JP2007024374A - Wood-fired kiln for ceramic art - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、陶磁器を製造するために使用する薪窯の築窯方法と薪窯を用いた陶磁器の焼成方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a kiln used for producing ceramics and a method for firing ceramics using a kiln.
陶磁器の製造に用いる焼成設備において薪を燃料とするものとしては、古来より伝統的に用いられている穴窯と登り窯が存在する。穴窯は単一の焼成室、登り窯は複数の焼成室をそれぞれ火炎口(焚き口)を介して連結した構造であり、いずれも自然叉は造成した傾斜地を利用して築窯される。 In the firing equipment used for the production of ceramics, there are an anagama and a climbing kiln that have been traditionally used since ancient times. The hole kiln has a structure in which a single firing chamber is connected, and the climbing kiln has a structure in which a plurality of firing chambers are connected to each other via a flame opening (fired opening), both of which are constructed using natural or sloped ground.
穴窯や登り窯は薪窯の特徴である、燃焼ガスの種類やガス圧の違いと薪の燃焼で生じた灰が焼成品の表面に付着して生じる予期せぬ焼き物の風合いの違い(窯変と言われている。)を期待できるので陶芸家の間でもそのニーズは高い。 Anagama and climbing kilns are the characteristics of firewood kilns, the difference in the type of combustion gas and gas pressure, and the difference in the texture of unexpected ceramics produced by the ash produced by burning firewood on the surface of the fired product (kiln Because it can be expected, it is highly needed among potters.
しかし自然叉は造成した傾斜地を利用して自然通風により燃焼を行うために、空気の供給量が不十分で完全燃焼せず排出する煤煙量も多くなるし、耐火煉瓦を全て用いた築窯が困難であるうえに燃焼効率も悪くなるため窯の昇温に長時間を必要とするので薪窯による陶磁器の焼成には多大な労力を強いられる作業となっている。 However, because natural combustion is performed by using natural fork or sloped slope, the air supply is insufficient and the smoke does not burn completely and the amount of smoke emitted increases, and there is a built-in kiln that uses all refractory bricks. It is difficult and the combustion efficiency also deteriorates, so that it takes a long time to raise the temperature of the kiln.
その上傾斜地を利用することや煤煙の排出量が多く設置場所の制約が厳しいとゆう問題があった。 In addition, there were problems with the use of sloping land and severe smoke emissions and severe restrictions on installation locations.
薪以外の熱源を使用する窯としては、電力、ガス、灯油などを用いるのが一般的であり、これらの窯では、熱源となるヒーターやバーナーの形状や規模の点からみて窯構造が単純化出来るので耐火煉瓦を採用した小型の窯が実用されている。これらの窯においては、熱源の制御性(火力制御)の良さにより、同一品質の製品を量産するには適しているものの前記したような薪窯でみられる、所謂、窯変による陶芸的趣向を満足させる事は出来ない。 As a kiln that uses a heat source other than firewood, it is common to use electric power, gas, kerosene, etc. In these kilns, the structure of the kiln is simplified in terms of the shape and scale of the heater and burner that serve as the heat source. Because of this, small kilns that use refractory bricks are in practical use. These kilns are suitable for mass production of products of the same quality due to the good controllability of the heat source (thermal power control), but they have the so-called pottery taste due to the so-called kiln change as seen in the kiln. I can't be satisfied.
薪を燃料とする窯においては、薪の投入口、燃焼室と焼成室の配置、燃焼効率、排出煤煙量、空間利用率などの点で問題が多く、耐火煉瓦製の小型薪窯は難しかった。 In a kiln using firewood as a fuel, there were many problems in terms of firewood inlet, arrangement of combustion chamber and firing chamber, combustion efficiency, amount of smoke discharged, space utilization, etc., and small firewood bricks made of refractory bricks were difficult .
薪を燃料とする小型の窯として特許文献1では、窯の上部を燃焼室、下部を焼成室として構成し、燃焼室の前面を焚き口、燃焼室と焼成室の間をロストルで仕切り焼成室の下部から煙突の排煙口に連結し、煙突の水平連結部に排煙量を調節する耐火材製の調整板を設けた薪窯が紹介されている。
In
この場合燃焼室を窯の上部に設けることで設置スペースを有効利用することは出来るが、焚き口からの自然通風によるため、冷たい外気が燃焼室のみならず焼成室へも直接流入するため薪の完全燃焼も難しいし焼成室の昇温にも時間を要することになる。 In this case, the installation space can be used effectively by providing a combustion chamber in the upper part of the kiln, but because of the natural ventilation from the fired mouth, the cold outside air flows directly into the firing chamber as well as the combustion chamber. Complete combustion is difficult, and it takes time to raise the temperature of the firing chamber.
特許文献1では、煙突に排煙の気流を加速するための補助焚き口を有し構造が複雑であり作業性も悪い。煤煙の再燃焼用装置、煤煙防止用の装置もなく排出する煤煙の飛散を防ぐことは出来ないし窯の移動性の配慮もなされていない。
In
特許文献2では、木材を主とする産業廃棄物を燃料として用いることが出来る陶器窯が記述されている。該特許文献2は、陶器窯としてよく知られた登り窯の燃料として木材を主とした産業廃棄物を利用することを狙ったもので、通常の登り窯に破砕して選別された木材チップを燃料供給口に供給するスクリューコンベアとそれぞれバーナーを有する2次、3次燃焼室と煙突の強制排煙を行うためのイジェクター送風機とを有するもので、燃焼開始から2次燃焼室の温度が800℃以上になったところで2次・3次燃焼室のバーナーを止める燃焼方法を採用する登り窯で、本件発明が問題とする小型高効率・移動可能な薪窯の対象となるものではない。
薪窯の特徴である窯変が期待でき、煤煙の発生量が少なくて短時間に焼成でき、しかも小型、移動可能で設置場所の選択自由度の高い薪窯を実現することが課題である。 The challenge is to realize a firewood kiln that is characteristic of the firewood kiln, that can be fired in a short time with a small amount of smoke generation, and that is small, movable, and has a high degree of freedom in selecting the installation location.
煤煙の発生量が少なく小型に出来る事と移動可能であるため設置場所に対する制約が解決され、市街地や住宅地のなかでも設置が可能となるため陶芸産業発展に大きく貢献する事が出来る。小型で移動可能であることは工場での組み立てが可能となり作業の効率化や標準化が図れるので製作費のコストダウンに繋がる。その上立地的に問題が生じた場合も比較的容易に別の場所へ移動することが出来る。 Since the amount of smoke generated is small and it can be moved, it can be moved, so the restriction on the installation location is solved, and it can be installed in urban areas and residential areas, so it can greatly contribute to the development of the pottery industry. The fact that it is compact and mobile allows assembly at the factory, which can improve work efficiency and standardization, leading to a reduction in production costs. In addition, even if a problem arises in terms of location, it can be moved to another place relatively easily.
請求項1では、アイボルト3を埋設したコンクリート基盤2上に赤煉瓦窯底25を敷きその上に耐火煉瓦26、27、28を敷設してその上に窯本体、煙突5の内壁すべてを耐火煉瓦で構成し、窯本体アーチ部30、窯扉14、窯扉耐火煉瓦アーチ枠16と窯扉耐火煉瓦枠17を除くすべての外面を赤煉瓦29で被覆し、窯本体の中央部に焼成室36、左右両サイドに燃焼室31を、燃焼室31の窯扉耐火煉瓦枠17の左右外側に薪投入口11をそれぞれ配置し、燃焼に必要な空気を窯背面下部左右両サイドの空気送風機20を用いて燃焼室31に強制送風する陶芸用薪窯を記述している。
In
これにより運搬可能で断熱効果が高く、強制送風のため燃焼効率が良く、空気が窯の両サイドの燃焼室31の窯底にある空気送風道13からロストルに向かって強制的に供給されるために、燃焼ガスが両燃焼室31の窯側壁42に沿って焼成ガス流39が生じ窯天8に向けて衝突し、窯天8中央部から下方に向かう効率の良い倒炎式薪窯を実現できる。
As a result, it is transportable, has a high heat insulation effect, has a good combustion efficiency because of forced air blowing, and air is forcibly supplied from the
請求項2では、築窯するコンクリート基盤2をH形鋼24で組んだ長方形空間に波形のデッキプレート23を敷設しその上に鉄筋叉はワイヤーメッシュ22を配置して、上からコンクリート21を流し込み平面仕上げしてなる請求項1に記載の陶芸用薪窯を記述している。これにより必要強度と軽量化を同時に達成し移動可能性を実現した。
In
請求項3では、空気を強制送風する空気送風道13を焼成室36の左右両側に耐火煉瓦を数段積みした隔壁33で焼成室36と区分した燃焼室31、燃焼室31の窯底に敷設した耐火煉瓦部に窯の前後左右方向に溝を設け、この溝に空気調整用半裁耐火煉瓦41を用いてロストルを構成する請求項1叉は2に記載の陶芸用薪窯を記述している。
According to
これにより燃焼室31の側壁42に沿った高温ガス流39を生じさせると同時に完全燃焼を助け、空気調整孔19による燃焼制御を容易にしている。
This generates a high-
請求項4では、煙突5に再燃焼機能を有するセラミックフィルター6と煙突先端の煤煙飛散防止装置4を通して排煙を行う請求項1〜3に記載の陶芸用薪窯を記述している。
The fourth aspect of the present invention describes the ceramic kiln according to the first to third aspects, wherein smoke is discharged through the ceramic filter 6 having a reburning function in the
これにより煤煙の再燃焼を行い、煤煙の飛散防止を可能としている。叉、煙突の排煙量調整板7により吸気量の制御を行い焼成室35における酸化、還元モードの制御を容易にしている。
As a result, the soot is reburned and the soot is prevented from being scattered. In addition, the amount of intake air is controlled by the stack
請求項5では、焼成室36の左右両側に燃焼室31を配置し、燃焼室窯底に設けた空気送風道13と空気送風道13に通じる窯本体側面の空気調整孔19で送風量を調整でき、焼成室窯床37に配設した排気口38を通じて焼成室窯床37の下に設けた排煙道35を通じて窯背面下部の排気用集煙口34に導く請求項1〜4に記載の陶芸用薪窯を記述している。これにより燃焼効率を上げるために必要な焼成室36内温度の均一化と、排煙の安定化を実現できる。窯本体の両側面に焼見孔18を設け窯内の状況を確認できる。
In
図17は、本発明の薪窯による焼成時間と窯内温度の関係を示す実測データによる焼成曲線である。一般的に倒炎式の窯では窯前温度が低く、窯天8の温度が高いと言われている。本発明の薪窯では、図17が示すように、火入れ後約14時間の温度約1100℃で窯前と窯天の温度差がほとんどなくなる。
FIG. 17 is a firing curve based on actual measurement data showing the relationship between the firing time in the wood kiln of the present invention and the temperature in the kiln. In general, it is said that the temperature before the kiln is low and the temperature of the
表1は、本発明になる薪窯とLPG窯の焼成性状を比較検討するため、試験体を焼成室36の中段棚板上の奥・中・前に置き焼成した結果の評価データである。
Table 1 shows the evaluation data of the results of placing and firing the test body in the back, middle, and front on the middle shelf plate of the
これらの結果から本発明になる陶芸用薪窯が、従来のLPG窯に比較しても性能的に優れていることが解る。 From these results, it can be seen that the pottery kiln for ceramics according to the present invention is superior in performance compared to the conventional LPG kiln.
窯本体には、薪投入口11を有する燃焼室31が窯本体の左右両サイドにあって、燃焼室31下方には空気送風道13を通じて強制的に通風することによって窯内ガス圧が高くなるため陶磁器の易焼結性と通常穴窯や登り窯の焼成時間が1230℃まで昇温し焼き終えるまで4〜5日間要する事に比べて、極めて大幅な焼成時間の短縮ができた。これらのことから本件発明の陶芸用薪窯の性能と効率の良さが証明されたといえる。
In the main body of the kiln,
以下に本発明に基づいた実施例について、窯容積1?規模の陶芸用薪窯について説明する。 In the following, an embodiment based on the present invention will be described with respect to a pottery kiln having a ceramic volume of 1 ?.
図1は請求項1に記載の移動可能な薪窯の透視図である。図3並びに図4はH形鋼(SS400)24と鉄板製波形デッキプレート23並びに鉄筋叉はワイヤーメッシュ22入りコンクリート基盤2の構造を示している。
FIG. 1 is a perspective view of a movable wood kiln according to
デッキプレート23は1.2mmの波形鉄板を使用する事でコンクリート量を削減して、基盤の必要強度の確保と軽量化の目標を同時に達成し運搬を容易とした。
The
定置型薪窯の実施例における基礎仕様は以下に準じて行う。深さ2cm程度床堀した面に粗骨材と砂を敷き詰めて転圧し基礎とする。その上に長さ303mmと414mmの鉄鋼製H形鋼(SS400)24を用いて図4に示すように複数の長方形を形成し、該長方形の空間に波形デッキプレート23を敷設しその上に鉄筋叉はワイヤーメッシュ22を乗せてコンクリート21を流し込み平面仕上げして硬化を促進する。約1時間後コンクリートが少し硬化したところで運搬用のアイボルト3を4箇所に埋め込んで2週間養生して完成する。
The basic specification in the embodiment of the stationary type kiln is performed according to the following. A rough aggregate and sand are laid down on the surface that is about 2 cm deep and rolled to make a foundation. A plurality of rectangles as shown in FIG. 4 are formed by using steel H-section steel (SS400) 24 having a length of 303 mm and 414 mm thereon, and a
次に薪窯の築窯方法について説明する。前記した鉄筋叉はワイヤーメッシュ22入りコンクリート基盤2上に幅10mm*高さ6mm*長さ21mmの赤煉瓦を敷き詰めて、ポルトランドセメントで固定し正面幅190mm*奥行き187mmの窯底部25を形成する。
Next, a method for building a kiln will be described. The above-mentioned reinforcing bar is covered with a red brick having a width of 10 mm * height of 6 mm * length of 21 mm on a
窯底25は糸張りと水準器を用いて水平に仕上げる。 The kiln bottom 25 is finished horizontally using a yarn tension and a level.
赤煉瓦窯底25の周辺から10mm内側から幅11mm*高さ6mm*長さ23mmの耐火煉瓦を耐火モルタルを用いて固定し燃焼室窯床26、27、28を形成し燃焼室窯床周辺は赤煉瓦積みする。
A firebrick with a width of 11 mm, a height of 6 mm, and a length of 23 mm is fixed from the periphery of the red brick kiln bottom 25 using fireproof mortar to form combustion
耐火煉瓦窯床26の上に窯正面から背面方向に耐火煉瓦27を用いて2本の空気送風道13を構築し、同様に窯本体左右側面方向に、空気送風道13に通じる3本の空気調整孔19を配置する。
Two
2本の空気送風道13の両内側に耐火煉瓦壁33を設け窯内側壁42との間を燃焼室31とする。燃焼室31の空気送風道13は耐火煉瓦製の半裁煉瓦41を用いてロストルを設置して空気量を調整できる。
A
焼成室36の下部には排気煙道35が2本あって排気用集煙口34に集約される。焼成室窯床37には排気口38があって燃焼室31からの灰や排気ガスを排気煙道35に導引する。
There are two
倒炎式薪窯において窯天8は重要である。本実施例の1立方メートル規模の薪窯の場合、燃焼室31と焼成室36を構築した後両サイドの燃焼室31の側壁42を90mmの高さまで耐火煉瓦積みし、両高さの接点となるように半径72mmのベニヤ板を円弧状に枠組みし、その上に耐火煉瓦を組み耐火モルタルで固定する。
The
窯天8を構築した後、窯扉耐火煉瓦枠17を構築する。窯扉耐火煉瓦枠アーチ部16は窯天8の要領で構築する。
After constructing the
窯正面には薪燃焼室31に向けて薪投入口11を開閉が自在に出来る蓋を装着してある。
窯本体の両側面に焼見孔18を設け陶磁器の焼成具合を観測出来る孔蓋を設置する。
焼成室36の窯扉14は、形状の異なる耐火煉瓦を組み合わせて密閉できる構造とする。窯扉14中段には、焼成品を観測するための色見孔15と下段には温度センサーによる温度測定孔12を設置しておく。
On the front of the kiln, a lid that can freely open and close the soot inlet 11 toward the
A burning
The
薪燃焼室31からのガスは煙突5から排出される。煙突5には排気ガス調整板7と再燃焼機能を有するセラミックフィルター6と煙突先端部に煤煙飛散防止装置4を装備している。
The gas from the
図12、図13は煤煙飛散防止装置4を示す。セラミックフィルター6は多数の排煙通気孔50を有する幅19mm*長さ26mm*厚さ2mmの耐火セラミック板で出来ている。煤煙飛散防止装置4はステンレス製の煤煙飛散防止装置底網44を底部に張り周縁にステンレス製の飛散防止装置周壁43を装着した構造である。
12 and 13 show the smoke
窯詰め後、窯扉14を耐火煉瓦積みして密封する。色見孔15と温度測定孔12は耐火煉瓦を加工して開閉出来るようにする。
After the stuffing of the kiln, the
窯燃料としては、薪の代わりに石炭、コークス、無煙炭などの固体燃料を採用することが出来る。 As the kiln fuel, solid fuels such as coal, coke, and anthracite can be used instead of soot.
図16は本発明になる薪窯内の焼成ガス流の説明図である。燃焼室31に投入された薪は、空気送風装置20により十分に供給される空気によって燃焼する。その燃焼ガスは燃焼室31の側壁42に沿って上昇し窯天8に当って下降し、焼成室36の陶磁器を焼成する所謂、倒炎式薪窯となっている。
FIG. 16 is an explanatory view of the firing gas flow in the wood kiln according to the present invention. The soot thrown into the
所定目的温度(例えば1250℃)に達した後は、同温度で約30分間保持し陶磁器の焼成熟成を行う。焼成熟成後、薪投入口11、空気調整板7、焼見孔18、空気調整孔19、色見孔15、温度測定孔9、12、窯内圧調整孔10などのすべての開口部を塞ぎ自然放冷し、冷却後製品を窯出しする。
After reaching a predetermined target temperature (for example, 1250 ° C.), the ceramic is baked and matured by maintaining the same temperature for about 30 minutes. After firing and maturation, all the openings such as the jar inlet 11, the
1 陶芸用薪窯
2 コンクリート基盤
3 移動用アイボルト
4 煤煙飛散防止装置
5 煙突
6 再燃焼用セラミックフィルター
7 排気ガス量調整板
8 窯天
9 窯天温度測定孔
10 窯内圧調整孔
11 薪投入口
12 窯前下温度測定孔
13 空気送風道
14 窯扉
15 色見孔
16 窯扉耐火煉瓦アーチ枠
17 窯扉耐火煉瓦枠
18 焼見孔
19 空気調整孔
20 空気送風機
21 コンクリート
22 鉄筋叉はワイヤーメッシュ
23 波形デッキプレート
24 H形鋼
25 赤煉瓦窯底
26 耐火煉瓦
27 耐火煉瓦
28 耐火煉瓦窯床
29 赤煉瓦外装部
30 窯本体アーチ部
31 燃焼室
32 燃焼室窯床
33 燃焼室/焼成室隔壁
34 排気用集煙口
35 排気煙道
36 焼成室
37 焼成室窯床
38 排気口
39 焼成ガス流
40 燃焼室空気送風口
41 半裁耐火煉瓦
42 窯内側壁
43 煤煙飛散防止装置周壁
44 煤煙飛散防止装置底網
45 煤煙飛散防止装置固定枠
46 煤煙飛散防止装置結合ねじ孔
47 煤煙飛散防止装置結合部
48 煤煙飛散防止傘
49 煤煙飛散防止傘支柱
50 排煙通気孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Combustion chambers are arranged on both the left and right sides of the firing chamber in the center of the kiln, and the amount of air flow can be adjusted with the roster of the forced air passage for combustion provided at the bottom of the combustion chamber and the air adjustment holes on the side of the kiln body. The wood-fired kiln for ceramics according to claims 1 to 4, which is led to a smoke collecting port at the lower rear of the kiln through a flue path provided under a refractory brick laid on the bottom of the firing chamber kiln through a smoke exhaust port disposed in the furnace.
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