JP3587558B2

JP3587558B2 - Solid fuel for house and heating device containing the same

Info

Publication number: JP3587558B2
Application number: JP16664494A
Authority: JP
Inventors: 正一梶川; 裕北見
Original assignee: シナネン株式会社
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: JPH0827472A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハウス用固形燃料およびそれを含む加温装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、春季、秋季および冬季の明け方等のような低温時において結霜を防ぐのに十分な量の発熱量を有し、また栽培植物の品質向上のために好適な量の炭酸ガスを発生するハウス用固形燃料およびそれを含む加温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、暖房装置がない無加温ハウスにおける明け方等の低温時の緊急用暖房としては、ろうそく、煉炭、小型ポット式ストーブ等が用いられてきた。
しかしながら、ろうそくは発熱量が約１８０キロカロリー／時間程度と少量のため、普通の大きさのハウスで使用する場合には、点火数を数十本とする必要があった。そのため配置および点火に手間がかかり、温度低下を十分かつ簡便に阻止することは困難であった。
一方、煉炭は、燃焼中に植物にとって有害な亜硫酸ガス、一酸化炭素等を高濃度で発生するために、著しい生育障害や着果、結実不良を起こし収穫量が減少するという問題があった。
【０００３】
また、ポット式ストーブは、一台当たりの費用が高額のため、初期の設備投資に多額の費用を要するものであった。また、燃焼量が安定しないという欠点を有するために不完全燃焼による多量のススが発生し、それがビニールに付着し光の透過性の低下をもたらすという障害があった。また、広い保管場所を必要とするという問題もあった。さらに燃料として灯油を使用した場合には、植物にとって有害なエチレンやアセトアルデヒドが生成するという問題もあった。
防霜用の固形燃料としては、例えば、熱溶融性高発熱量物質、植物性有機物質粉粒体および難燃剤を含むもの（特開平２−１４２８９３）等が知られている。しかしながら、これは燃焼時間が２時間前後と比較的短く、ハウスの明け方における結霜等を防止するためには燃料の交換等の観点から使用性に問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発熱量に優れ、かつ植物の品質向上に適した炭酸ガスを発生し、反対に植物にとって有毒な一酸化炭素等の発生が少ない固形燃料を提供することである。本発明のもう一つの目的は、固形燃料の成分を上層部と下層部で異なるものを使用することにより、燃焼時間を長く維持することができるような固形燃料を提供することである。本発明のもう一つの目的は、本体が燃焼を開始するまでの時間を調節することができるように点火部としてのろうそくを備えた固形燃料を提供することである。本発明のさらにもう一つの目的は、安定した燃焼を継続することができるような構造を有する加温装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、植物由来有機物質およびパラフィンワックス類を含む上層部と緩燃焼性可燃性物質を含む下層部から成る固形燃料を提供する。さらに、本発明は、安定燃焼用受台の上に、植物由来有機物質およびパラフィンワックス類を含む上層部と緩燃焼性可燃性物質を含む下層部から成る固形燃料を設けてなる加温装置を提供する。
以下に本発明による固形燃料およびそれを含む加温装置を詳細に説明する。
【０００６】
本発明による固形燃料は上層部と下層部から成る。固形燃料上層部は植物由来有機物質とパラフィンワックス類を含む。ここでいう植物由来有機物質には木粉、木炭、石炭等が含まれ、燃えやすいものであれば種類は特には限定されず、２種類以上のものを混合して使用してもよい。これらの中では、木粉が特に好ましい。また、ここで使用されるパラフィンワックス類には、パラフィン、ワックス等のような高分子炭化水素または高級アルコールと脂肪酸のエステル等が含まれる。また、これらのパラフィンワックス類は常温で固体であることが好ましいことから融点が約５０℃以上のものが好ましい。植物由来有機物質とパラフィンワックス類の混合の比率は適宜調節されるが、混合物の成形性、燃焼性等の観点から植物由来有機物質／パラフィンワックス類の重量比が３０／７０〜５０／５０くらいになるように混合して使用することが好ましい。
【０００７】
固形燃料下層部は、燃焼の最終段階で一気に燃え尽きてしまうのを極力防ぐことを目的とするものである。この目的のために、固形燃料下層部は、上層部とは異なりパラフィンワックス類を含まないことを特徴としている。下層部の混合成分としては、一般に可燃性物質であればよいが、上記の観点から、ゆっくり燃焼し燃焼時間が長いものが好ましい。このような観点から、例えば、無煙炭あるいは木炭粉を適宜混合したものを使用することができる。この際、無煙炭の含有量を高くしすぎると、固形燃料上層部から下層部への火の移りが悪くなるので注意を要する。即ち、固形燃料下層部は、上層部からの火の移りは良好ではあるが、それ自体はゆっくり燃焼するような材料を使用することが好ましい。なお、固形燃料下層部は上記のような成分に加えて、ソーダ灰、バインダーのような添加物を含んでいてもよい。ここでソーダ灰は、下層部の着火温度を低下させるという作用を有し、上層部から下層部への燃焼の移りを早めるという観点から添加してもよいものである。
【０００８】
固形燃料上層部と下層部の重量比は適宜調節することができるが、一般的には上層部／下層部の重量比率が７０／３０〜９５／５くらいになるように調節される。下層部の割合が少なすぎると下層部の強度が弱くなり上層部と下層部が剥がれ易くなり、また上層部は発熱量等の観点から一定量以上が必要だからである。
本発明の固形燃料の作製方法は特には限定されない。例えば、上層部用の混合物と下層部用の混合物を別個に作製し、上層部用混合物を所望の大きさの成形機に装入して圧縮成形し、次いでその上に下層部用混合物を装入し圧縮成形すればよい。
【０００９】
下層部の成形の際には、中央部に凸型の突起を有する押型を使用して、固形燃料下層部に凹部を設けることが好ましい。燃焼の進行は、固形燃料の中央部より周辺部の方は速いことを考慮したものであり、また燃焼を悪化させる下層部分は極力少ない方が好ましいからである。
固形燃料は、燃焼の際における空気の通りをよくするための空洞を有していてもよい。空洞の大きさ、数は限定されないが、固形燃料の大きさ等に応じて適宜選択すればよく、一般的には１〜１０本程度である。しかし、空洞は本発明に必須なものではなく、無論なくても構わない。
さらに上記のように作製した固体燃料の成形体を８５〜１００ｇ／ｍ^２のクラフト紙で包んで使用する。この固形燃料周囲の巻紙の厚さにより燃焼速度を調節することができる。
【００１０】
以下に、本発明による固形燃料を含む加温装置の説明をする。
上記のように作製した固形燃料はそのままでも使用できるが、安定した燃焼を継続させるために、安定燃焼用受台の上に載せて使用してもよい。ここで使用する安定燃焼用受台の目的は、燃焼のための安定した環境を作ること、固形燃料が溶融して飛散するのを防止すること等である。構造は固形燃料下層部の凹部が安定燃焼用受台の中央に設けてある凸部と適合するようにする。また、燃焼により発生する灰は全て安定燃焼用受台の中に落ちる構造を有することが好ましい。なお地面から燃焼部である固形燃料までの高さは、一般的には２〜５ｃｍ程度にするとよい。
上記のような固形燃料およびそれを含む加温装置はそのまま点火して使用してもよいが、固形燃料の点火開始までの時間を調節するために、固形燃料上層部の上にろうそくを載せて使用することができる。点火開始までの時間はろうそくの長さを調節することによって調節する。ろうそくは固形燃料への着火を容易にするために、底部において芯を二本にし、またろうそくの底にクラフト紙、ダンボール紙等を置くことが好ましい。さらに、ろうそくの形が崩れて燃焼が不完全になるのを防止するために、ろうそくの周りにアルミ粉をコーティングしてもよく、あるいは、例えばポリプロピレン又はセロファンのフィルムをろうそくの周りに巻いてもよい。
【００１１】
【実施例】
以下の実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、これは本発明の範囲を限定するものではない。なお、以下の実施例で作製し、使用した加温装置は図１に示されるものである。
（１）固形燃料の作製
固形燃料上層部および下層部としてそれぞれ以下の組成を有する混合物Ａおよび混合物Ｂを作製した。なお、混合物Ｂには、さらに粘結剤として１．８ｇのカルボキシルメチルセルロースを添加した。
【００１２】

【００１３】
なお、混合物Ａに使用する石油ワックスとしては融点７０℃のものを、またポリエチレン合成ワックスとしては融点１００℃のものを使用した。
次いで、混合物Ａを圧縮成形機に装入して適当な圧力をかけ、その後混合物Ｂをその上に装入して中央部に凸部（高さ２０ｍｍ、直径５０〜７０ｍｍ）を有する押型により適当な圧力をかけることによって、直径１１６ｍｍ、高さ１２０ｍｍで下層部（使用する際には圧縮成形したものを逆さにして使用する）に凹部を有する固形燃料を作製した。
次いで燃焼の際の空気の通りをよくするために、作製した固形燃料の中心から半径２５ｍｍの辺りに、直径１０ｍｍ程度の空洞を対称になるように４本設けた。さらにこの成形体を１００ｇ／ｍ^２のクラフト紙で包みこんで使用した。
【００１４】
（２）加温装置の組み立て
前記のように作製した固形燃料を、固形燃料を載せるための中央部の凸部とその周りの灰受け部から成る安定燃焼用受台の上に載せた。
さらに固形燃料の燃焼開始までの時間を調整するためのろうそくを固形燃料の上に載せることによって、図１に示されるような加温装置を組み立てた。ろうそくは、上記したように、その底部において芯が二本になっており、底にクラフト紙を設け、周囲にアルミ粉をコーティングしたものを使用した。
（３）ハウスにおける使用試験
次に、本発明の加温装置の効果を検証するために行われた試験結果について説明する。試験は、横７．２ｍ×縦９ｍで、高さが側面部において２．５ｍで中央部において４ｍであるようなハウス内において、上記の加温装置を２個使用して行った。なお、この使用試験においてはろうそくは使用しなかった。点火後の燃焼時間は３時間３０分であった。点火後３０分ごとに、ハウス内温度、外気温、並びにハウス内の炭酸ガス濃度、一酸化炭素濃度、エチレン濃度およびアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を以下の表１および表２に示す。
【００１５】

【００１６】

表１および表２の結果から、本発明による固形燃料を含む加温装置を使用すると、外気との気温差を最大で９．２℃まで保つことができ、また炭酸ガス濃度を植物の育成に良好な濃度に維持することができる一方、有害なガスの発生は少ないということが分かる。
【００１７】
（４）発熱量の経時的変化
さらに、別の試験で、燃焼時間を５時間３０分とし、点火後３０分ごとの固形燃料の燃焼量を測定することにより求めた発熱量の経時的な変化を以下の表３に示す。

表３の結果から分かるように、本発明の固形燃料は、点火後３〜４時間目の発熱量が高くなることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の固形燃料は高発熱量を有するために、少数を使用するだけでハウス内の温度を外気より高く維持することが可能である。また、本発明の固形燃料は、栽培植物の育成に好適な炭酸ガスを生成する一方、一酸化炭素、エチレンおよびホルムアルデヒド等のような有害物質を生成しないかまたは生成しても非常に少量のため、栽培植物に悪影響を与えることが少ない。
さらに、本発明の固形燃料は、点火後３〜４時間後に発熱量が高くなるために、明け方の結霜の防止に効果的である。即ち、前日の２１〜２２時頃にろうそくに着火しておけば、数時間後に固形燃料に着火し、その着火後３〜４時間後、即ち本発明の固形燃料は、明け方の一番温度が下がる時間帯に発熱量が最大になるように設計されている。
また、本発明の固形燃料と安定燃焼用受台を含む加温装置は、安定した燃焼を継続的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加温装置の模式図
【符号の説明】
１時間調整のためのろうそく
２固形燃料上層部
３固形燃料下層部
４空気の通りをよくするための空洞
５安定燃焼用受台[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a solid fuel for a house and a heating device including the same. More specifically, the present invention has a calorific value sufficient to prevent frost formation at low temperatures such as the dawn of spring, autumn and winter, and an amount suitable for improving the quality of cultivated plants. The present invention relates to a solid fuel for a house that generates carbon dioxide and a heating device including the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, candles, briquettes, small pot-type stoves, and the like have been used as emergency heating at low temperatures such as dawn in a non-heated house without a heating device.
However, the candle generates a small amount of heat of about 180 kcal / hour, so that when used in a house of a normal size, the number of ignitions must be several tens. Therefore, the arrangement and the ignition are troublesome, and it is difficult to sufficiently and simply prevent the temperature from dropping.
On the other hand, briquettes have a problem in that, during combustion, sulfur dioxide gas, carbon monoxide, and the like, which are harmful to plants, are generated at high concentrations, causing remarkable growth disorders, fruit set, poor fruit set, and reduced yield.
[0003]
In addition, since the cost per unit of the pot type stove is high, a large amount of cost is required for initial capital investment. In addition, there is a drawback that the amount of combustion is not stable, so that a large amount of soot is generated due to incomplete combustion, which adheres to vinyl and causes a decrease in light transmittance. There is also a problem that a large storage space is required. Further, when kerosene is used as a fuel, there is a problem that ethylene and acetaldehyde harmful to plants are generated.
As a solid fuel for frost prevention, for example, a fuel containing a heat-melting high-calorific substance, a vegetable organic substance powder and a flame retardant (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-128993) is known. However, the combustion time is relatively short, about 2 hours, and there is a problem in usability from the viewpoint of replacement of fuel and the like in order to prevent frost and the like at the dawn of the house.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a solid fuel which has excellent calorific value and generates carbon dioxide gas suitable for improving the quality of plants, and on the contrary, generates less toxic carbon monoxide and the like for plants. Another object of the present invention is to provide a solid fuel that can maintain a long combustion time by using different components of the solid fuel in the upper layer and the lower layer. Another object of the present invention is to provide a solid fuel with a candle as an ignition part so that the time until the main body starts burning can be adjusted. Still another object of the present invention is to provide a heating device having a structure capable of continuing stable combustion.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a solid fuel comprising an upper layer containing a plant-derived organic substance and paraffin wax and a lower layer containing a slow-burning combustible substance. Further, the present invention provides a heating device provided with a solid fuel composed of an upper layer containing a plant-derived organic substance and paraffin wax and a lower layer containing a slow-burning combustible substance on a pedestal for stable combustion. provide.
Hereinafter, a solid fuel according to the present invention and a heating device including the same will be described in detail.
[0006]
The solid fuel according to the invention comprises an upper layer and a lower layer. The upper layer of the solid fuel contains plant-derived organic substances and paraffin waxes. Here, the plant-derived organic substance includes wood flour, charcoal, coal, and the like. The type is not particularly limited as long as it is easily combustible, and two or more kinds may be used in combination. Among these, wood flour is particularly preferred. The paraffin waxes used herein include high molecular weight hydrocarbons such as paraffins and waxes or esters of higher alcohols and fatty acids. Further, since these paraffin waxes are preferably solid at room temperature, those having a melting point of about 50 ° C. or more are preferable. The mixing ratio of the plant-derived organic substance and the paraffin wax is appropriately adjusted, but the weight ratio of the plant-derived organic substance / paraffin wax is about 30/70 to 50/50 from the viewpoint of the moldability and combustibility of the mixture. It is preferable to use them in a mixture such that
[0007]
The lower portion of the solid fuel is intended to prevent burning out at the last stage of the combustion as much as possible. For this purpose, the lower part of the solid fuel is characterized in that, unlike the upper part, it does not contain paraffin waxes. In general, the mixed component in the lower layer portion may be a flammable substance, but from the above viewpoint, it is preferable that the component be slowly burned and have a long burning time. From such a viewpoint, for example, anthracite or charcoal powder appropriately mixed can be used. At this time, if the content of anthracite is excessively high, the transfer of fire from the upper layer to the lower layer of the solid fuel is deteriorated, so care must be taken. That is, it is preferable to use a material in which the lower layer of the solid fuel has good heat transfer from the upper layer, but burns slowly on its own. The solid fuel lower layer may contain additives such as soda ash and a binder in addition to the above components. Here, soda ash has an effect of lowering the ignition temperature of the lower layer, and may be added from the viewpoint of speeding up the transfer of combustion from the upper layer to the lower layer.
[0008]
The weight ratio between the upper and lower layers of the solid fuel can be adjusted as appropriate, but is generally adjusted so that the weight ratio of the upper layer / lower layer is about 70/30 to 95/5. If the proportion of the lower layer portion is too small, the strength of the lower layer portion is weakened, so that the upper layer portion and the lower layer portion are easily peeled off, and the upper layer portion requires a certain amount or more from the viewpoint of calorific value and the like.
The method for producing the solid fuel of the present invention is not particularly limited. For example, a mixture for the upper layer and a mixture for the lower layer are separately prepared, and the mixture for the upper layer is charged into a molding machine having a desired size and compression-molded, and then the mixture for the lower layer is loaded thereon. And then compression-molded.
[0009]
When molding the lower layer, it is preferable to provide a concave portion in the lower layer portion of the solid fuel by using a pressing die having a convex projection at the center. This is because the progress of combustion takes into account that the peripheral portion of the solid fuel is faster than the central portion, and it is preferable that the lower layer portion that deteriorates the combustion is as small as possible.
Solid fuels may have cavities to improve air flow during combustion. The size and number of the cavities are not limited, but may be appropriately selected according to the size of the solid fuel and the like, and generally about 1 to 10 cavities. However, the cavity is not essential to the present invention and need not be considered.
Further, the solid fuel compact produced as described above is wrapped with 85 to 100 g / m ² kraft paper for use. The burning rate can be adjusted by the thickness of the wrapping paper around the solid fuel.
[0010]
Hereinafter, a heating device including a solid fuel according to the present invention will be described.
Although the solid fuel produced as described above can be used as it is, it may be used by placing it on a stable combustion pedestal in order to continue stable combustion. The purpose of the pedestal for stable combustion used here is to create a stable environment for combustion and to prevent the solid fuel from melting and scattering. The structure is such that the recess in the lower portion of the solid fuel matches the protrusion provided in the center of the stable combustion cradle. Further, it is preferable that all of the ash generated by the combustion fall into the pedestal for stable combustion. The height from the ground to the solid fuel, which is the combustion part, is generally preferably about 2 to 5 cm.
The above-described solid fuel and a heating device containing the same may be used by igniting as they are, but in order to adjust the time until the start of ignition of the solid fuel, a candle is placed on the upper layer of the solid fuel to adjust the time until the ignition. Can be used. The time until the start of ignition is adjusted by adjusting the length of the candle. Preferably, the candle has two cores at the bottom to facilitate ignition of the solid fuel, and kraft paper, corrugated paper, etc. are placed at the bottom of the candle. Additionally, the powder may be coated with aluminum powder around the candle to prevent the candle from collapsing and incompletely burning, or a film of, for example, polypropylene or cellophane may be wrapped around the candle. Good.
[0011]
【Example】
The present invention will be described more specifically by the following examples, which do not limit the scope of the present invention. The heating device manufactured and used in the following examples is shown in FIG.
(1) Preparation of solid fuel A mixture A and a mixture B having the following compositions were prepared as an upper layer and a lower layer of a solid fuel, respectively. In addition, 1.8 g of carboxymethylcellulose was further added to the mixture B as a binder.
[0012]

[0013]
The petroleum wax used in the mixture A had a melting point of 70 ° C., and the polyethylene synthetic wax used had a melting point of 100 ° C.
Next, the mixture A is charged into a compression molding machine and a suitable pressure is applied. Thereafter, the mixture B is charged thereon, and the mixture B is appropriately pressed by a pressing die having a convex portion (height 20 mm, diameter 50 to 70 mm) at the center. By applying an appropriate pressure, a solid fuel having a diameter of 116 mm and a height of 120 mm and having a concave portion in a lower layer portion (when used, a compression molded product is used upside down) is produced.
Next, in order to improve the flow of air during combustion, four cavities with a diameter of about 10 mm were provided symmetrically around a radius of 25 mm from the center of the produced solid fuel. Further, this molded product was used by being wrapped in kraft paper of 100 g / m ² .
[0014]
(2) Assembling of the heating device The solid fuel produced as described above is placed on a stable-combustion pedestal comprising a central convex portion for mounting the solid fuel and an ash receiving portion therearound. I put it.
A heating device as shown in FIG. 1 was assembled by placing a candle for adjusting the time until the start of combustion of the solid fuel on the solid fuel. As described above, the candle used had two cores at the bottom, kraft paper was provided at the bottom, and the periphery was coated with aluminum powder.
(3) Use test in house Next, test results performed to verify the effect of the heating device of the present invention will be described. The test was carried out using two of the above-mentioned heating devices in a house having a width of 7.2 m × a height of 9 m, a height of 2.5 m at the side and a height of 4 m at the center. In this test, no candle was used. The burning time after ignition was 3 hours 30 minutes. Every 30 minutes after ignition, the temperature in the house, the outside air temperature, and the concentrations of carbon dioxide, carbon monoxide, ethylene and acetaldehyde in the house were measured. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0015]

[0016]

From the results of Tables 1 and 2, it can be seen that the use of the heating device containing the solid fuel according to the present invention makes it possible to maintain the temperature difference from the outside air up to 9.2 ° C. It can be seen that while good concentrations can be maintained, harmful gas emissions are low.
[0017]
(4) Temporal change of calorific value In another test, the burning time was set to 5 hours and 30 minutes, and the calorific value of the calorific value obtained by measuring the burning amount of the solid fuel every 30 minutes after ignition was measured. The changes over time are shown in Table 3 below.

As can be seen from the results in Table 3, the solid fuel of the present invention has a high calorific value 3 to 4 hours after ignition.
[0018]
【The invention's effect】
Since the solid fuel of the present invention has a high calorific value, it is possible to maintain the temperature inside the house higher than outside air by using only a small number. In addition, the solid fuel of the present invention generates carbon dioxide gas suitable for growing cultivated plants, but does not generate harmful substances such as carbon monoxide, ethylene and formaldehyde, or generates a very small amount of harmful substances. It does not adversely affect cultivated plants.
Furthermore, the solid fuel of the present invention has an increased calorific value 3 to 4 hours after ignition, and is therefore effective in preventing frost formation at dawn. That is, if the candle is ignited around 21 to 22:00 the day before, the solid fuel ignites several hours later, and 3 to 4 hours after the ignition, that is, the solid fuel of the present invention has the highest temperature at dawn. It is designed so that the calorific value is maximized when it falls.
Further, the heating device including the solid fuel and the pedestal for stable combustion of the present invention can continuously maintain stable combustion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a heating device according to the present invention.
1 Candle for time adjustment 2 Upper layer of solid fuel 3 Lower layer of solid fuel 4 Cavity 5 for improving air flow 5 Cradle for stable combustion

Claims

A solid fuel comprising an upper layer containing a plant-derived organic substance and paraffin wax and a lower layer containing a mildly combustible combustible substance, wherein the weight ratio of the upper layer / lower layer is 70/30 to 95/5, The solid fuel as described above, wherein a candle serving as an ignition section, the candle being used to adjust the time until the start of combustion of the solid fuel, is mounted on the upper portion of the solid fuel .

The solid fuel according to claim 1, wherein the lower layer contains anthracite and charcoal powder .

3. The solid fuel according to claim 1 , wherein the candle has two cores at the bottom .

On a stable combustion pedestal, a heating device formed by providing a solid fuel consisting of a lower layer portion including an upper portion and a slow combustible combustible materials, including plant-derived organic substances and paraffin waxes, upper part / A weight ratio of the lower layer portion is 70/30 to 95/5, and a candle as an ignition portion for adjusting the time until the start of combustion of the solid fuel is mounted on the upper portion of the upper layer portion. The heating device described above .

The heating device according to claim 4, wherein the lower layer portion contains anthracite and charcoal powder .

The heating device according to claim 4 or 5, wherein the candle has two cores at the bottom .