JP3148663U

JP3148663U - 木質燃料用温水炉

Info

Publication number: JP3148663U
Application number: JP2008008755U
Authority: JP
Inventors: 英興洲之内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2018-11-17

Abstract

【課題】長時間無人状態で燃焼室２に定量の木質燃料を供給可能、且つ火災等が生じることのない高安全性の木質燃料用温水炉を提供する。【解決手段】窯１には二重壁構造部分の水室を設けている。空気噴出パイプ５の両端は、窯１の外壁に開口して空気を取り込むようにしている。木材挿入パイプ９は、その軸心延長線が窯１底面に対して鋭角の角度を有して燃焼室に開口している。水槽１０は上面を開放した有底箱状に形成され、内側に煙突１１が貫設されている。窯１に水槽１０を載置固定している。水槽１０の喫水線より下方には、温室に水槽１０内の高温水３６を温室に送り出すための循環口１２が開口されている。水室には水がフィードバックする循環口４が開口され、循環口１２、４を循環パイプで連通接続することで管路を形成する。【選択図】図１

Description

本考案は木質燃料用温水炉に関し、更に詳しくは農業用、園芸用温室内で野菜、果物、花卉等の栽培や園芸を行う際に、温室内に暖房目的で設けた温水パイプに温水を供給するための木質燃料用温水炉に関する。

野菜、花卉等を安定的に市場に供給するために温室栽培が広く行われている。植物の生育は光照射量、照射時間及び気温に大きく影響されるため、温室は太陽光を透過可能なビニールフィルム或はアクリル板等で覆われているものが一般的である。温室内の温度は、日中は太陽熱により所望温度まで昇温するが、日没後は土地への放熱や温室構成部材であるビニールフィルム等を透過する熱放射により急低下し、短時間で外気温と略同じ気温になる。この急速な温度低下は冷害を招く。そのため、特に夜間は、温室内の温度を植物の生育に必要な温度に保持する必要がある。従来、温室内を暖房するための一手段として温室内にダクトを張り巡らし、温室外部に設けた重油燃焼装置で発生させた加熱空気をダクト内に供給する方法が提案されている。しかしながら、重油を熱源とする暖房手段であると、重油代と重油の運搬費用を必要とし、収穫された農作物の価格が重油と重油運搬価格に左右され、安定した価格の農作物等を市場に供給することは困難であるという欠点があった。又、重油の燃焼により放出される物質は環境問題の一因ともなる。又、重油のような化石燃料資源枯渇の観点より、できる限り頼らない方が好ましい。

上記重油を用いた暖房手段の有する欠点に鑑みて、温室内の昇温には廃材を利用した木質燃料を熱源とすることが提案されている。
例えば、窯前面に開閉扉を有する木材投入口を有した木材燃焼室に排気ダクトを開口連通接続し、排気ダクトの一部周面には水冷ジャケットを設け、水冷ジャケットは二重壁構造を有し二重壁構造の内部を水が循環する冷媒通路とし、排気ダクトのうち水冷ジャケットの位置よりも上流側には熱源として灯油を使用するバーナーを設け、水冷ジャケットは温室内に延設され、水冷ジャケットに穿設された蒸気排出口から蒸発する水分を温室内に放散するようにし、排気ダクトの端部開口は温室外部で排気するようにした温室用暖房装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の暖房装置であると、温室内に水冷ジャケットを張り巡らせ、水冷ジャケットの二重壁構造内部の水が蒸気排出口から蒸気となって排出されることにより温室内を暖房するようにしているので、使用時には木材燃焼室で常時木材を燃焼させると共に排気温度低下防止のためにバーナーを駆動させておく必要がある。そのため、木材とバーナー用灯油の２種類の燃料を必要とし非経済的であるという問題点があった。又、窯の前面に設けた扉を開いて木材燃焼室内の木材の有無を目視確認し、木材の補充をこまめにしなければならない。更に、水冷ジャケットの二重壁構造内部の容積が大でないため、水を度々補給しなければならず手間を要した。特に、温室暖房は夜間や冬季等の気温低下時に使用する場合が多く、温室の温度管理責任者は夜間も休むことなく定期的に木材及び水の補給管理をしなければならず、重労働を課せられていたという問題点があった。
又、周側壁に水室を設け、前面に開閉蓋を設けた燃焼室内に水管を配設し、水室内において燃焼室及び煙室と熱交換して高温になった水を、温室内に敷設した管路を通らせて水室に戻るようにした木質燃料の温水炉が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の木質燃料の温水炉であると焚口が１箇所であり、燃焼室に木質燃料を補給する場合は必ず焚口から定期的に木質燃料を投入しなければならず、実際には長時間に亘り燃料の補給をしないで温室に高温水を循環補給することは不可能であるという問題点があった。
又、特許文献３に、炭化炉の底部、側面又は外壁にパイプを配設し、炭化炉で発生した熱で加熱された水を種々の用途に使用することが記載されている。
炭火炉は炭を製造するための炉であるため、本材を燃焼させてはならない。それゆえ、特許文献３に記載の炉であると、温室を満足な温度に昇温できる程度の高温水を得ることは実際にはできない。又、特許文献３の記載内容は単なる漠然とした提案にすぎず、具体性に欠くため、背景技術としては本願考案と比較する資料とはならない。
実用新案登録第３１２２２９５号の登録実用新案公報実公平４−２４３５４号公報特開２００８−２１４５０４号公報

本願考案は上記従来技術の有する問題点に鑑みて創案されたものであって、燃焼室に原木を短尺に切断した木質燃料を挿入支持可能な木材挿入パイプを開口連通接続させるという簡単な構造で、長時間無人状態で燃焼室に定量の木質燃料を供給可能にし、しかも火災等が生じることのない高安全性の木質燃料用温水炉を提供することを目的とする。

請求項１に記載の考案は、窯と水槽とよりなる木質燃料用温水炉であって、前記窯は、燃料投入焚口と空気供給手段を具備した木材燃焼室を設け、周側壁には二重壁構造部分を設け、該二重壁部分は水室となし、前記水槽は高さ方向に煙突を貫設した有底体に形成され、前記窯の燃焼室で熱せられた空気が前記煙突より排気可能に、前記窯の燃焼室に前記煙突の下端を開口連通させ、前記水室の水を前記水槽に送水可能に前記水室と前記水槽をパイプで連通接続し、前記水室に戻り用循環パイプを開口連通接続し、前記水槽には送水用循環パイプを開口連通接続してなる木質燃料用温水炉において、短尺に切断した原木を原木の自重で前記燃焼室内にスムーズに供給可能に、前記窯に原木を挿入するための木材挿入パイプを開口連通接続し、該木材挿入パイプは木材挿入パイプの軸心延長線が前記窯底面に対して鋭角を有して傾斜するように窯に設けてなることを特徴とする。
請求項２に記載の考案は、窯と水槽とよりなる木質燃料用温水炉であって、前記窯は、燃料投入焚口と空気供給手段を具備した木材燃焼室を設け、該木材燃焼室の周側壁には二重壁構造部分を設け、該二重壁部分は水室となし、前記水槽は高さ方向に煙突を貫設した有底体に形成され、前記窯の燃焼室で熱せられた空気が前記煙突より排気可能に、前記窯の燃焼室に前記煙突の下端を開口連通させ、前記水室の水を前記水槽に送水可能に前記水室と前記水槽をパイプで連通接続し、前記水室に戻り用循環パイプを開口連通接続し、前記水槽には送水用循環パイプを開口連通接続して第１の管路を形成してなる木質燃料用温水炉において、短尺に切断した原木を原木の自重で前記燃焼室内にスムーズに供給可能に、前記窯に原木を挿入するための木材挿入パイプを開口連通接続し、該木材挿入パイプは木材挿入パイプの軸心延長線が前記窯底面に対して鋭角を有して傾斜するように窯に設け、前記水槽の喫水線より僅かばかり下方位置に熱交換器を配設し、該熱交換機の両端は水槽の対向する周壁に夫々水密に開口し、該開口のうち一方の開口から送り込まれた水が前記水槽内の高温水と熱交換して温水となり、該温水を他方の開口より送り出されるように形成されてなることを特徴とする。

燃焼室に傾斜した木材挿入パイプを開口連通して設けているため、短尺に切断された複数個の原木を木材挿入パイプに挿し込んでいれば、燃焼室内の原木が完全燃焼され灰化されれば原木の自重により木材挿入パイプ内最下部に位置する原木が燃焼室に供給され、夜間等の長時間に亘り燃料供給や火災管理等のための人手間を要しないという効果がある。

燃焼室に燃料投入焚口に加えて木材挿入パイプを開口連通接続することで燃焼中に焚口を開扉することなく木質燃料を木材挿入パイプより補給可能にし、木材挿入パイプの軸心延長線が窯底面に対して鋭角を有して傾斜するように設けることで木材挿入パイプに挿入された木材が木材の自重で燃焼室内に下降して入り込み、常に定量の木質燃料が燃焼室に供給されることを実現した。

図１は木質燃料用温水炉の右側面図、図２は図１の焚口用蓋を取り除いたＡ−Ａ線断面図、図３は焚口用蓋で焚口を閉じた使用状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図である。
図１〜図３において、窯１は鉄板等の金属鈑を用い上面を開放し、内側に燃焼室２を設けた有底箱状に形成されている。窯１の前側部を除いた左右側壁、及び後側壁は、二重壁構造に形成されている。二重壁構造部分は、内部が冷媒としての水が循環する水室３としている。循環する流動体は水に限定せず、不凍液であればよい。水室３には水がフィードバックする循環口４が開口連通接続されている。燃焼室２内に内壁面に沿って平視コ字状に空気噴出パイプ５が配設されている。空気噴出パイプ５には燃焼室２内で空気が渦状に供給されるように空気噴出孔（図示せず）が穿設されている。空気噴出パイプ５の両端は、左右側壁のうち前側部の一重壁部分に開口し、空気取り入れ口６、６となしている。空気取り入れ口６、６には、空気噴出パイプ５内に空気を効率的に送り込むための送風装置（図示せず）を設けている。案内板７は、燃焼室２内の下部空気取り入れ口６、６の前方位置に於いて、前側壁から底面に下傾して架け渡され、木材挿入パイプ９より供給された木質燃料が燃料室２内の適切な位置に送り込まれるように案内している。
窯１の前側壁は、高さ方向中途部位から上方は後方に傾斜する傾斜面８に形成されている。傾斜面８には木材挿入パイプ９が開口接続され、木材挿入パイプ９の中空部が燃焼室２に連通接続するように設けられている。詳しくは、木材挿入パイプ９の軸心の延長線が窯１の底面に対して鋭角の角度を有するように、木材挿入パイプ９は窯１の傾斜面８に一体的に取り付けられている。木材挿入パイプ９の内径の大きさや長さは限定するものではなく、使用する木質燃料の径や量により決定される。一般的には、廃材として出る直径３０ｃｍ程度で長さが３０ｃｍ程度に切断された原木を、複数個挿入可能で、連続して１０時間程度は燃焼室２にて燃焼可能に、内径が３０ｃｍを越え、軸方向長さが１００ｃｍを越えるものであることが好適である。木材挿入パイプ９に挿入する木質燃料は、１本の１００ｃｍを越える原木であってもよいが、実際の使用結果から鑑みると効率よく木質燃料が燃焼室２に供給されるためには、複数個の数１０ｃｍ程度の長さに切断された原木を木材挿入パイプ９に挿入した方が円滑に燃焼室２に供給される。

水槽１０は上面を開放した有底箱状に形成され、内側には上下方向に煙突１１が貫設されている。煙突１１は下端が水槽１０の底面に開口し、上端は水槽１０の上方に位置して設けられている。水槽１０の底面左右横幅は、窯１の上面横幅と一致する大きさに形成されている。水槽１０の前後方向長さは、窯１の上面前後方向の長さよりも短く形成されている。水槽１０の喫水線より僅かばかり下方には、温室に水槽１０内の高温水３６を温室に送り出すための循環口１２が開口され、ポンプ（図示せず）を介装した送水用の循環パイプ１８に連通接続されている。水槽１０にはフロート（図示せず）を配設し、フロートのクランク機構（図示せず）により水位が一定以下になると水を補充するようにしている。

窯１の上面に、窯１の後側壁と水槽１０の後側壁が一致するように水槽１０を載置し、ボルトとナット等の締着具１３で水槽１０を窯１に固定的に取り付けている。窯１の上面開口のうち水槽１０で覆われていない前側部分は燃料投入焚口とし、この燃料投入焚口には焚口用蓋１４を着脱可能に設けて燃料投入焚口を開閉自在にしている。

水室３の左右外側壁上部と水槽１０の左右側壁下部には穿孔を設け、上下対応する位置の穿孔を夫々送水パイプ１５で水密に連通接続している。１６は、水槽用蓋である。

次に、作用について説明する。先ず、焚口用蓋１４を開蓋し、燃料投入焚口より着火用焚付け等を投入し、点火する。図３に示すように、燃料投入焚口を閉蓋し、木材挿入パイプ９に短尺に切断した複数の原木１７を挿し込む。原木１７は、一般的に直径３０ｃｍ程度で長さが３０ｃｍ程度に切断するものを使用することが好適である。空気取り入れ口に設けた送風装置（図示せず）を駆動し、空気取り入れ口６、６より空気を空気噴出パイプ５に送り込むと、空気噴出孔（図示せず）より空気が噴出し、燃焼室２内で空気が渦状に対流する。水室３内の水は、原木１７の燃焼により加熱される。水室３内の水は高温化し、より水温の高い水は水室３内の上部に上昇し、送水パイプ１５を通って水槽１０内に送り込まれる。水槽１０に導入された高温水３６のうち水温の高いものは、水槽１０の上部に位置する。高温化し上部に滞留する高湯水３６は、水槽１０の上部に設けた循環口に連通開口した循環パイプ１８に介装したポンプ（図示せず）の駆動により、循環口１２より送水用の循環パイプ１８へ送り出され、温室内に敷設された管路を通って、温室内にて放熱し、熱を奪われた水は戻り用の循環パイプ１８より循環口４にフィードバックする。燃焼室２内の排気は煙突１１より外部に排出される。木材挿入パイプ９に挿入された短尺に切断された原木１７は、燃焼室２内に落下供給されて燃焼し灰化する。木材挿入パイプ９内の複数の短尺に切断された原木１７は、燃焼室２灰化された分量分が下降し燃焼室２へ補給される。複数の短尺に切断された原木１７は木材挿入パイプ９により傾斜状態で支持され、木材挿入パイプ９の下部側から順次燃焼室２に落下供給される。燃焼室２内に供給された原木１７が灰化すると、原木１７の自重で灰化分の木材１７が燃焼室２に下降移動し、木質燃料として新たに燃焼室２に落下供給されていく。
木材１７が木材挿入パイプ９により傾斜して燃焼室２内に入り込みように形成されているので、灰化により失った有機燃料である新たな木質燃料の燃焼室２への供給を、原木１７の自重による燃焼室２への落下により自動的に行うため、燃料供給のための人手間が不要であるという効果がある。又、木材挿入パイプ９により木質燃料を支持し、空気噴出パイプ５により酸素を煙突１１の方向に送り込み、排気は煙突１１により行うので、燃焼室２内の炎は空気の流れに従い煙突１１の方へ向き、木材挿入パイプ９側方向へは向かないため、木材挿入パイプ９の外側開口からは出火することは無く、管理者が不在でも木材挿入パイプ９から炎が逆流することは無く、火災が生ぜず安全であるという効果がある。

図４及び図５に示される実施例２について説明する。図４及び図５において、窯１９は上面を開放した有底筒状燃焼室２０と、燃焼室２０と連通して設けられた焚口２１とよりなる。焚口２１には焚口用蓋２２を開閉自在に設けている。有底筒状燃焼室２０に於ける焚口２１の接続部及び該焚口接続部近傍を除いた周側壁は、二重壁構造に形成されている。二重壁構造部分は、内部が冷媒としての水が循環する水室２３としている。循環する流動体は水に限定せず、不凍液であればよい。水室２３には水がフィードバックする循環口２４が開口連通接続され、循環口２４には戻り用の循環パイプ３１が連通接続されている。燃焼室２０内に内周壁面に沿って平視優弧状に空気噴出パイプ２５が配設されている。空気噴出パイプ２５には燃焼室２０内で空気が渦状に供給されるように空気噴出孔（図示せず）が穿設されている。空気噴出パイプ２５の両端は、周側壁のうち焚口接続部近傍の一重壁部分に開口し、空気取り入れ口２６、２６となしている。空気取り入れ口２６、２６には、空気噴出パイプ２５内に空気を効率的に送り込むための送風装置（図示せず）を設けている。案内板２７は、焚口２１の前側壁から底側壁に下傾して架け渡され、後述する木材挿入パイプ２８から落下する木質燃料が窯１９内の適切な位置に送り込まれるように案内している。焚口２１の前側壁は高さ方向中途部位から上部は後方に傾斜する傾斜面に形成され、該傾斜面には木材挿入パイプ２８が燃焼室２０に開口連通するように接続されている。詳しくは、木材挿入パイプ２８の軸心延長線が窯１９の底面に対して鋭角の角度を有するように、木材挿入パイプ２８は窯１９の傾斜面に一体的に取り付けられている。水槽２９は上面を開放した窯１９と同径の有底円筒状に形成され、内側には上下方向に煙突３０が配設されている。煙突３０は下端が水槽２９の底面に開口し、上端は水槽２９の上方に位置するように設けられている。水槽２９には、水槽２９内の高温水３６を外部に設けた温室に送り出すための循環口が開口され、ポンプ（図示せず）が介装された送水用の循環パイプ３１に連通接続されている。窯１に水槽２９を重合して固定的に取り付けている。水室２３の外側壁上部と水槽２９の側壁下部には穿孔を設け、上下対応する位置の穿孔を送水パイプ３２で水密に連通接続している。３３は、水槽用蓋である。

図６に示される実施例３について説明する。実施例２と異なる点は、水槽２９の喫水線よりも僅かばかり下方位置に、熱交換器３４を配設している。水槽２９の外部から熱交換器３４に水道水を供給可能に、熱交換器３４には水供給管３５を連通接続されている。又、熱交換器３４は送出パイプ３７と連通接続され、水供給管３５より供給された水道水が熱交換機３４内にて水槽２９内の高温水３６と熱交換して温水となり、該温水が送出パイプ３７へ送り出されて浴室や台所等で利用可能にしている。送出パイプ３７には、バルブとポンプを介装している。
一方、水槽２９に開口連通接続された送水用の循環パイプ３１に介装したポンプの駆動により温室の管路に送り込まれた温水は、温室内にて放熱して低温化し、循環口２４より有底筒状燃焼室２０の水室２３に戻る。水室２３に戻った低温化した水は、水室２３内において有底筒状燃焼室２０と熱交換して高温水となり、水室２３内を上昇し、送水パイプ３２を通って水槽２９へ送り込まれる。水槽２９に送り込まれた高温水３６は、水槽２９と連通接続されているポンプを介装した循環パイプ３１より外部に設けた温室の管路へ送り出され循環する。
実施例３は、１つの装置で加温された水を温室暖房のための管路、及び生活用温水の双方に送り出すことができるという効果がある。又、水槽２９内に複数の熱交換器を設けることで、１の温水炉で複数の温水供給路を設けることが可能で、原木により加熱された熱エネルギーを有効に利用できるという効果がある。

木質燃料用温水炉の右側面図である。（実施例１）焚口用蓋を取り除いた図１のＡ−Ａ線断面図である。（実施例１）焚口用蓋で焚口を閉じた使用状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図である。（実施例１）木質燃料用温水炉の右側面図である。（実施例２）焚口用蓋を取り除いた図４のＣ−Ｃ線断面図である。（実施例２）水槽の蓋を取り除いた斜視図である。（実施例３）

符号の説明

１、１９窯
２、２０燃焼室
３、２３水室
９、２８木材挿入パイプ
１０、２９水槽
１１、３０煙突
１５、３２パイプ
１７原木
１８、３１循環パイプ
２１焚口
３４熱交換器
３６高温水

Claims

窯と水槽とよりなる木質燃料用温水炉であって、
前記窯は、燃料投入焚口と空気供給手段を具備した木材燃焼室を設け、周側壁には二重壁構造部分を設け、該二重壁部分は水室となし、
前記水槽は高さ方向に煙突を貫設した有底体に形成され、
前記窯の燃焼室で熱せられた空気が前記煙突より排気可能に、前記窯の燃焼室に前記煙突の下端を開口連通させ、
前記水室の水を前記水槽に送水可能に前記水室と前記水槽をパイプで連通接続し、
前記水室に戻り用循環パイプを開口連通接続し、
前記水槽には送水用循環パイプを開口連通接続してなる木質燃料用温水炉において、
短尺に切断した原木を原木の自重で前記燃焼室内にスムーズに供給可能に、前記窯に原木を挿入するための木材挿入パイプを開口連通接続し、該木材挿入パイプは木材挿入パイプの軸心延長線が前記窯底面に対して鋭角を有して傾斜するように窯に設けてなることを特徴とする木質燃料用温水炉。
窯と水槽とよりなる木質燃料用温水炉であって、
前記窯は、燃料投入焚口と空気供給手段を具備した木材燃焼室を設け、該木材燃焼室の周側壁には二重壁構造部分を設け、該二重壁部分は水室となし、
前記水槽は高さ方向に煙突を貫設した有底体に形成され、
前記窯の燃焼室で熱せられた空気が前記煙突より排気可能に、前記窯の燃焼室に前記煙突の下端を開口連通させ、
前記水室の水を前記水槽に送水可能に前記水室と前記水槽をパイプで連通接続し、
前記水室に戻り用循環パイプを開口連通接続し、
前記水槽には送水用循環パイプを開口連通接続して第１の管路を形成してなる木質燃料用温水炉において、
短尺に切断した原木を原木の自重で前記燃焼室内にスムーズに供給可能に、前記窯に原木を挿入するための木材挿入パイプを開口連通接続し、該木材挿入パイプは木材挿入パイプの軸心延長線が前記窯底面に対して鋭角を有して傾斜するように窯に設け、
前記水槽の喫水線より僅かばかり下方位置に熱交換器を配設し、該熱交換機の両端は水槽の対向する周壁に夫々水密に開口し、該開口のうち一方の開口から送り込まれた水が前記水槽内の高温水と熱交換して温水となり、該温水を他方の開口より送り出されるように形成されてなることを特徴とする木質燃料用温水炉。