JP2002048309A - 圧力噴霧式石油燃焼機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比例燃焼が可能な圧力噴霧式石油燃焼機の為
の着火性能と燃焼性能とを向上したバーナ構造に関す
る。 【構成】 リング状の平板４に旋回羽根６を形成し、該
平板４の中央の開口３には燃料噴霧ノズル５をのぞま
せ、開口３を通過する空気の為の空気制御手段７を設
け、燃焼ファン１によって送られる空気は制御手段７に
よって旋回羽根６と開口３からバランス良く平板４の前
方に供給される。空気制御手段７を構成する空気孔７ｂ
の一つに連通する空気流路９を設け、該空気流路９の先
端は燃料噴霧ノズル５の側方に位置して前記開口３にの
ぞませる。燃料噴霧ノズル５から吹出した霧状燃料が空
気流路９から開口３に向かう空気流によって平板４の前
方に誘導されることによって、燃焼ファン１の送風量が
低下した点火時においても良好な噴霧パターンを形成す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は圧力噴霧式石油燃焼機
の着火性能と燃焼性能とを向上したバーナ構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼ファンによって燃焼空気が送られる
送風筒はバーナ部の外壁を兼ねており、送風筒の中には
中央部に開口を設けたリング状の平板が配置されてい
る。このリング状の平板には旋回羽根が取付けられ、燃
料噴霧ノズルはリング状の平板の開口に噴出口をのぞま
せて取付けられている。

【０００３】燃料噴霧ノズルは燃料ポンプの吐出側に取
付られており、燃料ポンプを運転すると加圧された燃料
が燃料噴霧ノズルの噴出口から霧状になって噴出し、旋
回羽根のある平板の開口から燃焼室内に送られる。ま
た、平板の開口と燃料噴霧ノズルとの間に先端が位置し
て放電火花を発生する点火電極が一対取付けられてお
り、点火電極の先端間に飛ぶ火花によって霧状燃料に着
火する。

【０００４】旋回羽根のある平板の開口から前方に送ら
れる霧状燃料に着火して燃焼が開始されると、燃焼途中
の霧状燃料の一部は旋回羽根の前面に可燃ガスとなって
拡散するから、燃焼ファンによって旋回羽根から燃焼空
気が供給されると、炎は旋回羽根に付着してリング状の
火種を形成するものであり、該燃料噴霧ノズルから噴出
する霧状燃料は点火電極の放電を止めても消火せずにそ
のまま燃焼が継続できる。

【０００５】このような圧力噴霧式燃焼機で着火性能を
向上するためには、開口から供給する空気と旋回羽根か
ら供給する空気のバランスを着火に最適にする必要があ
る。この為、従来ではこの空気を独立して制御できる空
気制御手段７を取付けて、燃焼ファンによって最適な空
気量が開口と旋回羽根とに供給できるようになってい
る。即ち、空気制御手段の一般的な構造として、内部に
点火電極と燃料噴霧ノズルが配置できるようにテーパー
筒と筒体と底板とで外壁を形成し、この外壁に空気孔を
設けている。燃焼ファンで送られる燃焼空気の一部は旋
回羽根に供給され、一部は空気孔から外壁内の空間に送
られ開口から霧状燃料と一緒に燃焼室内に送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように燃料噴霧
ノズルから噴出する霧状燃料と一緒に送られる空気と、
旋回羽根の部分から送られる空気とを独立して制御する
ことによって、燃焼機の着火性能を安定させることがで
き、また、この時の燃焼ファンの送風量や、空気制御手
段を構成する空気孔の大きさを設定することで、一つの
燃焼ポイントではあるが同時に通常の燃焼性能も安定さ
せることができる。しかし、最近では圧力噴霧式石油燃
焼機でも比例可変燃焼が要求されており、燃料噴霧ノズ
ルから供給する燃料流量と燃焼ファンの送風量を比例し
て変化させることが行なわれるようになった。

【０００７】このような比例可変燃焼をする圧力噴霧式
石油燃焼機においては、空気制御手段を構成する空気孔
の径、空気孔の個数が固定されている為に、燃焼ファン
の回転数を燃焼量に応じて可変させると、空気孔から供
給される空気量も同じように変化して増減するものであ
り、開口を通過する空気量と噴霧流量のバランスが壊れ
ると、燃料噴霧ノズルから加圧噴霧される霧状燃料の噴
霧パターンを崩し、着火性能に影響して着火遅れや着火
失敗を起こすことが多かった。また、点火時の燃料流量
にあわせて安定した着火が得られる空気制御手段とする
と、燃料流量が通常燃焼に移行した時には燃焼状態が不
安定となってしまうものであった。

【０００８】また、開口を通過する空気量は主として燃
料噴霧ノズルから噴出する霧状燃料を開口に誘導する為
のものであるから、燃焼量の少ない点火時の空気量に合
わせて空気孔を設定すると、流量が増加した通常燃焼時
には開口を通過する空気量が多くなり過ぎて噴霧パター
ンを乱して通常燃焼時の燃焼が不安定になってしまうも
のである。

【０００９】一方、通常燃焼時に合わせて空気制御手段
を構成する空気孔の径を小さくしたり空気孔の個数を減
らすと、点火時には供給される空気量が少なくなり過ぎ
て、霧状燃料を開口に誘導できずに噴霧パターンが乱れ
ることがあり、また、空気流が弱いから一対の点火電極
の先端から飛ぶ放電火花が思うように延びなくなり、例
え燃料噴霧ノズルから噴霧する霧状燃料の噴霧パターン
がほぼ正常であっても放電火花が霧状の燃料に触れなく
なって、着火不能になることさえあった。

【００１０】この時、着火性能を向上させる為に点火電
極から飛ぶ放電火花の放電時間を長くして着火失敗を避
けることも行なわれるが、長い放電時間の始めに着火で
きた時には、点火電極から飛ぶ火花の周辺で燃える未燃
ガスの量が増え、息継ぎ燃焼を起こしやすくなる問題点
が発生するものであり、また、この時は非常に耳障りな
低周波の燃焼音を発することもある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するものであり、燃焼ファン１によって燃焼空気が送
られる送風筒２の中には中央部に開口３を設けたリング
状の平板４を設け、該リング状の平板４の開口３には燃
料噴霧ノズル５をのぞませ、かつ、リング状の平板４に
は旋回羽根６を設け、開口３を通過した空気流の外側に
旋回羽根６を通過した旋回空気流を形成すると共に、旋
回羽根６から平板４の前方に供給する空気とは独立して
開口３から平板４の前方に空気を供給する為の空気制御
手段７を設け、開口３と燃料噴霧ノズル５との間に放電
火花を形成する点火電極８を設けた石油燃焼機におい
て、空気制御手段７によって制御される空気が流れる空
気流路９を設け、かつ、空気流路９は燃料噴霧ノズル５
に沿って直接開口３に向かう空気流を作ると共に、燃料
噴霧ノズル５から噴出する霧状燃料は空気流路９の空気
流と一緒に開口３から平板４の前方に送られるようにし
たものである。

【００１２】また、空気制御手段７は内部に点火電極８
と燃料噴霧ノズル５を配置した空間Ａを形成する外壁７
ａと外壁７ａにあけた複数個の空気孔７ｂによって構成
し、燃料噴霧ノズル５と併設した空気流路９は一つの空
気孔７ｂに連なって外壁７ａと一体に取付けた空気パイ
プ９ａで構成し、後部を外壁７ａに取付けた空気パイプ
９ａの前部は燃料噴霧ノズル５の側方から開口３にのぞ
ませ、燃焼ファン１の空気流は外壁７ａの空気孔７ｂと
空気パイプ９ａから空間Ａを経て開口３に向かうように
したものであり、空気流路９は空気制御手段７を構成す
る外壁７ａと一体に構成して一緒に扱えるから、製造し
やすいものである。

【００１３】また、空気流路９の先端は燃料噴霧ノズル
５の側方に位置させると共に一対の点火電極８の間を介
して開口３をのぞませて配置し、点火電極８の先端部は
空気流路９から開口３に向かう空気流を横切って放電火
花を飛ばすように構成したから、放電火花は空気流路９
から吹出す早い空気流によって、開口３側に湾曲して火
花を大きくしており、霧状燃料に着火し易くなった。

【００１４】

【作用】この発明では空気制御手段７によって制御され
る空気の一部が燃料噴霧ノズル５に沿って直接開口３に
向かうようにするために空気流路９を設けており、燃焼
ファン１から送られる空気は空気流路９の先から早い速
度で開口３に向かって流れる時に、霧状燃料を誘導しな
がら開口３に向かうので、噴霧パターンは大きな乱れも
なく拡がるから、放電火花によって確実に着火できるよ
うになった。

【００１５】また、燃焼ファン１の回転数が変わること
によって、空気流路９の先端から吹出す空気の流速が変
化する時でも、空気流路９の先端が開口３にのぞませて
配置してあるから、燃焼ファン１の回転数を落としても
空気流は流速が弱まらない内に開口３に届くから、点火
時に送られる空気量が少ない時でも、霧状燃料は空気流
路９から吹出す空気流によって開口３に誘導されるの
で、噴霧パターンが大きく変化して着火ミスを起こすよ
うなことはなくなった。

【００１６】一方、内部に点火電極８と燃料噴霧ノズル
５を配置した外壁７ａと、外壁７ａにあけた空気孔７ｂ
とで空気制御手段７を構成し、空気流路９を構成する空
気パイプ９ａを一つの空気孔７ｂに該当させて外壁７ａ
に取付けたから、空気パイプ９ａはあらかじめ外壁７ａ
と一体であるから製造時などの取扱いが非常に簡単にな
る。

【００１７】更に、一対の点火電極８の先端に形成され
る放電火花に向けて空気流路９から空気の流れを形成す
るから、この空気流によって放電火花は開口３側に湾曲
して大きくなるので、噴霧パターンが安定するまでの乱
れた霧状燃料でも着火できるようになった。

【００１８】

【実施例】実施例を示す図によってこの構成を説明する
と、１はバーナＢに燃焼空気を供給する燃焼ファン、２
は燃焼ファン１からの燃焼空気が送られる筒形の送風
筒、４は送風筒２内に設置したリング状の平板、３は平
板４の中央部に形成した開口、６は平板４のリング状部
分に放射状に複数個の切り押し加工によって形成した旋
回羽根である。

【００１９】５はリング状の平板４の中央の開口３にの
ぞませて取付けた燃焼噴霧ノズル、１０は図示せざる燃
料タンクと燃料噴霧ノズル５との間を接続する燃料パイ
プ、１１は燃料噴霧ノズル５に近い燃料パイプ１０に取
付けた燃料ポンプであり、該燃料ポンプ１１を運転する
と図示せざる燃料タンクの燃料は燃料ポンプ１１によっ
て加圧されて燃料噴霧ノズル５に送られ、旋回羽根６の
ある平板４の開口３から霧状の燃料となって平板４の前
方の燃焼室内に吹込まれる。

【００２０】７は平板４の旋回羽根６と開口３から供給
する空気を独立して制御する為の空気制御手段、８は先
端が平板４の開口３と燃料噴霧ノズル５との間に放電火
花が発生するように配置した一対の点火電極であり、こ
の種の圧力噴霧式石油燃焼機において、運転スイッチが
操作されると燃焼ファン１が回転を始め、次に一対の点
火電極８の先端部の間に放電火花を発生し、その後、燃
料ポンプ１１を作動すると燃料噴霧ノズル５から霧状燃
料が噴出するので、この霧状燃料は放電火花によって着
火し、火炎は開口３から旋回羽根６のある平板４の前方
へ送られて燃焼を開始する。

【００２１】旋回羽根６から送られる空気は開口３から
平板４の前方に送り出す霧状の燃料の周囲に回転空気流
を形成しており、着火した霧状燃料の一部は燃焼熱によ
って気化し、可燃ガス化して旋回羽根６の前方に拡散し
ており、この可燃ガスは旋回羽根６の間から吹出す空気
によって燃焼し、旋回羽根６に付着したリング状の炎を
形成している。この為、着火が確認できてから点火電極
８の火花を停止しても、旋回羽根６の前面のリング状の
火種によって燃焼炎がとぎれることなく維持できるもの
である。

【００２２】このような圧力噴霧式石油燃焼機では開口
３の内縁と霧状燃料の噴霧角度で構成される燃料の外縁
との隙間を流れる空気が霧状燃料を平板４の前方に誘導
する働きがあるが、燃焼ファン１の回転を上げるなどし
て空気制御手段７を通過する空気の流量が増えれば開口
３を通過する空気量が増え過ぎて噴霧パターンが乱れ、
逆に燃焼ファン１の回転数が低下して開口３を通過する
空気量が少なくなれば、霧状燃焼をスムーズに開口３の
前方へ誘導できなくなり、着火遅れや着火不能が多くな
るものである。

【００２３】この為、通常燃焼時の燃焼量を可変するな
どして燃焼ファン１の回転数が変化する時には、点火性
能を中心に空気制御手段７を設定すると通常燃焼のいく
つかの燃焼ポイントでは燃焼状態が不安定になるもので
あり、また、安定した通常燃焼性能が得られるように空
気制御手段７を設定すれば、点火時には開口３から通過
する空気量が少な過ぎて着火ミスが多くなるものであっ
た。

【００２４】この発明では通常燃焼状態に着目して空気
制御手段７の開口率を設定しても確実な着火を可能とす
るもので、９は空気制御手段７で制御された空気を直接
開口３に向かわせる空気流路である。該空気流路９は燃
料噴霧ノズル５に沿って配置されて先端を開口３に向け
ており、燃焼ファン１によって送られた空気は空気制御
手段７としての空気流路９を通って開口３に向けて吹出
しており、燃焼ファン１の送風量が減少した時でも、空
気流路９から吹出す空気流は開口３に届き、燃料噴霧ノ
ズル５から吹出す霧状燃料を確実に開口３に誘導してい
る。

【００２５】具体的な構成として、７ａは点火電極８と
燃料噴霧ノズル５とを配置した空間Ａを形成する外壁、
７ｂは外壁７ａにあけた複数個の空気孔であり、該外壁
７ａはテーパー筒と筒体と底板とで構成し、開口３につ
らなる空間Ａに流入する空気を制御する空気制御手段７
を構成している。また、９ａは外壁７ａにあけた空気孔
７ｂに連通して後部を外壁７ａに取付けた空気パイプで
あり、空気パイプ９ａの前部は燃料噴霧ノズル５の側方
に位置して開口３にのぞませてあり、該空気パイプ９ａ
が前記空気流路９を構成している。

【００２６】従来の空気流路９がなく外壁７ａに設けた
空気孔７ｂだけの時には、空気孔７ｂから空間Ａに向か
って空気が流入しても、空気孔７ｂからの空気流は開口
３に向かわずに、空間Ａに入った空気が方向を変えて開
口３から流出するから、燃焼ファン１の回転数が低下し
て空気量が少なくなれば、開口３から平板４の前方に向
かう空気流が弱くなり、霧状燃料を開口３にうまく誘導
できなくなって着火に失敗すると共に、着火できても通
常燃焼の燃焼量を絞って着火時とほぼ同じ送風量に変更
した時には、霧状燃料をうまく平板４の前方に送れない
から不完全燃焼を起こすことになる。

【００２７】この発明では空気制御手段７で制御された
空気が空気流路９に流れるようにして、空気流路９の先
端を直接開口３にのぞませることによって、燃焼ファン
１の送風量が減少しても燃料噴霧ノズル５から吹出す霧
状燃料を確実に開口３に誘導することができ、噴霧パタ
ーンの乱れがなくなったから、着火性能を向上させるこ
とができた。

【００２８】また、通常燃焼時において、開口３から平
板４の前方へ送られる空気量と、旋回羽根６から平板４
の前方へ送られる空気量のバランスは空気流路９の存在
に直接関係せずに常に狙い通りであり、空気流路９を設
けたことによる通常燃焼状態への影響はほとんどないも
のである。

【００２９】一方、空気流路９を燃料噴霧ノズル５と併
設した空気パイプ９ａで構成し、空気パイプ９ａの後部
が空気制御手段７を構成する外壁７ａの内側に取付けら
れて空気制御手段７と一体になっているので、バーナの
製造ラインでは従来と同様に空気制御手段７の組付けを
行なえばそのまま空気パイプ９ａも指定した位置に取付
けできているものであり、製造に特別な困難性はないも
のである。

【００３０】更に、空気流路９の取付位置に関して、該
空気流路９の先端が一対の点火電極８の間から開口３に
のぞませて取付けした時には、一対の点火電極８の間に
形成される放電火花は空気流路９から開口３に向かう空
気流に押し流されて開口３側に湾曲するようになり、こ
の放電火花は長く大きくなるから霧状燃料の一部を横切
って飛びやすく、燃焼ファン１が低速回転している時で
も霧状燃料は確実に着火できるようになったものであ
る。

【００３１】図に示す実施例において、１２は旋回羽根
６を形成した平板４を底板とする有底筒形の燃焼筒であ
り、燃焼筒１２の側壁には多数の透孔１２ａがあけられ
ており、平板４の開口３から前方に伸びる霧状燃料の側
方に向かって燃焼ファン１で送られる空気を供給してお
り、霧状燃料は短い燃焼炎となって燃焼を完了できるか
ら、給湯機のような狭い燃焼室を持つバーナとして最適
となる。

【００３２】

【発明の効果】上記のようにこの発明では旋回羽根６部
分と開口３部分から平板４の前方に供給する空気量をバ
ランスさせる空気制御手段７を設け、該空気制御手段７
で規制されて開口３に向かう空気流を得るために、燃料
噴霧ノズル５に沿った空気流路９を形成したから、燃焼
ファン１の送風量を低下させた時にも、空気流路９の先
端から開口３に向かう空気流を維持することができ、燃
料噴霧ノズル５から噴出する霧状燃料はこの空気流によ
って平板４の前方に誘導されるから、燃焼ファン１の送
風量に関係なく着火性能を向上できたものである。

【００３３】また、燃焼ファン１の送風量を低下させた
時にも安定した着火が期待できる為に、燃料流量と送風
量を大きく変化させた燃焼を行なうことが可能になり、
圧力噴霧式石油燃焼機において比例可変燃焼方式が実現
できたものである。

【００３４】また、着火操作時において、開口を通過す
る空気量が少ない時には旋回羽根６のある平板４の燃料
噴霧ノズル５側に霧状燃料が拡散しており、もし着火で
きて燃焼を開始しても霧状燃料が平板４の燃料噴霧ノズ
ル５側に滞留して低周波の異常音を出して燃焼したり、
息継ぎ燃焼することがあったが、この発明では霧状燃料
が滞留せずに速やかに開口３から平板４の前方に誘導で
きたから、静かな着火が実現できたものである。

【００３５】また、空気制御手段７で空気量を制御する
空気流路９の実施例として、空気パイプ９ａの先端を燃
料噴霧ノズル５に沿って開口３にのぞませながら後部を
外壁７ａにあけた空気孔７ｂに連なるように外壁７ａに
取付けたから、空気パイプ９ａは空気制御手段７と一緒
に取り扱うことができ、非常に製造しやすくなったもの
である。

【００３６】更に、空気流路９を形成する空気パイプ９
ａの取付位置を一対の点火電極８の間から開口３をのぞ
むように取付ければ、空気パイプ９ａから開口３に向か
う空気流が両点火電極８間を飛ぶ放電火花を横切って流
れるから、放電火花は空気流によって開口３側に押しや
られて湾曲するので、放電火花は直ぐに霧状燃料に接触
して着火するものである。この為、点火操作直後の早い
時期に着火が完了し、着火音は小さく、燃焼炎は空気流
に乗って直ぐに平板４の前方に燃え拡るから、着火操作
後短時間で旋回羽根６に炎が付着した安定した正常燃焼
に移行できるようになったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す圧力噴霧式石油燃焼機
の断面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼ファン ２ 送風筒 ３ 開口 ４ 平板 ５ 燃料噴霧ノズル ６ 旋回羽根 ７ 空気制御手段 ７ａ 外壁 ７ｂ 空気孔 ８ 点火電極 ９ 空気流路 ９ａ 空気パイプ Ａ 空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼ファン１によって燃焼空気が送られ
   る送風筒２の中には中央部に開口３を設けたリング状の
   平板４を設け、該リング状の平板４の開口３には燃料噴
   霧ノズル５をのぞませ、かつ、リング状の平板４には旋
   回羽根６を設け、開口３を通過した空気流の外側に旋回
   羽根６を通過した旋回空気流を形成すると共に、旋回羽
   根６から平板４の前方に供給する空気とは独立して開口
   ３から平板４の前方に空気を供給する為の空気制御手段
   ７を設け、開口３と燃料噴霧ノズル５との間に放電火花
   を形成する点火電極８を設けた石油燃焼機において、空
   気制御手段７によって制御される空気が流れる空気流路
   ９を設け、かつ、空気流路９は燃料噴霧ノズル５に沿っ
   て直接開口３に向かう空気流を作ると共に、燃料噴霧ノ
   ズル５から噴出する霧状燃料は空気流路９の空気流と一
   緒に開口３から平板４の前方に送られることを特徴とす
   る圧力噴霧式石油燃焼機。
2. 【請求項２】 空気制御手段７は内部に点火電極８と燃
   料噴霧ノズル５を配置した空間Ａを形成する外壁７ａと
   外壁７ａにあけた複数個の空気孔７ｂによって構成し、
   燃料噴霧ノズル５と併設した空気流路９は一つの空気孔
   ７ｂに連なって外壁７ａと一体に取付けた空気パイプ９
   ａで構成し、後部を外壁７ａに取付けた空気パイプ９ａ
   の前部は燃料噴霧ノズル５の側方から開口３にのぞま
   せ、燃焼ファン１の空気流は外壁７ａの空気孔７ｂと空
   気パイプ９ａから空間Ａを経て開口３に向かうことを特
   徴とする請求項１記載の圧力噴霧式石油燃焼機。
3. 【請求項３】 空気流路９の先端は燃料噴霧ノズル５の
   側方に位置させると共に一対の点火電極８の間を介して
   開口３をのぞませて配置し、点火電極８の先端部は空気
   流路９から開口３に向かう空気流を横切って放電火花を
   飛ばすことを特徴とする請求項１記載の圧力噴霧式石油
   燃焼機。