特許 7454812 固形燃料搬送装置

(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】

(24)【登録日】2024-03-14

(45)【発行日】2024-03-25

(54)【発明の名称】固形燃料搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 33/14 20060101AFI20240315BHJP

   C10J 3/30 20060101ALI20240315BHJP

   F23B 40/04 20060101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

B65G33/14

C10J3/30

F23B40/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020002086

(22)【出願日】2020-01-09

(65)【公開番号】P2021109734

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000216025

【氏名又は名称】鉄建建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】506056882

【氏名又は名称】エスケイ工業有限会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】猪塚 武志

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 茂雄

(72)【発明者】

【氏名】古川 承元

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１２７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６２４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３６１６７６２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開昭５５－１１９６１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ３３／１４

Ｃ１０Ｊ ３／３０

Ｆ２３Ｂ ４０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固形燃料を反応塔に搬送する固形燃料搬送装置であって、
前記反応塔に対して前記固形燃料を搬送する管状の第一搬送路と、
一端側に前記固形燃料を投入する投入口が設けられ、他端側が前記第一搬送路と交差するように前記第一搬送路と連結する管状の第二搬送路とで構成され、
前記第一搬送路には、
管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転する第一スクリュー羽根が備えられ、
前記第二搬送路には、
管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記第一搬送路に向けて前記固形燃料を搬送する第二スクリュー羽根が備えられ、
前記第一スクリュー羽根の回転速度を変更する第一速度可変部と、
前記第二スクリュー羽根の回転速度を変更する第二速度可変部とが備えられ、
前記第二スクリュー羽根を回転させて、前記固形燃料を、前記第二搬送路の一端側から他端側に向けて搬送するとともに、前記第二搬送路によって搬送された前記固形燃料を、前記第一スクリュー羽根を回転させて、前記反応塔の下方から上方へと搬送し、
前記第一速度可変部及び前記第二速度可変部の少なくとも一方により、前記第二スクリュー羽根の回転速度を前記第一スクリュー羽根の回転速度よりも早くし、前記第二搬送路で前記固形燃料をより圧密して、前記固形燃料を細分化する
固形燃料搬送装置。

【請求項2】

前記第一速度可変部は、
前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第一スクリュー羽根の回転速度が調整される
請求項１に記載の固形燃料搬送装置。

【請求項3】

前記第二速度可変部は、
前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第二スクリュー羽根の回転速度が調整される
請求項１または請求項２に記載の固形燃料搬送装置。

【請求項4】

前記固形燃料を貯蓄するとともに、前記投入口と連結する燃料搬送口が設けられた貯蓄部が備えられ、
前記燃料搬送口には、回転により前記固形燃料を細分化し、前記投入口に前記固形燃料を搬送するロータリ弁が備えられた
請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の固形燃料搬送装置。

【請求項5】

前記ロータリ弁の回転速度を調整する細分化速度可変部が備えられ、
前記細分化速度可変部は、
前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記ロータリ弁の回転速度が調整される
請求項４に記載の固形燃料搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば固形燃料をガス化させるガス化炉などのような反応塔に固形燃料を搬送する固形燃料搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、固形燃料として石炭や炭などが用いられているが、近年はこれらの固形燃料の代替品として、燃焼させることで比較的高カロリーの燃焼ガスを発生させることができる自然由来のバイオマス燃料が注目されている。

【0003】

このような固形燃料をガス化させる反応塔に搬送する搬送装置として、例えば、固形燃料を水平方向に沿って搬送して、燃焼ガスを発生させる反応塔の上方から投入する搬送装置が特許文献１に開示されている。

【0004】

詳述すると、特許文献１に記載の搬送装置は、一端側が固形燃料を貯留するサージ槽の底部と連結するとともに、他端側が反応塔における投入口と連結する筒状の搬送路を備え、搬送路の内部に回転自在に備えられた水平スクリュー羽根を備えている。この水平スクリュー羽根を回転させることで、搬送路に沿って固形燃料を水平方向に押し進めて、投入口から固形燃料を投入できる。

【0005】

しかしながら、この特許文献１に開示された搬送装置では、反応塔に搬送した場合に、反応塔の内部で投入された固形燃料が積み重なることとなり、固形燃料同士でブッリジを形成することがある。このようなブリッジが形成された場合、反応塔の内部において固形燃料の密度が不均一となる。

【0006】

例えば、反応塔がガス化炉である場合において固形燃料の密度が不均一であると、固形燃料の周辺の温度が均一とならず、効率よくガス化されないといった問題がある。また、反応塔が蓄積格納庫である場合には、不要に嵩が増えることとなる。このような理由から、反応塔の内部において、固形燃の密度は均一であることが好ましかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００９－１９７０７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

この発明は、上述の問題を鑑み、搬入先の反応塔においてブリッジが形成されることなく固形燃料を搬送できる固形燃料搬入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】

【0009】

この発明は、固形燃料を反応塔に搬送する固形燃料搬送装置であって、前記反応塔に対して前記固形燃料を搬送する管状の第一搬送路と、一端側に前記固形燃料を投入する投入口が設けられ、他端側が前記第一搬送路と交差するように前記第一搬送路と連結する管状の第二搬送路とで構成され、前記第一搬送路には、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転する第一スクリュー羽根が備えられ、前記第二搬送路には、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記第一搬送路に向けて前記固形燃料を搬送する第二スクリュー羽根が備えられ、前記第一スクリュー羽根の回転速度を変更する第一速度可変部と、前記第二スクリュー羽根の回転速度を変更する第二速度可変部とが備えられ、前記第二スクリュー羽根を回転させて、前記固形燃料を、前記第二搬送路の一端側から他端側に向けて搬送するとともに、前記第二搬送路によって搬送された前記固形燃料を、前記第一スクリュー羽根を回転させて、前記反応塔の下方から上方へと搬送し、前記第一速度可変部及び前記第二速度可変部の少なくとも一方により、前記第二スクリュー羽根の回転速度を前記第一スクリュー羽根の回転速度よりも早くし、前記第二搬送路で前記固形燃料をより圧密して、前記固形燃料を細分化することを特徴とする。
前記固形燃料は、例えばバイオマスなどの生物由来の固形燃料や、加熱処理されたバイオマス、石炭や木炭などの固形燃料を含む。

【0010】

前記反応塔は、例えば固形燃料を加熱処理してガス化させるガス化炉のほか、木質チップを蓄積させるための蓄積格納庫などであってもよい。
前記第一搬送路は、必ずしも垂直方向に完全一致する必要はなく、例えば垂直方向に対して±３０度程度傾いていてもよい。

【0011】

この発明によると、第二搬送路から第一搬送路に固形燃料を搬送する際に、固形燃料を細分化して搬送することができる。これにより、反応塔の内部において固形燃料が搬入先の反応塔においてブリッジが形成されることなく固形燃料を搬送できる。

【0012】

詳述すると、第二搬送路から第二スクリュー羽根で搬出された固形燃料は、第一スクリュー羽根で第一搬送路に取り込まれて搬送されるが、第二スクリュー羽根の搬送量と第一スクリュー羽根の搬送量とを調整することで第一搬送路と第二搬送路との間で固形燃料を圧密して細分化することができる。このように、固形燃料が細分化されることで、反応塔に搬送された固形燃料がブリッジを形成することを防止できる。

【0013】

また、第一搬送路により、固形燃料は下方から上方に向けて搬送される。すなわち、反応塔の内部で貯まった固形燃料の下方から新たな固形燃料が搬送されるため、貯まった固形燃料の層を内側から崩すことができ、反応塔の内部で仮にブリッジが形成されていたとしても、これを崩すことができる。

【0014】

このように、固形燃料によるブリッジの形成を防止できるため、例えば反応塔が固形燃料を格納する貯蓄格納庫であれば、固形燃料の間に空間が形成されて無駄に嵩が増えることを防止できる。また、反応塔がガス化炉であった場合には、効率よくガス化させることができる。

【0015】

また、前記第一スクリュー羽根の回転速度を変更する第一速度可変部と、前記第二スクリュー羽根の回転速度を変更する第二速度可変部とが備えられ、前記第一速度可変部及び前記第二速度可変部の少なくとも一方により、前記第二スクリュー羽根の回転速度を前記第一スクリュー羽根の回転速度よりも早くし、前記第二搬送路で前記固形燃料をより圧密して、前記固形燃料を細分化するため、第一スクリュー羽根と第二スクリュー羽根の回転速度を個別に調整できるため、第一搬送路から反応塔に搬送される固形燃料の細分化サイズを調整でき、反応塔の内部での固形材料の密度を変更させたりすることができる。

【0016】

詳述すると、第二スクリュー羽根が固形燃料を搬送できる量に対して第一スクリュー羽根が固形燃料を搬送できる量より少なくなるように第一スクリュー羽根と第二スクリュー羽根の回転速度を調整することができる。この場合、第一搬送路と第二搬送路との間に固形燃料が渋滞し、固形燃料がより圧密されるため、固形燃料を細かく細分化できる。

【0017】

またこの発明の態様として、前記第一速度可変部は、前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第一スクリュー羽根の回転速度が調整されてもよい。
この発明により、第二搬送路から搬送された固形燃料を所望の密度で反応塔に搬送させることができる。したがって、反応塔の内部の状態や、反応塔の種類に合わせて固形燃料を搬送できる。

【0018】

またこの発明の態様として、前記第二速度可変部は、前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第二スクリュー羽根の回転速度が調整されてもよい。
この発明により、所望の密度の固形燃料を第一搬送路に搬送させることができる。これにより、反応塔に搬送される固形燃料の密度に応じて、第一搬送路と第二搬送路との間で、確実に固形燃料を細分化することができる。したがって、第一搬送路を介して反応塔に搬送される固形燃料がブリッジを形成することをより確実に防止しつつ、反応塔の内部の状態に合わせて固形燃料を搬送できる。

【0019】

またこの発明の態様として、前記固形燃料を貯蓄するとともに、前記投入口と連結する燃料搬送口が設けられた貯蓄部が備えられ、前記燃料搬送口には、回転により前記固形燃料を細分化し、前記投入口に前記固形燃料を搬送するロータリ弁が備えられてもよい。

【0020】

この発明により、投入口から第二搬送路に投入される固形燃料をロータリ弁で細分化できるため、第一搬送路と第二搬送路との間での固形燃料を細分化するための負荷を軽減することができる。

【0021】

また、一定の大きさ以下の固形燃料が第二搬送路に投入されるため、第二搬送路及び第一搬送路を介して反応塔に搬送される固形燃料の密度の幅を小さくすることができる。したがって、第一搬送路及び第二搬送路にかかる負荷を軽減することができるとともに、より確実に反応塔の内部のブリッジ現象を防止できる。

【0022】

またこの発明の態様として、前記ロータリ弁の回転速度を変更する細分化速度可変部が備えられ、前記細分化速度可変部は、前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記ロータリ弁の回転速度が調整されてもよい。

【0023】

この発明により、反応塔の状態に応じて投入口に所望の大きさ以下の固形燃料を投入することができるため、より第一搬送路及び第二搬送路にかかる負担をより軽減できるとともに、より確実に反応塔でのブリッジ現象を防止できる。

【発明の効果】

【0024】

この発明によれば、搬入先の反応塔においてブリッジが形成されることなく固形燃料を搬送できる固形燃料搬入装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】ガス化システムの概略図。

【図2】搬送装置及びガス化装置の概略図。

【図3】ガス化のフローチャート。

【図4】木質チップの細分化の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

この発明の一実施態を以下図面とともに説明する。
図１はガス化システム１の概略図を示し、図２はガス化反応装置１０及び搬送装置２０の概略図を示し、図３はガス化システム１によるガス化のフローチャートを示し、図４はサージ槽３０に貯蓄した半炭化木質チップＳの搬送を表す概略図を示す。

【0027】

ガス化システム１は、半炭化処理された木質チップ（以下、『半炭化木質チップＳ』とする。）を熱分解・燃焼・還元させてガス化し、発生した生成ガスＧを上方から回収するアップドラフト方式のガス化システムである。

【0028】

詳しくは、ガス化システム１は、半炭化木質チップＳを搬送装置２０で略円筒の縦型容器である反応塔１１の底部から上方に向けて搬送した後に、内部温度を上げた反応塔１１で半炭化木質チップＳをガス化する。このようにガス化されて発生した生成ガスＧ（一酸化炭素及び水素）は、反応塔１１の上方に設けられた放出管１２から放出されてガス貯蓄部６０に貯蓄されている。

【0029】

以下、ガス化システム１の構造及び搬送装置２０を用いた半炭化木質チップSの搬送及び反応塔１１におけるガス化について説明する。
ガス化システム１は、図１に示すように、半炭化木質チップＳをガス化させるガス化反応装置１０と、ガス化の原料である半炭化木質チップＳをガス化反応装置１０に搬送する搬送装置２０と、ガス化反応装置１０で発生した生成ガスＧを貯蓄するガス貯蓄部６０とで構成されている。

【0030】

ガス化反応装置１０は、半炭化木質チップＳをガス化させる反応塔１１と、反応塔１１で発生した生成ガスＧを放出する放出管１２と、反応塔１１に底部からガス化剤Ｈを供給するガス化剤供給管１３とで構成されている。また、反応塔１１の内部には、反応塔１１の内部温度を上昇させるヒータ１４と、反応塔１１の内部温度を検知する温度センサー１５と、反応塔１１の内部に貯蓄された半炭化木質チップＳの貯蓄量を検知する貯蓄量検知センサー１６とが備えられている。

【0031】

反応塔１１は、略円筒状の縦型容器であり、底面部分は下方に向かって先細りする円錐形状で構成されている。この円錐の頂点部分には、後述する上流側搬送管４１と連結するための挿通孔１１ａが設けられている。また、反応塔１１の底部には、半炭化木質チップＳが完全にガス化されずに残った残渣を外部に掻き出すためのアッシュ排出部１７が設けられている。

【0032】

なお、半炭化木質チップＳをガス化させる際に、この反応塔１１の内部には、図１に示すように、半炭化木質チップＳを熱分解させる熱分解帯Ｔ１と、熱分解された半炭化木質チップＳを燃焼させる燃焼帯Ｔ２と、生成ガスＧ（一酸化炭素や水素）が発生する還元帯Ｔ３の３つの層が下方から上方に向かってこの順に形成される。

【0033】

放出管１２は、反応塔１１の内部で発生した生成ガスＧを外部に放出するための管であり、反応塔１１の上部に設けられている。この放出管１２は、図２に示すように、反応塔１１の側壁と連結している基端側放出管１２ａと、先端側に向かうにつれて内径が小さくなる縮径部１２ｂと、縮径部１２ｂと連結する先端側放出管１２ｃとで一体構成されている。なお、先端側放出管１２ｃは基端側放出管１２ａと比べて縮径している。

【0034】

先端側放出管１２ｃの先端には、生成ガスＧを貯蓄するガス貯蓄部６０と生成ガスＧを吸引するための吸引器７１が備えられている。また先端側放出管１２ｃの一部は分岐され、生成ガスＧの成分を分析するためのガス分析器７２が取り付けられている。

【0035】

この吸引器７１により、放出管１２は負圧となり、生成ガスＧをガス貯蓄部６０に導くことができる。

【0036】

ガス貯蓄部６０の手前に設けられたガス分析器７２は、反応塔１１で生成された生成ガスＧの成分分析結果を収集し、その分析結果を回転制御部７３に送信している。
回転制御部７３は、後述するロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度をそれぞれ制御し、反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳの搬送量を制御している。

【0037】

ガス化剤供給管１３は、基端側に接続されたガス化剤供給装置１８から供給されるガス化剤Ｈ（空気及び水蒸気）を反応塔１１の内部に供給する。このガス化剤供給管１３は、反応塔１１の底部に連結する第一供給管１３ａと、反応塔１１の中央部分の側方と連結する第二供給管１３ｂとで構成されている。

【0038】

第一供給管１３ａは、後述する縦方向搬送管５１に内装された縦方向スクリュー羽根５２の回転軸の中央部分に設けられており、縦方向搬送管５１の長手方向に沿って上方にガス化剤Ｈを供給することができる。

【0039】

なお、第一供給管１３ａは反応塔１１の底部から上方に向けてガス化剤Ｈを供給できればよく、その位置や個数は限定されない。例えば、縦方向搬送管５１の外周面に沿って配置されていてもよいし、反応塔１１の底部の他の箇所に配置されていてもよい。

【0040】

第二供給管１３ｂは、反応塔１１の中央部分の側面に連結され、反応塔１１の側方から内部にガス化剤Ｈを供給することができる。より具体的には、反応塔１１の還元帯Ｔ３に対応する位置に配置されている。

【0041】

ヒータ１４は、半炭化木質チップＳをガス化する初期状態において、反応塔１１の内部を高温状態とするための加熱装置である。また、温度センサー１５による温度検知結果に基づいて、生成ガスＧを生成する際の反応塔１１の内部温度を上げるために使用されることもある。

【0042】

温度センサー１５は、反応塔１１の内部温度を検知する。なお、温度センサー１５で検知した検知結果は、回転制御部７３に送信される。

【0043】

貯蓄量検知センサー１６は、反応塔１１の内部に蓄積された半炭化木質チップＳの量を検知する。具体的には、反応塔１１の内部において、蓄積された半炭化木質チップＳが所望の高さよりも低いまたは高いかを検出している。この貯蓄量検知センサー１６で検知した温度検知結果は、回転制御部７３に送信される。回転制御部７３は、送信された結果情報に基づいて、ロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度をそれぞれ制御する。

【0044】

搬送装置２０は、ガス化反応装置１０に搬送する半炭化木質チップＳを貯留するサージ槽３０と、サージ槽３０から半炭化木質チップＳをガス化反応装置１０に搬送する上流側搬送路４０と、反応塔１１に半炭化木質チップＳを搬送する縦方向搬送路５０とで構成されている。

【0045】

サージ槽３０は、半炭化木質チップＳを貯留するサージ槽本体３１と、サージ槽本体３１の下端に接続されている供給管３２と、サージ槽本体３１と供給管３２との間に取り付けられているロータリ弁３３とで構成され、上端に回転用モータが取り付けられた外付スクリューフィダーＦが備えられている。

【0046】

供給管３２は、管状の搬送路であり、一端側がロータリ弁３３を介して先細りしたサージ槽本体３１の下端に設けられた燃料投入口３１ａと連結し、他端が上流側搬送路４０と連結している。
ロータリ弁３３は、ロータリ弁用モータ３４により回転自在に構成され、サージ槽本体３１に貯留された半炭化木質チップＳを供給管３２に投入することができる。なお、ロータリ弁用モータ３４は上述のように回転制御部７３により制御されている。また、外付スクリューフィダーＦを備えることにより、サージ槽本体３１の内での半炭化木質チップＳのブリッジ現象を防止でき、より確実に供給管３２に半炭化木質チップＳを供給することができる。

【0047】

なお、サージ槽本体３１に貯留されている半炭化木質チップＳは、木質チップなどの木質バイオマスを無酸素条件下で２００度～３５０度の高温により熱分解して得られた、炭素成分の多い炭化物である。この半炭化木質チップＳは、重量当たりのエネルギー密度が高く、粉砕性能が良好である。

【0048】

上流側搬送路４０は、図１及び図２に示すように、管状に構成された上流側搬送管４１と、上流側搬送管４１の下端からガス化反応装置１０側に湾曲した中間搬送管４２と、上流側搬送管４１の内装された上流側スクリュー羽根４３と、上流側スクリュー羽根４３を回転駆動させる回転モータ４４とで構成されている。

【0049】

上流側搬送管４１は、上下方向に沿って立設する管状体であり、側方には、供給管３２の先端が連結する投入口４１ａが設けられている。また、上流側搬送管４１の上端には上流側スクリュー羽根４３を回転駆動させる回転モータ４４が設けられている。

【0050】

中間搬送管４２は、中心軸に対して直交する直交断面の形状が、上流側搬送管４１における直交断面と同形状で構成された管状体であり、図２に示すように、円弧状に曲がっている。また、この中間搬送管４２の基端が上流側搬送管４１と、先端が縦方向搬送路５０を構成する縦方向搬送管５１と連結している。

【0051】

上流側スクリュー羽根４３は、弾性を有する部材を螺旋状に形成することで、曲がりながら回転可能に構成された、いわゆるバネコンベアに用いる羽根であり、上流側搬送管４１及び中間搬送管４２に沿って、上流側搬送管４１の上端から中間搬送管４２の先端まで伸びている。

【0052】

この上流側スクリュー羽根４３は、上端が回転モータ４４と連結しており、上流側搬送管４１及び中間搬送管４２の内部で自在に回転することができる。これにより、投入口４１ａより投入された半炭化木質チップＳを中間搬送管４２の先端まで搬送することができる。
なお、回転モータ４４は回転制御部７３と連結され、回転制御部７３によって上流側スクリュー羽根４３の回転速度を制御している。

【0053】

縦方向搬送路５０は、管状の縦方向搬送管５１と、縦方向搬送管５１の内装された縦方向スクリュー羽根５２と、縦方向スクリュー羽根５２を回転駆動させる回転モータ５３とで構成されている。
縦方向搬送管５１は、上下方向に沿って立設する管状体であり、反応塔１１の下方に配置されている。この縦方向搬送管５１は中央部分の側方には、上流側搬送管４１の下端から連結している中間搬送管４２と直交するように連結される連結部が設けられている。

【0054】

縦方向搬送管５１に内装された縦方向スクリュー羽根５２は、上下方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーである。この縦方向スクリュー羽根５２の下端は、縦方向搬送管５１の下端に設けられた回転モータ５３と連結されており、縦方向搬送管５１の内部で自在に回転することができる。

【0055】

また、縦方向スクリュー羽根５２は縦方向搬送管５１よりも長く構成されている。このため、縦方向スクリュー羽根５２の上方部分には、縦方向搬送管５１の上端よりも突出した露出部５２ａが形成されている。
なお、回転モータ５３は回転制御部７３に連結されており、回転制御部７３により縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を制御している。

【0056】

このように構成された縦方向搬送路５０は、反応塔１１の下方に配置され、縦方向搬送管５１の上端が挿通孔１１ａと連結している。このため、縦方向スクリュー羽根５２の上端部分である露出部５２ａは、挿通孔１１ａ、すなわち、反応塔１１の底部よりも上方に突出している。

【0057】

次に、搬送装置２０を用いて半炭化木質チップＳを反応塔１１に搬送する方法及び反応塔１１でのガス化について、図３に基づいて簡単に説明する。
ガス化システム１を稼働させる前段階として、原料となる半炭化木質チップＳをサージ槽本体３１に貯留させておく（ステップｓ０）。このサージ槽本体３１に貯留する段階での半炭化木質チップＳは半炭化処理がされているため、その質量は半炭化処理する前の木質チップの質量と比べ、約４５～６８％まで減少している。

【0058】

まず、半炭化木質チップＳを反応塔１１に搬送するため、ロータリ弁３３、中間搬送管４２、縦方向スクリュー羽根５２をそれぞれ回転させる（ステップｓ１）。これにより、サージ槽本体３１に貯留されている半炭化木質チップＳはロータリ弁３３で粉砕されながら供給管３２に搬送され、そのまま上流側搬送管４１に投入される。また、上流側搬送管４１に投入された半炭化木質チップＳは、上流側スクリュー羽根４３の回転により、上流側搬送管４１及び中間搬送管４２に沿って下方に搬送される。

【0059】

ここで、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を上流側スクリュー羽根４３の回転速度よりも遅く設定することで、半炭化木質チップＳは中間搬送管４２で圧密される。中間搬送管４２において圧密された半炭化木質チップＳは、縦方向搬送管５１に投入される際に、縦方向搬送管５１の内部で回転する縦方向スクリュー羽根５２で細分化されながら縦方向搬送管５１に投入されることとなる。
このように縦方向搬送管５１に投入された半炭化木質チップＳは、縦方向スクリュー羽根５２の回転により縦方向搬送管５１に沿って反応塔１１の内部に搬送される。

【0060】

このようにして反応塔１１の内部に投入された半炭化木質チップＳは、サージ槽本体３１に貯留された半炭化木質チップＳの２分の１から３分の１程度の大きさにまで細分化されている。このため、半炭化木質チップＳは反応塔１１の内部において、ブリッジを形成することなく蓄積される（図４参照）。

【0061】

反応塔１１の内部には、温度センサー１５を備えられており、反応塔１１の内部温度を検知している（ステップｓ２）。この温度センサー１５で検出された温度検知結果は、回転制御部７３に送信され、回転制御部７３は、送信された検知結果情報に基づいて、ロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を制御し、半炭化木質チップＳの搬送量を調整している（ステップｓ６）。

【0062】

同様に、貯蓄量検知センサー１６による反応塔１１の内部に蓄積された半炭化木質チップＳの蓄積量も検知しており（ステップｓ３）、その検知結果を回転制御部７３に送信されている。そして、回転制御部７３は送信された検知結果情報に基づいてロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を制御し、半炭化木質チップＳの搬送量を調整している（ステップｓ６）。

【0063】

さらにまた、ガス貯蓄部６０の手前に取り付けられているガス分析器７２により、反応塔１１から発生する生成ガスＧの成分を分析されている（ステップｓ４）。この分析結果も、回転制御部７３に送信されており、回転制御部７３は送信された分析結果情報に基づいてロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を制御し、半炭化木質チップＳの搬送量を調整している（ステップｓ６）。

【0064】

例えば、反応塔１１の内部温度が適温と比べて低いと温度センサー１５で検知した場合には（ステップｓ２：Ｎｏ）、反応塔１１に搬送されている半炭化木質チップＳは効率よくガス化できない。この場合、温度検知結果を受信した回転制御部７３により、ロータリ弁用モータ３４を制御し、ロータリ弁３３の回転速度を早くして、供給管３２に搬送される半炭化木質チップＳを多くすることができる。

【0065】

また、回転制御部７３により、回転モータ４４と回転モータ５３を制御し、上流側スクリュー羽根４３と縦方向スクリュー羽根５２の回転数を調整することで、中間搬送管４２における半炭化木質チップＳをより圧密させて、半炭化木質チップＳを細分化することができる。具体的には、上流側スクリュー羽根４３の回転速度を縦方向スクリュー羽根５２の回転速度よりも早くすることで（ステップｓ６）、サージ槽３０から多く搬送された半炭化木質チップＳが中間搬送管４２で多く詰まることとなり、より圧密される。このようにより圧密された半炭化木質チップＳを縦方向スクリュー羽根５２によって反応塔１１に搬送することとなるため、半炭化木質チップＳをより細分化することができる。
これにより、反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳが効率よくガス化され、反応塔１１の内部温度を上昇させることができる

【0066】

同様に、反応塔１１の内部の半炭化木質チップＳの量が低下している場合には、貯蓄量検知センサー１６が半炭化木質チップＳの増加を検知して（ステップｓ３：Ｎｏ）、その情報を回転制御部７３に送信する。この情報に基づいて、回転制御部７３が回転モータ４４を制御して上流側スクリュー羽根４３の回転速度を増加させるとともに、回転制御部７３が回転モータ５３を制御して縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を増加させ（ステップｓ６）、反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳの搬送量を増加させ、半炭化木質チップＳのガス化を促進できる。

【0067】

逆に、反応塔１１の内部に蓄積された半炭化木質チップＳの量が増加している場合には、貯蓄量検知センサー１６が半炭化木質チップＳの増加を検知し（ステップｓ３：Ｎｏ）、その情報を回転制御部７３に送信する。この情報に基づいて、回転制御部７３が縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を低下させ（ステップｓ６）、中間搬送管４２において半炭化木質チップＳをより圧密させる。これにより、縦方向スクリュー羽根５２によって、より細分化された半炭化木質チップＳが反応塔１１に搬送することができる。
したがって、半炭化木質チップＳの搬送量を低下させながらも、半炭化木質チップＳを細分化できるため、半炭化木質チップＳの表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。

【0068】

同様に、ガス分析器７２により検出される生成ガスＧの成分が、所望の割合でない場合には（ステップｓ４：Ｎｏ）、この情報に基づいて、回転制御部７３がロータリ弁用モータ３４、回転モータ４４、回転モータ５３を制御して、それぞれの回転速度を調整する（ステップｓ６）。これにより、反応塔１１への半炭化木質チップＳの搬送量及びサイズ、密度が調整され、生成ガスＧの成分が適正な割合となる。

【0069】

このように、所定量の生成ガスＧが得られまで（ステップｓ５）、反応塔１１の内部状況に応じて、ロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度の調整を繰り返し、所望の状態で半炭化木質チップＳのガス化が行われる。そして所定量の生成ガスＧを得られたのちに、ロータリ弁３３、上流側スクリュー羽根４３、縦方向スクリュー羽根５２の回転を停止し、ガス化を終了する。

【0070】

なお、回転制御部７３でガス化剤供給装置１８を制御することにより、第一供給管１３ａ及び第二供給管１３ｂから供給されるガス化剤Ｈの供給量を制御し、反応塔１１の内部でのガス化を調整することもできる。

【0071】

このように構成された搬送装置２０は、半炭化木質チップＳを反応塔１１に搬送する装置であって、反応塔１１に対して半炭化木質チップＳを搬送する管状の縦方向搬送路５０と、一端側に半炭化木質チップＳを投入する投入口４１ａが設けられ、他端側が縦方向搬送路５０と交差するように縦方向搬送路５０と連結する管状の上流側搬送路４０とで構成されている。そして、縦方向搬送路５０には、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転する縦方向スクリュー羽根５２が備えられている、また、上流側搬送路４０には、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により縦方向搬送路５０に向けて半炭化木質チップＳを搬送する上流側スクリュー羽根４３が備えられている。そして、上流側スクリュー羽根４３を回転させて、半炭化木質チップＳを、上流側搬送路４０の一端側から他端側に向けて搬送するとともに、上流側搬送路４０によって搬送された半炭化木質チップＳを、縦方向スクリュー羽根５２を回転させて、反応塔１１の下方から上方へと搬送する。

【0072】

これにより、上流側搬送路４０から縦方向搬送路５０に半炭化木質チップＳを搬送する際に、半炭化木質チップＳを細分化して搬送することができ、反応塔１１の内部において半炭化木質チップＳが搬入先の反応塔１１においてブリッジが形成されることなく半炭化木質チップＳを搬送できる。

【0073】

詳述すると、上流側搬送路４０から上流側スクリュー羽根４３で搬出された半炭化木質チップＳは、縦方向スクリュー羽根５２で縦方向搬送路５０に取り込まれて搬送されるが、上流側スクリュー羽根４３の搬送量と縦方向スクリュー羽根５２の搬送量とを調整することで縦方向搬送路５０と上流側搬送路４０との間で半炭化木質チップＳを圧密して細分化することができる。このように、半炭化木質チップＳが細分化されることで、反応塔１１に搬送された半炭化木質チップＳがブリッジを形成することを防止できるとともに、細分化された半炭化木質チップＳは表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。

【0074】

また、縦方向搬送路５０により、半炭化木質チップＳは下方から上方に向けて搬送される。すなわち、反応塔１１の内部で貯まった半炭化木質チップＳの下方から新たな半炭化木質チップＳが搬送されるため、貯まった半炭化木質チップＳの層を内側から崩すことができ、反応塔１１の内部で仮にブリッジが形成されていたとしても、これを崩すことができる。

【0075】

このように、半炭化木質チップＳによるブリッジの形成を防止できるため、例えば反応塔１１が半炭化木質チップＳを格納する貯蓄格納庫であれば、半炭化木質チップＳの間に空間が形成されて無駄に嵩が増えることを防止できる。また、反応塔１１がガス化炉であった場合には、効率よくガス化させることができる。

【0076】

また、縦方向スクリュー羽根５２の回転速度を変更する回転モータ５３と、上流側スクリュー羽根４３の回転速度を変更する回転モータ４４とが備えられることにより、回転制御部７３で縦方向スクリュー羽根５２と上流側スクリュー羽根４３の回転速度を個別に調整できる。このため、縦方向スクリュー羽根５２と上流側スクリュー羽根４３の回転速度を個別に調整できるため、縦方向搬送路５０から反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳの細分化サイズを調整でき、反応塔１１の内部での半炭化木質チップＳの密度を変更させたりすることができる。

【0077】

詳述すると、縦方向スクリュー羽根５２が半炭化木質チップＳを搬送できる量に対して上流側スクリュー羽根４３が半炭化木質チップＳを搬送できる量より少なくなるように、回転制御部７３で縦方向スクリュー羽根５２と上流側スクリュー羽根４３の回転速度を調整することができる。この場合、縦方向搬送路５０と上流側搬送路４０との間に半炭化木質チップＳが渋滞し、半炭化木質チップＳがより圧密されるため、半炭化木質チップＳを細かく細分化できる。

【0078】

逆に、縦方向スクリュー羽根５２が半炭化木質チップＳを搬送できる量に対して上流側スクリュー羽根４３が半炭化木質チップＳを搬送できる量より多くなるように縦方向スクリュー羽根５２と上流側スクリュー羽根４３の回転速度を調整することで、半炭化木質チップＳの圧密を緩めることができる。したがって、半炭化木質チップＳが比較的大きくなるように細分化できる。

【0079】

また、回転モータ５３は、反応塔１１に投入された半炭化木質チップＳの密度に応じて、回転制御部７３で縦方向スクリュー羽根５２の回転速度が調整されることにより、上流側搬送路４０から搬送された半炭化木質チップＳを所望の密度で反応塔１１に搬送させることができる。したがって、反応塔１１の内部の状態や、反応塔１１の種類に合わせて半炭化木質チップＳを搬送できる。

【0080】

さらにまた、回転モータ４４は、反応塔１１に投入された半炭化木質チップＳの密度に応じて、回転制御部７３で上流側スクリュー羽根４３の回転速度が調整されることにより、所望の密度の半炭化木質チップＳを縦方向搬送路５０に搬送させることができる。これにより、反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳの密度に応じて、縦方向搬送路５０と上流側搬送路４０との間で、確実に半炭化木質チップＳを細分化することができる。したがって、縦方向搬送路５０を介して反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳがブリッジを形成することをより確実に防止しつつ、反応塔１１の内部の状態に合わせて半炭化木質チップＳを搬送できる。

【0081】

また、半炭化木質チップＳを貯蓄するとともに、投入口４１ａと連結する燃料投入口３１ａが設けられたサージ槽３０が備えられ、燃料投入口３１ａには、回転により半炭化木質チップＳを細分化し、投入口４１ａに半炭化木質チップＳを搬送するロータリ弁３３が備えられている。

【0082】

このため、投入口４１ａから上流側搬送路４０に投入される半炭化木質チップＳをロータリ弁３３で細分化できるため、縦方向搬送路５０と上流側搬送路４０との間での半炭化木質チップＳを細分化するための負荷を軽減することができる。

【0083】

また、一定の大きさ以下の半炭化木質チップＳが上流側搬送路４０に投入されるため、上流側搬送路４０及び縦方向搬送路５０を介して反応塔１１に搬送される半炭化木質チップＳの密度の幅を小さくすることができる。したがって、縦方向搬送路５０及び上流側搬送路４０にかかる負荷を軽減することができるとともに、より確実に反応塔１１の内部のブリッジ現象を防止できる。

【0084】

さらにまた、ロータリ弁３３の回転速度を変更するロータリ弁用モータ３４が備えられ、ロータリ弁用モータ３４は、反応塔１１に投入された半炭化木質チップＳの密度に応じて、回転制御部７３でロータリ弁３３の回転速度が調整されることにより、反応塔１１の状態に応じて投入口４１ａに所望の大きさ以下の半炭化木質チップＳを投入することができるため、より縦方向搬送路５０及び上流側搬送路４０にかかる負担をより軽減できるとともに、より確実に反応塔１１でのブリッジ現象を防止できる。

【0085】

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
固形燃料は、半炭化木質チップＳに対応し、同様に
反応塔は、反応塔１１に対応し、
固形燃料搬送装置は、搬送装置２０に対応し、
第一搬送路は、縦方向搬送路５０に対応し、
投入口は、投入口４１ａに対応し、
第二搬送路は、上流側搬送路４０に対応し、
第一スクリュー羽根は、縦方向スクリュー羽根５２に対応し、
第二スクリュー羽根は、上流側スクリュー羽根４３に対応し、
第一速度可変部は、回転モータ５３に対応し、
第二速度可変部は、回転モータ４４に対応し、
燃料搬送口は、燃料投入口３１ａに対応し、
貯蓄部は、サージ槽３０に対応し、
ロータリ弁は、ロータリ弁３３に対応し、
細分化速度可変部は、ロータリ弁用モータ３４に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施形態を得ることができる。

【0086】

例えば、本実施形態において、半炭化木質チップＳは、半炭化処理された木質チップとしているが、半炭化木質チップＳに限らず、例えばバイオマスなどの生物由来の木質チップや、加熱処理されたバイオマス、石炭や木炭などとしてもよい。

【0087】

また、本実施形態において、反応塔１１は半炭化木質チップＳを加熱処理してガス化させるガス化炉としているが、例えば、木質チップを蓄積させるための蓄積格納庫などであってもよい。

【0088】

すなわち、搬送装置２０は、目的である固形燃料を蓄積する容器に対して固形燃料を搬送するものであれば、特に限定されない。

【0089】

また、例えば、本実施形態において、縦方向搬送路５０は、反応塔１１に対して垂直方向（上下方向）に立設させているが、垂直方向に完全一致する必要はない。例えば、縦方向搬送路５０は垂直方向に対して±４５度程度傾いていてもよい。

【0090】

また、本実施形態において、中間搬送管４２と縦方向搬送管５１とが連結部分において直交しているが、必ずしも直交する必要はなく、中間搬送管４２と縦方向搬送管５１とが交差していればよく、例えば中間搬送管４２が水平方向に沿っていてもよい。また、上流側搬送管４１が上下方向に沿って配置されておらず、上流側搬送管４１と縦方向搬送管５１とが直接連結する構成としてもよい。

【0091】

さらにまた、上流側スクリュー羽根４３を上流側搬送管４１及び中間搬送管４２に沿って、上流側搬送管４１の上端から中間搬送管４２の先端まで伸びた構成としている。しかしながら、この構成に限定されず、例えば、上流側搬送管４１の内部には、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーとし、湾曲した中間搬送管４２の内部には、上流側搬送管４１の内部に設けたスクリューフィダーの回転を伝達できる、上流側スクリュー羽根４３のようないわゆるバネコンベア羽根としてもよい。

【符号の説明】

【0092】

１１ 反応塔
２０ 搬送装置
３０ サージ槽
３１ａ 燃料投入口
３３ ロータリ弁
３４ ロータリ弁用モータ
４０ 上流側搬送路
４１ａ 投入口
４３ 上流側スクリュー羽根
４４ 回転モータ
５０ 縦方向搬送路
５２ 縦方向スクリュー羽根
５３ 回転モータ
Ｓ 半炭化木質チップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】