JP2000345167A - 炭化炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、熟練の要した木材等の炭化作業の簡易
化やレトルト炉であってもその構造を簡素化して、作業
性や収率性能に優れた安価な炭化炉を提供する事を目的
としている。 【解決手段】断熱した外炉内に内炉である下側の開いた
レトルトを配置して、それを加熱しながら自燃炭化させ
る事のできる炭化炉を構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は、外炉内に請求
項１の下方（以下、下側と言う）が外炉内で開いている
炭化を行う容器である内炉（以下レトルトと言う）を配
置する事で、炭化時に熟練を要する空気調整作業は必要
でなく、炭化収率の高い扱いの容易な木炭炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、木材等の炭化の場合、土窯を使
った自燃式炭化が広く知られている。又、量産の場合は
バーナー等で加熱する外燃式、内燃式、自燃式又はその
複合式の炉が知られている。（特開平０７−０１１２５
５）等

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、上記のよう
な土窯を使った自燃式炭化炉の場合、木材を仕込んだ
後、点火して通風口より木材を灰化させないように少し
ずつ空気を調整しながら流入させて自燃炭化させるが、
そのとき煙色及び臭気等で炭化進行の程度を判断し、空
気調整するのに熟練を要して時間がかかる為に安価に製
炭されず、その用途に限りがあると言う問題点があっ
た。 又、通常レトルト炉の場合、大量生産を考えられ
て作られている場合が多く、そのため燃焼バーナーや送
り装置や排ガス処理装置等に動力を用いて自動化若しく
は半自動化されていて炭化装置が複雑になる結果、一般
の土窯に比べて価格が高くなる傾向にあり、そのため一
般の林業や農業では普及が進まないと言う問題点があっ
た。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みて、従来
熟練を必要とした製炭作業を容易にする事と炭化炉を安
価にすることでその普及が図られ、未使用廃棄物として
取り残されていた炭材を有用炭素材料として軽便に製炭
できて、収率性能に優れた木炭炉を提供する事を目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本発明は、このような
目的を達成するために、開放された排気口が下側に有し
て、上方（以下、上側と言う）に開閉できる排気口を具
備したレトルトを外炉内に間隙を設け配置し、加熱口よ
りバーナー又は薪等で加熱する事を特徴とする木炭炉を
要旨としている。すなわち、炭材を入れたレトルトの下
側にある排気口を下にして置く事で、レトルトを加熱し
ても、そのレトルトの開放された下側排気口からの空気
流入が少なくて、炭の灰化が殆ど起こらず炭化出来て、
そのまま放置しても熱分解が進まず冷却出来た事と、炭
化途中にレトルトから出る可燃ガスを外炉内燃焼室で燃
焼させて得た熱をも使いレトルトを加熱する事で、レト
ルト内の炭材が間接的にレトルトを介して加熱され、自
燃炭化とも言える熱分解が起った事と、その低温炭化
後、レトルトの上側からレトルト内のガスを排気させる
事で内圧が下がり、下側の排気口から空気が流入し、レ
トルト内の炭が燃焼して高温となり、通電性のある炭
（白炭）ができる事を発見して本発明に到達した。

【０００６】なお、この炭化炉の加熱に使われる熱源
は、液体、気体燃料を使ったバーナー等や固体燃料を使
った薪、木炭、成型炭等や電気を使った抵抗発熱体があ
げられる。

【０００７】

【発明の実施の形態】 上記構成によれば、外炉内に配
置された下側が開いているレトルト内に炭材を入れて、
そのレトルトをバーナー又は薪等や電気ヒーターで発生
した熱により加熱する事でレトルト内の木材や草木等の
炭材が熱分解され、そこで発生した乾留ガスが（以下煙
と言う）レトルトの下側より燃焼室内に排出され、排出
された煙りは燃焼室内を通り煙突より排気される。 そ
の時、レトルト内の炭材はレトルトを介して間接的に加
熱されて熱分解がさらに進むと可燃ガスの発生が起こ
り、レトルトの下側に開いている排気口から燃焼室内に
排出され空気と触れて燃焼し、そこで発生した熱と加熱
に使う熱でレトルトを加熱してその中の炭材を炭化す
る。その炭化温度での熱分解が少なくなり、可燃ガスの
発生も少なくなれば、炉内の温度が下がるので炭化が終
了したことが分かる。その後、高温で炭化処理した白炭
が必要な場合、レトルト上側にある排気口を開き、レト
ルト下側にある排気口より空気を流入させ、炭を燃焼さ
せる事で温度を上げて通電性のある炭を作ることができ
る。

【０００８】又、レトルトの下側が開いていても灰化が
おこりぬくい構造としては、レトルト内で起こる炭材の
熱分解でガス圧が発生して、レトルトから排出される事
で、レトルト内に空気の流入が妨げられて、収率良く製
炭できるものと考えている。

【０００９】（用途） 1)植林から出る間伐材の炭化処理 2)ダム湖へ溜まる流木の炭化処理 3)果樹園から出る剪定した小枝や古木の炭化処理 4)建築廃材の炭化処理 5)木工所から出る廃材の炭化処理 6)その他、炭材になり得る未使用廃棄物

【００１０】以下に、本発明にかかる炭化装置につい
て、その実施例を挙げ具体的に詳しく説明する。しかし
ながら以下に説明する実施例は、本発明の理解を容易化
ないし促進化するために記載されるものであって、本発
明を限定するために記載されるものではない。

【００１１】

【実施例１】 以下、実施例１について図を参照して説
明する。図３は本発明による炭化炉の実施例１に使用し
た炭化装置の全体を構成した断面図である。本実施例１
の炭化装置は、木材や廃材等を加熱し炭化する為に、胴
の長い鍋を使ったレトルト１と、炭材１４を落ちないよ
うに使用した金網２と、レトルト１を据えるように間隔
を空けて配置した２個のレンガ３と、レトルト１を加熱
する燃焼バーナー４とで構成されている。以下、実施例
１を詳細に順に説明する。

【００１２】レトルト１として使用しているステンレス
製で胴の長い鍋に炭材１４（桧チップ）を入れて、その
上からステンレス製の金網２でレトルト１の開口部が下
に向けても炭材１４が落ちないように受けている。その
レトルト１の開口部の下側排気口８が下になるようにし
て、間隔を空けて配置した２個のレンガ３上に据えて、
燃焼バーナー４（（株）安洋製作所製ＡＬＨ−１号型Ｌ
Ｐガスバーナー）で炭化炉全体を加熱した。

【００１３】結果、煙と炎が発生し、それが少なくなる
まで加熱を続けた後、燃焼バーナー４をレトルト１から
離し空冷した。しばらくしてレトルト１の温度が下がっ
てから黒色の炭化物を取り出して見ると、炭材１４が落
ちないようにして受けているステンレス製の網に面した
一部分の炭が白く灰化していたが、炭の殆どが灰化せず
に形状を残したまま炭化されていて、灰化した部分も炭
の一部表面が白くなっていた程度で、炭の形状が崩れる
ほど灰化されていなかった。

【００１４】上記の結果から見て、炭材１４を仕込んだ
レトルト１を大気中で加熱して自然空冷しても、殆ど灰
化が起らなかった事で、その炭化炉内に空気の混入が少
ない事が分かった。

【００１５】

【実施例２】 以下、実施例２について図を参照して説
明する。 図２は本発明による炭化炉の実施例２に使用し
た炭化装置の全体を構成した断面図である。本実施例２
の炭化装置は、レトルト１を加熱するため、炉の内面に
断熱材５を貼着して下側に加熱口６とその上部にデジタ
ル温度計７（ｋaise製ｓｋ-6800）と加熱口６に対する
所の上側に外炉排気口１０と煙突１１を配設した。外炉
１２と木材や廃材等を加熱し炭化する為に、胴の長い鍋
を使った内炉であるレトルト１と、レトルト１内の炭材
１４が落ちないように使用した金網２と、レトルト１を
据えるように外炉１２内の床面に間隔を空けて配置した
２個のレンガ３と、レトルト１を加熱する為に外炉１２
の加熱口６で熱源として使用する薪１４とで構成されて
いる。以下、実施例２を詳細に順に説明する。

【００１６】図２のレトルト１に炭材１４（桧チップ）
を入れて、ステンレス製の金網２でレトルト１の下側排
気口８を下に向けても炭材１４が落ちないように受けた
後、レトルト１の下側排気口８が下になるようにして、
外炉１２内の床面に間隔を空けて配置した２個のレンガ
３上に、外炉１２の内壁との間に適宜な間隙を空けてレ
トルト１を据えて、その間隙を燃焼室にしている。外炉
１２の加熱口６から薪１５を入れ燃焼させて、加熱口６
の上部に配設されているデジタル温度計７の変化を見な
がら薪を投入してレトルト１を加熱した。

【００１７】結果、加熱口６から薪１５を入れ燃焼し始
めると、煙突１１より白い煙の排気が始まり、しばらく
すると煙の量が多くなった。温度が３００℃〜４００℃
で凡そ１時間係留すると次第に煙の量が少なくなったの
で、薪１５を加熱口６に投入するのを止めて加熱口６よ
りレトルト１下側の下側排気口８を見ると、そこから出
る煙が燃焼して炎になっていたが、数分で炎が消えて燃
焼室の温度が下がり始めたので、そのまま一夜、炉冷し
て炭を取り出した。その炭を見ると実施例１に比べて炭
の灰化が多いように思えたが、それでも炭の一部が少し
白くなっている程度でその殆どが形状を残したまま炭化
していた。

【００１８】上記の結果から見て、レトルト１を加熱す
る熱源は、加熱口６で薪１５を燃焼させて得た熱以外
に、加熱されてレトルト１下側の下側排気口８から出る
可燃ガスの燃焼で発生した熱も、レトルト１を加熱して
いる事が分かった。その事で、外炉１２で断熱したレト
ルト１に炭材１４を入れて加熱すれば、レトルト１から
出る可燃ガスの燃焼で、そのレトルト１を加熱し、間接
的に炭材１４が受熱して、熱分解を早めている事が分か
った。又、炭化した炭の電気抵抗を調べるとその抵抗値
が高く、炭化温度の低い黒炭である事も分かった。

【００１９】

【実施例３】 以下、実施例１、実施例２を検討して実
施した実施例３について図を参照して説明する。 図１は
本発明による炭化炉の実施例３に使用した炭化装置の全
体を構成した断面図である。 本実施例３の炭化装置は、
レトルト１を加熱するため外炉の内面に断熱材５を貼着
して下側に加熱口６とその上部にデジタル温度計７（ｋ
aise製ｓｋ-6800）とその対する所に排気口１０と煙突
１１を配設し、炉の上面をレトルト１を出し入れするた
めの蓋１３にした外炉１２と木材や廃材等を加熱し炭化
する為に、ドラム缶の口金のある側を下側排気口８とし
て適宜な大きさに刳り貫いて開口し、その反対側の面に
開閉できる上側排気口９を具備した内炉であるレトルト
１と、レトルト１内の炭材１４が落ちないように使用し
た金網２と、レトルト１を据えるように外炉１２内の床
面に間隔を空けて配置した４個のレンガ３と、レトルト
１を加熱する為に外炉１２の加熱口６に配置された燃焼
バーナー４（（株）安洋製作所製ＡＬＨ−１号型ＬＰガ
スバーナー）とで構成されている。以下、実施例３を詳
細に順に説明する。

【００２０】図のレトルト１に炭材１４（馬目樫）を下
側排気口８から入れて、ステンレス製の金網２とそれを
支える為に金具（図示せず）を使いレトルト１の下側排
気口８を下に向けても炭材１４が落ちないように受けた
後、レトルト１の下側排気口８が下になるようにして、
レトルト１を入れるために外炉１２の上面に有る蓋１３
を開いて、外炉１２内の床面に間隔を空けて配置した４
個のレンガ３上に外炉１２との間に適宜な間隙を空け、
その間を燃焼室にするようにレトルト１を外炉１２内に
入れて据えた後、外炉１２の蓋１３を閉める。次に、外
炉１２の加熱口６に配置した燃焼バーナー４を燃焼させ
て、加熱口６の上部に配設されているデジタル温度計７
の変化を見ながらレトルト１を一定の火力で加熱を始め
た。

【００２１】結果、1時間40分経つと炉内温度が１６８
℃まで上がり煙突１１から湯気が出始め、３時間経つと
煙が出始めて。４時間経つと煙が少し少なくなったので
バーナーを止めた。その時の温度が３０７℃だったが、
バーナーを止めてからも温度が上昇して３３０℃まで上
がり、その後下降始めた。温度が３１９℃まで下がる
と、再び温度が上昇始め３３９℃まで上昇してから煙の
色が薄くなり温度が下がり始めた。炉内温度が２６９℃
まで下がると煙が殆ど無くなって低温炭化が終了したの
が分かったので外炉１２の蓋１３を開けた後、レトルト
１の上側に具備している開閉できる上側排気口９を開け
てレトルト１の下側排気口８から空気を流入させ、レト
ルト１内の炭が赤熱するまで温度を上昇させて高温炭化
した後、上側排気口９を閉じてからレトルト１をホイス
トで吊り下げて外炉１２の外に出して冷却した。しばら
くして、レトルト１の温度が下がったのを確かめてか
ら、電気抵抗の少ない銀黒色の炭化物を取り出した。

【００２２】上記の結果から見て、低温で炭化した後レ
トルト１の上側に具備されている上側排気口９を開ける
事により、レトルト１下側の下側排気口８から空気が流
入し、炭化物が燃焼して更に温度が上がり、通電性のあ
る炭（白炭）が出来た。次に、この炭化炉に使われてい
るレトルト１を見ると下側が開いているので、炭化され
て温度が上がっている状態で空気中に置かれると空気に
触れて燃焼するように思うが、レトルト１を外炉１２か
ら出して空気中に置き冷却したが殆ど灰化されずに炭を
取り出すことが出来た。この事から炭化処理した後、す
ぐにレトルト１を外炉１２から出せるので、冷却時間を
待つことも無く、炭材１４を仕込んだ次のレトルト１を
外炉１２内に入れて炭化処理ができる事が分かった。

【００２３】（構造の詳細な説明） 本発明の炭化炉の
構造は加熱口と排気口が具備されている外炉と、外炉内
に間隙を設け配置した、下側が開いているレトルトで構
成されている。 以下、各部分に分けて説明する。 １．本実施例３に書かれている外炉本体の形はレトルト
１にドラム缶を使用した関係上、その形に合わせて円柱
形にしているが他の形にしても良く、例えば角型の外炉
に円柱形のレトルト１を使用しても良い。 ２．外炉内に配置されている断熱材５は無くてもレトル
ト１を加熱すれば炭化はできるが、炭化時間の短縮や保
温性能を上げて自燃炭化を促進する役割を果たすもので
ある。 ３．本実施例３の加熱口６の位置は、薪やバーナーを共
に使用できるように、加熱口６の底辺が外炉の床面に位
置するように配置したが、燃焼バーナーの使用だけを考
えるのであれば、配置位置を外炉やレトルト１の大きさ
に応じて変えても良い、又、薪を使用するようにした加
熱口６もその数や大きさにおいては適宜決めても良い。 ４．加熱口６の構造は、レトルト１や外炉の大きさに応
じた一定の開口度に固定しても良いが、調整できるよう
にしても良い。 ５．外炉排気口１０に於いても上記のように配置位置や
数も外炉やレトルト１の大きさに応じて変える事ができ
るが、本発明の特徴の一つであるレトルト１を介した間
接的な自燃炭化工程を考えると、加熱口６と外炉排気口
１０の位置関係は、排気による熱損失が少なくなるよう
に配置位置を決めると良い。 ６．レトルト１は耐熱性金属（鉄、ステンレス、ニッケ
ル系合金等）で作られていて、基本形は容器内の炭材が
位置する部分より下側が開口している形を基本としてい
るので、レトルト１内が炭材の熱分解で内圧が上がる構
造であればレトルト１の形は自由に決めて良い。たとえ
レトルト１の内圧が漏れて下がり空気が入る状態であっ
てもレトルト１内に、不活性ガスを注入して内圧を上げ
る事で問題を解決できる。 ７．レトルト１の下側に開いている排気口は、炭材を出
し入れする為に使用するのであれば下側をすべて開けて
も良いが、下側の一部を開けた構造でも使用できる。 ８．外炉内へのレトルト１の配置は、外炉内に出し入れ
できる様にしても良く、又、外炉内に固定しても良い。
例えば、外炉内にレトルト１を出し入れする構造にした
場合、レトルト１を単数または複数にして使用できる。 ９．レトルト１から炭材や炭を出し入れする方法の一つ
に、レトルト１を固定して、レトルト１の一端を外炉の
外に出して、その一端を炭材や炭を出し入れするように
蓋を設けた構造にしても良い。 １０．外炉をトンネル炉にし、レトルト１を外炉内で適
宜な時間係留して移動し通過できるようにした構造にし
ても良い。

【００２４】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明の木炭炉
は下側の開いた容器であるレトルト１に炭材を入れて外
から加熱する事により炭材がレトルト１外の空気と蓋等
を使って遮蔽されていなくても収率良く炭化できる効果
が得られ、尚且つ、それを断熱した外炉内で行う事によ
りレトルト１内で発生した可燃ガスが外炉とレトルト１
の間にある間隙に排出されて燃焼し、その熱でレトルト
１が加熱される事でレトルト１を介した炭材の自燃炭化
が起る効果が得られる。更に、炭化直後のレトルト１内
の内圧を下げる事によりレトルト１の下側排気口８より
空気がレトルト１内に入り炭が酸化発熱してレトルト１
内の温度が上昇し通電性のある炭が作れる効果も得られ
る。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例３に使用した炭化炉を側面
から見た縦断面図である。

【図２】本発明による実施例２に使用した炭化炉を側面
から見た縦断面図である。

【図３】本発明による実施例１に使用した炭化炉を側面
から見た縦断面図である。

【符号の説明】 １ レトルト ２ 金網 ３ レンガ ４ 燃焼バーナー ５ 断熱材 ６ 加熱口 ７ 温度計 ８ 下側排気口 ９ 上側排気口 １０ 外炉排気口 １１ 煙突 １２ 外炉 １３ 蓋 １４ 炭材 １５ 薪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭化炉に於いて、外炉内に有る、内炉内
   の炭材が位置する部分より下方が開いている内炉を、間
   隙を設けて配置し、前記間隙を燃焼室にした炭化炉。
2. 【請求項２】 前記内炉の上方に開閉できる排気口を具
   備した請求項１に記載の炭化炉。