(57)【要約】【課題】  比較的簡単で、安価に製造でき、量産が可能で、環境保護の面からも問題のない粉末状炭の炭ペレット製造方法を提供する。【解決手段】  粉末状炭の炭ペレット製造方法を、次の（１）〜（６）の工程より成るものとする。（１）杉皮、端材等の木質系材料を大型炭化装置により炭化して、粉末状炭を得る工程。（２）前記粉末状炭に水を加えて、攪拌し、粉砕する工程。（３）攪拌し、粉砕された前記粉末状炭をさらに粉砕して、均一な微粉末状の破細粒子から成る破細炭化物を得る行程。（４）前記破細炭化物に、バインダーとして水で溶いた海藻粉末を加えて、仕上げの攪拌を行なう工程。（５）前記仕上げの攪拌が行われた前記破細炭化物と前記バインダーとの混合物を造粒機に導いて、所定寸法大のモイストペレットを造粒する工程。（６）前記モイストペレットを乾燥させて、炭ペレットを得る工程。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の（１）〜（６）の工程より成ることを特徴とする粉末状炭の炭ペレット製造方法。
（１）杉皮、端材等の木質系材料を大型炭化装置により炭化して、粉末状炭を得る工程。
（２）前記粉末状炭に水を加えて、攪拌し、粉砕する工程。
（３）攪拌し、粉砕された前記粉末状炭をさらに粉砕して、均一な微粉末状の破細粒子から成る破細炭化物を得る行程。
（４）前記破細炭化物に、バインダーとして水で溶いた海藻粉末を加えて、仕上げの攪拌を行なう工程。
（５）前記仕上げの攪拌が行われた前記破細炭化物と前記バインダーとの混合物を造粒機に導いて、所定寸法大のモイストペレットを造粒する工程。
（６）前記モイストペレットを乾燥させて、炭ペレットを得る工程。
【請求項２】
前記モイストペレットの乾燥に、前記大型炭化装置の余熱を利用することを特徴とする請求項１に記載の粉末状炭の炭ペレット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、粉末状炭の炭ペレット製造方法に関し、特に製材工場、木材共販所等より発生する杉皮、端材を粉砕処理し、造粒、固化して、燃料として利用し易い炭ペレットを得るための比較的簡単で、量産可能な、粉末状炭の炭ペレット製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭団（たどん）と呼ばれる固形燃料は、古くから使用されていたが、その製造方法は、機械化されておらず、量産は無理であった。また、その製造に当たっては、「上新粉」と呼ばれる澱粉と苛性ソーダとがバインダーとして必要であり、これがために、燃焼後の灰を畑地に土壌改良剤として利用可能であるか不安が残り、環境保護の面からも好ましいものではなかった。
【０００３】
また、近年、産業廃棄物として取り扱われ勝ちである製材工場、木材共販所等より発生する杉皮（バーク）や端材は、粉砕処理されて、ボイラーの燃料として利用されているが、含水率にバラツキが多く、熱効率も良くない。大型炭化装置による炭化は可能であるが、粉末状の炭（バーク炭）が大部分を占めるため、取り扱いが極めて悪く、粉末が飛散して、作業者の健康を害する虞があり、このままでは利用し難い。
【０００４】
特許文献１には、木質系材料等を原料とする「強固な造粒物の成形方法」が開示されている。これによれば、木質系材料の破細物にバインダーを添加・混合して、これをペレットあるいはブリケット状に強制造粒するのに、当のバインダーとして、粉状の金属塩類を使用するので、前記した、バインダーとして苛性ソーダを用いる場合と同様の問題点がある。
【特許文献１】特開昭６０−６８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の発明は、従来の粉末状炭の炭ペレット製造方法が有する前記のような問題点を解決して、比較的簡単で、安価に製造でき、量産が可能で、環境保護の面からも問題のない新規な粉末状炭の炭ペレット製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記のような課題は、本願の各請求項に記載された次のような発明により解決される。
すなわち、その請求項１に記載された発明は、次の（１）〜（６）の工程より成ることを特徴とする粉末状炭の炭ペレット製造方法である。
（１）杉皮、端材等の木質系材料を大型炭化装置により炭化して、粉末状炭を得る工程。
（２）前記粉末状炭に水を加えて、攪拌し、粉砕する工程。
（３）攪拌し、粉砕された前記粉末状炭をさらに粉砕して、均一な微粉末状の破細粒子から成る破細炭化物を得る行程。
（４）前記破細炭化物に、バインダーとして水で溶いた海藻粉末を加えて、仕上げの攪拌を行なう工程。
（５）前記仕上げの攪拌が行われた前記破細炭化物と前記バインダーとの混合物を造粒機に導いて、所定寸法大のモイストペレットを造粒する工程。
（６）前記モイストペレットを乾燥させて、炭ペレットを得る工程。
【０００７】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、これを、次のように実施することが可能である。
製材工場、木材共販所等より発生する杉皮（バーク）や端材等の木質系材料は、産業廃棄物として取り扱われ勝ちであるが、これを安価に買い入れ、従来の大型炭化装置を使用して炭化する（工程（１））。このようにして得られた粉末状炭は、飛散し易いので、これに水を加えて、攪拌し、粉砕する（工程（２））。次いで、攪拌し、粉砕された粉末状炭の粒子を均一にするために、これをさらに粉砕して、均一な微粉末状の破細粒子から成る破細炭化物を得る（工程（３））。次いで、この破細炭化物をスクリューコンベアにより攪拌機に送り、ここで、バインダーとして水で溶いた海藻粉末を加えて、良く攪拌し、仕上げの攪拌を行う（工程（４））。次いで、このようにして仕上げの攪拌が行われた破細炭化物とバインダーとの混合物を造粒機に導いて、所定寸法大、望ましくは１５〜２０ｍｍのモイストペレットを造粒する（工程（５））。最後に、このようにして出来上がった粉末状炭のモイストペレットを乾燥させる（工程（６））。このようにして、燃料として利用し易い形態に加工された炭ペレットが得られる。
【０００８】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されており、前記のように実施することが可能であるので、次のような効果を奏することができる。
従来公知の大型炭化装置、攪拌機２機種（工程（２）用と工程（４）用）、粉砕機、造粒機、乾燥装置を連設することにより、粉末状炭の炭ペレットを、比較的簡単で、安価に製造でき、量産が可能である。また、従来の製造方法と比較して、バインダーとして海藻粉末を用いるので、炭ペレットを燃焼させた後の灰を土壌改良剤として畑地に用いても、人体や環境面に悪影響を及ぼす虞がない。
【０００９】
また、その請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の粉末状炭の炭ペレット製造方法において、そのモイストペレットの乾燥に、大型炭化装置の余熱を利用することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、この構成により、本粉末状炭の炭ペレット製造方法全体の熱効率が向上して、炭ペレットをさらに安価に、短時間に製造することができる。
【発明の効果】
【００１１】
前記のとおり、本願の発明の粉末状炭の炭ペレット製造方法によれば、従来公知の大型炭化装置、攪拌機２機種（工程（２）用と工程（４）用）、粉砕機、造粒機、乾燥装置を連設することにより、粉末状炭の炭ペレットを、比較的簡単で、安価に製造でき、量産が可能である。また、従来の粉末状炭の炭ペレット製造方法と比較して、バインダーとして海藻粉末を用いるので、炭ペレットを燃焼させた後の灰を土壌改良剤として畑地に用いても、人体や環境面に悪影響を及ぼす心配がない。
【００１２】
また、そのモイストペレットの乾燥に、大型炭化装置の余熱を利用する場合には、本粉末状炭の炭ペレット製造方法全体の熱効率が向上して、炭ペレットをさらに安価に、短時間に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
粉末状炭の炭ペレット製造方法を、次の（１）〜（６）の工程より成るものとする。
（１）杉皮、端材等の木質系材料を大型炭化装置により炭化して、粉末状炭を得る工程。
（２）前記粉末状炭に水を加えて、攪拌し、粉砕する工程。
（３）攪拌し、粉砕された前記粉末状炭をさらに粉砕して、均一な微粉末状の破細粒子から成る破細炭化物を得る行程。
（４）前記破細炭化物に、バインダーとして水で溶いた海藻粉末を加えて、仕上げの攪拌を行なう工程。
（５）前記仕上げの攪拌が行われた前記破細炭化物と前記バインダーとの混合物を造粒機に導いて、所定寸法大のモイストペレットを造粒する工程。
（６）前記モイストペレットを乾燥させて、炭ペレットを得る工程。
【００１４】
なお、前記工程（６）において、モイストペレットの乾燥には、粉末状炭を製造するのに使用される大型炭化装置の余熱を利用することとする。
【実施例】
【００１５】
次に、本願の発明の一実施例について説明する。
図１は、本実施例の粉末状炭の炭ペレット製造方法を実施するための粉末状炭の炭ペレット製造装置の全体構成の概略を示す立面図、図２は、同製造装置を構成する一要素である粉砕機の詳細図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、図３は、同製造装置を構成する一要素である２次（仕上げ）攪拌機の斜視図、図４は、同製造装置を構成する一要素である造粒機の分解・組立図であって、（ａ）は分解図、（ｂ）は組立図である。
【００１６】
本実施例の粉末状炭の炭ペレット製造方法は、主として製材工場、木材共販所等より発生する杉皮、端材等の木質系材料を粉砕処理し、造粒、固化して、燃料として利用し易い炭ペレットを得るための方法であって、以下に説明するような粉末状炭の炭ペレット製造装置により実施される方法である。
【００１７】
本実施例の粉末状炭の炭ペレット製造装置１は、あらまし、図１に図示されるように、１次攪拌機１０と、粉砕機２０と、コンベア３０と、２次攪拌機４０と、造粒機５０と、乾燥装置（不図示）とから成っている。造粒機５０の下方には、製造された炭ペレットの受け部を兼ねる排出用コンベア７０が設置されている。乾燥装置は、この排出用コンベア７０の後流端に設置されている。なお、炭ペレットを受けるのに穴の開いたコンテナを使用して、これを排出用コンベア７０により搬送する過程で所定大の炭ペレットを選別するように構成しても良い。
【００１８】
１次攪拌機１０は、本実施例においては、飼料用魚類を水とともに攪拌し、粉砕して、混合飼料を得るために使用される公知のものを転用しており、その構造は、例えば、特開昭６１−２８０２５８号公報に記載されているようなものである。この１次攪拌機１０には、図示されない公知の大型炭化装置により製造された（工程（１））、杉皮や製材品の端材を原材料とする粉末状炭Ｗ１が投入される。この大型炭化装置は、例えば、有限会社フレスコにより提供されているもので、この装置により杉皮の炭化を行うに際しては、炭化装置内の暖まった煙の通りを良くして炭化装置内の隅々にまで満遍なく行き渡らせて上質な製品を得るために、また、炭化時間を短縮するために、製材品の端材などが混入される。このため、この炭化装置により製造された炭化物の形状は一定ではなく、粉末状炭に混じって、ブロック状炭が含まれている。本明細書においては、このようなブロック状炭が含まれた粉末状炭を「粉末状炭Ｗ１」と呼んでいる。
そこで、このような粉末状炭Ｗ１を１次攪拌機１０に投入して、埃が立たないように水を加えながら攪拌し、粉砕して、その中に含まれるブロック状炭が２ｃｍ程度の大きさになるまで粉砕する（工程（２））。１次攪拌機１０への粉末状炭Ｗ１の投入量は、一度に５０ｋｇ程度である。
【００１９】
このようにして攪拌し、粉砕され、最大のもので２ｃｍ程度の大きさにまで粉砕された粉末状炭Ｗ１は、次いで、粉砕機２０に投入される。
この粉砕機２０は、本実施例においては、飼料用とうもろこしを砕くために使用される公知のものを転用しており、１次攪拌機１０の排出口１１の直下に設置されていて、図２に図示されるように、板枠体２３にそれぞれ回転支持された一対の歯車形状の回転ドラム２１ａ、２１ｂと、これらの回転ドラムを回転させる駆動モータ２２とを備えている。
【００２０】
そこで、今、駆動モータ２２が作動すると、この駆動モータ２２の回転力は、一方の回転ドラム２１ａを回転させ、この回転ドラム２１ａと噛み合う他方の回転ドラム２１ｂへと伝達される。これらの回転ドラム２１ａ、２１ｂの回転方向は、互いに逆向きであるので、１次攪拌機１０の排出口１１から排出され、ホッパー２４により集合させられて回転ドラム２１ａ、２１ｂの噛合い部にまで落下させられた粉末状炭Ｗ１は、ここを通る過程でさらに細かく粉砕されて、粒径１mm以下の均一な微粉末状の破細粒子から成る破細炭化物Ｗ２が得られる（工程（３））。
【００２１】
この破細炭化物Ｗ２は、回転ドラム２１ａ、２１ｂの噛合い部の直下にその投入口を位置させて待機しているスクリューコンベア３０により受けられ、このスクリューコンベア３０内の螺旋状の羽根の回転により斜め上方に運ばれて、２次攪拌機４０の上方からその内部に投入される（図１参照）。
【００２２】
２次攪拌機４０は、図１及び図３に図示されるように、直径約２．５ｍの有底円筒状容器の中心を通る軸に複数枚の羽根４１が取り付けられていて、これらの羽根４１が軸を中心に回転することにより、その内部に投入された物を攪拌する機械であって、例えば、大脇工業株式会社により提供されている公知のものが使用できる。この２次攪拌機４０には、約２５０Ｋｇの粉末状に粉砕された炭化物を入れることができるので、１次攪拌機１０で一度に５０ｋｇ程度の粉末状炭Ｗ１の攪拌・粉砕を行う作業を５回繰り返して行う分に相当する破細炭化物Ｗ２の攪拌が可能である。
【００２３】
この２次攪拌機４０においては、スクリューコンベア３０により運ばれて来た破細炭化物Ｗ２に、バインダー（粘結剤）として水で溶いた海藻粉末、例えば、アルギン酸ナトリウムを主成分として含むコンブ、ワカメの粉末、を満遍なくふりかけて良く攪拌し、仕上げの攪拌を行なう（工程（４））。破細炭化物Ｗ２は、１次攪拌機１０にて粉末状炭Ｗ１を攪拌した時、埃が立たないように水を加えているので、かなりの水分を含有しており、したがって、破細炭化物Ｗ２への海藻粉末のふりかけは、破細炭化物Ｗ２の状態を良く観察しながら行う必要がある。水の割合が粉末状炭に対して多過ぎると、造粒時にペースト状になってしまう。また、水が少ないと、ペレットが硬く、取り出すことができなくなる。アルギン酸は、水で溶かすことが可能であるが、マゼラー（塗料などを混ぜる器具）を利用すれば、短時間で綺麗に溶かすことができる。
【００２４】
この２次攪拌機４０においての攪拌により、破細炭化物Ｗ２は、団子状になる。しかし、粒子の大きさは変わらない。攪拌状態を確認し、２次攪拌機４０の取出し口４２の下部に取り付けられた造粒機５０により、速やかに造粒する（工程（５））。長時間攪拌すると、水分が飛び、アルギン酸の効果により、破細炭化物Ｗ２が固まる虞がある。造粒機５０においては、２次攪拌機４０で仕上げの攪拌が行われた破細炭化物Ｗ２とバインダーとの混合物を１５〜２０ｍｍのモイストペレットに造粒する。
【００２５】
造粒機５０は、図４（ａ）に図示されるように、２つの円筒状筒体５５、６５が連結されて成るケーシングの内部に、螺旋ピッチの異なる第１スクリュー５１、第２スクリュー５６が同軸に収容され、これら第１スクリュー５１と第２スクリュー５６との間に、前後に第１ナイフ５２、第２ナイフ５４により挟まれるようにして、第１プレート５３が配置され、第２スクリュー５６の造粒物排出側にも、前後に第３ナイフ５７、第４ナイフ５９により挟まれるようにして、第２プレート５８が配置されて構成されている。これらは、同軸に揃えられ、全体が一体に組み立てられて、ケーシング内部に収容される。なお、第３ナイフ５７、第２プレート５８、第４ナイフ５９の組は、ドーナツスプリング６２、スプリング押え６３、スプリング押え締付けボルト６４により第２スクリュー５６の造粒物排出側端面に締め付け固定される。第１プレート５３及び第２プレート５８には、製造されるモイストペレットの大きさに応じた複数の造粒用の円孔がそれぞれに形成されている。
【００２６】
このようにして、ケーシング内部に収容された、前記したような各種部品の全体組立体は、このケーシングの造粒物排出側端部において、プレート押えリング６０により破細炭化物送入側に押された状態で、袋ナット６１が同ケーシングの端部に締結されるにより、ケーシングに対して抜け出し不能に支持される。この全体組立体は、第１スクリュー５１の破細炭化物送入側端部がモータ等の駆動手段に連結されて回転駆動されることにより、ケーシング内部で回転する。
【００２７】
第１スクリュー５１の螺旋ピッチは、第２スクリュー５６の螺旋ピッチより大きく、造粒機５０に送入口６６より挿入された破細炭化物Ｗ２とバインダーとの混合物は、全体組立体がケーシングの内部で回転することにより、ケーシングの内部において、第１スクリュー５１と第２スクリュー５６との螺旋ピッチの違いにより圧力を加えられながら排出口６７（袋ナット６１の開口部がこれに相当する）方向に送られる。この過程において、第１ナイフ５２により破砕され、第１プレート５３に形成された複数の円孔を抜ける過程で所定径の棒状団子にされ、さらに、この棒状団子は、第２ナイフ５４により所定長に寸断されて、比較的大径のモイストペレットとなり、第２スクリュー５６に送り込まれる。
【００２８】
第２スクリュー５６に送り込まれた比較的大径の前記モイストペレットは、第２スクリュー５６の造粒物排出側に配置された第３ナイフ５７によりさらに細かく破砕され、第２プレート５８に形成された複数の円孔を抜ける過程でさらに小さい所定径（１５〜２０ｍｍ程度）の棒状団子にされ、さらに、この棒状団子は、第４ナイフ５９により再び所定長に寸断されて、比較的小径のモイストペレットとなり、排出口６７より排出される。モイストペレットの大きさは、複数の円孔を有する第２プレート５８を種々に取り替えることにより、所望の大きさに調整することが可能であるが、通常は、造粒時間や乾燥時間を早めるため、また、取り扱い面から、１５〜２０ｍｍ程度が適当である。
【００２９】
排出口６７より排出されたモイストペレットＰ（図１参照）は、水で溶いた海藻粉末を混ぜて攪拌、粉砕、造粒して製造されているので、このままでは、燃料として使用することができない。そこで、最後に、図示されない乾燥装置に送られて（工程（６））、乾燥させられる。このようにして得られた炭ペレットは、燃料として利用し易い形態に加工されており、製品として出荷される。モイストペレットＰの乾燥には、天気の良い時、天日干しや風を利用するのも良いが、粉末状炭Ｗ１を製造した大型炭化装置の余熱を利用する。このようにすれば、天日を利用して乾燥するのに比べて、短時間に炭ペレットを製造することができ、また、製造装置全体の熱効率が向上して、炭ペレットを安価に製造することができる。
【００３０】
１次攪拌機１０において、粉末状炭Ｗ１の攪拌・粉砕工程（工程（２））を実施させた直ぐ後に、造粒工程（工程（５））を配置することも考えられるが、このようにすると、粉砕を１次攪拌機１０と造粒機５０のみにて行わなければならなくなるため、かえって時間が掛かり過ぎ、粉末状炭Ｗ１とバインダーとの混合物が固まってしまうことがあったが、本実施例のような工程配置にすると、短時間で、多量に破細炭化物Ｗ２の造粒が可能になり、製造コストを軽減することができる。
【００３１】
本実施例の粉末状炭の炭ペレット製造方法及び製造装置は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
従来公知の大型炭化装置、攪拌機２機種（工程（２）用と工程（４）用）１０、４０、粉砕機２０、造粒機５０、乾燥装置を連設することにより、粉末状炭の炭ペレットＰを、比較的簡単で、安価に製造でき、量産が可能である。また、従来の製造方法と比較して、バインダーとして海藻粉末を用いるので、炭ペレットＰを燃焼させた後の灰を土壌改良剤として畑地に用いても、人体や環境面に悪影響を及ぼす虞がない。むしろ、海藻粉末中のアルギン酸ナトリウムは、燃やすと炭酸ナトリウム（石灰）となるので、土壌改良に有効である。
【００３２】
また、モイストペレットの乾燥に、大型炭化装置の余熱を利用するので、粉末状炭の炭ペレット製造方法及び装置全体の熱効率を向上させて、炭ペレットＰをさらに安価に、短時間に製造することができる。
【００３３】
なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施例の粉末状炭の炭ペレット製造方法を実施するための粉末状炭の炭ペレット製造装置の全体構成の概略を示す正面立面図に、個々の装置構成要素の平面図及び側面図を付記して示す図である。
【図２】同製造装置を構成する一要素である粉砕機の詳細図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】同製造装置を構成する一要素である２次（仕上げ）攪拌機の斜視図である。
【図４】同製造装置を構成する一要素である造粒機の分解・組立図であって、（ａ）は分解図、（ｂ）は組立図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…炭ペレット製造装置、１０…１次攪拌機、１１…排出口、２０…粉砕機、２１ａ、２１ｂ…回転ドラム、２２…駆動モータ、２３…板枠体、２４…ホッパー、３０…コンベア、３１…、４０…２次攪拌機、４１…羽根、４２…取出し口、５０…造粒機、５１…第１スクリュー、５２…第１ナイフ、５３…第１プレート、５４…第２ナイフ、５５…円筒状筒体、５６…第２スクリュー、５７…第３ナイフ、５８…第２プレート、５９…第４ナイフ、６０…プレート押えリング、６１…袋ナット、６２…ドーナツスプリング、６３…スプリング押え、６４…スプリング押え締付けボルト、６５…円筒状筒体、６６…送入口、６７…排出口、７０…排出用コンベア、Ｗ１…粉末状炭、Ｗ２…破細炭化物、Ｐ…モイストペレット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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