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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-13
(45)【発行日】2024-06-21
(54)【発明の名称】熱分解炭化処理装置
(51)【国際特許分類】
F04F 5/04 20060101AFI20240614BHJP
【ＦＩ】
F04F5/04 Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2024516488
(86)(22)【出願日】2023-10-17
(86)【国際出願番号】 JP2023037518
【審査請求日】2024-03-12
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】519247121
【氏名又は名称】株式会社ＦＵＫＵＭＵＲＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100114306
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 史郎
(74)【代理人】
【識別番号】100148655
【弁理士】
【氏名又は名称】諏訪 淳一
(72)【発明者】
【氏名】福村 猛
【審査官】高吉 統久
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５２－１４３７０９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５０－１３８６１８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭６２－２５８９２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０２１１７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】仏国特許発明第１２９２５３０（ＦＲ，Ａ）
【文献】特開平０６－２２１５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１８００６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｆ １／００ －９９／００
Ｆ２３Ｇ ５／０２７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱風を生成する燃焼室と、炭化炉ケース内に収納された炭化室の内部に炭化処理対象物が収納され、炭化炉ケースの内側面と前記炭化室の外周側面との間の熱流路層に熱流路が形成され、前記燃焼室に連通する熱風供給路を介して前記燃焼室から導入される熱風による輻射熱で前記炭化処理対象物を加熱して気化物と非気化物とに熱分解し、前記熱風を外気に排出するとともに前記炭化室と前記燃焼室とを接続する乾留ガス移送管を介して前記気化物が吸引により前記燃焼室に吐出可能な炭化処理装置本体と、
下流に向けて内径断面積が漸次拡大して駆動流空気を導入する導入部と、前記導入部の下流端に接続され湾曲した円管である湾曲部と、前記湾曲部の下流端に接続され内径断面積が漸次縮小して駆動流空気を加速する加速部と、前記加速部の下流端に接続された円管である合流部と、前記合流部の中心軸に一致し、前記加速部の下流端の径に比して小さい径の円管であって、前記湾曲部の径が大きい外壁の外側から前記湾曲部の内部に貫通し、先端開口が前記加速部の下流端の上流側に配置される吸引管とを有し、前記加速部において前記加速部の内壁と前記吸引管の先端部の外壁との間で前記駆動流空気が加速され、前記駆動流空気の減圧により前記吸引管の内部流体を下流側に吸引し、前記合流部において前記駆動流空気と吸引された前記内部流体とを合流及び混合させて吐出するエジェクタと
を備えた熱分解炭化処理装置であって、
乾留ガス移送管の途中に前記エジェクタを配置し、前記炭化室側の乾留ガス移送管の下流側を前記吸引管とし、空気ブロアから供給される駆動流空気を前記導入部に導入し、前記吸引管の上流側及び前記導入部の上流側にそれぞれ開度調整が可能な自動開閉バルブを設け、乾留ガスを含む前記気化物を吸引して前記駆動流空気と前記気化物とが混合した流体を前記燃焼室に供給可能であることを特徴とする熱分解炭化処理装置。
【請求項2】
少なくとも前記炭化処理装置本体に接続される前記熱風供給路の配管にベローズを介在させることを特徴とする請求項１に記載の熱分解炭化処理装置。
【請求項3】
前記熱流路は、前記炭化炉ケースの内側面と前記炭化室の炭化処理対象物出入口側を除いた外周五側面との間の熱流路層に形成され、前記炭化炉ケースは、前記炭化処理対象物出入口側に開口部及び扉部を設け、
前記炭化炉ケースの開口部の周縁面には、油圧シリンダにより垂直及び水平作動するコマ軸を配設し、該コマ軸上に離散配置したテーパーコマが配列され、
前記扉部には、前記テーパーコマに対応する位置に前記テーパーコマの傾斜面とは反対方向の傾斜面が形成された扉部用コマが配置され、
前記扉部を閉状態にする場合、前記油圧シリンダによる前記コマ軸の押圧により前記テーパーコマの傾斜面と前記扉部用コマの傾斜面とが向かい合う方向に摺動して前記扉部を前記炭化炉ケースの周縁面に密着させ、前記油圧シリンダの押圧状態を圧力保持回路の残圧により保持することを特徴とする請求項１に記載の熱分解炭化処理装置。
【請求項4】
前記燃焼室に供給される燃料の供給量を制御して前記炭化室の温度を制御する燃焼室温度制御モードと、前記燃焼室に供給される燃料の供給量を最小量に固定して前記燃焼室の種火とし、前記エジェクタから前記燃焼室への空気及び乾留ガスの供給量を調整して前記炭化室の温度を制御する乾留ガス制御モードとを有し、前記炭化室において前記乾留ガスが発生している場合、前記乾留ガス制御モードにより前記炭化室の温度制御を行い、前記乾留ガスが発生していない場合、前記燃焼室温度制御モードにより前記炭化室の温度制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の熱分解炭化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、簡易な構成で送風能力に対する吸引力を大きくすることができるエジェクタを用いた熱分解炭化処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、各種産業界、畜産業界、下水処理場及び医療関係機関などの種々の業界で日々排出される有機系の廃棄物（以下、単に「炭化処理対象物」と言う。）の処理は、環境に配慮しつつ一定の基準に即して処理する必要があり、これらの業界において大きな負担となっていた。
【0003】
これに対し、炭化処理対象物を無酸素状態で間接的に加熱することで熱分解し、固定炭素として資源化可能とする炭化炉処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【0004】
このような炭化処理装置は、熱風を発生させる燃焼室と、熱風が流通する蛇型構造の熱流路で扉部部分を除いた五側面を囲繞した箱型形状の炭化室とを備えており、熱風を熱流路全体に送風循環させ、炭化室内に収容した炭化処理対象物を炭化室外部から間接的に加熱して炭化するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第６７１１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記の炭化処理装置では、炭化室で分解された気化物である水蒸気や乾留ガスを燃焼室に供給して燃焼し、有害な乾留ガスの大気への放出を防止するとともに脱臭処理を行っている。
【0007】
この乾留ガスの燃焼のために、炭化室と燃焼室とを接続する乾留ガス移送管の途中にエジェクタを設け、ブロアにより供給される空気を駆動流として炭化室内の乾留ガスを含む気化物を吸引して燃焼室に吐出していた。
【0008】
しかし、このエジェクタは通常の送風能力を有するブロアから供給される空気をノズルによって駆動流として吐出し、ノズルの外周に送り込まれる乾留ガスを吸引していたため、空気の送風能力に対する乾留ガスの吸引力が小さく、乾留ガスの排出に時間がかかってしまい、結果として熱分解炭化処理時間が長くなってしまう。
【0009】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で送風能力に対する吸引力を大きくすることができるエジェクタを用いた熱分解炭化処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る熱分解炭化処理装置は、熱風を生成する燃焼室と、炭化炉ケース内に収納された炭化室の内部に炭化処理対象物が収納され、炭化炉ケースの内側面と前記炭化室の外周側面との間の熱流路層に熱流路が形成され、前記燃焼室に連通する熱風供給路を介して前記燃焼室から導入される熱風による輻射熱で前記炭化処理対象物を加熱して気化物と非気化物とに熱分解し、前記熱風を外気に排出するとともに前記炭化室と前記燃焼室とを接続する乾留ガス移送管を介して前記気化物が吸引により前記燃焼室に吐出可能な炭化処理装置本体と、下流に向けて内径断面積が漸次拡大して駆動流空気を導入する導入部と、前記導入部の下流端に接続され湾曲した円管である湾曲部と、前記湾曲部の下流端に接続され内径断面積が漸次縮小して駆動流空気を加速する加速部と、前記加速部の下流端に接続された円管である合流部と、前記合流部の中心軸に一致し、前記加速部の下流端の径に比して小さい径の円管であって、前記湾曲部の径が大きい外壁の外側から前記湾曲部の内部に貫通し、先端開口が前記加速部の下流端の上流側に配置される吸引管とを有し、前記加速部において前記加速部の内壁と前記吸引管の先端部の外壁との間で前記駆動流空気が加速され、前記駆動流空気の減圧により前記吸引管の内部流体を下流側に吸引し、前記合流部において前記駆動流空気と吸引された前記内部流体とを合流及び混合させて吐出するエジェクタとを備えた熱分解炭化処理装置であって、乾留ガス移送管の途中に前記エジェクタを配置し、前記炭化室側の乾留ガス移送管の下流側を前記吸引管とし、空気ブロアから供給される駆動流空気を前記導入部に導入し、前記吸引管の上流側及び前記導入部の上流側にそれぞれ開度調整が可能な自動開閉バルブを設け、乾留ガスを含む前記気化物を吸引して前記駆動流空気と前記気化物とが混合した流体を前記燃焼室に供給可能であることを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係る熱分解処理装置は、上記の発明において、少なくとも前記炭化処理装置本体に接続される前記熱風供給路の配管にベローズを介在させることを特徴とする。
【0013】
また、本発明に係る熱分解処理装置は、上記の発明において、前記熱流路は、前記炭化炉ケースの内側面と前記炭化室の炭化処理対象物出入口側を除いた外周五側面との間の熱流路層に形成され、前記炭化炉ケースは、前記炭化処理対象物出入口側に開口部及び扉部を設け、前記炭化炉ケースの開口部の周縁面には、油圧シリンダにより垂直及び水平作動するコマ軸を配設し、該コマ軸上に離散配置したテーパーコマが配列され、前記扉部には、前記テーパーコマに対応する位置に前記テーパーコマの傾斜面とは反対方向の傾斜面が形成された扉部用コマが配置され、前記扉部を閉状態にする場合、前記油圧シリンダによる前記コマ軸の押圧により前記テーパーコマの傾斜面と前記扉部用コマの傾斜面とが向かい合う方向に摺動して前記扉部を前記炭化炉ケースの周縁面に密着させ、前記油圧シリンダの押圧状態を圧力保持回路の残圧により保持することを特徴とする。
【0014】
また、本発明に係る熱分解処理装置は、上記の発明において、前記燃焼室に供給される燃料の供給量を制御して前記炭化室の温度を制御する燃焼室温度制御モードと、前記燃焼室に供給される燃料の供給量を最小量に固定して前記燃焼室の種火とし、前記エジェクタから前記燃焼室への空気及び乾留ガスの供給量を調整して前記炭化室の温度を制御する乾留ガス制御モードとを有し、前記炭化室において前記乾留ガスが発生している場合、前記乾留ガス制御モードにより前記炭化室の温度制御を行い、前記乾留ガスが発生していない場合、前記燃焼室温度制御モードにより前記炭化室の温度制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、簡易な構成で送風能力に対する吸引力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る熱分解炭化処理装置について説明する。図１は、本実施の形態である熱分解炭化処理装置１００の全体構成を示す模式図である。また、図２は、熱分解炭化処理装置１００の外観を示す正面図である。さらに、図３は、熱分解炭化処理装置１００の平断面図である。また、図４は、炭化室２を囲繞する熱流路４の構成を一側面上方側からみた斜視図である。さらに、図５は、炭化室２を囲繞する熱流路４の構成を他側面下方側からみた斜視図である。
【0018】
＜全体構成＞
図１～図３に示すように、熱分解炭化処理装置１００の中央部に熱風を発生させる燃焼室６と、燃焼室６の上方両端側に熱風が流通する熱流路層３，３´で正面を除いた外周を囲まれた２つの炭化室２，２´と、を備えており、熱風を熱流路層３，３´全域に亘って送風循環させ、炭化室２，２´内に収容した炭化処理対象物を炭化室２，２´外部から間接的に加熱して炭化しようとするものである。
図１～図３に示すように、熱分解炭化処理装置１００の中央部に熱風を発生させる燃焼室６と、燃焼室６の上方両端側に熱風が流通する熱流路層３，３´で正面を除いた外周を囲まれた２つの炭化室２，２´と、を備えており、熱風を熱流路層３，３´全域に亘って送風循環させ、炭化室２，２´内に収容した炭化処理対象物を炭化室２，２´外部から間接的に加熱して炭化しようとするものである。
【0019】
【0020】
特に、この熱流路４の構造は、炭化室２の外周を囲む単純な蛇型構造としているのではなく、１つの炭化室２の外周において２つの熱流路４ａ，４ｂに分け、それぞれの上流側から下流側にかけて炭化室２の五側面に熱流路４ａ，４ｂを一定の規則に従ってジグザグ状に形成している。
【0021】
具体的には、図４に示すように、第１流路４ａの始端と第２流路４ｂの始端は共に炭化室２の一側面２ａに開口した燃焼室６からの熱風供給路５の終端開口部５ｂに連通して合流すると共に、図５に示すように、第１流路４ａの終端と第２流路４ｂの終端は共に熱風供給路５の終端開口部と反対側の炭化室２の一側面２ａに設けた熱風排出路１０の始端開口部１０ｃに連通して合流する構成とし、ジグザグ形状を構成すると共に各流路間は複数の隔壁４１で区画されている。
【0022】
炭化室２の外周側面に複数の隔壁４１を立設して炭化室２の外方をジグザグ形状に区画すると、この区画された通路が熱流路４となり、外気と遮断した熱流路層３を形成することとなる。
【0023】
また、第１流路４ａと第２流路４ｂとは、熱風流入管５ａの終端開口部５ｂを半分にする位置で炭化室２の一側面２ａに設けた分流壁４０により区画される。
【0024】
第１流路４ａは、炭化室２の一側面２ａに形成した第１流路上流部４ａ－１と、炭化室２の上面２ｂに形成した第１流路中流部４ａ－２と、炭化室２の他側面２ｃに形成した第１流路下流部４ａ－３とで形成している。
【0025】
同様にして、第２流路４ｂは、炭化室２の背面２ｄに形成した第２流路上流部４ｂ－１と、炭化室２の下面２ｅに形成した第２流路下流部４ｂ－２とで形成している。
【0026】
そして、第１流路４ａや第２流路４ｂは、それぞれ上流側と下流側の各流路部の始端と終端が連通している。
【0027】
また、第１流路４ａと第２流路４ｂのそれぞれの終端は、炭化室２の分流壁４０を設けた一側面２ａと反対側の側壁６ｄに、熱風排出路１０である排出管１０ａの始端開口部１０ｃで連通して合流するように構成している。
【0028】
そして、このようなジグザグ状の熱流路４ａ，４ｂ内を熱風が流通することにより、熱風の熱エネルギーが炭化室２、２´内部の炭化処理対象物Ｃに極めて効果的且つ効率よく伝わる。
【0029】
また、ジグザグ状の熱流路４ａ，４ｂに冷風を流通させることで高熱状態にある炭化室２，２´を急速冷却すると炭化室２，２´の熱斑に起因した偏奇ひずみや劣化を防止しつつ炭化室２，２´側壁の均一な熱収縮を実現する。
【0030】
このように間接加熱方式で車載可能な熱分解炭化処理装置１００は、熱媒流体又は冷媒流体との間で加熱や冷却といった熱交換率を飛躍的に上昇させる熱流路４ａ，４ｂを炭化室２，２´に対し一定の規則性に従って備え、熱交換時に発生する弊害を防止している。
【0031】
【0032】
すなわち、炭化炉ケース１と炭化室２とで入れ子構造とし、炭化炉ケース１内側面と炭化室２の炭化処理対象物出入口２ｆ側を除いた外周五側面との間に外気と遮断するように外周を外側板３ａで閉塞した熱流路層３を形成し、この熱流路層３にジグザグ状の熱流路４を形成している。
【0033】
【0034】
従って、炭化炉ケース１とその内部に入れ子構造で収納した炭化室２、すなわち熱流路層３の外側板３ａとの間には扉部１２と底面を除いた他の周側面の間に断熱空気層８０が介在して形成されていることになる。
【0035】
また、炭化炉ケース１の壁厚内部には断熱素材としてのセラミックウール８１を充填している。
【0036】
また、図２及び図３に示すように、炭化室２は、内部に炭化処理対象物Ｃを収容する空間と、正面側に炭化処理対象物Ｃの炭化室内部への装入及び炭化処理対象物Ｃの収集を可能とする正面開口の炭化処理対象物出入口２ｆを形成し、炭化処理対象物出入口２ｆには扉部が開閉自在に枢支されている。
【0037】
また、扉部１２の内部には、図３に示すように、セラミックウール８１などの断熱素材が充填されており、実際にはシート状のセラミックウール８１を数枚積層して貫通ボルトなどにより固定している。
【0038】
【0039】
炭化室２の内部には炭化処理対象物Ｃとして、例えば廃棄材木や日用品のうち有機材料でできている廃棄物などが収納される。そのために、炭化室２内には炭化処理対象物Ｃの収納機構９０を取り出し自在に収納する。
【0040】
＜炭化室の収納機構＞
以下、図３、図６、図７を参照しながら、炭化室２に収納する収納機構９０について具体的に説明する。収納機構９０は、方形箱型の炭化トレイ２０として構成している。図６は、炭化トレイ２０を炭化室２に装入設置した状態を示す斜視図である。また、図７（ａ）は、炭化トレイ２０の構成を示す側面図であり、図７（ｂ）は、炭化トレイ２０の構成を示す正面図である。
以下、図３、図６、図７を参照しながら、炭化室２に収納する収納機構９０について具体的に説明する。収納機構９０は、方形箱型の炭化トレイ２０として構成している。図６は、炭化トレイ２０を炭化室２に装入設置した状態を示す斜視図である。また、図７（ａ）は、炭化トレイ２０の構成を示す側面図であり、図７（ｂ）は、炭化トレイ２０の構成を示す正面図である。
【0041】
炭化トレイ２０は、図３、図６、図７に示すように、炭化室２の内部空間よりやや小さい方形状に形成しており、上方開放の箱型とし方形組み付けのフレームの周壁や底面は金網２０ａで構成し、底部フレーム２０ｃの四隅には脚部２０ｂを突設して炭化トレイ２０を数段に重ねて積層したときに脚部２０ｂを介して上下段の炭化トレイ２０の間にフォークリフトのリフト爪が差し込まれる空間Ｓが形成されるように構成している。
【0042】
すなわち、炭化室２内に収納する炭化処理対象物Ｃの収納機構９０は、上方開放の方形状箱型に構成すると共に、少なくとも側面は金網２０ａで形成し、しかも、外底部の四隅には互いに積層した場合に下方の収納機構９０との間にリフト爪が挿入できるだけの間隙Ｓが形成されるように脚部２０ｂを突設し、炭化室２内において収納機構９０に収納した炭化処理対象物Ｃに可及的均一迅速にかつ万遍なく輻射熱が照射されるように構成している。
【0043】
このようにして炭化室２内において収納機構９０に収納された炭化処理対象物Ｃは可及的均一迅速にかつ万遍なく輻射熱が照射され効率よく炭化処理される。
【0044】
特に、収納機構９０を積層構造としたために輻射熱の照射が効率よく行われる。例えば、図７に示すように、脚部２０ｂの介在によって上下の収納機構９０の間に熱風の流通流路が形成され、同時に側壁の金網２０ａを透過した熱風は上昇して上層の収納機構底部の金網２０ａから上方に流通し効率的な熱風の流通（図中、破線矢印）を形成し、任意に不整列に積層した不定形状の炭化処理対象物Ｃの間隙を熱風が効率よく流通して不定形状の炭化処理対象物Ｃの全面に可及的に熱風を接触させ炭化処理の効率化を行うことができる。
【0045】
このように構成した炭化トレイ２０は、その上部開口から熱ガス対流筒２０ｄの外周を囲むように底部に炭化処理対象物Ｃを積載収容することで炭化処理対象物Ｃと底部と熱ガス対流筒２０ｄとの接触面積を拡大すると共に、加熱時における炭化室２内部の輻射熱効率や熱ガスの対流効率をさらに向上させて炭化処理対象物Ｃの効果的な熱分解環境を形成することを可能としている。
【0046】
＜燃焼室の構成＞
次に、図１及び図８を参照しつつ、燃焼室６の構成について説明する。図８（ａ）は、燃焼室６の全体構成を示す説明図であり、図８（ｂ）は、燃焼室６内部における熱風の旋回流の発生状態を示す説明図である。
次に、図１及び図８を参照しつつ、燃焼室６の構成について説明する。図８（ａ）は、燃焼室６の全体構成を示す説明図であり、図８（ｂ）は、燃焼室６内部における熱風の旋回流の発生状態を示す説明図である。
【0047】
燃焼室６は、直方体形状でトレーラ３１上に載置した前後二個の炭化炉ケース１の間に挟まれるように配設されている。
【0048】
図８（ａ）に示すように、燃焼室６の前側壁６ａ略中央には熱風生成用のバーナー６１が設けられ、燃焼室６の上側壁６ｂの前部位置から燃焼室６内方に乾留ガス移送管７、７´が突出され、燃焼室６の上側壁６ｂの後部位置には２つの熱風流入管５ａ，５ａ´及びその上部で連通する熱風送気部６２が配設され、熱風送気部６２後方には混焼部６３が形成されている。なお、燃焼室６の外周側は、図１に示すように、耐火材料、例えば耐火煙瓦やセラミックウール等の耐熱性壁体６４で囲繞している。
【0049】
バーナー６１は、灯油ガスを燃料とする。また、一対の乾留ガス移送管７、７´は、燃焼室６の上側壁６ｂの前部位置から燃焼室６の内方にそれぞれ突出している。図８（ａ）中、７ｃ，７ｃ´は乾留ガス移送管７，７´の先端開口部を示し、６ｃは燃焼室６の後側壁を示す。
【0050】
すなわち、一対の乾留ガス移送管７、７´の先端開口部７ｃ，７ｃ´は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、乾留ガス移送管７，７´から燃焼室６内部へ噴出供給される乾留ガスや燃焼用空気が左右両側壁６ｄ，６ｄ´に斜め方向に突き当たると共にバーナー６１の火炎噴射方向両側に沿って互いに回転方向を違える２つの旋回流を発生させるように配設している。
【0051】
混焼部６３は、熱風送気部６２の後方で、燃焼室６の後側壁６ｃ、上下側壁及び左右両側壁６ｄ，６ｄ´で囲まれる所定空間として設けている。
【0052】
熱風送気部６２は、燃焼室６の上側壁６ｂの後部位置から上方に向けて突設された所定空間を有する箱型部材であり、その上部で２つの熱風流入管５ａ，５ａ´を連設している。
【0053】
このように燃焼室６を構成することにより、互いに旋回方向を違えた乾留ガスと燃焼空気とからなる２つの旋回流は、負圧の中心部に更なる乾留ガスや燃焼空気を引き込みつつ、バーナー６１の火炎噴射方向に沿って燃焼しながら混焼部６３に移動する。
【0054】
そして混焼部６３では、移動してきた旋回流が燃焼室６の後側壁や左右側壁に突き当たり乱流状態となることで混焼が促進され乾留ガスを完全燃焼して高温の熱風を生起させることを可能としている。
【0055】
この熱風は、いったん燃焼室６の上側壁６ｂ後部の熱風送気部６２内に一定量が吹き溜まり、２つの熱風流入管５ａ，５ａ´に対して流入する熱風の分流量割合を一定としている。
【0056】
また、燃焼室６は、熱風流入管５ａ，５ａ´を介して炭化室２、２´の外周に形成した熱流路４、４´と連通連設している。
【0057】
すなわち、燃焼室６で生成した熱風は、熱風流入管５ａ，５ａ´を介して、炭化室２，２´の外周に形成した熱流路４，４´を循環し、熱風排出路１０である排出管１０ａを通じて煙突１０ｂから排出されることとなる。
【0058】
＜熱風流通機構＞
次いで、図１及び図８を参照しながら、熱風の流通機構の説明をする。燃焼室６のバーナー６１の基部は、図１に示すように、灯油供給管１４ａを介して灯油タンク１４と、また、燃焼空気送管１３を介して燃焼用空気送風用の送風機９ａと、それぞれ連通連設している。
次いで、図１及び図８を参照しながら、熱風の流通機構の説明をする。燃焼室６のバーナー６１の基部は、図１に示すように、灯油供給管１４ａを介して灯油タンク１４と、また、燃焼空気送管１３を介して燃焼用空気送風用の送風機９ａと、それぞれ連通連設している。
【0059】
また、炭化室２と燃焼室６とを連通する乾留ガス移送管７，７´の途中には、エジェクタ７ｂ，７ｂ´が配置される。エジェクタ７ｂ，７ｂ´は、送風機９ｂからの燃焼用空気を駆動流として導入する燃焼空気送管１６，１６´´が連結され、炭化室２，２´内の水蒸気や乾留ガスを吸引流として導入する乾留ガス移送管７，７´及び燃焼用空気と乾留ガス等とを混合した混合流を導出する乾留ガス移送管８，８´が連結される。これにより、炭化室２内部の水蒸気及び乾留ガスはこのエジェクタ７ｂ，７ｂ´により吸引され、燃焼室６に導出される。
【0060】
また、燃焼空気送管１３、灯油供給管１４ａ、燃焼空気送管１６，１６´、乾留ガス移送管７，７´の中途部には自動開閉バルブ１３ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ａ´´，７ａ，７ａ´が設けられ制御装置１５により操作制御される。なお、図１中、１５ａはバーナー制御ユニット、Ｖは開閉バルブ、Ｔ１は燃焼室温度を検出する温度センサ、Ｔ２は熱流路温度を検出する温度センサ、Ｔ３は炭化室温度を検出する温度センサである。
【0061】
【0062】
このように形成した熱流路４は、炭化処理対象物Cの炭化処理後に炭化室２を冷却する冷却流路として兼用することができる。すなわち、送風機９ａ，９ｂの他に、冷却専用の送風機９ｃから供給される冷風を、熱風供給路５を介して熱流路４に流通させて炭化室２を冷却する。
【0063】
このような炭化処理後の冷却方式により、熱流路４を備えた炭化室２に強制空冷式の冷却機能を付与し、炭化室の冷却時間の短縮することができる。
【0064】
＜エジェクタの構成＞
図９は、エジェクタ７ｂ，７ｂ´の構成の一部を破断した断面図である。図９に示すように、エジェクタは、下流に向けて内径断面積が漸次拡大して空気ブロア９から送風される駆動流空気を導入する導入部１２１と、導入部１２１の下流端に接続され湾曲した円管である湾曲部１２２と、湾曲部１２２の下流端に接続され内径断面積が漸次縮小して駆動流空気を加速する加速部１２３と、加速部１２３の下流端に接続された円管である合流部１２４とを有した駆動流部１２０と、合流部１２４の中心軸に一致し、加速部１２３の下流端の径に比して小さい径の円管であって、湾曲部１２２の径が大きい外壁の外側から湾曲部１２２の内部に貫通し、先端開口が加速部１２３の下流端の上流側に配置される吸引管１３０とを有する。なお、合流部１２４は、乾留ガス移送管８，８´の上流端部である。また、吸引管１３０は、乾留ガス移送管７，７´の炭化室２，２´側の配管であって、下流側の端部の配管である。また、導入部１２１には、燃焼空気送管１６，１６´が接続される。
図９は、エジェクタ７ｂ，７ｂ´の構成の一部を破断した断面図である。図９に示すように、エジェクタは、下流に向けて内径断面積が漸次拡大して空気ブロア９から送風される駆動流空気を導入する導入部１２１と、導入部１２１の下流端に接続され湾曲した円管である湾曲部１２２と、湾曲部１２２の下流端に接続され内径断面積が漸次縮小して駆動流空気を加速する加速部１２３と、加速部１２３の下流端に接続された円管である合流部１２４とを有した駆動流部１２０と、合流部１２４の中心軸に一致し、加速部１２３の下流端の径に比して小さい径の円管であって、湾曲部１２２の径が大きい外壁の外側から湾曲部１２２の内部に貫通し、先端開口が加速部１２３の下流端の上流側に配置される吸引管１３０とを有する。なお、合流部１２４は、乾留ガス移送管８，８´の上流端部である。また、吸引管１３０は、乾留ガス移送管７，７´の炭化室２，２´側の配管であって、下流側の端部の配管である。また、導入部１２１には、燃焼空気送管１６，１６´が接続される。
【0065】
そして、加速部１２３において加速部１２３の内壁と吸引管１３０の先端部の外壁との間で駆動流空気が加速され、駆動流空気の減圧により吸引管１３０の内部流体である乾留ガスを下流側に吸引し、合流部において駆動流空気と吸引された乾留ガスとを合流及び混合させて燃焼室６側に吐出する。
【0066】
なお、合流部１２４の径ｄ３は、吸引管１３０の径ｄ２よりも小さい。また、湾曲部１２２の径ｄ４は、導入部１２１の上流端の径ｄ１より大きく、加速部１２３の下流端の径ｄ４より大きく、径ｄ１は径ｄ３よりも小さい。
【0067】
導入部１２１に導入された駆動流空気は、導入部１２１、湾曲部１２２、加速部１２３が形成する胃袋形状あるいは卵型形状に類似するバッファ空間を形成し、駆動流空気が合流部１２４の中心軸に対して直交あるいは斜めから流入する場合であっても、加速部１２３に形成される加速部１２３の内壁と吸引管１３０の外壁との間の加速領域ＰＰで加速される駆動流の流速を加速領域ＰＰにおいて均一化することができる。
【0068】
従来のエジェクタは、中心軸に配置されたノズルからの駆動流の周囲に吸引流を生成していたが、エジェクタ７ｂ，７ｂ´は、この駆動流と吸引流とが逆になる。そして、均一化された駆動流は、吸引流の外周を包み込んで乾留ガスを吸引するため、空気ブロア９などの送風能力であっても、大きな吸引力を得ることができるとともに、渦流などの吸引流の乱れが発生しにくいため、圧力損失を小さくすることができるとともに安定した吸引流を得ることができる。
【0069】
なお、湾曲部１２２は、径が同一の配管であったが、中央部の径を大きくしてもよい。すなわち、上流端から中央部にかけて曲線状に径を大きくし、中央部から下流端にかけて曲線状に径を小さくするようにしてもよい。なお、導入部１２１の内壁の径は直線状に増大あるいは減少しているが、曲線状に増大あるいは減少するようにしてもよい。このような曲線状の内壁にすることで駆動流の乱れがなくなり、加速部領域において流速が均一になる。この場合、湾曲部１２２の内壁と加速部１２３の内壁とは、滑らかな面で接続されるとよい。また、加速部１２３の内壁は、流れ方向に対して直線状であったが、内側に凸となる曲線状としてもよい。この場合、さらに加速領域ＰＰにおける加速が促進される。
【0070】
これにより、本実施の形態のエジェクタは、簡易な構成で、空気ブロア９の送風能力に対する吸引力を大きくすることができる。また、均一な駆動流が形成されるため、安定した吸引流の流量制御を行うことができる。
【0071】
乾留ガス移送管７は、熱分解後、冷却工程に移行して熱流路を冷却流路として兼用する場合、乾留ガス中に含まれるタール分等の気化物は冷えると隅々に溜まるが、熱分解炭化処理装置１００にエジェクタ７ｂ，７ｂ´を適用すると、均一な駆動流が形成され、乾留ガスの吸引流が配管内をスムーズに流れるため、これを防止することができる。なお、エジェクタは、逆流防止機能も有する。
【0072】
また、本実施の形態では、燃焼室容積は、０．５ｍ２とする極小燃焼室構造であるのに対し、炭化室容積は４ｍ２×２＝８ｍ２と大きい。ここで、大量の乾留ガスが一挙に小さな燃焼室に供給されると、完全燃焼されず、乾留ガス中に含まれる臭気成分や有害物質を分解することができない。このため、乾留ガスの流量及び流速を精度高くコントロールすることが必要である。エジェクタ７ｂ，７ｂ´の駆動流側及び乾留ガス側にはそれぞれ自動開閉バルブが設けられ、開度調整を行うが、乾留ガスの発生量は加熱とともに大きく変化する場合があり、迅速な乾留ガスの流量及び流速を制御する必要がある。本実施の形態では、エジェクタ７ｂ，７ｂ´によって乾留ガスの吸引流が、湾曲しない直線状の円筒の配管内をスムーズに流れるため、迅速な乾留ガスの流量及び流速の制御が可能になる。
【0073】
＜車両搭載＞
次に、図１０～図１２を参照しながら熱分解炭化処理装置１００を搭載する車両と搭載構造について説明する。図１０は、炭化室を炭化炉ケースへ収容する際の載置構造を示す斜視図である。また、図１１は、炭化室を炭化炉ケースへ収容する際の載置構造の側面図である。また、図１２（ａ）は、熱分解炭化処理装置１００を搭載する前のトレーラ３１とトラクタ３２を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は、熱分解炭化処理装置１００を搭載した炭化処理車両３０を示す斜視図である。
次に、図１０～図１２を参照しながら熱分解炭化処理装置１００を搭載する車両と搭載構造について説明する。図１０は、炭化室を炭化炉ケースへ収容する際の載置構造を示す斜視図である。また、図１１は、炭化室を炭化炉ケースへ収容する際の載置構造の側面図である。また、図１２（ａ）は、熱分解炭化処理装置１００を搭載する前のトレーラ３１とトラクタ３２を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は、熱分解炭化処理装置１００を搭載した炭化処理車両３０を示す斜視図である。
【0074】
熱分解炭化処理装置１００に係る炭化装置本体１１は、図１２（ｂ）に示すように、車両左右方向に炭化室２，２´の正面２ｇ，２ｇ´及び背面２ｄ，２ｄ´を向けてトレーラ３１上に積載されており、トラクタ３２により牽引して移動可能な構造としている。
【0075】
熱分解 炭化処理車両３０は、２個の炭化装置本体１１の正面側と背面側を車両左右方向に向け、また、互いの炭化装置本体１１の間に燃焼室６を配設してトレーラ３１のシャーシ３３上に搭載し、トラクタ３２により牽引して移動可能に構成している。
【0076】
すなわち、本実施の形態の車載式の熱分解炭化処理装置１００における炭化装置本体１１は、図１０や図１１に示すように、炭化室２は底面の所定箇所、例えば、下方に敷設するレール３４，３４´に対応する位置の４か所に支持突起２１，２１´を突設して炭化炉ケース１底部に敷設したレール３４，３４´上に載置可能に構成している。
【0077】
しかも、炭化室２の支持突起２１，２１´はレール３４，３４´に穿設した突起支持孔３４ａ，３４ａ´に一定のクリアランスを保持して遊嵌されるように構成しており、熱膨張による構成部材の伸縮から生じる炭化室２の変形変位を突起支持孔３４ａ，３４ａ´のクリアランスで吸収すべく構成している。
【0078】
より具体的には、炭化炉ケース１の底部には、所定間隔を隔てて平行に一対のＨ鋼３５，３５´が敷設されており、レール３４，３４´の両側面とＨ鋼３５，３５´の上側面とにわたって支持片３５ａを当接溶着している。
【0079】
レール３４、３４´は、図１２に示すように、炭化炉ケース１底部に所定間隔を隔てて平行に敷設した一対のＨ鋼３５，３５´の上面に配設している。
【0080】
炭化室２，２´の底面、すなわち炭化室２，２´の底面下層に形成した熱流路層３，３´の底板の略四角形となる左右端略近傍には、所定間隔を隔てて方形状の４個の支持突起２１，２１´を突設している。
【0081】
また、一対のレール３４，３４´の上面には、炭化室２，２´底面側に設けた支持突起２１，２１´と嵌合する位置で支持突起２１，２１´よりも一回り大きめの方形状溝である突起支持孔３４ａ，３４ａ´をそれぞれ２つ穿設している。
【0082】
そして、レール３４，３４´の各突起支持孔３４ａ，３４ａ´に対して炭化室２，２´底面の各支持突起２１，２１´を遊嵌して炭化室２，２´を載置することにより、支持突起２１と突起支持孔３４ａとの間に所定のクリアランスを形成している。
【0083】
なお、突起支持孔３４ａと支持突起２１との間の空間には断熱性の不織布、例えばセラミックウール等を敷き詰めることとしてもよい。
【0084】
また、本実施形態に係る支持突起２１，２１´は幅員約９ｃｍ２、長さ約３ｃｍに形成し、突起支持孔３４ａ，３４ａ´は幅員約２５ｃｍ２、奥行長さ約５ｃｍに形成して、支持突起２１を突起支持孔３４ａに遊嵌した際に所定のクリアランスを形成可能としている。
【0085】
このように炭化装置本体１１を構成することにより、炭化室２，２´の熱膨張によって生起する構成部材の伸縮を、突起支持孔３４ａ，３４ａ´と支持突起２１，２１´との間のクリアランスで吸収することを可能としている。
【0086】
すなわち、炭化処理中に高温の熱風により炭化室２，２´の構成部材に熱膨張変形を生じ炭化室２，２´の構成枠が変形変位しても上記の構成が炭化室２，２´の変位を吸収して炭化室２、２´の摺動を促し熱分解炭化処理装置１００の全体のひずみや構成部材の亀裂や熱損壊を防止することができ、翻っては燃焼室６からの熱風を遺漏することなく有効に利用して熱エネルギーを最大限に活用した炭化処理対象物Ｃの熱分解炭化処理装置１００とすることができる。
【0087】
次いで、このように構成した炭化装置本体１１をトレーラ３１に積載するに際しては、図１２に示すように、車載用のトレーラ３１のシャーシ３３に二個の炭化装置本体１１の各部材や構造セクションの重量負荷を可及的に軽減できるような重量配分を行うように構成している。
【0088】
また、トレーラ３１のシャーシ３３の後半部３３ｂを前半部３３ａよりやや下方位置に形成し、後半部３３ｂのシャーシ３３には二個の炭化装置本体１１、１１´を前後に配設すると共にその間に燃焼室６を介設し、前半部３３ａのシャーシ３３には操作及び作動関係の付属関連部材９１を配設した。
【0089】
操作及び作動関係の付属関連部材９１としては、前半部３３ａのシャーシ３３上面に、制御装置１５を備える制御装置１５や発電装置１８、灯油タンク１４、灯油ポンプ１４ｃが配設されている。
【0090】
灯油タンク１４は、バーナー６１の火炎燃料となる灯油を貯溜しており、前半部３３ａのシャーシ３３のトラクタ３２側の右上面に配設している。
【0091】
また、前半部３３ａのシャーシ３３上面の灯油タンク１４の後方位置に灯油タンク１４に隣接して灯油ポンプ１４ｃを、更にその後方位置には制御装置１５を備えた制御装置１５をそれぞれ配設している。
【0092】
そして、灯油ポンプ１４ｃは、制御装置１５で制御されており灯油タンク１４から灯油供給管１４ａを介してバーナー６１へ上述のごとく所定量の灯油を供給する。
【0093】
また、発電装置１８は、灯油ポンプ１４ｃや制御装置１５、上述の送風機９や後述する扉部１２の油圧シリンダ７０に対して動力源となる電気を生成する部位であり、前半部３３ａのシャーシ３３のトラクタ３２側の左上面に配設している。
【0094】
また、シャーシ３３の後半部３３ｂの上面には、図１１（ａ）に示すように、車両前後方向に沿って所定間隔を隔てて平行に２つの溝部が連設されており、溝部より肉厚の平板合板である一対のライナー３６，３６´が前後摺動可能に溝部に嵌合して敷設されている。
【0095】
なお、ライナー３６，３６´の車両前後方向の両端側近傍には、前後摺動幅を一定に規制するＬ字アングルを配設している。
【0096】
そして、上述のごとくレール３４，３４´を介して炭化炉ケース１に収容した炭化室２すなわち炭化装置本体１１やその間に配設する燃焼室６は、この一対のライナー３６，３６´を介してトレーラ３１のシャーシ３３に対し車両前後方向位置で後輪３１ａに負荷される後軸重が最大荷重となる位置に、それぞれ並べて搭載固定されている。
【0097】
このように構成することで炭化装置本体１１や燃焼室６とシャーシ３３との間に所定の断熱空間を形成し、しかも車両前後方向に沿う振動をライナー３６，３６´が摺動吸収して炭化装置本体１１や燃焼室６に与える振動負荷を軽減し、しかも炭化装置本体１１の各部材や構造セクションの重量負荷を可及的に軽減している。
【0098】
すなわち、シャーシ３３の後半部３３ｂに前半部３３ａより下位置で二個の炭化装置本体１１の大重量負荷をかけてトラクタ３２とトレーラ３１との連結部分における重量負荷の軽減を図ることができ、可及的に牽引動力の伝達を円滑に行うことができるために炭化装置の路上走行移動に伴う牽引に何ら支障がない。
【0099】
しかも、トレーラ３１とトラクタ３２とを連結して炭化処理車両３０全体を長大化させて路上走行を行う場合に路上カーブのハンドリングに際し、シャーシ３３の後半部３３ｂでシャーシ３３の前半部３３ａより下位置において二個の炭化装置本体１１の重量負荷をかけているので、シャーシ３３の最後尾が振れる状態を可及的に防止することができることになりより安全な走行を行うことができる。
【0100】
また、シャーシ３３の前半部３３ａに操作及び作動関係の付属関連部材９１を配設したことにより、装置の点検やメンテナンス作業が行い易く、また、前半部３３ａが後半部３３ｂより高い位置にあるため、路上走行時の路面の凹凸に伴う振動衝撃を直接に受けることなく計器類の誤作動や故障を可及的に防止することができる。
【0101】
<ベローズの配置>
ここで、炭化装置本体１１，１１´が車載される場合、炭化装置本体１１，１１´にそれぞれ接続される熱風供給路５の配管には、それぞれベローズ１１０，１１０´が設けられている。ベローズ１１０，１１０´は、図１３に示すように、蛇腹形状であるため、形状変形により、炭化装置本体１１，１１´の熱膨張、熱収縮による配管への応力を吸収することができる。また、配管の軸C方向の変形に限らず、軸C方向に垂直な方向へのずれも吸収することができる。特に、熱分解炭化処理装置１００では、温度上昇と冷却とを繰り返して行うため、ベローズ１１０，１１０´の配置は有用である。なお、複数のねじ穴１１３を有するリング状のフランジ１１２は、ベローズ本体１１１の両端に形成されている。
ここで、炭化装置本体１１，１１´が車載される場合、炭化装置本体１１，１１´にそれぞれ接続される熱風供給路５の配管には、それぞれベローズ１１０，１１０´が設けられている。ベローズ１１０，１１０´は、図１３に示すように、蛇腹形状であるため、形状変形により、炭化装置本体１１，１１´の熱膨張、熱収縮による配管への応力を吸収することができる。また、配管の軸C方向の変形に限らず、軸C方向に垂直な方向へのずれも吸収することができる。特に、熱分解炭化処理装置１００では、温度上昇と冷却とを繰り返して行うため、ベローズ１１０，１１０´の配置は有用である。なお、複数のねじ穴１１３を有するリング状のフランジ１１２は、ベローズ本体１１１の両端に形成されている。
【0102】
このベローズ１１０，１１０´の配置は、装置運転中の形状変形のみならず、装置の組立や車載時における位置ずれも吸収することができる。
【0103】
なお、ベローズは、熱風供給路５の配管に限らず、必要に応じて各種の配管に設けてもよい。例えば、エジェクタ７ｂ，７ｂ´の入出力配管に設けてもよい。
【0104】
<扉のロック機構>
なお、熱分解炭化処理装置１００において本実施の形態では扉部１２にシール機構を持たせている。図１４は、閉扉状態の炭化装置本体１１の構成を示し、図１５は、開扉状態の炭化装置本体１１の構成を示している。
なお、熱分解炭化処理装置１００において本実施の形態では扉部１２にシール機構を持たせている。図１４は、閉扉状態の炭化装置本体１１の構成を示し、図１５は、開扉状態の炭化装置本体１１の構成を示している。
【0105】
すなわち、炭化装置本体１１において、扉部１２と炭化炉ケース１、炭化室２等の開口部１ａ、２ｆとの間のシーリング構造を改良することにより炭化室２の熱風ガス（乾留ガス）を漏洩させることなく熱効率のよい炭化処理が行えるように構成している。
【0106】
炭化炉ケース１と炭化炉ケース１内に収納された炭化室２とは、外周六面体のうち一面体は炭化処理対象物Ｃの出し入れ用に開放して、炭化炉ケース１の開口部１ａや炭化室開口部２ｆに、図１５及び図１６に示すように、外気と遮断するための扉部１２を開閉自在に枢支している。
【0107】
扉部１２の閉扉に関する構造としては、閉扉時に扉部１２の周縁の押圧フランジ１２ａが炭化室２を内嵌する炭化炉ケース１の開口部周縁面１ｂに圧着されるが、その間に炭化室２の開口部周縁の炭化室フランジ２ｉを挟持圧着すべく構成している。図１６は、炭化炉ケース１正面のシーリング構造を示す。また、図１７は、図１６に示した炭化装置本体１１のＡ－Ａ断面図であり、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、それぞれ開扉状態と閉扉状態とを示す。
【0108】
すなわち、図１７（ｂ）に示すように、炭化室フランジ２ｉが扉部１２の周縁の押圧フランジ１２ａと炭化炉ケース１の開口部周縁面１ｂとにより挟持されることにより、炭化室２の固定がなされる構造に構成していると共に、炭化室２の開口部２ｆと炭化炉ケース１の開口部１ａとを扉部１２の周縁の押圧フランジ１２ａで密封自在となるように構成している。
【0109】
すなわち、図１７（ｂ）に示すように、扉部１２の端縁部１２ｂには断面コ字状の鋼鉄製の樋条１２ｃを突設し、樋条１２ｃ中には扉部用緩衝密着ロープ１２ｄを嵌入敷設し、扉部１２の周縁に扉部用緩衝密着ロープ１２ｄを張り巡らした状態とする。
【0110】
該緩衝密着ロープ１２ｄは素材をセラミックウールにより構成し、一定の弾性力による密着機能と共に熱に対する耐熱機能により強度を保持し、しかも断熱効果を得ることができ、閉扉時に扉部の端縁部１２ｂを炭化炉ケース前端面１ｅに圧着可能として炭化室内の熱エネルギーの熱損失を可及的に少なくなるように構成している。
【0111】
また、断熱空気層８０を介して炭化室２を被覆する炭化炉ケース１においても、同様に開口部周縁面１ｂには断面コ字状の鋼鉄製の樋条１ｃを突設し樋条１ｃ中に炉緩衝密着ロープ１ｄを嵌入して炭化炉ケース１の周縁に炉緩衝密着ロープ１ｄを張り巡らしている。そして該ロープ素材はセラミックウールにより構成している。
【0112】
【0113】
このように構成することにより閉扉時に扉部１２の最先端縁部１２ｅを炭化炉ケース前端面１ｅに圧着可能に構成し、閉扉時の大重量の扉部１２の衝撃を緩衝することができると共に炭化炉ケースの開口部１ａの密封機能を果たすことができる。
【0114】
また、図１６及び図１７に示すように、炭化室２の炭化室フランジ先端面２ｈと炭化炉ケース前端面１ｅとの間には鋼鉄製の断面コ字状の樋条５０中に嵌入した密着区画ロープ５１を介在している。該ロープ素材はセラミックウールにより構成している。
【0115】
密着区画ロープ５１は、図１７（ａ）に示すように、扉部１２の端縁部に張り巡らした扉部用緩衝密着ロープ１２ｄに対応する位置に配設しており、扉部用緩衝密着ロープ１２ｄとの間には炭化室２の周縁のフランジ２ｉを介しており、閉扉時に扉部周縁の押圧フランジ１２ａの重量負荷がかかってもその重量負荷を重なった二本の重合ロープ１２ｄ、５１によって強固に支持し確実に扉部の密着閉扉を行うことができる。
【0116】
また、炭化炉ケース１の開口部周縁面１ｂには、図１４～図１６に示すように、油圧シリンダ７０により垂直及び水平作動するコマ軸７１を配設している。図１８（ａ）は、扉部１２の扉部用コマ１２ｇと炭化炉ケース１のテーパーコマ７２とが開放している状態を示し、図１８（ｂ）は互いのコマ７２，１２ｇ同士が嵌合している状態を示す。また、図１８（ｃ）は、平面視におけるコマ軸７１の摺動による互いのコマ７２、１２ｇのテーパー嵌合機構を示す。
【0117】
すなわち、図１４に示すように、炭化炉ケース１の開口部周縁にうち左右縦方向には左右の縦コマ軸７１ａ，７１ｂが、また、上下横方向には上下の横コマ軸７１ｃ，７１ｄがそれぞれ摺動自在に架設されている。
【0118】
かかるコマ軸７１の端部には油圧シリンダ７０が連設されており油圧シリンダ７０の作動によりコマ軸７１は上下左右に摺動するように構成されている。
【0119】
しかも、コマ軸７１には所定の間隔で複数のテーパーコマ７２が連設されていると共に、図１８に示すように、扉部１２の周縁部にも閉扉時においてコマ軸７１のテーパーコマ７２と略対応する位置に扉部用コマ１２ｇが突設されている。
【0120】
これらのコマ７２，１２ｇは、図１８（ｃ）に示すように、互いの当接面がテーパーの傾斜状に形成されており、テーパーコマ７２は上方に向かって狭窄状に形成されており、扉部用コマ１２ｇはテーパーコマ７２と反対のテーパーの傾斜状に形成されている。
【0121】
すなわち、各コマ７２、１２ｇの当接摺動面は互いに反対方向の傾斜面を形成しており、図１８（ｃ）に示すように、閉扉時のコマ軸７１の摺動により各コマ７２，１２ｇの当接摺動によって扉部周縁部１２ｈはコマ７２，１２ｇのテーパー機能により炭化炉ケース１の開口部周縁面１ｂに密着することができる。
【0122】
ここで、油圧シリンダ７０は、図１８（ｃ）に示すように、圧力保持回路２００に接続される。圧力保持回路２００は、油圧ユニット２５を介して制御され、扉部１２を閉状態にする場合、油圧シリンダ７０によるコマ軸の押圧によりテーパーコマの傾斜面と扉部用コマの傾斜面とが向かい合う方向に摺動して扉部１２を炭化炉ケース１の周縁面に密着させ、油圧シリンダ７０の押圧状態を残圧により保持する。圧力保持回路２００は、ポンプに接続された４方３位置弁２０１と油圧シリンダ７０との間にチェック弁２０２が配置される。
【0123】
扉部１２は上記した密着区画ロープ５１や扉部用緩衝密着ロープ１２ｄや炉緩衝密着ロープ１ｄなどを介して炭化室２や炭化炉ケース１の開口部１ａ，２ｆに密着できると共に、テーパー状のコマ７２，１２ｇの当接機能によってもさらに強固な密着機能を果たすことができ、かかる構造によって熱漏洩を可及的に減じて炭化処理のための熱エネルギーの効率的で有効な利用が可能となる。
【0124】
＜熱分解炭化処理＞
図１９は、制御装置１５による熱分解炭化処理制御時の炭化室温度の時間変化（曲線Ｌ３）を示す図である。図１９に示した熱分解炭化処理制御の処理条件は、炭化温度５００℃、燃焼室温度１０００℃としている。図１９に示すように、熱分解炭化処理制御には、昇温工程ＰＲ１（時点ｔｏ～ｔ１）、炭化工程ＰＲ２（時点ｔ１～ｔ２）、追焼工程ＰＲ３（時点ｔ２～ｔ３）、冷却工程ＰＲ４（時点ｔ３～ｔ４）を有する。この追焼工程は、オプションである。なお、図１９では、燃焼室温度（曲線Ｌ１）及び熱流路４内の流路ガス温度の変化（曲線Ｌ２）も示している。
図１９は、制御装置１５による熱分解炭化処理制御時の炭化室温度の時間変化（曲線Ｌ３）を示す図である。図１９に示した熱分解炭化処理制御の処理条件は、炭化温度５００℃、燃焼室温度１０００℃としている。図１９に示すように、熱分解炭化処理制御には、昇温工程ＰＲ１（時点ｔｏ～ｔ１）、炭化工程ＰＲ２（時点ｔ１～ｔ２）、追焼工程ＰＲ３（時点ｔ２～ｔ３）、冷却工程ＰＲ４（時点ｔ３～ｔ４）を有する。この追焼工程は、オプションである。なお、図１９では、燃焼室温度（曲線Ｌ１）及び熱流路４内の流路ガス温度の変化（曲線Ｌ２）も示している。
【0125】
昇温工程では、燃焼室６の点火後、燃料を燃焼させて炭化室２，２´内の炭化室温度を設定炭化室温度である５００℃まで昇温させる。その後、炭化工程に移行し、設定炭化室温度で一定時間（設定炭化ホールド時間）、炭化室２，２´内の炭化処理対象物を間接加熱し、炭化処理を促進する。この時、燃焼室温度は１０００℃に維持される。
【0126】
その後、追焼工程を行う場合は、さらに炭化室温度を上げ、例えば、炭化室温度が追焼温度（８００℃）に達するまで昇温し、この時点で燃焼室６の燃焼を止めて消火し、炭化室を密閉した後に、熱風供給路５に外気を供給して、冷却工程に移行する。冷却工程は、炭化室温度が冷却終了温度（例えば外気温や１００℃）に降下した時点で終了する。
【0127】
ここで、炭化室２，２´の気化物は、乾留ガス以外に、昇温開始後、水が水蒸気として炭化室内に発生する。本実施の形態では、この水蒸気の特性を利用し、炭化室の昇温を行う。すなわち、図２０に示すように、過熱水蒸気は、沸点（大気圧の場合、１００℃）を超える温度に加熱された上記であり、高温の乾いた蒸気である。この過熱水蒸気は、燃焼室での燃料の燃焼により生成した熱風と比較し、同じ温度、同じ質量でも非常に大きな熱量（２５００ｋJ／ｋｇ以上）を有しており、炭化室で発生した水から過熱水蒸気を生成して炭化室の加熱を行うようにしているので、効率的な炭化室の昇温を行うことができる。なお、水蒸気は大気に放出しても問題はない。
【0128】
＜燃焼制御モード＞
図２１は、制御装置１５が行う燃焼制御モードの概念を説明する説明図である。燃焼制御モードには、燃焼室温度制御モードｍ１と乾留ガス制御モードｍ２とがある。燃焼室温度制御モードｍ１は、燃焼室に供給される燃料の供給量を制御して炭化室の温度を制御するモードである。また、乾留ガス制御モードは、燃焼室に供給される燃料の供給量を最小量に固定して燃焼室のパイロット炎（種火）とし、エジェクタから燃焼室への空気及び乾留ガスの供給量を調整して炭化室の温度を制御するモードである。そして、制御装置１５は、炭化室において乾留ガスが発生している場合、乾留ガス制御モードにより炭化室の温度制御を行い、乾留ガスが発生していない場合、燃焼室温度制御モードにより炭化室の温度制御を行う。
図２１は、制御装置１５が行う燃焼制御モードの概念を説明する説明図である。燃焼制御モードには、燃焼室温度制御モードｍ１と乾留ガス制御モードｍ２とがある。燃焼室温度制御モードｍ１は、燃焼室に供給される燃料の供給量を制御して炭化室の温度を制御するモードである。また、乾留ガス制御モードは、燃焼室に供給される燃料の供給量を最小量に固定して燃焼室のパイロット炎（種火）とし、エジェクタから燃焼室への空気及び乾留ガスの供給量を調整して炭化室の温度を制御するモードである。そして、制御装置１５は、炭化室において乾留ガスが発生している場合、乾留ガス制御モードにより炭化室の温度制御を行い、乾留ガスが発生していない場合、燃焼室温度制御モードにより炭化室の温度制御を行う。
【0129】
＜熱分解炭化処理＞
つぎに、制御装置１５による熱分解炭化処理手順について説明する。図２２～図２４は、制御装置１５による熱分解炭化処理手順を示すフローチャートである。なお、設定炭化室温度は、４００℃に設定している。この炭化室温度を含めた各種パラメータは、炭化処理対象物によって異なる。
つぎに、制御装置１５による熱分解炭化処理手順について説明する。図２２～図２４は、制御装置１５による熱分解炭化処理手順を示すフローチャートである。なお、設定炭化室温度は、４００℃に設定している。この炭化室温度を含めた各種パラメータは、炭化処理対象物によって異なる。
【0130】
図２２～図２４に示すように、まず、制御装置１５は、燃料及び空気をバーナーに供給して燃焼室６の点火を行う（ステップＳ１０１）。その後、各種温度の温度トレンドの描画を開始する（ステップＳ１０２）。そして、最初は、水蒸気も乾留ガスも発生していないため、燃焼室温度制御モードｍ１に設定されて燃焼制御を開始する（ステップＳ１０３）。
【0131】
その後、炭化室温度が５０℃以上になったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、炭化室温度が５０℃以上とは、水蒸気及び乾留ガスの発生が開始する温度である。炭化室温度が５０℃以上でない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返す。
【0132】
一方、炭化室温度が５０℃以上である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、自動開閉バルブ１６，１６´（エジェクタ空気電動弁）を全閉から２０％開にするとともに、自動開閉バルブ７ａ，７ａ´（乾留ガス電動弁）を全閉から５０％開にする（ステップＳ１０５）。これにより、燃焼室６では、燃料を用いた燃焼に加えて水蒸気や乾留ガスの燃焼が徐々に開始する。
【0133】
その後、自動開閉バルブ１４ｂ（燃料弁）の開度が最小（ｍｉｎ）であり、かつ、炭化室温度が設定炭化室温度（４００℃）を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。自動開閉バルブ１４ｂ（燃料弁）の開度が最小（ｍｉｎ）であり、かつ、炭化室温度が設定炭化室温度（４００℃）を超えていない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返す。一方、自動開閉バルブ１４ｂ（燃料弁）の開度が最小（ｍｉｎ）であり、かつ、炭化室温度が設定炭化室温度（４００℃）を超えた場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）には、乾留ガス制御モードｍ２に移行する（ステップＳ１０７）。
【0134】
そして、燃料弁の開度を最小に維持して種火状態にし、エジェクタ空気電動弁の開度を５０％～１００％にし、さらに、乾留ガス電動弁の開度を５０％から１００％の開度にする（ステップＳ１０８）。これにより、燃焼室で完全燃焼が可能な乾留ガスを燃焼室に取り込む。
【0135】
その後、乾留ガス空気電動弁が開度１００％（全開）になった後、炭化室温度が所定温度、例えば５℃、低下したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。なお、炭化室温度が所定温度低下する現象は、乾留ガスの発生が終息に入ったことを示している。乾留ガス空気電動弁が開度１００％（全開）になった後、炭化室温度が所定温度、低下していない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０８の設定状態で加熱燃焼を維持する。
【0136】
一方、乾留ガス空気電動弁が開度１００％（全開）になった後、炭化室温度が所定温度、低下した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、燃焼室温度制御モードｍ１に移行し、燃料の供給量を可変にして燃料の燃焼による制御を行う（ステップＳ１１０）。そして、この際、エジェクタ空気電動弁の開度を５０％にし、乾留ガス電動弁の開度を１００％にする（ステップＳ１１１）。これにより、主として燃料の燃焼による火炎によって温度を上昇させる。
【0137】
その後、炭化室温度が設定炭化室温度になったか否かを判定する（ステップＳ１１２）。炭化室温度が設定炭化室温度になっていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）には、本判定処理を繰り返し、燃焼室温度制御モードｍ１による制御を継続する。一方、炭化室温度が設定炭化室温度になった場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）には、次の炭化工程を開始する（ステップＳ２０１）。すなわち、ステップＳ１０１～Ｓ１１２までの処理は昇温工程である。
【0138】
炭化工程が開始されると、設定炭化ホールド時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。この設定炭化ホールド時間は、設定炭化温度となっている状態の経過時間である。なお、炭化工程では、炭化室温度が設定炭化温度となる燃焼制御が行われる。そして、設定炭化ホールド時間を経過していない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、炭化室温度が設定炭化温度となる燃焼制御が続行される。一方、設定炭化ホールド時間を経過した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、炭化工程を終了する。
【0139】
追焼工程の実施指示を受けているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。追焼工程の実施指示を受けている場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、追焼工程を開始する（ステップＳ３０２）。すなわち、炭化室温度が設定追焼温度になるまで炭化室を昇温させる（ステップＳ３０３）。そして、炭化室温度が設定追焼温度になったか否かを判定する（ステップＳ３０４）。炭化室温度が設定追焼温度になった場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、追焼工程を終了してステップＳ４０１の冷却工程に移行する。一方、追焼工程の実施指示を受けていない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、追焼工程を終了してステップＳ４０１の冷却工程に移行する。
【0140】
冷却工程では、まず、燃料弁を閉にする（ステップＳ４０１）。さらに、乾留ガス電動弁を全閉にする（ステップＳ４０２）。さらに、自動開閉バルブ１４ｂ（冷却用空気電動弁）、自動開閉バルブ１３ｂ（燃焼用空気電動弁）、エジェクタ空気電動弁をそれぞれ全開にし（ステップＳ４０３）、熱流路４に外気を送り込んで炭化室を冷却する。
【0141】
その後、炭化室温度が冷却終了温度になったか否かを判定する（ステップＳ４０４）。炭化室温度が冷却終了温度になっていない場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、本処理を繰り返し、炭化室の冷却を続行する。一方、炭化室温度が冷却終了温度になった場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、冷却用空気電動弁、燃焼用空気電動弁、エジェクタ空気電動弁をそれぞれ全閉にし（ステップＳ４０５）、温度トレンドの描画を終了するとともに記憶し（ステップＳ４０６）、本処理を終了する。
【0142】
このような熱分解炭化処理手順を行うことにより、炭化室容積が大きい炭化室から大量の乾留ガスが一挙に小さな燃焼室に供給されずに、乾留ガス中に含まれる臭気成分や有害物質を分解する完全燃焼が実現できるとともに、水蒸気及び乾留ガスの熱エネルギーを有効利用することができる。
【0143】
なお、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【0144】
本発明のエジェクタを用いた熱分解炭化処理装置は、簡易な構成で送風能力に対する吸引力を大きくして炭化処理対象物の熱分解炭化処理を行う場合に有用である。
【符号の説明】
【0145】
１ 炭化炉ケース
１ａ 開口部
１ｂ 開口部周縁面
２，２´ 炭化室
３ 熱流路層
４ 熱流路
５ 熱風供給路
５ａ 熱風流入管
６ 燃焼室
７，７´ 乾留ガス移送管
７ａ，７ａ，１３ａ，１３ｂ，１４ｂ，１６，１６´ 自動開閉バルブ
７ｂ，７ｂ´ エジェクタ
８，８´ 乾留ガス移送管
９，９ａ，９ｂ，９ｃ 空気ブロア（送風機）
１０ 熱風排出路
１１，１１´ 炭化装置本体
１２ 扉部
１２ａ 押圧フランジ
１２ｂ 端縁部
１２ｃ 樋条
１２ｄ 扉部用緩衝密着ロープ
１２ｅ 最先端縁部
１２ｆ フランジ先端縁
１２ｇ 扉部用コマ
１２ｈ 扉部周縁部
１３ 燃焼空気送管
１４ 灯油タンク
１４ａ 灯油供給管
１４ｃ 灯油ポンプ
１５ 制御装置
１６，１６´ 燃焼空気送管
２０ 炭化トレイ
２５ 油圧ユニット
３０ 炭化処理車両
３１ トレーラ
３２ トラクタ
３３ シャーシ
３４ レール
６１ バーナー
６２ 熱風送気部
６３ 混焼部
６４ 耐熱性壁体
７０ 油圧シリンダ
７１ コマ軸
７１ａ 縦コマ軸
７１ｃ 横コマ軸
７２ コマ
７２ テーパーコマ
８０ 断熱空気層
８１ セラミックウール
９０ 収納機構
９１ 付属関連部材
１００ 熱分解炭化処理装置
１１０，１１０ ベローズ
１１１ ベローズ本体
１１２ フランジ
１１３ ねじ穴
１２０ 駆動流部
１２１ 導入部
１２２ 湾曲部
１２３ 加速部
１２４ 合流部
１３０ 吸引管
２００ 圧力保持回路
２０１ ４方３位置弁
２０２ チェック弁
１ａ 開口部
１ｂ 開口部周縁面
２，２´ 炭化室
３ 熱流路層
４ 熱流路
５ 熱風供給路
５ａ 熱風流入管
６ 燃焼室
７，７´ 乾留ガス移送管
７ａ，７ａ，１３ａ，１３ｂ，１４ｂ，１６，１６´ 自動開閉バルブ
７ｂ，７ｂ´ エジェクタ
８，８´ 乾留ガス移送管
９，９ａ，９ｂ，９ｃ 空気ブロア（送風機）
１０ 熱風排出路
１１，１１´ 炭化装置本体
１２ 扉部
１２ａ 押圧フランジ
１２ｂ 端縁部
１２ｃ 樋条
１２ｄ 扉部用緩衝密着ロープ
１２ｅ 最先端縁部
１２ｆ フランジ先端縁
１２ｇ 扉部用コマ
１２ｈ 扉部周縁部
１３ 燃焼空気送管
１４ 灯油タンク
１４ａ 灯油供給管
１４ｃ 灯油ポンプ
１５ 制御装置
１６，１６´ 燃焼空気送管
２０ 炭化トレイ
２５ 油圧ユニット
３０ 炭化処理車両
３１ トレーラ
３２ トラクタ
３３ シャーシ
３４ レール
６１ バーナー
６２ 熱風送気部
６３ 混焼部
６４ 耐熱性壁体
７０ 油圧シリンダ
７１ コマ軸
７１ａ 縦コマ軸
７１ｃ 横コマ軸
７２ コマ
７２ テーパーコマ
８０ 断熱空気層
８１ セラミックウール
９０ 収納機構
９１ 付属関連部材
１００ 熱分解炭化処理装置
１１０，１１０ ベローズ
１１１ ベローズ本体
１１２ フランジ
１１３ ねじ穴
１２０ 駆動流部
１２１ 導入部
１２２ 湾曲部
１２３ 加速部
１２４ 合流部
１３０ 吸引管
２００ 圧力保持回路
２０１ ４方３位置弁
２０２ チェック弁
【要約】
簡易な構成で送風能力に対する吸引力を大きくすることができるエジェクタ及びこれを用いた熱分解炭化処理装置を提供することを目的とし、エジェクタ７ｂ、７ｂ´は、下流に向けて内径断面積が漸次拡大して駆動流空気を導入する導入部１２１と、導入部１２１の下流端に接続され湾曲した円管である湾曲部１２２と、湾曲部１２２の下流端に接続され内径断面積が漸次縮小して駆動流空気を加速する加速部１２３と、加速部１２３の下流端に接続された円管である合流部１２４と、合流部１２４の中心軸に一致し、加速部１２３の下流端の径に比して小さい径の円管であって、湾曲部１２２の径が大きい外壁の外側から前記湾曲部の内部に貫通し、先端開口が加速部１２３の下流端の上流側に配置される吸引管１３０とを備え、加速部１２３において駆動流空気が加速され、駆動流空気の減圧により吸引管１３０の内部流体を下流側に吸引する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】