JP4836101B2 - Carbonization equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材や竹等の可燃性有機物を炭化させる炭化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
木材や竹等の可燃性有機物は、空気の薄い状態で高温に加熱すると不完全燃焼して炭化する。炭化を行う炭化室は、完全に密閉してしまうと炭化の際に発生したガスによって破裂する恐れがあるので、これを避けるために炭化室には排気のために煙突を設けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
炭化処理の最中に炭化室内の温度が下がったりすると、炭化室内の圧力が負圧になる(大気圧より低くなる)ことがある。そうすると、煙突や壁面のちょっとした隙間などから炭化室内に空気が流れ込み、可燃性有機物が本格的に燃焼することとなる。これでは炭化物が得られないばかりか、危険でもある。炭化室内の様子は外から見ることはできず、煙突からの煙の状態を見て判断するしかなく、絶えず煙の状態を観察して空気が過剰に流れ込まないように注意していなければならなかった。
【0004】
本発明は、炭化室への空気の流入を阻止して、炭化物を高い歩留りで安全且つ容易に得ることのできる炭化装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために請求項1記載の発明による炭化装置は、原料を収容する炭化室と、過熱蒸気を発生する高温蓄熱槽を備え、配管を通じて炭化室と高温蓄熱槽の間を過熱蒸気が循環し、炭化室若しくは炭化室と高温蓄熱槽を繋ぐ配管の途中に、炭化室内又は配管内の圧力が負圧になった場合に水又は不燃性ガスを供給する正圧維持手段を有することを特徴とする。この炭化装置によれば、炭化室内の圧力を常に正圧に維持できるので炭化室内に空気が流れ込むことがなく、結果として炭化物を高い歩留りで安全且つ容易に得ることができる。不燃性ガスとしては、二酸化炭素や窒素を用いるのが好ましい。水を用いた方がコストを低くできるが、水が使えるのは炭化室内の温度が100℃以上の場合である。炭化室内の圧力とともに温度も合わせて検知し、炭化室内の温度によって、水又は不燃性ガスの何れかを選択的に供給するものであっても良い。また、この炭化装置によれば、過熱蒸気の各水分子が遠赤外線を放射することから、木材や竹などの原料を短時間でムラなく加熱でき、燃料費を低く抑えることができる。高温蓄熱槽については、同出願人が以前に出願した特願平10−271061号等に詳しく記載してあるが、電気ヒーターで蓄熱材を加熱し、蓄熱材で伝熱管に供給される水を加熱し、過熱蒸気を発生するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明による炭化装置の概要を示す説明図である。この炭化装置は、木材等の原料1を密閉して収容する炭化室2と、過熱蒸気を発生させる高温蓄熱槽6とを備え、炭化室2と高温蓄熱槽6を配管7でつなぎ高温蓄熱槽6で発生させた過熱蒸気を循環させ、過熱蒸気の熱により原料1を炭化するものである。
【0008】
高温蓄熱槽6の内部には、電気ヒーター8と伝熱管9を配設して蓄熱材10を充填してある。蓄熱材10はマグネシア、マグネタイト等の固体蓄熱材と、硝酸ナトリウムと亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウムの3種類の硝酸塩を混合した液体蓄熱材とで構成されている。伝熱管9は炭化室2に通ずる配管7に連結されている。高温蓄熱槽10と炭化室2の間の配管7の途中には送風機14を備えており、これによって蒸気を循環させている。
【0009】
炭化室2は略密閉した状態に形成してあり、配管7によって内部に過熱蒸気が導入されている。過熱蒸気の入口は複数に分けて設けても良い。また炭化室2には、炭化反応によって発生したガスを逃がすための排気手段16を備えている。排気手段16は、炭化室2に連通して排気路18を設け、排気路の先にバルブ19を介して滞留室20を設け、滞留室にはガスが冷やされることで液化したエキスの回収手段21と、残ったガスを大気中に放出する煙突22を有している。エキスとは、原料が木材である場合には木酢液、竹である場合には竹酢液のことであり、これらは農業用の害虫駆除剤などとして有効に活用できる。
【0010】
送風機14の風上側には正圧維持手段15を設けている。正圧維持手段15は図2に示すように、配管7内の圧力を計る圧力センサー3と、配管7内の温度を計る温度センサー17と、水4及び不燃性ガス5のタンクと、両タンクから配管7に通ずる供給路を開閉する電磁弁A,Bとを備える。温度センサー17の値が100℃以上で、圧力センサー3が負圧を検知した時には、電磁弁Aを開いて配管7内に水4を供給する。そうすると循環する過熱蒸気の量が多くなるから炭化室2内の圧力が上がり、炭化室2への空気の流入を阻止できる。また、温度センサー17の値が100℃以下で、圧力センサー3が負圧を検知した時には、電磁弁Bを開いて配管7内に不燃性ガス5を供給する。これによっても炭化室2内の圧力が上昇し、炭化室2への空気の流入を阻止できる。送風機14の風上側の配管7内は最も圧力が低くなる場所なので、ここを正圧に維持できれば炭化室2内も当然正圧に維持できる。
【0011】
この炭化装置の運転手順を以下に簡単に述べる。まず炭化室2の扉(図示省略)を開いて内部に木材1を並べた後、扉を閉める。排気路のバルブ19は、当初は閉じておく。高温蓄熱槽6の電気ヒーター8を通電し、蓄熱材10が450℃くらいになるまで蓄熱する。送風機14を作動させると熱気が炭化室2に送られ、炭化室2内はほとんど酸素がない状態で300〜400℃となるから、木材1が炭化反応を起こす。また木材1から水分が蒸発し、この蒸気が高温蓄熱槽で加熱されて過熱蒸気となって循環することにより、木材1の炭化反応が促進される。この時点で炭化室2内は正圧となり、排気路18のバルブ19を開いて発生したガスを排気手段16から逃がし、同時に木酢液を回収手段21より回収する。炭化室2内は、前述の正圧維持手段15の働きにより正圧に維持されているので、排気手段16から炭化室2内に空気が流れ込むことがなく、炭化が良好に進行する。所定の時間が経過して炭化が完了すれば本装置を停止し、十分に冷えた所で炭化室2から炭化物を取り出す。炭化の進み具合は、煙突から出るガスや木酢液の色や量から判断できる。
【0012】
本発明の炭化装置は以上に述べた実施形態に限定されない。正圧維持手段15は、炭化室2に設けたり、配管7の途中の別の位置に設けても良い。炭化室2はガスバーナや電気ヒーターで直接加熱しても良い。本炭化装置は、木材や竹に限らず、あらゆる化燃性有機物を炭化させることができ、ゴミ処理に利用することもできる。
【0013】
【発明の効果】
請求項1記載の炭化装置は、正圧維持手段の働きにより炭化室内が負圧になることがなく、炭化室内への空気の流入を防ぐことができる。よって、安全且つ容易に一定の品質の炭化物を高い歩留りで生産できる。さらに、請求項1記載の炭化装置は、過熱蒸気によって木材や竹などの原料を短時間でムラなく加熱して効率良く炭化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による炭化装置の概要を示す説明図である。
【図2】炭化室に設ける正圧維持手段の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
1 木材(原料)
2 炭化室
3 圧力センサー
4 水
5 不燃性ガス
6 高温蓄熱槽
7 配管
15 正圧維持手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carbonization apparatus for carbonizing a combustible organic material such as wood or bamboo.
[0002]
[Prior art]
Combustible organic materials such as wood and bamboo burn incompletely and carbonize when heated to high temperatures with thin air. Since the carbonization chamber that performs carbonization may be ruptured by gas generated during carbonization if it is completely sealed, a chimney is provided in the carbonization chamber for exhaust to avoid this.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the temperature in the carbonization chamber falls during the carbonization process, the pressure in the carbonization chamber may become negative (below atmospheric pressure). If it does so, air will flow into a carbonization chamber from a chimney, a slight gap of a wall surface, etc., and combustible organic matter will burn in earnest. This is not only difficult to obtain carbide but also dangerous. The inside of the carbonization chamber can not be seen from the outside, you can only judge by looking at the state of the smoke from the chimney, you must constantly observe the state of the smoke and be careful not to let the air flow excessively It was.
[0004]
An object of this invention is to provide the carbonization apparatus which can prevent the inflow of the air into a carbonization chamber, and can obtain a carbide | carbonized_material safely and easily with a high yield.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a carbonization apparatus according to the first aspect of the present invention includes a carbonization chamber that accommodates a raw material and a high-temperature heat storage tank that generates superheated steam, and overheats between the carbonization chamber and the high-temperature heat storage tank through a pipe. There is a positive pressure maintaining means for supplying water or incombustible gas when the pressure in the carbonization chamber or piping becomes negative pressure in the middle of the piping connecting the carbonization chamber or the carbonization chamber and the high-temperature heat storage tank, with steam circulating It is characterized by that . According to this carbonization apparatus, since the pressure in the carbonization chamber can always be maintained at a positive pressure, air does not flow into the carbonization chamber, and as a result, carbide can be obtained safely and easily with a high yield. As the nonflammable gas, carbon dioxide or nitrogen is preferably used. Using water can lower the cost, but water can be used when the temperature in the carbonization chamber is 100 ° C. or higher. The temperature may be detected together with the pressure in the carbonization chamber, and either water or nonflammable gas may be selectively supplied depending on the temperature in the carbonization chamber. Moreover, according to this carbonization apparatus, since each water molecule of superheated steam emits far infrared rays, raw materials such as wood and bamboo can be heated uniformly in a short time, and fuel costs can be kept low. The high temperature heat storage tank is described in detail in Japanese Patent Application No. 10-271061 filed earlier by the same applicant, but the heat storage material is heated with an electric heater, and the water supplied to the heat transfer tube with the heat storage material is used. Heats and generates superheated steam .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a carbonization apparatus according to the present invention. This carbonization apparatus includes a carbonization chamber 2 that encloses and stores a raw material 1 such as wood, and a high-temperature
[0008]
An
[0009]
The carbonization chamber 2 is formed in a substantially sealed state, and superheated steam is introduced into the inside by a
[0010]
Positive pressure maintaining means 15 is provided on the windward side of the
[0011]
The operation procedure of this carbonizer is briefly described below. First, after opening the door (not shown) of the carbonization chamber 2 and arranging the wood 1 inside, the door is closed. The
[0012]
The carbonization apparatus of the present invention is not limited to the embodiment described above. The positive pressure maintaining means 15 may be provided in the carbonization chamber 2 or at another position in the middle of the
[0013]
【The invention's effect】
The carbonization apparatus according to claim 1 can prevent the inflow of air into the carbonization chamber without causing the negative pressure in the carbonization chamber by the action of the positive pressure maintaining means. Therefore, a certain quality carbide can be produced safely and easily with a high yield. Furthermore, the carbonization apparatus according to claim 1 can efficiently carbonize by heating raw materials such as wood and bamboo in a short time with overheated steam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a carbonization apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a configuration of positive pressure maintaining means provided in the carbonization chamber.
[Explanation of symbols]
1 Wood (raw material)
2
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