JP2009280782A

JP2009280782A - 炭化装置

Info

Publication number: JP2009280782A
Application number: JP2008221809A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hasegawa; 弘長谷川
Original assignee: Shinten Kogyo KK
Current assignee: Shinten Kogyo KK
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-12-03

Abstract

【課題】本発明は、従来にない作用効果を発揮する画期的な炭化装置を提供することを目的とする。
【解決手段】被炭化物１を加熱して炭化する炭化装置であって、前記被炭化物１を搬送しながら炭化する所定長の被炭化物搬送炭化部３を有し、この被炭化物搬送炭化部３は炭化途時の前記被炭化物１を落下させる被炭化物落下手段４と、この被炭化物落下手段４により落下する落下途時若しくは落下した前記被炭化物１のうち、軽い前記被炭化物１を重い前記被炭化物１よりも長い距離だけ搬送方向に誘導して前記被炭化物搬送炭化部３から導出する被炭化物誘導手段５とを具備するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、被炭化物を加熱して炭化する炭化装置に関するものである。

例えば廃棄物を加熱させて炭とする炭化装置として、例えば特開平１０−１７３１１号や特開２００６−１０４２８４号に開示される炭化装置（以下、従来例という。）が提案されている。

この従来例は、低酸素雰囲気に保った炭化管を炭化炉内に略水平に設置し、炭化管内において被炭化物をスクリューコンベヤで搬送するとともに、炭化管を外部から加熱して乾留することで被炭化物を炭とする構造である。

この従来例であれば、被炭化物に直接火炎を接触させることなく炭化作業が行なわれる為、被炭化物が灰になってしまうのを可及的に防止して良質な炭を作出することができるとされ、このようにして作出された炭は、燃料としての利用に限らず、土壌改良材など様々な分野において有効利用される。

特開平１０−１７３１１号公報特開２００６−１０４２８４号公報

ところで、被炭化物を炭化する場合、その種類（素材、大きさ、水分含有量などの様々な条件）によって炭化するまでの加熱時間は異なることになるが、前述した従来例は、この点を被炭化物の種類に応じてスクリューコンベヤの搬送速度を可変させ加熱時間を変化させることで対処している。

しかし、従来例は、種類の異なる被炭化物が混じっていた場合には良好な処理が行えない。即ち、例えば水分含有量の異なる複数種類の被炭化物を処理する場合、仮に水分含有量の多い被炭化物に合わせた設定により処理すると、スクリューコンベヤの搬送速度を遅くして加熱時間を長めにすることになり、水分含有量の少ない被炭化物は灰となって排出部から排出されることになり、反対に、水分含有量の少ない被炭化物に合わせた設定により処理すると、スクリューコンベヤの搬送速度を早くして加熱時間を短めにすることになり、水分含有量の多い被炭化物は半焼け（半生状態）のまま排出部から排出されることになる。

従って、従来例は、同じ種類の被炭化物しか処理できないという問題点があり、仮に同じ種類の被炭化物であっても大きさの違いや水分含有量の違いなど条件が異なる場合は多々あり、良質な炭が安定的に得られないという問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑み、従来にない作用効果を発揮する画期的な炭化装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

被炭化物１を加熱して炭化する炭化装置であって、前記被炭化物１を搬送しながら炭化する所定長の被炭化物搬送炭化部３を有し、この被炭化物搬送炭化部３は炭化途時の前記被炭化物１を落下させる被炭化物落下手段４と、この被炭化物落下手段４により落下する落下途時若しくは落下した前記被炭化物１のうち、軽い前記被炭化物１を重い前記被炭化物１よりも長い距離だけ搬送方向に誘導して前記被炭化物搬送炭化部３から導出する被炭化物誘導手段５とを具備し、前記被炭化物搬送炭化部３は筒状の回転体25であり、前記被炭化物落下手段４は前記回転体25の内面に先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する螺旋状の送り羽根体６と、この送り羽根体６の送り面６ａに立ち上がる立ち上がり体７とで構成されるものであることを特徴とする炭化装置に係るものである。

また、請求項１記載の炭化装置において、前記立ち上がり体７は螺旋状となることで搬送方向に並設される前記送り羽根体６同士間に架設されていることを特徴とする炭化装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の炭化装置において、前記送り羽根体６は複数の羽根部材６Ａを所定間隔を介して螺旋状に配した構成であることを特徴とする炭化装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の炭化装置において、前記被炭化物誘導手段５は前記被炭化物搬送炭化部３内を搬送方向に流下する空気流であることを特徴とする炭化装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の炭化装置において、前記被炭化物搬送炭化部３は前記被炭化物落下手段４及び前記被炭化物誘導手段５により前記被炭化物１を搬送しながら炭化して該被炭化物搬送炭化部３から導出するものであることを特徴とする炭化装置に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の炭化装置において、前記被炭化物搬送炭化部３内にして前記被炭化物落下手段４が設けられる部位よりも下流側部位には、前記被炭化物１を強制搬送する螺旋状の強制送り羽根体８が設けられていることを特徴とする炭化装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、極めて効率の良い炭化処理が行われ、高品位な炭が確実且つ安定的に得られることになるなど従来にない作用効果を発揮する画期的な炭化装置となる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

被炭化物１は被炭化物搬送炭化部３で搬送されながら炭化し炭となる。

ところで、本発明の被炭化物搬送炭化部３は、炭化途時の被炭化物１を落下させる被炭化物落下手段４と、この被炭化物落下手段４により落下する落下途時若しくは落下した被炭化物１のうち、重量の軽い被炭化物１を重量の重い被炭化物１よりも長い距離だけ搬送方向に誘導して該被炭化物搬送炭化部３から導出する被炭化物誘導手段５を具備しており、この構成から画期的な作用効果を呈することになる。

具体的には、前述したように従来例は種類（水分含有量）の異なる被炭化物１を処理しようとした際、この種類の異なる被炭化物１同士が同時に搬送されることになる為に問題点が生じていたが、この点、本発明は、被炭化物搬送炭化部３に前述した被炭化物落下手段４及び被炭化物誘導手段５を具備せしめたから、例えば水分含有量が多くて重量の重い被炭化物１はじっくり加熱され、一方、水分含有量が少なくて重量の軽い被炭化物１は早めに加熱されながら早く搬送される。つまり、被炭化物１のうち軽いものから被炭化物搬送炭化部３の下流側へ搬送される。

従って、常に被炭化物１の種類に対応した加熱が行なわれることになり極めて効率の良い炭化処理が行われ、高品位な炭が確実且つ安定的に得られることになる。

また、本発明は、被炭化物搬送炭化部３は筒状の回転体25であり、被炭化物落下手段４は、回転体25の内面に先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する螺旋状の送り羽根体６と、この送り羽根体６の送り面６ａに立ち上がる立ち上がり体７とで構成されるものであるから、単に送り羽根体６の送り面６ａに立ち上がり体７を設けるだけの簡易構造により前述した作用効果を確実に発揮することができる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、被炭化物１を加熱して炭化する炭化装置であって、前記被炭化物１を搬送しながら炭化する所定長の被炭化物搬送炭化部３を有し、この被炭化物搬送炭化部３は、炭化途時の前記被炭化物１を落下させる被炭化物落下手段４と、この被炭化物落下手段４により落下する落下途時若しくは落下した前記被炭化物１のうち、重量の軽い前記被炭化物１を重量の重い前記被炭化物１よりも長い距離だけ搬送方向に誘導して前記被炭化物搬送炭化部３から導出する被炭化物誘導手段５とを具備するものである。

具体的には、加熱室２は、図１に図示したように適宜な金属製の部材で形成された箱状基体10の内空間であり、基体10の所定位置に設けたバーナー装置11で後述する被炭化物搬送炭化部３を加熱するように構成されている。尚、本実施例は、加熱室２を密閉空間とすることで低酸素雰囲気中で炭化処理を行うバッジ式炭化装置として構成されている。

また、加熱室２には被炭化物１を搬送する被炭化物搬送炭化部３が設けられている。

この被炭化物搬送炭化部３は、図１に図示したように駆動装置12の駆動により回転して被炭化物１を内部において搬送し且つ加熱室２内の熱により炭化せしめる構成である。

具体的には、図１に図示したように基体10の左右側壁10ａ，10ｂ間に水平状態で架設され加熱室２内に配される金属管状の回転体25を設け、この回転体25の基端部に駆動装置12から延設されるチェーン15が巻回されるスプロケット16が設けられており、この駆動装置12の駆動により回転体25は回転自在に設けられている。

また、回転体25の基端部は、炭化処理により生じた蒸気を蒸気抜きパイプ20に逃がすための蒸気抜き部に設定され、回転体25の先端部は、加熱されて炭化処理済みの炭を排出し且つ一次燃焼ガス（Ｃｏを含んだ可燃性ガス）をガス抜きパイプ19へ排出する排出部に設定されている。

また、回転体25の基端側には、該回転体25の回転を伴い被炭化物１を所定高さ位置に上げた後に搬送方向若しくは逆搬送方向に斜め落下せしめる被炭化物落下手段４が設けられている。

この被炭化物落下手段４は、回転体25の内面に先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する螺旋状の送り羽根体６と、この送り羽根体６の送り面６ａに立ち上がる立ち上がり体７とで構成されたものである。

送り羽根体６は、図２，３に図示したように適宜な金属製の板材をＣ字状に形成した複数の羽根部材６Ａで構成されており、この各羽根部材６Ａの縦断面形状は湾曲形状に形成されている。

この各羽根部材６Ａの基端部６ｂ（径大部の縁）は、回転体25の内面所定位置に溶接されており、この各羽根部材６Ａ間は、図３に図示したように所定間隔が設けられている。

このように各羽根部材６Ａ同士を所定間隔を介して設けているのは、この間隔の存在により被炭化物１の送り量が抑制され、よって、被炭化物１の滞留性が高められ、炭化が行われるようにする為である。

また、各羽根部材６Ａの先端部は、この回転体25の内面に対して約４０°となるよう先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する状態に設けられている。

立ち上がり体７は、図２，３に図示したように適宜な金属製の板材で形成したものであり、約１２０°間隔にして羽根部材６Ａ同士間に架設されており、送り面６ａに直交状態で設けられている。従って、この立ち上がり体７は、送り面６ａで送られる被炭化物１の搬送障害となる所謂邪魔板として機能する。この立ち上がり体７の高さ（突出度合い）の調整により被炭化物１の搬送量を可変することができる。

以上の構成から、被炭化物落下手段４は、送り羽根体６と立ち上がり体７とで回転体25の回転に伴い被炭化物１を所定高さ位置に上げた後に下方へ落下せしめることになる。

具体的には、水分含有量の少ない重量の軽い被炭化物１ほど上方に持ち上げられ、ある高さ位置で落下するが（図５参照）、この落下の際、後述する被炭化物誘導手段５としての空気流により搬送方向に搬送される。

また、水分含有量の少ない重量の軽い被炭化物１は、立ち上がり体７（図６中（ａ））を乗り越え、送り羽根体６の螺旋搬送作用によっても搬送される。つまり、十分に水分が蒸発した被炭化物１は、重量が軽くなり被炭化物１の上層位置となる為、送り羽根体６に搬送されてそれまで受けていた立ち上がり体７を越えて搬送方向へ送られる。

一方、送り羽根体６により所定位置まで持ち上げられない水分含有量の多い重量の重い被炭化物１は、立ち上がり体７（図５中（ａ））によって上方へ持ち上げられ、ある位置でこの水分含有量の多い重量の重い被炭化物１も落下するが、重い分だけほとんど搬送されず、単に次の立ち上がり体７（図６中（ｂ））の位置（略真下）或いはその近傍位置に落下し（図７参照）、この繰り返しにより乾燥して軽くなる（この軽くなった被炭化物１は前記同様の挙動を示す。）。

尚、送り羽根体６及び立ち上がり体７により被炭化物１が所定高さ位置まで上げられるのは、被炭化物１が水分を有して送り羽根体６及び戻り羽根体７に付着した状態となるからである。この被炭化物１の付着力を向上することを考慮し、送り羽根体６及び立ち上がり体７の摩擦抵抗を増すために表面に粗面処理を施しても良い。

図示していないが回転体25の内面に付着した被炭化物１が上方位置まで上げられ、その位置から落下する場合もある。

この被炭化物落下手段４に係る送り羽根体６と立ち上がり体７とにより、含水率の高い被炭化物１は撹拌され（煽られ）ながら加熱されることで水分が十分に飛ばされることになる（乾燥燃焼作用が発揮される）。

また、被炭化物搬送炭化部３は、この被炭化物落下手段４により落下する落下途時若しくは落下した前記被炭化物１のうち、軽い前記被炭化物１を重い前記被炭化物１よりも長い距離だけ搬送方向に誘導する被炭化物誘導手段５を具備する。

被炭化物誘導手段５は、後述する二次燃焼室22で一次燃焼ガス（加熱室２で燃焼した排ガス）を燃焼した際に、被炭化物搬送炭化部３内で自然に生ずる搬送方向への空気流（ドラフト作用）であり、この空気流により被炭化物１は搬送方向に誘導される。尚、被炭化物誘導手段５としては、例えばファンなどを設けて被炭化物搬送炭化部３内に空気を強制的に流下させる構成としても良い。また、本実施例で言う被炭化物誘導手段５としての空気とは、被炭化物搬送炭化部３で発生する一次燃焼ガスも含むものである。

本実施例は、回転体25の回転速度を適宜調整し、更に、加熱室２及び二次燃焼室22での燃焼を適宜調整して空気流を所望の速度とし、これら適宜設定により良好な炭が得られるように構成されている。

以上の構成から成る被炭化物落下手段４、即ち、複数の送り羽根体６及び立ち上がり体７並びに被炭化物誘導手段５により被炭化物１の重量別に適正な炭化搬送が行われ、良好に炭化した炭は被炭化物搬送炭化部３の先端側に設けられる強制送り羽根体８へ搬送されることになる。

本発明者は、この送り羽根体６及び立ち上がり体７による搬送方向若しくは逆搬送方向への落下及び空気流により良好な炭化が行われることを実験により確認している。

この強制送り羽根体８は、図４に図示したように適宜な金属製の板材を螺旋状にした羽根部材８Ａで構成され、羽根部材８Ａは、先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する状態に設けられている。

また、羽根部材８Ａは、その基端部８Ａ’が回転体25の内面所定位置に溶接されており、この回転体25の内面に対して約４０°となるように設けられている。

この強制送り羽根体８で搬送される際、有機素材が持つ乾留ガスが燃焼する自然燃焼作用と、炭となった被炭化物１が灰とならないように搬送しつつ仕上げ加熱する調整燃焼作用が発揮される。

また、被炭化物搬送炭化部３は、その基端部に被炭化物１を該被炭化物搬送炭化部３に供給する被炭化物供給部17が設けられている。

この被炭化物供給部17は、図１に図示したように、内部に駆動装置17ｂにより回動する周面に螺旋羽根体17ｄが突設された回動軸17ｃを配して構成され、この被炭化物供給部17にはホッパー体17ａが設けられている。

また、被炭化物搬送炭化部３は、その先端部に炭化処理された処理済の炭を排出する炭排出部18が設けられている。

この炭排出部18は、図１に図示したように回転体25の先端部に接続される炭通過パイプ18ａ内に駆動装置18ｂにより回動する周面に螺旋羽根体18ｄが突設された回動軸18ｃを配して構成されている。

また、この炭排出部18の下流側部位には、図１に図示したように炭排出部18から排出された処理済の炭を受ける炭収納部28が設けられている。

この炭収納部28は、図８に図示したように鋼製の容体28ａで構成されており、この容体28ａの上部開口部には密閉蓋28ｂが開閉自在に設けられている。

この容体28ａと密閉蓋28ｂとは、図９に図示したように容体28ａに設けた連結部29ａと密閉蓋28ｂに設けた連結部29ｂとを枢着軸29ｃを介して枢着される構造である。

符号28ｂ’はパッキンである。

従って、炭収納部28は、炭排出部18から排出される炭を密閉状態で収納することができ、この炭収納部28で炭の温度が下がるまで極めて安全に保管することができる。

即ち、本装置にて炭化処理する際、被炭化物供給部17から被炭化物搬送炭化部３に供給されるものは被炭化物１だけに限らず中に異物、例えば石や鉄くずなどが混ざっている場合があるが、これら異物も加熱され該異物は高温状態のまま炭排出部18から炭と一緒に排出され、仮にこの炭と高温の異物を一緒に受けたところに多量の酸素が存在する状態の場合、炭が発火してしまうことが懸念されるが、この点、本実施例では、炭排出部18から排出されるものを密閉して可及的に酸素の少ない環境となる炭収納部28で収納することになるから、前述したような発火するというような問題が生じることはない。

また、被炭化物搬送炭化部３の基端部には、蒸気抜きパイプ20が連設され、更に、被炭化物搬送炭化部３の先端部には被炭化物１の炭化処理により発生した乾留ガスを排出するガス抜きパイプ19が連設されている。

この蒸気抜きパイプ20及びガス抜きパイプ19は、夫々その先端部が基体10の上部中央に設けた排気部10ｃに連設されており、この排気部10ｃに設けたパイプ体21は二次燃焼室22に接続される。

二次燃焼室22は、図１に図示したように適宜な金属製の部材で形成された箱状体23の内空間であり、排気部10ｃのバーナー装置24により点火され、一次燃焼ガスは完全に燃焼される。符号26は酸素供給部である。

従って、加熱室２での炭化処理により発生する乾留ガスは、二次燃焼室22で燃焼されることになる為、箱状体23の上部に設けた排気筒23ａからはクリーンな排気が排出される。

本実施例は上述のように構成したから、被炭化物１は被炭化物搬送炭化部３で搬送されながら炭化し炭となる。

本実施例は、被炭化物搬送炭化部３に被炭化物落下手段４及び被炭化物誘導手段５を具備することで、例えば水分含有量が多くて重量の重い被炭化物１はじっくり加熱され、一方、水分含有量が少なくて重量の軽い被炭化物１は早めに加熱されながら早く下流側へ搬送される。

よって、本実施例によれば、被炭化物１の種類（素材のばらつき）に対応した加熱が行なわれることになり極めて効率の良い炭化処理が行われ、高品位な炭が確実且つ安定的に得られることになる。

また、本実施例は、被炭化物搬送炭化部３に被炭化物１の重量（水分含有量）に合わせて加熱する被炭化物落下手段４として、この回転体25の内面に先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する螺旋状の送り羽根体６と、この送り羽根体６の送り面６ａに立ち上がる立ち上がり体７とからなる構造を採用したから、簡易構造にして量産性に秀れるのは勿論、前述した従来例のような被炭化物１を単に下流側へ進めながら加熱する構造に比し、被炭化物搬送炭化部３の長さは短くても被炭化物１の水分含有量に合った十分な加熱をすることができ、よって、装置自体を小型軽量化することができることになり、ひいては、この小型軽量化により移動式とすることができ、前述した従来例のように設置されていたものと異なり、被炭化物１が生じる場所へ運んで炭化処理を行うことも可能となる。

また、本実施例は、被炭化物誘導手段５は、この種の装置で必須とされる二次燃焼室22で一次燃焼ガス（加熱室２で燃焼した排ガス）を燃焼した際に、被炭化物搬送炭化部３内で自然に生ずる搬送方向への空気流（ドラフト作用）を利用した構造であるから、空気を圧送するに何ら特別な装置は不要となるから極めて経済的である。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本実施例の説明断面図である。本実施例に係る要部の説明斜視図である。本実施例に係る要部の説明図である。本実施例に係る要部の説明斜視図である。本実施例に係る要部の動作説明図である。本実施例に係る要部の動作説明図である。本実施例に係る要部の動作説明図である。本実施例に係る要部の説明図である。本実施例に係る要部を説明する分解斜視図である。

符号の説明

１被炭化物
３被炭化物搬送炭化部
４被炭化物落下手段
５被炭化物誘導手段
６送り羽根体
６ａ送り面
６Ａ羽根部材
７立ち上がり体
８強制送り羽根体
25 回転体

Claims

被炭化物を加熱して炭化する炭化装置であって、前記被炭化物を搬送しながら炭化する所定長の被炭化物搬送炭化部を有し、この被炭化物搬送炭化部は炭化途時の前記被炭化物を落下させる被炭化物落下手段と、この被炭化物落下手段により落下する落下途時若しくは落下した前記被炭化物のうち、軽い前記被炭化物を重い前記被炭化物よりも長い距離だけ搬送方向に誘導して前記被炭化物搬送炭化部から導出する被炭化物誘導手段とを具備し、前記被炭化物搬送炭化部は筒状の回転体であり、前記被炭化物落下手段は前記回転体の内面に先端側ほど搬送方向且つ内方へ突出して傾斜する螺旋状の送り羽根体と、この送り羽根体の送り面に立ち上がる立ち上がり体とで構成されるものであることを特徴とする炭化装置。
請求項１記載の炭化装置において、前記立ち上がり体は螺旋状となることで搬送方向に並設される前記送り羽根体同士間に架設されていることを特徴とする炭化装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の炭化装置において、前記送り羽根体は複数の羽根部材を所定間隔を介して螺旋状に配した構成であることを特徴とする炭化装置。
請求項１〜３いずれか１項に記載の炭化装置において、前記被炭化物誘導手段は前記被炭化物搬送炭化部内を搬送方向に流下する空気流であることを特徴とする炭化装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の炭化装置において、前記被炭化物搬送炭化部は前記被炭化物落下手段及び前記被炭化物誘導手段により前記被炭化物を搬送しながら炭化して該被炭化物搬送炭化部から導出するものであることを特徴とする炭化装置。
請求項１〜５いずれか１項に記載の炭化装置において、前記被炭化物搬送炭化部内にして前記被炭化物落下手段が設けられる部位よりも下流側部位には、前記被炭化物を強制搬送する螺旋状の強制送り羽根体が設けられていることを特徴とする炭化装置。