JP3210240B2 - 気化式石油燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は暖房機や給湯機の燃焼
部を構成する加熱用ヒ−タを備えた気化式の石油燃焼装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種のものに於いては、図１
０に示す如く気化器ａ内に燃油と一次空気とを供給する
ノズルホルダ−ｂ先端に、ハの字状の案内片ｃを形成し
たことで、噴出される燃油と一次空気とを集束して気化
器ａ内に供給することで、気化ガスと一次空気との混合
がスム−ズに行われ、良好な燃焼を得ようとするもので
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの従来のも
のでは、気化器ａに噴霧された燃油の跳ね返りが案内片
ｃ内面に付着すると、気化器ａ内に滴下せずノズルホル
ダ−ｂ内面を伝わって、気化器ａ外方に染み出すと言う
不具合を有するものであった。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】この発明はこの点に着
目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、加熱用ヒ
−タを備え燃油を気化する横椀状の気化器と、該気化器
正面を閉塞する蓋体と、該蓋体に形成され燃油及び一次
空気を気化器に供給する噴出口と、該噴出口に連通し燃
料噴射ノズルを支持すると共に一次空気の送風案内を行
うノズルホルダ−とを備えたものに於いて、前記噴出口
には該噴出口を絞るハの字状の案内片を備えると共に、
該案内片を気化器内方に突出させて蓋体に形成させたも
のである。

【０００５】

【作用】加熱用ヒ−タ１２によって加熱された気化器１
に、電磁ポンプ６０から圧送された燃油を燃料噴射ノズ
ル２を介して噴霧すると共に、燃焼ファン４８からの燃
焼空気をノズルホルダ−５１を介して燃油と同じく噴出
口３より一次空気として供給し、気化器１内で予混合ガ
スを形成しバ−ナ部２３でノズルホルダ−５１を通らな
かった二次空気の供給を受けて、燃焼するものである。

【０００６】そしてこの時ノズルホルダ−５１の案内片
５２によって一次空気と噴霧された燃油とは、拡散する
ことなく気化器１内の一点に集中して供給され、気化ガ
スと一次空気との混合の促進を計ることが出来るもので
あり、又案内片５２の内面に燃油の跳ね返りが付着した
としても、該案内片５２がノズルホルダ−５１側でなく
蓋体４側で且つ内方に形成されているので、燃油は全て
気化器１内に滴下しノズルホルダ−５１を伝って外方に
染み出すことがなく、使用者に不安感を与えることなく
安全で安心して使用出来るものである。

【０００７】

【実施例】次にこの発明に係る気化式石油燃焼装置を図
面に示された一実施例をもとに説明する。１はアルミダ
イキャストから成る横椀状の気化器で、正面は燃料噴射
ノズル２及び一次空気の噴出口３を備えた銅板製の蓋体
４で閉塞され、底部に仕切壁５で２つに仕切られた混合
ガスの流出口６を形成している。

【０００８】前記気化器１は燃料噴射ノズル２と対向す
る内面を、該燃料噴射ノズル２に対して垂直に形成し垂
直気化面７とすると共に、燃油が吹き付けられる部分は
該燃油の均一な拡散を計る為に平坦面８とし、更にこの
平坦面８の周囲には長さの異なる複数個のビ−ド９を水
平方向で且つそれぞれ平行に複数段配置して、流下する
燃油の蛇行路１０を形成しているものである。

【０００９】又上記平坦面８及び蛇行路１０は、燃料噴
射ノズル２の噴射孔１１が左右に１つずつ形成されてい
るので、これに対向して垂直気化面７上の左右にそれぞ
れ１つずつ設けられている。

【００１０】１２は気化器１に鋳込まれたＵ字状のシ−
ズヒ−タから成る加熱用ヒ−タで、垂直気化面７上方か
ら燃料噴射ノズル２側に突出し、該垂直気化面７の上方
空間を覆う上側壁１３と、垂直気化面７下方から稍突出
し流出口６を形成する下側壁１４とに鋳込まれているも
のである。

【００１１】１５は気化器１の蛇行路１０最終端に備え
られた平面から見て台形の案内壁で、気化器１内で形成
される気化ガスと燃焼用一次空気による混合ガスを、底
部の２つの流出口６にスム−ズに分割して案内するもの
である。

【００１２】１６は気化器１下部に備えられたアルミダ
イキャスト製の混合室で、流出口６に連通し混合ガスの
整流を行うように１段下方に凹ませて大容量とした整流
室１７と、該整流室１７に連通し先細状に区画成形され
間に下方に連通する二次空気室１８を交互に有する複数
のガス室１９とを一体成形して構成され、更に整流室１
７底部にはＵ字状のシ−ズヒ−タから成る補助ヒ−タ２
０が鋳込まれており、予熱時の一定時間のみ通電され混
合室１６を予熱するものである。

【００１３】又上記混合室１６内面には、耐熱塗料を塗
布し微細凹凸の塗装面２１を形成することで、混合ガス
の流通抵抗として該混合ガスの噴出速度を均一にすると
共に整流の促進を計るものである。

【００１４】２２は各ガス室１９入口に上方から垂下し
て備えられた整流板で、一枚板に切欠部と屈曲片とを交
互に形成して構成され、ガス室１９入口面積の約１／６
を上方から閉塞することによって、ガス室１９への送風
力を抑制して全体的に均一な火炎を形成するようにして
いるものである。

【００１５】２３は混合室１６のガス室１９及び二次空
気室１８上で気化器１の背面側に形成されたバ−ナ部
で、前記ガス室１９上に固定される凸状の炎孔部２４
と、該隣接する炎孔部２４間の凹部で形成され二次空気
室１８と連通した二次空気供給部２５とで構成され、炎
孔部２４頂部にはほぼ中央部から側壁まで延設された細
長逆Ｌ字状の炎孔２６が、長手方向に沿って左右交互に
形成され、更に二次空気供給部２５底部には二次空気室
１８と連通する二次空気孔２７を、炎孔部２４のフラン
ジ部２８に形成した小孔を重合して形成することで、炎
孔２６との距離を取り確実に二次空気の整流が行えるよ
うにしているものである。

【００１６】２９は炎孔部２４両側に固着された保炎ガ
イドで、炎孔２６と対向する上部を該炎孔２６とは反対
側の斜め上方に向かって屈曲させ、炎孔２６に形成され
る火炎の広がりを抑制すると共に下方から供給される二
次空気の案内を行うものである。

【００１７】３０は炎孔部２４内に備えられた耐熱性の
整流アミで、線径０．２９ｍｍの線材を３６メッシュに
編み上げて構成され、炎孔２６から噴出する混合ガスの
最後の整流を行うものである。

【００１８】３１は気化器１背面からバ−ナ部２３上に
突出した縦長の吸熱フィンで、燃焼ガスとの接触面積を
多くしてヒ−トバック量を増大させる為に複数に分割形
成され、燃焼時には燃焼熱のヒ−トバックを気化熱とし
て利用し加熱用ヒ−タ１２の省電力化を計るものであ
り、上端はバ−ナ部２３側に向かって下り傾斜した傾斜
部３２とし、上昇してくる燃焼熱の抜けを良くしている
ものである。

【００１９】更に前記各吸熱フィン３１間下部には炎孔
部２４が位置するように配設され、そしてこの吸熱フィ
ン３１間の炎孔部２４には他の炎孔２６の約１０倍の大
きさとなる２つの四角形から成る大炎孔３３を形成し、
又各吸熱フィン３１の突出端面には下端から上端へ抜け
る縦溝３４をほぼ中央部に１本設け、大火力燃焼時には
大炎孔３３に形成される火炎の広がりで、この縦溝３４
にも火炎が入り込み吸熱面積が増大するように構成され
ているものである。

【００２０】３５は吸熱フィン３１上方に備えられたＬ
字状の抑止板で、気化器１側から吸熱フィン３１上約２
／３まで張り出して該吸熱フィン３１間及び縦溝３４上
を覆い、この間を上昇して来る燃焼熱の上昇力を抑制す
るものであり、又吸熱フィン３１上方全体を覆うまで張
り出させた場合には、抑止板３５自体にスリットや穴を
形成して抑制力を調節するようにしても良いものであ
る。

【００２１】３６は吸熱フィン３１間の気化器１背面壁
に横方向Ｒ状の凸部を複数個連続して形成した凹凸面
で、吸熱面積を増大させると共に、燃焼熱の上昇力を制
御し十分なヒ−トバックを得るようにしているもので、
特にＲ形状であるから燃焼熱に乱流を起こさせることな
く、スム−ズにその上昇力のみを抑制することが出来る
ものである。

【００２２】３７は気化器１背面を露呈させバ−ナ部２
３の上方を囲った上方開放の燃焼室で、外周は所定間隔
を介してカバ−枠３８で覆われており、更に吸熱フィン
３１上方の壁面には、一定間隔で横列した複数個の第１
噴出孔３９と、該第１噴出孔３９前方を閉塞し上方開放
とした第１案内片４０とから成る第１空気噴出部４１が
備えられ、燃焼室３７内に二次空気を噴出して火炎の回
り込みを防止するものである。

【００２３】更に前記燃焼室３７の気化器１背面と対向
する一側壁下部には、一定間隔で横列した複数個の第２
噴出孔４２と、該第２噴出孔４２前方を閉塞し上方は開
放とした第２案内片４３とから成る第２空気噴出部４４
が備えられ、燃焼室３７内に二次空気を噴出し火炎の片
寄りを抑制すると共に、エア−カ−テン作用で一側壁の
焼損を防止するものである。

【００２４】又前記燃焼室３７とカバ−枠３８との所定
間隔は、混合室１６外周上端部分から仕切板４５で燃焼
室３７側と混合室１６側とに上下に仕切られ、上方を燃
焼室３７冷却用の冷却流路４６とすると共に下方を混合
室１６保温用の保温流路４７としており、この冷却流路
４６と保温流路４７とは気化器１の反対側の混合室１６
先端部でのみ連通しているものである。

【００２５】４８は燃焼量に応じて回転数が制御される
燃焼ファンで、送風路４９上面に設けた送風口５０を介
して該送風路４９とほぼ直角状に連通し、更に送風路４
９は気化器１の噴出口３に一端を開口し燃料噴射ノズル
２を上方に固着したノズルホルダ−５１と連通し、該ノ
ズルホルダ−５１を介して燃焼用の一次空気を供給する
ものである。

【００２６】更に前記ノズルホルダ−５１が連通する蓋
体４の噴出口３左右両側には、該噴出口３を先細状に絞
るハの字状の案内片５２が備えられ、噴霧燃油の拡散を
防止すると共に、一次空気の流速を早めて燃油の跳ね返
りを極力抑えるものであり、しかもこの案内片５２は蓋
体４の噴出口３端部を切り起こして気化器１内方側に一
体成形され、万一内面に燃油の跳ね返りが付着してもノ
ズルホルダ−５１とは縁切りされていて外方に伝わるこ
とがなく、気化器１内方に滴下するようにされているも
のである。

【００２７】更にノズルホルダ−５１の流入口５３は、
上方にも開口するように斜めカット面としているので開
口面積が大きくなり、多量の一次空気を流入させること
が出来、しかも気化器１への噴出力は変わらないもので
ある。

【００２８】又送風路４９中でノズルホルダ−５１に流
通しなかった燃焼空気は、気化器１外周を通り燃焼室３
７を冷却した後、保温流路４７を通って二次空気孔２７
からバ−ナ部２３に燃焼用の二次空気として供給される
ものである。

【００２９】５４は上記ノズルホルダ−５１より風上側
に備えられた逆Ｌ字状のダンパで、小火力燃焼時ステッ
ピングモ−タ５５の駆動で立設し、送風口５０を半分以
上閉塞すると共に送風路４９をダンパ５４外周の送風隙
間５６と、ノズルホルダ−５１の延長線上部分に備えた
直径４mmで４個の通気孔５７のみの通気面積として、送
風圧と送風量とを同時に低減して小火力燃焼に応じた最
適な燃焼空気量とするものであり、又通常燃焼時には送
風口５０下方に傾斜して位置し送風の案内を行う案内板
を兼用し乱流も防止するものである。

【００３０】５８はステッピングモ−タ５５に連結した
駆動軸で、ダンパ５４下端を貫通固着すると共に軸支部
５９に回動自在に軸支されている。

【００３１】６０は燃料噴射ノズル２に送油管６１を介
して燃油を圧送する電磁ポンプで、燃焼ファン４８及び
ダンパ５４と連動して燃油の供給量を負荷に応じて可変
し、通常から小火力燃焼までバ−ナ部２３の燃焼量を制
御するものである。

【００３２】６２はダンパ５４を立設状態に規制するス
トッパ−、６３は遮熱板である。

【００３３】次にこの発明一実施例の作動について説明
する。今加熱用ヒ−タ１２に通電し気化器１を所定温度
まで加熱すれば、これを適所に備えた温度センサ−（図
示せず）で検知し、燃焼ファン４８及び電磁ポンプ６０
を駆動させることで、気化器１には燃料噴射ノズル２か
ら燃油が、又噴出口３からは燃焼用の一次空気がそれぞ
れ供給される。

【００３４】そして気化器１では、燃料噴射ノズル２か
ら噴射された燃油は、垂直気化面７の平坦面８に衝突し
凹凸がないので均一に周囲に拡散するが、直ぐには落下
せず周囲のビ−ド９上を供給される一次空気の送風力も
あって蛇行路１０に沿って順次移動し、十分な気化時間
となって気化が促進されると共に、ビ−ド９による凹凸
で供給される一次空気も乱流を起こし気化ガスとの混合
も十分に行われ、良好な混合ガスを得ることが出来るも
のである。

【００３５】従って、垂直気化面７によって軽量・コン
パクトな気化器１を得て、小型で強力な燃焼装置が得ら
れると共に、気化能力を低下させることなく常に十分な
混合ガスを形成することが出来るものである。

【００３６】又垂直気化面７で気化された気化ガスは、
該垂直気化面７に衝突して跳ね返される一次空気と共
に、横椀状の気化器１内で加熱用ヒ−タ１２を備えた上
下側壁１３・１４側に流れるが、この上下側壁１３・１
４は加熱用ヒ−タ１２によって十分加熱されているの
で、気化ガスの気化は更に促進されると共に、一次空気
も良好に加熱され、しかも気化器１は横椀状で気化ガス
と一次空気とは直ぐには流出せず、ある程度気化器１内
にとどまり十分混合した後、流出口６から流出されるも
のである。

【００３７】一方この流出口６から流出した混合ガスは
混合室１６内に流入するが、該混合室１６は上記気化器
１の予熱と同時に通電される補助ヒ−タ２０によって一
定時間加熱され、高温の予熱状態が維持されているの
で、流入した混合ガスは液化することながないものであ
る。

【００３８】そして、混合ガスは整流室１７で整流を促
進した後、直ぐに複数のガス室１９に細かく分割して流
入し、内壁面の塗装面２１による微細凹凸と先細形状と
によって、炎孔部２４の炎孔２６から噴出する混合ガス
の噴出速度は、長手方向に関係なく全体が均一となり、
又混合ガスは炎孔２６から噴出される直前に整流アミ３
０を通過して最後に整流されて噴出し、適宜点火手段
（図示せず）で点火されれば燃焼が開始されるものであ
る。

【００３９】又この燃焼時ノズルホルダ−５１を介して
燃油と一次空気とが気化器１内に供給されるものである
が、前記ノズルホルダ−５１が連通する噴出口３にはハ
の字状の案内片５２が備えられているので、送風される
一次空気は集束されて流速を早めると共に、噴霧燃油の
拡散も防止され、気化ガスと一次空気との混合がスム−
ズに行われることで常に良好な燃焼が得られるものであ
る。

【００４０】更に案内片５２はノズルホルダ−５１では
なく蓋体４側に形成したので、万一燃油の跳ね返りが案
内片５２内面に付着したとしても、ノズルホルダ−５１
を伝って外方に染み出す心配がなく、確実に気化器１内
に滴下させることが出来るものであり、使用者に不安感
を与えることなく安心して使用出来るものである。

【００４１】又蓋体４は銅板で形成されているので、熱
伝導性が良く付着した燃油を瞬時に気化させることが出
来、上記作用を更に向上させることが出来るものであ
る。

【００４２】又この燃焼時吸熱フィン３１間では、炎孔
部２４の大炎孔３３が多量の混合ガスの供給を受けて他
の炎孔２６に比べて大火炎で燃焼し、吸熱フィン３１間
のみにヒ−トバック専用の火炎が形成される小火力燃焼
時でも、ある程度良好なヒ−トバック量を得ることが出
来るものであり、更に大火力燃焼時には、大炎孔３３に
形成される火炎の広がりによって、隣接する吸熱フィン
３１の縦溝３４内に両側から火炎が入り込み、この縦溝
３４内を下端から上端にかけて火炎が通過することで、
実質的に吸熱面積が増大したこととなり、気化量が増え
る大火力燃焼時でも十分なヒ−トバック量を得て良好な
燃焼が行えるものである。

【００４３】従って、ヒ−トバック量がそれほど多く必
要でない小火力時には、通常のヒ−トバックが行われ多
すぎることによる気化器１の溶解を防止出来、多量のヒ
−トバック量が必要な大火力時には、火炎の広がりと縦
溝３４を利用して自然にヒ−トバック量が増大すること
が出来、即ち火力に応じて自動的に吸熱面積を増減出
来、常に最適な気化熱で良好な気化が行え良好な燃焼が
維持されるものであり、勿論、燃焼開始後は加熱用ヒ−
タ１２に通電する必要もなく確実に省電力化を計ること
が出来るものである。

【００４４】更にこの燃焼時吸熱フィン３１間及び縦溝
３４内を上昇する燃焼熱は、上方の抑止板３５によって
上昇力を抑制され、そして吸熱フィン３１上端の傾斜部
３２から斜め上方に抜けるものであり、従って傾斜部３
２と抑止板３５との組み合せで、吸熱フィン３１間及び
縦溝３４内に熱気をこもらせて異常加熱状態とすること
なく、燃焼熱を傾斜部３２と抑止板３５との間から容易
に抜けさせることで、上昇力をある程度抑制しながら良
好なヒ−トバック量を得るようにしているものである。

【００４５】一方通常燃焼時には、燃焼ファン４８の回
転数制御と電磁ポンプ６０の駆動制御によって、負荷に
応じた燃焼量制御が行われるものであり、燃焼ファン４
８からの燃焼空気を送風路４９を介して気化器１及びバ
−ナ部２３に供給されるもので、送風路４９には斜めカ
ット面とした流入口５３を有したノズルホルダ−５１が
備えられ、開口面積増大に伴い噴出力を低下させること
なく多量の一次空気を気化器１に供給することが出来る
ものである。

【００４６】又この時ダンパ５４は図１の破線で示すよ
うに送風口５０直下に傾斜して位置しているので、直角
方向の燃焼ファン４８からの燃焼空気を風下のノズルホ
ルダ−５１側に良好に送風案内することが出来、乱流の
発生を防止して良好な燃焼を得ることが出来るものであ
り、しかも一次空気量の増加を燃焼ファン４８の能力を
アップさせることなく容易に行えるので、騒音の心配も
まったくないものである。

【００４７】又小火力燃焼時には、燃焼ファン４８の回
転数制御では間に合わないので、該燃焼ファン４８の回
転数を最低回転数よりやや上の安定回転数状態のままに
して、ステッピングモ−タ５５を駆動させダンパ５４を
立設させれば、燃焼空気量は強制的に且つ急激に低下さ
せられ、即ちダンパ５４の立設で送風口５０と送風路４
９の通気面積が同時に減少し、送風口５０の半閉塞で送
風圧が抑制され風切り音等の騒音防止や、乱流の発生を
阻止出来るものであり、燃焼空気は送風隙間５６と通気
孔５７を流通して気化器１及びバ−ナ部２３に供給さ
れ、最適な空気量で完全燃焼が行えるものである。

【００４８】更に通気孔５７をノズルホルダ−５１の延
長線上に設けたことで、一次空気を確実に気化器１に供
給することが出来、一次空気不足による異常燃焼を防止
出来るものであり、又二次空気は送風隙間５６より気化
器１外周を通りスム−ズにバ−ナ部２３に供給され何等
心配ないものである。

【００４９】更にダンパ５４は小火力燃焼から通常燃焼
への移行で開放される時、送風口５０を閉塞する部分が
送風力を受け、開放時のステッピングモ−タ５５の負荷
が小さくて済み、瞬時に通常燃焼へ移行出来るものであ
る。

【００５０】そして、燃焼室３７上方に内方を水が流通
する給湯用熱交換器（図示せず）等を設置すれば、燃焼
音も小さく応答性が良い良好な給湯を得ることが出来る
ものである。

【００５１】

【発明の効果】要するにこの発明は、加熱用ヒ−タを備
え燃油を気化する横椀状の気化器と、該気化器正面を閉
塞する蓋体と、該蓋体に形成され燃油及び一次空気を気
化器に供給する噴出口と、該噴出口に連通し燃料噴射ノ
ズルを支持すると共に一次空気の送風案内を行うノズル
ホルダ−とを備えたものに於いて、前記噴出口には該噴
出口を絞るハの字状の案内片を備えると共に、該案内片
を気化器内方に突出させて蓋体に形成させたものである
から、気化器に供給される一次空気を集束させながらそ
の流速を早めることで、燃油の拡散及び跳ね返りを極力
抑えることが出来、気化ガスと一次空気の混合促進によ
る良好な燃焼が得られるものであり、又万一燃油の跳ね
返りが発生しても気化器外方へ染み出す心配がなく安心
して使用出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明一実施例を付した気化式石油燃焼装置
の断面図。

【図２】同要部の説明図。

【図３】同蓋体の正面図。

【図４】同燃焼室の横断面図。

【図５】同バ−ナ部の断面図。

【図６】同送風路の断面図

【図７】同バ−ナ部の分解斜視図。

【図８】同バ−ナ部の拡大断面図。

【図９】同気化器の正面図。

【図１０】従来例を示す気化器の説明図。

【符号の説明】

１ 気化器 ２ 燃料噴射ノズル ３ 噴出口 ４ 蓋体 １２ 加熱用ヒ−タ ５１ ノズルホルダ− ５２ 案内片

フロントページの続き (72)発明者 中村 行隆 新潟県三条市東新保７番７号 株式会社 コロナ内 (72)発明者 木村 貴宏 新潟県三条市東新保７番７号 株式会社 コロナ内 審査官 東 勝之 (56)参考文献 特開 平７−280251（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−248613（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−68510（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−172909（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 11/10 F23D 11/40 F23D 11/44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱用ヒ−タを備え燃油を気化する横椀
   状の気化器と、該気化器正面を閉塞する蓋体と、該蓋体
   に形成され燃油及び一次空気を気化器に供給する噴出口
   と、該噴出口に連通し燃料噴射ノズルを支持すると共に
   一次空気の送風案内を行うノズルホルダ−とを備えたも
   のに於いて、前記噴出口には該噴出口を絞るハの字状の
   案内片を備えると共に、該案内片を気化器内方に突出さ
   せて蓋体に形成させた事を特徴とする気化式石油燃焼装
   置。