JP2003164842A

JP2003164842A - 有機廃棄物等の炭化装置

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Publication number: JP2003164842A
Application number: JP2001368820A
Authority: JP
Inventors: Morikazu Mizota; 盛和溝田; Hideaki Kawano; 英昭川野; Nobuo Matsuoka; 信夫松岡
Original assignee: SOIL GIKEN KK; Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: SOIL GIKEN KK; Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-10
Anticipated expiration: 2021-12-03
Also published as: JP3971919B2

Abstract

(57)【要約】【課題】有機廃棄物や、有機汚泥等の炭化装置におい
て、炭化区間での炭化燃焼の過剰又は燃焼不足を防止し
ようとする。【解決手段】ロータリ炉内に供給された有機廃棄物等
の原料を燃焼しながら炭化させる炭化装置であって、こ
の炭化燃焼中の原料温度の目標炭化温度への移行の進み
又は遅れを検出し、この進み又は遅れを予め設定した目
標炭化温度に移行すべく是正する燃焼空気量制御手段を
構成する。この燃焼空気量制御手段は、外気に通じる外
気導入パイプ３９〜４１からの導入空気量を大小に変更
制御することによって行う構成とし、ロータリ炉内の炭
化区間Ｂにおける原料温度の分布を検出する温度検出手
段５７〜６１を設け、この検出結果に基づいて炭化燃焼
の進み又は遅れを検出し、この検出結果に基づいてロー
タリ炉１４の長手方向における燃焼中原料への空気量を
増減制御すべく構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、木材，籾殻，お
から，畜糞類，バカス，根菜類の残さ，かんきつ類のし
ぼりかす等の有機廃棄物や、有機汚泥等の炭化装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機廃棄物等を第１の領域で加熱
し、そこから気体を抜出す押出し機の形にした蒸留器へ
連続的に導き、その後次の域において一層高い温度に加
熱し、最終の域においてその内容物を冷却し残さを固体
形にして抜き出す構成とし、被処理物の供給側から終端
に至るに従い各処理を行わせ、各工程を有機的に結合し
て一連の乾留装置としたものがある（例えば、実公昭６
３−１２５４４号公報）。

【０００３】また、上記の形態では筒外部より加熱する
ため莫大な燃料費を要することとなるから、筒内に火炎
を導入して廃棄物としての籾殻の表面を燃焼させ燻製炭
を生成させる構成としたものがある（特開平１１−６１
１４３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記前者の
構成にあっては、加熱温度の管理について配慮はある
が、内部原料の燃焼状態を直接監視する燃焼温度の管理
については配慮がなく、後者にあっても同様に籾殻の表
面を燃焼させる燃焼温度の管理について配慮がなく、ロ
ータリ炉内において必要な炭化状態を得られず、又は燃
焼過剰による灰化を惹き起こすこととなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような技術的手段を講じた。請求項１
に記載の発明は、ロータリ炉内に供給された有機廃棄物
等の原料を燃焼しながら炭化させる炭化装置であって、
この炭化燃焼中の原料温度を予め設定した目標温度とな
るよう高低に制御する燃焼制御手段を構成してなる有機
廃棄物の炭化装置の構成とする。

【０００６】これによって、炭化燃焼中の原料温度は予
め設定された温度に沿うよう燃焼制御手段にて目標温度
に達するよう処理されることとなり、過剰燃焼による灰
化や燃焼不足による未炭化状態とならない。請求項２に
記載の発明は、上記において、燃焼制御手段は、燃焼装
置の燃焼量を制御する構成とし、ロータリ炉内炭化区間
における所定位置に原料の温度検出手段を設け、この検
出結果が予め設定した所定温度となるよう上記燃焼量を
大小に変更制御し又は作動・停止制御すべく構成するも
のである。

【０００７】従って、炭化燃焼中の原料温度が監視さ
れ、その検出結果に基づいて燃焼装置の燃焼量が大小に
制御され、検出温度が低いときは燃焼量を大として燃焼
を促進し、又はこの検出温度が低いときは燃焼量を小と
して燃焼を抑制するものである。なお、燃焼量の制御に
は燃焼停止又は燃焼作動を含んで、特に燃焼装置を停止
して所謂自燃状態にある原料について、燃焼を促進する
場合にはこの燃焼装置を再作動することにより迅速に所
定目標温度に到達し得る。

【０００８】又請求項３に記載の発明における燃焼制御
手段は、燃焼中原料への空気供給量を制御する構成と
し、ロータリ炉内炭化区間における所定位置に原料の温
度検出手段を設け、この検出結果が予め設定した所定温
度となるよう上記空気供給量を増減制御すべく構成す
る。

【０００９】よって、原料の炭化温度を検出しながら、
目標温度より低いときは空気供給量を大として燃焼状態
を促進し、目標温度より高目のときは空気供給量を小に
変更して燃焼を抑制できる。更に請求項４に記載の発明
は、上記空気供給量の増減制御は、炭化用バーナの燃焼
ファンの回転数を高低制御することによって行う構成と
したものである。従って、各別の空気供給装置を構成す
る必要がなく、既存の空気量調整手段を兼用できてコス
トを低廉できる。なお、この場合には炭化用バーナは停
止状態におかれて原料は所謂自燃状態にあるときに有効
である。

【００１０】ついで、請求項５に記載の発明は、上記に
おいて、空気供給量の増減制御は、外気に通じる外気導
入パイプからの導入空気量を大小に変更制御することに
よって行う構成としたもので、ロータリ炉内の必要個所
に直接作用すべく設置でき、供給空気の供給による応答
性が良い。

【００１１】さらに請求項６に記載の発明は、上記にお
いて、空気供給量の増減制御は、消火筒の内側空間への
導入外気の供給停止によって行う構成としたもので、ロ
ータリ炉の外部側から導入される外気はこの消火筒の内
側を通過して炭化区間に入り、燃焼を促進する。なお、
燃焼を抑制するときは外気導入を社団するものである。
消火筒の内側空間を有効利用して外気導入をはかれるか
ら、別途導入ハ゜イフ゜を構成するに及ばない。

【００１２】請求項７に記載の発明は、ロータリ炉内に
供給された有機廃棄物等の原料を燃焼しながら炭化させ
る炭化装置であって、この炭化燃焼中の原料温度の目標
炭化温度への移行の進み又は遅れを検出し、この進み又
は遅れを予め設定した目標炭化温度に移行すべく是正す
る燃焼空気量制御手段を構成してなる有機廃棄物の炭化
装置の構成とする。

【００１３】これによって、ロータリ炉内において、外
部からの燃焼火炎や自燃によって原料は燃焼するが、こ
のとき所定の目標温度に達する温度変化が速い炭化燃焼
の進みや逆の温度変化が遅い遅れ現象が生じて、燃焼過
剰と成ったり逆に燃焼不足に陥るが、目標炭化温度への
進み又は遅れを検出しながら、これを是正すべく燃焼空
気量を増減制御する。

【００１４】請求項８に記載の発明は、上記において、
燃焼空気量制御手段は、外気に通じる外気導入パイプか
らの導入空気量を大小に変更制御することによって行う
構成とし、ロータリ炉内の炭化区間における原料温度の
分布を検出する温度検出手段を設け、この検出結果に基
づいて炭化燃焼の進み又は遅れを検出し、この検出結果
に基づいてロータリ炉の長手方向における燃焼中原料へ
の空気量を増減制御すべく構成してなる。

【００１５】これによって、ロータリ炉内の温度分布が
検出され、予め設定した標準的な温度分布との比較によ
って炭化燃焼の進み又は遅れが検出でき、外気導入パイ
プによって標準温度分布に対して低い温度分布の個所に
は外気取り入れ量を増大し、標準温度分布に対して高い
温度分布の個所には外気取り入れ量を減少又は停止し
て、目標とする温度分布を得ることができる。

【００１６】また請求項９に記載の発明は、上記におい
て、燃焼空気量制御手段は、消火筒の内側端部から導入
外気を供給ロータリ炉内炭化区間へ供給する構成とし、
ロータリ炉内の炭化区間における原料温度の分布を検出
する温度検出手段を設け、この検出結果に基づいて炭化
燃焼の進み又は遅れを検出し、この検出結果に基づいて
燃焼中原料への上記内側端部からの空気量供給位置をロ
ータリ炉長手方向に変更制御すべく構成してなる。

【００１７】これによって、原料温度の分布が検出さ
れ、予め設定した標準的な温度分布との比較によって炭
化燃焼の進み又は遅れが検出でき、目標温度に達しない
個所に向けて消火筒の内側端部位置を調整しながら外気
を導入し、燃焼を促進して目標の温度に近づける。

【００１８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、原料温度が目
標温度となるように燃焼制御手段が制御されるから過剰
燃焼や燃焼不足を来さず、所望の炭化燃焼状態を確保で
きる。請求項２に記載の発明は、上記に加え、燃焼制御
手段が燃焼装置の燃焼量制御によるから、目標温度へ達
するまでの応答性が良い。

【００１９】請求項３に記載の発明は、燃焼制御手段と
して空気供給量を制御する構成であるから、自燃状態下
での燃焼量制御に有効である。請求項４に記載の発明
は、空気導入を燃焼ファンによらせるから、各別の空気
供給装置を必要としないためコスト低廉が図れる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、外気導入パイプ
を構成するから、炭化燃焼の原料に対して極め細かく空
気量調整が行える。請求項６に記載の発明は、消火筒を
利用して外気を導入するから、各別の空気供給装置を必
要としないためコスト低廉が図れる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、標準的な温度分
布を設定し、温度検出等によって目標炭化温度への移行
の進み又は遅れを検出し、これを是正すべく燃焼空気量
を増減制御するから、過剰燃焼や燃焼不足を来さず、所
望の炭化燃焼状態を確保できる。

【００２２】請求項８に記載の発明は、ロータリ炉内の
温度分布が検出され、予め設定した標準的な温度分布と
の比較によって炭化燃焼の進み又は遅れが検出でき、外
気導入パイプによって標準温度分布に対して低い温度分
布の個所には外気取り入れ量を増大し、標準温度分布に
対して高い温度分布の個所には外気取り入れ量を減少又
は停止して、目標とする温度分布を得ながら、過剰燃焼
や燃焼不足を防止する。

【００２３】請求項９に記載の発明は、原料温度の分布
が検出され、予め設定した標準的な温度分布との比較に
よって炭化燃焼の進み又は遅れが検出でき、目標温度に
達しない個所に向けて消火筒の内側端部位置を調整しな
がら外気を導入し、燃焼を促進して目標の温度に近づけ
られて、目標とする温度分布を得ながら、過剰燃焼や燃
焼不足を防止する。

【００２４】

【発明の実施の形態】この発明の実施の一形態を図面に
基づき説明する。図１は装置全体の概要フロー図であ
り、有機性廃棄物を原料タンク１からコンベア手段２を
経て炭化装置３の投入口に供給し、炭化物は炭化装置３
終端の取出口から排出回収され別なコンベア手段４を経
て製品タンク５に貯留される。一方炭化炉３始端側から
排出される未燃焼ガスは２次燃焼炉６にて処理され煙突
７から排気される構成である。８は制御盤、９はオイル
サービスタンクである。

【００２５】上記炭化装置３は、架台１０に適宜固定さ
れる供給側固定筒１１、排出側固定筒１２、及びこれら
固定筒１１,１２との間に位置して駆動ローラ１３,１３
によって水平軸芯回りに回転自在なロータリ炉１４を設
けてなる。炭化装置３の供給側端には供給タンク１５を
位置させ、該タンク１５の底部から上記供給側固定筒１
１に亘り供給螺旋１６を設けてあり、その駆動軸１７を
供給螺旋モータ１８によって回転連動する構成である。

【００２６】上記供給側固定筒１１の上部には点検口１
９を設け、下部には粉塵取出し口２０を設けている。前
記ロータリ炉１４は、所定長さの炉筒単位を複数フラン
ジ接合（図例では４筒）して必要長さの炉長を確保すべ
く形成され、供給側から乾燥区間Ａ，炭化区間Ｂ，消火
区間Ｃに構成される。即ち、ロータリ炉１４には前後２
ケ所に燃焼用バーナ２１,２２を備え、うち一方が乾燥
区間Ａにあって乾燥用バーナ２１とされ、他方は炭化区
間Ｂにあって炭化用バーナ２２とされる。いずれも耐火
材で構成された加熱バーナ炉２３,２４をロータリ炉１
４を取り巻くように架台１０に固定し、このバーナ炉２
３,２４の一側にバーナ２１,２２を挿入固定して設けて
ある。なお、これらバーナ２１,２２は、燃料供給バル
ブ２５,２６、燃料ノズル等の燃料供給装置を構成する
と共に、燃焼ファン２７,２８を伴って燃焼盤部に燃焼
用空気を供給できる構成である。また、ロータリ炉１４
の炭化区間Ｂにはこのバーナ炉２４の内側に対応して小
孔２９,２９…を穿設してなり、ロータリ炉１４の内側
には該炉１４の回転方向（イ）に対して遅れ角を有して
火炎導入パイプ３０,３０…を設けている（図８）。

【００２７】上記ロータリ炉１４の内側は、その全区間
に亘り非連続の羽根３１,３１…を螺旋状に配設して設
けると共に、乾燥区間Ａには上記非連続部において炉１
４の長手方向に略沿って撹拌羽根３２,３２…を設けて
ある。なおこの撹拌羽根３２高さhは、上記螺旋羽根３
１高さＨよりも低位に形成している（図９）。

【００２８】さて、前記ロータリ炉１４の消火区間Ｃに
は、円筒状の消火筒３５を前記螺旋羽根３１の内周縁と
の間に若干の隙間を存した状態にして、当該螺旋羽根３
１を利用して固定板部３５ａを介して片持ち状でかつ着
脱自在に取り付けてなる。該消火筒３５はその一端の挿
入内側端は消火区間Ｃの始端部位まで延長され、他端の
外側端はロータリ炉１４から脱する状態にあって前記排
出側固定筒１２内にのぞませてある。この消火筒３５
は、固定筒１２内にのぞむ部分には覆板３６を備え、一
方内側端は開放状態となっている。即ち、消火区間Ｃで
は原料炭化物の移動する空間のみを残して、内部円筒を
もってロータリ炉１４内空間を閉塞して外部空気に晒さ
れないよう構成するもので、酸素供給を可及的に少なく
して消火に至らしめる構成である。

【００２９】また、前記排出側固定筒１２から炭化区間
Ｂに延出して３本の空気導入パイプ３９〜４１を設け
る。該空気導入パイプ３９〜４１は、上記覆板３６の中
心を貫通すべく設け、その外側端部を排出側固定筒１２
に適宜に支持させると共に、片持ち状にして内側端は炭
化区間Ｂに至るように延長されて設けられている。そし
て空気導入パイプ３９の先端は、炭化区間Ｂにおける原
料の温度が所定温度に達する始端点ａ付近にその吐出口
をのぞませ、次いで空気導入パイプ４０は原料温度が所
定温度に達する中間点ｂ付近に、また空気導入パイプ４
１は原料温度が所定温度に達する終端点ｃ付近に各先端
吐出口がのぞむように配置されている。これら空気導入
パイプ３９〜４１の空気入口側には夫々開度調整弁４２
〜４４を設けると共に共通の送風ファン４５を接続して
なり、後記制御部によって、外部空気を炭化区間Ｂ内所
定個所に必要量につき供給できる構成としている。な
お、該空気導入パイプ３９〜４１の空気供給によって炭
化区間Ｂ内局所における燃焼状態が促進される構成であ
り、逆に空気供給を抑制し又は遮断すると該燃焼状態を
抑制する構成である。開度調整弁４２〜４４と送風ファ
ン４５との作動によって導入空気量を大小に変更制御し
うる構成である。４２ｍ〜４４ｍは開度調整弁４２〜４
４の制御用モータである。

【００３０】上記排出側固定筒１２の下部は排出螺旋４
６を後部側接続の排出筒４７に亘って設けてなり、ロー
タリ炉１４の後部端から落下する炭化物を受ける構成と
し、排出筒４７先端の開口部から炭化物を機外に排出で
きる構成としている。４８,４９,４９はシャワーで、排
出側固定筒１２及び排出筒４７とに都合３連に設けられ
て、移送途中の炭化物を冷却できる構成である。

【００３１】前記燃焼炉６は、前記供給側固定筒１１の
一側面の開口部５４に排ガス取出導管５０を介して接続
構成され、炉筒内部においてバーナ５１火炎によって燃
焼処理できる構成であり、該燃焼炉６終端側には煙突７
を接続構成するものである。８は制御盤であり、内部に
各種演算処理を行なう実行プログラムを内蔵する制御部
５５を備え、各部運転モータヘの出力制御、各バーナへ
の燃焼信号出力等を起動スイッチ類入力又は各種センサ
の検出入力等に基づいて実行させるものである。検出手
段としては、原料タンク１に設ける満量レベルセンサ５
６、炭化区間Ｂの前部、中部、及び後部５ケ所に配設し
た温度検出手段５７〜６１を備え、各部駆動手段として
は、前記供給螺旋モータ１７、制御モータ４２ｍ〜４４
ｍの他に、ロータリ炉１４を回転連動する駆動モータ６
２、排出螺旋４６を駆動する排出螺旋モータ６３を備
え、各バーナは、その燃焼指令信号に基づき、燃料供給
量バルブ２５,２６制御と燃焼ファン２７,２８の回転数
制御とを行い、燃料供給量に応じた風量を自動的に確保
し得るよう構成している。

【００３２】なお、上記温度検出手段５７〜６１は、い
ずれも前記空気導入パイプ３９〜４１の先端部を利用し
て垂下状に設けられ、ロータリ炉１４内の原料温度、所
謂芯温を測定できる構成である。即ち、温度検出手段５
７は前記最高温度Ｔ０に達する始端点ａ付近の原料温度
Ｔａ、温度検出手段５８は同じく中間点ｂ付近の原料温
度Ｔｂ、温度検出手段５９は同じく終端点ｃ付近の原料
温度Ｔｃを夫々測定すると共に、温度検出手段６０はこ
の最高温度Ｔ０に達する直前の温度上昇行程の所定位置
ｄの原料温度Ｔｄ、温度検出手段６１は最高温度Ｔ０か
ら下降行程の所定位置ｅの原料温度Ｔｅを測定するもの
である。図１１におけるように、上面がやや扁平な山形
を呈する標準温度分布を元に各種制御が行なわれる構成
である。つまり、制御部５５は、運転スイッチ６４操作
に基づき炭化処理を行なわせ、原料タンク１が満量にな
ると供給螺旋用駆動モータ１７を停止し、温度検出手段
５７〜６１は炭化用バーナ２２の燃焼状態を所定温度範
囲になるよう燃料供給量及び燃焼ファン回転数、あるい
は空気導入パイプ３９〜４１からの導入空気量を増減制
御する構成である。

【００３３】前記炭化区間Ｂにおける燃焼中原料の温度
分布状況は上記温度検出手段５７〜６１によって検知さ
れる。このうち温度検出手段５７，５８及び５９は目標
最高温度Ｔ０を検知し、温度検出手段６０は該目標温度
到達前の温度Ｔｄを、温度検出手段６１は該目標温度到
達後の温度Ｔｅを夫々検知しながら、予め設定した前記
標準温度分布Ｐ（図１１、図１２（イ））と比較し、こ
れら温度検出手段５７〜６１の各検出値Ｔａ〜Ｔｅをも
って該標準温度分布Ｐ状態に近づける制御を行なう。標
準温度分布においては、温度検出手段６０及び６１によ
る検出値Ｔｄ，Ｔｅが温度Ｔ１、温度検出手段５７，５
８及び５９による検出値Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃが目標の炭化
最高温度Ｔ０（＞Ｔ１）にあり、該目標炭化最高温度Ｔ
０はロータリ炉１４の長手方向に一定の保持範囲Ｌを呈
するものである。

【００３４】次に、標準温度分布Ｐとの比較によって、
燃焼量制御や空気供給量制御を行わせ、実運転状態の温
度分布をこの標準温度分布Ｐに近づける燃焼制御手段に
ついて説明する。先ず、温度検出手段による検出値が、
全て上記標準温度分布Ｐを下回るときは（図１２（イ）
点線）、次のような調整制御によって自燃を促進しなが
ら保持範囲Ｌ全体の温度を嵩上げし標準温度分布Ｐに近
づけるものである。炭化用バーナ２２を燃焼させる
と、丁度火炎の放射し得る位置を炭化最高温度の保持範
囲Ｌと略一致すべく炭化用バーナ２２が配設されている
ため全体の温度を上昇させることができる。炭化用バ
ーナ２２の燃焼量、即ち燃料供給量及び燃焼ファン２８
の回転数を増加制御する。燃焼停止中の炭化用バーナ
２２の燃焼ファン２８を駆動して外気を炭化区間の原料
に供給し自燃を促進する。３本の外気導入パイプ３９
〜４１の全部から外気導入量を増加制御する。即ち、開
度調整弁４２〜４４を開度大側に調整するか、送風ファ
ン４５の回転数を増加制御する。〜を複合的に制
御する。

【００３５】逆に、標準温度分布Ｐを上回るときは（図
１２（イ）一点鎖線）、自燃を抑制する制御を行なう。
炭化用バーナ２２の燃焼量を低下制御する。燃焼停
止中の炭化用バーナ２２の燃焼ファン２８回転を停止し
外気取り入れ量を低下する。３本の外気導入パイプ３
９〜４１の全部から外気導入量を減少側制御する。
〜を複合的に制御する。

【００３６】次いで、最高温度Ｔ０の保持範囲Ｌが適正
範囲より前後にずれた場合の制御は以下のように行なわ
れる。温度検出手段５７〜６１の検出値Ｔのうち、少な
くとも、Ｔｄ＞Ｔ１Ｔａ＝Ｔｂ＝Ｔ０Ｔｃ＜Ｔ０Ｔｅ＜Ｔ１を呈するときは、図１２（ロ）の状態の保持範囲Ｌが適
正範囲より前側にずれる炭化燃焼「進み」状態となって
おり、この場合には、空気導入パイプ３９からの導入空
気量を絞り、又は停止すると共に、空気導入パイプ４１
からの導入空気量を増加制御することにより、ｄ点の温
度を低下し、ｃ点、ｅ点の温度を上昇制御させることが
できる。

【００３７】また、温度検出手段５７〜６１の検出値Ｔ
のうち、Ｔｄ＜Ｔ１Ｔａ＜Ｔ０Ｔｂ＝Ｔｃ＝Ｔ０Ｔｅ＞Ｔ１を呈するときは、図１２（ハ）の状態の保持範囲Ｌが適
正範囲より後側にずれる炭化燃焼「遅れ」状態となって
おり、この場合には、空気導入パイプ３９からの導入空
気量を増加し、空気導入パイプ４１からの導入空気量を
絞り、又は停止することにより、ａ点、ｄ点の温度を上
昇し、ｃ点、ｅ点の温度を低下させることができる。

【００３８】上記の導入空気量制御は、開度調整弁４２
〜４４の弁開度の制御又は送風ファン４５の送風量制御
によって行われる構成である。また、制御部５５は給水
シャワー４８,４９,４９のオン・オフ制御を司り、開口
部４７部に配設した温度検出手段６５の検出結果に基づ
いて、元来消火目的のシャワー４８，４９，４９の給水
量を増減変更できる構成とし、炭化物の温度を調整でき
る構成としている。図例では単一の給水バルブ６６にて
ソレノイド励磁によってオン、オフを行なう構成とした
が、夫々のシャワー４８，４９，４９にバルブを構成し
てもよい。なお符号６７は給水管で、二又に分岐するう
ちの一方は上記シャワー４８，４９，４９に通じ、他方
は前記駆動ローラ１３を冷却すべく該ローラ１３を浸水
させる貯水部６８に給水する構成である。６９は前記オ
イルサービスタンク９に通じる給油管である。

【００３９】上例の作用について説明する。炭化装置３
等の各部を運転状態とし、有機性廃棄物や有機物汚泥
（以下、原料）を予め水分２０％〜３０％程度に前処理
して原料タンク１に供給する。廃棄物原料は、供給螺旋
１５の回転に伴い、供給側固定筒１１を経て炭化装置３
のロータリ炉１４入り口から炉内に供給される。ロータ
リ炉１４の入口側の乾燥区間Ａにおいては、原料はロー
タリ炉１４の回転と螺旋羽根３０，３０…の送り作用を
受けて後方側へ移動しながらロータリ炉１４を囲うよう
に設けた加熱バーナ炉２３にて当該ロータリ炉１４が加
熱されて（例えば約２００℃〜約３００℃）、内部流動
の廃棄物は乾燥される。

【００４０】一方乾燥区間Ａで所定に乾燥処理された原
料は、炭化区間Ｂに至る。ここでは、まず初期段階では
炭化用バーナ２２の燃焼に伴い、小孔２９，２９…を通
じて加熱バーナ炉２２から火炎がロータリ炉１４内に達
し、原料に着火し燃焼する。やがて拡大内部燃焼状態が
行き渡ると、炭化用バーナ２２の燃料供給を遮断し燃焼
を停止する。バーナ火炎の供給を断っても所謂自燃状態
に入って原料の燃焼は継続しようとする。そこで、炭化
用バーナ２２は、燃料供給を絶った後にも燃焼ファン２
８の回転を維持して上記小孔２９，２９…に新鮮外気を
供給できる構成としてあるから、酸素供給不足を伴わ
ず、上記自燃状態を適正に継続し得るものである。こう
して原料は８００℃から１２００℃の火炎に晒され炭化
される。このとき、炭化物の芯温は、原料の性状状況に
もよるが、およそ３００℃〜４００℃であり、その温度
は、温度検出手段５７〜６１によって常時測定される。

【００４１】上記乾燥区間Ａ及び炭化区間Ｂの加温処理
に伴い、未燃焼の排ガスが発生するが、供給側固定筒１
１の排気口から排ガス導出管を経て燃焼炉６に達する。
この際原料は順次下手方向に移動するものであるから、
表面側からの加熱も相俟って乾燥速度を促進できる。

【００４２】上記温度検出手段による検出値Ｔa〜Ｔｅ
によって、予め制御部５５の記憶手段に設定してなる標
準温度分布Ｐの各点における設定温度Ｔ０又はＴ１と比
較され、当該炭化処理の温度分布が理想とする標準温度
分布Ｐとのずれが求められる。このずれのうち、全体的
な高・低によるときは、前記〜の温度嵩上げ制御、
又は〜の温度抑制制御を行なう。

【００４３】また、局部的な高低変動を来たし、最高温
度Ｔ０の保持範囲Ｌが適正範囲から前後にずれるとき
は、空気導入パイプ３９〜４１を個別に制御し、該保持
範囲Ｌを前後に調整し炭化燃焼の前期「遅れ」や「進
み」を是正する。上記の標準温度分布は、被処理原料の
種類、嵩比重、水分含有量等によって予め設定されるも
のである。例えば、嵩比重の大なる原料では燃焼し難い
傾向となるため、嵩比重小の原料に対して温度Ｔ０値を
高くし、その保持範囲Ｌも長くとる。また水分含有量の
制御は乾燥区間Ａとの兼ね合いにもよるが、含有量が大
きいときは燃焼し難いため温度Ｔ０値を高く、その保持
範囲Ｌも長くとる。

【００４４】なお、初期段階の炎供給においては、火炎
導入パイプ２６を、炉１４の回転方向に対して遅れ角を
有して設ける構成であるから、その吐出口は常時原料か
ら退避する方向になり火炎や新鮮空気の供給が向上し、
併せて螺旋羽根との関係で連れ回りしようとする原料を
無理に落下して移行を阻害させることもない。又、上記
小孔２９数は、適宜取り扱う原料の多少やバーナ特性等
によって決定付けされるものである。

【００４５】炭化区間Ｂで炭化処理された原料は消火区
間Ｃに至る。ここでは、消火筒３５が存在するため、螺
旋羽根３１，３１…と当該消火筒３５外周との間では酸
素不足の状態になってロータリ炉１４の終端部に至り、
排出側固定筒１２内に落下する。すなわち、消火筒３５
は、排出側固定筒１２の蓋体３７からの通風外気をその
筒内を通過させて上記炭化区間Ｂに供給するものである
が、この筒外周からの通気は遮断状態にあるため、上記
消火区間Ｃにある原料炭化物には酸素供給が抑制される
ため、遂には消火に至ることとなる。

【００４６】上記ロータリ炉１４からの炭化物は、排出
側固定筒１２内にて排出螺旋４０で受けられつつシャワ
ー４８の給水を受け、未だ赤熱状態の原料炭化物を消火
できる。排出螺旋４６の回転で炭化物は移送され開口部
７０から機外に排出される。この移送工程中においても
別のシャワー４９，４９で消火作用が継続されている。

【００４７】なお、シャワー４８，４９，４９の給水量
を夫々バルブ４８ａ，４９ａ，４９ｂを設けて変更制御
可能に構成し、前記温度検出手段６５の検出結果に基づ
いて、バルブを制御する構成とすれば、炭化物のきめ細
かい温度管理が可能となり、直後の搬出にも温度による
弊害をなくして容易化がはかれる。

【００４８】上記のようにして回収された炭化物は、高
温で蒸し焼きされた状態であるから有機物はなくアルカ
リ性となり、多孔質で表面積も多く、空気や水を保持し
やすい性質を有し、土壌改良材、水質改良材等多くの用
途がある。なお、上記の乾燥区間Ａや炭化区間Ｂで発生
する未燃焼ガスは、上流側へ移動しながら順次移動する
原料を乾燥作用させながら、排ガス取出導管５０を経て
燃焼炉６に入り、高温で燃焼処理される構成である。

【００４９】図１３、図１４は消化筒３５を利用した外
気導入構成を示すもので、蓋体７０に中央を外して適宜
に開口７１，７２を形成し、また、この開口７１，７２
の開度状態を変更できかつ、閉塞状態にも設定可能な開
度調整弁７３を設けてなる。即ち、開口７１，７２と同
形状の開口７４，７５をもって、重合する上記開度調整
弁７３を中心部まわりに回動調整することにより、炭化
区間Ｂ終端部への空気（酸素）供給を所定に行なわせる
ことができ、特に零の状態（図１４点線）も可能である
から、酸素の供給を遮断する状態をも可能である。従っ
て、蓋体７０の開口７１，７２からの通気量は開度調整
弁７３の開度調整によって大小に設定変更し得るもので
あるから、炭化区間Ｂの自燃状況等に応じてその開度を
調整するとよい。また、この開度調整弁７３は通気を遮
断できる構成であるから、上記自燃状況によって当該遮
断を選択することもできる。

【００５０】上記の消化筒３５利用の場合には、炭化区
間Ｂの最終地点への外気導入が可能であるが、以下のよ
うに改良することにより、自燃状態のロータリ炉１４長
手方向への空気量供給をなし得る。すなわち、消火筒３
５に第２筒７６を接続する。その接続構成は、消化筒３
５本体に対して前後に摺動可能に設け、その摺動量を任
意に調整可能に構成している。第２筒７６の突出量によ
って、炭化区間Ｂにおける外気供給位置を前後に変更で
きるため、前記温度検出手段５７〜６１の検出結果に基
づいて、前部・中央・後部のいずれの位置を指示しなが
ら自燃状態を制御しうるものである。消火筒３５の内側
端と第２筒７６との間に図外摺動作動手段を構成し、前
記温度検出手段の検出結果から温度分布を入力した制御
部は、この摺動作動手段を摺動動作させて、相対的に温
度の低い箇所に外気を導入すべくなす。次いで、全体的
な温度の高低具合を入力した温度検出データに基づいて
判定し、全体的に温度が高いときは開度調整弁７３を回
転制御する制御モータ（図示せず）に回転出力して入り
口からの空気導入量を少なくする。逆に、全体的に温度
が低いときは開度調整弁７３を全開近くに当該モータで
設定して外気の取り込み量を増加する。このように、一
端山形の温度分布を確保した後、全体的な温度の嵩上げ
や低下を行わせて標準の温度分布に接近させる。

【００５１】前記実施例における温度検出手段は、ロー
タリ炉１４内に５個の温度センサを設ける構成とした
が、個数はこれに限定されるものでなく、種々に変更で
ききる。また、センサ手段自体も実施例のように直接炭
化原料に接触する構成のみならず、ロータリ炉１４の外
部に非接触の例えば赤外線温度センサを構成して監視す
るものとしてもよい。また、接触型にあって、ロータリ
炉１４と一体に回転する温度検出手段を構成する場合に
は、１回転の途中で、原料温度雰囲気温度、燃焼中温
度、排出ガス中の温度等種々の状態下での温度測定を行
うから、原料温度以外をカット処理して温度分布を検出
するように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】炭化施設全体の概要図である

【図２】炭化装置及び燃焼炉装置の概要説明図である

【図３】炭化装置の側面図である

【図４】炭化装置の平面図である

【図５】一部断面した炭化装置の側面図である

【図６】ロータリ炉の断面図である

【図７】ロータリ炉の背面図である

【図８】ロータリ炉の炭化区間の断面図である

【図９】ロータリ炉内側斜視図である

【図１０】ロータリ炉後部の側断面図である

【図１１】標準温度分布を示すグラフである

【図１２】（イ）（ロ）（ハ）は温度分布を示すグラフ
である

【図１３】別実施例の消火筒部断面図である

【図１４】開度調整弁の作用説明図である

【図１５】制御ブロック図である

【符号の説明】

１…原料タンク、２…コンベア手段、３…炭化装置、４
…コンベア手段、５…製品タンク、６…燃焼炉、８…制
御盤、１０…架台、１１…供給側固定筒、１２…排出側
固定筒、１３…駆動ローラ、１４…ロータリ炉、１６…
供給螺旋、１８…供給螺旋モータ、２１…乾燥用バー
ナ、２２…炭化用バーナ、２３，２４…加熱バーナ炉、
２５，２６…燃料供給バルブ、２７，２８…燃焼ファ
ン、２９…小孔、３０…火炎導入パイプ、３１…螺旋羽
根、３２…撹拌羽根、３５…消火筒、３６…蓋体、３９
〜４１…外気導入パイプ、４２〜４４…調節バルブ、５
５…制御部、５７〜６１…温度検出手段、

フロントページの続き (72)発明者松岡信夫高知県中村市横瀬2480番地の１有限会社ソイル技研内Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AB02 AC02 AC11 AC12 AC17 BA02 CA01 FA03 FA12 FA21 FA27 KA02 KA05 KA16 KA21 KA28 3K062 AA07 AB02 AC02 AC11 AC12 AC17 BA02 CA01 CB03 DA01 DB06 4D004 AA02 AA03 AA04 AA12 AC05 CA26 CA42 CB09 CB34 CC02 DA01 DA02 DA06 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータリ炉内に供給された有機廃棄物等
の原料を燃焼しながら炭化させる炭化装置であって、こ
の炭化燃焼中の原料温度を予め設定した目標温度となる
よう高低に制御する燃焼制御手段を構成してなる有機廃
棄物の炭化装置。
【請求項２】燃焼制御手段は、燃焼装置の燃焼量を制
御する構成とし、ロータリ炉内炭化区間における所定位
置に原料の温度検出手段を設け、この検出結果が予め設
定した所定温度となるよう上記燃焼量を大小に変更し又
は作動・停止制御すべく構成してなる請求項１に記載の
有機廃棄物の炭化装置。
【請求項３】燃焼制御手段は、燃焼中原料への空気供
給量を制御する構成とし、ロータリ炉内炭化区間におけ
る所定位置に原料の温度検出手段を設け、この検出結果
が予め設定した所定温度となるよう上記空気供給量を増
減制御すべく構成してなる請求項１に記載の有機廃棄物
の炭化装置。
【請求項４】空気供給量の増減制御は、炭化用バーナ
の燃焼ファンの回転数を高低制御することによって行う
構成とした請求項３に記載の有機廃棄物の炭化装置。
【請求項５】空気供給量の増減制御は、外気に通じる
外気導入パイプからの導入空気量を大小に変更制御する
ことによって行う構成とした請求項３に記載の有機廃棄
物の炭化装置。
【請求項６】空気供給量の増減制御は、消火筒の内側
空間への導入外気の供給停止によって行う構成とした請
求項３に記載の有機廃棄物の炭化装置。
【請求項７】ロータリ炉内に供給された有機廃棄物等
の原料を燃焼しながら炭化させる炭化装置であって、こ
の炭化燃焼中の原料温度の目標炭化温度への移行の進み
又は遅れを検出し、この進み又は遅れを予め設定した目
標炭化温度に移行すべく是正する燃焼空気量制御手段を
構成してなる有機廃棄物の炭化装置。
【請求項８】燃焼空気量制御手段は、外気に通じる外
気導入パイプからの導入空気量を大小に変更制御するこ
とによって行う構成とし、ロータリ炉内の炭化区間にお
ける原料温度の分布を検出する温度検出手段を設け、こ
の検出結果に基づいて炭化燃焼の進み又は遅れを検出
し、この検出結果に基づいてロータリ炉の長手方向にお
ける燃焼中原料への空気量を増減制御すべく構成してな
る請求項７に記載の有機廃棄物の炭化装置。
【請求項９】燃焼空気量制御手段は、消火筒の内側端
部から導入外気を供給ロータリ炉内炭化区間へ供給する
構成とし、ロータリ炉内の炭化区間における原料温度の
分布を検出する温度検出手段を設け、この検出結果に基
づいて炭化燃焼の進み又は遅れを検出し、この検出結果
に基づいて燃焼中原料への上記内側端部からの空気量供
給位置をロータリ炉長手方向に変更制御すべく構成して
なる請求項７に記載の有機廃棄物の炭化装置。