(57)【要約】【課題】処理ケース全体への高温過熱蒸気の供給及び処理ケース内の加熱効率の向上を図りつつ、良好な炭化物を連続して製造し得る炭化装置を提供する。【解決手段】本発明に係る炭化装置は、乾燥ケースの一方側から他方側へ乾燥スクリューコンベアによって搬送されている被処理物に対し乾燥ケースに設けられた上方開口を介して過熱蒸気を供給するように構成された乾燥部と、乾燥部によって乾燥処理された後に炭化ケースの一方側から他方側へ炭化スクリューコンベアによって搬送されている被処理物に対し炭化ケースに設けられた上方開口を介して過熱蒸気を供給するように構成された炭化部とを備える。【選択図】図２
2017014492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水供給部と、乾燥部と、炭化部と、制御部とを備えた炭化装置であって、
前記乾燥部は、被処理物を搬送しつつ乾燥させる乾燥空間を画し、前記乾燥空間の一方側へ被処理物を受け入れる乾燥用受入口及び被処理物を前記乾燥空間の他方側から排出する乾燥用排出口が設けられ且つ前記乾燥用受入口及び前記乾燥用排出口の間において上方に開く乾燥用上方開口が設けられた乾燥ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記乾燥空間の一方側から他方側へ搬送する乾燥スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記乾燥ケース内において前記乾燥スクリューコンベアによって搬送される被処理物に対して前記乾燥用上方開口を介して供給する乾燥用過熱蒸気発生機構とを有し、
前記炭化部は、前記乾燥部から直接又は間接的に供給される被処理物を搬送しつつ炭化させる炭化空間を画し、前記炭化空間の一方側へ被処理物を受け入れる炭化用受入口及び被処理物を前記炭化空間の他方側から排出する炭化用排出口が設けられ且つ前記炭化用受入口及び前記炭化用排出口の間において上方に開く炭化用上方開口が設けられた炭化ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記炭化空間の一方側から他方側へ搬送する炭化スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記炭化ケース内において前記炭化スクリューコンベアによって搬送される被処理物に対して前記炭化用上方開口を介して供給する炭化用過熱蒸気発生機構とを有し、
前記制御部は、前記乾燥用過熱蒸気発生機構によって生成される過熱蒸気の温度、前記乾燥スクリューコンベアの搬送速度、前記炭化用過熱蒸気発生機構によって発生される過熱蒸気の温度及び前記炭化スクリューコンベアの搬送速度を含む作業条件を設定でき、設定された作業条件に応じて前記乾燥用過熱蒸気発生機構、前記乾燥スクリューコンベア、前記炭化用過熱蒸気発生機構及び前記炭化スクリューコンベアの作動制御を行うことを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
前記乾燥スクリューコンベアコンベア及び前記炭化スクリューコンベアの各々は、アクチュエータによって回転駆動される回転軸と、前記回転軸の外周に螺旋状に設けられた搬送体と、前記回転軸の外周に設けられた攪拌羽根とを有していることを特徴とする請求項１に記載の炭化装置。
【請求項３】
前記攪拌羽根は、搬送方向上流側の端部が前記螺旋状搬送体における一の巻き部の搬送面に連接され且つ搬送方向下流側の端部と前記螺旋状搬送体における搬送方向下流側の次の巻き部の裏面との間に隙間が生じるように設置されていることを特徴とする請求項２に記載の炭化装置。
【請求項４】
前記炭化部より被処理物の搬送方向下流側に設けられた冷却部をさらに備え、
前記冷却部は、前記炭化部から直接又は間接的に供給される被処理物を受け入れる冷却空間を画し、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ冷却用受入口及び冷却用排出口が設けられた冷却ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記冷却空間の一方側から他方側へ搬送する冷却スクリューコンベアと、冷却機構とを有し、
前記冷却スクリューコンベアは、前記冷却ケースの長手方向に沿うように前記冷却ケースに支持され、アクチュエータによって軸線回りに作動回転される回転軸と、前記回転軸の外周に螺旋状に設けられた搬送体とを有し、
前記冷却機構は、前記冷却ケースの外周面に設けられたケース水路と、前記回転軸の軸線方向に沿って穿孔された軸水路と、前記ケース水路及び前記軸水路に冷却水を供給する冷却ポンプとを有し、
前記制御部は、前記作業条件として、前記冷却スクリューコンベアの搬送速度を記憶でき、記憶された作業条件に応じて前記冷却スクリューコンベアの作動制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の炭化装置。
【請求項５】
前記冷却スクリューコンベアは、さらに、前記回転軸の外周に設けられた攪拌羽根を有していることを特徴とする請求項４に記載の炭化装置。
【請求項６】
前記攪拌羽根は、搬送方向上流側の端部が前記螺旋状搬送体における一の巻き部の搬送面に連接され且つ搬送方向下流側の端部と前記螺旋状搬送体における搬送方向下流側の次の巻き部の裏面との間に隙間が生じるように設置されていることを特徴とする請求項５に記載の炭化装置。
【請求項７】
前記乾燥用過熱蒸気発生機構は、電圧印加されることで加熱し、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水から過熱蒸気を生成する乾燥用流体加熱管と、前記乾燥用上方開口を気密状態に閉塞可能な乾燥用カバーケースとを有し、
前記乾燥用流体加熱管は、長手方向一方側の第１端部及び他方側の第２端部が前記乾燥用カバーケースから外方へ延在され、且つ、前記第１及び第２端部の間の中間部分が前記乾燥用カバーケース内において前記乾燥用上方開口に臨むように配置されており、
前記乾燥用流体加熱管の第１及び第２端部にはそれぞれ電圧印加用の第１及び第２電源端子が設けられ、前記第１及び第２端部の一方には前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を管内に受け入れる乾燥用導入口が設けられ、前記中間部分には過熱蒸気を前記乾燥用上方開口を介して前記乾燥ケース内に放出する一又は複数の乾燥用吐出口が設けられており、
前記炭化用過熱蒸気発生機構は、電圧印加されることで加熱し、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水から過熱蒸気を生成する炭化用流体加熱管と、前記炭化用上方開口を気密状態に閉塞可能な炭化用カバーケースとを有し、
前記炭化用流体加熱管は、長手方向一方側の第１端部及び他方側の第２端部が前記炭化用カバーケースから外方へ延在され、且つ、前記第１及び第２端部の間の中間部分が前記炭化用カバーケース内において前記炭化用上方開口に臨むように配置されており、
前記炭化用流体加熱管の第１及び第２端部にはそれぞれ電圧印加用の第１及び第２電源端子が設けられ、前記第１及び第２端部の一方には前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を管内に受け入れる炭化用導入口が設けられ、前記中間部分には過熱蒸気を前記炭化用上方開口を介して前記炭化ケース内に放出する一又は複数の炭化用吐出口が設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の炭化装置。
【請求項８】
前記乾燥用過熱蒸気発生機構は、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を電磁誘導作用によって加熱して過熱蒸気を生成する乾燥用電磁誘導加熱手段と、前記乾燥用電磁誘導加熱手段によって生成された過熱蒸気が供給される乾燥用流体管と、前記乾燥用上方開口を気密状態に閉塞可能な乾燥用カバーケースとを有し、
前記乾燥用流体管は、過熱蒸気を放出する一又は複数の乾燥用吐出口が設けられた長手方向所定部分が前記乾燥用カバーケース内において前記乾燥用上方開口に臨むように配置され、
前記炭化用過熱蒸気発生機構は、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を電磁誘導作用によって加熱して過熱蒸気を生成する炭化用電磁誘導加熱手段と、前記炭化用電磁誘導加熱手段によって生成された過熱蒸気が供給される炭化用流体管と、前記炭化用上方開口を気密状態に閉塞可能な炭化用カバーケースとを有し、
前記炭化用流体管は、過熱蒸気を放出する一又は複数の炭化用吐出口が設けられた長手方向所定部分が前記炭化用カバーケース内において前記炭化用上方開口に臨むように配置されていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の炭化装置。
【請求項９】
被処理物を収容可能なホッパーを備え、
前記乾燥用受入口は、前記ホッパーの出口に直接又は間接的に連結されていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の炭化装置。
【請求項１０】
前記炭化用排出口を直接又は間接的に開閉する下流側開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の炭化装置。
【請求項１１】
前記下流側開閉弁は、バルブケースと、前記バルブケースの内部空間を複数の区画室に仕切った状態で軸線回り回転可能に支持されたロータリーバルブと、前記制御部によって作動制御され、前記ロータリーバルブを回転駆動するアクチュエータとを有していることを特徴とする請求項１０に記載の炭化装置。
【請求項１２】
前記乾燥用受入口を直接又は間接的に開閉する上流側開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の炭化装置。
【請求項１３】
前記上流側開閉弁は、バルブケースと、前記バルブケースの内部空間を複数の区画室に仕切った状態で軸線回り回転可能に支持されたロータリーバルブと、前記制御部によって作動制御され、前記ロータリーバルブを回転駆動するアクチュエータとを有していることを特徴とする請求項１２に記載の炭化装置。
【請求項１４】
一端部が乾燥空間のうち被処理物が搬送される領域より上方において外方に開口されるように前記乾燥ケースに設けられた水蒸気排出口に接続され且つ他端部が大気に開放された水蒸気排出ダクトと、前記水蒸気排出ダクトに介挿された水蒸気排出ファンとを備えていることを特徴とする請求項１から１３の何れかに記載の炭化装置。
【請求項１５】
一端部が炭化空間のうち被処理物が搬送される領域より上方において外方に開口されるように前記炭化ケースに設けられた乾留ガス排出口に接続された乾留ガス排出ダクトと、前記乾留ガス排出ダクトに介挿された乾留ガス排出ファンと、前記乾留ガス排出ダクトの他端部に接続された強制酸化装置とを備えていることを特徴とする請求項１から１４の何れかに記載の炭化装置。
【請求項１６】
架台と、水供給部と、ホッパーと、乾燥部と、炭化部と、冷却部とを備えた炭化装置であって、
前記乾燥部は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ乾燥用受入口及び乾燥用排出口が設けられた乾燥ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記乾燥ケースの長手方向一方側から他方側へ搬送する乾燥スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記乾燥ケース内において前記乾燥スクリューコンベアによって搬送される被処理物に供給する乾燥用過熱蒸気発生機構とを有し、
前記炭化部は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ炭化用受入口及び炭化用排出口が設けられた炭化ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記炭化ケースの長手方向一方側から他方側へ搬送する炭化スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記炭化ケース内において前記炭化スクリューコンベアによって搬送される被処理物に供給する炭化用過熱蒸気発生機構とを有し、
前記冷却部は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ冷却用受入口及び冷却用排出口が設けられた冷却ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記冷却ケースの長手方向一方側から他方側へ搬送する冷却スクリューコンベアと、前記冷却ケース内において前記冷却スクリューコンベアによって搬送される被処理物を冷却する冷却機構とを有し、
前記架台の幅方向及び奥行き方向の一方を第１方向、他方を第２方向とした場合に、前記乾燥ケースは、第１方向に沿った状態で、長手方向一方側から他方側へ行くに従って上方に位置するように傾斜配置され、
前記ホッパーは、上流側開閉弁を介して前記乾燥用受入口に被処理部を供給し得るように、前記乾燥用受入口より上方に配置され、
前記炭化ケースは、前記乾燥ケースと第２方向に並列されるように第１方向に沿った状態で、炭化用受入口が乾燥用排出口に対し下方で且つ第１方向同一位置に位置するように配置され、
前記乾燥用排出口から排出された被処理物を前記炭化用受入口に搬送するように第２方向に沿った中間搬送部が設けられ、
前記冷却ケースは、前記冷却用受入口が下流側開閉弁を介して前記炭化用排出口の直下方に位置した状態で、第２方向に沿い且つ長手方向一方側から他方側へ行くに従って上方に位置するように傾斜配置されていることを特徴とする炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材や竹材等の固体有機物を乾留して炭化物を製造する炭化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材や竹材等の固体有機物を炭化させる炭化装置として、被処理物となる固体有機物が投入される処理ケースと、前記処理ケースに収容され、軸線回りに回転駆動されるスクリューコンベアと、過熱蒸気発生機構とを備え、前記過熱蒸気発生機構によって発生された過熱蒸気を前記処理ケースに供給することによって、被処理物を前記スクリューコンベアによって搬送しつつ炭化処理する炭化装置が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。
【０００３】
前記特許文献１〜３に記載の炭化装置は、被処理物を連続的に炭化処理できる点において有用であるが、前記処理ケースの外部に配設された前記過熱蒸気発生機構によって生成した過熱蒸気を前記処理ケース内に導入している為、前記処理ケースの全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることが困難であり、及び／又は、前記処理ケース内を高温に維持する為の加熱効率が悪いという問題がある。
【０００４】
一方、下記特許文献４には、過熱蒸気発生機構として、処理ケース内において順次連結されたパイプヒータ、高温部ヒータ、超高温ヒータ及び吐出パイプを備え、前記パイプヒータの上流側端部に蒸気又は霧状の水を供給しつつ前記パイプヒータに電圧を印加して１００度〜６００度の過熱蒸気を生成し、前記パイプヒータによって生成した過熱蒸気を前記高温部ヒータに供給しつつ前記高温部ヒータに電圧を印加して６００度〜１４００度の過熱蒸気を生成し、前記高温部ヒータによって生成した過熱蒸気を前記超高温部ヒータに供給しつつ前記超高温部ヒータに電圧を印加して１４００度〜２８００度の過熱蒸気を生成し、前記超高温部ヒータによって生成した過熱蒸気を前記吐出パイプを介して前記処理ケース内に吐出させるように構成された炭化装置が開示されている。
【０００５】
前記特許文献４に記載の炭化装置は、電圧印加によって加熱されるパイプヒータ、高温部ヒータ、超高温ヒータが処理ケース内に収容されている為、前記処理ケースの内部をこれらのパイプヒータ自身及び過熱蒸気の双方によって加熱することができる為、加熱効率の点で有利であるが、過熱蒸気の温度を３段階に調整しなければならず、温度制御が複雑になるという問題、及び、バッチ式であるため、炭化物の製造コストを下げ難いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２３４７６号公報
【特許文献２】特開２００６−３２８１０１号公報
【特許文献３】特開２００９−１７９４８５号公報
【特許文献４】特許第４３３０４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、処理ケース全体への高温過熱蒸気の供給及び処理ケース内の加熱効率の向上を図りつつ、良好な炭化物を連続して製造することができる炭化装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために、水供給部と、乾燥部と、炭化部と、制御部とを備えた炭化装置であって、前記乾燥部は、被処理物を搬送しつつ乾燥させる乾燥空間を画し、前記乾燥空間の一方側へ被処理物を受け入れる乾燥用受入口及び被処理物を前記乾燥空間の他方側から排出する乾燥用排出口が設けられ且つ前記乾燥用受入口及び前記乾燥用排出口の間において上方に開く乾燥用上方開口が設けられた乾燥ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記乾燥空間の一方側から他方側へ搬送する乾燥スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記乾燥ケース内において前記乾燥スクリューコンベアによって搬送される被処理物に対して供給する乾燥用過熱蒸気発生機構とを有し、前記炭化部は、前記乾燥部から直接又は間接的に供給される被処理物を搬送しつつ炭化させる炭化空間を画し、前記炭化空間の一方側へ被処理物を受け入れる炭化用受入口及び被処理物を前記炭化空間の他方側から排出する炭化用排出口が設けられ且つ前記炭化用受入口及び前記炭化用排出口の間において上方に開く炭化用上方開口が設けられた炭化ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記炭化空間の一方側から他方側へ搬送する炭化スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記炭化ケース内において前記炭化スクリューコンベアによって搬送される被処理物に対して供給する炭化用過熱蒸気発生機構とを有し、前記制御部は、前記乾燥用過熱蒸気発生機構によって生成される過熱蒸気の温度、前記乾燥スクリューコンベアの搬送速度、前記炭化用過熱蒸気発生機構によって発生される過熱蒸気の温度及び前記炭化スクリューコンベアの搬送速度を含む作業条件を設定でき、設定された作業条件に応じて前記乾燥用過熱蒸気発生機構、前記乾燥スクリューコンベア、前記炭化用過熱蒸気発生機構及び前記炭化スクリューコンベアの作動制御を行う炭化装置を提供する。
【０００９】
好ましくは、前記乾燥スクリューコンベアコンベア及び／又は前記炭化スクリューコンベアは、アクチュエータによって回転駆動される回転軸と、前記回転軸の外周に螺旋状に設けられた搬送体と、前記回転軸の外周に設けられた攪拌羽根とを有し得る。
より好ましくは、前記攪拌羽根は、搬送方向上流側の端部が前記螺旋状搬送体における一の巻き部の搬送面に連接され且つ搬送方向下流側の端部と前記螺旋状搬送体における搬送方向下流側の次の巻き部の裏面との間に隙間が生じるように設置される。
【００１０】
本発明に係る炭化装置は、前記炭化部より被処理物の搬送方向下流側に設けられた冷却部をさらに備え得る。
前記冷却部は、前記炭化部から直接又は間接的に供給される被処理物を受け入れる冷却空間を画し、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ冷却用受入口及び冷却用排出口が設けられた冷却ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記冷却空間の一方側から他方側へ搬送する冷却スクリューコンベアと、冷却機構とを有する。
【００１１】
前記冷却スクリューコンベアは、前記冷却ケースの長手方向に沿うように前記冷却ケースに支持され、アクチュエータによって軸線回りに作動回転される回転軸と、前記回転軸の外周に螺旋状に設けられた搬送体とを有する。
前記冷却機構は、前記冷却ケースの外周面に設けられたケース水路と、前記回転軸の軸線方向に沿って穿孔された軸水路と、前記ケース水路及び前記軸水路に冷却水を供給する冷却ポンプとを有する。
この場合、前記制御部は、前記作業条件として、前記冷却スクリューコンベアの搬送速度を記憶でき、記憶された作業条件に応じて前記冷却スクリューコンベアの作動制御を行うように構成される。
【００１２】
好ましくは、冷却スクリューコンベアは、さらに、前記回転軸の外周に設けられた攪拌羽根を有し得る。
より好ましくは、前記攪拌羽根は、搬送方向上流側の端部が前記螺旋状搬送体における一の巻き部の搬送面に連接され且つ搬送方向下流側の端部と前記螺旋状搬送体における搬送方向下流側の次の巻き部の裏面との間に隙間が生じるように設置される。
【００１３】
一形態においては、前記乾燥用過熱蒸気発生機構は、電圧印加されることで加熱し、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水から過熱蒸気を生成する乾燥用流体加熱管と、前記乾燥用上方開口を気密状態に閉塞可能な乾燥用カバーケースとを有するものとされる。
前記乾燥用流体加熱管は、長手方向一方側の第１端部及び他方側の第２端部が前記乾燥用カバーケースから外方へ延在され、且つ、前記第１及び第２端部の間の中間部分が前記乾燥用カバーケース内において前記上方開口に臨むように配置される。
前記乾燥用流体加熱管の第１及び第２端部にはそれぞれ電圧印加用の第１及び第２電源端子が設けられ、前記第１及び第２端部の一方には前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を管内に受け入れる乾燥用導入口が設けられ、前記中間部分には過熱蒸気を前記乾燥用上方開口を介して前記乾燥ケース内に放出する一又は複数の乾燥用吐出口が設けられる。
【００１４】
前記炭化用過熱蒸気発生機構は、電圧印加されることで加熱し、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水から過熱蒸気を生成する炭化用流体加熱管と、前記炭化用上方開口を気密状態に閉塞可能な炭化用カバーケースとを有するものとされる。
前記炭化用流体加熱管は、長手方向一方側の第１端部及び他方側の第２端部が前記炭化用カバーケースから外方へ延在され、且つ、前記第１及び第２端部の間の中間部分が前記炭化用カバーケース内において前記炭化用上方開口に臨むように配置される。
前記炭化用流体加熱管の第１及び第２端部にはそれぞれ電圧印加用の第１及び第２電源端子が設けられ、前記第１及び第２端部の一方には前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を管内に受け入れる炭化用導入口が設けられ、前記中間部分には過熱蒸気を前記炭化用上方開口を介して前記炭化ケース内に放出する一又は複数の炭化用吐出口が設けられる。
【００１５】
他形態においては、前記乾燥ケースは、搬送方向に関し前記乾燥用受入口及び前記乾燥用排出口の間において前記乾燥空間を上方に開く乾燥用上方開口を有するものとされ、前記乾燥用過熱蒸気発生機構は、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を電磁誘導作用によって加熱して過熱蒸気を生成する乾燥用電磁誘導加熱手段と、前記乾燥用電磁誘導加熱手段によって生成された過熱蒸気が供給される乾燥用流体管と、前記乾燥用上方開口を気密状態に閉塞可能な乾燥用カバーケースとを有するものとされる。
前記乾燥用流体管は、過熱蒸気を放出する一又は複数の乾燥用吐出口が設けられた長手方向所定部分が前記乾燥用カバーケース内において前記乾燥用上方開口に臨むように配置される。
【００１６】
前記炭化ケースは、搬送方向に関し前記炭化用受入口及び前記炭化用排出口の間において前記炭化空間を上方に開く炭化用上方開口を有するものとされ、前記炭化用過熱蒸気発生機構は、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を電磁誘導作用によって加熱して過熱蒸気を生成する炭化用電磁誘導加熱手段と、前記炭化用電磁誘導加熱手段によって生成された過熱蒸気が供給される炭化用流体管と、前記炭化用上方開口を気密状態に閉塞可能な炭化用カバーケースとを有するものとされる。
前記炭化用流体管は、過熱蒸気を放出する一又は複数の炭化用吐出口が設けられた長手方向所定部分が前記炭化用カバーケース内において前記炭化用上方開口に臨むように配置される。
【００１７】
好ましくは、本発明に係る炭化装置は、被処理物を収容可能なホッパーを備え得る。
この場合、前記乾燥用受入口は、前記ホッパーの出口に直接又は間接的に連結される。
【００１８】
好ましくは、本発明に係る炭化装置は、前記炭化用排出口を直接又は間接的に開閉する下流側開閉弁を有し得る。
【００１９】
より好ましくは、前記下流側開閉弁は、バルブケースと、前記バルブケースの内部空間を複数の区画室に仕切った状態で軸線回り回転可能に支持されたロータリーバルブと、前記制御部によって作動制御され、前記ロータリーバルブを回転駆動するアクチュエータとを有するものとされる。
【００２０】
好ましくは、本発明に係る炭化装置は、前記乾燥用受入口を直接又は間接的に開閉する上流側開閉弁を有し得る。
【００２１】
より好ましくは、前記上流側開閉弁は、バルブケースと、前記バルブケースの内部空間を複数の区画室に仕切った状態で軸線回り回転可能に支持されたロータリーバルブと、前記制御部によって作動制御され、前記ロータリーバルブを回転駆動するアクチュエータとを有するものとされる。
【００２２】
好ましくは、本発明に係る炭化装置は、一端部が乾燥空間のうち被処理物が搬送される領域より上方において外方に開口されるように前記乾燥ケースに設けられた水蒸気排出口に接続され且つ他端部が大気に開放された水蒸気排出ダクトと、前記水蒸気排出ダクトに介挿された水蒸気排出ファンとを備え得る。
【００２３】
好ましくは、本発明に係る炭化装置は、一端部が炭化空間のうち被処理物が搬送される領域より上方において外方に開口されるように前記炭化ケースに設けられた乾留ガス排出口に接続された乾留ガス排出ダクトと、前記乾留ガス排出ダクトに介挿された乾留ガス排出ファンと、前記乾留ガス排出ダクトの他端部に接続された強制酸化装置とを備え得る。
【００２４】
また、本発明は、架台と、水供給部と、ホッパーと、乾燥部と、炭化部と、冷却部とを備えた炭化装置であって、前記乾燥部は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ乾燥用受入口及び乾燥用排出口が設けられた乾燥ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記乾燥ケースの長手方向一方側から他方側へ搬送する乾燥スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記乾燥ケース内において前記乾燥スクリューコンベアによって搬送される被処理物に供給する乾燥用過熱蒸気発生機構とを有し、前記炭化部は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ炭化用受入口及び炭化用排出口が設けられた炭化ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記炭化ケースの長手方向一方側から他方側へ搬送する炭化スクリューコンベアと、前記水供給部から供給される蒸気又は霧状の水を加熱して過熱蒸気を生成し、当該過熱蒸気を前記炭化ケース内において前記炭化スクリューコンベアによって搬送される被処理物に供給する炭化用過熱蒸気発生機構とを有し、前記冷却部は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ冷却用受入口及び冷却用排出口が設けられた冷却ケースと、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記冷却ケースの長手方向一方側から他方側へ搬送する冷却スクリューコンベアと、前記冷却ケース内において前記冷却スクリューコンベアによって搬送される被処理物を冷却する冷却機構とを有し、前記架台の幅方向及び奥行き方向の一方を第１方向、他方を第２方向とした場合に、前記乾燥ケースは、第１方向に沿った状態で、長手方向一方側から他方側へ行くに従って上方に位置するように傾斜配置され、前記ホッパーは、上流側開閉弁を介して前記乾燥用受入口に被処理部を供給し得るように、前記乾燥用受入口より上方に配置され、前記炭化ケースは、前記乾燥ケースと第２方向に並列されるように第１方向に沿った状態で、炭化用受入口が乾燥用排出口に対し下方で且つ第１方向同一位置に位置するように配置され、前記乾燥用排出口から排出された被処理物を前記炭化用受入口に搬送するように第２方向に沿った中間搬送部が設けられ、前記冷却ケースは、前記冷却用受入口が下流側開閉弁を介して前記炭化用排出口の直下方に位置した状態で、第２方向に沿い且つ長手方向一方側から他方側へ行くに従って上方に位置するように傾斜配置されている炭化装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る炭化装置によれば、乾燥ケースの一方側から他方側へ乾燥スクリューコンベアによって搬送されている被処理物に対し前記乾燥ケースを上方に開く乾燥用上方開口を介して過熱蒸気を供給するように構成された乾燥部と、前記乾燥部によって乾燥処理された後に炭化ケースの一方側から他方側へ炭化スクリューコンベアによって搬送されている被処理物に対し前記炭化ケースを上方に開く炭化用上方開口を介して過熱蒸気を供給するように構成された炭化部とを備えているので、乾燥ケース内及び炭化ケース内において搬送されている被処理物の全体に高温の過熱蒸気を効率的に供給でき、被処理物から良好な炭化物を効率良く且つ連続的に製造することができる。
【００２６】
前記乾燥部が、電圧印加に応じて加熱することで蒸気又は霧状の水から過熱蒸気を生成する乾燥用流体加熱管と、前記乾燥用上方開口を気密状態に閉塞可能な乾燥用カバーケースとを有するものとし、一又は複数の乾燥用吐出口が設けられた前記乾燥用流体加熱管における中間部分が前記乾燥用カバーケース内において前記上方開口に臨むように配置すれば、前記乾燥用吐出口から吐出される過熱蒸気に加えて、前記乾燥用流体加熱管の熱量によっても前記乾燥ケース内の温度を上昇させることができ、良好な加熱効率を得ることができる。従って、被処理物を効率良く乾燥させることができる。
【００２７】
また、前記炭化部が、電圧印加に応じて加熱することで蒸気又は霧状の水から過熱蒸気を生成する炭化用流体加熱管と、前記炭化用上方開口を気密状態に閉塞可能な炭化用カバーケースとを有するものとし、一又は複数の炭化用吐出口が設けられた前記炭化用流体加熱管における中間部分が前記炭化用カバーケース内において前記炭化用上方開口に臨むように配置すれば、前記炭化用吐出口から吐出される過熱蒸気に加えて、前記炭化用流体加熱管の熱量によっても前記炭化ケース内の温度を上昇させることができ、良好な加熱効率を得ることができる。従って、被処理物から良好な炭化物を効率良く且つ連続的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る炭化装置の正面図である。
【図２】図２は、前記炭化装置の模式ブロック図である。
【図３】図３は、前記炭化装置における乾燥部の縦断面図である。
【図４】図４は、前記炭化装置における炭化部の縦断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る炭化装置の斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す前記炭化装置の正面図である。
【図７】図７は、図５に示す前記炭化装置の側面図である。
【図８】図８は、図５に示す前記炭化装置の模式ブロック図である。
【図９】図９は、前記実施の形態２に係る炭化装置における冷却部近傍の部分断面図である。
【図１０】図１０は、前記実施の形態１及び２に係る炭化装置に備えられる乾燥スクリューコンベアの変形例の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０におけるXI-XI線に沿った前記乾燥スクリューコンベアの変形例の模式断面図である。
【図１２】図１２は、前記乾燥スクリューコンベアの他の変形例の模式断面図である。
【図１３】図１３は、前記実施の形態１及び２に係る炭化装置に備えられる上流側開閉弁の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
実施の形態１
以下、本発明に係る炭化装置の一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施の形態に係る炭化装置１の正面図を示す。
また、図２に、前記炭化装置１の模式ブロック図を示す。
【００３０】
本実施の形態に係る炭化装置１は、木材や竹材等の固体有機物からなる被処理物から炭化物を連続して製造し得るように構成されている。
【００３１】
図１及び図２に示すように、前記炭化装置１は、蒸気又は霧状の水を供給する水供給部９０と、乾燥部１００と、炭化部２００と、制御部３００とを備えている。
図中、符号１０は、前記乾燥部１００及び前記炭化部２００を支持する架台である。
【００３２】
図３及び図４に、それぞれ、前記乾燥部１００の縦断面図及び前記炭化部２００の縦断面図を示す。
【００３３】
前記乾燥部１００は、被処理物に対して乾燥処理を行うように構成されている。
前記乾燥部１００を備えることにより、前記炭化部２００での炭化処理に際し被処理物から水分が放出されることを防止乃至は低減でき、前記炭化部２００での炭化処理効率を向上させることが可能となる。
【００３４】
図２及び図３に示すように、前記乾燥部１００は、乾燥ケース１１０と、乾燥スクリューコンベア１２０と、乾燥用過熱蒸気発生機構とを有している。
【００３５】
前記乾燥ケース１１０は、被処理物を受け入れる乾燥空間１１０Ａを気密状態で画するように構成されている。
【００３６】
本実施の形態においては、前記乾燥ケース１１０は、図３に示すように、長手方向に延びる一対の長辺及び幅方向に延びる一対の短辺によって画される略矩形状の上面１１１と、前記上面１１１の一対の長辺から略垂直に延びる一対の側面と、前記上面１１１の一対の短辺から略垂直に延びる一対の端面１１３と、前記一対の側面の下端部及び前記一対の端面１１３の下端部を閉じる底面１１４とを有する略直方体形状とされている。
【００３７】
前記乾燥スクリューコンベア１２０は、軸線回りに回転駆動されることによって乾燥空間１１０Ａ内の被処理物を前記乾燥空間１１０Ａの長手方向一方側から他方側へ搬送する。
【００３８】
本実施の形態においては、図３に示すように、前記乾燥スクリューコンベア１２０は、少なくとも一端部１２１ａが外方へ気密に延在された状態で乾燥空間を長手方向に沿って縦断する回転軸１２１と、前記回転軸１２１に設けられた螺旋羽根等の搬送体１２２と、前記回転軸１２１の一端部１２１ａを回転駆動する電動モータ等のアクチュエータ（図示せず）とを有している。
【００３９】
前記乾燥スクリューコンベアコンベア１２０は、前記回転軸１２１として互いに対して並列配置された第１及び第２回転軸を含み、前記搬送体１２２として前記第１及び第２回転軸にそれぞれ設けられた第１及び第２搬送体を含むことができる。この場合、前記第１及び第２回転軸は前記アクチュエータによって同期回転される。
【００４０】
本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、前記乾燥用過熱蒸気発生機構は、乾燥用流体加熱管１３０と、前記乾燥ケース１１０に連結される乾燥用カバーケース１４０とを有している。
【００４１】
前記乾燥用流体加熱管１３０は、インコネル、ハステロイ又はステンレス等の電圧印加に応じて加熱する導電材によって形成された長尺の中空部材とされており、前記水供給部９０から供給される蒸気又は霧状の水を内部空間に受け入れ、電圧印加を受けて加熱されることによって内部空間の蒸気又は霧状の水を過熱蒸気に変換し、外部へ放出するように構成されている。
【００４２】
詳しくは、図２及び図３に示すように、前記乾燥ケース１１０には、被処理物を乾燥空間１１０Ａの一方側へ受け入れる乾燥用受入口１１０(in)と、被処理物を乾燥空間１１０Ａの他方側から排出する乾燥用排出口１１０(out)と、搬送方向に関し乾燥用受入口１１０(in)及び乾燥用排出口１１０(out)の間において乾燥空間１１０Ａを上方に開く乾燥用上方開口１１５とが設けられている。
【００４３】
斯かる構成において、前記乾燥用流体加熱管１３０は中間部分１３３が前記乾燥用上方開口１１５に臨むように前記乾燥ケース１１０の上方に配置されており、前記乾燥用カバーケース１４０は前記乾燥用流体加熱管１３０の中間部分１３３を覆いつつ前記乾燥用上方開口１１５を気密に閉塞するように前記乾燥ケース１１０に固着されている。
【００４４】
より詳しくは、前記乾燥用流体加熱管１３０は、長手方向一方側の第１端部１３１及び長手方向他方側の第２端部１３２が前記乾燥用カバーケース１４０から外方へ延在された状態で、前記第１及び第２端部１３１、１３２の間の前記中間部分１３３が前記乾燥用上方開口１１５に臨むように配置されている。
【００４５】
前記第１及び第２端部１３１、１３２には、それぞれ、第１及び第２給電点１３５、１３６が設けられ、且つ、前記第１及び第２端部１３１、１３２の一方には前記乾燥用流体加熱管１３０の内部空間に前記水供給機構９０からの蒸気又は霧状の水を導入する乾燥用導入口が設けられている。
【００４６】
本実施の形態においては、図２に示すように、前記水供給部９０はボイラー９１を有しており、前記ボイラー９１から前記乾燥用流体加熱管１３０の乾燥用導入口に蒸気が供給される。
図２中の符号９２は、前記ボイラー９１から前記乾燥用流体加熱管１３０へ供給される蒸気の量を調整する調整弁である。
【００４７】
前記乾燥用流体加熱管１３０は、前記第１及び第２給電点１３５、１３６に電圧が印加されることによって加熱し、内部空間の蒸気又は霧状の水を過熱蒸気に変換する。
前記中間部分１３３には一又は複数の乾燥用吐出口（図示せず）が設けられており、前記乾燥用流体加熱管１３０によって生成された過熱蒸気は、前記一又は複数の乾燥用放出口から外部に放出され、前記乾燥用上方開口１１５を介して乾燥空間１１０Ａに供給される。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、図３に示すように、前記乾燥用流体加熱管１３０は前記乾燥用カバーケース１４０に種々の取付部材を介して支持され、前記乾燥用カバーケース１４０を前記乾燥ケース１１０の上面１１１に固着させることで、前記乾燥用流体加熱管１３０の中間部分１３３が前記乾燥用上方開口１１５に臨むようになっている。
【００４９】
本実施の形態においては、前述の通り、前記乾燥用加熱蒸気発生機構は、電圧印加に応じた前記乾燥用流体加熱管１３０の発熱作用によって過熱蒸気を生成するように構成されているが、本発明はかかる形態に限定されるものでは無い。
【００５０】
即ち、前記乾燥用過熱蒸気発生機構が、前記水供給部９０から供給される蒸気又は霧状の水を電磁誘導作用によって加熱して過熱蒸気を生成する乾燥用電磁誘導加熱手段（図示せず）と、前記乾燥用電磁誘導加熱手段によって生成された過熱蒸気が供給される乾燥用流体管（図示せず）と、前記乾燥用上方開口１１５を気密状態に閉塞可能な乾燥用カバーケース１４０とを有するように構成することも可能である。
【００５１】
前記乾燥用電磁誘導加熱手段は、例えば、一端部が前記水供給部９０に流体接続され且つ他端部が前記乾燥用流体管に流体接続された導入管と、前記導入管の周りに巻き回された励磁コイルとを有し得る。
前記乾燥用流体管は、過熱蒸気を放出する一又は複数の乾燥用吐出口が設けられた長手方向所定部分が前記乾燥用カバーケース１４０内において前記乾燥用上方開口１１５に臨むように配置され得る。
【００５２】
前記炭化部２００は、前記乾燥部１００によって乾燥処理された被処理物を炭化処理するように構成されている。
【００５３】
図２及び図４に示すように、前記炭化部２００は、炭化ケース２１０と、炭化スクリューコンベア２２０と、乾燥用過熱蒸気発生機構とを有している。
【００５４】
前記炭化ケース２１０は、前記乾燥部１００から直接又は間接的に供給される被処理物を受け入れる炭化空間２１０Ａを気密状態で画するように構成されている。
【００５５】
なお、本実施の形態に係る前記炭化装置１は、図２に示すように、被処理物の搬送方向に関し前記乾燥部１００及び前記炭化部２００の間に中間搬送部５０を有しており、前記炭化ケース２１０には前記中間搬送部５０から被処理物が供給される。
【００５６】
前記中間搬送部５０は、気密状態の搬送空間を画する中間搬送ケース５１と、前記中間搬送ケース５１の搬送空間の一方側から他方側へ被処理物を搬送する中間搬送スクリューコンベア５２とを有している。
【００５７】
前記中間搬送ケース５１は、前記搬送空間の一方側及び他方側にそれぞれ連通するように形成された中間受入口５１(in)及び中間排出口５１(out)を有しており、前記乾燥ケース１１０の乾燥用排出口１１０(out)が前記中間搬送ケース５１の中間受入口５１(in)に気密状態で連結され且つ前記中間搬送ケース５１の中間排出口５１(out)が前記炭化ケース２１０の炭化用受入口２１０(in)に気密状態で連結されている。
【００５８】
前記中間搬送スクリューコンベア５２は、少なくとも一端部が外方へ延在された状態で搬送空間を長手方向に沿って縦断する回転軸５２ａと、前記回転軸５２ａに設けられた螺旋羽根等の搬送体５２ｂと、前記回転軸５２ａの一端部を回転駆動する電動モータ等のアクチュエータ（図示せず）とを有するものとされる。
【００５９】
図４に示すように、本実施の形態においては、前記炭化ケース２１０は、長手方向に延びる一対の長辺及び幅方向に延びる一対の短辺によって画される略矩形状の上面２１１と、前記上面２１１の一対の長辺から略垂直に延びる一対の側面と、前記上面２１１の一対の短辺から略垂直に延びる一対の端面２１３と、前記一対の側面の下端部及び前記一対の端面２１３の下端部を閉じる底面２１４とを有する略直方体形状とされている。
【００６０】
前記炭化スクリューコンベア２２０は、軸線回りに回転駆動されることによって炭化空間２１０Ａ内の被処理物を前記炭化空間２１０Ａの一方側から他方側へ搬送する。
【００６１】
本実施の形態においては、図４に示すように、前記炭化スクリューコンベア２２０は、少なくとも一端部が外方へ気密に延在された状態で炭化空間２１０Ａを長手方向に沿って縦断する回転軸２２１と、前記回転軸２２１に設けられた螺旋羽根等の搬送体２２２と、前記回転軸２２１の一端部２２１ａを回転駆動する電動モータ等のアクチュエータ（図示せず）とを有している。
【００６２】
本実施の形態においては、図２及び図４に示すように、前記炭化用過熱蒸気発生機構は、炭化用流体加熱管２３０と、前記炭化ケース２１０に連結される炭化用カバーケース２４０とを有している。
【００６３】
前記炭化用流体加熱管２３０は、インコネル、ハステロイ又はステンレス等の電圧印加に応じて加熱する導電材によって形成された長尺の中空部材とされており、前記水供給部９０から供給される蒸気又は霧状の水を内部空間に受け入れ、電圧印加を受けて加熱されることによって内部空間の蒸気又は霧状の水を過熱蒸気に変換し、外部に放出するように構成されている。
【００６４】
詳しくは、図４に示すように、前記炭化ケース２１０には、被処理物を炭化空間２１０Ａの一方側へ受け入れる炭化用受入口２１０(in)と、被処理物を炭化空間２１０Ａの他方側から排出する炭化用排出口２１０(out)と、搬送方向に関し炭化用受入口２１０(in)及び炭化用排出口２１０(out)の間において炭化空間２１０Ａを上方に開く炭化用上方開口２１５とが設けられている。
【００６５】
斯かる構成において、前記炭化用流体加熱管２３０は中間部分２３３が前記炭化用上方開口２１５に臨むように前記炭化ケース２１０の上方に配置されており、前記炭化用カバーケース２４０は前記炭化用流体加熱管２３０の中間部分２３３を覆いつつ前記炭化用上方開口２１５を気密に閉塞するように前記炭化ケース２１０に固着されている。
【００６６】
より詳しくは、前記炭化用流体加熱管２３０は、長手方向一方側の第１端部２３１及び長手方向他方側の第２端部２３２が前記炭化用カバーケース２４０から外方へ延在された状態で、前記第１及び第２端部２３１、２３２の間の前記中間部分２３３が前記炭化用上方開口２１５に臨むように配置されている。
【００６７】
前記第１及び第２端部２３１、２３２には、それぞれ、第１及び第２給電点２３５、２３６が設けられ、且つ、前記第１及び第２端部２３１、２３２の一方には前記炭化用流体加熱管２３０の内部空間に前記水供給機構９０からの蒸気又は霧状の水を導入する導入口が設けられている。
【００６８】
前述の通り、本実施の形態においては、前記水供給部９０はボイラー９１を有しており、前記ボイラー９１から前記炭化用流体加熱管２３０の導入口に蒸気が供給される（図２参照）。
なお、図２中の符号９２は、前記ボイラー９１から前記炭化用流体加熱管２３０へ供給される蒸気の量を調整する調整弁である。
【００６９】
前記炭化用流体加熱管２３０は、前記第１及び第２給電点２３５、２３６に電圧が印加されることによって加熱し、内部空間の蒸気又は霧状の水を過熱蒸気に変換する。
前記炭化用流体加熱管２３０によって生成された過熱蒸気は、前記中間部分２３３に設けられた一又は複数の放出口（図示せず）から外部に放出され、前記炭化用上方開口２１５を介して炭化空間２１０Ａに供給される。
【００７０】
なお、本実施の形態においては、図４に示すように、前記炭化用流体加熱管２３０は前記炭化用カバーケース２４０に種々の取付部材を介して支持され、前記炭化用カバーケース２４０を前記炭化ケース２１０の上面２１１に固着させることで、前記炭化用流体加熱管２３０の中間部分２３３が前記炭化用上方開口２１５に臨むようになっている。
【００７１】
本実施の形態においては、前述の通り、前記炭化用加熱蒸気発生機構は、電圧印加に応じた前記炭化用流体加熱管２３０の発熱作用によって過熱蒸気を生成するように構成されているが、本発明はかかる形態に限定されるものでは無い。
【００７２】
即ち、前記乾燥用過熱蒸気発生機構が、前記水供給部９０から供給される蒸気又は霧状の水を電磁誘導作用によって加熱して過熱蒸気を生成する炭化用電磁誘導加熱手段（図示せず）と、前記炭化用電磁誘導加熱手段によって生成された過熱蒸気が供給される炭化用流体管（図示せず）と、前記炭化用上方開口２１５を気密状態に閉塞可能な炭化用カバーケース２４０とを有するものとし得る。
【００７３】
前記炭化用電磁誘導加熱手段は、例えば、一端部が前記水供給部９０に流体接続され且つ他端部が前記炭化用流体管に流体接続された導入管と、前記導入管の周りに巻き回された励磁コイルとを有し得る。
前記炭化用流体管は、過熱蒸気を放出する一又は複数の炭化用吐出口が設けられた長手方向所定部分が前記炭化用カバーケース２４０内において前記炭化用上方開口２１５に臨むように配置され得る。
【００７４】
前記制御部３００は、前記乾燥用過熱蒸気発生機構によって生成される過熱蒸気の温度、前記乾燥スクリューコンベア１２０の搬送速度、前記炭化用過熱蒸気発生機構によって発生される過熱蒸気の温度及び前記炭化スクリューコンベア２２０の搬送速度を含む作業条件を設定でき、設定された作業条件に応じて前記乾燥用過熱蒸気発生機構、前記乾燥スクリューコンベア１２０、前記炭化用過熱蒸気発生機構及び前記炭化スクリューコンベア２２０の作動制御を行うように構成されている。
即ち、前記制御部３００は、キーパッド等の人為操作部材を介して入力される前記作業条件を電源を切っても記憶可能な状態で記憶することができ、前記炭化装置１が作動開始されると、記憶されている作業条件に応じて前記各部材の作動制御を実行するようになっている。
【００７５】
本実施の形態においては、例えば、前記制御部３００は、前記乾燥用流体加熱管１３０及び前記炭化用流体加熱管２３０の加熱温度がそれぞれの設定温度となるように、電源から前記乾燥用流体加熱管１３０及び前記炭化用流体加熱管２３０のそれぞれへの電圧印加時間を制御するように構成される。
【００７６】
一例として、前記乾燥用流体加熱管１３０は、表面温度が第１温度（例えば約４００℃）に設定され、前記炭化用流体加熱管２３０は、表面温度が第１温度よりも高温の第２温度（例えば８５０〜１１００℃）に設定される。
【００７７】
また、前記炭化スクリューコンベア１２０の搬送速度は、前記乾燥スクリューコンベア２２０の搬送速度よりも大に設定される。
これは、乾燥処理段階に比して炭化処理段階における被処理物の容積が小となる為、前記炭化スクリューコンベア２２０の搬送速度を大としても、被処理物に対して十分な炭化処理を行うことが可能となるからである。
【００７８】
このように、本実施の形態に係る前記炭化装置１においては、前記乾燥ケース１１０によって画される乾燥空間１１０Ａの一方側から他方側へ被処理物を前記乾燥スクリューコンベア１２０によって搬送しつつ、搬送されている被処理物に対し前記乾燥ケース１１０の乾燥用上方開口１１５を介して前記乾燥用過熱蒸気発生機構によって発生された過熱蒸気を供給するように構成されているので、乾燥空間１１０Ａの全体に高温の過熱蒸気を効率的に供給できる。
【００７９】
さらに、本実施の形態においては、電圧印加に応じて加熱する前記乾燥用流体加熱管１３０を用い、前記一又は複数の乾燥用吐出口が設けられた前記乾燥用流体加熱管１３０の前記中間部分１３３が前記乾燥ケース１１０の前記乾燥用上方開口１１５に臨むように配置しつつ、前記乾燥用上方開口１１５及び前記中間部分１３３を前記乾燥用カバーケース１４０によって気密に覆うように構成されているので、乾燥空間１１０Ａの全体に高温の過熱蒸気を効率的に供給できることに加えて、過熱蒸気による熱量と共に前記乾燥用流体加熱管１３０の熱量によっても乾燥空間１１０Ａ内の温度を上昇させることができ、良好な加熱効率を得ることができる。
【００８０】
また、本実施の形態においては、前記乾燥部１００によって乾燥処理された被処理物を前記炭化ケース２１０によって画される炭化空間２１０Ａの一方側から他方側へ前記炭化スクリューコンベア２２０によって搬送しつつ、搬送されている被処理物に対し前記炭化ケース２１０の炭化用上方開口２１５を介して前記炭化用過熱蒸気発生機構によって発生された過熱蒸気を供給するように構成されているので、炭化空間２１０Ａの全体に高温の過熱蒸気を効率的に供給できる。
【００８１】
さらに、本実施の形態においては、電圧印加に応じて加熱する前記炭化用流体加熱管２３０を用い、前記一又は複数の炭化用吐出口が設けられた前記炭化用流体加熱管２３０の前記中間部分２３３が前記炭化ケース２１０の前記炭化用上方開口２１５に臨むように配置しつつ、前記炭化用上方開口２１５及び前記中間部分２３３を前記炭化用カバーケース２４０によって気密に覆うように構成されているので、炭化空間２１０Ａの全体に高温の過熱蒸気を効率的に供給できることに加えて、過熱蒸気による熱量と共に前記炭化用流体加熱管２３０の熱量によっても炭化空間２１０Ａ内の温度を上昇させることができ、良好な加熱効率を得ることができる。
【００８２】
従って、斯かる構成の前記炭化装置１によれば、被処理物から良好な炭化物を効率良く且つ連続的に製造することができる。
なお、前記炭化ケース２１０の炭化用排出口２１０(out)から排出される炭化物は高温になっている為、水冷又は空冷によって冷却される。
【００８３】
図１〜図４等に示すように、本実施の形態に係る前記炭化装置１は、前記乾燥部１００より被処理物の流れ方向上流側に被処理物を収容可能なホッパー２０を備えており、前記乾燥ケース１１０の乾燥用受入口１１０(in)は前記ホッパー２０の出口に直接又は間接的に連結されている。
【００８４】
なお、本実施の形態においては、図１及び図２に示すように、前記ホッパー２０と前記乾燥部１００との間には上流側搬送部３０が介挿されている。
【００８５】
前記上流側搬送部３０は、気密状態の搬送空間を画する上流側搬送ケース３１と、前記上流側搬送ケース３１の搬送空間の一方側から他方側へ被処理物を搬送する上流側搬送スクリューコンベア３２とを有している。
【００８６】
前記上流側搬送ケース３１は、前記搬送空間の一方側及び他方側にそれぞれ連通するように形成された上流側受入口３１(in)及び上流側排出口３１(out)を有しており、前記ホッパー２０の出口が前記上流側搬送ケース３１の上流側受入口３１(in)に気密状態で連結され且つ前記上流側搬送ケース３１の上流側排出口３１(out)が前記乾燥ケース１１０の乾燥用受入口１１０(in)に気密状態で連結されている。
【００８７】
前記中間搬送スクリューコンベア３２は、少なくとも一端部が外方へ延在された状態で搬送空間を長手方向に沿って縦断する回転軸３２ａと、前記回転軸３２ａに設けられた螺旋羽根等の搬送体３２ｂと、前記回転軸３２ａの一端部を回転駆動する電動モータ等のアクチュエータ（図示せず）とを有するものとされる。
【００８８】
好ましくは、図１及び図２に示すように、前記炭化装置１には、前記乾燥ケース１１０の乾燥用受入口１１０(in)を直接又は間接的に開閉する上流側開閉弁４０が設けられる。
前記上流側開閉弁４０を備えることにより、前記乾燥部１００への被処理物の投入量の制御を行うことができる。
【００８９】
さらに、前記上流側開閉弁４０を備えることにより、前記乾燥ケース１１０内への大気の流入をより確実に防止して前記乾燥ケース１１０内の過熱蒸気雰囲気を有効に維持することができる。
【００９０】
即ち、前記乾燥ケース１１０内は前記乾燥用流体加熱管１３０から放出される過熱蒸気によって与圧状態とされている為、前記上流側開閉弁４０を備えなくても、前記乾燥ケース１１０の乾燥用受入口１１０(in)から大気が流入することをある程度は防止することができるが、前記上流側開閉弁４０を備えることによって、この大気の流入をより確実に防止することができる。
【００９１】
好ましくは、前記上流側開閉弁４０は、前記制御部３００によって作動制御されるアクチュエータによって開閉動作するように構成され得る。
なお、本実施の形態においては、前記上流側開閉弁４０は、前記上流側搬送ケース３１の上流側排出口３１(out)と前記乾燥ケース１１０の乾燥用受入口１１０(in)とを連結する配管に介挿されている。
【００９２】
また、好ましくは、図１及び図２に示すように、前記炭化装置１には、前記炭化ケース２１０の炭化用排出口２１０(out)を直接又は間接的に開閉する下流側開閉弁６０が設けられる。
【００９３】
前記下流側開閉弁６０を備えることにより、前記炭化ケース２１０内への大気の流入をより確実に防止して前記炭化ケース２１０内の過熱蒸気雰囲気を有効に維持することができる。
【００９４】
即ち、前記炭化ケース２１０内は前記炭化用流体加熱管２３０から放出される過熱蒸気によって与圧状態とされている為、前記下流側開閉弁６０を備えなくても、前記炭化ケース２１０の炭化用排出口２１０(out)から大気が流入することをある程度は防止することができるが、前記下流側開閉弁６０を備えることによって、この大気の流入をより確実に防止することができる。
【００９５】
好ましくは、前記下流側開閉弁６０は、前記制御部３００によって作動制御されるアクチュエータによって開閉動作するように構成され得る。
なお、本実施の形態においては、前記下流側開閉弁６０は、前記炭化ケース２１０の炭化用排出口２１０(out)に設けられている。
【００９６】
さらに、図２に示すように、本実施の形態に係る前記炭化装置１は、一端部が乾燥空間１１０Ａに連通され且つ他端部が大気に開放された水蒸気排出ダクト７０と、前記水蒸気排出ダクト７０に介挿された水蒸気排出ファン７２とを備えている。
【００９７】
前記水蒸気排出ダクト７０の一端部は、乾燥空間１１０Ａのうち被処理物が搬送される領域より上方において外方に開口されるように前記乾燥ケース１１０に設けられた水蒸気排出口に接続される。
【００９８】
斯かる構成を備えることにより、前記乾燥ケース１１０内の余剰水蒸気を被処理物に対する処理に影響を与えること無く大気に放出することができる。
好ましくは、前記水蒸気排出ファン７２は、前記制御部３００によって作動制御されるように構成される。
【００９９】
なお、本実施の形態においては、前記水蒸気排出ダクト７０の他端部は排気ダクト７５に接続されており、余剰水蒸気は前記排気ダクト７５を介して大気に放出されている。
【０１００】
さらに、本実施の形態に係る前記炭化装置１は、一端部が炭化空間２１０Ａに連通された乾留ガス排出ダクト８０と、前記乾留ガス排出ダクト８０に介挿された乾留ガス排出ファン８２と、前記乾留ガス排出ダクト８０の他端部に接続された強制酸化装置８５とを備えている。
【０１０１】
前記乾留ガス排出ダクト８０の一端部は、炭化空間２１０Ａのうち被処理物が搬送される領域より上方において外方に開口されるように前記炭化ケース２１０に設けられた乾留ガス排出口に接続される。
【０１０２】
斯かる構成を備えることにより、前記炭化部２００による炭化処理に際し生成されるタール等の乾留ガスを前記強制酸化装置８５によって燃焼させた状態で大気に放出することができる。
なお、本実施の形態においては、前記強制酸化装置８５の排出口は前記排気ダクト７５に接続されている。
【０１０３】
実施の形態２
以下、本発明に係る炭化装置の他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図５〜図８に、それぞれ、本実施の形態に係る炭化装置２の斜視図、正面図、側面図及び模式ブロック図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１におけると同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明を適宜省略する。
【０１０４】
図５〜図８に示すように、本実施の形態に係る炭化装置２は、前記炭化部２００によって炭化処理された被処理部を冷却させる冷却部４００を備えている点においてのみ、前記実施の形態１に係る炭化装置１と相違する。
【０１０５】
前記冷却部４００は、前記炭化部２００から直接又は間接的に供給される被処理物を受け入れる冷却空間を画する冷却ケース４１０と、軸線回りの回転駆動に応じて被処理物を前記冷却空間の一方側から他方側へ搬送する冷却スクリューコンベア４２０と、冷却機構４５０とを有している。
【０１０６】
図９に、前記冷却ケース４１０及び前記冷却スクリューコンベア４２０の縦断面図を示す。
図７〜図９に示すように、前記冷却ケース４１０は、長手方向一方側及び他方側にそれぞれ冷却用受入口４１０(in)及び冷却用排出口４１０(out)を有している。
【０１０７】
図９に示すように、前記冷却スクリューコンベア４２０は、前記冷却ケース４１０の長手方向に沿って前記冷却ケース４１０に支持され、アクチュエータによって軸線回りに作動回転される回転軸４２１と、前記回転軸４２１の外周に螺旋状に設けられた搬送体４２２とを有している。
【０１０８】
前記冷却スクリューコンベア４２０は、さらに、前記回転軸４２１の外周に設けられた攪拌羽根４２３を有している。
前記攪拌羽根４２３を備えることにより、前記搬送体４２２によって搬送される、炭化処理後の被処理物を攪拌することができ、これにより、被処理物の冷却効率を向上させることができる。
図９に示すように、本実施の形態においては、前記攪拌羽根４２３は、搬送方向上流側の端部が前記螺旋状搬送体４２２における一の巻き部４２２（１）の搬送面に連接され且つ搬送方向下流側の端部と前記螺旋状搬送体４２２における搬送方向下流側の次の巻き部４２２（２）の裏面との間に隙間４２５が生じるように設置される。
斯かる構成により、搬送効率を損なうこと無く、被処理物の攪拌を有効に行うことができる。
【０１０９】
図８及び図９に示すように、前記冷却機構４５０は、前記冷却ケース４１０の外周面に設けられたケース水路４５５と、前記冷却スクリューコンベア４２０の回転軸４２１に軸線方向に沿って穿孔された軸水路４５６と、前記ケース水路４５５及び前記軸水路４５６に冷却水を供給する冷却ポンプ４６０とを有している。
【０１１０】
本実施の形態においては、前記冷却ケース４１０は、内側周壁４１６と前記内側周壁４１６を覆う外側周壁４１７とを有する二重構造とされており、前記内側周壁４１６及び前記外側周壁４１７の間の間隙が前記ケース水路４５５として作用するようになっている。
【０１１１】
図８に示すように、本実施の形態においては、前記冷却機構４５０は、さらに、冷却水を貯留するタンク４６５を有しており、前記冷却ポンプ４６０は、前記タンク４６５から冷却水を吸引し、前記ケース水路４５５及び前記軸水路４５６に供給する。
前記ケース水路４５５及び前記軸水路４５６に供給された冷却水は、前記冷却ケース４１０内の被処理部を冷却した後、前記タンク４６５に戻される。
【０１１２】
前記冷却機構４５０を備えることにより、炭化処理後の高温の被処理物に対し、水分を含有させること無く、消火・冷却処理を行うことができる。
従って、炭化処理後の被処理物に冷却水を直接供給して冷却させる場合に必要な乾燥工程を省くことができ、被処理物の生産効率を向上させることができる。
【０１１３】
前記冷却機構４００を備えた本実施の形態に係る炭化装置２においては、前記制御部３００は、作業条件として、前記乾燥用過熱蒸気発生機構によって生成される過熱蒸気の温度、前記乾燥スクリューコンベア１２０の搬送速度、前記炭化用過熱蒸気発生機構によって発生される過熱蒸気の温度及び前記炭化スクリューコンベア２２０の搬送速度に加えて、前記冷却スクリューコンベア４２０の搬送速度を、記憶することができ、記憶された作業条件に応じて前記冷却スクリューコンベア４２０の作動制御を行うように構成される。
【０１１４】
なお、前記実施の形態１及び２の何れにおいても、前記乾燥スクリューコンベア１２０に、攪拌羽根１２３を備えることも可能である。
図１０に、前記攪拌羽根１２３を備えた、変形例に係る炭化スクリューコンベア１２０’の断面図を示す。
【０１１５】
前記乾燥スクリューコンベア１２０’を用いることにより、被処理物への熱供給の均一化を図ることができる。
図１０に示すように、前記乾燥スクリューコンベア１２０’においては、前記攪拌羽根１２３は、搬送方向上流側の端部が前記螺旋状搬送体１２２における一の巻き部１２２（１）の搬送面に連接され且つ搬送方向下流側の端部と前記螺旋状搬送体における搬送方向下流側の次の巻き部１２２（２）の裏面との間に隙間１２５が生じるように設置されている。
斯かる構成により、被処理物の搬送性能を悪化させること無く、被処理物への熱供給の均一化を図ることができる。
【０１１６】
図１１に、図１０におけるXI-XI線に沿った模式断面図を示す。
図１１に示すように、前記乾燥スクリューコンベア１２０’においては、前記攪拌羽根１２３は、前記回転軸１２１の軸線を基準にして径方向に沿って略直線状に延びている。
これに代えて、図１２に示すように、前記攪拌羽根１２３を、前記回転軸１２１の回転方向Ｒに開く凹状とすることも可能である。
図１２に示す構成によれば、前記攪拌羽根１２３による被処理物のすくい上げ作用をより効率的に行うことができる。
なお、図１１及び図１２においては、前記螺旋状搬送体１２２の軸線回り３６０度毎に、４枚の前記攪拌羽根１２３が設けられているが、これに代えて、前記螺旋状搬送体１２２の軸線回り３６０度毎に前記攪拌羽根１２３を１〜３枚、設けることも可能である。
【０１１７】
同様に、前記炭化スクリューコンベア２２０に代えて、前記攪拌羽根１２３と同様の攪拌羽根を備えた炭化スクリューコンベアを用いることも可能である。
【０１１８】
図１３に、前記上流側開閉弁４０の模式断面図を示す。
図１、図４、図５〜図７及び図１３に示すように、前記上流側開閉弁４０は、バルブケース４１と、前記バルブケース４１の内部空間を複数の区画室に仕切った状態で軸線回り回転可能に支持されたロータリーバルブ４２と、前記制御部３００によって作動制御され、前記ロータリーバルブ４２を回転駆動するアクチュエータ４５とを有している。
【０１１９】
斯かる構成を備えることにより、前記乾燥ケース１１０への被処理物の供給を有効に行いつつ、前記乾燥ケース１１０への大気流入を有効に防止することができる。
【０１２０】
前記下流側開閉弁６０も同様の構成を有している。
即ち、前記下流側開閉弁６０は、バルブケース６１（図５及び図６等参照）と、前記バルブケース６１の内部空間を複数の区画室に仕切った状態で軸線回り回転可能に支持されたロータリーバルブ６２（図９参照）と、前記制御部３００によって作動制御され、前記ロータリーバルブ６２を回転駆動するアクチュエータ６５（図５及び図６等参照）とを有している。
【０１２１】
また、前記実施の形態１及び２においては、前記炭化装置１、２の各構成部材を下記のように配置させることで、装置全体のコンパクト化を図っている。
【０１２２】
即ち、前記架台１０の幅方向及び奥行き方向の一方を第１方向とし、他方を第２方向と表した場合に、図５等に示すように、前記乾燥ケース１１０及び前記炭化ケース２１０は、長手方向が第１方向（図示の形態においては幅方向）に沿った状態で第２方向（図示の形態においては奥行き方向）に並列配置されている。
【０１２３】
前記乾燥ケース１１０は、乾燥用受入口１１０(in)が設けられた長手方向一方側が、乾燥用排出口１１０(out)が設けられた長手方向他方側よりも下方に位置するように、傾斜配置されている。
そして、前記乾燥ケース１１０を傾斜配置させることによって確保される前記乾燥ケース１１０の長手方向一方側の上方空間に前記上流側開閉弁４０が配置されている。
【０１２４】
前記ホッパー２０は、第１方向に関しては前記乾燥用受入口１１０(in)と略同一位置で且つ第２方向に関しては前記乾燥用受入口１１０(in)とは変位された位置において、前記乾燥用受入口１１０(in)より上方に配置されている。
【０１２５】
そして、前記上流側搬送部３０は、前記乾燥ケース１１０を傾斜配置させることによって確保される前記乾燥ケース１１０の長手方向一方側の上方空間を利用して、前記ホッパー２０から供給される被処理物を前記乾燥用受入口１１０(in)に向けて第２方向に沿って搬送するように配置されている。
【０１２６】
図１及び図６等に示すように、前記炭化ケース２１０は、炭化用受入口２１０(in)が乾燥用排出口１１０(out)と第１方向略同一位置に位置するように、配置されている。
【０１２７】
そして、前記中間搬送部５０は、前記乾燥ケース１１０を傾斜配置させることによって確保される前記乾燥ケース１１０の長手方向他方側の下方空間を利用して、乾燥用排出口１１０(out)から排出された被処理部を炭化用受入口２１０(in)に向けて第２方向に沿って搬送するように配置されている。
【０１２８】
本実施の形態においては、前記炭化ケース２１０は第１方向に沿った状態で水平配置されている。
なお、本実施の形態においては、前記炭化ケース２１０は、長手方向他方側に設けられた炭化用排出口２１０(out)が前記乾燥ケース１１０の乾燥用受入口１１０(in)と第１方向略同一位置に位置するように、配置されている。
【０１２９】
前記冷却ケース４１０は、長手方向一方側に設けられた冷却用受入口４１０(in)が炭化用排出口２１０(out)の直下（即ち、冷却用受入口４１０(in)が炭化用排出口２１０(out)と第１方向及び第２方向の何れに関しても同一位置）に位置された状態で、第２方向に沿って配置されている。
【０１３０】
そして、炭化用排出口２１０(out)及び冷却用受入口４１０(in)の間に前記下流側開閉弁６０が配置されている。
【０１３１】
前記下流側開閉弁６０の存在によって冷却用受入口４１０(in)が下方設置される一方で、前記乾燥ケース１１０の長手方向一方側（乾燥用受入口１１０(in)が設けられた側）の下方はフリースペースとされている。
【０１３２】
本実施の形態においては、前記冷却ケース４１０の設置状態での炭化装置１、２の第２方向幅を可及的に抑えつつ、前記冷却ケース４１０の長手方向長さを確保して被処理物の十分な冷却を可能とすべく、図５等に示すように、前記冷却ケース４１０は、長手方向一方側から他方側へ行くに従って上方に位置するように前記フリースペース利用して傾斜配置されている。
【符号の説明】
【０１３３】
１          炭化装置
２０        ホッパー
４０        上流側開閉弁
４１        バルブケース
４２        ロータリーバルブ
４５        アクチュエータ
６０        下流側開閉弁
６１        バルブケース
６２        ロータリーバルブ
６５        アクチュエータ
７０        水蒸気排出ダクト
７２        水蒸気排出ファン
８０        乾留ガス排出ダクト
８２        乾留ガス排出ファン
８５        強制酸化装置
９０        水供給部
１００      乾燥部
１１０      乾燥ケース
１１０(in)  乾燥用受入口
１１０(out) 乾燥用排出口
１１５      乾燥用上方開口
１２０      乾燥スクリューコンベア
１２１      回転軸
１２２      搬送体
１２３      攪拌羽根
１３０      乾燥用流体加熱管
１４０      乾燥用カバーケース
２００      炭化部
２１０      炭化ケース
２１０(in)  炭化用受入口
２１０(out) 炭化用排出口
２１５      炭化用上方開口
２２０      炭化スクリューコンベア
２３０      炭化用流体加熱管
２４０      炭化用カバーケース
３００      制御部
４００      冷却部
４１０      冷却ケース
４２０      冷却スクリューコンベア
４２１      回転軸
４２２      搬送体
４２３      攪拌羽根
４５０      冷却機構
４５５      ケース水路
４５６      軸水路
４６０      冷却ポンプ
【図１】
2017014492.tif 000003
【図２】
2017014492.tif 000004
【図３】
2017014492.tif 000005
【図４】
2017014492.tif 000006
【図５】
2017014492.tif 000007
【図６】
2017014492.tif 000008
【図７】
2017014492.tif 000009
【図８】
2017014492.tif 000010
【図９】
2017014492.tif 000011
【図１０】
2017014492.tif 000012
【図１１】
2017014492.tif 000013
【図１２】
2017014492.tif 000014
【図１３】
2017014492.tif 000015