JP3066044U - 炭焼窯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭焼窯の主流は土窯であるが、この窯は気密
性や運搬性に問題が多く、又、竹材や木材の有効利用の
観点では問題が残されており、原料を普く利用する小型
の高効率の炭焼窯の出現が待望されていた。 【解決手段】 鉄製の胴１に曲面を有する天蓋２を載せ
て密閉固定し、胴１に原料を入れ且つ炭を取出すための
取出口３を設け、上部に焚口４を設け、下部に排煙口８
を設け、内部を耐熱断熱材のキャスタブル２０を施す。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、多様な炭焼窯の中で、金属製の炭焼窯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、炭は古くから日本の重要な燃料として広く使われていたが、文明の発達 に連れて燃料は炭から化石燃料へ、そして電気エネルギーへと変わって来た。現 在では、炭は特定の高級料理用やキャンプ用として使用される程度に消費が落ち 込み、生産量は衰退の一途である。 この炭焼窯は、現在でも大量生産の現場では土窯が使われ、この土窯は土をド ーム状に盛って固めた窯である。主に、内部は石積みし、周囲に土を被せて固め る方式の土窯が使われていた。この土窯は製作が容易でコストが低いという特徴 があり、広く普及している。 土窯は構造上或る程度の大きさが必要になるので、省スペースの観点からドラ ム缶を利用した鉄窯が使われ出した。これはドラム缶を横倒しにし、丸底を抜き 、ここから原料の木材を入れて点火して焼く方法であり、ドラム缶のままの窯や ドラム缶の周囲を土で保温する窯等があった。このドラム缶式鉄窯は製作コスト が低いが炭の生産量は少ない。 近年、様々な炭焼窯が作られてきた。例えば、特開平０６−１８６９８５、特 公平０８−６５０５０、特開平０１０−１８１０１０８９等の特徴ある炭焼窯が 出てきた。 通常、炭焼窯は一定場所に固定するものであるが、特開平０６−０３３１１０ １のような自走式牽引式の炭焼窯もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記の従来の技術のように、土窯の場合は、製作は容易で、然も安く作ること ができるので普及しているが、この土窯の欠点は、火入れする前は常温であり、 窯を覆う保温用の盛土が若干の水分を含んでいるので、点火して炭を焼き始める と盛土が乾燥してひび割れを起こしてしまう。このひび割れは、窯内部の高温ガ スの漏洩を招くので、内部温度を上げることに限界が生じる。この欠点の対応と して、土にセメント、モルタル、粘土等を混在させて耐久保温性の向上を図り、 気密性を達成した窯は摂氏１，２００度の高温を得ることができるようになった が、使用する度に若干のひび割れが生じ、その都度補修が必要であった。 但し、昔においてもこれ程の超高温は不可能であったわけでもなく、備長炭は 昔からこの温度を既に達成しており、窯に様々な工夫を凝らして炭を焼いていた ので昔の炭焼き技術の高さは素晴らしいものがある。 又、土窯の規模は概ね大型で、炭を大量生産する場合には都合がよいが、設置 面積を広く占有し、土窯は基本的にはその場所に設営されるので移動は不可能で ある。 次に、気密性が高い様々な金属窯が出たが、簡単な金属窯の例は、ドラム缶を 利用した鉄窯である。ドラム缶を横倒しにして丸底を切除し、この面を焚口とす る窯であり、焚口の対面の下部に排煙口がある構造である。このドラム缶製の鉄 窯には、保温のために土を被せてあるものもある。 従来の技術にある金属製の炭焼窯は様々な長所があり、炭焼き技術の向上に役 立っているが、従来の炭焼窯は炭を焼くことに重点が置かれ、せいぜい竹酢液や 木酢液の採取が附加的に可能であるに過ぎなかった。 竹材から採取した竹酢液や竹瀝（チクレキ）、木材から採取した木酢液や木瀝 は、化学薬剤を全く使わない環境にやさしい殺菌剤として脚光を浴びているが、 夫々の液は竹材或いは木材から少量しか採取できなく、大規模農業には充分量の 供給ができないという欠点がある。 ここで、竹酢（木酢）液とは、炭を焼く際に出る煙を冷却して得られる液であ り、竹瀝とは竹炭を焼く際に出る窯の底に溜まる液である。 竹材でも木材でも、炭にする際には様々な物質が抽出できることが分かってい る。本考案では、今まで注目されていなかった竹瀝も竹酢液と同様に殺菌力があ り、中国では三千年の昔から疾病の内服薬や外用治療薬として広く使われていた 経緯がある。よって、この竹瀝を木瀝と合わせて積極的に利用することが大事で ある。 更に、煙自体を利用する新たな手段を開発することが重要である。従来は、煙 はそのまま未処理で大気中に放出されるか、せいぜい煙から竹酢液や木酢液を採 取するだけの利用であった。煙を有効利用しなくても、大気環境保全の観点から も、煙を未処理で出すことは問題があると思われる。煙にはエチレンやが多くの 有機物が含まれることが確認されたので、この煙自体を有効利用することが課題 であった。 又、竹酢液や木酢液は強酸性を示し、煙も弱酸性であるので、これらに接触す る場所での双方の劣化が生じていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、炭焼窯は機密性と断熱性が重要な要素であるの で、本考案は、炭焼窯の外装を金属とし、燃焼炉内部に高耐熱高断熱材を使用し 、炉内温度を超高温まで上げることができる構造にする。 然も、本考案は、炭と竹酢（木酢）液のみならず竹瀝（木瀝）を同時に製造し 、更に、今までは竹酢（木酢）液を採るためにしか利用されていなかった「煙」 を有効利用するための手段を考案する。 炭焼窯の外装は金属製とし、ステンレスは錆びないので最も良いが、製造コス トの面で不利であるので、最も使い易い鉄を使用する。鉄はコストが安く、加工 し易いので一般的である。この鉄であれば、充分な機密構造にすることができ、 内部に耐熱断熱材を施すことは容易である。外装が鉄であるので、防錆処理とし て、耐熱塗料仕上げとする。 炭焼窯の排煙口から出る煙は排煙筒から一旦大気開放させる。この時、排煙口 から竹瀝（木瀝）を採取する。次にこの煙を冷却装置に導いて煙を冷却し竹酢（ 木酢）液を採取する。更に、煙を排気ブロアーで分岐まで送り、一方は消煙装置 へ、他方は煙を取出す口へと切り替える。 竹酢液や木酢液は強酸性を示し煙も弱酸性であるので腐蝕性の金属に接触する と金属を侵食し自らも劣化するので、これらに接触する部分は耐酸性耐腐蝕性の 素材にする必要がある。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図１は本考案の全体図であり、この図に従って説明する。 金属製の胴（１）に曲面を有する天蓋（２）を載せて固定し密閉性が高い外装 とし、内部は耐熱断熱材処理する。又は、金属製の胴（１）を２重構造とし、そ の隙間に断熱材を封入する構造でもよい。そして、胴（１）の部分に原料を入れ 炭を出す取出口（３）と、上部に焚口（４）を設ける。焚口（４）は、水平に熱 風が吹き込む構造でもよいが、天蓋（２）が曲面であるので、この曲面に熱風が 沿うと流れが良いので、焚口（４）には傾斜をつける。又、焚口（４）に傾斜す る導炎部（５）を設け、先端に取り付けられるバーナー（６）の炎や熱風を焚口 （４）に誘導するが、バーナー（６）の直後に燃焼温度を制御するための送風ブ ロアー（７）を設ける。 胴（１）の最下部には排煙口（８）を設ける。この排煙口（８）の位置である が、タール分やミネラル、各種有機物質を多く含む竹瀝や木瀝は底に溜まるので 、この液を排煙口（８）に近辺に設けた下部採液口（９）から採集するためであ る。ただし、排煙口（８）を利用せずに、独立した下部採液口（９）を設けると すると、排煙口（８）は最下部である必要はないので少々は持ち上げてもよいが 、燃焼効率の観点から排煙口（８）は下部でなくてはならない。 排煙口（８）に、排煙口（８）から上方に伸びる下部排煙筒（１０）を取り付 け、出口で一旦大気開放状態にする。そして、下部排煙筒（１０）の出口上部に 開口面積を広くした集煙部（１１）と、これに連結する上部排煙筒（１２）を連 結する。この上部排煙筒（１２）の途中に煙を冷却するための冷却装置（１３） を用意する。この冷却装置（１３）は空冷式でも水冷式でもその他の方式でもよ い。集煙部（１１）には、冷却された煙から竹酢（木酢）液を受けるために折曲 げ（１４）を設け、更に液を回収する上部採液口（１５）を設ける。 冷却された煙を速やかに排気するために排気ブロアー（１６）を設ける。この 排気ブロアー（１６）から排出される煙は分岐（１７）に至り、一方は煙取出口 （１８）へ、他方は消煙装置（１９）へと誘導される。 上記で説明したが、排煙口（８）から出た煙は下部排煙筒（１０）の出口で一 旦大気開放状態にする理由は、排煙口（８）から出た煙が高温であるので一次冷 却するためと、排煙口（８）と排気ブロアー（１６）が直結されると排気ブロア ー（１６）による負圧で燃焼が不安定になるので、大気圧状態で吸引したいがた めである。 消煙装置（１９）には、様々な方式があるが、フィルターや活性炭を使って消 煙する方法が一般的であり、この方式は消煙ができるだけでなく、このフィルタ ーや活性炭に付着吸着された成分を再利用することもできる。 一方、煙の中にはまだまだ各種有効成分が含まれているので、水洗式の消煙装 置（１９）であれば、有効成分が水（２８）に溶けるので、消煙と共に竹酢（木 酢）液を希釈した液として利用することができる。 外装は兎も角、竹酢液や木酢液そして煙が接触する場所は耐酸性耐腐蝕性の素 材にする。 簡単な移動の為に、炭焼窯にキャスターを設けるとよい。 この炭焼窯で陶器類や各種セラミックス類を焼くこともできる。

【０００６】

【実施例】

本考案の実施例を図で説明する。先ず、図１は実施例の全体図であり、図２は 第１実施例の断面図である。 鉄製の円筒状の胴（１）の上方にドーム形状の鉄製の天蓋（２）を固定して炭 焼窯の外装とする。胴（１）には、原料の投入と炭の取出しのための投出口（３ ）を設ける。炭焼窯は機密性を重視するので、取出口（３）を密閉して塞ぐ鉄製 の扉（３４）を設ける。胴（１）と天蓋（２）との接合面の直下に焚口（４）を 設ける。焚口（４）から斜め下方に導炎部（５）を設け、導炎部（５）の先端に バーナー（６）を連結させると、バーナー（６）の炎や熱風は導炎部（５）を通 って焚口（４）から炭焼窯内部に入る。導炎部（５）は傾斜しているので、ドー ム形状の天蓋（２）の曲面に沿って抵抗なく流れる。 外部からの空気量を調整して燃焼温度を制御するので、バーナー（６）直後に 送風ブロアー（７）を取り付ける。 胴（１）の焚口（４）と相対する最下部に排煙口（８）を設ける。 そして、外装は鉄製で熱伝導がよいため内部で竹材や木材を燃やしても内部温 度はあまり上昇しないので、断熱材を設ける必要がある。本考案では、焼成温度 を摂氏１，３００度前後まで上げたいので、耐熱断熱材として焼却炉に使うキャ スタブル（２０）を使用する。このキャスタブル（２０）は超高温でも溶解せず 、割れず、曲面に沿っての施工が容易であるので、最適な且つ高級な耐熱断熱材 である。 炭焼窯の外装は鉄であるので、防錆対策として、耐熱塗装する。

【０００７】 図３を説明する。本図は第２実施例の断面図である。 本実施例は、鉄製の外装の内部に、外装から略一定間隔を保つように内装（３ ５）を設けたステンレス製の２重構造とし、外装と内装（３５）の隙間に耐熱断 熱材を封入する構造である。２重構造にすれば、液状の断熱材を隙間に流し込ん で固まらせばよいので型枠は不要となる。又、隙間に固形状の断熱材を使用する ことができるので、安価な土や粘土等でよい。

【０００８】 図４を説明する。本図は下部排煙筒周辺の断面図である。 胴（１）の下部にある排煙口（８）からは煙が水平方向に出るので、入口側つ まり排煙口（８）の接続する所はエルボで、後は垂直に立つステンレス製下部排 煙筒（１０）を設け、エルボの底に下部採液口（９）を設け、ここから竹瀝（木 瀝）を採取する。煙は高温であってエルボを通って垂直に昇るので、下方に開口 する下部採液口（９）からは煙はほとんど出ないために、下部採液口（９）に蓋 閉めしてもよいが、なくてもよい。

【０００９】 図５を説明する。本図は上部排煙筒周辺の断面図である。 下部排煙筒（１０）の出口の上部で、円錐状に開口し支柱（３３）で支える集 煙部（１１）を有し、集煙部（１１）の底部よりエルボと直筒の組み合わせによ るステンレス製の上部排煙筒（１２）を設ける。集煙部（１１）は、折曲げ（１ ４）と上部採液口（１５）が設けられ、集煙部（１１）の上方から内壁を伝って 落ちてくる竹酢（木酢）液を折曲げ（１４）部分で受け止め、上部採液口（１５ ）から採集する構造である。 そして上部排煙筒（１２）の途中に煙を冷却する水冷式の冷却装置（１３）を 設け、この冷却装置（１３）に水（２８）を出し入れするための注水口（２１） と排水口（２２）を設ける。

【００１０】 上部排煙筒（１２）の末端は、排気ブロアー（１６）に接続し、排気ブロアー （１６）で加速された排煙は分岐（１７）に至る。この分岐（１７）において排 煙は、一方は煙取出口（１８）へ、他方は消煙装置（１９）へと誘導される。煙 取出口（１８）に脱着する蓋を設ける。 ここで、分岐（１７）は簡単にチーズ（Ｔ字管）を使用したが、切替弁であれ ば更に確実に煙を夫々に誘導できる。

【００１１】 図６を説明する。本図は総ステンレス製の消煙装置の断面図である。 ２重構造の槽（２３）に上下の部屋に分割する隔壁（２４）に通気孔（２５） を設け、通気孔（２５）の上部を網（２６）で覆う。二つの部屋の内で、下の部 屋は上部には空気室（２７）を残すがほとんど水（２８）で満たされる。水位は 簡単な定水位機構を用いて一定水位にすればよく、本考案では、ボールタップ式 定水具（２９）を用いた。 槽（２３）の下部には排水用ドレーン（３０）を設ける。 槽（２３）の上の部屋からは外部に排気するための排気筒（３１）を設け、下 の部屋に貯水される水（２８）に先端部が侵漬するように吸煙筒（３２）を設け る。

【００１２】 煙取出口（１８）に送煙管や送煙ホース等を接続すると、排気ブロアー（１６ ）の働きで煙を遠方へ送ることができる。この時、Ｔ字管の分岐（１７）であっ ても、消煙装置（１９）の吸煙筒（３２）には水圧が加わっているので、煙は消 煙装置（１９）へは行かずに煙取出口（１８）へと誘導される。只、分岐（１７ ）が切替弁であれば確実である。

【００１３】

【考案の効果】 本考案は、上記説明したように構成されるので、以下の様な効果を奏する。 従来の土窯は、燃焼が始まって内部温度が上昇して来ると、保温用の土が乾燥 してひび割れを生じてしまい、ひび割れから高温ガスが抜けるために超高温を得 ることには大変な技術が必要であった。然も、土窯自体は大掛かりな規模となり 、炭焼窯の移動は事実上は不可能な状態であった。これに対して、金属製の炭焼 窯であれば、気密性は充分に確保され、断熱材を適正に選べば小型化も可能であ り、移動性も容易に解決される。 酸性の燻液や煙に接触する場所は、本実施例ではステンレスを使用したので、 耐酸性耐腐蝕性が解決でき、燻液や煙の劣化も回避することができた。

【００１４】 本考案の炭焼窯は、鉄製であり、然も小型であるので、搬送移動は簡単である 。又、燃焼炉内部は焼却炉にも使用される高級耐熱断熱材のキャスタブルを使用 しているので、耐久性と耐熱性が素晴らしく、送風ブロアーの送風量を調整する と摂氏１，３００度前後まで炉内温度を上げることができるようになった。炉内 温度が超高温になるので、備長炭と同程度の硬度のある木炭を容易に焼くことが 可能となった。 然も、原料の竹材や木材に点火する際にバーナーを使用するが、灯油バーナー を使用すると、竹材では僅か１０分の点火時間で竹材は自燃状態になって１日で 竹炭にすることができるが、空気量を減らして燃焼時間を長くすると高品質の竹 炭が得られようになる。又、木材では１時間弱の点火時間で木材は自燃状態にな って２日程度で木炭になる。 この様に、この炭焼窯では燃料代は僅かでよく、然も短時間で炭を焼くことが できるのは、炭焼窯の構造とキャスタブルの性能に負うところが大きい。 周知のように、出来上がった炭を土壌に撒けば天然素材の土壌の改良材となり 、化学肥料と異なって地球環境にやさしい土壌改良材である。

【００１５】 従来は炭焼きにおいて、利用するのは炭と竹酢（木酢）液を採る程度の利用で あった。 本考案は、炭と竹酢（木酢）液のみならず、同時に竹材の場合は竹瀝を木材で は木瀝を採集することができる。竹酢（木酢）液は分析研究の結果、大変すばら しい総合ミネラルであることが判明し、多種多様な有機物質が多く含まれ、殺菌 効果、殺虫効果、脱臭効果、作物の成長促進効果等が確認されている。 竹瀝は、中国で三千年前より、薬効があり内服薬や塗薬として使われていた。 日本においては、竹酢液や木酢液の効用については広く知られるところであった が、竹瀝は未だ周知とは言えなかった。本考案では、竹酢液や木酢液と同時に竹 瀝と木瀝に採集することが可能となった。 従来は、竹酢（木酢）液を採った後の煙は大気に放出していたが、この煙には 、多くの竹酢（木酢）液の有効成分が残っているので、これを残らず利用するべ きである。この理由は、燃焼ガスを大気中に放出することは大気汚染を意味し、 現在の社会情勢の観点からは公害の源と見なされるので、無闇に大気中に煙を排 出することは慎まなければならない。そこで、排煙成分をフィルターや活性炭で 吸着集塵すれば、吸着成分を再利用する路も拓ける。 本実施例では、煙対策として、排煙を水に潜らせて浄化する方式を採用した。 この最大の理由は、排煙中の多種多様な成分を水中に溶かし込めば、竹酢（木酢 ）液の希釈液と同じであるとの判断からである。この液は、排水用ドレーン（３ ０）から取出す。 この方式では、排煙から充分に成分を抜き取ることができ、又、排煙の浄化もで きるという利点があるので、資源の有功利用と環境保全の観点から評価できるも のである。

【００１６】 さて、煙であるが、本考案の炭焼窯では、排煙ブロアーの下流で分岐し、一方 は上記の消煙装置へ導かれて消煙処理されるが、消煙処理中は、煙取出口は蓋で 閉じられる。しかし、分岐を切替弁にすれば煙取出口に蓋をする必要はない。 他方、分岐或いは切替弁から煙取出口へと誘導された煙は、燻煙作業に利用す ることができる。竹材や木材を焼く際に発生する煙には、殺菌、殺虫成分や作物 の成長促進を助けるエチレンが含まれているので、肥料の代替となり、煙の有功 利用が可能となった。 実際の使用例として、煙取出口に送煙管や送煙ホース等を連結して、ビニール ハウス等の密室に放出すれば、土壌や作物に煙が届き、殺菌、殺虫、成長促進効 果を出す。又、土壌に広げた広いシートの下に煙を導入すると、土壌の殺菌や殺 虫効果を奏する。 これは、現在注目されている無農薬栽培の路を拓く一つの手段であり、画期的 な農法と言える。 以上説明したように、現在問題になっている化学農薬に頼ることなく、天然資 源の竹材や木材を燃焼させた結果の産物、つまり、竹炭（木炭）、竹酢（木酢） 液、竹瀝（木瀝）、煙と、全てを利用するものであり、全く無駄無く利用し尽く すエコロジカルな農法を達成することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す全体図である。

【図２】本考案の第１実施例のを示す断面図である。

【図３】本考案の第２実施例のを示す断面図である。

【図４】本考案の第１、２実施例の下部排煙筒周辺を示
す断面図である。

【図５】本考案の第１、２実施例の上部排煙筒周辺を示
す断面図である。

【図６】本考案の第１、２実施例の消煙装置を示す断面
図である。

【符号の説明】 １ 胴 ２ 天蓋 ３ 取出口 ４ 焚口 ５ 導炎部 ６ バーナー ７ 送風ブロアー ８ 排煙口 ９ 下部採液口 １０ 下部排煙筒 １１ 集煙部 １２ 上部排煙筒 １３ 冷却装置 １４ 折曲げ １５ 上部採液口 １６ 排気ブロアー １７ 分岐 １８ 煙取出口 １９ 消煙装置 ２０ キャスタブル ２１ 注水口 ２２ 排水口 ２３ 槽 ２４ 隔壁 ２５ 通気孔 ２６ 網 ２７ 空気室 ２８ 水 ２９ ボールタップ式定水具 ３０ 排水用ドレーン ３１ 排気筒 ３２ 吸煙筒 ３３ 支柱 ３４ 扉 ３５ 内装

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の胴と上方に曲面を有する金属製
   の天蓋を固着して外装とし、内部に耐熱断熱材を施し、
   前記胴に原料及び炭を出し入れする取出口を設け、点火
   用のバーナーの熱風を斜め下方から導入する焚口を胴の
   上部に設け、前記バーナー直後に送風ブロアーを設け、
   更に胴の下部に排煙口を設けた炭焼窯。
2. 【請求項２】 金属製の胴と上方に曲面を有する金属製
   の天蓋を固着して外装とし、内部に外装から略一定間隔
   を保つ内装を設け、外装と内装の隙間に耐熱断熱材を封
   入し、更に原料及び炭を出し入れする取出口を設け、点
   火用のバーナーの熱風を斜め下方から導入する焚口を胴
   の上部に設け、前記バーナー直後に送風ブロアーを設
   け、更に胴の下部に排煙口を設けた炭焼窯。
3. 【請求項３】 排煙口に接続する下部排煙筒の最下部に
   下部採液口を設け、前記下部排煙筒の他端上方に上部排
   煙筒を設け、前記上部排煙筒の先端に上部採液口を有す
   る集煙部と冷却機構を設けた請求項１、２の炭焼窯。
4. 【請求項４】 上部排煙筒の末端に排気ブロアーを取り
   付けて排煙を集煙部から強制吸気して分岐まで送り、排
   煙を水中に導入して含有物質を除去させる消煙装置と煙
   取出口とに分岐させる請求項１、２、３の炭焼窯。
5. 【請求項５】 煙や燻液が接触する部分は耐酸性耐腐蝕
   素材とする請求項１から４の炭焼窯。