JP3112662U

JP3112662U - 炭化装置

Info

Publication number: JP3112662U
Application number: JP2005003614U
Authority: JP
Inventors: 光次安藤
Original assignee: 尾鷲ポートサービス株式会社
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2015-04-20

Abstract

【課題】自燃式炭化炉は通風力を得るまでに長時間を要し、黒煙を長時間排出する為、炭化初期からの通風力の確保と無煙化を可能とする炭化装置を提供する。
また、間口が狭く奥行きの深い炭化炉は、炭材の充填、出炭作業に時間と労力を要し、作業環境が劣悪である為、これらを改善する炭化装置を提供する。
【解決手段】炭化炉の煙突出口にバーナー付きの消煙炉２３を設け、バーナーに点火することにより燃焼ガスの外気に対する浮力差を利用して炭化炉内への通風力を確保すると共に、黒煙を無煙化する。また、炉側面部に観音扉を設け、間口が広く奥行きの浅い構造とすることにより、フォークリフト等による充填、出炭作業が可能となり、省力化と作業環境の改善を図ることが出来る。
【選択図】図２

Description

本考案は、場所を選ばず手軽に、通常サイズの木質物や、チップ屑、樹皮片、もみ殻等の小木質物を効率的、無公害裏に炭化して良質の炭化物を得るのに使用する軽便で機動性を有する炭化装置に関するものである。
［背景技術］

従来より、木炭の生産は、山間地に築炉した大きな空洞状の炭化室に炭材を充填して前方の焚口から長時間をかけて、燃材の燃焼ガスを炭化室に送り込んで炭化する方法が一般的であった。
しかし、近年では未利用材や廃木質物などを、幅広い用途を有する木炭原料としての利用機運の高まりから、種々の炭化炉が開発されている。
例えば、方形空洞状の炭化炉の炉床部とその延長線上の炉外にレールを敷設し、炭材を積層状に収容する大型コンテナを台車に搭載して、該炭化炉の前方の開閉部から出し入れしたり、また、バーナーを取着して炭化室に熱ガスを送り込む構造を有すると共に、該炭化炉に接続された排気通路は分岐されて、排気から木酢液を得る凝縮器と、一方は、誘引ブロワーを介して該炭化炉で発生する可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉とが、並列に配設された炭化炉が知られている。［特開平１１−２３６５７２参照］
［考案の開示］
［考案が解決しようとする課題］

以上の、従来の山間地に築炉した炭化窯や、近年開発されている炭化炉による炭化、いずれの方法においても、炉前方の燃焼室での燃材の燃焼や、炭材の炭化に必要な外気の安定した供給は絶対的な要件である。
しかし、燃焼室での焚き付け開始時の常温下において、該炭化窯や炭化炉の後方下部に開口するガス排出口に接続された煙道の通風力は皆無に等しい上、燃焼ガスの有する浮力の関係から、炉体下部に開口するガス排出口への燃焼ガスの流入は、逆浮力の領域となるので、煙道の通風力が生じるまでの間燃材の燃焼も十分には至らず、炉内の昇温には長時間を必要とする上、炭化の進行度や、炭化終了の判断が難しく、相当の経験や熟練度が要求されるので一般性にかける。

また、前記の炭化炉内外にレールを敷設して、該レール上の台車に搭載した大型コンテナに木片、竹片などの鱗片状の炭材を積層状に充填して炭化する方法は、コンテナ中心部におけるガスの流通抵抗が大きく、炭材の均一な炭化には難点がある。
そして、該炭化炉の後方下部に開口した排気口の底面が、炉床上面よりも高い位置に開口しているので、炭化進行中に流下する未気化樹液や水分が該炉床上に滞留し、下層部への炭化の進行に伴って、該滞留液の気化が起こり、その気化熱によって、下層部炭化温度が抑制されるので、該炭化炉内部の上層部と下層部との間に温度差が生じ、得られる炭化物の品質的均一性に欠けるなどの難点がある。

さらに、該炭化炉の後方下部に開口する排気口に接続された煙道を分岐して、排気ガスを凝縮させる凝縮器と、一方は、誘引ブロワーを介して該炭化炉で発生する可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉とが、並列に配設されているので、凝縮器側に通気中の未凝縮ガスは直接大気に排出される事になるため、周辺に及ぼす環境を考慮すれば必然的に設置場所も限定される上、装置全体の設置スペースも大きく必要とするなど、一般性と、機動性に欠ける。本考案は、以上の従来技術の難点を解消する炭化装置を提供するものである。
［課題を解決するための手段］

以上の技術課題を解決する本考案は、燃焼室の後方に、燃材と木質系の炭材を充填して炭化する方形空洞状の燃材室と、上層部と下層部に温度計を取着した炭化室を有する炉体と、該炉体に取着されて、該炉体の前方開口部を開閉する燃焼室を有する扉体と、該炭化室の片側面全体が開閉可能な観音開き扉体との組み合わせになし、そして該炉体の炉床は、該炉体の前方開口部から後方下部に開口する木ガス排出口の底面に向かって勾配を有すると共に、その床上には、ガス流路と液流路併用の間隙を有するロストルを敷設した構造を特徴とする炭化炉本体と

さらに、該炭化炉の後方下部に開口した木ガス排出口に接続する煙道には、木ガスを凝縮させる水冷式の凝縮器と、未凝縮ガスを無煙・無臭化させる燃焼ガス出口に絞り部と、該絞り部の直後に外気流入用の間隙を有する消煙炉とを、直列に配設して該炭化炉本体と一体化をなす構造を特徴とする炭化装置を提供する。
［考案の効果］

以上の構成をなす本考案の炭化装置は、燃焼室の後方に、木質系の燃材と通常サイズの木質物や、チップ屑、樹皮片、もみ殻などの小木質物を専用トレーに充填して炭化する方形空洞状の燃材室と炭化室を有する炉体に、前方開口部を開閉する燃焼室を有する扉体と、該炭化室の片側面全体が開閉可能な観音開き扉体の組み合わせをなした炉体構造とした事により、チップ屑、樹皮片、もみ殻などの小木質物の炭化においては、該炭化室側面の観音開き扉体を開放することによって、炉外において、各段毎にガス流路用の間隙を有すると共に、該炉体内部の温度特性に合わせて上層部に積み重ねる深さを深く、下層部に重ねる深さを浅くした小木質物炭化用トレーに炭材を充填して、トレー台上に多段に積み重ねた状態で、リフト車を用いて自在に出し入れができる上、上記構造のトレーを用いた炭化は、各段毎に上下両面から加熱されるので炭化時間の短縮と、炭化物の品質的均一性が図れると共に、通常サイズの炭化物も側面からの取り出しが可能となるので、作業効率と作業環境が格段に改善できる。

また、従来より炭化室に充填した炭材への熱供給は、炭化炉前方の燃焼室から炭材への着火にいたるまで燃材の燃焼ガスを送り込む必要があった。しかし、前記構造の炭化室前方に燃材室を設けて比較的燃焼しやすい燃材を充填しておく事によって、以降燃材の補給を必要とすることなく、安定して炭化室に燃材の燃焼ガスが供給できる。以上のことにより前方の燃焼室での焚き付けに必要な手間が大幅に削減できる効果がある。

そして、前記の炭化炉本体の炉床は、前方開口部から後方下部に開口する木ガス排出口の底面に向かって勾配を持たせると共に、その床上には、ガス流路と液流路併用の間隙を有するロストルを敷設することによって、炭化進行中に流下する未気化樹液や水分が該炉床上に滞留する事なく、煙道直下の液排出口より連続的に排出されるので、液体の気化熱による下層部炭化温度の抑制作用が解消される。
従って、該炭化炉内部の上層部と下層部の温度差が解消されて、得られる炭化物の品質的バラツキも解消される効果がある。

さらに、該炭化炉本体の後方下部に開口する木ガス排出口に接続した煙道には、木ガスを凝縮液化させる水冷式の凝縮器を取着して、有用な木酢液や竹酢液を得る事によって、該炭化炉本体の後方上部に配設した未凝縮ガスを無煙・無臭化させる消煙炉への流入ガス量も減少するので、該消煙炉の燃焼室容積と、燃焼用バーナー容量の削減が可能となり、コンパクトな消煙炉を提供することができる。
そして、コンパクトになした該消煙炉の燃焼室出口に絞り部を設け、排出される燃焼排ガスの流速を高めることによって、該絞り部の直後には負圧の領域が形成されるので、該絞り部の直後に設けた間隙から外気が誘引されて、高温の燃焼排ガスは外気と混合して急冷されるので、煙道の赤熱化を防止する作用がある。

以上の、炭化炉本体と、木ガス凝縮器、消煙炉とを直列に配設して、夫々の持つ特性や、機能を一体化した炭化装置による木質系炭材の炭化は、該炭化炉本体前方の燃焼室からの焚き付け開始直前から、該炭化炉本体の後方上部に配設した該消煙炉の燃焼用バーナーに点火して、運転状態とすることによって、高温のバーナー燃焼排ガスは外気に対して浮力を有するので、その浮力差によって、押し込みや誘引ブロワーを使用することなく、該炭化炉本体前方の燃焼室下部に取着した通風口から、燃材の燃焼から炭材の炭化終了に至るまでの間、安定して外気が誘引される上、無煙・無臭状態の環境が維持できる作用がある。
そして、該炭化炉本体の炭化室側面の上層部と、下層部に取着した温度計によって、炭化の進行度や炭化終了の判断が容易にできるので、特別の経験や熟練度を必要とすることなく、良質の炭化物を得ることができる。
［実施例］

以下、本考案の一実施例について、図１〜図４を参照して詳しく説明する。
本考案の炭化装置は、方形立体の鋼板製炉枠５に耐火断熱材８を内張りした炉体６と、炉体６の前方開口部７ａと、炭化室片側面全体の開口部７ｂ・７ｃに取着された鋼板製の扉体４ａ・４ｂ・４ｃの組み合わせによって炉本体が形成される。扉体４ａは燃焼室２を有し、夫々、炉体６とヒンジ３２ａ・３２ｂ・３２ｃによって連結されて、前方開口部７ａと、炭化室片側面全体の開口部７ｂ・７ｃは、夫々、自在に全体開放されたり、全体閉鎖される構造となっている。そして、その炉本体の内部は単一空洞で炉奥部を炭化室１、その前方を燃材室３として薄板鋼板製の火焔遮蔽板２８によって区分される。

また、耐火断熱材８を内張りした炉体６の炉床は、前方開口部７ａから、後方下部の木ガス排出口１４の底面に向かって勾配を設けて、炭材の炭化中に流下する樹液や水分の滞留防止を図ると共に、勾配を設けた炉床上には、脚を取着した丸棒鋼製の方形枠にエキスパンドメタルを上張りしたロストル１２を敷設して、ガス流路と液流路併用の間隙１３が確保される構造となっている。

さらに、炉本体後方下部の木ガス排出口１４の底部には、炉床上に流下した液と煙道から流下する凝縮液を連続的に排出する液排出口３３が取着されている。そして、煙道の立ち上がり基部には、炭化温度の調整、すなわち、通風口１０からの外気の流入量を調整したり、炭化終了時に外気を遮断するための差込式閉止板１６が、そして、その上部に木ガスを凝縮して、野菜の消毒・土壌改良・害虫忌避などの幅広い用途を有する木酢液や竹酢液を得る水冷式の凝縮器１９が取着され、その凝縮器１９には、凝縮液回収口１７および、冷却水の出入り口１８・２０が、それぞれ設けられている。

上記の凝縮器１９によって液化回収された残余の未凝縮ガスは、炉本体後方の上部に配設した消煙炉２３に誘引され、消煙炉２３に搭載された灯油バーナー２７によって、摂氏９００度の高温下で燃焼されて、無煙・無臭化される。そして、消煙炉２３の燃焼室２２の出口には、外気を誘引する作用を生じさせるための、絞り部２４が設けられ、消煙炉２３と煙突２６とは、フランジによって、外気流入口２５の間隙を設けて接続される。また、消煙炉２３の入り口直前で煙道１５を分岐して、消煙を必要としない場合に使用する煙突２１が取着され、通常時はキャップ２９によって閉止されている。

多段に積み重ねて、小木質物の炭化に用いる炭材充填トレー３６は、夫々、小形等辺山形鋼製の方形立体のトレー枠３９にエキスパンドメタルを内張りして通気性を高めると共に、炭材充填トレー３６の深さは、炉本体内部の温度特性に合わせて、上部２段は下部２段よりも深くして炭材の充填量が多くなる構造となっている。
さらに、炭材充填トレー３６は、各段毎に、トレー枠３９の四隅上下に、嵌め合いスペーサー３８を取着して、トレー各段毎のズレ防止とガス流路３７の間隙が確保される構造となっている。そして、トレー台３５は、平鋼製の枠によって形成され上面四隅には前記同様の嵌め合いスペーサー３８が取着されている。また、トレーを用いた小木質物の炭化には、炉本体の炉床に敷設したロストル１２と、トレーガイド３４を入れ替えて用いる構造となっている。

［図１］
本考案一実施例の炭化装置全体の平面図
［図２］
図１の炭化装置全体の横断面図
［図３］
小木質物の充填トレーを多段に積み重ねた状態を示す側面図
［図４］
図３のトレーを炭化室に多段に積み重ねて収納した状態を示す炭化装置全体の横断面図

符号の説明

１炭化室
２燃焼室
３燃材室
４ａ扉体
４ｂ・４ｃ観音開き扉体
５炉枠
６炉体
７ａ前方開口部
７ｂ・７ｃ側面開口部
８耐火断熱材
９燃材補給口
１０通風口
１１灰出口
１２ロストル
１３ガス・液流路
１４木ガス排出口
１５煙道
１６閉止板
１７凝縮液回収口
１８冷却水入口
１９凝縮器
２０冷却水出口
２１煙突
２２燃焼室
２３消煙炉
２４絞り部
２５外気流入口
２６煙突
２７燃焼バーナー
２８火焔遮蔽板
２９キャップ
３０架台
３１ａ・３１ｂ温度計
３２ａ・３２ｂ・３２ｃヒンジ
３３液排出口
３４トレーガイド
３５トレー台
３６トレー
３７ガス流路用間隙
３８嵌め合いスペーサー
３９トレー枠

Claims

燃焼室の後方に、燃材と木質系の炭材を充填して炭化する空洞状の燃材室と上層部と下層部に温度計を取着した炭化室を有する炉体において、該炉体の前方開口部を開閉する燃焼室を有する扉体と、該炭化室の片側面全体が開閉可能な観音開き扉体の組み合わせを成した炭化炉本体と、さらに、該炭化炉本体の炉床は、前方開口部から後方下部に開口する木ガス排出口の底面に向って勾配を有すると共に、該炉床上には、ガス流路と液流路を兼ねた間隙を有するロストルを敷設した構造を特徴とする移動可能な炭化炉本体。
請求項１の炭化炉本体の後方下部に開口した木ガス排出口に接続する煙道には、木ガス凝縮器と、未凝縮ガスを無煙・無臭化させる消煙炉とを直列に配設し、該炭化炉本体と一体化をなした構造を特徴とする炭化装置。
請求項２の炭化炉本体と一体化をなした消煙炉の燃焼ガス出口に、絞り部を設け、さらに、該絞り部直後に外気流入用の間隙を設けた構造を特徴とする該炭化炉専用の消煙炉。
請求項１の炭化炉において、炭化室の片側面全体が開閉可能な観音開き扉体の開閉によって、その開口部から、各段毎にガス流路用の間隙を有すると共に、深さの異なるトレーを、多段に積み重ねた状態で出し入れ自在なる構造を特徴とする小木質物炭化用の炭材充填トレー。