JPH0575036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は炭化炉に関し、詳しくは良質の炭を効
率よく製造することができ、しかも可搬性を備え
たものとしても好適に構成できる炭化炉に関する
ものである。

（従来の技術） 近年、木炭の製造については、その原材料であ
る木炭素材の集荷の経済的困難さ等から、移動が
可能で適宜の場所で製造作業を行なうことができ
る可搬性をもつた炭化炉が望まれる一面があり、
本発明者等はこのような可搬性をもち適宜の場所
での容易な築窯が可能な可搬型組立て式の炭化炉
（特願昭61−207610号）を提案している。

この提案に係る炭化炉の大略は、Ｕ字形をなす
部材を上下に組合せて上下に長い楕円状の空所を
形成させる胴を所定の地中に半地下式に設置し、
該胴の開放する両側の端部に燃材投入口、通風開
口および煙道接続部を設けて構成されるものであ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記形式の可搬型組立て式の炭化炉は、
その解体、移動後の組立てという作業を必要とす
るため、更に一層優れた簡易なる可搬性を備える
べく改良が望まれる。

また本発明者の研究によると、上記したような
従来形式の炭化炉においては殆ど考慮されていな
かつた炭化処理時の炉内部の上下方向の温度分布
が、良質の木炭を得るためには重要であることが
分かつた。

（課題を解決するための手段） 本発明はかかる問題意識の下で、炉内部の温度
分布を特に上下方向に関しできるだけ一様に分布
させて、良質の木炭を、収炭率に優れた状態で得
ることができる炭化炉を提供することを目的とし
てなされたものである。

また本発明の他の目的は、可搬容易性を高めた
炭化炉を提供するところにある。

而して、かかる目的の実現のためになされた本
発明よりなる可搬性炭化炉の特徴は、断熱材を耐
食性金属板でサンドイツチした二重構造の側壁及
び底面を有し、上方開口型でかつ水平断面が略矩
形の筐体として形成され底部には脚が設けられた
炭化炉本体と、同様に断熱材を耐食性金属板でサ
ンドイツチした二重構造の部材からなり上記筐体
型の炭化炉本体の上部開口を閉塞できるように組
付けられた開閉可能な蓋体と、上記炭化炉本体の
一側の側壁外側上部に補助炭材を炉内に投入でき
る開口を有するように突出形成され、かつ開閉蓋
が該開口を閉じるように上置きされる補助炭材投
入部と、該一側の側壁外側下部に突出形成された
燃焼室兼用の通風部と、該一側に対向する筐体他
側の側壁の外側下部に突出形成された煙道組付け
用の煙道室と、を備え、上記炭化炉本体に対して
蓋体を閉じたときの係合部、補助炭材投入部への
開閉蓋の係合部、および煙道室への煙道の組付け
係合部、の各係合部のシールを、砂を充填した溝
内の砂に上側に係合する部材が埋没する構造とし
て構成させ、更に上記炭化炉本体及び蓋体には断
熱材充填部内の膨張空気を外部に抜くための通気
路を設けたという構成をなすところにある。

上記炭化炉本体は、脚を例えばキヤスターとす
ることにより該炭化炉を容易に移動させることが
できる構成のものとすることができ、かかる可搬
性の付与による利益は実用上極めて大きいが、本
発明はかかる構成に限定されるものではなく、固
定式としてもよい。固定式としてこれを大型とし
た場合にはより一層良質な木炭を得ることがで
き、その効果は大なるものがある。

上記構成の炭化炉本体および蓋体を形成する壁
面構造部材としては、例えばステンレス鋼板の２
枚の間に断熱材を充填したものを使用することが
できる。またこの二重構造の構造部材により形成
される壁面は、炭化炉内部が500℃を越える高温
になることから二重構造の内部においての空気膨
張で無理な機械的変形を招くことがないように工
夫する必要がある。具体的には外部に対して完全
に封止された構造とするのではなく、熱の逃げが
大きく生じないようにしながら外部との間で通気
性を与えておくとが望ましい。例えば壁面の外面
下側部分に通気のための適宜開口径のノズルを下
側に向けて開口させて通気路を形成する構造が特
に好ましく採用される。ノズル開口を下側に向け
ておくのは雨水が内部に入らないようにするため
である。

補助炭材投入部、煙道室および燃焼室兼用の通
風機構を炭化炉本体の外部に突出する形式で設け
ているのは、炭化炉本体の筐体内部を木炭原材料
の充填に適した直方体形の空間を確保するためで
ある。

また本発明の特徴的構成の一つは、上記炭化炉
本体に対して蓋体を閉じたときの係合部、補助炭
材投入部への開閉蓋の係合部、および煙道室への
煙道の組付け係合部、の各係合部のシールを、砂
を充填した溝内の砂に上側に係合する部材が埋没
する構造として構成させたところにあり、このよ
うなシール構造を採用することにより、開閉する
部分において通常問題となる熱の逃げが殆どなく
なり、炭化炉内部での特に上下方向に関する温度
分布が一様に得られることになつて、極めて良質
な木炭が製造できるという効果を満足できること
になる。密閉効果がよいことは、消火速度を速め
る結果となり、灰化を防ぐために収率を高めるこ
とにもなる。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明
する。

第１図は本発明よりなる可搬性炭化炉の構成概
要一例の外観を示した図であり、第２図はこの炭
化炉の上部蓋体を開放した状態を煙道側から見た
側面図である。

これらの図において、１はキヤスター５０付き
のベースであり、この上に筐体の四側をなす壁面
が固着一体化されていて、これらの全体として内
部に断熱材（例えばセラミツクスウール断熱材）
２１をサンドイツチしたステンレス鋼板２２から
なる二重構造の構造部材として設けられていて、
筐体は上方に開口した炭化炉本体２をなしてい
る。

３は蓋体である炭化炉フタ（蓋）であり、第２
図ａに示す如く開放して上部から炭材を詰め込み
できるようになつている。この炭化炉フタ３も上
記筐体と同様に内部の断熱材３１をステンレス鋼
板３２でサンドイツチした構造部材で形成されて
いる。そしてこの蓋体３の下面周囲は、第４図に
示しているように、上記炭化炉本体２の壁面上部
に形成されたサンドシール溝１３内に充填した砂
２０内に埋没できる下向き突起３３が設けられて
いる（以下このシール構造をサンドシール型封止
構造という）。

これにより炭化炉本体２および炭化炉フタ３で
該炭化炉内は直法体状の内部空間をもつ構造に形
成される。

なお炭化炉本体２には、その外部側壁に空気抜
き用のノズル１２が設けられていて、内部が高温
になつた時の断熱材充填部内の膨張空気を外部に
抜くようにして構造体に無理な機械的変形が生じ
ないように工夫されている。

４は炭化炉本体２の一側面に外部に突出するよ
うに形成されている箱型の燃焼室兼通風部４であ
り、その外部突出先端には上下スライド式の空気
調節ダンパー５が設けられて通気開口の開口量を
適宜に調整できるようになつている。

６は上記燃焼室兼通風部４の上方に炭化炉本体
２の一側面に外部に突出するように同様に形成さ
れた補助炭材投入部であり、その上部には補助炭
材投入口が開口されていて、上記サンドシール型
封止構造をもつように関係的に係合された取外し
可能のフタ１３で閉塞されている。

７は炭化炉本体２の上記一側面とは反対の他側
面下部に外部に突出するように形成された煙道室
であり、その上部には上記と同様のサンドシール
型封止構造をもつように関係的に係合された煙突
１０が組付けられている。なお８は煙道掃除用の
ダンパー、９は炭化作業時に抽出される木酢液，
木タールを採取するための採取器であり、煙道室
７の下部に組付けられている。

煙道室７の上部には砂載置部７２が設けられて
いて、消火時には煙突１０を外し、該煙突室７の
上部開口を塞ぐように第２図ｂに示した煙突口密
閉用キヤツプ７１が上記載置部７２の砂に埋設す
るまで被せられ、これにより煙突室内部を外気か
ら封止するように設けておくことがよい。

なお１１は炭化炉を移動させる際に使用される
把手、１４は炭化炉フタ３を開放させた際に開放
状態で該フタを支える支持フレームである。

以上の構造の装置を、炭化炉本体２である筐体
およびフタ３で形成される内部空所の内高を950
mm、巾内寸法650mm、長さ内寸法1230mmとし、壁
面構造部材をステンレス鋼板の二重構造内部にセ
ラミツクウール断熱材（エースブランケツト：商
品名、イソライト工業社製）を充填したもので形
成した炭化炉にて炭化作業を行なつた。炭材はク
ヌギ，ナラ，クワ，モウソウ竹を使用した。

その炭化作業時の炭化炉内部の温度を該炭化炉
の上部（天井部より10cm下）、中央部および下部
（底面より10cm上）に分けて測定し、その経時的
変化を第５図に示した。測定のためにアルメル・
クロメル熱電対ａ，ｂ，ｃを検知端子として第３
図に示す位置にこれを挿入し測定を行なつた。な
おこの第３図は本例炭化炉内への炭材の詰め込み
状態を合せ示している。

また公知の林試式黒炭窯を用いてマツ枯損木を
炭材として同様の炭化作業を行ないその時の炭化
炉内部の温度を測定し、その経時的変化を第６図
に示した。

これらの試験結果より、本例炭化炉を使用した
場合には、炭化作業が比較的短時間で行なうこと
ができ、かつ作業性が容易であつた。しかも得ら
れた木炭の質が極めて良好なものであることが分
つた。

このような優れた効果が得られた理由は次のよ
うに考えることができる。

木材の発熱反応（熱分解）は275℃と言われて
いるが、本例の炭化炉では断熱性保温性が優れて
いるため、着火に要する燃材が少なくてすみ着火
時間も短くてすむ。

着火後の調節も、保温性がよいため窯内温度の
高低差が少なく本例装置の場合（出炭量50Kg）約
30分で窯口通風量を少なくできる。通風量が少な
くても炉内の温度が下らないため少ない空気の量
で十分炭化が進行する。これに対し炭化温度が低
くなると通風量を多くしなければならずこの場合
には炭材の一部が燃焼して灰化するが多くなつて
その分木炭の収量が少なくなるが、本例装置では
放熱が少なくこのようなことがない。

又炭化中（熱分解中）も保温がよく通風量が少
ない状態で炭化が進むため、炭化炉内の天井部温
度が一定温度（400℃前後）より上昇せず（第５
図参照）、窯底温度が上昇するまで（つまり炭材
の下部分が炭化するまで）温度上下がないので無
駄な熱エネルギーの損失がない。

更に炭化末期には煙突からの煙が青色に変つた
時点で精練（ねらしという）を行なつてガス（揮
発分）を追い出すように通風量を増大（通常約５
倍程度に徐々に増大）させ、次いで消火作業を行
なうが、本例装置ではこれらの作業時に炭化炉の
密閉性がよいため該作業の時間が短くてすみ、し
かも炉内温度の上下の差が少ないため上下で均質
な極めて良質な炭を得ることが可能となる。

これに対して従来の窯では該窯内部の上下で大
きな温度差があるために上記のような効果が期待
できない。

上記本例装置を用いて以上説明した効果が得ら
れることを確認するために、更にクワ，モウソウ
竹の炭化も行なつて得られた炭の評価を行なつて
その結果を第７図の表に示した。この第７図の表
より、各炭化炉共、上部、中部，下部の炭化温度
の開きが他の製炭法より少ないために、分析結果
の差も少なく（分析結果は良好）また（（林試式
移動窯，Ｕ字型窯）に比べて炭化率のよいことも
分る。

また本例の炭化炉の特徴を従来の他の炭化炉と
比較するために試験を行ない、その木炭の品質の
分析結果を第８図の表に、炭化作業に関連する炭
化炉の性能比較を第９図の表に、更にこれらを総
合的に比較した評価を第１０図の表に示した。第
８図の表の結果より、他の炭化炉に比べて最終炭
化温度が高く、炭化物が均一であるため品質のよ
いことが分る。また第９図の表より、保温，断熱
性がよいため炭化（熱分解）に必要な空気を送入
するだけで余分な空気を必要としないため灰化が
少なく収率のよいことが分る。更に第１０図の表
より、炭化炉上部から炭材の詰め込み、出炭がで
きるため作業性がよいなど種々の優れた効果のあ
ることが分る。

（発明の効果） 以上述べた通り、本発明よりなる可搬性の炭化
炉は、保温性が優れているために着火がスムース
で速く、また窯内部で上下の温度差が少なくした
がつて炭化作業中の通風調整が容易であり、しか
も灰化が少なく収炭率がよく、更にねらしも短時
間で簡易に行なえるために極めて良質の木炭を製
造できるという効果がある。

また保温性を確保するための構造を都合よく利
用してその可搬性を与えることができるため、小
型の装置では１人でも可搬することができるとい
う効果もある。また炭化炉を大型化した場合、可
搬性は多少悪くなるが、保温性，断熱性が良いと
いう長所が得られ、炭質の良い木炭の大量生産が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる可搬性炭化炉の構
成概要一例を外観斜視図で示した図、第２図ａは
同側面図、第２図ｂは煙突口を消火時に外気から
密閉用キヤツプで封止させた状態を説明するため
の図、第３図は炭化炉内の炭材詰め込み状態およ
び熱電対の挿入位置を説明するための図、第４図
はサンドシール型封止構造の部分を示した一部断
面図、第５図は上記実施例の炭化炉における炭化
中の窯内の温度変化を示した図、第６図は従来の
黒炭窯における炭化中の窯内の温度変化を示した
図、第７図は上記実施例で製造された木炭の品質
分析結果を示した図、第８図は本例の炭化炉で製
造された木炭と従来の炭化炉で製造された木炭の
品質の分析結果を示した図、第９図は炭化作業に
関連する炭化炉の性能比較を示した。第１０図は
これらを総合的に比較した評価図である。 １……ベース、２……炭化炉本体、３……炭化
炉フタ、４……燃焼室兼通風室、５……空気調節
ダンパー、６……補助炭材投入部、７……煙道
室、８……煙道室掃除用ダンパー、９……木酢液
採取器、１０……煙突、１１……把手、１２……
空気抜きノズル、７１……煙突密閉用キヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断熱材を耐食性金属板でサンドイツチした二
   重構造の側壁及び底面を有し、上方開口型でかつ
   水平断面が略矩形の筐体として形成され底部には
   脚が設けられた炭化炉本体と、同様に断熱材を耐
   食性金属板でサンドイツチした二重構造の部材か
   らなり上記筐体型の炭化炉本体の上部開口を閉塞
   できるように組付けられた開閉可能な蓋体と、上
   記炭化炉本体の一側の側壁外側上部に補助炭材を
   炉内に投入できる開口を有するように突出形成さ
   れ、かつ開閉蓋が該開口を閉じるように上置きさ
   れる補助炭材投入部と、該一側の側壁外側下部に
   突出形成された燃焼室兼用の通風部と、該一側に
   対向する筐体他側の側壁の外側下部に突出形成さ
   れた煙道組付け用の煙道室と、を備え、 上記炭化炉本体に対して蓋体を閉じたときの係
   合部、補助炭材投入部への開閉蓋の係合部、およ
   び煙道室への煙道の組付け係合部、の各係合部の
   シールを、砂を充填した溝内の砂に上側に係合す
   る部材が埋没する構造として構成させ、更に上記
   炭化炉本体及び蓋体には断熱材充填部内の膨張空
   気を外部に抜くための通気路を設けたことを特徴
   とする可搬性炭化炉。 ２ 上記炭化炉本体の底部の脚は、炭化炉移動用
   のキヤスターを有することを特徴とする請求項１
   に記載の可搬性炭化炉。