JP3042308B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料を気化噴出して燃焼
させる燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の燃焼装置は、図４に示す
ように、タンク２４にカートリッジタンク２５から燃料
が供給され、同タンク２４の燃料はポンプ２６によって
気化器２７に供給され、ここで気化されてノズル２８よ
り水平方向に噴出される。そしてこのノズル２８から噴
出された燃料は、エジェクタ効果により一次空気を吸引
しながら気化器２７の下流側に設けた混合管２９内で一
次空気と混合されて、混合管２９と一体形成されたライ
ン形状のバーナ部３０に供給され、そこで燃焼される。
生じた燃焼排気ガスは、バーナ部３０の周囲を覆うよう
に配設された燃焼筒３１で上方へ導かれ、上記燃焼筒３
１を覆ったダクト３２で送風機３３からの室内空気流と
混合され、温風として機器外へ排出されて暖房に利用さ
れる。そして、この燃焼装置はポンプ２６の駆動周波数
や印加電圧を変えて燃料供給量を調節すると、一次空気
量もそれにつれて増減し、燃料と空気の比が一定に保た
れたまま燃焼量を変えることができるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の構成の燃焼装置は、バーナ部３０は横長のライ
ン形状となるため、火炎が左右均一になり難く、どうし
ても両端の燃焼が乱れやすい傾向がある。そして燃焼炎
がほぼ真上に吹き出されるため、流れを抑えることが難
しくリフト燃焼を生じやすい欠点もあった。また、経年
的にも、ライン形状であるため温度の不均一によって、
バーナ部３０が変形もしやすい欠点があった。さらに、
気化器２７と距離を有し、混合管２９、バーナ部３０を
配設されているため、バーナ部３０の熱を気化器２７が
回収し難い問題や、バーナ部３０が横長であるため、機
器の寸法も横長になる欠点もあった。

【０００４】従来この欠点を解決するために、図５に示
すように、気化器３４で気化されたガスをノズル３５よ
り垂直方向に噴出し、このノズル３５から噴出された気
化ガスは、気化器３４の下流側に離れてノズル３５を設
け、かつ気化器３４と一体形成された混合管３６内で、
エジェクタ効果により一次空気を吸引しながら混合し
て、混合管３６の上部の混合管噴出口より噴出される。
そして混合管３６噴出口と内壁および混合管３６と内壁
との距離がほぼ一定になるように上部が半球状で下方が
円筒状のバーナ部３７で混合管３６外周を覆って、混合
ガスが混合管３６から折り返し混合管３６外周下方へ流
れるようにして、バーナ部３７の下方周壁に設けた多数
の炎孔３８から混合ガスを噴出させ燃焼するような方式
も考えられている。

【０００５】このような従来構成の燃焼装置では、混合
管３６外周を混合ガスが折り返し、バーナ部３７の下方
周壁に設けた多数の炎孔３８から混合ガスを均一に噴出
させ燃焼させるため、火炎が均一になり、燃焼炎が外周
方向に噴出されるため、燃焼炎が上方に流れるようにバ
ーナリング３９などで流れ方向を制御して簡単にリフト
炎を抑えることができる。

【０００６】しかしながら、気化器３４で気化されたガ
スをノズルより垂直方向に噴出するため、バーナ部３７
の高さが高くなり、燃焼筒３１やダクト３２の高さ寸法
が高くなる傾向であった。そして機器の倒れ易さや、メ
ンテナンス性等の本体構成上の制約でバーナ部３７の高
さを低くすると、混合管３６の長さが足りなくなり、ノ
ズルから噴出された気化ガスのエジェクタ効果が弱くな
り、一次空気の吸引量が減少するため、燃焼炎が乱れや
すく、風などの外乱によって黄火の発生、ＣＯ、臭気、
そして失火などの異常燃焼を生じやすくなる。また、一
次空気量の不足を補うため、送風機３３からの風の一部
をノズルの噴出に合わせて供給するようにしても、送風
機３３からの一次空気供給構成が複雑になるとともに、
その一次空気供給構成のばらつきや、電圧変動やほこり
等によって一次空気供給量が変動して、上述の一次空気
の吸引量が減少して、異常燃焼を生じるなどの欠点があ
った。

【０００７】本発明は上記欠点を解決するもので、混合
管外周をバーナ部で覆う構成で、バーナ部、混合管の高
さを高くせずに、一次空気を吸引するエジェクタ効果を
増して、簡単な構成で安定した燃焼を得ることを目的と
したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、燃料を貯蔵するタンクと、このタンクから燃
料を吸引するポンプと、前記ポンプによって供給され燃
料を気化する気化器と、前記気化器に配設され気化され
たガスを噴出するノズルと、前記ノズルから噴出された
気化ガスにより１次空気を吸引しながら混合する入り口
がスロート形状の混合管と、前記混合管の混合ガス噴出
口を覆うように外周に配設し混合管からの混合ガスを折
り返し混合管外周下方へ流しかつその下方周壁に設けた
多数の炎孔から混合ガスを噴出させて燃焼するバーナ部
とを備え、上記混合管の混合ガス噴出口の断面積と、混
合管噴出口とバーナ部上部の間の断面積と、そして混合
管噴出口外周とバーナ部内壁と間の断面積をほぼ同一と
し、かつ混合管噴出口外周からバーナ部炎孔のほぼ上端
まで混合管外周とバーナ部内壁との間の断面積を円錐状
に徐々に大きくしたものである。

【０００９】また、電磁ポンプと、前記電磁ポンプによ
って燃料を気化する気化器と、前記気化器で気化された
ガスを噴出するノズルと、前記ノズルから噴出された気
化ガスにより１次空気を吸引しながら混合する入り口が
スロート形状の混合管と、前記混合管の混合ガス噴出口
を覆うように外周に配設し混合管からの混合ガスを折り
返し混合管外周下方へ流しかつその下方周壁に設けた多
数の炎孔から混合ガスを噴出させて燃焼するバーナ部と
を備え、上記混合管の混合ガス噴出口の断面積と、混合
管噴出口とバーナ部上部の間の断面積と、混合管噴出口
外周とバーナ部内壁と間の断面積と、そして混合管噴出
口外周からバーナ部炎孔のほぼ上端まで混合管外周とバ
ーナ部内壁との間の断面積をほぼ同一とし、かつバーナ
部炎孔部の面積が大きくなるように炎孔部外周を円筒状
に膨らました構成としたものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記第１の構成によって、混合管出口
外周まで断面積がほぼ同一であるため、混合管噴出口か
ら混合ガスの流速が混合管出口外周まで変化せず、そし
て混合管から出た混合ガスがバーナ部の熱を受けて膨張
して抵抗が増える分を混合管噴出口外周からバーナ部炎
孔のほぼ上端まで流路断面積を徐々に大きくしてあるた
め、流路抵抗は少なくなり、これらによって、混合管で
得られるエジェクタ効果は大幅に増す。また、バーナ部
上部が円錐形状であるため、バーナ部の炎孔の燃焼炎に
よってバーナ部自身が熱せられすぎる心配もなくなり、
バーナ部内で混合ガス温度が高くなりすぎて、混合ガス
の流れに澱みを生じたときに発生しやすい逆火現象のよ
うな異常燃焼も低減できる。

【００１１】また、第２の構成によって、混合ガス流路
断面積がバーナ部炎孔のほぼ上端まで混合管の噴出口の
断面積と同一であるため、混合管長さがあたかも長くな
ったように、混合管で生じるエジェクタ効果は増すと同
時に、バーナ部の上部の径がバーナ部炎孔部より小さい
ため、上述と同様にバーナ部の炎孔の燃焼炎によってバ
ーナ部自身が熱せられすぎる心配もなくなり、逆火現象
のような異常燃焼も低減できる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。

【００１３】図１〜図３において、１は本体ケースで、
その下方側部に液体燃料を保有するタンク２とそのタン
ク２上部に着脱自在にカートリッジタンク３が配設して
ある。４はタンク２の上面に配設したポンプで、その上
端から送油パイプ５が気化器６に接続されている。気化
器６には、気化器６の温度を検知するサーミスタなどの
温度検出手段７と、気化器温度検出手段７からの出力に
基づいて気化器６を所定温度に保つヒータ８と、供給さ
れた燃料を効率よく気化させる気化素子９と、気化ガス
を噴出するノズル１０と、上面が平面な座面を形成する
バーナ座１１と、バーナ座１１の周囲に立てた受熱フラ
ンジ１２を有する。

【００１４】１３はバーナ座１１に載置されノズル１０
上方に配設された入り口がスロート形状の混合管で、ノ
ズル１０から噴出された気化ガスのエジェクタ効果によ
り１次空気を吸引しながら混合するようになっている。

【００１５】１４は、前記混合管１３を覆い、かつバー
ナ座１１に重ねて載置したバーナ部で、混合管１３から
の混合ガスを折り返し混合管１３外周下方へ流しかつそ
の下方周壁に設けた多数の炎孔１５から混合ガスを噴出
させて燃焼炎を形成するようになっている。そしてバー
ナ部１４は、上記混合管１３の混合ガス噴出口の断面積
Ａと、混合管１３噴出口とバーナ部１４上部の間の断面
積Ｂと、そして混合管１４噴出口外周とバーナ部内壁と
間の断面積Ｃをほぼ同一とし、かつ混合管１３噴出口外
周からバーナ部１４の炎孔１５のほぼ上端まで混合管１
３外周とバーナ部１３内壁との間の断面積を円錐状に徐
々に大きくした構成としてある。１６は、バーナ部の炎
孔から外周方向に噴出された燃焼炎を上方に流れるよう
に流れ方向を制御するバーナリングである。

【００１６】１７はバーナ部１５を覆い燃焼ガスを上方
へ導く燃焼筒で、その背部に室内空気流を取入れ送風す
る送風機１８が配設してある。１９は上記燃焼筒１７を
覆い上述の燃焼ガスと室内空気流を混合して温風にする
ダクトである。２０は前記気化器温度検出手段７からの
出力に基づいてヒータ８への通電の制御や、運転条件を
設定する操作部２１の信号に基づき、ポンプ４や送風機
１８などを予め決められたシーケンスで制御する制御部
である。

【００１７】上記した構成において、液体燃料は、カー
トリッジタンク３から一定油面を保つようにタンク２に
供給され、そしてポンプ４によってタンク２から吸い上
げられ送油パイプ５を介し気化器６に送られる。送られ
た燃料はヒータ８で所定温度以上に保たれた気化器６内
の気化素子９で気化し高圧気体になりノズル１０より噴
出され、その際エジェクタ効果により一次空気を吸引し
ながら気化器６の下流側に設けた混合管１３内で混合さ
れて、バーナ部１４に供給され燃焼される。そして生じ
た燃焼廃ガスは、燃焼筒１７の上方へ流れてゆき、ダク
ト１９内で送風機１８からの室内空気流と混合され、温
風として送出されて暖房に利用される。

【００１８】また制御部２０は、また操作部２１で設定
された条件に基づいてヒータ８、ポンプ４、送風機１８
などを予め決められたシーケンスで制御して、運転の開
始、停止、また燃焼量の可変等の運転制御する。

【００１９】ここで、エジェクタの作動原理について説
明する。ノズル１０から気化ガスが駆動流として噴出
し、その周囲の空気が、駆動流の噴出によって周囲の生
じる負圧と駆動流の粘性によって引きずられて駆動流と
一緒になって混合管１３のスロート部（入り口の曲線
部）より入り、駆動流と吸引された空気が混合し、混合
管１３の先端側のディフューザ部分（ストレート部分）
で圧力を高められて混合管１３出口より放出される。こ
のスロート部の大きさは、炎孔面積の比率によって決定
され、混合管１３内壁の粗さなどで左右され滑らかな場
合３０〜４５％、粗い場合４５〜６０％のとき１次空気
の吸引性がよく、実用上、炎孔面積の３０〜７０％で高
率の吸引量が得られるようになっている。そして、ディ
フューザ部は、ここを流れる１次空気と気化ガスとの混
合ガスが渦流を起こすことなく適当な膨張を許すため、
その断面積を急変させずに拡大する。このため、ディフ
ューザ部の長さはスロート直径の６〜１０倍の長さと
し、混合ガスの流れに沿って直径を角度４〜１０゜で拡
大していくのが一般に適当な寸法となっている。

【００２０】しかしながら、機器の倒れ易さや、メンテ
性等の本体構成上の制約でバーナ部１４の高さを低くす
ると、混合管１３の長さが足りなくなってしまいノズル
１０から噴出された気化ガスのエジェクタ効果が弱くな
ってしまう。しかし混合管１３出口外周まで断面積がほ
ぼ同一であるため、混合管１３噴出口から混合ガスの流
速が混合管１３出口外周まで変化せず、そして混合管１
３から出た混合ガスがバーナ部１４の熱を受けて膨張し
て抵抗が増える分を混合管１３噴出口外周からバーナ部
１４の炎孔１５のほぼ上端まで流路断面積を徐々に大き
くしてあるため、流路抵抗は少なくなり、これらによっ
て、混合管１３で得られるエジェクタ効果は大幅に増
す。燃焼量によって異なるが、実験によれば、１０〜２
０％ＵＰする。また、バーナ部１３上部が円錐形状であ
るため、バーナ部１４の炎孔１５の燃焼炎によってバー
ナ部１４自身が熱せられすぎる心配もなくなり、バーナ
部１４内で混合ガス温度が高くなりすぎて、混合ガスの
流れに澱みを生じたときに発生しやすくなる逆火現象の
ような異常燃焼も低減できるようになる。

【００２１】そして、バーナ部１４での燃焼について説
明する。ノズル１０より噴出された気化ガスは、エジェ
クタ効果により一次空気を吸引しながら気化器６の下流
側に設けた混合管１３内で混合されて混合管１３外周を
混合ガスが折り返すように流して、バーナ部１４の下方
周壁に設けた多数の炎孔１５から混合ガスを均一に噴出
させ燃焼させるため、火炎が均一になり、燃焼炎が外周
方向に噴出され、燃焼炎が上方に流れるようにバーナリ
ング１６で流れ方向を制御するので簡単にリフト炎を抑
えることができるようになる。また、受熱フランジ１２
は、バーナ部１４で形成される燃焼火炎で加熱され、こ
の燃焼火炎からの熱回収作用によって、気化器６の温度
が一定温度以上に保たつためのヒータ８の通電の一部或
いは全部が軽減される。

【００２２】したがって、均一な燃焼が得られやすい混
合管１３外周をバーナ部１４で覆う構成で、バーナ部１
４、混合管１３の高さを高くせずに、一次空気を吸引す
るエジェクタ効果を増して、簡単な構成で安定した燃焼
を得ることができるようになる。

【００２３】図２はさらに他の実施例を示し、先の実施
例で述べた部分と同じ部分は同一番号を付記して説明を
省略し、異なる部分のみを説明する。２２は、前記混合
管１３を覆いかつバーナ座１１に重ねて載置したバーナ
部で、混合管１３からの混合ガスを折り返し混合管１３
外周下方へ流しかつその下方周壁に設けた多数の炎孔２
３から混合ガスを噴出させて燃焼炎を形成するようにな
っている。そしてバーナ部２２は混合管１３の混合ガス
噴出口の断面積Ｄと、混合管１３噴出口とバーナ部２２
上部の間の断面積Ｅと、混合管１３噴出口外周とバーナ
部２２内壁と間の断面積Ｆと、そして混合管１３噴出口
外周からバーナ部２２の炎孔２３のほぼ上端まで、混合
管１３外周とバーナ部２２内壁との間の断面積Ｇをほぼ
同一とし、かつバーナ部２２の炎孔２３の面積が大きく
できるように炎孔２３部外周を円筒状に膨らました構成
としてある。

【００２４】したがって、この構成によれば、混合ガス
流路断面積がバーナ部２２の炎孔２３のほぼ上端まで混
合管の噴出口の断面積Ｅと同一であるため、混合管１３
長さがあたかも長くなったように、混合管１３で生じる
エジェクタ効果は増すと同時に、バーナ部２２の上部の
径がバーナ部炎孔部より小さいため、上述と同様にバー
ナ部２２の炎孔２３の燃焼炎によってバーナ部２２自身
が熱せられすぎる心配もなくなり、逆火現象のような異
常燃焼も低減できる。

【００２５】したがって、均一な燃焼が得られやすい混
合管１３外周をバーナ部２２で覆う構成で、バーナ部２
２、混合管１３の高さを高くせずに、一次空気を吸引す
るエジェクタ効果を増して、簡単な構成で安定した燃焼
を得ることができるようになる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置に
よれば、混合管外周をバーナ部で覆う構成で、バーナ部
と混合管外周との空間に混合の作用を付加することで、
混合管の高さを高くせずに、一次空気を吸引するエジェ
クタ効果を増して、簡単な構成で安定した燃焼を得るこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における燃焼装置の構成図

【図２】同燃焼装置の他の発明例を示す構成図

【図３】同燃焼装置を用いた温風暖房機の要部断面図

【図４】従来の燃焼装置の用いた温風暖房機の要部断面
図

【図５】従来の他の燃焼装置の要部断面図

【符号の説明】

４ ポンプ ６ 気化器 １０ ノズル １３ 混合管 １４ バーナ部 １５ 炎孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−340516（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−353303（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−22119（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/02 F23D 11/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料を貯蔵するタンクと、このタンクから
   燃料を吸引するポンプと、前記ポンプによって供給され
   る燃料を気化する気化器と、気化されたガスを噴出する
   ノズルと、前記ノズルから噴出された気化ガスのエジェ
   クタ効果により１次空気を吸引しながら混合する混合管
   と、前記混合管の混合ガス噴出口を覆うように外周に配
   設し混合管からの混合ガスを折り返し混合管外周下方へ
   流しかつその下方周壁に設けた多数の炎孔から混合ガス
   を噴出させて燃焼するバーナ部とを備え、上記混合管の
   混合ガス噴出口の断面積と、混合管噴出口とバーナ部上
   部の間の断面積と、そして混合管噴出口外周とバーナ部
   内壁と間の断面積をほぼ同一とし、かつ混合管噴出口外
   周からバーナ部炎孔のほぼ上端まで混合管外周とバーナ
   部内壁との間の断面積を円錐状に徐々に大きくしてなる
   燃焼装置。
2. 【請求項２】燃料を貯蔵するタンクと、このタンクから
   燃料を吸引するポンプと、前記ポンプによって供給され
   てくる燃料を気化する気化器と、気化されたガスを噴出
   するノズルと、前記ノズルから噴出された気化ガスのエ
   ジェクタ効果により１次空気を吸引しながら混合する混
   合管と、前記混合管の混合ガス噴出口を覆うように外周
   に配設し混合管からの混合ガスを折り返し混合管外周下
   方へ流しかつその下方周壁に設けた多数の炎孔から混合
   ガスを噴出させて燃焼するバーナ部とを備え、上記混合
   管の混合ガス噴出口の断面積と、混合管噴出口とバーナ
   部上部の間の断面積と、混合管噴出口外周とバーナ部内
   壁と間の断面積と、そして混合管噴出口外周からバーナ
   部炎孔のほぼ上端まで混合管外周とバーナ部内壁との間
   の断面積をほぼ同一とし、かつバーナ部炎孔部の面積が
   大きくなるように炎孔部外周を円筒状に膨らましてなる
   燃焼装置。