JP2008107005A - 燃焼器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のペレットストーブではできなかった薪やペレット投入孔から投入できない形状や大きさの植物由来の固形燃料が燃せ、これらの固形燃料が燃焼ポットの外側の溝に落下せず、かつ効率の高い燃焼器具を提供する。
【解決手段】 本発明の燃焼器具は、底部内側に燃焼ポット５が取付けられた燃焼室１を有し、該燃焼室１内で燃料を燃して発生した燃焼ガスを外部に強制排気することにより燃焼室１内の気圧を低下させて燃焼室１内に外気を強制吸入する強制給排気構造を有する燃焼器具であって、該燃焼室１内の底部に取付けられた燃焼ポット５の上端外周が、燃焼室１内に内接しあるいは僅かな間隙を有して配設され、該燃焼ポット１の周壁の一部あるいは全周が傾斜した周壁を有するホッパ型であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼器具に関し、特に、薪や石炭あるいは練炭などを含む植物由来の固形燃料を燃せる燃焼器具に関する。

従来、木質系ペレットと薪の何れをも燃せるスト−ブとして特許文献１（特開２００５−０６１７１３）があった。この木質系ペレットと薪の何れをも燃せるストーブは、ペレットを燃すときと薪を燃すときでは、燃焼室内の燃料皿を入換えるか、反転しなければならなかった。

また、木質系ペレットを燃せるストーブとしては、特許文献２（特開２００６−０７８１２３）を始めとした様々なストーブがあった。これらのストーブは、燃焼室の底部に小型の燃焼ポットが取付けられており、燃焼室の周壁と燃焼ポットの外周の間に大きな溝が形成されていた（特許文献１も同様であった）。したがって、これらの溝があるため燃焼ポットに投入されたペレットが、投入時の衝撃などで跳ねて、燃焼ポットの外側の溝に落下することになる。そして、薪を投入した場合もペレットを投入した場合と同様、燃焼ポットの外側の溝に落下したり、燃焼中の薪が溝に落下したりしていた。
特開２００５−０６１７１３号文献 特開２００６−０７８１２３号文献

前述のように、従来のペレットストーブでは、燃焼ポットの外側の溝に落下したペレットや薪は、燃えない上に、燃えかけの薪がこの溝に落ちると不完全燃焼となる。したがって、従来の燃焼ポットの外側に溝のあるペレットストーブでは、消火後のストーブの燃焼室の清掃が容易でなかった。

本発明はこのような事実から考えられたもので、不完全燃焼を防止でき、清掃が容易な燃焼器具を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明の燃焼器具は、底部内側に燃焼ポットが取付けられた燃焼室を有し、該燃焼室内で燃料を燃して発生した燃焼ガスを外部に強制排気することにより燃焼室内の気圧を低下させて燃焼室内に外気を強制吸入する強制給排気構造を有する燃焼器具であって、該燃焼室内の底部に取付けられた燃焼ポットの上端外周が、燃焼室内壁に内接しあるいは僅かな間隙を有して配設され、前記燃焼ポットの周壁の一部あるいは全周が傾斜した周壁を有するホッパ型であることを特徴とする。

前記燃焼ポットが、揺動自在に取付けられ、該燃焼ポットに衝撃を与えあるいは揺動させる衝撃揺動部材を取付けたり、前記燃焼ポットの周壁に内外を貫通する複数の貫通孔を穿設したり、前記燃焼器具を鋳物で形成したり、前記燃焼室の天板、後板、側板、底板の何れかあるいは任意の組合せを熱交換板とし、該熱交換板の外側に任意の位置に開口を有して連通する空気室と、該空気室に外気を取入れるため空気室の任意の位置に形成した空気挿入孔に取付けられた空気送風器と、を設けたりできる。また、前記燃焼器具に使用する燃料が、植物由来の固形燃料とする。

本発明で言う、ホッパ型燃焼ポットは、一般的なホッパ型あるいは漏斗型のみならず、上部の周壁の一部に上方より下部に向って順次狭くなる傾斜面を有するものや有底の筒状に形成され、この底部の一部に開口を有する形状であっても良い。また、植物由来の固形燃料とは、薪、炭、石炭、練炭、樹木の葉や根、草等、あるいは、それらの加工物などであっても良く（草や葉を乾燥したものも固形燃料に含む）、ホッパ型燃焼ポット内に収納して燃やせる形状に加工したものであればよく、ペレットやチップ状に限定されない。しかし、石油などの液体燃料やＬＰガスなどの気体燃料は除外する。

本発明の燃焼器具は、燃焼室内の底部に取付けられた燃焼ポットの上端外周が、燃焼室内に内接しあるいは僅かな間隙を有して配設されているから、燃焼室内面と燃焼ポットの周壁の間に間隙がなく、ペレット投入孔から投入された小型固形燃料が、燃焼ポット外の燃焼室の底に落下できない。また、燃焼ポットの周壁の一部あるいは全周が傾斜した周壁を有するホッパ型であるから、燃焼ポット下部の開口近くの固形燃料が燃えると、燃焼ポットの上部の固形燃料は常時下部の開口に向って移動し確実に燃焼し、不完全燃焼を防止できる。その結果、固形燃料の燃焼滓は、確実に燃焼ポット下部の開口から下の灰受けに落下し、周辺を汚染することがなく、燃焼器具消火後の清掃が楽で、燃焼効率の高い燃焼器具が得られた。その上、従来の燃焼ポットのままでは、まきや石炭など大型の固形燃料を燃すことができなかったが、燃焼室内面と燃焼ポットの周壁の間に間隙がない本発明の燃焼器は、目皿を反転したり部品を交換せずに大型固形燃料を燃せる。

揺動自在に取付けられた燃焼ポットと、該燃焼ポットに衝撃を与えあるいは揺動させる衝撃揺動部材を有した構成にすることで、衝撃揺動部材を操作して燃焼ポットに衝撃あるいは揺動を与えると、燃焼ポットないし壁面に引っかかっている燃焼灰が、燃焼ポット下部の開口から下の灰受けに確実に落下し、周辺を汚染することがなく、燃焼器具消火後の清掃を楽にすることができた。

燃焼ポットの周壁に内外を貫通する複数の貫通孔を有する構成にすれば、この複数の貫通孔から外気が燃焼ポット内に吸入され、固形燃料が効率よく燃焼する。その結果、高い燃焼温度が得られ、燃焼効率が高くなる。そのため、従来の燃焼ポットを有する燃焼器と、本発明の燃焼ポットを有する同型の燃焼器で比較すると、煤の発生量を格段に少なくすることができる。

上記構成の燃焼器具を鋳物で形成すると、遠赤外線効果に加え、輻射熱効果が発揮できる。

本発明の燃焼器具は、燃焼室の天板、後板、側板、底板の何れかあるいは任意の組合せが、熱交換板であり、該熱交換板の外側に形成され、任意の位置に開口を有して連通する空気室と、空気室に外気を取入れるため空気室の任意の位置に形成した空気挿入孔に取付けられた空気送風器とを有している。この燃焼器の空気送風器を作動させると、燃焼室内の高温になった燃焼ガスを燃焼室外周の熱交換板特に天板を介して空気室内の空気が暖められ開口から放出される。

本発明の燃焼器具に使用する燃料は、植物由来の固形燃料であり、これには、木質系ペレットは言うの及ばず、従来は燃せなかった薪、炭、練炭はもちろん、草や木の葉も含まれる。また、古代には植物であった石炭も、これらの加工品も含まれる。固形燃料の大きさは、燃焼室に投入できる大きさであれば、大きさ、形に限定がない。

本発明の燃焼器具は、図１に示すように、一側面すなわち前方（あるいは側方）に開口１ａを有し、この開口１ａに封止体としての開閉自在な扉１ｂをとりつけた略閉鎖された燃焼室１を有している。この燃焼室１は、略閉鎖されたものであるが、完全な密閉とは言えず、下記のように外部と連通している。先ず始めに、上記開口１ａないしこの開口１ａと扉１ｂの間に形成される隙間がある。次に、燃焼室１内に設けられた隔壁２により仕切られた空間３に開口された燃焼ガス排気孔４がある。すなわち、燃焼室１の一部は、隔壁２により仕切られた空間３となっており、この空間３は、排気孔４と連通していて、燃焼ポット５で植物由来の固形燃料を燃焼させたときに発生する燃焼ガスを燃焼室１から屋外に排気する。この排気孔４には、燃焼ガスを強制排気する排気器具としての排風ファン４ａが取付けられている。

また、燃焼室１は、燃焼ポット５の底部に形成された開口５ａと、この下方の燃焼室１の第２の開口１ｃと、ここに連通される灰受室６の一端に形成された第３の開口６ａとにより外部と連通している。また、燃焼室１に外気を吸入する吸入孔７がある。さらに、固形燃料８を投入するペレット投入孔１１でも外部と連通している。図中の二重線で示した矢印は、燃焼ガスや空気の流通経路を示す。固形燃料８としては、植物由来の固形燃料である木質系ペレットなどの小さなものを使用している。

この燃焼室１内の底部には、燃焼室１の内壁面に上端の外周が内接する円錐形あるいは角錐形の周壁を有する燃焼ポット５が取付けられている。この錐形の底部には開口５ａが有り、開口５ａには目皿５ｂを取付けている。この錐形の燃焼ポット５は、図２に示すように、周壁が上方より下方に向って順次狭くなる傾斜壁が一部に設けられた燃焼ポット１２であっても良い。燃焼ポット５，１２の底部の開口５ａは、燃焼室１の周壁を貫通させて設けられた吸入孔７を介して外部と連通し、燃焼ポット５内に外気を吸入できる構造である。

また、燃焼ポット５の下部の開口５ａ近傍には、固形燃料８に着火させる熱源としてのヒーター９が取付けてある。このヒーター９は、燃焼室１の隔壁２や外壁を貫通するヒーター挿入孔１０に挿脱自在に挿入され、先端が開口５ａの周壁を貫通して燃焼ポット５内に達している。このヒーター９には、リード線１０ａが取付けられ、リード線１０ａは、外部の電源に接続され、図示しないオン・オフ切換えスイッチが取付けられている。図では、このヒーター９は、燃焼ポット５の下部開口内に先端のみが露出しているが、ヒーター９の主要部を露出させ、燃焼ポット５に投入された木質系ペレットである固形燃料８に直節接触させてもよく、電源として乾電池を内蔵させるなど木質系ペレットである固形燃料８に着火できれば他の方法であっても良い。

燃焼室１の燃焼ポット５上方には、小さな固形燃料８を外部から投入するペレット投入孔１１が開口しており、小型の固形燃料８を燃焼室１外から供給すると、燃焼ポット５内に投入される。なお、この燃焼器具に植物由来の固形燃料の一種である薪、石炭、練炭などペレット投入孔１１から投入できない大きさや形状の固形燃料は、前記燃焼室１の開口１ａに取付けた扉１ｂを開いて燃焼ポット５上に供給することになる。

燃焼室１の燃焼ポット５の下は、隔壁床により区画された灰受室６が形成され、燃焼ポット５の下部の第２の開口１ｃを通じて燃焼ポット５と灰受室６は、連通している。この灰受室６の一端は開口６ａしており、この灰受室６の開口６ａから灰受皿１ｄが挿脱自在に挿入されている。

上記構成の燃焼器具は、金属製であるが、燃焼ポット５のみを鋳物としたり、燃焼器具全体を鋳物とすることもできる。なお、図は省略してある（以下の図も同様）が、この燃焼器の下部には、燃焼器が床に直接接触しないように所定の高さの脚が取付けてある。

上記構成の燃焼器具は、
１）ペレット投入孔１１から小型固形燃料である木質系ペレット８を燃焼ポット５に投入する。あるいは、
２）ペレット投入孔１１から小型固形燃料である木質系ペレット８を燃焼ポット５に投入した上にペレット投入孔１１から投入できない大きさの大型固形燃料である薪や石炭（図示せず）を燃焼ポット５内の木質系ペレット８上に投入する。
その後、排風ファン４ａに取付けられたスイッチをオンにすると共にヒーター９にもスイッチを入れる。すると、ヒーター９の性能にもよるが、２〜３分で木質系ペレット８に着火する。２）の場合は、着火した木質系ペレット８の火が、大型固形燃料である薪や石炭に点火する。消火する時は、燃焼ポット５内の大小の固形燃料８の自然消火を待つか、燃焼中の固形燃料８を燃焼ポット５から取り出して消火する。大小の固形燃料８が燃焼ポット５内で燃焼して発生した燃焼ガスは、排風ファン４ａの作動により隔壁２で区分された空間３を通って排気孔４から外部に排気される。こうして排気孔４から燃焼ガスが排気されると、燃焼室１内の気圧が下がり吸入孔７から燃焼ポット５の下部の開口５ａを通って燃焼室１に外気が吸入され、燃焼ポット５内に固形燃料８がある限り燃焼し続けることができる。

上記構成の燃焼器具は、該燃焼室１内の底部に取付けられた燃焼ポット５の上端外周が、燃焼室１内に内接しあるいは僅かな間隙を有して配設されており、燃焼室１内壁と燃焼ポット５の上端外周の間にほとんど間隙がない。したがって、ペレット投入孔１１から勢い良く投入された小型固形燃料８でも、必ず燃焼ポット５内に落下する。さらに、燃焼ポット５の周壁の一部あるいは全周が傾斜した周壁を有するホッパ型であるから、大量の小型固形燃料８を燃焼ポット５内に投入しても外気が供給される燃焼ポット５の下の開口５ａ近傍の小型固形燃料８が、先に燃焼する。したがって、開口５ａ近傍の小型固形燃料８が燃焼すると、常に燃焼ポット５の底部の開口５ａに向って重力が働いているので残った小型固形燃料８は、開口５ａに向って移動する。その結果、燃焼して発生した燃焼滓である灰は、自動的に開口５ａから下の灰受皿１ｄに落下することになる。もちろん、燃えかけの薪など大型固形燃料が、燃焼ポット５外に落下することがないから、安心して燃すことができる。

以上のような構成の燃焼器具であるから、第一に、燃料が、木質系ペレットすなわちペレット投入孔１１から投入できる大きさの木質系ペレットなど小型固形燃料８に限定されることがなく、燃焼室１の開口１ａに取付けられた扉１ｂを開けて投入できる固形燃料であれば、如何なる大きさと形状の固形燃料であっても燃せるようになった。例えば、ペレット投入孔１１から投入できない大きさや形状の薪、炭、石炭、木の葉、木の根、草などが燃せるが、しかし、液体（石油）、気体（ガス）は燃せない。第二に、燃焼室１と燃焼ポット５の間に間隙がないか、狭い間隙があっても大小の固形燃料や燃焼灰がその間隙から燃焼ポット５外にほとんど落下することがなく、燃焼室１の内外の汚染が少なく、燃焼後の燃焼ポット５近辺の清掃がいたって簡単である。また、従来の燃焼室１の内面と燃焼ポット５の間が隔たった同型の従来の燃焼器具と比較し、発生する煤の量が格段に少なかった。と言うことは、本発明の燃焼器具の方が高温で燃焼しており、完全燃焼に近い燃焼効率の高さを示すものである。

燃焼ポット５を鋳物で形成した場合は、単なる金属製の燃焼ポット５の場合より大きな遠赤外線効果が得られる。また、燃焼ポット５のみならず燃焼器具全体を鋳物で形成すると、上記遠赤外線効果に加え、輻射熱効果が得られる。これらの理由としては、以下の点が考えられる。本発明の燃焼器具は、燃焼効率が高いので、燃焼器具から得られる熱エネルギーは、従来型燃焼ポット５を有する燃焼器具より大きいものと思われる。したがって、固形燃料の燃焼により発生した熱が、鋳物で形成した燃焼器全体に伝わり、輻射熱として燃焼器具の表面からより多くの熱エネルギーが放射されているためと思われる。

図３は、第２の実施例であり、上記実施例との違いを中心にして説明する。この燃焼器具は、燃焼室１の外周すなわち燃焼室１の天板、後板、側板、底板の何れか一つあるいは任意の組合せを熱交換板とし、この熱交換板の外側に厚みの薄い空気室１５を形成している。熱交換板としては、鋼鉄、鋳物、銅などの金属板を使用することができる。また、空気室１５は燃焼室１とは連通していない。この複数の熱交換板の外側に形成した空気室１５は、全体が連通して一体となっており、連通した空気室１５の所望の位置が開口１５ａ（図では前方が、開口しているが、必要に応じ任意の位置に１つ以上の開口を設けることができる）している。この空気室１５に外気を取入れるため空気室１５の任意の位置に空気挿入孔１６を形成し、この空気挿入孔１６に空気送風器としての送風ファン１７を取付けている。

燃焼ポット１８を燃焼室１の底部に着脱自在に取付けるため燃焼室１内壁の所定の位置に係止部材としての突起（あるいは突条）１９を形成する。この係止部材としての突起１９の代わりに外周が隔壁で覆われ、燃焼ポット１８を燃焼室１の下部に容易に着脱できる形状の取付け部材など他の手段であっても良い。

以上の構成を有する燃焼器は、排気器具としての排風ファン４ａの作動により燃焼室１の気圧が下がると、吸入孔７から燃焼室１に外気が吸入される。固形燃料８の燃焼により高温になった燃焼室１内の温度は、熱交換板を介して外側の空気室１５内の空気を温める。空気室１５は、空気挿入孔１６を介して外気と連通しており、空気挿入孔１６に取付けた送風ファン１７の作動により、次々と空気室１５内に外気が送り込まれると共に空気室１５内の温められた空気は開口１５ａから送風され、屋内を暖房できる。

図４に示すように、燃焼室１の底部に着脱自在に取付けた燃焼ポット１８に衝撃や揺動を与えたる衝撃揺動部材２０を取付ける。衝撃揺動部材２０は、外部から操作できるようにシャフト２０ａを燃焼室１の周壁を貫通させ、シャフト２０ａの先端に平板な衝撃揺動板２０ｂ偏心させた状態で取り付け、シャフト２０ａの他端にクランク状ハンドル２０ｃが取付けられている。衝撃揺動部材２０の形状と取付け位置は、シャフト２０ａを進退動させることにより燃焼ポット１８に衝撃を与えるなど図示したものに拘ることなく燃焼ポット１８に衝撃や揺動を与えたることができれば如何なる形状や位置であっても良い。なお、燃焼ポット１８を揺動させやすくするため、前記突起（あるいは突条）１９の一部をわずかに高い位置に設けると燃焼ポット１８は、揺れやすくなる。

上記構成の衝撃揺動部材２０を有する燃焼器具は、燃焼ポット１８の上部位置に固形燃料８や燃焼灰が引っかかっているとき、衝撃揺動部材２０を操作して燃焼ポット１８に衝撃や揺動を与えたると、これらの固形燃料８や灰が燃焼ポット１８の下部の開口５ａに向って移動する。結果として、燃焼器具は、スムースに燃焼を続け、燃焼灰もスムースに開口５ａから灰受皿１ｄに落下するから、消火後の清掃がラクである。図４中の矢印は、小型固形燃料８の移動方向を示す。

図５は本発明の燃焼器具の第３実施例を示す縦断面概念図である。図６は、図５の要部拡大断面概念図である。図５、図６に示すように、燃焼ポット２１の周壁に、内外を貫通する多数の孔２２を穿設している。図６に示すように、吸入孔７から燃焼ポット２１の底部に吸入された外気は、燃焼ポット２１の下部の開口５ａと燃焼ポット２１の周壁の孔２２から燃焼ポット２１内に流れ込む。従って、前述の実施例や、従来型燃焼ポットによるときよりも、酸素の供給が多くなるから小型固形燃料８が高温で燃焼し、燃焼効率が高くなる。また、燃焼ポット２１の周壁の孔２２から外気が吸入されるので、炎の形が整いかつ先端が高く上がる。その結果、燃焼室１上方の空間３内の空気を効率よく暖められるから熱効率の高い燃焼器具が得られた。

また、燃焼ポット２１の周壁の内面の燃焼滓すなわち灰が、燃焼ポット２１の周壁の孔２２から流入する外気により煽られて燃焼室１内に舞い上がり、最終的に燃焼ポット２１の下部の孔５ａから下の灰受皿１ｄに落下し、燃焼ポット２１内壁面に留まることができない。以上の結果、消火後の燃焼室１や燃焼ポット２１の掃除が容易になった。なお、図中、破線で表した矢印は、燃焼中の小型固形燃料８の飛び散った破片や燃焼灰の流れを示す。

本発明の燃焼器具は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施例で示した各構成を任意に組合わせることができ、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることもできる。

本発明の燃焼器は、暖房器具として使用できる。

本発明の燃焼器具を示す縦断面概念図である。 本発明の燃焼器具の別の実施例を示す縦断面概念図である。 本発明の燃焼器具の第２実施例を示す縦断面概念図である。 図３の要部拡大縦断面概念図である。 本発明の燃焼器具の第３実施例を示す縦断面概念図である。 図５の要部拡大縦断面概念図である。

符号の説明

１ 燃焼室
１ａ 開口
１ｂ 封止体としての扉
１ｃ 燃焼室の第２の開口
１ｄ 灰受皿
２ 隔壁
３ 空間
４ 燃焼ガス排気孔
４ａ 排気器具としての排風ファン
５ 燃焼ポット
５ａ 燃焼ポットの底部の開口
５ｂ 目皿
６ 灰受室
６ａ 灰受室の第３の開口
７ 吸入孔
８ 植物由来の小さな固形燃料
９ 熱源としてのヒーター
１０ ヒーター挿入孔
１０ａ リード線
１１ ペレット投入孔
１２ 一部に傾斜壁を有する燃焼ポット
１５ 熱交換板の外側の空気室
１５ａ 空気室の開口
１６ 空気挿入孔
１７ 空気送風器としての送風ファン
１８ 燃焼ポット
１９ 係止部材としての突起（あるいは突条）
２０ 衝撃揺動部材
２０ａ シャフト
２０ｂ 平板な衝撃揺動材
２０ｃ クランク状ハンドル
２１ 燃焼ポット
２２ 燃焼ポットの周壁の内外を貫通する多数の孔

Claims (6)

1. 底部内側に燃焼ポットが取付けられた燃焼室を有し、該燃焼室内で燃料を燃して発生した燃焼ガスを外部に強制排気することにより燃焼室内の気圧を低下させて燃焼室内に外気を強制吸入する強制給排気構造を有する燃焼器具であって、
   該燃焼室内の底部に取付けられた燃焼ポットの上端外周が、燃焼室内壁に内接しあるいは僅かな間隙を有して配設され、前記燃焼ポットの周壁の一部あるいは全周が傾斜した周壁を有するホッパ型であることを特徴とする燃焼器具。
2. 前記燃焼ポットが、揺動自在に取付けられ、該燃焼ポットに衝撃を与えあるいは揺動させる衝撃揺動部材を有することを特徴とする請求項１記載の燃焼器具。
3. 前記燃焼ポットの周壁に内外を貫通する複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼器具。
4. 前記燃焼器具が、鋳物で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃焼器具。
5. 前記燃焼室の天板、後板、側板、底板の何れかあるいは任意の組合せが、熱交換板であり、該熱交換板の外側に形成され、任意の位置に開口を有して連通する空気室と、
   該空気室に外気を取入れるため空気室の任意の位置に形成した空気挿入孔に取付けられた空気送風器と、
   を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃焼器具。
6. 前記燃焼器具に使用する燃料が、植物由来の固形燃料であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃焼器具。

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