JPH0480728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、石炭・水混合物（CWM）あるい
は石炭・油混合物（COM）などのスラリーを経
済的に貯留し、また、円滑に排出することができ
るスラリーの貯蔵装置に関する。

［従来の技術］ 石油の代替燃料として石炭を利用しようとする
場合には、石炭が固体であるので輸送、貯蔵及び
ハンドリングが容易でないという不具合がある。
そこで、石炭を破砕して水または油と必要により
加えられる添加剤とを混合して流体（スラリー
状）とするような技術が開発されている。ところ
で、このようなスラリーを貯槽に長期間貯蔵する
場合には、粒子が沈降して下層部分が濃化してし
まい、適当な濃度のスラリーを供給することがで
きなくなるとともに、排出口付近において粒子が
堆積して円滑な排出ができなくなり、さらには固
化して排出口を閉塞せしめるという不具合が生じ
てしまう。そこで、貯槽内にエアーを吹き込む装
置を設けたり、機械的な撹拌装置を設けてこれら
装置により槽内を撹拌して石炭粒子を分散させ、
スラリーの濃度を均一に保つようにする、あるい
は、下層の濃化したスラリーをスクレーバあるい
はコンベアなどによつて掻き出してポンプにより
槽の上部に循環させるようにするなどの方法が提
案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような方法において充分
な効果を得るには、比重の大きいスラリーを移動
するための多大のエネルギーを要し、運転コスト
が高くなつてしまう。

石炭スラリーのような非ニユートン流体の特性
を考えた場合、低剪断速度域においては非常に高
い粘度となつて、静置状態で粒子沈降が少ないよ
うに、また静置状態から流動状態に移行する過程
である程度のエネルギーを吸収して粒子間の結合
状態を変化させ、低粘度のスラリーとなつて搬送
しやすくなるようになるのであるから、スラリー
を過剰に流動させると粘度が下がり、安定性が失
われて、かえつて沈降、堆積を促進してしまうこ
とになる。従つて、前記のようなスラリーの撹
拌、循環などを一切行うことなく、スラリーを貯
槽内で静置させその安定性を最大限に発揮させて
貯留することが最も適切な方法であると言える。

この発明は、このような点に着目してなされた
ものであつて、石炭スラリーのような非ニユート
ン流体の特性を有するスラリーを高粘度状態で安
定的に長時間貯蔵し、排出時には高速撹拌によつ
て低粘度化し、効率的に容易に排出させて、スラ
リーの流動を必要最小限に押さえつつ、スラリー
の貯蔵ならびに排出を円滑にかつ経済的に行うこ
とができるスラリーの貯蔵装置を提供することを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明は、ス
ラリーの流通を自由にする流通孔を有する仕切部
材によつて中央部に撹拌室が、また該撹拌室の外
周部に安定室がそれぞれ形成されるとともに、撹
拌室の底部に排出口が設けられた円筒状の貯槽
と、上記安定室内に回転自在に設けられ、貯槽の
底板に沿つて回転させられて底板近傍のスラリー
を上方向に移動させるとともに中央方向に移動さ
せるスクレーパと、該スクレーパを回転させる可
変速式の第１駆動装置と、上記撹拌室内に回転自
在に設けられた撹拌翼と、該撹拌翼を回転させる
第２駆動装置とを具備した構成とした。

［作 用］ この発明のスラリー貯蔵装置においては、スラ
リーを貯蔵する時において、適宜の時間スクレー
パを第１駆動装置により微速で回転させることに
より、非ニユートン流体の結合状態を変化させず
に安定性を保つたまま、しかもスラリー粒子の濃
化および沈降を防ぎ、スラリーを貯槽内で静置さ
せその安定性を最大限に発揮させて長期間貯留す
ることができる。

また、スラリー排出時には、第１駆動装置の回
転を上げてスクレーパの回転を速め撹拌室へのス
ラリー移動を促進させると共に、撹拌室の撹拌翼
を第２駆動装置で高速回転させてスラリーの粘度
を下げ、排出口により排出させる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す
もので、これらの図面において、１は有底円筒状
の貯槽であり、その底板２は中央が低くなるよう
に漏斗状に傾斜して形成され、底板２の中央には
撹拌室３が設けられ、他の部分は安定室１ａとな
つている。この撹拌室３は、上記底板２よりさら
に傾斜度の大きい漏斗状の傾斜底板４と、傾斜底
板４の上端から中央に向けて該傾斜底板４の上部
空間を円錐台状に覆うように立設された複数の板
状の支持体（仕切部材）５と、この支持体５の上
端に支持された天板６とから構成されている。こ
の傾斜底板４の下部には排出口７が形成され、ま
た隣接する上記支持体５どうしの間には下部が広
がつた縦長のスリツト（流通孔）５ａが形成され
てスラリーが流通できるようになつている。そし
て、天板６の上には中空筒状の支持塔８が立設さ
れている。この支持塔８の上端のフランジ部９上
面には、中央に軸受部１０を有する円板状の支持
板１１が固着され、この軸受部１０と、上記天板
６の中央に形成された軸封部６ａにより撹拌軸１
２が垂直にかつ回動自在に支持されている。この
撹拌軸１２の下端は上記撹拌室３の傾斜底板４近
傍に達しており、撹拌軸１２の撹拌室３内の部分
には、撹拌軸１２から放射状に延びて形成された
複数のアーム１３を介して第１撹拌翼１４ａ及び
掻寄翼１４ｂが、また撹拌軸１２の下端には第２
撹拌翼１５が設けられている。上記第１撹拌翼１
４ａは撹拌室３の高さのほぼ中央に、また第２撹
拌翼１５は排出口７とほぼ同じ高さに位置してお
り、これらの撹拌翼１４ａ，１５は垂直な板状を
なしている。一方、上記掻寄翼１４ｂは上記傾斜
底板４に平行に該傾斜底板４との間に適宜の間〓
を持つて設置されており、また、その形状は、後
述するスクレーパ３４と同様に垂直面に対して傾
斜した面あるいは円弧面を持つた形状になつてい
る。この撹拌軸１２は、上記支持板１１に設置さ
れた撹拌駆動モータ（駆動装置）１６により、歯
車１７，１８を介して回転駆動されるようになつ
ている。

一方、上記フランジ部９の下面には、支持塔８
の外側面に沿つて環状の内レール１９が敷設さ
れ、この内レール１９には、第２図に示すように
支持リング２０が回動自在に吊持されている。こ
の支持リング２０は、断面が上に開口したコ字状
をなすリング部材２１の周方向適宜の箇所の互い
に対向する内面に、それぞれ一対の車輪２２がそ
の軸２３を片持ちして取り付けられて構成されて
いる。そして、この車輪２２の間に上記内レール
１９の垂直部１９ａが挿入されており、内レール
１９の水平部１９ｂの上面を上記車輪２２が走行
するようになつている。この支持リング２０の下
面には内環状部材２４が固着され、この内環状部
材２４の外周には、放射状にビーム部材２５が固
着され、各ビーム部材２５の外端は外環状部材２
６に固着されている。この外環状部材２６の下面
には、貯槽１の周縁部上面に敷設された環状の外
レール２７上を走行する車輪２８が設けられ、ま
た、外環状部材２６上には、上記車輪２８をプー
リ２９及びベルト３０を介して回転駆動させる可
変速型のスクレーパ駆動モータ（駆動装置）３１
が設置されている。なお、このスクレーパ駆動モ
ータ３１は貯槽１の周囲の床１ｃ上に設置しても
よい。上記ビーム部材２５及び内環状部材２４の
下側には、径方向の適宜箇所に複数の縦アーム３
２が垂設され、この縦アーム３２の下部は貯槽１
の径方向に延びる複数段（図では３段）の横アー
ム３３により連結されて補強されている。最下端
の横アーム３３は貯槽１の傾斜した底板２に平行
に設けられ、この横アーム３３には底板２に近接
するスクレーパ３４が一本の横アーム３３に対し
複数取り付けられている。このスクレーパ３４
は、第３図に示すように、回転方向前面は下側が
回転方向に突出するように形成された斜面または
曲面とされ、各スクレーパ３４の径方向外側が回
転方向に突出するように横アーム３３に斜めに取
り付けられている。そして、その下端には爪部３
５が形成されており、スクレーパ駆動モータ３１
が作動してビーム部材２５を回転させ、横アーム
３３が矢印Ａ方向に回転したときに貯槽１の底板
２近傍のスラリーを貯槽１の中央かつ上方向に移
動するようになつている。なお、スクレーパ３４
の傾斜面は外側及び回転方向前面が突出するよう
に傾斜した球体の一部のような円弧面としてもよ
い。上記撹拌室３上部の縦アーム３２の下端に
は、支持体５に沿つて内スクレーパ３４ａが取り
付けられ、この内スクレーパ３４ａは、平板状の
部材が横アーム３３に対して傾斜して取り付けら
れ、ビーム部材２５が矢印Ａ方向に回転したとき
に安定室１ａのスラリーを撹拌室３に送るように
なつている。

最外側の縦アーム３２の貯槽１の内壁１ｂ上部
と対向する位置には、縦アーム３２の回動に伴い
上記内壁１ｂに沿つて動き、内壁１ｂにスラリー
が固着するのを防ぐ板状の掻取板４１が装着され
ている。貯槽１の上縁部には内壁１ｂが延長され
た内縁壁４２を有する環状の給液溝４３が形成さ
れ、この給液溝４３には、貯槽１の周を等分する
位置にスラリーの給液配管４４が複数連通され、
この給液配管４４を通して供給されたスラリーは
給液溝４３から上記内縁壁４２をオーバーフロー
して貯槽１内に均等に供給されるようになつてい
る。また、この給液溝４３にスラリーが固着する
のを防ぐ掻上板４５が上記ビーム部材２５から垂
設されている。

貯槽１の上部の空間Ｒは、貯槽１の周囲の床１
ｃに立設された周壁４６と、この周壁４６の上に
載置されてボルトなどにより固定された屋根（被
覆部材）４７により覆われており、この屋根４７
は、ドーム形状を持ち、周壁４６のみでその荷重
を支持しうるように強化プラスチツクなどを材質
として軽量かつ高強度に製造され、クレーン等に
より取り外しができるようになつている。なお、
屋根４７は全部が一体である必要はなく、例えば
中心を含む垂直面で２分割された構成としてもよ
い。また、周壁４６は一部分あるいは全部を取り
外し可能としている。

周壁４６の外部には空調設備４８が設置されて
おり、また、周壁４６または屋根４７の内側の適
宜箇所には、空間Ｒの温度または湿度を測定する
ためのセンサ４９が設けられている。この空調設
備４８は、外部の空気を図示しない水槽中に吹き
込んで気液接触により湿度を上昇させて空間Ｒ内
に送るもの、あるいは空気中に水滴を噴霧するも
ので、上記センサ４９の検知値に従つて作動さ
れ、空間Ｒ内の湿度を調整してスラリー中の水分
の気化を防ぐようになつている。なお、この空調
設備４８に温度調整装置を組み込み、必要に応じ
て空間Ｒ内の温度調整を行えるようにしてもよ
い。なお、この屋根４７を、一対のレール上を伸
縮しつつ走行する蛇腹状のものとして開閉自在と
し、貯槽１の装置の保守、貯槽１内の清掃などの
場合の便宜を図るようにしてもよい。

次に、上記のように構成されたスラリーの貯蔵
装置の作用をCWMを貯蔵する場合について述べ
る。

CWMは、一般的には石炭を微細に粉砕し、水
及び添加剤と混合し、不燃性成分（灰分）を低減
することにより製造されている。CWMはポンプ
（図示略）により給液配管４４を通して送られて
給液溝４３の複数箇所に供給され、この給液溝４
３の内縁壁４２から内壁１ｂ全体に均一にオーバ
ーフローして貯槽１内に流入して貯留される。貯
槽１に流入したスラリーは、経時的に変化し、高
粘度の安定した状態となるが、貯槽１の下部では
時間の経過とともに、僅少ではあるが濃化する。
すなわち、貯槽１の底板２へのスラリー粒子の沈
降、堆積が緩慢な速度で起こり、これを長期間に
亙つて放置すると貯留に支障をきたすおそれがあ
る。この場合、底板２に接するごく限定された範
囲のスラリーについてその滞留、蓄積を防止すれ
ばよく、スクレーパ駆動モータ３１を低速作動し
て外環状部材２６を回転させる。スクレーパ３４
が貯槽１の底板２近傍のスラリーを傾斜面上を滑
らせ、上方かつ僅かに中央方向に向けて舞い上
げ、上方近傍のスラリーと混合させ、底部近傍の
スラリーの粒子の沈降、堆積を防止する。この回
転速度を、例えば10〜30日を１回転として、スラ
リーの内部構造を保持して粘度を保つような低剪
断速度域とすることにより、スラリーの大部分を
高い粘度のままに保ち、底板２の近傍だけを撹拌
して、必要なエネルギーを少なく押さえつつ堆積
および固化を防止する。撹拌室３では、適宜撹拌
駆動モータ１６をスクレーパ３４の回転速度より
はるかに速い回転速度で回転させ、撹拌翼１４
ａ，１５と掻寄翼１４ｂとによりスラリーを均一
にする。この撹拌により発生する乱流は支持体５
により遮断されて、撹拌室３内に止どまり安定室
１ａの静置に大きく影響しない。

スラリーを排出する際には、排出口７からポン
プ（図示略）によりスラリーを吸引するととも
に、スクレーパ駆動モータ３１を上記の場合より
も高速で回転させ、さらに撹拌駆動モータ１６を
回転させる。スクレーパ３４が貯留時よりも高速
で回転するので、スラリーを中央方向への掻き寄
せる作用が強く働き、また、内スクレーパ３４ａ
は支持体５の円錐状の側面に平行でかつ横アーム
３３に対して傾斜して取り付けられているので、
スラリーをその内スクレーパ３４ａの上下高さ全
体に亙つて下方に押し下げる。これらの作用と排
出口７からの排出に伴う流れにより、スラリーは
底板２の中央に移動して撹拌室３に送り込まれ、
撹拌翼１４ａ，１５によつて均一に撹拌されて排
出口４から排出される。このとき、掻寄翼１４ｂ
は、傾斜底板４に濃化しているスラリーを中央へ
掻き寄せて混合させ均一にして排出させる作用を
なす。このときのスクレーパ３４の回転速度は、
排出するスラリーの量や濃度に合わせて調整すれ
ばく、また、撹拌翼１４ａ，１５、掻寄翼１４ｂ
の回転速度は撹拌駆動モータ１６を変速して適当
な速度に調整するとよい。

上記の貯留及び排出の過程において、空調設備
４８を作動させて空間Ｒの湿度を、その温度での
飽和蒸気圧に等しいか、やや高い蒸気圧となるよ
うに制御することにより、スラリーからの水分の
気化を防ぎ、スラリーの性状の変化を防ぐことが
できる。また、空調設備４８の温度調整機構を作
動させて空間Ｒ内の温度を下げ、飽和蒸気圧を下
げることによつて上記の目的を達成してもよい。

この例のスラリーの貯蔵装置においては、撹拌
室３での撹拌により、スラリーの内部構造が破壊
されてスラリーが低粘度となり、容易に排出され
るとともに閉塞が防がれる。また、安定室１ａと
撹拌室３が設けられており、それぞれの部分でス
ラリーを静置し貯留すること、及び撹拌し排出す
ることの別々の機能を行わせ、それにより一方の
影響を他に及ぼすことが少ない。また、それぞれ
を撹拌するための別の駆動機構を設けているの
で、回転速度を独立に設定し、変化させることが
でき、上記の機能分担をより効果的にし、スラリ
ーの性状に適合した貯留と排出を行える。そし
て、空調設備４８が空間Ｒ内の湿度及び必要によ
り温度を調整し、スラリーからの水分の蒸発を防
ぎその品質を一定に保つとともに、スラリーの濃
化による粉体の沈降やさらには排出口７の閉塞の
防止効果をより高めている。

なお、上記の例は揮発性のないスラリーを貯蔵
する装置であるが、COMのように油分が揮発し
て引火しやすいようなスラリーの場合には、撹拌
駆動モータ１６、スクレーパ駆動モータ３１等を
を防爆形式のものにする、あるいは屋根４７の外
部に設けるなどの対策をとればよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、スラリーの
流通を自由にする流通孔を有する仕切部材によつ
て中央部に撹拌室が、また該撹拌室の外周部に安
定室がそれぞれ形成されるとともに、撹拌室の底
部に排出口が設けられた円筒状の貯槽と、上記安
定室内に回転自在に設けられ、貯槽の底板に沿つ
て回転させられて底板近傍のスラリーを上方向に
移動させるとともに中央方向に移動させるスクレ
ーパと、該スクレーパを回転させる可変速式の第
１駆動装置と、上記撹拌室内に回転自在に設けら
れた撹拌翼と、該撹拌翼を回転させる第２駆動装
置とを具備した構成とされているので、スラリー
中の固型分が沈澱、濃化、分離することなく、ス
ラリーを均一、安定な分散状態で長期間、経済的
に貯蔵することができると共に、排出移送時は、
スラリーを流動化して閉塞することなく、容易に
効率良く移送することが可能となるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図
は要部を拡大した断面図、第３図は同じく要部を
拡大した斜視図である。 １…貯槽、１ａ…安定室、２…底板、３…撹拌
室、５…支持体（仕切部材）、５ａ…スリツト
（流通孔）、７…排出口、１４ａ，１５…撹拌翼、
１６，３１…駆動モータ（駆動装置）、３４…ス
クレーパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スラリーの流通を自由にする流通孔を有する
   仕切部材によつて中央部に撹拌室が、また該撹拌
   室の外周部に安定室がそれぞれ形成されるととも
   に、撹拌室の底部に排出口が設けられた円筒状の
   貯槽と、上記安定室内に回転自在に設けられ、貯
   槽の底板に沿つて回転させられて底板近傍のスラ
   リーを上方向に移動させるとともに中央方向に移
   動させるスクレーパと、該スクレーバを回転させ
   る可変速式の第１駆動装置と、上記撹拌室内に回
   転自在に設けられた撹拌翼と、該撹拌翼を回転さ
   せる第２駆動装置とを具備したことを特徴とする
   スラリーの貯蔵装置。