JP2023120498A - 木炭製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】炭材が熱せられ発生する可燃性ガスを燃焼させて，高度な技術，知識や技術がなくても，焚火感覚で木炭の製造が可能になり，なおかつ，省エネで有害ガスの発生を抑えた木炭製造ができる装置を提供する。【解決手段】木炭製造装置として、一方が解放された金属製容器１と前記容器の開放部を覆い閉じることが可能な金属製の蓋２と容器側面か蓋または容器と蓋の境界面に容器内部と外部と通気可能な孔部１０ａを１つ以上有するものを使用する。【選択図】図４

Description

本発明は、誰もが簡単にしかも少煙・省エネで木炭を製造することができる木炭製造装置に関するものである。

炭材を加熱し、発生した可燃性ガスを再燃させる木炭製造装置といえば、特許文献１に記載されているように、炉本体内に四角形の炭化室を設け、この炭化室から発生する可燃ガスを上部空間で燃焼させる燃焼室と、燃焼室内に空気を吹き込む羽口と、羽口からの空気吹込み量を調節する手段と、炭化室の少なくとも両長片側の側面又はこれと底面とに設けられた耐火煉瓦の伝熱壁と、前記燃焼室の高温排ガスを前記伝熱壁外側のほぼ全面に沿って流通させる排ガスダクトを配設し、この排ガスダクト内の排ガス顕熱が伝熱壁を通して炭化室内の木質材層に伝熱されるように構成され、羽口を炭化室の直上に設けた下段羽口と、燃焼室の上部に設けた上段羽口との二段羽口とし、それぞれに空気吹込み量を調節できるようになっていた。

また、特許文献２によれば、水分の多い炭化材料の自発炭化熱を炭化炉の中心に設けた加熱排煙筒に直接熱伝導し、加熱排煙筒の中の排煙を加熱することにより、強力なドラフトを生じさせ強制的に炉外へと排出させ、同時に新しい空気を炭化材料に強制的に供給し発熱が継続される構造で、乾燥した炭化材料の短時間での炭化完了を行うために加熱排煙筒差し込み接続凹部を、取り外し可能な加熱排煙筒接続アタッチメントとして取り外し、加熱排煙筒頂部蓋を載置し、取り外した僅かな空間から煙突へ直接に燃焼ガス・炭化木ガスを排出させ、炭化が完了した場合、空気供給孔をキャップで塞ぎ、煙突口にレンガを載せて塞ぐことにより空気閉鎖が終わり、炭化炉が冷却したことを確認してから、炉天井蓋を取り、炭化炉を出来上がった木炭を取り出す位置に傾倒して、反転固定板の孔に反転固定差し込み棒を差し込んで固定し木炭を取りだし、粉炭や灰はさらに傾倒して滑り落とし炉の掃除を完了するような構造をもった金属製の炭化炉となっていた。

更に特許文献３によれば、炭窯内側に断熱構造と気密構造を付与し焚口及び煙突を炭窯本体の下部に設置し、被炭化物を焚口と煙突の上の部分に設けたロストルの上に載置する構造とする。炭製造の操作は、焚口の点火材に点火し、煙突の煙の排出状態と炭窯内の温度により、焚口と煙突を順次閉鎖することで空気を遮断し、前記の構造と操作手順により、被炭化物の加熱によって生成する可燃性ガスを燃焼させて、被炭化物の焼損を防ぎながら、炭窯本体内部の温度を高温に保持するようになっていた。

特願2007-146016号公報 特願2013-139544号公報 特願2017-57365号公報

旧来の木炭製造は、炭材の一部を燃焼させ炭窯内部の温度を上昇させ、高温状態を作り出し、外気を遮断し、窒息燃焼状態を作り出し大量の煙が出る状態を数日間持続させながら木炭の燃焼状態、発生する煙の色、煙突内部の生成物の付着状況で炭化終了を見極め、高温の木炭を取り出し、又は、窯内部の温度が下がるまでさらに日数をかけ木炭を取り出し木炭を製造していた。そのため大量の炭材、燃料の確保や温度管理、炭化終了時の見極めが困難だった。

さらに，従来この種の木炭製造装置は特許文献１に記載されているように、炉本体内に四角形の炭化室を設け、この炭化室から発生する可燃ガスを上部空間で燃焼させる燃焼室と、燃焼室内に空気を吹き込む羽口と、羽口からの空気吹込み量を調節する手段と、炭化室の少なくとも両長片側の側面又はこれと底面とに設けられた耐火煉瓦の伝熱壁と、前記燃焼室の高温排ガスを前記伝熱壁外側のほぼ全面に沿って流通させる排ガスダクトを配設し、この排ガスダクト内の排ガス顕熱が伝熱壁を通して炭化室内の木質材層に伝熱されるように構成し、羽口を炭化室の直上に設けた下段羽口と、燃焼室の上部に設けた上段羽口との二段羽口とし、それぞれに空気吹込み量を調節できるようにするようになっているので，炭材の上部で燃焼が起こる場合、炭材が炎にさらされ急な温度変化により変形、焼損の恐れがあった。また、構造が複雑で持ち運びが容易ではないないという課題があった。

また、特許文献２記載の木炭製造装置は、水分の多い炭化材料の自発炭化熱を炭化炉の中心に設けた加熱排煙筒に直接熱伝導し、加熱排煙筒の中の排煙を加熱することにより、強力なドラフトを生じさせ強制的に炉外へと排出させ、同時に新しい空気を炭化材料に強制的に供給し発熱が継続される構造で、乾燥した炭化材料の短時間での炭化完了を行うために加熱排煙筒差し込み接続凹部を、取り外し可能な加熱排煙筒接続アタッチメントとして取り外し、加熱排煙筒頂部蓋を載置し、取り外した僅かな空間から煙突へ直接に燃焼ガス・炭化木ガスを排出させ、炭化が完了した場合空気供給孔をキャップで塞ぎ、煙突口にレンガを載せて塞ぐことにより空気閉鎖が終わり、炭化炉が冷却したことを確認してから、炉天井蓋を取り、炭化炉を出来上がった木炭を取り出す位置に傾倒して、反転固定板の孔に反転固定差し込み棒を差し込んで固定し木炭を取りだし、粉炭や灰はさらに傾倒して滑り落とし炉の掃除を完了する構造の金属製の炭化炉となっていたので、使用する炭材の状態にあわせ、炭化が完了した後に、炭化炉が冷却したことを確認してから、炉天井蓋を取り、炭化炉を出来上がった木炭を取り出す位置に傾倒して、反転固定板の孔に反転固定差し込み棒を差し込んで固定し木炭を取りだし、粉炭や灰はさらに傾倒して滑り落とし炉の掃除を完了するというような操作が必要という課題があった。

特許文献３記載の木炭製造装置は炭窯内側に断熱構造と気密構造を付与し焚口及び煙突を炭窯本体の下部に設置し、被炭化物を焚口と煙突の上の部分に設けたロストルの上に載置する構造とする。木炭製造の操作は、焚口の点火材に点火し煙突の煙の排出状態と炭窯内の温度により、焚口と煙突を順次閉鎖することで空気を遮断する。前記の構造と操作手順により、被炭化物の加熱によって生成する可燃性ガスを燃焼させて、被炭化物の焼損を防ぎながら、炭窯本体内部の温度を高温に保持するようになっていたので、温度調節のため焚口及び煙突閉鎖の操作が必要で、更に耐火ブロックの断熱構造を持つため重く持ち運びに不便である課題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の請求項１記載の木炭製造装置は一方が解放された金属製容器と、前記容器の開放部を覆い閉じることが可能な金属製の蓋と、容器側面か蓋または容器と蓋の境界面に容器内部と外部と通気可能な孔部を１つ以上有することを特徴とするようになっている。

また、本発明の請求項２記載の木炭製造装置は請求項１記載の木炭製造装置において、孔部がノズルの構造を有することを特徴とするようになっている。

更に、本発明の請求項３記載の木炭製造装置は請求項１または２記載の木炭製造装置において、容器の側面を囲うことが可能な複数の金属片から成る囲いと容器を設置するための金属製の架台を有することを特徴とするようになっている。

本発明の木炭製造装置は一方が解放された金属製容器と、前記容器の開放部を覆い閉じることが可能な金属製の蓋と、容器側面か蓋または容器と蓋の境界面に容器内部と外部と通気可能な孔部を１つ以上有し、炭材を入れることができる箱形の金属製の容器であって、蓋を閉めた状態の時、前記の炭材が熱せられ発生する可燃性ガスを，前記容器の側面又に誘導し燃焼させるための噴出孔又は、ノズルが並んだ構造を特徴とするようになっているので、省エネで有害ガスの発生を抑えた木炭製造ができる。尚且つ前記燃焼が始まり消えるまで焚火をする感覚で薪を足し、前記の燃焼及び容器から出る煙が止まればそれ以上薪の投入は必要なく、容器が冷却したことを確認してから蓋を外し容器内部の木炭を取り出せるので、高度な技術や知識がなくても、自宅の庭先や、キャンプ場、あるいは畑等の土壌改良の必要な場所等、どこへでも持ち運べて、焚火感覚で木炭の製造が可能になる。

（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第一実施例の木炭製造装置の容器と容器に収納した囲い、蓋、架台の写真と発明の第一実施例の木炭製造装置の容器、蓋、架台を使用状態に組み合わせた写真である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第一実施例の木炭製造装置の容器の側面を囲うことが可能な金属製の囲いの写真と発明の第一実施例の木炭製造装置の容器、蓋、架台、囲いを使用状態に組み合わせた写真である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第一実施例の木炭製造装置の容器の開放部側面の容器内部と外部と通気可能な孔部を示す写真と１（Ｂ）架台のＸ－Ｘ’を削除した状態の架台と容器開放部の孔部の関係を示す写真である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第一実施例の木炭製造装置で炭材を容器内に収納して薪を燃焼させて炭を製造している様子を示す断面図と図４（Ａ）に示す黒丸部を拡大して示した断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本発明の第一実施例の木炭製造装置で、容器に炭材を慨稠密状態に収納した写真と図５（Ａ）の状態の容器をさかさまに架台上に載せ、囲いをセットした状態を示す写真と、図５（Ｂ）の状態から、囲いを一部外して薪を架台下に挿入し、薪に点火した後、取り外した囲いを再び容器を囲うようにセットした状態を示す写真である。 は、本発明の第一実施例の木炭製造装置で、木炭を製造する過程の中期段階で、囲いの一部を外し可燃性ガスの発生状況をわかりやすくした写真である。 は、本発明の第一実施例の木炭製造装置で、木炭を製造する過程の中期以降の段階（図６より後段階）の燃焼状態を示す写真である。） は、本発明の第一実施例の木炭製造装置で、木炭を製造する過程の終期の段階をあらわした写真である。 は、本発明の第二実施例の木炭製造装置示す図で、孔部がノズルの構造を有する場合の蓋の斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第二実施例の木炭製造装置の断面図と図１０（Ａ）に示す黒丸部を拡大して示した断面図である。

以下、本発明を適用した実施形態を、図面に基づいて詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同一又は類似の構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。

図１（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第一実施例の木炭製造装置の容器１と容
器１に収納した囲い３、蓋２、架台４の写真と本発明の第一実施例の木炭製造装置の容器１、蓋２、架台４を使用状態に組み合わせた写真である。本発明の第一実施例の木炭製造装置を用いて木炭を製造するには、図５（Ａ）に示すように容器１
に炭材６、例えば木片や竹材をできるだけ稠密になるように入れ、図１（Ｂ）に示す
ように架台４上に容器１の開口部が接するように逆さまに設置する。

本発明の第一実施例の木炭製造装置の容器１の開放部端面には図３（Ａ）、（Ｂ）
に示すような容器１内部と外気に通じる孔を構成する孔部１０ａが設けられている。この状態で架台４の下の空間部に薪５を投入し、点火する。容器１の周りには周囲の風などの影響を受けにくくするために、図２（Ａ）に示す囲い３で、図３（Ｂ）のように覆うようにする。この際、囲い３は複数に分割されているので、必要に応じて一部の囲いを外すこともできるし、囲いの位置を変えることで架台４下の薪５に供給できる空気量を調節できる。

本発明の第一実施例の木炭製造装置で薪５が燃焼する様子を図示したものが図１０（Ａ）、（Ｂ）である。図１０（Ａ）のように、架台４下の薪５は点火され
燃焼を続ける。すると容器１内の薪５は高温となり、容器内の酸素が存在する間は薪５の表面が燃焼する。この燃焼により容器１内の空気が消費されてしまうと、ほぼ密閉された容器内は高温となるために、容器内は外部大気より高圧となるために、容器１内に新しい空気が侵入しなくなる。

容器１内の薪５の燃焼は無くなり、高温となるために薪５に含まれる有機物などからガスが発生する。このガスは外部大気より高圧のために、容器部に設けられた孔部１０ａから外部に出ていくようになる。このガスは高温で、外部大気に触れると図４（Ｂ）に示すように燃焼するようになる。

本発明の第一実施例の木炭製造装置で木炭製造の前半に近い中期段階では図６に示すように架台４下の薪５だけが燃焼し、その後容器内に炭材６から発生したガスが、容器外に噴出するようになり、図７に示すように、容器１の孔部１０ａ
近傍から炎が上がる。
その後、炭材６からのガス発生も枯渇し始め、図８に示すように孔部１０ａ近傍の燃
焼も弱くなり、木炭製造が完了したことがわかる。

以上、本発明の第一実施例の木炭製造装置では容器１端面に設けた孔を含む開口部で孔部１０ａを構成したが、本発明の第二実施例の木炭製造装置では図９に示すように、開口部を塞ぐことが可能な蓋部や架台４（図示せず）にノズル１０ｂで設けた孔部とすることができる。この場合の炭材の燃焼の様子を図１０（Ａ）、
（Ｂ）に示す。本発明の第二実施例での燃焼過程は本発明の第一実施例の場合と同様になる。
また、本発明の第一実施例の木炭製造装置の孔部は容器１の端面と架台４で構成されるようにしているが、容器１の開放部近傍の側面に開けた孔であっても良い。

以上本発明の第一実施例として、容器と蓋の境界面に容器内部と外部と通気可能な孔部を１つ以上有することを特徴とする木炭製造装置について説明してきたが、本発明の第二の実施例として、容器側面に容器開放部と反対の方向に向かう穴をあけ、容器開放部から炭材をできるだけ稠密になるように入れた後、容器開放部を蓋で封じ込め（図示せず）、以下本発明の第一実施例と同様に薪を燃焼させることで木炭を製造することができる。本発明第二の実施例では、容器開放部から炭材を投入した後、炭材を収納した容器を上下逆にする必要はなく、単に容器開放部を蓋で閉めるだけで済むという利点がある。

以上図面を用いて説明したように、本発明の木炭製造装置を用いれば，一方が解放された金属製容器と、前記容器の開放部を覆い閉じることが可能な金属製の蓋と、容器側面か蓋または容器と蓋の境界面に容器内部と外部と通気可能な孔部を１つ以上有し、炭材を入れることができる箱形の金属製の容器であって、蓋を閉めた状態の時、前記の炭材が熱せられ発生する可燃性ガスを，前記容器の側面又に誘導し燃焼させるための噴出孔又は、ノズルが並んだ構造を特徴とするようになっているので、省エネで有害ガスの発生を抑えた木炭製造ができる。尚且つ前記燃焼が始まり消えるまで焚火をする感覚で薪を足し、前記の燃焼及び容器から出る煙が止まればそれ以上薪の投入は必要なく、容器が冷却したことを確認してから蓋を外し容器内部の木炭を取り出せるので、高度な技術や知識がなくても、自宅の庭先や、キャンプ場、あるいは畑等の土壌改良の必要な場所等、どこへでも持ち運べて、焚火感覚で木炭の製造が可能になる。

１ 容器
２ 蓋
３ 囲い
４ 架台
５ 薪
５ｄ 薪の炭化物
６ 炭材
１０ａ 孔部
１０ｂ ノズル
Ａ 可燃性ガス
Ｂ 可燃性ガスの流れ
Ｃ 炎

Claims (4)

1. 一方が解放された金属製容器と、前記容器の開放部を覆い閉じることが可能な金属製の蓋と、容器側面か蓋または容器と蓋の境界面に容器内部と外部と通気可能な孔部を１つ以上有することを特徴とする木炭製造装置。
   
2. 請求項１記載の木炭製造装置において、孔部がノズル構造を有することを特徴とする木炭製造装置。
   
3. 請求項１または２記載の木炭製造装置において、容器の側面を囲うことが可能な複数の金属片から成る囲いを有することを特徴とする木炭製造装置。
   
4. 請求項１及至３記載の木炭製造装置において、容器を設置するための金属製の架台を有することを特徴とする木炭製造装置。