JP4052973B2 - 木質ペレット状燃料燃焼装置の消火方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料として木質ペレット状の燃料を用いた暖房機等の木質ペレット状燃料燃焼装置の消火方法に係り、特に異常発生時にける木質ペレット状燃料燃焼装置の消火方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二酸化炭素（ＣＯ₂）等の温室効果ガスによる地球温暖化が問題になってきている。このため、二酸化炭素の排出源である石油や石炭等の化石資源由来のエネルギーをカーボンニュートラルという特性を持つバイオマスで代替することにより、二酸化炭素の発生を抑制し、地球温暖化を防止することが急務となっている。このような環境問題に伴い、石油や石炭等の化石燃料よりもクリーンな燃料であり、更に、木材の有効利用等の観点から、圧縮した木材チップからなるペレット状の固体燃料を用いる暖房機等の燃焼装置が再び見直されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
木材チップのペレット化とは、原料である木材を小片の均一な粒子サイズに粉砕して、水分含有率を８〜１２％まで乾燥し、これを成型機で直径６〜８ｍｍ、長さ１５ｍｍ程度の円筒状に成型固化されたものである。原料が木である場合、木の成分であるリグニンが接着剤の役割を果たす。また、粒状に成型することで形状を一定にし、高密化によってエネルギー密度を高くすることができ、燃料としての扱いが容易になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−１４９５１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した木質部ペレット、樹皮系ペレット、木ペレット等の燃料を燃焼室で燃焼させる従来の燃焼装置では、通常の消火を行う場合には、使用者が燃焼停止スイッチを押すことにより燃料の燃焼室への供給を停止させて、燃焼を消火させるようにしている。また、燃焼中に安全装置等が作動して燃焼の消火を緊急に行う場合には、使用者が燃焼停止スイッチを操作することなく、機械的又は電気的手段によって燃料の燃焼室への供給を自動的に緊急停止させるようにしている。
【０００６】
このように、従来の燃焼装置では、緊急消火時においても通常の消火時と同様に燃料の燃焼室への供給を停止するだけなので、燃焼室内には燃焼中及び未燃の燃料が残っており、しばらくは燃焼が継続される。このため、緊急消火時にもかかわらず迅速に完全消火を行うことができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、緊急消火時には迅速に完全消火を行うことができる木質ペレット状燃料燃焼装置の消火方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、装置本体内に設けられ、木材チップからなるペレット状の固体燃料が収納される燃料収納部と、前記装置本体内に設けた、点火手段を有する燃焼部と、前記燃料収納部内から取り込まれる前記固体燃料を搬送し、燃料供給経路を通して前記固体燃料を前記燃焼部に供給する燃料搬送手段と、前記燃焼部の下部に設けられ、前記燃焼部に供給される前記固体燃料に前記点火手段で点火して着火させ、継続的な前記固体燃料の供給による燃焼時に発生する灰を前記燃焼部から回収処理する灰処理手段と、前記灰処理手段で回収した灰を収容する灰回収容器とを具備し、前記灰処理手段は、所定間隔で複数のスリット部を有する灰回収部材と、略平行に配置した少なくとも２本の回転軸にそれぞれ複数取付けた、外周面に灰を掻き取る複数の凹凸部を有する回転部材と、前記各回転軸を正逆方向に回転自在に回転させる回転駆動部と、を備え、前記各回転部材を、少なくともその外周面が前記スリット部の上部から露出するようにして前記各スリット部に配置した木質ペレット状燃料燃焼装置であって、前記燃焼部での前記固体燃料の燃焼中に異常事態が発生した際において、前記燃焼部への前記固体燃料の供給を停止すると共に、前記回転駆動部を駆動して前記各回転部材を互いに内回り方向に所定時間回転させ、前記燃焼部の下部周囲に堆積している灰を含む残燃焼物を前記スリット部を通して前記灰回収容器側に掻き出すことを特徴としている。
【０００９】
また、前記回転部材と前記灰回収容器の間に、閉じたときに略密閉される開閉自在な開閉蓋を設けたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置を示す概略側断面図、図２は、本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の正面側から見た概略断面図である。
【００１２】
この木質ペレット状燃料燃焼装置１は、直方体状の枠体２を有しており、枠体２の下部には燃料としての樹皮系ペレット（以下、単にペレットという）３が収納される燃料収納部４が設けられており、燃料収納部４の上部には燃焼室本体５が設けられている。また、枠体２の燃料収納部４と燃焼室本体５の背面側には、燃料としてのペレット３を燃焼室本体５内に搬送する燃料搬送部６が設けられている。
【００１３】
燃料収納部４内の下部には、燃料収納部４内に収納されているペレット３を攪拌する燃料攪拌装置７が設置されている。燃料攪拌装置７は、ペレット攪拌モータ８とコイル状の燃料攪拌部材９を有しており、ペレット攪拌モータ８の駆動によって燃料攪拌部材９を回転させることによって、燃料攪拌部材９でペレット３を攪拌することができる。
【００１４】
燃料攪拌部材９の先端部は、燃料搬送部６の燃料搬送用筒３７の下部に形成した燃料取入れ口３７ａ近くに位置しており、燃料攪拌部材９の回転によって攪拌されたペレット３を安定して燃料取入れ口３７ａに送り込むことができる。また、燃料攪拌部材９の回転によってペレット３を攪拌することによって、ペレット３が燃料取入れ口３７ａに送り込まれても、すぐに燃料取入れ口３７ａの周囲からペレット３が補給され、安定して連続的にペレット３を燃料取入れ口３７ａに送り込むことができる。
【００１５】
また、燃料収納部４内の燃料攪拌部材９の上方には、燃料攪拌部材９の先端部近傍にペレット３が有るか否かを検知する検知センサ１０が設置されており、燃料攪拌部材９の先端側の下部には、ペレット３の残量を検知する残量検知センサ１１が設置されている。燃料収納部４内は、ペレット３を入れる上部は広く、両側面から下部に向けて狭くなるように形成されている。燃料収納部４内の上部には、引き出し自在なストーカー４ａが設けられており、引き出したストーカー４ａを介してペレット３を燃料収納部４内に補給することができる。
【００１６】
ペレット３は、原料である木材の小片を均一な粒子サイズに粉砕して水分含有率を８〜１２％まで乾燥し、これを成型機で直径６〜８ｍｍ、長さ１５ｍｍ程度の円筒状に成型固化された固体燃料である。なお、本実施の形態では樹皮系ペレットを用いたが、上記した木質部ペレットや木ペレットを用いても良い。
【００１７】
燃焼室本体５は、ペレット３を燃焼させるバーナー部１２、バーナー部１２の下部に設けたペレット３の燃焼によって発生する灰を回収処理する灰処理部１３、灰処理部１３の下方に配置した灰回収容器１４、バーナー部１２の上方に形成された燃焼室１５、燃焼室１５の上方に設置した放熱部１６等を備えている。
【００１８】
バーナー部１２は、バーナーケース１９に箱状のバーナー本体１７を装着し、バーナー本体１７内に燃料搬送部６から搬送供給されるペレット３を開口した上部から取り入れるホッパー１７ａを設け、バーナー本体１７内の前面下部に位置するように配置した点火ヒータ１８を有している。バーナー本体１７を内側に取付けたバーナーケース１９の背面側には、装置外から供給される燃焼用空気をバーナー本体１７内に取り込む送気管２０が接続されている。
【００１９】
また、バーナーケース１９の前面側には、燃焼室１５の前面に取付けた透明な耐熱ガラス２１の背面に空気を導く通風筒２２が接続されている。バーナーケース１９とバーナー本体１７との間には流路（不図示）が形成されており、この流路を通して送気管２０と通風筒２２は連通している。バーナー本体１７は、図３に示すように、バーナーケース１９内に設置されており、バーナー本体１７の周面には、空気取入れ用の炎孔１７ｂが多数形成されている。また、ホッパー１７ａは、上部と下部が開口しており下部に向けて狭くなっている。
【００２０】
灰処理部１３は、図３に示すように、ホッパー１７ａの下部の開口近傍に設置されており、対向配置された一対のシャフト２３ａ、２３ｂに取付けた外周面が凹凸状の複数の灰処理用歯車（回転部材）２４、２５を有している。複数の各灰処理用歯車２４、２５は、図４、図５に示すように、等間隔で配置された薄板状の複数の灰処理板（灰回収部材）２６の間に形成される複数のスリット部２６ａ内に位置するようにして互い違いに交互に配置されている。灰処理用歯車２４、２５の凹凸状の外周面は灰処理板２６の上面から露出し、バーナー本体１７内の下部に位置している。
【００２１】
一対のシャフト２３ａ、２３ｂは、バーナー本体１７及びバーナーケース１９に回転自在に支持されており、各シャフト２３ａ、２３ｂの一端側に取付けた各ギア２７、２８同士が噛合っている。シャフト２３ｂには灰処理用モータ２９が接続されており、灰処理用モータ２９の駆動によりギア２７、２８を介して噛合っている各シャフト２３ａ、２３ｂに取付けた各灰処理用歯車２４、２５が、等間隔で配置された各灰処理板２６の間のスリット部２６ａ内で回転する。灰処理用モータ２９は正逆方向に回転駆動可能である。
【００２２】
各灰処理板２６の下方には、図３に示すように開閉自在な灰処理扉３０ａ、３０ｂが設置されており、灰処理扉３０ａ、３０ｂの両端側に設けたバネ（不図示）による付勢力によって、各灰処理板２６の隙間を通して灰が所定量以下しか落下していない状態では灰処理扉３０ａ、３０ｂは閉じており、灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に所定量以上の灰が落下するとバネ（不図示）による付勢力に抗して開くように構成されている。灰処理扉３０ａ、３０ｂの下方には灰回収容器１４が設置されている。灰回収容器１４は、木質ペレット状燃料燃焼装置１の枠体２の前面側に設けた開閉自在な扉（不図示）を開くことによって外に取出すことができる。
【００２３】
燃焼室１５は、その前面に透明な耐熱ガラス２１が取付けられており、バーナー部１２でペレット３を燃焼させているときの炎３１が外から見えるようにしている。燃焼室１５内の上部には複数の放熱管３２が配置されている。
【００２４】
放熱部１６は、燃焼室１５と連通孔（不図示）を介して連通している排気室３３を有している。排気室３３内には、燃焼室１５からの排ガスを上方から一旦下方に向けて排出させるバッフル板３３ａが設けられている。また、燃焼室１５及び放熱部１６の上面、背面、左右側面を断熱板５１で囲い、燃焼室１５と放熱部１６及び断熱板５１との間に形成される空間を温風通路５１ａとしている。温風通路５１ａの枠体２の前面側には複数の吹き出し口５１ｂが形成されている。
【００２５】
また、放熱部１６の背面外側には対流用モータ３４が接続された対流用ファン３５が設置されており、放熱部１６の前面外側には温風の向きを調節するルーバー３６が設置されている。このルーバー３６は吹き出し口５１ｂの前面に設けられている。
【００２６】
燃料搬送部６は、枠体２内の背面側の中央部に上下方向に設置した燃料搬送用筒３７と、燃料搬送用筒３７内に回転自在に支持された燃料搬送スクリュー３８を有している。燃料搬送スクリュー３８の上部には、スクリュー駆動用モータ３９が減速部４０を介して接続されており、燃料搬送スクリュー３８を所定の回転速度で回転駆動することによって、燃料収納部４内に収納されているペレット３を順次上方に搬送し、排出筒４１からバーナー部１２のホッパー１７ａの上方に排出する。
【００２７】
バーナーケース１９に接続した送気管２０は、枠体２内の中央背面側に設置した給排気用送風機４２に接続されており、給排気用送風機４２の回転駆動によって給排気用送風機４２に接続した吸気筒４３から吸気される。吸気筒４３には、室内から室外に伸びるように設置した給排気筒（不図示）が連結されており、この給排気筒を通して室外から外気が吸気筒４３に吸気される。更に、給排気用送風機４２の回転駆動によって放熱部１６の排気室３３に接続した排気筒４３ａの排気口から燃焼室１５の排ガスが排気される。排気筒４３ａの排気口には、室内から室外に伸びるように設置した給排気筒（不図示）が連結されており、この給排気筒を通して排ガスが室外に排気される。
【００２８】
断熱板５１の側部内面には対流サーモスタット４４が配置されている。対流サーモスタット４４は、温風通路５１ａを通して送風する温風の温度に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。対流用ファン３５を回転駆動する対流用モータ３４の回転数のＨｉ（高）とＬｏ（低）は、燃焼強弱に応じて切り替えられる。また、給排気用送風機４２の外面には切替えサーモスタット４５が配置されている。切替えサーモスタット４５は、バーナー部１２でペレット３を燃焼させる時における排気口近傍の排気温度に応じてＯＮ／ＯＦＦされ、このＯＮ／ＯＦＦに応じて給排気用送風機４２、ペレット攪拌モータ８、及びスクリュー駆動用モータ３９の設定回転数が切り替えられる。
【００２９】
バーナーケース１９を貫通してバーナー本体１７の側面部には、バーナーサーミスタ４６が設置されている。また、枠体２の側面には、室温を測定する室温サーミスタ４７が設置されている。
【００３０】
上記対流サーモスタット４４、切替えサーモスタット４５、バーナーサーミスタ４６、室温サーミスタ４７等からの情報は制御装置４８に入力され、制御装置４８は入力されるこれらの情報に基づいて、ペレット攪拌モータ８、灰処理用モータ２９、対流用モータ３４、スクリュー駆動用モータ３９、給排気用送風機４２の回転駆動等を制御し、木質ペレット状燃料燃焼装置１の運転動作と運転停止動作の制御を行う。
【００３１】
また、本実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置１は、本燃焼中における温風の過熱状況を測定する温風過熱サーモスタット６０、燃焼室１５内の炎３１による排出筒４１の温度状況を測定する逆火防止サーモスタット６１、地震等による所定以上の揺れを測定する揺れ検知センサ６２を備えている。
【００３２】
温風過熱サーモスタット６０は放熱部１６上の断熱板５１に設置され、逆火防止サーモスタット６１は排出筒４１に設置されている。また、揺れ検知センサ６２は枠体２内の燃料収納部４の上部に設置されている。
【００３３】
上記温風過熱サーモスタット６０、逆火防止サーモスタット６１、揺れ検知センサ６２からの情報は制御装置４８に入力され、制御装置４８は入力されるこれらの情報に基づいて緊急消火を行う必要があると判断して、燃焼を緊急消火するように制御を行う（本発明の特徴である緊急消火時の制御については後述する）。
【００３４】
次に、上記した木質ペレット状燃料燃焼装置１の燃焼運転動作（燃焼前工程）の手順を、図６を参照して説明する。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置１は、木材の小片を均一な粒子サイズに粉砕して直径６〜８ｍｍ、長さ１５ｍｍ程度の円筒状に成型固化したペレット３を燃料としていることにより、石油のように容易に点火して本燃焼させ、その後に容易に消火することができないので、本燃焼の前に燃焼前工程が必要となり、更に本燃焼後における燃焼後工程も必要となる。
【００３６】
即ち、点火時において、ペレット３を過供給するとバーナー本体１７内が暖まりだす点火の前後で未燃焼のガスが多量に発生し、燃焼室１５が白煙で覆われ、それ以降の着火は爆発的な燃焼の危険がある。そこで、点火においては、点火ヒータ１８及び点火ヒータ１８の発熱によって加熱された空気によりバーナー本体１７内を予熱後、ペレット３を一定量のみ供給し、燃焼に合わせてペレット３の供給量と空気供給量を段階的に上げ、燃焼を安定させるための予備燃焼を行う（詳細は後述する）。
【００３７】
なお、運転動作時におけるペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８、灰処理用モータ（ＨＭ）２９、対流用モータ（ＦＭ）３４、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９、給排気用送風機（ＢＭ）４２の各回転駆動制御、及び点火ヒータ（Ｈ）１８の点火ＯＮ／ＯＦＦ制御は制御装置４８によって制御される。
【００３８】
給排気用送風機（ＢＭ）４２とスクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９の駆動は、図７のように、６段階に設定した制御レベル１（最小レベル）〜６（最高レベル）、及び制御レベルＦ１、Ｆ２に応じて制御される。制御レベル１は、最小の弱運転時における制御レベルであり、レベルが上がるに連れて中から強運転時における制御レベルとなり、制御レベル６が最大の強運転時における制御レベルである。よって、制御レベル１（最小レベル）では、給排気用送風機（ＢＭ）４２とスクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９は最小の回転数で回転駆動され、制御レベル６（最高レベル）では、給排気用送風機（ＢＭ）４２とスクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９は最大の回転数で回転駆動される。
【００３９】
また、制御レベルＦ１、Ｆ２は、給排気用送風機（ＢＭ）４２とスクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９の駆動制御において、運転開始時から予熱、点火、予熱燃焼時においてのみ使用される。制御レベルＦ２の方が制御レベルＦ１よりもスクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を高速に駆動して燃料搬送スクリュー３８を高速回転させる。また、対流用モータ（ＦＭ）３４は、制御レベル１〜３ではＬｏ（低）回転、制御レベル４〜６ではＨｉ（高）回転である。
【００４０】
本実施の形態における本燃焼の前の燃焼前工程を開始するにあたって、木質ペレット状燃料燃焼装置１の電源を投入した後に運転スイッチ（不図示）をＯＮし、給排気用送風機（ＢＭ）４２のみを１０秒間駆動回転させる（運転開始）。この際、給排気用送風機（ＢＭ）４２は制御レベルＦ１の回転数（制御レベル１より小さい回転数（例えば１３００rpm）で回転駆動される。次に、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベルＦ１で回転駆動した状態で点火ヒータ１８を２分間ＯＮしてバーナー本体１７内を予熱する（予熱）。この際、ペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８を５秒間駆動して燃料攪拌部材９を回転させ、ペレット３を攪拌する。
【００４１】
次に、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＮ状態で、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベルＦ１で回転駆動した状態で、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を制御レベル６で２０秒間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してホッパー１７ａにより案内して、バーナー本体１７下部の灰処理部１３の上方へ一定量落下させる（点火１）。
【００４２】
次に、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＮ状態で、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベルＦ１で４０秒間回転駆動する（点火２）。この際、点火ヒータ１８近傍の温度が所定温度以上となって、供給されたペレット３に着火される。次に、点火ヒータ１８をＯＮ状態で、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベルＦ２で回転駆動した状態で、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を制御レベルＦ１で３０秒間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してホッパー本体１７内に順次供給し、ペレット３に点火させる（点火３）。
【００４３】
次に、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＮ状態で、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル１で回転駆動した状態で、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を制御レベルＦ１で２分間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、灰処理部１３の上方に最初に供給されている着火状態にあるペレット、及び点火ヒータ１８による加熱により供給されるペレット３を予備燃焼させる（予備燃焼１）。この際、対流サーモスタット４４が約６０度以上になると、対流用モータ（ＦＭ）３４をＯＮして対流用ファン３５を低回転（例えば１５００rpm）させる。
【００４４】
次に、上記予備燃焼１から点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＮ状態で、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル２で回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を制御レベル１で約３分間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、灰処理部１３の上方に最初に供給されている燃焼状態にあるペレット、及び点火ヒータ１８による加熱により供給されるペレット３を予備燃焼させる（予備燃焼２）。この際、上記予備燃焼１から対流サーモスタット４４が約６０度以上であると、対流用モータ（ＦＭ）３４がＯＮ状態で対流用ファン３５が低回転（例えば１５００rpm）されている。
【００４５】
そして、この予備燃焼２において、切替えサーモスタット４４が約６０度以上になると、上記予備燃焼２から点火ヒータ１８をＯＮ状態で、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル３で回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９をレベル２で約３分間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、灰処理部１３の上方に最初に供給されている燃焼状態にあるペレット、及び点火ヒータ１８による加熱により供給されるペレット３を強制燃焼させる（強制燃焼１）。この際、対流用モータ（ＦＭ）３４がＯＮ状態で対流用ファン３５が低回転（例えば１５００rpm）されている。
【００４６】
そして、ペレット３の燃焼によって発生した灰が灰処理部１３の各灰処理用歯車２４、２５上のバーナー本体１７内の下部に堆積することになり、灰処理用モータ（ＨＭ）２９を駆動してギア２７、２８を介して灰処理用歯車２４、２５を回転させる。この際、灰処理用歯車２４、２５を互いに外回り（図３において灰処理用歯車２４を右回転、灰処理用歯車２５を左回転）に４秒間回転させて掻きならし、灰処理用歯車２４、２５上に供給されるペレット３を分散して均一化すると共に、灰を掻き取る。
【００４７】
次に、上記強制燃焼１から点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＦＦし、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル４で回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を制御レベル３で約２分間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、灰処理部１３の上方に最初に供給されている燃焼状態にあるペレットにより供給されるペレット３を強制燃焼させる（強制燃焼２）。この際、対流用モータ（ＦＭ）３４がＯＮ状態で対流用ファン３５が低回転（例えば１５００rpm）されている。
【００４８】
そして、ペレット３の燃焼によって発生した灰が灰処理部１３の各灰処理用歯車２４、２５付近のバーナー本体１７内の下部に堆積することになり、灰処理用モータ（ＨＭ）２９を駆動してギア２７、２８を介して灰処理用歯車２４、２５を回転させる。この際、灰処理用歯車２４、２５を互いに外回り（図３において灰処理用歯車２４を右回転、灰処理用歯車２５を左回転）に４秒間回転させて掻きならし、灰処理用歯車２４、２５上に供給されるペレット３を分散して均一化すると共に、灰を掻き取る。
【００４９】
次に、上記強制燃焼２から点火ヒータ（Ｈ）１８のＯＦＦ状態を維持し、かつ給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル４で回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９を制御レベル４で約２分間回転駆動して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、灰処理部１３の上方に最初に供給されている燃焼状態にあるペレットにより供給されるペレット３を強制燃焼させる（強制燃焼３）。この際、対流用モータ（ＦＭ）３４がＯＮ状態で対流用ファン３５が低回転（例えば１５００rpm）されている。
【００５０】
そして、ペレット３の燃焼によって発生した灰が灰処理部１３の各灰処理用歯車２４、２５上のバーナー本体１７内の下部に堆積することになり、灰処理用モータ（ＨＭ）２９を駆動してギア２７、２８を介して灰処理用歯車２４、２５を回転させる。この際、灰処理用歯車２４、２５を互いに外回り（図３において灰処理用歯車２４を右回転、灰処理用歯車２５を左回転）に４秒間回転させて掻きならし、灰処理用歯車２４、２５上に供給されるペレット３を分散して均一化すると共に、灰を掻き取る。
【００５１】
そして、上記強制燃焼３が終了すると本燃焼となり、通常の燃焼運転が開始される。本燃焼時には、ペレット３の燃焼による炎３１及び燃焼ガスの熱は、燃焼室１５内の上部に設けた複数の放熱管３２内を流れる空気、及び燃焼室１５、放熱部１６等の周囲に形成した温風通路５１ａを流れる空気と熱交換してこれらの空気を加熱する。加熱されたこれらの空気は、対流用モータ３４の駆動による対流用ファン３５の回転によって枠体２の前面側の温風通路５１ａに形成した吹き出し口５１ｂから外に向けて吹き出される。吹き出される温風はルーバー３６によって向きを変えることができる。
【００５２】
この本燃焼では、上記強制燃焼３から点火ヒータ１８のＯＦＦ状態を維持し、室温サーミスタ４７で検出した室温情報と使用者が温度設定器（不図示）により設定した希望温度との差に基づいて、制御装置４８の制御によりペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８、灰処理用モータ（ＨＭ）２９、対流用モータ（ＦＭ）３４、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９、給排気用送風機（ＢＭ）４２の各回転駆動を制御する。
【００５３】
例えば、希望温度から室温サーミスタ４７の検出温度を引き算した値が５度以上の場合は強モードとなり、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル６で回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９も制御レベル６で連続回転駆動（この場合、本実施の形態では、燃料搬送スクリュー３８の回転数は２．２５rpmで、送り燃料量は２．２５ｋｇ／ｈ）して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、ペレット３を燃焼させ、更に、対流用モータ（ＦＭ）３４を駆動して対流用ファン３５を高回転（例えば２０００rpm）させる。
【００５４】
また、希望温度から室温サーミスタ４７の検出温度を引き算した値が１度未満の場合は弱モードとなり、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル１で回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９もレベル１で連続回転駆動（この場合、本実施の形態では、燃料搬送スクリュー３８の回転数は０．７rpmで、送り燃料量は０．７ｋｇ／ｈ）して、ペレット３を燃料搬送スクリュー３８の回転によって排出筒４１を通してバーナー本体１７内に順次供給し、ペレット３を燃焼させ、更に、対流用モータ（ＦＭ）３４を駆動して対流用ファン３５を低回転（例えば１５００rpm）させる。
【００５５】
また、希望温度から室温サーミスタ４７の検出温度を引き算した値が１〜５度のときは、その温度差に応じて、給排気用送風機（ＢＭ）４２、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９も制御レベル２〜５で駆動して、火力調整制御される。
【００５６】
この本燃焼時においては、ペレット３の消費によりペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８を駆動して燃料攪拌部材９を回転させ、ペレット３を攪拌する。このペレット３の攪拌動作によって、燃料収納部４内でペレット３が均一にならされ、安定した供給が可能となる。
【００５７】
また、上記した本燃焼中においては、ペレット３の燃焼によって大量の灰が発生することにより、連続して本燃焼を行うには発生する灰をバーナー本体１７内から排出する処理を行う必要がある。以下、上記した本燃焼時における灰処理部１３による灰処理動作を、図８、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
本燃焼中における灰処理動作は、通常時には図９に示すように、予め設定した「灰処理１」の時間間隔（図７のＨＭの灰処理１を参照）で行われる（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００５９】
「灰処理１」の時間間隔は、図７に示したように制御レベル１〜６に対応しており、制御レベル１〜６に応じて灰処理用モータ（ＨＭ）２９を駆動する時間間隔を変化させている。本実施の形態では、この「灰処理１」時に灰処理用モータ（ＨＭ）２９の回転方向の切り替えにより、最初に灰処理用歯車２４、２５を互いに外回り（図３において灰処理用歯車２４を右回転、灰処理用歯車２５を左回転）に４秒間回転、次に灰処理用歯車２４、２５を互いに内回り（図３において灰処理用歯車２４を左回転、灰処理用歯車２５を右回転）に５秒間回転、次に灰処理用歯車２４、２５を互いに外回りに４秒間回転、次に灰処理用歯車２４、２５を互いに内回りに５秒間回転させている。
【００６０】
上記「灰処理１」では、図７に示した制御レベル１〜６に応じてそれぞれの時間間隔で灰処理用歯車２４、２５を左右方向に切り替えて回転させることによって、掻き取られた灰は各灰処理板２６のスリット部２６ａを通して灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に落下して堆積する。そして、灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に所定量以上の灰が落下するとバネ（不図示）による付勢力に抗して開き、灰回収容器１４に回収される。
【００６１】
灰処理扉３０ａ、３０ｂは、灰が灰回収容器１４に回収されると、バネ（不図示）による付勢力で閉じる。灰回収容器１４内に灰が一杯になると、木質ペレット状燃料燃焼装置１の枠体２の前面側に設けた開閉自在な扉（不図示）を開いて外に取出して、外部の回収容器（不図示）に廃棄する。灰処理扉３０ａ、３０ｂは灰を灰回収容器１４に回収させるとき以外は閉じているので、点火時の気化ガスがバーナー本体１７の下部から外に流出することや、本燃焼中や灰処理中にバーナー本体１７の下部から燃焼炎が下方へ吹き出すことを防止することができる。
【００６２】
そして、本燃焼中において、図９に示すように、バーナーサーミスタ４６で検知したバーナー本体１７下部の温度が予め設定した温度以下（図７のＨＭの灰処理２を参照）の場合には、「灰処理２」に切り替え、「灰処理２」に基づいた制御を行う（ステップＳ１２）。上記「灰処理２」では、図７に示した制御レベル１〜６に応じてそれぞれの設定温度の場合において灰処理用歯車２４、２５を互いに内回り（図３において灰処理用歯車２４を左回転、灰処理用歯車２５を右回転）に４０秒間回転させる。
【００６３】
本燃焼中に上記「灰処理１」で良好に灰が灰回収容器１４に回収されないとバーナー本体１７内の下部に灰が堆積し、この灰によってペレット３の燃焼が妨げられることによって、バーナー本体１７下部の温度が予め設定した温度よりも低下し、燃焼不良が発生する。
【００６４】
そして、ステップＳ１２の「灰処理２」から所定時間（本実施の形態では２０秒間）が経過後に、バーナーサーミスタ４６で検知したバーナー本体１７下部近傍の温度が所定時間（本実施の形態では５秒間）の間設定した温度以上になっていたら本燃焼を継続する（ステップＳ１３）。
【００６５】
また、ステップＳ１３で、バーナーサーミスタ４６で検知したバーナー本体１７近傍の温度が所定時間（本実施の形態では５秒間）の間設定した温度以下であると、再度ステップＳ１２の「灰処理２」を行う。そして、この「灰処理２」から所定時間（本実施の形態では２０秒間）が経過後に、バーナーサーミスタ４６で検知した温度が再び所定時間（本実施の形態では５秒間）の間設定した温度以下であると（ステップＳ１４）、表示部（不図示）に運転停止を表示するＬＥＤを点灯させ、本燃焼を強制的に停止させる燃焼後処理を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１５における燃焼後処理時においては、後述する燃焼後処理工程を行う。
【００６６】
このように本燃焼中において、灰処理用歯車２４、２５を回転させて発生する灰を各灰処理板２６のスリット部２６ａから下方に掻き出し、一旦灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に灰を溜めてから灰回収容器１４に回収処理することにより、灰がバーナー本体１７の周囲に形成した空気取入れ用の炎孔１７ｂを閉塞して不完全燃焼が発生することを防止して、良好な燃焼を安定して継続することができる。
【００６７】
また、灰処理動作において、バーナー本体１７内に供給されるペレット３の供給量に応じて、灰処理用歯車２４、２５を回転させるようにしても良い。この場合、灰処理用歯車２４、２５を互いに内回りに連続して回転させる。
【００６８】
そして、上記本燃焼を停止（ＯＦＦ）して消火する前に燃焼後工程を行う。即ち、本燃焼の状態からペレット３の供給を停止して運転停止（消火）を行う際に、バーナー本体１７内にまだ残っている未燃焼のペレット３を完全に燃焼させると共に、発生する灰を回収処理する必要がある。以下、上記した木質ペレット状燃料燃焼装置１の燃焼後工程の手順を、図１０を参照して説明する。
【００６９】
上記本燃焼が停止（運転スイッチＯＦＦ）されると、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＦＦ状態で、給排気用送風機（ＢＭ）４２のみを制御レベル６で所定時間（本実施の形態では３分間）回転駆動し、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９、ペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８、灰処理用モータ（ＨＭ）２９の各回転駆動を停止する（燃焼後工程１）。この際、対流サーモスタット４４が約６０度以上であると対流用モータ（ＦＭ）３４のＯＮ状態を維持して、対流用ファン３５をその直前の回転数に維持して回転を継続する。
【００７０】
その後、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＦＦ状態で、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル２で所定時間（本実施の形態では６分間）回転駆動し、かつ灰処理用モータ（ＨＭ）２９を制御レベル２で回転駆動して上記「灰処理１」を１回行う（燃焼後工程２）。この際、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９とペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８の各回転駆動は停止している。また、対流サーモスタット４４が約６０度以上であると対流用モータ（ＦＭ）３４のＯＮ状態を維持して、対流用ファン３５をその直前の回転数に維持して回転を継続する。
【００７１】
その後、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＦＦ状態で、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル１で所定時間（本実施の形態では数分間）回転駆動し、かつ灰処理用モータ（ＨＭ）２９を制御レベル１で回転駆動して上記「灰処理１」を１回行う（燃焼後工程３）。この際、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９とペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８の各回転駆動は停止している。また、対流サーモスタット４４が約６０度以上であると対流用モータ（ＦＭ）３４のＯＮ状態を維持して、対流用ファン３５をその直前の回転が低回転であればこの回転を維持し、直前の回転が高回転であれば低回転に切り替える。
【００７２】
その後、燃焼後工程３においては、バーナー本体１７内に燃料となるペレット３が供給されておらず、かつバーナー本体１７内に残っていたペレット３もほとんど燃焼済みなので、消火状態となる。この際、バーナーサーミスタ４６で検知したバーナー本体１７下部近傍の温度は６０度以下となる。
【００７３】
その後、点火ヒータ（Ｈ）１８をＯＦＦ状態で、灰処理用モータ（ＨＭ）２９を制御レベル６よりも高回転させ、灰処理用歯車２４、２５を互いに内回り（図３において灰処理用歯車２４を左回転、灰処理用歯車２５を右回転）に２分間回転させ、バーナー本体１７内下部に堆積していた灰を各灰処理板２６のスリット部２６ａから灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に掻き落とし、上記したようにして灰回収容器１４に回収する（燃焼後工程４）。この際、給排気用送風機（ＢＭ）４２、スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９、対流用モータ（ＦＭ）３４、ペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８の各回転駆動は停止している。
【００７４】
そして、燃焼後工程４での灰処理が終了すると、自動的に運転停止状態となる。
【００７５】
このように本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置１は、本燃焼の前に上記した燃焼前工程（予熱、点火１、２、３、予備燃焼１、２、強制燃焼１、２、３）を順次自動的に行うことにより、安全に本燃焼に移行することができ、更に本燃焼後に上記した燃焼後工程（燃焼後工程１、２、３、４）を順次自動的に行うことにより、安全に運転停止（消火）に移行することができる。
【００７６】
ところで、本実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置１では、上述した本燃焼中において、以下のような異常が発生した場合には制御装置４８の制御によって安全のために本燃焼を緊急消火させるようにした。
【００７７】
以下、異常発生時における緊急消火工程の手順を、図１１を参照して説明する。
【００７８】
上述した本燃焼時において、温風過熱サーモスタット６０の測定温度が所定温度（例えば１３０℃）を超えた場合、又は逆火防止サーモスタット６１の測定温度が所定温度（例えば１０５℃）を超えた場合、又は揺れ検知センサ６２が所定の揺れ（例えば震度５に相当する揺れ以上）を検知した場合には、制御装置４８は入力されるこれらの情報に基づいて異常事態が発生したと判断し、以下のような緊急消火動作を実行する。
【００７９】
上記異常事態が発生すると、制御装置４８の制御によってスクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）３９とペレット攪拌モータ（ＰＭ２）８の各回転駆動を緊急停止し、ペレット３のバーナー本体１７内への供給を停止する。そして、同時に、灰処理用モータ（ＨＭ）２９を回転駆動制御して、灰処理歯車２４、２５が互いに内回り方向（図３において、灰処理歯車２４を左回り方向、灰処理歯車２５を右回り方向）に連続して所定時間（例えば３分間）高速回転させる。
【００８０】
この動作により、バーナー本体１７内の下部に残っている灰を含めて燃焼中及び未燃のペレット３などが、灰処理歯車２４、２５の回転によって粉砕されて各灰処理板２６のスリット部２６ａから灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に掻き落とされる。これによって、バーナー本体１７内の残燃焼物の殆どが迅速に取り除かれることにより、消火状態となる。
【００８１】
そして、バーナー本体１７内から除去された堆積物（残燃焼物）の自重によって灰処理扉３０ａ、３０ｂが開き、下方の灰回収容器１４に回収される。その後、灰処理扉３０ａ、３０ｂが付勢力によって閉じることにより、灰回収容器１４内が密閉状態となることによって回収された高温常態にある堆積物も自然に鎮火する。
【００８２】
また、この緊急消火動作時において、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル６で所定時間（本実施の形態では３分間）回転駆動し、対流用モータ（ＦＭ）３４のＯＮ状態を維持して、対流用ファン３５をその直前の回転数（本実施の形態では低回転（Ｌｏ））に維持して回転を継続する。
【００８３】
そして、上記の緊急消火動作が終了した後、以下のような後工程を行う。
【００８４】
上記の緊急消火動作が終了すると、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル２で所定時間（本実施の形態では６分間）回転駆動し、かつ灰処理用モータ（ＨＭ）２９を制御レベル２で回転駆動して上記「灰処理１」を１回行う。また、対流用モータ（ＦＭ）３４のＯＮ状態を維持して、対流用ファン３５をその直前の回転が低回転であればこの回転を維持し、直前の回転が高回転であれば低回転に切り替える。
【００８５】
その後、給排気用送風機（ＢＭ）４２を制御レベル１で所定時間（本実施の形態では数分間）回転駆動し、かつ灰処理用モータ（ＨＭ）２９を制御レベル１で回転駆動して上記「灰処理１」を１回行う。また、対流用モータ（ＦＭ）３４のＯＮ状態を維持して、対流用ファン３５の回転を低回転に維持する。
【００８６】
その後、給排気用送風機（ＢＭ）４２と対流用モータ（ＦＭ）３４の各回転駆動を停止させると共に、灰処理用モータ（ＨＭ）２９を回転駆動して灰処理用歯車２４、２５を互いに内回り（図３において灰処理用歯車２４を左回転、灰処理用歯車２５を右回転）に所定時間（本実施の携帯では２分間）回転させて、バーナー本体１７内下部に僅かに残っている灰を各灰処理板２６のスリット部２６ａから灰処理扉３０ａ、３０ｂ上に掻き落とし、灰回収容器１４に回収する。この動作が終了すると、自動的に運転停止状態となる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃焼部での固体燃料の燃焼中において異常事態が発生すると、固体燃料の供給を停止すると共に、回転駆動部を駆動して各回転部材を互いに内回り方向に所定時間回転させ、燃焼部の下部周囲に堆積している灰を含む残燃焼物をスリット部を通して灰回収容器側に掻き出すことにより、燃焼部での残燃焼物の殆どを迅速に取り除いて安全に緊急消火することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置を示す概略側断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置を正面側から見た概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の灰処理部を正面側から見た概略断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の灰処理部を示す概略平面図。
【図５】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の灰処理部を示す概略側断面図。
【図６】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の運転動作（燃焼前工程）の手順を示す図。
【図７】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の運転動作時の制御レベルに応じた各モータ、各送風機の制御の一例を示した図。
【図８】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の本燃焼時の灰処理制御を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の本燃焼時の灰処理制御を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の運転停止（燃焼後工程）の手順を示す図。
【図１１】本発明の実施の形態に係る木質ペレット状燃料燃焼装置の緊急消火の手順を示す。
【符号の説明】
１ 木質ペレット状燃料燃焼装置
３ ペレット
４ 燃料収納部
５ 燃焼室本体
６ 燃料搬送部
７ 燃料攪拌装置
８ ペレット攪拌モータ（ＰＭ２）
９ 燃料攪拌部材
１２ バーナー部
１３ 灰処理部
１４ 灰回収容器
１５ 燃焼室
１６ 放熱部
１７ バーナー本体
１７ｂ 炎孔
１８ 点火ヒータ（Ｈ）
２３ａ、２３ｂ シャフト
２４、２５ 灰処理用歯車
２６ 灰処理板
２９ 灰処理用モータ（ＨＭ）
３０ａ、３０ｂ 灰処理扉
３４ 対流用モータ（ＦＭ）
３５ 対流用ファン
３８ 燃料搬送スクリュー
３９ スクリュー駆動用モータ（ＰＭ１）
４２ 給排気用送風機（ＢＭ）
４８ 制御装置
６０ 温風過熱サーモスタット
６１ 逆火防止サーモスタット
６２ 揺れ検知センサ

Claims (2)

1. 装置本体内に設けられ、木材チップからなるペレット状の固体燃料が収納される燃料収納部と、前記装置本体内に設けた、点火手段を有する燃焼部と、前記燃料収納部内から取り込まれる前記固体燃料を搬送し、燃料供給経路を通して前記固体燃料を前記燃焼部に供給する燃料搬送手段と、前記燃焼部の下部に設けられ、前記燃焼部に供給される前記固体燃料に前記点火手段で点火して着火させ、継続的な前記固体燃料の供給による燃焼時に発生する灰を前記燃焼部から回収処理する灰処理手段と、前記灰処理手段で回収した灰を収容する灰回収容器とを具備し、前記灰処理手段は、所定間隔で複数のスリット部を有する灰回収部材と、略平行に配置した少なくとも２本の回転軸にそれぞれ複数取付けた、外周面に灰を掻き取る複数の凹凸部を有する回転部材と、前記各回転軸を正逆方向に回転自在に回転させる回転駆動部と、を備え、前記各回転部材を、少なくともその外周面が前記スリット部の上部から露出するようにして前記各スリット部に配置した木質ペレット状燃料燃焼装置であって、
   前記燃焼部での前記固体燃料の燃焼中に異常事態が発生した際において、前記燃焼部への前記固体燃料の供給を停止すると共に、前記回転駆動部を駆動して前記各回転部材を互いに内回り方向に所定時間回転させ、前記燃焼部の下部周囲に堆積している灰を含む残燃焼物を前記スリット部を通して前記灰回収容器側に掻き出す、
   ことを特徴とする木質ペレット状燃料燃焼装置の消火方法。
2. 前記回転部材と前記灰回収容器の間に、閉じたときに略密閉される開閉自在な開閉蓋を設けた、
   ことを特徴とする請求項１に記載の木質ペレット状燃料燃焼装置の消火方法。

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