JP3094800B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体燃料を気化させこの
気化ガスをノズル部から噴出させ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３に示すよう
に、タンク２６にカートリッジタンク２７から燃料が供
給され、同タンク２６の燃料はポンプ２８によって気化
部２９に供給される。そしてこの気化部２９で気化され
て燃料ガスとなり、ノズル部３０より水平方向に噴出さ
れる。このノズル部３０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部２９の下
流側に離れて設けた混合管３１内に噴出されここで混合
して、混合管３１と一体のライン形状のバーナ部３２に
供給され、そこで燃焼される。生じた燃焼ガスは、バー
ナ部３２の周囲を覆うように配設された燃焼筒３３で上
方へ導かれ、上記燃焼筒３３を覆ったダクト３４で送風
機３５からの室内空気流と混合され、温風として排出さ
れて暖房に利用される。そして、この燃焼装置はポンプ
２８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
な構成の燃焼装置は、バーナ部３２が横長のライン形状
となっているため、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り、そして燃焼炎
が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という課題があった。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３２が変形しやすいという課題もあっ
た。さらに、気化部２９と離れて、混合管３１、バーナ
部３２を配設するため、バーナ部３２の熱を気化部２９
に回収するようにする構成が取り難い問題や、バーナ部
３２が横長であるため、機器の寸法も横長になるという
課題もあった。

【０００４】従来このような課題を解決するために、図
４に示すような燃焼装置が提案されている。すなわちこ
の燃焼装置は、タンク３６の上面にポンプ３７が取りつ
けられ、ポンプ３７には送油パイプ３８の一端が接続さ
れている。この送油パイプ３８の他端は円形の気化部３
９に接続され、前記ポンプ３７によってタンク３６内の
燃料は気化部３９内の気化室４０に送り込まれる。

【０００５】前記気化室４０はその中央に混合管４１を
配設して、該混合管４１を取り囲むようドーナツ形状に
構成していて、そしてその周壁にヒータ４２が埋設して
あり、かつ気化室４０の送油パイプ３８入口に対し混合
管４１とは反対側にノズル部４３へ連なる連通路４４が
設けてある。

【０００６】上記ノズル部４３には戻りパイプ４５が取
りつけられており、この戻りパイプ４５の他端には電磁
ソレノイド４６が接続されている。また電磁ソレノイド
４６の戻りパイプ４５とは反対側は前記タンク３６に連
通させてあり、電磁ソレノイド４６にはノズル部４３の
ノズル部穴４８の開閉を行うニードル４７が設けてあ
る。

【０００７】そして前記混合管４１の出口を覆うように
気化部３９の上部に載置したバーナ筒４９が設けてあ
り、バーナ筒４９の周壁に形成した炎孔５０に形成され
る燃焼炎によって気化部３９上部のフランジ５１が加熱
されるように構成してある。

【０００８】上記構成において、気化室４０はヒータ４
２によって所定温度まで加熱され、送油パイプ３８から
入った燃料を連通路４４に至る過程で気化させる。気化
されたガスは気化室４０下部にある前記連通路４４を通
って下方に流れノズル部４３に達する。

【０００９】ここで気化部３９が所定温度に達すると前
記ニードル４７が開き、気化されたガスがノズル部穴４
８より噴出する。気化ガスは前記気化部３９の中央に設
けられた混合管４１に向け勢いよく流れ、それに応じて
前記混合管４１下端とノズル部４３の間より一次空気を
巻き込み混合管４１の出口からバーナ筒４９内にかけて
混合し、バーナ筒４９の外周にて着火され燃焼炎を生成
して燃焼を行なう。

【００１０】このような構成の燃焼装置では、混合管４
１の外周を混合ガスが折り返し流れて、バーナ筒４９の
下方周壁に設けた多数の炎孔５０から混合ガスを均一に
噴出させて燃焼させるため、火炎が均一になり、かつ燃
焼炎が外周方向に噴出されるがこれは燃焼炎の外周にバ
ーナリング５２を設けて燃焼炎が上方に流れるようにす
るといった簡単な構成でリフト炎を抑えることができる
ようになる。そして、気化部３９はその上部フランジ５
１がバーナ筒４９の周壁に形成した炎孔５０に形成され
る燃焼炎によって加熱されるとともに、バーナ筒４９か
らの熱伝導によって気化部３９が加熱され、その熱回収
作用によってヒータ４２へ通電しなくても気化を継続
し、燃焼を継続すなわち自燃焼するようになり、省電力
が図られる。

【００１１】しかしながら上記従来の構成では次のよう
な課題があった。すなわち、混合管４１の外周にこれを
とり囲むようにして気化部３９を形成しているため気化
部３９自体が大型化し、気化部３９のコンパクト化が困
難であると共に、気化部３９の熱容量が増えて運転開始
時気化部３９を所定温度まで加熱するのに時間がかか
る、すなわち着火までの時間が長くなるという課題があ
った。

【００１２】更に、混合管４１をとり囲んだ気化部３９
は形状がドーナツ状の円盤となるため、例えば燃料の円
滑な気化を行わせタールの生成を押さえるための気化素
子を気化室４０内に充填することが困難となり、気化素
子の選択が限定される。また、気化室４０内の温度勾配
を設けることができず、気化室４０内の送油パイプ３８
入口近傍とノズル部４３側の温度がほぼ同じとなるた
め、燃焼を安定させようとして気化ガスの温度を高くす
ると気化室４０の送油パイプ３８入口近傍で気化をし
て、その部分でタール生成をして気化室４０に燃料が入
るのを阻害する。特に気化潜熱の少ない微弱燃焼の場合
は、ポンプ３７の燃料供給力も小さいため、いっそう気
化室４０内の送油パイプ３８入口近傍にたまりやすく、
相乗的に、タール特性が悪くなる。またそのため、気化
温度を低くしようとすると、気化ガスの温度も低くな
り、気化潜熱を多く必要とする強燃焼ではいっそう気化
状態が不十分になり燃焼が不安定になるため、さほど低
くできずタール性能の向上を十分に図ることができない
という課題があった。

【００１３】また、ノズル部４３が気化部３９の下面側
に回り込んで離れているために、気化部３９とノズル部
４３とが熱的に大きく離れたようなかたちとなり、ノズ
ル部４３の温度が低下するとともに、気化室４０よりも
ノズル部４３が下方に位置することから高温となった気
化ガスは気化室４０の上部に留まって、低温の気化しき
っていないガスや油が下部の連通路４４を介してノズル
部４３に流れるようなかたちとなり、気化ガスが流れに
くく、かつ低温のガスやノズル部４３が低温のために気
化ガスが連通路４４からノズル部４３にかけてタール化
しやすかったり、燃焼が安定しないという課題があっ
た。

【００１４】本発明は上記課題を解決したもので、燃焼
装置のコンパクト化を図りつつ良好な燃焼ができるよう
にすることを第１の目的とし、気化ガスのタール化を抑
制することを第２の目的とし、更に気化素子を交換可能
として寿命を伸ばすことを第３の目的としたものであ
る。

【００１５】

【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、気化部と、この気化部を加熱するヒータと、
気化ガスを噴出させるノズルと、ノズルから噴出したガ
スを燃焼させるバーナ部と、バーナ部を覆いバーナ部で
生じた燃焼排ガスを上方へ導く燃焼筒と、燃焼筒を覆い
前記燃焼排ガスと送風機からの室内空気流と混合し温風
とするダクトとを備え、前記気化部は前記バーナ部を載
置し保持する円形のバーナ受け座と、前記バーナ受け座
のほぼ中央に位置するように配置したノズル装着部と、
前記バーナ受け座とノズルの間に設けた空気供給用の開
口と、前記ノズル装着部にノズルと連通する連通口を介
して連なると共に内部に気化素子を有する円筒状の気化
室とを一体形成し、前記気化室はノズル装着部からバー
ナ受け座の外周を越えて外方まで突出形成するととも
に、前記ノズル装着部とは反対側の気化室の端部に燃料
を供給する給油口を配設した別体のキャップを装着して
構成してある。

【００１６】

【作用】本発明は、上記の如く気化部に、バーナ受け
座、ノズル装着部、一次空気取入れ用開口および気化室
を一体形成しているので、気化部はコンパクトな形に設
計することができ、またバーナ受け座からバーナ部の熱
を伝達して熱回収による省電力という利点を生かしなが
らコスト、着火時間の短縮が可能となる。

【００１７】また、気化室は図１に示す通りバーナ受け
座の外周を越えて突出させてその端部に燃料を供給する
給油口を配設した別体のキャップを装着してあるので、
気化室の入り口側の温度を低くでき、気化室の入り口側
のタールの生成を抑制できる。

【００１８】更に別体のキャップは、気化室より厚さを
薄くするか、或いは、熱伝導度の悪い材料とすると、気
化室の入り口側の温度を更に低く構成できる。

【００１９】そしてまた、気化室にネジ構成等で着脱自
在にして別体のキャップを気化室から外したときに気化
素子の一部が露出するように気化素子の交換もできるよ
うになり、寿命もいっそう向上することができる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について添付図面に基づ
いて説明する。

【００２１】まず、図２を用いて本発明の燃焼装置を用
いた温風暖房機器の構成を説明すると、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上部に着脱自在なカートリッジタンク３が配設
してある。４はタンク２の上面に取付けたしたポンプ
で、その上端から送油パイプ５を介して燃焼装置６に燃
料を供給するようになっている。

【００２２】７は燃焼装置６からの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出する送
風機８が配設してある。９は上記燃焼筒７からの燃焼ガ
スと室内空気流を混合して温風にするダクトである。１
０は前記燃焼装置６の燃焼や送風機８を制御する制御部
で、操作部から入力される運転条件信号に基づいてポン
プ４や送風機８などを予め決められたシーケンスで制御
するようになっている。

【００２３】次に上記燃焼装置６の構成を図１を用いて
説明すると、１１は気化部で、その上部に円形のバーナ
受け座１２を設け、前記バーナ受け座１２のほぼ中央に
位置するようにノズル装着部を設けてノズル部１３を配
置し、前記バーナ受け座１２とノズル部１３の間に燃焼
用空気を供給する一次空気取り入れ用の開口１４を設
け、そして、前記ノズル部に連通する連通口１５を介し
てその先端部分がバーナ受け座１２近傍に位置させた円
筒状の気化室１６を外周方向に伸ばして一体形成してあ
る。上記気化室１６には、燃料の気化効率を上げるため
の気化素子１７が設けてあり、ノズル部１３の反対側に
は、気化室１６よりも熱伝導度の悪い材質のキャップ１
８でネジ構成を用いて気化素子１７を封入してあり、そ
してキャップ１８の下部には、燃料を供給する給油口１
９が配設してある。また上記気化部１１の気化室１６の
反対側のバーナ受け座１２の下面側にヒータ２０を配設
してある。

【００２４】２１は上記ノズル部１３の上方に位置する
如くバーナ受け座１２に載置した無底筒状の混合管で、
入口部がスロート形状に形成されていて、前記ノズル部
１３と対向しており、ノズル部１３から噴出された燃料
ガスとその燃料ガスの噴出によるエジェクター効果で吸
引する一次空気とを混合させるようになっている。２２
は前記混合管２１を覆う如くバーナ受け座１２に重ねて
覆着した有天筒状のバーナ筒（バーナ部）で、下部周壁
に多数の炎孔２３を形成してある。２４は炎孔２３の外
周部を囲む如くバーナ受け座１２に取り付けた上向きテ
ーパー状のバーナリング、２５はバーナ受け座１２に形
成した受熱フランジである。

【００２５】上記構成において、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に供給されている液
体燃料は、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、給油口１９を介して燃焼装置６の気
化室１６に送られる。送られた燃料はヒータ２０で所定
温度以上に保たれた気化室１６内で気化し高圧の燃料ガ
スとなってノズル部１３から噴出され、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室１６の下流
側に設けた混合管２１内で混合されてバーナ筒２２内に
供給され、炎孔２３から噴出して燃焼される。そして生
じた燃焼ガスは燃焼筒７の上方へ流れてゆき、ダクト９
内で送風機８からの室内空気流と混合され、温風として
排出されて暖房に利用される。そして、制御部１０は操
作部で設定された条件に基づいて、ヒータ２０、ポンプ
４、送風機８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
をする。

【００２６】ここで、上記バーナ筒２２での燃焼につい
てもう少し説明すると、ノズル部１３より噴出された燃
料ガスは、エジェクタ効果により一次空気を吸引しなが
ら気化室１６の下流側に設けた混合管２１内へ流れ込ん
でここで混合され、混合管２１の上開口部からバーナ筒
２２内に放出されて混合管２１外周を折り返し流れて、
バーナ筒２２の周壁に設けた多数の炎孔２３から噴出し
燃焼する。

【００２７】このとき上記混合ガスはバーナ筒２２に折
り返して混合管２１の周囲を流れ、この部分で拡散混合
及び圧力の均一化が促進されて炎孔２３から均一に噴出
し、均一な火炎を形成する。そしてこの火炎はその外周
に位置するように設けたバーナリング２４によって上方
向きになるようその火炎形成方向を制御され、リフトの
ない安定した燃焼を行うようになる。また、受熱フラン
ジ２５はバーナ筒２２の炎孔２３に形成される火炎で加
熱され、この火炎からの熱回収作用によって、気化室１
６の温度を一定温度以上に保つようになり、ヒータ２０
への通電の一部或いは全部を軽減することが可能とな
る。

【００２８】そして、この気化部１１に、バーナ受け座
１２、ノズル装着部、一次空気取入れ用開口１４および
気化室１６を一体形成しているので、気化部１１はコン
パクトな形に設計することができ、また燃焼熱を伝達し
て熱回収による省電力という利点を生かしながらコス
ト、着火時間の短縮が可能となる。

【００２９】また、気化室１６に燃料を供給する給油口
１９は、気化室１６のネジ構成で内設した別体の熱伝導
度の悪い材質のキャップ１８の端部に配設してあるの
で、給油口１９近傍の温度を低くでき、気化室１６に入
る燃料の抵抗となる気化室１６の入り口側のタール生成
を抑制できる。

【００３０】そしてまた、キャップ１８は気化室１６に
ネジ構成等で着脱自在にし、そして気化室１６から外し
たときに気化素子１７の一部が露出するようにしてある
ため、気化素子１７の交換も簡単にできるようになり、
寿命もいっそう向上することができる。

【００３１】なお、上記実施例ではキャップ１８は気化
室１６よりも熱伝導度の悪い材質としたが、これは気化
室１６よりも肉厚を薄くしてもよく、また、キャップ１
８をネジ構成で内設したもので説明したが、これはネジ
構成で外設してもよく、更にキャップ１８を気化室１６
にネジ構成等で着脱自在にし、そして気化室１６から外
したときに気化素子１７の一部が露出する構成を同時に
説明したが、これは個別に構成してもよく、その他各部
の構成も本発明の目的を達成する範囲であれば、その構
成はどのようなものであってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置
は、気化部に、バーナ受け座、ノズル装着部、一次空気
取入れ用開口および気化室を一体形成しているので、気
化部はコンパクトな形に設計することができ、コンパク
ト化を図りつつ良好な燃焼ができるようになる。

【００３３】また気化室に燃料を供給する給油口は、熱
伝導度の悪い材質のキャップの端部に配設してあるの
で、気化室の入り口側の温度を低くでき、気化室の入り
口側のタールの生成を抑制できる。

【００３４】また更にキャップは気化室にネジ構成等で
着脱自在にし、そして気化室から外したときに気化素子
の一部が露出するようにして、気化素子の交換も簡単に
できるようになり、寿命もいっそう向上することができ
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断面図

【図２】同燃焼装置を用いた温風暖房機の断面図

【図３】従来の燃焼装置を用いた温風暖房機の断面図

【図４】従来の他の燃焼装置の断面図

【符号の説明】

１１ 気化部 １２ バーナ受け座 １３ ノズル部 １４ 一次空気取り入れ用の開口 １５ 連通口 １６ 気化室 １７ 気化素子 １８ キャップ １９ 給油口 ２１ 混合管 ２２ バーナ筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/02 F23D 11/44

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気化部と、この気化部を加熱するヒータ
   と、気化ガスを噴出させるノズルと、ノズルから噴出し
   たガスを燃焼させるバーナ部と、バーナ部を覆いバーナ
   部で生じた燃焼排ガスを上方へ導く燃焼筒と、燃焼筒を
   覆い前記燃焼排ガスと送風機からの室内空気流と混合し
   温風とするダクトとを備え、前記気化部は前記バーナ部
   を載置し保持する円形のバーナ受け座と、前記バーナ受
   け座のほぼ中央に位置するように配置したノズル装着部
   と、前記バーナ受け座とノズルの間に設けた空気供給用
   の開口と、前記ノズル装着部にノズルと連通する連通口
   を介して連なると共に内部に気化素子を有する円筒状の
   気化室とを一体形成し、前記気化室はノズル装着部から
   バーナ受け座の外周を越えて外方まで突出形成するとと
   もに、前記ノズル装着部とは反対側の気化室の端部に燃
   料を供給する給油口を配設した別体のキャップを装着し
   て構成した燃焼装置。
2. 【請求項２】別体のキャップは、気化室より厚さを薄く
   するか、或いは、熱伝導度の悪い材料で構成した請求項
   １記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】別体のキャップは、気化室に着脱自在に構
   成するとともに、別体のキャップを気化室から外したと
   きに気化素子の一部が露出するように構成した請求項１
   記載の燃焼装置。