成型炭製造装置、及び成型炭の製造方法
【課題】廃木材を炭化処理して得られた消炭から、更に再利用可能な炭（成型炭）を製造することのできる成型炭製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の成型炭製造装置は、廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積するホッパ３と、ホッパ３に集積された原炭を粉砕する第１粉砕部８，及び第２粉砕部１０と、粉砕部８，１０で粉砕された原炭に対しバインダを注入するバインダ注入部１５と、バインダが注入された原炭を混練しながら搬送する混練搬送部２０と、混練搬送部２０で搬送される原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部２５とを有する。
【解決手段】本発明の成型炭製造装置は、廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積するホッパ３と、ホッパ３に集積された原炭を粉砕する第１粉砕部８，及び第２粉砕部１０と、粉砕部８，１０で粉砕された原炭に対しバインダを注入するバインダ注入部１５と、バインダが注入された原炭を混練しながら搬送する混練搬送部２０と、混練搬送部２０で搬送される原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部２５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木製の廃棄物（例えば、建築廃材、家具廃材、パレット、間伐材など；以下、廃木材と称する）を炭化処理して消炭状態とし、この消炭（原炭）から新たな炭（成型炭と称する）を製造するための成型炭製造装置、及び前記成型炭を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような廃木材は、例えば、廃棄物処理業者によって焼却され、消炭状態或いは灰状態にして最終処分されており、これら最終処分された消炭や灰については、廃棄処分したり、或いは、例えば、防臭剤、防湿剤、調湿剤、土壌改良剤等、環境を変化させる用途に利用することが行なわれている。この場合、上記した消炭については、例えば、廃木材を高温で焼却しつつ、ある程度の焼却が進んだ段階で無酸素状態にすることで作成することが可能であり、灰については、廃木材を完全に焼却することによって作成することが可能である。
【０００３】
このような廃木材を焼却する装置（焼却炉等）については、従来から様々な構造のものが知られており、最終処理された消炭や灰については、その後、上記したような用途により二次利用することが行なわれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した廃木材については、最終処分した後、用途がある程度限定されていることから、必ずしも全ての廃木材が有効に再利用されているとは言い難い。すなわち、上記したような環境を変化させるだけの用途に留まらず、新たなエネルギー源としての用途に適用可能に処分されることが、限られた資源のリサイクル面、及び環境面から好ましいと考えられる。
【０００５】
本発明は、このような状況に基づいて成されたものであり、廃木材を効果的に利用することを主題としてなされたものであり、廃木材を炭化処理して得られた消炭から、更に再利用可能な炭（成型炭）を製造することのできる成型炭製造装置、及びそのような成型炭を製造する方法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】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明に係る成型炭製造装置は、廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積する集積部と、前記集積部に集積された原炭を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部で粉砕された原炭に対しバインダを注入するバインダ注入部と、前記バインダが注入された原炭を混練しながら搬送する混練搬送部と、前記混練搬送部で搬送される原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記した構成の成型炭製造装置では、まず、廃木材を炭化処理することで形成された消炭（原炭）を集積部に投入して粉砕処理する。この場合、炭化処理して形成された原炭は、ある程度の大きさを有していることから、これを出来るだけ細かく粉砕する（具体的には、バインダによって粉砕された原炭が結合し、所定の形状が成型できる程度に粉砕されれば良い）。そして、粉砕部で粉砕された原炭は、バインダが注入されて混練、搬送作用を受け、最終的に押し出し成型部を介して、所定の形状をもって排出される。このように成型された炭（成型炭）は、従来の炭と同様、着火することで熱源として再利用することが可能となる。
【０００８】
上記した粉砕部は、原炭が細かく粉砕できるように構成されたものであれば良く、例えば、請求項２に記載されているように、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対を有しており、前記隙間に原炭を落下させることで粉砕を行なうことが可能である。
【０００９】
この場合、ローラ対の間隔は、例えば、１０ｍｍ以下とし、このような構成のローラ対を段階的に配設しても良いし（下流側に移行するに連れ、配設されるローラ対の隙間を狭くする）、ローラ対の隙間が可変となるようにローラ対を接近／離間するように構成しても良い。また、ローラ対の表面は、平坦であっても良いし、凹凸が形成されていても良い。或いは、粉砕部については、このようなローラ対以外にも、例えば、スクリューコンベア等によって構成することも可能である。
【００１０】
前記粉砕部において原炭を複数段階に亘って細粉砕する場合、請求項３にあるように、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離する粉砕片分離部を有するようにすることが好ましい。
【００１１】
粉砕片分離部は、例えば、粉砕された原炭が通過する部分にふるいのような部材を設置することで構成することができ、ここで分離された所定の大きさ以上の原炭は、装置外に排出できるようにしておけば良い。このように、大きさがある程度均一化された原炭を別途取り出すことが可能になることから、その大きさに最適な各種の用途に用いることが可能となる。
【００１２】
また、前記ローラ対については、請求項４にあるように、外周に磁性を持たせて、前記原炭の粉砕時に金属片を仕分けする仕分け機能を有するようにしても良い。
【００１３】
すなわち、廃木材を炭化処理した際、廃木材の種類によっては、金属片（例えば、パレットや住宅廃材であれば釘や金具等）を含んでいることがあるが、このような原炭が投入されても、粉砕時に金属片はローラ対に吸着されることから、最終的に成型される成型炭に、金属片が混入することはない。
【００１４】
また、請求項５にあるように、前記押し出し成型部から連続して押し出される成型炭を所定の大きさにカットする切断機を配設しておいても良い。
【００１５】
上記した押し出し成型部では、混練搬送部で混練された原炭を押し出し成型するが、ここで連続的に押し出される原炭を、切断機によって所定の間隔毎にカットすることにより、形状や大きさが均一な成型炭を連続的に作成することが可能となる。
【００１６】
また、請求項６にあるように、前記混練搬送部は、バインダが注入された原炭を軸方向に沿って混練しながら搬送するスクリューフィーダ機構を備えており、前記押し出し成型部は、前記原炭を柱状の成型炭として排出する排出口を備えており、前記スクリューフィーダ機構の軸心に、前記排出口の中心に向けて延在する棒状体を設けておくのが良い。
【００１７】
このような構成では、押し出し成型される成型炭は、柱状に形成されると共に棒状体によって、中心部に軸方向に沿った貫通孔が形成されるようになる。このような成型炭は、中心部に貫通孔を有していることから、乾燥時間を早めることが可能になると共に、燃焼時に空気の通りが良好になって均一に燃焼し、燃焼カロリーも向上する。
【００１８】
また、上記した成型炭製造装置は、請求項７に記載されているように、前記粉砕部で粉砕された原炭を貯留する貯留部を備えており、この貯留部に前記押し出し成型部を複数連結しても良い。
【００１９】
このような構成では、押し出し成型部が複数設置されることで、生産効率が高まると共に、形状や構成の異なる成型炭を同時に製造することが可能になる。なお、前記貯留部では、単に原炭を貯留するだけでなく、原炭の粉砕処理を行なっても良いし、バインダを注入して混練処理を行なっても良い。或いは、各押し出し成型部に混練搬送部を設けても良い。
【００２０】
また、本発明に係る成型炭の製造方法は、廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積して粉砕する粉砕工程と、前記粉砕工程によって粉砕された原炭にバインダを注入して混練しながら搬送する混練搬送工程と、前記混練搬送工程によって搬送される原炭を所定の形状となるように押し出し成型する押し出し成型工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
このような製造方法によれば、土壌改良剤や防臭剤としての用途しか利用されていなかった廃木材を、新たな燃料源として利用することが可能となる。すなわち、消炭状に炭化処理した廃木材から、新たな燃料源となる炭（成型炭）が製造されるようになる。
【００２２】
この場合、請求項９にあるように、押し出し成型工程は、柱状の成型炭を押し出すと共に、前記柱状の成型炭の中央部に貫通孔を形成するようにすることで、成型される炭は、乾燥時間を早めることが可能になると共に、燃焼時に空気の通りが良好になって均一に燃焼し、燃焼カロリーも向上する。
【００２３】
また、請求項１０にあるように、前記粉砕工程は、複数の粉砕手段を有することで、原炭をより細かく粉砕することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、廃木材を炭化処理して得られた消炭から更に再利用可能な炭（成型炭）を製造することが可能となり、資源を有効的に再利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る成型炭製造装置、及びそれに伴う成型炭の製造方法を添付図面に沿って具体的に説明する。
【００２６】
図１から図４は、本発明に係る成型炭製造装置の第１の実施形態を示す図であり、図１は正面図、図２は平面図、図３は左側面図、そして、図４は粉砕部及び混練搬送部の内部構成を示す図である。
【００２７】
本実施形態に係る成型炭製造装置１は、金属片等の不純物を含まないように炭化処理された原炭（廃木材を焼却処分して形成される）を再処理するように構成されている。この場合、原炭は、例えば、間伐材のように金属を含まない廃木材を焼却しつつ、ある程度の焼却が進んだ段階で無酸素状態に環境変化させたり、焼却時間を調整等することによって形成される。或いは、金属などの不純物を含む廃木材においては、不純物を、焼却前に除去したり、消炭形成工程時に除去することで形成される。
【００２８】
前記成型炭製造装置１は、ローラ２ａによって移動可能な基台２上に設置されており、上記したように炭化処理された原炭を集積する集積部（ホッパ）３を備えている。ホッパ３の内面には、原炭を下方に向けて落下させる開口３ａが形成されており、ここに投入される原炭は、ホッパ３の下方に設置された第１貯留部５に溜められる。
【００２９】
なお、ホッパ３内に回転翼（図示せず）を設置しておき、投入される原炭を開口３ａにスムーズに案内するように構成したり、或いは、回転翼の形状に特徴を持たせて投入された原炭を粉砕して開口３ａに案内するようにしても良い。
【００３０】
前記第１貯留部５には、開口３ａを介して落下した原炭を水平方向に搬送しながら粉砕する第１粉砕部７が連結されている。この場合、第１粉砕部７は、水平方向に延出する筒体８と、この筒体８内に設置された粉砕ミキサ９とを備えており、粉砕ミキサ９は、例えば、図４に示すように、筒体８の中心に沿って配設された回転軸９ａと、この回転軸９ａに取り付けられ、回転軸が回転することで原炭を押圧粉砕する粉砕部材９ｂ及び原炭を軸方向に移送させる移送部材９ｃとを備えて構成されている。
【００３１】
前記貯留部５に落下した原炭は、第１粉砕部７を介して、ホッパ３に投入された状態よりも更に細かく粉砕されながら軸方向に移動され、筒体８の下流側下方に設置された第２貯留部９に、開口（図示せず）を介して落下するようになっている。
【００３２】
前記第２貯留部９には、前記筒体８から落下した原炭を、前記第１粉砕部７と直交する水平方向に搬送しながら、更に細粉砕する第２粉砕部１０が連結されている。この場合、第２粉砕部１０は、水平方向に延出する筒体１２内に設置された粉砕ミキサ１３を備えており、この粉砕ミキサ１３は、例えば、図３に示すように、筒体１２の中心に沿って配設された回転軸１３ａと、この回転軸１３ａに取り付けられ、回転軸が回転することで原炭を粉砕すると共に、軸方向に沿って移送させる粉砕移送部材１３ｂとを備えて構成されている。
【００３３】
また、第２粉砕部１０を構成する筒体１２には、粉砕移送される原炭に、バインダを注入するバインダ注入部１５が設けられている。このバインダ注入部１５には、上記した第１粉砕部７及び第２粉砕部１０を経由して略粒子状に粉砕された原炭を半流動状にして所定の粘性を有するように状態変化させる物質（バインダ）が供給される。この場合、バインダは、バインダ収容部からバインダポンプ１５ａを介してバインダ注入部１５に供給されるようになっている。
【００３４】
なお、上記したバインダは、粒子状に粉砕された原炭をゲル化して結合させ、最終的に乾燥した際に所定の形状が維持できるような物質であれば、特に限定されることはない。
【００３５】
前記第２粉砕部１０には、同軸上に混練搬送部２０が設置されており、前記バインダが注入された原炭を混練しながら搬送するようになっている。この場合、混練搬送部２０は、前記回転軸１３ａに一体的に取り付けられる螺旋状の羽１３ｄを備えたスクリューコンベア（スクリューフィーダ機構）によって構成されており、バインダが注入された原炭を軸方向に沿って混練しながら搬送するようになっている。
【００３６】
前記混練搬送部２０の下流側には、ここで混練されながら搬送されてくる原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部２５が設けられている。この場合、押し出し成型部２５は、前記混練搬送部２０の下方に設置されており、前記筒体１２と同方向に沿って延出する筒体２７を備えている。
【００３７】
前記筒体２７内には、混練搬送部２０から落下してくる半流動状の原炭を排出方向に向けて移送するスクリューコンベア（スクリューフィーダ機構）２８が設置されると共に、筒体２７の先端側は、次第に縮径するテーパ部２７ａ及びテーパ部２７ａから先が円筒状になって延出する成型領域（ノズル）２７ｂが形成されている。そして、この円筒状の成型領域２７ｂの先端には、排出口２７ｃが形成されており、前記スクリューコンベア２８によって移送される半流動状の原炭は、テーパ部２７ａで絞られつつ、排出口２７ｃを介して柱状（円柱状）になって排出される。
【００３８】
このように半流動状の原炭は、最終的に円柱状に成型されて排出され、排出後に、所定時間乾燥することで、円柱状の成型炭３０となる。
【００３９】
なお、前記スクリューコンベア２８の回転軸２８ａに、排出口２７ｃの中心に向けて延在する棒状体２９を設けておくことにより、押し出し成型される円柱状の成型炭３０は、その中央部に軸方向に貫通する貫通孔３０ａが形成されるようになる。このように成型される成型炭３０は、中心部に貫通孔３０ａを有していることから、押し出し後の乾燥時間を早めることが可能になると共に、燃焼時に空気の通りが良好になって均一に燃焼し、燃焼カロリーが高い炭となる。
【００４０】
以上のような成型炭製造装置１によれば、廃木材を炭化処理して得られた消炭から、更に再利用可能な炭（成型炭）を容易かつ連続的に製造することが可能となり、資源を有効的に再利用することが可能となる。また、上記した成型炭製造装置では、原炭の搬送経路を水平方向及び上下方向に設置したことで、装置全体のコンパクト化が図れ、限られたスペースを有効に利用することが可能となる。
【００４１】
なお、詳細に説明しないが、上記した基台２には、上記した第１粉砕部７、第２粉砕部１０、混練搬送部２０等の駆動部を駆動する駆動源（駆動モータＭ）が複数設置されている。
【００４２】
図５から図７は、本発明に係る成型炭製造装置の第２の実施形態を示す図であり、図５は正面図、図６は平面図、そして、図７は左側面図である。なお、以下に説明する実施形態では、上記した実施形態と異なる部分について詳細に説明することとし、同一乃至は類似する構成については、同一の参照符号を付し、その説明を簡略乃至は省略する。
【００４３】
本実施形態の成型炭製造装置１においては、基台２上に設置された集積部（ホッパ）３に集積された原炭は、前記第１実施形態と同様、第１貯留部５に溜められ、その後、第１粉砕部７を介して粉砕される。この第１粉砕部７で粉砕された原炭は、下流側に設置された第２貯留部９に落下する。
【００４４】
この第２貯留部９には、第１粉砕部７で粉砕された原炭を更に粉砕する第２粉砕部４０が連結されている。また、この第２粉砕部４０の下流側には、粉砕移送される原炭に対してバインダを注入するバインダ注入部１５が設けられており、上記した第１粉砕部７及び第２粉砕部４０を経由して略粒子状に粉砕された原炭を半流動状にして所定の粘性を有するように状態変化させる物質（バインダ）が注入される。
【００４５】
前記第２粉砕部４０には、バインダ注入部の下流側に、同軸上に混練搬送部５０が設置されており、前記バインダが注入された原炭を混練しながら軸方向に沿って搬送するようになっている。
【００４６】
前記混練搬送部５０の下流側の下方には、ここで混練されながら搬送されてくる原炭を落下させて貯留する横長状の第３貯留部５２が設置されている。そして、この第３貯留部５２の下方側には、複数本（本実施形態では３本）の押し出し成型部２５が設けられている。この場合、各押し出し成型部２５は、上記した実施形態における押し出し成型部２５と同様な構成になっており、ここで混練されながら搬送される半流動状の原炭は、テーパ部２７ａで絞られつつ、排出口２７ｃを介して柱状（円柱状）で貫通孔が形成された状態で排出される。
【００４７】
また、各押し出し成型部２５の排出口２７ｃの近傍には、押し出し成型部２５から連続して押し出される成型炭を所定の大きさにカットする切断機５５が設置されると共に、この切断機５５で順次カットされる成型炭をそのまま軸方向に向けて搬送できるように、各押し出し成型部２５の下流側には、搬送コンベア５７が設置されている。
【００４８】
上記した構成の成型炭製造装置によれば、成型炭を効率良く、連続的に多数作成することが可能になると共に、連続的に押し出される原炭を切断機５５によって所定の間隔毎にカットすることにより、形状や大きさが均一な成型炭を作成することが可能となる。また、各押し出し成型部２５の排出口２７ｃの大きさや形状を変えたり、裁断機５５でカットするタイミングを変化させることで、異なる大きさの成型炭を効率良く作成することも可能になる。
【００４９】
なお、裁断機５５や搬送コンベア５７については、上記した第１の実施形態においても適用しても良い。また、第３貯留部５２は、単に半流動状の原炭を貯留するだけでなく、ここでバインダを注入して混練を行なうようにしても良いし、或いは、第３貯留部５２に連結される各押し出し成型部の上流位置でバインダを混入するように構成しても良い。
【００５０】
図８から図１２は、本発明に係る成型炭製造装置の第３の実施形態を示す図であり、図８は正面図、図９は平面図、図１０は左側面図、図１１は粉砕部の概略構成を示す図、そして、図１２は、粉砕部及び粉砕片分離部の概略構成を示す模式図である。
【００５１】
本実施形態の成型炭製造装置１は、上記した実施形態と比較して、原炭を粉砕する粉砕部の構成が異なっており、具体的には、基台２上に設置された集積部（ホッパ）３の下方側に、順次、第１粉砕部６０、及び第２粉砕部７０を設置している。
【００５２】
図１２に示すように、第１粉砕部６０は、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対６１Ａ，６１Ｂを有しており、第２粉砕部７０は、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対７１Ａ，７１Ｂを有している。夫々の粉砕部における対向する各ローラは、ホッパ３から落下する原炭を、両ローラの隙間（ニップ部）を通過する際に粉砕して下方に落下させるよう構成されている。この場合、粉砕部のローラ対を矢印で示すように接近／離間可能に支持してローラ間に形成されるニップ部Ｎ１，Ｎ２の距離を変えることで、粉砕粒の大きさを調整することが可能になる。
【００５３】
上記したように粉砕部を２段に設置する構成では、通常、下方側にある第２粉砕部７０におけるローラ対７１Ａ，７１Ｂのニップ部Ｎ２を、上方側にある第１粉砕部６０におけるローラ対６１Ａ，６１Ｂのニップ部Ｎ１よりも狭くすることで、ホッパ３から落下する原炭を、詰まり等が生じることなく、効率的に粉砕することが可能になる。なお、第１粉砕部６０、及び第２粉砕部７０に設置される各ローラ対６１Ａ，６１Ｂ及び７１Ａ，７１Ｂは、夫々駆動源であるモータＭ１，Ｍ２によって回転駆動される。
【００５４】
また、本実施形態における上記した上下方向に設置される第１粉砕部６０，第２粉砕部７０は、原炭に含まれる金属片を仕分けしたり、或いは、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離するように構成を備えている。
【００５５】
金属片を分離する手段として、例えば、図１２に示すように、上記したローラ対６１Ａ，６１Ｂの外周に金属片を吸着可能な磁性部６３を形成しておくと共に、各ローラ６１Ａ，６１Ｂの下方側の外周面に、ブラケット６５ａに取り付けたゴムスクレーバ６５を接触させておく。また、各ゴムスクレーバ６５よりも内側に開口６７ａを位置させたシュータ６７を設置しておく。
【００５６】
このような構成によれば、原炭に釘や金具のような金属片が混入されていても、ニップ部Ｎ１における粉砕時に磁性部６３に吸着されると共に、そのまま吸着されて各ゴムスクレーバ６５によってはぎ落とされるようになる。すなわち、ホッパ３に投入される原炭に金属片が含まれていても、粉砕時に金属片をローラ対６１Ａ，６１Ｂに吸着して排出することから、最終的に成型される成型炭に、金属片が混入することはない。そして、各ゴムスクレーバ６５で落下した金属片は、その下方に位置する開口６７ａを介してシュータ６７によって装置外に排出され、収容部６８にまとめて収容される。
【００５７】
なお、ローラ６１Ａ，６１Ｂの下方側に、比較的大きな目を有するふるい６９を設置しておくことにより、粉砕しきれなかった原炭、或いはそれに含まれる不純物等を前記開口６７ａを介してシュータ６７に案内することができ、炭化処理が充分されていないような原炭から、必要部分のみを落下させることができ、成型炭の品質を向上することが可能になる。
【００５８】
上記した第２粉砕部７０には、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離する粉砕片分離部７２が設置されている。具体的に、この粉砕片分離部７２は、ローラ７１Ａ，７１Ｂのニップ部Ｎ２の下方側に設置される山型に屈曲形成されたふるい８０（図１１（ｂ）参照）、及びふるい８０の網目８１を通過しきれずにその傾斜面に沿って案内される原炭を案内する開口８５ａを有するシュータ８５によって構成することが可能である。すなわち、網目８１を落下できない大きさの粒径を有する原炭は、その傾斜面に沿って開口８５ａを介してシュータ８５によって分離される。このシュータ８５は、装置外に延出しており、分離された原炭（粒径の大きい原炭）は、収容部８８にまとめて収容される。
【００５９】
このため、第２粉砕部７０で粉砕され、第１貯留部５に貯留される原炭は、大きさが所定の大きさ以下のものに限定されることから、バインダによる密着性の向上が図れ、最終的に成型される成型炭の品質を向上することが可能となる。
【００６０】
また、上記したように分離排出された原炭については、ふるい８０によって、大きさがある程度均一化されていることから、その大きさに最適な各種の用途に用いることが可能となる。もちろん、ふるいの網目８１の大きさを変えたり、さらに同様な構成の粉砕部や粉砕片分離部を増設することにより、異なる粒径の原炭を採取することが可能になる。
【００６１】
上記したように構成される第１粉砕部６０及び第２粉砕部７０の下流側には、水平方向に延出する第３粉砕部７Ａ（第１実施形態における第１粉砕部７と同様な構成）、第２貯留部９が設置されている。また、この第２貯留部９には、バインダ注入部１５が設けられた混練搬送部２０、及び押し出し成型部２５が同一軸上に設置されており、混練搬送部２０で混練された半流動状の原炭は、上記した実施形態と同様、テーパ部２７ａで絞られつつ、排出口２７ｃを介して柱状（円柱状）になって排出される。
【００６２】
以上のように構成される成型炭製造装置１によれば、ホッパ３に投入される原炭を粉砕する粉砕部を上下方向に並べて設置したことにより、装置全体のフットプリントを小さくすることが可能になる。
【００６３】
なお、上記したような構成においては、図１３に示すように、第２粉砕部７０において粉砕片分離部７２を設けない構成であっても良いし、更に、上下方向に同様な粉砕部（第２粉砕部７０の下方側に第３粉砕部、第４粉砕部…）を設置しても良い。また、これに応じて、粉砕片分離部を設置しておいても良い。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態以外にも、種々変形することが可能である。
【００６５】
例えば、原炭を集積して、これを粉砕する粉砕部の構成（粉砕方式、配置状態、粉砕部の設置個数等）や混練搬送部、押し出し成型部の構成については、上記した実施形態の構成に限定されることはなく、適宜変形することが可能である。また、押し出し成型部を介して押し出される成型炭の形状については、排出口部分の構成や押し出し方法を変えることで適宜変形することが可能であり、例えば、柱状以外の多種形状であっても良い。
【００６６】
さらに、上記したようにして作成される成型炭については、燃料用や環境変化剤として利用する以外にも、例えば、断熱材、製鉄所における電気炉内の加炭剤としても利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る成型炭製造装置の第１の実施形態を示す正面図。
【図２】成型炭製造装置の平面図。
【図３】成型炭製造装置の左側面図。
【図４】粉砕部及び混練搬送部の内部構成を示す図。
【図５】本発明に係る成型炭製造装置の第２の実施形態を示す正面図。
【図６】成型炭製造装置の平面図。
【図７】成型炭製造装置の左側面図。
【図８】本発明に係る成型炭製造装置の第３の実施形態を示す正面図。
【図９】成型炭製造装置の平面図。
【図１０】成型炭製造装置の左側面図。
【図１１】（ａ）は粉砕部の概略構成を示す図、（ｂ）は粉砕片分離部に設置されるふるいの構成を示す図。
【図１２】粉砕部及び粉砕片分離部の概略構成を示す模式図。
【図１３】本発明に係る成型炭製造装置の第２の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１ 成型炭製造装置
３ ホッパ（集積部）
７ 第１粉砕部
１０ 第２粉砕部
１５ バインダ注入部
２０ 混練搬送部
２５ 押し出し成型部
２９ 棒状体
３０ 成型炭
４０ 第２粉砕部
５５ 切断機
６０ 第１粉砕部
６３ 磁性部
６１Ａ，６１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ ローラ対
７０ 第２粉砕部
７２ 粉砕片分離部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木製の廃棄物（例えば、建築廃材、家具廃材、パレット、間伐材など；以下、廃木材と称する）を炭化処理して消炭状態とし、この消炭（原炭）から新たな炭（成型炭と称する）を製造するための成型炭製造装置、及び前記成型炭を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような廃木材は、例えば、廃棄物処理業者によって焼却され、消炭状態或いは灰状態にして最終処分されており、これら最終処分された消炭や灰については、廃棄処分したり、或いは、例えば、防臭剤、防湿剤、調湿剤、土壌改良剤等、環境を変化させる用途に利用することが行なわれている。この場合、上記した消炭については、例えば、廃木材を高温で焼却しつつ、ある程度の焼却が進んだ段階で無酸素状態にすることで作成することが可能であり、灰については、廃木材を完全に焼却することによって作成することが可能である。
【０００３】
このような廃木材を焼却する装置（焼却炉等）については、従来から様々な構造のものが知られており、最終処理された消炭や灰については、その後、上記したような用途により二次利用することが行なわれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した廃木材については、最終処分した後、用途がある程度限定されていることから、必ずしも全ての廃木材が有効に再利用されているとは言い難い。すなわち、上記したような環境を変化させるだけの用途に留まらず、新たなエネルギー源としての用途に適用可能に処分されることが、限られた資源のリサイクル面、及び環境面から好ましいと考えられる。
【０００５】
本発明は、このような状況に基づいて成されたものであり、廃木材を効果的に利用することを主題としてなされたものであり、廃木材を炭化処理して得られた消炭から、更に再利用可能な炭（成型炭）を製造することのできる成型炭製造装置、及びそのような成型炭を製造する方法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】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明に係る成型炭製造装置は、廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積する集積部と、前記集積部に集積された原炭を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部で粉砕された原炭に対しバインダを注入するバインダ注入部と、前記バインダが注入された原炭を混練しながら搬送する混練搬送部と、前記混練搬送部で搬送される原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記した構成の成型炭製造装置では、まず、廃木材を炭化処理することで形成された消炭（原炭）を集積部に投入して粉砕処理する。この場合、炭化処理して形成された原炭は、ある程度の大きさを有していることから、これを出来るだけ細かく粉砕する（具体的には、バインダによって粉砕された原炭が結合し、所定の形状が成型できる程度に粉砕されれば良い）。そして、粉砕部で粉砕された原炭は、バインダが注入されて混練、搬送作用を受け、最終的に押し出し成型部を介して、所定の形状をもって排出される。このように成型された炭（成型炭）は、従来の炭と同様、着火することで熱源として再利用することが可能となる。
【０００８】
上記した粉砕部は、原炭が細かく粉砕できるように構成されたものであれば良く、例えば、請求項２に記載されているように、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対を有しており、前記隙間に原炭を落下させることで粉砕を行なうことが可能である。
【０００９】
この場合、ローラ対の間隔は、例えば、１０ｍｍ以下とし、このような構成のローラ対を段階的に配設しても良いし（下流側に移行するに連れ、配設されるローラ対の隙間を狭くする）、ローラ対の隙間が可変となるようにローラ対を接近／離間するように構成しても良い。また、ローラ対の表面は、平坦であっても良いし、凹凸が形成されていても良い。或いは、粉砕部については、このようなローラ対以外にも、例えば、スクリューコンベア等によって構成することも可能である。
【００１０】
前記粉砕部において原炭を複数段階に亘って細粉砕する場合、請求項３にあるように、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離する粉砕片分離部を有するようにすることが好ましい。
【００１１】
粉砕片分離部は、例えば、粉砕された原炭が通過する部分にふるいのような部材を設置することで構成することができ、ここで分離された所定の大きさ以上の原炭は、装置外に排出できるようにしておけば良い。このように、大きさがある程度均一化された原炭を別途取り出すことが可能になることから、その大きさに最適な各種の用途に用いることが可能となる。
【００１２】
また、前記ローラ対については、請求項４にあるように、外周に磁性を持たせて、前記原炭の粉砕時に金属片を仕分けする仕分け機能を有するようにしても良い。
【００１３】
すなわち、廃木材を炭化処理した際、廃木材の種類によっては、金属片（例えば、パレットや住宅廃材であれば釘や金具等）を含んでいることがあるが、このような原炭が投入されても、粉砕時に金属片はローラ対に吸着されることから、最終的に成型される成型炭に、金属片が混入することはない。
【００１４】
また、請求項５にあるように、前記押し出し成型部から連続して押し出される成型炭を所定の大きさにカットする切断機を配設しておいても良い。
【００１５】
上記した押し出し成型部では、混練搬送部で混練された原炭を押し出し成型するが、ここで連続的に押し出される原炭を、切断機によって所定の間隔毎にカットすることにより、形状や大きさが均一な成型炭を連続的に作成することが可能となる。
【００１６】
また、請求項６にあるように、前記混練搬送部は、バインダが注入された原炭を軸方向に沿って混練しながら搬送するスクリューフィーダ機構を備えており、前記押し出し成型部は、前記原炭を柱状の成型炭として排出する排出口を備えており、前記スクリューフィーダ機構の軸心に、前記排出口の中心に向けて延在する棒状体を設けておくのが良い。
【００１７】
このような構成では、押し出し成型される成型炭は、柱状に形成されると共に棒状体によって、中心部に軸方向に沿った貫通孔が形成されるようになる。このような成型炭は、中心部に貫通孔を有していることから、乾燥時間を早めることが可能になると共に、燃焼時に空気の通りが良好になって均一に燃焼し、燃焼カロリーも向上する。
【００１８】
また、上記した成型炭製造装置は、請求項７に記載されているように、前記粉砕部で粉砕された原炭を貯留する貯留部を備えており、この貯留部に前記押し出し成型部を複数連結しても良い。
【００１９】
このような構成では、押し出し成型部が複数設置されることで、生産効率が高まると共に、形状や構成の異なる成型炭を同時に製造することが可能になる。なお、前記貯留部では、単に原炭を貯留するだけでなく、原炭の粉砕処理を行なっても良いし、バインダを注入して混練処理を行なっても良い。或いは、各押し出し成型部に混練搬送部を設けても良い。
【００２０】
また、本発明に係る成型炭の製造方法は、廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積して粉砕する粉砕工程と、前記粉砕工程によって粉砕された原炭にバインダを注入して混練しながら搬送する混練搬送工程と、前記混練搬送工程によって搬送される原炭を所定の形状となるように押し出し成型する押し出し成型工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
このような製造方法によれば、土壌改良剤や防臭剤としての用途しか利用されていなかった廃木材を、新たな燃料源として利用することが可能となる。すなわち、消炭状に炭化処理した廃木材から、新たな燃料源となる炭（成型炭）が製造されるようになる。
【００２２】
この場合、請求項９にあるように、押し出し成型工程は、柱状の成型炭を押し出すと共に、前記柱状の成型炭の中央部に貫通孔を形成するようにすることで、成型される炭は、乾燥時間を早めることが可能になると共に、燃焼時に空気の通りが良好になって均一に燃焼し、燃焼カロリーも向上する。
【００２３】
また、請求項１０にあるように、前記粉砕工程は、複数の粉砕手段を有することで、原炭をより細かく粉砕することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、廃木材を炭化処理して得られた消炭から更に再利用可能な炭（成型炭）を製造することが可能となり、資源を有効的に再利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る成型炭製造装置、及びそれに伴う成型炭の製造方法を添付図面に沿って具体的に説明する。
【００２６】
図１から図４は、本発明に係る成型炭製造装置の第１の実施形態を示す図であり、図１は正面図、図２は平面図、図３は左側面図、そして、図４は粉砕部及び混練搬送部の内部構成を示す図である。
【００２７】
本実施形態に係る成型炭製造装置１は、金属片等の不純物を含まないように炭化処理された原炭（廃木材を焼却処分して形成される）を再処理するように構成されている。この場合、原炭は、例えば、間伐材のように金属を含まない廃木材を焼却しつつ、ある程度の焼却が進んだ段階で無酸素状態に環境変化させたり、焼却時間を調整等することによって形成される。或いは、金属などの不純物を含む廃木材においては、不純物を、焼却前に除去したり、消炭形成工程時に除去することで形成される。
【００２８】
前記成型炭製造装置１は、ローラ２ａによって移動可能な基台２上に設置されており、上記したように炭化処理された原炭を集積する集積部（ホッパ）３を備えている。ホッパ３の内面には、原炭を下方に向けて落下させる開口３ａが形成されており、ここに投入される原炭は、ホッパ３の下方に設置された第１貯留部５に溜められる。
【００２９】
なお、ホッパ３内に回転翼（図示せず）を設置しておき、投入される原炭を開口３ａにスムーズに案内するように構成したり、或いは、回転翼の形状に特徴を持たせて投入された原炭を粉砕して開口３ａに案内するようにしても良い。
【００３０】
前記第１貯留部５には、開口３ａを介して落下した原炭を水平方向に搬送しながら粉砕する第１粉砕部７が連結されている。この場合、第１粉砕部７は、水平方向に延出する筒体８と、この筒体８内に設置された粉砕ミキサ９とを備えており、粉砕ミキサ９は、例えば、図４に示すように、筒体８の中心に沿って配設された回転軸９ａと、この回転軸９ａに取り付けられ、回転軸が回転することで原炭を押圧粉砕する粉砕部材９ｂ及び原炭を軸方向に移送させる移送部材９ｃとを備えて構成されている。
【００３１】
前記貯留部５に落下した原炭は、第１粉砕部７を介して、ホッパ３に投入された状態よりも更に細かく粉砕されながら軸方向に移動され、筒体８の下流側下方に設置された第２貯留部９に、開口（図示せず）を介して落下するようになっている。
【００３２】
前記第２貯留部９には、前記筒体８から落下した原炭を、前記第１粉砕部７と直交する水平方向に搬送しながら、更に細粉砕する第２粉砕部１０が連結されている。この場合、第２粉砕部１０は、水平方向に延出する筒体１２内に設置された粉砕ミキサ１３を備えており、この粉砕ミキサ１３は、例えば、図３に示すように、筒体１２の中心に沿って配設された回転軸１３ａと、この回転軸１３ａに取り付けられ、回転軸が回転することで原炭を粉砕すると共に、軸方向に沿って移送させる粉砕移送部材１３ｂとを備えて構成されている。
【００３３】
また、第２粉砕部１０を構成する筒体１２には、粉砕移送される原炭に、バインダを注入するバインダ注入部１５が設けられている。このバインダ注入部１５には、上記した第１粉砕部７及び第２粉砕部１０を経由して略粒子状に粉砕された原炭を半流動状にして所定の粘性を有するように状態変化させる物質（バインダ）が供給される。この場合、バインダは、バインダ収容部からバインダポンプ１５ａを介してバインダ注入部１５に供給されるようになっている。
【００３４】
なお、上記したバインダは、粒子状に粉砕された原炭をゲル化して結合させ、最終的に乾燥した際に所定の形状が維持できるような物質であれば、特に限定されることはない。
【００３５】
前記第２粉砕部１０には、同軸上に混練搬送部２０が設置されており、前記バインダが注入された原炭を混練しながら搬送するようになっている。この場合、混練搬送部２０は、前記回転軸１３ａに一体的に取り付けられる螺旋状の羽１３ｄを備えたスクリューコンベア（スクリューフィーダ機構）によって構成されており、バインダが注入された原炭を軸方向に沿って混練しながら搬送するようになっている。
【００３６】
前記混練搬送部２０の下流側には、ここで混練されながら搬送されてくる原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部２５が設けられている。この場合、押し出し成型部２５は、前記混練搬送部２０の下方に設置されており、前記筒体１２と同方向に沿って延出する筒体２７を備えている。
【００３７】
前記筒体２７内には、混練搬送部２０から落下してくる半流動状の原炭を排出方向に向けて移送するスクリューコンベア（スクリューフィーダ機構）２８が設置されると共に、筒体２７の先端側は、次第に縮径するテーパ部２７ａ及びテーパ部２７ａから先が円筒状になって延出する成型領域（ノズル）２７ｂが形成されている。そして、この円筒状の成型領域２７ｂの先端には、排出口２７ｃが形成されており、前記スクリューコンベア２８によって移送される半流動状の原炭は、テーパ部２７ａで絞られつつ、排出口２７ｃを介して柱状（円柱状）になって排出される。
【００３８】
このように半流動状の原炭は、最終的に円柱状に成型されて排出され、排出後に、所定時間乾燥することで、円柱状の成型炭３０となる。
【００３９】
なお、前記スクリューコンベア２８の回転軸２８ａに、排出口２７ｃの中心に向けて延在する棒状体２９を設けておくことにより、押し出し成型される円柱状の成型炭３０は、その中央部に軸方向に貫通する貫通孔３０ａが形成されるようになる。このように成型される成型炭３０は、中心部に貫通孔３０ａを有していることから、押し出し後の乾燥時間を早めることが可能になると共に、燃焼時に空気の通りが良好になって均一に燃焼し、燃焼カロリーが高い炭となる。
【００４０】
以上のような成型炭製造装置１によれば、廃木材を炭化処理して得られた消炭から、更に再利用可能な炭（成型炭）を容易かつ連続的に製造することが可能となり、資源を有効的に再利用することが可能となる。また、上記した成型炭製造装置では、原炭の搬送経路を水平方向及び上下方向に設置したことで、装置全体のコンパクト化が図れ、限られたスペースを有効に利用することが可能となる。
【００４１】
なお、詳細に説明しないが、上記した基台２には、上記した第１粉砕部７、第２粉砕部１０、混練搬送部２０等の駆動部を駆動する駆動源（駆動モータＭ）が複数設置されている。
【００４２】
図５から図７は、本発明に係る成型炭製造装置の第２の実施形態を示す図であり、図５は正面図、図６は平面図、そして、図７は左側面図である。なお、以下に説明する実施形態では、上記した実施形態と異なる部分について詳細に説明することとし、同一乃至は類似する構成については、同一の参照符号を付し、その説明を簡略乃至は省略する。
【００４３】
本実施形態の成型炭製造装置１においては、基台２上に設置された集積部（ホッパ）３に集積された原炭は、前記第１実施形態と同様、第１貯留部５に溜められ、その後、第１粉砕部７を介して粉砕される。この第１粉砕部７で粉砕された原炭は、下流側に設置された第２貯留部９に落下する。
【００４４】
この第２貯留部９には、第１粉砕部７で粉砕された原炭を更に粉砕する第２粉砕部４０が連結されている。また、この第２粉砕部４０の下流側には、粉砕移送される原炭に対してバインダを注入するバインダ注入部１５が設けられており、上記した第１粉砕部７及び第２粉砕部４０を経由して略粒子状に粉砕された原炭を半流動状にして所定の粘性を有するように状態変化させる物質（バインダ）が注入される。
【００４５】
前記第２粉砕部４０には、バインダ注入部の下流側に、同軸上に混練搬送部５０が設置されており、前記バインダが注入された原炭を混練しながら軸方向に沿って搬送するようになっている。
【００４６】
前記混練搬送部５０の下流側の下方には、ここで混練されながら搬送されてくる原炭を落下させて貯留する横長状の第３貯留部５２が設置されている。そして、この第３貯留部５２の下方側には、複数本（本実施形態では３本）の押し出し成型部２５が設けられている。この場合、各押し出し成型部２５は、上記した実施形態における押し出し成型部２５と同様な構成になっており、ここで混練されながら搬送される半流動状の原炭は、テーパ部２７ａで絞られつつ、排出口２７ｃを介して柱状（円柱状）で貫通孔が形成された状態で排出される。
【００４７】
また、各押し出し成型部２５の排出口２７ｃの近傍には、押し出し成型部２５から連続して押し出される成型炭を所定の大きさにカットする切断機５５が設置されると共に、この切断機５５で順次カットされる成型炭をそのまま軸方向に向けて搬送できるように、各押し出し成型部２５の下流側には、搬送コンベア５７が設置されている。
【００４８】
上記した構成の成型炭製造装置によれば、成型炭を効率良く、連続的に多数作成することが可能になると共に、連続的に押し出される原炭を切断機５５によって所定の間隔毎にカットすることにより、形状や大きさが均一な成型炭を作成することが可能となる。また、各押し出し成型部２５の排出口２７ｃの大きさや形状を変えたり、裁断機５５でカットするタイミングを変化させることで、異なる大きさの成型炭を効率良く作成することも可能になる。
【００４９】
なお、裁断機５５や搬送コンベア５７については、上記した第１の実施形態においても適用しても良い。また、第３貯留部５２は、単に半流動状の原炭を貯留するだけでなく、ここでバインダを注入して混練を行なうようにしても良いし、或いは、第３貯留部５２に連結される各押し出し成型部の上流位置でバインダを混入するように構成しても良い。
【００５０】
図８から図１２は、本発明に係る成型炭製造装置の第３の実施形態を示す図であり、図８は正面図、図９は平面図、図１０は左側面図、図１１は粉砕部の概略構成を示す図、そして、図１２は、粉砕部及び粉砕片分離部の概略構成を示す模式図である。
【００５１】
本実施形態の成型炭製造装置１は、上記した実施形態と比較して、原炭を粉砕する粉砕部の構成が異なっており、具体的には、基台２上に設置された集積部（ホッパ）３の下方側に、順次、第１粉砕部６０、及び第２粉砕部７０を設置している。
【００５２】
図１２に示すように、第１粉砕部６０は、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対６１Ａ，６１Ｂを有しており、第２粉砕部７０は、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対７１Ａ，７１Ｂを有している。夫々の粉砕部における対向する各ローラは、ホッパ３から落下する原炭を、両ローラの隙間（ニップ部）を通過する際に粉砕して下方に落下させるよう構成されている。この場合、粉砕部のローラ対を矢印で示すように接近／離間可能に支持してローラ間に形成されるニップ部Ｎ１，Ｎ２の距離を変えることで、粉砕粒の大きさを調整することが可能になる。
【００５３】
上記したように粉砕部を２段に設置する構成では、通常、下方側にある第２粉砕部７０におけるローラ対７１Ａ，７１Ｂのニップ部Ｎ２を、上方側にある第１粉砕部６０におけるローラ対６１Ａ，６１Ｂのニップ部Ｎ１よりも狭くすることで、ホッパ３から落下する原炭を、詰まり等が生じることなく、効率的に粉砕することが可能になる。なお、第１粉砕部６０、及び第２粉砕部７０に設置される各ローラ対６１Ａ，６１Ｂ及び７１Ａ，７１Ｂは、夫々駆動源であるモータＭ１，Ｍ２によって回転駆動される。
【００５４】
また、本実施形態における上記した上下方向に設置される第１粉砕部６０，第２粉砕部７０は、原炭に含まれる金属片を仕分けしたり、或いは、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離するように構成を備えている。
【００５５】
金属片を分離する手段として、例えば、図１２に示すように、上記したローラ対６１Ａ，６１Ｂの外周に金属片を吸着可能な磁性部６３を形成しておくと共に、各ローラ６１Ａ，６１Ｂの下方側の外周面に、ブラケット６５ａに取り付けたゴムスクレーバ６５を接触させておく。また、各ゴムスクレーバ６５よりも内側に開口６７ａを位置させたシュータ６７を設置しておく。
【００５６】
このような構成によれば、原炭に釘や金具のような金属片が混入されていても、ニップ部Ｎ１における粉砕時に磁性部６３に吸着されると共に、そのまま吸着されて各ゴムスクレーバ６５によってはぎ落とされるようになる。すなわち、ホッパ３に投入される原炭に金属片が含まれていても、粉砕時に金属片をローラ対６１Ａ，６１Ｂに吸着して排出することから、最終的に成型される成型炭に、金属片が混入することはない。そして、各ゴムスクレーバ６５で落下した金属片は、その下方に位置する開口６７ａを介してシュータ６７によって装置外に排出され、収容部６８にまとめて収容される。
【００５７】
なお、ローラ６１Ａ，６１Ｂの下方側に、比較的大きな目を有するふるい６９を設置しておくことにより、粉砕しきれなかった原炭、或いはそれに含まれる不純物等を前記開口６７ａを介してシュータ６７に案内することができ、炭化処理が充分されていないような原炭から、必要部分のみを落下させることができ、成型炭の品質を向上することが可能になる。
【００５８】
上記した第２粉砕部７０には、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離する粉砕片分離部７２が設置されている。具体的に、この粉砕片分離部７２は、ローラ７１Ａ，７１Ｂのニップ部Ｎ２の下方側に設置される山型に屈曲形成されたふるい８０（図１１（ｂ）参照）、及びふるい８０の網目８１を通過しきれずにその傾斜面に沿って案内される原炭を案内する開口８５ａを有するシュータ８５によって構成することが可能である。すなわち、網目８１を落下できない大きさの粒径を有する原炭は、その傾斜面に沿って開口８５ａを介してシュータ８５によって分離される。このシュータ８５は、装置外に延出しており、分離された原炭（粒径の大きい原炭）は、収容部８８にまとめて収容される。
【００５９】
このため、第２粉砕部７０で粉砕され、第１貯留部５に貯留される原炭は、大きさが所定の大きさ以下のものに限定されることから、バインダによる密着性の向上が図れ、最終的に成型される成型炭の品質を向上することが可能となる。
【００６０】
また、上記したように分離排出された原炭については、ふるい８０によって、大きさがある程度均一化されていることから、その大きさに最適な各種の用途に用いることが可能となる。もちろん、ふるいの網目８１の大きさを変えたり、さらに同様な構成の粉砕部や粉砕片分離部を増設することにより、異なる粒径の原炭を採取することが可能になる。
【００６１】
上記したように構成される第１粉砕部６０及び第２粉砕部７０の下流側には、水平方向に延出する第３粉砕部７Ａ（第１実施形態における第１粉砕部７と同様な構成）、第２貯留部９が設置されている。また、この第２貯留部９には、バインダ注入部１５が設けられた混練搬送部２０、及び押し出し成型部２５が同一軸上に設置されており、混練搬送部２０で混練された半流動状の原炭は、上記した実施形態と同様、テーパ部２７ａで絞られつつ、排出口２７ｃを介して柱状（円柱状）になって排出される。
【００６２】
以上のように構成される成型炭製造装置１によれば、ホッパ３に投入される原炭を粉砕する粉砕部を上下方向に並べて設置したことにより、装置全体のフットプリントを小さくすることが可能になる。
【００６３】
なお、上記したような構成においては、図１３に示すように、第２粉砕部７０において粉砕片分離部７２を設けない構成であっても良いし、更に、上下方向に同様な粉砕部（第２粉砕部７０の下方側に第３粉砕部、第４粉砕部…）を設置しても良い。また、これに応じて、粉砕片分離部を設置しておいても良い。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態以外にも、種々変形することが可能である。
【００６５】
例えば、原炭を集積して、これを粉砕する粉砕部の構成（粉砕方式、配置状態、粉砕部の設置個数等）や混練搬送部、押し出し成型部の構成については、上記した実施形態の構成に限定されることはなく、適宜変形することが可能である。また、押し出し成型部を介して押し出される成型炭の形状については、排出口部分の構成や押し出し方法を変えることで適宜変形することが可能であり、例えば、柱状以外の多種形状であっても良い。
【００６６】
さらに、上記したようにして作成される成型炭については、燃料用や環境変化剤として利用する以外にも、例えば、断熱材、製鉄所における電気炉内の加炭剤としても利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る成型炭製造装置の第１の実施形態を示す正面図。
【図２】成型炭製造装置の平面図。
【図３】成型炭製造装置の左側面図。
【図４】粉砕部及び混練搬送部の内部構成を示す図。
【図５】本発明に係る成型炭製造装置の第２の実施形態を示す正面図。
【図６】成型炭製造装置の平面図。
【図７】成型炭製造装置の左側面図。
【図８】本発明に係る成型炭製造装置の第３の実施形態を示す正面図。
【図９】成型炭製造装置の平面図。
【図１０】成型炭製造装置の左側面図。
【図１１】（ａ）は粉砕部の概略構成を示す図、（ｂ）は粉砕片分離部に設置されるふるいの構成を示す図。
【図１２】粉砕部及び粉砕片分離部の概略構成を示す模式図。
【図１３】本発明に係る成型炭製造装置の第２の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１ 成型炭製造装置
３ ホッパ（集積部）
７ 第１粉砕部
１０ 第２粉砕部
１５ バインダ注入部
２０ 混練搬送部
２５ 押し出し成型部
２９ 棒状体
３０ 成型炭
４０ 第２粉砕部
５５ 切断機
６０ 第１粉砕部
６３ 磁性部
６１Ａ，６１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ ローラ対
７０ 第２粉砕部
７２ 粉砕片分離部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積する集積部と、
前記集積部に集積された原炭を粉砕する粉砕部と、
前記粉砕部で粉砕された原炭に対しバインダを注入するバインダ注入部と、
前記バインダが注入された原炭を混練しながら搬送する混練搬送部と、
前記混練搬送部で搬送される原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部と、
を有することを特徴とする成型炭製造装置。
【請求項２】
前記粉砕部は、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対を有しており、
前記隙間に原炭を落下させることで粉砕を行なうことを特徴とする請求項１に記載の成型炭製造装置。
【請求項３】
前記粉砕部は、原炭を複数段階に亘って細粉砕すると共に、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離する粉砕片分離部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の成型炭製造装置。
【請求項４】
前記ローラ対の外周は磁性を有しており、前記原炭の粉砕時に金属片を仕分けする仕分け機能を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の成型炭製造装置。
【請求項５】
前記押し出し成型部から連続して押し出される成型炭を所定の大きさにカットする切断機を配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成型炭製造装置。
【請求項６】
前記混練搬送部は、バインダが注入された原炭を軸方向に沿って混練しながら搬送するスクリューフィーダ機構を備えており、
前記押し出し成型部は、前記原炭を柱状の成型炭として排出する排出口を備えており、
前記スクリューフィーダ機構の軸心には、前記排出口の中心に向けて延在する棒状体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成型炭製造装置。
【請求項７】
前記粉砕部で粉砕された原炭を貯留する貯留部を備えており、
この貯留部に前記押し出し成型部を複数連結したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の成型炭製造装置。
【請求項８】
廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積して粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程によって粉砕された原炭にバインダを注入して混練しながら搬送する混練搬送工程と、
前記混練搬送工程によって搬送される原炭を所定の形状となるように押し出し成型する押し出し成型工程と、
を有することを特徴とする成型炭の製造方法。
【請求項９】
前記押し出し成型工程は、柱状の成型炭を押し出すと共に、前記柱状の成型炭の中央部に貫通孔を形成することを特徴とする請求項８に記載の成型炭の製造方法。
【請求項１０】
前記粉砕工程は、複数の粉砕手段を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の成型炭の製造方法。
【請求項１１】
上記した請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の成型炭の製造方法によって製造されることを特徴とする成型炭。
【請求項１】
廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積する集積部と、
前記集積部に集積された原炭を粉砕する粉砕部と、
前記粉砕部で粉砕された原炭に対しバインダを注入するバインダ注入部と、
前記バインダが注入された原炭を混練しながら搬送する混練搬送部と、
前記混練搬送部で搬送される原炭を所定の形状で押し出し成型する押し出し成型部と、
を有することを特徴とする成型炭製造装置。
【請求項２】
前記粉砕部は、所定間隔の隙間を有して設置されたローラ対を有しており、
前記隙間に原炭を落下させることで粉砕を行なうことを特徴とする請求項１に記載の成型炭製造装置。
【請求項３】
前記粉砕部は、原炭を複数段階に亘って細粉砕すると共に、所定の大きさ以上の粒径を有する原炭を分離する粉砕片分離部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の成型炭製造装置。
【請求項４】
前記ローラ対の外周は磁性を有しており、前記原炭の粉砕時に金属片を仕分けする仕分け機能を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の成型炭製造装置。
【請求項５】
前記押し出し成型部から連続して押し出される成型炭を所定の大きさにカットする切断機を配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成型炭製造装置。
【請求項６】
前記混練搬送部は、バインダが注入された原炭を軸方向に沿って混練しながら搬送するスクリューフィーダ機構を備えており、
前記押し出し成型部は、前記原炭を柱状の成型炭として排出する排出口を備えており、
前記スクリューフィーダ機構の軸心には、前記排出口の中心に向けて延在する棒状体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成型炭製造装置。
【請求項７】
前記粉砕部で粉砕された原炭を貯留する貯留部を備えており、
この貯留部に前記押し出し成型部を複数連結したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の成型炭製造装置。
【請求項８】
廃木材を炭化処理して形成された原炭を集積して粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程によって粉砕された原炭にバインダを注入して混練しながら搬送する混練搬送工程と、
前記混練搬送工程によって搬送される原炭を所定の形状となるように押し出し成型する押し出し成型工程と、
を有することを特徴とする成型炭の製造方法。
【請求項９】
前記押し出し成型工程は、柱状の成型炭を押し出すと共に、前記柱状の成型炭の中央部に貫通孔を形成することを特徴とする請求項８に記載の成型炭の製造方法。
【請求項１０】
前記粉砕工程は、複数の粉砕手段を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の成型炭の製造方法。
【請求項１１】
上記した請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の成型炭の製造方法によって製造されることを特徴とする成型炭。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２６５２７９（Ｐ２００６−２６５２７９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８１３５０（Ｐ２００５−８１３５０）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（３０１０７０５１９）イントキャストジャパン株式会社 (2)
【出願人】（５９５１２６９５６）株式会社友定建機 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（３０１０７０５１９）イントキャストジャパン株式会社 (2)
【出願人】（５９５１２６９５６）株式会社友定建機 (8)
【Ｆターム（参考）】
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