木質ペレット燃料燃焼装置
【課題】 燃焼皿上の灰を確実に除去すると共に、回転駆動部を極力少なくして故障の確率を減少し、しかも回転駆動部自体が常に冷却されるため、高温に適応できる構成にする必要がないので、コスト面でも優れる灰の除去装置を備える木質ペレット燃焼装置を提供する。
【解決手段】 燃焼室２の下方の燃焼部２５には、投入シュート１１より落下した木質ペレットａが堆積燃焼し、複数のスリット部１４を備える燃焼皿１３備え、スリット部１４は、投入された木質ペレットａが落下しない開口幅を保って燃焼皿１３の略全面に前後左右どちらかの方向に長細形状に開口しており、底面の水平スリット２６と側面の垂直スリット２７が同じ開口幅をもって繋がって設けられており、燃焼皿１３の下方の回転部材３８の凹凸部３９がスリット部１４の垂直スリット２７と水平スリット２６の両スリットを通過して燃焼皿１３上の灰を除去することが出来る。
【解決手段】 燃焼室２の下方の燃焼部２５には、投入シュート１１より落下した木質ペレットａが堆積燃焼し、複数のスリット部１４を備える燃焼皿１３備え、スリット部１４は、投入された木質ペレットａが落下しない開口幅を保って燃焼皿１３の略全面に前後左右どちらかの方向に長細形状に開口しており、底面の水平スリット２６と側面の垂直スリット２７が同じ開口幅をもって繋がって設けられており、燃焼皿１３の下方の回転部材３８の凹凸部３９がスリット部１４の垂直スリット２７と水平スリット２６の両スリットを通過して燃焼皿１３上の灰を除去することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流木及び間伐材を粉砕又は、大鋸屑等の木質を圧縮加工して成形した木質ペレットを燃焼燃料とし、燃焼灰の除去装置を備える木質ペレット燃料燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から燃焼装置、暖房機等の燃焼燃料として使用されている化石燃料の石炭や石油は、燃焼によって温室効果ガスとなる二酸化炭素等を発生させ、地球温暖化の問題を招いてきている。一刻も早い温室効果ガスとなる二酸化炭素の発生をより少なくする燃焼燃料資源への転換が急務となっている。
【０００３】
そこで近年、環境問題に有効とされているバイオマスの燃料が注目されている。特に今まで焼却処分されていた大鋸屑、間伐材や流木を、一定の粒の形状に圧縮成形する木質ペレットを燃焼燃料にして、燃焼装置、暖房機等に利用され始めている。例えば実開昭５８−１９０３０１号公報（特許文献１）に記する固形燃料ストーブが公知となっている。
【０００４】
木質ペレットを燃焼燃料として使用する上で問題となるのは、容積は大幅に少量するものの灰が発生し、その灰の除去方法が問題となるが、ペレット化する木質の種類によってその灰の量は異なり、木の表皮を除いた木部だけで成形されるペレット（通称、ホワイトペレット）の場合、燃焼後の灰量は容積比率で約１％、また流木を粉砕しその後乾燥して成形されるペレット場合の燃焼後の灰量は容積比率で約１〜２％、木の表皮（樹皮）だけで成形されるペレット（通称、バークペレット）の燃焼後の灰量は容積比率で約４〜５％であって、成形する木質によって燃焼後の灰量が異なるものである。
【０００５】
従来では木質ペレット燃焼装置、特にペレットストーブにおいては、燃料としてホワイトペレットが燃焼後の灰量の少なさ、燃焼しやすさ、燃焼安定性等が良好であるので使用されてきていたが、製材所等から廃棄される樹皮の部分の有効利用が注目され、また価格の面からもバークペレットの使用が近年注目されている。
【０００６】
しかしながら、バークペレットを燃焼燃料に使用すると、燃焼部に多くの灰が堆積し、安定して燃焼しない不具合や、堆積した灰が高温となって溶け、ガラス状のクリンカとなり、通気口を塞いて不完全燃焼を起こす可能性があった。そこで従来では実開昭６０−１２８１３６号公報（特許文献２）や特開２００４−１９１０１０号公報（特許文献３）のように、強制的に灰を除去する装置の発明がなされている。
【０００７】
特許文献２では、燃焼炉底部のロストルを揺動・振動させて灰がロストル上から落下させる装置を設けたもの、また特許文献３では、燃焼室の灰処理板のスリット部から薄板状の凹凸部を有する複数の灰処理用歯車を回転させて灰を灰処理板上から掻き落す装置を備えた構成となっている。
【０００８】
【特許文献１】実開昭５８−１９０３０１号公報
【特許文献２】実開昭６０−１２８１３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１９１０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前掲の特許文献２のようにロストルの揺動により灰を落下させようとする場合には、開口部の間隔が広いほど灰が落下しやすくなるが、燃焼中の若干小径になった木質ペレットの落下を防止するためには、ロストルの間隔を狭くする必要がある。ロストルの揺動の強弱を実施してもロストルの間隔は一定であって、ロストル間隔より大きな固体灰を取除くことは不可能であり、ロストルの開口部を塞ぐ現象が発生してしまい灰が落下しにくくなる。
【００１０】
また、特許文献３のように複数のスリット部を有する灰回収部材と平行に配置した少なくとも２本の回転軸の外周面に灰を掻き取る凹凸部によって灰を除去しようとする構成においては、灰処理板上から灰を確実に除去できるものの、燃焼部近くに複数の回転体とそのギアを含む駆動部を必要とするのでコスト面で高額となると共に、凹凸部を有する回転部材とその回転軸には、外部との通風が無いため、回転駆動部が高温に適用できるよう配慮を必要とするものである。
【００１１】
そこで本発明では、燃焼皿上の灰を確実に除去すると共に、回転駆動部の部品点数を極力少なくしてコストの低減と故障の確率を減少し、しかも回転駆動部自体が常に冷却されるため、高温に適応できる構成にする必要がないので、コスト面でも優れる灰の除去装置を備える木質ペレット燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は請求項１ないし請求項７に係る木質ペレット燃焼装置を提案する。
【００１３】
即ち、請求項１記載の木質ペレット燃焼装置は、燃焼室の燃焼部となる木質ペレット燃料燃焼装置の燃焼皿には、水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記スリット部を回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過するものである。
【００１４】
請求項２記載の木質ペレット燃焼装置は、木質ペレット燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから前記燃料を燃焼室の燃焼皿上に供給する燃料供給手段と、燃料供給手段から供給された前記燃料の燃焼部となる燃焼皿を備える燃焼室と、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部を備え、燃焼部には前記燃料の断続的な供給によって燃焼時に発生する灰を前記燃焼部から除去する灰除去手段を備える木質ペレット燃料燃焼装置であって、
燃焼皿には水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記灰除去手段は、回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、少なくとも一面の水平方向の水平スリットと、少なくとも一面の垂直方向の垂直スリットの両スリットを通過することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項２記載の木質ペレット燃焼装置において、灰の除去手段となる回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部は燃焼皿の下方に備えられ、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部の作用によって燃焼室内に取り込まれる通風は、回転軸付近を通風して回転軸及び回転部材の凹凸部を冷却し、その後燃焼皿の水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過するように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項３記載の木質ペレット燃焼装置において、回転部材の凹凸部は、先に水平スリットを、次いで垂直スリットの順に通過するよう構成され、回転部材の凹凸部によって水平スリットと垂直スリットの交点方向に収集したスリット部を通過しない形状を有した固体灰を、水平スリットと垂直スリットと回転部材の凹凸部によって移動を固定し、後に回転部材の凹凸部の回転によって、固体灰を粉砕若しくは細断して燃焼皿上から落下させること特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項４記載の木質ペレット燃焼装置において、回転部材の凹凸部は、先に垂直スリットを、続いて水平スリットに通過するよう回転軸を回転させ、燃焼皿に燃料供給手段から供給された木質ペレット燃料を一定時間攪燃焼させた後、回転部材の凹凸部が水平スリット、次いで垂直スリットを通過するように回転軸を逆転させて、固体灰を粉砕若しくは細断することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項項１、２、３、４又は請求項５記載の木質ペレット燃焼装置において、回転部材の凹凸部は、薄板状の外周面が円弧形状又は楕円形状であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項１、２、３、４、５又は請求項６記載の木質ペレット燃焼装置において、水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットに繋がるスリット部を通過中の回転部材の凹凸部と各スリットとの隙間は略１．５ｍｍとしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る木質ペレット燃焼装置によれは、灰を確実に燃焼部から除去できる灰除去手段の構成を一軸の回転駆動部としているので、灰除去手段の駆動構成を簡素化して故障要因を少なくし、またコストの低減に優れると共に、灰除去手段を吸引風を利用して冷却しているの、高温対応の素材またはその構成を必要としないのでコスト面にも優れた木質ペレット燃焼装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の木質ペレット燃焼装置の実施の形態として、木質ペレットを燃料とするペレットストーブについて、以下に説明を行なう。
【００２２】
図１には、本発明に係る木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの概略断面図。図２には本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部を示す概略斜視図。図３には本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の概略断面図。図４は本発明の実施の形態の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。図５は本発明の実施の形態の他例の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。図６は木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の詳細を示す概略断面図である。
【００２３】
図１において、１はペレットストーブである。ａは木質ペレットであって、ペレットストーブ１内には木質ペレットａが燃焼する燃焼室２と、その中間部から上部には熱交換部５が設けられている。燃焼室２の上端には燃焼風排気口７が設けられ燃焼風Ｃを排風部６へ流通させている。燃焼室２には隣接して燃料タンク３を備え、燃料タンク３から燃焼室２へ木質ペレットａを供給する燃料供給手段４が燃料タンク３に密接して備えられている。図１に示す燃料タンク３はペレットストーブ１の上端までの空間を有していて、ペレットストーブ１の上面が扉となって燃料タンク３内に木質ペレットａが投入できる構成であると良い（図示せず）。
【００２４】
燃料タンク３の下端を構成する底面板１０が燃料供給手段４方向に向かって傾斜し、燃料供給手段４のスクリューコンベア８の投入口９に木質ペレットａが漏れなく投入できるようになっている。スクリューコンベア８の上端には燃焼室２内へ木質ペレットａを投入する投入シュート１１と、投入シュート１１内に外気を通風させるための通気口１２が設けてあり、この通気口１２は投入シュート１１の途中に設けられていても良い。尚スクリューコンベア８の動力はモータ２４の回転によって得られる。
【００２５】
なお、燃焼室２の後壁３４と燃料タンク３及び燃料供給手段４とは冷却空間１７を隔てて構成されていて、その冷却空間１７には外気が流通するようになって、燃焼室２の燃焼熱を燃料タンク３及び燃料供給手段４に伝熱しないようになっている。
【００２６】
燃焼室２の下方には、燃焼部２５を有し、その燃焼部２５には、投入シュート１１より落下した木質ペレットａが堆積燃焼し、複数のスリット部１４を備える燃焼皿１３と、燃焼皿１３の後面には長細の筒内にヒータ１６を備え、長細筒内を通過する空気をヒータ１６によって高温（約２５０℃以上）にしてその高温の空気を木質ペレットａに当てることによって着火する構造の点火装置１５が備えられている。
【００２７】
燃焼皿１３のスリット部１４は、投入された木質ペレットａが落下しない開口幅を保って燃焼皿１３の略全面に前後左右どちらかの方向に長細形状に開口しており、底面の水平スリット２６と側面の垂直スリット２７が同じ開口幅を保ち、繋がって設けられている。
【００２８】
燃焼皿１３の下方には、燃焼皿１３上に浮遊又は固着して固まった固体灰ｄを除去するための灰除去手段２８が設けられていて、灰除去手段２８で燃焼皿１３上から除去された灰が堆積する灰回収容器２９が灰除去手段２８の下方に燃焼皿１３の設置面を覆う範囲で設けられている。
【００２９】
燃焼室２の中間部から上部にかけて燃焼室２を前後に縦断する熱交換部５は、複数の放熱管１８からなり、外気を圧送ファン１９で放熱管１８内に強制的に供給し、熱交換をして温風吹き出し口２０から温風を機外に供給する。
【００３０】
燃焼室２の上端の熱風排気口７には、排風部６が備えられ、吸引ファン２１の吸引作用によって燃焼風Ｃを吸引し、排気ダクト２２から機外に燃焼風Ｃを排気している。なお、燃焼風Ｃに乗って排風部６に達する比重の軽い灰が機外への飛散を防止するために、排風部６にはサイクロン等の集塵装置を設けて集塵し、集塵装置を通過した燃焼風Ｃを吸引ファン２１から機外に排出する構成であると良い（図示せず）。
【００３１】
図１の２３は温度センサであって、排気ダクト２２又は吸引ファン２１の出入口のどちらかに備えられ、温度センサ２３・モータ２４・灰除去手段２８のギアモータ３０・ヒータ１６・圧送ファン１９・吸引ファン２１は制御部３１に繋がれ制御されている。
【００３２】
吸引ファン２１に動作によって外気が直接又は冷却空間１７を経由して燃焼部２５のスリット部１４及び点火装置１５の細長筒内を、そして外気の一部が投入シュート１１を経由して燃焼室２内に達する。燃料タンク３からスクリューコンベア８を経由して燃焼室２内に木質ペレットａが投入され点火装置１５によって着火し、スリット部１４からの通風を受け、木質ペレットａは安定して燃焼を続ける。その後この燃焼風Ｃは熱交換部５で熱交換され燃焼風排気口７から吸引ファン２１を通過し、排気ダクト２２から機外に排出される。
【００３３】
運転開始と共に、ヒータ１６に通電し、通電が規定時間経過後に予熱完了と判断してモータ２４を稼動して燃焼皿１３上に燃料供給を行なう。その後、設定時間経過後に吸引ファン２１を起動させ、燃焼皿１３上に木質ペレットａを設定時間供給後、燃料の供給を停止しする。温度センサ２３で排気される温度が設定温度（４０℃）到達時に燃焼を検出したものとみなし、圧送ファン１９を稼動すると共に、設定の間隔と設定の時間の範囲でモータ２４に通電し、燃焼燃料の供給を定期的におこない、その後温度センサ２３の温度が設定温度より下降しなければ安定燃焼と判断してヒータ１６への通電を停止する。
【００３４】
安定燃焼中の暖房の温度調節として、燃料供給を３段階に調節できるようになっており、その供給量の調節に伴って吸引ファン２１の風量も３段階に制御される。燃料供給「大」では燃焼皿通気孔１４を上昇する風速は約２〜３ｍ/ｓ、「中」での風速は「大」の風速の約８０％、「小」での風速は「大」の風速の約７０％となっている。
【００３５】
図２及び図３は、燃焼室２の下方の燃焼部２５の詳細を示した図であって、３２はペレットストーブ１の左右の外面となる外壁、また３３は燃焼室２の左右面となる内壁、３４は燃焼室２の後壁、３５は前壁（図１）である。燃焼部２５と灰回収容器２９の設置空間を仕切るために仕切り板３６が設けられ、仕切り板３６の開口部には燃焼箱３７が備えられ、燃焼箱３７の上面から燃焼皿１３が落としこまれている。
【００３６】
燃焼皿１３は底面と左右面、前後面の５面からなる上面が開口した箱形状であって、燃焼箱３７の上面開口部に落とし込まれているだけであるので、着脱が容易なので取り外して簡単に掃除が出来るものである。
【００３７】
燃焼皿１３には前面の垂直スリット２７と底面の水平スリット２６、後面の垂直スリット２７が前後方向に同開口幅で繋がっていると共に、燃焼皿１３の下方で燃焼箱３７の内部に備えられた灰除去手段２８の回転部材３８の凹凸部３９が水平スリット２６と前後面のどちらか一方若しくは両方の垂直スリット２７を通過する位置に回転軸４０が備えられている。
【００３８】
回転軸４０は、外壁３２と内壁３３との間に設けられたギアモータ３０から動力を得て回転しており、回転軸４０は前記ギアモータ３０の軸と連結する連結ピン４２で繋がれ、燃焼箱３７を貫通して燃焼箱３７の両端の軸受け４３によって容易に回転できるよう構成されている。回転軸４０はギアモータ３０の付け根からカバー４１で覆っていると良く、回転軸４０とギアモータ３０の軸、そして連結ピン４２に燃焼によって飛散する比較的比重の軽い灰がそれぞれに堆積するのを防止し、回転軸４０の回転を常に安定させることが出来る（図３）。
【００３９】
燃焼箱３７の内部の回転軸４０の外周には、凹凸部３９を備えた回転部材３８が密着してはめ込まれているので、回転軸４０と回転部材３８は同一に回転するものであって、凹凸部３９は、繋がった水平スリットと垂直スリットの隙間内をスリットの側面に干渉しないようにスリットの配置に合わせて設けられているものである。なお、図２図３に示す凹凸部は、各スリット部１４に対して回転軸４０が１回転すると、各凹凸部も１回スリットに通過するように構成され、その凹凸部は互い違いに１８０℃の角度を持って備えている状態を表している。図示はしていないが、各凹凸が重なり合わない角度を持って配置されると、スリットへの進入時間のズレが生じるのでギアモータ３０に加わる負荷が分散され、ギアモータ３０・軸受け４３の耐久性が増すのでよい。
【００４０】
図４に示す灰除去手段２８の凹凸部３９は燃焼皿１３の前面の垂直スリット２７と水平スリット２６を通過するように回転軸４０を燃焼皿１３の下方に備えた構造を表すものである。凹凸部３９の形状は、薄板状の円弧形状であって１８０℃の角度をもって互い違いに、そしてスリット部の数とその配列に合致するよう配置されている。木質ペレット燃料に着火後、ある一定の時間経過の後に、回転軸４０が低回転でＡ方向、即ち垂直スリット２７から水平スリット２６方向に回転を行なうことで木質ペレット燃料を攪拌し、燃焼を促す働きをするものである。燃料着火直後においては、点火装置付近で燃焼を開始するが、燃焼皿１３全面での燃焼までにはかなりの時間を要するが、この攪拌作用によって燃焼皿全体に早く燃焼領域を広げると共に、燃焼皿１３の前面即ち垂直スリット２７付近に落下した燃料であっても、この攪拌作用によって早く燃焼させることが出来るものである。
【００４１】
また、回転軸４０をＢ方向、即ち水平スリット２６から垂直スリット２７を通過するように凹凸部３９を回転させると、水平スリット２６と垂直スリット２７の交点の角部にスリット部を通過しない大きさを持った燃焼後のクリンカのような固体灰ｄを集積することが出来、水平スリット２６の面と、垂直スリット２７の面と凹凸部の３面によって固体灰ｄの移動を固定し、凹凸部３９の更なるＢ方向の回転によって、固体灰ｄは粉砕若しくは細断されて各スリットから落下させ、燃焼皿１３上から除去できるものである。
【００４２】
図５に示す凹凸部３９は、それぞれの凹凸部３９が上方を向いた場合の垂直スリット２７側の一面を円弧とし、他面を直線形状として回転部材３８に接合したものである。この場合、凹凸部３９と回転部材３８との接合面の面積を大きくして耐久性を増すことが出来るので、より一層凹凸部３９を薄くすることが可能となって、固体灰ｄを粉砕若しくは細断する動力を軽減できるものである。また、Ａ方向に回転させた場合に水平スリット２６には凹凸部３９の直線形状の面が交差するので、噛み込む力を減少させて回転方向に燃焼中のペレットを押し出し、より一層燃料を攪拌することが可能となる。
【００４３】
図４・図５に示した凹凸部の形状は円弧であるが、楕円または、一部が楕円で一部は直線形状であっても良い（図示せず）。
【００４４】
図６では、燃焼箱３７の断面詳細を表す図であって、燃焼皿１３の水平スリット２６と凹凸部３９との隙間を表した図である。図６では凹凸部３９の厚みが1ｍｍの場合のそれぞれの寸法を示している。
【００４５】
燃料となる木質ペレットの形状は断面φ６からφ８ｍｍである。固体灰ｄを落下しやすくするためにはスリットの幅を広く取る必要があるが、４ｍｍ以上にスリットの開口幅を設けてしまうと燃焼中の木質ペレットの落下をまねいてしまうため好ましくない。
【００４６】
そこで、水平スリット２６即ちスリット部１４の開口幅を４ｍｍと決定し、そのスリット部１４を通過する凹凸部３９との隙間の寸法が１．５ｍｍ以上の空間を有しないとスリット部１４を凹凸部３９が通過しているときのスリットを通過する通風が阻害されてしまい、木質ペレットの燃焼が安定しないことが実験で判明した。スリット部１４の開口部幅が４ｍｍ、凹凸部３９との間隔を左右１．５ｍｍ必要になるということは、当然凹凸部３９の厚みは１ｍｍとなる。
【００４７】
凹凸部３９の断面は極力薄い面で固体灰ｄに接触した方が粉砕若しくは細断しやすいことが確認されており、実験の結果からも凹凸部３９の厚みが１ｍｍ以上であった場合、固体灰ｄを粉砕するのにより多くの動力を必要とすることが判明している。
【００４８】
材質によっては凹凸部３９の厚みを０．６ｍｍ又は０．８ｍｍにしても木質ペレット燃料を細断することが可能である。この場合、スリットと凹凸部３９の間隔を１．７ｍｍから１．６ｍｍと広くすることが可能で、より安定して通風することが可能であるが、凹凸部の耐久性と材質のコストを考慮するとその厚みは１ｍｍが妥当と考えられるものである。
【００４９】
また、燃焼皿１３の素材にもよるが、スリットの幅４ｍｍの形成においても若干の誤差が生じる可能性があるので、凹凸部３９の断面幅を１ｍｍ、スリット部１４の開口幅略４ｍｍ、スリットと凹凸部３９の間隔を略１．５ｍｍと決定したものである。
【００５０】
凹凸部３９の断面幅を薄く、またスリットと凹凸部３９の隙間を通風の妨げにならない距離を設けたことは凹凸部がスリット部を通過中であっても、スリットの通風を妨げないので燃料が安定して燃焼すると共に、凹凸部３９がスリット部１４を通過した後に、スリットを通過する前の通風が凹凸部３９と回転部材３８の付近を通過するので冷却効果が期待できるものである。特に凹凸部３９が薄いため冷却効果に優れるので高熱対応の素材を必要としない。このことは、加工の容易性とコストの低減にすぐれるものである。
【００５１】
ペレットストーブ１の稼動と共に、投入シュート１１より燃焼皿１３上に木質ペレットａが定量供給される。この定量の木質ペレットが燃焼皿１３上に供給された後、点火装置１５によって木質ペレットａに着火する。着火動作から設定時間後、回転軸４０はＡ方向に回転を開始し、回転部材３８に設けられた凹凸部３９もＡ方向に回転し、燃焼皿１３内の木質ペレットａを攪拌して燃焼を燃焼皿１３全体に広がるよう攪拌を行なう。温度センサ２３によって安定燃焼と判断された後、設定時間経過後に回転軸４０をＢ方向に一定時間回転を行なう。このＢ方向の回転によって、スリット部１４の開口幅から落下しない大きさをもった固体灰ｄを、水平スリット２６と垂直スリット２７の交点の角部と、凹凸部３９の三点で固体灰ｄの移動を固定し、凹凸部３９の更なるＢ方向の回転によって固体灰ｄは粉砕又は細断されて、燃焼皿１３上から除去されるものである。Ｂ方向の回転はＡ回転の時間より短時間の設定で良く、Ｂ回転の設定時間終了後直ちにＡ方向に回転を始め燃料の攪拌作用を行なうようにする。
【００５２】
燃焼皿１３上に残る浮遊灰、固体灰ｄを除去することは、スリット部１４の外気の通風を滞ることなく行なうことができるので、木質ペレット燃料の安定燃焼を可能として煙等の発生を防止して完全燃焼を促進する。また、回転部材３８に備えられた凹凸部３９が薄くそしてスリット部１４との隙間が、凹凸部３９がスリット部１４に進入した状態であってもスリット部１４の通風を妨げない寸法の隙間を設けているので、燃焼風の供給を常に一定に出来る効果を有しているものである。
【００５３】
そして、燃焼皿１３の下方の回転軸４０と回転部材３８と凹凸部３９は、スリット部１４を通過する燃焼風となる外気を利用して冷却しているので、耐熱性の素材を用いることなく低コストで加工の容易な素材の使用を可能としている。特に凹凸部３９は薄い断面幅で構成されているので、冷却効果に優れると共に固体灰ｄの粉砕・細断能力にも優れているものである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る木質ペレット燃焼装置は主としてペレットストーブに有効な手段であるが、木質系以外のペレットも燃料として燃焼可能なペットボイラーにおいても有効な灰の除去手段であって、ペレットを使用する全ての燃焼装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの概略断面図。
【図２】本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部を示す概略斜視図。
【図３】本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の概略断面図。
【図４】本発明の実施の形態の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。
【図５】本発明の実施の形態の他例の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。
【図６】木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の詳細を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１ ペレットストーブ
２ 燃焼室
３ 燃料タンク
４ 燃料供給手段
５ 熱交換部
６ 排風部
７ 燃焼風排気口
８ スクリューコンベア
９ 投入口
１０ 底面板
１１ 投入シュート
１２ 通気口
１３ 燃焼皿
１４ スリット部
１５ 点火装置
１６ ヒータ
１７ 冷却空間
１８ 放熱管
１９ 圧送ファン
２０ 温風吹き出し口
２１ 吸引ファン
２２ 排気ダクト
２３ 温度センサ
２４ モータ
２５ 燃焼部
２６ 水平スリット
２７ 垂直スリット
２８ 灰除去手段
２９ 灰回収容器
３０ ギアモータ
３１ 制御部
３２ 外壁
３３ 内壁
３４ 後壁
３５ 前壁
３６ 仕切り板
３７ 燃焼箱
３８ 回転部材
３９ 凹凸部
４０ 回転軸
４１ カバー
４２ 連結ピン
４３ 軸受け
ａ 木質ペレット
Ｃ 燃焼風
ｄ 固体灰
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流木及び間伐材を粉砕又は、大鋸屑等の木質を圧縮加工して成形した木質ペレットを燃焼燃料とし、燃焼灰の除去装置を備える木質ペレット燃料燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から燃焼装置、暖房機等の燃焼燃料として使用されている化石燃料の石炭や石油は、燃焼によって温室効果ガスとなる二酸化炭素等を発生させ、地球温暖化の問題を招いてきている。一刻も早い温室効果ガスとなる二酸化炭素の発生をより少なくする燃焼燃料資源への転換が急務となっている。
【０００３】
そこで近年、環境問題に有効とされているバイオマスの燃料が注目されている。特に今まで焼却処分されていた大鋸屑、間伐材や流木を、一定の粒の形状に圧縮成形する木質ペレットを燃焼燃料にして、燃焼装置、暖房機等に利用され始めている。例えば実開昭５８−１９０３０１号公報（特許文献１）に記する固形燃料ストーブが公知となっている。
【０００４】
木質ペレットを燃焼燃料として使用する上で問題となるのは、容積は大幅に少量するものの灰が発生し、その灰の除去方法が問題となるが、ペレット化する木質の種類によってその灰の量は異なり、木の表皮を除いた木部だけで成形されるペレット（通称、ホワイトペレット）の場合、燃焼後の灰量は容積比率で約１％、また流木を粉砕しその後乾燥して成形されるペレット場合の燃焼後の灰量は容積比率で約１〜２％、木の表皮（樹皮）だけで成形されるペレット（通称、バークペレット）の燃焼後の灰量は容積比率で約４〜５％であって、成形する木質によって燃焼後の灰量が異なるものである。
【０００５】
従来では木質ペレット燃焼装置、特にペレットストーブにおいては、燃料としてホワイトペレットが燃焼後の灰量の少なさ、燃焼しやすさ、燃焼安定性等が良好であるので使用されてきていたが、製材所等から廃棄される樹皮の部分の有効利用が注目され、また価格の面からもバークペレットの使用が近年注目されている。
【０００６】
しかしながら、バークペレットを燃焼燃料に使用すると、燃焼部に多くの灰が堆積し、安定して燃焼しない不具合や、堆積した灰が高温となって溶け、ガラス状のクリンカとなり、通気口を塞いて不完全燃焼を起こす可能性があった。そこで従来では実開昭６０−１２８１３６号公報（特許文献２）や特開２００４−１９１０１０号公報（特許文献３）のように、強制的に灰を除去する装置の発明がなされている。
【０００７】
特許文献２では、燃焼炉底部のロストルを揺動・振動させて灰がロストル上から落下させる装置を設けたもの、また特許文献３では、燃焼室の灰処理板のスリット部から薄板状の凹凸部を有する複数の灰処理用歯車を回転させて灰を灰処理板上から掻き落す装置を備えた構成となっている。
【０００８】
【特許文献１】実開昭５８−１９０３０１号公報
【特許文献２】実開昭６０−１２８１３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１９１０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前掲の特許文献２のようにロストルの揺動により灰を落下させようとする場合には、開口部の間隔が広いほど灰が落下しやすくなるが、燃焼中の若干小径になった木質ペレットの落下を防止するためには、ロストルの間隔を狭くする必要がある。ロストルの揺動の強弱を実施してもロストルの間隔は一定であって、ロストル間隔より大きな固体灰を取除くことは不可能であり、ロストルの開口部を塞ぐ現象が発生してしまい灰が落下しにくくなる。
【００１０】
また、特許文献３のように複数のスリット部を有する灰回収部材と平行に配置した少なくとも２本の回転軸の外周面に灰を掻き取る凹凸部によって灰を除去しようとする構成においては、灰処理板上から灰を確実に除去できるものの、燃焼部近くに複数の回転体とそのギアを含む駆動部を必要とするのでコスト面で高額となると共に、凹凸部を有する回転部材とその回転軸には、外部との通風が無いため、回転駆動部が高温に適用できるよう配慮を必要とするものである。
【００１１】
そこで本発明では、燃焼皿上の灰を確実に除去すると共に、回転駆動部の部品点数を極力少なくしてコストの低減と故障の確率を減少し、しかも回転駆動部自体が常に冷却されるため、高温に適応できる構成にする必要がないので、コスト面でも優れる灰の除去装置を備える木質ペレット燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は請求項１ないし請求項７に係る木質ペレット燃焼装置を提案する。
【００１３】
即ち、請求項１記載の木質ペレット燃焼装置は、燃焼室の燃焼部となる木質ペレット燃料燃焼装置の燃焼皿には、水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記スリット部を回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過するものである。
【００１４】
請求項２記載の木質ペレット燃焼装置は、木質ペレット燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから前記燃料を燃焼室の燃焼皿上に供給する燃料供給手段と、燃料供給手段から供給された前記燃料の燃焼部となる燃焼皿を備える燃焼室と、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部を備え、燃焼部には前記燃料の断続的な供給によって燃焼時に発生する灰を前記燃焼部から除去する灰除去手段を備える木質ペレット燃料燃焼装置であって、
燃焼皿には水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記灰除去手段は、回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、少なくとも一面の水平方向の水平スリットと、少なくとも一面の垂直方向の垂直スリットの両スリットを通過することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項２記載の木質ペレット燃焼装置において、灰の除去手段となる回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部は燃焼皿の下方に備えられ、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部の作用によって燃焼室内に取り込まれる通風は、回転軸付近を通風して回転軸及び回転部材の凹凸部を冷却し、その後燃焼皿の水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過するように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項３記載の木質ペレット燃焼装置において、回転部材の凹凸部は、先に水平スリットを、次いで垂直スリットの順に通過するよう構成され、回転部材の凹凸部によって水平スリットと垂直スリットの交点方向に収集したスリット部を通過しない形状を有した固体灰を、水平スリットと垂直スリットと回転部材の凹凸部によって移動を固定し、後に回転部材の凹凸部の回転によって、固体灰を粉砕若しくは細断して燃焼皿上から落下させること特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項４記載の木質ペレット燃焼装置において、回転部材の凹凸部は、先に垂直スリットを、続いて水平スリットに通過するよう回転軸を回転させ、燃焼皿に燃料供給手段から供給された木質ペレット燃料を一定時間攪燃焼させた後、回転部材の凹凸部が水平スリット、次いで垂直スリットを通過するように回転軸を逆転させて、固体灰を粉砕若しくは細断することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項項１、２、３、４又は請求項５記載の木質ペレット燃焼装置において、回転部材の凹凸部は、薄板状の外周面が円弧形状又は楕円形状であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７記載の木質ペレット燃焼装置は、請求項１、２、３、４、５又は請求項６記載の木質ペレット燃焼装置において、水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットに繋がるスリット部を通過中の回転部材の凹凸部と各スリットとの隙間は略１．５ｍｍとしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る木質ペレット燃焼装置によれは、灰を確実に燃焼部から除去できる灰除去手段の構成を一軸の回転駆動部としているので、灰除去手段の駆動構成を簡素化して故障要因を少なくし、またコストの低減に優れると共に、灰除去手段を吸引風を利用して冷却しているの、高温対応の素材またはその構成を必要としないのでコスト面にも優れた木質ペレット燃焼装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の木質ペレット燃焼装置の実施の形態として、木質ペレットを燃料とするペレットストーブについて、以下に説明を行なう。
【００２２】
図１には、本発明に係る木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの概略断面図。図２には本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部を示す概略斜視図。図３には本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の概略断面図。図４は本発明の実施の形態の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。図５は本発明の実施の形態の他例の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。図６は木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の詳細を示す概略断面図である。
【００２３】
図１において、１はペレットストーブである。ａは木質ペレットであって、ペレットストーブ１内には木質ペレットａが燃焼する燃焼室２と、その中間部から上部には熱交換部５が設けられている。燃焼室２の上端には燃焼風排気口７が設けられ燃焼風Ｃを排風部６へ流通させている。燃焼室２には隣接して燃料タンク３を備え、燃料タンク３から燃焼室２へ木質ペレットａを供給する燃料供給手段４が燃料タンク３に密接して備えられている。図１に示す燃料タンク３はペレットストーブ１の上端までの空間を有していて、ペレットストーブ１の上面が扉となって燃料タンク３内に木質ペレットａが投入できる構成であると良い（図示せず）。
【００２４】
燃料タンク３の下端を構成する底面板１０が燃料供給手段４方向に向かって傾斜し、燃料供給手段４のスクリューコンベア８の投入口９に木質ペレットａが漏れなく投入できるようになっている。スクリューコンベア８の上端には燃焼室２内へ木質ペレットａを投入する投入シュート１１と、投入シュート１１内に外気を通風させるための通気口１２が設けてあり、この通気口１２は投入シュート１１の途中に設けられていても良い。尚スクリューコンベア８の動力はモータ２４の回転によって得られる。
【００２５】
なお、燃焼室２の後壁３４と燃料タンク３及び燃料供給手段４とは冷却空間１７を隔てて構成されていて、その冷却空間１７には外気が流通するようになって、燃焼室２の燃焼熱を燃料タンク３及び燃料供給手段４に伝熱しないようになっている。
【００２６】
燃焼室２の下方には、燃焼部２５を有し、その燃焼部２５には、投入シュート１１より落下した木質ペレットａが堆積燃焼し、複数のスリット部１４を備える燃焼皿１３と、燃焼皿１３の後面には長細の筒内にヒータ１６を備え、長細筒内を通過する空気をヒータ１６によって高温（約２５０℃以上）にしてその高温の空気を木質ペレットａに当てることによって着火する構造の点火装置１５が備えられている。
【００２７】
燃焼皿１３のスリット部１４は、投入された木質ペレットａが落下しない開口幅を保って燃焼皿１３の略全面に前後左右どちらかの方向に長細形状に開口しており、底面の水平スリット２６と側面の垂直スリット２７が同じ開口幅を保ち、繋がって設けられている。
【００２８】
燃焼皿１３の下方には、燃焼皿１３上に浮遊又は固着して固まった固体灰ｄを除去するための灰除去手段２８が設けられていて、灰除去手段２８で燃焼皿１３上から除去された灰が堆積する灰回収容器２９が灰除去手段２８の下方に燃焼皿１３の設置面を覆う範囲で設けられている。
【００２９】
燃焼室２の中間部から上部にかけて燃焼室２を前後に縦断する熱交換部５は、複数の放熱管１８からなり、外気を圧送ファン１９で放熱管１８内に強制的に供給し、熱交換をして温風吹き出し口２０から温風を機外に供給する。
【００３０】
燃焼室２の上端の熱風排気口７には、排風部６が備えられ、吸引ファン２１の吸引作用によって燃焼風Ｃを吸引し、排気ダクト２２から機外に燃焼風Ｃを排気している。なお、燃焼風Ｃに乗って排風部６に達する比重の軽い灰が機外への飛散を防止するために、排風部６にはサイクロン等の集塵装置を設けて集塵し、集塵装置を通過した燃焼風Ｃを吸引ファン２１から機外に排出する構成であると良い（図示せず）。
【００３１】
図１の２３は温度センサであって、排気ダクト２２又は吸引ファン２１の出入口のどちらかに備えられ、温度センサ２３・モータ２４・灰除去手段２８のギアモータ３０・ヒータ１６・圧送ファン１９・吸引ファン２１は制御部３１に繋がれ制御されている。
【００３２】
吸引ファン２１に動作によって外気が直接又は冷却空間１７を経由して燃焼部２５のスリット部１４及び点火装置１５の細長筒内を、そして外気の一部が投入シュート１１を経由して燃焼室２内に達する。燃料タンク３からスクリューコンベア８を経由して燃焼室２内に木質ペレットａが投入され点火装置１５によって着火し、スリット部１４からの通風を受け、木質ペレットａは安定して燃焼を続ける。その後この燃焼風Ｃは熱交換部５で熱交換され燃焼風排気口７から吸引ファン２１を通過し、排気ダクト２２から機外に排出される。
【００３３】
運転開始と共に、ヒータ１６に通電し、通電が規定時間経過後に予熱完了と判断してモータ２４を稼動して燃焼皿１３上に燃料供給を行なう。その後、設定時間経過後に吸引ファン２１を起動させ、燃焼皿１３上に木質ペレットａを設定時間供給後、燃料の供給を停止しする。温度センサ２３で排気される温度が設定温度（４０℃）到達時に燃焼を検出したものとみなし、圧送ファン１９を稼動すると共に、設定の間隔と設定の時間の範囲でモータ２４に通電し、燃焼燃料の供給を定期的におこない、その後温度センサ２３の温度が設定温度より下降しなければ安定燃焼と判断してヒータ１６への通電を停止する。
【００３４】
安定燃焼中の暖房の温度調節として、燃料供給を３段階に調節できるようになっており、その供給量の調節に伴って吸引ファン２１の風量も３段階に制御される。燃料供給「大」では燃焼皿通気孔１４を上昇する風速は約２〜３ｍ/ｓ、「中」での風速は「大」の風速の約８０％、「小」での風速は「大」の風速の約７０％となっている。
【００３５】
図２及び図３は、燃焼室２の下方の燃焼部２５の詳細を示した図であって、３２はペレットストーブ１の左右の外面となる外壁、また３３は燃焼室２の左右面となる内壁、３４は燃焼室２の後壁、３５は前壁（図１）である。燃焼部２５と灰回収容器２９の設置空間を仕切るために仕切り板３６が設けられ、仕切り板３６の開口部には燃焼箱３７が備えられ、燃焼箱３７の上面から燃焼皿１３が落としこまれている。
【００３６】
燃焼皿１３は底面と左右面、前後面の５面からなる上面が開口した箱形状であって、燃焼箱３７の上面開口部に落とし込まれているだけであるので、着脱が容易なので取り外して簡単に掃除が出来るものである。
【００３７】
燃焼皿１３には前面の垂直スリット２７と底面の水平スリット２６、後面の垂直スリット２７が前後方向に同開口幅で繋がっていると共に、燃焼皿１３の下方で燃焼箱３７の内部に備えられた灰除去手段２８の回転部材３８の凹凸部３９が水平スリット２６と前後面のどちらか一方若しくは両方の垂直スリット２７を通過する位置に回転軸４０が備えられている。
【００３８】
回転軸４０は、外壁３２と内壁３３との間に設けられたギアモータ３０から動力を得て回転しており、回転軸４０は前記ギアモータ３０の軸と連結する連結ピン４２で繋がれ、燃焼箱３７を貫通して燃焼箱３７の両端の軸受け４３によって容易に回転できるよう構成されている。回転軸４０はギアモータ３０の付け根からカバー４１で覆っていると良く、回転軸４０とギアモータ３０の軸、そして連結ピン４２に燃焼によって飛散する比較的比重の軽い灰がそれぞれに堆積するのを防止し、回転軸４０の回転を常に安定させることが出来る（図３）。
【００３９】
燃焼箱３７の内部の回転軸４０の外周には、凹凸部３９を備えた回転部材３８が密着してはめ込まれているので、回転軸４０と回転部材３８は同一に回転するものであって、凹凸部３９は、繋がった水平スリットと垂直スリットの隙間内をスリットの側面に干渉しないようにスリットの配置に合わせて設けられているものである。なお、図２図３に示す凹凸部は、各スリット部１４に対して回転軸４０が１回転すると、各凹凸部も１回スリットに通過するように構成され、その凹凸部は互い違いに１８０℃の角度を持って備えている状態を表している。図示はしていないが、各凹凸が重なり合わない角度を持って配置されると、スリットへの進入時間のズレが生じるのでギアモータ３０に加わる負荷が分散され、ギアモータ３０・軸受け４３の耐久性が増すのでよい。
【００４０】
図４に示す灰除去手段２８の凹凸部３９は燃焼皿１３の前面の垂直スリット２７と水平スリット２６を通過するように回転軸４０を燃焼皿１３の下方に備えた構造を表すものである。凹凸部３９の形状は、薄板状の円弧形状であって１８０℃の角度をもって互い違いに、そしてスリット部の数とその配列に合致するよう配置されている。木質ペレット燃料に着火後、ある一定の時間経過の後に、回転軸４０が低回転でＡ方向、即ち垂直スリット２７から水平スリット２６方向に回転を行なうことで木質ペレット燃料を攪拌し、燃焼を促す働きをするものである。燃料着火直後においては、点火装置付近で燃焼を開始するが、燃焼皿１３全面での燃焼までにはかなりの時間を要するが、この攪拌作用によって燃焼皿全体に早く燃焼領域を広げると共に、燃焼皿１３の前面即ち垂直スリット２７付近に落下した燃料であっても、この攪拌作用によって早く燃焼させることが出来るものである。
【００４１】
また、回転軸４０をＢ方向、即ち水平スリット２６から垂直スリット２７を通過するように凹凸部３９を回転させると、水平スリット２６と垂直スリット２７の交点の角部にスリット部を通過しない大きさを持った燃焼後のクリンカのような固体灰ｄを集積することが出来、水平スリット２６の面と、垂直スリット２７の面と凹凸部の３面によって固体灰ｄの移動を固定し、凹凸部３９の更なるＢ方向の回転によって、固体灰ｄは粉砕若しくは細断されて各スリットから落下させ、燃焼皿１３上から除去できるものである。
【００４２】
図５に示す凹凸部３９は、それぞれの凹凸部３９が上方を向いた場合の垂直スリット２７側の一面を円弧とし、他面を直線形状として回転部材３８に接合したものである。この場合、凹凸部３９と回転部材３８との接合面の面積を大きくして耐久性を増すことが出来るので、より一層凹凸部３９を薄くすることが可能となって、固体灰ｄを粉砕若しくは細断する動力を軽減できるものである。また、Ａ方向に回転させた場合に水平スリット２６には凹凸部３９の直線形状の面が交差するので、噛み込む力を減少させて回転方向に燃焼中のペレットを押し出し、より一層燃料を攪拌することが可能となる。
【００４３】
図４・図５に示した凹凸部の形状は円弧であるが、楕円または、一部が楕円で一部は直線形状であっても良い（図示せず）。
【００４４】
図６では、燃焼箱３７の断面詳細を表す図であって、燃焼皿１３の水平スリット２６と凹凸部３９との隙間を表した図である。図６では凹凸部３９の厚みが1ｍｍの場合のそれぞれの寸法を示している。
【００４５】
燃料となる木質ペレットの形状は断面φ６からφ８ｍｍである。固体灰ｄを落下しやすくするためにはスリットの幅を広く取る必要があるが、４ｍｍ以上にスリットの開口幅を設けてしまうと燃焼中の木質ペレットの落下をまねいてしまうため好ましくない。
【００４６】
そこで、水平スリット２６即ちスリット部１４の開口幅を４ｍｍと決定し、そのスリット部１４を通過する凹凸部３９との隙間の寸法が１．５ｍｍ以上の空間を有しないとスリット部１４を凹凸部３９が通過しているときのスリットを通過する通風が阻害されてしまい、木質ペレットの燃焼が安定しないことが実験で判明した。スリット部１４の開口部幅が４ｍｍ、凹凸部３９との間隔を左右１．５ｍｍ必要になるということは、当然凹凸部３９の厚みは１ｍｍとなる。
【００４７】
凹凸部３９の断面は極力薄い面で固体灰ｄに接触した方が粉砕若しくは細断しやすいことが確認されており、実験の結果からも凹凸部３９の厚みが１ｍｍ以上であった場合、固体灰ｄを粉砕するのにより多くの動力を必要とすることが判明している。
【００４８】
材質によっては凹凸部３９の厚みを０．６ｍｍ又は０．８ｍｍにしても木質ペレット燃料を細断することが可能である。この場合、スリットと凹凸部３９の間隔を１．７ｍｍから１．６ｍｍと広くすることが可能で、より安定して通風することが可能であるが、凹凸部の耐久性と材質のコストを考慮するとその厚みは１ｍｍが妥当と考えられるものである。
【００４９】
また、燃焼皿１３の素材にもよるが、スリットの幅４ｍｍの形成においても若干の誤差が生じる可能性があるので、凹凸部３９の断面幅を１ｍｍ、スリット部１４の開口幅略４ｍｍ、スリットと凹凸部３９の間隔を略１．５ｍｍと決定したものである。
【００５０】
凹凸部３９の断面幅を薄く、またスリットと凹凸部３９の隙間を通風の妨げにならない距離を設けたことは凹凸部がスリット部を通過中であっても、スリットの通風を妨げないので燃料が安定して燃焼すると共に、凹凸部３９がスリット部１４を通過した後に、スリットを通過する前の通風が凹凸部３９と回転部材３８の付近を通過するので冷却効果が期待できるものである。特に凹凸部３９が薄いため冷却効果に優れるので高熱対応の素材を必要としない。このことは、加工の容易性とコストの低減にすぐれるものである。
【００５１】
ペレットストーブ１の稼動と共に、投入シュート１１より燃焼皿１３上に木質ペレットａが定量供給される。この定量の木質ペレットが燃焼皿１３上に供給された後、点火装置１５によって木質ペレットａに着火する。着火動作から設定時間後、回転軸４０はＡ方向に回転を開始し、回転部材３８に設けられた凹凸部３９もＡ方向に回転し、燃焼皿１３内の木質ペレットａを攪拌して燃焼を燃焼皿１３全体に広がるよう攪拌を行なう。温度センサ２３によって安定燃焼と判断された後、設定時間経過後に回転軸４０をＢ方向に一定時間回転を行なう。このＢ方向の回転によって、スリット部１４の開口幅から落下しない大きさをもった固体灰ｄを、水平スリット２６と垂直スリット２７の交点の角部と、凹凸部３９の三点で固体灰ｄの移動を固定し、凹凸部３９の更なるＢ方向の回転によって固体灰ｄは粉砕又は細断されて、燃焼皿１３上から除去されるものである。Ｂ方向の回転はＡ回転の時間より短時間の設定で良く、Ｂ回転の設定時間終了後直ちにＡ方向に回転を始め燃料の攪拌作用を行なうようにする。
【００５２】
燃焼皿１３上に残る浮遊灰、固体灰ｄを除去することは、スリット部１４の外気の通風を滞ることなく行なうことができるので、木質ペレット燃料の安定燃焼を可能として煙等の発生を防止して完全燃焼を促進する。また、回転部材３８に備えられた凹凸部３９が薄くそしてスリット部１４との隙間が、凹凸部３９がスリット部１４に進入した状態であってもスリット部１４の通風を妨げない寸法の隙間を設けているので、燃焼風の供給を常に一定に出来る効果を有しているものである。
【００５３】
そして、燃焼皿１３の下方の回転軸４０と回転部材３８と凹凸部３９は、スリット部１４を通過する燃焼風となる外気を利用して冷却しているので、耐熱性の素材を用いることなく低コストで加工の容易な素材の使用を可能としている。特に凹凸部３９は薄い断面幅で構成されているので、冷却効果に優れると共に固体灰ｄの粉砕・細断能力にも優れているものである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る木質ペレット燃焼装置は主としてペレットストーブに有効な手段であるが、木質系以外のペレットも燃料として燃焼可能なペットボイラーにおいても有効な灰の除去手段であって、ペレットを使用する全ての燃焼装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの概略断面図。
【図２】本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部を示す概略斜視図。
【図３】本発明の木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の概略断面図。
【図４】本発明の実施の形態の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。
【図５】本発明の実施の形態の他例の灰除去手段の詳細を示す概略断面図。
【図６】木質ペレット燃焼装置を例示するペレットストーブの燃焼部の詳細を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１ ペレットストーブ
２ 燃焼室
３ 燃料タンク
４ 燃料供給手段
５ 熱交換部
６ 排風部
７ 燃焼風排気口
８ スクリューコンベア
９ 投入口
１０ 底面板
１１ 投入シュート
１２ 通気口
１３ 燃焼皿
１４ スリット部
１５ 点火装置
１６ ヒータ
１７ 冷却空間
１８ 放熱管
１９ 圧送ファン
２０ 温風吹き出し口
２１ 吸引ファン
２２ 排気ダクト
２３ 温度センサ
２４ モータ
２５ 燃焼部
２６ 水平スリット
２７ 垂直スリット
２８ 灰除去手段
２９ 灰回収容器
３０ ギアモータ
３１ 制御部
３２ 外壁
３３ 内壁
３４ 後壁
３５ 前壁
３６ 仕切り板
３７ 燃焼箱
３８ 回転部材
３９ 凹凸部
４０ 回転軸
４１ カバー
４２ 連結ピン
４３ 軸受け
ａ 木質ペレット
Ｃ 燃焼風
ｄ 固体灰
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室の燃焼部となる木質ペレット燃料燃焼装置の燃焼皿には、水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記スリット部を回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過することを特徴とする木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項２】
木質ペレット燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから前記燃料を燃焼室の燃焼皿上に供給する燃料供給手段と、燃料供給手段から供給された前記燃料の燃焼部となる燃焼皿を備える燃焼室と、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部を備え、燃焼部には前記燃料の断続的な供給によって燃焼時に発生する灰を前記燃焼部から除去する灰除去手段を備える木質ペレット燃料燃焼装置であって、
燃焼皿には水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記灰除去手段は、回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、少なくとも一面の水平方向の水平スリットと、少なくとも一面の垂直方向の垂直スリットの両スリットを通過することを特徴とする、木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項３】
灰の除去手段となる回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部は燃焼皿の下方に備えられ、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部の作用によって燃焼室内に取り込まれる通風は、回転軸付近を通風して回転軸及び回転部材の凹凸部を冷却し、その後燃焼皿の水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過するように構成したことを特徴とする、請求項２記載の木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項４】
回転部材の凹凸部は、先に水平スリットを、次いで垂直スリットの順に通過するよう構成され、回転部材の凹凸部によって水平スリットと垂直スリットの交点方向に収集したスリット部を通過しない形状を有した固体灰を、水平スリットと垂直スリットと回転部材の凹凸部によって移動を固定し、後に回転部材の凹凸部の回転によって、固体灰を粉砕若しくは細断して燃焼皿上から落下させること特徴とする、請求項３記載の木質ペレット燃料燃焼装置
【請求項５】
回転部材の凹凸部は、先に垂直スリットを、続いて水平スリットに通過するよう回転軸を回転させ、燃焼皿に燃料供給手段から供給された木質ペレット燃料を一定時間攪燃焼させた後、回転部材の凹凸部が水平スリット、次いで垂直スリットを通過するように回転軸を逆転させて、固体灰を粉砕若しくは細断することを特徴とする請求項４記載の木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項６】
回転部材の凹凸部は、薄板状の外周面が円弧形状又は楕円形状であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は請求項５記載の木質ペレット燃焼装置。
【請求項７】
水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットに繋がるスリット部を通過中の回転部材の凹凸部と各スリットとの隙間は略１．５ｍｍとしたことを特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は請求項６記載の木質ペレット燃焼装置。
【請求項１】
燃焼室の燃焼部となる木質ペレット燃料燃焼装置の燃焼皿には、水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記スリット部を回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過することを特徴とする木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項２】
木質ペレット燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから前記燃料を燃焼室の燃焼皿上に供給する燃料供給手段と、燃料供給手段から供給された前記燃料の燃焼部となる燃焼皿を備える燃焼室と、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部を備え、燃焼部には前記燃料の断続的な供給によって燃焼時に発生する灰を前記燃焼部から除去する灰除去手段を備える木質ペレット燃料燃焼装置であって、
燃焼皿には水平方向と垂直方向に繋がるスリット部を所定間隔に複数配置すると共に、前記灰除去手段は、回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部が、少なくとも一面の水平方向の水平スリットと、少なくとも一面の垂直方向の垂直スリットの両スリットを通過することを特徴とする、木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項３】
灰の除去手段となる回転軸の外周面に凹凸を有する回転部材の凹凸部は燃焼皿の下方に備えられ、燃焼室からの燃焼風を機外に排出する排風部の作用によって燃焼室内に取り込まれる通風は、回転軸付近を通風して回転軸及び回転部材の凹凸部を冷却し、その後燃焼皿の水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットを通過するように構成したことを特徴とする、請求項２記載の木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項４】
回転部材の凹凸部は、先に水平スリットを、次いで垂直スリットの順に通過するよう構成され、回転部材の凹凸部によって水平スリットと垂直スリットの交点方向に収集したスリット部を通過しない形状を有した固体灰を、水平スリットと垂直スリットと回転部材の凹凸部によって移動を固定し、後に回転部材の凹凸部の回転によって、固体灰を粉砕若しくは細断して燃焼皿上から落下させること特徴とする、請求項３記載の木質ペレット燃料燃焼装置
【請求項５】
回転部材の凹凸部は、先に垂直スリットを、続いて水平スリットに通過するよう回転軸を回転させ、燃焼皿に燃料供給手段から供給された木質ペレット燃料を一定時間攪燃焼させた後、回転部材の凹凸部が水平スリット、次いで垂直スリットを通過するように回転軸を逆転させて、固体灰を粉砕若しくは細断することを特徴とする請求項４記載の木質ペレット燃料燃焼装置。
【請求項６】
回転部材の凹凸部は、薄板状の外周面が円弧形状又は楕円形状であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は請求項５記載の木質ペレット燃焼装置。
【請求項７】
水平方向の水平スリットと垂直方向の垂直スリットに繋がるスリット部を通過中の回転部材の凹凸部と各スリットとの隙間は略１．５ｍｍとしたことを特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は請求項６記載の木質ペレット燃焼装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２６６５４６（Ｐ２００６−２６６５４６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８２８７５（Ｐ２００５−８２８７５）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００１４６５）金子農機株式会社 (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００１４６５）金子農機株式会社 (53)
【Ｆターム（参考）】
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