(57)【要約】【課題】木材の特定の部位に限定されることなく樹皮を含む木材全体を燃料として適用することが可能な木質ペレットストーブの燃焼部構造を提供する。【解決手段】上方から木質ペレット燃料Ａを受けるファイヤポット１２と、このファイヤポット１２の内部で同木質ペレット燃料Ａを燃焼可能に受けつつ燃焼済みの灰が落下しうる隙間を備えて火床を形成保持する火格子１３と、この火格子１３の下方で灰を受ける灰受とを備えて構成され、上記火格子１３には、その上に堆積形成された火床と干渉しつつ運動することによって火床を掻き崩す火掻動作が可能な可動体３１を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から木質ペレット燃料を受ける筒状のファイヤポットと、このファイヤポットの内部で同木質ペレット燃料を燃焼可能に受けつつ燃焼済みの灰が落下しうる隙間を備えて火床を形成保持する火格子と、この火格子の下方で灰を受ける灰受とを備える木質ペレットストーブの燃焼部構造において、
上記火格子には、その上に堆積形成された火床と干渉しつつ運動することによって火床を掻き崩す火掻動作が可能な可動体を設けたことを特徴とする木質ペレットストーブの燃焼部構造。
【請求項２】
前記火格子には、可動体の進退動作を可能とする長穴を形成し、この長穴に沿って進退可能に可動体を起立して配置するとともに、この可動体を信号の制御にしたがって進退動作させる往復駆動部を備えたことを特徴とする請求項１記載の木質ペレットストーブの燃焼部構造。
【請求項３】
前記往復駆動部の信号制御は、燃焼温度または燃焼気の通風負荷のレベル判定に基づくことを特徴とする請求項２記載の木質ペレットストーブの燃焼部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木質ペレットを燃料とする木質ペレットストーブの燃焼部構造に関し、特に、木材の特定の部位に限定されることなく樹皮を含む木材全体を燃料として適用することが可能な木質ペレットストーブの燃焼部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木質ペレットストーブは、燃料の木質ペレットを貯留するタンクと木質ペレットを燃焼する燃焼室とから構成される。燃焼室には、タンクから木質ペレットを供給するペレット供給部と、受けたペレットを燃焼させる燃焼部と、その熱により室内空気を加熱する熱交換部と、燃焼部の下方で灰を受ける灰受部等を備えて構成される。その燃焼部には燃焼用空気の通風および燃焼により生成される灰の落下を確保するための隙間を形成した火格子を備え、ペレット供給部から燃料を燃焼部に供給しながら燃焼するように燃焼制御される。
【０００３】
上記木質ペレットは、木片を破砕圧縮により成形した非化石燃料であり、上記構成の木質ペレットストーブは、利用性に乏しい間伐材、製材端材等をバイオマス資源として有効利用するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記木質ペレットストーブの燃料は、木材の芯部を破砕圧縮により成形したホワイトペレットと称する燃えかすが少ない比較的高価なものに限られ、樹皮部分の破砕圧縮による比較的安価なバークペレットや樹皮の混ざったブラウンペレットを使用すると、燃焼かすによって火床が山積状に堆積形成され、燃料を追加供給すると燃焼部から溢れるので連続燃焼ができないという問題があった。このような燃焼かすの処理の困難性ゆえに、利用できる範囲が木材の特定の部位に限られ、バイオマス資源としての木材の有効利用の観点からも問題を残していた。
【０００５】
本発明の目的は、木材の特定の部位に限定されることなく樹皮を含む木材全体を燃料として適用することが可能な木質ペレットストーブの燃焼部構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、上方から木質ペレット燃料を受けるファイヤポットと、このファイヤポットの内部で同木質ペレット燃料を燃焼可能に受けつつ燃焼済みの灰が落下しうる隙間を備えて火床を形成保持する火格子と、この火格子の下方で灰を受ける灰受とを備える木質ペレットストーブの燃焼部構造において、上記火格子には、その上に堆積形成された火床と干渉しつつ運動することによって火床を掻き崩す火掻動作が可能な可動体を設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記木質ペレットストーブの燃焼部は、火格子に木質ペレット燃料を受けて燃焼を可能とし、木質ペレットを燃料とする堆積火床が火格子の上に形成され、燃焼灰は火格子から灰受に落下する。この時、火格子に備えた可動体を火掻動作させることにより、火格子上の火床を形成する燃焼中の燃料とその燃えかすが掻き乱されることから、大きな燃えかすが発生した場合でも、燃えかすは掻き崩されて火格子の隙間から灰受に落下するので、受けたペレット燃料がファイヤポットからこぼれることなく、燃料をさらに供給して燃焼を継続することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記火格子には、可動体の進退動作を可能とする長穴を形成し、この長穴に沿って進退可能に可動体を起立して配置するとともに、この可動体を信号の制御によって進退動作させる往復駆動部を備えたことを特徴とする。上記燃焼部構造は、往復駆動部の信号制御により火格子の長穴に沿って可動体が進退動作することにより、火床の堆積が解消される。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記往復駆動部の信号制御は、燃焼温度または燃焼気の通風負荷のレベル判定に基づくことを特徴とする。上記燃焼部構造は、燃焼温度または燃焼気の通風負荷にと対応する火格子の目詰まりに基づいて火床の堆積を判定することができ、自動制御による連続燃焼が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
本発明に係る燃焼部を備える木質ペレットストーブの全体構成を説明する。図１は、木質ペレットストーブの正面図である。木質ペレットストーブ１は、燃料である木質ペレットＡを入れるタンク２の蓋２ａを開閉可能に頂部に備え、その下部正面側に覗き窓３ａを形成した燃焼室３を備えて構成される。燃焼室３には、その上部正面に開口する複数のパイプからなる熱交換部１１、燃焼室３の奥壁３ｂに開口する燃料供給口３ｃ、この燃料供給口３ｃから燃料を受ける受部１２ａを備える筒状のファイヤポット１２、このファイヤポット１２内に火床を形成保持する火格子１３、その下方に図示せぬ灰受を備える。これらファイヤポット１２、火格子１３、灰受等により燃焼部を構成する。
【００１２】
つぎに、木質ペレットストーブの内部構成を説明する。図２は木質ペレットストーブの透視側面図、図３はその透視背面図である。開閉可能な蓋２ａを備えたタンク２の前方に燃焼室３を配置し、この燃焼室３の下部は燃焼用空気の吸気路２１と連通し、燃焼室３の後部には、燃焼気を下方に案内する排気路２２と、この排気路２２から燃焼気を吸引排出する排気ファン２３とを備える。吸気路２１の入口と排気ファン２３の出口は図示せぬ二重管により戸外と連通することにより、いわゆるＦＦ式に構成する。吸気路２１は、排気ファン２３の吸引力によって外気を燃焼部に案内し、燃焼気は排気路２２から排気ファン２３を介して外部に放出される。
【００１３】
燃焼室後部の排気路２２の後側に接して熱交換部１１の各パイプと連通する案内路２４とこの案内路２４に室内空気を送り込む熱交換ファン２５を備える。この熱交換ファン２５により室内空気を案内路２４に送り、この案内路２４により高温の排気路２２からタンク２側への熱伝達を抑えつつ熱交換部１１に室内空気を送る。この熱交換部１１によって加熱された空気は、その正面開口から室内に吐出されて室内を加温する。
【００１４】
タンク２の下部には、タンク内の燃料を掬い上げる螺旋搬送機構２６を備え、その上端から燃料を燃焼室内に案内する傾斜案内路２７を備える。タンク２内の燃料Ａは、駆動信号に応じて螺旋搬送機構２６によって掬い上げられ、傾斜案内路２７を介して燃焼部のファイヤポット１２に供給される。
【００１５】
燃焼部には、その拡大透視側面図を図４に示すように、ファイヤポット１２に着火用のヒータ１２ｂを備え、また、火格子１３の下方から突出する略棒状の可動体３１を設ける。火格子１３には、長穴状の隙間１３ａを形成し、この隙間１３ａに沿って進退可能に可動体３１を配置する。可動体３１は、図４におけるＣ―Ｃ線断面を示す図５の断面図のように、火格子１３の上に堆積形成された火床と干渉するように、火格子１３の下方の支持腕３１ａから略Ｌ字状に起立して形成する。また、可動体３１を信号制御によって一定ストロークＢの進退動作をさせることにより火床を掻き崩す火掻動作をさせることが可能な往復駆動部３２を設ける。この往復駆動部３２は、具体的には、信号に応じて進退動作するソレノイドを図のように火格子１３の背面側に配置するほか、必要により、回動ねじ式の進退機構、カム、回転クランク等の往復運動機構により構成することができる。
【００１６】
往復駆動部３２の制御は、燃焼開始から所定時間の経過をチェックし、その後、一定時間間隔で間歇的に動作させる方法や、火床の堆積量に応じて動作させる方法がある。火床の堆積量は、可視光や赤外光による遮光センサが適用できないので、火格子１３の目詰まりと対応する燃焼温度または通風抵抗に基づいて判別する。燃焼温度による場合は、排気路２２に設けた温度センサにより排気温度を検出し、温度変化のパターンによって判別することができる。また、通風抵抗による場合は、通風負荷と排気ファン２３の回転数との対応により、回転数によって通風負荷レベルを判別することができる。
【００１７】
上記制御により、燃えかすによって火床が山状に堆積形成された場合にあっても、火格子１３の目詰まりに応じて往復駆動部３２を稼動し、可動体３１が火掻動作することにより、火床内の燃えかすが崩壊して灰とともに下方の灰受に落下するので、火床の堆積を解消して新たな燃料の追加供給が可能となる。
【００１８】
このように、燃焼によって燃えかすが残留する場合でも、可動体３１を火掻動作させることにより、燃えかすは掻き崩されて火格子１３の隙間１３ａから灰受に落下するので、燃料をさらに供給して燃焼を継続することができる。すなわち、燃えかすの処理の困難性ゆえに、燃料として適用できなかった大きな燃えかすが発生する燃料、たとえば、比較的安価な樹皮部分の破砕圧縮によるバークペレットや樹皮の混ざったブラウンペレットであっても可動体の火掻動作によって燃えかすが崩壊し、灰受に落下させることができるので、燃料を更に供給して燃焼を継続することができる。
【００１９】
したがって、上記燃焼部を備える木質ペレットストーブ１は、木材の特定部位による比較的高価な燃料に限定されることなく、樹皮を含むすべての部位を木質燃料として幅広く適用することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の木質ペレットストーブの燃焼部構造は以下の効果を奏する。
上記木質ペレットストーブの燃焼部は、燃えかすが残留する場合でも、その堆積を防止して連続燃焼できるように構成したことから、燃えかすの出ない特定の木質ペレット燃料に限ることなく、樹皮を含む木材のすべての部位をペレット燃料として使用することができるので、利用性に乏しい間伐材、製材端材等をバイオマス資源として有効利用することができる。
【００２１】
したがって、木質ペレット燃料としての木材利用は、従来、資源化可能な範囲も限定されたものにとどまっていたが、本発明による燃料としての木材の利用範囲の拡大を通して木材価値の見直しにつながることから、本発明は、結果として、森林の活性化を図りつつ化石燃料に頼らないエネルギ再循環システムの形成、すなわち、炭酸ガス再循環システムの形成に寄与しうるものである。
【００２２】
信号制御可能な往復駆動部と可動体とによって火床の堆積を防止するようにした場合は、簡易な構成により連続燃焼が可能となるので、低コストの燃料の適用が可能で簡易な構成の木質ペレットストーブの自動燃焼運転が可能となる。
【００２３】
上記燃焼部構造は、火格子の目詰まりと対応する燃焼温度または燃焼気の通風負荷に基づいて火掻き動作を信号制御するようにした場合は、検出の困難な火床の堆積状況を簡易な検出手段によって確実に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】木質ペレットストーブの正面図、
【図２】図１の木質ペレットストーブの透視側面図
【図３】図１の木質ペレットストーブの透視背面図
【図４】燃焼部の拡大透視側面図
【図５】図４におけるＣ―Ｃ線の断面図
【符号の説明】
１  木質ペレットストーブ
２  タンク
３  燃焼室
１１  熱交換部
１２  ファイヤポット
１３  火格子
１３ａ  隙間
２１  吸気路
２２  排気路
２３  排気ファン
３１  可動体
３１ａ  支持腕
３２  往復駆動部
Ａ  木質ペレット（燃料）
Ｂ  往復ストローク
【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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