JP3021387B2 - 連続炭化方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２重筒構造を有す
る回転炉を用いて、供給される、燃焼可能な原料を炭化
させるための方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可燃性の物を炭化すること及びそのため
の装置は公知である。例えば特開昭５２−９６６０３号
は籾穀の燻炭を製造する装置を開示しており、それは回
転燻焼筒と回転燃焼筒とを同時に回転させ、燃焼筒外面
の高温で籾穀を燻焼させる構成を有する。しかし、籾穀
は回転燻焼筒の一端に導入され、そこから同燻焼筒に沿
って軸方向へ移動させられ、その間に乾燥、燻焼を受け
最後に同燻焼筒の他端にあけられた排出口から排出さ
れ、噴射水を浴びて消火される。

【０００３】このため、籾穀の導入、乾燥、燻焼、排出
及び消火、の各工程が直線上に並ぶことになり、必要な
全長が大きくなり、短縮の余地がないという欠点があっ
た。また細い回転燻焼筒の周面が加熱面のため燃焼熱を
有効に利用できないこと、籾穀の送りが移送スクリュー
で行なわれるため、早く、多量の籾穀を送るには撹拌羽
根の撹拌連度も速くしなければならないこと、などの問
題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
従来の欠点や問題点に着目してなされたものであり、そ
の課題は前記欠点等を解決し、より狭い設置面積しか必
要とせず、より高い熱効率で原料の炭化を行なえるよう
にすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、回転炉を構成する内筒の一端から外筒を経て
外部へ至るほぼ一定の経路に沿って原料を移動させ、内
筒の他端の燃焼器により内筒にて原料に燃焼を生じさ
せ、そののち、内筒外筒間の空気の供給を遮断した空間
にて燃焼を鎮火させ、冷却する過程を連続的に実施する
という手段を講じたものである。

【０００６】上記の連続炭化方法は、内筒及び外筒の２
重筒からなる回転炉と、回転炉内へ原料を導入する導入
手段と、回転炉にて炭化した製品を排出する導出手段と
を具備しており、２重筒の軸周りの回転により原料をほ
ぼ軸方向へ移動させるための羽根を内筒の内側に設け、
前記軸周りの回転により原料を軸方向へ移動させるため
の羽根を外筒の内側にも設け、内筒内と外筒内との移動
方向は逆とし、内筒の一端に導入された原料が内筒の他
端の燃焼器により燃焼しながら移動して外筒内へ移り、
折り返して移動しながら鎮火、冷却のために、外筒と内
筒とで囲まれた空間への通気を遮断するための弁手段を
外筒に設けたことを特徴とする連続炭化装置によって実
施することが望ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に係る連続炭化方法及びそ
の実施のための装置は、２重筒構造を有する回転炉を用
いて、そこへ供給される原料を炭化させるためのもので
ある。原料としては例えば籾穀、おがくず、木材チッ
プ、家畜類の糞等が例示されるが、これらに限らず、燃
焼可能なあらゆる物を使用することができる。

【０００８】原料は、回転炉を構成する、内筒から外筒
を経て、回転炉の外部へ至る、ほぼ一定の経路に沿って
移動させる。内筒内に原料を供給し、そこから外筒へ移
行させることで、内筒と外筒の２重筒構造を有効に利用
する。即ち、内筒にて原料に燃焼を生じさせ、燃焼物が
外筒へ移行したのち、内筒、外筒間の空気の供給を遮断
した空間にて燃焼物の燃焼を鎮火させ、炭化物を生成す
る。炭化物は上記空間を移動する間に冷却され、回転筒
外へ排出される。

【０００９】２重筒構造を有する回転炉は、回転によっ
て、筒の軸方向へ原料及びその燃焼物（炭化物）を移動
させることができるものを使用する。このような回転炉
としては、例えば円筒状の内筒及び外筒の内面にらせん
状に羽根状部材を設け、炉の回転力が原料等の推進力に
なる構造のものを用いることができる。原料に対しては
燃焼炎を直接作用させる方法が熱効率の上から最適であ
り、かつまた燃焼炎にさらされるまでに、余熱によって
原料を十分に乾燥させることとなる。このような連続炭
化方法は次のような連続炭化装置によって実施すること
ができる。

【００１０】原料を燃焼させる回転炉１０は内筒１１と
外筒１２とからなる２重筒構造を有する。内筒１１の一
端は、原料の導入のための部分になっており、そのため
のホッパー１３、内筒内へ原料を送り込むフィーダー１
４等からなる導入手段１５が設けられる。フィーダー１
４としてはスクリューコンベア型の定量型フィーダーを
使用することができる。回転炉１０はほぼ水平状態に、
基台１６の支持ローラ１７ａに支持することができ、そ
の状態で円筒軸の軸周りに回転可能である。１７ｂはロ
ーラ１７ａで支える外輪を示す。例示の回転炉１０は、
導入側で内筒１１を外筒１２よりも長く形成し、内筒端
には端部外筐１８を設け、短い外筒１２の端部には中間
部外筐１９を設ける。

【００１１】回転炉１０の他端部には、燃焼器２０を、
内筒１１の他端開口内へ向けて設ける。例示の場合、内
筒１１と外筒１２の端部は頭部外筐２１内に位置し、燃
焼器２０は頭部外筐２１に軸心よりやや下がった位置で
取り付けている。図１、図４等参照。内筒１１及び外筒
１２の各端部を囲む外筐１８、１９、２１はシールの役
目も果たす。回転炉１０を構成する内筒１１と外筒１２
は一体回転可能に形成し、外筒１２の外周に設けた、チ
ェーンリングのような動力伝達用環状部２２ｂとモータ
などの効力手段２２ａの駆動軸とをチェーンのような伝
動手段２２ｃによって結合し、回転させることができ
る。図２図５（ａ）参照。

【００１２】回転炉１０を構成する内筒１１は、導入手
段１５から投入される原料をほぼ軸方向へ移動させるた
めの羽根２３を内側に多数有する。羽根２３は、内筒１
１の回転によりその内周面によって受ける周方向移動力
を軸方向の移動力に変える向きに傾斜した形状、構造又
は配置を有する。例えば図９に詳細に示した如く、導入
側の羽根２３（２３ａ、２３ｂ…）の傾斜は他よりも強
く、かつ羽根２３の高さもより高くして速度や推進力を
変えることができる。原料を内筒１１から外筒へ移行さ
せるために内筒１１の先端部に窓状その他の通過部２４
を設けることができる。外筒１２へ移行した原料は逆方
向へ移動させるために、前記と逆向きに傾斜した羽根２
５によって搬送される。この羽根２５は外筒１２の内面
に設けることができる。図１０参照。例示の傾斜の場合
先端からみて右回転のとき原料を前進させる構成であ
る。

【００１３】燃焼器２０は図７に詳細に示したような構
成をとることができる。この場合、空気取り入れ口（２
６、２７）を有する取り付け座２８を介して、回転炉先
端の頭部外筐２１の下へずれた位置に燃焼器２０を取り
付ける。軸心よりやや下がった位置の燃焼器２０の火炎
は原料に対する着火、燃焼を容易にする。

【００１４】内筒１１における燃焼によって生成された
ガスの排出のために、排気系路３０を設ける。これは端
部外筐１８に一端で通じ、先端は弁手段３２を介してフ
ァン３３に通じた排気ダクト３１を有し、末端の煙突３
４からガスを大気放出する。図２参照。燃焼した原料の
鎮火による炭火及び炭化物の冷却のために、外筒１２と
内筒１１とで囲まれた空間Ｓへの通気を遮断するための
弁手段３５を外筒１２に設ける。この遮断弁手段３５は
図示のように外筒末端部が臨んでいる中間部外筐１９を
用いて設け、例えばロータリーバルブを用いることがで
きる。このため同外筐１９の下部にシューター３６を設
け、排出された燃焼生成物を取り出すため導出手段３７
をシューターに続いて設けている。図５（ｃ）等参照。
３８は燃焼生成物の消火のための装置であり、例えば導
出手段３７のスクリューコンベア中の燃焼生成物に散水
する方法がとられる。３９は温度センサーであり、排気
温度を検出する。

【００１５】＜原料の供給＞本発明に係る連続炭化方法
は上に例示したような装置を用いて実施することができ
る。この場合、原料Ｍは導入手段１５から内筒の一端部
に供給される。原料の導入に先だって燃焼器２０を作動
させて炉内を加熱し、温度上昇をセンサー３９等により
確認の上、回転炉１０を回転させると原料をほぼ軸方向
へ移動させることができる。内筒１１内は一端部側で低
温、燃焼器２０が配置されている先端部側で高温の傾向
にあり、原料Ｍは前進により燃焼ガス流Ｎによって加熱
されながら、乾燥度を高めて行く。

【００１６】＜原料の燃焼＞内筒１１内を前進するにつ
れて原料は加熱され、なかば燃焼状態になり、さらに前
進すると燃焼炎に直かにさらされて燃焼する。これを図
１１にて略示すると、内筒１１の一端部側４１が乾燥過
程、中間部４２が燃焼・乾燥過程、先端部側４３が燃焼
炎にさらされての燃焼過程ということになる。故に、原
料は温度センサー３９などにより設置される最適の温度
で燃焼し、内筒先端の通過部２４から外筒１２内へ連続
的に移行する。外筒１２内の空間Ｓへ移行した燃焼物
は、いわば自然状態で燃焼を継続する。

【００１７】＜炭化＞外筒１２の空間Ｓは遮断弁手段３
５の閉止によって空気供給が断たれた状態にある。この
ため燃焼物Ｍ′は徐々に鎮火そして炭化しながら、前記
空間Ｓを原料とは逆方向へ移動する。その間炭化物は冷
却し、炭化状態で導出手段３７から排出されることとな
る。

【００１８】なお、炭化物を得る一例をあげると、内筒
１１つまり燃焼室温度はおおよそ３００℃〜４５０℃ま
で上昇する。本発明に係る装置を使用しても、温度設定
を低くした場合には炭化ではなく、例えば湿ったおがく
ずを乾燥させる装置となる。

【発明の効果】本発明は以上の如く構成されており、２
重筒構造の回転炉を使用することによって原料を内筒内
で燃焼させ、外筒へ移してそこで鎮火及び炭化させると
いうことが可能になるので、全体を直列式に配置する場
合に比較して２分の１の長さ及び設置面積で済むことに
なり、また原料を燃焼炎で燃焼させる直火式であり、か
つ内筒の熱を外筒にて保温できるので、熱効率が非常に
優れており、燃料費の削減が可能であるという効果を奏
する。なお、本発明によって得られた炭化物の容積は投
入原料の２０％程度であり、原料の減容、炭化物として
のリサイクル等の目的が果たされ、土壌改良材、肥料、
除湿材などに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続炭化方法の実施に使用する装
置の正面図。

【図２】図１の装置の平面図。

【図３】図１の装置に関する右側面図。

【図４】同じく左側面図。

【図５】（ａ）図１のＡ−Ａ線断面図。 （ｂ）図１のＢ−Ｂ線断面図。 （ｃ）図１のＣ−Ｃ線断面図。

【図６】回転炉の一端部を示す一部破断正面図。

【図７】回転炉の先端部を示す一部破断正面図。

【図８】（ａ）図６のＤ−Ｄ線断面図。 （ｂ）図７のＥ−Ｅ線断面図。

【図９】内筒の展開図と各羽根の拡大図。

【図１０】外筒の展開図。

【図１１】本発明に係る方法、または装置の運転状態を
示す説明図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭50−101475（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10B 53/02 C10B 53/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２重筒構造を有する回転炉を用いて、供
   給される、燃焼可能な原料を炭化させるための方法であ
   って、回転炉を構成する内筒の一端から外筒を経て外部
   へ至るほぼ一定の経路に沿って原料を移動させ、内筒の
   他端の燃焼器により内筒にて原料に燃焼を生じさせ、そ
   ののち、内筒外筒間の空気の供給を遮断した空間にて燃
   焼を鎮火させ、冷却する過程を連続的に実施することを
   特徴とする連続炭化方法。
2. 【請求項２】 ２重筒構造を有する回転炉を用いて、供
   給される、燃焼可能な原料を炭化させるための方法の実
   施に使用する装置であって、内筒及び外筒の２重筒から
   なる回転炉と、回転炉内へ原料を導入する導入手段と、
   回転炉にて炭化した製品を排出する導出手段とを具備し
   ており、２重筒の軸周りの回転により原料をほぼ軸方向
   へ移動させるための羽根を内筒の内側に設け、前記軸周
   りの回転により原料を軸方向へ移動させるための羽根を
   外筒の内側にも設け、内筒内と外筒内との移動方向は逆
   とし、内筒の一端に導入された原料が内筒の他端の燃焼
   器により燃焼しながら移動して外筒内へ移り、折り返し
   て移動しながら鎮火、冷却のために、外筒と内筒とで囲
   まれた空間への通気を遮断するための弁手段を外筒に設
   けたことを特徴とする連続炭化装置。