JP2017116245A - 薪ストーブ - Google Patents

Abstract

【課題】暖房出力を簡単に調整でき、薪ストーブ内の薪の量によって暖房出力が変動しない、薪を投入するときに煙及び煤を発生しない薪ストーブを提供する。【解決手段】給気口１２より低い位置に空きスペース１４と高い位置に燃焼室１５を有するケーシング１の内部において、給気口１２近傍に薪Ｍを乗せる受け皿２を吊るし、燃焼を強化するときは受け皿２を上昇させ、燃焼を弱化するときは受け皿２を下降させて、燃焼用空気Ａに接触する薪Ｍの表面積を調整する。受け皿２を引っ張りコイルバネ５等の弾性体と結び、受け皿２に乗せられた薪Ｍが燃焼の進行によって減量化すると受け皿２が上昇するようにする。ケーシング内の上部には、燃焼中の薪からの輻射等によって加熱される金属製又はセラミックス製の網を配置し、薪を投入するときに発生する煙及び煤を燃焼させる。【選択図】図１

Description

本発明は、薪ストーブにおける燃焼管理に関する。

従来の薪ストーブにおける燃焼管理には、燃焼室への薪の投入量調整と給気口の開口面積を変える空気流量調整が行われていたが、この燃焼管理には、暖房熱需要に合わせて薪を燃焼室に投入するので多くの労力が必要である問題、暖房出力を減少するために給気流量を減少すると一酸化炭素ガスが発生する問題があった。

また、従来の薪ストーブには、一度に大量の薪を燃焼室に入れると、煙や煤を発生する問題があった。

暖房出力を減少するために給気口の開口面積を縮小したときの一酸化炭素ガスの発生は、空気不足による不完全燃焼によるものである。

燃焼途中において一度に大量の薪を燃焼室に入れるときに発生する煙や煤は、燃焼途中の油脂分及び固体炭素が低温の薪の投入によって冷却されて残されたものである。このため、煙や煤を発生させないためには、燃焼室内の温度を過剰に低下させないように、一回の薪の投入量を制限する必要があった。

本発明が解決する課題は、燃焼室に一回に投入する薪の量及び投入間隔に制限なく、暖房出力を安定及び設定できる薪ストーブを提供することにある。また、燃焼途中において一度に大量の薪を燃焼室に投入したときの煙や煤の発生を抑制し、給気量を減少ときの一酸化炭素ガスの発生をなくす薪ストーブを提供することにある。

本発明の一酸化炭素ガスが発生する課題は、公知技術である、燃焼用の空気を燃焼される薪の上面供給することによっても解決される。

本発明の燃焼室に投入する薪の量及び投入間隔に制限なく暖房出力を安定できる薪ストーブを提供する課題は、燃焼用空気に接触する薪の表面積を一定にすることにより解決される。詳しくは、薪を乗せた受け皿を燃焼用空気の給気口と同等の高さの近傍の位置に吊るし、引っ張りコイルバネ又は圧縮コイルバネ又はゼンマイバネ又はゴム等の弾性体を用いて、燃焼室内に投入された薪の量が多いときは受け皿の位置が低下し、薪の量が少ないときは受け皿の位置が上昇するようにして、受け皿に乗せられた薪の量に関係なく、空気に接触する薪の表面積が一定にすることにより解決される。

本発明の暖房出力を設定することができる薪ストーブを提供する課題は、前記した燃焼用空気の給気口と同等の高さの近傍の位置に吊るした薪を乗せた受け皿をハンドル又は巻き上げ機の操作によって上下することにより解決される。ハンドル又は巻き上げ機の操作によって、暖房出力を減少させるときは薪を乗せた受け皿を給気口の位置より降下させ、空気に接触する薪の表面積を減少し、暖房出力を増加させるときは薪を乗せた受け皿を給気口の位置より上昇させる。

本発明の一度に大量の薪を燃焼室に投入したときに発生する煙や煤を抑制する課題は、薪の上面から５０ｍｍから５００ｍｍの領域に、輻射率が高い金属またはセラミックを素材にして製作された網を配置することにより達成できる。この輻射率が高い金属またはセラミックを素材にして製作された網は、暖房運転中は燃焼中の薪からの輻射及び燃焼ガスによって加熱されて、６００℃以上に維持される。

薪の上面から５０ｍｍから５００ｍｍの領域は、薪が燃焼するときに形成される炎の先端の高さである。金属またはセラミックで製作された網は、劣化を考慮して、火炎外に設置することが好ましい。

煙や煤の成分である油脂分及び固体炭素は、発火温度が６００℃以下であるので、６００℃以上の温度域を通過させると再燃焼するので、消去される。

本発明による薪ストーブの提供によって、従来の薪ストーブにおいて行われていた暖房熱需要に合わせた燃焼室への薪を投入する労力がなくなる効果、一酸化炭素ガスの発生がなくなる効果、煙や煤の発生がなくなる効果が得られる。

本発明の一実施例による薪ストーブの構成を示す概略図。

以下、図面を参照して本発明の一実施例の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例による薪ストーブの構成を示す概略図である。この薪ストーブは、ケーシング１、受け皿２、吊り金具３、ワイヤ４、引っ張りコイルバネ５、ハンドル６、網７から構成される。ケーシング１には、薪投入口１１、給気口１２、排気口１３が設置されており、給気口１２と同等高さの位置に受け皿２が吊り下げられ、受け皿２の下には受け皿２が自由に上下する空きスペース１４、受け皿２の上には受け皿２が自由に上下する燃焼室１５を有している。受け皿２は、空きスペース１４と燃焼室１５の間を上下する。給気口１２はケーシング１の側面１６に設置され、ケーシング１の底面１７から離隔されている。

受け皿２には薪Ｍが乗せられ、この受け皿２は吊り金具３によってワイヤ４に吊り下げられ、ワイヤ４は引っ張りコイルバネ５に結び付けら、引っ張りコイルバネ５はハンドル６に結びつけられている。なお、ワイヤ４と引っ張りコイルバネ５の順序が逆になる、又は引っ張りコイルバネ５とハンドル６の間に、ワイヤがあってもよい。ワイヤに代わってチェーン、ロープ又はゴム等の弾性体を使用してもよい。

引っ張りコイルバネ４の強度は、受け皿２に乗せた薪Ｍの量、燃焼による重量変化による受け皿２の位置変化量を大きくするときは、小さくする。

本発明の一実施例は、引っ張りコイルバネ５を使用しているが、引っ張りコイルバネ５に代わって圧縮コイルバネ又ゼンマイバネ、ゴム等の弾性体を使用してもよい。

ハンドル６を操作して受け皿２の位置を上下する。ハンドル６の操作によって受け皿２の位置が給気口１２の位置より高くすると、給気口１２から供給される空気Ａと接触する薪Ｍの表面積が多くなり、暖房出力が増加する。一方、ハンドル６の操作によって受け皿２の位置が給気口１２の位置より低くすると、給気口１２から供給される空気Ａと接触する薪Ｍの表面積が少なくなり、暖房出力が減少する。

本発明の一実施例は、ハンドルを使用しているが、ハンドルに代わって巻き取り機を使用してもよい。

本発明の一実施例では、受け皿２と吊り金具３、ワイヤ４、引っ張りコイルバネ５、ハンドル６が直接的に結びつけられているが、受け皿２とハンドル６の間の任意の位置に、歯車又はプーリー又は滑車又はテコを介在させると、ハンドル６の操作量は、歯車のギヤ比又はプーリーの半径比又は滑車の半径比又はテコの長さ比によって、変わり、装置寸法を小型化することができる。

ハンドル６又は巻き取り機を操作して受け皿２を給気口１２の位置より大きく低下して密閉された空きスペース１４内の深い位置まで降下させると、薪Ｍが燃焼して生成した二酸化炭素に覆われ、空気と遮断されるので、短時間で消火される。

網７は、燃焼中の薪Ｍの輻射加熱及び燃焼ガスの対流加熱によって容易に高温になるように、素材には、輻射率が高く、耐熱性を有する表面が錆びたニッケル、ニッケル合金鋼、ニッケル鋼、ステンレス鋼又はセラミックスを採用する。

この網７は、６００℃以上に維持されるようにするために、薪の上面から５０ｍｍから５００ｍｍの領域に設置される。薪の上面の位置は、給気口１２に近似できるので、この網７は、給気口１２の中心位置より５０ｍｍから５００ｍｍ上の領域に設置される。

この網７は、平面状、円柱形又は半球形とし、一層又は多層にしてもよい。また、ハニカム形状にしてもよい。

薪Ｍの燃焼中において、薪Ｍの投入によって燃焼温度が低下して燃焼を中断したために生成した煙や煤の成分である油脂分及び固体炭素は、網７を通過するときに再加熱されて発火点（燃焼可能な温度）以上になると、再燃焼し、消去される。

燃焼室１５内の温度が薪Ｍの投入によって一時的に温度が低下しても、網７は通過する油脂分及び固体炭素の燃焼熱によって加熱され、高温に保たれる。

上下動する薪Ｍが乗せられる受け皿２及び網７が設置された本発明の一実施例の薪ストーブの運転状態と、薪Ｍの位置が変化せず、網を有しない従来の薪ストーブの運転状態を、定格の薪燃焼量１時間当たり４ｋｇの運転において比較するとつぎのようになる。

１５分毎に１ｋｇの薪Ｍを投入するとき、本発明の一実施例の薪ストーブにおいては、煙や煤は薪の燃焼室１５へ投入した直後において発生しても、排気口１３においては消滅しており、暖房出力は安定していた。一方、従来の薪ストーブにおいては、煙や煤は薪の燃焼室へ投入した直後において発生し、この煙や煤は排気口から排出されており、暖房出力は薪を投入した３，４分後に最大になり、１２分後には体感する程度まで暖房出力が低下した。

１時間毎に４ｋｇの薪Ｍを投入するとき、本発明の一実施例の薪ストーブにおいては、煙や煤は薪の燃焼室１５へ投入した直後から２、３分間において発生しても、排気口１３においては消滅しており、暖房出力は薪を投入した直後から２、３分間は低下したが、以後１時間は安定していた。一方、従来の薪ストーブにおいては、煙や煤は薪の燃焼室へ投入した直後から２、３分間発生し、この煙や煤は排気口から排出されており、暖房出力が薪を投入した４〜８分後に最大になり、４０分後には体感する程度まで暖房出力が低下した。

本発明の一実施例の薪ストーブは、排気口１３から煙や煤を排出することがなくなるので、室内排気が可能になり、煙突の設置が不要になる効果が得られる。

１：ケーシング、２：受け皿、３：吊り金具、４：ワイヤ、５：引っ張りコイルバネ、６：ハンドル、７：網、１１：薪投入口、１２：給気口、１３：排気口、１４：空きスペース、１５：燃焼室、１６：側面、１７：底面

Claims (3)

1. 給気口と前記給気口より低い位置に空きスペースと前記給気口より高い位置に燃焼室を有するケーシングと、前記空きスペース内と前記燃焼室内の間を上下する受け皿を有することを特徴とする薪ストーブ。
2. 前記受け皿が弾性体に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の薪ストーブ。
3. 前記ケーシング内の前記給気口の中央の位置より５０ｍｍから５００ｍｍ上の位置に、素材がニッケル、ニッケル系合金、ニッケル鋼、ステンレス鋼又はセラミックスある、網又はハニカムを有することを特徴とする薪ストーブ。

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