固形燃料燃焼装置、固形燃料ストーブ、ボイラー及び発電装置
【課題】従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料燃焼装置を提供する。
【解決手段】空気を取り入れる空気取り入れ口2と、空気取り入れ口2から取り入れた空気a1を用いて固形燃料bを燃焼させる燃焼室5と、燃焼室5で固形燃料bを燃焼させる際に生成する火炎a3及び未燃成分a4並びに空気取り入れ口2から取り入れた空気a1を、燃焼室5上方にある所定領域に向けて案内する案内板6と、所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドーム7とを備える固形燃料ストーブ(固形燃料燃焼装置)100。
【解決手段】空気を取り入れる空気取り入れ口2と、空気取り入れ口2から取り入れた空気a1を用いて固形燃料bを燃焼させる燃焼室5と、燃焼室5で固形燃料bを燃焼させる際に生成する火炎a3及び未燃成分a4並びに空気取り入れ口2から取り入れた空気a1を、燃焼室5上方にある所定領域に向けて案内する案内板6と、所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドーム7とを備える固形燃料ストーブ(固形燃料燃焼装置)100。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固形燃料燃焼装置、固形燃料ストーブ、ボイラー及び発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図13は、従来の固形燃料ストーブ900の外観図である。従来の固形燃料ストーブ900は、出願人(株式会社丸山鐵工所)が製造販売している薪ストーブ(型番:MB−600)である(例えば、非特許文献1参照。)。
【0003】
従来の固形燃料ストーブ900は、固形燃料ストーブの前面に配設された空気取り入れ口に加えて、固形燃料ストーブの後部に配設された図示しない第2の空気取り入れ口を備える。
【0004】
従来の固形燃料ストーブ900によれば、固形燃料ストーブの前面に配設した空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて固形燃料を燃焼(クリーンバーン)させるとともに、固形燃料ストーブの後部に配設した図示しない空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて未燃ガスを二次燃焼させることが可能となる。その結果、従来の固形燃料ストーブ900は、煤の発生及び臭いの発生の少ない、優れた固形燃料ストーブとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】株式会社丸山鐵工所の製品パンフレット、「薪ストーブ・長尺用(MB−600)」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、固形燃料ストーブの分野においては、常に、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料ストーブが求められている。なお、このような事情は、固形燃料ストーブだけに存在するものではなく固形燃料燃焼装置全般に存在する。また、固形燃料ストーブと同様の構造を有する固形燃料燃焼装置を備えるボイラーや発電装置にも存在する。
【0007】
そこで、本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料燃焼装置を提供することを目的とする。また、このような固形燃料燃焼装置からなる固形燃料ストーブ並びに上記のような固形燃料燃焼装置を備えるボイラー及び発電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】
【0008】
[1]本発明の固形燃料燃焼装置は、空気を取り入れる空気取り入れ口と、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて固形燃料を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室で固形燃料を燃焼させる際に生成する火炎及び未燃成分並びに前記空気取り入れ口から取り入れた空気を、前記燃焼室上方にある所定領域に向けて案内する案内板と、前記所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドームとを備える。
【0009】
本発明の固形燃料燃焼装置は、上記したような案内板及び反射ドームを備えるため、後述する実施例からも明らかなように、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料燃焼装置となる。
【0010】
上記したような案内板及び反射ドームを備える場合には、燃焼室で固形燃料を燃焼させる際に生成する火炎及び未燃成分並びに空気取り入れ口から取り入れた空気が燃焼室及び反射ドームに滞留する時間が増大するからであり、また、未燃成分及び空気が均一に混合されるようになるからである。その結果、従来よりも未燃成分(未燃ガス及び煤)が効率よく燃焼されるようになり、従来よりも煤の発生及び臭いの発生が少なくなる。
【0011】
反射ドームは、案内板により案内された火炎及び未燃ガス並びに空気を反射して導入方向とは異なる方向に導出する。反射ドームは、火炎を下方に向けて返す作用を有するため火炎返し板と呼ぶこともある。また、輻射熱を下方に放散するために輻射放熱板又はラジエントドームと呼ぶこともある。
【0012】
なお、本発明の固形燃料燃焼装置において、固形燃料には、薪、木質系ペレットをはじめ、バナナの幹、ジャトロファの絞りかす、乾燥した馬糞、石炭、木炭なども含まれる。
【0013】
[2]本発明の固形燃料燃焼装置においては、少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板が配設されていることが好ましい。
【0014】
このような構成とすることにより、反射ドームに滞留する火炎及び未燃成分並びに空気が保有する熱により網状触媒金属板の触媒活性が高くなり、また、未燃成分及び空気が網状触媒金属板を2回通過することとなることから、未燃成分の二次燃焼がより一層効率よく行われるようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0015】
また、網状触媒金属板は熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、上記のような構成とすることにより、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0016】
また、網状触媒金属板は、網状構造を有しているため、広く流通しているハニカム触媒と比較しても、圧力損失が小さく、また、体積効率が高い。さらにまた、形状の制約が無いので、最も効果的な取り付け位置(反射ドームの下部開口部を覆う位置)に取り付ける際の自由度が高いという利点がある。網状触媒金属板の取り付け方法は、種々の取り付け方法(例えば、中央に開口のある板状部材の上に、載置したり、ねじ止め固定したりする。)が可能である。
【0017】
なお、網状触媒金属板の厚さは、0.1mm〜2mmの範囲内であることが好ましい。網状触媒金属板の厚さが0.1mmより薄い場合には、網状触媒金属板の機械的強度を保つのが困難となる場合があるからである。一方、網状触媒金属板の厚さが2mmより厚い場合には、熱容量を十分に小さくすることが困難となる場合があるからである。
【0018】
また、網状触媒金属板の平均開口面積は、0.5mm2〜100mm2の範囲内であることが好ましい。網状触媒金属板の平均開口面積が0.5mm2よりも小さい場合には、煤が開口部に詰まり易くなる場合があるからである。網状触媒金属板の平均開口面積が100mm2よりも大きい場合には、未燃成分の二次燃焼効率が低下する場合があるからである。
【0019】
また、網状触媒金属板の開口率は、10%〜70%の範囲内であることが好ましい。網状触媒金属板の回効率が10%より小さい場合には、煤が開口部に詰まりやすくなる場合があるからである。一方、網状触媒金属板の開口率が70%よりも大きい場合には、未燃成分の二次燃焼効率が低下する場合があるからである。
【0020】
[3]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記網状触媒金属板は、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことにより前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層と、前記Al2O3被膜層に担持される白金族触媒とを有することが好ましい。
【0021】
このような構成とすることにより、Al2O3被膜層の触媒作用及び白金族触媒の触媒作用により、未燃成分の二次燃焼がより一層効率よく行われるようになる。
【0022】
[4]本発明の固形燃料燃焼装置において、少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状金属板が配設されていることも好ましい。
【0023】
このような構成とすることによっても、未燃成分の二次燃焼がより効率的に行われるようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0024】
網状金属板としては、上記した網状触媒金属板から白金族触媒を除いたもの(すなわち、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層とを有する網状金属板)を好適に用いることができる。また、上記のほか、単なる金属板(例えばステンレス網)をも好適に用いることができる。
【0025】
[5]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記案内板は、前記固形燃料燃焼装置の筺体に対して内側に傾斜して配設されていることが好ましい。
【0026】
このような構成とすることにより、未燃成分及び空気を反射ドームに容易に案内することが可能となる。固形燃料燃焼装置の横断面形状が例えば長方形である場合には、案内板は、4辺(全周)に配設されていてもよいし、全周(4辺)のうち2辺に配設されていてもよい。
【0027】
[6]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記反射ドームは、すり鉢状の内面を有することが好ましい。
【0028】
このような構成とすることにより、反射ドーム中央付近の網状触媒金属板を通過した未燃ガス及び空気は、反射ドームの天頂部に到達し、その後、反射ドームの内壁面に沿って外縁部に導かれ、網状触媒金属板を再度通過した後、煙道を介して排気筒から外部に排出される。この場合には、未燃成分及び空気が円滑に導出される。
【0029】
この場合、反射ドームの外面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、お椀を伏せたような外面形状を有する。
【0030】
[7]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記反射ドームは、箱状の内面を有することも好ましい。
【0031】
このような構成とすることによっても、反射ドーム中央付近の網状触媒金属板を通過した未燃ガス及び空気は、反射ドームの天頂部に到達し、その後、反射ドームの内壁面に沿って外縁部に導かれ、網状触媒金属板を再度通過した後、煙道を介して排気筒から外部に排出される。この場合には、反射ドームの製造コストをより一層低減することができる。
【0032】
この場合も、反射ドームの外面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、弁当箱を伏せたような外面形状を有する。
【0033】
[8]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記反射ドームは、金属板からなることが好ましい。
【0034】
このような構成とすることにより、反射ドームの熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から、煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0035】
[9]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記燃焼室の下方には、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を予熱する予熱室が配設されていることが好ましい。
【0036】
このような構成とすることにより、火炎、未燃成分及び空気の温度をより一層高くすることが可能となるため、未燃成分(未燃ガス及び煤)がより一層効率よく燃焼するようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0037】
[10]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記予熱室と前記燃焼室との間には、前記予熱室と前記燃焼室とを区切る火格子が配設されていることが好ましい。
【0038】
このような構成とすることにより、予熱された空気をスムーズに燃焼室に導くことができる。
【0039】
[11]本発明の固形燃料ストーブは、本発明の固形燃料燃焼装置からなる。
【0040】
従って、本発明の固形燃料ストーブは、本発明の固形燃料燃焼装置が有する効果をそのまま有する。
【0041】
[12]本発明のボイラーは、本発明の固形燃料燃焼装置を備える。
【0042】
従って、本発明のボイラーは、本発明の固形燃料燃焼装置が有する効果をそのまま有する。
【0043】
[13]本発明の発電装置は、本発明の固形燃料燃焼装置を備える。
【0044】
従って、本発明の発電装置は、本発明の固形燃料燃焼装置が有する効果をそのまま有する。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の外観図である。
【図2】実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の断面図である。
【図3】網状触媒金属板8を説明するために示す図である。
【図4】網状触媒金属板8を説明するために示す図である。
【図5】網状触媒金属板8を説明するために示す図である。
【図6】実施形態2に係る固形燃料ストーブ102の断面図である。
【図7】実施形態3に係る固形燃料ストーブ104の断面図である。
【図8】実施形態4に係る固形燃料ストーブ106の断面図である。
【図9】実施形態5に係る固形燃料ストーブ108の断面図である。
【図10】実施形態6に係る固形燃料ストーブ110の断面図である。
【図11】実施形態7に係る固形燃料ストーブ112の断面図である。
【図12】実施例の結果を示す図表である。
【図13】従来の固形燃料ストーブの断面図900の外観図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0046】
以下、本発明の固形燃料燃焼装置、固形燃料ストーブ、ボイラー及び発電装置について、図に示す実施の形態に基づいてさらに詳細に説明する。
【0047】
[実施形態1]
実施形態1〜7は、固形燃料燃焼装置としての固形燃料ストーブを説明するために示す実施形態である。
【0048】
図1は、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の外観図である。図2は、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の断面図である。図3及び図4は、網状触媒金属板8を説明するために示す図である。図3(a)は網状触媒金属板8の斜視図であり、図3(b)は網状触媒金属板8の拡大断面図である。図4(a)は白金族触媒を担持する前の網状金属板8’のSEM写真を示す図であり、図4(b)は白金族触媒を担持した後の網状触媒金属板8のSEM写真を示す図である。図5は、Al2O3被覆層81の表面についてX線回折分析(XRD)した結果を示す図である。
【0049】
1.実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の構成
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100は、図1及び図2に示すように、空気を取り入れる空気取り入れ口2と、空気取り入れ口2から取り入れた空気を用いて固形燃料bを燃焼させる燃焼室5と、燃焼室5で固形燃料bを燃焼させる際に生成する火炎a3及び未燃成分a4並びに空気取り入れ口2から取り入れた空気a2を、燃焼室5上方にある所定領域に向けて案内する案内板6と、所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドーム7とを備える。
【0050】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、少なくとも反射ドーム7の下方には、未燃成分a4の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板8が配設されている。網状触媒金属板8は、図3(a)に示すように、ラス網構造を有する。また、網状触媒金属板8は、図3(b)に示すように、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板80の表面に形成されるAl2O3被膜層81と、Al2O3被膜層81に担持される白金族触媒82とを有する(図4(a)及び図4(b)参照。)。
【0051】
Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80は、3重量%〜7重量%のAlを含有し、0.02重量%〜0.07重量%のLaを含有する。
【0052】
Al2O3被膜層81は、少なくともγ−Al2O3及びα−Al2O3を含有し、Al2O3被膜層81におけるγ−Al2O3の含有率は、Al2O3被膜層81におけるα−Al2O3の含有率よりも大きい。
【0053】
γ−Al2O3からの反射強度は、図5に示すように、α−Al2O3からの反射強度よりも大きい。このことから、Al2O3被膜層81におけるγ−Al2O3の含有率がAl2O3被膜層81におけるα−Al2O3の含有率よりも大きいことが分かる。
【0054】
網状触媒金属板8の厚さは、0.1mm〜2mmの範囲内(例えば0.2mm)にある。また、網状触媒金属板8の平均開口面積は、0.5mm2〜100mm2の範囲内(例えば2mm2)にある。また、網状触媒金属板9の開口率は、10%〜70%の範囲内(例えば50%)にある。
【0055】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、案内板6は、固形燃料ストーブの筺体1に対して内側に傾斜して配設されている。
【0056】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、反射ドーム7は、すり鉢状の内面(及びお椀を伏せたような形状の外面)を有する。
【0057】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、反射ドーム7は、金属板(例えばステンレス板)からなる。
【0058】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、燃焼室5の下方には、空気取り入れ口2から取り入れた空気を予熱する予熱室3が配設されている。予熱室3と燃焼室5との間には、予熱室3と燃焼室5とを区切る火格子4が配設されている。
【0059】
2.実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の作用
固形燃料ストーブ100の燃焼室5内で薪bが燃焼し火炎a3が生じる。これにより、火格子4が加熱され空気取り入れ口2から取り入れた空気a1が予熱室3内で加熱される火格子4の孔を通過して予熱された空気a2となって燃焼室5内を上昇して薪bを燃焼させて火炎a3を発生させる。また、予熱された空気a2は、案内板6に沿って燃焼室5の中央部に火炎a3及び未燃成分(未燃ガス及び煤)a4とともに集められて未燃成分a4を燃焼させながら、網状触媒金属板8を通過する。
【0060】
網状触媒金属板6は火炎a3により加熱されて未燃成分a4の酸化に必要な活性温度に達する。網状触媒金属板6を通過してさらに上昇した火炎a3及び未燃成分a4は、内面がすり鉢状の反射ドーム7を加熱するとともに、反射ドーム7の内面に案内されることにより混合撹拌されることとなる。その際、火炎a3及び未燃成分a4並びに予熱された空気a2は、網状触媒金属板6を加熱するため、より一層効率よく二次燃焼が行われるようになり、よりクリーンな排煙となって煙道9を通過し、排気筒10から排出される。
【0061】
3.実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の効果
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、上記したような案内板6及び反射ドーム7を備えるため、後述する実施例からも明らかなように、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少なくなる。
【0062】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、反射ドーム7の下方には、未燃成分の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板8が配設されているため、未燃成分の二次燃焼がより効率よく行われるようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0063】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、網状触媒金属板8は、熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から、煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0064】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、網状触媒金属板が網状構造を有しているため、広く流通しているハニカム触媒と比較しても、圧力損失が小さく、また、体積効率が高い。さらにまた、形状の制約が無いので、最も効果的な取り付け位置(反射ドームの下部開口部を覆う位置)に取り付ける際の自由度が高いという利点がある。
【0065】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、網状触媒金属板8が、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板80の表面に形成されるAl2O3被膜層81と、Al2O3被膜層81に担持される白金族触媒82とを有するため、Al2O3被膜層81の触媒作用及び白金族触媒82の触媒作用により、未燃成分の二次燃焼がより一層効率よく行われるようになる。
【0066】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、案内板6が固形燃料ストーブ100の筺体1に対して内側に傾斜して配設されているため、未燃成分a4及び空気a2を反射ドーム7に容易に案内することが可能となる。
【0067】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、反射ドーム7がすり鉢状の内面を有するため、反射ドーム7中央付近の網状触媒金属板8を通過した未燃ガスa4及び空気a2は、反射ドーム7の天頂部に到達し、その後、反射ドーム7の内壁面に沿って外縁部に導かれ、網状触媒金属板8を再度通過した後、煙道9を介して排気筒10から外部に排出され、未燃成分a4及び空気a2が円滑に導出される。
【0068】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、反射ドーム7が金属板からなることから、反射ドーム7の熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から、煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0069】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、燃焼室5の下方には、空気取り入れ口2から取り入れた空気を予熱する予熱室3が配設されていることから、火炎a3、未燃成分a4及び空気a2の温度をより一層高くすることが可能となるため、未燃成分(未燃ガス及び煤)a4がより一層効率よく燃焼するようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0070】
さらにまた、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、予熱室3と燃焼室5との間には、予熱室3と燃焼室5とを区切る火格子4が配設されているため、予熱された空気a2をスムーズに燃焼室5に導くことができる。
【0071】
[実施形態2]
図6は、実施形態2に係る固形燃料ストーブ102の断面図である。
実施形態2に係る固形燃料ストーブ102は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、網状触媒金属板8を有しない点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0072】
このように、実施形態2に係る固形燃料ストーブ102は、網状触媒金属板8を有しない点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0073】
また、実施形態2に係る固形燃料ストーブ102によれば、網状触媒金属板8を有しないため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも製造コストの安価な固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0074】
[実施形態3]
図7は、実施形態3に係る固形燃料ストーブ104の断面図である。
実施形態3に係る固形燃料ストーブ104は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、反射ドーム7の内部空間にも網状触媒金属板8を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0075】
このように、実施形態3に係る固形燃料ストーブ104は、反射ドーム7の内部空間にも網状触媒金属板8を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0076】
また、実施形態3に係る固形燃料ストーブ104によれば、反射ドーム7の内部空間にも網状触媒金属板8を有するため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0077】
[実施形態4]
図8は、実施形態4に係る固形燃料ストーブ106の断面図である。
実施形態4に係る固形燃料ストーブ106は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、網状触媒金属板8に代えて、実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いた網状金属板8aを有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0078】
このように、実施形態4に係る固形燃料ストーブ106は、網状触媒金属板8に代えて実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いた網状金属板8aを有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0079】
また、実施形態4に係る固形燃料ストーブ106によれば、実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いた網状金属板8aを有するため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも製造コストの安価な固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0080】
[実施形態5及び6]
図9は、実施形態5に係る固形燃料ストーブ108の断面図である。図10は、実施形態6に係る固形燃料ストーブ110の断面図である。
実施形態5に係る固形燃料ストーブ108及び実施形態6に係る固形燃料ストーブ110は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、反射ドーム7a,7bが箱状形状を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0081】
このように、実施形態5に係る固形燃料ストーブ108及び実施形態6に係る固形燃料ストーブ110は、反射ドーム7a,7bが箱状形状を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7a,7bを備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0082】
また、実施形態5に係る固形燃料ストーブ108及び実施形態6に係る固形燃料ストーブ110によれば、反射ドーム7a,7bが箱状形状を有するため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも製造コストの安価な固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0083】
[実施形態7]
図11は、実施形態7に係る固形燃料ストーブ112の断面図である。
実施形態7に係る固形燃料ストーブ112は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、縦型案内板12及び第2の網状触媒金属板11をさらに備える点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0084】
このように、実施形態7に係る固形燃料ストーブ112は、縦型案内板12及び第2の網状触媒金属板11をさらに備える点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0085】
また、実施形態7に係る固形燃料ストーブ112によれば、縦型案内板12及び第2の網状触媒金属板11をさらに備えるため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0086】
[実施例]
以下の固形燃料ストーブを用いて、本発明の固形燃料ストーブの性能を評価した。
【0087】
1.固形燃料ストーブの準備
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100を実施例1に係る固形燃料ストーブとして用いた。実施形態2に係る固形燃料ストーブ102を実施例2に係る固形燃料ストーブとして用いた。従来の固形燃料ストーブ900(本件出願人(株式会社丸山鐵工所)が製造販売している固形燃料ストーブMB−600)を比較例に係る固形燃料ストーブとして用いた。実施例1に係る固形燃料ストーブは、反射ドーム及び網状触媒金属板の両方を備える。実施例2に係る固形燃料ストーブは、反射ドーム及び網状触媒金属板のうち反射ドームのみを備える。比較例に係る固形燃料ストーブは、反射ドーム及び網状触媒金属板のいずれも備えない。従って、実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブは本発明の固形燃料ストーブであり、比較例に係る固形燃料ストーブは従来の固形燃料ストーブである。
【0088】
2.評価項目及び評価方法
(1)熱効率
熱効率は、JIS S3031「石油燃焼機器の試験方法通則」に準拠して測定した。燃料は木質ペレットとし、所定燃焼量が得られるように、燃料の投入は1分間隔で前扉から42g投入した。空気比は3を基準として燃料の投入直前のデータを採用した。燃料は、上伊那森林組合のペレットを使用し、燃料の高位発熱量は上伊那森林組合のデータを用いた。
【0089】
(2)ガス濃度
ガス(CO2、CO及びO2)の濃度は、燃焼排ガス分析計(株式会社テストー製testo327−2)の排ガスプローブを実施例1、実施例2及び比較例に係る固形燃料ストーブの排気筒に導入して測定した。
【0090】
(3)スモークナンバー
スモークナンバーは、バカラックスモークテスター(ホダカ株式会社製)を用いて煙道ガスを付着させたフィルターペーパーを付録のスモークスケールと比較することにより測定した。
【0091】
(4)臭気指数
臭気指数は、平成7年環境庁告示第63号「臭気指数及び臭気排出強度の算定の方法」(以下「嗅覚測定法」という。)に準拠して測定した。燃料は、ナラ薪を100gの細片とし、燃料投入は10分間隔で600gを前扉から投入した。測定は、燃料の投入直前のデータを採用した。
【0092】
3.評価結果
図12は、実施例の結果を示す図表である。
【0093】
(1)熱効率
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも高い熱効率を有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも高い熱効率を有することが分かった。
【0094】
(2)ガス濃度
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、高いCO2濃度、低いCO濃度及び低いO2濃度を有すること、すなわち、高い燃焼効率を有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも高いCO2濃度、低いCO濃度及び低いO2濃度を有すること、すなわち、高い燃焼効率を有することが分かった。
【0095】
(3)空気比
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、低い空気比で燃焼可能であることが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも低い空気比で燃焼可能であることが分かった。
【0096】
(4)スモークナンバー
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、低いスモークナンバーを有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも低いスモークナンバーを有することが分かった。
【0097】
(5)臭気指数
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、低い臭気指数を有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも低い臭気指数を有することが分かった。
【0098】
以上からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)は、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも種々の点で優れた性能を有することが確認された。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)は、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも種々の点で優れた性能を有することが確認された。
【0099】
特に、実施例1に係る固形燃料ストーブによれば、案内板及び反射ドームを備えることによって燃焼排ガスの燃焼室滞留時間が増えることで、その熱効率が向上し電動式ペレットストーブ並みの熱効率(69.0%)が得られた。また、スモークナンバー及び臭気指数についても良好な値(スモークナンバー:2、臭気指数:25)が得られた。
【0100】
以上、本発明の固形燃料ストーブを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0101】
(1)上記実施形態1、3及び5〜7においては、Laを含有するAl−Fe−Cr基合金製の網状触媒金属板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、他の希土類貴金属元素(Hf、Sc、Y又はCe)を含有するAl−Fe−Cr基合金製の網状触媒金属板を用いてもよい。
【0102】
(2)上記実施形態4においては、実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いたもの(すなわち、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層とを有する網状金属板)を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、単なる網状金属板(例えば網状ステンレス板)を用いることもできる。
【0103】
(3)上記各実施形態においては、固形燃料ストーブを例にとって本発明の固形燃料燃焼装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の固形燃料燃焼装置を備えるボイラー及び発電装置も本発明に含まれる。この場合にも、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ないボイラー又は発電装置となる。
【0104】
(4)上記各実施形態に係る固形燃料ストーブの筐体に熱電発電素子を取り付けることもできる。このような構成とすることにより、本発明の固形燃料ストーブを暖房器具として用いながら同時に電力を得ることも可能となる。
【符号の説明】
【0105】
1…筐体、2…空気取り入れ口、3…予熱室、4…火格子、5…燃焼室、6…案内板、7…反射ドーム、8…網状触媒金属板、8a…網状金属板、9…煙道、10…排気筒、11…第2網状触媒金属板、12…縦型案内板、100,102,104,106,108,110,112,900…固形燃料ストーブ、a1…空気,a2…予熱された空気,a3…火炎、a4…未燃成分、a5…排気ガス
【技術分野】
【0001】
本発明は、固形燃料燃焼装置、固形燃料ストーブ、ボイラー及び発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図13は、従来の固形燃料ストーブ900の外観図である。従来の固形燃料ストーブ900は、出願人(株式会社丸山鐵工所)が製造販売している薪ストーブ(型番:MB−600)である(例えば、非特許文献1参照。)。
【0003】
従来の固形燃料ストーブ900は、固形燃料ストーブの前面に配設された空気取り入れ口に加えて、固形燃料ストーブの後部に配設された図示しない第2の空気取り入れ口を備える。
【0004】
従来の固形燃料ストーブ900によれば、固形燃料ストーブの前面に配設した空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて固形燃料を燃焼(クリーンバーン)させるとともに、固形燃料ストーブの後部に配設した図示しない空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて未燃ガスを二次燃焼させることが可能となる。その結果、従来の固形燃料ストーブ900は、煤の発生及び臭いの発生の少ない、優れた固形燃料ストーブとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】株式会社丸山鐵工所の製品パンフレット、「薪ストーブ・長尺用(MB−600)」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、固形燃料ストーブの分野においては、常に、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料ストーブが求められている。なお、このような事情は、固形燃料ストーブだけに存在するものではなく固形燃料燃焼装置全般に存在する。また、固形燃料ストーブと同様の構造を有する固形燃料燃焼装置を備えるボイラーや発電装置にも存在する。
【0007】
そこで、本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料燃焼装置を提供することを目的とする。また、このような固形燃料燃焼装置からなる固形燃料ストーブ並びに上記のような固形燃料燃焼装置を備えるボイラー及び発電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】
【0008】
[1]本発明の固形燃料燃焼装置は、空気を取り入れる空気取り入れ口と、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて固形燃料を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室で固形燃料を燃焼させる際に生成する火炎及び未燃成分並びに前記空気取り入れ口から取り入れた空気を、前記燃焼室上方にある所定領域に向けて案内する案内板と、前記所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドームとを備える。
【0009】
本発明の固形燃料燃焼装置は、上記したような案内板及び反射ドームを備えるため、後述する実施例からも明らかなように、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ない固形燃料燃焼装置となる。
【0010】
上記したような案内板及び反射ドームを備える場合には、燃焼室で固形燃料を燃焼させる際に生成する火炎及び未燃成分並びに空気取り入れ口から取り入れた空気が燃焼室及び反射ドームに滞留する時間が増大するからであり、また、未燃成分及び空気が均一に混合されるようになるからである。その結果、従来よりも未燃成分(未燃ガス及び煤)が効率よく燃焼されるようになり、従来よりも煤の発生及び臭いの発生が少なくなる。
【0011】
反射ドームは、案内板により案内された火炎及び未燃ガス並びに空気を反射して導入方向とは異なる方向に導出する。反射ドームは、火炎を下方に向けて返す作用を有するため火炎返し板と呼ぶこともある。また、輻射熱を下方に放散するために輻射放熱板又はラジエントドームと呼ぶこともある。
【0012】
なお、本発明の固形燃料燃焼装置において、固形燃料には、薪、木質系ペレットをはじめ、バナナの幹、ジャトロファの絞りかす、乾燥した馬糞、石炭、木炭なども含まれる。
【0013】
[2]本発明の固形燃料燃焼装置においては、少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板が配設されていることが好ましい。
【0014】
このような構成とすることにより、反射ドームに滞留する火炎及び未燃成分並びに空気が保有する熱により網状触媒金属板の触媒活性が高くなり、また、未燃成分及び空気が網状触媒金属板を2回通過することとなることから、未燃成分の二次燃焼がより一層効率よく行われるようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0015】
また、網状触媒金属板は熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、上記のような構成とすることにより、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0016】
また、網状触媒金属板は、網状構造を有しているため、広く流通しているハニカム触媒と比較しても、圧力損失が小さく、また、体積効率が高い。さらにまた、形状の制約が無いので、最も効果的な取り付け位置(反射ドームの下部開口部を覆う位置)に取り付ける際の自由度が高いという利点がある。網状触媒金属板の取り付け方法は、種々の取り付け方法(例えば、中央に開口のある板状部材の上に、載置したり、ねじ止め固定したりする。)が可能である。
【0017】
なお、網状触媒金属板の厚さは、0.1mm〜2mmの範囲内であることが好ましい。網状触媒金属板の厚さが0.1mmより薄い場合には、網状触媒金属板の機械的強度を保つのが困難となる場合があるからである。一方、網状触媒金属板の厚さが2mmより厚い場合には、熱容量を十分に小さくすることが困難となる場合があるからである。
【0018】
また、網状触媒金属板の平均開口面積は、0.5mm2〜100mm2の範囲内であることが好ましい。網状触媒金属板の平均開口面積が0.5mm2よりも小さい場合には、煤が開口部に詰まり易くなる場合があるからである。網状触媒金属板の平均開口面積が100mm2よりも大きい場合には、未燃成分の二次燃焼効率が低下する場合があるからである。
【0019】
また、網状触媒金属板の開口率は、10%〜70%の範囲内であることが好ましい。網状触媒金属板の回効率が10%より小さい場合には、煤が開口部に詰まりやすくなる場合があるからである。一方、網状触媒金属板の開口率が70%よりも大きい場合には、未燃成分の二次燃焼効率が低下する場合があるからである。
【0020】
[3]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記網状触媒金属板は、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことにより前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層と、前記Al2O3被膜層に担持される白金族触媒とを有することが好ましい。
【0021】
このような構成とすることにより、Al2O3被膜層の触媒作用及び白金族触媒の触媒作用により、未燃成分の二次燃焼がより一層効率よく行われるようになる。
【0022】
[4]本発明の固形燃料燃焼装置において、少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状金属板が配設されていることも好ましい。
【0023】
このような構成とすることによっても、未燃成分の二次燃焼がより効率的に行われるようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0024】
網状金属板としては、上記した網状触媒金属板から白金族触媒を除いたもの(すなわち、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層とを有する網状金属板)を好適に用いることができる。また、上記のほか、単なる金属板(例えばステンレス網)をも好適に用いることができる。
【0025】
[5]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記案内板は、前記固形燃料燃焼装置の筺体に対して内側に傾斜して配設されていることが好ましい。
【0026】
このような構成とすることにより、未燃成分及び空気を反射ドームに容易に案内することが可能となる。固形燃料燃焼装置の横断面形状が例えば長方形である場合には、案内板は、4辺(全周)に配設されていてもよいし、全周(4辺)のうち2辺に配設されていてもよい。
【0027】
[6]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記反射ドームは、すり鉢状の内面を有することが好ましい。
【0028】
このような構成とすることにより、反射ドーム中央付近の網状触媒金属板を通過した未燃ガス及び空気は、反射ドームの天頂部に到達し、その後、反射ドームの内壁面に沿って外縁部に導かれ、網状触媒金属板を再度通過した後、煙道を介して排気筒から外部に排出される。この場合には、未燃成分及び空気が円滑に導出される。
【0029】
この場合、反射ドームの外面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、お椀を伏せたような外面形状を有する。
【0030】
[7]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記反射ドームは、箱状の内面を有することも好ましい。
【0031】
このような構成とすることによっても、反射ドーム中央付近の網状触媒金属板を通過した未燃ガス及び空気は、反射ドームの天頂部に到達し、その後、反射ドームの内壁面に沿って外縁部に導かれ、網状触媒金属板を再度通過した後、煙道を介して排気筒から外部に排出される。この場合には、反射ドームの製造コストをより一層低減することができる。
【0032】
この場合も、反射ドームの外面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、弁当箱を伏せたような外面形状を有する。
【0033】
[8]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記反射ドームは、金属板からなることが好ましい。
【0034】
このような構成とすることにより、反射ドームの熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から、煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0035】
[9]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記燃焼室の下方には、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を予熱する予熱室が配設されていることが好ましい。
【0036】
このような構成とすることにより、火炎、未燃成分及び空気の温度をより一層高くすることが可能となるため、未燃成分(未燃ガス及び煤)がより一層効率よく燃焼するようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0037】
[10]本発明の固形燃料燃焼装置においては、前記予熱室と前記燃焼室との間には、前記予熱室と前記燃焼室とを区切る火格子が配設されていることが好ましい。
【0038】
このような構成とすることにより、予熱された空気をスムーズに燃焼室に導くことができる。
【0039】
[11]本発明の固形燃料ストーブは、本発明の固形燃料燃焼装置からなる。
【0040】
従って、本発明の固形燃料ストーブは、本発明の固形燃料燃焼装置が有する効果をそのまま有する。
【0041】
[12]本発明のボイラーは、本発明の固形燃料燃焼装置を備える。
【0042】
従って、本発明のボイラーは、本発明の固形燃料燃焼装置が有する効果をそのまま有する。
【0043】
[13]本発明の発電装置は、本発明の固形燃料燃焼装置を備える。
【0044】
従って、本発明の発電装置は、本発明の固形燃料燃焼装置が有する効果をそのまま有する。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の外観図である。
【図2】実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の断面図である。
【図3】網状触媒金属板8を説明するために示す図である。
【図4】網状触媒金属板8を説明するために示す図である。
【図5】網状触媒金属板8を説明するために示す図である。
【図6】実施形態2に係る固形燃料ストーブ102の断面図である。
【図7】実施形態3に係る固形燃料ストーブ104の断面図である。
【図8】実施形態4に係る固形燃料ストーブ106の断面図である。
【図9】実施形態5に係る固形燃料ストーブ108の断面図である。
【図10】実施形態6に係る固形燃料ストーブ110の断面図である。
【図11】実施形態7に係る固形燃料ストーブ112の断面図である。
【図12】実施例の結果を示す図表である。
【図13】従来の固形燃料ストーブの断面図900の外観図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0046】
以下、本発明の固形燃料燃焼装置、固形燃料ストーブ、ボイラー及び発電装置について、図に示す実施の形態に基づいてさらに詳細に説明する。
【0047】
[実施形態1]
実施形態1〜7は、固形燃料燃焼装置としての固形燃料ストーブを説明するために示す実施形態である。
【0048】
図1は、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の外観図である。図2は、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の断面図である。図3及び図4は、網状触媒金属板8を説明するために示す図である。図3(a)は網状触媒金属板8の斜視図であり、図3(b)は網状触媒金属板8の拡大断面図である。図4(a)は白金族触媒を担持する前の網状金属板8’のSEM写真を示す図であり、図4(b)は白金族触媒を担持した後の網状触媒金属板8のSEM写真を示す図である。図5は、Al2O3被覆層81の表面についてX線回折分析(XRD)した結果を示す図である。
【0049】
1.実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の構成
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100は、図1及び図2に示すように、空気を取り入れる空気取り入れ口2と、空気取り入れ口2から取り入れた空気を用いて固形燃料bを燃焼させる燃焼室5と、燃焼室5で固形燃料bを燃焼させる際に生成する火炎a3及び未燃成分a4並びに空気取り入れ口2から取り入れた空気a2を、燃焼室5上方にある所定領域に向けて案内する案内板6と、所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドーム7とを備える。
【0050】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、少なくとも反射ドーム7の下方には、未燃成分a4の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板8が配設されている。網状触媒金属板8は、図3(a)に示すように、ラス網構造を有する。また、網状触媒金属板8は、図3(b)に示すように、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板80の表面に形成されるAl2O3被膜層81と、Al2O3被膜層81に担持される白金族触媒82とを有する(図4(a)及び図4(b)参照。)。
【0051】
Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80は、3重量%〜7重量%のAlを含有し、0.02重量%〜0.07重量%のLaを含有する。
【0052】
Al2O3被膜層81は、少なくともγ−Al2O3及びα−Al2O3を含有し、Al2O3被膜層81におけるγ−Al2O3の含有率は、Al2O3被膜層81におけるα−Al2O3の含有率よりも大きい。
【0053】
γ−Al2O3からの反射強度は、図5に示すように、α−Al2O3からの反射強度よりも大きい。このことから、Al2O3被膜層81におけるγ−Al2O3の含有率がAl2O3被膜層81におけるα−Al2O3の含有率よりも大きいことが分かる。
【0054】
網状触媒金属板8の厚さは、0.1mm〜2mmの範囲内(例えば0.2mm)にある。また、網状触媒金属板8の平均開口面積は、0.5mm2〜100mm2の範囲内(例えば2mm2)にある。また、網状触媒金属板9の開口率は、10%〜70%の範囲内(例えば50%)にある。
【0055】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、案内板6は、固形燃料ストーブの筺体1に対して内側に傾斜して配設されている。
【0056】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、反射ドーム7は、すり鉢状の内面(及びお椀を伏せたような形状の外面)を有する。
【0057】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、反射ドーム7は、金属板(例えばステンレス板)からなる。
【0058】
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100においては、燃焼室5の下方には、空気取り入れ口2から取り入れた空気を予熱する予熱室3が配設されている。予熱室3と燃焼室5との間には、予熱室3と燃焼室5とを区切る火格子4が配設されている。
【0059】
2.実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の作用
固形燃料ストーブ100の燃焼室5内で薪bが燃焼し火炎a3が生じる。これにより、火格子4が加熱され空気取り入れ口2から取り入れた空気a1が予熱室3内で加熱される火格子4の孔を通過して予熱された空気a2となって燃焼室5内を上昇して薪bを燃焼させて火炎a3を発生させる。また、予熱された空気a2は、案内板6に沿って燃焼室5の中央部に火炎a3及び未燃成分(未燃ガス及び煤)a4とともに集められて未燃成分a4を燃焼させながら、網状触媒金属板8を通過する。
【0060】
網状触媒金属板6は火炎a3により加熱されて未燃成分a4の酸化に必要な活性温度に達する。網状触媒金属板6を通過してさらに上昇した火炎a3及び未燃成分a4は、内面がすり鉢状の反射ドーム7を加熱するとともに、反射ドーム7の内面に案内されることにより混合撹拌されることとなる。その際、火炎a3及び未燃成分a4並びに予熱された空気a2は、網状触媒金属板6を加熱するため、より一層効率よく二次燃焼が行われるようになり、よりクリーンな排煙となって煙道9を通過し、排気筒10から排出される。
【0061】
3.実施形態1に係る固形燃料ストーブ100の効果
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、上記したような案内板6及び反射ドーム7を備えるため、後述する実施例からも明らかなように、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少なくなる。
【0062】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、反射ドーム7の下方には、未燃成分の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板8が配設されているため、未燃成分の二次燃焼がより効率よく行われるようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0063】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、網状触媒金属板8は、熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から、煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0064】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、網状触媒金属板が網状構造を有しているため、広く流通しているハニカム触媒と比較しても、圧力損失が小さく、また、体積効率が高い。さらにまた、形状の制約が無いので、最も効果的な取り付け位置(反射ドームの下部開口部を覆う位置)に取り付ける際の自由度が高いという利点がある。
【0065】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、網状触媒金属板8が、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板80に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板80の表面に形成されるAl2O3被膜層81と、Al2O3被膜層81に担持される白金族触媒82とを有するため、Al2O3被膜層81の触媒作用及び白金族触媒82の触媒作用により、未燃成分の二次燃焼がより一層効率よく行われるようになる。
【0066】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、案内板6が固形燃料ストーブ100の筺体1に対して内側に傾斜して配設されているため、未燃成分a4及び空気a2を反射ドーム7に容易に案内することが可能となる。
【0067】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、反射ドーム7がすり鉢状の内面を有するため、反射ドーム7中央付近の網状触媒金属板8を通過した未燃ガスa4及び空気a2は、反射ドーム7の天頂部に到達し、その後、反射ドーム7の内壁面に沿って外縁部に導かれ、網状触媒金属板8を再度通過した後、煙道9を介して排気筒10から外部に排出され、未燃成分a4及び空気a2が円滑に導出される。
【0068】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、反射ドーム7が金属板からなることから、反射ドーム7の熱容量が小さくすぐに高温状態となるため、煤や臭いが発生し易い燃焼初期の段階から、煤の発生及び臭いの発生を少なくすることが可能となる。
【0069】
また、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、燃焼室5の下方には、空気取り入れ口2から取り入れた空気を予熱する予熱室3が配設されていることから、火炎a3、未燃成分a4及び空気a2の温度をより一層高くすることが可能となるため、未燃成分(未燃ガス及び煤)a4がより一層効率よく燃焼するようになる結果、煤の発生及び臭いの発生がより一層少なくなる。
【0070】
さらにまた、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100によれば、予熱室3と燃焼室5との間には、予熱室3と燃焼室5とを区切る火格子4が配設されているため、予熱された空気a2をスムーズに燃焼室5に導くことができる。
【0071】
[実施形態2]
図6は、実施形態2に係る固形燃料ストーブ102の断面図である。
実施形態2に係る固形燃料ストーブ102は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、網状触媒金属板8を有しない点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0072】
このように、実施形態2に係る固形燃料ストーブ102は、網状触媒金属板8を有しない点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0073】
また、実施形態2に係る固形燃料ストーブ102によれば、網状触媒金属板8を有しないため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも製造コストの安価な固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0074】
[実施形態3]
図7は、実施形態3に係る固形燃料ストーブ104の断面図である。
実施形態3に係る固形燃料ストーブ104は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、反射ドーム7の内部空間にも網状触媒金属板8を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0075】
このように、実施形態3に係る固形燃料ストーブ104は、反射ドーム7の内部空間にも網状触媒金属板8を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0076】
また、実施形態3に係る固形燃料ストーブ104によれば、反射ドーム7の内部空間にも網状触媒金属板8を有するため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0077】
[実施形態4]
図8は、実施形態4に係る固形燃料ストーブ106の断面図である。
実施形態4に係る固形燃料ストーブ106は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、網状触媒金属板8に代えて、実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いた網状金属板8aを有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0078】
このように、実施形態4に係る固形燃料ストーブ106は、網状触媒金属板8に代えて実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いた網状金属板8aを有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0079】
また、実施形態4に係る固形燃料ストーブ106によれば、実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いた網状金属板8aを有するため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも製造コストの安価な固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0080】
[実施形態5及び6]
図9は、実施形態5に係る固形燃料ストーブ108の断面図である。図10は、実施形態6に係る固形燃料ストーブ110の断面図である。
実施形態5に係る固形燃料ストーブ108及び実施形態6に係る固形燃料ストーブ110は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、反射ドーム7a,7bが箱状形状を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0081】
このように、実施形態5に係る固形燃料ストーブ108及び実施形態6に係る固形燃料ストーブ110は、反射ドーム7a,7bが箱状形状を有する点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7a,7bを備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0082】
また、実施形態5に係る固形燃料ストーブ108及び実施形態6に係る固形燃料ストーブ110によれば、反射ドーム7a,7bが箱状形状を有するため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも製造コストの安価な固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0083】
[実施形態7]
図11は、実施形態7に係る固形燃料ストーブ112の断面図である。
実施形態7に係る固形燃料ストーブ112は、基本的には実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様の構成を有するが、縦型案内板12及び第2の網状触媒金属板11をさらに備える点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なる。
【0084】
このように、実施形態7に係る固形燃料ストーブ112は、縦型案内板12及び第2の網状触媒金属板11をさらに備える点で実施形態1に係る固形燃料ストーブ100とは異なるが、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100と同様に、案内板6及び反射ドーム7を備えるため、煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブとなる。
【0085】
また、実施形態7に係る固形燃料ストーブ112によれば、縦型案内板12及び第2の網状触媒金属板11をさらに備えるため、実施形態1に係る固形燃料ストーブ100よりも煤の発生量及び臭いの発生量がより一層少ない固形燃料ストーブを提供することが可能となる。
【0086】
[実施例]
以下の固形燃料ストーブを用いて、本発明の固形燃料ストーブの性能を評価した。
【0087】
1.固形燃料ストーブの準備
実施形態1に係る固形燃料ストーブ100を実施例1に係る固形燃料ストーブとして用いた。実施形態2に係る固形燃料ストーブ102を実施例2に係る固形燃料ストーブとして用いた。従来の固形燃料ストーブ900(本件出願人(株式会社丸山鐵工所)が製造販売している固形燃料ストーブMB−600)を比較例に係る固形燃料ストーブとして用いた。実施例1に係る固形燃料ストーブは、反射ドーム及び網状触媒金属板の両方を備える。実施例2に係る固形燃料ストーブは、反射ドーム及び網状触媒金属板のうち反射ドームのみを備える。比較例に係る固形燃料ストーブは、反射ドーム及び網状触媒金属板のいずれも備えない。従って、実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブは本発明の固形燃料ストーブであり、比較例に係る固形燃料ストーブは従来の固形燃料ストーブである。
【0088】
2.評価項目及び評価方法
(1)熱効率
熱効率は、JIS S3031「石油燃焼機器の試験方法通則」に準拠して測定した。燃料は木質ペレットとし、所定燃焼量が得られるように、燃料の投入は1分間隔で前扉から42g投入した。空気比は3を基準として燃料の投入直前のデータを採用した。燃料は、上伊那森林組合のペレットを使用し、燃料の高位発熱量は上伊那森林組合のデータを用いた。
【0089】
(2)ガス濃度
ガス(CO2、CO及びO2)の濃度は、燃焼排ガス分析計(株式会社テストー製testo327−2)の排ガスプローブを実施例1、実施例2及び比較例に係る固形燃料ストーブの排気筒に導入して測定した。
【0090】
(3)スモークナンバー
スモークナンバーは、バカラックスモークテスター(ホダカ株式会社製)を用いて煙道ガスを付着させたフィルターペーパーを付録のスモークスケールと比較することにより測定した。
【0091】
(4)臭気指数
臭気指数は、平成7年環境庁告示第63号「臭気指数及び臭気排出強度の算定の方法」(以下「嗅覚測定法」という。)に準拠して測定した。燃料は、ナラ薪を100gの細片とし、燃料投入は10分間隔で600gを前扉から投入した。測定は、燃料の投入直前のデータを採用した。
【0092】
3.評価結果
図12は、実施例の結果を示す図表である。
【0093】
(1)熱効率
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも高い熱効率を有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも高い熱効率を有することが分かった。
【0094】
(2)ガス濃度
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、高いCO2濃度、低いCO濃度及び低いO2濃度を有すること、すなわち、高い燃焼効率を有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも高いCO2濃度、低いCO濃度及び低いO2濃度を有すること、すなわち、高い燃焼効率を有することが分かった。
【0095】
(3)空気比
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、低い空気比で燃焼可能であることが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも低い空気比で燃焼可能であることが分かった。
【0096】
(4)スモークナンバー
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、低いスモークナンバーを有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも低いスモークナンバーを有することが分かった。
【0097】
(5)臭気指数
図12からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)が、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも、低い臭気指数を有することが分かった。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)が、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも低い臭気指数を有することが分かった。
【0098】
以上からも分かるように、反射ドームを有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ及び実施例2に係る固形燃料ストーブ)は、反射ドームを有しない固形燃料ストーブ(比較例に係る固形燃料ストーブ)よりも種々の点で優れた性能を有することが確認された。そして、反射ドームを有する固形燃料ストーブのなかでも、網状触媒金属板を有する固形燃料ストーブ(実施例1に係る固形燃料ストーブ)は、網状触媒金属板を有しない固形燃料ストーブ(実施例2に係る固形燃料ストーブ)よりも種々の点で優れた性能を有することが確認された。
【0099】
特に、実施例1に係る固形燃料ストーブによれば、案内板及び反射ドームを備えることによって燃焼排ガスの燃焼室滞留時間が増えることで、その熱効率が向上し電動式ペレットストーブ並みの熱効率(69.0%)が得られた。また、スモークナンバー及び臭気指数についても良好な値(スモークナンバー:2、臭気指数:25)が得られた。
【0100】
以上、本発明の固形燃料ストーブを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0101】
(1)上記実施形態1、3及び5〜7においては、Laを含有するAl−Fe−Cr基合金製の網状触媒金属板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、他の希土類貴金属元素(Hf、Sc、Y又はCe)を含有するAl−Fe−Cr基合金製の網状触媒金属板を用いてもよい。
【0102】
(2)上記実施形態4においては、実施形態1における網状触媒金属板から白金族触媒を除いたもの(すなわち、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことによりAl−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層とを有する網状金属板)を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、単なる網状金属板(例えば網状ステンレス板)を用いることもできる。
【0103】
(3)上記各実施形態においては、固形燃料ストーブを例にとって本発明の固形燃料燃焼装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の固形燃料燃焼装置を備えるボイラー及び発電装置も本発明に含まれる。この場合にも、従来よりも煤の発生量及び臭いの発生量が少ないボイラー又は発電装置となる。
【0104】
(4)上記各実施形態に係る固形燃料ストーブの筐体に熱電発電素子を取り付けることもできる。このような構成とすることにより、本発明の固形燃料ストーブを暖房器具として用いながら同時に電力を得ることも可能となる。
【符号の説明】
【0105】
1…筐体、2…空気取り入れ口、3…予熱室、4…火格子、5…燃焼室、6…案内板、7…反射ドーム、8…網状触媒金属板、8a…網状金属板、9…煙道、10…排気筒、11…第2網状触媒金属板、12…縦型案内板、100,102,104,106,108,110,112,900…固形燃料ストーブ、a1…空気,a2…予熱された空気,a3…火炎、a4…未燃成分、a5…排気ガス
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気を取り入れる空気取り入れ口と、
前記空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて固形燃料を燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室で固形燃料を燃焼させる際に生成する火炎及び未燃成分並びに前記空気取り入れ口から取り入れた空気を、前記燃焼室上方にある所定領域に向けて案内する案内板と、
前記所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドームとを備えることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項2】
請求項1に記載の固形燃料燃焼装置において、
少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項3】
請求項2に記載の固形燃料燃焼装置において、
前記網状触媒金属板は、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことにより前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層と、前記Al2O3被膜層に担持される白金族触媒とを有することを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項4】
請求項1に記載の固形燃料燃焼装置において、
少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状金属板が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記案内板は、前記固形燃料燃焼装置の筺体に対して内側に傾斜して配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記反射ドームは、すり鉢状の内面を有することを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記反射ドームは、箱状の内面を有することを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記反射ドームは、金属板からなることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記燃焼室の下方には、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を予熱する予熱室が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項10】
請求項9に記載の固形燃料燃焼装置において、
前記予熱室と前記燃焼室との間には、前記予熱室と前記燃焼室とを区切る火格子が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置からなる固形燃料ストーブ。
【請求項12】
請求項1〜10のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置を備えるボイラー。
【請求項13】
請求項1〜10のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置を備える発電装置。
【請求項1】
空気を取り入れる空気取り入れ口と、
前記空気取り入れ口から取り入れた空気を用いて固形燃料を燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室で固形燃料を燃焼させる際に生成する火炎及び未燃成分並びに前記空気取り入れ口から取り入れた空気を、前記燃焼室上方にある所定領域に向けて案内する案内板と、
前記所定領域に配設され、凹面状の内面を下方側に有する反射ドームとを備えることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項2】
請求項1に記載の固形燃料燃焼装置において、
少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状触媒金属板が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項3】
請求項2に記載の固形燃料燃焼装置において、
前記網状触媒金属板は、Al−Fe-Cr基合金製網状金属板と、前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板に熱処理を施すことにより前記Al−Fe-Cr基合金製網状金属板の表面に形成されるAl2O3被膜層と、前記Al2O3被膜層に担持される白金族触媒とを有することを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項4】
請求項1に記載の固形燃料燃焼装置において、
少なくとも前記反射ドームの下方には、前記未燃成分の二次燃焼を促進させる網状金属板が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記案内板は、前記固形燃料燃焼装置の筺体に対して内側に傾斜して配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記反射ドームは、すり鉢状の内面を有することを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記反射ドームは、箱状の内面を有することを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記反射ドームは、金属板からなることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置において、
前記燃焼室の下方には、前記空気取り入れ口から取り入れた空気を予熱する予熱室が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項10】
請求項9に記載の固形燃料燃焼装置において、
前記予熱室と前記燃焼室との間には、前記予熱室と前記燃焼室とを区切る火格子が配設されていることを特徴とする固形燃料燃焼装置。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置からなる固形燃料ストーブ。
【請求項12】
請求項1〜10のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置を備えるボイラー。
【請求項13】
請求項1〜10のいずれかに記載の固形燃料燃焼装置を備える発電装置。
【図2】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図1】
【図3】
【図4】
【図5】
【図13】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図1】
【図3】
【図4】
【図5】
【図13】
【公開番号】特開2013−64560(P2013−64560A)
【公開日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−203989(P2011−203989)
【出願日】平成23年9月19日(2011.9.19)
【出願人】(394006473)株式会社丸山鐵工所 (2)
【出願人】(511228229)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年9月19日(2011.9.19)
【出願人】(394006473)株式会社丸山鐵工所 (2)
【出願人】(511228229)
【Fターム(参考)】
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