(57)【要約】【課題】本発明は、触媒部のメンテナンスを容易に行うことができる排煙装置及び暖房システムを提供することを目的とする。【解決手段】暖房システム１は、家屋内における暖房のために用いられ、暖房装置本体２と、接続部６により暖房装置本体２に接続されて、暖房装置本体２において生じた煙やガスを排出するための排煙装置３と、を有して構成され、排煙装置３は、燃料の燃焼時に生じた煙やガスを排出する煙突部４と、煙やガスが通過する際に未燃成分の燃焼を促す触媒を有する触媒部５と、を備えて構成され、触媒部５は、煙突部４の中途に設けられ、煙やガスに含まれる未燃成分の再燃焼を促す触媒本体５１１を含む触媒カセット５１と、触媒カセット５１を支持するとともに、取り外し可能に構成されたカセット支持部５２と、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を出し入れする扉５３と、を有して構成されている。【選択図】図２
2014238208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙が通過する煙突部と、該煙突部の中途に設置されるとともに、前記煙に含まれる未燃成分の再燃焼を促す触媒を有する触媒部と、を備え、
前記触媒部が、前記触媒を含む触媒カセットと、該触媒カセットを支持するとともに、前記煙突部から取り外し可能に構成されたカセット支持部と、を有して構成されることを特徴とする排煙装置。
【請求項２】
前記カセット支持部が、前記触媒カセットを支持する底部を有して構成され、
前記底部が環状に形成され、当該底部に前記触媒カセットが戴置されることを特徴とする請求項１に記載の排煙装置。
【請求項３】
前記触媒部が、前記触媒カセット及び前記カセット支持部を出し入れするための扉を有して構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排煙装置。
【請求項４】
前記扉が、前記煙突部に連続する乃至段差を介した壁面に形成されるとともに、水平かつ前記煙突部の外側方向に回動して開閉可能に支持されることを特徴とする請求項３に記載の排煙装置。
【請求項５】
燃料を燃焼させる燃焼室を有する暖房装置本体と、前記燃焼室から排出された煙が通過する煙突部を備えるとともに、接続部により前記暖房装置本体に接続される排煙装置と、を有する暖房システムであって、前記排煙装置が請求項１〜４のいずれか１項に記載の排煙装置であることを特徴とする暖房システム。
【請求項６】
前記接続部と前記触媒部との距離が３０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質バイオマス等の燃料を燃焼させる際に発生する煙を排出する排煙装置及びこの排煙装置を備えた暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
薪や木質ペレット等の木質バイオマス燃料を燃焼させることにより熱を発生させる暖房システムは、特に燃料が不完全燃焼した際に、人体や環境に悪影響を及ぼす可能性のある揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、粒子状物質（ＰＭ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害物質を含むガスや炭化物、タールを含む煙を発生させることから、これらの有害物質等の発生の抑制や、排出量の低減が求められる。そこで、有害物質等を含むガスや煙を排出する前に未燃成分を再燃焼させることにより有害物質の排出を低減させる機構を備えた暖房システムが種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１に記載の暖房システムは、燃料を燃焼させる燃焼室内の上部に酸化触媒を設置することにより、未燃成分が酸化触媒を通過する際に再燃焼されて、排気ガス中のＣＯ量を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４６３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の暖房システムは、不完全燃焼時に発生した未燃成分を再燃焼させる酸化触媒が、燃焼室内の上部又は側部に設けられていることから、酸化触媒のメンテナンスを容易に行うことができなかった。
【０００５】
従って、本発明は、上記のような問題点に着目し、メンテナンスを容易に行うことができる排煙装置及び暖房システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の＜１＞〜＜６＞に示す本発明により達成される。
【０００７】
＜１＞  煙が通過する煙突部と、該煙突部の中途に設置されるとともに、前記煙に含まれる未燃成分の再燃焼を促す触媒を有する触媒部と、を備え、前記触媒部が、前記触媒を含む触媒カセットと、該触媒カセットを支持するとともに、前記煙突部から取り外し可能に構成されたカセット支持部と、を有して構成されることを特徴とする排煙装置。
【０００８】
＜２＞  前記カセット支持部が、前記触媒カセットを支持する底部を有して構成され、前記底部が環状に形成され、当該底部に前記触媒カセットが戴置されることを特徴とする＜１＞に記載の排煙装置。
【０００９】
＜３＞  前記触媒部が、前記触媒カセット及び前記カセット支持部を出し入れするための扉を有して構成されていることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の排煙装置。
【００１０】
＜４＞  前記扉が、前記煙突部に連続する乃至段差を介した壁面に形成されるとともに、水平かつ前記煙突部の外側方向に回動して開閉可能に支持されることを特徴とする＜３＞に記載の排煙装置。
【００１１】
＜５＞  燃料を燃焼させる燃焼室を有する暖房装置本体と、前記燃焼室から排出された煙が通過する煙突部を備えるとともに、接続部により前記暖房装置本体に接続される排煙装置と、を有する暖房システムであって、前記排煙装置が＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の排煙装置であることを特徴とする暖房システム。
【００１２】
＜６＞  前記接続部と前記触媒部との距離が３０ｃｍ以下であることを特徴とする＜５＞に記載の暖房システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明＜１＞によれば、触媒カセットを支持するカセット支持部が煙突部から取り外し可能に構成されていることから、触媒カセット及びカセット支持部を取り外すことにより、触媒カセットのメンテナンスを容易に行うことができる。また、触媒カセットが煙突部に設けられることから、発生した煙を外部へ直接排出せずに、触媒に通過させてＰＭや炭化物等の微粒子を捕集させることができ、特に燃焼プロセスの初期段階や着火直後、すなわち触媒カセットが未燃成分の再燃焼を促す作用が弱い低温（例えば１５０℃未満）において、有害物質等の排出低減効果を高めることができる。
【００１４】
本発明＜２＞によれば、カセット支持部が触媒カセットを支持する底部を有して構成され、環状に形成された底部に触媒カセットが戴置されることから、触媒カセットに捕集されたＰＭや炭化物等による汚れを触媒カセットの下側から確認することができ、より一層メンテナンス性を向上させることができる。
【００１５】
本発明＜３＞によれば、触媒部は、触媒カセット及びカセット支持部を出し入れするための扉を有して構成されていることから、触媒カセット及びカセット支持部を容易に取り出し及び取り付けすることができ、触媒部のメンテナンス性をより向上させることができる。
【００１６】
本発明＜４＞によれば、触媒部の扉が煙突部に連続する乃至段差を介した壁面に形成され、水平かつ外側方向に回動して開閉可能に支持されていることから、触媒カセット及びカセット支持部を出し入れする扉を簡易な構造にすることができる。
【００１７】
本発明＜５＞によれば、触媒カセットを支持するカセット支持部が煙突部から取り外し可能に構成されていることから、メンテナンスを容易に行うことができる。また、触媒カセットが煙突部に設けられることから、発生した煙を外部へ直接排出せずに、触媒カセットに通過させてＰＭや炭化物等の微粒子を捕集させることができ、特に燃焼プロセスの初期段階や着火直後、すなわち触媒カセットが未燃成分の燃焼を促す作用が弱い低温（例えば、１５０℃未満）において、有害物質等の排出低減効果を高めることができる。
【００１８】
本発明＜６＞によれば、接続部と触媒部との距離が３０ｃｍ以下であることから、特に発生した煙やガスが高温となる燃焼プロセスの初期段階以降において、煙やガスが触媒部を通過するまで、触媒カセットが未燃成分の燃焼を促す作用が強い高温の状態に保たれるため、触媒カセットを煙やガスが通過する際により多くの未燃成分を燃焼させることができることから、有害物質等の排出低減効果をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る暖房システムを示す斜視図である。
【図２】前記暖房システムの排煙装置を示す斜視図である。
【図３】前記排煙装置において、触媒カセット及びカセット支持部が取り出される状態を示す斜視図である。
【図４】前記触媒カセットを示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】前記カセット支持部を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る暖房システムについて、図１〜５を参照して説明する。本実施形態の暖房システム１は、家屋内における暖房のために用いられ、暖房装置本体２と、接続部６により暖房装置本体２に接続されて、暖房装置本体２において生じた煙やガスを排出するための排煙装置３と、を有して構成されている。なお、本明細書において、暖房システム１の上下は図１を基準とし、鉛直方向は、図中の矢印Ｘで示す方向とする。
【００２１】
暖房装置本体２は、燃料を燃焼させるための燃焼室２１と、燃料の燃焼に必要な空気を燃焼室２１の内部に取り込む不図示の給気口と、を有して構成されている。燃焼室２１は、鋳鉄や鋼等の金属材料を用いて形成され、内部において薪や木質ペレット等の燃料が燃焼される。
【００２２】
排煙装置３は、図２，３に示すように、燃料の燃焼時に生じた煙やガスを排出する煙突部４と、煙やガスが通過する際に未燃成分の再燃焼を促す触媒を有する触媒部５と、を備えて構成されている。
【００２３】
煙突部４は、内部を煙やガスが通過する筒部４１を有し、両端が開口した円筒状に形成されている。煙突部４の一端は家屋内に設置された暖房装置本体２の燃焼室２１に接続されて、他端は家屋外に位置している（不図示）。なお、煙突部４は、暖房システム１の設置場所に応じて、適宜屈曲して配設される。
【００２４】
触媒部５は、煙突部４の鉛直方向（図中の矢印Ｘ方向）に配された部分の中途に設けられ、燃焼室２１から排出される煙やガスに含まれる未燃成分の再燃焼を促す触媒を含む触媒カセット５１と、触媒カセット５１を支持するとともに、煙突部４から取り外し可能に構成されたカセット支持部５２と、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を出し入れする扉５３と、を有して構成されている。また、接続部６と触媒部５との距離は、排出される煙やガスが触媒カセットを通過するまで高温の状態に保たれる、３０ｃｍ以下であることが好ましい。なお、使用者が触媒部５のメンテナンスを行う際の利便性を考慮して、暖房装置本体２の高さが低い暖房システム１の場合には、使用者の手が届く高さに触媒部５を設置することができる。また、暖房装置本体２の高さが高い場合、例えば、暖房装置本体２が使用者の身長よりも高い場合には、触媒部５をより利便性の高い排煙装置３の下方に設置することができる。
【００２５】
触媒カセット５１は、図４に示すように、燃焼室２１から排出された煙やガスが通過する通煙孔５１２が設けられた触媒本体５１１により構成されている。触媒本体５１１は、ハニカム構造に形成された金属又はセラミック製の部材に対して、白金やパラジウム等の貴金属のコーティングが施された酸化触媒である。また、通煙孔５１２は、触媒本体５１１のハニカム構造の孔である。なお、本明細書において、温度が低く（例えば、１５０℃未満）、触媒本体５１１が未燃成分の再燃焼に対して触媒活性をほとんど有しない状態を不活化状態とし、温度が高く（例えば、１５０℃以上）、触媒本体５１１が未燃成分の再燃焼に対して触媒活性を有する状態を活性化状態とする。
【００２６】
カセット支持部５２は、図３中の矢印Ｚ方向に取り外し可能に構成されるとともに、金属板材に曲げ加工や溶接などを施すことにより形成される。カセット支持部５２は、図５に示すように、触媒カセット５１を支持する環状の底部５２１と、底部５２１から立設するとともに触媒カセット５１が嵌入する周壁部５２２と、使用者がカセット支持部５２を取り出し及び取り付けする際に使用する持手部５２３と、を有して構成されている。環状に形成された底部５２１は周壁部５２２よりも内方に突出して設けられるとともに、底部５２１の内径は、触媒カセット５１の外径よりも小さく形成され、底部５２１の上面に触媒カセット５１が戴置される。
【００２７】
扉５３は、煙突部４の筒部４１に設けられた段差４２を介した壁面に設けられ、ヒンジ５３１によって、水平かつ触媒部５の径方向外側方向及びその逆方向（図２中の矢印Ｙ方向）に回動して開閉可能に支持されている。
【００２８】
次に、燃焼室２１において燃料を燃焼させた際に生じる煙やガスの排煙方法について説明する。まず、燃焼室２１に燃料を入れて着火すると、燃料室２１に連通した不図示の給気口から取り込まれた空気を用いて燃料が燃焼され、この燃焼により生じた煙やガスが排煙装置３の煙突部４に移動し、触媒カセット５１の通煙孔５１２を通過する。
【００２９】
着火された直後は温度が低く、触媒本体５１１が不活化状態であるため、排出された煙やガスが通煙孔５１２を通過する際、煙やガスに含まれる未燃成分の再燃焼はほとんど起こらない。十分に温度が上がって（例えば、１５０℃以上）触媒カセット５１が活性化状態となると、通煙孔５１２を通過する煙やガスに含まれる未燃成分の再燃焼が促される。また、不活化状態、活性化状態のいずれにおいても、触媒部５を通過する煙に含まれるＰＭや炭化物等の微粒子は、ハニカム構造に形成された通煙孔５１２を形成する壁面、すなわち触媒本体５１１の表面に捕集される。捕集されたこれら微粒子は、触媒本体５１１の触媒作用によって再燃焼されるが、一部は汚れとなって残留する。
【００３０】
次に、触媒部５のメンテナンスについて説明する。煙に含まれる微粒子が触媒本体５１１の表面に残留すると、当該微粒子が汚れとなって蓄積することにより、煙やガスが通煙孔５１２を通過しにくくなる。また、その汚れにより、触媒本体５１１が未燃成分の再燃焼を促す酸化触媒として十分に機能し難くなることから、定期的に触媒部５のメンテナンスを行う必要がある。
【００３１】
触媒部５のメンテナンスを行うには、扉５３を開いて触媒カセット５１をカセット支持部５２ごと図３中の矢印Ｚ方向に取り出し、触媒カセット５１の状態を目視により確認して、通煙孔５１２の目詰まりや触媒カセット５１の破損が生じている場合には、触媒カセット５１の洗浄や交換を行う。
【００３２】
本実施形態によれば、触媒カセット５１を支持するカセット支持部５２が煙突部４から取り外し可能に構成されていることから、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を取り外すことにより、触媒カセット５１のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３３】
また、触媒カセット５１を有する触媒部５が煙突部４の中途に設けられていることから、発生した煙を触媒カセット５１の通煙孔５１２に通過させて、ＰＭや炭化物等の微粒子を触媒本体５１１の表面に捕集させることができ、特に燃料の着火直後、すなわち触媒本体５１１の不活化状態において、有害物質等の排出低減効果を高めることができる。
【００３４】
また、カセット支持部５２が触媒カセット５１を支持する底部５２１を有して構成され、底部５２１が環状に形成されて触媒カセット５１が戴置されることから、触媒カセット５１に捕集されたＰＭや炭化物等による汚れを触媒カセット５１がカセット支持部５２に支持された状態で、触媒カセット５１に直接触れることなく下側から確認することができ、より一層メンテナンス性を向上させることができる。
【００３５】
また、触媒部５は、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を出し入れするための扉５３を有して構成されていることから、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を容易に取り出すこと及び取り付けることができ、メンテナンス性をより一層向上させることができる。
【００３６】
また、触媒部５の扉５３が煙突部４の筒部４１に設けられた段差４２を介した壁面に形成され、水平かつ外側方向に回動して開閉可能に支持されていることから、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を出し入れする扉５３を簡易な構造にすることができる。
【００３７】
また、接続部６と触媒部５との距離が３０ｃｍ以下であることから、特に発生した煙やガスが高温となる燃焼プロセスの初期段階以降において、発生した煙やガスが触媒部を通過するまで、触媒カセットが未燃成分の燃焼を促す作用が強い高温の状態に保たれるため、触媒カセットを煙やガスが通過する際により多くの未燃成分を燃焼させることができ、有害物質等の排出低減効果をより一層高めることができる。
【００３８】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００３９】
例えば、触媒カセット５１及びカセット支持部５２を出し入れするための扉５３は、煙突部４の筒部４１に設けられた段差４２を介した壁面に設けられていたが、扉５３を閉めた状態において煙突部４の他端から煙やガスを排出することができればよく、例えば、カセット支持部５２と一体に形成されていてもよい。また、扉５３は、段差４２を介した壁面ではなく、筒部４１に連続する壁面に設けられていてもよい。
【００４０】
また、煙突部４が円筒状に形成されていたが、煙突部４の内部を煙やガスが通過して排出することができればよく、例えば、角筒状にするなど、煙突部４の形状は種々変形されてもよい。
【００４１】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【００４２】
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４３】
１      暖房システム
２      暖房装置本体
３      排煙装置
４      煙突部
５      触媒部
６      接続部
２１    燃焼室
４２    段差
５１    触媒カセット
５２    カセット支持部
５３    扉
５１１  触媒本体（触媒）
５２１  底部
【図１】
2014238208.tif 000003
【図２】
2014238208.tif 000004
【図３】
2014238208.tif 000005
【図４】
2014238208.tif 000006
【図５】
2014238208.tif 000007