JPS58160708A - 固形燃料燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、木炭１石炭、豆炭、練炭、コークス等の主と
して炭素質系の固形燃料用の燃焼器に関するものである
。

前記固形燃料用の燃焼器としては、従来より、数多くの
ものが実用化されてきている。しかしながら、それらの
ほぼ全てのものについて共通した欠点があった。それは
燃焼中の排ガスが悪い、つまり、排ガス中に人体に対し
有害な成分である一酸化炭素、炭化水素等の未燃ガスを
、非常に多量に含んでいるということであった。そして
この現象は、特に、燃料に着火したときから、燃焼が徐
々に立上っていく１時間くらいの間までに顕著に見られ
るのが普通であった。それ故、前記固形燃料用の燃焼器
を室内で使用する場合には、着火がら１時間くらいまで
の時間では、その室内にいる人は、はなはだひどい悪臭
に悩まされたり、またひどい場合には一酸化炭素による
中毒病状を引き起こすことも見られた０そしてそれを避
けようとするならば、着火がら１時間くらいまで、燃焼
器は戸外に出しておき、十分に火勢が強まってがら室内
に持ちこむなど、はなはためんどうな、かつエネルギー
的には非効率な操作方法をとる必要があった。

本発明は、前記欠点を改良し、より安全でかつ使い勝手
の良い固形燃料用燃焼器を提供することを目的とするも
のである。

以下、本発明の一実施例を図面とともに詳述していく。

第１図は、本発明による一実施例の縦断面図を示してい
る。１は外装であり、複数の二次空気人口２と架台１２
を備えて構成芒れている。３はセラミックファイバー、
ケイソウエ、ケイ酸カルシウム等の耐熱性断熱材からな
る狽１１壁であり、複数の二次空気供給孔４を有する。

５は複数の一次空気供給孔６を有する底板であり、それ
らで燃焼室８を形成している。そして燃焼室８内は略垂
直方回に伸びた仕切板７によって王室に区切られている
。このとき、燃焼室８を層成する部材、側壁３、底板５
、仕切板７等は一体成形、その後一部加工して作製され
る。実際の使用時において、固形燃料は燃焼室８の中下
部に入れられ、底板５によって保持される。その後、燃
料の一部に着火されると、燃焼のドラフト力によって一
次空気は、−次空気人口１ｏから下部空室１１を通り、
ここで予備加熱てれながら一次空気供給孔６から燃焼室
８内に導入される。このとき、−次空気の供給量は一次
空気人口１０に設けた空気調節器（囲路）によって自在
にコントロールすることができる。一方二次空気は、二
次空気人口２がら空気通路９全通って、二次空気供給孔
４から燃焼室８内に供給８れる。この場合、−次空気と
二次空気は別々の入口（夫々１０．２）から取入れてい
るが、下部空室１１と空気通路９を連通させて一次空気
入口１ｏから全燃焼用空気を取入れる構成も可能である
。また仕切板７の上端部の位置は、固形燃料を燃焼室８
に入れたときの燃料の上表面と略同位置またはそれより
もやや旨めになるように設定する必要がある。第１図に
おいては、二次空気供給孔４とほぼ゛同位置に相当する
ことになる。たたし、二次空気供給孔４を、多段に構成
しても、もちろん構わないが、その場合には、二次空気
供給孔４の位置にとられれず、燃料を入れたときの燃料
の上表面位置との相対的な関で、仕切板７の位置を決定
することが必要である。

第２図は本発明による他の実施例の縦断面図を示してい
る。２１は複数の二次空気人口２２．架台３３を有する
外装であり、２３は側壁であり、第１図で示した実施例
のときと同様の材料から構成されているｏ２４は複数の
二次空気供給孔である。２６は複数の一次空気供給孔２
６を有する火格子であり、多数の通孔２８を有する仕切
板２７と一体に構成されている。また、この場合には、
多数の排気用通孔３５を有する集熱カッく−３４を設置
している。固形燃料は、燃焼室２９に入れられ、火格子
２７によって保持てれる。そして燃料の一部に着火する
と、空気は、第１図における実施例と同様に、−次空気
は空気量調節器（回路）によって適宜適量に調節器れな
がら一次空気人口３１から下部空室３２で予熱されなが
ら火格子２６の一次空気供給孔２６から燃焼室２９に供
給される。また二次空気は、二次空気人口２２がら空気
通路３ｏを通り二次空気供給孔２４から燃焼室２９に供
給される。そして燃焼排ガスは、集熱カバー３４の通孔
３５から器外に排出芒れる０このとき仕切板２７の上端
部は、燃料の上表面と略同位置あるいはやや高い位置に
設定する必要があるのは第１図の場合と同様である。ま
たここでは、仕切板２アと火格子２６は一体成形した後
加工した構成となっており、材質も側壁２３と同様、の
セラミック系材料から成っているが、必ずしもこの構成
、材料に限ることなく、耐熱性の金属、あるいは合金、
いものなどから成る金網、ラス網、ノ（ンチ／グメタル
、および棒状物音格子状に接合したもの等、用いること
が可能であり、さらに前記セラミック系の材料と、前記
金属系の材料との複合物で形成してももちろん構わず、
捷た構成も、火格子２６と仕切板２７は一体成形せず、
両者を別々に作製した後、接合する構成でも本発明によ
る作用効果は、少しも損われないものであるＯ第３図は
また他の一実施例による仕り板を示す斜視図であり、ス
テンレス製金網４１とそれを固定する枠４０とから成る
平板４枚を接合部４２で接合した構成となっている。こ
れを燃焼室に挿入すると燃焼室は４室に分割されること
となる。また第４図は、ラス網からなる内筒６１と外筒
５０を、一定の間隔を持たせたまま、上端下端部の補強
材５２ｍをスベ〜サ−６３によって固定した構成とした
他の一実施例における仕切板の斜視図である。この場合
燃焼室は３室に分割されることになる。

次に本発明による効果について固形燃料の燃焼過程と共
に詳述する。前述のように従来においては、着火がらほ
ぼ１時間くらいまでの時間帯で、燃焼器の排ガス特性が
非常に悪かったが、これは着火後の火移りが緩慢なこと
に帰因するものである。つまり、固形燃料を燃焼でせる
場合には、捷ず固形燃料層の上表面、あるいは下表面の
どちらかに着火するのであるが、下表面に着火した場合
には、そのｌ　１１！ｌにある固形燃料が乾留されるの
と同様な状態となり、未燃揮発成分または部分酸化され
た未燃成分（いずれも人体に有害）が多量に発生するの
で、普通上表面からの着火方法が一般的にとられる。そ
して上表面から着火されると火は固形燃料の表面を移り
全体へと広がって行く。

このとき特に下方向へ移る傾向が強い。そしである程度
燃料全体に火が移ると、その時、燃料の上表面上に一気
に立炎が開始される。その時間が従来ではほぼ１時間は
どであった。これは、燃料表面を火が移って温度が上昇
していく過程において燃料中の揮発成分、あるいは部分
酸化された未燃成分である炭化水素（Ｈｅ）あるいは−
酸化炭素（ＣＯ）特が徐々に発生していき、これらの濃
度が爆発限界濃度の下限に入り、かつ固形燃料の表面温
度が着火源にな仄得るほど十分に上がった時に発現する
現象である。そして立炎が開始てれるということは、前
記未燃成分の燃焼が始まるということであるから、立炎
後は、排ガス中の未燃成分の濃度は立炎前に比良ると極
端に少なくなる。　　　　　　　・捷た爆発下限の濃度
というものは、着火エネルギーの大小に大きく左右され
る、つまり着火源のエネルギーを太きくする（一般には
温度を高くする）ことにより、より濃度の薄い方にずれ
てくる性格のものであることは、よく知られている。ま
た立炎前の未燃成分の発生量は当然固形燃料の温度の上
昇に比例する性格のものであるから、以上のことを総合
すると、現象的にはいかに速く立炎をさせるか、言い換
えれば、いかに速く火を全体に移して燃焼室内の温度を
上げるか、ということが。

立炎捷での未燃有害成分の発生量を少なくするために肝
要なことであるかがわかる０ また一方では、固体燃料の火を起こすとき、息を吹きか
けたり、風を当てたりすることによって火の起こりが非
常に速くなるということは、誰もが経験的に却っている
ことである。つまり一部に着火した固形燃料の表面に、
より十分に空気を供給することによって、火の移る速度
、ひいては温度の上昇速度を可及的に速くできるという
ことが言える０そこで従来の燃焼器において着火後の火
の移り方を観察すると仄のようなことが判明した０それ
は、はとんどの場合について言えることであっだが、ま
ず上表面に着火すると、火は上表面上をたんたんと広が
り、燃焼室を形成する側壁付近で、今後は下へ下へと広
がって行く。そしてほぼ最下部まで火が広かった後に全
体へと広がって行き、その後しばらくしてから立炎が開
始される。

従って、側壁付近での火の移り方が、他の部分に比べて
速いということである。つまり、これは側壁付近に分い
ては、他の部分に比べてより多量の空気が流入する、と
いうことを意味している。なせこういうことが起こるか
と云うと、これは固形燃料の充填具合が、側壁付近とそ
の他（中部）部分とで異なることに帰因している。つま
り、側壁付近においては、壁面自体が、固形燃料をより
良く充填しようとするときの障害になっているためであ
る。よって側壁付近では、空間部分の体積が太きい、言
い換えればより大きな空気通路が形成されているという
ことである。しかるに、本発明実施例は、燃焼室８．２
９ｉ複数個に分割するような仕切板を形成することによ
り、前記側壁付近におけるのと同様の状況を他の部分、
つｔｐ仕切根付近に作り出して、全体への火の移る速度
を、より速め、立炎捷での時間をより短縮し、炭化水素
、−酸化炭素等の未燃有毒ガスの発生を最小限にしよう
としたものである。

ここで下表に、固形燃料として豆炭を用い、従来からの
市販コンロと本発明による一実施例との燃焼特性の比較
を示す。このとき、燃焼排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）
と、炭化水素（ＨＣ・・・ＧＨ４換算値）の値は、石油
ストーブＪＩＳにおける測定法を用いて、着火がら立炎
時までにおける最大値（ピーク値）で表わしている。尚
、着火にはガス大王で約５分赤熱σせた木炭５０ｆを用
い、燃焼器は、従来例１本実施例ともに丸形で、直径。

深でともに約１５０ｍｍの大きさの燃焼室を有するもの
を用いた。

表 この結果から明らかなように、本発明実施例品は、従来
例に比べ、立炎時間を半分近くまで縮め、ＣＯの発生量
は約Ａに、Ｈｅの発生量を約ｔ７Ｋまで減少させるとい
う大きな効果を発揮することができた〇 しかしながら、たとえば、燃焼室８，２９を仕切板によ
って、Ａ、Ｂ、Ｃの３室に分割したとき、上から着火し
ても、Ａ、Ｂ室には着火したけれども、Ｃ室には着火せ
ず、Ａ、Ｂ両室の燃焼が太きくなり燃焼室温度が全体に
」二昇してきたときに、Ｃ室は蒸し焼き状態になり、燃
料の熱分解等により、未燃有害ガスが多量に発生する場
合も起こりうる。このような状態を避けるためには、着
火時にとめ室にもうまく着火するよう気を配ることで解
決できるが、それよりも、着火しない室にも、その隣り
の着火している室から速やかに火移りするようにしてお
けば、実使用上は非常に便利である。そのために、本発
明実施例では、仕切板に多数の通孔２８を設けるか、ま
たは通孔が多数形成されている材料を用いて仕切板を（
第３図）構成するという方法で、その通孔を通して、十
分隣りの部屋へ火移りが可能であるようにしているもの
である。

また、仕切板の高σは、本発明実施例では、燃料の上表
面と略同位置あるいはそれよジも高い位置が望ましいの
であるが、それよりも低い位置であっても本発明による
効果と同様の効果は発揮できないことはない。しかしな
がら固形燃料の種類や形状を変えたとき、に、十分な効
果を得ることができないこともあるため、やはり燃料の
上表面とほぼ同位置あるいは高い位置の方が、より確実
に本発明の目的を達し得るのである。

以−ヒのように本発明によれば燃焼室内に、略垂直方向
に伸びた仕切板を設けることにより燃焼特性の優れた燃
焼器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ１本発明による実施例を示す
縦断面図、第３図、第４図は、それぞれ仕切板の実施例
を示す斜視図である。 ７．２７・・・・・・仕切板、８．２９・・・・・・燃
焼室、２８・・・・・・通孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 ７ 第２図 第３図 ５９ 第４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　空気供給部を有する耐熱性断熱材から成る燃
   焼室内を、略垂直方向に設置された仕切板によって、複
   数に分割した固形燃料燃焼器。
2. （２）仕切板は燃焼室を形成する部材と一体に形成した
   特許請求の範囲（１）記載の固形燃料燃焼器。
3. （３）仕切板は燃焼室内に火格子を形成する部材と一体
   に形成した特許請求の範囲（１）記載の固形燃料燃焼器
   。
4. （４）仕切板は通風性を持つ構成とした特許請求の範囲
   （１］記載の固形燃料燃焼器。
5. （５）仕切板の上端は固体燃料層の上表面と略同位置ま
   たは、それよりも高い位置に延長した特許請求の範囲（
   １）記載の固形燃料燃焼器。
6. （６）仕切板は、燃焼室内に着脱自在に設けた特許請求
   の範囲（１）記載の固形燃料燃焼器。