JP2001272026A - 強制給排気式固体燃料ストーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体燃料ストーブでも強制給排気方式を簡単
に導入できることにより、強制給排気式石油ストーブ並
の便利さで、高気密・高断熱住宅（無煙突住宅）に簡便
に使用できる強制給排気式固体燃料ストーブを提供す
る。 【解決手段】 固体燃料を燃焼させるストーブ本体１
と、屋外の外気を給気管１０で給気し、ストーブ本体１
からの排気ガスを排気管９で排気するための二重管給排
気筒６と、外気を給気管１０を通じてストーブ本体１へ
燃焼用の供給空気として給気する送風機４と、これら二
重管給排気筒６と送風機４との間に設けられ、ストーブ
本体１へ給気される供給空気の一部を排気管９へと還流
させる還流管路１５と、この還流管路１５中に設けら
れ、排気管９へ向かう供給空気の流れにストーブ本体１
からの排気ガスを吸引合流させるエジェクタ１８とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭、コークス、
オイルコークス、成型燃料等の固体燃料を使用する強制
給排気式固体燃料ストーブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、寒冷地における冬季の暖房に使用
される暖房機は、強制給排気式（ＦＦ式）石油ストーブ
が主流である。しかしながら、日本のエネルギー基盤の
脆弱性や石油製品間の価格是正の問題などから、石炭、
コークス、成型燃料等の固体燃料を使用する暖房が見直
されてきている。

【０００３】従来の固体燃料ストーブは、ペチカやダル
マ型ストーブで代表されるように、煙突が必要である。
しかし、近年の住宅事情は、高気密・高断熱化が進み、
寒冷地でも煙突の無い住宅が増加してきている。

【０００４】従来の固体燃料ストーブは、煙突による自
然通気力を利用し、燃焼排気ガスを自然排出するととも
に、燃焼用空気を自然供給する自然通風方式であり、自
然環境である風や気温差等の影響を強く受けていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
固体燃料ストーブは、煙突が必要であり、現在、主流に
なりつつある無煙突住宅には対応できず（高気密・高断
熱のため、室内空気を燃焼に利用すると、室内が負圧に
なり、排気ガスが逆流する）、また、強制給排気式石油
ストーブのように、送風機で直接排気すると、排気ガス
が高熱のため、送風機のモータが過熱されたり、排気ガ
ス中の灰分・タール分がファンに付着し、送風機の能力
の低下や振動の原因となるため、固体燃料ストーブの強
制給排気化は難しかった。

【０００６】こうした理由から、固体燃料ストーブは、
燃料（固体燃料）の供給が安定しており、コストも安価
であるにも拘わらず、あまり普及していないのが現状で
ある。

【０００７】そこで本発明の課題は、固体燃料ストーブ
でも強制給排気方式を簡単に導入できることにより、強
制給排気式石油ストーブ並の便利さで、高気密・高断熱
住宅（無煙突住宅）に簡便に使用できる強制給排気式固
体燃料ストーブを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による強制給排気
式固体燃料ストーブは、固体燃料を燃焼させるストーブ
本体と、屋外の外気を給気管で給気し、ストーブ本体か
らの排気ガスを排気管で排気するための二重管給排気筒
と、外気をこの二重管給排気筒の給気管を通じてストー
ブ本体へ燃焼用の供給空気として給気する送風機と、こ
れら二重管給排気筒と送風機との間に設けられ、ストー
ブ本体へ給気される供給空気の一部を二重管給排気筒の
排気管へと還流させる還流管路と、この還流管路中に設
けられ、二重管給排気筒の排気管へ向かう供給空気の流
れにストーブ本体からの排気ガスを吸引合流させるエジ
ェクタとを備えたことを特徴とする。

【０００９】還流管路は、ストーブ本体へ連結された外
気供給管路と、送風機の出口側において分岐している。
この外気供給管路には空気量調整バルブを設けることが
できる。

【００１０】

【作用】屋外の外気は、送風機により二重管給排気筒の
給気管を通じてストーブ本体へ給気される一方、ストー
ブ本体からの排気ガスは、二重管給排気筒の排気管を通
じて屋外へ排気される。その際に、二重管給排気筒内に
おいて外気と排気ガスとの熱交換が行われる。ストーブ
本体へ給気される供給空気の一部は、二重管給排気筒の
排気管へと還流するが、その途中で、管路ストーブ本体
からの排気ガスをエジェクタにより吸引するので、排気
ガスは、供給空気の一部と合流することで温度を低下さ
れて強制排気される。その排気動作は、排気専用の送風
機を別途用意しなくとも、給気用の送風機を共用して行
える。

【００１１】還流管路と分岐した外気供給管路に空気量
調整バルブを設けることにより、ストーブ本体内におけ
る燃焼を調整できるとともに、この空気量調整バルブを
閉じれば、ストーブ本体への給気は停止するが、ストー
ブ本体からの排気ガスは、還流管路を通じて上記のよう
に継続して強制排気され、しかも外気供給管路側を閉じ
ることで、送風機で給気される供給空気の全量が還流管
路へ流れるので、エジェクタによる排気ガスの吸引作用
が高まることになり、ストーブ本体内のガスを更に強く
強制排気しながら、ストーブ本体内の燃焼を安全かつ速
やかに停止させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１及び図２に示すように、この固体燃料
ストーブは、ストーブ本体１と自動着火装置２とを前後
に並べて脚付きメインベース３上に搭載し、また自動着
火装置２の上側に送風機４と給排気分岐部５を設置し、
この給排気分岐部５に二重管給排気筒６を接続したもの
である。

【００１４】ストーブ本体１は、前蓋７Ａ又は天蓋７Ｂ
を開けて、燃料投入口から固体燃料８を投入し、自動着
火装置２のスイッチをオンにすることで、灯油バーナか
ら固体燃料８に着火して燃焼させることができるように
なっている。

【００１５】二重管給排気筒６は、排気管９を内管、給
気管１０を外管とした二重管構造で、強制給排気式石油
ストーブに用いられているものと同様に、部屋の壁の内
外を貫通させて設置される。排気管９の先端の排出口９
ａは、ストーブ本体１からの排気ガスを屋外に排出する
ため給気管１０の先端から突出し、また給気管１０の先
端部には、外気を吸入するため複数の給気孔１１が設け
られている。

【００１６】送風機４は遮熱消音箱１２内に収納され、
この送風機４が作動すると、給気孔１１から吸入された
外気（供給空気）は、排気管９と給気管１０との間を通
り抜け、給気管１０の後端部に接続されている給気中継
管１３を通じて遮熱消音箱１２内に吸引される。送風機
４は、ダイヤル操作できる単相インバータ４Ａにより回
転を制御して、送風量を加減できる。

【００１７】送風機４の出口側は、外気供給管路１４と
還流管路１５とに分岐している。外気供給管路１４は、
下方へ延びてストーブ本体１の底部の燃焼空気導入部１
６へ至り、いったん遮熱消音箱１２内へ吸引された外気
を、ストーブ本体１の底部からストーブ本体１内へと送
風する。外気供給管路１４の途中には、ハンドル操作で
きる空気量調整バルブ１７が設けられている。

【００１８】一方、還流管路１５は、ストーブ本体１に
至らずに迂回して二重管給排気筒６の排気管９の後端に
接続され、いったん遮熱消音箱１３内へ吸引された外気
（供給空気）の一部を、還流させて送風機４の作用によ
り排気管９から強制排気するようになっている。この還
流管路１５の途中の直線部には、次のようなエジェクタ
１８が形成されている。

【００１９】すなわち、ストーブ本体１の上部から延び
ている排気中継管１９は、図３に示すように、還流管路
１５の途中の直線部に傾斜して接続され、その接続部が
エジェクタ１８を構成していて、還流管路１５中を流れ
る空気が、ストーブ本体１からの排気ガスを排気中継管
１９を通じてエジェクタ１８により吸引し、排気ガスを
合流して排気管９から強制排気するようになっている。
排気中継管１９には、排気量を調整するためのダンパ２
０が設けられている。

【００２０】この固体燃料ストーブは上記のような構成
であるため、自動着火装置２によりストーブ本体１内の
固体燃料８に着火して燃焼させ、送風機４により二重管
給排気筒６の給気管１０を通じて屋外の外気を吸引し
て、ストーブ本体１内に底部から外気（供給空気）を給
気すると、その供給空気の一部が還流管路１５中を通っ
て二重管給排気筒６の排気管９へと還流することによ
り、ストーブ本体１からの排気ガスが、還流管路１５の
途中でエジェクタ１８により供給空気に吸引合流され、
二重管給排気筒６の給気管１０を通って給気される外気
と熱交換されながら、排気管９を通ってその排出口９ａ
から屋外へ強制排気される。

【００２１】空気量調整バルブ１７の開度を調整した
り、単相インバータ４Ａにより送風機４の回転を制御し
たり、ダンパ２０の開度を調整することにより、固体燃
料８の燃焼を制御できる。特に、空気量調整バルブ１７
を閉じれば、ストーブ本体１内に空気が供給されなくな
るので、固体燃料８の燃焼は停止するが、空気量調整バ
ルブ１７を閉じても送風機４が作動している限り、送風
機４で給気される供給空気の全量が還流管路１５へ流れ
るので、エジェクタ１８による排気ガスの吸引作用が高
まることになり、ストーブ本体１内のガスは更に強く強
制排気されることになる。

【００２２】次に、上記のような構成の固体燃料ストー
ブを用いて行った燃焼試験結果について説明する。

【００２３】図１において、ストーブ本体１の正面であ
るＡ点、及び排気管９の排出口９ａであるＢ点の２点の
温度を熱電対にて時間毎に測定した。比較として、従来
の煙突付き固体燃料ストーブを用いて同様の燃焼試験を
行った。

【００２４】図４は、固体燃料として所定重量のコーク
スをストーブ本体１に投入した後、自動着火装置２によ
り着火後のＡ点の温度の立ち上がり時間変化を示したグ
ラフである。この図から分かるように、本発明による固
体燃料ストーブでは、着火後僅か３０分で、約６００℃
の高温を得ることができ、ストーブ本体１内のコークス
の燃焼立ち上がり時間が短い。一方、従来の煙突付き固
体燃料ストーブでは、６００℃の高温を得るまでに、約
１．５倍の５０分を要した。

【００２５】図５は、同様に着火後の排気ガス温度の時
間変化を示したグラフである。この図から分かるよう
に、本発明による固体燃料ストーブでは、着火後６０分
で、従来の煙突付き固体燃料ストーブに比べ、排気ガス
温度が１００℃近く低下している。

【００２６】図６は、微燃焼試験を行った結果のグラフ
である。試験方法は、規定重量のコークス着火２時間後
の燃焼中に、単相インバータ４Ａの設定を最低にして、
ストーブ本体１の前面からの空気流入を遮断する一方、
ダンパ２０及び空気量調整バルブを開にした状態で、コ
ークスの減量（消費量）を大型精密台はかりにて測定し
た。従来の煙突付き固体燃料ストーブについても同様の
試験をした。

【００２７】図６から分かるように、本発明による固体
燃料ストーブでは、微燃焼開始後、僅か３０分で、単位
時間当たりのコークス減量の０．３ｋｇの微燃焼であっ
たが、従来の煙突付き固体燃料ストーブの場合は、微燃
焼を開始するまでに約２倍の１時間を要しており、ま
た、単位時間当たりのコークス減量も約１．７倍の０．
５ｋｇの微燃焼であった。

【００２８】

【発明の効果】本発明の固体燃料ストーブによれば、強
制給排気式石油ストーブ並の便利さで、高気密・高断熱
住宅（無煙突住宅）に簡便に使用でき、また自然ドラフ
トに関係なく燃焼コントロールができ、微燃焼も可能と
なり、固体燃料の燃焼の立ち上がり時間を著しく短縮で
き、排気ガス温度と一酸化炭素濃度も大幅に低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による強制給排気式固体燃料ストーブの
断面図である。

【図２】同じく上面図である。

【図３】エジェクタの構成図である。

【図４】本発明による強制給排気式固体燃料ストーブの
燃焼試験における着火後のストーブ本体の温度測定結果
と、従来の煙突付き固体燃料ストーブについての同様の
燃焼試験とを比較したグラフである。

【図５】同様に燃焼試験における排気ガス温度の測定結
果を比較したグラフである。

【図６】同様に微燃焼試験における測定結果を比較した
グラフである。

【符号の説明】

１ ストーブ本体 ２ 自動着火装置 ３ 脚付きメインベース ４ 送風機 ４Ａ 単相インバータ ５ 給排気分岐部 ６ 二重管給排気筒 ７Ａ 前蓋 ７Ｂ 天蓋 ８ 固体燃料 ９ 排気管 ９ａ 排出口 １０ 給気管 １１ 給気孔 １２ 遮熱消音箱 １３ 給気中継管 １４ 外気供給管路 １５ 還流管路 １６ 燃焼空気導入部 １７ 空気量調整バルブ １８ エジェクタ １９ 排気中継管 ２０ ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 秀雄 北海道室蘭市仲町16番地 株式会社鐵原室 蘭コークス工場内 (72)発明者 中塚 修 北海道室蘭市小橋内町１丁目５番１号 株 式会社中塚鉄工所内 (72)発明者 桟敷 通仁 北海道深川市広里町４丁目２番33号 株式 会社ホクシン内 Ｆターム(参考） 3L037 BB04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体燃料を燃焼させるストーブ本体と、屋
   外の外気を給気管で給気し、ストーブ本体からの排気ガ
   スを排気管で排気するための二重管給排気筒と、外気を
   この二重管給排気筒の給気管を通じてストーブ本体へ燃
   焼用の供給空気として給気する送風機と、これら二重管
   給排気筒と送風機との間に設けられ、ストーブ本体へ給
   気される供給空気の一部を二重管給排気筒の排気管へと
   還流させる還流管路と、この還流管路中に設けられ、二
   重管給排気筒の排気管へ向かう供給空気の流れにストー
   ブ本体からの排気ガスを吸引合流させるエジェクタとを
   備えたことを特徴とする強制給排気式固体燃料ストー
   ブ。
2. 【請求項２】還流管路は、ストーブ本体へ連結された外
   気供給管路と、送風機の出口側において分岐しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の強制給排気式固体燃料
   ストーブ。
3. 【請求項３】外気供給管路に空気量調整バルブを設けた
   ことを特徴とする請求項２に記載の強制給排気式固体燃
   料ストーブ。