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千葉,薪ストーブ

世界の薪ストーブの概念を覆した「キャタリティック燃焼」

千葉,薪ストーブかつて自動車は大気汚染の元凶といわれていました。しかし排気ガス低減を促す触媒装置によって画期的な効果を上げています。ダッチウエストは、この触媒(キャタリティックコンバスター)を薪ストーブの排出ガス低減のために世界で初めて採用しました。
燃焼室で燃えた薪の排出ガスは、一時燃焼の段階では低温燃焼のために不燃焼ガスが発生します。この不燃焼ガスをハニカム構造のキャタリティックコンバスターに通過させることによって、不純物の90%をも再燃焼させることができます。そればかりでなく、バッフル板による従来の二次燃焼方式に比べ50%以上も高い熱量を取り出し、25%もの燃料節約を実現します。
キャタリティック燃焼の最大の特徴は、低温から高温までフルレンジでクリーン燃焼を実現している点です。就寝時に燃焼を弱くしても、触媒による高効率な熱量確保とクリーンな排気能力を維持し、目が覚めても薪ストーブが部屋中を暖めてくれています。
元来、環境負荷の低減を目指して開発されたキャタリティックコンバスター。燃焼中に外に出て煙突をご覧ください。かげろうのような空気の揺らめきが見えるだけで、煙を確認することはできないでしょう。大気に汚染物質がほとんど出ていないことの証です。
千葉,薪ストーブ
煙はキャタリティックコンバスターへ入る前に、バッフルで過流をかけられ、エアーディストリビューターから出てくる新鮮な空気と混ぜられます。その煙をキャタリティックコンバスターが低温でも発火させ、燃焼させます。結果として煙はきれいになり、さらに非常に高い熱効率を得ることができます。

1984年に世界で初めて薪ストーブに触媒を搭載したダッチウエスト・ストーブ。そのダッチウエスト・ストーブの触媒が、2009年5月よりセラミック製からステンレス製に変更され、触媒効果がよりパワーアップされます。触媒は、その表面にプラチナやパラジウムなどをコーティングすることにより、通常600℃以上にならないと燃えない未燃焼ガスを、260℃という低温から再燃焼させる働きがありますが、今回の素材変更によりこの温度がさらに下がり、なんと220℃から再燃焼が開始されるようになります。表面にコーティングされたパラジウムは常温でも電磁波(遠赤外線)を放出していますが、熱エネルギーとの相乗効果で強力な温熱効果が得られます。これは生育電磁波といわれ。細胞の活性化、血流の回復等、身体の芯から暖かさが感じられます。また、炎症疾患や慢性疾患にも効果があるといわれています。
千葉,薪ストーブ
千葉,薪ストーブパラジウム・ロジウムの粒子は200度以上で自己の体積の100倍以上の酸素を吸着させる能力があります。しかも吸着した酸素は、極めて反応しやすい状態(酸素の海状)になっていて、優れた酸化活性を発揮します。 この酸素の海で酸素は煙成分である炭化水素CmHn,一酸化炭素CO,水素Hと簡単に反応して発熱します。また、これらの煙成分がこの海を通過すると酸素と反応し二酸化炭素Co2、水H2Oに完全に酸化分解されます。このようにしてきれいな排気煙となり排出されます。


ステンレス製キャタリティックコンバスターの特徴
1. 従来のセラミック製触媒より再燃焼開始温度が約40℃低下。(220℃から再燃焼開始)
2. ステンレスは熱伝導率が高いため、再燃焼開始温度への到達が早い。これにより燃費性能もさらに向上。
3. ハニカム構造がより強固になり、耐久性が向上。(18,000時間の使用テスト後も、触媒効果の劣化はごく僅か)
4. 目詰まりが少なくメンテナンス性に優れている。
※ 従来品とサイズが同じで、完全な互換性があります。

高コストパフォーマンスの最新燃焼システム

触媒装置を使った排出ガス浄化の方法以外にもクリーンな排出ガスをつくるシステムがあります。これらは非触媒方式と呼ばれ、現在、大きく分けて2つのシステムが開発されています。エンライトが採用している“リーンバーン燃焼”もその1つです。
リーンバーン燃焼とは、自動車エンジンなどに採用されている希薄燃焼システムのことで、通常より少ない燃料で高い燃焼効率が得られるシステムです。この概念を薪ストーブの燃焼に採り入れたのがリーンバーン燃焼です。
通常の燃焼は、薪から発生する可燃ガス(燃料)1に対して空気が14の割合で燃えます。これに対して、リーンバーン燃焼では空気が20~25の割合で燃えるように設計されています。つまり、燃焼用の空気を多く採り入れて熱効率を高め、それによって燃料(薪)消費を低く抑えます。さらに、完全燃焼に近づくために排出ガスもクリーンとなります。
エンライトは、高温度燃焼に耐える耐火セラミックの採用と、空気の乱流・撹拌を起こさせるシューリフラクトリーの搭載により、着火しやすく燃焼状態も非常に安定しています。また、エンライトにはセラミックファイバー製の再燃焼ボックスが燃焼室後部に組み込まれていて、可燃ガスが複雑な経路を通りながら高温空気と混ざり合い再燃焼され、クリーンな空気となって大気へ排出されます。
千葉,薪ストーブ


エンライトは、上部の一部分、背面、底面が二重構造、両側面と正面が一重構造となっており、輻射熱式と対流熱式の長所を合わせた“複合式”を採用しています。ダッチウエストの伝統ともいえる分厚い鋳物構造によって、表面温度を抑えつつ遠赤外線を大量に放出します。
千葉,薪ストーブ■二次燃焼用空気の流出模式図
二次燃焼用の空気は、図のシューリフラクトリーの空気孔から吹き出します。燃焼室の周りを回って高温になった空気は、煙(可燃ガス)に乱流と撹拌を起こさせながら薪にまんべんなく行き渡ります。耐火セラミック製のシューリフラクトリーは、この段階で800℃に達します。ここに希薄化した可燃ガスが触れることで再燃焼が促進されます。

 


 

千葉,薪ストーブ■再燃焼ボックス
二次燃焼を終えた排気は燃焼室後部にある耐火セラミック製の再燃焼ボックスに到達します。このボックス内では、背面から高温の空気と混ざり合うことで3度目の燃焼(三次燃焼)が行われます。

クリーンな燃焼をシンプルな構造で実現

アメリカの厳しい排出ガス規制に対応するため、さまざまな燃焼方式が開発されました。キャタリティック燃焼やリーンバーン燃焼にはおよびませんが、現在では、世界の高性能薪ストーブメーカーのほとんどがクリーンバーン燃焼を採用しています。その理由は、メンテナンスさえしっかりとしていれば、クリーンな排気を何年たっても保ち続けるという点です。さらに、構造がシンプルというメリットもこのクリーンバーン燃焼の大きな特徴です。
クリーンバーン燃焼は、キャタリティック燃焼やリーンバーン燃焼とは異なり、一つの燃焼室内で一次燃焼と二次燃焼を行います。再燃焼室をもたないため排気を煙突へ直行させるバイパスダンパーも必要なく、運転はいたって簡単です。
二次燃焼の方法は従来式と同じで、燃焼室上部に設置されたバッフル板(熱が逃げるのを防止する板)の付近で二次燃焼を行いますが、ここに二次燃焼を促進するための新鮮な空気を放出する空気孔が設けられています。この新鮮な空気を二次燃焼部分に供給することで完全燃焼(クリーンバーニング)を促します。
構造のシンプルさは、壊れにくさにもつながります。堅牢に作られている弊社のクリーンバーン燃焼モデル「エリート」「エントリー」「コンコード」「プリマス」は、いずれも着火、安定燃焼、メンテナンスが簡単であるため、初心者からベテランの方まで幅広くお使いいただいております。

クリーンバーン燃焼は、一つの燃焼室内で一次燃焼・二次燃焼の二つの燃焼を行います。ストーブ後部にある自動温度調節付空気取入口から入ってきた一次燃焼空気は、内壁内空間を通りながら暖められ、前面ガラス窓の上部からガラス面に強く吹き付け、ガラスが曇るのを防ぎます。

 

千葉,薪ストーブ■ダンシングファイヤー
薪から発生するガス化した煙は、耐火レンガが発する高温とエアーチューブから吹き出される二次燃焼空気によって再燃焼し、煙は90%以上燃焼するため清浄な排気となります。これをダンシングフレーム現象と呼び、美しい炎のゆらめきを楽しむことができます。
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