(57)【要約】【課題】薪を燃料とした暖房用のストーブでは、燃焼室を囲む壁面から熱を放熱するため、燃焼効率が悪く、煤や煙などを発生するとともに、熱源として利用できる部位は、暖房機の近傍に限られる。さらに、暖房もしくは熱源として利用できるのは、燃焼室と垂直煙道部からの放熱、つまり輻射熱、対流熱に限られるいう課題がある。【解決手段】ロケットストーブにおいて、外部垂直煙道の外壁に沿って高さ方向に区画された複数の空気室を設けると共に各空気室は細穴で互いに連通し、また下部空気室には空気流入口を、上部空気室には空気排出口を形成した。また外部垂直煙道の内壁に、水管をコイル状に巻装するとともにその下方に水供給口を、上方に熱水取出口を設けた。さらに水平煙道を温室内部まで延伸するとともに、同温室外で垂直煙突に接続した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略垂直な焚口と、同焚口に接続し略水平方向に延びる燃焼室と、同燃焼室の先端から垂直に立ちあがる内部垂直煙道と、同内部垂直煙道に接続され内部垂直煙道の周囲に形成された外部垂直煙道と、同外部垂直煙道の下方に接続された水平煙道とから成り、前記燃焼室及び前記内部煙道を断熱材で被覆したいわゆるロケットストーブにおいて、前記外部垂直煙道の外壁に沿って高さ方向に区画された複数の空気室を設けると共に各空気室は細穴で互いに連通し、また下部空気室には空気流入口を、上部空気室には空気排出口を形成したことを特徴とする薪などを燃料とする暖房機
【請求項２】
前記外部垂直煙道の内壁に、水管をコイル状に巻装するとともにその下方に水供給口を、上方に熱水取出口を設けたことを特徴とする請求項１記載の暖房機。
【請求項３】
前記水平煙道を温室内部まで延伸するとともに、同温室外で垂直煙突に接続したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の暖房機
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  薪や間伐材、竹、建築廃材、おがくずなどを燃料とした温室向けや乾燥用としての暖房機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、薪や間伐材を燃料とした暖房機やストーブにはいろんなものが考えられているが、いずれも燃焼室を囲む壁面から熱を放熱するタイプである。このため、燃焼室の温度が高温にならず、燃焼効率が悪く、煤や煙が多量に排出し、また昇温も不十分である。【０００３】  また、最近、ロケットストーブと称し、燃料が燃える燃焼室や後部の垂直煙道を断熱材で保温して燃焼温度を高温に保ち、そこで生じる上昇気流を利用することで燃焼用の空気を燃焼部に吸引するとともに、燃料から生じた未燃分の完全燃焼を図っている技術がある。【０００４】  この薪ストーブの一種であるロケットストーブと呼ばれる燃焼方式は、下部の加熱部の燃焼ガスが断熱材で仕切られた燃焼ガス上昇部で上に上昇し、次に隣接する断熱部で仕切られた燃焼ガス下降部に下降し、次に放熱配管に送られる構成である。この燃焼方式は燃焼効率が良く、煙の発生量も少なく、１９８０年代の米国において実用化された方式である。（特許文献１参照）【０００５】  廃材を上手に使って手作りできるロケットストーブは、ヒートライザーと呼ばれる煙突とバーントンネルと呼ばれる燃焼室に構造的な特徴がある。ヒートライザーと呼ばれる煙突は断熱されているので煙突の中の空気はすぐに温められ、煙突内に強烈な上昇気流が生じる。つまり、長さが短くても引きの強い煙突になる。火をつけた後、焚き口から煙が出てこないのはこのためである。また煙突内は蓄熱もされるので、薪が燃えて弱火になっても煙突効果を維持しやすいという特徴も兼ねている。  次にバーントンネルという燃焼室であるが、これもヒートライザーと同様に断熱（蓄熱）する。すると燃焼室の温度がどんどん上がり、煙突までの比較的長い間高温状態を保つので、燃焼ガスが十分に化学変化を起こして燃え、完全燃焼に近い形になる。少ない薪でも効率よく燃えるという特徴がある。（非特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４５３２４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ロケットスト−ブ  １６頁〜１７頁、３０頁〜３１頁  発行；日本ロケットストーブ普及協会  著者；イアント・エバンス＋レスリー・ジャクソン  発行日；２００９年１２月２４日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  従来の薪を燃料とした暖房用のストーブでは、燃焼室を囲む壁面から熱を放熱するため、燃焼室の温度が高温に至らない。そのため、燃焼効率が悪く、煤や煙などを発生する。また特許文献１に記載の技術は、燃料とする薪を連続的に供給する技術を提案しているが、熱源として利用できる部位は、暖房機の近傍に限られる。さらに、非特許文献１に記載の技術においても、暖房もしくは熱源として利用できるのは、燃焼室と垂直煙道部からの放熱、つまり輻射熱、対流熱に限られ、熱源として利用する部位は暖房機の近傍に限られてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  略垂直な焚口と、同焚口に接続し略水平方向に延びる燃焼室と、同燃焼室の先端から垂直に立ちあがる内部垂直煙道と、同内部垂直煙道に接続され内部垂直煙道の周囲に形成された外部垂直煙道と、同外部垂直煙道の下方に接続された水平煙道とから成り、前記焚口、前記燃焼室及び前記内部煙道を断熱材で被覆したいわゆるロケットストーブにおいて、前記外部垂直煙道の外壁に沿って高さ方向に区画された複数の空気室を設けると共に各空気室は細穴で互いに連通し、また下部空気室には空気流入口を、上部空気室には空気排出口を形成する。また前記外部垂直煙道の内壁に、水管をコイル状に巻装するとともにその下方に水供給口を、上方に熱水取り出し口を設けるようにした。更に前記水平煙道を温室内部まで延伸するとともに、同温室外で垂直煙突に接続した
【発明の効果】
【００１０】  外部垂直煙道の外壁に沿って高さ方向に区画された複数の空気室を設けることで、外部垂直煙道の壁面からの放熱を効率よく吸収し、通過する空気の温度を昇温する。この昇温した空気を新たな熱源として取り出し、暖房機から離れた場所の暖房が可能となる。【００１１】  また、外部垂直煙道の燃焼ガスの温度低下を図り、ガス密度の上昇による下降速度を増加し、内部垂直煙道の上昇流を促進し、ひいては、燃焼部への外気の吸引力を増加し、燃焼性の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１実施例を示す全体構造の縦断面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視図
【図３】本発明の１実施例を示す上面図
【図４】本発明暖房機の利用例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。１は、略垂直に立設された薪やおが屑などの燃料の焚口、２は、同焚口１に接続し略水平方向に延びる燃焼室で通常バーントンネルと呼ばれる。３は同燃焼室の先端から垂直に立ちあがる内部垂直煙道で通常ヒートライザーと呼ばれる。４は、同内部垂直煙道３の上部に接続され内部垂直煙道の周囲に形成された外部垂直煙道、５は同外部垂直煙道４の下方に接続された水平煙道である。６，７は、前記燃焼室２及び前記内部煙道３をそれぞれ被覆する断熱材である。
【００１４】  ９は、外部垂直煙道４の外壁に沿って形成された空気室で、同空気室９は高さ方向に複数に仕切り板８により区画されるとともに互いの空気室９は前記仕切り板８に穿設された細穴１０により連通されている。また、下部の空気室には空気流入口１１が、上部空気室には空気排出口１２が形成されている。１３は、空気排出口１２からの温風を送風するための送風フアンである。１４は、内部垂直煙道３を被覆する断熱材７即ち外部垂直煙道４の内壁に沿って略螺旋状に巻装された水管で、１５がその水入口、１６が熱水出口である。
【００１５】  図４において、１７は、温室１８内を通過させた水平煙道５の先端部に形成された垂直煙突である。１９は送風フアン１３により送られた熱風を利用するための乾燥機である。また、２０は、前記水管１４へ水を供給するとともに水管１４から出てきた熱水を受入れる流体タンクである。２１は、この流体タンク２０から延びて温室１８内に張り巡らされた温水パイプであり、最後は前記流体タンク２０に戻るように構成されている。
【００１６】  このような装置において、まず焚口１の下にしわくちゃにした新聞紙を一枚置き、マッチで火をつけ、点火したらもう一枚の新聞紙を落とし込み、炎に勢いがついたら薪を立てかける。細い薪に火がつけばあとは大きな薪に燃え移る。着火した炎は、燃焼室２から内部垂直煙道３に向かう。なお、薪のほかに建築廃材も長いまま、燃料として燃やすことができるし、火力の強い竹やおがくずも燃料として使用することができる。
【００１７】  断熱された燃料室２で炎が高温になり、炎は９０度に立ち上がった内部垂直煙道３に進み、そこで強烈な上昇気流が発生する。燃料室２から突然９０度に折れる構造のため、内部垂直煙道３内では上昇気流が乱気流となる。これにより未燃焼ガスが酸素とほどよくミッックスされ、さらに燃焼が進み、温度が高くなる。強烈な上昇気流で押し上げられた温風が、今度は１８０度方向を変え、下に向かって外部垂直煙道４中に押し出されることになる。
【００１８】  まだ暖かいガスは、外部垂直煙道４から９０度折れ曲がって水平煙道５を通り温室１８内で放熱しながら進み、温室１８の外の立ち上がった煙突１７に達したところで、再度上昇気流を生みだし外に吐き出される。
【００１９】  燃焼室２は、断熱材６で被覆されているため燃焼室２の温度が上がり、煙突までの比較的長い間高温状態を保つことができる。その間に、燃焼ガスが十分に化学変化を起こして燃え、完全燃焼に近い形になる。そのため、少ない薪でも効率よく燃える。また、内部垂直煙道３も断熱材７で断熱しているので内部垂直煙道３内の空気はすぐに暖められ、内部垂直煙道３内に強烈な上昇気流が発生する。つまり、内部垂直煙道３の高さが短くても引きの強い煙突となる。このため、火をつけたあと、焚口１から煙が一切出ない。また煙道内は蓄熱もされるので、薪が燃えて弱火になっても煙突効果を維持しやすいという効果がある。
【００２０】  このとき、外部垂直煙道４の外壁側に沿って形成された空気室９に流入口１１から空気を供給すると、空気は各空気室９の間の仕切板８に設けられた細穴１０を通って外部水直煙道４中の熱風によって暖められながら上の段の空気室９へ上昇して行く。さらにこの熱風は送風フアン１３により集められ、乾燥機１９に送り込んで食料品や農水産物を熱風乾燥する。
【００２１】  一方、水入口１５より供給された水は、外部垂直煙道４の内側壁、すなわち内部垂直煙道３の被覆断熱材７の外側に略螺旋状に巻装された水管１４内を通る間に外部垂直煙道４の熱風に暖められ熱水となって熱水出口１６より取り出され流体タンク２０へ送られる。この流体タンク２０の熱水は、温度調節され、あるいは温度調節しないでそのまま温室１８内に張り巡らされた温水パイプ２１中を循環しながら温室１８の熱源として作用する。循環した水は回収し、再び水入口１５へ導かれて暖められる。
【００２２】  このように、本発明暖房機は、薪、おが屑、間伐材、竹や建築廃材、などを燃料として効率よく完全燃焼させるとともに小型の装置であっても高温の燃焼ガスを長時間に亘り発生させることができる。しかも発生した高温の燃焼ガスを効率よく熱交換して熱風や熱水として取り出し、また水平煙道から直接温室ハウスなどの熱源として利用し発生する熱量のほぼすべてを有効に利用できるのである。
【００２３】  そして、燃料は暖房機内で完全燃焼するため煙突からの有害成分のガスの排出は殆どない環境にやさしい暖房機である。また、暖房機で発生した熱は、空気や水などの媒体を介して効率よくしかも殆どすべて熱交換して使用するものであるので極めてクリーンである。しかもこれまでのように暖房機近傍のみに限らず、暖房機から離れた場所での熱利用が可能になった。
【００２４】  また、本発明暖房機は、熱風のみを熱源として利用することもできるし、温水を併用してさらに効率を上げるように構成することもできる。さらにまた、温水利用においては放熱後の水を再循環させるように構成したので極めて経済的である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  本発明の暖房機は、比較的国内のどこででも簡単に入手できる薪や木くず、おが屑、竹類、廃材等を燃料とすることが出来ることから災害被災地向けの応急暖房としても最適なものである。また、一般家屋の暖房のほか、温室用や、食料品や農水産物の乾燥機の熱源として、あるいはそれらの併用機としても利用することができる。極めて十分に高温でかつクリーンな熱源を簡単に得ることが出来るものである。
【符号の説明】
【００２６】１・・・燃料焚口
２・・・燃焼室
３・・・内部垂直煙道
４・・・外部垂直煙道
５・・・水平煙道
６、７・・断熱材
８・・・仕切板
９・・・空気室
１０・・細穴
１１・・空気流入口
１２・・空気排出口
１３・・送風フアン
１４・・水管
１５・・水入口
１６・・熱水出口
１７・・垂直煙突
１８・・温室
１９・・乾燥機
２０・・液体タンク
２１・・温水パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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