JP5542350B2

JP5542350B2 - 固形燃料の製造方法

Info

Publication number: JP5542350B2
Application number: JP2009045956A
Authority: JP
Inventors: 浄山田
Original assignee: 浄山田; 有限会社クリーンシステム
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010196021A

Description

本発明は、製紙スラッジ等の廃物や、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、林地残材等の有効利用を図ることができると共に、家庭用暖房用として適度の火力を有し、安価に製造できる固形燃料及び固形燃料の製造方法に関する。

従来、ストーブ、暖炉等の家庭用暖房用の燃料として、おが屑や、木チップ等を加熱し、圧縮し固形化した燃料、又は、加熱しないで圧縮し固形化した燃料等が知られている。
しかし、これらの燃料も生産に限りがあり、将来的に十分な供給が期待できず、又、燃料としてのコストも安くはないという問題がある。
そのような問題を解決すべく、将来的に十分な供給が期待でき、又、燃料としてのコストも安い、例えば、製紙スラッジ等や、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等の燃料としての利用が期待されている。
この種技術に関する先行文献として、例えば、特許文献１には、製紙スラッジや、下水道汚泥、食品汚泥等を燃料として有効利用することができる固形燃料の製造方法が記載されている。

特開２０００−２６５１８６号公報

前述したように、製紙スラッジ等や、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等の廃物が燃料として利用されることが期待されるが、現状では、まだ十分な活用がなされていない。
特許文献１は、製紙スラッジを利用するものであるが、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等の廃物は利用されていない。
又、特許文献１の固形燃料は造粒するものであるが、造粒したものは、早く燃え尽きてしまうため火持ちが悪く、燃料の補給を頻繁に行なわなければならない。

以上の現状に鑑み、本発明は、製紙スラッジ等や、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等の廃物を有効利用し、着火性能が良く、家庭用暖房用として適度の火力を有し、火持ちがすると共に、取り扱い易く、安価な固形燃料及び固形燃料の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、ペーパースラッジ３０〜５０重量％、木質廃材７０〜５０重量％の割合で混合して混合物を生成する工程と、
生成した混合物１００重量％に対し、水分調整した後、バインダー０．７〜０．９重量％を添加する工程と、
バインダーを添加した混合物を加圧成形して成形物を作る工程とを有する、固形燃料の製造方法において、
前記成形物の外側面を、複数の通気孔が開穿された孔開きフィルムにより被覆し、前記フィルムにより被覆された成形物を、所定温度で加熱した後、冷却し、前記フィルムを膨張収縮させることにより、前記フィルムに前記成形物を圧接被覆させることを特徴とする固形燃料の製造方法を提供するものである。

請求項２に係る発明は、ペーパースラッジ２０〜４０重量％、木質廃材６０〜４０重量％、コークス１０〜３０重量％の割合で混合して混合物を生成する工程と、
生成した混合物１００重量％に対し、水分調整した後、バインダー０．７〜０．９重量％を添加する工程と、
バインダーを添加した混合物を加圧成形して成形物を作る工程とを有する、固形燃料の製造方法において、
前記成形物の外側面を、複数の通気孔が開穿された孔開きフィルムにより被覆し、前記フィルムにより被覆された成形物を、所定温度で加熱した後、冷却し、前記フィルムを膨張収縮させることにより、前記フィルムに前記成形物を圧接被覆させることを特徴とする固形燃料の製造方法を提供するものである。

請求項３に係る発明は、前記バインダーとしてでん粉系バインダーを添加することを特徴とする請求項１又は２記載の固形燃料の製造方法を提供するものである。

請求項４に係る発明は、前記成形物に、長手方向である縦方向全長に及んで延びる縦Ｖ字溝を形成すると共に、横方向全長に及んで延びる横Ｖ字溝を前記縦Ｖ字溝と十字形を成す如く形成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の固形燃料の製造方法を提供するものである。

請求項５に係る発明は、前記成形物を略直方体に加圧成形し、前記略直方体の上面横方向略中央部に縦方向全長に及んで延びる縦Ｖ字溝を形成すると共に、上面縦方向略中央部に横方向全長に及んで延びる横Ｖ字溝を前記縦Ｖ字溝と十字形を成す如く形成することを特徴とする請求項４記載の固形燃料の製造方法を提供するものである。

請求項６に係る発明は、前記成形物に、上下方向に貫通する複数の貫通孔を開穿することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一に記載の固形燃料の製造方法を提供するものである。

請求項１記載の発明によれば、製紙スラッジ等や、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等の廃物を有効利用できると共に、着火性能が良く、家庭用暖房用として適度の火力を有し、火持ちがすると共に、取り扱い易く、極めて安価な固形燃料を得ることができる。

請求項２記載の発明によれば、製紙スラッジ等や、建築物解体の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等の廃物を有効利用できると共に、着火性能が良く、家庭用暖房用として高い火力を有し、適度な硬さを有し、火持ちがすると共に、取り扱い易く、安価な固形燃料を得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、接着力が強く且つ有害物質の発生しないバインダーを用いた固形燃料を得ることができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、縦Ｖ字溝や、横Ｖ字溝の部位で割ることにより、割った部位の断面の凹凸により火付きが良く、且つ、家庭用暖房用として大きさや、火持ちを調節できる固形燃料を得ることができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加え、均一な大きさに分割できると共に、取り扱い易く、且つ、積み重ね易く、外観の良好な固形燃料を得ることができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項１乃至５のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、複数の貫通孔により着火性能を高めることができる。

請求項１記載の発明によれば、成形物が崩れることなく、成形物の破片の飛散を防止できると共に、通気性を有し、更に、取り扱い時に汚れにくく、且つ、良好な外観を有する固形燃料を得ることができる。

請求項１記載の発明によれば、フィルムにより成形物を確実に圧接保持でき、更に、取り扱い易くなる。

本発明の実施例１に係る固形燃料の斜視図である。本発明の実施例１に係る固形燃料の製造方法のフローチャート図である。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図１に於いて、１は本発明の実施例１の固形燃料であり、固形燃料１は、ペーパースラッジ３０重量％、木質廃材５０重量％、コークス２０重量％の割合で配合した混合物１００重量％に対し、水分調整した後、でん粉系のバインダー０．８重量％を添加し、加圧成形したものである。
尚、前記配合割合は家庭用暖房用として適度の高火力を有し、着火性能が良く、適度な硬さを有し火持ちがすると共に、取り扱い易く、安価な固形燃料を得るための最適な割合を示したものであり、これに限定されるものではなく、好適な範囲として、例えば、ペーパースラッジ２０〜４０重量％、廃材６０〜４０重量％、コークス１０〜３０重量％の割合で配合した混合物１００重量％に対し、例えばでん粉系のバインダー０．７〜０．９重量％を添加しても良い。

前記木質廃材は、主に家屋を解体した時に発生する木質の廃材、製材所や木工品加工場等から出る廃材、間伐材等の林地残材等であり、その他、あらゆる種類の木質廃材であっても良く、ペーパースラッジは主に製紙工程で排出される製紙スラッジである。
ペーパースラッジは５０００ｋｃａｌ／ｋｇ、木質廃材は５０００ｋｃａｌ／ｋｇ、コークスは８０００〜８５００ｋｃａｌ／ｋｇ程度の熱量を燃やした時に発生する。
前記固形燃料１は５７００〜５８００ｋｃａｌ／ｋｇ程度の熱量を燃やした時に発生する。
前記固形燃料１は主としてストーブ、暖炉等の家庭用暖房として用いるものであり、前記配合割合により生成した固形燃料１は適度の熱量を発生し、且つ、暖房器具を過度に加熱しない熱量であるので家庭用暖房として好適な燃料となる。

そして、前記固形燃料１は、略直方体に圧縮成形され、直方体の上面横方向中央部に長手方向である縦方向全長に及んで延びる縦Ｖ字溝２が形成されると共に、上面縦方向中央部に横方向全長に及んで延びる横Ｖ字溝３が縦Ｖ字溝２と十字形を成す如く形成される。
前記直方体は、例えば、縦２５ｃｍ、横１５ｃｍ、高さ１０ｃｍ程度の大きさに成形する。
尚、縦Ｖ字溝２は、直方体の上面から高さの半分以上の深さに形成され、横Ｖ字溝３は、縦Ｖ字溝２よりも浅く形成される。
縦Ｖ字溝２は、例えば、幅４．５ｃｍ、深さ６．５ｃｍ、横Ｖ字溝３は、例えば、幅６．０ｃｍ、深さ４．５ｃｍ程度に形成する。
前記固形燃料１は、略直方体に圧縮成形されることにより、取り扱いやすい形状や硬さとなる。尚、略直方体に限定して圧縮成形されるものではなく、例えば、丸棒等の他の形状に圧縮成形されても良い。

前記縦Ｖ字溝２と横Ｖ字溝３は、成形時に固形燃料１を溝形に圧縮して内部まで適度の硬さにするためのものであり、適度の硬さにすることにより着火したあと火が長持ちする。
又、前記縦Ｖ字溝２と横Ｖ字溝３は、使用時に固形燃料１を割るためのものであり、割ることにより適度の大きさになると共に、割った部位の断面の凹凸により火付きが良く、且つ、家庭用暖房用として大きさや、火持ちを調節できる固形燃料を得ることができる。割った部位の断面の凹凸による火付きについては、例えば、割り箸１０本ぐらいで固形燃料１が着火する。

更に、直方体上面の縦Ｖ字溝２及び横Ｖ字溝３が形成されない部位に、上面から下面に向かって貫通する複数の貫通孔４，４…が形成されている。
貫通孔４は、着火をよくするためのものであり、内部まで燃焼しやすくし、燃焼を助けるためのものである。
更に又、前記固形燃料１は、外側面を、複数の通気孔６，６…が開穿された孔開きフィルム５により圧接被覆されている。フィルム５は加熱後冷却することにより収縮する。
前記フィルム５は、固形燃料１である成形物が崩れることを防止できると共に、成形物の破片の飛散を防止でき、更に、取り扱い時に汚れにくく、且つ、固形燃料を良好な外観にすることができる。
通気孔６は、固形燃料１内に通気し、乾燥させるためのものである。

図２は、本発明の固形燃料を製造する方法を示すフローチャートである。
先ず、ペーパースラッジ３０重量％、廃材５０重量％、コークス２０重量％の割合で混合して混合物を生成する（ステップＳ１）。尚、前記配合割合は最適な割合を示したものであり、これに限定されるものではなく、好適な範囲として、例えば、ペーパースラッジ２０〜４０重量％、廃材６０〜４０重量％、コークス１０〜３０重量％の割合で混合しても良い。
ステップＳ１の混合は、例えばフレットミルを用いる。

次に、生成した混合物１００重量％に対し、水分を加えて水分調整した後（ステップＳ２）、でん粉系のバインダー０．８重量％を添加する（ステップＳ３）。
尚、前記配合割合は最適な割合を示したものであり、これに限定されるものではなく、好適な範囲として、例えば、生成した混合物１００重量％に対し、バインダー０．７〜０．９重量％を添加しても良い。
ステップＳ３では、例えばパグミキサー、モルタルミキサー等を用いる。
次に、バインダーを添加した混合物を加圧成形して成形物を作る（ステップＳ４）。
そして、前記成形物の外周面をフィルム５で被覆する（ステップＳ５）。
更に、フィルム５により被覆された成形物を、所定温度で加熱した後、冷却し（ステップＳ６）、即ち、前記フィルム５を膨張収縮させることにより、フィルム５に前記成形物を圧接被覆させる。
圧接被覆するフィルムにより成形物を確実に圧接保持でき、更に、取り扱い易くなる。

本発明の実施例２の固形燃料は、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）の変形例である。実施例２の固形燃料については、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）と異なる部分のみを説明する。
本発明の実施例２の固形燃料は、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）に用いた図１及び図２と同図となるので、図示は省略するが、本発明の実施例２の固形燃料は、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）が、「ペーパースラッジ３０重量％、木質廃材５０重量％、コークス２０重量％の割合で配合」するのに代えて、「ペーパースラッジ４０重量％、木質廃材６０重量％の割合で配合」するものである。
尚、前記配合割合は最適な割合を示したものであり、これに限定されるものではなく、例えば、ペーパースラッジ３０〜５０重量％、木質廃材７０〜５０重量％の割合で配合しても良い。

本発明の実施例２の固形燃料は、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）に比較して熱量が比較的少なくなるが、家庭用暖房用としての必要な熱量を有しており、又、硬さもやや減少して火持ちも短くなるが、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）よりも極めて安価に提供できる利点がある。
そして、本発明の実施例２の固形燃料を製造する場合は、実施例１の固形燃料（図１に於いて１）を製造する方法を示すフローチャート図（図２）に於いて、ステップＳ１で、「ペーパースラッジ３０重量％、廃材５０重量％、コークス２０重量％の割合で混合」することに代えて「ペーパースラッジ４０重量％、廃材６０重量％の割合で混合」するものである。

本発明の固形燃料は、家庭用暖房用固形燃料として、ストーブや、暖炉等の燃料に利用することができる。

１固形燃料
２縦Ｖ字溝
３横Ｖ字溝
４貫通孔
５フィルム
６通気孔

Claims

ペーパースラッジ３０〜５０重量％、木質廃材７０〜５０重量％の割合で混合して混合物を生成する工程と、
生成した混合物１００重量％に対し、水分調整した後、バインダー０．７〜０．９重量％を添加する工程と、
バインダーを添加した混合物を加圧成形して成形物を作る工程とを有する、固形燃料の製造方法において、
前記成形物の外側面を、複数の通気孔が開穿された孔開きフィルムにより被覆し、前記フィルムにより被覆された成形物を、所定温度で加熱した後、冷却し、前記フィルムを膨張収縮させることにより、前記フィルムに前記成形物を圧接被覆させることを特徴とする固形燃料の製造方法。
ペーパースラッジ２０〜４０重量％、木質廃材６０〜４０重量％、コークス１０〜３０重量％の割合で混合して混合物を生成する工程と、
生成した混合物１００重量％に対し、水分調整した後、バインダー０．７〜０．９重量％を添加する工程と、
バインダーを添加した混合物を加圧成形して成形物を作る工程とを有する、固形燃料の製造方法において、
前記成形物の外側面を、複数の通気孔が開穿された孔開きフィルムにより被覆し、前記フィルムにより被覆された成形物を、所定温度で加熱した後、冷却し、前記フィルムを膨張収縮させることにより、前記フィルムに前記成形物を圧接被覆させることを特徴とする固形燃料の製造方法。
前記バインダーとしてでん粉系バインダーを添加することを特徴とする請求項１又は２記載の固形燃料の製造方法。
前記成形物に、長手方向である縦方向全長に及んで延びる縦Ｖ字溝を形成すると共に、横方向全長に及んで延びる横Ｖ字溝を前記縦Ｖ字溝と十字形を成す如く形成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の固形燃料の製造方法。
前記成形物を略直方体に加圧成形し、前記略直方体の上面横方向略中央部に縦方向全長に及んで延びる縦Ｖ字溝を形成すると共に、上面縦方向略中央部に横方向全長に及んで延びる横Ｖ字溝を前記縦Ｖ字溝と十字形を成す如く形成することを特徴とする請求項４記載の固形燃料の製造方法。
前記成形物に、上下方向に貫通する複数の貫通孔を開穿することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一に記載の固形燃料の製造方法。