JP2517563Y2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、車両、家屋等の暖房器、湯沸かし器等に
適用できる燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両用暖房装置等の燃焼器は、例えば、特開平
1-179810号公報に開示されたものがある。該公報に開示
された燃焼器の構造は、空気導入孔を備えた燃焼筒を燃
焼室と気化室とに空気流通開口を備えた隔壁板によって
区分し、前記気化室内に気化室形成筒体を前記燃焼筒と
の間に空気導通隙間を形成するように配置したものであ
る。気化室形成筒体には多数の微小空気導入孔を形成
し、該微小空気導入孔を通じて前記気化室の内壁面に沿
って空気を導入している。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、気化式燃焼器の燃焼室にて気化燃料を燃焼
させて燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスを熱交換器にて
暖房用空気と熱交換するタイプの急加熱型暖房器等で
は、燃焼器の発熱量を大きくするに十分な燃焼用空気を
燃焼器に送り込み、燃焼状態を盛んにしなければならな
い。

そこで、十分な燃焼用空気を燃焼器に送り込み、良好
な燃焼状態を確保して燃焼器の燃焼効率をアップすると
共に、燃焼状態を最良にして一酸化炭素の排出量を低減
することは勿論のこと、燃焼室内でのカーボンの発生を
抑制し、燃焼筒内にカーボンが堆積することを防止する
ことが望まれている。

前掲特開平1-179810号公報に開示された燃焼器は、気
化室内に気化室形成筒体を燃焼筒との間に空気導通隙間
を形成するように配置し、前記気化室形成筒体を空気取
入パイプから取入れられる冷却した空気によって冷却
し、前記気化室内を高温にすることなく低温に維持し、
しかも、前記気化室形成筒体に多数の微小空気導入孔を
形成し、前記気化室形成筒体の内壁面に沿った空気流を
流入させることによって、燃料の炭化を防止し、気化燃
料或いは生燃料と空気との良好な混合気を形成し、前記
気化室内で燃料が炭化してカーボンが発生するのを抑制
しようとしたものである。又は、燃焼筒の下部内周面に
カーボンが発生するようなことがあったとしても、前記
空気導通隙間から燃焼室或いは前記気化室内に吹き出さ
れる空気によって該カーボンを前記燃焼室内に吹き出し
て燃焼させるものである。

しかしながら、上記燃焼器でも、燃焼筒内でのカーボ
ンの発生或いは堆積状態を完全に防止することは困難で
あり、燃焼器を長期に渡って連続して使用することには
問題を有していた。

この考案の目的は、上記の課題を解決することであ
り、燃焼装置によって急速着火システムと急速気化シス
テムによって速やかに液体燃料を気化燃料に気化して着
火燃焼させると共に、一次燃焼室と該一次燃焼室と二次
燃焼室との間の燃焼筒内にカーボンが堆積することを防
止するため、前記一次燃焼室を形成するため前記燃焼筒
に取付けた端壁部を有する筒体の外周部分に空気孔を設
け、特に、前記端壁部の中央部分に空気孔を多数形成
し、それによって、一次燃焼室での空気と燃料との混合
を促進し、一次燃焼を促進して良好な燃焼状態を確保
し、一酸化炭素の排出量を低減することは勿論のこと、
カーボンの発生を抑制してカーボンの燃焼室内での堆積
現象を完全に防止し、長期に渡って連続して運転ができ
るようにした燃焼装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕 この考案は、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成されている。即ち、この考案は、一次燃焼室と二
次燃焼室を備えた周囲部に空気導入孔を形成した燃焼
筒、送風機からの空気を導入する空気供給通路と連通す
る環状空気通路を形成する前記燃焼筒の外側に配置した
外筒、前記燃焼筒の一次燃焼室側に取付けた端壁部を有
する筒体、該筒体に対向して噴口を開口する燃料気化装
置、前記筒体の外周部分に形成し且つ前記環状空気通路
に連通する空気孔、及び前記端壁部の中央部分に形成し
且つ前記空気供給通路と連通する空気孔を有する燃焼装
置に関する。

この燃焼装置において、前記端壁部の中央部分に形成
した前記空気孔は、前記一次燃焼室の中央全周上に形成
されているものである。

又は、この燃焼装置において、前記端壁部の中央部分
に形成した前記空気孔は、前記一次燃焼室の中央下方側
半周上に形成されているものである。

また、この燃焼装置において、前記端壁部を前記噴口
に向かって突出するなだらかな面の突出部に形成したも
のである。

〔作用〕

この考案による燃焼装置は、上記のように構成されて
おり、次のように作用する。即ち、この燃焼装置は、一
次燃焼室を形成する前記燃焼筒の他端に取付けた筒体の
端壁部の外周部分、特に中央部分に多数の空気孔を形成
したので、前記一次燃焼室へ供給される燃焼用空気は、
外周部分の空気孔及び隔壁板の空気流通開口から前記一
次燃焼室に空気が供給されると共に、中央部分の多数の
空気孔から前記一次燃焼室に供給された空気は前記一次
燃焼室内に乱れを発生させることができ、空気と燃料と
の混合を促進することができる。

また、前記端壁部を前記噴口に向かって突出するなだ
らかな面の突出部に形成したので、前記中央部位の空気
孔から一次燃焼室へ吹き込まれる燃焼用空気は前記突出
部の面に沿って拡散する燃料膜に交叉してミキシングが
良好に達成できる。従って、前記一次燃焼室での一次燃
焼は促進され、燃焼筒内でのカーボンの堆積を低減でき
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案による燃焼装置の実
施例を詳述する。

この考案による燃焼装置は、発生した燃焼ガスを熱交
換器において空気或いは水と熱交換させて温風或いは温
水を発生させたり、例えば、エンジンを搭載した車両、
トレーラ等の車両、家庭用部屋、事務所、ビニールハウ
ス等の室内を暖房する暖房装置、乾燥器、湯沸かし器等
に適用して好ましいものである。

この考案による燃焼装置の一実施例を、第１図及び第
２図を参照して説明する。

この考案による燃焼装置は、ターボ型送風機１及び気
化式の燃焼器２から成り、ターボ型送風機１からの燃焼
用空気を燃焼器２に最適状態で適量に且つスムースに導
入するため、送風機４からの空気を主として３通路に分
流して燃焼器２に導入するものである。

この燃焼装置において、燃焼器２からの燃焼ガスを暖
房用空気と熱交換する熱交換器は図示されていないが、
該熱交換器は例えば燃焼装置の軸線上に配置することが
できるものである。図では、ターボ型送風機１が燃焼器
２の側方に該燃焼器２と並列して配置されている。燃焼
器２は、多数の空気導入孔13を周囲に備えた燃焼筒16と
該燃焼筒16の外周に配置して環状空気通路29を形成する
外筒20を有している。ターボ型送風機１は、燃焼器２の
軸方向に平行な軸上にモータ４の駆動軸と一体のインペ
ラ回転軸37を配置し且つインペラ５の径方向への吹出し
空気を旋回流としてガイドするスクロール31を備えてい
る。この燃焼装置において、燃焼器２の環状空気通路29
に燃焼用空気を取り入れる空気取入口39を外筒20と燃焼
筒16との間のプレート11に形成しており、この空気取入
口39とターボ型送風機１のスクロール31の出口28とを、
空気供給通路６で環状空気通路29の空気取入口39に接線
方向に連通している。

この考案による燃焼装置に適用されるターボ型送風機
１は、モータ４、該モータ４のモータ駆動軸と一体のイ
ンペラ回転軸37、該インペラ回転軸37に固定されたブレ
ードから成るインペラ５、及び該インペラ５を収容して
スクロール31を形成するケース即ちハウジング７から構
成されている。ハウジング７は、燃焼器２の外筒20の側
面に配置されている。ターボ型送風機１については、モ
ータ４の駆動でインペラ５が回転され、インペラ５の回
転で空気がハウジング７に形成した空気取入口36から空
気吸込口を通じて送風機１に吸い込まれ、該空気をイン
ペラ５の径方向へ吹き出し、吹き出された空気はスクロ
ール31にガイドされて旋回流となり、スクロール31の出
口28から空気供給通路６を通じて燃焼器２の空気取入口
39及び空気供給通路6,40を通じて燃焼器２の空気孔９へ
送り込まれる。

この考案による燃焼装置は、特に、空気供給通路６
を、プレート11の空気取入口39を通じて環状空気通路29
に連通させる共に、燃焼器２の一次燃焼室18の中央部位
から燃焼用空気を供給するための空気供給通路40に連通
させた点に特徴を有している。この空気供給通路40は、
該空気供給通路40をケース８及びプレート11に形成した
空気孔９に連通している。一方、燃焼筒16の端部には、
一次燃焼室18を形成するため、端壁部15を有する筒体３
が取付けられている。この端壁部15は、気化装置10から
噴射された気化燃料及び液滴の燃料が端壁部15の壁面に
案内或いは衝突して燃料膜を形成し易い形状及び表面積
を大きくするような形状に形成されている。例えば、図
では、端壁部15には、中心部をなだらかな球面状に一次
燃焼室18側へ突出する形状の突出部23が形成されてい
る。しかも、燃料膜がある程度拡散した状態で、該燃料
膜に空気が衝突してミキシングされるように、空気孔3C
は円形上に多数形成されている。また、空気孔3Cの設定
方向としては、二次燃焼室17への隔壁板12に形成した空
気流通開口21へ向かうように筒体３の端壁部15に形成す
ることが好ましい。

また、この筒体３の周囲部分には、流入空気を端壁部
15に沿って一次燃焼室18の中心に向かうように周方向空
気孔3Rが形成されている。また、筒体３の端壁部15の外
周部分には、流入空気を筒体３の内周面に沿って一次燃
焼室18から二次燃焼室17に向かうように外周空気孔3Aが
形成されている。特に、この燃焼装置において、筒体３
の端壁部15の中央部分には、円形状に多数の空気孔3Cが
形成されている。これらの空気孔3Cは、第３図に示すよ
うに、一次燃焼室18の中央全周上に形成されている。場
合によっては、これらの空気孔3Cは、第４図に示すよう
に、気化装置10から噴射された燃料液膜が端壁部15に沿
って下方へ垂れる下部、即ち一次燃焼室18の中央下方側
半周上に形成することもできる。

この燃焼装置において、送風機４からの燃焼用空気の
大部分は、空気供給通路６及びプレート11に設けた空気
取入口39を通って燃焼筒16の外側に形成した環状空気通
路29に吹き込まれるが、この環状空気通路29に吹き込ま
れた燃焼用空気の一部は、空気孔3A,3Rを通じて一次燃
焼室18に導入される。また、環状空気通路29に吹き込ま
れた燃焼用空気の大部分は、環状空気通路29から燃焼筒
16に形成された後述の空気ガイド板35の上流側の空気導
入孔19及び下流側の空気導入孔13を通じて二次燃焼室17
に導入される。特に、送風機４からの燃焼用空気の一部
は、空気供給通路６から空気供給通路40を通ってケース
８及びプレート11に形成した空気孔９へ導入され、次い
で筒体３の端壁部15の中央部分に形成した多数の空気孔
3Cから一次燃焼室18の中央部位から拡開状態に一次燃焼
室18内へ吹き込まれる。特に、上記のように、この燃焼
装置は、最適量の燃焼用空気が送風機１のスクロール31
の出口28から空気供給通路６及び空気供給通路40を通じ
て空気孔９から筒体３の端壁部15の中央部分に形成した
円形状の多数の空気孔3Cから一次燃焼室18に吹き込まれ
ることである。

この考案による燃焼装置における燃焼器２を更に具体
的に説明すると、該燃焼器２は、外筒20内にセラミック
材料から成る燃焼筒16を配置したものである。この燃焼
筒16は、空気流通開口21を備えた隔壁板12によって一次
燃焼室18と二次燃焼室17に区分され、一次燃焼室18には
着火グロープラグ26が配置され且つ燃料気化装置10の燃
料噴口30が開口している。二次燃焼室17には、燃料気化
装置10の受熱部及び燃焼制御のため火炎を検出するフレ
ームセンサー14が配置されている。また、燃焼筒16の底
部には、板状の断熱板25が配置されている。燃焼筒16の
側壁には多数の空気導入孔13が形成されており、また、
燃焼筒16の頂部には燃焼ガス出口19が形成されている。
外筒20の空気取入口39は、ターボ型送風機１のスクロー
ル31の出口28が空気供給通路６を通じて連通している。
また、外筒20の空気取入口39の部位には、通孔34を備え
た空気ガイド板35が設けられ、外筒20と燃焼筒16との間
に形成された環状空気通路29に燃焼用空気を分流させて
スムースに導入するように構成されている。

燃焼器２は、液体燃料を燃料タンク等から成る燃料供
給手段から燃料供給パイプ32を通って燃料気化装置10に
導入し、該燃料気化装置10において液体燃料を気化させ
て気化燃料を生成し、該気化燃料をセラミック製の燃焼
筒16内の一次燃焼室18で着火し燃焼させる気化式燃焼器
である。燃焼筒16内における二次燃焼室17には、燃料気
化装置10の受熱部が配置されている。燃料気化装置10の
燃料噴口30は、一次燃焼室18に開口している。一次燃焼
室18は壁面を断熱板25等で保温された室に形成され、燃
料噴口30から噴射された気化燃料が再液化するのを防止
できるように構成されている。

この燃焼装置において、燃焼器２の空気取入口39から
吹き込まれた燃焼用空気の一部は、空気ガイド板35で分
流され、一部は、空気ガイド板35の通孔34から外筒20と
燃焼筒16とで形成される環状空気通路29に送り込まれ、
次いで該環状空気通路29から燃焼筒16に多数形成した空
気導入孔13を通じて燃焼筒16の二次燃焼室17に吹込ま
れ、残りの部分は、空気ガイド板35の通孔34の手前に設
けた空気導入孔19から二次燃焼室18に吹込まれる。更
に、燃焼器２の空気取入口39から取入れられた燃焼用空
気の残りの部分は、その一部が筒体３の周囲部分に形成
した周方向空気孔3Rから端壁部15に沿って一次燃焼室18
の中心部へと吹き込まれ、残りの部分は筒体３の端壁部
15の外周部分に設けた外周空気孔3Aから筒体３の内周面
に沿って一次燃焼室18から二次燃焼室17に向かうように
吹き込まれる。

この燃焼装置において、二次燃焼室17から空気流通開
口21を通じて一次燃焼室18に吹き込まれた燃焼用空気、
及び空気孔3A,3C,3Rから一次燃焼室18に直接吹き込まれ
た燃焼用空気は、気化燃料と混合して混合気を生成し、
着火グロープラグ26によって着火して燃焼する。二次燃
焼室17は燃焼筒16の出口22に連結した燃焼ガス送出管即
ち熱交換器の燃焼筒に通じており、混合気は一次燃焼室
18及び二次燃焼室17で燃焼すると共に、火炎は燃焼筒16
の出口22から熱交換器の燃焼筒へと伸びて更に完全に燃
焼される。

この考案による燃焼装置は、以上のように構成されて
おり、次のように作用する。この燃焼装置の作動は、コ
ントローラによって、燃焼器２の着火グロープラグ26、
燃料気化装置10の気化グロープラグへの電流を制御し、
気化装置10へ燃料を供給するための燃料供給ポンプを作
動して気化装置10への燃料供給量を制御する。モータ４
を駆動してターボ型送風機１を駆動し、燃焼用空気を燃
焼器２へ供給し、次いで、暖房用空気を熱交換器へ供給
して空気を加熱する。燃焼用空気は、ハウジング７に形
成した多数の細孔等の空気吸込口36からターボ型送風機
１に吸い込まれる。次いで、ターボ型送風機１のスクロ
ール31を通ってスクロール出口28から空気供給通路６を
通って燃焼用空気の大部分は燃焼器２の空気取入口39に
スワールとして吹き込まれる。燃焼用空気の一部分は空
気供給通路６から空気供給通路40を通って空気孔９から
一次燃焼室18の中央部位の空気孔3Cから一次燃焼室18に
吹き込まれる。また、燃焼器２の空気取入口39へ該スワ
ール状態で吹き込まれた燃焼用空気は、環状空気通路29
に吹き込まれ、次いで、該燃焼用空気の一部は燃焼器２
に設けた通孔38から空気孔3A,3Rを通じて一次燃焼室18
に導入されると共に、多量の燃焼用空気は通孔34を通っ
て燃焼筒16の空気導入孔13から二次燃焼室17に導入され
る。一次燃焼室18及び二次燃焼室17に吹き込まれた燃焼
用空気は、気化装置10から噴出された気化燃料と混合さ
れて混合気を生成し、着火グロープラグ26で着火燃焼さ
れる。

それ故、この燃焼装置は、一次燃焼室18への燃焼用空
気を、筒体３の外周部位の空気孔3A,3Rのみならず、筒
体３の端壁部15に設けた空気孔3Cからも供給するので、
燃料気化装置10の燃料噴口30から一次燃焼室18に噴射さ
れた燃料と一次空気との混合を促進することができ、一
次燃焼室18での混合気への着火が極めてスムースに行わ
れ、一次燃焼を促進して燃焼は盛んにすることができ
る。従って、この燃焼装置によれば、燃焼筒16内でのカ
ーボンの堆積の発生を低減することができる。

〔考案の効果〕

この考案による燃焼装置は、上記のように構成されて
おり、次のような効果を有する。即ち、この燃焼装置
は、一次燃焼室と二次燃焼室を備えた燃焼筒の外側に外
筒を配置して送風機からの空気を導入する空気供給通路
と連通する環状空気通路を形成し、前記燃焼筒に取付け
た端壁部を有する筒体の外周部分に形成し且つ前記環状
空気通路に連通する空気孔、及び前記端壁部の中央部分
に形成し且つ前記空気供給通路と連通する空気孔を有す
るので、前記一次燃焼室へ供給される燃焼用空気は、外
周部分の空気孔及び隔壁板の空気流通開口から前記一次
燃焼室に空気が供給されると共に、中央部分の多数の空
気孔から前記一次燃焼室に供給された空気は前記一次燃
焼室内に乱れを発生させることができ、空気と燃料との
混合を促進することができる。

即ち、前記一次燃焼室の前記筒体に形成した前記空気
孔から燃焼用空気即ち新気が吹き込まれ、燃料は空気と
混合して理想的な混合気を作ることができ、燃料が炭化
してカーボンが発生する現象を抑制し、たとえ燃焼筒の
下部内周面にカーボンが発生するようなことがあったと
しても、前記空気孔から導入される空気が前記一次燃焼
室に吹き出されることによって該カーボンは前記二次燃
焼室へと吹き出されて燃焼してしまい、燃焼筒の下部内
周面にカーボンが付着したり蓄積するようなことは防止
できる。

また、前記端壁部の中央部分に形成した前記空気孔
は、前記一次燃焼室の中央下方側半周上に形成すること
によって、気化装置から噴射された燃料液膜が前記端壁
部に沿って下方へ垂れるような現象の発生する場合に、
空気と燃料との混合が良好に達成される。

また、前記端壁部を前記噴口に向かって突出するなだ
らかな面の突出部に形成したので、前記気化装置から噴
射された気化燃料及び液滴の燃料膜は球面等の前記面に
沿って拡散し、且つが拡散した燃料膜に前記中央部位の
空気孔から一次燃焼室へ吹き込まれる燃焼用空気が交叉
してミキシングが良好に達成できる。従って、前記一次
燃焼室での一次燃焼は促進され、燃焼筒内でのカーボン
の堆積を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による燃焼装置の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図の線II-IIにおける断面図、第３図
は第１図の燃焼装置の筒体の端壁部に形成した空気孔の
一実施例を示す説明図、及び第４図は第１図の燃焼装置
の筒体の端壁部に形成した空気孔の別の実施例を示す説
明図である。 １……送風機、２……燃焼器、３……筒体、3A,3C,3R…
…空気孔、６……空気供給通路、９……空気孔、10……
燃料気化装置、11……プレート、13,19……空気導入
孔、15……端壁部、16……燃焼筒、17……二次燃焼室、
18……一次燃焼室、20……外筒、21……空気流通開口、
23……突出部、29……環状空気通路、30……噴口。

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一次燃焼室と二次燃焼室を備えた周囲部に
   空気導入孔を形成した燃焼筒、送風機からの空気を導入
   する空気供給通路と連通する環状空気通路を形成する前
   記燃焼筒の外側に配置した外筒、前記燃焼筒の一次燃焼
   室側に取付けた端壁部を有する筒体、該筒体に対向して
   噴口を開口する燃料気化装置、前記筒体の外周部分に形
   成し且つ前記環状空気通路に連通する空気孔、及び前記
   端壁部の中央部分に形成し且つ前記空気供給通路と連通
   する空気孔を有する燃焼装置。
2. 【請求項２】前記端壁部の中央部分に形成した前記空気
   孔は、前記一次燃焼室の中央全周上に形成されている請
   求項１に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】前記端壁部の中央部分に形成した前記空気
   孔は、前記一次燃焼室の中央下方側半周上に形成されて
   いる請求項１に記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】前記端壁部を前記噴口に向かって突出する
   なだらかな面を有する突出部に形成した請求項１に記載
   の燃焼装置。