特開 2024-166724 バイオマス乾燥システム、及びバイオマス乾燥法方法

(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】P2024166724

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】バイオマス乾燥システム、及びバイオマス乾燥法方法

(51)【国際特許分類】

   F26B 21/00 20060101AFI20241122BHJP

   C10L 5/40 20060101ALI20241122BHJP

   F26B 3/06 20060101ALI20241122BHJP

   F26B 23/02 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

F26B21/00 A ZAB

C10L5/40

F26B3/06

F26B23/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083027

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000163095

【氏名又は名称】極東開発工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】前川 亘

(72)【発明者】

【氏名】宮内 真紀

【テーマコード（参考）】

3L113

4H015

【Ｆターム（参考）】

3L113AA01

3L113AB03

3L113AC04

3L113AC69

3L113BA05

3L113BA39

3L113CA20

3L113CB03

3L113CB28

3L113DA02

4H015AA01

4H015AA12

4H015AB01

4H015BA01

4H015BA09

4H015BB03

4H015CB01

(57)【要約】

【課題】熱交換器による熱交換の効率を向上させることで、熱を利用した処理の効率を向上させることができるバイオマス乾燥システムの提供。
【解決手段】バイオマスからなる乾燥対象物を乾燥するために用いられ、バイオマスからなる燃料を貯留する燃料庫と、前記燃料庫から供給された前記燃料を燃焼するボイラと、前記ボイラの燃焼により生じた熱を、貯留した水に蓄積して温水とする水タンクと、前記水タンクの前記温水が有する熱エネルギを空気に伝達する熱交換器４と、前記水タンク内の温水を前記熱交換器に送る経路において、前記温水の流路を開閉する温水弁と、運転開始後、前記水タンクの水温が上昇して所定温度に達した場合に、前記温水弁を開放して前記水タンクから前記熱交換器への前記温水の供給を開始させる制御装置と、を備える、バイオマス乾燥システム１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイオマスからなる乾燥対象物を乾燥するために用いられ、
バイオマスからなる燃料を貯留する燃料庫と、
前記燃料庫から供給された前記燃料を燃焼するボイラと、
前記ボイラの燃焼により生じた熱を、貯留した水に蓄積して温水とする水タンクと、
前記水タンクの前記温水が有する熱エネルギを空気に伝達する熱交換器と、
前記水タンク内の温水を前記熱交換器に送る経路において、前記温水の流路を開閉する温水弁と、
運転開始後、前記水タンクの水温が上昇して所定温度に達した場合に、前記温水弁を開放して前記水タンクから前記熱交換器への前記温水の供給を開始させる制御装置と、を備える、
バイオマス乾燥システム。

【請求項2】

前記温水の供給を開始した後、前記水タンクで蓄熱した熱エネルギを前記熱交換器に対して連続的に伝達する、
請求項１に記載のバイオマス乾燥システム。

【請求項3】

バイオマスからなる乾燥対象物を乾燥するために用いられるバイオマス乾燥システムであって、
バイオマスからなる燃料を貯留する燃料庫と、
前記燃料庫から供給された前記燃料を燃焼するボイラと、
前記ボイラの燃焼により生じた熱を、貯留した水に蓄積して温水とする水タンクと、
前記水タンクの前記温水が有する熱エネルギを空気に伝達する熱交換器と、
前記水タンク内の温水を前記熱交換器に送る経路において、前記温水の流路を開閉する温水弁と、を備えたバイオマス乾燥システムに適用され、
運転開始後、前記水タンクの水温が上昇して所定温度に達した場合に、前記温水弁を開放して前記水タンクから前記熱交換器への前記温水の供給を開始させる、
バイオマス乾燥方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バイオマス燃料を燃焼させて生成した熱エネルギを利用してバイオマスを乾燥させるバイオマス乾燥システム、及びバイオマス乾燥法方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、バイオマス燃料を利用するシステムが種々提供されており、例えば、特許文献１には、バイオマス燃料を燃焼させて生成したエネルギを発電に用いる発電システムが開示されている。

【0003】

前記発電システムは、原料供給ユニットによって搬送された木質チップをバイオマス燃料（原料）としてエネルギを生成するエネルギ生成ユニットを備えている。

【0004】

このエネルギ生成ユニットは、バイオマス燃料を不完全燃焼させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、ガス化炉で生成した可燃性ガスを燃料として電気エネルギの生成と熱エネルギを生成するガス発電装置と、を有する。

【0005】

ガス発電装置は、可燃性ガスを燃焼させるガスエンジンと、ガスエンジンの駆動力を受けて電気エネルギを発生させる発電装置と、ガスエンジンが可燃性ガスの燃焼時に排出する排ガスを利用して蒸気を発生させる熱交換器によって構成される排熱回収ボイラと、を有する。

【0006】

上記構成の発電システムによれば、発電装置による電気エネルギを生成する過程において排出される排ガスを利用して蒸気を発生させ、この蒸気から熱エネルギを回収できるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－１５５５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上記従来の発電システムのように熱交換器が用いられるシステムでは、熱交換器に供給される熱媒（排ガス）の温度が低いと、熱交換の効率が下がり、熱を利用した処理の効率も下がることがある。

【0009】

このような、燃料を燃焼させることで生成した熱エネルギの変換効率が低下してしまう問題は、バイオマスからなる乾燥対象物を乾燥させるシステムにおいても同様に起こり得る。

【0010】

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、熱交換器による熱交換の効率を向上させることで、熱を利用した処理の効率を向上させることができるバイオマス乾燥システム、及びバイオマス乾燥法方法の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のバイオマス乾燥システムは、
バイオマスからなる乾燥対象物を乾燥するために用いられ、
バイオマスからなる燃料を貯留する燃料庫と、
前記燃料庫から供給された前記燃料を燃焼するボイラと、
前記ボイラの燃焼により生じた熱を、貯留した水に蓄積して温水とする水タンクと、
前記水タンクの前記温水が有する熱エネルギを空気に伝達する熱交換器と、
前記水タンク内の温水を前記熱交換器に送る経路において、前記温水の流路を開閉する温水弁と、
運転開始後、前記水タンクの水温が上昇して所定温度に達した場合に、前記温水弁を開放して前記水タンクから前記熱交換器への前記温水の供給を開始させる制御装置と、を備える。

【0012】

上記構成のバイオマス乾燥システムによれば、水タンク内の水が所定温度に温まるまでは温水弁が閉鎖されており、熱交換器で熱交換を行わないため、運転開始後の早期段階で水タンクからの熱エネルギの流出を抑制する分、所定温度までの上昇を早くできるため、効率的な熱交換が可能になり、熱を利用した処理を短時間で行うことができるようになる。

【0013】

本発明のバイオマス乾燥システムは、
前記温水の供給を開始した後、前記水タンクで蓄熱した熱エネルギを前記熱交換器に対して連続的に伝達するように構成されていてもよい。

【0014】

上記構成のバイオマス乾燥システムによれば、水タンクの熱エネルギを連続的に取り出せることから、過剰な蓄熱によるボイラや水タンクの故障を防止でき、また、ボイラを基準とした容積に比べて水タンクの容積を小さくできる。

【0015】

本発明のバイオマス乾燥方法は、
バイオマスからなる乾燥対象物を乾燥するために用いられるバイオマス乾燥システムであって、
バイオマスからなる燃料を貯留する燃料庫と、
前記燃料庫から供給された前記燃料を燃焼するボイラと、
前記ボイラの燃焼により生じた熱を、貯留した水に蓄積して温水とする水タンクと、
前記水タンクの前記温水が有する熱エネルギを空気に伝達する熱交換器と、
前記水タンク内の温水を前記熱交換器に送る経路において、前記温水の流路を開閉する温水弁と、を備えたバイオマス乾燥システムに適用され、
運転開始後、前記水タンクの水温が上昇して所定温度に達した場合に、前記温水弁を開放して前記水タンクから前記熱交換器への前記温水の供給を開始させる。

【0016】

上記構成のバイオマス乾燥方法においても、水タンク内の水が所定温度に温まるまでは温水弁が閉鎖されており、熱交換器で熱交換を行わないため、運転開始後の早期段階で水タンクからの熱エネルギの流出を抑制する分、所定温度までの上昇を早くできるため、効率的な熱交換が可能になり、熱を利用した処理を短時間で行うことができるようになる。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明のバイオマス乾燥システム、及びバイオマス乾燥法方法は、熱交換器による熱交換の効率を向上させることで、熱を利用した処理の効率を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るバイオマス乾燥システムの構成の概要図である。

【図2】図２は、同実施形態に係るバイオマス乾燥システムのコンテナの部分断面図である。

【図3】図３は、同実施形態に係るバイオマス乾燥システムのボイラ設備の側面図である。

【図4】図４は、同実施形態に係るバイオマス乾燥システムにおけるボイラ設備の平面図である。

【図5】図５は、同実施形態に係るバイオマス乾燥システムにおける水の流れの説明図である。

【図6】図６は、同実施形態に係るバイオマス乾燥システムの開閉制御部のブロック図である。

【図7】図７は、本発明の他の実施形態に係るバイオマス乾燥システムの構成の概要図である。

【図8】図８は、本発明の別の一実施形態に係るバイオマス乾燥システムの構成の概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一実施形態にかかるバイオマス乾燥システムについて、添付図面を参照しつつ説明する。

【0020】

以下、本発明の一実施形態に係るバイオマス乾燥システム１について、添付図面を参照しつつ説明する。本発明において用いる「バイオマス」とは、動植物に由来する物質であり、一定の形態を有する固体であって、乾燥して含有水分量を減少させることで燃焼可能な材料である。例えば木材（廃材、おがくず等）、植物残渣（わら、除去された雑草等）、可燃性の廃棄物（食品廃棄物等）、動物の排泄物、下水汚泥である。本実施形態では、木材（間伐材、剪定された樹木、建築廃材等）をチップ状にした木質チップを用いる。なお、以下の「乾燥対象物」と「燃料」は、含有水分量が異なるが、物としては同じである。

【0021】

本実施形態に係るバイオマス乾燥システム１は、図１に示すように、バイオマスからなる乾燥対象物を収容するコンテナ２と、温水を作るボイラ設備３と、ボイラ設備３によって作られた温水が供給される熱交換器４であって、温水の熱エネルギを空気（外気）に伝達する熱交換器４と、ボイラ設備３と熱交換器４とに接続され、流体（本実施形態では水）を流通させる流路を構成する配管構造５と、ボイラ設備３から熱交換器４への温水の供給を制御する制御装置（以下、制御ユニットと称する）６（図５参照）と、熱交換器４によって温められた空気をコンテナ２に送る送風設備７と、を備える。

【0022】

以下の説明において、水そのものを指す場合は水と称し、温められた水を指す場合は温水と称し、温められていない水を指す場合は冷水と称する。

【0023】

本実施形態のバイオマス乾燥システム１では、ボイラ設備３、熱交換器４、配管構造５、制御ユニット６、送風設備７によって、コンテナ２に温風を供給するための温風設備が構成されている。

【0024】

コンテナ２は、図２に示すように、上面に開口が形成されているコンテナ本体２０と、コンテナ本体２０の内部の空間を上下方向において複数（２つ）の空間に仕切るデッキ２１と、コンテナ本体２０内でデッキ２１を支持する支持構造２２と、を有する。

【0025】

コンテナ本体２０は、底部２００と、底部２００から起立する周壁部２０１であって、上端側が上下方向において開放されている周壁部２０１と、を有する。

【0026】

コンテナ本体２０の開口は、周壁部２０１の上端側の開放部によって構成される。また、コンテナ本体２０の内部の空間は、周壁部２０１によって取り囲まれている空間によって構成される。

【0027】

コンテナ本体２０の内部の空間は、上述のようにデッキ２１によって上下方向において２つの空間に仕切られる。そのため、コンテナ本体２０内のデッキ２１よりも上方側の空間は、バイオマスを収容する収容室Ｒ１として使用され、デッキ２１よりも下方側の空間は、送風口２０２を通じて温風設備から温風が送り込まれる送風室Ｒ２として使用される。

【0028】

なお、図２に示すコンテナ本体２０は、送風口２０２の一部がデッキ２１よりも上方に位置しているが、フードＦにより収容室Ｒ１内の乾燥対象物が送風口２０２には入らないようになっている。

【0029】

デッキ２１は、平板状に形成されており、コンテナ本体２０の底部２００の上面（コンテナ本体２０の内底面を形成する一面）よりも上方側で支持構造２２によって支持されている。これにより、コンテナ本体２０の内部の空間は、デッキ２１によって上下方向において複数（２つ）の空間に仕切られている。

【0030】

なお、コンテナ本体２０の内部の空間を上下方向において複数（２つ）の空間に仕切ることができれば、コンテナ本体２０内には複数のデッキ２１が面方向に並べて配置されていてもよいし、１枚のデッキ２１が配置されていてもよい。

【0031】

また、デッキ２１には、面直交方向において貫通する複数の貫通孔Ｈが形成されているため、コンテナ本体２０の内部の空間は水平方向全体に渡ってデッキ２１によって仕切られているが、デッキ２１よりも上方側の空間（収容室Ｒ１）と、デッキ２１よりも下方側の空間（送風室Ｒ２）は、貫通孔を介して互いに連通している。

【0032】

なお、貫通孔Ｈの孔径は、バイオマス（木材チップ）が通過しないサイズに設定されていればよい。貫通孔Ｈの形状は、円形状や、矩形状、線状等の様々な形状を採用し得る。

【0033】

ボイラ設備３は、図３に示すように、筐体３０と、筐体３０の内部に設けられ、バイオマスからなる燃料（後述するボイラで燃焼させる燃料）を貯留する燃料庫３１と、燃料庫３１の内部に設けられ、燃料庫３１に貯留されている燃料を攪拌する攪拌装置３２と、筐体３０内において燃料庫３１に隣接するように形成されているボイラ庫３３と、ボイラ庫３３内に設けられ、燃料庫３１から供給される燃料を燃焼させるボイラ３４と、筐体３０の内部（ボイラ庫３３）においてボイラ３４から離れた位置に設けられ、ボイラ３４で燃料を燃焼させることによって発生させた熱で温める水を貯える水タンク３５と、燃料庫３１の外部から燃料庫３１の内部に燃料を移送する燃料移送装置３６と、燃料庫３１内の燃料をボイラ３４に供給する燃料供給装置３７と、を備えている。

【0034】

筐体３０は、筐床部３００と、床部に立設される筐周壁部３０１と、筐周壁部３０１の上部に取り付けられている筐天部３０２と、筐周壁部３０１の内側の空間を仕切る仕切壁部３０３とを有する。

【0035】

筐周壁部３０１は、４つの筐立壁部３０１０を有している。そして、この４つの筐立壁部３０１０の内側には、平面視において矩形状の空間が形成されている（図４参照）。

【0036】

筐周壁部３０１の内部の空間は、仕切壁部３０３によって２つの空間に分けられている。

【0037】

燃料庫３１は、庫床部３１０と、庫床部３１０に立設され、内側に燃料を収容する空間を形成する庫周壁部３１１と、庫周壁部３１１の上部に取り付けられている庫天部３１２と、を有する。

【0038】

庫床部３１０は、筐体３０の筐床部３００の一部によって構成されている。庫天部３１２は、筐体３０の筐天部３０２の一部によって構成されている。

【0039】

庫周壁部３１１は、４つの庫立壁部（採番しない）を有する。本実施形態の燃料庫３１は、筐体３０の内部に設けられているため、４つの庫立壁部のうちの３つの庫立壁部は、筐立壁部３０１０によって構成されており、４つの庫立壁部のうちの１つの庫立壁部は、仕切壁部３０３によって構成されている。

【0040】

このように、仕切壁部３０３によって分けられている２つの空間のうちの一方の空間が燃料を収容する空間として使用される。

【0041】

そして、庫周壁部３１１の内側に形成される空間は、平面視において矩形状に形成されている。

【0042】

攪拌装置３２は、庫床部３１０に設置される攪拌台部３２０と、攪拌台部３２０に取り付けられている攪拌回転軸３２１と、回転軸を中心とする周方向で回転可能な攪拌回転部３２２と、回転部に取り付けられている攪拌翼３２３と、を有する。

【0043】

攪拌台部３２０は、庫床部３１０に対する傾きを変更できるように構成されている。そのため、攪拌台部３２０は、庫床部３１０に対して傾いた姿勢にしたり、庫床部３１０に対して平行な姿勢にしたりすることができる。なお、本実施形態のバイオマス乾燥システム１の説明では、攪拌台部３２０が庫床部３１０に対して傾いた姿勢であることを一例に挙げて以下の説明を行う。

【0044】

攪拌回転軸３２１は、上述のように攪拌台部３２０に取り付けられている。そのため、攪拌装置３２は、攪拌台部３２０の姿勢が変わると、攪拌回転軸３２１の向きも変わるように構成されている。

【0045】

攪拌回転部３２２は、上面側から見た形状が円形状となるように構成されている。

【0046】

攪拌翼３２３は、長尺であり、長手方向における一端部が攪拌回転部３２２（具体的には、攪拌回転部３２２の外側面）に取り付けられている。また、攪拌翼３２３は、攪拌回転軸３２１の径方向と同じ方向に沿って攪拌回転部３２２から延出するように構成されている。

【0047】

攪拌翼３２３のうち攪拌回転部３２２から延出する部分の長さは、複数の攪拌回転部３２２のそれぞれと外周面との最短距離のうちの最も長い距離よりも長く、且つ攪拌回転部３２２の外周面から貯留室の角隅領域よりも短くなるように設定されている。

【0048】

そのため、攪拌翼３２３が攪拌回転部３２２とともに回転すると、攪拌翼３２３の先端部は、複数の周壁部２０１のそれぞれの両端部には接触しないが、複数の周壁部２０１のそれぞれの中央部には接触するように構成されている。

【0049】

そして、燃料庫３１の内部空間は、図４に示すように、攪拌翼３２３が通る攪拌領域Ｅ１と、攪拌翼３２３が通らない非攪拌領域Ｅ２とに分けられる。非攪拌領域Ｅ２は、室内の四隅（より具体的には、隣接する２つの周壁部２０１によって形成される内角部付近の領域）に位置している。

【0050】

ボイラ３４は、図５に示すように、バイオマスに着火する着火部３４０（いわゆる、バーナー）と、着火部３４０によってバイオマスを燃焼させるための空間を形成する燃焼室３４１と、燃焼室３４１の熱を利用して加熱する水を通過させる加熱路３４２とを有する。

【0051】

加熱路３４２は、始端部も終端部も水タンク３５に接続されており、水タンク３５内の水は、加熱路３４２を通って再び水タンク３５内に戻るように構成されている。なお、本実施形態のバイオマス乾燥システム１は、２つの水タンク３５を有するため、加熱路３４２の始端部は２つの水タンク３５のそれぞれに接続され、加熱路３４２の終端部も２つの水タンク３５のそれぞれに接続されている。

【0052】

ボイラ３４が燃料を燃焼させると、燃焼室３４１内で熱が発生する。そして、水タンク３５から加熱路３４２に流入した水は、温められた後に水タンク３５に戻る。これにより、水タンク３５内の水の温度が徐々に高まり、冷水から温水に変わる。

【0053】

ボイラ庫３３には、複数（本実施形態では２つ）の水タンク３５が配置されており、この２つの水タンク３５は、互いに流体的に接続されている。

【0054】

燃料移送装置３６は、図４に示すように、燃料を投入可能に構成され、且つ投入された燃料を搬送する投入側搬送装置３６０と、投入側搬送装置３６０から燃料を受け取るように構成され、且つ投入側搬送装置３６０から燃料を受け取った燃料を燃料庫３１の内部に搬送する庫側搬送装置３６１とを有する。

【0055】

投入側搬送装置３６０は、燃料庫３１の外部に載置されている。投入側搬送装置３６０は、燃料が投入される被投入部３６００と、被投入部３６００に投入された燃料を庫側搬送装置３６１に送る搬送機構部３６０１と、被投入部３６００に投入する燃料の飛散を抑制するガイド板３６０２と、を有する。

【0056】

被投入部３６００は、横長に形成されている。また、被投入部３６００の上面には、燃料を投入するための開口が形成されている。

【0057】

搬送機構部３６０１は、スクリューによって構成されている。搬送機構部３６０１は、被投入部３６００の内部に配置されており、搬送機構部３６０１の長手方向と被投入部３６００の長手方向は一致している。

【0058】

そのため、搬送機構部３６０１を構成しているスクリューが回転すると、被投入部３６００の内部に投入されている燃料が、長手方向における一方側に向けて送られる。

【0059】

ガイド板３６０２は、被投入部３６００の開口縁部から上方に向かって延出している。なお、被投入部３６００の長手方向に直交する方向おける一方側に隣接する場所が、被投入部３６００への燃料の投入作業を行うためのスペースＥ３として使用される場合、ガイド板３６０２は、被投入部３６００の長手方向に直交する方向おける他方側に取り付けられていることが好ましい。

【0060】

庫側搬送装置３６１は、燃料移送装置３６（具体的には搬送機構部３６０１）と燃料庫３１とに接続され、且つ搬送機構部３６０１から燃料が送り込まれる搬送路３６１０と、搬送路３６１０内に空気を供給することによって、搬送機構部３６０１から搬送路３６１０に送り込まれた燃料を燃料庫３１に送る空気供給装置３６０１ｃと、を有する。

【0061】

搬送路３６１０は、空気供給装置３６０１ｃ上に立設される縦管路３６１０ａと、縦管路３６１０ａと燃料庫３１の内部とに連通する連通路３６１０ｂと、を有する。

【0062】

縦管路３６１０ａの下端部は被投入部３６００に連通し、縦管路３６１０ａの上端部は連通路３６１０ｂに連通している。

【0063】

連通路３６１０ｂの一端部は、上述のように縦管路３６１０ａの上端部に連通し、連通路３６１０ｂの他端部は、燃料庫３１の庫天部３１２に接続された状態で燃料庫３１の内部に連通している（図３参照）。

【0064】

空気供給装置３６０１ｃは、縦管路３６１０ａの内部に空気を供給するように構成されている。より具体的に説明すると、空気供給装置３６０１ｃは、縦管路３６１０ａの内部に対して下端部側から上端部側に向けて空気を供給するように構成されている。

【0065】

このように、燃料移送装置３６は、スクリュー搬送を行う投入側搬送装置３６０によって横方向での搬送を行い、エア搬送を行う庫側搬送装置３６１によって上下方向での搬送を行うことによって、燃料を燃料庫３１の外部から燃料庫３１の内部に搬送できるように構成されている。

【0066】

燃料供給装置３７は、燃料庫３１の内部とボイラ庫３３の内部とに渡って配置されている。

【0067】

燃料供給装置３７は、例えば、ベルト搬送により燃料を搬送するように構成されていればよい。

【0068】

本実施形態の熱交換器４は、図５に示すように、空冷式の熱交換器４である。

【0069】

具体的に説明すると、熱交換器４は、水タンク３５から供給された温水の熱を外気に伝達する伝熱部４０と、伝熱部４０を収容するハウジング４１と、を有する。

【0070】

伝熱部４０は、水タンク３５から送り出された水が流通する取水部４００と、取水部４００に接続される流路部４０１と、流路部４０１を通過して水タンク３５に送り出される水が流通する吐出部４０２とを有する。

【0071】

ハウジング４１には、一方向に向けて空気を流通させることができるように開口が形成されている。本実施形態のハウジング４１は、前面と背面とに空気が流通可能な通気口が形成されている。

【0072】

配管構造５は、水タンク３５から熱交換器４に送る水を流通させる第１流路５０と、熱交換器４から水タンク３５に送る水を流通させる第２流路５１と、を有する。なお、図面中に記載している配管構造５や加熱路３４２は、水の流れを説明するためのイメージ図である。

【0073】

第１流路５０は、水タンク３５と熱交換器４の取水部４００とに接続されている。

【0074】

第２流路５１は、水タンク３５と熱交換器４の吐出部４０２とに接続されている。

【0075】

上述のように、本実施形態のバイオマス乾燥システム１は、２つの水タンク３５を有するため、第１流路５０と第２流路５１は、２つの水タンク３５のそれぞれに接続されている。

【0076】

そのため、本実施形態のバイオマス乾燥システム１では、水タンク３５と、第１流路５０と、伝熱部４０と、第２流路５１とによって、水を循環させることができる経路が形成されている。

【0077】

制御ユニット６は、図６に示すように、第１流路５０内を開閉する温水弁６０と、温水弁６０の開閉動作を制御する開閉制御部６１と、を有する。

【0078】

温水弁６０が開かれると、第１流路５０を介して水タンク３５から熱交換器４の取水部４００への水の供給が開始され、温水弁６０が閉じられると、水タンク３５から熱交換器４の取水部４００への水の供給が停止される。

【0079】

開閉制御部６１は、水タンク３５に貯留されている水の温度を示す情報（水温情報）を取得する温度情報取得部６１０と、切替判定部の判定結果に基づいて温水弁６０の開閉状態を切り替える切替命令部６１１と、を有する。

【0080】

温度情報取得部６１０は、例えば、水タンク３５内に設置した温度センサＳから水温情報を取得するように構成されていればよい。なお、図６では、２つの水タンク３５のうちの一方のみに温度センサＳを取り付けている構成を一例として挙げているが、２つの水タンク３５の両方に温度センサＳを取り付けてもよいし、２つの水タンク３５のうちの他方の水タンク３５に温度センサＳを取り付けてもよい。

【0081】

切替命令部６１１は、温水弁６０の開閉状態を切り替えるか否かを判定する基準として設定される水温基準値と水温情報とを比較する比較処理と、水温基準値と水温情報との比較結果と温水弁６０の開閉状態とに基づいて温水弁６０の開閉状態を切り替える切替処理とを行うように構成されている。

【0082】

水温基準値は、例えば、５０℃～６０℃の間の数値で設定されていればよい。

【0083】

切替命令部６１１は、比較処理で水温情報が水温基準値未満であると判定し、且つ温水弁６０が閉状態である場合は、温水弁６０の開閉状態を切り替えないように構成されている。

【0084】

また、切替命令部６１１は、比較処理で水温情報が水温基準値以上であると判定し、且つ温水弁６０が閉状態である場合は、温水弁６０を開状態に切り替えるように構成されている。

【0085】

なお、切替命令部６１１は、比較処理で水温情報が水温基準値未満であると判定し、且つ温水弁６０が開状態である場合は、温水弁６０を閉状態に切り替えるように構成されていてもよい。この場合、温水弁６０が閉状態に切り替えられると、水タンク３５内の水の温度が水温基準値以上になれば、温水弁６０が再び開状態に切り替えられる。

【0086】

開閉制御部６１は、コンピューター等によって構成されていればよく、温水弁６０の動作を制御することができれば、筐体３０の外に設置されていてもよいし、筐体３０内に設置されていてもよい。

【0087】

送風設備７は、図５に示すように、ハウジング４１の前面に取り付けられ且つハウジング４１の前面に形成されている通気口に内部が連通する送風管７０と、送風管７０に接続される送風装置７１と、送風装置７１とコンテナ２の送風口２０２とに連結される連結管７２と、を有する。

【0088】

送風装置７１は、駆動すると送風管７０内の空気を吸引して連結管７２に向けて送り出すように構成されている。また、送風管７０の内部は、上述のようにハウジング４１の前面に形成されている通気口に連通している。

【0089】

そのため、送風装置７１が駆動している状態においては、ハウジング４１の背面に形成されている通気口を介してからハウジング４１の内部に空気が入り込んだ空気は、伝熱部４０の熱を受けて温められた後、送風管７０、送風装置７１、連結管７２を通って、コンテナ２の送風室Ｒ２に供給される。

【0090】

本実施形態に係るバイオマス乾燥システム１の構成は、以上の通りである。続いて、バイオマス乾燥システム１を使用したバイオマス乾燥方法を説明する。

【0091】

バイオマス乾燥方法は、ボイラ設備３によって温水を作る温水生成行程と、ボイラ設備３によって作られた温水を熱交換器４に供給する温水供給行程と、熱交換器４による温水と外気との熱交換により温風を作り、この温風を送風設備７によってコンテナ２に送る送風行程とを有する。

【0092】

温水生成行程は、燃料庫３１に燃料が貯えられている状態で、燃料供給装置３７と、ボイラ３４とを駆動させることによって開始される。

【0093】

燃料供給装置３７が駆動すると、燃料供給装置３７によって燃料庫３１内の燃料がボイラ３４の着火部３４０に供給される。

【0094】

そして、ボイラ３４が駆動していれば、着火部３４０が燃料に着火し、燃焼室３４１内で燃料が燃焼する。

【0095】

ボイラ３４が燃料を燃焼させると、水タンク３５から加熱路３４２に流入した水は、温められた後に水タンク３５に戻る。これにより、水タンク３５内の水の温度が徐々に高まる。

【0096】

温水供給行程では、運転開始後（温水生成行程が開始された後）、水タンク３５内の水の温度が上昇して所定温度に達した場合に、温水弁６０を開放して水タンク３５から熱交換器４への温水の供給を開始させる。

【0097】

本実施形態の温水供給行程では、温度情報取得部６１０が水温情報を取得し、切替命令部６１１が比較処理と切替処理を行う。

【0098】

バイオマス乾燥方法は温水弁６０が閉じられている状態で開始されるため、温水供給行程が最初に開始された後、切替命令部６１１が比較処理で水温情報が水温基準値未満であると判定している間は温水弁６０が閉状態のままであるため、温水供給行程が開始されない。

【0099】

そして、切替命令部６１１が比較処理で水温情報が水温基準値以上であると判定すると、温水弁６０が閉状態から開状態に切り替えられると、温水供給行程が自動的に開始される。

【0100】

温水供給行程では、水タンク３５で作られた温水が熱交換器４に供給される。これに伴い、伝熱部４０が温まると、伝熱部４０の熱によって周囲の空気が温められる。

【0101】

送風行程は、送風装置７１を駆動させることによって開始される。送風装置７１の駆動を開始するタイミングは、特に問わないが、温水生成行程を開始してから温水供給行程が開始されるまでの間に開始されることが好ましい。

【0102】

そして、送風行程により送風室Ｒ２内に温風が供給されると、収容室Ｒ１に収容されているバイオマスの乾燥が始まる。

【0103】

なお、切替命令部６１１が比較処理で水温情報が水温基準値未満であると判定し、且つ温水弁６０が開状態である場合に温水弁６０を閉状態に切り替えるように構成されていている場合は、水タンク３５内の水の温度が水温基準値未満になると、温水弁６０が閉状態に切り替えられて水タンク３５から熱交換器４への水の供給が停止し、水タンク３５内の水の温度が水温基準値以上になったタイミングで温水弁６０が開状態に切り替えられて水タンク３５から熱交換器４への水の供給が再開される。

【0104】

以上のように、本実施形態に係るバイオマス乾燥システム１、及びバイオマス乾燥方法によれば、水タンク３５内の水が所定温度に温まるまでは温水弁６０が閉鎖されており、熱交換器４で熱交換を行わないため、運転開始後の早期段階で水タンク３５からの熱エネルギの流出を抑制する分、所定温度までの上昇を早くできるため、効率的な熱交換が可能になり、熱を利用した処理を短時間で行うことができるようになる。

【0105】

水タンク３５に貯えられている水は、熱交換器４を通ると熱エネルギが奪われて温度が下がるため、バイオマス乾燥システム１の運転開始後すぐに水タンク３５から熱交換器４への水の供給を開始すると、水タンク３５内の水の温度が十分に上昇するまでに時間がかかってしまうという問題が生じるが、本実施形態のバイオマス乾燥システム１、及びバイオマス乾燥方法は、水タンク３５内の水が所定温度に温まるまでは水タンク３５から熱交換器４への水の供給は行われないため、このような問題が生じることを防ぐことができる。

【0106】

従って、本実施形態のバイオマス乾燥システム１、及びバイオマス乾燥法方法は、熱交換器による熱交換の効率を向上させることで、熱を利用した処理の効率を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

【0107】

また、バイオマス乾燥システム１は、水タンク３５と、第１流路５０と、伝熱部４０と、第２流路５１とによって水を循環させることができる経路を形成したうえで、この経路に対して水を連続的に流通させることができるように構成されているため、水タンク３５の熱エネルギを連続的に取り出せることから、過剰な蓄熱によるボイラ３４や水タンク３５の故障を防止でき、また、ボイラ３４を基準とした容積に比べて水タンク３５の容積を小さくすることもできる。

【0108】

さらに、バイオマス乾燥システム１は、上述のように、水温情報が水温基準値未満であり、且つ温水弁６０が開状態である場合に温水弁６０を閉状態に切り替えるように構成されていれば、水タンク３５内の水の温度が下がってしまっても、水タンク３５内の水の温度を素早く上昇させることができる。

【0109】

なお、本発明に係るバイオマス乾燥システム１、及びバイオマス乾燥方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。

【0110】

上記実施形態のバイオマス乾燥システム１の説明では特に言及しなかったが、コンテナ２は、特装車（例えば、脱着装置付きコンテナ車）に搭載可能なものであってもよいし、例えば、フォークリフト等で運搬可能なものであってもよい。

【0111】

上記実施形態のバイオマス乾燥システム１では、燃料庫３１とボイラ庫３３が１つの筐体３０の中に設けられていたが、この構成に限定されない。例えば、燃料庫３１とボイラ庫３３は、別々の筐体３０の中に設けられていてもよい。

【0112】

上記実施形態のバイオマス乾燥システム１では、水タンク３５が筐体３０の内部に配置されていたが、この構成に限定されない。例えば、水タンク３５は筐体３０の外部に配置されていてもよい。

【0113】

上記実施形態の燃料移送装置３６は、いわゆる、スクリュー搬送を行うものであったが、この構成に限定されない。例えば、燃料移送装置３６は、スクリュー搬送とは異なる方式で燃料を搬送するものであってもよい。

【0114】

上記実施形態の熱交換器４は、筐体３０の外部に配置されていたが、例えば、図７に示すように、筐体３０の内部に配置されていてもよい。

【0115】

上記実施形態の熱交換器４は、ハウジング４１内に外気を取り込むように構成されていたが、この構成に限定されない。例えば、熱交換器４は、ハウジング４１内の空気を取り込むように構成されていてもよい。この場合、熱交換器４は、図８に示すように、ハウジング４１の背面に形成されている開口を筐体３０の内部に連通させればよい。

【0116】

上記実施形態のバイオマス乾燥システム１は、ボイラ設備３で作った温水の熱を温風に変えてバイオマスを乾燥させていたが、ボイラ設備３で作った温水の熱を利用してバイオマスを乾燥させることができれば、温風を作るものでなくてもよい。

【0117】

上記実施形態において制御ユニット６は、温度センサＳによる水タンク３５内の水の温度の測定値に基づいて、温水弁６０の開閉状態を切り替えるように構成されていたが、この構成に限定されない。例えば、制御ユニット６は、バイオマス乾燥システム１の運転開始後に所定の時間を経過したタイミングで、水タンク３５内の水の温度が水温基準値に達したとみなすように構成されていてもよい。

【0118】

上記実施形態のバイオマス乾燥方法の説明において特に言及しなかったが、温水弁６０の開閉状態の切り替えは、自動的に行われてもよいし手動で行われてもよい。

【0119】

上記実施形態のバイオマス乾燥装置１の説明において特に言及しなかったが、加熱路３４２には、加熱路３４２から水タンク３５への水の流れを制御する切替弁が設けられていてもよい。

【0120】

この切替弁は、開状態に切り替えられると加熱路３４２から水タンク３５への水の供給が開始され、閉状態に切り替えられると加熱路３４２から水タンク３５への水の供給が停止されるように構成されていればよい。

【0121】

また、上記実施形態のバイオマス乾燥装置１のように、ボイラ庫３３に２つの水タンク３５が配置されている場合、切替弁は、２つの水タンク３５のうちの一方の水タンク３５のみに加熱路３４２から水が供給される状態にできるように構成されていてもよい。

【0122】

このようにすれば、２つの水タンク３５のうちの一方の水タンク３５内の水の温度を優先して温めることができるようになる。

【符号の説明】

【0123】

１…バイオマス乾燥システム、２…コンテナ、３…ボイラ設備、４…熱交換器、５…配管構造、６…制御ユニット、７…送風設備、２０…コンテナ本体、２１…デッキ、２２…支持構造、３０…筐体、３１…燃料庫、３２…攪拌装置、３３…ボイラ庫、３４…ボイラ、３５…水タンク、３６…燃料移送装置、３７…燃料供給装置、４０…伝熱部、４１…ハウジング、５０…第１流路、５１…第２流路、６０…温水弁、６１…開閉制御部、７０…送風管、７１…送風装置、７２…連結管、２００…底部、２０１…周壁部、２０２…送風口、３００…筐床部、３０１…筐周壁部、３０２…筐天部、３０３…仕切壁部、３１０…庫床部、３１１…庫周壁部、３１２…庫天部、３２０…攪拌台部、３２１…攪拌回転軸、３２２…攪拌回転部、３２３…攪拌翼、３４０…着火部、３４１…燃焼室、３４２…加熱路、３６０…投入側搬送装置、３６１…庫側搬送装置、４００…取水部、４０１…流路部、４０２…吐出部、６１０…温度情報取得部、６１１…切替命令部、３０１０…筐立壁部、３６００…被投入部、３６０１…搬送機構部、３６０１ｃ…空気供給装置、３６０２…ガイド板、３６１０…搬送路、３６１０ａ…縦管路、３６１０ｂ…連通路、Ｅ１…攪拌領域、Ｅ２…非攪拌領域、Ｅ３…スペース、Ｆ…フード、Ｈ…貫通孔、Ｒ１…収容室、Ｒ２…送風室、Ｓ…温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】