CN110036239B - 蒸发式燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蒸发式燃烧器。在蒸发式燃烧器(100)中,至少在相对于燃料从燃料供给部(130)向浸渍部件(油芯)(120)浸入的浸渍部件的表面区域亦即浸入区域夹着浸渍部件而对置的浸渍部件的表面区域亦即对置区域,配设与燃料的透过率对应的特性值亦即燃料透过率比浸渍部件低的部件亦即防止渗出部件(200)。由此,能够使从燃料供给部向浸渍部件供给的燃料均匀地分散在浸渍部件的内部而尽早实现燃料的点燃以及燃烧的稳定化。优选防止渗出部件的一部分被埋设在浸渍部件的内部且其它部分从浸渍部件的表面突出。更优选防止渗出部件作为在燃烧室(110)内配设于比浸渍部件靠下游侧的位置的分隔部件的一部分而构成。
Description
技术领域
本发明涉及蒸发式燃烧器。更具体而言,本发明涉及能够尽早实现燃料的点火以及燃烧的稳定化的蒸发式燃烧器。
背景技术
在从柴油发动机等内燃机排出的排气中例如包含煤的微粒子(PM)以及氮氧化物(NOx)等有害物质。因此,从地球环境保护等的观点考虑,广泛地实施例如将收集PM的过滤器(DPF)以及NOx还原催化剂等排气净化机构设置于内燃机的排气通路来除去PM以及NOx由此实现排气的净化的技术。
然而,由于伴随着内燃机的运转而在DPF中不断地堆积PM,所以需要在规定的时期燃烧堆积的PM而使DPF再生。另外,对于NOx还原催化剂而言,例如在内燃机的冷启动时等排气的温度低的情况下,催化剂的温度低,催化剂未活化,所以基于NOx的还原所进行的除去变得困难。因此,为了除去排气所含的NOx,需要使NOx还原催化剂的温度上升到NOx还原催化剂活化所需的足够的温度。
因此,在该技术领域中,公知有在配设于排气通路中的燃烧器(burner)中使燃料燃烧而产生高温的燃烧气体,由此使向DPF以及NOx还原催化剂等排气净化机构流入的排气的温度上升(例如参照专利文献1。)。由此,能够使堆积在DPF的PM燃烧而增加使DPF再生的机会,或能够使NOx还原催化剂的温度迅速地上升而使NOx还原催化剂尽早活化。其结果是,能够有效地除去从内燃机排出的排气所含的有害物质(PM以及NOx),净化排气。另外,公知有将这样的燃烧器作为用于制热车辆的乘客室的车用加热器而使用的情况(例如参照专利文献2。)。
作为上述那样的燃烧器,以往公知有例如使配设于燃烧室的一端的油芯(wick)(浸渍部件)浸渍燃料,利用配设于油芯的附近的热线点火塞(Glow plug)加热由油芯产生的燃料的蒸气而使其点火燃烧的蒸发式燃烧器。为了使用这样的燃烧器,增加使DPF再生的机会,或使NOx还原催化剂尽早活化,或尽早开始车辆的乘客室的制热,而需要尽早实现燃烧器中的燃料的点火以及燃烧的稳定化。
因此,优选使油芯整体浸透燃料并从油芯的整个面蒸发燃料。然而,例如在点火时等燃料的供给量多的情况下,在燃料遍及油芯整体之前,燃料以液体状态穿透(渗出)油芯,存在从油芯的整个面蒸发燃料变得困难的情况。
因此,在该技术领域中,公知有在燃烧式加热器(蒸发式燃烧器)中,在燃料即将达到油芯的近前位置配置燃料分配机构的技术,该燃料分配机构使来自燃料供给机构的燃料分配于油芯整个面,包含在壳体的底部内表面从大致中心部以放射状形成的多个燃料分配槽(例如参照专利文献3。)。由此,能够加快燃料遍及油芯整体的移动时间,并且能够加快油芯自身的升温时间,由此能够加快燃烧式加热器的启动。
然而,如上述那样设置用于使燃料均匀地遍及油芯整体的新的燃料分配机构,例如存在导致蒸发式燃烧器的结构的复杂化、部件数的增大以及制造成本的增加等问题的可能性。另外,在燃料的供给量少的情况下,燃料无法遍及燃料分配槽整体(燃料分配槽没有充满燃料),存在燃料滞留在燃料分配机构的下方的情况。其结果是,存在使燃料均匀地遍及油芯整体而尽早实现燃料的点火以及燃烧的稳定化变得困难的可能性。
专利文献1:日本实开平02-140120号公报
专利文献2:日本实用新型专利第2553419号公报
专利文献3:日本专利第3792116号公报
如上所述,在该技术领域中,谋求能够使从燃料供给部向浸渍部件(油芯)供给的燃料在浸渍部件的内部均匀地分散而尽早实现燃料的点火以及燃烧的稳定化的蒸发式燃烧器。本发明正是为了应对这样的要求而完成的。
发明内容
本发明者深入研究的结果,发现了为了满足上述那样的要求,在燃料的供给量多的情况下,防止燃料以液体状态穿透浸渍部件是重要的。
鉴于上述情况,本发明的蒸发式燃烧器(以后,有时称为“本发明燃烧器”。)是具备燃烧室、浸渍部件、燃料供给部以及点火装置的蒸发式燃烧器。
燃烧室是通过由底壁与周壁构成的有底筒状的容器亦即内侧壳体划分出的空间。浸渍部件配设于上述燃烧室中的上述内侧壳体的上述底壁侧的端部亦即第一端部且是具有毛细管构造和/或多孔构造的部件。燃料供给部向上述浸渍部件供给燃料而使上述燃料浸渍于上述浸渍部件。点火装置加热从上述浸渍部件蒸发的上述燃料的蒸气而予以点燃。而且,在上述内侧壳体的上述周壁,形成有向上述燃烧室开口且向上述燃烧室供给空气的多个供气孔。
此外,本发明燃烧器还具备与上述燃料的透过率对应的特性值亦即燃料透过率比上述浸渍部件低的部件亦即防止渗出部件。该防止渗出部件至少设置于在相对于上述燃料从上述燃料供给部向上述浸渍部件浸入的上述浸渍部件的表面区域亦即浸入区域夹着上述浸渍部件而对置的上述浸渍部件的表面区域亦即对置区域。
上述防止渗出部件也可以是上述燃料无法透过的非透过性的部件。另外,上述防止渗出部件也可以是与上述浸渍部件不同的另外的部件。在该情况下,上述防止渗出部件能够通过烧结而与上述浸渍部件接合。
而且,上述防止渗出部件的整体也可以被埋设于上述浸渍部件的内部。或上述防止渗出部件的整体也可以被配置于上述浸渍部件的外部。或上述防止渗出部件的一部分也可以被埋设于上述浸渍部件的内部且上述防止渗出部件的其它的部分从上述浸渍部件的表面突出。在该情况下,在向与上述内侧壳体的轴向正交的平面进行投影的投影图中,上述防止渗出部件的被埋设于上述浸渍部件的内部的部分,也可以被包含于上述防止渗出部件的从上述浸渍部件的表面突出的部分,此外,也可以在上述防止渗出部件的从上述浸渍部件的表面突出的部分与上述浸渍部件的界面形成有阶梯差。
在本发明的一个侧面中,本发明燃烧器还具备分隔部件,该分隔部件在上述燃烧室内的比上述浸渍部件靠近上述燃烧室的与上述第一端部相反的一侧的端部亦即第二端部的一侧与上述浸渍部件空开规定的间隔而被配设。而且,在上述燃烧室中比上述分隔部件靠上述第一端部侧的空间亦即点火空间、与在上述燃烧室中比上述分隔部件靠上述第二端部侧的空间亦即燃烧空间,经由形成于上述分隔部件的间隙和/或贯通孔的至少一部分而连通。
在该情况下,上述防止渗出部件也可以作为上述分隔部件的一部分而构成,此外,上述分隔部件也可以不与上述内侧壳体接合。
在本发明的另一个侧面中,上述内侧壳体的轴向处于水平方向。而且,至少在上述内侧壳体的、在上述内侧壳体的轴向上以第一距离从上述浸渍部件向上述第二端部侧离开的位置处的上述周壁中,在比上述燃烧室内的上述点火装置的末端靠铅垂方向的上侧的位置没有形成供气孔。上述“第一距离”是上述多个供气孔中的、与上述浸渍部件最近的供气孔与上述浸渍部件的距离。
在该情况下,也可以至少在上述内侧壳体的、在上述内侧壳体的轴向上以上述第一距离从上述浸渍部件向上述第二端部侧离开的位置处的上述周壁中,在比上述燃烧室的铅垂方向的中心靠上侧的位置没有形成供气孔。
发明的效果
如上所述,在本发明的蒸发式燃烧器(本发明燃烧器)中,具有比浸渍部件的燃料透过率低的燃料透过率的部件亦即防止渗出部件,至少设置于对置区域。上述“对置区域”是相对于燃料从燃料供给部向浸渍部件浸入的浸渍部件的表面区域(浸入区域)夹着浸渍部件而对置的浸渍部件的表面区域。由此,例如在点火时等即使在燃料的供给量多的情况下,也能够减少燃料以液体状态穿透(渗出)浸渍部件(油芯)的可能性。
这样通过防止渗出部件抑制了以液体状态穿透(渗出)浸渍部件的燃料的至少一部分,向沿着防止渗出部件与浸渍部件的界面的方向分散。换言之,透过浸渍部件而到达了防止渗出部件的燃料的至少一部分以向浸渍部件的内部扩展的方式分散。因此,燃料向浸渍部件的对置区域的浸渍量(浸透量)减少,但燃料向浸渍部件的对置区域的周围(外缘)的浸渍量(浸透量)增大,所以能够增大在浸渍部件的表面能够使燃料蒸发的面积。
其结果是,与不具备防止渗出部件的现有技术的蒸发式燃烧器(以后,有时称为“以往燃烧器”)相比,能够使燃料均匀地遍及浸渍部件整体。因此,根据本发明燃烧器,能够尽早实现燃料的点燃以及燃烧的稳定化。
另外,如上所述在防止渗出部件的一部分被埋设在浸渍部件的内部且防止渗出部件的其它的部分从浸渍部件的表面突出的情况下,在向与内侧壳体的轴向正交的平面进行投影的投影图中,防止渗出部件的被埋设在浸渍部件的内部的部分,也可以被包含于防止渗出部件的从浸渍部件的表面突出的部分。换言之,防止渗出部件的从浸渍部件的表面突出的部分也可以沿着浸渍部件的表面(例如凸缘状)延伸(扩展)。
由此,即使透过浸渍部件而到达了防止渗出部件的燃料沿着防止渗出部件的被埋设在浸渍部件的内部的部分与浸渍部件的界面向浸渍部件的对置区域的外缘渗出,该燃料也沿着防止渗出部件的从浸渍部件的表面突出的部分与浸渍部件的界面扩展,在该期间产生该燃料再次向浸渍部件浸渍的现象亦即“再浸渍”的可能性增高。其结果是,能够减少燃料沿着防止渗出部件的被埋设在浸渍部件的内部的部分与浸渍部件的界面以液体状态向浸渍部件的对置区域的外缘渗出的可能性,从而能够更可靠地使燃料均匀地遍及浸渍部件的整体。
而且,如上所述还具备分隔部件,由此例如能够减少燃烧气体因伴随着内燃机的输出变动等而产生的排气的压力变动的影响而逆流到浸渍部件的附近而产生本发明燃烧器的失火和/或燃烧不良等问题的可能性。另外,在该情况下,如上所述将防止渗出部件作为分隔部件的一部分而构成,由此不需要将分隔部件与内侧壳体接合,所以能够减少本发明燃烧器的构成部件,结果是,例如能够实现制造工序的简化以及制造成本的减少等。
此外,如上所述,在以内侧壳体的轴向处于水平方向的状态使用本发明燃烧器的情况下,将与浸渍部件最近的供气孔仅形成在比点火装置的末端或者比燃烧室的中心低的区域(铅垂方向的下方侧的区域),由此能够减少燃料被点火装置点燃而产生的火焰从上方被煽动而失火或燃烧变得不稳定的可能性。
在防止渗出部件的整体配置于浸渍部件的外部的情况下,或者防止渗出部件的一部分从浸渍部件的表面突出的情况下,如上述那样配置供气孔,由此能够产生以防止渗出部件为中心旋转的空气的流动。由此,通过点火装置点燃燃料而产生的火焰能够容易地沿着防止渗出部件的外缘蔓延,从而能够更可靠地尽早实现燃料的点燃以及燃烧的稳定化。
本发明的其它目的、其它特征以及附带的优点基于参照以下的附图并描述的本发明的各实施方式的说明而容易被理解。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式以及第二实施方式的蒸发式燃烧器(第一燃烧器以及第二燃烧器)的利用包含内侧壳体的轴的平面剖切的示意性剖视图。
图2是沿着内侧壳体的轴向从下游侧观察第一燃烧器的情况下的示意性俯视图。
图3是图2所示的第一燃烧器以及第二燃烧器的利用包含线A-A的平面剖切的示意性剖视图。
图4是表示第一燃烧器以及第二燃烧器所具备的防止渗出部件的其它具体例的示意性剖视图。
图5是表示第一燃烧器以及第二燃烧器所具备的防止渗出部件的埋设部分的形状的各种具体例的示意性剖视图。
图6是表示第一燃烧器以及第二燃烧器所具备的防止渗出部件的突出部分的形状的一个具体例的示意性剖视图。
图7是表示第一燃烧器以及第二燃烧器所具备的防止渗出部件的突出部分的形状的另一个具体例的示意性剖视图。
图8是表示第一燃烧器以及第二燃烧器所具备的防止渗出部件的突出部分的形状的另一个具体例的示意性剖视图。
图9是表示具备多个点火装置的第一燃烧器的一个变形例的示意性俯视图。
图10是本发明的第三实施方式的蒸发式燃烧器(第三燃烧器)的利用包含内侧壳体的轴的平面剖切的示意性剖视图。
图11是沿着内侧壳体的轴向从下游侧观察第三燃烧器的情况下的示意性俯视图。
图12是表示第三燃烧器所具备的分隔部件的一个变形例的示意性俯视图。
图13是表示第三燃烧器所具备的分隔部件的另一个变形例的示意性俯视图。
图14是表示第三燃烧器所具备的分隔部件的另一个变形例的示意性俯视图。
图15是表示第三燃烧器所具备的分隔部件的另一个变形例的示意性俯视图。
图16是防止渗出部件作为分隔部件的一部分而构成的第三燃烧器的一个变形例的利用包含内侧壳体的轴的平面剖切的示意性剖视图。
图17是防止渗出部件作为分隔部件的一部分而构成且局部性地埋设于浸渍部件的第三燃烧器的一个变形例的利用包含内侧壳体的轴的平面剖切的示意性剖视图。
图18是防止渗出部件作为分隔部件的一部分而构成且局部性地埋设于浸渍部件的第三燃烧器的另一个变形例的利用包含内侧壳体的轴的平面剖切的示意性剖视图。
图19是防止渗出部件作为分隔部件的一部分而构成且局部性地埋设于浸渍部件的第三燃烧器的另一个变形例的利用包含内侧壳体的轴的平面剖切的示意性剖视图。
图20的(a)是分隔部件与浸渍部件经由作为分隔部件的一部分而构成的防止渗出部件而被接合的第三燃烧器的一个变形例的示意性立体图,
图20的(b)是沿着内侧壳体的轴向从下游侧观察的情况下的示意性俯视图,以及图20的(c)是利用包含上述图20的(b)所示的线A-A的平面剖切的示意性剖视图。
图21的(a)是沿着内侧壳体的轴向从下游侧观察组合了经由图20所示的防止渗出部件而接合的分隔部件以及浸渍部件的第三燃烧器的情况下的示意性俯视图,以及图21的(b)是利用包含上述图21的(a)所示的线B-B的平面剖切的示意性剖视图。
图22是表示第三燃烧器所具备的分隔部件的结构的一个变形例的示意性剖视图以及局部放大图。
具体实施方式
《第一实施方式》
以下,参照附图更详细地说明本发明的第一实施方式的蒸发式燃烧器(以下有时称为“第一燃烧器”。)的结构的一个例子。
〈燃烧器的结构〉
图1是利用包含划分燃烧室的内侧壳体的轴的平面剖切的第一燃烧器的示意性剖视图。在以下的说明中,将第一燃烧器被使用的状态(例如搭载于车辆的状态等)的铅垂方向上侧(图1的纸面的上侧)作为“上方”,将其相反的一侧亦即下侧作为“下方”。而且,朝向图1的纸面将左侧(浸渍部件侧)作为“上游侧”,将其相反的一侧亦即右侧作为“下游侧”。
第一燃烧器如上所述是具备燃烧室、浸渍部件、燃料供给部以及点火装置的蒸发式燃烧器。燃烧室是通过由底壁和周壁构成的有底筒状的容器亦即内侧壳体划分的空间。浸渍部件是配设于燃烧室的内侧壳体的底壁侧的端部亦即第一端部且具有毛细管构造和/或多孔构造的部件。燃料供给部向浸渍部件供给燃料并使燃料浸渍于浸渍部件。点火装置通过加热而点燃从浸渍部件蒸发的燃料的蒸气。
图1所示的第一燃烧器100具备:外侧壳体114、以及配设于外侧壳体114的内侧的内侧壳体113。外侧壳体114以及内侧壳体113的形状没有特别限定,例如能够根据第一燃烧器100的用途以及使用环境等而适当地设计。在本例中,外侧壳体114作为圆筒状的周壁而形成,内侧壳体113作为由与外侧壳体114的周壁同轴的圆筒状的周壁113a、以及配设于周壁113a的上游侧的端部(第一端部)的底壁111构成的有底筒状的容器而形成。
在外侧壳体114的周壁与内侧壳体113的周壁113a之间,形成有作为关闭上游侧以及下游侧的两端的空间的供气通路115。在外侧壳体114的周壁形成有作为开口部的空气导入口114a,该空气导入口114a连接有供气管116,通过未图示的供气机构向外侧壳体114内的供气通路115供给空气。向供气通路115供给的空气的流量,能够利用未图示的流量控制部任意地改变。
在本例中,在燃烧室110的第一端部附近形成有空气导入口114a,该空气导入口114a连接了供气管116。然而,只要能够向燃烧室110的内部供给空气,则供气管116的连接位置没有特别的限定。
另外,如上述那样通过形成于外侧壳体114的周壁与内侧壳体113的周壁113a之间的供气通路115供给的空气的层,能够作为隔热层发挥功能。其结果是,能够防止在燃料燃烧时燃烧室110内的热向外侧壳体114传导而使第一燃烧器100以外的设备等受到热的影响。在外侧壳体114的下游侧的端部,向外突出地设置有由凸缘等构成的安装用部件117。
燃烧室110是被内侧壳体113划分的空间。在内侧壳体113的底壁111侧(上游侧)的端部亦即第一端部,配设有浸渍部件120。因此,实际上比内侧壳体113的内部空间的浸渍部件120靠下游侧的空间相当于燃烧室110。另一方面,在内侧壳体113的与第一端部(上游侧端部)相反的一侧的端部亦即第二端部(下游侧端部)作为开口部113b而开口。
另外,在本例中,在内侧壳体113的第二端部以内嵌方式固定有节流板118,而减少燃烧室110的截面积(即、使燃烧气体的流路变窄)。由此,到达了燃烧室110的第二端部的燃烧气体的一部分向上游侧转向,促进燃烧室110中的气体的混合,并且还起到使未燃燃料向上游侧环流而燃烧的作用。但是,用于减少燃烧室110的下游部的截面积的方法并不限于上述方法,例如可以使内侧壳体113的周壁113a向内侧弯折而形成节流板,而不是如上述那样配设作为另外的部件的节流板118。另外,在本发明的蒸发式燃烧器中,减少燃烧室110的第二端部侧的截面积并非是必须的结构要件,也可以不形成上述那样的节流板。
浸渍部件120由具有耐热性以及相对于燃料的化学稳定性(例如耐腐蚀性等)等的、并且能够在其内部浸渍燃料的材料形成。具体而言,浸渍部件120例如是由金属以及陶瓷材料等形成,具有毛细管构造和/或多孔构造的部件。在本例中,将压紧金属纤维和/或陶瓷纤维而形成的油芯作为浸渍部件120来使用。
另外,浸渍部件120的形状虽没有特别的限定,但在本例中,将浸渍部件120形成为圆盘状,并且配设为遍及利用与内侧壳体113的轴正交的平面剖切的燃烧室110的剖面整体。
在内侧壳体113的底壁111形成有贯通孔111a,该贯通孔111a连接有燃料供给管131。由此,燃料从未图示的燃料供给装置通过燃料供给管131而向浸渍部件120的上游侧的主面被供给。底壁111上的贯通孔111a的位置(即、连接燃料供给管131的位置)只要能够向浸渍部件120供给燃料,则没有特别限定。在本例中,在底壁111的与浸渍部件120的上游侧的主面的中心部对应的位置连接了燃料供给管131。另外,上述燃料供给装置以及燃料供给管131构成燃料供给部130。
而且,在外侧壳体114的与浸渍部件120的径向的外侧的端部附近对应的位置配设有点火装置140。具体而言,在外侧壳体114的下侧配设有点火装置安装部件141。点火装置安装部件141的末端(燃烧室110侧的端部)构成为虽到达供气通路115的内部,但不与内侧壳体113抵接。由此,能够防止在燃料燃烧时燃烧室110内的热经由点火装置安装部件141向外侧壳体114传导而热对蒸发式燃烧器100以外的设备等造成影响。
在点火装置安装部件141固定有点火机构142。点火机构142只要能够加热而点燃从浸渍部件120蒸发的燃料的蒸气则没有特别限定,例如能够使用火花塞等任意机构。在本例中,作为点火机构142使用了热线点火塞。
点火机构142的配设位置只要能够加热而点燃从浸渍部件120蒸发的燃料的蒸气则没有特别限定。通常点火机构142配设于浸渍部件120的下游侧附近。如后所述在燃烧室110通过分隔部件被分割为上游侧的点火空间与下游侧的燃烧空间的情况下,点火机构142配设为向点火空间露出。在本例中,点火机构142配设为在燃烧室110的浸渍部件120附近从比浸渍部件120的上下方向的中央靠下侧的内侧壳体113的周壁113a朝向上方突出。
在内侧壳体113的周壁113a形成有:在燃烧室110的上游侧开口且向燃烧室110供给空气的第一供气孔110c;以及在燃烧室110的下游侧开口且向燃烧室110供给空气的第二供气孔110d。以后,有时将第一供气孔110c以及第二供气孔110d仅统称为“供气孔”。在本例中,由贯穿设置于内侧壳体113的周壁113a的小孔构成的第一供气孔110c,以规定的间隔遍及周壁113a的整个周向形成有多个。但是,如后所述,也可以将第二供气孔110d仅形成于周壁113a的一部分(例如下部等),而不是遍及周壁113a的整个周向形成。
第一燃烧器100的内侧壳体113、外侧壳体114、供气管116、浸渍部件120、燃料供给管131、点火装置安装部件141以及点火机构142、以及构成它们的部件以及它们所附带的部件的定位以及固定,例如能够通过熔接等公知的方法来进行。
另外,形成构成第一燃烧器100的以上述为代表的各种结构要素的材料等,能够考虑在第一燃烧器100的使用环境以及使用条件下所能想到的负载、振动、温度以及压力等而进行适当的选择以及设计。但是,由于上述结构要素的材料等对本领域技术人员而言是公知的,所以省略更多的说明。
另外,在图1中,省略了第一燃烧器100所具备的防止渗出部件。防止渗出部件的详细内容将在后面详细地说明,但在这之前,着眼于与燃料从浸渍部件的穿透(渗出)的相关性,对浸渍部件所需的性状进行以下说明。
〈浸渍部件的性状〉
作为浸渍部件所需的性状,例如可例举:能够保持(浸渍)如下所述的量的燃料,即能够产生利用燃烧室内的点火装置足以对燃料进行点火以及足以维持点火后的燃烧的量的燃料蒸气;以及利用燃料供给部的供给压力和/或毛细管现象使从燃料供给部供给的燃料迅速地分散在浸渍部件的内部等。
上述那样的性状例如因构成浸渍部件的材料与燃料的亲和性、浸渍部件的内部构造的致密性以及空隙率、以及浸渍部件的大小以及形状(例如厚度以及面积等)等而变化。然而,现实中构成浸渍部件的构成要素的材料、大小以及形状以及浸渍部件的制造条件(例如压紧构成要素时的压力等)等自身存在限制。
另外,可以想到浸渍部件的内部的空隙率越高,浸渍部件的内部所能保持(浸渍)的燃料更多。然而,在空隙率过高的情况下,很难在浸渍部件的内部保持(浸渍)燃料,例如存在液体状态的燃料向燃烧室的下方流动而滞留,或燃料从浸渍部件的与燃料供给部相反的一侧的表面以液体状态穿透(渗出)的可能性。相反,在空隙率过低的情况下,为了使燃料浸渍于浸渍部件的内部而需要提高燃料供给部的燃料的供给压力,但因空隙率低所以能够在浸渍部件的内部保持(浸渍)的燃料的量少,因此存在燃料依然从浸渍部件的与燃料供给部相反的一侧的表面以液体状态穿透(渗出)的可能性。
基于以上那样的理由,在以往燃烧器中为了不产生上述那样的燃料的穿透(渗出),需要根据浸渍部件的性状,将燃料供给部的燃料的供给速度控制为小于规定的阈值。因此,在以往燃烧器中,例如即使在点火时等需要提高燃料的供给速度的情况下,也无法充分地提高燃料的供给速度,很难尽早实现燃料的点火以及燃烧的稳定化。
〈燃料穿透的机理〉
因此,本发明者进行深入研究的结果,得到了以下那样的见解。首先,对于上述那样的燃料的穿透(渗出),浸渍部件的厚度所带来的影响较大。具体而言,浸渍部件的厚度越厚,上述那样的燃料的穿透(渗出)越难产生。然而,在蒸发式燃烧器的设计规格上,无法无限制地增加浸渍部件的厚度。
在将浸渍部件的厚度设定为一定的情况下,浸渍部件的内部构造越致密(即、空隙率越小),燃料的透过率越低(燃料很难渗出)。因此,如上所述,为了以所希望的程度维持燃料的供给速度,浸渍部件的内部构造越致密,燃料供给部的燃料的供给压力需要越高。然而,浸渍部件的内部构造越致密,浸渍部件的空隙率越低,浸渍部件的内部所能保持(浸渍)的燃料的量越少。其结果是,燃料从浸渍部件的与燃料供给部相反的一侧的表面以液体状态穿透(渗出)的可能性变高。
另外,如上述那样从浸渍部件的与燃料供给部相反的一侧的表面以液体状态穿透(渗出)的燃料的量,也受由浸渍部件内部的毛细管现象引起的燃料的浸透速度的影响。具体而言,上述浸透速度越快,浸渍部件内部的燃料的分散(扩散)程度越大,以液体状态穿透(渗出)浸渍部件的燃料的量越少。相反,上述浸透速度越慢,浸渍部件的内部的燃料的分散(扩散)程度越小,以液体状态穿透(渗出)浸渍部件的燃料的量越多。
由浸渍部件内部的毛细管现象引起的燃料的浸透速度,例如由构成浸渍部件的材料与燃料的亲和性、以及浸渍部件的内部构造的致密性以及空隙率等各种因素决定。因此,可以说是否引起上述那样的燃料的穿透(渗出),取决于燃料供给部的燃料的供给压力和浸渍部件的性状(具体而言,由浸渍部件内部的毛细管现象引起的燃料的浸透速度以及浸渍部件的空隙率等)的平衡。
〈防止渗出部件〉
因此,在第一燃烧器100中,如图2以及图3所示,具有比浸渍部件120的燃料透过率低的燃料透过率的部件亦即防止渗出部件200至少配设于对置区域。该“对置区域”如上所述是夹着浸渍部件120与浸渍部件120的燃料从燃料供给部130向浸渍部件120浸入的表面区域(浸入区域)对置的、浸渍部件120的表面区域。
另外,在图2以及图3中,以容易理解本发明为目的,省略了燃烧室110、供气孔110c以及110d、内侧壳体113、浸渍部件120、燃料供给部130、点火装置140以及防止渗出部件200以外的第一燃烧器200的结构要素。另外,图2是沿着内侧壳体113的轴向从下游侧(第二端部侧)观察第一燃烧器100所具备的上述结构要素的情况的俯视图。图3是图2所示的第一燃烧器100所具备的上述结构要素的利用包含线A-A的平面剖切的示意性剖视图。但是,在图3中,以容易理解本发明为目的,还描绘了本来不应出现在剖视图的供气孔110c以及110d。
浸入区域相当于如图3的左端所描绘的直线箭头所示通过燃料供给管131的内部向浸渍部件120供给的燃料与浸渍部件120的第一端部侧的表面接触的区域。另外,配设防止渗出部件200的对置区域是与上述浸入区域对置的浸渍部件120的第一端部侧的表面区域,根据图2以及图3可知,防止渗出部件200与浸渍部件120的接触面包含该对置区域。
另外,防止渗出部件200如上述那样是具有比浸渍部件120的燃料透过率低的燃料透过率的部件。这里“燃料透过率”是指燃料的透过容易度的指标,是与燃料的透过率对应的特性值。作为这样的指标的具体例,例如可例举由以下的式(1)表示的Darcy定律的介质固有透过率k等。
[数1]
在上式中,Q是通过介质(浸渍部件120以及防止渗出部件200)的流体(燃料)的流量,A是流体所通过的介质的截面积,μ是流体的粘性,dp/dx是沿着流路的压力梯度。
其中,燃料透过率不限定于上述内容,只要是流体(燃料)在介质(浸渍部件120以及防止渗出部件200)中的透过容易度的指标,是与流体在介质中的透过率对应的特性值,则能够将任意其它的特性值作为燃料透过率来采用。
防止渗出部件200由具有耐热性以及相对于燃料的化学稳定性(例如耐腐蚀性等)等的材料形成。具体而言,防止渗出部件200例如由金属以及陶瓷材料等形成。
防止渗出部件200也可以与浸渍部件120相同地是具有毛细管构造和/或多孔构造的部件(例如通过压紧金属纤维和/或陶瓷纤维而形成的油芯等),或也可以是流体(燃料)无法透过的非透过性的部件。
在前者的情况下,透过浸渍部件120而到达防止渗出部件200的燃料的至少一部分还能够透过防止渗出部件200而向燃烧室110内蒸散。因此,由于向燃烧室110供给的燃料的蒸气的量增加,所以从尽早实现燃料的点火以及燃烧的稳定化的观点考虑是优选的。另一方面,在后者的情况下,由于燃料不透过防止渗出部件200,所以例如即使在点火时等燃料的供给量多的情况下,也能够更可靠地减少燃料以液体状态穿透(渗出)浸渍部件(油芯)的可能性。
另外,防止渗出部件200也可以作为与浸渍部件120不同的另外的部件构成。在该情况下,接合防止渗出部件200与浸渍部件120的方法虽没有特别的限定,但优选能够耐得住通过燃料的燃烧而产生的热量以及由该热量引起的热变形的方法。基于这样的观点,防止渗出部件200能够通过烧结而与浸渍部件120接合。具体而言,能够在对以规定的位置关系配置防止渗出部件200与浸渍部件120的组合施加规定的压力的状态下,例如利用红外线加热炉等,按照与各个材质等对应的烧结温度且以规定期间进行加热由此进行烧结。
〈效果〉
在具有上述那样的构成的第一燃烧器100中,具有比浸渍部件120低的燃料透过率的防止渗出部件200配设于浸渍部件120的至少(与浸入区域对置的)对置区域。即,在浸渍部件120的第二端部侧的表面上产生燃料的穿透(渗出)的可能性高的区域被燃料难以透过的(或燃料不透过的)部件覆盖。
根据上述构成,在第一燃烧器100中,例如即使在点火时等燃料的供给量多的情况下,也能够减少燃料以液体状态穿透(渗出)浸渍部件120的可能性。
这样通过防止渗出部件200抑制了以液体状态穿透(渗出)浸渍部件的燃料的至少一部分,如图3中描绘的曲线箭头所示,向沿着防止渗出部件200与浸渍部件120的界面的方向分散。换言之,透过浸渍部件120而到达了防止渗出部件200的燃料的至少一部分,以放射状扩展的方式在浸渍部件120的内部分散。
上述的结果,虽向浸渍部件120的对置区域的燃料的浸渍量(浸透量)减少,但向浸渍部件120的对置区域的周围(外缘)的燃料的浸渍量(浸透量)增大。因此,能够在浸渍部件120的表面使燃料蒸发的区域的面积增大。这样,第一燃烧器100与不具备防止渗出部件200的以往燃烧器相比,能够使燃料均匀地遍及浸渍部件120整体。即,根据第一燃烧器100,能够尽早实现燃料的点火以及燃烧的稳定化。
〈第一燃烧器的变形例〉
在图3所示的例子中,防止渗出部件200整体配置于浸渍部件120的外部。换言之,在图3所示的例子中,防止渗出部件200配置于浸渍部件120的表面上。然而,防止渗出部件200的配设样式(即,防止渗出部件200相对于浸渍部件120的位置关系)并不限定于上述内容。
例如如图4的(a)所示,防止渗出部件200整体也可以被埋设在浸渍部件120的内部。其中,在图4的(a)中,防止渗出部件200的一个表面以与浸渍部件120的下游侧(第二端部侧)的表面处于同一面的方式露出。
或如图4(b)所示,防止渗出部件200的一部分也可以被埋设在浸渍部件120的内部,且防止渗出部件200的其它部分从浸渍部件120的表面突出。
如图4的(a)以及(b)所示的例子那样,在防止渗出部件200的整体或者一部分被埋设在浸渍部件120的内部的情况下,与图3所示的防止渗出部件200配置于浸渍部件120的表面上的情况相比,防止渗出部件200与浸渍部件120的接触面积更大,所以能够提高它们的接合强度。
而且,由于燃料透过率相对低的部件即防止渗出部件200的埋设部分进入了浸渍部件120的对置区域的内部,所以从浸入区域浸入了浸渍部件120内部的燃料以回避该埋设部分的方式向浸渍部件120的内部浸透。这样,通过设置埋设部分,能够更可靠地使燃料均匀地遍及浸渍部件整体。
另外,防止渗出部件200的被埋设在浸渍部件120内部的部分(以后,有时仅称为“埋设部分”。)的形状没有特别限定。在防止渗出部件200的整体被埋设在浸渍部件120的内部的情况下,利用包含内侧壳体113的轴的平面剖切的埋设部分的剖面形状,既可以是如图4的(a)所示的矩形,也可以是如图5的(a)以及(b)所示的半圆形以及三角形,或又可以是包含图5的(c)所示那样的形状的各种形状。
在防止渗出部件200的一部分被埋设在浸渍部件120的内部且防止渗出部件200的其它部分从浸渍部件120的表面突出的情况下,利用包含内侧壳体113的轴的平面剖切的埋设部分的剖面的形状,既可以是如图4的(b)所示的矩形,也可以是如图5的(d)以及(e)所示的半圆形以及三角形,或又可以是包含图5的(f)所示那样的形状的各种形状。
另外,在图5中,以容易理解防止渗出部件200的埋设部分的剖面形状为目的,仅抽出第一燃烧器100的结构要素中的防止渗出部件200以及浸渍部件120进行记载。
然而,如上所述,透过浸渍部件120而到达了防止渗出部件200的燃料的至少一部分,以在浸渍部件120的内部扩展的方式分散。在防止渗出部件200的埋设部分进入了浸渍部件120的对置区域内部的情况下,该效果更加显著。即、从浸入区域浸入了浸渍部件120的内部的燃料以回避该埋设部分的方式向浸渍部件120的内部浸透。换言之,通过防止渗出部件200抑制了以液体状态穿透(渗出)浸渍部件12的燃料的至少一部分,向沿着防止渗出部件200与浸渍部件120的界面的方向分散。
此时,存在透过浸渍部件120而到达了防止渗出部件200的燃料,沿着防止渗出部件200的被埋设于浸渍部件内部的部分(埋设部分)与浸渍部件120的界面,向浸渍部件120的对置区域的外缘渗出来的情况。在该情况下,渗出来的燃料的至少一部分再次向浸渍部件120的表面浸渍。然而,在渗出来的燃料的量多的情况下,存在不再次浸渍于浸渍部件120的表面而是沿着浸渍部件120的表面流下而滞留在燃烧室110的下方的可能性。
从防止上述那样的燃料向浸渍部件120的对置区域的外缘渗出的观点考虑,优选在向与内侧壳体113的轴向正交的平面进行投影的投影图中,防止渗出部件200的被埋设于浸渍部件120内部的部分(埋设部分),被包含在防止渗出部件200的从浸渍部件120的表面突出的部分。换言之,例如如图6~图8所示,优选防止渗出部件200的从浸渍部件120的表面突出的部分沿着浸渍部件120的表面(例如凸缘状地)延伸(扩展)。
由此,即使透过浸渍部件120而到达了防止渗出部件200的燃料沿着防止渗出部件200的被埋设在浸渍部件120内部的部分(埋设部分)与浸渍部件120的界面向浸渍部件120的对置区域的外缘渗出,该燃料也沿着防止渗出部件200的从浸渍部件120的表面突出的部分(以后,往往仅称为“突出部分”。)与浸渍部件120的界面扩展,在该期间发生该燃料被再次向浸渍部件120浸渍的现象亦即“再浸渍”的可能性增高。
上述的结果,能够减少燃料沿着防止渗出部件200的被埋设在浸渍部件120内部的部分(埋设部分)与浸渍部件120的界面以液体状态向浸渍部件120的对置区域的外缘渗出的可能性,从而能够更可靠地使燃料均匀地遍及浸渍部件120的整体。
透过浸渍部件120而到达了防止渗出部件200的燃料沿着防止渗出部件200的埋设部分与浸渍部件120的界面向浸渍部件120的对置区域的外缘渗出的路径越长,产生上述“再浸渍”的可能性越高。从这样的观点考虑,也可以在防止渗出部件200的突出部分与浸渍部件120的界面例如形成凹凸以及阶梯差等而相互嵌合。而且,也可以在防止渗出部件200的突出部分与浸渍部件120的界面形成所谓“凸缘(bead)”,使燃料在该界面处的通过变得困难。此外,也可以在防止渗出部件200的突出部分与浸渍部件120的界面形成所谓“贮液部”(凹部),来收纳透过该界面的燃料。
然而,在不具备防止渗出部件的以往燃烧器中,与第一燃烧器100相比,很难减少燃料的穿透(渗出)并且使燃料均匀地遍及浸渍部件的整体。因此,在以往燃烧器中,浸渍在浸渍部件内部的燃料因重力的作用往往偏向浸渍部件的铅垂方向的下方存在。在该情况下,从提高燃料的点火性的观点考虑,优选将一个点火装置配置于浸渍部件的铅垂方向的下方附近。或在以往燃烧器中,存在穿透了浸渍部件的液体状态的燃料沿着浸渍部件的第二端部侧(下游侧)的表面流向下方并滞留在燃烧室的底部(下方)的情况。这种情况下,从防止点火装置被液体状态的燃料弄湿的观点考虑,优选将点火装置配置于除浸渍部件的铅垂方向的下方附近以外的位置。
同样,关于第一燃烧器100,在图2所示的例子中,一个点火装置140配置于浸渍部件120的铅垂方向的下方附近,但点火装置140的数量以及配置并不限定于上述内容。例如如图9所示,既可以配设多个(图9中是2个)点火装置140来提高燃料的点火性,也可以将点火装置140配设在除防止渗出部件200的铅垂方向的下方以外的位置。而且,如上所述由于第一燃烧器100能够使燃料均匀地遍及浸渍部件120的整体,所以与以往燃烧器相比,点火装置140的配置的自由度更高。具体而言,例如点火装置140也可以配置于浸渍部件120的铅垂方向的侧方和/或上方附近而不仅仅是下方。
另外,在以上的说明中,虽对以内侧壳体113的轴向处于水平方向的状态使用第一燃烧器100的情况进行了描述,但使用第一燃烧器100的状态的第一燃烧器100的姿势(内侧壳体113的轴向)并不限定于水平方向。即,内侧壳体113的轴向不管是处于水平方向,还是处于铅垂方向,或是处于相对于上述方向倾斜的倾斜方向,都能够没有任何问题地使用第一燃烧器100,能够良好地解决通过本发明所要解决的课题。
在内侧壳体113的轴向处于水平方向以外的方向的状态使用第一燃烧器100的情况下,内侧壳体113的轴向上的浸渍部件120侧成为“上游侧”,其相反的一侧成为“下游侧”。另外,在该情况下,与内侧壳体113的轴向正交的方向中的与水平方向正交的方向成为“上下方向”,该“上下方向”中朝向铅垂方向的上侧的一侧成为“上方”,朝向铅垂方向的下侧的一侧成为“下方”。
《第二实施方式》
以下,参照附图更详细地说明本发明的第二实施方式的蒸发式燃烧器(以下有时称为“第二燃烧器”。)的结构的一个例子。
〈燃烧器的结构〉
第二燃烧器的基本构成除了以下说明的点以外与参照图1说明的上述第一燃烧器100相同。因此,这里省略了第二燃烧器的基本构成的说明。
〈防止渗出部件〉
在关于第一燃烧器100的说明中,如上所述,对于本发明燃烧器所具备的防止渗出部件200而言,既可以是其整体被埋设在浸渍部件的内部,也可以是其整体被配置于浸渍部件的外部,或又可以是其一部分被埋设在浸渍部件的内部且其它的部分从浸渍部件的表面突出。
第二燃烧器所具备的防止渗出部件200如图3、图4的(b)、图5的(d)~(f)以及图6~图8所示的例子那样,具有防止渗出部件200的至少一部分从浸渍部件120的表面朝向第二端部侧突出的“突出部分”。
〈效果〉
防止渗出部件200的突出部分成为由点火装置140刚点燃燃料之后火焰所能扩展的空间中的障碍物,火焰向从浸渍部件120的不存在突出部分的空间露出的表面供给的燃料蒸气蔓延。即,在产生由点火装置140对燃料的点火的燃烧室110的上游侧(浸渍部件120附近)空间,因防止渗出部件200的突出部分的存在,而燃料的蒸气所被供给的区域与火焰能够传播的区域良好地一致。其结果是,在由点火装置140点燃燃料后,火焰迅速地传播,所以能够尽早实现燃烧的稳定化。
为了实现上述效果,防止渗出部件200的突出部分的距浸渍部件120的高度(内侧壳体113的轴向上的尺寸)优选具有某种程度的大小。具体而言,优选突出部分的高度为与通过点火装置140点燃燃料时以及之后产生的火焰的大小(内侧壳体113的轴向的尺寸)相同的程度或者在其以上。另外,该火焰的大小例如受浸渍部件120与点火装置140的位置关系、燃料供给部130的燃料的供给速度以及从供气孔110c(以及110d)供给空气的供给速度等的影响。因此,突出部分的具体的高度例如能够通过反映第二燃烧器的设计规格以及运转条件等的预备实验等而决定。
《第三实施方式》
以下,参照附图更详细地说明本发明的第三实施方式的蒸发式燃烧器(以下有时称为“第三燃烧器”。)的结构的一个例子。
〈燃烧器的结构〉
第三燃烧器的基本构成除了还具备分隔部件这一点以外与上述第一燃烧器100以及第二燃烧器相同。因此,关于第三燃烧器的结构,以下着眼于分隔部件来进行说明。因此,在图10中,与图1相同地,虽省略第三燃烧器103所具备的防止渗出部件200,但第三燃烧器103能够具有以上述第一燃烧器100以及第二燃烧器所能够具备的防止渗出部件200以及后述的第三燃烧器103的变形例所能够具备的防止渗出部件200为代表的各种防止渗出部件200。
〈分隔部件〉
如图10所示,第三燃烧器103还具备在燃烧室110的内部比浸渍部件120靠近燃烧室110的(与第一端部相反的一侧的端部的)第二端部的一侧(下游侧)与浸渍部件120空开规定的间隔而配设的分隔部件150。而且,在燃烧室110中位于比分隔部件150靠第一端部侧(上游侧)的空间亦即点火空间110a、与在燃烧室110中位于比分隔部件150靠第二端部侧(下游侧)的空间亦即燃烧空间110b,经由形成于分隔部件150的间隙和/或贯通孔的至少一部分而连通。
另外,在第三燃烧器103那样的具备分隔部件150的本发明燃烧器中,将在点火空间110a开口的供气孔称为第一供气孔110c,将在燃烧空间110b开口的供气孔称为第二供气孔110d。
图11是沿着内侧壳体113的轴向从第二端部侧(下游侧)观察第三燃烧器103的情况下的示意性俯视图。图11所示的分隔部件150是形成有多个贯通孔150z的板状的部件。然而,例如如图12所示,能够使用(a)多个贯通孔150z的排列以及(b)贯通孔150z的形状不同的分隔部件150。
另外,例如如图13以及图14所示,也可以通过在内侧壳体113的轴向和/或在与内侧壳体113的轴向正交的方向相互空开间隙而配设的多个构成要素亦即分隔元件151a~151c以及分隔元件153a以及153b来构成分隔部件150。在该情况下,经由存在于图中所示的分隔元件彼此之间的间隙亦即贯通区域150a连通点火空间110a与燃烧空间110b。即,在该情况下,贯通区域150a实现了上述贯通孔150z的功能。
另外,在图13以及图14所示的分隔部件150中,各个分隔元件151a~151c以及分隔元件153a以及153b,具备沿内侧壳体113的轴向延伸的具有柱状形状的部分亦即支承部151s以及支承部153s,通过将支承部151s以及支承部153s插入浸渍部件120来支承各个分隔元件151a~151c以及分隔元件153a以及153b。然而,用于支承各个分隔元件151a~151c以及分隔元件153a以及153b的具体的方法并不限定于上述内容。
而且,例如如图15所示,也可以通过将邻接的分隔元件154经由连结部件155彼此相互卡合来构成分隔部件150。此外,分隔部件150也可以是具有以这些为代表的各种结构的组合。即,分隔部件150的具体的构成只要满足上述要件则没有特别的限定,例如能够根据第三燃烧器103的设计规格以及运转条件等,从多种多样的构成中适当地选择。
〈效果〉
在具有上述那样的构成的第三燃烧器103中,在从下游侧观察浸渍部件120以及分隔部件150的情况下,浸渍部件120的下游侧的主面至少局部性地被分隔部件150覆盖,浸渍部件120的露出面积减少。其结果是,例如能够减少因伴随着内燃机的输出变动等而产生的排气的压力变动的影响使燃烧气体逆流到位于燃烧室110内的浸渍部件120的附近而导致失火和/或燃烧不良等问题的可能性。
另外,能够利用来自燃烧室110的燃料燃烧时被火焰加热的分隔部件150的辐射热,有效地加热浸渍部件120,而促进燃料从浸渍部件120的蒸发,结果是,能够提高该燃烧器的点火性。
而且,从浸渍部件120蒸发的燃料的蒸气与经由第一供气孔110c而向点火空间110a内供给的空气的混合气,能够从点火空间110a经由分隔部件150向燃烧空间110b流动。此时,上述混合气通过分隔部件150的间隙和/或贯通孔,由此能够使燃料在上述混合气中的浓度均匀化。
〈第三燃烧器的变形例〉
在第三燃烧器103中,防止渗出部件200也可以作为分隔部件150的一部分而构成。例如如图16所示,也可以将以上游侧(第一端部侧)凸出的方式使分隔部件150的一部分(中央部)弯折的部分作为防止渗出部件200(图中,由虚线包围的部分),并使其与浸渍部件120抵接。
或如图17~图19所示,也可以将以上游侧(第一端部侧)凸出的方式使分隔部件150的一部分(中央部)弯折的部分作为防止渗出部件200(图中,由虚线包围的部分),并将该一部分埋设于浸渍部件120。在该情况下,防止渗出部件200的埋设部分的剖面形状,既可以是矩形(图17),也可以是三角形(图18),又可以是半圆形(图19),或者是其它的形状。
根据上述内容,由于能够一体地制造防止渗出部件200和分隔部件150,所以能够减少第三燃烧器103的部件个数以及组装工时,结果能够减少制造成本。另外,从燃烧室110的燃料燃烧时被火焰加热的分隔部件150,除了辐射热以外,还能够通过热传导,有效地加热浸渍部件120,来促进燃料从浸渍部件120的蒸发,所以结果是能够提高第三燃烧器103的点火性。
然而,如上述那样在将防止渗出部件200作为分隔部件150的一部分构成的情况下,防止渗出部件200与浸渍部件120例如也通过烧结等方法而被相互接合。即,在该情况下,分隔部件150与浸渍部件120经由分隔部件150的一部分亦即防止渗出部件200而被接合。
在上述情况下,例如如图20所示,分隔部件150经由分隔部件150的一部分亦即防止渗出部件200而被浸渍部件120支承。因此,分隔部件150也可以不与内侧壳体113接合。例如如图21所示,也可以利用浸渍部件120经由防止渗出部件200来支承分隔部件150,在内侧壳体113的内壁的规定的位置形成限位器250,使分隔部件150的周缘部与其抵接,由此进行内侧壳体113的轴向上的定位。作为限位器250,可例举例如在内侧壳体113的内壁加入窄缝并向内侧突出的“切割立起部”。但是,也可以代替切立部,而在内侧壳体113的内壁的规定的位置固定另外的部件。由此,能够减少第三燃烧器103的部件个数以及组装工时,结果能够减少制造成本。
另外,在图20以及图21中,虽在浸渍部件120形成了凹部,并且将点火装置140的一部分配置于该凹部的内部,但这样的配置并不是本申请发明的必须的结构要件,例如如图1、图3、图4、图6~图10以及图16~图19所示的构成那样,点火装置140也可以配置于向浸渍部件120的第二端部侧(下游侧)离开的位置。
然而,在采用板状的分隔部件的情况下,存在例如因构成分隔部件的板材的厚度以及面积等而维持作为分隔部件整体的刚性变得困难的情况。在这样的情况下,作为用于提高分隔部件的刚性的对策,可举出所谓“翻边”。例如如图22所示,将分隔部件150的贯通孔150z的周缘部立起而实施翻边加工(参照由单点划线包围的部分以及其放大图B),由此能够提高分隔部件的刚性而不用实施例如加大分隔部件的壁厚等的对策。
《第四实施方式》
以下,参照附图更详细地说明本发明的第四实施方式的蒸发式燃烧器(以下有时称为“第四燃烧器”。)的结构的一个例子。
例如,在图1所示的第一燃烧器100中,第一供气孔110c遍及内侧壳体113的整周而形成。在这样的结构中,例如在向燃烧器的供气量比较少的情况下以及内侧壳体113的直径大的情况下等,能够无特别问题地点火及燃烧燃料。
然而,例如在向燃烧器的供气量比较多的情况下以及内侧壳体113的直径小的情况下等,存在特意由点火装置140点燃燃料而产生的火焰却因从内侧壳体113的上侧吹入的空气的流动而熄灭的情况。
〈燃烧器的结构〉
因此,在第四燃烧器中,内侧壳体113的轴向处于水平方向,且至少在内侧壳体113的轴向上以第一距离从浸渍部件120向第二端部侧(下游侧)离开的位置处的内侧壳体113的周壁中,在比燃烧室110的内部的点火装置140的末端靠铅垂方向的上侧的位置不形成供气孔110c,其中,第一距离是多个第一供气孔110c以及第二供气孔110d中的、与浸渍部件120最近的第一供气孔110c与浸渍部件120的距离。
更优选在第四燃烧器中,至少在内侧壳体113的轴向上以第一距离从浸渍部件120向第二端部侧(下游侧)离开的位置处的内侧壳体113的周壁中,在比燃烧室110的铅垂方向的中心靠上侧的位置不形成供气孔110c。
换言之,在第四燃烧器中,在内侧壳体113的轴向处于水平方向的状态下,仅在比点火装置140的末端或者比燃烧室的中心低的区域(铅垂方向的下方侧的区域)形成与浸渍部件120最接近的供气孔110c。这样的结构,例如如图16~图19、图21以及图22所示。
〈效果〉
根据上述内容,例如在向燃烧器的供气量比较多的情况下以及内侧壳体113的直径小的情况下等,减少特意由点火装置140点燃燃料而产生的火焰因从内侧壳体113的上侧吹入的空气的流动而熄灭的可能性。另外,通过从下侧进行供气,还具有稳定火焰这样的效果。
另外,如上所述在防止渗出部件200具有从浸渍部件120的表面向第二端部侧(下游侧)突出的突出部分的情况下,如上述那样通过将点火装置140附近的供气孔限定在下侧,由此还具有在浸渍部件120的附近产生以突出部分为中心的旋流,而促进点火后的火焰的传播这样的效果。
以上,以说明本发明为目的,有时参照附图来说明具有特定的结构的几个实施方式以及变形例,但本发明的范围并不应解释为限定于上述示例性的实施方式以及变形例,当然能够在请求范围以及说明书记载的事项的范围内,适当地进行修正。
附图标记的说明
100…蒸发式燃烧器,110…燃烧室,110a…点火空间,110b…燃烧空间,110c以及110d…供气孔,111…内侧壳体的底壁,111a…底壁的贯通孔,113…内侧壳体,113a…内侧壳体的周壁,113b…开口部,114…外侧壳体,114a…空气导入口,115…供气通路,116…供气管,117…安装用部件,120…浸渍部件,130…燃料供给部,131…燃料供给管,140…点火装置,141…点火装置安装部件,142…点火机构,150…分隔部件,150a…贯通区域,150z…贯通孔,151a,151b,151c,153a以及153b…分隔元件,151s以及153s…支承部,154…分隔元件,155…连结部件,160…框,200…防止渗出部件,以及250…限位器。
Claims (9)
1.一种蒸发式燃烧器,其具备:
燃烧室,其为通过由底壁与周壁构成的有底筒状的容器亦即内侧壳体划分出的空间;
浸渍部件,其配设于上述燃烧室中的上述内侧壳体的上述底壁侧的端部亦即第一端部,且为具有毛细管构造和/或多孔构造的部件;
燃料供给部,其向上述浸渍部件供给燃料而使上述燃料浸渍于上述浸渍部件;以及
点火装置,其加热从上述浸渍部件蒸发的上述燃料的蒸气而予以点燃,
在上述内侧壳体的上述周壁,形成有向上述燃烧室开口且向上述燃烧室供给空气的多个供气孔,
至少在对置区域还具备与上述燃料的透过率对应的特性值亦即燃料透过率比上述浸渍部件低的部件亦即防止渗出部件,其中,上述对置区域为相对于上述燃料从上述燃料供给部向上述浸渍部件浸入的上述浸渍部件的表面区域亦即浸入区域夹着上述浸渍部件而对置的上述浸渍部件的表面区域,
上述防止渗出部件的一部分被埋设于上述浸渍部件的内部且上述防止渗出部件的其它的部分从上述浸渍部件的表面突出,
在向与上述内侧壳体的轴向正交的平面进行投影的投影图中,上述防止渗出部件的被埋设于上述浸渍部件的内部的部分,被包含于上述防止渗出部件的从上述浸渍部件的表面突出的部分中,
在上述防止渗出部件的从上述浸渍部件的表面突出的部分与上述浸渍部件的界面形成有阶梯差。
2.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器,其中,
上述防止渗出部件是上述燃料无法透过的非透过性的部件。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发式燃烧器,其中,
上述防止渗出部件是与上述浸渍部件不同的另外的部件。
4.根据权利要求3所述的蒸发式燃烧器,其中,
上述防止渗出部件通过烧结而与上述浸渍部件接合。
5.根据权利要求1或2所述的蒸发式燃烧器,其中,
上述内侧壳体的轴向处于水平方向,
至少在上述内侧壳体的、以第一距离从上述浸渍部件向第二端部侧离开的位置处的上述周壁中,在比上述燃烧室内的上述点火装置的末端靠铅垂方向的上侧的位置没有形成供气孔,其中,上述第一距离是上述多个供气孔中的在上述内侧壳体的轴向上与上述浸渍部件最近的供气孔、与上述浸渍部件的距离,上述第二端部为上述燃烧室的与上述第一端部相反的一侧的端部。
6.根据权利要求5所述的蒸发式燃烧器,其中,
至少在上述内侧壳体的、在上述内侧壳体的轴向上以上述第一距离从上述浸渍部件向上述第二端部侧离开的位置处的上述周壁中,在比上述燃烧室的铅垂方向的中心靠上侧的位置没有形成供气孔。
7.根据权利要求1或2所述的蒸发式燃烧器,其中,
还具备分隔部件,该分隔部件在上述燃烧室内的比上述浸渍部件靠近第二端部的一侧与上述浸渍部件空开规定的间隔而被配设,上述第二端部为上述燃烧室的与上述第一端部相反的一侧的端部,
在上述燃烧室中比上述分隔部件靠上述第一端部侧的空间亦即点火空间、与在上述燃烧室中比上述分隔部件靠上述第二端部侧的空间亦即燃烧空间,经由形成于上述分隔部件的间隙和/或贯通孔的至少一部分而连通。
8.根据权利要求7所述的蒸发式燃烧器,其中,
上述防止渗出部件作为上述分隔部件的一部分而构成。
9.根据权利要求8所述的蒸发式燃烧器,其中,
上述分隔部件不与上述内侧壳体接合。
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