JP2013221728A

JP2013221728A - 補助暖房装置

Info

Publication number: JP2013221728A
Application number: JP2012095718A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamamoto; 山本　　清
Original assignee: Hokuto Seigyo KK
Current assignee: Hokuto Seigyo KK
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-10-28

Abstract

【課題】新設若しくは既設のストーブに着脱することができ、しかも排気ガスを完全燃焼させて排煙がなく、急速暖房あるいは固体燃料の補給なしで長時間暖房が可能な補助暖房装置を提供する。
【解決手段】煙センサ１１が煙の発生を検出すると、ＣＰＵ１５は電気ヒータ９を点灯させる制御指令を出力するとともに排気ファン１２に排気量を増加する制御指令を出力し、排煙零を目標値とし排煙量を誤差とするネガティブフィードバック制御を行って排気管７より排出される排気ガスに含まれる可燃成分を完全燃焼させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば薪ストーブ、ペレットストーブ、石炭ストーブなどの新規或いは既設の暖房装置に着脱自在な補助暖房装置に関する。

薪を直接燃焼する暖房装置として薪ストーブがあり、炎の癒し効果により根強い人気がある。地球温暖化防止が緊急の課題となっている中で、薪は大気中のＣＯ_２が増加しないカーボンニュートラル性および再生可能エネルギーであることから評価が高まっている。また原子力発電の事故により安全性への認識が高まり、太陽光発電や風力発電など自然エネルギーの不安定さに比べ夜間でも悪天候下でも使える薪の保存性からも、近年は薪ストーブの普及が加速している。
古くから開放型燃焼装置として暖炉が存在していたが燃焼効率改善のために密閉式の薪ストーブが発明されておりその基本構造は未だに変わっていない。

薪ストーブの概略構成について図５を参照して説明する。
薪５１は、開閉扉５２により開閉される投入口５３より燃焼室（鉄製の筐体）５４に投入される。燃焼室５４の室内底部には、ロストル（火格子）５５が設けられており、薪５１はロストル５５上で燃焼する。また、ロストル５５の下方には灰皿５６が設けられ、薪５１が燃焼して発生した灰は灰皿５６に落下するようになっている。灰皿５６にたまった灰は燃焼室５４の前方に設けられた灰皿取り出し口５７より取り出して灰を除去できるようになっている。燃焼室５４には、上部に設けられた給気口５８より外気が供給される。吸入量は給気口の絞り量などの調整機構により調整できる。燃焼ガスは自然対流により排気口から煙突５９を経由して屋外へ排出される。このように、燃焼室５４内で薪５１を燃焼させ、燃焼室５４からの赤外線輻射あるいは室内空気を接触加熱することで暖房を行う。

しかしながら、煙突５９による十分なドラフト効果が期待できず不完全燃焼による多量の排煙がさけられないこと、あるいは迅速な暖房ができない、比較的短時間で薪補給しなければならない、などの理由から導入には制約があり普及が阻まれていた。そこで以下の改善が提案されている。

例えば、燃焼室へ強制給気により二次燃焼を促して完全燃焼を促進したストーブ（特許文献１参照）、二次燃焼室に未燃焼ガスを滞留させて外気を導入して二次燃焼を促すストーブ（特許文献２参照）、ヒータで着火すると共に排気ファンを作動させて燃焼室に吸気しながら燃焼を促進し燃焼ガス排気する途中で外気導入した空気を熱交換して温めて温風を吹き出して暖房として利用するストーブ（特許文献３参照）、燃焼室の容量を増大させて二次燃焼と熱交換を行って固体燃料を効率よく燃焼させるストーブ（特許文献４参照）などが提案されている。

特開２００６−５２９１２号公報特開２００７−２８５６６０号公報特開２００８−１０７００５号公報特開２００９−７９８８６号公報

上述した各薪ストーブには、以下に述べる課題があった。
先ず、不完全燃焼し排煙が多い。例えば、図５に示す薪ストーブは火力調整を給気口５８の開口を絞ることにより行っている。このため、燃焼室５４内は常に酸素不足の状態で不完全燃焼しており発煙が避けられない。発煙を減らそうとして給気口５８を開くと火力が強くなり排気速度が増大して給気量が増えますます火力が増大するというポジティブフィードバックがかかり過剰燃焼状態に移行してしまう。これは強制給排気構造にすることで顕著になる（特許文献１，３参照）。あるいは燃焼室５４への給気が多すぎて炎が消えてしまい不完全燃焼状態となってしまう。理論空燃比は１：１５であるが、薪ストーブは給気不足あるいは給気過剰に移行して最適な空燃比を保てないという問題がある。
この燃焼制御性の悪さから薪ストーブはほとんどの時間帯で不完全燃焼しており排煙が避けられず特に点火時において排煙は顕著となる（特許文献２，４参照）。また、可燃性ガスを屋外に排出せざるを得ないことから燃料が無駄になり、自然対流による排気方式であることから排気損失も大きいという欠点があった。

次に、暖房開始までに時間がかかり、また長時間燃焼できない。例えば図５に示す薪ストーブは点火に際して火力を徐々に大きくせざるを得ず、薪５１が安定した燃焼状態となるまでに数十分間を要する。また、燃焼室５４に蓄熱して赤外線輻射するために燃焼室５４の熱容量を極端に大きくしてあり、燃焼室５４を加熱するのにも長時間を要した。そのため暖房として働き始めるまでには１時間近くかかっている。特に冷え切った早朝に暖房開始までに１時間も待たされることは耐え難いものがある。そこで、早朝まで薪ストーブを暖かく保つために就寝時に薪５１を燃焼室５４にたくさん詰め込んで、燻らせながら焚くことも一般的に行われている。しかしながら、排煙が多く近隣に迷惑がかかり燃焼効率も低くあまり暖まらずしかも燃費が悪化する。特に、燃焼室５４を大容量化したストーブではこれらの現象が顕著となる（特許文献２，４参照）。
また、薪ストーブが完全燃焼している場合には、二次燃焼装置は不要であり、排気ガスの排出経路が長くなるため装置の設置面積を要しストーブが大型化する（特許文献１乃至４参照）。また、ストーブの燃焼効率の向上、急速暖房、長時間暖房の必要性など、必要に応じて既設のストーブに着脱して使用できると設備コストが削減できるうえにユーザーの利便性が向上する。

本発明はこれらの課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは新設若しくは既設のストーブに着脱することができ、しかも排気ガスを完全燃焼させて排煙がなく、急速暖房あるいは固体燃料の補給なしで長時間暖房が可能な補助暖房装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る暖房装置は、以下の構成を備える。
燃焼室の上部に着脱可能に接続され固体燃料の燃焼を維持するに足りる所定の排気抵抗を有する排気管と、前記排気管内に設けられ、前記燃焼室より排出された排気ガスに給気されて可燃性成分を再燃焼させる強制燃焼手段と、前記強制燃焼手段より排気方向下流側で前記排気管の周囲に設けられ室内空気と熱交換を行って暖房する熱交換器と、前記排気管の一部に設けられ排気中の煙の発生を検出する煙センサと、前記排気管の排気流速を変化させて排気抵抗を任意に低減できる強制排気手段と、前記排気管の排気抵抗を調整するため前記強制排気手段の排気量を可変制御する制御指令を出力する制御手段と、を備え、前記煙センサが煙の発生を検出すると、前記制御手段は前記強制燃焼手段を燃焼させる制御指令を出力するとともに前記強制排気手段に排気量を増加する制御指令を出力し、排煙零を目標値とし排煙量を誤差とするネガティブフィードバック制御を行って前記排気管より排出される排気ガスに含まれる可燃成分を完全燃焼させることを特徴とする。

上記構成によれば、新設若しくは既設のストーブに排気管を着脱するだけで補助暖房装置を増設できるので、ストーブにかけるコストを廉価に抑えて必要に応じて補助暖房装置を組付けて使用することができる。また、煙突のあるストーブにも煙突のないストーブに対しても後付けすることができ、汎用性が向上する。
また、煙センサが煙の発生を検出したとき燃焼室より排出された排気ガスに含まれる可燃成分を強制燃焼手段により再燃焼させるので燃焼効率が向上して排煙がなくなるうえに、強制燃焼手段より排気方向下流側で排気管の周囲に設けられた熱交換器により室内空気と熱交換を行って暖房するので、暖房効率も向上する。
また、燃焼室内に充分給気された状態のもとで排気管の排気抵抗により火炎上昇速度を抑制して火炎を長時間燃焼室内に滞留させ、完全燃焼を促進することができる。よって、排気ガスが無色無臭となるため、住宅密集地においても薪ストーブの利用促進を図ることができる。

前記強制燃焼手段は任意のタイミングで任意の時間燃焼させて前記熱交換器により熱交換を行うことが可能であることが好ましい。
これにより、例えば早朝などの寒い時間帯に、燃焼室の燃焼を待たずに強制燃焼手段を燃焼させて急速暖房を実現でき、また燃焼室の固体燃料が燃え尽きた後も強制燃焼手段を燃焼させ続けることで、長時間暖房も実現することができる。

前記燃焼室の排気口と煙突との間に接続する接続部に前記煙突への排気路を開閉するシャッターが設けられ、該シャッターの排気方向上流側に接続された排気管が前記熱交換器を経て前記シャッターの排気方向下流側の煙突に接続するように環状に配管されていてもよい。
これにより、シャッターを閉めることで煙突への排気路を遮断し排気ガスを排気管に導入して必要に応じて再燃焼させ、熱交換器を排気管が通過する際に室内空気と熱交換を行って補助暖房として利用することができる。また、シャッターを開放すると排気管への排気路を遮断して燃焼室の排気ガスを煙突へ排気して通常のストーブとして使用することもできる。

前記強制燃焼手段は、前記排気管の中央部に配置された電気ヒータであってもよい。これにより、電気ヒータは構造が簡素化されているため制御性が良く、排気ガスが排気管の中央部を多く流れることから排気ガスに含まれる可燃成分を再燃焼させることで消炎効率も向上する。

本発明によれば、新設ストーブのみならず既設のストーブに着脱することができ、しかも排気ガスを完全燃焼させて排煙がなく、急速暖房あるいは固体燃料の補給なしで長時間暖房が可能な補助暖房装置を提供することができる。
また、補助暖房装置を用いることで、煙突を省略して屋根工事が不要となり煙突掃除も不要となるため、薪ストーブの設置にかかるコストを削減することができ、ストーブの室内レイアウトの自由度も増大する。
また、固体燃料の燃焼効率が向上することから同じ暖房能力の場合は薪の消費量が減り低燃費となる。さらに過剰燃焼が防止されるため油分の多い針葉樹を焚いても異常な高温になることがなく、針葉樹間伐材による低コストである薪を燃料とすることができ大幅な燃費削減が可能となる。そして、間伐材ニーズが発生することから林業活性化・森林保全にも資する。

暖房装置に補助暖房装置を組付けた状態の概略構成を示す断面説明図である。他例に係る暖房装置暖房装置に補助暖房装置を組付けた状態の概略構成を示す断面説明図である。補助暖房装置の制御系を示すブロック図である。燃焼動作を示すタイミングチャートである。従来の薪ストーブの原理説明図である。

本発明に係る補助暖房装置の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。以下の実施例では、補助暖房装置を一例として薪ストーブに後付けした場合を例示して説明するものとする。

まず、図１を参照して、暖房装置並びに補助暖房装置の概略構成について説明する。図１において、燃焼室１は密閉可能な筐体状に形成されている。燃焼室１の前面側には投入口１ａを開閉可能なガラス窓付の開閉扉２が設けられている。開閉扉２からガラス窓を通じて燃焼状態を目視できるようになっており、ここが主たる赤外線輻射部となる。また、燃焼室１の前面側には外気を供給する一次給気口３が開口している。また、燃焼室１の底部には、投入口１ａより投入される薪Ｍを載置するロストル（火格子）４が設けられている。ロストル４の下方には、薪Ｍの燃焼により生成された灰を受け取る灰皿５が設けられている。灰皿５は、燃焼室１の前面下部に設けられた灰皿扉６を開放することで取り出して溜まった灰を除去することができる。
また、燃焼室１は手作業により点火するストーブでもよいが、燃焼室１の底部若しくは後壁側には図示しない点火手段（ガス式点火バーナー、灯油式点火装置、電気式点火装置等）が設けられた自動点火式のストーブであってもよい。点火手段は、投入口１ａより燃焼室１内に投入された薪Ｍ（固体燃料）に着火して燃焼させる。

燃焼室１の上部に設けられた排気口１ｂには、クランプ等の止め具７ｂによって排気管７が着脱可能に接続されている。排気管７は固体燃料（薪Ｍ）の燃焼を維持するに足りる管径の細い所定の排気抵抗を有する。この排気管７の接続部近傍には、二次給気口８ａが設けられている。二次給気口８ａには、装置外に連通する二次給気取込み口８ｂより外気を取り込んで給気するようになっている。

排気管７は、排気口１ｂに接続され、コ字状に折れ曲がって燃焼室１外で鉛直方向上側から下側に向って延設されている。この排気管７の鉛直部分であってその中央部には電気ヒータ９（強制燃焼手段）がヒータ端子部９ａを排気管７の外壁に設けて吊り下げ支持されている。この電気ヒータ９は、燃焼室１より排出された排気ガスに二次給気口８ａより給気されて可燃性成分を再燃焼させるようになっている。

また、電気ヒータ９より排気方向下流側で排気管７の周囲には熱交換器１０が設けられている。熱交換器１０は多数の放熱フィンが設けられ、排気ガスと室内空気との間で熱交換を行って補助暖房するようになっている。熱交換器１０は、薪燃焼及び電気ヒータ９の加熱により発生した熱エネルギーを室内空気に伝達して排気ガス温度を短い排気管７の管路内で低下させる。熱交換器１０の周囲にはヒートシールド１３により覆われている。ヒートシールド１３を設けることで、室内の壁面近傍にもストーブを配置することができる。また、熱交換器１０により熱交換を行って加熱された空気を再び室内に放出することで室温暖房が行われる。また、熱交換器１０に加熱された空気の一部は図示しない温風ファンにより、ストーブ前面底部等から噴き出して足元から室内を暖めるようにしてもよい。

また、排気管７の周囲には排気ガス中の煙の発生を検出する煙センサ１１が設けられている。煙センサ１１は、例えば排気管７をレーザー光線が貫通するように発光器１１ａと受光器１１ｂが対向して配置されている。尚、排気管７内に排気ガスに接触して排煙量を検知する煙センサを用いてもよい。

排気管７は鉛直下端でＬ字状に水平方向に折れ曲がって排気口７ａより排気される。
この排気管７内には排気ファン１２（強制排気手段）が設けられている。排気ファン１２は、排気管７の排気流速を変化させて排気抵抗を任意に低減することができる。即ち、排気ファン１２により排気管７の排気ガスの流速を速めることにより、当該排気ファン１２より排気方向下流側の排気管７内には負圧が発生して排気ガスが排気管７の上流側（燃焼室１側）より吸引される。排気ファン１２は、排気管７の外部に設けられたファンモータ１４によって回転駆動される。

ここで、補助暖房装置の制御系の構成について図４に示すブロック図を参照して説明する。ＣＰＵ１５（中央演算処理装置；制御手段）は、補助暖房装置の燃焼動作を制御する。即ち、排気管７による所望の排気抵抗を設定して排気ファン１２の排気量を可変制御すべくファンモータ１４に制御コマンドを出力する。ＣＰＵ１５には、操作パネル１６及び煙センサ１１から各種信号を入力し、それに基づいて回転数や動作シーケンスを演算し、電気ヒータ９のリレースイッチ１７にＯＮ／ＯＦＦ指令を出力し、排気ファン１２のファンモータ１４に動作指令を出力する。操作パネル１６には、手動で電気ヒータ９を作動させる暖房スイッチ１６ａや排気ファン１２の回転数を調整できる回転数調整つまみ１６ｂなどが設けられている。

また、ＣＰＵ１５は消費電力がわずかであり排気ファン１２なども消費電力は少ないので小出力低電圧の直流電源装置１８（ＤＣ電源）で動作可能である。

煙センサ１１が煙の発生を検出したとき、ＣＰＵ１５は、電気ヒータ９を燃焼させる制御指令を出力するとともに排気ファン１２に排気量を増加する制御指令を出力する。
そして、排煙零を目標値とし排煙量を誤差とするネガティブフィードバック制御を行って排気管７より排出される排気ガスに含まれる可燃成分を完全燃焼させる。ＣＰＵ１５は排気ファン１２に設けた回転センサ（図示せず）より回転情報を受け取り、排気ファン１２の動作を確認することができる。

また、燃焼室１内に薪Ｍの燃焼の有無に関わらず、操作パネル１６の暖房スイッチ１６ａを手動でオンすると電気ヒータ９を任意のタイミングで任意の時間燃焼させて熱交換器１０により熱交換を行うことができる。これにより、例えば早朝などの寒い時間帯に、燃焼室１の燃焼を待たずに電気ヒータ９を燃焼させて急速暖房を実現でき、また燃焼室１の固体燃料が燃え尽きた後も電気ヒータ９を燃焼させ続けることで、長時間暖房も実現することができる。
また、薪Ｍの燃焼により発生する排気ガスに二次給気口８ａより給気を加えたうえで電気ヒータ９の加熱により排気ガス中の可燃性成分を再燃焼させることもできる。
尚、熱交換器１０内に冷水を循環させて燃焼室１の薪燃焼及び電気ヒータ９の燃焼による発熱によりお湯にして室内暖房や室内設備に給湯するようにしてもよい。

次に補助暖房装置の動作モードの一例について図４に示すタイミングチャートに基づいて図３のブロック図を参照しながら説明する。
（１）始動モード
電源スイッチ１８ａ（図３参照）をオンすると運転が開始される。排気ファン１２は回転数調整つまみ１６ｂにより設定された設定値に応じた回転数で回転する。
尚、燃焼室１内に投入された薪Ｍは、手作業若しくは自動点火装置を用いて点火され燃焼が始まる。
（２）消煙モード
煙センサ１１が煙を検出すると排気ファン１２が煙量に応じて増速する。また、電気ヒータ９が点灯する。煙センサ１１が煙を検出しなくなると排気ファン１２が所定の回転数まで減速して復帰する。また、電気ヒータ９は消灯する。
（３）暖房モード
操作パネル１６において、暖房スイッチ１６ａ（図３参照）をオンにすると、電気ヒータ９が点灯する。また、暖房スイッチ１６ａをオフにすると電気ヒータ９が消灯する。尚、消煙モードと暖房モードにおいて電気ヒータ９はＯＲ動作し、暖房スイッチ１６ａと煙センサ１１のいずれか一方の入力が有効ならば点灯する。
（４）停止モード
操作パネル１６において、電源スイッチ１８ａ（図３参照）がオフで補助暖房装置は動作を停止する。排気ファン１２は停止し、薪燃焼時は燃焼室１内に排気が充満することで消火する。

次に、補助暖房装置の燃焼制御方法を説明する。
従来は暖房装置（例えば薪ストーブ）側の給気を抑制することで燃焼室１の火力調整を行っていたが、本発明では補助暖房装置の排気量を抑制することで火力調整を行う。排気ファン１２による強制排気にて排気量は任意に調整することができる。一方、給気抵抗が排気抵抗とマッチングしていなくとも給気の流速が変化して吸気量は排気量と均衡することから、排気量に応じて燃焼量も決定する。従って排気量を所望のレベルに設定することで燃焼室１の火力は調整される。

また、排気量が抑制されることで燃焼ガスの上昇速度も抑制され火炎の燃焼時間が長くなる。給気は抑制されておらず酸素は充分に供給されるから時間をかけて燃焼することで完全燃焼される。よって、燃焼室１の発煙を抑えつつ、燃焼効率も向上する。
一方、薪点火時は薪Ｍ周辺の雰囲気温度が低いことから薪Ｍから発生した可燃性ガスの一部は燃えずに排出される。しかしながら煙センサ１１が煙を検出すると電気ヒータ９が点灯するので排煙が通過する際に可燃性成分を強制的に再燃焼させることができる。排煙が断続する場合は、ＣＰＵ１５にて煙センサ１１の出力パルス幅を所定時間だけ伸長させて電気ヒータ９に動作指令を出力すれば、電気ヒータ９は継続的に点灯し断続して排煙されることを避けられる。

さらに本発明では、排煙量を制御パラメータとして排煙なしを目標値とするフィードバック制御を行う。制御出力は排気量である。すなわち不完全燃焼時は発煙が増える点に着目して完全燃焼を実現する。例えば、煙が増加すると排気ファン１２の回転数を上げ排気量を増やす方向で制御動作する。これにより給気量も増えるからいずれは完全燃焼に復帰する。そして完全燃焼時には発煙しなくなることから排気ファン１２は減速し設定回転数で回転することになる。

炎の燃焼応答遅れは１秒程度でありこれがＰ（比例）制御の応答周波数となる。不完全燃焼から完全燃焼に移行する時間は１分程度でありこれがＩ（積分）制御の応答周波数となる。概ねこの１／１０程度の時定数でＰＩ制御を行えば十分な位相マージンが得られ火炎が発振することなく安定燃焼ができる。位相マージンは４５°以上あれば発振しないことは知られている。強制排気の応答性は１〜２秒が可能であり安定した制御系を設計可能である。
ゲインは給気抵抗や排気抵抗などが暖房装置の設計に依存することから一義的には決められないが、ストーブ機種に応じて最適なゲインを設定すればよい。高精度な制御系の場合はゲインが１０００以上といった高ゲインの事例もよくあるが薪ストーブの場合には精度はさほど必要なくゲインは小さくとも実用になることから設定は容易である。尚、これらのパラメータはＣＰＵ１５のファームウェアで記述される。

尚、異常事態に対するフェイルセーフ性について以下に説明する。
制御範囲を超えても排煙が減少しないときは異常動作と判定すればよい。例えば排気ファン１２が上限の回転数で回転しているにも関わらず設定時間を経過しても煙センサ１１の出力が小さくならない時などがそれに相当する。これは異常燃焼かあるいは煙センサ１１、排気ファン１２の故障かあるいは吸排気系統の閉塞などが考えられる。このときは緊急事態と判定して排気ファン１２を停止させ、電気ヒータ９を消灯させればよい。
また、振動センサ（図示せず）を設け、振動検知時は上記機能を利用して排気ファン１２を停止させ電気ヒータ９を消灯させることも容易にできる。これにより地震動発生時の自動消火が可能である。

尚、強性燃焼手段として電気ヒータ９を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばガスを供給して点火バーナーを点火させたり、灯油を供給して点火させたりする方式でもよい。しかしながら、燃料の供給経路の確保や燃料漏れ対策、フェイルセーフ性を考慮すると、電気ヒータが簡易で好ましい。

次に補助暖房装置の他例について図２を参照して説明する。上述した薪ストーブには燃焼室１の排気口１ｂには煙突が設けられていなかったが、煙突１ｃが設けられていてもよい。この場合の補助暖房装置の組付構成について説明する。尚、図１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。

図２において、燃焼室１上部の排気口１ｂと煙突１ｃとの間には、排気管７を環状に接続するための接続管１９が鉛直方向に接続される。また、接続管１９には、煙突１ｃへの排気路を開閉するシャッター２０が設けられている。排気管７は接続管１９のシャッター２０が設けられた排気方向上流側の一端１９ａに接続され、熱交換器１０を経てシャッター２０の排気方向下流側の他端１９ｂに接続され、煙突１ｃと接続するように配管されている。尚、シャッター２０は回転により排気路を切り替えるものでも、スライドにより排気路を切り替えるものでもいずれでもよい。
これにより、シャッター２０を閉めることで排気ガスを煙突１ｃから排気管７に導入して必要に応じて（煙センサ１１が排煙を検出すると）電気ヒータ９を点灯して排気ガスに含まれる可燃成分を再燃焼させ、熱交換器１０を排気管７が通過する際に室内空気と熱交換を行って補助暖房として利用することができる。

燃焼室１に薪Ｍを投入して燃焼する場合、予めシャッター２０を閉鎖して接続管１９に対する排気路を遮断しておく。これにより、燃焼室１で発生した排気ガスは接続管１９の一端１９ａで排気管７へ導入される。排気管７を通過する際、熱交換器１０で熱交換を行って室内暖房を図ることができる。排気管７を排気された排気ガスは再度接続管１９の他端１９ｂから煙突１ｃを通じて屋外へ排気される。

また、煙センサ１１が煙の発生を検出したとき、ＣＰＵ１５は、電気ヒータ９を燃焼させる制御指令を出力するとともに排気ファン１２に排気量を増加する制御指令を出力する。そして、排煙零を目標値とし排煙量を誤差とするネガティブフィードバック制御を行って排気管７より排出される排気ガスに含まれる可燃成分を完全燃焼させる。

また、燃焼室１内に薪Ｍの燃焼の有無に関わらず、操作パネル１６の暖房スイッチ１６ａを手動でＯＮすると、電気ヒータ９を任意のタイミングで任意の時間燃焼させて熱交換器１０により熱交換を行って暖房することもできる。

更に、停電時或いは補助暖房を行わない場合には、シャッター２０を開放して排気管７の開口を遮断しておく。これにより、燃焼室１の薪燃焼による排気ガスを排気口１ｂ、接続管１９、煙突１ｃを介して屋外へ排気することができる。

以上説明したように、暖房装置は煙突の有無にかかわりなく、また自動点火装置が石油、ガス、電気等のいずれを用いたストーブであっても、補助暖房装置を適宜組付けて使用することができ、ユーザーの利便性が向上する。

Ｍ薪１燃焼室１ａ投入口１ｂ排気口１ｃ煙突２開閉扉３給気口４ロストル５灰皿６灰皿扉７排気管７ａ排気口７ｂ止め具８ａ二次給気口８ｂ二次給気取込み口９電気ヒータ９ａヒータ端子部１０熱交換器１１煙センサ１１ａ発光器１１ｂ受光器１２排気ファン１３ヒートシールド１４ファンモータ１５ＣＰＵ１６操作パネル１６ａ暖房スイッチ１６ｂ回転数調整つまみ１７リレースイッチ１８直流電源装置１８ａ電源スイッチ１９接続管２０シャッター

Claims

燃焼室の上部に着脱可能に接続され固体燃料の燃焼を維持するに足りる所定の排気抵抗を有する排気管と、
前記排気管内に設けられ、前記燃焼室より排出された排気ガスに給気されて可燃成分を再燃焼させる強制燃焼手段と、
前記強制燃焼手段より排気方向下流側で前記排気管の周囲に設けられ室内空気と熱交換を行って暖房する熱交換器と、
前記排気管の一部に設けられ排気中の煙の発生を検出する煙センサと、
前記排気管の排気流速を変化させて排気抵抗を任意に低減できる強制排気手段と、
前記排気管の排気抵抗を調整するため前記強制排気手段の排気量を可変制御する制御指令を出力する制御手段と、を備え、
前記煙センサが煙の発生を検出すると、前記制御手段は前記強制燃焼手段を燃焼させる制御指令を出力するとともに前記強制排気手段に排気量を増加する制御指令を出力し、排煙零を目標値とし排煙量を誤差とするネガティブフィードバック制御を行って排気ガスに含まれる可燃成分を完全燃焼させることを特徴とする補助暖房装置。
前記強制燃焼手段は任意のタイミングで任意の時間燃焼させて前記熱交換器により熱交換を行うことが可能な請求項１記載の補助暖房装置。
前記燃焼室の排気口と煙突との間に接続する接続部に前記煙突への排気路を開閉するシャッターが設けられ、該シャッターの排気方向上流側に接続された排気管が前記熱交換器を経て前記シャッターの排気方向下流側の煙突に接続するように環状に配管されている請求項１又は請求項２記載の補助暖房装置。
前記強制燃焼手段は、前記排気管の中央部に配置された電気ヒータである請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の補助暖房装置。