JP6830270B2 - 炭化装置 - Google Patents

Description

本発明は、炭化装置に関し、より具体的には発生する煙を抑える構造を備えた炭化装置に関する。

稲作のもみすり工程において大量に生ずる籾殻は、燃焼時に窒素・硫黄酸化物を含まないため環境にやさしく、また燃焼させても大気中の二酸化炭素総量に影響を与えない、いわゆるカーボンニュートラルであるという特性を備えている。

更に、籾殻は炭化させることで籾殻炭となり、土質改良剤、肥料、家畜の糞尿の消臭剤、バイオマス燃料等の各種の用途に用いることが可能である。

そして、上記籾殻を効率的に炭化させようとする技術として、例えば下記特許文献１が公開されている。

特開２０１７−７１７１２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では籾殻等の燃焼物質が燃焼する際に発生する煙を抑える点において課題が残る。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、煙の発生を抑えることができる炭化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一観点に係る炭化装置は、燃焼物質を搬送する燃焼物質搬送部と、燃焼物質を燃焼させる燃焼部と、を備えた炭化装置であって、燃焼部は、燃焼物質搬送部を覆う外壁部材と、外壁部材内部かつ外壁部材内部の燃焼物質搬送部より上方に設けられ、燃焼物質搬送部の燃焼物質搬送方向に沿って細長孔を形成する細長孔形成部材と、外壁部材の上方に、外壁部材と間隙を設けて取り付けられる外壁部材用屋根部材と、を備えるものである。

以上、本発明によって、煙の発生を抑えることができる炭化装置を提供することができる。

実施形態に係る炭化装置の概略図である。 実施形態に係る炭化装置の概略断面図である。 実施形態に係る炭化装置の細長孔形成部材の概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例に記載された例示にのみ限定されるわけではない。

図１は、本実施形態に係る炭化装置（以下「本装置」という。）１の概略断面を示す図である。本図で示すように、本装置１は、燃焼物質を搬送する燃焼物質搬送部２と、燃焼物質を燃焼させる燃焼部３と、を備えている。また、燃焼部３における断面の例について図２に示しておく。本図は、燃料搬送部の回転軸の延伸方向に対して垂直な面における断面図である。

そして、本装置１の燃焼部３は、更に、燃焼物質搬送部２を覆う外壁部材３１と、外壁部材３１内部かつ外壁部材３１内部の燃焼物質搬送部より上方に設けられ、燃焼物質搬送部の燃焼物質搬送方向に沿った細長孔Ｈを形成する細長孔形成部材３２と、外壁部材３１の上方に、外壁部材３１と間隙Ｇを設けて取り付けられる屋根部材３３と、を備える。また、燃焼部３及び燃焼物質搬送部２は、地表から支持するための支持脚４を備えている。

本装置１の燃焼物質搬送部２は、燃焼物質を少なくとも一方向に搬送させるためのものである。燃焼物質搬送部２は、限定されるわけではないが、例えば回転軸２１とこの回転軸２１の周囲に配置される螺旋状の羽根部材２２と、この回転軸２１及び羽部材２２を覆うカバー２３と、を備えて構成されていることが好ましい。このようにすることで燃焼物質搬送部２は、羽根部材２２の間隙に燃焼物質を投入し、回転軸及び羽根部材を回転させることで燃焼物質を効率的に攪拌しながら所望の方向に安定的に搬送させることができる。もちろん、カバー２３には、一方の端近傍に燃焼物質を投入させるための投入口を設けておくことが好ましく、他方には燃焼して炭化した燃焼物質（炭）を排出させるための排出口が設けられている。また、後述の記載から明らかであるが、燃焼物質搬送部２の燃焼部３内の位置においてはカバー２３に加工が加えられている。

また、本装置１における燃焼物質としては、燃焼物質搬送部２に投入して搬送しつつ燃焼させて炭化できるものであれば特に限定されるわけではないが、籾殻であることは好ましい一例である。

また、燃焼物質搬送部２では、燃焼部３の前段かつ近傍において、燃焼物質に着火させるための着火口を備えていることも好ましい。使用者はこの着火口において燃焼物質に対して着火し、燃焼を開始させることができる。もちろん、燃焼部３において燃焼物質を十分に燃焼させることができる限りこの構造に限定されるわけではない。

また、本装置１の燃焼部３は、燃焼物質搬送部２によって搬送される燃焼物質を燃焼させるための部であり、上記の通り、外壁部材３１、細長孔形成部材３２、屋根部材３３と、を備えている。

燃焼部３における外壁部材３１は、燃焼部３の主要な骨格をなす重要な部材である。具体的には、空気の流れを制御して燃焼効率を高めるとともに、不必要に煙が外部に漏れ出ないよう覆うための部材である。

具体的に、燃焼部３における外壁部材３１は、燃焼物質搬送部２の途中経路部分を覆うように構成されている。すなわち、燃焼物質は、この燃焼部の内部において燃焼させられ、炭化したのち、燃焼物質搬送部２により燃焼部３外に排出される。

また、燃焼部３内において燃料搬送部２のカバー２３の少なくとも一部、例えば上面部分は外されている。カバー２３を外すことにより、燃焼により生ずる二酸化炭素や煙などを燃焼部３内に排出させることができる。一方、燃焼搬送部３の回転軸２１及び羽根部材２２の下方には、小孔が形成された多孔板２４が配置されていることが好ましい。このようにすることで、後述するように、籾殻をこぼすことなく下方から供給される空気を通すことが可能となる。この場合において小孔の大きさは、燃焼物質がこぼれてしまわないよう、燃焼物質の大きさよりも十分に小さい一方、空気を十分に通すことができる程度の大きさ、数も受けておくことが好ましい。また、外壁部材３１は、燃料搬送部２全体を覆う構成としておくこととしてもよいが、ここで言及したように、燃料搬送部２のカバーの一部を外してその空間を覆うように構成しておくことが好ましい。すなわち燃料搬送部２を覆うという意味は、上記燃料搬送部に接続される空間を覆うという意味を含む。

また、燃焼部３内の燃料搬送部３の下方には、空気を導入するための空気導入路３４及びこれに接続されるブロワー３５が設けられていることが好ましい。これらを設けることで、十分に燃焼させるための酸素を燃焼物質に供給するとともに、燃焼対象物質を空気の流れにより撹拌し、更に、多孔板の下に燃焼物質がこぼれてしまわないようにすることができる。

なお、燃焼部３の外壁部材３１においては、内面壁に断熱材を配置しておくことが好ましい。断熱材を配置しておくことで、外部に熱を逃さずより効率の良い燃焼を達成することができる。

また、燃焼部３では、上記の通り、外壁部材３の内部かつ外壁部材３内部の燃焼物質搬送部より上方に設けられ、燃焼物質搬送部の燃焼物質搬送方向に沿って細長孔を形成する細長孔形成部材３２を設けている。この細長孔形成部材３２の斜視概略を図３に示しておく。なお、この断面については上記図２で示したとおりである。

細長孔形成部材３２は、燃焼部３内に設けられるものであるとともに、燃焼物質の燃焼によって生じる煙を更に燃焼させるために用いられるものである。本細長孔形成部材３２は、具体的には、側壁部材３２１を備えており、更に、側壁部材３２１の上側の側部に煙誘導板３２２及び傾斜板３２３が設けられている。

また、細長孔形成部材３２の側壁部材３２１は、上部に細長孔Ｈを形成する。ここで細長孔とは回転軸の軸方向に沿った細い孔を意味するが、全体として細く長い孔が形成されていればよく、この途中に孔が遮断されていてもよい。例えば図３で示すように、上に凸又は下に凸の板部材３２２を複数配置しておいてもよい。

本装置１では、このように細長孔Ｈを形成することで、煙の流れを絞り、細い上昇流とすることができる。そして、後述の記載から明らかなように、この流れを様々な方向に変化させていくことで煙の再燃焼を可能とすることができる。

また、細長孔形成部材３２の細長孔Ｈ部分には上記の通り、上に凸又は下に凸の凸部ができるよう板部材３２２を配置しておくことが好ましい。このようにすることで、この板部材に沿って更に（回転軸の延伸方向に沿って）前後方向に空気の流れを形成することができ、煙を撹拌することが可能となり、効率的な燃焼を可能とする。

更に、細長孔形成部材３２の側壁部材３２１の細長孔部分近傍の側部には側長孔Ｓが形成されている。側長孔Ｓが形成されることで、上方だけでなく、側方向に対しても煙を排出することができ、更に煙を撹拌することが可能となる。

また、この側壁部材３２１には更に、煙誘導板３２３及び傾斜板３２４が配置されている。

この煙誘導板３２３は、側長孔の上方に設けられるものであり、上昇する煙を側方又は側上方に誘導するための板である。この板を設けることで単純な上昇流ではなく、側部又は斜め上方向に広がる撹拌した煙を生じさせることができる。すなわち煙誘導板３２３は、側長孔側から斜め上に伸びていることが好ましい。

また、傾斜板３２４は、側長孔の下側に設けられるものであり、煙中に発生する微粉末を再び細長孔形成部材３２内に戻すために用いられるものである。この結果、煙中の微粉末が装置内に溜まってしまうことを防止することができる。なお、この傾斜板３２４の端部は、上方に折れ曲がっていることが好ましい。このようにすることで煙の流れによってこの板状に堆積した微粉末を側長孔と反対方向に落ちてしまうことを防止することが可能となる。

更に、細長孔形成部材３２の細長孔の上方には、上側に間隙Ｔをあけて凸の細長孔用屋根部材３２５が設けられていることが好ましい。このようにすることで、細長孔から排出される煙を更に遮断して空気の流れを下方又は側方にすることが可能となり、より効率の良い燃焼を可能とする。

更に、細長孔形成部材３２には、細長孔の下方に凸型の内部屋根部材３２６が設けられていることが好ましい。この内部屋根部材３２５を設けることで、更に、細長孔に至る前においても、空気の流れに乱れを生じさせ、より効率の良い燃焼を行わせることができる。

そして、本装置１では、外壁部材３２の上方に、外壁部材３２と間隙Ｇを設けて取り付けられる外壁部材用屋根部材３３を備える。本装置１では、上記の外壁部材３２内部において効率よく燃焼された燃焼物質を更に屋根部材で再度外壁部材３２内に戻し、最後の念押しの燃焼を行わせる。そのため、本装置１において、屋根部材３３は、天井が凸型であることが好ましい。

ここで、本装置による燃焼によって発生する煙の流れについて説明する。

まず、燃焼部内における燃焼物質搬送部において燃焼された燃焼物質は煙を発生させつつ炭化する。一方、煙は上昇し、細長孔形成部材３２内に導入される。そして、細長孔形成部材３２内の細長孔及び側長孔により排出されることで、流れは一度整えられた後それぞれの方向に拡散される。なおこの場合において、細長孔形成部材３２内には内部屋根部材３２５を備えているため、この前段においても十分に煙は撹拌されている。

そして、細長孔から排出される煙は細長孔用屋根部材に当たり再び撹拌され、側長孔から排出される煙は煙誘導板によってより横方向に誘導され、撹拌されながら再び上昇をたどる。

そして、外壁部材３２を出て上昇する煙は再び外壁部材用屋根部材３３によって外壁部材内に戻される。すなわち、外壁部材内において何重にも煙は撹拌され、その内部の熱によって燃焼、回収されることで、装置外に煙が排出される恐れは格段に低くなり、極めて透明な空気の流れが間隙Ｇから排出されることになる。

以上、本発明によって、煙の発生を抑えることができる炭化装置を提供することができる。

本装置は、炭化装置として産業上の利用可能性がある。

Claims (4)

1. 回転軸及び前記回転軸の周囲に配置されるらせん状の羽根部材と、前記回転軸及び羽根部材の上面部分以外を覆うカバーと、を備えて前記燃焼物質を搬送する燃焼物質搬送部と、
   前記燃焼物質を燃焼させて炭化させる燃焼部と、を備えた炭化装置であって、
   前記燃焼部は、前記燃焼物質搬送部の途中経路部分であって前記燃焼搬送部に接続される上面部分の空間を覆う外壁部材と、
   前記外壁部材内部かつ前記外壁部材内部の燃焼物質搬送部より上方に設けられた側壁部材と前記側壁部材の上側の側部に設けられる煙誘導板及び傾斜板により前記燃焼物質搬送部の燃焼物質搬送方向に沿って細長孔を形成する細長孔形成部材と、
   前記外壁部材の上方に、前記外壁部材と間隙を設けて取り付けられる外壁部材用屋根部材と、を備える炭化装置。
2. 前記屋根部材は、天井が凸型である請求項１記載の炭化装置。
3. 前記細長孔上方に、凸型の細長孔部材用屋根部材が配置されている請求項１記載の炭化装置。
4. 前記細長孔形成部材には、前記細長孔の下方に凸型の内部屋根部材が設けられている請求項１記載の炭化装置。