(57)【要約】      （修正有）【課題】木を効率のよい燃料として使うため、木から燃料塊への加工と乾燥がし易く、また、燃焼性能が良く、炉に機械式自動投入ができるコロコロ薪を提供する。【解決手段】木を燃料として使う薪Ａの形状を、ノコギリなどによる切断で長さをおよそ１０センチメートルから２０センチメートルの範囲で輪切りし、また、太い木は更に辺長がおよそ１０センチメートルから２０センチメートルになるように割断した不定形な塊で、力を加えて容易に転がることを特徴とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
木質バイオマス（木）の燃料としての有効性をより高める為、適度な大きさに切断及び割断し、小片木塊形状にして利用すること。（呼称：コロコロ薪）
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、木を燃焼燃料とする際、適当な大きさの小片塊に切断製造することにより、より高い利便性を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】  木は燃焼材料として薪やチップ、又はペレットに加工して使われているが、天然生成物ゆえに加工や燃焼方法に課題を抱えている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  木は成長の為に水分が必要であり、その木体中に自由水、更に細胞中に結合水として含有しているが、燃料として使うためにはその水分の乾燥が課題である。
○  薪は木の切断や薪割りの過程で材のさらす表面積が増えることで水分の放散が起き、又積み上げての貯蔵中でも異形断面で隙間が保て乾燥は進むが長手方向は連続的な塊で水分放散は少ない。
○  木をチップ状にした場合、小片表面積から水分の放散は盛んであるが、此れを積層すると平板状ゆえに隙間がなく通気のない状態となり水分の放散もなくなる。包含した水分で菌などが活性、木の成分を醗酵させ腐蝕も引き起こし燃料に不向きになる。【０００４】  木を燃料とするときその燃焼炉に見合う形状に加工する課題がある。
○  薪は木の切断、薪割りで作られるが、一般的に作業は人力や簡易な機械による場合が多く生産性が低い。また、取扱いのし易さを求めて材料原木として細いものや曲りなど異形の物は排除されている。
○  チップとして燃料に使う場合、材料原木は選ばないが、切削型と打撃型がある専用の大型機械（チッパー）での生産となり機械や周辺設備の設置費用が甚大である。
○  ペレット化して燃料とする事もあるが、その製造は、先ず木材料の粉砕から始まり定型の固形燃料に仕上げるために、多くの工程、多くのエネルギーを費やす製造設備、生産コストが必要。【０００５】  また、燃焼炉内での燃焼のし易さは、如何に燃焼熱が燃料に伝わるか、燃焼に必要な酸素（空気）が供給されるかの課題である。
○  薪の燃焼では、薪の横断面は不定形で炉内に重ねても熱や空気の入り込む空隙を保てるが長手側は連続面で燃焼とはならない。
○  チップ及びペレットの燃焼は、小木片なので少量で熱を与えられれば容易に燃えるが、大きな熱源として必要となる多量の燃材積層状態では空隙がなくなり、燃焼熱、酸素の供給が制限され内側が不完全燃焼の状態になる。【０００６】  木燃料は天然生成物質で容易に手に入り、加工後の貯蔵も容易である優位な燃料であるが、燃焼時の燃料投入では手間が掛かることが課題である。
○  薪燃料の燃焼投入は、炉の蓋を開け人手による投入で容易であるが、頻繁にこれを繰り返さなければない事は煩わしさとなり利用の障害である。
○  ペレット又はチップを燃料として、機械式自動投入の燃焼器も実用されているが前出のように多量の燃料投入に難があるため、小熱量の暖房器に利用が留まっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本考案では［０００３］の乾燥について、木を１０センチから２０センチ長の塊に切断、割裂することで、
○  水分が放散される表面積が更に増え乾燥しやすく成る事。
○  此れの積み上げ貯蔵の過程でも、異形塊どうしの接触で空隙が保て、通気により乾燥が引き続き進められる事が手段となる。【０００８】  課題［０００４］の加工についての手段は、製造すべきものは１０センチから２０センチほどの長さの木塊で、木をのこぎりで切断することで足りる。
○  製造の作業性、生産性を上げる為機械式の切断システムを使うが、必要な機械は、木を固定する装置、木を切断機に定尺で送り出す装置、そして切断装置は木の断面に合わせて採用する丸鋸または帯鋸、が主体で在来の機械の組み合わせで十分間に合い、単純な製造工程で簡易な製造設備である。
○  木を小塊にするので曲りなど原木形状に拘りはなく、また形状に応ずる加工方法として、細い木は束にまとめて切断出来るので従来薪として使われなかった剪定枝木なども燃料として有用化できる。  また、太い木は短く切断することで、軽い打撃で木目方向に割れるので小塊化は容易である。【０００９】  燃焼し易さ［０００５］の課題においては、
○  多面体であるので燃焼熱（炎）が全面に回り立体的な燃焼になる手段を得る。
○  積層状態での燃焼においても、異形体の接触はあらゆる方向に空間が出来るので炎の通過、空気の通過が乱気流的に激しく起こり、燃焼熱の伝搬、必要酸素の撹拌による完全燃焼で薪やチップでは得られない高温多量の燃焼熱を発揮する手段になる。【００１０】  木燃料利用の際の課題である燃料投入の不便さ［０００６］は、特に石油系燃料（液体、ガス）の高度な機械式燃料供給・制御システムによる自動運転の実用性に比較されるところであるが、本発明の‘コロコロ薪’は燃焼炉へ機械投入が可能となり燃焼運転自動化の解決手段となる。
○  基本的には、燃焼炉の手前に燃料庫を配置、そこから必要分量の燃料を搬送、燃焼炉投入口から所定量のコロコロ薪が投入される機械システムを組み込むものである。
○  この燃料庫は燃料を一旦ストックするサイロであり、引火性の低い木のストックなので開放型で良いが重量に耐える鋼製の箱型で、搬送機側に搬送機仕様に応じた排出口を設ける。
燃料充填間隔を拡げる為容量は大きい程良いが、設備スペース及び燃料充填方法を考慮し製造される。
○  サイロから燃焼炉口までの搬送機は、ベルトコンベアー式、スクリューコンベアー式等単純な物で良いが、小塊化した木の詰まりや引っ掛かりを防止する構造を有する物とする。また燃焼熱の影響も有るので金属製とする。
○  燃焼炉内に投入するコロコロ薪の量は、少量側は燃焼が滞らない量、多量側は最大焼却量を炉の特性として把握、要求する熱量に応じて搬送機の稼働調整とするが、燃焼炉の温度や投入燃料の量をセンサー測定しマイクロコンピュータの組み込みで自動運転を可能とする。【００１１】  コロコロ薪を燃料とする炉は、勿論一般的なストーブも十分効率の良い燃焼炉となるが、考案の目的はより多量の熱量の要求と燃焼運転自動化にこたえる事であり、その際、炉筒式燃焼炉、又は  燃焼室を断熱高温化で更に燃焼効率を高めるロケット燃焼炉を組み込んだボイラーシステムでの利用が優位な手段として確認できた。
【考案の効果】
【００１２】  以上のように、本発明の、木をコロコロ薪に加工して燃料として使う事により、○原材料の木の選択を必要としないので、森林の間伐においても小径木や細い枝まですべて燃料化出来るので施業残材は根と葉だけとなる。また従来は小径木  や曲りが多いなどで使われなかった公園や園芸の剪定木も燃料として有用になる。製材所や木工所などの発生残材ももちろんコロコロ薪の材料として有用化出来る。
○  更に近年問題化している、松くい虫被害木やナラ枯れ木など森林の病害虫対策として、大量の被害木を伐採引き出しコロコロ薪として有用化、燃焼に拠り菌や虫卵の根絶効果を発揮できる。
○  また、必要な機械設備や技術など高度な物がなく、規模に応じて取り組みが出来ることで、山林を抱える地方で地域産業として、また石油系燃料の高騰化が進む中でのエネルギー地産・生活防衛手段としても重要であると考える。【００１３】  コロコロ薪で得られる効果は燃焼の自動運転化であり、大容量の炉での燃焼が可能になることで、温水施設や大熱量を要求する大型の施設での利用がより効果の高い利用となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】  再生可能な自然エネルギーの有効活用であるコロコロ薪の生産が地域産業として持続的に維持する為には生産された燃料が広範に消費されなければならない。その為には公共施設など大型の利用先の確保と、安定した製造を確保するための山林生産側の地域社会的なネットワーク構築も必要となる。
【実施例】
【００１５】  以下に、本考案のコロコロ薪の実施例を［書類名］図面の［図１］乃至［図６］により説明する。図において、符号  Ａはコロコロ薪（薪小片化燃料）である。
［図１］において、コロコロ薪の形状を示すが、
図中  １は直径１０〜２０センチメートルの中径木を切断した物、２は太径木を切断し割断した物、３は小径木（枝）を切断した夫々のコロコロ薪形状である。
［図２］はコロコロ薪Ａの乾燥状況であるが、
多面体ゆえにあらゆる方向に表面が解放され水分の放散は促進され、又積層状態にても異形体どうしの接触で空間が生じ其処の通気で木体の乾燥が進行する状況が図中１である。これに比べ、チップ状に加工された木体は図中２の様に密に重なってしまうので内部に通気が無くなり乾燥は進まなくなる。
［図３］は燃焼の様子を示しているが、
図中１はコロコロ薪Ａに全方位から熱と酸素（空気）が供給され立体的な燃焼が起きる様子である。図中２はコロコロ薪Ａが積層状態でも内部の燃焼体の周りに空間が保たれ、熱と空気の流通により激しい燃焼が起きる様子。
これに対し、普通の薪の燃焼は長手方向に熱と空気が供給されず表面からの順次燃焼の様子を図中２。  また図中３で、木チップが積層状態で材の重なりで内部が燃焼できない状況を示している。
［図４］でコロコロ薪の製造機の実施例をしめす。
図中１は原木を納めて固定する装置で、開閉式の筒状となる。  図中２及び３は固定された原木を切断機側へ押し出す装置。油圧またはチェーン駆動で、切断機と連動して定尺で原木を押し出す。  図中４と５は切断機であって此処では電動丸鋸がその受け台上を往復し定尺で押し出された原木を切断、コロコロ薪とする装置である。  図中６は切断中の原木の状態である。  図中７は切り落とされたコロコロ薪Ａを収納し運送する函で、金網で空気の流通が保たれ木の乾燥が進むものとする。
［図５］はコロコロ薪Ａを燃料とするボイラーシステムの実施例である。
図中１はコロコロ薪を燃料として蓄えるサイロで、図中２のベルトコンベアなどで適量を送出する装置を備える。  図中３はコロコロ薪を燃料とする炉筒・煙管型のボイラー実施例である。図中４の送風機で燃焼炉内に必要酸素を送入、図中５の高温燃焼で得る熱炎が上昇し熱交換装置を経て図中６の煙突排煙されるシステムである。  図中７は燃料投入口の開閉蓋であるが、燃焼炉内からなるべく熱を逃さない投入制御が必要である。  図中８はボイラー内への水の循環パイプを示すが、温度センサーにより流量、熱交換制御を組み込む。
図中９は各センサーからの情報でボイラーの自動運転を管理する制御盤である。
［図６］は、コロコロ薪Ａを燃料とする、ロケット燃焼式ボイラーの実施例である。  ロケット式燃焼では、先ず図中１の燃料投入口から投入された燃料が図中２の炉で燃えその燃焼の熱と排煙が図中３のバーントンネルから図中４のヒートライザーの上昇気流に引っ張られて移動する。その際同内部は断熱構造で非常な高温になることと、管内乱気流で酸素と撹拌二次燃焼を催し完全燃焼に至り更に高温気流が生じている；図中５。この気流が図中１０の熱交換装置で温度を取られ今度は温度差下降気流となり図中６で二重缶体外管を下降、図中７にある下部排気管から図中９の煙突に煙突効果により引き上がり排気となる。またこの時、図中８で燃料貯蔵サイロに排気の余熱を使い貯蔵のコロコロ薪を乾燥させる事により発生熱エネルギーを使い果たす機能を持たせる。
図中１１は燃料自動投入装置を備えたコロコロ薪貯蔵庫、図中１２は熱交換器に給水排出する水管であるが、各所に備えたセンサー情報を図中１３の制御盤に集約、運転がコントロールされる。
図中１４は、管理用の蓋を燃焼時には完全に閉じることで、燃焼に必要な酸素（空気）はすべて上部の燃料投入口から投入されたコロコロ薪の空間を通風下降するので炎が上向きにならず、燃料の自動投入と大量の投入が可能となる、本考案の成果、特徴を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の、コロコロ薪の形状である。
【図２】コロコロ薪の乾燥の様子である。
【図３】コロコロ薪の燃焼の様子である。
【図４】コロコロ薪の製造機の模式図である。
【図５】コロコロ薪を燃焼する炉筒式ボイラーの模式図である。
【図６】コロコロ薪を燃焼するロケット炉式ボイラーの模式図である。
【符号の説明】
【００１７】Ａ  コロコロ薪（薪小片化燃料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月7日(2015.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
木を燃料として使う薪の形状を、ノコギリなどによる切断で長さをおよそ１０センチメートルから２０センチメートルの範囲で輪切りし、また、太い木は更に辺長がおよそ１０センチメートルから２０センチメートルになるように割断した不定形な塊で、力を加えて容易に転がることを特徴とする、コロコロ薪