JP5700849B2 - 薪ストーブ - Google Patents

Description

本発明は、薪ストーブに係り、特に針葉樹の薪材なども燃料とすることが出来る薪ストーブに関するものである。

古くから、各家庭や店舗などにおいては、暖房装置の一つとして、森林の間伐材等から得られる薪材などを燃料として用いて、その燃焼によって暖房を行なう薪ストーブが、用いられてきている。この薪ストーブの燃料となる薪材は、化石燃料に代わる木質バイオマスの一つであり、また化石燃料等とは異なり、再生産が可能な資源であるところから、それを活用することは、大量生産・大量消費型の生活様式を見直し、資源の循環的且つ効率的な利用を進め、環境に対する負荷の小さな経済社会を築いていくために重要な役割を担うものであると考えられ、今日、薪ストーブの価値が、改めて見直されている。

ところで、薪ストーブとしては、従来から、その燃焼を効率的に行なうべく、各種の構造のものが提案されてきているが、それらを大別すると、特開２００７−２８５６６０号公報にも指摘されているように、白金触媒の如き燃焼触媒を用いて、未燃焼ガスの更なる燃焼を図るタイプのものと、そのような燃焼触媒を用いることなく、内部構造に工夫を加えてなるタイプのものがある。また、それら二つのタイプのものに属する各種の製品が、欧米のメーカーに加えて、国内メーカーからも市販されているのである。

そして、そのような薪ストーブに関する多数の提案の中で、例えば、特開２０００−４６３３４号公報においては、排気ガスに未燃焼ガスが多量に含まれることを防止するために、炉体内の燃焼室の上側であって、煙突の手前に、上側空間部を設け、この上側空間部と燃焼室との連通部に、燃焼触媒である酸化触媒を配置して、燃焼室から導かれる排気ガス中の未燃焼ガスを、かかる酸化触媒にて燃焼せしめることにより、排気ガス中の未燃焼ガス量が低減されるようになっている。また、特開２０１１−２４２１２０号公報においても、排煙通路に設けられた触媒を利用して、未燃焼ガスを二次燃焼させる構造が明らかにされている。しかしながら、それらの構造にあっては、燃焼触媒が、薪材の燃焼による火炎や極めて高温の燃焼ガスに直接に晒されることとなるところから、そのような酸化触媒の劣化が惹起され易く、その耐久性が低下してしまう恐れがあった。

また、触媒を用いないタイプの薪ストーブとしては、例えば、先の特開２００７−２８５６６０号公報においては、燃焼室の上側に二次燃焼筒を設け、連結板と対流抑止板との間に形成された二次燃焼室に未燃焼ガスを滞留させて高温に保ち、そこに外部から空気を供給することによって、未燃焼ガスを効率的に燃焼させる構造が明らかにされ、更に特開２０１１−６９５２２号公報においては、十分に暖められた二次、三次空気を燃焼室に送り込むために、空気取り入れ口から燃焼部までの距離を確保することが出来る耐熱鋳鉄製の部品を備えた構造が、明らかにされている。しかしながら、それらの構造は複雑であるために、薪ストーブ全体が大型化したり、製造コストが上昇する等といった問題が避けられず、また、供給される空気の予熱が不充分となることによって、未燃焼ガスが冷却されてしまい、そのために、未燃焼ガスの二次燃焼が効率よく行なわれ得ず、高い燃焼効率を得ることが困難であるという問題も内在している。

このように、従来から提案され、また市販されている各種の薪ストーブには、いろいろな問題が内在しているのであり、加えて、それら従来の薪ストーブにあっては、密度が詰まっているために長時間燃焼させることの出来る薪材を与える広葉樹を対象とした設計となっているのである。このため、針葉樹の間伐材等から得られる薪材を燃料として、それを燃焼させた場合にあっては、火持ちが悪く、燃焼効率が悪いことや、ススやヤニの発生が多く、煙突内にタールが付着して、火災等のトラブルを惹起する恐れがある等の問題を内在している。このため、薪ストーブにおける燃料として用いられる薪材が、広葉樹から得られるものに限られることなく、針葉樹から得られるものも対象とされて、燃料として用いることが出来るようにすることは、その価値を高める上において、非常に有効な手段であると考えられるのである。

加えて、薪ストーブにおいては、一般に、その前壁部位に設けられた覗窓を通して、内部の炎が良好に視認されること等による美観も重要視されているところであるが、上記した従来の薪ストーブにあっては、燃焼室における薪材の不完全燃焼によって生じるスス等が、かかる覗窓の燃焼室側の面に付着して、燃焼室内の燃焼状況を視認することが困難となって、美観が損なわれるという問題も内在している。

特開２００７−２８５６６０号公報 特開２０００−４６３３４号公報 特開２０１１−２４２１２０号公報 特開２０１１−６９５２２号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、燃焼室に供給される二次空気の予熱を効果的に実現して、燃焼室内での燃焼を有利に行ない得るようにすると共に、用いられる燃焼触媒の耐久性をも、有利に向上せしめることが出来る薪ストーブを提供することにある。

そして、本発明は、上記した課題又は明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて認識され得るものであることが、理解されるべきである。

（１） ストーブ本体の前面部位に、内部を観察し得る透明な覗窓が設けられてなる一方、かかるストーブ本体の内部空間が、下側の燃焼室と上側の燃焼ガス排出室とに仕切られて、該燃焼室における薪材の燃焼にて生ずる燃焼ガスが該燃焼ガス排出室に導かれた後、該ストーブ本体の上部に設けられた煙突を通じて、外部に排気されるように構成した薪ストーブにして、
二つの壁間の空間を仕切って、二次空気通路と燃焼ガス通路とが独立して形成され、それら二つの通路をそれぞれ流れる二次空気と燃焼ガスとの間において熱交換が行なわれるようにしてなる二重壁構造の仕切壁を、その前端部において前記ストーブ本体の前面側に取り付ける一方、その後端部においては該ストーブ本体の背面側に取り付けて、かかる前面側から背面側に向かって下傾する形態において、該ストーブ本体の内部空間を二つに仕切るように配設して、前記燃焼室と前記燃焼ガス排出室とを形成してなると共に、
該仕切壁内の前記二次空気通路を、該仕切壁の傾斜方向の下端部において前記ストーブ本体の背面部位に設けられた二次空気供給部に連通せしめて、該二次空気供給部を通じて外部から二次空気が導入せしめられる一方、該仕切壁の傾斜方向の上端部において前記燃焼室内に開口するように設けられた空気吹き出し口から、該仕切壁内の二次空気通路を通った二次空気が、前記ストーブ本体の前面部位に設けられた覗窓の燃焼室側面に吹き出されるようにして、燃焼室内に供給され、
前記仕切壁内の前記燃焼ガス通路に、該仕切壁の前記上端部側において前記燃焼室に開口する燃焼ガス取入口を設ける一方、該仕切壁の前記下端部側に位置して、前記燃焼ガス排出室に開口する燃焼ガス排出口を設け、更に該燃焼ガス排出口に対して、未燃焼ガスの燃焼触媒を配設して、かかる燃焼触媒が、該仕切壁にて、前記燃焼室から隔てられた状態に位置せしめ、該燃焼室内に生じた燃焼ガスが、前記燃焼ガス取入口から前記燃焼ガス通路に導入され、そして該燃焼ガス排出口に設けた燃焼触媒を通って、前記燃焼ガス排出室内に排出されるように構成し、
更に蓄熱板を、前記燃焼触媒の配設部位の直上に位置し、且つ前記ストーブ本体の天井部を貫通するように、配設したことを特徴とする薪ストーブ。
（２） 前記燃焼ガス取入口と前記燃焼ガス通路と前記燃焼ガス排出口と前記燃焼触媒とからなる排ガス排出機構の複数が、それぞれ、前記仕切壁内に互いに独立した形態において並列して設けられていると共に、それぞれの排ガス排出機構の前記燃焼触媒の上方に、蓄熱板が、前記ストーブ本体の天井部を貫通して、それぞれ配設されている前記態様（１）に記載の薪ストーブ。
（３） 前記ストーブ本体の背面部位が二重壁構造とされ、その二つの壁間の内部の空所が、前記二次空気供給部とされると共に、外部から導入された空気が、かかる二次空気供給部を通って、前記二次空気通路に供給されるようにした前記態様（１）又は前記態様（２）に記載の薪ストーブ。
（４） 前記仕切壁に設けた前記空気吹き出し口と前記燃焼ガス取入口との間に位置して、それら空気吹き出し口と燃焼ガス取入口との間の空間を仕切るように、下方に向かって延びる隔壁が、配設されている前記態様（１）乃至前記態様（３）の何れか一つに記載の薪ストーブ。
（５） 前記ストーブ本体の前面部位に、前記覗窓を備えた開口扉が、開閉自在に取り付けられている前記態様（１）乃至前記態様（４）の何れか一つに記載の薪ストーブ。
（６） 前記ストーブ本体の側面部位に、薪材補充口が設けられており、該薪材補充口を開閉せしめ得る作業扉の薪材補充口の開放作動によって、該ストーブ本体内に薪材の補充等が行なわれ得るようになっている前記態様（１）乃至前記態様（５）の何れか一つに記載の薪ストーブ。

このように、本発明に従う薪ストーブにあっては、ストーブ本体の内部空間が、二重壁構造の仕切壁によって、燃焼室と燃焼ガス排出室とに仕切られると共に、かかる仕切壁の二重壁構造の間の空間を利用して、二次空気通路と燃焼ガス通路とが独立して形成されているところから、燃焼室における薪材の燃焼によって仕切壁自体が加熱されることによって、二次空気通路を通る二次空気の予熱が行なわれることに加えて、かかる二次空気通路を通る二次空気と燃焼ガス通路を通る高温の燃焼ガスとの間において、有効な熱交換が行なわれることによって、かかる二次空気の予熱を更に有利に行ない得ることとなるのである。そして、そのように充分に予熱された二次空気が、燃焼室に供給されることにより、燃焼室内においては、未燃焼ガスの二次燃焼が効果的に促進され得て、燃焼効率の向上が有利に図られ得ることとなるのである。

しかも、ストーブ本体の内部空間を下側の燃焼室と上側の燃焼ガス排出室とに仕切る仕切壁を利用して、その内部に、二次空気を予熱するための機構を設けているために、ストーブ本体に、従来の如き二次空気を予熱するための特別な機構や部品を、別途設ける必要がなく、これによって、薪ストーブの構造も簡略化され得て、薪ストーブ全体の大型化や製造コストの上昇等の問題を回避することが可能となっている。

また、本発明に従う薪ストーブにあっては、燃焼触媒が、仕切壁に設けた、燃焼ガス排出室に開口する燃焼ガス排出口に配設せしめられているところから、かかる燃焼触媒は、燃焼室とは、仕切壁を隔てた状態において配置されることとなり、これによって、燃焼室における薪材の燃焼による火炎や、針葉樹からなる薪材の燃焼によって生ずる極めて高温の燃焼ガスに直接晒されることがなく、そのために、燃焼触媒の劣化が効果的に抑制乃至は回避されて、その耐久性が有利に向上せしめられ得るのである。

そして、そのような燃焼触媒を通って燃焼ガス排出室内に導入されることとなる燃焼ガスは、仕切壁の燃焼ガス取入口から導入された後、燃焼ガス通路内を通過する際に、二次空気通路を通る二次空気との間で熱交換されることにより、ガス温度が低下するようになるのであり、このため、未燃焼ガスを含む燃焼ガスが三次燃焼せしめられても、燃焼触媒の過熱が有利に抑制乃至は阻止され得て、燃焼触媒の劣化を効果的に抑制乃至は阻止せしめ、以てその耐久性を向上せしめ得ることとなるのである。

さらに、本発明に従う薪ストーブにあっては、燃焼室に供給される二次空気が、仕切壁の上端部に設けられた空気吹き出し口から、ストーブ本体の前面部位に設けられた覗窓の内面となる燃焼室側面に向かって吹き出されるようになっているところから、かかる覗窓の内側面にスス等が付着することが、効果的に抑制乃至は阻止され得ることとなるのであり、これによって、ストーブ本体内部の燃焼室における薪材の燃焼状態を明瞭に観察することが出来、以て薪ストーブの美観の維持乃至は向上にも、有利に寄与し得ることとなるのである。

本発明に従う薪ストーブの一例を示す正面説明図である。 図１に示される薪ストーブの右側面の形態を示す図であり、（ａ）は、図１における右側面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ断面部分説明図である。 図１におけるＡ−Ａ断面説明図である。 図１に示される薪ストーブに用いられる仕切壁の平面拡大説明図である。 図４におけるＣ−Ｃ断面説明図であって、二次空気通路における二次空気の流れを示す説明図である。 図４におけるＤ−Ｄ断面説明図であって、燃焼ガス通路における二次燃焼ガスの流れを示す説明図である。 図１に示される薪ストーブを構成する天井壁を示す平面拡大説明図である。 図７におけるＥ−Ｅ断面説明図である。 図８におけるＦ矢視平面説明図である。 図１に示される薪ストーブにおける燃焼形態を示す、図３に対応する説明図である。 図１０におけるＧ部拡大説明図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う薪ストーブの実施形態の一つが、正面視の形態において示されている。そこにおいて、薪ストーブ１０は、全体としてボックス形状乃至矩形箱形形状のストーブ本体１２と、このストーブ本体１２の上部に設けられた煙突１４と、ストーブ本体１２の下部に配設されて、ストーブ本体１２を支持する四つの脚１６、１６、１６、１６（図１においては、二つのみを図示）とから、構成されている。そして、ストーブ本体１２の正面側となる前面部位（前壁部位）には、耐熱性のガラス等からなる、透明な覗窓１８が設けられており、ストーブ本体１２の内部を外部から観察し得るようになっている。また、ストーブ本体１２の天井部には、天蓋板２０が配設されて、薪ストーブ１０の上面（天井壁部位）の意匠性が高められている。

また、そのような薪ストーブ１０には、その右側面の形態を示す図２（ａ）及び（ｂ）から明らかな如く、薪ストーブ本体１２の右側壁２１において、所定大きさの矩形の薪材補充口２２が設けられており、この薪材補充口２２を通じて、薪材の補充等を行なうことが出来るようになっている。更に、そのような右側壁部位には、蝶番２４を介して回動可能とされた作業扉２６が設けられており、薪材補充口２２は、通常、かかる作業扉２６によって閉鎖されている一方、開閉レバー２８を操作することによって、作業扉２６を回動させて、薪材補充口２２を開放することができるようになっている。

そこで、かかる薪ストーブ１０の主体となるストーブ本体１２は、図３に示される如く、前面部位（図において左側部位）を構成する矩形枠体形状の前壁３０と、背面部位（図において右側部位）を構成する第一の後壁３２と、側面部位を構成する、左側壁３４及びこの左側壁３４と図３において紙面垂直方向に対向して配置される、前記した薪材補充口２２を有する右側壁２１（図３においては図示せず）とが一体となって形成された、前面部分が大きく開口した矩形筒形状を呈する耐熱鋳鉄製のストーブ本体胴部３６が、底面部位（図において下側部位）を構成する矩形平板状の底壁３８上に、固設せしめられることによって、構成されている。

また、そのようなストーブ本体１２の背面部位において、第一の後壁３２には、長手矩形状の仕切壁挿入口４０が設けられており、更に第一の後壁３２の後側には、仕切壁挿入口４０を取り囲むように、突出枠部４２が一体的に設けられていると共に、かかる突出枠部４２には、第二の後壁４４が固設されている。そして、第一の後壁３２と第二の後壁４４と突出枠部４２とによって囲まれた内部の空所が、二次空気供給部４６とされている。更に、第二の後壁４４の下側部分には、開口部４８が設けられており、かかる開口部４８の周縁部に取り付けられた筒状の二次空気導入口形成部材５０によって、二次空気導入口５２が形成されている。加えて、第一の後壁３２には、その中央上部部位に、円筒形状の排気口５４が連結され、これによってストーブ本体１２と煙突１４とが連通せしめられているのである。

さらに、ストーブ本体１２の天井壁部位を構成する天井壁５６が、図３に示される如く、第一の後壁３２、左側壁３４、右側壁２１（図３においては図示されず）及び前壁３０の上端面の上に載置されて、固設されている。

更にまた、ストーブ本体１２の前面部位においては、前壁３０の下側枠部３０ｂに、円孔状の一次空気導入口５８が、かかる下側枠部３０ｂを貫通するように設けられていると共に、左側枠部３０ｃには、開口扉６０が、二つの蝶番６２、６２を介して開閉自在に取り付けられている。この開口扉６０は、図１に示されるレバー６４を操作することによって開閉することが出来、かかる開口扉６０を開けた状態においては、薪材の投入や薪ストーブ１０内部の清掃等の作業をすることが可能となっている。なお、開口扉６０には、前記した覗窓１８が配設されている。そして、開口扉６０が閉じられた状態においては、開口扉６０の前壁３０との対向面側部分は、前壁３０に設けられた突出枠部６６に当接されるようになっている。このようにして、ストーブ本体１２の内部には、前壁、後壁、側壁、底壁及び天井壁によって囲まれる内部空間６８が、形成されているのである。

そして、図３に示されるように、そのようなストーブ本体１２の内部空間６８には、ストーブ本体１２の前面側から背面側に向かって下傾する形態で、かかるストーブ本体１２の内部空間６８を二つに仕切るように、仕切壁７０が配設されている。この仕切壁７０は、前壁３０の上側枠部３０ａの下端部から後側に向かって水平に延びる仕切壁取付板７２の後端部から、第一の後壁３２において、仕切壁取付板７２より垂直方向下方に設けられている矩形形状の仕切壁挿入口４０の下縁部の延長線上に向かって、ストーブ本体１２の前面側から背面側に向かって下傾する形態で設けられる、中央部分に矩形形状の大きな開口部７４を有する仕切枠７６上に載置され、そしてかかる仕切壁７０の下端部に設けられる二次空気入口７８が仕切壁挿入口４０に挿入されると共に、仕切壁７０の上端部において設けられる取付フランジ８０において、仕切壁取付板７２にボルトで固定されている。これによって、ストーブ本体１２の内部空間６８が、仕切壁７０によって、下側の燃焼室８２と上側の燃焼ガス排出室８４とに仕切られているのである。

なお、燃焼室８２内の底壁３８上には、耐熱性の鋳鉄等からなるゲタ形状の薪材載置板８６が配設されており、その薪材載置板８６上に、針葉樹の間伐材等から得られる薪材８８が載置されるようになっている。また、薪材載置板８６上には、複数の薪材止め部材９０が配設されており、これによって、薪材８８が、偏って燃焼することや、覗窓１８に接触するようなことが防止されるようになっている。加えて、薪材止め部材９０の上部には、突起９２が設けられており、また第一の後壁３２にも、それらと対応する位置に複数の突起９２が設けられているが、これは、かかる突起９２上に専用の調理皿等を載置して、調理を楽しむ際等に使用されるものである。

ここで、上記した仕切壁７０の構造について、図４乃至図６を参照して、詳細に説明するならば、仕切壁７０は、図４に示される如く、平面視長手矩形形状を呈し、全体としてステンレス等の金属の比較的薄い板材（板厚：０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度）からなっている。また、仕切壁７０は、上板９４と下板９６とからなる二重壁構造を呈し、それら二枚の板９４、９６と前板９８、後板１００、横板１０２、１０２とによって囲まれた仕切壁内部空間１０４を有している。更に、下板１００の前端部からは、取付フランジ８０が延出せしめられると共に、Ｕ字状の取付切欠１０６が三箇所に設けられており、後側部においては、下板９６が延出されて、載置フランジ１０８を形成している。

そして、かかる仕切壁７０においては、図４乃至図６に示される如く、仕切壁内部空間１０４が仕切られて、二次空気通路１１０と燃焼ガス通路１１２とが、独立して形成されている。即ち、下板９６には、Ｕ字状の縦板１１４が立設され、その開放端部分に前縦板１１６が一体的に設けられている。ここでは、Ｕ字状の縦板１１４と前縦板１１６とによって、上板９４がくり抜かれるような形態を呈している。これにより、仕切壁内部空間１０４内において、Ｕ字状の縦板１１４と前縦板１１６とからなる壁の外側に空間が形成され、それが二次空気通路１１０とされているのである。更に、後板１００は中央部分が間欠した形態において設けられており、かかる間欠部分から矩形筒形状の二次空気入口７８が延出せしめられている。また、下板９６の、前縦板１１６と前板９８との間の部分には、長手矩形孔形状の空気吹き出し口１１８が設けられている。これによって、図５に示されるように、二次空気入口７８から導入された二次空気は、二次空気通路１１０を通り、空気吹き出し口１１８から燃焼室８２内に供給されることとなる。

さらに、Ｕ字状の縦板１１４と前縦板１１６とからなる壁の内側部分において、かかる壁の上部が覆板１２０で閉塞されている。これにより、下板９６とＵ字状の縦板１１４と前縦板１１６と覆板１２０によって囲まれた内側の空間が、燃焼ガス通路１１２とされている。また、Ｕ字状の縦板１１４より狭い幅を有する、長手矩形形状の燃焼ガス取入口１２２が、下板９６に設けられている。更に、覆板１２０は円形状の開口部１２１を有し、かかる開口部１２１上に、円筒形状の燃焼ガス排出口１２４が設けられている。これによって、図６に示されるように、燃焼ガス取入口１２２から導入された燃焼ガス（二次燃焼ガス）は、燃焼ガス通路１１２を通り、燃焼ガス排出口１２４より、燃焼ガス排出室８４に導かれることとなるのである。そして、燃焼ガス排出室８４は、前記した排気口５４を介して煙突１４と連通せしめられており、燃焼ガスは、最終的に外部に排出されるようになっているのである。

なお、仕切壁７０に設けた空気吹き出し口１１８と燃焼ガス取入口１２２との間には、それら空気吹き出し口１１８と燃焼ガス取入口１２２とを仕切るように、下方に向かって平板状の隔壁１２６が所定長さ延出しており、これによって、仕切壁７０の空気吹き出し口１１８から燃焼室８２内に供給されて、二次燃焼に用いられるべき二次空気が、直接燃焼ガス取入口１２２に直ちに導入されてしまうことを阻止することが出来るようになっている。

また、かかる仕切壁７０の下端部に設けられた燃焼ガス排出口１２４の内周面軸方向中間部には、筒壁から周方向内方へ延出する燃焼触媒載置フランジ１２８が設けられており、ここに、図４乃至図６において二点鎖線で示されるように、未燃焼ガスの燃焼触媒１３０が載置されることとなる。ここでは、燃焼触媒１３０として、メタルハニカムに白金、パラジウム等の貴金属やこれらの硝酸塩や塩化物を担持させたものが、用いられている。このような貴金属等の触媒作用により、２５０〜３５０℃の比較的低温で、未燃焼ガス（有機成分）を燃焼（酸化分解）させることが出来ることとなるのである。

さらに、本実施形態に係る仕切壁７０においては、図４から明らかなように、燃焼ガス取入口１２２と燃焼ガス通路１１２と燃焼ガス排出口１２４と燃焼触媒１３０とからなる排ガス排出機構１３２が、互いに独立した形態において、薪ストーブ１０の左右方向に二つ並列して位置するように設けられている。

ところで、本実施形態において、天井壁５６は、図７乃至図９に示される如き形態を有している。即ち、天井壁５６は鋳鉄製とされており、図７から明らかな如く、ストーブ本体１２の上側部分における、前壁３０、左側壁３４、右側壁２１、第一の後壁３２の上端部に対応した長手矩形状を呈すると共に、排気口５４との干渉を避けるために、上面視台形形状の切欠部１３４を有している。更に、Ｕ字状の切欠を有する取付片１３６が、側方に四つ突設されている。また、天井壁５６の中央部は比較的薄肉とされており、補強リブ１３８が、ストーブ前後方向（図７における左右方向）に二本、ストーブ左右方向（図７における上下方向）に三本設けられている。

また、天井壁５６には、二つの蓄熱板１４０、１４０が、ストーブ本体１２の内部空間６８に配設された二つの燃焼触媒１３０、１３０の直上の対応する位置に、それぞれ、ストーブ本体１２の天井壁５６を貫通して、配設されている。かかる蓄熱板１４０は、図８に示されるように、中実の肉厚形態を呈する鋳鉄板からなり、大きな熱容量を有するように構成されている。更に、天井壁５６の下面（燃焼ガス排出室側の面）には、図８及び図９に示される如く、複数の邪魔板１４２が設けられている。

そして、かくの如き構造の薪ストーブ１０における燃焼形態について、図１０を参照して、簡潔に説明するならば、以下の如くなるのである。即ち、先ず、燃焼室８２内において薪材載置板８６上に載置された薪材８８に点火すると、薪材載置板８６上に、一次空気導入口５８を通じて外部から一次空気が供給されることにより、薪材８８の一次燃焼が行なわれる。かかる一次燃焼においては、空気が不足していることにより、薪材８８の不完全燃焼が惹起され、スス等と共に未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスが発生する。そのような一次燃焼ガスは、燃焼室８２の上部に移動すると共に、仕切壁７０の上端部に設けられた空気吹き出し口１１８から供給される二次空気と接触・混合せしめられることによって、かかる一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスの二次燃焼が、行なわれるのである。そして、そのような二次燃焼の後、なお残存する未燃焼ガスや二次空気を含む二次燃焼ガスは、仕切板７０の上端部に設けられた燃焼ガス取入口１２２から仕切壁７０内の燃焼ガス通路１１２（図１０においては図示せず）に導入され、燃焼ガス排出室８４に導かれることとなる。その際、仕切壁７０の下端部に設けられた燃焼ガス排出口１２４に配設せしめられた燃焼触媒１３０によって、未燃焼ガスを含む二次燃焼ガスが、更に、三次燃焼せしめられて、未燃焼ガスが可及的に完全燃焼せしめられるようになっているのである。

ところで、本実施形態に従う薪ストーブ１０においては、燃焼室８２に供給される二次空気の予熱が効果的に実現されることとなることで、燃焼室８２内での二次燃焼が有利に行なわれ得るようにしたところに、一つの大きな特徴を有している。

つまり、上述の如き構造を有する仕切壁７０が、図３及び図１０に示されるような形態において配設されることにより、仕切壁７０の下板９６が、燃焼室８２における薪材８８の燃焼（一次燃焼）に暴露せしめられることとなり、これによって、下板９６が直接に加熱されると共に、熱伝導によって仕切壁７０全体が加熱されることとなる。そのため、そのような仕切壁７０内の二次空気通路１１０を通る二次空気の予熱が、有利に行なわれ得ることとなるのである。また、このような構造を有する仕切壁７０にあっては、二次空気が通る二次空気通路１１０と高温の燃焼ガス（二次燃焼ガス）が通る燃焼ガス通路１１２とが、比較的薄いステンレス板材等の金属板材からなるＵ字状の縦板１１４及び前縦板１１６のみを隔てて、形成されているところから、そのようなＵ字状の縦板１１４及び前縦板１１６を介して、二次空気通路１１０を通る二次空気と燃焼ガス通路１１２を通る高温の燃焼ガスとの間でも効果的に熱交換が行なわれ、以て、二次空気通路１１０内において二次空気の予熱が更に有利に行なわれ得ることとなるのである。このように、本実施形態においては、より一層高い温度にまで、例えば未燃焼ガスの引火温度（２００℃程度）を超える温度にまで予熱された二次空気が供給されるようになるために、燃焼室８２内での未燃焼ガスの二次燃焼が有利に促進され、以て燃焼効率が効果的に向上させられ得るのである。

さらに、本実施形態においては、先述の如く、ストーブ本体１２の背面部位が、第一の後壁３２と第二の後壁４４とによる二重壁構造とされ、その二つの後壁３２、４４間の内部の空所が二次空気供給部４６とされており、外部から導入された二次空気が、そのような二次空気供給部４６を通った後に、二次空気通路１１０に供給されるようになっているため、薪材８８の燃焼による熱が、第一の後壁３２を介して二次空気供給部４６にも伝わることとなる。このため、かかる二次空気供給部４６においても、外部から導入された二次空気が予熱されることとなるために、二次空気の予熱をより一層有利に行うことが出来ることとなるのである。

そして、そのように充分に予熱された二次空気が燃焼室８２に供給されることにより、燃焼室８２内において、未燃焼ガスの二次燃焼が効果的に促進され得て、燃焼効率の向上が有利に図られ得ることとなるのである。更に、これによって、針葉樹の間伐材等から得られる薪材を燃料として用いた場合における各種のトラブルを有利に解決することが可能となり、薪ストーブ１０の価値が高められているのである。加えて、本実施形態に係る薪ストーブ１０においては、ストーブ本体１２の内部空間６８を下側の燃焼室８２と上側の燃焼ガス排出室８４とに仕切る仕切壁７０を利用して、その内部に、二次空気を予熱するための機構が設けられているために、ストーブ本体１２に、従来の如き二次空気を予熱するための特別な機構や部品を別途設ける必要がなく、これによって、薪ストーブ１０の構造が簡略化され得て、薪ストーブ１０全体の大型化や製造コストの上昇等の問題を回避することが可能となるのである。

また、仕切壁７０の下端部側に設けられた燃焼ガス排出口１２４の燃焼触媒載置フランジ１２８上に、燃焼触媒１３０が載置されることとなるため、かかる燃焼触媒１３０は、燃焼室８２とは仕切壁７０（下板９６及び仕切壁内部空間１０４）を隔てた状態において配設されることとなるところから、燃焼室８２における薪材８８の燃焼による火炎や極めて高温の燃焼ガスに直接に晒されることがなく、そのために、燃焼触媒１３０の劣化が有利に抑制乃至は回避され、その耐久性が向上せしめられ得るようになっている。更に、燃焼触媒１３０が仕切壁７０上に配設されていることで、薪材８８の燃焼による熱が、仕切壁７０を通して燃焼触媒１３０に伝わることとなる。これによって、特に焚き付け直後等において、燃焼触媒１３０を迅速に作動温度まで到達せしめること、換言すれば燃焼触媒１３０の暖機を有利に行なうことが出来るという、副次的な効果も期待出来るのである。また、上述の如き、二次空気と燃焼ガスとの熱交換によって、燃焼ガス通路１１２内の燃焼ガス（二次燃焼ガス）が冷却され、そのガス温度が低下するようになる。このため、未燃焼ガスを含む燃焼ガスが、燃焼触媒１３０によって三次燃焼せしめられても、燃焼触媒１３０が過熱されるようなことが有利に抑制乃至は阻止されて、燃焼触媒１３０の劣化を効果的に抑制乃至は阻止せしめ、以てその耐久性をより一層向上せしめ得ることとなるのである。

さらに、仕切壁７０に設けた空気吹き出し口１１８と、燃焼ガス取入口１２２との間には、それら空気吹き出し口１１８と燃焼ガス取入口１２２とを仕切るように、下方に向かって所定長さ延びる平板形状の隔壁１２６が、一体的に形成されている。このため、仕切壁７０の空気吹き出し口１１８から燃焼室８２内に供給される二次空気が、短絡的に導かれて、直接、燃焼ガス取入口１２２に導入されてしまうことを阻止することが出来る。これによって、燃焼室８２内において、二次空気と燃焼ガスとを確実に接触乃至混合することが出来るため、未燃焼ガスの二次燃焼をより有利に行なうことが可能となるのである。

しかも、図１０に示されるように、二次空気は、仕切壁７０の空気吹き出し口１１８から燃焼室８２に供給される際に、覗窓１８の燃焼室８２側の表面に吹き出されるように構成されている。このため、かかる覗窓１８の燃焼室８２側面に存在する、薪材８８の一次燃焼によって発生したススやヤニ等を吹き飛ばすことが出来、そのようなスス等が、覗窓１８に付着することを効果的に抑制乃至は阻止することが出来ることとなる。これによって、ストーブ本体１２内部の燃焼室８２における薪材８８の燃焼状態を明瞭に観察することが出来、以て薪ストーブ１０の美観の維持乃至は向上をも有利に実現し得ることとなるのである。

なお、本実施形態に係る仕切壁７０においては、燃焼ガス取入口１２２と燃焼ガス通路１１２と燃焼ガス排出口１２４と燃焼触媒１３０とからなる排ガス排出機構１３２が、互いに独立した形態において、二つ並列して設けられている。このため、燃焼触媒１３０を二つ配設することが出来るため、未燃焼ガスの三次燃焼を更に有利に促進することが出来る利点がある。更に、排ガス排出機構１３２が二つ設けられているところから、燃焼ガスを排出するための通気面積が広く確保されることとなり、燃焼室８２から煙突１４に至るまでの燃焼ガスの流れが妨げられることが可及的に防止され得る。それ故に、焚き付け直後等において、ストーブ本体１２の温度が充分に上昇する前であっても、ドラフト効果が有利に発揮され、薪材８８の燃焼及び一次空気や二次空気の導入が有利に促進される。このため、ストーブ本体１２の温度が迅速に上昇せしめられ、二次空気の予熱や燃焼触媒１３０の暖機を有利に行なうことが出来ると共に、薪材８８の完全燃焼を促進することも可能となり、以て燃焼効率の向上を有利に図ることが出来る。

また、天井壁５６に配設された蓄熱板１４０は、排出される燃焼ガスが持つ熱、特に、燃焼触媒１３０における燃焼ガス（未燃焼ガスを含む二次燃焼ガス）の三次燃焼により発生する熱を、有利に蓄えることが出来る。つまり、仕切壁７０の燃焼ガス排出口１２４から燃焼ガス排出室８４に導入される燃焼ガスは、燃焼触媒１３０によって三次燃焼せしめられることとなるが、その際、燃焼ガスの温度は、燃焼触媒１３０を通過する前に比べて、より高温に、例えば１００℃程度上昇するようになるのである。その後、三次燃焼後の燃焼ガスは、排気口５４を通じて煙突１４へと導かれ、外部へ排出されることとなるが、その前に、図１１に示されるように、三次燃焼後の燃焼ガスを蓄熱板１４０と接触させ、そのような高温の燃焼ガスが有する熱を、蓄熱板１４０に蓄えさせるようにするのである。これにより、廃棄される熱量を低減し、更に、このような蓄熱板１４０上で調理等を行なうことで、薪材８８の燃焼による熱をより一層有効に利用することが出来ることとなる。なお、本実施形態においては、上述したように、排ガス排出機構１３２が二つ設けられているが、それらの二つの燃焼触媒１３０、１３０の上方に、それぞれ蓄熱板１４０、１４０を配設することで、それぞれの燃焼触媒１３０、１３０による未燃焼ガスの三次燃焼によって発生した熱を蓄えて、有効に利用することが可能となるのである。

さらに、天井壁５６の下面（燃焼ガス排出室側の面）には、邪魔板１４２、１４２が設けられているところから、三次燃焼後の燃焼ガスが即座に排気口５４を通じて排出されることが妨げられて、高温の燃焼ガスが燃焼ガス排出室８４内に有利に滞留させることが出来ることとなり、以て燃焼ガスの熱を、効率よく、蓄熱板１４０に蓄えさせることが出来るようにもなっている。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも、例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものでないことが、理解されるべきである

例えば、例示の天井壁５６において、その中央部分に、所定大きさの開口部を設けることが出来る。これにより、天蓋板２０を外すだけで、かかる開口部を通じて、燃焼触媒１３０の交換等のメンテナンス作業を行なうことが出来るため、便利である。

また、燃焼触媒１３０としては、公知の各種の触媒が公知の各種の形態において用いられ得、更に触媒たる、白金、パラジウム等の貴金属やこれらの硝酸塩や塩化物を担持させるための構造体としても、例示のメタルハニカム以外に、セラミックハニカムやボールペレット等を用いることが可能である。

さらに、ストーブ本体１２の前面部位に対して、開口扉６０を設けた例示の構造に代えて、前壁３０を固定構造として、これに直接覗窓１８を配設するようにした構造も、採用可能である。その場合には、右側壁部位に設けられた薪材補充口２２から、薪材の投入や補充、薪ストーブ１０内部の清掃等の各種作業が行なわれるようにすればよいのである。また、かかる薪材補充口２２は左側壁部位に設けられていてもよいし、或いは両方の側壁部位に設けられていても、何等差支えない。

なお、燃料としては、針葉樹の間伐材等から得られる薪材に限られるものではなく、従来から用いられている広葉樹から得られる薪材等を使用することも、勿論可能である。

また、ストーブ本体１２の形状は、例示の如き、全体としてボックス形状乃至矩形箱形形状に限られるものではなく、例えば、円筒形状や楕円筒形状であってもよい。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることが、理解されるべきである。

１０ 薪ストーブ １２ ストーブ本体
１４ 煙突 １８ 覗窓
４６ 二次空気供給部 ５６ 天井壁
６８ 内部空間 ７０ 仕切壁
８２ 燃焼室 ８４ 燃焼ガス排出室
８８ 薪材 １１０ 二次空気通路
１１２ 燃焼ガス通路 １１８ 空気吹き出し口
１２２ 燃焼ガス取入口 １２４ 燃焼ガス排出口
１２６ 隔壁 １３０ 燃焼触媒
１３２ 排ガス排出機構 １４０ 蓄熱板

Claims (6)

1. ストーブ本体の前面部位に、内部を観察し得る透明な覗窓が設けられてなる一方、かかるストーブ本体の内部空間が、下側の燃焼室と上側の燃焼ガス排出室とに仕切られて、該燃焼室における薪材の燃焼にて生ずる燃焼ガスが該燃焼ガス排出室に導かれた後、該ストーブ本体の上部に設けられた煙突を通じて、外部に排気されるように構成した薪ストーブにして、
   二つの壁間の空間を仕切って、二次空気通路と燃焼ガス通路とが独立して形成され、それら二つの通路をそれぞれ流れる二次空気と燃焼ガスとの間において熱交換が行なわれるようにしてなる二重壁構造の仕切壁を、その前端部において前記ストーブ本体の前面側に取り付ける一方、その後端部においては該ストーブ本体の背面側に取り付けて、かかる前面側から背面側に向かって下傾する形態において、該ストーブ本体の内部空間を二つに仕切るように配設して、前記燃焼室と前記燃焼ガス排出室とを形成してなると共に、
   該仕切壁内の前記二次空気通路を、該仕切壁の傾斜方向の下端部において前記ストーブ本体の背面部位に設けられた二次空気供給部に連通せしめて、該二次空気供給部を通じて外部から二次空気が導入せしめられる一方、該仕切壁の傾斜方向の上端部において前記燃焼室内に開口するように設けられた空気吹き出し口から、該仕切壁内の二次空気通路を通った二次空気が、前記ストーブ本体の前面部位に設けられた覗窓の燃焼室側面に吹き出されるようにして、燃焼室内に供給され、
   前記仕切壁内の前記燃焼ガス通路に、該仕切壁の前記上端部側において前記燃焼室に開口する燃焼ガス取入口を設ける一方、該仕切壁の前記下端部側に位置して、前記燃焼ガス排出室に開口する燃焼ガス排出口を設け、更に該燃焼ガス排出口に対して、未燃焼ガスの燃焼触媒を配設して、かかる燃焼触媒が、該仕切壁にて、前記燃焼室から隔てられた状態に位置せしめ、該燃焼室内に生じた燃焼ガスが、前記燃焼ガス取入口から前記燃焼ガス通路に導入され、そして該燃焼ガス排出口に設けた燃焼触媒を通って、前記燃焼ガス排出室内に排出されるように構成し、
   更に蓄熱板を、前記燃焼触媒の配設部位の直上に位置し、且つ前記ストーブ本体の天井部を貫通するように、配設したことを特徴とする薪ストーブ。
2. 前記燃焼ガス取入口と前記燃焼ガス通路と前記燃焼ガス排出口と前記燃焼触媒とからなる排ガス排出機構の複数が、それぞれ、前記仕切壁内に互いに独立した形態において並列して設けられていると共に、それぞれの排ガス排出機構の前記燃焼触媒の上方に、蓄熱板が、前記ストーブ本体の天井部を貫通して、それぞれ配設されている請求項１に記載の薪ストーブ。
3. 前記ストーブ本体の背面部位が二重壁構造とされ、その二つの壁間の内部の空所が、前記二次空気供給部とされると共に、外部から導入された空気が、かかる二次空気供給部を通って、前記二次空気通路に供給されるようにした請求項１又は請求項２に記載の薪ストーブ。
4. 前記仕切壁に設けた前記空気吹き出し口と前記燃焼ガス取入口との間に位置して、それら空気吹き出し口と燃焼ガス取入口との間の空間を仕切るように、下方に向かって延びる隔壁が、配設されている請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の薪ストーブ。
5. 前記ストーブ本体の前面部位に、前記覗窓を備えた開口扉が、開閉自在に取り付けられている請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の薪ストーブ。
6. 前記ストーブ本体の側面部位に、薪材補充口が設けられており、該薪材補充口を開閉せしめ得る作業扉の薪材補充口の開放作動によって、該ストーブ本体内に薪材の補充等が行なわれ得るようになっている請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の薪ストーブ。

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