JP3721055B2

JP3721055B2 - 液体燃料燃焼装置

Info

Publication number: JP3721055B2
Application number: JP2000212233A
Authority: JP
Inventors: 正裕今井
Original assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Current assignee: Yamaha Living Tech Co Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002022116A

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、炎孔から噴出させる混合気の指向性を確保しつつ、当該混合気の温度低下を防止することの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、特開昭６２−２９７６０８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平面視略偏平状の燃焼室を形成する燃焼盤と、この燃焼盤の中央部に設けられた気化筒とを備えた構成が知られている。この液体燃料燃焼装置は、前記気化筒を加熱することにより、その内部に供給された液体燃料を気化させて、更に空気と混合し、当該混合気を、燃焼盤とその外側に位置する燃焼室外筒との間のガス室を経由して燃焼盤の側壁に形成された多数の炎孔から燃焼室内に噴出させることで気化燃焼を行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開昭６２−２９７６０８号公報に開示された燃焼盤の板厚が全領域で略均一に設けられる液体燃料燃焼装置では、前記混合気の温度がガス室を通過する間に下がってしまう場合がある。この場合には、当然、炎孔から噴出する混合気の温度も下がり、気化燃焼の燃焼速度が低下し、これによって、燃焼室内に形成される火炎がリフト状態となり、燃焼が不安定となってしまうという不都合がある。
このような混合気の温度低下を防止するには、燃焼盤の板厚を全体的に薄くし、燃焼室内で発生する火炎の熱をガス室内の混合気に伝熱し易くすることも考えられる。ところが、燃焼盤の板厚を全体的に薄くすると、当該燃焼盤に形成される炎孔の孔深さが浅くなってしまい、炎孔から噴出する混合気の指向性を低下させる傾向をもたらして、燃焼室内の燃焼を不安定にするという別の不都合を招来してしまう。
【０００４】
また、前記燃焼盤は、平面視において長手方向と短手方向とを有する略偏平形状となっているため、燃焼盤の側壁のうち短手方向に沿う短辺側側壁は、長手方向に沿う長辺側側壁よりも気化筒から離れており、混合気の通過経路が長いので、短辺側側壁の炎孔から噴出する混合気は、長辺側側壁の炎孔から噴出する混合気よりも温度が低下し易く、特に、短辺側側壁の近傍に形成される火炎は、長辺側側壁よりもリフト状態になり易いという不都合もある。
【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、炎孔から噴出される混合気の指向性を低下させずに、炎孔から噴出する混合気の温度低下を防止することのできる液体燃料燃焼装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、平面視略偏平状の燃焼室とした場合でも、短辺側側壁に流れる混合気の温度低下を防止することのできる液体燃料燃焼装置を提供することにある。
【０００８】
【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偏平状の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、当該気化した燃料と空気との混合気を、有底筒状の燃焼盤の外側に形成されたガス室を経て前記燃焼盤の側壁に形成された多数の炎孔から燃焼室内に噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置であって、
前記側壁は、前記長手方向に沿う長辺側側壁と、前記短手方向に沿う短辺側側壁とからなり、
前記短辺側側壁と燃焼盤の底壁とが交わる短辺側コーナー部の板厚を、前記長辺側側壁と前記底壁とが交わる長辺側コーナー部の板厚よりも薄く設定する、という構成をも採ることができる。このような構成によれば、短辺側コーナー部を流れる混合気への伝熱量を増加させることができ、短辺側側壁が長辺側側壁に比べて気化筒から離れていても、短辺側コーナー部の板厚が長辺側コーナー部の板厚よりも薄いことによって、距離的な不利益をバックアップし、これにより、混合気の温度低下を略全域で効果的に防止することができる。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
【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。
【００１２】
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、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。
【００１３】
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、図２に示されるように、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。
【００１４】
前記燃焼室外筒１４の底壁１４Ａの略中央には、図３に示されるように、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。
【００１５】
前記燃焼盤１５は、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とによって構成されており、部分的に薄肉部を有する形状となっている。すなわち、図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように、長辺側側壁１５Ｂ及び短辺側側壁１５Ｃの板厚ｔ１は、底壁１５Ａと長辺側側壁１５Ｂとが交わる長辺側コーナー部２３Ａの板厚ｔ２（同図（Ｂ））、及び底壁１５Ａと短辺側側壁１５Ｃとが交わる短辺側コーナー部２３Ｂの板厚ｔ３（同図（Ａ））よりも厚くなっている。換言すれば、各コーナー部２３Ａ，２３Ｂの板厚ｔ２，ｔ３は、各側壁１５Ｂ，１５Ｃの板厚ｔ１よりも薄く設定されている。更に、短辺側コーナー部２３Ｂの板厚ｔ３は、長辺側コーナー部２３Ａの板厚ｔ２よりも薄く設定されている。ここで、各板厚ｔ１〜ｔ３の比は、好ましくは、ｔ１：ｔ２：ｔ３＝１：０．９５：０．９程度とするとよい。なお、特に限定されるものではないが、各側壁１５Ｂ，１５Ｃの板厚ｔ１は、好ましくは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度に設定される。
【００１６】
また、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となっている。このガス室２５を経由した混合気は、燃焼盤１５の底壁１５Ａ及び各側壁１５Ｂ，１５Ｃにそれぞれ形成された多数の炎孔２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃから燃焼室２２内に噴出可能になっている。なお、図１及び図２においては、図面の錯綜を回避するために、各炎孔２６Ａ〜２６Ｃの記載を部分的或いは全体的に省略することを了解されたい。
【００１７】
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３３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１６内の液体燃料が燃焼室２２に向かって飛散可能となっている。
【００１８】
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の内部等に直接送り込めるようになっている。
【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。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。すると、噴霧燃焼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。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〜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。
【００２１】
従って、このような実施例によれば、混合気が密着するように流れる各コーナー部２３Ａ，２３Ｂの板厚ｔ２，ｔ３が相対的に薄くなっているため、気化燃焼時における燃焼室２２内の燃焼熱を、コーナー部２３Ａ，２３Ｂを介して燃焼室２２の外側のガス室２５を流れる混合気に効果的に伝熱することができ、当該混合気の温度低下を防止することができるという効果を得る。また、各側壁１５Ｂ，１５Ｃの板厚ｔ１を薄くしなくてもよいため、各側壁１５Ｂ，１５Ｃに形成された炎孔２６Ｂ，２６Ｃの孔深さが浅くならず、そこから噴出する混合気の指向性低下の虞もなく、燃焼室内における燃焼の安定化を確保できるという効果をも得る。
【００２２】
しかも、短辺側コーナー部２３Ｂの板厚ｔ３が長辺側コーナー部２３Ａの板厚ｔ２よりも薄いため、短辺側側壁１５Ｃに流れる混合気への伝熱量を多くさせることができ、長辺側側壁１５Ｂよりも気化筒１６からの距離が長く、温度が下がりやすい短辺側側壁１５Ｃに流れる混合気の温度低下も効果的に防止でき、短辺側側壁１５Ｃの炎孔２６Ｂ，２６Ｃからの混合気で形成される火炎のリフトを防止できるという効果を得る。
【００２３】
なお、ガス室内を通過する混合気の温度低下を防止できる限りにおいて、各コーナー部２３Ｂ，２３Ｃの板厚ｔ２，ｔ３を等しく設定してもよい。
【００２４】
また、ガス室内を通過する混合気の温度低下を防止できる限りにおいて、各コーナー部２３Ｂ，２３Ｃの板厚ｔ２，ｔ３を部分的に各側壁１５Ｂ，１５Ｃより薄く設定してもよい。また、各コーナー部２３Ｂ，２３Ｃの板厚を長辺側側壁１５Ｂ又は短辺側側壁１５Ｃの中央部から両端部に向かって次第に薄くなるように構成してもよい。
【００２５】
更に、前記燃焼盤１５は、各側壁１５Ｂ，１５Ｃが燃焼盤開放端側に向かって次第に拡がっているものに限らず、対向する各側壁１５Ｂ，１５Ｂ、１５Ｃ，１５Ｃ同士が平行であってもよいし、燃焼盤開放端側に向かって次第に閉じるようになっていても良い。なお、燃焼盤の各側壁１５Ｂ，１５Ｃの板厚ｔ１を、コーナー部２３Ｂ，２３Ｃ側から開放端側に向かって次第に厚くなるように構成してもよいし、各側壁１５Ｂ，１５Ｃの中央部から両端部に向かって次第に薄くなるように構成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼盤の側壁と底壁とが交わるコーナー部の板厚を側壁の板厚よりも薄く設定したから、燃焼室内の火炎の熱をガス室内の混合気に伝熱し易くすることができ、当該混合気の温度低下を効果的に防止することができる他、炎孔から噴出される混合気の指向性を低下させずに、燃焼室内の燃焼を安定させることができる。
【００２８】
また、短辺側側壁と燃焼盤の底壁とが交わる短辺側コーナー部の板厚を、前記長辺側側壁と前記底壁とが交わる長辺側コーナー部の板厚よりも薄く設定したから、短辺側側壁に沿って流れる混合気への伝熱量を増加させることができ、短辺側側壁が長辺側側壁に比べて気化筒から離れていても、距離的な不利益をバックアップし、混合気の温度低下を略全域で効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例におけ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における矢視Ａ−Ａ線縦断面図。
【図４】（Ａ）は、図２中Ｂ部の拡大図であり、（Ｂ）は、図２中Ｃ部の拡大図である。
【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、１５Ｃ・・・短辺側側壁、１６・・・気化筒、２２・・・燃焼室、２３Ａ・・・長辺側コーナー部、２３Ｂ・・・短辺側コーナー部、２５・・・ガス室、２６Ａ・・・炎孔、２６Ｂ・・・炎孔、２６Ｃ・・・炎孔

Claims

平面視で長手方向と短手方向とを有する略偏平状の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、当該気化した燃料と空気との混合気を、有底筒状の燃焼盤の外側に形成されたガス室を経て前記燃焼盤の側壁に形成された多数の炎孔から燃焼室内に噴出させて気化燃焼を行う液体燃料燃焼装置であって、
前記側壁は、前記長手方向に沿う長辺側側壁と、前記短手方向に沿う短辺側側壁とからなり、
前記短辺側側壁と燃焼盤の底壁とが交わる短辺側コーナー部の板厚を、前記長辺側側壁と前記底壁とが交わる長辺側コーナー部の板厚よりも薄く設定したことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
前記各コーナー部の板厚を前記側壁の板厚よりも薄く設定したことを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。