JP2004138257A - ペレットストーブ - Google Patents

Abstract

【課題】室内へ温風を強制的に送ることのできる新規な構成のペレットストーブを提供することを目的とする。
【解決手段】燃焼箱３０を薄板で構成して内部に燃焼用空気室３８を形成すると共に該燃焼用空気室３８と燃焼空間３６とを連通する多数の小孔４０を設け、燃焼室３４の側面と上面を二重構造の薄板で構成して燃焼室３４の周囲に温風用空気室７０を形成すると共に該温風用空気室７０と室内の空気とを連通する温風吹出口７２，７４，７６を形成し、燃焼用空気室３８と温風用空気室７０のそれぞれの空気入口部３８Ａ，７０Ａを結合してその結合部に送風ファン４４を配置し、送風ファン４４により送風される空気の一部は燃焼用空気室３８へ送られ、残りは温風用空気室７０へ送られて燃焼室３４内の高温によって暖められて温風吹出口７２，７４，７６を通って室内に送られる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はペレットストーブに係り、特に、送風ファンにより室内へ温風を強制的に対流させることのできるペレットストーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
木質バイオマスの代表例である木質ペレット燃料（以下ペレットと称する。）は、おが屑や樹皮等の製材廃材や間伐材等の林地残材を粉砕、圧縮し、成形した固形燃料であり、長さは例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ、直径は例えば６ｍｍ〜１２ｍｍの円筒形状のものである。ストーブの燃料として用いる場合は直径６ｍｍのものが最良の燃焼状態を実現できると考えられている。
【０００３】
このペレットは、石炭や石油等の化石燃料と異なり再生可能な燃料であり、再生の際に光合成により大気中から二酸化炭素を吸収することを考慮すると、その燃焼は大気中の二酸化炭素を増やす要因とはならない。しかもＮＯｘやＳＯｘを殆ど排出しない等、環境に優しいクリーンな燃料である。
【０００４】
日本国内で現在製造されている木質ペレットは、樹皮を多く含む。一方、欧米諸国のペレットは主におが粉や心材を原料としたものである。
【０００５】
このようなペレットを燃料とするペレットストーブの従来例として、実公昭５８−１９０３０１号公報には、燃焼室と、上部に開口部を設けられると共に側面部に多数の小孔を設けられた燃焼箱と、前記燃焼箱の開口部へ供給される燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃焼箱の多数の小孔から燃焼箱内へ燃焼用空気を送る送風ファンと、前記燃焼室の前面に設けられた扉とを備えたペレットストーブが開示されている。
【０００６】
燃焼室内には、燃焼箱と燃焼室の間に送風隙間を形成するため、燃焼箱の上方に下窄み円錐状の塞板が固定されている。送風ファンにより送風される空気は、このようにして形成された通風隙間へ送られ、燃焼箱の小孔から燃焼箱内に入り、燃焼用空気として用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ガスや石油を燃やすための空気通路と、室内へ温風を送るための空気通路とを別々に設けた構造の強制吸排気（ＦＦ）方式を採用した流体燃料を用いたストーブが増加してきている。
【０００８】
一方、固形燃料を用いたストーブについては、特開２００１−２７２０２６号公報に強制吸排気式のものが開示されているが、このストーブは屋外からの空気を燃焼室へ送るための空気通路と、燃焼室からの排気ガスを屋外へ排気するための空気通路を別々に設けているが、屋内の暖房は輻射熱によるものであり、温風を送ることはできない。輻射熱を用いた固形燃料ストーブは、温風を用いた流体燃料ストーブに比べて火傷の危険性が高いことは周知である。
【０００９】
本発明の主要な目的は、室内へ温風を強制的に送ることのできる新規な構成のペレットストーブを提供することにある。
本発明の他の目的は、以下の説明により明らかとなる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に係る発明のペレットストーブは、燃焼室３４と、上部に開口する燃焼空間３６を有すると共に前記燃焼室内に配置される燃焼箱３０と、前記燃焼箱の上部開口部３６Ａへ供給される燃料２０を貯留する燃料タンク２２と、前記燃焼箱内へ燃焼用空気を送る送風ファン４４と、前記燃焼室に設けられた扉４とを備えたペレットストーブ２において、前記燃焼箱３０を薄板で構成して内部に燃焼用空気室３８を形成すると共に該燃焼用空気室３８と前記燃焼空間３６とを連通する多数の小孔４０を設け、前記燃焼室３４の扉４に対応する部分を除く側面と上面を二重構造の薄板で構成して燃焼室３４の周囲に温風用空気室７０を形成すると共に該温風用空気室７０と室内の空気とを連通する温風吹出口７２，７４，７６を形成し、前記燃焼用空気室３８と温風用空気室７０のそれぞれの空気入口部３８Ａ，７０Ａを結合してその結合部に前記送風ファン４４を配置し、前記送風ファン４４により送風される空気の一部は前記燃焼用空気室３８へ送られ、残りは前記温風用空気室７０へ送られて前記燃焼室３４内の高温によって暖められて前記温風吹出口７２，７４，７６を通って室内に送られることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に記載のペレットストーブにおいて前記温風吹出口７２，７４，７６をストーブの上部と下部のそれぞれに形成したことにある。
【００１２】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１に記載のペレットストーブにおいて　前記燃焼室３４に上部排気筒６４Ａと下部排気筒６４Ｂを設け、上部排気筒６４Ａを下方に延長させて下部排気筒６４Ｂと連結し、排気ファン６６により室外へ排気することにある。
【００１３】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１に記載のペレットストーブにおいて前記燃料タンク２２内の燃料を視認するための燃料覗き窓６を設けたことにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。まず図１〜３に基づいて本実施の形態によるペレットストーブ２の外観構成を説明する。ペレットストーブ２は、正面左側に開放可能な扉４、正面右側にペレットタンク覗き窓６、電源スイッチ（兼非常停止スイッチ）７、スイッチ部８がそれぞれ設けられ、後面に排気口１０および吸気口１１、上面にペレット投入口用の蓋１２が設けられている。ペレットストーブ２の下部には灰ケース１４、温水出口１６および温水入口１８が備えられている。また、正面の上下にはそれぞれ上部暖房用温風吹出口７６，下部暖房用温風吹出口７４が多数設けられている。温水出口１６および温水入口１８はペレットストーブ２を用いて床暖房を行なうための温水循環用に用いられる。
【００１５】
スイッチ部８には、ペレットストーブ２の運転操作のための各種のスイッチ群が設けられている。このスイッチ部８はタッチ式液晶画面として構成することができるが、各スイッチ群を通常の機械式スイッチとして構成することもできる。
【００１６】
次に図４に基づいてペレット２０の供給方式および燃焼時のペレット２０の支持方式を説明する。ペレット２０を貯留するペレットタンク２２の下方にはモータ２４により駆動されるスクリューコンベア（ペレット供給装置）２６が配置されている。このスクリューコンベア２６の一端側はペレットタンク２２の供給口２２Ａの下方に位置し、他端側はペレット供給シュート２８の上方に位置していて、ペレットタンク２２からのペレット２０をペレット供給シュート２８上に落下する。ペレット供給シュート２８に落下したペレット２０は、燃焼箱３０内の孔（燃焼空間）３６に供給される。燃焼箱３０下方には灰落とし装置３２が配置されている。ペレット２０は灰落とし装置３２上に支持されて燃焼することになる。この灰落とし装置３２は通常の火格子の形状の燃料支持構造と異なり、上下に開口する多数の小孔を備えるものではないので、灰が多数の小孔に詰まるという従来からの問題点は解消される。なお、ペレットタンク２２内のペレット２０の残量はペレットタンク覗き窓６（図１）から視認することができる。
【００１７】
次に図５〜１２を参照して、本実施形態のペレットストーブ２の構成をより詳細に説明する。なお、床暖房用の設備は、その図示を省略している。
【００１８】
図５および６に示すように、燃焼箱３０は燃焼室３４内に配置されていて、上下に貫通する燃焼空間３６を形成され、ペレット供給シュート２８からのペレット２０は、この燃焼空間３６の上部開口部３６Ａから燃焼空間３６内に供給される。燃焼空間３６の下部開口部３６Ｂには灰落とし装置３２が配置されている。燃焼箱は薄板、例えばステンレス製の薄板で構成してその内部に燃焼用空気室３８を形成すると共にこの燃焼用空気室３８と燃焼空間３６とを連通する多数の小孔４０を形成されている。
【００１９】
なお、図４のスクリューコンベア２６は、燃焼室３４の後方（図５の右方）に配置されていて、ペレット供給シュート２８は燃焼室３４の後方から前方に傾斜して設けられることにより、ペレット２０を燃焼室３４内に供給している。
【００２０】
自動着火装置４２の先端の着火部４２Ａは通常の状態では燃焼用空気室３８内に位置している。この自動着火装置４２は、例えばピニオン４３の回転により図５の左右方向に移動可能であり、運転開始時にその先端の着火部４２Ａが燃焼箱３０の燃焼空間３６内に侵入し、その後ペレット２０を約８００℃で加熱点火するように構成されている。燃焼箱３０の燃焼用空気室３８の空気入口３８Ａには送風ファン４４が配置され、この送風ファン４４によって燃焼用空気室３８へ燃焼用空気が送られる。
【００２１】
図７〜９に示すように灰落とし装置３２は、水平回転軸線５２の回りに回転可能な回転軸５４と、この回転軸５４に固定された２枚の側板５６，５６と、回転軸５４と同軸状となるように該回転軸５４に側板５６を介して固定された円筒形状の回転体５８と、回転体５８の半径方向に延出するように該回転体５８に固定された複数の板６０とを有する。この複数の板６０は、好ましくは水平回転軸線５２に対して傾斜して螺旋状に設けられている。回転軸５４はモータ５９により回転駆動される。
【００２２】
灰落とし装置３２の板６０の部分は燃焼箱３０の燃焼空間３６の下部開口部３６Ｂを塞ぐように上から見て下部開口部３６Ｂとほぼ同じ大きさ、形状にされている。ペレット供給シュート２８から燃焼空間３６内へ供給されたペレット２０は、灰落とし装置３２によって下方への落下を食い止められて燃焼空間３６内で燃焼する。
【００２３】
上記のように複数の板６０を平回転軸線５２に対して傾斜して螺旋状に設けることにより、灰落とし動作中に灰から受ける抵抗が少なくなる。従って、板６０の変形を防止でき、モータ５９の負荷が小さくなる。また、灰と螺旋状に接触するので、その接触部が連続的に変化するため、灰が落下し易くなった。更に、灰落とし装置３２が作動していない通常の燃焼時において、各板６０の間に入り込んでいるペレット２０に対しても燃焼用空気室３８からの空気が到達し易いので、確実に燃焼させることができる。
【００２４】
燃焼室３４を包囲する面は二重構造の薄板、例えばステンレス製の薄板で構成して内部に温風用空気室７０を形成し、この温風用空気室７０と室内の空気を連通する多数の小孔７２，７４が形成されている。図示した例では、図５および図１０〜１２に示すように、燃焼室３４は、上面、下面及び側面を薄板で包囲されたほぼ直方体形状として構成されているが、これら各面のうち扉４に対応する側面部分と底面を除いた広範囲の部分を二重構造として内部に温風用空気室７０を形成している。そして、ペレットストーブ２の前面の上部と下部に、この温風用空気室７０とペレットストーブ２の外部とを連通するために多数の小孔（上部暖房用温風吹出口）７２、（下部暖房用温風吹出口）７４をそれぞれ形成している。なお、扉４の上部暖房用温風吹出口７６は上部暖房用温風吹出口７２と連通するように形成されている。
【００２５】
図５に示すように温風用空気室７０の空気入口７０Ａは燃焼用空気室３８の空気入口３８Ａと結合されて設けられている。送風ファン４４はこの結合部に位置するように配置されていて、この送風ファン４４により送風される空気の一部例えば全体の三分の一は前記燃焼用空気室３８へ送られるが、残り例えば全体の三分の二は温風用空気室７０へ送られる。燃焼用空気室３８に送られた空気は小孔４０を通って燃焼空間３６内に送られ、ペレット２０の燃焼用に供される。ペレット２０の燃焼により、燃焼室３４内の空気は高温となり、温風用空気室７０内の空気を暖めた後、燃焼室３４上部に設けられた上部排気筒６４Ａを介して室外に排気される。
【００２６】
排気筒６４は上部排気筒６４Ａと燃焼室３４下部に設けられた下部排気筒６４Ｂから構成されている。上部排気筒６４Ａは下方に延長させた後、下部排気筒６４Ｂと合体して室外へ突出させて配置される。なお、この排気筒６４内には排気ファン６６を設け、該排気ファン６６によって強制的に排気される。このように燃焼室３４下部にも下部排気筒６４Ｂを設けたことにより、燃焼室３４下部から室内への煙の漏出を防止することができる。また上部排気筒６４Ａを延長して設けたことにより、排気の温度が低下する効果を奏すると共に、下部排気筒６４Ｂからの排気量を上部排気筒６４Ａからの排気量よりも多くすることができ、燃焼室３４下部から室内への煙の漏出を更に効果的に防止することができる。
【００２７】
温風用空気室７０に送られた空気は、燃焼室３４内の燃焼によって暖められて燃焼室３４の前面の上部暖房用温風吹出口７２、上部暖房用温風吹出口７６および下部暖房用温風吹出口７４を通ってペレットストーブ２の外に送られ、室内の暖房に供される。本実施形態においては上述のようにペレットストーブ２の上部と下部とに暖房用温風吹出口７２，７４，７６を設けたので、室内の空気を迅速に暖めることができる。特に、下部暖房用温風吹出口７４を設けたので、畳等の上に座って暮らすことの多い日本の室内暖房用には好適である。
【００２８】
なお、図示した実施形態においては送風ファン４４は、ペレットストーブ２の後面の吸気口１１から室内の空気を取り入れる方式のものを示しているが、図示しない吸気筒を介して屋外の空気を取入れることができる。この場合は吸気筒内の空気と排気筒６４内の空気との熱交換を行なうことが望ましい。
【００２９】
空気は温度が高くなると軽くなって上昇するので、ペレットストーブ２の外枠を構成する部分で最も高温となるのは天板９である。本実施形態のペレットストーブ２では燃焼室３４と天板９の間には温風用空気室７０が設けられているので、温風用空気室７０の断熱効果により、ペレットストーブ２の天板９の温度を低下させることができ、火傷等の事故を防ぐことができる。また、温風用空気室７０は、燃焼室３４の、前面の扉４に対応する部分と下部を除いた広範囲の部分を二重構造として構成したので、燃焼室３４と対面する面積が広く、燃焼室３４内の熱を効率的に吸収することができる。
【００３０】
なお、床暖房用の設備を備える場合には、温風用空気室７０と天板９の間に温水循環用の液槽を配置するのが好ましい。
【００３１】
図１３は上記実施形態の運転制御装置の構成ブロック図である。制御手段８０の入力側には運転開始スイッチ８Ａ、運転停止スイッチ８Ｂ、自動運転スイッチ８Ｃ、温度設定スイッチ８Ｄ、強モードスイッチ８Ｅ、弱モードスイッチ８Ｆ、温度センサ８Ｇ等が接続されている。これら各スイッチ群８Ａ〜８Ｆは図１のスイッチ部８に設けられている。なお、強モードスイッチ８Ｅは強モード運転（単位時間当りのペレット供給量を増やして室内温度を急速に上昇させる）としたい場合に操作するスイッチで、弱モードスイッチ８Ｆは弱モード運転（逆に単位時間当りのペレット供給量を少なくする）としたい場合に操作するスイッチである。自動運転スイッチ８Ｃは、自動モード運転（温度設定スイッチ８Ｄにより設定された温度と温度センサ８Ｇによって検出された室内温度とを比較して、単位時間当りのペレット供給量を自動的に決定する）としたい場合に操作するスイッチである。
【００３２】
制御手段８０の出力側には、スクリューコンベア２６を駆動するモータ２４、灰落とし装置３２を駆動するモータ５９、自動着火装置４２を移動するためのピニオン４３を回転駆動するモータ８２、送風ファン４４を駆動するモータ８６、自動着火装置４２に取り付けられた点火コイル８８、排気ファン６６を駆動するモータ８９が接続されている。
【００３３】
また、制御手段８０の入力側及び出力側の双方に電源スイッチ７が接続されている。この電源スイッチ７をオンとすることによりスイッチ部８が操作可能状態となり、オフとするとスイッチ部８が操作不可能状態となる。また、ペレットストーブ２に例えば過熱、異常動作等の非常事態が生じた時、制御手段８０により電源スイッチ７が自動的にオフにされる。この時、オフとなった原因を液晶画面（例えばスイッチ部８と共通の液晶画面）で表示すれば、この非常事態に対処して運転を再開することが容易になる。
【００３４】
制御手段８０はハードウェアとしては図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶手段、ＣＰＵ、入出力インターフェース等から構成されるが、機能面から捉えると図示したようにペレット供給制御手段８０Ａ、灰落とし制御手段８０Ｂ、着火制御手段８０Ｃ、送風制御手段８０Ｄ、排気制御手段８０Ｅ等から構成される。灰落とし制御手段８０Ｂは、運転開始時、定常運転時、運転停止時のそれぞれに応じてあらかじめ定められた時間やタイミング等でモータ５９を回転制御して灰落とし装置３２を作動させる。着火制御手段８０Ｃは、運転開始時、モータ８２および点火コイル８８を制御して自動着火装置４２を作動させる。送風制御手段８０Ｄはモータ８６を制御して運転開始時および定常運転時には送風ファン４４を作動させ、運転停止時には送風ファン４４の作動を停止させる。排気制御手段８０Ｅはモータ８９を制御して運転開始時および定常運転時には排気ファン６６を作動させ、運転停止時には排気ファン６６の作動を停止させる。
【００３５】
以上、本発明のペレットストーブを主に図面に示した実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれには限定されず、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内で種々変形可能である。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、燃焼箱を薄板で構成して内部に燃焼用空気室を形成すると共に該燃焼用空気室と燃焼空間とを連通する多数の小孔を設け、燃焼室の扉に対応する部分を除く側面と上面を二重構造の薄板で構成して燃焼室の周囲に温風用空気室を形成すると共に該温風用空気室と室内の空気とを連通する温風吹出口を形成し、燃焼用空気室と温風用空気室のそれぞれの空気入口部を結合してその結合部に送風ファンを配置し、送風ファンにより送風される空気の一部は燃焼用空気室へ送られ、残りは温風用空気室へ送られて燃焼室内の高温によって暖められて温風吹出口を通って室内に送られる構成としたので、室内の空気を迅速に暖めることができる。また、温風用空気室の断熱効果により、ペレットストーブの外枠、特に上部外枠（天板）の温度を低下させることができ、火傷等の事故を防ぐことができる。また、温風用空気室は、燃焼室の、扉に対応する部分と下部を除いた広範囲の部分を二重構造として構成したので、燃焼室と対面する面積が広く、燃焼室内の熱を効率的に吸収することができる。更に、共通の送風ファンによって燃焼用空気室と温風用空気室へ送風する構成としたことにより、構造が簡略化されると共にコストを低く抑えることができる。
【００３７】
請求項２記載の発明によれば、温風吹出口をストーブの上部と下部のそれぞれに形成したので室内の空気を更に迅速に暖めることができる。特に、下部にも温風吹出口を設けたので、畳等の上に座って暮らすことの多い日本の室内暖房用には好適である。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、燃焼室に上部排気筒と下部排気筒を設け、上部排気筒を下方に延長させて下部排気筒と連結し、排気ファンにより室外へ排気する構成としたので、上部排気筒からの排気の温度が低下する効果を奏すると共に燃焼室下部から室内への煙の漏出を効果的に防止することができる。
【００３９】
請求項４記載の発明によれば、燃料タンク内の燃料を視認するための燃料覗き窓を設けたので燃料であるペレットの残量を簡単に把握可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態の裏面図である。
【図４】ペレットの供給方式および燃焼時のペレットの支持方式を説明するための模式図である。
【図５】本発明の一実施形態の主要部の断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図であり、一部を省略して示している。
【図７】本発明の一実施形態の灰落とし装置を示す図である。
【図８】図７の灰落とし装置の主要部の斜視図である。
【図９】図７の灰落とし装置の主要部の上面図である。
【図１０】図５のＤ−Ｄ断面図であり、一部を省略して示している。
【図１１】図５のＣ−Ｃ断面図であり、一部を省略して示している。
【図１２】図５のＥ−Ｅ断面図であり、一部を省略して示している。
【図１３】本発明の一実施形態の運転制御装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
２　ペレットストーブ
４　扉
６　燃料覗き窓
２０　燃料
２２　燃料タンク
３０　燃焼箱
３４　燃焼室
３６　燃焼空間
３６Ａ　上部開口部
３８　燃焼用空気室
３８Ａ　空気入口部
４０　小孔
４４　送風ファン
６４Ａ　上部排気筒
６４Ｂ　下部排気筒
６６　排気ファン
７０　温風用空気室
７０Ａ　空気入口部
７２，７４，７６　温風吹出口

Claims (4)

1. 燃焼室と、上部に開口する燃焼空間を有すると共に前記燃焼室内に配置される燃焼箱と、前記燃焼箱の上部開口部へ供給される燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃焼箱内へ燃焼用空気を送る送風ファンと、前記燃焼室に設けられた扉とを備えたペレットストーブにおいて、
   前記燃焼箱を薄板で構成して内部に燃焼用空気室を形成すると共に該燃焼用空気室と前記燃焼空間とを連通する多数の小孔を設け、
   前記燃焼室の扉に対応する部分を除く側面と上面を二重構造の薄板で構成して燃焼室の周囲に温風用空気室を形成すると共に該温風用空気室と室内の空気とを連通する温風吹出口を形成し、
   前記燃焼用空気室と温風用空気室のそれぞれの空気入口部を結合してその結合部に前記送風ファンを配置し、前記送風ファンにより送風される空気の一部は前記燃焼用空気室へ送られ、残りは前記温風用空気室へ送られて前記燃焼室内の高温によって暖められて前記温風吹出口を通って室内に送られることを特徴とするペレットストーブ。
2. 前記温風吹出口をストーブの上部と下部のそれぞれに形成したことを特徴とする請求項１記載のペレットストーブ。
3. 前記燃焼室に上部排気筒と下部排気筒を設け、上部排気筒を下方に延長させて下部排気筒と連結し、排気ファンにより室外へ排気することを特徴とする、請求項１記載のペレットストーブ。
4. 前記燃料タンク内の燃料を視認するための燃料覗き窓を設けたことを特徴とする、請求項１記載のペレットストーブ。

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