特開 2024-76363 熱分解ガス化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076363

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】熱分解ガス化装置

(51)【国際特許分類】

   C10B 49/02 20060101AFI20240529BHJP

   C10B 53/00 20060101ALI20240529BHJP

   B09B 3/40 20220101ALI20240529BHJP

   B09B 101/75 20220101ALN20240529BHJP

【ＦＩ】

C10B49/02

C10B53/00

B09B3/40 ZAB

B09B101:75

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023196015

(22)【出願日】2023-11-17

(31)【優先権主張番号】P 2022187163

(32)【優先日】2022-11-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】504205521

【氏名又は名称】国立大学法人 長崎大学

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】大嶺 聖

【テーマコード（参考）】

4D004

【Ｆターム（参考）】

4D004AA01

4D004AA02

4D004AA07

4D004AA12

4D004BA03

4D004CA26

4D004CB01

4D004CB31

4D004DA02

(57)【要約】

【課題】低コストかつ小型化を図りつつ、有機系廃棄物及び廃プラスチックの炭化が可能な熱分解ガス化装置を提供する。
【解決手段】熱分解ガス化装置１０Ａは、有機物を加熱して炭化させる熱分解ガス化装置１０Ａであって、外筒３００Ａと、前記外筒３００Ａの内側に所定の隙間をあけて配置され、前記有機物を収納する容器１００と、を備え、前記容器１００は、前記有機物の加熱により発生する乾留ガスを排気するための孔１１２を側壁に有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物を加熱することで炭化物を生成する熱分解ガス化装置であって、
前記有機物を収納する容器と、
前記容器の外周部を囲むように配置される外筒と、
を備え、
前記容器は、前記有機物の加熱により発生する乾留ガスを排気するための孔を側壁に有し、
前記容器の側壁と前記外筒の内壁との間には、少なくとも前記乾留ガスが流れる流路が設けられる、
熱分解ガス化装置。

【請求項2】

前記容器の上方には、前記外筒によって囲まれた空間が設けられる
請求項１に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項3】

前記容器の長手方向の長さは第１長さであり、
前記外筒の長手方向の長さは前記第１長さよりも長い第２長さである、
請求項２に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項4】

前記容器は、複数の容器を含み、
前記外筒は、細長の筒形状であり、
前記複数の容器は、前記外筒の長手方向に重ねて配置される、
請求項１に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項5】

前記複数の容器は、第１容器と、当該第１容器上に載置される第２容器とを、少なくとも含み、
前記第１容器は前記孔である第１孔を有し、前記第２容器は前記孔である第２孔を有し、
前記第１容器の前記第１孔と前記第２容器の前記第２孔とは、前記外筒の長手方向に沿って延びる線上に位置する、
請求項４に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項6】

前記有機物は、熱分解により乾留ガスを発生し、
前記第１容器の前記第１孔から排出された乾留ガスに着火した火炎は、前記外筒と前記容器との間の前記流路を上昇し、
前記火炎は、前記第２容器内の有機物を加熱して炭化させるとともに、前記第２孔から排出された前記乾留ガスに着火して火炎を発生させる、
請求項５に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項7】

前記流路には、乾留ガス及び火炎の流れを調整するための整流板が配置され、
前記整流板は、前記容器の外周部に沿うとともに斜め上方に向かって傾斜する傾斜面を有する、
請求項１に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項8】

前記有機物は、有機系廃棄物と廃プラスチックとが所定の割合で混合された混合物である、
請求項１に記載の熱分解ガス化装置。

【請求項9】

前記容器の下方に配置され、前記有機物を加熱するための加熱部を備える、
請求項１に記載の熱分解ガス化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱分解ガス化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリスチレンやポリ塩化ビニル等のいくつかの素材が混ざった廃プラスチックは、分離及び分別が難しいため、多くは焼却処分されている。また、大量に発生する家畜排せつ物や汚泥等の有機廃棄物についても、処理及び処分するのにコストがかかり、一部は焼却処分されている。そこで、有機系廃棄物や廃プラスチック等を安全に燃焼させながら廃棄処理を行いつつ、さらに廃棄処理後に有効利用できる炭化材を得ることが可能な装置が求められている。

【0003】

有機系廃棄物や廃プラスチック等を炭化させるためには、一般的に外部から熱を与えながら空気を遮断して熱分解ガスを得る方法が用いられている。特許文献１には、大量に発生する下水汚泥や家畜排せつ物の処理が可能な大型の炭化炉が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－３３６２３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来における炭化装置は、大型であるため、高価であり、定期的なメンテナンスも必要となるため、広く導入されている状況ではない。地域活性化を図り、かつ農村地域、小規模自治体でも活用可能とするためには、小規模であって分散型の小型炭化炉の製品化が期待されている。

【0006】

そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、低コストかつ小型化を図りつつ、有機系廃棄物及び廃プラスチックの炭化が可能な熱分解ガス化装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第1の態様は、有機物を加熱して炭化させる熱分解ガス化装置であって、外筒
と、前記外筒の内側に所定の空間をあけて配置され、前記有機物を収納する容器と、を備え、前記容器は、前記有機物の加熱により発生する乾留ガスを排気するための孔を側壁に有する、熱分解ガス化装置に関する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、有機物を収納する容器の側壁に孔を設けるので、有機物の加熱により孔から排出された乾留ガスを利用して燃焼を起こすことができる。これにより、簡易な装置構成により炭化材を得ることができ、熱分解ガス化装置の低コスト化及び小型化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の斜視図である。

【図2】第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の分解斜視図である

【図3A】第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の断面図である。

【図3B】第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の平面図である。

【図4】第１の実施の形態の第１変形例に係る熱分解ガス化装置の断面図である。

【図5A】第１の実施の形態の第２変形例に係る熱分解ガス化装置に使用される整流板の斜視図である。

【図5B】第１の実施の形態の第２変形例に係る熱分解ガス化装置に使用される整流板の平面図である。

【図6】第１の実施の形態の第２変形例に係る整流板を使用した場合における熱分解ガス化装置を示す斜視図である。

【図7】第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の斜視図である。

【図8】第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の分解斜視図である

【図9A】第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の断面図である。

【図9B】第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置の平面図である。

【図10】第２の実施の形態の第２変形例に係る熱分解ガス化装置の断面図である。

【図11A】第２の実施の形態の第２変形例に係る熱分解ガス化装置に使用される整流板の斜視図である。

【図11B】第２の実施の形態の第２変形例に係る熱分解ガス化装置に使用される整流板の平面図である。

【図12】第２の実施の形態の第２変形例に係る整流板を使用した場合における熱分解ガス化装置を示す斜視図である。

【図13A】第２の実施の形態の第３変形例に係る熱分解ガス化装置の断面図である。

【図13B】第２の実施の形態の第３変形例に係る熱分解ガス化装置の平面図である。

【図14】図１０に示す熱分解ガス化装置により有機物の炭化実験を行った場合における３段目の容器及び６段目の容器の温度変化を示すグラフである。

【図15】図１０に示す熱分解ガス化装置により有機物の炭化実験を行った場合における１段目から６段目の各容器内の炭化の収率を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。

【0011】

＜第１の実施の形態＞
［熱分解ガス化装置１０Ａの構成例］
図１は、第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ａの斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ａの分解斜視図である。図３Ａは第１の実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ａの断面図であり、図３Ｂは熱分解ガス化装置１０Ａの平面図である。

【0012】

本実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ａは、有機系廃棄物や廃プラスチック等の有機物を加熱することで発生する可燃性の乾留ガスを利用して連続的な燃焼を起こし、有機物を効率的に炭化させるための装置である。乾留ガスには、例えば一酸化炭素、水素、メタン等が含まれる。

【0013】

熱分解ガス化装置１０Ａは、図１～図３に示すように、容器１００と、外筒３００Ａと、着火源４００とを備える。なお、本実施の形態において、熱分解ガス化装置１０Ａを設置した際における容器１００及び外筒３００Ａの長手方向が、熱分解ガス化装置１０Ａの上下方向及び高さ方向である。また、本実施の形態において容器１００及び外筒３００Ａの中心は、中心軸線Ｃに一致するものとする。

【0014】

容器１００には、有機物が収納される。有機物には、例えば、有機系廃棄物と廃プラスチックとを所定の割合で配合した混合物が用いられる。有機系廃棄物としては、例えば、家畜ふん、農業残さ、下水汚泥等の廃棄物系バイオマス、刈草等の未利用バイオマス等が挙げられる。廃プラスチックとしては、例えば、ビニールハウスにも使用されている市販のポリエチレンシート（ＰＥ）、ポリオレフィン系樹脂シート、ポリ塩化ビニルシート、フッ素樹脂シート（硬質フィルム）、ポリプロピレン（ＰＰ）、飲料用ペット容器（ＰＥ
Ｔ）、水道用塩ビパイプ（塩化ビニル：ＰＶＣ）等が挙げられる。所定の割合の一例として、廃プラスチックは、有機系廃棄物及び廃プラスチックを含む有機物全体に対して、約５～２２．５％の質量の範囲であることが好ましい。廃プラスチックを５％以上とすることで有機物を十分に燃焼させることができる。また、廃プラスチックを２２．５％以下とすることでススの発生を抑制できる。

【0015】

容器１００には、例えば、耐熱機能を有するステンレス等の金属材料が用いられる。容器１００は、容器本体１１０と、蓋１２０と、を有する。容器本体１１０は、中心軸線Ｃに沿って延びる細長の円筒形状からなる。容器本体１１０の下端（長手方向の一端）には底壁が設けられ、容器本体１１０の上端（長手方向の他端）は開口している。蓋１２０は、容器本体１１０の上部に装着可能であり、上端開口を塞ぐことで容器１００内を密閉状態とする。容器１００の高さ方向（長手方向）の高さｈ１（第１長さ）は、図３Ａに示すように、例えば０．５ｍ～１．０ｍ程度である。また、容器１００の直径Ｄ１は、図３Ｂに示すように、例えば５０ｍｍ～１５０ｍｍである。

【0016】

容器本体１１０の側壁下部には、図１、図２及び図３Ｂに示すように、その側壁を厚み方向に貫通する複数の孔１１２が形成されている。複数の孔１１２は、容器本体１１０内に充填された有機物の熱分解により発生した乾留ガスを外部に排出するとともに、容器本体１１０内に空気を送る通気口として機能する。孔１１２の孔径は、例えば、容器本体１１０内に収納される有機物や炭化した炭化材が漏れ出さない程度の大きさであることが好ましい。本実施の形態において複数の孔１１２は、図３Ｂに示すように、例えば３個で構成される。３個の孔１１２は、中心軸線Ｃを中心とする容器本体１１０の側壁の円周方向に等間隔（１２０°）に形成されている。

【0017】

なお、孔１１２は、容器本体１１０の中間部及び上部に形成してもよい。この場合、有機物の燃焼により発生した乾留ガスを容器本体１１０の中間部及び上部から排出できるので、これらの孔１１２から排出された乾留ガスに火炎が着火することにより、容器本体１１０の中間部及び上部でも連続的に燃焼を起こすことができる。一方で、容器本体１１０の中間部及び上部に孔１１２を形成した場合、容器本体１１０の中間部及び上部の孔１１２から乾留ガスが燃焼せずにそのまま外部に排出されてしまう場合もある。そのため、熱分解ガス化装置１０Ａを使用する環境、設計等に応じて孔１１２の形成位置を決定することが好ましい。また、上述した実施の形態では、３個の孔１１２を容器１００に形成したが、孔１１２の個数は３個に限定されることはなく、単数でもよいし、３個以外の複数であってもよい。また、本実施の形態では、容器１００を円筒形状としたが、この形状に限定されることはなく、有機物を収納することができれば、例えば角筒であってもよい。

【0018】

外筒３００Ａは、図１等に示すように、中心軸線Ｃに沿って延びる細長の円筒形状からなる。外筒３００Ａの下端及び上端は、それぞれ開口している。外筒３００Ａは、容器１００よりも長くかつ容器１００よりも直径が大きい。具体的には、図３Ａに示すように、外筒３００Ａの高さｈ２（第２長さ）は、容器１００の高さｈ１よりも０．５ｍ～１．０ｍほど高くすることが好ましく、例えば１．０ｍ～２．０ｍである。外筒３００Ａの取り回しや、安全性を考慮すると外筒３００Ａの高さｈ２（第２長さ）は、例えば１．０ｍ～１．５ｍ程度であることがより好ましく考慮される。また、外筒３００Ａの内径Ｄ２は、容器１００の直径Ｄ１よりも１５ｍｍ～２０ｍｍ程度大きくすることが好ましく、例えば６５ｍｍ～１７０ｍｍである。なお、外筒３００Ａについても円筒形状に限定されることはなく、容器１００との間に隙間を形成できれば、例えば角筒であってもよい。

【0019】

外筒３００Ａの下端部には、外部から外筒３００Ａ内に空気を流入させるための流入口３０２が形成されている。本実施の形態では、流入口３０２を１箇所としているが、これに限定されることはなく、流入口３０２を複数箇所に形成してもよい。また、外筒３００
Ａを着火源４００に対して浮かせて配置することで、その隙間を流入口３０２として機能させてもよい。後述する着火源４００に通気口を設けることで、外部の空気を外筒３００Ａ内に流入させてもよい。

【0020】

外筒３００Ａは、容器１００の側壁を囲むように、容器１００の外側に配置される。これにより、外筒３００Ａの内壁と容器１００の側壁との間には流路Ｐが形成されるとともに、容器１００の上方には外筒３００Ａによって囲まれた空間Ｓが形成される。流路Ｐは、流入口３０２から吸い込まれた空気、容器１００の孔１１２から排出された乾留ガス、乾留ガスへの着火により発生する火炎等を、容器１００の下部から上部に向かって流すための隙間である。例えば、流路Ｐの幅Ｗ１は、図３Ｂに示すように、全周に亘って略均一な幅であり、１５ｍｍ～２０ｍｍ程度である。空間Ｓは、流路Ｐを上昇する空気及び乾留ガスを流入させることで混合気体を生成したり、生成した混合気体を一時的に溜めたりする空間として機能する。なお、例えば、外筒３００Ａの下部に、保温することで乾留ガスの発生を促進するための保温材や断熱材を巻き付けてもよい。

【0021】

着火源４００は、容器１００及び外筒３００Ａの下方に配置され、着火、燃焼することで容器１００内に収納された有機物を加熱する。着火源４００には、例えば、ガスコンロ、電気コンロ、アルコールランプ、アルコールストーブ又は炭等が用いられる。また、着火源４００は、容器１００を載置するための載置部４１０を有する。載置部４１０は、着火源４００の上面に対して所定の高さを有し、容器１００を着火源４００の上面の例えば着火口から離れた位置で保持する。

【0022】

［熱分解ガス化装置１０Ａの動作例］
次に、本実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ａを使用して容器１００内の有機物を炭化させるまでの流れについて図１～図３を参照して説明する。なお、図３Ａでは、容器１００内を下部の有機物Ｏ１と中間部及び上部の有機物Ｏ２との２段構成で便宜上図示しているが、これに限定されるものではない。

【0023】

まず、作業者により着火源４００が着火（点火）されると、外筒３００Ａの流入口３０２から流入する空気とガスとが反応して燃焼する。着火源４００が燃焼すると、図３Ａ等に示すように、その火炎によって容器１００内の下部に充填されている有機物Ｏ１が加熱される。容器１００内の有機物Ｏ１が加熱されると、有機物Ｏ１が熱分解されることで乾留ガスが発生するとともに、容器１００内の有機物Ｏ１が炭化して炭化材が生成される。

【0024】

容器１００内で発生した乾留ガスは、容器１００の下部の孔１１２から流路Ｐに排出される。流路Ｐに排出された乾留ガスは、着火源４００の火炎等によって着火して燃焼し、その火炎が流路Ｐを上昇していく。これにより、例えば、容器１００内の中間部及び上部に充填されている有機物Ｏ２が加熱される。有機物Ｏ２が加熱されると、有機物Ｏ２が炭化して炭化材が生成される。

【0025】

また、本実施の形態では、流入口３０２から流入した空気及び容器１００の孔１１２から排出された乾留ガスが、流路Ｐで発生した上昇気流に乗って上昇し、容器１００の上方に形成された空間Ｓに流入する。空間Ｓに流入した空気及び乾留ガスは混合され、混合された混合気体が流路Ｐを上昇する火炎によって着火して燃焼する。これにより、容器１００の上部や容器１００の上方の空間Ｓでも燃焼が起こるので、容器１００内の上部及び中間部の有機物が加熱され、有機物Ｏ２が炭化して炭化材が生成される。

【0026】

なお、有機物の炭化作業時には、容器１００の下部の有機物の方が上部よりも着火源４００に近く、早く炭化する。そのため、炭化作業開始から所定時間後に、容器１００の下部において炭化した炭化材を取り出し、その後、容器１００の上部の蓋１２０を開いて新たな有機物を投入してもよい。

【0027】

以上のように第１の実施の形態によれば、家畜ふん、下水汚泥などの廃棄物系バイオマス、刈草などの未利用バイオマス、ＰＥＴや農業用ポリエチレンシート等の廃棄物を資材として活用するので、燃料費用がほぼかからず、資材の低コスト化を図ることができる。また、本実施の形態によれば、有機系廃棄物や廃プラスチックから炭化材を得ることができるので、得られた炭化材を燃料又は土壌改良材として有効利用できる。

【0028】

また、第１の実施の形態によれば、容器１００の上方であって外筒３００Ａの内側に空間Ｓを形成するので、上昇気流に乗って流路Ｐを流れる空気、乾留ガスを空間Ｓに流入させることで空間Ｓ内において混合気体を生成できる。また、空間Ｓ内に一時的に生成した混合気体を溜めることもできる。これらにより、流路Ｐを上昇してきた火炎に混合気体が着火することで、容器１００の上部やその上方で燃焼を起こすことができる。その結果、容器１００の上部やその近傍の中間部においても、容器１００内の有機物を加熱することができ、着火用の燃料を除けば外部からの熱を与えずに連続的に燃焼を続けることができる。したがって、長尺状の容器１００を使用した場合でも、容器１００の下部から上部に向かって連続で燃焼を起こすことができるので、容器１００の容量に応じた一定量の炭化材を効率的に得ることができる。さらには、簡易な装置構成により、長尺状の容器１００内に充填した有機物全体を炭化できるので、熱分解ガス化装置１０Ａの低コスト化及び小型化を図ることができる。その結果、農村地域、小規模自治体であっても導入することができ、地域活性化を図ることができる。

【0029】

また、第１の実施の形態によれば、容器１００の外周部の全周に亘って幅Ｗ１の流路Ｐを設けるので、熱の温度を十分に上げることができる。また、容器１００内を略均一に加熱することができる。これらにより、細長の容器１００を使用した場合でも、容器１００の内部の有機物を効率的に炭化させることができる。

【0030】

＜第１の実施の形態の第１変形例＞
第１の実施の形態の第１変形例では、容器１００よりも低い外筒３００Ｂを用いて熱分解ガス化装置１０Ｂを構成する点において上記第１の実施の形態と相違している。なお、第１変形例において、第１の実施の形態と共通する構成及び動作については、第１の実施の形態の説明を引用することで重複する説明を省略する。

【0031】

図４は、第１の実施の形態の第１変形例に係る熱分解ガス化装置１０Ｂの断面図である。なお、図４では、容器１００については便宜上断面で図示していない。

【0032】

熱分解ガス化装置１０Ｂは、容器１００と、容器１００の外周部を囲むように配置される外筒３００Ｂとを備える。容器１００の側壁と外筒３００Ｂの内壁との間には、流入口３０２から取り込まれた空気、容器１００の孔１１２から排出された乾留ガス、乾留ガス等に着火した火炎が通過する流路Ｐが設けられる。

【0033】

第１の実施の形態の第１変形例では、図４に示すように、容器１００の高さｈ３は、外筒３００Ｂの高さｈ４よりも高い。そのため、容器１００の上端部が外筒３００Ｂの上端縁から突出し、容器１００の少なくとも蓋１２０が外筒３００Ｂの上部から外部に露出する。例えば、容器１００の高さｈ３は０．５ｍ～１．０ｍであり、外筒３００Ｂの高さｈ４は０．３ｍ～０．９ｍである。

【0034】

熱分解ガス化装置１０Ｂを使用した有機物の炭化作業では、容器１００の下部での燃焼が強いため、容器１００の下部での有機物の炭化が早い。この場合、炭化した有機物を取り出し、新たな有機物を投入することで連続的、継続的な有機物の炭化を実現できる。第
１変形例によれば、蓋１２０が外筒３００Ｂの上部から外部に露出しているので、蓋１２０を容器本体１１０から容易に取り外すことができる。これにより、炭化作業を継続した状態において、容器１００の下部から炭化物を取り出した後、容器１００の上部開口から新たな有機物を投入でき、有機物の炭化作業の効率化を図ることができる。

【0035】

＜第１の実施の形態の第２変形例＞
第１の実施の形態の第２変形例の熱分解ガス化装置１０Ｃでは、空気、乾留ガス及び火炎の流れを整流するための整流板５００Ａを使用する。なお、第２変形例では、整流板５００Ａを第1の実施の形態の容器１００に取り付けた場合について説明する。また、第２変形例において、第１の実施の形態と共通する構成及び動作については、第１の実施の形態の説明を引用することで重複する説明を省略する。

【0036】

［熱分解ガス化装置１０Ｃの構成例］
図５Ａは熱分解ガス化装置１０Ｃに使用される整流板５００Ａの斜視図であり、図５Ｂは整流板５００Ａの平面図である。図６は、整流板５００Ａを容器１００に取り付けた場合における熱分解ガス化装置１０Ｃを示す斜視図である。なお、図５Ｂでは、取付片５１０ｂを便宜上水平方向に倒した状態で示している。

【0037】

整流板５００Ａは、図５Ａ及び図６等に示すように、容器１００の側壁の外周部であって流路Ｐに張り出すように取り付けられ、容器１００と外筒３００Ａとの間の流路Ｐを上昇する空気、乾留ガス及び火炎を容器１００の円周方向に渦を巻くように整流する。なお、本実施の形態において、空気等が渦を巻いて上昇する円周方向の一の方向（矢印方向）を渦巻方向Ｕと呼ぶ。

【0038】

整流板５００Ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、取付部５１０と、固定部５２０と、傾斜部５５０と、を備える。整流板５００Ａの取付部５１０等の各構成部は、例えば、一枚の平板を切断、折り曲げ等の加工を施すことで形成してもよいし、別々に用意した取付部５１０等を溶接、ねじ等で締結することで形成してもよい。

【0039】

取付部５１０は、環状体５１０ａと、複数の取付片５１０ｂとを有する。環状体５１０ａは、容器１００の外径と略同一の大きさの開口を有し、容器１００の外周部に沿うように取り付け可能となっている。複数の取付片５１０ｂは、環状体５１０ａの内側開口縁から容器１００の側壁に沿うように立設するとともに、環状体５１０ａの円周方向に沿って配置されている。取付片５１０ｂを含む容器１００の外周部には、図６に示すように、複数の取付片５１０ｂを内側に押さえ付けるように、帯状の締結部材５６０が巻き付けられる。これにより、整流板５００Ａが容器１００の高さ方向における所定位置で固定される。

【0040】

固定部５２０は、環状体５１０ａの外縁部から径方向に突出した部位であり、外筒３００Ａの内壁に当接可能に構成されている。具体的には、固定部５２０の径方向における中心軸線Ｃから固定部５２０の先端面までの長さ（径）Ｌ１は、外筒３００Ａの内径Ｄ２（図３Ｂ参照）と略同一である。本実施の形態では、固定部５２０は３箇所に設けられ、これらの固定部５２０が環状体５１０ａの円周方向に等間隔で配置されている。これにより、整流板５００Ａを取り付けた容器１００を外筒３００Ａの内側に設置すると、３箇所の固定部５２０が外筒３００Ａの内壁に当接又は当接可能となり、外筒３００Ａの内側での容器１００の水平方向（左右方向、前後方向）の動きが規制される。

【0041】

傾斜部５５０は、環状体５１０ａの外縁部から径方向に突出するとともに、環状体５１０ａに沿うように形成されている。傾斜部５５０は、中心軸線Ｃに直交する水平面に対して所定の角度で傾斜している。本実施の形態では、傾斜部５５０は３箇所に設けられ、３箇所の傾斜部５５０が環状体５１０ａの円周方向に等間隔で配置されている。隣接する傾斜部５５０，５５０間には、空気、乾留ガス及び火炎が通過可能な隙間Ｇが設けられている。

【0042】

傾斜部５５０は、第１傾斜部５５０ａと、第２傾斜部５５０ｂと、を有する。第１傾斜部５５０ａは、第２傾斜部５５０ｂよりも渦巻方向Ｕの下流側に位置し、水平面に対して斜め下方に傾斜している。第１傾斜部５５０ａの幅は、渦巻方向Ｕの下流から上流に向かって狭くなっている。第２傾斜部５５０ｂは、第１傾斜部５５０ａよりも渦巻方向Ｕの上流側に位置し、水平面に対して斜め上方に傾斜している。第２傾斜部５５０ｂの幅は、渦巻方向Ｕの下流から上流に向かって広くなっている。本実施の形態では、第１傾斜部５５０ａと第２傾斜部５５０ｂとにより、側面視で略斜め上方に傾斜しかつ容器１００の外周部に沿うように略螺旋状に延びる傾斜部５５０を構成している。なお、第１傾斜部５５０ａと第２傾斜部５５０ｂとを固定部５２０を挟んで配置しているが、第１傾斜部５５０ａと第２傾斜部５５０ｂとを連続して配置してもよい。

【0043】

［熱分解ガス化装置１０Ｃの動作例］
次に、本実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ｃを使用して容器１００内の有機物を炭化させるまでの流れについて図５Ａ及び図６等を参照して説明する。

【0044】

まず、所定の場所に着火源４００を設置する。続けて、着火源４００の周辺に設置された外枠に外筒３００Ａを針金等を使用して締結する。続けて、例えば容器１００の下部から中間部の間の３箇所に整流板５００Ａをそれぞれ取り付け、外筒３００Ａの内側に容器１００を配置する。このとき、整流板５００Ａの固定部５２０が外筒３００Ａの内壁に接触することで容器１００の外筒３００Ａ内での位置ずれが防止される。また、整流板５００Ａの固定部５２０によって、容器１００の周壁と外筒３００Ａの内壁との間の流路Ｐが確保される。

【0045】

作業者により着火源４００が着火されると、空気とガスとが反応して燃焼が起こり、容器１００の下部が加熱される。容器１００の下部が加熱されると、容器１００内の有機物が熱分解することで乾留ガスが発生するとともに、有機物が炭化される。乾留ガスは、容器１００の下部に形成された孔１１２から排出され、流路Ｐを上昇する火炎等によって着火する。

【0046】

第１の実施の形態の第２変形例では、空気、乾留ガス、火炎の一部は、整流板５００Ａの傾斜部５５０の裏面に沿うように斜め上方に流れる。また、整流板５００Ａに沿って流れる空気、乾留ガス、火炎等は、整流板５００Ａの隙間Ｇを通過して流路Ｐを上昇する。このようにして、空気、乾留ガス、火炎は、全体として渦を巻くように、流路Ｐの下部から上部に向かって流れる。渦を巻く流れは、一旦形成されると、整流板５００Ａのない容器１００等の外周部においても維持される。

【0047】

第１の実施の形態の第２変形例によれば、容器１００の外周部に整流板５００Ａを取り付けるので、容器１００の外周部に略螺旋状に渦を巻くように、空気、乾留ガス、火炎を整流することができる。これにより、容器１００の外周部の全周であってかつ容器１００の下部から上部に亘って、略均一に加熱することができ、細長の容器１００内の有機物の全部を効率的に炭化させることができる。

【0048】

なお、図６では、３個の整流板５００Ａを容器１００の下部から中間部の間に取り付けた例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、整流板５００Ａを容器１００の下部から上部の間に取り付けてもよい。また、整流板５００Ａを容器１００に取り付ける個数は、３個以外であってもよい。

【0049】

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、有機物を複数の容器２００ａ～２００ｆに小分けして収容する点において第１の実施の形態とは相違している。なお、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と共通する構成及び動作については、第１の実施の形態の説明を引用することで重複する説明を省略する。

【0050】

［熱分解ガス化装置１０Ｄの構成例］
図７は、第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ｄの斜視図である。図８は、第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ｄの分解斜視図である。図９Ａは第２の実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ｄの断面図であり、図９Ｂは熱分解ガス化装置１０Ｄの平面図である。なお、図９Ａでは、容器２００ａ～２００ｆについては便宜上断面で示していない部位がある。

【0051】

熱分解ガス化装置１０Ｄは、図７～図９に示すように、複数の容器２００ａ～２００ｆと、外筒３００Ｃと、着火源４００と、を備える。

【0052】

複数の容器２００ａ～２００ｆは、外筒３００Ｃの内側であって高さ方向の中心軸線Ｃに沿うように積み重ねて配置される。具体的には、容器２００ａ（第１容器）の上面に容器２００ｂ（第２容器）が載置され、容器２００ｂの上面に容器２００ｃが載置され、容器２００ｃの上面に容器２００ｄが載置され、容器２００ｄの上面に容器２００ｅが載置され、容器２００ｅの上面に容器２００ｆが載置される。容器２００ａ～２００ｆのそれぞれには、有機系廃棄物と廃プラスチックとがそれぞれ所定の割合で混合された有機物が収納される。なお、第２の実施の形態に係る６個の容器２００ａ～２００ｆは、同一の大きさであり、同一の構成及び機能を有するため、以下では代表して容器２００ａについてのみ説明する。

【0053】

容器２００ａには、例えば、耐熱機能を有するステンレス等の金属材料が用いられる。容器２００ａは、容器本体２１０ａと、蓋２２０ａと、を有する。容器本体２１０ａは、第1の実施の形態の容器１００よりも高さが低い細長の円筒形状からなる。容器本体２１
０ａの下端には底壁が設けられ、容器本体２１０ａの上端は開口している。蓋２２０ａは、容器本体２１０ａの上部に装着可能であり、上端開口を塞ぐことで容器２００ａ内を密閉状態とする。容器２００ａの高さｈ５ａは、図９Ａに示すように、例えば４０ｍｍ～１７０ｍｍ程度であり、容器２００ａ～２００ｆを積層した際の高さｈ５は、例えば２４０ｍｍ～１０２０ｍｍである。また、容器２００ａの直径Ｄ３は、図９Ｂに示すように、例えば５０ｍｍ～１５０ｍｍである。

【0054】

容器本体２１０ａの側壁には、その側壁を厚み方向に貫通する複数の孔２１２ａが形成されている。複数の孔２１２ａは、容器本体２１０ａ内に充填された有機物の熱分解により発生した乾留ガスを外部に排出するとともに、容器本体２１０ａ内に空気を送る通気口として機能する。孔２１２ａの孔径は、例えば、容器本体２１０ａ内に収納される有機物やその有機物が炭化した炭化材が漏れ出さない程度の大きさであることが好ましい。複数の孔２１２ａは、図９Ｂに示すように、例えば３個で構成される。３個の孔２１２ａは、容器本体２１０ａの中心軸線Ｃを基準として容器本体２１０ａの側壁の円周方向に等間隔（１２０°）で形成されている。

【0055】

容器２００ｂ～２００ｆにも、容器２００ａと同一の個数及び配置にて複数の孔２１２ｂ～２１２ｆが形成されている。本実施の形態では、図８に示すように、円周方向において同一角度に配置された容器２００ａの孔２１２ａ（第１孔）、容器２００ｂの孔２１２ｂ（第２孔）、容器２００ｃの孔２１２ｃ、容器２００ｄの孔２１２ｄ、容器２００ｅの孔２１２ｅ及び容器２００ｆの孔２１２ｆは、外筒３００Ｃの中心軸線Ｃに平行に延びる仮想線Ｌ上に位置している。すなわち、各孔２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆは、左右方向（水平方向）の位置が同一となるように高さ方向に並んで配置される。なお、図８では、中心軸線Ｃと仮想線Ｌとを重ねて表示しているが、仮想線Ｌは実際には中心軸線Ｃの前方にずれている。

【0056】

なお、本実施の形態では、容器２００ａ等を円筒形状としたが、この形状に限定されることはなく、有機物を収納することができれば、例えば角筒であってもよい。また、上述した実施の形態では、複数の孔２１２ａ～２１２ｆを容器２００ａ～２００ｆの周壁に規則的に形成したが、上述したパターン（配列）に限定されることはない。孔２１２ａ～２１２ｆの個数は、３個に限定されることはなく、単数でもよいし、３個以外の複数であってもよい。

【0057】

外筒３００Ｃは、図７等に示すように、中心軸線Ｃに沿って延びる細長の円筒形状からなる。外筒３００Ｃの下端及び上端は、それぞれ開口している。外筒３００Ｃの下端部には、外部から外筒３００Ｃ内に空気を流入させるための流入口３０２が形成されている。外筒３００Ｃは、容器２００ａ～２００ｆを積載した際の積載高さよりも高くかつ容器２００ａ等よりも直径が大きい。具体的には、図９Ａに示すように、外筒３００Ｃの高さｈ６は、容器２００ａ～２００ｆを積載した際の高さｈ５よりも０．５ｍ～１ｍほど長くすることが好ましく、例えば０．７ｍ～２．０ｍである。また、外筒３００Ｃの内径Ｄ４は、容器２００ｆの直径Ｄ３よりも１５ｍｍ～２０ｍｍ程度大きくすることが好ましく、図９Ｂに示すように、例えば６５ｍｍ～１７０ｍｍである。

【0058】

外筒３００Ｃは、積載された容器２００ａ～２００ｆの側壁の外周部を囲むように、容器２００ａ～２００ｆの外側に配置される。これにより、外筒３００Ｃの内壁と容器２００ａ～２００ｆの側壁との間には流路Ｐが形成されるとともに、最上段の容器２００ｆの上方には外筒３００Ｃによって囲まれた空間Ｓが形成される。流路Ｐは、流入口３０２から吸い込まれた空気、容器２００ａの孔２１２ａ等から排出された乾留ガス、乾留ガスへの着火により発生する火炎等を、最下段（１段目）の容器２００ａから最上段の容器２００ｆに向かって流すための隙間である。例えば、流路Ｐの幅Ｗ２は、図９Ｂに示すように、全周に亘って略均一な幅であり、１５ｍｍ～２０ｍｍ程度である。空間Ｓは、流入口３０２等から吸い込まれた空気及び容器２００ａの孔２１２ａ等から漏れ出した乾留ガスを流路Ｐを経由して流入させながら混合したり、混合した混合気体を一時的に溜めたりする空間として機能する。

【0059】

着火源４００は、容器２００ａ及び外筒３００Ｃの下方に配置され、着火、燃焼することで主に最下段の容器２００ａ内に収納された有機物を加熱する。また、着火源４００は、容器２００ａ～２００ｆを載置するための載置部４１０を有する。

【0060】

［熱分解ガス化装置１０Ｄの動作例］
次に、本実施の形態に係る熱分解ガス化装置１０Ｄを使用して有機物を炭化させるまでの流れについて図７～図９を参照して説明する。

【0061】

まず、作業者により着火源４００が着火されると、外筒３００Ｃの流入口３０２から流入する空気とガスとが反応して燃焼する。着火源４００が燃焼すると、図９Ａ等に示すように、その火炎によって最下段の容器２００ａ内に充填されている有機物Ｏａが加熱される。容器２００ａ内の有機物Ｏａが加熱されると、有機物Ｏａが熱分解されることで乾留ガスが発生するとともに、容器２００ａ内の有機物Ｏａが炭化して炭化材が生成される。

【0062】

容器２００ａ内で発生した乾留ガスは、容器２００ａの孔２１２ａから流路Ｐに排出さ
れる。流路Ｐに排出された乾留ガスは、着火源４００の火炎によって着火して燃焼し、その火炎が流路Ｐを上昇する。これにより、例えば、容器２００ａ上の容器２００ｂ内に充填されている有機物Ｏ２が加熱される。有機物Ｏｂが加熱されると、有機物Ｏｂが熱分解されることで乾留ガスが発生するとともに、容器２００ｂ内の有機物Ｏｂが炭化して炭化材が生成される。

【0063】

容器２００ｂ内で発生した乾留ガスは、容器２００ｂの孔２１２ｂから流路Ｐに排出される。流路Ｐに排出された乾留ガスは、下方の容器２００ａ等で発生した火炎等によって着火して燃焼し、その火炎が流路Ｐを上昇する。これにより、例えば、容器２００ｂ上の容器２００ｃ内に充填されている有機物Ｏｃが加熱される。容器２００ｃ内の有機物Ｏｃが加熱されると、有機物Ｏｃが熱分解されることで乾留ガスが発生するとともに、容器２００ｃ内の有機物Ｏｃが炭化して炭化材が生成される。容器２００ｃ内で発生した乾留ガスは、容器２００ｃの孔２１２ｃから流路Ｐを上昇する。

【0064】

容器２００ｄ～２００ｆにおいても、自身よりも下方で発生した火炎により加熱されることで乾留ガスが発生し、発生した乾留ガスが火炎によって着火してさらに燃焼する。このように、第２の本実施の形態では、有機物の加熱、有機物の熱分解による乾留ガスの発生（有機物の炭化）、乾留ガスへの着火による燃焼（火炎の発生）のサイクルが、高さ方向に積載された容器２００ａ～２００ｆにおいて連続的に発生する。

【0065】

また、本実施の形態では、流入口３０２から流入した空気及び各容器２００ａ～２００ｆの孔２１２ａ～２１２ｆから排出された乾留ガスが、流路Ｐで発生した上昇気流に乗って上昇し、容器２００ｆの上方に形成された空間Ｓに流入する。空間Ｓに流入した空気及び乾留ガスは混合され、混合された混合気体が流路Ｐを上昇する火炎によって着火してさらに燃焼する。これにより、容器２００ｆの上方の空間Ｓにおいて燃焼が起こるので、上段側の容器２００ｆでの有機物Ｏｆの炭化がさらに促進される。

【0066】

以上のように第２の実施の形態によれば、複数の容器２００ａ～２００ｆに小分けにして有機物を収容し、各容器２００ａ～２００ｆで発生した乾留ガスを自身に形成された孔２１２ａ～２１２ｆから排出できるので、発生した乾留ガスが燃焼せずにそのまま外部に抜ける割合を少なくできる。これにより、有機物の加熱、有機物の熱分解による乾留ガスの発生（有機物の炭化）、乾留ガスへの着火による燃焼（火炎の発生）のサイクルを、最下段の容器２００ａから最上段の容器２００ｆに向かって順番に連続的に発生させることができるので、各容器２００ａ～２００ｆ内の有機物を効率的に燃焼、炭化させることができる。したがって、簡易な装置構成により、複数の容器２００ａ～２００ｆ内の有機物全体を炭化できるので、熱分解ガス化装置１０Ｄの低コスト化及び小型化を実現できる。その結果、農村地域、小規模自治体であっても導入することができ、地域活性化を図ることができる。

【0067】

また、第２の実施の形態によれば、複数の容器２００ａ～２００ｆの側壁に孔２１２ａ～２１２ｆを形成し、複数の孔２１２ａ～２１２ｆを仮想線Ｌ上に揃うように容器２００ａ～２００ｆを配置するので、各孔２１２ａ～２１２ｆから排出された乾留ガスに火炎が着火することで、最下段の容器２００ａから最上段の容器２００ｆに向かって連続的に燃焼（自燃）を起こすことができる。これにより、各容器２００ａ～２００ｆにおいてより効率的に燃焼を発生させることができ、各容器２００ａ～２００ｆの容量に応じた一定量の炭化材を効率的に得ることができる。

【0068】

また、第２の実施の形態では、家畜ふん、下水汚泥などの廃棄物系バイオマス、刈草などの未利用バイオマス、ＰＥＴや農業用ポリエチレンシート等の廃棄物を資材として活用するので、燃料費用がほぼかからず、資材の低コスト化を図ることができる。また、本実
施の形態によれば、有機系廃棄物や廃プラスチックから炭化材を得ることができるので、得られた炭化材を燃料又は土壌改良材として有効利用できる。

【0069】

また、第２の実施の形態によれば、容器２００ｆの上方であって外筒３００Ｃの内側に空間Ｓを形成するので、上昇気流に乗って流路Ｐを流れる空気、乾留ガスを空間Ｓに流入させることで空間Ｓ内で混合気体を生成できる。また、空間Ｓ内において生成した混合気体を一時的に溜めることもできる。これらにより、流路Ｐを上昇してきた火炎に混合気体が着火することで、容器２００ｆの上方で燃焼を起こすことができる。その結果、容器２００ｆやその近傍の容器２００ｅ等においても有機物を加熱することができ、着火用の燃料を除けば外部からの熱を与えずに連続的に燃焼を続けることができる。

【0070】

また、第２の実施の形態によれば、容器２００ａ～２００ｆの外周部の全周に幅Ｗ２の流路Ｐを設けるので、熱の温度を十分に上げることができるとともに、各容器２００ａ～２００ｆを略均一に加熱できる。これらにより、小分けした容器２００ａ～２００ｆを使用した場合でも、容器２００ａ～２００ｆの内部の有機物を効率的に炭化させることができる。

【0071】

また、第２の実施の形態では、図示しないものの、外筒３００Ｃの下端部に設けられた流入口３０２および流入口３０２の周囲の外壁部分とを含み、左右一方の端部が蝶番等により開閉自在とされた容器取り出し口が設けられていてもよい。該容器取り出し口が設けられていることにより、容器内の有機物の炭化が完了し、乾留ガスを生じ切った炭化材が収容された容器２００ａを前記容器取り出し口より簡便に取り出すことができる。容器２００ａを取り出すと、容器２００ａの上方に積載されていた容器２００ｂ～容器２００ｆが達磨落としのように外筒３００Ｃ内を落下し、容器２００ｂが着火源４００により直接加熱されることにより、乾留ガスの発生ならびに有機物の炭化が効率的に行われる。さらに、外筒３００Ｃの開口した上部より有機物を収容した容器２００ｇを、外筒３００Ｃ内に新たに投入することにより、連続的な乾留ガスの発生、燃焼、炭化材の生産を図ることができる。

【0072】

＜第２の実施の形態の第１変形例＞
第２の実施の形態の第１変形例の熱分解ガス化装置１０Ｅでは、積載した容器２００ａ～２００ｆの積載した高さよりも外筒３００Ｄの高さを低く構成し、最上段に配置される容器２００ｆを外筒３００Ｄから突出させる点において上記第１の実施の形態と相違している。なお、第２の実施の形態の第１変形例において、第２の実施の形態と共通する構成及び動作については、第２の実施の形態の説明を引用することで重複する説明を省略する。

【0073】

図１０は、第２の実施の形態の第１変形例に係る熱分解ガス化装置１０Ｅの断面図である。なお、図１０では、容器２００ａ～２００ｆについては便宜上断面で図示していない。

【0074】

熱分解ガス化装置１０Ｅは、高さ方向に積載される６個の容器２００ａ～２００ｆと、容器２００ａ～２００ｆの外周部を囲むように配置される外筒３００Ｄと、を備える。容器２００ａ～２００ｆの側壁と外筒３００Ｄの内壁との間には、流入口３０２から取り込まれた空気、容器２００ａの孔２１２ａ等から排出された乾留ガス、乾留ガス等に着火した火炎が通過する流路Ｐが設けられる。

【0075】

第２の実施の形態の第１変形例では、図１０に示すように、高さ方向に積載された容器２００ａ～２００ｆの積載高さｈ７は、外筒３００Ｄの高さｈ８よりも高い。そのため、最上段の容器２００ｆの上端部が外筒３００Ｄの上端縁から突出し、容器２００ｆの少な
くとも蓋２２０ｆが外筒３００Ｄの上部から外部に露出している。例えば、容器２００ｆの高さｈ７ａは４０ｍｍ～１７０ｍｍ程度であり、容器２００ａ～２００ｆを積載した際の高さｈ７は２４０ｍｍ～１０２０ｍｍ程度、外筒３００Ｄの高さｈ８は０．１５ｍ～０．９ｍである。

【0076】

熱分解ガス化装置１０Ｅを使用した有機物の炭化作業では、最下段の容器２００ａでの燃焼が強いため、容器２００ａでの有機物の炭化が早い。この場合、炭化した有機物を取り出し、新たな有機物を投入することで連続的、継続的な有機物の炭化を実現できる。第１変形例によれば、最上段の容器２００ｆの蓋２２０ｆが外筒３００Ｄの上部から外部に露出しているので、蓋２２０ｆを容器本体２１０ｆから容易に取り外すことができる。これにより、炭化作業を継続した状態において、最下段の容器２００ａから炭化物を取り出した後、最上段の容器２００ｆの上部開口から新たな有機物を投入でき、有機物の炭化作業の効率化を図ることができる。

【0077】

＜第２の実施の形態の第２変形例＞
第２の実施の形態の第２変形例の熱分解ガス化装置１０Ｆでは、空気、乾留ガス及び火炎の流れを整流するための整流板５００Ｂを使用する。なお、第２変形例では、第２の実施の形態の熱分解ガス化装置１０Ｄに整流板５００Ｂを適用した例について説明する。また、第２変形例において、第２の実施の形態と共通する構成及び動作については、第２の実施の形態の説明を引用することで重複する説明を省略する。

【0078】

［熱分解ガス化装置１０Ｆの構成例］
図１１Ａは熱分解ガス化装置１０Ｆに使用される整流板５００Ｂの斜視図であり、図１１Ｂは整流板５００Ｂの平面図である。図１２は、整流板５００Ｂを使用した場合における熱分解ガス化装置１０Ｆを示す斜視図である。なお、図１１Ｂでは、支持部５３０を便宜上水平方向に倒した状態で示している。

【0079】

整流板５００Ｂは、上下に積載される容器２００ａ，２００ｂ間、容器２００ｂ，２００ｃ間、容器２００ｃ，２００ｄ間に挿入して使用される。整流板５００Ｂは、容器２００ａ～２００ｆと外筒３００Ｃとの間の流路Ｐを上昇する空気、乾留ガス及び火炎を容器２００ａ等の円周方向に渦を巻くように整流する。なお、本実施の形態において、空気等が渦を巻いて上昇する円周方向の一の方向（矢印方向）を渦巻方向Ｕと呼ぶ。

【0080】

整流板５００Ｂは、載置部５０２と、固定部５２０と、支持部５３０と、傾斜部５５０と、を備える。整流板５００Ｂの載置部５０２等の各構成部は、例えば、一枚の平板を切断、折り曲げ等の加工を施すことで形成してもよいし、別々に用意した載置部５０２等の構成部を溶接、ねじ等で接続することで形成してもよい。

【0081】

載置部５０２は、平面視円形状であり、容器２００ｂ等の底面の直径と略同一の大きさの径を有する。載置部５０２の上面には、容器２００ｂ等が載置可能である。

【0082】

固定部５２０は、載置部５０２の周縁部から径方向に突出した部位であり、外筒３００Ｃの内壁に当接可能である。具体的には、整流板５００Ｂにおける中心軸線Ｃから固定部５２０の先端面までの長さＬ２は、外筒３００Ｃの内径Ｄ４（図１１Ｂ参照）と略同一である。本実施の形態では、固定部５２０は３箇所に設けられ、これらの固定部５２０が載置部５０２の円周方向に等間隔（１２０°）で配置されている。整流板５００Ｂを使用した状態で容器２００ａ等を外筒３００Ｃの内側に配置すると、３箇所の固定部５２０が外筒３００Ｃの内壁に当接又は当接可能となる。これにより、外筒３００Ｃの内側での容器２００ａ等の水平方向（左右方向、前後方向）の動きが規制され、整流板５００Ｂの外筒３００Ｃ内での位置ずれが防止される。

【0083】

支持部５３０は、載置部５０２の周縁部から載置面に対して直交する方向に立設され、その内側に配置される容器２００ｂ等の側壁に当接可能である。変形例１では、支持部５３０は、載置部５０２の円周方向に等間隔で３箇所に配置されている。つまり、支持部５３０は、載置部５０２上に載置される容器２００ｂ等の外周部を囲むように配置される。これにより、載置部５０２上であって支持部５３０の内側に容器２００ｂ等が配置されると、容器２００ｂ等の側壁が支持部５３０に接触することによって支持されることで、容器２００ｂ等の水平方向の移動が規制され、容器２００ｂが整流板５００Ｂを介して容器２００ａの所定位置に固定される。

【0084】

傾斜部５５０は、載置部５０２の周縁部から径方向に突出するとともに、載置部５０２の外周形状に沿うように形成されている。傾斜部５５０は、水平面に対して所定の角度で傾斜している。本実施の形態では、傾斜部５５０は３箇所に設けられ、３箇所の傾斜部５５０が環状体５１０ａの円周方向に等間隔（１２０度）で配置されている。隣接する傾斜部５５０，５５０間には、空気、乾留ガス及び火炎が通過可能な隙間Ｇが設けられている。傾斜部５５０は、第1傾斜部５５０ａと、第2傾斜部５５０ｂと、を有する。第１傾斜部５５０ａは、第２傾斜部５５０ｂよりも渦巻方向Ｕの下流側に位置し、水平面に対して斜め下方に傾斜している。第２傾斜部５５０ｂは、第１傾斜部５５０ａよりも渦巻方向Ｕの上流側に位置し、水平面に対して斜め上方に傾斜している。本実施の形態では、第１傾斜部５５０ａと第２傾斜部５５０ｂとにより、側面視で略斜め上方に傾斜しかつ容器２００ａ等の外周部に沿って略螺旋状に延びる傾斜部５５０を構成している。

【0085】

［熱分解ガス化装置１０Ｆの使用例］
次に、熱分解ガス化装置１０Ｆを使用して有機物を炭化させるまでの流れについて図１１Ａ及び図１２等を参照して説明する。

【0086】

まず、所定の場所に着火源４００を設置し、着火源４００の載置部４１０上に容器２００ａを配置し、容器２００ａの上面に整流板５００Ｂを配置する。続けて、整流板５００Ｂの載置部５０２上に容器２００ｂを載置する。同様にして、容器２００ｂ上に整流板５００Ｂ、容器２００ｃ、整流板５００Ｂ、容器２００ｄ、容器２００ｅ、容器２００ｆを順に載置する。続けて、積載した容器２００ａ～２００ｆの外周部に外筒３００Ｃを配置する。外筒３００Ｃは、針金等により図示しない外枠に締結することで固定する。このように、整流板５００Ｂを使用することで、整流板５００Ｂの固定部５２０が外筒３００Ｃの内壁に接触することで整流板５００Ｂ及び整流板５００Ｂ上に載置される容器２００ｂの外筒３００Ｃ内での位置ずれが防止される。また、整流板５００Ｂの固定部５２０によって、容器２００ａ～２００ｆの各周壁と外筒３００Ｃの内壁との間の流路Ｐが確保される。

【0087】

作業者により着火源４００が着火されると、空気とガスとが反応して燃焼が起こり、最下段の容器２００ａが加熱される。容器２００ａが加熱されると、容器２００ａ内の有機物が熱分解することで乾留ガスが発生するとともに、有機物が炭化される。乾留ガスは、容器２００ａに形成された孔２１２ａから排出され、流路Ｐを上昇する火炎等によって着火する。

【0088】

第２の実施の形態の第２変形例では、空気、乾留ガス、火炎の一部は、整流板５００Ｂの傾斜部５５０の裏面に沿うように斜め上方に流れる。また、整流板５００Ｂに沿って流れる空気、乾留ガス、火炎等は、整流板５００Ｂの隙間Ｇを通過して流路Ｐを上昇する。このようにして、空気、乾留ガス、火炎は、全体として螺旋状に渦を巻くように、流路Ｐの下部から上部に向かって流れる。渦を巻く流れは、一旦形成されると、整流板５００Ｂのない箇所においても維持される。

【0089】

第２の実施の形態の第２変形例によれば、流路Ｐに張り出すように整流板５００Ｂを容器２００ａ，２００ｂ間等に挿入するので、容器２００ａ～２００ｆの外周部に略螺旋状に渦を巻くように、空気、乾留ガス、火炎を整流することができる。これにより、容器２００ａ～２００ｆの外周部の全周であってかつ最下段の容器２００ａから最上段の容器２００ｆに亘って、略均一に加熱することができ、高さ方向に積載した容器２００ａ～２００ｆ内の有機物の全部を効率的に炭化させることができる。

【0090】

なお、図１２では、整流板５００Ｂを３箇所に使用した例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、最下段の容器２００ａと容器２００ｂとの間の一箇所のみに整流板５００Ｂを使用して、渦巻き方向Ｕの流れを最初の段階で形成するようにしてもよい。また、整流板５００Ｂを４箇所以上で使用してもよい。

【0091】

＜第２の実施の形態の第３変形例＞
第２の実施の形態の第３変形例に係る熱分解ガス化装置１０Ｇでは、容器２００ａ～２００ｆの積載した高さよりも外筒３００Ｇの高さを高く構成し、断熱材３１０を用いる点において上記第２の実施の形態と相違している。なお、第２の実施の形態の第３変形例において、第２の実施の形態と共通する構成及び動作については、第２の実施の形態の説明を引用することで重複する説明を省略する。

【0092】

図１３Ａは第２の実施の形態の第３変形例に係る熱分解ガス化装置１０Ｇの断面図であり、図１３Ｂは図１３Ａに示す熱分解ガス化装置１０Ｇの平面図である。なお、図１３Ａでは、容器２００ａ～２００ｅについては便宜上断面で図示していない。図１３Ｂでは、整流板５００Ｂを便宜上省略して図示している。

【0093】

熱分解ガス化装置１０Ｇは、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、５個の容器２００ａ～２００ｅと、外筒３００Ｇと、断熱材３１０と、整流板５００Ｂとを備える。

【0094】

５個の容器２００ａ～２００ｅは、高さ方向に積載される。各容器２００ａ～２００ｅの内部には、例えば、有機系廃棄物と廃プラスチックとを所定の割合で配合した混合物である有機物が収納される。容器２００ａ～２００ｅの側壁には、複数の孔２１２ａ～２１２ｅが形成されている。複数の孔２１２ａ等は、容器本体２１０ａ等に収納された有機物の加熱による生じた乾留ガスを外部に排出する等の機能を有する。容器２００ａ等の高さｈ９ａは、例えば９０～１８０ｍｍである。容器２００ａ等の直径Ｄ５は、例えば直径６０～１１０ｍｍである。容器２００ａ～２００ｆを積載した際の高さｈ９は、例えば４５０～９００ｍｍ程度である。

【0095】

外筒３００Ｇは、容器２００ａ～２００ｅの外周部であって、容器２００ａ～２００ｅの側壁を囲むように配置される。外筒３００Ｇは、高さ方向に積載された容器２００ａ～２００ｅの高さよりも高くなっている。具体的には、外筒３００Ｇの高さｈ１０は、例えば１．５ｍ以上であり、容器２００ａ～２００ｅの高さｈ９に対して約２倍以上である。外筒３００Ｇの直径Ｄ６は、例えば１１０～１５０ｍｍである。このように、外筒３００Ｇを構成することで、容器２００ｅの上方の空間Ｓを含む煙突部分を長くでき、外筒３００Ｇの内側に設けられる流路Ｐに強い上昇気流を発生させることができる。

【0096】

断熱材３１０は、外筒３００Ｇの内側の温度を保持する機能を有する。断熱材３１０には、例えば、セラミックファイバー等の公知の材料を用いることができる。断熱材３１０は、外筒３００Ｇの外側であって外筒３００Ｇの外周部を囲むように配置される。例えば、断熱材３１０は、外筒３００Ｇの外壁（外周面）に巻き付けてもよいし、外筒３００Ｇの外壁に貼り付け、吹き付け等の手段により固着してもよい。本実施形態では、断熱材３１０を外筒３００Ｇの外壁の略全周に亘って設けているが、外筒３００Ｇの外壁の範囲の一部であってもよい。このように、断熱材３１０を外筒３００Ｇの外周部を囲むように配置することで、外筒３００Ｇの内側をより高温の状態で保持できる。例えば、有機物の炭化作業において、断熱材３１０を使用しない場合には外筒３００Ｇの内側の温度が約９００℃となった。これに対し、本変形例によれば、断熱材３１０を用いることで外筒３００Ｇの内側の温度が約１２００℃程度の高温の状態を維持できることが確認された。

【0097】

容器２００ａ～２００ｅの側壁と断熱材３１０の内周面との間には、流入口３０２から取り込まれた空気、容器２００ａの孔２１２ａ等から排出された乾留ガス、乾留ガス等に着火した火炎が通過する流路Ｐが設けられる。流路Ｐは、容器２００ａ～２００ｅの上方に形成される空間Ｓに連通している。

【0098】

整流板５００Ｂは、図１２等でも説明したように、容器２００ａ～２００ｅと外筒３００Ｇとの間の流路Ｐを上昇する空気、乾留ガス及び火炎を容器２００ａ等の円周方向に渦を巻くように整流する機能を有する。例えば、整流板５００Ｂは、容器２００ａと容器２００ｂとの間、容器２００ｂと容器２００ｃとの間、容器２００ｃと容器２００ｄとの間、容器２００ｄと容器２００ｅとの間に挿入される。また、整流板５００Ｂは、最上段の容器２００ｅの上面に載置される。なお、整流板５００Ｂの個数は、図１３Ａに示す個数に限定されることはない。

【0099】

このように構成された熱分解ガス化装置１０Ｇにおいて、作業者により着火源４００が着火されると、外筒３００Ｇの流入口３０２から流入する空気によって着火源４００が燃焼することで、容器２００ａ等が加熱される。本変形例でも、有機物の加熱、有機物の熱分解による乾留ガスの発生、乾留ガスへの着火による燃焼（火炎の発生）のサイクルが、最下段の容器２００ａから最上段の容器２００ｅに向かって順番に連続的に発生する。これにより、各容器２００ａ～２００ｅ内の有機物を効率的に燃焼、炭化させることができる。また、乾留ガス、燃焼ガス（排ガス）等は、整流板５００Ｂにより容器２００ａ～２００ｅの周囲を渦を巻きながら上昇する。これにより、容器２００ａ～２００ｅの外周部の全周に亘って、略均一に加熱することができ、容器２００ａ～２００ｅ内の有機物の全部を効率的に炭化させることができる。

【0100】

外筒３００Ｇの内側に設けられた流路Ｐ内は、容器２００ａ～２００ｅ内の燃焼により生じる熱により高温となる。また、外筒３００Ｇの内側であって容器２００ｅの上方の空間Ｓ内では、流路Ｐから流れ込む空気、乾留ガスの混合気体により燃焼が起こることで高温となる。本変形例では、外筒３００Ｇの外側に外筒３００Ｇの外壁を囲むように断熱材３１０を設けているので、流路Ｐ及び空間Ｓ内において高温の状態が保持される。流路Ｐ及び空間Ｓ内は、高温となることで低密度となって浮力が生じ、外筒３００Ｇ内の下側と上側との間に圧力差が生じる。これにより、外筒３００Ｇの流入口３０２から外部の空気を流入させ、排ガス等を外筒３００Ｇの上端側の排気口３０３から排出させる上昇気流を発生させることができる。本変形例では、外筒３００Ｇの空間Ｓを含む煙突部分を長く形成しているので、流路Ｐ及び空間Ｓ内に強い上昇気流を発生させることができる。

【0101】

第２の実施の形態の第３変形例によれば、外筒３００Ｇの外側に断熱材３１０を設けるので、流路Ｐ、空間Ｓ内を高温に保持できる。さらに、外筒３００Ｇの空間Ｓを含む煙突部分を長く形成し、流路Ｐ、空間Ｓ内を高温に保持することで、流路Ｐ及び空間Ｓ内に強い上昇気流を発生させることができる。これらにより、各容器２００ａ～２００ｅの内部を高温で燃焼できるので、乾留ガスの発生を促進できる。さらに、容器２００ａ～２００ｅ内の有機物を高温で完全燃焼させることができ、燃焼ガスとして煙、タール、煤等が発生することを防止できる。

【0102】

［実施例］
次に、図１０に示した構成のガス化装置を使用して試料を炭化させる炭化実験を行った。図１４は、乾留ガス化装置を使用した炭化実験時における３段目の容器内及び６段目の容器内の温度変化を示している。図１４の縦軸は各容器内の温度であり、横軸は時間である。図１５は、今回の炭化実験で得られた各容器における炭化材の収率を示している。ここで、収率は、得られた炭化材の重量と乾燥状態の原料の重量比で定義される。

【0103】

ガス化装置は、試料を燃焼させるアルコールストーブ、試料を収納する６個の容器及び容器の外側に配置する外筒により構成した。下から３段目の容器及び下から６段目の容器のそれぞれには、内部の温度変化を調べるため、熱電対を設置した。

【0104】

容器としては、ステンレスからなり、直径７０ｍｍ、高さ５５ｍｍのサイズの円筒形状の缶を使用した。各容器の側壁には、４個の孔を円周方向に等間隔で形成した。孔の径は、容器内で発生した乾留ガスが漏れ出すことが可能なように、２ｍｍとした。

【0105】

試料としては、牛ふん堆肥：３５ｇに市販のポリエチレンシート（ＰＥ）：５ｇ及び飲料用ペット容器（ＰＥＴ）：５ｇを混ぜたものを使用した。牛ふん堆肥は、含水比が高いとうまく炭化できない可能性あるため、乾燥機を使用して１００℃で１日乾燥させた。ＰＥは、丸めて体積を減らした。ＰＥＴは、シュレッダーを使用して細かく粉砕した。

【0106】

外筒としては、ステンレスからなり、直径１００ｍｍ、高さ４５０ｍｍのサイズの円筒管を使用した。

【0107】

アルコールストーブの上面に取り付けられた載置台（ゴトク）上に、６個の容器を順に積み重ねた。そして、積み重ねた６個の容器の外側に、これらの容器を囲むように外筒を配置した。外筒は、留め具によってアルコールストーブの上面に固定した。このとき、容器と外筒との間の空間幅が均一となるように、容器及び外筒を配置した。

【0108】

アルコールストーブ上に容器及び外筒を設置したら、アルコールストーブを着火し、１段目の容器内の試料を加熱した。アルコールストーブによる加熱は、着火開始から１０分で停止した。

【0109】

図１４に示すように、アルコールストーブの燃焼開始から１２分までは、３段目の容器内の温度が６段目の容器内の温度よりも高くなった。３段目の容器内は、６００℃前後まで上昇した。一方、１２分以降は、逆に６段目の容器内の温度が３段目の容器内の温度よりも高くなった。６段目の容器内は、６００℃以上に上昇した。これにより、時間の経過に伴って、下段の容器から上段の容器に向かって容器内の温度が上昇していることが確認
された。

【0110】

炭化実験の終了後、６個の容器を取り出し、各容器内を確認した。図１５に示すように、１段目の容器から６段目の容器における収率が３０％前後となっており、原形もなくなっていたため、各容器において６００℃前後で各試料が十分に炭化されていることが確認された。これらの結果から、１段目の容器の加熱、着火用にアルコールストーブを使用したが、２段目以降の容器では、各容器の加熱により発生する乾留ガスが利用されることで順次燃焼（自燃）が起こり、各容器が連続的に加熱されることで炭化材が得られることが確認された。

【符号の説明】

【0111】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ 熱分解ガス化装置
１００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ，２００ｆ 容器
１１２，２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆ 孔
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ 外筒
４００ 着火源（加熱部）
５００Ａ，５００Ｂ 整流板
Ｐ 流路
Ｓ 空間

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】