JPH01213392A - 可搬性炭化炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は炭化炉に関し、詳しくは良質の炭を効率よく製
造することができ、しかも可搬性を備えたものとしても
好適に構成できる炭化炉に間するものである。

（従来の技術） 近年、木炭の製造については、その原材料である木炭素
材の集荷の経済的困難さ等から、Ｂ勅が可能で適宜の場
所で製造作業を行なうことができる可搬性をもった炭化
炉が望まれる一面があり、本発明者等はこのような可搬
性をもち適宜の場所での容易な築窯が可能な可搬型組立
て式の炭化炉（特願昭６１−２０７６１０号）を提案し
ている。

この提案に係る炭化炉の大略は、Ｕ字形をなす部材を上
下に組合せて上下に長い楕円状の空所を形成させる胴を
所定の地中に半地下式に設置し、該胴の開放する両側の
端部に燻材投入口１通風聞口および煙道接続部を設けて
構成されるものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記形式の可搬型組立て式の炭化炉は、その解体
、移動後の組立てという作業を必要とするため、更に一
層優れた簡易なる可搬性を備えるべく改良が望まれる。

また本発明者等の研究によると、上記従来形式の可搬型
組立て式の炭化炉は半地下式のものであるために、胴内
部の温度分布が特に上下方向に関して一様に分布して得
ることが難かしく、比較的短時間で木炭製造が行なえる
ものの良質の木炭を得るためには更に改良が望まれるこ
とが分った。

（課題を解決するための手段） 本発明はかかる問題意識の下で、良質の木炭を製造する
のに適した可搬性炭化炉を提供することを一つの目的と
してなされたものである。

また本発明の他の目的は、可搬容易性を高めた炭化炉を
提供するところにある。

而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる炭化炉の特徴は、断熱材をサンドイッチした耐食性
金属板の二重構造からなる上方開口型の筺体として形成
される炭化炉本体と、同様の構造部材からなり該筺体の
上部開口を閉基可能に設けられた開閉蓋体とを有し、上
記炭化炉本体の筺体の一側の外側上部には上方開口用の
開閉蓋を備えた補助炭材投入部を突出形成させ、該一側
の外側下部には燃焼室兼用の通風機構を突出形成させ、
該一側とは反対の筺体他側の外側下部には煙道室を突出
形成させて上方に煙道を組付け、上記炭化炉本体と蓋体
の係合シール部、補助炭材投入部の開閉蓋シール部およ
び煙道室への煙道組付はシール部の各シール部を、砂充
填溝内の砂に上側部材が埋没する構造に構成させたとこ
ろにある。

上記炭化炉本体は、脚を例えばキャスターとすることに
より該炭化炉を容易に穆動させることができる構成のも
のとすることができ、かかる可搬性の付与による利益は
実用上極めて大きいが、本発明はかかる構成に限定され
るものではなく、固定式としてもよい。固定式としてこ
れを大型とした場合にはより一層良質な木炭を得ること
ができ、その効果は大なるものがある。

上記構成の炭化炉本体および蓋体を形成する壁面構造部
材としては、例えばステンレス鋼板の２枚の間に断熱材
を充填したものを使用することができる。またこの二重
構造の構造部材により形成される壁面は、炭化炉内部が
５００℃を越える高温になることから二重構造の内部に
おいての空気膨張で無理な機械的変形を招くことがない
ように工夫されることよく、このために外部に対して完
全に封止された構造とするのではなく、熱の逃げが大き
く生じないようにしながら外部との間で通気性を与えて
おくことが望ましい０例えば壁面の外面下側部分に通気
のための適宜開口径のノズルを下側に向けて開口させて
おくような構造が特に好ましく採用される。ノズル間口
を下側に向けておくのは雨水が内部に入らないようにす
るためである。

補助炭材投入部、煙道室および燃焼室兼用の通風機構を
炭化炉本体の外部に突出する形式で設けているのは、炭
化炉本体の筺体内部を木炭原材料の充填に適した直方体
形の空間を確保するためである。

また本発明の特徴的構成の一つは、上記炭化炉本体と蓋
体の係合シール部、補助炭材投入部の開閉蓋シール部お
よび煙道室への煙道組付はシール部の各シール部を、砂
充填溝内の砂に上側部材が埋没する構造に構成させたと
ころにあり、このようなシール構造を採用することによ
り、開閉する部分において通常問題となる熱の逃げが殆
どなくなり、炭化炉内部での特に上下方向に関する温度
分布が一様に得られることになって、極めて良質な木炭
が製造できるという効果を満足できることになる。密閉
効果がよいことは、消火速度を速める結果となり、灰化
を防ぐために収率を高めることにもなる。

（実　施　例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明よりなる可搬性炭化炉の構成概要−例の
外観を示した図であり、第２図はこの炭化炉の上部蓋体
を開放した状態を煙道側から見た側面図である。

これらの図において、１はキャスター５０付きのベース
であり、この上に筺体の四側をなす壁面が固着−法化さ
れていて、これらの全体として内部に断熱材（例えばセ
ラミックスウール断熱材）２１をサンドイッチしたステ
ンレス鋼板２２からなる二重構造の構造部材として設け
られていて、筺体は上方に開口した炭化炉本体２をなし
ている。

３は蓋体である炭化炉フタであり、第２図（ａ）に示す
如く開放して上部から炭材を詰め込みできるようになっ
ている。この炭化炉フタ３も上記筺体と同様に内部の断
熱材３１をステンレス鋼板３２でサンドイッチした構造
部材で形成されている。そしてこの蓋体３の下面周囲は
、第４図に示しているように、上記炭化炉本体２の壁面
上部に形成されたサンドシール溝１３内に充填した砂２
０内に埋没できる下向き突起３３が設けられている（以
下このシール構造をサンドシール型封止構造という）。

これにより炭化炉本体２および炭化炉フタ３で該炭化炉
内は直法体状の内部空間をもつ構造に形成される。

なお炭化炉本体２には、その外部側壁に空気抜き用のノ
ズル１２が設けられていて、内部が高温になった時の断
熱材充填部内の膨張空気を外部に抜くようにして構造体
に無理な機械的変形が生じないように工夫されている。

４は炭化炉本体２の一側面に外部に突出するように形成
されている箱型の燃焼室兼通風部４であり、その外部突
出先端には上下スライド式の空気調節ダンパー５が設け
られて通気開口の開口量を適宜に調整できるようになっ
ている。

６は上記燃焼室兼通風部４の上方に炭化炉本体２の一側
面に外部に突出するように同様に形成された補助炭材投
入部であり、その上部には補助炭材投入口が開口されて
いて、上記サンドシール型封止構造をもつように関係的
に係合された取外し可能のフタ１３で閉基されている。

７は炭化炉本体２の上記一側面とは反対の他側面下部に
外部に突出するように形成された煙道室であり、その上
部には上記と同様のサンドシール型封止構造をもつよう
に関係的に係合された煙突ｌＯが組付けられている。な
お８は煙道掃除用のダンパー、９は炭化作業時に抽出さ
れる木酢液、木タールを採取するための採取器であり、
煙道室７の下部に組付けられている。

煙道室７の上部には砂載置部７２が設けられていて、消
火時には煙突１０を外し、該煙突室７の上部開口を塞ぐ
ように第２図（ｂ）に示した煙突口密閉用キャップ７１
が上記載置部７２の砂に埋設するまで被せられ、これに
より煙突室内部を外気から封止するように設けておくこ
とがよい。

なお１１は炭化炉を６勤させる際に使用される把手、１
４は炭化炉フタ３を開放させた際に開放状態で該フタを
支える支持フレームである。

以上の構造の装置を、炭化炉本体２である筺体およびフ
タ３で形成される内部空所の内高を９５０ｍｍ　、中白
寸法６５０ｍｍ　、長さ内寸法１２３０ｍｍとし、壁面
構造部材をステンレス鋼板の二重構造内部にセラミック
クール断熱材（エースブランケット：商品名、イソライ
ト工業社製）を充填したもので形成した炭化炉にて炭化
作業を行なった。炭材はクヌギ、ナラ、クワ、モウソウ
竹を使用した。

その炭化作業時の炭化炉内部の温度を該炭化炉の上部（
天井部より１０ｃｍ下）、中央部および下部（底面より
１０ｃｏ＋上）に分けて測定し、その経時的変化を第５
図に示した。測定のためにアルメル・クロメル熱電対ａ
、ｂ、（を検知端子として第３図に示す位置にこれを挿
入し測定を行なった。なおこの第３図は本例炭化炉内へ
の炭材の詰め込み状態を合せ示している。

また公知の林試式黒炭窯を用いてマツ枯損木を炭材とし
て同様の炭化作業を行ないその時の炭化炉内部の温度を
測定し、その経時的変化を第６図に示した。

これらの試験結果より、本例炭化炉を使用した場合には
、炭化作業が比較的短時間で行なうことができ、かつ作
業性が容易であった。しかも得られた木炭の質が極めて
良好なものであることが分った。

このような優れた効果が得られた理由は次のように考え
ることができる。

木材の発熱反応（熱分解）は２７５℃と言われているが
、本例の炭化炉では断熱性保温性が優れているため、着
火に要する燻材が少なくてすみ着火時間も短くてすむ。

着火後の調節も、保温性がよいため窯内温度の高低差が
少なく本例装置の場合（出炭量５０ｋｇ）約３０分で窯
口通風量を少なくできる。通風量が少なくても炉内の温
度が下らないため少ない空気の量で十分炭化が進行する
。これに対し炭化温度が低くなると通風量を多くしなけ
ればならずこの場合には炭材の一部が燃焼して灰化する
量が多くなってその分木炭の収量が少なくなるが、本例
装置では放熱が少なくこのようなことがない。

又炭化中（熱分解中）も保温がよく通風量が少ない状態
で炭化が進むため、炭化炉内の天井部温度が一定温度（
４００℃前後）より上昇せず（第５図参照）、窯底温度
が上昇するまで（つまり炭材の下部分が炭化するまで）
温度上下がないので無駄な熱エネルギーの損失がない。

更に炭化末期には煙突からの煙が青色に変った時点で精
練（ねらしという）を行なってガス（揮発分）を追い出
すように通風量を増大（通常約５倍程度に徐々に増大）
させ、次いで消火作業を行なうが、本例装置ではこれら
の作業時に炭化炉の密閉性がよいため該作業の時間が短
くてすみ、しかも炉内温度の上下の差が少ないため上下
で均質な極めて良質な炭を得ることが可能となる。

これに対して従来の窯では該窯内部の上下で　。

大きな温度差があるために上記のような効果が期待でき
ない。

上記本例装置を用いて以上説明した効果が得られること
を確認するために、更にクワ、モウソウ竹の炭化も行な
って得られた炭の評価を行なってその結果を第７図の表
に示した。この第７図の表より、各炭化炉共、上部、中
部、下部の炭化温度の開きが他の製炭法より少ないため
に、分析結果の差も少なく（分析結果は良好）また（林
試式移動窯、Ｕ字型窯）に比べて炭化率のよいことも分
る。

また本例の炭化炉の特徴を従来の他の炭化炉と比較する
ために試験を行ない、その木炭の品質の分析結果を第８
図の表に、炭化作業に関連する炭化炉の性能比較を第９
図の表に、更にこれらを総合的に比較した評価を第１０
図の表に示した。第８図の表の結果より、他の炭化炉に
比べて最終炭化温度が高く、炭化物が均一であるため品
質のよいことが分る。また第９図の表より、保温、断熱
性がよいため炭化（熱分解）に必要な空気を送入するだ
けで余分な空気を必要としないため灰化が少なく収率の
よいことが分る。更に第１０図の表より、炭化炉上部か
ら炭材の詰み込み、出炭ができるため作業性がよいなど
種々の優れた効果のあることが分る。

（発明の効果） 以上述べた通り、本発明よりなる可搬性の炭化炉は、保
温性が優れているために着火がスムースで速く、また窯
内部で上下の温度差が少なくしたがって炭化作業中の通
風調整が容易であり、しかも灰化が少なく取戻率がよく
、更にねらしも短時間で簡易に行なえるために極めて良
質の木炭を製造できるという効果がある。

また保温性を確保するための構造を都合よく利用してそ
の可搬性を与えることができるため、小型の装置では１
人でも可搬することができるという効果もある。また炭
化炉を大型化した場合、可搬性は多少悪くなるが、保温
性、断熱性が良いという長所が得られ、炭質の良い木炭
の大量生産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる可搬性炭化炉の構成概要−
例を外観斜視図で示した図、第２図（ａ）は同側面図、
第２図（ｂ）は煙突口を消火時に外気から密閉用キャッ
プで封止させた状態を説明するための図、第３図は炭化
炉内の炭材詰め込み状態および熱電対の挿入位置を説明
するための図、第４図はサンドシール型封止構造の部分
を示した一部断面図、第５図は上記実施例の炭化炉にお
ける炭化中の窯内の温度変化を示した図、第６図は従来
の黒炭窓における炭化中の窯内の温度変化を示した図、
第７図は上記実施例で製造された木炭の品質分析結果を
示した図、第８図は本例の炭化炉で製造された木炭と従
来の炭化炉で製造された木炭の品質の分析結果を示した
図、第９図は炭化作業に関連する炭化炉の性能比較を示
した。第１０図はこれらを総合的に比較した評価図であ
る。 １・・・ベース　　　　　２・・・炭化炉本体３・・・
炭化炉フタ　　　４・・・燃焼室兼通風室５・・・空気
調節ダンパー ６・・・補助炭材投入部 ７・・・煙道室 ８・・・煙道窓掃除用ダンパー ９・・・木酢液採取器　　１０・・・煙突１１・・・把
手　　　　　　１２・・・空気抜きノズル７１・・・煙
突密閉用キャップ 第２図（ＣＬ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　断熱材をサンドイッチした耐食性金属板の二重構造
   からなる上方開口型の筺体として形成されると共に底部
   に脚をもった炭化炉本体と、同様の構造部材からなり該
   筺体の上部開口を閉基可能に設けられた開閉蓋体とを有 し、上記炭化炉本体の筺体の一側の外側上部には上方開
   口用の開閉蓋を備えた補助炭材投入部を突出形成させ、
   該一側の外側下部には燃焼室兼用の通風機構を突出形成
   させ、該一側とは反対の筺体他側の外側下部には煙道室
   を突出形成させて上方に煙道を組付け、上記炭化炉本体
   と蓋体の係合シール部、補助炭材投入部の開閉蓋シール
   部および煙道室への煙道組付けシール部の各シール部を
   、砂充填溝内の砂に上側部材が埋没する構造に構成させ
   たことを特徴とする可搬性炭化炉。 ２　上記炭化炉本体の底部の脚が、炭化炉移動用のキャ
   スターであることを特徴とする請求項１に記載の可搬性
   炭化炉。