JP2523012B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は例えば給湯機に使用されるガンタイプバー
ナ等の液体燃料燃焼装置に関する。

（ロ）従来の技術 この種の液体燃料燃焼装置は、例えば実公昭62−1880
9号公報に開示されているように、燃焼用一次空気が供
給され、かつ、周側部に多数の二次空気口を有する燃焼
筒と、この燃焼筒の一次空気流入部に臨ませた液体燃料
噴霧用のノズルと、ノズルの近くに設けられた点火装置
とを備え、ノズルから噴霧された液体燃料と一次空気と
を混合して燃焼させるとともに、二次空気口から二次空
気を補給して燃焼が良好に行われるようにしたものが多
く使用されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上述した液体燃料燃焼装置では、ノズルか
ら燃料を噴霧しながら点火装置を作動させ、着火するよ
うにしているので、着火時は炎が燃焼室全体に広がって
から燃焼筒内のスタビライザ等の保炎板にて保炎される
傾向があり、この際、多量のばい塵が放出される問題が
あった。また、通常燃焼時に比べて空気量に対する燃料
量が過剰になるため、ばい塵が一層発生しやすくなる欠
点があった。

また、ノズルの前方に保炎装置を設けて燃焼時のばい
塵の発生を抑制できるようにした液体燃料燃焼装置が、
特開昭62−49107号公報、特開昭62−73005号公報、及び
実開昭58−112818号公報等にて知られている。このよう
にノズルの前方に保炎装置を備えたものでは、保炎装置
を支持する部材が熱変形を生じる場合があり、その場
合、保炎装置を所定位置に保つことができないものであ
った。

本発明は上述した事実に鑑みなされたものであり、着
火時の保炎速度を早め、着火直後のばい塵の発生を抑制
しつつ、保炎装置を長期間にわたって所定位置に保つこ
とができるようにすることを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明では、燃焼用一次空気が供給され、かつ、周側
部に多数の二次空気口を有する燃焼筒と、この燃焼筒の
一次空気流入部に臨ませた液体燃料噴霧用のノズルと、
ノズルの近くに設けられた点火装置と、前記燃焼筒の前
方に設けられ、かつ、ノズルに対して略直角な面を有す
る保炎装置とを備え、この保炎装置は、セラミックスフ
ァイバー製の吸油部材と、複数の爪片を一体に有し、こ
の複数の爪片の折り曲げによって吸油部材を支持する支
持部材と、この支持部材を支持する複数本の支持棒とか
らなり、これら複数の支持棒は、一端部がバーナ本体側
に取り付けられ、かつ、他端部が前記支持部材に摺動自
在に抜け止め保持されている構成である。

（ホ）作用 このように構成すると、ノズルから噴霧された燃料と
空気との混合体が保炎装置によって行手を遮られるた
め、着火時には炎が燃焼筒の前方へ広がりにくくなり、
燃焼筒の近くで速やかに保炎される上、着火直前に噴霧
燃料の一部が瞬間にしてセラミックスファイバー製の吸
油部材によって吸収されるため、着火時に燃料が空気に
対して過剰になるのを抑制でき、着火直後のばい塵の発
生が効率良く低減される。

また、セラミックスファイバー製の吸油部材を支持す
る支持部材は、複数の爪片を一体に有しており、この複
数の爪片の折り曲げによって吸油部材を支持部材に支持
する構成であるため、セラミックスファイバー製の吸油
部材を簡単な構成で、かつ、確実に保持できる。

また、保炎装置の支持部材を支持する複数本の支持棒
は、一端部がバーナ本体側に取り付けられ、かつ、他端
部が前記支持部材に摺動自在に抜け止め保持されている
ので、吸油部材を支持する支持部材と支持棒との接続部
分の熱応力を吸収でき、支持棒や支持部材の熱変形が防
止されるばかりでなく、支持棒が支持部材から外れる心
配もない。

（ヘ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図において、（１）は外筒（21）内に収納された
筒体であり、この筒体（１）の底板（２）には取付具
（３）によりノズル（４）、及び点火プラグ（５）が取
付けられている。そして、（６）、（９）は取付具
（３）の一次空気通路、（７）は底板（２）に設けられ
た一次空気口である。また、（８）は筒体（１）の先端
部に固定されたリングである。

（10）はノズル（４）の前方（下方）に設けられたス
タビライザであり、このスタビライザ（10）の中心には
燃焼噴出用の開口（12）が形成され、この開口（12）に
リング（８）の先端の開口（8A）周縁のフランジ（8a）
が嵌め込まれている。（13）…は第２図及び第３図に示
したようにスタビライザ（10）に放射状に切り起こして
形成されたスタビ翼であり、各スタビ翼（13）…は開口
（12）より僅かに外側から外周部に向け形成され、各ス
タビ翼（13）…の切り起こしは中心部より外周部が大き
くなっている。また、各スタビ翼（13）…に対応して切
り起こしによる二次空気口（14A）…が形成されてい
る。さらに、開口（12）近傍の各スタビ翼（13）…の間
には、それぞれ二次空気口（14B）…が形成され、スタ
ビライザ（10）の外周部には複数の二次空気口（14C）
…が形成されている。

（15）は内筒（燃焼筒）であり、この内筒（15）はス
タビライザ（10）の外周フランジに接続され、内部に燃
焼空間（16）を形成している。また、（17）…，（18）
…、及び（19）…はそれぞれ内筒（15）に形成された二
次空気口であり、（20）は炎口である。また、（22）は
外筒（21）と内筒（15）及び筒体（１）との間の空気通
路、（23）は内筒（15）の先端部と外筒（21）の先端部
とを連結する連結具であり、この連結具（23）には複数
の三次空気口（24）…が形成されいる。

（25）は内筒（15）の前方（下方）に設けられた保炎
装置である。この保炎装置（25）は第４図に示すよう
に、ノズル（４）に対して直角の皿状金属板（26）と、
この金属板（26）の内側にスポット溶接にて固着された
円形の金属板（27）と、この金属板（27）の上に載置さ
れ、金属板（26）周縁の複数の爪片（28）によって抜め
止めされた円板状の吸油部材（29）と、複数本の支持棒
（30）とから構成されている。この支持棒（30）は両端
にＬ型の屈曲部（30A）（30B）を有している。屈曲部
（30A）は金属板（26）の周縁部を外側へ膨出せること
によって金属板（26）（27）間に形成されたＬ型の空間
に遊挿され、摺動自在に抜け止めされている。また、屈
曲部（30B）は三次空気口（24）の１つにタッピングね
じ（31）を用いて固定された止め具（32）によって内筒
（15）の先端外周の連結具（23）に取付けられている。
金属板（26）（27）及び支持棒（30）には1300℃以上の
耐熱性を有するステンレス鋼が使用され、吸油部材（2
9）にはセラミックスファイバーが使用されている。

次に、上述した液体燃料燃焼装置の動作について説明
する。

着火時は点火プラグ（５）が作動するとともに、電磁
ポンプ等の燃料ポンプ（図示せず）が運転して灯油等の
液体燃料がノズル（４）へ送られる。また、バーナ送風
機（図示せず）の運転により、燃焼用空気が外筒（21）
内に供給され、一次空気が一次空気通路（６）、及び一
次空気口（７）を通り筒体（１）内を流れる。そして、
一次空気はノズル（４）から第１図に鎖線矢印にて示し
た範囲に噴出した液体燃料と共に開口（8A）を通り燃焼
空間（16）へ流れる。また、二次空気口（14A）…から
燃焼空間（16）へ流入した二次空気はスタビ翼（13）…
にて方向変換され、燃焼空気（16）を旋回して流れる。
また、二次空気口（14B）…，（14C）…を通った二次空
気は二次空気口（14B）…から略垂直に流れる。また、
二次空気が二次空気口（17）…，（18）…，及び（19）
…を介して燃焼空間（16）へ流入する。そして、燃焼空
間（16）にて液体燃料と一次空気との混合燃料と二次空
気とが混ざり、点火プラグ（５）によって着火されて燃
焼し、炎が炎口（20）から噴出する。このとき、二次空
気口（14A）…から流出した二次空気の旋回流により、
一次空気と液体燃料との混合燃料と二次空気との混合は
促進される。また、各二次空気口（14B）…から略垂直
に流出した二次空気により、スタビ翼（13）…の内縁部
で旋回流が弱められる。そして、開口（12）から燃焼空
間（16）に入った液体燃料はスタビ翼（13）…の内縁部
にて旋回流に巻き込まれることなく燃焼空間（16）へ噴
出する。さらに、二次空気の一部がスタビ翼（13）…の
外側の二次空気口（14C）…から燃焼空間（16）へ流れ
るため、各スタビ翼（13）…に対応した二次空気口（14
A）…から流れる二次空気の量が減少する。この結果、
旋回流は弱くなり例えばノズル（４）から噴出する液体
燃料の量を少なくし、バーナを弱燃焼にした際にも、炎
がスタビ翼（13）…の近くから形成され、燃焼が良好に
行われると共に、バーナの燃焼音が抑えられる。

本実施例では、燃焼空間（16）を形成する内筒（15）
の前方（下方）に、ノズル（４）に対して直角な面を有
する保炎装置（25）を設けたので、着火の際、ノズル
（４）から噴霧された燃料と空気の混合体が保炎装置
（25）によって行手を遮られ、炎が内筒（15）前方（下
方）の燃焼室全体に広がる前に内筒（15）の先端近くで
保炎される。このため、着火後、速やかに安定燃焼に移
行させることができ、保炎装置のない従来のものに比べ
てばい塵量が低下した。また、保炎装置（25）のノズル
（４）側の面には吸油部材（29）が設けられているの
で、燃料の一部が吸油部材（29）に吸収され、燃料が空
気に対して過剰になるのを抑制できるばかりでなく、消
火直後に着火する場合には、高温の保炎装置（25）によ
って燃料がはじかれる量を少なく（吸収される量を多
く）して速やかに保炎させ、ばい塵の発生を一層抑える
ことができる。

第５図及び第６図は第１図のＴ位置にフォトトランジ
スタ等の炎検知素子を設置し、保炎装置（25）のある本
実施例のもの（第５図）と、保炎装置のない従来のもの
（第６図）の着火検出時間を測定したものである。保炎
装置（25）を設けた本実施例のものでは保炎装置のない
従来のものに比べて着火検出時間が短く、保炎が迅速に
なされていることがわかる。

また、第７図は保炎装置（25）の温度変化特性を示す
ものである。この図から明らかなように、保炎装置（2
5）の各部の温度は燃焼開始から１〜２分で900〜1250℃
となって飽和する。一方、消火後は１分位かかって100
〜400℃に低下し、その後、ゆっくりと低下していく。
このことから、保炎装置（25）の冷却にもかなりの時間
がかかることがわかる。

第８図は保炎装置（25）が飽和温度に到達している状
態で一旦消火し、ある時間（燃焼オフ時間）において着
火した直後のばい塵量を測定したものである。保炎装置
（25）に吸油部材（29）がないものでも、燃焼オフ時間
が30秒以上ある場合には保炎装置のない従来のものに比
べてばい塵量の低下がみられた。また、吸油部材（29）
のある本実施例のものでは、燃焼オフ時間が15秒程度で
もばい塵量が大幅に低下するため、燃焼のオン−オフ周
期が短いものにも適している。

また、この保炎装置（25）は、吸油部材（29）と、こ
の吸油部材（29）を支持する金属板（26）（27）と、こ
れら金属板（26）（27）を支持する複数本の支持棒（3
0）とからなり、これら支持棒（30）は、一端部の屈曲
部（30B）がタッピングねじ（31）及び止め具（32）を
用いて連結具（23）に取り付けられ、かつ、他端部（先
端部）の屈曲部（30A）が金属板（26）（27）間に摺動
自在に挿入され、抜け止めされているので、金属板（2
6）（27）と支持棒（30）との接続部分の熱応力を吸収
でき、支持棒（30）と金属板（26）（27）の熱変形が防
止され、保炎装置（25）を長期間にわたって確実に所定
位置に保つことができる。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成されているので、次のよう
な効果を奏する。

ノズルに対して略直角な面を有する保炎装置が、セラ
ミックスファイバー製の吸油部材と、この吸油部材を支
持する支持部材と、この支持部材を支持する複数本の支
持棒とから構成されているので、ノズルから噴霧された
燃料と空気との混合体が燃焼筒の前方に広がるのを保炎
装置で阻止しつつ、燃焼筒の近くで速やかに保炎でき
る。

吸油部材がセラミックスファイバー製であるため、着
火直前に噴霧燃料の一部が瞬間にして吸油部材によって
吸収されることになり、着火時に燃料が空気に対して過
剰になるのを抑制でき、着火直後のばい塵の発生を一
層、効率良く低減できる。

セラミックスファイバー製の吸油部材を支持する支持
部材は、複数の爪片を一体に有しており、この複数の爪
片の折り曲げによって吸油部材を支持部材に支持する構
成であるため、セラミックスファイバー製の吸油部材を
簡単な構成で、かつ、確実に支持できる。

保炎装置の支持部材を支持する複数本の支持棒は、一
端部がバーナ本体側に取り付けられ、かつ、他端部が前
記支持部材に摺動自在に抜け止め保持されているので、
吸油部材を支持する支持部材と支持棒との接続部分の熱
応力を吸収でき、支持棒や支持部材の熱変形が防止され
るばかりでなく、支持棒が支持部材から外れる心配もな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の
断面図、第２図はスタビライザの正面図、第３図は第２
図に示したスタビライザのａ−ａ′線断面図、第４図は
保炎装置の斜視図、第５図は着火特性の説明図、第６図
は従来の着火特性の説明図、第７図は保炎装置の各部の
温度変化を示す説明図、第８図は燃焼オフ時間とばい塵
量との関係を示す説明図である。 （４）……ノズル、（５）……点火プラグ（点火装
置）、（15）……内筒（燃焼筒）、（25）……保炎装
置、（26）……皿状金属板（支持部材）、（27）……金
属板（支持部材）、（29）……吸油部材、（30）……支
持棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 浩敏 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 門間 憲史 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−49107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−73005（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−75319（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−112818（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−101521（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼用一次空気が供給され、かつ、周側部
   に多数の二次空気口を有する燃焼筒と、この燃焼筒の一
   次空気流入部に臨ませた液体燃料噴霧用のノズルと、ノ
   ズルの近くに設けられた点火装置と、前記燃焼筒の前方
   に設けられ、かつ、ノズルに対して略直角な面を有する
   保炎装置とを備え、この保炎装置は、セラミックスファ
   イバー製の吸油部材と、複数の爪片を一体に有し、この
   複数の爪片の折り曲げによって吸油部材を支持する支持
   部材と、この支持部材を支持する複数本の支持棒とから
   なり、これら複数の支持棒は、一端部がバーナ本体側に
   取り付けられ、かつ、他端部が前記支持部材に摺動自在
   に抜け止め保持されていることを特徴とする液体燃料燃
   焼装置。