エネルギ回収装置
【課題】燃料を効率よく酸化させその燃料から実質的により多くのエネルギを回収する。
【解決手段】エネルギ回収装置は、燃料と溶媒とを含む混合流体に酸素を添加して燃料を酸化させる。このエネルギ回収装置は、燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを回収する。このエネルギ回収装置は、混合流体吐出部２２と、加熱部２４と、酸素添加部２６と、エネルギ回収部３２とを備える。混合流体吐出部２２は、可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出する。加熱部２４は、混合流体を、順次、可溶化温度以上の温度に加熱する。酸素添加部２６は混合流体へ酸素を連続して添加する。エネルギ回収部３２は、酸素が添加され燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを順次回収する。
【解決手段】エネルギ回収装置は、燃料と溶媒とを含む混合流体に酸素を添加して燃料を酸化させる。このエネルギ回収装置は、燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを回収する。このエネルギ回収装置は、混合流体吐出部２２と、加熱部２４と、酸素添加部２６と、エネルギ回収部３２とを備える。混合流体吐出部２２は、可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出する。加熱部２４は、混合流体を、順次、可溶化温度以上の温度に加熱する。酸素添加部２６は混合流体へ酸素を連続して添加する。エネルギ回収部３２は、酸素が添加され燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを順次回収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ回収装置に関し、特に、燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができるエネルギ回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、燃焼ボイラー装置を開示する。この燃焼ボイラー装置は、超臨界水（supercritical water）中における酸化反応を応用し、超臨界水を主成分とする高温・高圧燃焼流体を発生させるものである。この燃焼ボイラー装置は、少なくともバイオマスを包含しておりかつ高含水率の有機物を燃料とする。特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置によれば、次に述べる効果が得られる。第１の効果は、形状形態を選ばずに含水率９０％程度までのあらゆる種類のバイオマスを燃料として高温・高圧の燃焼ガスを連続的に生成することができるという効果である。第２の効果は、発電用のタービンを駆動することができるという効果である。第３の効果は、装置構成を簡素化できるという効果である。第４の効果は、廃熱の回収と有効利用とができるという効果である。特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置によれば、これらの効果が得られることにより、分散型パワープラント用としての経済性を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置には、バイオマスから実質的に回収できるエネルギ量について改善の余地がある。すなわち、特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置はいわゆるバッチ処理によってバイオマスを酸化させその際に生じた酸化熱からエネルギを回収する。バッチ処理の場合、所定のロットのバイオマスごとにそのバイオマスを酸化させる。このため、処理効率は高くならない。この問題を解決するため、特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置は複数の反応器を有しそれらが順次バッチ処理を行っている。順次バッチ処理を行うことで、複数の反応器のいずれかからエネルギが回収できるようになっている。複数の反応器のいずれかからエネルギが回収することで、エネルギの回収効率を向上させている。複数の反応器を設けてそれらが順次バッチ処理を行うと、各反応器において、バイオマスの充填、昇圧、加熱、熱回収、および、廃棄物の排出が繰返される。その間、各反応器において、温度が上昇したり低下したりする。温度が上昇したり低下したりすることで、回収できるはずのエネルギが回収できなくなる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができるエネルギ回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図面を参照し本発明のエネルギ回収装置を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、エネルギ回収装置は、燃料と溶媒とを含む混合流体に酸素を添加して燃料を酸化させる。このエネルギ回収装置は、燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを回収する。このエネルギ回収装置は、混合流体吐出部２２と、加熱部２４と、酸素添加部２６と、エネルギ回収部３２とを備える。混合流体吐出部２２は、可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出する。可溶化圧力とは、溶媒に燃料が溶解可能な圧力でありかつ溶媒に燃料が溶けている混合流体に酸素が添加されると燃料が酸化し得る圧力のことである。加熱部２４は、混合流体を、順次、可溶化温度以上の温度に加熱する。可溶化温度とは、可溶化圧力以上の圧力がかかった溶媒に燃料が溶解し始める温度のことである。酸素添加部２６は混合流体へ酸素を連続して添加する。エネルギ回収部３２は、酸素が添加され燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを順次回収する。
【０００８】
混合流体吐出部２２が可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出することにより、加熱部２４による加熱、酸素添加部２６による酸素添加、および、エネルギ回収部３２による熱エネルギ回収という、超臨界状態の溶媒中で燃料を酸化させ熱エネルギを回収するための一連の処理を順次実施することが可能となる。その途中、エネルギ回収装置内で混合流体の温度および圧力をいったん下降させてから再び上昇させる必要がない。混合流体の温度および圧力をいったん下降させてから再び上昇させる必要がなくなるので、温度および圧力の上昇と下降とのために消費されるはずのエネルギを消費せずに済む。エネルギを消費せずに済むので、その分、実質的により多くのエネルギを回収することができる。その結果、燃料を効率よく酸化させることができその燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができる。
【０００９】
また、上述した混合流体吐出部２２が、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６と、供給装置７０とを有することが望ましい。シリンダポンプ７２，７４，７６は、混合流体を可溶化圧力以上の圧力で順次吐出する。供給装置７０は、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に対し、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６による混合流体の吐出流量以上の吐出流量で混合流体を供給する。
【００１０】
１台の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６は、粒状の燃料を含む混合流体であっても吐出できる。一方、１台の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６は、混合流体をいったん吐出し切ってしまうと再度混合流体が充填されるまで混合流体を吐出することができない。つまり吐出シリンダポンプ７２，７４，７６は吐出できる状態と吐出できない状態とを繰返す。供給装置７０が吐出シリンダポンプ７２，７４，７６による混合流体の吐出流量以上の吐出流量で複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に対して混合流体を供給することにより、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６のいずれかが混合流体を吐出している間に、他の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６のいずれかへ供給装置７０が混合流体を供給する。これにより、混合流体吐出部２２は、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６のいずれかが吐出できる状態を維持する。吐出できる状態を維持するので、混合流体吐出部２２は、粒状の燃料を含む混合流体を連続して吐出できる。その結果、粒状の燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができる。なお、言うまでもないことであるが、「吐出流量」とは、単位時間に吐出される流体の量を意味する。
【００１１】
もしくは、上述した供給装置７０が、混合流体を蓄える蓄積部１１６と、気体供給機器１１８とを有することが望ましい。気体供給機器１１８は、蓄積部１１６に蓄えられている混合流体へ気体を供給することにより混合流体を蓄積部１１６から吐出シリンダポンプ７２，７４，７６へ押出す。
【００１２】
気体供給機器１１８が気体を供給することにより混合流体を蓄積部１１６から押出し、蓄積部１１６から混合流体を押出した後にその気体を抜くと、シリンダの往復によって混合流体を充填し押出す場合に比べ、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまでの時間を短縮することができる。その結果、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまで吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に対し混合流体を供給できないことに起因する不調の発生を抑えることができる。
【００１３】
もしくは、上述した蓄積部１１６が複数の蓄積タンク１２０，１２２を有していることが望ましい。蓄積部１１６が複数の蓄積タンク１２０，１２２を有していることで、それらのいずれかから混合流体が押出されている間に他の蓄積タンクへ混合流体を充填することができる。その結果、蓄積タンク１２０，１２２に混合流体が入っていないことに起因する不調の発生を抑えることができる。
【００１４】
もしくは、上述した混合流体吐出部２２が、供給側逆流防止弁８２，８４，８６と、吐出側逆流防止弁８８，９０，９２とをさらに有することが望ましい。供給側逆流防止弁８２，８４，８６は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６から見て混合流体の供給側に設けられる。供給側逆流防止弁８２，８４，８６は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に入ろうとする混合流体の逆流を防止する。吐出側逆流防止弁８８，９０，９２は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６から見て混合流体の吐出側に設けられる。吐出側逆流防止弁８８，９０，９２は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００１５】
混合流体吐出部２２が、供給側逆流防止弁８２，８４，８６と、吐出側逆流防止弁８８，９０，９２とをさらに有することにより、混合流体の逆流が防止される。混合流体の逆流が防止されると、逆流が防止されない場合に比べ、混合流体の吐出が効率よく行われることとなる。混合流体の吐出が効率よく行われると、その分、燃料を効率よく酸化させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態にかかるエネルギ回収装置全体の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる水供給部と混合流体吐出部との構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる加熱部と酸素添加部と溶媒添加部と酸化部とエネルギ回収部と二酸化炭素回収部との構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる排出部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかるシリンダポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１９】
〈構成の説明〉
図１を参照しつつ、本実施形態にかかるエネルギ回収装置の構成を説明する。本実施形態にかかるエネルギ回収装置は、水供給部２０と、混合流体吐出部２２と、加熱部２４と、酸素添加部２６と、溶媒添加部２８と、酸化部３０と、エネルギ回収部３２と、二酸化炭素回収部３４と、排出部３６と、ブレンダミル３８とを備える。
【００２０】
水供給部２０は、混合流体吐出部２２と溶媒添加部２８とへ水を供給する。混合流体吐出部２２は、加熱部２４へ混合流体を連続して吐出する。本実施形態における「混合流体」とは燃料と溶媒とを含む流体のことである。本実施形態の場合、溶媒として水が用いられる。本実施形態における燃料の例には、バイオマスと呼ばれる有機物がある。バイオマスの例には、ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物がある。ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物の例には、コーヒー滓、間伐材、木くず、木質ペレット、および、もみがらがある。もちろん、燃料はこれらに限定されない。本実施形態の場合、混合流体吐出部２２が吐出する混合流体の圧力は、２５メガパスカルである。これは、可溶化圧力以上の圧力で混合流体を吐出するために設定された圧力である。ちなみに、本実施形態における溶媒である水の臨界圧力は約２２メガパスカル（約２２０気圧）である。この圧力であれば、ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物が溶媒である水に溶解可能となる。また、この圧力であれば、そのような溶液に酸素が添加されると、ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物は酸化し得る。加熱部２４は、図示しないヒータを有する。加熱部２４は、そのヒータにより、混合流体を順次加熱する。本実施形態の場合、加熱部２４の加熱により、混合流体の温度は５２３ケルビン（摂氏約２５０度）に上昇する。これは、可溶化温度以上の温度に混合流体を加熱するために設定された温度である。本実施形態における「可溶化温度」とは、可溶化圧力以上の圧力がかかった溶媒に燃料が溶解し始める温度である。その結果、混合流体中の燃料の少なくとも一部がその水分すなわち溶媒に溶解する。ちなみに、本実施形態において燃料中にセミセルロース、セルロース、リグニンが含まれている場合、それらは４７３ケルビン（摂氏約２００度）以上で溶媒（この場合は水）に溶け始める。酸素添加部２６は混合流体へ酸素を連続して添加する。本実施形態の場合、酸素添加部２６が添加する酸素の気圧は２５メガパスカルである。溶媒添加部２８は混合流体中の燃料の濃度を低下させるため（燃料の濃度を低下させるのは混合流体の温度が上昇し過ぎる事態を避けるため）必要に応じて混合流体へ溶媒を添加する。酸化部３０は、混合流体が温度上昇する間（温度上昇するのは、酸素が添加された混合流体において燃料が酸化するためである）、その混合流体を一時的に蓄える。酸化部３０において、混合流体の温度は６７３ケルビン（摂氏約４００度）に上昇する。その結果、混合流体は超臨界状態となる。ただし、混合流体が超臨界状態になることそのものは、混合流体中の燃料が酸化することの必要条件ではない。また、酸化部３０は、図示しないヒータを有する。酸化部３０は、そのヒータにより、混合流体を加熱することができる。エネルギ回収部３２は酸素が添加され燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを順次回収する。この熱エネルギは、酸化部３０において混合流体が酸化したことにより回収可能となったものである。二酸化炭素回収部３４は、混合流体から二酸化炭素を回収する。この二酸化炭素は、超臨界状態の水中で燃料が酸化したことにより生成したものである。排出部３６は、二酸化炭素が回収された後の混合流体を排出する。ブレンダミル３８は、燃料を粉砕する。本実施形態の場合、ブレンダミル３８によって、燃料は幅０．１ｍｍ程度の微粉末になる。
【００２１】
図２を参照しつつ、水供給部２０の構成について説明する。水供給部２０は、純水装置５０と、純水タンク５２と、第１フィルタ部５４と、第２フィルタ部５６とを有する。純水装置５０は、水道水を受け入れてその水道水から不純物を取り除く装置である。純水タンク５２は、純水装置５０が吐出した水を蓄える。第１フィルタ部５４は、純水タンク５２から流出した水から不純物をさらに漉し取る。第２フィルタ部５６は、混合流体吐出部２２から戻ってきた水から不純物を漉し取る。
【００２２】
図２を参照しつつ、混合流体吐出部２２の構成について説明する。混合流体吐出部２２は、供給装置７０と、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、圧送ポンプ７８と、追圧ポンプ８０と、第１供給側逆流防止弁８２と、第２供給側逆流防止弁８４と、第３供給側逆流防止弁８６と、第１吐出側逆流防止弁８８と、第２吐出側逆流防止弁９０と、第３吐出側逆流防止弁９２と、第１戻弁９４と、第２戻弁９６と、第３戻弁９８と、第１圧送弁１００と、第２圧送弁１０２と、第３圧送弁１０４と、第１追圧弁１０６と、第２追圧弁１０８と、第３追圧弁１１０とを有する。
【００２３】
供給装置７０は、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とに対し混合流体を供給する。供給装置７０が混合流体を供給する吐出流量は、これらのシリンダポンプそれぞれによる混合流体の吐出流量以上である。
【００２４】
第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とは、混合流体を可溶化圧力以上の圧力で吐出する。これらは、同時に混合流体を吐出するのではない。これらは、混合流体を順次吐出する。つまり、ある時点では第１吐出シリンダポンプ７２が混合流体を吐出し、第２吐出シリンダポンプ７４と第３吐出シリンダポンプ７６とは混合流体を吐出しない。別の時点では、第２吐出シリンダポンプ７４が混合流体を吐出し、第３吐出シリンダポンプ７６と第１吐出シリンダポンプ７２とは混合流体を吐出しない。また別の時点では、第３吐出シリンダポンプ７６が混合流体を吐出し、第１吐出シリンダポンプ７２と第２吐出シリンダポンプ７４とは混合流体を吐出しない。本実施形態において、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とは、混合流体を２５メガパスカルで吐出する。本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とは、同一の構造である。これらの構造については後述する。
【００２５】
圧送ポンプ７８は、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とへ、これらを駆動するための駆動流体を供給する。本実施形態の場合、圧送ポンプ７８は、純水タンク５２に蓄えられた水を駆動流体として供給する。
【００２６】
追圧ポンプ８０は、第１吐出シリンダポンプ７２、第２吐出シリンダポンプ７４、および、第３吐出シリンダポンプ７６へ、これらが上述した圧力で混合流体を吐出するための駆動流体を供給する。本実施形態の場合、追圧ポンプ８０も、純水タンク５２に蓄えられた水を駆動流体として供給する。
【００２７】
第１供給側逆流防止弁８２は、第１吐出シリンダポンプ７２から見て混合流体の供給側すなわち供給装置７０に連なる流路に設けられる。第１供給側逆流防止弁８２は、供給装置７０から第１吐出シリンダポンプ７２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第１供給側逆流防止弁８２は、第１吐出シリンダポンプ７２に入ろうとする混合流体の逆流を防止することとなる。
【００２８】
第２供給側逆流防止弁８４は、第２吐出シリンダポンプ７４から見て混合流体の供給側に設けられる。第２供給側逆流防止弁８４は、供給装置７０から第２吐出シリンダポンプ７４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第２供給側逆流防止弁８４は、第２吐出シリンダポンプ７４に入ろうとする混合流体の逆流を防止することとなる。
【００２９】
第３供給側逆流防止弁８６は、第３吐出シリンダポンプ７６から見て混合流体の供給側に設けられる。第３供給側逆流防止弁８６は、供給装置７０から第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第３供給側逆流防止弁８６は、第３吐出シリンダポンプ７６に入ろうとする混合流体の逆流を防止することとなる。
【００３０】
第１吐出側逆流防止弁８８は、第１吐出シリンダポンプ７２から見て混合流体の吐出側すなわち加熱部２４に連なる流路に設けられる。第１吐出側逆流防止弁８８は、第１吐出シリンダポンプ７２から加熱部２４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第１吐出側逆流防止弁８８は、第１吐出シリンダポンプ７２が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００３１】
第２吐出側逆流防止弁９０は、第２吐出シリンダポンプ７４から見て混合流体の吐出側に設けられる。第２吐出側逆流防止弁９０は、第２吐出シリンダポンプ７４から加熱部２４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第２吐出側逆流防止弁９０は、第２吐出シリンダポンプ７４が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００３２】
第３吐出側逆流防止弁９２は、第３吐出シリンダポンプ７６から見て混合流体の吐出側に設けられる。第３吐出側逆流防止弁９２は、第３吐出シリンダポンプ７６から加熱部２４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第３吐出側逆流防止弁９２は、第３吐出シリンダポンプ７６が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００３３】
第１戻弁９４は、第１吐出シリンダポンプ７２から純水タンク５２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第２戻弁９６は、第２吐出シリンダポンプ７４から純水タンク５２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第３戻弁９８は、第３吐出シリンダポンプ７６から純水タンク５２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。
【００３４】
第１圧送弁１００は、圧送ポンプ７８から第１吐出シリンダポンプ７２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第２圧送弁１０２は、圧送ポンプ７８から第２吐出シリンダポンプ７４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第３圧送弁１０４は、圧送ポンプ７８から第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。
【００３５】
第１追圧弁１０６は、追圧ポンプ８０から第１吐出シリンダポンプ７２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第２追圧弁１０８は、追圧ポンプ８０から第２吐出シリンダポンプ７４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第３追圧弁１１０は、追圧ポンプ８０から第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。
【００３６】
供給装置７０は、蓄積部１１６と、気体供給機器１１８とを備える。蓄積部１１６は混合流体を蓄える。気体供給機器１１８は、蓄積部１１６に蓄えられている混合流体へ、図示しないコンプレッサから供給された気体を供給する。これにより、混合流体は、蓄積部１１６から、第１吐出シリンダポンプ７２、第２吐出シリンダポンプ７４、または第３吐出シリンダポンプ７６へ押出される。なお、気体供給機器１１８が供給する気体の種類は特に限定されるものではない。本実施形態において、気体供給機器１１８は、空気を供給することとする。
【００３７】
蓄積部１１６は、第１蓄積タンク１２０と、第２蓄積タンク１２２と、第１吐出弁１２４と、第２吐出弁１２６と、第１レベルセンサ１２７と、第２レベルセンサ１２９とを有する。第１蓄積タンク１２０は混合流体を一時的に蓄える。第２蓄積タンク１２２も同様である。本実施形態の場合、これらは、混合流体を補充可能な構造となっている。本実施形態の場合、これらは、撹拌機としてマグネチックスターラをそれぞれ有する。第１蓄積タンク１２０が有するマグネチックスターラは、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体を撹拌する。第２蓄積タンク１２２が有するマグネチックスターラは、第２蓄積タンク１２２内部の混合流体を撹拌する。第１吐出弁１２４は、第１蓄積タンク１２０から第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする。第２吐出弁１２６は、第２蓄積タンク１２２から第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする。第１レベルセンサ１２７は第１蓄積タンク１２０内の混合流体の量を検出する。第２レベルセンサ１２９は第２蓄積タンク１２２内の混合流体の量を検出する。
【００３８】
気体供給機器１１８は、第１高圧空気供給路１３０と、第２高圧空気供給路１３２と、第１空気路弁１３４と、第２空気路弁１３６とを有する。第１高圧空気供給路１３０は、第１蓄積タンク１２０へ所定の高圧（エネルギ回収装置の設計者が適宜設定する圧力）の空気を供給する、管によって形成されている流路である。第２高圧空気供給路１３２は、第２蓄積タンク１２２に、第１高圧空気供給路１３０と同じ気圧の空気を供給する、管によって形成されている流路である。第１空気路弁１３４は第１高圧空気供給路１３０を開いたり閉じたりする。第２空気路弁１３６は第２高圧空気供給路１３２を開いたり閉じたりする。
【００３９】
図３を参照しつつ、エネルギ回収部３２の構成を説明する。本実施形態にかかるエネルギ回収部３２は、第１熱交換器１５０と、発電機１５２と、第２熱交換器１５４とを有する。第１熱交換器１５０は、混合流体から熱エネルギを回収し発電機１５２に供給する。発電機１５２は、第１熱交換器１５０から供給された熱エネルギにより発電を行う。第２熱交換器１５４は、混合流体から熱エネルギを回収し水を温める。第１熱交換器１５０、発電機１５２、および、第２熱交換器１５４の具体的な構造は周知なのでその詳細な説明は繰返さない。
【００４０】
図３を参照しつつ、二酸化炭素回収部３４の構成について説明する。二酸化炭素回収部３４は、気液分離装置１６０と、第１炭酸ガスボンベ１７０と、第２炭酸ガスボンベ１７２と、第１炭酸ガスセンサ１７４と、第２炭酸ガスセンサ１７６と、第１炭酸ガス弁１７８と、第２炭酸ガス弁１８０とを有する。気液分離装置１６０は、混合流体から炭酸ガスを分離する。第１炭酸ガスボンベ１７０と第２炭酸ガスボンベ１７２とは、気液分離装置１６０が混合流体から分離した炭酸ガスを蓄える。第１炭酸ガスセンサ１７４は、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧を検出する。第２炭酸ガスセンサ１７６は、第２炭酸ガスボンベ１７２内部の気圧を検出する。第１炭酸ガス弁１７８は、第１炭酸ガスセンサ１７４が検出した第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧に基づいて、気液分離装置１６０から第１炭酸ガスボンベ１７０へ至る流路を開いたり閉じたりする。具体的には、第１炭酸ガス弁１７８は、第１炭酸ガスセンサ１７４が検出した第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の値未満のとき、気液分離装置１６０から第１炭酸ガスボンベ１７０へ至る流路を開いた状態とする。第１炭酸ガス弁１７８は、第１炭酸ガスセンサ１７４が検出した第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の値以上のとき、気液分離装置１６０から第１炭酸ガスボンベ１７０へ至る流路を閉じた状態とする。第２炭酸ガス弁１８０も、第１炭酸ガス弁１７８と同様に、第２炭酸ガスセンサ１７６が検出した第２炭酸ガスボンベ１７２内部の気圧に基づいて、気液分離装置１６０から第２炭酸ガスボンベ１７２へ至る流路を開いたり閉じたりする。
【００４１】
図４を参照しつつ、本実施形態にかかる排出部３６の構成について説明する。本実施形態にかかる排出部３６は、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２と、排水タンク１９４と、第１分岐弁２００と、第２分岐弁２０２と、第１前段排水弁２０４と、第２前段排水弁２０６と、第１後段排水弁２０８と、第２後段排水弁２１０と、圧送タンク２２０と、排水用空気供給路２２２と、排水用空気路弁２２４と、駆動流体ポンプ２２６と、第１駆動弁２２８と、第２駆動弁２３０と、追圧ポンプ２３２と、三方弁２３４と、第１圧力制御弁２３６と、第２圧力制御弁２３８と、排水用フィルタ部２４０とを有する。
【００４２】
第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とは、二酸化炭素回収部３４から供給された混合流体を排水タンク１９４へ交互に送る。第１回収シリンダポンプ１９０の構造と第２回収シリンダポンプ１９２の構造とは、第１吐出シリンダポンプ７２、第２吐出シリンダポンプ７４、および、第３吐出シリンダポンプ７６の構造と同一である。排水タンク１９４は、第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とが送った混合流体を蓄える。
【００４３】
第１分岐弁２００は、二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０に至る流路を開いたり閉じたりする。第２分岐弁２０２は、二酸化炭素回収部３４から第２回収シリンダポンプ１９２へ至る流路を開いたり閉じたりする。第１分岐弁２００と第２分岐弁２０２とが動作することにより、混合流体は第１回収シリンダポンプ１９０へ流れたり第２回収シリンダポンプ１９２へ流れたりする。
【００４４】
第１前段排水弁２０４は、第１回収シリンダポンプ１９０から排水タンク１９４に至る流路を開いたり閉じたりする。第２前段排水弁２０６は、第２回収シリンダポンプ１９２から排水タンク１９４へ至る流路を開いたり閉じたりする。第１後段排水弁２０８は、第１前段排水弁２０４と同様の機能を有する。第２後段排水弁２１０は、第２前段排水弁２０６と同様の機能を有する。第１回収シリンダポンプ１９０から排水タンク１９４に至る流路に第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８とが設けられている。第２回収シリンダポンプ１９２から排水タンク１９４へ至る流路に第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とが設けられている。これは、第１回収シリンダポンプ１９０から排水タンク１９４に至る流路内の圧力および第２回収シリンダポンプ１９２から排水タンク１９４へ至る流路内の圧力を段階的に下げるためである。圧力を段階的に下げるのは、そうしなければ混合流体が排水タンク１９４に排出される際、混合流体に溶存している二酸化炭素が排出時に気化して噴出するためである。
【００４５】
圧送タンク２２０は、第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とに駆動流体を供給する。本実施形態における駆動流体は水である。排水用空気供給路２２２は、図示しないコンプレッサから圧送タンク２２０へ高圧空気を供給するための流路である。圧送タンク２２０へ高圧空気が供給されることにより、圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とへ水が押出されることとなる。排水用空気路弁２２４は、排水用空気供給路２２２を開いたり閉じたりする。駆動流体ポンプ２２６は、圧送タンク２２０へ水を供給する。
【００４６】
第１駆動弁２２８は、圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０へ至る流路を開いたり閉じたりする。第２駆動弁２３０は、圧送タンク２２０から第２回収シリンダポンプ１９２へ至る流路を開いたり閉じたりする。
【００４７】
追圧ポンプ２３２は、二酸化炭素回収部３４から流入する混合流体の圧力を支えるための駆動流体を第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とに供給する。三方弁２３４は、追圧ポンプ２３２が吐出した充填水を第１回収シリンダポンプ１９０または第２回収シリンダポンプ１９２に誘導する。
【００４８】
第１圧力制御弁２３６は、追圧ポンプ２３２および第１回収シリンダポンプ１９０から水供給部２０の純水タンク５２へ至る流路の圧力が所定の値を超えたとき開く。この値は、二酸化炭素回収部３４から流入する混合流体の圧力値より低く、圧送タンク２２０から押出される駆動流体の圧力値より高い。これにより、追圧ポンプ２３２または第１回収シリンダポンプ１９０から純水タンク５２へ充填水が流れる。第２圧力制御弁２３８は、追圧ポンプ２３２および第２回収シリンダポンプ１９２から純水タンク５２へ至る流路の圧力が所定の値を超えたとき開く。この値も、二酸化炭素回収部３４から流入する混合流体の圧力値より低く、圧送タンク２２０から押出される駆動流体の圧力値より高い。これにより、追圧ポンプ２３２または第２回収シリンダポンプ１９２から純水タンク５２へ充填水が流れる。排水用フィルタ部２４０は、第１圧力制御弁２３６を通過した充填水および第２圧力制御弁２３８を通過した充填水から不純物を漉し取る。
【００４９】
〈シリンダポンプの説明〉
本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２とは、いずれも、同一構造である。図５は、これらのシリンダポンプの断面図である。図５を参照しつつ、本実施形態にかかるシリンダポンプについて説明する。
【００５０】
本実施形態にかかるシリンダポンプは、シリンダ２５０と、プランジャ２５２と、取付管２５４と、駆動流体管２５６と、混合流体管２５８とを備える。シリンダ２５０は、混合流体と駆動流体とを収容する。プランジャ２５２は、シリンダ２５０の中を駆動流体室２７０と混合流体室２７２とに区切る。駆動流体室２７０は駆動流体が出入りする空間である。混合流体室２７２は混合流体が出入りする空間である。プランジャ２５２は、シリンダ２５０内をその内面に沿って滑りながら移動することができる。取付管２５４は、プランジャ２５２に接続される。これにより、取付管２５４は、プランジャ２５２と共に移動することとなる。駆動流体管２５６は駆動流体室２７０と連通する。充填水は駆動流体管２５６を通過して駆動流体室２７０に流入したり駆動流体室２７０から流出したりする。混合流体は混合流体管２５８を通過して混合流体室２７２に流入したり混合流体室２７２から流出したりする。
【００５１】
シリンダ２５０は、チューブ２８０と、プラグ２８２と、シリンダ密封リング２８４とを有する。本実施形態にかかるチューブ２８０は断面が円形の部材である。このチューブ２８０は底部２９０と口部２９２とを有する。底部２９０には混合流体路２９４が設けられている。上述した混合流体管２５８は混合流体路２９４を介して混合流体室２７２と連通する。つまり、混合流体路２９４から混合流体が出入りする。プラグ２８２は、チューブ２８０の口部２９２の奥に挿入される。プラグ２８２の中心には管スライド孔３００が設けられている。取付管２５４はその管スライド孔３００を貫通する。その管スライド孔３００には図示しないシールが形成されている。そのシールがあるので、管スライド孔３００の内周面と取付管２５４の外周面との隙間からの漏液が押さえられている。また、プラグ２８２には、駆動流体路３０２も設けられている。上述した駆動流体管２５６は駆動流体路３０２を介して駆動流体室２７０と連通する。つまり、駆動流体路３０２から駆動流体が出入りする。シリンダ密封リング２８４は環状の部材である。取付管２５４と駆動流体管２５６とはその中を貫通する。シリンダ密封リング２８４の外周面にはおねじが形成されている。チューブ２８０の口部２９２の内周面にはめねじが形成されている。プラグ２８２が収容されている状態でシリンダ密封リング２８４のおねじをチューブ２８０の口部２９２の内周面のめねじにねじ込むことにより、シリンダ密封リング２８４はチューブ２８０に取付けられる。このような構造となっているので、取付管２５４はシリンダ２５０を貫通することとなる。
【００５２】
なお、取付管２５４にはしるし３１０が取付けられている。また、シリンダ密封リング２８４にはブラケット３２０が取付けられている。ブラケット３２０のうち２箇所に第１近接センサ３３０と第２近接センサ３３２とが取付けられている。第１近接センサ３３０と第２近接センサ３３２とが取付管２５４のしるし３１０を検知することにより、シリンダ２５０内部におけるプランジャ２５２の位置を検知することができる。
【００５３】
なお、本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２とは、いずれも、混合流体が含む燃料の沈殿を防止するため、図示しないマグネチックスターラを有している。また、本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２とは、いずれも、駆動流体室２７０内部の圧力を検知する図示しない圧力トランスミッタと、混合流体室２７２内部の圧力を検知する図示しない圧力トランスミッタとを有する。
【００５４】
〈動作の説明〉
［混合流体吐出部の動作の説明］
次に、図１、図２、図３、図４を参照しつつ、上記のように構成したエネルギ回収装置を用いて酸化熱を回収する方法につき説明する。なお、上記のように構成したエネルギ回収装置は制御を必要とする。その制御は手動によるものであってもシーケンサなどによる自動制御であっても手動制御と自動制御とを併用してもよい。以下の説明では、図示しないシーケンサによる自動制御と作業者による手動制御とを併用する場合につき説明する。
【００５５】
まず、準備作業を行う。作業者が、第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とに燃料と溶媒として水とを投入する。燃料は、ブレンダミル３８によって予め粉砕されている。この時、第１供給側逆流防止弁８２、第２供給側逆流防止弁８４、第３供給側逆流防止弁８６、第１吐出側逆流防止弁８８、第２吐出側逆流防止弁９０、第３吐出側逆流防止弁９２、第２戻弁９６、第３戻弁９８、第１吐出弁１２４、および、第２吐出弁１２６は閉じている。第１戻弁９４は開いている。燃料と水とが投入されると、作業者は、上述したシーケンサを起動する。シーケンサは、第１空気路弁１３４と第２空気路弁１３６とをこれらが開くよう制御する。これにより、図示しないコンプレッサから第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とへ高圧空気が流入し始める。
【００５６】
高圧空気が流入し始めると、シーケンサは、圧送ポンプ７８をこれが起動するよう制御する。圧送ポンプ７８が起動したら、シーケンサは、第１圧送弁１００をこれが開くよう制御する。第１圧送弁１００が開くと、第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に駆動流体すなわち水が流入し始める。第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に駆動流体が流入すると、第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づく。プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。上述したように、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する時、第１戻弁９４は開いている。第１戻弁９４が開いたまま駆動流体室２７０に充填水が流入し続けることにより、駆動流体室２７０のエア抜きが行われる。駆動流体の流入開始後、所定の時間（エア抜きが十分完了するような、予め定められた時間）が経過すると、シーケンサは、第１圧送弁１００と第１戻弁９４とをこれらが閉じるよう制御する。
【００５７】
第１圧送弁１００と第１戻弁９４とが閉じると、シーケンサは、第２圧送弁１０２をこれが開くよう制御する。第２圧送弁１０２が開くと、第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に充填水が流入し始める。第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に充填水が流入すると、第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づく。プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２戻弁９６をこれが開くよう制御する。第２戻弁９６が開いたまま駆動流体室２７０に充填水が流入し続けることにより、駆動流体室２７０のエア抜きが行われる。第２戻弁９６が開いた後、所定の時間（エア抜きが十分完了するような、予め定められた時間）が経過すると、シーケンサは、第２圧送弁１０２と第２戻弁９６とをこれらが閉じるよう制御する。
【００５８】
第２圧送弁１０２と第２戻弁９６とが閉じると、シーケンサは、第３圧送弁１０４をこれが開くよう制御する。第３圧送弁１０４が開くと、第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に充填水が流入し始める。第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に充填水が流入すると、第３吐出シリンダポンプ７６のプランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づく。プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第３戻弁９８をこれが開くよう制御する。第３戻弁９８が開いたまま駆動流体室２７０に充填水が流入し続けることにより、駆動流体室２７０のエア抜きが行われる。第３戻弁１１２が開いた後、所定の時間（エア抜きが十分完了するような、予め定められた時間）が経過すると、シーケンサは、第３圧送弁１０４と第３戻弁９８とをこれらが閉じるよう制御する。これにより、準備作業が終了する。
【００５９】
次に、シーケンサは、第１供給側逆流防止弁８２と第１吐出弁１２４とをこれらが開くよう制御する。第１供給側逆流防止弁８２と第１吐出弁１２４とが開くと、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体は、第１高圧空気供給路１３０を通じて供給される空気の圧力により第１蓄積タンク１２０から押出される。押出された混合流体は、第１吐出シリンダポンプ７２の混合流体室２７２に流入する。混合流体室２７２に混合流体が流入することに伴い、第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２がチューブ２８０の口部２９２へ近づく。プランジャ２５２が口部２９２へ近づくと、第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知する。第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第１供給側逆流防止弁８２をこれが閉じるよう制御する。
【００６０】
その後、シーケンサは、第２供給側逆流防止弁８４をこれが開くよう制御する。第２供給側逆流防止弁８４が開くと、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体は、第２吐出シリンダポンプ７４の混合流体室２７２に流入する。混合流体室２７２に混合流体が流入することに伴い、第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２がチューブ２８０の口部２９２へ近づく。プランジャ２５２が口部２９２へ近づくと、第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知する。第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２供給側逆流防止弁８４をこれが閉じるよう制御する。
【００６１】
その後、シーケンサは、第３供給側逆流防止弁８６をこれが開くよう制御する。第３供給側逆流防止弁８６が開くと、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体は、第３吐出シリンダポンプ７６の混合流体室２７２に流入する。混合流体室２７２に混合流体が流入することに伴い、第３吐出シリンダポンプ７６のプランジャ２５２がチューブ２８０の口部２９２へ近づく。プランジャ２５２が口部２９２へ近づくと、第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知する。第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第３供給側逆流防止弁８６をこれが閉じるよう制御する。以上のようにして、第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６に混合流体が順次充填される。
【００６２】
第２吐出シリンダポンプ７４または第３吐出シリンダポンプ７６に混合流体が充填され、第１供給側逆流防止弁８２が閉じると、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが起動するよう制御する。また、シーケンサは、第１追圧弁１０６をこれが開くよう制御する。第１追圧弁１０６が開くことにより、追圧ポンプ８０が供給した駆動流体が第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、第１追圧弁１０６をこれが閉じるよう制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが停止するよう制御する。
【００６３】
第１供給側逆流防止弁８２が閉じた後、第２供給側逆流防止弁８４が閉じると、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが再起動するよう制御する。また、シーケンサは、第２追圧弁１０８をこれが開くよう制御する。第２追圧弁１０８が開くことにより、追圧ポンプ８０が供給した駆動流体が第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、第２追圧弁１０８をこれが閉じるよう制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが停止するよう制御する。
【００６４】
第２供給側逆流防止弁８４が閉じた後、第３供給側逆流防止弁８６が閉じると、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが再起動するよう制御する。また、シーケンサは、第３追圧弁１１０をこれが開くよう制御する。第３追圧弁１１０が開くことにより、追圧ポンプ８０が供給した駆動流体が第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、第３追圧弁１１０をこれが閉じるよう制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが停止するよう制御する。
【００６５】
第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になり、かつ、第１追圧弁１０６が閉じると、シーケンサは、圧送ポンプ７８をこれが起動するよう制御する。また、シーケンサは、第１吐出側逆流防止弁８８と第１圧送弁１００とをこれらが開くよう制御する。圧送ポンプ７８が起動すると、第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に充填水が流入する。第１吐出側逆流防止弁８８が開き、かつ、駆動流体室２７０に駆動流体が流入するので、第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動する。プランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動すると、混合流体は加熱部２４へ吐出される。
【００６６】
第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２が底部２９０に近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２吐出側逆流防止弁９０と第２圧送弁１０２とをこれらが開くよう制御する。これにより、第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に駆動流体が流入する。第２吐出側逆流防止弁９０が開き、かつ、駆動流体室２７０に駆動流体が流入するので、第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動する。プランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動すると、第１吐出シリンダポンプ７２に続いて第２吐出シリンダポンプ７４による混合流体の吐出が開始される。第２吐出側逆流防止弁９０と第２圧送弁１０２とが開くと、シーケンサは、第１吐出側逆流防止弁８８と第１圧送弁１００とをこれらが閉じるように制御する。
【００６７】
第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２が底部２９０に近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第３吐出側逆流防止弁９２と第３圧送弁１０４とをこれらが開くよう制御する。これにより、第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に駆動流体が流入する。第３吐出側逆流防止弁９２が開き、かつ、駆動流体室２７０に駆動流体が流入するので、第３吐出シリンダポンプ７６のプランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動する。プランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動すると、第２吐出シリンダポンプ７４に続いて第３吐出シリンダポンプ７６による混合流体の吐出が開始される。第３吐出側逆流防止弁９２と第３圧送弁１０４が開くと、シーケンサは、第２吐出側逆流防止弁９０と第２圧送弁１０２とをこれらが閉じるように制御する。
【００６８】
こうして第１蓄積タンク１２０から混合流体を供給した結果として第１蓄積タンク１２０内の混合流体の量が所定の量未満になったことを第１レベルセンサ１２７が検出すると、第１レベルセンサ１２７は、シーケンサに信号を送信する。シーケンサは、その信号を受信すると、第１吐出弁１２４と第１空気路弁１３４とが閉じ、第２吐出弁１２６と第２空気路弁１３６とが開くように、これらを制御する。これにより、第１蓄積タンク１２０からの混合流体の供給が停止し、第２蓄積タンク１２２からの混合流体の供給が開始される。また、シーケンサは、第１蓄積タンク１２０内の混合流体の量が所定の量未満になったことを示す図示しないランプを点灯する。これを見た作業者は、第１蓄積タンク１２０の図示しない蓋を開き、ブレンダミル３８で粉砕した燃料と水とを補充する。
【００６９】
第１吐出シリンダポンプ７２からの混合流体の送出が完了したことで第１吐出側逆流防止弁８８と第１圧送弁１００とが閉じ、かつ、第３吐出シリンダポンプ７６への混合流体の充填が完了したことで第３供給側逆流防止弁８６が閉じると、シーケンサは、第１供給側逆流防止弁８２をこれが再度開くよう制御する。これにより混合流体が第１吐出シリンダポンプ７２の混合流体室２７２に流入する。以後、上述した制御が繰返されることにより、混合流体吐出部２２から加熱部２４へ連続して混合流体が吐出される。
【００７０】
［加熱部による混合流体に対する処理の説明］
混合流体吐出部２２から吐出された混合流体は、加熱部２４へ流入する。加熱部２４にて、混合流体は加熱される。加熱されることにより、混合流体の温度は５２３ケルビン（摂氏約２５０度）に上昇する。上述した説明から明らかな通り、混合流体にかかる圧力は、２５メガパスカルである。このとき、上述した燃料に対する水の溶解度が大幅に上昇する。その結果、混合流体中の燃料が水に溶ける。燃料が水に溶けた状態で、混合流体は酸化部３０へ流出する。
【００７１】
［酸化部による混合流体に対する処理の説明］
加熱部２４から流出した混合流体は、酸化部３０へ流入する。酸化部３０に流入した混合流体に対し、酸素添加部２６によって酸素が添加される。酸素が添加された混合流体において、燃料が酸化する現象が生じる。酸化した混合流体の温度は６７３ケルビン（摂氏約４００度）に上昇し超臨界状態となる。燃料が酸化することで、燃料は炭酸ガスと灰分と水とに変化する。また、酸化反応温度を抑えるため水添加部２８がある。酸化部３０の温度が所定の温度を上回る場合には溶媒添加部２５８が混合流体に対し溶媒（この場合は水）を添加する。なお、酸化反応温度が低すぎる場合には酸化部３０のヒータによって混合流体を加熱する。燃料が酸化した混合流体は、エネルギ回収部３２に流出する。
【００７２】
［エネルギ回収部における熱回収処理の説明］
酸化部３０から流出した混合流体は、エネルギ回収部３２へ流入する。エネルギ回収部３２では、第１熱交換器１５０が混合流体から熱エネルギを回収する。第１熱交換器１５０が回収した熱エネルギによって発電機１５２が発電する。また、第２熱交換器１５４は、混合流体から回収した熱エネルギによって水を温める。第１熱交換器１５０と第２熱交換器１５４とによって熱エネルギが回収された混合流体は、二酸化炭素回収部３４に流出する。
【００７３】
［二酸化炭素回収部における炭酸ガス回収処理の説明］
エネルギ回収部３２から流出した混合流体は、二酸化炭素回収部３４へ流入する。二酸化炭素回収部３４の気液分離装置１６０は、混合流体から炭酸ガスを分離する。この時、第１炭酸ガス弁１７８が開いており、第２炭酸ガス弁１８０が閉じていることとする。これにより、分離された炭酸ガスは、第１炭酸ガスボンベ１７０に流入する。炭酸ガスが回収された混合流体は、排水部３６に流出する。
【００７４】
その後、第１炭酸ガスボンベ１７０に炭酸ガスが蓄えられるにつれ、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が次第に高くなる。第１炭酸ガスセンサ１７４は、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを検出する。第１炭酸ガスセンサ１７４は、シーケンサに対し、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを示す信号を送信する。その信号を受信したシーケンサは、第１炭酸ガス弁１７８が閉じ、第２炭酸ガス弁１８０が開くよう、これらを制御する。これにより、分離された炭酸ガスは、第２炭酸ガスボンベ１７２に流入する。また、シーケンサは、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを示す図示しないランプを点灯する。これを見た作業者は、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを示す図示しないランプを点灯する。これを見た作業者は、第１炭酸ガスボンベ１７０を新たなガスボンベに交換する。以降、同様にして、炭酸ガスの回収を継続する。
【００７５】
［排出部の動作の説明］
まず、稼動する当初において、シーケンサは、駆動流体ポンプ２２６を稼動させ、排水用空気供給路２２２を介して圧送タンク２２０へ空気を供給し、かつ、第１駆動弁２２８を開くようこれを制御することにより、圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０の駆動流体室２７０内へ駆動流体を供給する。駆動流体が駆動流体室２７０内に充満し、かつ、第１回収シリンダポンプ１９０の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する（すなわち、プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０に近付く）と、シーケンサは、第１駆動弁２２８を閉じるようこれを制御する。これにより、圧送タンク２２０から駆動流体室２７０内への充填水の供給は停止する。続いて、シーケンサは、追圧ポンプ２３２から第１回収シリンダポンプ１９０の駆動流体室２７０までが通じるように三方弁２３４を制御する。追圧ポンプ２３２から駆動流体室２７０までが通じると、シーケンサは、追圧ポンプ２３２が起動するようこれを制御する。追圧ポンプ２３２が起動することで、追圧ポンプ２３２から駆動流体室２７０へ駆動流体が流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、追圧ポンプ２３２から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０までが通じるように三方弁２３４を制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ２３２をこれが停止するよう制御する。
【００７６】
続いて、シーケンサは、第２駆動弁２３０を開くようこれを制御することにより、圧送タンク２２０から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０内へ駆動流体を供給する。駆動流体が駆動流体室２７０内に充満し、かつ、第２回収シリンダポンプ１９２の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２駆動弁２３０を閉じるようこれを制御する。続いて、シーケンサは、追圧ポンプ２３２が起動するようこれを制御する。追圧ポンプ２３２が起動することで、追圧ポンプ２３２から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０へ駆動流体が流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、追圧ポンプ２３２をこれが停止するよう制御する。これにより、排水部３６が動作するための準備が完了する。
【００７７】
その後、シーケンサは、第１分岐弁２００が開き、第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８と第２分岐弁２０２と第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とが閉じるようこれらを制御する。これにより、二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが通じる。二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが通じると、二酸化炭素回収部３４から混合流体が流入する。混合流体の圧力は駆動流体室２７０内の圧力に比べると高い。これにより第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２内に混合流体が充填され、プランジャ２５２が移動する。駆動流体室２７０内の駆動流体は、第１圧力制御弁２３６と排水用フィルタ部２４０とを経て純水タンク５２に排出される。この時には第１圧力制御弁２３６において圧力差が生じるので、駆動流体が純水タンク５２内に排出されても、加熱部２４から二酸化炭素回収部３４までの混合流体の圧力が急激に低下することはない。混合流体室２７２内が満杯または満杯近くになったことで第１回収シリンダポンプ１９０の第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第１分岐弁２００が閉じるようこれを制御する。
【００７８】
第１分岐弁２００が閉じると、シーケンサは、第２分岐弁２０２が開くようこれを制御する。これにより、二酸化炭素回収部３４から第２回収シリンダポンプ１９２の混合流体室２７２までが通じる。二酸化炭素回収部３４から第２回収シリンダポンプ１９２の混合流体室２７２までが通じると、二酸化炭素回収部３４から混合流体が流入する。混合流体室２７２内が満杯または満杯近くになったことで第２回収シリンダポンプ１９２の第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２分岐弁２０２が閉じるようこれを制御する。
【００７９】
第１分岐弁２００が閉じた直後に、シーケンサは、第１駆動弁２２８と第１前段排水弁２０４とを開くようこれらを制御する。次に第１前段排水弁２０４を閉にし第１後段排出弁２０８を開にする。第１前段排水弁２０４と第１後段排出弁２０８との開閉動作を繰り返し行うことで第１回収シリンダポンプ１９０内の圧力が順次低下し、ガスの一気排出を防止する。圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０の駆動流体室２７０内へ駆動流体が流入する。駆動流体室２７０へ駆動流体が供給されると、その駆動流体の圧力がプランジャ２５２に働く。圧力がプランジャ２５２にかかるので、プランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動く。プランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動くので、混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される。混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される間、混合流体室２７２の中の混合流体は、マグネチックスターラによって攪拌される。これにより、混合流体室２７２の中で混合流体中の灰分が沈殿することは回避される。その後、第１回収シリンダポンプ１９０の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第１駆動弁２２８と第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８とを閉じるようこれらを制御する。
【００８０】
第１駆動弁２２８と第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８と第２分岐弁２０２とが閉じると、シーケンサは、第２駆動弁２３０と第２前段排水弁２０６とを開くようこれらを制御する。次に第２前段排水弁２０６を閉にし第２後段排出弁２１０を開にする。第２前段排水弁２０６と第２後段排出弁２１０との開閉動作を繰り返し行うことで第２回収シリンダポンプ１９２内の圧力が順次低下し、ガスの一気排出を防止する。圧送タンク２２０から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０内へ駆動流体が流入する。駆動流体室２７０へ駆動流体が流入すると、その駆動流体の圧力がプランジャ２５２に働く。圧力がプランジャ２５２に働くと、そのプランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動く。プランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動くので、混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される。混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される間、混合流体室２７２の中の混合流体は、マグネチックスターラによって攪拌される。その後、第２回収シリンダポンプ１９２の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２駆動弁２３０と第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とを閉じるようこれらを制御する。
【００８１】
第２駆動弁２３０と第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とが開くと、シーケンサは、第１分岐弁２００を開き第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８とを閉じるようこれらを制御する。これにより、二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが再度通じる。二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが通じると、二酸化炭素回収部３４から混合流体が流入する。以降、上述した制御を繰返すことにより、第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とから混合流体が順次排出される。
【００８２】
〈効果の説明〉
以上のようにして、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、混合流体の含水率に影響を受けることなくその混合流体から熱エネルギを回収することができる。また、本実施形態かかるエネルギ回収装置によれば、混合流体吐出部２２が連続して混合流体を吐出するので、熱エネルギの回収を連続して実施することができる。
【００８３】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、混合流体吐出部２２が、第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６と供給装置７０とを有するので、粒状の燃料を含む混合流体を連続して吐出できる。混合流体吐出部２２が粒状の燃料を含む混合流体を連続して吐出できるので、可溶化圧力以上の圧力を受け可溶化温度以上の温度である混合流体から熱エネルギを回収するための一連の処理を順次実施することが可能となる。その途中、エネルギ回収装置内で混合流体の温度および圧力をいったん下降させてから再び上昇させる必要がない。これにより、温度および圧力の上昇と下降とのために消費されるはずのエネルギを消費せずに済む。エネルギを消費せずに済むので、その分、実質的により多くのエネルギを回収することができる。その結果、粒状の燃料を効率よく酸化させることができその燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができる。
【００８４】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、気体供給機器１１８が気体を供給することにより混合流体を蓄積部１１６から押出す。これにより、シリンダの往復によって混合流体を充填し押出す場合に比べ、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまでの時間を短縮することができる。その結果、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまで第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６に対し混合流体を供給できないことに起因する不調の発生を抑えることができる。
【００８５】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、蓄積部１１６が第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とを有している。これにより、第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とのうち一方から混合流体が押出されている間に他方へ混合流体を充填することができる。
【００８６】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、混合流体吐出部２２が、第１供給側逆流防止弁８２と、第２供給側逆流防止弁８４と、第３供給側逆流防止弁８６と、第１吐出側逆流防止弁８８と、第２吐出側逆流防止弁９０と、第３吐出側逆流防止弁９２とを有する。これにより、混合流体の逆流が防止される。混合流体の逆流が防止されると、逆流が防止されない場合に比べ、混合流体の吐出が効率よく行われることとなる。混合流体の吐出が効率よく行われると、その分、燃料を効率よく酸化させることができる。
【００８７】
〈変形例の説明〉
上述したエネルギ回収装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述したエネルギ回収装置は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【００８８】
例えば、混合流体吐出部２２におけるシリンダポンプの数は上述したものに限定されない。その数は、混合流体の送出速度に基づいて適宜設定されるものである。ただし、混合流体吐出部２２におけるシリンダポンプの数が複数であることが望ましい。混合流体吐出部２２が連続して混合流体を吐出できるためである。
【００８９】
また、混合流体吐出部２２は、第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６のような、駆動流体によって駆動されるタイプのシリンダポンプに代え、リンク機構によってピストンが駆動されるタイプのシリンダポンプを有してもよい。
【００９０】
また、混合流体吐出部２２は、シリンダポンプに代えて、供給装置７０と同様の構造により可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出する装置であってもよい。
【００９１】
また、加熱部２４は、混合流体吐出部２２または供給装置７０と同様の構造の、混合流体を連続して送出する装置を有していてもよい。これにより、混合流体吐出部２２に加えて加熱部２４でも混合流体を送出することとなるので、混合流体の処理速度を向上させることができる。
【００９２】
また、上述した駆動流体は水に限定されない。
【００９３】
また、上述した蓄積部１１６は、第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とに代えて、混合流体が入った使い捨てタンクを有していてもよい。
【００９４】
また、上述したエネルギ回収部３２は、第１熱交換器１５０に代えてスターリングエンジンを有してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
２０…水供給部、
２２…混合流体吐出部、
２４…加熱部、
２６…酸素添加部、
２８…溶媒添加部、
３０…酸化部、
３２…エネルギ回収部、
３４…二酸化炭素回収部、
３６…排出部、
３８…ブレンダミル、
５０…純水装置、
５２…純水タンク、
５４…第１フィルタ部、
５６…第２フィルタ部、
７０…供給装置、
７２…第１吐出シリンダポンプ、
７４…第２吐出シリンダポンプ、
７６…第３吐出シリンダポンプ、
７８…圧送ポンプ、
８０，２３２…追圧ポンプ、
８２…第１供給側逆流防止弁、
８４…第２供給側逆流防止弁、
８６…第３供給側逆流防止弁、
８８…第１吐出側逆流防止弁、
９０…第２吐出側逆流防止弁、
９２…第３吐出側逆流防止弁、
９４…第１戻弁、
９６…第２戻弁、
９８…第３戻弁、
１００…第１圧送弁、
１０２…第２圧送弁、
１０４…第３圧送弁、
１０６…第１追圧弁、
１０８…第２追圧弁、
１１０…第３追圧弁、
１１６…蓄積部、
１１８…気体供給機器、
１２０…第１蓄積タンク、
１２２…第２蓄積タンク、
１２４…第１吐出弁、
１２６…第２吐出弁、
１２７…第１レベルセンサ、
１２９…第２レベルセンサ、
１３０…第１高圧空気供給路、
１３２…第２高圧空気供給路、
１３４…第１空気路弁、
１３６…第２空気路弁、
１５０…第１熱交換器、
１５２…発電機、
１５４…第２熱交換器、
１６０…気液分離装置、
１７０…第１炭酸ガスボンベ、
１７２…第２炭酸ガスボンベ、
１７４…第１炭酸ガスセンサ、
１７６…第２炭酸ガスセンサ、
１７８…第１炭酸ガス弁、
１８０…第２炭酸ガス弁、
１９０…第１回収シリンダポンプ、
１９２…第２回収シリンダポンプ、
１９４…排水タンク、
２００…第１分岐弁、
２０２…第２分岐弁、
２０４…第１前段排水弁、
２０６…第２前段排水弁、
２０８…第１後段排水弁、
２１０…第２後段排水弁、
２２０…圧送タンク、
２２２…排水用空気供給路、
２２４…排水用空気路弁、
２２６…駆動流体ポンプ、
２２８…第１駆動弁、
２３０…第２駆動弁、
２３４…三方弁、
２３６…第１圧力制御弁、
２３８…第２圧力制御弁、
２４０…排水用フィルタ部、
２５０…シリンダ、
２５２…プランジャ、
２５４…取付管、
２５６…駆動流体管、
２５８…混合流体管、
２７０…駆動流体室、
２７２…混合流体室、
２８０…チューブ、
２８２…プラグ、
２８４…シリンダ密封リング、
２９０…底部、
２９２…口部、
２９４…混合流体路、
３００…管スライド孔、
３０２…駆動流体路、
３１０…しるし、
３２０…ブラケット、
３３０…第１近接センサ、
３３２…第２近接センサ、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ回収装置に関し、特に、燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができるエネルギ回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、燃焼ボイラー装置を開示する。この燃焼ボイラー装置は、超臨界水（supercritical water）中における酸化反応を応用し、超臨界水を主成分とする高温・高圧燃焼流体を発生させるものである。この燃焼ボイラー装置は、少なくともバイオマスを包含しておりかつ高含水率の有機物を燃料とする。特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置によれば、次に述べる効果が得られる。第１の効果は、形状形態を選ばずに含水率９０％程度までのあらゆる種類のバイオマスを燃料として高温・高圧の燃焼ガスを連続的に生成することができるという効果である。第２の効果は、発電用のタービンを駆動することができるという効果である。第３の効果は、装置構成を簡素化できるという効果である。第４の効果は、廃熱の回収と有効利用とができるという効果である。特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置によれば、これらの効果が得られることにより、分散型パワープラント用としての経済性を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置には、バイオマスから実質的に回収できるエネルギ量について改善の余地がある。すなわち、特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置はいわゆるバッチ処理によってバイオマスを酸化させその際に生じた酸化熱からエネルギを回収する。バッチ処理の場合、所定のロットのバイオマスごとにそのバイオマスを酸化させる。このため、処理効率は高くならない。この問題を解決するため、特許文献１に開示された燃焼ボイラー装置は複数の反応器を有しそれらが順次バッチ処理を行っている。順次バッチ処理を行うことで、複数の反応器のいずれかからエネルギが回収できるようになっている。複数の反応器のいずれかからエネルギが回収することで、エネルギの回収効率を向上させている。複数の反応器を設けてそれらが順次バッチ処理を行うと、各反応器において、バイオマスの充填、昇圧、加熱、熱回収、および、廃棄物の排出が繰返される。その間、各反応器において、温度が上昇したり低下したりする。温度が上昇したり低下したりすることで、回収できるはずのエネルギが回収できなくなる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができるエネルギ回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図面を参照し本発明のエネルギ回収装置を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、エネルギ回収装置は、燃料と溶媒とを含む混合流体に酸素を添加して燃料を酸化させる。このエネルギ回収装置は、燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを回収する。このエネルギ回収装置は、混合流体吐出部２２と、加熱部２４と、酸素添加部２６と、エネルギ回収部３２とを備える。混合流体吐出部２２は、可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出する。可溶化圧力とは、溶媒に燃料が溶解可能な圧力でありかつ溶媒に燃料が溶けている混合流体に酸素が添加されると燃料が酸化し得る圧力のことである。加熱部２４は、混合流体を、順次、可溶化温度以上の温度に加熱する。可溶化温度とは、可溶化圧力以上の圧力がかかった溶媒に燃料が溶解し始める温度のことである。酸素添加部２６は混合流体へ酸素を連続して添加する。エネルギ回収部３２は、酸素が添加され燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを順次回収する。
【０００８】
混合流体吐出部２２が可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出することにより、加熱部２４による加熱、酸素添加部２６による酸素添加、および、エネルギ回収部３２による熱エネルギ回収という、超臨界状態の溶媒中で燃料を酸化させ熱エネルギを回収するための一連の処理を順次実施することが可能となる。その途中、エネルギ回収装置内で混合流体の温度および圧力をいったん下降させてから再び上昇させる必要がない。混合流体の温度および圧力をいったん下降させてから再び上昇させる必要がなくなるので、温度および圧力の上昇と下降とのために消費されるはずのエネルギを消費せずに済む。エネルギを消費せずに済むので、その分、実質的により多くのエネルギを回収することができる。その結果、燃料を効率よく酸化させることができその燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができる。
【０００９】
また、上述した混合流体吐出部２２が、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６と、供給装置７０とを有することが望ましい。シリンダポンプ７２，７４，７６は、混合流体を可溶化圧力以上の圧力で順次吐出する。供給装置７０は、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に対し、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６による混合流体の吐出流量以上の吐出流量で混合流体を供給する。
【００１０】
１台の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６は、粒状の燃料を含む混合流体であっても吐出できる。一方、１台の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６は、混合流体をいったん吐出し切ってしまうと再度混合流体が充填されるまで混合流体を吐出することができない。つまり吐出シリンダポンプ７２，７４，７６は吐出できる状態と吐出できない状態とを繰返す。供給装置７０が吐出シリンダポンプ７２，７４，７６による混合流体の吐出流量以上の吐出流量で複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に対して混合流体を供給することにより、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６のいずれかが混合流体を吐出している間に、他の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６のいずれかへ供給装置７０が混合流体を供給する。これにより、混合流体吐出部２２は、複数の吐出シリンダポンプ７２，７４，７６のいずれかが吐出できる状態を維持する。吐出できる状態を維持するので、混合流体吐出部２２は、粒状の燃料を含む混合流体を連続して吐出できる。その結果、粒状の燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができる。なお、言うまでもないことであるが、「吐出流量」とは、単位時間に吐出される流体の量を意味する。
【００１１】
もしくは、上述した供給装置７０が、混合流体を蓄える蓄積部１１６と、気体供給機器１１８とを有することが望ましい。気体供給機器１１８は、蓄積部１１６に蓄えられている混合流体へ気体を供給することにより混合流体を蓄積部１１６から吐出シリンダポンプ７２，７４，７６へ押出す。
【００１２】
気体供給機器１１８が気体を供給することにより混合流体を蓄積部１１６から押出し、蓄積部１１６から混合流体を押出した後にその気体を抜くと、シリンダの往復によって混合流体を充填し押出す場合に比べ、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまでの時間を短縮することができる。その結果、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまで吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に対し混合流体を供給できないことに起因する不調の発生を抑えることができる。
【００１３】
もしくは、上述した蓄積部１１６が複数の蓄積タンク１２０，１２２を有していることが望ましい。蓄積部１１６が複数の蓄積タンク１２０，１２２を有していることで、それらのいずれかから混合流体が押出されている間に他の蓄積タンクへ混合流体を充填することができる。その結果、蓄積タンク１２０，１２２に混合流体が入っていないことに起因する不調の発生を抑えることができる。
【００１４】
もしくは、上述した混合流体吐出部２２が、供給側逆流防止弁８２，８４，８６と、吐出側逆流防止弁８８，９０，９２とをさらに有することが望ましい。供給側逆流防止弁８２，８４，８６は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６から見て混合流体の供給側に設けられる。供給側逆流防止弁８２，８４，８６は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６に入ろうとする混合流体の逆流を防止する。吐出側逆流防止弁８８，９０，９２は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６から見て混合流体の吐出側に設けられる。吐出側逆流防止弁８８，９０，９２は、吐出シリンダポンプ７２，７４，７６が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００１５】
混合流体吐出部２２が、供給側逆流防止弁８２，８４，８６と、吐出側逆流防止弁８８，９０，９２とをさらに有することにより、混合流体の逆流が防止される。混合流体の逆流が防止されると、逆流が防止されない場合に比べ、混合流体の吐出が効率よく行われることとなる。混合流体の吐出が効率よく行われると、その分、燃料を効率よく酸化させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態にかかるエネルギ回収装置全体の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる水供給部と混合流体吐出部との構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる加熱部と酸素添加部と溶媒添加部と酸化部とエネルギ回収部と二酸化炭素回収部との構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる排出部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかるシリンダポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１９】
〈構成の説明〉
図１を参照しつつ、本実施形態にかかるエネルギ回収装置の構成を説明する。本実施形態にかかるエネルギ回収装置は、水供給部２０と、混合流体吐出部２２と、加熱部２４と、酸素添加部２６と、溶媒添加部２８と、酸化部３０と、エネルギ回収部３２と、二酸化炭素回収部３４と、排出部３６と、ブレンダミル３８とを備える。
【００２０】
水供給部２０は、混合流体吐出部２２と溶媒添加部２８とへ水を供給する。混合流体吐出部２２は、加熱部２４へ混合流体を連続して吐出する。本実施形態における「混合流体」とは燃料と溶媒とを含む流体のことである。本実施形態の場合、溶媒として水が用いられる。本実施形態における燃料の例には、バイオマスと呼ばれる有機物がある。バイオマスの例には、ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物がある。ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物の例には、コーヒー滓、間伐材、木くず、木質ペレット、および、もみがらがある。もちろん、燃料はこれらに限定されない。本実施形態の場合、混合流体吐出部２２が吐出する混合流体の圧力は、２５メガパスカルである。これは、可溶化圧力以上の圧力で混合流体を吐出するために設定された圧力である。ちなみに、本実施形態における溶媒である水の臨界圧力は約２２メガパスカル（約２２０気圧）である。この圧力であれば、ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物が溶媒である水に溶解可能となる。また、この圧力であれば、そのような溶液に酸素が添加されると、ヘミセルロース、セルロース、および、リグニンのいずれかを含有する有機物は酸化し得る。加熱部２４は、図示しないヒータを有する。加熱部２４は、そのヒータにより、混合流体を順次加熱する。本実施形態の場合、加熱部２４の加熱により、混合流体の温度は５２３ケルビン（摂氏約２５０度）に上昇する。これは、可溶化温度以上の温度に混合流体を加熱するために設定された温度である。本実施形態における「可溶化温度」とは、可溶化圧力以上の圧力がかかった溶媒に燃料が溶解し始める温度である。その結果、混合流体中の燃料の少なくとも一部がその水分すなわち溶媒に溶解する。ちなみに、本実施形態において燃料中にセミセルロース、セルロース、リグニンが含まれている場合、それらは４７３ケルビン（摂氏約２００度）以上で溶媒（この場合は水）に溶け始める。酸素添加部２６は混合流体へ酸素を連続して添加する。本実施形態の場合、酸素添加部２６が添加する酸素の気圧は２５メガパスカルである。溶媒添加部２８は混合流体中の燃料の濃度を低下させるため（燃料の濃度を低下させるのは混合流体の温度が上昇し過ぎる事態を避けるため）必要に応じて混合流体へ溶媒を添加する。酸化部３０は、混合流体が温度上昇する間（温度上昇するのは、酸素が添加された混合流体において燃料が酸化するためである）、その混合流体を一時的に蓄える。酸化部３０において、混合流体の温度は６７３ケルビン（摂氏約４００度）に上昇する。その結果、混合流体は超臨界状態となる。ただし、混合流体が超臨界状態になることそのものは、混合流体中の燃料が酸化することの必要条件ではない。また、酸化部３０は、図示しないヒータを有する。酸化部３０は、そのヒータにより、混合流体を加熱することができる。エネルギ回収部３２は酸素が添加され燃料が酸化した混合流体から熱エネルギを順次回収する。この熱エネルギは、酸化部３０において混合流体が酸化したことにより回収可能となったものである。二酸化炭素回収部３４は、混合流体から二酸化炭素を回収する。この二酸化炭素は、超臨界状態の水中で燃料が酸化したことにより生成したものである。排出部３６は、二酸化炭素が回収された後の混合流体を排出する。ブレンダミル３８は、燃料を粉砕する。本実施形態の場合、ブレンダミル３８によって、燃料は幅０．１ｍｍ程度の微粉末になる。
【００２１】
図２を参照しつつ、水供給部２０の構成について説明する。水供給部２０は、純水装置５０と、純水タンク５２と、第１フィルタ部５４と、第２フィルタ部５６とを有する。純水装置５０は、水道水を受け入れてその水道水から不純物を取り除く装置である。純水タンク５２は、純水装置５０が吐出した水を蓄える。第１フィルタ部５４は、純水タンク５２から流出した水から不純物をさらに漉し取る。第２フィルタ部５６は、混合流体吐出部２２から戻ってきた水から不純物を漉し取る。
【００２２】
図２を参照しつつ、混合流体吐出部２２の構成について説明する。混合流体吐出部２２は、供給装置７０と、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、圧送ポンプ７８と、追圧ポンプ８０と、第１供給側逆流防止弁８２と、第２供給側逆流防止弁８４と、第３供給側逆流防止弁８６と、第１吐出側逆流防止弁８８と、第２吐出側逆流防止弁９０と、第３吐出側逆流防止弁９２と、第１戻弁９４と、第２戻弁９６と、第３戻弁９８と、第１圧送弁１００と、第２圧送弁１０２と、第３圧送弁１０４と、第１追圧弁１０６と、第２追圧弁１０８と、第３追圧弁１１０とを有する。
【００２３】
供給装置７０は、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とに対し混合流体を供給する。供給装置７０が混合流体を供給する吐出流量は、これらのシリンダポンプそれぞれによる混合流体の吐出流量以上である。
【００２４】
第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とは、混合流体を可溶化圧力以上の圧力で吐出する。これらは、同時に混合流体を吐出するのではない。これらは、混合流体を順次吐出する。つまり、ある時点では第１吐出シリンダポンプ７２が混合流体を吐出し、第２吐出シリンダポンプ７４と第３吐出シリンダポンプ７６とは混合流体を吐出しない。別の時点では、第２吐出シリンダポンプ７４が混合流体を吐出し、第３吐出シリンダポンプ７６と第１吐出シリンダポンプ７２とは混合流体を吐出しない。また別の時点では、第３吐出シリンダポンプ７６が混合流体を吐出し、第１吐出シリンダポンプ７２と第２吐出シリンダポンプ７４とは混合流体を吐出しない。本実施形態において、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とは、混合流体を２５メガパスカルで吐出する。本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とは、同一の構造である。これらの構造については後述する。
【００２５】
圧送ポンプ７８は、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６とへ、これらを駆動するための駆動流体を供給する。本実施形態の場合、圧送ポンプ７８は、純水タンク５２に蓄えられた水を駆動流体として供給する。
【００２６】
追圧ポンプ８０は、第１吐出シリンダポンプ７２、第２吐出シリンダポンプ７４、および、第３吐出シリンダポンプ７６へ、これらが上述した圧力で混合流体を吐出するための駆動流体を供給する。本実施形態の場合、追圧ポンプ８０も、純水タンク５２に蓄えられた水を駆動流体として供給する。
【００２７】
第１供給側逆流防止弁８２は、第１吐出シリンダポンプ７２から見て混合流体の供給側すなわち供給装置７０に連なる流路に設けられる。第１供給側逆流防止弁８２は、供給装置７０から第１吐出シリンダポンプ７２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第１供給側逆流防止弁８２は、第１吐出シリンダポンプ７２に入ろうとする混合流体の逆流を防止することとなる。
【００２８】
第２供給側逆流防止弁８４は、第２吐出シリンダポンプ７４から見て混合流体の供給側に設けられる。第２供給側逆流防止弁８４は、供給装置７０から第２吐出シリンダポンプ７４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第２供給側逆流防止弁８４は、第２吐出シリンダポンプ７４に入ろうとする混合流体の逆流を防止することとなる。
【００２９】
第３供給側逆流防止弁８６は、第３吐出シリンダポンプ７６から見て混合流体の供給側に設けられる。第３供給側逆流防止弁８６は、供給装置７０から第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第３供給側逆流防止弁８６は、第３吐出シリンダポンプ７６に入ろうとする混合流体の逆流を防止することとなる。
【００３０】
第１吐出側逆流防止弁８８は、第１吐出シリンダポンプ７２から見て混合流体の吐出側すなわち加熱部２４に連なる流路に設けられる。第１吐出側逆流防止弁８８は、第１吐出シリンダポンプ７２から加熱部２４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第１吐出側逆流防止弁８８は、第１吐出シリンダポンプ７２が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００３１】
第２吐出側逆流防止弁９０は、第２吐出シリンダポンプ７４から見て混合流体の吐出側に設けられる。第２吐出側逆流防止弁９０は、第２吐出シリンダポンプ７４から加熱部２４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第２吐出側逆流防止弁９０は、第２吐出シリンダポンプ７４が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００３２】
第３吐出側逆流防止弁９２は、第３吐出シリンダポンプ７６から見て混合流体の吐出側に設けられる。第３吐出側逆流防止弁９２は、第３吐出シリンダポンプ７６から加熱部２４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。結果として、第３吐出側逆流防止弁９２は、第３吐出シリンダポンプ７６が吐出した混合流体の逆流を防止する。
【００３３】
第１戻弁９４は、第１吐出シリンダポンプ７２から純水タンク５２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第２戻弁９６は、第２吐出シリンダポンプ７４から純水タンク５２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第３戻弁９８は、第３吐出シリンダポンプ７６から純水タンク５２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。
【００３４】
第１圧送弁１００は、圧送ポンプ７８から第１吐出シリンダポンプ７２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第２圧送弁１０２は、圧送ポンプ７８から第２吐出シリンダポンプ７４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第３圧送弁１０４は、圧送ポンプ７８から第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。
【００３５】
第１追圧弁１０６は、追圧ポンプ８０から第１吐出シリンダポンプ７２へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第２追圧弁１０８は、追圧ポンプ８０から第２吐出シリンダポンプ７４へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。第３追圧弁１１０は、追圧ポンプ８０から第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする開閉弁である。
【００３６】
供給装置７０は、蓄積部１１６と、気体供給機器１１８とを備える。蓄積部１１６は混合流体を蓄える。気体供給機器１１８は、蓄積部１１６に蓄えられている混合流体へ、図示しないコンプレッサから供給された気体を供給する。これにより、混合流体は、蓄積部１１６から、第１吐出シリンダポンプ７２、第２吐出シリンダポンプ７４、または第３吐出シリンダポンプ７６へ押出される。なお、気体供給機器１１８が供給する気体の種類は特に限定されるものではない。本実施形態において、気体供給機器１１８は、空気を供給することとする。
【００３７】
蓄積部１１６は、第１蓄積タンク１２０と、第２蓄積タンク１２２と、第１吐出弁１２４と、第２吐出弁１２６と、第１レベルセンサ１２７と、第２レベルセンサ１２９とを有する。第１蓄積タンク１２０は混合流体を一時的に蓄える。第２蓄積タンク１２２も同様である。本実施形態の場合、これらは、混合流体を補充可能な構造となっている。本実施形態の場合、これらは、撹拌機としてマグネチックスターラをそれぞれ有する。第１蓄積タンク１２０が有するマグネチックスターラは、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体を撹拌する。第２蓄積タンク１２２が有するマグネチックスターラは、第２蓄積タンク１２２内部の混合流体を撹拌する。第１吐出弁１２４は、第１蓄積タンク１２０から第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする。第２吐出弁１２６は、第２蓄積タンク１２２から第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６へ至る流路を開いたり閉じたりする。第１レベルセンサ１２７は第１蓄積タンク１２０内の混合流体の量を検出する。第２レベルセンサ１２９は第２蓄積タンク１２２内の混合流体の量を検出する。
【００３８】
気体供給機器１１８は、第１高圧空気供給路１３０と、第２高圧空気供給路１３２と、第１空気路弁１３４と、第２空気路弁１３６とを有する。第１高圧空気供給路１３０は、第１蓄積タンク１２０へ所定の高圧（エネルギ回収装置の設計者が適宜設定する圧力）の空気を供給する、管によって形成されている流路である。第２高圧空気供給路１３２は、第２蓄積タンク１２２に、第１高圧空気供給路１３０と同じ気圧の空気を供給する、管によって形成されている流路である。第１空気路弁１３４は第１高圧空気供給路１３０を開いたり閉じたりする。第２空気路弁１３６は第２高圧空気供給路１３２を開いたり閉じたりする。
【００３９】
図３を参照しつつ、エネルギ回収部３２の構成を説明する。本実施形態にかかるエネルギ回収部３２は、第１熱交換器１５０と、発電機１５２と、第２熱交換器１５４とを有する。第１熱交換器１５０は、混合流体から熱エネルギを回収し発電機１５２に供給する。発電機１５２は、第１熱交換器１５０から供給された熱エネルギにより発電を行う。第２熱交換器１５４は、混合流体から熱エネルギを回収し水を温める。第１熱交換器１５０、発電機１５２、および、第２熱交換器１５４の具体的な構造は周知なのでその詳細な説明は繰返さない。
【００４０】
図３を参照しつつ、二酸化炭素回収部３４の構成について説明する。二酸化炭素回収部３４は、気液分離装置１６０と、第１炭酸ガスボンベ１７０と、第２炭酸ガスボンベ１７２と、第１炭酸ガスセンサ１７４と、第２炭酸ガスセンサ１７６と、第１炭酸ガス弁１７８と、第２炭酸ガス弁１８０とを有する。気液分離装置１６０は、混合流体から炭酸ガスを分離する。第１炭酸ガスボンベ１７０と第２炭酸ガスボンベ１７２とは、気液分離装置１６０が混合流体から分離した炭酸ガスを蓄える。第１炭酸ガスセンサ１７４は、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧を検出する。第２炭酸ガスセンサ１７６は、第２炭酸ガスボンベ１７２内部の気圧を検出する。第１炭酸ガス弁１７８は、第１炭酸ガスセンサ１７４が検出した第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧に基づいて、気液分離装置１６０から第１炭酸ガスボンベ１７０へ至る流路を開いたり閉じたりする。具体的には、第１炭酸ガス弁１７８は、第１炭酸ガスセンサ１７４が検出した第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の値未満のとき、気液分離装置１６０から第１炭酸ガスボンベ１７０へ至る流路を開いた状態とする。第１炭酸ガス弁１７８は、第１炭酸ガスセンサ１７４が検出した第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の値以上のとき、気液分離装置１６０から第１炭酸ガスボンベ１７０へ至る流路を閉じた状態とする。第２炭酸ガス弁１８０も、第１炭酸ガス弁１７８と同様に、第２炭酸ガスセンサ１７６が検出した第２炭酸ガスボンベ１７２内部の気圧に基づいて、気液分離装置１６０から第２炭酸ガスボンベ１７２へ至る流路を開いたり閉じたりする。
【００４１】
図４を参照しつつ、本実施形態にかかる排出部３６の構成について説明する。本実施形態にかかる排出部３６は、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２と、排水タンク１９４と、第１分岐弁２００と、第２分岐弁２０２と、第１前段排水弁２０４と、第２前段排水弁２０６と、第１後段排水弁２０８と、第２後段排水弁２１０と、圧送タンク２２０と、排水用空気供給路２２２と、排水用空気路弁２２４と、駆動流体ポンプ２２６と、第１駆動弁２２８と、第２駆動弁２３０と、追圧ポンプ２３２と、三方弁２３４と、第１圧力制御弁２３６と、第２圧力制御弁２３８と、排水用フィルタ部２４０とを有する。
【００４２】
第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とは、二酸化炭素回収部３４から供給された混合流体を排水タンク１９４へ交互に送る。第１回収シリンダポンプ１９０の構造と第２回収シリンダポンプ１９２の構造とは、第１吐出シリンダポンプ７２、第２吐出シリンダポンプ７４、および、第３吐出シリンダポンプ７６の構造と同一である。排水タンク１９４は、第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とが送った混合流体を蓄える。
【００４３】
第１分岐弁２００は、二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０に至る流路を開いたり閉じたりする。第２分岐弁２０２は、二酸化炭素回収部３４から第２回収シリンダポンプ１９２へ至る流路を開いたり閉じたりする。第１分岐弁２００と第２分岐弁２０２とが動作することにより、混合流体は第１回収シリンダポンプ１９０へ流れたり第２回収シリンダポンプ１９２へ流れたりする。
【００４４】
第１前段排水弁２０４は、第１回収シリンダポンプ１９０から排水タンク１９４に至る流路を開いたり閉じたりする。第２前段排水弁２０６は、第２回収シリンダポンプ１９２から排水タンク１９４へ至る流路を開いたり閉じたりする。第１後段排水弁２０８は、第１前段排水弁２０４と同様の機能を有する。第２後段排水弁２１０は、第２前段排水弁２０６と同様の機能を有する。第１回収シリンダポンプ１９０から排水タンク１９４に至る流路に第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８とが設けられている。第２回収シリンダポンプ１９２から排水タンク１９４へ至る流路に第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とが設けられている。これは、第１回収シリンダポンプ１９０から排水タンク１９４に至る流路内の圧力および第２回収シリンダポンプ１９２から排水タンク１９４へ至る流路内の圧力を段階的に下げるためである。圧力を段階的に下げるのは、そうしなければ混合流体が排水タンク１９４に排出される際、混合流体に溶存している二酸化炭素が排出時に気化して噴出するためである。
【００４５】
圧送タンク２２０は、第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とに駆動流体を供給する。本実施形態における駆動流体は水である。排水用空気供給路２２２は、図示しないコンプレッサから圧送タンク２２０へ高圧空気を供給するための流路である。圧送タンク２２０へ高圧空気が供給されることにより、圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とへ水が押出されることとなる。排水用空気路弁２２４は、排水用空気供給路２２２を開いたり閉じたりする。駆動流体ポンプ２２６は、圧送タンク２２０へ水を供給する。
【００４６】
第１駆動弁２２８は、圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０へ至る流路を開いたり閉じたりする。第２駆動弁２３０は、圧送タンク２２０から第２回収シリンダポンプ１９２へ至る流路を開いたり閉じたりする。
【００４７】
追圧ポンプ２３２は、二酸化炭素回収部３４から流入する混合流体の圧力を支えるための駆動流体を第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とに供給する。三方弁２３４は、追圧ポンプ２３２が吐出した充填水を第１回収シリンダポンプ１９０または第２回収シリンダポンプ１９２に誘導する。
【００４８】
第１圧力制御弁２３６は、追圧ポンプ２３２および第１回収シリンダポンプ１９０から水供給部２０の純水タンク５２へ至る流路の圧力が所定の値を超えたとき開く。この値は、二酸化炭素回収部３４から流入する混合流体の圧力値より低く、圧送タンク２２０から押出される駆動流体の圧力値より高い。これにより、追圧ポンプ２３２または第１回収シリンダポンプ１９０から純水タンク５２へ充填水が流れる。第２圧力制御弁２３８は、追圧ポンプ２３２および第２回収シリンダポンプ１９２から純水タンク５２へ至る流路の圧力が所定の値を超えたとき開く。この値も、二酸化炭素回収部３４から流入する混合流体の圧力値より低く、圧送タンク２２０から押出される駆動流体の圧力値より高い。これにより、追圧ポンプ２３２または第２回収シリンダポンプ１９２から純水タンク５２へ充填水が流れる。排水用フィルタ部２４０は、第１圧力制御弁２３６を通過した充填水および第２圧力制御弁２３８を通過した充填水から不純物を漉し取る。
【００４９】
〈シリンダポンプの説明〉
本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２とは、いずれも、同一構造である。図５は、これらのシリンダポンプの断面図である。図５を参照しつつ、本実施形態にかかるシリンダポンプについて説明する。
【００５０】
本実施形態にかかるシリンダポンプは、シリンダ２５０と、プランジャ２５２と、取付管２５４と、駆動流体管２５６と、混合流体管２５８とを備える。シリンダ２５０は、混合流体と駆動流体とを収容する。プランジャ２５２は、シリンダ２５０の中を駆動流体室２７０と混合流体室２７２とに区切る。駆動流体室２７０は駆動流体が出入りする空間である。混合流体室２７２は混合流体が出入りする空間である。プランジャ２５２は、シリンダ２５０内をその内面に沿って滑りながら移動することができる。取付管２５４は、プランジャ２５２に接続される。これにより、取付管２５４は、プランジャ２５２と共に移動することとなる。駆動流体管２５６は駆動流体室２７０と連通する。充填水は駆動流体管２５６を通過して駆動流体室２７０に流入したり駆動流体室２７０から流出したりする。混合流体は混合流体管２５８を通過して混合流体室２７２に流入したり混合流体室２７２から流出したりする。
【００５１】
シリンダ２５０は、チューブ２８０と、プラグ２８２と、シリンダ密封リング２８４とを有する。本実施形態にかかるチューブ２８０は断面が円形の部材である。このチューブ２８０は底部２９０と口部２９２とを有する。底部２９０には混合流体路２９４が設けられている。上述した混合流体管２５８は混合流体路２９４を介して混合流体室２７２と連通する。つまり、混合流体路２９４から混合流体が出入りする。プラグ２８２は、チューブ２８０の口部２９２の奥に挿入される。プラグ２８２の中心には管スライド孔３００が設けられている。取付管２５４はその管スライド孔３００を貫通する。その管スライド孔３００には図示しないシールが形成されている。そのシールがあるので、管スライド孔３００の内周面と取付管２５４の外周面との隙間からの漏液が押さえられている。また、プラグ２８２には、駆動流体路３０２も設けられている。上述した駆動流体管２５６は駆動流体路３０２を介して駆動流体室２７０と連通する。つまり、駆動流体路３０２から駆動流体が出入りする。シリンダ密封リング２８４は環状の部材である。取付管２５４と駆動流体管２５６とはその中を貫通する。シリンダ密封リング２８４の外周面にはおねじが形成されている。チューブ２８０の口部２９２の内周面にはめねじが形成されている。プラグ２８２が収容されている状態でシリンダ密封リング２８４のおねじをチューブ２８０の口部２９２の内周面のめねじにねじ込むことにより、シリンダ密封リング２８４はチューブ２８０に取付けられる。このような構造となっているので、取付管２５４はシリンダ２５０を貫通することとなる。
【００５２】
なお、取付管２５４にはしるし３１０が取付けられている。また、シリンダ密封リング２８４にはブラケット３２０が取付けられている。ブラケット３２０のうち２箇所に第１近接センサ３３０と第２近接センサ３３２とが取付けられている。第１近接センサ３３０と第２近接センサ３３２とが取付管２５４のしるし３１０を検知することにより、シリンダ２５０内部におけるプランジャ２５２の位置を検知することができる。
【００５３】
なお、本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２とは、いずれも、混合流体が含む燃料の沈殿を防止するため、図示しないマグネチックスターラを有している。また、本実施形態の場合、第１吐出シリンダポンプ７２と、第２吐出シリンダポンプ７４と、第３吐出シリンダポンプ７６と、第１回収シリンダポンプ１９０と、第２回収シリンダポンプ１９２とは、いずれも、駆動流体室２７０内部の圧力を検知する図示しない圧力トランスミッタと、混合流体室２７２内部の圧力を検知する図示しない圧力トランスミッタとを有する。
【００５４】
〈動作の説明〉
［混合流体吐出部の動作の説明］
次に、図１、図２、図３、図４を参照しつつ、上記のように構成したエネルギ回収装置を用いて酸化熱を回収する方法につき説明する。なお、上記のように構成したエネルギ回収装置は制御を必要とする。その制御は手動によるものであってもシーケンサなどによる自動制御であっても手動制御と自動制御とを併用してもよい。以下の説明では、図示しないシーケンサによる自動制御と作業者による手動制御とを併用する場合につき説明する。
【００５５】
まず、準備作業を行う。作業者が、第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とに燃料と溶媒として水とを投入する。燃料は、ブレンダミル３８によって予め粉砕されている。この時、第１供給側逆流防止弁８２、第２供給側逆流防止弁８４、第３供給側逆流防止弁８６、第１吐出側逆流防止弁８８、第２吐出側逆流防止弁９０、第３吐出側逆流防止弁９２、第２戻弁９６、第３戻弁９８、第１吐出弁１２４、および、第２吐出弁１２６は閉じている。第１戻弁９４は開いている。燃料と水とが投入されると、作業者は、上述したシーケンサを起動する。シーケンサは、第１空気路弁１３４と第２空気路弁１３６とをこれらが開くよう制御する。これにより、図示しないコンプレッサから第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とへ高圧空気が流入し始める。
【００５６】
高圧空気が流入し始めると、シーケンサは、圧送ポンプ７８をこれが起動するよう制御する。圧送ポンプ７８が起動したら、シーケンサは、第１圧送弁１００をこれが開くよう制御する。第１圧送弁１００が開くと、第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に駆動流体すなわち水が流入し始める。第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に駆動流体が流入すると、第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づく。プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。上述したように、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する時、第１戻弁９４は開いている。第１戻弁９４が開いたまま駆動流体室２７０に充填水が流入し続けることにより、駆動流体室２７０のエア抜きが行われる。駆動流体の流入開始後、所定の時間（エア抜きが十分完了するような、予め定められた時間）が経過すると、シーケンサは、第１圧送弁１００と第１戻弁９４とをこれらが閉じるよう制御する。
【００５７】
第１圧送弁１００と第１戻弁９４とが閉じると、シーケンサは、第２圧送弁１０２をこれが開くよう制御する。第２圧送弁１０２が開くと、第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に充填水が流入し始める。第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に充填水が流入すると、第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づく。プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２戻弁９６をこれが開くよう制御する。第２戻弁９６が開いたまま駆動流体室２７０に充填水が流入し続けることにより、駆動流体室２７０のエア抜きが行われる。第２戻弁９６が開いた後、所定の時間（エア抜きが十分完了するような、予め定められた時間）が経過すると、シーケンサは、第２圧送弁１０２と第２戻弁９６とをこれらが閉じるよう制御する。
【００５８】
第２圧送弁１０２と第２戻弁９６とが閉じると、シーケンサは、第３圧送弁１０４をこれが開くよう制御する。第３圧送弁１０４が開くと、第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に充填水が流入し始める。第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に充填水が流入すると、第３吐出シリンダポンプ７６のプランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づく。プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０へ近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第３戻弁９８をこれが開くよう制御する。第３戻弁９８が開いたまま駆動流体室２７０に充填水が流入し続けることにより、駆動流体室２７０のエア抜きが行われる。第３戻弁１１２が開いた後、所定の時間（エア抜きが十分完了するような、予め定められた時間）が経過すると、シーケンサは、第３圧送弁１０４と第３戻弁９８とをこれらが閉じるよう制御する。これにより、準備作業が終了する。
【００５９】
次に、シーケンサは、第１供給側逆流防止弁８２と第１吐出弁１２４とをこれらが開くよう制御する。第１供給側逆流防止弁８２と第１吐出弁１２４とが開くと、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体は、第１高圧空気供給路１３０を通じて供給される空気の圧力により第１蓄積タンク１２０から押出される。押出された混合流体は、第１吐出シリンダポンプ７２の混合流体室２７２に流入する。混合流体室２７２に混合流体が流入することに伴い、第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２がチューブ２８０の口部２９２へ近づく。プランジャ２５２が口部２９２へ近づくと、第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知する。第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第１供給側逆流防止弁８２をこれが閉じるよう制御する。
【００６０】
その後、シーケンサは、第２供給側逆流防止弁８４をこれが開くよう制御する。第２供給側逆流防止弁８４が開くと、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体は、第２吐出シリンダポンプ７４の混合流体室２７２に流入する。混合流体室２７２に混合流体が流入することに伴い、第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２がチューブ２８０の口部２９２へ近づく。プランジャ２５２が口部２９２へ近づくと、第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知する。第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２供給側逆流防止弁８４をこれが閉じるよう制御する。
【００６１】
その後、シーケンサは、第３供給側逆流防止弁８６をこれが開くよう制御する。第３供給側逆流防止弁８６が開くと、第１蓄積タンク１２０内部の混合流体は、第３吐出シリンダポンプ７６の混合流体室２７２に流入する。混合流体室２７２に混合流体が流入することに伴い、第３吐出シリンダポンプ７６のプランジャ２５２がチューブ２８０の口部２９２へ近づく。プランジャ２５２が口部２９２へ近づくと、第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知する。第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第３供給側逆流防止弁８６をこれが閉じるよう制御する。以上のようにして、第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６に混合流体が順次充填される。
【００６２】
第２吐出シリンダポンプ７４または第３吐出シリンダポンプ７６に混合流体が充填され、第１供給側逆流防止弁８２が閉じると、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが起動するよう制御する。また、シーケンサは、第１追圧弁１０６をこれが開くよう制御する。第１追圧弁１０６が開くことにより、追圧ポンプ８０が供給した駆動流体が第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、第１追圧弁１０６をこれが閉じるよう制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが停止するよう制御する。
【００６３】
第１供給側逆流防止弁８２が閉じた後、第２供給側逆流防止弁８４が閉じると、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが再起動するよう制御する。また、シーケンサは、第２追圧弁１０８をこれが開くよう制御する。第２追圧弁１０８が開くことにより、追圧ポンプ８０が供給した駆動流体が第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、第２追圧弁１０８をこれが閉じるよう制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが停止するよう制御する。
【００６４】
第２供給側逆流防止弁８４が閉じた後、第３供給側逆流防止弁８６が閉じると、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが再起動するよう制御する。また、シーケンサは、第３追圧弁１１０をこれが開くよう制御する。第３追圧弁１１０が開くことにより、追圧ポンプ８０が供給した駆動流体が第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、第３追圧弁１１０をこれが閉じるよう制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ８０をこれが停止するよう制御する。
【００６５】
第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になり、かつ、第１追圧弁１０６が閉じると、シーケンサは、圧送ポンプ７８をこれが起動するよう制御する。また、シーケンサは、第１吐出側逆流防止弁８８と第１圧送弁１００とをこれらが開くよう制御する。圧送ポンプ７８が起動すると、第１吐出シリンダポンプ７２の駆動流体室２７０に充填水が流入する。第１吐出側逆流防止弁８８が開き、かつ、駆動流体室２７０に駆動流体が流入するので、第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動する。プランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動すると、混合流体は加熱部２４へ吐出される。
【００６６】
第１吐出シリンダポンプ７２のプランジャ２５２が底部２９０に近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２吐出側逆流防止弁９０と第２圧送弁１０２とをこれらが開くよう制御する。これにより、第２吐出シリンダポンプ７４の駆動流体室２７０に駆動流体が流入する。第２吐出側逆流防止弁９０が開き、かつ、駆動流体室２７０に駆動流体が流入するので、第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動する。プランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動すると、第１吐出シリンダポンプ７２に続いて第２吐出シリンダポンプ７４による混合流体の吐出が開始される。第２吐出側逆流防止弁９０と第２圧送弁１０２とが開くと、シーケンサは、第１吐出側逆流防止弁８８と第１圧送弁１００とをこれらが閉じるように制御する。
【００６７】
第２吐出シリンダポンプ７４のプランジャ２５２が底部２９０に近づくと、第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する。第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第３吐出側逆流防止弁９２と第３圧送弁１０４とをこれらが開くよう制御する。これにより、第３吐出シリンダポンプ７６の駆動流体室２７０に駆動流体が流入する。第３吐出側逆流防止弁９２が開き、かつ、駆動流体室２７０に駆動流体が流入するので、第３吐出シリンダポンプ７６のプランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動する。プランジャ２５２が底部２９０へ向かって移動すると、第２吐出シリンダポンプ７４に続いて第３吐出シリンダポンプ７６による混合流体の吐出が開始される。第３吐出側逆流防止弁９２と第３圧送弁１０４が開くと、シーケンサは、第２吐出側逆流防止弁９０と第２圧送弁１０２とをこれらが閉じるように制御する。
【００６８】
こうして第１蓄積タンク１２０から混合流体を供給した結果として第１蓄積タンク１２０内の混合流体の量が所定の量未満になったことを第１レベルセンサ１２７が検出すると、第１レベルセンサ１２７は、シーケンサに信号を送信する。シーケンサは、その信号を受信すると、第１吐出弁１２４と第１空気路弁１３４とが閉じ、第２吐出弁１２６と第２空気路弁１３６とが開くように、これらを制御する。これにより、第１蓄積タンク１２０からの混合流体の供給が停止し、第２蓄積タンク１２２からの混合流体の供給が開始される。また、シーケンサは、第１蓄積タンク１２０内の混合流体の量が所定の量未満になったことを示す図示しないランプを点灯する。これを見た作業者は、第１蓄積タンク１２０の図示しない蓋を開き、ブレンダミル３８で粉砕した燃料と水とを補充する。
【００６９】
第１吐出シリンダポンプ７２からの混合流体の送出が完了したことで第１吐出側逆流防止弁８８と第１圧送弁１００とが閉じ、かつ、第３吐出シリンダポンプ７６への混合流体の充填が完了したことで第３供給側逆流防止弁８６が閉じると、シーケンサは、第１供給側逆流防止弁８２をこれが再度開くよう制御する。これにより混合流体が第１吐出シリンダポンプ７２の混合流体室２７２に流入する。以後、上述した制御が繰返されることにより、混合流体吐出部２２から加熱部２４へ連続して混合流体が吐出される。
【００７０】
［加熱部による混合流体に対する処理の説明］
混合流体吐出部２２から吐出された混合流体は、加熱部２４へ流入する。加熱部２４にて、混合流体は加熱される。加熱されることにより、混合流体の温度は５２３ケルビン（摂氏約２５０度）に上昇する。上述した説明から明らかな通り、混合流体にかかる圧力は、２５メガパスカルである。このとき、上述した燃料に対する水の溶解度が大幅に上昇する。その結果、混合流体中の燃料が水に溶ける。燃料が水に溶けた状態で、混合流体は酸化部３０へ流出する。
【００７１】
［酸化部による混合流体に対する処理の説明］
加熱部２４から流出した混合流体は、酸化部３０へ流入する。酸化部３０に流入した混合流体に対し、酸素添加部２６によって酸素が添加される。酸素が添加された混合流体において、燃料が酸化する現象が生じる。酸化した混合流体の温度は６７３ケルビン（摂氏約４００度）に上昇し超臨界状態となる。燃料が酸化することで、燃料は炭酸ガスと灰分と水とに変化する。また、酸化反応温度を抑えるため水添加部２８がある。酸化部３０の温度が所定の温度を上回る場合には溶媒添加部２５８が混合流体に対し溶媒（この場合は水）を添加する。なお、酸化反応温度が低すぎる場合には酸化部３０のヒータによって混合流体を加熱する。燃料が酸化した混合流体は、エネルギ回収部３２に流出する。
【００７２】
［エネルギ回収部における熱回収処理の説明］
酸化部３０から流出した混合流体は、エネルギ回収部３２へ流入する。エネルギ回収部３２では、第１熱交換器１５０が混合流体から熱エネルギを回収する。第１熱交換器１５０が回収した熱エネルギによって発電機１５２が発電する。また、第２熱交換器１５４は、混合流体から回収した熱エネルギによって水を温める。第１熱交換器１５０と第２熱交換器１５４とによって熱エネルギが回収された混合流体は、二酸化炭素回収部３４に流出する。
【００７３】
［二酸化炭素回収部における炭酸ガス回収処理の説明］
エネルギ回収部３２から流出した混合流体は、二酸化炭素回収部３４へ流入する。二酸化炭素回収部３４の気液分離装置１６０は、混合流体から炭酸ガスを分離する。この時、第１炭酸ガス弁１７８が開いており、第２炭酸ガス弁１８０が閉じていることとする。これにより、分離された炭酸ガスは、第１炭酸ガスボンベ１７０に流入する。炭酸ガスが回収された混合流体は、排水部３６に流出する。
【００７４】
その後、第１炭酸ガスボンベ１７０に炭酸ガスが蓄えられるにつれ、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が次第に高くなる。第１炭酸ガスセンサ１７４は、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを検出する。第１炭酸ガスセンサ１７４は、シーケンサに対し、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを示す信号を送信する。その信号を受信したシーケンサは、第１炭酸ガス弁１７８が閉じ、第２炭酸ガス弁１８０が開くよう、これらを制御する。これにより、分離された炭酸ガスは、第２炭酸ガスボンベ１７２に流入する。また、シーケンサは、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを示す図示しないランプを点灯する。これを見た作業者は、第１炭酸ガスボンベ１７０内部の気圧が所定の圧力を超えたことを示す図示しないランプを点灯する。これを見た作業者は、第１炭酸ガスボンベ１７０を新たなガスボンベに交換する。以降、同様にして、炭酸ガスの回収を継続する。
【００７５】
［排出部の動作の説明］
まず、稼動する当初において、シーケンサは、駆動流体ポンプ２２６を稼動させ、排水用空気供給路２２２を介して圧送タンク２２０へ空気を供給し、かつ、第１駆動弁２２８を開くようこれを制御することにより、圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０の駆動流体室２７０内へ駆動流体を供給する。駆動流体が駆動流体室２７０内に充満し、かつ、第１回収シリンダポンプ１９０の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知する（すなわち、プランジャ２５２がチューブ２８０の底部２９０に近付く）と、シーケンサは、第１駆動弁２２８を閉じるようこれを制御する。これにより、圧送タンク２２０から駆動流体室２７０内への充填水の供給は停止する。続いて、シーケンサは、追圧ポンプ２３２から第１回収シリンダポンプ１９０の駆動流体室２７０までが通じるように三方弁２３４を制御する。追圧ポンプ２３２から駆動流体室２７０までが通じると、シーケンサは、追圧ポンプ２３２が起動するようこれを制御する。追圧ポンプ２３２が起動することで、追圧ポンプ２３２から駆動流体室２７０へ駆動流体が流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、追圧ポンプ２３２から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０までが通じるように三方弁２３４を制御する。さらに、シーケンサは、追圧ポンプ２３２をこれが停止するよう制御する。
【００７６】
続いて、シーケンサは、第２駆動弁２３０を開くようこれを制御することにより、圧送タンク２２０から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０内へ駆動流体を供給する。駆動流体が駆動流体室２７０内に充満し、かつ、第２回収シリンダポンプ１９２の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２駆動弁２３０を閉じるようこれを制御する。続いて、シーケンサは、追圧ポンプ２３２が起動するようこれを制御する。追圧ポンプ２３２が起動することで、追圧ポンプ２３２から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０へ駆動流体が流入する。駆動流体が流入するので、駆動流体室２７０内部の圧力が上昇する。駆動流体室２７０内部の圧力は、図示しない圧力トランスミッタが検知する。駆動流体室２７０内部の圧力が所定の圧力になったことをその圧力トランスミッタが検知すると、シーケンサは、追圧ポンプ２３２をこれが停止するよう制御する。これにより、排水部３６が動作するための準備が完了する。
【００７７】
その後、シーケンサは、第１分岐弁２００が開き、第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８と第２分岐弁２０２と第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とが閉じるようこれらを制御する。これにより、二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが通じる。二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが通じると、二酸化炭素回収部３４から混合流体が流入する。混合流体の圧力は駆動流体室２７０内の圧力に比べると高い。これにより第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２内に混合流体が充填され、プランジャ２５２が移動する。駆動流体室２７０内の駆動流体は、第１圧力制御弁２３６と排水用フィルタ部２４０とを経て純水タンク５２に排出される。この時には第１圧力制御弁２３６において圧力差が生じるので、駆動流体が純水タンク５２内に排出されても、加熱部２４から二酸化炭素回収部３４までの混合流体の圧力が急激に低下することはない。混合流体室２７２内が満杯または満杯近くになったことで第１回収シリンダポンプ１９０の第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第１分岐弁２００が閉じるようこれを制御する。
【００７８】
第１分岐弁２００が閉じると、シーケンサは、第２分岐弁２０２が開くようこれを制御する。これにより、二酸化炭素回収部３４から第２回収シリンダポンプ１９２の混合流体室２７２までが通じる。二酸化炭素回収部３４から第２回収シリンダポンプ１９２の混合流体室２７２までが通じると、二酸化炭素回収部３４から混合流体が流入する。混合流体室２７２内が満杯または満杯近くになったことで第２回収シリンダポンプ１９２の第２近接センサ３３２がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２分岐弁２０２が閉じるようこれを制御する。
【００７９】
第１分岐弁２００が閉じた直後に、シーケンサは、第１駆動弁２２８と第１前段排水弁２０４とを開くようこれらを制御する。次に第１前段排水弁２０４を閉にし第１後段排出弁２０８を開にする。第１前段排水弁２０４と第１後段排出弁２０８との開閉動作を繰り返し行うことで第１回収シリンダポンプ１９０内の圧力が順次低下し、ガスの一気排出を防止する。圧送タンク２２０から第１回収シリンダポンプ１９０の駆動流体室２７０内へ駆動流体が流入する。駆動流体室２７０へ駆動流体が供給されると、その駆動流体の圧力がプランジャ２５２に働く。圧力がプランジャ２５２にかかるので、プランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動く。プランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動くので、混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される。混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される間、混合流体室２７２の中の混合流体は、マグネチックスターラによって攪拌される。これにより、混合流体室２７２の中で混合流体中の灰分が沈殿することは回避される。その後、第１回収シリンダポンプ１９０の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第１駆動弁２２８と第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８とを閉じるようこれらを制御する。
【００８０】
第１駆動弁２２８と第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８と第２分岐弁２０２とが閉じると、シーケンサは、第２駆動弁２３０と第２前段排水弁２０６とを開くようこれらを制御する。次に第２前段排水弁２０６を閉にし第２後段排出弁２１０を開にする。第２前段排水弁２０６と第２後段排出弁２１０との開閉動作を繰り返し行うことで第２回収シリンダポンプ１９２内の圧力が順次低下し、ガスの一気排出を防止する。圧送タンク２２０から第２回収シリンダポンプ１９２の駆動流体室２７０内へ駆動流体が流入する。駆動流体室２７０へ駆動流体が流入すると、その駆動流体の圧力がプランジャ２５２に働く。圧力がプランジャ２５２に働くと、そのプランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動く。プランジャ２５２が混合流体室２７２の方へ動くので、混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される。混合流体路２９４から排水タンク１９４へ排水である混合流体が排出される間、混合流体室２７２の中の混合流体は、マグネチックスターラによって攪拌される。その後、第２回収シリンダポンプ１９２の第１近接センサ３３０がしるし３１０を検知すると、シーケンサは、第２駆動弁２３０と第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とを閉じるようこれらを制御する。
【００８１】
第２駆動弁２３０と第２前段排水弁２０６と第２後段排水弁２１０とが開くと、シーケンサは、第１分岐弁２００を開き第１前段排水弁２０４と第１後段排水弁２０８とを閉じるようこれらを制御する。これにより、二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが再度通じる。二酸化炭素回収部３４から第１回収シリンダポンプ１９０の混合流体室２７２までが通じると、二酸化炭素回収部３４から混合流体が流入する。以降、上述した制御を繰返すことにより、第１回収シリンダポンプ１９０と第２回収シリンダポンプ１９２とから混合流体が順次排出される。
【００８２】
〈効果の説明〉
以上のようにして、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、混合流体の含水率に影響を受けることなくその混合流体から熱エネルギを回収することができる。また、本実施形態かかるエネルギ回収装置によれば、混合流体吐出部２２が連続して混合流体を吐出するので、熱エネルギの回収を連続して実施することができる。
【００８３】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、混合流体吐出部２２が、第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６と供給装置７０とを有するので、粒状の燃料を含む混合流体を連続して吐出できる。混合流体吐出部２２が粒状の燃料を含む混合流体を連続して吐出できるので、可溶化圧力以上の圧力を受け可溶化温度以上の温度である混合流体から熱エネルギを回収するための一連の処理を順次実施することが可能となる。その途中、エネルギ回収装置内で混合流体の温度および圧力をいったん下降させてから再び上昇させる必要がない。これにより、温度および圧力の上昇と下降とのために消費されるはずのエネルギを消費せずに済む。エネルギを消費せずに済むので、その分、実質的により多くのエネルギを回収することができる。その結果、粒状の燃料を効率よく酸化させることができその燃料から実質的により多くのエネルギを回収することができる。
【００８４】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、気体供給機器１１８が気体を供給することにより混合流体を蓄積部１１６から押出す。これにより、シリンダの往復によって混合流体を充填し押出す場合に比べ、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまでの時間を短縮することができる。その結果、混合流体を押出してから再度混合流体を充填するまで第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６に対し混合流体を供給できないことに起因する不調の発生を抑えることができる。
【００８５】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、蓄積部１１６が第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とを有している。これにより、第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とのうち一方から混合流体が押出されている間に他方へ混合流体を充填することができる。
【００８６】
また、本実施形態にかかるエネルギ回収装置によれば、混合流体吐出部２２が、第１供給側逆流防止弁８２と、第２供給側逆流防止弁８４と、第３供給側逆流防止弁８６と、第１吐出側逆流防止弁８８と、第２吐出側逆流防止弁９０と、第３吐出側逆流防止弁９２とを有する。これにより、混合流体の逆流が防止される。混合流体の逆流が防止されると、逆流が防止されない場合に比べ、混合流体の吐出が効率よく行われることとなる。混合流体の吐出が効率よく行われると、その分、燃料を効率よく酸化させることができる。
【００８７】
〈変形例の説明〉
上述したエネルギ回収装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述したエネルギ回収装置は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
【００８８】
例えば、混合流体吐出部２２におけるシリンダポンプの数は上述したものに限定されない。その数は、混合流体の送出速度に基づいて適宜設定されるものである。ただし、混合流体吐出部２２におけるシリンダポンプの数が複数であることが望ましい。混合流体吐出部２２が連続して混合流体を吐出できるためである。
【００８９】
また、混合流体吐出部２２は、第１吐出シリンダポンプ７２・第２吐出シリンダポンプ７４・第３吐出シリンダポンプ７６のような、駆動流体によって駆動されるタイプのシリンダポンプに代え、リンク機構によってピストンが駆動されるタイプのシリンダポンプを有してもよい。
【００９０】
また、混合流体吐出部２２は、シリンダポンプに代えて、供給装置７０と同様の構造により可溶化圧力以上の圧力で混合流体を連続して吐出する装置であってもよい。
【００９１】
また、加熱部２４は、混合流体吐出部２２または供給装置７０と同様の構造の、混合流体を連続して送出する装置を有していてもよい。これにより、混合流体吐出部２２に加えて加熱部２４でも混合流体を送出することとなるので、混合流体の処理速度を向上させることができる。
【００９２】
また、上述した駆動流体は水に限定されない。
【００９３】
また、上述した蓄積部１１６は、第１蓄積タンク１２０と第２蓄積タンク１２２とに代えて、混合流体が入った使い捨てタンクを有していてもよい。
【００９４】
また、上述したエネルギ回収部３２は、第１熱交換器１５０に代えてスターリングエンジンを有してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
２０…水供給部、
２２…混合流体吐出部、
２４…加熱部、
２６…酸素添加部、
２８…溶媒添加部、
３０…酸化部、
３２…エネルギ回収部、
３４…二酸化炭素回収部、
３６…排出部、
３８…ブレンダミル、
５０…純水装置、
５２…純水タンク、
５４…第１フィルタ部、
５６…第２フィルタ部、
７０…供給装置、
７２…第１吐出シリンダポンプ、
７４…第２吐出シリンダポンプ、
７６…第３吐出シリンダポンプ、
７８…圧送ポンプ、
８０，２３２…追圧ポンプ、
８２…第１供給側逆流防止弁、
８４…第２供給側逆流防止弁、
８６…第３供給側逆流防止弁、
８８…第１吐出側逆流防止弁、
９０…第２吐出側逆流防止弁、
９２…第３吐出側逆流防止弁、
９４…第１戻弁、
９６…第２戻弁、
９８…第３戻弁、
１００…第１圧送弁、
１０２…第２圧送弁、
１０４…第３圧送弁、
１０６…第１追圧弁、
１０８…第２追圧弁、
１１０…第３追圧弁、
１１６…蓄積部、
１１８…気体供給機器、
１２０…第１蓄積タンク、
１２２…第２蓄積タンク、
１２４…第１吐出弁、
１２６…第２吐出弁、
１２７…第１レベルセンサ、
１２９…第２レベルセンサ、
１３０…第１高圧空気供給路、
１３２…第２高圧空気供給路、
１３４…第１空気路弁、
１３６…第２空気路弁、
１５０…第１熱交換器、
１５２…発電機、
１５４…第２熱交換器、
１６０…気液分離装置、
１７０…第１炭酸ガスボンベ、
１７２…第２炭酸ガスボンベ、
１７４…第１炭酸ガスセンサ、
１７６…第２炭酸ガスセンサ、
１７８…第１炭酸ガス弁、
１８０…第２炭酸ガス弁、
１９０…第１回収シリンダポンプ、
１９２…第２回収シリンダポンプ、
１９４…排水タンク、
２００…第１分岐弁、
２０２…第２分岐弁、
２０４…第１前段排水弁、
２０６…第２前段排水弁、
２０８…第１後段排水弁、
２１０…第２後段排水弁、
２２０…圧送タンク、
２２２…排水用空気供給路、
２２４…排水用空気路弁、
２２６…駆動流体ポンプ、
２２８…第１駆動弁、
２３０…第２駆動弁、
２３４…三方弁、
２３６…第１圧力制御弁、
２３８…第２圧力制御弁、
２４０…排水用フィルタ部、
２５０…シリンダ、
２５２…プランジャ、
２５４…取付管、
２５６…駆動流体管、
２５８…混合流体管、
２７０…駆動流体室、
２７２…混合流体室、
２８０…チューブ、
２８２…プラグ、
２８４…シリンダ密封リング、
２９０…底部、
２９２…口部、
２９４…混合流体路、
３００…管スライド孔、
３０２…駆動流体路、
３１０…しるし、
３２０…ブラケット、
３３０…第１近接センサ、
３３２…第２近接センサ、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と溶媒とを含む混合流体に酸素を添加して前記燃料を酸化させ、前記燃料が酸化した前記混合流体から熱エネルギを回収するエネルギ回収装置であって、
前記溶媒に前記燃料が溶解可能な圧力でありかつ前記溶媒に前記燃料が溶けている前記混合流体に酸素が添加されると前記燃料が酸化し得る圧力である可溶化圧力以上の圧力で前記混合流体を連続して吐出する混合流体吐出部と、
前記混合流体を、順次、前記可溶化圧力以上の圧力がかかった前記溶媒に前記燃料が溶解し始める温度である可溶化温度以上の温度に加熱する加熱部と、
前記混合流体へ酸素を連続して添加する酸素添加部と、
前記酸素が添加され前記燃料が酸化した前記混合流体から熱エネルギを順次回収するエネルギ回収部とを備えることを特徴とするエネルギ回収装置。
【請求項２】
前記混合流体吐出部が、
前記混合流体を前記可溶化圧力以上の圧力で順次吐出する複数の吐出シリンダポンプと、
前記複数の吐出シリンダポンプに対し、前記吐出シリンダポンプによる前記混合流体の吐出流量以上の吐出流量で前記混合流体を供給する供給装置とを有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギ回収装置。
【請求項３】
前記供給装置が、
前記混合流体を蓄える蓄積部と、
前記蓄積部に蓄えられている前記混合流体へ気体を供給することにより前記混合流体を前記蓄積部から前記吐出シリンダポンプへ押出す気体供給機器とを有することを特徴とする請求項２に記載のエネルギ回収装置。
【請求項４】
前記蓄積部が複数の蓄積タンクを有していることを特徴とする請求項３に記載のエネルギ回収装置。
【請求項５】
前記混合流体吐出部が、
前記吐出シリンダポンプから見て前記混合流体の供給側に設けられる、前記吐出シリンダポンプに入ろうとする前記混合流体の逆流を防止する供給側逆流防止弁と、
前記吐出シリンダポンプから見て前記混合流体の吐出側に設けられる、前記吐出シリンダポンプが吐出した前記混合流体の逆流を防止する吐出側逆流防止弁とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載のエネルギ回収装置。
【請求項１】
燃料と溶媒とを含む混合流体に酸素を添加して前記燃料を酸化させ、前記燃料が酸化した前記混合流体から熱エネルギを回収するエネルギ回収装置であって、
前記溶媒に前記燃料が溶解可能な圧力でありかつ前記溶媒に前記燃料が溶けている前記混合流体に酸素が添加されると前記燃料が酸化し得る圧力である可溶化圧力以上の圧力で前記混合流体を連続して吐出する混合流体吐出部と、
前記混合流体を、順次、前記可溶化圧力以上の圧力がかかった前記溶媒に前記燃料が溶解し始める温度である可溶化温度以上の温度に加熱する加熱部と、
前記混合流体へ酸素を連続して添加する酸素添加部と、
前記酸素が添加され前記燃料が酸化した前記混合流体から熱エネルギを順次回収するエネルギ回収部とを備えることを特徴とするエネルギ回収装置。
【請求項２】
前記混合流体吐出部が、
前記混合流体を前記可溶化圧力以上の圧力で順次吐出する複数の吐出シリンダポンプと、
前記複数の吐出シリンダポンプに対し、前記吐出シリンダポンプによる前記混合流体の吐出流量以上の吐出流量で前記混合流体を供給する供給装置とを有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギ回収装置。
【請求項３】
前記供給装置が、
前記混合流体を蓄える蓄積部と、
前記蓄積部に蓄えられている前記混合流体へ気体を供給することにより前記混合流体を前記蓄積部から前記吐出シリンダポンプへ押出す気体供給機器とを有することを特徴とする請求項２に記載のエネルギ回収装置。
【請求項４】
前記蓄積部が複数の蓄積タンクを有していることを特徴とする請求項３に記載のエネルギ回収装置。
【請求項５】
前記混合流体吐出部が、
前記吐出シリンダポンプから見て前記混合流体の供給側に設けられる、前記吐出シリンダポンプに入ろうとする前記混合流体の逆流を防止する供給側逆流防止弁と、
前記吐出シリンダポンプから見て前記混合流体の吐出側に設けられる、前記吐出シリンダポンプが吐出した前記混合流体の逆流を防止する吐出側逆流防止弁とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載のエネルギ回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２２４７８（Ｐ２０１３−２２４７８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６６５７（Ｐ２０１１−１５６６５７）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（５９８０８４８９５）株式会社アイテック (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（５９８０８４８９５）株式会社アイテック (24)
【Ｆターム（参考）】
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