(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築廃木材、間伐材等を粉砕して得られた木材チップや、蕎麦殻、籾殻等の農産廃棄物を原料とする炭化装置であって、
前記原料に着火すると共に前記原料を不完全燃焼させて一酸化炭素ガスを発生させる着火室と、
空気が供給される二次空気供給口を上部に備え、前記着火室から導かれた一酸化炭素ガスと前記二次空気供給口から供給された空気とをガス燃焼させ、該ガス燃焼の輻射熱により前記原料を炭化させ炭化物を排出する炭化室と、
前記原料を着火室から炭化室に導くための搬送機構とを備えていることを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
着火に先立って前記原料を乾燥させるための乾燥室と、前記原料を乾燥室から着火室に導くための搬送機構とを備えており、
前記原料の乾燥には炭化室から導いた燃焼ガスを利用していることを特徴とする請求項１記載の炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は建築廃木材，間伐材等を粉砕して得られた原料チップや蕎麦殻，籾殻等の農産廃棄物等を炭化させて炭を製造する炭化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来より土質改善等に用いられる炭は、外国から輸入した炭を国内で粉砕して用いられていたが、近年では農林産資源を保護するために建築廃木材，間伐材を粉砕等によりチップ化したものや、蕎麦殻，籾殻等の農産廃棄物等を炭化させて木炭として利用することが行われている。
【０００３】
図２は従来の撹拌流動式の炭化装置の概念図である。
炉(11)内は分散板(11c)により上方に位置する撹拌部(11a)と、下方に位置する空気供給部(11b)とに分けられている。
原料は炉内温度を検出する温度制御計(12)に制御されるモーター(13)によって撹拌部(11a)内に投入され、撹拌機(14)により撹拌部(11a)内で撹拌される。空気供給部(11b)から撹拌部(11a)に空気が送られ、撹拌部(11a)内の原料が炭化する。炭化物は撹拌部(11a)側面に設けられた炭化物排出口(15)より炉外に排出される。排気ガスはサイクロン(16)を介して除塵して装置外に排出される。
【０００４】
しかしこの方式では原料と空気との接触が多くなり、原料が必要以上に燃焼してしまい、得られる炭化物の量が少なくなってしまい、生産効率が良くない。
【０００５】
図３はスクリュー炉式の炭化装置の概念図である。この方式では原料を加熱室(23)内に設けられた炭化筒(21)内に投入し、炭化筒(21)内に設けられたスクリュー(22)により炭化筒(21)内を移動しながら加熱して炭化させる。この加熱は炭化筒(21)から排出される乾留ガスと補助燃料投入口(24)から供給される補助燃料の燃焼により行っている。
【０００６】
この方式では原料を間接的に加熱しているため、加熱の効率が悪く、生産に多くのエネルギーを消費する点で好ましくない。
【０００７】
そこで、原料を連続的に効率よく炭化させることのできる炭化装置が求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の炭化装置は、建築廃木材、間伐材等を粉砕して得られた木材チップや、蕎麦殻、籾殻等の農産廃棄物を原料とする炭化装置であって、原料に着火すると共に原料を不完全燃焼させて一酸化炭素ガスを発生させる着火室(2)と、空気が供給される二次空気供給口(3c)を上部に備え、着火室(2)から導かれた一酸化炭素ガスと二次空気供給口(3c)から供給された空気とをガス燃焼させ、該ガス燃焼の輻射熱により原料を炭化させ炭化物を排出する炭化室(3)と、原料を着火室(2)から炭化室(3)に導くための搬送機構(4),(5)とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
更には上記に加えて、着火に先立って原料を乾燥させるための乾燥室(1)と、原料を乾燥室(1)から着火室(2)に導くための搬送機構(4)，(5)とを備えており、原料の乾燥には炭化室(3)から導いた燃焼ガスを利用していることを特徴とする。
【００１０】
【実施の形態】
以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。図１は本発明の炭化装置の概念図である。
本実施例では原料として間伐材をチップ状にしたものを用いた。間伐材は十分に乾燥していないので、着火部(2)に直接投入せずに、乾燥室(1)に設けた原料投入口(1a)から供給し、乾燥工程を経て着火室(2)に導くようにしている。
なお、原料として建築廃木材等の乾燥している物を用いる場合には、乾燥室(1)を省略して直接着火室(2)に投入するようにしてもよい。
乾燥は後工程で生じた燃焼ガスを燃焼ガス吸入口(1b)より乾燥室(1)に導いて有効利用することによりエネルギーの消費を少なくしている。排ガスは排ガス排出口(1c)から排出され、除塵される。
【００１１】
原料は原料投入口(1a)から各室(1)，(2)，(3)を貫くように設けられたシャフト(4)に取り付けられた羽根(5)により次工程に送られる。このシャフト(4)は耐熱のためにパイプ状として内部に水流が流れる水冷式とした。また、羽根(5)はスクリュー状のものでもよく、羽根(5)の形状や数は搬送量に合わせて適宜決めればよい。
【００１２】
着火室(2)にはバーナー口(2b)が設けられており、バーナーからの火炎が室内に導かれる。又、分散板(2a)を介して室内に一次空気が供給される。分散板(2a)としては耐火性金属のパンチングメタルや、ロストル，孔を有したレンガ等を用いることができる。
供給された一次空気の供給量を必要最小限に調整することにより材料を不完全燃焼させる。この不完全燃焼により生じた一酸化炭素ガスは着火室と炭化室との間の隔壁(7)の上部に設けられている一酸化炭素ガス通路(8)より次の炭化室(3)内の上方のガス燃焼域(3a)に導かれる。
【００１３】
炭化室(3)の上方に設けられた二次空気供給口(3c)からは、着火室より送られてきた一酸化炭素ガスが燃焼するのに必要な二次空気が供給され、ガス燃焼域(3a)において一酸化炭素ガスが燃焼する。その燃焼による熱が材料に放射されるが、材料の近傍の炭化域(3b)は無酸素状態であるので材料は燃焼せずに炭化される。炭化室(3)内では材料をより効率的に炭化させるためにシャフト(4)に取り付けられた羽根のようにねじれているパドル(6)により原料を上下に撹拌しつつ炭化物出口(3d)に移送する。
このようにして得られた炭化物は炭化物出口(3d)より装置外に排出される。燃焼ガスは先述のように燃焼ガス排出口(3e)から乾燥室(1)に送られ(図中、燃焼ガス経路の記載省略)、材料の乾燥に利用される。
【００１４】
なお、図４に示すように、乾燥室(1)又は着火室(2)に原料を投入するための原料供給装置(9)を設けてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、無酸素状態で輻射熱により直接加熱，炭化させることができるので、原料が燃え過ぎて灰化する割合が少なく、大きな歩留りが得られる。更に必要な燃料も少なくてよいので、効率的に連続して炭化物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭化装置の概念図。
【図２】従来の炭化装置の概念図（その１）。
【図３】従来の炭化装置の概念図（その２）。
【図４】原料供給装置を備えた炭化装置の概念図。
【符号の説明】
(1)    乾燥室
(1a)    原料投入口
(1b)    燃焼ガス吸入口
(1c)    排ガス排出口
(2)    着火室
(2a)    空気分散板（一次空気供給口）
(2b)    バーナー口
(3)    炭化室
(3a)   ガス燃焼域
(3b)   炭化域
(3c)   二次空気供給口
(3d)   炭化物排出口
(3e)   燃焼ガス排出口
(4)    シャフト
(5)    羽根
(6)    パドル
(7)    隔壁（着火室と炭化室の間）
(8)    一酸化炭素ガス通路
(9)    原料供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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