特許 6497580 熱源機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6497580

(24)【登録日】2019年3月22日

(45)【発行日】2019年4月10日

(54)【発明の名称】熱源機器

(51)【国際特許分類】

   F23Q 7/04 20060101AFI20190401BHJP

   F23B 60/02 20060101ALI20190401BHJP

   F23B 90/02 20110101ALI20190401BHJP

【ＦＩ】

   F23Q7/04

   F23B60/02

   F23B90/02

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-25906(P2015-25906)

(22)【出願日】2015年2月13日

(65)【公開番号】特開2016-148490(P2016-148490A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2016年3月7日

【審判番号】不服2017-15892(P2017-15892/J1)

【審判請求日】2017年10月26日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591282205

【氏名又は名称】島根県

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】帯刀 一美

(72)【発明者】

【氏名】西 政敏

(72)【発明者】

【氏名】水引 朋之

(72)【発明者】

【氏名】三寺 健五

(72)【発明者】

【氏名】林 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】内田 光之

【合議体】

【審判長】 田村 嘉章

【審判官】 窪田 治彦

【審判官】 莊司 英史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１７２３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９１０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０４６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２９９１１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１０７００５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F23Q7/04

F23B60/02,90/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼させるためのバイオマス燃料が配置される燃焼部と、
前記バイオマス燃料に着火する着火装置と、
を備えた燃焼装置と、
前記燃焼部に空気を供給する給気ファンと、
前記給気ファンとは別に設けられたダイアフラムポンプと、
を備えた熱源機器であって、
前記着火装置は電気ヒータと、前記電気ヒータが発生した熱を前記バイオマス燃料に送り出すための空気を供給する着火用空気供給管とを備え、前記電気ヒータは、前記着火用空気供給管の内部に設けられ、前記着火用空気供給管の他端は、外部から取り込んだ空気を前記着火用空気供給管に供給する前記ダイアフラムポンプに接続されており、当該電気ヒータが発生した熱によって、前記バイオマス燃料に着火することを特徴とする熱源機器。

【請求項2】

前記燃焼部は、
筒状の燃焼器と、
前記燃焼器の内部に収容され、前記バイオマス燃料が載置される火格子と、
を備え、
前記燃焼器の前記火格子の上方の内壁には、着火用穴が形成され、
前記着火用空気供給管の一端が、前記着火用穴に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の熱源機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペレット等のバイオマス燃料を利用した燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境を汚染しないクリーンなエネルギーとして、バイオマス燃料を利用したボイラーや温風加温機等の燃焼装置が注目されている。バイオマス燃料の燃焼時に発生する二酸化炭素の量は、原料となる植物が生長する際に吸収した二酸化炭素の量と等しい。そのため、バイオマス燃料を燃焼させても、化石燃料のように地球全体の二酸化炭素を増加させることがなく、温暖化対策に有効である。

【0003】

そのようなバイオマス燃料を利用した燃焼装置は、灯油やガス等の流体燃料によるバーナー燃焼装置によって燃料を着火するものが主流である（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７８０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述のバーナー燃焼装置によって燃料を着火する燃焼装置は、流体燃料を消費するため、燃焼装置のコストが高くなる。また、流体燃料を貯蔵する燃料タンクが必要となるため、燃焼装置のサイズも大型化する。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、燃焼に要するコストが低く、小型化が可能な燃焼装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る燃焼装置は、燃焼させるためのバイオマス燃料が配置される燃焼部と、前記バイオマス燃料に着火する着火装置と、を備えた燃焼装置であって、前記着火装置は電気ヒータを備え、当該電気ヒータが発生した熱によって、前記バイオマス燃料に着火することを特徴とする。

【0008】

好ましくは、前記燃焼装置では、前記着火装置は、前記電気ヒータが発生した熱を前記バイオマス燃料に送り出すための空気を供給する着火用空気供給管をさらに備え、前記電気ヒータは、前記着火用空気供給管の内部に設けられる。

【0009】

好ましくは、前記燃焼装置では、前記燃焼部は、筒状の燃焼器と、前記燃焼器の内部に収容され、前記バイオマス燃料が載置される火格子と、を備え、前記燃焼器の前記火格子の上方の内壁には、着火用穴が形成され、前記着火用空気供給管の一端が、前記着火用穴に挿入されている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によって、燃焼に要するコストが低く、小型化が可能な燃焼装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る温風加温機の外観を概略的に示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は底面図である。

【図2】温風加温機の左側からの内部構成を示す図である。

【図3】温風加温機の正面側からの内部構成を示す図である。

【図4】温風加温機の配電盤の構成を示すブロック図である。

【図5】燃焼部の平面図である。

【図6】燃焼装置によるペレットの燃焼を制御する燃焼制御方法を示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態に係る温風加温機および従来の灯油加温機の性能を比較するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。下記の実施形態では、本発明に係る燃焼装置を利用した熱源機器が温風加温機である例について説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。

【0013】

（温風加温機）
図１は、本実施形態に係る温風加温機１の外観を概略的に示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は底面図である。図２は、温風加温機１の左側からの内部構成を示す図であり、図３は、温風加温機１の正面側からの内部構成を示す図である。温風加温機１は、筐体２、燃料供給管３、給気ファン（給気装置）４、給気ブロア（給気装置）５、排気ファン（排気装置）６、配電盤７、引き出し部８、灰受け９、燃焼装置（燃焼炉）１０、メッシュ点検扉１６、耐熱ガラス窓付点検扉１７、熱交換部２０、温風ファン２３および温風送風口２４を備えている。後述するように、燃焼装置１０は、バイオマス燃料の着火のために電気ヒータを用いている。

【0014】

筐体２は、中空の直方体状に形成されている。筐体２の底面には、フォークリフトのフォークを差し込むための溝部２ａが、平面視縦横２列ずつ形成されている。これにより、温風加温機１を移動させる際に、温風加温機１をパレットに載せる必要がなくなり、移動時の温風加温機１の高さを抑えることができる。したがって、入り口の高さに制約のあるビニールハウス等に、温風加温機１を容易に運び込むことができる。

【0015】

また、図２および図３に示すように、筐体２の外面および内部には、燃焼装置１０および熱交換部２０が設けられている。筐体２には、少なくとも燃焼装置１０の燃焼部１１、および熱交換部２０が収容されている。

【0016】

燃料供給管３は、筐体２の左側面から下方に傾斜して筐体２内部の中央に伸びている。燃料供給管３の端部は、燃焼部１１の上方において開口しており、燃料供給管３を介して、図示しない燃料貯蔵タンクからペレットＦが燃焼装置１０に供給される。ペレットＦは、間伐材等を粉砕加工してペレット状に圧縮成型したバイオマス燃料である。なお、図３ではペレットＦの図示を省略している。

【0017】

給気ファン４、給気ブロア５および排気ファン６は、配管を介して筐体２の内部に接続されている。給気ファン４および給気ブロア５は、外部から空気を取り込んで、筐体２内部の燃焼装置１０に空気を供給する。排気ファン６は、燃焼装置１０が発生した排気ガスを外部に排出する。

【0018】

給気ファン４、給気ブロア５および排気ファン６の位置は特に限定されないが、筐体２の上面に設けることが好ましい。すなわち、温風加温機１では、燃焼装置１０が発生した排気ガスを排出する排気装置（排気ファン６）、および、外部から取り込んだ空気を燃焼部１１に供給する給気装置（給気ファン４、給気ブロア５）が、筐体２の上面に設置されている。通常の温風加温機では、排気装置は筐体の上面に設けられる。そのため、給気装置を筐体２の上面に追加的に設けても、給気装置の高さが排気装置の高さよりも大きくない限り、温風加温機１の高さは増大しない。このように、筐体２の上面のスペースを有効活用することにより、温風加温機１の実質的な高さは増大しないので、給気装置（特に給気ブロア５）の設置による運搬上の制約は生じない。

【0019】

配電盤７は、筐体２の正面に設けられており、温風加温機１の電力系統を制御するものである。図４に示すように、配電盤７の内部には、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）７１、ブレーカ７２などが設けられている。配電盤７による制御内容については、後述する。

【0020】

配電盤７内の各機器、給気ファン４、給気ブロア５および排気ファン６などの温風加温機１の全ての機器は、単相１００Ｖの電力で動作可能であることが好ましい。これにより、三相電源が用意されていない環境下においても温風加温機１を運転することができるので、温風加温機１の利用範囲を拡大することができる。

【0021】

引き出し部８は、筐体２の左側面に設けられており、外面に引き出し部８を引き出すための取っ手８１が形成されている。図２に示すように、引き出し部８は灰受け９と一体化されている。灰受け９は、燃焼装置１０の下方に設けられており、ペレットＦの燃焼によって発生した灰などの残渣を受けるものである。引き出し部８を引き出すことにより、灰受け９に溜まった残渣を回収することができる。

【0022】

メッシュ点検扉１６は、引き出し部８の上部に設けられている。メッシュ点検扉１６を開くことにより、ユーザは燃焼装置１０等のメンテナンスを行うことができる。耐熱ガラス窓付点検扉１７は、筐体２の右側面に設けられている。耐熱ガラス窓付点検扉１７のガラス窓を通して、ユーザは燃焼装置１０の燃焼状態等を確認することができる。

【0023】

温風ファン２３は、筐体２の背面下部に設けられており、温風送風口２４は、筐体２の背面上部に設けられている。温風ファン２３によって取り込まれた空気は、熱交換部２０を通過することにより加温される。加温された空気は、温風送風口２４から外部に送風される。

【0024】

（燃焼装置）
続いて、燃焼装置１０の構成について、さらに詳細に説明する。図２に示すように、燃焼装置１０は、燃焼部１１、燃焼用空気供給管１２、配管保持部１３、着火装置１４および燃焼温度センサ１５を備えている。

【0025】

（燃焼部）
燃焼部１１は、筐体２内部の下部領域に設けられており、燃焼させるためのペレットＦが配置される。燃焼部１１は、金属などの耐熱性材料で形成されており、燃焼器上部１１１、燃焼器下部１１２および火格子１１３を備えている。

【0026】

燃焼器上部１１１は、案内部１１１ａおよび収容部１１１ｂを備えている。図５は、燃焼部１１の平面図である。案内部１１１ａは漏斗状に形成されており、燃料供給管３の端部の下方に位置している。収容部１１１ｂは円筒状に形成されている。収容部１１１ｂの上端から、案内部１１１ａが漏斗状に伸びている。また、収容部１１１ｂの内壁には、内側に突き出した突出部１１１ｃが形成されている。突出部１１１ｃ上に火格子１１３を載置することにより、火格子１１３は、収容部１１１ｂ内に保持される。なお、火格子１１３を収容部１１１ｂ内に保持する構造は、特に限定されない。

【0027】

案内部１１１ａが漏斗状であることにより、燃料供給管３から供給されたペレットＦは、燃焼器上部１１１の外側にこぼれることなく、案内部１１１ａ下方の収容部１１１ｂ内の火格子１１３上に案内される。また、収容部１１１ｂの火格子１１３上方の内壁には、着火用穴１１１ｄが形成されている。

【0028】

燃焼器下部１１２は、底面を有する円筒形状である。燃焼器下部１１２の上端部１１２ａは、内径が燃焼器上部１１１の収容部１１１ｂの外径よりも若干大きい。また、燃焼器下部１１２の上端部１１２ａ以外の部分は、内径が収容部１１１ｂの外径よりも小さい。これにより、燃焼器下部１１２の上端部１１２ａと上端部１１２ａ以外の部分との間に段差部１１２ｂが形成され、燃焼器上部１１１の収容部１１１ｂの下端が段差部１１２ｂに当接することにより、燃焼器上部１１１が上端部１１２ａに取り外し可能に嵌め込まれる。

【0029】

また、燃焼器下部１１２には、燃焼用空気供給管１２が接続されている。燃焼用空気供給管１２は、配管保持部１３によって、筐体２の内壁に固定されている。このような構成により、燃焼器下部１１２および燃焼用空気供給管１２は、筐体２の壁面に着脱可能に取り付けられる。

【0030】

なお、燃焼器上部１１１と燃焼器下部１１２とを接続する態様は、特に限定されない。また、燃焼器上部１１１と燃焼器下部１１２とは、一体的に構成されていてもよいが、本実施形態のように、互いに分離可能であることが好ましい。これにより、燃焼装置１０に要求される暖房能力などに応じて、燃焼部１１を異なるサイズのものに交換することができる。

【0031】

火格子１１３は、図５に示すように、金属などの耐熱性材料を厚さ１０ｍｍの平面視円形に整形し、多数の貫通穴Ｈを格子状に形成したものである。貫通穴Ｈの大きさは特に限定されないが、本実施形態では、６ｍｍ径のペレットＦが火格子１１３の下部に落下しないように、直径を５ｍｍとしている。火格子１１３は、直径が収容部１１１ｂの内径よりも若干小さく、収容部１１１ｂ内部の突出部１１１ｃ上に載置される。これにより、火格子１１３を燃焼部１１に着脱可能に取り付けることができる。

【0032】

なお、火格子１１３を燃焼器上部１１１に取り付ける態様は、特に限定されない。また、火格子１１３は、燃焼器上部１１１と一体成形されていてもよいが、本実施形態のように、燃焼器上部１１１から着脱可能であることが好ましい。これにより、消耗品である火格子１１３の取り替えが可能となる。また、火格子１１３から燃焼器下部１１２に落下した燃焼残留物を容易に取り出すことができる。

【0033】

燃焼器下部１１２の直径は、特に限定されないが、ペレット燃料の１時間当たりの燃焼量が１０ｋｇである場合、１００ｍｍであることが好ましい。これにより、燃焼装置１０の燃焼効率を高めることができる。

【0034】

また、収容部１１１ｂおよび燃焼器下部１１２の断面形状、並びに、火格子１１３の平面視形状は、円形であったが、これに限定されず、例えば、正方形や六角形であってもよい。また、燃焼部１１の構造は、本実施形態に限定されず、ペレットＦが燃焼用の空気を十分に供給された状態で燃焼可能な構造であればよい。

【0035】

（着火装置）
着火装置１４は、燃焼部１１の火格子１１３に供給されたペレットＦに着火する装置である。着火装置１４は、電気ヒータ１４１、給電用リード線１４２、着火用空気供給管１４３およびヒータ保護管１４４を備えている。

【0036】

電気ヒータ１４１は、例えばニクロム線で構成されており、給電用リード線１４２に接続されている。給電用リード線１４２は図１に示す配電盤７に接続されており、給電用リード線１４２から電圧が印加されることにより、電気ヒータ１４１が発熱する。

【0037】

着火用空気供給管１４３は、電気ヒータ１４１が発生した熱をペレットＦに送り出すための空気を供給するものである。本実施形態では、着火用空気供給管１４３は、細長い円筒形に形成されており、例えば、厚さ０．１〜０．３ｍｍのステンレス板で構成されている。電気ヒータ１４１は、石英ガラスなどの絶縁体を介して着火用空気供給管１４３の内部に設けられている。着火用空気供給管１４３の一端は、燃焼器上部１１１の着火用穴１１１ｄに挿入されており、これにより、着火用空気供給管１４３の一端は収容部１１１ｂの内側に達している。着火用空気供給管１４３の他端は、図１に示す給気ブロア５に接続されており、給気ブロア５は、外部から取り込んだ空気を着火用空気供給管１４３に供給する。電気ヒータ１４１の発熱時に給気ブロア５を稼動して着火用空気供給管１４３に空気を供給することにより、電気ヒータ１４１が発生した熱が燃焼部１１に送られる。

【0038】

なお、給気ブロア５は、高い圧力（例えば１０ｋＰａ）がかかっても定量の空気を送出できるものであることが好ましい。そのため、給気ブロア５として例えばダイアフラムポンプが好適である。

【0039】

ヒータ保護管１４４は、細長い円筒に形成されており、例えばＳＧＰ配管を用いることができる。ヒータ保護管１４４の内径は、着火用空気供給管１４３の外径よりも大きく、ヒータ保護管１４４は、着火用空気供給管１４３の周囲を取り囲むように、筐体２の外側から燃焼器上部１１１の着火用穴１１１ｄまで伸びている。ヒータ保護管１４４と着火用空気供給管１４３との間には、空気層が存在している。この空気層によって、着火用空気供給管１４３が電気ヒータ１４１によって加熱された場合に、ヒータ保護管１４４への熱伝達が抑制される。

【0040】

（燃焼温度センサ）
燃焼温度センサ１５は、燃焼部１１の上方に設けられている。燃焼温度センサ１５によって検知された温度情報は、配電盤７に内蔵されたＰＬＣ７１に送られる。後述するように、ＰＬＣ７１は、燃焼温度センサ１５によって検知された温度により、ペレットＦの燃焼を制御する。

【0041】

（熱交換部）
熱交換部２０は、燃焼装置１０が発生した熱と気体または液体（本実施形態では、外部から取り込まれた空気）との熱交換を行い、熱交換された前記空気を外部へ供給するものであり、筐体２内部の上部領域に設けられている。図２に示すように、熱交換部２０は、複数の放熱管２１および仕切り板２２を備えている。各放熱管２１は、円筒状に形成されており、その軸線が水平方向に伸びている。放熱管２１は、上下方向に７列、左右方向に８列設けられている。本実施形態における放熱管２１の本数および配列は、温風加温機１の能力が５０ＫＷである場合に対応しており、能力に応じて適宜設定される。

【0042】

仕切り板２２は、熱交換部２０を上下に分割するように水平方向に伸びている。ペレットＦが燃焼すると、図３の矢印に示すように、熱せられた空気が、筐体２内部の左側に移動し、仕切り板２２によって熱交換部２０の左端部から放熱管２１内部を通って右端部に移動し、さらに、筐体２内部の右側を上昇した後、熱交換部２０の右端部から放熱管２１内部を通って左端部に移動し、排気ファン６から排出される。仕切り板２２によって、熱せられた空気は、垂直方向だけでなく水平方向にも移動するため、熱交換部２０を通過する距離が長くなり、放熱管２１が効率よく加熱される。

【0043】

また、図２に示すように、温風ファン２３から取り込まれた空気は、白色矢印に示すように、筐体２内部の側方および上側を通って、正面の配電盤７の裏面側から熱交換部２０に供給される。熱交換部２０に供給された空気は、放熱管２１の間を通って加温され、黒色矢印に示すように、温風送風口２４から外部に放出される。なお、図３において符号Ｐで示される空間は、温風ファン２３から取り込まれ、熱交換部２０を通過する前の空気の流路である。

【0044】

（効果）
以上のように、本実施形態に係る燃焼装置１０は、ペレットＦに着火する着火装置が電気ヒータ１４１を備え、電気ヒータ１４１が発生した熱によって、ペレットＦに着火する構成である。よって、灯油やガス等の流体燃料によるバーナー燃焼装置によって燃料を着火する従来の燃焼装置と異なり、燃焼装置１０は液体燃料を消費しないため、従来の燃焼装置よりも、燃焼に要するコストを抑えることができる。また、流体燃料を貯蔵する燃料タンクも不要であるため、小型化も可能となる。

【0045】

また、燃焼装置１０は、従来の燃焼装置には存在しない給気ブロア５を必要とするが、給気ブロア５は、排気ファン６が設けられている筐体２の上面に設置されるため、温風加温機１の実質的な高さは増大しない。よって、給気ブロア５の追加による不都合は生じない。

【0046】

（燃焼制御方法）
続いて、上述の燃焼装置１０によるペレットＦの燃焼を制御する構成および方法について説明する。ペレットＦの燃焼は、図４に示す配電盤７による電力制御によって制御される。配電盤７は、ＰＬＣ７１、ブレーカ７２、ノイズフィルタ７３、２つのインバータ７４・７５、および４つの電磁接触器７６〜７９を備えている。ＰＬＣ７１は、ブレーカ７２およびノイズフィルタ７３を介して電源Ｖｓに接続されている。インバータ７４・７５、および電磁接触器７６〜７９は、ブレーカ７２を介して電源Ｖｓに接続されている。

【0047】

ＰＬＣ７１は、ＣＰＵやメモリを内蔵しており、シーケンスプログラム（ラダープログラムなど）に基づいて、ペレットＦの燃焼状態などを制御する機能を有している。より具体的には、ＰＬＣ７１は、図２に示す燃焼温度センサ１５からの温度情報や、温風加温機１の設置場所（本実施形態ではビニールハウス内）のハウス内温度センサからの温度情報を収集し、これらの情報およびシーケンスプログラムに基づいて、インバータ７４・７５の設定周波数、および電磁接触器７６〜７９の開閉を制御する。

【0048】

図６は、燃焼装置１０によるペレットＦの燃焼を制御する燃焼制御方法を示すフローチャートである。以下、図２〜図４および図６に基づいて説明する。

【0049】

まず、図４に示すＰＬＣ７１が電磁接触器７７を閉じて、ペレット搬送モータを稼動させ、図２に示す燃料供給管３から燃焼部１１の火格子１１３上に所定量のペレットＦを供給する（Ｓ１、燃料供給工程）。ペレットＦの供給量は、ヒータ保護管１４４の先端部がペレットＦによって埋まる程度が最も好ましい。

【0050】

ペレットＦの供給が完了すると、図４に示すＰＬＣ７１はインバータ７４を制御して、給気ファン４を稼動させ、図２に示す燃焼用空気供給管１２から所定の風量で燃焼部１１に空気を供給する（Ｓ２、空気供給工程）。これにより、火格子１１３の下方からの空気流がペレットＦに供給される。上記所定の風量は、ペレットＦの供給量、火格子１１３の大きさ等に応じて、ペレットＦの着火に適した量に設定される。例えば、火格子１１３の直径が１００ｍｍであり、給気ファン４が最大風量０．８ｍ^３／ｍｉｎ、最大静圧０．０７ｋＰａである場合、送風損失等を考慮して、上記所定の風量は、火格子１１３の１平方センチ当たり概ね５〜６Ｌ／分であることが好ましい。

【0051】

続いて、図４に示すＰＬＣ７１は電磁接触器７９を閉じて、図２に示す給電用リード線１４２へ電力を供給することにより、電気ヒータ１４１への通電を開始する（Ｓ３、通電開始工程）。これにより、電気ヒータ１４１に電圧が印加されて発熱する。

【0052】

同時に、図４に示すＰＬＣ７１は電磁接触器７８を閉じて給気ブロア５を稼動させ、図２に示す着火用空気供給管１４３から燃焼部１１に空気を供給する。これにより、電気ヒータ１４１が発生した熱がペレットＦに供給される（Ｓ５、熱供給工程）。例えば、電気ヒータ１４１の消費電力が３００〜５００Ｗ、着火用空気供給管１４３からの空気供給量が２０〜４０Ｌ／分とすると、ペレットＦには５００〜８００℃の熱を供給することができ、１０〜３０秒程度で確実にペレットＦに着火することができる（Ｓ６）。

【0053】

なお、上記Ｓ２〜Ｓ４の順序は特に限定されず、これらの工程を同時に行ってもよい。

【0054】

ペレットＦの着火後も、燃焼用空気供給管１２および着火用空気供給管１４３からの空気の供給を継続して行う。また、着火したペレットＦの燃焼温度を、ペレットＦの上方に設けられた燃焼温度センサ１５によって計測する（Ｓ７、計測工程）。計測された温度の情報は、図２に示すＰＬＣ７１に送信され、ＰＬＣ７１は、計測された温度が第１の規定値（例えば１００℃）に達したか否かを判定する（Ｓ８、第１の判定工程）。第１の規定値は、火格子１１３上のペレットＦに小さな炎が発生した場合の温度に設定される。計測された温度が第１の規定値に達したと判定された場合（Ｓ８においてＹＥＳ）、図４に示すＰＬＣ７１は、電磁接触器７７を閉じてペレット搬送モータを再度稼動させ、ペレットＦを燃焼部１１に少量ずつ追加的に供給する（Ｓ９、追加供給工程）。これにより、火格子１１３上のペレットＦが燃え尽きることを防止するとともに、ペレットＦの燃焼の勢いをさらに増大させる。また、燃焼用空気供給管１２だけでなく着火用空気供給管１４３からの加熱された高温空気の供給も継続される。これにより、火格子１１３上のペレットＦ全体に火が拡大しやすくなる。

【0055】

続いて、ＰＬＣ７１は、計測された温度が第２の規定値（例えば５００℃）に達したか否かを判定する（Ｓ１０、第２の判定工程）。第２の規定値は、電気ヒータ１４１からの熱供給を停止しても、ペレットＦの燃焼が安定的に継続する程度の温度に設定される。計測された温度が第２の規定値に達したと判定された場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、電気ヒータ１４１への通電を停止する（Ｓ１１、通電停止工程）。

【0056】

なお、電気ヒータ１４１への通電停止後も、着火用空気供給管１４３からの空気供給は継続することが好ましい。これにより、ペレットＦやペレットＦの燃焼によって発生する灰がヒータ保護管１４４へ入り込むことを防止できる。また、ペレットＦの追加的な供給、および、ペレットＦの燃焼温度の計測も継続して行われる。ペレットＦの供給量、および、燃焼用空気供給管１２からの空気の供給量は、温風加温機１の定格能力に応じて、ＰＬＣ７１が適宜制御する。具体的には、燃焼用空気供給管１２からの空気の供給量は、ペレットＦの燃焼に過不足のない量となるように制御され、ペレット燃料の１時間当たりの燃焼量が１０ｋｇである場合は、概ね１ｍ^３／分である。これに伴い、図４に示すＰＬＣ７１は、インバータ７５の周波数を制御することにより、図１に示す排気ファン６からの排気量を、筐体２内部の圧力が正圧とならないように設定する。排気ファン６からビニールハウスの煙突などへの排熱損失が最小となるようにペレットＦを燃焼させることにより、熱効率を向上させることができる。

【0057】

続いて、燃焼終了時の制御について説明する。燃焼装置１０の燃焼動作を停止させる場合は、まず、ペレットＦの供給を停止させる（Ｓ１２）。続いて、ＰＬＣ７１は、計測された温度が第３の規定値（例えば１００℃）以下になったか否かを判定する（Ｓ１３、第３の判定工程）。ペレットＦが燃焼し尽くして炎が小さくなり、燃焼温度センサ１５によって計測された温度が第３の規定値以下になったと判定された場合（Ｓ１３においてＹＥＳ）、燃焼用空気供給管１２から燃焼部１１に、空気供給工程（Ｓ２）における空気の流速よりも大きい流速で（好ましくは最大風量で）空気を供給する（Ｓ１４）。これにより、火格子１１３の下方から上方に急速な空気流が生じ、この空気流が、燃焼部１１の火格子１１３上に残留しているペレットＦの残渣（灰など）を吹き飛ばして燃焼部１１から除去する（Ｓ１５、残渣除去工程）。ペレットＦの残渣を燃焼部１１から除去することで、燃焼装置１０を再稼動させる場合にペレットＦの着火が容易になり、また、火格子１１３の目詰まりを防止することができる。

【0058】

なお、燃焼部１１から除去された残渣は、図２に示す灰受け９上に落下する。灰受け９に溜まった残渣は、引き出し部８を引き出すことによって、回収することができる。

【0059】

このように、本実施形態では、ペレットＦの供給、給気ファン４、給気ブロア５等の動作等を、ＰＬＣ７１による自動制御によって行うため、人手によらずに温風加温機１を適切に稼動させることができる。

【0060】

また、上述の各工程を実行する手段は、本実施形態のように、コンピュータ（ＰＬＣ７１）がソフトウェアであるプログラム（ラダープログラム）を実行することによって実現してもよいし、あるいは、集積回路上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよい。

【0061】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

【0062】

例えば、本発明に係る燃焼装置は、温風加温機の他、例えば、ボイラー装置にも適用できる。すなわち、本発明に係る熱源機器は、ボイラー装置であってもよい。また、上記の実施形態では、バイオマス燃料が間伐材等を粉砕加工することにより作製したペレットである例について説明したが、本発明におけるバイオマス燃料は、生物由来の燃料であれば特に限定されない。例えば、麦わらやサトウキビ殻の破砕片をペレット加工した燃料、あるいは、草等の他の植物に由来するペレット燃料であってもよい。

【実施例】

【0063】

上述の温風加温機１を試作し、その性能を評価した。温風加温機１の重量は６００ｋｇ、最大出力は約５０ＫＷである。温風加温機１を面積２８０ｍ^２（７ｍ×４０ｍ）のビニールハウス内に設置した。同様に、灯油の燃焼によって温風を発生させる従来の温風加温機（以下、灯油加温機）を、上記と同じ大きさのビニールハウス内に設置した。ビニールハウス内の温度が３℃以上となるように、温風加温機１および灯油加温機を設定した。ビニールハウス内およびビニールハウス外に温度計を設置し、それらの温度計によって計測された気温の時間変化を記録した。その結果を図７に示す。

【0064】

特に、３：００以降、ビニールハウス外の気温が３℃を下回っているが、温風加温機１が設置されたビニールハウス内の気温は、灯油加温機が設置されたビニールハウス内の気温に比べ、変動幅が小さい。このことから、温風加温機１は、灯油加温機に比べ、安定した温度制御が可能であることが分かった。

【0065】

さらに、上記と同様の条件で、温風加温機１および灯油加温機を１４日間稼動させ、その間の燃料消費量を計測した。その結果、温風加温機１のペレットＦの消費量は５１．２ｋｇであるのに対し、灯油加温機の灯油の消費量は、５２．２Ｌであった。ペレットＦの１ｋｇあたりの価格を５５円、灯油の１Ｌあたりの価格を１００円とすると、温風加温機１の燃料代は２８１６円、灯油加温機の燃料代は５２２０円となる。したがって、温風加温機１のほうが灯油加温機よりも高効率であることが分かった。

【符号の説明】

【0066】

１ 温風加温機（熱源機器）
２ 筐体
２ａ 溝部
３ 燃料供給管
４ 給気ファン（給気装置）
５ 給気ブロア（給気装置）
６ 排気ファン（排気装置）
７ 配電盤
１０ 燃焼装置
１１ 燃焼部
１２ 燃焼用空気供給管
１３ 配管保持部
１４ 着火装置
１５ 燃焼温度センサ
１６ メッシュ点検扉
１７ 耐熱ガラス窓付点検扉１７
２０ 熱交換部
２１ 放熱管
２２ 仕切り板
２３ 温風ファン
２４ 温風送風口
７１ ＰＬＣ
７２ ブレーカ
７３ ノイズフィルタ
７４ インバータ
７５ インバータ
７６ 電磁接触器
７７ 電磁接触器
７８ 電磁接触器
７９ 電磁接触器
１１１ 燃焼器上部
１１１ａ 案内部
１１１ｂ 収容部
１１１ｃ 突出部
１１１ｄ 着火用穴
１１２ 燃焼器下部
１１２ａ 上端部
１１２ｂ 段差部
１１３ 火格子
１４１ 電気ヒータ
１４２ 給電用リード線
１４３ 着火用空気供給管
１４４ ヒータ保護管
Ｆ ペレット（バイオマス燃料）
Ｖｓ 電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】