(57)【要約】【課題】この発明は、火力を調整することができ、一酸化炭素の発生の防止能力を向上させた木質バイオマス燃料暖房装置を提供することを目的とする。【解決手段】この木質バイオマス暖房装置１は、木質バイオマス燃料を燃焼させる燃焼室２を有する下部容器３と、下部容器３の内面に設けられた不燃性綿状部材４と、下部容器３の上方に設けられた上部容器５と、下部容器３の下部から上部容器５に設けられた通風管６と、下部容器５の下部から上部容器３に空気を流すためのファン７と、上部から下部容器３へ空気を供給する空気取り入れ口８と、上部容器５から空気を排出する排出口９と、上部容器５内に設けられた触媒１０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質バイオマス燃料を燃焼させる燃焼室を有する下部容器と、下部容器の内面に設けられた不燃性綿状部材と、下部容器の上方に設けられた上部容器と、下部容器の下部から上部容器に空気を設けられた通風管と、下部容器の下部から上部容器に空気を流すためのファンと、上部から下部容器へ空気を供給する空気取り入れ口と、上部容器から空気を排出する排出口と、上部容器内に設けられた触媒を有する木質バイオマス暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薪や木材チップなど木質バイオマスを熱分解・燃焼させる暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
古来より、暖炉で薪を燃やして屋内を加温することは行われてきた。しかし、灯油など化石燃料を使用する暖房装置の普及とともに、薪など木質バイオマスを燃料とする暖房は使用されなくなった。
【０００３】
特許文献２には、下部炉体に薪を収容することが記載されている。下部炉体を加熱することにより発生する可燃性ガスなどは暖房に使用されるが、薪の大部分は木炭として残る。また、特許文献１には、木質バイオマスを無煙で燃焼させる熱発生装置が記載されている。
【特許文献１】特開昭６０−１８５００３号公開特許公報
【特許文献２】特開２００４−２４５５６３号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発明においては、薪から発生する可燃性ガスなどが暖房に使用されるが、それ以外の薪の成分のほとんどは木炭として残り、この木炭は次回の暖房時に加熱燃料として使用される。したがって、特許文献１に記載された暖房装置は木炭を加熱燃料として使用するものである。また、下部炉体より上昇する可燃性木ガスを完全に無煙で燃焼させることはできない。また、加熱燃料より大量の一酸化炭素が発生する。
【０００５】
一方、特許文献２に記載された熱発生装置は、木質バイオマスの上部に着火材および点火材を設け、木質バイオマスを上から下に向けてゆっくりと燃焼させることによって、無煙で発熱させることができる。しかし、ビニールハウスなどの加温に使用する場合、気温の低い夜間においては昼間よりも強く加熱できることが好ましい。ところが、薪などの木質バイオマス燃料を使用する暖房装置は、灯油やガスのように簡単に火力を調整できなかった。さらに、一酸化炭素の発生をより効果的に防止できることが好ましい。
【０００６】
この発明は、火力を調整することができ、一酸化炭素の発生の防止能力を向上させた木質バイオマス燃料暖房装置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】
【０００７】
上記の目的を解決するために、本発明の木質バイオマス燃料暖房装置は、木質バイオマス燃料を燃焼させる燃焼室を有する下部容器と、下部容器の内面に設けられた不燃性綿状部材と、部容器の上方に設けられた上部容器と、下部容器の下部から上部容器に設けられた通風管と、下部容器の下部から上部容器に空気を流すためのファンと、上部から下部容器へ空気を供給する空気取り入れ口と、上部容器から空気を排出する排出口と、上部容器５内に設けられた触媒を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上、この発明は、部容器の下部から上部容器に空気を設けられた通風管と、下部容器の下部から上部容器に空気を流すためのファンとによって、火力を調整することができ、しかも、無煙で一酸化炭素を発生させずに室内を加温できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。図１はこの発明を適用した木質バイオマス暖房装置の例を示す断面図である。
【００１０】
この木質バイオマス暖房装置１は、木質バイオマス燃料を燃焼させる燃焼室２を有する下部容器３と、下部容器３の内面に設けられた不燃性綿状部材４と、下部容器３の上方に設けられた上部容器５と、下部容器３の下部にあるロストル部空間１４から上部容器５に設けられた通風管６と、下部容器の下部から上部容器に空気を流すためのファン７と、上部から下部容器３へ空気を供給する空気取り入れ口８と、上部容器５から空気を排出する排出口９と、上部容器５内に設けられた触媒１０を有する。
【００１１】
下部容器３は薪や木材チップなどの木質バイオマス燃料を必要量収容できるものであればよい。ここでは、使用済みのドラム缶をリサイクルで使用する。この下部容器３の内面には、不燃性綿状部材４が設けられている。ここで、不燃性綿状部材４は木質バイオマスの燃焼による熱に耐えるものであり、たとえば、セラミックウールやグラスウールなどの市販の材料を使用できる。ここでは、下部容器３の内部側面に沿って、グラスウールを５０ｍｍ程度の厚さで設けている。また、底面付近にも同様に設けている。
【００１２】
不燃性綿状部材４の内側には、パンチングメタルや金網などで形成された内部容器１１が設けられている。この内部容器１１は、下部容器３に対して着脱可能になっている。この内部容器１１の内部が燃焼室２となる。
【００１３】
下部容器３の底部にはロストル支持部材１２が置かれ、その上にロストル１３が置かれている。このロストル１３と下部容器３の底面の間にロストル部空間１４が形成されている。ロストル１３と内部容器１１の底面の間には不燃性綿状部材４が充填されている。
【００１４】
上部容器５は、内部に円錐状の仕切板１５を備えており、上部空間１７と下部空間１６に仕切られている。上部容器５は、下部容器３の上部を覆うように取り付けられるが、完全には密閉されておらず、空気取り入れ口８が形成されている。この空気取り入れ口８より入った空気は、下部空間１６を通って下部容器３の上部より燃焼室２へ供給される。
【００１５】
上部容器５および仕切板１５の中心部には穴が設けられており、ここに円筒状の触媒支持部材１８がはめ込まれている。触媒支持部材１８は金網やパンチングメタルなど多数の孔を有する素材で形成されており、側面および底面を空気が通過できるようになっている。触媒支持部材１８の内部には触媒１０が入れられる。触媒は、一酸化炭素を二酸化炭素に変える反応を促進するものであり、白金（Ｐｔ）などの貴金属やゼオライトなどが使用できる。この触媒の半分は上部容器５の上部空間１７内にある。
【００１６】
触媒支持部材１８の下方には、前処理材層２０が設けられており、下部空間１６の空気は、触媒１０に入る前にこの前処理材層２０を通過するようになっている。この前処理材層２０は燃焼によって生じたガスよりタール分や水分などを除去するものであり、触媒１０を保護する。たとえば、グラスウールなどが使用できる。触媒支持部材１８の上方には、ファン２１と排出口９が設けられており、触媒１０を通過した空気は木質バイオマス暖房装置１の外に排出される。
【００１７】
通風管６は、下部容器３の下部から上部容器５にかけて設けられている。ここでは、通風管６の下端部はロストル部空間１４の位置に設けられており、上端部は上部容器５の上部空間１７に接続されている。通風管６の上端部付近には、風量調整弁２２とファン７が設けられている。
【００１８】
また、車輪２３を付けることによって、移動可能にすることもできる。さらに、設置する室内にレール２４を設け、車輪２３によってこのレール２４上を移動するようにすれば、夏場など暖房を必要としない時期には、室内の隅に移動させることができる。
【００１９】
つぎに、木質バイオマス暖房装置１の作用および木質バイオマス暖房装置を使用した暖房方法について説明する。木質バイオマス暖房装置１をビニールハウスなど暖房が必要な室内に設置する。内部容器１１の中に、木質バイオマス燃料２５を入れる。木質バイオマス燃料として間伐材などを利用した薪、木材チップ、木の皮などが使用できる。また、これらと籾殻を混合しても良い。
【００２０】
ついで、木質バイオマス燃料２５の上に木炭などの点火材２６をのせる。この点火材に点火したら、上部容器５を下部容器３の上にのせる。また、通風管６を取り付ける。本例においては、通風管６は、上部容器５に固定された上部管６ａ、下部容器３に固定された下部管６ｂ、および上部管６ａと下部管６ｂをつなぐ中間管６ｃに分かれており、接続・切り離しが容易になっている。
【００２１】
点火材２６に点火すれば暖房が開始される。燃焼は上部から下部へ向かってゆっくりと進行する。したがって、燃焼している場所の上部には、すでに燃焼によって生じた灰がのっている。燃焼によって発生した煙やガスはこの灰の層を通って上昇するので、煙成分は高温灰の層で再燃焼され、無煙での燃焼が実現される。ここで、下部容器５の内部側面に設けられた不燃性綿状部材４は通気を通すことができるので、燃焼点が下に進行しても、酸素を十分に供給でき、ほとんど全ての木質バイオマス燃料２５を最後まで燃焼させることができる。また、不燃性綿状部材４は断熱材としても作用し、下部容器３の側面を比較的低温に保ち接触による火傷を防止する。
【００２２】
ファン７を作動させない場合には、燃焼はゆっくりと進む。したがって、火力は弱いが、長期間の加温が可能となる。下部容器３としてドラム缶を使用した本例においては、ファンを作動させない場合、広葉樹など硬い木材においては４２日程度の燃焼が持続する。この間、燃料の継ぎ足しなど行うことなく暖房を継続することができる。
【００２３】
火力を上げる場合には、ファン７を作動させる。これによって、下部容器３の下部から上部容器５に空気が流れる。このように、下部容器３の下部にあるロストル部空間１４から空気を吸い出すことによって、より多くの空気が空気取り入れ口８より燃焼室２に供給され、火力が強くなる。ファンを作動させた状態では、２０日程度の燃焼が持続した。このように、ファン７の作動・停止を切り替えることによって、暖房の強さを調整することができる。たとえば、気温の高い昼間ではファン７を停止させ、夜間にはファン７を作動させることができる。さらに、風量調整弁２２によって風量を調整することによって、火力をきめ細かく調整することも可能である。
【００２４】
触媒１０の上部に設けられたファン２１によって木質バイオマス暖房装置１の空気は外部へ排出される。燃焼室２より上部容器５の下部空間１６へ上昇した空気は、前処理材２０へ流入する。この空気は燃焼室２内の灰の層を通過しているのでほとんど無煙状態であるが、残存している水分や煙などが前処理材２０によって除去される。前処理材２０を通過した後は、触媒１０の中を通り、一酸化炭素が含まれていても二酸化炭素に変換され、外部に一酸化炭素が排出されることを防止する。
【００２５】
通風管６より上部容器５の上部空間１７に流入した空気も触媒１０を通って一酸化炭素を除去されてから排出される。ここで、触媒１０は上部容器５の内部に入っているので、高温に加熱される。したがって、触媒作用が向上する。
【００２６】
この木質バイオマス暖房装置１においては、内部容器１１に入れられた木質バイオマス燃料２５のほとんどが燃えつくすまで燃焼が継続する。したがって、資源の利用効率が高い。燃焼が終了したときには、内部容器１１には少量の灰が残る。内部容器１１は下部容器３から取り外すことができるので、残った灰は簡単に排出することができる。次回分の木質バイオマス燃料２５を再充填して点火すれば、再度暖房を開始できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明は、さまざまな場所の暖房に使用できるが、特にビニールハウス、畜舎など農業施設用の暖房装置として利用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】木質バイオマス暖房装置の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１．木質バイオマス暖房装置
２．燃焼室
３．下部容器
４．不燃性綿状部材
５．上部容器
６．通風管
７．ファン
８．空気取り入れ口
９．排出口
１０．触媒
１１．内部容器
１２．ロストル支持部材
１３．ロストル
１４．ロストル部空間
１５．仕切り板
１６．下部空間
１７．上部空間
１８．触媒支持部材
２０．前処理材
２１．ファン
２２．風量調整弁
２３．車輪
２４．レール
２５．バイオマス燃料
２６．点火材
【図１】
2008196757.tif 000003