JP2004285358A - 自燃植物素材遠赤外線乾溜炭化装置 - Google Patents

Abstract

自燃植物素材遠赤外線乾溜炭化装置
【課題】自燃力のある植物素材を燃やすことなく有用な炭化材として再生するために遠赤外線の力を借りた乾溜反応炭化の装置を提供する。
【解決手段】素材が自然流下する角度を有する斜傾炉は、有意の長さの近半円筒形に構成され、下方位置天井壁に燃焼ガス出口を設けて煙突と連結して強い負圧が働く機構で、内部を遠赤外線放射力の強い炉壁で構築されている。炉上方の天井壁に複数の新機構の電熱体が敷設され、その下方位置天井に複数の上向き空気噴射口を備えている。有意量の窒素ガスと共に投入された素材は急激に熱せられて乾溜ガスを発生しながら流下する。乾溜ガスは上昇し下方に吸引されながら対向流空気の酸素と燃焼反応して発熱が加わり炉壁を熱し高温の遠赤外線の放射が強まり無酸素窒素ガス雰囲気並に乾溜ガスの過熱蒸気雰囲気との相乗作用で化学反応的乾溜作用によって効率的に炭化が進行する直火型の乾溜炭化法装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自燃力のある植物体を燃やさずに炭化して、未利用資源を燃料化等に再生する技術に関するものである。

古来、高品質の炭化物は成熟して木化現象の進んだ植物体を高温で空気の供給を制限しながら熱分解して得られるが、その為の装置になじまない膨大な植物体未利用資源が増えてきたことから、それ等も社会コスト面から産業として成り立つ連続して炭化処理する技術が求められている。

前項に鑑み発明者等は自燃力のある植物素材を燃やさずに遠赤外線の力を借りて乾溜手段によって炭化する方法を追い続けて来たのでその経過情報を示す。
遠赤外線放射機能のある炉壁を有する燃焼熱交換装置の炉は、燃焼基部と燃焼換部と基部から分岐した傾斜炉部より成り、傾斜炉では乾溜ガスを得ながら炭化して、燃料を特化する炭化機能を分担する如く、炭化と燃焼と熱交換との機能分担型でトータル効率を追及するものである。煙突からの強い吸引負圧の中で、燃焼空気を２段に供給する機構により２次空気の供給と、素材供給のスピード調節との組み合わせによって炭化までか灰化までかを選択することが出来る装置である。
成熟固体物質の吸引乾溜ガス化燃焼装置−特許願平１１−３０９８０７号

前項装置の傾斜炉部分のみで炭化する単純機構装置で、炉床下部の燃焼室で完全燃焼させた熱風が上方へ流動する炉天井の上層で乾溜ガスも燃焼させた熱で炉壁を熱し、遠赤外線輻射熱線を放射し、流動流下する素材には熱風のみで酸素が届かず炭化するに至る直火乾溜炭化装置である。
自然固体素材の遠赤外線乾溜炭化装置−特許願２００１−１０５２３９号

本願で使用する電熱体は最新発明された新機構の電気熱変換体でその高性能の機材の出現によって技術的生命を与えれた。
透明性面状線状発熱体の製造および線状面状発熱体の製造及それらを特徴とする加熱装置−特願２００３−１３７９６４

炉壁を構成する新材料の起原は次のとおりである。
シリカブラックの遠赤外線放射率並に波長測定−徳島県工試（１９９４） トルマリン鉱石の物性−ブラジル国アダン鉱山調査報告書 ライフグリーン原石分析報告書−長野県工試

前項装置の炉床下部の熱風発生源に代えて、傾斜炉下方の天井壁に新しい機能の電熱帯を埋め込んで発熱させて熱源とし、更に乾溜発生したガスも循環させて発熱部で燃焼させた熱とで炉壁を熱し、遠赤外線輻射熱線を放射せしめ流動流下する素材には熱線の照射のみで酸素が届かず、乾溜炭化するに至る直火乾溜炭化装置である。
自然植物素材の遠赤外線乾溜炭化装置−特許願２００３−１０２２６９号

本発明者等は、前項に鑑み環境に負荷を与えている森林の未利用資源等々に付加価値を与える方策の一つとして炭化を選び、尚且つ社会コストに耐える簡易で大量処理を可能にする技術を開発するものである。
その利用効率と社会に通用するコストを再立させるに考慮すべき必要な前提がある。技術の中核である化学反応の実態であり、綜合エネルギー理論である。
燃焼反応を例にすると、（グラファイト−炭素原子２ヶの分子体）炭素分子と酸素分子が結合反応し得るそれぞれの原子になるに必要な解離エネルギー吸熱反応は、炭素原子１ヶと酸素分子２ヶが結合（燃焼反応）して二酸化炭素を生成する反応エネルギーの実に４分の３を要するという原理である。

物質の熱変換に当り基本的要件となる素材が炭素分子体になる過程が長ければそれだけ解離エネルギー（吸熱反応）を多く要し、使える熱が目減りすることから、本願は炭素分子体に限りなく近づけ化石燃料の効率に近い工業用燃料ともなる高品質炭化材の生産を目指す技術開発である。

課題を解決する手段

本願は先願の自然植物素材遠赤外線乾溜炭化装置−特許願−２００３−１０２２６９号を改良するもので、先願装置の電気発熱帯が傾斜炉下方天井壁に設けられて、乾溜ガスが上昇し、素材の流下とすれ違うことに伴う不満足な問題点を改良するものである。

本発明の目指す炭化方法は、従来の固形体材を高温で蒸し焼きする炭化方法と異なり、材料を燃やさず、高温放射の遠赤外線の透過力によって可燃部分を乾溜ガス化分解して炭化するもので、熱源の高熱風は電熱と乾溜ガス燃焼炎の酸素欠乏気体であり、更にそれ等の触媒作用や自媒作用の相乗的雰囲気が加わる。
供給する原料には間にある空気酸素を中和する程度の窒素ガスを注入し、発熱部位置で急激な加熱により発火することを抑制する窒素ガス雰囲気を維持する。それ以後は、空気が注入されて可燃ガスを燃焼させるので無酸素状窒素ガス雰囲気を維持推移する。

本願の改良点の概要を述べると、電気発熱帯が傾斜炉上方の天井壁に設けられてその加熱により発生した乾溜ガスは負圧に引かれて下降するのに対して、炉天井頂上から上方に向けて対向流噴射された空気酸素と可燃ガスが燃焼反応するので、下方に行くに従い高温となる。生の素材流と径時高温となるガス流が平行するので素材の炭化終期にはガスも最高温度の熱線を反射照射して炭化材の高品化に寄与し、下方天井壁にあけられたガス通気孔を通り、炉天井壁の壁外に設けられた煙突機能通路を通り上方端に設けられた煙突に吸引される。

本発明者等は、先願をより確実にする為、木材片の窒素ガス置換による炭化手段によって炭化改良法の基礎試験を行い、予想以上の成績が得られた。４５×４５×２３ｃｍの鉄製ボックスは上蓋で底面に窒素ガス噴射管を敷き、内面に遠赤外線放射能力の高い塗料を厚く塗って、石油バーナーの炉で下５面を加熱し、窒素ガスは定間隔で注入した。２時間余燃焼加熱し内部温度４００℃に達した時点で消火したが、内部の木片は最大５×１０×１５ｃｍまで完全に炭化していたのである。表１にそのデータを示す。

上記結果は何を教えるものなのか、拙速な予測を許されるならば、遠赤外線の放射力と窒素ガス雰囲気のもたらす触媒機能、更には乾溜ガスの過熱蒸気雰囲気も加わる自媒作用が重なり活性化エネルギーの丘越えを容易にした化学反応によって、構成物質（Ｃ６Ｈ１２Ｏ６）の芳香環を切断してＨとＯを放出したものなのか？としか考えられない自然現象である。ボックス内は無加圧状であり放出される水蒸気も無臭に近く、灰色を帯びたのは短時間で、木材の炭化限界温度と云われる２６０℃前後で最も多く木材の熱分解の煙とは大きく違った。炭化材は非常に軽く、純粋のグラファイト？に近いものなのかも知れない。ちなみにＨ．１５，１０．９岩手県工技センターの発熱量測定によると、純炭素の発熱量８１００ｃａｌ／ｇに対比して本炭化材の発熱量は９４〜９８％の数値を示した。

またデータ中、バーナーの燃焼用空気は両試験とも一定であるから、限られた容積の燃焼室における対向流送風に起因して燃焼雰囲気を低下させたのは、空気を構成する酸素分子の解離エネルギーが大きくなり、（−）に作用した可能性も捨てきれず（化学反応はなぜ起こるか…講談社１９９３上野景平）、現在の加圧燃焼手段と負圧燃焼手段との比較検討が望まれ、特に重質油や固形体燃料使用が増える世相にあって、科学者の精査を乞いたい事象である。つまり、乾溜→ガス化→酸素反応の長い課程で反応における内部エネルギーの相克は極めて深刻複雑であろうと想像されるからである。

本願炭化法の設定された構造のもとでの加熱機構は、斜傾炉上部位置の天井壁に設けられた発熱部における電熱と下降する乾溜ガス中の可燃ガスと天井壁近くから吹上げ方向に噴射される高圧空気との対向衝突による燃焼反応発熱により下降するに従い高温となって、炉壁を熱して遠赤外線の放射を強め、流下し流動する素材に遠赤外線の直射と熱風の対流熱、そして炉床からの伝導熱とあらゆる熱線や熱が供給されて、特殊な触媒作用、自媒作用の相乗雰囲気が形成され、化学反応的乾溜によって炭化したものである。

炉内の発熱部における燃焼反応は、乾留ガス中の可燃分子と共存する酸素並びに天井壁近くから厳密に調整されて噴射される空気中の酸素量に大体限定される。結果的に、斜傾炉の天井壁に沿って流動する熱風の中で酸素は消費されてしまうので酸欠ガスとなり、炉床に沿って流下する素材には強力な輻射熱線の照射のみで酸素が届かず、装置内の天井壁頂上寄りがガス層で炉床寄りが素材層と分離流動することとなり、生の素材段階で加えられる熱線は低温でも、炭化段階で最も高温の解離と結合エネルギーが与えられるという窒素ガス雰囲気に近い触媒作用状況並びに乾溜ガスの過熱蒸気雰囲気の自媒作用の中で燃えることなく乾溜が進行し炭化に至る。高温雰囲気の中では乾溜ガスは、上方の空気に吸引されて上記事象となる。

乾溜炭化に際しての炭化生成物の品質目標は、炭素分子を整然且つ緻密に整列せしめることにあり、それに至る必要な熱（結合エネルギー）供給が必須要件であるが、加熱が電熱源によることになった本願改良装置に至って、充分な結合熱エネルギー（８００℃以上）供給と、空気酸素の供給を精密制御して無酸素雰囲気形成を両立せしめる望ましい乾溜炭化機構により大きく近づいた。

炉に供給される素材は供給口では満杯状となり、徐々に流下するに従って天井壁との隙間が生ずるようになり、下方端に近づくほど流れが速くなり、乾溜ガスの発生が激減する。乾溜ガス燃焼炎流と素材の流れが並行するので炭化の終了する段階の加熱が最も高温となることは炭化材品質向上の前項の要件もクリアすることとなる。

炉外上部に設けられた煙突機能通路は乾溜ガス燃焼煙の通路となる。斜傾炉下部の最も高温となったガスが流入し、それに熱せられた内壁からは触媒機能遠赤外線が放射されるので、ガス煙は完全な化学反応的分解が進行し、環境負荷的物質を有意に軽減させ得るが、含水分の多い素材を処理して乾溜ガス燃焼が不完全な場合は、燃焼ガス排出口からの出口で再加熱と空気補給を行い再燃焼させることも可能である。炉内は無酸素雰囲気を保つために乾溜ガス燃焼用の空気を最小限に制御していたが、この段階に至っては、若干の空気過剰は支障なく不完全燃焼はさけなければならない。

本願装置は炉体を輪切りブロック状とした（炉壁を窒素ガス置換焼成する工法上の必要と分解移動の必要）組立て式なので、処理時期等による素材の含水状態に合わせて炉の長さを調整することで対応可能である。
炉壁構造並びに発熱部の機構と機能についての説明は、実施例項に譲る。

発明の効果

近年、自然環境の改善、地球温暖化対策から森林の機能冨化の為に林地の間伐、未利用で林地に放置されている木質材、その他環境に負荷を与えている植物資源を処理し、付加価値を与える物質循環の必要度は枚挙にいとまがなく、その手段として炭化は有効な手段である。一方、炭化材を利用する分野も、工業用燃料、生活環境における水や空気の浄化ならびに土壌改良（バイオリアクター）等々、その活用分野もまた枚挙にいとまがない需用が期待される。
更には、上記利用分野に留まらず、機能性素材と云われるグラファイトに似た純度の高い炭素体？に近づいた如き本願装置の炭化成果は新しい炭素素材産業の一つの扉を拓く可能性を示唆するものとの期待も高まった。

その処理生産と需要をつなぎ、持続的事業継続を可能とするのは、生産と需要面からの社会コストを達成できる技術を開発できるか否かにかかわることは当然である。
本発明装置は、そのコスト意識に基づく技術開発に取り組んだ先願平１１−３０９８０７号以来、その社会コストで歴史的社会的需要をつなぐ目標を追い続けてきた改良の成果で、機構的にも生産された炭化材の品質的にもほぼ究極に近い。
そして遠赤外線の力を借りる炉壁材に成る自然流下角度の傾斜炉で、無酸素、つまり窒素ガス雰囲気を維持増強させて乾留炭化する装置は、その生産された炭化材が予想以上に純度の高いものの如く、化石燃料に近い燃焼効率を上げうる品質の工業用燃料として莫大な需要の開拓も可能となり、目指す目標に大きく近づいたことは、また現在の未利用資源の循環という至上課題解決へ社会貢献の道に大きく近づいたことになる。自然が教えてくれた自然現象の集積活用である。

発明を実地する為の最良の形態

本願を構成する機構は、設定された構造の傾斜炉を、素材が有意のスピードで、流動し流下しながら、主として炉壁から反射放射される無酸素の輻射熱線である電磁波の照射を受けて燃えることなく乾溜され炭化するに至る機能構造であることから、それを成立させ得る要因を改めて検証すると次の如くなる。
▲１▼素材は有意の角度をもつ傾斜炉を流動流下し易い形状で、過熱蒸気雰囲気が形成され易く、且つ良質炭化物を得る生木様の固体内水分の多い事が好ましい。
▲２▼傾斜炉角度は素材形状に合せて適度の流下スピードを保持する機構であること。
▲３▼無酸素熱線化の為乾溜可燃ガスを気流層中で燃焼させる空気供給量は可燃ガスとの燃焼反応に消費つくされる限度に厳密にコントロールする事が求められる。
▲４▼炉天井頂上面にそって流れる気流層の熱によって熱せられた炉壁からは遠赤外線輻射熱線が炉床に反射放射されるので、その機能を効率よく発象させる為に上部気流層と炉床の素材流層との間には充分に分離する間隔が存在する横断面積構造であることが求められる。

以下図面を参照して、一実施例を説明する。
図−１は自燃植物素材の遠赤外線乾留炭化装置の全体縦断図である。
図−２は図−１の中間横断図である。

各図において、１−は斜傾炉炉体である。２−はその傾斜炉床、３−はその天井壁である。４−は炉床の突起で流動素材をバウンド（ほぐす）する。５−は燃焼ガス排出口で、６−の煙突機能通路に通じ、７−は煙突で強い吸引力を備えている。８−は煙道ガス検知口部である。９−は素材供給装置で、図示しないコントロール機構を備えている。９’−は窒素ガス注入口で９と連動する図示しない流量制御装置を備える。１０−はワッシャー噴射口で、図示しない高圧ポンプに接続され、同時に送水管の途中で空気を吸込み供給する。１１−は炭化物の貯溜部である。１２−は電熱発熱部で複数の発熱帯が炉壁セラミックス内面横断溝に埋め込まれ、図示しない炉外の温度調節器電源とつながれている。１３−は高圧空気噴射口でガス流に対向送風するため図示しない高圧ブロワーに連結され、８−のガス検知部の図示しない調整器で送風制御される。

まず炉壁構造について説明する。
炉体は図−２の横断図の如き輪切りブロック状に成形され組み立てられるが、炉壁を構成する原料を列記する。
▲１▼シリカブラックは北海道で産出する火成岩の一種で、炭素５％、ＳｉＯ_２８１．８２％、Ａｌ_２Ｏ_３６．３２％等を含有し特殊な磁場を持つと云われる鉱石で、遠赤外線放射機能が高いことが知られている。
▲２▼トルマリン鉱石はブラジル国アダン鉱山に産出して電気石とも呼ばれる極性結晶体で、ＳｉＯ_２３５．７％、Ａｌ_２Ｏ_３３４．８％、Ｆｅ_２Ｏ_３１４．６％等を含有し、ねじれていて永久極性を有する特徴があり、多くの分野に使用されている。
▲３▼ライフグリーンは石川県金沢市医王山に産出する火山ガラス岩２種で構成され平均した組成分はＳｉＯ_２７５．５３％、Ａｌ_２Ｏ_３１３．３％、Ｆｅ_２Ｏ_３０．７６％、Ｎａ_２Ｏ３．８３％、ＣａＯ１．３３％、Ｋ_２Ｏ３．３％等の外に、エマナチオン（ＲＨ）を含み土中では酸素冨化現象を呈し、とにかく硬い特性をもつ。
▲４▼耐熱キャスターは燃焼炉炉壁を構築する主体的材料で、より高温耐熱性のものは反射力も強いと信じられるのでそれを選ぶ。
▲５▼アルミナセメントは遠赤外線放射力も強く、各材料を混練するに当ってバインダーとして優れた機能をもつている。
▲６▼練結させる水にはマリネックス稀繹液をもって当てるが、本剤は鉱石（火山ガラス岩）も溶かすキレート作用が強く、成形乾燥後、窒素ガス置換焼成してファインセラミックス化する工程の中で各材料の親和性を高め得る。以上の組合せで触媒機能も併せ持つ遠赤外線放射力を強化した炉壁となる。

１１−の発熱部は炉の有意上方位置天井壁の横断状溝に夢現ヒーターと呼ぶ電熱帯を多複数条を埋込み、炉外の複種の調整器電源に接続される。本電熱帯はその材料組成によって最高発熱温度帯がほぼ定まると云われ、帯状で炉壁の横断谷溝位置に埋め込まれ発熱すると接する炉壁を熱し、熱線を発する。加熱部の機構上、長時間持続が求められるので、その通電即発熱という特性とセラミックス炉壁に埋め込まれて加熱蓄熱される関係を活かして、炉外の電源調節機構の一部をデストリビュータ式にして交互間断通電によって、炉壁の熱線放射力維持を図りながら通電時間の節減と発熱帯の寿命延長を両立せしめる。
本発熱部の天井壁は近半円形で反射機能を持つので、放射される輻射遠赤外線は集束し増幅されて炉床に注がれ、効果的に素材を加熱する。

以上、構成機構の各項で大方説明されているが、改めて全体的動作を説明する。７−の煙突機能が働いて炉内は強力な負圧が働いている。９−の素材供給装置が稼動と同時に、９’から有意量の窒素ガスが注入されて素材は下方へ押し下げられ流下する。１２−の電熱帯に通電されると直接或いは熱せられた炉壁から熱線が放射され素材の乾溜がスタートする。乾溜ガスは下方に向けて吸引され流動するが途中天井壁近くから吹き上げられる高圧空気と対向衝突した可燃ガスが燃焼反応して熱を発生し、それに熱せられた炉壁と相乗的に遠赤外線を素材に照射する。発熱体が電熱で、乾溜ガス中の可燃ガスを燃焼させる対向流送風空気も精密に制御されるので、炉内は無酸素で窒素ガス雰囲気と乾溜ガスの過熱蒸気が充満する様になり、その触媒作用並びに自媒作用の相乗機能が加わって乾溜が進行し、素材は流下しながら炭化まで進んで１０−の空気を含んだ水ワッシャーに押され急速に冷却され１１−に集められる。単純な機構で単純なガス層の流れと同方向の素材の流れの中で、炉の下方程高温となる遠赤外線照射と窒素ガス雰囲気の触媒作用並びに乾溜ガスの過熱蒸気状が重なった自媒作用の影響を受けた如き化学反応的炭化が進行し高品質の炭化材となる。
前（０００６）項の化学反応的変化を解明するのは容易ではないが、炭化物が一見して軽いということは、上記要因が重なった影響下で炭素以外の物質が大方ガス化したものではあるまいか。そうした説明しかできない不思議な自然現象である。

炉内の上記ガス流は炉下方位置天井壁上部の燃焼ガス排出口から煙突機能通路に吸引されるが通路内壁は炉壁と同じセラミックスで装備されているので高温のガス温度で熱せられて遠赤外線を照射し、燃焼煙の不完全燃焼物質を安定的物質まで化学反応を進める。
この機構組み合わせによって乾溜ガス中の可燃ガスも燃焼させて直火的熱源に加えてコストを低減し、且つあらゆる有機質資源を炭化して多方面にわたる需要開拓を可能とする本願目的の手段が完結する。

また、本炭化装置稼動は基本的に炉内を強い負圧に保つことからスタートするので、煙突には強い吸引機能を要求される。その場合に通常は煙突を太くするとか長くするかとなるが、本願では直接それに触れないが吸引装置（特願２００２−６６１１６自燃的産廃資源の熱変換発電装置）として高圧水によるペンチュリスクラバ機構を利用して煙を液化し、急激な温度低下によりダイオキシン等の再合成を防ぐという機能も併せながら吸引機構を小型化させることもできる。

以上、基本的機構について説明したが、素材の種類並びに形状等が異なると、素材の流れ、炭化のスピードが当然異なる。また、植物素材の含水状態等は大きな影響を及ぼすが、本装置が輪切りブロック形状で組立て式であることから、含水率が高い時期等は炉の長さを増やせば、乾溜ガスが過熱蒸気態なので素材の乾燥は進む。温度調整によって、単純な乾燥装置の段階のみでの使用も可能である。流下スピードも一定素材であれば最適の角度で設置する等、効率的に対応できる。
総括して、本装置は温度設定から流下（通過）スピード設定の組合せによって、各種原素材に合わせた炭化材の品質分野を設定できるので、炭化材の社会需要に合わせた原素材の選定が可能で、資源循環を産業規模で進行せしめる接点となる多用途の利用装置である。

産業と云う次元から考察すると、現代社会が抱える生産と生活の結果からあふれ出た負の資源は、例えば木質バイオマス１，４８０万屯、下水道汚泥７，６００万屯、家畜排泄物９，０００万屯、廃棄紙１，４００万屯（農水省２００２）とも云われその環境負荷は危機的状況にあるが、その厄介物も再生循環のシステムが成ればそれは亦莫大な産業を生む宝の山となる。本願技術の中核がステファン・ボルツマンの法則や総合エネルギー理論に依る化学反応を具現する経路の要となる炭化手段を完成し、その成果物が有効な熱変換によって発電装置への飛躍を可能としたことは、例えば新エネルギー産業開拓への一里塚となる。

本炭化装置は、新機構の電熱体の発明によって可能となり、その熱源を熱線、光波に増幅変換する炉壁機能を支える資材選定も進展し、且その炉壁を窒素ガス置換焼成する装置も実現して完結した。その基盤技術自体の産業創出により恩恵を受けた本願のみならず、類する例えばボイラーや焼却装置又は乾燥装置等々に活用され物質循環の効率向上の新しい局面を拓くこととなる。

前項基盤に支えられた炭化装置は、木質バイオマスの外あらゆる植物性有機物質の改質に対応可能である。その中でも畜産廃棄物や下水道汚泥等の窒素を含有するが故に環境負荷が炭酸ガスの２桁大となる厄介物にも対応し得る途が見えて来た。例えば下水道汚泥に低温破砕モミガラ等量と兎のコクシジウム対策に開発されたエオコミット液を加えて混練し、常温放置して科学的脱水することが確認されて本炭化装置の被対象物への途が拓かれた。地球規模での窒素循環の負荷となっていた莫大な負の資源が、それ自体の資質が故に窒素ガス雰囲気を創出し得るとは正に天の配剤とでも感謝すべきではなかろうか。

本願炭化技術思想つまり乾溜化学反応を構成する要素機構と、吸引ガス化燃焼機構と対向流送風手段手段によるステファン・ボルツマン法則事象を誘起する機構とは相互に依存して、比較長大の単純な熱交換装置内で固体燃料と空気の分離同時供給する過程で、固体物質の炭素分子化から炭素原子化へとの改質進行と併せ空気酸素の酸素原子化への解離エネルギーを供給し、燃焼反応部位で合体せしめて、無駄（吸熱）の少ない反応熱を利用出来る可能性が見えて来た。特に窒素含有資材にこそ、その適合性が高いと云うことは、今の環境と生産と生活のはざまで窒素循環の矛盾をときほぐす要となり得る一つの転換点を提供することになる。近く早期の別先願装置の改良として提案する。
以上の様に本炭化装置は直接の機構として産業上での利用拡大に止まらずその志向発想は更なる産業創造の芽生えとなる。

（００３５）項に関連して付け加えると、地球規模での窒素循環はその量があまりにも多くＮ_２Ｏが形成されると地球温暖化ガスとして破壊的影響を及ぼすので該資源処理に当っては装置が大型化されても触媒機能反応炉を併設する等例えばＣａ等との化学反応による安定した固定の方策を創成することが求められる。
以上の可能性を踏まえ権利を留保するものである。

自燃植物素材の遠赤外線乾溜炭化装置の全体縦断図。 図−１の中間横断図。

符号の説明

１−斜傾炉体。２−平面炉床。３−天井壁。４−炉床突起。５−燃焼ガス排出口。６−煙突機能通路。７−煙突。８−ガス検知口部。９−素材供給装置。９’−窒素ガス注入口、１０−水（エア）ワッシャ噴射口。１１−炭化物貯溜部。１２−電熱発熱部。１３−高圧空気噴射口。

Claims (3)

1. 対象素材が自然流下する角度を有する斜傾炉は、有意の巾と長さの平面炉床と有意の高さの近半円形の天上壁で覆われ、炉床には複数の素材がバウンドする傾斜突起が設けられ、炉の天井壁下方位置上部に燃焼ガス排出口が設けられ、接続して天井壁外上部に煙突機能通路が設けられた上方端に立上り煙突が設けられ強い吸引力を備えている。炉上方端の素材供給口に接続して、内部に放射状仕切枡板と側板で作られた回転円形供給装置と、それに隣接して窒素ガス注入口が設置され、炉内に空気の供給を遮断しながら原料素材の供給をコンとローし、炉下方端天井壁上部から空気を含んだ水ワッシャワーを、炉床に斜めとなる垂直方向に噴射して炭化処理材の移動を進め、急速に冷却しながら炉内へ空気の流入を防いでいる。
   傾斜炉の内壁と天井壁外上部の煙突機能通路内壁は、高率の遠赤外線を放射する複数の鉱石紛と、耐熱キャスターやアルミナセメントを混錬して構築される輪切りブロック状に形成され、ファインセラミックス状に窒素ガス置換焼結する。
   炉天井壁上方位置炉壁に有意の条溝複数を設け新機構の電熱体を敷設して発熱部位とし、下方途中位置に複数の水平的上方に向けた高圧空気噴射装置が設けられる。
   前述機構により、発熱部からの熱線を受けて素材は急激に乾溜ガスを発生し設定された強力な負圧に引かれて、天井壁に沿って下降しながら天井壁上部に設けられた噴射装置からの高圧空気と対向衝突しガス内の可燃ガスと燃焼反応して熱を発生し炉壁を熱し、素材の乾溜を進め煙突へ吸引される。熱せられた炉壁からは強い遠赤外線輻射熱線が放射され乱反射し、流下し流動する素材には、輻射熱線の直射、そして熱風の対流熱、または炉床からの伝導熱とあらゆる方向から加熱されるが、炉内は酸素欠乏状態なので、素材は燃えることなく急速に乾溜されて炭化が進行する機構構成と機能を有する構造であることを特徴とする、自燃植物素材遠赤外線乾溜炭化装置。
2. 請求項１記載の電熱体は新たに発明された新機構の電気熱変換体で所要電力量も少なく発熱温度も自由に設定できる外に、遠赤外線を放射し、本願の目指す炉内雰囲気を創成出来る機能と経済性に優れた構造であることを特徴とする請求項１記載の自燃植物素材遠赤外線乾溜炭化装置。
3. 請求項１記載の煙突機能通路は内壁のセラミックスの触媒機能遠赤外線照射によって乾溜ガス燃焼煙を完全に分解反応させ環境負荷的物質を軽減せしめる機能を有する構造であることを特徴とする請求項１記載の自燃植物素材赤外線乾溜炭化装置。

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