(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉部内を該炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送り、該原料の送り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排出口側で前記可燃物を炭化させるべく、前記筒状の炉部を軸線を中心に回転させる回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料を炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送る螺旋状の送り羽根とを備える炭化炉において、
前記送り羽根は、前記炉部の軸線に沿って中央部に中空流路が形成されるように、帯状の部材が炉部の内周面に固定されて螺旋状に設けられ、炉部の前記投入口側の区間において、送り羽根における螺旋の１ピッチの間隔に相当する隣合う部位同士の間には、原料を掻き上げることのできる掻き上げ用羽根が設けられ、
前記炉部は、金属材からなる筒状の内筒部材と、金属材からなり、前記内筒部材が内部に挿入されて二重筒を形成するために内筒部材よりも大径に設けられた筒状の外筒部材と、前記内筒部材と外筒部材との間隙に設けられた断熱材層とから成り、
前記内筒部材は、加熱された際に前記外筒部材に対して熱膨張による伸長分を逃がすように、外筒部材に一端側で固定されて支持されると共に、他端側が長手方向にスライド可能に支持されることを特徴とする炭化炉。
【請求項２】
前記掻き上げ用羽根は、前記炉部の軸線に平行に設けられていることを特徴とする請求項１記載の炭化炉。
【請求項３】
前記炉部の炭化物が排出される排出口近傍に配され、炎を炉部内に前記原料の送り方向とは反対方向に放射することのできるバーナーを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の炭化炉。
【請求項４】
前記炉部は、長手方向に複数に分割可能に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の炭化炉。
【請求項５】
前記投入口に設けられて原料を投入する原料供給機構は、少なくとも前記掻き上げ羽根の螺旋の１ピッチよりも前記炉部の内部へ進入した所へ、原料を供給することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の炭化炉。
【請求項６】
前記原料が炭化される際に発生するガスの排気は、吸引によって行われることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の炭化炉。
【請求項７】
前記原料が炭化される際に発生するガスの排気通路に、冷却装置による冷却によって、蒸気化した木酢を凝集して回収する木酢回収装置を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の炭化炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可燃物を炭化させるための炭化炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭焼きのように可燃物を炭化するには、閉塞性のある燃焼空間内に可燃物をプールし、ガス成分を燃焼させている。この方法は、いわば閉塞式の炭化炉であり、炭化炉内への酸素の供給量を抑制することで、炭化した可燃物がさらに酸化して灰にならないようにすると共に、閉塞式のため、炭化炉内の温度を高温に維持でき、ガス成分を木材の芯等の可燃物の内部からも抜き出すことができ、可燃物を効率良く炭化させることができるのである。
【０００３】
しかし、従来の閉塞式の炭化炉では、木材等の大型の可燃物から炭を作る際には有効であるが、可燃物を炭化炉内に一旦プールするため、時間的な効率が悪かった。従って、大量の炭化物を工業的に生産するには適さないという課題があった。また、可燃物をプールしてガスを燃焼させるため、炭化炉内が高温になり、炉の内壁をセラミック等の耐熱材で形成する必要があり、工業的に利用できる炭化炉を製作するコストおよび保守するコストが高くなってしまうという課題があった。
【０００４】
これに対して、本願出願人は、既に次の二つの背景技術を提案してある。
先ず、背景技術（特開平８−２０８２０９号）として、「可燃物あるいは可燃物を含む物を出発原料とし、該原料の表面をベントナイト等の無機質粘結材で被覆して焼成すると、可燃物を酸化雰囲気で焼成しても燃焼せずに炭化させることができる」という炭化物の製造方法を提案している。この方法によれば、可燃成分が無機質粘結材の微粒子で被覆されることによって酸化が抑制されるためと推察される。この効果は、無機質粘結材と水溶性糖類を同時に被覆するときに、さらに向上する。無機質粘結材と水溶性糖類で、原料の表面を被覆するには水を媒介として混練すればよい。
【０００５】
また、他の背景技術（特開平９−９５６７６号）として、「表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉部内を該炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送り、該原料の送り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排出口側で前記可燃物を炭化させるべく、前記筒状の炉部を軸線を中心に回転させる回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料を炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送る螺旋状の送り羽根とを備える」炭化炉を提案している。この炭化炉によれば、可燃物を有する原料から、炭化物を工業的に効率良く生産できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記背景技術の炭化炉では、送り羽根による原料の送りが最適になされず、装置が長くなり、設置スペースを広く必要とすると共に、炭化炉自体の製作コストが高くなるという課題があった。
そこで、本発明の目的は、可燃物から炭化物を工業的に効率良く生産することが可能であると共に、装置を短くすることができ、設置スペースの縮小及び炭化炉自体の製作コスト低減が可能な炭化炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するに次の構成を備える。
すなわち、本発明は、表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉部内を該炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送り、該原料の送り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排出口側で前記可燃物を炭化させるべく、前記筒状の炉部を軸線を中心に回転させる回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料を炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送る螺旋状の送り羽根とを備える炭化炉において、前記送り羽根は、前記炉部の軸線に沿って中央部に中空流路が形成されるように、帯状の部材が炉部の内周面に固定されて螺旋状に設けられ、炉部の前記投入口側の区間において、送り羽根における螺旋の１ピッチの間隔に相当する隣合う部位同士の間には、原料を掻き上げることのできる掻き上げ用羽根が設けられ、前記炉部は、金属材からなる筒状の内筒部材と、金属材からなり、前記内筒部材が内部に挿入されて二重筒を形成するために内筒部材よりも大径に設けられた筒状の外筒部材と、前記内筒部材と外筒部材との間隙に設けられた断熱材層とから成り、前記内筒部材は、加熱された際に前記外筒部材に対して熱膨張による伸長分を逃がすように、外筒部材に一端側で固定されて支持されると共に、他端側が長手方向にスライド可能に支持されることを特徴とする。また、前記掻き上げ用羽根は、前記炉部の軸線に平行に設けられていることで、安定的に原料を送ることができる。
【０００８】
また、前記炉部の炭化物が排出される排出口近傍に配され、炎を炉部内に前記原料の送り方向とは反対方向に放射することのできるバーナーを備えることで、原料を燃焼させるために好適に着火できる。
【０００９】
また、前記炉部は、長手方向に複数に分割可能に設けられていることで、炭化炉自体の製作コストおよび保守コストを大幅に低減できる。
【００１０】
また、前記投入口に設けられて原料を投入する原料供給機構は、少なくとも前記掻き上げ羽根の螺旋の１ピッチよりも前記炉部の内部へ進入した所へ、原料を供給することで、前記掻き上げ用羽根によって掻き上げられて戻る原料も順次送ることができる。
【００１３】
また、前記原料が炭化される際に発生するガスの排気は、吸引によって行われることで、燃焼空気を確実に通過させて原料の炭化を促進させ、発生ガスを確実に排出できる。
【００１４】
また、前記原料が炭化される際に発生するガスの排気通路に、冷却装置による冷却によって、蒸気化した木酢を凝集して回収する木酢回収装置を設けたことで、木酢を好適に効率よく得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる好適な実施例を添付図面と共に詳細に説明する。
先ず、本発明の前提となる背景技術について説明する。
（背景技術）
図１は本発明にかかる炭化炉の背景技術を示す側面図であり、図２は背景技術のＸ−Ｘ断面図、図３は炉部の詳細を説明する断面図である。
１０は炉部であり、表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、その原料の可燃物を炭化させて炭化物を連続的に効率良く生産するために、両端が開放された筒状に形成されている。炉部１０の一端側１０ｃには投入口１２が設けられ、他端側１０ｄには排出口１４が設けられている。従来の閉塞式の炭化炉とは異なり、筒状の炉部１０の両端は開放しており、いわば開放式の炭化炉である。なお、原料は、炉部１０内で送り易いように、粒状であるとよい。
【００１６】
また、この炉部１０は、長手方向に複数に分割可能に設けられている。すなわち、複数の単位筒状炉１０ａ、１０ａ、・・・が連結されて炉部１０が形成されている。単位筒状炉１０ａは、両端にフランジ１１、１１が形成されており、このフランジ１１を利用して螺子等で長手方向に連結され、筒状に長い炉部１０が形成される。このように構成されているため、容易に製作でき、保守保全（メンテナンス）を容易に行うことができる。燃焼部等の老朽化し易い部分は、消耗品として部分的に交換できる。もしも、筒状に長い炉部１０を一体に設けるとすれば、変形してしまうなど、製作が困難であると共に、炉部１０内の清掃等のメンテナンスを行うことも困難である。
【００１７】
炉部１０は筒状に長く形成されており、その長さによって、原料を乾燥させる乾燥部Ａ、着火および燃焼させる部分である炭化部Ｂを好適に設けることができる。また、炉部１０の軸心を中心にする回転動と、後述する螺旋状の送り手段によって、原料を炉部１０内を通って投入口１２から排出口１４へ送ることができる。炉部１０の一端側１０ｃにある投入口１２側で原料が乾燥され、中途部で着火され、他端側にある排出口１４までの間でガスが燃焼されて、最終的に炭化物が排出口１４から排出されるのである。
従って、この炉部１０を用いれば、粒状の原料を連続的に送り、炭化物を連続的に排出でき、工業的に大量の炭化物を効率良く生産できる。
【００１８】
１６はバーナーであり、排出口１４に対向して配設されている。このバーナー１６で炎を炉部１０内へ放射して、原料の主にガス成分を燃焼させる。燃焼空気の流れは、原料が送られる方向と反対方向になる。この燃焼空気（加熱乾燥空気）が炉部１０内を吹き抜けることによって、後から順次送られてくる原料を好適に乾燥させることができる。原料から発生したガス成分を燃焼させた熱を有効に利用できる。従って、水分を含んだ原料でも好適に乾燥して炭化でき、効率良く炭化物を得ることができる。なお、例えばもみ殻を主材とする原料のような、原料が最初から乾燥している場合にあっては、乾燥部Ａの区間を短く設ければよい。
１８は煙突であり、排気ガスが排出される。原料を乾燥する際に発生する悪臭を消すには、この煙突１８の部分にアフターバーナーを設置すればよい。
原料が投入される投入口１２は、原料を供給し易いように、ホッパー状に設けられている。
【００１９】
２０は駆動ローラーであり、基台２２に回転自在に装着され、駆動装置の一例であるモーター２４によってチェーン機構２５を介して回転駆動される。また、駆動ローラー２０は炉部１０の単位筒状炉１０ａ、１０ａ同士が連結されたフランジ１１の外周側面に当接し、炉部１０が軸心を中心に回転できるように支持している。
２６は従動ローラーであり、図２に示すように一対で炉部１０を支持すると共に、炉部１０をその軸心を中心に回転させることができるように回転自在に設けられている。
従って、モーター２４の駆動力によって駆動ローラー２０を回転すると、筒状の炉部１０を軸線を中心に回転させることができる。なお、上記の構成からなる回転駆動装置に限らず、歯車機構、ベルト機構、減速機構等を組み合わせて、適宜構成できるのは勿論である。
【００２０】
次に炉部１０の詳細について説明する。
炉部１０は、金属材からなる筒状の内筒部材２８と、金属材からなり、内筒部材２８が内部に挿入されて二重筒を形成するために内筒部材２８よりも大径に設けられた筒状の外筒部材３０と、内筒部材２８と外筒部材３０との間隙に設けられた断熱材層３２とから成る。
金属材としては、耐熱性および耐腐食性の良好な材質を選択的に採用できるが、例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ）材を用いることができる。
【００２１】
断熱材層３２の一例としては、セラミックファイバーを粘着材で硬化させたものを利用することができる。断熱材層３２を設けるのは、金属材からのみなる炉部では放熱性が高く、燃焼温度を維持することが難しいことによる。なお、炉部１０の内部を保温をするには外筒部材３０の外側を断熱材で巻いてもよい。
図３に示すように、３３はピンであり、外筒部材３０の内壁面から内側方向へ突起しており、断熱材層３２が移動することを防止している。このピン３３はスタッド溶接等によって外筒部材３０の内壁面に固定して設けることができる。このようにピン３３を配するのは、特に内筒部材２８と外筒部材３０が温度変化によって収縮し、断熱材層３２が移動することを防止するためである。
【００２２】
内筒部材２８の内部には、前記原料を投入口１２から排出口１４へ送るための螺旋状の送り羽根（スクリュー）であるスパイラル３４が固定されている。スパイラル３４は、単位筒状炉１０ａの内筒部材２８および外筒部材３０の長さと略同一の長さに設定されている。すなわち、スパイラル３４も炉部１０の長手方向に多数に分割されている。単位筒状炉１０ａを連結した際にスパイラル３４の螺旋が連続した状態にならない場合がある。例えば、隣合うスパイラル３４の角度位置がずれた状態で、隣合う単位筒状炉１０ａ、１０ａ同士が連結された場合であるが、そのように連結されても、各スパイラル３４が原料を送れる方向に統一されて配されている場合には、各単位筒状炉１０ａに設けられたスパイラル３４は、原料を送るように作用できるため、機能的な不都合はない。
【００２３】
また、炉部１０の原料を乾燥させる乾燥部Ａ、および原料のガス成分が燃焼される部分に位置するスパイラル３４には、粒状の原料を持ち上げるための掻き上げ用羽根３５（図３及び図５参照）をつけるとよい。
乾燥部Ａでは、掻き上げ用羽根３５によって原料をかき上げるようにして持ち上げて自然落下させることで、原料をバーナー１６によって送風される加熱乾燥空気の流れに好適に当てることができ、原料の乾燥を効率良く行うことができる。
また、原料のガス成分が盛んに燃焼される部分では、掻き上げ用羽根３５により原料をかき上げてかき混ぜることで、原料に空気を十分に当てて均一に燃焼させることができる。
なお、原料から発生する炎が小さくなり、原料を炭化させる炭化部Ｂでは、原料をかき上げないほうがよく、上記のような羽根を設ける必要はない。
【００２４】
次に炉部１０の内筒部材２８の取付構造の一例を図３に基づいて説明する。
また、内筒部材２８は周方向に複数に分割されている。すなわち、複数の断面弧状の部位を備える分割筒材３８が組み合わされて形成されている。
分割筒材３８は、断面弧状の部位３８ａを備える共に、その両側部に隣合う分割筒材３８と連結するための連結部３８ｂを備えている。
複数の分割筒材３８は、当接された連結部３８ｂ、３８ｂ同士が固定片４０の挟持部４０ａによって挟持されることで、筒内壁面を形成するように固定されている。具体的には、金属板を折り曲げて形成された挟持部４０ａがかしめられて固定されている。また、固定片４０は支持片部４０ｂで外筒部材３０の内部に固定されており、複数の分割筒材３８からなる内筒部材２８を外筒部材３０の内部に支持している。固定片４０は、内筒部材２８に対して、その全長に設けられる必要はなく、複数の分割筒材３８で内筒部材２８を形成でき、外筒部材３０の内部に内筒部材２８を支持できるのであれば、部分的又は断続的に設けられていてもよい。また、この固定片４０は、特に支持片部４０ｂで断熱材層３２が移動することを防止できる。
【００２５】
【実施例】
次に、図４〜７に基づいて、本発明にかかる炭化炉の一実施例を詳細に説明する。図４は炭化炉装置システムの全体を示す斜視図である。また、図５は具体的な螺旋状の送り羽根（スパイラル３４）の形状を示す斜視図であり、図６は内筒部材２８を外筒部材３０内に支持する支持構造を説明する説明図（部分断面斜視図）であり、図７は原料供給機構を説明する断面図である。
この実施例は、炉部及び駆動機構等の基本的な構成について背景技術と同等の構成を備えることで共通し、付属装置が備えられて炭化炉装置の全体システムを構成していることなどについて相違している。背景技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、５０は原料供給機構であり、５２は原料の混練装置、５４は原料の搬送装置である。混練装置５２によって、可燃物材料等を水を媒介として無機質粘結材及び水溶性糖類と共に混練し、炭化すべき原料を得る。そして、その原料を搬送装置５４で原料供給機構５０へ送る。
原料供給機構５０から投入された原料は、背景技術と同等のロータリー式の炉部１０を通過することで炭化されて、炭化物となり、排出口１４から排出されて、搬送路５６を通ってコンテナ５８に蓄えられる。なお、炉部１０の周囲には、安全のためカバー５９が設けられている。
【００２７】
また、煙突１８の先には、吸引装置６０が設けられ、原料が炭化される際に発生するガスは、吸引によって排気される。これにより、燃焼用の空気を炉部１０内に好適に通過させて原料の炭化を促進させ、発生ガスを確実に排出できる。
また、原料が炭化される際に発生するガスの排気通路に、冷却装置による冷却によって、蒸気化した木酢（木醋）を凝集して回収する木酢回収装置６２を設けてもよい。例えば、高温ガスを冷却水によって冷却できるように、冷却水が通過する冷却パイプを備える冷却装置を配設すると共に、冷却パイプの表面に凝集した木酢液を収集（回収）する回収容器を設けておけばよい。これにより、木酢液を好適に効率よく回収することができる。
なお、吸引装置６０の先には、排気ガスを清浄化するためにアフターバーナー６４、又は焼却灰を集塵する集塵装置等を設けてもよいのは勿論である。
【００２８】
次に、図５に基づいて、スパイラル３４と、原料を好適に送るための掻き上げ用羽根７０との具体的な構成と、その作用について説明する。なお、図５ではスパイラル３４と掻き上げ用羽根７０のみについて、炉部１０（単位筒状炉１０ａ）内に固定される際の取り合い関係の一部を記載してある。
螺旋状の送り羽根であるスパイラル３４は、筒状の炉部１０の軸線に沿って中央部に中空流路７２が形成されるように、帯状の部材が炉部１０の内部部材２８の内周面に固定されて螺旋状に設けられる。
また、掻き上げ用羽根７０は、スパイラル３４における螺旋の１ピッチ”Ｐ”の間隔に相当する隣合う面３４ａ、３４ｂ同士の間に、炉部１０の軸線に平行に設けられており、原料を掻き上げることができる。このように掻き上げ用羽根７０が設けられたことで、原料を好適に送って炭化することができる。
すなわち、内筒部材２８の内壁面、隣合うスパイラル３４及び掻き上げ用羽根７０によって形成されるポケット部７４に入った原料が、炉部１０の軸心を中心にした回転（矢印Ｒ）によって持ち上げられる。そして、そのポケット部７４の上昇に伴って、粒状の原料は、徐々に雨が降るように落下する。さらにポケット部７４が最上部まで回転したときには、原料の略全部が落下し終わる。
なお、掻き上げ用羽根７０の枚数は特に限定されないが、例えば、図に示すように１２０度おき程度に設ければよい。
【００２９】
このように原料を持ち上げて落下させることで、原料の乾燥を促進でき、また、原料を好適に攪拌することになるため、燃焼の促進に寄与できる。
そして、原料を持ち上げて落下させる作用によって、ポケット部７４に入った原料の一部（半分程度）は、前に進まないで戻る方向へ落下するため、原料を半ピッチ程度ずつ徐々に送ることが可能になる。このことは、掻き上げ用羽根７０に、方向性がつけられておらず、炉部１０の軸線に沿って設けられている形態が好適に作用し、原料が好適に落下するためであり、スパイラル３４が何回か旋回することで、その原料の全部を送ることができる。
このように、原料を送る速度を好適に遅延させることができるため、送りのタクトタイムを好適に調整でき、筒状の炉部１０の全長を短くすることができる。従って、炭化炉装置システムを短く製作でき、設置スペースを狭くできるなど、装置を設置するコストを低減できる。
【００３０】
なお、この掻き上げ用羽根７０は、原料を乾燥させ、原料のガス成分を燃焼する炉部１０の前半の区間（投入口側の区間）において取り付けられるが、炉部１０の後半の区間である排出側では取り付けられない。排出側では、原料が、重力によって内筒部材２８の底部に溜まった状態で、スパイラル３４の作用によって順次送られることになる。これは、原料の乾燥等には、粒状の原料を持ち上げて、雨を降らすように落下させることが有効であるが、原料を最終的に炭化させるときには、高温を維持することが良いためである。
【００３１】
次に、図６に基づいて、内筒部材２８を外筒部材３０内に支持して取り付ける取付手段７６の具体的な構成と、その作用について説明する。なお、図６では、内筒部材２８、外筒部材３０、及び取付手段７６の一部のみを記載してあり、他の構成を省略してある。
７７は支持部材であり、外筒部材３０の内壁面に、一端側が溶接等で固定され、他端側は単位筒状炉１０ａの軸線に沿って溝部７７ａが形成されるようにＵ字状に設けられている。また、７８は連繋片であり、内筒部材２８の外壁面に、一端側が溶接等で固定され、他端側が前記溝部７７ａに嵌合している。この支持部材７７と連繋片７８による取付手段７６は、図６に示すように単位筒状炉１０ａの軸線方向に一対が設けられると共に、その一対の取付手段７６は、円周方向に複数設けられ、例えば、円周等分４か所（図示せず）に設けられている。
【００３２】
そして、単位筒状炉１０ａの軸線方向に一対が設けられた取付手段７６の一方については、支持部材７７に連繋片７８が溶接７９等で固定されている。これに対して他方の取付手段７６では、前記溝部７７ａに連繋片が摺動可能（スライド可能）に嵌合している。
このように内筒部材２８が、加熱された際に外筒部材３０に対して熱膨張による伸長分を逃がすように、外筒部材３０に一端側で固定されて支持されると共に、他端側が長手方向にスライド可能に支持されることで、内筒部材２８と外筒部材３０の熱膨張差による歪みの発生等の問題を好適に解消し、その耐久性を向上できる。
また、７５は連結用の段差部であり、隣合う単位筒状炉１０ａの内筒部材２８の平端部７５ｂが、熱膨張を許容できるように嵌合される。これにより、隣合う単位筒状炉１０ａを好適に連結できる。
本実施例の内筒部材２８は、背景技術のような周方向に分割された形態とは異なり、筒状に一体的に形成されているが、以上のように熱膨張に関する対策が好適になされている。本実施例の構成は、背景技術に構成に比較して簡単であり、容易に製造できる。
【００３３】
次に、図７に基づいて、投入口１２に設けられて原料を投入する原料供給機構５０と、煙突１８が連結する排気室８０の具体的な構成と、その作用について説明する。
本実施例の原料供給機構５０は、前記中空流路７２の内径よりも小径に形成されたパイプ８２内に挿入され、ホッパー部８６を通して投入された原料を送る螺旋状の羽根であるスクリュー８４を備えると共に、原料が凝集しないように攪拌する攪拌装置８８、及び原料がホッパー部８６内に一杯になったことを検出するセンサー装置８９を備えている。スクリュー８４が内蔵されたパイプ８２は、細く長く形成されており、単位筒状炉１０ａの中途部まで挿通されている。スクリュー８４は、ホッパー部８６の外部に配設された駆動装置８５によって回転され、原料を送ることができる。攪拌装置８８としては、例えば、回転軸に複数の枝状突起が設けられ、凝集した原料を掻きほぐすことができるものを利用すればよい。センサー装置８９は、搬送装置５４（図４参照）に連絡されており、原料がホッパー部８６に一杯になった際には搬送装置５４を停止して、原料が溢れ出ることを防止する。
【００３４】
この原料供給機構５０によれば、少なくとも掻き上げ用羽根７０の螺旋の１ピッチ”Ｐ”よりも炉部１０の内部へ進入した所へ、原料を供給することができる。これにより、掻き上げ用羽根７０によって、前述したように掻き上げられて落下することで逆戻りする原料も順次好適に送ることができる。
また、スクリュー８４が内蔵されたパイプ８２は、細いため、炉部１０で発生した排気ガスは、好適に排気室８０を通って煙突１８から外部へ放出できる。さらに、パイプ８２には原料が詰まっており、吸引装置６０による排気がなされるため、ホッパー部８６から排気ガスが洩れ出ることはなく、好適な排煙がなされる。
また、９０はパッキン部であり、シリコーンラバー等の耐熱性材料で形成され、固定された排気室８０と、軸線を中心に回転する炉部１０の排気口側端部とを、排気ガスが漏洩しないように気密している。
【００３５】
次に以上の構成からなる炭化炉の作用について使用方法と共に説明する。
前記原料が、投入口１２から投入されると、背景技術では、炉部１０の回転と共に回転するスパイラル３４、３４ｃの作用で排出口へ向かって移動される。詳細には、モーター２４の駆動力によって駆動ローラー２０が回転することによって炉部１０が回転される。これにより、最も投入口１２側の単位筒状炉１０ａに固定され、供給ボックス１３内に突出されたスパイラル３４ｃが回転し、供給ボックス１３内に投入された原料を送る。同様に各単位筒状炉１０ａ内に固定されたスパイラル３４が原料を、投入口１２から排出口１４に向かって送る。炉部１０と供給ボックス１３とは分離しており、炉部１０は回転自在に配設されているが、原料が炉部１０と供給ボックス１３との隙間から脱落しないように、カバー４２が設けられている。
また、本発明にかかる実施例では、前述したように原料供給機構５０によって、原料が、最も投入口側の単位筒状炉１０ａの中途部まで供給され、その後は背景技術と同様に送られる。
【００３６】
点火は排出口に対向して設けられたバーナー１６によってなされる。バーナー１６は、連続的に送られる前記原料が連続して炭化（燃焼）されるように、放射される炎の強さが調整される。通常の種類の原料では、原料自体の特にガス成分の燃焼で、自らが燃焼（自燃）し、バーナー１６は着火のときのみに用いればよい。このように原料が自燃することを好適に利用できるため、従来の閉塞式の炭化炉に比べ、燃料の消費量を格段に低減でき、省エネルギーを実現できる。
また、原料は排出口１４側で燃焼され、投入口１２側では原料が燃焼することで発生する熱気が、吸引装置６０等による送風によって熱風となり、原料を効率良く乾燥できる。原料を乾燥するためのエネルギーを節約できる。
前記原料の可燃物は、ベントナイト等の無機質粘結材で被覆されており、酸化が抑制されているため、ガス化した燃焼物は燃えるが、炭素の酸化は抑制される。このため、通常、燃焼温度（炭化物の焼成温度）は７００〜８５０°Ｃ程度に抑制される。このように燃焼温度が比較的低温であるため、内筒部材２８は、例えばステンレススチールのような金属材で形成されているが、耐久性等について問題がない。
【００３７】
以上のようにして、原料が炭化され、炭化物となって排出口から排出される。その炭化物は酸化が抑制されているため、排出されると急激に温度が奪われ、排出された直後に火が消え、効率良く粒状の粒炭というべき炭化物を生産することができる。また、同様に炭化物が混在したセラミックボールを焼成できる。
送りスピードは、モーター２４の回転数を制御することで自在に調整できる。標準的な送りスピードは、１ｍ／ｍｉｎ．程度であり、もみ殻を炭化するような場合には、送りスピードを速めることができ、また、水分の多い原料を炭化する場合には送りスピードを遅くすればよい。
【００３８】
次に本発明にかかる炭化炉で好適に炭化される原料について説明する。
上記の構成からなる炭化炉によれば、可燃物あるいは可燃物を含む物を出発原料とし、該原料の表面をベントナイト等の無機質粘結材で被覆したものから、炭化物を得る方法として好適である。特に、無機質粘結材と水溶性糖類を同時に被覆したものは、さらに効率良く炭化される。
また、表面を無機質粘結材で被覆された可燃物あるいは可燃物を含む物の粉末、粒子と無機質骨材の混合体を焼成して炭化物を製造する際、又は、表面を無機質粘結材と水溶性糖類の被膜で被覆された可燃物あるいは可燃物を含む物の粉末、粒子と無機質骨材の混合体を焼成して炭化物を製造する際にも好適に利用できるものである。
【００３９】
本明細書の可燃物とは、石炭、木材、竹、プラスチック、穀物の殻（蕎麦殻、もみ殻等）、穀物、食品、およびこれらの加工残査、およびこれらを原料にする廃棄物等、固体で燃えるもの全般を意味するが、特にコーヒー粕、もみ殻、オガコ、穀物等の粉末、粒状の固体で排出される廃棄物を利用することに極めて有効である。また、可燃物を含むものとは、燃える物と燃えない物が混ざった物で、燃えない物はガラス、耐火物等のセラミック、水、等である。
無機質粘結材としては、耐火粘土、ベントナイト、特殊粘土等のいわゆる粘土質粘結材が好ましく、とりわけベントナイトの酸化抑制効果が大きい。
水溶性糖類としては、例えば、しょ糖、麦芽糖、ブドウ糖等の小糖類および単糖類がある。
また、骨材としては、無機質廃棄物の粉粒体を利用できる。例えば、鋳物砂、汚泥砂、レンガ、瓦、コンクリートの粒および粉、製鉄高炉スラグ、鋳物のノロ、パーライト、ガラス繊維、ロックウール、廃粘土、焼却炉の灰、スラグ金属の錆等である。
なお、原料に無機質粘結材を被覆するには、コーヒー粕のように原料に水分が含まれている場合は新たに水分を添加することなく、もみ殻のように水分を含んでいない場合は新たに水分を添加し、単に混練すればよい。すなわち、水を媒介にして好適に混合すればよい。被膜は薄くても十分な酸化抑制効果がある。また、水溶性糖類の被覆は、糖類を予め水に溶かして使用する場合もあるし、水分が充分にある場合は糖類の粉末を混練してもよい。
【００４０】
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明にかかる炭化炉によれば、送り羽根は、炉部の軸線に沿って中央部に中空流路が形成されるように、帯状の部材が炉部の内周面に固定されて螺旋状に設けられ、炉部の投入口側の区間において、送り羽根における螺旋の１ピッチの間隔に相当する隣合う部位同士の間には、原料を掻き上げることのできる掻き上げ用羽根が設けられているため、原料を持ち上げて落下させることができ、これにより原料の乾燥を促進でき、また、原料を好適に攪拌することになるため、燃焼の促進に寄与できる。このため、可燃物から炭化物を工業的に効率良く生産することが可能であると共に、装置を短くすることができ、設置スペースの縮小及び炭化炉自体の製作コスト低減をできるという著効を奏する。
また、内筒部材と外筒部材の熱膨張差による歪みの発生等の問題を好適に解消し、その耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる背景技術を示す炭化炉の側面図である。
【図２】図１の背景技術のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】内筒部材の取付構造を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明にかかる一実施例を示す炭化炉装置システムの斜視図である。
【図５】送り羽根及び掻き上げ用羽根の実施例を示す斜視図である。
【図６】内筒部材の取付構造を模式的に説明する断面斜視図である。
【図７】原料供給機構及び排気室近傍を説明する断面図である。
【符号の説明】
１０  炉部
１２  投入口
１４  排出口
１６  バーナー
１８  煙突
２０  駆動ローラー
２４  モーター
２８  内筒部材
３０  外筒部材
３２  断熱材層
３４  スパイラル
５０  原料供給機構
６０  吸引装置
６２  木酢回収装置
７０  掻き上げ用羽根
７２  中空流路
７６  取付手段
８２  パイプ
８４  スクリュー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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