JP2010150468A - 炭化炉，炭化システム，及び炭，並びに炭の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋と炉体の投入口との密閉性に優れ、蓋の開閉やシール材のメンテナンスがし易く、高品質な炭の製造における歩留まりが良く、ランニングコストが低廉で、熱膨張によって炉体が歪まない炭化炉を提供する。
【解決手段】被炭化物を投入するための投入口２０が形成された炉体１０と、投入口２０の周縁２１から炉体１０外に向かって地続きに設けられた液溜１１と、炉体１０の投入口２０に開閉自在に設けられ、投入口２０を閉じて炉体１０内を密閉するための蓋３０と、蓋３０を閉じた状態で、蓋３０と投入口２０との間に、熱によって炉体１０が膨張したときのサイズ変化を考慮した炉体１０が歪まないための隙間が形成された上で、蓋３０が支持されるように設けられた蓋支持体３１とを備え、蓋３０を閉じたとき、液溜１１に溜められたシール液１２に蓋３０の縁部３２が浸かるようにして、蓋３０と炉体１０の投入口２０とが密閉されるような構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓋と炉体の投入口との間を密閉して、空気を不活性ガスに置換した炉内で高温加熱することにより被炭化物を炭化する炭化炉、この炭化炉を複数連関させて連続的に稼働するようにした炭化システム、及び、この炭化炉によって生成される炭、並びに、この炭化炉によって生成する炭の製造方法に関する。

この種の炭化炉として、従来、図５に示す技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この炭化炉１００は、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間が耐熱性パッキン１０４によりシールされ、空気を不活性ガスに置換できるように配管されており、不活性ガス雰囲気の炉内で高温加熱できるようになっている。

この炭化炉１００によれば、空気を完全に不活性ガスに置換した後に高温加熱することができるので、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間の密閉性が完全に保たれる場合には、被炭化物は酸化されることなく炭化し、炭の表面に灰が付かない炭を製造することができる。
特開２００４−２１０９６４号公報

しかしながら、従来の炭化炉１００は、昇温時の炉内において、竹等の被炭化物からタール分が気体として発生し、タール分が蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間でシール材として用いている耐熱性パッキン１０４のところに付着する。従来の炭化炉１００は、この耐熱性パッキン１０４にタール分が付着して溜まると、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間の密閉性が悪くなるとともに、場合によっては、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間を固めてしまい蓋が開かなくなるという問題があった。

また、従来の炭化炉１００は、降温時の炉内において、炉内のガスが収縮するため、密閉性が悪くなった耐熱性パッキン１０４のところで外部から空気が炉内に流入する。これによって、不活性ガスに置換した炉内の無酸素状態が解かれ、被炭化物の表面及び一部が酸化され、炭の表面に灰が付く炭になる。すなわち、従来の炭化炉１００は、酸化されず、炭の表面に灰が付かない炭の製造における歩留まりが良くないという問題、及び、歩留まりを良くしようとすれば、耐熱性パッキン１０４を毎回取り替えなければならず、手間と費用がかかるという問題があった。

また、従来の炭化炉１００は、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３とで耐熱性パッキン１０４を密着して挟み込む構造であるため、ステンレス等の金属からなる炉体１０２が、熱により膨張したときに、蓋１０１に押さえられて歪んで亀裂が入るという問題があった。

さらに、従来の炭化炉１００は、一旦炉を稼働させると次の炭を製造するには自然冷却されるまで待たねばならず、非効率で品質の安定した炭を低廉に量産できないという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間の密閉性が悪くなるとともに、場合によっては、蓋１０１と炉体１０２の投入口１０３との間を固めてしまい蓋が開かなくなるという問題、酸化されず、炭の表面に灰が付かない炭の製造における歩留まりが良くないという問題、歩留まりを良くしようとすれば、耐熱性パッキン１０４を毎回取り替えなければならず、手間と費用がかかるという問題、及び、炉体１０２が熱膨張により歪んで亀裂が入るという問題を解消できる炭化炉を提供することである。

また、本発明が解決しようとする課題は、非効率で品質の安定した炭を低廉に量産できないという問題を解消できる炭化システムを提供することである。

ところで、揚陸された水産物の一部は、水槽に入れ、生きたまま主要地域の消費市場に搬送されている。その搬送途中では、魚等の排泄物によって水槽内が汚染され、魚等が弱ったり死んでしまうという問題があった。これに対して、炭を水槽に入れて水質の浄化をすることでこの問題は解消し得るが、従来の炭は、無酸素状態で炭化されていないため、炭の表面の灰が水に流出して水質を汚染するという問題があった。

また、従来の備長炭の製造においては、通常、４００〜７００℃の一定温度で蓋を開け、炉内に空気を送り込むことにより炭の表面を焼き、１０００℃程度まで昇温することで炭の中身を堅くしている。

この工程で製造された従来の備長炭は、表面が酸化されて丸みを帯びることから、オブジェとして、被炭化物の形態を保持したい場合には、必ずしも適していない。

また、タイ，ハマチ等の養殖魚や牛，豚，鶏等の家畜の飼料に炭を混ぜるとそれらの養殖魚や家畜の肉質が改善されることが近年の研究で報告されており、飼料に混入する炭としては、全く灰が含まれない無酸化状態の炭が望まれている。しかしながら、前述の通りシールの問題があるため、飼料に混入する炭として全く灰が含まれない無酸化状態の炭を提供できないという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとするさらなる課題は、無酸素状態で炭化されていないため、炭の表面の灰が水に流出して水質を汚染するという問題、被炭化物の形態を保持したい場合のオブジェとして好適な炭を提供できないという問題、及び、養殖魚や家畜の飼料に混入する炭として全く灰が含まれない無酸化状態の炭を提供できないという問題を解消できる炭及びその炭の製造方法を提供することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、空気を不活性ガスに置換した炉内で高温加熱することにより被炭化物を炭化する炭化炉において、前記被炭化物を投入するための投入口が形成された炉体と、前記投入口の周縁から前記炉体外に向かって地続きに設けられた液溜と、前記炉体の投入口に開閉自在に設けられ、前記投入口を閉じて前記炉体内を密閉するための蓋とを備え、前記蓋を閉じたとき、前記液溜に溜められたシール液に前記蓋の縁部が浸かるようにして、前記蓋と前記炉体の投入口とが密閉されるように構成したことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、前記投入口が前記蓋に覆われる構造になっており、前記蓋の縁部がシール液に浸かることによって炉内が完全に密閉される。そして、シール材として耐熱性パッキンを用いないため、昇温時の炉内において、竹等の被炭化物から気体として発生するタール分が付着して溜まることがない。したがって、前記蓋と前記炉体の投入口との間の密閉性が悪くなるとともに、場合によっては、前記蓋と前記炉体の投入口との間を固めてしまい蓋が開かなくなるという問題が解消できる。

また、請求項１に記載の発明によれば、降温時の炉内において、炉内のガスが収縮しても、前記蓋の縁部がシール液に浸かることによって炉内が完全に密閉されているので、外部から空気が炉内に流入しない。したがって、酸化されず、炭の表面に灰が付かない炭の製造における歩留まりが良くないという問題が解消できる。また、耐熱性パッキンを毎回取り替える必要もないので、手間と費用がかかるという問題が解消できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記蓋を閉じた状態で、前記蓋と前記投入口との間に、熱によって前記炉体が膨張したときのサイズ変化を考慮した前記炉体が歪まないための隙間が形成された上で、前記蓋が支持されるように設けられた蓋支持体を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、前記炉体が膨張しても前記隙間があるので前記蓋によって前記炉体が押さえ込まれないため、前記炉体が熱膨張により歪んで亀裂が入るという問題が解消できる

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記炉体内に攪拌機を設け、前記炉体内の温度を均一にするようにしたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、前記炉体内に攪拌機を設け、前記炉体内の温度を均一にすることができるので、より品質の安定した炭が得られる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、前記不活性ガスの代わりに水蒸気又は二酸化炭素を使用し、前記シール液として水を使用することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、前記不活性ガスに代えて水蒸気を用いる場合、水蒸気も前記シール液も同じ水成分であるので、仮に前記シール液が蒸発して炉内に流入したとしても、不測の化学反応が起きることがないので安全性が高い。また、シール液である水を換えたり補充することも時々でよいため、耐熱性パッキンと比較してランニングコストが極めて低廉となる。さらに、炭は元々ポーラス状であるが、水蒸気を使用することで、更に炭の内部に無数の微細孔を形成させ、炭の吸着性能を高めることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１つに記載の複数の炭化炉と、前記複数の炭化炉の燃焼室が連結され、それぞれの炭化炉が連関して連続的に稼働するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする炭化システムである。

請求項５に記載の発明によれば、複数の炭化炉の温度制御のタイミングをずらすことで、一旦稼働させた炉が常温になるまで待つことなく次の炭の製造を開始できる。また、燃焼室が連結されているので、予熱を次の炭の製造に利用することができる。したがって、非効率で品質の安定した炭を低廉に量産できないという問題が解消できる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１つに記載の炭化炉を用い、被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成される炭である。

請求項６に記載の発明によれば、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるので、炭の表面の灰が水に流出して水質を汚染するという問題が解消できる。また、本発明により生成された炭の内部には無数の微細孔が形成されており、吸着性能に優れるため、水の浄化剤としても極めて有用である。

また、請求項６に記載の発明によれば、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるので、脆性に優れるとともに、被炭化物が繊細な形態のまま炭化されるため、オブジェとして好適である。

請求項７に記載の発明は、請求項６において、７時間〜１５時間の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温して、表面に複数の切れ目を表出させることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、７時間〜１５時間という短時間で高温まで昇温するので、被炭化物の表面に複数の切れ目が表出する。そして、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるため、表出した切れ目が丸みを帯びることなく保持されるので、例えば、枯山水に用いるオブジェとして好適である。

請求項８に記載の発明は、請求項６において、前記被炭化物が竹の粉体をペレット状に固めた成型物であることを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるので、全く灰が含まれない炭が生成される。そして、この炭の粉砕物を混入した飼料を養殖魚や家畜に与えることで、肉質の良い養殖魚や家畜を育成することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１つに記載の炭化炉を用い、被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成する炭の製造方法である。

請求項９に記載の発明によれば、蓋と炉体の投入口との密閉性に優れ、蓋の開閉やシール材のメンテナンスがし易く、高品質な炭の製造における歩留まりが良く、ランニングコストが低廉で、熱膨張によって炉体が歪まず、炭の表面に灰が付かず、水の浄化剤，オブジェ，養殖魚や家畜の飼料に混入用の炭としても好適な炭の製造方法を提供できる。

本発明によれば、蓋と炉体の投入口との密閉性に優れ、蓋の開閉やシール材のメンテナンスがし易く、高品質な炭の製造における歩留まりが良く、ランニングコストが低廉で、熱膨張によって炉体が歪まない炭化炉を提供することができる。

また、本発明によれば、効率的に品質の安定した炭を低廉に量産できる炭化システムを提供することができる。

また、本発明によれば、炭の表面に灰が付かず、水の浄化剤，オブジェ，養殖魚や家畜の飼料に混入用の炭としても好適な無酸化状態の炭及びその製造方法を提供できる。

１．炭化炉
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、例えば図１に示すような構成の炭化炉１に適用される。

先ず、図１を参照して、炭化炉１の構成の概略について説明する。この炭化炉１は、被炭化物を投入するための投入口２０が形成された炉体１０と、投入口２０の周縁２１から炉体１０外に向かって地続きに設けられた液溜１１と、炉体１０の投入口２０に開閉自在に設けられ、投入口２０を閉じて炉体１０内を密閉するための蓋３０と、蓋３０を閉じた状態で、蓋３０と投入口２０との間に、熱によって炉体１０が膨張したときのサイズ変化を考慮した炉体１０が歪まないための隙間が形成された上で、蓋３０が支持されるように設けられた蓋支持体３１とを主要部として備えている。

また、この炭化炉１は、蓋３０を閉じたとき、液溜１１に溜められたシール液１２に蓋３０の縁部３２が浸かるようにして、蓋３０と炉体１０の投入口２０とが密閉されるような構成としている。

炭化炉１の炉体１０は、耐熱金属（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ）からなる内釜１３と、この内釜１３の外側に設けられた燃焼室１７と、十分な強度を有する金属（例えば、鋼材）からなる外釜１４と、燃焼室１７の外壁と外釜１４との間に挟み込まれた保温材１５とを備えている。内釜１３は、図１に示すように、上部解放の箱形態をしており、上部解放部が投入口２０に相当している。投入口２０の周縁２１から内釜１３の延長部を炉体１０の外に向けて断面がコ字状にプレス加工を施すことで折り返し部１６が形成され、この折り返し部１６によって外釜１４の縁端部及び側壁の一部が囲まれている。

液溜１１は、図１に示すように、折り返し部１６の縁端部と鍵型にプレス加工を施した鋼板の縁端部とを溶接加工することで断面がコ字状になるように形成されている。したがって、液溜１１は、投入口２０の周縁２１から炉体１０外に向かって地続きに設けらており、内釜１３の一部とみることもできる。

ここで、前述した液溜１１は、炉体１０の外部に設ける場合を想定しているが、炉体１０の内部に設けることもできる。液溜１１を炉体１０の内部に設ける場合、内釜１３と外釜１４との間に溝を設け、その溝を液溜１１としてもよい。この場合も、液溜１１は、投入口２０の周縁２１から炉体１０外に向かって地続きに設けらており、内釜１３の一部とみることもできる。

蓋３０は、断面がコ字状をした耐熱金属（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ）からなる内蓋３３と、十分な強度を有する金属（例えば、鋼材）からなる外蓋３４とによって保温材３５を挟んだ構造になっている。外蓋３４は、縦横が外釜１４と略同一サイズになっている。

蓋３０は、開閉自在になっている。蓋３０を閉じた状態において、蓋３０と投入口２０との間に、炉体１０の熱膨張によって蓋３０に押さえ込まれて炉体１０が歪まないように、膨張による炉体１０のサイズ変化を考慮した隙間（２〜３ｃｍ）が設けられており、その状態で蓋支持体３１によって蓋３０が支持されている。

液溜１１には、例えば水であるシール液１２が注入され、蓋３０を閉じたとき、液溜１１に溜められたシール液１２に蓋３０の縁部３２が浸かるようにして、蓋３０と炉体１０の投入口２０とが密閉される構造となっている。

燃焼室１７は、炉体１０の外部に設けられたバーナー４１により、８００〜１１００℃までの発熱が可能になっており、温度センサー（図示省略）及び温度制御装置（図示省略）によって、炉内の温度が制御できるようになっている。

内釜１３には、２箇所の穴が設けられ、外釜１４を介して、個々の穴には配管が溶接されている。一方は、不活性ガス導入管４６であり、この配管からはアルゴン等の不活性ガスや水蒸気，二酸化炭素等を炉内へ注入できるようになっており、他方の配管４３は不活性ガスや水蒸気，二酸化炭素等の注入によって空気を追い出す目的で用いられる。空気を追い出す配管の配管口が炉体の上部に設けられ、空気より重い不活性ガスを注入すると、空気は上から配管４３を介して炉外に追い出されるため、炉内の空気を不活性ガスに完全に置換できるようになっている。また、この配管４３は、外部に設けられたステンレスからなる排ガス溜タンク４４に連結されており、被炭化物から気体として出る竹酢液や木酢液の成分を当該排ガス溜タンク４４に送るための役割も果たす。

排ガス溜タンク４４は、降温時に逆流するガスの容量以上の大きさとしている。これは、降温時には、炉内のガスが収縮して気圧が下がり、排ガス溜タンク４４に溜まっているガスが炉内に逆流するが、排ガス溜タンク４４の容量を大きくし、注入する不活性ガス等の容量を多めにしておくと、降温時に逆流するガスは、昇温時に発生したガスや不活性ガス等となるので、空気の逆流による被炭化物の酸化を防止できるからである。

蓋３０には、攪拌機４２が設けられている。炉内で攪拌機４２を作動させることで、炉内における熱分布を均一にできるので、炭に焼きムラができにくくなる。

また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、炭化炉１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを配管６１，６２，６３，６４で連結して、炭化システム６０を構成してもよい。

炭化システム６０は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、炭化炉１ａの燃焼室１７ａが配管６１，６４を介して炭化炉１ｂ，１ｄの燃焼室１７ｂ，１７ｄとそれぞれ連結されており、炭化炉１ｃの燃焼室１７ｃが配管６２，６３を介して炭化炉１ｂ，１ｄの燃焼室１７ｂ，１７ｄとそれぞれ連結されている。

炭化システム６０は、配管６１，６２，６３，６４に煙突４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄがＴ字に連結されており、Ｔ字の三方に設けられた仕切り板６５乃至７６を適宜開閉することで、バーナー４１による熱や煙の各燃焼室１７への流れを自動制御できるようになっている。

続いて、前述した構成の炭化炉１の動作について説明する。先ず、炭化炉１において、蓋３０を開けて、被炭化物を入れ、蓋３０を閉める。この際、液溜１１にシール液１２が足りず、蓋３０の縁部３２がシール液１２に浸からない場合には、シール液１２を補充する。また、液溜１１が、タール分等で汚れている場合には、予め液溜１１を洗浄しておき、シール液１２を注入する。

そして、アルゴン等の不活性ガスや水蒸気，二酸化炭素等を不活性ガス導入管４６から注入する。不活性ガスや水蒸気，二酸化炭素等の注入量は炉内の空気が完全に置換され、かつ、降温時に逆流するガスの容量を考慮して、例えば１ｍ^３程度を注入する。不活性ガスの代わりに水蒸気を用いる場合には、水蒸気になったときに炉内の空気が完全に置換される量の水を注入する。この水は、炭を製造する際の昇温の時に、炉内が１００℃になった時点で完全に水蒸気になり、炉内の空気と置換されて、炉内が水蒸気によって充満される。空気は配管４３を通り排ガス溜タンク４４を経由して煙突４７から外部に排出される。

次に、温度制御装置によって炉内の温度を、例えば、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却する。この際、蓋３０を閉じたままにして炉内の密閉性を保持する。そして、炉内が室温に自然冷却されたら蓋３０を開けて完成した炭を取り出す。

ここで、炭化システム６０について、例えば、炭化炉１ａ及び炭化炉１ｂを稼働させる場合（図２Ａ）、次の手順で制御する。

（１）仕切り板６５，６６を開け、仕切り板６７を閉じた状態で、バーナー４１ａを点火する。この制御により、炭化炉１ａは昇温し、炭化炉１ｂは予熱状態となる。

（２）仕切り板６５，６７を開け、仕切り板６６を閉じた状態で、バーナー４１ａを消火し、バーナー４１ｂを点火する。この制御により、炭化炉１ａは降温し、炭化炉１ｂは昇温する。

また、炭化システム６０について、例えば、炭化炉１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの４つを稼働させる場合（図２Ｂ）、次の手順で制御する。

（１）仕切り板６５，６６，７４，７５を開け、仕切り板６７，７１，７６を閉じた状態で、バーナー４１ａを点火する。この制御により、炭化炉１ａは昇温し、炭化炉１ｂは予熱状態となる。

（２）仕切り板６５，６７，６９，７０，７５，７６を開け、仕切り板６６，６８，７４を閉じた状態で、バーナー４１ａを消火し、バーナー４１ｂを点火する。この制御により、炭化炉１ａは降温し、炭化炉１ｂは昇温し、炭化炉１ｄは予熱状態となる。

（３）仕切り板６８，６９，７２，７３，７４，７５を開け、仕切り板７０，７１，７６を閉じた状態で、バーナー４１ｂを消火し、バーナー４１ｄを点火する。この制御により、炭化炉１ｂは降温し、炭化炉１ｄは昇温し、炭化炉１ｃは予熱状態となる。

（４）仕切り板６５，６７，６９，７０，７１，７２を開け、仕切り板６６，６８，７３を閉じた状態で、バーナー４１ｄを消火し、バーナー４１ｃを点火する。この制御により、炭化炉１ｄは降温し、炭化炉１ｃは昇温し、炭化炉１ａは予熱状態となる。

炭化炉１によれば、投入口２０が蓋３０に覆われる構造になっており、蓋３０の縁部３２がシール液１２に浸かることによって炉内が完全に密閉される。そして、シール材として耐熱性パッキンを用いないため、昇温時の炉内において、竹等の被炭化物から気体として発生するタール分が付着して溜まることがない。したがって、蓋３０と炉体１０の投入口２０との間の密閉性が悪くなるとともに、場合によっては、蓋３０と炉体１０の投入口２０との間を固めてしまい蓋が開かなくなるという問題が解消できる。

また、炭化炉１によれば、降温時の炉内において、炉内のガスが収縮しても、蓋３０の縁部３２がシール液に浸かることによって炉内が完全に密閉されているので、外部から空気が炉内に流入しない。したがって、酸化されず、炭の表面に灰が付かない炭の製造における歩留まりが良くないという問題が解消できる。また、耐熱性パッキンを毎回取り替える必要もないので、手間と費用がかかるという問題が解消できる。

また、炭化炉１によれば、炉体１０が膨張しても隙間があるので蓋３０によって炉体１０が押さえ込まれないため、炉体１０が熱膨張により歪んで亀裂が入るという問題が解消できる

また、炭化炉１によれば、炉体１０内に攪拌機４２を設け、前記炉体内の温度を均一にすることができるので、より品質の安定した炭５０が得られる。

また、炭化炉１によれば、不活性ガスに代えて水蒸気を用いる場合、水蒸気もシール液１２も同じ水成分であるので、仮にシール液１２が蒸発して炉内１０に流入したとしても、不測の化学反応が起きることがないので安全性が高い。また、シール液である水を換えたり補充することも時々でよいため、耐熱性パッキンと比較してランニングコストが極めて低廉となる。加えて、炭は元々ポーラス状であるが、水蒸気を使用することで、更に炭５０の内部に無数の微細孔を形成させ、炭５０の吸着性能を高めることができる。

さらに、炭化システム６０によれば、複数の炭化炉１の温度制御のタイミングをずらすことで、一旦稼働させた炉が常温になるまで待つことなく次の炭５０の製造を開始できる。また、燃焼室が連結されているので、予熱を次の炭の製造に利用することができる。したがって、効率的に品質の安定した炭５０を低廉に量産できる。
２．炭
本発明は、例えば図３又は図４に示すような構成の炭５０に適用される。

（１）実施例１
この炭５０は、炭化炉１を用い、竹片，木片，茄子，みかん等の被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成される。

この実施例１の炭５０によれば、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるので、炭５０の表面の灰が水に流出して水質を汚染するという問題が解消できる。また、この実施例１の無酸化状態の炭５０の内部には無数の微細孔が形成されており、吸着性能に優れるため、水の浄化剤としても極めて有用である。

また、この実施例１の炭５０によれば、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるので、脆性に優れるとともに、被炭化物が現物により近い形態で炭化されるため、オブジェとして好適である。

図３は、炭５０を観賞用のオブジェとして利用した実施例を示している。図３に示す観賞用のオブジェは、被炭化物として梅の木を用いたものであり、ゆっくりと昇温することにより炭化前の繊細な形態（例えば、梅の花の雄しべや雌しべ，細かい根等）が保持され炭化されたものである。このオブジェは、土から抜いて直ぐの梅の木を、水洗いして被炭化物とし、炭化炉１を用いて、１６．６時間で６００℃まで昇温した後、６００℃で１２時間保持し、その後、自然冷却したものである。

（２）実施例２
この炭５０は、炭化炉１を用い、竹片，木片，茄子，みかん等の被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜１５時間の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成される。急速に温度を上げるので、炭５０の表面には複数の切れ目が表出する。

この実施例２の炭５０によれば、７時間〜１５時間という短時間で高温まで昇温するので、被炭化物の表面に複数の切れ目が表出する。そして、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるため、表出した切れ目が丸みを帯びることなく保持されるので、例えば、枯山水に用いるオブジェとして好適である。

図４は、炭５０を枯山水のオブジェとして利用した実施例を示している。図４に示す枯山水のオブジェは、被炭化物としてウバメガシを用いたものであり、短時間（７時間）で昇温することにより表面に切れ目が表出し、その形態（細かなひび・割れが入り、ゴツゴツした石のような形態）が破壊されずに炭化されたものである。このオブジェは、切ってから直ぐのウバメガシを被炭化物とし、炭化炉１を用いて、７時間で８００℃まで昇温した後、８００℃で１２時間保持し、その後、自然冷却したものである。

（３）実施例３
この炭５０は、竹の粉体をペレット状に固めた被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成される。

この実施例３の炭５０によれば、被炭化物が完全な無酸素状態で炭化されるので、全く灰が含まれない無酸化状態の炭５０が生成される。そして、この炭５０の粉砕物を混入した飼料を養殖魚や家畜に与えることで、肉質の良い養殖魚や家畜を育成することができる。

＜評価方法＞
試料は、竹炭の粉体をペレット状に固めた成型物及び竹炭のチップの２種類準備した。

ペレット５００
竹炭の粉体をペレット状に固めた成型物を、炭化炉１を用いて、炉内の密閉性を保持したまま、１３．３時間の時間をかけて５００℃まで昇温し、当該温度で１２時間保持した後、自然冷却をして得られた炭をペレット５００とする。

ペレット８００
竹炭の粉体をペレット状に固めた成型物を、炭化炉１を用いて、炉内の密閉性を保持したまま、２３．３時間の時間をかけて８００℃まで昇温し、当該温度で１２時間保持した後、自然冷却をして得られた炭をペレット８００とする。

チップ５００
竹炭のチップを、炭化炉１を用いて、炉内の密閉性を保持したまま、１３．３時間の時間をかけて５００℃まで昇温し、当該温度で１２時間保持した後、自然冷却をして得られた炭をチップ５００とする。

チップ８００
竹炭のチップを、炭化炉１を用いて、炉内の密閉性を保持したまま、２３．３時間の時間をかけて８００℃まで昇温し、当該温度で１２時間保持した後、自然冷却をして得られた炭をチップ８００とする。

日本工業規格ＪＩＳＭ−８８１２の石炭類の試験法に準拠し、試料の強熱残分（灰分）、揮発分、水分、固定炭素量を測定した。また、試料３ｇをテトラーバックに入れて一定濃度のガスを注入し、一定時間経過した時のテトラーバック内の濃度をガス検知管にて測定した。

＜評価結果＞
ＪＩＳＭ−８８１２の測定結果を表１に示す。
この表１から、何れの試料も灰分量が微量であり、炭化炉１の密閉性が十分に保たれることが分かる。

また、ガス吸着試験の結果を表２に示す。
この表２から、何れの試料も吸着性能が優れており、炭化炉１によって得られる炭は吸着性能に優れることが分かる。

なお、本発明は前述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明に係る炭化炉の一実施形態であって、炭化炉の蓋が閉まっている状態の断面を示す模式図である。 本発明に係る炭化システムの一実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明に係る炭化システムの一実施形態を模式的に示す平面図である。 本発明に係る炭の一実施形態を示す写真である。 本発明に係る炭の他の実施形態を示す写真である。 従来の炭化炉であって、蓋が閉まっている状態の断面を示す模式図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 炭化炉， １０ 炉体， １１ 液溜， １２ シール液， １３ 内釜， １４ 外釜， １５ 保温材， １６ 折り返し部， １７ 燃焼室， ２０ 投入口， ２１ 周縁， ３０ 蓋， ３１ 蓋支持体， ３２ 縁部， ３３ 内蓋， ３４ 外蓋， ３５ 保温材， ４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ バーナー， ４２ 攪拌機， ４３ 配管， ４４ 排ガス溜タンク， ４５，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ 煙突， ４６ 不活性ガス導入管， ４７ 煙突， ５０ 炭， ６０ 炭化システム， ６１，６２，６３，６４ 配管， ６５乃至７６ 仕切り板， １００ 炭化炉， １０１ 蓋， １０２ 炉体， １０３ 投入口， １０４ 耐熱性パッキン， １０５ 配管， １０６ 排ガス溜タンク

Claims (9)

1. 空気を不活性ガスに置換した炉内で高温加熱することにより被炭化物を炭化する炭化炉において、
   前記被炭化物を投入するための投入口が形成された炉体と、
   前記投入口の周縁から前記炉体外に向かって地続きに設けられた液溜と、
   前記炉体の投入口に開閉自在に設けられ、前記投入口を閉じて前記炉体内を密閉するための蓋とを備え、
   前記蓋を閉じたとき、前記液溜に溜められたシール液に前記蓋の縁部が浸かるようにして、前記蓋と前記炉体の投入口とが密閉されるように構成したことを特徴とする炭化炉。
2. 前記蓋を閉じた状態で、前記蓋と前記投入口との間に、熱によって前記炉体が膨張したときのサイズ変化を考慮した前記炉体が歪まないための隙間が形成された上で、前記蓋が支持されるように設けられた蓋支持体を備えたことを特徴とする請求項１に記載の炭化炉。
3. 前記炉体内に攪拌機を設け、前記炉体内の温度を均一にするようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の炭化炉。
4. 前記不活性ガスの代わりに水蒸気又は二酸化炭素を使用し、
   前記シール液として水を使用することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１つに記載の炭化炉。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載の複数の炭化炉と、
   前記複数の炭化炉の燃焼室が連結され、それぞれの炭化炉が連関して連続的に稼働するように制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする炭化システム。
6. 請求項１乃至４のうち何れか１つに記載の炭化炉を用い、
   被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成される炭。
7. ７時間〜１５時間の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温して、表面に複数の切れ目を表出させることを特徴とする請求項６に記載の炭。
8. 前記被炭化物が竹の粉体をペレット状に固めた成型物であることを特徴とする請求項６に記載の炭。
9. 請求項１乃至４のうち何れか１つに記載の炭化炉を用い、
   被炭化物を、炉内の密閉性を保持したまま、７時間〜３日の時間をかけて４００〜１０５０℃まで昇温し、当該温度で１２時間〜４日保持した後、自然冷却をして生成する炭の製造方法。