WO2018025425A1 - 間接加熱方式炭化処理システム - Google Patents

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WO2018025425A1
WO2018025425A1 PCT/JP2016/086068 JP2016086068W WO2018025425A1 WO 2018025425 A1 WO2018025425 A1 WO 2018025425A1 JP 2016086068 W JP2016086068 W JP 2016086068W WO 2018025425 A1 WO2018025425 A1 WO 2018025425A1
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WO
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carbonization
flow path
chamber
heat flow
hot air
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PCT/JP2016/086068
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English (en)
French (fr)
Inventor
福村猛
Original Assignee
株式会社Ｆｕｋｕｔｅｃ
福村猛
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge

Definitions

  • the present invention relates to an indirect heating type carbonization processing system.
  • Such a carbonization treatment apparatus includes a combustion chamber that generates hot air, and a box-shaped carbonization chamber that surrounds five sides excluding the door portion with a heat flow channel having a serpentine structure through which the hot air flows.
  • the carbonization target object housed in the carbonization chamber is indirectly heated from the outside of the carbonization chamber to carbonize the carbonization target.
  • the volume of carbonized objects can be reduced, reduced, and recycled in a short time.
  • the heat flow path of such a carbonization apparatus is formed as a flow path that simply causes a heat drop or heat transfer from the upper part to the lower part and from one end edge to the other end edge on each inner side surface in the rectangular carbonization chamber.
  • the radiant heat moves from the upper part to the lower part according to the heat flow, and from one end edge to the other end edge, so the temperature of the radiant heat emitted from the flow path is lower on the downstream side and lower on the ceiling and bottom surfaces.
  • the temperature decreases from the start to the end, the temperature in the square carbonization chamber becomes non-uniform, heat spots occur, the temperature in the carbonization chamber becomes unstable, and the object to be carbonized is quickly and stably pyrolyzed. I could not do it.
  • the temperature difference between the side surfaces of the carbonization chamber becomes excessive, thereby expanding the difference in thermal expansion between the side surfaces, causing thermal strain in the carbonization chamber and shortening the life of the carbonization furnace itself.
  • the heat flow path is formed by meandering of the single flow path on each side surface, and the single flow path meandering on each side face is connected to one, the temperature distribution is uneven on each side face of the carbonization chamber.
  • the heat distribution caused local thermal spots, and the difference in thermal expansion of the square carbonization chamber wall was excessive.
  • the present invention provides a carbonization furnace case, a carbonization chamber accommodated in the carbonization furnace case, an inner side surface of the carbonization furnace case, and an outer side excluding the carbonization target entry / exit side of the carbonization chamber.
  • both the start end of the first flow path and the start end of the second flow path communicate with the terminal opening of the hot air supply path from the combustion chamber opened on one side surface of the carbonization chamber.
  • the end of the first flow path and the end of the second flow path are both communicated with the start end opening of the hot air discharge path provided on one side surface of the carbonization chamber opposite to the end opening of the hot air supply path. It is characterized by having joined together.
  • the heat flow path formed in a zigzag shape on each of the five side surfaces of the outer periphery of the carbonization chamber is composed of a single heat flow path between a plurality of partition walls arranged in parallel at regular intervals. Are formed in parallel with each other, and the adjacent single heat flow paths are also configured to communicate with each other only at the start and end to form a zigzag.
  • the indirect heating system carbonization processing system it is possible to downsize the carbonization processing equipment and carbonize the carbonization target object at the site where the carbonization target object is generated, as well as hot air generated in the combustion chamber.
  • the heat exchange efficiency between the air and the carbonization room space is dramatically increased, and the heat energy of the hot air as radiant heat is utilized to the maximum, so that even a relatively low heat energy is stable in a short time Can be carbonized.
  • the heat flow path is formed in a zigzag shape on the five sides of the outer periphery of the carbonization chamber in the heat flow path layer that is cut off from the outside air, so the heat exchange rate with hot air is stabilized on each of the five sides and the temperature on each side is made substantially uniform.
  • a moderate and constant coefficient of thermal expansion can be realized to prevent the carbonization chamber from being deteriorated due to thermal strain.
  • each side unit can be heated to a different temperature, and by generating a temperature difference between the five sides of the carbonization chamber, natural convection of hot dry distillation gas in the carbonization chamber is generated, and the thermal decomposition of the carbonization target object Can be promoted.
  • the zigzag heat flow path on the three side surfaces among the five side surfaces is a continuous first flow path
  • the zigzag heat flow path on the other two side surfaces is a continuous second flow path.
  • the flow rate and flow rate of the hot air in one hot flow path can be adjusted within the other hot flow path without any special structure being provided to the hot air supply path.
  • the zigzag shaped heat flow path is formed with a large number of heat single flow paths formed in parallel by a large number of partition walls arranged in parallel at regular intervals, and each adjacent heat single flow path has a start end and a terminal end, respectively.
  • the contact area between the hot air and the partition wall and the side surface forming the heat flow path is expanded, and the start end of the adjacent single heat flow path when the hot air flows through the heat flow path.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the concept of the overall configuration of the carbonization processing system A.
  • FIG. 2 is a front view showing the appearance of the carbonization processing system A.
  • FIG. 4 is a perspective view of the configuration of the heat flow path 4 surrounding the carbonization chamber 2 as viewed from the upper side of one side.
  • the carbonization processing system A includes a combustion chamber 6 that generates hot air in the center thereof, and a heat flow path layer 3 in which hot air flows through both upper ends of the combustion chamber 6. 3 'and two carbonization chambers 2 and 2' surrounded by the outer periphery excluding the front surface, and hot air is blown and circulated over the entire heat flow path layers 3 and 3 'to provide carbonization chambers 2 and 2'.
  • the carbonization object to be contained therein is heated indirectly from the outside of the carbonization chamber 2 to be carbonized.
  • the heat flow path layer 3 has a heat flow path 4 having a serpentine structure, and heat energy is effectively carbonized by regularly circulating hot air around the carbonization chambers 2 and 2. Heat is transferred to the object to be carbonized in the chambers 2 and 2 '.
  • the structure of the heat flow path 4 is not a simple snake-shaped structure surrounding the outer periphery of the carbonization chamber 2 already proposed by the inventor of the present invention in Japanese Patent Publication No. 2013-533897.
  • the heat flow path is divided into two heat flow paths 4a and 4b on the outer periphery of the gas flow path, and the heat flow paths 4a and 4b are formed on the five sides of the carbonization chamber 2 from the upstream side to the downstream side according to a certain rule.
  • Such zigzag heat flow paths 4a and 4b allow effective heat exchange between the fluid and the carbonization chambers 2 and 2 'and the carbonization chamber 2 as described above when cold air is circulated. It is possible to rapidly cool the coking chamber 2 in a high heat state while realizing uniform heat shrinkage of the 2 ′ side wall and preventing deterioration of the coking chamber 2, 2 ′ due to the occurrence of eccentric strain due to thermal spots. It is possible.
  • FIG. 5 is a perspective view of the configuration of the heat channel 4 surrounding the carbonization chamber 2 as seen from the lower side of the other side surface.
  • the carbonization chamber and the like having a symmetric structure will be described with a focus on the carbonization chamber 2, and the description of the other carbonization chamber and the like will be omitted.
  • the carbonization chamber 2 is formed in a box-shaped square shape and is housed in a carbonization furnace case 1 similar to the carbonization chamber 2.
  • the carbonization furnace main body 11 is nested in the carbonization furnace case 1 and the carbonization chamber 2 housed in the carbonization furnace case 1, except for the inner side surface of the carbonization furnace case 1 and the carbonization treatment object entrance / exit 2 f side of the carbonization chamber 2.
  • a heat flow path layer 3 whose outer periphery is closed by a side plate 3 a is formed between the outer peripheral five side surfaces so as to be blocked from outside air, and a zigzag heat flow path 4 is formed in the heat flow path layer 3.
  • a constant gap is formed between the outer plate 3 a of the heat flow path layer 3 and the inner plate of the carbonization furnace case 1 to form a heat insulating air layer 80.
  • the carbonization chamber 2 is capable of storing the carbonization target object inside, and charging the carbonization target object inside the carbonization chamber inside the front side and collecting the carbonized product.
  • a door 12 for opening and closing the carbonization object inlet / outlet 2f having a front opening and closing the carbonization object inlet / outlet 2f to block the contact between the carbonization object to be stored in the carbonization chamber 2 and the outside air is freely openable and closable. It is pivotally supported by.
  • Each of the door portion 12 and the carbonization furnace case 1 is filled with a heat insulating material such as ceramic wool 81. Actually, several sheets of ceramic wool are stacked and fixed with a through bolt or the like. .
  • the carbonization chamber 2 is connected to the combustion chamber 6 through the dry distillation gas transfer pipe 7 at the upper center portion on one side surface thereof, and is generated in the carbonization chamber 2.
  • the gas is recirculated into the combustion chamber 6 to increase the combustion efficiency.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram showing the overall configuration of the combustion chamber 6, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing the state of generation of a swirling flow of hot air inside the combustion chamber 6.
  • the combustion chamber 6 has a rectangular parallelepiped shape and is disposed between the two front and rear carbonization chambers 2.
  • the combustion chamber 6 is provided with a burner 61 for generating hot air substantially at the center of the front side wall 6a, and the dry distillation gas transfer pipes 7 and 7 project from the front position of the upper side wall 6b to the inside of the combustion chamber 6 so that the upper side wall 6b
  • Two hot-air inflow pipes 5a and 5a ′ and a hot-air supply part 62 communicating with the upper part of the hot-air inflow pipes 5a and 5a ′ are disposed at the rear position, and a mixed-burning part 63 is formed behind the hot-air supply part 62.
  • the entire outer periphery of the combustion chamber 6 is surrounded by a heat-resistant wall body 64 with a refractory material, for example, a fireproof smoke tile.
  • the burner 61 uses kerosene gas, which will be described later, as fuel to inject a flame toward the rear side wall 6c of the combustion chamber 6 inside the combustion chamber 6, and generates hot air by burning and heating the transfer air.
  • the pair of dry distillation gas transfer pipes 7 and 7 ′ protrude from the front position of the upper side wall 6 b of the combustion chamber 6 to the inside of the combustion chamber 6.
  • Reference numerals 7 c and 7 c ′ denote opening portions at the ends of the dry distillation gas transfer pipes 7 and 7 ′, and 6 c denotes a rear side wall of the combustion chamber 6.
  • the tip openings 7c and 7c ′ of the pair of dry distillation gas transfer pipes 7 and 7 ′ are connected to the combustion chamber 6 from the dry distillation gas transfer pipes 7 and 7 ′ as shown in FIGS.
  • the dry distillation gas and combustion air jetted into the interior strike the left and right side walls 6d and 6d 'in an oblique direction, and generate two swirling flows whose rotational directions are different from each other along both sides of the flame injection direction of the burner 61. It is arranged.
  • the co-firing unit 63 is provided as a predetermined space behind the hot air supply unit 62 and surrounded by the rear side wall 6c, the upper and lower side walls, and the left and right side walls 6d and 6d 'of the combustion chamber 6.
  • the hot air supply section 62 is a box-shaped member having a predetermined space protruding upward from the rear position of the upper side wall 6b of the combustion chamber 6, and two hot air inflow pipes 5a and 5a 'are connected to the upper part thereof. Has been established.
  • the two swirling flows composed of the dry distillation gas and the combustion air having mutually different swirling directions draw more dry distillation gas and combustion air into the central portion where the negative pressure is generated.
  • the burner 61 moves to the mixed firing portion 63 while burning along the flame injection direction.
  • a certain amount of this hot air is once accumulated in the hot air supply section 62 at the rear of the upper side wall 6b of the combustion chamber 6 and temporarily stays there, so that the internal pressure and the heat rise bias of the combustion chamber 6 become substantially uniform to the staying hot air.
  • the partial flow rate of the hot air flowing into the two hot air inflow pipes 5a and 5a ' is constant.
  • combustion chamber 6 communicates with a heat flow path 4, 4 ′ formed on the outer periphery of the carbonization chamber 2, 2 ′ via hot air inflow pipes 5 a, 5 a ′.
  • the hot air generated in the combustion chamber 6 is heated with the carbonization chambers 2, 2 ′ through the heat flow channels 4, 4 ′ formed on the outer periphery of the carbonization chambers 2, 2 ′ via the hot air inflow pipes 5 a, 5 a ′. It circulates while exchanging, and is discharged from the chimney 10b through the discharge pipe 10a which is the hot air discharge passage 10.
  • FIG. 6 is a development view showing a flow process of the two heat flow paths 4a and 4b.
  • the first flow path 4a and the second flow path 4b are partitioned by a flow dividing wall 40 provided on the one side surface 2a of the carbonization chamber 2 at a position where the terminal opening 5b of the hot air inflow pipe 5a is substantially halved.
  • the diverting wall 40 is a part that divides the hot air sent from the combustion chamber 6 into the first flow path 4a and the second flow path 4b, and is formed on one side surface 2a of the carbonization chamber 2 provided with the hot air inflow pipe 5a. In the vicinity of the back surface 2d side, that is, at the position where the terminal opening of the hot air inflow pipe 5a is divided in half, it is continuously provided on one side surface 2a of the carbonization chamber 2 in the vertical direction.
  • the heat flow paths 4a and 4b on the five side surfaces of the outer periphery of the carbonization chamber 2 are formed in the heat flow path layer 3 by erecting a plurality of partition walls 41 at predetermined intervals on each side face.
  • the more specific structure of each flow path 4a, 4b is as mentioning later.
  • the first flow path 4a includes a first flow path upstream portion 4a-1 formed on one side surface 2a of the carbonization chamber 2 and a first flow path formed on the upper surface 2b of the carbonization chamber 2. It is composed of a midstream portion 4a-2 and a first flow path downstream portion 4a-3 formed on the other side surface 2c of the carbonization chamber 2.
  • the second flow path 4b includes a second flow path upstream portion 4b-1 formed on the back surface 2d of the carbonization chamber 2, and a second flow path downstream portion 4b-2 formed on the lower surface 2e of the carbonization chamber 2. It consists of.
  • the total length of the heat flow path 4 of this embodiment is formed to be about 60 m. More specifically, the first channel 4a is formed to have a total length of about 35 m, and the second channel 4b has a total length of about 25 m, and the total length is about 60 m.
  • the first flow path 4a is a long flow path
  • the second flow path 4b is a short flow path
  • the hot flow path formed on the five side surfaces is formed as long as possible, so that hot air flowing through each flow path is formed. While extending the circulation time, the hot air is divided into the two flow paths to improve the efficiency of heat exchange into the carbonization chamber 2.
  • the first flow path 4a and the second flow path 4b communicate with each other only at the start and end of each flow path section, upstream and downstream, respectively.
  • the terminal ends of the first flow path 4a and the second flow path 4b are connected to a side wall 6d opposite to the side face 2a provided with the flow dividing wall 40 of the carbonization chamber 2, with a hot air discharge path. 10 is configured to communicate and merge at the start end opening 10c of the discharge pipe 10a.
  • the heat flow path 4 forms a flow dividing portion by the flow dividing wall 40 at the uppermost stream end and divides the flow path into two flow paths, thereby reducing the heat energy difference between the upstream side and the downstream side of the hot air as much as possible and generating heat spots.
  • an edge where the start end opening 10c of the discharge pipe 10a is formed at the most downstream end of the two flow paths and the hot air of the other flow path is drawn in accordance with the hot air discharge speed of the one flow path. This produces an effect of effusion and makes it possible to make the inflow amount of hot air according to the volume of each flow path constant at the diversion part.
  • the burner 61 of the combustion chamber 6 burns kerosene gas or dry distillation gas generated during pyrolysis from the carbonization object as fuel, supplies hot air to the heat flow path 4 and indirectly heats the carbonization chamber 2.
  • the base of the burner 61 of the combustion chamber 6 includes a kerosene tank 14 via a kerosene supply pipe 14a, and a blower 9a for blowing air for combustion via a combustion air feed pipe 13, respectively. There is a continuous connection.
  • a combustion air feed pipe 16 that mixes combustion air from the blower 9b into the dry distillation gas is connected to the middle portion 7b of the dry distillation gas transfer pipe 7 that communicates the carbonization chamber 2 and the combustion chamber 6. More specifically, in the middle part 7b of the bulging shape of the dry distillation gas transfer pipe 7, the combustion air feed pipe 16 connected to the blower 9b is placed with its terminal opening facing downstream (in the combustion chamber 6 side direction). It is arranged.
  • the blower 9b blows air for co-firing the dry distillation gas into the combustion chamber 6 in accordance with the flow rate of air supplied to the dry distillation gas transfer pipe 7, and the dry distillation gas generated in the carbonization chamber 2 from the carbonization chamber 2 to the dry distillation gas. It functions as an ejector that is drawn into the transfer pipe 7.
  • automatic open / close valves 13a, 16a, 14b and 7a are provided in the middle of the combustion air feed pipe 13, kerosene supply pipe 14a, combustion air feed pipe 16 and dry distillation gas transfer pipe 7 and controlled by the control panel 15. .
  • combustion adjustment of the burner 61 in the combustion chamber 6 is performed through a touch panel display of the control panel 15 arranged outside the carbonization furnace main body 11 independently.
  • Automatic adjustment of the supply of kerosene gas and dry distillation gas to the combustion chamber 6 is performed inside the carbonization chamber 2 as the temperature of the carbonization chamber 2 rises through a burner control unit 15a incorporated in the control panel 15 or a carbonization chamber control unit (not shown). Perform according to the amount of dry distillation gas supplied.
  • the control panel 15 also communicates with the open / close valve V and a thermoelectric band T that detects the carbonization chamber temperature.
  • the hot hot air generated in the combustion chamber 6 flows through the first flow path 4 a and the second flow path 4 b formed in zigzags on the five side surfaces of the outer periphery of the carbonization chamber 2, and exchanges heat with the carbonization chamber 2.
  • the first channel upstream portion 4a-1 and the first channel downstream portion 4a-3 are arranged in the longitudinal direction of the single heat channel 42 on one side surface 2a and the other side surface 2c of the carbonization chamber 2.
  • a plurality of single heat channels 42 are formed in parallel in a zigzag shape so as to extend in the vertical direction.
  • first flow path midstream part 4a-2 is orthogonal to the longitudinal direction of the single heat flow path 42 of the first flow path upstream part 4a-1 and the first flow path downstream part 4a-3 on the upper surface of the carbonization chamber 2.
  • a large number of single heat channels 42 are formed in parallel in a zigzag manner.
  • the second flow path upstream portion 4b-1 is formed with a large number of single heat flow paths 42 in parallel so as to descend in a zigzag shape in the left-right direction from the upper side to the lower side on the back side of the carbonization chamber 2. .
  • the second flow path downstream portion 4b-2 is zigzag from one end to the other end in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the single heat flow path 42 of the second flow path upstream portion 4b-1 at the bottom surface of the carbonization chamber 2.
  • a large number of single heat channels 42 are formed in parallel.
  • the thus formed heat flow path 4 can also be used as a cooling flow path for cooling the carbonization chamber 2 after the carbonization treatment of the carbonization target. That is, as shown in FIG. 1, the carbonization chamber 2 is cooled by stopping the combustion of the burner 61 and supplying a large volume of cool air supplied from the blower 9 c via the hot air supply path 5 in addition to the blower 9 a and the blower 9 b. Then, it is conducted by flowing through the heat flow path 4.
  • the blower 9c functions as a main blower that blows increased air in order to forcibly cool the carbonization chamber 2, and is connected to the hot air inflow pipe 5a through the cooling air feed pipe 17 at the midway portion of the hot air inflow pipe 5a. ing.
  • the cooling air feed pipe 17 is provided with an automatic opening / closing valve 17a, and the automatic opening / closing valve 17a is closed by the control panel 15 during carbonization heating.
  • Such a circulation of the cold air after the carbonization treatment can provide a forced air cooling function of the carbonization chambers 2 and 2 ′ having the heat flow paths 4 and 4 ′, thereby shortening the cooling time of the carbonization chamber 2.
  • the carbonization target object is directly charged and used for the carbonization process. As shown in FIGS. 2 and 7, the carbonization target object is stored.
  • the carbonizing tray 20 can be inserted as the storage mechanism 90 to carbonize the carbonized object.
  • the carbonization tray 20 is formed in a rectangular shape slightly smaller than the internal space of the carbonization chamber 2 and has a box shape with an open top, and the peripheral wall is composed of a wire mesh 20a.
  • a space S is formed in which forklift claws are inserted between the upper and lower carbonized trays 20 via the legs 20b when the leg bodies 20b are vertically suspended and the carbonized trays 20 are stacked in several stages.
  • the carbonization object to be arbitrarily shaped and stacked in a non-aligned manner in the carbonization tray 20 in the carbonization chamber 2 is irradiated with radiant heat as uniformly and rapidly as possible and uniformly.
  • the hot air gas dry distillation gas
  • the carbonization processing system A has a structure that can be mounted on the carbonization processing vehicle 30 as shown in FIGS. 9 and 10 are explanatory views showing a mounting structure when the carbonization chamber is accommodated in the carbonization chamber case.
  • FIG.11 and FIG.12 is explanatory drawing which shows the carbonization processing vehicle 30 carrying the carbonization processing apparatus A.
  • FIG. 9 and 10 are explanatory views showing a mounting structure when the carbonization chamber is accommodated in the carbonization chamber case.
  • FIG.11 and FIG.12 is explanatory drawing which shows the carbonization processing vehicle 30 carrying the carbonization processing apparatus A.
  • the carbonization furnace body 11 is supported at predetermined positions on the bottom surface of the carbonization chamber 2, for example, at four positions corresponding to rails 34 and 34 ′ laid below the carbonization chamber 2.
  • Protrusions 21 and 21 ′ are provided so as to be placed on rails 34 and 34 ′ laid on the bottom of the carbonization furnace case 1 via H steel 35 and 35 ′.
  • the support protrusions 21 and 21 'of the carbonization chamber 2 are configured to be loosely fitted in the protrusion support holes 34a and 34a' drilled in the rails 34 and 34 'while maintaining a certain clearance.
  • the deformation displacement of the carbonizing chamber 2 caused by the expansion and contraction of the constituent members due to the above is configured to be absorbed by the clearances of the protrusion support holes 34a and 34a ′.
  • the expansion and contraction of the constituent members caused by the thermal expansion of the carbonization chambers 2 and 2 ′ is caused by the clearance between the protrusion support holes 34a and 34a ′ and the support protrusions 21 and 21 ′. It is possible to absorb with.
  • the combustion chamber 6 between the two carbonization furnace main bodies 11, 11 ′ and the carbonization furnace main bodies 11, 11 ′ configured as described above is connected to the chassis of the vehicle-mounted trailer 31.
  • the carbonization processing vehicle 30 is configured by arranging in 33 the weight distribution so that the weight load of each member and structural section of the carbonization furnace main bodies 11 and 11 ′ can be reduced as much as possible.
  • the rear half portion 33b of the chassis 33 of the trailer 31 is formed at a position slightly lower than the front half portion 33a.
  • two chassis bodies 11 and 11 ′ are provided on the chassis 33 of the rear half portion 33b.
  • the combustion chamber 6 is disposed between the front and rear and the combustion chamber 6 is interposed between them.
  • the chassis 33 of the front half 33a has an operation control device 17, a power generation device 18, and a kerosene tank provided with a control panel 15 as an auxiliary member 91 for operation and operation. 14, a kerosene pump 14c is provided.
  • the heavy load of the two carbonization furnace bodies 11 is applied to the rear half 33b of the chassis 33 below the front half 33a to reduce the weight load at the connecting portion between the tractor 32 and the trailer 31. Since the traction power can be transmitted as smoothly as possible, there is no hindrance to the traction accompanying the traveling movement of the carbonization device on the road.
  • the rear half 33b of the chassis 33 is located at a position below the front half 33a of the chassis 33. Since the weight loads of the individual carbonization furnace main bodies 11 and 11 ′ are applied, the state in which the rear end of the chassis 33 swings can be prevented as much as possible, and safer traveling can be performed.
  • the operation-related operation-related member 91 is provided in the front half 33a of the chassis 33, it is easy to perform inspection and maintenance work of the apparatus, and traveling vibration accompanying unevenness of the road surface when traveling on the road is the front half 33a. Is at a position higher than the rear half 33b, so that malfunction and failure of the instruments can be prevented as much as possible without directly receiving vibration shock.
  • the carbonization processing vehicle 30 equipped with the indirect heating type carbonization processing system A loads a plurality of empty carbonization trays 20 and circulates the waste generation place, and stores the carbonization target object in the carbonization tray 20 at the waste discharge place.
  • the carbonization tray 20 After collecting the carbonization object, the carbonization tray 20 is inserted into the two carbonization chambers 2, 2 ′ or one of the carbonization chambers 2, 2 ′ and sealed with the door portion 12.
  • the burner 61 of the combustion chamber 6 is operated through the mounted control panel 15.
  • the automatic open / close valve 13a of the combustion air feed pipe 13 and the automatic open / close valve 14b of the kerosene supply pipe 14a are opened, and the transfer air from the blower 9a and the kerosene gas from the kerosene tank 14 are supplied to the burner 61, and the combustion chamber 6 The flame of the burner 61 is generated inside.
  • the automatic open / close valve 16a of the combustion air feed pipe 16 of the blower 9b is opened, the transfer air from the blower 9b is introduced into the dry distillation gas transfer pipe 7, and the dry distillation gas generated inside the carbonization chamber 2 is supplied to the dry distillation gas transfer pipe. 7 is sucked in, and dry distillation gas and combustion air are supplied to the combustion chamber 6.
  • the supply amount of the dry distillation gas and kerosene gas is based on the temperature information in the combustion chamber 6 and the carbonization chamber 2 detected by each thermoelectric zone T and the temperature sensor 15b, and the combustion chamber 6 is supplied from 40,000 kcl / h to 460,000 kcl / h, and the flow rate is automatically adjusted by the control panel 15 so that the respective carbonization chambers 2 and 2 ′ have a temperature of 0 ° C. or more and 1000 ° C. or less.
  • the hot air flowing through the first flow path 4a has the first flow path upstream portion 4a-1 on the back surface in combination with the hot air energizing pressure of the blower 9a and the blower 9b and the heat rise of the hot air. From the 2d side to the front side, it flows in a vertical zigzag shape and reaches the first flow path midstream part 4a-2.
  • the hot air in the first flow path midstream part 4a-2 is in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the single heat flow path 42 of the first flow path upstream part 4a-1 and the first flow path downstream part 4a-3.
  • a large number of parallel single heat flow passages 42 are circulated in a front-rear zigzag manner to reach the first flow passage downstream portion 4a-3.
  • the flow direction of the hot air in the first flow path midstream portion 4a-2 is a direction orthogonal to the flow direction in the first flow path upstream portion 4a-1, so that the hot air flows on the upper surface 2b of the carbonization chamber 2.
  • the convection time is lengthened and the backflow of hot air to the first flow path upstream portion 4a-1 is prevented.
  • the hot air that reaches the first flow path downstream portion 4a-3 flows up and down the first flow path downstream portion 4a-3 from the front side toward the back surface 2d side in a zigzag manner and reaches the discharge pipe 10a.
  • the hot air in the second flow path upstream portion 4b-1 descends and flows in a zigzag manner from the upper surface 2b side to the lower surface 2e side by the air supply urging pressure of the blower 9a and the blower 9b, and the second flow path It reaches the downstream part 4b-2.
  • the hot air that has reached the second flow path downstream portion 4b-2 has a large number of single heat channels 42 parallel to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the single heat flow channel 42 of the second flow path upstream portion 4b-1. Are circulated in the front-rear zigzag shape and reach the first flow path downstream portion 4a-3.
  • the flow direction of the hot air in the second flow path downstream portion 4b-2 is a direction perpendicular to the flow direction in the second flow path upstream portion 4b-1, so that the hot air flows on the lower surface 2e of the carbonization chamber 2 Convection time is required and the backflow of hot air to the second flow path upstream portion 4b-1 is prevented.
  • each partition wall 41 forming each heat channel 4 not only expands the contact area with hot air and conducts heat to each side surface of the carbonization chamber 2, 2 ′, but also the start end of each heat single channel 42.
  • the end portions of the partition walls 41 and 43 at the end 44 function as fins, thereby causing a swirling flow of hot air in the heat flow path 4 and dramatically increasing the heat exchange rate between the hot air and the carbonizing chamber 2. Improves radiant heat energy toward the inside.
  • FIG. Fig.13 (a) shows the side view of the hot gas convection in a carbonization chamber inside
  • FIG.13 (b) shows the front view of the hot gas convection in a carbonization chamber inside.
  • the relationship between the temperatures on the six side surfaces of the carbonization chambers 2 and 2 ′ is as follows: the rear surface 2d ⁇ one side surface 2a on which the hot air supply passage 5 is disposed> the lower surface 2e> the upper surface 2b> the other side surface on which the hot air discharge passage 10 is disposed. 2c> the front surface 2g formed by closing the carbonization object entrance / exit 2f at the door portion 12.
  • the hot gas convection phenomenon of the dry distillation gas that fills the inside of the carbonization chamber 2 occurs due to the difference in thermal temperature between the side surfaces of the carbonization chamber 2. That is, as shown in FIG. 13A, the dry distillation gas heated at the lower surface 2e in a higher temperature state than the other side surface is the rear surface 2d side ⁇ the upper surface 2b side ⁇ the front surface, as viewed from the side inside the carbonization chamber 2. Hot gas convection is generated so as to reflux from the 2g side to the lower surface 2e side.
  • the convection phenomenon of the dry distillation gas occurs inside the carbonization chamber 2 so that the temperature distribution in the internal space of the carbonization chamber 2 is made substantially uniform.
  • the carbonization treatment system A is rapidly cooled by operating the above-described forced cooling mechanism, and the carbide in the carbonization chamber 2 can be taken out in a short time.
  • the carbonization target is stored in the carbonization tray 20 by going around the waste discharge place, and the carbonization processing is processed while the vehicle is running. Therefore, there are no restrictions on the operation of recovering the carbonization object and the carbonization work site.
  • a Carbonization treatment system 1 Carbonization furnace case 2 Carbonization chamber 3 Heat flow path layer 4 Heat flow path 5 Hot air supply path 6 Combustion chamber 7 Dry distillation gas transfer pipe 9 Blower 10 Hot air discharge path 11 Carbonization furnace main body 12 Door 13 Combustion air feed pipe 14 Kerosene tank 15 Control panel 16 Combustion air feed pipe 17 Cooling air feed pipe 80 Insulating air layer

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Abstract

炭化処理設備をコンパクト化して炭化処理対象物の発生現場での炭化処理を可能にし、燃焼室と炭化室内空間との熱交換効率を飛躍的に上昇させ、輻射熱を最大限利用して短時間で安定した炭化処理が出来る間接加熱方式炭化処理システムを提供する。　炭化炉ケース内側面と炭化室の炭化処理対象物出入口側を除いた外周五側面との間に形成した熱流路層と、ジグザグ状の熱流路と、熱風供給路に連通した燃焼室を持つ。さらに乾留ガス移送管と、燃焼室に連通した燃焼ガス管と、炭化室を冷却するための送風機からなる。五側面のうち三側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ一本に連続した第１流路とし、他の二側面の熱流路はそれぞれ連続した第２流路とした。

Description

間接加熱方式炭化処理システム
　本発明は、間接加熱方式炭化処理システムに関する。
　一般的に、各種産業界、畜産業界、下水処理場及び医療関係機関などの種々の業界で日々排出される有機系の廃棄物（以下、単に「炭化処理対象物」と言う。）の処理は、環境に配慮しつつ一定の基準に即して処理する必要があり、これらの業界において大きな負担となっていた。
　これに対し、炭化処理対象物を無酸素状態で間接的に加熱することで熱分解し、固定炭素として資源化可能とする炭化炉処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
　このような炭化処理装置は、熱風を発生させる燃焼室と、熱風が流通する蛇型構造の熱流路で扉部分を除いた五側面を囲繞した箱型形状の炭化室とを備えており、熱風を熱流路全体に送風循環させ、炭化室内に収容した炭化処理対象物を炭化室外部から間接的に加熱して炭化するもので、シンプルな構造を実現しつつも、炭化処理対象物の発生現場において短時間で炭化処理対象物を減容化、減量化、再資源化をすることができるとしている。
特表第２０１３－５３３８９７号
　かかる炭化処理装置の熱流路は、方形状の炭化処理室内の各内側面において上部から下部、一端縁から他端縁に至るまで単純に熱降下や熱移動する流路に形成している。
　従って輻射熱は熱流に従って上部から下部に、また一端縁から他端縁に移動することになるため流路から発散される輻射熱の温度は側面では下流側ほど低い温度となり、天井面や底面では流路始端から終端に至るに従って低い温度となり、方形状の炭化処理室内の温度は不均一となり熱斑が発生して炭化室内部の温度が不安定となり、炭化処理対象物を迅速且つ安定して熱分解をすることができなかった。
　また、この熱斑により炭化処理室内各側面同士の温度差が過剰となることで各側面の熱膨張差を拡大させ、炭化室に熱ひずみが生じて炭化炉自体の寿命を短くしていた。
　また、各側面においてかかる単一流路の蛇行により熱流路を形成し、各側面で蛇行した単一流路は一本につながるように構成しているため、炭化室の各側面で温度分布が不均一となり、熱分布は局所的な熱斑を発生させて方形状の炭化処理室壁の熱膨張差を過剰としていた。
　上記従来の課題を解決するために、この発明は、炭化炉ケースと、炭化炉ケース内に収納された炭化室と、炭化炉ケース内側面と炭化室の炭化処理対象物出入口側を除いた外周五側面との間に形成した熱流路層と、熱流路層に形成したジグザグ状の熱流路と、熱流路に熱風供給路を介して連通した燃焼室と、炭化室と燃焼室との間に連通介設した乾留ガス移送管と、燃焼室に連通した燃焼ガス管と、炭化室を冷却するために熱流路に熱風にかわって冷風を送風するための送風機とよりなり、しかも、熱流路は、外気と遮断した熱流路層において炭化室外周の五側面にそれぞれジグザグ状に形成すると共に、五側面のうち三側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ一本に連続した第１流路とし、他の二側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ連続した第２流路としたことを特徴とする間接加熱方式炭化処理システムを提供するものである。
　また、本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムは、第１流路の始端と第２流路の始端は共に炭化室の一側面に開口した燃焼室からの熱風供給路の終端開口部に連通して合流すると共に、第１流路の終端と第２流路の終端は共に熱風供給路の終端開口部と反対側の炭化室の一側面に設けた熱風排出路の始端開口部に連通して合流したことに特徴を有する。
　また、本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムは、炭化室外周の五側面にそれぞれジグザグ状に形成した熱流路は、互いに一定間隔を保持して並設した多数の隔壁間により熱単体流路を多数平行して形成すると共に、隣接する各熱単体流路はそれぞれ始端と終端においてのみ連通してジグザグを形成するように構成したことにも特徴を有する。
　本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムによれば、炭化処理設備をコンパクト化して炭化処理対象物の発生現場で同炭化処理対象物を炭化処理することができることは勿論、燃焼室で生成した熱風と炭化室内空間との間の熱交換効率を飛躍的に上昇させ、輻射熱としての熱風の有する熱エネルギーを最大限利用して比較的低い熱エネルギーであっても短時間で安定した炭化処理対象物の炭化処理を実現できる。
　また、熱流路は、外気と遮断した熱流路層において炭化室外周の五側面にそれぞれジグザグ状に形成したため、五側面において、熱風との熱交換率を安定させて各側面における温度を略均一化できると共に、緩やかで一定の熱膨張率を実現して熱ひずみによる炭化室の劣化を防止することができる。また、各側面単位で異なる温度に加熱可能とし、炭化室の五側面間に温度差を生起することで、炭化室内部での熱乾留ガスの自然対流を発生させて炭化処理対象物の熱分解を促進することができる。
　また、五側面のうち三側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ一本に連続した第１流路とし、他の二側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ連続した第２流路としたため、単一の熱流路とした場合に比べて、熱流路を流通する熱風から各面に対する伝熱効率を可及的向上させて熱斑の発生を抑制することができる。
　また、一方の熱流路の終端から熱風排出路に排出される熱風のエジェクター効果により、熱風供給路に特別な構造を施すことなく、一方の熱流路の熱風の流速や流量が他方の熱流路内の熱風を一定の流速と流量で下流方向に相補的に付勢し、各熱流路が形成された炭化室の各側面に対する熱伝効率を均一化することができる。
　また、ジグザグ状に形成した熱流路は、互いに一定間隔を保持して並設した多数の隔壁間により熱単体流路を多数平行して形成し、隣接する各熱単体流路はそれぞれ始端と終端においてのみ連通してジグザグを形成するように構成したため、熱風と熱流路を形成する隔壁や側面との接触面積を拡大すると共に、熱風が熱流路を流通する際に隣接する熱単体流路の始端や終端において効果的に旋回流（乱流）を生起して伝熱効率を向上することができる。
本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの全体構成の概念を示す説明図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの構成を示す正面図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの燃焼室の構成を示す説明図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの熱流路の構成を示す斜視図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの熱流路の構成を示す斜視図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの熱流路の構成を示す展開図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの構成を示す平面図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの炭化室に収納する炭化トレイの構造を示す説明図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの炭化処理車両への搭載構造を示す説明図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの炭化処理車両への搭載構造を示す説明図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの炭化処理車両の搭載構造を示す説明図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの炭化処理車両の搭載構造を示す側面図である。 本発明に係る間接加熱方式炭化処理システムの炭化室内部における熱ガス対流を示す説明図である。
　以下、実施形態に係る間接加熱方式炭化処理システムＡ（以下、単に炭化処理システムＡとも言う。）について図面を参照しながら説明する。図１は、炭化処理システムＡの全体構成の概念を示す説明図である。また、図２は、炭化処理システムＡの外観を示す正面図である。図４は、炭化室２を囲繞する熱流路４の構成を一側面上方側からみた斜視図である。
　本発明に係る炭化処理システムＡは、図１及び図２に示すように、その中央部に熱風を発生する燃焼室６と、燃焼室６の上方両端側に熱風が流通する熱流路層３、３’で正面を除いた外周を囲まれた２つの炭化室２、２’と、を備えており、熱風を熱流路層３、３’全域に亘って送風循環させ、炭化室２、２’内部に収容した炭化処理対象物を炭化室２外部から間接的に加熱して炭化しようとするものである。
　熱流路層３には、図４に示すように、蛇型構造の熱流路４が形成されており、炭化室２、２の外周で熱風を規則的に流通させて熱エネルギーを効果的に炭化室２、２’内部の炭化処理対象物に伝熱する。
　特に、この熱流路４の構造は、本願発明者が特表第２０１３－５３３８９７号で既に提案している炭化室２の外周を囲む単純な蛇型構造としているのではなく、１つの炭化室２の外周において熱流路を２つの熱流路４ａ、４ｂに分け、それぞれの上流側から下流側にかけて炭化室２の五側面に熱流路４ａ、４ｂを一定の規則に従って形成している。
　また、このようなジグザグ状の熱流路４ａ、４ｂは、冷風を流通させると、上述のごとく、流体と炭化室２、２’との間で効果的な熱エネルギー交換がなされると共に炭化室２、２’側壁の均一な熱収縮を実現して熱斑に起因した偏奇ひずみが生じることによる炭化室２、２’の劣化を防止しつつ、高熱状態にある炭化室２を急速冷却することを可能としている。
　次に、本実施例に係る炭化処理システムＡの各構成について詳細に説明する。図５は、炭化室２を囲繞する熱流路４の構成を他側面下方側からみた斜視図である。なお、以下の説明において、左右対称構造を有する炭化室等について、炭化室２を中心に説明し、他方の炭化室等については説明を省略する。
　炭化室２は、図４、図５及び図７に示すように、箱型方形状に形成しており、炭化室２と相似形の炭化炉ケース１内に収納されている。
　すなわち、炭化炉本体１１は炭化炉ケース１と炭化炉ケース１内に収納する炭化室２とで入れ子構造とし、炭化炉ケース１内側面と炭化室２の炭化処理対象物出入口２ｆ側を除いた外周五側面との間に外気と遮断するように側板３ａにより外周が閉塞された熱流路層３を形成し、この熱流路層３にジグザグ状の熱流路４を形成している。
　更には、図１及び図７に示すように、熱流路層３の外側板３ａと炭化炉ケース１の内側板との間には一定の間隙を形成して断熱空気層８０としている。
　また、図２に示すように、炭化室２は、内部に炭化処理対象物を収容する空間と、正面側に炭化処理対象物の炭化室内部への装入及び炭化処理物の収集を可能とする正面開口の炭化処理対象物出入口２ｆを形成し、同炭化処理対象物出入口２ｆを閉塞して炭化室２内部に収容した炭化処理対象物と外気との接触を遮断する扉部１２が開閉自在に枢支されている。
　かかる扉部１２と炭化炉ケース１のそれぞれの内部にはセラミックウール８１などの断熱素材が充填されており、実際にはシート状のセラミックウールを数枚積層して貫通ボルトなどにより固定している。
　また、炭化室２は、図１及び図４に示すように、その一側面の中央部上部で乾留ガス移送管７を介して燃焼室６内と連通連設し炭化室２内で生成した乾留ガスを燃焼室６内に還流して高燃焼効率化を図っている。
　次に、図１～図３を参照しつつ、燃焼室６の構成について説明する。図３（ａ）は、燃焼室６の全体構成を示す説明図であり、図３（ｂ）は、燃焼室６内部における熱風の旋回流の発生状態を示す説明図である。
　燃焼室６は、図１及び図２に示すように、直方体形状で前後二個の炭化室２の間に挟まれるように配設されている。
　燃焼室６は、前側壁６ａ略中央に熱風生成用のバーナー６１が設けられ、上側壁６ｂの前部位置から燃焼室６内方に乾留ガス移送管７、７が突出され、上側壁６ｂの後部位置には２つの熱風流入管５ａ、５ａ’及びその上部で連通する熱風送気部６２が配設され、熱風送気部６２後方には混焼部６３が形成されて構成している。なお、燃焼室６の全外周は耐火材料、例えば耐火煙瓦等で耐熱性壁体６４で囲繞している。
　バーナー６１は、後述する灯油ガスを燃料として燃焼室６の内部で燃焼室６の後側壁６ｃに向かう火炎を噴射し、移送空気等を燃焼加熱して熱風を生成する。
　また、一対の乾留ガス移送管７、７’は、燃焼室６の上側壁６ｂの前部位置から燃焼室６の内方にそれぞれ突出している。７ｃ、７ｃ’は乾留ガス移送管７、７’の先端開口部、６ｃは燃焼室６の後側壁を示す。
　すなわち、一対の乾留ガス移送管７、７’の先端開口部７ｃ、７ｃ’は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、乾留ガス移送管７、７’から燃焼室６内部へ噴出供給される乾留ガスや燃焼用空気が左右両側壁６ｄ、６ｄ’に斜め方向に突き当たると共にバーナー６１の火炎噴射方向両側に沿って互いに回転方向を違える２つの旋回流を発生させるように配設している。
　混焼部６３は、熱風送気部６２の後方で、燃焼室６の後側壁６ｃ、上下側壁及び左右両側壁６ｄ、６ｄ’で囲まれる所定空間として設けている。
　熱風送気部６２は、燃焼室６の上側壁６ｂの後部位置から上方に向けて突設された所定空間を有する箱型部材であり、その上部で２つの熱風流入管５ａ、５ａ’を連設している。
　このように燃焼室６を構成することにより、互いに旋回方向を違えた乾留ガスと燃焼空気とからなる２つの旋回流は、負圧となる中心部に更なる乾留ガスや燃焼用空気を引き込みつつ、バーナー６１の火炎噴射方向に沿って燃焼しながら混焼部６３に移動する。
　この熱風は、いったん燃焼室６の上側壁６ｂ後部の熱風送気部６２内に一定量が吹き溜まり一時的に滞留することで、燃焼室６の内圧や熱上昇付勢が滞留熱風に略均一化して働き、２つの熱風流入管５ａ、５ａ’に対して流入する熱風の分流量割合を一定としている。
　また、燃焼室６は、熱風流入管５ａ、５ａ’を介して炭化室２、２’の外周に形成した熱流路４、４’と連通連設している。
　すなわち、燃焼室６で生成した熱風は、熱風流入管５ａ、５ａ’を介して、上述の炭化室２、２’の外周に形成した熱流路４、４’を炭化室２、２’と熱交換をしながら循環し、熱風排出路１０である排出管１０ａを通じて煙突１０ｂから排出されることとなる。
　次に、熱流路４の基本的な構成について、図４～図６を参照しながら説明する。図６は、２つの熱流路４ａ、４ｂの流通過程を示す展開図である。
　第１流路４ａと第２流路４ｂとは、熱風流入管５ａの終端開口部５ｂを略半分にする位置で炭化室２の一側面２ａに設けた分流壁４０により区画される。
　分流壁４０は、燃焼室６から送られてくる熱風を第１流路４ａと第２流路４ｂとに分流する部位であり、熱風流入管５ａが設けられた炭化室２の一側面２ａの背面２ｄ側近傍位置、すなわち熱風流入管５ａの終端開口を半分に分割する位置に炭化室２の一側面２ａに上下方向に連設している。
　炭化室２外周の五側面の各熱流路４ａ、４ｂは、それぞれ各側面に所定間隔を隔てて複数の隔壁４１を立設することにより熱流路層３に形成される。なお、各流路４ａ、４ｂのより具体的な構成は後述するとおりである。
　第１流路４ａは、図４～図６に示すように、炭化室２の一側面２ａに形成した第１流路上流部４ａ－１と、炭化室２の上面２ｂに形成した第１流路中流部４ａ－２と、炭化室２の他側面２ｃに形成した第１流路下流部４ａ－３とで構成している。
　同様にして、第２流路４ｂは、炭化室２の背面２ｄに形成した第２流路上流部４ｂ－１と、炭化室２の下面２ｅに形成した第２流路下流部４ｂ－２とで構成している。
　本実施形態の熱流路４の全長は約６０ｍとなるように形成している。より具体的には、第１流路４ａは全長を約３５ｍ、第２流路４ｂの全長は約２５ｍとなるようにそれぞれ形成し、全体で約６０ｍとなるように形成している。
　このように第１流路４ａを長流路とし第２流路４ｂを短流路とし、五側面に形成した熱流路長さを可及的長く形成することで、各流路内部を流通する熱風の流通時間を引き延ばしつつも２つの流路に熱風を分流させて炭化室２内部への熱交換効率を向上させている。
　第１流路４ａや第２流路４ｂは、それぞれ上流側と下流側にかけて、各流路部の始端と終端でのみ連通している。
　また、第１流路４ａと第２流路４ｂのそれぞれの終端は、図５に示すように、炭化室２の分流壁４０を設けた一側面２ａと反対側の側壁６ｄに、熱風排出路１０である排出管１０ａの始端開口部１０ｃで連通して合流するように構成している。
　つまり、熱流路４は、最上流端に分流壁４０による分流部を形成して２つの流路に分けることで熱風の上流側と下流側の熱エネルギー差を可及的なくして熱斑の発生を抑制すると共に、２つの流路の最下流端には排出管１０ａの始端開口部１０ｃによる合流部を形成して一方の流路の熱風排出速度に応じて他方の流路の熱風を引き込むエジェクション効果を生起し、分流部にて各流路の体積に応じた熱風流入量を一定とすることを可能としている。
　次いで、図１及び図３を参照しながら、燃焼室６の燃焼機構について説明する。燃焼室６のバーナー６１は、灯油ガス、または炭化処理対象物から熱分解時に発生する乾留ガスを燃料として燃焼し、熱流路４に熱風を供給して炭化室２を間接加熱する。
　燃焼室６のバーナー６１の基部は、図１に示すように、灯油供給管１４ａを介して灯油タンク１４と、また、燃焼空気送管１３を介して燃焼用空気送風用の送風機９ａと、それぞれ連通連設している。
　また、炭化室２と燃焼室６とを連通する乾留ガス移送管７の中途部７ｂには、送風機９ｂからの燃焼用空気を乾留ガスに混入する燃焼空気送管１６が連結している。より具体的には、乾留ガス移送管７の膨出形状の中途部７ｂ内で、送風機９ｂと連結した燃焼空気送管１６を、その終端開口を下流側に向けて（燃焼室６側方向）配設している。
　すなわち、送風機９ｂは、乾留ガス移送管７に供給する空気流量に応じて、乾留ガス混焼用の空気を燃焼室６内へ吹き込むとともに、炭化室２で発生した乾留ガスを炭化室２から乾留ガス移送管７へ引き込むエジェクターとして機能する。
　また、燃焼空気送管１３、灯油供給管１４ａ、燃焼空気送管１６、乾留ガス移送管７の中途部には、自動開閉バルブ１３ａ、１６ａ、１４ｂ、７ａが設けられ制御盤１５で制御される。
　そして、燃焼室６のバーナー６１の燃焼調整は、炭化炉本体１１の外部に独立に配置した制御盤１５のタッチパネルディスプレーを通じて行う。燃焼室６への灯油ガスや乾留ガスの供給の自動調節は、制御盤１５に内蔵されたバーナー制御ユニット１５ａや図示しない炭化室制御ユニットを通じて、炭化室２の温度上昇に伴い炭化室２内部で発生した乾留ガスの供給量に応じて行う。なお、制御盤１５は、開閉バルブＶや炭化室温度を検出する熱電帯Ｔとも連絡している。
　次に、図４～図６を参照しながら、２つの熱流路４ａ、４ｂの具体的な構成について説明する。燃焼室６で発生した高温の熱風は、炭化室２外周の五側面にそれぞれジグザグ状に形成した第１流路４ａと第２流路４ｂとを流通し、炭化室２と熱交換する。
　そして、図６に示すように、第1流路上流部４ａ－１や第１流路下流部４ａ－３は、炭化室２の一側面２ａや他側面２ｃにおいて熱単体流路４２の長手方向を上下方向に沿うようにジグザグ状に複数の熱単体流路４２を多数平行して形成している。
　一方で、第１流路中流部４ａ－２は、炭化室２の上面で第1流路上流部４ａ－１や第１流路下流部４ａ－３の熱単体流路４２の長手方向に直交する方向でジグザグ状に熱単体流路４２を多数平行にして形成している。
　また、第２流路上流部４ｂ－１は炭化室２の背面で熱風流通方向を上部から下部にかけて左右方向にジグザグ状に降下するように熱単体流路４２を多数平行して形成している。
　一方で、第２流路下流部４ｂ－２は炭化室２の底面で第２流路上流部４ｂ－１の熱単体流路４２の長手方向に直交する方向で、一端から他端にかけてジグザグ状にして熱単体流路４２を多数平行して形成している。
　このように形成した熱流路４は、炭化処理対象物の炭化処理後に炭化室２を冷却する冷却流路として兼用することができる。すなわち、炭化室２の冷却は、図１に示すように、バーナー６１の燃焼を停止して送風機９ａや送風機９ｂの他に、送風機９ｃから供給される大容量の冷風を熱風供給路５を介して熱流路４に流通させることにより行う。
　送風機９ｃは、炭化室２を強制冷却するために増量空気を送風する主力ブロアとして機能し、冷却空気送管１７を介して熱風流入管５ａの膨出状中途部で熱風流入管５ａと連結している。なお、冷却空気送管１７には自動開閉バルブ１７ａが装着されており、炭化加熱時は制御盤１５により自動開閉バルブ１７ａを閉鎖状態とする。
　このような炭化処理後の冷風の流通により、熱流路４、４’を備えた炭化室２、２’の強制空冷機能を付与し、炭化室２の冷却時間を短縮することができる。
　このように構成した炭化室２の内部には、炭化処理対象物を直接装入して炭化処理に供することは勿論、図２及び図７に示すように、炭化処理対象物を収納した状態の収納機構９０として炭化トレイ２０を装入して炭化処理対象物を炭化処理することもできる。
　すなわち、炭化トレイ２０は、図２や図８に示すように、炭化室２内部空間よりやや小さくした方形状に形成し上方開放の箱型にして周壁は金網２０ａで構成し、底部四隅には脚体２０ｂを垂設して炭化トレイ２０を数段に重ねたときに脚体２０ｂを介して上下段の炭化トレイ２０の間にフォークリフトの爪が差し込まれる空間Ｓが形成されている。
　このような構成により、炭化室２内において炭化トレイ２０に収納した任意に不整列に積層した不定形状の炭化処理対象物に可及的均一迅速にかつ万遍なく輻射熱が照射されるとともに、炭化処理対象物の間隙を熱風ガス（乾留ガス）が効率よく流通して不定形状の炭化処理対象物の全面に可及的に熱風を接触させ炭化処理の効率化を行うことができる。
　また、本発明による炭化処理システムＡは、図９～図１２に示すように、炭化処理車両３０に搭載可能な構造としている。図９及び図１０は、炭化室を炭化室ケースへ収容する際の載置構造を示す説明図である。図１１及び図１２は、炭化処理装置Ａを搭載する炭化処理車両３０を示す説明図である。
　炭化炉本体１１は、図９及び図１０に示すように、炭化室２の底面の所定箇所、例えば、炭化室２の下方に敷設するレール３４、３４’に対応する位置の４か所に支持突起２１、２１’を突設し、炭化炉ケース１の底部にＨ鋼３５、３５’を介して敷設したレール３４、３４’上に載置可能に構成している。
　しかも、炭化室２の支持突起２１、２１’はレール３４、３４’に穿設した突起支持孔３４ａ、３４ａ’に一定のクリアランスを保持して遊嵌されるように構成しており、熱膨張による構成部材の伸縮から生じる炭化室２の変形変位を突起支持孔３４ａ、３４ａ’のクリアランスで吸収すべく構成している。
　このように炭化炉本体１１を構成することにより、炭化室２、２’の熱膨張によって生起する構成部材の伸縮を、突起支持孔３４ａ、３４ａ’と支持突起２１、２１’との間のクリアランスで吸収することを可能としている。
　そして、図１１及び図１２に示すように、このように構成した二個の炭化炉本体１１、１１’と炭化炉本体１１、１１’の間の燃焼室６を、車載用のトレーラ３１のシャーシ３３に炭化炉本体１１、１１’の各部材や構造セクションの重量負荷を可及的に軽減できるような重量配分を行うように配設して炭化処理車両３０を構成している。
　すなわち、トレーラ３１のシャーシ３３の後半部３３ｂを前半部３３ａをよりやや下方位置に形成し、図１２に示すように、後半部３３ｂのシャーシ３３には二個の炭化炉本体１１、１１’を前後に配設すると共にその間に燃焼室６を介設し、前半部３３ａのシャーシ３３には操作及び作動関係の付属関連部材９１として制御盤１５を備える操作制御装置１７や発電装置１８、灯油タンク１４、灯油ポンプ１４ｃを配設している。
　このように構成することでシャーシ３３の後半部３３ｂに、前半部３３ａより下位置で二個の炭化炉本体１１の大重量負荷をかけてトラクター３２とトレーラ３１との連結部分における重量負荷の軽減を図ることができ、可及的に牽引動力の伝達を円滑に行うことができるために炭化装置の路上走行移動に伴う牽引に何ら支障がない。
　更には、トレーラ３１とトラクター３２とを連結して車両全体を長大化させて路上走行を行う場合に路上カーブのハンドリングに際し、シャーシ３３の後半部３３ｂでシャーシ３３の前半部３３ａより下位置において二個の炭化炉本体１１、１１’の重量負荷をかけているので、シャーシ３３の最後尾が振れる状態を可及的に防止することができることになりより安全な走行を行うことができる。
　また、シャーシ３３前半部３３ａに操作及び作動関係の付属関連部材９１を配設したことにより、装置の点検やメンテナンス作業が行い易く、また路上走行時の路面の凹凸に伴う走行振動が前半部３３ａが後半部３３ｂより高い位置にあるため振動衝撃を直接に受けることなく計器類の誤作動や故障を可及的に防止することができる。
　次に、炭化処理システムＡ及び同炭化処理システムＡを搭載した炭化処理車両３０の使用方法について説明する。
　間接加熱方式炭化処理システムＡを搭載した炭化処理車両３０は、空の炭化トレイ２０を複数積んで廃棄物発生地を巡回し、廃棄物排出地で炭化処理対象物を炭化トレイ２０に収容する。
　炭化処理対象物の収集後、二個の炭化室２、２’またはいずれか一方の炭化室２、２’に炭化トレイ２０を装入して扉部１２にて密閉し、炭化処理車両３０に搭載した制御盤１５を通じて燃焼室６のバーナー６１を作動させる。
　制御盤１５には、各種スイッチ（未図示）が装着されており、バーナー６１を自動で点火して、最初に灯油ガス燃料を利用してバーナー６１を燃焼させる。
　すなわち、燃焼空気送管１３の自動開閉バルブ１３ａ及び灯油供給管１４ａの自動開閉バルブ１４ｂの開放し、送風機９ａからの移送空気や灯油タンク１４からの灯油ガスがバーナー６１に供給し、燃焼室６内にバーナー６１の火炎噴射を発生させる。
　バーナー６１の燃焼により燃焼室６内に熱風を発生させ、炭化室２、２’を加熱すると、炭化室２、２’内部で乾留ガスが発生する。
　そして、送風機９ｂの燃焼空気送管１６の自動開閉バルブ１６ａが開放され、送風機９ｂからの移送空気を乾留ガス移送管７内に導入して炭化室２内部で発生した乾留ガスを乾留ガス移送管７に吸引し、乾留ガスと燃焼用空気が燃焼室６に供給される。
　乾留ガスや灯油ガスの供給量は、各熱電帯Ｔや温度センサー１５ｂにより検出した燃焼室６や炭化室２内部の温度情報を元に、燃焼室６を４０，０００ｋｃｌ／ｈ～４６０，０００ｋｃｌ／ｈで、且つ、それぞれの炭化室２，２’を０℃以上１０００℃以下の温度となるように、制御盤１５により流量を自動調節している。
　また、炭化室２、２’の熱流路４、４’内の熱風と炭化室２、２’との間では、以下のような熱交換が行われる。
　まず、分流壁４０により第１流路４ａと第２流路４ｂにそれぞれ分流して流入した熱風は、第１流路４ａにおいてはジグザグ状の流路に沿って炭化室２の一側面２ａ、上面２ｂ、他側面２ｃを順次流通する一方、第２流路４ｂにおいてはジグザグ状の流路に沿って炭化室２の背面２ｄ、下面２ｅを順次流通して排出管１０ａの始端開口部１０ｃで合流する。
　図６に示すように、第１流路４ａを流通する熱風は、送風機９ａや送風機９ｂの熱風付勢圧と熱風の熱上昇も相俟って、第1流路上流部４ａ－１を背面２ｄ側から正面側に向けて上下ジグザグ状に流通して第１流路中流部４ａ－２に至る。
　次いで、第１流路中流部４ａ－２の熱風は、第1流路上流部４ａ－１や第１流路下流部４ａ－３の熱単体流路４２の長手方向に対して直交する方向で多数平行とした熱単体流路４２を前後ジグザグ状に流通し、第１流路下流部４ａ－３に至る。
　すなわち、第１流路中流部４ａ－２内の熱風の流通方向は、第1流路上流部４ａ－１内の流通方向と直交する方向であるため、炭化室２の上面２ｂでの熱風の対流時間を長くすると共に、第1流路上流部４ａ－１への熱風の逆流を防止している。
　そして、第１流路下流部４ａ－３に至った熱風は、正面側から背面２ｄ側へ向けて第１流路下流部４ａ－３をジグザグ状に上下流通して排出管１０ａに至る。
　また、第２流路上流部４ｂ－１内の熱風は、送風機９ａや送風機９ｂの送気付勢圧により、上面２ｂ側から下面２ｅ側に向けて左右ジグザグ状に降下流通し、第２流路下流部４ｂ－２に至る。
　次いで、第２流路下流部４ｂ－２に至った熱風は、第２流路上流部４ｂ－１の熱単体流路４２の長手方向に対して直交する方向に多数平行した熱単体流路４２を前後ジグザグ状に流通し、第１流路下流部４ａ－３に至る。
　すなわち、第２流路下流部４ｂ－２内の熱風の流通方向は、第２流路上流部４ｂ－１内の流通方向と直交する方向であるため、炭化室２の下面２ｅでの熱風の対流時間を要すると共に第２流路上流部４ｂ－１への熱風の逆流を防止している。
　しかも、各熱流路４を形成する各隔壁４１が、熱風との接触面積を拡大して炭化室２、２’の各側面に熱伝導しているだけでなく、各熱単体流路４２の始端４３や終端４４の隔壁４１端部がフィンとして機能することで熱流路４内で熱風の旋回流を生起し、熱風と炭化室２との熱交換率を飛躍的に上昇させて、炭化室２内部に向けた輻射熱エネルギーを向上している。
　そして、熱風が各熱流路４ａ、４ｂを順次流通することにより、扉部１２で密閉した炭化室２、２’の六側面には僅かながら温度差が生起している。図１３（ａ）は、炭化室内部における熱ガス対流の側面図を示し、図１３（ｂ）は、炭化室内部における熱ガス対流の正面図を示す。
　すなわち、炭化室２、２’の六側面における温度の関係は、背面２ｄ≧熱風供給路５が配設される一側面２ａ＞下面２ｅ＞上面２ｂ＞熱風排出路１０は配設される他側面２ｃ＞扉部１２で炭化処理対象物出入口２ｆを閉塞して形成される正面２ｇの順となる。
　このような炭化室２の各側面の熱温度差により炭化室２内部に充満する乾留ガスの熱ガス対流現象が起こる。すなわち、比較的他の側面よりも高温状態の下面２ｅで加熱された乾留ガスは、図１３（ａ）に示すように、炭化室２内部の側面視において、背面２ｄ側→上面２ｂ側→正面２ｇ側→下面２ｅ側へと還流するように熱ガス対流を生起する。
　一方、図１３（ｂ）に示すように、炭化室２内部の正面視において、乾留ガスは、下面２ｅ側→一側面２ａ側→上面２ｂ側→他側面２ｃへと還流するように熱ガス対流を生起する。
　このように炭化室２内部で乾留ガスの対流現象が起こることにより、炭化室２内部空間の温度分布を略均一にしている。
　なお、炭化室２内において、上述の送風機９ｂの非稼働時には乾留ガスの自然対流が発生しやすい状態となり、送風機９ｂの稼働時には乾留ガス吸引により熱ガスの強制対流が発生しやすい状態となる。
　そして、炭化処理対象物の炭化処理の終了後には、上述の強制冷却機構を稼働させることで炭化処理システムＡを急冷し、炭化室２内部の炭化物を短時間で取出すことを可能としている。
　また、本発明に係る炭化処理システムＡを搭載した炭化処理車両３０によれば、廃棄物排出地を巡回して炭化処理対象物を炭化トレイ２０に収納し、車両走行中に炭化処理を処理することができため、炭化処理対象物の回収作業と炭化処理作業現場の制約がない。
　最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはなく、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
Ａ　炭化処理システム
１　炭化炉ケース
２　炭化室
３　熱流路層
４　熱流路
５　熱風供給路
６　燃焼室
７　乾留ガス移送管
９　送風機
１０　熱風排出路
１１　炭化炉本体
１２　扉
１３　燃焼空気送管
１４　灯油タンク
１５　制御盤
１６　燃焼空気送管
１７　冷却空気送管
８０　断熱空気層

Claims (3)

  1. 　炭化炉ケースと、炭化炉ケース内に収納された炭化室と、炭化炉ケース内側面と炭化室の炭化処理対象物出入口側を除いた外周五側面との間に形成した熱流路層と、熱流路層に形成したジグザグ状の熱流路と、熱流路に熱風供給路を介して連通した燃焼室と、炭化室と燃焼室との間に連通介設した乾留ガス移送管と、燃焼室に連通した燃焼ガス管と、炭化室を冷却するために熱流路に熱風にかわって冷風を送風するための送風機とよりなり、
    　しかも、熱流路は、外気と遮断した熱流路層において炭化室外周の五側面にそれぞれジグザグ状に形成すると共に、五側面のうち三側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ一本に連続した第１流路とし、他の二側面のジグザグ状の熱流路はそれぞれ連続した第２流路としことを特徴とする間接加熱方式炭化処理システム。
  2. 　第１流路の始端と第２流路の始端は共に炭化室の一側面に開口した燃焼室からの熱風供給路の終端開口部に連通して合流すると共に、第１流路の終端と第２流路の終端は共に熱風供給路の終端開口部と反対側の炭化室の一側面に設けた熱風排出路の始端開口部に連通して合流したことを特徴とする請求項１に記載の間接加熱方式炭化処理システム。
  3. 　炭化室外周の五側面にそれぞれジグザグ状に形成した熱流路は、互いに一定間隔を保持して並設した多数の隔壁間により熱単体流路を多数平行して形成すると共に、
    　隣接する各熱単体流路はそれぞれ始端と終端においてのみ連通してジグザグを形成するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載した間接加熱方式炭化処理システム。
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