JP2005121336A - 暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 点火してから暖まるまでの速さを大幅に短くでき、使用性に優れた暖房装置を提供する。
【解決手段】 木質系固形燃料供給装置４から供給された木質系ペレット８が投入されて点火される燃焼炉９の上部には、内部に燃焼筐体６の燃焼空間５とは遮断された空間部を有する被加熱体２８が設けられている。ファン２４で送られた空気は燃焼用空気供給パイプ１３を介して燃焼用空気として用いられるとともに、空気導入パイプ２７を介して被加熱体２８内にシールされた状態で導入される。被加熱体２８内に導入された空気は燃焼熱で直に加熱された被加熱体２８から熱を与えられ、短時間で暖められて燃焼筐体６の前側板の空気吹き出し口３１からクリーンなまま室内に吐出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼筐体内で燃料を燃焼させ、加熱された燃焼筐体の放射熱により周囲を暖める暖房装置に関し、特に、木質系固形燃料を燃料とする室内使用に好適な暖房装置に関する。

近年、環境保護の観点から有害物質の発生が少ない木質系固形燃料を燃料とした暖房装置が普及している。木質系固形燃料としては、例えば木材の破片や紙等を圧縮して玉状ないし棒状に固めたペレットがあり、木質系ペレットを燃料とする室内用暖房装置として、いわゆるペレットストーブと呼ばれるものがある。
ペレットストーブは、内部に燃焼空間を有する筒状の燃焼筐体（ストーブ本体）と、該燃焼筐体の内部に燃料としての木質系ペレットを供給する木質系固形燃料供給装置を有している。

燃焼筐体の内方底部には木質系ペレットを燃焼させる燃焼部があり、該燃焼部に燃焼用の空気を送り込みながら点火ヒータにより木質系ペレットに点火して燃焼させ、燃焼ガスは燃焼筐体の上方に接続された煙突を介して屋外に排出するようになっている。
木質系ペレットの燃焼により燃焼筐体が加熱され、加熱された燃焼筐体の放射熱（輻射熱）により室内が暖められる。
燃料の供給は、例えば木質系固形燃料供給装置の燃料収容部（ホッパ）と燃焼筐体の内部とを燃料搬送路で接続し、該燃料搬送路に設けられたスクリューコンベアをモータで回転させて木質系ペレットを適宜供給する方式となっている。

特開２００３−１３９３２８号公報には、燃焼筐体の外面に螺旋状の空気通路を形成し、燃焼筐体の内部において燃焼ガスを空気流の制御によって螺旋状に上昇させて燃焼筐体内の燃焼ガスの滞留時間を長くするとともに、上記空気通路では室内のクリーンな空気を燃焼ガスとは逆向きに螺旋状に上昇させて上部から暖められた空気を吐出させ、燃焼ガスと空気通路内の空気との間の熱交換率を高める暖房装置が記載されている。
この暖房装置によれば、燃焼熱によって暖められた空気を強制的に室内に吐出させるので、燃焼筐体自体の放射熱のみによる暖房方式に比べて室内を短時間で暖めることができる。

特開２００３−１３９３２８号公報

特開２００３−１３９３２８号公報記載の暖房装置では、クリーンな空気を暖めてそれを強制吐出できるため、ファンヒータと同様の機能を得ることができるが、燃焼筐体の外面に形成された空気通路は、燃焼によって加熱された燃焼筐体の熱によって暖められるため、点火してから直ちに暖かい空気が吐出される訳ではない。
この種の暖房装置において、点火してから暖まるまでの速さ、いわゆる立ち上がり時間の短さは、特に寒冷地方では重要であるが、上述のように熱容量の大きい燃焼筐体自体が十分に加熱されるまでの時間が最低限必要であり、使用性の観点から満足できる状況になかった。

また、上述のように、従来においては木質系ペレットをスクリューコンベアで搬送して供給しているが、木質系ペレットが壊されて燃料消費率を低下させる等の問題があった。
スクリューコンベアは周知のように、回転軸に羽根を螺旋状に固定した構成を有しているが、羽根の端面のエッジによって木質系ペレットが容易に削られていた。また、全体が金属製の剛体であり、回転軸の両端部が支持されて回転するため、木質系ペレットは強制的に圧縮されて逃げの余裕の無い状態で搬送され、容易に押し潰されていた。
木質系ペレットが壊されて粉状になると、燃焼による上昇気流や、燃焼部に送り込まれる空気により容易に吹き飛ばされて燃焼筐体内で舞い、燃焼に供されることなく燃焼筐体の底部に堆積したり、不完全燃焼の煙を発せさせる原因となり、あるいは不完全燃焼のまま煙突から粉塵として排出されていた。

そこで、本発明は、点火してから暖まるまでの速さを大幅に短くできるとともに暖房能力を向上させることができ、使用性に優れた暖房装置の提供を、その主な目的とする。
また、本発明は、木質系固形燃料をできるだけ潰さずに供給でき、燃料消費率を高めることができるとともに粉塵排出等の問題を抑制できる暖房装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、燃焼筐体とは独立且つ並行して燃焼熱によりクリーンな空気を直に暖め、これを吐出させる構成とした。
また、木質系固形燃料の搬送部材にフレキシブル性を持たせて搬送時の木質系固形燃料の逃げを容易にし、壊されにくさを向上させることとした。
具体的には、請求項１記載の発明では、燃焼筐体の内部で燃料を燃焼させ、加熱された上記燃焼筐体の放射熱により周囲を暖める暖房装置において、上記燃焼筐体の内部に外気を該燃焼筐体の内部空間とは遮断された状態で導入し、該導入された外気を燃焼熱で直接加熱し、暖められた外気を上記内部空間とは遮断された状態のまま上記燃焼筐体の外部へ吐出させることを特徴とする。

請求項２記載の発明では、内部に燃焼空間を有する燃焼筐体と、該燃焼筐体内の燃焼ガスを室内の空気とは遮断された状態で屋外に排出するための構成を有し、上記燃焼筐体の内部で燃料を燃焼させ、加熱された上記燃焼筐体の放射熱により室内を暖める暖房装置において、上記燃焼筐体の内部へ室内の空気を上記燃焼空間とは遮断された状態で導入するとともに燃焼熱で直接加熱され、且つ、暖められた空気を上記燃焼空間とは遮断された状態のまま上記燃焼筐体の外部に吐出させる室内空気導入・吐出手段を有していることを特徴とする。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の暖房装置において、上記室内空気導入・吐出手段が、室内の空気を上記燃焼筐体の内部に導入する空気導入部と、燃焼熱で直接加熱され上記空気導入部により導入された空気を加熱する被加熱体と、暖められた空気を上記燃焼筐体の外部に吐出させる空気吐出部を有していることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、請求項３記載の暖房装置において、上記被加熱体が内部に上記燃焼筐体の内部空間とは遮断された昇温空間部を備えた形状を有し、該昇温空間部に上記空気導入部と空気吐出部が連通していることを特徴とする。

請求項５記載の発明では、請求項３又は４記載の暖房装置において、上記被加熱体が、燃料の燃焼部位の上方に設けられているとともに、燃焼空気を上方へ通過させる通気道を有していることを特徴とする。

請求項６記載の発明では、請求項５記載の暖房装置において、上記通気道が、複数の通気パイプを配設した構成を有していることを特徴とする。

請求項７記載の発明では、請求項６記載の暖房装置において、上記通気パイプが、上記昇温空間部における表面積を拡大した形状を有していることを特徴とする。

請求項８記載の発明では、請求項１乃至７のうちの何れか１つに記載の暖房装置において、上記燃料が、木質系固形燃料であることを特徴とする。

請求項９記載の発明では、請求項８記載の暖房装置において、木質系固形燃料供給装置を一体に備え、該木質系固形燃料供給装置は、木質系固形燃料を収容する燃料収容部と、該燃料収容部内の木質系固形燃料を上記燃焼筐体の内部に導くための燃料搬送路と、該燃料搬送路内に設けられた搬送部材と、該搬送部材を回転駆動する駆動源を有し、上記搬送部材は、断面が円形状の線材で螺旋状に形成されていることを特徴とする。

請求項１０記載の発明では、請求項９記載の暖房装置において、上記搬送部材はその燃料搬送方向における前後端部のうち、上記駆動源側のみを支持されていることを特徴とする。

請求項１１記載の発明では、請求項９又は１０記載の暖房装置において、上記燃料搬送路の搬送方向先端部から木質系固形燃料を落下させて供給する構成を有し、上記燃料搬送路が上記燃料収容部から上記燃焼筐体へ向かって上り勾配を有していることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、燃焼筐体の内部で燃料を燃焼させ、加熱された上記燃焼筐体の放射熱により周囲を暖める暖房装置において、上記燃焼筐体の内部に外気を該燃焼筐体の内部空間とは遮断された状態で導入し、該導入された外気を燃焼熱で直接加熱し、暖められた外気を上記内部空間とは遮断された状態のまま上記燃焼筐体の外部へ吐出させる構成としたので、簡単な構造で吐出温風と放射熱による暖房機能の向上を図ることができる。また、燃焼筐体の放射熱による暖房機能に先駆けて短時間でクリーンな暖かい空気を吐出させることができ、スイッチをオンしてからの待ち時間が短く、使用性の向上を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、内部に燃焼空間を有する燃焼筐体と、該燃焼筐体内の燃焼ガスを室内の空気とは遮断された状態で屋外に排出するための構成を有し、上記燃焼筐体の内部で燃料を燃焼させ、加熱された上記燃焼筐体の放射熱により室内を暖める暖房装置において、上記燃焼筐体の内部へ室内の空気を上記燃焼空間とは遮断された状態で導入するとともに燃焼熱で直接加熱され、且つ、暖められた空気を上記燃焼空間とは遮断された状態のまま上記燃焼筐体の外部に吐出させる室内空気導入・吐出手段を有している構成としたので、燃焼筐体の放射熱による暖房機能に先駆けて短時間でクリーンな暖かい空気を吐出させることができ、スイッチをオンしてからの待ち時間が短く、使用性の向上を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の暖房装置において、上記室内空気導入・吐出手段が、室内の空気を上記燃焼筐体の内部に導入する空気導入部と、燃焼熱で直接加熱され上記空気導入部により導入された空気を加熱する被加熱体と、暖められた空気を上記燃焼筐体の外部に吐出させる空気吐出部を有している構成としたので、燃焼筐体の放射熱による暖房機能に先駆けて短時間でクリーンな暖かい空気を吐出させることができ、スイッチをオンしてからの待ち時間が短く、使用性の向上を図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の暖房装置において、上記被加熱体が内部に上記燃焼筐体の内部空間とは遮断された昇温空間部を備えた形状を有し、該昇温空間部に上記空気導入部と空気吐出部が連通している構成としたので、熱交換率を高めることができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項３又は４記載の暖房装置において、上記被加熱体が、燃料の燃焼部位の上方に設けられているとともに、燃焼ガスを上方へ通過させる通気道を有している構成としたので、熱交換率をさらに高めることができるとともに、燃焼筐体内における燃焼効率の向上を図ることができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の暖房装置において、上記通気道が、複数の通気パイプを配設した構成を有していることとしたので、熱交換率の向上と製造の容易化を両立できる。

請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の暖房装置において、上記通気パイプが、上記昇温空間部における表面積を拡大した形状を有している構成としたので、空気接触面積の拡大により熱交換率を更に高めることができる。

請求項８記載の発明によれば、請求項１乃至７のうちの何れか１つに記載の暖房装置において、上記燃料が、木質系固形燃料である構成としたので、排気ガスの有害化を低減できる。

請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の暖房装置において、木質系固形燃料供給装置を一体に備え、該木質系固形燃料供給装置は、木質系固形燃料を収容する燃料収容部と、該燃料収容部内の木質系固形燃料を上記燃焼筐体の内部に導くための燃料搬送路と、該燃料搬送路内に設けられた搬送部材と、該搬送部材を回転駆動する駆動源を有し、上記搬送部材は、断面が円形状の線材で螺旋状に形成されている構成としたので、搬送工程における木質系固形燃料の壊れを低減でき、燃料消費率の向上を図ることができる。

請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の暖房装置において、上記搬送部材はその燃料搬送方向における前後端部のうち、上記駆動源側のみを支持されている構成としたので、搬送部材のフレキシブル性により搬送工程における木質系固形燃料の壊れをより一層低減でき、燃料消費率の更なる向上を図ることができる。

請求項１１記載の発明によれば、請求項９又は１０記載の暖房装置において、上記燃料搬送路の搬送方向先端部から木質系固形燃料を落下させて供給する構成を有し、上記燃料搬送路が上記燃料収容部から上記燃焼筐体へ向かって上り勾配を有している構成としたので、木質系固形燃料が燃料搬送部の先端部に溜まって搬送部材が回転しないのに落下する等の不具合を防止できる。また、燃焼筐体内の燃焼部位から燃料搬送路の先端部を遠ざけることができるので、燃料搬送路内の木質系固形燃料が発火することを防止できる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における暖房装置としてのペレットストーブ１の全体構成の概要を説明する。ペレットストーブ１は、床面Ｆに載置されるベース２と、該ベース２上に固定されたストーブ本体３と、同じくベース２上に固定され、ストーブ本体３に木質系固形燃料を供給する木質系固形燃料供給装置４を有している。
ベース２は、ストーブ本体３を固定するための固定面２ａと、該固定面よりも低く、木質系固形燃料供給装置４を固定するための固定面２ｂを有する段差状に形成されており、内部には配管用の空間部を有している。符号２ｃは脚部を示す。

ストーブ本体３は、内部に燃焼空間５を有する箱状の鉄板製の燃焼筐体６と、燃焼筐体６の内部へ室内の空気を燃焼空間５とは遮断された状態で導入するとともに燃焼熱で直接加熱され、且つ、暖められた空気を燃焼空間５とは遮断された状態のまま燃焼筐体６の外部に吐出させる室内空気導入・吐出手段７の主要部と、木質系固形燃料としての木質系ペレット８を燃焼させるための燃焼部位としての燃焼炉９と、該燃焼炉９に入れられた木質系ペレット８に点火するための点火手段としてのセラミック棒ヒータ１０と、燃焼筐体６の底面側の固定面２ａに載置され、燃焼炉９を保持する燃焼炉保持ケース１２と、ベース２の内部空間に配設され、燃焼炉９の下面側から燃焼用空気を送る燃焼用空気供給パイプ１３と、上面が開口した箱状の灰取り出し用トレイ１４と、燃焼筐体６の木質系固形燃料供給装置４側を仕切る鉄板製の断熱壁１５等を有している。なお、各構成要素は厚みを有しているが、分かり易いように一部のものだけハッチング表示で区別している（他の図において同じ）。
図示しないが、燃焼筐体６の周囲（上・下面及び木質系固形燃料供給装置４側の側面を除く）は、燃焼筐体６に子供等が直接接触して火傷等をしないように、所定の間隔をおいて防護ネットで覆われている。防護ネットの材料としては強度が有り且つ熱伝導性の低い材料が好ましい。

燃焼用空気供給パイプ１３の先端部には灰等の侵入を防止するフィルタ５３が設けられている。燃焼筐体６は上面が開口した箱状になっており、上面は図示しない蓋で略密閉されて外気と遮断されている。蓋はメンテナンス時等に外される。底面は、燃焼用空気供給パイプ１３と対向する穴とセラミック棒ヒータ１０の配線が通る穴があいているだけであり、内部の灰や塵などが外に出ない構造となっている。
燃焼筐体６は鉄板で形成されているが、ステンレスなどの金属やセラミックなどの耐熱性且つ伝熱性を有する材料で形成してもよい（他の鉄板部材において同じ）。本実施形態では燃焼筐体６の放射熱を高めるために、特に、表面積の大きいしま鋼板で形成している。

燃焼炉９は、底面側へ向かって径が徐々に小さくなる椀状に形成されており、燃焼炉保持ケース１２の上面に形成された図示しない穴に挿入され、フランジ９ａで係止されて自重で保持されるようになっている。
フランジ９ａの上部には円筒部９ｃが形成されており、該円筒部９ｃの側面からセラミック棒ヒータ１０が挿入されている。
燃焼炉９の底部には燃焼用空気を取り込むための通気孔９ｂ（図２参照）が多数形成されている。燃焼炉９の椀形状により、木質系固形燃料供給装置４から落下・供給された木質系ペレット８は燃焼炉９の中央部に集まり、燃焼用空気供給パイプ１３により下側から供給される燃焼補助空気が燃焼炉９の底部中央で多くなることと相まって、燃焼は燃焼炉９の中央部で最も強くなる。通気孔９ｂはペレットストーブ１を停止したときや点火の時などに燃焼炉９内の灰を下方に落下させる機能も有している。

燃焼炉保持ケース１２は、上面に燃焼炉９の嵌る穴、底面に燃焼用空気供給パイプ１３と対向する穴があいているだけの箱状になっており、内部に落下した灰などが外にでない構造となっている。燃焼炉保持ケース１２は燃焼筐体６の前面側において燃焼炉９を保持したまま出し入れ可能になっている。断熱壁１５の下端側には灰を燃焼炉保持ケース１２の上面に落とすための傾斜板５０が固定されており、該傾斜板５０の下面には垂直なガイド板５１が形成されている。傾斜板５０の先端は灰を燃焼炉保持ケース１２の上面に確実に落とせるように、燃焼炉保持ケース１２の上面に入り込んでいる。燃焼筐体６の図中左側において生じる灰は灰取り出し用トレイ１４に収容される。
燃焼炉保持ケース１２は、灰取り出し用トレイ１４の側面１４ａとガイド板５１とによりガイドされて出し入れができるようになっている。
燃焼筐体６の前側板３０（図２参照）には、燃焼炉９の点火状態等を目視するためのガラス製の覗き窓１６が設けられている。図示しないが、覗き窓１６は、灰やすすで汚れた場合には拭き取ることができるように、ヒンジにより開閉可能になっている。

木質系固形燃料供給装置４は、角筒状をなす供給装置本体１７と、該供給装置本体１７の上部に設けられた燃料収容部としてのホッパ１８と、木質系ペレット８を燃焼筐体６の内部に導くためのパイプ状の燃料搬送路１９と、該燃料搬送路１９内に設けられた搬送部材２０と、該搬送部材２０を回転駆動する燃料供給用の駆動源としてのモータ２１等を有している。
モータ２１は、供給装置本体１７の内面に固定されたブラケット５２に支持されている。
供給装置本体１７の上面には、上方開口部を開閉する蓋２２がヒンジ２３を介して開閉自在に設けられている。木質系固形燃料供給装置４は、ホッパ１８内の木質系ペレット８が燃焼筐体６の放射熱により発火しないように、所定の間隔Ｗ離されて設置されている。上記断熱壁１５と間隔Ｗとによりホッパ１８に対する燃焼筐体６による過熱が良好に防止される。
ホッパ１８内の木質系ペレット８は多少暖まる方が燃焼炉９での着火がスムーズになるが、発火するような過熱を避け、安全性を確保しなければならない。間隔Ｗに断熱材を別途設けてもよい。

ホッパ１８の底部は燃料搬送路１９に連通している。燃料搬送路１９は耐熱性材料（例えばステンレス）で形成されており、略水平に延びてその先端部が燃焼炉９の上部近傍に達するように配置されている。燃料搬送路１９の先端部には、搬送された木質系ペレット８を燃焼炉９内に落下させるための樋状のシュート部１９ａが斜めに形成されている。
燃料搬送路１９の先端部から水平及び垂直方向に距離をおいて燃焼炉９に木質系ペレット８を落下させる方式であるので、燃料搬送路１９内にある供給前の木質系ペレット８への引火を防止することができる。落下方式の場合、燃料搬送路１９の先端部における搬送部材２０に対する木質系ペレット８の抵抗が小さくなるので、駆動源（モータ２１）を小型にでき、且つ省電力化を図れる利点がある。

搬送部材２０は、断面が円形状（楕円形の概念を含む）の金属線材でコイル状（螺旋状）に形成されており、搬送方向後端部のみをモータ２１の回転軸に固定されて支持されている。従って、搬送部材２０は片持ち方式で支持されており、コイル径よりも内径の大きい燃料搬送路１９内で軸方向の振れの自由度と、コイル形状に因る伸縮性の自由度を有している。
この特性により、圧力に対して脆性を有する木質系ペレット８をできるだけ粉砕することなく搬送することができる。
すなわち、コイル間で木質系ペレット８が圧縮されようとしても搬送部材２０の上記自由度により加圧状態がすぐに解消され、木質系ペレット８は破壊に至るほどの圧力は受けない。また、搬送部材２０の断面は円形状であるので、摩擦によって木質系ペレット８を削る作用は生じない。
図３に示すように、燃料搬送路１９は搬送部材２０の外径に対して余裕を持つ内径を有しており、木質系ペレット８は燃料搬送路１９内を満杯状態ではなく上部に隙間を有する状態の量を維持されて搬送される。

図１に示すように、供給装置本体１７の下部には、燃焼用の空気を送るための空気源としての電動ファン（シロッコファン）２４が設けられている。ファン２４は供給装置本体１７の下部に形成された図示しない空気取り入れ口から室内の空気を吸引し、送風する。本実施形態では、ファン２４を後述する室内空気導入・吐出手段７の空気源としても利用しているため、防塵フィルタ２５を介してクリーンな空気を送風するようになっている。

図２に示すように、室内空気導入・吐出手段７は、室内のクリーンな空気を燃焼筐体６の内部に導入するための空気導入部としての空気導入パイプ２７と、燃焼筐体６の内部において燃焼炉９の上方に配置され、燃焼熱で直接加熱されるとともに空気導入パイプ２７により導入された空気を加熱する被加熱体２８と、該被加熱体２８に対して空気導入パイプ２７と交差する方向の側面に設けられた空気吐出部２９を有している。
空気導入パイプ２７は空気流れの抵抗を少なくするために、直角ではなく緩い角度で配設されている。また、空気導入パイプ２７は断熱壁１５と燃焼筐体６の側面との間に配設されている（図１参照）。

燃焼用空気供給パイプ１３は、ファン２４に接続された空気導入パイプ２７から分岐されており、空気導入パイプ２７よりも細径に形成されている。これは燃焼補助のための最適な空気量と室内空気導入・吐出手段７における吐出用の空気量が異なるためである。
空気吐出部２９は、燃焼筐体６の前側板３０から突出し、これにより空気吹き出し口３１が形成されている。空気吹き出し口３１の設定位置及び個数は、燃焼筐体６の４側面において任意に設定できる。
本実施形態では、ファン２４によって吸引した室内の空気を強制的に被加熱体２８に導入する構成としたが、空気導入パイプ２７又は空気吐出部２９に独自の送風源又は吸引源を設ける構成としても同様の空気流を得ることができる。

被加熱体２８は、燃焼炉９の燃焼炎熱によって直接加熱され、内部に燃焼筐体６の燃焼空間とは遮断された昇温空間部３２を有するケーシング３３と、昇温空間部３２の遮断状態を維持したままケーシング３３を上下方向に貫通する複数の通気道としての通気パイプ３４を有している。
ケーシング３３は１〜２ｍｍ程度の厚みの鉄板で箱状に形成されており、通気パイプ３４は所定の位置に形成された穴に鉄製のパイプ材を挿入し、溶接等の手段により気密状態で固定することにより形成されている。通気パイプ３４は円筒形に限られないが、円筒形の方が製造が容易である。

空気導入パイプ２７と空気吐出部２９は、ケーシング３３内の昇温空間部３２にシールされて連通している。前側板３０と空気吐出部２９の間もシールされて燃焼筐体６の燃焼空間５とは遮断されている。
空気吐出部２９は前側板３０との間に長さを有しているが、前側板３０に直接接続する構成としてもよい。この場合空気吹き出し口３１自体が空気吐出部２９となる。
空気吹き出し口３１に、上下又は左右方向に風向を変える風向調節羽根を設けてもよい。

空気導入パイプ２７からケーシング３３内に導入された室内のクリーンな空気は、燃焼筐体６内の燃焼ガスとは完全に遮断された状態で昇温空間部３２で暖められるとともに、燃焼ガスが通過することによりより高温となる通気パイプ３４の表面に接触してさらに加熱され、燃焼ガスとの遮断状態を維持されたまま空気吹き出し口３１から吐出される。
図１に示すように、被加熱体２８と燃焼炉９との間隔Ｈは、燃焼熱による被加熱体２８に対する加熱効率が良く、且つ、被加熱体２８が存在することによる燃焼筐体６内の燃焼率の低下を来たさない観点から実験的に求められる値である。

通気パイプ３４は必ずしも設ける必要はないが、設けることにより昇温空間部３２内の空気を短時間に上昇させることができるとともに、燃焼筐体６内における燃焼効率を高めることができる。通気パイプ３４を上部が細径となったテーパ状のパイプにすると燃焼空気が上昇する流れをよくでき、燃焼効率を更に高められる（他の実施形態において同じ）。
通気パイプ３４を通過した燃焼ガス及び被加熱体２８の外を通った燃焼ガスは、燃焼筐体６の上部側面に設けられた排気パイプ３５により、室内の空気とは遮断された状態で屋外に排出される。排気パイプ３５はそれ自体が屋外に排気するための煙突の機能を有してもよく、既に設置されている煙突に接続するためのダクトのみの機能であってもよい。
排気パイプ３５は燃焼筐体６の上面に設けてもよいが、水平方向（横方向）に導くことで燃焼筐体６内の熱の滞留を長引かせることができ、熱の利用効率を高めることができる。

図２に示すように、燃焼炉保持ケース１２は、引き出し方向手前側に燃焼筐体６の前側板３０の一部をなす取手付きの側板１２ａを有する箱状に形成されている。セラミック棒ヒータ１０は、燃焼炉保持ケース１２の円筒部９ｃに引き出し方向奥側から円筒部９ｃに形成された穴９ｄに挿入されるようになっている。
燃焼炉保持ケース１２を手前に引き出すと、セラミック棒ヒータ１０はそのまま燃焼筐体６の内部に残る。灰取り出し用トレイ１４を取り出す場合には、燃焼炉保持ケース１２を引き出した後、その空間から手を差し伸べて矢印Ｒ方向（右方向）にずらしてから手前に引き出す。
灰処理をした後、燃焼炉保持ケース１２を燃焼筐体６に装着する場合、燃焼炉保持ケース１２はガイド板５１と灰取り出し用トレイ１４の側面１４ａとによりガイドされ、穴９ｄとセラミック棒ヒータ１０の位置が合致してセラミック棒ヒータ１０が穴９ｄに挿入される。
穴９ｄとセラミック棒ヒータ１０の位置がずれないように、燃焼炉９は燃焼炉保持ケース１２に対して所定の位置でのみセットできるようになっている。

セラミック棒ヒータ１０は、図４に示すように、燃焼筐体６の後側板６ｂに固定された灰落とし用の傾斜板５４及び該傾斜板５４に固定されたブラケット５５に支持されている。セラミック棒ヒータ１０は、ヒータ本体５６と、該ヒータ本体５６を保持するホルダ５７を有している。ホルダ５７の先端部は上半部が切り欠かれており、ヒータ本体５６が直接木質系ペレット８を加熱するようになっている。ホルダ５７は耐熱性材料（例えばステンレス材）で形成されている。
傾斜板５４の先端部は燃焼炉保持ケース１２の上面に入り込む長さを有し、灰が燃焼炉保持ケース１２の上面に確実に落とされるようになっている。

図５に示すように、空気導入パイプ２７から導入された空気が通気パイプ３４に少しでも多く接触して熱交換率が高まるように、通気パイプ３４は、列が重ならない交互配置パターンを有している。これにより昇温空間部３２では乱流となり、導入された室内空気の熱交換率が高められる。
本実施形態におけるケーシング３３の大きさは、上下面が１辺ｄ（約４０ｃｍ）の略正方形で、高さが約１５ｃｍである。各通気道３４の径ｄ１は約８ｍｍである。

図６に示すように、ペレットストーブ１は制御手段３６により制御される。制御手段３６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を有するマイクロコンピュータであり、タイマー３７や操作パネル３８からの信号が入力され、モータ２１、ファン２４、セラミック棒ヒータ１０等を制御する。
操作パネル３８には、点火スイッチ（開始スイッチ）３９や停止スイッチ４０、強弱切り替えスイッチ等が設けられている。
操作パネル３８や制御手段３６等の電気系統（運転中表示ランプ等を含む）は熱による影響を回避するために木質系固形燃料供給装置４側に設けられている。

次に、本実施形態におけるペレットストーブ１の使用動作を説明する。
点火スイッチ３９が押されると、制御手段３６はモータ２１、ファン２４を動作させるとともに、セラミック棒ヒータ１０に通電する。モータ２１の回転により搬送部材２０が回転し、木質系ペレット８が燃焼炉９に供給される。同時にファン２４の回転によって燃焼用空気供給パイプ１３から空気が供給され、セラミック棒ヒータ１０の点灯により点火可能な状態となる。

制御手段３６はタイマー３７を制御して、点火スイッチ３９がオンしてから確実に燃焼する時間（例えば２〜４分）経過したらセラミック棒ヒータ１０への通電を停止する。ここでの時間（２〜４分）は木質系ペレット８の燃焼が確実に始まる時間であり、実験的に求められる値である。
木質系ペレット８の燃焼が始まった後、ファン２４はオン状態を維持され、燃焼用空気は常時供給される。モータ２１はオン・オフ制御され、オン時間のみ木質系ペレット８が燃焼炉９に供給される。本実施形態では１〜６秒間オンされた後、約４０秒オフされる。この制御はタイマー３７を介して行われる。上記オン・オフ時間は燃料の過不足供給を来たさないようにするために、実験的に求められる値である。
上記オン時間は火力の強弱（燃料供給量の大小）と関係し、図示しない切り替えスイッチやボリュームスイッチで火力の強弱を調整できるようになっている。

木質系ペレット８の燃焼により被加熱体２８及び燃焼筐体６が加熱される。被加熱体２８は燃焼筐体６よりも熱容量が小さく且つ最も加熱効率の高い位置において燃焼熱により直に、燃焼筐体６とは独立して加熱されるので、燃焼筐体６に比べて急激に昇温し、空気吹き出し口３１から暖められたクリーンな空気が短時間で吐出される。
その後、燃焼筐体６の加熱も進行し、その放射熱によっても室内が暖められる。すなわち、本実施形態におけるペレットストーブ１では、点火してすぐに空気吹き出し口３１からの暖かい空気の吐出により室内が暖められるとともに、この温風による暖房が継続する上、燃焼筐体６の放射熱による暖房機能が徐々に得られる。

停止スイッチ４０を押すと、モータ２１が停止され、木質系ペレット８の燃焼炉９への供給が止められる。制御手段３６はモータ２１を停止した後、タイマー３７の制御により５〜１０分経過後にファン２４を停止させる。この時間は、燃焼炉９内の木質系ペレット８を完全に燃焼させるとともに、燃焼後の灰を空気流によって燃焼炉９から吹き飛ばすための時間であり、実験的に求められる値である。
本実施形態ではマイクロコンピュータによる制御としたが、単にタイマーを使った簡単なシーケンス制御としてもよい。

上述したように、使用後の灰の処理・清掃は、まず燃焼炉保持ケース１２を引き出した後、灰取り出し用トレイ１４を引き出すことにより行うことができる。
図１において燃焼筐体６の右側に生じた灰は傾斜板５０により燃焼炉保持ケース１２の上面に集められ、燃焼筐体６の奥側に生じた灰は傾斜板５４により集められる。燃焼筐体６の手前側で生じた灰は燃焼炉保持ケース１２の上面に直接落ち、燃焼筐体６の左側で生じた灰は灰取り出し用トレイ１４に収容される。
従って、燃焼炉保持ケース１２と灰取り出し用トレイ１４を取り出すことにより燃焼筐体６内で発生した灰を効率的に除去することができる。
また、燃焼炉保持ケース１２の引き出しにより燃焼炉９を同時に引き出すことができ、且つ、燃焼炉９は燃焼炉保持ケース１２に載せてあるだけであるので、燃焼炉９自体の取り出し・清掃も容易となる。

上述のように、本実施形態では、燃焼用空気と、早期暖気形成用の室内空気を１つのファン２４で送るようにしているので、送風源又は吸引源を個別に設ける方式に比べて構成の簡易化、低コスト化を図ることができる。

図７に基づいて、第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
上述のように、被加熱体２８の内部の昇温空間部３２において導入された空気の熱交換率は通気パイプ３４との接触面積が多ければ多いほど高くなる。
この観点から、本実施形態では、通気パイプ３４の昇温空間部３２における表面積を拡大化している。具体的には、通気パイプ３４の外周面に軸方向に間隔をおいてフランジ３４ａを複数形成した形状としている。
図８に示すように、通気パイプ３４の外周面に軸方向に延びる帯板状のフィン３４ｂを複数形成する構成としてもよい（第３の実施形態）。

図９に示すように、通気パイプ３４の外周面に螺旋状の溝３４ｃを形成してもよい（第４の実施形態）。通常のネジ加工を施して表面積を大きくしてもよい。この場合、加工が容易となる。
図１０に示すように、通気パイプ３４の外周面に複数の縦溝３４ｄ（一部省略）あるいは横溝を形成してもよい（第５の実施形態）。その他、ローレット加工やショットピーニング、ディンプル加工等により表面積を拡大するようにしてもよい。

図１１に第６の実施形態を示す。
上記各実施形態では、燃料搬送路１９を略水平に配置する構成としたが、このような構成の場合、木質系ペレット８が先端部に溜まり、搬送部材２０が回転しない場合でも僅かな振動等により崩れ落ちて燃焼炉９へ供給される可能性がある。換言すれば、燃料供給を正確にできない虞がある。
これに対処すべく、本実施形態では、燃料搬送路１９をホッパ１８から燃焼筐体６へ向かって上り勾配を有するように配置している。上り勾配の角度θは、燃料搬送路１９の先端部に木質系ペレット８が溜まることを防止しでき且つ搬送部材２０が回転しない状態で先端部の木質系ペレット８が崩れ落ちることを防止できる範囲で適宜に決定されるもので、５〜２０度が好ましい。
また、このように燃料搬送路１９を上向きに傾斜させた場合、水平配置に比べて燃焼炉９と燃料搬送路１９の先端部との距離、すなわち燃焼炉９と木質系ペレット８の距離を大きくすることができ（ｍ１＜ｍ２）、燃料搬送路１９の先端部における木質系ペレット８への引火を防止できる利点も有している。

図１２に示すように、室内空気導入・吐出手段７において専用の空気源としてのファン４１を設ける構成としてもよい（第７の実施形態）。この場合、燃焼用空気を供給するファン２４については、室内に空気を戻す必要がないのでフィルタ２５は不要である。本実施形態においては、空気導入パイプ２７に空気吐出量（吹き出し量）を調整する調整弁を設けてもよい。

上記各実施形態では、昇温空間部３２及び通気パイプ３４を有する被加熱体２８を設ける構成としたが、単にパイプを燃焼筐体６の内部に導入し、これを外部に導く構成によっても本発明の趣旨は実現できる。
また、燃焼炉９の上方に直接加熱される内部に空間を有しない被加熱体を設け、この被加熱体に導入したパイプを接触させてパイプ内の空気を暖めて吐出させるようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態における暖房装置としてのペレットストーブの概要正面図である。 ペレットストーブの要部斜視図である。 燃料搬送路における木質系ペレットの搬送状態を示す要部断面図である。 セラミック棒ヒータの取付構造を示す要部断面図である。 被加熱体における通気パイプの配置パターンを示す概要平面図である。 制御ブロック図である。 第２の実施形態における通気パイプの斜視図である。 第３の実施形態における通気パイプの斜視図である。 第４の実施形態における通気パイプの斜視図である。 第５の実施形態における通気パイプの斜視図である。 第６の実施形態における木質系固形燃料供給装置の要部正面図である。 第７の実施形態における暖房装置としてのペレットストーブの概要正面図である。

符号の説明

５ 燃焼空間
６ 燃焼筐体
７ 室内空気導入・吐出手段
８ 燃料としての木質系ペレット
１８ 燃料収容部としてのホッパ
１９ 燃料搬送路
２０ 搬送部材
２１ 駆動源としてのモータ
２７ 空気導入部としての空気導入パイプ
２８ 被加熱体
２９ 空気吐出部
３２ 昇温空間部
３４ 通気道としての通気パイプ

Claims (11)

1. 燃焼筐体の内部で燃料を燃焼させ、加熱された上記燃焼筐体の放射熱により周囲を暖める暖房装置において、
   上記燃焼筐体の内部に外気を該燃焼筐体の内部空間とは遮断された状態で導入し、該導入された外気を燃焼熱で直接加熱し、暖められた外気を上記内部空間とは遮断された状態のまま上記燃焼筐体の外部へ吐出させることを特徴とする暖房装置。
2. 内部に燃焼空間を有する燃焼筐体と、該燃焼筐体内の燃焼ガスを室内の空気とは遮断された状態で屋外に排出するための構成を有し、上記燃焼筐体の内部で燃料を燃焼させ、加熱された上記燃焼筐体の放射熱により室内を暖める暖房装置において、
   上記燃焼筐体の内部へ室内の空気を上記燃焼空間とは遮断された状態で導入するとともに燃焼熱で直接加熱され、且つ、暖められた空気を上記燃焼空間とは遮断された状態のまま上記燃焼筐体の外部に吐出させる室内空気導入・吐出手段を有していることを特徴とする暖房装置。
3. 請求項２記載の暖房装置において、
   上記室内空気導入・吐出手段が、室内の空気を上記燃焼筐体の内部に導入する空気導入部と、燃焼熱で直接加熱され上記空気導入部により導入された空気を加熱する被加熱体と、暖められた空気を上記燃焼筐体の外部に吐出させる空気吐出部を有していることを特徴とする暖房装置。
4. 請求項３記載の暖房装置において、
   上記被加熱体が内部に上記燃焼筐体の内部空間とは遮断された昇温空間部を備えた形状を有し、該昇温空間部に上記空気導入部と空気吐出部が連通していることを特徴とする暖房装置。
5. 請求項３又は４記載の暖房装置において、
   上記被加熱体が、燃料の燃焼部位の上方に設けられているとともに、燃焼ガスを上方へ通過させる通気道を有していることを特徴とする暖房装置。
6. 請求項５記載の暖房装置において、
   上記通気道が、複数の通気パイプを配設した構成を有していることを特徴とする暖房装置。
7. 請求項６記載の暖房装置において、
   上記通気パイプが、上記昇温空間部における表面積を拡大した形状を有していることを特徴とする暖房装置。
8. 請求項１乃至７のうちの何れか１つに記載の暖房装置において、
   上記燃料が、木質系固形燃料であることを特徴とする暖房装置。
9. 請求項８記載の暖房装置において、
   木質系固形燃料供給装置を一体に備え、該木質系固形燃料供給装置は、木質系固形燃料を収容する燃料収容部と、該燃料収容部内の木質系固形燃料を上記燃焼筐体の内部に導くための燃料搬送路と、該燃料搬送路内に設けられた搬送部材と、該搬送部材を回転駆動する駆動源を有し、上記搬送部材は、断面が円形状の線材で螺旋状に形成されていることを特徴とする暖房装置。
10. 請求項９記載の暖房装置において、
    上記搬送部材はその燃料搬送方向における前後端部のうち、上記駆動源側のみを支持されていることを特徴とする暖房装置。
11. 請求項９又は１０記載の暖房装置において、
    上記燃料搬送路の搬送方向先端部から木質系固形燃料を落下させて供給する構成を有し、上記燃料搬送路が上記燃料収容部から上記燃焼筐体へ向かって上り勾配を有していることを特徴とする暖房装置。
    

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