JP2001355810A

JP2001355810A - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JP2001355810A
Application number: JP2000180041A
Authority: JP
Inventors: Yahachi Osumi; 弥八大隅
Original assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Current assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】給湯機の熱効率を向上させることができ、窒
素酸化物（ＮＯｘ）の生成量の低減をも図る。【解決手段】灯油等の液体燃料が燃焼する平面視略小
判型の燃焼室２２と、この燃焼室２２の略中心に設けら
れる下向き開放型の気化筒１６と、この気化筒１６の下
方に微細な隙間を隔てて設けられた飛散リング１８と、
気化筒の１６の近傍に設けられた点火装置２０と、気化
筒１６の内部に空気を供給する送風機１２とを備えてバ
ーナー１０が構成されている。このように燃焼室２２が
平面視略偏平形状となっているため、その左右方向にお
いても、バーナー１０の回りに配置される平面視略長方
形状の燃焼空間Ｓを有する熱交換器４０に近接させるこ
とができ、熱効率を向上させることができる他、ＮＯｘ
の生成量の低減をも図ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料燃焼装置
に係り、更に詳しくは、熱効率を向上することができる
液体燃料燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、給湯機等に用いられる液体燃
料燃焼装置として、図６に示されるようなものが知られ
ている。この液体燃料燃焼装置としてのバーナー５０
は、灯油等の燃料が燃焼する平面視略円形の燃焼室５２
と、この燃焼室５２の略中心に設けられる下向き開放型
の気化筒５３と、この気化筒５３の下方に微細な隙間を
隔てて設けられた飛散リング５４と、気化筒の５３の近
傍に設けられた点火装置５５と、気化筒５３の内部に空
気を供給する送風機５６とを備えて構成される。

【０００３】このような構成のバーナー５０は、回転す
る気化筒５３の内部に燃料供給管５８から液体燃料が供
給されると、当該液体燃料が気化筒５３と飛散リング５
４との間の隙間から燃焼室５２に向かって飛散され、こ
の飛散された液体燃料を点火装置５５で着火することに
よって噴霧燃焼が行われる。すると、この噴霧燃焼の燃
焼熱で気化筒５３が加熱され、当該気化筒５３の内部の
液体燃料が気化され、この気化された液体燃料は、送風
機５６によって気化筒５３の内部に供給された空気と混
合され、この混合気が燃焼室５２に送り込まれて、前記
噴霧燃焼の炎によって気化燃焼が行われる。そして、こ
の気化燃焼によって発生する熱が、燃焼室５２周囲に燃
焼空間Ｓを有する熱交換器６０（図７参照）側に伝達さ
れ、熱交換が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記バ
ーナー５０は、燃焼室５２が平面視略円形となっている
ため、燃焼空間Ｓが平面視で略長方形である熱交換器を
搭載した給湯機に用いると、良好な熱効率を得にくいと
いう不都合がある。近年、狭い場所に設置できるように
薄型の給湯機が要請されている。薄型の給湯機には、薄
型の熱交換器を搭載する必要があるが、薄型の熱交換器
では燃焼空間が平面視で略長方形となる。従って、当該
薄型の給湯機に、平面視略円形の燃焼室５２を有するバ
ーナー５０を適用すると、図７に示されるように、熱交
換器６０の同図左右両側は、同上下両側よりも燃焼室５
２から離れることになる。このため、燃焼室５２で発生
した燃焼熱が熱交換器６０の左右両側に伝わりにくく、
良好な熱効率を得ることができない。すなわち、熱効率
が低いのである。その結果、燃焼室５２内の火炎温度が
充分に下がらず、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を低減
することができないという不都合がある。特に、給湯機
の薄型化の要請によって、その熱交換器の燃焼空間の奥
行寸法（図７中上下寸法）が更に小さくなると、前記不
都合は一層顕出化する。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、このような不都合に着目して
案出されたものであり、その目的は、給湯機の熱効率を
向上させることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量
の低減をも図ることができる液体燃料燃焼装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、燃焼空間が平面視で長手方向と短手方向
とを有する熱交換器を備える給湯機の液体燃料燃焼装置
であって、燃焼室の内側に飛散された液体燃料を着火し
て噴霧燃焼を行い、この噴霧燃焼の燃焼熱で燃焼室内部
に設けられた気化筒を加熱することで、当該気化筒内の
液体燃料を気化して気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置に
おいて、前記燃焼室が平面視で長手方向と短手方向とを
有する略偏平状にするとともに、その長手方向と前記燃
焼空間の長手方向とを略一致させる、という構成を採っ
ている。このような構成によれば、燃焼空間が平面視で
長手方向と短手方向を有する熱交換器を搭載した給湯機
に用いた場合に、燃焼室を平面視で略円形にしたときよ
りも、左右方向における前記熱交換器との距離を短縮で
きる。すなわち、燃焼熱が熱交換器に伝熱され易くなっ
て、熱効率を向上させることができる。また、熱交換器
への伝熱量が大きくなることにより、燃焼室の火炎温度
が下がって、燃焼に伴って発生する窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）の生成量を低減することができる。更に、熱交換器
の長手方向と短手方向における燃焼室と熱交換器との距
離の差を小さくすることができるので、熱交換器の一部
分に大きな熱負荷がかかることがなく部位ごとの通過熱
量が均一化され、熱交換器も耐久性能を向上させること
ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】なお、本明細書において、「噴霧
燃焼」とは、液体燃料を着火することによって行われる
燃焼を意味し、「気化燃焼」とは、気化した液体燃焼を
空気と混合することにより得られる混合気を着火するこ
とによって行われる燃焼を意味する。

【０００８】また、本明細書において、「偏平状」と
は、平面視長方形状、同楕円状、同小判状、同菱形状、
同瓢箪形状等に例示される形状を含む概念として用いら
れ、平面視真円状、同正ｎ角形状等の形状を除く概念と
して用いられる。

【０００９】更に、本明細書において、「給湯機」と
は、石油小形給湯機、石油給湯機付ふろがま、油だき温
水ボイラ、小型ボイラー等を意味する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、以下の説明において、特に明示
しない限り、図３中下を「前」、同図中上を「後」と称
するとともに、同図中左右を単に「左右」と称すること
とする。

【００１１】図１には、本実施例に係る液体燃料燃焼装
置としてのバーナーの概略斜視図が示され、図２には、
図１の概略断面正面図が示されている。また、図３に
は、図１の概略平面図が示されている。これらの図にお
いて、バーナー１０は、灯油等の液体燃料を燃焼させる
燃焼部１１と、燃焼部１１の下方に設けられ、当該燃焼
部１１に空気を供給する送風機１２とを備えて構成され
ている。なお、このバーナー１０は、本実施例において
は、平面視で略長方形状である熱交換器４０（図３参
照）を搭載した給湯機（図示省略）の熱源として用いら
れるものとする。この熱交換器４０は、平面視で長手方
向と短手方向を有する略長方形状の燃焼空間Ｓを有して
いる。

【００１２】前記燃焼部１１は、外側に位置する有底状
の燃焼室外筒１４と、この燃焼室外筒１４の内側に設け
られた有底状の燃焼盤１５と、燃焼盤１５の内側略中央
に設けられた釣鐘型の気化筒１６と、この気化筒１６の
下方に設けられた飛散リング１８と、気化筒の１６の近
傍に設けられた点火装置２０とを備えて構成されてい
る。ここにおいて、気化筒１６を除く燃焼盤１５の内部
空間が液体燃料を燃焼させる燃焼室２２として作用す
る。この燃焼室２２は、図３に示されるように、略小判
型となる形状、すなわち、左右両側の半円弧状部２２Ａ
の端部間に直線状部２２Ｂが連なる形状となっている。
このため、燃焼室２２は、平面視において、長手方向と
短手方向を有する形状に設けられており、左右方向の最
大幅が前後方向の最大幅よりも大きい略偏平状となって
いる。また、バーナー１０は、燃焼室２２の長手方向と
前記燃焼空間Ｓの長手方向とが略一致するように配置さ
れる。

【００１３】前記燃焼室外筒１４の底壁１４Ａの略中央
には、気化筒１６の内部に向かって延びる送風筒２４が
連設され、当該送風筒２４の下側に連なる送風機１２か
らの空気を気化筒１６の内側に送り込めるようになって
いる。前記燃焼盤１５は、燃焼室外筒１４の底壁１４Ａ
及び周壁１４Ｂよりも若干に内方に隙間を隔てて配置さ
れ、この隙間は、後述する気化した液体燃料と空気との
混合気が通過するガス室２５となる。また、燃焼盤１５
には、図２に示されるように、その底壁１５Ａ及び周壁
１５Ｂの略全体に多数の炎孔２６が形成され、この炎孔
２６から前記混合気が燃焼室２２内に噴出される。な
お、図１及び図３においては、図面の錯綜を回避するた
めに、炎孔２６の記載を部分的或いは全体的に省略する
ことを了解されたい。更に、燃焼盤１５の略中央は、前
記送風筒２４が通過する穴部２７が形成され、この穴部
２７の外周縁近傍には、周方向に沿って所定の間隔毎に
複数の開口部２９が形成されている。この開口部２９の
下側には、前記燃焼室外筒１４から上方に延びる送気筒
３０が設けられ、送風機１２からの空気を燃焼室１１側
に直接供給可能となっている。また、開口部２９と飛散
リング１８との間には送気案内リング３１が設けられて
おり、送気筒３０からの空気を飛散リング１８の近傍に
集中して供給できるようになっている。なお、送気筒３
０及び送気案内リング３１は、バーナー１０を機能させ
るために不可欠なものではなく、これら部材は無くても
よい。

【００１４】前記気化筒１６は、下方が開放する向き
で、燃焼盤１５の底壁１５Ａに対して隙間を隔てて配置
されており、その内側上方には、燃料供給管３２から液
体燃料が供給される燃料拡散体３３が設けられている。
これら気化筒１６及び燃料拡散体３３は、共通の回転軸
３５によって同時回転可能になっており、当該回転軸３
５に連なるモータ３６によって回転可能となっている。
燃料拡散体３３は、その下端側に液体燃料の受け部３３
Ａが設けられており、当該受け部３３Ａで燃料供給管３
２からの液体燃料を一旦受け取るようになっている。な
お、燃料拡散体３３の上端と気化筒１６との間には、微
細な隙間Ｃ１が形成されている。前記気化筒１６が回転
すると、当該回転に伴う遠心力で、燃料拡散体３３の内
側の液体燃料が隙間Ｃ１からその外側に噴出するように
なっている。前記飛散リング１８は、気化筒１６の下側
に微細な隙間Ｃ２を隔てて配置されており、当該隙間Ｃ
２から、気化筒１６の内側の液体燃料が燃焼室２２に向
かって噴出可能となっている。

【００１５】前記送風機１２は、ここでは詳細構造を省
略するが、図示しないスイッチを投入すると、前記モー
タ３６の駆動によってファン３８が回転し、吸入した空
気を気化筒１６の内部及び燃焼室２２に直接送り込むこ
とができるようになっている。なお、送風機としては、
前述した軸流式のものに限定されずに、遠心式、斜流
式、或いは横流式のもの等を採用してもよい。また、本
実施例においては、ファン３８及び気化筒１６は、共通
のモータ３６によって回転駆動されるが、別個のモータ
でそれぞれを回転させてもよい。

【００１６】次に、本実施例に係るバーナー１０の作用
について説明する。

【００１７】先ず、図示しないスイッチを投入すると、
モータ３６が駆動し、送風機１２のファン３８が回転し
て、燃焼部１１側への空気の供給が開始するとともに、
気化筒１６及び燃料拡散体３３が同時に回転する。する
と、燃料拡散体３３の回転によって、燃料供給管３２か
ら燃料拡散体３３の受け部３３Ａに供給された液体燃料
が、その上端と気化筒１６との間に形成された微細な隙
間Ｃ１から噴出し、気化筒１６の内周側を通って、飛散
リング１８との間に形成される隙間Ｃ２から燃焼室２２
に飛散される。そして、燃焼室２２に飛散された液体燃
料は、飛散リング１８の近傍の点火装置２０で着火さ
れ、噴霧燃焼が行われる。すると、当該噴霧燃焼の燃焼
熱によって気化筒１６が加熱され、気化筒１６の内部の
液体燃料が気化する。そして、当該気化した燃料は、送
風機１２から気化筒１６の内部に供給された空気と混合
して混合気となり、当該混合気がガス室２５を通って燃
焼盤１５の炎孔２６から燃焼室２２に噴出され、噴霧燃
焼の炎によって気化燃焼が行われる。なお、この際、送
風機１２からの空気は、送気筒３０から送気案内リング
３１によって燃焼室２２に適宜直接供給される。これに
よって、燃焼室２２内の火炎温度を下げて燃焼に伴って
発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）量を低減することができ
るとともに、空燃費を局所的に調整することができる。

【００１８】従って、このような実施例によれば、燃焼
室２２が平面視略偏平状となっているため、図３に示さ
れるように、バーナー１０周囲の熱交換器４０の左右両
側部分に対しても、燃焼室２２からの熱を充分伝達する
ことができ、熱効率を向上させることができる他、火炎
温度の低下によるＮＯｘの生成量の低減を図ることがで
きるという効果を得る。

【００１９】なお、前記実施例では、燃焼室２２の形状
を平面視で略小判型にした場合を図示説明したが、本発
明はこれに限らず、燃焼室２２の形状を、図４に示され
る平面視略長方形状、或いは、図５に示される平面視略
楕円形状等としてもよい。要するに、燃焼室２２とし
て、その形状が、平面視で長手方向と短手方向とを有す
る形状となる限りにおいて、種々のものを採用すること
ができる。

【００２０】また、本発明における装置各部の構成は図
示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作
用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼室を平面視略偏平状に設けたから、燃焼空間が平面
視で略長方形である熱交換器との距離を短縮し、熱効率
を増大させることができるともに、燃焼室の火炎温度を
低下させることができるので、燃焼に伴って発生する窒
素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を低減することができる。
更に、熱交換器の長手方向と短手方向における燃焼室と
熱交換器との距離の差を小さくすることができるので、
熱交換器の一部分に大きな熱負荷がかかることがなく部
位ごとの通過熱量が均一化され、熱交換器も耐久性能を
向上させることができる。また、熱交換器の薄型化によ
る給湯機の薄型化を一層促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るバーナーの概略斜視図。

【図２】図１の概略断面正面図。

【図３】図１の概略平面図。

【図４】変形例に係るバーナーの概略平面図。

【図５】他の変形例に係るバーナーの概略平面図。

【図６】従来例に係るバーナーの概略断面正面図。

【図７】図６の概略平面図。

【符号の説明】

１０・・・バーナー（液体燃料燃焼装置）、１６・・・
気化筒、２２・・・燃焼室、４０・・・熱交換器、Ｓ・
・・燃焼空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｄ 11/04 ６２２Ｆ２３Ｄ 11/04 ６２２Ｂ６３１６３１Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼空間が平面視で長手方向と短手方向
とを有する熱交換器を備える給湯機の液体燃料燃焼装置
であって、燃焼室の内側に飛散された液体燃料を着火し
て噴霧燃焼を行い、この噴霧燃焼の燃焼熱で燃焼室内部
に設けられた気化筒を加熱することで、当該気化筒内の
液体燃料を気化して気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置に
おいて、前記燃焼室が平面視で長手方向と短手方向とを有すると
ともに、その長手方向と前記燃焼空間の長手方向とを略
一致させたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
【請求項２】前記燃焼室の形状を、平面視で略偏平状
にしたことを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装
置。