特開 2024-142898 燃料搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142898

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】燃料搬送装置

(51)【国際特許分類】

   F23K 1/00 20060101AFI20241003BHJP

   B65G 21/00 20060101ALI20241003BHJP

   B65G 47/44 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F23K1/00 A

B65G21/00 Z

B65G47/44

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055286

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】ＵＢＥマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】弁理士法人きさらぎ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中谷 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】中野 航

(72)【発明者】

【氏名】多田 淳

【テーマコード（参考）】

3F015

【Ｆターム（参考）】

3F015AA01

3F015EA00

(57)【要約】

【課題】既存の設備を利用して、燃料の搬送量の低下なく設備コストを抑えて換気と乾燥を行う。
【解決手段】燃料搬送装置は、燃料を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を内部に収容するカバー部と、前記カバー部の内部空間の空気を吸引する集塵装置と、前記カバー部の前記内部空間に外気を導入可能な弁装置と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置を内部に収容するカバー部と、
前記カバー部の内部空間の空気を吸引する集塵装置と、
前記カバー部の前記内部空間に外気を導入可能な弁装置と、
を備えた
燃料搬送装置。

【請求項2】

前記弁装置の開閉制御を行う制御装置を備え、
前記制御装置は、前記燃料の水分量に基づき前記弁装置の開閉を制御する
請求項１記載の燃料搬送装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記水分量を予め定められた所定のしきい値と比較して、前記水分量が前記しきい値以上となった場合に前記弁装置を開動作させる
請求項２記載の燃料搬送装置。

【請求項4】

前記搬送装置により搬送される前記燃料の搬送量を検出可能な第１検出手段、及び前記カバー部の前記内部空間における湿度を検出可能な第２検出手段の少なくとも一つを備え、
前記制御装置は、前記第１検出手段からの検出信号に基づく前記燃料の搬送量、及び前記第２検出手段からの検出信号に基づく前記内部空間の湿度の少なくとも一つに基づき、前記水分量を算出する
請求項２記載の燃料搬送装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記水分量に基づき前記集塵装置の動作を制御する
請求項４記載の燃料搬送装置。

【請求項6】

前記燃料は、木質バイオマスからなり、
前記搬送装置は、ベルトコンベアを含む
請求項１～５のいずれか１項記載の燃料搬送装置。

【請求項7】

前記集塵装置は、前記搬送装置における前記燃料の搬送方向の最下流側に設置され、
前記弁装置は、前記搬送装置における前記燃料の搬送方向の最上流側に設置される
請求項６記載の燃料搬送装置。

【請求項8】

前記搬送装置から払い出される燃料を貯留可能な燃料庫を備え、
前記集塵装置は、前記燃料庫の上部側に配置されている
請求項７記載の燃料搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ＰＫＳ（Ｐａｌｍ Ｋｅｒｎｅｌ Ｓｈｅｌｌ：パーム椰子殻）等の高含水率の搬送物（バイオマス）を燃料として搬送する際、その燃料がカビ胞子やバクテリア等が増殖可能な水分量以上にある場合、自己発熱の危険性が高まるため搬送経路には十分な換気が必要であった。

【0003】

また、上記水分量以上の燃料を搬送する場合、燃料の水分が蒸発した蒸気によって搬送経路を含む燃料供給設備が腐食したり、搬送した燃料を燃焼設備に投下しても燃焼効率が低下したりするため、適度な乾燥も必要であった。従って、燃料供給設備の換気と乾燥を効率良く行うために、例えば、燃料の受け入れを停止した状態で、燃料供給設備内に設けられた自動開放弁を開放状態にし、燃料供給設備内に複数設けられた集塵機を起動して、定期的に換気と乾燥を行うことが行われていた。

【0004】

その他、燃料の搬送経路に排気機構を設け、排気機構に含まれる誘引送風機で搬送経路内を吸引し、燃料の換気と乾燥を行う方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６６２８２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記のように燃料の受け入れを停止して換気と乾燥を行う場合、受け入れを停止している間は燃料自体を搬送することができなくなるので、燃料の搬送量の低下を招いてしまうという問題があった。また、上記特許文献１に開示された従来技術の構成では、排気機構を設ける必要があるため、新たな装置の設置が必要となり設備コストを抑えることが難しいという問題もある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、既存の設備を利用して、燃料の搬送量の低下なく設備コストを抑えて換気と乾燥を行うことができる燃料搬送装置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】

【0008】

本発明に係る燃料搬送装置は、燃料を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を内部に収容するカバー部と、前記カバー部の内部空間の空気を吸引する集塵装置と、前記カバー部の前記内部空間に外気を導入可能な弁装置と、を備える。

【0009】

本発明の一実施形態において、前記弁装置の開閉制御を行う制御装置を備え、前記制御装置は、前記燃料の水分量に基づき前記弁装置の開閉を制御する。

【0010】

本発明の他の実施形態において、前記制御装置は、前記水分量を予め定められた所定のしきい値と比較して、前記水分量が前記しきい値以上となった場合に前記弁装置を開動作させる。

【0011】

本発明の更に他の実施形態において、前記搬送装置により搬送される前記燃料の搬送量を検出可能な第１検出手段、及び前記カバー部の前記内部空間における湿度を検出可能な第２検出手段の少なくとも一つを備え、前記制御装置は、前記第１検出手段からの検出信号に基づく前記燃料の搬送量、及び前記第２検出手段からの検出信号に基づく前記内部空間の湿度の少なくとも一つに基づき、前記水分量を算出する。

【0012】

本発明の更に他の実施形態において、前記制御装置は、前記水分量に基づき前記集塵装置の動作を制御する。

【0013】

本発明の更に他の実施形態において、前記燃料は、木質バイオマスからなり、前記搬送装置は、ベルトコンベアを含む。

【0014】

本発明の更に他の実施形態において、前記集塵装置は、前記搬送装置における前記燃料の搬送方向の最下流側に設置され、前記弁装置は、前記搬送装置における前記燃料の搬送方向の最上流側に設置される。

【0015】

本発明の更に他の実施形態において、前記搬送装置から払い出される燃料を貯留可能な燃料庫を備え、前記集塵装置は、前記燃料庫の上部側に配置されている。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、既存の設備を利用して、燃料の搬送量の低下なく設備コストを抑えて換気と乾燥を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る燃料搬送装置を模式的に示す図である。

【図2】同燃料搬送装置に含まれる弁装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】同燃料搬送装置を含む発電設備を模式的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃料搬送装置を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、以下の実施形態において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、実施形態においては、各構成要素の配置、縮尺及び寸法等が誇張或いは矮小化されて、実際のものとは一致しない状態で示されている場合、並びに一部の構成要素につき記載が省略されて示されている場合がある。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態に係る燃料搬送装置を示す図である。また、図２は、燃料搬送装置に含まれる弁装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
図１に示すように、燃料搬送装置１００では、まず、ＰＫＳ等の木質バイオマスが搬送物として、図中実線矢印で示すように運搬トラック１から受入ホッパ３内に投入される。なお、搬送物の投入に伴う受入ホッパ３内の空気中の塵等は、図中実線矢印で示すように受入ホッパ３に接続された集塵機２により集塵される。

【0020】

また、受入ホッパ３に投入される搬送物は、ＰＫＳの木質バイオマスに限定されない。バイオマスは、生物資源のうちエネルギーや物質に再生可能な動植物からの有機性資源の総称である。このため、麦藁、米糠、砂糖黍、草木等の農業系バイオマス、薪炭林、除間伐材、製材廃材等の林業系バイオマス、水産加工残滓等の水産系バイオマス、家畜廃棄物等の畜産系バイオマス、及び生ゴミ、建築廃材等の廃棄物系バイオマス等の各種のバイオマスを搬送物として利用し得る。以下では、搬送中の換気及び乾燥に関して含有する水分量のコントロールが容易な木質バイオマスの搬送物として、例えばＰＫＳを搬送される燃料に想定した場合を例に挙げて説明する。

【0021】

受入ホッパ３に投入された搬送物（燃料）は、受入ホッパ３の底部に設置された図示しないスクリューフィーダによって所定の搬送速度で攪拌搬送されると共に、図示しないディスクスクリーンを介して搬送物中の夾雑物が取り除かれる。夾雑物が取り除かれた搬送物（燃料）は、例えばコンベアカバー４ａにより覆われたベルトコンベア４及びコンベアカバー６ａにより覆われたバケットコンベア６を介して、コンベアカバー７ａにより覆われたベルトコンベア７に搬送される。なお、夾雑物が取り除かれた搬送物からは、更に例えばベルトコンベア４による搬送中等に図示しない磁選機によって、鉄片等の大きな磁性体の夾雑物が取り除かれ得る。

【0022】

こうしてベルトコンベア７に搬送された搬送物（燃料）は、バンカカバー８ａに覆われたバンカ（燃料庫）８に燃料として払い出され貯留される。バンカ８に貯留された燃料は、底部の供給フィーダ１２から所定量がコンベアカバー９ａに覆われた供給ベルトコンベア９に払い出される。こうして、供給ベルトコンベア９から図示しないボイラ機構に燃料が供給される。

【0023】

なお、上記各コンベアカバー４ａ，６ａ，７ａ、バンカカバー８ａ及びコンベアカバー９ａのうち、少なくともコンベアカバー４ａ，６ａ，７ａは、例えば受入ホッパ３からコンベアカバー７ａまで繋がる閉鎖空間の燃料搬送路を形成する搬送装置のカバー部を構成している。従って、ベルトコンベア４，７及びバケットコンベア６は、燃料搬送路において燃料を搬送する搬送装置を構成する。本実施形態の燃料搬送装置１００では、燃料搬送路はコンベアカバー９ａまで繋がっており、この燃料搬送路内で少なくとも搬送装置によって搬送される燃料の換気及び乾燥が、弁装置５及び集塵装置１０を介して行われ得るように構成されている。

【0024】

すなわち、燃料搬送装置１００においては、例えば燃料搬送路における燃料の搬送方向の最上流側（ベルトコンベア４の上流側）に、コンベアカバー４ａに設けられた吸気口５ａを開閉可能なバルブを有する弁装置５が設けられている。弁装置５は、燃料搬送路の内部空間にバルブ及び吸気口５ａを介して外気を導入可能に構成されている。また、燃料搬送装置１００においては、例えば燃料搬送路における燃料の搬送方向の最下流側（ベルトコンベア７の下流側）に、集塵装置（集塵機）１０が設けられている。集塵装置１０は、燃料搬送路の内部空間の空気を吸引する。

【0025】

このような構成による燃料搬送装置１００では、例えば、燃料の搬送中に弁装置５を動作させてバルブを開き吸気口５ａを開けた状態にする。また、集塵装置１０を稼働させて燃料搬送路の内部空間の空気を吸引する状態とする。これにより、燃料搬送装置１００による燃料の受け入れ及び搬送を一旦停止せずに、新たに燃料搬送装置１００に誘引送風機等の排気設備を追加することなく、燃料搬送路の内部を燃料の搬送中に常時換気及び乾燥することができる。従って、燃料搬送装置１００は、既存の設備を利用して、燃料の搬送量の低下なく設備コストを抑えて換気と乾燥を行うことが可能となる。

【0026】

なお、上記構成のみでは、弁装置５によるバルブの開閉動作及び集塵装置１０の稼働停止の組み合わせによる燃料搬送路の内部空間の換気及び乾燥の実行又は停止の二者択一による単純な動作しか行うことができない。これを改善するために、本実施形態の燃料搬送装置１００は、より細かな換気及び乾燥の動作を可能とするため、弁装置５のバルブの開閉動作を制御（開閉制御）するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の制御装置により構成される制御部１３を設けている。また、燃料搬送装置１００は、例えばベルトコンベア７を計量ベルトコンベア（第１検出手段）で構成し、コンベアカバー７ａに湿度センサ（第２検出手段）１１を設けた構成として、ベルトコンベア７からの検出信号及び湿度センサ１１からの検出信号を制御部１３が入力する構成としている。

【0027】

このような構成により、燃料搬送装置１００は、制御部１３によって、燃料搬送路を搬送されるバイオマスの燃料の水分量に基づき、弁装置５のバルブの開閉動作を制御することができる。なお、燃料の水分量は、燃料に含有される水分量又は燃料から蒸散される水分量のことを意味している。すなわち、受入ホッパ３に投入されてからバンカ８に投入されて貯められるまでの燃料は、高含水率のままであると、燃料搬送路の内部で水分蒸発を起こし結露が生じたり高湿度の空気が滞留したりして、設備の腐食や発酵熱によるダメージ等が生じてしまう。

【0028】

そこで、本出願人は、燃料搬送路の内部空間の湿度、搬送するバイオマスの燃料の種別及び搬送量に予め紐付けられている燃料として適切な水分量及び過小又は過大な水分量等の燃料データに基づいて、燃料搬送路内を搬送される燃料の水分量を、搬送量及び湿度の少なくとも一つから判断することで、例えば弁装置５を制御するように構成した。燃料データには、例えばバイオマスの種類毎に、重量に対する適切な水分量に関する情報等が含まれている。また、燃料データには、例えば燃料搬送路の規模（内部空間の容積、コンベアカバー等に使用されている材質、適切な湿度等）に応じたバイオマスの種類毎の適応搬送量に関する情報等が含まれている。

【0029】

つまり、例えば集塵装置１０を動作させた状態で燃料搬送路内において燃料を搬送中であって、図２に示すように、上記適切な水分量を燃料の水分量の判断のためのしきい値とした場合、制御部１３は、ベルトコンベア７により検出された燃料の搬送量、及び湿度センサ１１により検出された湿度の少なくとも一つに基づき燃料の水分量を算出して検出する（ステップＳ１００）。

【0030】

そして、検出された水分量がしきい値以上となったか否かを判断し（ステップＳ１０１）、水分量が所定のしきい値以上となったと判断した場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ）は、弁装置５を制御してバルブを開き（ステップＳ１０２）、吸気口５ａから燃料搬送路の内部空間に外気を導入する。一方、水分量が所定のしきい値未満であると判断した場合（ステップＳ１０１のＮｏ）は、弁装置５のバルブを閉動作させて、吸気口５ａからの燃料搬送路の内部空間への外気の導入を遮断する。

【0031】

なお、上記フローチャートでは、集塵装置１０を動作させた状態での弁装置５の制御について説明したが、本実施形態の燃料搬送装置１００は、制御部１３によって、上記水分量に基づき、弁装置５と共に又は弁装置５に代えて、集塵装置１０の動作を制御することも可能である。このようにすれば、燃料搬送路を搬送中の燃料の換気及び乾燥をより細かく行うことが可能となる。

【0032】

また、集塵装置１０は、上記のように燃料搬送路における燃料の搬送方向の最下流側（ベルトコンベア７の下流側）であって、バンカ８の上部（上方）側に配置されていると、各ベルト及びバケットコンベア４，６，７により燃料搬送路を搬送される燃料のみならず、バンカ８の貯留部に貯留される燃料についても、設備構成を変えることなく効率良く換気及び乾燥を行うことが可能である。

【0033】

図３は、図１に示した燃料搬送装置１００を含む発電設備（ボイラ設備）２００を模式的に示すブロック図である。図３に示すように、燃料受入機構１５（上述した受入ホッパ３を含む）、燃料搬送機構１６（上述した各ベルト及びバケットコンベア４，６，７を含む）及び燃料投入機構１７（上述したバンカ８及び供給ベルトコンベア９を含む）を有する燃料搬送装置１００には、燃料が投入される。

【0034】

投入された燃料は、燃料搬送装置１００の各機構１５～１７に繋がるように配置されたカバー部により構成される燃料搬送路において、図示しない弁装置５のバルブを介した外気導入と集塵機（集塵装置）１０による燃料搬送路の内部空間の吸引によって、所定の水分量以下の燃料となるように搬送中に効率良く換気及び乾燥される。

【0035】

そして、水分量が所定値以下となった燃料は、燃料搬送装置１００の燃料投入機構１７からボイラを有するボイラ機構２０の燃焼室に投入されて、燃焼利用される。ボイラ機構２０のボイラにおいては、燃料の燃焼熱を利用して蒸気を発生させ、接続された図示しないタービンを駆動して、発電が行われる。

【0036】

なお、ボイラ機構２０の燃焼室からは、排ガスが排出される。この排ガスは、例えば集塵機２１で清浄化された後に、煙突等を含む排気機構２２を介して大気へ排出される。図３において実線矢印は燃料の流れを示し、白抜きの実線矢印は気体の流れを示し、破線矢印は制御信号の流れを示している。なお、発電設備２００は、上述したものに限定されず、公知の種々の構成を採用し得る。以上のように、本実施形態に係る燃料搬送装置１００によれば、既存の設備を利用して、燃料の搬送量の低下なく設備コストを抑えて換気と乾燥を効率良く行うことが可能となる。

【0037】

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0038】

例えば、図１に示す燃料搬送装置１００では、ベルトコンベア４，７の間にバケットコンベア６を設けた複数のコンベア機構を有する構成としたが、搬送装置を構成するコンベアカバーに覆われたコンベア機構は少なくとも一つあれば良い。そして、この場合でも、弁装置５はコンベアカバーの燃料の搬送方向最上流側に配置され、集塵装置１０はコンベアカバーの燃料の搬送方向下流側に配置されていれば良い。

【符号の説明】

【0039】

１ 運搬トラック
２ 集塵機
３ 受入ホッパ
４ ベルトコンベア
４ａ コンベアカバー
５ 弁装置
６ バケットコンベア
６ａ コンベアカバー
７ ベルトコンベア
７ａ コンベアカバー
８ バンカ
８ａ バンカカバー
９ 供給コンベア
９ａ コンベアカバー
１０ 集塵装置（集塵機）
１３ 制御部
１００ 燃料搬送装置

【図1】

【図2】

【図3】