JP5858555B1 - 薪ストーブ及び温水供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薪や木材チップ等を燃料とし、水を短時間に効率良く加熱し温水化することができる温水供給装置を提供する。【解決手段】薪ストーブは、一方の端に木材燃料を投入する投入口を有すると共にこの一方の端の反対側に排煙口を有する燃焼室と、燃焼室上に壁を隔てて配置された温水タンクと、この温水タンクに設けられた湯排出口と、排煙筒と、下部が燃焼室の排煙口に連結されていると共に上部が排煙筒に連結されており、煙の通過する煙通路が下部と上部とを連通させており、煙通路の外周面を囲んで水が充填される水通路が設けられている二重釜と、二重釜の水通路の下部に連結された給水口と、二重釜の水通路の上部と温水タンクとの間に連結され、暖められた水を二重釜の水通路から温水タンクに移送するための移送流路とを備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、薪や木材チップ等を燃料とする薪ストーブ及びこの薪ストーブの燃焼熱を利用する温水供給装置に関する。

薪等の木材燃料を燃焼させて室内暖房する薪ストーブ（木質成形燃料：ペレット・ブリケットを燃料とするペレットストーブも含む）において、特に温水発生部を備え温水暖房や給湯を実現する薪ストーブ及びそれを備えた暖房装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に記載の暖房装置は、ストーブと、ストーブに給水機構と、別室暖房機構と、給湯機構を組み合わせたものである。また、ストーブは、燃焼室内の底面全体を占めて上面を火床としている下方水室部と、燃焼室上方における煙突部位置を除く部分の大部分を占める範囲に設けると共に、内部に熱交換用迂回管を内装した上方水室部と、二次燃焼用の空気供給口形成設置から外した位置で、下方水室部と上方水室部を連通させる連絡水室部とを備えている。

また、排煙の熱を利用して水を加熱するために、燃焼室が水タンクの下部を加熱するのに加え、排煙筒が水タンク内の水を上下に渡って加熱することができる温水器が提案されている（特許文献２）。

特許文献２に記載の温水器は、冷水の流入管が下部に付設され、温水の流出管２が上部に付設された水タンクと、この水タンクの下部を可燃物の燃焼熱で加熱する燃焼室と、水タンクを上下に貫通して燃焼室に連通する排煙筒と、燃焼室内に臨む水タンクの下面に添設され、かつ、水タンク内の下部に連通する熱交換管路とを備えている。

実用新案登録第３１７５５０６号公報 特許第３２０１６０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の暖房装置は、熱交換管路（熱交換用迂回管）を燃焼室の上方にある上方水室部内に配置され、上方水室部内の水を介して熱交換管路内の用水を加熱する構成となっているため、熱交換面積が制限され、用水を加熱する効率が低いという欠点があった。

また、特許文献２に記載の温水器は、排煙筒の熱を利用するものであるが、水タンクの下部を可燃物の燃焼熱で加熱し、排煙筒が水タンク内の水を上下に渡って加熱し、温水流出管は水タンクの上部に設けているため、流出した温水の温度が排煙筒部の温度となり、燃焼室で加熱した温度より低く、排煙筒の熱が十分に利用されていないという問題点があった。

そこで、本発明は、従来技術の上述した問題点を解消するものであり、本発明の目的は、薪や木材チップ等を燃料とし、水を短時間に効率良く加熱し温水化することができる薪ストーブ及び温水供給装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、薪や木材チップ等を燃焼する際に排出する黒煙を低減させることができる薪ストーブ及び温水供給装置を提供することにある。

本発明によれば、一方の端に木材燃料を投入する投入口を有すると共にこの一方の端の反対側に排煙口を有する燃焼室と、燃焼室上に壁を隔てて配置された温水タンクと、この温水タンクに設けられた湯排出口と、排煙筒と、下部が燃焼室の排煙口に連結されていると共に上部が排煙筒に連結されており、煙の通過する煙通路が下部と上部とを連通させており、煙通路の外周面を囲んで水が充填される水通路が設けられている二重釜と、二重釜の水通路の下部に連結された給水口と、二重釜の水通路の上部と温水タンクとの間に連結され、暖められた水を二重釜の水通路から温水タンクに移送するための移送流路とを備えている薪ストーブが提供される。

燃焼室で薪等の燃料が燃焼されると、その熱はこの燃焼室上に壁を隔てて配置された温水タンクに直接印加される。また燃焼による熱及び煙は排煙口を介して二重釜の煙通路に印加され、その周囲に設けられた水通路に印加されて内部の水を加熱する。その煙は排煙筒を介して外部へ排出される。二重釜の水通路の上部と温水タンクとの間に移送流路が連結されているため、この水通路で暖められた水は温水タンクに移送され、燃焼室から直接印加される熱によってさらに加熱されて湯排出口から外部に供給可能となっている。これにより、二重釜において排煙の熱で暖められた水が温水タンクに移送され、この温水タンクにおいて燃焼室からの熱によって直接的に加熱されるので、水を短時間に効率良く温水化することができる。

一端が燃焼室に開口していると共に他端が排煙筒に連結され、燃焼室からの排煙の一部を排煙筒に供給するように構成されたバイパスダクトをさらに備えていることが好ましい。これにより、燃焼室からの熱が排煙筒に直接的に印加されてこの排煙筒が加熱されるため、薪や木材チップ等を燃焼する際に排出する黒煙を低減させることができ、また、排煙が水により冷却されて排煙筒が詰まりやすくなることを改善できる。

温水タンクの底面は、燃焼室の上壁の一部から構成されていることが好ましい。これにより、熱交換面積が大きく、かつ燃焼室の上壁を介して直接加熱されているため、熱の利用効率がより高まり、水を効率良く加熱することができる。

排煙筒は、二重釜の上面又は側面に連結して設けられていることも好ましい。

本発明によれば、さらに、上述した薪ストーブにおける温水タンクの湯排出口と外部暖房装置とに接続された外部循環管路と、外部循環管路の途中に設けられた循環ポンプとを備え、循環ポンプの作動により外部暖房装置に温水を循環させるように構成されている温水供給装置が提供される。これにより、暖房設備として利用でき、室内に快適な温度環境を提供することができる。

本発明の薪ストーブによれば、二重釜において排煙の熱で暖められた水が温水タンクに移送され、この温水タンクにおいて燃焼室からの熱によって直接的に加熱されるので、水を短時間に効率良く温水化することができる。なお、薪や木材チップ等を燃料とすることで、化石燃料を使用せず、温水化コストを削減することができる。

また、燃焼室からの熱が排煙筒に直接的に印加されてこの排煙筒が加熱されるため、薪や木材チップ等を燃焼する際に排出する黒煙を低減させることができ、また、排煙が水により冷却されて排煙筒が詰まりやすくなることを改善できる。

本発明の一実施形態に係る薪ストーブの構成を概略的に示す斜視図である。 図１の薪ストーブの構成を概略的に示す側面図である。 図１の薪ストーブの温水タンク部の構成を概略的に示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 図１の薪ストーブを備えた温水供給装置の一例を概略的に示すブロック図である。 図１の薪ストーブを備えた温水供給装置の他の例を概略的に示すブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る薪ストーブの構成を概略的に示す側面図である。

以下、本発明に係る薪ストーブ及び温水供給装置の実施形態を、図を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る薪ストーブ１００の構成を概略的に示しており、図２はこの薪ストーブ１００の側面を示しており、図３は薪ストーブ１００の温水タンク部のＡ−Ａ線断面を示している。

図１及び図２に示すように、薪ストーブ１００は、燃焼室１０と、燃焼室１０上に壁を隔てて配置された温水タンク２０と、下部が燃焼室１０の排煙口１２に連結され上部が排煙筒４０に連結されている二重釜３０と、排煙筒４０と、一端が燃焼室１０に開口していると共に他端が排煙筒４０に連結されたバイパスダクト５０とを備えている。

燃焼室１０は、円筒形状を有しており、横方向の一方の端に木材等の燃料を投入する投入口１１が設けられ、これとは反対側に排煙口１２が設けられている。燃焼室１０の内部には、ロースト１３が配置されている。ロースト１３の上が薪や木材チップ等を充填し燃焼する空間となる。なお、燃焼室１０の内部に二重中子を設置しても良い。

温水タンク２０は、燃焼室１０上に壁を隔てて配置されており、この温水タンク２０の底面２０ａは、燃焼室１０の上壁１０ａの一部から構成されている。これにより、燃焼室１０の上壁１０ａを介して温水タンク２０を直接的に加熱することができる。温水タンク２０には、温水入口２１と、加熱水出口２２とが設けられている。温水入口２１は、フレキシブル配管からなる移送流路Ｆを介して二重釜３０の上部にある温水出口３２に接続されている。加熱水出口２２は、ボイラ又は外部暖房装置に接続されている（後述する図４及び図５参照）。

二重釜３０は、下部が燃焼室１０の排煙口１２に連結され、上部が排煙筒４０に連結されている。中心部に煙の通過する煙通路３０ａが設けられ、煙通路３０ａの外周面を囲んで水が充填される水通路３０ｂが設けられている。煙通路３０ａは、二重釜３０の下部と上部とを連通させている。二重釜３０の下部には水通路３０ｂに水を注入する給水口３１が設けられ、上部には水通路３０ｂに繋がる温水出口３２が設けられている。温水出口３２と温水タンク２０の温水入口２１との間には二重釜３０から温水タンク２０に温水を移送するためのフレキシブル配管からなる移送流路Ｆが設けられている。また、二重釜３０の上部には、水通路３０ｂに連通する温水排出口３３及び圧力弁３４が設けられている。二重釜３０の水通路３０ｂの内部が所定圧力になると、温水をこの温水排出口３３から外部循環管路へ排出することができるように構成されている。また、二重釜３０の下部には、水通路３０ｂの温水を排出するための水抜き３５が設けられている。

排煙筒４０は、二重釜３０の上部に垂直方向に配置されている。なお、図１及び図２には、垂直の排煙筒４０を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。場合によって、垂直の排煙筒４０に水平方向の曲げた部分を有していても良い。この排煙筒４０は、二重釜３０の煙通路３０ａに連通して煙通路３０ａからの煙を外部に排出する。

バイパスダクト５０は、一端が燃焼室１０に開口しており、他端が二重釜３０の上部の排煙筒４０に連結されている。これにより、燃焼室１０から排出された熱い排煙を排煙筒４０に導入し、排煙筒４０内部を高温状態にすることで、薪や木材チップ等を燃焼する際に排出する黒煙を低減させることができ、また、排煙が水により冷却されて排煙筒４０が詰まりやすくなることを改善することができる。

次に、本実施形態に係る薪ストーブ１００を備えた温水供給装置２００の例を説明する。図４は薪ストーブ１００とボイラ６０とを備えた温水供給装置２００の例を示しており、図５は薪ストーブ１００のみを用いた温水供給装置２００Ａの例を示している。

図４に示す温水供給装置２００は、薪ストーブ１００と、ボイラ６０と、循環ポンプ７０と、外部暖房装置８０と、循環水タンク９０と備えている。ボイラ６０は、石油を燃料とした湯沸かし装置であり、薪ストーブ１００の機能を補助するものである。薪ストーブ１００で加熱した水は、温水タンク２０の加熱水出口２２からボイラ６０の給水口６１に供給され、ボイラ６０の出湯口６２から排出され、循環ポンプ７０を介して外部暖房装置８０に供給される。外部暖房装置８０から戻った水は、循環水タンク９０に貯留され、循環水タンク９０から薪ストーブ１００の給水口３１を介して二重釜３０の水通路３０ｂに戻り、この薪ストーブ１００で再加熱され、循環する。また、ボイラ６０の出湯口６２は、二重釜３０の温水排出口３３とも接続されており、温水タンク２０を介することなく、二重釜３０から温水を直接的に供給することも可能である。なお、ボイラ６０の出湯口６２には、安全弁６３が設けられている。また、循環水タンク９０には、水道水を補給するための水道水補給口が設けられている。

図５に示す温水供給装置２００Ａは、薪ストーブ１００と、循環ポンプ７０と、外部暖房装置８０と、循環水タンク９０と備えている。この温水供給装置２００Ａにおいては、薪ストーブ１００で加熱した水は、温水タンク２０の加熱水出口２２からボイラなしに循環ポンプ７０を介して外部暖房装置８０に供給され、外部暖房装置８０から戻った水は、循環水タンク９０に貯留され、循環水タンク９０から薪ストーブ１００の給水口３１を介して二重釜３０の水通路３０ｂに戻り、この薪ストーブ１００で再加熱される。また、循環水タンク９０には、水道水を補給するための水道水補給口が設けられている。

以上説明したように本実施形態においては、薪ストーブ１００は、燃焼室１０と、燃焼室１０上に壁を隔てて配置された温水タンク２０と、下部が燃焼室１０の排煙口１２に連結され上部が排煙筒４０に連結されている二重釜３０と、排煙筒４０とを備えている。二重釜３０には、中心部に煙の通過する煙通路３０ａが設けられ、煙通路３０ａの外周面を囲んで水が充填される水通路３０ｂが設けられている。煙通路３０ａは、二重釜３０の下部と上部とを連通させている。二重釜３０の下部には水通路３０ｂに水を注入する給水口３１が設けられ、上部には水通路３０ｂに繋がる温水出口３２が設けられている。温水出口３２と温水タンク２０の温水入口２１との間には二重釜３０から温水タンク２０に温水を移送するためのフレキシブル配管からなる移送流路Ｆが設けられている。これにより、排煙の熱で暖められた水が温水タンク２０に移送され、燃焼室１０の上壁を介して直接加熱されるので、水を短時間に効率良く加熱し温水化することができる。

また、一端が燃焼室１０に開口していると共に他端が排煙筒４０に連結され、燃焼室１０から排出された熱い排煙を排煙筒４０に導入するためのバイパスダクト５０を備えていることで、薪や木材チップ等を燃焼する際に排出する黒煙を低減させることができ、さらに、排煙が水により冷却されて排煙筒４０が詰まりやすくなることを改善できる。

また、温水タンク２０の底面２０ａは、燃焼室１０の上壁１０ａの一部から構成されていることで、熱交換面積が大きく、かつ燃焼室１０の上壁を介して直接加熱されているため、熱の利用効率がより高まり、水を効率良く加熱することができる。

さらに、二重釜３０の給水口３１と温水タンク２０の加熱水出口２２に接続された外部循環管路に循環ポンプ７０を備え、循環ポンプ７０を介して外部暖房装置８０に温水を循環させることで、暖房設備として利用でき、室内に快適な温度環境を提供することができる。

なお、以上述べた実施形態において、排煙筒４０は二重釜３０の上部に配置された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、排煙筒４０は二重釜３０の側面に配置するようにしても良い。

図６は本発明の他の実施形態に係る家庭用の薪ストーブ１００Ａの構成を示している。同図に示すように、薪ストーブ１００Ａは、燃焼室１０と、燃焼室１０上に壁を隔てて配置された温水タンク２０と、下部が燃焼室１０の排煙口１２に連結された二重釜３０Ａと、二重釜３０Ａの側面に配置された排煙筒４０Ａと、一端が燃焼室１０に開口していると共に他端が排煙筒４０Ａに連結されたバイパスダクト５０Ａとを備えている。二重釜３０Ａの中心部に煙の通過する煙通路３０ａが設けられ、煙通路３０ａの外周面を囲んで水が充填される水通路３０ｂが設けられている。本実施形態の薪ストーブ１００Ａにおけるその他の構成は、前述の実施形態の場合と同様である。

また、本実施形態の薪ストーブ１００Ａを前述の実施形態における薪ストーブ１００に代えて用いることにより、上述した図５と同様の温水供給装置２００を構成することができる。薪ストーブ１００Ａは、小型で家庭での利用に適しており、特に寒冷地では家庭用暖房装置として窓の結露を防止することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態を技術的範囲に含むものである。

本発明の薪ストーブ及び温水供給装置は、薪や木材チップ等を燃料として用い、農業用ビニールハウスや家庭等の温水暖房や給湯を実現する目的に利用できる。

１０ 燃焼室
１０ａ 上壁
１１ 投入口
１２ 排煙口
１３ ロースト
２０ 温水タンク
２０ａ 底面
２１ 温水入口
２２ 加熱水出口
３０、３０Ａ 二重釜
３０ａ 煙通路
３０ｂ 水通路
３１、６１ 給水口
３２ 温水出口
３３ 温水排出口
３４ 圧力弁
３５ 水抜き
４０、４０Ａ 排煙筒
５０、５０Ａ バイパスダクト
６０ ボイラ
６２ 出湯口
６３ 安全弁
７０ 循環ポンプ
８０ 外部暖房装置
９０ 循環水タンク
１００、１００Ａ 薪ストーブ
２００、２００Ａ 温水供給装置
Ｆ 移送流路

Claims (6)

1. 一方の端に木材燃料を投入する投入口を有すると共に該一方の端の反対側に排煙口を有する燃焼室と、
   前記燃焼室上に壁を隔てて配置された温水タンクと、
   前記温水タンクに設けられた湯排出口と、
   排煙筒と、
   下部が前記燃焼室の前記排煙口に連結されていると共に上部が前記排煙筒に連結されており、煙の通過する煙通路が前記下部と前記上部とを連通させており、該煙通路の外周面を囲んで水が充填される水通路が設けられている二重釜と、
   前記二重釜の前記水通路の下部に連結された給水口と、
   前記二重釜の前記水通路の上部と前記温水タンクとの間に連結され、暖められた水を前記二重釜の前記水通路から前記温水タンクに移送するための移送流路と
   を備えていることを特徴とする薪ストーブ。
2. 一端が前記燃焼室に開口していると共に他端が前記排煙筒に連結され、前記燃焼室からの排煙の一部を前記排煙筒に供給するように構成されたバイパスダクトをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の薪ストーブ。
3. 前記温水タンクの底面は、前記燃焼室の上壁の一部から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薪ストーブ。
4. 前記排煙筒は、前記二重釜の上面に連結して設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薪ストーブ。
5. 前記排煙筒は、前記二重釜の側面に連結して設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薪ストーブ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の薪ストーブにおける前記温水タンクの前記湯排出口と外部暖房装置とに接続された外部循環管路と、該外部循環管路の途中に設けられた循環ポンプとを備え、前記循環ポンプの作動により前記外部暖房装置に温水を循環させるように構成されていることを特徴とする温水供給装置。

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