JP2004226022A - Liquid fuel combustor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid fuel combustor capable of preventing condensation of a heat exchange body provided on an upper portion of a combustion chamber, and preventing overheat of a cooling air box. <P>SOLUTION: The liquid fuel combustor 10 comprises a combustion panel 16 to form a combustion chamber 11, a vaporizing cylinder 39 and a spray ring 40 disposed in the combustion chamber 11, and a fan 14 to feed air to an air chamber 13A provided on a lower portion of the combustion panel 16. A cooling air box 30 of a closed loop shape in plan view to introduce air fed from the fan 14 is provided between the combustion panel 16 and a heat exchange body 20. First and second air feed holes 33 and 34 are formed in the air box 30, and condensation on a wall surface of the heat exchange body 20 disposed on the upper portion of the liquid fuel combustor 10 and overheat of the cooling air box 30 can be simultaneously prevented by cooling air ejected from the air feed holes 33 and 34. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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、バーナーの上部に配置される冷却用空気箱を通じて熱交換体の結露防止を図るとともに、冷却用空気箱の過熱を防止することの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は、灯油等の燃料が燃焼する燃焼室を内部に形成する燃焼盤と、この燃焼盤内の略中央に設けられた気化筒と、この気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、気化筒の下方に配置されて当該気化筒内に空気を供給する送風機と、前記燃焼盤と当該燃焼盤の上方に配置される熱交換体との間に配置される冷却用空気箱とを備えて構成されている。
【0003】
前記液体燃料燃焼装置は、気化筒の回転によって当該気化筒と飛散リングの間の隙間から燃焼室内に液体燃料が飛散され、当該液体燃料を着火することで噴霧燃焼が行われ、この噴霧燃焼の燃焼熱で気化筒を加熱することにより当該気化筒内の液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記送風機から気化筒内に供給された空気と混合して当該混合気を燃焼盤に形成された炎孔から前記燃焼盤内に噴出させることで気化燃焼を行うようになっている。また、前記冷却用空気箱は、その上面部に形成された送気孔から冷却空気を噴出させ、当該噴出した空気によって熱交換体の壁面における結露防止を行うようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記液体燃料燃焼装置にあっては、冷却用空気箱の上面部に送気孔を備えているだけの構成となっているため、冷却用空気箱の内周面側が燃焼室内の燃焼熱を直接受けて過熱状態になる場合がある、という不都合がある。
【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、冷却用空気箱を通じて熱交換体壁面の結露防止を図ることをもとより達成する他、冷却用空気箱の過熱も同時に防止することの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、熱交換体下部に配置される液体燃料燃焼装置であって、上部に燃焼室を形成する燃焼盤と、前記燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、当該飛散リングの下面側に空気を供給する送風通路と、前記燃焼盤の下部に設けられた空気室に空気を供給する送風機とを備え、前記気化筒と飛散リングとの間の隙間から燃焼室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気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼盤の側壁に形成された炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
前記燃焼盤と熱交換体との間に、冷却空気が供給される平面視閉ループ状の冷却用空気箱が設けられ、この冷却用空気箱の上面部に、熱交換体の壁面に沿って空気を噴出する第1の送気孔が設けられる一方、前記冷却用空気箱の内周面下部に、当該内周面の過熱防止用の空気を噴出する第2の送気孔が設けられる、という構成を採り、これによって、第1の送気孔から噴出する空気で熱交換体の壁面における結露を防止する一方、第2の送気孔から噴出する空気で冷却用空気箱の内周面側の過熱も防止することが可能となる。
【0007】
本発明において、前記冷却用空気箱の内周面側に、前記第2の送気孔から噴出する空気を冷却用空気箱の内周面に沿わせるための案内部材が設けられる、という構成を採ることが好ましい。このような構成では、第2の送気孔から噴出する冷却空気が前記内周面に確実に沿う流れとなり、当該内周面を効率的に冷却して冷却用空気箱の過熱を防止することができる。
【0008】
更に、前記冷却用空気箱の外周部に前記送風機からの空気を導入する連通管の先端が連結され、当該先端に対応する冷却用空気箱の内部には、冷却空気の整流ガイドが配置される、という構成を採るとよい。このような構成とすれば、前記連通管の先端近傍の送気孔に冷却空気が相対的に多く流れることが防止され、閉ループ形状を備えた冷却用空気箱の全周に亘って冷却空気を行き亘らせることができる。
【0009】
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。
【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。
【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平面図が示され、図2には、図1に対して部品を一部取り外した状態のバーナーの概略平面図が示されている。また、図3には、図1のA−A線矢視概略端面図が示されている。これらの図において、バーナー10は、平面視で略正方形となる燃焼室11を含む上部構成体12と、この上部構成体12を下方から支持するとともに、上部が開放する有底容器状をなすケース13(図3参照)と、このケース13内の空気室13Aに空気を供給する送風機14とを備えて構成されている。
【0012】
前記上部構成体12は、図3に示されるように、外側に位置する有底略角筒状の燃焼室外筒15と、この燃焼室外筒15の内側に設けられて前記ケース13の底部側に空気室13Aを形成する有底略角筒状の燃焼盤16と、当該燃焼盤16の内側略中央に位置するとともに、灯油等の液体燃料を気化して空気との混合気を形成する混合気形成手段18と、当該混合気形成手段18の下部側に設けられるとともに、燃焼室11内に空気室13Aからの空気を導入する空気導入部19とを備えて構成されている。なお、本実施例では、燃焼盤16の上部、すなわち、混合気形成手段18との間に形成される空間が前記燃焼室11となっており、その上部に熱交換体20(図3参照)が配置される。
【0013】
前記燃焼室外筒15は、平面視で略正方形の外形を有する底壁15Aと、この底壁15Aの外周から上方に起立する四辺の側壁15Bとからなる。底壁15Aには、略中央領域に第1中央貫通穴21が形成されているとともに、この第1中央貫通穴21の周方向に沿う複数箇所、本実施例では、送風機14側を除き、周方向略90度間隔を隔てた三箇所に第1中央貫通穴21よりも小径の第1外側貫通穴22が形成されている。
【0014】
前記燃焼盤16は、燃焼室外筒15の内方に隙間を隔てて配置されており、当該隙間によって前記混合気形成手段18で形成された混合気を通過させるガス室24が形成されている。また、燃焼盤16は、平面視で略正方形の外形を有する底壁16Aと、この底壁16Aの外周から上方に起立する四辺の側壁16Bとにより構成されている。底壁16Aの中央部には、前記第1中央貫通穴21と第1外側貫通穴22の各上方に第2中央貫通穴26と第2外側貫通穴27がそれぞれ形成されている。また、側壁16Bには、前記ガス室24からの混合気を燃焼室11内に噴出可能とする多数の炎孔29が形成されているとともに、当該側壁16Bの上部すなわち燃焼盤16の上部に冷却用空気箱30が設けられている
【0015】
前記冷却用空気箱30は、絞り性の良い材料、例えば、SUS430LX等により内周面30A及び外周面30Bを有する内外二重壁構造とされ、その間がエアチャンバ31として構成されている。外周面30B部分には、図3に示されるように、送風機14からの一部の空気を三次空気としてバイパスさせる連通管32の先端(上端)が連通されている。また、冷却用空気箱30の上面部、すなわち、上部傾斜面30Cには、周方向に沿って第1の送気孔33が複数形成され、これら第1の送気孔33から噴出する冷却用の空気は熱交換体20の壁面内側に沿って流れるようになっている。また、内周面30Aの下部には、第2の送気孔34が周方向に沿って複数形成されており、これら第2の送気孔34から燃焼室11の上方空間内に噴出する冷却用の空気は、燃焼盤16の上端部と冷却用空気箱30との間に支持された案内部材35を介して冷却用空気箱30の内周面に沿って上方へ流れるようになっている。この案内部材35は、安価に入手し得る材料、例えば、SUH409L等の材料によって構成されており、当該案内部材35は、図5ないし図7に示されるように、平面視略方形の軌跡に沿う四辺の支持面部35Aと、これら支持面部35Aの各内縁に連なって内向き斜め上方に延びる案内面部35Bとにより構成されている。本実施例における四つの案内面部35Bは不連続に設けられているが、上方から見て閉ループとなるように連続する形状に設けることもできる。また、前記冷却用空気箱30内、すなわち、エアチャンバ31において、前記連通管32の先端に対応する位置には、冷却空気の整流ガイド38が設けられている。この整流ガイド38は、冷却用空気箱30の外周面30Bを部分的に内方に段押しすることにより構成され、整流ガイド38を設けることで、連通管32の先端開口位置に対応する第1及び第2の送気孔33,34から相対的に多くの空気が噴出することを防止し、整流ガイド38の面に沿って冷却用空気が閉ループ状をなす冷却用空気箱30内に行き亘るようになっている。
【0016】
前記混合気形成手段18は、図3に示されるように、下部が空気室13A側に開放する釣鐘型の気化筒39と、この気化筒39の下端との間に微細な隙間S1を隔てて配置される飛散リング40と、前記第1中央貫通穴21の形成縁領域に支持されるとともに、上端側が気化筒39側に開放する一方、下端側が空気室13A側に開放して空気室13Aからの空気を燃焼用の一次空気として気化筒39内に導入する略円筒状の送風筒41と、この送風筒41の上方に位置する燃料拡散体42と、この燃焼拡散体42に液体燃料を供給する燃料供給管44とにより構成されている。
【0017】
前記燃料拡散体42は、上下両側が開放する略円筒状の側部42Aと、この側部42Aの上端に連なる外向きのフランジ部42Bと、側部42Aの下端側に連なるとともに、反転フック状に設けられて燃料供給管44からの液体燃料を受け取り可能な受け部42Cと、フランジ部42Bの上面側に微小な隙間S2を隔てて固定される頂部42Dとからなる。気化筒39及び燃料拡散体42は、その中央部に位置する共通の回転軸46によって支持されており、当該回転軸46を出力軸とするモータM1の駆動によって一体回転可能に設けられている。この際、燃料拡散体42の受け部42Cに供給された液体燃料は、回転に伴う遠心力によって、前記隙間S2から気化筒39の内壁39B上部に向かって噴出するようになっている。
【0018】
前記燃焼室11内に空気を送り込むための空気導入部19は、前記第1及び第2外側貫通穴22,27間を連結する送気通路としての筒状の送気管49と、この送気管49の上端開放側と飛散リング40との間に設けられて当該飛散リング40との間に送気間隙Pを形成可能な送気案内リング50とにより構成されている。空気導入部19は、空気室13Aを通過した空気を二次空気として送気管49を経て送気間隙Pから燃焼室11内に供給可能となっている。
【0019】
前記送気案内リング50は、燃焼盤16の底壁16Aにねじ51(図2参照)等によって固定される断面略クランク形のベース部材52と、このベース部材52の上端側に設けられて前記飛散リング40との間に送気間隙Pを形成するための断面略L字形の起立部材53とからなる。
【0020】
前記送風機14は、モータM2の駆動によってファンFが回転して、前記空気室13Aに空気を供給できるようになっている。この送風機14は、図4に示されるように、前記ケース13の空気室13Aに連なる中空の角形ブロック部60を備えて構成されている。ブロック部60の内部には、仕切壁61,62が形成され、これら仕切壁61,62により、中央部に一次空気路63が形成されているとともに、この一次空気路63を挟む両側に二次空気路64及び三次空気路65が形成されている。ここで、ケース13内の空気室13Aには、図2中点線で示されるように、気化筒39の下部領域及び送風機14側領域と、三つの送気管49の下部領域及び空気室13Aの外側領域とを二つの領域に仕切るための隔壁68が形成されている。この隔壁68は燃焼室外筒15の底壁15Aの下面に達する高さに設けられ、当該隔壁68によって、前記送風筒41と一次空気路63とを連通させる一次空気室70と、前記気化筒39回りの送気管49と二次空気路64とを連通させる二次空気室71が形成されている。
【0021】
図4に示されるように、前記一次空気路63と三次空気路65内には、平面形状が略方形をなす開閉板73,74がそれぞれ配置されている。これら開閉板73,74は、板面内を貫通して共通軸をなす一本の回転軸75に支持されている。回転軸75は、一次ないし三次空気路63〜65を横断する方向に延び、その一端側がブロック部60の外側に設けられたモータM3に連結されて回転可能となっている。なお、開閉板73,74は、それぞれ対応する一次空気路63、三次空気路65の開口面積よりも小さく設けられており、板面が略鉛直姿勢となったときでも、一次空気路63,三次空気路65の内周面との間に一定の隙間が形成され、最小限の空気流通がなされるようになっている。また、特に限定されるものではないが、本実施例では、一次空気路63内の開閉板73が略鉛直姿勢となったときに、三次空気路65内の開閉板74が略水平向きとなるように設定されている。
【0022】
次に、前記バーナー10の燃焼動作について説明する。
【0023】
先ず、図示しないスイッチを投入すると、送風機14とモータM1が同時に作動する。送風機14が作動することにより、当該送風機14から一次空気路63、二次空気路64を経て一次空気室70、二次空気室71に空気が供給され、また、三次空気路65及び連通管32を経て冷却用空気箱30のエアチャンバ31内に空気が供給される。一次空気室70に送られた空気は、送風筒41を通じて気化筒39内に供給されて燃焼用空気として消費される一方、二次空気室71に送られた空気は、送気管49を通じて燃焼室11内に供給され、一部が燃焼用空気として消費されつつ気化筒39の冷却空気として利用されることとなる。また、前記冷却用空気箱30内に供給された空気は、第1の送気孔33から上方に噴出し、上部に配置される熱交換体20の壁面内側に沿って流れることとなる。同時に、第2の送気孔34から燃焼室11の上部内方に噴出する冷却空気は、前記案内部材35の案内面部35Bの傾斜向きにより上方へ向かう流れに案内され、この空気が冷却用空気箱30の内周面に沿って流れることで、当該冷却用空気箱30の過熱を防止することとなる。この際、前記連通管32より冷却用空気箱30内に供給される空気は、整流ガイド38による一種の邪魔板作用で、冷却用空気箱30の周方向に沿って流れ易くなり、連通管32の先端近傍の送気孔33,34を通じて局所的に多くの冷却空気が流れてしまうようなことはない。なお、ダンパを構成する開閉板73,74の開度をモータM3の駆動によって調整することで、各空気路63〜65を流れる空気の量が相対的に調整されることとなる。
【0024】
気化筒39は、モータM1が作動することにより、燃料拡散体42と共に回転し、燃料供給管44から燃料拡散体42の受け部42Cに灯油等の液体燃料が供給される。この液体燃料は、燃料拡散体42の回転によって燃料拡散体42に形成された微細な隙間S2から気化筒39の内壁39Bに向かって噴出され、更に、気化筒39と飛散リング40との間に形成された隙間S1から燃焼室11内に飛散される。この飛散された液体燃料は、燃焼室11内に延びるイグナイター等の点火装置(図示省略)の火花によって着火され、噴霧燃焼が開始する。
【0025】
噴霧燃焼が開始されると、その燃焼熱によって気化筒39が加熱され、気化筒39の内壁39Bに噴出された液体燃料が気化する。そして、当該気化した燃料は、気化筒39の内部に供給された一次空気と混合して混合気となり、当該混合気がガス室24を通って燃焼盤16の各炎孔29から燃焼室11内に噴出され、気化燃焼が行われる。
【0026】
従って、このような実施例によれば、燃焼盤16と熱交換体20との間に冷却用空気箱30を設け、当該冷却用空気箱30に第1及び第2の送気孔33,34を設けたから、熱交換体20の壁面における結露と、冷却用空気箱30の過熱とを同時に防止することができる、という効果を得る。
【0027】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施例に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施例に対し、形状、材料、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材料などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【0028】
例えば、前記実施例では、連通管32の先端に対応する位置に整流ガイド38を設けたが、前記先端に対応する位置及びこの近傍における第1及び第2の送気孔33,34の開口径を相対的に小径とすれば、整流ガイド38は必ずしも設けることを要しない。
【0029】
また、前記実施例では、平面視で略正方形状をなす燃焼室11を備えたバーナー10について説明したが、本発明はこれに限らず、その他の多角形状又は円筒形状若しくは楕円形状の燃焼室を備えたバーナーについても適用可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼盤の上部に配置される熱交換体の壁面への結露防止を行う冷却用空気箱の内周面側に冷却空気を流すことができ、これによって冷却用空気箱の過熱防止を行うことができる、という従来にない優れた効果を奏する液体燃料燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るバーナーの概略平面図。
【図2】図1に対して気化筒及び飛散リングを外した状態のバーナーの概略平面図。
【図3】図1のA−A線矢視概略端面図。
【図4】送風機の下部形状を示す概略斜視図。
【図5】案内部材の概略斜視図。
【図6】案内部材の平面図。
【図7】図6のB−B線矢視断面図。
【符号の説明】
10…バーナー(液体燃料燃焼装置)、11…燃焼室、16…燃焼盤、20…熱交換体、29…炎孔、30…冷却用空気箱、30A…内周面、30B…外周面、31…エアチャンバ、32…連通管、33…第1の送気孔、34…第2の送気孔、35…案内部材、38…整流ガイド、39…気化筒、40…飛散リング、49…送気管(送気通路)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid fuel combustion apparatus, and more particularly, to a liquid fuel capable of preventing dew condensation of a heat exchanger through a cooling air box disposed above a burner and preventing overheating of the cooling air box. It relates to a combustion device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid fuel combustion device used for a water heater or the like, a combustion plate that forms a combustion chamber in which fuel such as kerosene is burned inside, a vaporizing cylinder provided at substantially the center of the combustion plate, A scattering ring provided at a lower portion of the vaporizing cylinder to scatter the liquid fuel into the combustion chamber, a blower arranged below the vaporizing cylinder to supply air into the vaporizing cylinder, and a blower disposed above the combustion plate and the combustion plate. And a cooling air box arranged between the heat exchanger and the heat exchanger.
[0003]
In the liquid fuel combustion device, liquid fuel is scattered into a combustion chamber from a gap between the vaporizing cylinder and the scattering ring by rotation of the vaporizing cylinder, and spray combustion is performed by igniting the liquid fuel. By heating the vaporizing cylinder with the combustion heat, the liquid fuel in the vaporizing cylinder is vaporized, and the vaporized fuel is mixed with air supplied from the blower into the vaporizing cylinder to form the air-fuel mixture on the combustion plate. Vaporized combustion is performed by ejecting the fuel into the combustion plate from the flame hole. Further, the cooling air box blows out cooling air from an air supply hole formed on an upper surface of the cooling air box, and the blown air prevents dew condensation on a wall surface of the heat exchanger.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the liquid fuel combustion device, since only the air supply hole is provided on the upper surface of the cooling air box, the inner peripheral surface side of the cooling air box reduces the combustion heat in the combustion chamber. There is an inconvenience that it may be overheated by direct reception.
[0005]
[Object of the invention]
The present invention has been devised in view of such inconveniences, and its object is to achieve not only the prevention of dew condensation on the wall surface of the heat exchanger through the cooling air box, but also the cooling air box. An object of the present invention is to provide a liquid fuel combustion device capable of simultaneously preventing overheating.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, there is provided a liquid fuel combustion device disposed at a lower portion of a heat exchanger, comprising a combustion plate forming a combustion chamber at an upper portion, and a liquid provided at a lower portion of a vaporization cylinder disposed at the combustion chamber. A scatter ring that scatters fuel into a combustion chamber, a blow passage that supplies air to a lower surface side of the scatter ring, and a blower that supplies air to an air chamber provided at a lower portion of the combustion plate; The liquid fuel scattered into the combustion chamber is ignited from the gap between the spray ring and the spray ring to perform spray combustion, and the liquid fuel supplied into the vaporization cylinder by heating the vaporization cylinder with the combustion heat of the spray combustion. In a liquid fuel combustion device that performs vaporization combustion by ejecting the vaporized fuel from a flame hole formed in a side wall of the combustion plate,
Between the combustion plate and the heat exchanger, there is provided a cooling air box having a closed loop shape in plan view to which cooling air is supplied, and the upper surface of the cooling air box is provided with air along the wall surface of the heat exchanger. Is provided, while a second air supply hole is provided below the inner peripheral surface of the cooling air box for injecting air for preventing overheating of the inner peripheral surface. This prevents the dew condensation on the wall surface of the heat exchanger by air ejected from the first air supply hole, and also prevents overheating on the inner peripheral surface side of the cooling air box by air ejected from the second air supply hole. It is possible to do.
[0007]
In the present invention, a configuration is adopted in which a guide member is provided on the inner peripheral surface side of the cooling air box so as to make air ejected from the second air supply hole follow the inner peripheral surface of the cooling air box. Is preferred. With such a configuration, the cooling air ejected from the second air supply hole flows reliably along the inner peripheral surface, and the inner peripheral surface is efficiently cooled to prevent overheating of the cooling air box. it can.
[0008]
Further, a distal end of a communication pipe for introducing air from the blower is connected to an outer peripheral portion of the cooling air box, and a cooling air rectification guide is disposed inside the cooling air box corresponding to the distal end. , It is good to adopt the configuration. With this configuration, it is possible to prevent a relatively large amount of cooling air from flowing into the air supply hole near the distal end of the communication pipe, and to send the cooling air over the entire circumference of the cooling air box having a closed loop shape. Can be spanned.
[0009]
In this specification, "spray combustion" means combustion performed by igniting liquid fuel, and "vaporization combustion" means a mixture obtained by mixing vaporized liquid combustion with air. Means the combustion performed by igniting.
[0010]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic plan view of a burner as a liquid fuel combustion apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic plan view of the burner with parts removed from FIG. Have been. FIG. 3 is a schematic end view taken along line AA of FIG. In these figures, a burner 10 has an upper structure 12 including a combustion chamber 11 having a substantially square shape in a plan view, and a case having a bottomed container shape that supports the upper structure 12 from below and opens the upper part. 13 (see FIG. 3), and a blower 14 for supplying air to an air chamber 13 </ b> A in the case 13.
[0012]
As shown in FIG. 3, the upper structural body 12 is provided with a combustion chamber outer cylinder 15 having a bottom and a substantially rectangular cylindrical shape located on the outer side, and provided inside the combustion chamber outer cylinder 15 and on the bottom side of the case 13. A combustion chamber 16 having a bottomed substantially rectangular cylindrical shape forming an air chamber 13A, and an air-fuel mixture which is located substantially at the center inside the combustion chamber 16 and vaporizes a liquid fuel such as kerosene to form an air-fuel mixture. The combustion chamber 11 is provided with a forming means 18 and an air introducing portion 19 which is provided below the mixture forming means 18 and introduces air from the air chamber 13 </ b> A into the combustion chamber 11. In this embodiment, the upper part of the combustion platen 16, that is, the space formed between the air-fuel mixture forming means 18 is the combustion chamber 11, and the heat exchanger 20 (see FIG. 3) is located above the combustion chamber 11. Is arranged.
[0013]
The combustion chamber outer cylinder 15 includes a bottom wall 15A having a substantially square outer shape in plan view, and four side walls 15B rising upward from the outer periphery of the bottom wall 15A. In the bottom wall 15A, a first central through hole 21 is formed in a substantially central region, and a plurality of locations along the circumferential direction of the first central through hole 21 (in the present embodiment, except for the blower 14 side), First outer through holes 22 having a diameter smaller than that of the first central through hole 21 are formed at three places separated by an interval of approximately 90 degrees in the direction.
[0014]
The combustion plate 16 is disposed inside the combustion chamber outer cylinder 15 with a gap therebetween, and the gap forms a gas chamber 24 through which the air-fuel mixture formed by the air-fuel mixture forming means 18 passes. Further, the combustion plate 16 includes a bottom wall 16A having a substantially square outer shape in plan view, and four side walls 16B rising upward from the outer periphery of the bottom wall 16A. At the center of the bottom wall 16A, a second central through hole 26 and a second outer through hole 27 are formed above the first central through hole 21 and the first outer through hole 22, respectively. A large number of flame holes 29 are formed in the side wall 16B so that the air-fuel mixture from the gas chamber 24 can be jetted into the combustion chamber 11, and the upper side of the side wall 16B, that is, the upper part of the combustion plate 16 is cooled. An air box 30 is provided.
The cooling air box 30 has an inner / outer double wall structure having an inner peripheral surface 30A and an outer peripheral surface 30B made of a material having a good drawing property, for example, SUS430LX or the like, and an air chamber 31 is formed therebetween. As shown in FIG. 3, a distal end (upper end) of a communication pipe 32 that bypasses part of the air from the blower 14 as tertiary air is communicated with the outer peripheral surface 30 </ b> B. A plurality of first air holes 33 are formed in the upper surface of the cooling air box 30, that is, the upper inclined surface 30 </ b> C, along the circumferential direction, and the cooling air ejected from the first air holes 33 is formed. Flows along the inside of the wall surface of the heat exchanger 20. A plurality of second air supply holes 34 are formed in the lower part of the inner peripheral surface 30A along the circumferential direction, and cooling air ejected from these second air supply holes 34 into the space above the combustion chamber 11 is provided. The air flows upward along the inner peripheral surface of the cooling air box 30 via a guide member 35 supported between the upper end of the combustion panel 16 and the cooling air box 30. The guide member 35 is made of a material that can be obtained at a low cost, for example, a material such as SUH409L. As shown in FIGS. 5 to 7, the guide member 35 follows a substantially rectangular locus in plan view. It is composed of four sides of a support surface 35A and a guide surface 35B extending inward and obliquely upward to connect to each inner edge of the support surface 35A. Although the four guide surface portions 35B in this embodiment are provided discontinuously, they may be provided in a continuous shape so as to form a closed loop when viewed from above. Further, a cooling air rectification guide 38 is provided in the cooling air box 30, that is, in a position corresponding to the end of the communication pipe 32 in the air chamber 31. The rectifying guide 38 is configured by partially stepping the outer peripheral surface 30 </ b> B of the cooling air box 30 inward. By providing the rectifying guide 38, the first rectifying guide 38 corresponding to the end opening position of the communication pipe 32 is provided. Also, it is possible to prevent a relatively large amount of air from being blown out from the second air supply holes 33 and 34, and to allow the cooling air to reach the inside of the cooling air box 30 forming a closed loop along the surface of the rectifying guide 38. It has become.
[0016]
As shown in FIG. 3, the air-fuel mixture forming means 18 has a fine bell-shaped gap S1 between a bell-shaped vaporizing cylinder 39 whose lower part is open to the air chamber 13A side and a lower end of the vaporizing cylinder 39. The scattering ring 40 to be disposed and the first central through-hole 21 are supported by the formation edge region, and the upper end side is open to the vaporization cylinder 39 side, while the lower end side is open to the air chamber 13A side and the air chamber 13A is opened. A substantially cylindrical blower cylinder 41 for introducing the air as primary air for combustion into the vaporization cylinder 39, a fuel diffuser 42 located above the blower cylinder 41, and supplying liquid fuel to the combustion diffuser 42. And a fuel supply pipe 44.
[0017]
The fuel diffuser 42 has a substantially cylindrical side portion 42A whose upper and lower sides are open, an outward flange portion 42B connected to the upper end of the side portion 42A, and a inverted hook-shaped portion connected to the lower end side of the side portion 42A. And a top portion 42D fixed to the upper surface side of the flange portion 42B with a small gap S2 therebetween, which can receive the liquid fuel from the fuel supply pipe 44. The vaporizing cylinder 39 and the fuel diffuser 42 are supported by a common rotating shaft 46 located at the center thereof, and are provided so as to be integrally rotatable by driving a motor M1 having the rotating shaft 46 as an output shaft. At this time, the liquid fuel supplied to the receiving portion 42C of the fuel diffuser 42 is ejected from the gap S2 toward the upper portion of the inner wall 39B of the vaporizing cylinder 39 by the centrifugal force caused by the rotation.
[0018]
An air introduction portion 19 for sending air into the combustion chamber 11 includes a cylindrical air supply pipe 49 as an air supply passage connecting the first and second outer through holes 22 and 27, and the air supply pipe 49. And an air supply guide ring 50 that is provided between the upper end open side and the scattering ring 40 and is capable of forming an air supply gap P with the scattering ring 40. The air introduction unit 19 can supply the air that has passed through the air chamber 13 </ b> A as secondary air to the combustion chamber 11 from the air supply gap P via the air supply pipe 49.
[0019]
The air supply guide ring 50 has a base member 52 having a substantially crank-shaped cross section fixed to a bottom wall 16A of the combustion plate 16 by a screw 51 (see FIG. 2) or the like, and is provided on an upper end side of the base member 52. An upright member 53 having a substantially L-shaped cross section for forming an air supply gap P with the scattering ring 40.
[0020]
In the blower 14, the fan F rotates by driving the motor M2, so that air can be supplied to the air chamber 13A. As shown in FIG. 4, the blower 14 includes a hollow rectangular block 60 connected to the air chamber 13 </ b> A of the case 13. Partition walls 61, 62 are formed inside the block portion 60, and these partition walls 61, 62 form a primary air passage 63 in the center and secondary air passages on both sides sandwiching the primary air passage 63. An air passage 64 and a tertiary air passage 65 are formed. Here, as shown by the dotted line in FIG. 2, the air chamber 13A in the case 13 has a lower region of the vaporization cylinder 39 and a region on the side of the blower 14, and a lower region of the three air tubes 49 and an outer region of the air chamber 13A. A partition 68 is formed for partitioning the region into two regions. The partition wall 68 is provided at a height reaching the lower surface of the bottom wall 15A of the combustion chamber outer cylinder 15. The partition wall 68 allows the primary air chamber 70 for communicating the blower cylinder 41 with the primary air passage 63, and the vaporization cylinder 39. A secondary air chamber 71 that connects the surrounding air supply pipe 49 and the secondary air passage 64 is formed.
[0021]
As shown in FIG. 4, in the primary air passage 63 and the tertiary air passage 65, open / close plates 73 and 74 each having a substantially square planar shape are arranged. These opening / closing plates 73 and 74 are supported by a single rotating shaft 75 that penetrates the plate surface and forms a common shaft. The rotation shaft 75 extends in a direction crossing the primary to tertiary air passages 63 to 65, and one end thereof is connected to a motor M <b> 3 provided outside the block portion 60 so as to be rotatable. The opening / closing plates 73 and 74 are provided to be smaller than the opening areas of the corresponding primary air passage 63 and tertiary air passage 65, respectively. A certain gap is formed between the air passage 65 and the inner peripheral surface, so that a minimum air flow is achieved. Further, although not particularly limited, in the present embodiment, when the open / close plate 73 in the primary air passage 63 assumes a substantially vertical posture, the open / close plate 74 in the tertiary air passage 65 is oriented substantially horizontally. It is set as follows.
[0022]
Next, the combustion operation of the burner 10 will be described.
[0023]
First, when a switch (not shown) is turned on, the blower 14 and the motor M1 operate simultaneously. When the blower 14 operates, air is supplied from the blower 14 to the primary air chamber 70 and the secondary air chamber 71 via the primary air path 63 and the secondary air path 64, and the tertiary air path 65 and the communication pipe 32 The air is supplied into the air chamber 31 of the cooling air box 30 through the process. The air sent to the primary air chamber 70 is supplied into the vaporization cylinder 39 through the blower cylinder 41 and consumed as combustion air, while the air sent to the secondary air chamber 71 is supplied to the combustion chamber through an air supply pipe 49. The gas is supplied into the combustion chamber 11 and is partially used as combustion air while being used as cooling air for the vaporization cylinder 39. Further, the air supplied into the cooling air box 30 is ejected upward from the first air supply hole 33 and flows along the inner wall surface of the heat exchanger 20 disposed at the upper part. At the same time, the cooling air ejected into the upper part of the combustion chamber 11 from the second air supply hole 34 is guided in the upward flow by the inclined direction of the guide surface 35B of the guide member 35, and this air is cooled. By flowing along the inner peripheral surface of 30, the cooling air box 30 is prevented from being overheated. At this time, the air supplied from the communication pipe 32 into the cooling air box 30 becomes easy to flow along the circumferential direction of the cooling air box 30 by a kind of baffle action of the rectifying guide 38, and the communication pipe 32 There is no possibility that a large amount of cooling air locally flows through the air supply holes 33 and 34 near the front end. In addition, by adjusting the opening degree of the open / close plates 73 and 74 constituting the damper by driving the motor M3, the amount of air flowing through each of the air passages 63 to 65 is relatively adjusted.
[0024]
When the motor M1 operates, the vaporization cylinder 39 rotates together with the fuel diffuser 42, and liquid fuel such as kerosene is supplied from the fuel supply pipe 44 to the receiving portion 42C of the fuel diffuser 42. The liquid fuel is ejected from the minute gap S2 formed in the fuel diffuser 42 toward the inner wall 39B of the vaporizer cylinder 39 by the rotation of the fuel diffuser 42, and further, between the vaporizer cylinder 39 and the scattering ring 40. The gas is scattered into the combustion chamber 11 from the formed gap S1. The scattered liquid fuel is ignited by a spark of an ignition device (not shown) such as an igniter extending into the combustion chamber 11, and spray combustion starts.
[0025]
When the spray combustion is started, the vaporization cylinder 39 is heated by the combustion heat, and the liquid fuel ejected to the inner wall 39B of the vaporization cylinder 39 is vaporized. The vaporized fuel is mixed with the primary air supplied to the inside of the vaporization cylinder 39 to form a mixture, and the mixture passes through the gas chamber 24 and from each flame hole 29 of the combustion platen 16 into the combustion chamber 11. And vaporized combustion is performed.
[0026]
Therefore, according to such an embodiment, the cooling air box 30 is provided between the combustion plate 16 and the heat exchanger 20, and the cooling air box 30 is provided with the first and second air supply holes 33 and 34. Because of the provision, the effect that condensation on the wall surface of the heat exchanger 20 and overheating of the cooling air box 30 can be prevented at the same time is obtained.
[0027]
The best configuration and method for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this.
That is, the present invention has been particularly shown and described with particular reference to particular embodiments, but without departing from the spirit and purpose of the invention, Those skilled in the art can make various modifications in shape, material, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description of the shapes, materials, and the like disclosed above are merely illustrative for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention. The description by the name of the member excluding some or all of the limitations such as is included in the present invention.
[0028]
For example, in the above-described embodiment, the rectifying guide 38 is provided at a position corresponding to the distal end of the communication pipe 32, but the opening diameter of the first and second air supply holes 33 and 34 at the position corresponding to the distal end and in the vicinity thereof is adjusted. If the diameter is relatively small, the rectifying guide 38 does not necessarily need to be provided.
[0029]
Further, in the above-described embodiment, the burner 10 including the combustion chamber 11 having a substantially square shape in a plan view is described. However, the present invention is not limited to this, and other polygonal, cylindrical, or elliptical combustion chambers may be used. The present invention is also applicable to a provided burner.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to flow cooling air to the inner peripheral surface side of the cooling air box that prevents dew condensation on the wall surface of the heat exchanger disposed above the combustion plate. Thus, it is possible to provide a liquid fuel combustion device that has an unprecedented excellent effect that overheating of the cooling air box can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a burner according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic plan view of the burner in a state where a vaporizing cylinder and a scattering ring are removed from FIG.
FIG. 3 is a schematic end view taken along line AA of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a lower shape of the blower.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a guide member.
FIG. 6 is a plan view of a guide member.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Burner (liquid fuel combustion apparatus), 11 ... Combustion chamber, 16 ... Combustion board, 20 ... Heat exchanger, 29 ... Flame hole, 30 ... Cooling air box, 30A ... Inner peripheral surface, 30B ... Outer peripheral surface, 31 ... air chamber, 32 ... communication pipe, 33 ... first air supply hole, 34 ... second air supply hole, 35 ... guide member, 38 ... rectification guide, 39 ... vaporization cylinder, 40 ... scattering ring, 49 ... air supply pipe ( Air supply passage)

Claims (3)

熱交換体下部に配置される液体燃料燃焼装置であって、上部に燃焼室を形成する燃焼盤と、前記燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、当該飛散リングの下面側に空気を供給する送気通路と、前記燃焼盤の下部に設けられた空気室に空気を供給する送風機とを備え、前記気化筒と飛散リングとの間の隙間から燃焼室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気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼盤の側壁に形成された炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
前記燃焼盤と熱交換体との間に、冷却空気が供給される平面視閉ループ状の冷却用空気箱が設けられ、この冷却用空気箱の上面部に、熱交換体の壁面に沿って空気を噴出する第1の送気孔が設けられる一方、前記冷却用空気箱の内周面下部に、当該内周面の過熱防止用の空気を噴出する第2の送気孔が設けられていることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
A liquid fuel combustion device disposed at a lower portion of a heat exchanger, wherein a combustion plate forming a combustion chamber is provided at an upper portion, and a liquid fuel is provided at a lower portion of a vaporizing cylinder disposed in the combustion chamber to scatter liquid fuel into the combustion chamber. A scatter ring, an air supply passage for supplying air to a lower surface side of the scatter ring, and a blower for supplying air to an air chamber provided at a lower portion of the combustion plate, between the vaporization cylinder and the scatter ring. The liquid fuel scattered into the combustion chamber from the gap is ignited and spray combustion is performed, and the vaporization cylinder is heated by the combustion heat of the spray combustion to vaporize the liquid fuel supplied into the vaporization cylinder and vaporize the liquid fuel. In the liquid fuel combustion device which performs the vaporization combustion by ejecting the fuel from the flame holes formed on the side wall of the combustion plate,
Between the combustion plate and the heat exchanger, there is provided a cooling air box having a closed loop shape in plan view to which cooling air is supplied, and the upper surface of the cooling air box is provided with air along the wall surface of the heat exchanger. Is provided, while a second air supply hole for ejecting air for preventing overheating of the inner peripheral surface is provided below the inner peripheral surface of the cooling air box. Characteristic liquid fuel combustion device.
前記冷却用空気箱の内周面側に、前記第2の送気孔から噴出する空気を冷却用空気箱の内周面に沿わせるための案内部材が設けられていることを特徴とする請求項1記載の液体燃料燃焼装置。A guide member is provided on an inner peripheral surface side of the cooling air box to guide air ejected from the second air supply hole along the inner peripheral surface of the cooling air box. 2. The liquid fuel combustion device according to 1. 前記冷却用空気箱の外周部に前記送風機からの空気を導入する連通管の先端が連結され、当該先端に対応する冷却用空気箱の内部には、冷却空気の整流ガイドが配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の液体燃料燃焼装置。A distal end of a communication pipe that introduces air from the blower is connected to an outer peripheral portion of the cooling air box, and a cooling air rectification guide is disposed inside the cooling air box corresponding to the distal end. The liquid fuel combustion device according to claim 1 or 2, wherein:
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