(57)【要約】【課題】燃焼機器用煙突について、過剰なコストを要することなく煙突掃除の労力を大きく軽減できるようにする。【解決手段】基端側が燃焼機器１に接続されるとともに先端側が屋外に配置され、複数の金属製筒状体２１Ａで所定形状の煙道を形成して燃焼機器１の燃焼により生じた排気を屋外に導くための燃焼機器用の煙突２において、スス・タールが堆積しやすい所定部分の煙道を形成する筒状体２１Ａの少なくとも内周面に、乾燥後に熱伝導率０．１２Ｗ／(m・Ｋ)以下となる所定の塗料を塗布してなる厚さ０．３〜１．５mmの断熱層２１１が設けられている、ことを特徴とするものとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側が燃焼機器に接続されるとともに先端側が屋外に配置され、複数の金属製筒状体で所定形状の煙道を形成して前記燃焼機器の燃焼により生じた排気を屋外に導くための燃焼機器用煙突において、スス・タールが堆積しやすい前記煙道所定部分を形成する前記筒状体の少なくとも内周面に、乾燥後に熱伝導率０．１２Ｗ／(m・Ｋ)以下となる所定の塗料を塗布してなる厚さ０．３〜１．５mmの断熱層が設けられている、ことを特徴とする燃焼機器用煙突。
【請求項２】
前記塗料は、合成樹脂を主成分とした基剤に、中空または／及び多孔性とされて遮熱機能または／及び断熱機能を発揮する平均粒径５〜１００μmの珪素系無機化合物の微粒子が分散状態で含まれたものであり、前記断熱層は前記微粒子が５０体積％以上含まれた状態となっている、ことを特徴とする請求項１に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項３】
前記塗料は、前記微粒子が球状セラミックであって大部分が中空構造を有したマイクロバルーンからなり、前記合成樹脂の主成分がシリコン系樹脂であり、前記断熱層は厚さ０．４〜０．８mmとされて熱伝導率０．０６Ｗ／(m・Ｋ)の素材による厚さ１００mmの断熱材と同等以上の断熱性能を発揮する、ことを特徴とする請求項２に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項４】
前記塗料は、前記微粒子がゼオライトまたは珪藻土からなることを特徴とする、請求項２に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項５】
前記燃焼機器がストーブであって最大出力が８〜２５kW/hrである場合に、前記煙道の内径が１６０〜３５０mmとされている、ことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項６】
前記ストーブが薪ストーブであって最大出力が１０〜２０kW/hrである場合に、前記煙道の内径が１９５〜３００mmとされている、ことを特徴とする請求項５に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項７】
前記煙道の一部を形成する筒状体の金属内周面または／及び前記断熱層の表面に、所定の防汚コーティングが施されている、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項８】
前記防汚コーティングは、金属またはセラミックの溶射による硬質皮膜、或いは硬質クロムメッキによるものである、ことを特徴とする請求項７に記載した燃焼機器用煙突。
【請求項９】
請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載した燃焼機器用煙突の前記煙道の一部を形成する金属製の筒状体を有した中空部材であって、前記筒状体の少なくとも内周面に前記断熱層を有するとともに、少なくとも一方の開口端側に他の煙突構成部品の開口端側と接続するための接続構造を備えている、ことを特徴とした煙突構成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼機器用煙突に関し、殊に、燃焼に伴うスス・タールの発生が問題となりやすいストーブ等に使用され、煙突内壁にスス・タールが付着しにくく煙突掃除の労力を軽減した燃焼機器用煙突に関する。  
【背景技術】
【０００２】
燃焼機器の燃焼に伴う排気（燃焼ガスと煙）を屋外に導くための煙突においては、その内壁にスス・タールが付着して堆積することにより煙道が狭窄して排気が停滞しやすくなり、煙突のドラフト作用を阻害して燃焼機器の性能悪化を招くことが知られている。
【０００３】
また、煙突内壁にスス・タールが堆積した場合、これに引火すると煙突内部が１０００度以上の高温になり、その熱が外部に放射して煙突周囲に存在する可燃物の炭化や燃焼を生じて煙突火災を起こすことがある。この煙突火災の主たる原因としては、ススとタールから構成されるクレオソートの存在が指摘されており、このクレオソートの塊に引火・燃焼することで異常な高温を発生すると言われている。
【０００４】
そのため、木材を燃料として用いることで煙突内壁にクレオソートの塊を形成しやすい傾向がある薪ストーブでは、年に１回〜数回は煙突掃除を実施することが推奨されている。しかし、少なくとも毎年煙突掃除を行うことは薪ストーブの所有者にとって労力の負担が大きく、専門業者に毎回掃除を依頼する場合にはメンテナンスコストが嵩むことになる。
【０００５】
一方、煙突内壁にスス・タールが堆積するメカニズムとしては、煙突が外気で冷やされることで煙道を形成する筒状体内周面と排気との温度差が生じ、排気に含まれる水分が筒状体内周面に結露を形成し、これを足がかりにスス・タールが付着してさらにその上に堆積していくことが知られている。また、これに加え、煙突が外気で冷やされることにより煙突上部の排気も冷やされて比重が増すために、これが重しとなってドラフト作用を阻害し、さらにスス・タールが堆積しやすい状況となる。
【０００６】
そこで、煙突を構成する金属製の筒状体を二重にして、その間に空気の層や断熱材の層を設けることにより、外気温が低い場合でも煙突内部の温度低下を軽減してスス・タールの堆積を減少させることが一般に行われている。また、特開平８−２１０１３２号公報に記載されているように、煙突上端付近に加熱用配管を設けて排気温度の低下を回避させる方式も知られている。
【０００７】
しかしながら、前者のように煙突を二重にした場合でも断熱性の向上には限界があるために、やはり少なくとも年に一回の煙突掃除は必要となり、また後者のように加熱用配管を設ける場合には、メンテナンスコストが過剰となってしまう。さらに、これらの手段により煙突内部の保温性をある程度改善できても、煙突掃除の際のスス・タールの落としにくさは同様であり、作業時の労力は充分に軽減されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２１０１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、燃焼機器用煙突について、過剰なコストを要することなく煙突掃除の労力を大きく軽減できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、基端側が燃焼機器に接続されるとともに先端側が屋外に配置され、複数の金属製筒状体で所定形状の煙道を形成して燃焼機器の燃焼により生じた排気を屋外に導くための燃焼機器用煙突において、スス・タールが堆積しやすい煙道所定部分を形成する筒状体の少なくとも内周面に、乾燥後に熱伝導率が０．１２Ｗ／(m・Ｋ)以下となる所定の塗料を塗布してなる厚さ０．３〜１．５ｍｍの断熱層が設けられている、ことを特徴とするものとした。
【００１１】
このように、外気等で冷却されて内壁にスス・タールが堆積しやすい部分の煙道を構成する筒状体の少なくとも内周面に、上記のような断熱性能を有する塗料を塗布して断熱層を設けたことにより、過剰なコストアップを伴うことなく煙突内部の排気の温度低下を軽減することができ、且つ、筒状体内周面が断熱層で覆われたことで表面に結露が生じにくくなって、顕著にスス・タールが付着しにくいものとなる。
【００１２】
またこの場合、その塗料は合成樹脂を主成分とした基剤に、中空または／及び多孔性とされて遮熱機能または／及び断熱機能を発揮する平均粒径５〜１００μｍの珪素系無機化合物の微粒子が分散状態で含まれたものであり、その断熱層はこの微粒子が５０体積％以上含まれた状態となっている、ことを特徴としたものとすれば、断熱層を厚くすることなく充分な保温性能を発揮できるとともに、断熱層の表面に結露がより生じにくいものとなる。
【００１３】
さらに、この微粒子を含む塗料は、その微粒子が球状セラミックであって大部分が中空構造を有したマイクロバルーンからなり、合成樹脂の主成分がシリコン系樹脂であり、その断熱層は厚さ０．４〜０．８mmとされて熱伝導率０．０６Ｗ／(m・Ｋ)の素材による厚さ１００mmの断熱材と同等以上の断熱性能を発揮することを特徴としたものとすれば、厚塗りしなくても断熱性能に優れるとともに耐熱性能にも優れたものとなり、或いは、その微粒子がゼオライトまたは珪藻土からなるものとすれば、いずれも低コストで優れた断熱性能を発揮するものとなる。
【００１４】
さらにまた、上述した燃焼機器用煙突において、使用する燃焼機器がストーブであって最大出力８〜２５kW/hrである場合に、煙道の内径が１６０〜３５０mmとされていることを特徴としたものとすれば、燃焼能力・排気量に応じた煙道の内径が確保されて排気が停滞しにくいものとなり、そのストーブが薪ストーブであって最大出力１０〜２０kW/hrである場合に煙道の内径が１９５〜３００mmとされたものとすれば、排気のスムースさをより確保しやすいものとなる。
【００１５】
加えて、上述した燃焼機器用煙突において、その煙道の一部を形成する筒状体の金属内周面または／及び断熱層の表面に所定の防汚コーティングが施されたことを特徴としたものとすれば、スス・タールがさらに付着しにくくなるとともに、付着した場合でも容易に落とせるものとなり、また加えて、この防汚コーティングが金属またはセラミックの溶射による硬質皮膜、或いは硬質クロムメッキによるものとすれば、防汚性能及び耐久性能に一層優れたものとなる。
【００１６】
そして、上述した燃焼機器用煙突の煙道の一部を形成する金属製の筒状体を有した中空部材であって、その筒状体の少なくとも内周面又に断熱層を有するとともに、少なくとも一方の開口端側に他の煙突構成部品の開口端側と接続するための接続構造を備えている、ことを特徴とする煙突構成部品であるものとすれば、その１つまたは複数を他の煙突構成部品と組み合わせて接続することにより、煙突掃除の労力軽減を実現可能とした燃焼機器用煙突を、様々な形状・長さで容易に作成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
スス・タールが堆積しやすい煙道部分を形成する筒状体の少なくとも内周面に断熱層を設けた本発明によると、過剰なコストを要することなく煙突掃除の労力を大きく軽減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の燃焼機器用煙突の配置状態を示す正面図。
【図２】図１の燃焼機器用煙突の煙突構成部品の拡大した縦断面図（円中は拡大部分図）。
【図３】図２の煙突構成部品の応用例を示す拡大部分図。
【図４】図２の煙突構成部品の他の応用例を示す拡大部分図。
【図５】断熱層を有しない筒状体の内周面に防汚コート層を設けた場合を示す拡大部分図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明における実施の形態としての燃焼機器用の煙突２を、燃焼機器１に接続して設置した一例を示しており、その燃焼機器１はストーブであって煙突２が屋根抜き式二重煙突である場合を示している。
【００２１】
煙突２は、内部の保温性を確保するためにステンレス鋼板等からなる金属製の筒状体を二重にして、両開口端側に接続構造を備えた煙突構成部品２０，２０，２０，２４，２４，２４で主として構成されているが、その内壁にスス・タールが堆積しやすい上半分の煙突構成部品２０，２０，２０のうち、内側の筒状体の少なくとも内周面に所定の塗装による断熱性塗料を所定厚さで塗布してなる断熱層が設けられており、スス・タールが堆積しにくくした点を特徴としている。
【００２２】
図２は、このような断熱層を設けた煙突構成部品２０の縦断面図を示しており、円中はその内側の筒状体２１Ａの拡大部分図を示している。筒状体２１Ａとしては、０．４〜１．０mmの厚さの金属板２１０で周壁を形成してなり、筒状の本体２１ａの先端側に接続構造２１ｂを備えたものを用いている。そして、本実施の形態においては、その内周面、即ち煙道側の面に乾燥後の熱伝導率が０．１２(Ｗ／m・Ｋ)以下となる所定の塗装による断熱性塗料を乾燥厚さ０．３〜１．５mmで塗布してなる断熱層２１１を設けたものとする。
【００２３】
この塗装による断熱性塗料としては、合成樹脂を主成分とした基剤２１４に、中空または／及び多孔性とされて遮熱機能または／及び断熱機能を発揮する平均粒径５〜１００μmの珪素系無機化合物の微粒子２１５が分散状態で含まれたものであって、乾燥後の断熱層２１１においてその微粒子２１５が全体積の５０体積％以上含まれた状態となるものが、中空構造や多孔性構造による保温性能の確保、及び結露の生じにくさの観点から好適である。尚、図中の微粒子２１５は説明用に模式的に記載したものであり、実際にはこれよりも小さくなる場合が多い。  
【００２４】
その微粒子２１５としては、珪素を主成分としたゼオライト、珪藻土、球状セラミックが、断熱性、耐熱性、コストの低廉さの観点から好適であり、殊に、中空構造の球状セラミックのマイクロバルーンを用いた場合、図のように断熱層２１１の表面側に集結して密な状態となるため、赤外線の反射性能（遮熱性能）に優れて１．０mm未満の薄い断熱層であっても充分な断熱性能を発揮可能なものとなる。例えば、断熱層の厚さを０．４〜０．８mmとした場合に、熱伝導率０．０６Ｗ／(m・Ｋ)の素材を厚さ１００．０ｍｍとした断熱材と同等以上の断熱性能を発揮するものが知られている。
【００２５】
また、基剤２１４の主成分である合成樹脂としては、エポキシ系やシリコン系等の合成樹脂が想定されるが、耐熱性の観点からシリコン系のものが好適であり、塗料として用いる場合を考えると、シリコン系樹脂をエマルジョンとしたものが使用しやすい。尚、上記のような塗装による断熱性塗料を金属面に塗る場合は、図示のようにプライマー処理によるプライマー層２１２を設けることが、耐久性の観点から推奨される。
【００２６】
さらに、接続する燃焼機器１が、最大出力が８〜２５kW/hrのストーブである場合には、煙道の内径を１６０〜３５０mmにすることが推奨され、図のようにスス・タールが堆積しやすい薪ストーブであって最大出力が１０〜２０kW/hrである場合には、煙道の内径を１９５〜３００mmにすることが推奨される。これは、このような一般的な出力レベルの通常のストーブやそれよりもスス・タールが堆積しやすい薪ストーブにおいては、燃焼に伴う燃焼ガス・煙がスムースに排出されるのに各々適した煙道の内径であり、これよりも細ければ抵抗が大きいために排気が停滞してスス・タールが付着しやすくなり、これよりも太ければ排気の量に対し煙突表面積が大きすぎて冷却されやすいとともに煙突容積が大き過ぎて、ドラフト作用が充分に発揮されにくくなるからである。
【００２７】
このような構成の本実施の形態の煙突構成部品２０を、煙突２のスス・タールが体積しやすい部分に使用したことで、その断熱層２１１の存在により、単に二重煙突にした場合と比べて優れた断熱性能を発揮するものとなって、排気の温度低下が大きく軽減されるとともに、無機化合物からなる微粒子を含む断熱層２１１の表面では結露が生じにくくなるため、外気温が低い状況でもスス・タールが堆積しにくいものとなる。
【００２８】
図３は、図２において煙道を形成する筒状体２１Ａの応用例を示すものであり、金属板２１０の内周面（図中左）と外周面（図中右）の両方に断熱層２１１，２１１を設けた点を特徴としているが、これにより断熱効果がさらに高いものとなる。
【００２９】
また、図３において内外の断熱層は同一の符号で示したが、異なる種類の塗装による断熱性塗料を塗布してなる断熱層の組み合わせとしてもよい。例えば、内周面側に耐熱性能の高い珪藻土の微粒子を含む塗料を用い、外周面側にこれよりも耐熱性が低いが断熱性能の高い中空セラミックの微粒子を含む塗料を用いることにより、断熱性能と耐熱性能の両方に優れたものとなる。或いは、表面が硬質且つ平滑で防汚性能の高い断熱層を内周面に設け、外周面に断熱性能や耐候性に優れた断熱層を設けても良い。
【００３０】
図４は、図２において煙道を形成する筒状体２１Ａの他の応用例を示すものであり、内周面側の断熱層２１１の表面に防汚コート層２１６を設けた点を特徴としている。この防汚コート層２１６として、例えば所定の金属やセラミックを溶射してなる硬質皮膜や硬質クロムメッキによるものを設けることが、表面の平滑度と硬度が高まることによる防汚性能・耐久性能向上の観点から推奨され、そのような防汚コート層２１６の存在により、スス・タールが一層付着しにくくなるとともに、付着した場合でも容易に剥離できるため、煙突掃除における労力を大きく軽減することができる。
【００３１】
図５は、図１の燃焼機器用の煙突２において断熱層２１１を設けない煙突構成部材２４においても、所定の部分においては内側の筒状体２１Ｄ内周面に防汚コート層２１６を設けた場合を示している。このように、スス・タールが特に堆積しやすい部分以外にも防汚コート層２１６を設けることにより、前述した断熱層２１１の効果と相俟って全体として平均的にスス・タールが堆積しにくいものとなるため、煙突掃除の頻度を大きく低減できることに加え煙突掃除の際にスス・タールを落としやすくなり、さらに労力を軽減できるものとなる。
【００３２】
そして、図１，図２に示した実施の形態の構成と同様にして、薪ストーブに設けた煙突の屋根貫通部直前から上の部分の煙突構成部品において、セラミックバルーンとシリコン系樹脂を組み合わせた塗装による断熱性塗料を用い、厚さ０．５mmのステンレス鋼板からなる内径２００mmの内側筒状体の内周面に乾燥厚さ０．５mmで断熱層を設け（内径１９９mm）、薪ストーブの煙突先端部で冬季の約４ヶ月間試用したが、断熱層のない通常の二重煙突の同一部分と比べてスス・タールの付着量が明らかに少なく、煙突掃除回数の低減効果が期待できるものであった。
【００３３】
尚、上述した説明において、本発明の燃焼機器用煙突が直線的な屋根抜き式の二重煙突の場合を説明したが、壁抜き式で屈曲部を有するものであっても同様であることは言うまでもない。
【００３４】
以上、述べたように、燃焼機器用煙突について、本発明により過剰なコストを要することなく、煙突掃除の労力を大きく軽減できるようになった。
【符号の説明】
【００３５】
１  燃焼機器、２  煙突、２０，２４  煙突構成部品、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２２  筒状体、２１０，２１７  金属板、２１１  断熱層、２１２  プライマー層、２１４  基剤、２１５  微粒子、２１６  防汚コート層
【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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