JP3081389B2 - Liquid fuel combustion device - Google Patents
Liquid fuel combustion deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、石油ファンヒータ等に
使用され、気化筒の開口部に設置したバーナヘッドの炎
孔から気化ガスと空気の混合気を噴出して燃焼させるよ
うにした液体燃料燃焼装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid used in a petroleum fan heater or the like, in which a mixture of vaporized gas and air is blown out from a flame hole of a burner head installed at an opening of a vaporizing cylinder and burned. The present invention relates to a fuel combustion device.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、石油ファンヒータに使用される
液体燃料燃焼装置は、例えば、実開昭64−1231号
公報に開示されているように、シーズヒータや火炎によ
って250〜300℃に加熱される気化筒の開口部に、
複数の炎孔を周壁部に設けた筒状の金属製バーナヘッド
を設置し、このバーナヘッドの内外周壁面には耐熱線材
にて作られた炎孔金網を装着し、気化筒内で気化された
液体燃料の気化ガスと燃焼空気との混合気を、炎孔金網
を通して噴出させることにより、炎孔金網の外面側に火
炎を形成して燃焼を行わせていた。2. Description of the Related Art In general, a liquid fuel combustion device used for an oil fan heater is heated to 250 to 300 ° C. by a sheathed heater or a flame as disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 64-1231. Into the opening of the vaporizer
A cylindrical metal burner head with a plurality of flame holes provided on the peripheral wall is installed, and a flame wire mesh made of heat-resistant wire is attached to the inner and outer peripheral wall surfaces of this burner head, which is vaporized in the vaporization cylinder. A gas mixture of the vaporized gas of the liquid fuel and the combustion air is ejected through the flame netting to form a flame on the outer surface side of the flame netting and perform combustion.
【0003】ところで、上述したものでは、炎孔の開口
面積が大きいため、低カロリーから高カロリーまでの広
い範囲にわたる燃焼が困難であるばかりでなく、弱燃焼
時には混合ガスの噴出速度が下がり、火炎が燃焼金網の
表面に密着して形成されるため、この燃焼金網は過度に
赤熱されてかなりの高温(800〜900℃)になり、
金網やバーナヘッドに変形や破損が生じる場合があり、
燃焼幅を拡大させにくい欠点があった。[0003] In the above-described apparatus, since the opening area of the flame hole is large, not only is it difficult to burn over a wide range from low calories to high calories, but also at the time of weak combustion, the jetting speed of the mixed gas decreases, and Is formed in close contact with the surface of the combustion wire mesh, and the combustion wire mesh is excessively glowing to a very high temperature (800 to 900 ° C.),
The wire mesh or burner head may be deformed or damaged,
There was a disadvantage that it was difficult to increase the combustion width.
【0004】また、近年では、バーナヘッドを耐熱性に
優れたセラミックスで製作したものが見られるが、この
セラミックス製バーナヘッドは、耐熱衝撃性が悪く、燃
焼と燃焼停止の繰り返しによるヒートサイクルで割れを
生じる問題があった。In recent years, a burner head made of ceramics having excellent heat resistance has been observed. However, this ceramic burner head has poor thermal shock resistance and is broken by a heat cycle due to repeated burning and stopping of burning. There was a problem that caused.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の実情に
鑑みてなされたものであり、バーナヘッドの耐熱性と耐
熱衝撃性を向上させ、燃焼幅の拡大を図るとともに、火
炎の短炎化を図ることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to improve the heat resistance and thermal shock resistance of a burner head, to increase the combustion width, and to improve the fire width.
The purpose is to shorten the flame.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明では、液体燃料を
気化する気化筒と、この気化筒の開口部に設置され、炎
孔から気化ガスと空気の混合気を噴出させるバーナヘッ
ドとを備え、このバーナヘッドは、複数のスリット状の
炎孔を放射状に形成した高密度セラミックス製の複数個
の炎孔リングを重ね合わせて構成されるとともに、前記
複数の炎孔はその長手方向が炎孔リングの半径方向に対
してずらされている構成である。 According to the present invention, there is provided a vaporizing cylinder for vaporizing a liquid fuel, and a burner head installed at an opening of the vaporizing cylinder for ejecting a mixture of vaporized gas and air from a flame hole. the burner head is constructed by overlapping a plurality of high density ceramic plurality of burner ports ring slit-shaped <br/> fire hole formed radially Rutotomoni, wherein
The plurality of flame holes are aligned in the radial direction of the flame hole ring.
This is a configuration that is shifted.
【0007】[0007]
【0008】[0008]
【作用】このように、炎孔を放射状に形成した高密度セ
ラミックス製の炎孔リングは、熱膨張係数が小さく、比
熱衝撃抵抗性に優れているため、低カロリーで接炎燃焼
させても、割れや破損の心配がない。また、バーナヘッ
ドは、炎孔を放射状に形成した複数個の炎孔リングを重
ね合わせて構成されているため、炎孔総面積が増加し、
最大燃焼量を大きく設定できる。As described above, the flame hole ring made of high-density ceramic in which the flame holes are formed radially has a small coefficient of thermal expansion and excellent resistance to specific heat shock. No worry about cracking or breakage. Also, since the burner head is configured by stacking a plurality of flame hole rings in which the flame holes are formed radially, the total flame hole area increases,
The maximum combustion amount can be set large.
【0009】また、複数のスリット状の炎孔を炎孔リン
グの直径方向に対してずらして配置しているので、燃焼
面に対して傾斜した状態で混合気が噴出し、この噴出し
た混合気の流れは旋回流となり、周囲の空気との混合が
促進され、短い炎で良好に燃焼し、火炎の短炎化が図れ
る。In addition, since the plurality of slit-shaped flame holes are displaced with respect to the diameter direction of the flame hole ring, the air-fuel mixture is jetted in a state inclined with respect to the combustion surface, and the jetted air-fuel mixture is jetted. Becomes a swirling flow, mixing with the surrounding air is promoted, and the flame is satisfactorily burned with a short flame, and the flame can be shortened.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図6に
基づいて説明する。図1は液体燃料燃焼装置の縦断面図
であり、図1において、1は上部を開口した有底円筒状
の気化筒であり、この気化筒1はアルミダイカストにて
作られている。2は前記気化筒1の周壁上部に埋設した
シーズヒータ、3は前記気化筒1内に燃焼一次空気を供
給する一次空気通路であり、この一次空気通路3は送風
機(図示せず)と連通している。4は気化筒1の外周に
設けられ、この気化筒1を収容するバーナケース、5は
バーナケース4を介して気化筒1の外側に燃焼二次空気
を供給する二次空気通路であり、この二次空気通路5は
一次空気通路3と同じく送風機に連通している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a vertical sectional view of a liquid fuel combustion apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a bottomed cylindrical vaporizing cylinder having an open top, and the vaporizing cylinder 1 is made of aluminum die-cast. Reference numeral 2 denotes a sheath heater buried in the upper part of the peripheral wall of the vaporizing cylinder 1. Reference numeral 3 denotes a primary air passage for supplying primary air for combustion into the vaporizing cylinder 1. The primary air passage 3 communicates with a blower (not shown). ing. Reference numeral 4 denotes a burner case which is provided on the outer periphery of the vaporization cylinder 1 and accommodates the vaporization cylinder 1. Reference numeral 5 denotes a secondary air passage which supplies secondary combustion air to the outside of the vaporization cylinder 1 via the burner case 4. The secondary air passage 5 communicates with the blower similarly to the primary air passage 3.
【0011】6は燃料ポンプ(図示せず)を利用して気
化筒1内に液体燃料(灯油)を供給する燃料ノズル、7
は前記気化筒1内の上部に配設した絞り板、8は多数の
通気孔9,9を有する整流板であり、この整流板8は外
周縁部が前記絞り板7の外周部上にスポット溶接にて固
着され、絞り板7とともにネジ等で気化筒1内の段部1
Aに締着している。Reference numeral 6 denotes a fuel nozzle for supplying a liquid fuel (kerosene) into the vaporizing cylinder 1 using a fuel pump (not shown).
Is a throttle plate disposed in the upper part of the vaporizing cylinder 1, 8 is a rectifying plate having a large number of ventilation holes 9, 9, and the rectifying plate 8 has an outer peripheral edge spotted on the outer peripheral portion of the iris plate 7. The stepped portion 1 in the vaporizing cylinder 1 is fixed by welding and is screwed together with the throttle plate 7.
A is fastened.
【0012】10は前記気化筒1の開口部に設置したバ
ーナヘッドであり、このバーナヘッド10は、多数の炎
孔11,11を放射状に形成した高密度セラミックス製
の複数個(4個)の炎孔リング12,12を重ね合わせ
て筒状に構成するとともに、このバーナヘッド10の下
端は前記整流板8上に載置され、上端にはバーナキャッ
プ13を嵌着し、整流板8とバーナキャップ13との間
に前記炎孔リング12,12を挟んでボルト14とナッ
ト15で固定している。Reference numeral 10 denotes a burner head provided at the opening of the vaporizing cylinder 1. The burner head 10 is composed of a plurality (four) of high-density ceramics in which a large number of flame holes 11, 11 are formed radially. The burner heads 10 are mounted on the rectifying plate 8 at the lower end thereof, and the burner cap 13 is fitted on the upper end thereof. The flame holes 12 and 12 are sandwiched between the cap 13 and the cap 13 and are fixed with bolts 14 and nuts 15.
【0013】前記各炎孔リング12,12はリチウムア
ルミナシリカ(Li2O−Al2O3−SiO2)系の若し
くはマグネシウムアルミナシリカ(MgO−Al2O3−
SiO2)系の高密度セラミックスにて作られている。
また、図2に示すように、上下に隣接する各炎孔リング
12,12の炎孔11,11は、上下で重ならないよう
に互いに交番関係に配されており、さらに、前記各炎孔
リング12,12の炎孔11,11は、図4に示すよう
に、その長手方向が炎孔リング12の半径方向に対して
所定角度だけずらされている。このように多数の炎孔1
1を配置すると、上下に隣接する炎孔リング12,12
の炎孔11,11は、図5に示すように、互いに交差し
た状態になる。Each of the flame hole rings 12 is made of lithium alumina silica (Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 ) or magnesium alumina silica (MgO—Al 2 O 3 —
It is made of SiO 2 ) based high density ceramics.
As shown in FIG. 2, the flame holes 11, 11 of the vertically adjacent flame hole rings 12, 12 are arranged alternately with each other so as not to overlap with each other vertically. As shown in FIG. 4, the longitudinal direction of the flame holes 11 is shifted from the radial direction of the flame hole ring 12 by a predetermined angle. Thus, many flame holes 1
1, the vertically arranged flame hole rings 12, 12
As shown in FIG. 5, the flame holes 11 and 11 cross each other.
【0014】16は気化筒1の上部外周に装着したバー
ナリング、17は前記炎孔11から噴出する混合気に点
火する点火プラグ、18は火炎Fを検出するとともに、
酸素濃度を検出するフレームセンサである。Reference numeral 16 denotes a burner ring mounted on the outer periphery of the upper portion of the vaporizing cylinder 1. Reference numeral 17 denotes a spark plug for igniting the air-fuel mixture ejected from the flame hole 11.
It is a frame sensor that detects oxygen concentration.
【0015】上述の構成において、燃料ノズル6から気
化筒1内に液体燃料(灯油)を噴出させると、この液体
燃料は、燃料ポンプ(図示せず)の噴出圧と一次空気通
路3を通って気化筒1内に送り込まれる送風機(図示せ
ず)からの噴出空気流により微粒化されて飛散し、予め
シーズヒータ2によって加熱された気化筒1の内壁に当
って気化する。そして、気化ガスは気化筒1内で空気と
混合し、この混合気は絞り板7の通路を通って整流板8
により均一に分散されながらバーナヘッド10内に入
り、バーナヘッド10を構成する各炎孔リング12,1
2の炎孔11,11から噴出する。In the above configuration, when liquid fuel (kerosene) is ejected from the fuel nozzle 6 into the vaporizing cylinder 1, the liquid fuel passes through the ejection pressure of a fuel pump (not shown) and the primary air passage 3. It is atomized and scattered by an air flow blown out from a blower (not shown) fed into the vaporizing cylinder 1 and scatters, hitting the inner wall of the vaporizing cylinder 1 which has been heated by the sheath heater 2 in advance, and vaporized. Then, the vaporized gas is mixed with air in the vaporizing cylinder 1, and the air-fuel mixture passes through the passage of the throttle plate 7 and flows through the straightening plate 8.
Each flame hole ring 12, 1 which enters the burner head 10 while being more uniformly dispersed and constitutes the burner head 10.
2, and blows out from the flame holes 11.
【0016】この時、各炎孔11,11はその長手方向
が炎孔リング12の半径方向に対して所定角度だけずら
されているため、炎孔11から噴出する混合気は、炎孔
リング12外周の燃焼面12Aに対して傾斜した流れと
なり、点火プラグ17で着火されてガス化燃焼する。こ
の燃焼中は、気化筒1上部の熱回収突部1Bに対向する
炎孔11に形成された火炎Fにより、熱回収突部1Bが
加熱され、その熱が気化筒1の下方部に伝達されるた
め、ヒータ2の通電を停止しても、気化筒1を液体燃料
の気化可能温度に維持できる。At this time, since the longitudinal direction of each of the flame holes 11 is shifted by a predetermined angle with respect to the radial direction of the flame hole ring 12, the air-fuel mixture ejected from the flame hole 11 is The flow becomes inclined with respect to the outer combustion surface 12A, and is ignited by the spark plug 17 and gasified and combusted. During this combustion, the heat recovery protrusion 1B is heated by the flame F formed in the flame hole 11 facing the heat recovery protrusion 1B at the upper part of the vaporization cylinder 1, and the heat is transmitted to the lower part of the vaporization cylinder 1. Therefore, even if the energization of the heater 2 is stopped, the vaporization cylinder 1 can be maintained at the temperature at which the liquid fuel can be vaporized.
【0017】本実施例によれば、バーナヘッド10を構
成する各炎孔リング12,12が、リチウムアルミナシ
リカ(Li2O−Al2O3−SiO2)系の若しくはマグ
ネシウムアルミナシリカ(MgO−Al2O3−Si
O2)系の高密度セラミックスにて作られており、この
ように、高密度セラミックスで作られた炎孔リング12
は、20℃〜1000℃の広範囲で熱膨張係数が10×
10-7と小さく、耐熱衝撃性に優れている。そして、図
6に示すように熱膨張係数が0に近づく程、比熱衝撃抵
抗性が大きくなるので、高密度セラミックスにて作られ
た炎孔リング12は、熱膨張係数が0に近いため、約5
00K/hの低カロリーで接炎燃焼させても、割れや破
損の心配がなく、燃焼幅を拡大できるとともに、耐久性
が向上する。According to the present embodiment, each of the flame ring 12 and 12 constituting the burner head 10 is made of lithium alumina silica (Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 ) or magnesium alumina silica (MgO— Al 2 O 3 -Si
O 2 ) -based high-density ceramics, and thus the flame ring 12 made of high-density ceramics
Has a thermal expansion coefficient of 10 × over a wide range of 20 ° C. to 1000 ° C.
It is as small as 10 -7 and has excellent thermal shock resistance. As shown in FIG. 6, as the coefficient of thermal expansion approaches 0, the specific thermal shock resistance increases. Therefore, the flame hole ring 12 made of high-density ceramic has a coefficient of thermal expansion close to 0. 5
Even when the flame is burned with a low calorie of 00 K / h, there is no fear of cracking or breakage, and the burning width can be increased and the durability is improved.
【0018】また、バーナヘッド10は、多数の炎孔1
1,11を放射状に形成した高密度セラミックス製の複
数個(4個)の炎孔リング12,12を重ね合わせて構
成しているため、一つの炎孔面積を小さくして火炎の分
散化を図りながら、炎孔総面積を増加させることがで
き、最大燃焼量を大きく設定することも可能となり、一
層、燃焼幅が拡大する。The burner head 10 has a large number of flame holes 1.
Since a plurality of (four) flame hole rings 12, 12 made of high-density ceramic in which 1, 1 are formed radially are superposed, one flame hole area is reduced to disperse the flame. As a result, the total area of the flame holes can be increased, the maximum combustion amount can be set large, and the combustion width further increases.
【0019】また、前記炎孔11は、その長手方向が炎
孔リング12の直径方向に対してずらされているので、
図5の矢印で示すように燃焼面12Aに対して傾斜した
状態で混合気が噴出し、この噴出した混合気の流れは旋
回流となるため、周囲の空気との混合が良好となり、短
い炎で完全に燃焼し、火炎の短炎化が図れる。そのた
め、燃焼室を小型化でき、石油ファンヒータに組み込ん
だ場合、石油ファンヒータをコンパクトにすることがで
きる。Since the longitudinal direction of the flame hole 11 is shifted with respect to the diameter direction of the flame hole ring 12,
As shown by the arrow in FIG. 5, the air-fuel mixture is ejected in a state inclined with respect to the combustion surface 12A, and the flow of the ejected air-fuel mixture becomes a swirling flow, so that the mixture with the surrounding air becomes good, and the short flame Complete combustion, and the flame can be shortened. Therefore, the combustion chamber can be reduced in size, and when incorporated in the oil fan heater, the oil fan heater can be made compact.
【0020】図7はバーナヘッド10の他の実施例を示
すものであり、多数の炎孔11,11を放射状に形成し
た高密度セラミックス製の複数個(4個)の炎孔リング
12,12を、上下で炎孔11,11が隣接しないよう
に同方向に重ねて構成したものである。FIG. 7 shows another embodiment of the burner head 10, in which a plurality (four) of flame hole rings 12, 12 made of high-density ceramic are formed with a large number of flame holes 11, 11. Are stacked in the same direction so that the flame holes 11, 11 are not adjacent to each other at the top and bottom.
【0021】図8はバーナヘッド10のさらに他の実施
例を示すものであり、このものでは、図9に示すよう
な、上下両部に多数の炎孔11,11を放射状に形成し
た高密度セラミックス製の炎孔リング12を2個、重ね
るとともに、上側の炎孔リング12の上部には、炎孔の
無い高密度セラミックス製のリング板19を重ねて構成
したものである。FIG. 8 shows still another embodiment of the burner head 10. In this embodiment, a large number of flame holes 11, 11 are formed radially at both upper and lower parts as shown in FIG. Two flame hole rings 12 made of ceramics are stacked, and a ring plate 19 made of high-density ceramic having no fire holes is stacked on the upper flame hole ring 12.
【0022】なお、図7ないし図9に示す炎孔リング1
2の炎孔11も、その長手方向が炎孔リング12の半径
方向に対し所定角度ずらされている。The flame hole ring 1 shown in FIGS.
The longitudinal direction of the second flame hole 11 is also shifted by a predetermined angle with respect to the radial direction of the flame hole ring 12.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、炎孔リングを熱膨張係数が小さく、比熱衝撃抵抗性
に優れた高密度セラミックス製として、それらを重ね合
わせることにより、バーナヘッドを構成しているので、
バーナヘッドの耐熱耐久性の向上を図り、接炎燃焼を良
好に行わせ、燃焼幅の拡大が図れるとともに、最大燃焼
量も大きく設定でき、高カロリーでありながら燃焼幅が
広く、しかも、耐久性に優れた液体燃料燃焼装置を提供
できる。また、複数の炎孔はその長手方向が炎孔リング
の半径方向に対してずらされている構成であるから、火
炎の短炎化が図れ、燃焼室を小型にでき、燃焼機器に組
み込んだ場合、その機器のコンパクトが図れる。 As is apparent from the above description, the present invention provides a burner head by stacking the flame hole rings made of high-density ceramics having a small coefficient of thermal expansion and excellent specific thermal shock resistance. Because it is composed,
The burner head has been improved in heat resistance and durability, and has good flame contact combustion. It can expand the combustion width, and the maximum combustion amount can be set to a large value. Thus, a liquid fuel combustion device excellent in quality can be provided. In addition, a plurality of flame holes have a flame hole ring in the longitudinal direction.
Is shifted in the radial direction of the
The flame can be shortened, and the combustion chamber can be made smaller.
If it is inserted, the size of the device can be reduced.
【0024】[0024]
【図1】本発明の一実施例を示す液体燃料燃焼装置の要
部縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a liquid fuel combustion apparatus showing one embodiment of the present invention.
【図2】同じくバーナヘッドの正面図である。FIG. 2 is a front view of the burner head.
【図3】同じく炎孔リング単体の正面図である。FIG. 3 is a front view of the flame hole ring alone.
【図4】同じく炎孔リング単体の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the flame hole ring alone.
【図5】炎孔から噴出する混合気の流れ状態を説明する
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a flow state of an air-fuel mixture ejected from a flame hole.
【図6】セラミックスの熱膨張係数と熱衝撃抵抗性との
関係を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the coefficient of thermal expansion of ceramics and thermal shock resistance.
【図7】他の実施例を示すバーナヘッドの正面図であ
る。FIG. 7 is a front view of a burner head showing another embodiment.
【図8】別の他の実施例を示すバーナヘッドの正面図で
ある。FIG. 8 is a front view of a burner head showing another embodiment.
【図9】他の実施例の炎孔リング単体の正面図である。FIG. 9 is a front view of a flame hole ring according to another embodiment.
1 気化筒 10 バーナヘッド 11 炎孔 12 炎孔リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vaporization cylinder 10 Burner head 11 Flame hole 12 Flame hole ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−711(JP,A) 特開 平1−155107(JP,A) 実開 昭56−107113(JP,U) 実開 昭55−153411(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 11/10 F23D 11/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-711 (JP, A) JP-A-1-155107 (JP, A) Fully open 1981-107113 (JP, U) Really open 1980 153411 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F23D 11/10 F23D 11/40
Claims (1)
筒の開口部に設置され、炎孔から気化ガスと空気の混合
気を噴出させるバーナヘッドとを備え、このバーナヘッ
ドは、複数のスリット状の炎孔を放射状に形成した高密
度セラミックス製の複数個の炎孔リングを重ね合わせて
構成されるとともに、前記複数の炎孔はその長手方向が
炎孔リングの半径方向に対してずらされていることを特
徴とする液体燃料燃焼装置。1. A vaporizing cylinder for vaporizing a liquid fuel, and a burner head installed at an opening of the vaporizing cylinder and ejecting a gaseous mixture of vaporized gas and air from a flame hole. High density with slit-shaped flame holes formed radially
Overlapping multiple flame hole rings made of ceramic
And the plurality of flame holes have a longitudinal direction.
A liquid fuel combustion device, which is displaced with respect to a radial direction of a flame hole ring .
Priority Applications (1)
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JP04286051A JP3081389B2 (en) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | Liquid fuel combustion device |
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JPH06137519A JPH06137519A (en) | 1994-05-17 |
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