JP2018132288A - 燃焼器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のロケットストーブは、一次燃焼室の中央と二次燃焼室の底部とを、燃焼接続路で繋ぎ、第２燃焼室内の底部で渦巻状に完全燃焼する。炎、未燃焼ガス等の流れは、一次燃焼室→燃焼接続路→二次燃焼室の水平から鉛直の流れとなり、完全燃焼した排気熱、一部の燃焼ガス等の排気は、二次燃焼室→排気熱回収室→煙突の鉛直から降下を経て横引きの流れとなる。【解決手段】燃焼室の第１燃焼室で、一次吸気口からの吸込外気による第１燃焼と、第１燃焼の一部を、第１通気口より上昇し煙突に到る第１燃焼ルートと、第１燃焼の他部を、第２通気口より上昇し煙突に到り、煙突内での第２燃焼（第２燃焼室）を確立する第２燃焼ルートと、第２燃焼室で生成した第２燃焼ガスは、第１燃焼ガスとの合体で完全燃焼し、完全燃焼した燃焼ガスは、煙突より、放散される。この完全燃焼を介して、薪、廃材等の全てのものを燃焼できる。【選択図】 図１−１

Description

本発明は、薪、廃材（廃棄木材、草、生木、又は未乾燥木材、未乾燥廃材等）を燃料とし、かつ略完全燃焼（完全燃焼とする）が図れる燃焼器に関する。

本発明は、一般に云われている「ロケットストーブ」の改良形であって、目的は、燃焼材料を問わず燃焼できることと、小型の装置であっても、その目的が達成でき、かつ持運び支障がない小型の燃焼器を提案することである。

「ロケットストーブ（以下、燃焼器とする）」に関しては、種々の目的、構造を異にする多数の出願があり、また市場に提案されている。そして、本発明の目的と、構造とに関連するものとして、特許第５７８３３６２号公報（特開２０１２−２４７１４３号公報）に記載の発明がある（文献（１））。この発明は、薪等の木質系燃料を自然吸気により効率良く燃焼し、かつロケットストーブの特性であり、明細書の[０００５]に記載の二次燃焼室（ヒートライザー）の強力な吸気を利用して完全燃焼と燃焼効率を達成することに有る。その構成の要部は、[００１６]〜[００１９]に記載の一次燃焼室内の炎、未燃焼ガス及び煙は、逆流せずに、一次燃焼室内の中央に接続した燃焼接続路に吸込み、吸込んだ炎（火炎）、未燃焼ガス等は、燃焼接続路に下端部を接続した二次燃焼室内の底部に吸込み、二次燃焼室内で完全燃焼をする。その後、二次燃焼室を上昇し排気熱回収室内の天板に衝突して、外部煙突接続口へと降下し排気される。

これにより、一次燃焼室内で一次燃焼し、二次燃焼室内の底部で渦巻状に完全燃焼し、排気熱回収室内で降温し、幾分、低くなった排気空気を、煙突の横引きを利用して排気できる利点が有る。

特許第５７８３３６２号公報

文献（１）は、一次燃焼室の中央と二次燃焼室の底部とを、燃焼接続路で繋ぎ（偏倚して繋ぎ）、二次燃焼室内の底部で渦巻状に完全燃焼することである。炎、未燃焼ガス等の流れは、一次燃焼室→燃焼接続路→二次燃焼室の水平から鉛直の流れとなり、完全燃焼した排気熱、一部の燃焼ガス等の排気（空気）は、二次燃焼室→排気熱回収室→煙突の鉛直から降下を経て横引きの流れとなる。

文献（１）では、前述の如く、炎、未燃焼ガス等の一次燃焼室〜二次燃焼室による水平から鉛直の流れと、排気熱、一部の燃焼ガス等の排気の二次燃焼室〜煙突の鉛直から降下を経て横引きの流れとなるので、ロスが考えられ、炎、未燃焼ガス、又は排気等のスムースな流れの確保と、横引きの効果において、改良点が考えられる（例えば、明細書の[００３３]の記載に関して）。

上記に鑑み、本発明は、炎、未燃焼ガス、又は排気等のスムースな流れを、燃焼室（第１燃焼室）における燃焼ガスの一部を、第１通気口を経由して上昇する第１燃焼ルートと、燃焼室（第１燃焼室）における第１燃焼ガスの他部を、第２通気口を経由して上昇する第２燃焼ルートと、により、煙突に到る構造で、完全燃焼を達成する。例えば、燃焼室の第１燃焼室における一次吸気口からの吸込外気による第１燃焼室での一次燃焼を確立し、かつ一次燃焼の一部を、第１通気口より上昇し煙突に到る第１燃焼ルートと、この一次燃焼の他部を、第２通気口より上昇し煙突に到り、煙突内（第２燃焼室）での二次燃焼を確立する。この第２燃焼室で生成した第２燃焼ガスは、前記第１燃焼ガスと合体し、例えば、二次吸気と混合して燃焼し、その後、煙突近傍にて完全燃焼した燃焼ガスは、煙突より、排気（放散）される。薪、廃材等のあらゆるものを完全燃焼できる。

本発明は、請求項１〜６を提供することで、炎、未燃焼ガス、又は排気等の流れがスムースで、かつ違和感がなく、また、高温燃焼を介して、薪、廃材等の全てのものを燃焼できる。さらに効率的な燃焼と、火力不足がない燃焼器を提供できる。

請求項１の発明は、一次吸気口と排気口とを、燃焼器本体の面において開口する薪、竹、廃材等（木質系燃料）を燃焼する燃焼器において、
燃焼器本体には、一次吸気口と排気口とを備えた第１蓋部を設け、第１蓋部に燃焼器本体の燃焼室を区画する二枚の区画板を設け、二枚の区画板の一部に、それぞれ第１・第２通気口を開設し、第１通気口は一次吸気口に連通するとともに、第２通気口は排気口の直近に連通する燃焼器である。

請求項１の特徴は、第１燃焼室の一部より、第１通気口を経由した第１燃焼ルートと、第１燃焼室の他部より、第２通気口を経由した第２燃焼ルートとを介して、排気口→煙突に到る構造で、完全燃焼を達成する。例えば、燃焼室の第１燃焼室における一次吸気口からの吸込外気（外部空気）の通風経路の確保による第１燃焼室での一次燃焼を確立し、かつ一次燃焼の一部を、第１通気口より上昇し煙突に到る第１燃焼ルートと、この一次燃焼の他部を、第２通気口より上昇し煙突に到り、煙突内での第２燃焼を図る第２燃焼ルートとを確立する。第２燃焼室で生成した第２燃焼ガスは、第１燃焼ガスとの合体で完全燃焼し、この完全燃焼した燃焼ガスは、煙突より、放散される。完全燃焼を介して、薪、廃材等の全てのものを燃焼させることができる。また、前記の流れにより、炎、未燃焼ガス、又は排気等のスムースな流れを確保できる。さらに、第１燃焼室と第２燃焼室の焚口の共有化が図れる。

請求項２の発明は、第２通気口と、第２通気口に連通する、排気口に設けた煙突とは、第２燃焼室となる燃焼器である。

請求項２の特徴は、請求項１の特徴と、煙突を第２燃焼室にして完全燃焼が図れる特徴がある。

請求項３の発明は、吸気口と第１通気口とが連通する燃焼室は、第１燃焼室となる燃焼器である。

請求項３の特徴は、請求項１の特徴と、燃焼器本体の燃焼室を第１燃焼室にして一次燃焼が図れる特徴がある。

請求項４の発明は、面は、燃焼器本体の上面とする燃焼器である。

請求項４の特徴は、請求項１の特徴と、燃焼器本体の燃焼室に、外気の吸込と、燃焼ガスの排気とを確実に行えることと、燃焼器の小型化に寄与できる特徴がある。

請求項５の発明は、排気口に、煙突を取付けるとともに、排気口と、煙突との間に形成された隙間は、二次吸気口となる燃焼器である。

請求項５の特徴は、請求項１の特徴と、燃焼器本体の燃焼室への外気の導入と、煙突の冷却効果（熱劣化回避）と、その耐久性の確保とが図れる特徴がある。

請求項６の発明は、燃焼器本体は、ペール缶、一斗缶、又は地中の穴を利用する燃焼器である。

請求項６の特徴は、請求項１の特徴と、廃品の有効利用と、コストの低廉化に寄与できる特徴がある。

請求項７の発明は、第１蓋部は、少なくとも、燃焼器本体の開口部の１／２を覆い、第２蓋部で、開口部の残りの１／２を覆う構成とするとともに、第１・第２蓋部の間に三次吸込口を形成する燃焼器である。

請求項７の特徴は、請求項１の特徴と、燃焼器本体の燃焼室を第１燃焼室にして一次燃焼が図れる特徴がある。

炎、燃焼ガス等の流れを説明する一部欠截の全体の俯瞰図、但し、第２蓋部は示さず（この使用も有り得る） 図１−１の他の使用例を示した全体の俯瞰図 図１−１の要部を、燃焼器本体より分解した俯瞰図 煙突、及び蓋部と、二枚の区画板とを分解して示した俯瞰図 蓋部と、二枚の区画板を示した俯瞰図 蓋部の排気口と煙突との隙間と、その働きを示した平面図 蓋部の吸気口の働きを示した平面図 第１燃焼室１ａと第２燃焼室１ｂを示す平面図及び略図 燃焼器の空気（吸込み空気、燃焼空気・ガスとか、排気空気）の動きを示す概念仰視図 燃焼器の空気の動きを示す概念仰視図 Ａ‐Ａ´断面図 Ｂ‐Ｂ´断面図 燃焼器の他の例を示した俯瞰図 燃焼器本体に、少なくとも、一本の煙突、二枚の蓋部、及び区画板を収容する状態の一例を示した平面図 蓋部と区画板とをケースに収容する状態の一例を示した斜視図 蓋部をケースに収容し、かつ燃焼器本体に収容する状態の一例を示した平面図

以下、本発明の好ましい、一実施例を説明する。

１は円柱体（一例であり限定されない。立方体、角形、その他の形状を含む）の燃焼器本体（燃焼器）であり、図１〜図５−２の例では、燃焼器本体１は、周辺を囲繞する壁部１００（壁板）と、上方の蓋部１０１（天板）、下方の底部１０２（底板）とで構成する。そして、望ましくは、部材は、高熱燃焼を意図することから、耐熱性の金属とする。また、燃焼器本体１は、ペール缶が望ましく、かつ廃材を利用するが限定されない。尚、上面とは、蓋部１０１（燃焼器本体１）の上面である。燃焼器本体１の内部は、後述する第１・第２区画板により、第１・第２燃焼室１ａ・１ｂに区画される。図６の例では、燃焼器本体１は、地中の穴１０００とする他の例の構造である。以下、原則として、燃焼器本体１には、穴１０００を含む。そして、この他の例において、その他の構造は、前述の図１〜図５−２の例と同じであり、この他の例では、燃焼状態と、その働き、並びに各燃焼ガス、及び／又は、空気等の流れとか、排気の関係等は、前記例に準ずる。

蓋部１０１は、この例では、第１蓋部１０１ａと第２蓋部１０１ｂとの組合せであり、例えば、この第１蓋部１０１ａと第２蓋部１０１ｂとは同じ形状とするとともに、第１蓋部１０１ａの中心より一方側に偏移した位置には、例えば、八角形（一例であり限定されない、円、多角形その他の形状も含む）の排気口２を、第２蓋部１０１ｂには、八角形（一例であり限定されない、円、多角形その他の形状も含む）の一次吸気口３を、それぞれ開設する。この排気口２と一次吸気口３とは、それぞれ第２・第１燃焼室１ｂ・１ａに開口する。また、第１蓋部１０１ａと第２蓋部１０１ｂ（蓋部１０１）とは、図５−１に示した仮想線Ｘを境にして、燃焼器本体１の第２燃焼室１ｂの開口部と、同第１燃焼室１ａの開口部とを、それぞれ隠蔽する（蓋部１０１は、第１・第２燃焼室１ａ・１ｂの各開口部を隠蔽する）。そして、一次吸気口３は、第１燃焼室１ａに繋がり、排気口２は、第２燃焼室１ｂに繋がる構造である。第１蓋部１０１ａと第２蓋部１０１ｂとか同じ形状、構造であれは、汎用性の向上とか、コストの低廉化等に寄与できる。

この構造により、図５−１に示すように、一次吸気口３より吸込んだ外気（空気）は、第１燃焼室１ａに至る。また、図１−１では、一次吸気口は、開口部１ｃであって（第２蓋部１０１ｂを使用してない状態である）、薪、廃材等のあらゆる燃料素材（薪とする）の投入口となる（図１−１等参照）。尚、第２蓋部１０１ｂで、第１燃焼室１ａの開口部（燃焼器本体１）を隠蔽する使用例では、一次吸気口３は、外気の吸込み口であり、かつ燃料素材の投入口となる（図１−２と、図５−１参照）。

図中５、６は第１・第２区画板であり、第１・第２区画板５・６は、燃焼器本体１の内部（仮想線Ｘと、その直交方向Ｙ）に配備される。この第１・第２区画板５・６の配備で、燃焼器本体１の内部に第１・第２燃焼室１ａ・１ｂを区画形成する（図４−３）。この一例では、第１区画板５を第１蓋部１０１ａの半径方向の端部１０１ａ１に上端５ａを支持し、この第１区画板５を、仮想線Ｘの上に支持する。これにより、第１区画板５の下端５ｂは、燃焼器本体１の底部１０２より離間し、かつ下端５ｂと燃焼器本体１の底部１０２との間に第１通気口７を形成する（図５−３）。図中５０は第１区画板５に設けた切欠きであり、切欠き５０には、第１区画板５の吊下方向で、かつ燃焼器本体１の中心側の内部縁部に形成されている。
第２区画板６は、前記第１区画板５と同じ構造であって、切欠き６０を、前記切欠き５０に差込み、吊下した第１区画板５に直交方向Ｙに配備するとともに、下端６ｂを底部１０２に当接する。この状態において、第２区画板６の上端６ａは第１蓋部１０１ａの蓋部１０１の裏面との間に第２通気口８を形成する（図５−４）。第２区画板６は、燃焼器本体１に配備した状態で、図４−１等に示すように、煙突１０の内側の外輪より偏倚した位置２０「燃焼器本体１の中心を基準として、向かって、左側に偏移した位置」に配備される（排気口２の内側の外輪より偏倚した位置２１に配備される）。

図中１０は煙突であり、煙突１０は第１蓋部１０１ａの排気口２に差込み支持される（ハゼ折等の絞り加工が施されている一方側を差し込む）が、その際に、排気口２の内周縁２０との間に二次吸気口１１が形成される。この二次吸気口１１より外気を、燃焼器本体１の内部に吸込むとともに、第２燃焼室１ｂに供給できるので、二次燃焼に役立てる。また、煙突１０の高熱部の冷却に役立てる。

図１−２に示すように、燃焼器本体１の開口部に、第１蓋部１０１ａと第２蓋部１０１ｂとを嵌合した際に、第１蓋部１０１ａの端部１０１ａ１と、第２蓋部１０１ｂの端部１０１ｂ１（第２蓋部１０１ｂの半径方向の端部を云う）との間に三次吸気口１２（スリット形状の隙間）を形成し、燃焼器本体１の内部（第１燃焼室１ａ、及び／又は、第２燃焼室１ｂ）への外気の導入を図る。

図中１５はケースであり、このケース１５内には、図７−１、図７−２に示すように、第１・第２蓋部１０１ａ・１０１ｂとか、第１・第２区画板５・６、必要により、後述する五徳等を収容するとともに、ケース１５の表面に使用方法とか、広告等の説明書きをする。また、ケース１５は燃焼器本体１に収納され、蓋（図示しない）で塞げる。また、蓋部１０１の嵌合側で、かつその両側には、切欠き部１０１ｃを形成し、図示しないが、ペール缶の取手が入るようにすることが、利便性の向上に有効である。

前述したように、燃焼器本体１の内部には、全ての部品（第１・第２蓋部１０１ａ・１０１ｂとか、第１・第２区画板５・６、煙突１０、又は五徳１６等）を収容できる構造として、整理整頓と、持運び等に役立てる。殊に、図７−３の如く、ケース１５内に、第１・第２蓋部１０１ａ・１０１ｂとか、第１・第２区画板５・６、五徳１６等を収納し、このケース１５を煙突１０とともに収容する場合には、部品の損傷とか、衝突回避、ガタ音発生回避等に有効である。

煙突１０は二連にしての使用が、吸込み力が良く、かつ火炎による弊害回避に有効である。また、図中１６は組立て、かつ煙突１５への着脱が容易な五徳である。

図１−１を利用して、外気の吸込み、内部の空気の流れとか、燃焼ガスの流れ、即ち、燃焼器の使用を説明すると、第２蓋部１０１ｂを開放し、燃焼器本体１の開口部１ｃから、内部（第１燃焼室１ａ）に薪を投入する。この薪に着火する。第１燃焼室１ａにおいて、薪が燃焼し、高温（高熱）の第１燃焼ガスＺ（燃焼ガス、高温の空気）が生成される「イ」。この第１燃焼ガスＺは、煙突１０の吸引力、及び／又は、第１燃焼ガスＺの自然な上昇力により、第１区画板５と第２区画板６とで形成される第１通気口７より第１燃焼ルートに到る「ロ」（第１燃焼室１ａの他部は、第２区画板６で仕切られていることで、第２燃焼ルートができる）。そして、第１通気口７を通過した第１燃焼ガスＺは、煙突１０の強い吸引力の働きで、排気口２に導かれた後「ハ」、この煙突１０内を上昇する「ニ」。この上昇する第１燃焼ガスＺにより、煙突１０内で、かつ第１区画板５と第２区画板６とで形成される第２通気口８の煙突側８１の近傍に負圧現象が発生する。前記「イ」〜「ニ」の流れは、図５−１等に矢視してある。尚、煙突側８１は、図５−２に示す。

前記負圧現象、及び煙突１０の吸引力、及び／又は、第１燃焼室１ａの第２区画板６と、その近傍に残った第２燃焼ガスＺ１（燃焼ガス）の自然の上昇力とにより、煙突１０内に導かれる「イ１」。前述した第２区画板６の配備位置（位置２０・２１）により、煙突１０の内部に導かれる「ロ１」。この導かれた箇所「ロ１」において、第２燃焼ガスＺ１は、第１焼ガスＺとの合体で完全燃焼し（所謂、融合反応で高熱燃焼し「ハ１」）、この完全燃焼した燃焼ガスは、煙突１０より、放散される。完全燃焼（高熱燃焼）を介して、薪等の燃料を燃焼させることができる。また、前記の流れにより、炎、未燃焼ガス、又は排気等のスムースな流れを確保できることと（「ニ」を参照）、何ら違和感ない燃焼が図れる。前記「イ１」〜「ニ１」の流れは、図５−２等に矢視してある。

図５−１と、図５−２において、「イ」〜「ニ」と、「イ１」〜「ニ１」に示した空気、第１燃焼ガスＺ・第２燃焼ガスＺ１の流れと、それに基づく燃焼は、一例である。従って、工夫とか改良、及び／又は、吸込み空気の対応で、更なる燃焼効率の促進と、効率的な燃焼が図れる。

第２蓋部１０１ｂ、五徳１６には、鍋、釜、やかん等の載置用とか、食品の温め・調理に利用する。

以上で説明した各実施例は、好ましい一例を示したものであり、同様な効果と特徴を有する他の構造、手段は、本発明の範疇である。

１ 燃焼器本体（燃焼器、又は穴）
１００ 壁部（壁板）
１０１ 蓋部（天板）
１０１ａ 第１蓋部
１０１ａ１ 端部
１０１ｂ 第２蓋部
１０１ｂ１ 端部
１０１ｃ 切欠き部
１０２ 底部（底板）
１ａ 第１燃焼室
１ｂ 第２燃焼室
１ｃ 開口部
２ 投入口
２１ 位置
３ 一次吸気口
５ 第１区画板
５０ 切欠き
５ａ 上端
５ｂ 下端
６ 第２区画板
６０ 切欠き
６ａ 上端
６ｂ 下端
７ 第１通気口
８ 第２通気口
８１ 煙突側
１０ 煙突
１１ 二次吸気口
１２ 三次吸気口
１５ ケース
１６ 五徳
２０ 位置
２１ 位置
Ｚ 第１燃焼ガス（燃焼ガス）
Ｚ１ 第２燃焼ガス（燃焼ガス）

Claims (7)

1. 一次吸気口と排気口とを、燃焼器本体の面において開口する薪、廃材を燃焼する燃焼具において、
   前記燃焼器本体には、前記一次吸気口と前記排気口とを備えた第１蓋部を設け、この第１蓋部にこの燃焼器本体の燃焼室を区画する二枚の区画板を設け、この二枚の区画板の一部に、それぞれ第１・第２通気口を開設し、この第１通気口は前記一次吸気口に連通するとともに、この第２通気口は前記排気口の直近に連通することを特徴とした燃焼器。
2. 前記第２通気口と、この第２通気口に連通する、前記排気口に設けた煙突とは、第２燃焼室であることを特徴とした請求項１に記載の燃焼器。
3. 前記吸気口と前記第１通気口とが連通する燃焼室は、第１燃焼室であることを特徴とした請求項１に記載の燃焼器。
4. 前記面は、前記燃焼器本体の上面であることを特徴とした請求項１に記載の燃焼器。
5. 前記排気口に、前記煙突を取付けるとともに、この排気口と、この煙突との間に形成された隙間は、二次吸気口となることを特徴とした請求項１に記載の燃焼器。
6. 前記燃焼器本体は、ペール缶、一斗缶、又は地中の穴を利用することを特徴とする請求項１に記載の燃焼器。
7. 前記第１蓋部は、少なくとも、前記燃焼器本体の開口部の１／２を覆い、第２蓋部で、前記開口部の残りの１／２を覆う構成とするとともに、この第１・第２蓋部の間に三次吸込口を形成することを特徴とする請求項１に記載の燃焼器。