JP5834346B2 - 屋内設置型ロケットストーブ - Google Patents

Description

本発明は薪ストーブの燃焼に関する。

一般的な薪ストーブの燃焼方式としてはクリーンバーンと呼ばれるものや触媒付きストーブ等があり、まずクリーンバーン燃焼方式とは一次燃焼室で発生した燃焼熱で燃焼空気を熱し、その空気を二次燃焼室に送り一次燃焼室で発生した未燃ガスを燃焼させ煙の発生を防ぐ構造である。又触媒付きストーブの燃焼とは一次燃焼室で発生した未燃ガスを触媒と呼ばれる蜂の巣状の部品の穴を通過させ燃焼させて煙の発生を防いでいる。その他に本発明の燃焼方式のロケットマスヒーター、通称ロケットストーブがあり、これは燃焼室上部に燃焼筒を設け、この燃焼室と燃焼筒壁部を断熱材で覆い燃焼室内部と燃焼筒内部を高温に保ち高温燃焼する事により煙の発生を防ぐ構造である。

月刊現代農業２０１１年１２月号

一般に普及している薪ストーブのクリーンバーンや触媒付きストーブに於いてはストーブで発生した熱の大半を二重断熱煙突等の使用で部屋外部に放出しているので薪の発生熱量から比較すると暖房に使う為の熱量が少なくなる。その為に薪の使用量がたいへん多くなり薪集めの労力や薪を仕入れる為のコストが高くなる。また必ず乾燥された薪しか使用出来ないので薪の乾燥保存場所も多く必要になるが、このような問題を解決するにはロケットストーブの燃焼方式を採用する事が最良の方法である。

このロケットストーブの従来の構造は、まず扉のない焚き口の先にバーントンネルと称す炎道があり、その上部にある燃焼筒全体をドラム缶等の金属カバーで覆い、この金属カバーの下部付近に排気排出口を設けた構造である。このロケットストーブの燃焼方法は扉のない燃焼口に薪を投入して燃焼させ発生した燃焼炎をバーントンネルと呼ばれる炎道を通過させて燃焼筒へ送り込み、燃焼筒に送り込まれた燃焼炎が熱膨張して上昇気流を発生し、この上昇気流が燃焼筒上部に上がり燃焼筒外部に設けた金属カバーの天上にぶつかり外部方向に広がって金属カバーと燃焼筒外壁の間を下降して金属カバー下部の排気排出口から排出される。

しかしこのロケットストーブの燃焼方式は優れているが、まず第一に薪投入口に扉が無いために燃焼空気量の調整をする装置が取り付けられないので、燃焼火力の調整をするには薪の大きさや薪の投入量で燃焼火力の調整をしていた。また燃焼中の薪が外部にこぼれたり煙が逆流したり火の粉が飛び出したりする等危険であった。

第二に燃焼中に焚き口に熾きが溜まり空気の流れが悪くなるので、薪の追加投入が行い難く、安定した燃焼が難しかった。

第三に薪を追加投入して燃焼させる場合、薪の投入量が多いと空気の流入口を塞ぐ事になり、燃焼する為の空気量が減少して煙が発生する等の問題があった。

第四に構築の材料として土やセメントや空きドラム缶等を使用している為に耐久力が無かった。

本発明は上記課題を解決する為にロケットストーブのバーントンネルと呼ばれる場所を燃焼室として使用し、その燃焼室内部に一次燃焼用空気を取り入れる為の複数個の一次燃焼用空気流入穴を開口した仕切板の奥部に二次燃焼用空気誘導板を取り付けて設置し、燃焼室入り口に扉を設けてその扉を燃焼空気量調整ハンドルを操作して上下摺動可能とする。また燃焼室と燃焼筒を耐火材で構築しこのストーブ外部を耐熱鋼板で覆うような構造とする。

第一の効果として燃焼室入り口部に上下摺動可能な開閉扉を設ける事により燃焼空気量の調整が可能で自由に燃焼火力の調整が出来、また煙の逆流や火の粉の飛散等も無くなる。

第二の効果として仕切板を設置する事により燃焼中の薪の下部から燃焼空気が流入して燃焼を促し熾き溜まりを防止する。第三の効果として、この仕切板を設置する事により薪を燃焼室に多量に投入した場合に大量の可燃ガスが発生するが、仕切板奥部の二次燃焼用空気誘導板の奥を燃焼空気が通過して二次燃焼筒に昇り燃焼室で発生した可燃ガスと混ざり合う事によりうまく燃焼して煙の発生を防ぐ。

第四の効果として燃焼室外部と燃焼筒を１４００度から１６００度に耐えられる耐火材を使用し高温度に耐える構造として高温で燃焼することにより薪に含まれるタール成分等の可燃ガスも燃焼出来るので、少量の薪でより多くの熱量確保につながり時間あたりの薪の使用量が著しく減少する。またタール等の可燃成分を燃焼させる事で煙突部へのタールの付着等のトラブルも減少する。

その他の効果として燃焼室と燃焼筒を覆う外部放熱板の放熱面積が広いので薪の燃焼による熱を多量に部屋内部に放熱して暖房効果を高める事が出来る。そしてこの外部放熱板の材料に耐熱鋼板を使用する事により熱による劣化が少なく長期間の使用に耐えることが出来るものとなる。

本発明の立面の断面図 本発明の仕切板の平面図 本発明の仕切板の正面図

以下本発明の実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。

燃焼火力の調整を行う為に必要な空気量の調整装置として図１に示す薪投入用扉４を上下方向に摺動させることが出来るような構造とし、この扉の摺動を燃焼用空気流量調整ハンドル５の操作で作動させるようにする。この扉を上部位置にして燃焼空気流入量を多くした場合は燃焼火力が大きくなり、下方向に摺動して行くに従い空気流入量が減少して燃焼火力が小さくなり最下部に位置すると燃焼空気流入が無くなって消火する。

薪投入用扉４の下部から流入した空気の一部は図２に示す一次燃焼用空気流入穴２を通過して燃焼室内の薪と接触し薪を燃焼させ、その燃焼熱により多くの可燃ガスを発生させて燃焼炎と共に図１に示す二次燃焼筒９に流入する。

図１に示す二次燃焼筒９に流れ込んだ燃焼炎と可燃ガスは熱膨張して二次燃焼筒９の中で上昇気流を発生させて二次燃焼用空気誘導板３の奥側を負圧にして薪投入用扉４の下部から流入した残りの空気を二次燃焼筒９に引き込んで燃焼室で発生した可燃ガスと混ざり合い二次燃焼して煙の発生を防ぐ。

二次燃焼筒９で発生した火炎排気は外部放熱板７の天上にぶつかり外部方向に広がって二次燃焼筒９の外壁と外部放熱板７の内壁間を下降し、外部放熱板７の全体を加熱して排気出口８から煙突を経由して屋外に排出される。

薪投入用扉４の中央付近に覗き窓の為の耐熱ガラスを装備すると燃焼室内の薪の燃焼状態が確認出来る。

仕切板１の手前側に垂直方向に向けた熾きのこぼれ出し防止用の板を設けると薪の追加投入の際に熾きがこぼれ出すのを防ぐ事が出来る。

燃焼室や燃焼筒の耐火材としての材料は不定形耐火材、通称キャスタブルを使用するのが簡単であるが、遠赤外線を発生する遠赤外線発生セラミック等を使用する事も出来る。

燃焼室や燃焼筒を高温に耐える耐火材で構築しているので１０００度以上の温度で燃焼しても安心して使用出来る。

燃焼室内の温度が高温になると含水率の高い薪でも簡単に燃焼させる事が出来、また薪以外でペレットやブリケットそして竹や建築端材や集成材等も燃料として使用する事が出来る。

燃焼筒上部付近の外部放熱板を開口して、その開口した部分に鍋等を乗せて直火を直接鍋底に当て炊飯や料理の為に使用する事も出来る。

排気出口より排出される廃棄熱を回収して暖房効果を上げるために、熱回収器等を排気出口に接続して部屋内の暖房効果を大きくする事も出来る。この時の熱回収器からの排出熱は１００度を下回ってもかまわない。

排気温度を下げて排出する事により断熱二重煙突等のような高価な煙突を使う必要が無く安価である。

１ 仕切板
２ 一次燃焼用空気流入穴
３ 二次燃焼用空気誘導板
４ 薪投入用扉
５ 燃焼用空気流量調整ハンドル
６ 耐火材
７ 外部放熱板
８ 排気出口
９ 二次燃焼筒

Claims (1)

1. 平面部に複数個の一次燃焼用空気流入穴を有し奥部に二次燃焼用空気誘導板を設けた仕切板を燃焼室内部に設置し、燃焼室入り口に設けた薪投入用扉の上下摺動を行う為の燃焼用空気流量調整ハンドルを操作して薪投入用扉を上下摺動可能にし、この扉の下部より燃焼用空気の流入量が調整出来るようにした開閉扉を具備した屋内設置型のロケットストーブ。

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