JP3240135U - 炭焼き暖房器 - Google Patents

Abstract

【課題】身近に存在する竹、樹木などを誰でもが簡単に炭焼きを行うことができて、暖房として利用するときは、一晩の自動運転が可能な炭焼き暖房器を提供する。【解決手段】炭焼き窯１は円筒形のオープンドラム缶を、小型の場合はペール缶を、そのままの形で利用する。オープンドラム缶に薪等の炭材を詰めて開口部を下にして、火格子２を挟んで焚口４に乗せる。焚口はＵ字溝の両端を塞いだ形で一端には煙突６を乗せる。また炭焼き窯の下の焚口に風向切替板３を設けてレバーで開閉操作できるようにしている。炊き始めは風向切替板を水平にして燃焼に勢いが付くようにしておき窯温度が上がったら風向切替板を垂直にして窯内を空気が流れるようにする。炭化工程に移ったら、焚口を空気口板５で覆って空気口の開度調整で燃焼速度を調整できるようにしてある。【選択図】図１

Description

本考案は、竹や樹木を薪の形で炭化、農業残渣等のバイオマス資源を炭化する炭焼き、及び炭焼きの発する熱を利用した暖房器に関するものである。

かつてエネルギーの主役であった薪や炭のバイオマス資源が化石燃料に置き換わって久しい。都市生活では薪や炭を使うことも見ることも殆どなくなったが、中山間地ではバイオマス資源は豊富にあふれている。剪定材、間伐材、農業残渣を処分するのにエネルギーでなく廃棄物として処分せざるを得ないことも起っている。石油化学文明の波は生活を一変させて、家電や産業機器は電気や化石燃料使用が当然であり、バイオマスの利用の生活は趣味の領域とさえなっている。化石燃料に比べてバイオマス資源が利用されない理由の最たるものは取扱いに時間を奪われることであろう。一般に薪ストーブ等の自動運転はできない。薪の追加投入をしなければ火は消えてしまって用をなさないが、化石燃料の場合は燃料切れを起こさなければ自動運転され取扱いに時間を奪われることはない。ＳＤＧｓの叫ばれる時代になり、身近なバイオマス利用の重要な時代に、運転時に殆ど時間を奪われることのない暖房器、炭を半自動で作る炭焼き器等が望まれている。

実願 昭57-15519 実用新案登録第3185262号

炭焼き温度変化のデータ

従来の粘土で築いた伝統的な炭焼き窯は大掛かりで少量の炭焼きには適さない。その窯を使って実施する炭焼き作業は、多くの労力と熟練度を要した。身近に存在する竹、樹木などを誰でもが、少量でも簡単に炭焼きを行うことができる。また炭焼きを暖房として利用するとき一晩あるいは丸一日の自動運転させることで運転に時間を奪われない炭焼き暖房器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、炭焼き窯は円筒形のオープンドラム缶、小型の場合はペール缶をそのままの形で利用する。ドラム缶に薪等の炭材を詰めて開口部を下にして、火格子を挟んで焚口に乗せる。焚口からはみ出た部分は鉄板で覆う。焚口はＵ字溝の両端を塞いだ形で一端には煙突を乗せる。また炭焼き窯の下の焚口に風向切替板を設けてレバー操作で開閉できるようにする。焚口は空気口板で覆えるようにしてあるが、最初は空気口板を付けずに焚口に薪等の燃材を入れて着火する。暖房を目的とするときは以上の設備で行える。炭材直接燃焼方式の炭焼き暖房である。
焚き始めは風向切替板を水平にしてストレートに煙突に排煙する。これはロケットバーナーと同様な燃焼方法で非常によく燃える。炭焼き窯を使用するときは燃焼に勢いがついたら、風向切替板を垂直にして窯の中を風が通るようにする。これにより窯の温度が上昇する。概ね250度に達すると炭材に着火する。炭材が自燃を始めると、さらに窯温度が上昇し、300度に達すると炭化が盛んになり、煙突から真っ白い煙が出始める。これが炭化工程に入った徴であり、燃材の投入は不要となるため焚口を空気口板で覆う。窯の炭材は揮発成分が多いため煙突の温度は80度を超えたあたりで一定温度になる。この温度を保てるように空気口を調整して燃焼を継続させる。空気を絞りすぎると煙突温度が徐々に低下して行くが、少量の空気で燃焼は継続するので燃焼のスピードを空気口で調整できる。最初に詰めた炭材の量と空気口調整しておけば一晩や一日の間は人が作業時間をとられることなく暖房運転が可能である。暖房目的の場合は窯の炭材が燃え尽きるまで放置しておけば良い。
炭焼きが目的の場合、温度ヒューズと排熱ダンパーと空気口遮蔽版を合わせて設置する。炭化が進み揮発成分が殆ど出なくなれば煙突の温度が上昇しはじめ１５０度、２００度と上がってくる。伝統的な黒炭の炭焼き製法ではこのときの煙の色、濃淡、臭い等を観察して熟練した技術で最終段階を見極めて消火に到らせる。本発明では煙突温度が上昇してきたら炭化の終了を温度に代表させて温度ヒューズを作動させ、排熱ダンパーと空気口遮蔽板を作動させて密閉させることにより消火工程に移る。

暖房目的の場合、市販の簡易な機材を組み合わせて安価な炭焼き暖房器を作成できる。特にオープン缶がそのまま炭焼き窯として使え、交換可能なので、炭材の収集貯蔵庫として多数を貯めておける。それを必要な時に一缶ごと焚口に乗せて暖房に利用する。立ち上がりが早いため約１５分で炭化工程に入り、空気口板をセットして安定した炭焼き暖房に移るまで３０分程度である。その後は自動で燃焼を続け、缶に入れた炭材が燃え尽きて灰になるまで暖房を続けるため作業者は時間を奪われることがない。

炭焼き目的の場合。前項の炭焼き暖房器のままでも炭焼きの最終工程を観察し手作業で消火させて炭をつくることはできるが、知識と熟練度と作業時間をとられる。
炭焼きを自動終了させる時、電気を使わない方法としては暖房器材に加え、温度ヒューズと排煙ダンパー、空気口遮蔽板と連結ワイヤーを追加設置するが高価な機材ではない。温度ヒューズだけが消耗品であり、手間をかけずに炭焼きを自動終了させることができる。炭の品質は高くないにしても暖房用には使える黒炭が誰でも確実に作成できる。

本考案の実施例を示す炭焼き暖房器の側面図である。 図１の炭焼き暖房器の正面図である。 焚き始めモードの機器配置と風の流れを示す側面図である。 炭焼き暖房モードの機器配置と風の流れを示す側面図である。 排煙ダンパー遮蔽ACソレノイドの配置図である。 空気口遮蔽ACソレノイドの配置図である。

上記の目的を達成するために、炭焼き窯１は円筒形のオープンドラム缶、小型の場合はペール缶をそのままの形で利用する。ドラム缶に薪等の炭材を詰めて開口部を下にして、火格子2を挟んで焚口に乗せる。焚口からはみ出た部分は鉄板で覆っている。焚口4はＵ字溝の両端を塞いだ形で一端には煙突6を乗せる。また炭焼き窯の下の焚口に風向切替板3を設けてレバーで開閉操作できるようにする。焚口4は空気口板5で覆えるようにしてあるが、最初は空気口板5を付けずに焚口4に薪等の燃材を入れて着火する。
暖房を目的とするときは以上の設備で行える。炭材直接燃焼方式の暖房器である。
焚き始めは図３に示すよう風向切替板を水平にして風をストレートに煙突に排煙する。これはロケットバーナーと同様な燃焼方法で非常によく燃える。炭焼き窯利用のときは燃焼に勢いがついたら、図４に示すよう風向切替板を垂直にして窯の中を風が通るようにする。これにより窯の温度が上昇する。概ね250度に達すると炭材に着火する。炭材が自燃を始めるとさらに窯温度が上昇し300度に達すると炭化が盛んになり、煙突から真っ白い煙が出始める。これが炭化工程に入った徴であり、燃材の投入は不要となるため焚口を空気口板５で覆う。窯の炭材は揮発成分が多いため煙突の温度は80度を超えたあたりで一定温度になる。この温度を保てるように空気口を調整して燃焼を継続させる。空気を絞りすぎると煙突温度が徐々に低下して行くが、少量の空気で燃焼は継続するので燃焼のスピードを空気口で調整できる。最初に詰めた炭材の量と空気口調整で一晩や一日の間は作業者が時間をとられることなく暖房運転が可能である。暖房目的の場合は窯の炭材が燃え尽きるまで放置しておけば良い。

炭焼きを目的とするときは、煙突の温度を感知するセンサー、例えば温度ヒューズ８と排煙ダンパー7と空気口遮蔽板10を合わせて設置する。炭化が進み揮発成分が殆ど出なくなれば煙突の温度が上昇しはじめ１５０度、２００度と上がってくる。伝統的な黒炭の炭焼き製法ではこのときの煙の色、濃淡、臭い等を観察して熟練した技術で最終段階を見極めて消火に到らせる。本考案では煙突温度が上昇してきたら炭化の終了を温度に代表させて温度ヒューズ8を作動させ、排熱ダンパー7と連結ワイヤー9で繋がれた空気口遮蔽版10を作動させて炭焼き窯を密閉させることにより消火工程に移る。

暖房を目的とする場合は実施するための形態と同様のため省略する。

炭焼きを目的とするときは図１に示すよう煙突6に排煙ダンパー7を接続し、排煙ダンパーを開いた状態で温度ヒューズ8をセットする。温度ヒューズ８には連結ワイヤー９にて空気口遮蔽板10を開いた状態で接続する。排煙ダンパーは市販のダクト挿入型防火ダンパーを使用した。温度ヒューズも防火用に１２０度で作動するものがあるので合わせて利用した。炭化が進み揮発成分が殆ど出なくなれば煙突の温度が上昇しはじめ１５０度、２００度と上がってくる。本考案では煙突温度が上昇してきたら炭化の終了を温度に代表させて温度ヒューズ8を作動させ、排熱ダンパー7を遮蔽する。また連結ワイヤー9で繋がれた空気口遮蔽板10は自重で閉まることで空気口を塞ぎ炭焼き窯を密閉させることにより消火工程に移る。

炭焼きを目的とする場合、電気施設の利用できるときは電気制御機器を利用することができる。排煙温度は煙突６に取り付けたサーモスタットで感知し、煙突の先端に煙道遮蔽ACソレノイド１１を取り付ける。同時に空気口遮蔽板１０に空気口遮蔽ACソレノイド１２を取り付ける。この場合連結ワイヤー９は必要ない。サーモスタットは煙道温度が上がって一度作動しても温度が下がれば再度切れて繰り返し動作をするので、煙道遮蔽ACソレノイド１１はコの字金具でダンパー板を挟んでおき、ACソレノイドが作動するとコの字金具が外れて一度作動して排煙ダンパーが閉まったら自動復帰しないようにしている。
空気口遮蔽ACソレノイド１２も連結部をラチェット引っ掛け式にしており、一度作動して空気口遮蔽板が閉まると自動復帰しないようにしてある。つまり排煙温度上昇して一度サーモスタットが作動すると窯に流入流出する空気が遮蔽されて消火にいたるようにしてある。電気制御は単純な回路で実現できる。

暖房目的の場合、農業ハウスの暖房器として使いやすい。炭材のバイオマス資源は豊富であり安価に手に入るであろうから資源の有効利用できて、暖房コストは化石燃料と比べて大きく削減できる。毎日の暖房用炭材を詰めた缶を焚口にセットすれば一日暖房できる。
炭焼き目的の場合、電気設備を必要としない方法は火気使用できる場所ならどこにでも移動設置できる。例えば、竹藪の伐採現場に持ち込み、現地でオープンドラム缶に竹を詰める。そして一缶ずつ炭焼き窯を焚口にセットして竹炭を作成して行く。竹藪が竹炭に変わり、竹炭は他の用途に利用できる。
火気利用できるキャンプ場などに設置すれば集めた薪などを窯に詰めて、炭焼き作業を楽しむことができる。翌日にはできた炭を使ってバーベキュー調理を楽しむことができる。キャンプ場が運営すれば利用者への炭提供なども可能であろう。

1 炭焼き窯
2 火格子
3 風向切替板
4 焚口
5 空気口板
6 煙突
7 排煙ダンパー
8 温度ヒューズ
9 連結ワイヤー
10 空気口遮蔽板
11 煙道遮蔽ACソレノイド
12 空気口遮蔽ACソレノイド

Claims (2)

1. 炭焼き窯は円筒形のオープンドラム缶、小型の場合はペール缶をそのままの形で利用する。オープンドラム缶に薪等の炭材を詰めて開口部を下にして、火格子を挟んで焚口に乗せる。焚口はＵ字溝の両端を塞いだ形で一端には煙突を乗せる。また炭焼き窯の下の焚口に風向切替板を設けてレバーで開閉操作できるようにしている。炭化工程に移ったら焚口を空気口板で覆って空気口の開度調整で燃焼速度を調整できるようにしてある。以上の機器で構成された炭焼き暖房器。
2. 炭焼き窯の炭材の燃焼熱により炭化させ、入口空気口と排煙口の開度調整で炭焼きを行う窯において、炭焼き工程の終了を排熱温度の感知により行い、排煙ダンパー遮蔽と入口空気口遮蔽板を作動させることで自動消火させるようにした装置。

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