本實(shí)用新型涉及將粉狀生物質(zhì)加水而得到的生物質(zhì)塊(biomass cake)加壓供給至高壓反應(yīng)器的生物質(zhì)塊加壓供給裝置。
背景技術(shù):
利用高溫高壓的亞臨界水或超臨界水加水分解生物質(zhì),將由此所得的糖進(jìn)行發(fā)酵處理,以此能夠得到生物乙醇。使用了該技術(shù)的生物乙醇的制造設(shè)備,除了用來進(jìn)行亞臨界水處理或超臨界水處理的高壓反應(yīng)器之外,還具備將生物質(zhì)塊加壓供給至該高壓反應(yīng)器的生物質(zhì)塊加壓供給裝置(例如,參見下述專利文獻(xiàn)1)。
生物質(zhì)塊經(jīng)由生物質(zhì)塊加壓供給裝置加壓供給至高壓反應(yīng)器,但假定生物質(zhì)塊的含水率在90wt%以上,則可以視為與液體相同的連續(xù)體,因此較容易將生物質(zhì)塊加壓供給至高壓反應(yīng)器。然而,如果生物質(zhì)塊含水率高,則生成的生物乙醇水溶液的乙醇濃度會(huì)下降,產(chǎn)生濃縮需要能量等經(jīng)濟(jì)問題。因此,優(yōu)選生物質(zhì)塊的含水率在70 wt%左右。70 wt%左右的含水率較低的生物質(zhì)塊成為固體與液體的中間物質(zhì)而具有與液體那樣的連續(xù)體不同的性質(zhì),因此無法視為連續(xù)流體。因此,將含水率低的生物質(zhì)塊加壓供給至高壓反應(yīng)器并不容易。
例如,作為生物質(zhì)塊加壓供給裝置,可考慮使用具備梢端變細(xì)的螺桿和梢端變細(xì)的外殼的單軸型螺旋泵。單軸型螺旋泵形成為流路逐漸變窄的結(jié)構(gòu),因此能夠一邊搬運(yùn)搬運(yùn)物一邊對(duì)該搬運(yùn)物進(jìn)行加壓??墒?,如果將含水率低的生物質(zhì)塊在單軸型螺旋泵中進(jìn)行加壓,則會(huì)發(fā)生生物質(zhì)與水分離的固液分離而使生物質(zhì)塊的含水率進(jìn)一步降低。其結(jié)果是,產(chǎn)生以下問題:生物質(zhì)塊相對(duì)于螺桿的摩擦阻力增加、搬運(yùn)轉(zhuǎn)矩增大而發(fā)生搬運(yùn)不良,或者生物質(zhì)塊與螺桿共同旋轉(zhuǎn)而無法搬運(yùn)生物質(zhì)塊。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-182925號(hào)公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
實(shí)用新型要解決的問題:
本實(shí)用新型鑒于如上的情況而形成,目的在于提供一種能夠向高壓反應(yīng)器加壓供給含水率低的生物質(zhì)塊的生物質(zhì)塊加壓供給裝置。
解決問題的手段:
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置,具備螺旋泵和節(jié)流部,其中,所述螺旋泵具備具有螺旋狀的第一搬運(yùn)齒的第一螺桿、具有螺旋狀的第二搬運(yùn)齒的第二螺桿、以及平行地容納所述第一螺桿以及所述第二螺桿的外殼,將粉狀生物質(zhì)加水而得到的生物質(zhì)塊向高壓反應(yīng)器送出;所述節(jié)流部位于比所述螺旋泵靠近下游的位置,限制所述生物質(zhì)塊的流動(dòng)并形成所述生物質(zhì)塊的料封。
螺桿數(shù)量為一個(gè)的單軸型螺旋泵的情況下,存在含水率低且相對(duì)螺桿的摩擦阻力(粘度)大的生物質(zhì)塊與螺桿共同旋轉(zhuǎn)的擔(dān)憂。與此相對(duì),上述那樣具有帶完全咬合部的多個(gè)螺桿的多軸型螺旋泵,由于螺桿之間以彼此的凸部和凹部在保持微小空隙的狀態(tài)下咬合的形式搬運(yùn)生物質(zhì)塊,因此不會(huì)發(fā)生生物質(zhì)塊與螺桿共同旋轉(zhuǎn)。又,由于直到上述螺旋泵的搬運(yùn)區(qū)域?yàn)橹梗ㄖ钡椒较蜣D(zhuǎn)換區(qū)域的上游為止)都是定容積型的泵,因此能夠抑制生物質(zhì)塊在內(nèi)部被加壓而發(fā)生固液分離。但是,因?yàn)橹钡铰菪玫陌徇\(yùn)區(qū)域?yàn)橹苟际嵌ㄈ莘e型,所以靠其自身無法對(duì)生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓。然而,由于通過位于螺旋泵下游的節(jié)流部形成料封,因此將生物質(zhì)塊朝向該料封擠壓的結(jié)果是,生物質(zhì)塊被加壓。因此,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),即使是含水率低的生物質(zhì)塊,也可以向高壓反應(yīng)器加壓供給該生物質(zhì)塊而不發(fā)生共同旋轉(zhuǎn)。
又,上述生物質(zhì)塊加壓供給裝置亦可具備在所述第一搬運(yùn)齒的前后支承所述第一螺桿的第一軸承、和在所述第二搬運(yùn)齒的前后支承所述第二螺桿的第二軸承。
在多軸型的螺旋泵中,各螺桿的搬運(yùn)齒為一端支撐結(jié)構(gòu)的情況下,如果壓送含水率低的生物質(zhì)塊,各螺桿的未受支撐的端部之間會(huì)往相互遠(yuǎn)離的方向發(fā)生位移。如果搬運(yùn)齒像這樣發(fā)生位移,則螺桿的外周面與外殼發(fā)生接觸,發(fā)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增大,最終造成搬運(yùn)不良。又,生物質(zhì)塊所含的水分從壓力較高側(cè)往較低側(cè),即往搬運(yùn)齒的上游側(cè)流動(dòng),從而顯著出現(xiàn)生物質(zhì)塊含水率降低的現(xiàn)象。生物質(zhì)塊的含水率降低時(shí),搬運(yùn)阻力增加,存在造成搬運(yùn)不良的擔(dān)憂。 對(duì)此,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),由于各搬運(yùn)齒為兩端支撐結(jié)構(gòu),因此可以抑制各搬運(yùn)齒的位移。由此,能夠避免螺桿的外周面與外殼的接觸,抑制轉(zhuǎn)矩的增大。又,能夠抑制生物質(zhì)塊的水分向各搬運(yùn)齒的上游側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象。
又,在上述生物質(zhì)塊加壓供給裝置中,所述第一螺桿在第一搬運(yùn)齒的外周面具有螺旋狀的密封構(gòu)件,所述第二螺桿在第二搬運(yùn)齒的外周面具有螺旋狀的密封構(gòu)件亦可。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),可以進(jìn)一步抑制生物質(zhì)塊的水分向各搬運(yùn)齒的上游側(cè)流動(dòng)。
又,在上述生物質(zhì)塊加壓供給裝置中,所述第一螺桿以及所述第二螺桿的旋轉(zhuǎn)速度如下設(shè)定亦可:達(dá)到使所述螺旋泵內(nèi)的生物質(zhì)塊所能吸收的水的量多于從所述節(jié)流部向所述螺旋泵逆流的水的量的生物質(zhì)塊的搬運(yùn)速度。
在節(jié)流部附近因固液分離而產(chǎn)生水,該水向螺旋泵逆流。但是,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),由于螺旋泵內(nèi)的生物質(zhì)塊所能吸收的水的量多于從節(jié)流部向螺旋泵逆流的水的量,因此逆流的水將會(huì)被生物質(zhì)塊吸收而再次向節(jié)流部回流。因此,能夠抑制節(jié)流部中的生物質(zhì)塊含水率降低,能夠抑制搬運(yùn)阻力增大所造成的搬運(yùn)不良。
又,在上述生物質(zhì)塊加壓供給裝置中,以所述第一螺桿和所述第二螺桿在水平方向上延伸的形式配置所述螺旋泵,在所述外殼的底面形成有排出所述生物質(zhì)塊的排出口亦可。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于在外殼的底面形成有排出口,因此可以順利排出生物質(zhì)塊。
又,在上述生物質(zhì)塊加壓供給裝置中,以所述第一螺桿和所述第二螺桿在鉛垂方向上延伸的形式配置所述螺旋泵,在所述外殼的側(cè)面形成有排出所述生物質(zhì)塊的排出口亦可。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠在生物質(zhì)塊加壓供給裝置的出口安裝由在水平方向上延伸的水平部以及在鉛垂方向上延伸的鉛垂部形成的L形配管。安裝了該L形配管的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)利用可在節(jié)流部的軸方向上移動(dòng)的圓錐狀的節(jié)流構(gòu)件容易地對(duì)節(jié)流部的開口面積進(jìn)行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu),能夠調(diào)節(jié)被搬運(yùn)的生物質(zhì)塊從節(jié)流部出來時(shí)的壓力。
實(shí)用新型效果:如上所述,根據(jù)上述生物質(zhì)塊加壓供給裝置,能夠向高壓反應(yīng)器加壓供給含水率低的生物質(zhì)塊。
附圖說明
圖1是根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置的整體結(jié)構(gòu)圖;
圖2是螺旋泵的水平剖視圖;
圖3是圖2所示的Ⅲ-Ⅲ剖視圖;
圖4是螺旋泵的縱向剖視圖;
圖5是節(jié)流部的縱向剖視圖;
圖6是根據(jù)第二實(shí)施形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置的整體結(jié)構(gòu)圖;
符號(hào)說明:
10 螺旋泵;
11 第一螺桿;
15 第一搬運(yùn)齒;
17 密封構(gòu)件;
18 第一軸承;
21 第二螺桿;
25 第二搬運(yùn)齒;
27密封構(gòu)件;
28 第二軸承;
31 外殼;
39 排出口;
50 節(jié)流部;
51 節(jié)流構(gòu)件;
52 L形配管;
53 水平部;
54 鉛垂部;
100、200 生物質(zhì)塊加壓供給裝置。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖說明本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)。以下,相同或相應(yīng)的要素在所有附圖中以相同的符號(hào)標(biāo)記,并省略重復(fù)的說明。
(第一實(shí)施形態(tài))
首先,說明第一實(shí)施形態(tài)。圖1是根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置100的整體結(jié)構(gòu)圖。生物質(zhì)塊加壓供給裝置100是將粉狀生物質(zhì)加水而得到的生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓并供給至高壓反應(yīng)器的裝置。如圖1所示,生物質(zhì)塊加壓供給裝置100具備螺旋泵10和節(jié)流部50。以下,依次說明這些組件。
〈螺旋泵〉
螺旋泵10是搬運(yùn)生物質(zhì)塊的裝置。在本實(shí)施形態(tài)中,將含水率較低(例如,水分70wt%)且粘度較高的生物質(zhì)塊供給至螺旋泵10。圖2是螺旋泵10的水平剖視圖,圖3是圖2的Ⅲ-Ⅲ向視剖面圖,圖4是螺旋泵10的縱向剖視圖。另外,在圖4中,圖示了第一螺桿11側(cè)。如圖2所示,螺旋泵10是雙軸型螺旋泵,具有:第一螺桿11、第二螺桿21、以及外殼31。
第一螺桿11由驅(qū)動(dòng)裝置32旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),是所謂的傳動(dòng)螺桿。第一螺桿11具有輸入部12、第一同步齒輪13、第一供給齒14、以及第一搬運(yùn)齒15。又,第二螺桿21由第一螺桿11旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)并與第一螺桿11同步旋轉(zhuǎn),是所謂的同步螺桿。第二螺桿21具有第二同步齒輪23、第二供給齒24、以及第二搬運(yùn)齒25。
只有作為傳動(dòng)螺桿的第一螺桿11具有輸入部12,而作為同步螺桿的第二螺桿21不具有輸入部12。輸入部12位于第一螺桿11的一側(cè)的端部(圖2的紙面左側(cè)端部)且外殼31的外側(cè)。驅(qū)動(dòng)裝置32(圖1)與輸入部12連接,經(jīng)由該輸入部12將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至第一螺桿11。
第一同步齒輪13和第二同步齒輪23是彼此嚙合的齒輪。當(dāng)作為傳動(dòng)螺桿的第一螺桿11旋轉(zhuǎn)時(shí),該旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力經(jīng)由第一同步齒輪13和第二同步齒輪23傳遞至作為同步螺桿的第二螺桿21。由此,第二螺桿21與第一螺桿11同步地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
第一供給齒14是位于第一螺桿11上游側(cè)部分的螺旋狀的齒,第二供給齒24是位于第二螺桿21上游側(cè)部分的螺旋狀的齒。第一供給齒14和第二供給齒24通過旋轉(zhuǎn)向第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25供給被投入至螺旋泵10的生物質(zhì)塊。以進(jìn)入彼此的空隙的形式配置第一供給齒14和第二供給齒24,即使進(jìn)行旋轉(zhuǎn)也不會(huì)發(fā)生接觸。
第一搬運(yùn)齒15是位于第一供給齒14下游的螺旋狀的齒,第二搬運(yùn)齒25是位于第二供給齒24下游的螺旋狀的齒。在第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25的外周面分別安裝有螺旋狀的密封構(gòu)件(密封填料)17、27。如圖2以及圖3所示,安裝于第一搬運(yùn)齒15的密封構(gòu)件17與第二螺桿21的軸部分以及外殼31接觸,安裝于第二搬運(yùn)齒25的密封構(gòu)件27與第一螺桿11的軸部分以及外殼31接觸。
第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25通過旋轉(zhuǎn)在軸方向上搬運(yùn)生物質(zhì)塊。第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25與第一供給齒14和第二供給齒24相比軸方向的厚度較大,第二搬運(yùn)齒25在保持微小空隙的狀態(tài)下插入于第一搬運(yùn)齒15之間,第一搬運(yùn)齒15 在保持微小空隙的狀態(tài)下插入于第二搬運(yùn)齒25之間。因此,由第一搬運(yùn)齒15、第二搬運(yùn)齒25以及外殼31形成的空間容積較小。但是,第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25的厚度是固定的,由第一搬運(yùn)齒15、第二搬運(yùn)齒25以及外殼31形成的空間的容積不管軸方向位置如何都是固定的。即,直到螺旋泵10的搬運(yùn)區(qū)域36(后述)為止(直到方向轉(zhuǎn)換區(qū)域37(后述)的上游為止)都是定容積型的泵,靠其自身無法對(duì)生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓。
又,螺旋泵10具有支承第一螺桿11的兩個(gè)第一軸承18、和支承第二螺桿21的兩個(gè)第二軸承28。第一軸承18配置于比第一供給齒14更靠近軸方向外側(cè)的部分、以及第一搬運(yùn)齒15和第一同步齒輪13之間的部分。因此,著眼于第一搬運(yùn)齒15時(shí),第一軸承18可以說是在第一搬運(yùn)齒15的前后支承第一螺桿11。又,第二軸承28配置于比第二供給齒24更靠近軸方向外側(cè)的部分、以及第二搬運(yùn)齒25和第二同步齒輪23之間的部分。因此,著眼于第二搬運(yùn)齒25時(shí),第二軸承28可以說是在第二搬運(yùn)齒25的前后支承第二螺桿21。
外殼31是平行地容納第一螺桿11和第二螺桿21的構(gòu)件。外殼31具有:生物質(zhì)塊通過的流路部33、以及容納有第一同步齒輪13和第二同步齒輪23的齒輪室34。另外,流路部33與齒輪室34無需位于同一外殼31之中,無需相互鄰接。此外,上述的流路部33具有:第一供給齒14和第二供給齒24所位于的供給區(qū)域35、第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25所位于的搬運(yùn)區(qū)域36、以及將生物質(zhì)塊的搬運(yùn)方向進(jìn)行90o改變以此對(duì)生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓的方向轉(zhuǎn)換區(qū)域37。
如圖4所示,外殼31在供給區(qū)域35的上方形成有將生物質(zhì)塊投入至流路部33的投入口38。又,外殼31形成有位于從搬運(yùn)區(qū)域36的下游側(cè)部分到方向轉(zhuǎn)換區(qū)域37的底面、用于排出生物質(zhì)塊的排出口39。由此,從投入口38投入的生物質(zhì)塊通過供給區(qū)域35、搬運(yùn)區(qū)域36、以及方向轉(zhuǎn)換區(qū)域37,從排出口39排出。在本實(shí)施形態(tài)中,外殼31的底面上形成有排出口39,因此能夠順利排出生物質(zhì)塊。
以上是螺旋泵10的結(jié)構(gòu)。如上所述,在本實(shí)施形態(tài)中,通過螺旋泵10搬運(yùn)生物質(zhì)塊。螺旋泵10的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小,因此即使是含水率低且搬運(yùn)阻力大的生物質(zhì)塊也能夠順利搬運(yùn)。另外,如前所述,由第一搬運(yùn)齒15、第二搬運(yùn)齒25以及外殼31形成的空間的容積不管軸方向位置如何都是固定的,因此在搬運(yùn)區(qū)域36中無法對(duì)生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓。然而,如前所述在方向轉(zhuǎn)換區(qū)域37中可以對(duì)生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓,以及,從方向轉(zhuǎn)換區(qū)域37朝向后述的節(jié)流部50擠壓生物質(zhì)塊,以此在節(jié)流部50中也可以對(duì)生物質(zhì)塊進(jìn)行加壓。
又,生物質(zhì)塊被加壓而發(fā)生固液分離時(shí),存在生物質(zhì)塊內(nèi)的水分從搬運(yùn)區(qū)域36朝向供給區(qū)域35,即,向與搬運(yùn)方向相反的方向流動(dòng)(逆流)的擔(dān)憂。如果發(fā)生這樣的現(xiàn)象,生物質(zhì)塊的含水率會(huì)降低且搬運(yùn)阻力會(huì)增加,并可能發(fā)生搬運(yùn)轉(zhuǎn)矩變得過大、無法進(jìn)行搬運(yùn)。
對(duì)此,由于本實(shí)施形態(tài)的第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25是兩端支撐結(jié)構(gòu),因此能夠抑制第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25往相互遠(yuǎn)離的方向發(fā)生位移。因此,能夠防止第一搬運(yùn)齒15與外殼31之間、第一搬運(yùn)齒15與第二螺桿21的軸部分之間、第二搬運(yùn)齒25與外殼31之間、以及第二搬運(yùn)齒25與第一螺桿11的軸部分之間的空隙變大,其結(jié)果是能夠抑制生物質(zhì)塊內(nèi)的水分從搬運(yùn)區(qū)域36往供給區(qū)域35逆流。此外,在第一搬運(yùn)齒15和第二搬運(yùn)齒25的外周面上分別安裝有密封構(gòu)件17、27,因此能夠進(jìn)一步抑制生物質(zhì)塊內(nèi)的水分從搬運(yùn)區(qū)域36往供給區(qū)域35逆流。
在此,螺桿數(shù)量為一個(gè)的單軸型螺旋泵的情況下,含水率低的生物質(zhì)塊搬運(yùn)阻力大,因此隨著壓縮的進(jìn)行生物質(zhì)相對(duì)于螺桿的摩擦力(附著力)增大,存在生物質(zhì)塊與螺桿共同旋轉(zhuǎn)的擔(dān)憂。相對(duì)于此,本實(shí)施形態(tài)的螺旋泵10為雙軸型螺旋泵,第一螺桿11與第二螺桿21以彼此的凸部和凹部在保持微小空隙的狀態(tài)下咬合的形式搬運(yùn)生物質(zhì)塊,因此不會(huì)發(fā)生生物質(zhì)塊與螺桿共同旋轉(zhuǎn)。
另外,通過將以下的構(gòu)件固定于在第一螺桿11的全長范圍內(nèi)延伸的軸構(gòu)件上以此形成本實(shí)施形態(tài)的第一螺桿11:第一供給齒14和位于其根部的圓筒部一體而成的構(gòu)件、以及第一搬運(yùn)齒15和位于其根部的圓筒部一體而成的構(gòu)件。但是,第一螺桿11也可以是不具有上述軸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。例如,在軸方向上連接除上述軸構(gòu)件以外的各構(gòu)件而形成第一螺桿11亦可。在這點(diǎn)上,第二螺桿21也是一樣的。
〈節(jié)流部〉
然后,說明節(jié)流部50。節(jié)流部50是限制生物質(zhì)塊的流動(dòng)并形成生物質(zhì)塊的料封( material seal)的部分。如圖1所示,節(jié)流部50位于螺旋泵10的下游。即,位于螺旋泵10和高壓反應(yīng)器之間。圖5是節(jié)流部50的縱向剖視圖。如圖5所示,節(jié)流部50整體上具有軸心在鉛垂方向上延伸的圓筒狀的形狀。節(jié)流部50在下游側(cè)部分具有圓環(huán)狀的節(jié)流構(gòu)件51。該節(jié)流構(gòu)件51形成為與節(jié)流部50的其他部分相比流路面積小的結(jié)構(gòu)。另外,節(jié)流構(gòu)件51形成為可以改變流路面積的結(jié)構(gòu)亦可。
節(jié)流部50如上構(gòu)成,因此生物質(zhì)塊的流動(dòng)由節(jié)流構(gòu)件51進(jìn)行限制。由此,在節(jié)流構(gòu)件51的上游側(cè)生物質(zhì)塊逐漸堆積,形成生物質(zhì)塊的料封。該料封一方面允許從螺旋泵10朝向高壓反應(yīng)器的生物質(zhì)塊的流動(dòng),另一方面發(fā)揮限制從高壓反應(yīng)器朝向螺旋泵10的生物質(zhì)塊的流動(dòng)的止回閥的作用。
另外,在生物質(zhì)塊加壓供給裝置100剛啟動(dòng)后,節(jié)流部50中生物質(zhì)塊并未充分堆積,難以形成料封。因此,例如,在生物質(zhì)塊加壓供給裝置100啟動(dòng)時(shí)在節(jié)流構(gòu)件51的開口部分安裝具有多個(gè)貫通孔的板材(未圖示)亦可。由此,在節(jié)流構(gòu)件51的上游側(cè)生物質(zhì)塊容易堆積。另外,形成料封后將上述板材拆下即可。另外,如果節(jié)流構(gòu)件51形成為可以改變流路面積的結(jié)構(gòu),則無需安裝和拆下上述板材。
如前所述,位于生物質(zhì)塊加壓供給裝置100的下游的高壓反應(yīng)器內(nèi)的壓力非常高。因此,僅憑螺旋泵10的密封功能,存在高壓反應(yīng)器的壓力降低的擔(dān)憂。對(duì)此,在本實(shí)施形態(tài)中,通過節(jié)流部50形成生物質(zhì)塊的料封,以此能夠限制從高壓反應(yīng)器朝向螺旋泵10的生物質(zhì)塊的流動(dòng),從而能夠抑制高壓反應(yīng)器內(nèi)的壓力的下降。
在此,節(jié)流部50中一旦水從生物質(zhì)塊分離,分離后的水從節(jié)流部50朝向螺旋泵10逆流。但是,如果生物質(zhì)塊的搬運(yùn)速度大則通過螺旋泵10的生物質(zhì)塊的量也多,從而當(dāng)生物質(zhì)塊的搬運(yùn)速度在一定速度以上時(shí),逆流的水全部由螺旋泵10內(nèi)的生物質(zhì)塊回收而回流至節(jié)流部50。其結(jié)果是,通過節(jié)流部50的生物質(zhì)塊的含水率將會(huì)保持恒定。另一方面,當(dāng)生物質(zhì)塊的搬運(yùn)速度小于一定速度時(shí),逆流的水未由螺旋泵10內(nèi)的生物質(zhì)塊回收完全,分離后的水只有一部分回流至節(jié)流部50。因此,生物質(zhì)塊的搬運(yùn)速度降低且通過節(jié)流部50的生物質(zhì)塊的含水率逐漸降低,生物質(zhì)塊成為接近固體的狀態(tài),生物質(zhì)塊的搬運(yùn)阻力增加。其結(jié)果是,存在發(fā)生生物質(zhì)塊的搬運(yùn)不良、以及生物質(zhì)塊的壓縮變得不充分而節(jié)流部50內(nèi)的生物質(zhì)塊無法作為料封發(fā)揮功能的擔(dān)憂。
因此,在本實(shí)施形態(tài)中,對(duì)第一螺桿11和第二螺桿21的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行設(shè)定,以達(dá)到使螺旋泵10內(nèi)的生物質(zhì)塊所能吸收的水的量多于從節(jié)流部50向螺旋泵10逆流的水的量的生物質(zhì)塊的搬運(yùn)速度。即,當(dāng)從節(jié)流部50向螺旋泵10逆流的水的量多于螺旋泵10內(nèi)的生物質(zhì)塊所能吸收的水的量時(shí),提高第一螺桿11和第二螺桿21的旋轉(zhuǎn)速度。由此,節(jié)流部50中的生物質(zhì)塊的含水率保持恒定,抑制了生物質(zhì)塊的搬運(yùn)阻力的增加,其結(jié)果是,能夠抑制高壓反應(yīng)器的壓力經(jīng)由生物質(zhì)塊的空隙向螺旋泵10泄漏。
(第二實(shí)施形態(tài))
接著,說明第二實(shí)施形態(tài)。圖6是根據(jù)第二實(shí)施形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置200的整體結(jié)構(gòu)圖。以下,以不同于根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置100的結(jié)構(gòu)為中心說明根據(jù)第二實(shí)施形態(tài)的生物質(zhì)塊加壓供給裝置200。
本實(shí)施形態(tài)的螺旋泵10與第一實(shí)施形態(tài)的螺旋泵10具有相同的基本結(jié)構(gòu)。但是,在第一實(shí)施形態(tài)中螺旋泵10是橫向配置的,相對(duì)于此,在本實(shí)施形態(tài)中螺旋泵10是縱向配置的。即,以第一螺桿11和第二螺桿21在鉛垂方向上延伸的形式配置螺旋泵10。伴隨于此,排出生物質(zhì)塊的排出口39形成于外殼31的側(cè)面。
由于本實(shí)施形態(tài)中螺旋泵10是縱向配置的,因此在連接生物質(zhì)塊加壓供給裝置200以及位于其下方的高壓反應(yīng)器的配管的部分使用L形配管52。具體地,將由在水平方向上延伸的水平部53以及在鉛垂方向上延伸的鉛垂部54形成的L形配管52安裝于生物質(zhì)塊加壓供給裝置200的出口(即節(jié)流部50的出口)。
本實(shí)施形態(tài)的節(jié)流部50以軸心水平地延伸的形式配置。又,節(jié)流構(gòu)件51具有圓錐狀的形狀,能夠通過位置調(diào)節(jié)部55在水平方向上移動(dòng)。位置調(diào)節(jié)部55是所謂的滾珠絲杠執(zhí)行器(ball screw actuator),具有:穿過L形配管52的水平部53內(nèi)并延伸至L形配管52的外部的螺絲棒56,以及位于L形配管52的外部、使螺絲棒56旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)57。又,節(jié)流構(gòu)件51上形成有內(nèi)螺紋,螺絲棒56以嚙合該內(nèi)螺紋的形式插入于節(jié)流構(gòu)件51。此外,將節(jié)流構(gòu)件51可滑動(dòng)地安裝于在水平方向上延伸的導(dǎo)軌58。
本實(shí)施形態(tài)的節(jié)流部50如上構(gòu)成,因此當(dāng)通過馬達(dá)57使螺絲棒56旋轉(zhuǎn)時(shí),圓錐狀的節(jié)流構(gòu)件51沿著導(dǎo)軌58在水平方向上移動(dòng),可以容易地對(duì)節(jié)流部50下游側(cè)部分的開口面積進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此,可以在生物質(zhì)塊加壓供給裝置200啟動(dòng)時(shí)使節(jié)流部50的開口面積變小,容易地對(duì)料封的形成進(jìn)行輔助。
另外,在本實(shí)施形態(tài)中,通過將L形配管52用作生物質(zhì)塊加壓供給裝置200與高壓反應(yīng)器之間的配管,從而可以將用于進(jìn)行節(jié)流構(gòu)件51的位置調(diào)節(jié)的馬達(dá)57設(shè)置于配管的外部。即,在本實(shí)施形態(tài)中,如果縱向配置螺旋泵10,則能夠使用L形配管52,進(jìn)而能夠使節(jié)流部50成為可以容易地調(diào)節(jié)開口面積的結(jié)構(gòu)。
以上,說明了本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)。實(shí)施形態(tài)中的螺旋泵10是雙軸型螺旋泵,但也可以是三軸型螺旋泵。又,在上述的實(shí)施形態(tài)中,分別以兩個(gè)軸承支承第一螺桿11和第二螺桿21,但分別以三個(gè)以上軸承支承亦可。