JP3529335B2

JP3529335B2 - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JP3529335B2
Application number: JP2000208521A
Authority: JP
Inventors: 高志桑子
Original assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Current assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2004-05-24
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002022115A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料燃焼装置
に係り、更に詳しくは、燃焼盤の底部コーナー近傍にお
ける燃焼盤の熱負荷の低減、及びそこでの火炎の良好な
燃焼を図ることができる液体燃料燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、給湯機等に用いられる液体燃
料燃焼装置として、燃焼室が平面視で略円形状となるバ
ーナーが知られている。しかしながら、このようなバー
ナーでは、その周囲に配置される熱交換器が平面視略長
方形状であった場合に、当該熱交換器への伝熱が不充分
となる等の不都合がある。そこで、このような不都合を
改善すべく、本出願人は、図５及び図６に例示されるよ
うに、燃焼室が平面視で略偏平状すなわち略長方形状と
なるバーナー５０を提案した（特願２０００−１８００
４１号等）。このバーナー５０は、外側に位置する燃焼
室外筒５２と、この燃焼室外筒５２の内側に隙間を隔て
て設けられた有底筒状の燃焼盤５３と、当該燃焼盤５３
の内側略中央に設けられた気化筒５５と、この気化筒５
５の下方に微細な隙間Ｃを隔てて設けられた飛散リング
５６と、気化筒の５５の近傍に延びる点火装置５７と、
気化筒５５の内部に空気を供給する送風機５８とを備え
て構成されている。ここにおいて、気化筒５５を除く燃
焼盤５３の内部空間が液体燃料を燃焼させる燃焼室６０
として機能する。また、燃焼室外筒５２と燃焼盤５３と
の間に形成される隙間は、気化筒５５の内部で気化した
液体燃料と送風機５８からの空気とが混合した混合気が
通過するガス室６２となる。なお、燃焼盤５３の底壁５
３Ａの略中央には、穴部６３が形成されており、この穴
部６３は、気化筒５５の内部からの前記混合気をガス室
６２に通すことができるようになっている。更に、燃焼
盤５３の底壁５３Ａ、並びに、平面視長手方向に沿う長
辺側側壁部５３Ｂ及び同短手方向に沿う短辺側側壁部５
３Ｃには、それぞれ略全域に多数の炎孔６５Ａ，６５
Ｂ，６５Ｃが形成され、これら炎孔６５Ａ〜６５Ｃから
ガス室６２を経た前記混合気が燃焼室６０内に噴出され
る。

【０００３】前記バーナー５０は、回転する気化筒５５
の内部に燃料供給管６７から液体燃料が供給されると、
当該液体燃料が気化筒５５と飛散リング５６との間の隙
間Ｃから燃焼室６０に向かって飛散され、この飛散され
た液体燃料を点火装置５７で着火することによって噴霧
燃焼が行われる。そして、この噴霧燃焼の燃焼熱で気化
筒５５が加熱され、これにより、当該気化筒５５の内部
の液体燃料が気化される。この気化された液体燃料は、
送風機５８によって気化筒５５の内部に供給された空気
と混合され、この混合気がガス室６２を経て燃焼盤５３
の各炎孔６５Ａ〜６５Ｃから燃焼室６０内に噴出され、
前記噴霧燃焼の火炎により気化燃焼が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記バ
ーナー５０にあっては、図７に模式的に示されるよう
に、燃焼盤５３の底壁５３Ａと各側壁部５３Ｂ，５３Ｃ
との境界となる底部コーナー５３Ｄの近傍における底壁
５３Ａの炎孔６５Ａと、同各側壁部５３Ｂ，５３Ｃの炎
孔６５Ｂ，６５Ｃとは、それらの軸線が略同一平面上で
それぞれ交差する位置に設けられている。このため、気
化燃焼時において、燃焼盤５３の底部コーナー５３Ｄの
近傍では、底壁５３Ａの炎孔６５Ａで発生する火炎Ｆ１
と、側壁部５３Ｂ，５３Ｃの炎孔６５Ｂ，６５Ｃで発生
する火炎Ｆ２とが衝突して相互に重なり合ってしまう。
この重なり合った火炎Ｆ１，Ｆ２は、重なり合わない火
炎に比べて燃焼盤５３側に存在することになって、その
部分の燃焼盤５３の熱負荷が大きくなり、バーナー５０
の機器寿命が低下するという問題がある。また、二火炎
が重なり合って一火炎になることで、各炎孔６５Ａ〜６
５Ｃからの気化燃料の噴出量に対する火炎表面積の割合
が低下し、火炎Ｆ１，Ｆ２の中心部では、酸素不足状態
での燃焼となり、ススが発生し易くなるという問題もあ
る。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、既提案の構造上の問題に鑑み
て更にこれを改良したものであり、その目的は、燃焼盤
の底部コーナー領域における燃焼盤の熱負荷を低減する
ことができるとともに、そこでの火炎の燃焼を良好にす
ることができる液体燃料燃焼装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、燃焼室内に設けられた気化筒から前記燃
焼室に飛散された液体燃料を着火して噴霧燃焼を行い、
この噴霧燃焼の燃焼熱で前記気化筒を加熱することで、
当該気化筒内の液体燃料を気化し、当該気化した燃料を
有底筒状の燃焼盤の底壁及び側壁部に形成された多数の
炎孔から前記燃焼盤内に噴出させて気化燃焼を行う液体
燃料燃焼装置において、前記燃焼盤の底部コーナー近傍
に位置する底壁側炎孔と側壁部側炎孔は、それらの軸線
が略同一平面上で交差しない位置に設けられる、という
構成を採っている。このような構成によれば、気化燃焼
時において、燃焼盤の底部コーナー近傍では、底壁の炎
孔で発生する火炎と側壁部の炎孔で発生する火炎との衝
突を回避することができ、各火炎を燃焼盤から適正距離
離れた位置で燃焼させることができ、燃焼盤への熱負荷
を低減することができる。しかも、各火炎が重なり合わ
ずに独立した状態で燃焼するため、火炎の中心部でも酸
素不足になりにくく、ススの発生を抑制することができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において、前記底壁の少な
くとも最外周位置の炎孔及び前記側壁部の少なくとも最
下端位置の炎孔は、これら炎孔の軸線が略同一平面上で
それぞれ交差しない位置に設けられる、という構成を採
っている。

【０００８】なお、本明細書において、「噴霧燃焼」と
は、液体燃料を着火することによって行われる燃焼を意
味し、「気化燃焼」とは、気化した液体燃焼を空気と混
合することにより得られる混合気を着火することによっ
て行われる燃焼を意味する。

【０００９】また、本明細書において、「偏平状」と
は、平面視長方形状、同楕円状、同小判状、同菱形状、
同瓢箪形状等に例示される形状を含む概念として用いら
れ、平面視真円状、同正ｎ角形状等の形状を除く概念と
して用いられる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１１】図１には、本実施例に係る液体燃料燃焼装
置としてのバーナーの概略斜視図が示され、図２には、
図１の概略断面正面図が示されている。また、図３に
は、図１の概略平面図が示されている。これらの図にお
いて、バーナー１０は、灯油等の液体燃料を燃焼させる
燃焼部１１と、燃焼部１１の下方に設けられ、当該燃焼
部１１に空気を供給する送風機１２とを備えて構成され
ている。

【００１２】前記燃焼部１１は、外側に位置する有底状
の燃焼室外筒１４と、この燃焼室外筒１４の内側に設け
られた有底筒状の燃焼盤１５と、燃焼盤１５の内側略中
央に設けられた釣鐘型の気化筒１６と、この気化筒１６
の下方に設けられた飛散リング１８と、気化筒１６の近
傍に延びる点火装置２０とを備えて構成されている。こ
こにおいて、気化筒１６を除く燃焼盤１５の内部空間が
液体燃料を燃焼させる燃焼室２２として機能し、この燃
焼室２２は、平面視において、長手方向と短手方向を有
する略長方形状となっている。

【００１３】前記燃焼室外筒１４の底壁１４Ａの略中央
には、気化筒１６の内部に向かって延びる送風筒２４が
連設され、当該送風筒２４の下側に連なる送風機１２か
らの空気を気化筒１６の内側に送り込めるようになって
いる。前記燃焼盤１５は、燃焼室外筒１４の底壁１４Ａ
及び周壁１４Ｂよりも若干に内方に隙間を隔てて配置さ
れ、この隙間は、後述するように気化した液体燃料と空
気との混合気が通過するガス室２５となる。また、燃焼
盤１５は、底壁１５Ａと、平面視長手方向に沿う長辺側
側壁部１５Ｂと、平面視短手方向に沿う短辺側側壁部１
５Ｃとによって構成され、これら底壁１５Ａ及び各側壁
部１５Ｂ，１５Ｃには、それぞれ多数の炎孔２６Ａ，２
６Ｂ，２６Ｃが形成されている。これら各炎孔２６Ａ〜
２６Ｃは、ガス室２５からの前記混合気を燃焼室２２内
に噴出可能に設けられている。なお、図１においては、
図面の錯綜を回避するために、炎孔２６Ａ〜２６Ｃの記
載を部分的に省略することを了解されたい。なお、底壁
１５Ａの略中央には、図２に示されるように、前記送風
筒２４が通過するとともに、気化筒１６の内部の混合気
をガス室２５に送り込む穴部２７が形成されている。

【００１４】前記燃焼盤１５の底壁１５Ａと各側壁部１
５Ｂ，１５Ｃとの境界となる底部コーナー１５Ｄの近傍
に形成された炎孔２６Ａ及び炎孔２６Ｂ，２６Ｃは、図
４に示されるように、それらの軸線が略同一平面上でそ
れぞれ交差しない位置に設けられており、底部コーナー
１５Ｄにおける各炎孔２６Ａ〜２６Ｃからの火炎Ｆ１，
Ｆ２の重なり合いが阻止されるようになっている。な
お、底部コーナー１５Ｄにおける火炎Ｆ１，Ｆ２の重な
り合いを阻止できれば、底壁１５Ａの最外周位置の炎孔
２６Ａ及び各側壁部１５Ｂ，１５Ｃの最下端位置の炎孔
２６Ｂ，２６Ｃのみについて、各軸線が略同一平面上で
それぞれ交差しない位置に設けてあれば足りる。

【００１５】前記気化筒１６は、下方が開放する向き
で、燃焼盤１５の底壁１５Ａに対して隙間を隔てて配置
されており、その内側上方には、燃料供給管３２から液
体燃料が供給される燃料拡散体３３が設けられている。
これら気化筒１６及び燃料拡散体３３は、共通の回転軸
３５によって支持されており、当該回転軸３５に連なる
モータ３６によって共に回転可能となっている。燃料拡
散体３３は、その下端側に液体燃料の受け部３３Ａが設
けられており、当該受け部３３Ａで燃料供給管３２から
の液体燃料を一旦受け取るようになっている。なお、燃
料拡散体３３の上端と気化筒１６との間には、微細な隙
間Ｃ１が形成されており、これによって、燃料拡散体３
３が回転すると、燃料拡散体３３の内側の液体燃料が隙
間Ｃ１を通って外側に噴出するようになっている。前記
飛散リング１８は、気化筒１６の下側に微細な隙間Ｃ２
を隔てて配置されており、当該隙間Ｃ２から、気化筒１
６内の液体燃料が燃焼室２２に向かって噴出可能となっ
ている。

【００１６】前記送風機１２は、ここでは詳細構造を省
略するが、図示しないスイッチを投入すると、前記モー
タ３６の駆動によってファン３８が回転し、吸入した空
気を気化筒１６の内部に直接送り込めるようになってい
る。なお、送風機としては、前述した軸流式のものに限
定されずに、遠心式、斜流式、或いは横流式のもの等を
採用してもよい。また、本実施例においては、ファン３
８及び気化筒１６は、共通のモータ３６によって回転駆
動されるが、別個のモータでそれぞれを回転させてもよ
い。

【００１７】次に、本実施例に係るバーナー１０の作用
について説明する。

【００１８】先ず、図示しないスイッチを投入すると、
モータ３６が駆動し、送風機１２のファン３８が回転し
て、燃焼部１１側への空気の供給が開始するとともに、
気化筒１６及び燃料拡散体３３が同時に回転する。する
と、燃料拡散体３３の回転によって、燃料供給管３２か
ら燃料拡散体３３の受け部３３Ａに供給された液体燃料
が、その上端と気化筒１６との間に形成された微細な隙
間Ｃ１から噴出され、気化筒１６の内周を伝って飛散リ
ング１８との間に形成される隙間Ｃ２から燃焼室２２に
飛散される。この飛散された液体燃料は、点火装置２０
で着火されて噴霧燃焼が開始する。このように噴霧燃焼
が開始すると、その燃焼熱によって気化筒１６が加熱さ
れ、気化筒１６の内部の液体燃料が気化する。そして、
当該気化した燃料は、送風機１２から気化筒１６の内部
に供給された空気と混合して混合気となり、当該混合気
がガス室２５を通って燃焼盤１５の各炎孔２６Ａ〜２６
Ｃから燃焼室２２に噴出され、既に発生している噴霧燃
焼の火炎によって気化燃焼が行われる。なお、気化燃焼
時には、その燃焼熱で気化筒１６の内部の液体燃料が気
化される。

【００１９】従って、このような実施例によれば、気化
燃焼時において、燃焼盤１５の底部コーナー１５Ｄの近
傍で、底壁１５Ａ側からの火炎Ｆ１と各側壁部１５Ｂ，
１５Ｃ側の火炎Ｆ２とが重なり合わないため、燃焼盤１
５から適正距離離れた位置で火炎Ｆ１，Ｆ２の燃焼を行
うことができ、底部コーナー１５Ｄの近傍位置における
燃焼盤への熱負荷の低減を図ることができるという効果
を得る。しかも、底部コーナー１５Ｄの近傍で発生する
火炎Ｆ１，Ｆ２の中心部は酸素不足になりにくく、当該
酸素不足に伴うススの発生を防止できるという効果をも
得る。

【００２０】なお、前記実施例にあっては、燃焼室２２
の形状を平面視略長方形状としたが、本発明はこれに限
らず、平面視略小判状、同楕円状、同菱形状、同瓢箪形
状等に例示される他の平面視偏平状の燃焼室を有するバ
ーナーに適用してもよい。また、平面視略真円状等の燃
焼室を有するバーナーに適用してもよい。

【００２１】また、本発明における装置各部の構成は図
示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作
用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
気化燃焼時において、燃焼盤の底部コーナー近傍では、
底壁の炎孔で発生する火炎と側壁部の炎孔で発生する火
炎との重なり合いを防止することができ、燃焼盤への熱
負荷を低減することができるとともに、火炎の中心部で
も酸素不足になりにくく、ススの発生を抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るバーナーの概略斜視図。

【図２】図１の概略断面正面図。

【図３】図１の概略平面図。

【図４】図１の燃焼盤の底部コーナー近傍を模式的に
示した斜視図。

【図５】従来例に係るバーナーの概略断面正面図。

【図６】図５のバーナーの概略平面図。

【図７】図５の燃焼盤の底部コーナー近傍を模式的に
示した斜視図。

【符号の説明】

１０・・・バーナー（液体燃料燃焼装置）、１５・・・
燃焼盤、１５Ａ・・・底壁、１５Ｂ・・・長辺側側壁
部、１５Ｃ・・・短辺側側壁部、１５Ｄ・・・底部コー
ナー、１６・・・気化筒、２２・・・燃焼室、２６Ａ・
・・炎孔、２６Ｂ・・・炎孔、２６Ｃ・・・炎孔、Ｆ１
・・・火炎、Ｆ２・・・火炎

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に設けられた気化筒から前記燃
焼室に飛散された液体燃料を着火して噴霧燃焼を行い、
この噴霧燃焼の燃焼熱で前記気化筒を加熱することで、
当該気化筒内の液体燃料を気化し、当該気化した燃料を
有底筒状の燃焼盤の底壁及び側壁部に形成された多数の
炎孔から前記燃焼盤内に噴出させて気化燃焼を行う液体
燃料燃焼装置において、前記燃焼盤の底部コーナー近傍に位置する底壁側炎孔と
側壁部側炎孔は、それらの軸線が略同一平面上で交差し
ない位置に設けられていることを特徴とする液体燃料燃
焼装置。
【請求項２】前記底壁の少なくとも最外周位置の炎孔
及び前記側壁部の少なくとも最下端位置の炎孔は、これ
ら炎孔の軸線が略同一平面上でそれぞれ交差しない位置
に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体
燃料燃焼装置。