(57)【要約】【課題】ケイ酸含有量が多く、しかも、連続焼成が可能な籾殻灰の灰化装置を提供する。【解決手段】排出側の底面に排出口１２ａが形成されており、原料Ｘが連続的に焼成される焼成炉となる上面が開口した箱状の灰化装置本体１２と、灰化装置本体１２の内部に回転可能に配設された搬送スクリュ１４と、搬送スクリュ１４と灰化装置本体１２の底面との間にて搬送スクリュ１４に沿って設けられ、その外周面にエア導入孔１６ａが所定間隔で複数形成されているエア導入管１６とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出側の底面に排出口が形成されており、原料が連続的に焼成される焼成炉となる上面が開口した箱状の灰化装置本体と、
前記灰化装置本体の内部に回転可能に配設された搬送スクリュと、
前記搬送スクリュと前記灰化装置本体の底面との間にて前記搬送スクリュに沿って設けられ、その外周面にエア導入孔が複数形成されているエア導入管とを備えることを特徴とする籾殻灰の灰化装置。
【請求項２】
前記エア導入孔から吐出される空気の流速が５〜１０ｍｍ／秒であることを特徴とする請求項１に記載の灰化装置。
【請求項３】
前記搬送スクリュは、シャフトと、前記シャフトの外周面に所定間隔を隔ててその径方向に突設された複数の薄板状のパドルとを有しており、
前記各パドルは、その幅方向が前記シャフトの軸に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の灰化装置。
【請求項４】
前記搬送スクリュは、シャフトと、前記シャフトの外周面に所定間隔を隔ててその径方向に突設された複数の棒状のパドルとを有しており、
前記灰化装置本体の底面が原料投入側から排出側に向かって下り傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の灰化装置。
【請求項５】
前記エア導入孔が隣合うパドルの間に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の灰化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可溶性のケイ酸を豊富に含む草木灰を連続的に製造することができる灰化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の稲作においては、台風や大雨による稲の倒伏を防止するため、可溶性ケイ酸を含む肥料（ケイ酸肥料）を多用する傾向にある。可溶性ケイ酸には、根張りを良くしたり茎を丈夫にするなど、植物（特にイネ科の作物）の生育にとって有用な効果が認められることが知られているからである。
【０００３】
ところが、ケイ酸肥料は非常に高価であるため、稲作農家にとっては、ケイ酸肥料を多量に施肥することによる経済的負担が大きいという問題がある。
【０００４】
そこで、ケイ酸肥料を安価でしかも多量に入手する手段として、籾殻を燃やした後に残る草木灰（籾殻灰）をケイ酸肥料として使用することが提案されている。
【０００５】
籾殻には、可溶性ケイ酸が多量に含まれていることから、これを燃焼させて得られる草木灰は可溶性ケイ酸を多く含む良質な肥料（ケイ酸肥料）となる。しかも、籾殻は、籾摺り工程で大量に発生し、これが有効利用されることなく廃棄されていることも多いため、安価で（場合によっては無償で）大量に入手できる。
【０００６】
籾殻を燃焼して草木灰（籾殻灰）を得るための灰化装置の一例としては、燃焼炉と、燃焼炉底床下部に設けた炊き口と、燃焼炉上部を覆う蓋体と、燃焼炉上部に設けた煙突とを有する灰化装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
従来の灰化装置では、下部炊き口から燃料を燃やし、その燃焼ガスと加熱空気により燃焼炉内に投入された籾殻を焼成することで草木灰を得ることができる。このとき、燃焼炉内の中央部に設けられている通風管に燃焼ガスと加熱空気を送り込むことで、通風管内に上昇流を発生させ、この上昇流によって籾殻内部の燃焼ガスや水蒸気を吸引することにより籾殻が均一に焼成され、均質な草木灰を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２５９４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の籾殻灰製造燃焼炉は、バッチ式であるため生産効率が低く、量産化に適さないという問題があった。
【００１０】
また、従来の籾殻灰製造燃焼炉では、通風管内に上昇流を発生させることで籾殻籾殻内部の燃焼ガスや水蒸気が強制的に吸引されるが、この強制吸引により生じる強い風がフイゴの役目を果たして籾殻の燃焼温度を著しく上昇させる（風を強く送り込んだ時の燃焼温度は８００度近くにまで上昇する）。
【００１１】
籾殻灰に含まれる可溶性ケイ酸の含有量は、籾殻の焼成温度によって変化することが知られている（グラフ１参照）。このグラフからも分かるように、８００度近い高温域で焼成したときの可溶性ケイ酸の含有量は４０％程度であり、低温域（４００〜５００度）で焼成したときの可溶性ケイ酸含有量（８０％以上）の半分以下にまで低下してしまい、施肥効率が悪くなるといった問題もある。
【００１２】
［グラフ１］
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【００１３】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、可溶性のケイ酸含有量が多く、しかも、連続焼成が可能な籾殻灰の灰化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載した発明は、「排出側の底面に排出口１２ａが形成されており、原料Ｘが連続的に焼成される焼成炉となる上面が開口した箱状の灰化装置本体１２と、
灰化装置本体１２の内部に回転可能に配設された搬送スクリュ１４と、
搬送スクリュ１４と灰化装置本体１２の底面との間にて搬送スクリュ１４に沿って設けられ、その外周面にエア導入孔１６ａが複数形成されているエア導入管１６とを備える」ことを特徴とする籾殻灰の灰化装置１０である。
【００１５】
請求項２に記載した発明は、「エア導入孔１６ａから吐出される空気の流速が５〜１０ｍｍ／秒である」ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載した発明は、薄板状のパドル１４ｂを使用した例で「搬送スクリュ１４は、シャフト１４ａと、シャフト１４ａの外周面に所定間隔を隔ててその径方向に突設された複数の薄板状のパドル１４ｂとを有しており、各パドル１４ｂは、その幅方向がシャフト１４ａの軸に対して傾斜するように設けられている」ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した発明は、棒状のパドル１４ｂを使用した例で「搬送スクリュ１４は、シャフト１４ａと、シャフト１４ａの外周面に所定間隔を隔ててその径方向に突設された複数の棒状のパドル１４ｂとを有しており、灰化装置本体１２の底面が原料投入側から排出側に向かって下り傾斜している」ことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載した発明は、「エア導入孔１６ａが隣合うパドル１４ｂとパドル１４ｂとの間に位置している」ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、原料となる籾殻を連続的に供給しながら４００〜５００度という低温域でゆっくりと完全燃焼させ、これを排出することができるので、可溶性ケイ酸の含有量が多い草木灰を連続的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明にかかる灰化装置の使用状態を示す図である。
【図２】灰化装置本体内に原料となる籾殻の山を作った状態を示す図である。
【図３】搬送スクリュの回転によって籾殻の山が崩れて前方へと少しずつ押し出されていく様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に従って説明する。図１は、本発明にかかる灰化装置１０を示す図である。この図が示すように、本発明の灰化装置１０は、灰化装置本体１２、搬送スクリュ１４、エア導入管１６により大略構成されている。
【００２２】
灰化装置本体１２は、原料Ｘとなる籾殻を連続的に焼成するための焼成炉となる横長の箱状部材で、その上面は開口しており、その断面形状は略Ｕ字状あるいは上向き略コ字状となっている。
【００２３】
灰化装置本体１２の長手方向一方端部（原料供給側）の上部には、原料Ｘとなる籾殻を供給する原料供給器１８が配設されており、反対の長手方向他方端部（排出側）の下面には、排出口１２ａが設けられている。
【００２４】
原料供給器１８は、灰化装置本体１２内に原料Ｘとなる籾殻を連続的に供給するために必要に応じて設けられるもので、原料Ｘとなる籾殻の搬送路となる筒体２０と、筒体２０の内部に配設されたスクリュ２２と、スクリュ２２を回転させるモータ２４及び筒体２０の後端部上面に取り付けられたホッパ２６とを備えている。原料供給器１８を設けない場合は、人力で原料Ｘを灰化装置本体１２の原料供給側に投入すればよい。
【００２５】
搬送スクリュ１４は、シャフト１４ａと、複数枚（本実施例では１３枚）のパドル１４ｂとを有し、その後端部には、搬送スクリュ１４を回転させるモーター２８が取り付けられている。
【００２６】
各パドル１４ｂは、櫂状に形成された薄板状の部材で、シャフト１４ａの外周面にその径方向に延びるように突設されている。各パドル１４ｂがシャフト１４ａに取付けられている状態では、側面から見たとき、各パドル１４ｂの幅方向がシャフト１４ａの軸に対して傾斜するように（原料供給側が、排出側よりもシャフト１４ａの回転方向側となるように）設けられている。
【００２７】
搬送スクリュ１４において、隣り合うパドル１４ｂ，１４ｂは、側面側（図１の紙面方向）から見たとき、シャフト１４ａの軸方向に所定間隔を隔てて配置されており、原料供給側（あるいは排出側）から見たとき、隣り合うパドル１４ｂ，１４ｂは、周方向に等角度（本実施例では、周方向に９０度）ずれた状態となるように突設されている（全てのパドル１４ｂが同じ方向を向くように突設されていてもよい）。
【００２８】
搬送スクリュ１４の回転速度は、灰化装置本体１２内の原料Ｘである籾殻を低温域（３５０〜５５０度、より好ましくは４００〜５００度）でゆっくりと完全燃焼させるという観点から、５〜３０回転／分という非常にゆっくりとした速度に設定されている。
【００２９】
なお、パドル１４ｂの形状は薄板状に限定されるものではなく、例えば、棒状であってもよい。ただし、パドル１４ｂが棒状の場合は、これを回転させたときに原料Ｘを排出側に向けて送り出す力が働かないため、灰化装置本体１２の底面を原料供給側から排出側に向かって下り傾斜させる必要がある（これにより、パドル１４ｂが原料Ｘを攪拌したとき、原料Ｘが自重で排出側へと少しずつ送り出される）。
【００３０】
エア導入管１６は、細長いパイプ状の部材で、その外周面には、複数のエア導入孔１６ａが所定間隔を隔てて穿設されている。各エア導入孔１６ａを設ける位置は、搬送スクリュ１４の隣り合うパドル１４ｂ，１４ｂの間に位置するように設定されている。各エア導入孔１６ａが隣合うパドル１４ｂ，１４ｂの間に位置するように設定されているのは、パドル１４ｂとパドル１４ｂとの間が最も原料Ｘが攪拌される箇所であり、この最も原料Ｘが攪拌される箇所に空気を導入することで均一な完全燃焼が行われるからである。
【００３１】
なお、本実施例では、各エア導入孔１６ａがエア導入管１６の上面（搬送スクリュ１４と対向する側の面）に一列に並んで設けられているが、各エア導入孔１６ａをエア導入管１６の側面に設けるようにしてもよい。
【００３２】
エア導入管１６への空気の供給量は、各エア導入孔１６ａから吐出される空気の流量が５〜１０ｍｍ／秒と極く僅かな流量となるように設定されている。エア導入孔１６ａから吐出される空気の流量が５ｍｍ／秒よりも少ないと、原料Ｘが不完全燃焼を起こす恐れがある。一方、空気の流量が１０ｍｍ／秒よりも多いと、エア導入管１６がフイゴの役割を果たし、原料Ｘが完全燃焼するときの燃焼温度を６００度以上（場合によっては８００度）にまで上昇させてしまい、高温域での燃焼となって可溶性ケイ酸の含有量が大きく低下してしまうからである。
【００３３】
以上のように構成されている灰化装置１０を用いて原料（籾殻）Ｘから草木灰（籾殻灰）を製造する方法について説明する。まず、図２に示すように、灰化装置本体１２の内部（原料供給側）に籾殻Ｘの小さな山を作る。籾殻Ｘの山の大きさは、種火として使用できる程度のものであればよい。
【００３４】
籾殻Ｘの山が出来上がると、次に、この籾殻Ｍの山に火をつける。灰化装置本体１２はその上面が開口しているため、籾殻Ｘの山の周囲には大量の空気が存在する。したがって、籾殻Ｘの山に火をつけると、籾殻Ｘの完全燃焼が表面側から内部側へと少しずつ進行していき、やがて、籾殻Ｘの山全体が赤熱した熾火となる（この熾火が種火となる）。
【００３５】
籾殻Ｘの山全体が熾火になると、いよいよ灰化装置１０の運転を開始する。ここで、灰化装置１０の運転は、原料供給器１８により籾殻Ｘを連続的に供給しつつ行われる。そこで、まず、原料供給器１８による籾殻Ｘの供給方法について説明を行い、続いて、灰化装置１０の運転方法について説明を行う。
【００３６】
原料供給器１８の運転は、以下のように行われる。まず、原料供給器１８のホッパ２６に原料となる籾殻Ｘを投入し、モーター２８を回転させる。すると、ホッパ２６内の籾殻がスクリュ２２の回転によって筒体２０内を前方へと押し出され、筒体２０の先端部分に設けられた排出口１２ａから灰化装置１０の灰化装置本体１２内へと籾殻Ｘが連続的に供給される。
【００３７】
原料供給器１８から灰化装置１０に供給される原料（籾殻）Ｘの量は、単位時間当たりに排出口１２ａから排出される草木灰（籾殻灰）を作るのに必要な原料（籾殻）Ｘの量と大略等しくなるように設定されている。これにより、灰化装置１０では、一定量の籾殻Ｘが連続的に灰化し、排出口１２ａから連続的に排出されることになる。
【００３８】
次に、灰化装置１０の運転方法について説明する。灰化装置１０の運転は、モーター２８を作動させて搬送スクリュ１４を回転させるとともにエア導入管１６に空気を供給することにより行われる。
【００３９】
搬送スクリュ１４がゆっくり回転すると、赤熱した籾殻Ｘは、搬送スクリュ１４のパドル１４ｂによってゆっくり攪拌されつつ、且つ、原料供給器１８から新たに供給される原料（籾殻）Ｘを抱き込みつつ、前方（排出口１２ａ側）に向けて少しずつ送り出される。
【００４０】
このとき、エア導入孔１６ａからは、新鮮な空気が極く僅かずつ連続的に供給されているので、赤熱した籾殻Ｘは新たに供給される籾殻Ｍと一緒に低温域（３５０〜５５０度、より好ましくは４００〜５００度）でゆっくりと完全燃焼し、酸素欠乏を起こすことなく、灰化がゆっくりと進行する。
【００４１】
ここで、各エア導入孔１６ａは、隣合うパドル１４ｂ，１４ｂの間に形成されていることから、各エア導入孔１６ａから吐出される新鮮な空気は、赤熱した籾殻Ｘが最も攪拌される部分に向けて導入されることになる。したがって、赤熱した籾殻Ｘの灰化が効率よく進行することになる。赤熱した籾殻Ｘの灰化が完全に進行して草木灰（籾殻灰）になると、排出口１２ａから順次排出される。
【００４２】
本実施例では、赤熱した籾殻Ｘをゆっくりと攪拌しつつ、また、エア導入孔１６ａから空気を極く僅かずつ供給するようにしているので、３５０〜５５０度という低温度領域で完全燃焼し、灰化が進行する。したがって、可溶性ケイ酸の含有率が８０％以上と非常に高い草木灰（籾殻灰）を得ることができる。しかも、上記灰化は、連続的に供給される籾殻Ｘを抱き込みつつ行われるので、可溶性のケイ酸を豊富に含む草木灰を連続的に製造することができる。
【００４３】
なお、上述実施例では、原料Ｘとして籾殻を使用したが、藁や竹などケイ酸成分を多く含むものを使用することも可能である。ただし、原料Ｘとして藁や竹を使用する場合は、効率よく灰化させるために、予め籾殻のように細かく粉砕しておくことが望ましい。
【符号の説明】
【００４４】
１０：灰化装置、１２：灰化装置本体、１４：搬送スクリュ、１４ａ：シャフト、１４ｂ：パドル、１６：エア導入管、１８：原料供給器、２０：筒体、２０ａ：原料出口、２２：スクリュ、２４：モータ、２６：ホッパ、２８：モータ、Ｘ：原料（籾殻）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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