(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料（１）を収容する炭化室（２）と、過熱蒸気を発生する高温蓄熱槽（６）を備え、配管（７）を通じて炭化室と高温蓄熱槽の間を過熱蒸気が循環し、炭化室若しくは炭化室と高温蓄熱槽を繋ぐ配管の途中に、炭化室内又は配管内の圧力が負圧になった場合に水（４）又は不燃性ガス（５）を供給する正圧維持手段（１５）を有することを特徴とする炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材や竹等の可燃性有機物を炭化させる炭化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木材や竹等の可燃性有機物は、空気の薄い状態で高温に加熱すると不完全燃焼して炭化する。炭化を行う炭化室は、完全に密閉してしまうと炭化の際に発生したガスによって破裂する恐れがあるので、これを避けるために炭化室には排気のために煙突を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
炭化処理の最中に炭化室内の温度が下がったりすると、炭化室内の圧力が負圧になる（大気圧より低くなる）ことがある。そうすると、煙突や壁面のちょっとした隙間などから炭化室内に空気が流れ込み、可燃性有機物が本格的に燃焼することとなる。これでは炭化物が得られないばかりか、危険でもある。炭化室内の様子は外から見ることはできず、煙突からの煙の状態を見て判断するしかなく、絶えず煙の状態を観察して空気が過剰に流れ込まないように注意していなければならなかった。
【０００４】
本発明は、炭化室への空気の流入を阻止して、炭化物を高い歩留りで安全且つ容易に得ることのできる炭化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による炭化装置は、原料を収容する炭化室と、過熱蒸気を発生する高温蓄熱槽を備え、配管を通じて炭化室と高温蓄熱槽の間を過熱蒸気が循環し、炭化室若しくは炭化室と高温蓄熱槽を繋ぐ配管の途中に、炭化室内又は配管内の圧力が負圧になった場合に水又は不燃性ガスを供給する正圧維持手段を有することを特徴とする。この炭化装置によれば、炭化室内の圧力を常に正圧に維持できるので炭化室内に空気が流れ込むことがなく、結果として炭化物を高い歩留りで安全且つ容易に得ることができる。不燃性ガスとしては、二酸化炭素や窒素を用いるのが好ましい。水を用いた方がコストを低くできるが、水が使えるのは炭化室内の温度が１００℃以上の場合である。炭化室内の圧力とともに温度も合わせて検知し、炭化室内の温度によって、水又は不燃性ガスの何れかを選択的に供給するものであっても良い。また、この炭化装置によれば、過熱蒸気の各水分子が遠赤外線を放射することから、木材や竹などの原料を短時間でムラなく加熱でき、燃料費を低く抑えることができる。高温蓄熱槽については、同出願人が以前に出願した特願平１０−２７１０６１号等に詳しく記載してあるが、電気ヒーターで蓄熱材を加熱し、蓄熱材で伝熱管に供給される水を加熱し、過熱蒸気を発生するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明による炭化装置の概要を示す説明図である。この炭化装置は、木材等の原料１を密閉して収容する炭化室２と、過熱蒸気を発生させる高温蓄熱槽６とを備え、炭化室２と高温蓄熱槽６を配管７でつなぎ高温蓄熱槽６で発生させた過熱蒸気を循環させ、過熱蒸気の熱により原料１を炭化するものである。
【０００８】
高温蓄熱槽６の内部には、電気ヒーター８と伝熱管９を配設して蓄熱材１０を充填してある。蓄熱材１０はマグネシア、マグネタイト等の固体蓄熱材と、硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウムの３種類の硝酸塩を混合した液体蓄熱材とで構成されている。伝熱管９は炭化室２に通ずる配管７に連結されている。高温蓄熱槽１０と炭化室２の間の配管７の途中には送風機１４を備えており、これによって蒸気を循環させている。
【０００９】
炭化室２は略密閉した状態に形成してあり、配管７によって内部に過熱蒸気が導入されている。過熱蒸気の入口は複数に分けて設けても良い。また炭化室２には、炭化反応によって発生したガスを逃がすための排気手段１６を備えている。排気手段１６は、炭化室２に連通して排気路１８を設け、排気路の先にバルブ１９を介して滞留室２０を設け、滞留室にはガスが冷やされることで液化したエキスの回収手段２１と、残ったガスを大気中に放出する煙突２２を有している。エキスとは、原料が木材である場合には木酢液、竹である場合には竹酢液のことであり、これらは農業用の害虫駆除剤などとして有効に活用できる。
【００１０】
送風機１４の風上側には正圧維持手段１５を設けている。正圧維持手段１５は図２に示すように、配管７内の圧力を計る圧力センサー３と、配管７内の温度を計る温度センサー１７と、水４及び不燃性ガス５のタンクと、両タンクから配管７に通ずる供給路を開閉する電磁弁Ａ，Ｂとを備える。温度センサー１７の値が１００℃以上で、圧力センサー３が負圧を検知した時には、電磁弁Ａを開いて配管７内に水４を供給する。そうすると循環する過熱蒸気の量が多くなるから炭化室２内の圧力が上がり、炭化室２への空気の流入を阻止できる。また、温度センサー１７の値が１００℃以下で、圧力センサー３が負圧を検知した時には、電磁弁Ｂを開いて配管７内に不燃性ガス５を供給する。これによっても炭化室２内の圧力が上昇し、炭化室２への空気の流入を阻止できる。送風機１４の風上側の配管７内は最も圧力が低くなる場所なので、ここを正圧に維持できれば炭化室２内も当然正圧に維持できる。
【００１１】
この炭化装置の運転手順を以下に簡単に述べる。まず炭化室２の扉（図示省略）を開いて内部に木材１を並べた後、扉を閉める。排気路のバルブ１９は、当初は閉じておく。高温蓄熱槽６の電気ヒーター８を通電し、蓄熱材１０が４５０℃くらいになるまで蓄熱する。送風機１４を作動させると熱気が炭化室２に送られ、炭化室２内はほとんど酸素がない状態で３００〜４００℃となるから、木材１が炭化反応を起こす。また木材１から水分が蒸発し、この蒸気が高温蓄熱槽で加熱されて過熱蒸気となって循環することにより、木材１の炭化反応が促進される。この時点で炭化室２内は正圧となり、排気路１８のバルブ１９を開いて発生したガスを排気手段１６から逃がし、同時に木酢液を回収手段２１より回収する。炭化室２内は、前述の正圧維持手段１５の働きにより正圧に維持されているので、排気手段１６から炭化室２内に空気が流れ込むことがなく、炭化が良好に進行する。所定の時間が経過して炭化が完了すれば本装置を停止し、十分に冷えた所で炭化室２から炭化物を取り出す。炭化の進み具合は、煙突から出るガスや木酢液の色や量から判断できる。
【００１２】
本発明の炭化装置は以上に述べた実施形態に限定されない。正圧維持手段１５は、炭化室２に設けたり、配管７の途中の別の位置に設けても良い。炭化室２はガスバーナや電気ヒーターで直接加熱しても良い。本炭化装置は、木材や竹に限らず、あらゆる化燃性有機物を炭化させることができ、ゴミ処理に利用することもできる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の炭化装置は、正圧維持手段の働きにより炭化室内が負圧になることがなく、炭化室内への空気の流入を防ぐことができる。よって、安全且つ容易に一定の品質の炭化物を高い歩留りで生産できる。さらに、請求項１記載の炭化装置は、過熱蒸気によって木材や竹などの原料を短時間でムラなく加熱して効率良く炭化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による炭化装置の概要を示す説明図である。
【図２】炭化室に設ける正圧維持手段の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  木材（原料）
２  炭化室
３  圧力センサー
４  水
５  不燃性ガス
６  高温蓄熱槽
７  配管
１５  正圧維持手段
【図１】
0004836101.tif 000002
【図２】
0004836101.tif 000003