(57)【要約】      （修正有）【課題】国内に最も多量に存在している杉桧の間伐材を主体にした針葉樹を原料に使用し、この原料を切削（パルプ製紙用チップ）とする事により、品質が平均化した炭化となり、且つ多量生産できる、木材の熱分解による木炭粉の製造技術を提供する。【解決手段】酸素供給通路を塞がない切削チップを使用し、原料投入総量の１／２を先に投入、準備床とし、点火後残りの１／２を遂次投入し、炭化進路を点火点より、準備床と追加投入の２方向に進めることにより製造日数の短縮する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材チップを切削チップに限定し、自重による酸素供給通路を塞ぐことなく自燃炭化を促進し炭化日数を半減することを特長とする製造方法。
【請求項２】
原料投入総量の１／２を先に投入、準備床とし、点火後残りの１／２を遂次投入し、炭化進路を点火点より、準備床と追加投入の２方向に進めることを特長とする請求項1に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の熱分解による木炭粉の製造技術に関するものである
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景には従来からの広葉樹を原料にした「炭やき」技術がある。これは木炭の塊状炭をつくる分野であり、技術的に工業ベースではなく、この「炭やき」技術が木炭づくりの総ての如く一般には考えられておるので、本件はこれを打ち破らなければならぬ使命が技術的にある。また、緑の資源はバイオマスエネルギーとして人類が継続できる人工的エネルギーであって、この角度から見た技術的背景は今日特に叫ばれているものである。「炭やき」技術は今日では食文化的世界の中で生きのびるもので、それはそれなりの意味もあるが、この世界では木酢液を回収すること、精練度に合わして白炭、黒炭に分け火持ちの良さ等で優劣を決めている。本件は木材の熱分解でリグニンを主とした中から生じる生成ガスは回収せず大気に飛ばし、セルロース・ヘミセルロースから生じる固定炭素のみを用途化するもので7.500ｋｃａｌの木炭粉とも木炭粒とも言える流動性のあるエネルギー資源を生産するもので木炭粉工業である。用途は工業ベースとも産業ベースとも言えるものである。
【０００３】
産業ベースには安定多量供給と価格安が基本になるので、それに合った技術でなければならない。本件壁炉技法は国内にもっとも多量存在している杉桧の間伐材を主体にした針葉樹を原材料として使用し、この原料を切削チップ化（パルプ製紙用チップ）することによって、品質が平均化した炭化となり、且つ多量生産できる技術である。
本件技術が確立するまで「炭やき」技術が木炭づくりの総てであるが如く指導してきた学界をはじめとする文献を新しく替えなければならぬ背景がある。また、本件壁炉技術は木材の熱分解につきもののタール・ピッチ処理の難点を考慮し、生材処理のためチップ化・ペレット化して直接燃焼させようとする業界の流れがある。この流れに対し反論して技術根拠を示すものである。即ち木材を物質的に扱い熱量を利用するものであれば、生材を直接焚くのではなく、総て炭化してから使用すべきであると主張するものである。
【０００４】
僅か３日を掛けて嵩が約１／３となり、タール・ピッチが僅少となって７．５００ｋｃａｌの熱量を持つものに生まれ変わるのが切削チップ用壁炉技法である。前記生材を直接燃やす技術は古来のものである。現在、世界的に文明人が生材をチップ化・ペレット化して燃やすことで効率をあげようとしている背景があるから、本件壁炉技術は、その点でも革命的技術といえる背景がある。
【０００５】
関連する特許文献はない
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
技術的課題は火入れから消火までの製造日数の短縮であり、炭化中に炭化炉表面から出る煙の対策である。前者の工程日数は今日各所での実績は平均７日〜８日である。従って製造工賃もそれなりに掛りコスト高となっている。後者の煙対策も７日〜８日の間となるとその対策も完全にしなければ作業員が体力的に続かないものがある。従って炭化日数を縮めることは、炭化業者の夢であったが実現したところは何処も無かったのである。特に生材を直接燃やす工程を連続化したいため、木材チップ化・ペレット化して燃やす工程が一つの流れとなっているのである。この理に適っていない工程を止めさせるには炭化日数の短縮である。コスト安を現実するだけでなく、歩留り（収率）そして品質の平均化等、総ての工程を簡略化させることの実現により、長年のこの動きに対し終止符を打つことが出来るのである。これが最終課題で緑の資源を物質的に扱うプロセスを基本的に変えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
技術的課題にしぼれば  （１）火入れから消火までの製造日数の短縮    （２）炭化炉表面から発生する排煙対策    （３）製品の含水量を含む品質の統一の３点となる。
（１）の製造時間の短縮は急炭化・緩炭化の技術理論に関係なく早く出来ることは生産増・コスト削減につながることで新しい技術分野である。第１に、原料を木材切削チップに限定することにより、チップ間の自重による酸素流通経路の閉鎖がなく酸素提供空間を平均化させることである。第２に、この原理を利用した炉に投入する原料をはじめから１／２の量を基盤床として投入し、点火後残り５０%を投入し、追加投入の方向と逆に基盤床に対し炭化促進させることである。これは本件技術の請求の範囲に属するものである。（２）の排煙対策は作業員の作業性に関する問題と第３者に対する環境問題の２つとなる。前者の作業中課題は、炭化炉表面の原材料と空気との接触点である表面を常に水平にすることが必要で、この作業を常時行うため、道具としてフォークリフトトラックのアタッチメントとして「押し器」なるものを製作して前面から最後部まで表面を押して原材料を常時水平にするのである。
【０００８】
この作業の第１の目的は炉内温度を４００℃〜５００℃に平均化させること、そして第２に表面から出てくる排煙に対し鋸屑、チップダスト等の細かい材料を薄くかけて排煙の発生を封じ込むためである。従って作業員に対する対策（手段）は既に完了しているのであるが、只一つ前方斜面に排煙が出て風方向が変わらないときは、作業員に３分間防煙機器をかぶらせて作業をさせることがある。後者の問題は環境問題であるので設備をもって対処するのが得策である。煙が外部に出ないように炭化炉上部壁を全面的に鉄板をもって囲みファンをもって排気煙突を別に設備し大気に飛ばすか、別に排気焼却炉を設け焼却処理する方法もある。
【発明の効果】
【０００９】
効果として最大のものは樹木をバイオエネルギーとして利用するのに、生材として木材チップ化、またはペレット化して直接燃やすのではなく、木材のコークス化を先に行ってから使うべきだとする技術改善効果である。このことによって需要者側に公害のないエネルギーを提供することになり、木材を物質として処理する手段、方法を画期的なものにすることである。
【００１０】
次にこれによって需要の広大が考えられ、山村に雇用が起こり山村の活性化が期待できる。そして今日の課題である森林の再生となり、国内の山の健全性がはじまり、機能する森林となり、森林効果を現実のものにすることができるのである。もとより環境面での二酸化炭素問題に貢献することは大きい。
【発明を実現するための最良の形態】
【００１１】
これに対しては原料を木材切削チップに限定しているのでこの木材切削チップ製造を自らの工場にチッパー機を据えることも必要だが、全国に大型チップ工場が点在して残っていることである。これはパルプ製紙会社が輸入に頼ってばかりおられぬ事情があるので、パルプ製紙側は全国に自社系納入チップ工場を残しているからである。これ等の工場は全面的に量産できる大型チッパー機の保持者であるから、其処との提携で原材料を確保し量産体制に持ち込むことが最良の形態である。これは企業構造的形態である。技術的最良の形態は、炭質が平均化したもので、４００℃〜５００℃で生まれたものがよい。それがためには、破砕チップを使用しないことである。本件切削チップ用壁炉は切削チップを使用するので原料が平均化し、破砕チップの如く不均一のものでないこと、炭化炉内温度が平均していることがあげられている。
【実施例１】
【００１２】
先ず本件壁炉製法の炭化技術を充分に発揮するには、壁炉となる設備が必要である。鉄性の水張り等も考えたが、コンクリート製ブロック構築の炉でよしとした。その理由は自ら実施している炉は既に２５年を経過しており、その都度の熱による損傷は早目に補修することで耐え得るからである。
【００１３】
大きさは巾４．２５メートル奥行き（長さ）７．２メートル高さ３．０メートル容積約９０立方メートルというものである。大きさの若干の大小は大勢に影響ないので、実施例として現状のものを紹介する。この横巾に対して巾２５センチメートルの煙道を３本長さ５メートルで床面に配置されている。この煙道構造は図面にある。孔あき煙道蓋は鉄板４ミリメートル厚、孔径１０ミリメートルで１枚の中に３８ヶ所開けたものを使用している。この構造炉の中に約７０立方メートルの量の切削チップを入れ基盤床として点火後約３０分経ったところで、遂次後入投入分をつぎ増しするのである。従来からのパーク炭平炉法の如く少量ずつ常時つぎ増しするのでなく、本件壁炉は１度に５立方メートル以上つぎ増ししその都度押し機をもって表面を平らにするのである。第１日目２４時間まではつぎ増し量はあまりないが、２日目に入ると基盤床が半分以上、炭化が進むのでつぎ増しが多く、丸２日半即ち６０時間経ったところでつぎ増し分７０立方メートルが終わるころ合いとなる。従って最後に木炭粉（含水量５０％を含ませたもの）約０．５立方メートルのせることにより、最上部の未炭化部分が総て炭化することになる。要するに本壁炉法は丸３日で生チップを炭化させる方法なのである。この主力煙突の機能は配水ヒューム管を利用した直径３５０ミリメートル×長さ２．０メートルのものを８本計１６メートルとなり煙突支えの金枠支えの基盤は２メートル角で高さ１メートルあるので合計１７メートルの高さになっている。この煙突は壁炉２基の後方中央にあるから壁炉内３本の煙道を結ぶ後壁の外部煙道を通じ、平均した吸引力をもって２基に対処していることになる。以上実施例１では設備を中心に作業工程を述べた。
【実施例２】
【００１４】
実施例２では消火と炉からの搬出を述べる。主力煙突から煙が無くなることが炭化終了を意味しているので、消火に入るのである。消火とは水の投入である。水によって冷えることになり消火するのである。消火によって本件壁炉体積の約２／３即ち３０立方メートル位の炭層が炉内に構成されているので、熱量があって多量の水を要求する。木炭粉容積３０立方メートルに対し水約１０トン位の水で消火するのが適切である。
【００１５】
はじめに全面的に散布して蓋をつくる形をとり、ダンパー（煙突の開閉器）を降ろして煙突からの吸引を止め酸素遮断に持ち込むのである。投入量の水の１／３は蒸発するので水は思ったより多くを必要とする。投入完了すれば直ちに搬出することができるが、作業工程から消火が終わる時間帯を見て一昼夜寝かせることが多い。搬出はフォークリフトバケットで搬出するのであるがこの時に空気面と新たな接触となって火が出るので消火散水がまた必要となる。この時の水の散布で最終含水量が決まるので、この点に注意することのできる作業員が必要である。このへんは理論より体験で覚えることが肝心である。含水量は用途によって異なるので作業員の頭の中に入っていなければならない。搬出どきはチップが小さくなった粒状であるから、これも用途によって次の工程が異なってくる。
【００１６】
一般には原始的と思われ勝ちであるが、フォークリフトによる踏みつけ粉砕は意外に効率がよく昔から各所でやってきた方法である。尚用途によって振り分けることは当然で、産業ベースではポリ袋詰めは少なくフレコンバッグ詰めが多い。
【実施例３】
【００１７】
この製法によって下表の工業分析値となる。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】切削チップ用壁炉の平面構造を示した図である。
【図２】切削チップ用壁炉の側面構造を示した図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  壁炉の共通中壁
２  壁炉内部煙道
３  壁炉外壁
４  壁炉の外部煙道
５  煙突支え鉄枠
６  煙突基礎
７  煙突
８  原材料の１／２を投入した基礎床
９  煙突支え鉄枠
１０  煙突
１１  煙突基礎
１２  点火箇所
【図１】
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【図２】
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