JP2525451Y2 - 気化式燃焼装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、温風暖房器などに使用される気化式燃焼
装置に関する。

（従来の技術） 温風暖房器に使用される気化式燃焼装置は、液体燃料
（灯油）を気化器で気化し、その気化ガスを空気と混合
して燃焼させ、この燃焼熱で室内に温風を送風し、その
燃焼の火力を変化させることにより室内の温度を所望の
設定温度に保つようになっている。

従来のこの種の気化式燃焼装置の構造を第４図に示
し、１が油タンクで、この油タンク１に電磁ポンプ２を
介して気化器３が接続され、この気化器３にヒータ４が
取り付けられている。また気化器３にはノズル管５が接
続され、このノズル管５内に弁機構としてシャフト６が
摺動自在に収納されている。ノズル管５の先端部にはノ
ズル孔７が形成され、このノズル孔７を開閉するニード
ル弁８がシャフト６の先端部に設けられている。またノ
ズル管５の後端部には弁室９が形成され、この弁室９が
戻し管10を通して前記油タンク１内に連通し、この戻し
管10を開閉する弁体11がシャフト６の後端部に設けられ
ている。そしてシャフト６の全体はスプリング12により
ノズル管５の先端側に弾性的に付勢され、この付勢力で
通常時にノズル孔７にニードル弁８が嵌合してノズル孔
７が閉止され、また戻し管10の端面から弁体11が離間し
て戻し管10が開放する状態に保持されるようになってい
る。弁室９の外周にはソレノイドコイル13が設けられ、
このソレノイドコイル13への通電によりその電磁力でシ
ャフト６がスプリング12に抗して図中右方向に吸引さ
れ、これによりノズル孔７が開放され、戻し管10が弁体
11により閉止されるようになっている。

15はバーナで、このバーナ15は一端部にスロート部16
を、上端部に炎口部17を備え、スロート部16の端面が前
記ノズル孔７に対向して配置し、また炎口部17に隣接し
て点火ヒータ18および炎の有無を検知するフレームロッ
ド19が設けられている。

このような構成において、燃焼の開始時には、まずヒ
ータ４を介して気化器３が予熱される。この予熱中に気
化器３内に残留していた灯油が気化するが、この気化ガ
スは気化器３からノズル管５内に流出し、さらにこの気
化ガスが凝縮しながら戻し管10を通して油タンク１内に
返送される。そして気化器３が一定温度以上に上昇した
のちに、電磁ポンプ２およびソレノイドコイル13が通電
され、電磁ポンプ２の通電によりこれが起動して油タン
ク１内の灯油が気化器３内に順次供給され、またソレノ
イドコイル13の通電によりシャフト６がスプリング12に
抗して吸引されてノズル孔７が開放され、戻し管10が閉
止される。

気化器３内に供給された灯油は、気化器３の熱で気化
し、この気化ガスが前記ノズル孔７からバーナ15のスロ
ート部16に向けて噴出する。そしてこの気化ガスがスロ
ート部16を通してバーナ15内に流入し、この際、スロー
ト部16の外周の空気が気化ガスとともに、スロート部16
内に吸入され、この空気と気化ガスとが混合して混合ガ
スとなり、この混合ガスが炎口部17から噴出し、この混
合ガスが点火ヒータ18による点火で着火して燃焼し、こ
の燃焼状態がフレームロッド19を介して監視される。

一方、室内の温度が室温サーミスタ（図示せず）を介
して検知され、この検知に応じて電磁ポンプ２が制御さ
れ、この制御で気化器３に対する灯油の供給量が調節さ
れ、これにより燃焼の火力が変化する。

（考案が解決しようとする課題） しかしながらこのような気化式燃焼装置においては、
その火力の可変幅を大きくとることが困難で、せいぜい
弱火力と強火力との比を1:3に設定することができる程
度である。このため春先や秋口などの比較的室内の温度
が高い状態での使用に不向きとなり、そこで室温が一定
以上に上昇した際に消火し、室温が下がったら再び着火
して燃焼させるON−OFF制御で火力の可変幅を増大させ
るようにしたものもあるが、しかしこのような場合、バ
ーナに対する消火、着火が繰り返されるため、その都
度、未燃ガスによる臭気が発生し、室内環境が低下して
しまう難点がある。

また、この種のブンゼンタイプの燃焼装置において
は、火炎温度が高く、さらに拡散燃焼となるため、燃焼
時間が長く窒素酸化物（NO_X）の排出量が多くなり、自
然環境を悪化させるという問題がある。

この考案はこのような点に着目してなされたもので、
その目的とするところは、臭気の発生を伴うことなく、
大きな可変幅で火力を調節することができるとともに、
窒素酸化物（NO_X）の排出量を抑えて低NO_X化を実現する
ことができる気化式燃焼装置を提供することにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） この考案はこのような目的を達成するために、油タン
クから供給される液体燃料を気化する気化器を設け、こ
の気化器に第１のノズル管を接続し、さらにこの第１の
ノズル管に第２のノズル管を接続し、前記第１のノズル
管は戻し管を介して前記油タンク内に連通させ、前記第
１のノズル管内には該ノズル管の先端部のノズル孔およ
び前記戻し管を開閉する第１の弁機構を、前記第２のノ
ズル管内には該ノズル管の先端部のノズル孔を開閉する
第２の弁機構をそれぞれ設け、前記第１のノズル管に対
してサブバーナを、前記第２のノズル管に対してメイン
バーナをそれぞれ設け、これらサブバーナとメインバー
ナとを互いに隣接して並べ、かつこれらサブバーナとメ
インバーナとを互いに内側に傾斜させてその上端の延長
部分が交差するように配置させたものである。

（作用） サブバーナで燃焼が継続する状態のもとで、メインバ
ーナでの燃焼を停止させたり開始させることにより、装
置全体の火力の可変幅を大きくとることが可能となり、
またメインヒータでの消火および着火の際に生じる未燃
ガスがサブヒータでの燃焼炎で燃え尽くされ、これによ
り臭気の発生が防止される。

サブバーナおよびメインバーナは互いに内側に傾斜し
て配置しているから、サブバーナおよびメインバーナに
生じた火炎は、互いに衝突してその流速が遅くなるとと
もに、空気との混合が促進され、この結果、空気比が下
がり、火炎温度が低くなり、窒素酸化物（NO_X）の排出
量が抑えられ、低NO_X化が実現される。

（実施例） 以下、この考案の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、第４図に示す構成と対応する部分には同
一の符号を付してその説明を省略する。

この考案においては、気化器３に接続したノズル管５
に対して、さらに第２のノズル管25が連通管20を介して
接続されている。そしてこの第２のノズル管25には、一
方の第１のノズル管５と同様に、シャフト26（第２の弁
機構）、ノズル孔27、ニードル弁28、スプリング32、ソ
レノイドコイル33が設けられている。ただこの第２のノ
ズル管25には第１のノズル管５にける戻し管10に相当す
る部材が設けられていない。

第１のノズル管５に対しては、第４図と同様のサブバ
ーナ15が設けられ、第２のノズル管25に対しては前記サ
ブバーナ15よりもやや大型のメインバーナ35が設けられ
ている。このメインバーナ35はサブバーナ15と同様にス
ロート部36および炎口部37を備えているが、サブバーナ
15における点火ヒータ18およびフレームロッド19に相当
する部材は設けられていない。

第１図においては、第１のノズル管５と第２のノズル
管15、およびサブバーナ15とメインバーナ35とを説明の
都合上、上下に配置させてあるが、実際には第２図に示
すように、左右に並んで配置し、さらにその左右に並ん
だサブバーナ15とメインバーナ35とが、第３図に示すよ
うに互いに内側に傾くように傾斜し、この傾斜でサブバ
ーナ15の上端の延長部分とメインバーナ35の上端の延長
部分とが互いに交差する状態となっている。

また気化器３の周辺の全体は空気取入筒40で覆われ、
この空気取入筒40の側面に通風孔41,42が形成され、こ
れら通風孔41,42からノズル孔7,27がそれぞれ突出して
サブバーナ15およびメインバーナ35のスロート部16,36
にそれぞれ対向し、さらに空気取入筒40の両端面に空気
取入口43,44が形成されている。そしてノズル孔7,27か
ら気化ガスが噴出する際に、空気取入口43,44から空気
が流入し、この空気が通風孔41,42を通して前記気化ガ
スとともにスロート部16,36内に流入するようになって
いる。

このような構成において、燃焼の開始時には、ヒータ
４により気化器３が予熱され、この気化器３が一定の温
度以上に上昇したのちに、電磁ポンプ２により気化器３
内に灯油が供給され、またシャフト６が移動してノズル
孔７が開放される。そして気化器３内で灯油が気化し、
この気化ガスがノズル孔７から噴出し、サブバーナ15内
に空気とともに流入して混合ガスとなり、この混合ガス
が炎口部17から噴出し、点火ヒータ18の点火により着火
して燃焼する。

こののち、電磁ポンプ２に対する制御により気化器３
への灯油の供給量が増大されるとともに、第２のノズル
管25のソレノイドコイル33が通電されてノズル孔27が開
放され、これにより気化器３内の気化ガスがノズル孔27
からも噴出し、メインバーナ35の炎口部37から混合ガス
が噴出する。そしてこの混合ガスにサブバーナ15の燃焼
炎が飛び火して着火し、このような着火でメインバーナ
35での燃焼が開始する。したがってメインバーナ35に対
しては点火ヒータが不要である。

このような燃焼で室温が所定の温度に上昇すると、そ
れが室温サーミスタ（図示せず）により検知され、この
検知に応じて第２のノズル管25のソレノイドコイル33の
通電が切られ、これによりノズル孔27がニードル弁28で
閉止され、このノズル孔27からの気化ガスの噴出が停止
し、メインバーナ35の燃焼が消え、サブバーナ15での燃
焼のみが継続する。メインバーナ35での燃焼が停止した
際にはノズル孔27が閉止されるが、第２のノズル管25に
は第１のノズル管５に設けられているような戻し管がな
く、したがって気化器３で気化した気化ガスは油タンク
１に戻ることなく、第１のノズル管５のノズル孔７から
有効に噴出し、これによりサブバーナ15のみでの燃焼が
可能となる。

一方、室温が低下すると、再びソレノイドコイル33が
通電され、ノズル孔27が開放されてメインバーナ35に再
び気化ガスが供給され、メインバーナ35での燃焼が開始
する。

このようにメインバーナ35においては、消火と着火が
繰り返されるが、この際に発生する未燃ガスは、メイン
バーナ35と並列して配置するサブバーナ15の燃焼炎の熱
で燃え尽くされ、したがって臭気の発生がなく、快適に
使用することができる。

燃焼開始時には、前述のようにまず第１ノズル管５を
通して気化ガスがサブバーナ15に供給されるが、この第
１のノズル管５は気化器３に近接して接続されており、
このためこの第１のノズル管５の温度が比較的高い温度
に保たれ、したがって気化ガスの冷却が防止され、これ
によりサブバーナ15での着火が円滑に行われる。そして
サブバーナ15での燃焼が開始したのちに、第２のノズル
管25を通してメインバーナ35に気化ガスが供給される
が、この時点には第２のノズル管25および連通管20がサ
ブバーナ35での燃焼の輻射熱で加熱されており、このた
め第２のノズル管25を通る気化ガスの冷却も防止され、
メインバーナ35での着火も円滑に行われる。

このように、サブバーナ15とメインバーナ35との両者
で燃焼させる場合と、メインバーナ35の燃焼を停止さ
せ、サブバーナ15のみで燃焼させる場合とに切り替える
ことができ、したがってこのような切り替えにより装置
全体の火力を大幅に変化させることができる。またこれ
に加えて、電磁ポンプ２を制御して気化器３への灯油の
供給量を調節することにより、各バーナ15,35での個々
の火力をそれぞれ変化させることも可能で、例えばサブ
バーナ15では、500〜1200kcal/hの範囲の火力に、メイ
ンバーナ35では、1000〜3300kcal/hの範囲の火力にそれ
ぞれ変化させることができ、したがってこの可変幅を考
慮すれば、装置全体としての火力の可変幅を500〜4500k
cal/hの大きな範囲に設定することができる。

ところで、サブバーナ15およびメインバーナ35は互い
に内側に傾斜してその上端の延長部分が交差するように
配置しており、このためサブバーナ15およびメインバー
ナ35が共に燃焼する際に、サブバーナ15の火炎と、メイ
ンバーナ35の火炎とが互いに衝突してその流速が遅くな
るとともに、空気との混合が促進させ、この結果、空気
比が下がり、火炎温度が低くなり、窒素酸化物（NO_X）
の排出量が抑えられる。したがって低NO_X化が実現さ
れ、自然環境上、有益となる。

また、サブバーナ15とメインバーナ35とが互いに内側
に傾斜していると、サブバーナ15の火炎がメインバーナ
35の炎口部37の上方部分に常時漂い、このためメインバ
ーナ35の燃焼開始時における火移りがより一層、速やか
で確実に行われる。さらに、メインバーナ35での燃焼継
続中に何らかのトラブルでその燃焼に吹き消えが生じ、
こののち再度、メインバーナ35の炎口部37から混合ガス
が噴出したような場合に、その混合ガスに速やかに着火
して爆発燃焼が防止される。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案によれば、サブバーナで
の単独の燃焼と、サブバーナおよびメインバーナの両者
での燃焼とに切り替えることにより、装置全体の火力の
可変幅を大きくとることができ、したがって春先や秋口
などの比較的室温の高い時期でも使用が可能となる。そ
してサブバーナとメインバーナとが互いに内側に傾斜す
るように配置しているから、サブバーナの火炎とメイン
バーナの火炎とが互いに衝突してその流速が遅くなると
ともに、空気との混合が促進され、この結果、空気比が
下がり、火炎温度が低くなり、窒素酸化物（NO_X）の排
出量が抑えられ、低NO_X化の実現を達成することができ
る。さらにサブバーナとメインバーナとが隣接して並列
状態に配置しているから、メインバーナに対する着火を
サブバーナの燃焼炎を利用して行なえ、したがってメイ
ンバーナに対する点火ヒータが不要でコストの低減を図
れる。メインバーナにおいては消火と着火が繰り返され
るが、その際の未燃ガスがサブバーナでの燃焼炎により
燃え尽くされ、したがって臭気の発生がなく、快適に使
用することができる。またサブバーナが気化器に近接し
て接続し、燃焼開始時にまずこのサブバーナに気化器か
ら気化ガスが供給されて燃焼が開始するから、前記気化
ガスの冷却が防止され、サブバーナでの着火が的確に行
われる。そしてこののち第２のノズル管を通してメイン
バーナに気化ガスが供給されてそのメインバーナでの燃
焼が開始するが、この時点では前記第２のノズル管がサ
ブバーナにおける燃焼の輻射熱で適度な温度に上昇して
おり、したがってメインバーナへ供給される気化ガスの
冷却も防止されてその着火が的確に行われる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による燃焼装置の構成を模
式的に示す断面図、第２図はその燃焼装置の実際の外観
を示す斜視図、第３図はその燃焼装置のサブバーナとメ
インバーナとの配置状態を示す正面図、第４図は従来の
燃焼装置の構成を示す断面図である。 ３……気化器、５……第１のノズル管、６……シャフト
（第１の弁機構）、15……サブバーナ、25……第２のノ
ズル管、26……シャフト（第２の弁機構）、35……メイ
ンバーナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田村 英良 新潟県加茂市大字後須田2570番地１ 東 芝熱器具株式会社内 (72)考案者 加藤 芳雄 新潟県加茂市大字後須田2570番地１ 東 芝熱器具株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−280307（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−729（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−80160（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−13834（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油タンクから供給される液体燃料を気化す
   る気化器を設け、この気化器に第１のノズル管を接続
   し、さらにこの第１のノズル管に第２のノズル管を接続
   し、前記第１のノズル管は戻し管を介して前記油タンク
   内に連通させ、前記第１のノズル管内には該ノズル管の
   先端部のノズル孔および前記戻し管を開閉する第１の弁
   機構を、前記第２のノズル管内には該ノズル管の先端部
   のノズル孔を開閉する第２の弁機構をそれぞれ設け、前
   記第１のノズル管に対してサブバーナを、前記第２のノ
   ズル管に対してメインバーナをそれぞれ設け、これらサ
   ブバーナとメインバーナとを互いに隣接して並べ、かつ
   これらサブバーナとメインバーナとを互いに内側に傾斜
   させてその上端の延長部分が交差する状態に配置させた
   ことを特徴とする気化式燃焼装置。