特許 6121309 チャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6121309

(24)【登録日】2017年4月7日

(45)【発行日】2017年4月26日

(54)【発明の名称】チャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システム

(51)【国際特許分類】

   C10J 3/46 20060101AFI20170417BHJP

   G01F 23/288 20060101ALI20170417BHJP

【ＦＩ】

   C10J3/46 K

   G01F23/288

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-232439(P2013-232439)

(22)【出願日】2013年11月8日

(65)【公開番号】特開2015-93889(P2015-93889A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2015年11月6日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】宮田 恭行

(72)【発明者】

【氏名】小山 智規

(72)【発明者】

【氏名】早田 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】山本 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】西村 幸治

(72)【発明者】

【氏名】中山 尚人

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０２４８２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２７１４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１６６４７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｊ ３／４６

Ｇ０１Ｆ ２３／２８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分離されたチャーをガス化炉側へ供給するチャー供給ホッパ本体と、
チャー供給ホッパ本体の側壁から挿入され、互いに鉛直軸方向に整列して設けられた２以上の鞘管と、
一の前記鞘管内に設けられ、前記チャー供給ホッパ本体内部にγ線を照射する線源部と、
他の前記鞘管内に設けられ、照射された前記γ線を検出するγ線検出器と、を有し、
各前記鞘管の横断面は、上端に頂角を有する先細り部を備えた形状とされていることを特徴とするチャー供給ホッパ。

【請求項2】

水平面に対して前記先細り部の側面がなす角は、前記チャーの安息角以上であることを特徴とする請求項１に記載のチャー供給ホッパ。

【請求項3】

分離されたチャーをガス化炉側へ供給するチャー供給ホッパ本体と、
チャー供給ホッパ本体の側壁から挿入され、互いに鉛直軸方向に整列して設けられた２以上の鞘管と、
一の前記鞘管内に設けられ、前記チャー供給ホッパ本体内部にγ線を照射する線源部と、
他の前記鞘管内に設けられ、照射された前記γ線を検出するγ線検出器と、を有し、
前記鞘管は、中心軸回りに回転可能とされていることを特徴とするチャー供給ホッパ。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれかに記載のチャー供給ホッパを備えることを特徴とするチャー回収装置。

【請求項5】

請求項４に記載のチャー回収装置を備えることを特徴とするガス化炉システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムに関し、より具体的にはチャーの正確な計測が可能なチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

炭素質原料のガス化設備は、炭素質原料を酸素又は水蒸気などを含むガス化剤によりＣＯ，Ｈ２等を主成分とするガスに転換する設備である。この炭素質原料のガス化設備は、一般的に、炭素質原料供給装置、ガス化炉、チャー回収装置で構成されている。炭素質原料は窒素などの搬送ガスにより、ガス化炉に供給されると共に、ガス化剤（空気、酸素富化空気、酸素、水蒸気など）が供給され、ガス化炉で炭素質原料が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスは、チャー回収装置にて、炭素含質原料の未反応分（チャー）が除去される。

【0003】

上述した炭素質原料のガス化設備におけるチャー回収装置は、ガス化炉で生成された生成ガスから、複数段の集塵装置を用いて含有するチャーを除去している。そして、回収したチャーは、チャー供給装置により、所定量ずつガス化炉に戻している。チャーの供給装置としては、チャー供給ホッパが設置されている。この回収したチャーをガス化炉へ再投入にするに当たり、チャーの回収量とチャーの供給量とを略バランスするように運転制御する必要があり、そのためには保有チャー量を正確に把握することが重要である。
例えば、特許文献１には、鞘管内部に設けられた線源部およびγ線検出器を用いてホッパ内部の容積（レベル）を計測することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−５７０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、線源部およびγ線検出器を内部に有する鞘管が円筒形状であるため、鞘管にチャーが堆積するという問題があった。
チャー供給ホッパに貯蔵されたチャーの量が、該当する鞘管の上方から下方へ移動した場合に、鞘管上部にチャーが堆積する場合がある。この時に、実際はチャーの量が少ないにもかかわらず鞘管上部までチャーが貯蔵されていると誤って計測されるなど、鞘管上部に堆積したチャーが正確な容積計測を阻害する。これにより、保有チャー量の正しい把握ができず、チャーの定量供給が行えなくなり、安定運転が困難になる。ひいてはガス化炉の停止につながることもあり得る。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、チャーの正確な計測が可能なチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムは以下の手段を採用する。
分離されたチャーをガス化炉側へ供給するチャー供給ホッパ本体と、チャー供給ホッパ本体の側壁から挿入され、互いに鉛直軸方向に整列して設けられた２以上の鞘管と、一の前記鞘管内に設けられ、前記チャー供給ホッパ本体内部にγ線を照射する線源部と、他の前記鞘管内に設けられ、照射された前記γ線を検出するγ線検出器と、を有し、各前記鞘管の横断面は、上端に頂角を有する先細り部を備えた形状とされていることを特徴とするチャー供給ホッパを採用する。

【0008】

鞘管には、チャー供給ホッパ内の紛体層レベルを検知するためレベル計としてのγ線を出射する線源を有する線源部と、γ線を検出するγ線検出器が各々設置されている。線源部からγ線検出器に向かってγ線が出射され、γ線がγ線検出器に入ると電気信号となって検出される。そして、チャーの量に応じたγ線の透過による密度差を用いてチャーの紛体層レベルを計測する。

【0009】

チャー供給ホッパ内に堆積されたチャーの量が減少し、堆積したチャーの上面が該当する鞘管の上方から下方へ移動した場合に、鞘管上部にチャーが残り堆積する場合がある。この時に、実際はチャーの量が少ないにもかかわらず鞘管上部までチャーが貯蔵されていると誤って計測されるなど、チャー供給ホッパ内に堆積したチャーが正確な容積計測を阻害する。これにより、保有チャー量の正しい把握ができず、チャーの定量供給が行えなくなり、安定運転が困難になる。ひいてはガス化炉の停止につながることもあり得る。
そこで、鞘管の横断面を、上端に頂角を有する先細り部を備えた形状とした。これにより、鞘管の上部に位置するチャーは、鞘管の上端に頂角が設けられているため鞘管の上端に留まることができず、また先細り形状とされているので、チャーは鞘管上に留まることができずに滑り落ちる。このように、鞘管の先細り部にチャーが堆積することを未然に防ぐことができるので、チャーにより計測が遮られることなく正確な容積計測が行えるため、安定した運転の継続が可能となる。

【0010】

上記発明において、水平面に対して前記先細り部の側面がなす角は、前記チャーの安息角以上であるとしてもよい。

【0011】

本発明によれば、水平面に対して先細り部の側面がなす角が、チャーを堆積させた際の安息角以上の角度であることから、先細り部の側面にチャーが堆積するのを防ぐことができる。よって、正確な容積計測が行え、安定した運転の継続が可能となる。

【0016】

本発明は、分離されたチャーをガス化炉側へ供給するチャー供給ホッパ本体と、チャー供給ホッパ本体の側壁から挿入され、互いに鉛直軸方向に整列して設けられた２以上の鞘管と、一の前記鞘管内に設けられ、前記チャー供給ホッパ本体内部にγ線を照射する線源部と、他の前記鞘管内に設けられ、照射された前記γ線を検出するγ線検出器と、を有し、前記鞘管は、中心軸回りに回転可能とされていることを特徴とするチャー供給ホッパを採用する。

【0017】

本発明によれば、鞘管が中心軸を中心とした円周方向に回転可能であることから、鞘管の上部にチャーが堆積しても鞘管を回転させることにより上部に堆積したチャーを滑り落とすことで除去することができ、鞘管の上部にチャーが堆積するのを防ぐことができる。よって、正確な容積計測が行え、安定した運転の継続が可能となる。
また、たとえチャーが堆積してしまったとしても、鞘管の回転によりチャーを取り除くことが可能である。

【0018】

本発明は、前項のいずれかに記載のチャー供給ホッパを備えることを特徴とするチャー回収装置を採用する。

【0019】

本発明は、前項に記載のチャー回収装置を備えることを特徴とするガス化炉システムを採用する。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、線源部およびγ線検出器を内部に有する鞘管へのチャー堆積を防止するので、保有チャー量の正しい把握ができ安定した運転を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態にかかるチャー供給ホッパを備えたガス化炉システムを示した概略構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態にかかるチャー供給ホッパを示した縦断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態にかかる線源部を有する鞘管の横断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態にかかるγ線検出器を有する鞘管の先端部を示した縦断面図である。

【図5】横断面が円筒形状とされた鞘管の上部にチャーが堆積した状態を示した横断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態にかかる鞘管の横断面を示し、（ａ）は先細り部が垂直な状態を示した横断面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例であって先細り部が偏心した状態を示した横断面図である。

【図7】本発明の第１参考実施形態にかかる鞘管および近傍部の部分拡大縦断面図である。

【図8】本発明の第１参考実施形態の変形例にかかる鞘管および近傍部の部分拡大縦断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態にかかる鞘管および近傍部の部分拡大縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、本発明に係るチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係るチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムの概略構成が示されている。
図１に示されるように、ガス化炉システム１０は、原料炭である石炭等が微粉化された微粉炭３１を供給する微粉炭供給設備３０と、微粉炭３１を供給してガス化し生成ガス（可燃性ガス）１１Ａを生成する石炭ガス化炉１４と、ガス化ガスである生成ガス１１Ａ中のチャー５５を回収するチャー回収装置５０と、チャー５５が分離された生成ガス１１Ｂを精製するガス精製装置１６と、精製された燃料ガス１１Ｃを燃焼させてタービンを駆動するガスタービン設備１７と、前記ガスタービン設備１７からのタービン排ガス８１を導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０で生成した蒸気８２により運転される蒸気タービン（ＳＴ）設備１８と、前記ガスタービン設備１７及び／又は前記蒸気タービン設備１８と連結された発電機１９とを主な構成として備えている。

【0023】

本実施形態に係る微粉炭供給設備３０は、図示しない原炭バンカからの原炭（例えば石炭、褐炭等）を粉砕し、微粉炭３１とされたものを石炭ガス化炉１４に微粉炭バンカ３２より供給している。

【0024】

石炭ガス化炉１４へは、微粉炭バンカ３２から供給される微粉炭３１が供給可能である。

【0025】

すなわち、石炭ガス化炉１４は、ガスタービン設備１７（圧縮機６１）から圧縮空気供給ライン４１が接続されており、このガスタービン設備１７で圧縮された圧縮空気３７が供給可能となっている。空気分離装置４２は、大気中の空気から窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３が石炭ガス化炉１４に接続されている。また、第２窒素供給ライン４５も石炭ガス化炉１４に接続され、この第２窒素供給ライン４５に、チャー回収装置５０から回収されたチャー５５をチャー供給ホッパ５３から戻すチャー排出ライン５６が接続されている。更に、酸素供給ライン４７は、圧縮空気供給ライン４１に接続されている。この場合、窒素（Ｎ_２）は、微粉炭３１やチャー５５の搬送用ガスとして利用され、酸素（Ｏ_２）は、酸化剤として利用される。

【0026】

ここで、本実施形態では、チャー５５を石炭ガス化炉１４に供給しているが、チャー回収装置５０で回収されたチャー５５を微粉炭３１に混合して石炭ガス化炉１４内に供給するようにしてもよい。

【0027】

石炭ガス化炉１４は、例えば噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された微粉炭３１、チャー５５、空気（酸素）、またはガス化剤としての水蒸気を燃焼・ガス化すると共に、一酸化炭素を主成分とする生成ガス１１Ａを発生させ、この生成ガス１１Ａをガス化剤としてガス化反応を生じさせている。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭３１の混入した溶融スラグ等の異物を排出する。
本実施形態では、石炭ガス化炉１４として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉１４は、チャー回収装置５０に向けて生成ガス１１Ａのガス生成ライン４９が設けられており、チャー５５を含む生成ガス１１Ａが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を別途設けることで、生成ガス１１Ａを所定温度まで冷却してからチャー回収装置５０に供給するようにしてもよい。

【0028】

チャー回収装置５０は、生成ガス１１Ａ中の微粉炭３１の未反応分のチャー５５を分離する分離手段５１と、分離されたチャー５５を回収するチャービン５２と、回収されたチャー５５をチャー供給ホッパ５３に供給するチャー排出ライン５４と、前記チャー供給ホッパ５３よりチャー５５を石炭ガス化炉１４側へ搬送するチャー排出ライン５６とを有する。

【0029】

分離手段５１は、１つまたは複数のバグフィルタやサイクロンにより構成され、石炭ガス化炉１４で生成された生成ガス１１Ａに含有するチャー５５を分離することができる。そして、チャー５５が分離された生成ガス１１Ｂは、ガス排出ライン５９を通してガス精製装置１６に送られる。チャー供給ホッパ５３は、分離手段５１で生成ガス１１Ａから分離されたチャー５５を貯留するものである。なお、チャー供給ホッパ５３からのチャー排出ライン５６は、第２窒素供給ライン４５に接続されている。

【0030】

ガス精製装置１６は、チャー回収装置５０によりチャー５５が分離された生成ガス１１Ｂに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製装置１６は、チャー５５が分離された生成ガス１１Ｂを精製して燃料ガス１１Ｃを製造し、これをガスタービン設備１７に供給する。なお、このガス精製装置１６では、チャー５５が分離された生成ガス１１Ｂ中にはまだ硫黄分（Ｈ_２Ｓ）が含まれているため、例えばアミン吸収液等によって除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。

【0031】

ガスタービン設備１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、圧縮機６１とタービン６３は、回転軸により連結されている。燃焼器６２は、圧縮機６１から圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製装置１６から燃料ガス供給ライン６６が接続され、タービン６３に燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン設備１７には、圧縮機６１から石炭ガス化炉１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気３７とガス精製装置１６から供給された燃料ガス８０とを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガス８０により回転軸を回転することで発電機１９を駆動することができる。

【0032】

蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７における回転軸に連結されるタービン６９を有しており、発電機１９は、この回転軸の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０に設けられており、空気と高温の排ガス８１との間で熱交換を行うことで、蒸気８２を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ２０には、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気８２を供給する蒸気供給ライン７１が設けられると共に、蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気８２によりタービン６９が駆動し、回転軸を回転することで発電機１９を駆動することができる。

【0033】

そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガス８３は、煙突７５から大気へ放出される。

【0034】

ここで、本実施形態のガス化炉システム１０の作動について説明する。

【0035】

本実施形態のガス化炉システム１０において、微粉炭バンカ３２に貯留された微粉炭３１は、空気分離装置４２から供給される窒素により石炭ガス化炉１４に供給される。また、後述するチャー回収装置５０で回収されたチャー５５が、空気分離装置４２から供給される窒素により石炭ガス化炉１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７から抽気された圧縮空気３７が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通して石炭ガス化炉１４に供給される。

【0036】

石炭ガス化炉１４では、供給された微粉炭３１及びチャー５５が圧縮空気（酸素）３７により燃焼し、微粉炭３１及びチャー５５がガス化することで、二酸化炭素を主成分とする生成ガス１１Ａを生成することができる。そして、この生成ガス１１Ａは、石炭ガス化炉１４からガス生成ライン４９を通して排出され、チャー回収装置５０に送られる。

【0037】

このチャー回収装置５０にて、生成ガス１１Ａはまず分離手段５１に供給され、生成ガス１１Ａに含有するチャー５５が分離される。そして、チャー５５が分離された生成ガス１１Ｂは、ガス排出ライン５９を通してガス精製装置１６に送られる。一方、生成ガス１１Ａから分離した微粒のチャー５５は、チャービン５２を介してチャー供給ホッパ５３に堆積され、石炭ガス化炉１４に戻されてリサイクルされる。

【0038】

チャー回収装置５０によりチャー５５が分離された生成ガス１１Ｂは、ガス精製装置１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガス１１Ｃが製造される。そして、ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気３７を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気３７と、ガス精製装置１６から供給される燃料ガス１１Ｃとを混合し、燃焼することで燃焼ガス８０を生成し、この燃焼ガス８０によりタービン６３を駆動することで、回転軸を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。

【0039】

そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排ガス８１は、排熱回収ボイラ２０にて、空気と熱交換を行うことで蒸気８２を生成し、この生成した蒸気８２を蒸気タービン設備１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気８２によりタービン６９を駆動することで、回転軸を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。

【0040】

その後、排熱回収ボイラ２０から排出された排ガス８３が煙突７５から大気へ放出される。

【0041】

図２には、本実施形態に係るチャー供給ホッパの断面図が示されている。
図２に示されるように、チャー供給ホッパ５３は、分離されたチャー５５を石炭ガス化炉１４側へ供給するチャー供給ホッパ本体５３ａと、チャー供給ホッパ本体５３ａの側壁から挿入される第１鞘管１２１と、この第１鞘管１２１内に設けられ、チャー供給ホッパ本体５３ａの内部にγ線を照射する線源部１０１と、第１鞘管１２１の鉛直軸方向の上下方向に設けられ、チャー供給ホッパ本体５３ａの側壁から挿入される第２鞘管１２２と、この第２鞘管１２２内に設けられ、照射されたγ線を検出するγ線検出器１０２とを有するものである。
なお、第１及び第２鞘管１２１、１２２はチャー供給ホッパ本体５３ａの側壁に設けた管台１２３に各々設置されている。

【0042】

図３に示すように、第１鞘管１２１内には、線源１０１ａを有する線源部１０１が挿入されている。
図４に示すように、第２鞘管１２２内には、検出部１０２ａを有するγ線検出器１０２が挿入されている。

【0043】

チャー供給ホッパ本体５３ａ内の鉛直軸方向に、複数個の圧力を遮蔽する第１及び第２鞘管１２１、１２２を設置し、鞘管１２１、１２２に粉体層レベルを検知するためのレベル計としてγ線を出射する線源１０１ａを有する線源部１０１と、γ線を検出する検出部１０２ａを有するγ線検出器１０２とを各々設置した。

【0044】

線源部１０１とγ線検出器１０２とは、チャー５５のレベル範囲（高さ）に応じて、複数設置するようにしてもよい。
すなわち、レベル範囲が小さい場合は、線源部１０１とγ検出器１０２との１組の構成でもよい。
レベル範囲が大きい場合は、図３に示すように上下に放出孔を有する線源部１０１を設置する（この場合、線源１０１ａを中心として鉛直軸方向だけ開口する放射孔１０１ｂを形成する）、または、図２に示すようにγ線検出器１０２と線源部（上下に放出孔有）１０１とγ線検出器１０２との構成の上下方向にさらに線源部１０１を設けるなど複数の線源部１０１とγ検出器１０２を設ける、などとしてもよい。

【0045】

チャー供給ホッパ本体５３ａの容器側面における上下方向に、管台１２３を複数個設置し、この管台１２３に第１及び第２鞘管１２１、１２２を設け、鞘管１２１、１２２内部に設けた線源部１０１とγ線検出器１０２とからなるレベル計を複数個設置することにより、チャー５５のレベルを非接触で計測が可能となる。

【0046】

線源部１０１からγ線検出器１０２に向かってγ線が出射され、γ線がγ線検出器１０２に入ると電気信号となって検出される。この時、線源部１０１とγ線検出器１０２との間にチャー５５が存在する場合は、その量に応じてγ線の透過の密度が異なる。このチャー５５の量に応じたγ線の透過による密度差を用いてチャー５５の紛体層レベルを計測する。

【0047】

ここで、例えば第１鞘管１２１が円筒形状である場合、チャー供給ホッパ５３に貯蔵されたチャー５５の量が、該当する第１鞘管１２１の上方から下方へ移動した場合に、図５に示すように第１鞘管１２１上部にチャー５５が堆積する場合がある。この時に、実際はチャー５５の量が少ないにもかかわらず第１鞘管１２１上部までチャー５５が貯蔵されていると誤って計測されるなど、堆積したチャー５５が正確な容積計測を阻害する。これにより、保有チャー量の正しい把握ができず、チャー５５の定量供給が行えなくなり、安定運転が困難になる。ひいてはガス化炉システム１０の停止につながることもあり得る。

【0048】

そこで、本実施形態では、鞘管１２１、１２２の横断面を、図６に示すような上端に頂角を有する先細り部２００を備えた形状とした。
より詳細には、鞘管１２１、１２２は、仮想の円筒があるとして、円筒の円周方向に二つの接平面（図６において先細り部２００の側面２０１）を有し、この接平面の交線を一辺とし、この交線が円筒の頂点の上方にあるような先細り部２００と、先に示した仮想の円筒とを結合した形状である。
図６（ａ）は、第１鞘管１２１の先細り部２００の頂角が、第１鞘管１２１が円筒であった場合の中心の鉛直軸方向にある場合、すなわち先細り部２００が垂直な状態である場合であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の変形例であり、第１鞘管１２１の先細り部の頂角が、第１鞘管１２１が円筒であった場合の中心の鉛直軸方向以外にある場合、すなわち偏心している場合である。
水平面に対して、図６（ａ）及び（ｂ）の先細り部２００の側面２０１がなす角β_１、β_２、β_３、β_４は、安息角以上であり、先細り部２００の頂点は第１鞘管１２１が円筒であった場合の円筒の頂点よりも上方にある。
また、図６（ａ）及び（ｂ）の形状は、少なくとも鞘管１２１、１２２のチャー供給ホッパ５３内に挿入された部分に連続して設けられている。
第１鞘管１２１が上記のような形状であることにより、第１鞘管１２１の上部に位置するチャー５５は、第１鞘管１２１の上端に頂角が設けられているため第１鞘管１２１の上端に留まることができず、また先細り形状とされているので、チャー５５は第１鞘管１２１上に留まることができずに滑り落ちる。

【0049】

以上、説明してきたように、本実施形態に係るチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムによれば、鞘管１２１、１２２の先細り部２００にチャー５５が堆積することを未然に防ぐことができることから、チャー５５により計測が遮られることなく正確な容積計測が行えるため、安定した運転の継続が可能となる。
また、水平面に対して先細り部２００の側面２０１がなす角が、チャー５５を堆積させた際の安息角以上の角度であることから、先細り部２００の側面２０１にチャー５５が堆積するのを防ぐことができる。
本実施形態では、第１鞘管１２１に限定して説明したが、第１鞘管１２１は第２鞘管１２２であってもよい。

【0050】

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第１参考実施形態について、図７を用いて説明する。
上記した第１実施形態では、チャー５５の堆積を防ぐために鞘管１２１、１２２が上端に頂角を有する先細り部を備えた形状であるとしたが、本参考実施形態では、チャー除去部を備えるものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。

【0051】

図７には、本参考実施形態に係る鞘管および近傍部の横断面の概略構成図が示されている。
第２鞘管１２２と管台１２３との間で、第２鞘管１２２の円筒の頂点の上方に、ノズル３０１が設けられている。ノズル３０１の一端はガス化炉システム１０の不活性ガス系統に接続されており、他端の噴射口はチャー供給ホッパ本体５３ａ内部まで延びている。ここで、本参考実施形態では、不活性ガスを窒素（Ｎ_２）とする。
ノズル３０１からは第２鞘管１２２の円筒の上部に対して加圧窒素が噴射される。噴射された加圧窒素により、第２鞘管１２２の上部のチャー５５を吹き飛ばす。

【0052】

〔第１参考実施形態の変形例〕
以下、本発明の第１参考実施形態の変形例について、図８を用いて説明する。
上記した第１参考実施形態では、チャー除去部であるノズル３０１が第２鞘管１２２と管台１２３との間で、チャー供給ホッパ本体５３ａ内部まで延びているとしたが、本変形例では、ノズル３０１の位置が相違する。具体的には図８に示すように、ノズル３０１は管台１２３の基端部１２３ａ、すなわちチャー供給ホッパ５３内部側とは逆の端部に噴射口を備えるものである。
また、第２鞘管１２２の円周上には、円周から立ち上がるように２つのガイド３０２が平行に並んで設けられている。これら２つのガイド３０２は、その間にノズル３０１の噴射口から噴射される不活性ガスをチャー供給ホッパ本体５３ａ内部へ導く流路を形成するように設けられる。また、各ガイド３０２は、管台１２３の基端部１２３ａからチャー供給ホッパ本体５３ａまでの間で、第２鞘管１２２の中心軸に沿う方向に設置される。
ノズル３０１からは、第２鞘管１２２の円筒の上部に対して窒素などの不活性ガスが噴射される。噴射された不活性ガスは、チャー供給ホッパ本体５３ａ内部までガイド３０２間に沿って流れ、第２鞘管１２２の上部のチャー５５を吹き飛ばす。

【0053】

以上、説明してきたように、本参考実施形態および変形例に係るチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムによれば、ノズル３０１から噴射される不活性ガスにより鞘管１２１、１２２の上部に堆積するチャー５５を除去できることから、鞘管１２１、１２２にチャー５５が堆積するのを防ぐことができる。よって、正確な容積計測が行え、安定した運転の継続が可能となる。
また、たとえチャー５５が堆積してしまったとしても、ノズル３０１から噴射される不活性ガスによりチャー５５を取り除くことが可能である。

【0054】

また、ノズル３０１からガス化炉システム１０で使用される不活性ガスが噴射されることから、鞘管１２１、１２２に堆積するチャー５５を不活性ガスの噴射により除去することができる。また、ガス化炉システム１０で使用される不活性ガス、例えば微粉炭３１やチャー５５の搬送用ガスとして用いられる窒素を利用することから、新たに噴射用ガスの設備を備える必要がなく容易に導入可能である。また、チャー供給ホッパ５３内部はチャー５５の安定供給のために内部が加圧された状態であることが望ましいが、不活性ガス、特に窒素が内部に噴射されることでチャー５５の堆積防止と同時に加圧が可能である。
また、本変形例に係るチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムによれば、第２鞘管１２２と管台１２３との間が狭くノズル３０１を設けることができずに管台１２３の基端部１２３ａに設ける場合であっても、第２鞘管１２２にガイド３０２を設けることにより、第１参考実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本参考実施形態では、第２鞘管１２２に限定して説明したが、第２鞘管１２２は第１鞘管１２１であってもよい。

【0055】

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
上記した第１参考実施形態では、チャー５５の堆積を防ぐために鞘管１２１、１２２上方に不活性ガスを噴射するノズル３０１を設けたが、本実施形態では、鞘管１２１、１２２を回転可能な構成とするものである。その他の点については第１参考実施形態と同様であるので、説明は省略する。

【0056】

例えば、鞘管１２１、１２２が円筒形状である場合、チャー供給ホッパ５３に貯蔵されたチャー５５の量が、該当する鞘管１２１、１２２の上方から下方へ移動した場合に、図５に示すようにチャー５５が堆積する場合がある。
そこで、本実施形態では、図９に示すように、第２鞘管１２２を中心軸Ａ回りに回転可能であるとした。
常に回転させる、定期的に回転させる、または、計測前に回転させるなどの方法により、第２鞘管１２２にチャー５５が堆積せず滑り落ちる。回転については、操作者が手動で回転させる、及び、回転のための装置及び制御装置を別途設ける、など、その手段は問わない。

【0057】

以上、説明してきたように、本実施形態に係るチャー供給ホッパ、チャー回収装置及びガス化炉システムによれば、鞘管１２１、１２２が中心軸Ａ回りに回転可能であることから、鞘管１２１、１２２の上部にチャー５５が堆積しても回転させることにより上部に堆積したチャーを滑り落とすことで除去することができ、鞘管１２１、１２２の上部にチャー５５が堆積するのを防ぐことができる。よって、正確な容積計測が行え、安定した運転の継続が可能となる。
また、たとえチャー５５が堆積してしまったとしても、鞘管１２１、１２２の回転によりチャー５５を取り除くことが可能である。
本実施形態では、第２鞘管１２２に限定して説明したが、第２鞘管１２２は第１鞘管１２１であってもよい。

【符号の説明】

【0058】

１０ ガス化炉システム
１４ 石炭ガス化炉
５０ チャー回収装置
５３ チャー供給ホッパ
５３ａ チャー供給ホッパ本体
５５ チャー
１０１ 線源部
１０２ γ線検出器
１２１ 第１鞘管
１２２ 第２鞘管
１２３ 管台
３０１ ノズル（チャー除去手段）
３０２ ガイド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】