装置であって、−樋室が円
   筒形であり、且つ又、ピストンを備えており、該ピスト
   ンの直径は該円筒の内径と実質的に等しくて、該ピスト
   ンが樋室の室容積を調節できるようになされている、 ことを特徴とする給送装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載された給送装置であって、
   樋室の移送段階の間、該樋室の開口は樋室が閉じられる
   ようにカバープレートと気密に結合されることを特徴と
   する給送装置。
8. 【請求項８】請求項６に記載された給送装置であって、
   更に、容器の軸線の回りで容器を回転させる装置と、円
   筒の中でピストンを動かす装置とを有することを特徴と
   する給送装置。
9. 【請求項９】請求項６に記載された給送装置であって、
   容器が垂直円筒であること、および少なくとも２つの円
   筒形の樋室が容器の中に垂直の配置されていること、を
   特徴とする給送装置。