(57)【要約】      （修正有）【課題】薪を燃料とする窯にて陶磁器を焼成する際に、薪窯の特徴である窯変が期待でき、煤煙の発生量が少なく短時間で焼成でき、しかも広いスペースが必要なく、移動可能で設置場所の選択の自由度が高い陶芸用薪窯を提供する。【解決手段】薪窯本体、煙突５、窯扉１４をすべて耐火煉瓦で築窯しその外面を赤煉瓦２９で被覆し、燃焼の効率を高め送風機２０による強制送風をし、煙突にセラミックフィルター６を設置して煤煙の完全燃焼を促し、先端部に煤煙飛散防止装置４を設置して煤煙の飛散を防ぐ。コンクリート基盤２に運搬用のアイボルト３を埋設しその上に赤煉瓦、耐火煉瓦の順に敷設し陶芸用薪窯を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動用アイボルトを埋設したコンクリート基盤上に赤煉瓦を敷設しその上に耐火煉瓦を敷設して窯底とし、窯本体、煙突の内壁並びに窯扉をすべて耐火煉瓦で構成し、窯扉と窯扉耐火煉瓦枠を除くすべての外面を赤煉瓦で被覆し、正面扉の左右両サイドに薪投入口を有し、窯本体の左右両側に燃焼室、窯中央部を焼成室として構成し、燃焼に必要な空気を窯背面下部左右両サイドより燃焼室に強制送風する陶芸用薪窯。
【請求項２】
コンクリート基盤は、Ｈ形鋼を組合せた長方形の空間に波形のデッキプレートを敷設しその上に鉄筋叉はワイヤーメッシュを配置して、上からコンクリートを流し込み表面を平面仕上げして製作した基盤を採用する、請求項１に記載の陶芸用薪窯。
【請求項３】
窯本体の左右両側に耐火煉瓦を数段積みした隔壁で窯中央部焼成室と区分けした燃焼室、燃焼室窯底の前後左右方向に溝を設け、空気を強制送風する送風道とし、この溝に耐火煉瓦の半裁煉瓦を用いてロストルを設置し空気孔の大きさを調整すると同時に、窯本体の側面には燃焼に必要な空気を調整する空気調整孔を有する請求項１叉は２に記載の陶芸用薪窯。
【請求項４】
煙突に再燃焼機能を有するセラミックフィルターと煙突先端の煤煙飛散防止装置を通して排煙を行う請求項１〜３に記載の陶芸用薪窯。
【請求項５】
窯中央の焼成室の左右両側に燃焼室を配置し、燃焼室窯底に設けた燃焼用強制送風道のロストルと窯本体の側面にある空気調整孔で送風量を調整でき、焼成室窯床に配設した排煙口を通じて焼成室窯底に敷設した耐火煉瓦の下に設けた排煙道を通じて窯後方下部の集煙口に導く請求項１〜４に記載の陶芸用薪窯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陶磁器を製造するために使用する薪窯の築窯方法と薪窯を用いた陶磁器の焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陶磁器の製造に用いる焼成設備において薪を燃料とするものとしては、古来より伝統的に用いられている穴窯と登り窯が存在する。穴窯は単一の焼成室、登り窯は複数の焼成室をそれぞれ火炎口（焚き口）を介して連結した構造であり、いずれも自然叉は造成した傾斜地を利用して築窯される。
【０００３】
穴窯や登り窯は薪窯の特徴である、燃焼ガスの種類やガス圧の違いと薪の燃焼で生じた灰が焼成品の表面に付着して生じる予期せぬ焼き物の風合いの違い（窯変と言われている。）を期待できるので陶芸家の間でもそのニーズは高い。          
【０００４】
しかし自然叉は造成した傾斜地を利用して自然通風により燃焼を行うために、空気の供給量が不十分で完全燃焼せず排出する煤煙量も多くなるし、耐火煉瓦を全て用いた築窯が困難であるうえに燃焼効率も悪くなるため窯の昇温に長時間を必要とするので薪窯による陶磁器の焼成には多大な労力を強いられる作業となっている。
【０００５】
その上傾斜地を利用することや煤煙の排出量が多く設置場所の制約が厳しいとゆう問題があった。
【０００６】
薪以外の熱源を使用する窯としては、電力、ガス、灯油などを用いるのが一般的であり、これらの窯では、熱源となるヒーターやバーナーの形状や規模の点からみて窯構造が単純化出来るので耐火煉瓦を採用した小型の窯が実用されている。これらの窯においては、熱源の制御性（火力制御）の良さにより、同一品質の製品を量産するには適しているものの前記したような薪窯でみられる、所謂、窯変による陶芸的趣向を満足させる事は出来ない。
【０００７】
薪を燃料とする窯においては、薪の投入口、燃焼室と焼成室の配置、燃焼効率、排出煤煙量、空間利用率などの点で問題が多く、耐火煉瓦製の小型薪窯は難しかった。
【０００８】
薪を燃料とする小型の窯として特許文献１では、窯の上部を燃焼室、下部を焼成室として構成し、燃焼室の前面を焚き口、燃焼室と焼成室の間をロストルで仕切り焼成室の下部から煙突の排煙口に連結し、煙突の水平連結部に排煙量を調節する耐火材製の調整板を設けた薪窯が紹介されている。
【０００９】
この場合燃焼室を窯の上部に設けることで設置スペースを有効利用することは出来るが、焚き口からの自然通風によるため、冷たい外気が燃焼室のみならず焼成室へも直接流入するため薪の完全燃焼も難しいし焼成室の昇温にも時間を要することになる。
【００１０】
特許文献１では、煙突に排煙の気流を加速するための補助焚き口を有し構造が複雑であり作業性も悪い。煤煙の再燃焼用装置、煤煙防止用の装置もなく排出する煤煙の飛散を防ぐことは出来ないし窯の移動性の配慮もなされていない。
【００１１】
特許文献２では、木材を主とする産業廃棄物を燃料として用いることが出来る陶器窯が記述されている。該特許文献２は、陶器窯としてよく知られた登り窯の燃料として木材を主とした産業廃棄物を利用することを狙ったもので、通常の登り窯に破砕して選別された木材チップを燃料供給口に供給するスクリューコンベアとそれぞれバーナーを有する２次、３次燃焼室と煙突の強制排煙を行うためのイジェクター送風機とを有するもので、燃焼開始から２次燃焼室の温度が８００℃以上になったところで２次・３次燃焼室のバーナーを止める燃焼方法を採用する登り窯で、本件発明が問題とする小型高効率・移動可能な薪窯の対象となるものではない。
【特許文献１】特開２００４−２４５４３３
【特許文献２】特開２００３−２７３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
薪窯の特徴である窯変が期待でき、煤煙の発生量が少なくて短時間に焼成でき、しかも小型、移動可能で設置場所の選択自由度の高い薪窯を実現することが課題である。
【００１３】
煤煙の発生量が少なく小型に出来る事と移動可能であるため設置場所に対する制約が解決され、市街地や住宅地のなかでも設置が可能となるため陶芸産業発展に大きく貢献する事が出来る。小型で移動可能であることは工場での組み立てが可能となり作業の効率化や標準化が図れるので製作費のコストダウンに繋がる。その上立地的に問題が生じた場合も比較的容易に別の場所へ移動することが出来る。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１では、アイボルト３を埋設したコンクリート基盤２上に赤煉瓦窯底２５を敷きその上に耐火煉瓦２６、２７、２８を敷設してその上に窯本体、煙突５の内壁すべてを耐火煉瓦で構成し、窯本体アーチ部３０、窯扉１４、窯扉耐火煉瓦アーチ枠１６と窯扉耐火煉瓦枠１７を除くすべての外面を赤煉瓦２９で被覆し、窯本体の中央部に焼成室３６、左右両サイドに燃焼室３１を、燃焼室３１の窯扉耐火煉瓦枠１７の左右外側に薪投入口１１をそれぞれ配置し、燃焼に必要な空気を窯背面下部左右両サイドの空気送風機２０を用いて燃焼室３１に強制送風する陶芸用薪窯を記述している。
【００１５】
これにより運搬可能で断熱効果が高く、強制送風のため燃焼効率が良く、空気が窯の両サイドの燃焼室３１の窯底にある空気送風道１３からロストルに向かって強制的に供給されるために、燃焼ガスが両燃焼室３１の窯側壁４２に沿って焼成ガス流３９が生じ窯天８に向けて衝突し、窯天８中央部から下方に向かう効率の良い倒炎式薪窯を実現できる。
【００１６】
請求項２では、築窯するコンクリート基盤２をＨ形鋼２４で組んだ長方形空間に波形のデッキプレート２３を敷設しその上に鉄筋叉はワイヤーメッシュ２２を配置して、上からコンクリート２１を流し込み平面仕上げしてなる請求項１に記載の陶芸用薪窯を記述している。これにより必要強度と軽量化を同時に達成し移動可能性を実現した。
【００１７】
請求項３では、空気を強制送風する空気送風道１３を焼成室３６の左右両側に耐火煉瓦を数段積みした隔壁３３で焼成室３６と区分した燃焼室３１、燃焼室３１の窯底に敷設した耐火煉瓦部に窯の前後左右方向に溝を設け、この溝に空気調整用半裁耐火煉瓦４１を用いてロストルを構成する請求項１叉は２に記載の陶芸用薪窯を記述している。
【００１８】
これにより燃焼室３１の側壁４２に沿った高温ガス流３９を生じさせると同時に完全燃焼を助け、空気調整孔１９による燃焼制御を容易にしている。
【００１９】
請求項４では、煙突５に再燃焼機能を有するセラミックフィルター６と煙突先端の煤煙飛散防止装置４を通して排煙を行う請求項１〜３に記載の陶芸用薪窯を記述している。
【００２０】
これにより煤煙の再燃焼を行い、煤煙の飛散防止を可能としている。叉、煙突の排煙量調整板７により吸気量の制御を行い焼成室３５における酸化、還元モードの制御を容易にしている。
【００２１】
請求項５では、焼成室３６の左右両側に燃焼室３１を配置し、燃焼室窯底に設けた空気送風道１３と空気送風道１３に通じる窯本体側面の空気調整孔１９で送風量を調整でき、焼成室窯床３７に配設した排気口３８を通じて焼成室窯床３７の下に設けた排煙道３５を通じて窯背面下部の排気用集煙口３４に導く請求項１〜４に記載の陶芸用薪窯を記述している。これにより燃焼効率を上げるために必要な焼成室３６内温度の均一化と、排煙の安定化を実現できる。窯本体の両側面に焼見孔１８を設け窯内の状況を確認できる。
【発明の効果】
【００２２】
図１７は、本発明の薪窯による焼成時間と窯内温度の関係を示す実測データによる焼成曲線である。一般的に倒炎式の窯では窯前温度が低く、窯天８の温度が高いと言われている。本発明の薪窯では、図１７が示すように、火入れ後約１４時間の温度約１１００℃で窯前と窯天の温度差がほとんどなくなる。
【００２３】
表１は、本発明になる薪窯とＬＰＧ窯の焼成性状を比較検討するため、試験体を焼成室３６の中段棚板上の奥・中・前に置き焼成した結果の評価データである。
【００２４】
これらの結果から本発明になる陶芸用薪窯が、従来のＬＰＧ窯に比較しても性能的に優れていることが解る。
【００２５】
窯本体には、薪投入口１１を有する燃焼室３１が窯本体の左右両サイドにあって、燃焼室３１下方には空気送風道１３を通じて強制的に通風することによって窯内ガス圧が高くなるため陶磁器の易焼結性と通常穴窯や登り窯の焼成時間が１２３０℃まで昇温し焼き終えるまで４〜５日間要する事に比べて、極めて大幅な焼成時間の短縮ができた。これらのことから本件発明の陶芸用薪窯の性能と効率の良さが証明されたといえる。
【００２６】
【表１】
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【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明に基づいた実施例について、窯容積１?規模の陶芸用薪窯について説明する。
【００２８】
図１は請求項１に記載の移動可能な薪窯の透視図である。図３並びに図４はＨ形鋼（ＳＳ４００）２４と鉄板製波形デッキプレート２３並びに鉄筋叉はワイヤーメッシュ２２入りコンクリート基盤２の構造を示している。    
【００２９】
デッキプレート２３は１．２ｍｍの波形鉄板を使用する事でコンクリート量を削減して、基盤の必要強度の確保と軽量化の目標を同時に達成し運搬を容易とした。
【００３０】
定置型薪窯の実施例における基礎仕様は以下に準じて行う。深さ２ｃｍ程度床堀した面に粗骨材と砂を敷き詰めて転圧し基礎とする。その上に長さ３０３ｍｍと４１４ｍｍの鉄鋼製Ｈ形鋼（ＳＳ４００）２４を用いて図４に示すように複数の長方形を形成し、該長方形の空間に波形デッキプレート２３を敷設しその上に鉄筋叉はワイヤーメッシュ２２を乗せてコンクリート２１を流し込み平面仕上げして硬化を促進する。約１時間後コンクリートが少し硬化したところで運搬用のアイボルト３を４箇所に埋め込んで２週間養生して完成する。
【００３１】
次に薪窯の築窯方法について説明する。前記した鉄筋叉はワイヤーメッシュ２２入りコンクリート基盤２上に幅１０ｍｍ＊高さ６ｍｍ＊長さ２１ｍｍの赤煉瓦を敷き詰めて、ポルトランドセメントで固定し正面幅１９０ｍｍ＊奥行き１８７ｍｍの窯底部２５を形成する。
【００３２】
窯底２５は糸張りと水準器を用いて水平に仕上げる。
【００３３】
赤煉瓦窯底２５の周辺から１０ｍｍ内側から幅１１ｍｍ＊高さ６ｍｍ＊長さ２３ｍｍの耐火煉瓦を耐火モルタルを用いて固定し燃焼室窯床２６、２７、２８を形成し燃焼室窯床周辺は赤煉瓦積みする。
【００３４】
耐火煉瓦窯床２６の上に窯正面から背面方向に耐火煉瓦２７を用いて２本の空気送風道１３を構築し、同様に窯本体左右側面方向に、空気送風道１３に通じる３本の空気調整孔１９を配置する。
【００３５】
２本の空気送風道１３の両内側に耐火煉瓦壁３３を設け窯内側壁４２との間を燃焼室３１とする。燃焼室３１の空気送風道１３は耐火煉瓦製の半裁煉瓦４１を用いてロストルを設置して空気量を調整できる。
【００３６】
焼成室３６の下部には排気煙道３５が２本あって排気用集煙口３４に集約される。焼成室窯床３７には排気口３８があって燃焼室３１からの灰や排気ガスを排気煙道３５に導引する。
【００３７】
倒炎式薪窯において窯天８は重要である。本実施例の１立方メートル規模の薪窯の場合、燃焼室３１と焼成室３６を構築した後両サイドの燃焼室３１の側壁４２を９０ｍｍの高さまで耐火煉瓦積みし、両高さの接点となるように半径７２ｍｍのベニヤ板を円弧状に枠組みし、その上に耐火煉瓦を組み耐火モルタルで固定する。
【００３８】
窯天８を構築した後、窯扉耐火煉瓦枠１７を構築する。窯扉耐火煉瓦枠アーチ部１６は窯天８の要領で構築する。
【００３９】
窯正面には薪燃焼室３１に向けて薪投入口１１を開閉が自在に出来る蓋を装着してある。
窯本体の両側面に焼見孔１８を設け陶磁器の焼成具合を観測出来る孔蓋を設置する。
焼成室３６の窯扉１４は、形状の異なる耐火煉瓦を組み合わせて密閉できる構造とする。窯扉１４中段には、焼成品を観測するための色見孔１５と下段には温度センサーによる温度測定孔１２を設置しておく。
【００４０】
薪燃焼室３１からのガスは煙突５から排出される。煙突５には排気ガス調整板７と再燃焼機能を有するセラミックフィルター６と煙突先端部に煤煙飛散防止装置４を装備している。
【００４１】
図１２、図１３は煤煙飛散防止装置４を示す。セラミックフィルター６は多数の排煙通気孔５０を有する幅１９ｍｍ＊長さ２６ｍｍ＊厚さ２ｍｍの耐火セラミック板で出来ている。煤煙飛散防止装置４はステンレス製の煤煙飛散防止装置底網４４を底部に張り周縁にステンレス製の飛散防止装置周壁４３を装着した構造である。
【００４２】
窯詰め後、窯扉１４を耐火煉瓦積みして密封する。色見孔１５と温度測定孔１２は耐火煉瓦を加工して開閉出来るようにする。
【００４３】
窯燃料としては、薪の代わりに石炭、コークス、無煙炭などの固体燃料を採用することが出来る。
【００４４】
図１６は本発明になる薪窯内の焼成ガス流の説明図である。燃焼室３１に投入された薪は、空気送風装置２０により十分に供給される空気によって燃焼する。その燃焼ガスは燃焼室３１の側壁４２に沿って上昇し窯天８に当って下降し、焼成室３６の陶磁器を焼成する所謂、倒炎式薪窯となっている。
【００４５】
所定目的温度（例えば１２５０℃）に達した後は、同温度で約３０分間保持し陶磁器の焼成熟成を行う。焼成熟成後、薪投入口１１、空気調整板７、焼見孔１８、空気調整孔１９、色見孔１５、温度測定孔９、１２、窯内圧調整孔１０などのすべての開口部を塞ぎ自然放冷し、冷却後製品を窯出しする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の陶芸用薪窯透視図
【図２】本発明の陶芸用薪窯正面説明図
【図３】コンクリート基盤構成説明図
【図４】コンクリート基盤Ｈ形鋼枠組図
【図５】窯本体正面説明図
【図６】窯本体平面説明図（Ｂ−Ｂ’切断面）
【図７】窯本体背面説明図
【図８】窯本体平面説明図（Ａ−Ａ’切断面）
【図９】窯本体平面説明図（Ｃ−Ｃ’切断面）
【図１０】窯本体平面説明図（Ｄ−Ｄ’切断面）
【図１１】窯本体断面説明図（Ｅ−Ｅ’切断面）
【図１２】煤煙飛散防止装置説明図
【図１３】煤煙飛散防止装置説明図（平面図）
【図１４】セラミックフィルター説明図
【図１５】セラミックフィルター側面図
【図１６】薪窯の焼成ガス流説明図
【図１７】焼成曲線（実測データ）
【符号の説明】
【００４７】
１  陶芸用薪窯
２  コンクリート基盤
３  移動用アイボルト
４  煤煙飛散防止装置
５  煙突
６  再燃焼用セラミックフィルター
７  排気ガス量調整板
８  窯天
９  窯天温度測定孔
１０  窯内圧調整孔
１１  薪投入口
１２  窯前下温度測定孔
１３  空気送風道
１４  窯扉
１５  色見孔
１６  窯扉耐火煉瓦アーチ枠
１７  窯扉耐火煉瓦枠
１８  焼見孔
１９  空気調整孔
２０  空気送風機
２１  コンクリート
２２  鉄筋叉はワイヤーメッシュ
２３  波形デッキプレート
２４  Ｈ形鋼
２５  赤煉瓦窯底
２６  耐火煉瓦
２７  耐火煉瓦
２８  耐火煉瓦窯床
２９  赤煉瓦外装部
３０  窯本体アーチ部
３１  燃焼室
３２  燃焼室窯床
３３  燃焼室／焼成室隔壁
３４  排気用集煙口
３５  排気煙道
３６  焼成室
３７  焼成室窯床
３８  排気口
３９  焼成ガス流
４０  燃焼室空気送風口
４１  半裁耐火煉瓦
４２  窯内側壁
４３  煤煙飛散防止装置周壁
４４  煤煙飛散防止装置底網
４５  煤煙飛散防止装置固定枠
４６  煤煙飛散防止装置結合ねじ孔
４７  煤煙飛散防止装置結合部
４８  煤煙飛散防止傘
４９  煤煙飛散防止傘支柱
５０  排煙通気孔
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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