(57)【要約】【課題】炭化物に金属類が混入しても動作の障害を起こすことなく、さらに熱変形による動作障害の発生しにくいスライドゲートを備えた金属類混入炭化物の移送設備を提供する。【解決手段】金属類が混入した炭化物が落下する落下通路と、前記落下通路を閉塞する位置と開放する位置との間を移動することで通過通路を開閉可能なスライドゲートとを有する金属類混入炭化物の移送設備において、前記スライドゲートを前記スライドゲート閉動作における進行方向が下方となるように、混入金属が摺落する角度に傾斜させたことを特徴とする【選択図】図２
2008255245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属類が混入した炭化物が落下する落下通路と、前記落下通路を閉塞する位置と開放する位置との間を移動することで通過通路を開閉可能なスライドゲートとを有する金属類混入炭化物の移送設備において、
前記スライドゲートを前記スライドゲート閉動作における進行方向が下方となるように、混入金属が摺落する角度に傾斜させたことを特徴とする金属類混入炭化物の移送設備。
【請求項２】
前記スライドゲートの傾斜角度が水平面に対して３６〜５０°であることを特徴とする請求項１記載の金属類混入炭化物の移送設備。
【請求項３】
前記炭化物温度以下の温度である蒸気又は不活性ガスを、前記落下通路上流側から前記スライドゲートに連続的又は間欠的に吹き付ける吹き付け口を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の金属類混入炭化物の移送設備。
【請求項４】
前記スライドゲート傾斜上流側から下流側に蒸気又は不活性ガスが流れるように、前記スライドゲート傾斜上流側に前記吹き付け口を設けたことを特徴とする請求項３記載の金属類混入炭化物の移送設備。
【請求項５】
前記落下通路内壁に、前記吹き付け口を上方から覆うように傾斜板を取り付けたことを特徴とする請求項４記載の金属類混入炭化物の移送設備。
【請求項６】
前記スライドゲート閉塞時における進行終端部上方に通路中央側に向けて下向き傾斜させた傾斜板を設け、該傾斜板終端部とスライドゲートの間の隙間を極力小とすることでシール性を向上させたことを特徴とする請求項１〜５何れかに記載の金属類混入炭化物の移送設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属類混入炭化物の移送設備に関するものであり、炭化物を得る炭化設備の出口に設けて好適な金属類混入炭化物移送設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化物を製造するためには、主に炭化炉が用いられており、炭化炉に例えばバイオマス等の揮発分及び固定炭素分を含む可燃固形物を投入し加熱することで、固定炭素分を多く含む炭化物を得ることができる。
【０００３】
図３は、従来の炭化物製造装置を表す概略構成図である。図３において、１は炭化キルンであり、該炭化キルンは回転ドラム２、内周面を耐火材４で覆われた外筒３及び回転ドラム２の外周面と耐火材４の内周面の間に形成される加熱室５から主に構成されている。また、６は原料供給ホッパ、７ａ及び７ｂは前記原料供給ホッパ６の通路を開閉可能な原料用スライドゲート、８は原料供給コンベヤ、９は炭化物排出シュート、１０ａ及び１０ｂは前記炭化物排出シュート９の通路を開閉可能な炭化物用スライドゲート、１１及び１２は炭化物冷却コンベヤ、１３は炭化物貯留コンテナである。
【０００４】
図３に示したような炭化物製造装置では、原料供給用ホッパ６に供給された原料であるバイオマス等の揮発分及び固定炭素分を含む可燃固形物を、原料用スライドゲート７ａ及び７ｂを用いて供給量をコントロールするか、若しくは原料用スライドゲート７ａ及び７ｂで供給量をコントロールすることが難しい場合には予め供給量をコントロールされた可燃固形物を原料供給コンベヤ８で炭化炉１を構成する回転ドラム２内部へ供給する。
【０００５】
前記回転ドラム２には、両端部以外の部分の外周に内周面を耐火材４で覆われた外筒３が設けられ、前記回転ドラム２の外周面と前記耐火材４の間に加熱室５が形成されている。加熱室５へ例えば燃焼ガス等の加熱媒体を通流させて前記回転ドラム２へ伝熱することで回転ドラム２内が加熱されるようになっている。
【０００６】
原料供給コンベヤ８より回転ドラム２内に供給された原料は、回転ドラム２が回転したときに、原料供給コンベヤ８側から炭化物排出シュート９側に攪拌されながら移送され、移送されている間に前記加熱室５より間接加熱によって加熱されて炭化され、炭化物となって炭化物排出シュート９より炭化物冷却コンベヤ１１の一端側に投下される。
【０００７】
炭化物冷却コンベヤ１１及び１２は間接冷却式スクリューコンベヤであって、スクリューコンベヤのケーシング及びスクリュー内部に冷却水を通流させることができる構造となっている。
炭化物冷却コンベヤ１１に投下された炭化物は、炭化物冷却コンベヤ１１及び１２で移送される間に前記スクリューコンベヤのケーシング及びスクリュー内部に通流させた冷却水によって間接冷却されて、炭化物貯留コンテナ１３内に貯留された後に出荷される。
【０００８】
炭化物を製造するためには、炭化キルン１を構成する回転ドラム２内を低酸素状態としなくてはならない。そのため、炭化キルン１を構成する回転ドラム２の入口側には、原料供給ホッパ６の通路を開閉可能な二重式の原料用スライドゲート７ａ及び７ｂを設けている。原料供給ホッパ６への原料投入時にはまず原料用スライドゲート７ａ及び７ｂの両方を閉じた状態で、原料供給ホッパ６へ連続的に投入される原料は原料用スライドゲート７ａ上に落下する。次に原料用スライドゲート７ｂを閉じたまま原料用スライドゲート７ａを開けて原料を原料用スライドゲート７ｂ上に落下させる。その後、原料用スライドゲート７ａを閉じてから、原料用スライドゲート７ｂを開けて原料を原料供給コンベア８に落下させることで、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内と外気の接触が少ないまま原料を原料供給コンベヤ８を介して炭化キルン１を形成する回転ドラム２へ供給することができる。
【０００９】
また、炭化キルン１を構成する回転ドラム２の出口側には、炭化物排出シュート９の通路を開閉可能な二重式の炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０ｂを設けている。まず炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０ｂの両方を閉じた状態で、炭化キルン１より連続的に排出される炭化物は炭化物用スライドゲート１０ａ上に落下する。その後、炭化物用スライドゲート１０ｂを閉じたまま炭化物用スライドゲート１０ａを開けることで、炭化物は炭化物用スライドゲート１０ｂ上に落下する。さらのその後、炭化物用スライドゲート１０ａを閉じてから炭化物用スラードゲート１０ｂを開けることで、外気と炭化キルン１内の接触が少ないまま炭化物を炭化物冷却コンベヤ１１へ落下させることができる。
【００１０】
図４は炭化物用スライドゲート１０ａの閉状態における断面図であり、図５は図４におけるＡ部拡大図である。なお、以下で図４及び図５を用いて従来のスライドゲート１０ａについて説明するが、スライドゲート１０ｂもスライドゲート１０ａと同じ構造である。
【００１１】
スライドゲート１０ａは、油圧シリンダ１１０の機能によって移動し、炭化物排出シュート９の通路を開閉することができるように構成されている。図４に示すようにスライドゲート１０ａの上部である炭化物排出シュート９内壁面には、炭化物排出シュート９上部に位置する炭化キルン１で製造された炭化物の流れを炭化物排出シュート９内側方向へ向ける傾斜板１００ａ及び１００ｂが設けられている。このようにしてスライドゲート１０ａ及び同様の構造であるスライドゲート１０ｂを油圧シリンダの機能によって移動させて炭化物排出シュート９の通路を開閉することによって外気と炭化キルン１内の接触が少ないまま炭化物を炭化物冷却コンベヤ１１へ落下させており、このようなスライドゲートは例えば特許文献１に開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１４７３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、炭化物を製造する際に原料として木材チップを使用することが多い。木材チップには例えばネジや釘等の金属類が混入しており、またネジ、釘等の金属類を木材チップから事前に分離除去することは工数、費用の面から考えると難しい。このような金属類は木材チップが炭化キルン１内で炭化されて炭化物となると炭化物から分離し、炭化キルン１出口では炭化物と金属類の混合物となる。この炭化物と金属類の混合物は、炭化物排出シュート９内を落下してスライドゲート１０ａ及び１０ｂ上に落下する。釘、ネジ等の金属類１１２は炭化物よりも比重が大きいため、スライドゲート１０ａ又は１０ｂ上に落下する際にスライドゲート面に最も近い層に固まって堆積し、スライドゲート１０ａ又は１０ｂを開放する際に、スライドゲート１０ａ又は１０ｂをシールするグランドシール部１１１に運ばれて噛み込み、スライドゲートの動作障害を起こす。さらに、グランドシール部１１１に噛み込まれた金属類１１２によってグランドシール部パッキンが損傷してシール性が低下するとともに、スライドゲート１０ａ及び１０ｂの上部を傷付けてしまう。
【００１４】
さらに、炭化物排出シュート９を通過する炭化物の温度は４００℃以上であるのに対し、炭化物冷却コンベヤ１１の雰囲気温度は２００℃程度である。そのためスライドゲート１０ａ及び１０ｂの上面と下面とでは２００℃以上の温度差が生じ、スライドゲートが熱変形して湾曲し、スライドゲートの動作障害を起こしてしまう可能性がある。
【００１５】
したがって、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、炭化物に金属類が混入しても動作の障害を起こすことなく、さらに熱変形による動作障害の発生しにくいスライドゲートを備えた金属類混入炭化物の移送設備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】
【００１６】
上記課題を解決するため本発明においては、
金属類が混入した炭化物が落下する落下通路と、前記落下通路を閉塞する位置と開放する位置との間を移動することで通過通路を開閉可能なスライドゲートとを有する金属類混入炭化物の移送設備において、前記スライドゲートを前記スライドゲート閉動作における進行方向が下方となるように、混入金属が摺落する角度に傾斜させたことを特徴とする。
【００１７】
スライドゲートを混入金属が摺落する角度に傾斜させることにより、スライドゲート閉塞時にスライドゲート上面に金属類が落下した場合においても金属類は斜面を摺落しスライドゲートの傾斜最下流側に集まる。そして、スライドゲートを開放させるときに、金属類は更に斜面を摺落してスライドゲート傾斜最下流と落下通路内壁の間にできた開口から落下する。そのため金属類がグランドシール部に運ばれることがなく、金属類の噛み込みに起因するスライドゲートの動作障害も発生しない。
【００１８】
また、前記スライドゲートの傾斜角度が水平面に対して３６〜５０°であることを特徴とする。
傾斜角度を水平面に対して３６°未満とすると金属類が摺落しないため、３６°以上とする必要がある。また５０°を越えるとスライドゲート自体が大きくなり、スライドゲートを製造するための部品コストが高くなることに加え、スライドゲートを移動させるための駆動装置（油圧シリンダー）の能力を大きくしなくてはならず駆動装置にかかるコストも高くなり、さらにスライドゲートの開閉に必要な時間もかかるようになるため炭化キルン内を低酸素状態に保つという本来のスライドゲートの役割を果たすことができなくなるため５０°以下とする必要がある。
【００１９】
また、前記炭化物温度以下の温度である蒸気又は不活性ガスを、前記落下通路上流側から前記スライドゲートに連続的又は間欠的に吹き付ける吹き付け口を設けたことを特徴とする。
スライドゲート上面に炭化物温度以下の温度である蒸気又は不活性ガスを吹き付けることで、スライドゲート上面と下面の温度差が小さくなり、スライドゲートの熱変形が生じ難くなる。吹き付ける蒸気又は不活性ガスの温度は炭化物温度よりも低ければ特に限定されるものではないが、例えば炭化物温度が４００℃、スライドゲート下流側の雰囲気温度が２００℃である場合、１５０℃程度の水蒸気を吹き付けるとよい。
【００２０】
また、前記スライドゲート傾斜上流側から下流側に蒸気又は不活性ガスが流れるように、前記スライドゲート傾斜上流側に前記吹き付け口を設けたことを特徴とする。
このことにより、スライドゲート上面全体に蒸気又は不活性ガスが行き渡るため、さらにスライドゲートの熱変形が生じ難くなる。
【００２１】
前記落下通路内壁に、前記吹き付け口を上方から覆うように傾斜板を取り付けたことを特徴とする。吹き付け口を上方から覆うように傾斜板を取り付けることで、吹き付け口上方から落下してきた炭化物が吹き付け口に当たることを防止することができる。
【００２２】
また、前記スライドゲート閉塞時における進行終端部上方に通路中央側に向けて下向き傾斜させた傾斜板を設け、該傾斜板終端部とスライドゲートの間の隙間を極力小とすることを特徴とする。
このことにより、スライドゲート閉塞時のシール性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上記載のごとく本発明によれば、炭化物に金属類が混入しても動作の障害を起こすことなく、さらに熱変形による動作障害の発生しにくいスライドゲートを備えた金属類混入炭化物の移送設備を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明のスライドゲートを備えた炭化物製造装置の一例を示す概略構成図である。図１において図３と同一符号は同一物を示す。即ち１は炭化キルン、２は回転ドラム、３は外筒、４は外筒３の内周面を覆う耐火材、５は加熱室、６は原料供給ホッパ、７ａ及び７ｂは原料用スライドゲート、８は原料供給コンベヤ、９は炭化物排出シュート、１１及び１２は炭化物冷却コンベヤ、１３は炭化物貯留コンテナであり、２０ａ及び２０ｂは本発明の炭化物用スライドゲートである。
【００２６】
このような炭化物製造装置では、原料供給ホッパ６に供給された原料である例えばバイオマス等（例えば木材チップ）の揮発分及び固定炭素分を含む可燃固形物を、原料用スライドゲート７ａ及び７ｂを用いて供給量をコントロールするか、若しくは原料用スライドゲート７ａ及び７ｂで供給量をコントロールすることが難しい場合には予め供給量をコントロールされた可燃固形物を原料供給コンベア８で炭化炉１を構成する回転ドラム２内部へ供給する。
【００２７】
原料供給コンベヤ８より回転ドラム２内に供給された原料は、回転ドラム２が回転したときに、原料供給コンベヤ８側から炭化物排出シュート９側に攪拌されながら移送され、移送されている間に前記加熱室５より間接加熱によって加熱されて炭化され、炭化物となって炭化物排出シュート９より炭化物冷却コンベヤ１１及び１２へ排出されて冷却された後、炭化物貯留コンテナ１３内に貯留されて出荷される。
【００２８】
炭化物を製造するためには、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内を低酸素状態としなくてはならない。そのため、炭化キルン１を構成する回転ドラム２の入口側には原料供給ホッパ６の通路を開閉可能な二重式のスライドゲート７ａ及び７ｂを設けている。原料ホッパ６への原料投入時にはまず原料用スライドゲート７ａ及び７ｂの両方を閉じた状態で、原料供給ホッパ６へ連続的に投入される原料は原料用スライドゲート７ａ上に落下する。次に原料用スライドゲート７ｂを閉じたまま原料用スライドゲート７ａを開けて原料を原料用スライドゲート７ｂ上に落下させる。その後、原料用スライドゲート７ａを閉じてから、原料用スライドゲート７ｂを開けて原料を原料供給コンベヤ８に落下させることで、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内と外気の接触が少ないまま原料を原料供給コンベヤ８を介して炭化キルン１を形成する回転ドラム２へ供給することができる。
【００２９】
また、炭化キルン１を構成する回転ドラム２の出口側には、炭化物排出シュート９の通路を開閉可能な二重式の炭化物用スライドゲート２０ａ及び２０ｂを設けている。まず炭化物用スライドゲート２０ａ及び２０ｂの両方を閉じた状態で、炭化キルン１より連続的に排出される炭化物は炭化物用スライドゲート２０ａ上に投下される。その後、炭化物用スライドゲート２０ｂを閉じたまま炭化物用スライドゲート２０ａを開けることで、炭化物は炭化物用スライドゲート２０ｂ上に落下する。さらにその後、炭化物用スライドゲート２０ａを閉じてから炭化物用スライドゲート２０ｂを開けることで、炭化物は炭化物冷却コンベヤ１１に落下する。このように炭化物用スライドゲート２０ａ及び２０ｂを設けることで、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内とが行きの接触が少ないまま炭化物を炭化物排出シュート９を介して炭化物冷却コンベヤ１１の一端側に投下することができる。
【００３０】
図２は炭化物用スライドゲート２０ａの閉状態における断面図である。以下で図２を用いてスライドゲート２０ａについて説明するが、スライドゲート２０ｂもスライドゲート２０ａと同じ構造である。
【００３１】
スライドゲート２０ａは、油圧シリンダ２１０の機能によって移動し、炭化物排出シュート９の通路を開閉することができるように構成されている。また、図２に示すように、スライドゲート２０ａの上部である炭化物排出シュート９内壁面には、炭化物排出シュート９上部に位置する炭化キルン１で製造された炭化物の流れを炭化物排出シュート９内側方向へ向ける傾斜板２００ａ及び２００ｂが設けられている。こうしてスライドゲート２０ａ及び同様の構造であるスライドゲート２０ｂを油圧シリンダの機能によって移動させて炭化物排出シュート９の通路を開閉することによって外気と炭化キルン１内の接触が少ないまま炭化物を炭化物冷却コンベヤ１１へ落下させている。
【００３２】
また、本発明に特徴的な構成として、スライドゲート２０ａの閉動作時の移動先端部２０１が下方となるように水平面と角度θでスライドゲート２０ａを傾斜させている。なお、前記角度θは３６°から５０°とする必要があり、４０°から５０°とすることが好ましい。傾斜角度を水平面に対して３６°未満とすると金属類が摺落しないため、３６°以上とする必要があり、金属類がさらに摺落しやすくするため４０°以上とすることが好ましい。また５０°を越えるとスライドゲート自体が大きくなり、スライドゲートを製造するための部品コストが高くなることに加え、スライドゲートを移動させるための駆動装置（油圧シリンダー２１０）の能力を大きくしなくてはならず駆動装置にかかるコストも高くなり、さらにスライドゲートの開閉に必要な時間もかかるようになるため炭化キルン内を低酸素状態に保つという本来のスライドゲートの役割を果たすことができなくなるため５０°以下とする必要がある。
【００３３】
このようにスライドゲートを水平面と角度θで傾斜させることで、スライドゲート２０ａ閉止時にスライドゲート２０ａ上に落下した炭化物に混入される金属類２１２は炭化物よりも比重が大きいためスライドゲート２０ａ上の傾斜を滑り落ちて傾斜部下部の傾斜板２００ｂ近辺に固まって堆積する。そして、スライドゲート２０ａの開動作時には、傾斜部下部の傾斜板２００ｂ近辺に固まって堆積している金属類２１２はさらに傾斜を滑り落ちて前記先端部２０１と炭化物排出シュート９内壁部との間にできる隙間より落下する。なお、傾斜板２００ｂ末端部とスライドゲート２０ａ上面の間にできる隙間を極力小とすることで、スライドゲート閉塞時のシール性を高めることができる。
【００３４】
さらに、本発明に特徴的な構成として、グランドシール部からスライドゲート２０ａの上面に炭化物排出シュート９下流側（炭化物冷却コンベヤ１１及び１２）の雰囲気温度に近い１５０℃程度の低圧蒸気を吹き付け口２１３より吹き付けている。このことにより、スライドゲート２０ａの上面が低圧蒸気の顕熱によって冷却されて、スライドゲート２０ａの上面と下面の温度差が小さくなり、スライドゲート２０ａの熱変形を防止している。また、グランドシール部から低圧蒸気を供給するため、グランドシール部周囲が正圧となり、外部からグランドシール部を通じた空気の侵入を防ぐことができ、炭化物排出シュート９中での炭化物の燃焼を防止することができる。
また、低圧蒸気の代わりに不活性ガスを使用することもできる。
【００３５】
なお、前記低圧蒸気の吹き付け口２１３は前記傾斜板２００ａの下方に設けている。このことによって、吹き付け口２１３上方から落下してきた炭化物が吹き付け口２１３に当たることを防止し、吹き付け口２１３の損傷を防いでいる。
【００３６】
また、スライドゲート２０ａの板厚は従来よりも厚くしている。スライドゲート２０の板圧を従来よりも厚くすることで、スライドゲートの蓄熱する容量が大きくなり、炭化キルン１での負荷変動等で炭化物の排出量が変わっても瞬時的な熱影響によるスライドゲート２０ａの変形を減少させることができる。
スライドゲート２０ａの板厚は１８〜２２ｍｍとする。１８ｍｍよりも薄いと前述のスライドゲート２０ａの変形を減少させる効果が小さく、また２２ｍｍよりも厚いとスライドゲート２０ａの材料費が高くなるとともに材料の調達自体が困難となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
炭化物に金属類が混入しても動作の障害を起こすことなく、さらに熱変形による動作障害の発生しにくいスライドゲートを備えた金属類混入炭化物の移送設備として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のスライドゲートを備えた炭化物製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】炭化物用スライドゲート２０ａの閉状態における断面図である。
【図３】従来の炭化物製造装置を表す概略構成図である。
【図４】炭化物用スライドゲート１０ａの閉状態における断面図である。
【図５】図４におけるＡ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
９    炭化物排出シュート（落下通路）
２０ａ、２０ｂ    炭化物用スライドゲート
２００ａ    傾斜板
２００ｂ    傾斜板
２１０ｂ    傾斜板終端部とスライドゲートの間の隙間
２１２    金属類
２１３    吹き付け口
【図１】
2008255245.tif 000003
【図２】
2008255245.tif 000004
【図３】
2008255245.tif 000005
【図４】
2008255245.tif 000006
【図５】
2008255245.tif 000007