JP3635010B2 - 液体燃料燃焼装置 - Google Patents

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Description

【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、燃焼室内に空気を供給する送気筒からの空気によって気化燃焼時の火炎がリフトしたり、吹き消えたりすることを防止できる液体燃料燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
給湯機等に用いられる公知の液体燃料燃焼装置は、例えば、実公昭63−24328号公報に開示されるように、灯油等を燃料として燃焼させる燃焼室と、この燃焼室の中央部に設けられた気化筒と、前記燃焼室の底部に設けられて当該燃焼室内に空気を送り出す筒状の送気筒とを備え、前記気化筒の内部に液体燃料を供給して当該気化筒の下部に形成された隙間から燃料を飛散させて着火し、これによって加熱された気化筒内部の気化した燃料と空気の混合気をガス室を経由して炎孔から燃焼室内に噴出させることで気化燃焼を行う構成が知られている。ここで、前記液体燃料燃焼装置にあっては、燃焼室が平面視で長手方向と短手方向とを有する略偏平形状となっており、前記送気筒が短手方向側、すなわち、平面視で長手方向に沿う燃焼盤の長辺側側壁に沿って並設された構成が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記実公昭63−24328号公報に開示された液体燃料燃焼装置は、送気筒が燃焼盤の長辺側側壁に沿って並設されているため、送気筒から燃焼室内に供給される空気量が短手方向側に偏ってしまい、前記長辺側側壁の炎孔から噴出する火炎がリフトしたり、場合によっては吹き消えてしまうという不都合を招来する。
【0004】
また、送気筒は、気化燃焼を行うための混合気の通路となるガス室内に配置されているため、送気筒の存在が抵抗となって気化燃焼時の混合気の流れを阻害してしまい、短手方向側に位置する長辺側側壁に形成された燃焼盤の炎孔から混合気を十分に噴出させることができない。従って、長辺側側壁から噴出する火炎が小さくなり、気化筒を十分に加熱することができなくなり、供給される燃料を完全に気化できなくするという不都合も招来する。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、送気筒を通じて燃焼室内に空気を供給した際に、平面視で長手方向に沿う長辺側側壁炎孔からの火炎のリフトや吹き消えを防止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、平面視で長手方向と短手方向とを有する略扁平状の燃焼室と、この燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、当該飛散リングとの間に送気間隙を形成するように配置された送気案内リングと、前記燃焼室の外側に形成されたガス室内に配置されるともに前記送気間隙を通じて燃焼室内に空気を供給する複数の送気筒とを備え、前記気化筒から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気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼室を形成する燃焼盤の炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
前記送気筒は、平面視で前記気化筒の中心を通り、前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁と直交する仮想線上を除く位置に配置される、という構成を採っている。
このような構成によれば、短手方向側に位置する燃焼盤の長辺側側壁に最も近い空気間隙から燃焼室内に供給される空気量を少なくすることができる。従って、気化燃焼に際して、送気筒を通じて送気間隙から燃焼室内に供給される空気によって、短手方向側の燃焼盤側壁、すなわち長辺側側壁の炎孔からの火炎のリフト若しくは火炎の吹き消えを防止することが可能となる。
【0007】
また、本発明は、平面視で長手方向と短手方向とを有する略扁平状の燃焼室と、この燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、当該飛散リングとの間に送気間隙を形成するように配置された送気案内リングと、前記燃焼室の外側に形成されたガス室内に配置されるともに前記送気間隙を通じて燃焼室内に空気を供給する複数の送気筒とを備え、前記気化筒から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気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼室を形成する燃焼盤の炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
前記送気筒は、平面視で前記気化筒の中心を回動中心とし、前記気化筒の中心を通り前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁と直交する仮想線を中心とする略40度の範囲を除く位置に配置される、という構成も採用されている。
このような構成によれば、長辺側側壁に近い空気間隙から燃焼室内に供給される空気量を少なくすることができる他、前記ガス室内で短手方向に向かう混合気の流れを阻害しないので、前記長辺側側壁の炎孔からの火炎を大きくすることができる。従って、送気間隙を通じて燃焼室内に供給される空気の影響を受け難くなり、火炎のリフト、吹き消えを防止することができる。しかも、このような大きな火炎は気化筒を十分に加熱することにもなる。
【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の概略平面図が示されている。また、図3には、図2のA−A線矢視断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、この燃焼部11の下方に設けられるとともに、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各筒状の燃焼室外筒14と、この燃焼室外筒14の内側に設けられた有底角筒状の燃焼盤15と、当該燃焼盤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の下部に、当該気化筒16との間に微細な隙間C1を形成するように配置されて液体燃料を噴出可能とする飛散リング18と、当該飛散リング18との間に送気間隙Sを形成する送気案内リング19と、前記気化筒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とを有する略長方形状となっている。
【0013】
前記燃焼室外筒14における底壁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が連設されている。また、送風筒24の基部外周側には、燃焼室外筒14の底壁14Aと燃焼盤15の底壁15Aとを貫通して前記送気間隙Sに空気を供給する管状の送気筒23が気化筒16回りに設けられ、これら送風筒24及び送気筒23には、下方に配置された送風機12によって空気が送り込まれるようになっている。
【0014】
前記送気筒23は、図4に示されるように、後述するガス室内において、気化筒16回りの六箇所に設けられている。これら送気筒23は、相互に略同一の流路断面積を備えているとともに、各中心軸が、気化筒16と略同心円上に位置するように設けられている。これら送気筒23は、平面視で気化筒16の中心Pを通り、前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁をなす長辺側側壁15Bと直交する仮想線としての中心線L上を除く位置に配置されている。すなわち、前記送気筒23は、平面視で前記気化筒16の中心Pを回動中心とし、前記気化筒16の中心Pを通り前記長辺側側壁15Bと直交する中心線Lを中心とする略40度の範囲を除く位置に配置されている。
【0015】
前記燃焼盤15は、前記底壁15Aと、平面視長手方向に沿う長辺側側壁15Bと、平面視短手方向に沿う短辺側側壁15Cとにより構成されている。これら底壁15A及び各側壁15B,15Cは、前記燃焼室外筒14の底壁14A及び周壁14Bよりも若干内方に隙間を隔てて配置され、この隙間が、気化した液体燃料と空気との混合気を通過させるガス室25として構成されている。また、底壁15A及び各側壁15B,15Cには、前記ガス室25からの混合気を燃焼室22内に噴出可能とする多数の炎孔26A,26B,26Cがそれぞれ形成されている。なお、図面を見易くするため、図1では一部の炎孔26A〜26Cのみが示され、図2では全ての炎孔が省略されている。
【0016】
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、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に設けられている。
【0017】
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、当該受け部33Aで燃料供給管32からの液体燃料を受け取るようになっている。この燃料拡散体33の上端と気化筒16との間には、微細な隙間C2が形成されており、気化筒16と共に燃料拡散体33が回転したときに、燃料拡散体33の内側の液体燃料が隙間C2を通って外側に噴出するようになっている。
【0018】
なお、前記送風機12は、前述したモータ36の駆動によってファン38が回転可能とされ、このファン38の回転によって吸入した外気を気化筒16の内部に送り込めるようになっている。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38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。
【0019】
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。
【0020】
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。そして、燃料供給管32から燃料拡散体33の受け部33Aに液体燃料が供給される。この供給された液体燃料が燃料拡散体33の回転によって燃料拡散体33の上端と気化筒16との間に形成された微細な隙間C2から噴出され、更に、気化筒16の内周を伝って飛散リング18との間に形成された隙間C1から液体燃料が燃焼室22に飛散される。この飛散された液体燃料が、点火装置20で着火され噴霧燃焼が行われる。
【0021】
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されて混合気となり、当該混合気がガス室25を通って燃焼盤15の各炎孔26A〜26C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。
【0022】
送風機12からの空気は、送気間隙Sを通って燃焼室22に直接供給され、これによって、燃焼室22内の火炎温度を下げ、燃焼に伴って発生する窒素酸化物(NOx)の生成量を低減することができるとともに、空燃比を部分的に調整することができる。この際、前述した40度の範囲内に送気筒23が配置されていないことで、気化筒16と、これに対向する長辺側側壁15Bの中央部分との間における燃焼室22の領域に対して送気筒23を通じた送気間隙Sからの空気噴出量が他の領域に比べて少なくなり、これにより、火炎のリフトや吹き消えが防止される。
【0023】
また、ガス室25内において、前記40度の範囲内では、長辺側側壁15B側に向かって流れる混合気の流れは妨げられないため、長辺側側壁15Bの中央部分から多くの混合気を噴出することとなる。従って、前記中央部分で発生する火炎が大きくなるとともに、送気筒23を通じた送気間隙Sからの空気の影響を受けにくくなって火炎のリフトや吹き消えが防止される。更に、気化筒16の近傍となる前記領域内の火炎が大きくなることから、気化燃焼時における気化筒16の加熱も効果的に行われる。
【0024】
なお、前記実施例においては、送気筒23が、気化筒16の中心Pを通る燃焼盤長手方向の中心線Lを中心として各20度、合計40度の範囲の外側に隣接した位置に配置されている場合を図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記気化筒13の中心を通る短手方向の中心線上に開放しない配置であれば、前記角度40度よりも小さな角度範囲に送気筒23を設けることも可能である。
【0025】
また、前記送気筒23の数も限定されるものではなく、前述した条件を満たす限りにおいて、実施例構成よりも多く或いは少ない送気筒を設けることができる。更に、送気筒23を円筒状にする必要はなく、例えば、角筒状等としてもよい。
【0026】
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。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送気筒が、平面視で前記気化筒の中心を通り、前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁と直交する仮想線上を除く位置に配置されているため、短手方向側に位置する燃焼盤の長辺側側壁に最も近い空気間隙から燃焼室内に供給される空気量を少なくすることができる。そのため、気化燃焼に際して、送気筒を通じて送気間隙から燃焼室内に供給される空気によって長辺側側壁からの火炎のリフト若しくは火炎の吹き消えを防止することが可能となる。
【0028】
また、平面視で前記気化筒の中心を回動中心とし、前記気化筒の中心を通り前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁と直交する仮想線を中心とする略40度の範囲を除く位置に送気筒を配置した構成では、ガス室内で短手方向に向かう混合気の流通の妨げとなるものがなく、長辺側側壁の炎孔からの火炎を大きくすることができる。これにより、送気間隙を通じて燃焼室内に供給される空気の影響を受け難くなり、火炎のリフト、吹き消えを防止することができ、且つ、大きな火炎によって気化筒を十分に加熱することも可能となり、気化効率を向上させることができる。
【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の概略平面図。
【図3】図2の矢視A−A線に沿う断面図。
【図4】燃焼盤の概略平面図。
【符号の説明】
10・・・バーナー(液体燃料燃焼装置)、15・・・燃焼盤、15B・・・長辺側側壁、15C・・・短辺側側壁、16・・・気化筒、18・・・飛散リング、19・・・送気案内リング、22・・・燃焼室、23・・・送気筒、25・・・ガス室、26A,26B,26C・・・炎孔、S・・・送気間隙

Claims (2)

  1. 平面視で長手方向と短手方向とを有する略扁平状の燃焼室と、この燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、当該飛散リングとの間に送気間隙を形成するように配置された送気案内リングと、前記燃焼室の外側に形成されたガス室内に配置されるともに前記送気間隙を通じて燃焼室内に空気を供給する複数の送気筒とを備え、前記気化筒から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気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼室を形成する燃焼盤の炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
    前記送気筒は、平面視で前記気化筒の中心を通り、前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁と直交する仮想線上を除く位置に配置されていることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
  2. 平面視で長手方向と短手方向とを有する略扁平状の燃焼室と、この燃焼室内に配置された気化筒の下部に設けられて液体燃料を燃焼室内に飛散させる飛散リングと、当該飛散リングとの間に送気間隙を形成するように配置された送気案内リングと、前記燃焼室の外側に形成されたガス室内に配置されるともに前記送気間隙を通じて燃焼室内に空気を供給する複数の送気筒とを備え、前記気化筒から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気化筒を加熱することで当該気化筒内に供給される液体燃料を気化し、当該気化した燃料を前記燃焼室を形成する燃焼盤の炎孔から噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置において、
    前記送気筒は、平面視で前記気化筒の中心を回動中心とし、前記気化筒の中心を通り前記燃焼盤短手方向の燃焼盤側壁と直交する仮想線を中心とする略40度の範囲を除く位置に配置されていることを特徴とする液体燃料燃焼装置。
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