著作権法により、この文書の使用に際して、コピー、引用、改変等を禁止します。写真については後で追加します。ITOIはじめに昭和40年ごろまでは炭焼き窯は山の中にあったが,その後日本列島改造論による山野の開発が始まり,今までの炭焼き窯が一般住宅の近くや,住宅地の中に取り込まれた炭焼き窯もあるようになってきた。排煙に含まれている刺激臭と粒子状物質が,周辺に広がり,その地域住民からの苦情が多くなり,その結果,炭焼きを廃業せざるを得ない方たちも多くなってきた。その排煙の刺激臭の代表的な物質は酢酸であり,その特有な臭いのために特に嫌われている。今回の実験は炭焼きの排煙をプロパンガス及び灯油ガス化バーナー炎による焼却による無煙化と無臭化を行う煙害対策の1つのモデル実験として参考になれば幸いである。炭焼きからの排煙の主成分は酢酸である1)。酢酸は日常家庭で,お酢として食用に使われている。排煙の臭や灰などが洗濯物などに付着し汚れることが,問題となっている。地域の方々と共存することが必要となってきた。2Pより炭が持つアルカリ成分による中和ができる2)。策における二酸化炭素の削減となり,日本の未来の山野の森林を守り,かつ炭焼きの方々の生活を守ることになる。これは炭焼きの過去からの歴史を守ることと考えられる。炭焼き窯は小さい缶を利用した物から大きい土窯や工業用炭化炉や連続回転炉まである。火入れの時間が半日から3日程度の窯があり。工業炉の場合には連続して火入れを行っている物も有る。内部温度に関しては昔からの土や石で出来た炭焼き窯は低温(650°C前後)であり,高温の備長(1000°C以上)窯の炭化時間には3日以上かかる物が多い。用炭化炉3)では固定型と回転炉の二つに分けられている。固定型では長方形の窯を並列に並べたものが多く、それに高温の空気を送り込むことにより炭化させる。回転炉は円柱の回転炉に木材などのチップに加工したものを炉に連続投入し回転窯に高温の空気を送り込むことにより3時間から10時間程度で炭化させている。料を炭化させる形式もある。炭焼き窯から排出される煙の成分で排気温度(煙突の出口から10cm入った中心温度)が80°C以下の成分では木材から出てくる水分の量が多く,高温になるに従い水分量が少なくなる。高温になると木の成分の熱化学反応により,多種の化合物が作り出される。内部温度が200°C程度ではフェーノールなどが熱分解している。内部温度が400°C程度でリグニンが熱分解を行い,自己燃焼を行うようになる。煙の温度が150°C以上ではタール成分を多く含むガスが多くなり,800°C以上の高温になると燃焼ガスが多く含まれている。1000°C以上になると空気中の水分(水蒸気)と高温の炭素と酸素が反応し一酸化炭素や二酸化炭素や水素に変わる。煙の温度が80〜150°Cでは材木の中から木酢液が回収され,活用されている。詳細については木酢液や炭の専門書4,5,6)を参考にされたい。今回の実験のデータは私が開発した,簡易ドラム缶窯のデータ2)を使用したものです。一般の炭焼き窯で使用する時は,プロパンガスの使用量は各自で調整をしてもらいたい。各自の炭焼き窯専用の値を見つけることで同じ焼却実験効果が得られると考えられる。留用の煙突を長くして冷却効果を上げて水分量を減らしてから焼却する。酢液は安全のために廃棄すること。高温になると燃焼ガスが多くなり自然着火する場合もある。排気煙が800°C以上の温度になってくると煙は紫煙となり色は薄くなり,排気煙の臭いや灰は少なくなり問題は減少する。今回使用したバーナーは移動炭焼き教室の事を考えてプロパンボンベ式の草焼きバーナーを2種類(2002年に購入の1400°Cと2004年に購入の1600°Cのバーナー)と灯油ガス化草焼きバーナーを使用した。化対策として始めて実験を行い。2004年4月2日に群馬県桐生市菱町の下山方の畑に設置してある岩崎式高速炭焼き窯IM-4Aと7型を利用して再現実験を行った。センター東側に設けた炭焼き設備で岩崎式高速炭焼き窯IM-10Sと移動式炭焼き窯が5台設置されている場所で足利工業大学の同窓会援助により購入したプロパンと灯油バーナーで実験を行った。この実験で使用した炭化材は竹材(真竹及び孟宗竹)を使用し,熱源の主材は杉材と米松と竹材を使用した。3.2排気煙突部分の燃焼方法について3.2.1排気の途中にT型煙突を付けて,T型の下部より上部に向けて排煙の中に高温度の燃焼ガスを流し,煙の再燃焼を行った。(写真3-A)3.2.2終端部にT型煙突を付けその下部から上部に向けて排煙の中に高温度の燃焼ガスを流し,煙を再燃焼させた。(写真3-B)3.2.3煙突上部にバーナーを煙突に並行に合わせ,その周りにステンレス板を巻き付けて燃焼ガスと煙を合わせて再燃焼させた。バーナーをステンレス板で巻いた4.実験の結果についてそれぞれの写真は燃焼前と燃焼後の排気上部の写真である。写真4は9割ほど煙が減少した。5.バーナーの形状による燃焼安定性について3種類のバーナーを実用として使った結果1600°Cのプロパンバーナー炎が一番安定していた。燃焼温度を高くするためにプロパンガスの使用量が多い。1400°Cプロパンバーナーは燃焼口とガス噴出孔が同じ位置にあり空気との混合が悪く時々消えることもあった。これは下向き使用を上向き使用で使用したためと考えられる。灯油バーナーは燃焼口が高温のガスになるまでの時間がかかりバーナー口から煙が多く出ていた。無煙になるまでに5分以上かかることが多い。焼温度が高いために影響は少ないと考えられる。大型の窯も小型の窯も同じように炭焼き窯から出てくる煙の色に関しては,最初の煙は材料の中から出てくる水分と薪が燃えて出てくる煙が混合した低温で水分を多量に含んだ煙が発生する。水分が出終わると木材の中の成分が熱化学反応して煙の中には80°C以下ではメタノールなどの成分が発生し,80°C以上150°C以下では酢酸などの有益な成分が発生する。色の色であり,これ以上になるとやや黄色実のかかった色になる。400°Cを超えると,また白い煙となる。炭化が終わりに近づくとやや青みの帯びた色になり特に太陽光を通した煙は綺麗な青紫が見えてくる。最終段階では煙の色は薄い紫煙となり完全炭化すると色は無くなってしまう。実験ではすべての温度帯にバーナー炎を流して再燃焼させ煙が無色になるようにプロパンガス又は灯油の量を調整しながら実験を行った。5)7.燃焼時間について2つのプロパンバーナーの燃焼温度は最大で1400°Cと1600°Cである。このバーナーを使ってのプロパンガスの使用量はほぼ1�s/hとなり,実際に煙の燃焼の最低の量で行うと0.5�s/h弱であった。灯油バーナーは2?の携帯タンクのために平均50分で灯油を給油しなければならないので使用した量は2.2?/hと推定される。金額においてプロパンは1�s約340円,灯油は1?約74円(2006年1月末現在の最低価格)で154円程度となり、プロパンガスを使用すると180円ほどになった。実験では灯油バーナーは高温になるまでのロスがあり,その金額を付け加えると170円ほどになる。灯油バーナーを使用して連続燃焼させるには大型のタンクを設置して使用すれば良いと考えられる。プロパンガスか灯油を使用するかの判断は場所や利便性などを考慮し考えてみても,どちらとも判断することが出来ないので読者各自の判断にお任せする。8.まとめと考察バーナーを煙突と一緒にステンレス板で巻いて燃焼させるよりT型煙突の下部よりバーナーを当てるほうが排煙の燃焼効果が良かった。T型の煙突を使用した燃焼実験から見てのとおり,焼却により排煙は95%以上無くなり,周囲での炭焼きの臭いもほとんど無くなった。以上の結果により,この煙の焼却実験は成功したと考えられる。バーナーと煙突の間の距離は5〜8cmが最良であった。これは空気の取り入れる量との関係と考えられる。利用を考える必要が有る。次回の研究は,この廃熱の利用の実験と燃焼前後の排気ガスをイオン交換水に一定時間通し、その水のph値の計測を行い、この実験の確度を上げたい。より行うことができました。紙上を借りてお礼を申し上げます。一般の方が排煙の燃焼実験をするときにプロパンガスの草焼きバーナーはバーナー部分だけで2万円以上の費用がかかる。費用を安くするために風呂釜用のプロパンバーナー(写真5)を見つけて改造して使うのも一つの方法である。種類(二重炎,四重炎,六重炎)購入しての使用した実験も行ったが煙突の直径よりコンロの径が大きいため煙突の内側に燃焼炎を集めるのが大変であり、また燃焼ガスの量が少なく煙の焼却もあまり上手く出来なかった。それにより草焼きバーナーよりガスコンロのプロパンガスの消費量が少なく,熱の発生も少ないために大量の煙の焼却には向かないが大型の炭焼き窯では煙の量は少ないが長時間排煙されるための使用として考えられる。料理用コンロの一例ここからは研究紀要の補足事項です。今回は1600°Cのプロパンの草焼きバーナー(RE-7)を使用して焼却実験を行いました。T管を繋ぎ106φの管を12本使用したのちの煙の様子です。プロパン用草焼きバーナーをT管の下部に当て下から高温度の空気を送り込み排気の煙を焼却しています。煙は見えないほど完全に焼却されています。1時間に0.5〜1kgの燃料使用率です。去年の1400°Cのものより格段に煙りが消えています。この日は台風の影響もあり、雲の移動速度も速かった。