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(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】P2024008081
(43)【公開日】2024-01-19
(54)【発明の名称】冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法
(51)【国際特許分類】
F23K 3/16 20060101AFI20240112BHJP
F23K 3/14 20060101ALI20240112BHJP
F23B 40/00 20060101ALI20240112BHJP
【ＦＩ】
F23K3/16 302Z
F23K3/14 Z
F23B40/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022109633
(22)【出願日】2022-07-07
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(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】山内 康弘
(72)【発明者】
【氏名】篠田 克彦
(72)【発明者】
【氏名】西村 幸治
(72)【発明者】
【氏名】稲田 皓介
(72)【発明者】
【氏名】藤井 篤
【テーマコード（参考）】
3K046
【Ｆターム（参考）】
3K046AA17
3K046AB03
3K046AC06
3K046EA00
3K046EA05
3K046FA00
(57)【要約】
【課題】スクリューフィーダの先端を冷却媒体で効率的に冷却することができる冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法を提供する。
【解決手段】ガス化炉の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダの冷却構造２０であって、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部２１ｃが炉内側に位置する外側ジャケット２１と、外側ジャケット２１の空間に設けられ、内部に冷却媒体Ｗの往路２３を画定するとともに外側ジャケット２１との間で冷却媒体Ｗの復路２４を画定し、往路２３を流通する冷却媒体Ｗが噴出される噴出口２２ａが外側ジャケット２１の閉塞された先端部２１ｃと対向する位置に形成された内側ジャケット２２と、を備えている。
【選択図】図３
【解決手段】ガス化炉の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダの冷却構造２０であって、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部２１ｃが炉内側に位置する外側ジャケット２１と、外側ジャケット２１の空間に設けられ、内部に冷却媒体Ｗの往路２３を画定するとともに外側ジャケット２１との間で冷却媒体Ｗの復路２４を画定し、往路２３を流通する冷却媒体Ｗが噴出される噴出口２２ａが外側ジャケット２１の閉塞された先端部２１ｃと対向する位置に形成された内側ジャケット２２と、を備えている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス化炉の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダの冷却構造であって、
内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部が前記炉内側に位置する外側ジャケットと、
該外側ジャケットの前記空間に設けられ、内部に冷却媒体の往路を画定するとともに前記外側ジャケットとの間で冷却媒体の復路を画定し、前記往路を流通する冷却媒体が噴出される噴出口が前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部と対向する位置に形成された内側ジャケットと、
を備えている冷却構造。
内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部が前記炉内側に位置する外側ジャケットと、
該外側ジャケットの前記空間に設けられ、内部に冷却媒体の往路を画定するとともに前記外側ジャケットとの間で冷却媒体の復路を画定し、前記往路を流通する冷却媒体が噴出される噴出口が前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部と対向する位置に形成された内側ジャケットと、
を備えている冷却構造。
【請求項2】
前記往路に供給される冷却媒体の流量調節をする流量調節部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記往路における冷却媒体の流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように前記流量調節部を制御して冷却媒体の流量調節をする請求項１に記載の冷却構造。
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記往路における冷却媒体の流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように前記流量調節部を制御して冷却媒体の流量調節をする請求項１に記載の冷却構造。
【請求項3】
前記往路に供給される冷却媒体の温度調節をする温度調節部と、
前記外側ジャケットの温度を測定する温度センサと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度センサから取得した情報に基づいて前記温度調節部を制御して冷却媒体の温度調節をする請求項１に記載の冷却構造。
前記外側ジャケットの温度を測定する温度センサと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度センサから取得した情報に基づいて前記温度調節部を制御して冷却媒体の温度調節をする請求項１に記載の冷却構造。
【請求項4】
前記制御部は、前記外側ジャケットの温度が８０℃以上１００℃以下の温度に保たれるように前記温度調節部を制御して冷却媒体の温度調節をする請求項３に記載の冷却構造。
【請求項5】
前記外側ジャケットは、軸線の方向に沿って延びた外管及び内管を有する二重管構造とされ、
前記内側ジャケットが設けられた前記空間は、前記外管と前記内管との間で画定されている請求項１に記載の冷却構造。
前記内側ジャケットが設けられた前記空間は、前記外管と前記内管との間で画定されている請求項１に記載の冷却構造。
【請求項6】
前記外側ジャケットは、前記軸線の方向に沿って分割された、前記先端部を含む先端側部及び該先端側部以外の本体部を有している請求項５に記載の冷却構造。
【請求項7】
前記先端側部と前記本体部とは溶接部で接合され、
前記溶接部は、前記先端部から前記内管の内径の３０％以上の距離を置いて形成されている請求項６に記載の冷却構造。
前記溶接部は、前記先端部から前記内管の内径の３０％以上の距離を置いて形成されている請求項６に記載の冷却構造。
【請求項8】
請求項１に記載の冷却構造と、
スクリューと、
を備え、
前記冷却構造の前記外側ジャケットは、前記スクリューを収容するケーシングとされているスクリューフィーダ。
スクリューと、
を備え、
前記冷却構造の前記外側ジャケットは、前記スクリューを収容するケーシングとされているスクリューフィーダ。
【請求項9】
請求項１に記載の冷却構造を用いた冷却方法であって、
前記噴出口から冷却媒体を噴出して前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部に冷却媒体を衝突させる冷却方法。
前記噴出口から冷却媒体を噴出して前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部に冷却媒体を衝突させる冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、バイオマス燃料を使用するガス化炉において、燃料を炉内に供給する場合、スクリューフィーダを用いることがある（特許文献１参照）。
【0003】
スクリューフィーダはガス化炉に接続され、また、その先端は高温の炉内に臨んでいるので、炉内からの熱伝導や輻射によってスクリューフィーダが加熱されて高温になることがある。そのため、冷却構造を備えることで、スクリューフィーダの全体を冷却することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６－１９０８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
スクリューフィーダの先端側の部分は、他の部分（例えば、スクリューフィーダの基端側の部分）と比べて高温になりやすい。例えば、炉内の温度が１０００℃程度になる場合、スクリューフィーダの先端側の部分は数百℃にもなり、温度勾配に起因した熱応力が生じて、状況によってはスクリューフィーダの破損に至る可能性がある。
【0006】
また、炉内を流通するガス化ガスには水蒸気が含まれているが、スクリューフィーダを過度に冷却した場合、炉内からスクリューフィーダに流れ込んだ水蒸気が凝縮する可能性がある。この場合、凝縮した水分によってバイオマス燃料が湿ってしまい流動性が低下して、スクリューフィーダが詰まるおそれがある。
一方、スクリューフィーダの冷却が不十分な場合、スクリューフィーダがバイオマス燃料（例えば木質系のもの）に含まれているリグニンの軟化温度以上となり、リグニンが軟化する可能性がある。この場合、軟化したリグニンによってバイオマス燃料がスクリューフィーダに付着することでバイオマス燃料の流動性が低下して、スクリューフィーダが詰まるおそれがある。
一方、スクリューフィーダの冷却が不十分な場合、スクリューフィーダがバイオマス燃料（例えば木質系のもの）に含まれているリグニンの軟化温度以上となり、リグニンが軟化する可能性がある。この場合、軟化したリグニンによってバイオマス燃料がスクリューフィーダに付着することでバイオマス燃料の流動性が低下して、スクリューフィーダが詰まるおそれがある。
【0007】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、第１に、スクリューフィーダの先端を冷却媒体で冷却することができる冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法を提供することを目的とする。
第２に、スクリューフィーダを適切な温度に保つことができる冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法を提供することを目的とする。
第２に、スクリューフィーダを適切な温度に保つことができる冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法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】
上記課題を解決するために、本開示の冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係る冷却構造は、ガス化炉の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダの冷却構造であって、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部が前記炉内側に位置する外側ジャケットと、該外側ジャケットの前記空間に設けられ、内部に冷却媒体の往路を画定するとともに前記外側ジャケットとの間で冷却媒体の復路を画定し、前記往路を流通する冷却媒体が噴出される噴出口が前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部と対向する位置に形成された内側ジャケットと、を備えている。
すなわち、本開示の一態様に係る冷却構造は、ガス化炉の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダの冷却構造であって、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部が前記炉内側に位置する外側ジャケットと、該外側ジャケットの前記空間に設けられ、内部に冷却媒体の往路を画定するとともに前記外側ジャケットとの間で冷却媒体の復路を画定し、前記往路を流通する冷却媒体が噴出される噴出口が前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部と対向する位置に形成された内側ジャケットと、を備えている。
【0009】
また、本開示の一態様に係るスクリューフィーダは、上記の冷却構造と、スクリューと、を備え、前記冷却構造の前記外側ジャケットは、前記スクリューを収容するケーシングとされている。
【0010】
また、本開示の一態様に係る冷却方法は、上記の冷却構造を用いた冷却方法であって、前記噴出口から冷却媒体を噴出して前記外側ジャケットの閉塞された前記先端部に冷却媒体を衝突させる。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、第１に、スクリューフィーダの先端を冷却媒体で効率的に冷却することができる。第２に、スクリューフィーダを適切な温度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の一実施形態に係るスクリューフィーダ及びスクリューフィーダが接続されたガス化炉の概略構成図である。
【図2】本開示の一実施形態に係るスクリューの縦断面図である。
【図3】本開示の一実施形態に係る冷却構造の縦断面図である。
【図5】往路を流通する冷却媒体の流速と圧力損失との関係を示したグラフ図である。
【図6】外側ジャケットの分割構造を示した縦断面図である。
【図7】外側ジャケットの内径に対する先端からの位置の割合と熱応力との関係を示したグラフ図である。
【図8】変形例１に係る冷却構造の縦断面図である。
【図10】変形例１に係る冷却構造の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の一実施形態に係る冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法について、図面を参照して説明する。
【0014】
［スクリューフィーダの概要について］
図１に示すように、スクリューフィーダ１は、ガス化炉５０の内部に燃料を供給する装置である。
図１に示すように、スクリューフィーダ１は、ガス化炉５０の内部に燃料を供給する装置である。
【0015】
ガス化炉５０は、例えば、５００℃～１２５０℃程度の高温環境下の炉内において、燃料から合成ガスＧを生成する設備である。生成された合成ガスＧは、例えば、ガス精製設備（図示せず）で精製された後、液化設備（図示せず）に供給されてバイオジェット燃料として合成される。
燃料としては、バイオマス燃料のうちリグニン等のタール成分を含むもの（例えば、木質系バイオマス燃料や草木系バイオマス燃料）が使用される。
燃料としては、バイオマス燃料のうちリグニン等のタール成分を含むもの（例えば、木質系バイオマス燃料や草木系バイオマス燃料）が使用される。
【0016】
【0017】
スクリュー１１は、燃料供給管３２から供給された燃料をケーシングの内部で移動させる部分である。
スクリュー１１は、回転軸１１ａ及びその回転軸１１ａを巻回するように取り付けられた羽根１１ｂを有しており、回転軸線Ｘの方向に沿って延在している。
スクリュー１１は、回転軸１１ａ及びその回転軸１１ａを巻回するように取り付けられた羽根１１ｂを有しており、回転軸線Ｘの方向に沿って延在している。
【0018】
回転軸１１ａは、軸受１２に軸支され、ケーシングの外部に設けられたモータ３１によって回転軸線Ｘの周りに回転するように構成されている。
回転軸１１ａが回転することで羽根１１ｂも回転して、これによって、燃料供給管３２から供給された燃料がケーシングの内部を移動してガス化炉５０の炉内に供給される。
回転軸１１ａが回転することで羽根１１ｂも回転して、これによって、燃料供給管３２から供給された燃料がケーシングの内部を移動してガス化炉５０の炉内に供給される。
【0019】
冷却構造２０は、前述の通り、スクリュー１１を収容するケーシングとして機能する部分である。
また、冷却構造２０の内部には、冷却媒体Ｗが流通する流路（往路２３及び復路２４）が画定されており、温度調節された冷却媒体Ｗがその流路を流通することによってスクリューフィーダ１の温度を適切に保つように構成されている。冷却媒体Ｗとしては、水／温水が例示される。
また、冷却構造２０の内部には、冷却媒体Ｗが流通する流路（往路２３及び復路２４）が画定されており、温度調節された冷却媒体Ｗがその流路を流通することによってスクリューフィーダ１の温度を適切に保つように構成されている。冷却媒体Ｗとしては、水／温水が例示される。
【0020】
図１に示すように、冷却構造２０には、冷却媒体Ｗが流通する供給ラインＬ１及び排出ラインＬ２が接続されている。
冷却構造２０は、供給ラインＬ１及び排出ラインＬ２とともに１つの循環経路を構成している。
冷却構造２０は、供給ラインＬ１及び排出ラインＬ２とともに１つの循環経路を構成している。
【0021】
循環経路は、循環ポンプ３４（流量調節部）を起点に、温度調節部３５が設けられた供給ラインＬ１、冷却構造２０及び排出ラインＬ２を経由して循環ポンプ３４に戻るように構成された、閉じられた経路である。
【0022】
温度調節部３５は、供給ラインＬ１を流通して冷却構造２０に供給される冷却媒体Ｗの温度を調節（加熱／冷却）する装置である。
温度調節部３５は、例えば、熱交換器３５ａ及び加熱冷却器３５ｂを有しており、熱交換器３５ａにて加熱冷却器３５ｂで発生した熱／冷熱と冷却媒体Ｗとの間の熱交換が行われるように構成されている。
なお、温度調節部３５は、冷却媒体Ｗの温度を調節することができる構成であればよく、上記の構成に限定されるものではない。
温度調節部３５は、例えば、熱交換器３５ａ及び加熱冷却器３５ｂを有しており、熱交換器３５ａにて加熱冷却器３５ｂで発生した熱／冷熱と冷却媒体Ｗとの間の熱交換が行われるように構成されている。
なお、温度調節部３５は、冷却媒体Ｗの温度を調節することができる構成であればよく、上記の構成に限定されるものではない。
【0023】
スクリューフィーダ１は、図２に示すように、先端側の部分がガス化炉５０の炉壁に挿通されている。具体的には、先端側の部分が、耐火材５１及び耐火材５１の外面に取り付けられたガス化炉外壁５２を有する炉壁に挿通されている。
炉壁に挿通されたスクリューフィーダ１は、取付け座５３及び保温材５４を介して、炉壁に取り付けられている。
炉壁に挿通されたスクリューフィーダ１は、取付け座５３及び保温材５４を介して、炉壁に取り付けられている。
【0024】
炉壁に取り付けられたスクリューフィーダ１の先端は、炉内に面している。
ここで、スクリューフィーダ１の先端は、ケーシングとしての冷却構造２０の先端部、具体的には後述する外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃである。
ここで、スクリューフィーダ１の先端は、ケーシングとしての冷却構造２０の先端部、具体的には後述する外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃである。
【0025】
［冷却構造について］
図３及び図４に示すように、スクリューフィーダ１の冷却構造２０は、外側ジャケット２１及び内側ジャケット２２を備えている。
なお、図３及び図４では、簡便な説明のために、スクリュー１１、取付け座５３、保温材５４及び炉壁（耐火材５１及びガス化炉外壁５２）の図示を省略している。
図３及び図４に示すように、スクリューフィーダ１の冷却構造２０は、外側ジャケット２１及び内側ジャケット２２を備えている。
なお、図３及び図４では、簡便な説明のために、スクリュー１１、取付け座５３、保温材５４及び炉壁（耐火材５１及びガス化炉外壁５２）の図示を省略している。
【0026】
外側ジャケット２１は、回転軸線Ｘを中心軸線とする筒状の外管２１ａ及び内管２１ｂ並びに外管２１ａの先端と内管２１ｂの先端とを接続する閉塞部２１ｃを有した、先端が閉塞された有底の二重管とされている。
外側ジャケット２１は、例えばステンレス鋼、炭素鋼等の金属製とされている。
外側ジャケット２１は、例えばステンレス鋼、炭素鋼等の金属製とされている。
【0027】
外側ジャケット２１の内周面（言い換えれば、内管２１ｂの内周面）によって画定された空間には、スクリュー１１が収容されている（図２参照）。
外側ジャケット２１の外周面（言い換えれば、外管２１ａの外周面）には、保温材５４が設けられている（図２参照）。
外側ジャケット２１の外周面（言い換えれば、外管２１ａの外周面）には、保温材５４が設けられている（図２参照）。
【0028】
外管２１ａの内周面、内管２１ｂの外周面及び閉塞部２１ｃの内面によって画定された空間には、内側ジャケット２２が設けられている。
【0029】
内側ジャケット２２は、例えば、回転軸線Ｘ（中心軸線）と平行な方向に沿って延在した管とされている。管状の内側ジャケット２２の先端には、噴出口２２ａが形成されている。
噴出口２２ａは、外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃから所定距離（例えば、噴出口２２ａの穴径以上）だけ離間した位置で閉塞部２１ｃの内面と対向している。
内側ジャケット２２は、例えばステンレス鋼、炭素鋼等の金属製とされている。
噴出口２２ａは、外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃから所定距離（例えば、噴出口２２ａの穴径以上）だけ離間した位置で閉塞部２１ｃの内面と対向している。
内側ジャケット２２は、例えばステンレス鋼、炭素鋼等の金属製とされている。
【0030】
図４に示すように、内側ジャケット２２は、回転軸線Ｘ（中心軸線）の周りに等角度間隔で複数設けられている。図４の場合、１２本の管状の内側ジャケット２２が設けられている。
なお、内側ジャケット２２は、内部に冷却媒体Ｗが流通する往路２３を画定するとともに、外側ジャケット２１との間で冷却媒体Ｗが流通する復路２４を画定することができる構成であれば上記の構成に限定されない。
なお、内側ジャケット２２は、内部に冷却媒体Ｗが流通する往路２３を画定するとともに、外側ジャケット２１との間で冷却媒体Ｗが流通する復路２４を画定することができる構成であれば上記の構成に限定されない。
【0031】
図３及び図４に示すように、管状の内側ジャケット２２の内側（内部）は、冷却媒体Ｗが先端側（ガス化炉５０側）に向かって流通する往路２３とされている。
また、外側ジャケット２１と内側ジャケット２２とによって画定された空間、詳細には、外管２１ａの内周面、内管２１ｂの外周面、閉塞部２１ｃの内面及び内側ジャケット２２の外周面によって画定された空間は、冷却媒体Ｗが基端側（モータ３１側）に向かって流通する復路２４とされている。
このとき、往路２３は、内側ジャケット２２の先端に形成された噴出口２２ａを介して復路２４と連通している。
また、外側ジャケット２１と内側ジャケット２２とによって画定された空間、詳細には、外管２１ａの内周面、内管２１ｂの外周面、閉塞部２１ｃの内面及び内側ジャケット２２の外周面によって画定された空間は、冷却媒体Ｗが基端側（モータ３１側）に向かって流通する復路２４とされている。
このとき、往路２３は、内側ジャケット２２の先端に形成された噴出口２２ａを介して復路２４と連通している。
【0032】
往路２３の上流部分（図示せず）には、冷却媒体Ｗの供給ラインＬ１が接続されている。これによって、供給ラインＬ１から往路２３に冷却媒体Ｗが供給されるようになっている。
また、復路２４の下流部分（図示せず）には、冷却媒体Ｗの排出ラインＬ２が接続されている。これによって、復路２４から排出ラインＬ２に冷却媒体Ｗが排出されるようになっている。
また、復路２４の下流部分（図示せず）には、冷却媒体Ｗの排出ラインＬ２が接続されている。これによって、復路２４から排出ラインＬ２に冷却媒体Ｗが排出されるようになっている。
【0033】
［冷却媒体の流れについて］
冷却媒体Ｗは、次のように流れる。
図１及び図３に示すように、循環ポンプ３４によって圧力が高められた冷却媒体Ｗは、供給ラインＬ１を通って冷却構造２０の往路２３に流入する。
このとき、冷却媒体Ｗの温度は、温度調節部３５によって適切な温度に調節されている。具体的な温度の管理方法については後述する。
冷却媒体Ｗは、次のように流れる。
図１及び図３に示すように、循環ポンプ３４によって圧力が高められた冷却媒体Ｗは、供給ラインＬ１を通って冷却構造２０の往路２３に流入する。
このとき、冷却媒体Ｗの温度は、温度調節部３５によって適切な温度に調節されている。具体的な温度の管理方法については後述する。
【0034】
供給ラインＬ１から往路２３に流入した冷却媒体Ｗは、先端側（図３において右側）に向かって流れて、内側ジャケット２２の先端に形成された噴出口２２ａから噴出する。
【0035】
噴出口２２ａから噴出した冷却媒体Ｗは、外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃの内面に衝突する。
このとき、冷却構造２０の先端に位置する閉塞部２１ｃは、合成ガスＧが流通する炉内に面しており、ケーシング（冷却構造２０）の中で最も温度が高い部分となる。
このような閉塞部２１ｃに冷却媒体Ｗの噴流を衝突させることで、閉塞部２１ｃ及びその近傍を冷却することができる（衝突噴流冷却）。
なお、噴流の衝突は必須ではなく、閉塞部２１ｃ及びその近傍が冷却媒体Ｗによって冷却されていればよい。ただし、衝突噴流冷却とすることで、閉塞部２１ｃ及びその近傍の冷却を効率的に行うことができる。
このとき、冷却構造２０の先端に位置する閉塞部２１ｃは、合成ガスＧが流通する炉内に面しており、ケーシング（冷却構造２０）の中で最も温度が高い部分となる。
このような閉塞部２１ｃに冷却媒体Ｗの噴流を衝突させることで、閉塞部２１ｃ及びその近傍を冷却することができる（衝突噴流冷却）。
なお、噴流の衝突は必須ではなく、閉塞部２１ｃ及びその近傍が冷却媒体Ｗによって冷却されていればよい。ただし、衝突噴流冷却とすることで、閉塞部２１ｃ及びその近傍の冷却を効率的に行うことができる。
【0036】
閉塞部２１ｃに衝突した冷却媒体Ｗは、閉塞部２１ｃの内面に沿って折り返すように方向を変えて復路２４に流入する。
【0037】
復路２４に流入した冷却媒体Ｗは、基端側（図３において左側）に向かって流れて、復路２４から排出ラインＬ２に排出されて、循環ポンプ３４に戻る。
このとき、冷却媒体Ｗが復路２４を流通する過程で、外側ジャケット２１の主要部分は、冷却媒体Ｗによって所定の温度に保たれる。具体的な温度の管理方法については後述する。
このとき、冷却媒体Ｗが復路２４を流通する過程で、外側ジャケット２１の主要部分は、冷却媒体Ｗによって所定の温度に保たれる。具体的な温度の管理方法については後述する。
【0038】
ここで、「外側ジャケット２１の主要部分」とは、例えば、炉内に面する閉塞部２１ｃを含む外側ジャケット２１の先端側の部分を除いた外側ジャケット２１の基端側の部分である。ただし、「外側ジャケット２１の主要部分」には、外側ジャケット２１の外周面は含まれない。
具体例としては、外側ジャケット２１の主要部分は、外側ジャケット２１の内径ｄとしたとき、外側ジャケット２１の先端から０．０５ｄ以上～０．１ｄ以上離れた外側ジャケット２１の部分である。言い換えれば、外側ジャケット２１の先端から０．０５ｄ以内～０．１ｄ以内の部分は、外側ジャケット２１の先端側の部分となる。
具体例としては、外側ジャケット２１の主要部分は、外側ジャケット２１の内径ｄとしたとき、外側ジャケット２１の先端から０．０５ｄ以上～０．１ｄ以上離れた外側ジャケット２１の部分である。言い換えれば、外側ジャケット２１の先端から０．０５ｄ以内～０．１ｄ以内の部分は、外側ジャケット２１の先端側の部分となる。
【0039】
なお、温度管理の対象となる外側ジャケット２１の主要部分の長さ寸法は、温度管理の対象とならない外側ジャケット２１の先端側の部分の長さ寸法よりも十分に大きい（例えば４倍以上）。
ここで、「長さ寸法」とは、回転軸線Ｘ（中心軸線）に沿った寸法である。
ここで、「長さ寸法」とは、回転軸線Ｘ（中心軸線）に沿った寸法である。
【0040】
［温度の管理について］
冷却構造２０の往路２３に流入する冷却媒体Ｗの温度は、温度調節部３５によって調節されている。
具体的には、冷却媒体Ｗの温度は、冷却媒体Ｗによって保たれる外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度が８０℃以上１００℃以下となるような温度に調節されている。
冷却構造２０の往路２３に流入する冷却媒体Ｗの温度は、温度調節部３５によって調節されている。
具体的には、冷却媒体Ｗの温度は、冷却媒体Ｗによって保たれる外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度が８０℃以上１００℃以下となるような温度に調節されている。
【0041】
図１に示すように、冷却構造２０には、所望の箇所の温度を取得可能できるように温度センサ３３が設けられている。図１では便宜的に１つの温度センサ３３を示しているが、温度センサ３３の数は複数であってもよい。
温度センサ３３は、制御部３６と通信可能に構成されている。通信の手段は、有線・無線を問わない。
温度センサ３３は、制御部３６と通信可能に構成されている。通信の手段は、有線・無線を問わない。
【0042】
制御部３６は、温度センサ３３からの情報に基づいて外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度を算出する。そして、制御部３６は、温度調節部３５によって冷却媒体Ｗを加熱／冷却することで、外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度が８０℃以上１００℃以下となるように冷却媒体Ｗの温度を管理している。
【0043】
メタル温度を８０℃以上とする理由は、次の通りである。
ガス化炉５０の炉内の合成ガスＧ中の水蒸気濃度は、４０ｖｏｌ％～８０ｖｏｌ％である。また、炉内の圧力は、大気圧程度である。これらより、水蒸気の分圧に対する凝縮温度は、７７℃～９４℃程度となる。
そのため、これらの平均温度を考慮して、水蒸気を含んでいる合成ガスＧに触れる外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度を８０℃以上に保つことが好ましい。
ガス化炉５０の炉内の合成ガスＧ中の水蒸気濃度は、４０ｖｏｌ％～８０ｖｏｌ％である。また、炉内の圧力は、大気圧程度である。これらより、水蒸気の分圧に対する凝縮温度は、７７℃～９４℃程度となる。
そのため、これらの平均温度を考慮して、水蒸気を含んでいる合成ガスＧに触れる外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度を８０℃以上に保つことが好ましい。
【0044】
メタル温度を１００℃以下とする理由は、次の通りである。
バイオマス燃料に含まれているリグニンは、約１３０℃で軟化することがあり、水分がある場合、軟化温度が更に低下する。例えば、木質系のバイオマス燃料に含まれる水分は、約１０ｗｔ％である。これらより、リグニンの軟化温度は、少なくとも１００℃を超えると予想される。
そのため、バイオマス燃料に触れる外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度を１００℃以下に保つことが好ましい。
バイオマス燃料に含まれているリグニンは、約１３０℃で軟化することがあり、水分がある場合、軟化温度が更に低下する。例えば、木質系のバイオマス燃料に含まれる水分は、約１０ｗｔ％である。これらより、リグニンの軟化温度は、少なくとも１００℃を超えると予想される。
そのため、バイオマス燃料に触れる外側ジャケット２１の主要部分のメタル温度を１００℃以下に保つことが好ましい。
【0045】
なお、外側ジャケット２１の先端側の部分（主要部分ではない部分）のメタル温度が１００℃を超えることでリグニンが軟化してバイオマス燃料が付着したとしても、付着の範囲は炉内に近い外側ジャケット２１の先端側の部分に限定されるため、付着したバイオマス燃料はスクリュー１１で炉内へ容易に押し出される。
そのため、メタル温度を１００℃以下に保つべき部分は、外側ジャケット２１の主要部分だけでもよい。なお、当然ながら、先端側の部分のメタル温度を１００℃以下に保っても差し支えない。
そのため、メタル温度を１００℃以下に保つべき部分は、外側ジャケット２１の主要部分だけでもよい。なお、当然ながら、先端側の部分のメタル温度を１００℃以下に保っても差し支えない。
【0046】
［流量の管理について］
内側ジャケット２２の内側（内部）、すなわち、往路２３を流通する冷却媒体Ｗの流速は、例えば、循環ポンプ３４の回転数を変化させることによって調節されている。なお、循環ポンプ３４の下流に設けた制御弁によって調節してもよい。
具体的には、流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように調節されている。
内側ジャケット２２の内側（内部）、すなわち、往路２３を流通する冷却媒体Ｗの流速は、例えば、循環ポンプ３４の回転数を変化させることによって調節されている。なお、循環ポンプ３４の下流に設けた制御弁によって調節してもよい。
具体的には、流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように調節されている。
【0047】
冷却構造２０には、往路２３を流通する冷却媒体Ｗの流速を測定するためのセンサ（図示せず）が設けられている。センサは、例えば、直接的に流速を測定する流速計であってもよいし、冷却媒体Ｗの流量を測定する流量計であってもよい。センサが流量計の場合、既知とされた往路２３の流路面積と測定した冷却媒体Ｗの流量を用いて間接的に流速を測定することができる。
センサは、制御部３６と通信可能に構成されている。通信の手段は、有線・無線を問わない。
センサは、制御部３６と通信可能に構成されている。通信の手段は、有線・無線を問わない。
【0048】
制御部３６は、センサからの情報に基づいて、往路２３を流通する冷却媒体Ｗの流速を算出する。そして、制御部３６は、循環ポンプ３４によって冷却媒体Ｗの流速を管理している。
【0049】
流速を１ｍ／ｓ以上とする理由は、次の通りである。
例えば内側ジャケット２２の内径が０．００２ｍ～０．００５ｍの場合、流速を１ｍ／ｓにすることで、各内側ジャケット２２に対して均等に冷却媒体を流すことができる。仮に流速が１ｍ／ｓよりも小さい場合、圧力損失が小さくなり過ぎることで各内側ジャケット２２に対して均等に冷却媒体が流れなくなるおそれがある。そのため、適度な圧力損失が発生するように、冷却媒体Ｗの流速を１ｍ／ｓ以上にすることが好ましい。
例えば内側ジャケット２２の内径が０．００２ｍ～０．００５ｍの場合、流速を１ｍ／ｓにすることで、各内側ジャケット２２に対して均等に冷却媒体を流すことができる。仮に流速が１ｍ／ｓよりも小さい場合、圧力損失が小さくなり過ぎることで各内側ジャケット２２に対して均等に冷却媒体が流れなくなるおそれがある。そのため、適度な圧力損失が発生するように、冷却媒体Ｗの流速を１ｍ／ｓ以上にすることが好ましい。
【0050】
流速を４ｍ／ｓ以下とする理由は、次の通りである。
例えば内側ジャケット２２の内径が０．００２ｍ～０．００５ｍの場合、図５に示すように、流速４ｍ／ｓを超える付近で圧力損失が急増するという知見を発明者は得た。そのため、冷却媒体Ｗの流速を４ｍ／ｓ以下にすることが好ましい。
例えば内側ジャケット２２の内径が０．００２ｍ～０．００５ｍの場合、図５に示すように、流速４ｍ／ｓを超える付近で圧力損失が急増するという知見を発明者は得た。そのため、冷却媒体Ｗの流速を４ｍ／ｓ以下にすることが好ましい。
【0051】
［外側ジャケットの溶接部について］
図３及び図６に示すように、外側ジャケット２１を分割構造としてもよい。
具体的には、外側ジャケット２１を先端側部２１ｔと本体部２１ｍとに分割して、それらを突合せ溶接で接合することで溶接部２１ｗを形成してもよい。
これによって、内側ジャケット２２と本体部２１ｍとの位置を目視で確認しながら調整できるため、精度の高い冷却構造２０を容易に製造することができる。
更に、本体部２１ｍを外管２１ａと内管２１ｂとに分割してもよい。これによって、外管２１ａと内管２１ｂとの位置も調整できるため、精度の高い復路２４を容易に形成することができる。
図３及び図６に示すように、外側ジャケット２１を分割構造としてもよい。
具体的には、外側ジャケット２１を先端側部２１ｔと本体部２１ｍとに分割して、それらを突合せ溶接で接合することで溶接部２１ｗを形成してもよい。
これによって、内側ジャケット２２と本体部２１ｍとの位置を目視で確認しながら調整できるため、精度の高い冷却構造２０を容易に製造することができる。
更に、本体部２１ｍを外管２１ａと内管２１ｂとに分割してもよい。これによって、外管２１ａと内管２１ｂとの位置も調整できるため、精度の高い復路２４を容易に形成することができる。
【0052】
先端側部２１ｔは、炉内に面する閉塞部２１ｃを含む外側ジャケット２１の先端側の部分である。本体部２１ｍは、先端側部２１ｔを除いた外側ジャケット２１の基端側の部分である。
先端側部２１ｔの長さ寸法Ｌは、外側ジャケット２１の先端から溶接部２１ｗまでの距離であり、例えば外側ジャケット２１の内径ｄの３０％以上とされている。つまり、Ｌ≧０．３×ｄとされている。
先端側部２１ｔの長さ寸法Ｌは、外側ジャケット２１の先端から溶接部２１ｗまでの距離であり、例えば外側ジャケット２１の内径ｄの３０％以上とされている。つまり、Ｌ≧０．３×ｄとされている。
【0053】
Ｌ≧０．３×ｄとした理由は、次の通りである。
繰り返し荷重が作用する場合の安全率αは、通常、５以上とされているので、外側ジャケット２１の許容引張応力（引張強度）をσとすれば、溶接部２１ｗに作用する熱応力をσ／５以下の範囲に収めることが好ましい。
繰り返し荷重が作用する場合の安全率αは、通常、５以上とされているので、外側ジャケット２１の許容引張応力（引張強度）をσとすれば、溶接部２１ｗに作用する熱応力をσ／５以下の範囲に収めることが好ましい。
【0054】
ここで、図７に示すように、外側ジャケット２１の先端からの位置を外側ジャケット２１の内径ｄで除した値（百分率で表示）を横軸にとり熱応力を縦軸にとった場合、横軸が３０％の位置で熱応力がσ／５以下の範囲に収まるという知見を発明者は得た。
そのため、溶接部２１ｗの位置を先端から０．３×ｄ以上離間させるために、Ｌ≧０．３×ｄとすることが好ましい。
そのため、溶接部２１ｗの位置を先端から０．３×ｄ以上離間させるために、Ｌ≧０．３×ｄとすることが好ましい。
【0055】
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃに向けて内側ジャケット２２の噴出口２２ａから冷却媒体Ｗを噴出させることができる。
これによって、炉内の温度の影響を受けやすい外側ジャケット２１の先端を冷却媒体Ｗで集中的に冷却することができる。特に、冷却媒体Ｗの噴流を外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃに衝突させることで、外側ジャケット２１の先端をより効率的に冷却することができる。このように、外側ジャケット２１の先端を冷却することで、先端側の部分に発生する温度差（温度勾配）を低減して、結果として、熱応力を低減することができる。
外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃに向けて内側ジャケット２２の噴出口２２ａから冷却媒体Ｗを噴出させることができる。
これによって、炉内の温度の影響を受けやすい外側ジャケット２１の先端を冷却媒体Ｗで集中的に冷却することができる。特に、冷却媒体Ｗの噴流を外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃに衝突させることで、外側ジャケット２１の先端をより効率的に冷却することができる。このように、外側ジャケット２１の先端を冷却することで、先端側の部分に発生する温度差（温度勾配）を低減して、結果として、熱応力を低減することができる。
【0056】
また、噴出口２２ａを介して往路２３から復路２４に導かれた冷却媒体Ｗによって、外側ジャケット２１を適切な温度に保つことができる。
これによって、例えば、合成ガスＧに含まれている水蒸気の凝縮を抑制したりバイオマス燃料に含まれているリグニンの軟化を抑制したりすることができる。
これによって、例えば、合成ガスＧに含まれている水蒸気の凝縮を抑制したりバイオマス燃料に含まれているリグニンの軟化を抑制したりすることができる。
【0057】
また、往路２３における冷却媒体Ｗの流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように循環ポンプ３４を制御して冷却媒体Ｗの流量調節をした場合、往路２３における圧力損失をできる限り低減しつつ、各噴出口２２ａから十分な量の冷却媒体Ｗを均等に噴出させることができる。
【0058】
また、温度センサ３３から取得した情報に基づいて温度調節部３５を制御して冷却媒体Ｗの温度調節をした場合、冷却媒体Ｗを温度調節することで外側ジャケット２１の温度を任意の温度に保つことができる。
【0059】
また、外側ジャケット２１の温度が８０℃以上１００℃以下の温度に保たれるように温度調節部３５を制御して冷却媒体Ｗの温度調節をした場合、炉内から流れ込んだ合成ガスＧに含まれている水蒸気の凝縮を抑制するとともにバイオマス燃料（例えば木質系のもの）に含まれているリグニンの軟化を抑制することができる。
水蒸気の凝縮を抑制することによって、バイオマス燃料が湿ってスクリューフィーダ１が詰まる可能性を低減することができる。また、リグニンの軟化を抑制することによって、リグニンにバイオマス燃料が付着してスクリューフィーダ１が詰まる可能性を低減することができる。
水蒸気の凝縮を抑制することによって、バイオマス燃料が湿ってスクリューフィーダ１が詰まる可能性を低減することができる。また、リグニンの軟化を抑制することによって、リグニンにバイオマス燃料が付着してスクリューフィーダ１が詰まる可能性を低減することができる。
【0060】
また、内側ジャケット２２が設けられた空間は、外管２１ａと内管２１ｂとの間で画定されているので、二重管構造の内部に内側ジャケット２２設けることができる。
【0061】
また、外側ジャケット２１は、回転軸線Ｘの方向に沿って分割された、閉塞部２１ｃを含む先端側部２１ｔ及び先端側部２１ｔ以外の本体部２１ｍを有しているので、内側ジャケット２２と本体部２１ｍとの位置を目視で確認しながら調整できるため、精度の高い冷却構造２０を容易に製造することができる。
【0062】
また、先端側部２１ｔと本体部２１ｍとが溶接部２１ｗで接合され、溶接部２１ｗが、先端から内管２１ｂの内径の３０％以上の距離を置いて形成されている場合、大きな温度差（温度勾配）が発生する先端側の領域（３０％未満の距離に収まる領域）を避けて溶接部２１ｗを形成することができる。
これによって、大きな熱応力が発生する領域を避けて溶接部２１ｗを形成することができる。そのため、溶接部２１ｗが熱応力によって損傷する可能性を低減できる。
これによって、大きな熱応力が発生する領域を避けて溶接部２１ｗを形成することができる。そのため、溶接部２１ｗが熱応力によって損傷する可能性を低減できる。
【0063】
［変形例１］
図８及び図９に示すように、内側ジャケット２２を、外側ジャケット２１と同様に、先端が閉塞された二重管構造としてもよい。
このとき、外管２２ｂ及び内管２２ｃを接続する閉塞部２２ｄに噴出口２２ａを設けておくことで、往路２３から外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃに向けて冷却媒体Ｗを噴出することができる。
図９に示すように、噴出口２２ａは、中心軸線の周りに等角度間隔で複数設けられている。図９の場合、１２個の噴出口２２ａが設けられている。
図８及び図９に示すように、内側ジャケット２２を、外側ジャケット２１と同様に、先端が閉塞された二重管構造としてもよい。
このとき、外管２２ｂ及び内管２２ｃを接続する閉塞部２２ｄに噴出口２２ａを設けておくことで、往路２３から外側ジャケット２１の閉塞部２１ｃに向けて冷却媒体Ｗを噴出することができる。
図９に示すように、噴出口２２ａは、中心軸線の周りに等角度間隔で複数設けられている。図９の場合、１２個の噴出口２２ａが設けられている。
【0064】
【0065】
【0066】
図１０及び図１１に示すように、フィン状の内側ジャケット２２は、外側ジャケット２１の外管２１ａから内管２１ｂに向かって先細るように突出しており、内側（内部）には往路２３が画定されている。
そして、フィン状の内側ジャケット２２の先端には、噴出口２２ａが形成されている。
そして、フィン状の内側ジャケット２２の先端には、噴出口２２ａが形成されている。
【0067】
以上の通り説明した本実施形態に係る冷却構造及びスクリューフィーダ並びに冷却方法は、例えば、以下のように把握される。
すなわち、本開示の第１態様に係る冷却構造は、ガス化炉（５０）の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダ（１）の冷却構造（２０）であって、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部（２１ｃ）が前記炉内側に位置する外側ジャケット（２１）と、該外側ジャケット（２１）の前記空間に設けられ、内部に冷却媒体（Ｗ）の往路（２３）を画定するとともに前記外側ジャケット（２１）との間で冷却媒体（Ｗ）の復路（２４）を画定し、前記往路（２３）を流通する冷却媒体（Ｗ）が噴出される噴出口（２２ａ）が前記外側ジャケット（２１）の閉塞された前記先端部（２１ｃ）と対向する位置に形成された内側ジャケット（２２）と、を備えている。
すなわち、本開示の第１態様に係る冷却構造は、ガス化炉（５０）の炉内にバイオマス燃料を供給するスクリューフィーダ（１）の冷却構造（２０）であって、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部（２１ｃ）が前記炉内側に位置する外側ジャケット（２１）と、該外側ジャケット（２１）の前記空間に設けられ、内部に冷却媒体（Ｗ）の往路（２３）を画定するとともに前記外側ジャケット（２１）との間で冷却媒体（Ｗ）の復路（２４）を画定し、前記往路（２３）を流通する冷却媒体（Ｗ）が噴出される噴出口（２２ａ）が前記外側ジャケット（２１）の閉塞された前記先端部（２１ｃ）と対向する位置に形成された内側ジャケット（２２）と、を備えている。
【0068】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、内部に空間を画定するとともに閉塞された先端部（２１ｃ）が炉内側に位置する外側ジャケット（２１）と、外側ジャケット（２１）の空間に設けられ、内部に冷却媒体（Ｗ）の往路（２３）を画定するとともに外側ジャケット（２１）との間で冷却媒体（Ｗ）の復路（２４）を画定し、往路（２３）を流通する冷却媒体（Ｗ）が噴出される噴出口（２２ａ）が外側ジャケット（２１）の閉塞された先端部（２１ｃ）と対向する位置に形成された内側ジャケット（２２）と、を備えているので、外側ジャケット（２１）の閉塞された先端部（２１ｃ）に向けて内側ジャケット（２２）の噴出口（２２ａ）から冷却媒体（Ｗ）を噴出させることができる。これによって、炉内の温度の影響を受けやすい外側ジャケット（２１）の先端部（２１ｃ）を冷却媒体（Ｗ）で集中的に冷却することができる。特に、冷却媒体（Ｗ）の噴流を外側ジャケット（２１）の先端部（２１ｃ）に衝突させることで、外側ジャケット（２１）の先端部（２１ｃ）をより効率的に冷却することができる。このように、外側ジャケット（２１）の先端部（２１ｃ）を冷却することで、先端側の部分に発生する温度差（温度勾配）を低減して、結果として、熱応力を低減することができる。
また、噴出口（２２ａ）を介して往路（２３）から復路（２４）に導かれた冷却媒体（Ｗ）によって、外側ジャケット（２１）を適切な温度に保つことができる。これによって、例えば、ガス化ガス（Ｇ）に含まれている水蒸気の凝縮を抑制したりバイオマス燃料に含まれているリグニンの軟化を抑制したりすることができる。
また、噴出口（２２ａ）を介して往路（２３）から復路（２４）に導かれた冷却媒体（Ｗ）によって、外側ジャケット（２１）を適切な温度に保つことができる。これによって、例えば、ガス化ガス（Ｇ）に含まれている水蒸気の凝縮を抑制したりバイオマス燃料に含まれているリグニンの軟化を抑制したりすることができる。
【0069】
本開示の第２態様に係る冷却構造は、第１態様において、前記往路（２３）に供給される冷却媒体（Ｗ）の流量調節をする流量調節部（３４）と、制御部（３６）と、を備え、前記制御部（３６）は、前記往路（２３）における冷却媒体（Ｗ）の流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように前記流量調節部（３４）を制御して冷却媒体（Ｗ）の流量調節をする。
【0070】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、往路（２３）に供給される冷却媒体（Ｗ）の流量調節をする流量調節部（３４）と、制御部（３６）と、を備え、制御部（３６）は、往路（２３）における冷却媒体（Ｗ）の流速が１ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となるように流量調節部を制御して冷却媒体（Ｗ）の流量調節をするので、往路（２３）における圧力損失をできる限り低減しつつ、各噴出口（２２ａ）から十分な量の冷却媒体（Ｗ）を均等に噴出させることができる。
【0071】
本開示の第３態様に係る冷却構造は、第１態様又は第２態様において、前記往路（２３）に供給される冷却媒体（Ｗ）の温度調節をする温度調節部（３５）と、前記外側ジャケット（２１）の温度を測定する温度センサ（３３）と、制御部（３６）と、を備え、前記制御部（３６）は、前記温度センサ（３３）から取得した情報に基づいて前記温度調節部（３５）を制御して冷却媒体（Ｗ）の温度調節をする。
【0072】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、往路（２３）に供給される冷却媒体（Ｗ）の温度調節をする温度調節部（３５）と、外側ジャケット（２１）の温度を測定する温度センサ（３３）と、制御部（３６）と、を備え、制御部（３６）は、温度センサ（３３）から取得した情報に基づいて温度調節部（３５）を制御して冷却媒体（Ｗ）の温度調節をするので、冷却媒体（Ｗ）を温度調節することで外側ジャケット（２１）の温度を任意の温度に保つことができる。
【0073】
本開示の第４態様に係る冷却構造は、第３態様において、前記制御部（３６）は、前記外側ジャケット（２１）の温度が８０℃以上１００℃以下の温度に保たれるように前記温度調節部（３５）を制御して冷却媒体（Ｗ）の温度調節をする。
【0074】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、制御部（３６）は、外側ジャケット（２１）の温度が８０℃以上１００℃以下の温度に保たれるように温度調節部（３５）を制御して冷却媒体（Ｗ）の温度調節をするので、炉内から流れ込んだガス化ガス（Ｇ）に含まれている水蒸気の凝縮を抑制するとともにバイオマス燃料（例えば木質系のもの）に含まれているリグニンの軟化を抑制することができる。水蒸気の凝縮を抑制することによって、バイオマス燃料が湿ってスクリューフィーダ（１）が詰まる可能性を低減することができる。また、リグニンの軟化を抑制することによって、リグニンにバイオマス燃料が付着してスクリューフィーダ（１）が詰まる可能性を低減することができる。
【0075】
本開示の第５態様に係る冷却構造は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、前記外側ジャケット（２１）は、軸線（Ｘ）の方向に沿って延びた外管（２１ａ）及び内管（２１ｂ）を有する二重管構造とされ、前記内側ジャケット（２２）が設けられた前記空間は、前記外管（２１ａ）と前記内管（２１ｂ）との間で画定されている。
【0076】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、外側ジャケット（２１）は、軸線（Ｘ）の方向に沿って延びた外管（２１ａ）及び内管（２１ｂ）を有する二重管構造とされ、外側ジャケット（２１）が設けられた空間は、外管（２１ａ）と内管（２１ｂ）との間で画定されているので、二重管構造の内部に内側ジャケット（２２）設けることができる。
【0077】
本開示の第６態様に係る冷却構造は、第５態様において、前記外側ジャケット（２１）は、前記軸線（Ｘ）の方向に沿って分割された、前記先端部（２１ｃ）を含む先端側部（２１ｔ）及び該先端側部（２１ｔ）以外の本体部（２１ｍ）を有している。
【0078】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、外側ジャケット（２１）は、軸線（Ｘ）の方向に沿って分割された、先端部（２１ｃ）を含む先端側部（２１ｔ）及び先端側部（２１ｔ）以外の本体部（２１ｍ）を有しているので、内側ジャケット（２２）と本体部（２１ｍ）との位置を目視で確認しながら調整できるため、精度の高い冷却構造２０を容易に製造することができる。
【0079】
本開示の第７態様に係る冷却構造は、第６態様において、前記先端側部（２１ｔ）と前記本体部（２１ｍ）とは溶接部（２１ｗ）で接合され、前記溶接部（２１ｗ）は、前記先端部（２１ｃ）から前記内管（２１ｂ）の内径の３０％以上の距離を置いて形成されている。
【0080】
本態様に係る冷却構造（２０）によれば、先端側部（２１ｔ）と本体部（２１ｍ）とは溶接部（２１ｗ）で接合され、溶接部（２１ｗ）は、先端部（２１ｃ）から内管（２１ｂ）の内径の３０％以上の距離を置いて形成されているので、大きな温度差（温度勾配）が発生する先端部（２１ｃ）側の領域（３０％未満の距離に収まる領域）を避けて溶接部（２１ｗ）を形成することができる。これによって、大きな熱応力が発生する領域を避けて溶接部（２１ｗ）を形成することができる。そのため、溶接部（２１ｗ）が熱応力によって損傷する可能性を低減できる。
【0081】
本開示の第８態様に係るスクリューフィーダ（１）は、第１態様から第７態様のいずれかに記載の冷却構造（２０）と、スクリュー（１１）と、を備え、前記冷却構造（２０）の前記外側ジャケット（２１）は、前記スクリュー（１１）を収容するケーシングとされている。
【0082】
本開示の第９態様に係る冷却方法は、第１態様から第７態様のいずれかに記載の冷却構造（２０）を用いた冷却方法であって、前記噴出口（２２ａ）から冷却媒体（Ｗ）を噴出して前記外側ジャケット（２１）の閉塞された前記先端部（２１ｃ）に冷却媒体（Ｗ）を衝突させる。
【符号の説明】
【0083】
１ スクリューフィーダ
１１ スクリュー
１１ａ 回転軸
１１ｂ 羽根
１２ 軸受
２０ 冷却構造（ケーシング）
２１ 外側ジャケット
２１ａ 外管
２１ｂ 内管
２１ｃ 閉塞部（先端部）
２１ｍ 本体部
２１ｔ 先端側部
２１ｗ 溶接部
２２ 内側ジャケット
２２ａ 噴出口
２２ｂ 外管
２２ｃ 内管
２２ｄ 閉塞部
２３ 往路
２４ 復路
３１ モータ
３２ 燃料供給管
３３ 温度センサ
３４ 循環ポンプ（流量調節部）
３５ 温度調節部
３５ａ 熱交換器
３５ｂ 加熱冷却器
３６ 制御部
５０ ガス化炉
５１ 耐火材
５２ ガス化炉外壁
５３ 取付け座
５４ 保温材
Ｇ 合成ガス
Ｌ１ 供給ライン
Ｌ２ 排出ライン
Ｗ 冷却媒体
Ｘ 回転軸線
１１ スクリュー
１１ａ 回転軸
１１ｂ 羽根
１２ 軸受
２０ 冷却構造（ケーシング）
２１ 外側ジャケット
２１ａ 外管
２１ｂ 内管
２１ｃ 閉塞部（先端部）
２１ｍ 本体部
２１ｔ 先端側部
２１ｗ 溶接部
２２ 内側ジャケット
２２ａ 噴出口
２２ｂ 外管
２２ｃ 内管
２２ｄ 閉塞部
２３ 往路
２４ 復路
３１ モータ
３２ 燃料供給管
３３ 温度センサ
３４ 循環ポンプ（流量調節部）
３５ 温度調節部
３５ａ 熱交換器
３５ｂ 加熱冷却器
３６ 制御部
５０ ガス化炉
５１ 耐火材
５２ ガス化炉外壁
５３ 取付け座
５４ 保温材
Ｇ 合成ガス
Ｌ１ 供給ライン
Ｌ２ 排出ライン
Ｗ 冷却媒体
Ｘ 回転軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
