JP2017020712A - 燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 この種の木質ペレット燃焼炉においては、木質ペレット燃料（燃料とする）は、燃焼後に灰となり、その量は燃料の種類によって異なるが、火格子（燃料皿、ロストル）や燃焼炉内に燃えカス、灰が堆積する。
【解決手段】 点火バーナ、燃焼ファン等を備えた一次燃焼用の燃焼筒体と、二次燃焼用の燃焼炉、及び／又は、燃焼炉の送出側にある、燃焼ガス及び燃えカスを空中に拡散して燃焼させる三次燃焼用の燃焼ピットとでなる木質ペレット燃焼炉であり、投入管には、燃焼筒体の内部に到る投入シュータを付設し、また、燃焼筒体の内部底面で、かつ投入シュータの先端位置に、傾斜山部を付設する構造であり、燃料、及び／又は、燃焼カス等の安定した燃焼状態を維持し、火格子や燃焼炉内に燃えカス、灰の堆積を無くし、燃焼筒体内の掃除回数を少なくし、また保守管理の容易化を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハウス用の暖房機として有効であり、かつ、再生可能なエネルギーを使用している為ＣО２（二酸化炭素）を増加させない暖房機であって、所謂、木質ペレット（木質系バイオマス燃料）の火格子、又は燃焼炉（燃焼機）等への燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法に関する。

近年、ＣО２等の温室効果ガスによる地球温暖化問題、即ち、ＣО２の削減が求められている。これに鑑み、木質系バイオマス燃料（木質ペレット）による燃焼機が、ハウスの暖房手段として必要とされている。

しかしながら、この種の暖房機においては、ペレット燃焼機の燃焼速度が遅く、かつ灰が多くなる特性があり、燃焼炉内に灰が残る。この灰はガラス塊（クリンカ）となり、問題である。例えば、火格子、内面へのガラス塊（ガラス質）が付着し、かつ火格子、及び燃焼筒体、燃焼ピットの内面等の機器の酸化による劣化が発生する。又は暖房機の効率的な連続燃焼と暖房とが図れない、等が考えられる。

この問題を解決するためには、ガラス塊（クリンカ）対策が必要である。

このクリンカ対策としては、例えば、燃焼炉内（炉内とする）での灰、燃えカスの堆積を無くす方法（前者）と、炉内を高温としない方法（後者）とが考えられる。

前者として、例えば、特開２００５−２０１５７５号公報（文献１）は、固形燃料の灰（燃焼残渣）を、燃焼皿の内側で粉砕する粉砕手段と，灰を排出する回転軸を設けた構造である。従って、粉砕手段等を設ける必要と、燃焼容器に工夫を要し、装置の複雑化と、コストの大幅な上昇が考えられる。特開２００８−２８１２１７号公報（文献２）は、燃焼流動層と旋回流層によって、炉内の燃焼後の排気ガスと、排気ガス中の不燃焼分や灰を巻き上げて合流煙室に導出し、炉内に不燃焼分や灰が残らず、もって、クリンカの発生を防止する構造である。しかし、缶体内に円管状燃焼炉を配備する構造であり、構造の複雑化と、コストの上昇、並びに保守管理の複雑化等を招来する虞がある。また、特開２００９−１９８０７１号公報（文献３）は、炉内に堆積した灰を、高圧空気を利用して排除する構造である。しかしながら、多数本のノズルを配備する構造であるので、前述の文献と同じような問題を抱えていると考えられる。

また、後者として、例えば、特開２００６−２７５３０１号公報（文献４）は、燃焼炉を、熱媒水内に設け、燃焼温度も低くすることと、木質ペレットを流動し、かつ燃焼部に対して一次燃焼空気を均一に供給し、局所的な高温部の発生を回避し、灰をセラミック層外へ飛散し、燃焼室内のクリンカ生成を回避し、かつ継続的に安定して燃焼し、かつ炉の焼損防止を図る構造で有る。しかし、温水ボイラの構造であって、下部に熱媒水を設けることから、構造の複雑化と、コストの上昇、並びに保守管理の複雑化等を招来する虞がある。特開２０１０−１８５６３１号公報（文献５）は、二次燃焼室の外壁に二重の水冷壁を設けた構造であり、文献４と軌を一にする。従って、同じような問題を抱えていると考えられる。

特開２００５−２０１５７５号公報 特開２００８−２８１２１７号公報 特開２００９−１９８０７１号公報 特開２００６−２７５３０１号公報 特開２０１０−１８５６３１号公報

先行文献の問題解決を図るために、本発明は、以下のことを目的とする。

１．） 暖房機の燃焼筒体へとペレットを瞬時に投入し、その後に、誘引ファン、及び／又は、燃焼ファンを同時に働かせ、燃焼筒体、及び／又は、燃焼炉内の温度上昇を回避しつつ、灰を二次燃焼用の炉内に送ることで、燃焼筒体への灰、燃えカスの堆積を回避できる（灰が、略残らない）構造であり、実用性が発揮できる。

２．） 暖房機の燃焼筒体へとペレットを瞬時に投入し、併せて、誘引ファン、及び／又は、燃焼ファンを同時に働かせる方法であり、一次燃焼の燃焼筒体での確実な燃焼を図りつつ、かつ高温燃焼を皆無とする方法である。

３．） 暖房機の燃焼筒体において、灰、燃えカスの堆積がなく、従来の如く、灰が高温の熱に晒され変形することや、火格子、内面へのガラス質（ガラス塊）の付着が無くなり、かつ火格子、及び燃焼筒体、燃焼ピットの内面等の機器の酸化による劣化が無くなる。

４．） 暖房機の燃焼筒体において、燃焼効率を上げて燃焼ガス及び燃えカスを無くし、残留する灰を略無くすこと（灰を、可及的に０とすること）で、この灰の排出に要する装置の設置を無くし、簡略化と低コスト化、又は保守管理の容易化等に寄与できる。

５．） 暖房機の燃焼筒体において、燃焼効率を上げて燃焼ガス及び燃えカスを無くし、残留する灰を略無くすこと（灰を、可及的に０とすること）で、燃焼筒体内の掃除回数を少なくし、保守管理の容易化が図れる。

本発明は、前述した１．）〜５．）を達成するために、請求項１〜４を提案する。

請求項１の発明は、点火バーナ及び燃焼ファン、並びに木質ペレット投入管を備えた一次燃焼用の燃焼筒体と、燃焼筒体に連設された二次燃焼用の燃焼炉、及び／又は、燃焼炉の送出側にある三次燃焼用の燃焼ピットとでなる燃焼機本体において、
投入管からのペレットの投入を、燃焼筒体に短時間に行い、その後、ペレットの投入を、一時的に、止めるか、又は僅少とするとともに、燃焼機本体に設けた誘引ファン、及び燃焼筒体に設けた燃焼ファンを稼働した状態で、点火バーナをオンし、その後、ペレットを燃焼筒体に供給し、燃焼機本体を連続運転しつつ、誘引ファン、及び燃焼ファンを稼働するとともに、燃焼機本体を負圧に維持しながら、高温燃焼し、ポストパージに入ると、ペレットの投入を停止するが、誘引ファン、及び燃焼ファンの稼働を維持して、所定時間、二次燃焼を継続する燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法であり、
１．） 暖房機の燃焼筒体へのペレットを瞬時に投入し、その後に、誘引ファン、及び／又は、燃焼ファンを同時に働かせ、燃焼筒体、及び／又は、燃焼炉内の温度上昇を回避しつつ、灰を二次燃焼用の炉内に送ることで、燃焼筒体への灰、燃えカスの堆積を回避できる（灰が、略残らない）。

２．） 暖房機の燃焼筒体へのペレットを瞬時に投入し、併せて、誘引ファン、及び／又は、燃焼ファンを同時に働かせる方法であり、一次燃焼の燃焼筒体での確実な燃焼を図りつつ、かつ高温燃焼を皆無とする方法である。

３．） 暖房機の燃焼筒体において、灰、燃えカスの堆積がなく、従来の如く、灰が高温の熱に晒され変形することや、火格子、内面へのガラス質（ガラス塊）の付着が無くなり、かつ火格子、及び燃焼筒体、燃焼ピットの内面等の機器の酸化による劣化が無くなる。

４．） 暖房機の燃焼筒体において、燃焼効率を上げて燃焼ガス及び燃えカスを無くし、残留する灰を略無くすこと（灰を、可及的に０とすること）で、この灰の排出に要する装置の設置を無くし、簡略化と低コスト化、又は保守管理の容易化等に寄与できる。

５．） 暖房機の燃焼筒体において、燃焼効率を上げて燃焼ガス及び燃えカスを無くし、残留する灰を略無くすこと（灰を、可及的に０とすること）で、燃焼筒体内の掃除回数を少なくし、保守管理の容易化が図れる。

請求項２の発明は、点火バーナ及び燃焼ファン、並びに木質ペレット投入管を備えた一次燃焼用の燃焼筒体と、燃焼筒体に連設された二次燃焼用の燃焼炉、及び／又は、燃焼炉の送出側にある三次燃焼用の燃焼ピットとでなる燃焼機本体において、
投入管からのペレットの投入は、モータ回転数を５０〜６０Ｈｚ（モータ／各種ファン等の回転は、モータ／各種ファン等の機器の種類・大小、或いは装置の大小とか、木質ペレット投入量等の種々の要素により、最適な数値を選択する。以下、同じ）で、燃焼筒体に短時間に行い、その後、ペレットの投入を、一時的に、止めるか、又は僅少とするとともに、燃焼機本体に設けた誘引ファンのモータ回転数を５０〜６０Ｈｚで、燃焼筒体に設けた燃焼ファンのモータ回転数を４０〜６０Ｈｚで維持した状態で、点火バーナをオンし、その後、ペレットの投入は、モータ回転数を３０〜４０Ｈｚの間の一定値まで徐々に増やしながら燃焼筒体に供給し、燃焼機本体を連続運転しつつ、誘引ファンのモータ回転数を５５Ｈｚ〜６０Ｈｚに、燃焼ファンのモータ回転数を４０Ｈｚ〜５０Ｈｚに維持するとともに、燃焼機本体を負圧−２０〜３０ｍｍＨ２О（好ましい範囲の一例である）とし、高温燃焼し、ポストパージに入ると、ペレットの投入を停止するが、誘引ファンのモータ回転数を５５Ｈｚ〜６０Ｈｚに、燃焼ファンのモータ回転数を３０〜６０Ｈｚに維持して、所定時間、二次燃焼を継続する燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法であり、請求項１と、略同じ特徴がある。

請求項３の発明は、木質ペレットを燃焼時において、木質ペレットの投入からポストパージ迄の時間であり、例えば、ハウス内の温度が上昇して到達する目標温度の設定と、木質ペレットの燃焼出力設定を行い、

各設定の下において、以下の三つの機構の条件設定により、燃焼炉のクリンカの発生を減少する燃焼炉のクリンカ対策方法であり、下記の特徴がある。

１．）〜５．）の特徴を達成できる。
６．） 実施に即した、燃焼機本体の制御パターンを提供できる。

請求項４の発明は、点火バーナのファンは、燃焼中は、オフにし、木質ペレットの冷えを防止しつつ、かつ燃えカスの発生量の軽減化を図るとともに、ポストパージ時に、ファンを、オンとする燃焼炉のクリンカ対策方法であり、下記の特徴がある。

１．）〜５．）の特徴を達成できる。
７．） 実施に即した、点火バーナの制御方法を提供できる。

暖房機全体を断面視して示した縮尺概念模式図 暖房機全体を含めたハウスに設置した状態を示した装置全体の斜視図 図１−１に示した装置全体の俯瞰図 図１−２に示した装置の要部で、暖房機の燃焼筒体（点火バーナと燃焼ファン等）と燃焼機本体とを示した俯瞰図 図１−２に示した装置の要部で、暖房機の燃焼筒体と、燃焼炉及び煙道とを示した俯瞰図 暖房機の燃焼筒体と燃焼炉の概念を示した拡大模式図 図１−２に示した装置の要部で、暖房機の燃焼炉の送出側と、この送出側の三次・四次燃焼ピット及び煙道とを示した拡大俯瞰図 図３から抜き出した第二燃焼ピットとなるロストルと、燃焼筒体とを示した送出側より見た拡大俯瞰図 図３から抜き出した第二燃焼ピットとなるロストルと、燃焼筒体とを示した入口側より見た拡大俯瞰図 図１−２に示した装置の要部で、暖房機の燃焼炉の送出側と、この送出側の三次・四次燃焼ピットを示した拡大俯瞰図 図４に示した三次・四次燃焼ピットを示した斜視図 ペレット燃焼タイムチャートを示したフローチャートであり、（イ）は、工程表、（ロ）は、ペレット燃焼工程表、（ハ）は、ペレット投入量のフローチャート、（ニ）は、点火バーナの着火タイミングのフローチャート、（ホ）は、誘引ファンの動作のタイミングのフローチャート、（へ）は、燃焼ファンの動作のタイミングのフローチャート、（ト）は点火バーナのファンのフローチャート 燃焼灰軽減とクリンカ対策の運転状況を示したフローチャートであり、（イ）は、高燃焼時において、長時間燃焼による灰とクリンカ発生状況を示したグラフ（図代替）、（ロ）は、本発明が目的とする、灰とクリンカ発生させない状況を示したグラフ、（ハ）は、本発明が目的とする、暖房機の効率的な暖房を、ハウスの容積との関係を考慮して設定し、理想の燃焼サイクルを確保するために必要とする状況を示したフローチャート

本発明の装置全体の一例を示した図１〜図１−３において、構成要素（部品）の概要は、箱形（一例である）であり、かつ天板面Ｚ（外周上側Ｚ１）に吸込み穴１を備えた木質ペレット燃焼機本体Ａと、燃焼機本体Ａの要部で、かつ後述する燃焼炉Ｃに繋がる後述する（以下、この段落では、省略する）点火バーナと燃焼ファン等を備えた燃焼機構Ｂ（燃焼筒体）と、この燃焼機構Ｂを一面（燃焼炉の入口側Ｘ１）に有しかつ他面（燃焼炉の送出側Ｙ１）が煙道に連通する、燃焼機本体Ａに内設した燃焼炉Ｃと、燃焼機本体Ａの一側面（裏面Ｏ）に接続した煙道と連通する、配管に設けた誘引ファンＤと、この配管と誘引ファンＤとの間に設けた集塵機Ｅと、前記入口側Ｘ１に繋がる木質ペレットＷ（木質ペレットＷとする）の投入口を備え、かつ木質ペレットＷを定量供給（制御）する搬送機構Ｆと、搬送機構Ｆに繋がるタンクＧと、煙突Ｉとでなる。以下、個別に説明する。尚、集塵機Ｅ、搬送機構Ｆ等の付帯設備を装置全体に含めたが、一例である。

燃焼機本体Ａは、図１〜図１−３に示したように、箱形であり、燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１となる前面Ｘ、燃焼炉Ｃの送出側Ｙ１となる後面Ｙ、及び燃焼炉Ｃの外周上側Ｚ１となる天板面Ｚ、燃焼炉Ｃの外周裏側Ｏ１となる裏面Ｏ、並びに燃焼炉Ｃの外周表側Ｐ１となる表面Ｐとでなる。天板面Ｚには、空気吸込み穴１と、穴１の直上にファン２を備える。従って、ファン２の回転で、穴１より、燃焼機本体Ａの内面Ａ１と燃焼炉Ｃの外周上側Ｚ１とで形成された空間Ｒ（燃焼炉Ｃの上部）に、外気の送り込みができる。

燃焼機構Ｂは、図１−１〜図１−４に示したように、筒状であり、燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１（後述する前部）に突設した筒状の一次燃焼用の燃焼筒体３と、この燃焼筒体３の一方を開閉する開閉扉３ａと、開閉扉３ａに付設される点火バーナ４（バーナ４とする）と、燃焼ファン６（押込みファン）と、ペレット投入シュータ７とで構成する。従って、木質ペレットＷが、ペレット投入シュータ７より火格子１１の入口１１ａより内部１１ｂ（燃焼筒体３の当接開口壁面３ａ−１より、火格子１１の内部１１ｂ）に供給された後、点火バーナ４の働きで、燃焼する。尚、燃焼ファン６の風量を、制御手段Ｂ１で調整することも有り得る。燃焼効率と負圧調整等のためである。制御手段Ｂ１は、燃焼筒体３の下に設けた燃焼ファン６に繋がるチャンバー８と、このチャンバー８に設けた分岐した通路９ａ、９ｂと、通路９ａ、９ｂへの吸込み空気の通過量を規制するダンパ１０とで構成する。この通路９ａは、燃焼筒体３に繋がり、他の通路９ｂは、燃焼炉Ｃの送出側Ｙ１に繋がる構成である。従って、ダンパ１０の切換え制御で、図１に示したように、燃焼筒体３から燃焼炉Ｃの本体部Ｃ１への空気量と、燃焼炉Ｃの後述するロストル下部（燃焼炉Ｃの底部Ｃ２の上側空間）への空気量と、をコントロールする。

燃焼炉Ｃの全体形態の一例は、各図で示した如く、全体視して筒状で、外周面の構造は、燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１と、燃焼炉Ｃの送出側Ｙ１、及び燃焼炉Ｃの外周上側Ｚ１と、燃焼炉Ｃの外周裏側Ｏ１、並びに燃焼炉Ｃの外周表側Ｐ１とでなる。そして、燃焼炉Ｃの本体部Ｃ１のその入口側Ｘ１には、一次燃焼筒体３が設けられている。なお燃焼機本体Ａの前面Ｘと後面Ｙにおける、燃焼機構Ｂの下方にあたる位置には、温風吹出口１２が設けられており、温風吹出口１２にはダクトＨを取り付ける。燃焼炉Ｃの前部Ｃ３には、前述した燃焼筒体３が設けられている。また、その内周面の構造は、入口側Ｘ１から送出側Ｙ１の長手方向に向かって低いスロープ形状に設置された横断面（長手方向と直交する短手方向の断面）において樋形状となった、空気通路９ｃを備えたロストル１６を設ける。このロストル１６は、後述する本体部Ｃ１にスペースをおいて設けられる外郭底板１６ａと、外郭底板１６ａの上に間隔をおいて設けた内底板１６ｂと、この外郭底板１６ａと内底板１６ｂとの間に形成された通路９ｃ（間隔）と、内底板１６ｂの長手方向に、間隔をおいて横設して開設した吹出スリット１７と、この内底板１６ｂの流れ方向（長手方向と同義）となった側面１６ｃ（堰）と、また、このロストル１６の入口側Ｑ１を、前記燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１に延設するとともに、火格子１１の開口側の下面に設置する取付部１６ｄと、で構成する。燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１の上には、燃焼筒体３の吹出口が設けられる。また、ロストル１６の送出側Ｒ１は、後述する三次燃焼ピット３０の部屋の上面に繋がる。本発明ではロストル１６の、少なくとも、内底板１６ｂと燃焼炉Ｃの本体部Ｃ１との空間を浮遊する燃焼済・燃焼中等の木質ペレットＷとか燃焼ガス等は、燃焼ファン６の押込力で、送出側Ｙ１に向かって移送される。その主体となるのが、ロストル１６の吹出スリット１７からの風（吹出空気）である。この風は、その表面を移送する燃焼済・燃焼中等の木質ペレットＷとか燃焼ガス等を、送出側Ｙ１に向かって押圧する働きと、木質ペレットＷとか燃焼ガス等を、空間に浮遊させる働きと、を有しており、結果として、完全燃焼と、効率的燃焼が担保される。

ロストル１６の好ましい構成を説明すると、ロストル１６は、外郭底板１６ａと、内底板１６ｂと、この内底板１６ｂの両端部より傾斜方向に逆末広がりとなる両側面１６ｃ、１６ｃで形成される。内底板１６ｂは、多数枚の底板１６ｂ１の繋ぎ目に、下り傾斜角度を、順次備えた第一の吹出スリット１７ａ〜第ｎの吹出スリット１７ｎ（吹出スリット１７）を形成する。この一例では、各吹出スリット１７（各吹出風路）から、吹出された風と、両側面１６ｃで囲繞された樋形状の空間帯域とにより、空間で浮遊する燃焼済・燃焼中等の木質ペレットＷとか、燃焼ガス等は、少なくとも、この押込み力と樋形状との相乗効果で、燃焼炉Ｃの送出側Ｙ１に向かって移送される。また、空間、及び／又は、三次燃焼ピット３０での浮遊が保証されている。

尚、燃焼炉Ｃの後部Ｃ４で、図１と、図３、図４で示したように、その送出側Ｙ１には、底部Ｃ２より一段、及び／又は、二段低い底面３１（一段より、低いのが二段である）を備えた三次燃焼ピット３０と、底面４１を備えた四次燃焼ピット４０を形成する。三次燃焼ピット３０には、燃焼炉Ｃの底面３１の、表裏面Ｐ、Ｏ側にそれぞれ開設した吸込溝３２、３２（吸気口スリット）を形成する。また、四次燃焼ピット４０には、底面４１に開設した吸込溝４２と、燃えカスＷ１の排出、又は修理用等として役立つ蓋４３とを設ける。従って、三次燃焼ピット３０・四次燃焼ピット４０に送られた燃焼ガス、又は燃えカスＷ１は、底面３１に開設した吸込溝３２、及び／又は、底面４１に開設した吸込溝４２（吸気口スリット）より吸込んだ上昇気流と、誘引ファンＤの吸引力とにより、図４に示すように、燃焼炉Ｃの空間（三次・四次燃焼ピット３０、４０の空中）に舞い上がり燃焼する。換言すると、略完全燃焼し、燃焼機本体Ａの上部に複数本設けた煙道５０に導かれる。この煙道５０を流れる燃焼ガスと、穴１より空間Ｒに吸込んだ外気との熱交換を介して温風を生成し、この温風を、温風吹出口１２及びダクトＨを経由して、ハウス内に放出し、その暖房を図る。

誘引ファンＤは、燃焼機本体Ａの裏面Ｏ側（一例である）で配管５２を介して集塵機Ｅに接続されており、燃焼炉Ｃの燃焼ガス、及び／又は、燃えカスＷ１は集塵機Ｅを通して吸引する。この吸引量と、燃焼ファン６の押出し量、及び燃焼炉Ｃに存在する木質ペレットＷの量との関係で、燃焼炉Ｃの負圧調整を図る。また、誘引ファンＤに接続した配管５２に接続された集塵機Ｅで遠心分離した燃えカスＷ１から燃え尽きた灰（燃えカス、即ち、微粒子）を分離した後、美麗な空気を煙突Ｉより放散する。

搬送機構Ｆは、図１〜図１−２に記したように、木質ペレットＷを定量供給することを目的とし、木質ペレットＷを収容したタンクＧに接続した第一スクリューコンベア６０と、そのモータ６１と、センサを備えたサイロ６２、及び第二スクリューコンベア６３と、そのモータ６４と、並びに木質ペレットＷのシュータ６５（投入管）とで構成されている。従って、タンクＧの底部に溜まった木質ペレットＷは、第一スクリューコンベア６０の駆動で、サイロ６２に送られるとともに、付設したセンサの働きで、定量貯留される。その後、燃焼機本体Ａの表面Ｐに設けた制御盤Ｊ（制御機構）の指令があった際に、第二スクリューコンベア６３が駆動して、サイロ６２の木質ペレットＷを、ペレット投入シュータ６５を介して、燃焼筒体３に供給する。

制御盤Ｊは、その他の働きとして、少なくとも、木質ペレットＷの投入量とか、モータ６４と、点火バーナ４と、燃焼ファン６、及び誘引ファンＤの働きを、コントロールすることで、燃焼炉Ｃ内の負圧調整（負圧状態維持）を図り、完全燃焼、及び／又は、燃焼効率の確保、又は供給前の木質ペレットＷのバックファイア（逆火）防止等を図る。燃焼炉Ｃの運転と、点火バーナ４、燃焼ファン６、及び誘引ファンＤ等の操作、調整等を図る。

次に、本発明の燃焼と風（空気）、燃焼ガス等の流れ、動き等の好ましい一例を説明すると、制御盤Ｊのスイッチをオンする。第一スクリューコンベア６０により、サイロ６２に貯留されている木質ペレットＷが、第二スクリューコンベア６３が動いて、ペレット投入シュータ６５より一次燃焼筒体３に送られるとともに、点火バーナ４からの炎で、木質ペレットＷに着火し、燃焼を始める。これに同期して、誘引ファンＤ・燃焼ファン６が機能して、燃焼炉Ｃ内を負圧状態とするとともに、燃焼ファン６の押込力と、誘引ファンＤの燃焼炉Ｃ内の空気（燃焼ガスと燃えカスＷ１等）、又は場合により、吸込溝３２、４２からの外気を強力に引張する（引込む）力により、燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１から送出側Ｙ１に向かって、火炎・火炎ガス（燃焼ガス）の流れを形成する。燃焼ファン６の風（風量調節）は、ダンパ１０を調整し、分岐通路（通路９ａ、９ｂ）を流れる空気量を、バランス調整して決定する。即ち、木質ペレットＷの一次燃焼に必要とする火格子１１の下からの空気量と、ロストル１６（二次燃焼ピット２０）に必要な空気量を、決定して、最適な燃焼状態にする。図１の如く、このロストル１６の吹出スリット１７（吹出溝）からの吹出し風と、燃焼炉Ｃ内の負圧状態（マイナス圧）と、燃焼ファン６による空気の押込みとで、ロストル１６と底部Ｃ２との高い位置の入口側Ｘ１から、ロストル１６と底部Ｃ２との低い位置の送出側Ｙ１に向かって、順次、燃焼炉Ｃの本体部Ｃ１に向かって吹出すことで、供給された木質ペレットＷを燃焼しつつ、燃焼木質ペレットＷの搬送、並びに燃焼ガスと燃えカスＷ１とを、スムーズに、かつ燃焼炉Ｃの入口側Ｘ１から送出側Ｙ１に向かって押込む構造である（ロストル１６の傾斜設置と、吹出スリット１７からの風、及び送出側Ｙ１に向かって収れんされた構造、並びに内底板１６ｂと側面１６ｃでなる樋形状とで、前述の如く、送出す構造である）。

そして、この吹出された燃焼ガスと燃えカスＷ１を、三次燃焼ピット３０に向かって、燃焼炉Ｃの本体部Ｃ１内を乱舞するように送り込む（吹き飛ばすように送り込む）とともに、この三次燃焼ピット３０の数箇所の吸込溝３２からの外気を介して、この三次燃焼ピット３０において、図４の如く、乱舞し、完全燃焼を達成する（三次燃焼ピット３０内に溜まった木質ペレットＷの燃えカスＷ１を舞い上がらせ、さらに燃焼を促進する）。この乱舞は、四次燃焼ピット４０を三次燃焼ピット３０より一段低くしたことと、後側（入口側Ｘ１）に吸込溝４２を設けたことと相俟って、図４に示したような流れとなり、確実に達成できると考えられる。また、本発明の製造工場での実施において確認されている。

また、四次燃焼ピット４０は三次燃焼ピット３０と同じ高さでもよい。

その後、燃焼ガスは、多数本の煙道５０に吸引される（流れる）。この煙道５０と燃焼炉Ｃを取り巻く空間Ｒに存在する空気との熱交換で、温風が生成される。この温風は温風吹出口１２とダクトＨを介してハウス内に拡散される。

そして、燃焼ガスと燃えカスＷ１及び燃えカスＷ１が燃え尽きてできた燃えカス、又は灰は、燃焼炉Ｃに設けた燃焼ガス吹出口５３を介して集塵機Ｅに導き、例えば、遠心分離で、燃えカス等と清澄な燃焼空気に分離し、燃焼灰を集塵機により所定の箱部に蓄積させ、清澄な燃焼空気を煙突Ｉより空気中に拡散する。

尚、四次燃焼ピット４０を設けること、及び／又は、四次燃焼ピット４０を、三次燃焼ピット３０より一段低く構成することで、図４示した吸込み風の流れと、この風の衝突等が発生し、燃焼ガスと燃焼灰等を舞い上がらせるに十分な旋回流と上昇流が発生するものと考えられる（図４照）。

次に、図５の（イ）〜（ト）のペレット燃焼タイムチャートを示したフローチャートを基に、燃焼の基本的な工程と、その時間配分とを説明すると、例えば、この実施例では、（イ）に示した工程表において、１〜５の工程が、ワンパターンであり、暖房中は、順次、繰り返される。そして、（ロ）に示した燃料工程表の如く、木質ペレットＷの燃焼出力に要する、各時間が設定されている。その結果として、（ハ）は、ペレット投入量のフローチャートであり、前記１において、モータの回転数を６０Ｈｚという投入量で短時間一気に投入した後に、点火を容易にするために、点火バーナ４の着火を、２の如く、モータの回転数を４Ｈｚで、木質ペレットＷを、最小の投入量とする（少量ずつ送る）。その後、順次、３の如く、木質ペレットＷの燃焼が向上し、４の如く、モータの回転数を３０Ｈｚの投入量で高燃焼領域に達する。例えば、１０万ｋｃａｌ投入し、５に示したポストパージへと到る。また、（ホ）は、誘引ファンＤの動作のタイミングのフローチャートであり、誘引ファンＤの働きで、燃焼炉Ｃ内の圧力調整を図るが、１〜５のフローチャートとなる。このワンパターンは、暖房中においては、順次、繰り返される。そして、この（ホ）に示したフローチャートの如く、誘引ファンＤのモータの回転数（吸込力）を調整する。その結果として、前記１の如く、モータの回転数を６０Ｈｚで短時間に一気に誘引ファンＤを働かせて、燃焼炉Ｃの燃焼ガス、空気を吸い込むとともに、木質ペレットＷの燃焼と、点火を容易にするために、２の如く、モータの回転数を３０Ｈｚで待つ（木質ペレットＷを、切らさずに少量ずつ送る）。その後、順次、３の様に、木質ペレットＷの燃焼の向上に併せて、４の高燃焼到達領域で示す如く、誘引ファンＤのモータの回転数を５５Ｈｚから６０Ｈｚに維持しつつ、望ましくは、静圧（負圧）を−２０ｍｍＨ２О程度にキープしながら（バックファイアの回避）、高燃焼領域に達する。例えば、二次燃焼を確保する。そして、５の如く、モータの回転数を６０Ｈｚに維持して、ポストパージへと到る。さらに、また、（ヘ）は、燃焼ファン６の動作のタイミングのフローチャートであり、燃焼ファン６の働きで、燃焼炉Ｃ内の圧力調整を図るが、１〜５のフローチャートとなる。このワンパターンは、暖房中においては、順次、繰り返される。そして、この（ヘ）に示したフローチャートの如く、燃焼ファン６のモータの回転数を調整する。その結果として、前記１の如く、モータの回転数を６０Ｈｚで短時間に一気に燃焼ファン６を働かせて、燃焼炉Ｃの燃焼ガス、空気を送出すとともに、木質ペレットＷの燃焼と、点火を容易にするために、２の如く、モータの回転数を１０Ｈｚで待つ（木質ペレットＷを、最小の投入量とするため、少量ずつ送る）。その後、順次、３の様に、木質ペレットＷの燃焼の向上に併せて、４の高燃焼到達領域で示す如く、燃焼ファン６のモータの回転数を４０Ｈｚから５０Ｈｚに維持しつつ、望ましくは、静圧を−２０ｍｍＨ２О程度にキープしながら、高燃焼領域に達する。例えば、二次燃焼を確保する。そして、５の如く、モータの回転数を６０Ｈｚに維持して、ポストパージへと到る。そして、肝要なことは、（ト）に示したフローチャートの如く、点火バーナ４のファン（符号なし）は、燃焼中は、オフにし、木質ペレットＷの冷えを防止しつつ、かつ燃えカスＷ１、及び／又は、灰の発生量の軽減化を図る。また、ポートパージ時に、ファンをオンとする。尚、二次燃焼は、モータの回転数を６０Ｈｚ内に留めることが、肝要である。

尚、図６は、灰軽減とクリンカ対策の運転状況を示したフローチャートであり、例えば、この実施例では、（イ）は、高燃焼時において、長時間燃焼による灰とクリンカ発生状況を示したグラフであり、例えば、木質ペレットＷの投入を行う、モータの回転数を３０Ｈｚとし、誘引ファンＤのモータの回転数を、６０Ｈｚで、かつ燃焼ファン６のモータの回転数を、５０Ｈｚとした条件下では、燃焼時間を長時間、例えば、１時間以上とした実験例では、燃焼炉Ｃが高温となり、クリンカの発生率が高く、かつその量も多くなる傾向である。（ロ）は、この実験例を基にして、燃焼時間を６０分とした例では、燃焼炉Ｃが高温とならず、クリンカの発生率が低く、かつその量も極めて少なくなることが判明した。以上の考えを基に、（ハ）は、本発明が目的とする、暖房機の効率的な暖房を、ハウスの容積との関係を考慮して設定し、理想の燃焼サイクルを確保するために必要とする状況を示したフローチャートであり、燃焼サイクルは、例えば、燃焼が４５分以内で、ポストパージが１５分とし、燃焼停止時間が１０分以上のパターンが、繰り返されることが良いとの結論に達した。

前述した各構造は、本発明の好ましい一例の説明である。従って、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲において構成の一部を変更する構造とか、同じ特徴と効果を達成できる構造、等は、本発明の範疇である。

Ａ 燃焼機本体
Ａ１ 内面
１ 穴
２ ファン
Ｘ 前面
Ｙ 後面
Ｚ 天板面
Ｏ 裏面
Ｐ 表面
Ｒ 空間
Ｂ 燃焼筒体
３ 燃焼筒体
３−１ 入口
３−２ 内部
３−３ 通路
３００ 傾斜山部
３００ａ 頂点
３００ｂ 傾斜面
３００ｃ 窪み
３ａ 開閉扉
３ａ−１ 当接開口壁面
４ 点火バーナ
６ 燃焼ファン
７ 投入シュータ
８ チャンバー
９ａ 通路
９ｂ 通路
９ｃ 通路
１０ ダンパ
１１ 火格子
１１ａ 入口
１１ｂ 内部
１２ 温風吹出口
Ｂ１ 制御手段
Ｃ 燃焼炉
Ｃ１ 本体部
Ｃ２ 底部
Ｃ３ 前部
Ｃ４ 後部
１２ 温風吹出口
１６ ロストル
１６ａ 外郭底板
１６ｂ 内底板
１６ｃ 側面
１６ｄ 取付部
１７ 吹出スリット
１７ａ 第一の吹出スリット
１７ｂ 第二の吹出スリット
１７ｎ 第ｎの吹出スリット
Ｘ１ 入口側
Ｙ１ 送出側
Ｚ１ 外周上側
Ｏ１ 外周裏側
Ｐ１ 外周表側
Ｑ１ 入口側
Ｒ１ 送出側
２０ 二次燃焼ピット
３０ 三次燃焼ピット
３１ 底面
３２ 吸込溝
４０ 四次燃焼ピット
４１ 底面
４２ 吸込溝
４３ 蓋
Ｄ 誘引ファン
５０ 煙道
５２ 配管
５３ 燃焼ガス吹出口
Ｅ 集塵機
Ｆ 搬送機構
６０ 第一スクリューコンベア
６１ モータ
６２ サイロ
６３ 第二スクリューコンベア
６４ モータ
６５ シュータ
Ｇ タンク
Ｈ ダクト
Ｉ 煙突
Ｊ 制御盤
Ｋ 熱交換パイプ
Ｗ 木質ペレット
Ｗ０ ガラス塊
Ｗ１ 燃えカス

Claims (4)

1. 点火バーナ及び燃焼ファン、並びに木質ペレット投入管を備えた一次燃焼用の燃焼筒体と、この燃焼筒体に連設された二次燃焼用の燃焼炉、及び／又は、この燃焼炉の送出側にある三次燃焼用の燃焼ピットとでなる燃焼機本体において、
   前記投入管からのペレットの投入を、前記燃焼筒体に短時間に行い、その後、ペレットの投入を、一時的に、止めるか、又は僅少とするとともに、この燃焼機本体に設けた誘引ファン、及び当該燃焼筒体に設けた燃焼ファンを稼働した状態で、点火バーナをオンし、その後、前記ペレットを前記燃焼筒体に供給し、前記燃焼機本体を連続運転しつつ、前記誘引ファン、及び前記燃焼ファンを稼働するとともに、この燃焼機本体を負圧に維持しながら、高温燃焼し、ポストパージに入ると、前記ペレットの投入を停止するが、前記誘引ファン、及び前記燃焼ファンの稼働を維持して、所定時間、二次燃焼を継続する構成とした燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法。
   
2. 点火バーナ及び燃焼ファン、並びに木質ペレット投入管を備えた一次燃焼用の燃焼筒体と、この燃焼筒体に連設された二次燃焼用の燃焼炉、及び／又は、この燃焼炉の送出側にある三次燃焼用の燃焼ピットとでなる燃焼機本体において、
   前記投入管からのペレットの投入は、モータ回転数を５０〜６０Ｈｚで、前記燃焼筒体に短時間に行い、その後、ペレットの投入を、一時的に、止めるか、又は僅少とするとともに、前記燃焼機本体に設けた誘引ファンのモータ回転数を５０〜６０Ｈｚで、この燃焼筒体に設けた燃焼ファンのモータ回転数を４０〜６０Ｈｚで維持した状態で、点火バーナをオンし、その後、前記ペレットの投入は、モータ回転数を３０〜４０Ｈｚの間の一定値まで徐々に増やしながら当該燃焼筒体に供給し、前記燃焼機本体を連続運転しつつ、前記誘引ファンのモータ回転数を５５Ｈｚ〜６０Ｈｚに、前記燃焼ファンのモータ回転数を４０Ｈｚ〜５０Ｈｚに維持するとともに、当該燃焼機本体を負圧−２０〜３０ｍｍＨ２Оとし、高温燃焼し、ポストパージに入ると、このペレットの投入を停止するが、前記誘引ファンのモータ回転数を５５Ｈｚ〜６０Ｈｚに、前記燃焼ファンのモータ回転数を３０〜６０Ｈｚに維持して、所定時間、二次燃焼を継続する構成とした燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法。
3. 木質ペレットを燃焼時において、この木質ペレットの投入からポストパージ迄の時間であり、例えば、前記ハウス内の温度が上昇して到達する目標温度の設定と、当該木質ペレットの燃焼出力設定を行い、
   
   前記各設定の下において、以下の三つの機構の条件設定により、燃焼炉のクリンカの発生を減少する燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法。
   
4. 前記点火バーナのファンは、燃焼中はオフにし、木質ペレットの冷えを防止しつつ、かつ燃えカスの発生量の軽減化を図るとともに、ポストパージ時に、当該ファンを、オンとする構成とした請求項１、又は請求項２に記載の燃焼炉の燃えカス、及び灰の処理とクリンカ対策方法。