JP2015055427A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】最大燃焼量を大きくしても窒素酸化物や二酸化窒素、ヒートバックを改善できる燃焼装置を提供する。【解決手段】加熱ヒーター２を備えた有底筒状の気化筒１と、該気化筒１からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔７、８で燃焼させる有天筒状のバーナヘッド６と、該バーナヘッド６の外周に立設した立設壁によりバーナヘッド６の周壁を覆うバーナヘッドリング１１とを備え、前記バーナヘッドリング１１は、バーナヘッド６の高さ以上にした立設壁と、バーナヘッド６の高さ未満にした立設壁とにより構成したので、最大燃焼量を大きくしても窒素酸化物や二酸化窒素や一酸化炭素／二酸化炭素の値を維持又は向上させつつ、適正なヒートバックが取れるものである。【選択図】図１
Description
この発明は、温風を吹き出して室内を暖房する燃焼装置に関するものである。
従来、この種のものに於いては、バーナヘッド外周に一端を気化筒に連接したバーナヘッドリングを備え、燃焼熱を燃油を気化させる為の熱として気化筒にヒートバックすると共に、外方から供給される二次空気を二次火炎に案内して、二次火炎を冷却して温度を下げることで、窒素酸化物の発生を低減するものがあった。（例えば特許文献１参照）
ところで、この従来のものでは、、バーナヘッドリングでの炎の熱の回収量に上限があるので、強火力時の最大燃焼量を大きくすると、バーナヘッドリングでの炎の熱の回収量が足らず、結果として燃焼温度が上昇し、窒素酸化物の値が増加してしまうという問題があった。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくした状態で、バーナヘッドリングでの炎の熱の回収量を増加させて燃焼温度を下げて窒素酸化物の値を下げるために、バーナヘッドリングの高さを高くすると、一酸化炭素や窒素酸化物中の二酸化窒素の値が増加してしまうという問題があった。
更にバーナヘッドリングの高さを高くすると、強火力時には、送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリングに多く当たってバーナヘッドリングが冷やされ過ぎてヒートバックが不足し、逆に弱火力時には、送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリングに少なく当たってバーナヘッドリングの温度が上昇し、ヒートバックが過剰になってしまうという問題があった。
更にバーナヘッドリングの高さをバーナヘッドより高くすると、バーナヘッドに形成されている炎がバーナヘッドリングで隠れて外から炎が目視で確認できなくなってしまうという問題があった。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されるものである。
また、請求項２では、加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングと、気化筒に燃焼用二次空気を供給する送風ファンとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されると共に、前記送風ファンからの燃焼用二次空気が当接する部分はバーナヘッドの高さ以上にした立設壁からなるものである。
また、請求項３では、加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングと、点火電極と、フレームロッドとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成され、前記点火電極とフレームロッドとが位置する部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁からなるものである。
また、請求項４では、加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングと、点火電極と、フレームロッドと、気化筒に燃焼用二次空気を供給する送風ファンとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成され、前記点火電極とフレームロッドとが位置する部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁からなると共に、前記送風ファンからの燃焼用二次空気が当接する部分はバーナヘッドの高さ以上にした立設壁からなるものである。
この発明の請求項１によれば、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されるので、強火力時の最大燃焼量を大きくしてもバーナヘッドの高さ以上にした立設壁が炎に充分に接触して炎から熱を回収するので、炎の温度が従来より上昇するのを防止し、窒素酸化物の値が増加してしまうのを防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくしても、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、炎の温度が従来より下降し過ぎるのを防止し、一酸化炭素や窒素酸化物中の二酸化窒素の値が増加してしまうのも防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくすると、送風ファンによる二次空気がより多くバーナヘッドリングに当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、バーナヘッドリングが冷やされ過ぎることがなく、ヒートバックが不足するのを防止できるものである。
又、最小燃焼量時には送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリングに少なく当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、その分炎が接触せず、バーナヘッドリングの温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
また、請求項２によれば、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されるので、強火力時の最大燃焼量を大きくしてもバーナヘッドの高さ以上にした立設壁が炎に充分に接触して炎から熱を回収するので、炎の温度が従来より上昇するのを防止し、窒素酸化物の値が増加してしまうのを防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくしても、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、炎の温度が従来より下降し過ぎるのを防止し、一酸化炭素や窒素酸化物中の二酸化窒素の値が増加してしまうのも防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくすると、送風ファンによる二次空気がより多くバーナヘッドリングに当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、バーナヘッドリングが冷やされ過ぎることがなく、ヒートバックが不足するのを防止できるものである。
又、最小燃焼量時には送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリングに少なく当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、その分炎が接触せず、バーナヘッドリングの温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
又、送風ファンからの二次空気の一部が当たる部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁なので、最小燃焼量時の送風ファンによる二次空気がバーナヘッドの高さ以上にした立設壁に当って冷却され、それによりバーナヘッドリングの温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
また、請求項３によれば、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されるので、強火力時の最大燃焼量を大きくしてもバーナヘッドの高さ以上にした立設壁が炎に充分に接触して炎から熱を回収するので、炎の温度が従来より上昇するのを防止し、窒素酸化物の値が増加してしまうのを防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくしても、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、炎の温度が従来より下降し過ぎるのを防止し、一酸化炭素や窒素酸化物中の二酸化窒素の値が増加してしまうのも防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくすると、送風ファンによる二次空気がより多くバーナヘッドリングに当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、バーナヘッドリングが冷やされ過ぎることがなく、ヒートバックが不足するのを防止できるものである。
又、最小燃焼量時には送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリングに少なく当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、その分炎が接触せず、バーナヘッドリングの温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
又、点火電極とフレームロッドとが位置する部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁からなるので、点火電極とフレームロッドの線材が異常な高温にならず、点火電極とフレームロッドの耐久性が低下するのを防止できるものである。
また、請求項４によれば、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されるので、強火力時の最大燃焼量を大きくしてもバーナヘッドの高さ以上にした立設壁が炎に充分に接触して炎から熱を回収するので、炎の温度が従来より上昇するのを防止し、窒素酸化物の値が増加してしまうのを防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくしても、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、炎の温度が従来より下降し過ぎるのを防止し、一酸化炭素や窒素酸化物中の二酸化窒素の値が増加してしまうのも防止できるものである。
又、強火力時の最大燃焼量を大きくすると、送風ファンによる二次空気がより多くバーナヘッドリングに当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、バーナヘッドリングが冷やされ過ぎることがなく、ヒートバックが不足するのを防止できるものである。
又、最小燃焼量時には送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリングに少なく当たるが、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁を形成しているので、その分炎が接触せず、バーナヘッドリングの温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
又、送風ファンからの二次空気の一部が当たる部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁なので、最小燃焼量時の送風ファンによる二次空気がバーナヘッドの高さ以上にした立設壁に当って冷却され、それによりバーナヘッドリングの温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
又、点火電極とフレームロッドとが位置する部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁からなるので、点火電極とフレームロッドの線材が異常な高温にならず、点火電極とフレームロッドの耐久性が低下するのを防止できるものである。
次にこの発明に係る燃焼装置を図面に示す一実施例で説明する。
１は有底筒状の気化筒で、上部周壁にはシーズヒーターから成る加熱ヒーター２が鋳込まれ、下部に備えたサーミスタから成る温度センサー３による通電制御で２２０℃〜２５０℃に保持され、該温度センサー３とは反対側の下部周壁にのぞませた噴霧ノズル４から供給される燃油を気化ガスとすると共に、送風口５から供給される燃焼空気とを予混合するものである。
１は有底筒状の気化筒で、上部周壁にはシーズヒーターから成る加熱ヒーター２が鋳込まれ、下部に備えたサーミスタから成る温度センサー３による通電制御で２２０℃〜２５０℃に保持され、該温度センサー３とは反対側の下部周壁にのぞませた噴霧ノズル４から供給される燃油を気化ガスとすると共に、送風口５から供給される燃焼空気とを予混合するものである。
６は前記気化筒１の上部開口に覆着した有天筒状のバーナヘッドで、周壁には上下２段に配列した炎孔７、８を有し、上段炎孔７は直径６〜７mmとし下段炎孔８はこれよりやや小径で直径５〜５．５mmとし、且つ全周に１６個ずつ形成しており、又この炎孔７、８が形成された周壁の内外面にはそれぞれ密着して取り付けられた内、外金網９、１０が備えられている。
１１は一端を気化筒１上端に連接し、バーナヘッド６外周に立設したバーナヘッドリングで、上下段炎孔７、８で形成される一次火炎及び二次火炎と接して、保炎及び気化筒１への気化熱のヒートバックを行うものである。
１２はバーナヘッド６外周に備えられ該バーナヘッド６との間の放電で点火させる点火電極であり、対角線上の反対側には火炎の整流作用を利用して、フレーム電圧として点火及び燃焼状態を検知するフレームロッド１３が備えられている。
１４は気化筒１とバーナヘッド６内とを仕切るラッパ状の第１集合板で、気化筒１内に垂下した部分で混合気を一旦集合させた後、第２集合板１５との間で再び拡散してから集合させ、拡散と集合の繰り返しで混合を促進すると共に、混合気の流速を抑制するものであり、第１、第２集合板１４、１５は予め接合し一体成形されているものである。
１６は第２集合板１５上に備えられた有天筒状の整流筒で、上方には複数個の整流孔１７を有し、流入してくる混合気を整流しながらバーナヘッド６の上下段炎孔７、８に案内するものである。
１８は気化筒１に燃焼空気を供給するターボファンから成る燃焼ファンで、吸込口１９より吸引した室内空気を送風路２０を介して送風口５より供給するものである。
２１は電磁ポンプ２２によって圧送された燃油を気化筒１内に供給する送油管で、その先端には気化筒１内に突出した噴霧ノズル４が備えられている。
２３は送油管２１の他端が接続する固定タンクで、カートリッジ式の給油タンク２４から弁機構２５を介して供給される燃油を一旦貯留するもので、燃油量を検知し所定量以下で給油を報知させるフロート式の給油検知手段２６及び送油管２１へのゴミの流入を阻止するフィルター筒２７が備えられている。
２８は整流筒１６外周に装着され上方まで延設された整流網で、該整流筒１６より放出される混合気に最終的な整流を加えるものである。
前記バーナヘッドリング１１は、バーナヘッド６外周に立設した立設壁２９の上端がバーナヘッド６の上端と同じ高さに設けられ、バーナヘッドリング１１の上端にはほぼ等間隔で点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１と、燃焼確認窓用欠き部３２とが形成されているものである。
尚、機器本体背面部分に設けた送風ファン（図示せず）からの二次空気の一部がバーナヘッドリング１１に当たるが、その二次空気の一部が当たる部分の立設壁２９の高さはバーナヘッド６の上端と同じ高さに設けられているものである。
前記立設壁２９の上端までの高さが２９ｍｍに対して、点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１と、燃焼確認窓用欠き部３２の高さは２４ｍｍで、更に点火用電極用切り欠き部３０の中心部分は、点火用電極からの着火のための火花が誤放電しないように更に切り欠かれて誤放電防止部３３が形成され、該誤放電防止部３３の高さは１５ｍｍに形成されているものである。
又、点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１と、燃焼確認窓用欠き部３２の対向する部分には、各切り欠き部３０、３１、３２の幅と同じ幅で切り欠かれていない立設壁２９が形成されているものである。
次に、本実施例の作動について説明する。
まず、運転スイッチ（図示せず）がＯＮ操作されると、気化筒１の加熱ヒーター２に通電を開始し、温度センサー３が気化筒１の温度が燃料が気化可能な温度まで上昇したのを検知すると、電磁ポンプ２２を駆動して気化筒１に燃料を供給すると共に、燃焼ファン１８を駆動して気化筒１に燃焼用空気を送風するものである。
まず、運転スイッチ（図示せず）がＯＮ操作されると、気化筒１の加熱ヒーター２に通電を開始し、温度センサー３が気化筒１の温度が燃料が気化可能な温度まで上昇したのを検知すると、電磁ポンプ２２を駆動して気化筒１に燃料を供給すると共に、燃焼ファン１８を駆動して気化筒１に燃焼用空気を送風するものである。
そして気化筒１内で気化した燃料と燃焼用空気が混合して気化ガスが生成され、この気化ガスを点火電極１２にて着火し、フレームロッド１３で着火が検知されることにより燃焼が開始されるものである。
ここで、燃焼量を最大燃焼量にすると、バーナヘッド６で形成される炎は大きくなるが、バーナヘッドリング１１の立設壁２９が炎に充分に接触して炎から熱を回収するので、炎の温度が従来より上昇するのを防止し、窒素酸化物の値が増加してしまうのを防止できるものである。
又、この最大燃焼量時でもバーナヘッドリング１１の立設壁２９に点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１と、燃焼確認窓用欠き部３２とを形成しているので、一酸化炭素や窒素酸化物中の二酸化窒素の値が増加してしまうのも防止できるものである。
又、この最大燃焼量時に送風ファン（図示せず）による二次空気がバーナヘッドリング１１に当たるが、バーナヘッドリング１１の立設壁２９に点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１と、燃焼確認窓用欠き部３２とを形成しているので、バーナヘッドリング１１が冷やされ過ぎることがなく、ヒートバックが不足するのを防止できるものである。
又、最小燃焼量時には送風ファンによる二次空気がバーナヘッドリング１１に少なく当たるが、バーナヘッドリング１１の立設壁２９に点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１と、燃焼確認窓用欠き部３２とを形成しているので、その分炎が接触せず、バーナヘッドリング１１の温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
又、バーナヘッドリング１１の立設壁２９の高さがバーナヘッド６と同じでも、燃焼確認窓用欠き部３２を形成しているので、燃焼確認窓用欠き部３２により外から炎が目視で確認できるものである。
又、送風ファンからの二次空気の一部が当たる部分の立設壁２９の高さはバーナヘッド６の上端と同じ高さに設けられているので、最小燃焼量時の送風ファンによる二次空気がバーナヘッド６の上端と同じ高さのバーナヘッドリング１１の立設壁２９に当って、バーナヘッドリング１１の温度が上昇することがなく、ヒートバックが過剰になってしまうのを防止できるものである。
又、点火用電極用切り欠き部３０と、フレームロッド用切り欠き部３１を設けたので、点火電極１２とフレームロッド１３の線材が異常な高温にならず点火電極１２とフレームロッド１３の、耐久性が低下するのを防止できるものである。
ちなみに最大燃焼量が３．４ＫＷの従来のもので、最大燃焼量時の窒素酸化物が９０ｐｐｍ、窒素酸化物中の二酸化窒素が０．００４５ｍｌ／ｋｊ、一酸化炭素／二酸化炭素が０．０００３に対し、最大燃焼量が３．６ＫＷの本実施例のもので、最大燃焼量時の窒素酸化物が８５ｐｐｍ、 窒素酸化物中の二酸化窒素が０．００４ｍｌ／ｋｊ、一酸化炭素／二酸化炭素が０．０００３というように、最大燃焼量を従来より大きくしても、一酸化炭素／二酸化炭素の値を維持しつつ、窒素酸化物及び窒素酸化物中の二酸化窒素の値を改善しているものである。
尚、最大燃焼量が３．４ＫＷの従来のもので、最大燃焼量だけを３．６ＫＷに増加させると、最大燃焼量時の窒素酸化物が１００ｐｐｍを越えてしまうものである。
尚、最大燃焼量が３．４ＫＷの従来のもので、最大燃焼量だけを３．６ＫＷに増加させると、最大燃焼量時の窒素酸化物が１００ｐｐｍを越えてしまうものである。
１ 気化筒
２ 加熱ヒーター
６ バーナヘッド
７、８ 炎孔
１１ バーナヘッドリング
２９ 立設壁
２ 加熱ヒーター
６ バーナヘッド
７、８ 炎孔
１１ バーナヘッドリング
２９ 立設壁
Claims (4)
- 加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されることを特徴とする燃焼装置。
- 加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングと、気化筒に燃焼用二次空気を供給する送風ファンとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成されると共に、前記送風ファンからの燃焼用二次空気が当接する部分はバーナヘッドの高さ以上にした立設壁からなることを特徴とする燃焼装置。
- 加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングと、点火電極と、フレームロッドとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成され、前記点火電極とフレームロッドとが位置する部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁からなることを特徴とする燃焼装置。
- 加熱ヒーターを備え気化ガスと燃焼空気とを予混合する有底筒状の気化筒と、該気化筒からの混合気を周壁に設けた複数個の炎孔で燃焼させる有天筒状のバーナヘッドと、該バーナヘッドの外周に立設した立設壁によりバーナヘッドの周壁を覆うバーナヘッドリングと、点火電極と、フレームロッドと、気化筒に燃焼用二次空気を供給する送風ファンとを備えたものに於いて、前記バーナヘッドリングは、バーナヘッドの高さ以上にした立設壁と、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁とにより構成され、前記点火電極とフレームロッドとが位置する部分の立設壁は、バーナヘッドの高さ未満にした立設壁からなると共に、前記送風ファンからの燃焼用二次空気が当接する部分はバーナヘッドの高さ以上にした立設壁となることを特徴とする燃焼装置。
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-
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