説明

籾殻炭化装置

【課題】カントリーエレベータ等に設置される籾乾燥機の熱風供給源として、燃料に籾殻を利用する籾殻炭化装置において、装置自体が大型化し易いという問題点を解消する手段を提供する。
【解決手段】籾殻炭化装置は、円筒状の炉本体93の一端側に籾殻供給部90及び着火バーナ95を備える一方、前記炉本体93の他端側には籾殻の燃焼排ガスを排出する排気部96を備える。前記炉本体93内には、空気の旋回流を形成するための複数の空気穴101を設ける。前記籾殻が前記空気の旋回流にて前記炉本体93の内周に沿って螺旋状に移動しながら燃焼して炭化するように構成する。前記各空気穴101は、その空気吹き出し方向が前記炉本体93(内壁100)の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、例えば米又は麦等の穀物を乾燥・貯蔵するカントリーエレベータのような穀物貯蔵施設にて発生する籾殻を燃焼・炭化させる籾殻炭化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、カントリーエレベータのような穀物貯蔵施設においては、荷受した生籾を複数の貯蔵ビンに一次貯留し、その後、各貯蔵ビンから生籾を取り出して籾乾燥機にて乾燥させ、当該乾燥籾をサイロに貯蔵している。そして、籾摺機等の調製部にて、サイロから取り出した乾燥籾を玄米にしたのち袋詰めして出荷している(例えば特許文献1及び2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平4−200748号公報
【特許文献2】特開平5−229667号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、この種の穀物貯蔵施設に設置された籾乾燥機では、生籾の乾燥に際して灯油、重油又は電力を用いるのが一般的である。このため、灯油、重油又は電力の価格によっては乾燥コスト、ひいては穀物貯蔵施設のランニングコストが嵩むという問題があった。また、灯油、重油又は電力の使用によるエネルギー消費量も増えがちであり、環境負荷が大きいという問題も招来していた。籾乾燥機の一例としては、燃料に籾殻を利用する籾殻炭化装置がある(例えば特開平10−259992号公報の図5参照)。籾殻炭化装置は、籾殻を加熱して炭化させるものであり、籾殻の加熱・炭化にて生成する燃焼排ガスにて生籾を乾燥させることになる。
【0005】
しかし、前記従来の籾殻炭化装置はロータリーキルン式であることが多く、その場合は横置き型の円筒を回転させる機構が必要なため、装置自体が大型化し易いという問題があった。また、籾殻は円筒の回転にて撹拌されながら、僅かに傾斜した円筒の底に沿って移動するため、塊状に投入された籾殻の表面側と内部側とでは加熱程度に差が現われ易く、円筒をある程度長くしないと均一に燃焼し難いという問題もあった。
【0006】
そこで、本願発明はこのような現状を改善することを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この技術的課題を解決するため、請求項1の発明に係る籾殻炭化装置は、円筒状の炉本体の一端側に籾殻供給部及び着火バーナを備えている一方、前記炉本体の他端側には籾殻の燃焼排ガスを排出する排気部を備えており、前記炉本体内には、空気の旋回流を形成するための複数の空気穴が設けられており、前記籾殻が前記空気の旋回流にて前記炉本体の内周に沿って螺旋状に移動しながら燃焼して炭化するように構成されており、前記各空気穴は、その空気吹き出し方向が前記炉本体の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成されているというものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載した籾殻炭化装置において、前記炉本体における一端側の前記着火バーナと他端側の前記排気部とが相対向して配置されており、前記籾殻供給部は、前記炉本体のうち前記着火バーナ寄りで、且つ、前記旋回流が上から下向きに移動する側の上部に位置しているというものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載した籾殻炭化装置において、前記炉本体の下部には、自重にて落下した籾殻くん炭を回収するための炭化物コンベヤを備えており、前記炉本体から前記炭化物コンベヤへの開口は、前記炉本体の長手方向のほぼ全長にわたって延び、且つ、前記長手方向から見て前記炉本体に向けてテーパ状に広がっており、前記開口のテーパ部には、前記炉本体内に向けて空気を噴出するための補助空気穴が形成されているというものである。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1〜3のうちいずれかに記載した籾殻炭化装置において、前記排気部は前記炉本体における他端側の中央部に位置しており、前記排気部と前記炉本体内とを連通接続する整流ダクトが前記炉本体内部に突設されているというものである。
【発明の効果】
【0011】
本願発明に係る籾殻炭化装置によると、円筒状の炉本体の一端側に籾殻供給部及び着火バーナを備えている一方、前記炉本体の他端側には籾殻の燃焼排ガスを排出する排気部を備えており、前記炉本体内には、空気の旋回流を形成するための複数の空気穴が設けられており、前記籾殻が前記空気の旋回流にて前記炉本体の内周に沿って螺旋状に移動しながら燃焼して炭化するように構成されており、前記各空気穴は、その空気吹き出し方向が前記炉本体の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成されているから、前記炉本体の全長を短くできるものでありながら、空気の旋回流を利用して前記炉本体内に籾殻が滞留する時間を長くでき、籾殻を確実に燃焼・炭化できる。また、籾殻を燃焼させて高温の燃焼排ガスを生成するので、前記着火バーナを連続使用する必要がない。従って、従来の化石燃料等の消費量を著しく低減でき、乾燥コストを低く抑えることができる。
【0012】
しかも、前記各空気穴の空気吹き出し方向が前記炉本体の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲しているので、前記各空気穴からの空気を前記炉本体の内周面に吹き当てて旋回流を形成できる。すなわち、前記炉本体の内周面形状を有効利用しながら、前記各空気穴からの吹き出し速度を余り減速させずに、速い旋回速度の旋回流にすることが可能になる。従って、籾殻の燃焼効率の向上に寄与するという効果を奏する。
【0013】
請求項2の発明によると、請求項1に記載した籾殻炭化装置において、前記炉本体における一端側の前記着火バーナと他端側の前記排気部とが相対向して配置されており、前記籾殻供給部は、前記炉本体のうち前記着火バーナ寄りで、且つ、前記旋回流が上から下向きに移動する側の上部に位置しているから、前記籾殻供給部にて籾殻を前記炉本体内に導入する際に、籾殻の落下方向と前記旋回流の流れ方向とが一致することになる。従って、自重で前記旋回流の搬送力を打ち消すことなく、前記籾殻供給部からの籾殻をスムーズに落下させて前記旋回流に乗せることができ、この点も、籾殻の燃焼効率向上の一助になる。また、前記炉本体のコンパクト化を図りながら、その全長を効率よく利用して、燃焼室の長さを十分に確保できる。
【0014】
請求項3の発明によると、請求項1又は2に記載した籾殻炭化装置において、前記炉本体の下部には、自重にて落下した籾殻くん炭を回収するための炭化物コンベヤを備えており、前記炉本体から前記炭化物コンベヤへの開口は、前記炉本体の長手方向のほぼ全長にわたって延び、且つ、前記長手方向から見て前記炉本体に向けてテーパ状に広がっているから、前記炉本体内で生成される籾殻くん炭を、前記炉本体内のほぼ全域から回収し易くなる。その上、前記開口のテーパ部には、前記炉本体内に向けて空気を噴出するための補助空気穴が形成されているから、前記補助空気穴からの空気の吹き出しによって、前記開口での籾殻くん炭の堆積・詰まり(ブリッジ)を防止できる。
【0015】
請求項4の発明によると、請求項1〜3のうちいずれかに記載した籾殻炭化装置において、前記排気部は前記炉本体における他端側の中央部に位置しており、前記排気部と前記炉本体内とを連通接続する整流ダクトが前記炉本体内部に突設されているから、前記排気部に近い側での前記旋回流(燃焼排ガス)は、前記整流ダクトの外周側を移動することになり、籾殻くん炭を連れたまま前記排気部から排出され難くなる。すなわち、前記整流ダクトの存在により、前記旋回流(燃焼排ガス)と籾殻くん炭との分離がし易くなり、籾殻くん炭生成の歩留まりを向上できるのである。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】カントリーエレベータの平面説明図である。
【図2】カントリーエレベータの処理説明図である。
【図3】籾乾燥機と熱風供給装置との正面図である。
【図4】熱風供給装置の処理説明図である。
【図5】炭化炉の正面図である。
【図6】炭化炉の側面図である。
【図7】図6のVII−VII視断面図である。
【図8】図5のVIII−VIII視断面図である。
【図9】内壁の拡大側面断面図である。
【図10】内壁における下部側の拡大側面断面図である。
【図11】炭化炉の要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
(1).カントリーエレベータの概要
まず始めに、図1及び図2を参照しながら、穀物貯蔵施設の一例であるカントリーエレベータCEの概要について説明する。
【0019】
カントリーエレベータCEは、荷受部1、調製部兼出荷部34、自主検査室53、事務室54及び操作室55を有する建屋BGを備えている。実施形態では、建屋BGの一側部に、荷受部1と調製部兼出荷部34とが設置されている。荷受部1の側方に事務室54と操作室55とが設置されている。事務室54の奥側に自主検査室53が設置されている。また、建屋BGには乾燥部10及び貯留部22が併設されており、建屋BG外には、湿式除塵装置56、籾殻庫57及び熱風供給装置70を備えている。実施形態では、貯留部22が調製部兼出荷部34の奥側に設置されており、貯留部22を挟んで自主検査室53と反対側に、乾燥部10、湿式除塵装置56、熱風供給装置70及び籾殻庫57が設置されている。
【0020】
荷受部1は個人別・荷口別に入荷する生籾を受け付ける設備であり、粗選機5と荷受計量機6と複数の貯蔵ビン9とを備えている。粗選機5は、荷受ホッパ2から荷受コンベア3及び荷受昇降機4を介して搬入される生籾中より夾雑物を除去するものであり、荷受計量機6は、粗選後に個人別・荷口別に荷口重量と水分量とを測定するものである。貯蔵ビン9群は、荷受計量機6からビン投入昇降機7及びトップコンベア8を介して搬入される生籾を乾燥前に一時貯留するものである。実施形態の貯蔵ビン9群は、操作室55の奥側であって自主検査室53と貯留部22との間に設置されている。
【0021】
乾燥部10は、荷受後の生籾を乾燥と一時休止との繰り返しで粒内水分の均一化を図って胴割れを防止しながら乾燥させる設備であり、火力乾燥機である籾乾燥機14と、調質用タンクとしての複数の副サイロ19と、乾燥サイロ取出昇降機21とを備えている。籾乾燥機14は、各貯蔵ビン9からボトムコンベア11、ビン排出昇降機12、乾燥機投入昇降機13及び乾燥機投入コンベア15aを介して搬入された生籾の含水量を所定%以下に減少(乾燥)させるものである。副サイロ19群は、籾乾燥機14から取り出した一時乾燥休止の籾を、乾燥機取出コンベア15b、中継昇降機16、乾燥サイロ投入昇降機17及び乾燥サイロ投入コンベア18を介して搬入し一時滞荷させるものである。乾燥サイロ取出昇降機21は、各副サイロ19から取り出した半乾燥籾を乾燥サイロ取出コンベア20を介して籾乾燥機14に再送するものである。乾燥部10にて乾燥させた乾燥籾はその後、貯留部22に送り出されることになる。
【0022】
貯留部22は、貯蔵サイロである複数の主サイロ23と、精選機26と、調節タンク30と、脱芒機31と、精選サイロ投入昇降機33とを備えている。主サイロ23群は、乾燥部10からの乾燥籾を、乾燥機取出コンベア15b、中継昇降機16、乾燥サイロ投入昇降機17及び乾燥サイロ投入コンベア18を介して搬入し長期貯蔵するものである。精選機26は、各主サイロ23から精選サイロ取出コンベア24及び精選機投入昇降機25を経由して搬入された乾燥籾中の夾雑物を分離除去するものである。調節タンク30には、精選機26から取り出される精選籾又は脱ぷ米が、売渡計量機27と精選機取出昇降機28又は脱ぷ米昇降機29を介して投入される。脱芒機31は精選機26から取り出される芒付籾の脱芒を行うものである。売渡計量後の精選籾は、精選サイロ投入昇降機33及び精選サイロ投入コンベア32を介して、各主サイロ23に搬入される。調節タンク30内の精選籾は、次工程の調製部兼出荷部34に送り出されることになる。
【0023】
調製部兼出荷部34は、籾摺機36、揺動選別機38、石抜機42、粒選別機41、フレキシブルコンテナ44用の出荷タンク45、包装出荷用タンク46、未熟米タンク48及び白米タンク52を備えている。籾摺機36は、調節タンク30から籾昇降機35を介して搬入された精選籾を脱ぷするものである。揺動選別機38は、籾摺機36及び混合米昇降機37を経由した脱ぷ混合米から良玄米のみを取り出すものである。石抜機42は、揺動選別機38、振動コンベア39及び玄米昇降機40を経由した玄米から石抜きをするものである。粒選別機41は石抜き後の玄米を所定粒子のものに選別するものである。フレキシブルコンテナ44用の出荷タンク45や包装出荷用タンク46には、石抜き及び粒選後の良玄米が良玄米昇降機43を介して投入される。未熟米タンク48には、粒選別機41から取り出される未熟米が未熟米昇降機47及び脱ぷ米昇降機29を介して搬入される。白米タンク52には、良玄米昇降機43からの良玄米が精米機用昇降機49、玄米タンク50及び精米機51を経由して投入される。
【0024】
建屋BG外に設置された湿式除塵装置56は、籾乾燥機14内で発生した粉塵を収集・除去するものであり、集塵ダクト58を介して籾乾燥機14に接続されている。湿式除塵装置56の奥側に設置された籾殻庫57は、籾摺機36の脱ぷ作業で発生する籾殻を貯蔵するためのものである。熱風供給装置70は、籾殻庫57に貯蔵された籾殻の加熱・炭化にて燃焼排ガスを生成するものであり、火力乾燥機である籾乾燥機14における第2の熱源として、燃焼排ガスを籾乾燥機14に供給して荷受後の生籾を乾燥させ得るように構成されている。
【0025】
(2).籾乾燥機の構成
次に、図1〜図3を参照しながら、籾乾燥機14の構成について説明する。
【0026】
図3に詳細に示すように、籾乾燥機14は、支持台60に搭載された四角柱状の乾燥筒61と、乾燥筒61の一外側面に取り付けられた熱風フッド62と、乾燥筒61のうち熱風フッド63とは反対側に取り付けられた排気フッド63とを備えている。図示は省略するが、熱風フッド62及び排気フッド63は乾燥筒61に連通している。排気フッド63の下端側が、集塵ダクト58を介して湿式除塵装置56に接続されている。乾燥筒61の上部には、建屋BGから突出した乾燥機投入コンベア15aの先端側が配置されている。乾燥筒61の下部には、建屋BGから突出した乾燥機取出コンベア15bの先端側が配置されている(図4参照)。
【0027】
支持台60の下方には、乾燥筒61内に供給される熱風を生成する熱源装置として、バーナ64及び送風ファン65の組が二組配置されている。各送風ファン65の吹き出し側は、熱風フッド62の下端側から下向きに延びる送風ダクト66に接続されている。乾燥筒61の内部には、底面を通気床にした案内樋67が、ひし形を多段に積み重ねたようなジグザグ形態にて配置されている。乾燥機投入コンベア15aから乾燥筒61内に投入される生籾又は半乾燥籾が案内樋67に沿って自然落下する間、生籾又は半乾燥籾をバーナ64及び送風ファン65からの熱風に晒すことによって、生籾又は半乾燥籾の含水量が所定%以下に減少(乾燥)することになる。
【0028】
(3).熱風供給装置の構成及びその動作態様
次に、図3〜図11を参照しながら、熱風供給装置70の構成及びその動作態様について説明する。
【0029】
熱風供給装置70は、調製部兼出荷部34にて発生した籾殻を燃焼・炭化させる籾殻炭化装置71と、籾殻炭化装置71からの燃焼排ガスを籾乾燥機14に供給するためのダクト装置72とを備えている。籾殻炭化装置71は、籾殻庫57から移送されてきた籾殻を一時滞留させる籾殻貯留タンク73と、籾殻貯留タンク73からの籾殻の加熱・炭化にて籾殻くん炭と燃焼排ガスとを生成する横長円筒状の炭化炉74と、炭化炉74にて生成された籾殻くん炭を降温させてから取り出すくん炭取出装置75とを有している。ダクト装置72は、炭化炉74と籾乾燥機14の両送風ファン65とをつなぐ熱風ダクト76と、熱風ダクト76の中途部に配置された熱風ファン77及び中継手段としての縦型のサイクロン集塵器78とを備えている。
【0030】
実施形態では、湿式除塵装置56の側方であって籾乾燥機14と籾殻庫57との間に架台79が設置されている。架台79の天面部上に籾殻貯留タンク73とサイクロン集塵器78とが搭載されている。籾殻貯留タンク73の下方に炭化炉74が設置されている。くん炭取出装置75は、架台79の天面を上下に貫通して設置されている(図3参照)。
【0031】
籾殻庫57と籾殻貯留タンク73の上部とは、籾殻移送ダクト80を介して連通接続されている。籾殻移送ダクト80のうち籾殻庫57内の基端部には、遠心式の籾殻移送ファン81と籾殻投入用の投入ホッパ82とが設けられている。籾殻移送ファン81の駆動にて、投入ホッパ82に供給された籾殻は籾殻貯留タンク73に送り込まれることになる。
【0032】
投入ホッパ82の入口部には、バルブ用電動モータ84にて開閉作動するロックバルブ83が設けられている。投入ホッパ82への籾殻の投入量は、バルブ用電動モータ84の駆動によるロックバルブ83の開閉にて調節されることになる。なお、籾殻貯留タンク73の側面上部には、その内部の籾殻量の上限を検出する上限レベル計85が取り付けられている。籾殻貯留タンク73の側面下部には、同じく内部の籾殻量の下限を検出する下限レベル計86が取り付けられている。
【0033】
籾殻貯留タンク73の底部には、タンク用電動モータ88にて搬送駆動する移送フィーダ87が設けられている。移送フィーダ87の搬送下流側は、導入ダクト89を介して、炭化炉74に設けられた籾殻供給部としての供給フィーダ90に接続されている。供給フィーダ90は供給用電動モータ91にて搬送駆動するように構成されている。移送フィーダ87及び供給フィーダ90の搬送駆動にて、籾殻貯留タンク73内の籾殻が炭化炉74内に導入されることになる。なお、導入ダクト89には、供給フィーダ90内の籾殻量の過不足を検出する供給レベル計92が取り付けられている。
【0034】
図5〜図8に示すように、横長円筒状の炭化炉74は、二重壁構造の炉本体93と、炉本体93の周面下部に取り付けられた炭化物コンベヤとしてのくん炭取出フィーダ94とを備えている。炉本体93の一側面部には籾殻着火用の着火バーナ95が取り付けられている。炉本体93の他側面部には、排ガスダクト97を介して熱風ダクト76に接続される排気部96が、着火バーナ95と相対向するように開口している。籾殻供給部としての供給フィーダ90は炉本体93の周面部のうち着火バーナ95寄りで、且つ、後述する旋回流SFが上から下向きに移動する側の上部に設けられている(図5〜図8参照)。なお、炉本体93における着火バーナ95側の一側面部は、ヒンジ98を介して開閉可能に構成されている。
【0035】
炉本体93は、横長円筒状の内壁100と、これを外側から囲う横長円筒状の外壁99とからなる同心状の二重壁構造になっている。このため、外壁99と内壁100との間は空間(後述する流通経路104)が空いている。供給フィーダ90、着火バーナ95及びくん炭取出フィーダ94の入口部は内壁100の内部側に臨ませており、いずれも、外壁99と内壁100との間の空間(流通経路104)とは基本的に連通していない。
【0036】
図7及び図8に示すように、内壁100には、その内部に空気の旋回流SFを形成するための複数の空気穴101が設けられている。各空気穴101は、図7に示す正断面視において、内壁100の長手中心線と直交する仮想線V1に対して適宜角度θ1だけ傾斜した方向(実施形態では約10°程度傾斜した方向)に向けて開口している。そして、図8及び図9に示す側断面視では、各空気穴101は、その空気吹き出し方向が炉本体93の内周面(内壁100の内周面)に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成されている。この場合、各空気穴101の入口側101aは、内壁100の断面中心と空気穴101の入口開口とを結ぶ仮想線V2に対して適宜角度θ2だけ傾斜している(実施形態では約10°程度傾斜)。各空気穴101の出口側101bは、前記入口側101aの延びる方向に沿う仮想線V3に対してθ3だけ傾斜している(実施形態では約45°程度傾斜)。前記出口側101bの延びる方向に沿う仮想線V4は、内壁100の内周面に近付いた(倒れた)状態になり、その結果、各空気穴101の空気吹き出し方向は、内壁100の内周面に沿いながら旋回下流側に向かうことになる。
【0037】
炉本体93の下部に配置された燃焼用送風機102は、三股状の空気ダクト103を介して外壁99に接続されている。このため、燃焼用送風機102の駆動にて、外壁99と内壁100との間の空間には、空気ダクト103を経由して燃焼用空気が導入される。すなわち、外壁99と内壁100との間の空間は燃焼用空気の流通経路104になっている。燃焼用送風機102から流通経路104に送り込まれた燃焼用空気は、各空気穴101から内壁100の内部側に吹き出すが、前述した各空気穴101の傾斜作用により、着火バーナ95側から排気部96に向けて、内壁100の内部側(内周)に沿った螺旋状に移動する旋回流SFを形成することになる。この場合、図8及び図9に示す側断面視において、各空気穴101を、その空気吹き出し方向が炉本体93の内周面(内壁100の内周面)に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成しているため、燃焼用空気を内壁100の内周面に吹き当てて旋回流SFを形成できる。すなわち、内壁100の内周面形状を有効利用しながら、各空気穴101からの吹き出し速度を余り減速させずに、速い旋回速度の旋回流SFを形成することが可能になる。
【0038】
籾殻貯留タンク73から炭化炉74の内壁100内に導入された籾殻は、各空気穴101からの燃焼用空気による旋回流SFにて分散しながら、着火バーナ95にて着火される。一旦燃焼し始めた籾殻は、着火バーナ95を連続使用しなくても、供給フィーダ90からの籾殻の導入量と、各空気穴101からの燃焼用空気の供給量とを調整することにより、着火バーナ95側から排気部96に向かう旋回流に沿って螺旋状に移動しながら燃焼して炭化する(籾殻くん炭になる)。この場合、供給フィーダ90が炉本体93の周面部のうち着火バーナ95寄りで、且つ、旋回流SFが上から下向きに移動する側の上部に設けられているから、供給フィーダ90にて籾殻を炭化炉74の内壁100内に導入する際に、籾殻の落下方向と旋回流SFの流れ方向とが一致することになる。従って、自重で旋回流SFの搬送力を打ち消すことなく、供給フィーダ90からの籾殻をスムーズに落下させて旋回流SFに乗せることができる。
【0039】
籾殻くん炭は、籾殻との比重の違い(籾殻くん炭の自重)を利用してくん炭取出フィーダ94上に落下する。籾殻が燃焼・炭化して生成される燃焼排ガスは、旋回流SF自身の作用と熱風ファン77の吸引作用とにより、排気部96から排ガスダクト97を介して熱風ダクト76に排出される。図5及び図7に示すように、排気部96は炉本体93における他側面部の中央側に位置している。そして、排気部96と炉本体93内(内壁100の内部)とを連通接続する整流ダクト120が炉本体93内部(内壁100の内部)に突設されている。このため、排気部96に近い側での旋回流SF(燃焼排ガス)は、整流ダクト120の外周側を移動することになり、籾殻くん炭を連れたまま排気部96から排出され難くなる。すなわち、整流ダクト120の存在により、旋回流SF(燃焼排ガス)と籾殻くん炭との分離がし易くなり、籾殻くん炭生成の歩留まりを向上できる。実施形態における燃焼排ガスの温度は700℃前後に維持される。また、引き続き内壁100内に導入される籾殻は、内壁100内で先に燃焼・炭化している籾殻及び籾殻くん炭にて類焼することになる。なお、各空気穴101からの燃焼用空気の吹き出し量は、内壁100内で生成された籾殻くん炭が燃焼排ガスと共に排気部96から排出し難い程度に設定される。
【0040】
炉本体93の周面下部に取り付けられたくん炭取出フィーダ94は、炉本体93の下方に配置された取出用電動モータ105にて駆動するように構成されている。くん炭取出フィーダ87の取出下流側は、くん炭取出装置75を構成するくん炭取出昇降機106の下部側に接続されている。図7に示すように、くん炭取出フィーダ94の入口部94aは、炉本体93における周面下部のほぼ全長にわたって延びている。そして、入口部94aは、図8及び図10に示す側断面視で、炉本体93内(内壁100の内側)に向けてテーパ状に広がっている。換言すると、入口部94aは、図8及び図10に示す側断面視で下窄まり状の断面形状に形成されている。入口部94aのテーパ部には、流通経路104に連通して炉本体93内(内壁100の内側)に向けて空気を噴出するための補助空気穴121が形成されている(図10参照)。補助空気穴121からの空気の吹き出しにより、くん炭取出フィーダ94における入口部94aでの籾殻くん炭の堆積・詰まり(ブリッジ)を防止している。
【0041】
くん炭取出装置75は、前述したくん炭取出昇降機106とくん炭貯蔵タンク107とを備えている。くん炭取出昇降機106の上部側がくん炭貯蔵タンク107の上面部に接続されている。くん炭取出フィーダ94内に落下し堆積した籾殻くん炭は、取出用電動モータ105によるくん炭取出フィーダ94の搬送駆動にてくん炭取出昇降機106の下部側に搬送され、くん炭取出昇降機106を介してくん炭貯蔵タンク107内に搬送・回収されることになる。なお、くん炭貯蔵タンク107の側面上部には、その内部の籾殻くん炭量の過不足を検出するくん炭レベル計108が取り付けられている。くん炭貯蔵タンク107からのくん炭の取り出しは、ローダーを用いたりフレコン袋を利用したりできる。エアによる搬送も可能である。
【0042】
なお、図5、図7及び図11に示すように、炉本体93の一側面部のうち着火バーナ95の下方には、炉本体93の内周面(内壁100の内周面)に堆積してしまった粉塵(もみ殻や籾殻くん炭の微粉等)を圧縮空気にて排気部96に吹き飛ばすための空気噴出ノズル122が複数個設けられている。各空気噴出ノズル122は、空気供給管路123を介して、ブロワ等の圧縮空気源(図示せず)に連通している。実施形態では、空気供給管路123中に設けられた電磁開閉弁124を開閉制御することによって、適宜タイミング(例えば20分毎等)で定期的に、炉本体93内(内壁100内)に圧縮空気を噴出させ、粉塵(もみ殻や籾殻くん炭の微粉等)の堆積を抑制している。
【0043】
さて、図3及び図4に示すように、ダクト装置72においては、熱風ダクト76の入口側(炭化炉74と熱風ファン77との間)に、燃焼排ガスに外気を混合して温度調節する外気導入手段としての外気導入ダクト109が設けられている。熱風ダクト76の入口側では、熱風ファン77の吸引作用により、外気導入ダクト109を介して外気が取り込まれて燃焼排ガスと混合され、生籾の乾燥に適した温度まで降温される(生籾の乾燥に適した温度の混合ガスとなる)。実施形態における混合ガスの温度は約200℃程度に維持される。
【0044】
降温された混合ガスは、熱風ファン77の駆動にてサイクロン集塵器78の上部に送り込まれる。サイクロン集塵器78では、混合ガスとその中の粉塵(微粒の籾殻くん炭)とが上下に分離し、粉塵を除去した清浄な混合ガス(以下、清浄混合ガスという)が籾乾燥機14の両送風ファン65に向けて送り込まれることになる。なお、図示は省略するが、サイクロン集塵器78の下部は湿式集塵装置56(図1参照)に接続されており、混合ガスから分離除去された粉塵(微粒の籾殻くん炭)は、圧送ファンにてエアロックバルブを介して湿式集塵装置56に搬送されてスラッジタンク内に搬送・回収されることになる。
【0045】
熱風ダクト76の搬送下流側は二股状に分岐していて、2つの分岐ダクト部分76a,76bのそれぞれが送風ファン65に接続されている。従って、籾乾燥機14内には、バーナ64及び送風ファン65からの熱風に代えて、熱風供給装置70からの清浄混合ガスを供給することが可能になっている。
【0046】
熱風ダクト76のうち少なくとも搬送上流側と搬送下流側との2箇所には、ダンパ手段としての風量ダンパ110a〜110cが配置されている。第1風量ダンパ110aは、サイクロン集塵器78の上端部に設けられており、第1ダンパ用電動モータ111aにて開閉駆動するように構成されている。第1風量ダンパ110aが開放状態のときは、熱風ダクト76の当該箇所が外部に連通する。籾乾燥機14内の温度検出手段である温度センサ112の検出情報に基づいて第1ダンパ用電動モータ111aが駆動することにより、第1風量ダンパ110aが開閉して、籾乾燥機14への清浄混合ガスの供給量が調節されることになる。
【0047】
第2風量ダンパ110bは一方の分岐ダクト部分76aに設けられており、第2ダンパ用電動モータ111bにて開閉駆動するように構成されている。第3風量ダンパ110cは他方の分岐ダクト部分76bに設けられており、第3ダンパ用電動モータ111cにて開閉駆動するように構成されている。第2及び第3風量ダンパ110b,110cがそれぞれ閉止状態のときは、対応する分岐ダクト部分76a,76bと籾乾燥機14との連通が遮断される。
【0048】
(4).まとめ
上記の記載並びに図7〜図10から明らかなように、本願発明の籾殻炭化装置71は、円筒状の炉本体93の一端側に籾殻供給部90及び着火バーナ95を備えている一方、前記炉本体93の他端側には籾殻の燃焼排ガスを排出する排気部96を備えており、前記炉本体93内には、空気の旋回流を形成するための複数の空気穴101が設けられており、前記籾殻が前記空気の旋回流にて前記炉本体93の内周に沿って螺旋状に移動しながら燃焼して炭化するように構成されており、前記各空気穴101は、その空気吹き出し方向が前記炉本体93(内壁100)の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成されているから、前記炉本体93の全長を短くできるものでありながら、空気の旋回流SFを利用して前記炉本体93内に籾殻が滞留する時間を長くでき、籾殻を確実に燃焼・炭化できる。また、籾殻を燃焼させて高温の燃焼排ガスを生成するので、前記着火バーナ95を連続使用する必要がない。従って、従来の化石燃料等の消費量を著しく低減でき、乾燥コストを低く抑えることができる。
【0049】
しかも、前記各空気穴101の空気吹き出し方向が前記炉本体93(内壁100)の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲しているから、前記各空気穴101からの空気を前記炉本体93(内壁100)の内周面に吹き当てて旋回流SFを形成できる。すなわち、前記炉本体93(内壁100)の内周面形状を有効利用しながら、前記各空気穴101からの吹き出し速度を余り減速させずに、速い旋回速度の旋回流SFにすることが可能になる。従って、籾殻の燃焼効率の向上に寄与するという効果を奏する。
【0050】
上記の記載並びに図5〜図8から明らかなように、前記炉本体93における一端側の前記着火バーナ95と他端側の前記排気部96とが相対向して配置されており、前記籾殻供給部90は、前記炉本体93のうち前記着火バーナ95寄りで、且つ、前記旋回流SFが上から下向きに移動する側の上部に位置しているから、前記籾殻供給部90にて籾殻を前記炉本体93内(内壁100内)に導入する際に、籾殻の落下方向と前記旋回流SFの流れ方向とが一致することになる。従って、自重で前記旋回流SFの搬送力を打ち消すことなく、前記籾殻供給部90からの籾殻をスムーズに落下させて前記旋回流SFに乗せることができ、この点も、籾殻の燃焼効率向上の一助になる。また、前記炉本体93のコンパクト化を図りながら、その全長を効率よく利用して、燃焼室(実施形態では内壁100内部)の長さを十分に確保できる。
【0051】
上記の記載並びに図5、図7、図8及び図10から明らかなように、前記炉本体93の下部には、自重にて落下した籾殻くん炭を回収するための炭化物コンベヤ94を備えており、前記炉本体93から前記炭化物コンベヤ94への開口94aは、前記炉本体93の長手方向のほぼ全長にわたって延び、且つ、前記長手方向から見て前記炉本体93内に向けてテーパ状に広がっているから、前記炉本体93内で生成される籾殻くん炭を、前記炉本体93内のほぼ全域から回収し易くなる。その上、前記開口94aのテーパ部には、前記炉本体93内に向けて空気を噴出するための補助空気穴121が形成されているから、前記補助空気穴121からの空気の吹き出しによって、前記開口94a(テーパ部)での籾殻くん炭の堆積・詰まり(ブリッジ)を防止できる。炉本体93から取り出した籾殻くん炭は、例えば土壌改良剤、育苗園芸資材、ろ過吸着剤、脱臭剤、調湿剤として製品化することが可能になる。なお、前記籾殻供給部90からの籾殻の導入量と、前記各空気穴101からの燃焼用空気の吹き出し量との調整により、籾殻をくん炭にも灰にもできることは言うまでもない。
【0052】
上記の記載並びに図7及び図8から明らかなように、前記排気部96は前記炉本体93における他端側の中央部に位置しており、前記排気部96と前記炉本体93内(内壁100内)とを連通接続する整流ダクト120が前記炉本体93内部(内壁100内部)に突設されているから、前記排気部96に近い側での前記旋回流SF(燃焼排ガス)は、前記整流ダクト120の外周側を移動することになり、籾殻くん炭を連れたまま前記排気部96から排出され難くなる。すなわち、前記整流ダクト120の存在により、前記旋回流SF(燃焼排ガス)と籾殻くん炭との分離がし易くなり、籾殻くん炭生成の歩留まりを向上できる。
【0053】
(5).その他
なお、本願発明は、上記実施形態に限るものではなく、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【0054】
71 籾殻炭化装置
74 炭化炉
90 供給フィーダ(籾殻供給部)
93 炉本体
94 くん炭取出フィーダ(炭化物コンベヤ)
94a 入口部
95 着火バーナ
96 排気部
99 外壁
100 内壁
101 空気穴
101a 空気穴の入口側
101b 空気穴の出口側
102 燃焼用送風機
104 流通経路
121 補助空気穴

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状の炉本体の一端側に籾殻供給部及び着火バーナを備えている一方、前記炉本体の他端側には籾殻の燃焼排ガスを排出する排気部を備えており、前記炉本体内には、空気の旋回流を形成するための複数の空気穴が設けられており、前記籾殻が前記空気の旋回流にて前記炉本体の内周に沿って螺旋状に移動しながら燃焼して炭化するように構成されており、前記各空気穴は、その空気吹き出し方向が前記炉本体の内周面に近付くように旋回下流側に向けて屈曲又は湾曲した断面形状に形成されている、
籾殻炭化装置。
【請求項2】
前記炉本体における一端側の前記着火バーナと他端側の前記排気部とが相対向して配置されており、前記籾殻供給部は、前記炉本体のうち前記着火バーナ寄りで、且つ、前記旋回流が上から下向きに移動する側の上部に位置している、
請求項1に記載した籾殻炭化装置。
【請求項3】
前記炉本体の下部には、自重にて落下した籾殻くん炭を回収するための炭化物コンベヤを備えており、前記炉本体から前記炭化物コンベヤへの開口は、前記炉本体の長手方向のほぼ全長にわたって延び、且つ、前記長手方向から見て前記炉本体内に向けてテーパ状に広がっており、前記開口のテーパ部には、前記炉本体内に向けて空気を噴出するための補助空気穴が形成されている、
請求項1又は2に記載した籾殻炭化装置。
【請求項4】
前記排気部は前記炉本体における他端側の中央部に位置しており、前記排気部と前記炉本体内とを連通接続する整流ダクトが前記炉本体内部に突設されている、
請求項1〜3のうちいずれかに記載した籾殻炭化装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2011−84629(P2011−84629A)
【公開日】平成23年4月28日(2011.4.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−237539(P2009−237539)
【出願日】平成21年10月14日(2009.10.14)
【出願人】(000006781)ヤンマー株式会社 (3,810)
【出願人】(000241290)豊国工業株式会社 (28)
【出願人】(390021278)株式会社タカハシキカン (10)
【Fターム(参考)】