JP2002249782A - 自燃固形体素材の遠赤外線乾溜炭化装置 - Google Patents

自燃固形体素材の遠赤外線乾溜炭化装置

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JP2002249782A
JP2002249782A JP2001105239A JP2001105239A JP2002249782A JP 2002249782 A JP2002249782 A JP 2002249782A JP 2001105239 A JP2001105239 A JP 2001105239A JP 2001105239 A JP2001105239 A JP 2001105239A JP 2002249782 A JP2002249782 A JP 2002249782A
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far
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flue
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Yaichi Obara
弥一 小原
Tatsuji Suzuki
辰治 鈴木
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】自燃力のある固形体資源を燃やすことなく有用
な炭化材にする再生遠赤外線乾溜炭化装置を提供する。 【解決手段】平面炉床1と天井壁で覆われた斜傾炉3
と、その炉床裏下方部に発熱燃焼炉5が設けられ炎道口
4で連結される、それ等構造体は遠赤外線放射機能を有
する鉱石粉(シリカブラック)と耐熱キャスターの混合
材で構築されている。斜傾炉上方天井壁には強力な吸引
力の煙突11が設けられ、その基部に煙突分流装置12
が設けられ内部に自在ダンバーを備えている。分流部か
ら分かれた煙道は天井壁外側にそって下方に延長されて
方向転換して炉内に挿入され又方向転換し炉床と平行し
て上方に向けて開口し、炉外煙道中間にブロワー14を
備えている。炉の上方端に素材供給装置16を備え、炉
下方端にエアワッシャー装置17を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は自燃力のある固形体
物体を燃やさずに炭化する資源再生技術に関するもので
ある。
【従来技術】古来高品質の炭化物は成熟して木化現象の
進んだ固形体を高温で酸素の供給を制限しながら蒸し焼
きにして得られるが、その為の装置になじまない膨大な
粗大固形体が増えて来たことから、それ等も連続して炭
化処理する技術が求められている。
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は前項に鑑
み粗大固形体材例えば家屋解体材の如き取扱いに危険を
伴う物材等を始め本来自燃力をもっている成熟した固形
体材を燃やさずに炭化して資源の再生利用と環境保全に
貢献する技術を提供するものである。
【課題を解決する手段及作用】本発明の目指す炭化方法
は従来の固形体材を高温で蒸し焼きする酸化方法と異な
り材料を燃やさず高温放射の遠赤外線の透過力によって
可燃部分を乾留ガス化分解して炭化するもので、熱源の
高熱風は酸素を消費した燃焼炎の酸素欠乏気体である。
本発明者等はかつて木材乾燥を試みたことがある。即ち
幅、高さ、奥行きとも4.5mの乾燥室の特徴は、四方
側の外側を送熱通路として木材収納部分の間に設けられ
た厚さ10cmの小石の層にあった。内側をパンチング
メタルを用いており、外部の発熱燃焼炉で発生した熱風
は送熱通路の内側鉄板を通して小石を熱し、それから放
射された熱線が木材に照射されて内部まで透過し水分を
放散せしめる機構である。その操作過程で室内温度を4
00℃に設定した際木材丸太が一晩で炭になる事象に遭
遇した。試行錯誤の末260℃の炭化限界温度を知った
が、通常の高温乾燥100℃以下が安全圏と云う温度帯
の倍以上までを可能とする遠赤外線の機能―即ち深層透
過力により内部の水分が放出されて表面の過乾障害を防
ぐバランス機能をもつことを教えられた貴重な経験とな
った。上述の苦しみから教えられた遠赤外線の深層透過
力を活かして固形体可燃層の乾留ガス化機能をより強化
すべく、酸欠熱風を循環させる機構を発明するに至っ
た。そのポイントは炉体を構築する材料に高率の遠赤外
線を放射する鉱石を多用し発熱燃焼炉における完全燃焼
による輻射高温熱風化―特許第3030321号と、そ
の高温の酸欠燃焼排ガスを直接循環する為に、特許第2
711402号を改良した蒸気タービン装置―特開平1
1−256144号の機構を転用した特殊ブロワーの利
用によって可能となった技術装置である。構造について
は実施例にゆずり本項では総括的に説明する。求められ
る活性炭は高温で蒸し焼きされた後急速に冷却されて出
来る。と云うことは自燃力にもとづく酸化反応でもあ
る。それに対して本願が酸素欠乏状態下で高温の輻射遠
赤外線による照射透過力によって固形体深部までを速や
かに乾留ガス化する窒素ガス炭化とも表現される技術で
ある。本願で用いる遠赤外線放射鉱石シリカブラック資
料を表1、表2として示す。施設装置構造を遠赤外線放
射の効率の高い素材を用いて構築し、熱風熱源を求める
発熱手段には燃焼炎を強力な輻射熱に増幅する手段(ス
テファンボルツマンの法則事象)を用いて省エネと高効
率を達成し、その燃焼排ガスを循環するに当っては、耐
熱性を強化した蒸気タービン装置の機構転用即ち受動回
転を駆動回転に改良した特殊ブロワーを用いて対応する
ことによって、発熱に用する酸素以外、即ち新しい空気
の供給を制限しつつ酸素欠乏状の熱風を循環して、流下
流動する素材に高温の輻射遠赤外線を直射、或いは熱風
の流動熱、又は炉床からの伝導熱として加熱し深層透過
を強めて強烈な乾留ガス化機能を促進して速やかに炭化
するので連続運転が実現出来る。酸化反応炭化よりは大
巾に所要時間が短縮される。尚特殊ブロワーは回転羽根
裏側に生ずる負圧に引かれて回転軸パイプに明けられた
穴を通して空気が流入するが、その酸素量は循環する燃
焼排ガスの一酸化炭素を二酸化炭素にする程度と推定さ
れ、炉内気体は窒素ガスと炭化水素や二酸化炭素が主体
で高温となっても素材は燃えれない。循環ブロワーの吸
引力を越える排ガスは自在ダンパー機構が働いて煙突よ
り排出される。
【実施例】以下図面を参照して一実施例を説明する。図
1−は自燃固形体素材の遠赤外線乾溜炭化法装置の全体
縦断図である。図2−は図1の中間横断図である。図3
−は循環ブロワーの横断図である。各図において1−は
斜傾炉炉床である、2−はその天井壁で、3−はその側
壁である、4−は炎道口で両側に一対ある、5−は発熱
燃焼炉側壁で両端面も含む、6−はその燃焼炉床であ
る、7−バーナーで、8−は高圧空気噴射口で高圧送風
機に連結されている、9−バーナー炎を表わし、10−
は高圧空気膜を表わし燃焼反応バリヤでもある、11−
は煙突である、12−は煙突分流装置で内部に自在ダン
バーを備えている。13−は吸引煙道で、中間に14−
の燃焼煙吸引ブロワーを備えている。15−は煙道開口
部である、16−は素材供給装置でコント 以上の調査結果から明らかなように、シリカ・ブラック
は生長光線として放射される高い電磁波エネルギーによ
って、ロール機構を備えている、17はエアワッシャー
噴射口で併せて水も供給する。18−は炭化物の貯溜部
である。19−は循環ブロワーの回転軸で、20−はそ
の羽根翼である。以上の構成にもとづく動作を説明す
る。まず11−の煙突は有意の高さをもつか、或いは直
接吸引装置を備えてその吸引力によって炉内は強い負圧
が働いている。7−のバーナーが着火され、9−のバー
ナー炎が安定すると、8−から高圧空気が噴射されて、
10−の空気膜が形成されて炎と反応してバリヤ化し、
炎は高温の輻射熱となって周囲の炉壁を熱し遠赤外線が
放射され、それ等の相乗作用で炉内で高温化された燃焼
ガスは、4−の炎道口を通って、3−の斜傾炉に流入
し、2−と、3−の炉壁を熱しながら、11−の煙突に
引かれる。斜傾炉々床は下部の発熱燃焼室の天井壁とな
っているので高温の輻射熱を受け側壁と天井は燃焼炎の
熱で熱せられて、斜傾炉内は高温の遠赤外線が乱反射さ
れる、11−の煙突が有意の温度になったら、14−の
吸引ブロワーを作動させると排ガスは15−の煙道開口
部から噴射され、下からの燃焼炎を誘引し炉内の流動が
早くなる、16−の素材供給装置が作動され炉内に入っ
た素材は炉床を流下流動しながらあらゆる部位から遠赤
外線の直接照射や熱風の対流熱、炉床からの伝導熱で加
熱され深部まで透過されて乾溜ガス化が急速に進行して
窒素ガス炭化が進む、17−のエアワッシャー部まで素
材が流下すると水を含んだエアーで急速に冷却されなが
ら、18−の貯溜部に落される。以上基本的動作を説明
したが素材の種類、状態が異なると炭化のスピードは当
然差異があるので、排出物の状態を見ながら供給をコン
トロールする。又素材が一定のものであれば斜傾炉床の
角度は当初からそれに合わせて設置する。
【発明の効果】近年生活環境の中で電化製品的機材が急
激に増加したことに伴い電磁波が満ちあふれ、また住宅
施設等の新建材から悪性ガスの発生等々健康を脅かす要
因が多く、その対象として活性炭の機能が注目されて来
た。一方自燃力のある固形体素材の処理を求められる量
も膨大となって来たが単に焼却しては環境に負荷を与え
るので困難となって来た。本発明はその両端を結ぶ新し
い技術としての社会貢献分野は広い。本願では固形体粗
大物材を対象例としたが、成熟に近い植物体であれば組
織骨格が炭火して残る素材は数多く、それを活かした炭
化物の利用分野も拡がる。加えて本願の遠赤外線輻射熱
による窒素ガス炭化物が窒化炭素材として土や水、そし
て空気の自然環境分野にいかなる役目を果たすのか、バ
イオ活性をうながす触媒機能分野へのかすかな期待が生
じて来た。更に乾溜ガスが酸素と水素並びに二酸化炭素
還元の一酸化炭素ガス化しているならば分離膜によって
窒素ガスを除去して可燃ガス化し、エンジンの燃料とす
る新たな環境浄化と物質循環分野への更なる貢献への途
が拓かれる。又本願の対象となし得る林産及関連加工残
的資源は無限大と云える程膨大で環境への負荷は極限に
達している現状からして、簡単に炭化材化する方法を構
築して、永久貯蔵の可能なエネルギー源としても他の分
野への活用でも資源再生循環への限りない展望が開ける
であろう。本発明がその一端緒となり参加出来れば大き
な社会貢献となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願装置の全体縦断図。
【図2】本願装置の中間横断図。
【図3】循環ブロワー横断図。
【符号の説明】
1−斜傾炉炉床、2−1の天井壁、3−1の側壁、4−
炎道口、5−発熱燃焼炉の側壁、6−5の炉床、7−バ
ーナー、8−高圧空気噴射口、9−バーナー炎、10−
高圧空気膜、11−煙突、12−煙突分岐装置、13−
吸引煙道、14−燃焼煙吸引ブロワー、15−煙道開口
部、16−素材供給装置、17−エアワッシャー噴射
口、18−炭化物貯留部、19−ブロワー回転軸、20
−ブロワー羽根翼。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象素材が自然流下する角度を有する斜傾
    炉は、有意の巾と長さの平面炉床と有意の高さの天井壁
    で覆われ、炉床には複数の素材がバウンドする傾斜突起
    が設けられている。炉床裏下方部に有意の高さと巾の発
    熱燃焼炉が設けられ、斜傾炉床の有意の位置の両側壁寄
    りに開口された炎道口で燃焼炎通路として連なって居
    り、それ等炉体を構成する構造体は高率の遠赤外線を放
    射する鉱石粉と耐熱キャスターの混合物で構築されてい
    る。発熱燃焼炉で生じた燃焼炎は設定された強力な負圧
    に引かれて斜め下方に流動し、斜傾炉床の炎道口から斜
    傾炉内に入り斜傾炉上方端の天井部に設けられた煙突に
    吸引される。その煙突基部位置に自在ダンバーを内臓し
    た分流装置が設けられ、分かれた煙道は斜傾炉天井壁外
    側にそって下方に延長され、炉床炎道口位置より下方で
    直角度に方向転換して炉内に挿入され、更に炉床に平行
    方向となる直角度に方向転換して開口し、炉外煙道中間
    に設けられた特殊ブロワーによって排ガスを吸引し、発
    熱燃焼室からの燃焼炎を巻き込んで炉内に噴射する機構
    により、炉内の素材に燃焼排ガスの遠赤外線熱風を循環
    放射する。発熱燃焼室の燃焼方法は、排気側から燃焼炎
    の進行に対向し炎を斜めに横断して直列状或いはラッパ
    状に送風し高圧空気膜を形成すると、強烈な燃焼反応層
    バリヤとなり、燃焼炎はそれに包み込まれて高温の輻射
    熱風となる。斜傾炉上方端に素材供給口が設けられ接続
    して、内部に放射状仕切枡板と側板を備えた回転円筒形
    供給装置が設置され、斜傾炉内に過剰空気の流入を遮断
    しながら原料素材の供給をコントロールする。斜傾炉下
    部上壁の煙道挿入位置より有意の下方位置の上部から、
    水を含んだエアワッシャーを炉床に斜めとなる垂直方向
    に噴射して炭化処理材の移動を進めながら急速に処理材
    を冷却すると共に炉内へ空気の流入を防いでいる。以上
    の諸機構の相乗作用で供給口から供給され斜傾炉床にそ
    って徐々に流動する素材には燃焼ガスの循環機構によっ
    て酸欠状の高温の輻射熱線が浴びせられ、高温となった
    炉壁から放射される遠赤外線も強烈となる。この様に素
    材は遠赤外線輻射熱の直射、熱風の対流熱、炉床からの
    伝導熱とあらゆる方向からの熱線或いは高熱を満遍なく
    受けその透過率も極度に高まり可燃物体は燃えることな
    く急激に乾留ガス化し炭化が進行する機構構成と機能を
    有する構造であることを特徴とする自燃固形体素材の遠
    赤外線乾溜炭化装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の特殊ブロワーは、直列的に
    物体(気体)の受入口と排出口を備えたケーシングに内
    蔵され中空の回転軸に直角に支持された回転羽根車で、
    軸両端を軸受で保持され動力で駆動される。その羽根翼
    が振幅と範囲の異なる合成正弦曲線を基調とした羽形と
    一次元形状の有意の巾をもち入射点位置の切点を回転軸
    外周切線に重ねて固定し、両端面を円板で囲ってバケッ
    ト状を成す。中空の回転軸の羽根翼取付け位置間に羽根
    翼と平行的斜めに搾孔して羽根車の回転に伴ってバケッ
    ト内に生ずる負圧に引かれて回転軸から空気が流動する
    機構を備えている。それによって高温気体に接するとも
    回転軸を冷却して軸受を保護し、羽根翼も過熱から守る
    と共に、流動気体を冷やし容積を減じてマフラー効果を
    具現する機能を有する構造であることを特徴とする請求
    項1記載の自燃固形体素材の遠赤外線乾溜炭化装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8015725B2 (en) * 2004-09-21 2011-09-13 Dos-I Solutions, S.L. Method and machine for the sintering and/or drying of powder materials using infrared radiation
CN115418235A (zh) * 2022-08-19 2022-12-02 合肥工业大学 一种多滚筒直接换热式炭化炉

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