JP2008144179A - 炭窯外で炭材を詰め込み窯内に持ち込み、炭を焼成するコンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の製炭窯は、暑い窯の中に炭材を両手で持ち込み、１本１本を窯奥の排煙口の前から窯壁に立て掛けて窯詰めを行っていた。更に焼成冷却後、１本１本を両手で持ち出していた。これでは作業能率が上がらず、日本の木炭消費は、毎年右肩上がりに増えている。だが生産は年々減産に追い込まれている。この原因は、海外から安い木炭が輸入されているからである。
【解決手段】 耐熱金属で長方形の台枠を造り、台枠の前枠にフォークリフトを差し込む穴を設けて、台枠の上面の空間に金網を張り、更に台枠の両側に壁枠を取り付け、更に台枠の両側の上部の左右に桁を渡して固定し、立体の四角形の枠を造り、枠の前後の空間の角に筋かいを取り付けて、炭材を横詰めに詰めて、フォークリフトで窯内へ持ち込んで、炭材を詰めたまま炭を焼くコンテナ。

Description

本発明は、炭を焼く炭材を、窯外でコンテナに炭材を詰めてフォークリフトで炭窯内へ持ち込み、定位置に据えて、コンテナと共に炭を焼く耐熱のコンテナ、及び炭材の横詰め方法。

特開２００１−２４０８６７号 特開２０００−１４４１４６号 日曜炭焼師入門 岸本定吉、杉浦銀治共著、総合科学出版

先行特許文献、特開２００１−２４０８６７号公報を読解すると、文献第［００１０］に、収容容器を炭化炉内に対し出し入れ可能に構成すればよい。出し入れ可能にするには、クレーン若しくは、フォークリフト等により搬入搬出してもよい。上記収容容器を台車ごと炭化炉の内外を、移動可能に構成するようにしてもよい、と記載されている。

更に第［００１４］の５Ｐ収容部内に水平方向に着脱可能に掛け渡されて、上記収容部の内部空間を、平面視で２以上に区画することにより、被処理物を支持する１、若しくは２以上の枠状支持部材が挙げられる。このような支持部材を設けることにより、被処理物が収縮しても、上記支持部材に支持されて倒れることはなく、当初の充填配置状態を支持し得る、と先行記載がある。

次に特許文献、特開２０００−１４４１４６号公開についての、記載を説明する。

［請求項６］の原料木材を収容して、窯内部に格納される籠状容器を有し、該籠状容器が窯内部に対して、出し入れ可能な台車に搭載されたことを、特徴とする炭焼窯、の先行記載がある。

更に［請求項８］に前記台車に着脱可能に連結されて、該台車を押し引き駆動する駆動装置を有することを特徴とする炭焼窯、と記載がある。

次に第［００２７］籠状容器２１は図４に示すように、金網が張設された４つの側面フレーム３１−３４を、台車２２上に立設になっており、上面が開放された方形箱形をなしている。ここでは、進行方向の両側にある側面フレーム３２・３４が、底板３５に下縁が駆着されて開閉可能になっている。これにより籠状容器２１の側面の一部が開放され、籠状容器２１に対する原料木材の積み込み、並びに製品木炭の積み下ろしの各作業を、容易に行うことが出来る。開閉フレーム３２・３４は両側の留め具３６で不動の側面フレーム３１・３３に対して固定される。尚、図４では、底板３５に平板状のものを用いたが、火の回りがよくなるように、側面フレーム３１−３４と同様に、金網を張設した構造とするとよい。又、籠状容器２１の側面には、柵あるいは多孔板を採用することも可能であり、上記の先行申請の記載がある。

上記、特開２０００１−２４０８６７号公開公報の第［００１０］を読解すると、大きな課題が存在することを感知し、以下感知した課題を申し上げる。

先行技術文献、持開２００１−２４０８６７号公報第［００１０］欄を読解し要約すると、炉外で収容容器に被処理物を収容し、クレーン若しくは、フォークリフト等により炉内へ搬入、搬出可能にしてもよいし、上記収容容器を台車と共に炭化炉内外で、移動可能に構成してもよい、と記載されている。

上記記載のクレーンによる搬入を検討してみると、クレーンには、いろいろの機種があるが、塔形クレーン・トラッククレーン・デリッククレーンいずれも、屋外で上下左右に搬入搬出は可能であるが、上記のようなクレーンでは、小さな炭焼き窯では不可能である。天井のない窯であれば、窯外で収容容器を吊り上げ、窯内へ搬入は可能であるが、固定した天井のある窯では不可能である。更に天井走行の水平クレーンがあるが、窯外の炭材の詰め込み作業場から、窯内に走行用の桁（レール）を固定して取り付けなければならない。取り付ければ搬入搬出は可能であっても、搬入後、扉を閉めなければならないが、桁があれば扉が閉まらない。

更にクレーンを取り付けたと仮定しても、桁の上面から収容容器の上面までの吊り上げ距離の幅、及び走行用の桁の幅、滑車、フック、鐶、ワイヤ、更に吊り上げ幅等で、１５０ｃｍの距離がなければ、吊り上げは不可能である。窯の天井が高くなるほど、下部は温度が上がらず焼けない。従来の土石で築いた三浦標準窯（日曜炭焼師入門６１Ｐ）では、窯壁の高さが１０６．１ｃｍ、天井部の一番高いところで１５１．７ｃｍである。

更に３Ｐの［００１４］に記載されている収容部内に、水平方向に着脱可能に掛け渡されている支持部材に、被処理物を立て掛けて、充填されることが記載されているが、これを検討してみると、古来から今日まで窯を築いて炭を焼く窯詰めの方法は、炭材の根元の太い方を上にして、枝葉に近いほうは下にして逆さに詰める。逆さに詰めることにより、炭材の水が早く脱水する。更に窯は上部の温度が高いので、太い根元の方を上にして詰めている。下部は炭材が小さいので、炭材と炭材の間が広く、炎の通りもよくなる。更に太い方を上にして詰めると固く詰められ、倒れても上部が太いので倒れる角度が少ない。２００１−２４０８６７号の収容容器の詰め方は、どちらの方法が行われているか不明であるが、根元の太い方を上にして、詰めてあると仮定すると、前後には倒れなくても、支持部材に沿って左右に倒れやすくなるし、根元が太ければ太いほど倒れやすくなる。では細い方を上にして詰めれば脱水も少なくなり、下部の炎の通りが悪くなる未炭化の不良品が多くなる。

次に、支持部材に立て掛け加熱すると、温度の上昇と共に被処理物の収縮が始まる。被処理物の立て掛け角度は１０ｒａｄの傾斜を要する。その角度で窯内へ持ち込んで焼成した場合、炭材の収縮が直径１０ｃｍの被処理物は６ｃｍ前後に収縮する。更に支持部材も直径６ｃｍのものであれば３．６ｃｍ前後に収縮する。支持部材と、被処理物の立て掛けの交差している所では、双方の収縮の合計が３．２ｃｍ前後収縮する。収縮すると傾きが大きくなり、支持部材に重圧が掛かる。支持部材は、被処理物より小さく早く炭化し、炭化すれば脆くなり被処理物の重圧で、被処理物が炭化しないうちに、折れてしまうことが考えられる。

収容容器の資材の清流板だけが、ステンレスの耐熱資材名が。記載されているが、収容容器は、いかなる資材が使用してあるか、不明である。第［００２９］に上記第１フレーム５３として、例えばＬ形鋼を用いると、記載されてあり、鉄材を使用したものと想像すると、炭化炉が７００℃〜８００℃になると、鉄板は高温ガス浸蝕によって膨れて厚くなり、棒状のものは太くなる。浸蝕されると粘りがなくなり脆くなる。４分や５分ボードでも、中心部まで高温ガス浸蝕すれば、両手で曲げれば折れる。収容容器の上部は高温で、１窯焼成するのに、５日も７日もかかる窯で、半年も焼き続ければ使用不可能になる。更に炭化炉内の上下の温度差が３００℃もあれば、上下の温度差による膨張の差によって、収容容器が変形したり、溶接部が離れる。

次にフォークリフトで搬入搬出が記載されているが、フォークリフトは前に３ｒａｄ、後ろに１０ｒａｄ傾けるように造られている。フォークを差し込む時は、前に３ｒａｄ傾けて差し込み、差し込み後、後ろへ１０ｒａｄ傾けるように造ってある。吊り上げた際に重心が、マストや車体に掛かるような構造に造られている。上記のように傾けると収容容器内の被処理物は、支持部材に沿ってフォークリフトの方向に、横倒れになる。又、持ち上げたり下げたりすると、どうしてもショックなくして搬入は難しい。

更に図７の説明を読解すると、まず、この炭化炉の焚き口に近い台車の車輪は、供給口から送入される高温ガスにより、軸受けのベアリングのグリスが燃えて、台車は動かなくなり、収容容器を引き出すことが出来なくなる。

更に焼成を続けることにより、台車の車軸や収容容器の構成物は、曲がったり溶接部が離れ、更に高温ガス浸蝕により使用出来なくなる。

図７を図面で見ると、無軌道車で搬入した図面であるが、大きな収容容器を載せた台車を、いかなる方法で搬入搬出を行うのか記載がないが、無軌道では大きな動力が必要であり、又、無軌道で定位置にショックなく据えることは難しい。

次に特開２０００−１４４１４６号の公開特許公報の説明を行う。公報を読解すると、前記公報と同じく、窯内へ搬入搬出の設備の資材名が記載されていない。前記と同じく鉄材を使用されているものとして申し上げる。

前記したように、台車の軸受けのベアリングのグリスが高温ガスにより燃えて、台車が動かなくなる。

次に電車、汽車のレールは、夏の４０℃近い暑い日が続くとレールが盛り上がり、保線員が、水につけた布で冷やす作業が時々起こることがある。台車やレールには、断熱措置が行われていない。炭窯内の窯床では３００℃〜４００℃の温度になり、細いレールは蛇行状に曲がる。

明細書、図面を見ても焚口の位置が不記載であるが、いづれにしても、扉の上部か下部に取り付けるものと思われるが、焚口近くや籠状容器の上部は高温になり、高温ガス浸蝕により脆くなる。又、上下の温度差により収縮、膨張を繰り返すことにより、籠状容器が変形したり溶接部が離れる。

炭材を詰めた籠状容器を載せた台車は、外部レールを走行する時、傾斜の坂を上ると籠状容器が急傾斜になり、容器に詰めた原料木材が駆動装置の方向に倒れる。窯内へ搬入した後、詰め替えを行わなければならない。

問題を解決する手段

高温ガス浸蝕に強い耐熱金属を用いて、窯外で炭材を横詰めに詰めることの出来るコンテナを造り、フォークリフトで窯の中に搬入し、定位置に据えて、コンテナと共に炭材を焼成し冷却を待ってフォークリフトで搬出する。炭焼成の横詰め可能なコンテナ。

更に炭材の横詰め方法を取り入れ、炭材の搬入時の安定と、詰め込み作業が簡易に行えるコンテナ。

又、窯の上下の温度差のある窯では、温度の低いコンテナの下部には、小さい炭材を詰め、温度の高いコンテナの上部には、太い炭材を詰める。窯の癖に合わせて詰め込めばよい。又、太い炭材ばかりで小さい炭材のない場合は、下部の温度の低い所には、井桁状にし粗く詰め、上部の温度の高い所には炭材を蜜に詰めて、均一に焼くことが可能である。

更に炭材の規格寸法に足りない短い炭材でも、継ぎ足して並べて積み込みが可能で、大切な資材を無駄なく炭化することが可能である。

発明の効果

上記しているように、本発明のコンテナは、製作も簡単であり、熱に対しても高温に耐え、高温ガス浸蝕のような化学作用にも耐え、１，０００℃位の温度でも変形するようなことはない。

作業も炭材置き場で炭材をコンテナに詰めて、フォークリフトで窯の中へ搬入し、定位置へ据え置いて焼成を行ない、冷却後、フォークリフトで持ち出して、荷造り現場に持ち込むことが可能になり、炭材の搬入・詰め込み・搬出の作業が、大幅な節減が可能となる。

コンテナに炭材を横詰めにすることにより、従来の詰め込み量より多く詰められる。搬入時にも、衝撃や少しぐらいの傾斜でも荷崩れすることもない。

詰め込み方法も、窯内の温度差のある窯の下部の温度の低い窯では、コンテナに炭材を詰める際には、コンテナの下部に小さい炭材を詰め、上部に太い炭材を詰めて焼成を行なうことにより、製品を均一に焼くことが可能となり、未炭化の出炭がなくなる。

横詰め方法は、高度の技術がいらず、素人でも詰めることが出来る。詰め込み時間が短縮する。

窯の大きさに応じたコンテナの数と、同数の予備コンテナを造っておけば、鎌出し前に予備コンテナに炭材を詰めることが出来、窯出しを行なったコンテナと直ちに入れ替えが行なえ、窯が冷めないうちに搬入することにより燃費の節減が可能となる。更に窯が複数ある場合は、予備コンテナは、一組あれば掛け持ちで使用することが可能である。直ちにコンテナの入れ替えを行なうことにより、窯の冷めないうちに搬入が行なえる。

本件発明のコンテナと、横詰め方法の開発により、今後、日本の製炭業界でこのコンテナ、及び詰め方を利用して、新しい合理化の生産方法の道が開け、機械化の製炭方法の開発が可能となる。

発明実施の形態

以下添付の図面を参照しながら構成。

耐熱金属を用いて、フォークリフトのフォークを差し込む、差し込み穴２を設けた、四角形の角パイプの台枠１を造り、台枠１の上面の空間に、耐熱金属の金網３を張り付け、更に台枠図１の両側に壁枠４を取り付け、壁枠４の両側の上面・両端に桁５を渡し固定して、立体の四角形の枠を造り、枠の前後の空間部・各角に筋かい６を取り付けて強化を図った。耐熱のコンテナ１０を造り、炭材を図３のように横詰めに詰めて、フォークリフトを用いて、コンテナ１０の差し込み穴２に、フォークリフトのフォークを差し込んで持ち上げ、炭窯内の定位置に据えて、コンテナと共に炭材を加熱焼成する。焼成後、窯の冷却を待って窯開けを行ない、フォークリフトでコンテナ１０を持ち出す耐熱のコンテナ。

次に上記のコンテナ１０への、炭材の横詰めの方法を説明する。

コンテナ１０の台枠１の前後の長さよりやや短い炭材７を用意し台枠１の上に横列並びに炭材７を並べ、並べた上に次々に積み上げて詰め込む、桁５に達するまで詰め込んでおく。図３を参照。上記の詰め方法は、一番蜜に詰め込まれ炭収も多い。更に、井桁に詰め込むこの方法は、井桁に詰め込むことにより、炭材７と炭材７の上下の隙間が広くなり、炎の通りがよくなる。太い炭材ばかりを焼成する場合、早く焼ける利点がある。更に、窯の上下の温度差の大きい窯では、同じ横並びでも下部の温度の低い方には小さい炭材７を詰め、上部の温度の高い方には太い炭材７を詰めて焼成すると、均一に焼ける。小さい炭材７がなく、太い炭材７ばかりの時には、下部を井桁に詰め、上部を横列並びに詰めると、均一に焼ける。窯の癖に合わせて、詰める方法を変えることの出来る横詰め方法。

炭窯の大きさに応じた数のコンテナを造り、炭材をコンテナの台枠よりやや短い炭材を用意し、炭材置き場にコンテナを持ち込んで、コンテナに炭材を台枠の上に横列並びに詰め、上部の桁に達するまで詰め込む。窯へ入る数のコンテナに炭材が詰め終えれば、フォークリフトを用いて炭窯の中に搬入し、定位置に並べて据え付ける。扉を閉めて焼成を行なう。窯の冷却を待って窯開けを始め、フォークリフトを用いて窯出しを行い、荷造り現場に運搬する。

先ず日本の木炭界の統計から見ると、平成１７年の日本の炭の生産量は３５，０２９ｔで、炭の輸入量は１４８，７６９ｔである。日本の消費量は１８３，７９８ｔであり、全消費量の内８１％を輸入炭に依存している。昭和６２年の輸入炭は７，８３９ｔであり、当時から見ると１９倍の輸入になっている。今年はまだ統計がないが、輸入炭は更に増え、日本の生産量は減るであろう。過去の日本の生産量は、２００万トンを超した時代もあった。日本の山林の樹木は伐採し再生しなければ、更に山林は荒廃し、山道が何処なのか判らない状態になる。炭の消費は毎年増えているにも関わらず、日本の炭の生産は毎年減っている原因は、安価な輸入炭によるものである。この現状を打開するには、小さい炭窯で人手の多く掛かる窯詰めや、窯出しの作業を減らし機械化することである。
本発明のコンテナは、窯外の炭材置き場で炭材を詰め込み、作業も簡単に行なえ、炭材を詰めたまま、フォークリフトで窯内へ搬入し、定位置に据えたまま焼成を行ない、冷却後コンテナをフォークリフトで持ち出し、荷造り作業場まで持ち込むことが出来る。
日本の木炭産業に貢献することは確実である。

台枠１を上から見た図 コンテナの斜視図 炭材を詰めたコンテナの正面図

符号の説明

１ 台枠
２ フォークの差し込み穴
３ 金網
４ 壁枠
５ 桁
６ 筋かい
７ 炭材
１０ コンテナ

Claims (2)

1. 耐熱金属で四角形の台枠（１）に、フォークリフトのフォークを差し込む差し込み穴（２）設けた運搬可能にした台枠（１）を造り、台枠（１）の上面に立体形の壁枠（４）を左右の両側に取り付け、壁枠（４）と壁枠（４）の上面の両端を桁（５）を取り付け、前後の空間部の四角に筋かい（６）取り付けたコンテナを造り、炭材（７）を詰めて窯内に搬入、焼成、搬出を行う、耐熱の炭を焼成するコンテナ。
2. 炭材（７）を炭窯内へ搬入、焼成、搬出可能なコンテナに、炭材（７）を横詰めにして詰め込み、炭窯内へ持ち込んで、炭を焼成する横詰めの焼成方法。

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