(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼材料を燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室での燃焼に伴って生じる燃焼温度により加熱すると共に前記燃焼室の外部温度で冷却することにより発生する温度差に基づき発電を行う熱発電モジュールと、
前記熱発電モジュールが発生する熱発電力を駆動力として作動する電動駆動手段と、
前記熱発電モジュールが発生する熱発電力を用いて蓄電し、前記電動駆動手段の駆動力とする電力を供給する蓄電装置とを有し、
前記燃焼室と横並びに、前記燃焼室とは壁で仕切られ空間を介し隔てられて燃焼室設置室内と連通する燃焼室外室を形成し、前記燃焼室のロストルに密着すると共に前記燃焼室外室に突出部を位置させた、熱伝導率の良い部材からなる燃焼温度伝達部を設け、前記熱発電モジュールを前記突出部に加熱側面を密着させて取り付け、前記燃焼室設置室内の室内温度が伝達される冷却側面に放熱部を取り付けたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
前記燃焼室外室は、前記燃焼材料を溜め置く燃料庫に設けられ、ロストル位置よりも低い位置で前記燃焼室設置室内と連通していることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記電動駆動手段は、前記燃焼材料を燃焼材料収納庫から前記燃焼室へと供給する燃焼材料供給装置、前記燃焼室に対する給気或いは排気を行うためのファン、及び燃焼室内の加熱された空気を送り出すファンの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記燃焼材料は、木質ペレットであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼室を有する燃焼装置に関し、特に、木質ペレットを燃焼材料として燃焼室で燃焼させる燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石油等の化石燃料の代替エネルギーの一つである木質ペレットを燃料とするペレットストーブが知られている。木質ペレットは、木材の製造過程で発生する製材くずや、森林の育成過程で発生する間伐材等を原料として粉状に破砕したものを、乾燥させた後、例えば、直径約６ｍｍ、長さ約１０〜３０ｍｍの円筒状に圧縮成形することにより形成される。
【０００３】
この木質ペレットは、バイオマス（植物資源）を由来とする再生可能な循環型エネルギーであり、燃焼に際し化石燃料のように大気中の二酸化炭素を増加させることがない、つまり、木質ペレット燃焼時に放出する二酸化炭素は、原料となる木が生長する際に吸収した二酸化炭素と同等であり、地球全体の二酸化炭素の量は平衡している（所謂カーボンニュートラルの概念）ので、地球温暖化対策に有効であるとして、最近脚光を浴びている。
【０００４】
燃料として木質ペレットを用いるペレットストーブにおいては、木質ペレットを火元に継続して供給するための供給手段が備えられており、木質ペレットを供給する供給手段として、例えば、スクリューを用いた燃料搬送装置がある（特許文献１参照）。スクリューを用いた燃料搬送装置は、それぞれモータの駆動力によって回転する上下２段に配置された上スクリューと下スクリューを有しており、燃料貯留ホッパ内に投入された木質ペレットを上スクリューによってかき出して落下させ、落下した木質ペレットを下スクリューによって燃焼室側へと押し出し、燃焼室内部へ搬送する。
【０００５】
このスクリューを用いた燃料搬送装置は、スクリューを回転するためにモータを用いていることから、当然、モータを駆動するための電力を必要とし、電力供給源として、通常、電力会社から供給される商用電源を用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、商用電源を用いる場合、停電等、電力会社からの電力供給が停止すると、モータを駆動することができないので燃料搬送装置が機能せず、その結果、燃料である木質ペレットを燃焼室に供給することができなくなってしまう。このため、木質ペレットを燃料として燃焼させることで熱源とする、熱源として電気を必要としないペレットストーブであるのに、停電時は、燃料供給ができず、結局はペレットストーブを使用することができなくなる。
【０００８】
また、折角、再生可能な循環型エネルギーであるバイオマス（植物資源）を由来とする木質ペレットを燃料として用いるペレットストーブにあっては、モータ駆動用としても、石油等の化石燃料を燃焼して作り出される商用電源を用いることなく、木質ペレットを供給することができることが望ましい。
この発明の目的は、停電等により電力供給が停止する商用電源を用いないで、燃料の供給を確実に行うことができ、更に、燃料供給に際し地球温暖化対策に寄与することができる燃焼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明に係る燃焼装置は、燃焼材料を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室での燃焼に伴って生じる燃焼温度により加熱すると共に前記燃焼室の外部温度で冷却することにより発生する温度差に基づき発電を行う熱発電モジュールと、前記熱発電モジュールが発生する熱発電力を駆動力として作動する電動駆動手段と、前記熱発電モジュールが発生する熱発電力を用いて蓄電し、前記電動駆動手段の駆動力とする電力を供給する蓄電装置とを有し、前記燃焼室と横並びに、前記燃焼室とは壁で仕切られ空間を介し隔てられて燃焼室設置室内と連通する燃焼室外室を形成し、前記燃焼室のロストルに密着すると共に前記燃焼室外室に突出部を位置させた、熱伝導率の良い部材からなる燃焼温度伝達部を設け、前記熱発電モジュールを前記突出部に加熱側面を密着させて取り付け、前記燃焼室設置室内の室内温度が伝達される冷却側面に放熱部を取り付けたことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明の他の態様に係る燃焼装置は、前記燃焼室外室が、前記燃焼材料を溜め置く燃料庫に設けられ、ロストル位置よりも低い位置で前記燃焼室設置室内と連通していることを特徴としている。
また、この発明の他の態様に係る燃焼装置は、前記電動駆動手段は、前記燃焼材料を燃焼材料収納庫から前記燃焼室へと供給する燃焼材料供給装置、前記燃焼室に対する給気或いは排気を行うためのファン、及び燃焼室内の加熱された空気を送り出すファンの少なくとも一つであることを特徴としている。
【００１１】
また、この発明の他の態様に係る燃焼装置は、前記燃焼材料が、木質ペレットであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る燃焼装置によれば、燃焼材料を燃焼させる燃焼室での燃焼に伴って生じる燃焼温度により加熱すると共に燃焼室の外部温度で冷却することにより発生する温度差に基づき、熱発電モジュールが発電を行い、熱発電モジュールが発生する熱発電力を駆動力として作動する電動駆動手段に、熱発電モジュールが発生する熱発電力を用いて蓄電する蓄電装置から駆動力とする電力を供給し、燃焼室と横並びに、燃焼室とは壁で仕切られ空間を介して隔てられ燃焼室設置室内と連通する燃焼室外室を形成して、燃焼室のロストルに密着すると共に燃焼室外室に突出部を位置させた、熱伝導率の良い部材からなる燃焼温度伝達部を設け、熱発電モジュールを突出部に加熱側面を密着させて取り付け、燃焼室設置室内の室内温度が伝達される冷却側面に放熱部を取り付けたので、電動駆動手段で燃料の供給を行うことにより、停電等により電力供給が停止する商用電源を用いないで、燃料の供給を確実に行うことができ、更に、燃料供給に際し地球温暖化対策に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施の形態に係る燃焼装置の構成を模式的に示す断面説明図である。
【図２】熱発電モジュールで燃焼温度と外気温度との温度差を利用する場合の一例を示す説明図である。
【図３】スクリュー式ペレット搬送装置を備えた燃焼装置の構成を模式的に示す断面説明図である。
【図４】この発明の第２実施の形態に係るペレットストーブを模式的に示す縦断面による説明図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面による部分説明図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面による部分説明図である。
【図７】図４の放熱部の構成を示す斜視説明図である。
【図８】熱発電モジュールを煙突に装着した状態を示す煙突横断面による説明図である。
【図９】この発明の第３実施の形態に係る熱発電モジュールへの熱伝達方法を模式的に示す説明図である。
【図１０】熱発電モジュールへの熱伝達方法の他の例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（第１実施の形態）
図１は、この発明の第１実施の形態に係る燃焼装置の構成を模式的に示す断面説明図である。図１に示すように、ペレットストーブ（燃焼装置）１０は、ストーブ本体１１と燃料庫１２を有しており、何れも内部空間を有する箱型或いは円筒型からなるストーブ本体１１と燃料庫１２を、隣接空間Ｓを有して横並びに配置すると共に燃料供給路１３を介し連結して形成されている。
このペレットストーブ１０は、燃料（燃焼材料）として、バイオマス（植物資源）を由来とする再生可能な循環型エネルギーである木質ペレットＰを用いており、ストーブ本体１１の内部で木質ペレットＰを燃焼させることにより、ストーブ本体１１が設置された室内等を暖めることができる。
【００１５】
ストーブ本体１１の上端面（天板面）には、本体内部空間に連通すると共に上方へ略垂直に伸びて外気に開口する排気用の煙突１４が突設され、煙突１４の基部には、外気開口に向けて送風する排気ファン１５が設置されている。燃料庫１２の上端面（天板面）には、庫内上部に設けられたホッパ１６に連通する燃料投入口１２ａが開口すると共に、燃料投入口１２ａを開閉する蓋１７が設けられている。蓋１７を開けて、燃料投入口１２ａからホッパ１６に木質ペレットＰを投入することにより、ホッパ１６に木質ペレットＰを溜め置くことができる。ホッパ１６の下端にはペレット排出口１６ａが開けられており、ペレット排出口１６ａから、ホッパ１６に溜め置かれた木質ペレットＰが自然に落下する。
【００１６】
ストーブ本体１１の内部は、下部に設けた仕切り壁１８により、内部空間が、火気室（燃焼室）１９となる上部空間と、灰受皿２０を収納する下部空間に二分されており、仕切り壁１８の平面略中央には、周囲から一段下がった位置に、木質ペレットＰを載せて燃焼させる燃料棚としてのロストル（目皿）２１が設置されている。上部空間である火気室１９は、木質ペレットＰが燃焼する燃焼室として機能し、下部空間は、木質ペレット燃焼後にロストル２１から落下する灰を受ける灰受皿２０を置く灰受皿格納室となる。
火気室１９の上部本体前面側には、温風送出室２２が区画されている。温風送出室２２は、ストーブ本体１１の前面側外表面に開口する送風口２２ａを介して、ストーブ本体１１の外部に連通しており、温風送出室２２には、送風口２２ａからストーブ本体１１の外部に向けて火気室１９内の加熱された空気を送り出す送風ファン２３が設置されている。
【００１７】
火気室１９の下部本体後面側、即ち、仕切り壁１８の上方の本体後面側には、燃料庫１２からストーブ本体１１へ向かって下方傾斜配置されている燃料供給路１３の、ストーブ本体１１との連通口である、火気室口１３ａが開口している。火気室口１３ａには、燃料供給路１３を延長した状態で火気室１９の内部に突出するペレット案内部２４が設けられ、ペレット案内部２４は、その先端部を上方からロストル２１に臨ませている。
一端側が火気室１９に連通する燃料供給路１３の他端は、燃料庫１２側に開口する燃料庫口１３ｂを介して燃料庫１２内に連通しており、燃料庫口１３ｂは、ホッパ１６のペレット排出口１６ａの下方に位置している。
【００１８】
燃料庫口１３ｂとペレット排出口１６ａの間には、燃料庫口１３ｂの側方、且つ、ペレット排出口１６ａの下方に位置して、燃料庫１２に溜め置かれている木質ペレットＰを燃料供給路１３に送り込むためのドラム式ペレット供給装置２５が設置されている。ドラム式ペレット供給装置２５は、回転体であるドラム２５ａを有しており、ドラム２５ａは、外周面を、燃料庫口１３ｂとペレット排出口１６ａに臨ませつつペレット排出口１６ａから燃料庫口１３ｂへと移動するように、軸回転自在に軸支されている。ドラム２５ａの外周面には、複数の木質ペレットＰを収納することができる凹所からなる受部２５ｂが、周方向に略等間隔離間して複数個所（一例として４箇所を図示する）設けられている。
【００１９】
このドラム式ペレット供給装置２５は、例えば、モータ駆動によりドラム軸を中心として軸回転するが、回転により、ペレット排出口１６ａの下方で、ペレット排出口１６ａから排出された複数の木質ペレットＰを受部２５ｂに収納した後、木質ペレットＰを収納したまま燃料庫口１３ｂへと向かい、燃料庫口１３ｂに向けて受部２５ｂから木質ペレットＰを落下させる。落下した木質ペレットＰは、燃料庫口１３ｂから燃料供給路１３に入り込み、燃料供給路１３を傾斜に沿って滑り落ち火気室口１３ａへと向かい、火気室口１３ａからペレット案内部２４に案内されてロストル２１の上に落下する。このように、ドラム式ペレット供給装置２５の回転動作により、燃料庫１２に溜め置かれている木質ペレットＰが、燃料供給路１３を介して火気室１８の内部に設置されたロストル２１に継続して送り込まれる。
【００２０】
ロストル２１の下方には、着火用ヒータ２６が配置されている。着火用ヒータ２６は、先端をロストル２１の上面側に突出させており、通電されて発熱状態になることで、先端を覆ってロストル２１の上面側に堆積した木質ペレットＰが加熱され、木質ペレットＰに火が着く。このように、着火用ヒータ２６が木質ペレットＰに直接接触する他、送風ファン（図示しない）により、通電されて発熱状態になった着火用ヒータ２６に風を送って、着火用ヒータ２６からの熱風を木質ペレットＰに吹き付けることで、木質ペレットＰに火を着けても良い。
【００２１】
ロストル２１の下方の灰受皿格納室となる下部空間が区画された、ストーブ本体１１の下部には、ストーブ本体１１の外表面に開口し下部空間に連通する給気口２７が開けられており、下部空間には、給気口２７に臨んで、ストーブ本体１１外の空気を下部空間に吸い込んでロストル２１に供給するための給気ファン２８が設置されている。
そして、火気室１９の外側となる、ストーブ本体１１の外表面には、熱発電モジュール２９が取り付けられている。熱発電モジュール２９は、素子の表裏面に設けた加熱側面と冷却側面に温度差を与えると熱起電力を発生させるゼーペック効果を応用した熱電変換素子を用いたものであり、火気室１９の燃焼により加熱されたストーブ本体１１の外表面温度と、ペレットストーブ１０が設置された場所の雰囲気温度（設置場所温度）との温度差により熱発電を行うことができる。
【００２２】
つまり、ストーブ本体１１に取付けられた熱発電モジュール２９は、ストーブ本体１１において得られる温度差により、排気ファン１５、送風ファン２３、燃料供給ドラム２５、着火用ヒータ２６、給気ファン２７等、ペレットストーブ１０で使用される電動駆動手段の全て或いは一部を駆動する駆動電力を発生する。従って、ペレットストーブ１０で使用される電動駆動手段の少なくとも一部は、ペレットストーブ１０の加熱状態においてそれ自身の温度により機能する熱発電モジュール２９が発生する熱発電力を、電動駆動手段を駆動する電力、即ち、モータ駆動用の電力や着火用ヒータの熱源として利用する。
【００２３】
この熱発電モジュール２９は、所望の発電量に必要とする１個或いは複数個を、ストーブ本体１１の外表面の、例えば、燃料庫１２との隣接空間Ｓの燃料供給路１３の上方（一例として、図示する）或いは天板部に、加熱側面を外表面に密着させると共に冷却側面を隣接空間Ｓに露出させて配置する（図１参照）。熱発電モジュール２９が発生させた熱発電力は、燃料庫１２の内部下部空間に設置された蓄電池３０に送られ溜められる。
【００２４】
蓄電池３０は、蓄電池３０の出力電力で駆動させようとする電動駆動手段に接続されており、これらの電動駆動手段は、作動スイッチ（図示しない）のオン（ＯＮ）操作により蓄電池３０と通電状態になって蓄電池３０から電力が供給され、駆動される。蓄電池３０を用いることにより、熱発電モジュール２９が機能していないペレットストーブ１０の稼動開始時に、ロストル２１上の木質ペレットＰに着火する着火用ヒータ２６、及び木質ペレットＰをロストル２１上に送り込むドラム式ペレット供給装置２５を作動させることができる。
【００２５】
熱発電モジュール２９の配置場所としては、熱発電モジュール２９の加熱側面と冷却側面との温度差が、必要とする発生電力を生じさせる温度差を確保することができる場所であればどこでも良い。大きな発生電力を必要とする場合は、例えば、火気室１８の内部における燃焼温度とペレットストーブ１０が設置された建屋の外の外気温度との温度差を利用すればよい。このため、火気室１８の燃焼温度を加熱側面に伝達する手段と、建屋外の外気温度を冷却側面に伝達する伝達手段を設ける。
【００２６】
図２は、熱発電モジュールで燃焼温度と外気温度との温度差を利用する場合の一例を示す説明図である。図２に示すように、火気室１８の内部に燃焼温伝導体（燃焼温度伝達手段）３１を、ペレットストーブ１０が設置された建屋の外に外気温伝導体（外気温度伝達手段）３２を、それぞれ設置する。燃焼温伝導体３１及び外気温伝導体３２は、何れも温度伝達に優れた部材により形成されており、燃焼温伝導体３１は、木質ペレットＰが燃焼する時のペレット燃焼温度が直接伝わるように、その温度検出端を燃焼炎に近づけて配置され、外気温伝導体３２は、建屋外の外気温度が直接伝わるように、その温度検出端を外気に露出させて配置されている。
【００２７】
燃焼温伝導体３１は、熱発電モジュール２９の加熱側面に連結され、外気温伝導体３２は、熱発電モジュール２９の冷却側面に連結されており、燃焼温伝導体３１の温度検出端により検出したペレット燃焼温度を加熱側面に伝達し、外気温伝導体３２の温度検出端により検出した外気温度を冷却側面に伝達する。なお、燃焼温伝導体３１及び外気温伝導体３２は、何れか一方のみを用いても両方共に用いても良く、両方共に用いた場合、最も温度差が大きくなる。
【００２８】
次に、上記構成を有するペレットストーブ１０の作用について説明する。
先ず、燃料庫１２の蓋１７を開けて、ホッパ１６内に溜め置かれている木質ペレットＰの量を確認し、必要があれば、燃料投入口１２ａから木質ペレットＰを投入してホッパ１６内に木質ペレットＰを補給する。
次に、ペレットストーブ１０の作動スイッチ（図示しない）をオン（ＯＮ）操作して、ペレットストーブ１０を稼動開始状態にする。これにより、蓄電池３０から電力が供給されてドラム式ペレット供給装置２５、着火用ヒータ２６と共に、排気ファン１５、給気ファン２７が作動可能状態になり、ドラム式ペレット供給装置２５が作動を開始し、着火用ヒータ２６が加熱状態になり、排気ファン１５と給気ファン２７が送風を開始する。
【００２９】
ドラム式ペレット供給装置２５が作動を開始することにより、ホッパ１６内の木質ペレットＰが燃料供給路１３を経てロストル２１へ送り込まれ、ロストル２１の上に積み重なった状態になり、この木質ペレットＰに接触する着火用ヒータ２６が加熱状態になることにより、ロストル２１上の木質ペレットＰに火が着く。このとき、給気ファン２７によって、ロストル２１の下方の下部空間に外気が引き込まれ、下方からロストル２１に空気が供給される。
【００３０】
その後、火が着いた木質ペレットＰを起点にしてロストル２１上に積み重なった複数の木質ペレットＰに着火することにより、燃焼が拡大すると共に燃焼が継続し、安定した燃焼状態が続いて火気室１８の内部温度が設定温度になると、送風ファン２３が作動する。送風ファン２３の作動により、温風送出室２２から送風口２２ａを介して、火気室１９内の木質ペレットＰの燃焼により加熱された空気がストーブ本体１１の外部に向けて送り出される。
【００３１】
従って、ペレットストーブ１０が設置された場所では、木質ペレットＰの燃焼に伴って発生した熱がストーブ本体１１からの輻射熱として、ストーブ本体１１の外側周囲に放散されるのに加え、火気室１９内の加熱された空気が、送風ファン２３により送風口２２ａからストーブ本体１１の外部に向けて送り出されるので、ペレットストーブ１０が設置された室内等を効率良く暖めることができる。
なお、ペレットストーブ１０において、燃料庫１２に溜め置かれている木質ペレットＰの燃料供給路１３への送り込みを、ドラム式ペレット供給装置２５の代わりにスクリュー式ペレット搬送装置を用いて行っても良い。
【００３２】
図３は、スクリュー式ペレット搬送装置を備えた燃焼装置の構成を模式的に示す断面説明図である。図３に示すように、スクリュー式ペレット搬送装置３３は、スクリュー軸３３ａの周囲に螺旋状の羽部３３ｂを連続して設けた回転体により形成されており、燃料供給路１３の燃料庫口１３ｂの下方に位置するホッパ１６のペレット排出口１６ａから、燃料庫口１３ｂに向かって上向き傾斜配置されている。スクリュー式ペレット搬送装置３３の場合、ペレット排出口１６ａを燃料庫口１３ｂの下方（最も低い場合、燃料庫１２の底部）に位置させることができるので、ドラム式ペレット供給装置２５を用いた場合に比べ、ホッパ１６の木質ペレットＰを収納する容量を増やすことができる。
【００３３】
このスクリュー式ペレット搬送装置３３は、例えば、モータ駆動によりスクリュー軸３３ａを中心として軸回転するが、回転により、ペレット排出口１６ａの下方で、ペレット排出口１６ａから排出された複数の木質ペレットＰを羽部３３ｂに受け止めた後、木質ペレットＰを載せたまま燃料庫口１３ｂへと向かい、燃料庫口１３ｂで羽部３３ｂから木質ペレットＰを落下させる。落下した木質ペレットＰは、燃料庫口１３ｂから燃料供給路１３に入り込み、燃料供給路１３を傾斜に沿って滑り落ち火気室口１３ａへと向かい、火気室口１３ａからペレット案内部２４に案内されてロストル２１の上に落下する。このように、スクリュー式ペレット搬送装置３３の回転動作により、燃料庫１２に溜め置かれている木質ペレットＰが、燃料供給路１３を介して火気室１８の内部に設置されたロストル２１に送り込まれる。
【００３４】
上述したように、ペレットストーブ１０において発生させた電力は、ロストル２１へ木質ペレットＰを供給するためのドラム式ペレット供給装置２５或いはスクリュー式ペレット搬送装置３３、火気室１８に対する給気のための給気ファン２８と排気のための排気ファン１５、火気室１８からの送風のための送風ファン２３を、それぞれ駆動することができ、また、ロストル２１の自動清掃を行うための清掃手段を備えて清掃手段を駆動することもできる。ロストル２１の自動清掃を行うことにより、ロストル２１から燃焼後の灰が除去されて火気室１８での継続した燃焼ができ、ペレットストーブ１０の２４時間継続稼動が可能になる。
【００３５】
また、ペレットストーブ１０に蓄電池３０を備えることにより、ペレットストーブ１０の初期動作に必要な電力を供給することができる上に、ペレットストーブ１０で使用される電動駆動手段を、燃焼状態による熱発電力の変動に影響されること無く、常時安定して作動させることができる。更に、１００［Ｖ］出力用電源コンセントを備えれば、災害時等に起こる停電に際し一般的な電気器具等の電力供給源として使用することができる。
また、ストーブ本体１１を、火気室１８で薪を燃焼させることも可能な構造にして、ペレットストーブ１０を薪ストーブとしても使用することができるようにしても良い。
【００３６】
（第２実施の形態）
図４は、この発明の第２実施の形態に係るペレットストーブを模式的に示す縦断面による説明図、図５は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面による部分説明図、図６は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面による部分説明図、図７は、図４の放熱部の構成を示す斜視説明図である。
【００３７】
図４から図６に示すように、ペレットストーブ４０は、燃料庫１２の下部がストーブ本体１１と一体化して、ストーブ本体１１と燃料庫１２の下方に電池収納部４１を有し、熱発電モジュール２９が燃料庫１２に配置されると共に、燃焼温度伝達部４２、及び熱発電モジュール２９に装着された放熱部４３を備えている。また、送風口２２ａが開けられた温風送出室２２が設けられない火気室４４を有し、排気ファン１５、送風ファン２３、給気ファン２８の３個のファンの代わりに、第１送風ファン４５、第２送風ファン４６の２個のファン、及び第１送風ファン４５の送風路４７を備えている。その他の構成は、第１実施の形態に係るペレットストーブ（図３参照）と同様である。
【００３８】
燃料庫１２は、ストーブ本体１１の仕切り壁１８の下方で、ストーブ本体１１と一体化しており、ストーブ本体１１とはストーブ本体１１の壁部１１ａにより仕切られている。ストーブ本体１１と燃料庫１２を仕切る壁部１１ａに開口する給気口２７は、燃料庫１２に配置された送風路４７に連通し、送風路４７のストーブ本体１１への開口部となる。
電池収納部４１は、ストーブ本体１１と燃料庫１２を載置した状態にストーブ本体１１及び燃料庫１２と一体的に形成されており、ストーブ本体１１及び燃料庫１２から独立した蓄電池３０を収納する内部空間を有している。
【００３９】
燃焼温度伝達部４２は、熱伝導率の良い板状部材からなり、燃焼温度を効率良く伝達することができるように、火気室４４のロストル２１の下面に密着して壁状にロストル２１を取り囲むと共に、両端をそれぞれ突出部４２ａとして壁部１１ａを貫通し燃料庫１２の内部に略平行に位置させている（図６参照）。両突出部４２ａ，４２ａのそれぞれの対向面側には、放熱部４３が装着された熱発電モジュール２９が、例えば２個縦置き状態に加熱側面（吸熱側）を密着させて取り付けられている。
【００４０】
この燃焼温度伝達部４２により、ペレットＰの燃焼によって加熱されたロストル２１の温度が熱発電モジュール２９の加熱側面（吸熱側）に伝達される。ロストル２１における燃焼温度が高く、燃焼温度伝達部４２を介して熱発電モジュール２９に伝達される温度が許容限度を超えて高くなる場合、燃焼温度伝達部４２に、例えば表裏面を貫通する孔を開ける等、必要に応じて燃焼温度伝達部４２の温度伝達能力が低くなるように調整する。
【００４１】
図７に示すように、放熱部４３は、例えば３本のヒートパイプ４８を、その長手方向側面を露出させて横並びに放熱フィン４９に組み込んで形成されており、ヒートパイプ４８が上下方向に位置する縦置き状態に、各ヒートパイプ４８の露出面を熱発電モジュール２９の冷却側面（放熱側）に密着させて取り付けられている。熱発電モジュール２９に取り付けられた放熱部４３は、ヒートパイプ４８と放熱フィン４９を、ストーブ本体１１及び燃料庫１２と電池収納部４１を仕切る壁部４１ａを貫通して電池収納部４１の内部空間に突出させている（図４，５参照）。
【００４２】
ヒートパイプ４８と放熱フィン４９の突出側略半分が位置する電池収納部４１の内部空間は、火気室４４と、仕切り壁１８及び壁部１１ａで仕切られ、ロストル２１の下方の灰受皿２０を収納する空間及び燃料庫１２の内部空間を介して隔てられているため、燃焼温度が伝わり難い。このため、ヒートパイプ４８と放熱フィン４９による冷却機能を発揮する環境として好適であり、放熱部４３による放熱作用を効果的に働かせることができる。
【００４３】
このように、熱発電モジュール２９を、燃焼温度伝達部４２を介して、燃焼中の火気室４４とは壁部１１ａにより仕切られている燃料庫１２の内部に位置させることにより、十分な加熱（吸熱）及び冷却（放熱）ができるので効率的な発電が可能になる。つまり、熱発電モジュール２９は、燃焼中のロストル２１に接触配置された燃焼温度伝達部４２を介して燃焼温度により加熱（吸熱）することができると同時に、燃焼中の火気室４４とは壁部１１ａにより仕切られて遮断された燃料庫１２の内部に配置されているので、ストーブ本体１１の外部温度である室内温度に準じた燃料庫内温度で冷却（放熱）することができる。
【００４４】
また、熱発電モジュール２９が配置される燃料庫１２は、燃焼中の火気室４４とは壁部１１ａにより仕切られているので、燃料庫１２の内部の最大温度を、熱発電モジュール２９が破壊されないための使用耐熱温度以下にすることができ、熱発電モジュール２９の使用環境を安定して確保することができる。
図４から図６に示すように、燃焼温度伝達部４２の両突出部４２ａ，４２ａに対向配置された両放熱部４３，４３の間には、送風路４７が配置されており、送風路４７は、一端がストーブ本体１１の壁部１１ａに開口する給気口２７に連通し、他端は両放熱部４３，４３より燃料庫１２の内側に位置している。この送風路４７の他端には、第１送風ファン４５が取り付けられている。
【００４５】
第１送風ファン４５は、ファン回転動作により、送風路４７を介して給気口２７へ向けて送風することができ、燃料庫１２の内部に取り込まれた、ペレットストーブ４０が設置された室内の空気が燃焼用空気としてロストル２１に送り込まれる。これにより、ロストル２１での燃料（ペレットＰ）の燃焼効率を向上させることができる。
【００４６】
第２送風ファン４６は、燃料庫１２の内部の、放熱部４３の上方近傍、即ち、放熱フィン４９の上端上方近傍に配置されており、ファン回転動作により、燃料庫１２の内部空気を放熱フィン４９の冷却用空気として、放熱フィン４９の下端側から放熱フィン４９を通り抜けて上端側へと吸い込むことができる（図５参照）。この冷却用空気の吸い込み作用に伴って、放熱部４３の放熱作用により暖められた空気と共にストーブ本体１１の周囲の暖められた空気が温風として、ペレットストーブ４０を設置した室内空間へと放出される（図５参照）。これにより、放熱フィン４９を効率良く冷却することができると共に、火気室４４での燃焼に伴って暖められた空気により効果的に室内を暖めることができる。
【００４７】
なお、第２送風ファン４６の配置位置は、放熱部４３の上方に限られるものではなく、燃料庫１２の内部の、放熱部４３の下方、即ち、放熱フィン４９の下端下方でも良い。これにより、冷却用空気の吸い込みを同様に行うことができる。
上記構成を有するペレットストーブ４０にあって、熱発電モジュール２９には、燃焼温度伝達部４２を介して燃焼中のロストル２１の温度（例えば、約３５０℃）が伝達されると共に、ストーブ本体１１の外部温度である室内温度が伝達されることにより、熱発電モジュール２９による発電が行われる。
【００４８】
熱発電モジュール２９を設置する場所としては、加熱（吸熱）側と冷却（放熱）側の温度差が約１５０℃から約２５０℃得られることが望ましく、例えば加熱（吸熱）側が約２８０℃、冷却（放熱）側が約３０℃、温度差が約２５０℃の条件において、熱発電モジュール１枚当たり、約８Ｖ−２４Ｗの電力を供給することができる。
このように、熱発電モジュール２９に燃焼温度を伝える燃焼温度伝達部４２を、温度が安定しているので温度管理がし易いロストル２１の周辺に配置する（図４〜６参照）ことにより、熱発電モジュール２９に伝える温度として、燃焼するペレットＰが少ない弱運転設定時でも約２００℃を確保することができ、燃焼するペレットＰが多い強運転設定時には２００℃以上を得ることができる。上述した例では、燃焼温度伝達部４２を介して熱発電モジュール２９の加熱（吸熱）側に約１８０℃から約２８０℃の熱が伝達される。
【００４９】
また、熱発電モジュール２９は、燃焼中の火気室４４とは壁部１１ａにより仕切られた燃料庫１２に設置されて（図４，６参照）おり、更に、ヒートパイプ４８と放熱フィン４９からなる放熱部４３が装着されている（図４〜７参照）ので、冷却（放熱）側の冷却効果を高めることかできる。加えて、熱発電モジュール２９によって発電された電力を使用して第２送風ファン４６を作動させることにより、放熱フィン４９の放熱効果を高めて冷却（放熱）側の冷却をより効率的に行うことができる。よって、熱発電モジュール２９の冷却（放熱）側を３０℃以下にすることができる。
【００５０】
つまり、熱発電モジュール２９が発電するために必要とする、加熱（吸熱）側と冷却（放熱）側の温度差は約１５０℃から約２５０℃であり、この範囲の温度を安定して維持できる場所がロストル２１の周辺であることから、燃焼温度伝達部４２をロストル２１の周辺に設置している。
熱発電モジュール２９によって発電された電力は、整流器（図示しない）を介して電池収納部４１の蓄電池３０に蓄えられ、蓄電池３０から、燃焼用の第１送風ファン４５、冷却用の第２送風ファン４６、及び燃料（ペレットＰ）供給用のスクリュー式ペレット搬送装置３３のそれぞれの駆動手段（例えば、駆動モータ）に、駆動用電力として供給される。
【００５１】
従って、燃焼温度伝達部４２の突出部４２ａに取り付けられる熱発電モジュール２９の数を調整することにより、駆動用電力として必要とする電力量（例えば４個で最大９６Ｗの電力）を確保することができる。また、熱発電モジュール２９によって発電された電力が蓄電池３０に蓄えられることにより、ペレットストーブ４０におけるペレット燃焼開始前の初期作動に使用することができるばかりでなく、駆動用電力として安定した供給ができる。
【００５２】
熱発電モジュール２９は、放熱部４３と共に排気用の煙突１４に装着してもよい。
図８は、熱発電モジュールを煙突に装着した状態を示す煙突横断面による説明図である。図８に示すように、熱発電モジュール２９は、煙突１４の高さ方向任意の位置の外周に取り付けた、外周を互いに略直角で交わる４面で囲む取付け部材５０を介して装着されている。取付け部材５０の例えば４面それぞれに装着された計４個の熱発電モジュール２９は、加熱（吸熱）側に例えば棒状部材からなる燃焼温度伝達部５１を、冷却（放熱）側にヒートパイプ４８と放熱フィン４９からなる放熱部４３を、それぞれ取り付けている。
【００５３】
燃焼温度伝達部５１は、煙突内面に略直交して突出する突出先端を排煙通路となる煙突１４の内部空間に位置させており、放熱部４３は、煙突外側に放熱フィン４９を露出させている。熱発電モジュール２９には、加熱（吸熱）側に、燃焼温度伝達部５１を介して煙突１４の内部を通過する排煙の温度が伝達されると共に、冷却（放熱）側に、煙突１４が位置する箇所の温度（室内温度或いは外気温度）が伝達されて、熱発電モジュール２９が発電する。
【００５４】
熱発電モジュール２９を設置する、煙突１４の高さ方向任意の位置としては、必要とする発電量を熱発電モジュール２９によって発電することができる、加熱（吸熱）側と冷却（放熱）側の温度差が得られる位置であれば良い。
つまり、燃焼温度伝達部４２及び燃焼温度伝達部５１は、燃焼室での燃焼に伴って発生した熱を前記熱発電モジュールの加熱部に伝達する燃焼温度伝達手段として機能する。
【００５５】
上述したように、ペレットストーブ４０においても、第１実施の形態のペレットストーブ１０と同様の作用・効果を奏することができる。即ち、ペレットストーブ４０において発生させた熱発電力を駆動力として、電動駆動手段である、第１送風ファン４５、第２送風ファン４６、及びスクリュー式ペレット搬送装置３３の、少なくとも一つの駆動手段（例えば、駆動モータ）を作動させることができ、また、蓄電池３０を備えることにより、ペレットストーブ１０の初期動作に必要な電力を供給することができる。
【００５６】
なお、上記説明は、燃焼装置の一例としてペレットストーブ１０，４０について行ったが、燃焼装置としては、ペレットストーブ１０，４０に限るものではなく、上記ペレットストーブと同様の燃焼機能及び熱発電モジュールを備えたボイラー或いは温水器等の燃焼装置にも適用することができる。つまり、ボイラー或いは温水器等を含む燃焼装置において使用される電動駆動手段の少なくとも一部は、この燃焼装置の加熱状態においてそれ自身の温度により機能する熱発電モジュールが発生する熱発電力を駆動電力として、駆動することができる。
【００５７】
（第３実施の形態）
図９は、この発明の第３実施の形態に係る熱発電モジュールへの熱伝達方法を模式的に示す説明図である。図９に示すように、熱発電モジュール２９は、ボイラー（燃焼装置）５２で発生した蒸気（飽和蒸気）の供給通路となる熱伝導パイプ（燃焼温度伝達手段）５３の外周に装着されており、例えば工場等で使用される大型の燃焼装置が燃焼に伴って発生する熱を熱発電モジュール２９に伝達する。
【００５８】
ボイラー５２は、蒸気を発生させる蒸気発生部５４を備えており、この蒸気発生部５４には、例えば水を供給することにより、供給された水を溜め置くことができる。蒸気発生部５４に溜め置かれた水は、燃焼室（火炉）（図示しない）での燃焼に伴って加熱され、水蒸気を発生させる。燃焼室で燃焼させる燃料（燃焼材料）は、バイオマス（植物資源）を由来とする再生可能な循環型エネルギーである木質ペレットＰを用いるが、これに限るものではなく、他の燃料を用いてもよい。
【００５９】
熱伝導パイプ５３は、ボイラー５２の蒸気発生部５４に連通しており、蒸気発生部５４で発生した水蒸気（飽和水蒸気）は、パイプ内部にあってボイラー５２の内部を通過する際、加圧状態の下で加熱されることにより、所定の温度（約２００℃から約３００℃）の飽和水蒸気又は過熱水蒸気となる。
ここで、飽和蒸気とは沸点で蒸発した状態の蒸気を言い、過熱蒸気とは飽和蒸気を一定圧力下で加熱したものを言う。
【００６０】
なお、例えば２８０℃が飽和温度となる蒸気の圧力は、ゲージ圧力で６．３２ＭＰａであり、圧力の制御により必要温度を得ることができることから、飽和水蒸気又は過熱水蒸気の温度は、ボイラー５２の蒸気発生部５４に供給する給水量を変化させることにより調整することができる。
熱伝導パイプ５３のボイラー５２の外部に位置する部分には、熱伝導パイプ５３に加熱（吸熱）側を接触させて熱発電モジュール２９が装着されており、ボイラー５２の高熱を利用して発生させた飽和水蒸気又は過熱水蒸気がパイプ内部にあって熱発電モジュール２９が装着された位置を通過することにより、過熱水蒸気又は飽和水蒸気の熱が熱発電モジュール２９の加熱（吸熱）側に伝達される。
【００６１】
熱発電モジュール２９の冷却（放熱）側には、例えばヒートパイプ４８と放熱フィン４９からなる放熱部４３等の冷却装置が取り付けられている（図示しない）。
このように、熱発電モジュール２９に熱を伝達するのに所定温度の飽和水蒸気又は過熱水蒸気を用いたため、水蒸気は均一に熱を伝達することができるという特性を利用して、熱伝導パイプ５３の長手方向に複数個（一例として、３個を図示）設置した熱発電モジュール２９のそれぞれの加熱（吸熱）側に、略同一の温度を伝達することができる。熱が伝達された熱発電モジュール２９によって発電された電力は、蓄電池３０に蓄えられ、蓄電池３０から、ボイラー５２の燃焼に必要な電力（燃料供給装置や給排気・冷却用のファン等の駆動用電力）として供給される。
【００６２】
熱伝達に使用された飽和水蒸気又は過熱水蒸気は、熱伝導パイプ５３の熱発電モジュール２９が装着された位置を通過した後、放熱・冷却し液化させることによりボイラー５２の蒸気発生部５４に供給して再利用し、或いはそのまま室内等に放出して室内等の暖房や乾燥に利用することができる。
なお、所定温度の飽和水蒸気又は過熱水蒸気は、ボイラー５２の熱源（図示しない）により直接加熱して発生させる場合に限るものではなく、ボイラー５２の排気により加熱して発生させても良い。
【００６３】
図１０は、熱発電モジュールへの熱伝達方法の他の例を模式的に示す説明図である。図１０に示すように、蒸気発生部５４、及び所定温度の飽和水蒸気又は過熱水蒸気を伝達する熱伝導パイプ（燃焼温度伝達手段）５５は、ボイラー（燃焼装置）５２の排気通路となる排気管５２ａの内部に配置されており、熱伝導パイプ５５は、蒸気発生部５４との連通部近傍が螺旋状に形成されると共に、排気管５２ａの外部に位置する部分に熱発電モジュール２９が装着されている。その他の構成及び作用は、ボイラー５２の内部に蒸気発生部５４を備えた場合（図９参照）と同様である。
【００６４】
排気管５２ａの内部に配置された蒸気発生部５４に、例えば水を供給することにより、蒸気発生部５４に溜め置いた水が排気管５２ａを通るボイラー５２の排気により加熱されて、水蒸気を発生させ、発生した水蒸気が、熱伝導パイプ５５の内部にあって排気管５２ａの内部を通過する際、加圧状態の下で加熱されることにより、所定の温度（約２００℃から約３００℃）の飽和水蒸気又は過熱水蒸気となる。熱伝導パイプ５５を螺旋状に形成したことで、ボイラー５２からの排気が持つ熱気を高い温度のまま長い距離にわたって熱伝導パイプ５５に当てることができるので、パイプ内を通る水蒸気を確実に、且つ、効率良く加熱することができる。
【００６５】
ボイラー５２の排気を利用して発生させた飽和水蒸気又は過熱水蒸気が、熱伝導パイプ５５の内部にあって熱発電モジュール２９が装着された位置を通過することにより、過熱水蒸気又は飽和水蒸気の熱が熱発電モジュール２９の加熱（吸熱）側に伝達される。
このように、ペレットストーブ１０，４０、ボイラー５２、或いは温水器等を含む燃焼装置にあっては、燃焼装置における燃焼に必要な電力を、燃焼装置それ自身において発生させることができる。つまり、燃焼装置において使用される電動駆動手段の少なくとも一部は、この燃焼装置の燃焼状態において燃焼装置自身が発生させる燃焼温度により機能する熱発電モジュールが発生する熱発電力を駆動電力として、駆動することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
この発明によれば、停電等により電力供給が停止する商用電源を用いないで、燃料の供給等を確実に行うことができ、更に、燃料供給等に際し地球温暖化対策に寄与することができるので、燃焼室を有する燃焼装置、特に、木質ペレットを燃焼材料として燃焼室で燃焼させる燃焼装置に最適である。
【符号の説明】
【００６７】
１０，４０  ペレットストーブ
１１  ストーブ本体
１１ａ  壁部
１２  燃料庫
１２ａ  燃料投入口
１３  燃料供給路
１３ａ  火気室口
１３ｂ  燃料庫口
１４  煙突
１５  排気ファン
１６  ホッパ
１６ａ  ペレット排出口
１７  蓋
１８  仕切り壁
１９，４４  火気室
２０  灰受皿
２１  ロストル
２２  温風送出室
２２ａ  送風口
２３  送風ファン
２４  ペレット案内部
２５  ドラム式ペレット供給装置
２５ａ  ドラム
２５ｂ  受部
２６  着火用ヒータ
２７  給気口
２８  給気ファン
２９  熱発電モジュール
３０  蓄電池
３１  燃焼温伝導体
３２  外気温伝導体
３３  スクリュー式ペレット搬送装置
３３ａ  スクリュー軸
３３ｂ  羽部
４１  電池収納部
４１ａ  壁部
４２，５１  燃焼温度伝達部
４２ａ  突出部
４３  放熱部
４５  第１送風ファン
４６  第２送風ファン
４７  送風路
４８  ヒートパイプ
４９  放熱フィン
５０  取付け部材
５２  ボイラー
５２ａ  排気管
５３，５５  熱伝導パイプ
５４  蒸気発生部
Ｐ  木質ペレット
Ｓ  隣接空間
【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】
0005410567.tif 000009
【図９】
0005410567.tif 000010
【図１０】
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