JP2002047492A - 抜根材用炭化炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々のクリンカー対策を講じた抜根材用炭化
炉を提供することである。 【解決手段】 略円筒形の本体を備え、本体の頂部に、
原料を投入するための投入口が設けられており、投入口
の直下に、原料を本体内に均等に投入させるための原料
拡散装置が設けられており、原料拡散装置が、投入口の
直下に吊下げられ、頂面が円錐形又は角錐形の原料拡散
器を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、炭化炉に関
する。より詳細には、本発明は、抜根材を処理する改良
された炭化炉に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、ゴミ等の処理問
題とともにリサイクルに対する重要性が叫ばれており、
有機廃棄物を炭化物としてリサイクルする種々の形式の
炭化炉が、提案されている。このような炭化炉において
は、クリンカーの発生を如何にして防止するかが重要な
課題となっている。とりわけ、炭化炉に投入する原料が
抜根材の場合には、クリンカー発生の原因となる土砂が
抜根材に多量に含まれているため、クリンカー対策が極
めて重要な課題となっている。しかしながら、従来の炭
化炉では、必ずしもクリンカーに対する対策が十分にな
されていないのが現状である。

【０００３】したがって、本発明は、種々のクリンカー
対策を講じた炭化炉（特に、抜根材用炭化炉）を提供す
ることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に記載の抜
根材用炭化炉は、略円筒形の本体を備え、本体の頂部
に、原料を投入するための投入口が設けられており、投
入口の直下に、原料を本体内に均等に投入させるための
原料拡散装置が設けられており、原料拡散装置が、投入
口の直下に吊下げられ、頂面が円錐形又は角錐形の原料
拡散器を有していることを特徴とするものである。

【０００５】本願請求項２に記載の抜根材用炭化炉は、
略円筒形の本体と、本体の下方に配置され、本体の内径
よりも小さな円筒体とを備え、円筒体が、最下部の円筒
形の第１の部分と、第１の部分の上に嵌め込まれた円筒
形の第２の部分と、第２の部分の上に嵌め込まれた切頭
角錐形の頂壁部分と、頂壁部分の上に嵌め込まれたヘッ
ド部分とを有していることを特徴とするものである。

【０００６】本願請求項３に記載の抜根材用炭化炉は、
前記請求項２の炭化炉において、円筒体が位置する高さ
にある本体の側壁には、冷却用の通水層が設けられてお
り、通水層が設けられている部分のうち、頂壁部分を含
む円筒体の上部分が位置する高さにある側壁には、内側
部分に鋳鉄ブロックが貼り付けられていることを特徴と
するものである。

【０００７】本願請求項４に記載の抜根材用炭化炉は、
略円筒形の本体と、本体の下方に配置され、本体の内径
よりも小さな円筒体と、上部が円筒体の下部に接触する
ように配置された切頭円錐形の排出テーブルとを備え、
排出テーブルが回転するように構成されており、排出テ
ーブルの下面に、炭化物を掻き取るための複数のスクレ
ーパ装置が、円周方向に間隔を隔てて取付けられてお
り、各スクレーパ装置が、２関節構造を有していること
を特徴とするものである。

【０００８】本願請求項５に記載の抜根材用炭化炉は、
前記請求項４の炭化炉において、スクレーパ装置が、排
出テーブルの下面から垂下した脚部材と、脚部材の下端
に回動可能に取付けられた第１のアーム部材と、第１の
アーム部材の先端に回動可能に取付けられた第２のアー
ム部材と、第２のアーム部材の先端に第２のアーム部材
の長さ方向軸線に対して直交して取付けられたスクレー
パ部材とを有していることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。図１において全体
として参照符号１０で示される本発明の実施の形態に係
る抜根材用炭化炉は、長さ方向軸線Ｚ１を有する略円筒
形の本体１２を備えている。本体１２の頂部には、処理
すべき抜根材チップ（以下「原料」という）を投入する
投入口１４が設けられており、投入口１４の上部には、
抜根材チップを投入口１４に搬送するスクリューコンベ
ア１６が設けられている。

【００１０】本体１２内の投入口１４の直下には、原料
が本体１２内に均等に投入されるように、原料拡散装置
１８が設けられている。原料拡散装置１８は、頂面が円
錐形又は角錐形の原料拡散器１８ａを有しており、原料
拡散器１８ａは、吊り材１８ｂによって、投入口１４の
直下に吊り下げられている。かかる構成により、投入口
１４に投入された原料は、図１に示されるように、原料
拡散器１８ａに当たって原料拡散器１８ａの外周から本
体１２内に落下するため、本体１２内に略均等に拡散さ
れることとなる。

【００１１】本体１２の側壁１２ａの上部分には、排ガ
スダクト用煙道２０が設けられている。また、本体１２
の側壁１２ａの上部分には、第１の空気供給口２２が設
けられており、第１の空気供給口２２を囲むように空気
供給ダクト２４が取付けられている。空気供給ダクト２
４には、送風ダクト２６が連結されており、送風ダクト
２６には、ファン２８が取付けられている。これによ
り、外部の空気供給源（図示せず）から空気供給ダクト
２４に供給された空気が、第１の空気供給口２２を介し
て、本体１２の上部分の内部に供給されるようになって
いる。

【００１２】本体１２の最下部分は、図１に示されるよ
うに、本体１２の最下部分以外の部分の内径Ｄ１よりも
大きな内径を有するように形成されており、本体１２の
底には、底壁１２ｂが取付けられている。

【００１３】本体１２の内部の第１の空気供給口２２が
設けられている部分の下方に、Ｄ１よりも小さな外径Ｄ
２を有する円筒体３０が配置されている。これにより、
円筒体３０が配置されている本体１２の部分は、（Ｄ１
−Ｄ２）の１／２の幅を有するリング状空間３２を構成
することとなる。

【００１４】図２は、円筒体３０の概略断面図である。
円筒体３０は、最下部に配置され、外径がＤ２の円筒形
の第１の部分３４と、第１の部分３４の上に嵌め込ま
れ、外径がＤ２の円筒形の第２の部分３６と、第２の部
分３６の上に嵌め込まれた切頭角錐形の頂壁部分３８
と、頂壁部分３８の上に嵌め込まれたヘッド部分４０と
を有している。円筒体３０は、「焼玉」と通称されてお
り、詳細には後述するように、その長さ方向軸線Ｚ２を
中心として回転するように構成されている。なお、ヘッ
ド部分４０の側壁には、攪拌用の羽根４０ａが取付けら
れている。

【００１５】円筒体３０が上述のように４つの部分３
４、３６、３８、４０から構成されているので、炭化炉
内の他の部分と比較して苛酷な環境に曝されるため耐久
年数の少ない円筒体３０を交換する際、交換が必要な部
分のみを交換するだけでよい。

【００１６】また、頂壁部分３８が切頭角錐形の形状を
有しているので、頂壁部分３８と原料との間に間隙が形
成され、これによりクリンカーの発生を抑えることがで
きる。すなわち、従来の炭化炉では、頂壁部分が通常、
切頭円錐形の形状を有しているため、高温になった頂壁
部分と原料との接触面積が大きくなり、クリンカーが発
生し易くなっていたが、頂壁部分３８を切頭角錐形にす
ることにより、原料との間に間隙が形成されクリンカー
が発生しにくくなる。

【００１７】本体１２の側壁１２ａには、円筒体３０の
第２の部分３６および頂壁部分３８が位置する高さのと
ころに、第２の空気供給口４２が設けられており、第２
の空気供給口４２を囲むように空気供給ダクト４４が取
付けられている。空気供給ダクト４４には、送風ダクト
４６が連結されており、送風ダクト４６には、ファン４
８が取付けられている。これにより、外部の空気供給源
（図示せず）から空気供給ダクト４４に供給された空気
が、第２の空気供給口４２を介して、リング状空間３２
に供給されるようになっている。

【００１８】円筒体３０の下方には、切頭円錐形の排出
テーブル５０が配置されており、排出テーブル５０の上
部が円筒体３０の第１の部分３４の下部に接触してい
る。排出テーブル５０の長さ方向軸線は、円筒体３０の
長さ方向軸線Ｚ２と実質的に同一である。排出テーブル
５０の側壁５０ａと本体１２の内壁との間の空間５２
が、炭化された炭化物が炭化炉１０の外部に排出される
際の通路となる。また、排出テーブル５０も、長さ方向
軸線Ｚ２を中心として回転するように構成されている。
なお、円筒体３０および排出テーブル５０の長さ方向軸
線Ｚ２は、本体１２の長さ方向軸線Ｚ１と実質的に整列
しているのが好ましい。また、排出テーブル５０は、円
筒体３０と一体に回転させてもよいし、円筒体３０と別
個に回転させてもよい。

【００１９】図４は、スクレーパ装置を説明するため、
円筒体３０および排出テーブル５０を省略した状態で示
した炭化炉の平面図である。排出テーブル５０の下面に
は、空間５２を介して本体１２の底壁１２ｂに落下した
炭化物を掻き取るための複数（図４では、６つ）のスク
レーパ装置５４が、円周方向に間隔を隔てて取付けられ
ている。各スクレーパ装置５４は、排出テーブル５０の
下面から垂下した脚部材５４ａと、脚部材５４ａの下端
にピン５４ｂによって回動可能に取付けられた第１のア
ーム部材５４ｃと、第１のアーム部材５４ｃの先端にピ
ン５４ｄによって回動可能に取付けられた第２のアーム
部材５４ｅと、第２のアーム部材５４ｅの先端に第２の
アーム部材５４ｅの長さ方向軸線に対して直交して取付
けられたスクレーパ部材５４ｆとを有している。

【００２０】スクレーパ装置５４は、上述のように、２
関節構造体であるので、仮に本体１２の底壁１２ｂにク
リンカーが部分的に付着したとしても、スクレーパ部材
５４ｅが柔軟に（即ち、堆積している炭化物の上面に追
従するように）移動して炭化物を掻き取り、底壁１２ｂ
に設けられた排出口５６まで掻き寄せることができ、ク
リンカーが排出口５６に詰まる等の事態を回避すること
ができる。

【００２１】本体１２の側壁１２ａには、円筒体３０の
ヘッド部分４０が位置する高さの僅かに上方に、着火用
のバーナー５８が取付けられている。バーナー５８は、
市販されているものを使用してよい。

【００２２】円筒体３０および排出テーブル５０の底部
には、シャフト６０が取付けられている。一方、本体１
２の下方には、モータ６２が配置されており、減速機６
４を介してモータ６２の駆動力が伝達される歯車６６
と、シャフト６０に固定された歯車６０ａとが噛み合う
ようになっている。これにより、モータ６２を駆動させ
ると、円筒体３０および排出テーブル５０を回転させる
ことができる。このような回転機構は、専ら例示的なも
のであり、図示し説明した構成と異なる構成（例えば、
円筒体３０と排出テーブル５０を別個に回転させる構
成）を有する機構を採用してもよい。

【００２３】円筒体３０が位置する高さにある本体１２
の側壁１２ａには、冷却用の通水層７０が設けられてい
る。図１および図６を参照してより詳細に説明すると、
円筒体３０が位置する高さにある側壁１２ａは、外壁７
０ａと内壁７０ｂとによって構成される二重壁構造とな
っており、外壁７０ａと内壁７０ｂとの間の空間に水が
通され、通水層７０となっている。外壁７０ａおよび内
壁７０ｂは、軟鉄板で形成されている。また、円筒体３
０が位置する高さにある側壁１２ａのうち、頂壁部分を
含む円筒体３０の上部分が位置する高さにある側壁１２
ａは、内側部分に鋳鉄ブロック７２が貼り付けられてお
り、鋳鉄ブロック７２の外側が、通水層７０になってい
る。

【００２４】上述のように、通水層７０を設け、その内
側に鋳鉄ブロック７２を貼り付けることにより、炭化炉
１０の炉内温度が１０００〜１２００°Ｃまで上昇する
のに対し、鋳鉄ブロック７２の温度が５００〜７００°
Ｃ程度におさまるので、本体１２の壁面付近でのクリン
カーの発生を防止することができる。また、鋳鉄ブロッ
ク７２の表面粗さが細かいので、鋳鉄ブロック７２への
クリンカーの付着が回避される。また、通水層７０を設
けることにより、炉内温度のみ１０００〜１２００°Ｃ
になるので、クリンカーの発生箇所は炉内中心部に集中
し、クリンカーは、炉壁に付着せずに、炭化物とともに
炉外に排出される。さらに、通水層７０の存在により、
炭化物の温度を効率的に低下させることができるので、
回転テーブル５０等の耐久性を向上させることができ
る。

【００２５】次に、以上のように構成された炭化炉１０
が、どのように作動するかについて説明する。まず原料
を投入口１４から本体１２内に投入する。この際、原料
は、原料拡散器１８ａに当たってから本体１２内に落下
するため、略均等に拡散された状態で積み上げられる。
次いで、バーナー５８に点火すると、原料に着火し、第
２の空気供給口４２から供給される空気により燃焼す
る。この領域で燃焼しなかった可燃性ガス等は、本体１
２の上部分に到達するが、これらの可燃性ガス等は、第
１の空気供給口２２から供給される空気により燃焼す
る。円筒体３０は長さ方向軸線Ｚ２を中心として回転し
ているが、円筒体３０の頂壁部分３８が切頭角錐形の形
状を有しており、原料との間に間隙が形成されるので、
クリンカーの発生が抑えられる。また、通水層７０が設
けられていることによっても、クリンカーの発生が抑え
られる。このようにして炭化された炭化物は、空間５２
を通って本体１２の底壁１２ｂに到達し、スクレーパ装
置５４によって掻き寄せられ、排出口５６を通って本体
１２から排出され、排出用スクリューコンベア６８によ
って集積場に集積される。

【００２６】本発明は、以上の発明の実施の形態に限定
されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範
囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範
囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、原料拡散装置により原
料が本体内に略均等に拡散されて積み上げられるため、
原料が偏って積み上げられ、これによって燃焼時に局所
的に温度が上昇してクリンカーが発生するという事態が
回避される。また、円筒体が４つの部分から構成されて
いるので、炭化炉内の他の部分と比較して苛酷な環境に
曝されるため耐久年数の少ない円筒体を交換する際、交
換が必要な部分のみを交換するだけでよい。また、円筒
体の頂壁部分が切頭角錐形の形状を有しているので、原
料との間に隙間が形成され、クリンカーの発生が抑えら
れる。また、スクレーパ装置が２関節構造を有している
ので、炭化物を効率的に掻き寄せることができ、クリン
カーによる排出口の詰まり等の事態が回避される。ま
た、通水層を設けたことにより、壁面付近でのクリンカ
ーの発生等が防止されるとともに、回転テーブル等の耐
久性を向上させることもできる。さらに、鋳鉄ブロック
を貼り付けたことにより、鋳鉄ブロック面へのクリンカ
ーの付着が回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る抜根材用炭
化炉を示した概略図である。

【図２】図１の炭化炉の円筒体の概略断面図である。

【図３】円筒体の頂壁部分を示した概略平面図である。

【図４】円筒体および排出テーブルを省略した状態で示
した炭化炉の平面図である。

【図５】スクレーパ装置を示した図であって、（ａ）は
平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。

【図６】図１の部分Ａの拡大図である。

【符号の説明】

１０ 炭化炉 １２ 本体 １４ 投入口 １８ 原料拡散装置 ２２ 第１の空気供給口 ３０ 円筒体（焼玉） ４２ 第２の空気供給口 ５０ 排出テーブル ５４ スクレーパ装置 ５６ 排出口 ７０ 通水層 ７２ 鋳鉄ブロック

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA12 CA26 CB04 CB34 CB42 CB45 4H012 JA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒形の本体を備え、本体の頂部に、
   原料を投入するための投入口が設けられており、投入口
   の直下に、原料を本体内に均等に投入させるための原料
   拡散装置が設けられており、原料拡散装置が、投入口の
   直下に吊下げられ、頂面が円錐形又は角錐形の原料拡散
   器を有していることを特徴とする抜根材用炭化炉。
2. 【請求項２】 略円筒形の本体と、本体の下方に配置さ
   れ、本体の内径よりも小さな円筒体とを備え、円筒体
   が、最下部の円筒形の第１の部分と、第１の部分の上に
   嵌め込まれた円筒形の第２の部分と、第２の部分の上に
   嵌め込まれた切頭角錐形の頂壁部分と、頂壁部分の上に
   嵌め込まれたヘッド部分とを有していることを特徴とす
   る抜根材用炭化炉。
3. 【請求項３】 円筒体が位置する高さにある本体の側壁
   には、冷却用の通水層が設けられており、通水層が設け
   られている部分のうち、頂壁部分を含む円筒体の上部分
   が位置する高さにある側壁には、内側部分に鋳鉄ブロッ
   クが貼り付けられていることを特徴とする請求項２に記
   載の抜根材用炭化炉。
4. 【請求項４】 略円筒形の本体と、本体の下方に配置さ
   れ、本体の内径よりも小さな円筒体と、上部が円筒体の
   下部に接触するように配置された切頭円錐形の排出テー
   ブルとを備え、排出テーブルが回転するように構成され
   ており、排出テーブルの下面に、炭化物を掻き取るため
   の複数のスクレーパ装置が、円周方向に間隔を隔てて取
   付けられており、各スクレーパ装置が、２関節構造を有
   していることを特徴とする抜根材用炭化炉。
5. 【請求項５】 スクレーパ装置が、排出テーブルの下面
   から垂下した脚部材と、脚部材の下端に回動可能に取付
   けられた第１のアーム部材と、第１のアーム部材の先端
   に回動可能に取付けられた第２のアーム部材と、第２の
   アーム部材の先端に第２のアーム部材の長さ方向軸線に
   対して直交して取付けられたスクレーパ部材とを有して
   いることを特徴とする請求項４に記載の抜根材用炭化
   炉。