(57)【要約】【課題】  燃料供給にあたりグリセリンの粘度が低下しないようにすること。【解決手段】  給油・給湯ユニット４の本体３０は、外側筒３１とその内部に設けられた内側筒３２とから構成され、その下部には自動給油ユニット４０が設置される。内側筒３２の底には自動給油ユニット４０に接続する給油管３３が設けられる。内側筒３２は、支持材により外側筒３１の内面に対して一定間隔をもって固定されて当該内側筒３２の周囲に温水が満たされる給湯タンク３４が形成される。内側筒３２内が給油タンク３５となる。外側筒３１の下段から温水パイプ３８が延出し、燃焼部２の本体１の内部を通って外側筒３１の中段に接続される。給湯タンク３４の湯は燃焼部２で加熱され、この湯が給油タンク３５内のグリセリンを加熱する。グリセリンは、自動給油ユニット４０により燃焼部２に供給される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定量のグリセリンを底に溜めて燃焼させる燃焼部を備え、
当該燃焼部の本体には、回転軸の本体内側の一端にアームを介して設けた攪拌部材と、前記回転軸の本体外側の他端に設けた攪拌レバーを有することを特徴とするグリセリンストーブ。
【請求項２】
一定量のグリセリンを底に溜めて燃焼させる燃焼部と、
当該燃焼部と別体で設けられ、且つ、経路の一部が燃焼部の内部を通る温水パイプを有する給湯タンクを設け、その中に給油タンクを設けた給油・給湯ユニットとを備え、
給油・給湯ユニットにより予熱したグリセリンを燃焼部に供給することを特徴とするグリセリンストーブ。
【請求項３】
更に、前記給油タンクと燃焼部との間に設けられ、前記燃焼部に供給するグリセリンの量を一定に制御する自動給油ユニットを備えたことを特徴とする請求項２に記載のグリセリンストーブ。
【請求項４】
更に、前記燃焼部の本体には、回転軸の本体内側の一端にアームを介して設けた攪拌部材と、前記回転軸の本体外側の他端に設けた攪拌レバーとを有することを特徴とする請求項２又は３に記載のグリセリンストーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオディーゼル燃料の精製工程で不可避的に発生するグリセリンを燃料とするグリセリンストーブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策としてバイオディーゼル燃料が見直され、植物油や廃食用油等の様々な油脂からバイオディーゼルが精製されている。この油脂は粘度が高いため、自動車用の燃料に使用する場合には、エステル化等の処理によりグリセリンを取り除く必要がある。この精製工程で生じるグリセリンの量は原料油脂に対して約１０％にものぼり、この精製工程で生じたグリセリンには脂肪酸等の不純物も多く含まれていることから、その処理が問題となっている。
【０００３】
また、廃油を燃料に用いるストーブとして、特許文献１に開示されているような技術が知られている。この廃油ストーブは、燃焼室の中でリッチ燃焼環境と、リーン燃焼環境を生成して廃油の燃焼効率を高めると共に排気ガスをよりクリーンなものとする点に特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７００８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の発明は、一般的な廃油を燃料として用いることを前提としており、グリセリンを燃料として用いることを想定していない。グリセリンは、摂氏１８℃以下で固まってしまう上、溶解した状態でも低温での粘度が高いため、燃料供給するにはグリセリンを高温に保持しなければならないという問題点があった。この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のグリセリンストーブは、一定量のグリセリンを底に溜めて燃焼させる燃焼部を備え、当該燃焼部の本体には、回転軸の本体内側の一端にアームを介して設けた攪拌部材と、前記回転軸の本体外側の他端に設けた攪拌レバーを有することを特徴とする。
【０００７】
また、この発明のグリセリンストーブは、一定量のグリセリンを底に溜めて燃焼させる燃焼部と、当該燃焼部と別体で設けられ、且つ、経路の一部が燃焼部の内部を通る温水パイプを有する給湯タンクを設け、その中に給油タンクを設けた給油・給湯ユニットとを備え、給油・給湯ユニットにより予熱したグリセリンを燃焼部に供給することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明のグリセリンストーブは、上記発明において、更に、前記給油タンクと燃焼部との間に設けられ、前記燃焼部に供給するグリセリンの量を一定に制御する自動給油ユニットを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明のグリセリンストーブは、上記発明において、更に、前記燃焼部の本体には、回転軸の本体内側の一端にアームを介して設けた攪拌部材と、回転軸の本体外側の他端に設けた攪拌レバーとを有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態にかかるグリセリンストーブを示す正面側斜視図である。
【図２】図１に示したグリセリンストーブの背面側斜視図である。
【図３】図１に示したグリセリンストーブを示す一部破断図である。
【図４】ダンパーの構造を示す説明図である。
【図５】この発明のグリセリンストーブの給湯・給油ユニットを示す断面図である。
【図６】自動給油ユニットの構造を示す説明図である。
【図７】送風状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態にかかるグリセリンストーブを示す正面側斜視図である。図２は、図１に示したグリセリンストーブの背面側斜視図である。図３は、図１に示したグリセリンストーブを示す一部破断図である。このグリセリンストーブ１００は、本体１となる有底円筒形状の燃焼部２と、燃焼部２に空気を送り込む送風機３と、燃焼部２と別体に分離して設けられ且つ燃料を予熱する給油・給湯ユニット４とを備えている。燃焼部２は、土台５上に載せられ固定されている。また、当該土台５にはフレーム６が設けられている。送風機３は、フレーム６の一部に固定されている。給油・給湯ユニット４は、複数の足７により支持されている。
【００１２】
燃焼部２は、円筒形状の本体１の円筒軸上に送風パイプ８が配置され、送風パイプ８の上部は折り曲がり、本体１の側面を貫通して外に延出し、更に下方に折り曲げられて、その端部が送風機３の吐出し口９に連結している。一方、送風パイプ８の周囲には複数の穴１０が形成される。具体的には、３ｍｍ径の穴１０が円周方向に均等に４個、これらが送風パイプ８の軸方向に７個ずつ設けられている。この送風パイプ８の下端には、本体１の径方向に均等に分かれして延出した４つの送風管１１が設けられ、各送風管１１の先端は同じ方向（円筒の円の接線方向）に折り曲がっている。
【００１３】
本体１の底は半球状に成形され、当該半球状の底と前記送風管１１又は送風パイプ８の下端との間には一定の間隔が形成され、当該間隔は、本体１の底に５リットルのグリセリンが溜まった場合のその液面が当該送風管１１又は送風パイプ８の下端に接しない程度とする。また、本体１の側面中央から若干下側には、軸受け１２に対して回転軸１３が設けられており、当該回転軸１３の本体内側で且つその先端にアーム１４が取り付けられている。当該アーム１４は垂下し、その先端には攪拌板１５が設けられる。この攪拌板１５は本体１の径方向に配置され、逆蒲鉾形状となる。一方、回転軸１３の本体外側の他端には、燃料攪拌レバー１６が取り付けられる。なお、攪拌板１５の形状は逆蒲鉾形状のみならず、短冊形状であっても良い。また、攪拌板１５の面に複数の穴を設けて前後に動かしたときに複雑に攪拌できるようにしても良い。また、回転軸を燃焼部２の本体１の中心軸方向と並行に設け、下端に攪拌板１５を設け、上端を後述する蓋１７から突出させ、且つ、燃料攪拌レバー１６を設けてもよい。この場合、燃料攪拌レバー１６を前後に水平に動かすことで、内部の攪拌板１５がワイパーのように動いてグリセリンを攪拌するようになる（いずれも図示省略）。
【００１４】
本体１の上部は蓋１７が設けられ、当該蓋１６の中央には煙突１８が設けられている。蓋１７の一部は分割されて蝶板１９により連結された開閉天蓋２０となる。また、本体１の下部には、燃料残渣を取り出す燃料残渣取り出し口２１が設けられている。この燃料残渣取出し口２１は箱状体２２の上部に開閉自在の蓋２３が設けられ、箱状体２２が燃焼部２の本体１の図示しない開口に対して溶接されている。そして、前記蓋２３は少なくとも燃料の液面より上に位置するようにし、当該蓋２３には、空気を取り入れるための窓２４が設けられている。窓２４は、スライドして開閉可能な鉄板からなる。ユーザは、この窓２４の開閉量により燃焼部２内部の空気量を微調整できる。また、窓２４が開いた状態であれば、内部を覗くことも可能であり、その場合は内部の燃焼状態を見ながら開度を調整できる。
【００１５】
送風機３は、渦巻き型であり吐出し口９にはフランジが形成され、前記送風パイプ８の端部に形成したフランジと連結している。また、前記送風パイプ８の端部８ａには、風量を調整するためのダンパー２５が設けられている。このダンパー２５は、図４に示すように、穴２６を有する短冊状の板２７を送風パイプ８ａの径方向に可動状態で差し込んだ構造である。図４の（ａ）がダンパーを開いた状態、（ｂ）が板２７を動かしてダンパーを閉じた状態を示す。
【００１６】
図５は、この発明のグリセリンストーブの給湯・給油ユニットを示す断面図である。給油・給湯ユニット４の本体３０は、３本の足７で支持された円筒状で有底の外側筒３１とその内部に設けられた円筒状で有底の内側筒３２とから構成される。この給油・給湯ユニット４の下部には自動給油ユニット４０が設置される。前記内側筒３２の底には自動給油ユニット４０に接続する給油管３３が設けられている。内側筒３２は、図示しない支持材により外側筒３１の内面に対して固定され、これにより、当該内側筒３２は外側筒３１の内面及び底面から一定の間隔をもって配置され、内側筒３２の周囲に温水が満たされる空間が形成される。即ち、当該空間に給湯タンク３４が形成され、内側筒３２内が給油タンク３５となる。この給湯タンク３４の上部にはドーナッツ状の天蓋３６が設けられる。また、給油タンク３５の上部にはハンドル付きの円形の蓋３７が設けられる。
【００１７】
また、外側筒３１の中段および下段からは温水パイプ３８が延出しており、この温水パイプ３８は、上記燃焼部２の本体壁を貫通して内部で繋がっている。換言すると、本体１の内部に温水パイプ３８が通っており、この温水パイプ３８により循環経路が形成されている。この温水パイプ３８の中段の位置が前記内側筒３２の下部と略同じ高さとなる。これは、冷たい水が下段の温水パイプ３８から燃焼部２を通って中段の温水パイプ３８から出てきたときに、ちょうど内側筒３２の下部に当たるようにするためである。また、外側筒３１の下部には温水を取り出すための温水出口３９が設けられている。
【００１８】
図６は、自動給油ユニットの構造を示す説明図である。この自動給油ユニット４０は、本体１の底に溜まるグリセリンの量を常時５リットルに保つように、当該グリセリンを燃焼部２に供給するための装置である。前記内側筒３２の底に設けた給油管３３は外側筒３１の底を貫通してこの自動給油ユニット４０に接続されている。この自動給油ユニット４０は、例えば、給湯管の端部に設けたボールタップ４１と、グリセリンを受ける筐体４２と、筐体４２の外側に設けた断熱材４３とからなる。筐体４２は、燃焼部２の下部に設けた燃料供給口４４を通じて、当該燃焼部２の内部に導かれる。
【００１９】
燃料供給口４４は、本体１に５リットルのグリセリンが溜まった場合に、その液面が、同図に示すように内部に位置するようにする。一方、燃焼部２の本体１の内部であって当該燃料供給口４４の正面には、断面がＬ字形状に曲げられたプレート４５が設けられている。このプレート４５の下端縁は、燃料供給口４４よりも下に位置する。これにより、グリセリン量が低下しても液面の火炎が燃料供給口４４を通じて自動給油ユニット４０に至ることはない。なお、前記断熱材４３には、グラスウールやロックウール等の耐熱性の高い材料を用いる。
【００２０】
次に、このグリセリンストーブ１００の作用について説明する。バイオディーゼルの精製の際に生じたグリセリンを給油タンク３５の蓋３７を明けて内部に投入する。なお、グリセリンの融点は摂氏１８度であり、燃焼部２に供給するのに適度な温度まで加温し粘度を高めてから給油タンク３５に給油するようにする。給油タンク３５に投入されたグリセリンは、給油タンク３５の底の給油管３３から自動給油ユニット４０に供給され、この自動給油ユニット４０により燃焼部２に供給される。
【００２１】
グリセリンが給油管３３から自動供給ユニット４０の筐体４２内に吐出されると、グリセリンが燃料供給口４４を通って燃焼部２の本体１に流れ込み、次第にグリセリンの液面が上がり、燃料供給口４４の内部に液面がきたときには本体１のグリセリン量が５リットルに近くなると共に本体１および筐体４２におけるグリセリンの液面が同じになる。そして、グリセリンの液面上昇により、前記ボールタップ４１のボール４６が上昇し、本体１内のグリセリンの量が５リットルに達したとき、ボールタップ４１により弁４７が閉じられ、グリセリンの吐出が停止される。このようにして、燃焼部２の底に５リットルのグリセリンが常に溜まるように自動的に制御される。
【００２２】
続いて、燃料残渣取り出し口２１の蓋２３を開いてグリセリンの液面に対して着火する。グリセリンが燃焼し始めたら、前記蓋２３を閉じ、送風機３により燃焼部２に空気を送る。送風機３から供給された空気は、図７に示すように、送風パイプ８の穴１０から燃焼部２の内部に均一に噴出されると共に送風管１１から燃焼しているグリセリンの液面に対して渦巻きを作るように噴出される。また、供給する空気量は、ダンパー２５により調整する。これにより、グリセリンを効率的に燃焼させることができる。
【００２３】
また、グリセリンは、加熱されると表面のみ燃焼して油面に膜が張られるので、本体１の底に溜まっているグリセリンを一定時間毎に攪拌する必要がある。このため、燃料攪拌レバー１６を用いて攪拌板１５を前後に動かし、燃焼部２の底のグリセリンを攪拌する。これにより液面の膜生成が防止されて、燃焼が継続される。ユーザは、グリセリンの燃焼具合等を窓２４から覗いて確認できる。なお、上記攪拌レバー１６は、モータ等のアクチュエータとタイマー等を組み合わせて一定時間毎に自動的に動かすようにしても良い。
【００２４】
一方、給湯タンク３４には予め摂氏１８度以上のぬるま湯を入れておく。この湯は給湯タンク３４の下段の温水パイプ３８を通じて外に出て、燃焼部２の内部に至る。燃焼部２の内部を通る温水パイプ３８はグリセリンの燃焼により加熱されているので、この温水パイプ３８と内部の湯との間で熱交換が行われ、この加熱された湯は中段の温水パイプ３８を介して給湯タンク３４に戻される。給湯タンク３４の内部には給油タンク３５が配置されているから、湯の熱が給油タンク３５内のグリセリンに伝わり、グリセリンが加熱される。これにより、グリセリンが固化することなく、一定の粘度を維持できる。
【００２５】
なお、ユーザは、温水出口３９のバルブを開けることで、温水を取り出すことができる。また、煙突は図示しない煙突に接続されているので、グリセリンの燃焼により生じた排気ガスは建物外に排出される。
【００２６】
更に、グリセリンの量は自動給油ユニット４０により自動調整されるので、燃料不足で火が消えることはない。なお、自動給油ユニット４０は、その筐体４２が給油・給湯ユニット４に直接固定されているため、この給油・給湯ユニット４から温水の熱が伝達される。また、燃焼部２の燃料供給口４４と当該筐体４２とが接続されているので、この燃焼部２の熱も筐体４４に伝達される。これにより筐体４２の内部が高温に保たれ、自動給油ユニット４０内に存在するグリセリンが保温され、その粘度の低下を防止できる。
【００２７】
また、グリセリンの燃焼が終わったら、燃焼部２の底に残渣が堆積するため、蓋２３を開けて燃料残渣取り出し口２１から当該残渣を取り出す。
【００２８】
以上、この発明のグリセリンストーブ１００によれば、バイオディーゼルの精製工程において生じるグリセリンをそのまま燃料として用いることができるので、処理に困っていたグリセリンをストーブ燃料として有効活用できる。また、ストーブの熱によりグリセリンを加熱し、所定の粘度を維持できるので、燃料供給が止まることがない。更に、攪拌レバー１６によりグリセリンを燃焼中にも攪拌できるので、液面の膜形成が防止され、消火しなくなる。また、自動給油ユニット４０により所定量のグリセリンを常に燃焼部２に溜めることができるので、燃料切れで消火することがない。
【００２９】
また、別の実施例として、上記温水パイプ３８を燃焼部２の本体１の内側に追加して設けても良い。このようにして設けた温水パイプ３８に対してパイプを接続して別の液体を加熱するようにしても良い。なお、上記実施の形態では、グリセリン量を５リットルに設定したが、これに限定されず、ストーブの規模により適宜決定できる。
【００３０】
更に、上記実施の形態では、温水パイプ３８を用いて給湯タンク３４の湯と燃焼部２との間の熱交換を行ったが、燃焼部２の本体１の外側に熱伝導性の高い材料からなる棒体を複数設け、この棒体を外側筒３１に取り付けると共にこれを貫通させて前記給湯タンク３４の中に突出させ、棒体により燃焼部２から熱を伝達して給湯タンク３４内の湯を加熱するようにしても良い（図示省略）
【符号の説明】
【００３１】
１００  グリセリンストーブ
１  本体
２  燃焼部
３  送風機
４  給油・給湯ユニット
４０  自動給油ユニット
【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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