JP2012082252A - 炭化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱室を加熱するために用いられる加熱手段や有機物が収用される炭化室の素材を変更することなく有機物に作用させる炭化温度を上昇させ、ひいては高品質の炭化物を得ることができる新規な炭化装置を提供する。
【解決手段】加熱手段７，１０８により内部が加熱される加熱室３ａ，１０３ａと、この加熱室の内側に配置されてなるとともに、内部には有機物が収容される炭化室（炭化炉１５，１０４）又は有機物が収納され多数の透孔が形成された収納ボックス１５０が配置される炭化室と、を備えてなるとともに、上記加熱室内には、過熱水蒸気製造装置８５，１３１が配置されてなるとともに、上記炭化室内には、上記過熱水蒸気製造装置により製造された過熱水蒸気を該炭化室内に収容された有機物又は上記収納ボックスに収納された有機物に直接噴射する過熱蒸気噴射ノズル９２・・・９４，１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａが配置されてなる。

【選択図】 図１

Description

本発明は、有機物を加熱して炭化し炭化物を得る際に使用する炭化装置に関し、特に、高温にて炭化し高品質な炭化物を得ることができる炭化装置に関するものである。

炭化装置は、炭化物を得ることを目的に使用されるものであるが、近年は廃棄物としての有機物を原料として炭化物を得る炭化装置は、これまで多用されてきた焼却装置に比べて二酸化炭素の排出やダイオキシンの発生を大きく抑制することができ、また、該炭化装置により得られた炭化物を燃料，土壌改良剤或いは調湿材等としてリサイクルが可能となる等のメリットから、各種の炭化装置（炭化炉）が提案され実施されている。

ところで、従来の炭化装置には、有機物を炭化物収納ボックスに収納して炭化処理を行う所謂バッチ式タイプの炭化装置と、有機物を炭化室に供給するとともに該炭化室で炭化処理された炭化物を自重により下方に排出するタイプ（間欠式）の炭化装置に分類することができる。なお、この間欠式の炭化装置は、上記バッチ式タイプの炭化装置よりも炭化処理の効率性を上げるために開発されたものである。上記バッチ式タイプの炭化装置としては、例えば、バーナー等の加熱手段により内部が加熱される燃焼室と、この燃焼室に連続し有機物が収納される炭化用収納ボックスが内部に収容される加熱室と、この加熱室の開口全面を封止して外気と遮断する開閉扉と、上記炭化用収納ボックスに形成された乾留ガス排出孔と、を備え、上記乾留ガス排出孔からの乾留ガスを加熱室の高温雰囲気に触れさせて燃焼させるものである（特許文献１参照）。こうしたバッチ式タイプの炭化装置では、上記炭化用収納ボックス内に収納された有機物は、上記加熱手段により加熱されることにより炭化処理されるとともに、こうした炭化処理に伴って乾留ガス排出孔から加熱室内に排出された残留ガスを燃焼させることにより、消費エネルギーを削減しようとするものである。

一方、上記間欠式の炭化装置は、上記バッチ式タイプの炭化装置が有する課題、すなわち該バッチ式タイプの炭化装置では炭化用収納ボックスをその都度上記加熱室に収容し取り出す作業が伴うことを解決するために提案されたのもであって、鉛直方向に長さを有しバーナー等の加熱手段により加熱される加熱室と、上部に有機物が投入される投入口が形成され下部には炭化処理された炭化物が排出される排出口が形成された炭化室と、上記投入口を閉塞する閉塞機構と、上記排出口を閉塞する閉塞機構と、上記炭化室内を撹拌する撹拌機構と、上記炭化室内で発生した乾留ガスを上記加熱室内に導入する乾留ガス導入路と、を備えてなるものである（特許文献２参照）。こうした間欠式の炭化装置による場合においても、上記炭化室内に収容された有機物は、加熱手段による加熱室内の加熱により炭化処理され、また、該加熱室内の加熱は残留ガスを利用するものであることから、消費エネルギーを削減することが可能となる。特に、こうした間欠式の炭化装置によれば、炭化用収納ボックスをその都度上記加熱室に収容し取り出す作業が不要となるので、作業効率を高めることが可能となる

特開２００３−２８６４８９号公報 特開２００６−２１９５９７号公報

ところで、炭化装置により製造される炭化物は、炭化温度が高いほど高品質なものとなることが知られている。例えば、電気抵抗は、炭化温度が高いほど低くなるとともに、表面積も増大して吸着作用や調湿作用も炭化温度が高いほど効果的となることが知られている。したがって、炭化装置により得られる炭化物の品質を向上させ、有価物としての価値を高めるためには、炭化温度を上げることが重要な要素の一つとなる。

しかしながら、上述した特許文献１に開示されるようなバッチ式タイプの炭化装置や、特許文献２に開示されるような間欠式の炭化装置では、何れも炭化物となる有機物が収納又は収用される炭化用収納ボックス又は炭化室は、その周囲に形成された加熱室内の温度を上昇させることにより、間接的に有機物の温度（炭化温度）を上昇させる構造であるために、炭化物となる有機物に作用させる炭化温度を上昇させるためには限界が生ずる。このことをより詳細に説明すれば以下のとおりである。炭化温度を上げることを目的に、加熱室内の温度をより一層上昇させるためには、例えば、加熱手段の数を増加させ、或いは、加熱手段として採用されているバーナーを他の加熱手段に変更する等の対策が考えられる。しかし、こうした方法はコスト高となるばかりか、他方では、炭化室を形成する素材は加熱室内の温度を該炭化室内に作用させるためにその加工性は勿論、熱伝導率の高い物質が選択される必要性があり、こうした条件を満たす素材としては、各種の鋼鉄等を使用することが考えられる。ところが、上記目的のために加熱室内の温度を上げると、炭化室を形成する鋼鉄等の素材が変形したり劣化したりする場合が多く、事実上使用することができない。すなわち、高品質の炭化物を得るため炭化温度を上げることを目的に、従来以上に加熱室内の温度を上昇させるために採用される各種の方法は、炭化室等に用いる素材の変形や劣化等に起因して限界があり、さらに炭化装置の製造コストやランニングコストの低減をも考慮すれば、より大きな限界がある。

そこで、本発明は、上述した従来の炭化装置が有する課題を解決するために提案されたものであって、加熱室を加熱するために用いられる加熱手段や有機物が収用される炭化室の素材を変更することなく有機物に作用させる炭化温度を上昇させ、ひいては高品質の炭化物を得ることができる新規な炭化装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであって、第１の発明（請求項１記載の発明）は、加熱手段により内部が加熱される加熱室と、この加熱室の内側に配置されてなるとともに、内部には有機物が収容される炭化室又は有機物が収納され多数の透孔が形成された収納ボックスが配置される炭化室と、を備えてなるとともに、
上記加熱室内には、過熱水蒸気製造装置が配置されてなるとともに、上記炭化室内には、上記過熱水蒸気製造装置により製造された過熱水蒸気を該炭化室内に収容された有機物又は上記収納ボックスに収納された有機物に直接噴射する過熱蒸気噴射ノズルが配置されてなることを特徴とするものである。

この第１の発明に係る炭化装置では、加熱手段により加熱室が加熱されることにより、該加熱室の内側に配置された炭化室が加熱されるとともに、炭化室内に配置された過熱蒸気噴射ノズルから過熱水蒸気が、該炭化室内に収容された有機物や、多数の透孔が形成された収納ボックス内に収納された有機物に直接噴射される。すなわち、この発明に係る炭化装置では、炭化室内に収容され上記収納ボックス内に収納された有機物は、上記加熱手段により間接加熱がなされるとともに上記過熱蒸気噴射ノズルから噴射される過熱水蒸気により直接加熱がなされる。したがって、こうした炭化装置によれば、加熱室を加熱するために用いられる加熱手段や有機物が収用される炭化室等の素材を変更することなく有機物に作用させる炭化温度を上げることができ、ひいては高品質の炭化物を得ることができる。換言すれば、この第１の発明に係る炭化装置は、過熱水蒸気を有機物に直接噴射することにより炭化処理するものであって、炭化室の外側から炭化室内の温度をこれまで以上に上昇させるものではないことから、炭化室を形成する鋼鉄等の素材を変更する必要はなく、これまで使用されてきた素材、或いはこれまで使用されてきた素材よりも安価な素材を使用することができるようになる（炭化室を形成する素材の選択肢を増加させることができる）。

さらに、この第１の発明に係る炭化装置では、上記加熱室内には、過熱水蒸気製造装置が配置され、上記炭化室内には、上記過熱水蒸気製造装置により製造された過熱水蒸気を該炭化室内に収容された有機物又は上記収納ボックスに収納された有機物に直接噴射するものであり、有機物に直接噴射される過熱水蒸気は、上記加熱室を加熱する加熱手段とは別個の熱エネルギーを用いて過熱水蒸気を製造するものではなく、上記加熱室内の加熱温度を利用して製造されるものであることから、ランニングコストを大幅に低減することが可能となる。

また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、上記第１の発明において、前記加熱室は、該加熱室内のガスを大気に放出する排気通路に接続され、この排気通路の中途部には、水から飽和蒸気を製造する飽和蒸気製造装置が配置されてなるとともに、上記加熱室内に配置された過熱水蒸気製造装置は、この飽和蒸気製造装置と管路を介して接続されてなることを特徴とするものである。

この第２の発明に係る炭化装置では、前記過熱水蒸気製造装置は、管路を介して、水から飽和蒸気を製造する飽和蒸気製造装置に接続されてなり、該飽和水蒸気発生装置は、加熱室内のガスを大気に放出する排気通路に接続されている。したがって、水から飽和水蒸気を製造する工程と、飽和水蒸気から過熱水蒸気を製造する工程は、全て別個のエネルギーを用いて製造するものではなく、加熱室内の加熱温度を利用して製造されるものであることから、ランニングコストを更に大幅に低減することが可能となる。

また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、上記第１又は第２の発明の何れかにおいて、前記炭化室には、有機物が収納され多数の透孔が形成された収納ボックスが配置されてなるとともに、前記過熱蒸気噴射ノズルは、該炭化室の天井側の左右両側から床側に向かって噴射され、該過熱水蒸気は、収納ボックスの下面側から上方に向かって対流するように構成されてなることを特徴とするものである。

この第３の発明に係る炭化装置は、上記第１又は第２の発明を、いわゆるバッチ式タイプのものに限定したものであり、上述したように、過熱蒸気噴射ノズルは、該炭化室の天井側の左右両側から床側に向かって噴射され、該過熱蒸気噴射ノズルから噴射された過熱水蒸気は、収納ボックスの下面側から上方に向かって対流するように構成されてなる。したがって、第３の発明に係る炭化装置によれば、該収納ボックスに収納された有機物を、該収納ボックスの上方に収納された有機物のみが偏って炭化されるものではなく、上下方向において均一に炭化温度を上昇させることができ、ひいては高品質な炭化物を均一に製造することができる。

また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、上記第１又は第２の発明の何れかにおいて、前記炭化室は鉛直方向に長さを有してなるとともに、前記過熱蒸気噴射ノズルは、炭化装置の長さ方向に亘ってそれぞれ複数の位置に配置されてなることを特徴とするものである。

この第４の発明に係る炭化装置では、上記第１又は第２の発明を、いわゆる間欠式タイプのものに限定したのもであって、前記炭化室は、鉛直方向に長さを有しており、過熱蒸気噴射ノズルの配置位置は、該炭化室の長さ方向に亘ってそれぞれ複数の位置に配置されている。したがって、各過熱蒸気噴射ノズルからはそれぞれ過熱水蒸気が有機物に直接噴射される。そして、この第４の発明では、上記過熱蒸気噴射ノズルは、例えば、炭化室の中間位置と、この中間位置よりもやや下側の位置と、この下側の位置よりも更に下側の位置とに配置されている。炭化室内部の温度は、通常上方が最も高く、下方となるに従って徐々に温度が低下するところ、この第４の発明のように、過熱蒸気噴射ノズルを炭化室の長さ方向に亘って複数個所に配置し、それぞれの過熱蒸気噴射ノズルから過熱水蒸気を噴射することにより、万遍なく均一に炭化室内の炭化温度を上昇させることができ、高品質な炭化物を均質に製造することができる。

また、第５の発明（請求項５記載の発明）は、上記第４の発明において、前記複数の過熱水蒸気噴射用ノズルの少なくとも何れか１つは、前記炭化室の中心方向に対して傾斜した方向に過熱水蒸気が噴射するように傾斜してなることを特徴とするものである。

この第５の発明に係る炭化装置では、前記複数の過熱水蒸気噴射用ノズルの少なくとも何れか１つは、前記炭化室の中心方向に対して傾斜した方向に過熱水蒸気が噴射するように傾斜してなるものである。したがって、過熱水蒸気噴射用ノズルの全てが傾斜してなるものであっても良いし、その一部が傾斜してなるものであっても良い。そして、この傾斜方向は、前記炭化室の中心方向に対して傾斜していれば良く、鉛直方向に長さを有する炭化室の鉛直方向ないし上下方向に傾斜している場合であっても、水平方向に傾斜してなるものであっても良いし、更には、炭化室の鉛直方向ないし上下方向に傾斜している過熱水蒸気噴射用ノズルと、水平方向に傾斜している過熱水蒸気噴射用ノズルとをそれぞれ配置したものであっても良い。

こうした構成に係る炭化装置によれば、より一層炭化室内における炭化温度を均一に上昇させることができ、ひいては高品質な炭化物を均一に製造することができる。

また、第６の発明（請求項６記載の発明）は、上記第１，第２又は第３の発明の何れかにおいて、前記加熱室の隣には、複数の貫通穴が形成された隔壁を間に介して該加熱室と連通してなる燃焼室が形成され、この燃焼室を形成する側壁には前記加熱手段としての燃焼バーナーが配置されてなるとともに、前記炭化室と上記燃焼室とは、該炭化室内が加熱されることにより有機物から発生する乾留ガスを該炭化室内から燃焼室内に導入する乾留ガス導入路が形成されてなることを特徴とするものである。

この第６の発明に係る炭化装置では、燃焼室内が燃焼バーナーにより加熱されると、隔壁に形成された複数の貫通穴を介して加熱室の温度が上昇し、この加熱室の温度上昇により炭化室の温度が上昇し、該炭化室内に収容された有機物が炭化される。そして、このように炭化室内において有機物が炭化される過程において、該有機物から発生した乾留ガスは上記乾留ガス導入路を介して上記燃焼室内に供給され、該燃焼室内で燃焼される。したがって、こうした第６の発明によれば、乾留ガスを燃焼室内で燃焼させることから、消費エネルギー（ランニングコスト）を抑制することができるばかりではなく、燃焼バーナーから生ずる燃焼ガスを直接炭化室に照射するものではないことから、第１の発明で説明した過熱水蒸気を利用することと相俟って、炭化室を形成する素材の選択肢をより増加させることが可能となる。

また、第７の発明（請求項７記載の発明）は、上記第１ないし第６の発明の何れかにおいて、前記炭化室の上方には有機物を内部に投入する投入用開口が形成され、該炭化室の下方には炭化処理された炭化物を排出する排出用開口が形成され、上記投入用開口は、上記炭化室内に有機物を投入する投入装置を構成する押出部材により開閉自在とされてなるとともに、前記炭化室内には、駆動装置の駆動により回動することにより有機物又は炭化物を撹拌するとともに鉛直方向に配置された回動パイプを備えた撹拌部材が配置され、上記回動パイプ内には、上記排出用開口を閉塞する閉塞部材が下端に固定され、昇降駆動装置の駆動により昇降自在となされた昇降駆動軸が挿通されてなり、前記過熱水蒸気噴射ノズルは、上記回動パイプの下端よりも下方に配置された下側噴射ノズルと、上記回動パイプの下端よりも上方に配置された上側噴射ノズルを備えてなることを特徴とするものである。

この第７の発明に係る炭化装置では、上記投入装置を構成する押出部材が（該投入装置を構成するスライド駆動装置の駆動により）スライドすると、炭化室内に有機物が投入されるとともに投入用開口が閉塞される。また、昇降駆動軸の下降により、炭化室の下方に形成された排出用開口は、該昇降駆動軸の下端に固定された閉塞部材により閉塞される。そして、こうした状態において、前記請求項１記載の炭化装置を構成する加熱手段又は請求項４記載の炭化装置を構成する燃焼バーナーにより加熱室が加熱されるとともに、過熱水蒸気噴射ノズルから過熱水蒸気が直接有機物に噴射され加熱されることにより、高い炭化温度で炭化物が製造される。このとき、この第７の発明では、上記過熱水蒸気噴射ノズルは、上記回動パイプの下端よりも下方に配置された下側噴射ノズルと、上記回動パイプの下端よりも上方に配置された上側噴射ノズルを備えてなることから、有機物全体に対して万遍なく炭化温度を上昇させることができる。特に、この第７の発明では、回動パイプの下端よりも下方に配置された下側噴射ノズルが配置されていることから、該回動パイプの回動により撹拌されず炭化室の下側に位置する（滞留する）有機物（ないし炭化物）の炭化温度を上げることができ、ひいては均質な炭化物を得ることができる。

上記第１の発明（請求項１記載の発明）に係る炭化装置よれば、加熱室を加熱するために用いられる加熱手段や有機物が収用される炭化室等の素材を変更することなく有機物に作用させる炭化温度を上げ、ひいては高品質の炭化物を得ることができる。換言すれば、この第１の発明に係る炭化装置は、過熱水蒸気を有機物に直接噴射することにより炭化処理するものであって、炭化室の外側から炭化室内の温度をこれまで以上に上昇させるものではないことから、炭化室を形成する鋼鉄等の素材を変更する必要はなく、これまで使用されてきた素材、或いはこれまで使用されてきた素材よりも安価な素材を使用することができるようになる（炭化室を形成する素材の選択肢を増加させることができる）。

また、この第１の発明に係る炭化装置では、加熱室内には、過熱水蒸気製造装置が配置され、上記炭化室内には、上記過熱水蒸気製造装置により製造された過熱水蒸気を該炭化室内に収容された有機物又は上記収納ボックスに収納された有機物に直接噴射するものであり、有機物に直接噴射される過熱水蒸気は、上記加熱室を加熱する加熱手段とは別個の熱エネルギーを用いて過熱水蒸気を製造するものではなく、上記加熱室内の加熱温度を利用して製造されるものであることから、ランニングコストを大幅に低減することが可能となる。

また、第２の発明（請求項２記載の発明）では、前記過熱水蒸気製造装置は、管路を介して、水から飽和蒸気を製造する飽和蒸気製造装置に接続されてなり、該飽和水蒸気発生装置は、加熱室内のガスを大気に放出する排気通路に接続されている。したがって、水から飽和水蒸気を製造する工程と、飽和水蒸気から過熱水蒸気を製造する工程は、全て別個のエネルギーを用いて製造するものではなく、加熱室内の加熱温度を利用して製造されるものであることから、ランニングコストを更に大幅に低減することが可能となる。

また、第３の発明（請求項３記載の発明）に係る炭化装置では、前記過熱蒸気噴射ノズルは、該炭化室の天井側の左右両側から床側に向かって噴射され、該過熱蒸気噴射ノズルから噴射された過熱水蒸気は、収納ボックスの下面側から上方に向かって対流するように構成されてなることから、該炭化装置によれば、該収納ボックスに収納された有機物を、該収納ボックスの上方に収納された有機物のみが偏って炭化されるものではなく、上下方向において均一に炭化温度を上昇させることができ、ひいては高品質な炭化物を均一に製造することができる。

また、第４の発明（請求項４記載の発明）では、前記炭化室は、鉛直方向に長さを有しており、過熱蒸気噴射ノズルの配置位置は、該炭化室の長さ方向に亘ってそれぞれ複数の位置に配置され、したがって、各過熱蒸気噴射ノズルからはそれぞれ過熱水蒸気が有機物に直接噴射されることから、この炭化装置による場合であっても、万遍なく均一に炭化室内の炭化温度を上昇させることができ、高品質な炭化物を均質に製造することができる。

また、第５の発明（請求項５記載の発明）に係る炭化装置では、前記複数の過熱水蒸気噴射用ノズルの少なくとも何れか１つは、前記炭化室の中心方向に対して傾斜した方向に過熱水蒸気が噴射するように傾斜してなることから、より一層炭化室内における炭化温度を均一に上昇させることができ、ひいては高品質な炭化物を均一に製造することができる。

また、第６の発明（請求項６記載の発明）に係る炭化装置では、加熱室の隣には、複数の貫通穴が形成された隔壁を間に介して該加熱室と連通してなる燃焼室が形成され、この燃焼室を形成する側壁には前記加熱手段としての燃焼バーナーが配置されてなるとともに、前記炭化室と上記燃焼室とは、該炭化室内が加熱されることにより有機物から発生する乾留ガスを該炭化室内から燃焼室内に導入する乾留ガス導入路が形成されてなることから、乾留ガスを燃焼室内で燃焼させることから、消費エネルギー（ランニングコスト）を抑制することができるばかりではなく、燃焼バーナーから生ずる燃焼ガスを直接炭化室に照射するものではないことから、第１の発明で説明した過熱水蒸気を利用することと相俟って、炭化室を形成する素材の選択肢をより増加させることが可能となる。

また、第７の発明（請求項７記載の発明）に係る炭化装置では、上記過熱水蒸気噴射ノズルは、上記回動パイプの下端よりも下方に配置された下側噴射ノズルと、上記回動パイプの下端よりも上方に配置された上側噴射ノズルを備えてなることから、有機物全体に対して万遍なく炭化温度を上昇させることができる。特に、この発明に係る炭化装置では、回動パイプの下端よりも下方に配置された下側噴射ノズルが配置されていることから、該回動パイプの回動により撹拌されず炭化室の下側に位置する（滞留する）有機物（ないし炭化物）の炭化温度を上げることができ、ひいては均質な炭化物を得ることができる。

第１の実施の形態に係る炭化装置の要部を模式的に示す断面図である。 図１に示す炭化装置の左側断面図である。 図１に示す炭化装置の左側面図である。 図１に示す炭化装置の背面図である。 図１に示す炭化炉の上方に設けられた構成を拡大して示す断面図である。 図１に示す炭化炉に形成された排出用開口が閉塞栓により閉塞された状態と、該排出用開口が開放された状態を示す断面図である。 図１に示す炭化装置の平面図である。 投入装置を構成する押出部材がスライドする前の状態と、スライドした後の状態を示す拡大断面図である。 第１の排気筒と第２の排気筒に配置されたダンパーの動作状態を示す背面図である。 飽和蒸気製造装置と過熱蒸気製造装置並びに噴射ノズルの構成及びそれぞれの接続状態を模式的に示す断面図である。 飽和蒸気製造装置と過熱蒸気製造装置並びに噴射ノズルの構成及びそれぞれの接続状態を模式的に示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る炭化装置を正面側から示す断面図である。 第２の実施の形態に係る炭化装置を右側面側から示す断面図である。 図１に示す炭化装置の正面図である。 図１に示す炭化装置の背面図である。 図１に示す炭化装置の右側面図である。 第２の実施の形態に係る炭化装置を平面側から示す断面図である。 収納ボックスを示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態に係る炭化装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、本発明を、間欠式の炭化装置に適用した実施の形態（第１の実施の形態）に係る炭化装置について、図１ないし図１１を用いて詳細に説明する。

この第１の実施の形態に係る炭化装置１は、図１に示すように、架台２に支持されてなる炭化装置本体３と、この炭化装置本体３内に図示しない有機物を投入する投入装置４と、上記炭化装置本体３内において炭化処理され排出（落下）された図示しない炭化物を他所に移送する移送装置５とを備えてなるものである。

上記炭化装置本体３は、鉄等の金属により箱状に成形されてなるとともに外部には複数の補強リブ（符号は省略する。）が設けられた筺体６と、この筺体６の最も内側に配置された耐火煉瓦（符号は省略する。）と、この耐火煉瓦と筺体６との間に配置された図示しないセラミックファイバーとを備えてなるとともに、内部には、加熱室３ａが形成されている。また、この加熱室３ａは、上記耐火煉瓦により仕切られた仕切り部（本発明を構成する隔壁）３ｂを間に介して、燃焼室３ｃが形成されている。上記仕切り部３ｂには、多数の貫通穴３ｄが形成され、これらの貫通穴３ｄにより、上記燃焼室３ｃと加熱室３ａとは連通されている。そして、上記筺体６の外側（正面側）には、図２及び図３又は図１にそれぞれ示すように、本発明を構成する加熱手段としての加熱バーナー７が取り付けられており、この加熱バーナー７には、石油又は重油等の燃料が供給される図示しない管路の一端が固定されている。また、この加熱バーナー７の先端は、上記燃焼室３ｃ内に臨んでおり、上記燃料による燃焼ガスは、図２に示すように、上記仕切り部３ｂに沿って炭化装置１の背面側に向けて放出するように構成されている。また、図２に示すように、上記燃焼室３ｃは、上記加熱バーナー７が配置された位置とは反対側に、第１の排気通路３ｅが形成されている。そして、上記筺体６の背面側には、図２に示すように、上記第１の排気通路３ｅに内部が連通した第１の排気筒支持部材１０が固定され、この第１の排気筒支持部材１０の上部には、第１の排気筒１１の下端が固定されている。なお、上記第１の排気筒支持部材１０と第１の排気筒１１とは内部が連通している。

また、図１に示すように、上記燃焼室３ｃの上方は、一方の開口（符号は省略する。）が形成された一方の閉塞部材１２により閉塞され、上記加熱室３ａの上方は、他方の開口（符号は省略する。）が形成された閉塞部材１３によりそれぞれ閉塞されている。そして、この加熱室３ａの中央には、後述する工程によって内部に図示しない有機物が収容される炭化炉１５が配置されている。この炭化炉１５は、内部に本発明を構成する炭化室が形成されてなるものであって、鋼鉄により略漏斗状に成形されてなるものであって、上方には有機物が投入される投入用開口１５ａ（図５参照）が形成され、下端には、該炭化炉１５内で炭化処理された炭化物が自重により排出される排出用開口１５ｂ（図６中、（ｂ）参照）が形成されている。上記投入用開口１５ａが形成されたこの炭化炉１５の上端側は、上記他方の開口内に位置してなるものであり、図５に拡大して示すように、この炭化炉１５の上方には、ウォータシール収容部材１６が固定されている。このウォータシール収容部材１６は、鉄板による成形されてなるものであって、底板部，左右及び前後の側板部とからなり、上方に開口が形成された容器であり、上記左右及び前後の側板部の上端には水平方向に延在されたフランジ部１６ａが形成されている。そして、上記フランジ部１６ａを含めたウォータシール収容部材１６の下側はセラミックファイバー１６ｂにより覆われている。また、上記炭化炉１５の上方には、上記ウォータシール収容部材１６を外側から囲むように大径円筒部材１７が固定されている。この大径円筒部材１７の下端は、上記炭化炉１５の上端に固定され、上端は上記ウォータシール収容部材１６を構成するフランジ部１６ａの下面に固定されている。なお、この大径円筒部材１７の内側にも上記セラミックファイバー１７ａが配置されている。そして、上記ウォータシール収容部材１６の外側に配置されたセラミックファイバー１６ｂと、上記大径円筒部材１７の内側に配置されたセラミックファイバー１７ａとの間の空間１８は、上記炭化炉１５内と連通している。また、上記ウォータシール収容部材１６は、中央に図示しない軸挿通穴が形成された蓋部材１９（図１）により閉塞されている。

そして、上記炭化炉１５の内側には、図１に示すように、回転駆動パイプ２０が上方から挿入されており、この回転駆動パイプ２０の外周には、この炭化炉１５内に（後述する投入装置４により投入されることにより）収容された有機物を撹拌する撹拌羽根２１が固定されている。この撹拌羽根２１は、螺旋状に成形されてなるものであって、後述する駆動モータの駆動により、上記炭化炉１５内の下方側に収容された有機物を上方に移動させるものである。そして、上記回転駆動パイプ２０は、図５に拡大して示すように、上端側中途部は、上記底板部１６ａの中心に形成された挿通用開口に挿通されてなるものであり、該回転駆動パイプ２０の上端側中途部には、円形状に成形された回転盤２２が固定され、この回転盤２２の外周端には、円筒状回転部材２３の上端が固定されている。そして、この円筒状回転部材２３の下端側は、上記ウォータシール収容部材１６を構成する底板部１６ａの上面に支持され、内部には図示しない水が充填されたリング状の水槽２４が固定されている。したがって、上記ウォータシール収容部材１６を構成する底板部１６ａに形成された挿通用開口と回転駆動パイプ２０の外周面との間の僅かな隙間により、上記炭化炉１５内で発生した乾留ガスがウォータシール収容部材１６内に侵入した場合であっても、上記水によりこの炭化装置１の外部に放出され引火する危険性を阻止している。

また、上記回転駆動パイプ２０の上端側には、図５に示すように、一方のプーリ２７が固定されている。また、上記蓋部材１９の上面には、駆動モータ２８が設置されており、この駆動モータ２８の回転駆動軸２８ａには、他方のプーリ２９が固定され、上記一方のプーリ２７と他方のプーリ２９とはチェーンベルト３０が掛け渡されている。したがって、この駆動モータ２８が回転駆動すると、その回転駆動力は、上記他方のプーリ２９，チェーンベルト３０及び一方のプーリ２７を介して上記回転駆動パイプ２０に伝達され、該回転駆動パイプ２０は上述したように、炭化炉１５内で回転駆動する。

また、上記蓋部材１９の中心の上方には、図１に示すように、エアーシリンダ３０が下向きに取り付けられており、このエアーシリンダ３０のシリンダロッド３０ａの下端には、昇降軸３３の上端が固定されている、そして、この昇降軸３３は、上記回転駆動パイプ２０内に挿通されてなるものであり、下端には、前述した炭化炉１５に形成された排出用開口１５ｂを閉塞する閉塞栓３４が固定されている。なお、この閉塞栓３４は、本発明を構成する閉塞部材である。したがって、図６中、（ａ）として示すように、炭化炉１５内で炭化処理をしている場合には、上記エアーシリンダ３０を駆動させ、閉塞栓３４により排出用開口１５ｂを閉塞し、炭化処理が終了した場合には、上記エアーシリンダ３０を駆動させて昇降軸３３を、図６中、（ｂ）として示すように、上昇させ排出用開口１５ｂを開放することにより、炭化炉１５内で炭化処理された炭化物は、この排出用開口１５ｂから自重により下方に落下する。

なお、上記炭化炉１５の下端側は、図１に示すように、上記筺体この炭化装置１では、上記筺体６を構成する底板部（符号は省略する。）よりも下方に露出しているとともに、該筺体６の下側には、この露出した炭化炉１５の下端を囲むように、下側ホッパー３６の上端が固定され、この下側ホッパー３６の下端側には、前記移送装置５が設けられている。上記下側ホッパー３６は、上端に大きな開口（符号は省略する。）が形成されてなるものであって、全体形状は略漏斗状に成形されたものである。また、上記移送装置５は、円筒状に成形されたパイプ部３９と、このパイプ部３９内に挿通され、外周には螺旋状に成形された移送羽根４０ａが固定され図示しない駆動モータによって回転駆動する駆動軸４０とを備えてなるものであり、上記パイプ部３９の先端側上部には、このパイプ部３９内と上記下側ホッパー３６内とを連通する開口３９ａが形成されている。また、上記下側ホッパー３６内であって、上記炭化炉１５の下方には、該炭化炉１５に形成された排出用開口１５ｂを下側から閉塞する下側閉塞部材４２が支持杆４３を介して配置され、この下側閉塞部材４２は、間にリンク部材４４を介して第２のエアーシリンダ４５に接続されている。上記第２のエアーシリンダ４５は、図示しない支持部材により上記下側ホッパー３６内に支持されてなるものであり、このシリンダロッド４５ａの先端には、上記リンク部材４４の一端に回転自在に連結されており、該リンク部材４４の他端は、上記支持杆４３の基端に回転自在に連結されている。したがって、図１及び図６中（ａ）として示すように、上記下側閉塞部材４２により排出用開口１５ｂが下側から閉塞されている状態において、上記第２のエアーシリンダ４５が駆動すると、上記リンク部材４４を介して、上記支持杆４３は該支持杆４４とリンク部材４４とを連結する支軸（符号は省略する。）を中心に、該支持杆４３（及び下側閉塞部材４２）は、図６中（ｂ）として示すように、（この例では、約９０度）回転し、上記排出用開口１５ｂの閉塞状態が解除される。そして、前述したように、閉塞栓３４が上方に移動すると、炭化炉１５内で炭化処理された炭化物は、上記排出用開口１５ｂから自重により落下し、上記下側ホッパー３６内を通過するとともに、上記開口３９ａ（図１参照）を通過して、上記移送装置５を構成するパイプ部３９内に充填される。そして、このパイプ部３９内に充填された炭化物は、上記移送羽根４０ａの回転により、図示しない移送装置５の基端側に移送される。

また、上記筺体６の右側面の上端側には、図１に示すように、載置台５０が固定され、この載置台５０又は該載置台５０の上方には、冒頭で説明したように、上記炭化装置本体３内に図示しない有機物を投入する投入装置４が取り付けられている。この投入装置４は、図８に拡大して示すように、有機物が投入される上側ホッパー５１と、この上側ホッパー５１の下側に固定され該上側ホッパー５１内に投入された有機物を所定量下側に移動させるロータリーバルブ５２と、このロータリーバルブ５２により移動させられた有機物を収容するとともに、水平方向に長さを有する管状体５３とを備えている。上記ロータリーバルブ５２は、上部に上記上側ホッパー５１と連通してなる上部開口（符号は省略する。）が形成され、下側には下部開口（符号は省略する。）が形成されてなるとともに、上記上部開口と下部開口との間には、有機物が収容される図示しない複数の収容部が形成された回転体５２ａが配置され、この回転体５２ａの中心には、回転軸５２ｂが固定されている。そして、この回転軸５２ｂの先端側には、一方のプーリ５２ｃが固定されている。なお、上記載置台５０上には、図７に示すように、第２の駆動モータ５４が固定され、この第２の駆動モータ５４の図示しない駆動軸には、他方のプーリ（符号は省略する。）が固定されており、上記一方のプーリ５２ｃとこの他方のプーリとは、図示しないチェーンベルトによって連結されている。

また、上記管状体５３の一端（右端）は、閉塞板５３ａにより閉塞され、他端（左端）は、先に説明した（大径円筒部材１７に形成された）第１の開口内に嵌入され、上記筒状部１６ｂの外周面と大径円筒部材１７との間の空間１８と連通した状態で支持されている。なお、上記閉塞板５３ａの中心には、後述する移動軸５７が挿通される開口（符号は省略する。）が形成されている。また、この管状体５３の下方であって、前記載置台５０上には直動装置５５が載置・固定されている。この直動装置５５は、上記管状体５３の長さ方向と同じ方向に長さを有する直動装置本体５５ａと、この直動装置本体５５ａの長さ方向に亘って往復動するスライダー５５ｂとを備えてなるものであり、上記スライダー５５ｂには、Ｌ字状に折曲された連結部材５６の一端に固定されている。また、この連結部材５６の他端には、移動軸５７の基端が固定されている。この移動軸５７は、中途部が上記閉塞板５３ａの中心に形成された開口に挿通されてなるものであり、先端には、上記管状体５３の内径とほぼ同じ外径に成形された押出部材５８が固定されている。

したがって、この炭化装置１を構成する投入装置４によれば、図８中に（ａ）として拡大して示すように、上記押出部材５８がロータリーバルブ５２の配置位置よりも上記閉塞板５３ａに接近した状態において、該ロータリーバルブ５２が回転駆動して所定量の有機物が上記上側ホッパー５１内から上記管状体５３内に落下し供給された後に、上記直動装置５５が駆動することにより、上記スライダー５５ｂ，連結部材５６，移動軸５７及び押出部材５８が一体的に上記ウォータシール収容部材１６側（炭化装置１の中央側）に移動すると、上記有機物は、押出部材５８に押圧されながら、上記筒状部１６ｂの外周面と大径円筒部材１７との間の空間１８内に押し出されるとともに、そのまま自重により上記炭化炉１５内に落下される。なお、上記投入装置４の駆動により、所定の有機物が炭化炉１５内に投入された場合には、図８中の（ｂ）に示すように、上記押出部材５８を管状体５３の先端側に位置させこれを保持させる。これにより、炭化炉１５内が加熱されることにより発生する乾留ガスが上記管状体５３を通過して外部に漏出することが防止される。また、この炭化装置１では、上記炭化炉１５を加熱しながら、上記直動装置５５の往復動を繰り返し、有機物を炭化炉１５内に投入する場合であっても、この実施の形態に係る炭化装置１では、上記炭化炉１５内に有機物を投入するための構造として、上述した通り、上側ホッパー５１と管状体５３との間にロータリーバルブ５２を介在させたことから、炭化炉１５内の乾留ガスが管状体５３内に侵入したとしても、ロータリーバルブ５２により外部に漏出することがない。

また、この実施の形態に係る炭化装置１では、上記炭化炉１５と、先に説明した燃焼室３ｃとは、図１に示すように、第１及び第２の管路６１，６２を介して互いに連通している。なお、これら第１及び第２の管路６１，６２は、本発明を構成する乾留ガス導入路である。上記第１の管路６１は、前記大径円筒部材１７に形成された第２の開口内に基端が嵌入されてなるものであり、この第１の管路６１の先端側は、第２の管路６２の上端側が溶接されている。言うまでもなく、上記第１の管路６１と第２の管路６２とは互いに連通している。そして、上記第２の管路６２の先端は、上記一方の閉塞部材１２に形成された開口（符号は省略する。）に挿通されている。そして、上記第２の管路６１には、乾留バーナー（符号は省略する。）が配置され、また、該第２の管路６１の中途部には、ファン６３の先端と連通されており、このファン６３の駆動により、上記燃焼室３ｃ内に熱風が送風されるように構成されている。

また、上記筺体６の背面側には、図４に示すように、第２の排気筒６５が配置され、この第２の排気筒６５の一端（下端）は、第２の排気筒支持部材６６上に支持されている。そして、上記第２の排気筒支持部材６６内は、上記筺体６内に形成された加熱室３ａと連通しており、該加熱室３ａ内のガスは上記第２の排気筒支持部材６６内を通過し、上記第２の排気筒６５内に流入する。そして、この第２の排気筒６５の先端側中途部は、円弧上に折曲され先端は、前述した第１の排気筒１１の中途部に接続されている。そして、図９に示すように、上記第１の排気筒１１の下端側中途部であって、上記第２の排気筒６５が接続された部位よりも下方には、内部に第１のダンパー（開閉部材）６８が配置され、第２の排気筒６５の先端側中途部には、第２のダンパー（開閉部材）６９が、それぞれ支軸（符号は省略する。）を中心に回動可能に配置されており、上記第１のダンパー６８が固定されている支軸には、該第１のダンパー６８の直径方向と直交する方向に長さを有する支持片６８ａが固定させ、同様に、第２のダンパー６９が固定されている支軸には、該第２のダンパー６９の直径方向と直交する方向に長さを有する支持片６９ａが固定されている。なお、上記各支持片６８ａ，６９ａは、上記第１又は第２の排気筒１１，６５の外側に位置している。そして、上記支持片６８ａは、連結ロッド７０の一端に回動軸（符号は省略する。）を介して回動可能に連結され、上記支持片６９ａは、該連結ロッド７０の他端に回動軸（符号は省略する。）を介して回動可能に連結されている。また、上記第２の排気筒６５と第１の排気筒１１とが接続されている部位の近傍には、約９０度の範囲に亘って回動を繰り返す回動装置７１が配置され、この回動装置７１の回動軸７１ａには、回動ロッド７２の基端が固定されている。また、この回動ロッド７２の先端と、上記連結ロッド７０の中途部とは、ユニバーサルジョイント７３により回動可能に連結されている。

したがって、図９中（ａ）として示すように、回動ロッド７２が水平状態（第２の排気筒６５の先端側と平行な状態）である場合には、上記支持片６９ａと支持片６８ａとは何れも平行な状態とされてなるとともに、上記第１のダンパー６８は垂直状態（該第１の排気筒１１内が開放された状態）となる一方、上記第２のダンパー６９も垂直状態（該第２の排気筒６５内が閉塞された状態）となる。そして、この状態から、上記回動装置７１により、例えば、上記回動ロッド７２が垂直状態となるように駆動した場合には、上記支持片６９ａと支持片６８ａとは何れも垂直な状態とされてなるとともに、上記第１のダンパー６８は水平状態（該第１の排気筒１１内が閉塞された状態）となる一方、上記第２のダンパー６９も水平状態（該第２の排気筒６５内が開放された状態）となる。すなわち、この実施の形態に係る炭化装置１では、上記回動装置７１の駆動により、上記燃焼室３ｃに接続された第１の排気筒１１と、加熱室３ａに接続された第２の排気筒６５とを、上記第１及び第２のダンパー６８，６９の開閉動作により、加熱室３ａ内の温度が調節できるように構成されている。なお、こうした温度調整は、例えば、図１に示す加熱室３ａ内や燃焼室３ｃ内に、図示しない制御装置に接続された温度センサをそれぞれ配置するとともに、該制御装置を上記回動装置７１に接続させ、上記温度センサにより燃焼室３ｃ（又は加熱室３ａ）内の温度が所定の温度に達した場合（閾値を超えて高温となった場合）には、図９中（ａ）に示すように、第１の排気筒１１内に配置された第１のダンパー６８により該第１の排気筒１１内を開放させるとともに、第２のダンパー６９により第２の排気筒６５内を閉塞することにより、燃焼室３ｃ内の空気は上記加熱室３ａ内に移動することなく、上記第１の排気筒１１を通って大気に放出され、この結果、燃焼室３ｃ（又は加熱室３ａ）内の温度は徐々に下降する。一方、上記温度センサにより該燃焼室３ｃ（又は加熱室３ａ）内が所定の温度となった場合（閾値を超えて低温となった場合）には、図９中（ｂ）に示すように、第１の排気筒１１内に配置された第１のダンパー６８により該第１の排気筒１１内を閉塞させるとともに、第２のダンパー６９により第２の排気筒６５内を開放することにより、燃焼室３ｃ内の空気は上記加熱室３ａ内に移動することとなり、この結果、加熱室３ａ内の温度は徐々に上昇する。

そして、この実施の形態に係る炭化装置１では、上記燃焼室３ｃから第２の排気筒６５を通って該燃焼室３ｃ内のガスを大気に放出するものであるが、図１０に示すように、この第２の排気筒６５の下端を支持する上記第２の排気筒支持部材６６内には、水から飽和蒸気を製造する飽和蒸気製造装置８０が配置されている。この飽和蒸気製造装置８０は、図１１に示すように、リング状に成形された下部リング状管部８１と、この下部リング状管部８１の上方に配置されリング状に成形された上部リング状管部８２と、上記下部リング状管部８１と上部リング状管部８２とを接続してなり該下部リング状管部８１と上部リング状管部８２と連通してなる複数の垂直管部８３とから構成されてなり、上記下部リング状管部８１は、間にバルブＶが配置された水道管Ｓに接続されている。そして、このように構成された飽和蒸気製造装置８０は、第１の接続管（本発明を構成する管路）８４を介して、過熱蒸気製造装置８５に接続されている。この過熱蒸気製造装置８５は、上記加熱室３ａ内に配置されてなるものであって、その構成は、上記飽和蒸気製造装置８０と同じように、下部リング状管部８６，上部リング状管部８７及び複数の垂直管部８８とから構成されている。なお、上記第１の接続管８４の一端は、上記飽和水蒸気製造装置８０を構成する上部リング状管部８２に接続され、その他端は、上記下部リング状管部８６に接続されている。

また、上記過熱蒸気製造装置８５は、第２の接続管９０を介して、環状管部９１に接続されている。この環状管部９１は、上記炭化炉１５の中途部を囲むように配置されてなるものであり、この環状管部９１からは、第１の噴射管群（符号は省略する。）と、第２の噴射管群（符号は省略する。）と、第３の噴射管群（符号は省略する。）の基端がそれぞれ固定されている。上記第１の噴射管群は、それぞれ先端が噴射ノズルとされた４つの噴射管９２から構成されており、第２の噴射管群は、それぞれ先端が噴射ノズルとされた４つの噴射管９３から構成され、さらに第３の噴射管群は、それぞれ先端が噴射ノズルとされた４つの噴射管９４から構成されている。上記各噴射管９２，９３，９４の中途部は、炭化炉１５に形成された開口（符号は省略する。）に挿通された状態で溶接・固定されてなるものであり、上記第１の噴射管群を構成する各噴射管９２の先端は、図１又は図１１に示すように、上記回転駆動パイプ２０の下端よりもやや上方であり、該回転駆動パイプ２０に接近した位置に配置されている。また、上記第２の噴射管群を構成する各噴射管９３の先端（ノズル）は、上記回転駆動パイプ２０の下端近傍に、また、上記第３の噴射管群を構成する各噴射管９４の先端は、回転駆動パイプ２０の下端よりも更に下方に位置しているとともに、炭化炉１５の内周面と面一とされている。また、上記各噴射管９２，９３，９４の位置は、上下方向にそれぞれずれてなるとともに平面視においては、図１０に示すように、時計周り方向に３０度ずつずれた位置とされている。

したがって、この第１の実施の形態に係る炭化装置１では、先に説明した工程を経て、上記図示しない有機物が上記炭化炉１５内に収容されると、上記加熱バーナー７により燃焼室３ｃ内が加熱されるとともに、加熱室３ａ内の温度も徐々に上昇する。なお、この炭化装置１の運転を開始する場合には、有機物を炭化炉１５内に収容する前に、予め上記加熱バーナー７により、筺体６内の温度を上昇させておくことが望ましい。また、こうした初期の運転では、図９中（ｂ）として示すように、前述した第１の排気筒１１内は、第１のダンパー６８により閉塞し、第２の排気筒６５内は第２のダンパー６９により開放しておく。そして、上記加熱バーナー７により燃焼室３ｃ，加熱室３ａが所定の温度に上昇した場合には、上記飽和蒸気製造装置８０により飽和蒸気が製造され、この飽和蒸気は更に上記過熱水蒸気製造装置８５により過熱水蒸気となって、上記第１ないし第３の噴射管群から噴射される。したがって、炭化室１５内に収容された有機物は、上記加熱バーナー７により間接的に加熱されるとともに、上記第１ないし第３の噴射管群から噴射される過熱水蒸気により直接加熱されることにより、高温度で炭化処理され、高品質な炭化物を得ることが可能となる。このとき、上記有機物は、撹拌羽根２１が形成された回転駆動パイプ２０の回転駆動により、撹拌羽根内部の有機物が下方から上方に撹拌されるとともに、各第１ないし第３の噴射管群から噴射される過熱水蒸気は上昇することから、炭化室１５内に収容された有機物は均一に炭化処理される。

特に、この実施の形態に係る炭化装置１では、上記第３の噴射管群（噴射管９４）は、撹拌羽根２１が形成された回転駆動パイプ２０の下端よりも下方に位置してなることから、撹拌羽根２１により撹拌されない（言わば底方向に位置する）有機物も確実に炭化処理することが可能となる。

なお、上記実施の形態に係る炭化装置１で示した上記第１ないし第３の噴射管群を構成する各噴射管９２，９３，９４は、何れも回転駆動管２０の中心方向に過熱水蒸気を噴射するものであるが、これらの噴射管９２，９３，９４は、必ずしも回転駆動パイプ２０の中心方向に過熱水蒸気を噴射するものばかりではなく、これらの全部又は少なくとも何れか１つが、上下方向又は水平方向（左右方向）に傾斜してなるものであっても良い。また、各噴射管（ノズル）９２，９３，９４が、同じ水平方向に傾斜し、該噴射管（ノズル）９２，９３，９４から噴射される過熱水蒸気が上記炭化炉１５内で渦巻きが形成されるように配置したものであっても良い。こうした構成を採用することにより、より一層炭化温度を高温とすることができ、高品質な炭化物を均一に製造することができる。

また、前述したように、過熱バーナー７は、加熱室３ａと多数の貫通穴３ｄが形成され仕切り部３ｂにより仕切られた燃焼室３ｃ内に配置したことから、該加熱バーナー７の燃焼ガスが直接炭化炉１５の外周面に当たることがなく、また、こうした構造を採用しなくても上記過熱水蒸気による直接加熱の方式を採用していることから、該炭化炉１５を形成する鋼鉄も高価な素材を使用する必要性がなく、安価な素材を使用することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る炭化装置１０１について、図面を参照しながら詳細に説明する。この第２の実施の形態に係る炭化装置１０１は、本発明を、いわゆるバッチ式の炭化装置に適用したものである。

この炭化装置１０１は、図１２に示すように、鉄により略箱状に成形された筺体１０２を外側に備えた炭化装置本体１０３と、この炭化装置本体１０３内に形成された加熱室１０３ａ（図１３）と、この加熱室１０３ａと仕切り部１０３ｂを介して上記炭化装置本体１０３内の背面側に形成された燃焼室１０３ｃ（図１３参照）と、上記加熱室１０３ａ内に配置されたボックス状の炭化炉１０４と、を備えている。

上記炭化装置本体１０３は、外側に配置された上記筺体１０２の内側に、図示しないセラミックファイバーを介して耐火煉瓦（符号は省略する。）が配置されており、この炭化装置本体１０３の内部には、上記加熱室１０３ａが形成されている。また、この炭化装置本体１０３の正面は、長方形状の大型開口（符号は省略する。）が形成され、この大型開口は、図１４に示すように、正面形状が長方形状に成形された開閉扉１０５により閉塞されている。この開閉扉１０５は、上記大型開口の周囲に配置され回動操作される多数のハンドル１０６を備えた締結部材１０７により、該大型開口の周囲に該開閉蓋１０５が強固に圧接されてなるものであり、外側面には、この開閉扉１０５を後述する操作により開閉するための取手１０５ａが固定されている。そして、上記開閉扉１０５は、扉支持部材１１０により支持されている。この扉支持部材１１０は、水平方向に長さを有してなる上部支持杆１１０ａと、この上部支持杆１１０ａと同じ長さに成形されてなるとともに該上部支持杆１１０ａと平行に配置された下部支持杆１１０ｂと、上記上部支持杆１１０ａと下部支持杆１１０ｂとを両端で固定してなる垂直杆１１０ｃとから構成されており、上記上部支持杆１１０ａと下部支持杆１１０ｂの基端とは、炭化装置本体１０３の左端側において回動可能に支持されている。したがって、上記多数の締結部材１０７による締結状態を解除し、上記取手１０５ａを把持しながら上記開閉扉１０５の右端が手前に移動するように回動操作すると、この開閉扉１０５が開蓋される。

また、上記開閉扉１０５の背面側には、炭化炉１０４が配置されている。この炭化炉１０４は、図１２に示すように、天井板部１０４ａと、背面板部１０４ｂと、左右の側面板部１０４ｃ，１０４ｄと、底板部１０４ｅとから構成されており、開放された正面側は、上記開閉扉１０５の背面により閉塞されるように構成されている。なお、上記炭化炉１０４は、図１３に示すように、上記炭化装置本体１０３を構成する底板１０３ｆの上面から起立してなる複数の起立板部１０３ｇの上面により支持されている。なお、この炭化炉１０４内には、後述するように、有機物が内部に収納された（後述する）収納ボックス１５０が収容される。

そして、上記炭化装置本体１０３内の背面側には、すなわち上記加熱室１０３ａ内には、図１３に示すように、冒頭に記載した本発明を構成する燃焼室１０３ｃが形成されている。この燃焼室１０３ｃは、上記仕切り部１０３ｂにより仕切られてなるものであり、この仕切り部１０３は、炭化装置本体１０３の底方向から上方に起立した部位（符号は省略する。）と、この起立した部位の上端から該炭化装置本体１０３の背面側に幅を有し多数のスリット（符号は省略する。）が形成された部位と、炭化装置本体１０３の背面に沿って起立した部位とを備えている。また、この仕切り部１０３ｂによって仕切られた燃焼室１０３ｃ内は、多数の開口１０７ａが形成された隔壁１０７によって上下に仕切られており、下部に設けられた空間１０３ｄは、後述する加熱バーナーにより所定の燃料が燃焼する部位であり、上部に設けられた空間１０３ｅは、後述する乾留ガスが燃焼する空間である。

また、図１５は、第２の実施の形態に係る炭化装置１の背面図であり、炭化装置本体１０３の左側面の背面側には、加熱バーナー１０８が固定され、この加熱バーナー１０８の先端は、上記燃焼室１０３ｃを構成する下側の空間１０３ｄに臨んでいる。なお、上記炭化装置本体１０３の背面には、図示しない点検用開口が形成され、この点検用開口は、背面側開閉扉１０９により閉塞されている。一方、上記炭化装置本体１０３内には、図１２及び図１３に示すように、加熱室１０３ａ内のガスを外部に放出する第１の排気通路１０３ｈが形成されている。この第１の排気通路１０３ｈは、炭化装置本体１０３の正面側に形成されてなるものであり、図１２に示すように、左側は、該炭化装置本体１０３の側方に形成された垂直排気通路１０３ｊに連通しており、この垂直排気通路１０３ｊの上方には、内部に飽和水蒸気製造装置１１１が内部に配置された中継排気管１１２が固定され、この中継排気管１１２の上端には、第１の排気筒１１３の下端が固定されている。なお、上記垂直排気通路１０３ｊは、第１の垂直ガイド管部１１９の内部に形成されたものである（図１２，図１４及び図１６参照）。したがって、上記加熱バーナー１０８の駆動（及び／又は後述する乾留ガスバーナーの駆動）により、炭化装置本体１０３の背面側に配置された上記燃焼室１０３ｃ内で加熱されたガスは、上記加熱室１０３ａを通過し、炭化装置本体１０３の正面側に形成された上記第１の排気通路１０３ｈ及び垂直排気通路１０３ｊ及び上記中継排気管１１２内を通過して上記第１の排気筒１１３内に流入する。

また、上記加熱室１０３ａ内に配置された炭化炉１０４の上端側には、図１２に示すように、第１の管路１１４の一端が固定され、この第１の管路１１４の他端は、炭化装置本体１０３の外側（左側）において、第２の管路１１５に接続され、この第２の管路１１５には、乾留ガスバーナー１１６に接続されてなるとともに、この乾留ガスバーナー１１６の先端は、図１３に示すように、上記燃焼室１０３ｃ内に設けられた空間１０３ｅ内に臨んでいる。したがって、後述するように、上記加熱バーナー１０８の駆動により加熱室１０３ａ内が加熱されると共に炭化炉１０４内が加熱され（更に後述する過熱水蒸気により）図示しない有機物が加熱され炭化処理される過程で該炭化炉１０４内において発生した乾留ガスは、上記第１及び第２の管路１１４，１１５を通過するとともに上記乾留ガスバーナー１１６により燃焼される。なお、上記乾留ガスバーナー１１６には、図１５に示すように、炭化装置本体１０３の背面側に取り付けられたファン１１７に接続されている。

また、図１３に示す上記燃焼室１０３ｃは、上記炭化装置本体１０３の左側に形成され該燃焼室１０３ｃと連通してなる図示しない第２の垂直排気通路が形成されている。この第２の垂直排気通路は、図１６に示すように、前記第１の垂直ガイド管部１１９の配置位置よりも炭化装置本体１０３の背面側に形成された第２の垂直ガイド管部１２０内に形成されている。そして、この第２の垂直ガイド管部１２０上には、第２の排気筒１２３の下端が固定され、上記第２の垂直排気通路はこの第２の排気筒１２３に連通している。そして、この第２の排気筒１２３の上端側中途部には、上記第１の排気筒１１３の先端が接続されている。上記第１の排気筒１１３と第２の排気筒１２３内には、それぞれダンパーが配置されている。なお、これらのダンパーの構成及びそれぞれの動作は、先に説明した第１の実施の形態に係る炭化装置１のそれと同様であることから説明を省略する。

また、上記飽和水蒸気製造装置１１１は、図１２に示すように、下部リング状管部１２５，上部リング状管部１２６及び複数の垂直管部１２７とから構成されており、上記下部リング状管部１２５は、間に管路１２４を介して、水道管Ｓ（図１５参照）に接続されている。また、上記上部リング状管部１２６は、管路１３０（図１２及び図１３参照）を介して、本発明を構成する過熱水蒸気製造装置１３１に接続されている。この過熱水蒸気製図装置１３１も、下部リング状管部１３２，上部リング状管部１３３及び複数の垂直管部１３４とから構成されている。なお、上記飽和水蒸気発生装置１１１及び過熱水蒸気発生装置１３１は、何れも先に説明した第１の炭化装置１を構成するものと同じ構成である。そして、上記一端が飽和水蒸気製造装置１１１を構成する上部リング状管部１２６に接続された管路１３０の他端は、上記過熱水蒸気製造装置１３１を構成する下部リング状管部１３２に接続されている。

そして、上記過熱水蒸気製造装置１３１を構成する上部リング状管部１３３は、管路１３６を介して、上記炭化炉１０４内に挿入されており、この管路１３６には、該炭化炉１０４内の上方に水平に固定された水平管１４０（図１２参照）に接続されている。この水平管１４０には、分岐管１４１の基端が接続され、上記水平管１４０及び分岐管１４１のそれぞれ先端には、過熱水蒸気を下方に噴射する複数の噴射ノズル１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａが配置されている。したがって、上記各噴射ノズル１４０ａ，１４１ａから噴射される過熱水蒸気により、収納ボックス１５０内に収納された有機物が直接加熱される。なお、この例では、上記各噴射ノズル１４０ａ，１４１ａの配置位置は、図１２又は図１７に示すように、収納ボックス１５０の上面に噴射される位置ではなく、該収納ボックス１５０の側方や正面側に向いた位置とされている。そこで以下、この第２の実施の形態に係る炭化装置１０１に使用される収納ボックス１５０について説明する。

この収納ボックス１５０は、図１８に示すように、下端側がそれぞれ脚部１５１ａとされた第１ないし第４の支柱１５１・・・１５４（第３の支柱は図示しない）と、それぞれの支柱１５１・・１５４同士を該支柱１５１・・・１５４の下端側中途部において両端が溶接された第１ないし第４の下側水平杆１５５・・・１５８（第２及び第３の各下側水平杆は図示しない）と、上記各支柱１５１・・・１５４の上端において両端が溶接された第１ないし第４の上側水平杆１５９・・・１６２と、上記第１の支柱１５１の中途部と第２の支柱１５２との中途部に両端が溶接された第１の中間杆１６３と、第２の支柱１５２の中途部と図示しない第３の支柱との中途部に両端が溶接された図示しない第２の中間杆と、第３の支柱の中途部と第４の支柱１５４との中途部に両端が溶接された図示しない第３の中間杆と、を備えている。そして、この収納ボックス１５０の左右の側面及び下面並びに背面は全て金網又はパンチングメタル等のように多数の透孔が形成された部材が内側から固定されている。

また、この収納ボックス１５０内には、それぞれ所定の厚み（高さ）を有する水平棚部１６５・・・１６９が（全部で５つ）形成されている。これらの水平棚部１６５・・・１６９は、内部に空間を有してなるものであり、全て金網又はパンチングメタル等のように多数の透孔が形成された部材により成形されている。また、この収納ボックス１５０の正面には、上下二つの開閉ドア１７０，１７１が取り付けられ、これらの開閉ドア１７０，１７１は、長方形状のフレーム（符号は省略する。）とこれらのフレームに固定された閉塞部材（符号は省略する。）からなり、この閉塞部材も金網又はパンチングメタル等のように多数の透孔が形成された部材からなる。また、上記各開閉ドア１７０，１７１の基端は二つの蝶番１７３，１７４，１７５，１７６により回動自在に支持されており、先端には、該開閉ドア１７０，１７１の閉塞状態を保持するロック機構（符号は省略する。）が設けられている。

そこで、上記こうした構成からなる収納ボックス１５０内に有機物を収納する場合には、該収納ボックス１５０の背面が接地されるように倒した上で、上記開閉ドア１７０，１７１を開放し、各水平棚部１６５・・・１６９の両側に有機物を投入する。その後、上記開閉ドア１７０，１７１をそれぞれ閉塞すると共にロック機構を介してロックする。次いで、図示しない重機等を利用して、図１８に示すように、該収納ボックス１５０を起立させる。

以下、上述した有機物が収納された収納ボックス１５０を用いると共に、本実施の形態に係る炭化装置１０１を使用して該有機物を炭化処理する工程、並びに該炭化装置１０１の作用効果について説明する。

先ず、上記炭化装置本体１０３を構成する開閉扉１０５を開放し、上記図１８に示す収納ボックス１５０を、フォークリフト等を使用して、上記炭化炉１０４内に収容する。そして、上記開閉扉１０５を閉塞する。次いで、上記加熱バーナー１０８を駆動させる。こうした加熱バーナー１０８の駆動により、燃焼室１０３ｃ内の温度が上昇するとともに、上記加熱室１０３ａ内の温度も上昇する。なお、こうした加熱バーナー１０８の駆動の初期状態においては、上記第２の排気筒１２３内に配置されたダンパー（符号は省略する。）は閉塞しておき、逆に第１の排気筒１１３内に配置したダンパー（符号は省略する。）は開放しておく。各ダンパーをこうした状態とすることにより、燃焼室１０３ｃから放出されたガスは上記加熱室１０３ａ内を通過するとともに、先に説明した第１の排気通路１０３ｈ内に流入し、上記飽和蒸気製造装置１１１が配置された中継排気管１１２を通過して第１の排気筒１１３を介して第２の排気筒１２３から大気に放出される。すなわち、この炭化装置１０１においても、加熱室１０３ａは、該加熱室１０３ａ内のガスを大気に放出する排気通路である上記中継排気管１１２，第１の排気筒１１３及び第２の排気筒１２３に接続され、この排気通路の中途部である上記中継排気管１１２には、水から飽和蒸気を製造する飽和蒸気製造装置１１１が配置されている。そして、上記飽和蒸気製造装置１１１で製造された飽和蒸気は、管路１３０を通過して、前記加熱室１０３ａ内に配置された過熱水蒸気製造装置１３１内に流入し、この過熱水蒸気製造装置１３１内で製造された過熱水蒸気は、上記噴射ノズル１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａから収納ボックス１５０が配置された方向、すなわち、下方に噴射される。そして、上述したように、上記各噴射ノズル１４０ａ，１４１ａの配置位置は、図１２又は図１７に示すように、収納ボックス１５０の上面に噴射される位置ではなく、該収納ボックス１５０の側方や正面側に向いた位置とされていることから、図１２に矢印を用いて示すように、噴射された過熱水蒸気は、収納ボックス１５０の左右両側や正面側を通過して炭化炉１０４内の底方向に移動してから上昇し、該過熱水蒸気が噴射ノズル１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａから継続的に噴射されることにより、該炭化室内において対流する。したがって、この炭化装置１０１によれば、収納ボックス１５０の下方に収納された有機物のみが炭化され下方に収納された有機物は十分な炭化温度で炭化されないという事態（不均一に炭化される事態）を有効に防止することができる。

また、こうした炭化炉１０４内における炭化処理が進むと、収納ボックス１５０内においては有機物からは乾留ガスが発生する。この乾留ガスは、上記第１及び第２の管路１１４，１１５を通過するとともに上記乾留ガスバーナー１１６により燃焼される。なお、上記乾留ガスバーナー１１６には、図１５に示すように、炭化装置本体１０３の背面側に取り付けられたファン１１７に接続されていることから、煤や未燃物の発生を少なくし、燃焼効率を向上できる。したがって、この炭化装置１０１による場合であっても、上記乾留ガスを使用することから、加熱バーナー１０８の運転による灯油等の燃料を削減することができ、運転コストを削減することが可能となる。

１ 炭化装置
３ａ 加熱室
３ｃ 燃焼室
３ｂ 仕切り部
３ｄ 貫通穴
３ｅ 第１の排気通路
４ 投入装置
７ 加熱バーナー
１１ 第１の排気筒
１５ 炭化炉
１５ａ 投入用開口
１５ｂ 排出用開口
２０ 回転駆動パイプ
２８ 駆動モータ
３４ 閉塞栓
６１，６２ 第１及び第２の管路
６５ 第２の排気筒
８０ 飽和蒸気製造装置
８５ 過熱水蒸気製造装置
１０１ 炭化装置
１０３ａ 加熱室
１０３ｃ 燃焼室
１０３ｈ 第１の排気通路
１０４ 炭化炉
１１１ 飽和水蒸気製造装置
１１４，１１５ 第１及び第２の管路
１３０ 管路
１３１ 加熱水蒸気製造装置
１３６ 管路
１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａ 噴射ノズル
１５０ 収納ボックス

Claims (7)

1. 加熱手段により内部が加熱される加熱室と、この加熱室の内側に配置されてなるとともに、内部には有機物が収容される炭化室又は有機物が収納され多数の透孔が形成された収納ボックスが配置される炭化室と、を備えてなるとともに、
   上記加熱室内には、過熱水蒸気製造装置が配置されてなるとともに、上記炭化室内には、上記過熱水蒸気製造装置により製造された過熱水蒸気を該炭化室内に収容された有機物又は上記収納ボックスに収納された有機物に直接噴射する過熱蒸気噴射ノズルが配置されてなることを特徴とする炭化装置。
2. 前記加熱室は、該加熱室内のガスを大気に放出する排気通路に接続され、この排気通路の中途部には、水から飽和蒸気を製造する飽和蒸気製造装置が配置されてなるとともに、上記加熱室内に配置された過熱水蒸気製造装置は、この飽和蒸気製造装置と管路を介して接続されてなることを特徴とする請求項１記載の炭化装置。
3. 前記炭化室には、有機物が収納され多数の透孔が形成された収納ボックスが配置されてなるとともに、前記過熱蒸気噴射ノズルは、該炭化室の天井側の左右両側から床側に向かって噴射され、該過熱水蒸気は、収納ボックスの下面側から上方に向かって対流するように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の何れかの炭化装置。
4. 前記炭化室は鉛直方向に長さを有してなるとともに、前記過熱蒸気噴射ノズルは、炭化装置の長さ方向に亘ってそれぞれ複数の位置に配置されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の何れかの炭化装置。
5. 前記複数の過熱水蒸気噴射用ノズルの少なくとも何れか１つは、前記炭化室の中心方向に対して傾斜した方向に過熱水蒸気が噴射するように傾斜してなることを特徴とする請求項４記載の炭化装置。
6. 前記加熱室の隣には、複数の貫通穴が形成された隔壁を間に介して該加熱室と連通してなる燃焼室が形成され、この燃焼室を形成する側壁には前記加熱手段としての燃焼バーナーが配置されてなるとともに、前記炭化室と上記燃焼室とは、該炭化室内が加熱されることにより有機物から発生する乾留ガスを該炭化室内から燃焼室内に導入する乾留ガス導入路が形成されてなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の何れかの炭化装置。
7. 前記炭化室の上方には有機物を内部に投入する投入用開口が形成され、該炭化室の下方には炭化処理された炭化物を排出する排出用開口が形成され、上記投入用開口は、上記炭化室内に有機物を投入する投入装置を構成する押出部材により開閉自在とされてなるとともに、前記炭化室内には、駆動装置の駆動により回動することにより有機物又は炭化物を撹拌するとともに鉛直方向に配置された回動パイプを備えた撹拌部材が配置され、上記回動パイプ内には、上記排出用開口を閉塞する閉塞部材が下端に固定され、昇降駆動装置の駆動により昇降自在となされた昇降駆動軸が挿通されてなり、前記過熱水蒸気噴射ノズルは、上記回動パイプの下端よりも下方に配置された下側噴射ノズルと、上記回動パイプの下端よりも上方に配置された上側噴射ノズルを備えてなることを特徴とする請求項１ないし６記載の炭化装置。