JP4655287B1

JP4655287B1 - 炭窯

Info

Publication number: JP4655287B1
Application number: JP2010191681A
Authority: JP
Inventors: 善恵馬場; 恵二五十嵐
Original assignee: 善恵馬場
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: JP2012046678A

Abstract

【課題】炭窯からの熱を有効的に利用するため、炭窯の構造としてあらたな機能を設け、炭焼きと木酢液の生産と同時に、効率よく温水や温風を提供する。
【解決手段】土壁で形成した炭窯１の側面外周部をコンクリートで覆うことで２層とし、天面部には温水タンクを９設け、温水タンク９の底面と炭窯１天面の間に空気層を形成するために天板を設け、前記天板には空気の膨張を防止するための孔を複数個設けてあることを特徴とし、前記炭窯１を２台用意し、これらを交互に稼動することで、温水及び温風の連続供給が可能であることを第２の特長とする。また、温調機能を設けることで、必要な温度の温水を供給することも可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は炭窯からの熱を効率的に利用できる炭窯に関する。

従来、炭窯の改良等に関するものは、木炭の生産量又は処理量を高めるための構造及び方法を提案するものや、金属製で組立式のもの等が提案されているが、炭窯からの熱を副産物としての熱源として利用するものは見当たらない。一方、農業における野菜等の植物栽培において、ビニールハウスなどを用いた温室栽培が既に行われているが、冬の寒さが厳しい地方においては、土が凍りついてしまうなどの寒さによる影響により、ビニールハウスの温室だけでは野菜の栽培は困難である。結果として、当該地域における冬場の農業は成り立たず、農業以外の仕事などで収入を確保しなければならない厳しい現実がある。

前述のような課題に対して、温室へ温水や温風を循環させ、温室内又は土壌を暖めることで、野菜を育成する手段として、例えば、特開１９９９−０４２０２７号には、熱源にボイラーを利用し、ボイラーで暖められた温水を、地中に配設した配管内を循環させることで土壌を暖め、野菜などの植物を育成する技術や、ボイラーに代わる熱源として、ガスを利用するものなどがあるが、いずれも燃料となるエネルギーコストの負担が増えてしまい、採算性が悪く導入が躊躇されている。

また、特開２０１０−１０４３５５号には、熱源にヒートポンプを利用した技術の記載や、他にも太陽熱を利用するものなどの、自然エネルギーを利用する技術についての記載があるが、いずれも自然エネルギーを熱源としてのみ利用するものであって、本発明の炭焼きにより、炭や木酢液の生産と同時に、炭窯の熱を温水や温風などとして利用するものとは技術的に相違する。

特開１９９９−０４２０２７号（段落０００９、図１）特開２０１０−１０４３５５号（段落０００９、図１）

炭窯からの熱を有効的に利用するため、炭窯の構造としてあらたな機能を設け、炭焼きと木酢液の生産と同時に、効率よく温水や温風を提供することを課題とする。

本発明は、炭窯の側壁を土壁で形成し、その外周部をコンクリートで覆うことで２層とし、天面部には温水タンクを設け、温水タンクの底面と炭窯天面との間に空気層を形成するために天板を設け、前記天板には空気の膨張を防止するための孔を複数個設けてあることを特徴とする。更に、前記炭窯を２台用意し、これらを交互に稼動することで、温水及び温風の連続供給を可能とすることを第２の特長とする。また、温調機能を設けることで、必要な温度の温水を供給することも可能となる。

温水タンクに供給した水が、炭窯内で燃焼する炭材の熱により温水となり、前記温水を利用することで、温室や土壌を暖め、冬季間においても野菜などの植物栽培が可能となる。また、温室や土壌だけでなく、融雪や風呂、炊事、洗濯等、凍てつく冬場の様々な作業に利用が可能である。

炭焼きにより発生する熱を利用すると同時に、炭焼きにより完成した炭や木酢液は商品として販売することができ、また、土壌改良剤として利用することが可能である。また、炭焼きの原料として、利用されず放置された間伐材を有効活用することができ、更にあらたな間伐を行うことで、森林管理にもつながり温室効果ガスの吸収に貢献すると同時に、元来原料が木質バイオマスに由来するため、カーボンニュートラルの原理により、地球環境汚染の防止にもつながるものである。

本発明の炭窯を２台設置し交互に稼動することで、一方の炭窯を稼動して炭焼きと炭窯から発する熱を利用している間、もう一方の炭窯では完成した炭の取り出し及び次の炭焼きの準備を行うことで、炭窯の連続稼動が可能となり生産性も向上する。また、外壁と屋根で構成した室内に炭窯を設置することで、その室内温度も上昇し、快適な空間で様々な作業を行うことが可能となる。

本発明の炭窯と温水を利用する配管を示す一例の平面図炭窯の正面図炭窯の側面図Ａ−Ｂ断面図炭窯室と温室の一例の側面透視図

本発明の構成について、実施例を基に図面を引用して説明する。

炭窯の側壁は、内側を土壁で形成し、前記土壁の外周部をコンクリートで覆い２層構造とする。２層とすることで、熱の分散を防ぎ保温効果を維持し、コンクリート面までの熱の伝達を緩和することで、火傷などの危険も未然に防止する。土壁の厚さは３００ｍｍ以上とし、コンクリートの厚さは１００ｍｍ以上とすることが望ましい。炭窯の正面には出入口となる扉を設ける。

炭窯の天面には、金属製の平板で天板を設け、前記天板には複数個所孔を設ける。金属製の天板の厚さは５ｍｍ程度が望ましく、孔の径は１５ｍｍ程度で孔の数は６箇所程度が望ましいが、これに限定されるものではない。天板の材質は価格及び加工性の観点から鉄が望ましいが、これに限定されるものではなく、熱伝導性を有する金属であればよい。

前記天板の上には、空気層となる隙間を設けて、温水タンクを取り付ける。温水タンクは金属製の平板を組合せ６面体の箱状に組み立てる。空気層となる隙間は５ｍｍ程度が望ましいが、熱伝導を考慮して適宜変更することが可能である。温水タンクの底面に近い側面部に温水排出口を設け、天面部に近い側面部に、循環した温水戻り口と給水を兼ねた投入口を設ける。また、温水タンクの底面を除く側面と天面には、断熱剤を貼り付け保温効果を持たせる。

炭窯の天面と温水タンクの間に空気層を設けることで、炭焼きで発生する熱が直接温水タンクに伝わることを緩和し、温水タンクが過加熱されることを防止する働きがあり、この空気層が本炭窯の重要な役割を担っている。また、この空気層となる隙間を調整することで、温水タンクへの熱伝導を調整することが可能となる。

温水タンクに設けた温水排出口に管又はホースを接続し、土壌内を経路させ、管又はホースのもう一方を温水タンクの投入口に接続し、温水タンクへ供給した水が、炭窯の熱により温められ温水となり、前記温水が管又はホース内を循環して、冷やされた温水は温水タンクへ戻り再び温められて循環する。温水の循環にはポンプ等を利用し、管又はホースの経路の一部に温調機を設け、温水の温度を制御できるようにすることで、温水を様々な用途で利用可能となる。管又はホース内を循環する温水により、管又はホースの周囲が暖められる。管又はホースの経路は土壌内に限られず、温室内等暖めたいところへ経路すればよい。必要に応じて、管又はホースの一部に止水栓を設けることで、炭窯の切り替え、循環の停止、点検及び維持管理に用いることができる。

温水タンクの側面又は天面から、廃熱ダクトを取付け温室等と連結し、廃熱ダクトの温室側となる先端部にファンを取り付ける。ファンを回転させることで、温水タンクからの熱を温室内に送風することができ、温室内の気温を上昇させることも可能である。

炭窯の背面部には煙突を設け、この煙突から炭窯内の煙を排煙する。煙突の一部に傾斜を設け、その傾斜部に木酢液を抽出する抽出口を設け、炭焼き中に木酢液を得ることができる。できあがった木酢液は、販売することが可能であり、温室で栽培している野菜等の肥料及び土壌改良剤として利用することも可能である。また、炭窯で生産された炭も販売することが可能であり、炭としての熱源に利用すること、及び温室栽培している畑の土壌改良剤として利用することも可能である。

前述の炭窯をもう１台用意して、２台の炭窯を交互に稼動することで、温水供給が切れ目なく連続供給することが可能となる。交互に稼動することで、一方の炭窯を稼動して炭焼きと炭窯から発する熱を利用している間、もう一方の炭窯では完成した炭の取り出し及び次の炭焼きの準備を行うことで、炭窯の連続稼動が可能となり生産性も向上する。

野菜等を栽培する温室の隣に、外壁と屋根で構成した炭窯室を設け、前記炭窯室内に炭窯を設置する。これにより、炭窯室内温度も上昇し、快適な作業空間を作り出すことが可能となる。

炭窯の熱により暖められた温水タンクの温水は、畑などの土壌を温めることだけでなく、融雪や風呂、炊事、洗濯等、凍てつく冬場の様々な作業に利用が可能である。

本発明の炭窯は施工販売が可能であり、天板及び温水タンク等の一部の部材においては工業生産も可能である。また、間伐材を利用することで、森林管理等関連する産業の活性化にも結びつくものである。

１炭窯
２配管
３排水管
４止水栓
５廃熱ダクト
６ＦＡＮ
７煙突
８扉
９温水タンク
１０地面
１１木酢液抽出口
１２コンクリート
１３土壁
１４天井板
１５孔
１６断熱材
１７壁
１８炭窯室
１９温室
２０炭窯内部
２１空気層
２２温調機

Claims

炭窯の側壁を土壁とコンクリートの２層とし、天面部に温水タンクを設け、温水タンクの底面と炭窯天面の間に天板を設けることで空気層を形成し、前記天板には空気の膨張を防止するための孔を複数個設けたことを特徴とする炭窯。
前記炭窯を２台用意し、これらを交互に稼動することで、温水及び温風の連続供給が可能であることを特長とする請求項１に記載の炭窯。
温水タンクから循環される温水の温度を調整するための温調機を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の炭窯。
炭窯を設置する空間を、外壁を屋根で部屋を構成したことを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の炭窯。