JP6389349B1

JP6389349B1 - 多室型自燃式シリカ製造装置

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Publication number: JP6389349B1
Application number: JP2018096913A
Authority: JP
Inventors: 孝久津田; たまき野間
Original assignee: 株式会社Ｍ．Ｉ．Ｔ
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: JP2019202899A

Abstract

【課題】本発明の課題は、複雑な制御を必要とせず多量の籾殻や稲わら等を比較的短時間で燃焼させてシリカを製造することができる自燃式シリカ製造装置を提供することである。
【解決手段】本発明に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００は、複数の燃焼室ＲＦ、複数の容器１３０、複数の燃料載置部１４１、給気通路ＡＳ、排気通路ＡＥおよび少なくとも一枚の開閉蓋１２０を備える。燃焼室では、被燃焼物である籾殻等のケイ素含有植物由来物が燃焼される。容器は、各燃焼室の下方において挿脱可能に配設されている。この容器は、上方に開口すると共に少なくとも底壁部１３２に細孔を有する。燃料載置部は、各容器の下側に配設される。この燃料載置部には、燃料が載置される。給気通路は、燃料載置部の下方に形成されている。排気通路は、燃焼室の上方に形成されている。開閉蓋は、排気通路の上側を覆う。
【選択図】図１

Description

本発明は、籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物からシリカを製造する多室型自燃式シリカ製造装置に関する。

過去に「籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物からシリカを製造する自燃式シリカ製造装置」が提案されている（例えば、特開平６−１５７０９２号公報、特開２００８−０７４６８７号公報、特開２００９−００２５９４号公等参照）。

特開平６−１５７０９２号公報特開２００８−０７４６８７号公報特開２００９−００２５９４号公報

ところで、近年、比較的多量の籾殻や稲わら等を早期にシリカ化することが求められているが、上述の自燃式シリカ製造装置を大型化して多量の籾殻や稲わら等を燃焼してシリカ化しようとしても、全ての籾殻や稲わら等を燃焼させてシリカ化させるまでにはかなりの時間がかかってしまう。また、通常、籾殻や稲わら等からシリカを取り出すには、７００〜８００℃の燃焼温度で籾殻や稲わら等を燃焼させる必要があるが、処理量が都度変化すると、その燃焼温度を７００℃程度に収めるにはかなり複雑な制御が必要となってしまい、装置が高価となってしまう。

本発明の課題は、複雑な制御を必要とせず多量の籾殻や稲わら等を比較的短時間で燃焼させてシリカを製造することができる自燃式シリカ製造装置を提供することである。

本発明の第１局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は、複数の燃焼室、複数の容器、複数の燃料載置部、給気通路、排気通路および少なくとも一枚の開閉蓋を備える。燃焼室は、被燃焼物である籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物を投入する室であり、その燃焼室ではケイ素含有植物由来物が燃焼される。なお、燃焼室の形状や容量は全て同じであることが好ましい。容器は、各燃焼室の下方において挿脱可能に配設されている。この容器は、上方に開口すると共に少なくとも底壁部に細孔を有する。燃料載置部は、各容器の下側に配設される。この燃料載置部には、燃料が載置される。なお、この燃料は固形燃料であってもよいし液体燃料であってもよい。給気通路は、燃料載置部の下方に形成されている。排気通路は、燃焼室の上方に形成されている。開閉蓋は、排気通路の上側を覆う。なお、ここで、開閉蓋は、被燃焼物の投入作業性の観点から、各燃焼室に対して一つ配設されることが好ましい。そして、この多室型自燃式シリカ製造装置では、開閉蓋を開状態として、容器にケイ素含有植物由来物が投入されると共に、燃焼処理後にシリカを含んだ灰が容器に残る。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置には、複数の燃焼室が設けられていると共に、各燃焼室の下方に容器が配設されている。そして、その容器の下側に燃料載置部が配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、複数の燃焼室において籾殻や稲わら等を比較的少量ずつ一定量で自燃させることができる。したがって、この多室型自燃式シリカ製造装置では、複雑な制御を必要とせず多量の籾殻や稲わら等を比較的短時間で燃焼させてシリカを製造することができる。

本発明の第２局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第１局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、複数の燃焼室は、平面視において少なくとも第１方向に沿って配列されている。また、容器は、各燃焼室の下方において第１方向に沿って挿脱可能に配設されている。給気通路は、第１方向に沿って配列される複数の燃焼室（以下「第１方向配列燃焼室」という。）に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されている。排気通路は、第１方向配列燃焼室の上方を通過させるように形成されている。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、各燃焼室の下方において第１方向に沿って容器を挿脱可能に配設することができる。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、作業員による容器の取り出し作業負担を軽減することができる。また、上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように給気通路が形成されていると共に、第１方向配列燃焼室の上方を通過させるように排気通路が形成されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、各燃焼室への給気をまとめて行うことができると共に、各燃焼室からの排気をまとめて処理することができる。

本発明の第３局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第２局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、給気通路の内部において、平面視で燃焼室の間に位置するように給気側風量調整板が配設されている。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、給気通路の内部において、平面視で燃焼室の間に位置するように給気側風量調整板が配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、給気側風量調整板を設けない場合に比べて各燃焼室への給気量を均一化することができる。

本発明の第４局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第３局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、給気通路は、３つ以上の第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されている。また、給気側風量調整板は、給気通路の側面を形成する側壁の内面の一方から他方側壁に向かって延びている。そして、この給気側風量調整板は、給気流れ方向下流側に向かうに従って幅が狭くなる。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、３つ以上の第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように給気通路が形成されており、給気側風量調整板が、給気通路の側面を形成する側壁の内面の一方から他方側壁に向かって延びている。そして、この給気側風量調整板は、給気流れ方向下流側に向かうに従って幅が狭くなる。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、少なくとも３つの燃焼室への給気量を、給気側風量調整板を設けない場合に比べて均一化することができる。

本発明の第５局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第１局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、複数の燃焼室は、平面視において少なくとも第２方向に沿って配列されている。また、この多室型自燃式シリカ製造装置は、１本の排気ダクトをさらに備えている。排気ダクトには、複数の排気通路の出口側で排気通路が合流している。そして、排気ダクトの内部において排気通路との合流点の間に排気側風量調整板が配設されている。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、複数の排気通路の出口側で排気通路が排気ダクトに合流しており、排気ダクトの内部において排気通路との合流点の間に排気側風量調整板が配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、排気側風量調整板を設けない場合に比べて各燃焼室への給気量を均一化することができる。

本発明の第６局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第１局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、複数の燃焼室は、平面視において第１方向および第２方向に沿って配列されている。なお、ここで、第２方向は、第１方向に交差する方向である。また、第１方向と第２方向は直交することが好ましい。すなわち、複数の燃焼室は、正方形状、長方形状、菱形状、平行四辺形状に配列されてもよい。また、容器は、各燃焼室の下方において第１方向に沿って挿脱可能に配設されている。また、給気通路は、第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されている。また、排気通路は、第１方向配列燃焼室の上方を通過させるように形成されている。また、この多室型自燃式シリカ製造装置は、１本の排気ダクトをさらに備える。排気ダクトには、複数の前記排気通路の出口側で前記排気通路が合流している。そして、排気ダクトの内部において排気通路との合流点の間に排気側風量調整板が配設されている。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、各燃焼室の下方において第１方向に沿って容器を挿脱可能に配設することができる。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、作業員による容器の取り出し作業負担を軽減することができる。また、上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように給気通路が形成されていると共に、第１方向配列燃焼室の上方を通過させるように排気通路が形成されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、各燃焼室への給気をまとめて行うことができると共に、各燃焼室からの排気をまとめて処理することができる。さらに、上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、複数の排気通路の出口側で排気通路が合流しており、排気ダクトの内部において排気通路との合流点の間に排気側風量調整板が配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、排気側風量調整板を設けない場合に比べて各燃焼室への給気量を均一化することができる。

本発明の第７局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第６局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、給気通路の内部において、平面視で燃焼室の間に位置するように給気側風量調整板が配設されている。

本発明の第８局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第７局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、給気通路は、３つ以上の第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されている。また、給気側風量調整板は、給気通路の側面を形成する側壁の内面の一方から他方側壁に向かって延びている。そして、この給気側風量調整板は、給気流れ方向下流側に向かうに従って幅が狭くなる。

本発明の第９局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は第５局面から第８局面のいずれか１項に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、排気ダクトには、３本以上の排気通路が合流している。また、排気側風量調整板は、排気ダクトの下側の壁面から上方に向かって延びている。そして、この排気側風量調整板は、排気流れ方向下流側に向かうに従って高さが低くなる。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、排気ダクトに３本以上の排気通路が合流しており、排気側風量調整板が排気ダクトの下側の壁面から上方に向かって延びている。そして、この排気側風量調整板は、排気流れ方向下流側に向かうに従って高さが低くなる。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、少なくとも３つの燃焼室への給気量を、排気側風量調整板を設けない場合に比べて均一化することができる。

本発明の第１０局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は、第５局面から第９局面のいずれか一局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、排気ファン、圧力センサおよび第１制御部をさらに備える。排気ファンは、排気ダクト内に排気流れを生じさせる。圧力センサは、排気ダクト内の圧力を計測する。第１制御部は、圧力センサの計測値が所定範囲内に収まるように排気ファンの回転数を調整する。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、第１制御部が、圧力センサの計測値が所定範囲内に収まるように排気ファンの回転数を調整する。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、各燃焼室における籾殻や稲わら等の燃焼むらを軽減することができる。

本発明の第１１局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は、第１局面から第１０局面のいずれか一局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、緊急遮断弁、温度センサおよび第２制御部をさらに備える。緊急遮断弁は、給気通路の入口側に配設されている。そして、この緊急遮断弁は、通常時は開状態とされている。温度センサは、排気通路の出口近傍の温度を計測する。第２制御部は、温度センサの計測値が閾値以上または閾値超となったときに緊急遮断弁を閉状態とする。なお、この第２制御部は、上述の第１制御部と同一物であってもかまわない。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、温度センサの計測値が閾値以上または閾値超となったときに第２制御部が緊急遮断弁を閉状態とする。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、籾殻や稲わら等の異常燃焼時に各燃焼室への給気を止めて籾殻や稲わら等の燃焼を中断することができる。

本発明の第１２局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は、第１局面から第１０局面のいずれか一局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、比例制御弁、温度センサおよび第３制御部をさらに備える。比例制御弁は、給気通路の入口側に配設される。温度センサは、排気通路の出口近傍の温度を計測する。第３制御部は、時間に対する温度センサの計測値の勾配に基づいて比例制御弁の開口度を比例制御する。なお、この第３制御部は、上述の第１制御部や第２制御部と同一物であってもかまわない。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、第３制御部が、時間に対する温度センサの計測値の勾配に基づいて比例制御弁の開口度を比例制御する。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、各燃焼室において急激な温度上昇を抑制することができ、延いては各燃焼室における籾殻や稲わら等の燃焼むらを軽減することができる。

本発明の第１３局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置は、第１２局面に係る多室型自燃式シリカ製造装置であって、緊急遮断弁をさらに備える。緊急遮断弁は、比例制御弁の空気取入れ側に接続されている。そして、この緊急遮断弁は、通常時は開状態とされている。第３制御部は、温度センサの計測値が閾値以上または閾値超となったときに緊急遮断弁を閉状態とする。

上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置では、温度センサの計測値が閾値以上または閾値超となったときに第３制御部が緊急遮断弁を閉状態とする。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置では、籾殻や稲わら等の異常燃焼時に各燃焼室への給気を止めて籾殻や稲わら等の燃焼を中断することができる。

本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の平面図である。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の格子壁から天壁部を除去した状態の平面図である。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の正面図である。なお、本図では、比例制御弁および緊急遮断弁が省略されている。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の側面図である。なお、本図では、比例制御弁および緊急遮断弁が省略されている。なお、格子壁の後壁部の上部は部分的に断面図とされている。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の格子壁の簡易縦断面図である。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の給排気系統およびセンサ配置を示す概略図である。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の燃料投入機構の正面図である。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の排気ダクトにおける排気の流れを示す簡易正面図である。本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の給気通路における給気の流れを示す簡易平面図である。

本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００は、籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物を燃焼してシリカ（二酸化ケイ素）を製造する装置であって、図１〜６に示されるように、主に、格子壁１１０、開閉扉ＤＲ、開閉蓋１２０、容器１３０、燃料投入機構１４０、比例制御弁１５０、緊急遮断弁１６０、排気ダクト１７０、排気ファン１８０、湿式排気洗浄装置１９０、活性炭フィルタ２００、第１温度センサＴＳ１、第２温度センサＴＳ２、第３温度センサＴＳ３、圧力センサＰＳ、制御盤２１０および作業架台２２０から構成されている。以下、これらの構成要素について詳述する。

（１）格子壁
格子壁１１０は、図２に示されるように平面視において格子状の壁であって、図１に示されるように作業架台を挟んで左右一対設けられている。そして、各格子壁１１０の内部には、図５に示されるように燃焼室ＲＦ、容器挿通空間ＳＶ、燃料投入機構設置空間ＳＲ、給気通路ＡＳおよび排気通路ＡＥが形成されている。

ところで、本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００において、格子壁１１０は、図１〜５に示されるように、主に、前壁部１１１、前側中間壁部１１２ｆ、後側中間壁部１１２ｒ、後壁部１１３、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒ、右側壁部１１６、天壁部１１７および底壁部１１８の１０枚の壁部から形成されている。

そして、これらの壁部のうち前壁部１１１、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒおよび右側壁部１１６はその高さが全て同じである。

後壁部１１３は、図４に示されるように、その下端位置は前壁部１１１、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒおよび右側壁部１１６の下端位置と同じ位置であるが、その上端位置は前壁部１１１、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒおよび右側壁部１１６の上端位置よりも低くされている。なお、天壁部１１７、後壁部１１３、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒおよび右側壁部１１６により形成される背面側の３つの開口ＯＢは、排気通路ＡＥの出口となっていると共に、排気ダクト１７０の内部空間への入口となっている。

前側中間壁部１１２ｆおよび後側中間壁部１１２ｒは、その上端位置が前壁部１１１、後壁部１１３、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒおよび右側壁部１１６の上端位置よりも低く、その下端位置が前壁部１１１、後壁部１１３、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒおよび右側壁部１１６の下端位置よりも高い。すなわち、格子壁１１０のうち前壁部１１１の左側部分、前側中間壁部１１２ｆの左側部分、後側中間壁部１１２ｒの左側部分、後壁部１１３の左側部分、左側壁部１１４、左側中間壁部１１５ｌ、天壁部１１７の左側部分および底壁部１１８の左側部分により形成される空間は、前後に３つに区切られた中間独立空間と、中間独立空間の下方に位置する下側連通空間と、中間独立空間の上方に位置する上側連通空間が存在する。これらの空間のうち、中間独立空間が燃焼室ＲＦに該当し、上側連通空間が排気通路ＡＥに該当する。また、下側連通空間には、容器挿通空間ＳＶ、燃料投入機構設置空間ＳＲおよび給気通路ＡＳの３つの空間が存在する。ここで、容器挿通空間ＳＶは下側連通空間の上側空間に該当し、燃料投入機構設置空間ＳＲは下側連通空間の中間空間に該当し、給気通路ＡＳは下側連通空間の下側空間に該当する。なお、図５に示されるように、容器挿通空間ＳＶには容器載置レールＲＶの一部が通されている。この容器載置レールＲＶは、容器１３０を載置するためのレールであって、図１および図３に示されるように容器挿通空間ＳＶの両側下端において前後方向に延びている。また、図１および図４から明らかなように、容器載置レールＲＶは、図１、図４および図５に示されるように平面視において格子壁１１０の前壁部１１１より前側にも延設されている。また、各給気通路ＡＳには、図９に示されるように平面視において燃焼室ＲＦの間の位置に邪魔板Ｖｓが配設されている。邪魔板Ｖｓは、図９に示されるように、各給気通路ＡＳを形成する右側（排気ダクト１７０中の排気流れ方向下流側）の壁部から左側（排気ダクト１７０中の排気流れ方向上流側）の壁部に向かって延びており、給気流れ方向下流側に向かうに従ってその幅が狭くなっている。

なお、上述の空間の形成態様は、「前壁部１１１の中央部分、前側中間壁部１１２ｆの中央部分、後側中間壁部１１２ｒの中央部分、後壁部１１３の中央部分、左側中間壁部１１５ｌ、右側中間壁部１１５ｒ、天壁部１１７の中央部分および底壁部１１８の中央部分により形成される空間」、および、「前壁部１１１の右側部分、前側中間壁部１１２ｆの右側部分、後側中間壁部１１２ｒの右側部分、後壁部１１３の右側部分、右側中間壁部１１５ｒ、右側壁部１１６、天壁部１１７の右側部分および底壁部１１８の右側部分により形成される空間」でも同様である。すなわち、格子壁１１０の正面側（図１において下側）から背面側（図１において上側）に向かう方向に沿って配列される直方体状箱部位（以下「前後方向直列部位」ということがある。）の内部は上側および下側で相互に連通しているが、同前後方向直列部位同士の空間は完全に遮蔽されている（すなわち、各前後方向直列部位は、互いに独立しており、連通していない。）。

前壁部１１１には、各容器挿通空間ＳＶに対応する位置に開口ＯＦが形成されている。そして、これらの開口ＯＦは、開閉扉ＤＲにより開閉可能とされている。これらの開口ＯＦは、容器１３０の投入口として利用される。また、この前壁部１１１の開口ＯＦの下側には、フランジ管ＦＴが配設されている。なお、このフランジ管ＦＴは、前壁部１１１に貫入されており、給気通路ＡＳに連通している。

天壁部１１７には、図１に示されるように各燃焼室ＲＦに対応する位置に開口ＯＰが形成されている。そして、これらの開口ＯＰは、開閉蓋１２０により開閉可能とされている。これらの開口ＯＰは、籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物の投入口として利用される。

（２）開閉扉
開閉扉ＤＲは、上述の通り、格子壁１１０の前壁部１１１の各開口ＯＦの近傍にヒンジＨｆを介して開閉可能に取り付けられている。この開閉扉ＤＲが開状態とされている際、前壁部１１１の開口ＯＦが現れ、この開閉扉ＤＲが閉状態とされている際、前壁部１１１の開口ＯＦが閉じられた状態となる。

（３）開閉蓋
開閉蓋１２０は、上述の通り、格子壁１１０の天壁部１１７の各開口ＯＰの近傍にヒンジＨｃを介して開閉可能に取り付けられている。図１に示される通り、この開閉蓋１２０が開状態とされている際、天壁部１１７の開口ＯＰが現れ、開閉蓋１２０が閉状態とされている際、天壁部１１７の開口ＯＰは閉じられた状態となる。

（４）容器
本実施の形態において、容器１３０は、上方に開口する箱体であって、金属メッシュで形成されている。すなわち、この容器の側壁部１３１および底壁部１３２には、多数の細孔が存在する。なお、この容器１３０には、籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物が投入されるが、燃焼処理後にはシリカを豊富に含んだ灰が残ることになる。また、この容器１３０は、上述の容器載置レールＲＶに沿って容器挿通空間ＳＶへと挿入される。

（５）燃料投入機構
燃料投入機構１４０は、図７に示されるように、主に、燃料載置レール１４１およびスライド扉１４２から構成されており、上述の通り燃料投入機構設置空間ＳＲに設置されている。なお、この際、スライド扉１４２は、図３に示されるように、一部が切り欠かれた長方形状の板材であって、格子壁１１０の前壁部１１１から露出するように配置されている。燃料載置レール１４１は、各燃焼室ＲＦの下方に配置される容器１３０の下方に固形燃料を載置するための部材であって、燃料投入機構設置空間ＳＲにおいて前後方向に延びるように配設されている。スライド扉１４２は、左右にスライド移動可能であって、図７に示されるように燃焼投入可能状態（右側に寄せられた状態。図７の破線の状態。）と、燃料セット状態（左側に寄せられた状態。図７の実線の状態。）とに切り換えることができる。スライド扉１４２が燃料投入可能状態となっているとき、スライド扉１４２の切り欠きＬＯが燃料載置レール１４１に対向する状態となっている。すなわち、スライド扉１４２が燃料投入可能状態となっているとき、多室型自燃式シリカ製造装置１００の使用者は、切り欠きＬＯを通して固形燃料を燃料載置レール１４１に挿入することができる。なお、このとき、その使用者は、棒等の長尺物を用いて着火した固形燃料を規定位置まで押し入れる。なお、この長尺物には、各燃焼室ＲＦまでの水平距離の位置に目印等が入れられていることが好ましい。一方、スライド扉１４２が燃料セット状態となっているとき、燃料載置レール１４１はスライド扉１４２の板部ＰＬに隠れる。

（６）比例制御弁
比例制御弁１５０は、格子壁１１０内の各給気通路ＡＳに空気を自然供給するための弁であって、図１に示されるように格子壁１１０の前壁部１１１に設けられるフランジ管ＦＴに結合されている。また、この比例制御弁１５０は、制御線（図示せず）を介して制御盤２１０に接続されている。そして、制御盤２１０は、第３温度センサＴＳ３から送信されてくる計測値情報を受信しつつ、一定時間毎に時間に対する同計測値の勾配を計算して、その勾配に比例するように比例制御弁１５０の開度を制御する。

（７）緊急遮断弁
緊急遮断弁１６０は、温度過昇時に格子壁１１０内の各給気通路ＡＳへの空気導入を遮断するための弁であって、図１に示されるように比例制御弁１５０に連結されている。なお、この緊急遮断弁１６０は、通常時は常時開状態とされている。また、この緊急遮断弁１６０は、制御線（図示せず）を介して制御盤２１０に接続されている。そして、制御盤２１０は、第３温度センサＴＳ３から送信されてくる計測値情報を受信しつつ、その計測値が閾値を超えたか否かを判断し、同計測値が閾値を超えた場合に緊急遮断弁１６０を遮断する。

（８）排気ダクト
排気ダクト１７０は、図４に示されるように格子壁１１０の背面側上方に配設されている。そして、上述の通り、この排気ダクト１７０の内部空間は、格子壁１１０に形成される各排気通路ＡＥに連通している。また、この排気ダクト１７０は、図４および図６に示されるように、排気ファン１８０の排気流れ方向下流側に設けられる連絡配管１７５を介して湿式排気洗浄装置１９０に配管接続されている。すなわち、排気通路ＡＥを通って排気ダクト１７０に導かれる排気は、その後、連絡配管１７５を通って湿式排気洗浄装置１９０へと導かれて浄化処理される。

また、この排気ダクト１７０の内部には、図８に示されるように正面視において排気通路ＡＥの出口の間の位置に邪魔板Ｖｅが形成されている。邪魔板Ｖｅは、図８に示されるように排気ダクト１７０の底壁部から天壁部に向かって延びており、排気流れ方向下流側に向かうに従ってその高さが低くなっている。

（９）排気ファン
排気ファン１８０は、吸引ファンであって、図１および図６に示されるように排気ダクト１７０の最内端、すなわち、最内の排気通路ＡＥの入口よりも排気流れ方向下流側に設けられている。この排気ファン１８０は、排気通路ＡＥ中の排気を、排気ダクト１７０を介して湿式排気洗浄装置１９０へと送る。なお、この排気ファン１８０は、制御線（図示せず）を介して制御盤２１０に接続されている。そして、制御盤２１０は、圧力センサＰＳから送信されてくる計測値情報を受信しつつ、その計測値が所定範囲内に収まるように排気ファン１８０の回転数を調整する。

（１０）湿式排気洗浄装置
湿式排気洗浄装置１９０は、いわゆるスクラバーであって、排気ダクト１７０に流れる排気を浄化するための装置であって、図６に示されるように、主に、シャワーノズル１９１、水フィルタ１９２、水ポンプ１９３等から構成されている。なお、この湿式排気洗浄装置１９０を通過した排気は、その後、活性炭フィルタ２００と送られる。

（１１）活性炭フィルタ
活性炭フィルタ２００は、湿式排気洗浄装置１９０で捕捉できなかった有害物質を捕捉するものであって、湿式排気洗浄装置１９０の排気流れ方向下流側に配設されている。なお、排気は、この活性炭フィルタ２００を通過した後、外部へと放出される。

（１２）第１温度センサ
第１温度センサＴＳ１は、各燃焼室ＲＦ近傍の温度を監視するためのものであって、各燃焼室ＲＦと容器１３０との間の位置に挿入されている（例えば、図５および図６参照）。そして、この第１温度センサＴＳ１は、制御線（図示せず）を介して制御盤２１０に接続されており、一定の時間間隔でその計測値情報を制御盤２１０に送信している。なお、各燃焼室ＲＦにおいて籾殻や稲わら等の燃焼が完了したか否かは、この第１温度センサＴＳ１の計測値に基づいて判断される。

（１３）第２温度センサ
第２温度センサＴＳ２は、最後位の容器１３０の内部に貫入するように容器挿通空間ＳＶの後側に挿入されている（例えば、図５および図６参照）。そして、この第２温度センサＴＳ２は、上述の通り、制御線（図示せず）を介して制御盤２１０に接続されており、一定の時間間隔でその計測値情報を制御盤２１０に送信している。

（１４）第３温度センサ
第３温度センサＴＳ３は、各排気通路ＡＥの出口近傍に挿入されている（例えば、図６参照）。そして、この第３温度センサＴＳ３は、上述の通り、制御線（図示せず）を介して制御盤２１０に接続されており、一定の時間間隔でその計測値情報を制御盤２１０に送信している。

（１５）圧力センサ
圧力センサＰＳは、排気ダクト１７０内の圧力を計測する圧力計であって、図６に示されるように排気ダクト１７０の最外端に挿入されている。そして、この圧力センサＰＳは、制御線を介して制御盤２１０に接続されており、一定の時間間隔でその計測値情報を制御盤２１０に送信している。

（１６）制御盤
制御盤２１０は、比例制御弁１５０、緊急遮断弁１６０、排気ダクト１７０、排気ファン１８０、第１温度センサＴＳ１、第２温度センサＴＳ２、第３温度センサＴＳ３および圧力センサＰＳに接続されている。そして、この制御盤２１０は、上述した通りに比例制御弁１５０の開口度および排気ファン１８０の回転数を制御するのみならず、温度過昇時に緊急遮断弁１６０を強制遮断する。

（１７）作業架台
作業架台２２０は、図１および図２に示されるように左右の格子壁１１０の中央に設定されており、主に、下段作業板部２２１、上段作業板部２２２、下側階段部２２３ｂ、上側階段部２２３ｕおよびから形成されている。下段作業板部２２１は、通常の鉄板であって、図２に示されるようにほぼ地面に近い位置に配置されている。上段作業板部２２２は、通常の鉄板であって、図１に示されるように下段作業板部２２１と同等の広さを有しており、図２に示されるように下段作業板部２２１よりも高い位置に配設されている。なお、この上段作業板部２２２の高さは、図２に示されるように格子壁１１０の高さとほぼ同じ高さとされている。そして、下段作業板部２２１の手前側に下側階段部２２３ｂが設置されており、下段作業板部２２１と上段作業板部２２２との間には上側階段部２２３ｕが設置されている。

＜本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置によるシリカ製造方法＞
以下、多室型自燃式シリカ製造装置によるシリカ製造方法の一例を示すが、本発明がこの例に限定されることはない。

多室型自燃式シリカ製造装置１００の使用者は、先ず、開閉扉ＤＲを開状態とし、開口ＯＦが上方を向くようにして容器１３０を容器載置レールＲＶの突出部分（容器挿通空間ＳＶの外側部分）に載置した後に、長棒等でその容器１３０を容器載置レールＲＶに沿って容器挿通空間ＳＶに向かって押して同容器１３０を容器挿通空間ＳＶの奥側に移動させる。そして、使用者は、各容器挿通空間ＳＶに容器１３０を３つずつ挿入し終えたら、開閉扉ＤＲを閉状態とする。

次に、使用者は、開閉蓋１２０を開状態として天壁部１１７の開口ＯＰを露出させてから、その開口ＯＰに順次、投入ホッパＨＣを嵌め込んだ後に、その投入ホッパＨＣから各燃焼室ＲＦに籾殻や稲わら等のケイ素含有植物由来物を投入する。なお、このときのケイ素含有植物由来物の投入量は、容器１３０に残るシリカ豊富な灰の生成量を考慮して決定される。

次いで、使用者は、スライド扉１４２を右側にスライドさせてスライド扉１４２を燃料投入可能状態とする。そして、使用者は、その状態で、着火した３つの固形燃料を燃料載置レール１４１の規定位置に配設した後に、スライド扉１４２を左側にスライドさせてスライド扉１４２を固形燃料セット状態に切り換えて燃料載置レール１４１を密閉状態とする。

続いて、使用者は、制御盤２１０にて比例制御弁１５０および排気ファン１８０を稼働させる共に、湿式排気洗浄装置１９０に水を供給し始める。

そして、使用者は、制御盤２１０にて第１温度センサＴＳ１の計測値を監視し、全ての第１温度センサＴＳ１の計測値が閾値より下回った時点で燃焼完了と判断する。その後、使用者は、開閉扉ＤＲを開状態とし、フック付きの長棒等で各容器挿通空間ＳＶから３つずつ容器１３０を引き出す。最後に、使用者は、各容器１３０の中からシリカ豊富な灰を回収する。

＜本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置の特徴＞
（１）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００には、複数の燃焼室ＲＦが設けられていると共に、各燃焼室ＲＦの下方に容器１３０が配設されている。そして、その容器１３０の下側に燃料載置レール１４１が配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、複数の燃焼室ＲＦにおいて籾殻や稲わら等を比較的少量ずつ一定量で自燃させることができる。したがって、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、複雑な制御を必要とせず多量の籾殻や稲わら等を比較的短時間で燃焼させてシリカを製造することができる。

（２）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、各燃焼室ＲＦの下方において容器載置レールＲＶに沿って容器１３０を挿脱可能に配設することができる。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、使用者による容器１３０の取り出し作業負担を軽減することができる。また、上述の通り、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、各前後方向直列部位の燃料載置レール１４１の下方を通過するように給気通路ＡＳが形成されていると共に、各前後方向直列部位の全ての燃焼室ＲＦの上方を通過させるように排気通路ＡＥが形成されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、各燃焼室ＲＦへの給気をまとめて行うことができると共に、各燃焼室ＲＦからの排気をまとめて処理することができる。

（３）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、複数の排気通路ＡＥの出口側で排気通路ＡＥが排気ダクト１７０に合流しており、排気ダクト１７０の内部において排気通路ＡＥとの合流点の間に邪魔板Ｖｅが配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、排気ダクト１７０に邪魔板Ｖｅを設けない場合に比べて各燃焼室ＲＦへの給気量を均一化することができる。

（４）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、排気ダクト１７０に３本の排気通路ＡＥが合流しており、邪魔板Ｖｅが排気ダクト１７０の底壁部から上方に向かって延びている。そして、この邪魔板Ｖｅは、排気流れ方向下流側に向かうに従って高さが低くなる。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、３つの燃焼室ＲＦへの給気量を、邪魔板Ｖｅを設けない場合に比べて均一化することができる。

（５）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、給気通路ＡＳの内部において、平面視で燃焼室ＲＦの間に位置するように邪魔板Ｖｓが配設されている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、邪魔板Ｖｓを設けない場合に比べて各燃焼室ＲＦへの給気量を均一化することができる。

（６）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、各前後方向直列部位の燃料載置レール１４１の下方を通過するように給気通路ＡＳが形成されており、邪魔板Ｖｓが、各給気通路ＡＳを形成する右側の壁部から左側の壁部に向かって延びており、給気流れ方向下流側に向かうに従ってその幅が狭くなっている。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、３つの燃焼室ＲＦへの給気量を、邪魔板Ｖｓを設けない場合に比べて均一化することができる。

（７）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、制御盤２１０が、圧力センサＰＳの計測値が所定範囲内に収まるように排気ファン１８０の回転数を調整する。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、各燃焼室ＲＦにおける籾殻や稲わら等の燃焼むらを軽減することができる。

（８）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、第３温度センサＴＳ３の計測値が閾値以上または閾値超となったときに制御盤２１０が緊急遮断弁１６０を閉状態とする。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、籾殻や稲わら等の異常燃焼時に各燃焼室ＲＦへの給気を止めて籾殻や稲わら等の燃焼を中断することができる。

（９）
本発明の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、制御盤２１０が、時間に対する第３温度センサＴＳ３の計測値の勾配に基づいて比例制御弁１５０の開口度を比例制御する。このため、この多室型自燃式シリカ製造装置１００では、各燃焼室ＲＦにおいて急激な温度上昇を抑制することができ、延いては各燃焼室ＲＦにおける籾殻や稲わら等の燃焼むらを軽減することができる。

＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、燃焼室ＲＦ、容器挿通空間ＳＶ、燃料投入機構設置空間ＳＲ、給気通路ＡＳおよび排気通路ＡＥを形成するために平面視において正方形状の格子壁を採用したが、この格子壁は、長方形状であってもよいし、平行四辺形状であってもよいし、菱形状であってもよいし、六角形状であってもよい。

（Ｂ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、燃焼室ＲＦが略直方体状とされていたが、燃焼室ＲＦは円柱状等、他の柱形状であってもかまわない。

（Ｃ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、格子壁１１０の前後方向直列部位が３列設けられていたが、前後方向直列部位は１列のみ設けられてもよいし、２列設けられてもよいし、４列以上設けられてもよい。

（Ｄ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、格子壁１１０の前後方向直列部位が３つの燃焼室ＲＦを含むように構成されていたが、前後方向直列部位は１つの燃焼室ＲＦしか含まないように構成されていてもよいし、２つの燃焼室ＲＦを含むように構成されてもよいし、４つ以上の燃焼室ＲＦを含むように構成されていてもよい。

（Ｅ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、側壁部１３１および底壁部１３２に多数の細孔を有する金属メッシュ製の容器が採用されていたが、容器の側壁部は、細孔を有さない通常の金属板から形成されていてもかまわない。

（Ｆ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、自然給気方式が採用されたが、強制給気方式が採用されてもよい。強制給気方式を採用する場合、例えば、緊急遮断弁１６０に給気ダクトを配管接続する等すればよい。かかる場合、給気ダクトは途中で分岐して各緊急遮断弁１６０に配管接続されてもよい。

（Ｇ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、格子壁１１０の前壁部１１１の各開口ＯＦを開閉可能とするために開閉扉ＤＲを採用したが、開閉扉ＤＲの代わりにシャッター等、他の機構の開閉機構を採用してもかまわない。

（Ｈ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では、籾殻や稲わら等に着火するための火をおこす燃料として固形燃料を採用したが、燃料は液体燃料であってもよい。なお、燃料を液体燃料とする場合、液体燃料を容器に入れて燃料載置レール１４１に載置するか、燃料載置レール１４１に液体燃料受けを形成する必要がある。なお、後者の場合、燃料載置レール１４１を引き抜くことができる構造を採用することが好ましい。

（Ｉ）
先の実施の形態に係る多室型自燃式シリカ製造装置１００では特に言及しなかったが、固形燃料載置レール移動機構に代えて、燃料載置レール１４１を手前側に引き出せる機構を採用してもよい。

１００多室型自燃式シリカ製造装置
１２０開閉蓋
１３０容器
１３２底壁部（容器の底壁部）
１４１固形燃料載置レール１４１（燃料載置部）
１５０比例制御弁
１６０緊急遮断弁
１７０排気ダクト
１８０排気ファン
２１０制御盤（第１制御部，第２制御部，第３制御部）
ＡＥ排気通路
ＡＳ給気通路
ＰＳ圧力センサ
ＲＦ燃焼室
ＴＳ３第３温度センサ（温度センサ）
Ｖｅ邪魔板（排気側風量調整板）
Ｖｓ邪魔板（給気側風量調整板）

Claims

複数の燃焼室と、
各燃焼室の下方において挿脱可能に配設され、上方に開口すると共に少なくとも底壁部に細孔を有する容器と、
前記各容器の下側に配設される燃料載置部と、
前記燃料載置部の下方に形成される給気通路と、
前記燃焼室の上方に形成される排気通路と、
前記排気通路の上側を覆う少なくとも一枚の開閉蓋と
を備え、
前記開閉蓋を開状態として、前記容器にケイ素含有植物由来物が投入されると共に、燃焼処理後にシリカを含んだ灰が前記容器に残る
多室型自燃式シリカ製造装置。
前記複数の燃焼室は、平面視において少なくとも第１方向に沿って配列されており、
前記容器は、各燃焼室の下方において前記第１方向に沿って挿脱可能に配設されており、
前記給気通路は、前記第１方向に沿って配列される複数の燃焼室（以下「第１方向配列燃焼室」という。）に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されており、
前記排気通路は、前記第１方向配列燃焼室の上方を通過させるように形成されている
請求項１に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記給気通路の内部において、平面視で前記燃焼室の間に位置するように給気側風量調整板が配設されている
請求項２に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記給気通路は、３つ以上の前記第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されており、
前記給気側風量調整板は、前記給気通路の側面を形成する側壁の内面の一方から他方側壁に向かって延びており、給気流れ方向下流側に向かうに従って幅が狭くなる
請求項３に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記複数の燃焼室は、平面視において少なくとも第２方向に沿って配列されており、
複数の前記排気通路の出口側で前記排気通路と合流する１本の排気ダクトをさらに備え、
前記排気ダクトの内部において前記排気通路との合流点の間に排気側風量調整板が配設されている
請求項１に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記複数の燃焼室は、平面視において前記第１方向、および、前記第１方向に交差する方向である第２方向に沿って配列されており、
前記容器は、各燃焼室の下方において前記第１方向に沿って挿脱可能に配設されており、
前記給気通路は、前記第１方向に沿って配列される複数の燃焼室（以下「第１方向配列燃焼室」という。）に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されており、
前記排気通路は、前記第１方向配列燃焼室の上方を通過させるように形成されており、
複数の前記排気通路の出口側で前記排気通路と合流する１本の排気ダクトをさらに備え、
前記排気ダクトの内部において前記排気通路との合流点の間に排気側風量調整板が配設されている
請求項１に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記給気通路の内部において、平面視で前記燃焼室の間に位置するように給気側風量調整板が配設されている
請求項６に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記給気通路は、３つ以上の前記第１方向配列燃焼室に対応する燃料載置部の下方を通過するように形成されており、
前記給気側風量調整板は、前記給気通路の側面を形成する側壁の内面の一方から他方側壁に向かって延びており、給気流れ方向下流側に向かうに従って幅が狭くなる
請求項７に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記排気ダクトには、３本以上の前記排気通路が合流しており、
前記排気側風量調整板は、前記排気ダクトの下側の壁面から上方に向かって延びており、排気流れ方向下流側に向かうに従って高さが低くなる
請求項５から８のいずれか１項に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記排気ダクト内に排気流れを生じさせる排気ファンと、
前記排気ダクト内の圧力を計測する圧力センサと、
前記圧力センサの計測値が所定範囲内に収まるように前記排気ファンの回転数を調整する第１制御部と
をさらに備える、請求項５から９のいずれか１項に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記給気通路の入口側に配設され、開状態とされている緊急遮断弁と、
前記排気通路の出口近傍の温度を計測する温度センサと、
前記温度センサの計測値が閾値以上または閾値超となったときに前記緊急遮断弁を閉状態とする第２制御部と
をさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記給気通路の入口側に配設される比例制御弁と、
前記排気通路の出口近傍の温度を計測する温度センサと、
時間に対する前記温度センサの計測値の勾配に基づいて前記比例制御弁の開口度を比例制御する第３制御部と
をさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。
前記比例制御弁の空気取入れ側に接続されており、開状態とされている緊急遮断弁をさらに備え、
第３制御部は、前記温度センサの計測値が閾値以上または閾値超となったときに前記緊急遮断弁を閉状態とする
請求項１２に記載の多室型自燃式シリカ製造装置。