JP7653195B1

JP7653195B1 - 木質ペレット燃焼装置

Info

Publication number: JP7653195B1
Application number: JP2024060434A
Authority: JP
Inventors: 崇史熊谷; 祐介菅野
Original assignee: Yamamoto Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamamoto Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2024-04-03
Filing date: 2024-04-03
Publication date: 2025-03-28
Anticipated expiration: 2044-04-03
Also published as: JP2025158015A

Abstract

【課題】木質ペレットの燃焼による火力を調整する。
【解決手段】木質ペレット燃焼装置１０では、燃焼筒３０内の木質ペレット３４が上側から燃焼する。また、一次供給路３８からの一次燃焼空気５０が木質ペレット３４に下側から供給されると共に、二次供給路４０からの二次燃焼空気５２が木質ペレット３４の上側に供給される。ここで、調整機構１８が一次供給路３８からの一次燃焼空気５０と二次供給路４０からの二次燃焼空気５２との量を調整する。このため、木質ペレット３４の燃焼による火力を調整できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、収容体に収容される木質ペレットが上側から燃焼する木質ペレット燃焼装置に関する。

下記特許文献１に記載のペレットストーブでは、燃焼炉に上側から供給される木質ペレットが燃焼する。さらに、木質ペレットに下側から空気が供給されると共に、木質ペレットの上側に空気が供給される。

ここで、このようなペレットストーブでは、木質ペレットの燃焼による火力を調整できるのが好ましい。

特開２０１８－１４１６０９号公報

本発明は、上記事実を考慮し、木質ペレットの燃焼による火力を調整できる木質ペレット燃焼装置を得ることを目的とするものである。

本発明の第１態様の木質ペレット燃焼装置は、木質ペレットが収容され、木質ペレットが上側から燃焼する収容体と、木質ペレットに下側から一次燃焼空気が供給される一次供給路と、木質ペレットの上側に二次燃焼空気が供給される二次供給路と、前記一次燃焼空気と前記二次燃焼空気との少なくとも一方の量を調整する調整機構と、を備える。

本発明の第２態様の木質ペレット燃焼装置は、本発明の第１態様の木質ペレット燃焼装置において、前記調整機構に設けられ、移動されて前記一次供給路の開放量と前記二次供給路の開放量とが調整される調整部材を備える。

本発明の第３態様の木質ペレット燃焼装置は、本発明の第２態様の木質ペレット燃焼装置において、前記調整部材が一方向に移動されて前記一次供給路の開放量が大きくされると共に前記二次供給路の開放量が小さくされ、かつ、前記調整部材が他方向に移動されて前記一次供給路の開放量が小さくされると共に前記二次供給路の開放量が大きくされる。

本発明の第１態様の木質ペレット燃焼装置では、収容体に木質ペレットが収容されて、木質ペレットが上側から燃焼する。さらに、木質ペレットに下側から一次供給路を介して一次燃焼空気が供給されると共に、木質ペレットの上側に二次供給路を介して二次燃焼空気が供給される。

ここで、調整機構が一次燃焼空気と二次燃焼空気との少なくとも一方の量を調整する。このため、木質ペレットの燃焼による火力を調整できる。

本発明の第２態様の木質ペレット燃焼装置では、調整機構の調整部材が移動されて、一次供給路の開放量と二次供給路の開放量とが調整される。このため、容易に一次燃焼空気と二次燃焼空気との量を調整できる。

本発明の第３態様の木質ペレット燃焼装置では、調整部材が一方向に移動されて、一次供給路の開放量が小さくされると共に、調整部材が他方向に移動されて、二次供給路の開放量が小さくされる。このため、一層容易に一次燃焼空気と二次燃焼空気との量を調整できる。

（Ａ）は、本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置の小火力状態を示す上側から見た斜視図であり、（Ｂ）は、当該木質ペレット燃焼装置の小火力状態における調整機構を示す上側から見た斜視図である。（Ａ）は、本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置の中火力状態を示す上側から見た斜視図であり、（Ｂ）は、当該木質ペレット燃焼装置の中火力状態における調整機構を示す上側から見た斜視図である。（Ａ）は、本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置の大火力状態を示す上側から見た斜視図であり、（Ｂ）は、当該木質ペレット燃焼装置の大火力状態における調整機構を示す上側から見た斜視図である。本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置の主要部を示す上側から見た破断斜視図である。本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置の燃焼状況を示す側方から見た断面図である。（Ａ）は、本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置の固定板を示す上側から見た上面図であり、（Ｂ）は、当該木質ペレット燃焼装置のダンパを示す上側から見た上面図である。本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置におけるダンパの位置（横軸）と一次空気穴及び二次空気穴の開度（縦軸）との関係を示すグラフである。

図１（Ａ）には、本発明の実施形態に係る木質ペレット燃焼装置１０が上側から見た斜視図にて示されており、図４には、木質ペレット燃焼装置１０の主要部が上側から見た破断斜視図にて示されている。なお、図面では、木質ペレット燃焼装置１０の上方を矢印ＵＰで示している。

図１（Ａ）及び図４に示す如く、本実施形態に係る木質ペレット燃焼装置１０の下側部分には、本体１２が設けられている。本体１２の下端には、円板状の底板１４が設けられており、木質ペレット燃焼装置１０は、底板１４において設置位置に載置されて設置されている。

底板１４の上側には、外部材としての略円筒状の外筒１６が同軸上に設けられており、外筒１６内の下端近傍には、調整機構１８を構成する固定部材としての略円板状の固定板２０（図６（Ａ）参照）が同軸上に固定されている。固定板２０は、底板１４の上側に離間されて設置されており、外筒１６は、底板１４から上側に離間されて、底板１４との間に流入口１６Ａが形成されている。

固定板２０の外周部には、下穴２０Ａが複数貫通形成されており、複数の下穴２０Ａは、固定板２０の周方向に等間隔に配置されている。下穴２０Ａは、固定板２０の周方向に延在されており、下穴２０Ａは、固定板２０の径方向外側に開放されている。

固定板２０には、下穴２０Ａより径方向内側において、一次固定穴２０Ｂが複数貫通形成されており、複数の一次固定穴２０Ｂは、固定板２０の周方向に等間隔に配置されると共に、固定板２０の周方向に延在されている。固定板２０には、下穴２０Ａと一次固定穴２０Ｂとの径方向中間位置において、二次固定穴２０Ｃが複数（一次固定穴２０Ｂと同数）貫通形成されており、複数の二次固定穴２０Ｃは、固定板２０の周方向に等間隔に配置されている。二次固定穴２０Ｃは、固定板２０の周方向に延在されており、二次固定穴２０Ｃの幅方向寸法は、一次固定穴２０Ｂの幅方向寸法に比し小さくされている。二次固定穴２０Ｃの固定板２０周方向への配置角度は、一次固定穴２０Ｂの固定板２０周方向への配置角度と同一にされており、二次固定穴２０Ｃは、互いに隣接する一対の一次固定穴２０Ｂのうちの一方の中央位置から他方の一方側の端までにおける固定板２０周方向の範囲に配置されている。

固定板２０の下側には、調整機構１８を構成する調整部材としての略円環板状のダンパ２２（図６（Ｂ）参照）が同軸上に支持されており、ダンパ２２は、中心軸線周りに回転可能にされると共に、外周が固定板２０の下穴２０Ａより径方向内側に配置されている。ダンパ２２には、矩形板状の操作部２２Ａが一体に設けられており、操作部２２Ａは、ダンパ２２の径方向外側に突出されている。操作部２２Ａは、外筒１６に所定範囲で回転可能に貫通されて、外筒１６の外側に突出されており、木質ペレット燃焼装置１０の使用者によって操作部２２Ａが左右方向に回転されて、ダンパ２２が回転される。

ダンパ２２には、固定板２０の一次固定穴２０Ｂの径方向位置において、一次移動穴２２Ｂが複数（一次固定穴２０Ｂと同数）貫通形成されており、複数の一次移動穴２２Ｂは、ダンパ２２の周方向に等間隔に配置されている。一次移動穴２２Ｂは、ダンパ２２の周方向に延在されており、一次移動穴２２Ｂは、幅方向寸法が一次固定穴２０Ｂの幅方向寸法と同一にされると共に、長手方向寸法が一次固定穴２０Ｂの長手方向寸法の１／２にされている。ダンパ２２には、固定板２０の二次固定穴２０Ｃの径方向位置において、二次移動穴２２Ｃが複数（二次固定穴２０Ｃと同数）貫通形成されており、複数の二次移動穴２２Ｃは、ダンパ２２の周方向に等間隔に配置されている。二次移動穴２２Ｃは、ダンパ２２の周方向に延在されており、二次移動穴２２Ｃは、幅方向寸法が二次固定穴２０Ｃの幅方向寸法と同一にされると共に、長手方向寸法が二次固定穴２０Ｃの長手方向寸法の１／２にされている。二次移動穴２２Ｃのダンパ２２周方向への配置角度は、一次移動穴２２Ｂのダンパ２２周方向への配置角度と同一にされており、二次移動穴２２Ｃは、一次移動穴２２Ｂと同一のダンパ２２周方向の範囲に配置されている。

固定板２０の一次固定穴２０Ｂとダンパ２２の一次移動穴２２Ｂとは、重合されており、一次固定穴２０Ｂと一次移動穴２２Ｂとの重合部分は、一次空気穴２４にされている（図１（Ｂ）参照）。固定板２０の二次固定穴２０Ｃとダンパ２２の二次移動穴２２Ｃとは、重合されており、二次固定穴２０Ｃと二次移動穴２２Ｃとの重合部分は、二次空気穴２６にされている。

ダンパ２２の操作部２２Ａが左端位置（回転範囲の左端位置）に回転された際には、一次空気穴２４が最小にされると共に、二次空気穴２６が最大（二次移動穴２２Ｃの大きさ）にされる（図１（Ｂ）及び図７参照）。ダンパ２２の操作部２２Ａが左端位置から中央位置（回転範囲の中央位置）に回転される際には、一次空気穴２４が徐々に大きくされると共に、二次空気穴２６が最大に維持される（図７参照）。ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置に回転された際には、一次空気穴２４が最大（一次移動穴２２Ｂの大きさ）にされると共に、二次空気穴２６が最大にされる（図２（Ｂ）及び図７参照）。ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から右端位置（回転範囲の右端位置）に回転される際には、一次空気穴２４が最大に維持されると共に、二次空気穴２６が徐々に小さくされる（図７参照）。ダンパ２２の操作部２２Ａが右端位置に回転された際には、一次空気穴２４が最大にされると共に、二次空気穴２６が最小にされる（図３（Ｂ）及び図７参照）。

外筒１６内には、内部材としての円筒状の風洞２８（図１（Ｂ）参照）が同軸上に設けられており、風洞２８は、固定板２０の下穴２０Ａと二次固定穴２０Ｃとの径方向中間に配置されて、固定板２０の上側に固定されている。

風洞２８内には、収容体を構成する円筒状の燃焼筒３０が同軸上に設けられており、燃焼筒３０は、固定板２０の一次固定穴２０Ｂと二次固定穴２０Ｃとの径方向中間に配置されて、固定板２０の上側に固定されている。燃焼筒３０の上端部には、略矩形状の二次供給穴３０Ａが複数貫通形成されており、複数の二次供給穴３０Ａは、燃焼筒３０の周方向に等間隔に配置されると共に、上側に開放されている。燃焼筒３０内の下端近傍には、収容体を構成する略円板状のロストル３２が同軸上に固定されており、ロストル３２には、一次供給穴３２Ａが複数貫通形成されている。

燃焼筒３０内のロストル３２より上側には、加工燃料である例えば円柱状の木質ペレット３４が収容されて、二次供給穴３０Ａの下側まで充填される。木質ペレット３４は、バイオマス燃料であって、間伐材等が粉砕圧縮加工されて製造されている。木質ペレット３４は、ロストル３２の一次供給穴３２Ａより大きくされており、これにより、木質ペレット３４が一次供給穴３２Ａから落下することが抑制される。

外筒１６内の上端近傍には、上部材としての略円環板状のリング３６が同軸上に嵌合されており、リング３６は、内径が燃焼筒３０の内径と同一にされて、燃焼筒３０及び風洞２８の上側に載置されている。リング３６の外周部には、風洞２８の径方向外側において、上穴３６Ａが複数貫通形成されており、複数の上穴３６Ａは、リング３６の周方向に等間隔に配置されている。上穴３６Ａは、リング３６の周方向に延在されており、上穴３６Ａは、リング３６の径方向外側に開放されている。

底板１４と外筒１６との間の流入口１６Ａから外筒１６内の固定板２０及びダンパ２２より下側、一次空気穴２４及び燃焼筒３０内のロストル３２より下側を介してロストル３２の一次供給穴３２Ａまでは、一次供給路３８にされている。流入口１６Ａから外筒１６内の固定板２０及びダンパ２２より下側、二次空気穴２６及び風洞２８と燃焼筒３０との間を介して燃焼筒３０の二次供給穴３０Ａまでは、二次供給路４０にされている。流入口１６Ａから外筒１６内の固定板２０及びダンパ２２より下側、固定板２０の下穴２０Ａ及び外筒１６と風洞２８との間を介してリング３６の上穴３６Ａまでは、外供給路４２にされている。

外筒１６の上側には、透明円筒状のガラス筒４４が同軸上に装着されており、ガラス筒４４内は、外筒１６内に連通されている。ガラス筒４４の上側には、円板状の天板４６が同軸上に設置されており、天板４６は、ガラス筒４４から離間されて、ガラス筒４４との間に隙間が形成されている。天板４６の下側には、円筒状の遠赤外線放射体４８が同軸上に設置されており、遠赤外線放射体４８は、ガラス筒４４内に挿入されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

以上の構成の木質ペレット燃焼装置１０が使用される際には、本体１２の外筒１６からガラス筒４４（天板４６及び遠赤外線放射体４８を含む）が取り外された後に、燃焼筒３０内のロストル３２より上側に、上側から、木質ペレット３４が充填される。そして、木質ペレット３４に上側から着火剤が注がれて、木質ペレット３４が上側から着火されることで、木質ペレット３４が上側から燃焼する。その後、外筒１６にガラス筒４４（天板４６及び遠赤外線放射体４８を含む）が装着される。

木質ペレット３４が燃焼する際には、ガラス筒４４内に上昇気流が発生する。このため、図４及び図５に示す如く、本体１２外の空気が一次燃焼空気５０として本体１２の一次供給路３８（底板１４と外筒１６との間の流入口１６Ａから外筒１６内の固定板２０及びダンパ２２より下側、一次空気穴２４及び燃焼筒３０内のロストル３２より下側を介してロストル３２の一次供給穴３２Ａまで）を介して木質ペレット３４に下側から供給される。さらに、本体１２外の空気が二次燃焼空気５２として本体１２の二次供給路４０（流入口１６Ａから外筒１６内の固定板２０及びダンパ２２より下側、二次空気穴２６及び風洞２８と燃焼筒３０との間を介して燃焼筒３０の二次供給穴３０Ａまで）を介して木質ペレット３４の上側に供給される。しかも、本体１２外の空気が通過空気５４として本体１２の外供給路４２（流入口１６Ａから外筒１６内の固定板２０及びダンパ２２より下側、固定板２０の下穴２０Ａ及び外筒１６と風洞２８との間を介してリング３６の上穴３６Ａまで）を通過してガラス筒４４の内周面に供給される。

これにより、一次供給路３８からの一次燃焼空気５０により木質ペレット３４が上側から一次燃焼（ガス化）して、木質ペレット３４が可燃ガス３４Ａを発生すると共に、木質ペレット３４が燃焼灰３４Ｂになる。なお、木質ペレット３４は、上側から下側に向けて一次燃焼して燃焼灰３４Ｂになる。さらに、二次供給路４０からの二次燃焼空気５２により木質ペレット３４の上側で可燃ガス３４Ａが燃焼する（木質ペレット３４が二次燃焼する）。また、通過空気５４が外供給路４２を通過して、外筒１６が冷却されると共に、通過空気５４がガラス筒４４の内周面に供給されて、ガラス筒４４の内周面の汚れが抑制される。

木質ペレット３４が燃焼する際には、木質ペレット３４の燃焼による炎によりガラス筒４４の周囲が照明される。さらに、遠赤外線放射体４８が加熱されて遠赤外線をガラス筒４４外に放射することで、ガラス筒４４の周囲が暖房される。しかも、天板４６が加熱されることで、例えば天板４６上で調理が可能である。

ところで、一次供給路３８からの一次燃焼空気５０及び二次供給路４０からの二次燃焼空気５２が多い場合には、木質ペレット３４が可燃ガス３４Ａを十分に発生すると共に、可燃ガス３４Ａが十分に燃焼して、木質ペレット３４の燃焼による火力が中火力（標準火力）にされる。また、一次供給路３８からの一次燃焼空気５０が少なくなると、木質ペレット３４が発生する可燃ガス３４Ａが少なくなって、木質ペレット３４の燃焼による火力が小さくなる。一方、二次供給路４０からの二次燃焼空気５２が少なくなると、可燃ガス３４Ａの燃焼に必要な時間が長くなって、可燃ガス３４Ａの燃焼による炎が高くなることで、ガラス筒４４内の上昇気流が強くなって、一次供給路３８からの一次燃焼空気５０が多くなり、木質ペレット３４の燃焼による火力が大きくなる。

ここで、調整機構１８において、ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から左側に回転されて、ダンパ２２（一次移動穴２２Ｂ）と固定板２０（一次固定穴２０Ｂ）とによる一次空気穴２４が小さくされることで、一次供給路３８からの一次燃焼空気５０が少なくされて、木質ペレット３４の燃焼による火力が小さくされる（図１の（Ａ）及び（Ｂ）、図２の（Ａ）及び（Ｂ）、図７参照）。一方、ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から右側に回転されて、ダンパ２２（二次移動穴２２Ｃ）と固定板２０（二次固定穴２０Ｃ）とによる二次空気穴２６が小さくされることで、二次供給路４０からの二次燃焼空気５２が少なくされて、木質ペレット３４の燃焼による火力が大きくされる（図２の（Ａ）及び（Ｂ）、図３の（Ａ）及び（Ｂ）、図７参照）。このため、木質ペレット３４の燃焼による火力を調整できる。これにより、木質ペレット燃焼装置１０を特に遠赤外線放射体４８による暖房及び天板４６上での調理において熱利用する場合に、温度を調整でき、木質ペレット燃焼装置１０の使い勝手を良くできると共に、無駄なエネルギー消費を抑制できる。

また、ダンパ２２が回転されて、一次供給路３８の開放量（一次空気穴２４の大きさ）と二次供給路４０の開放量（二次空気穴２６の大きさ）とが調整される。このため、容易に一次供給路３８からの一次燃焼空気５０と二次供給路４０からの二次燃焼空気５２との量を調整できる。

さらに、ダンパ２２（操作部２２Ａ）が中央位置から左側（一方向）に回転されて、一次供給路３８の開放量（一次空気穴２４）が小さくされると共に、ダンパ２２（操作部２２Ａ）が中央位置から右側（他方向）に回転されて、二次供給路４０の開放量（二次空気穴２６）が小さくされる。このため、容易に一次供給路３８からの一次燃焼空気５０と二次供給路４０からの二次燃焼空気５２との量を調整できる。

なお、本実施形態では、ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から左側に回転されて、二次空気穴２６の大きさが維持される。しかしながら、ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から左側に回転されて、二次空気穴２６が大きく又は小さくされてもよい。

さらに、本実施形態では、ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から右側に回転されて、一次空気穴２４の大きさが維持される。しかしながら、ダンパ２２の操作部２２Ａが中央位置から右側に回転されて、一次空気穴２４が大きく又は小さくされてもよい。

また、本実施形態では、調整機構１８が一次供給路３８の開放量及び二次供給路４０の開放量を調整する。しかしながら、調整機構１８は、一次供給路３８の開放量及び二次供給路４０の開放量の少なくとも一方を調整すればよい。

さらに、本発明の木質ペレット燃焼装置の用途は、本実施形態以外のもの（ボイラー等）であってもよい。

１０木質ペレット燃焼装置
１８調整機構
２２ダンパ（調整部材）
３０燃焼筒（収容体）
３２ロストル（収容体）
３４木質ペレット
３８一次供給路
４０二次供給路
５０一次燃焼空気
５２二次燃焼空気

Claims

木質ペレットが収容され、木質ペレットが上側から燃焼する収容体と、
木質ペレットに下側から一次燃焼空気が供給される一次供給路と、
木質ペレットの上側に二次燃焼空気が供給される二次供給路と、
移動されて前記一次供給路の開放量と前記二次供給路の開放量とが調整される単一の調整部材が設けられ、前記調整部材が移動されて前記一次燃焼空気及び前記二次燃焼空気の一方の量を維持しつつ前記一次燃焼空気及び前記二次燃焼空気の他方の量を変化させる調整機構と、
を備える木質ペレット燃焼装置。
前記調整部材が一方向に移動されて前記一次供給路の開放量が小さくされると共に、前記調整部材が他方向に移動されて前記二次供給路の開放量が小さくされる請求項１記載の木質ペレット燃焼装置。