JP5197467B2 - フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、濾過対象物に含まれる異物を除去するためのフィルタに関し、特に、バイオマスを原料として燃料ガスを生成するバイオマスガス化システムに用いられ、濾過対象物とし、バイオマスに含まれる異物としての鳥類の羽根を除去するのに有効なフィルタに関する。

近年、家畜***物（鳥類の***物等）、生ゴミ等のバイオマスを原料とした各種のエネルギー変換技術の開発が行われている。例えば、微生物によりバイオマスを発酵させて燃料ガスを生成する方法、バイオマスに含まれる水を利用として加圧熱水処理を行うことにより燃料ガスを生成する方法等の方法が知られている。後者の方法としては、触媒を用いてウエット・バイオマスを超臨界水でガス化し、燃料ガスを生成する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

しかし、上記のような各種のエネルギー変換技術は、燃料ガスの生成効率の面で必ずしも満足できるものではないため、バイオマスから燃料ガスをより効率的に生成することができる技術の開発が求められている。

バイオマスから燃料ガスを効率良く生成できるようにしたエネルギー変換技術の一例が特許文献４に記載されている。
このエネルギー変換技術は、バイオマス及び非金属系触媒を攪拌混合する攪拌機、攪拌機によって攪拌混合された混合物中のバイオマスを混合物中の非金属系触媒を利用して所定の条件下で熱水処理することによりバイオマスのスラリー体を形成する第１の加圧熱水処理装置、第１の加圧熱水処理装置で熱水処理を行うことにより得られたバイオマスのスラリー体を非金属系触媒を利用して所定の条件下で熱水処理することにより燃料ガスを生成する第２の加圧熱水処理装置、第２の加圧熱水処理装置から排出されるガスを冷却する冷却装置、冷却装置によって冷却された排出ガスに含まれるガス成分と水とを分離する分離器等を備えたバイオマスガス化システムであって、このシステムの第１の加圧熱水処理装置に、非金属系触媒の存在下においてバイオマスを１００〜２５０℃の範囲内の温度、及び０．１〜４ＭＰａの範囲内の圧力の条件下で熱水処理を行わせ、第２の加圧熱水処理装置に、第１の加圧熱水処理装置による熱水処理により得られた非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を、３７４℃以上の温度、及び２２．１ＭＰａ以上の圧力の条件下で熱水処理を行わせることにより燃料ガスの生成効率を高めたものである。

ところで、上記のような構成のバイオマスガス化システムにあっては、バイオマスから燃料ガスを効率良く生成することはできるものの、バイオマスが鳥類の***物（羽根が混入している鶏糞）を含むものである場合、攪拌機でバイオマスを攪拌混合する前に破砕機で所定の大きさに破砕する際に、鳥類の羽根が破砕機の回転部に絡みつき、回転部の回転を不能にすることがある。このため、破砕機を連続運転することができず、システムの連続運転を行うことが困難になり、燃料ガスを効率良く生成することができない。
特表平１１−５０２８９１号公報 特開２００２−１０５４６６号公報 特開２００２−１０５４６７号公報 特開２００６−２７４０１３号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、例えば、濾過対象物をバイオマスガス化システムの原料としてのバイオマスとした場合には、バイオマスが異物（鳥類の羽根）を含むものであっても、バイオマスから異物（鳥類の羽根）を確実に除去することができ、これにより、バイオマスを破砕する破砕機を停止させることなく連続運転することができ、バイオマスガス化システムを連続運転して燃料ガスを効率良く生成することができるフィルタを提供することを目的とする。
また、着脱が容易であるとともに、目詰まりを起こした場合に異物を容易に取り除くことができるフィルタを提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、濾過対象物の流通ラインの途中に着脱可能に設けられて、流通ラインを流通する濾過対象物を濾過し、該濾過対象物に含まれる異物を取り除くためのフィルタであって、互いに重合、非重合可能に構成される２つのフィルタ部材を備え、前記各フィルタ部材は、複数の細長い開口を有し、前記２つのフィルタ部材を互いに重合させることにより、前記２つのフィルタ部材の複数の開口が長手方向が異なる方向を向くように交差して、前記濾過対象物に含まれる異物を取り除く濾過部が構成され、前記２つのフィルタ部材は、面状をなすとともに、連結手段により、前記２つのフィルタ部材が互いに重合する位置と、前記２つのフィルタ部材が互いに非重合して、前記２つのフィルタ部材が面一となる位置とを取りうるように、相対的に回動自在に連結されるとともに、前記２つのフィルタ部材間には、前記２つのフィルタ部材を同一面内で相対的に回動可能に連結する連結手段が設けられ、該連結手段により前記２つのフィルタ部材を同一面内で相対的に回動させることにより、前記２つのフィルタ部材の複数の開口が同一方向を向くように構成されていることを特徴とする。

本発明のフィルタによれば、流通ラインの途中に２つのフィルタ部材を互いに重合した状態で取り付けることにより、両フィルタ部材が互いに重合して両フィルタ部材の複数の開口が長手方向が異なる方向を向くように交差し、濾過対象物に含まれる異物を取り除く濾過部が構成される。また、濾過部が異物で目詰まりを起こした場合には、流通ラインから２つのフィルタ部材を取り外して非重合とすることにより、濾過部に付着した異物を容易に除去することができる
また、２つのフィルタ部材を互いに重合する位置に回動させることにより、２つのフィルタ部材の複数の開口が長手方向が異なる方向を向くように交差し、濾過対象物に含まれる異物を取り除く濾過部が構成される。また、２つのフィルタ部材を互いに非重合させ、２つのフィルタ部材が面一となる位置に回動させることにより、濾過部に付着した異物を水道水等の水流を利用して容易に取り除くことができる。
また、２つのフィルタ部材を同一面内で相対的に回動させることにより、２つのフィルタ部材の複数の開口が同一方向を向き、これにより、２つのフィルタ部材によって構成された濾過部に付着している異物を水道水等の水流を利用して容易に除去することができる。

以上、説明したように、本発明のフィルタによれば、流通ラインの途中に２つのフィルタ部材を互いに重合した状態で取り付けることにより、両フィルタ部材が互いに重合して両フィルタ部材の複数の開口が長手方向が異なる方向を向くように交差し、濾過対象物に含まれる異物を取り除く濾過部が構成される。また、濾過部が異物で目詰まりを起こした場合には、流通ラインから２つのフィルタ部材を取り外して非重合させることにより、濾過部に付着した異物を容易に除去することができる。
また、２つのフィルタ部材を互いに重合する位置に回動させることにより、２つのフィルタ部材の複数の開口が長手方向が異なる方向を向くように交差し、濾過対象物に含まれる異物を取り除く濾過部が構成される。また、２つのフィルタ部材を互いに非重合させ、２つのフィルタ部材が面一となる位置に回動させることにより、濾過部に付着した異物を水道水等の水流を利用して容易に取り除くことができる。
また、２つのフィルタ部材を同一面内で相対的に回動させることにより、２つのフィルタ部材の複数の開口が同一方向を向き、これにより、２つのフィルタ部材によって構成された濾過部に付着している異物を水道水等の水流を利用して容易に除去することができる。
従って、流通ラインへの２つのフィルタ部材の着脱を容易に行うことができるとともに、濾過部が異物で目詰まりを起こした場合に濾過部を構成する部分に付着した異物を水道水等の水流を利用して容易に除去することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６には、本発明によるフィルの一実施の形態が示されている。図１はフィルタの重合状態を示す平面図、図２及び図３はフィルタの非重合状態を示す平面図、図４はフィルタの部分拡大図、図５はガス化処理手段の概略構成図、図６は原料供給手段の概略構成図である。

なお、以下の説明においては、本発明によるフィルタ８をバイオマスガス化システム１に適用し、バイオマスガス化システム１に供給される原料としてのバイオマス３５を濾過対象物とし、バイオマス３５に含まれる異物３６（鳥類の羽根）を除去する場合に適用しているが、これに限定することなく、各種の濾過対象物から異物を除去する場合に適用してもよい。

バイオマスガス化システム１は、バイオマス３５をガス化処理して燃料ガスを生成するガス化処理手段２０と、ガス化処理手段２０に原料としてのバイオマス３５を供給する原料供給手段２とを備え、バイオマス３５には、鶏等の鳥類の***物（異物３６として羽根が混入している鶏糞等）を含むものが用いられ、このバイオマス３５が本発明によるフィルタ８によって濾過される濾過対象物となる。

原料供給手段２は、図６に示すように、後述するガス化処理手段２０の攪拌機２１の上流側に設けられる原料タンク３と、原料タンク３と攪拌機２１との間に設けられる破砕機４と、原料タンク３、及び破砕機４をそれらの順にガス化処理手段２０の攪拌機２１に接続する流通ラインである原料供給管５とを備えている。

原料タンク３との破砕機４との間には２本の原料供給管５が設けられ、各原料供給管５の途中に設けられている取付部６にそれぞれフィルタ８が着脱自在に取り付けられる。各原料供給管５の取付部６の上流側の部分及び下流側の部分にはそれぞれ開閉弁７が設けられ、各開閉弁７を開閉させることにより各原料供給管５を開閉させることができる。
なお、原料タンク３と破砕機４との間に３本以上の原料供給管５を設けて、各原料供給管５の途中にフィルタ８を着脱させる取付部６を設けるように構成してもよい。

原料タンク３は、略円筒状等に形成される密閉された容器であって、この原料タンク３の内部に所定量のバイオマス３５が貯留され、このバイオマス３５を後述するフィルタ８で濾過することにより、バイオマス３５に含まれる異物３６（鳥類の羽根）が除去される。

フィルタ８は、図２〜図４に示すように、互いに重合可能、かつ非重合可能な２つのフィルタ部材９と、両フィルタ部材９を互いに重合可能、かつ非重合可能に連結する連結手段１５とを備え、両フィルタ部材９を互いに重合させることにより、バイオマス３５を濾過してバイオマス３５に含まれる異物３６（鳥類の羽根）を取り除く濾過部１３が構成される。

各フィルタ部材９は、図２及び図３に示すように、角環状の枠部材１０と、枠部材１０の内側の部分を同一大きさの複数の長方形状の細長い開口１２に仕切る複数の仕切り部材１１とから構成され、各フィルタ部材９の各開口１２は、幅寸法がバイオマス３５に含まれる異物３６（鳥類の羽根）の長さよりも小さく設定されている。

２つのフィルタ部材９は、図２に示すように、一方のフィルタ部材９の開口１２と他方のフィルタ部材９の開口１２とがほぼ直交するように、枠部材１０同士が連結手段１５を介して互いに連結され、この連結手段１５を介して両フィルタ部材９が図２中矢印Ａ方向に相対的に回動可能に連結されている。

両フィルタ部材９を図２中矢印Ａ方向（互いに接近する方向）に相対的に回動させることにより、図１に示すように、両フィルタ部材９が互いに重合し、両フィルタ部材９の複数の開口１２が互いに重合し、複数の正方形状の開口１４（一辺が開口１２の幅寸法に相当する長さ）からなる濾過部１３が構成される。また、両フィルタ部材９を図２中矢印Ａ方向（互いに離間する方向）に相対的に回動させることにより、両フィルタ部材９が互いに非重合する。

連結手段１５としては、例えば、図４に示すように、一方のフィルタ部材９の枠部材１０、及び他方のフィルタ部材９の枠部材１０に取り付けられる筒状のスリーブ１６と、両フィルタ部材９のスリーブ１６間に挿着される連結棒１７とから構成され、連結棒１７を中心として両フィルタ部材９を互いに接近する方向又は離間する方向に相対的に回動させることにより、両フィルタ部材９を互いに重合させ、又は互いに非重合させることができる。

連結手段１５の連結棒１７は、両フィルタ部材９のスリーブ１６間に着脱自在に構成され、連結棒１７を取り外した状態で両フィルタ部材９を図２中矢印Ｂ方向に回動させることにより、両フィルタ部材９を開口１２が同じ向きになるように並べることができる。この場合、両フィルタ部材９の枠部材１０の一方の隣接するコーナー部同士を連結手段としてのヒンジ１８によって連結し、ヒンジ１８を介して両フィルタ部材９を同一面内で図２中矢印Ｂ方向に回動可能に構成してもよい。

連結手段１５としては、上記の構成のものに限らず、公知の各種のタイプの連結手段を用いることができる。要は、両フィルタ部材９を互いに重合、非重合可能に連結することができる機能を有するものであればよい。

２つのフィルタ部材９は、図６に示すように、前述した原料タンク３と破砕機４との間を接続する各原料供給管５の途中の取付部６に重合した状態で取り付けられ、これにより各原料供給管５の途中に複数の正方形状の開口１４からなる濾過部１３が構成され、この濾過部１３によって各原料供給管５を流通するバイオマス３５が濾過され、バイオマス３５中に含まれる異物３６（鳥類の羽根）が取り除かれる。

濾過部１３が異物３６で目詰まりを起こした場合には、原料供給管５の取付部６から２つのフィルタ部材９を取り外す。
この場合、図１に示すように、２つのフィルタ部材９が互いに重合したままの状態では、付着した異物３６を容易に取り除くことが困難なことがあるため、２つのフィルタ部材９を図２に示すように非重合状態とすることにより、付着した異物３６を水道水等の水流を利用して容易に取り除くことができる。また、２つのフィルタ部材９を図２の状態から図３の状態として、２つのフィルタ部材９の開口１２を同じ向きにすることにより、図２の状態よりもより更に容易に付着した異物３６を取り除くことができる。

破砕機４は、フィルタ８で異物３６（鳥類の羽根）を除去したバイオマス３５を所定の大きさ（本実施の形態では８００μｍ程度の大きさ）に破砕するものであって、例えば、ケーシングと、ケーシングの中心部に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に一体に設けられる破砕羽根と、回転軸を回転駆動させる駆動モータとから構成されている。

破砕機４の破砕羽根の回転により、原料タンク３からフィルタ８を介して破砕機４のケーシング内に供給されたバイオマス３５が所定の大きさに破砕される。破砕機４で破砕されたバイオマス３５は、原料供給管５を介してガス化処理手段２０の攪拌機２１に供給される。

ガス化処理手段２０は、図５に示すように、原料供給手段２から供給されるバイオマス３５と非金属系触媒（活性炭、ゼオライト等）とを一緒に攪拌混合する攪拌機２１、攪拌機２１によって攪拌混合された混合物中のバイオマス３５を混合物中の非金属系触媒を利用して所定の条件下で熱水処理することによりバイオマス３５のスラリー体を形成する第一の加圧熱水処理装置２６、第一の加圧熱水処理装置２６で熱水処理を行うことにより得られたバイオマス３５のスラリー体を非金属系触媒を利用して所定の条件下で熱水処理することにより燃料ガスを生成する第二の加圧熱水処理装置２８、第二の加圧熱水処理装置２８から排出される燃料ガスを冷却する冷却装置２９、冷却装置２９によって冷却された排出ガスに含まれるガス成分と水とを分離する分離器３０等を備えている。

そして、上記のような構成のバイオマスガス化システム２を利用してバイオマス３５から燃料ガスを生成するには、まず、原料供給手段２によって所定の大きさに破砕したバイオマス３５をガス化処理手段２０の攪拌機２１に供給し、攪拌機２１によってバイオマス３５と非金属系触媒（活性炭、ゼオライト等）とを一緒に攪拌混合し、この混合物を供給ポンプ２２によって攪拌機２１から熱交換機２３を介して第一の加圧熱水処理装置２６に供給し、このバイオマス３５を第一の加圧熱水処理装置２６において非金属系触媒の存在下で所定の条件下（１００〜２５０℃の範囲内の温度、及び０．１〜４ＭＰａの圧力の条件下）で熱水処理することにより、バイオマス３５のスラリー体を形成する。

そして、第一の加圧熱水処理装置２６で得られた非金属系触媒を含むバイオマス３５のスラリー体を高圧ポンプ２７で圧力をかけながら熱交換機２４及び加熱装置３１を介して第二の加圧熱水処理装置２８に供給し、第二の加圧熱水処理装置２８において非金属系触媒の存在下で所定の条件下（３７４℃以上の温度、及び２２．１ＭＰａ以上の圧力の条件下）で熱水処理することにより、燃料ガスを生成する。

そして、第二の加圧熱水処理装置２８から排出される燃焼ガスを、熱交換機２５、及び冷却装置２９を介して分離器３０に供給し、公知の気液分離技術によってガス成分と水とに分離することにより、水素、メタン、エタン、プロパン等の燃料ガスを生成することができる。

上記のように構成した本実施の形態によるフィルタ８にあっては、原料タンク３と破砕機４との間を接続する原料供給管５の途中に２つのフィルタ部材９を重合した状態で取り付け、この２つのフィルタ部材９によって構成される濾過部１３によって原料タンク３からのバイオマス３５に含まれる異物３６（鳥類の羽根）を除去し、異物３６（鳥類の羽根）が含まれていないバイオマス３５を破砕機４に供給するように構成したので、破砕機４の回転部（回転軸、破砕羽根等）に異物３６（鳥類の羽根）が絡み付いて回転を不能にするようなことはない。

従って、破砕機４を連続運転することができるので、原料供給手段２から原料としてのバイオマス３５が供給されるガス化処理手段２０を連続運転することが可能となり、バイオマス３５から燃料ガスを効率良く生成することができる。

また、互いに重合可能、かつ非重合可能な２つのフィルタ部材９によってフィルタ８を構成するとともに、両フィルタ部材９を連結手段１５によって相互に回動可能に連結して、両フィルタ部材９を連結手段１５を介して互いに重合可能、かつ非重合可能に構成したので、２つのフィルタ部材９の原料供給管５への着脱を容易に行うことができる。

また、２つのフィルタ部材９によって構成される濾過部１３が異物３６で目詰まりを起こした場合には、両フィルタ部材９を原料供給管５から取り外して互いに非重合させることにより、両フィルタ部材９に付着している異物３６を容易に除去できるので、異物３６の除去作業が容易となる。

なお、本実施の形態においては、２つのフィルタ部材９を連結手段１５を介して互いに重合可能、非重合可能に連結したが、連結手段１５を用いずに２つのフィルタ部材９を独立体として構成して重合可能、非重合可能に構成してもよい。
また、本実施の形態においては、２つのフィルタ部材９によりフィルタ８を構成したが、３つ以上のフィルタ部材９によってフィルタ８を構成するようにしてもよい。

本発明によるフィルの一実施の形態を示した平面図であって、フィルタの重合状態を示す平面図である。 フィルタの非重合状態を示す平面図である。 フィルタの非重合状態を示す平面図である。 フィルタの部分拡大図である。 ガス化処理手段の概略構成図である。 原料供給手段の概略構成図である。

１ バイオマスガス化システム
２ 原料供給手段
３ 原料タンク
４ 破砕機
５ 原料供給管
６ 取付部
７ 開閉弁
８ フィルタ
９ フィルタ部材
１０ 枠部材
１１ 仕切り部材
１２ 開口
１３ 濾過部
１４ 開口
１５ 連結手段
１６ スリーブ
１７ 連結棒
１８ 連結手段（ヒンジ）
２０ ガス化処理手段
２１ 攪拌機
２２ 供給ポンプ
２３ 熱交換機
２４ 熱交換機
２５ 熱交換機
２６ 第一の加圧熱水処理装置
２７ 高圧ポンプ
２８ 第二の加圧熱水処理装置
２９ 冷却装置
３０ 分離器
３１ 加熱装置
３５ 濾過対象物（バイオマス）
３６ 異物

Claims (1)

1. 濾過対象物の流通ラインの途中に着脱可能に設けられて、流通ラインを流通する濾過対象物を濾過し、該濾過対象物に含まれる異物を取り除くためのフィルタであって、
   互いに重合、非重合可能に構成される２つのフィルタ部材を備え、
   前記各フィルタ部材は、複数の細長い開口を有し、前記２つのフィルタ部材を互いに重合させることにより、前記２つのフィルタ部材の複数の開口が長手方向が異なる方向を向くように交差して、前記濾過対象物に含まれる異物を取り除く濾過部が構成され、
   前記２つのフィルタ部材は、面状をなすとともに、連結手段により、前記２つのフィルタ部材が互いに重合する位置と、前記２つのフィルタ部材が互いに非重合して、前記２つのフィルタ部材が面一となる位置とを取りうるように、相対的に回動自在に連結されるとともに、
   前記２つのフィルタ部材間には、前記２つのフィルタ部材を同一面内で相対的に回動可能に連結する連結手段が設けられ、該連結手段により前記２つのフィルタ部材を同一面内で相対的に回動させることにより、前記２つのフィルタ部材の複数の開口が同一方向を向くように構成されていることを特徴とするフィルタ。

Images