炭化装置
【課題】炭化作業の能率が高く、かつ、失火による事故を抑制できる炭化装置を提供する。
【解決手段】炭化炉４と、蓋６と、炭化炉４の内部空間を上方側の原料収納空間Ｓと下方側の給気室１６とに区画するロストル１４と、給気室１６に連通する着火管１７と、ロボットバーナ２１を着火管１７に対して進退させるシリンダ１８と、原料収納空間Ｓ内に立設される予熱筒２６と、予熱筒２６内の乾留ガスを吸引する吸引ブロワ３４と、乾留ガスを排気可能に形成される排気管３９とを備える。予熱筒２６は、上端部が開放され下端部が吸引ブロワ３４に接続される内筒２８と、内筒２８を包囲し、炭化炉内下部において開設され原料収納空間Ｓに開口する下部通気孔２９を有する外筒２７とを有する。
【解決手段】炭化炉４と、蓋６と、炭化炉４の内部空間を上方側の原料収納空間Ｓと下方側の給気室１６とに区画するロストル１４と、給気室１６に連通する着火管１７と、ロボットバーナ２１を着火管１７に対して進退させるシリンダ１８と、原料収納空間Ｓ内に立設される予熱筒２６と、予熱筒２６内の乾留ガスを吸引する吸引ブロワ３４と、乾留ガスを排気可能に形成される排気管３９とを備える。予熱筒２６は、上端部が開放され下端部が吸引ブロワ３４に接続される内筒２８と、内筒２８を包囲し、炭化炉内下部において開設され原料収納空間Ｓに開口する下部通気孔２９を有する外筒２７とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性原料を加熱して炭化し、炭を得ることができる炭化装置に関するものである。有機性原料としては、竹、木、木の皮、石膏、廃材、動物の糞、籾殻などが含まれるが、塗料（金属製缶等の表面に塗布されたもの）を対象としても良い。塗料を対象とするときは、塗料を炭化し、炭が表面に付いた缶を取り出すことになる。なお、塗料が付着したままの古い缶は廃棄に手間取ることが多いが、炭が表面に付いた缶にすると、その廃棄は容易になる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１（特開２００５−２３１３１号公報）、特許文献２（特開平８−２７８０１７号公報）、特許文献３（特開平６−１４５６６８号公報）に開示されるように、可燃性有機物を乾燥させて乾留、炭化し、炭を取り出す炭化装置が種々提案されている。
【０００３】
このような装置には、炭化処理の途中で発生する乾留ガスを熱エネルギー源として再利用し、燃料の節約を意図したものもある。
【０００４】
しかしながら、従来の炭化装置によると、次のような問題点がある。
【０００５】
原料が水分を３０％前後含む場合、炭化するまでに１８時間乃至３５時間程度の長時間を要していた。また、炭化を行うと当然のことながら、炉内は高温、高圧の状態にあり、炉内が十分冷えるまで待ってから、炉内の炭を取り出すことになるが、この冷却にも８時間程度の時間を要していた。つまり、原料を炉内に入れてから次の原料を炉内へ入れるまで、２４時間乃至４３時間程度の長時間を要していた。これでは、炭化作業の能率が極めて悪いと言わざるを得ない。
【０００６】
また、従来の炭化装置によると、炉内を加熱を開始した後、点火したものの失火し自己熱分解に至らない場合があり、危険であった。即ち、この場合、炉内を開け再点火することになるが、失火したとはいえ、炉内は、高温・高圧の状態になっているのが普通であり、炉を開けたとたん、炉内から外部へ吹き返し（バックファイアー）が起こり、作業員が火傷を負うなどの事故を招きやすい。これでは、安全性に問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２３１３１号公報
【特許文献２】特開平８−２７８０１７号公報
【特許文献３】特開平６−１４５６６８号公報
【特許文献４】特開２００６−２１９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、炭化作業の能率が高く、かつ、失火による事故を抑制できる炭化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る炭化装置は、耐熱性材料を含めて形成され上端開口を有する炭化炉と、上端開口を開閉する蓋と、炭化炉内下部に配設され炭化炉の内部空間を上方側の原料収納空間と下方側の給気室とに区画するロストルと、給気室に連通する着火管と、火炎を放射するロボットバーナと、ロボットバーナを着火管に対して進退させ、ロボットバーナが進出した際ロボットバーナが着火管内へ火炎を放射する位置とする駆動手段と、原料収納空間内に立設される予熱筒と、予熱筒内の乾留ガスを吸引する吸引手段と、乾留ガスを排気可能に形成される排気管とを備え、予熱筒は、上端部が開放されるとともに、下端部が吸引手段に接続される内筒と、内筒を包囲し、炭化炉内下部において開設され原料収納空間に開口する複数の下部通気孔を有する外筒とを有する。
【０００９】
この構成において、蓋を開き、炭化対象である原料を炭化炉の原料収納空間内に入れ、蓋を閉じ、駆動手段によりロボットバーナが着火管内へ火炎を放射する位置とする。また、吸引手段を作動させ、予熱筒内を引圧とする。
【００１０】
そして、ロボットバーナを作動させ、着火管内へ火炎を放射する。すると、火炎により加熱された熱風は、着火管から給気室に至り、さらにロストルを通過して原料収納空間にある原料の下部を加熱する。
【００１１】
その後、熱風は、引圧に引かれて、外筒の下部通気孔を通り、予熱筒内へ至る。予熱筒内に至った熱風は、内筒と外筒とで挟まれた空間を上昇し、予熱筒の上端部で折り返して内筒内を下降し、吸引手段側へ移動する。この結果、高温の熱風は、予熱筒内を上下に折り返して流動することになり、予熱筒自体が高温となって、ロストルに近い原料収納空間の下部の原料だけでなく、予熱筒からの伝熱により原料収納空間の上部や中間にある原料も熱せられることになる。
【００１２】
原料の下部は、熱風に熱せられて徐々に熱分解を始める。この時、炭化ガスが発生し、炭化ガスも熱風と共に、予熱筒内を上下に折り返して流動し、予熱筒を加熱すると共に、予熱筒からの伝熱により原料収納空間の上部や中間にある原料が熱せられる。以上により、炭化の効率を向上できる。
【００１３】
ロボットバーナを作動させ火炎を放射し続ける（条件により左右されるが、通常約１０分程度）と、原料収納空間の下部の原料の自己熱分解が安定する。自己熱分解が安定したかどうかは、排気管から排気されるガスの色をチェックすることで確認できる。これにより、失火を未然に防止できる。
【００１４】
自己熱分解の安定が確認されたら、ロボットバーナを停止させ、駆動手段によりロボットバーナを着火管から退出させる。以後、原料収納空間内の原料は下方から上方へ向けて自己熱分解による炭化が進行する。
【００１５】
この際、炭化ガスは、低温の原料に接触すると温度が下がり炭化炉内で結露しやすい。しかしながら、上記構成によると、上述したように、炭化ガスは、引圧に強制的に引かれて下部通気孔から炭化炉外へ導かれ、乾留ガスとなって炭化炉外へ排気されるため、炭化ガスの結露が発生しにくく、炭化炉内のメンテナンス性を向上できる。
【００１６】
一般に、原料収納空間の下部にある原料を自己熱分解させるため点火するとき、点火が不十分で失火してしまうことがある。失火したとはいえ、炭化炉内は高温・高圧の状態にあり、不用意に炭化炉を開き再度点火しようとすると、炭化炉からのバックファイアが発生し、作業者が火傷を負う等の事態を招きやすい。この点は、上述したとおりである。
【００１７】
しかしながら、以上の構成では、ロボットバーナにより強制的に点火しているし、排気管から排気されるガスの色により自己熱分解の安定を確認できるようにしたため、原料収納空間の下部にある原料を強制的に加熱し確実に自己熱分解まで至らしめることができ、上記事態の発生を抑制でき、作業の安全性を向上できる。
【００１８】
吸引手段により、炭化炉内を引圧とすることにより、炭化ガス（乾留ガス）の流動を良好として、炭化の効率を向上し、炭化に要する時間を短縮できる。また、炭化が完了した後も、炭化炉内を引圧とすることにより、炭化炉内の高温のガスを強制的に炭化炉外へ排気し、炭化炉内を冷却するに要する時間も短縮できる。
【００１９】
なお、炭化炉外へ取り出された炭化ガス（乾留ガス）を熱源として、暖房その他の用途にさらに利用してもよいことは言うまでもない。
【００２０】
第２の発明に係る炭化装置では、外筒は、炭化炉内上部において開設され原料収納空間に開口する複数の上部通気孔をさらに有する。
【００２１】
この構成により、熱風及び／又は炭化ガスは、下部通気孔を経由する第１のルートだけでなく、原料収納空間内を上昇し、上部通気孔から予熱筒の外筒へ至る第２のルートを介して、予熱筒へ至ることができる。原料収納空間の下部で自己熱分解が発生しても、原料収納空間の上部では依然として比較的低温のままになっている傾向があるが、第２のルートを形成することにより、原料収納空間の上部をより積極的に加熱することができ、炭化の効率を一層向上できる。
【００２２】
第３の発明に係る炭化装置では、蓋の開閉機構を設け、炭化炉を水平軸を中心として傾斜可能に軸支し、炭化炉を上端開口が上方を向く姿勢から上端開口が水平軸よりも下方を向く姿勢まで揺動させる揺動機構を設けた。
【００２３】
この構成により、原料収納空間に原料を入れる際には、開閉機構により蓋を開いて、作業者は、容易に原料を入れることができる。
【００２４】
また、炭化が完了した後炭化炉内を十分冷やした後、炭を取り出す際には、開閉機構により蓋を開き、揺動機構を作動させ、炭化炉を、上端開口が上方を向く姿勢から上端開口が水平軸よりも下方を向く姿勢まで揺動させる。したがって、作業者は、炭化炉内の炭を容易に取り出すことができる。以上により、原料及び炭の出し入れに関する作業性を向上することができる。また、出し入れの作業性が向上することにより、炭化に要する全体の作業時間を一層短縮できる。
【００２５】
第４の発明に係る炭化装置では、内筒と吸引手段との間に、乾留ガスを冷却して酢液を回収する冷却手段を設けた。
【００２６】
この構成により、冷却手段により、乾留ガスを冷却し炭化炉外で結露させることができる。発生した酢液（原料が竹であるときは、竹酢）は、適宜利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上のように構成したので、予熱筒及び吸引手段を活用して、炭化及びその後の冷却における効率を向上できる。また、ロボットバーナによる強制的な点火と排気されるガスの色による確認により、失火を未然に防止しやすく、失火による事故を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施の形態における炭化装置の構成図、図２は、本発明の一実施の形態における炭化装置の蓋開閉、炭化炉の揺動動作を示す側面図、図３（ａ）は、本発明の一実施の形態における外筒の縦断面図、図３（ｂ）、（ｃ）は、本発明の一実施の形態における外筒の横断面図である。
【００３０】
図１に示すように、整地された水平な床面１を選定する。本形態の炭化装置の重量は約４トン程度であるため、床面１は、コンクリート仕上げ又は鉄板敷きなどを施し、据え付け後に本形態の炭化装置が傾斜したり沈下したりしないように、強固とするのが望ましい。
【００３１】
その上で床面１上に、機台２から下方に延びる脚３を載せ設置する。本形態の炭化装置は、一つのパッケージにまとめることも可能であり、レッカーを用いてパッケージを吊り上げ、床面１上に据え付けてレベル調整するのが、一般である。
【００３２】
機台２には、水平なガイドレール２ａが設けられており、ガイドレール２ａには、シリンダ１８が、突没するロッド１９が図１の左右方向に移動する向きになるように、固定される。
【００３３】
ロッド１９の先端部は、ロボットバーナ２１に固着される固定具２０に連結されている。シリンダ１８を駆動して、ロッド１９を突没させることにより、ロボットバーナ２１を着火管１７に対して進退させ、ロボットバーナ２１の火炎吹出口２２が進出し着火管１７内へ火炎を放射する位置（実線参照）と、着火管１７から離れた位置（鎖線参照）とにおいて移動させることができる。
【００３４】
即ち、本形態のシリンダ１８は、駆動手段に相当するが、シリンダは単なる例示に過ぎない。駆動手段としては、ロボットバーナ２１の位置を上記のように変更できれば十分であり、その限りにおいて任意である。また、図１の例では、着火管１７をエルボとしたが、これもロボットバーナ２１からの火炎放射に支障がなければ、種々変更して差し支えない。
【００３５】
本形態では、ロボットバーナ２１の燃料を灯油としたが、例えば軽油、Ａ重油等を使用しても良い。ロボットバーナ２１としては、燃焼量：毎時４〜８リットル程度のものが好適に利用できる。なお、燃料タンク等は、本発明の骨子に関係しないので、その図示及び説明を省略する。
【００３６】
機台２の一方の端部から垂直な支柱１０が上向きに立設され、支柱１０の上端には軸支部１１が設けられ、軸支部１１によって水平な第一軸８が回転自在に支持される。
【００３７】
同様に第一軸８と同軸的に、かつその反対側には、水平な第二軸９が回転自在に軸支される。第二軸９には、水平なウオーム１２が一体的に連結されており、ウオーム１２には、揺動機構１３のウオームギアが噛み合っている。
【００３８】
第一軸８と第二軸９とは、炭化炉４の側面に固定される。よって、揺動機構１３を駆動すると、図２に示すように、第一軸８と第二軸９とを一体的に回転させることができ、それにより、炭化炉４を、炭化炉４の上端開口部が上を向く起立姿勢（実線参照）と、水平軸よりも炭化炉４の上端開口部が下を向く傾斜姿勢（鎖線参照）との間で傾ける（矢印Ｒ２参照）ことができる。なお、図２の角θは、５度程度が好ましい。
【００３９】
また、炭化炉４の上端開口部は、蓋６の開閉機構７により開閉できるようになっている。図２に示すように、開閉機構７を駆動すると、蓋６を閉鎖位置（実線参照）と開放位置（鎖線参照）との間で移動（矢印Ｒ１参照）できる。
【００４０】
なお、揺動機構１３及び開閉機構７自体は、周知の手段を使用して差し支えない。
【００４１】
図１に示すように、炭化炉４は、垂直な中心軸からの距離が等しくなるように、円筒状に形成することが望ましい。炭化炉４内の温度は、約７００℃程度まで上昇するので、炭化炉４の内部に耐熱材（例えば、耐熱温度１０００℃程度のセラミック綿等）を配置し十分な耐熱性を確保する。
【００４２】
炭化炉４の下部には、水平なロストル１４が配設され、ロストル１４には小さな通気孔が多数設けられる。炭化炉４の内部空間は、ロストル１４により、ロストル１４より上方側の原料収納空間Ｓと、ロストル１４よりも下方の給気室１６とに区画される。
【００４３】
給気室１６には、上記着火管１７が連通しており、ロボットバーナ２１が火炎を放射すると、熱風が着火管１７を介して給気室１６内へ送り込まれる。
【００４４】
また、自動コントロールバルブを備え、制御された流量及び圧力の外気を取り込む空気供給口２３が、設けられ、空気供給口２３と給気室１６とは、フレキシブルパイプ２４を用いて着脱自在に接続される。よって、給気室１６内には、所定の空気（特に酸素）を供給できるようになっている。
【００４５】
本形態の炭化炉４内には、上段、中段及び下段に都合６カ所、温度センサ４１〜４３が配設され、各部の温度が計測される。温度センサ４１〜４３の計測結果に基づいて、空気供給口２３からの外気供給が制御され、炭化炉４内の状態が制御される。
【００４６】
炭化対象となる原料としては、竹、木、木の皮、石膏、廃材、動物の糞、籾殻などが含まれる。これらの原料を炭化すると、様々な炭が得られる。得られた炭は、土壌改良剤、有機堆肥の添加剤、燃料、水質の改善剤、脱臭剤、動物への飼料添加剤、その他様々な用途に再利用できる場合が多い。
【００４７】
また後述するように、本形態では、乾留ガスの冷却手段を設けているため、原料が竹であるときは竹酢、木であるときは木酢等の酢液を回収できるようになっている。原料としては、他に金属製缶等の表面に塗布された塗料を選択しても良い。この場合には、得られる炭は少量であり、炭自体の利用価値は他の例よりも低い。しかしながら、炭が表面に付いた缶にすると、その廃棄は、塗料がついたままの缶よりも容易になるため、実益がある。
【００４８】
蓋６を開き、原料１５を炭化炉４内へ入れると、原料１５は、ロストル１４の上の原料収納空間Ｓに蓄積される。原料１５は、事前に、極力良く乾燥させておくことが望ましい。
【００４９】
従来の炭化装置では、原料を炭化炉に入れ蓋を閉めてから炭化完了まで１８時間乃至３５時間程度、冷却にも８時間程度の時間を要していた。
【００５０】
しかしながら、本形態の炭化装置では、原料が３０％程度の水分を含む場合でも、原料を炭化炉に入れ蓋を閉めてから炭化完了まで８時間乃至１２時間程度、冷却にも４時間程度の時間ですむ。
【００５１】
さらに、原料が良く乾燥されたものならば、本形態の炭化装置では、原料を炭化炉に入れ蓋を閉めてから炭化完了まで４時間程度、冷却にも２時間程度の時間ですむ。これにより、炭化作業の時間効率が極めて向上している点が理解されよう。
【００５２】
図１に示すように、炭化炉４の中心には、長手方向が垂直になるように予熱筒２６が立設される。予熱筒２６は、同軸的な二重構造になっている。
【００５３】
即ち、予熱筒２６は、上端部が開放され、下端部がフレキシブルパイプ３１に着脱自在に接続される内筒２８と、内筒２８を包囲する大径の外筒２７とを有する。なお、図２の鎖線で示すように、炭化炉４を傾斜させようとするときは、その前に、フレキシブルパイプ２４、３１をそれぞれ外しておく。
【００５４】
外筒２７の下部には、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、長孔状の複数の下部通気孔２９が開けられ、さらに、外筒２７の上部には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、長孔状の上部通気孔３０が開けられている。
【００５５】
これにより、外筒２７の内部空間は、下部通気孔２９及び上部通気孔３０を介して、原料収納空間Ｓに開口する。なお、本形態では、下部通気孔２９を合計１２０カ所、上部通気孔３０を合計１２カ所、それぞれ開けたが、これは例示に過ぎず、種々変更できる。
【００５６】
一端部が内筒２８の下端に接続されるフレキシブルパイプ３１の他端部は、炭化炉４外へ延び、枠体３２に支持されるサイクロン３３の吸引口に接続される。一方、サイクロン３３の吐出口には、吸引ブロワ３４が接続され、吸引ブロワ３４の吐出側は、配管３８に接続される。
【００５７】
配管３８は、さらに二次燃焼炉に接続される。但し、本発明は、二次燃焼炉の構成を骨子とするものではないので、その図示及び説明は省略する。
【００５８】
炭化炉４内の原料収納空間Ｓ、予熱筒２６、フレキシブルパイプ３１には、吸引ブロワ３４による引圧が印加される。よって、本形態の吸引ブロワ３４は、吸引手段に該当するが、吸引手段は、他の周知手段に変更しても差し支えない。
【００５９】
サイクロン３３の下部には、下方が細くなる漏斗状のホッパ３５が連設され、ホッパ３５の下端部には、吐出弁３６が設けられる。
【００６０】
吸引ブロワ３４を作動させた状態で、乾留ガスが矢印Ｎ６で示すように、サイクロン３３内へ至ると、旋回流が発生し、乾留ガスはサイクロン３３の内表面と良く接触する。これにより、乾留ガスが空冷され、結露が発生し、その滴は、酢液３７となってホッパ３５内へ集められる。ここで、サイクロン３３は、乾留ガスを冷却する冷却手段に相当する。本形態では、このように空冷方式によったが、必要ならば、これに変えて水冷方式等を用いても差し支えない。
【００６１】
酢液３７が十分たまった状態で、吐出弁３６を開けば、酢液３７をホッパ３５外（例えば、適当な容器）に取り出すことができる。
【００６２】
また、配管３８に連通する排気管３９が設けられ、排気管３９の先端部には、弁４０が設けられる。弁４０は、通常閉じられているが、弁４０を開くと、配管３８を流動するガスの色を目視できる。この色は、炭化炉４内の状態を示す指標となる。
【００６３】
ロボットバーナ２１から火炎を放射しているときには、この色が、白又は薄黄色になると、自己熱分解が安定してきたことが示される。そうなれば、ロボットバーナ２１の作動を停止し、自動運転に切り替える。
【００６４】
自動運転が終了に近づいたときには、この色が、薄青色になると、炭化が完了したことが示される。そうなれば、炭化炉の冷却工程へ移行する。
【００６５】
本形態の炭化装置は、以上のような構成からなり、次にその動作を説明する。まず、フレキシブルパイプ２４、３１をそれぞれ装着し、開閉機構７を駆動し、蓋６を開き、原料１５を炭化炉４の原料収納空間Ｓ内に入れる。次に、開閉機構７を駆動し、蓋６を閉じる。
【００６６】
そして、シリンダ１８を作動し、ロボットバーナ２１を着火管１７内へ火炎を放射する位置（図１実線参照）とする。また、吸引ブロワ３４を作動させ、フレキシブルパイプ３１、予熱筒２６内を引圧とする。
【００６７】
そして、ロボットバーナ２１を作動させ、着火管１７内へ火炎を放射する。すると、火炎により加熱された熱風は、着火管１７から給気室１６に至り（矢印Ｎ１参照）、さらにロストル１４を通過して原料収納空間Ｓにある原料１５の下部を加熱する。
【００６８】
その後、熱風は、引圧に引かれて、外筒の下部通気孔２９を通り、外筒２７内へ至る。外筒２７内に至った熱風は、内筒２８と外筒２７とで挟まれた空間を上昇し（矢印Ｎ３参照）、予熱筒２６の上端部で折り返して内筒２８内を下降し（矢印Ｎ５参照）、吸引ブロワ２４側へ移動する。
【００６９】
この結果、高温の熱風は、予熱筒２６内を上下に折り返して流動することになり、予熱筒２６自体が高温となって、ロストル１４に近い原料収納空間Ｓの下部の原料１５だけでなく、予熱筒２６からの伝熱により原料収納空間Ｓの上部や中間にある原料１５も熱せられる。なお図１では、見やすさのため、原料収納空間Ｓの下部にのみ原料１５を図示してある。しかしながら、予熱筒２６の上部のレベルまで原料１５を入れることも可能である。なお、原料１５の通気性を良くするため、原料１５間に適当な隙間が空くように原料１５を入れることが望ましい。
【００７０】
また、熱風及び／又は炭化ガスは、上部通気孔３０からも外筒２７へ至ることができ、比較的低温のままになりやすい、原料収納空間Ｓの上部をより積極的に加熱することができる。
【００７１】
原料１５の下部は、熱風に熱せられて徐々に熱分解を始める。この時、炭化ガスが発生し、炭化ガスも熱風と共に、予熱筒２６内を上下に折り返して流動し、予熱筒２６を加熱すると共に、予熱筒２６からの伝熱により原料収納空間Ｓの上部や中間にある原料１５が熱せられる。
【００７２】
弁４０を開き、排気管３９から排気されるガスの色をチェックすることで、自己熱分解が安定したかどうかを確認できる。確認後、弁４０を閉じる。
【００７３】
自己熱分解の安定が確認されたら、ロボットバーナ２１を停止させ、シリンダ１８を作動し、ロボットバーナ３１を着火管１７から退出させる（図１鎖線位置）。
【００７４】
以後、自動運転状態へ移行する。即ち、温度センサ４１〜４３による計測結果を参照しながら、空気供給口２３からの外気供給を所定時間制御する。その結果、原料収納空間Ｓ内の原料１５において、下方から上方へ向けて自己熱分解による炭化が進行する。
【００７５】
吸引ブロワ３４により、炭化炉４内を引圧とし、サイクロン３３により乾留ガスを冷やし、結露を生じせしめて、ホッパ３５に酢液３７を溜めてゆく。酢液３７は、必要に応じて、吐出弁３６を開いて容器内へ取り出すと良い。
【００７６】
自動運転が完了したら、再度、弁４０を開き、排気管３９から排気されるガスの色をチェックする。これにより、炭化処理が完了したかどうかを確認できる。確認後、弁４０を閉じる。
【００７７】
以降は、炭化炉４の冷却工程へ移行する。なお、温度センサ４１〜４３により炭化炉４内の温度を計測できるが、この温度が、所定温度（例えば４００℃）以下に下がらない限り、開閉機構７の動作を制限し、不用意に蓋６を開けることができないようにするのが好ましい。こうすれば、作業者の火傷等の事故を未然に防止できる。
【００７８】
炭化炉４内が十分冷えた後、フレキシブルパイプ２４、３１をそれぞれ外し、図２に示すように、開閉機構７を作動し、蓋６を開く。そして、揺動機構１３を駆動し、炭化炉４を傾斜させ、原料収納空間Ｓから生成された炭を取り出す。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態における炭化装置の構成図
【図２】本発明の一実施の形態における炭化装置の蓋開閉、炭化炉の揺動動作を示す側面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態における外筒の縦断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態における外筒の横断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態における外筒の横断面図
【符号の説明】
【００８０】
１ 地面
２ 機台
３ 脚
４ 炭化炉
５ 耐熱材
６ 蓋
７ 開閉機構
８ 第一軸
９ 第二軸
１０ 支柱
１１ 軸支部
１２ ウオーム
１３ 揺動機構
１４ ロストル
１５ 原料
１６ 給気室
１７ 着火管
１８ シリンダ
１９ ロッド
２０ 固定具
２１ ロボットバーナ
２２ 火炎吹出口
２３ 空気供給口
２４ フレキシブルパイプ
２６ 予熱筒
２７ 外筒
２８ 内筒
２９ 下部通気孔
３０ 上部通気孔
３１ 排気管
３２ 枠体
３３ サイクロン
３４ 吸引ブロワ
３５ ホッパ
３６ 吐出弁
３７ 酢液
３８ 配管
４０ 弁
４１〜４３ 温度センサ
Ｓ 原料収納空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性原料を加熱して炭化し、炭を得ることができる炭化装置に関するものである。有機性原料としては、竹、木、木の皮、石膏、廃材、動物の糞、籾殻などが含まれるが、塗料（金属製缶等の表面に塗布されたもの）を対象としても良い。塗料を対象とするときは、塗料を炭化し、炭が表面に付いた缶を取り出すことになる。なお、塗料が付着したままの古い缶は廃棄に手間取ることが多いが、炭が表面に付いた缶にすると、その廃棄は容易になる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１（特開２００５−２３１３１号公報）、特許文献２（特開平８−２７８０１７号公報）、特許文献３（特開平６−１４５６６８号公報）に開示されるように、可燃性有機物を乾燥させて乾留、炭化し、炭を取り出す炭化装置が種々提案されている。
【０００３】
このような装置には、炭化処理の途中で発生する乾留ガスを熱エネルギー源として再利用し、燃料の節約を意図したものもある。
【０００４】
しかしながら、従来の炭化装置によると、次のような問題点がある。
【０００５】
原料が水分を３０％前後含む場合、炭化するまでに１８時間乃至３５時間程度の長時間を要していた。また、炭化を行うと当然のことながら、炉内は高温、高圧の状態にあり、炉内が十分冷えるまで待ってから、炉内の炭を取り出すことになるが、この冷却にも８時間程度の時間を要していた。つまり、原料を炉内に入れてから次の原料を炉内へ入れるまで、２４時間乃至４３時間程度の長時間を要していた。これでは、炭化作業の能率が極めて悪いと言わざるを得ない。
【０００６】
また、従来の炭化装置によると、炉内を加熱を開始した後、点火したものの失火し自己熱分解に至らない場合があり、危険であった。即ち、この場合、炉内を開け再点火することになるが、失火したとはいえ、炉内は、高温・高圧の状態になっているのが普通であり、炉を開けたとたん、炉内から外部へ吹き返し（バックファイアー）が起こり、作業員が火傷を負うなどの事故を招きやすい。これでは、安全性に問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２３１３１号公報
【特許文献２】特開平８−２７８０１７号公報
【特許文献３】特開平６−１４５６６８号公報
【特許文献４】特開２００６−２１９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、炭化作業の能率が高く、かつ、失火による事故を抑制できる炭化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る炭化装置は、耐熱性材料を含めて形成され上端開口を有する炭化炉と、上端開口を開閉する蓋と、炭化炉内下部に配設され炭化炉の内部空間を上方側の原料収納空間と下方側の給気室とに区画するロストルと、給気室に連通する着火管と、火炎を放射するロボットバーナと、ロボットバーナを着火管に対して進退させ、ロボットバーナが進出した際ロボットバーナが着火管内へ火炎を放射する位置とする駆動手段と、原料収納空間内に立設される予熱筒と、予熱筒内の乾留ガスを吸引する吸引手段と、乾留ガスを排気可能に形成される排気管とを備え、予熱筒は、上端部が開放されるとともに、下端部が吸引手段に接続される内筒と、内筒を包囲し、炭化炉内下部において開設され原料収納空間に開口する複数の下部通気孔を有する外筒とを有する。
【０００９】
この構成において、蓋を開き、炭化対象である原料を炭化炉の原料収納空間内に入れ、蓋を閉じ、駆動手段によりロボットバーナが着火管内へ火炎を放射する位置とする。また、吸引手段を作動させ、予熱筒内を引圧とする。
【００１０】
そして、ロボットバーナを作動させ、着火管内へ火炎を放射する。すると、火炎により加熱された熱風は、着火管から給気室に至り、さらにロストルを通過して原料収納空間にある原料の下部を加熱する。
【００１１】
その後、熱風は、引圧に引かれて、外筒の下部通気孔を通り、予熱筒内へ至る。予熱筒内に至った熱風は、内筒と外筒とで挟まれた空間を上昇し、予熱筒の上端部で折り返して内筒内を下降し、吸引手段側へ移動する。この結果、高温の熱風は、予熱筒内を上下に折り返して流動することになり、予熱筒自体が高温となって、ロストルに近い原料収納空間の下部の原料だけでなく、予熱筒からの伝熱により原料収納空間の上部や中間にある原料も熱せられることになる。
【００１２】
原料の下部は、熱風に熱せられて徐々に熱分解を始める。この時、炭化ガスが発生し、炭化ガスも熱風と共に、予熱筒内を上下に折り返して流動し、予熱筒を加熱すると共に、予熱筒からの伝熱により原料収納空間の上部や中間にある原料が熱せられる。以上により、炭化の効率を向上できる。
【００１３】
ロボットバーナを作動させ火炎を放射し続ける（条件により左右されるが、通常約１０分程度）と、原料収納空間の下部の原料の自己熱分解が安定する。自己熱分解が安定したかどうかは、排気管から排気されるガスの色をチェックすることで確認できる。これにより、失火を未然に防止できる。
【００１４】
自己熱分解の安定が確認されたら、ロボットバーナを停止させ、駆動手段によりロボットバーナを着火管から退出させる。以後、原料収納空間内の原料は下方から上方へ向けて自己熱分解による炭化が進行する。
【００１５】
この際、炭化ガスは、低温の原料に接触すると温度が下がり炭化炉内で結露しやすい。しかしながら、上記構成によると、上述したように、炭化ガスは、引圧に強制的に引かれて下部通気孔から炭化炉外へ導かれ、乾留ガスとなって炭化炉外へ排気されるため、炭化ガスの結露が発生しにくく、炭化炉内のメンテナンス性を向上できる。
【００１６】
一般に、原料収納空間の下部にある原料を自己熱分解させるため点火するとき、点火が不十分で失火してしまうことがある。失火したとはいえ、炭化炉内は高温・高圧の状態にあり、不用意に炭化炉を開き再度点火しようとすると、炭化炉からのバックファイアが発生し、作業者が火傷を負う等の事態を招きやすい。この点は、上述したとおりである。
【００１７】
しかしながら、以上の構成では、ロボットバーナにより強制的に点火しているし、排気管から排気されるガスの色により自己熱分解の安定を確認できるようにしたため、原料収納空間の下部にある原料を強制的に加熱し確実に自己熱分解まで至らしめることができ、上記事態の発生を抑制でき、作業の安全性を向上できる。
【００１８】
吸引手段により、炭化炉内を引圧とすることにより、炭化ガス（乾留ガス）の流動を良好として、炭化の効率を向上し、炭化に要する時間を短縮できる。また、炭化が完了した後も、炭化炉内を引圧とすることにより、炭化炉内の高温のガスを強制的に炭化炉外へ排気し、炭化炉内を冷却するに要する時間も短縮できる。
【００１９】
なお、炭化炉外へ取り出された炭化ガス（乾留ガス）を熱源として、暖房その他の用途にさらに利用してもよいことは言うまでもない。
【００２０】
第２の発明に係る炭化装置では、外筒は、炭化炉内上部において開設され原料収納空間に開口する複数の上部通気孔をさらに有する。
【００２１】
この構成により、熱風及び／又は炭化ガスは、下部通気孔を経由する第１のルートだけでなく、原料収納空間内を上昇し、上部通気孔から予熱筒の外筒へ至る第２のルートを介して、予熱筒へ至ることができる。原料収納空間の下部で自己熱分解が発生しても、原料収納空間の上部では依然として比較的低温のままになっている傾向があるが、第２のルートを形成することにより、原料収納空間の上部をより積極的に加熱することができ、炭化の効率を一層向上できる。
【００２２】
第３の発明に係る炭化装置では、蓋の開閉機構を設け、炭化炉を水平軸を中心として傾斜可能に軸支し、炭化炉を上端開口が上方を向く姿勢から上端開口が水平軸よりも下方を向く姿勢まで揺動させる揺動機構を設けた。
【００２３】
この構成により、原料収納空間に原料を入れる際には、開閉機構により蓋を開いて、作業者は、容易に原料を入れることができる。
【００２４】
また、炭化が完了した後炭化炉内を十分冷やした後、炭を取り出す際には、開閉機構により蓋を開き、揺動機構を作動させ、炭化炉を、上端開口が上方を向く姿勢から上端開口が水平軸よりも下方を向く姿勢まで揺動させる。したがって、作業者は、炭化炉内の炭を容易に取り出すことができる。以上により、原料及び炭の出し入れに関する作業性を向上することができる。また、出し入れの作業性が向上することにより、炭化に要する全体の作業時間を一層短縮できる。
【００２５】
第４の発明に係る炭化装置では、内筒と吸引手段との間に、乾留ガスを冷却して酢液を回収する冷却手段を設けた。
【００２６】
この構成により、冷却手段により、乾留ガスを冷却し炭化炉外で結露させることができる。発生した酢液（原料が竹であるときは、竹酢）は、適宜利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上のように構成したので、予熱筒及び吸引手段を活用して、炭化及びその後の冷却における効率を向上できる。また、ロボットバーナによる強制的な点火と排気されるガスの色による確認により、失火を未然に防止しやすく、失火による事故を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施の形態における炭化装置の構成図、図２は、本発明の一実施の形態における炭化装置の蓋開閉、炭化炉の揺動動作を示す側面図、図３（ａ）は、本発明の一実施の形態における外筒の縦断面図、図３（ｂ）、（ｃ）は、本発明の一実施の形態における外筒の横断面図である。
【００３０】
図１に示すように、整地された水平な床面１を選定する。本形態の炭化装置の重量は約４トン程度であるため、床面１は、コンクリート仕上げ又は鉄板敷きなどを施し、据え付け後に本形態の炭化装置が傾斜したり沈下したりしないように、強固とするのが望ましい。
【００３１】
その上で床面１上に、機台２から下方に延びる脚３を載せ設置する。本形態の炭化装置は、一つのパッケージにまとめることも可能であり、レッカーを用いてパッケージを吊り上げ、床面１上に据え付けてレベル調整するのが、一般である。
【００３２】
機台２には、水平なガイドレール２ａが設けられており、ガイドレール２ａには、シリンダ１８が、突没するロッド１９が図１の左右方向に移動する向きになるように、固定される。
【００３３】
ロッド１９の先端部は、ロボットバーナ２１に固着される固定具２０に連結されている。シリンダ１８を駆動して、ロッド１９を突没させることにより、ロボットバーナ２１を着火管１７に対して進退させ、ロボットバーナ２１の火炎吹出口２２が進出し着火管１７内へ火炎を放射する位置（実線参照）と、着火管１７から離れた位置（鎖線参照）とにおいて移動させることができる。
【００３４】
即ち、本形態のシリンダ１８は、駆動手段に相当するが、シリンダは単なる例示に過ぎない。駆動手段としては、ロボットバーナ２１の位置を上記のように変更できれば十分であり、その限りにおいて任意である。また、図１の例では、着火管１７をエルボとしたが、これもロボットバーナ２１からの火炎放射に支障がなければ、種々変更して差し支えない。
【００３５】
本形態では、ロボットバーナ２１の燃料を灯油としたが、例えば軽油、Ａ重油等を使用しても良い。ロボットバーナ２１としては、燃焼量：毎時４〜８リットル程度のものが好適に利用できる。なお、燃料タンク等は、本発明の骨子に関係しないので、その図示及び説明を省略する。
【００３６】
機台２の一方の端部から垂直な支柱１０が上向きに立設され、支柱１０の上端には軸支部１１が設けられ、軸支部１１によって水平な第一軸８が回転自在に支持される。
【００３７】
同様に第一軸８と同軸的に、かつその反対側には、水平な第二軸９が回転自在に軸支される。第二軸９には、水平なウオーム１２が一体的に連結されており、ウオーム１２には、揺動機構１３のウオームギアが噛み合っている。
【００３８】
第一軸８と第二軸９とは、炭化炉４の側面に固定される。よって、揺動機構１３を駆動すると、図２に示すように、第一軸８と第二軸９とを一体的に回転させることができ、それにより、炭化炉４を、炭化炉４の上端開口部が上を向く起立姿勢（実線参照）と、水平軸よりも炭化炉４の上端開口部が下を向く傾斜姿勢（鎖線参照）との間で傾ける（矢印Ｒ２参照）ことができる。なお、図２の角θは、５度程度が好ましい。
【００３９】
また、炭化炉４の上端開口部は、蓋６の開閉機構７により開閉できるようになっている。図２に示すように、開閉機構７を駆動すると、蓋６を閉鎖位置（実線参照）と開放位置（鎖線参照）との間で移動（矢印Ｒ１参照）できる。
【００４０】
なお、揺動機構１３及び開閉機構７自体は、周知の手段を使用して差し支えない。
【００４１】
図１に示すように、炭化炉４は、垂直な中心軸からの距離が等しくなるように、円筒状に形成することが望ましい。炭化炉４内の温度は、約７００℃程度まで上昇するので、炭化炉４の内部に耐熱材（例えば、耐熱温度１０００℃程度のセラミック綿等）を配置し十分な耐熱性を確保する。
【００４２】
炭化炉４の下部には、水平なロストル１４が配設され、ロストル１４には小さな通気孔が多数設けられる。炭化炉４の内部空間は、ロストル１４により、ロストル１４より上方側の原料収納空間Ｓと、ロストル１４よりも下方の給気室１６とに区画される。
【００４３】
給気室１６には、上記着火管１７が連通しており、ロボットバーナ２１が火炎を放射すると、熱風が着火管１７を介して給気室１６内へ送り込まれる。
【００４４】
また、自動コントロールバルブを備え、制御された流量及び圧力の外気を取り込む空気供給口２３が、設けられ、空気供給口２３と給気室１６とは、フレキシブルパイプ２４を用いて着脱自在に接続される。よって、給気室１６内には、所定の空気（特に酸素）を供給できるようになっている。
【００４５】
本形態の炭化炉４内には、上段、中段及び下段に都合６カ所、温度センサ４１〜４３が配設され、各部の温度が計測される。温度センサ４１〜４３の計測結果に基づいて、空気供給口２３からの外気供給が制御され、炭化炉４内の状態が制御される。
【００４６】
炭化対象となる原料としては、竹、木、木の皮、石膏、廃材、動物の糞、籾殻などが含まれる。これらの原料を炭化すると、様々な炭が得られる。得られた炭は、土壌改良剤、有機堆肥の添加剤、燃料、水質の改善剤、脱臭剤、動物への飼料添加剤、その他様々な用途に再利用できる場合が多い。
【００４７】
また後述するように、本形態では、乾留ガスの冷却手段を設けているため、原料が竹であるときは竹酢、木であるときは木酢等の酢液を回収できるようになっている。原料としては、他に金属製缶等の表面に塗布された塗料を選択しても良い。この場合には、得られる炭は少量であり、炭自体の利用価値は他の例よりも低い。しかしながら、炭が表面に付いた缶にすると、その廃棄は、塗料がついたままの缶よりも容易になるため、実益がある。
【００４８】
蓋６を開き、原料１５を炭化炉４内へ入れると、原料１５は、ロストル１４の上の原料収納空間Ｓに蓄積される。原料１５は、事前に、極力良く乾燥させておくことが望ましい。
【００４９】
従来の炭化装置では、原料を炭化炉に入れ蓋を閉めてから炭化完了まで１８時間乃至３５時間程度、冷却にも８時間程度の時間を要していた。
【００５０】
しかしながら、本形態の炭化装置では、原料が３０％程度の水分を含む場合でも、原料を炭化炉に入れ蓋を閉めてから炭化完了まで８時間乃至１２時間程度、冷却にも４時間程度の時間ですむ。
【００５１】
さらに、原料が良く乾燥されたものならば、本形態の炭化装置では、原料を炭化炉に入れ蓋を閉めてから炭化完了まで４時間程度、冷却にも２時間程度の時間ですむ。これにより、炭化作業の時間効率が極めて向上している点が理解されよう。
【００５２】
図１に示すように、炭化炉４の中心には、長手方向が垂直になるように予熱筒２６が立設される。予熱筒２６は、同軸的な二重構造になっている。
【００５３】
即ち、予熱筒２６は、上端部が開放され、下端部がフレキシブルパイプ３１に着脱自在に接続される内筒２８と、内筒２８を包囲する大径の外筒２７とを有する。なお、図２の鎖線で示すように、炭化炉４を傾斜させようとするときは、その前に、フレキシブルパイプ２４、３１をそれぞれ外しておく。
【００５４】
外筒２７の下部には、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、長孔状の複数の下部通気孔２９が開けられ、さらに、外筒２７の上部には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、長孔状の上部通気孔３０が開けられている。
【００５５】
これにより、外筒２７の内部空間は、下部通気孔２９及び上部通気孔３０を介して、原料収納空間Ｓに開口する。なお、本形態では、下部通気孔２９を合計１２０カ所、上部通気孔３０を合計１２カ所、それぞれ開けたが、これは例示に過ぎず、種々変更できる。
【００５６】
一端部が内筒２８の下端に接続されるフレキシブルパイプ３１の他端部は、炭化炉４外へ延び、枠体３２に支持されるサイクロン３３の吸引口に接続される。一方、サイクロン３３の吐出口には、吸引ブロワ３４が接続され、吸引ブロワ３４の吐出側は、配管３８に接続される。
【００５７】
配管３８は、さらに二次燃焼炉に接続される。但し、本発明は、二次燃焼炉の構成を骨子とするものではないので、その図示及び説明は省略する。
【００５８】
炭化炉４内の原料収納空間Ｓ、予熱筒２６、フレキシブルパイプ３１には、吸引ブロワ３４による引圧が印加される。よって、本形態の吸引ブロワ３４は、吸引手段に該当するが、吸引手段は、他の周知手段に変更しても差し支えない。
【００５９】
サイクロン３３の下部には、下方が細くなる漏斗状のホッパ３５が連設され、ホッパ３５の下端部には、吐出弁３６が設けられる。
【００６０】
吸引ブロワ３４を作動させた状態で、乾留ガスが矢印Ｎ６で示すように、サイクロン３３内へ至ると、旋回流が発生し、乾留ガスはサイクロン３３の内表面と良く接触する。これにより、乾留ガスが空冷され、結露が発生し、その滴は、酢液３７となってホッパ３５内へ集められる。ここで、サイクロン３３は、乾留ガスを冷却する冷却手段に相当する。本形態では、このように空冷方式によったが、必要ならば、これに変えて水冷方式等を用いても差し支えない。
【００６１】
酢液３７が十分たまった状態で、吐出弁３６を開けば、酢液３７をホッパ３５外（例えば、適当な容器）に取り出すことができる。
【００６２】
また、配管３８に連通する排気管３９が設けられ、排気管３９の先端部には、弁４０が設けられる。弁４０は、通常閉じられているが、弁４０を開くと、配管３８を流動するガスの色を目視できる。この色は、炭化炉４内の状態を示す指標となる。
【００６３】
ロボットバーナ２１から火炎を放射しているときには、この色が、白又は薄黄色になると、自己熱分解が安定してきたことが示される。そうなれば、ロボットバーナ２１の作動を停止し、自動運転に切り替える。
【００６４】
自動運転が終了に近づいたときには、この色が、薄青色になると、炭化が完了したことが示される。そうなれば、炭化炉の冷却工程へ移行する。
【００６５】
本形態の炭化装置は、以上のような構成からなり、次にその動作を説明する。まず、フレキシブルパイプ２４、３１をそれぞれ装着し、開閉機構７を駆動し、蓋６を開き、原料１５を炭化炉４の原料収納空間Ｓ内に入れる。次に、開閉機構７を駆動し、蓋６を閉じる。
【００６６】
そして、シリンダ１８を作動し、ロボットバーナ２１を着火管１７内へ火炎を放射する位置（図１実線参照）とする。また、吸引ブロワ３４を作動させ、フレキシブルパイプ３１、予熱筒２６内を引圧とする。
【００６７】
そして、ロボットバーナ２１を作動させ、着火管１７内へ火炎を放射する。すると、火炎により加熱された熱風は、着火管１７から給気室１６に至り（矢印Ｎ１参照）、さらにロストル１４を通過して原料収納空間Ｓにある原料１５の下部を加熱する。
【００６８】
その後、熱風は、引圧に引かれて、外筒の下部通気孔２９を通り、外筒２７内へ至る。外筒２７内に至った熱風は、内筒２８と外筒２７とで挟まれた空間を上昇し（矢印Ｎ３参照）、予熱筒２６の上端部で折り返して内筒２８内を下降し（矢印Ｎ５参照）、吸引ブロワ２４側へ移動する。
【００６９】
この結果、高温の熱風は、予熱筒２６内を上下に折り返して流動することになり、予熱筒２６自体が高温となって、ロストル１４に近い原料収納空間Ｓの下部の原料１５だけでなく、予熱筒２６からの伝熱により原料収納空間Ｓの上部や中間にある原料１５も熱せられる。なお図１では、見やすさのため、原料収納空間Ｓの下部にのみ原料１５を図示してある。しかしながら、予熱筒２６の上部のレベルまで原料１５を入れることも可能である。なお、原料１５の通気性を良くするため、原料１５間に適当な隙間が空くように原料１５を入れることが望ましい。
【００７０】
また、熱風及び／又は炭化ガスは、上部通気孔３０からも外筒２７へ至ることができ、比較的低温のままになりやすい、原料収納空間Ｓの上部をより積極的に加熱することができる。
【００７１】
原料１５の下部は、熱風に熱せられて徐々に熱分解を始める。この時、炭化ガスが発生し、炭化ガスも熱風と共に、予熱筒２６内を上下に折り返して流動し、予熱筒２６を加熱すると共に、予熱筒２６からの伝熱により原料収納空間Ｓの上部や中間にある原料１５が熱せられる。
【００７２】
弁４０を開き、排気管３９から排気されるガスの色をチェックすることで、自己熱分解が安定したかどうかを確認できる。確認後、弁４０を閉じる。
【００７３】
自己熱分解の安定が確認されたら、ロボットバーナ２１を停止させ、シリンダ１８を作動し、ロボットバーナ３１を着火管１７から退出させる（図１鎖線位置）。
【００７４】
以後、自動運転状態へ移行する。即ち、温度センサ４１〜４３による計測結果を参照しながら、空気供給口２３からの外気供給を所定時間制御する。その結果、原料収納空間Ｓ内の原料１５において、下方から上方へ向けて自己熱分解による炭化が進行する。
【００７５】
吸引ブロワ３４により、炭化炉４内を引圧とし、サイクロン３３により乾留ガスを冷やし、結露を生じせしめて、ホッパ３５に酢液３７を溜めてゆく。酢液３７は、必要に応じて、吐出弁３６を開いて容器内へ取り出すと良い。
【００７６】
自動運転が完了したら、再度、弁４０を開き、排気管３９から排気されるガスの色をチェックする。これにより、炭化処理が完了したかどうかを確認できる。確認後、弁４０を閉じる。
【００７７】
以降は、炭化炉４の冷却工程へ移行する。なお、温度センサ４１〜４３により炭化炉４内の温度を計測できるが、この温度が、所定温度（例えば４００℃）以下に下がらない限り、開閉機構７の動作を制限し、不用意に蓋６を開けることができないようにするのが好ましい。こうすれば、作業者の火傷等の事故を未然に防止できる。
【００７８】
炭化炉４内が十分冷えた後、フレキシブルパイプ２４、３１をそれぞれ外し、図２に示すように、開閉機構７を作動し、蓋６を開く。そして、揺動機構１３を駆動し、炭化炉４を傾斜させ、原料収納空間Ｓから生成された炭を取り出す。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態における炭化装置の構成図
【図２】本発明の一実施の形態における炭化装置の蓋開閉、炭化炉の揺動動作を示す側面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態における外筒の縦断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態における外筒の横断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態における外筒の横断面図
【符号の説明】
【００８０】
１ 地面
２ 機台
３ 脚
４ 炭化炉
５ 耐熱材
６ 蓋
７ 開閉機構
８ 第一軸
９ 第二軸
１０ 支柱
１１ 軸支部
１２ ウオーム
１３ 揺動機構
１４ ロストル
１５ 原料
１６ 給気室
１７ 着火管
１８ シリンダ
１９ ロッド
２０ 固定具
２１ ロボットバーナ
２２ 火炎吹出口
２３ 空気供給口
２４ フレキシブルパイプ
２６ 予熱筒
２７ 外筒
２８ 内筒
２９ 下部通気孔
３０ 上部通気孔
３１ 排気管
３２ 枠体
３３ サイクロン
３４ 吸引ブロワ
３５ ホッパ
３６ 吐出弁
３７ 酢液
３８ 配管
４０ 弁
４１〜４３ 温度センサ
Ｓ 原料収納空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性材料を含めて形成され上端開口を有する炭化炉と、
前記上端開口を開閉する蓋と、
前記炭化炉内下部に配設され前記炭化炉の内部空間を上方側の原料収納空間と下方側の給気室とに区画するロストルと、
前記給気室に連通する着火管と、
火炎を放射するロボットバーナと、
前記ロボットバーナを前記着火管に対して進退させ、前記ロボットバーナが進出した際前記ロボットバーナが前記着火管内へ火炎を放射する位置とする駆動手段と、
前記原料収納空間内に立設される予熱筒と、
前記予熱筒内の乾留ガスを吸引する吸引手段と、
前記乾留ガスを排気可能に形成される排気管とを備え、
前記予熱筒は、
上端部が開放されるとともに、下端部が前記吸引手段に接続される内筒と、
前記内筒を包囲し、前記炭化炉内下部において開設され前記原料収納空間に開口する複数の下部通気孔を有する外筒とを有することを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
前記外筒は、前記炭化炉内上部において開設され前記原料収納空間に開口する複数の上部通気孔をさらに有する請求項１記載の炭化装置。
【請求項３】
前記蓋の開閉機構を設け、前記炭化炉を水平軸を中心として傾斜可能に軸支し、前記炭化炉を前記上端開口が上方を向く姿勢から前記上端開口が水平軸よりも下方を向く姿勢まで揺動させる揺動機構を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の炭化装置。
【請求項４】
前記内筒と前記吸引手段との間に、前記乾留ガスを冷却して酢液を回収する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の炭化装置。
【請求項１】
耐熱性材料を含めて形成され上端開口を有する炭化炉と、
前記上端開口を開閉する蓋と、
前記炭化炉内下部に配設され前記炭化炉の内部空間を上方側の原料収納空間と下方側の給気室とに区画するロストルと、
前記給気室に連通する着火管と、
火炎を放射するロボットバーナと、
前記ロボットバーナを前記着火管に対して進退させ、前記ロボットバーナが進出した際前記ロボットバーナが前記着火管内へ火炎を放射する位置とする駆動手段と、
前記原料収納空間内に立設される予熱筒と、
前記予熱筒内の乾留ガスを吸引する吸引手段と、
前記乾留ガスを排気可能に形成される排気管とを備え、
前記予熱筒は、
上端部が開放されるとともに、下端部が前記吸引手段に接続される内筒と、
前記内筒を包囲し、前記炭化炉内下部において開設され前記原料収納空間に開口する複数の下部通気孔を有する外筒とを有することを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
前記外筒は、前記炭化炉内上部において開設され前記原料収納空間に開口する複数の上部通気孔をさらに有する請求項１記載の炭化装置。
【請求項３】
前記蓋の開閉機構を設け、前記炭化炉を水平軸を中心として傾斜可能に軸支し、前記炭化炉を前記上端開口が上方を向く姿勢から前記上端開口が水平軸よりも下方を向く姿勢まで揺動させる揺動機構を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の炭化装置。
【請求項４】
前記内筒と前記吸引手段との間に、前記乾留ガスを冷却して酢液を回収する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の炭化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−９５６１１（Ｐ２０１０−９５６１１Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６７３０７（Ｐ２００８−２６７３０７）
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（５０８３１１１４５）株式会社プラント北陽 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（５０８３１１１４５）株式会社プラント北陽 (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]