JP4044431B2

JP4044431B2 - ペレット燃料燃焼装置

Info

Publication number: JP4044431B2
Application number: JP2002362570A
Authority: JP
Inventors: 幸八真賀; 昇落合; 佳晴北田; 義秀村井
Original assignee: サンポット株式会社
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004191015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木質ペレット等のペレット燃料の燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、固体燃料の石炭を燃焼して暖房に使用する暖房機等の燃焼装置が知られている。しかしながら、石炭は炭素分やイオウ分を含んでおり、燃焼させると二酸化炭素やイオウ酸化物が発生し、燃焼ガスに混じって大気中に放出され環境を汚染する。
【０００３】
これに対し、おが粉や樹皮などの製材廃材や間伐材、林地残材などの低質材を粉砕圧縮した木質ペレットが知られている。この木質ペレットは、木の成分であるリグニンが溶けて固まる性質を利用して成型したもので、接着剤等を一切使用していない均質かつクリーンな固体燃料であり、植物は成長段階で二酸化炭素を吸収するので、近年、暖房機等の燃料として注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５６−１６９１４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、燃焼室内の燃焼器で木質ペレット等のペレット燃料を燃焼して発生した火炎や燃焼ガスが燃焼器に燃料を供給する燃料供給路に浸入するのを防止すると共に、燃焼ガスが燃焼室から室外に漏出するのを防止して、ペレット燃料を安全に燃焼することが可能なペレット燃料燃焼装置を提供することである。
【０００６】
【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、燃焼室内の下部に設置された燃焼器に燃焼用空気を供給して、前記燃焼室の下方に設けられた燃料タンクからスクリューコンベアにより上方にペレット燃料を搬送して、下に傾斜した燃料供給路から前記燃焼器に供給されたペレット燃料を燃焼すると共に、前記ペレット燃料の燃焼で発生した燃焼ガスを燃焼室外に排出するペレット燃料燃焼装置であって、前記燃焼ガスが、燃焼器に燃料を供給する燃料供給路に浸入するのを防止するように、装置本体に供給手段と排気手段とが個別の駆動源または同一の駆動源で駆動される強制給排気手段を設置し、該強制給排気手段は、前記供給手段の送気部材の室と前記排気手段の排気部材の室とを有し、前記強制給排気手段を前記燃焼室内が負圧になるように運転して、前記燃焼用空気の供給と前記燃焼ガスの排気とを行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の態様では、強制給排気手段は、送気部材としての送気ファンと排気部材としての排気ファンとを駆動する個別または同一のモータとを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、燃焼室内が負圧になるように強制給排気手段を運転するので、ペレット燃料の燃焼で発生した燃焼ガスが燃焼室から室内へ漏れ出ようとしても、圧力的に燃焼室側へ吸引され気味になっているので、燃焼ガスの室内への漏出を確実に防止できる。また火炎および燃焼ガスが燃焼器の例えば上方にある燃料供給路内や燃焼器下部の灰トレイ室に浸入するのも確実に防止できる。これにより、ペレット燃料を安全に燃焼することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１０】
図１は本発明のペレット燃料燃焼装置の一実施の形態を示す縦断面図で、図の左側が装置の前方向である。図２は該装置の横断面図である。
【００１１】
本実施の形態において、ペレット燃料燃焼装置１は、燃焼室２内の下部に設置した燃焼器３でペレット燃料を燃焼して、発生した熱を燃焼室２の周囲等で空気と熱交換して、空気を温風として吹き出す暖房機に構成されている。
【００１２】
ペレット燃料燃焼装置１は、前方寄りの位置に燃焼室２を備え、燃焼室２の下方に灰トレイ室６が設けられ、その下方に燃料タンク４が設けられ、燃焼室２の上方に排気室８が設けられている。これら灰トレイ室６、燃焼室２および排気室８の前面を除く周囲は、遮熱板１０により間隔を開けて覆われ、周囲に空気通路１１が設けられている。また装置１の後部には遮熱板１０と間隔を開けて縦方向のスクリューコンベア５が設けられ、その左の位置にはワンモータ・ダブルファン方式の強制給排気手段６０が設けられている。装置１は前面上方を除く周囲をキャビネット１Ａで覆って密閉されている。
【００１３】
燃料タンク４には上部にストーカー４１が設けられ、ストーカー４１を引き出して人手によりペレット燃料を投入することにより、燃料タンク４にペレット燃料が収容される。燃料タンク４内の下部には、水平に延びるコイル状のばねからなる攪拌部材４２が設置されている。攪拌部材４２はモータ４２ａにより回転して、燃料タンク４内の全体のペレット燃料を攪拌して均し、スクリューコンベア５の搬送用パイプ５１の入口５１ａの近くで燃料の層に生じる窪みを埋めながら、燃料を入口５１ａに安定して供給きるようにしている。
【００１４】
スクリューコンベア５は、装置１の後部の幅方向中央位置に配置されており、縦方向の搬送用パイプ５１と該パイプ５１内に摺接するように配置されたスクリュー５２とからなり、上端に取り付けたモータ５３でスクリュー５２を回転することにより、パイプ５１下端の入口５１ａに供給されたペレット燃料をパイプ５１を案内としてスクリュー５２の羽根５２ａにより螺旋状に推進して上方に搬送し、パイプ５１の上端手前の出口５１ｂに取り付けられた燃料供給路５４に受け渡す。出口５１ｂより上方のスクリューの羽根５２ｂはその他の羽根５２ａと傾斜を逆に形成して、出口５ｂより上方でペレット燃料を下方に押し返すことにより、出口５ｂから燃料供給路５４に円滑に排出できるようにしてある。
【００１５】
燃料供給路５４は先端５４ａ方向に向けて下に傾斜して設置してあり、遮熱板１０および燃焼室２の後面を貫通して、先端５４ａを燃焼室２内の下部に設置された燃焼器３の上方に臨ませている。スクリューコンベア５から受け渡されたペレット燃料は、供給路５４内を傾斜により滑り落ち、先端５４ａから落下して燃焼器３に供給される。ペレット燃料の燃焼による火炎が燃料供給路５４内のペレット燃料に火移りするのを防止するために、先端５４ａは燃焼器３の上方においてやや後側にずらして位置させてある。
【００１６】
燃焼器３は、図３および図４に示すように、外箱３１内に箱状のバーナ本体３２を装着し、バーナ本体３２内にロストル３３を装着してなっている。ロストル３３は、下に内窄まり状の左右の側板３３ａの下端間に火格子として左右方向の平行なバー３３ｂを形成してなっており、両側板３３ａはバーナ本体３２にペレット燃料を装入するホッパー部を構成している。バーナ本体３２は外箱３１と間隔を開けて配置して、バーナ本体３２の周囲に空気通路３２ａが形成されており、またバーナ本体３２の前後面には燃焼用空気の細孔３２ｂが設けられている。外箱３１の後面には燃焼用空気を供給する送気管３４が取り付けられている。送気管３４は、装置１の後部に設けられた強制給排気手段６０の送気ファン室６１（図５）に接続されている。
【００１７】
外箱３１の前面にはセラミックヒータ３５を収容した保護管３５ａが取り付けられ、このセラミックヒータ３５の先端はバーナ本体３２内に臨んでいる。ロストル３３の火格子バー３３ｂの間には灰掻き手段３６が設けられている。灰掻き手段３６は軸方向に羽根板３６ａを複数枚設けた２本の羽根車３６ｂを平行に配置してなり、その２本の羽根車３６ｂの羽根３６ａを火格子バー３３ｂの間に互い違いに挿入している。２本の羽根車３６ｂは一方の羽根車に取り付けたモータ３６ｃにより歯車機構を介して回転される。
【００１８】
燃焼室２内の上部には複数本の放熱パイプ７が上下互い違いに２段に設けて、熱交換部を構成している。また灰トレイ室６、燃焼室２および排気室８の周囲は、空気通路１１により放熱部を構成している。この空気通路１１は排気室８の前方に設けられた温風吹き出し口１２に連通している。また上記の放熱パイプ７は一端が空気通路１１に開口し、他端が温風吹き出し口１２に開口している。吹き出し口１２にはルーバー１３が取り付けられている。
【００１９】
排気室８は底面の後部に設けた開口８ａを介して燃焼室２と連通している。この排気室８は、燃焼室２から流入する燃焼ガス中の灰を除去すると共に、燃焼ガスの有する熱を周囲の空気通路１１を流れる空気と効率よく熱交換するために、開口８ａの前縁から排気室８の上面と間隔を開けた垂直な仕切板８ｂを立ち上げ、該仕切板８ｂの上端に前方に延びる水平板８ｃ１を設け、該水平板８ｃ１の前端に排気室８の底面と間隔を開けたバッフル板８ｃを垂設する。また排気室８の後部の左側の位置に、仕切板８ｄによって区画することによって、水平板８ｃ１とバッフル板８ｃとで囲まれた断面Ｌ字状の空間内に開口する小室（排出チャンバー）８ｅを設けた。ガス排気管９の上端９ａは小室８ｅの位置の排気室８の後面に開口される。ガス排気管９は遮熱板１０を貫通して後方に延出した後下方に垂下し、給排気手段６０の排気ファン室６２に接続されている。
【００２０】
放熱パイプ７の後方の遮熱板１０には対流用送風機１４が取り付けられており、対流用送風機１４はモータ１４ａによって回転し、キャビネット１Ａの後面に設けた図示しない開口から空気を吸引して空気通路１１に送り込み、空気を燃焼室２および排気室８等に周囲に流し、また空気の一部を放熱パイプ７内に流すようになっている。
【００２１】
給排気手段６０の送気ファン室６１内には、図５に示すように、モータ６３を備えるモータ室６１ｃが区画され、該モータ室６１ｃはキャビネット１Ａの後面に給気口６１ａを開口し、この給気口６１ａに図示しない室外の給排気筒が接続されている。排気ファン室６２はキャビネット１Ａの後面に排気口６２ａを開口し、排気口６２ａに図示しない室外の給排気筒が接続されている。送気ファン室６１、排気ファン６２には、モータ６３の軸に連結された送気ファン６１ｂ、排気ファン６２ｂが設置されている。送気ファン６１ｂ、排気ファン６２ｂは制御装置によりモータ６３の回転数を変えて、送気量、排気量を変更して設定可能になっている。また、送気ファン６１ｂと排気ファン６２ｂは、排気ファン６２ｂの能力が大きくなるようにファン寸法を大きくしている。
【００２２】
バーナ本体３２に供給されたペレット燃料を燃焼するには、まず、給排気手段６０のモータ６３により送気ファン６１ｂ、排気ファン６２ｂを回転して、室外の空気を送気口６１ａより燃焼用空気として吸い込んで、送気管３４を通して外箱３１とバーナ本体３２との間の空気通路３２ａに送り込み、バーナ本体３２の前後面の細孔３２ｂから供給すると共に、ガス排気管９を介して燃焼室２および排気室８内を吸引して、排気口６２ａから排気管を通して室外に排気する。そしてこの給排気を続けた状態で、セラミックヒータ３５を赤熱してペレット燃料に着火し、ペレット燃料を燃焼する。
【００２３】
ペレット燃料の燃焼で発生した火炎および燃焼ガスの熱は、燃焼室２のパイプ７内を流れる空気、および燃焼室２および排気室８等の周囲の空気通路１１を流れる空気と熱交換して空気を加温する。加温された空気は装置１前部の吹き出し口１２から外部に吹き出される。排気室８内に流入した燃焼ガスに伴う灰は、燃焼ガスがバッフル板８ｂによって流路を曲げられながら流れることにより燃焼ガスから放出され、灰の混入が少ない燃焼ガスが排ガスとして排気管９に排出され、排気管９から給排気手段６０の排気ファン室６２を経て、キャビネット１Ａ後面の排気口６２ａから給排気筒を通って室外に排気される。また火格子バー３３ｂ上に堆積した灰は、灰掻き手段３６によって掻き落として下の灰トレイ室６内の灰トレイ６ａに溜められ、適時外部に取り出して廃棄される。
【００２４】
本実施の形態では、上記のペレット燃料を燃焼する際、排気ファン寸法を送気ファン寸法より大きくすることにより、排気ファン６２ｂによる排気量が送気ファン６２ａによる送気量よりも大になるように、これら排気量および送気量を設定し、燃焼室２内が負圧になるように給排気手段６０を運転するようにした。したがって、燃焼ガスが燃焼室２から室内へ漏れ出ようとしても、圧力的に燃焼室２側へ吸引され気味になっているので、燃焼ガスの室内への漏出を確実に防止できる。また火炎および燃焼ガスが燃焼器３の上方にある供給路５４内に浸入するのも、灰掻き手段３６により灰を灰トレイ室６に落下させるときに灰トレイ室６へ浸入するのも確実に防止できる。これにより、ペレット燃料を安全に燃焼することができる。
【００２５】
以上の実施の形態では、燃焼室２内の燃焼器３への燃焼用空気の供給と燃焼室２内の燃焼ガスの排気に、送気ファン６１ｂおよび排気ファン６２ｂを１つのモータ６３で駆動する強制給排気手段を用いたが、送気ファンおよび排気ファンをそれぞれ個別のモータで駆動して、燃焼器３に一次燃焼用空気を供給し、燃焼室２内の燃焼ガスを排気するようにしてもよい。そのときは排気ファン寸法を送気ファン寸法より大きくしなくても、排気ファンの回転数を送気ファンの回転数より大きくすることにより、排気ファンの送風能力を大きくして燃焼室内を負圧にすることができる。また送気ファンを設けず排気ファンのみを設け、排気ファンを駆動して燃焼ガスの排気を行い、これによる燃焼室の負圧で燃焼用空気を吸引して供給するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のペレット燃料燃焼装置によれば、燃焼室内の燃焼器に木質ペレット等のペレット燃料を供給する供給路内や燃焼器下部の灰トレイ室に火炎や燃焼ガスが浸入するのを防止すると共に、燃焼ガスが燃焼室から室内に漏出するのを防止でき、ペレット燃料を安全に燃焼することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のペレット燃料燃焼装置の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の燃焼装置の横断面図である。
【図３】図１の燃焼装置の燃焼室内に設けられた燃焼器およびその近傍を示す縦断面図である。
【図４】同じく燃焼器およびその近傍を示す横断面図である。
【図５】図１の燃焼装置に設置された強制給排気手段を示す模式図である。
【符号の説明】
１燃焼装置
２燃焼室
３燃焼器
４燃料タンク
５スクリューコンベア
３４送気管
５４燃料供給路
６０強制給排気手段
６１ａ給気口
６１ｂ送気ファン
６２ａ排気口
６２ｂ排気ファン
６３モータ

Claims

燃焼室内の下部に設置された燃焼器に燃焼用空気を供給して、前記燃焼室の下方に設けられた燃料タンクからスクリューコンベアにより上方にペレット燃料を搬送して、下に傾斜した燃料供給路から前記燃焼器に供給されたペレット燃料を燃焼すると共に、前記ペレット燃料の燃焼で発生した燃焼ガスを燃焼室外に排出するペレット燃料燃焼装置であって、前記燃焼ガスが、燃焼器に燃料を供給する燃料供給路に浸入するのを防止するように、装置本体に供給手段と排気手段とが個別の駆動源または同一の駆動源で駆動される強制給排気手段を設置し、該強制給排気手段は、前記供給手段の送気部材の室と前記排気手段の排気部材の室とを有し、前記強制給排気手段を前記燃焼室内が負圧になるように運転して、前記燃焼用空気の供給と前記燃焼ガスの排気とを行うことを特徴とするペレット燃料燃焼装置。
前記強制給排気手段は、前記送気部材としての送気ファンと排気部材としての排気ファンとを駆動する個別または同一のモータとを更に有することを特徴とする請求項１に記載のペレット燃料燃焼装置。