WO2022123692A1 - 製炭炉 - Google Patents

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WO2022123692A1
WO2022123692A1 PCT/JP2020/045882 JP2020045882W WO2022123692A1 WO 2022123692 A1 WO2022123692 A1 WO 2022123692A1 JP 2020045882 W JP2020045882 W JP 2020045882W WO 2022123692 A1 WO2022123692 A1 WO 2022123692A1
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WO
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coal
making furnace
raw material
bottom wall
chimney
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PCT/JP2020/045882
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇巳 島田
Original Assignee
有限会社紋珠
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the present invention relates to a coal making furnace.
  • an open-type open hearth furnace with the upper surface of the furnace open is known.
  • an open hearth furnace a coal-making furnace equipped with four side walls, an iron plate as a kiln bottom, and a chimney for discharging gas generated during carbonization has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ).
  • the open hearth furnace has the advantage that it has a simple structure and can produce a large amount of charcoal at one time.
  • a coal-making furnace that fully utilizes this advantage and is more convenient is desired.
  • An object of the present invention is to provide a highly convenient coal making furnace.
  • the coal making furnace in accordance with this disclosure carbonizes the raw material to produce charcoal.
  • the coal-making furnace includes a raw material combustion unit, a gas inflow unit inside the raw material combustion unit, and a chimney.
  • the raw material combustion unit includes a bottom wall and a side wall that rises from the peripheral edge of the bottom wall and extends, and the raw material is burned inside to carbonize the raw material.
  • the gas inflow section is a conduit placed on or embedded in the bottom wall.
  • the chimney includes an area that is tubular and extends upward. The opening provided on one end side of the chimney communicates with the gas inflow portion, and the other end side of the chimney is exposed to the outside of the coal making furnace.
  • a coal-making furnace according to the present disclosure comprises a combination of a plurality of panels whose side walls can be fixed to each other.
  • coal making furnace in addition to having a simple structure and being able to produce a large amount of charcoal at one time, a highly convenient coal making furnace can be obtained.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a panel in the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the assembly of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of the mode of installation of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 8 is a schematic view showing an aspect of coal making using the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a panel in the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 11 is a side view showing a part of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a part of the coal making furnace in the present disclosure.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a part of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the coal making furnace of the present disclosure carbonizes raw materials to produce charcoal.
  • the coal-making furnace includes a raw material combustion unit, a gas inflow unit inside the raw material combustion unit, and a chimney.
  • the raw material combustion unit includes a bottom wall and a side wall that rises from the peripheral edge of the bottom wall and extends, and the raw material is burned inside to carbonize the raw material.
  • the gas inflow section is a conduit placed on or embedded in the bottom wall.
  • the chimney has a cylindrical shape and includes a region extending upward, an opening provided on one end side communicating with the gas inflow portion, and the other end side exposed to the outside of the coal making furnace.
  • a coal-making furnace according to the present disclosure comprises a combination of a plurality of panels whose side walls can be fixed to each other.
  • Patent Document 1 an open-type coal-making furnace having a side wall formed by laminating concrete blocks has been known (Patent Document 1).
  • the bottom of the coal-making furnace has a double structure consisting of a kiln bottom and a kiln floor provided above the kiln bottom separated from the kiln bottom and having ventilation holes, and a ventilation space is provided between the kiln bottom and the kiln floor. It was known that (Patent Document 1).
  • this coal making furnace there is an advantage that a large amount of charcoal can be produced at one time in a coal making furnace having a simple structure.
  • such a coal-making furnace was premised on installation, and it was not considered to move the entire installed coal-making furnace.
  • the gas inflow portion is provided on the bottom wall or embedded in the bottom wall. That is, it does not have a so-called double-bottomed structure.
  • the side walls of the raw material combustion furnace are combined with a plurality of panels that can be fixed to each other. These structures facilitate the assembly and disassembly of the coal-making furnace and make it easy to move the once-installed coal-making furnace to another location for use.
  • the above-mentioned coal making furnace may have a bottom wall in which a plurality of panels that can be fixed to each other are combined.
  • the bottom wall will also consist of multiple panels, which will make it easier to assemble and disassemble the coal-making furnace.
  • by making the bottom wall with a large area into a structure that can be divided into a plurality of parts labor in assembling and moving is reduced, and it is easy to secure a storage place.
  • the panel may be a panel including a metal plate material and an inorganic material heat insulating board.
  • the panel including the metal plate and the heat insulating board made of inorganic material secures the required strength and suppresses the temperature rise outside the coal-making furnace even during coal-making, making it safer regardless of the installation location.
  • the furnace is realized.
  • the gas inflow portion includes a plurality of tributaries and a confluence portion in which a plurality of tributaries merge and one end communicates with the chimney, and the upper surface of the tributary portion has a tributary.
  • a plurality of holes arranged at intervals from each other may be provided along the longitudinal direction of the portion.
  • the chimney may be arranged outside the raw material combustion unit.
  • the chimney does not come into contact with the raw material or charcoal, so that the chimney is prevented from being damaged when the raw material is put in or when the charcoal is taken out.
  • carbides do not adhere to the outer peripheral surface of the chimney, maintenance at the time of assembling and disassembling the coal making furnace becomes easy.
  • the above coal making furnace may be freely assembled by fixing or separating a plurality of panels from each other.
  • the coal making furnace of the present disclosure can be transported to the place where the raw material is located, and the coal can be made at the place of the raw material.
  • the above coal-making furnace may be mounted on the loading platform of the vehicle.
  • the coal-making furnace mounted on the loading platform of the vehicle is easy to move. It is possible to move the raw material to the place where the raw material is located by vehicle to make charcoal, and after coal making, disassemble a part or all of the coal making furnace as needed and move it to the next place while it is mounted on the vehicle. can.
  • FIG. 1 shows Embodiment 1, which is an example of a coal-making furnace in the present disclosure.
  • the coal-making furnace 1 includes a raw material combustion unit 10, a flue 50 as a gas inflow unit, and a chimney 80.
  • the coal-making furnace 1 includes a first box portion 10 which is a raw material combustion unit, and a second box portion 40 in which the lower portion of the chimney 80 is housed.
  • the raw material combustion unit 10 includes a bottom wall 11 and four side walls 12 that rise and extend from the peripheral edge of the bottom wall.
  • the side wall panels 12a and 12b form the side wall 12.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the X-axis direction is referred to as the length direction of the coal-making furnace 1
  • the Y-axis direction is referred to as the width direction of the coal-making furnace 1
  • the Z-axis direction is referred to as the height direction of the coal-making furnace 1.
  • the raw material combustion unit 10 includes a substantially square quadrilateral bottom wall 11 and four side walls 12 rising from each side of the peripheral edge thereof.
  • the bottom wall 11 has two panels 11a and 11b fixed to each other. Two panels 12a and 12b are fixed to each other on each of the four side walls 12.
  • the side wall 12 and the bottom wall 11 are each composed of two panels, but the number of panels is not limited thereto. Depending on the dimensions of the coal-making furnace, the convenience of transportation, etc., the side wall may be composed of 2 to 10 panels. Further, the bottom wall may also be composed of 2 to 10 panels. Furthermore, by changing the number of panels, the capacity of the coal making furnace can be changed according to the installation location and the amount of raw materials.
  • the panels 12a and 12b of the side wall 12 are configured as two left and right panels. As another embodiment, a plurality of panels divided in the vertical direction may be combined.
  • a flue 50 as a gas inflow section is provided on the bottom wall 11 of the raw material combustion section 10 along the bottom wall 11.
  • the flue 50 includes tributaries 50a, 50b, 50c, 50d along each of the four side walls 12 and separated from the side wall 12.
  • the tributaries 50a and 50c extend in the width direction (Y-axis direction) of the coal making furnace 1.
  • the tributaries 50b and 50d extend in the length direction (X-axis direction) of the coal making furnace 1.
  • tributaries 50e and 50f that are parallel to the tributaries 50b and 50d and are separated from each other are provided.
  • the tributaries 50a to 50f are connected to each other and communicate with each other.
  • the tributaries 50a to 50f merge at the merging portion 50g.
  • One end of the confluence 50g is connected to and communicates with the chimney 80.
  • the side wall 129 which is one side of the side wall 12 of the raw material fuel unit 10, is provided so as to straddle the merging portion 50 g of the gas inflow portion 50.
  • the side wall 129 is also one side of the side wall of the second box portion 40.
  • the lower part of the chimney 80 is housed in the second box 40. That is, the chimney 80 is arranged outside the raw material combustion unit 10 (first box unit 10).
  • the upper part of the chimney 80 is exposed from the coal making furnace 1. Water can be stored in the second box portion 40.
  • a plurality of ventilation holes 51 are provided on the upper surfaces of the tributaries 50a to 50f so as to be separated from each other along the longitudinal direction thereof.
  • the distance between the ventilation holes 51 is arranged so as to become smaller as the distance from the chimney 80 increases.
  • the distance d1 between the ventilation holes 51 at a position about 1/4 from the downstream side (the side close to the chimney 80) in the tributary 50b is a passage in the tributary 50c located farther from the chimney 80. It is larger than the distance d 2 between the pores 51.
  • the distance between the ventilation holes 51 may change continuously depending on the distance from the chimney. Further, the distance between the ventilation holes 51 may be changed stepwise according to the distance from the chimney.
  • the distance between the ventilation holes 51 may be changed in three stages of large (for example, 500 mm), medium (for example, 400 mm), and small (for example, 300 mm) from the portion close to the chimney 80.
  • large for example, 500 mm
  • medium for example, 400 mm
  • small for example, 300 mm
  • the variation in gas suction from each vent 51 to the flue 50 during coal production Can be made smaller.
  • combustion unevenness and temperature unevenness in the coal-making furnace at the time of coal-making are reduced, and carbonization proceeds uniformly. That is, carbonization can be easily controlled, a wide range of materials can be stably carbonized, and a coal-making furnace having excellent operability is realized.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the bottom wall 11, the side wall 12, and the flue 50 in the first embodiment.
  • the bottom wall 11 is composed of a panel including an uppermost surface 111 which is an iron plate, an intermediate layer 112 which is a heat insulating board, and a lowermost surface 113 which is an iron plate.
  • the side wall 12 is composed of a panel including an inner member 121 which is an iron plate, a heat insulating member 122 which is a heat insulating board, and an outer member 123 which is a reinforcing material made of, for example, an iron plate or a reinforcing bar.
  • the panel constituting the bottom wall 11 and the panel constituting the side wall 12 may have the same configuration or different configurations.
  • the thickness of the bottom wall 11 and the side wall 12 is not particularly limited, but for example, an iron plate having a thickness of 7 to 12 mm and a heat insulating board having a thickness of 15 to 60 mm made of an inorganic material such as calcium silicate can be used in combination.
  • an iron plate having a thickness of 7 to 12 mm and a heat insulating board having a thickness of 15 to 60 mm made of an inorganic material such as calcium silicate can be used in combination.
  • the heat insulating board is not particularly limited as long as the required heat insulating performance can be obtained, but refractory bricks, urethane foam heat insulating materials, refractory cement molded by pouring or coating, refractory mortar and the like can be used. Specifically, for example, when an Asahi caster (trade name, manufactured by AGC Ceramics Co., Ltd.) or the like is used, a panel having high heat insulation and being lightweight can be obtained.
  • the flue 50 is a conduit in which the first flue member 55 and the second flue member 56 are combined.
  • the first flue member 55 is a pair of L-shaped steel materials extending in the longitudinal direction of the flue 50.
  • Each of the pair of first flue members 55 has a base portion fixed on the bottom wall 11 and a wall portion rising from one end of the base portion.
  • the second flue member 56 is a steel material extending in the longitudinal direction of the flue 50, and has a flat upper surface provided with a ventilation hole 51 (FIG. 2) and hangs down from both sides of the upper surface of the first flue member 55. It has two sides, which are combined so as to cover the outside of the wall.
  • the width and height of the flue 50 can be appropriately set according to the capacity of the coal making furnace, and can be, for example, about 70 to 200 mm in height and 150 to 300 mm in width.
  • the flue shown in FIG. 3 has a height of 100 mm and a width of 200 mm.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the assembly of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the inner member 121 and the heat insulating material 122 are separable from each other.
  • the heat insulating member 122 is erected by using the columns 31 and 32 of the raw material combustion unit 10.
  • Reinforcing material 123 is arranged at both ends and the center of the heat insulating member 122.
  • the inner member 121 which is an iron plate, covers the inner side surface and the upper surface of the heat insulating member 122, wraps around from the upper surface, and extends to a part of the outer surface. At the time of installation, the inner member 121 is suspended from above along the heat insulating member 122.
  • a handle 124 is attached to the center of the upper surface of the inner member 121.
  • the panel 12a has a fixing member 125 at one end thereof so as to connect the boundary portion between the panel 12a and the panel 12b.
  • the fixing member 125 fixes the panel 12a and the panel 12b to each other.
  • the fixing member 125 improves the heat insulating property by fixing the panels 12a and 12b to each other and covering the inside of the raw material combustion portion with an iron plate without gaps.
  • the fixing between the panels is not limited to such an aspect.
  • a support or a guide member may be used to prevent the panels from shifting from each other.
  • the panel may be provided with a locking member such as a clasp or a wire to fix each other.
  • FIG. 5 shows an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the coal-making furnace 1 is provided with a roof 70 that covers both the first box portion 10 that is a raw material combustion unit and the second box portion 40 that houses the lower part of the chimney 80. ..
  • the roof 70 is supported by a total of six columns, four columns 31 standing at the four corners of the raw material burning section 10 and two columns 101 standing at two corners not shared with the raw material burning section of the second box section 40.
  • the roof 70 includes a first roof member 71 that covers the raw material combustion portion 10, and a second roof member 72 that covers the second box portion 40.
  • the two columns 31 on the side away from the second box portion 40 have a connecting portion 73 at the upper end thereof.
  • the first roof member 71 and the support column 31 are separable. Further, a receiving portion 74 is provided above the two columns 31 which are also the columns of the second box portion 40. At the receiving portion 74, the first roof member 71 can be received. In the first roof member 71, a pair of support portions 75 into which a fork of a forklift can be inserted are provided in the lower part of the roof plate support structure.
  • FIG. 6 shows a state in which the first roof member 71 is removed.
  • a fork of a forklift is inserted into a support portion 75, and then the fork is raised.
  • the columns of the first roof member 71 can be removed from the connecting portion 73 and the receiving portion 74.
  • the forklift can then be retracted and the fork lowered to lower the first roof member 71 to the ground.
  • the first roof member 71 may be removed by another method. For example, it may be removed by hand.
  • the first roof member 71 can be attached and detached as needed.
  • the first roof member 71 can be removed when the raw material is charged into the raw material combustion unit 10 or when the flame rises high in the coal making process.
  • the roof can be removed when the flame rises high in the coal making process, and the roof can be attached in other processes. ..
  • the time when the flame rises is short, but since the roof is fixed in the conventional coal making furnace, the roof is not burned even if the flame rises high. It was necessary to secure sufficient height. Further, since the height of the roof is easily affected by the wind, it has been desired to secure the wind resistance of the roof and the strength of the columns.
  • the coal-making furnace of the present disclosure by adopting a removable roof, it is possible to make a coal-making furnace that does not need to be raised, is easy to assemble and disassemble, and is easy to transport.
  • the first roof member 71 and the second roof member 72 may be provided with the roof plate inclined or horizontally, but it is preferable that the first roof member 71 and the second roof member 72 are provided with an inclination.
  • the slope of the roof plate can be set according to the purpose and need by designing the skeleton structure that supports the roof plate. Further, the specific shape of the roof plate is not particularly limited, but for example, a corrugated plate or a flat plate material can be used.
  • the roof plate is preferably a corrugated plate.
  • the chimney 80 is connected to the flue 50 and has a square cylinder-shaped first portion 81 extending upward and a round cylinder extending upward from the upper end of the first portion 81. It has a second portion 82 of the shape. The second portion 82 may have a mode in which a plurality of cylinders are connected.
  • the second box portion 40 surrounding the lower part of the chimney 80 shares one of the four side walls 42 with the first box portion (raw material combustion unit) 10.
  • the other three side walls 42 are also composed of panels having the same structure as the panels constituting the side wall 12 of the raw material combustion unit 10.
  • the panels 11a and 11b constituting the bottom wall 11 of the first box portion 10 also constitute the bottom wall 41 of the second box portion 40.
  • the coal making furnace 1 may take various embodiments other than the above.
  • the shape, arrangement, and number of tributaries of the flue can be appropriately changed according to the dimensions of the raw material combustion unit 10.
  • the position and shape of the chimney 80 can be changed as appropriate.
  • the chimney 80 may be placed in the corner of the second box 40.
  • the second portion 82 of the chimney is not limited to the mode in which it extends linearly upward.
  • it may be a cylinder having a bent portion including two or more vertical portions extending upward and a connecting portion connecting between the vertical portions and extending diagonally.
  • a heat exchanger may be arranged in the chimney 80, and a binary power generation device may be used to generate power by utilizing the heat discharged during coal production.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of the second embodiment, which is an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment except for the configuration of the gas inflow portion and the overall dimensions. A configuration different from that of the first embodiment will be mainly described.
  • the X-axis direction is referred to as the length direction of the coal-making furnace 1
  • the Y-axis direction is referred to as the width direction of the coal-making furnace 1
  • the Z-axis direction is referred to as the height direction of the coal-making furnace 1.
  • the coal-making furnace 1 has a first box portion 10 which is a raw material combustion section, a second box section 40 for accommodating a chimney 80, and a chimney 80.
  • the raw material combustion unit 10 includes a bottom wall 11 and four side walls 12 that rise and extend from the peripheral edge of the bottom wall 11.
  • Each of the side walls 12 is formed by combining a plurality of panels with each other.
  • the side wall 12 extending in the length direction of the raw material combustion unit 10 is formed by combining four panels 12a to 12d.
  • the side wall 12 extending in the width direction of the raw material combustion unit 10 is formed by combining two panels.
  • a flue 500 which is a gas inflow section, is provided inside the raw material combustion section 10.
  • the flue 500 includes tributaries 500a and 500b extending in the length direction of the raw material combustion unit 10 and tributaries 500c and 500d extending in the width direction of the raw material combustion unit 10.
  • One end of each of the tributaries 500c and 500d is separated from the side wall 12, and the other end is in contact with the side wall 12. It is also possible to construct a coal-making furnace having twice the bottom area by removing the side wall 12 on the side where the ends of the tributaries 500c and 500d are in contact with each other and connecting another bottom wall 11 of the same type.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the side wall 12 and the bottom wall 11 in the second embodiment.
  • the configuration of the side wall 12 is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the flue 500 is embedded in the bottom wall 11.
  • the bottom wall 11 is formed by stacking an uppermost surface 141 which is an iron plate, a heat insulating member 142 which is a heat insulating board, a lower surface 143 which is an iron plate, and a heat insulating member 144 and an iron plate 145.
  • the flue 500 is formed by providing a recess in a part of the heat insulating member 142.
  • the upper surface of the flue 500 is covered with a lid 520, which is an iron plate provided with a ventilation hole 510.
  • a lid 520 which is an iron plate provided with a ventilation hole 510.
  • the bottom surface of the raw material combustion part can be configured flat. Since the bottom surface of the raw material combustion part is flat, the coal making furnace has excellent workability.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a state in which the panel constituting the side wall is removed in the coal making furnace 1 in the second embodiment.
  • the panel constituting the side wall can be removed, and the coal-making furnace 1 can be mounted on the loading platform of the vehicle and transported in the state shown in FIG.
  • the coal-making furnace 1 is erected at four corners of the first box 10 and two corners not shared with the first box 10 of the second box 40. It has a support column 101 and a support column 101. Further, a plurality of columns 32 are erected between the columns 31 at equal intervals from each other.
  • the stanchion 32 may be configured, for example, to support the panel and hold the entire structure.
  • a plurality of members 160 which are reinforcing materials extending in the horizontal direction, are provided so as to connect the columns 31, 32, and 101.
  • FIG. 12 shows an example of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the coal-making furnace 1 is provided with a roof 70 that covers both the raw material combustion section 10 which is the first box section and the second box section 40 that houses the lower part of the chimney 80. ..
  • the first box portion 10 and the second box portion 40 which are raw material combustion units, have basically the same configuration as that of the second embodiment.
  • the roof 70 includes a first roof member 71 that covers the first box portion 10 and a second roof member 72 that covers the second box portion 40.
  • Receiving portions 171 and 172 are provided on the upper part of the columns 31 so as to connect the columns 31 arranged in the width direction of the first box portion 10.
  • the receiving portions 171 and 172 receive the first roof member 71.
  • FIG. 13 is a perspective view of the receiving portion 171. With reference to FIG. 13, the receiving portion 171 has a bottom surface 171a extending from one support column 31 to the other support column 31, and side surfaces 171b rising from both ends extending in the longitudinal direction of the bottom surface.
  • FIG. 14 is a perspective view of the receiving portion 172. With reference to FIG. 14, the receiving portion 172 has a bottom surface 172a extending from one support column 31 to the other support column 31 and side surfaces 172b rising from both ends extending in the longitudinal direction of the bottom surface.
  • the first roof member 71 is placed on the receiving portions 171, 172.
  • a holding member 175 that connects the first roof member 71 and the support column 31 is provided.
  • the holding member 175 is, for example, a chain having a detachable locking portion, and fixes the first roof member 71 so that the first roof member 71 does not shift or fly under the influence of wind or the like.
  • the first roof member 71 can be attached and detached using, for example, a forklift.
  • the coal-making furnace of the present disclosure can be assembled and disassembled by fixing or separating a plurality of panels constituting the side wall and the bottom wall.
  • To disassemble the coal-making furnace for example, the roof 70 of the coal-making furnace 1 in the first embodiment is removed, the chimney 80 is disassembled, and the side wall 12 is further divided into panels to remove the side wall 12. Next, the second flue member 52 constituting the flue 50 is removed as needed. Finally, the bottom plate 11 is divided.
  • These members constituting the coal making furnace 1 can be collectively stored and transported in, for example, one container. Move to the desired location and assemble the coal making furnace 1 in the reverse order of disassembly. Since the coal making furnace 1 of the present disclosure is a non-powered device that does not require external power, coal can be made at or near the location of the raw material at any place.
  • the coal-making furnace of the present disclosure may be mounted on a loading platform of a vehicle such as a truck in a partially or wholly assembled state.
  • the bottom wall 11 and the side wall 12 are composed of panels having excellent heat insulating performance, and when coal making is carried out, the temperature rise on the outer surface of the coal making furnace is small. .. Therefore, it is possible to safely carry out coal making even when the coal making furnace 1 is mounted on the vehicle.
  • FIG. 7 shows an example of the mode of installation of the coal making furnace in the present disclosure.
  • the coal making furnace 1 may be installed on the ground.
  • excavation work is not required, and installation, disassembly, and removal work are easy.
  • there is no soil around so it is not necessary to consider the influence of earth pressure.
  • the side wall is low in a small coal-making furnace and the material can be directly charged by a forklift or the like.
  • a hole having a depth of about half of the side wall may be excavated and about half of the raw material burning part may be buried in the ground.
  • the height of the side wall is about 1600 to 2000 mm, it is sufficient to prepare a hole of about 1 m, so that the efficiency of the coal making work can be improved by performing a simple excavation work.
  • a hole having a depth similar to the height of the side wall may be excavated and the coal making furnace 1 may be installed.
  • the height of the ground and the upper end of the raw material burning portion are almost the same, so that workability is high. It is preferable when the coal making furnace is used without moving.
  • the coal making furnace is installed in the soil as shown in FIG. 7 (c), it is also preferable to install an earth retaining plate around the side wall 12.
  • the raw materials are stacked in a plurality of layers on the raw material combustion unit 10.
  • the raw material located inside surrounded by the stacked raw materials is steamed and carbonized.
  • the raw materials stacked on the top serve as a lid. That is, the high-temperature gas generated by the combustion of the raw material located inside does not flow upward due to the presence of the "cover", and passes through the ventilation holes 51 and 510 provided in the flues 50 and 500, and the flues 50 and 500. Inflow to.
  • the inflowing gas is exhausted to the outside of the coal making furnace 1 through the chimney 80.
  • the raw material carbonized in the coal-making furnace of the present disclosure may be wood-based materials derived from the natural environment, such as thinned wood and fallen trees generated by natural disasters. Further, it may be a residue or waste of wood rubble derived from a house or a building, fruit trees and plants generated from agricultural production. Since the coal-making furnace of the present disclosure is a portable coal-making furnace that can be assembled or disassembled, it is possible to carry out coal-making at the location of the raw material. In recent years, there have been cases where a large amount of fallen trees and wood rubble occur due to disasters such as large-scale typhoons and earthquakes.
  • coal making furnace of the present disclosure it is possible to move to a necessary place at a necessary time and produce charcoal without power as a material that can be utilized locally. Furthermore, if the coal-making furnace is equipped with a power generation device, it is possible to supply electric energy that can be used immediately.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the raw material is put into the coal making furnace of the present disclosure.
  • raw materials X1 to X3 for small pieces of wood are prepared from fallen trees, which are raw materials.
  • the raw material X1 is spread on the bottom wall 11 or the flue 50 so as not to form a large cavity, and is arranged flat and evenly.
  • the entire raw material X1 is ignited by a torch or the like.
  • the raw material X 3 is spread on the added raw material X 3 so as not to form a cavity, and the raw material X 3 is evenly arranged flat.
  • the raw material X3 is arranged so as to be higher than the side wall 12, although it is different from FIG.
  • X1 to X3 are shown in different patterns for the sake of easy understanding , but the raw materials X1 to X3 may be the same or may be different raw materials.
  • the entire upper portion of the raw material X 3 is pressed in order to form a blocking layer that blocks the raw materials X 1 and X 2 from the outside air.
  • the raw materials X 1 and X 2 can be shielded from the outside air and put into a steamed state.
  • carbonization of raw materials X 1 and X 2 is promoted. Carbonization may be carried out at a temperature of about 600 ° C to 1000 ° C.
  • the carbonization of the raw materials X1 and X2 is promoted as described above, the volume of the whole raw material is reduced to the state shown in FIG. After the carbonization of the raw materials X 1 and X 2 is completed, a new raw material is spread over the raw materials X 3 and arranged.
  • water can be poured into the raw material combustion unit 10 to extinguish the fire. It is also possible to put a cover on the raw material (carbide) in the raw material combustion unit to extinguish the fire.
  • the cover is not particularly limited as long as it can block air and stop combustion. Specifically, for example, a heat-resistant sheet, a heat-resistant panel made of a metal or an inorganic material, or the like can be used. The method of covering the fire and extinguishing the fire is preferable because the process time can be shortened as compared with the case of adding water.
  • Example Charcoal production was carried out using the coal production furnace shown in the first embodiment.
  • the dimensions of the raw material combustion unit are 3900 mm in length ⁇ 3900 mm in width ⁇ 1500 mm in height.
  • the panel constituting the bottom wall was composed of an iron plate having a thickness of 9 mm and a heat insulating board having a thickness of 25 mm or 50 mm.
  • the panel constituting the side wall was composed of an iron plate having a thickness of 9 mm and a heat insulating board having a thickness of 25 mm or 50 mm.
  • Rice husks and bamboo materials were added as raw materials for charcoal production at about 10 tons in 5 hours.
  • the temperature inside the raw material combustion part during the progress of coal making was about 700 ° C.
  • the temperature of the outer surface of the coal making furnace was maintained at about 40 ° C. 70 hours after the start of carbonization, water was added to extinguish the fire, and coal production was completed. After one week, the degree of dryness was confirmed, the charcoal was taken out, and the charcoal was separated by sieving. About 2 tons of charcoal was obtained.
  • the coal-making furnace of the present invention can be particularly advantageously applied as a coal-making furnace that is required to carry out coal-making at the location of the raw material.
  • first box part (raw material combustion part), 11 bottom wall, 12 side walls, 11a, 11b, 12a, 12b, 12c, 12d panel, 31, 32, 101 columns, 40 second box part, 50 , 500 flue, 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 500a, 500b, 500c, 500d tributary part, 50g confluence part, 51, 510 ventilation hole, 55 first flue member, 56 second flue member , 70 roof, 71 1st roof member, 72 2nd roof member, 73 connection part, 74, 171, 172 receiving part, 80 chimney, 81 1st part, 82 2nd part, 111, 141 top surface, 112 intermediate layer , 113 bottom surface, 121 inner member, 122, 142, 144 heat insulating member, 123 outer member, 124 handle, 125 fixing member, 143 lower surface, 145 iron plate, 160 member, 520 roof

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Abstract

原料を炭化して炭を製造する製炭炉であって、底壁と、前記底壁の周縁から立ち上がって延びる側壁と、を含み、内部で前記原料を燃焼させて前記原料を炭化させる原料燃焼部と、前記底壁上に配置された、または前記底壁中に埋め込まれた管路であるガス流入部と、筒状であって上方側に延びる領域を含み、一方端側に設けられた開口部が前記ガス流入部に連通しており、他方端側が前記製炭炉の外部に露出する煙突と、を備え、前記側壁は、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなる、製炭炉である。

Description

製炭炉
　本発明は製炭炉に関する。
　製炭炉の一種として、炉の上面が開放された開放型の平炉が知られている。開放型の平炉として、４面の側壁と、窯底としての鉄板と、炭化の際に発生するガスを排出する煙突と、を備えた製炭炉が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５５６０３８３号明細書
　開放型の平炉は、構造がシンプルで一度に大量の炭を製造できるという利点がある。この利点を十分に活用し、さらに利便性の高い製炭炉が望まれている。
　本発明の目的は、利便性の高い製炭炉を提供することである。
　本開示に従った製炭炉は、原料を炭化して炭を製造する。製炭炉は、原料燃焼部と、原料燃焼部の内部にあるガス流入部と、煙突と、を備える。原料燃焼部は、底壁と、底壁の周縁から立ち上がって延びる側壁と、を含み、内部で原料を燃焼させて原料を炭化させる。ガス流入部は、底壁上に配置された、または底壁中に埋め込まれた管路である。煙突は、筒状であって上方側に延びる領域を含む。煙突の一方端側に設けられた開口部はガス流入部に連通しており、煙突の他方端側は前記製炭炉の外部に露出する。本開示に従った製炭炉は、側壁が、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなる。
　上記製炭炉によれば、構造がシンプルで一度に大量の炭を製造できることに加えて、利便性の高い製炭炉が得られる。
図１は、本開示における製炭炉の一例を示す斜視図である。 図２は、本開示における製炭炉の一例を示す平面模式図である。 図３は、本開示における製炭炉におけるパネルの断面模式図である。 図４は、本開示における製炭炉の組み立てを示す模式図である。 図５は、本開示における製炭炉の一例を示す斜視図である。 図６は、本開示における製炭炉の一例を示す斜視図である。 図７は、本開示における製炭炉の設置の態様の例を示す模式図である。 図８は、本開示における製炭炉を用いた製炭の態様を示す模式図である。 図９は、本開示における製炭炉の一例を示す平面模式図である。 図１０は、本開示における製炭炉におけるパネルの断面模式図である。 図１１は、本開示における製炭炉の一部を示す側面図である。 図１２は、本開示における製炭炉の一例を示す斜視図である。 図１３は、本開示における製炭炉の一部を示す斜視図である。 図１４は、本開示における製炭炉の一部を示す斜視図である。
　［実施形態の概要］
　最初に本開示の実施形態を列記して説明する。本開示の製炭炉は、原料を炭化して炭を製造する。製炭炉は、原料燃焼部と、原料燃焼部の内部にあるガス流入部と、煙突と、を備える。原料燃焼部は、底壁と、底壁の周縁から立ち上がって延びる側壁と、を含み、内部で原料を燃焼させて原料を炭化させる。ガス流入部は、底壁上に配置された、または底壁中に埋め込まれた管路である。煙突は、筒状であって上方側に延びる領域を含み、一方端側に設けられた開口部がガス流入部に連通しており、他方端側が前記製炭炉の外部に露出する。本開示に従った製炭炉は、側壁が、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなる。
　従来、開放型の製炭炉としてコンクリートのブロックを積層してなる側壁を備えるものが公知であった（特許文献１）。また、製炭炉の底を、窯底面と、窯底面と離隔して窯底面の上方に設けられ通気孔を有する窯床との二重構造とし、窯底面と窯床との間を通気空間とすることが知られていた（特許文献１）。この製炭炉によれば、シンプルな構造の製炭炉で一度に大量の炭を製造できるという利点がある。一方で、このような製炭炉は据え付けが前提であり、設置した製炭炉の全体を移動させることは考慮されていなかった。
　これに対して、本開示の製炭炉においては、ガス流入部は、底壁の上に設けられるか、または底壁中に埋め込まれている。すなわち、いわゆる二重底の構造を有していない。また、本開示の製炭炉は、原料燃焼炉の側壁が、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなる。これらの構造によって、製炭炉の組み立ておよび分解が容易になり、いったん設置した製炭炉を別の場所に移動させて使用することが容易になる。
　上記の製炭炉は、底壁が、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなるものであってもよい。側壁に加えて、底壁も複数のパネルからなるものとすることによって、製炭炉の組み立てや分解がより容易になる。また、面積の大きな底壁を複数部分に分割可能な構造とすることによって、組み立てや移動における労力を低減し、保存場所の確保を容易にする。
　上記の製炭炉は、パネルが、金属の板材と、無機材料の断熱ボードと、を含むパネルであってもよい。金属の板材と無機材料の断熱ボードとを含むパネルによって、必要な強度を確保するとともに、製炭時においても製炭炉の外部の温度上昇を抑制し、設置場所を選ばずより安全な製炭炉が実現される。
　上記の製炭炉は、ガス流入部が、複数の支流部と、複数の支流部が合流してなり、一方端が煙突に連通する合流部と、を含み、支流部の上面には、支流部の長手方向に沿って、互いに間隔をもって配置される複数の孔が設けられているものとできる。この構成によって、製炭時における原料燃焼部内での温度の均一性を向上させられる。原料燃焼部内の温度の均一性が向上することによって、原料の炭化を制御しやすくなり、操作性に優れた製炭炉となる。
　上記の製炭炉において、煙突は、原料燃焼部の外部に配置されていてもよい。煙突が原料燃焼部の外部に配置されていると、原料や炭と煙突とが接触することがないため、原料の投入時や炭の取り出し時に煙突が破損することが防止される。また、煙突の外周面に炭化物が付着することがないため、製炭炉の組み立てや分解時におけるメンテナンスが容易になる。
　上記の製炭炉は、複数のパネルを互いに固定または分離することによって組み立て自在であってもよい。従来は製炭炉の設置場所に原料を運搬して製炭を行うことが常識であった。これに対して、本開示の製炭炉によれば、原料が所在する場所まで製炭炉を運搬し、原料の所在地において製炭を行うことができる。
　上記の製炭炉は、車輛の荷台に搭載されていてもよい。車輛の荷台に搭載された製炭炉は移動が容易である。原料が所在する場所に車輛で移動して製炭を行い、製炭後には必要に応じて製炭炉の一部または全部を分解し、車輛に搭載した状態で次の場所に移動することができる。
［実施形態の詳細］
　以下、本発明にかかる製炭炉の一実施の形態を以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
（実施の形態１）
　図１は、本開示における製炭炉の一例である実施の形態１を示す。製炭炉１は、原料燃焼部１０と、ガス流入部である煙道５０と、煙突８０と、を備える。製炭炉１は、原料燃焼部である第１函部１０と、煙突８０の下部が収容された第２函部４０と、を含む。原料燃焼部１０は、底壁１１と、底壁の周縁から立ち上って延びる４面の側壁１２と、を含む。側壁パネル１２ａ、１２ｂが、側壁１２を構成する。
　図２は、本開示における製炭炉の平面模式図である。図２において、Ｘ軸方向を製炭炉１の長さ方向、Ｙ軸方向を製炭炉１の幅方向、Ｚ軸方向を製炭炉１の高さ方向と称する。図１、図２を参照して、原料燃焼部１０は、ほぼ正方形である四辺形の底壁１１と、その周縁の各辺から立ち上がる４面の側壁１２と、を含む。底壁１１は、２つのパネル１１ａ、１１ｂが互いに固定されてなる。４面の側壁１２のそれぞれは、２つのパネル１２ａ、１２ｂが互いに固定されている。なお、実施の形態１では、側壁１２および底壁１１がそれぞれ２つのパネルから構成されているが、パネルの数はこれに制限されない。製炭炉の寸法や運搬の利便性等に応じて、側壁は２～１０枚のパネルから構成されるものとできる。また、底壁も２～１０枚のパネルから構成されるものとできる。さらに、パネルの数を変更することによって、設置場所や原料の量に応じて製炭炉の容量を可変とすることもできる。実施の形態１において、側壁１２のパネル１２ａ、１２ｂは左右に分かれた２つのパネルとして構成されている。別の実施形態として、上下方向に分割された複数のパネルを組み合わせる態様としてもよい。
　図１、図２を参照して、原料燃焼部１０の底壁１１の上に、底壁１１に沿って、ガス流入部としての煙道５０が備えられる。煙道５０は、４面の側壁１２のそれぞれに沿い、かつ側壁１２から離隔して設けられる支流５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを含む。支流５０ａ、５０ｃは製炭炉１の幅方向（Ｙ軸方向）に延在する。支流５０ｂ、５０ｄは製炭炉１の長さ方向（Ｘ軸方向）に延在する。支流５０ｂ、５０ｄの間に、支流５０ｂ、５０ｄと平行であり、かつ互いに離間する支流５０ｅ、５０ｆが備えられる。支流５０ａ～５０ｆは、互いに接続され、連通している。支流５０ａ～５０ｆは、合流部５０ｇにおいて合流している。合流部５０ｇの一方端は、煙突８０に接続し、連通している。原料燃料部１０の側壁１２のうちの一面である側壁１２９は、ガス流入部５０の合流部５０ｇをまたぐように設けられている。側壁１２９は、第２函部４０の側壁の一面でもある。煙突８０の下部は、第２函部４０に収容されている。すなわち煙突８０は、原料燃焼部１０（第１函部１０）の外部に配置されている。煙突８０の上部は、製炭炉１から露出している。第２函部４０には、水を貯留しうる。
　支流５０ａ～５０ｆのそれぞれの上面には、その長手方向に沿って、互いに離間して、複数の通気孔５１が設けられている。実施の形態１において、通気孔５１同士の間隔は、煙突８０から離れるに従って小さくなるよう配置されている。具体的には例えば、支流５０ｂにおいて下流側（煙突８０に近い側）から約１／４の位置における通気孔５１同士の間隔ｄ１は、煙突８０に対してより遠い位置にある支流５０ｃにおける通気孔５１同士の間隔ｄ２よりも大きい。通気孔５１同士の間隔は、煙突からの距離に応じて連続的に変化してもよい。また、通気孔５１同士の間隔は、煙突からの距離に応じて段階的に変化してもよい。具体的には例えば、煙突８０に近い部分から、通気孔５１同士の間隔を大（例えば５００ｍｍ）、中（例えば４００ｍｍ）、小（例えば３００ｍｍ）の３段階に変化させてもよい。煙突に対して相対的に遠い部分では通気孔の間隔を狭くする、言い換えると、通気孔の数を多くすることによって、製炭時における各通気孔５１から煙道５０へのガスの吸い込みのばらつきを小さくできる。ガスの吸い込みのばらつきを小さくすることによって、製炭時における製炭炉内での燃焼むらや温度むらが低減され、炭化が均一に進行するようになる。すなわち、炭化の制御が容易になり、幅広い材料を安定に炭化することが可能で、操作性に優れた製炭炉が実現される。
　図３は、実施の形態１における底壁１１、側壁１２、煙道５０の断面模式図である。図３を参照して、底壁１１は、鉄板である最上面１１１と、断熱ボードである中間層１１２と、鉄板である最下面１１３と、を含むパネルから構成される。側壁１２は、鉄板である内側部材１２１と、断熱ボードである断熱部材１２２と、例えば鉄板や鉄筋からなる補強材である外側部材１２３と、を含むパネルから構成される。底壁１１を構成するパネルと側壁１２を構成するパネルは、同一の構成であっても異なる構成であってもよい。底壁１１および側壁１２の厚みは特に制限されないが、例えば、厚さ７～１２ｍｍの鉄板と、ケイ酸カルシウム等の無機材料からなる厚み１５～６０ｍｍの断熱ボードとを組み合わせて用いることができる。かかる構成によって、製炭時に、原料燃焼部内が例えば７００～８００℃になる時であっても、製炭炉の外側表面を４０～６０℃程度に維持できる。すなわち安全性が高く、設置場所に制限が少ない製炭炉が得られる。断熱ボードは、必要な断熱性能が得られる限り特に制限されないが、耐火煉瓦、ウレタン系発泡断熱材、流し込みや塗布によって成型する耐火セメント、耐火モルタル等を用いることができる。具体的には例えば、アサヒキャスター（商品名、ＡＧＣセラミックス社製）等を用いると、断熱性が高くかつ軽量なパネルが得られる。
　煙道５０は、第１煙道部材５５と、第２煙道部材５６とが組み合わされてなる管路である。第１煙道部材５５は、煙道５０の長手方向に延びる一対のＬ字型鋼材である。一対の第１煙道部材５５の各々は、底壁１１上に固定された土台部と、土台部の一端から立ち上がる壁部とを有する。第２煙道部材５６は、煙道５０の長手方向に延びる鋼材であり、通気孔５１（図２）が設けられた平坦な上面と、上面の両側から垂下し、第１煙道部材５５の壁部の外側に被さるように組み合わせられる２つの側面と、を有する。煙道５０をこのような構成とすることによって、製炭炉の組み立ておよび分解が容易になる。また、製炭炉を分解した際のボリュームが低減され、運搬しやすい。また、煙道のメンテナンスがし易い。煙道５０の幅および高さは、製炭炉の容量に応じて適宜設定されうるが、例えば、高さ７０～２００ｍｍ、幅１５０～３００ｍｍ程度とできる。図３に示される煙道は、高さ１００ｍｍ、幅２００ｍｍである。
　図４は、本開示における製炭炉の組み立てを示す模式図である。図４を参照して、側壁１２のパネル１２ａは、内側部材１２１と断熱材１２２とが互いに分離可能である。原料燃焼部１０の支柱３１，３２を利用して、断熱部材１２２が立てられている。断熱部材１２２は、その両端および中央に補強材１２３が配置されている。鉄板である内側部材１２１は、断熱部材１２２の内側面及び上面をカバーし、上面から回り込んで外側面の一部まで延在する。設置時には、内側部材１２１は、断熱部材１２２に沿うように上方から吊り下ろされる。内側部材１２１には、上面の中央に把手１２４が取り付けられている。パネル１２ａは、その一端において、パネル１２ａとパネル１２ｂの境界部分を連結するように固定部材１２５を有する。固定部材１２５によって、パネル１２ａおよびパネル１２ｂは互いに固定される。固定部材１２５は、パネル１２ａ、１２ｂを互いに固定するとともに、原料燃焼部の内側を隙間なく鉄板で覆うことによって断熱性を向上させる。なお、パネル同士の固定はこのような態様に限られない。例えば、支柱やガイド部材を用いてパネル同士がずれないようにしてもよい。例えば、パネルに留め金やワイヤー等の係止部材を設けて、互いに固定してもよい。
　図５は、本開示における製炭炉の一例を示す。図５を参照して、製炭炉１には、原料燃焼部である第１函部１０、および、煙突８０の下部を収容する第２函部４０の両方を覆う屋根７０が設けられている。屋根７０は、原料燃焼部１０の４隅に立つ４本の支柱３１と第２函部４０の原料燃焼部と共有されない２隅に立つ２本の支柱１０１との、合計６本の支柱で支持されている。屋根７０は、原料燃焼部１０を覆う第１屋根部材７１と、第２函部４０を覆う第２屋根部材７２と、を含む。第２函部４０から離れた側の２本の支柱３１は、その上端に接続部７３を有する。接続部７３において、第１屋根部材７１と、支柱３１とは分離可能である。また、第２函部４０の支柱でもある２本の支柱３１の上方には、受け部７４が設けられている。受け部７４において、第１屋根部材７１を受けることができる。第１屋根部材７１において、屋根板支持構造の下部には、フォークリフトのフォークを差し込み可能である一対の支持部７５が設けられている。
　図６は、第１屋根部材７１を取り外した状態を示す。第１屋根部材７１を取り外す場合には、例えば、支持部７５にフォークリフトのフォークを差し込み、次いでフォークを上昇させる。これによって、第１屋根部材７１の支柱を、接続部７３および受け部７４から外すことができる。次いでフォークリフトを後退させ、フォークを下降させて、第１屋根部材７１を地上に下ろすことができる。当然ながら第１屋根部材７１の取り外しは別の方法によってもよい。例えば、人の手で取り外してもよい。必要に応じて第１屋根部材７１を着脱することができる。例えば、原料燃焼部１０に原料を投入する際、また、製炭工程において炎が高く上がる際に、第１屋根部材７１を取り外すことができる。
　製炭炉１において、原料燃焼部１０を覆う第１屋根部材７１を着脱可能とすることによって、製炭工程のうち、炎が高く上がる時には屋根を取り外し、その他の工程では屋根を取り付けることができる。製炭工程の全体の中で、炎が高く上がる時間はわずかであるが、従来の製炭炉では屋根が固定されていたために、炎が高く上がっても屋根が焼かれることがないよう屋根の高さを十分に確保する必要があった。また、屋根を高くすると風の影響を受けやすくなるため、屋根の耐風性や支柱の強度をも確保することが望まれていた。これに対して、本開示の製炭炉では、着脱可能な屋根を採用することによって、屋根を高くする必要が無く、組み立て・分解が容易で、運搬しやすい製炭炉にできる。
　第１屋根部材７１および第２屋根部材７２は、屋根板が傾斜して設けられてもよく、水平に設けられてもよいが、傾斜して設けられることが好ましい。屋根板の傾斜は、屋根板を支持する骨組み構造の設計によって、目的と必要に応じて設定できる。また、屋根板の具体的な形状は特に制限されないが、例えば、波板あるいは平坦な板材を用いることができる。屋根板は、波板であることが好ましい。第１屋根部材７１に加えて、第２屋根部材７２も着脱可能にすることも好ましい。
　図１、図２、図５を参照して、煙突８０は、煙道５０と接続し、上方に延びる四角筒状
である第１部分８１と、第１部分８１の上端から上方に延びる丸筒状の第２部分８２と、を有する。第２部分８２は、複数の円筒が接続された態様であってもよい。煙突８０の下部を囲う第２函部４０は、４面の側壁４２のうちの１面を第１函部（原料燃焼部）１０と共有している。他の３面の側壁４２も、原料燃焼部１０の側壁１２を構成するパネルと同様の構成のパネルから構成される。第１函部１０の底壁１１を構成するパネル１１ａ、１１ｂが、第２函部４０の底壁４１をも構成する。
（変形例）
　製炭炉１は、上記以外にも様々な実施の形態を取りうる。例えば、煙道の形状、配置や支流の数は、原料燃焼部１０の寸法に応じて適宜変更されうる。また、煙突８０の位置および形状も適宜変更しうる。例えば、煙突８０を第２函部４０の隅に配置することもできる。また、煙突の第２部分８２は、直線的に上方に伸びる態様に限られない。例えば、上方に延びる２以上の鉛直部分と、鉛直部分の間を接続し斜めに延びる接続部分と、を含む、屈曲部を有する円筒としてもよい。さらに、煙突８０の中に熱交換器を配設し、製炭時に排出される熱を利用して発電するバイナリ発電装置としてもよい。
（実施の形態２）
　図９は、本開示における製炭炉の一例である、実施の形態２の平面模式図である。実施の形態２は、ガス流入部の構成と全体の寸法とを除いて、実施の形態１とおおむね同様の構成である。実施の形態１と異なる構成を主に説明する。なお、図９において、Ｘ軸方向を製炭炉１の長さ方向、Ｙ軸方向を製炭炉１の幅方向、Ｚ軸方向を製炭炉１の高さ方向と称する。
　図９を参照して、製炭炉１は、原料燃焼部である第１函部１０と、煙突８０を収容する第２函部４０と、煙突８０と、を有する。原料燃焼部１０は、底壁１１と、底壁１１の周縁から立ち上がって延びる４面の側壁１２と、を含む。側壁１２はそれぞれ、複数のパネルが互いに組み合わされてなる。具体的に、原料燃焼部１０の長さ方向に延びる側壁１２は、パネル１２ａ～１２ｄの４枚のパネルが組み合わされてなる。原料燃焼部１０の幅方向に延びる側壁１２は、２枚のパネルが組み合わされてなる。
　原料燃焼部１０の内部に、ガス流入部である煙道５００が備えられている。煙道５００は、原料燃焼部１０の長さ方向に延びる支流５００ａ、５００ｂと、原料燃焼部１０の幅方向に延びる支流５００ｃ、５００ｄと、を含む。支流５００ｃ、５００ｄのそれぞれの一端は側壁１２から離隔し、他端は側壁１２に接している。支流５００ｃ、５００ｄの端部が接する側の側壁１２を取り外し、同型の底壁１１をもう１枚つなぎ合わせることによって、２倍の底面積を有する製炭炉を構成することもできる。
　図１０は、実施の形態２における、側壁１２および底壁１１の断面模式図である。側壁１２の構成は、実施の形態１と同様であり説明を省略する。実施の形態２において、煙道５００は、底壁１１に埋め込まれている。実施の形態２において、底壁１１は、鉄板である最上面１４１、断熱ボードである断熱部材１４２、鉄板である下面１４３、さらに断熱部材１４４および鉄板１４５が重ねられてなる。断熱部材１４２の一部に凹部を設けることによって、煙道５００を形成している。煙道５００の上面は、通気孔５１０の設けられた鉄板である蓋５２０によって覆われている。煙道が底壁中に埋め込まれた構造によれば、原料燃焼部の底面を平らに構成できる。原料燃焼部の底面が平らであることによって、作業性により優れた製炭炉となる。
　図１１は、実施の形態２における製炭炉１において、側壁を構成するパネルを取り外した状態を示す概略図である。製炭炉１を移動する際には、側壁を構成するパネルを取り外し、図１１に示す状態で製炭炉１を車輛の荷台に搭載し、運搬することができる。図１１を参照して、製炭炉１は、第１函部１０の４隅に立設される支柱３１と、第２函部４０における第１函部１０と共有されない２隅に立設される支柱１０１と、を有する。また、支柱３１の間に、複数の支柱３２が、互いに等間隔で立設されている。支柱３２は例えば、パネルを支持するとともに全体の構造を保持するように構成されうる。支柱３１、３２、１０１を繋ぐように、水平方向に延在する補強材である複数の部材１６０が備えられている。
　図１２は、本開示における製炭炉の一例を示す。図１２を参照して、製炭炉１には、第１函部である原料燃焼部１０、および、煙突８０の下部を収容する第２函部４０の両方を覆う屋根７０が設けられている。図１２に示される製炭炉１において、原料燃焼部である第１函部１０および第２函部４０は、実施の形態２と基本的に同様の構成を有する。屋根７０は、第１函部１０を覆う第１屋根部材７１と、第２函部４０を覆う第２屋根部材７２と、を含む。
　第１函部１０の幅方向に並ぶ支柱３１同士を連結するように、支柱３１の上部に、受け部１７１、１７２が設けられている。受け部１７１、１７２は、第１屋根部材７１を受ける。図１３は、受け部１７１の斜視図である。図１３を参照して、受け部１７１は、一方の支柱３１から他方の支柱３１にわたって延びる底面１７１ａと、底面の長手方向に延びる両端から立ち上がる側面１７１ｂとを有する。図１４は受け部１７２の斜視図である。図１４を参照して、受け部１７２は、一方の支柱３１から他方の支柱３１にわたって延びる底面１７２ａと、底面の長手方向に延びる両端から立ち上がる側面１７２ｂとを有する。
　図１２を参照して、第１屋根部材７１は、受け部１７１、１７２の上に載置される。第１屋根部材７１と支柱３１を繋ぐ保持部材１７５が備えられている。保持部材１７５は、例えば着脱可能な係止部を有する鎖であり、風などの影響を受けて第１屋根部材７１がずれたり飛んだりしないように、第１屋根部材７１を固定する。第１屋根部材７１は、例えばフォークリフトを用いて着脱できる。
（製炭炉の設置）
　本開示の製炭炉は、側壁や底壁を構成する複数のパネルを固定あるいは分離することによって、組み立ておよび分解が可能である。製炭炉の分解は、例えば、実施の形態１における製炭炉１の屋根７０を取り外し、煙突８０を分解し、さらに、側壁１２をパネル毎に分割して側壁１２を除去する。次いで、煙道５０を構成する第２煙道部材５２を必要に応じて取り外す。最後に底板１１を分割する。製炭炉１を構成するこれらの部材は、例えば１つのコンテナにまとめて収容し、運搬できる。目的の場所に移動し、分解と逆の手順で製炭炉１を組み立てる。本開示の製炭炉１は、外部動力を必要としない無動力装置であるため、場所を選ばず、原料の所在地やその近くにおいて製炭を行うことができる。
　本開示の製炭炉は、一部または全体を組み立てた状態でトラック等である車輛の荷台に搭載されていてもよい。実施の形態１、２の製炭炉１は、底壁１１および側壁１２が断熱性能に優れたパネルで構成されており、製炭を実施する際、製炭炉の外部表面における温度上昇が少ない。このため、製炭炉１を車載したままでも、安全に製炭を行うことができる。
　図７は、本開示における製炭炉の設置の態様の例を示す。図７（ａ）のとおり、製炭炉１を地上に設置してもよい。製炭炉１を地上に設置する場合、掘削作業が不要で、設置および分解、撤去の作業が容易である。また、地中に設置する場合と異なり周囲に土壌が存在しないため、土圧の影響を考慮する必要がない。小型の製炭炉で側壁が低く、フォークリフト等で直接に材料を投入できる場合等に好ましい。また、図７（ｂ）のとおり、側壁の半ば程度の深さの穴を掘削し、原料燃焼部の半分程度が地中に埋まる態様で設置してもよい。例えば側壁の高さが１６００～２０００ｍｍ程度である場合、１ｍ程度の穴を準備すればよいため、簡単な掘削作業を行うことで、製炭作業の効率を向上させることができる。また、図７（ｃ）のとおり、側壁の高さと同程度の深さの穴を掘削し、製炭炉１を設置してもよい。この場合、地面と原料燃焼部の上端の高さがほぼ同じになるため、作業性が高い。製炭炉を移動せずに用いる場合に好ましい。図７（ｃ）のように製炭炉を土中に設置する場合には、側壁１２の周囲に土止め板を設置することも好ましい。
（製炭炉の使用方法）
　次に、製炭炉１を用いて製炭を行う方法について説明する。概略的には次のとおりである。すなわち、原料燃焼部１０に原料を複数層積層するようにして積み上げる。次いで、積み上げられた原料によって囲まれる内部に位置する原料を、蒸し焼きにして炭化を行う。この時、上部に積み上げられた原料は蓋の役割を果たす。すなわち、内部に位置する原料の燃焼によって発生した高温のガスは、「蓋」があることによって上方に流れず、煙道５０、５００に設けられた通気孔５１、５１０を通じて、煙道５０、５００に流入する。流入したガスは、煙突８０を通じて製炭炉１の外部に排気される。
　本開示の製炭炉において炭化される原料は、間伐材や自然災害によって発生した倒木等、自然環境由来の木質材料であってもよい。また、住宅や建造物を由来とする木材ガレキ、農業生産から発生する果樹草木等の残渣や廃棄物であってもよい。本開示の製炭炉は、組み立てないし分解が可能で、可搬式の製炭炉であるため、原料の所在地において製炭を行うことができる。近年、大規模な台風や地震等の災害によって、大量の倒木や木質ガレキが発生するケースがある。このようなケースにおいて、様々な要因から処理が進まず、湿気や臭い、カビの発生等で二次的な被害が生じることもある。これに対して、本開示の製炭炉によれば、必要な時に必要な場所に移動し、現地において活用できる資材として無動力で炭を生産できる。さらに発電装置も備える製炭炉とすれば、直ちに利用できる電気エネルギーを供給することもできる。
　炭の製造方法の具体例は、例えば次のとおりである。図８は、本開示の製炭炉に原料を投入した状態を示す模式図である。まず、原料である倒木等から小片状の木材の原料Ｘ１～Ｘ３を準備する。図８を参照して、原料Ｘ１を大きな空洞が出来ないように底壁１１ないし煙道５０の上に敷き詰めて、平たく均して配置する。そして、松明等により原料Ｘ１全体に着火する。原料Ｘ１が熾火状態になったことを確認し、その上に原料Ｘ２を大きな空洞が出来ないように敷き詰めて、平たく均して配置する。この追加した原料Ｘ２に火が燃え移ったことを確認した後に、その上に原料Ｘ３を空洞が出来ないように敷き詰めて、平たく均して配置する。この際に、図８とは異なるが側壁１２よりも高くなるように原料Ｘ３を配置する。図８においては理解容易のためにＸ１～Ｘ３を異なる模様で示しているが、原料Ｘ１～Ｘ３は同じであってもよく、異なる原料であってもよい。
　次に、原料Ｘ１およびＸ２を外気から遮断する遮断層を形成するために、原料Ｘ３の上部全体を押圧する。このようにすることで、原料Ｘ１、Ｘ２は外気と遮断され、蒸し焼きの状態にされうる。その結果、原料Ｘ１、Ｘ２の炭化が促進される。約６００℃～１０００℃の温度で炭化が行われてもよい。上記のように原料Ｘ１、Ｘ２の炭化が促進されると、原料全体の体積は減少して、図８に示す状態となる。原料Ｘ１、Ｘ２の炭化が完了した後に、新たな原料を原料Ｘ３の上に敷き詰めて配置する。そして、配置された原料の上部全体を上記と同様に押圧して気密状態とし遮断層を形成する。このようにして、原料Ｘ３の炭化を促進する。このような工程を複数回繰り返して行い、炭を製造する。
　上記の炭を製造する際に、原料の燃焼により高温のガスが発生する。高温のガスは、遮断層により上方側への流出が規制されるために、通気孔５１が設けられた煙道５０が位置する下方側に向う。そして、煙道５０の上面に設けられた通気孔５１を通じて、ガスは煙道に流入する。そして、流入したガスは煙道５０から煙突８０に流れ、煙突８０の外部に排出される。
　炭化を終了する際には、原料燃焼部１０に水を投入して消火することができる。また、原料燃焼部内の原料（炭化物）に覆いを被せて消火することもできる。覆いとしては、空気を遮断し、燃焼を停止させることができれば特に制限されない。具体的には例えば、耐熱シート、金属や無機材料からなる耐熱パネル等を用いることができる。覆いを被せて消火する方法は、水を投入することに比べて、工程時間を短縮できるため好ましい。
（実施例）
　実施の形態１に示した製炭炉を用いて、製炭を実施した。原料燃焼部の寸法は、長さ３９００ｍｍ×幅３９００ｍｍ×高さ１５００ｍｍである。底壁を構成するパネルは、厚さ９ｍｍの鉄板と、厚さ２５ｍｍまたは５０ｍｍの断熱ボードとからなるものとした。側壁を構成するパネルは、厚さ９ｍｍの鉄板と、厚さ２５ｍｍまたは５０ｍｍの断熱ボードと、からなるものとした。
　製炭原料として籾殻および竹材を約１０トン，５時間の間に投入した。製炭の進行中における原料燃焼部内の温度は、約７００℃であった。その際、製炭炉の外側表面の温度は約４０℃に維持されていた。炭化開始から７０時間後に水を投入して消火し、製炭を終了した。１週間後、乾燥度合いを確認して炭を取り出し、篩装置にかけて分別した。約２トンの炭が得られた。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　本発明の製炭炉は、原料の所在地において製炭を実施することが求められる製炭炉として、特に有利に適用され得る。
　１　製炭炉、１０　第１函部（原料燃焼部）、１１　底壁、１２　側壁、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ　パネル、３１、３２、１０１　支柱、４０　第２函部、５０、５００　煙道、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ　支流部、５０ｇ　合流部、５１、５１０　通気孔、５５　第１煙道部材、５６　第２煙道部材、７０　屋根、７１　第１屋根部材、７２　第２屋根部材、７３　接続部、７４、１７１、１７２　受け部、８０　煙突、８１　第１部分、８２　第２部分、１１１、１４１　最上面、１１２　中間層、１１３　最下面、１２１　内側部材、１２２、１４２、１４４　断熱部材、１２３　外側部材、１２４　把手、１２５　固定部材、１４３　下面、１４５　鉄板、１６０　部材、５２０　蓋

Claims (7)

  1. 　原料を炭化して炭を製造する製炭炉であって、
    　底壁と、前記底壁の周縁から立ち上がって延びる側壁と、を含み、内部で前記原料を燃焼させて前記原料を炭化させる原料燃焼部と、
    　前記底壁上に配置された、または前記底壁中に埋め込まれた管路であるガス流入部と、
    　筒状であって上方側に延びる領域を含み、一方端側に設けられた開口部が前記ガス流入部に連通しており、他方端側が前記製炭炉の外部に露出する煙突と、を備え、
    　前記側壁は、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなる、
    　製炭炉。
  2. 　前記底壁は、互いに固定可能な複数のパネルが組み合わされてなる、請求項１に記載の製炭炉。
  3. 　前記パネルは、金属の板材と、無機材料の断熱ボードと、を含むパネルである、請求項１または請求項２に記載の製炭炉。
  4. 　前記ガス流入部は、複数の支流部と、前記複数の支流部が合流してなり、一方端が前記煙突に連通する合流部と、を含み、
    　前記支流部の上面に、前記支流部の長手方向に沿って、互いに間隔をもって配置される複数の孔が設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の製炭炉。
  5. 　前記煙突は、前記原料燃焼部の外部に配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の製炭炉。
  6. 　前記複数のパネルを互いに固定または分離することによって組み立て自在である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の製炭炉。
  7. 　車輛の荷台に搭載されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の製炭炉。
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