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赤外線加熱で低温短時間で炭化を促進する機構と装置 - 特開2005−89721 | j-tokkyo
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【発明の名称】 赤外線加熱で低温短時間で炭化を促進する機構と装置
【発明者】 【氏名】櫻井 美彰

【要約】 【課題】不均質で1日から2日を要している炭づくりと、有用な液の捕集が、安全な軽作業として高齢者や身体障害者にも可能なものにすること。炭材の豊富な山間部へも容易に装置が移動できるようにすること。

【解決手段】赤外線加熱方式で、短時間での低温炭化と、短時間での冷却を可能とする機構配置にする。装置を組み立て式にすることにより、移動の取扱いが容易にできることになる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外線加熱で炭化を低温度と短時間で可能とする機構で、空気の遮断及び発煙ガスの貫通と遮断を独立して調整設定ができること、また、冷却方法も短時間で可能とする機構、及び、水槽急冷、壺で冷却、焼成炉内での冷却や消し粉による冷却が選択できること、そして、竹や各種の樹木や草木に適応した炭化が可能になり、用途目的に合った炭の製作が1分の短時間から可能になることを特徴とする炭化の機構と装置。
【請求項2】
炭化焼成の機構と装置を組み立て式にしたことにより、作業場所は庭先だけでなく炭化材の豊富な山里でも可能で、移動が容易にできることを特徴とする炭化焼成の機構と装置。
【発明の詳細な説明】【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、赤外線加熱で低温短時間で用途目的に最適の炭を焼成する機構と装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の炭の焼成は土を掘って焼成釜にしたり、金属製の大型の焼成炉で加熱には、木材や重油や灯油の燃焼熱を使ってきた。そのために、昇温と均一な加熱温度の調節が難しく、また、冷却も焼成炉で行うため1日から2日を要している。また、発煙の解消においては、発煙ガスを燃焼させる方法がとられ有用元素成分を含む竹酢液や木酢液の捕集が僅かな量であった。
また、炭や液の活用面でも単一的なものとなっていた。
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
省エネで、短時間に、均質の炭と液が豊富に作れることが課題です。また、焼成場所は庭先でも山里でも、そして、高齢者や身体障害者の軽作業としても安全で、用途にあった炭が容易に作れることが課題です。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記の課題を解決するために、本発明は、赤外線を利用した加熱方法をとる。それにより、省エネで、短時間に、均質の炭が豊富に作れる。また、発煙ガスを水槽冷却により液化させるので豊富に捕集できる。また、機構と装置を簡単な組み立て式にすることにより、移動も容易になり、焼成場所は庭先でも山里でも可能なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
本発明は、赤外線加熱焼成室と少煙冷却室を排気管で連結した構成とする。
【0006】
焼成室の構成は、円筒形の外筐は熱の飛散抑制にステンレス材を使用し、その内側と底部に蓄熱性を重視してセラミックスを配し、セラミックスに沿ってヒーター線を配して赤外線加熱源を構成する。温度設定は外部に取り付けた通電率制御式の温度コントローラーで行う。また、上蓋は、炭材の投入と炭の取り出しのときに開扉する。閉扉時は、焼成室は気密状態で空気は遮断されている。
【0007】
少煙冷却室の構成は、内部に冷却水槽を設けて発煙ガスを冷却して重いガスにして、そして液化させる。それを捕集瓶に滴出させる。また、少煙冷却室の上部に煙突を設けており、僅かの煙を監視できる状態にしている。炭化の初期は灰白色の煙であり、続いて褐灰色の煙となり最後は青白色の煙を見ることができる。
【0008】
焼成室と少煙冷却室は排気ガス管で連結している。排気ガス管の中央箇所にガスの通過、遮断の開閉弁を設けている。
【0009】
キャスター付架台と、焼成室、少煙冷却室、排気ガス管は取り外しが可能な組み立て式の機構をとっている。
【実施例】
【0010】
実施例について図面を参照して説明する。まず最初に、冷却水槽に水を張る。短時間に焼成室を昇温させるため、ガス管の弁を閉の位置にする。温度コントローラーの設定を最高目盛りの10にする。温度コントローラーは電源スイッチを兼ねており、赤色のパイロットランプが点灯する。温度計が650℃になったとき、ガス管の弁を開にして、温度コントローラーの設定をパイロットランプが消灯する位置にする。焼成室の上蓋を明けて竹材を投入し蓋をする。赤外線加熱効果で、約1分で炭化焼成する。即時に上蓋を明けて竹炭を取り出し、別に準備した冷却水槽にいれて急冷する。活性炭が出来上がる。
【0011】
冷却方法を、別に準備した壺で行うと白炭が出来上がる。消し粉や砂土をかけて冷却すると柔らかい黒炭になる。また、焼成室で冷却すると80℃以下に冷えるまで約2時間を要しますが、硬い黒炭になる。
【0012】
最初に竹材を投入して加熱昇温すると、煙の色変化が監視できる。約350℃で炭化焼成する。その間の時間は約30分。
【0013】
炭化焼成が途中の状態で取り出す炭は、新品種の炭です。また、炭化焼成が終わった後も赤外線加熱を続けると、炭素繊維質の分解が進み、最後は極微量の鉱物元素を含んだ灰が残るだけになる。
【0014】
竹酢液は竹材投入が1kgあたり100CC捕集できる。炭化焼成の加熱温度を変えることにより、弱アルカリ性から弱酸性まで調整が可能です。
【0015】
ミネラル元素成分や遷移金属元素の有用元素群は地球磁気の作用で竹も樹木も表皮部に集中している。竹は中が空洞であり単位重量あたりでは最も多い有用元素を含有している。有用効果性にも優れ、資源枯渇の心配がいらない竹材の炭化焼成が主になることが望ましい。
【発明の効果】
【0016】
炭の効果については、農家の高齢者ほど詳しいが、使用目的に最適の炭製作については難しいためほとんど知られていない。食の安全から有機農法が進められているが、収穫量に不安を来しており難しい現状である。しかし、本発明により、農家ごとの田畑状態に適合した質と量の炭づくりが自分の手で可能となる。堆肥に粉炭を少量混ぜるだけで悪臭分解、成長促進効果、ミネラル高含有で栄養価の向上、生きの良い作物の多量収穫が可能となる。水耕栽培では水源に竹炭を置くことにより、雑菌の吸着分解と水溶性に富んだカリウムやカルシュウムの栄養分が作物に与えられ、また、成長促進になるため、今までとは大違いの栄養価が高く、連作回数も増える農業改善となる。雪国の農閑期の作業には好適なものとなる。 また、家庭内でも床の間から玄関、お風呂、冷蔵庫、流し、トイレ、床下等々そして、家庭菜園や車内に至るまで、自分の手作り炭で有効な炭活用が可能となる。半焼きの炭やマスキング焼成が容易に可能で、炭の愛好家や工芸家にも活用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】の符号Aは、焼成室。符号Bは、少煙室で、水槽でガスを冷却して竹酢液を採る機構。符号Cは、排煙ガス管で中央部に開閉弁がある。符号Dは、キャスター付きの架台。
【図2】は、付属の冷却用具類。
【符号の説明】
A 焼成室
B 少煙室
C 排煙ガス管
D 架台
1 上蓋
2 把手
3 のぞき窓
4 温度コントローラー
5 温度計
6 パイロットランプ
7 ヒューズソケット
8 電源コード
9 傘
10 煙突
11 水槽
12 液の捕集瓶
13 開閉弁
14 キャスター
15 冷却壷
【出願人】 【識別番号】501000271
【氏名又は名称】グリーンリング株式会社
【出願日】 平成15年9月17日(2003.9.17)
【代理人】
【公開番号】 特開2005−89721(P2005−89721A)
【公開日】 平成17年4月7日(2005.4.7)
【出願番号】 特願2003−363866(P2003−363866)