JP2017071722A

JP2017071722A - トレファクション装置

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Publication number: JP2017071722A
Application number: JP2015200685A
Authority: JP
Inventors: 隆弘山本; Takahiro Yamamoto; 達男仲野; Tatsuo Nakano; 徹関本; Toru Sekimoto
Original assignee: TOMUTEKKU KK
Current assignee: TOMUTEKKU KK
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2017-04-13
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: JP6222668B2

Abstract

【課題】競走馬の育成牧場又は厩舎から回収した敷藁を半炭化するためのトレファクション装置を提供する。
【解決手段】トレファクション装置は、投入口のある手前側から落下口のある奥側に向かって傾斜する回転可能に支持された円筒体と、円筒体の外周側に空気層が確保された上で空気層を断熱材で覆い被せられた外装体と、円筒体の手前側から奥側にかけて円筒体の内周に沿って設けられた環状又は円弧状の複数の仕切板と、円筒体の手前側から奥側に向かって円筒体の内周から突出させて仕切板の幅よりも出た位置で円筒体の回転方向に折曲させた複数の引掛板と、を有し、空気層の温められた空気で加熱された円筒体を回転させながら、投入口から円筒体の内部に投入された敷藁が仕切板で止められ、さらに引掛板で上方に運ばれて落ちる際に奥側に進むことが繰り返されることで、敷藁から水分が飛ばされて半炭化されるロータリーキルンを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、馬糞等を含む敷藁を半炭化するトレファクション装置に関する。

競馬における競走馬は、育成牧場において育成された後、調教師が管理する厩舎に所属する。育成牧場又は厩舎における馬房には主に稲藁が敷かれるが、馬の糞尿を含んだ稲藁（以下、敷藁という）は大体１〜２日間隔で交換される。これは競走馬という性格上、単なる乗馬用の馬を育成する場合よりも頻繁に清掃を行うことで、馬の体調管理を万全にするためである。例えば、競走馬が約２００頭の中規模の育成牧場では、１日あたり５トンの馬糞等を交換することになる。

交換により回収された馬糞等は、主に肥料化される。しかし、蓄積した馬糞等を発酵させ、肥料として使用するためには、約３〜５ヶ月も期間を要する。そのため、処理待ちの馬糞等が野積みされた状態で放置されると、酷い悪臭を放ち、公害の原因になることもある。そこで、特許文献１に記載されているように、畜糞を乾燥及び炭化させて肥料及び炭素製品を製造する発明も公開されている。

また、馬糞等を焼却処理することも検討されているが、水分を多く含む（約５０％）ことから燃焼効率が悪く、燃料（プロパンガス、都市ガス、灯油、重油など）の費用負担が大きくなるばかりか、二酸化炭素の発生により環境保全の面からも問題が大きい。

特許第４４７８４４１号公報

特許文献１に記載の発明は、牛、鶏、豚など家畜の糞を乾燥させたものを炭化させるのに適しているが、育成牧場や厩舎から回収される敷藁の場合、馬糞等が含まれてはいるがほとんどは稲藁であるため、それに適した処理を行う必要がある。

そこで、本発明は、競走馬の育成牧場又は厩舎から回収した敷藁を半炭化するためのトレファクション装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明であるトレファクション装置は、
投入口のある手前側から落下口のある奥側に向かって傾斜する回転可能に支持された円筒体と、前記円筒体の外周側に空気層が確保された上で前記空気層を断熱材で覆い被せられた外装体と、前記円筒体の手前側から奥側にかけて前記円筒体の内周に沿って設けられた環状又は円弧状の複数の仕切板と、前記円筒体の手前側から奥側に向かって前記円筒体の内周から突出させて前記仕切板の幅よりも出た位置で前記円筒体の回転方向に折曲させた複数の引掛板と、を有し、前記空気層の温められた空気で加熱された前記円筒体を回転させながら、前記投入口から前記円筒体の内部に投入された敷藁が前記仕切板で止められ、さらに前記引掛板で上方に運ばれて落ちる際に奥側に進むことが繰り返されることで、前記敷藁から水分を飛ばして半炭化するためのロータリーキルンと、
前記ロータリーキルンの前記落下口から落とされた前記敷藁の半炭化物を受けるホッパーと、前記半炭化物の一部を燃料用として別に排出する送出板と、前記半炭化物の残りを螺旋状に回転する送りスクリューで運搬する送出管と、を有し、前記半炭化物の残りが前記送出管に入り込み易くすべく前記ホッパーと前記送出管の接続部を湾曲させるとともに、前記半炭化物の残りを前記送りスクリューに押し込むための開閉式の押さえ込み機構を設けた分別手段と、
前記分別手段の前記送出管で運ばれた前記半炭化物の残りを環状に載置しながら燃焼するために回転する燃焼テーブルと、前記燃焼テーブルで燃焼により発生した燃焼ガスを前記ロータリーキルンの前記空気層に送るための風を発生させるブロアと、前記燃焼テーブルで燃焼後に残った焼却灰を肥料用に溜めておく灰受箱と、を有し、前記燃焼テーブルを回転させながら前記焼却灰を前記灰受箱に落とすワイパーを設けた燃焼台と、を備えた、
ことを特徴とする。

本発明であるトレファクション装置において、
前記ロータリーキルンは、水平に対して７〜１５度の角度で傾斜させ、１５０〜２５０度の低温度で１分間あたり０．５〜２回転させる、
ことを特徴とする。

本発明であるトレファクション装置において、
前記仕切板と前記引掛板とを接続して円筒状の枠体を形成し、前記仕切板及び前記引掛板は、前記円筒体の内部に着脱可能に挿入される、
ことを特徴とする。

本発明であるトレファクション装置において、
前記仕切板は、前記円筒体の内周に沿って、前記引掛板とそれに隣接する引掛板との間に弧状に設ける部分と設けない部分とが交互に来るようにし、さらに前記円筒体の手前側から奥側にかけて弧状に設ける部分と設けない部分とが交互に設けられる、
ことを特徴とする。

本発明であるトレファクション装置において、
前記燃焼台は、前記ロータリーキルン及び前記分別手段と分離して単独の熱源として利用可能である、
ことを特徴とする。

また、本発明であるトレファクション処理方法は、
敷藁を収集する材料収集の工程と、
収集した前記敷藁を切断機で切断する材料切断の工程と、
投入口のある手前側から落下口のある奥側に向かって傾斜する回転可能に支持された円筒体と、前記円筒体の外周側に空気層が確保された上で前記空気層を断熱材で覆い被せられた外装体と、前記円筒体の手前側から奥側にかけて前記円筒体の内周に沿って設けられた環状又は円弧状の複数の仕切板と、前記円筒体の手前側から奥側に向かって前記円筒体の内周から突出させて前記仕切板の幅よりも出た位置で前記円筒体の回転方向に折曲させた複数の引掛板と、を有するロータリーキルンに、切断した前記敷藁を投入する材料投入の工程と、
前記ロータリーキルンにおいて、前記空気層の温められた空気で加熱された前記円筒体を回転させながら、前記投入口から前記円筒体の内部に投入された敷藁が前記仕切板で止められ、さらに前記引掛板で上方に運ばれて落ちる際に奥側に進むことが繰り返されることで、前記敷藁から水分を飛ばして半炭化するトレファクションの工程と、
前記ロータリーキルンの前記落下口から落とされた前記敷藁の半炭化物を受けるホッパーと、前記半炭化物の一部を燃料用として別に排出する送出板と、前記半炭化物の残りを螺旋状に回転する送りスクリューで運搬する送出管と、を有する分別手段で、前記半炭化物の一部を燃料として利用するために回収する燃料回収の工程と、
前記分別手段に前記半炭化物の残りが前記送出管に入り込み易くすべく前記ホッパーと前記送出管の接続部を湾曲させるとともに、前記半炭化物の残りを前記送りスクリューに押し込むための開閉式の押さえ込み機構を設けて、前記半炭化物の残りを運搬する半炭化物送出の工程と、
前記分別手段の前記送出管で運ばれた前記半炭化物の残りを環状に載置しながら燃焼するために回転する燃焼テーブルと、前記燃焼テーブルで燃焼により発生した燃焼ガスを前記ロータリーキルンの前記空気層に送るための風を発生させるブロアと、前記燃焼テーブルで燃焼後に残った焼却灰を肥料用に溜めておく灰受箱と、を有する燃焼台で、前記半炭化物の残りを燃焼させる半炭化物燃焼の工程と、
前記半炭化物の残りを燃焼させた時に発生した燃焼ガスを、前記ロータリーキルンで敷藁から半炭化物を生成するための熱を供給するために、前記ロータリーキルンに送る燃焼ガス送出の工程と、
前記燃焼台において、前記燃焼テーブルを回転させながら前記焼却灰を前記灰受箱に落とすワイパーを設け、前記焼却灰を肥料として利用するために回収する焼却灰回収の工程と、を備えた、
ことを特徴とする。

本発明によれば、競走馬の育成牧場又は厩舎から回収した敷藁を効率的に半炭化することができる。半炭化物は、バイオマス燃料として使用することができ、また、半炭化物を燃焼させることで、別の敷藁を半炭化する際の熱源として利用することが可能であり、さらに残った焼却灰は肥料として利用することができる。

本発明であるトレファクション装置の側面断面図である。本発明であるトレファクション装置のロータリーキルンの正面図である。本発明であるトレファクション装置のロータリーキルンの背面図である。本発明であるトレファクション装置のロータリーキルンのＡ−Ａ断面図である。本発明であるトレファクション装置のロータリーキルンの内部を示す図である。本発明であるトレファクション装置のロータリーキルンのＢ−Ｂ断面図である。本発明であるトレファクション装置のロータリーキルンのＢ−Ｂ断面図である。本発明であるトレファクション装置の分別手段の斜視図である。本発明であるトレファクション装置の燃焼台の斜視図である。本発明であるトレファクション装置による処理方法の流れを示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

まず、本発明であるトレファクション装置の構造について詳細に説明する。図１は、トレファクション装置の側面断面図である。トレファクション装置１００は、敷藁５００などを燃焼させることなく加熱して水分を飛ばすことにより効率的にバイオマスエネルギーに変換する装置である。敷藁５００は、主に競走馬の育成牧場又は厩舎から継続的に排出される馬の糞尿を含んだ稲藁であり、半炭化物５０１に変換してバイオマス燃料として利用しても良いし、焼却灰５０２に変換して農作物用の藁灰肥料として利用しても良い。また、変換したバイオマス燃料は、トレファクション装置１００の熱源として再利用しても良い。トレファクション装置１００は、ロータリーキルン２００と、分別手段３００と、燃焼台４００と、を備える。

図１を主として、適宜、図２〜図７を参照して説明する。図２は、トレファクション装置のロータリーキルンの正面図である。図３は、トレファクション装置のロータリーキルンの背面図である。図４は、トレファクション装置のロータリーキルンのＡ−Ａ断面図である。図５は、トレファクション装置のロータリーキルンの内部を示す図である。図６及び図７は、トレファクション装置のロータリーキルンのＢ−Ｂ断面図である。

ロータリーキルン２００は、敷藁５００を半炭化して半炭化物５０１を生成する回転処理炉である。半炭化は、無酸素状態で焙焼する際に、比較的低温度で加熱することで、完全には炭化していない状態にすることである。ロータリーキルン２００は、円筒を横にした形状であるが、水平に対して約７〜１５度の角度で傾斜させ、敷藁５００を内部に入れたときに少しずつ滑落するように設置される。ロータリーキルン２００は、約１５０〜２５０度の比較的低温度で加熱され、１分間あたり約０．５〜２回となるような速度で回転させる。なお、回転速度は任意であり、適切に調節しても良い。例えば、ロータリーキルン２００の角度を約８．５度にした場合、敷藁５００が１回転あたり約６５ｍｍ移動するようにする。ロータリーキルン２００の構成としては、円筒体２２０と、外装体２１０と、を有し、円筒体２２０の内部に、複数の仕切板２２６と、複数の引掛板２２７と、を有する。

円筒体２２０は、内部が中空の容器であり、敷藁５００が入れられる。傾斜した高い側に投入口２２１が設けられ、低い側に落下口２２２が設けられる。例えば、図２に示すように、円筒体２２０の上底面に１つの投入口２２１を空け、また、図１に示すように、下底面側の周面に落下口２２２を空ける。なお、投入口２２１を設ける側を手前側、落下口２２２を設ける側を奥側とすると、円筒体２２０は手前側から奥側に向かって傾斜しているので、その方向に敷藁５００が移動していく。

また、円筒体２２０の周面には金属等の熱伝導度の高い素材を用い、外周側の温度を上げることにより内周側にある敷藁５００を加熱する。円筒体２２０は、下底面の中心を垂直に通るような回転軸２２３を有し、回転可能に支持される。回転軸２２３は、駆動モータ２２４の動力により回転するが、例えば、図３に示すように、駆動モータ２２４の動力は、ベルト２２５を介して回転軸２２３に伝達されるようにしても良い。円筒体２２０を回転させると、敷藁５００もそれに応じて移動する。

円筒体２２０の上底面側については、図２に示すように、円筒体２２０の周面に接するように受けローラー２３０で支持する。受けローラー２３０は、円筒体２２０の下側左右２ヶ所に設ければ良い。受けローラー２３０は、円筒体２２０に接して円筒体２２０の回転に伴い軸２３３を中心に回転する内輪２３２と、円筒体２２０を押さえるように内輪２３２の手前側に内輪２３２よりも径の大きい外輪２３１とからなる円板で、支持板２３４によりフレーム２４０に取り付けられる。

外装体２１０は、円筒体２２０の外側に被せられる枠板である。図４に示すように、円筒体２２０の外周側と外装体２１０の内側との間に燃焼ガス５１１が通るための空気層２１２を確保する。燃焼ガス５１１は、燃料を燃焼させた際に発生した気体であり、外装体２１０の下面等に設けられた給気口２１３（図１参照）から供給され、空気層２１２に充填され、外装体２１０の上面等に設けられた煙突２５０を介して排気口２５１から排出される。

燃焼ガス５１１の熱が円筒体２２０に伝導されるが、それが外装体２１０の方に伝導する等して、円筒体２２０への伝導効率が落ちないように、外装体２１０の内側に断熱材２１１を配して空気層２１２を覆う。なお、断熱材２１１により外装体２１０へ熱伝導しにくくなるため、外装体２１０が燃焼ガス５１１により熱くなることが抑えられる。

円筒体２２０には、内周に沿って、複数の仕切板２２６と、複数の引掛板２２７とが、着脱可能に取り付けられる。仕切板２２６は、円筒体２２０の内周に沿って突出する環状の板であり、環の一部を欠いた半環など円弧状にしても良い。仕切板２２６は、円筒体２２０の手前側から奥側にかけて所定に間隔を置いて複数設けられる。なお、複数の半環状の仕切板２２６のうち、手前側から奇数番目は円筒体２２０の内周の一方の側とし、手前側から偶数番目は円筒体２２０の内周の他方の側として、円筒体２２０の手前側から奥側にかけて仕切板２２６が存在するのが交互となるように設けても良い。なお、仕切板２２６は、円筒体２２０の内部に投入された敷藁５００を一時的に受け止めるために使用するが、仕切板２２６の環の幅は任意である。

引掛板２２７は、円筒体２２０の手前側から奥側に向かって円筒体２２０の内周から突出させた板であり、仕切板２２６が円筒体２２０の内周から突出した幅よりもさらに軸に向かって出た位置で円筒体２２０の回転方向に折曲させたものである。なお、約３０〜９０度の範囲で折り曲げれば良い。引掛板２２７は、円筒体２２０の断面を見たときに、円筒体２２０を等分するような位置など所定の間隔を置いて複数設けられる。例えば、９０度ごとに４つの引掛板２２７すれば良い。なお、引掛板２２７は、敷藁５００を円筒体２２０の下部から回転方向に持ち上げるために使用するが、折曲した先端部の長さは任意である。

仕切板２２６及び引掛板２２７は、円筒体２２０と同様に金属等を成形したものであり、仕切板２２６と引掛板２２７とを接着剤又は溶接等で接続することにより円筒状の枠体を形成しておき、円筒体２２０の内部に挿入するようにしても良い。敷藁５００の状態や条件が異なる場合や、敷藁５００以外のものを処理する場合に備えて、仕切板２２６又は引掛板２２７の数や幅などが異なる円筒状の枠体を準備しておき、用途に応じて円筒状の枠体を交換しても良い。例えば、図５に示すように、仕切板２２６は、円筒体２２０の内周に沿って、引掛板２２７とそれに隣接する引掛板２２７との間に弧状に設ける部分と設けない部分とが交互に来るようにし、さらに円筒体２２０の手前側から奥側にかけて弧状に設ける部分と設けない部分とが交互に設けられるようにしたものを使用しても良い。

円筒体２２０は、空気層２１２の高温の空気によって周面が熱くなった状態で回転しており、円筒体２２０の投入口２２１から内部に投入された敷藁５００は、加熱されながら円筒体２２０の傾斜により手前側から奥側に滑落するが、仕切板２２６で止められて滑落が制限されることで加熱される時間が長くなる。さらに、円筒体２２０の回転に伴い、仕切板２２６で止められた敷藁５００は、引掛板２２７に載って上方に運ばれる。円筒体２２０の下部においては、仕切板２２６によって敷藁５００が奥側に進むことが制限されるが、円筒体２２０の上部まで運ばれると、敷藁５００は引掛板２２７の先端部に載り、仕切板２２６の制限がなくなる。そうすると、敷藁５００は奥側に滑落し、さらに引掛板２２７の先端部からも滑落することで、円筒体２２０の下部に戻るが、その際に仕切板２２６を１つ乗り越え、次の仕切板２２６まで移動する。上部から下部に落下する際に敷藁５００がバラケ落ちるので乾燥も促進される。これを繰り返すことで、敷藁５００が円筒体２２０内で撹拌されながら加熱され、徐々に円筒体２２０の手前側から奥側に進みながら半炭化物５０１となる。敷藁５００は、水分を含んでいるので、加熱により水分が蒸発し、水蒸気が投入口２２１から排出されていくため、円筒体２２０の内部は酸素が供給されにくい状態が維持される。

円筒体２２０は炎５１０で直接に加熱される訳ではなく、燃焼ガス５１１を空気層２１２に充填させることによって比較的低温度で加熱されるので、敷藁５００は円筒体２２０の奥側まで進むうちに徐々に焙焼されて半炭化物５０１に変化する。円筒体２２０の奥側においては、外装体２１０が被されておらず、図６に示すように、円筒体２２０の周面の一部に落下口２２２が空けられる。そして、図７に示すように、円筒体２２０の回転により落下口２２２が下側に来たときに、半炭化物５０１が落下口２２２から排出される。例えば、落下口２２２を２つ空けて、円筒体２２０が半周するごとに半炭化物５０１が排出されるようにしても良い。

ロータリーキルン２００は、その下方に分別手段３００及び燃焼台４００を配置するため、フレーム２４０によって所定の高さを持たせた状態で支持される。なお、フレーム２４０は、ロータリーキルン２００を載せる支持フレーム２４１と、少なくともロータリーキルン２００の四方を所定の高さで支える脚フレーム２４２とを組み合わせたものである。なお、脚フレーム２４２の下端にキャスター２４３を取り付けてロータリーキルン２００を移動可能にしても良い。

ロータリーキルン２００の下方に配置される分別手段３００は、ロータリーキルン２００の落下口２２２から排出された半炭化物５０１を受け取り、その後の処理先ごとに分けて運搬する。図８は、トレファクション装置の分別手段の斜視図である。分別手段３００は、ホッパー３１０と、送出板３４０と、送出管３２０とを有し、送出管３２０の内部に送りスクリュー３３０を有する。

ホッパー３１０は、ロータリーキルン２００の落下口２２２から落とされた敷藁５００の半炭化物５０１を受入口３１１で受け取る。ホッパー３１０には、図８に示すように、設置溝３１３を切り欠いて送出板３４０を設ける。送出板３４０は、滑り台状に傾斜させた板であり、設置溝３１３に対して上端側がホッパー３１０の中央付近まで来るように差し込まれる。落下してきた半炭化物５０１のうち、一部は送出板３４０で受け取り、残りはホッパー３１０の底に落とす。なお、送出板３４０を差し込む度合を変えて分別する割合を調整する。例えば、半炭化物５０１の約７〜８割を送出板３４０で受け、半炭化物５０１の約３〜２割をホッパー３１０で受けるようにすれば良い。

送出板３４０で受けた一部の半炭化物５０１は、燃料用として蓄積保存し、ホッパー３１０で受けた残りの半炭化物５０１は、送出管３２０を介して燃焼台４００に送る。ホッパー３１０の底には送りスクリュー３３０が横向きに配置される。送りスクリュー３３０は送出管３２０の内部に延びており、半炭化物５０１の残りを送りスクリュー３３０で運搬し、送出管３２０の排出口３２１から排出する。

送りスクリュー３３０は、金属等を素材とする棒状の回転軸３３１の周りに突起する板を螺旋状に巻いたスクリューであり、回転軸３３１を回転させることによりスクリューの板間に形成された溝に挟まった半炭化物５０１を軸方向に移動させる。回転軸３３１は、駆動モータ３３２で発生した動力をベルト３３３で伝達することにより回転させれば良い。

送りスクリュー３３０で送出管３２０の中を通すためには、半炭化物５０１が送りスクリュー３３０の溝に入り込ませる必要がある。半炭化物５０１は、主に稲藁であるため細長いものが多く含まれると送出管３２０の中に入っていかない。そのため、図１に示すように、ホッパー３１０と送出管３２０とを繋ぐ接続部３１２の角を丸めて湾曲させることにより、半炭化物５０１が入り込み易くする。また、送出管３２０に入る前の位置において、半炭化物５０１を蓋状のもので強制的に溝に押し込むための押さえ込み機構を設けても良い。なお、送りスクリュー３３０に対して押さえ込んだ状態のままであると、後から入ってくる半炭化物５０１が入らなくなるので、押さえ込み機構をバネなどで開閉式にすれば良い。

分別手段３００の先に配置される燃焼台４００は、半炭化物５０１を燃料として焼却し、その際に発生した燃焼ガス５１１はロータリーキルン２００に送られ、ロータリーキルン２００を加熱するのに利用される。また、燃焼台４００に残った焼却灰５０２は、肥料用として回収保存される。図９は、トレファクション装置の燃焼台の斜視図である。燃焼台４００は、燃焼テーブル４１０と、ブロア４２０と、灰受箱４３０と、を有する。

燃焼テーブル４１０は、円柱状の台であり、上に半炭化物５０１を載せて回転することが可能である。上の載せた半炭化物５０１を燃焼させるため、燃焼テーブル４１０の内部に熱源を収納しておき、燃焼テーブル４１０の上に炎５１０を発生させても良い。半炭化物５０１は、燃焼テーブル４１０の円周に近い側に環状に載置するため、送出管３２０の排出口３２１から排出する際に、燃焼テーブル４１０の端側に落とし、燃焼テーブル４１０を回転させる。

燃焼テーブル４１０は、駆動モータ４１２で燃焼テーブル４１０の中心を垂直に通る回転軸４１１を回転させれば良い。半炭化物５０１が燃焼テーブル４１０上に環状に載置されているので、燃焼テーブル４１０の中心で燃焼させる場合よりも拡がった状態の炎５１０が発生する。燃焼テーブル４１０の外方に炎５１０が拡がり過ぎないように、また、半炭化物５０１の燃焼により発生した燃焼ガス５１１が外部に漏れないようにするため、燃焼テーブル４１０の上にカバー４０１を被せ、その上で、ロータリーキルン２００の給気口２１３に燃焼ガス５１１を送出し、空気層２１２に流す。燃焼ガス５１１を効率的に上方へ流すために、下から上に向けて風を発生させるブロア４２０を燃焼テーブル４１０の下方に配置する。

半炭化物５０１の燃焼が進むと燃焼後に残った焼却灰５０２が徐々に増え、燃焼テーブル４１０の中心に蓄積されるか外側に落下する。燃焼テーブル４１０の外側に落下したものは灰受箱４３０で一時的に受けておく。灰受箱４３０に焼却灰５０２が蓄積されたら、灰受箱４３０に開閉式に排出窓を設けておく等して灰受け４３１に移し、肥料用として溜めておく。また、灰受箱４３０の外側に落下せずに燃焼テーブル４１０の上に残っている焼却灰５０２については、ワイパー等を設けて、燃焼テーブル４１０を回転させながら焼却灰５０２を灰受箱４３０に落とすようにすれば良い。ワイパーについては、自動的に回動するなど可動式にして、所定の間隔でワイパーが焼却灰５０２を取り除くようにしても良い。

燃焼台４００も、脚などの枠体で支持され、枠体の下面に設けた車輪で移動可能である。すなわち、ロータリーキルン２００及び分別手段３００と分離して単独の熱源として利用可能である。また、別のボイラー等の外部エネルギーを用意してロータリーキルン２００に燃焼ガス５１１を送っても良い。

このように、競走馬の育成牧場又は厩舎から回収した敷藁５００を効率的に半炭化することができる。半炭化物５０１は、バイオマス燃料として使用することができ、また、半炭化物５０１を燃焼させることで、別の敷藁５００を半炭化する際の熱源として利用することが可能であり、さらに残った焼却灰５０２は肥料として利用することができる。

次に、本発明であるトレファクション処理方法について詳細に説明する。図１０は、トレファクション装置による処理方法の流れを示すフローチャートである。処理方法６００は、材料収集６１０の工程と、材料切断６２０の工程と、材料投入６３０の工程と、トレファクション６４０の工程と、燃料回収６５０の工程と、半炭化物送出６６０の工程と、半炭化物燃焼６７０の工程と、燃焼ガス送出６８０の工程と、焼却灰回収６９０の工程と、を有する。

材料収集６１０の工程は、競走馬の育成牧場や厩舎から材料として敷藁５００を収集する。収集したばかりの敷藁５００は、約３００〜５００ｍｍの長さの稲藁が多いので、トレファクション装置１００で処理するには長すぎる場合がある。

材料切断６２０の工程は、材料収集６１０で収集した敷藁５００を切断機で適当な長さに切断する。約２０〜５０ｍｍの長さにすることが好ましい。

材料投入６３０の工程は、材料切断６２０で長さを調整した敷藁５００をロータリーキルン２００に投入する。

トレファクション６４０の工程は、材料投入６３０で投入された敷藁５００をロータリーキルン２００で処理して半炭化物５０１を生成する。ロータリーキルン２００を約８〜１０度に傾斜させ、あまり自然落下させずに送り詰まりが生じない程度に奥側に徐々に進ませる。また、酸素も供給されにくいので自然発火することもなく半炭化が進む。半炭化物５０１は２つに分けられ、半炭化物５０１の一部は、燃料回収６５０の工程で処理し、半炭化物５０１の残りは、半炭化物送出６６０の工程で処理する。なお、燃料として利用するための半炭化物５０１の水分量は約８〜１０％が好ましく、敷藁５００の水分量に応じて、ロータリーキルン２００の回転速度や加熱温度などを調節する。

燃料回収６５０の工程は、トレファクション６４０で処理した半炭化物５０１のうち分別手段で分けられた一部（例えば、約７０〜８０％）をバイオマス燃料として利用するために回収する。

半炭化物送出６６０の工程は、トレファクション６４０で処理した半炭化物５０１のうち分別手段で分けられた残り（例えば、約２０〜３０％）を燃焼台４００に送る。

半炭化物燃焼６７０の工程は、半炭化物送出６６０で送られた半炭化物５０１の残りを燃焼させる。燃焼時に発生した燃焼ガス５１１については、燃焼ガス送出６８０の工程で処理し、燃焼後に残った焼却灰５０２については、焼却灰回収６９０の工程で処理する。

燃焼ガス送出６８０の工程は、半炭化物燃焼６７０で発生した燃焼ガス５１１をトレファクション６４０の工程で処理するためにロータリーキルン２００に送る。ロータリーキルン２００で敷藁５００から半炭化物５０１を生成するための熱を供給するために燃焼ガス５１１を利用する。

焼却灰回収６９０の工程は、半炭化物燃焼６７０で残った焼却灰５０２を肥料として利用するために回収する。

最初は、燃焼台４００で燃焼させる半炭化物５０１がないので、ロータリーキルン２００を加熱するための燃焼ガス５１１も発生しない。そのため、着火剤として枯れた杉の葉など燃えやすい落ち葉をロータリーキルン２００に投入し、そのまま燃焼台４００まで送った上で、燃焼台４００で燃焼させれば良い。

焼却灰５０２の成分としては、窒素が１５３０ｍｇ／ｋｇ（０．１５％）、リン酸が４５３００ｍｇ／ｋｇ（４．５３％）、カリウムが７０３００ｍｇ／ｋｇ（７．０３％）で、ｐＨは１０．５であった。なお、馬糞を含まない藁のみの場合の成分は、窒素が０．０６％、リン酸が２．４７％、カリウムが１０．０％で、ｐＨは１０．２であり、焼却灰５０２は、農作物の肥料として非常に有効であることが分かる。

以上、本発明の実施例を述べたが、これらに限定されるものではない。例えば、競走馬の育成牧場や厩舎だけでなく、牛や豚や鶏など家畜の飼育牧場において使用しても良い。また、動物の糞が含まれていない稲藁や草木などを半炭化しても良い。

１００：トレファクション装置
２００：ロータリーキルン
２１０：外装体
２１１：断熱材
２１２：空気層
２１３：給気口
２２０：円筒体
２２１：投入口
２２２：落下口
２２３：回転軸
２２４：駆動モータ
２２５：ベルト
２２６：仕切板
２２７：引掛板
２３０：受けローラー
２３１：外輪
２３２：内輪
２３３：軸
２３４：支持板
２４０：フレーム
２４１：支持フレーム
２４２：脚フレーム
２４３：キャスター
２５０：煙突
２５１：排気口
３００：分別器
３１０：ホッパー
３１１：受入口
３１２：接続部
３１３：設置溝
３２０：送出管
３２１：排出口
３３０：送りスクリュー
３３１：回転軸
３３２：駆動モータ
３３３：ベルト
３４０：送出板
４００：燃焼台
４０１：カバー
４１０：燃焼テーブル
４１１：回転軸
４１２：駆動モータ
４２０：ブロア
４３０：灰受箱
４３１：灰受け
５００：敷藁
５０１：半炭化物
５０２：焼却灰
５１０：炎
５１１：燃焼ガス
６００：処理方法
６１０：材料収集
６２０：材料切断
６３０：材料投入
６４０：トレファクション
６５０：燃料回収
６６０：半炭化物送出
６７０：半炭化物燃焼
６８０：燃焼ガス送出
６９０：焼却灰回収

Claims

投入口のある手前側から落下口のある奥側に向かって傾斜する回転可能に支持された円筒体と、前記円筒体の外周側に空気層が確保された上で前記空気層を断熱材で覆い被せられた外装体と、前記円筒体の手前側から奥側にかけて前記円筒体の内周に沿って設けられた環状又は円弧状の複数の仕切板と、前記円筒体の手前側から奥側に向かって前記円筒体の内周から突出させて前記仕切板の幅よりも出た位置で前記円筒体の回転方向に折曲させた複数の引掛板と、を有し、前記空気層の温められた空気で加熱された前記円筒体を回転させながら、前記投入口から前記円筒体の内部に投入された敷藁が前記仕切板で止められ、さらに前記引掛板で上方に運ばれて落ちる際に奥側に進むことが繰り返されることで、前記敷藁から水分を飛ばして半炭化するためのロータリーキルンと、
前記ロータリーキルンの前記落下口から落とされた前記敷藁の半炭化物を受けるホッパーと、前記半炭化物の一部を燃料用として別に排出する送出板と、前記半炭化物の残りを螺旋状に回転する送りスクリューで運搬する送出管と、を有し、前記半炭化物の残りが前記送出管に入り込み易くすべく前記ホッパーと前記送出管の接続部を湾曲させるとともに、前記半炭化物の残りを前記送りスクリューに押し込むための開閉式の押さえ込み機構を設けた分別手段と、
前記分別手段の前記送出管で運ばれた前記半炭化物の残りを環状に載置しながら燃焼するために回転する燃焼テーブルと、前記燃焼テーブルで燃焼により発生した燃焼ガスを前記ロータリーキルンの前記空気層に送るための風を発生させるブロアと、前記燃焼テーブルで燃焼後に残った焼却灰を肥料用に溜めておく灰受箱と、を有し、前記燃焼テーブルを回転させながら前記焼却灰を前記灰受箱に落とすワイパーを設けた燃焼台と、を備えた、
ことを特徴とするトレファクション装置。
前記ロータリーキルンは、水平に対して７〜１５度の角度で傾斜させ、１５０〜２５０度の低温度で１分間あたり０．５〜２回転させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のトレファクション装置。
前記仕切板と前記引掛板とを接続して円筒状の枠体を形成し、前記仕切板及び前記引掛板は、前記円筒体の内部に着脱可能に挿入される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトレファクション装置。
前記仕切板は、前記円筒体の内周に沿って、前記引掛板とそれに隣接する引掛板との間に弧状に設ける部分と設けない部分とが交互に来るようにし、さらに前記円筒体の手前側から奥側にかけて弧状に設ける部分と設けない部分とが交互に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載のトレファクション装置。
前記燃焼台は、前記ロータリーキルン及び前記分別手段と分離して単独の熱源として利用可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のトレファクション装置。
敷藁を収集する材料収集の工程と、
収集した前記敷藁を切断機で切断する材料切断の工程と、
投入口のある手前側から落下口のある奥側に向かって傾斜する回転可能に支持された円筒体と、前記円筒体の外周側に空気層が確保された上で前記空気層を断熱材で覆い被せられた外装体と、前記円筒体の手前側から奥側にかけて前記円筒体の内周に沿って設けられた環状又は円弧状の複数の仕切板と、前記円筒体の手前側から奥側に向かって前記円筒体の内周から突出させて前記仕切板の幅よりも出た位置で前記円筒体の回転方向に折曲させた複数の引掛板と、を有するロータリーキルンに、切断した前記敷藁を投入する材料投入の工程と、
前記ロータリーキルンにおいて、前記空気層の温められた空気で加熱された前記円筒体を回転させながら、前記投入口から前記円筒体の内部に投入された敷藁が前記仕切板で止められ、さらに前記引掛板で上方に運ばれて落ちる際に奥側に進むことが繰り返されることで、前記敷藁から水分を飛ばして半炭化するトレファクションの工程と、
前記ロータリーキルンの前記落下口から落とされた前記敷藁の半炭化物を受けるホッパーと、前記半炭化物の一部を燃料用として別に排出する送出板と、前記半炭化物の残りを螺旋状に回転する送りスクリューで運搬する送出管と、を有する分別手段で、前記半炭化物の一部を燃料として利用するために回収する燃料回収の工程と、
前記分別手段に前記半炭化物の残りが前記送出管に入り込み易くすべく前記ホッパーと前記送出管の接続部を湾曲させるとともに、前記半炭化物の残りを前記送りスクリューに押し込むための開閉式の押さえ込み機構を設けて、前記半炭化物の残りを運搬する半炭化物送出の工程と、
前記分別手段の前記送出管で運ばれた前記半炭化物の残りを環状に載置しながら燃焼するために回転する燃焼テーブルと、前記燃焼テーブルで燃焼により発生した燃焼ガスを前記ロータリーキルンの前記空気層に送るための風を発生させるブロアと、前記燃焼テーブルで燃焼後に残った焼却灰を肥料用に溜めておく灰受箱と、を有する燃焼台で、前記半炭化物の残りを燃焼させる半炭化物燃焼の工程と、
前記半炭化物の残りを燃焼させた時に発生した燃焼ガスを、前記ロータリーキルンで敷藁から半炭化物を生成するための熱を供給するために、前記ロータリーキルンに送る燃焼ガス送出の工程と、
前記燃焼台において、前記燃焼テーブルを回転させながら前記焼却灰を前記灰受箱に落とすワイパーを設け、前記焼却灰を肥料として利用するために回収する焼却灰回収の工程と、を備えた、
ことを特徴とするトレファクション処理方法。