JPH0995676A

JPH0995676A - 炭化炉

Info

Publication number: JPH0995676A
Application number: JP7252462A
Authority: JP
Inventors: Kunii Nakada; 邦位中田; Tsutomu Abe; 務安部
Original assignee: Nakata Giken KK; Yasuda Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Nakata Giken KK; Yasuda Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JP3364065B2

Abstract

(57)【要約】【課題】可燃物から炭化物を工業的に効率良く生産す
ることが可能である炭化炉を提供することにある。【解決手段】表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或
いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉
部１０内を炉部１０の一端側にある投入口１２側から他
端側にある排出口１４側へ送り、該原料の送り方向とは
反対方向から着火させ、炉部１０の排出口１４側で前記
可燃物を炭化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可燃物を炭化させる
ための炭化炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、炭焼きのように可燃物を炭化する
には、閉塞性のある燃焼空間内に可燃物をプールし、ガ
ス成分を燃焼させている。この方法は、いわば閉塞式の
炭化炉であり、炭化炉内への酸素の供給量を抑制するこ
とで、炭化した可燃物がさらに酸化して灰にならないよ
うにすると共に、閉塞式のため、炭化炉内の温度を高温
に維持でき、ガス成分を木材の芯等の可燃物の内部から
も抜き出すことができ、可燃物を効率良く炭化させるこ
とができるのである。ところで、本願出願人は、背景技
術として、「可燃物あるいは可燃物を含む物を出発原料
とし、該原料の表面をベントナイト等の無機質粘結材で
被覆して焼成すると、可燃物を酸化雰囲気で焼成しても
燃焼せずに炭化させることができる」という炭化物の製
造方法を提案している。この方法によれば、可燃成分が
無機質粘結材の微粒子で被覆されることによって酸化が
抑制されるためと推察される。この効果は、無機質粘結
材と水溶性糖類を同時に被覆するときに、さらに向上す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
閉塞式の炭化炉では、木材等の大型の可燃物から炭を作
る際には有効であるが、可燃物を炭化炉内に一旦プール
するため、時間的な効率が悪かった。従って、大量の炭
化物を工業的に生産するには適さないという課題があっ
た。また、可燃物をプールしてガスを燃焼させるため、
炭化炉内が高温になり、炉の内壁をセラミック等の耐熱
材で形成する必要があり、工業的に利用できる炭化炉を
製作するコストおよび保守するコストが高くなってしま
うという課題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、可燃物から炭化
物を工業的に効率良く生産することが可能である炭化炉
を提供することにある。さらに、炭化炉自体の製作コス
トおよび保守コストを低減することにもにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するに次の構成を備える。すなわち、本発明は、表
面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む
材料を原料とし、該原料を、筒状の炉部内を該炉部の一
端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送り、
該原料の送り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排
出口側で前記可燃物を炭化させることを特徴とする。

【０００６】また、前記筒状の炉部を軸線を中心に回転
させる回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料
を炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口
側へ送る螺旋状の送り羽根と、前記炉部の炭化物が排出
される排出口近傍に配され、炎を炉部内に前記原料の送
り方向とは反対方向に放射することのできるバーナーと
を具備することで、原料を好適に送ることができると共
に、可燃物のガス成分の着火・燃焼、および原料の乾燥
を好適に行ことができる。

【０００７】また、前記炉部は、金属材からなる筒状の
内筒部材と、金属材からなり、前記内筒部材が内部に挿
入されて二重筒を形成するために内筒部材よりも大径に
設けられた筒状の外筒部材と、前記内筒部材と外筒部材
との間隙に設けられた断熱材層とから成ることで、炭化
炉を容易に製作できる。

【０００８】また、前記内筒部材の内部に、前記螺旋状
の送り羽根が固定されていること、そして、前記炉部
は、長手方向に複数に分割可能に設けられていること
で、炭化炉自体の製作コストおよび保守コストを大幅に
低減できる。

【０００９】また、内筒部材は周方向に複数に分割され
た断面弧状の部分を備える分割筒材から成ることで、内
筒部材の熱膨張に好適に対応できる。そして、前記分割
筒材から成る内筒部材は、外筒部材の内側に固定されて
内側に延びる固定片によって支持されていることで、熱
膨張に対応して内筒部材を好適に外筒部材内に支持でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
例を添付図面と共に詳細に説明する。図１は本発明によ
る炭化炉の一実施例を示す側面図であり、図２は図１の
実施例のＸ−Ｘ断面図、図３は炉部の詳細を説明する断
面図である。１０は炉部であり、表面を無機質粘結材で
被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、そ
の原料の可燃物を炭化させて炭化物を連続的に効率良く
生産するために、両端が開放された筒状に形成されてい
る。従来の閉塞式の炭化炉とは異なり、筒状の炉部１０
の両端は開放しており、いわば開放式の炭化炉である。
なお、原料は、炉部１０内で送り易いように、粒状であ
るとよい。

【００１１】また、この炉部１０は、長手方向に複数に
分割可能に設けられている。すなわち、複数の単位筒状
炉１０ａ、１０ａ、・・・が連結されて炉部１０が形成
されている。単位筒状炉１０ａは、両端にフランジ１
１、１１が形成されており、このフランジ１１を利用し
て螺子等で長手方向に連結され、筒状に長い炉部１０が
形成される。このように構成されているため、容易に製
作でき、保守保全（メンテナンス）を容易に行うことが
できる。燃焼部等の老朽化し易い部分は、消耗品として
部分的に交換できる。もしも、筒状に長い炉部１０を一
体に設けるとすれば、変形してしまうなど、製作が困難
であると共に、炉部１０内の清掃等のメンテナンスを行
うことも困難である。

【００１２】炉部１０は筒状に長く形成されており、そ
の長さによって、原料を乾燥させる乾燥部Ａ、着火およ
び燃焼させる部分である炭化部Ｂを好適に設けることが
できる。また、炉部１０の軸心を中心にする回転動と、
後述する螺旋状の送り手段によって、原料を炉部１０内
を通って投入口１２から排出口１４へ送ることができ
る。炉部１０の一端側にある投入口１２側で原料が乾燥
され、中途部で着火され、他端側にある排出口１４まで
の間でガスが燃焼されて、最終的に炭化物が排出口１４
から排出されるのである。従って、この炉部１０を用い
れば、粒状の原料を連続的に送り、炭化物を連続的に排
出でき、工業的に大量の炭化物を効率良く生産できる。

【００１３】１６はバーナーであり、排出口１４に対向
して配設されている。このバーナー１６で炎を炉部１０
内へ放射して、原料の主にガス成分を燃焼させる。燃焼
空気の流れは、原料が送られる方向と反対方向になる。
この燃焼空気（加熱乾燥空気）が炉部１０内を吹き抜け
ることによって、後から順次送られてくる原料を好適に
乾燥させることができる。原料から発生したガス成分を
燃焼させた熱を有効に利用できる。従って、水分を含ん
だ原料でも好適に乾燥して炭化でき、効率良く炭化物を
得ることができる。なお、例えばもみ殻を主材とする原
料のような、原料が最初から乾燥している場合にあって
は、乾燥部Ａの区間を短く設ければよい。１８は煙突で
あり、排気ガスが排出される。原料を乾燥する際に発生
する悪臭を消すには、この煙突１８の部分にアフターバ
ーナーを設置すればよい。原料が投入される投入口１２
は、原料を供給し易いように、ホッパー状に設けられて
いる。

【００１４】２０は駆動ローラーであり、基台２２に回
転自在に装着され、駆動装置の一例であるモーター２４
によってチェーン機構２５を介して回転駆動される。ま
た、駆動ローラー２０は炉部１０の単位筒状炉１０ａ、
１０ａ同士が連結されたフランジ１１の外周側面に当接
し、炉部１０が軸心を中心に回転できるように支持して
いる。２６は従動ローラーであり、図２に示すように一
対で炉部１０を支持すると共に、炉部１０をその軸心を
中心に回転させることができるように回転自在に設けら
れている。従って、モーター２４の駆動力によって駆動
ローラー２０を回転すると、筒状の炉部１０を軸線を中
心に回転させることができる。なお、上記の構成からな
る回転駆動装置に限らず、歯車機構、ベルト機構、減速
機構等を組み合わせて、適宜構成できるのは勿論であ
る。

【００１５】次に炉部１０の詳細について説明する。炉
部１０は、金属材からなる筒状の内筒部材２８と、金属
材からなり、内筒部材２８が内部に挿入されて二重筒を
形成するために内筒部材２８よりも大径に設けられた筒
状の外筒部材３０と、内筒部材２８と外筒部材３０との
間隙に設けられた断熱材層３２とから成る。金属材とし
ては、耐熱性および耐腐食性の良好な材質を選択的に採
用できるが、例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ）材
を用いることができる。

【００１６】断熱材層３２の一例としては、セラミック
ファイバーを粘着材で硬化させたものを利用することが
できる。断熱材層３２を設けるのは、金属材からのみな
る炉部では放熱性が高く、燃焼温度を維持することが難
しいことによる。なお、炉部１０の内部を保温をするに
は外筒部材３０の外側を断熱材で巻いてもよい。図３に
示すように、３３はピンであり、外筒部材３０の内壁面
から内側方向へ突起しており、断熱材層３２が移動する
ことを防止している。このピン３３はスタッド溶接等に
よって外筒部材３０の内壁面に固定して設けることがで
きる。このようにピン３３を配するのは、特に内筒部材
２８と外筒部材３０が温度変化によって収縮し、断熱材
層３２が移動し易いためである。

【００１７】内筒部材２８の内部には、前記原料を投入
口１２から排出口１４へ送るための螺旋状の送り羽根
（スクリュー）であるスパイラル３４が固定されてい
る。スパイラル３４は、単位筒状炉１０ａの内筒部材２
８および外筒部材３０の長さと略同一の長さに設定され
ている。すなわち、スパイラル３４も炉部１０の長手方
向に多数に分割されている。単位筒状炉１０ａを連結し
た際にスパイラル３４の螺旋が連続した状態にならない
場合がある。例えば、隣合うスパイラル３４の角度位置
がずれた状態で、隣合う単位筒状炉１０ａ、１０ａ同士
が連結された場合であるが、そのように連結されても、
各スパイラル３４が原料を送れる方向に統一されて配さ
れている場合には、各単位筒状炉１０ａに設けられたス
パイラル３４は、原料を送るように作用できるため、機
能的な不都合はない。

【００１８】また、炉部１０の原料を乾燥させる乾燥部
Ａ、および原料のガス成分が燃焼される部分に位置する
スパイラル３４には、粒状の原料を持ち上げるための羽
根３５をつけるとよい。乾燥部Ａでは、羽根３５によっ
て原料をかき上げるようにして持ち上げて自然落下させ
ることで、原料をバーナー１６によって送風される加熱
乾燥空気の流れに好適に当てることができ、原料の乾燥
を効率良く行うことができる。また、原料のガス成分が
盛んに燃焼される部分では、羽根３５により原料をかき
上げてかき混ぜることで、原料に空気を十分に当てて均
一に燃焼させることができる。なお、原料から発生する
炎が小さくなり、原料を炭化させる炭化部Ｂでは、原料
をかき上げないほうがよく、上記のような羽根を設ける
必要はない。

【００１９】次に炉部１０の内筒部材２８の取付構造の
詳細を図３に基づいて説明する。また、内筒部材２８は
周方向に複数に分割されている。すなわち、複数の断面
弧状の部位を備える分割筒材３８が組み合わされて形成
されている。分割筒材３８は、断面弧状の部位３８ａを
備える共に、その両側部に隣合う分割筒材３８と連結す
るための連結部３８ｂを備えている。複数の分割筒材３
８は、当接された連結部３８ｂ、３８ｂ同士が固定片４
０の挟持部４０ａによって挟持されることで、筒内壁面
を形成するように固定されている。具体的には、金属板
を折り曲げて形成された挟持部４０ａがかしめられて固
定されている。また、固定片４０は支持片部４０ｂで外
筒部材３０の内部に固定されており、複数の分割筒材３
８からなる内筒部材２８を外筒部材３０の内部に支持し
ている。固定片４０は、内筒部材２８に対して、その全
長に設けられる必要はなく、複数の分割筒材３８で内筒
部材２８を形成でき、外筒部材３０の内部に内筒部材２
８を支持できるのであれば、部分的または断続的に設け
られていてもよい。また、この固定片４０は、特に支持
片部４０ｂで断熱材層３２が移動することを防止でき
る。

【００２０】次に上記の構成からなる炭化炉の作用につ
いて使用方法と共に説明する。前記原料が、投入口１２
から投入されると、炉部１０の回転と共に回転するスパ
イラル３４、３４ａの作用で排出口へ向かって移動され
る。詳細には、モーター２４の駆動力によって駆動ロー
ラー２０が回転することによって炉部１０が回転され
る。これにより、最も投入口１２側の単位筒状炉１０ａ
に固定され、供給ボックス１３内に突出されたスパイラ
ル３４ａが回転し、供給ボックス１３内に投入された原
料を送る。同様に各単位筒状炉１０ａ内に固定されたス
パイラル３４が原料を、投入口１２から排出口１４に向
かって送る。炉部１０と供給ボックス１３とは分離して
おり、炉部１０は回転自在に配設されているが、原料が
炉部１０と供給ボックス１３との隙間から脱落しないよ
うに、カバー４２が設けられている。

【００２１】点火は排出口に対向して設けられたバーナ
ー１６によってなされる。バーナー１６は、連続的に送
られる前記原料が連続して炭化（燃焼）されるように、
放射される炎の強さが調整される。原料の種類によって
は、原料自らの特にガス成分の燃焼で、バーナー１６は
送風だけでよい場合もある。原料は排出口１４側で燃焼
され、投入口１２側では原料が燃焼することで発生する
熱気が、バーナー１６による送風と共に熱風となり、原
料を効率良く乾燥できる。原料を乾燥するためのエネル
ギーを節約できる。前記原料の可燃物は、ベントナイト
等の無機質粘結材で被覆されており、酸化が抑制されて
いるため、ガス化した燃焼物は燃えるが、炭素の酸化は
抑制される。このため、通常、燃焼温度は７００〜８０
０°Ｃ程度に抑制される。このように燃焼温度が低温で
あるため、内筒部材２８は、例えばステンレススチール
のような金属材で形成されているが、耐久性等について
は問題ない。

【００２２】以上のようにして、原料が炭化され、炭化
物となって排出口から排出される。その炭化物は酸化が
抑制されているため、排出されると急激に温度が奪わ
れ、排出された直後に火が消え、効率良く粒状の粒炭と
いうべき炭化物を生産することができる。また、同様に
炭化物が混在したセラミックボールを焼成できる。送り
スピードは、モーター２４の回転数を制御することで自
在に調整できる。標準的な送りスピードは、１ｍ／ｍｉ
ｎ．程度であり、もみ殻を炭化するような場合には、送
りスピードを速めることができ、また、水分の多い原料
を炭化する場合には送りスピードを遅くすればよい。

【００２３】次に本発明にかかる炭化炉で好適に炭化さ
れる原料について説明する。上記の構成からなる炭化炉
によれば、可燃物あるいは可燃物を含む物を出発原料と
し、該原料の表面をベントナイト等の無機質粘結材で被
覆したものから、炭化物を得る方法として好適である。
特に、無機質粘結材と水溶性糖類を同時に被覆したもの
は、さらに効率良く炭化される。また、表面を無機質粘
結材で被覆された可燃物あるいは可燃物を含む物の粉
末、粒子と無機質骨材の混合体を焼成して炭化物を製造
する際、または、表面を無機質粘結材と水溶性糖類の被
膜で被覆された可燃物あるいは可燃物を含む物の粉末、
粒子と無機質骨材の混合体を焼成して炭化物を製造する
際にも好適に利用できるのである。

【００２４】本明細書の可燃物とは、石炭、木材、竹、
プラスチック、穀物の殻（蕎麦殻、もみ殻等）、穀物、
食品、およびこれらの加工残査、およびこれらを原料に
する廃棄物等、固体で燃えるもの全般を意味するが、特
にコーヒー粕、もみ殻、オガコ、穀物等の粉末、粒状の
固体で排出される廃棄物に極めて有効である。また、可
燃物を含むものとは、燃える物と燃えない物が混ざった
物で、燃えない物はガラス、耐火物等のセラミック、
水、等である。無機質粘結材としては、耐火粘土、ベン
トナイト、特殊粘土等のいわゆる粘土質粘結材が好まし
く、とりわけベントナイトの酸化抑制効果が大きい。水
溶性糖類としては、例えば、しょ糖、麦芽糖、ブドウ糖
等の小糖類および単糖類がある。また、骨材としては、
無機質廃棄物の粉粒体を利用できる。例えば、鋳物砂、
汚泥砂、レンガ、瓦、コンクリートの粒および粉、製鉄
高炉スラグ、鋳物のノロ、パーライト、ガラス繊維、ロ
ックウール、廃粘土、焼却炉の灰、スラグ金属の錆等で
ある。なお、原料に無機質粘結材を被覆するには、コー
ヒー粕のように原料に水分が含まれている場合は新たに
水分を添加することなく、もみ殻のように水分を含んで
いない場合は新たに水分を添加し、単に混練すればよ
い。被膜は薄くても十分な酸化抑制効果がある。また、
水溶性糖類の被覆は、糖類を予め水に溶かして使用する
場合もあるし、糖類の粉末を混練してもよい。

【００２５】以上、本発明につき好適な実施例を挙げて
種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定される
ものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの
改変を施し得るのは勿論のことである。

【００２６】

【発明の効果】本発明にかかる炭化炉によれば、可燃物
を有する原料を、筒状の炉部内を該炉部の一端側にある
投入口側から他端側にある排出口側へ送り、該原料の送
り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排出口側で前
記可燃物を炭化させることができる。従って、可燃物を
有する原料から、炭化物を工業的に効率良く生産できる
という著効を奏する。また、炉部を金属材で設け、さら
には長手方向に分割することで、炭化炉自体の製作コス
トおよび保守コストを低減できるという著効も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す炭化炉の側面図であ
る。

【図２】図１の実施例のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】内筒部材の取付構造を模式的に説明する断面図
である。

【符号の説明】

１０炉部１２投入口１４排出口１６バーナー１８煙突２０駆動ローラー２４モーター２８内筒部材３０外筒部材３２断熱材層３４スパイラル３８分割筒材４０固定片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或
いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉
部内を該炉部の一端側にある投入口側から他端側にある
排出口側へ送り、該原料の送り方向とは反対方向から着
火させ、炉部の排出口側で前記可燃物を炭化させること
を特徴とする炭化炉。
【請求項２】前記筒状の炉部を軸線を中心に回転させ
る回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料を炉部の一端側にある投
入口側から他端側にある排出口側へ送る螺旋状の送り羽
根と、前記炉部の炭化物が排出される排出口近傍に配され、炎
を炉部内に前記原料の送り方向とは反対方向に放射する
ことのできるバーナーとを具備することを特徴とする請
求項１記載の炭化炉。
【請求項３】前記炉部は、金属材からなる筒状の内筒部材と、金属材からなり、前記内筒部材が内部に挿入されて二重
筒を形成するために内筒部材よりも大径に設けられた筒
状の外筒部材と、前記内筒部材と外筒部材との間隙に設けられた断熱材層
とから成ることを特徴とする請求項１または２記載の炭
化炉。
【請求項４】前記内筒部材の内部に、前記螺旋状の送
り羽根が固定されていることを特徴とする請求項１、２
または３記載の炭化炉。
【請求項５】前記炉部は、長手方向に複数に分割可能
に設けられていることを特徴とする請求項１、２、３ま
たは４記載の炭化炉。
【請求項６】内筒部材は周方向に複数に分割された断
面弧状の部分を備える分割筒材から成ることを特徴とす
る請求項３、４または５記載の炭化炉。
【請求項７】前記分割筒材から成る内筒部材は、外筒
部材の内側に固定されて内側に延びる固定片によって支
持されていることを特徴とする請求項６記載の炭化炉。