JP2680608B2 - 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 この発明は灯油等の気化燃料と空気を混合して燃焼さ
せる液体燃料燃焼装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来のこの種の液体燃料燃焼装置は、例えば実公昭61
−33379号公報に開示されているように、逆円錐形の燃
料霧化用回転体とこの回転体の側面に先端部を近接させ
た送液パイプとを臨ませた気化室を有し、気化燃料と空
気を混合して燃焼させる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、第５図に
示すような燃料霧化用回転体（１）の頂角Ｂ゜が鋭角
（18〜30゜）に設定されていたので、回転体を低回転数
で回転させて弱燃焼にすると、燃料を円周方向へ飛散さ
せる力が極度に悪くなり、良好な燃焼を持続させること
が困難であった。また、このような液体燃料燃焼装置で
は、燃料霧化力を増大させるために、燃料霧化用回転体
の高さを大きくとらなければならず、装置の軸方向の長
さが大きくなって装置の薄形化が図りにくい問題があっ
た。また、回転体を平板にしたものも提案されている
が、このものでは回転体に燃料が付着しやすく、燃料が
飛散されにくくなるとともに、燃料垂れの心配もあっ
た。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであ
り、回転数が低いときでも燃料霧化用回転体による燃料
の霧化が良好に行われるようにするとともに、装置の薄
形化が図れるようにすることを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明では、略逆円錐形の燃料霧化用回転体とこの
回転体の側面に先端部を近接させた送液パイプとを臨ま
せた気化室を有し、気化燃料と空気とを混合して燃焼さ
せる液体燃料燃焼装置において、前記回転体の頂角を略
90゜ないし150゜の範囲に設定する共に、この回転体の
底部には攪拌羽根を有する回転板を重ねて一体に設け、
前記送液パイプの先端部には回転体の母線と略平行なカ
ット面を設けた構成である。

（ホ）作 用 このように構成すると、燃料霧化用回転体の高さに比
べて回転体の底面の直径が約２倍以上になるので、回転
体を低回転数で回転させても燃料の円周方向への飛散力
が十分に確保される。しかも、液体燃料が回転板に付着
したままとなり、燃料垂れ等を生じることもない。ま
た、従来のものより大きな燃料飛散力を確保しながら、
回転体の高さを低くすることができ、装置の軸方向の長
さをその分小さくして装置を薄形にすることが可能であ
る。

また、燃料飛散回転体の底部に攪拌羽根を有する回転
板を重ねて一体に設けることにより、従来、回転体とは
別個に設けられていた攪拌板が不要となり、部品点数を
削減できるとともに、装置を薄形となせる。

（ヘ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明す
る。

第１図において、（１）は温風暖房装置等に使用され
る液体燃料燃焼装置で、この液体燃料燃焼装置は上部の
バーナ装置（２）と下部の送風装置（３）とから構成さ
れている。ここで、送風装置（３）は金属製の上部ケー
ス（4A）と、耐油性、耐熱性（熱変形温度が例えば130
℃）、及び、自己消化性を有したロクナイロン等の合成
樹脂により一体成形された下部ケース（4B）と、この下
部ケース内に設けられたバーナモータ（５）等とから構
成されている。また、バーナモータ（５）からは回転軸
（18）が上方へ延びている。さらに、下部ケース（4B）
の上部と上部ケース（4A）との間には回転軸（18）に装
着されたターボファン（15）が設けられ、このターボフ
ァンの下方は中央に吸気口（16）を有する仕切り板（1
7）により覆われている。

上部ケース（4A）は下部ケース（4B）に連結され、上
部ケース（4A）の上に立上げフランジ（21A）付きの空
気供給口（21）を有する気化筒（22）が載置されてい
る。そして、気化筒（22）の外周の嵌合溝には気化用ヒ
ータ（Ｈ）が嵌着されている。（24）は回転軸（18）の
先端部に装着され、気化室（23）に臨ませた略逆円錐形
の燃料霧化用回転体で、その頂角は120゜に設定されて
いる。また、その底面側には複数の攪拌羽根（24A）を
有する回転板（24B）を重ねて一体に設けている。

（25）は気化筒（22）の上部開口部に着脱自在に装着
されたバーナヘッドで、以下詳述すると、（26）はバー
ナヘッド主体で、気化筒（22）の上部開口端近傍の内周
面と、バーナヘッド主体（26）の外周面とが螺着され
る。バーナヘッド主体（26）の底面の略中央には開口面
積を絞った開口（27）が形成され、さらに開口周縁には
ネジ穴（28）が形成されている。（30）は耐熱金属薄板
を有底円筒状に絞り加工し、周壁部（30A）に複数の炎
口（31）（31）…を形成した炎口筒で、底面に複数の小
孔（32）と前記ネジ穴（28）に対応した位置に透孔（3
3）とが形成されている。（35A）（35B）は炎口（31）
（31）…を内外から覆う少なくとも２枚の帯状の金網
で、リング状に形成され、夫々を炎口筒（30）の周壁部
（30A）に内、外から添着し、炎口（31）と炎口（31）
との間をスポット熔接してある。（36）は炎口筒（30）
の開口を閉塞するように被覆した薄板製の蓋体で、バー
ナヘッド主体（26）のネジ穴（28）に対応して挿通孔が
形成されている。（40）は蓋体（36）の挿通孔（37）を
貫通した取付杆で、炎口筒（30）の透孔（33）を通して
バーナヘッド主体（26）のネジ穴（28）に螺着すること
によりバーナヘッド主体（26）と蓋体（36）との間に炎
口筒（30）を挾着し、バーナヘッド（25）を構成してい
る。

（41）は上部ケース（4B）内部、空気供給口（21）を
通して気化室（23）に導入された送液パイプである。送
液パイプ（41）の先端部（ノズル）（41A）は燃料霧化
用回転体（24）の側面近傍に臨ませてあり、回転体（2
4）の母線と略平行なカット面を有している。（42）は
送液パイプ先端部（41A）の支持金具である。この支持
金具（42）は第２図及び第３図に示すように、椀形の筒
状部（42A）と、筒状部（42A）の開口端に一体形成され
た３本の取付脚（42B）とからなり、筒状部（42A）の上
面には周縁に立上げフランジ（44A）を有する空気流出
口（44）と送油パイプ（41）の挿通孔（45）とが設けら
れている。支持金具（42）の取付脚（42B）は気化筒（2
2）の空気供給口（21）外周で、気化室（23）の底面（2
3A）にビス（46）にて取付けられている。また、筒状部
（42A）の下部開口端（47）は気化室底壁（23A）から僅
かに（約0.5mm）浮かしてある。さらにまた、筒状部（4
2A）の挿通孔（45）には送油パイプ先端部（41A）のひ
も出し突起（41B）が溶接によって気密に固定されてい
る。

以下、燃焼動作について説明する。バーナモータ（1
3）の運転によりターボファン（15）が回転すると、燃
焼用空気が吸気ダクト（６）を介して下部ケース（4B）
内へ吸い込まれ、気化室（23）へ送られる。また、燃料
霧化用回転体（24）の回転により、送液パイプ先端部
（41A）から噴出された液体燃料は霧化し、気化室（2
3）の中で気化する。そして、気化燃料と燃焼用空気と
は回転板（24B）の回転翼（24A）によって混合され、予
混合気体になる。この予混合気体はバーナヘッド主体
（26）の開口（27）と炎口筒（30）の小孔（32）を通っ
て炎口筒（30）の炎口（31）（31）…から噴出する。そ
して外側金網（35B）の外側で燃焼炎が形成される。燃
焼開始当初は気化筒（22）が気化ヒータ（Ｈ）で加熱さ
れその後は燃焼炎の輻射熱及び、バーナヘッド主体（2
6）からの熱伝導により気化筒（22）が加熱されるた
め、気化室（23）は高温に保たれる。

本実施例によれば、第４図に示すように、燃料霧化用
回転体（24）の頂角Ａ゜を鈍角（１例として120゜）に
設定したので、回転体（24）はその高さに比して底面の
直径が２倍以上になる。このため、バーナ装置（２）の
燃焼を弱燃焼にすべく、回転体（24）を低回転させた場
合でも、回転体（24）による燃料の円周方向への飛散力
を十分に確保でき、燃料の霧化を良好に行わせることが
できる。発明者らの実験によれば、最大発熱量3300Kcal
/hの燃焼装置において、第５図に示すように、頂角が鋭
角Ｂ゜の回転体（46）を用いた従来のものでは霧化に必
要な回転体（46）の回転数が1400r・ｐ・ｍで、最大発
熱量が1200Kcal/hであったのに対し、本実施例のもので
は、回転体（24）の回転数が1000r・ｐ・ｍでも霧化が
良好になり、最小発熱量を900Kcal/hにできることが確
認された。また、第４図及び第５図から明らかなよう
に、従来のものより大きな燃料飛散力を確保しながら、
回転体（24）の高さを低くすることができ、燃焼装置の
薄形化が図れる。さらにまた、気化燃料と空気を混合す
る撹拌用の回転板（24B）を回転体（24）と一体とした
ので、従来の回転体（ロータリーコーン）と回転板（ミ
キシングプレート）とを別々に設けたものに比べて、気
化筒（22）の軸方向の長さが短くて済み、装置の一層の
薄形化が図れた。

さらにまた、組立て時の誤差や、長年の使用によるバ
ーナモータ（５）の軸受部の変形により、回転軸（18）
の先端が第４図の矢印Ｃのように変動した場合、回転体
（24）の母線（ｌ）と送液パイプ先端部（41A）との隙
間（α）の特にｘ成分に影響を及ぼすが、上記実施例の
ものでは、第５図に示す従来のものに比べて、回転軸
（24）の変動による隙間αのｘ方向への位置ずれの影響
が小さくなり、霧化状態の悪化や回転体（24）と送液パ
イプ先端部（41A）との衝突を防止できるなど、両者の
隙間管理も容易である。

なお、上述した実施例では回転体（24）の頂角Ａ゜を
120゜に設定したが、頂角は回転体（24）の底面の直径
の高さが略２倍以上となる角度、すなわち、略90゜以上
に設定すると良い。また、回転体（24）が平板に近づく
と、回転体に燃料が付着しやすくなり、燃焼が不安定に
なったり、燃料垂れの心配があるので、頂角Ａ゜は最大
でも150゜程度が適当である。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、燃料霧
化用回転体の低回転時における燃料飛散力を大きくで
き、弱燃焼時の燃焼状態が大幅に改善されるとともに、
燃料垂れ等も防止され、強から弱まで広範囲に亘る良好
なガス化燃焼を期待できるものである。また、回転体の
高さが小さくて良いので、装置の薄形化が図れ、さらに
撹拌羽根を有する回転板を回転体の底部に一体に設ける
ことにより、装置を一層薄形にできる。

【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図は第１図の支持金具の平面図、第３図は
第２図のＩ−Ｉ′線断面図、第４図は第１図の燃料霧化
用回転体の特性説明図、第５図は従来の燃料霧化用回転
体の特性説明図である。 （23）……気化室、（24）……燃料霧化用回転体、 （24A）……撹拌羽根、（24B）……回転板、（41A）…
…送液パイプ先端部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑子 繁 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 新井 孝夫 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 実開 昭62−75323（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略逆円錐形の燃料霧化用回転体とこの回転
   体の側面に先端部を近接させた送液パイプとを臨ませた
   気化室を有し、気化燃料と空気を混合して燃焼させる液
   体燃料燃焼装置において、前記回転体の頂角を略90゜な
   いし150゜の範囲に設定する共に、この回転体の底部に
   は攪拌羽根を有する回転板を重ねて一体に設け、前記送
   液パイプの先端部には回転体の母線と略平行なカット面
   を設けたことを特徴とする液体燃料燃焼装置。