JP2007039523A - 籾炭製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】炭化炉内で燃焼する籾殻の炭化状態に即した温度検出が可能であり、その検出される温度に基づいた運転を行うことにより、籾殻を均一に炭化することができ、製品としての籾炭の品質を向上することができる籾炭製造装置を提供する。
【解決手段】籾殻の炭化炉１の排出口６近傍に、燃焼中の籾殻の温度を検出する温度センサ３９を設け、回転盤５０下方に形成される送風室４へと燃焼空気を送風する送風手段を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して風量を自動的に調整する構成とした。
【選択図】図７

Description

本発明は、籾殻を炭化し、土壌改良剤などに活用される籾炭を製造するための籾炭製造装置の技術に関する。

従来から、産業廃棄物として処理されることも多い籾殻は、それを炭化させた籾炭が、土壌改良剤をはじめ、脱臭剤、除湿剤、融雪剤など幅広い用途に活用することが可能であり、副作用もなく環境に優しいということから近年注目されている。
籾殻を炭化させる方法として、従来から野焼きが行われているところ、野焼きでは生産性が悪く大量処理が望めないということに鑑み、籾殻から効率良くかつ自動制御により連続的に籾炭を製造し得る籾炭製造装置が特許文献１に開示されている。

すなわち、特許文献１に開示されている籾炭製造装置は、筒状に形成した籾殻炭化炉と、この炭化炉内の炭化された籾炭の堆積部分よりも炉内上部側に配設されその上部側温度を検知する温度センサと、上部籾殻投入口に接続配設され炭化炉内の設定温度に順応して該炭化炉内に籾殻を自動供給する供給手段と、下部送風口に接続配設され炭化炉内に燃焼空気を送風する送風手段と、炉内下部側に配設され炭化された籾炭を炉外に排出する排出手段とを備えており、自動制御のもとで籾殻を炭化炉内に供給せしめて該籾殻から効率良くかつ連続的に籾炭を製造することを可能としている。
特公平７−１０３３７５号公報

しかし、前記従来の籾炭製造装置においては、炉内の温度を検知する温度センサが炉内上部側に配設されており、また、この温度センサにより検知される炉内温度に基づいて炉内に籾殻を自動供給する供給手段の作動・停止が行われる構成となっていることから、次のような不具合が生じることがあった。
すなわち、炉内上部側に配設される温度センサは、炉内において燃焼中の籾殻から舞い上がる燃焼排煙熱による温度を検知するので、配設される位置は一定であるものの燃焼排煙熱の温度は不安定であり、その検知する温度が炉内で燃焼する籾殻の温度状況に正確に対応しないことがあった。また、このような温度センサにより検出される炉内の温度に基づいて供給手段の作動・停止により炉内への籾殻の供給が行われる一方、排出手段による炉外への籾炭の排出は、間欠動作ではあるものの炉内の温度に係わらず行われるため、籾殻の燃焼にムラが生じ、完全に炭化されてない籾殻が排出されることがあった。

そこで、本発明の目的は、炭化炉内で燃焼する籾殻の炭化状態に即した温度検出が可能であり、その検出される温度に基づいた運転を行うことにより、籾殻を均一に炭化することができ、製品としての籾炭の品質を向上することができる籾炭製造装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、筒状に立設され籾殻を炭化する炭化炉と、該炭化炉内に回転可能に設けられ籾殻の燃焼空気の通気孔群を有するとともに炭化される籾殻が堆積される回転盤と、前記炭化炉の籾殻の堆積部分より上方に設けられる供給口に接続配設され前記炭化炉内に籾殻を自動供給する供給手段と、前記回転盤の下方に形成される送風室内へと燃焼空気を送風する送風手段と、前記炭化炉の前記回転盤と略同じ高さ位置に設けられる排出口に接続配設され炭化した籾殻を排出する排出手段と、を備える籾殻炭化装置であって、前記排出口近傍に、燃焼中の籾殻の温度を検出する温度検出手段を設け、前記送風手段を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して風量を自動的に調整する構成としたものである。

請求項２においては、前記排出手段を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して自動排出する構成としたものである。

請求項３においては、前記回転盤を、前記炭化炉内で回転可能に支持される回転枠と、該回転枠に支持され通気孔群を有する通気板と、該通気板の周縁部に立設され前記回転盤の回転に伴い籾殻に作用して籾殻を前記排出口から排出させる掻出し棒と、を備える構成とし、前記通気板を、前記炭化炉の籾殻の堆積部分より上方に設けられる着火・点検用の開口部から出し入れ可能な大きさの板片からなる分割構造としたものである。

請求項４においては、前記回転盤の外縁下方に、上方に開口する案内溝を設ける一方、前記回転枠の周縁部に、前記案内溝内の内側に近接位置するとともに通気孔群を有する延設部を設けたものである。

請求項５においては、前記回転盤の回転を、前記排出手段による炭化した籾殻の排出に連動させたものである。

請求項６においては、前記炭化炉に、該炭化炉内と連通し上方に向けて開口するとともに開口部上方に排煙再燃焼装置を有する煙突を設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、炭化炉内で燃焼する籾殻の炭化状態に即した温度検出が可能となり、その検出される温度が所定温度に保たれるように送風手段からの風量が調整されるので、回転盤上の籾殻の堆積量の変化に係わらず、所定温度に達した籾炭を排出することができるので、籾殻を均一に炭化することができ、製品としての籾炭の品質を向上することができる。

請求項２においては、設定温度に達した籾炭が自動的に排出されることとなるので、確実に炭化した籾炭を排出することができ、製品としての籾炭の品質を向上することができる。

請求項３においては、通気孔群を有する通気板のメンテナンス時の作業性が向上する。じれにより、回転盤上の籾殻に対する通気孔群を介した均一な燃焼空気の供給を容易に維持することができるので、籾殻の炭化が均一となり製品としての籾炭の品質を維持することができる。

請求項４においては、送風室からの燃焼空気が、通気板の通気孔群から吹き上げるのに加え、延設部の通気孔群を介して回転盤の外縁部からも吹き上げることとなるので、燃焼空気を回転盤上の籾殻全体に亘って均一に供給することができ、燃焼率の向上が図れるとともに籾殻を均一に炭化することができる。
また、延設部の通気孔群を介して勢いを増した燃焼空気が、炭化炉と回転盤との間の隙間から上方に吹き上げられることとなるので、回転盤の外周から籾殻がこぼれ落ちることを防止することができる。

請求項５においては、回転盤の回転に伴う掻出し棒の作用によって炭化炉から籾炭を排出させるに際し、排出手段の上流側において籾殻を滞留させることなく良好な籾炭の排出を可能とすることができので、排出手段の上流側において籾殻を確実に炭化することが可能となり、籾殻の炭化をより均一にすることができる。

請求項６においては、別途灯油バーナー等の消煙装置を設ける必要もなく簡単な構成で、煙突から排出される不完全燃焼ガスである排煙に再点火することのみで、炭化炉内から排出される排煙を安定的に再燃焼させることができる。これにより、籾殻を燃焼させて炭化するに際し公害の原因ともなる排煙を、燃料等を用いることなく効率よく低減することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明に係る籾炭製造装置の全体構成について、図１〜図７を用いて説明する。
本発明に係る籾炭製造装置は、筒状に立設され籾殻を炭化する炭化炉１と、該炭化炉１内に回転可能に設けられ籾殻の燃焼空気の通気孔群を有するとともに炭化される籾殻が堆積される回転盤５０と、炭化炉１の籾殻の堆積部分より上方に設けられる供給口２に接続配設され炭化炉１内に籾殻を自動供給する供給手段３と、回転盤５０の下方に形成される送風室４内へと燃焼空気を送風する送風手段５と、炭化炉１の回転盤５０と略同じ高さ位置に設けられる排出口６に排出路７を介して接続配設され炭化した籾殻を排出する排出手段８とを備えており、これらがステンレス等により構成される。

すなわち、本発明に係る籾炭製造装置においては、供給手段３により供給口２から炭化炉１内に供給される籾殻が回転盤５０上に堆積され、この堆積された籾殻が回転盤５０により回転されながら燃焼され炭化される。ここで、送風手段５により送風室４内へと燃焼空気が送風され、この燃焼空気を回転盤５０上の籾殻が通気孔を介して受けることにより、燃焼が継続的に行われる。燃焼により炭化した籾殻（籾炭）は、炭化炉１の排出口６から排出路７を介して排出手段８へと導かれ、該排出手段８によって排出されて、製品としての籾炭Ｍが製品容器９内に貯留される。

炭化炉１は、所望の内径と高さを有する筒状に構成され、その内部を炭化室１ｃとし、略直方体状に枠組み形成される支持枠台１０上に立設される。炭化炉１は、その上面を形成する天板１ａに、炭化炉１内で発生する煙を排出する煙突１１を備えている。
炭化炉１内の下部には、前記回転盤５０が回転可能に設けられている。
炭化炉１の下方には、該炭化炉１内と連通する送風室４が形成されている。送風室４は、炭化炉１と略同径の筒状体１２と、前記支持枠台１０の上面１０ａとにより、炭化炉１の下部空間を含み回転盤５０の下方に形成される。図７に示すように、筒状体１２は、その上下端に鍔部１２ａ・１２ｂを有しており、上側の鍔部１２ａが炭化炉１の下端に形成される鍔部１ｂに接合されるとともに、下側の鍔部１２ｂが支持枠台１０の上面１０ａに接合されることにより、炭化炉１と支持枠台１０との間に介装されて送風室４を形成する。つまり、送風室４は、炭化炉１の内部空間とともに円筒状の空間を形成するとともに、この送風室４と炭化炉１内の炭化室１ｃとが回転盤５０により仕切られている状態となる。
また、炭化炉１には、その炭化室１ｃ内における籾殻の堆積部分よりも上方、本実施例においては炭化炉１の上下方向中途部に、着火・点検用の開口部１ｄが設けられている。開口部１ｄは、蓋体１ｅにより開閉可能に構成される。

炭化炉１内に籾殻が供給されるための供給口２は、炭化炉１の上部に開口されており、この供給口２に供給手段３が接続配設される。
供給手段３は、前記供給口２に連通接続されるとともに斜め上方に向けて延設される供給管１３と、この供給管１３に連通接続される搬入装置１４と、この搬入装置１４に連通する投入口１５とを備えている。
搬入装置１４は、前記供給管１３の上端部に連通接続されるとともに斜め下方に向けて延設される円筒状の搬入管１６に、供給モータ１７により駆動される籾殻搬送用のスクリュー１８を装架内装している。つまり、供給管１３の上端から斜め下方に延設される搬入管１６内に装架されるスクリュー１８は、その回転軸１８ａを搬入管１６内から該搬入管１６の配設方向下向きに突出させ、この回転軸１８ａが供給モータ１７により回転駆動されることにより回転する。
投入口１５は、漏斗状に形成される開口部であり、搬入装置１４の搬入管１６の下端部において上方に向けて搬入管１６内と連通接続される投入管１９を介して設けられる。この投入口１５から籾殻が投入される。なお、図５においては、搬入管１６と投入管１９との接続部近傍の一部を切り欠いた状態を示している。

このような構成において、投入口１５から投入された籾殻は、投入管１９を介して搬入管１６の下端部内に導かれ、供給モータ１７により駆動されるスクリュー１８が回転することによって搬入装置１４により斜め上方へ向けて搬送され、供給管１３を介して供給口２から炭化炉１内へと供給される。供給口２から供給される籾殻は回転盤５０上に堆積していく。
供給手段３においては、地面２０上に立設されるとともに搬入装置１４が配される方向と略平行な傾斜面となる支持面２１ａを有する架台２１により、搬入管１６及び供給モータ１７が支持されている。つまり、搬入管１６は、その下端部が、架台２１において支持面２１ａに対して略垂直方向に突設されるステー２１ｂにより支持され、供給モータ１７は、支持面２１ａ上に固設されるステー２２を介して支持されている。
なお、供給手段３における籾殻の投入方法や搬送経路などは本実施例に限定されるものではなく、例えば、地面２０に設けられる籾殻の貯留穴や、別途設けられる籾殻の収容タンク等から搬入装置１４により搬送して供給する構成であってもよい。

送風室４内に籾殻の燃焼空気を送風する送風手段５は、ブロア等により構成される送風機２３と、該送風機２３からの風を送風室４内に供給する送風路２４と、送風室４内に供給される風量を調節する制御バルブ２５とを備えている。
送風機２３は、地面２０上に立設される架台２６により支持され、送風室４から略水平方向に延設される送風路２４内に風を送り込むように配置される。
送風路２４は、送風室４内に連通するとともに略水平方向に延設されるとともに送風機２３と連通する管により構成される。この送風路２４において制御バルブ２５が介装される。つまり、制御バルブ２５の開度が調整されることにより、送風機２３から送風室４内へ送られる風量が調整される。
なお、送風手段５における送風方法や送風経路などは本実施例に限定されるものではなく、所望の風量の燃焼空気が送風室４内に送り込まれる構成であればよい。

炭化炉１内から籾殻が排出されるための排出口６は、図６及び図７に示すように炭化炉１の回転盤５０と略同じ高さ位置に開口されており、この排出口６に排出路７を介して排出手段８が接続配設される。
排出口６を介して炭化路１内と連通する排出路７は、略水平方向に延設される横部７ａと、該横部７ａの端部に連通接続され上下方向に設けられる縦部７ｂとから構成される。この排出路７の縦部７ｂの下端部に排出手段８が接続配設される。排出路７の縦部７ｂの上端部は、着脱可能な蓋体７ｃが設けられることにより開閉可能に構成されており、この蓋体７ｃを取り外して排出路７内や該排出路７と排出手段８との接続部のメンテナンスをすることができる構成となっている。

排出手段８は、排出路７に連通接続される搬出装置２７と、この搬出装置２７に連通する製品出口２８とを備えている。
搬出装置２７は、前記排出路７の縦部７ｂの下端部に連通接続されるとともに斜め上方に向けて延設される円筒状の搬出管２９に、排出モータ３０により駆動される籾殻搬送用のスクリュー３１を装架内装している。つまり、排出路７の縦部７ｂの下端から斜め上方に延設される搬出管２９内に装架されるスクリュー３１は、その回転軸３１ａを搬出管２９内から該搬出管２９の配設方向下向きに突出させ、この回転軸３１ａが排出モータ３０により回転駆動されることにより回転する。
製品出口２８は、搬出装置２７の上端部から下方に垂設される出口筒３２により構成され、この出口筒３２が搬出装置２７の搬出管２９の上端部において連通接続されるとともに下方に開口することにより構成される。なお、図５においては、搬出管２９と出口筒３２との接続部近傍の一部を切り欠いた状態を示している。

このような構成において、炭化炉１の排出口６から排出された籾炭は、排出路７を介して搬出管２９の下端部内に導かれ、排出モータ３０により駆動されるスクリュー３１が回転することによって搬出装置２７により斜め上方へ向けて搬送され、製品出口２８を介して排出される。製品出口２８から排出される籾炭Ｍは、この製品出口２８の下方に配置される製品容器９内に落下して貯溜されていく。
排出手段８においては、地面２０上に立設されるとともに搬出装置２７が配される方向と略平行な傾斜面となる支持面３４ａを有する架台３４により、搬出管２９及び排出モータ３０が支持されている。つまり、搬出管２９は、その下端部が、架台３４において支持面３４ａに対して略垂直方向に突設されるステー３４ｂにより支持され、排出モータ３０は、支持面３４ａ上に固設されるステー３５を介して支持されている。
なお、排出手段８における籾炭の搬送経路などは本実施例に限定されるものではなく、例えば、地面２０に設けられる籾炭の貯溜穴などに向けて搬出装置２７により搬送して排出する構成であってもよい。

炭化炉１内に設けられる回転盤５０は、筒状の炭化炉１に対して回転可能となるように炭化炉１の内面に対して若干の隙間を持って内装され、炭化炉１の下方から該炭化炉１内に突設される回転軸３６に支持される。回転軸３６は、筒状の炭化炉１の中心軸線上に配置され炭化炉１の下方から、支持枠台１０の上面１０ａにおいて設けられる軸受部３６ａを介するとともに送風室４を貫通して設けられ、その炭化炉１内へ突出する先端部が回転盤５０の中心部に挿嵌されることにより該回転盤５０を軸支する。
回転軸３６は、支持枠台１０を構成する枠組みの一部に固設されるギヤケース３７から上方に向けて延設されており、このギヤケース３７には、回転盤モータ３８が装着されている。つまり、回転盤モータ３８の回転が、ギヤケース３７内に収納されるギヤ類を介して回転軸３６に伝達され、該回転軸３６が回転されて回転盤５０が回転する。

また、本発明に係る構成の籾炭製造装置においては、炭化炉１の排出口６近傍に、燃焼中の籾殻の温度を検出する温度センサ３９が設けられている。温度センサ３９は、熱電対などにより構成され、本実施例においては、図７に示すように、排出口６に接続される排出路７の横部７ａに設けられている。すなわち、排出路７の横部７ａの上面に設けられる挿通孔７ｄに、棒状の温度センサ３９が挿通され、その先端部が排出路７内に位置した状態で該温度センサ３９が設けられる。

回転盤５０上の籾殻は、送風手段５から送風され送風室４から通気孔群を介して燃焼空気を受けながら燃焼するため、回転盤５０上で躍動しながら炭化される。そして、燃焼中の籾殻も炭化路１の排出口６から排出路７へと排出され、該排出路７内においても燃焼する。つまり、炭化炉１内において籾殻が炭化されている間は、回転盤５０上及び排出路７内において燃焼中の籾殻が飛散しており、回転盤５０上及び排出路７内の燃焼中の籾殻は略同じ温度となる。このことから、排出路７内の温度を検出する温度センサ３９は、燃焼中の籾殻の温度を直接検出することとなる。すなわち、温度センサ３９を設ける位置は、排出口６の近傍であって、実質的に燃焼中の籾殻の温度を検出することができる位置であれば本実施例の場合に限定されず、例えば、炭化炉１内における回転盤５０上に堆積されている燃焼中の籾殻内の温度を検出するように温度センサ３９を配置してもよい。

以上のような構成における籾炭製造装置における制御構成について、図８に示すブロック図を用いて説明する。本発明に係る籾炭製造装置は、装置自体に付設されるかあるいは装置に対して遠隔位置に設けられる操作制御盤４０を有しており、該操作制御盤４０により装置各部の操作・制御が行われる。
操作制御盤４０は、インバータ等を内蔵しており、供給手段３の供給モータ１７、排出手段８の排出モータ３０、回転盤５０を駆動する回転盤モータ３８、送風手段５の送風機２３、制御バルブ２５及び温度センサ３９と電気的に接続されている。すなわち、各モータ１７、３０、３８及び送風機２３は、操作制御盤４０から出力される作動指令と停止指令によって作動・停止が制御され、該操作制御盤４０により、供給手段３、送風手段５、排出手段８及び回転盤５０（以下、「各手段等」という。）の作動・停止が制御される。また、送風機２３から送風室４内への風量の調整を行う制御バルブ２５は、操作制御盤４０からの指令によりその開度が調整される構成となっている。また、温度センサ３９からの検出信号は操作制御盤４０に入力されて該操作制御盤４０により検知される。

操作制御盤４０においては、その操作パネル４１上に、前記各モータ１７、３０、３８及び送風機２３の作動・停止を操作して各手段等を作動・停止させるための切替スイッチ４２ａ〜４２ｄが配設されるとともに、各切替スイッチ４２ａ〜４２ｄに対応し各手段等の作動・停止状態を示す表示ランプ４３ａ〜４３ｄが配設されている。また、操作パネル４１には、温度センサ３９により検出された温度を数値等により表示する表示部４４が設けられている。さらに、操作制御盤４０には、温度センサ３９により検出される温度が予め設定される設定温度よりも高温となると警報を発する警報手段なども具備される。

そして、本発明に係る籾炭製造装置においては、送風手段５を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して風量を自動的に調整する構成としている。
すなわち、温度センサ３９により検出される燃焼中の籾殻の温度が設定温度に保たれるように制御バルブ２５が制御され、送風機２３から送風室４内に送風される燃焼空気の風量が調整される。
具体的には、操作制御盤４０において籾殻の燃焼に好ましい温度（例えば、５００℃）を第一設定温度として予め入力設定する。そして、温度センサ３９からの検出信号により操作制御盤４０が検知する温度が第一設定温度より低い場合は、操作制御盤４０に制御バルブ２５を開操作させて送風室４内への送風量を増加させ、操作制御盤４０が検知する温度が第一所定温度より高い場合は、操作制御盤４０に制御バルブ２５を閉操作させて送風室４内への送風量を減少させるように制御する。
なお、制御バルブ２５には、手動操作用のレバー２５ａが設けられており、制御バルブ２５はレバー２５ａを操作することにより手動で開閉することも可能に構成されている。

このように、温度センサ３９を炭化炉１の排出口６近傍に設け、燃焼中の籾殻の温度を検出するようにし、この温度センサ３９により検出される温度に基づいて、送風手段５からの風量を自動的に調整することにより、炭化炉１内で燃焼する籾殻の炭化状態に即した温度検出が可能となり、その検出される温度が所定温度に保たれるように送風手段５からの風量が調整されるので、回転盤５０上の籾殻の堆積量の変化に係わらず、所定温度に達した籾炭を排出することができるので、籾殻を均一に炭化することができ、製品としての籾炭の品質を向上することができる。

また、本発明に係る籾炭製造装置においては、排出手段８を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して自動排出する構成としている。
すなわち、温度センサ３９により検出される燃焼中の籾殻の温度が設定温度を上回っている状態では排出手段８による排出を継続し、温度センサ３９により検出される温度が設定温度を下回ると、排出手段８における搬出装置２７による籾炭の搬送を停止する。
具体的には、操作制御盤４０において排出の基準となる設定温度、即ち籾殻が炭化するに必要な温度（例えば、４００℃）を第二設定温度として予め入力設定する。そして、温度センサ３９からの検出信号により操作制御盤４０が検知する温度が第二設定温度を上回っている状態では、操作制御盤４０から排出モータ３０へと作動指令が出力され、排出手段８における搬出装置２７のスクリュー３１の回転により、炭化炉１から排出される籾炭は、搬出装置２７により搬送され製品出口２８から排出され続ける。
一方、温度センサ３９からの検出信号により操作制御盤４０が検知する温度が第二設定温度を下回った場合は、操作制御盤４０から排出モータ３０へと停止指令が出力され、排出手段８における搬出装置２７のスクリュー３１の回転が停止し、搬出装置２７による籾炭の搬送が停止される。搬出装置２７が停止されると、炭化炉１の排出口６から排出される籾炭は搬出装置２７により搬送されずに排出路７内に滞留することとなり、この排出路７内における籾殻の炭化が待たれる。そして、操作制御盤４０が検知する温度が第二設定温度を上回ると、再び排出モータ３０へと作動指令が出力され、排出手段８における籾炭の排出が開始される。

つまり、温度センサ３９により検出される温度が第二設定温度よりも低いということは、排出路７から排出手段８により排出されようとする籾炭が、籾殻の炭化に必要な温度あるいは炭化した籾殻が有する温度に達していないということであり、まだ炭化し切れてない籾殻が存在する状況であるとして搬出装置２７による搬送を停止して排出手段８による籾炭の排出を停止する。これにより、前記のとおり、排出路７内においても籾殻の燃焼が行われているため、排出路７内に滞留する炭化しきれてない籾殻の炭化が行われる。そして、温度センサ３９により検出される温度が第二設定温度を上回ると、排出手段８が作動され、搬出装置２７による排出路７内の籾炭の搬送が再び開始される。
なお、こうした排出手段８の設定温度による自動制御は、操作制御盤４０の操作パネル４１上における、排出手段８の排出モータ３０に対応する切替スイッチ４２ｂにより操作される。つまり、切替スイッチ４２ｂにより、温度センサ３９により検出される温度に係わらず籾炭の排出を行う場合と、設定温度に順応して自動排出する場合とが切替可能に構成される。

このように、排出手段８を燃焼中の籾殻の設定温度に順応して自動排出する構成とすることにより、設定温度に達した籾炭が自動的に排出されることとなるので、確実に炭化した籾炭を排出することができ、製品としての籾炭の品質を向上することができる。

続いて、炭化炉１内に設けられる回転盤５０の具体的な構成について、図７及び図９〜図１１を用いて説明する。
回転盤５０は、炭化炉１内で回転可能に支持される回転枠５１と、この回転枠５１に支持され通気孔群５２・５２・・・を有する通気板５３と、この通気板５３の周縁部に立設され回転盤５０の回転に伴い籾殻に作用して籾殻を炭化炉１の排出口６から排出させる掻出し棒５４とを備えている。

回転枠５１は、筒状の炭化炉１の内面に沿うとともに該内面に対して若干の隙間を有するように円環状に形成されて回転枠５１の周縁部を構成する外周枠５１ａと、この外周枠５１ａにおいて径方向に架設される支持枠５１ｂと、回転枠５１の中心部に形成され前記回転軸３６が挿嵌される軸支孔５１ｄを有する軸支部５１ｃとを備えている。本実施例において支持枠５１ｂは、外周枠５１ａに対して十字状に架設され、その交点部分に軸支部５１ｃが形成される。つまり、回転枠５１は、軸支部５１ｃと外周枠５１ａとが、四本の支持枠５１ｂにより接合されたかたちに構成されている。

通気板５３は、その厚さ方向に貫通する複数の通気孔５２・５２・・・を有しており、回転枠５１上に載置支持される。具体的には、回転枠５１において、外周枠５１ａは、その内周側の全周に亘り内側に向けて形成される支持板部５１ｅを有するとともに、上下方向において支持枠５１ｂの懸架位置から上方に全周に亘って突出している。また、軸支部５１ｃは、筒状に形成され、上下方向において支持枠５１ｂの懸架位置から上方に突出している。これにより、外周枠５１ａと軸支部５１ｃとが、同一平面上に位置する支持枠５１ｂの上面及び支持板部５１ｅの上面に対して上方に全周に亘って突出した状態に形成され、この外周枠５１ａと軸支部５１ｃとの間における支持枠５１ｂ及び支持板部５１ｅ上に通気板５３が嵌められて載置支持される。
通気板５３に形成される通気孔５２は、送風室４からの燃焼空気を回転盤５０上に堆積される籾殻の全体に供給するものであるため、通気板５３において全体に亘って点在するように設けられる。通気孔５２の孔径としては、例えば、約４ｍｍの粒径となる籾殻に対して約２ｍｍに形成される。
また、通気板５３上には、回転盤５０上に堆積する籾殻を該回転盤５０の回転により攪拌させるための攪拌板５５が設けられている。

前記掻出し棒５４は、前記のとおり回転盤５０の回転にともない籾殻を炭化炉１の排出口６から排出するためのものであり、通気板５３の周縁部に形成される嵌合孔５３ｂに挿嵌されることにより立設される。掻出し棒５４の高さは、少なくとも回転盤５０上において籾殻が堆積される高さよりも高く設定される。

そして、通気板５３は、炭化炉１に設けられる着火・点検用の開口部１ｄから出し入れ可能な大きさの板片５３ａからなる分割構造とされている。本実施例においては、円盤状となる通気板５３が、四等分に分割されて四枚の板片５３ａから構成されており、隣接する板片５３ａ同士の継目が回転枠５１の支持枠５１ｂ上に位置するように、回転枠５１に対して嵌められる。
各板片５３ａにおいては、同じ側の通気板５３半径方向の辺部に前記攪拌板５５が形成されるとともに、周縁部に一本の掻出し棒５４が立設されている。つまり、各板片５３ａが回転枠５１に嵌められた状態で、攪拌板５５が平面視で十字状となるとともに、四本の掻出し棒５４が円盤状の通気板５３において等角度間隔に立設されることとなる。
なお、回転盤５０における通気板５３の分割構成は、炭化炉１の開口部１ｄに対して出し入れ可能な大きさの板片によるものであればよく、その分割数や分割形状は本実施例に限定されない。また、掻出し棒５４についても、回転盤５０の回転に伴い籾殻を排出口６から排出する作用を奏するものであれば、その形状や本数は本実施例に限定されない。

このように、回転盤５０を構成する通気板５３を、着火・点検用の開口部１ｄから出し入れできるように分割可能に構成することにより、通気孔群５２・５２・・・を有する通気板５３のメンテナンス時の作業性が向上する。つまり、通気板５３については、通気孔５２の目詰まりを防止あるいは解消するためのメンテナンスが必要であるところ、通気板５３が一体的な構成であれば該通気板５３をメンテナンスする際に籾炭製造装置において大掛かりな分解作業などが必要となるが、前述のように通気板５３を分割構造とすることにより、容易に分解して炭化炉１内から通気板５３を取り出すことができるとともに、炭化炉１内へ戻す際の組み立ても容易となり、メンテナンス時の作業性の向上が図れる。
回転盤５０における通気板５３のメンテナンス性が向上することにより、回転盤５０上の籾殻に対する通気孔群５２・５２・・・を介した均一な燃焼空気の供給を容易に維持することができるので、籾殻の炭化が均一となり製品としての籾炭の品質を維持することができる。

具体的には、メンテナンスを行う作業者は、通気板５３の掻出し棒５４や攪拌板５５を持って回転枠５１上に嵌められた状態で載置支持されている各板片５３ａを炭化炉１の開口部１ｄから取り出す。そして、各板片５３ａの通気孔群５２・５２・・の目詰まりを取り除く等のメンテナンスを行った後、開口部１ｄから、炭化炉１内にて支持される回転枠５１に各板片５３ａを嵌めて円盤状の通気板５３を組み立てる。

このように構成される回転盤５０に関し、その外縁下方に、上方に開口する案内溝６０が設けられる一方、回転枠５１の周縁部に、案内溝６０内の内側に近接位置するとともに通気孔群５７・５７・・・を有する延設部５８が設けられている。

図７及び図１１に示すように、案内溝６０は、炭化炉１よりも若干（案内溝６０の幅分）小径に形成される筒部６１ａと該筒部６１ａの下端部に形成される鍔部６１ｂとを有する筒状体６１により炭化炉１に対して形成される。すなわち、筒状体６１は、回転盤５０の下方に位置する、炭化炉１と送風室４を構成する筒状体１２との接合部において、炭化炉１の下端部に形成される鍔部１ｂと筒状体１２の上側の鍔部１２ａとの間に鍔部６１ｂを介装し、炭化炉１と同心配置された状態で設けられる。これにより、筒状体６１は、回転盤５０の下方において炭化炉１とともに案内溝６０を構成する。

一方、回転枠５１に設けられる延設部５８は、炭化炉１の内周面に対して若干の隙間を持って支持される外周枠５１ａが、全周に亘って支持枠５１ｂ及び支持板部５１ｅより下方に延設されることにより構成され、回転枠５１が回転軸３６に支持された状態で案内溝６０の内側、即ち筒状体６１の筒部６１ａの外周面に近接した状態で設けられる。つまり、回転盤５０の下方において上方に開口する筒状体６１の筒部６１ａに対し、回転枠５１において下方に開口する筒状となる延設部５８が外嵌された状態となる。
延設部５８に設けられる通気孔群５７・５７・・・は、回転枠５１が回転軸３６に支持された状態で、案内溝６０を構成する筒状体６１の筒部６１ａの上面より上方となる高さ位置において、延設部５８の全周に亘って該延設部５８を略水平方向に貫通するように設けられる。

このような構成において、送風手段５により送風室４内に送風される燃焼空気は、筒状体６１の筒部６１ａ内から通気孔５７を介して回転枠５１の外周枠５１ａと炭化炉１との間に形成される隙間を通って、回転盤５０の上方へと導かれる（図１１中の矢印参照）。
つまり、前記のとおり通気孔群５７・５７・・・を有する延設部５８及び案内溝６０が設けられることで、送風室４内の燃焼空気は、回転盤５０の周縁部において、延設部５８と筒状体６１の筒部６１ａとによって下方への流路が妨げられる一方、通気孔５７を介することにより勢いを増して回転枠５１の外周枠５１ａと炭化炉１との間に形成される隙間を通って吹き上げられることとなる。すなわち、回転盤５０の外縁部において、送風室４内の燃焼空気が、延設部５８の内周面と筒状体６１の筒部６１ａの外周面との隙間よりも通気孔５７内へと導かれるように、延設部５８の内周面と筒状体６１の筒部６１ａの外周面とは、回転枠５１の回動に影響を与えない程度に近接した状態となる。

回転盤５０においてこのような構成を採用することにより、送風室４からの燃焼空気が、通気板５３の通気孔群５２・５２・・・から吹き上げるのに加え、延設部５８の通気孔群５７・５７・・・を介して回転盤５０の外縁部からも吹き上げることとなるので、燃焼空気を回転盤５０上の籾殻全体に亘って均一に供給することができ、燃焼率の向上が図れるとともに籾殻を均一に炭化することができる。
また、延設部５８の通気孔群５７・５７・・・を介して勢いを増した燃焼空気が、炭化炉１と回転盤５０との間の隙間から上方に吹き上げられることとなるので、回転盤５０の外周から籾殻がこぼれ落ちることを防止することができる。

ところで、前述のように構成される回転盤５０においては、その回転による掻出し棒５４の作用によって該回転盤５０上の籾殻が排出口６から排出されることとなるが、例えば、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して自動排出する構成の排出手段８の停止時間が長くなった場合、排出路７内に過剰な量の籾殻が滞留することも考えられる。
そこで、回転盤５０を、排出手段８による炭化した籾殻の排出に連動させることもできる。すなわち、排出手段８による籾炭の排出（搬出装置２７による搬送）が行われている場合にのみ回転盤５０を回転させ、排出手段８による籾炭の排出が停止している間は回転盤５０の回転を停止させる。
具体的には、操作制御盤４０から排出モータ３０への作動指令の出力にともなって回転盤モータ３８へ作動指令を出力させ、同じく排出モータ３０への停止指令の出力にともなって回転盤モータ３８への停止指令を出力させる構成とする。
このような構成を採用する場合、例えば、操作制御盤４０において、回転盤５０の切替スイッチ４２ｃにより、排出手段８の作動とは関係なく一定に回転する場合と、排出手段８の作動と連動させる場合とを切替可能に構成する。

このように、回転盤５０の回転を排出手段８の作動に連動させることにより、回転盤５０の回転に伴う掻出し棒５４の作用によって炭化炉１から排出路７内に籾炭を排出させるに際し、排出手段８の上流側となる排出路７内において籾殻を滞留させることなく、良好な籾炭の排出を可能とすることができる。これにより、排出路７内において籾殻を確実に炭化することが可能となり、籾殻の炭化をより均一にすることができる。

続いて、炭化炉１に設けられる前記煙突１１の構成について、図１〜図６及び図１２を用いて説明する。
煙突１１は、炭化炉１の天板１ａから上方に向けて突設される基部管６２と、該基部管６２から略水平方向に延設されるとともに上方に向けて開口する略Ｌ字状の延設管６３とから構成され、炭化炉１内と連通し上方に向けて開口する。
基部管６２の上端部には、該基部管６２の上開口部に対し開閉可能に設けられる弁体６４ａを有する安全弁６４が構成されている。

煙突１１の開口部となる延設管６３の開口部６３ａの上方には、炭化炉１内から排出される排煙を再燃焼させるための排煙再燃焼装置としての笠部材６５が設けられている。笠部材６５は、略円錐形状に形成され、その頂点部が開口部６３ａの略中心位置の上方に位置するとともに平面視で開口部６３ａを覆うように、延設管６３の上端部に固設されるステー６６により支持されて設けられる。

このように、煙突１１を、その開口部６３ａの上方に排煙再燃焼装置としての笠部材６５を有する構成とすることにより、炭化炉１内での籾殻の燃焼中において該炭化炉１内から排出される不完全燃焼ガスである可燃成分を有する排煙を、安定的に再燃焼させることができる。
すなわち、前記のとおり笠部材６５を設けることにより、煙突１１の開口部６３ａから排出する排煙は、笠部材６５の中央部まで上昇してからその内面に沿って下降し、該笠部材６５の外周から流出することとなり、また、笠部材６５の内部空間が排煙の溜まり場となるので、開口部６３ａから排出する排煙に一旦着火することにより、図１２中（イ）に示す笠部材６５の外周部において安定的に燃焼する。つまり、炭化炉１内から排出される排煙の量が減少した場合でも、笠部材６５内にある程度溜まっている排煙が供給され続けるので、一旦着火した排煙は消火することなく安定的に再燃焼することとなる。これにより、別途灯油バーナー等の消煙装置を設ける必要もなく簡単な構成で、煙突から排出される不完全燃焼ガスである排煙に再点火することのみで、公害の原因ともなる籾殻燃焼により発生する排煙を燃料等を用いることなく効率よく低減することができる。

以上の如く構成される籾炭製造装置の運転方法について説明すると、まず、操作制御盤４０を操作して供給手段３を作動させ、投入口１５から投入される籾殻を炭化炉１内に籾殻を供給させる。そして、送風手段５、排出手段８及び回転盤５０を作動させるとともに、回転盤５０上にある程度籾殻が堆積した状態で、炭化炉１の開口部１ｄから種火を投入する。種火としては、着火させた紙部材などを用いる。
開口部１ｄから投入された種火により籾殻が燃焼を開始すると、あとは前記のとおり送風手段５から燃焼中の籾殻の設定温度に順応して自動調整されて送風される燃焼空気により籾殻自体が燃焼し炭化する。
回転盤５０上で燃焼して炭化する籾殻は、該回転盤５０の回転に伴い掻出し棒５４の作用により排出口６から排出路７へと排出され、排出手段８により排出されて製品容器９内に貯溜されていく。ここで、供給手段３から炭化炉１内への籾殻の供給は継続される一方、前記のとおり排出手段８によって燃焼中の籾殻の設定温度に順応して籾炭が自動排出されるが、炭化炉１内に過剰に堆積することがないように、供給手段３及び排出手段８の各モータ１７及び３０の容量や、各手段３・８におけるスクリュー１８・３１のスクリュー径などにより、供給手段３による炭化炉１内への籾殻の供給量と排出手段８による籾炭の排出量とが調整される。
このように、本発明に係る籾炭製造装置においては、簡単な操作により、均一に炭化された籾炭が連続的に製造される。

本発明に係る籾炭製造装置の俯瞰図。 同じく右側面図。 同じく左側面図。 同じく平面図。 同じく一部切欠き斜視図。 同じく内部構造を示す正面図。 回転盤近傍の内部構造を示す斜視図。 制御構成を示すブロック図。 回転盤を示す斜視図。 同じく平面図。 回転盤の周縁部を示す断面図。 煙突の開口部を示す一部断面図。

符号の説明

１ 炭化炉
１ｄ 開口部
２ 供給口
３ 供給手段
４ 送風室
５ 送風手段
６ 排出口
７ 排出路
８ 排出手段
１１ 煙突
３９ 温度センサ
４０ 操作制御盤
５０ 回転盤
５１ 回転枠
５１ａ 外周枠
５２ 通気孔
５３ 通気板
５３ａ 板片
５４ 掻出し棒
５７ 通気孔
５８ 延設部
６０ 案内溝
６３ａ 開口部
６５ 笠部材

Claims (6)

1. 筒状に立設され籾殻を炭化する炭化炉と、該炭化炉内に回転可能に設けられ籾殻の燃焼空気の通気孔群を有するとともに炭化される籾殻が堆積される回転盤と、前記炭化炉の籾殻の堆積部分より上方に設けられる供給口に接続配設され前記炭化炉内に籾殻を自動供給する供給手段と、前記回転盤の下方に形成される送風室内へと燃焼空気を送風する送風手段と、前記炭化炉の前記回転盤と略同じ高さ位置に設けられる排出口に接続配設され炭化した籾殻を排出する排出手段と、を備える籾殻炭化装置であって、
   前記排出口近傍に、燃焼中の籾殻の温度を検出する温度検出手段を設け、前記送風手段を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して風量を自動的に調整する構成としたことを特徴とする籾殻炭化装置。
2. 前記排出手段を、燃焼中の籾殻の設定温度に順応して自動排出する構成としたことを特徴とする請求項１記載の籾殻炭化装置。
3. 前記回転盤を、前記炭化炉内で回転可能に支持される回転枠と、該回転枠に支持され通気孔群を有する通気板と、該通気板の周縁部に立設され前記回転盤の回転に伴い籾殻に作用して籾殻を前記排出口から排出させる掻出し棒と、を備える構成とし、
   前記通気板を、前記炭化炉の籾殻の堆積部分より上方に設けられる着火・点検用の開口部から出し入れ可能な大きさの板片からなる分割構造としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の籾殻炭化装置。
4. 前記回転盤の外縁下方に、上方に開口する案内溝を設ける一方、前記回転枠の周縁部に、前記案内溝内の内側に近接位置するとともに通気孔群を有する延設部を設けたことを特徴とする請求項３記載の籾殻炭化装置。
5. 前記回転盤の回転を、前記排出手段による炭化した籾殻の排出に連動させたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の籾炭製造装置。
6. 前記炭化炉に、該炭化炉内と連通し上方に向けて開口するとともに開口部上方に排煙再燃焼装置を有する煙突を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項記載の籾殻炭化装置。
   

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