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公開番号2025019968
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023133161
出願日2023-07-28
発明の名称無人薪ストーブ
出願人個人
代理人
主分類F23B 60/02 20060101AFI20250131BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】重油燃料の高騰で、冬季のビニールハウス栽培が困難となりその代用として廃材、間伐材、竹材等があるも、無人での長時間燃焼困難や、多量の高熱や、一部未燃焼ガス等を、直に煙突からの排出により、薪の無駄な消費等多くの課題がある。
【解決手段】下記6項目の、新燃焼機能対策で、上記の課題が解決出来た、1)大容量の新薪燃焼室をロストルの上側に設定、2)新燃焼室をロストルの下側に設定、3)未燃焼ガス発生防止として約320℃以上管理設定、4)燃焼妨害対策として白煙誘導板を設定、5)薪の木炭化による炭の燃焼で燃焼時間延長を図る、6)ロケットストーブによる高温排熱の回収と、屋内暖房の活用等で、大幅な燃焼時間の延長で、薪の補給に気を遣うこともなく、又優れた暖房効果のある無人薪ストーブが開発出来ました。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
新規開発のストーブに構成される主な新燃焼機能は、下記６項目の特性で構成される。
１）大容量の新薪収容室を、ロストルの上側に設定。
長時間燃焼が出来る、新薪ストーブとして、密閉された１次燃焼ストーブのロストルの上側に、大容量の薪を収容し木炭化され、一度の薪投入で無人で薪（炭）があるまで燃え続ける薪ストーブ。
２）新燃焼室をロストルの下側に設定。
高温度燃焼が出来る新燃焼室として、密閉された１次燃焼ストーブのロストル下側を、燃焼室とすることで、周囲全面が密閉された高熱の室にあるためこの新燃焼室も、狭く密閉された位置にあり、常に高熱状態で完全燃焼が維持出来る、薪ストーブ。
３）未燃焼ガス発生防止として、初期高温度管理（約３２０℃以上）設定。
未燃焼ガス発生防止として、初期高温度管理（約３２０℃以上）による完全燃焼で、未燃焼燃スが発生せず、クリーンで、無駄な燃焼もない薪ストーブ。
４）燃焼妨害対策として、白煙誘導板を設定。
初期燃焼時、多量に発生する白煙（主に水蒸気と未燃焼ガス）が燃焼妨害となり、この対策として白煙誘導板を設け、２次燃焼筒から外部に排出する、新薪ストーブ。
５）薪の木炭化による炭の燃焼で、燃焼時間の延長を図る。
密閉した薪ストーブで薪の底面を部分燃焼さすと、薪の上部は高温乾燥し木炭が作られ、蓄積し燃焼後半にはこれらの木炭が燃料となり、無人で木炭がある限り、自重で下がりながら、燃え続け、燃焼時間を大幅に延ばし、又空気量調整により、火力調整も容易で、優れた新燃焼方法の薪ストーブ。
６）ロケットストーブによる、高温排熱の回収を図る。
１次燃焼ストーブで発生した、殆どの熱をロケットストーブ内に回収でき、煙突からの高温排熱も無くなり、屋内暖房に活用で薪の大幅な節約が出来、優れた熱回収機能のある、薪ストーブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は無人で薪（炭）がある限り燃え続ける新薪ストーブ。
続きを表示（約 5,600 文字）【背景技術】
【０００２】
今回の開発目的は、冬季時ハウス栽培の暖房に使用されている、重油燃料費の上昇によりその代用として建築廃材、間伐材、竹材等を燃料とした、大幅な燃料費の節約と同時に多量に収容した薪（炭）がある限り、無人で火が消える事なく燃え続け、長時間夜間暖房が出来、更に煙突から１次燃焼の高熱が、直に排出され続け、多くの燃料の無駄もあり、この排熱の活用も出来る、無人薪ストーブの開発が必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既存の薪ストーブには、下記６項目の課題があり、これらの対策が必要。
１）薪の投入量が少なく、又燃焼効率も良くなく、燃焼時間が短い。
２）１次燃焼の高熱の排ガスが、煙突から直に排出され、活用される事もなく多くの燃料の無駄がある。
３）未燃焼ガスも一部煙突から直に排出され燃料の無駄とクリーンな排出ガスが要求される。
４）安価な建築廃材、間伐材、竹材等の燃料も、完全燃焼出来る、新燃焼構造の薪ストーブが要求される。
５）火力調整は、空気量調整で簡単に出来る薪ストーブ。
６）燃焼構造が簡単で、製作も容易で、軽量で、使いやすい、新薪ストーブが要求される。
【課題を解決しようとする手段】
【０００４】
上記６項目の課題に対し、下記６項目の新燃焼機能の対策で、既存の薪ストーブの課題が解決出来、特にロケットストーブの優れた燃焼機能の活用で、実用化に近づいた。
１）大容量の新薪収容室を、ロストルの上側に設定。
既存の薪ストーブは、少量の薪を順次補給しながら燃焼を続け又ロストルの上側は、燃焼室になっているが、今回の無人薪ストーブは、大容量の薪の収容室に使用し木炭化され燃え続ける、１次燃焼ストーブとロケットストーブとの結合による新薪ストーブ。
２）新燃焼室をロストルの下側に設定。
既存の薪ストーブは、ロストルの下側は空気室と灰受け面であるが、この新燃焼室は、ロストルの上側全面が、高熱の薪収容室で、下側に燃焼室があり、その下に高熱の灰受け皿があり、更に側面には、高熱の２次燃焼筒があり、片方のロストル下側面には吸気口窓があり、２次燃焼筒の高温による強い吸い込みで、常に新鮮な空気が補給され高熱状態にある、新燃焼室。
３）未燃焼ガス発生防止として、初期高温度管理（約３２０℃以上）設定。
この無人薪ストーブは多量の薪を同時に燃焼乾燥するため、燃焼温度低下により、未燃焼ガスの発生もあり、燃焼初期時、約３２０℃以上の高温度で、燃焼すれば、完全燃焼に近づき未燃焼ガス発生が防止できる新燃焼方法の薪ストーブ。
未燃焼ガス発生防止管理（ｐ１２，１３参照）
初期燃焼温度、約２００℃、と約３２０℃以上の高温燃焼比較テスト結果、高温度燃焼では、燃焼時間約７時間が、約９時間延長し、逆に燃焼温度が低いと、ロケットストーブの２次燃焼筒内で未燃焼ガスが燃焼し、その天板温度が１次燃焼ストーブ温度より高くなり、又燃焼時間も短い事が確認出来、初期高温管理３２０℃以上と、ロケットストーブの天板温度比較で、未燃焼ガス発生防止を管理する。
４）燃焼妨害対策として、白煙誘導板を設定。
初期燃焼時、多量の薪を同時に高温燃焼するため、多量の白煙（主に水蒸気と未燃焼ガス）が発生充満し薪の底面の燃焼妨害がありその対策として白煙誘導板により、２次燃焼筒に誘導で、燃焼妨害もなくなり、強い燃焼で、未燃焼ガス発生防止とクリーンな排気ガスが排出される薪ストーブ。
５）薪の木炭化によ炭の燃焼で、燃焼時間の延長を図る。
既存の薪ストーブは少量の薪を順次補給し、生木の燃焼で継続燃焼しているがこの無人薪ストーブの継続燃焼は、密閉された薪収容室内の残っている炭の上に多量の薪を投入し、即高温燃焼で上部の薪を炭化させ、炭を作りながら燃焼し、その炭があるまで消える事なく燃え続け、薪の補給に気を遣う事もない新燃焼方法の薪ストーブで、更にこのストーブの火力は燃焼面積で、又燃焼時間は、薪（炭）の高さに関係した特徴がある。
６）ロケットストーブによる、高温排熱の回収を図る。
従来１次燃焼で、直接外部に排出していた煙突の高熱を、この新ストーブは１次燃焼で発生した、高熱の排気ガスをロケットストーブの、２次燃焼筒の強い吸い込みで吸収し、ストーブ内の放射と対流で、その高熱の殆どを回収し、１次燃焼の熱を無駄なく、屋内暖房につかいきる、２台の高温ストーブで、暖房効果の格段に優れた新薪ストーブ。
【発明の効果】
【０００５】
（１）新開発の無人薪ストーブの効果
一度に多量の薪を投入し、蓋で密閉し燃焼すると、薪が炭化し、その炭が蓄積され、その炭がある限り、無人で長時間燃え続け、更に１次燃焼室から排出される高熱を、ロケットストーブ内に吸収し、その殆どの高熱が、放射と対流で屋内暖房に活用で、格段に優れた、暖房効果と、燃焼時間の延長が出来、薪の補給に気を遣う事もない、優れた燃焼構造のある、無人薪ストーブ。
（２）テスト結果
各種のテスト結果、下記７項目の効果を確認した。（ｐ１２，１３参照）
（燃焼テストの薪ストーブは、市販の鉄製ドラム缶２００Ｌで製作する）
特に現行薪ストーブの課題でもある、無人で安定して、長時間燃え続ける新薪ストーブと、又煙突から高熱の排気ガスが排出され、燃料の多くの無駄も、ロケットストーブの、優れた熱回収で、高温度の屋内暖房の活用が出来る無人薪ストーブの効果が確認出来た。
１）１次燃焼ストーブに薪５束投入で、９時間無人で炭がある限り、燃え続けた。（ストーブ収容、薪１０束可）（薪は市販の広葉樹の束、約外径２０、高さ３６ｃｍ）２）１次燃焼ストーブに薪７束投入で、１２時間無人で炭がある限り、燃え続けた。
３）前記燃焼室温度も、高熱の３５８℃平均で維持され、燃え続けた。
４）更に、前記１次燃焼室の天板温度も、２７３℃平均と高いストーブ熱で、維持され燃え続けた。
５）又現行ストーブでは、１次燃焼の高熱の排煙を、直に煙突から排出していたが、ロケットストーブで、これらの排熱を吸収しその天板から下に、降りる時に放射と対流で、殆どの高熱を回収で、１次燃焼温度、約３５８℃がロケットストーブ内で回収され、屋内暖房に活用され、末端の煙突温度では約５０℃位まで下がり約８０％以上の熱が回収され優れた熱の回収効率で、余すところ無く生みだした熱量を、屋内暖房に活用出来、格段に優れた暖房効果のある、無人薪ストーブ。
６）更に、その天板温度２２４℃も、ストーブ熱として、屋内暖房に活用され、ロケットストーブの、優れた熱回収機能により、薪の大幅な節約が出来る。
７）上記２台の天板のストーブ熱合計４９７℃と、更にロケットストーブの排熱回収による、屋内暖房の活用で、格段に優れた、２台のストーブ暖房効果のある無人薪トーブ。
（３）現行ストーブ６項目の課題と対策確認
下記の新燃焼機能の対策で、長時間燃焼が出来、煙突からの高温排熱もなく、優れた燃焼効率と熱回収効率で、暖房効果の高い無人薪ストーブ。
１）薪の投入量が少なく、又燃焼効率も良くなく、燃焼時間が短い。
１大容量の新薪収容室を、ロストルの上側に設定。
２新燃焼室をロストルの下側に設定。
３薪の木炭化によ炭の燃焼で、燃焼時間の延長を図る。
２）１次燃焼の高熱の排ガスが煙突から直に排出され、活用される事もなく多くの燃料の無駄がある。
１ロケットストーブによる、１次燃焼の高温排熱の回収で、約８０％以上の排熱が、屋内暖房に活用され、格段に優れた熱回収効率のある、ロケットストーブ。
３）未燃焼ガスも一部煙突から直に排出され、燃料の無駄とクリーンな排出ガスが要求される。
１未燃焼ガス発生防止として、高温度管理（約３２０℃以上）設定。
２燃焼妨害対策として、白煙誘導板を設定。
４）安価な建築廃材、間伐材、竹材等の燃料も完全燃焼出来る、新燃焼構造の薪ストーブが要求される。
１燃焼妨害対策として、白煙誘導板を設定。
２薪の木炭化によ炭の燃焼で、燃焼時間の延長を図る。
３新燃焼室をロストルの下側に設定で完全燃焼を図る。
５）火力調整は、空気量調整で簡単に出来る薪ストーブ。
１スライドタイプの空気口窓。
６）燃焼構造が簡単で、製作も容易で、軽量で、使いやすい、新薪ストーブが要求される。
１既存のストーブ構造と、大きな変更もなく、簡単な燃焼構造の薪ストーブ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
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【発明を実施するための形態】
【０００７】
（１）初期燃焼方法（ストーブ冷間時）
ロストル上全面に着火剤を敷き、上に多量の薪を垂直に投入し、点火し全開した吸気口から風を送ると、約３０分前後で、薪底全面が高温燃焼し、約３２０℃以上の高温燃焼を確認すると、吸気口の窓を絞り、長時間燃焼に移行すると、この温度の燃焼状態が維持され、燃え続ける。
又燃焼状態は、高温燃焼のため、初期燃焼時多量の白煙を噴出するが、次第に白煙も薄くなり、最後は炭の表面燃焼で無煙となり燃え尽きる、無人薪ストーブ。
尚、燃焼初期は、多量の薪が収容されており、高温燃焼での乾燥のため、多量の白煙（主に水蒸気と一部の未燃焼ガス）が噴出される。
（２）継続燃焼方法（ストーブ熱間時）
無煙の炭燃焼時、補給室の蓋を開け、薪を投入し蓋を閉め空気窓から風を送り同じく、約３２０℃以上の高温燃焼で、薪を乾燥炭化し、その炭がある限り、燃え続ける、新薪ストーブ。
又炭燃焼は、空気窓の絞りで、火力調整も簡単で、特に炭の火力は強く空気量を絞る必要がる。
（３）管理点
１）初期燃焼時の温度測定点は、薪の底面の燃焼温度、約３２０℃以上を、吸気口左右のロストル側面で管理する。（ストーブ温度計）
２）吸気口の絞り量も、燃焼時間に大きく関係し出来る限り空気量を絞り設定。
３）安全管理
燃焼中は、ストーブ上部の蓋を閉め、開ける時は、必ず下側の吸気口を閉めること。
（通常の燃焼は、薪の底面のみが燃え上部の燃焼はないが、蓋を開けると燃焼炎が急に上昇し危険である）
４）煙突部からは、初期燃焼時、タール（木酢液）が出るので、室内の場合は特に、その回収方法の検討が必要。
【符号の説明】
【】
（ロケットストーブ本参考）
【０００８】
１１次燃焼ストーブ２００Ｌ缶（大容量の薪収容）
２吸気口窓（４０×１００）
空気量を絞り長時間燃焼を継続させる
３初期燃焼時の蓋（１２０×２４０）
４大容量の薪収容室で廃材、間伐材、竹材、等の乾燥材を垂直に置く新構造燃焼初期前半は薪の底面からの可燃焼ガスが燃焼し、後半からは薪の木炭化された炭の無煙の表面燃焼で長時間燃焼が出来る、新燃焼方法の薪ストーブ
５新構造の白煙排出誘導板（水蒸気充満による薪の底面の燃焼妨害対策）
（白煙、水蒸気通路口、３０×２５０）（鉄板厚ｔ０．３）
６１次燃焼室蓋（薪投入口）（１次燃焼室を密閉し燃焼する）
７ロストル鉄筋▲Φ▼１２（上側は薪の収容室、下側は燃焼室）
８大容量灰受け皿（引き出しタイプ）
（大容量の灰受け皿設置で灰の回収時間短縮と燃焼室の断熱効果ある）
９燃焼初期の焚口で薪の底全面を高温燃焼させ、未燃焼ガス発生を防止する
（初期燃焼温度、約３２０℃以上確保）
１０ロケットストーブ本体、５０Ｌ缶２個結合（２次燃焼筒内蔵）
（１次燃焼室の高熱を、放射と対流で熱を回収し、屋内暖房に活用する）
１１２次燃焼筒（ステンレス製煙突、外径▲Φ▼１２０）（必要高さ６２，５～１００ｃｍ）
（高温燃焼による強い空気の吸い込み力で、長時間の強い燃焼と、白煙の排出機能が発生する）
１２ロケットストーブの蓋
１３煙突（外径▲Φ▼１２０）（小径部の煙突使用で結合容易化）
タッピングスクリューで結合
１４バーントンネル（新燃焼室）として活用、ロストルの下側全面が密閉された狭い燃焼室で高温燃焼が出来る、新燃焼室で側面に吸気口の窓があり、空気量を絞り薪の底面の高温燃焼で完全燃焼させ、未燃焼ガス発生防止で、長時間高温燃焼を促進させる。
１５熱回収（ストーブ内の放射と対流）
１６貫抜

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