JP2006308192A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 予混合部に屈曲部を設け、ノズル部からの気化ガスの噴出直線路を短くして、装置のコンパクト化が図っても、リフティングや再液化の問題も生じにくく、安定良好燃焼が可能となる燃焼装置を提供すること。
【解決手段】 液体燃料を気化しこの気化ガスａをノズル部１から噴出する気化装置２と、この気化装置２のノズル部１から噴出する気化ガスａ、同時に供給される燃焼用気体ｂとを混合する予混合部３と、混合した燃焼ガスｃを燃焼するバーナ部４とから成る燃焼装置であって、気化装置２とバーナ部４との間に誘導路として介在する前記予混合部３は、直線路ではなく屈曲路に形成して前記気化ガスａの流れ方向を誘導変化させる屈曲部５を有する構成とし、気化装置２のノズル部１から噴出される気化ガスａの噴出方向と対向する屈曲部５のガス流対向内面５Ａに、予混合部３内に流入する流入気体ｄによる気体層ｅを形成する気体流入部６を備えた燃焼装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気化式の燃焼装置に関するものである。

気化式の燃焼装置は、気化装置のノズル部から液体燃料（例えば灯油）を気化した気化ガスを噴出させ、この噴出と共に燃焼用気体（例えば一次空気）を引き込んで混合し、この混合した燃焼ガスを二次空気を供給しながらバーナ部で燃焼させる構成としている。

このような気化ガスと一次空気とを予混合してバーナ部で燃焼させる燃焼装置では、気化ガスと一次空気を予混合させる予混合部（混合管）をノズル部とバーナ部との間に設けて混合経路を形成している。

この混合経路は、一次空気との良好な混合性を確保するために、ノズル部の気化ガス噴出方向に十分な長さの直線路が確保されるように構成している。

従って、例えば図４に示すようにバーナ部４の側方に気化装置２を配設する場合は、気化装置２のノズル部１から気化ガスａを、バーナ部４の下方に設けた予混合部３に向けて反対側方に噴出するが、この予混合部３は前述のように十分な長さの直線路を確保する必要から、横幅を十分にとらなければならないため、燃焼装置は横長とならざるを得なかった。

また、バーナ部の下方に気化装置を設けてノズル部から上方のバーナ部に向けて噴出する場合は、予混合部を同様に十分な長さとしなければならないため、燃焼装置は縦長とならざるを得なかった。

このようにこれまでの気化式の燃焼装置では、予混合部は十分な長さの直線路を確保しなければならないため、レイアウトが制約され、装置のコンパクトが図れない。

そこで、装置のレイアウトの変更要求、例えば装置のコンパクト化を目的に、予混合部である混合管（混合経路）途中に屈曲部を設けて、例えば略Ｌ字管状の予混合部に構成し、全長は混合に必要な長さとするものの、この屈曲部上流側のノズル部から気化ガスを噴出させる噴出直線路をできるだけ短い長さとすることも考えられる。

しかしながら、単に屈曲部を設けて予混合部全体としては十分な長さの屈曲路としつつも、気化ガスが噴出される噴出直線路の長さを短くしてしまうと、即ちコンパクト化のため従来に比べてこの直線路を短縮した構成とすると、混合が未だ不十分な状態で気化ガスは屈曲部を通過して流れ方向が誘導変化するため、気化ガス濃度の高い中心部（混合気流に直角となる断面においての中心部）が、屈曲部のガス流対向内面に衝突接触することとなり、その結果、混合が不十分となり燃焼状態が不安定（リフティング）となったり、またこの混合が不十分な気化ガスの衝突によって再液化が生じてしまう。

特にこの予混合部（混合管）が十分に加熱されていない着火初期ではこの再液化は生じ易い。また、例えば、バーナ部に燃焼ガスを導く混合経路が長く、屈曲部とバーナ部との距離が長い場合は、特に屈曲部の温度が速やかに上昇しにくく、前記再液化の問題は一層顕著となるおそれがある。

従って、たとえ予混合部を屈曲してコンパクト化を図るなどレイアウト変更をしようとしても、前記問題が生じてしまい、結局噴出直線路を短くできなく、十分なコンパクト化は図れない。

本発明は、従来の気化式の燃焼装置にこのような問題があることを見い出し、これを解決するもので、予混合部に屈曲部を設けると共に、ノズル部からの気化ガスの噴出直線路を短くして、例えば装置のコンパクト化などレイアウト変更に対応できる自由度を向上させても、リフティングや再液化が生じにくく、安定した良好な燃焼が可能となる画期的な燃焼装置を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

液体燃料を気化しこの気化ガスａをノズル部１から噴出する気化装置２と、この気化装置２のノズル部１から噴出する気化ガスａとこの気化ガスａの噴出と同時に供給される燃焼用気体ｂとを混合する予混合部３と、この予混合部３を介して導出された前記気化ガスａと前記燃焼用気体ｂとが混合した燃焼ガスｃを燃焼するバーナ部４とから成る燃焼装置であって、前記気化装置２と前記バーナ部４との間に誘導路として介在する前記予混合部３は、直線路ではなく屈曲路に形成して前記気化ガスａの流れ方向を誘導変化させる屈曲部５を有する構成とし、前記気化装置２のノズル部１から噴出される気化ガスａの噴出方向と対向する前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａに、前記予混合部３内に流入する流入気体ｄによる気体層ｅを形成する気体流入部６を備えたことを特徴とする燃焼装置に係るものである。

また、少なくとも前記ノズル部１と対向する位置の前記ガス流対向内面５Ａに前記気体層ｅを形成する前記気体流入部６を前記予混合部３に設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記予混合部３は、前記ノズル部１から前記気化ガスａが噴出される噴出路３Ａと前記屈曲部５を介して前記噴出路３Ａと略直角な方向若しくは所定角度をなす方向に誘導する方向転換路３Ｂとから成る略Ｌ字状若しくは略へ字状の誘導路を形成する形状に構成し、この噴出路３Ａの奥部であって前記ノズル部１と対向する位置の前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａに、前記気体層ｅを形成する前記気体流入部６を前記予混合部３に設けたことを特徴とする請求項２記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記予混合部３に流入する流入気体ｄは、前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａに向って流入すると共に、このガス流対向内面５Ａに沿って前記バーナ部４方向に流出して、このガス流対向内面５Ａに前記気体層ｅを形成するように前記気体流入部６を構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記予混合部３の途中であって前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａより上流側に、この下流側のガス流対向内面５Ａに向けて流入気体ｄを予混合部３内に流入させてこの流入気体ｄが前記ガス流対向内面５Ａに沿って流れ、このガス流対向内面５Ａに前記気化ガスａが接触することを減じる前記流入気体ｄによる前記気体層ｅを形成する前記気体流入部６を開口形成したことを特徴とする請求項４記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記予混合部３内より予混合部３外を高圧とし、この圧力差若しくはこの圧力差及び前記気化ガスａの噴出による引き込み力によって前記気体流入部６から予混合部３内に流入気体ｄを流入するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼装置に係るものである。

また、前記燃焼用気体ｂと前記気体流入部６から流入する流入気体ｄとを共に前記気化ガスａと混合する一次空気とし、前記気体流入部６から流入する流入気体ｄの量は、前記予混合部３に流入する前記一次空気の総量の１／３以下となるように前記気体流入部６を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃焼装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、予混合部に屈曲部を設け、更にノズル部からの気化ガスの噴出直線路を短くすれば、例えば装置のコンパクト化が図れるなど、レイアウト変更に対応できる自由度が向上すると共に、このように噴出直線路が短くなってもリフティングや再液化の問題も生じにくく、安定した良好な燃焼が可能となる画期的な燃焼装置となる。

従って、例えば装置のコンパクト化を図るため、予混合部を略Ｌ字状あるいは略へ字状に形成して上流側の噴出直線路を短くしても、屈曲部のノズル部と対向するガス流対向内面に流入気体による気体層が形成され、この気体層によって、十分に混合されていない濃度の高い気化ガスがガス流対向内面に直接衝突接触することが減じられ、燃焼が不安定となったり、再液化の問題が生じにくく、よってコンパクト化を容易に実現可能な画期的な燃焼装置となる。

また、請求項２，３記載の発明においては、予混合部に気体流入部を設けて屈曲部のガス流対向内面に流入気体を流入させることでガス流対向内面に気体層を容易に形成でき、一層簡易な構成で本発明を実現でき、一層実用性に秀れた燃焼装置となる。

また、請求項４記載の発明においては、更に気体流入部からガス流対向内面に向って流入気体を流入させて、この流入気体がガス流対向内面に沿って流出すると共に、バーナ部方向に流出して気体層を形成するため、確実にガス流対向内面に気体層を形成できると共に、気化ガスの噴出流に不必要な乱流等を生じさせずにバーナ部へ屈曲誘導でき、混合も良好となり、一層前記問題も生じにくく、それ故コンパクト化が一層容易に図れる画期的な燃焼装置となる。特に、請求項５記載の発明においては、一層簡易な構成にて容易に実現でき、極めて実用性に秀れた燃焼装置となる。

また、請求項６記載の発明においては、流入気体が容易に予混合部内に流入してガス流対向内面に確実に気体層を形成できると共に、不必要に予混合部外へ気化ガスが漏れ流出することも防止できる一層秀れた燃焼装置となる。

また、請求項７記載の発明においては、前記気体層を形成させる流入気体も一次空気とし、一層気化ガスと一次空気との混合が良好となり、また必要以上に流入気体を流入させない構成のため、燃焼効率も良く、前記リフティングや再液化の問題も生じにくい極めて画期的な燃焼装置となる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

気化装置２のノズル部１から気化ガスａが予混合部３に噴出されると、これと同時に例えば燃焼用気体ｂとして一次空気が引き込まれ、気化ガスａと燃焼用気体ｂ（一次空気ｂ）は予混合部３内で混合され、バーナ部４へ燃焼ガスｃとして導出され、このバーナ部４の火口部（金網）４Ａにて点火装置９で着火され、二次空気が供給されつつ燃焼することとなる。

従来はこの混合が十分に行われるように混合経路を長くするため予混合部３（混合管）をバーナ部４の下方に横長に長くとったり、縦長に長くとっていたが、例えばレイアウト変更や装置コンパクト化のため、単に予混合部３に屈曲部５を設けて屈曲路とし、ノズル部１から噴出させる気化ガスａの噴出直線路を従来のように長くせず短くすると、前記ノズル部１から噴出した気化ガスａは一次空気ｂを引き込むが、まだ十分に混合されないままこの噴出方向と対向している屈曲部５のガス流対向内面５Ａに向って噴出され、このガス流対向内面５Ａに吹き当たることとなる。

しかし本発明は、気体流入部６から流入気体ｄが流入し、この流入気体ｄによってガス流対向内面５Ａに気体層ｅが形成されているため、噴出された気化ガスａがたとえまだ一次空気ｂと十分に混合されていなくても、気体層ｅによって気化ガスａの吹き当たりがさえぎられ、この気化ガスａがガス流対向内面５Ａに衝突接触することが減じられることとなる。

即ち、まだ一次空気ｂとの混合が不十分な濃度の高い気化ガスａがガス流対向内面５Ａに向って吹きつけられても、ガス流対向内面５Ａには流入気体ｄによる気体層ｅが形成されているため、燃焼が不十分となるリフティングやガス流対向内面５Ａに冷却されて再液化することが生じにくく、またスムーズにバーナ部４へ導出され、気化ガスａと一次空気ｂとの混合が良好となり、再液化も著しく減じられることとなる。

特に燃焼初期時には、予混合部３が十分に加熱されていないが、濃度の高い気化ガスａがガス流対向内面５Ａに直接衝突接触することがないため、燃焼初期時においても前記リフティングや再液化が生じにくい。また、バーナ部４の燃焼部と屈曲部５が距離のある構成としても前記問題が生じにくい。

しかも、例えば予混合部３に気体流入部６を開口形成して屈曲部５のガス流対向内面５Ａに流入気体ｄを流入させること良く、簡易な構成で確実にガス流対向内面５Ａに気体層ｅを形成できることとなる。

また、更に気体流入部６からガス流対向内面５Ａに向って流入気体ｄを流入させて、この流入気体ｄをガス流対向内面５Ａに沿って流出させると共に、バーナ部４方向に流出させて気体層ｅを形成する構成とすれば、簡易な構成で一層確実にガス流対向内面５Ａに気体層ｅを形成できると共に、気化ガスａの噴出流に不必要な乱流等も生じさせずにバーナ部４へ屈曲誘導でき、一次空気ｂとの混合も良好に行われつつバーナ部４へ良好に屈曲誘導されることとなる。

従って、例えばコンパクト化のため予混合部３を屈曲管としても前記問題が生じにくく、そのため極めて簡易な構成にして装置レイアウトの変更自由度が著しく向上することとなる。

即ち、単に予混合部３の途中に気体流入部６を開口形成し、この気体流入部６の開口形状等の設計によって気体流入部６から引き込む流入気体ｄがガス流対向内面５Ａに沿ってバーナ部４へと流入するように設定すれば、一層混合が良好となると共に、この流入気体ｄがガス流対向内面５Ａに沿って流れているため常に確実にガス流対向内面５Ａに気体層ｅが形成されて、一層確実にリフティングや再液化を防止でき、しかもこの流入気体ｄの流れによってバーナ部４へ屈曲誘導しつつ一次空気ｂとの混合も良好に行われることとなる。

また、例えば燃焼用気体ｂも、気体流入部６の途中から予混合部３内へ引き込む前記流入気体ｄも一次空気ｂ，ｄとし、この流入気体ｄの流入量を混合させる一次空気ｂ，ｄの総量の１／３以下に制限するように気体流入部６を構成すれば、混合に支障を生じることなく、効率良く気化ガスａと一次空気とｂ，ｄの混合も図れ、一層実用性に秀れた燃焼装置を提供できることとなる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、供給される灯油を加熱管でヒータ加熱して気化しこの気化ガスａをノズル部１から噴出する気化装置２と、この気化装置２のノズル部１から噴出する気化ガスａとこの気化ガスａの噴出と同時に引き込み供給される燃焼用気体ｂとしての一次空気ｂとを混合する予混合部３と、この予混合部３を介して導出された前記気化ガスａと前記一次空気ｂとが混合した燃焼ガスｃを燃焼するバーナ部４とから構成している。

本実施例ではバーナ部４の下方のケース７（バーナケース７）の側方に気化装置２を配設し、このケース７に気化装置２のノズル部１を取り付け、このノズル部１から気化ガスａが噴出される予混合部３としての混合管３をケース７内に設け、この混合管３内で気化ガスａと一次空気ｂとを混合させて混合した燃焼ガスｃをバーナ部４に案内導出し、バーナ部４の火口部４Ａにて点火装置９で着火し、保炎板10内で燃焼させる構成としている。

また前記ケース７には燃焼用気体（一次空気）供給部11が設けられ、ここから例えば常時一次空気ｂが供給され、混合管３の基部から混合管３内に気化ガスａの噴出によって引き込まれるように構成している。

また、本実施例では、前述のように気化装置２のノズル部１とバーナ部４との間に誘導路として予混合部３（混合管３）を介在するがこの予混合部３は直線路ではなく屈曲路に形成して前記気化ガスａの流れ方向を誘導変化させる屈曲部５を有する構成としている。

具体的には本実施例では、ノズル部１から気化ガスａが噴出される噴出路３Ａと前記屈曲部５を介して前記噴出路３Ａと略直角な上方向に誘導する方向転換路３Ｂとから成る略Ｌ字状の誘導路を形成する形状に構成し、この噴出路３Ａを短くすることで従来より長い直線経路としないため屈曲によるコンパクト化が図れる構成としている。

本実施例では、このような予混合部３の前記気化装置２のノズル部１から噴出される気化ガスａの噴出方向と対向する前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａに、予混合部３内に流入する流入気体ｄによる気体層ｅを形成する気体流入部６を設けている。

即ち、この噴出路３Ａの奥部であってノズル部１と対向する位置の前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａに、前記気体層ｅを形成する前記気体流入部６を予混合部３に設けている。

具体的には、予混合部３の途中であって前記屈曲部５のガス流対向内面５Ａあるいはこれより上流側に、この下流側のガス流対向内面５Ａに向けて流入気体ｄを予混合部３内に流入させてこの流入気体ｄが前記ガス流対向内面５Ａに沿って流れ、前記バーナ部４方向に流出して、このガス流対向内面５Ａに前記気体層ｅを形成するように気体流入部６を構成し、このガス流対向内面５Ａに気化ガスａが衝突接触することを減じる前記流入気体ｄによる気体層ｅが形成されるように気体流入部６の開口部を構成している。

即ち、本実施例では、まずもってスムーズに気化ガスａが側方から上方へ屈曲路に沿って屈曲誘導してその間で良好に一次空気ｂと混合するように、Ｌ字管状の予混合部３の全体長を十分に長く確保すると共に、屈曲部５はＲ屈曲としてガス流対向内面５Ａは湾曲内面に形成している。そして、気体流入部６は、この気体流入部６から予混合部３内に引き込まれる流入気体ｄが予混合部３の内面に沿いつつガス流対向内面５Ａ内面に沿って上方のバーナ部４へ導出されるように構成し、確実にガス流対向内面５Ａにスムーズにバーナ部４へと向う流入気体ｄによる気体層ｅが形成されると共に、この流入気体ｄの流入によって乱流等ができるだけ生じず、気化ガスａをスムーズにこの流れに沿ってバーナ部４へ誘導すると共に、一次空気ｂとの混合が良好となるように構成している。

また、本実施例では、この流入気体ｄも特別に用意する気体とせず一次空気を用いている。即ち、一次空気供給部11からケース７内に常時供給される空気を前記燃焼用気体ｂ及び流入気体ｄとし、予混合部３の基部から気化ガスａの噴出によって一次空気ｂが引き込まれると共に、この予混合部３の途中に開口形成した気体流入部６からも流入気体ｄとして一次空気ｄが引き込み供給する構成としている。

また、一次空気供給部11からケース７内に一次空気を強制供給するが、この一次空気供給部11による供給によってケース７内（予混合部３外）を予混合部３内よりやや高圧に保持して予混合部３内の気化ガスａが気体流入部６を介して予混合部３外へ漏れ出ないようにし、ノズル部１から気化ガスａが噴出することで予混合部３の基部から一次空気ｂが引き込まれると共に、気体流入部６からも予混合部３内外の圧力差と気化ガスａの噴出流による引き込みによって、気体流入部６から予混合部３内に一次空気ｄが流入されるように構成している。

また、この流入気体ｄは前述のようにガス流対向内面５Ａに沿って流れ込むように気体流入部６を開口形成するが、気化ガスａと一次空気ｂ，ｄとが適切にして良好に混合するように、一次空気ｂ，ｄの混合総量に対して気体流入部６から引き込まれる一次空気ｄの量が１／３以下となるように構成している。

また、図３（ａ）に示すように気体流入部６は予混合部３に複数カ所形成しても良いし、ガス流対向内面５Ａの位置や上流側に形成しても良い。

また、図３（ｂ）のようにガス流対向内面５Ａに沿って流入気体ｄが流入するように流入案内部６ａを形成しても良いし、図３（ｃ）のように予混合部３をＲ屈曲しないでＬ字管とした場合に、このＬ字屈曲部の角度付近にバーナ部４方向にしてガス流対向内面５Ａに沿うように気体流入部６を開口形成し、このガス流対向内面５Ａに気体層ｅを形成すると共にこの流入気体ｄによる気流によって気化ガスａをスムーズに直角上方のバーナ部４へ屈曲誘導するように形成しても良い。その他本発明の流入案内部６ａは様々に設計可能である。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、前記気体流入部６の他各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本実施例の概略構成説明図である。 本実施例の要部の拡大説明図である。 本実施例の気体流入部の様々な構成例を示す説明図である。 従来例の概略構成説明図である。

符号の説明

１ ノズル部
２ 気化装置
３ 予混合部（混合管）
３Ａ 噴出路
３Ｂ 方向転換路
４ バーナ部
５ 屈曲部
５Ａ ガス流対向内面
６ 気体流入部
７ ケース
ａ 気化ガス
ｂ 燃焼用気体（一次空気）
ｃ 燃焼ガス
ｄ 流入気体
ｅ 気体層

Claims (7)

1. 液体燃料を気化しこの気化ガスをノズル部から噴出する気化装置と、この気化装置のノズル部から噴出する気化ガスとこの気化ガスの噴出と同時に供給される燃焼用気体とを混合する予混合部と、この予混合部を介して導出された前記気化ガスと前記燃焼用気体とが混合した燃焼ガスを燃焼するバーナ部とから成る燃焼装置であって、前記気化装置と前記バーナ部との間に誘導路として介在する前記予混合部は、直線路ではなく屈曲路に形成して前記気化ガスの流れ方向を誘導変化させる屈曲部を有する構成とし、前記気化装置のノズル部から噴出される気化ガスの噴出方向と対向する前記屈曲部のガス流対向内面に、前記予混合部内に流入する流入気体による気体層を形成する気体流入部を備えたことを特徴とする燃焼装置。
2. 少なくとも前記ノズル部と対向する位置の前記ガス流対向内面に前記気体層を形成する前記気体流入部を前記予混合部に設けたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
3. 前記予混合部は、前記ノズル部から前記気化ガスが噴出される噴出路と前記屈曲部を介して前記噴出路と略直角な方向若しくは所定角度をなす方向に誘導する方向転換路とから成る略Ｌ字状若しくは略へ字状の誘導路を形成する形状に構成し、この噴出路の奥部であって前記ノズル部と対向する位置の前記屈曲部のガス流対向内面に、前記気体層を形成する前記気体流入部を前記予混合部に設けたことを特徴とする請求項２記載の燃焼装置。
4. 前記予混合部に流入する流入気体は、前記屈曲部のガス流対向内面に向って流入すると共に、このガス流対向内面に沿って前記バーナ部方向に流出して、このガス流対向内面に前記気体層を形成するように前記気体流入部を構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼装置。
5. 前記予混合部の途中であって前記屈曲部のガス流対向内面より上流側に、この下流側のガス流対向内面に向けて流入気体を予混合部内に流入させてこの流入気体が前記ガス流対向内面に沿って流れ、このガス流対向内面に前記気化ガスが接触することを減じる前記流入気体による前記気体層を形成する前記気体流入部を開口形成したことを特徴とする請求項４記載の燃焼装置。
6. 前記予混合部内より予混合部外を高圧とし、この圧力差若しくはこの圧力差及び前記気化ガスの噴出による引き込み力によって前記気体流入部から予混合部内に流入気体を流入するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼装置。
7. 前記燃焼用気体と前記気体流入部から流入する流入気体とを共に前記気化ガスと混合する一次空気とし、前記気体流入部から流入する流入気体の量は、前記予混合部に流入する前記一次空気の総量の１／３以下となるように前記気体流入部を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃焼装置。
   

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